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音箱面殼模具設(shè)計(jì)
專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
學(xué) 生：徐文秀
指 導(dǎo) 教 師：高征兵
完 成 日 期：2014年5月28日
揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院
摘 要
近年來，我國的模具發(fā)展迅速，尤其是塑料模具提出了越來越高的要求，最近幾年，塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)所占的比例上升到30%左右，相信在未來的時(shí)間里，中國塑料模具工業(yè)還將保持年均增長速度達(dá)到10%以上較高速度的發(fā)展，國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大。將來注射模具發(fā)展的方向向更精密、更高效、復(fù)合和多功能、更大型、更精密、更復(fù)雜、更綠色及更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展，模具產(chǎn)品的技術(shù)含量將不斷提高，模具制造周期將不斷縮短。
注射成型是塑料成型的一種重要的方法，它主要適用于熱塑料的成型，可以一次成型簡單或復(fù)雜的精密塑件。本課題是將音箱作為設(shè)計(jì)模型，將注塑模具的相關(guān)知識作為依據(jù)，介紹塑件結(jié)構(gòu)形狀，塑件的材料選擇，及塑件的結(jié)構(gòu)工藝性，注射機(jī)成型的設(shè)備組成分類及型號規(guī)格。
本課題通過對音箱外殼成型工藝的分析，設(shè)計(jì)了一副一模兩腔的塑料模具。設(shè)計(jì)成型零部件時(shí)，根據(jù)塑料的特性、塑件的結(jié)構(gòu)和使用要求，確定型腔的總體布局，選擇分型面，確定脫模方式，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)。計(jì)算成型零部件的工作尺寸。運(yùn)用Pro/E軟件完成音箱外殼模具的整體設(shè)計(jì)；應(yīng)用Pro/E中的塑料顧問模塊（Plastic Advisor），對塑料制品進(jìn)行注射仿真分析。最后對三維造型使用Pro/Engineer形同轉(zhuǎn)出dwg文件進(jìn)行出圖。
關(guān)鍵詞：注塑模具；注射機(jī)；Pro/Engineer；EMX（模架設(shè)計(jì)專家）
Abstract
. In recent years, China's rapid development of the mold, especially the plastic mold of the increasingly high demand, in recent years, the plastic mold in the mold industry the proportion of up to 30% jobs, I believe in the coming years, China plastic mold industry will maintain an average annual growth rate of more than 10% high speed development, the domestic market to plastic mold injection mold greatest demand. The future development direction of injection mold to more sophisticated, more efficient, complex and multi-purpose, larger, more sophisticated, more complex, more green and more economic development, mold the technical content of the product will continue to improve, the manufacturing cycle of the die will shorten ceaselessly.
Plastic molding injection molding is an important method, which is mainly applied to the thermal plastic molding, molding can be a simple or complex precision plastic parts. This topic is the speaker as a design model, the injection mold related knowledge as the basis, elaborates the structure process of plastic products, injection molding machine equipment composition classification and specifications.
Through proper analysis of the speaker molding process, I designed a double-cavity plastic mould.While designing molding components, based on the characteristics of plastic, plastic parts of the structure and use requirements, the overall layout of the cavity, the joint face, the stripping methods, design of gating system, exhaust system should be determined. the working size of the molded parts is calculated. Then use Pro / E software to complete the overall design hair dryer shell mold; and finally the plastic module consultant (Plastic Advisor) in Pro / E is applied for plastic injection simulation analysis. finally the3D modeling using Pro / Engineer DWG file is transferred out of a map.
Key words: Injection molding; injection machine; Pro/Engineer; EMX (formwork design expert)
目 錄
摘要
Abstract
第一章 緒論 1
1.1模具及模具工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀 1
1.2塑料成型模具的及其分類 1
1.3注射模具的發(fā)展趨勢 1
第二章 塑料成型工藝 2
2.1 塑件材料的選擇 2
2.2確定成型方法 2
2.3注塑成型工藝過程 3
2.3.1 成型前的準(zhǔn)備 3
2.3.2 注塑成型過程 3
2.3.3、塑件的后處理 4
2.4塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 4
2.5 塑件成型工藝參數(shù) 5
2.5.1 溫度 5
2.5.2 壓力 6
2.5.3 成型周期 7
第三章 音箱面殼模具設(shè)計(jì) 9
3.1注塑成型設(shè)備 9
3.1.1注塑機(jī)結(jié)構(gòu)組成 9
3.1.2 注塑機(jī)的分類 9
