液晶顯示器外框注塑模具設(shè)計【三維PROE】【31張CAD圖紙和文檔所見所得】【注塑模具JA系列】

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Due to the above characteristics, LCD monitors can decrease greatly reduce power consumption, etc. LCD display imaging technology to produce profound influence on the product structure, promote the microelectronics technology and photoelectric information technology development. The graduation design is the main content of liquid crystal display outside box mould design. Including the cavity design, the institution, the main parts and components demoulding mechanism of design process, Other products for the liquid outer frame, due to excessive pursue frivolous, products, so thin wall thickness in stripping when taken delay function, In order to realize the automatic plastic mould in folio, stripping force and stripping force is calculated, the size of the slanting guiding design and oblique slippery pieces of lateral core-pulling, cores independent core-pulling mechanism, etc, due to the structure of products to mass production, so using the hot runner gating system. Through the design of injection mould, can have further understanding of design, noticed some details about the mould structure and work principle. This design using CAD/CAE/CAM design analysis software, effectively improve work efficiency.Keywords: Injection mold;LCD frames;Ejection delay;CAD/CAE/CAM武漢紡織大學(xué)2010屆畢業(yè)設(shè)計（論文）目 錄1 緒論11.1 目的11.2 要求11.3 設(shè)計思想和方法概述11.4 設(shè)計軟件選用22 液晶外框件分型面選擇32.1 液晶框件分析32.2 液晶框件材料綜合性能52.3 液晶外框件分型面設(shè)計82.4注塑機(jī)的選用及其校核103 液晶框件成型零部件設(shè)計123.1框件成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計123.2 液晶框件成型零部件工作尺寸計算123.3側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計153.4 抽芯機(jī)構(gòu)主要參數(shù)確定174 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計194.1導(dǎo)柱204.2 導(dǎo)向孔214.3 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計214.4 推出零件尺寸確定225 液晶框件冷卻系統(tǒng)設(shè)計245.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則245.2 模具溫度對制品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的影響255.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計255.4 冷卻管道接頭設(shè)計296 注塑機(jī)的最終校核296.1 注塑量的校核296.2 注塑壓力的校核297 設(shè)計總結(jié)30參考文獻(xiàn)31外文資料32致 謝47武漢紡織大學(xué)2010屆畢業(yè)設(shè)計（論文）1 緒論1.1 目的此次畢業(yè)設(shè)計課題源自于我在達(dá)運(yùn)公司的實(shí)習(xí)當(dāng)中。在達(dá)運(yùn)精密實(shí)習(xí)了三個多月，我日常工作是模具設(shè)計，主要包括3D拆模、拆電極，CNC編程，2D排位以及出圖，由于我的工作涵蓋了此次畢業(yè)設(shè)計所需的必備技能，所以要利用這次畢業(yè)設(shè)計來訓(xùn)練我的專業(yè)技能。通過本次畢業(yè)設(shè)計使我鞏固了塑料、塑料制品、塑料成型工藝和塑料成型模具的基礎(chǔ)知識、基礎(chǔ)理論和基本的設(shè)計方法，能夠熟練的使用CAD技術(shù)正確設(shè)計較為復(fù)雜的塑料模具，為將來的進(jìn)一步發(fā)展和創(chuàng)業(yè)打下較為牢固的基礎(chǔ)。1.2 要求本次畢業(yè)設(shè)計中要理論聯(lián)系實(shí)際。