攝像頭底座注塑模具設(shè)計(jì)【16張CAD圖紙+PDF圖】

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2011年6月5日1.塑件材料的成型特性與工藝參數(shù)本章著重介紹塑料成型的工藝特點(diǎn)以及塑件的工藝要求，塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的知識。為后面幾章的模具設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。對零件的分析得塑件材料取PE（聚乙烯）。1.1塑件材料的特性聚乙烯無臭，無毒，手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達(dá)-70-100)，化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸)，常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，但由于其為線性分子可緩慢溶于某些有機(jī)溶劑，且不發(fā)生溶脹，電絕緣性能優(yōu)良；但聚乙烯對于環(huán)境應(yīng)力(化學(xué)與機(jī)械作用)是很敏感的，耐熱老化性差。1.2 成型特性PE（聚乙烯）注塑成型工藝根據(jù)材料的特性和供料情況，一般在成型前應(yīng)對材料的外觀和工藝性能進(jìn)行檢測。供應(yīng)的粒料往往含有不同程度的水分、熔劑及其它易揮發(fā)的低分子物，特別是具有吸濕傾向的PE含水量總是超過加工所允許的限度。因此，在加工前必須進(jìn)行干燥處理，并測定含水量。在高溫下PE的水分含量要求在5以下，甚至23，因此常用真空干燥箱在7590干燥2小時(shí)。已經(jīng)干燥的材料必須妥善密封保存，以防材料從空氣中再吸濕而喪失干燥效果，為此采用干燥室料斗可連續(xù)地為注塑機(jī)提供干燥的熱料，對簡化作業(yè)、保持清潔、提高質(zhì)量、增加注射速率均為有利。干燥料斗的裝料量一般取注塑機(jī)每小時(shí)用料量的2.5倍。對于某些包膠注塑的應(yīng)用，使用聚乙烯(PE)載色劑可能會(huì)對與基體的粘接力產(chǎn)生不利的影響。新購進(jìn)的注塑機(jī)初用之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時(shí)，都需要對注塑機(jī)機(jī)筒進(jìn)行清洗或拆洗。清洗機(jī)筒一般采用加熱機(jī)筒清洗法。清洗料一般用塑料原料（或塑料回收料）。在加工注塑過程中，溫度的設(shè)定是否準(zhǔn)確是制品外觀和性能好壞的關(guān)鍵。下面是進(jìn)行PE加工注塑時(shí)溫度設(shè)定的一些建議。進(jìn)料區(qū)域的溫度應(yīng)設(shè)定得相當(dāng)?shù)停员苊膺M(jìn)料口堵塞并讓夾帶的空氣逸出。當(dāng)使用色母料時(shí)為了改善混合狀態(tài)，應(yīng)將過渡區(qū)域的溫度設(shè)定在色母料的熔點(diǎn)以上。離注塑噴嘴最近區(qū)域的溫度應(yīng)該設(shè)定得接近于所需的熔體溫度。所以，經(jīng)過測試，通常PE產(chǎn)品在各個(gè)區(qū)域溫度的設(shè)定范圍分別是：料筒為160攝氏度到210攝氏度，噴嘴為150攝氏度到170攝氏度。模具溫度應(yīng)該設(shè)定高于注塑區(qū)的冷凝溫度，這將能避免水分對模具的污染以致制品表面出現(xiàn)的條紋。較高的模具溫度通常會(huì)導(dǎo)致較長的循環(huán)周期，但它能改進(jìn)焊接線和制品的外觀效果,所以，模具溫度的范圍應(yīng)設(shè)計(jì)定在33到65之間。在制品填充模具型腔的過程中，如果制品的填充性能不好，就會(huì)發(fā)生壓力降低過大、填充時(shí)間過長、填充不滿等等情況，從而使制品存在質(zhì)量問題。為了提高制品在成型時(shí)的填充性能，改善成型制品的質(zhì)量，一般可以從下列幾個(gè)方面來考慮：1）改變澆口位置；2）改變注射壓力；3）改變零件的幾何形狀。通常將注射壓力的控制分成為一次注射壓力、二次注射壓力（保壓）或三次以上的注射壓力的控制。壓力切換時(shí)機(jī)是否適當(dāng)，對于防止模內(nèi)壓力過高、防止溢料或缺料等都是非常重要的。模制品的比容取決于保壓階段澆口封閉時(shí)的熔料壓力和溫度。如果每次從保壓切換到制品冷卻階段的壓力和溫度一致，那么制品的比容就不會(huì)發(fā)生改變。在恒定的模塑溫度下，決定制品尺寸的最重要參數(shù)是保壓壓力，影響制品尺寸公差的最重要的變量是保壓壓力和溫度。例如：在充模結(jié)束后，保壓壓力立即降低，當(dāng)表層形成一定厚度時(shí)，保壓壓力再上升，這樣可以采用低合模力成型厚壁的大制品，消除塌坑和飛邊。保壓壓力及速度通常是塑料充填模腔時(shí)最高壓力及速度的5065，即保壓壓力比注射壓力大約低0.60.8MPa。由于保壓壓力比注射壓力低，在可觀的保壓時(shí)間內(nèi)，油泵的負(fù)荷低，固油泵的使用壽命得以延長，同時(shí)油泵電機(jī)的耗電量也降低了。采用預(yù)先調(diào)節(jié)好一定的計(jì)量，使得在注射行程的終點(diǎn)附近，螺桿端部仍殘留有少量的熔體（緩沖量），根據(jù)模內(nèi)的填充情況進(jìn)一步施加注射壓力（二次或三次注射壓力），補(bǔ)充少許熔體。這樣，可以防止制品凹陷或調(diào)節(jié)制品的收縮率。 冷卻時(shí)間主要取決于熔體溫度、制品的壁厚和冷卻效率。此外，物料的硬度也是一個(gè)因素。與很軟的品種比較，較硬的品種在模具內(nèi)將較快地凝固。如果從兩側(cè)進(jìn)行冷卻，那么每0.100 壁厚所需的冷卻時(shí)間通常將是大約10到15秒。包膠方式的制品將需要較長的冷卻時(shí)間，因?yàn)樗鼈兛梢酝ㄟ^較小的表面積而有效地冷卻。