3413 手機翻蓋注射模設(shè)計

3413 手機翻蓋注射模設(shè)計,手機,翻蓋,注射,設(shè)計 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書設(shè)計（論文）課 題 名 稱手機翻蓋模具設(shè)計學(xué)生姓名 項益日 院（系） 工學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化指導(dǎo)教師 楊紅飛 職 稱 講師 學(xué) 歷 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）要求：1. 了解塑料成型過程中的物理、化學(xué)變化及塑料的組成、分類及其性能2. 了解塑料成型的基本原理和工藝特點，正確分析成型工藝對模具的要求3. 掌握注塑成型模具對模具的要求，了解模具專用加工設(shè)備4. 掌握塑料成型模具的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計計算方法，能設(shè)計中等復(fù)雜程度的模具5. 按規(guī)定的格式編寫設(shè)計說明書，字?jǐn)?shù)不少于 4000 個漢字，要求表達清除，整潔規(guī)范；按國家標(biāo)準(zhǔn)繪制圖樣，采用計算機輔助設(shè)計軟件設(shè)計、出圖，圖紙量不少于1.5 張 A0 圖紙畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容與技術(shù)參數(shù)：內(nèi) 容：1.編寫設(shè)計說明書；2..測繪塑件，繪制塑件圖；3.繪制手機翻蓋塑料模具的零件及裝配圖技術(shù)參數(shù)：1.手機翻蓋一件；2.材料為 ABS.畢業(yè)設(shè)計（論文）工作計劃：1. 查閱技術(shù)文獻，參觀生產(chǎn)現(xiàn)場，了解注塑件的生產(chǎn)工藝過程；2. 制定模具總體設(shè)計方案，繪制模具草圖；3. 手機翻蓋注射模的設(shè)計計算，繪制模具的零件圖和總裝圖，編寫設(shè)計說明書。接受任務(wù)日期 2012 年 03 月 1 日 要求完成日期 2012 年 5 月 10 日學(xué) 生 簽 名 年 月 日指導(dǎo)教師簽名 年 月 日院長（主任）簽名 年 月 日 UNIVERSITY本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計）題目： 手機翻蓋注射模設(shè)計 學(xué) 院： 姓 名： 學(xué) 號： 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 年 級： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 助教 二○一二 年 五 月I摘要隨著科技發(fā)展與人民生活水平提高，手機已成為人們生活必不可少的工具。龐大的需求量促進了手機行業(yè)發(fā)展，手機不同形態(tài)展示在人們面前，翻蓋手機便是各種形態(tài)中的一大熱門機型。翻蓋手機上蓋是體現(xiàn)整個手機外形的主要地方，上蓋的形態(tài)不僅于設(shè)計師有關(guān)，很大方面也與加工過程有關(guān)，手機翻蓋上蓋可用的材料很多，這里主要討論塑料材料。為確保生產(chǎn)效率等因素，翻蓋上蓋一般采用塑料成型模具成型，塑料成型模具的種類繁多，結(jié)構(gòu)特點、使用條件、使用設(shè)備等各異?？梢哉f塑料成型模具是一個十分龐大的家族，其成員之多是難以想象的。本設(shè)計主要采用注射模具進行設(shè)計。此次設(shè)計我采用 Pro/E 軟件，輔助進行模具分型以及模架設(shè)計，采用 Auto CAD 進行輔助注釋和交流。 關(guān)鍵詞：手機翻蓋，塑料，注射模，Pro/E, Auto CADIIAbstract:With the technological development and people's living standards improve, the mobile phone has become an indispensable tool for people's lives. Promote the development of the mobile phone industry for the huge demand for mobile phones of different forms of display in front of people, the flip phone is one of the hottest models in various forms.The main places to reflect the shape of the entire mobile phone is a clamshell mobile phone cover, atop the form not only designers, large is also related to the processing, cell phone flip cover materials available here focuses on the plastic material.In order to ensure production efficiency and other factors, the flip cover commonly used mold for plastics molding, plastic mold of a wide range of structural characteristics, conditions of use, use of equipment different. It can be said that the plastic mold is a very large family and its members as much as is unimaginable. This design, injection mold design.The design I used Pro / E software, auxiliary mold parting as well as mold design, assisted annotation and exchange using Auto CAD.Keywords: clamshell phone, plastic injection mold, Pro / E, Auto CADIII目錄前 言 .......................................................11 設(shè)計內(nèi)容及目的 ................................................21.1 設(shè)計內(nèi)容 ..................................................................................................................................................21.2 設(shè)計目的 ..................................................................................................................................................32 