在學(xué)習(xí)好相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識和基本設(shè)計方法的同時，還必須具備現(xiàn)場實(shí)踐能力、實(shí)際動手的能力，即實(shí)際生產(chǎn)加工操作，上機(jī)操作，要求熟練使用CAD、PRO/E和Moldflow等軟件。1.3 設(shè)計思想和方法概述現(xiàn)代的注塑模設(shè)計制造主要依靠CAD/CAE/CAM系統(tǒng)，CAD/CAE/CAM系統(tǒng)已經(jīng)成為了一個有機(jī)整體。整套系統(tǒng)與企業(yè)的人才、技術(shù)相結(jié)合，最終將決定企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量，其中的技術(shù)因素主要是企業(yè)在模具方面多年的積累的知識、經(jīng)驗(yàn)和技巧。 1.產(chǎn)品設(shè)計和重建模型模具設(shè)計人員根據(jù)用戶提供的資料（一般包括3種類型的資料。第一種是產(chǎn)品樣件、第二種是圖紙、第三種既有樣品又有圖紙，但需要修改樣件模型），重新構(gòu)筑新產(chǎn)品模型，設(shè)計詳細(xì)的產(chǎn)品圖紙，計算制品材料的收縮率，為模具設(shè)計做好前期準(zhǔn)備工作。2.模具設(shè)計根據(jù)上面做好的產(chǎn)品設(shè)計準(zhǔn)備確定注塑機(jī)型號，型腔數(shù)量和型腔排列、分型面、抽芯機(jī)構(gòu)等，同時需要設(shè)計澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)等。最終還要確定模架等標(biāo)準(zhǔn)件，選用模具材料，繪制模具裝配圖和主要零部件圖紙。3.模具制造在模具裝配圖及零部件圖紙設(shè)計完成之后，經(jīng)過一系列加工、制造和裝配過程，完成模具的制造。4.試模、修模在模具制造裝配完成之后，就要在事先選定的注塑機(jī)上進(jìn)行試模，如果試模順利，就對產(chǎn)品尺寸形狀進(jìn)行效驗(yàn)，檢查實(shí)際生產(chǎn)出來的產(chǎn)品是否符合用戶的公差要求。如果在試模中發(fā)現(xiàn)，模具本身存在問題，那么模具就要送回模具車間進(jìn)行修模處理，直到試模成功，打出合格的產(chǎn)品。因此，修模、試模是一個十分繁瑣、復(fù)雜的過程，及設(shè)計了模具方面的問題，有涉及了成型方面的問題；在許多情況下，還要涉及到設(shè)計方案的修改，從而對模具進(jìn)行較大程度的改變，造成反復(fù)的修模、試模。1.4 設(shè)計軟件選用為了達(dá)到上述的設(shè)計思想，就需要多種設(shè)計軟件將產(chǎn)品用戶、產(chǎn)品設(shè)計者、模具設(shè)計者、模具工程分析者、模架和標(biāo)準(zhǔn)件提供商等聯(lián)系起來。因此，選用一種或多種合適的設(shè)計軟件，對完成一個設(shè)計起到至關(guān)重要的作用，此設(shè)計結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，精度要求較高，為了設(shè)計的簡便，本設(shè)計選用Auto CAD、PRO-Engineer、和MOLDFLOW分析軟件，用PRO-Engineer分模，用Auto CAD進(jìn)行2D排位和加工出圖，用MOLDFIOW進(jìn)行模流分析， 以上軟件功能足以滿足此設(shè)計的要求。2 液晶外框件分型面選擇2.1 液晶框件分析本次設(shè)計作品為顯示器框件，具體要求見下表：表2-1模具設(shè)計任務(wù)書模具材料模座S50C公模仁SKD61滑塊SKD61母模仁SKD61模具類型二板模 三板模 其它模穴數(shù)1脫模斜度灌嘴膠口套有 無塑膠材料PC+10%PMMA收縮率1.0037注塑壓力280T定位環(huán)100x25喉嘴規(guī)格1/4 PT澆道圓形梯形熱澆道點(diǎn)進(jìn)澆進(jìn)澆方式母模公模直接式潛伏式點(diǎn)澆式搭接式閥針式其他：冷切控制方式模仁水道模座水道冷卻棒頂出方式圓梢 扁梢 套管 空氣頂出強(qiáng)制回位要 不要 由于制品比較大，四側(cè)面均有很多的突起，形成了倒扣（均是外側(cè)面），具體如圖1-1：圖1-1 產(chǎn)品詳情4由PRO-Engineer軟件分析得制品的體積為V=28CM2。由塑膠模具設(shè)計工程師手冊可查得PC+10%PMMA的密度為1.351.50g/cm2，取其密度1.4g/ cm2，故其質(zhì)量為： 2.2 液晶框件材料綜合性能主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1.機(jī)械強(qiáng)度高。其沖擊強(qiáng)度是熱塑性塑料中最高的一種，比鋁、鋅還高，號稱“塑料金屬”；彈性模量高，受溫度影響極?。豢谷渥冃阅芡怀?，即使在較高溫度、較長時間下蠕變量也十分小，優(yōu)于POM；其他如韌性、抗彎強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等亦優(yōu)于PA及其他一般塑料。PC的低溫機(jī)械強(qiáng)度是十分可貴的。所以在較寬的溫度范圍內(nèi)，低溫抗沖擊能力較強(qiáng)，耐寒性好，脆化溫度低達(dá)-100； 2. 熱性耐氣候性優(yōu)良。PC的耐熱性比一般塑料都高，熱變形溫度為135143，長期工作溫度達(dá)120130，是一種耐熱環(huán)境的常選塑料。其耐候性也很好，有人做過實(shí)驗(yàn)，將PC制件置于氣溫變化大的室外，任由日曬雨淋，三年后僅僅是色澤稍黃，性能仍保持不變；3.成型精度高，尺寸穩(wěn)定好。成型收縮率基本固定在0.5%0.7%，流動方向與垂直方向的收縮基本一致。在很寬的使用溫度范圍內(nèi)尺寸可靠性高。2.2.1 PC的成型性能1） 無定形塑料，熱穩(wěn)定性好，成型溫度范圍寬，超過330 才呈現(xiàn)嚴(yán)重分解，分解時產(chǎn)生無毒、無腐蝕性氣體。