手機(jī)后支撐座注塑模模具設(shè)計(jì)

1、 機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）（自已設(shè)計(jì)的三維零件圖，以上字體、位置不許隨意調(diào)整大小，打印時(shí)刪除本括號(hào)內(nèi)文字）題 目： （楷體四號(hào)字）專 業(yè)： 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 日 期： 目錄手機(jī)后支撐座注塑模模具設(shè)計(jì)3摘要：3第一章 前言4第二章 塑件的工藝件設(shè)計(jì)分析5第三章 分型面的設(shè)計(jì)15第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)16第五章 模具成型零部件的設(shè)計(jì)19第六章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)23第七章 脫模頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)26第八章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)28第九章 模具的工作過程原理31第十章 設(shè)計(jì)中存在的問題以及解決方案32致 謝32參考文獻(xiàn)32手機(jī)后支撐座注塑模模具設(shè)計(jì)摘要：本課題主要是研究手機(jī)后支撐座

2、塑料模具，在設(shè)計(jì)過程中，首先對(duì)手機(jī)后支撐座塑件進(jìn)行工藝分析，了解此類型塑料的特性、用途等，然后對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，根據(jù)模具的基本結(jié)構(gòu)來進(jìn)行選取模架，然后再對(duì)各種相關(guān)的工藝參數(shù)進(jìn)行校核，以及根據(jù)參考文獻(xiàn)上的公式和一系列表、參數(shù)等對(duì)型腔和型芯等進(jìn)行計(jì)算。我們通過分析和研究，參照有關(guān)的技術(shù)文獻(xiàn),選定材料和有關(guān)技術(shù)參數(shù)，運(yùn)用AutoCAD、Proe和UG等軟件設(shè)計(jì)出這款手機(jī)后支撐座的模具。該產(chǎn)品塑件尺寸較小，形狀相對(duì)比較規(guī)則，采用頂針推出塑件。該模具采用一出二腔模具結(jié)構(gòu)，型腔和型芯跟動(dòng)定模板做成整體式。關(guān)鍵詞： 整體式 注射模 一模二腔 產(chǎn)品塑件Abstract:The main task is to

3、 research the plastic die of the mobile phone base, in the design process, first we have a process analysis for the mobile phone base to understand the characteristics and the use of this type of plastic.Then we analyse the structure of the die and select the mold according to the basic structure of

4、 the die .We check the related process parameters and calculate the cavity and core according to series of formulas and parameters of the references.Selecting materials and relevant technical parameters, and using AutoCAD, Proe and UG software we have designed the die of the mobile phone base. The p

5、lastic product is small in size, the shape is relatively regular.We push out the plastic product using the thimble .The die has a structure with two cavity, cavity and core is integral with template .Key words:The integral The injection mold a mold with two cavity the plastic product第一章 前言模具是利用其特定形狀

6、成型具有一定形狀和尺寸的制造工具。成型塑料制品的模具叫做塑料模具。全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等方面均能滿足使用要求的優(yōu)質(zhì)制品。從模具使用角度，要求高效率、自動(dòng)化、操作簡(jiǎn)便；從模具制造角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。塑料模具影響著塑料制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對(duì)制件的尺寸和形狀精度以及制件的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在塑料加工過程中，模具結(jié)構(gòu)對(duì)操作難易程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時(shí)，應(yīng)盡量減少分模、合模

7、和取制件過程中的手工勞動(dòng)，為此常采用自動(dòng)開合模和自動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)。在全自動(dòng)生產(chǎn)時(shí)還要保證制品能自動(dòng)從模具上脫落。另外，模具對(duì)塑料制品的成本也有相當(dāng)?shù)挠绊?。除?jiǎn)易模具外，一般來說制模費(fèi)是十分昂貴的，一副優(yōu)良的注射模具可生產(chǎn)制品百萬(wàn)件以上，壓制模約能生產(chǎn)二十五萬(wàn)件。當(dāng)批量不大的時(shí)候，模具費(fèi)用在制件成本中所占比例將會(huì)很大，這時(shí)應(yīng)盡可能地采用結(jié)構(gòu)合理而簡(jiǎn)單的模具，以降低成本。1現(xiàn)代塑料制品中合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少的三項(xiàng)重要因素，尤其是塑料模具對(duì)實(shí)現(xiàn)塑料加工工藝要求，塑料制件使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要作用。高效的全自動(dòng)的設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才能發(fā)揮基效能，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更