塑件的工藝分析 ...............................................32.1 塑件成型的基本過程 ...........................................................................................................................32.2 塑件制品分析 .........................................................................................................................................42.2.1 材料分析 ..........................................................................................................................................42.2.2 塑件結(jié)構(gòu)分析 ................................................................................................................................53 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計與參數(shù)計算 .......................................63.1 注塑機的選擇 .........................................................................................................................................63.2 注射機的校核 .........................................................................................................................................63.2.1 注射量的校核 ................................................................................................................................63.2.2 鎖模力的校核 ................................................................................................................................73.2.3 注射機安裝模具部分的尺寸校核 .........................................................................................74 分型面 的確定 .................................................84．1 分型面概念與選取原則 ...................................................................................................................84.2 工件分析以及分型面選取 .................................................................................................................95 澆注系統(tǒng)設(shè)計 ...............................................105.1 澆注系統(tǒng)基本概念 ..............................................................................................................................105.1.1 澆注系統(tǒng)的組成 ..........................................................................................................................105.1.2 澆注系統(tǒng)的作用 ..........................................................................................................................115.1.3 澆注系統(tǒng)的形式 ..........................................................................................................................115.1.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則 ...............................................................................................................115.2 主流道設(shè)計 ............................................................................................................................................115.3 分流道設(shè)計 ..........................................................................................................................................125.4 澆口的設(shè)計 ............................................................................................................................................135.5 冷料穴的設(shè)計 .....................................................................................................................................13IV6 排溢系統(tǒng)的設(shè)計 .............................................147 成形零件的設(shè)計 .............................................157.1 