2） 吸濕性小，但水敏性強(qiáng)，含水量不得超過0.2%，加工前必須干燥處理，否則會出現(xiàn)銀絲、氣泡以及強(qiáng)度顯著下降現(xiàn)象。3) 流動性差，溢邊值為0.06mm，流動性對溫度變化敏感，冷卻速度快。4） 成型縮率小，如成型條件適當(dāng)，塑件的尺寸可控制在一定公差范圍內(nèi)，塑件精度高。5) 可能發(fā)生應(yīng)力開裂，易產(chǎn)生壓力集中（即內(nèi)應(yīng)力），應(yīng)嚴(yán)格控制成型條件，塑件宜退火處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。6）熔融溫度高，粘度高，對大于200g的塑件應(yīng)用螺桿式注塑機(jī)成型，并噴嘴應(yīng)加熱，噴嘴宜用敞開式延伸噴嘴。7） 粘度高，但對剪切作用敏感。澆注系統(tǒng)宜設(shè)冷料穴。進(jìn)料口附近有殘留應(yīng)力，必要時可以采取調(diào)節(jié)式進(jìn)料口，模具宜加熱，模溫一般取70-120為宜，應(yīng)注意頂出均勻，模具應(yīng)用耐磨鋼，并淬火。8） 塑料壁不宜取厚，應(yīng)均勻，避免有尖角，缺口以及金屬鑲件造成的應(yīng)力集中脫模斜度宜取2o，如有金屬鑲件應(yīng)預(yù)熱，預(yù)熱溫度一般為1101309） 料筒溫度對控制塑件質(zhì)量是一個重要的因素，料溫低時會造成缺料，表面無光澤；溫度高時宜溢邊，出現(xiàn)銀絲、暗條，塑件變色有泡。注塑壓力宜高不宜低。10） 模溫對塑件的質(zhì)量影響很大。薄壁塑件宜取80-100oC，厚壁塑件宜取80-120oC，模溫低則收縮率、伸長率、抗沖擊強(qiáng)度大，抗彎、抗壓、抗張強(qiáng)度低，模溫超過120塑件冷卻慢，易變性黏模，脫模困難，成型周期長2.2.2 PC的主要缺點(diǎn)1.是自身流動性差，即使在較高的成型溫度下，流動亦相對緩慢；2.是在成型溫度下對水分極其敏感，微量的水分即會引起水解，使制件變色、起泡、破裂。3. 抗疲勞性、耐磨性較差、缺口效應(yīng)敏感。PC優(yōu)良的綜合性能使其在機(jī)械、儀器儀表、汽車、電器、紡織、化工、食品等領(lǐng)域都占據(jù)著重要地位。制成品有：食品包裝、餐飲器具、安全帽、泵葉、外科手術(shù)器械、醫(yī)療器械、高級絕緣材料、齒輪、車燈燈罩、高溫透鏡、窺視孔鏡、電器連接件和鐳射唱片、鐳射影碟等。2.2.3 PC模具設(shè)計PC制品與模具設(shè)計除了遵循一般塑料制品與模具的設(shè)計原則外,還需注意以下幾點(diǎn)：1、由于PC的流動性較差，所以，流道系統(tǒng)和澆口的尺寸都應(yīng)較大，優(yōu)先采用側(cè)澆口、扇形澆口、護(hù)耳式澆口；2、由于熔體粘度較大，要求型腔的材料比較耐磨；3、熔體的凝固速度較快，流動的不平衡對充填過程影響明顯。為了防止滯流，型腔應(yīng)該獲得較好的充填秩序；4. PC對缺口較為敏感，要求制品壁厚均勻一致，盡可能避免銳角、缺口的存在，轉(zhuǎn)角處要用圓弧過渡，圓弧半徑不小于1.5mm。5. 為防止在成型過程中出現(xiàn)排氣不良現(xiàn)象，需開設(shè)深度小于0.04mm的排氣孔槽。2.3 液晶外框件分型面設(shè)計分型面：模具上用于取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。一副模具可以有一個或一個以上的分型面，常見單分型面模具只有一個與開模運(yùn)動方向垂直的分型面。由于本模具采用熱澆道，所以只需設(shè)一個分型面。分型面選擇是否合理對于塑件質(zhì)量，模具制造難易程度、加工成本與使用性能均有很大影響，它決定了模具的結(jié)構(gòu)形式，是模具設(shè)計工作中的重要環(huán)節(jié)。模具設(shè)計時應(yīng)根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)形狀，尺寸精度，澆注系統(tǒng)形式，推出形式，排氣方式及制造工藝等各種因素，全面考慮，合理選擇。一般應(yīng)考慮以下幾個原則：分型面選擇應(yīng)便于塑件脫模和簡化結(jié)構(gòu)，盡可能使塑件開模時留在動模;盡可能不影響外觀的部位，并使其產(chǎn)生的毛邊易于消除和修整;應(yīng)保證塑件尺寸精度;分型面選擇應(yīng)有利于排氣，便于模具零件的加工。參照以上原則，分型面的選擇示意如下：圖2-1 制品壁厚分析圖2-2 制品拔模圖2-3進(jìn)膠位置圖2-4 側(cè)面PL線圖2-5 主PL線2.4注塑機(jī)的選用及其校核注塑機(jī)的選用要根據(jù)制品的材料，制品和澆注系統(tǒng)的總質(zhì)量以及模具大致結(jié)構(gòu)來選擇合適的注塑機(jī)。制品材料為PC，宜用螺桿式注塑機(jī)。其主要結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖2-6 臥式注塑機(jī)示意圖1鎖模液壓缸 2鎖模機(jī)構(gòu) 3移動模板 4頂桿 5固定板 6控制臺7料筒 8料斗 9定量供料裝置 10注塑液壓缸圖2-6 螺桿式注塑機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，主要包括了射出系統(tǒng)、模具系統(tǒng)、油壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、和鎖模系統(tǒng)等五個單元。制品的質(zhì)量為39.2g，由于此次設(shè)計采用熱流道設(shè)計，故沒有流道凝料。根據(jù)每次注塑量不超過注塑機(jī)最大注塑量的80%。因此，初選型號為海天HTF/TJ-C,根據(jù)塑料膜設(shè)計師設(shè)計手冊P1-122提供的主要技術(shù)規(guī)格如下：21表2-2 HTF/TJ-C 規(guī)格注塑裝置合模裝置螺桿直徑 mm70合模力 kN3000螺桿長徑比 L/D18.6移模行程 mm600理論容量 cm3989拉桿間距（寬高）mm600600螺桿轉(zhuǎn)速 rpm0-160最大模厚 mm660注塑重量 g579最小模厚 mm250最大泵壓力 Mpa60頂出行程mm160注塑壓力 Mpa142頂出力kN622.4.1 型腔數(shù)量的確定和校核設(shè)計模具首先就是要確定模具型腔數(shù)量，型腔的數(shù)量與注塑機(jī)的塑化速率、最大注塑量、鎖模力有關(guān)，因此，必須從這三個方面對型腔的數(shù)量來進(jìn)行校核。