對講機后蓋注塑模具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計1

1、對講機后蓋注塑模具設(shè)計摘 要針對對講機后蓋進行了注塑模具設(shè)計。通過對塑件進行工藝的分析和比較,最終設(shè)計出一副注塑模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對注塑機的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、模具的分型面、澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、推出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)進行了設(shè)計。同時運用三維pro/e制圖軟件繪制該模具，與平面圖相比更具立體感。關(guān)鍵詞：注塑模具；澆注系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)；校核viabstractthis topic is mainly for radio shell mold design, plastic parts through the process of analysis and comp

2、arison to the final design an injection mold. process from the product structure on the subject of, specific mold structure to the sub-surface of the mold, pouring system, the mold forming part of the structure, launch systems, cooling systems, injection molding machine of choice and the parameters

3、of the calibration, are detailed design.at the same time drawing zhe molds use to three-dimensional mapping program of pro/e,this computer graphics system has the impasto compared to the plain view drawing. key words：injection mold；system of gating；system of cooling；checking.目 錄摘 要iabstractii第1章 緒論1

4、1.1 模具工業(yè)的應(yīng)用概況11.2 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展概況2第2章 方案選擇42.1 注射模的組成與分類42.1.1 注射模的組成42.1.2 注射模的分類52.2 塑件成型工藝分析52.2.1 注射模的設(shè)計方法與研究現(xiàn)狀52.2.2 塑件分析62.2.3 制品材料的成形特性與工藝分析82.3 注射成型機的選擇102.3.1 注射量的計算102.3.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算102.3.3 注射機的選擇102.4 分型面設(shè)計112.4.1 分型面作用、形式和設(shè)計原則112.4.2 分型面的確定122.5 型腔設(shè)計142.5.1 型腔數(shù)目的確定142.5.2 型腔排列形式的確定152.5

5、.3 型腔壁厚尺寸的確定152.6 模具結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計152.7 模具材料的選用18第3章 部件的設(shè)計計算193.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計193.1.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則193.1.2 主流道的設(shè)計193.1.3 分流道的設(shè)計213.1.4 澆口設(shè)計233.1.5 冷料穴與拉料桿設(shè)計243.2 成型零件工作尺寸的計算253.2.1 定模板及其支撐板253.2.2 動模板及其支撐板263.2.3 墊塊273.2.4 導(dǎo)向機構(gòu)283.2.5 側(cè)向抽芯機構(gòu)：283.3 推出機構(gòu)的設(shè)計293.3.1 推出機構(gòu)的設(shè)計原則293.3.2 推出機構(gòu)的分類303.3.3 推出力的計算303.3.4 推出零件尺寸的確

6、定313.3.5 推桿位置的確定323.4 冷卻回路設(shè)計333.4.1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則333.4.2 冷卻水路的形式333.4.3 冷卻計算（水道的直徑與總長度l）34第4章 校核374.1 注射量的校核374.2 鎖模力校核374.3 最大注射壓力的校核384.4 最小模厚的校核：384.5 推出零件的強度和剛度校核384.6 冷卻水流動狀態(tài)re的校核39結(jié) 論40致 謝41參考文獻(xiàn)42contentsabstractiichapter 1 introduction11.1 plastic mould11.2 injection mould development situation a

7、t home and abroad2chapter 2 selection of scheme42.1 injects mould composition and the classification 42.1.1 the form of injection mould42.1.2 the sort of injection mould52.2 the analysis of plastic molding process52.2.1 injects mould design method and the situation52.2.2 the analysis of plastic62.2.

8、3 product material formed characteristic and process82.3 injection maxhine102.3.1 calculation of injection quantity102.3.2 the volume estimate of material gating system102.3.3 the injection102.4 the selection parting surface112.4.1 the design principles of selection parting112.4.2 the selection part

9、ing surface122.5 design of the cavity142.5.1 the number of cavity142.5.2 the arrangement of cavity152.5.3 the arrangement of cavity152.6 the form of mould structure152.7 mould materials chosen18chapter 3 parts of the design and calculation193.1 design gating system193.1.1 the design principles of de

10、sign gating system193.1.2 design of the mainstream193.1.3 design of the shunting213.1.4 design of the runner233.1.5 design of cold material point243.2 calculation of molding parts size253.2.1 calculation of the cavity253.2.2 calculation of the cores263.2.3 block273.2.4 design of orientation and posi

11、tion283.2.5 to the side core agencies：283.3 design of launch institutions293.3.1 the design principles of launch institutions293.3.2 the sort of launch institutions303.3.3 calculation of stripping force303.3.4 promotes the components size the determination 313.3.5 a position to determine323.4 select

12、ion of formwork333.4.1 the design principles of cooling system333.4.2 the form of cooling system333.4.3 design of orientation and position34chapter 4 checking374.1 checking of full shot374.2 checking of the clamping force374.3 checking of pressure384.4 checking of thickness384.5 checking of putting