8、新都是以模具的制造和更新為前提。由于工業(yè)塑件和日用塑料制品的品種和產(chǎn)量需求量很大，對(duì)塑料模具生產(chǎn)不斷向前發(fā)展。第二章 塑件的工藝件設(shè)計(jì)分析本章確定手機(jī)后支撐座塑件的材料及其收縮率和密度等特性，將會(huì)對(duì)塑件的工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，然后通過計(jì)算體積確定型腔的數(shù)量和排列，根據(jù)數(shù)量和排列選擇相對(duì)應(yīng)的注塑機(jī)的型號(hào)和模架。2.1塑件分析零件的壁厚為4.0mm，長(zhǎng)度為124.73mm，寬度為66mm，其他具體數(shù)據(jù)如圖1所示。圖1 手機(jī)后支撐座塑件尺寸圖圖2為制品的三維立體圖。該制品的精度和表面粗糙度的要求很高, 為比較規(guī)則的薄壁件，只是在塑件尾部有一段曲面，制件表面有三個(gè)通孔，制件的前端中間內(nèi)部?jī)蓚?cè)各有裝配手機(jī)座

9、的圓銷狀卡位，所以在模具設(shè)計(jì)和制造上要有精確的定位措施和良好的加工工藝以保證塑件精度。圖2 手機(jī)后支撐座塑件產(chǎn)品3D圖2.2 塑件材料的確定考慮到手機(jī)后支撐座的工作條件，是在日常生活中使用，因此必須要無(wú)毒，無(wú)臭，無(wú)味的材料制成。又由于是用手觸摸使用，必須耐酸、穩(wěn)定性要好；硬度、耐磨性、抗拉強(qiáng)度要高，綜合的機(jī)械性能要好。擁有這些條件的塑料一般第一考慮：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（英文名稱:Acrylonitrile Butadiene Styrene ，稱ABS）。ABS材料的主要特性包含以下幾點(diǎn)：（1）綜合的力學(xué)性能好,耐化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng), 抗沖擊強(qiáng)度高,（2）高耐熱、高阻燃、高增強(qiáng)、高抗沖、高透明；

10、（3）與有機(jī)玻璃的熔接性要良好，表面可以鍍鉻,還可以噴漆處理。（4）流動(dòng)性的話可以比HIPS差一點(diǎn)，比PMMA、PC等好，柔韌性要好。5 表1 ABS的技術(shù)指標(biāo)見下5密度1.021.16比體積0.860.98吸水率0.20.4收縮率s0.40.7熔點(diǎn)130160硬度HB9.7R121抗拉屈服強(qiáng)度50拉伸彈性模量體積電阻率彎曲強(qiáng)度80熱變形溫度t/c0.46MP90108沖擊韌度無(wú)缺口2610.185MP83103缺口112.3塑件的脫模斜度2.3.1脫模斜度的意義和影響通常情況下塑件在冷卻后會(huì)產(chǎn)生一定的收縮，會(huì)產(chǎn)生包緊力，該力作用在凸?；蛘叱尚偷男托旧?；也可粘附作用，塑件是緊貼在凹模的型腔內(nèi)或

11、型芯上。為了容易脫模，還要防止塑件表面在脫模時(shí)刮傷和擦毛，在設(shè)計(jì)的時(shí)候塑件表面沿脫模方向一般具有合理的脫模斜度。2.3.2脫模斜度的確定根據(jù)“塑件常用的脫模斜度7”中推薦 ABS材料的脫模斜度為：凹模（型腔） 2545凸模（型芯） 2045本設(shè)計(jì)中采用1的拔模斜度，這樣從外表面到內(nèi)表面，模具的脫模斜度基本正常，能保證正常的脫模斜度要求2.4確定型腔數(shù)量及型腔布局2.4.1型腔數(shù)量的確定當(dāng)塑件分型面確定后，就需要考慮是采用單腔模還是多型腔模，型腔數(shù)的確定，主要跟注射機(jī)的最大注射量、額定鎖模力、塑化速度、制品的精度要求、生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素有關(guān)，該塑件生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，故可采用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式

12、。同時(shí)，考慮到模具結(jié)構(gòu)尺寸與塑件尺寸之間的關(guān)系，加之制造成本和經(jīng)濟(jì)利益的因素，決定選用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)形式。2.4.2型腔布局A.型腔排列的一般原則（1） 流動(dòng)長(zhǎng)度要適當(dāng)，流道廢料盡量少，澆口位置要合適統(tǒng)一，進(jìn)料要平衡，還要使型腔壓力平衡；（2） 排位應(yīng)保證流道、澆口套距定模型腔邊緣有一定距離，以滿足封膠要求；（3） 排位應(yīng)滿足模具結(jié)構(gòu)等的空間要求；（4） 為了使模具達(dá)到較好的冷卻效果，排位應(yīng)注意螺釘、推桿對(duì)冷卻水孔的影響，預(yù)留冷卻水孔的位置； （5） 排位要盡可能緊湊，以減小模具的外形尺寸，且長(zhǎng)寬比例要適中，同時(shí)也要考慮注射機(jī)的要求。 B.型腔排列形式的確定主要跟注射機(jī)的最大注射量、額定鎖