（）按注塑機(jī)的額定塑化量確定型腔數(shù)量21 n(KM/3600-M1)/M （21）式中 n型腔數(shù)量，由于設(shè)計要求為一模一腔，所以此設(shè)計中，n=1；K注塑機(jī)額定塑化量的利用系數(shù)，一般取0.8；M注塑機(jī)的額定塑化量（g/h或cm3/h）；T成型周期（s）；M1澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量或體積（g或cm3）。M單個塑件的質(zhì)量或體積（g或cm3）（2）按注塑機(jī)的最大注塑量確定型腔數(shù)量n(KMp-M1)/M （22）式中 Mp注塑機(jī)允許的最大注塑量(g/h或cm3/h)；K注塑機(jī)最大注塑量的利用系數(shù)，一般取0.8。（3）按注塑機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)量 n(Fp-PA1)/PA （23）式中 Fp注塑機(jī)的額定鎖模力（N）；P塑料熔體對型腔的壓力（MPa），一般取注塑壓力的80；A1澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（mm2）；A塑件在模具分型面上的投影面積（mm2）。經(jīng)計算，所選用的注塑機(jī)滿足要求2.4.2 最大注塑量的校核塑件和澆注系統(tǒng)凝料的總質(zhì)量一般要小于注塑機(jī)公稱注塑量的80。最大注塑量的校核應(yīng)注意的是柱塞式注塑機(jī)和螺桿式注塑機(jī)標(biāo)定的公稱注塑量是不同的，國際上規(guī)定柱塞式注塑機(jī)的公稱注塑量是按常溫下密度為1.05g/cm3的普通聚苯乙烯的注塑為標(biāo)準(zhǔn)；而螺桿式注塑機(jī)標(biāo)定的公稱注塑量是以螺桿在料筒中的最大推出容積表示。由表1可知注塑機(jī)的注塑量為989g，遠(yuǎn)大于產(chǎn)品的質(zhì)量。3 液晶框件成型零部件設(shè)計3.1框件成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計主要應(yīng)在保證制品質(zhì)量要求的前提下，從便于加工、裝配、使用、維修等角度加以考慮。3.1.1 凹模凹模又稱上模仁，是成型制品上表面的零部件，按其結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式兩大類。1）整體式凹模由一整塊金屬加工而成。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、牢固、不易變形，制品無拼縫痕跡，但是一旦內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞，整個模仁報廢，損失大。此種形式適用于形狀較簡單的制品。2）組合式當(dāng)制品外形較復(fù)雜時，采用組合式凹模加工工藝差，若采用組合式凹模可改善加工工藝性，減少熱處理變形，節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材，從而節(jié)約成本；還有利于分散工序，減少加工時間，內(nèi)部結(jié)構(gòu)一旦損壞，方便更換?？紤]到制品表面雖然有較高要求，但是上模仁沒有什么薄弱部分，而且從強(qiáng)度和剛度方面考慮上模仁采取整體式。3.1.2 凸模下模仁又稱下模仁，與上模仁一樣也分為整體式和組合式。考慮到制造加工、維護(hù)的方便和節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材，凸模采用組合式結(jié)構(gòu)3.2 液晶框件成型零部件工作尺寸計算所謂成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定制品形狀的有關(guān)尺寸，主要包括型腔和型芯的徑向尺寸（含長，寬尺寸）與高度尺寸，以及中心具尺寸等。為了保證制品質(zhì)量，模具設(shè)計時必須根據(jù)塑件的尺寸與精度等級確定相應(yīng)的成型零部件工作尺寸與精度。3.2.1 框件尺寸精度的影響因素塑件尺寸的影響因素很多，也很復(fù)雜，但主要的有以下幾個因素。1)成型零部件的制造誤差成型零部件的制造誤差包括成型零部件的加工誤差和安裝，配合誤差兩個方面，設(shè)計時一般應(yīng)將成型零件的制造公差控制在塑件相應(yīng)公差的1/3左右，通常取IT69級。212)成型零部件的磨損造成成型零部件磨損的主要原因是塑料熔體在型腔中的流動以及脫模時塑件與型腔的摩擦，而以后者造成的磨損為主。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)制品材料、成型零部件材料、熱處理及型腔表面狀態(tài)和模具要求的使用期限來確定最磨損量，對中、小型塑件來說，最大磨損量一般取1/6塑件公差，大型塑件則取小于1/6塑件公差。213)塑料的成型收縮生產(chǎn)中由于設(shè)計時選取的計算收縮率與實(shí)際收縮率的差異以及由于塑件成型時工藝條件的波動，材料批號的變化而造成的塑件收縮率的波動。4)配合間隙誤差引起的誤差3.2.2顯示器框件成型零部件的尺寸計算成型零部件的工作尺寸計算有平均值法和公差帶法，在這里選用平均值法在描述計算方法前，對塑件尺寸和成型零部件的尺寸偏差統(tǒng)一規(guī)定按“入體”原則標(biāo)注，即對包容面（型腔和塑件內(nèi)表面）尺寸采用單向正偏差標(biāo)注，基本尺寸為最小。設(shè)為塑件公差，Z為成型零件制造公差，則塑件內(nèi)徑為,型腔尺寸為。而對被包容面（型芯和塑件外表面）尺寸采用單向負(fù)偏差標(biāo)注，基本尺寸為最大，如型芯尺寸為，塑件外形尺寸為。而對于中心距尺寸則采用雙向?qū)ΨQ偏差標(biāo)注。