13、strength384.6 checking of re39conclusion40thanks41references42第1章 緒論1.1 模具工業(yè)的應(yīng)用概況模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家被稱為“點鐵成金”的“磁力工業(yè)”；美國工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”；德國則認(rèn)為是所有工業(yè)中的“關(guān)鍵工業(yè)”；日本模具協(xié)會也認(rèn)為“模具是促進社會繁榮富裕的動力”，同時也是“整個工業(yè)發(fā)展的秘密”，是“進入富裕社會的原動力”。日本模具產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值達(dá)到13000億日元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過日本機床總產(chǎn)值9000億日元。如今，世界模具工業(yè)的

14、發(fā)展甚至超過了新興的電子工業(yè)。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%，其它各類模具約占11%。塑料模具工業(yè)是隨塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。塑料工業(yè)是一門新興工業(yè)。自塑料問世后的幾十年以來，由于其原料豐富、制作方便和成本低廉，塑料工業(yè)發(fā)展很快，它在某些方面己取代了多種有色金屬、黑色金屬、水泥、橡膠、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成為各個工業(yè)部門里不可缺少的材料。目前在國民經(jīng)濟的各個部門中都廣泛地使用著各式各樣的塑料制品。特別是在辦公設(shè)備、照相機、汽車、儀器儀表、機械制造、交通、電信、輕工、建筑業(yè)產(chǎn)品、日用品以及家用電器行業(yè)中的電視機、收錄機、洗衣機、電冰箱和手表的

15、殼體等零件，都已經(jīng)向塑料化方向發(fā)展。近幾年來由于工程塑料制件的強度和精度等得到很大的提高，因而各種工程塑料零件的使用范圍正在不斷擴大，預(yù)計今后隨著微型電子計算機的普及和汽車的微型化，塑料制件的使用范圍將會越來越大，塑料工業(yè)的生產(chǎn)量也將迅速增長，塑料的應(yīng)用將覆蓋國民經(jīng)濟所有部門，尤其在國防和尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中占有越來越重要的地位。目前，世界的塑料產(chǎn)量已超過有色金屬產(chǎn)量的總和。塑料模具就是利用特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的工藝基礎(chǔ)裝備。用塑料模具生產(chǎn)的主要優(yōu)點是制造簡便、材料利用高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對大批量生產(chǎn)的機電產(chǎn)品，更能獲得價廉物美的經(jīng)濟效果。塑料模具的現(xiàn)代

16、化設(shè)計與制造和現(xiàn)代化塑料工業(yè)的發(fā)展有極密切的關(guān)系。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料模具工業(yè)也隨之迅速發(fā)展。在我國，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，模具工業(yè)的發(fā)展也十分迅速。1999年中國大陸制造工業(yè)對模具的總市場需求量約為330億元，今后幾年仍將以每年10%以上的速度增長。對于大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具需求的增長將遠(yuǎn)超過每年10%的增幅。汽車、摩托車行業(yè)的模具需求將占國內(nèi)模具市場的一半左右。1999年，國內(nèi)汽車年產(chǎn)量為183萬輛，保有量為1500萬輛，預(yù)計到2005年汽車年產(chǎn)量將達(dá)600萬輛。僅汽車行業(yè)就將需要各種塑料件36萬噸，而目前的生產(chǎn)能力僅為20多萬噸，因此發(fā)展空間十分廣闊。家用電器，如彩電、冰

17、箱、洗衣機、空調(diào)等，在國內(nèi)的市場很大。目前，我國的彩電的年產(chǎn)量己超過3200萬臺，電冰箱、洗衣機和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過了100萬臺。家用電器行業(yè)的飛速發(fā)展使之對模具的需求量極大。到2010年，在建筑與建材行業(yè)方面，塑料門窗的普及率為30%，塑料管的普及率將達(dá)到50%，這些都會大大增加對模具的需求量。其它發(fā)展較快的行業(yè)，如電子、通訊和建筑材料等行業(yè)對模具的需求，都將對中國模具工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動作用。1.2 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展概況在中國，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到模具在制造中的重要地位，認(rèn)識到模具技術(shù)水準(zhǔn)的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì)量、效益

18、和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。我國塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)l8英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具。精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津榮天和機電有限公司和煙臺北極星i.k模具有限公司制造的多腔vcd和dvd齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的

19、航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.020.05mm，表面粗糙度ra0.2m，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)1030萬次，淬火鋼模達(dá)50100萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司等商家成功地在2934英寸電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了c-mold氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。

20、熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達(dá)20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率不到10%,與國外的5080%相比，差距較大。 在制造技術(shù)方面，cad/cam/cae技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當(dāng)數(shù)量的cad/cam系統(tǒng)，如美國eds的ug ii、美國parametric technology公司的pro/engineer、美國cv公司的cads5、英國deltacam公司的doct5、日本hzs公司的crade、以色列公司的cimatron、美國ac-tech公司的c-mol

21、d及澳大利亞moldflow公司的mpa塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了cad/cam的集成，并能支持cae技術(shù)對成型過程，如充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具cad/cam技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模cad/cam系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的caxa系統(tǒng)、華中科技大學(xué)開發(fā)的注塑模hsc5.0系統(tǒng)及cae軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應(yīng)用且價格較低等特點為進一步普及模具cad/cam技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。近年來，國內(nèi)己較廣泛地采用一些新的塑料模具