每0.100壁厚所需的冷卻時(shí)間將是大約15到25秒。 1 塑料成型不完整（1）進(jìn)料調(diào)節(jié)不當(dāng)，缺料或多料。（2）注射壓力太低，注射時(shí)間短，柱塞或螺桿退回太早。（3）注射速度慢。（4）料溫過低。2 溢料（飛邊）（1）注射壓力過高或注射速度過快。（2）加料量過大造成飛邊。（3）機(jī)筒、噴嘴溫度太高或模具溫度太高都會(huì)使塑料黏度下降，流動(dòng)性增大，在流暢進(jìn)模的情況下造成飛邊。3燒焦暗紋（1）機(jī)筒、噴嘴溫度太高。（2）注射壓力或預(yù)塑背壓太高。（3）注射速度太快或注射周期太長。 4 銀紋、氣泡和氣孔（1）料溫太高，造成分解。（2）注射壓力小，保壓時(shí)間短，使熔料與型腔表面不密貼。（3）注射速度太快，使熔融塑料受大剪切作用而分解，產(chǎn)生分解氣；注射速度太慢，不能及時(shí)充滿型腔造成制品表面密度不足產(chǎn)生銀紋。（4）料量不足、加料緩沖墊過大、料溫太低或模溫太低都會(huì)影響熔料的流動(dòng)和成型壓力，產(chǎn)生氣泡。（5）螺桿預(yù)塑時(shí)背壓太低、轉(zhuǎn)速太高，使螺桿退回太快，空氣容易隨料一起推向機(jī)筒前端。1.3工藝參數(shù)溫度設(shè)定進(jìn)料區(qū)域的溫度應(yīng)設(shè)定得相當(dāng)?shù)?，以避免進(jìn)料口堵塞并讓夾帶的空氣逸出。當(dāng)使用色母料時(shí)為了改善混合狀態(tài)，應(yīng)將過渡區(qū)域的溫度設(shè)定在色母料的熔點(diǎn)以上。離注塑噴嘴最近區(qū)域的溫度應(yīng)該設(shè)定得接近于所需的熔體溫度。所以，經(jīng)過測試，通常PE產(chǎn)品在各個(gè)區(qū)域溫度的設(shè)定范圍分別是：料筒為160210，噴嘴為150170，模具溫度的范圍應(yīng)設(shè)計(jì)定在4060之間。保壓壓力及速度通常是塑料充填模腔時(shí)最高壓力及速度的5065，即保壓壓力比注射壓力大約低0.60.8MPa。螺桿速度范圍為每分鐘50150轉(zhuǎn)。背壓的正常設(shè)定范圍是50150 psi。當(dāng)混合色母料時(shí)，應(yīng)采用較高的背壓以達(dá)到最佳的分散狀態(tài)。螺桿選擇由于PE兼具有很好的特性，一般注塑螺桿選擇通用型即可，壓縮比不宜太大；如果產(chǎn)品要求不高，也可選擇類似PVC用的螺桿1.4塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性 要想獲得合格的塑料制件，除選擇合理的塑件材料外，還必須考慮塑件的結(jié)構(gòu)工藝性。塑件的 結(jié)構(gòu)工藝性與模具設(shè)計(jì)有直接關(guān)系，只有塑件設(shè)計(jì)滿足成型工藝要求， 才能設(shè)計(jì)出合理的模具結(jié)構(gòu)。一、 尺寸及精度塑件尺寸的大小取決于塑料的流動(dòng)性。在注射成型中，薄壁塑件的尺寸不能設(shè)計(jì)的過大。塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度，及所獲得塑件尺寸的準(zhǔn)確度。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，結(jié)合表3-9（參一）初步選定該零件的三個(gè)表面的精度分別為4、5、6級。二、 表面粗糙度塑件的外觀要求越高，表面粗糙度應(yīng)越低。一般模具表面粗糙度,要比塑件的要求低12級。塑件的表面粗糙度一般為Ra 0.83.2m。三、 形狀塑件的內(nèi)外表面形狀應(yīng)盡可能保證有利于成型。四、 斜度為了便于從塑件中抽出型心或從型腔中脫出塑件，防止脫模時(shí)拉傷塑件，在設(shè)計(jì)時(shí)必須使塑件內(nèi)外表面沿脫模方向留有足夠的斜度，由于本次設(shè)計(jì)所選材料為PE，內(nèi)外面均取拔模斜度為1。五、 壁厚塑件的壁厚對塑件的質(zhì)量有很大的影響，塑件壁厚盡可能均勻。本次設(shè)計(jì)的壁厚非均勻，且滿足塑件的最小厚度。六、 圓角塑件除了使用上要求采用尖角外，其余所有轉(zhuǎn)角處均應(yīng)盡可能采用圓角過渡。1.5塑件在模具中的位置一、 型腔數(shù)量及排列方式塑件的設(shè)計(jì)已完成，根據(jù)塑件品種，形狀及尺寸分析，塑件的材料、形狀尺寸于澆口的位置和形狀有關(guān)，同時(shí)也對分型面和脫模位置有影響，此外質(zhì)量控制要求，塑件的成本，注射機(jī)技術(shù)規(guī)范對型腔均有影響，本次設(shè)計(jì)選定一模一腔。二分型面的設(shè)計(jì) 1、分型面設(shè)在零件開口最大輪廓處2、分型面設(shè)在零件開口處以使塑件開模以后留在動(dòng)模。便于順利脫模3、在分型面上設(shè)有1左右的拔模斜度，可以保證塑件外觀質(zhì)量和塑件精度要求2.模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1型腔數(shù)目的確定由于該塑件尺寸不大，而且成規(guī)則的圓柱體，只能采用一模四腔生產(chǎn)模具可保證塑件的表面的粗糙度和質(zhì)量，又能達(dá)到制件的最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。2.2分型面的設(shè)計(jì)分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切的關(guān)系，并且直接影響到塑料熔體的流動(dòng)充填特性及塑件的脫模，因此分型面的選擇是注塑模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵選擇分型面應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則： a、分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。