13、模力、塑化速度、制品的精度要求、生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素有關(guān)。一模多穴排位時(shí)，要考慮到進(jìn)膠的平衡性，如果有行位應(yīng)優(yōu)先考慮朝X或Y 方向運(yùn)動(dòng)便于加工。產(chǎn)品之間沒有流到時(shí)，可適當(dāng)縮小產(chǎn)品之間的間距，最小間距可以做到50-100mm，若有流道通過，則間距做到100-150mm。綜合考慮上述排列原則及加工難度、經(jīng)濟(jì)性、效率、成本等因素，又由于本設(shè)計(jì)選擇的是一模兩腔，故采用縱向上下對(duì)稱排列，如圖4：6圖 4 .型腔布局圖2.4.3型腔的結(jié)構(gòu)由于該模具為一模兩腔，考慮到該塑件的表面形狀大部分為簡(jiǎn)單的平面狀，且塑件厚度比較淺，所對(duì)應(yīng)的型腔結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，型腔深度也比較淺，因此型芯型腔的加工比較簡(jiǎn)單，無(wú)需采用型腔型

14、芯組合嵌入式結(jié)構(gòu)，所以將型腔和型芯分別與定模板和動(dòng)模板做成整體式，如下圖5所示。圖 5 .整體式型腔結(jié)構(gòu)圖及二維圖2.5模架的選擇 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用CI-2940-A69-B83-C90(GB/T12556-2006)此種較合適的標(biāo)準(zhǔn)模架，其基本結(jié)構(gòu)如圖6所示，模架的各模板尺寸見表2。6圖 6.模架結(jié)構(gòu)示意圖 單位：mm模板名稱模板尺寸模板名稱模板尺寸動(dòng)模座板350X400X25動(dòng)模板290X400X83墊板53X400X90定模板290X400X69頂針板180X400X20定模座板350X400X25頂針固定板180X400X20表2

15、各模板尺寸2.6模具的選材及熱處理要求表3 模具各零部件選材及熱處理表142.7注射機(jī)型號(hào)的選擇 注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備，因此設(shè)計(jì)注塑模時(shí)應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具。 注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推(頂)出形式、推出位置、推出行程、開模距離等進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺(tái)和模具相匹配的注射機(jī)，倘若用戶已提供了注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行校核，倘若不能滿足要求，則必須自己調(diào)整或與用戶取

16、得商量再進(jìn)行調(diào)整。2.7.1對(duì)塑件體積、質(zhì)量的計(jì)算 對(duì)于該設(shè)計(jì)，用戶提供了塑件的圖樣及尺寸，使用三維軟件畫出三維實(shí)體圖，軟件能自動(dòng)計(jì)算出所畫圖形體積，取其密度平均值1.05g/cm3塑件體積 V1 18.47cm3塑件質(zhì)量 m1 =1.0518.4719.39g2.7.2澆注系統(tǒng)凝料體積的初步計(jì)算 可按塑件體積的0.6倍計(jì)算，由于該模具采用一模兩腔，所以澆注系統(tǒng)凝料體積為： V2= 2V10.6218.470.6 22.16cm32.7.3該模具一次注射所需塑料 體積 V0 = 2V1+V2 = 218.47+22.16 59.1cm3 質(zhì)量 m0 = = 1.0559.1 62g2.7.4注

17、射機(jī)型號(hào)的選定近年來我國(guó)引進(jìn)注射機(jī)型號(hào)很多，國(guó)內(nèi)注射機(jī)生產(chǎn)廠的新機(jī)型也日益增多。掌握使用設(shè)備的技術(shù)參數(shù)是注塑模設(shè)計(jì)和生產(chǎn)所必需的技術(shù)準(zhǔn)備。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，最好查閱注射機(jī)生產(chǎn)廠家提供的注射機(jī)使用說明上標(biāo)明的技術(shù)參數(shù)。根據(jù)以上計(jì)算一次注射量的分析以及考慮到塑件品種、塑件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量及注射工藝參數(shù)、注射模具尺寸大小等因素，由以上數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)知，該模具一次注塑所需59.1cm3塑料，該模具的整體尺寸為400x350x292mm(LxHx厚度)參考設(shè)計(jì)手冊(cè)初步選定型號(hào)為XSZY-250型臥式螺桿注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，見下表：6 XSZY-250型螺桿式注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)數(shù)值1最