3.1.3 注塑機(jī)的型號規(guī)格 10
3.2注射模具分類及典型結(jié)構(gòu) 10
3.2.1注射模分類 10
3.2.2注射模典型結(jié)構(gòu) 10
3.3音箱模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12
3.3.1分型面的設(shè)計(jì) 12
3.3.2型腔數(shù)目的確定 13
3.3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14
3.3.4 成型零件設(shè)計(jì) 16
3.3.5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 19
3.3.6 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 20
3.3.7 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22
3.3.8 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 24
3.4 注射模具與注射機(jī)的關(guān)系 25
3.4.1 選擇注塑機(jī) 25
3.4.2最大注射量的校核 26
3.4.3 注射壓力的校核 26
3.4.4 鎖模力的校核 27
3.4.5 安裝部分尺寸校核 27
3.4.6 開模行程的校核 27
3.4.7 推出裝置的校核 27
3.4.8 噴嘴的校核 28
第四章 音箱面殼模具三維設(shè)計(jì) 29
4.1音箱面殼三維造型及模具設(shè)計(jì) 29
4.2 模架設(shè)計(jì) 30
4.2.1 定義模具模架 30
4.2.2 添加設(shè)備 31
4.2.3 設(shè)計(jì)頂出機(jī)構(gòu) 33
4.2.4 設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng) 33
4.2.5 動畫模擬開模 35
第五章 音箱面殼模具注射仿真分析 36
5.1 Pro/e塑料顧問的簡介 36
5.1.1注射仿真分析的優(yōu)點(diǎn) 36
5.1.2注射仿真分析的缺點(diǎn) 36
5.2塑料顧問模塊的進(jìn)入 36
5.3分析功能應(yīng)用 37
5.4分析結(jié)果 38
5.4.1注射壓力 38
5.4.2注射溫度 38
5.4.3塑料熔體溫度 39
5.4.4熔接痕 39
5.4.5氣泡 40
第六章 小結(jié)與展望 41
6.1小結(jié) 41
6.2展望 41
致 謝 42
參考文獻(xiàn) 43
附 錄 44
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徐文秀 音箱面殼模具設(shè)計(jì)
第一章 緒論
1.1模具及模具工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀
在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其他各類模具約占11%。在模具生產(chǎn)方面，國內(nèi)已經(jīng)能夠生產(chǎn)精度達(dá)21μ m的精密多T位級進(jìn)模、新轎車的部分覆蓋件模具、48in（約122cm）大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，還有照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模等精密塑料模具。
1.2塑料成型模具及其分類
塑料模具分為：注塑模，擠出模，吹塑模及注吹模如：可樂瓶那種。以注塑模具為最大的份額占70%，說有市場上面見到的塑料成型件絕大多數(shù)是注塑出來的產(chǎn)品。吹塑模，主要生產(chǎn)瓶子，水箱等中空產(chǎn)品。擠出模，生產(chǎn)管材類，門窗，塑料板材，塑料瓦等截面為連續(xù)線型產(chǎn)品。注吹模比較特別，由于材料不能一次成型，要先注塑瓶胚后再加熱把它吹成瓶子。以飲料瓶為代表如：可樂瓶，茶飲料等底部有個(gè)點(diǎn)的。
1.3注射模具的發(fā)展趨勢
模具產(chǎn)品發(fā)展重點(diǎn)主要有如下幾類：
(1) 車覆蓋件模具 ：屬于沖壓模具，主要為汽車配套的覆蓋件模具。大都是大中型，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高。
(2) 大型精密塑料模具 ：包括為汽車和家電配套的大型注塑模具，為電子信息產(chǎn)業(yè)和機(jī)械及包裝配套的多層、多腔、多材質(zhì)、多色精密注塑模等。
模具設(shè)計(jì)與制造行業(yè)的發(fā)展趨勢：
模具設(shè)計(jì)與制造：向更精密、更高效、復(fù)合和多功能方向發(fā)展?模具產(chǎn)品：更大型、更精密、更復(fù)雜、更綠色及更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展，模具產(chǎn)品的技術(shù)含量將不斷提高，模具制造周期將不斷縮短?模具軟件：CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，快速原型制造技術(shù)和快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)及逆向工程技術(shù)得到越來越多的重視。
第二章 塑料成型工藝
塑料成型是將塑料原材料轉(zhuǎn)變?yōu)樗栊螤詈托阅艿乃芗囊婚T工程技術(shù)。在設(shè)計(jì)模具時(shí)不僅要了解塑料制作的技術(shù)要求和注射成型的工藝過程，還必須了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范，以保證設(shè)計(jì)的模具與使用的注射機(jī)相適應(yīng)。
2.1 塑件材料的選擇
結(jié)合音箱面殼壁薄的特點(diǎn)，本課題選流動性較好的材料：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）。
1、該塑料的工藝特點(diǎn)及用途：
（1）綜合性能較好,沖擊強(qiáng)度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好.
（2）與有機(jī)玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理.
（3）有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級別。
用途：適于制作一般機(jī)械零件,減磨耐磨零件,傳動零件和電訊零件.
2、ABS的主要性能指標(biāo)見表2-1。
表2-1 ABS的部分性能指標(biāo)
密度/(g·cm-3)
1.28~1.08
計(jì)算收縮率/%
0.3~0.8
2.2 確定成型方法
塑料模塑成型的方法中，注塑成型是它的一種重要方法，其在生產(chǎn)中已廣泛應(yīng)用。它具有以下幾方面的特點(diǎn)：
1、成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑件。
2、對成型各種塑料的適應(yīng)性強(qiáng)。目前，除氟塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可用此種方法成型，某些熱固性塑料也可采用注塑成型。
3、生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)。
4、注塑成型所需設(shè)備昂貴，模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本高，所以注塑成型特別適合大批量生產(chǎn)
因此，本課程設(shè)計(jì)采用注塑成型
2.3 注塑成型工藝過程