b、確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模；c、保證塑件的精度要求；d、滿足塑件外觀質(zhì)量的要求；e、便于模具的加工與制造；f、對成型面積的影響；g、排氣的效果的考慮；h、對側(cè)向抽芯的影響。注射模一般的有一個(gè)分型面，有的有兩個(gè)分型面。分型面的形狀分為：平直分型面，傾斜分型面，階梯分型面，曲面分型面，復(fù)合分型面。在這里考慮到塑件分型面選在塑件外形最大輪廓處，要保證有利的留模方式，要便于塑件順利脫模，保證塑件的精度要求，便于模具加工，脫模，采用平直分型面。如圖； 2.3注射機(jī)的選定以鎖模力為技術(shù)參數(shù)，必須大于模具在開模方向的投影面積上的總注射力。P=PB x KC x KS式中 P-型腔內(nèi)注射壓力 MpaPB-基本壓力 MpaKC-材料系數(shù)，TRP材料取KC=1.15KS-塑料復(fù)雜系數(shù)，KS=11.5。螺桿（柱塞）直徑（毫米）42噴嘴球半徑（毫米）12孔直徑（毫米）4注射容量（厘米或克）125定位孔直徑（毫米）100注射壓力1190頂出中心孔徑（毫米）兩側(cè)孔徑（毫米）22孔距（毫米）230鎖模力（10）450模具厚度（毫米）最大300最小200最大注射面積（厘米）320模板厚度（毫米）300PB與塑件平均壁厚T，進(jìn)澆口流程長度L的流程比L/T有關(guān)，本塑件T=4mm，在這里直澆口，估算L=100mm，故L/T=33，PB=32MPa，由于該塑件簡單，取KS=1，則：P=32 1.15 1=36.8 MPa鎖模力為；F=1.5PA0.1式中；F-所需的鎖模力 KNP-型腔內(nèi)注射壓力A-塑件投影面積，A=660510=336600F=1.536.83366000.1=185.803 KN所以選用臥式XS-ZY-125 型號國產(chǎn)注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下：XS-ZY-125型注射機(jī)技術(shù)參數(shù)2.4主流道的設(shè)計(jì) 主流道的設(shè)計(jì)參考教材塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)P114表5-2主流的部分尺寸：查教材塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)P103表4.2常用熱塑性塑料注射機(jī)型號和主要技術(shù)規(guī)格XS-ZY-125：噴嘴球半徑=12；主流道小端直徑=6。則主流道小端直徑d=6+1=7; 球面配合高度h取10； 主流道錐角取30；主流道球面直徑SR=12+8=20; L和D還待定。因?yàn)槎０搴穸群蛣?dòng)模底板總長為120，所以澆口套L=120mm。經(jīng)計(jì)算d=2+1=3mm。2.5 澆口的設(shè)計(jì)。因?yàn)樵撍芗怯靡荒?件型腔模，而且塑件表面粗糙度要求較高，澆口開在成型件的底部,才用邊緣型澆口,如下圖所示。2.6澆口位置的選擇 澆口的形式很多，但無論采取什么形式的澆口，其開設(shè)的位置對塑件的成型性能及成型質(zhì)量影響都很大。在模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，它一般根據(jù)下述幾項(xiàng)原則來參考：a、 盡量縮短流動(dòng)距離b、 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁最厚處c、 避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷d、 考慮分子定向的影響e、 減少或避免熔接痕提高熔接強(qiáng)度f、 應(yīng)有利于型腔中氣體的排除g、 不在承受彎曲或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口h、 澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件外觀質(zhì)量綜合以上原則和塑件形狀及技術(shù)要求決定將澆口設(shè)置在塑件底部。2.7 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì)冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入行腔。為了使料流的流動(dòng)性更好，在模具內(nèi)溫度更均勻.2.8排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 當(dāng)塑料溶體填充型腔時(shí)，必須將型腔內(nèi)和澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體順利排出模外。如果型腔內(nèi)因各種因素沒有將產(chǎn)生的氣體排除干凈，塑件就會(huì)形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及填充缺料的成型缺陷，另外氣體受壓，體積縮小會(huì)產(chǎn)生高溫將導(dǎo)致素件局部碳化或燒焦，同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度。因此必須考慮排氣問題，注射模成型時(shí)排氣通常用如下三種方式進(jìn)行：a、利用配合間隙排氣b、在分型面上開設(shè)排氣槽排氣c、利用排氣塞排氣本塑件可在分型面上開設(shè)排氣槽。，不必專門開設(shè)排氣系統(tǒng)。2.9溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)無論什么塑料進(jìn)行注射成型，均有一個(gè)比較適宜的模具溫度范圍，在此模具溫度范圍內(nèi)，塑料熔體的流動(dòng)性好，容易充滿型腔，塑件脫模后收縮和翹曲變形小，形狀與尺寸穩(wěn)定，力學(xué)性能以及表面質(zhì)量較高。