【21】(1)型腔與型芯徑向尺寸型腔設(shè)塑料平均收縮率為；塑件外形基本尺寸為，其公差為，塑件平均尺寸為；型腔基本尺寸為，其制造公差為，則型腔平均尺寸為?？紤]平均收縮率及型腔磨損為最大值的一半，則有：【21】 （3-1）整理并忽略二階無窮小量，可得到型腔的基本尺寸 （3-2）和是影響塑件尺寸偏差的主要因素，應(yīng)根據(jù)塑件公差來確定，成型零件制造公差一般??；磨損量一般取小于，故上式寫為標(biāo)注制造公差后得 （3-3）式中x修正系數(shù)。對于中、小件塑件，則得 （3-4）對于大尺寸和精度較低的塑件，于是上式中前面的系數(shù)x將減小，一般該系數(shù)在之間變化，可視具體情況而定?！?1】型芯徑向尺寸 設(shè)塑件內(nèi)形尺寸為，其公差值為，則其平均尺寸為；型芯基本尺寸為，制造公差為，其平均尺寸為。同上面推導(dǎo)型腔徑向尺寸類似【21】 （3-5）式中系數(shù) （3-6）(2) 型芯深度與型芯高度尺寸按上述公差帶標(biāo)注原則，塑件高度尺寸為，型腔深度為。型腔底面和型芯端面均與塑件脫模方向垂直，磨損很小，因此計算時磨損量不予考慮，則有【21】 （3-7）略去，得 （3-8）根據(jù)文獻(xiàn)公差標(biāo)注后得 （3-9）對于中、小型塑件，根據(jù)9(P156)故得 （3-10）對于大型塑件可取較小值，公式中，可在范圍選取。同理可得型芯高度尺寸計算公式（3-11） （3-11）對于中、小型塑件則為（3-12） （3-12）以上各個數(shù)據(jù)只是根據(jù)理論方法計算得出，由于本制品包含有曲線和曲面，根據(jù)零件圖紙上的尺寸和偏差制造出的型腔和型芯，并不能作為最終結(jié)果，必須根據(jù)試模的情況予以修正?！?1】3.3側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計注塑模中凡與注塑機(jī)開模方向一致的分型和抽芯都比較容易實(shí)現(xiàn)，因此模具結(jié)構(gòu)也較簡單。但是對于某些塑料制件，由于使用上的要求，不可避免地存在著與開模方向不一致的分型。對于具有這種結(jié)構(gòu)的制件除極少數(shù)部分可以進(jìn)行強(qiáng)制脫模外，一般都需要進(jìn)行側(cè)向分型與抽芯，才能取出制件。能將活動型芯抽出和復(fù)位的機(jī)構(gòu)稱為抽芯機(jī)構(gòu)，側(cè)向分型和抽芯機(jī)構(gòu)按動力源可分為手動、氣動、液壓和機(jī)動四類。如圖3-1為側(cè)向分型機(jī)構(gòu)，在本制品側(cè)壁倒扣，其分模方向與整個制品的分模方向不同，所以要安排側(cè)向分型機(jī)構(gòu)。這里采用機(jī)動側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。它是利用注塑機(jī)的開模力，通過傳動機(jī)構(gòu)改變方向，將側(cè)向的活動型芯抽出。機(jī)動抽芯的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但抽芯不需人工操作，抽拔力較大，具有靈活、方便、生產(chǎn)效率高、容易實(shí)現(xiàn)全自動操作、無需另外添置設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)。圖3.1側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)這里采用了斜滑塊分型與抽芯機(jī)構(gòu)，當(dāng)然也可以采用斜銷側(cè)向分型等抽芯機(jī)構(gòu)。采用斜滑塊分型與抽芯機(jī)構(gòu)的原因主要是后面再產(chǎn)品頂出時要采用頂針延時頂出，用滑塊做頂針延時頂出結(jié)構(gòu)將會簡化。 圖3.2如上圖所示，脫模時，動模板向下運(yùn)動，在前20mm內(nèi)，斜導(dǎo)柱撥動滑塊后退。延時頂針1的上端面距離滑塊的下端面20mm，延遲柱延遲的距離剛好也是20mm，當(dāng)下模往下移動的距離小于20mm時，延時頂針2相對下模仁不運(yùn)動，延時頂針1在做頂出運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動到20mm時，滑塊退出，滑塊后退，延時頂針1和2同時頂出產(chǎn)品3.4 抽芯機(jī)構(gòu)主要參數(shù)確定3.4.1 抽芯距型芯從成型位置退到不妨礙塑件脫模的位置所移動的距離叫抽芯距，用S表示。根據(jù) 9P198公式（9-1）一般抽芯距等于側(cè)臺肩寬度S0加上的余量，即 （3-13）有圖面測量可得S0=3mm所以抽芯距S為S= 5mm3.4.2 斜滑桿設(shè)計斜滑桿的工作長度L與傾角a的關(guān)系為 （3-14）現(xiàn)已知S=5mm、13，所以斜滑桿的有效工作長度L為 L=S/sina （3-15）=5/sin13=22mm開模行程H與傾角a的關(guān)系為 （3-16）所以開模行程為 HW=Scota （3-17） =5cot13 =22mm現(xiàn)在設(shè)計的實(shí)際開模行程有49mm，完全能夠滿足抽芯的要求。3.4.3 抽芯力的估算下圖所示為型芯脫模時的力學(xué)分析圖圖3.3 側(cè)型芯脫模時的力學(xué)分析圖抽芯力的計算公式為【21】： （3-18）因?yàn)橐话惚容^小，所以： 式中：抽芯力，N；S塑料包緊型芯的面積（cm）；P 塑件對側(cè)型心的收縮力 ，一般取8-20Mpa3.4.4 斜導(dǎo)柱直徑斜導(dǎo)柱的計算公式為：【21】（p2-112） （3-19）其中d斜滑桿直徑，cm；F抽芯力，kN；L斜滑桿的有效工作長度，cm；所以斜滑桿直徑為：d=17.56mm,實(shí)際設(shè)計中斜滑桿的直徑d=20mm。4 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要用于保證動模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零件之間的準(zhǔn)確對合，起定位和定向作用。