22、鋼，如：p20，3cr2mo，pms，sm i，sm ii等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)組件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度一般在30%以下，與國外先進工業(yè)國家相比，仍有很大差距。 43第2章 方案選擇2.1 注射模的組成與分類2.1.1 注射模的組成任何注射模都可以分為定模和動模兩大部分。定模部分通過定位圈定位，安裝固定在注射機的固定模板（定模固定板）上，在注射成型過程中始終保持靜止不動；動模部分則安裝固定在注射機的移動模板（動模固定板）上，在注射成型過程中

23、可隨注塑機上的合模系統(tǒng)運動。注射模的組成結(jié)構(gòu)包括：(1) 成型零件：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度高，表面粗糙度要求高，一般用工具鋼制造，需經(jīng)熱處理。(2) 合模導(dǎo)向機構(gòu)：主要用來保證動摸和定模兩大部分或模具中其它零件（如凸模和凹模）之間的準(zhǔn)確對合，以保證制品形狀和尺寸精確度，并避免模具中各種零部件發(fā)生碰撞和干涉。(3) 澆注系統(tǒng)：該系統(tǒng)是將注射機注射出的塑料熔體引向閉合模腔的通道，對熔體充模時的流動特性以及注射成型質(zhì)量等具有重要影響。(4) 頂（推）出脫模機構(gòu)：將塑料制品推出模腔的裝置。(5) 側(cè)向分型與側(cè)向抽芯機構(gòu)：塑件上的側(cè)向如有凹凸形狀及孔或凸臺，這就需要有側(cè)向的凸?；虺尚蛪K來成型。在塑件被推出之前，

24、必須先拔出側(cè)向凸模（側(cè)向型芯）或側(cè)向成型塊，然后方能順利脫模。帶動側(cè)向凸?；騻?cè)向成型塊移動的機構(gòu)稱為側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)。(6) 排氣機構(gòu)：在塑料熔體沖模過程中排除模腔中的空氣和塑料本身揮發(fā)出的各種氣體，以避免它們造成成型缺陷。(7) 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)(8) 支撐零部件2.1.2 注射模的分類(1) 按照它們在注射機上的安裝方式分：移動式注射模（注射成型完畢后，可將模具移出注射機工作空間脫取制品，僅適用于立式注射機）和固定式注射模（動、定模兩部分分別固定在注射機上）。(2) 按照注射成型工藝特點分：單模腔注射模、多模腔注射模、絕熱流道注射模、熱流道注射模、熱固性塑料注射模、低發(fā)泡注射模和精密注射模等

25、。(3) 按照注射成型所用的注射機種類分：立式注射模、臥式注射模和直角式注射模三種類型。(4) 按總體結(jié)構(gòu)分：單分型面注射模、雙分型面注射模、帶有側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的注射模、帶有活動成形零部件的注射模、帶有自動卸螺紋機構(gòu)的注射模。2.2 塑件成型工藝分析2.2.1 注射模的設(shè)計方法與研究現(xiàn)狀模具的設(shè)計應(yīng)先從繪制裝配圖入手，根據(jù)塑件的具體情況，經(jīng)過認(rèn)真考慮、比較、初步確定出各部分的結(jié)構(gòu)情況，最大限度地滿足塑件的技術(shù)要求和模具的合理工藝性。1. 確定分型面和澆口位置及結(jié)構(gòu)形式確定模具的分型面和澆口的位置是模具設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)。選擇分型面應(yīng)根據(jù)塑料的幾何形狀，尺寸精度要求，兼顧其澆口形式、脫模方式、

26、嵌件位置以及排氣條件、易清除飛邊、便于加工等諸因素，通盤考慮。澆口位置則是在保證塑件表面不受損傷的前提下，確定澆口主流道和分流道冷料穴的位置形狀、大小及排氣方法等，使注射時物料流暢，易于成型。且易于清除澆注塑料。2. 確定成型零件的結(jié)構(gòu)形式及安裝方法成型結(jié)構(gòu)簡是注射成型的核心部位，它直接影響塑件質(zhì)量、加工的難易程度。選擇合理的成型位置、結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀形式，就是能使成型結(jié)構(gòu)簡在現(xiàn)有設(shè)備狀況下，基本滿足技術(shù)上的需要，易于加工、易于修改維修和更換。3. 選擇成型設(shè)備模具與注射機必須配套使用，根據(jù)塑件的具體情況，選選擇注射機并進行模具設(shè)計。成型設(shè)備有兩個重要參數(shù)。一是理論注射容量，另一個是在于注射方向相垂直

27、的最大投影面積。根據(jù)這兩個參數(shù)及可選用合適的成型設(shè)備。在選用時，成型設(shè)備的兩個參數(shù)應(yīng)略大于這個模具所用塑料的體積以及他的投影面積，只有這樣才能順利成型。其次還應(yīng)注意以下幾點：(1) 測算核實范本所受注射壓力應(yīng)小于注射機的鎖模力。(2) 模具的閉合高度應(yīng)在注射機的最大閉合高度和最小高度之間。了解注射機的定位孔直徑、噴嘴孔徑及噴嘴球半徑尺寸，使模具與之配套；模具采用的頂出方式應(yīng)適應(yīng)注射機的頂出方式和頂出距離，注射機的范本行程應(yīng)滿足在開模時能去除塑件時所需要的距離；4. 塑件側(cè)壁凹凸槽結(jié)構(gòu)的處置方法根據(jù)塑件側(cè)壁凹凸槽選擇合適的側(cè)抽機構(gòu)。5. 頂出機構(gòu)的確定定模動模分型后，側(cè)抽芯也完成了抽芯動作。塑件