18、大注射量/cm2502注射壓力/MPa1303塑化能力（g/s）64拉桿間距448*3705鎖模力/kN18006動(dòng)、定模固定板尺寸/（mmmm）598*5205最大模具厚度/mm3506最小模具厚度/mm2007最大開模行程/mm5008噴嘴前端球面半徑/mm159噴嘴孔直徑/mm310頂出桿根數(shù)52.8注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核2.8.1型腔數(shù)量的校核（1）由注射機(jī)料筒塑化速率校核型腔數(shù)量 上式右邊=62=n，符合要求。式中 K注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8； M注射機(jī)的額定塑化量（g/s），該注射機(jī)用戶提供為6g/s； t成型周期，因塑件小，壁厚不大，取30s進(jìn)行校核； m1單個(gè)

19、塑件的質(zhì)量（g），取m1=19.39g 澆注系統(tǒng)塑料質(zhì)量（g），取m2=22.16x1.0523.3g 。（2）由注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量 上式右邊=92=n，符合要求。式中 注射機(jī)允許的最大注射量（g/cm3），該注射機(jī)為250g。其他符號(hào)意義與取值同前。（3）由注射機(jī)的額定鎖模力校核型腔數(shù)量當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生時(shí)模具分型面脹開的力。為了夾緊模具，保證注射過程順利進(jìn)行，注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)必須有足夠的鎖模力，鎖模力必須大于脹開力。用公式表示為： F=p(nA+B)Fp式中， F 塑料熔體在分型面的脹開力，N； P 型腔壓力，一般為注射壓力的80%左右； n型腔數(shù)量； A單個(gè)

20、塑件在模具分型面上的投影面積，mm2；由CAD可以計(jì)算出A=4506.7 B澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，mm2；由CAD可以計(jì)算出B=1063.2 Fp注射機(jī)的額定鎖模力，N。式中左邊=130*0.8（2*4506.7+1063.2）=1047.97KN1800KN 符合要求。2.8.2注射機(jī)的工藝參數(shù)的校核（1）注射量校核注射量以容積表示 最大注射容積為 0.85250=212.5 cm3式中 -模具型腔和流道的最大容積（cm3）； V -指定型號(hào)與規(guī)格的注射機(jī)注射量容積（cm3），該注射機(jī)為250cm3； -注射系數(shù)，取0.750.85，該處取0.85。每次注射的實(shí)際注射量容積應(yīng)滿足

21、，而59.1cm3, 0.85250=212.5 cm3 , 故符合要求。（2）最大注射壓力的校核 注射機(jī)的額定注射壓力即為該機(jī)器的最高壓力Pmax=130,應(yīng)該大于注射成型所需用的注射壓力,即 式中 安全系數(shù)，常取1.251.4。實(shí)際生產(chǎn)中，該塑件成型時(shí)所需注射壓力為5060。代值計(jì)算符合要求。2.8.3 安裝尺寸的校核參考我國(guó)塑料注塑模具模架國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在2006年發(fā)布的塑料注塑模模架技術(shù)條件(GB/T12556-2006)和塑料注塑模架(GB/T12555-2006) ，前者適用于模板尺寸小于560mm900mm的模架；后者適用于模板尺寸為630mm630mm至1250m1250mm的模架

22、。本模具采用的型號(hào)為CI-2940-A69-B83-C90(GB/T12556-2006)的標(biāo)準(zhǔn)模架，模具的外形尺寸為400mm350mm，模具閉合高度H=292mm. 查資料知XSZY-250型注射機(jī)拉桿空間尺寸為448mm370mm,即動(dòng)、定模模板最大安裝尺寸為448mm370mm，允許模具的最小厚度Hmin=200mm,最大厚度Hmax=350mm，模具最大厚度和最小厚度是指注射機(jī)移動(dòng)模板閉合后達(dá)到規(guī)定鎖模力時(shí)，移動(dòng)模板與固定模板之間所達(dá)到的最大和最小距離，這兩者之差就是調(diào)模機(jī)構(gòu)的調(diào)模行程，即模具的外形尺寸不超過注射機(jī)動(dòng)、定模模板最大安裝尺寸，由附件總裝圖測(cè)量知該模具閉合高度度H=292