所謂注塑成型，是指將樹脂在加熱熔融的同時(shí)，與其他添加劑均勻地混合在一起，再使其注射人模具中，經(jīng)冷卻、固化后得到具有所要求形狀的制品(塑件)的操作過程。其原理與金屬的鑄造相似。但在注塑成型過程中，僅僅把塑料原料熔融;并使之靠重力自然流入模具中固化，是不可能得到完整的塑件的。這是因?yàn)闃渲娜廴谡扯葮O高，靠其自然流入模具中成型是不可能的。為了使熔融料能夠充分地流入模具型腔的各個(gè)角落而獲得形態(tài)飽滿、其表面沒有縮痕，內(nèi)部沒有空洞的制品，必須在成型時(shí)對熔料施加很高的壓力才行。一般來說，注射成型工藝過程主要包括:成型前的準(zhǔn)備、注塑成型過程和塑件的后處理等三個(gè)過程。
2.3.1成型前的準(zhǔn)備
為了使注塑成型生產(chǎn)能夠順利地進(jìn)行，確保注塑制品質(zhì)量，在正式成型操。作前還需做一系列的準(zhǔn)備工作，這些準(zhǔn)備工作主要包括:原料的選擇、原料的預(yù)處理，料筒的清洗、嵌件的預(yù)熱、脫模劑的選用等。
2.3.2注塑成型過程
注塑過程如圖2-1，首先將準(zhǔn)備好的塑料加入注塑機(jī)的料斗，然后送進(jìn)加熱的料筒中，經(jīng)過加熱熔融塑化成粘流態(tài)塑料，在注塑機(jī)的柱塞或螺桿的高壓推動下經(jīng)噴嘴壓入模具型腔，塑料充滿型腔后，需要保壓一定時(shí)間，使塑件在型腔中冷卻、硬化、定型，壓力撤消后開模，并利用注塑機(jī)的頂出機(jī)構(gòu)使塑件脫模，最后取出塑件。這樣就完成了一次注塑成型工作循環(huán)，以后是不斷重復(fù)上述周期的生產(chǎn)過程。由上面的說明可以知道，注塑成型過程包括加料、塑化、注射、脫模等幾個(gè)步驟。
塑化是顆粒狀塑料在注射機(jī)料筒中經(jīng)過加熱達(dá)到粘流狀態(tài)并且具有良好可塑性的過程。對塑料的塑化要求是：塑料熔體在進(jìn)入型腔之前，既要達(dá)到規(guī)定的成型溫度，并要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)提供足夠量的熔融塑化料各處的溫度盡量均勻一致，不發(fā)生或極少發(fā)生熱分解以確保生產(chǎn)的順利進(jìn)行。螺桿式注塑機(jī)對塑料的塑化比柱塞式注塑機(jī)好得多。不管是何種形式的注塑機(jī)，注射過程均可分為充模、保壓、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻四個(gè)階段。
充模階段是從柱塞或螺桿開始向前移動起，到塑料熔體經(jīng)過噴嘴及模具澆注系統(tǒng)充滿型腔時(shí)為止。
圖2-1 注塑成型原理示意圖
1-料斗 2-螺桿 3-注塑模具。
塑料熔體充滿型腔后，熔體開始冷卻收縮，但柱塞或螺桿繼續(xù)保持施壓狀態(tài)，料筒內(nèi)的熔料會向模具型腔內(nèi)繼續(xù)流入進(jìn)行補(bǔ)縮，以形成形狀完整而致密的塑件。這一階段稱為保壓階段。
倒流階段是柱塞或螺桿開始后退保壓結(jié)束時(shí)開始的，這時(shí)型腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)的高，因此會發(fā)生塑料熔體的倒流，從而使型腔內(nèi)的壓力迅速下降，直到澆口處熔料凍結(jié)倒流才結(jié)束。如果保壓結(jié)束之前澆口已經(jīng)凍結(jié)或者在噴嘴中裝有止逆閥，則倒流階段就不會存在。
澆口凍結(jié)后的冷卻是從澆口的塑料完全凍結(jié)時(shí)開始，這一階段型腔內(nèi)塑料繼續(xù)進(jìn)行冷卻，沒有塑料從澆口處流進(jìn)或流出，但型腔內(nèi)還可能有少量的流動。應(yīng)該指出，塑料從注入型腔后即被冷卻，直至脫模時(shí)為止。
脫模是塑件冷卻到一定溫度后開模，在推出機(jī)構(gòu)的作用下將塑料制件推出模外的過程。
2.3.3塑件的后處理
為改善和提高塑件的性能和尺寸穩(wěn)定性，塑件經(jīng)脫?；驒C(jī)械加工后應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?。后處理主要是指退火和調(diào)濕處理。
（1）退火處理 退火處理是將塑料制件放在定溫的加熱液體介質(zhì)中（如熱水、熱的礦物油、甘油、乙二醇和液體石蠟）或熱空氣循環(huán)烘箱中靜置一段時(shí)間，然后緩慢冷卻的過程。目的是減少或消除塑件的內(nèi)應(yīng)力。
（2）調(diào)濕處理 調(diào)濕處理是將剛脫模的塑件放在熱水中隔絕空氣進(jìn)行防止氧化的退火，同時(shí)加快達(dá)到吸濕平衡的一種后處理方法。目的是使塑件的顏色、性能、尺寸得到穩(wěn)定。聚酰胺類塑料制件通常需要進(jìn)行調(diào)濕處理。
2.4塑件的結(jié)構(gòu)工藝性
要想獲得合格的塑料制件，除合理選用塑件的原材料外，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，只有塑件結(jié)構(gòu)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)，以防止成型時(shí)產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷及開裂等缺陷，達(dá)到提高生產(chǎn)率和降低成本的目的。塑件結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：尺寸和精度、表面粗糙度、塑件形狀、壁厚、脫模斜度等。
1、脫模斜度
ABS型腔的脫模斜度為，型芯的脫模斜度為。
2、壁厚
制品最小壁厚的確定原則：（1）脫模時(shí)受頂出零件的推力不變形；（2）能承受裝配時(shí)緊固力。
壁厚因制品大小和塑料品種的不同而異。熱塑性塑料制品的最小壁厚可達(dá)到0.25mm，但一般在（0.6~0.9）mm之間。常用壁厚為（2~4）mm。
本課題音箱的壁厚為1mm。
3、制品的精度
塑件的尺寸精度是指成型后所獲得的塑件產(chǎn)品尺寸和圖紙中尺寸的符合程度。一般而言，塑件尺寸精度是取決于塑料因材質(zhì)和工藝條件引起的塑料收縮率范圍大小，模具制造精度、型腔型芯的磨損程度以及工藝控制因素。而模具的某些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又在相當(dāng)大程度的影響塑件的尺寸精度。故而，塑件的精度應(yīng)盡量選擇的低些。對于本產(chǎn)品，圖紙未注明尺寸精度，我們?nèi)T8級精度。IT8=0.72mm.
塑件的表面質(zhì)量包括塑件缺陷、表面光澤性與表面粗糙度，其與模塑成工藝、塑料的品種、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨損程度等相關(guān)。該零件的表面要求無凹坑等缺陷外，表面無其它特別的要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。
2.5 塑件成型工藝參數(shù)
2.5.1溫度
在注塑成型時(shí)需控制的溫度有料筒溫度、噴嘴溫度、模具溫度等。
（1）料筒溫度 料筒溫度應(yīng)控制在塑料的粘流溫度Tf（對結(jié)晶型塑料為熔點(diǎn)Tm）和熱分解溫度Td之間。
料筒溫度直接影響到塑料熔體充模過程和塑件的質(zhì)量。料筒溫度高，有利于注射壓力向模具型腔內(nèi)傳遞，另外，使熔體粘度降低，提高流動性，從而改善成型性能，提高生產(chǎn)率，降低制品表面粗糙度。但料筒溫度過高，時(shí)間過長時(shí)，塑料的熱降解量增大，塑件的質(zhì)量會受到很大影響。一般取210~280℃，建議溫度：245℃。
（2）噴嘴溫度 選擇噴嘴溫度時(shí)，考慮到塑料熔體與噴孔之間的摩擦熱能使熔體經(jīng)過噴嘴后出現(xiàn)很高的溫升，為防止熔體在直通式噴嘴可能發(fā)生的“流涎現(xiàn)象”，通常噴嘴溫度略低于料筒的最高溫度。但對于熱固性塑料一般都將噴嘴溫度的取值高于料筒溫度，這樣一方面使其自身具有良好的流動性，另一方面又能接近硬化溫度的臨界值，即保證了注射成型，又有利于硬化定型。