28、落在動模上，且垂直面上已完全清除了平行方向上的障礙，然后頂出機構(gòu)在注射機頂桿的驅(qū)動下將成型塑件從動模中頂出。6. 確定主要結(jié)構(gòu)件的尺寸通過以上問題的初步確定，即可勾畫出模具的輪廓，這時應(yīng)確定導(dǎo)向機構(gòu)的導(dǎo)柱及頂出系統(tǒng)的復(fù)位以及必要的先復(fù)位等結(jié)構(gòu)形式和安裝位置，以及各組合部分的連接形式及所必須的支承板、支承塊等。7. 確定溫度調(diào)節(jié)方式為了取得較好的冷卻效果，對冷卻回路應(yīng)由良好的布局，如冷卻回路的位置、尺寸形狀等，并預(yù)先考慮流出足夠的冷卻水路的安裝空間。2.2.2 塑件分析本設(shè)計的任務(wù)之一是設(shè)計對講機后蓋注塑模具，圖2-1、圖2-2分別為塑件的外表面和內(nèi)表面形狀。圖2-1 塑件外表面圖2-2 塑件內(nèi)

29、表面該塑件的外形尺寸為長=30 mm，寬=20 mm，高=3mm，壁厚為1mm，如圖2-3所示。在pro/e軟件中計算其單個制件體積為，質(zhì)量。圖2-3 塑件平面圖2.2.3 制品材料的成形特性與工藝分析pc工程塑料學(xué)名聚碳酸酯（polycarbonate），是一種綜合性能優(yōu)良的非晶型熱塑性樹脂材料。1. 化學(xué)性質(zhì)聚碳酸酯耐酸，耐油。聚碳酸酯不耐紫外光，不耐強堿，耐化學(xué)腐蝕2. 物理性質(zhì)聚碳酸酯無色透明，絕緣，耐熱，尺寸穩(wěn)定性，高強度，抗沖擊，阻燃，自熄，無毒，可著色等優(yōu)點。在普通使用溫度內(nèi)都有良好的機械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯，聚碳酸酯的耐沖擊性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加劑

30、就具有ul94 v-0級阻燃性能。但是聚甲基丙烯酸甲酯相對聚碳酸酯價格較低，并可通過本體聚合的方法生產(chǎn)大型的器件。隨著聚碳酸酯生產(chǎn)規(guī)模的日益擴大，聚碳酸酯同聚甲基丙烯酸甲酯之間的價格差異在日益縮小。 聚碳酸酯的耐磨性差。一些用于易磨損用途的聚碳酸酯器件需要對表面進行特殊處理。由參考文獻(xiàn)5得，表1-5得pc的性能參數(shù)如表2-1和表2-2所示。表2-1 pc的性能參數(shù)密 度 (g/cm3)1.181.20收 縮 率 ( % )0.30.8熔 點 (c)130160熱變形溫度（45n/cm）6598塑化形式螺桿式柱塞式拉伸強度3349拉伸彈性模量(e/103mpa)1.91-1.98彎曲強度80彎曲

31、彈性模量1.4壓縮強度1839缺口沖擊強度1120表2-1 續(xù)表硬 度hrc6286導(dǎo)熱系數(shù)/10wm-1k-113.831.2比熱容/jkg-1k-112551674線脹系數(shù)/10-5k-15.88.6滯留溫度130體積電阻率1016介電常數(shù)60hz2.45.0外 觀無色透明特 點一些用于易磨損用途的聚碳酸酯器件需要對表面進行特殊處理。表2-2 pc注射成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)通用型abs注射機類型螺桿式料桶后部溫度/210240料桶中部溫度/230280料桶前部溫度/240285噴嘴溫度/240250模具溫度/90110注射壓力/mpa80-130保壓力/mpa30-50注射時間/s20-90

32、保壓時間/s0-5冷卻時間/s20-90成型時間/s15-30備注紅外線燈、鼓風(fēng)烘箱后處理2.3 注射成型機的選擇2.3.1 注射量的計算在pro/e軟件中計算其單個制件體積為，所以注射量為，兩腔的注射量為。2.3.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計之前是不是能準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗按塑件體積的0.21倍來估算。由于采用的流道簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.2倍來計算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為 (2-1)2.3.3 注射機的選擇根據(jù)成型塑件所需的最大注射容量或質(zhì)量（含塑件與澆注系統(tǒng)凝料的用量）、鎖模力、模具的閉合厚度及所需的開模距離等來確定。此