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，其設(shè)計的基本要求是導(dǎo)向精確，定位可靠，并且有足夠的強(qiáng)度，剛度和耐磨度。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是利用導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔之間的配合來保證模具的對合精度，導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計內(nèi)容包括：1）導(dǎo)柱和導(dǎo)套的典型結(jié)構(gòu)；2）導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔的配合以及導(dǎo)柱的數(shù)量和布置等。4.1導(dǎo)柱導(dǎo)柱設(shè)計要點(diǎn)如下：（1）導(dǎo)柱的直徑視模具的大小而定，但必須具有足夠的抗彎強(qiáng)度，且表面要耐磨，芯部要堅韌，因此導(dǎo)柱材料一般為低碳鋼滲碳淬火，或碳素工具鋼T8A、T10A淬火處理，硬度為5055HRC。（2）導(dǎo)柱長度應(yīng)高于凸模端面68mm，以免在導(dǎo)柱未導(dǎo)正時凸模先進(jìn)入型腔與其碰撞而損壞。（3）導(dǎo)柱端部常設(shè)計成錐形和半球形，便于導(dǎo)柱順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。（4）導(dǎo)柱的配合精度。導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔通常采用間隙配合H7/f6或H8/f821。（5）導(dǎo)柱直徑尺寸按模具模板外形尺寸而定，模板尺寸越大，導(dǎo)柱中心距也越大。 圖4.4（6）斜導(dǎo)柱的固定方式如圖4.4,這樣固定，有兩個好處：1 斜導(dǎo)柱的裝拆方便。如圖所示，只需要把斜導(dǎo)柱壓塊的緊固螺釘卸掉就可以將斜導(dǎo)柱取下來。如果是將斜導(dǎo)柱穿過A板，用上固定板壓緊，這樣在裝拆的時候就要先將上固定板和A板先拆開，這樣不僅費(fèi)時費(fèi)工，還對鉗工有安全威脅。2斜導(dǎo)柱的壓緊塊有一個楔面，在固定斜導(dǎo)柱的同時，還可以起到定位4（即上模仁）的功能。4.2 導(dǎo)向孔最簡單的導(dǎo)向孔是直接在模板上開孔加工簡單，適用于精度要求不高且小批量生產(chǎn)的模具。然而為了保證導(dǎo)向精度和檢修方便，導(dǎo)向孔常采用鑲?cè)雽?dǎo)套的形式，導(dǎo)向孔（包括導(dǎo)套）的設(shè)計要點(diǎn)如下：(1)導(dǎo)向孔最好為通孔，否則導(dǎo)柱進(jìn)入未開通的導(dǎo)向孔（盲孔）時，孔內(nèi)空氣無法逸出，產(chǎn)生反壓力，給導(dǎo)柱運(yùn)動造成阻力。(2)為使導(dǎo)柱比較順利地進(jìn)入導(dǎo)套在導(dǎo)套前端應(yīng)倒有圓角通常導(dǎo)套采用淬火鋼或銅等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱的硬度，以改善摩擦及防止導(dǎo)柱從導(dǎo)套拉出。(3)導(dǎo)套孔的滑動部分按H8/h8間隙配合，導(dǎo)套外徑按H7/m6過度配合16。(4)導(dǎo)套的安裝固定方式：臺階式導(dǎo)柱，利用軸肩防止開模時拔出導(dǎo)套；直導(dǎo)套用螺釘起止動作用。本模具采用直導(dǎo)套，該零件為標(biāo)準(zhǔn)件。注塑模的導(dǎo)柱一般取24根，其數(shù)量和布置形式根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)形式和尺寸來確定。此設(shè)計中導(dǎo)柱選用4根，為四角不對稱布置，有一個offset，以防止定模板和動模板方向裝反，造成模具表面損傷。4.3 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計脫模機(jī)構(gòu)是指注塑成型后，使塑件從凸?；虬寄Ｉ厦摮龅臋C(jī)構(gòu)，按脫模動作的動力源對脫模機(jī)構(gòu)分類，有手動脫模、機(jī)動脫模、汽動和液壓脫模等不同類型；如按推出機(jī)構(gòu)動作特點(diǎn)分類，可分為一次推出、二次推出、順序脫模、點(diǎn)澆口自動脫模以及帶螺紋塑件脫模等。4.3.1脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則：（1）保證塑件不因頂出而變形損壞及影響外觀，這是對脫模機(jī)構(gòu)最基本的要求。（2）為使推出機(jī)構(gòu)簡單、可靠，開模時應(yīng)使塑件留于動模，以利用注塑機(jī)的移動部分的頂桿或液壓缸的活塞推出塑件。（3）推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動要準(zhǔn)確、靈活、可靠、無卡死與干涉現(xiàn)象。4.3.2 脫模力的計算將塑件從包緊的型芯上脫出時所需克服的阻力稱為脫模力。塑成型后由于體積收縮，對型芯產(chǎn)生包緊力，塑件要從型芯上脫出就必須克服因包緊離而產(chǎn)生的摩擦阻力。 Fmax=Aq(cos-sin) （4-1）式中 Fmax最大脫模力或開模力，N;A型芯或凸模被塑件包緊部分的面積；q由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積上的正壓力，一般取812MPa；摩擦系數(shù)，一般取0.10.3；脫模斜度8。塑件包緊型芯部分的面積經(jīng)PROE軟件計算的=7387.71，拔模斜度為2，取0.15，q取10MPa，計算各部分的拔模力為： Fmax1= A1q(cos-sin)=9683.57NN Fmax總 = Fmax1=9683.57N由以上計算得出推板推出一個塑件的最大脫模力為Fmax推總9683.57N，模具為一模一腔，則模具總的推桿推出的最大脫模力為9683.57N。