23、mm滿足HminHHmax的安裝條件，故該模具滿足XSZY-250型螺桿式注射機(jī)的安裝要求。模具的外形尺寸400mm350mm明顯在注塑機(jī)拉桿空間尺寸448mm370mm的范圍內(nèi)，故符合安裝要求。132.8.4 開合模行程和推出機(jī)構(gòu)的校核（1）開合模行程校核注射機(jī)的開模行程是有限的，取出制品所需的開模距離必須小于注射機(jī)的最大開模距離，本模具為單分型面注射模具，XSZY-250型螺桿式注射機(jī)的最大開模行程與模厚有關(guān)，校核關(guān)系為 L=S+Hmax式中L注射機(jī)動(dòng)模板的開模行程（mm）,在該注塑機(jī)中其值為500mm, S移動(dòng)模板行程（mm）,取55mmHmax模具最大厚度（mm）,其值為Hmax=29

24、2mm（附件總裝圖測(cè)量所得），上式右邊292+55=347mm500mm，符合要求。（2）推出機(jī)構(gòu)校核該注射機(jī)推出行程為60mm,大于H1=45mm（測(cè)量總裝圖得出）,符合要求。以上分析證明：XSZY-250型螺桿式注射機(jī)能滿足要求，故可以采用。13第三章 分型面的設(shè)計(jì)3.1分型面的選擇原則模具上用以取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面成為分型面。分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，并且直接影響著塑料熔體的流動(dòng)、充填性能及塑件的脫模。分型面的選擇受到塑件的形狀、壁厚、尺寸精度，及塑件在模具內(nèi)的成型位置、脫模方法、澆口的形式及位置、模具類型、模具排氣、模具制造及其成型設(shè)備結(jié)構(gòu)因素的影響。本次

25、設(shè)計(jì)，分型面的選擇考慮七個(gè)方面：（1）分型面應(yīng)設(shè)置在塑件外形最大輪廓處，便于脫模，否則塑件無(wú)法取出。（2） 考慮塑件的外觀，使得分型面產(chǎn)生的飛邊易于清除且不影響塑件的外觀。（3） 分型面的選擇應(yīng)保證塑件的尺寸精度要求。（4） 有利于防止溢料，考慮飛邊在塑件上的位置。（5） 分型面選擇應(yīng)考慮排氣效果，所以應(yīng)盡量設(shè)置在塑件熔體充滿的末端處，這樣分型面就可以有效排除型腔內(nèi)積聚的空氣。（6） 考慮脫模斜度對(duì)塑件尺寸的影響。（7） 使成型零件便于加工。73.2分型面的確定在前面章節(jié)塑件成型分析中得知塑件脫模斜度為1，對(duì)于拔模斜度小或塑件精度要求較高時(shí)，為了便于脫模，可將分型面選在塑件中間的部位，但此塑件

26、外形有分型的痕跡。分型面選擇與開模方向垂直，且是設(shè)置在塑件產(chǎn)品最大輪廓處的方型平面，塑件產(chǎn)品比較容易取出，如圖7 所示。此處分模，塑件產(chǎn)品脫模行程最小，脫模力減小，使得塑件容易順利脫模；而且分型面設(shè)置在此處，使得整個(gè)塑件的排氣間隙增加，容易排出型腔內(nèi)的氣體，避免成型不飽滿等缺陷；而且分型面處產(chǎn)生的飛邊在塑件的側(cè)面處，不易察覺、不影響美觀，容易去除且使得塑件外觀無(wú)缺陷，整個(gè)塑件成型精度比較高，模具結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單。圖7 分型面示意圖第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)：從注塑機(jī)的噴嘴進(jìn)入模具開始，到型腔入口之間的流道。多模腔模具的澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道以及澆口和冷料穴等組成。4.1主流道設(shè)計(jì)4.1

27、.1澆口套設(shè)計(jì)注塑機(jī)的噴嘴與分流道之間的供塑料熔體流動(dòng)的通道稱為主流道，它的形狀和尺寸對(duì)熔體的流動(dòng)以及注射的時(shí)間有著很大的影響。主流道通常被設(shè)計(jì)在澆口套中。在形狀上，主流道的設(shè)計(jì)通常采用圓錐形。錐度在23。內(nèi)壁粗糙度在Ra0.63m。144.1.2定位圈和澆口套的固定形式本次設(shè)計(jì)的澆口套固定形式如下：將定位圈和澆口套分別安裝在定模座板和定模板上。通過使用兩個(gè)M6和M5螺絲將定位圈和澆口套固定起來，具體如圖8所示：圖8 澆口套與定位環(huán)4.2分流道的設(shè)計(jì)4.2.1分流道的布局分流道的橫截面的形狀有多種：圓形、六邊形、梯形和圓角梯形等。在各種截面中，圓形截面是使用最為廣泛的，本設(shè)計(jì)就采用了半圓型截面