（3）模具溫度 模具溫度主要影響塑料在型腔內(nèi)的流動和冷卻，它的高低決定于塑料的結(jié)晶性、塑件的尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要求以及其他工藝條件（熔料溫度、注射壓力及注射速度、成型周期等）。如對于熔體粘度高的非結(jié)晶型塑料應(yīng)采用較高的模溫；塑件壁厚大時(shí)模溫一般要高，以減小內(nèi)應(yīng)力和防止塑件出現(xiàn)凹陷等缺陷。對于熱塑性塑料模具溫度一般較高，通?？刂圃?0～70 ℃度范圍，另外動模溫度有時(shí)還需要比定模高出10～15 ℃，這樣會更有利于塑件硬化定型。
模具溫度根據(jù)不同塑料的成型條件，通過模具的冷卻（或加熱）系統(tǒng)控制。
對于要求模具溫度較低的塑料，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、ABS塑料、聚氯乙烯等應(yīng)在模具上設(shè)冷卻裝置；對模具溫度要求較高的塑料，如聚碳酸脂、聚砜、聚甲醛、聚苯醚等應(yīng)在模具上設(shè)加熱系統(tǒng)。
2.5.2壓力
注塑成型過程中的壓力包括塑化壓力和注射壓力兩種。
（1）塑化壓力 塑化壓力又稱背壓，是注塑機(jī)螺桿頂部熔體在螺桿轉(zhuǎn)動后退時(shí)受到的壓力。增加塑化壓力能提高熔體溫度，并使溫度分布均勻，但增加塑化壓力會降低塑化速率、延長成型周期，甚至可能導(dǎo)致塑料的降解。一般操作中，塑化壓力應(yīng)在保證塑件質(zhì)量的前提下越低越好，具體數(shù)值隨所選用的塑料品種而變化，通常很少超過6 MPa。如聚酰胺塑化壓力必須較低，否則塑化速率將很快降低。注射熱固性塑料時(shí)一般塑化壓力都比熱塑性塑料取的小，約為3.4～5.2 MPa，并在螺桿啟動時(shí)可以接近于零。但要注意的是，背壓力如果過小，物料易充入空氣，使計(jì)量不準(zhǔn)確，塑化不均勻。
（2）注射壓力 注射壓力是指柱塞或螺桿頭部注射時(shí)對塑料熔體所施加的壓力。它的作用：一是克服塑料熔體從料筒流向型腔時(shí)的阻力，保證一定的充模速率；二是對塑料熔體進(jìn)行壓實(shí)。注射壓力的大小，取決于塑料品種、注射機(jī)類型、模具澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、尺寸與表面粗糙度、模具溫度、塑件的壁厚及流程大小等多種因素。近年來，采用注塑流動模擬的計(jì)算機(jī)分析軟件，可對注射壓力進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)?？偟膩碚f，確定注射壓力的原則是：
① 對于熱塑性塑料，注射壓力一般在40～110 MPa之間。熔體粘度高，冷卻速度快的塑料以及成型薄壁和長流程的塑件，采用高壓注射有利于充滿型腔；成型玻璃纖維增強(qiáng)塑料時(shí)采用高壓注射有利于塑件表面光潔。其他均應(yīng)選用低壓慢速注射為宜。但要提醒的是，如果注射壓力過高，塑件易產(chǎn)生飛邊使脫模困難，另外使塑件產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，甚至成為廢品。注射壓力過低則易產(chǎn)生物料充不滿型腔，甚至根本不能成型等現(xiàn)象。
② 對于熱固性塑料，由于熔料中填料較多，粘度較大，且在注射過程中對熔體有溫升要求，注射壓力一般要選擇大一些，常用范圍約為100～170 MPa。
③ 在其他條件相同的情況下，柱塞式注塑機(jī)作用的注塑壓力應(yīng)比螺桿式的大，因?yàn)樗芰显谥阶⑺軝C(jī)料筒內(nèi)的壓力損失比螺桿式的大。
為了保證塑件的質(zhì)量，對注射速度（熔融塑料在噴嘴處的噴出速度）常有一定的要求。一般高壓注射時(shí)注射速度高，低壓注射時(shí)速度低。塑件的壁厚對注射速度取值的影響很大，一般厚壁塑件采用較低的注射速度，反之則相反。
型腔充滿后，注射壓力的作用在于對模內(nèi)熔料的壓實(shí)。在生產(chǎn)中，壓實(shí)時(shí)的壓力等于或小于注射時(shí)所用的注射壓力。如果注射和壓實(shí)的壓力相等，往往可使塑件的收縮率減小，尺寸波動較小，但會造成脫模時(shí)的殘余應(yīng)力較大，成型周期過長。對結(jié)晶型塑料如聚甲醛，壓實(shí)壓力大可以提高塑料的熔點(diǎn)，使脫模提前進(jìn)行，因而成型周期不一定增長。如壓實(shí)壓力小于注射壓力，則塑件的性能及脫模與上述情況相反。
2.5.3成型周期
完成一次注塑過程所需的時(shí)間稱為注塑成型周期。它包括以下幾部分：
（1）注射時(shí)間 注射時(shí)間包括充模時(shí)間、保壓時(shí)間和合模冷卻時(shí)間。其中保壓時(shí)間和冷卻時(shí)間合計(jì)為總的冷卻時(shí)間。充模時(shí)間直接反比于充模速率，生產(chǎn)中約為3～5 s。保壓時(shí)間就是對塑料的壓實(shí)時(shí)間，在整個(gè)注射時(shí)間中所占比例較大，約為20～120 s。冷卻時(shí)間以保證塑件脫模時(shí)不引起變形為原則，一般約為30～120 s。生產(chǎn)中注射時(shí)間一般在0.5～2min，厚大件可達(dá)5～10 min。
（2）其他時(shí)間（輔助時(shí)間）包括開模、脫模、涂脫模劑、安放嵌件、合模等時(shí)間。
成型周期直接影響勞動生產(chǎn)率和設(shè)備的利用率，因此，在生產(chǎn)中，在保證塑件質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量縮短成型周期中各階段的時(shí)間。其中，注射時(shí)間和冷卻時(shí)間對塑件質(zhì)量起著決定性的作用，要根據(jù)實(shí)際情況合理選擇。
第三章 音箱面殼模具設(shè)計(jì)
3.1注塑成型設(shè)備
注塑機(jī)是利用塑料成型模具將熱塑性塑料或熱固性塑料原料制成塑料制件的注射成型設(shè)備，也是應(yīng)用最廣的塑料成型設(shè)備。
3.1.1注塑機(jī)結(jié)構(gòu)組成
注射成型機(jī)通常由注射裝置、合模裝置、液壓傳動系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)等組成，如圖3-1所示。注射裝置使塑料均勻地塑化成熔融狀態(tài)，并以足夠的速度和壓力將一定量的熔料注射進(jìn)模具型腔。合模裝置也稱鎖模裝置，保證注射模具可靠地閉合，實(shí)現(xiàn)模具開、合動作以及頂出制件。液壓和電器控制系統(tǒng)保證注射機(jī)按預(yù)定工藝過程的要求（如壓力、溫度、速度和時(shí)間）和動作程序準(zhǔn)確有效工作。
圖3-1 注塑機(jī)的基本組成
1-合模裝置 2-注射裝置 3-液壓傳動系統(tǒng) 4-電器控制系統(tǒng)
3.1.2注塑機(jī)的分類
注塑機(jī)的分類方法很多，目前使用較多的是按注塑機(jī)外形特征分類，這種分類方法主要是根據(jù)注塑機(jī)的合模裝置和注射裝置的相對位置進(jìn)行分類的。
1、臥式注塑機(jī) 合模裝置與注射裝置的運(yùn)動軸線呈一線水平排列，具有機(jī)身低，操作、維修方便，自動化程度高等特點(diǎn)。所以這種形式應(yīng)用最廣，對大、中、小型都適用，是目前注塑機(jī)最基本的形式。
2、立式注塑機(jī) 合模裝置與注射裝置的運(yùn)動軸線呈一線并垂直排列，具有占地面積小，模具拆裝容易，模具內(nèi)安放嵌件方便等優(yōu)點(diǎn)。但制品頂出后不易脫落，不易實(shí)現(xiàn)全自動化操作，且機(jī)身高，加料、維修不方便。目前小型注塑機(jī)常采用這種形式。
3、角式注塑機(jī) 合模裝置和注射裝置的運(yùn)動軸線互成垂直排列，其優(yōu)缺點(diǎn)介于立式和臥式之間，使用也較普遍，大、中、小型注塑機(jī)均有
3.1.3注塑機(jī)的型號規(guī)格
