YQ-注塑模具设计-各类计算公式

注塑模具设计标准
QR-ZY-GC-001 版本 2015
一：关于司筒（推管）、顶针（推杆）的强度计算
1：压曲负载 F[kgf]的计算 顶针的压曲强度计算通常利用欧拉公式： F=n×π2×A×E×( K )2
L
2:压缩负载 F1[kgf]的计算： 压缩负载是指熔融状树脂在填充，保压时施加到顶针上的负载。 F1=p×A n：支承条件常数 直杆时：n=4 台阶时：n=2.05 A:截面积[单位 mm] 圆截面：
π ×d2 4 π 环形截面： ×（d2-d12） 4
E:纵向弹性模量：21000[kgf/mm2]=2.1×105MPa=2.1×106 kgf/cm2 K:截面惯性半径 圆截面 环形截面 K=
I / A (mm)
K=d/4(mm) K=√d2+d12/16 (mm)
I: 截面惯性矩[mm4] 圆截面： 环形截面：
π ×d4 64 I= π ×（d4-d14） 64
I=
P: 型腔内压强[kgf/mm2] 3: 安全率的计算：
1
S=
F >1 F1

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二：关于悬臂梁结构的最大挠度（δmax）计算公式 1：型芯前端有集中负载 δmax=Fl3/3EI δmax：最大挠度（cm） F: E: I: 集中负载（kgf/cm2） 纵向弹性模量 截面抗弯惯量（cm4)[惯性矩]
F
l
此公式同样可以计算斜顶杆的直径
注：δ：斜顶杆变形量（cm）；F：斜
顶头的重力（kgf）；E：纵向弹性模量 2.1x106（kgf/cm2）；I：截面抗弯 惯性矩（cm4）。
2：型芯侧面有均布负载 δmax=ql4/8EI q: E: I: = Fl3/8EI q×l=F δmax：最大挠度（cm） 均布负载（kgf/cm）； l 指型芯悬于模板的长度 纵向弹性模量 截面抗弯惯量（cm )[惯性矩]
4
q
l
实际上，熔化树脂会瞬间流向型芯的周围，因此只受单方向压力作用的可 能性极小。 对于细长的型芯等，因浇口位置因素，也会受到类似假定（ 1）或（2）过 程的压力。 型芯受到的载荷有：腔体的注塑压力和承载在其上物体的重量。
2

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3：动模模板的挠度计算
5 * P * b * L4 δ max = 32 * E * B * h 3
δmax：最大挠度（mm）
1MPa=10 kgf/cm2=0.1kgf/mm2 B: 模板宽度（模板长度）（mm） P: 定模（前模）内压强（kgf/cm2） L: 垫板内侧间隙[（mm）（跨度）] h: 支承板厚度（mm） E：钢材的纵向弹性模量（kgf/cm2）【2100000kgf/cm2】
P
2
)
δmax h L
投影面积
b
B
l
3

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4：前模模板（A 板）底部厚度计算
' 4 C * P * a h=3 1）： E * δ max
h: 模板（A 板）底部厚度（mm）
1MPa=10 kgf/cm2=0.1kgf/mm2 a：模板（A 板）开框深度（mm） P: 定模（前模）内压强（kgf/cm2） δmax：最大挠度（mm）【0.01-0.05】 C'：为 l
b 之比所决定的系数值
l : 前模板（A 板）开框的长边 b : 前模板（A 板）开框的短边 E：钢材的纵向弹性模量（kgf/cm2）【2100000kgf/cm2】
2）：简单的估算方法（对于四面滑块模具再具体分析计算）
公式 h = λ (
a A+ B ) * [ω ] ； [ω ] = (W 1 + W 2) / 2 10
；如表：
4