33、外，還應(yīng)考慮噴嘴孔直徑與模具主流道始端直徑、定位孔與模具上的定位圈直徑、模具外形尺寸與注射機拉桿空間等關(guān)系的校核。根據(jù)第二步計算出來的一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量，并結(jié)合教材公式.。根據(jù)以上的計算，由中國模具工程大典表1-8初步選擇注塑機,如表2-3所示。選定注射機型號為sz-60/450臥式注射機，如圖2-4所示。表2-3 注塑機參數(shù)注射機型號sz-60/450(臥式)理論注射量/cm378注射壓力mpa170螺桿直徑/mm30螺桿轉(zhuǎn)速/rmin-114-200注射速率/gs-160塑化能力/gs-15.6鎖模形式雙曲肘鎖模力/kn450拉桿內(nèi)間距/mm280250移模行程/mm220最大模

34、具厚度/mm300最小模具厚度/mm100噴嘴球半徑/mmsr20模具定位孔直徑/mm551噴嘴；2料筒；3螺桿；4料斗圖2-4 螺桿式注射機示意圖2.4 分型面設(shè)計2.4.1 分型面作用、形式和設(shè)計原則模具上用以取出制品和澆注系統(tǒng)凝料的，可分離的接觸表面稱之為分型面。注射模分型面可分為四種基本類型。第一種類型是制品全部在動模內(nèi)成型；第二種類型是制品全部在定模內(nèi)成型；第三種類型是制品同時在動、定模內(nèi)成型；第四種類型是制品在多個瓣合模塊中成型。選擇分型面的原則：(1) 分型面應(yīng)選擇在制品的最大截面處。(2) 盡可能使制品留在動模一側(cè)。因為注射機的推出液壓缸設(shè)在動模一側(cè)，制品留在動模一側(cè)有利于脫模

35、機構(gòu)的設(shè)置。(3) 有利于保證制品的尺寸精度。(4) 有利于保證制品的外觀質(zhì)量。動、定模相配合的分型面上稍有間隙，熔體就會在制品上產(chǎn)生飛邊，影響制品的外觀質(zhì)量。因此在制品光滑平整的表面或圓弧曲面上，應(yīng)盡量避免選擇分型面。(5) 盡可能滿足制品的使用要求。在注射成型過程中，制品上會產(chǎn)生一些很難避免的工藝缺陷，如脫模斜度、飛邊及推桿與澆口痕跡等。在分型面設(shè)計時，應(yīng)從使用角度避免這些工藝缺陷影響制品的使用功能。(6) 盡量減小制品在合模方向上的投影面積，以減小所需鎖模力。(7) 長型芯應(yīng)置于開模方向。當(dāng)制品在相互垂直的兩個方向上都需要設(shè)置型芯時，應(yīng)將較短的型芯置于側(cè)抽芯方向，有利于減小抽拔距。(8)

36、 有利于排氣。(9) 有利于簡化模具結(jié)構(gòu)。當(dāng)安排制品在型腔中方位時，應(yīng)盡可能避免側(cè)向分型或抽芯，特別應(yīng)避免在定模一側(cè)的側(cè)向抽芯。(10) 在選擇非平面分型面時，應(yīng)有利于型腔加工和制品的脫模方便，因此設(shè)計非平面分型面時，應(yīng)注意分型面上力的平衡。2.4.2 分型面的確定根據(jù)上述原則以及結(jié)合本塑件的外觀及結(jié)構(gòu)特征，確定分型面由三個部分組成：主分型面、側(cè)抽芯分型面和小型芯分型面。1. 主分型面塑件的外表面,兩個孔的沉孔處和凸凹模的分開處（在pro/e中用復(fù)制分型面，填充分型面，合并分型面等方法獲得）。三維圖見圖2-5所示。圖2-5 主分型面三維圖2. 左右分型面（側(cè)抽芯分型面）左右模具塊的外表面（在p

37、ro/e中用兩次拉伸分型面，合并分型面等方法獲得）三維圖見圖2-6所示。 圖2-6 左右分型面三維圖3. 小型芯分型面兩個孔的內(nèi)表面（在pro/e中用復(fù)制分型面，延伸分型面，拉伸分型面等方法獲得）三維圖見2-7所示。 圖2-7 小型芯分型面三維圖2.5 型腔設(shè)計2.5.1 型腔數(shù)目的確定 型腔數(shù)目過多影響制品精度，而型腔數(shù)目過少生產(chǎn)效率太低不能達(dá)到使用要求，由塑料成型與模具設(shè)計式(5-2)，根據(jù)所選注射機的鎖模力確定型腔數(shù)目：n (2-2) 式中 n 型腔個數(shù)；f注注射機的額定鎖模力,n；p 型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力，mpa；a澆澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，預(yù)計為1.81cm2；a 單個塑件