28、這樣的分流道，使用效率高，在分流道中，在流過塑料熔體的流量相同的情況下，其分流道內(nèi)部的表面積是最小的，可以減小在注射過程中的散熱面積，因而減了少壓力的損失。對(duì)應(yīng)的缺點(diǎn)就是加工難度較大。不能使用加工中心端面銑刀銑削，通常會(huì)采用電火花加工。考慮到模具型腔的分布情況，為使注射壓力在各個(gè)型腔較為相近，保持相同的注射壓力，其具體的布局如圖9所示：圖9 分流道4.2.2分流道的形狀分流道的形狀選定為半圓形，加工在動(dòng)模板上。直徑為8.8mm，在ABS塑料的設(shè)計(jì)推薦用的直徑范圍之內(nèi)1.59.5mm之內(nèi)。具體如下圖10所示：圖10 分流道截面示意圖4.3澆口的設(shè)計(jì)連接分流道和型腔之間的通道稱為澆口。它的位置、尺

29、寸和形狀對(duì)產(chǎn)品塑件的成型的影響比較大。它的設(shè)計(jì)包括了形狀和尺寸的確定還有位置的選擇。本次設(shè)計(jì)中為了提高生產(chǎn)效率采用了一模二腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，又因?yàn)椴牧系奶匦裕?jīng)過各種分析比較，有如下以下優(yōu)點(diǎn): （1）由于冷卻的時(shí)間短，進(jìn)而縮短產(chǎn)品成型的周期，提高了相應(yīng)生產(chǎn)效率。 （2）在不影響塑件外觀的情況下容易去除澆注系統(tǒng)凝料。 （3）因?yàn)闈部谠诜中兔嫔隙倚螤詈?jiǎn)單因此容易加工，還可以隨時(shí)調(diào)整尺寸， 使各型腔澆注平衡。應(yīng)該注意的問題：(1) 壓力的損失大，可以縮短澆口的長(zhǎng)度或者用較大的注射壓力去注射。(2) 容易形成熔接痕、縮孔和氣泡等缺陷，在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要考慮澆口位置的選擇和排氣措施。4.3.1 澆口的尺寸設(shè)

30、計(jì)澆口時(shí)，厚度應(yīng)盡量小h=0.20.8mm（不能大于塑件壁厚的1/2），長(zhǎng)度L=0.71.5mm，寬度需要根據(jù)具體的情況去確定，但是澆口的總截面積不能大于主流道的截面積。圖11 塑件及澆注系統(tǒng)凝料示意圖第五章 模具成型零部件的設(shè)計(jì)在模具中，成型零部件是決定產(chǎn)品塑件的幾何形狀與尺寸的零部件，包括凸模、凹模、凸凹模、成型桿、成型環(huán)和型芯以及鑲塊等。5.1型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于該模具為一模兩腔，考慮到該塑件的表面形狀大部分為簡(jiǎn)單的平面狀，且塑件厚度比較淺，所對(duì)應(yīng)的型腔結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，型腔深度也比較淺，因此型腔的加工比較簡(jiǎn)單，無(wú)需采用型腔組合嵌入式結(jié)構(gòu)，所以將型腔與定模板做成整體式。如下圖12所示。12圖

31、12.凹模（型腔）整體式示意圖 5.2型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于該模具為一模兩腔，考慮到該塑件的表面形狀大部分為簡(jiǎn)單的平面狀，且塑件厚度比較淺，所對(duì)應(yīng)的型腔結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，型腔深度也比較淺，因此型芯的加工比較簡(jiǎn)單，無(wú)需采用型芯組合嵌入式結(jié)構(gòu)，所以將型芯和動(dòng)模板做成整體式。如下圖13所示。12圖13.凸模（型芯）整體式示意圖5.3成型零部件的工作尺寸的計(jì)算5.3.1型腔的工作尺寸的計(jì)算 （公式6.5）式中 模具成型零件在常溫下的實(shí)際尺寸； 塑件的計(jì)算收縮率，由查閱ABS塑件的收縮率經(jīng)驗(yàn)曲線可知，此塑件的平均收縮率為0.6%； 塑件在常溫下的實(shí)際尺寸； 修正系數(shù)，由于實(shí)際應(yīng)用中影響模具磨損的因素復(fù)雜多變，