成形零件應(yīng)具備的性能 ...................................................................................................................157.2 成形零件的工作尺寸設(shè)計 ...............................................................................................................157.3 型腔側(cè)壁和底板厚度的計算 ...........................................................................................................178 導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 ...............................................188.1 導(dǎo)向機構(gòu)的作用 ..................................................................................................................................188.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計 ................................................................................................................................................189 脫模機構(gòu)與復(fù)位機構(gòu)設(shè)計 .....................................199.1 脫模機構(gòu) .................................................................................................................................................199.2 脫模機構(gòu)的設(shè)計要求 .........................................................................................................................199.3 脫模機構(gòu)設(shè)計原則 .............................................................................................................................199.4 脫模機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ........................................................................................................................209.5 復(fù)位機構(gòu)的設(shè)計 ...................................................................................................................................209.6 斜導(dǎo)柱分型抽芯機構(gòu) .........................................................................................................................2110 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 ............................................2110.1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則 ......................................................................................................................2210.2 冷卻系統(tǒng)的計算 ...............................................................................................................................2211 模具的整體設(shè)計 ............................................23總結(jié) ..........................................................25參考文獻 ......................................................26致 謝 .......................................................27V1前 言塑料，由于具有一系列優(yōu)異的物理力學(xué)性能、化學(xué)性能和易成形加工工藝性能而在輕工、農(nóng)業(yè)、國防航天航空、機械制造、建筑材料、交通運輸?shù)炔块T及與人們的日常生活密切相關(guān)的諸多方面都得到了非常廣泛的應(yīng)用。塑料制品在人們的日常生活中及現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中得到日益廣泛的應(yīng)用。隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，社會對塑料制品的需求愈來愈大。據(jù)統(tǒng)計，在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，60%～90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具加工，模具工業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ) [2]。而塑料注射模在模具中所占的分量越來越大，其發(fā)展也非常迅速，大有凌駕其它模具之上的趨勢。專家預(yù)測，在未來的模具市場中，塑料模具在模具總量中的比例將逐步提高，且發(fā)展速度將高于其他模具。近 10 年來，由于塑料具有的良好特性，使得塑料制品獲得愈來愈廣泛的應(yīng)用，塑料模具已成為廣泛使用的一類模具。據(jù)統(tǒng)計，塑料制品總重量大約 35%是用于注射成型，80%以上的工程塑料制品都要采用注射成型方式生產(chǎn)。注射模具是一種用來生產(chǎn)塑料零件的模具。