注塑機(jī)型號規(guī)格是用來表示注塑機(jī)加工能力的，而反映注塑機(jī)加工能力的主要參數(shù)是公稱注射量和鎖模力。公稱注射量是指注塑機(jī)在注射螺桿（或柱塞）作一次最大注射行程時(shí)，注射裝置所能達(dá)到的對空注射量。鎖模力是由合模機(jī)構(gòu)所能產(chǎn)生的最大模具閉緊力決定的，它反映了注塑機(jī)成型制品面積的大小。
一般用注塑機(jī)的公稱注射量和鎖模力同時(shí)來表示注塑機(jī)的加工能力，并以此作為注塑機(jī)的系列規(guī)格。國產(chǎn)注塑機(jī)的型號表示為：XS-ZY-125/90，型號中：X表示（成）形（機(jī)），S表示塑料，Z表示注射，Y表示預(yù)塑式，125表示公稱注射量為125 cm3，90表示最大鎖模力為90×10 kN。
3.2注射模具分類及典型結(jié)構(gòu)
3.2.1注射模分類
注射模具的分類方法很多。按其所用注射機(jī)的類型可分為臥室注射機(jī)用的模具、立式注射機(jī)用的模具、角式注射機(jī)用的模具；按所成型的塑料制品材料分，可分為熱塑性塑料注射模和熱固性塑料注射模。按注射模的整體結(jié)構(gòu)分，可分為單分型面注射模、雙分型面注射模、垂直分型面注射模、有側(cè)面分型和抽芯結(jié)構(gòu)的注射模、定模有定距推板結(jié)構(gòu)的注射模、直角注射成型機(jī)上用的專用注射模、有活動向鑲件的注射模等。按澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分，可分為澆注系統(tǒng)為熱流道結(jié)構(gòu)的注射模、澆注系統(tǒng)為絕熱流道結(jié)構(gòu)的注射模、澆注系統(tǒng)為溫流道結(jié)構(gòu)的注射模。
3.2.2注射模典型結(jié)構(gòu)
1、單分型面注射模
單分型面注射模也稱二板式注射模。它是注射模中最簡單的一種結(jié)構(gòu)形式。這種模具只有一個(gè)分型面。單分型面注射模具可以根據(jù)需要，既可以設(shè)計(jì)成單型腔注射模，也可以設(shè)計(jì)成多型腔注射模，應(yīng)用十分廣泛。
其工作原理為：合模時(shí)，在導(dǎo)柱的導(dǎo)向定位下，動模和定模閉合。型腔由定模板上是凹模與固定在動模板上的凸模組成，并由注射機(jī)合模系統(tǒng)提供的鎖模力鎖緊。然后注射機(jī)開始注射，塑料熔體經(jīng)定模板上的澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔，待熔體充滿型腔并經(jīng)過保壓、補(bǔ)縮和冷卻定型后開模。開模時(shí)，注射機(jī)合模系統(tǒng)帶動動模后退，模具從分型面分開，塑料件包在凸模上隨動模一起后退，同時(shí)拉料桿將澆注系統(tǒng)的主流道凝料從澆口套中拉出。當(dāng)動模移動一定距離后，注射機(jī)的頂桿接觸推板，推出機(jī)構(gòu)開始動作，使推桿和拉料桿分別將塑件及澆注系統(tǒng)凝料從凸模推出，塑件與澆注系統(tǒng)凝料一起從模具中落下，至此完成一次注射過程。推出機(jī)構(gòu)靠復(fù)位桿復(fù)位并準(zhǔn)備下一次注射。
2、雙分型面注射模
雙分型面注射模具有兩個(gè)分型面。第一個(gè)分型面是定模板與中間板的分型后澆注系統(tǒng)凝料由此脫出，第二個(gè)分型面是中間板與推件板之間的分型，分型后塑件由此脫出。與單分型面注射模具比較，雙分型面注射模具在定模部分增加了一塊可以局部移動的中間板，所以也叫三板模（動模板、中間板、定模板）注射模具。雙分型面注射模常用于點(diǎn)澆口進(jìn)料的單型腔或多型腔的注射模具，開模時(shí)，中間板在定模的導(dǎo)柱上與定模板作定距離分離，以便在這兩模板之間取出澆注系統(tǒng)凝料。
其工作原理為：開模時(shí)，注射機(jī)開合模系統(tǒng)帶動動模部分后移。由于彈簧的作用，模具首先在第一個(gè)分型面分型，中間板隨動模一起后移，主流道凝料隨之拉出。當(dāng)動模部分移動一定距離后，固定在中間板上的限位銷與定距拉板左端接觸，使中間板停止移動。動模繼續(xù)后移，第二個(gè)分型面分型。因塑件包緊在型芯上，這時(shí)澆注系統(tǒng)凝料在澆口處自行拉斷，然后在第一個(gè)分型面之間自行脫落或由人工取出。動模部分繼續(xù)后移，當(dāng)注射機(jī)的推桿接觸推板時(shí)，推出機(jī)構(gòu)開始工作，推件板在推桿的推動下將塑件從型芯上推出，塑件在第二個(gè)分型面之間自行落下。
3、斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯注射模
當(dāng)塑件側(cè)壁有通孔、凹穴或凸臺時(shí)，其成型零件必須制成可側(cè)向移動的，否則塑件無法脫模。帶動型芯滑塊側(cè)向移動的整個(gè)機(jī)構(gòu)稱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯的注射模，其中的側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)是由斜導(dǎo)柱和側(cè)型芯滑塊所組成的，此外還有楔緊塊、擋塊、滑塊拉桿、彈簧等一些輔助零件。
其工作原理為：開模時(shí)，動模部分向后移動，開模力通過斜導(dǎo)柱作用于側(cè)型芯滑塊，迫使其在動模板的導(dǎo)滑槽內(nèi)向外滑動，直至滑塊與塑件脫開，完成側(cè)向抽芯動作。這時(shí)塑件包在型芯上隨動模繼續(xù)后移，直到注射機(jī)頂桿與模具推板接觸，推出機(jī)構(gòu)開始工作，推桿將塑件從型芯上推出。合模時(shí)，復(fù)位桿使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位，斜導(dǎo)柱使側(cè)型芯滑塊向內(nèi)動復(fù)位，最后由楔緊塊鎖緊。
斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯結(jié)束后，側(cè)型心滑塊應(yīng)有準(zhǔn)確的位置，以便在合模時(shí)斜導(dǎo)柱能順利插入滑塊的斜導(dǎo)孔中使滑塊復(fù)位。定位裝置是由擋塊、滑塊拉桿、螺母和彈簧組成的。楔緊塊是防止注射時(shí)熔體壓力使側(cè)型芯滑塊產(chǎn)生位移而設(shè)置的，其上面的斜面應(yīng)與側(cè)型芯滑塊上斜面的斜度一致，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留有一定的修正余量，以便裝配時(shí)修正。
4、帶有活動鑲件的注射模
有些塑件上雖然有側(cè)向的通孔及凹凸形狀，但還有更特殊的要求，如模具上需要設(shè)置螺紋型芯或螺紋型環(huán)等。這樣的模具有時(shí)很難用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)來滿足側(cè)向抽芯的要求。為了簡化模具結(jié)構(gòu)，將不采用斜導(dǎo)柱、斜滑塊等機(jī)構(gòu)，而是在型腔的局部設(shè)置鑲件。開模時(shí)，這些活動鑲件不能簡單的沿開模方向與塑件分離，而是必須在塑件脫模時(shí)連同塑件一起移出模外，然后通過手工或?qū)ｉT的工具將它與塑件分離，在下一次合模注射之前，再重新將其放入模內(nèi)。
采用活動鑲件結(jié)構(gòu)形式的模具，其優(yōu)點(diǎn)不僅省去了斜導(dǎo)柱、滑塊等負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制造，使模具外形縮小，大大降低了模具的制造成本，更主要的是在某些無法安排斜滑塊等結(jié)構(gòu)的場合，必須使用活動鑲件形式。這種方法的缺點(diǎn)是操作時(shí)安全性差，生產(chǎn)效率較低。
開模時(shí)，塑件包在型芯和活動鑲件上，隨動模部分向左移動而脫離動模板，分型到一定距離，推出機(jī)構(gòu)開始工作，設(shè)置在活動鑲件上的推桿將活動鑲件連同塑件一起推出型芯脫模，由人工將活動鑲件從塑件上取下。合模時(shí)，推桿在彈簧的作用下復(fù)位，推桿復(fù)位后動模板停止移動，然后人工將活動鑲件重新插入定位孔中，再合模后進(jìn)行下一次的注射動作。