為了使模溫控制在一理想的范圍內(nèi)，現(xiàn)設(shè)計(jì)一模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。由于本次設(shè)計(jì)的塑料PE黏度和流動(dòng)性大，模溫為80100，故無須設(shè)計(jì)加熱系統(tǒng)，只需設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)以確保合理的模溫。常用的冷卻方法有水冷卻、空氣冷卻和油冷卻，本設(shè)計(jì)采用水冷卻，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。（1）冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與常見冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則為：a） 冷卻水道應(yīng)盡量多b） 冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等c） 澆口出加強(qiáng)冷卻d） 冷卻水道、入口溫差應(yīng)盡量小e） 冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置此外，冷卻水道的設(shè)計(jì)還必須盡量避免接近塑件的溶接部位以免產(chǎn)生溶接痕，降低塑件強(qiáng)度；（2）冷卻系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的確定塑件的形狀是變化萬千的，因此對于不同的塑件，冷卻水道的位置形狀也不一樣。本塑件為深型腔塑件，凸凹模設(shè)置直通冷卻水道。如圖:3.成型零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 成型零件決定塑件的幾何行狀和尺寸。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑料間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。3.1成型零件的設(shè)計(jì)為了提高零件的加工效率，裝拆方便，保證型腔形狀，采用整體形式.凸模采用整體中嵌入式凸模結(jié)構(gòu)。凸模鑲塊與凸模板間的配合用。影響成型零件的尺寸因素有：1）塑件的收縮率其值為s=（Smax-Smin ）Ls; 式中 s-塑料收縮率波動(dòng)所引起的塑件尺寸誤差；Smax-塑料的最大收縮率；Smin-塑料的最小收縮率；Ls -塑件的基本尺寸。2）模具成型零件的制造誤差參考塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)P所列出的經(jīng)驗(yàn)值，成型零件的制造公差約占塑件總公差的-,或取IT7-IT8級作為模具制造公差。模具成型零件制造公差用z表示。這里取z=0.05收縮率的波動(dòng)引起塑件尺寸誤差隨塑件的尺寸增大而增大。在計(jì)算成型零件時(shí)，所用到的收縮率均用平均收縮率來表示= 100%式中 -塑件的平均收縮率；Smax-塑料的最大收縮率；Smin-塑料的最小收縮率。第一類尺寸：型腔尺寸的計(jì)算計(jì)算公式參考教材P151式（5-18）：（）=(1+ )LS-(0.50.75) 式中 -表示塑料的平均收縮率；(=0.55%)LS-表示塑件的基本尺寸；-表示塑件尺寸的公差；Z-取/3。當(dāng)制件的尺寸較大、精度級別較底時(shí)式中取0.5，當(dāng)精度級別較高時(shí)式中取0.75。本塑件為殼體配件其精度要求不高，故在本設(shè)計(jì)中取0.5。第一類型腔尺寸的計(jì)算 68尺寸的計(jì)算：查教材P66表3-8該尺寸的公差為=1.56。利用公式(LM) =(1+ )LS-0.75 =(1+0.55%)68-0.751.6 0+0.035=67.45 0+0.035mm66尺寸的計(jì)算：查教材P66表3-8該尺寸的公差為=1.50。(LM) =(1+ )LS-0.75 =(1+0.55%)66-0.751.5 0+0.25=65.23 0+0.25mm第二類型芯尺寸的計(jì)算：（1）尺寸為1.44的計(jì)算：查教材P66表3-18該尺寸的公差為=1.6。利用公式(Lm)z =(1+ )LS+0. 75z=(1+0.55%)1.44+0.751.6 0-0.034=1.40-0.034mm（2）尺寸為5的計(jì)算：查教材P66表3-18該尺寸的公差為=1.6。利用公式(Lm)z =(1+ )LS+0.75z=(1+0.55%)54+0.751.08 0-0.045=5 0-0.034mm3.2模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底版厚度過小，可能因硬度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足產(chǎn)生翹曲變形導(dǎo)致溢料和出現(xiàn)飛邊，降低塑件尺寸精度和順利脫模。因此，應(yīng)通過強(qiáng)度和剛度計(jì)算來確定型腔壁厚 模具型腔壁厚的計(jì)算，以最大壓力為準(zhǔn)，而最大壓力是在注射時(shí)，熔體充滿型腔的瞬間產(chǎn)生的，隨著塑料的冷卻和澆口的凍結(jié)，型腔內(nèi)的壓力逐漸降低，在開模時(shí)接近常壓。理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐表明，大尺寸的模具型腔，剛度不足是主要矛盾，型腔壁厚應(yīng)以滿足剛度條件為準(zhǔn)；由于本模具采用“一模4件”結(jié)構(gòu)，總體尺寸不是很大，故應(yīng)以型腔的壁厚的剛度為準(zhǔn)。