它被安裝在塑料注塑機上，由塑料注塑機將塑料顆粒融化成熱熔體，經(jīng)過合模、高壓注塑、高壓冷卻定型、開模、推出制件等工序，獲得所需的塑料制品。生活用品的塑料模具占了很大比例，在市場競爭白熱化的今天，電器外殼設(shè)計成為產(chǎn)品質(zhì)量的重要一環(huán)，最為突出和典型的就是手機，手機翻蓋注射模具成為目前注射模制造行業(yè)最為復(fù)雜的模具之一，是手機結(jié)構(gòu)件制造的難點。因此，研究手機翻蓋注射模具的設(shè)計制造，具有較高的生產(chǎn)實用價值。手機翻蓋外觀要求很高，而且整機體積小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因而對注射成型模具和成型工藝的要求極高。手機翻蓋注射模具設(shè)計制造的最大難點在于澆注系統(tǒng)、脫模機構(gòu)。研究手機翻蓋注射模具的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，澆注系統(tǒng)中澆道、澆口的形式、位置選擇，排溢系統(tǒng)的設(shè)計，塑件主要部位的脫模推出方式，以及制造方法和工藝要點。本次設(shè)計，將詳解以上問題。21 設(shè)計內(nèi)容及目的1.1 設(shè)計內(nèi)容塑件的選擇：手機翻蓋本人負(fù)責(zé)的部分是翻蓋部分，翻蓋部分的特點是上蓋采用復(fù)雜曲面設(shè)計，上下蓋的分型面都比較復(fù)雜，而且下蓋還需要側(cè)向抽芯，還有倒鉤與內(nèi)孔，需要設(shè)計斜頂機構(gòu)。圖 1-1 一般來說，現(xiàn)在國際上比較經(jīng)典的塑料模具設(shè)計步驟如下：（1）首先了解塑料制品所用塑料的品種、塑料的特性、收縮率及塑料流動特性等。（2）對塑料制品進行工藝分析，著重分析塑料制品的結(jié)構(gòu)合理性及成型條件等。（3）根據(jù)塑料制品的重量和塑料制品投影面積及模具結(jié)構(gòu)類型等，選擇合適的注射成型機。（4）進行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計1）選擇塑料制品成型位置和模具分型面；2）確定型腔數(shù)目和排列方式；3）澆注系統(tǒng)設(shè)計；4）成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計；35）抽芯機結(jié)構(gòu)設(shè)計和推出機構(gòu)設(shè)計；6）加熱系統(tǒng)設(shè)計和冷卻系統(tǒng)設(shè)計；7）繪制模具結(jié)構(gòu)圖。1.2 設(shè)計目的1.掌握注射模設(shè)計的一般方法；2.了解注射機的工作原理；3.了解模具的加工方法；4.進一步掌握設(shè)計的一般方法，熟練設(shè)計的一般過程。2 塑件的工藝分析2.1 塑件成型的基本過程要設(shè)計一副先進的塑料模具，首先需要有高水平的設(shè)計思路，而且還必須對制品工藝性、塑料材料的特性及用途、模具鋼材的選用、加工方法和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，以及成型方案和注塑機的型號等多方面進行研究。其中，從模具設(shè)計和注塑成型的角度研究模具設(shè)計的工藝性是非常必要的，其目的是為了減少因模具工藝性差，影響注塑成型的效果。塑料是以高分子合成樹脂為主要成分，在一定溫度和壓力下具有塑性和流動性，可被注射成一定形狀，且在一定條件下保持形狀不變的材料。塑料在性能上不僅具有質(zhì)量輕、強度好、耐腐蝕、絕緣性好、易著色、制品可加工成任意形狀等優(yōu)點，而且具有生產(chǎn)效率高、價格低廉等優(yōu)點。1．塑料的組成塑料制品應(yīng)用的廣泛性離不開它自身的性質(zhì)和特點。塑料的主要成分是樹脂，而樹脂又分為天然樹脂和合成樹脂兩種。常見的塑料都是由合成樹脂和根據(jù)不同的需要而增添相應(yīng)的添加劑所組成的。? 樹脂 樹脂主要作用是將塑料的其他成分加以粘合，并決定塑料的主要性能，如機械、物理、電、化學(xué)等性能。樹脂在塑料中的比例一般為 40%～65%。? 填充劑 填充劑又稱為添料，其作用是調(diào)整塑料的物理化學(xué)性能，提高材料的強度。正確地選擇填充劑，可以改善塑料的性能并擴大它的使用范圍，填充劑的用量為塑料組成的 40％以下。? 增塑劑 有些樹脂的可塑性很小，柔軟性也很差，為了降低樹脂的熔融粘度和熔融溫度，改善其成型加工性能，改進塑料的柔韌性、彈性以及其他各種必要的性能，通常加入能與樹脂相容的、不易揮發(fā)的、高沸點的有機化合物，這類物質(zhì)稱為增 塑劑。4? 著色劑 著色劑又稱為色料，主要起美觀和裝飾作用，滿足塑件使用上的美觀要求。一般使用有機顏料、無機顏料和染料作為著色劑。? 潤滑劑 潤滑劑可改善塑料熔體的流動性，減少或避免對設(shè)備或模具的摩擦和粘附，改進塑件的表面光潔度，常用的潤滑劑為硬脂酸及鹽類等。2．塑料的分類根據(jù)成型工藝性能，塑料可分為熱固性塑料和熱塑性塑料兩類。其中熱固性塑料的特點是在受熱或其他條件作用下能固化成不溶性物料，大多數(shù)是以樹脂為主，加入各種添加劑制成。熱塑性塑料的特點是在特定的溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化或冷卻凝固，主要由聚合樹脂制成。由于塑料的名稱大都冗長繁瑣，說與寫均不方便，所以常用國際通用的英文縮寫字母表示，表 1-1 所示為常用的塑料名稱及英文代號。表 1-1 常用塑料縮寫代號與中文對照塑料種類 代號 塑料名稱 塑料種類 代號 塑料名稱ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物PPO 聚苯醚PA 聚酰胺（尼龍） PPS 聚苯硫醚PC 聚碳酸脂 PEC 氯化聚乙烯PE 聚乙烯熱塑性塑料PVC 聚氯乙烯PP 聚丙烯 PF 酚醛PS 聚苯乙烯 UF 脲醛PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯 MF 三聚氰胺甲醛PSF 聚砜 EP 環(huán)氧熱塑性塑料HDPE 高密度聚乙烯熱固性塑料UP 不飽和聚醛2.2 塑件制品分析2.2.1 材料分析塑料制件的設(shè)計主要根據(jù)使用要求進行，由于塑料有特殊的物理性能，在設(shè)計塑件時必須考慮以下幾個方面的因素：1.塑料的物理性能，如強度、剛性、韌性、吸水性以及對力的敏感性；2.塑料的成型工藝性，如流動性；3.塑料形狀應(yīng)有利于充模流動、排氣、補縮，同時能適應(yīng)高效冷卻硬化（熱塑性塑料制品）或快速受熱固化（熱固性塑料制品） ；4.塑件在成型后收縮情況及各向收縮率差異；5.模具的總體結(jié)構(gòu)，特別是抽心與脫出塑件的復(fù)雜程度；6.模具零件的形狀及其制造工藝。綜合考慮以上的因素，本塑件采用 ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯聚合物，英文全稱為：Acrylonitrile-butadiene-styrene）作為原料。ABS 是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的。這三種組分的各自特性，5使 ABS 具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯晴使 ABS 有良好的耐化學(xué)腐蝕性、耐熱性及表面硬度，丁二烯使 ABS 堅韌，苯乙烯使它有良好的加工型和染色性能。ABS 價格便宜，原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的工程塑料之一。