所選注塑機(jī)的最大推出力為60KN，所以注塑機(jī)的額定推出力能夠滿足模具的推出機(jī)構(gòu)的要求。4.4 推出零件尺寸確定在推出機(jī)構(gòu)中最重要的零件是推件板和推桿，推件板的厚度和推桿的直徑的確定又是設(shè)計的關(guān)鍵，下面從剛度和強(qiáng)度計算兩方面介紹推件板厚度和推桿直徑的計算公式。根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式， 9P81公式（8-10）可得推桿直徑（mm）的公式 （4-2）式中 推桿的最小直徑，mm；安全系數(shù)，可??；推桿的長度，mm；這里L(fēng)=92mm脫模力，N；這里F=16.15KN；推桿數(shù)目；這里n=4；鋼材的彈性模量，Mpa；這里；所以推桿的最小直徑為d=3.62mm，實(shí)際設(shè)計中取d=5mm。推桿直徑確定后，還應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核，根據(jù) 9P182公式（8-11）其公式： （4-3）式中 推桿的許用應(yīng)力，Mpa；推桿所受的應(yīng)力，Mpa；其他符號同前述。所以：=4*9.6*/（4*3.14*0.005）=189MP 推桿結(jié)構(gòu)選用扁推桿，如圖所示圖4-1 扁推桿5 液晶框件冷卻系統(tǒng)設(shè)計在注塑模中冷卻系統(tǒng)是通過冷卻水的循環(huán)將塑料熔體的熱帶出模具的，冷卻通道中的冷卻水是處于層流狀態(tài)還是湍流狀態(tài)，對于冷卻效果有顯著影響。從下圖可以看出模具冷卻時間約占整個注塑循環(huán)周期的2/3，因此縮短注塑循環(huán)周期的冷卻時間是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。圖5-1 冷卻時間示意圖（摘自文獻(xiàn)19）5.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則1）注意凹模和型芯的熱平衡，在冷卻系統(tǒng)設(shè)計中，要把注意力放在型芯冷卻上。2）精密模具中出入口水溫相差應(yīng)在2C以內(nèi)，普通模具也不要超過5C。3）采用多而細(xì)的冷卻管道比采用獨(dú)根大冷卻管道好，一般管道直徑為825mm。4）普通模具的冷卻水應(yīng)采用常溫下的水，通過調(diào)節(jié)水流量來調(diào)節(jié)模具溫度。5）一般冷卻管道中心線與型腔壁的距離應(yīng)為冷卻管道直徑的12倍，冷卻管道的中心距約為管道直徑的35倍。6）應(yīng)盡可能使所有冷卻管道孔分別到各處型腔表面的距離相等。應(yīng)避免冷卻管道開設(shè)在塑件熔合紋的部位。5.2 模具溫度對制品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的影響（1）變形模具溫度穩(wěn)定，冷卻速度均衡，可以減小塑件的變形。對于壁厚不一致塑件，經(jīng)常會出現(xiàn)因翹曲變形的情況。因此，必須采用合適的冷卻系統(tǒng)，以便型腔里的塑料熔體能同時凝固。（2）尺寸精度利用溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)保持模具溫度的恒定，能減少制件成型時收縮率的波動，提高塑件尺寸精度的穩(wěn)定性。在可能的情況下采用較低的模溫能有助于減小塑件的成型收縮率。例如，對與結(jié)晶型塑料，因?yàn)槟剌^低，制件的結(jié)晶度低，較低的結(jié)晶度可以降低收縮率。但是，結(jié)晶度不利于制件的穩(wěn)定性，從尺寸的穩(wěn)定性出發(fā)，又需要適當(dāng)?shù)奶岣吣＞邷囟?，使塑件結(jié)晶均勻。（3）力學(xué)性能對于結(jié)晶形塑料，結(jié)晶度越高，塑件的應(yīng)力開裂傾向越大，故從減小應(yīng)力開裂的角度出發(fā)，降低模溫是有利的。但對于聚碳酸酯一類的高黏度無定形塑料，其應(yīng)力開裂傾向與塑件中的內(nèi)應(yīng)力的大小有關(guān)，提高模溫有利于減小制件中的內(nèi)應(yīng)力，也就減小了其應(yīng)力開裂傾向。（4）表面質(zhì)量提高模具溫度能改善制件的表面質(zhì)量，過低的模具溫度會使制件輪廓不清晰并產(chǎn)生明顯的熔接痕，導(dǎo)致制件表面粗糙度提高。（5）生產(chǎn)效率保持所需要模溫，并使之穩(wěn)定，可縮短成型時間，從而縮短了成型周期，提高了制品的生產(chǎn)率。5.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計5.3.1冷卻管道直徑和管道數(shù)由PROE分析得知，制品的壁厚為S=0.43.5mm，故冷卻時間應(yīng)以厚度為計算依據(jù)。制品的冷卻時間t2=S*（1+2S）=27.29表10-6。由于該制品開模時無法自動墜落，必須手工取出，設(shè)開模取出制品的時間t3為15s，再加上注塑時間t1=5s，故制品的成型周期為：t總= t1+t2+t3=27.2+15+5=47.2s 所以制品的產(chǎn)量為2.99kg/h。現(xiàn)已知產(chǎn)量為2.99kg/h，用20C的水作為冷卻介質(zhì)，其出口溫度為22C，水呈湍流狀態(tài)，模具平均溫度為60 C，模具寬度為600mm。塑料制品在固化時每小時釋放的熱量Q查表10-4得PC的單位熱流量 故冷卻水的體積流量 Q=8402.99=25116KJ/h 根據(jù) （5-1）式中 冷卻介質(zhì)的體積流量，；單位時間（每分鐘）內(nèi)注入模具的塑料質(zhì)量，； 單位重量的制品在凝固時所放出的熱量，； 冷卻介質(zhì)的密度，； 冷卻介質(zhì)的比熱容，； 冷卻介質(zhì)出口溫度，； 冷卻介質(zhì)進(jìn)口溫度，。 得 q=WQ/1.c1(-)=0.05m/min冷卻水的管道直徑d，為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取d=6mm冷卻水在管道內(nèi)的流速v 根據(jù) 9P221公式（10-16） （5-2） 式中冷卻介質(zhì)的流速，； 冷卻介質(zhì)的體積流量，； 冷卻管道的直徑，。 