38、在分型面上的投影面積，mm2。由計算結(jié)果可知設(shè)計的模具為一模兩腔。2.5.2 型腔排列形式的確定模具采用對稱布置，為使塑料熔體以等速度充滿兩型腔，分流道在模具上采用對稱等距離分布，在注射時采用對稱分布可以使型腔和澆注系統(tǒng)投影面積重心更接近鎖模力的中心，避免局部漲模力過大影響鎖模。2.5.3 型腔壁厚尺寸的確定型腔壁厚尺寸可按照強度和剛度的條件確定，也可按照型腔壁厚的相關(guān)資料查表確定。本設(shè)計采取后一種辦法：采用整體舍型腔布局，根據(jù)塑料成型與模具設(shè)計表(7-8)，矩形型腔內(nèi)壁短邊b為18mm，取得型腔壁厚20mm。2.6 模具結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計凹模亦稱型腔，是成型塑件外表面的主要零件，如圖2-8所示。

39、凸模亦稱型芯，是成型塑件內(nèi)表面的零件，如圖2-9所示。凹凸模按結(jié)構(gòu)不同主要可分為整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)形式。組合式凹凸模結(jié)構(gòu)按組合方式不同可分為整體嵌入式、局部鑲嵌式和四壁拼合式等形式。由于對講機模具尺寸較小，故本模具設(shè)計選擇整體式。 圖2-8 凹模三維圖圖2-9 凸模三維圖設(shè)計的過程中，在對講機的后蓋上設(shè)計了兩個通孔，為達(dá)到目的，采用單獨制造成的小型芯（如圖2-10），嵌入凸模來實現(xiàn)。圖2-10 小型芯三維圖在模具開模過程中（如圖2-11），為保證對講機后蓋完整的脫模，設(shè)計采用了滑塊（圖2-12所示）與斜導(dǎo)柱（圖2-13所示）的配合形式，嵌入凹模與凸模中。圖2-11 模具開模效果圖 圖2-1

40、2 左右滑塊三維圖圖2-13 斜導(dǎo)柱三維圖模具合模后，在動模板和定模板之間的某些零部件組成一個能充填塑料熔體的模具型腔，模具型腔的形狀與尺寸就決定了制件的形狀與尺寸。構(gòu)成模具型腔的所有零部件成為成型零部件。從以上的分析可知，本模具設(shè)計為一模兩腔，采用對稱布置，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機構(gòu)擬采用推桿推出形式。推桿脫模機構(gòu)是最簡單、最常用的一種形式，具有制造簡單、更換方便、推出效果好等特點。推桿直接與塑件接觸，開模后將塑件推出。推桿端面應(yīng)和塑件成型表面在同一平面或比塑件成型表面高出0.050.10mm。脫模機構(gòu)完成塑件的頂出后，為進行下一個循環(huán)必須回復(fù)到初始位置，目前常用的復(fù)位形式主要有復(fù)位桿復(fù)位和

41、彈簧復(fù)位。本設(shè)計采用復(fù)位桿復(fù)位。冷卻系統(tǒng)采用循環(huán)水冷卻方法，利用模具分型面和配合間隙自然排氣。使用z行拉料桿，凹模和凸模都使用整體嵌入式。2.7 模具材料的選用考慮到對講機后蓋是表面質(zhì)量要求高的外觀件，所選材料應(yīng)易于切削，加工后能得到高精度；注射模成形零件的工作表面需要拋光達(dá)到粗糙度0.40.8，這時鋼材硬度范圍在3540hrc之間為宜。注射模型腔不僅受高壓塑料熔體沖刷，而且還受冷熱交變的應(yīng)力作用，所選材料應(yīng)能減少拋光修模次數(shù)，以便長期保持工作部位的尺寸精度；所選塑料pc分解時不具有腐蝕性，所以所選材料的耐腐蝕性不在重點考慮范圍內(nèi)。綜合以上因素，本設(shè)計選用模具材料為預(yù)硬鋼p20(30cr2mo

42、)鋼材，將模板預(yù)硬化后以硬度3638 hrc供應(yīng),其抗拉強度為133mpa易于切削加工，耐磨性好且變形小。第3章 部件的設(shè)計計算3.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機噴嘴到模具型腔的進料通道，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對制品質(zhì)量影響很大。澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。3.1.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則(1) 結(jié)合型腔布置考慮，盡可能采用平衡式分流道布置。(2) 盡量縮短熔體的流程，以便降低壓力損失、縮短充模時間。(3) 澆口尺寸、位置和數(shù)量的選擇十分關(guān)鍵，應(yīng)有利于熔體流動、避免產(chǎn)生湍流、渦流、噴射和蛇形流動，并有利于排氣和補縮。(4) 避免高壓熔體對模具型芯和嵌件產(chǎn)生沖

43、擊，防止變形和位移的產(chǎn)生。(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) 熔接痕部位與澆口尺寸、數(shù)量、及位置有直接關(guān)系，設(shè)計澆注系統(tǒng)時要預(yù)先考慮到熔接痕的部件、形態(tài)，以及對制品質(zhì)量的影響。(7) 盡量減少因開設(shè)澆注系統(tǒng)而造成的塑料熔料用料。(8) 澆注系統(tǒng)的模具工作表面應(yīng)達(dá)到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中澆口應(yīng)有it8以上的精度要求。(9) 設(shè)計澆注系統(tǒng)時應(yīng)考慮貯存冷料的措施。(10) 應(yīng)盡可能使主流道中心與范本中心重合，若無法重合也應(yīng)使兩者的偏離距離盡可能縮短。3.1.2 主流道的設(shè)計主流道形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。由