ABS 的特點：無毒、無味，呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤、不透明。既有極好的抗沖擊強度，又有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定和電氣性能。成型收縮率為：0.3%～0.7%，吸濕性為：0.05%～0.06%密度為：1.03～1.07g/ 3cm其成型特性有：1.易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工應(yīng)進行干燥處理；2.在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率的影響極小。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在 50～60 ℃，要求塑件光澤和耐熱時，模具溫度可控制在 60～80 ℃；3.比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。2.2.2 塑件結(jié)構(gòu)分析塑件的尺寸圖 2-1 塑件結(jié)構(gòu)63 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計與參數(shù)計算3.1 注塑機的選擇根據(jù)《簡明塑料模具設(shè)計手冊》第三章表 3-4 部分國產(chǎn)常用注射機的主要技術(shù)參數(shù)選擇 SYS-10 注射機，它的主要參數(shù)如下：表 3-1 注射機參數(shù)注射機型號 XS-Z-125螺桿直徑 42mm最大理論注射容量 125 3cm注射壓力 122Mpa鎖模力 500KN最大注射面積 320 3c最大模具厚度 300mm最小模具厚度 200 mm模板行程 180 mm球半徑 12mm噴嘴孔半徑 2mm定位圈直徑 110mm3.2 注射機的校核3.2.1 注射量的校核根據(jù)《簡明塑料模具設(shè)計手冊》可知：塑件的體積應(yīng)小于注射機的注射容量，通常按如下公式進行校核V 件≤0.8v 注=0.8×10 =83cm式中：V 件————塑件與澆注系統(tǒng)的體積總和;v 注————注射機容量0.8————最大注射量的利用系數(shù)經(jīng) PRO/E 體積分析可知：V 件≈5.07 3c7所以 V 件=5.07 H1+H2=15+10=35mm由式 Smax≥S=Hc+(5～10)式中： Smax——注射機最大開模行程Hc——抽芯距H1——塑件脫模距離H2——包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度得： Smax=180≥S=15+10+10=35 合格4 分型面的確定4．1 分型面概念與選取原則分型是動、定模分開的平面，分型面的選取直接決定工件的質(zhì)量和之后的模架選取方案等，由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、形狀以及摧出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析。選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項基本原則：1．分型面應(yīng)選在塑件的最大截面處。在選擇分型面時，這是首要原則。2．盡可能使塑件留在動模一側(cè)，因為注射模的推出機構(gòu)設(shè)在動模一側(cè)，塑件留在動模一側(cè)有利于脫模機構(gòu)的設(shè)置。93.有利于保證塑件的尺寸精度。4.滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。5.便于模具制造加工。6.盡量減少塑件在合模方向上的投影面積。7.有利于排氣。8.注意對側(cè)抽芯的影響。在實際設(shè)計中，不可能全部滿足上述原則，一般應(yīng)抓住主要矛盾，在此前提下確定合理的分型面。：4.2 工件分析以及分型面選取根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)形狀以及分型面的選擇原則，我們先對工件進行分析：工件比較復(fù)雜，外形輪廓為非圓弧自由曲線形狀，且工件下表面具有大量加強筋，還有很多孔，中間是空的，因此可以用作分型面的一部分，工件兩大難點在于連接翻蓋與機身的孔難以脫模，需要設(shè)計側(cè)抽芯機構(gòu)；而且兩邊圓孔形態(tài)不一需要設(shè)計不同的抽芯體積塊，再深入思考，為方便脫模，應(yīng)該把抽芯機構(gòu)設(shè)在動模還是定模上？經(jīng)過長期思考與實踐操作分型，決定把抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)在動模上。另外一個難題：工件上有 8 個位置是以一般方式難以頂出的，這八個內(nèi)勾和內(nèi)孔需要設(shè)計斜頂機構(gòu)，有了斜頂機構(gòu)，這個問題就解決了。經(jīng)過 PRO\E 軟件設(shè)計分型面，得出分型面。105 澆注系統(tǒng)設(shè)計5.1 澆注系統(tǒng)基本概念粘液流態(tài)的塑料由于受到注塑機螺桿的壓力作用，從注塑機的射嘴內(nèi)高壓高速噴入模具的主流道內(nèi)，再進入分流道、支流道，通過進料口流入型腔，冷卻定型、脫模后成為塑膠產(chǎn)品。從主流道開始到產(chǎn)品型腔之前的這一段統(tǒng)稱為澆注系統(tǒng)。5.1.1 澆注系統(tǒng)的組成普通流道澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。115.1.2 澆注系統(tǒng)的作用將粘流狀態(tài)的塑料引入模具型腔，將注射機的壓力傳遞到模具型腔的各個部位，以獲得組織致密的塑膠產(chǎn)品5.1.3 澆注系統(tǒng)的形式（1） 大水口類分為直澆口和側(cè)交口兩種（2）點澆口類5.1.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則澆注系統(tǒng)的尺寸是否合理不僅對塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響效大，而且還在與塑件所用塑料的利用率、成型效率等相關(guān)。對澆注系統(tǒng)進行整體設(shè)計時，一般應(yīng)遵循如下基本原則：1.結(jié)合型腔布置考慮，盡可能采用平衡式分流道布置。2.采用盡量短的熔體流程，以減少熱量與壓力損失。3.澆注系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)有利于良好的排氣。4.避免高壓熔體對模具型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止型芯變形和嵌件位移。5.澆注系統(tǒng)凝料脫出應(yīng)方便可靠，凝料應(yīng)易于和制品分離或者易于切除和修整。6.設(shè)計澆注系統(tǒng)時應(yīng)考慮儲存冷料的措施。7.流動距離比和流動面積比的校核。5.2 主流道設(shè)計主流道是塑料熔融體進入模具型腔時最先經(jīng)過的部位，它將注塑機噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔。其形狀為圓錐形，便于熔體順利地向前流動，開模時主流道凝料又能順利地拉出來。