得冷卻管道孔壁與冷卻介質(zhì)之間的傳熱膜系數(shù)h，?。ㄋ疁貫?2C時），再根據(jù) 9P217公式（10-2） （5-3）式中 與冷卻介質(zhì)溫度有關(guān)的物理系數(shù)；冷卻介質(zhì)在一定溫度下的密度，；冷卻介質(zhì)在原管中的流速，；冷卻管道的直徑，。得冷卻管道總面積A根據(jù) （5-4）式中 冷卻管道孔壁與冷卻介質(zhì)的傳熱膜系數(shù)，； 模溫與冷卻介質(zhì)溫度之間的平均溫差。得 模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻管道的孔數(shù)n，根據(jù) （5-5）式中 冷卻管道開設(shè)方向上模具長度或?qū)挾?，?.3.2實(shí)際冷卻系統(tǒng)布置以上只是理論計算的結(jié)果。在實(shí)際的設(shè)計中卻安排有兩個冷卻回路，如下圖：圖5-2 公母模仁水路圖因?yàn)閷τ诶鋮s系統(tǒng)的設(shè)計的最終目的是為了使模具溫度穩(wěn)定、冷卻速度均勻，從而保證尺寸精度，防止出現(xiàn)因收縮不均勻而產(chǎn)生的翹曲變形。所以安排多個冷卻回路，多根冷卻管道，更加能夠使模具溫度穩(wěn)定、冷卻速度均勻，對保證尺寸精度防止翹曲的效果肯定要比只安排一根冷卻管道所產(chǎn)生的好。另外，制品零件圖上的技術(shù)要求也明確提出了較高的表面要求：零件必須光滑、平整，不得有縮孔、酥松等缺陷，不得有翹取及變形。所以最初安排了多個冷卻回路，并且以此為基礎(chǔ)，對注塑過程中產(chǎn)生的翹曲做模流分析。在最終的實(shí)際設(shè)計中，因?yàn)橹破芬蟾?，在四面滑塊以及動定模都安排水路。 5.4 冷卻管道接頭設(shè)計由于模具結(jié)構(gòu)和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計，所采用的水管接頭為加長型，加長到96mm，根據(jù)JISB0203 選擇水管接頭的規(guī)格為PT1/8-B,選擇悶頭螺釘?shù)囊?guī)格為PT1/4。6 注塑機(jī)的最終校核注塑模具安裝在注塑機(jī)上使用的，在設(shè)計模具時，除了應(yīng)掌握注塑成型工藝過程外，還應(yīng)對所選注塑機(jī)的有關(guān)技術(shù)參數(shù)有全面的了解，才能生產(chǎn)出合格的塑料制件。在模具設(shè)計的最后對注塑量、注塑壓力、鎖模力和安裝尺寸做一次校核，保證所設(shè)計的模具和所選的注塑機(jī)符合要求。6.1 注塑量的校核前面我們選擇注塑機(jī)時的一個重要依據(jù)就是注塑量，因此，這里注塑量一定是小于注塑機(jī)公稱注塑量的80。6.2 注塑壓力的校核所選用的注塑機(jī)的注塑壓力必須大于成型塑件所需的注塑壓力。成型所需的注塑壓力與塑料品種、塑件的形狀幾尺寸、注塑機(jī)類型、噴嘴及模具流道的阻力等因素有關(guān)。塑料熔體流動性，塑件形狀簡單，壁厚小所需注塑壓力一般小于70MPa。塑料熔體粘度較低，塑件形狀一般，精度要求一般，所需注塑壓力通常選為70100MPa。塑料熔體具有中等粘度（改性PS、PE等），塑件形狀一般，有一定精度要求者，所需注塑壓力選為100140MPa。塑料熔體具有較高粘度（PMMA、PPO、PC、PSF等），塑件壁薄、尺寸大，或壁厚不均勻，尺寸精度要求嚴(yán)格的塑件，所需注塑壓力在140180MPa范圍。此塑件材料為PC，屬于中等粘度。塑件精度要求高，壁厚均勻，塑件形狀相對復(fù)雜，所選定的注塑機(jī)的注塑壓力為122MPa，能滿足塑件的注塑要求。7 設(shè)計總結(jié)通過這一個多月對顯示器模具的設(shè)計，使我對注塑模設(shè)計方法與流程有了更深一步的了解。在這個不斷設(shè)計、學(xué)習(xí)、再設(shè)計的反復(fù)操作過程中，潛移默化地學(xué)習(xí)到了一種科學(xué)的設(shè)計思路和方法，這對我以后的工作態(tài)度和方法將產(chǎn)生積極的影響。特別是在利用現(xiàn)代化的設(shè)計上，有了很多的自己的設(shè)計思想。在設(shè)計的過程中，遇到了很多的問題，尤其是在抽芯機(jī)構(gòu)和脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計以及成型零件的計算等方面，費(fèi)了很多周折，也走了很多彎路。而在裝配圖的繪制中，又遇到了前面設(shè)計上的很多結(jié)構(gòu)錯誤，對細(xì)節(jié)的反復(fù)修改較多。經(jīng)過很長時間的思考和查閱資料，以及各位老師的指導(dǎo)，才成功地完成了本套模具的設(shè)計過程。當(dāng)然，本模具的設(shè)計也存在著問題，在實(shí)際中也許并沒有辦法正常運(yùn)作。畢竟是在學(xué)校做畢業(yè)設(shè)計，難免會存在各種各樣的問題。在模具的設(shè)計過程中，很多時候都是依靠同學(xué)們的幫助和老師的指導(dǎo)，才能順利地繼續(xù)往下設(shè)計，才能夠如期答辯，在這里特別感謝朱里老師對我指導(dǎo)，同時感謝模具設(shè)計高級工程師朱煥輝老師，沒有以上的二位老師的指導(dǎo)和幫助，我的畢業(yè)設(shè)計也不會如期的完成，也向各位指導(dǎo)老師表示衷心的感謝！參考文獻(xiàn)1 夏巨諶編.塑料成形工藝及設(shè)備M.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，20002 G Brittong, TS Beng and Y wang. 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From 6 -5 plan beginning, Our country contain many molding tools business enterprise adoption CAD technique, es