電視機外殼結構和模具設計

1、XXXXXXXXXXXXXX畢業(yè)設計（論文）電視機外殼結構和模具設計學生 姓名：xx 學號:070302021117學部（系）：機械與電氣工程學部專業(yè) 年級：07機械設計制造及其自動化指導教師：指蕾蕾職稱或單位:講師2011年05月10日電視機外殼結構和模具設計The design of TV shell structure andmold摘 要 錯誤！未定義書簽。關鍵詞 錯誤！未定義書簽。Abstract 錯誤！未定義書簽。Key word 錯誤！未定義書簽。1 緒論 11.1 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及特點 11.2 我國塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向 21.3 論文的主要研究目標及內

2、容 32 電視機外殼材料的成型工藝參數(shù)及工藝分析 42.1 成型工藝參數(shù) 52.2 工藝分析 63 .注射機型號的確定 93.1 注射量的計算 93.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需要的鎖模力計算 93.3 注射機型號的確定 93.4 注射機工藝參數(shù)的校核 104 模架（模體的確定） 114.1 標準模架組合形式 115 模具型腔設計 135.1 型腔數(shù)的確定 135.2 分型面的確定 135.3 成型零件的結構設計 156 澆注系統(tǒng)的設計 196.1 澆注系統(tǒng)的組成 196.2 澆注系統(tǒng)設計的基本原則 196.3 澆注系統(tǒng)的設計 207 模具構件設計與標準 277.1 支承件的設

3、計 277.2 導向零件的設計 297.3 定位零件的設計 317.4 推出零件的設計 328 溫度調節(jié)控制系統(tǒng)的設計 388.1 冷卻系統(tǒng)的設計 388.2 冷卻時間的計算 399 模具的裝配 419.1 模具的裝配 41結 論 42參考文獻 43致 謝 44電視機外殼結構和模具設計摘要塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一， 而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質量有很大意義。本論文介紹了注射成型的基本原理，特別是單分型面注射模具的結構與工作原理，對注塑產(chǎn)品提出了基本的設計原則，詳細介紹了冷流道注射模具澆注系統(tǒng)、溫度調節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設

4、計過程，并對模具強度要求做了說明。設計成型零部件以及設計合理的推出機構。對設計進行驗證主要是對注射機的相關重要參數(shù)進行驗證，包括模具閉合厚度、模具安裝尺寸、模具開模行程、注射機的鎖模力等。在校驗合格后，進行成型零件加工工藝過程的制定，既要保證塑件的質量，又要兼顧經(jīng)濟性。最后則是模具的裝配環(huán)節(jié)，包括制定裝配步驟、明確注意事項等。通過本設計，可以對注塑模具有一個初步的認識，注意到設計中的某些細節(jié)問題，了解模具結構及工作原理；通過對AutoCAD 的學習，可以建立較簡單零件的零件庫，從而有效的提高工作效率。關鍵詞： 生產(chǎn)工藝；注射模成型；零件裝配；塑料模具；分型面The design of TV s

5、hell structure andmoldAbstractPlastic industry is grows now one of quickest industry classes in the world, but casts the mold is development quick type, therefore, the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very b

6、ig significance.This design introduced the injection takes shape the basic principle, specially single is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design; Introduced in detail the cold flow channel injection

7、 evil spirit mold pours the system, the temperature control system and goes against the system the design process, and has given the explanation to the mold intensity request. Design shaped parts， reasonable drawing mechanism and so on The design should be certification Primarily related to the inje

8、ction machine of important parameters for the certification including die close thickness sizes， the name distance， injection machine of the die draw force and so on After Qualified in check ， the molding parts machining process design must ensure that the quality of Supervision taking into account

9、the economyFinal assembly is part of the mold， which including the design of assembly steps， clear proceeding required attentionThrough this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes in the design certain detail question, understands the mold structure and the principle