由于主流道要與高溫塑料和注塑機噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，通常不直接開在定模板上，而是將它單獨設(shè)計成主流道襯套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。在選用澆口套時要注意：1） 澆口套孔小端直徑必須大于注塑機射嘴孔直徑2） 澆口套孔的截面大小影響熔體塑料的流速和充模時間。截面形狀過小，熔體流動困難，冷卻塊、注射壓力損耗大；截面形狀過大，浪費塑料，冷卻慢。流動性好的小件塑料，澆口套內(nèi)孔過大，產(chǎn)品極易出現(xiàn)毛邊，一般取大端直徑5-8mm。123） 根據(jù)產(chǎn)品塑膠量大小和塑料流動性選擇澆口套。塑膠量大、塑料流動性差的，選截面直徑大的澆口套；反之就選擇直徑小的澆口套。4） 澆口套小端端面應(yīng)做到與 A 板分形面一樣平，為了防止?jié)部谔咨系姆至鞯擂D(zhuǎn)向前而與前模芯上的分流道錯位，應(yīng)在大端上做定位定向銷，用銷釘定向，保證每次裝配的時候澆口套上的流道都不會錯位5.3 分流道設(shè)計1.分流道的截面面形狀常用分流道的截面面形狀有圓形、梯形、U 字形和六角形等。要減少流道內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面積大，流道的表面積小，以減少傳熱損失，因此可用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率。圓形截面效率最高（即比表面最小） ，由于正方形流道凝料脫模困難，實際使用側(cè)面具有斜度為 5°～ 10°的梯形流道。淺矩形及半圓形截面流道，由于其效率低（比表面大） ，通常不采用，當(dāng)分型面不為平面時，可采用梯形或 U 字型截面的分流道。從上述分析，為了減少流道的熱量損失考慮到流道的效率，該模具分流道截面采用圓型截面。2.分流道的布置形式分流道在分型面上的布置形式應(yīng)遵循兩方面的原則，一是排列緊湊，縮小模具板面尺寸，二是流程盡量短，鎖模力力求平衡。布置形式如圖所示：13圖 5-3 流道分布5.4 澆口的設(shè)計澆口是是流道與型腔之間最短的一段距離，能夠增加和控制塑料進入型腔的流速并封閉裝填在型腔內(nèi)的塑料。由于工件高度不大，屬于較扁的工件，所以采用直接澆口。5.5 冷料穴的設(shè)計在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機噴嘴和主流道入口這一段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機料筒以內(nèi)約 10～25mm 的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動性能及成型性能不佳，如果這里相對較低的冷料進入型腔，便會產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料井（冷料穴） 。1.主流道冷料井的設(shè)計主流道冷料井設(shè)計成帶有推桿的冷料井，底部由一根推桿組成，推桿裝于推桿固定板上，與推桿脫模機構(gòu)連用。冷料井的孔設(shè)計成鉤形，便于將主流道凝料拉出。當(dāng)其被推出時，塑件和流料凝道能自動墜落，易于實現(xiàn)自動化操作。主流道冷料井的設(shè)計如下圖所示14圖 6-5 主流道冷料井的設(shè)計2.分流道冷料井的設(shè)計當(dāng)分流道較長時，可將分流道的端部沿料流前進方向延長作為分流道冷料井，以儲存前鋒冷料，其長度為分流道直徑的 1.5～2 倍。6 排溢系統(tǒng)的設(shè)計模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，則可能因充填時氣體被壓縮而產(chǎn)生高溫，引起塑料局部炭化燒焦，或使塑料產(chǎn)生氣泡，或使塑料熔接不良而引起缺陷。 通常，選擇排氣槽的開設(shè)位置時，應(yīng)遵循以下原則：1）排氣口不能正對操作者，以防熔料噴發(fā)而發(fā)生工傷事故：2）最好開設(shè)在分型面上，如果產(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出：3）最好設(shè)在凹模上，以便于模具加工和清模方便;4)開設(shè)在塑料熔體最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的終端；5)開設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處，因為這樣的部位最容易形成熔接痕；6)若型腔最后充滿部位不在分型而上，其附近又無可供排氣的推桿或活動的型心時，可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊，以供排氣；7）高速注射薄壁型制件時，排氣槽設(shè)在澆口附近，課使氣體連續(xù)派出；若制作具有高深的型腔，那么在脫模時需要對模具設(shè)置引氣系統(tǒng)，那是因為制作表面與型心表面之間在脫模過程中形成真空，難于脫模，制件容易變形或損壞。熱固性塑料制件在型腔內(nèi)的收縮小，特別是不采用鑲拼結(jié)構(gòu)的深型腔，在開模時空氣無法進入型腔與制件之間，使制件附粘在型腔的情況比熱塑性制件更甚，因此，必須引入氣系統(tǒng)157 成形零件的設(shè)計7.1 成形零件應(yīng)具備的性能由于成形零件的質(zhì)量直接影響到塑件的質(zhì)量，且與高溫高壓的塑料熔體接觸，所以必須具備以下性能：（1）具有足夠的強度和剛度，以承受塑料熔體的高溫和高壓；（2）具有足夠的硬度和耐磨性，以成熟流料的摩擦和磨損；（3）具有良好的拋光性能和耐腐蝕性能；（4）零件的加工性能好，可淬性良好，熱處理變形??；（5）成形部位須有足夠的位置精度和尺寸精度。7.2 成形零件的工作尺寸設(shè)計成形零件工作尺寸是指成形零件上直接用來成形塑件部位的尺寸。它主要有型腔和型芯的徑向尺寸、型腔的深度和型芯的高度尺寸、型腔和型芯的位置尺寸。（1） 影響塑件尺寸和精度的因素主要有：① 成形收縮率① 模具成形零件的制造誤差① 模具成形零件的磨損① 模具安裝配合的誤差（2）.凹模尺寸的計算為計算簡便起見，凡是孔類尺寸均以其最小尺寸作為公稱尺寸，即公差為正；凡是軸類尺寸均以最大尺寸作為公稱尺寸，即公差為負(fù)。① 凹模徑向尺寸計算為計算簡便起見，凡是孔類尺寸均以其最小尺寸作為公稱尺寸，即公差為正；凡是軸類尺寸均以最大尺寸作為公稱尺寸，即公差為負(fù)。（1）凹模徑向尺寸計算凹模徑向尺寸的計算采用平均尺寸法，公式如下：??zscpMLS????????????0431式中 ——凹模徑向尺寸（mm） ；ML——塑件的平均收縮率（ABS 收縮率為 0.3%～0.8％，平均收縮率為 0.55%） ；cpS16——塑件徑向公稱尺寸（mm） ；sL——塑件公差值(mm)；?δz——凹模制造公差（mm）(當(dāng)尺寸小于 50mm 時，δz=1/4Δ；當(dāng)塑件尺寸大于 50mm 時，δz=1/5Δ)；——塑料的最小收縮率（％） 。minS凹模長度尺寸計算為：此時△＝0.6 ????12.012.056894/36052.89%01 ????????ML凹模寬度尺寸計算為：此時△＝0.36 09.09.4??M查公差表知△＝0.22 ??05.05.32823.8%501 ?????????????MH凸模徑向尺寸的計算采用平均尺寸法，公式如下： ?0431zscpMLS?????????——型芯徑向尺寸（mm） ——型芯的制造公差（mm） ；z?