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四、加热的计算公式
1、加热计算公式：
P m P= θ θ ） mC P ( 2 ? 1 3600 ηt -- 加热模具所需的总功率，KW -- 模具的质量，Kg
-- 模具材料的定压比热容，KJ/Kg·K
电加热装置 加热模具的 总功率的理
Cp θ1
-- 模具初始温度，°C 论计算
θ2 -- 模具要求加热后的温度，°C η --加热元件的效率，约 0.3~0.5 t -- 加热时间，h
2、近似计算： 加热模具所需的电功率(P)可按模具的重量(m)近似计算： P=0.24m(T2-T1)；其中：T2-T1—模具加热前后的温度差。 3、经验法： 可以根据加热方式和模具的大小，采用下面经验数据计算单位质量模 具的电加热功率 Pu ① 电热环加热 小型模具：Pu=40W／kg； 大型模具：Pu=60W／kg； ② 电热棒加热 小型模具(40kg 以下)：Pu=35W／kg； 中型模具(40～100kg)；Pu=30W／kg； 大型模具(100kg 以上)：Pu=20W／kg。
5
。

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五、冷却回路的尺寸确定（计算）：
1、所需冷却水体积的计算：
式中：V -----所需冷却水的体积流量，m3/min； G ----- 单位时间内注入模具内塑料熔体的质量，kg/h； △i ----- 成型时单位质量塑料释放的热量（查表 5-1），J/kg； C ----- 冷却水的比热容，J/（kg．K）； ρ ----- 冷却水的密度，kg/m3； t1 ----- 出口处冷却水的温度，°C； t2 ----- 入口处冷却水的温度，°C；
表 5-1 常用塑料在凝固时所放出的热焓量 （KJ／kg）
求出所需冷却水体积后，可根据处于湍流状态的流速、流量与管道直 径的关系，确定模具上的冷却水道孔径。
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2、冷却水孔直径的确定 表 5-2 冷却流道的稳定湍流速度、流量、流道直径
注：在 Re=10000 和水温 10°C 的条件下(Re 为雷诺系数)。
一般水孔直径可根据塑件的平均壁厚来确定。平均壁厚为 2mm 时，水道直径可取 10～ 14mm。 无论多大的模具，水孔的直径不能大于 14mm，否则冷却水难以处于最佳流动状态，以 致降低热交换效率。 3、冷却水道导热总面积的计算
式中：A -----冷却水道导热总面积，m2； G ----- 单位时间内注入模具内塑料熔体的质量，kg/h； △i ----- 成型时单位质量塑料释放的热量（查表 5-1），J/kg； α ----- 冷却水的导热率。在成型模板钻孔加工冷却通道时，取α =0.64；在模具垫板 钻孔加工冷却通道时，取α =0.5；当镶嵌铜管冷却通道时，取α =0.1； TW ----- 模具成型零件表面温度，°C； TQ ----- 冷却水的平均温度，°C。
4、冷却水道总长度的计算 由 A =πdL ，则：
L=
1000 A πd
式中：L -----冷却水道总长度，m； A ----- 冷却水道导热总面积，m2； d ----- 冷却水道直径，mm；
5、冷却水道数目的计算
由于受模具尺寸的限制，每根水路的长度由模具尺寸决定。设每条水 路的长度为 l，则冷却水道的数目 n＝L/l。
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六、关于滑块辅件尺寸的确定（计算）：
1、弹簧直径的确定
●
模具在生产过程中开模时，向天侧或斜上方运动的滑块，滑块抽出 后弹簧的弹力取滑块重量的 1.5~2 倍。
2、斜导柱直径的确定
斜导柱的选用见表 2：
（由于产品对滑块包紧力很难计算和标准化，则按下简化） 表2 滑块重与斜导柱直径的关系 滑块重 Kg 斜导柱直径 mm ≤2 12 ≤6 16 ≤12 20 ≤22 25 ≤40 30 ≤60 35 ≤80 40 ≤100 50
a)当滑块重大于 100Kg 时，斜导柱直径 d=10 b)当滑块用两支斜导柱时，斜导柱直径 d=7
(mm)(W：滑块重 Kg)。 (mm)。
3、滑块锁紧块（压座）及刚度的计算如表所示
计 算 公 式 结 构 简 图 ≥ ×× ≥ ×× ≥ ×
［δ］
［δ］
［δ］
：锁紧块受力中点处的厚度 ：锁紧块承受的侧向力 说 ：锁紧块受力长度 ，≥ 。 明 ：锁紧块的宽度 ：弹性模量，一般为 ［δ］：锁紧块允用弹性变形量 ：滑块上塑料在抽芯方向上的垂直投影 面积
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