剛度計(jì)算條件一般從下面三個(gè)方面來考慮：（1） 模具成型過程中不發(fā)生溢料（2） 保證塑件尺寸精度（3） 保證塑件順利脫模在一般情況下，因塑料的收縮率較大，型腔的彈性變形量不會(huì)超過塑料冷卻時(shí)的收縮值，因此，型腔的剛度要求主要是由不溢料和塑件精度來決定。當(dāng)塑件某一尺寸同時(shí)有幾項(xiàng)要求時(shí)，以最苛刻的條件作為剛度設(shè)計(jì)的依據(jù)。對于本塑件可以簡化為整體式矩形型腔進(jìn)行近似計(jì)算。 1）矩形型腔的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算在本模具設(shè)計(jì)中采用了整體矩形型腔，整體矩形型腔的結(jié)構(gòu)簡圖如下：因本模具的型腔大體上似矩形，并且其l40-5025-3050-6030-3560-7035- 42由于采用一模4腔的設(shè)計(jì)，流道總長度為104mm.，型腔厚度取40mm.所以型腔的外形尺寸：260260 40mm.2）底板厚度的計(jì)算 整體式矩形型芯的底板，如果后部沒有支承板，直接支承在模腳上，中間是懸空的，底板可以看成是周邊固定的受均勻載荷的矩形板，由于溶體的壓力，板中心將產(chǎn)生最大的變形量，按剛度條件，型腔底板厚度為： 式中 由型腔邊長比決定的系數(shù)； 型腔內(nèi)溶體的壓力（）； 型腔短邊長（）；鋼的彈性模量，??； 允許變形量；取0.05 mm經(jīng)計(jì)算得：l/b=1.4查表得 =0.0226, p=50MPa，b=80mm。 所以 35.5mm由于考慮到這是近似計(jì)算，為匹配標(biāo)準(zhǔn)模架，取h=40mm。3.3 模架的選用 根據(jù)型芯,型腔的尺寸.因此選用的模架外形尺寸為: A400 400的模架.4.合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的保證動(dòng)摸或上下模合模時(shí)正確定位和導(dǎo)向的零件。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。在這里我采用導(dǎo)柱導(dǎo)向的形式。4.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用1）定位作用 模具閉合后，保證定?；蛏舷履５奈恢玫恼_，保證型腔形狀和尺寸的精度；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具裝配過程中也起定位作用，便于裝配和調(diào)整。2）導(dǎo)向作用 合模時(shí)首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動(dòng)定模上下模準(zhǔn)確閉合，避免型心先進(jìn)入型腔造成成型零件的損壞。3）承受一定的側(cè)向壓力 承受塑料溶體在充型過程中產(chǎn)生單向側(cè)壓力和動(dòng)模板自身的重力。4.2 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)（一）導(dǎo)柱1、導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu) 其結(jié)構(gòu)采用如下圖所示的結(jié)構(gòu)：2、導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求（1）長度 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分長度=35+2080=52mm. 直徑 由于模架250315型。選用比較大，參考塑料注射 模中小型模架標(biāo)準(zhǔn)的尺寸組合。選用：導(dǎo)柱d8015035.實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊。（2）形狀 導(dǎo)柱前端做倒角。（3）材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)心，因此采用T10A鋼經(jīng)淬火熱處理，硬度應(yīng)達(dá)到5055HRC。導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度為Ra0.8。導(dǎo)向部分為Ra0.4。（4）數(shù)量布置 導(dǎo)柱均勻分布在模具四周如下圖所示：（5）配合精度 導(dǎo)柱固定端與模板之間采用H7/m6的過度配合；導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分采用H7/f7的間隙配合。（二）導(dǎo)套1 、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式 導(dǎo)套的典型結(jié)構(gòu)如圖所示： 此類型導(dǎo)套為直導(dǎo)套，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，適用于簡單模具或?qū)缀竺鏇]有墊板的場合：2、導(dǎo)套結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求1）形狀 為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，在導(dǎo)套的前端倒圓角。導(dǎo)柱孔最好做成通孔，以利于排出孔內(nèi)空氣及殘?jiān)鼜U料。如模板較厚，導(dǎo)柱孔必須作成盲孔時(shí)，可在盲孔的側(cè)面打一小孔排氣。2）材料 導(dǎo)套用與導(dǎo)柱相同的材料或銅合金等耐磨材料制造，其硬度一搬應(yīng)低與導(dǎo)柱硬度，以減輕磨損，防止導(dǎo)柱和導(dǎo)套拉毛。導(dǎo)套固定部分和導(dǎo)滑部分的表面粗糙度一般為 Ra0.8。因此選用：導(dǎo)套d=6062的導(dǎo)套。GB 4619.3-84，材料T8A。