其他符號意義同上。凸模長度尺寸計算為： ??012.012.68943652.89%01 ??????????????ML凸模寬度尺寸計算為： ??09.09.54362.40%51 ????????ML（2）凹模深度尺寸計算凸模深度尺寸采用平均尺寸法，公式如下：??zscpMHS???????????0321——凸模深度尺寸（mm） ；17——塑件孔深度尺寸（mm） ；sH其他符號意義同上。 ??05.05.28234.8%501 ?????????????M7.3 型腔側(cè)壁和底板厚度的計算塑料模具型腔的側(cè)壁和底板厚度計算是模具設(shè)計中經(jīng)常遇到的問題，尤其對大型模具更為突出。目前常用的計算方法有按強度條件計算和按剛度條件計算兩種，但塑料模具要求既不許因強度不足而發(fā)生明顯變形，甚至破壞，也不許因剛度不足而變形過大的情況，因此要求對強度和剛度加以考慮。對于型腔主要受到的力是塑料熔體的壓力，在塑料熔體的壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及變形。如果型腔側(cè)壁和底板厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過材料的許用應(yīng)力時，型腔發(fā)生強度破壞，與此同時，剛度不足則發(fā)生彈性變形，從而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，將影響塑件成型質(zhì)量，所以模具對強度和剛度都有要求。但是，實踐證明，模具對強度和剛度的要求并非同時兼顧，對大型腔，按剛度條件；對小型腔則按強度條件計算即可。型腔側(cè)壁的厚度計算：型腔為圓形，強度計算公式為： ????1/2PS?????????式中：S——型腔側(cè)壁厚度，mm；[ ]——模具材料的許用應(yīng)力，MPa；?P——型腔所受壓力，MPa；型腔為矩形，強度計算公式： ??????21/ 1/20.7aPLaPAAS???式中：S——型腔側(cè)壁厚度，mm；P——型腔壓力，MPa；A——型腔側(cè)壁全高度，mm；a——型腔側(cè)壁受壓高度，mm。18查型腔壁厚參考尺寸表，可以得到經(jīng)驗數(shù)據(jù)：表 7-3 型腔壁厚型腔寬度 a / 型腔直徑 d 矩形整體式型腔 s 圓形整體式型腔 s～40 25 2040～50 25～30 20～2250～60 30～35 22～28根據(jù)計算可知：凹模底板厚度為 40mm，參照上表數(shù)據(jù)，滿足要求。8 導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計8.1 導(dǎo)向機構(gòu)的作用1.導(dǎo)向機構(gòu)的功用(1)定位作用；(2)導(dǎo)向作用；(3)載作用；(4)保持運動平穩(wěn)作用。8.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計導(dǎo)向機構(gòu)主要包括導(dǎo)柱、導(dǎo)套，導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。在設(shè)計導(dǎo)柱和導(dǎo)套時還應(yīng)注意以下幾點：1）導(dǎo)柱應(yīng)合理地均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強度。2）導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯（凸模）端面的高度高出 6～8mm。3）導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強度，常采用 20#低碳鋼經(jīng)滲碳0.5～0.8mm，淬火 48～55HRC，也可采用 T8A 碳素工具鋼，經(jīng)淬火處理。4）導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端也應(yīng)倒角。5）導(dǎo)柱設(shè)在動模一側(cè)可以保護型芯不受損傷，而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利脫模取出塑件。196）一般導(dǎo)柱滑動部分的配合形式按 H8/f8,導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分配合按 H7/k6，導(dǎo)套外徑的配合按 H7/k6。 7）除了動模、定模之間設(shè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套外，一般還在動模座板與推板之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套。8）導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而決定，可參考標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)選取。經(jīng)過模架選取，選取 futaba sc 作為模架，共有 4 個導(dǎo)柱和導(dǎo)套，導(dǎo)套與 A板為過渡配合，導(dǎo)柱導(dǎo)套為間隙配合，導(dǎo)柱與 B 板為過渡配合。9 脫模機構(gòu)與復(fù)位機構(gòu)設(shè)計9.1 脫模機構(gòu)注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹模或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構(gòu)，也稱頂出機構(gòu)。9.2 脫模機構(gòu)的設(shè)計要求（1）結(jié)構(gòu)優(yōu)化、運行可靠；（2）不影響塑件外觀，不造成塑件的變形損壞；（3）開模時盡量讓塑件留在動模一側(cè)；（4）脫模零件配合間隙適宜，無溢料現(xiàn)象。9.3 脫模機構(gòu)設(shè)計原則（1）保證塑件不因頂出而變形損壞及影響外觀；（2）推出機構(gòu)運動要準(zhǔn)確、靈活、可靠，無卡死與干涉現(xiàn)象，機構(gòu)本身應(yīng)有足夠的剛度、強度和耐磨性；（3）因為塑料收縮時緊抱凸模，所以頂出力的作用點應(yīng)盡量靠近凸模；（4）頂出力應(yīng)作用在塑件剛性和強度最大的部位，作用面積也盡可能大一些，以防止塑件變形和損壞；（5）為保證良好的塑件外觀，頂出位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位；（6）若頂出部位需設(shè)在塑件使用或裝配的基面上時，為不影響塑件尺寸和使用，一般頂桿與塑件接觸處凹進 0.1mm，否則塑件會出現(xiàn)凸起影響基面的平整。209.4 脫模機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計在前面工件分析時候講過，工件有 8 處地方需要用到斜頂，為使模具簡便經(jīng)濟，頂出機構(gòu)就設(shè)置為 8 個斜頂，隨著推板推上，將工件推出。斜頂如圖：斜頂 9-49.5 復(fù)位機構(gòu)的設(shè)計脫模機構(gòu)將塑件脫模后，在進行下一次成形前，模具需要合模，使頂桿，拉料桿等回復(fù)到原來的位置，而不會影響下一周期的正常工作。常用的復(fù)位形式有：復(fù)位桿復(fù)位，頂出桿兼復(fù)位桿復(fù)位，彈簧復(fù)位。