44、于主流道要與高溫塑料熔體及注射機噴嘴反復(fù)接觸，所以在注射模主流道部分設(shè)計成可拆卸更換的澆口套，如圖3-1所示。圖3-1 澆口套設(shè)計由參考文獻(xiàn)13得，式(3-7)、(3-8)、(3-9)得澆口套的尺寸。1. 主流道尺寸(1) 主流道的長度 小型模具應(yīng)盡量小于60 mm，本次設(shè)計中初取40mm進行設(shè)計。(2) 主流道小端直徑為了使凝料順利拔出，主流道的小端直徑d應(yīng)稍大于注射機噴嘴直徑d，通常為(3) 主流道大端直徑主流道的半錐角通常為35，取=3。(4) 主流道球面半徑主流道入口的凹坑球面半徑也應(yīng)大于注射機噴嘴球頭半徑，通常為(5) 主流道出口端圓角 2. 主流道的凝料體積 =338mm3=0.3

45、38cm3 (3-1)3. 主流道當(dāng)量半徑 (3-2) 4. 主流道澆口套的形式主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對材料要求嚴(yán)格，因而盡管小型注射模可以將主流道澆口套與定位圈設(shè)計成一個整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來設(shè)計，以便于拆卸更換。同時也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進行單獨加工和熱處理。設(shè)計中常采用碳素工具鋼t8或t10，熱處理淬火表面硬度為5055hrc；內(nèi)壁粗糙度值ra為0.6，拋光時沿軸向進行；襯套與定模板的配合采用h7/m6。3.1.3 分流道的設(shè)計1. 分流道的布置形式在設(shè)計時應(yīng)考慮盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時還要考慮減小分流道的容積和壓力平衡

46、，因此采用平衡式分流道。由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動狀態(tài)比較理想，因此分流道的表面粗糙度值不要太低，一般取=1.25-2.5即可，此處取為1.6。這可增加外層塑料熔體的流動阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。 2. 分流道的長度分流道長度應(yīng)盡可能短小，便于成型過程中最經(jīng)濟的使用原料和注射機的功耗，減少壓力損失和功耗損失。分流道長度一般在830mm之間，根據(jù)型腔布置適當(dāng)加長或縮短，但最短不易小于8mm，本設(shè)計分流道長度取14mm。3. 分流道的當(dāng)量直徑分流道截面形狀和尺寸也對塑料熔體的流動和模具的制造難易和脫模有影響。綜合截面形狀為梯形、u形、半圓形和矩形四

47、種流道特點，本設(shè)計選用斷面形狀為半圓形的流道，一般分流道直徑在3mm10mm范圍內(nèi)，圓形截面分流道的直徑可取3mm。分流道的三維圖形，截面圖如圖3-2和圖3-3所示。 圖3-2 分流道三維圖圖3-3 分流道截面圖4. 分流道截面尺寸則該分流道的截面積為 =3.141.52=7.065 mm25. 凝料體積(1) 分流道總長=2 =214=28mm(2) 凝料體積 = =287.0656=197.82 mm3=0.198cm3 (3-3)3.1.4 澆口設(shè)計澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口形式有直接澆口、側(cè)澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口、點澆口和潛伏式澆口幾種。由于不同的澆口形式對

48、塑料熔體的充型特性、成型質(zhì)量及塑件的性能會產(chǎn)生不同的影響。而各種塑料因其性能的差異對于不同的澆口形式也會有不同的適應(yīng)性，因此根據(jù)塑料成型工藝與模具設(shè)計書中表5-5查得，材料pc適應(yīng)于任何澆口。而所做塑件壁厚較薄、表面積大，注射量也大而且外表面的光澤度要求很高，因而澆口位置不宜設(shè)在塑件的中心，而且是一模兩腔的，綜合這些因素考慮可以用側(cè)澆口和潛伏式澆口。側(cè)澆口又稱邊緣澆口，一般開設(shè)在分型面上，澆口流程短、截面小，去處容易，模具結(jié)構(gòu)緊湊，加工維修方便。但這種澆口成形的塑件往往有熔接痕存在，壓力損失較大，對深腔塑件排氣不利。潛伏式澆口又稱隧道澆口、剪切交口。澆口嵌入分型面一側(cè)，沿斜向進入型腔。潛伏澆口

49、的模具在開模時，不僅能自動切斷澆口，而且澆口可設(shè)在制品的側(cè)面、斷面和背面等隱蔽處，不影響塑件外觀，同時模具可采用兩板式結(jié)構(gòu)，因而得到較廣泛應(yīng)用。綜合考慮，本設(shè)計采用側(cè)澆口的形式。澆口的截面圖如圖3-4所示。圖3-4 澆口形狀示意圖對于多腔模具，澆口能用來平衡進料。澆口的理想尺寸很難計算，一般可根據(jù)經(jīng)驗估算，澆口截面積約為分流道截面積的3%-9%，斷面形狀常分為矩形或圓形，澆口的長度約為11.5mm。在設(shè)計澆口時往往先取小的尺寸值，以便在試模后逐步加以修正。本設(shè)計采用矩形側(cè)澆口，澆口長度為1mm，澆口矩形斷面的寬為2mm高為1mm。3.1.5 冷料穴與拉料桿設(shè)計冷料穴位于主流道正對面的動模板上，