固定形式和配合精度 采用H7/r6配合鑲?cè)肽０濉⒖紝?shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊：5.推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則塑件在從模具上取下以前,還有一個(gè)從模具的成型零件上脫出的過程,使塑件從成型零件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)。它包括以下幾個(gè)部分，脫模力的計(jì)算、推出機(jī)構(gòu)、復(fù)位機(jī)構(gòu)等的機(jī)構(gòu)形式、安裝定位、尺寸配合以及某些機(jī)構(gòu)所需的強(qiáng)度、剛度或穩(wěn)性校核。在設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)遵守以下幾個(gè)原則：1 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè),2 保證塑件不因推出而變形損壞,3 機(jī)構(gòu)簡單動(dòng)作可靠,4 良好的塑件外觀,5 合模時(shí)的正確復(fù)位 .5.2 脫模力的計(jì)算注射成型后，塑件在模具內(nèi)冷卻定型，由于體積的收宿，對型心產(chǎn)生包緊力，塑件要從模腔中脫出，就必須克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦阻力。對于不帶通孔的殼體類塑件，脫模時(shí)還要克服大氣壓力。一般而論，塑料制件剛開始脫模時(shí)，所需克服的阻力最大，即所需的脫模力最大，根據(jù)力平衡原理，列出平衡方程式：F=Ap(cosa-sina)式中：-塑料對鋼的摩檫系數(shù)，約為 0.1-0.3A-塑件包容型芯的面積， P-塑件對型芯的單位面積上的包緊力，這里取P=3107Mpa5.3 簡單推出機(jī)構(gòu)1）推出機(jī)構(gòu)一般包括推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推件板推出機(jī)構(gòu)、活動(dòng)鑲塊及凹模推出機(jī)構(gòu)、多元綜合推出機(jī)構(gòu)等?？紤]到本塑件的結(jié)構(gòu)形狀，推件板推出機(jī)構(gòu)易使塑件產(chǎn)生變形且易產(chǎn)生毛刺,因此確定用推桿推出機(jī)構(gòu)。推桿推出機(jī)構(gòu)是最常見，而且也是應(yīng)用最為廣泛的。推桿頭的形狀根據(jù)塑件的成型面形式而定。由于本塑件的脫模力相對來說較大，故布置四個(gè)推桿。中間也可以加氣頂輔助推出。2）推桿的材料采用T8A碳素鋼，熱處理要求HRC50,工作端配合部分表面粗糙度Ra0.8。3）推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位 為了保證推出機(jī)構(gòu)在工作過程中靈活、平穩(wěn)，每次合模后，推出機(jī)構(gòu)應(yīng)能回到原來的位置，所以需要設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位裝置。推出機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向零件和復(fù)位零件。導(dǎo)向零件由推板導(dǎo)柱與推板導(dǎo)套所組成，本次設(shè)計(jì)采取導(dǎo)柱與導(dǎo)套相配合的形式，導(dǎo)套在頂桿固定板和副板之間，導(dǎo)柱在支持板上與下模座螺絲連接。因這樣導(dǎo)柱除了起到向作用外，還能支承著動(dòng)模支承板，這樣改善了支承板的受力狀況，提高了支承板的剛性。復(fù)位零件一般有復(fù)位桿復(fù)位和彈簧復(fù)位兩種形式，本次設(shè)計(jì)采用復(fù)位桿復(fù)位形式，圓形截面，設(shè)置四根。位置設(shè)在推桿固定板的四周，這樣可使推出機(jī)構(gòu)合模時(shí)復(fù)位平穩(wěn)，復(fù)位桿端面與所在動(dòng)模分型面上平齊。推出機(jī)構(gòu)推出后，復(fù)位桿高出分型面（其高度即為推出距離的大小）。合模時(shí)，復(fù)位桿在彈簧力的作用下先復(fù)位，同時(shí)帶動(dòng)推件機(jī)構(gòu)復(fù)位。6.注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核在前面已經(jīng)確定了模具的結(jié)構(gòu)、類型和一些基本的參數(shù)尺寸，如模具的型腔的個(gè)數(shù)、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時(shí)所需的合模力、注射壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開模行程等。這些數(shù)據(jù)都與注射機(jī)的有關(guān)性能參數(shù)密切相關(guān)，如果兩者不相匹配，則模具無法使用，為此，必須對兩者之間有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行校核以滿足要求。 6.1注射壓力的校核注射成型機(jī)的最大注射壓力應(yīng)稍大于塑料制品的成型所需的注射壓力，即P0P式中 P0注射成型機(jī)的最大注射壓力； P 塑料制品成型時(shí)所需的注射壓力。查有關(guān)手冊可知P0=130 Mpa，P=7090 Mpa所以P0=130P=80成立，即注射壓力滿足要求。6.2鎖模力的校核鎖模力的校核 鎖模力又稱合模力，是指注射成型機(jī)的合模裝置對模具所施加的最大夾緊力。為了避免塑料注射機(jī)成型時(shí)由于受到注射壓力的作用而使模具沿分型面而脹開，注射成型機(jī)的鎖模力可按下式核算：F0P模A分100 或 F0K1P A分100式中 F0注射成型機(jī)的公稱鎖模力（N）； P模模內(nèi)壓力（型腔內(nèi)熔體壓力）（Mpa）； K1壓力損耗系數(shù)，K1=2/3； A分塑料制品在及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和。