3.3音箱面殼模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.3.1分型面的設(shè)計(jì)
分型面位置選擇的總體原則，是能保證塑件的質(zhì)量、便于塑件脫模及簡化模具的結(jié)構(gòu)，分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、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(shí)應(yīng)綜合分析比較具體可以從以下方面進(jìn)行選擇。
1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。
2）便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時(shí)留在動模一邊。
3）保證塑件的精度要求。
4）滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。
5）便于模具加工制造。
6）對成型面積的影響。
7）對排氣效果的影響。
8）對側(cè)向抽芯的影響。
方案1 A-A面在制品的外輪廓的中間位置，如果以此平面為作為分型面，加工出的制品表面會形成一條分型的痕跡。影像制品的美觀，此方式不夠合理。
圖3-2 分型面方案
方案2 ： B-B是在制品的扣盒面上，將其設(shè)計(jì)為一平面，不會影響制品的外觀，同時(shí)，制品在開模后全部留在動模部分，便于設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。
3.3.2 型腔數(shù)目的確定
為了使模具與注射機(jī)的生產(chǎn)能力的匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件體精度，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定型腔數(shù)目，常用的方法有四種：
⑴根據(jù)經(jīng)濟(jì)性能確定型腔數(shù)目；
⑵根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目；
⑶根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目；
⑷根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目。
我們這里選用c），其計(jì)算過程如下：
其公式如下：
n2=(G-C)/V
式中：G——注射機(jī)的公稱注射量/cm3
V——單個(gè)制品的體積/cm3
C——澆道和澆口的總體積/cm3
生產(chǎn)中每次實(shí)際注射量應(yīng)為公稱注射量G的0.8倍。每件制品所需澆注系統(tǒng)的體積為制品體積的（0.2－1）倍，現(xiàn)取C＝0.5V進(jìn)行計(jì)算。
對于高精度制品，由于型腔模具難以使各型腔的成型條件均勻，故通常推薦型腔數(shù)目不超過４個(gè)，我們因?yàn)樗芗纫蟛桓呷＝2。由以上的計(jì)算可知，可采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)。
采用一摸兩件對稱布局，雖然模具尺寸大，制造成本有所增加，但生產(chǎn)效率高，適應(yīng)大批量生產(chǎn)的需要。
3.3.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
1、澆注系統(tǒng)的組成
所謂注射模的澆注系統(tǒng)是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動通道。其作用是使塑件熔體平穩(wěn)而有序地充填到型腔中，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。因此，澆注系統(tǒng)十分重要。而澆注系統(tǒng)一般可分為普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩類。我們在這里選用普通澆注系統(tǒng)，它一般是由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。
澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)合理與否對塑件的性能、尺寸、內(nèi)外部質(zhì)量及模具的結(jié)構(gòu)、塑料的利用率等有較大影響。對澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循以下基本原則。
（1）了解塑料的成型性能
（2）盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕
（3）有利于型腔中氣體的排出
（4）防止型芯的變形和嵌件的位移
（5）盡量采用較短的流程充滿型腔
（6）流動距離比和流動面積比的校核
2主流道設(shè)計(jì)
主流道是連接注射機(jī)噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度，其主要設(shè)計(jì)點(diǎn)為：
⑴ 主流道圓錐角α=2o～6o，對流動性差的塑件可取3 o～6o，內(nèi)壁粗糙度為Ra0.63μm。
⑵主流道大端呈圓角，半徑r=1～3mm，以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時(shí)的阻力。
圖3-3澆口套
⑶在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道應(yīng)盡可能短，
一般小于60mm，過長則會影響熔體的順利充型。
⑷對小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式。但在大多數(shù)情況下是將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，然后配合固定在模板上。主流道襯套與定模座板采用H7/m6過渡配合，與定位圈的配合采用H9/h9間隙配合。
⑸主流道襯套一般選用T8、T10制造，熱處理強(qiáng)度為52～56HRC。
根據(jù)設(shè)計(jì)手冊查得 XS-ZY-1000型注射機(jī)噴嘴有關(guān)尺寸如下：
噴嘴前端孔徑：d0=φ7.5mm
噴嘴前端球面半徑：R0＝18mm
主流道的小端直徑：
D＝d+(0.5－1)mm=φ7.5+0.5＝φ8mm
主流道始端球面球面半徑：
R=18+(1～2)mm=20mm
主流道的半錐角α通常為1°～2°過大的錐角會產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣，過小的錐角使凝料脫模困難，還會使充模時(shí)熔體的流動阻力過大，此處的錐角選用4°
3分流道的設(shè)計(jì)
⑴分流道布置形式
圖3-4流道分布示意圖
分流道在分型面上的布置與型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形式，應(yīng)該遵循兩方面原則：一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。模具的流道布置形式采用平衡式。流道分布如圖所示。
⑵分流道的長度
長度應(yīng)盡量短，減少彎折。該模具的分流道長度在設(shè)計(jì)過程中由繪圖得出
⑶分流道的形狀及尺寸
圖3-5 分流道
⑷分流道表面粗糙度
由于流道中于模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.63～1.6微米，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力。避免熔流表面滑移，是中心層具有較高的剪切速率，此處Ra=0.8