50、或者位于分流道的末端。其作用是收集熔體前端的冷料，防止冷料進入模具型腔而影響制品質(zhì)量。冷料穴分兩種，一種專門用于收集、儲存冷料，另一種除儲存冷料外還兼有拉出流道凝料的功用。冷料穴的長度通常為流道直徑的1.52倍，經(jīng)計算冷料穴的長度為6，設(shè)計在主流道正對面的動模板上，既可以收集、儲存冷料，還可以保證脫模時塑件留在動模一側(cè)。拉料桿采用z形拉料桿。當(dāng)前方冷料進入冷料穴后，緊包在拉料桿的凹槽內(nèi)，開模時便可將凝料從主流道中拉出。拉桿的三維圖形如圖3-5所示。圖3-5 拉料桿三維圖3.2 成型零件工作尺寸的計算本設(shè)計的模架零件沒有采用標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù)強度，剛度得出數(shù)據(jù)，再進行查表得到各零件尺寸。固定板（動模板

51、、定模板）在模具中起安裝和固定成型零件、合模導(dǎo)向機構(gòu)以及推出脫模機構(gòu)等零件的作用。為了保證被固定零件的穩(wěn)定性，固定板應(yīng)具有一定的厚度和足夠的剛度和強度，一般采用碳素結(jié)構(gòu)鋼制成，當(dāng)對工作條件要求較為嚴(yán)格或?qū)δ＞邏勖筝^長時，可采用合金結(jié)構(gòu)鋼制造。支撐板是蓋在固定板上面或墊在固定板下面的平板，它的作用是防止固定板固定的零部件脫出固定板，并承受固定部件傳遞的壓力，因此它要具有較高的平行度、強度和剛度。支撐板與固定板之間通常采用螺栓連接，當(dāng)兩者需要定位時，可加插定位銷。動模兩板，定模兩板，動模支撐板下面為墊塊，墊塊下面為動模座板。其中，動定模板間用導(dǎo)向柱導(dǎo)向。動模板及其支撐板間用圓錐銷進行導(dǎo)向定位，

52、以防止錯位。左右各有一個側(cè)向抽芯機構(gòu)。3.2.1 定模板及其支撐板定模板的厚度為20mm，長度和寬度根據(jù)塑件的尺寸和開設(shè)的固定孔確定為12380。支撐板的選擇，必須保證它們的輪廓形狀和尺寸與注射機上的定模固定板相匹配，另外，在支撐板上開設(shè)的安裝結(jié)構(gòu)（如螺栓孔、導(dǎo)向柱孔）也必須與注射機定模固定板上的安裝螺栓孔的大小和位置相適應(yīng)。支撐板的長度和寬度分別比定模板長20mm,即143mm100mm。定模板支撐板三維圖形如圖3-6所示。圖3-6 定模板支撐板三維圖形3.2.2 動模板及其支撐板動模板的厚度為20mm, 長度和寬度根據(jù)塑件的尺寸和開設(shè)的固定孔確定為12380。支撐板的長度和寬度也分別123

53、80。動模板支撐板三維圖如圖3-7所示。圖3-7 動模板支撐板三維圖3.2.3 墊塊墊塊的作用主要是在動模支撐板與動模座板之間形成推出機構(gòu)所需的工作空間。另外，也起到調(diào)節(jié)模具總厚度，以適應(yīng)注射機模具安裝厚度要求的作用。墊塊一般用中碳鋼制造，也可以用q235鋼制造，或用ht200、球墨鑄鐵等。墊塊的高度應(yīng)符合注射機的安裝要求和模具的結(jié)構(gòu)要求，塑料成型與模具設(shè)計式(8-1)可知計算公式為： (3-4)式中 h墊塊高度，mm；推板厚度，定為10mm；推板固定板厚度，定為10mm；推板限位釘高度，定為4mm；s脫出塑料制品所需的頂出行程，定為4mm。計算得出，最終確定h的尺寸為31mm。墊塊的三維圖形如圖3-8所示。 圖3-8 墊塊的三維圖形3.2.4 導(dǎo)向機構(gòu)導(dǎo)柱的表面應(yīng)具有較好的耐磨性，而芯部堅韌，不易折斷。導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度ra一般為0.8，導(dǎo)柱的配合部分表面粗糙度ra一般為0.80.4，本設(shè)計中取ra為0.8。導(dǎo)柱固定部分與模板之間一般采用過渡配合，本設(shè)計中取h7/m6的過渡配合。在模具進行裝配或成型時，合模導(dǎo)向機構(gòu)主要用來保證動模和定模兩大部件不發(fā)生碰撞和干涉。合模導(dǎo)向機構(gòu)主要由導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種方式組成。在本設(shè)計中，動定模之間的導(dǎo)向機構(gòu)是導(dǎo)柱導(dǎo)向，直徑為10mm,，長度為40。動模和其支撐板之間是錐面定位，其圓錐銷的直徑為10mm，長度為40m