結(jié)合所選的標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)構(gòu)，這里我采用頂柱兼復(fù)位桿復(fù)位。頂柱的具體結(jié)構(gòu)形式和尺寸如圖所示21圖 9-5 復(fù)位桿9.6 斜導(dǎo)柱分型抽芯機構(gòu)側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，通常是借助注射機的開模力，通過一定的機構(gòu)改變運動的方向完成側(cè)向分型抽芯的動作，合模時則利用合模力使其復(fù)位。其特點是經(jīng)濟合理、動作可靠，易實現(xiàn)自動化的操作，在生產(chǎn)中被廣泛采用。10 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計設(shè)置冷卻裝置的目的，主要是防止塑件在脫模時發(fā)生變形，縮短成型周期及提高塑件質(zhì)量。通常在型腔，型芯等部位設(shè)置合理的冷卻水路，通過調(diào)節(jié)冷卻水流量和流速來控制模溫，從而達到冷卻的目的，注射出合格的塑件。2210.1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則（1）保證型腔周圍的冷卻循環(huán)獨立且對稱，盡量使冷卻水路最短，以避免進口和出口的溫差太大；（2）對于連續(xù)冷卻，應(yīng)傾向于使用平行的冷卻回路；（3）冷卻系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)盡量使模具各部分的溫度相近，各部分溫差盡可能?。唬?）在保證模具材料有足夠強度的前提下，冷卻水道應(yīng)盡可能靠近型腔或型芯表面，并盡量安排緊密；（5）冷卻水孔的數(shù)量應(yīng)盡可能的多，孔徑盡可能的大，以盡量使塑件冷卻均勻。一般各冷卻水道之間的中心距應(yīng)為水道直徑的 3～5 倍，冷卻水道直徑一般在 8mm以上；（6）在制件較厚的地方，或者熱量聚集大，溫度較高的地方，應(yīng)加強冷卻；（7）冷卻水路應(yīng)安置在靠近模具型腔表面的位置，且水路之間具有相等的中心距；（8）冷卻水道應(yīng)遠離鑲塊或其接縫部位，以防止漏水；（9）冷卻管路一般不宜設(shè)在型腔內(nèi)塑料熔接的地方，以免影響塑件強度；（10）應(yīng)盡可能將進水口和出水口放在模具的同一側(cè)。10.2 冷卻系統(tǒng)的計算在此設(shè)計中，每次所要注射的量為 0.966g，由此可以根據(jù)公式得到注射一次所放出的熱量： nmqQ?式中：Q——熔融塑料所放出的熱量，KJ/h；n——每小時的注射次數(shù)m——每次注射的塑料量，kg；q——單位質(zhì)量的塑料在型腔內(nèi)散發(fā)的熱量，KJ/Kg查 《塑料注射成型模具設(shè)計》表 9-5 常用塑料的單位質(zhì)量熱流量，得 g/10①4.1.322KJq??所以， JQ34.05963-?冷卻時所需的冷卻水量,公式如下： )()21nmcTTM???（式中：M1——通過模具的冷卻水質(zhì)量（Kg） ；T1——熔融塑料進入模腔的溫度 （℃） ，T1=180℃；T2——制品脫模溫度（℃） ，T2=60℃；23T3——出水溫度 （℃） ，T3=40℃；T4——進水溫度（℃） ，T4=20℃；C——塑料的比熱容 （J/Kg﹒℃） c=1600；——導(dǎo)熱系數(shù) （J/m﹒℃） ， =829；??N——每小時的注射次數(shù)，n=40.所以: KgM48.0)]24(89/[)601(1096.431 ????????根據(jù)冷卻水處于滿流狀態(tài)下的流速與水管直徑的關(guān)系，確定模具冷卻水管直徑D：2/13)04(???式中： ——管道內(nèi)冷卻水的流速 （m/s） =0.6m/s;?——水的密度 ( ) =1000 .3g/mK?3g/mK所以： D106.1438???根據(jù)上面計算的孔直徑值，這里我直接在動模板和定模板上鉆通孔，上下各 4 根水線，并呈對稱分布，在孔的端口鉆螺紋，與相應(yīng)尺寸的接口聯(lián)結(jié)，從而達到通水冷卻的目的。11 模具的整體設(shè)計模具整體設(shè)計也就是模架的設(shè)計。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，模體設(shè)計已接近標(biāo)準(zhǔn)化，可以從市場上購買相應(yīng)的模體。標(biāo)準(zhǔn)模體一般包括定模板、動模板、墊塊、頂出固定板、頂板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、復(fù)位桿等。標(biāo)準(zhǔn)模架有 12 種結(jié)構(gòu)，15876 種規(guī)格。在本次設(shè)計中，有些零件可以直接在模架生產(chǎn)廠家購買，然后，在相應(yīng)的零件上做相應(yīng)的加工；有些零件則可以直接在標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)廠家購買，如各種螺釘，定位圈，澆口套等，而且由于標(biāo)準(zhǔn)件的互換性，針對易磨損的元件，我們可以多夠幾份以備急用。通過查《模具設(shè)計手冊》 ，可以選擇型號為模架 C1818-50×40×60GB/T12555-2006，各項尺寸參數(shù)如下：定模板座和動模板座的長為 230mm 寬為 180mm 厚為 200mm；定模板和動模板的長為 90mm，寬為 45mm，厚度分別為 50mm，40mm；墊塊高度為60mm，推板厚度為 15mm，頂桿固定板厚度為 13mm。24圖 11-1 總裝圖 125總結(jié)經(jīng)過工廠實習(xí)和三個月的努力，以及指導(dǎo)老師的教導(dǎo)。這份設(shè)計終于完成了，期間遇到過很多難題，都陸續(xù)解決了，想來欣慰，猶如一切都發(fā)生在昨天：剛拿到工件，著實嚇了一跳，如此多的加強筋，如此復(fù)雜的曲線，讓人壓力不小。壓力也轉(zhuǎn)為了動力讓我更努力研究學(xué)習(xí)。由于工件復(fù)雜，我的設(shè)計流程并不是很順利，再加上開始時軟件不是很了解，分型面做不出閉合的曲線，摸索了一個多星期，才做好了分型面，當(dāng)時心想，搞這么久，才邁出一小步，著實心里有點擔(dān)憂。往后的日子也和以前差不多，花長時間解決一個又一個的難題，這種猶如長跑的日子很是考驗人的毅力和耐力，不過現(xiàn)在我都挺過來了，還學(xué)會了很多關(guān)于注塑模、PROE、機械制圖的知識，為此感到非常充實，這將也是以后記憶很深刻的東西將伴隨我一生。 。26參考文獻［1］馮炳堯、韓泰榮、蔣文森編著， 《模具設(shè)計與制造簡明手冊》 ，第二版，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998；［2］塑料模具設(shè)計手冊編寫組編著， 《塑料模具設(shè)計手冊》 ，第二版，機械工業(yè)出版社，2000；［3］王樹勛、鄧庚厚編著， 《典型注塑模具結(jié)構(gòu)圖冊》 ，中南工業(yè)大學(xué)出版社，1992；［4］邵立新、夏素民、孫江宏等編著， 《Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 中文版標(biāo)準(zhǔn)教程》 ，清華大學(xué)出版社，2007；［6］史鐵梁編著， 《模具設(shè)計指導(dǎo)》