所以有：F0=180000035(211.87+654)100=1217090所以F0P模A分100 成立，故所選注射機(jī)的鎖模力也符合要求。6.3模具閉和高度的校核模具閉和高度應(yīng)該滿足以下關(guān)系：H式中 H模具閉合高度；Hmin注射成型機(jī)模具最小厚度；Hmax注射成型機(jī)模具最大厚度；Hmin=250H=299Hmax=350所以所選注射機(jī)的模具閉合高度滿足要求。6.4開模行程的校核開模行程S是（合模行程）指模具開合過程中動(dòng)模固定板的移動(dòng)距離。它的大小直接影響模具所能成型的塑件高度。當(dāng)模具需要利用開模動(dòng)作完成側(cè)向抽芯動(dòng)作時(shí)，開模行程的校核還應(yīng)考慮為完成抽芯動(dòng)作所需增加的開模行程。次模具沒有側(cè)向抽芯動(dòng)作，故開模行程按下式來校核：SmaxS= H1+ H2 即有 S=35034.0+84+10=128因而所選注射機(jī)的開模行程也符合要求。6.5模具安裝尺寸的校核 不同型號的注射機(jī)其安裝模具部位的形狀和尺寸各不相同，設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)對其相關(guān)尺寸加以校核，以保證模具順利安裝，需校核的主要內(nèi)容有噴嘴尺寸、定位圈、模具的最大厚度與最小厚度及安裝螺釘孔等。（1） 噴嘴尺寸 因?yàn)闈沧⑾到y(tǒng)的主流倒的尺寸是根據(jù)噴嘴尺寸而設(shè)計(jì)的，所以此尺寸一定滿足條件。（祥見澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)）（2） 定位圈尺寸 此同上，因?yàn)槎ㄎ蝗κ请S著噴嘴尺寸而變化的相應(yīng)的改變，故必滿足要求。6.6安裝螺孔尺寸 我們采用用螺釘直接固定的方法，但要注意動(dòng)、定模部分的底板尺寸與注射機(jī)對應(yīng)模板上所開設(shè)的螺孔的尺寸和位置相適應(yīng)。由于在設(shè)計(jì)的時(shí)候是用CAD軟件ug進(jìn)行分型得出的結(jié)果，取的是標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，顯然滿足要求。至此已經(jīng)校核完了注射機(jī)的相關(guān)工藝參數(shù)，即所選用的注射機(jī)符合要求。7.設(shè)計(jì)總結(jié)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是攝像頭底座注塑模設(shè)計(jì),是在修完大學(xué)所有課程之后進(jìn)行的一次綜合性設(shè)計(jì),是對以前所學(xué)知識的一次全面性檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我充分利用了所學(xué)知識，查閱了大量的參考書目，盡量將自己所學(xué)的知識與設(shè)計(jì)有機(jī)的結(jié)合起來，懂得了如何來設(shè)計(jì)塑件的注射模具的一般流程，即注射成型制品的分析、注射機(jī)的選擇及相關(guān)參數(shù)的校核、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、注射模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算、模具總體尺寸的確定與結(jié)構(gòu)草圖的繪制、模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件工作圖的繪制、全面審核投產(chǎn)制造等，其中模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)，主要包括制品成型位置的及分型面的選擇，模具型腔數(shù)的確定及型腔的排列和流道布局和澆口位置的選擇，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，側(cè)面分型及抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，拉料桿的形式選擇，排氣方式設(shè)計(jì)等。雖然這次設(shè)計(jì)的制件簡單沒有用上側(cè)面分型及抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等，但是經(jīng)過再次復(fù)習(xí)又一次進(jìn)行了掌握！經(jīng)過兩個(gè)多月的時(shí)間，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于可算是劃上了一個(gè)句號。本次設(shè)計(jì)是一個(gè)全面性的設(shè)計(jì)，是對大學(xué)課程的一個(gè)總結(jié)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我翻閱了大量的參考書，鞏固了以往所學(xué)的機(jī)械制圖、公差與配合、制造工藝等相關(guān)知識，對機(jī)械課程和知識起到了穿針引線的作用，使我對大學(xué)所學(xué)的全部知識進(jìn)行一次整理，為我即將踏入社會(huì)做了一個(gè)很好的準(zhǔn)備。更重要的是，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對我們所掌握的模具知識實(shí)際應(yīng)用能力起到了檢驗(yàn)的作用，通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)，知道自己的不足和缺陷。