32、一般不考慮此處修正，所以X取0； z 此塑件選用IT7級(jí)，參考表4。模具成形零件的制造公差，它直接影響塑件的尺寸公差，成形零件的精度高，則塑件的精度也高。模具設(shè)計(jì)時(shí)，成形零件的制造公差z 可選為塑件公差的1/3-1/14，或選IT7級(jí)左右公差精度，表面粗糙度Ra為0.8-0.4um。12表4. 模具成形零件制造公差值類型塑件尺寸計(jì)算公式 制造公差計(jì)算結(jié)果型腔長(zhǎng)度尺寸124.730.24IT7125.480.02型腔寬度尺寸660.16 IT7 66.40.015型腔深度尺寸20.16 IT72.0120.015.3.2型芯工作尺寸的計(jì)算型芯的工作尺寸的計(jì)算同型腔一樣，如下：類型塑件尺寸計(jì)算公式

33、 制造公差計(jì)算結(jié)果型芯長(zhǎng)度尺寸124.730.24IT7125.480.02型芯寬度尺寸660.16 IT7 66.40.015型芯深度尺寸20.12 IT72.0120.01第六章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計(jì)人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導(dǎo)向定位裝置時(shí)，則需設(shè)計(jì)人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。6.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)（1）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(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。（2）該模具采用4根導(dǎo)柱，為不使在裝配和維修時(shí)出錯(cuò)，在均勻分布的基礎(chǔ)上把其中一根導(dǎo)柱偏

34、移2mm。（3）該模具導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模板上，后面有墊塊支撐，導(dǎo)套安裝在定模板上，后面有定模座板支撐。（4）為了保證分型面很好的接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)制有承屑槽，即可削去一個(gè)面或在導(dǎo)套的孔口倒角，該模具采用后者。（5）在合模時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)向零件先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致模具損壞。（6）動(dòng)定模板采用合并加工，可保證同軸度要求。6.2導(dǎo)柱設(shè)計(jì)（1）該模具采用帶頭導(dǎo)柱，加油槽，如圖14所示。（2）為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的端部常做成圓錐形或球形先導(dǎo)部分。（3）導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證具有足夠的抗彎強(qiáng)度（該模具導(dǎo)柱參照所選模架可知為20和30）。（4）導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固

35、定部分與模板按H7/k6的過渡配合，導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按H7/g7或H8/g7的間隙配合。（5）導(dǎo)柱工作的部分的表面粗糙度為Ra0.4。（6）導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬耐磨的表面、堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼T8A、T10A經(jīng)淬火處理，硬度為50HRC以上或45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、表面淬火、低溫回火，硬度為50HRC以上，此處采用40Cr。圖14.導(dǎo)柱示意圖6.3導(dǎo)套的設(shè)計(jì)導(dǎo)套與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動(dòng)、定模的相對(duì)位置，保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精密的圓套形零件。導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)有兩種形式：直導(dǎo)套（GB/T4169.21984）、帶頭導(dǎo)套（GB/T4169.3 1984）。12（1）結(jié)

36、構(gòu)形式分別采用帶頭導(dǎo)套（T型），如圖15所示。（2）導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)套孔最好做成通孔，有利于排出孔內(nèi)剩余空氣。（3）導(dǎo)套孔的滑動(dòng)部分按H8/g7或H7/g7的間隙配合，表面粗糙度為0.4。導(dǎo)套外徑與模板一端采用H7/k6的過渡配合。（4）導(dǎo)套材料可用淬火鋼或含油銅（青銅合金）等耐磨材料制成，該模具中采用含油銅。13圖15.導(dǎo)套示意圖第七章 脫模頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的組成：第一部分是直接作用在塑件上將塑件推出的零件；第二部分是用來固定推出零件的零件，有推桿固定板、推板等；第三部分是用作推出零件推出動(dòng)作的導(dǎo)向及合模時(shí)推回零件復(fù)位的零件。推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使塑件脫模時(shí)不發(fā)生變形或損傷塑件的外觀；推力

37、的分布依脫模阻力的大小合理安排；推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠，合模時(shí)要正確復(fù)位。推模力的計(jì)算要將塑件從模腔中推出必須克服推出所遇到的阻力，因此塑件脫模時(shí)必須有一個(gè)足夠大的脫模力，脫模力可用下式計(jì)算： 式中 A塑件包裹型芯的面積，在UG中可以計(jì)算得出A=4703.5mm2 塑件對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為0.20.5，去0.35 拔模斜度，本塑件沒有拔模斜度，1。 塑件對(duì)型芯單位面積的包緊力，一般情況下，模內(nèi)冷卻的塑件取0.81071.2107，此塑件取1.0107。 上式中Ft=596.7N，而該注塑機(jī)的頂出力為2000N，因此符要求。由于塑件的材料工藝性能好，而且塑件不易變形，所以采用推桿推出機(jī)