分流道就是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。多型腔模具必定設(shè)計(jì)分流道，單型腔大型腔塑件在使用多個(gè)點(diǎn)澆口時(shí)也要設(shè)置分流道。
①分流道的尺寸：因?yàn)楦鞣N塑料的流動性有差異，所以可以根據(jù)塑料 的品種來粗略地估計(jì)分流道的直徑，常用塑料的分流道直徑推薦值如下表一。
②分流道的布置：分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置形式分平衡式與非平衡式兩類，這里我們選用的是平衡式的布置方法。
3.3.4 成型零件設(shè)計(jì)
1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
⑴ 凹模的設(shè)計(jì)
圖3-6凹模
凹模是成型塑件外表面的成型零件。分析音響面板，其外部結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，只是有
較多的曲面，考慮各方面因素，采用整體嵌入式凹模，它能節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼，嵌入模板后有足夠的強(qiáng)度與剛度，使用可靠且置換方便。
⑵ 凸模和型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凸模和型芯都是用來成型塑料制品的內(nèi)表面的成型零件。對于上下殼來講，它們的結(jié)構(gòu)有所不同，因此其凸模和型芯結(jié)構(gòu)也不同。在此，分別對上下殼進(jìn)行分析。
圖3-7凸模
對于此制件來說，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。它有六個(gè)帶盲孔的圓柱形凸臺，這就需要設(shè)計(jì)出鑲塊來降低模具型芯和行腔加工成本，所以型芯
和行腔均采用鑲拼式結(jié)構(gòu)。 對于音箱內(nèi)部的多處凸起，則可通過數(shù)控
銑或或電火花在凸模上加工出相應(yīng)的孔或槽來成型。
⑶成型零件鋼材的選用
選用鋼種時(shí)，應(yīng)按塑件制品生產(chǎn)批量、塑料品種及塑件精度與表面質(zhì)量要求來確定。對本設(shè)計(jì)來說，凹模和凸模均采用20Cr， 型芯與鑲件采用T10A，零件熱處理到HRC54-58。
2 成型零件的工作尺寸計(jì)算
成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸(包括矩形和異形零件的長和寬)，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等。影響塑料制品的形狀和尺寸精度的因素有：塑件收縮率，成型零件的制造誤差，成型零件的磨損以及模具安裝配合的誤差等。
對于小型塑件來說，成型模具的制造誤差是主要影響因素，而對于大塑件，成型收縮率則是主要影響因素。經(jīng)分析知，音箱面板與后面板之間無嚴(yán)格的配合要求，只是之間有一定的配合要求，其里面的局部結(jié)構(gòu)之間的位置有一定的要求，因此取塑件精度為4級(SJ1372-78)，查手冊知對應(yīng)的模具精度應(yīng)為IT8(GB1800-79)。
⑴型腔和型芯工作尺寸的計(jì)算
①型腔徑向尺寸和橫向尺寸
成型零件平均收縮率:音箱面板的壁厚為1.5-2.5㎜，音箱面板的橫向尺寸為100㎜,。跟據(jù)塑件的精度等級查得其上下殼公差值都為：△大＝0.28㎜，△?。?.26㎜。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式(ＬＭ) ＋δ0＝［(1+Ｓ平)Ｌｓ－Ｘ△］＋0δ，因?yàn)槁犕彩怯肁BS材料注射成型的，因此取塑件的平均收縮率Ｓ平＝（0.3＋0.7）／2﹪＝0.5﹪。
ＬＭ＋δ0＝［(1+0.5﹪)×100－0.70×0.28］＋00.093
＝100.55＋00.093㎜
現(xiàn)在分析音箱面板的徑向尺寸，它們分別為200㎜，查手冊得公差值為△＝0.74㎜。其它定義同上
ＬＭ＋δ0＝［(1+0.5﹪)×200－0.56×0.74］200.686＋00.247
＝200.62＋00.247㎜
②型芯徑向尺寸和橫向尺寸
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式(ｌＭ) －δ0＝［(1+Ｓ平)ｌｓ－Ｘ△］－δ0，現(xiàn)對型芯徑向和橫向尺寸尺寸進(jìn)行計(jì)算：
橫向尺寸：
ｌＭ－δ0＝［(1+0.55﹪)×97.7－0.70×0.28］＋00.093
＝97.578 ＋00.093㎜
徑向尺寸：
ｌＭ－δ0＝［(1+0.55﹪)×198.5－0.56×0.74］－00.247
＝198.178－00.247㎜
③型腔深度尺寸和型芯高度尺寸
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式(ＨＭ)＋δ0＝［(1+Ｓ平)ｈｓ＋X△］＋0δ
(ｈＭ)－δ0＝［(1+Ｓ平)Ｈｓ＋X△］－δ0
型腔深度：
(ＨＭ)＋δ0＝［(1+0.55﹪)×29.1＋0.63×0.16］＋00.053
＝29.6929＋00.053㎜
型芯高度：
(ｈＭ)－δ0＝［(1+0.55﹪)×27.7＋0.63×0.16］－00.053
＝27.781－00.053㎜
④中心距尺寸
可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：(CＭ) ±δ／2＝(1+Ｓ平)Cｓ±δ／2，
其中δ＝△／3。
CＭ2?。?1+0.55﹪)×180±0.25／2
＝160.023±0.123㎜
根據(jù)以上的大概計(jì)算，再對模具尺寸的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行規(guī)范化
其主要尺寸的標(biāo)注情況見零件圖。
3.3.5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
1、導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求
⑴形狀 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺形或半球形，以使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。由于半球形加工困難，所以導(dǎo)柱前端形式以錐臺形為多。
⑵材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的的表面和堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用20鋼或者T8、T10鋼，硬度為54～58HRC。導(dǎo)柱固定部分的表面粗糙度為Ra=0.8μm，導(dǎo)向部分的表面粗糙度為Ra=0.8～0.4μm。
⑶數(shù)量及布置 導(dǎo)柱應(yīng)合理均勻布置在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度（導(dǎo)柱中心到模具邊緣距離通常為導(dǎo)柱直徑的1～1.5倍）。為確保合模時(shí)只能按一個(gè)方向合模，導(dǎo)柱的布置可采用等直徑導(dǎo)柱不對稱布置或不等直徑導(dǎo)柱對稱布置的方式。
⑷配合精度 導(dǎo)柱固定端與模板之間一般采用H7/m6或H7/k6的過渡配合，導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分通常采用H7/f7或H8/f7。
圖3-8 導(dǎo)柱
2導(dǎo)向孔的設(shè)計(jì)