在設(shè)計(jì)過程中我始終結(jié)合計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從零件的造型、模具的分模到、二維工程圖的轉(zhuǎn)化都使用UG、AutoCAD軟件。提高了我們對UG、AutoCAD等軟件的應(yīng)用能力。通過了本次設(shè)計(jì)我們已初步了解了工程技術(shù)人員的設(shè)計(jì)思想，掌握了模具設(shè)計(jì)的相關(guān)知識，為以后能獨(dú)立完成一套模具設(shè)計(jì)與制造打下基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)中，通過查閱網(wǎng)絡(luò)資料，向在外面工作師傅請教，最大可能地了解實(shí)際生產(chǎn)中注塑模具的實(shí)際設(shè)計(jì)和制造情況。在設(shè)計(jì)中廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件。設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇不局限于課本和老資料，而是根據(jù)實(shí)際情況來選擇和使用。課本的數(shù)據(jù)取值相對比較保守：如推桿固定板安裝推桿的孔單邊間隙在課本中推薦值是0.5，而實(shí)際情況是單邊取0.05，即用現(xiàn)有的加工方法，是很容易達(dá)到這個(gè)精度要求的。在設(shè)計(jì)中我得到最大的收獲是：1. 提高查閱參考資料的能力。能在不同的參數(shù)推薦值中選擇適合本設(shè)計(jì)的最佳值和方法。2. 繼續(xù)鞏固各種基礎(chǔ)知識。比如材料力學(xué)、機(jī)械制圖、公差與配合、加工工藝等。并學(xué)會(huì)較靈活應(yīng)用，為設(shè)計(jì)機(jī)械模具打好基礎(chǔ)。3. 學(xué)會(huì)使用各種專業(yè)工程軟件來輔助設(shè)計(jì)。在本次設(shè)計(jì)中就是用UG軟件來輔助設(shè)計(jì)的。這樣不但可以提高設(shè)計(jì)效率，更重要的是可以領(lǐng)會(huì)別人的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)所要關(guān)注的問題等。4. 協(xié)調(diào)小組成員之間的工作，在零件有配合的地方共同討論協(xié)調(diào)；設(shè)計(jì)遇到難題一起想辦法解決，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)精神。5. 加深了對模具行業(yè)的了解。通過上網(wǎng)查閱，可以知道模具在國內(nèi)外的最新發(fā)展。解決某個(gè)問題的多中思路和最優(yōu)方案等。通過設(shè)計(jì)，也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足和有待提高的知識，主要表現(xiàn)在：1. 各門基礎(chǔ)課知識掌握的不夠扎實(shí)，運(yùn)用起來不夠熟練。2. 實(shí)際工作能力還有待提高，設(shè)計(jì)與社會(huì)上的實(shí)際生產(chǎn)還有很大差距。3. 專業(yè)軟件的使用能力（包括熟練度和使用的廣度）還需要再提高一個(gè)層次?？傊?，我認(rèn)為，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然還有不少的缺陷和錯(cuò)誤，但就是因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了這些不足，才使自己通過這次設(shè)計(jì)學(xué)到更多的知識，把自己的工作能力提高到一個(gè)更高的層次。追求無止境！我相信我的努力將使我不斷的進(jìn)步！致謝詞 感謝母校給我這個(gè)在大學(xué)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，在大學(xué)里不僅學(xué)到了大學(xué)課程里的知識，更重要的是學(xué)會(huì)了怎么去做一個(gè)有理性和成熟的人！ 感謝大學(xué)的時(shí)間里所有對我授過課和指導(dǎo)過我的老師！感謝廣大同學(xué)的熱心幫助！參考文獻(xiàn)1 屈華昌主編 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出版社 19962 李云程主編 模具制造工藝學(xué) 機(jī)械工業(yè)出版社 20013 周開勤主編 機(jī)械零件手冊 高等教育出版社 20014 范有發(fā)主編 沖壓與塑料成型設(shè)備 機(jī)械工業(yè)出版社20015 許德珠主編 機(jī)械工程材料 高等教育出版社 19916 屈華昌、伍建國主編塑料模設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出版社19937 張承琦主編塑料成型工藝學(xué)輕工業(yè)出版社 19838 趙波、龔勉、浦維達(dá)主編UG CAD實(shí)用教程清化大學(xué)出版社19939 馮炳堯主編模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊上?？梢姵霭嫔?198510 許鶴峰、陳言秋主編 注塑模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)與圖例 化學(xué)工業(yè)出版社 198211常芳娥 堅(jiān)增運(yùn)主編 注壓成型模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)實(shí)例西北工業(yè)大學(xué)出版社200612 王樹損、吳裕農(nóng)、朱亞林、江唯健、梅伶主編典型模具結(jié)構(gòu)圖冊 華南理工大學(xué)出版社 2005第 32 頁 共 32 頁