38、構(gòu)即可。塑件在模腔中成形后，便可以從模具中取下，但在塑件取下以前，模具必須完成一個(gè)將塑件從模腔中推出的動(dòng)作，模具上完成這一動(dòng)作機(jī)構(gòu)稱為脫模推出機(jī)構(gòu)。11本次設(shè)計(jì)采用圓柱型頂桿，為了使頂桿能較好的將塑件推出，而且又要有成型面的要求，所以需要有一定的形狀和較大的截面積，還要對(duì)頂桿進(jìn)行精加工。本次設(shè)計(jì)采用12跟頂針頂出塑件，其結(jié)構(gòu)和位置如下圖16所示。 圖16. 頂針推出結(jié)構(gòu)示意圖第八章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)8.1 冷卻回路的尺寸確定冷卻回路的設(shè)計(jì)應(yīng)做到回路系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的介質(zhì)能充分吸收成形塑件所傳導(dǎo)的熱量,使模具成形表面的溫度穩(wěn)定地保持在所需的溫度范圍內(nèi),并且要做到使冷卻介質(zhì)在回路系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)暢通,無(wú)滯留部位

39、.8.2冷卻回路所需的總面積計(jì)算冷卻回路所需總表面積可按下式計(jì)算 ： 式中 -冷卻回路總表面積， -單位時(shí)間內(nèi)注入模具中塑料的質(zhì)量， -單位質(zhì)量塑料在模具內(nèi)釋放的熱量，值可查表； -冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)， -模具成形表面的溫度，; - 冷卻水的平均溫度， 。 ABS成形時(shí)放出的熱量 =冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可用下式計(jì)算 式（4.6） 式中 -冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，; -冷卻水在該溫度下的密度， -冷卻水的流速，; -冷卻水孔直徑, -與冷卻水溫度有關(guān)的物理系數(shù)， 值查表。平均水溫/5101520253035404556值6.166.607.067.507.958.408.849.289.6610

40、.058.3 冷卻回路的總長(zhǎng)度的計(jì)算冷卻回路總長(zhǎng)度可用下式計(jì)算： 式中 -冷卻回路總長(zhǎng)度，; -冷卻回路總表面積，; -冷卻水孔直徑，。確定冷卻水孔的直徑時(shí)應(yīng)注意，無(wú)論多大的模具，水孔的直徑不能大于14mm，否則冷卻水難以成為湍流狀態(tài)，以致降低熱交換效率。一般水孔的直徑可根據(jù)塑件的平均壁厚來確定。平均壁厚為4mm時(shí)，水孔直徑可取8mm。8.4冷卻水體積流量的計(jì)算塑料樹脂傳給模具的熱量與自然對(duì)流散發(fā)到空氣中的模具熱量、輻射散發(fā)到空氣中的模具熱量及模具傳給注射機(jī)熱量的差值，即為用冷卻水?dāng)U散的模具熱量。假如塑料樹脂在模內(nèi)釋放的熱量全部由冷卻水傳導(dǎo)的話，即忽略其他傳熱因素，那么模具所需的冷卻水體積流量

41、則可用下式計(jì)算 14 式（4.8） 式中 -冷卻水體積流量，; -單位時(shí)間注射入模具內(nèi)的樹脂質(zhì)量，; -單位質(zhì)量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量，; -冷卻水比熱容，; -冷卻水的密度， -冷卻水出口處溫度， -冷卻水入口處溫度， 。8.5冷卻水管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)冷卻水管分布在型腔和型芯上，直徑是8mm。定模板和動(dòng)模板上分別開有冷卻水道，每個(gè)塑件上下各有兩道冷卻水道，實(shí)現(xiàn)了最大冷卻效果，如下圖17所示；圖17 冷卻水管的設(shè)計(jì)圖第九章 模具的工作過程原理 模具完成一次注塑塑件產(chǎn)品主要有以下流程：（1）對(duì)塑料ABS：對(duì)其色澤、粒度及雜質(zhì)檢驗(yàn)，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)母稍?；?）清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，將模具裝上注塑機(jī)并合模鎖緊模具，對(duì)注塑機(jī)和模具進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度設(shè)定為80-85，預(yù)熱時(shí)間2-3小時(shí)；（3）將ABS塑料粒倒入注塑機(jī)，對(duì)塑料進(jìn)行預(yù)塑化，對(duì)注塑機(jī)設(shè)置以下參數(shù)：螺桿轉(zhuǎn)速（r/min