形狀 為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔最好做成通孔，以利于排除孔內(nèi)的空氣。如果模板較厚，導(dǎo)孔必須做成盲孔時(shí)，可在盲孔側(cè)壁上打一小孔排氣或在導(dǎo)柱的側(cè)壁磨出排氣槽。
材料 與導(dǎo)柱相同。
固定形式及配合精度 直導(dǎo)柱用過盈配合嵌入模板，為了增加導(dǎo)套鑲?cè)氲睦喂绦?，防止開模時(shí)導(dǎo)套被拉出來，可以用止動螺釘緊固。帶頭導(dǎo)套用過渡配合鑲?cè)肽０?，?dǎo)套固定部分的粗糙度為Ra=0.8μm,導(dǎo)向部分粗糙度為Ra=0.8～0.4μm。
3.3.6推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
1、推桿的設(shè)計(jì)
估計(jì)推桿長度：底板厚度＋型腔高度＋空余值
取175mm
圓形推桿直徑d
式中：
d-圓形推桿直徑（mm）
-推桿長度系數(shù)，取0.7
l-推桿長度（cm）
n-推桿數(shù)量
E－推桿材料的彈性模量()
合金鋼E＝210Gpa＝
Q－總脫模力（N）
取d=6mm
推桿的應(yīng)力校核
式中：
－推桿應(yīng)力
-推桿鋼材的屈服極限強(qiáng)度
（合金鋼＝42000）
滿足條件。
推桿選A型推桿，
2、 復(fù)位桿的設(shè)計(jì)
復(fù)位桿與頂桿安裝在同一固定板上，工作端面低于動模表面，
選用沉頭內(nèi)六角螺釘。數(shù)量為4，采用45鋼，頂部淬火處理，硬度為HRC43～48，表面粗糙度為左右。
3、 推板尺寸的設(shè)計(jì)
式中：
H－推板厚度（cm）
L-推桿間距（cm），初選L＝22cm.
Q-總脫模力（N）
E-鋼材的彈性模量（），一般中碳鋼E＝
B－推板寬度（cm）(參照《實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊》，初選B＝25cm)
Y-推板允許最大變形量（cm）,一般為塑件在脫模方向的尺寸公差的1/5～1/10，得Y＝0.003。
代入，得
取H＝4cm
所以，推板的尺寸為550X370X25，推桿固定板的厚度是25mm。
圖3-9 推出裝置
3.3.7 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
塑料在成型過程中，模具溫度會直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。所以，我們在模具上需要設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以到達(dá)理想的溫度要求。
一般注射模內(nèi)的塑料熔體溫度為200℃左右，而塑件從模具型腔中取出時(shí)其溫度在60℃以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進(jìn)行有效的冷卻，以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對于熔融黏度低、流動性比較好的塑料，如聚丙烯、有機(jī)玻璃等等，當(dāng)塑件是小型薄壁時(shí)，如我們的塑件，則模具可簡單進(jìn)行冷卻或者可利用自然冷卻不設(shè)冷卻系統(tǒng)；當(dāng)塑件是大型的制品時(shí)，則需要對模具進(jìn)行人工冷卻，以保證制件的充分固化定型。
1冷卻時(shí)間的確定
在注射過程中，塑件的冷卻時(shí)間，通常是指塑料熔體從充滿模具型腔起到可以開模取出塑件時(shí)止的這一段時(shí)間。這一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)常以制品已充分固化定型而且具有一定的強(qiáng)度和剛度為準(zhǔn)，這段冷卻時(shí)間一般約占整個(gè)注射生產(chǎn)周期的80%。因?yàn)槲覀兯枰乃芗容^薄，固用此公式：
式中，a — 塑料熱擴(kuò)散系數(shù) （m2/s）； S — 制品壁厚 （mm）；
現(xiàn)我們根據(jù)已知條件知道ABS的TS=260℃，TM=60℃，TE=100℃，而塑件的厚度為2mm：
∴
=4.5s
2、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
1） 盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡
2） 冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越均勻。
3）盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等。
4） 澆口處加強(qiáng)冷卻。
5）應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差。
6）合理選擇冷卻水道的形式。
7）合理確定冷卻水管接頭位置。
8）冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象。
9）冷卻水管進(jìn)出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運(yùn)過程中造成損壞。
3冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式
根據(jù)塑料制品形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回路可分為直通式、圓周式、多級式、螺旋線式、噴射式、隔板式等，同時(shí)還可以互相配合，構(gòu)成各種冷卻回路。其基本形式有六種，我們這里選用的是簡單流道式。
簡單流道式即通過在模具上直接打孔，并通過以冷卻水而進(jìn)行冷卻，是生產(chǎn)中最常用的一種形式。其結(jié)構(gòu)如圖：
4冷卻系統(tǒng)的計(jì)算
設(shè)ABS塑料的密度ρ=1.05，且流量為30.6，Qs=590。
現(xiàn)有公式可得：
圖3-10冷卻水道
Q = n · G · Qs
式中，Qs — 塑料熔體的單位熱流量
N — 每小時(shí)的注射次數(shù)
G — 制品包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的質(zhì)量（Kg）
∵ G = nG件 + G澆 = 2 × 54.5× 50+ 2000= 500 （g）
∴ Q = 30 × 7.45 × 590
= 131865（Kj）
其中，1/3的熱量被凹模帶走，2/3由型芯帶去。
3.3.8 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用
模具標(biāo)準(zhǔn)化的重要意義
1、使設(shè)計(jì)規(guī)范化并使設(shè)計(jì)人員擺脫大量重復(fù)的一般性設(shè)計(jì)，能專心于從事創(chuàng)造性勞動，解決模具中的關(guān)鍵技術(shù)問題
2、改變模具制造行業(yè)“大而全、小而全”的生產(chǎn)局面，轉(zhuǎn)為專業(yè)化生產(chǎn)。模具標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)模架由專業(yè)廠家大批量生產(chǎn)和供應(yīng)，各模具廠家主要完成型腔部分的加工和裝配。
3、模具的標(biāo)準(zhǔn)化是采用CAD/CAM技術(shù)的先決條件。
4、有利于模具技術(shù)的國際交流和組織模具出口，打入國際市場。
因此，模具標(biāo)準(zhǔn)化對提供模具設(shè)計(jì)和制造水平、提供模具質(zhì)量、縮短制模周期、降低成本、節(jié)約金屬和采用新技術(shù)都有重要意義。
注塑模模架國家標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，即GB/T12556——1990《塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件》和GB/T12555——1990《