10、 of work; Through to the PROGRAM study, may establish the simple components the components storehouse, thus effective enhancement working efficiency.Key word: Manufacture process； Injection mold ； Shaped parts； The plastic mold Divides the profile1 緒論1.1 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及特點我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，有了很大發(fā)展，

11、模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn) 48 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、跳動等要求都達到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設計軟件， 糾正了由于成型收縮造成齒形誤差， 達到了標準漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm 的一模兩腔的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

12、達0.02mm0.05mm,表面粗糙度Ra0.2 m,模具質量、壽 命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達 1030萬次，淬火鋼模達501000萬次，交貨期 較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距1 。成型工藝方面，多材質塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結構和抽芯脫模機構的創(chuàng)新方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在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，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備及技術。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達20

13、%以上，一般采用內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達不到 10%，與國外的50%80%相比，差距較大2。在制造技術方面， CAD/CAM/CAE 技術的應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)引進了相當數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng),如美國EDS的UGH、美國 Parametric Technology公司的 Pro/Emgineer、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-Mold 及澳大

14、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，取得了一定的技術經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAM 技術的發(fā)展3 。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，這些軟件具有適應國內模具的具體情況、能在微機上應用且價格低等特點，為進一步普及模具CAD/CAM 技術創(chuàng)造了良好條件4 。近年

15、來，國內已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如： P20， 3Gr2Mo 、 PMS、 SMI、SMR等，對模具的質量和使用壽命有著直接的重大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標準模架、標準推桿和彈簧等越來越廣泛得到應用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。 但目前我國模具標準化程度的商品化程度一般在30%以下， 和國外先進工業(yè)國家已達到70%80%相比，仍有差距。據(jù)有關方面預測，模具市場的總體趨勢是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復雜、長壽命塑料

16、模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。 同時， 由于近年來進口模具中， 精密、 大型、 復雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。 建筑業(yè)的快速發(fā)展， 使各種異型材擠出模具、 PVC 塑料管材接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟增長點，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求， 因此子午線橡膠輪胎模具， 特別是活絡模的發(fā)展也將高于總平均水平； 以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外

17、，筆記本電腦和網(wǎng)機頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點 5 。1.2 我國塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向(1) 提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。(2)在塑料模設計制造中全面推廣應用 CAD/CAM/CAE術。CAD/CA極術已發(fā)展成為 一項比較成熟的共性技術，近年來模具CAD/CAMJ術的硬件與軟件價格已降低到中小企 業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡的 CAD/CAM/CAE 體化系統(tǒng)結構初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CA陳統(tǒng)無法滿足實際

18、生產(chǎn)過程分工 協(xié)作要求的問題；CAD/CA瞰件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設計與 成型過程的 3D 分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。(3) 推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產(chǎn)價廉高質量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制

19、， 而且常用于較復雜的大型制品，模具設計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。(4) 開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應多品種、少批量的生產(chǎn)方式 6 。(5) 提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質量和降低模具制造成本，模具標準件的應用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標準件質量、降低成本；再次是要進一步增加標

20、準件的規(guī)格品種。(6) 應用優(yōu)質材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質量顯得十分必要。(7) 研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模 CAD/CAMJ關鍵技術之一。研究和應用多樣、調整、廉價的檢 測設備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提7 。1.3 論文的主要研究目標及內容( 1) 設計目標 完成電視機外殼的結構設計。 完成電視機外殼的模具設計。 完成電視機外殼零件圖和模具裝配圖的繪制。( 2)設計的主要內容本論文，主要是對電視機外殼結構和模具設計做了研究和探討，所做的工作主要有以下幾個方面： 了解電視機外殼在當前社會上發(fā)展的結構形式狀況，以這些

21、情況為主要思路，設計出電視機外殼的結構形式。 根據(jù)電視機外殼的結構形式，選出模具的基本模架，然后根據(jù)外殼的工藝要求設計出外殼的成型零件和模具所有構件。 對模具進行結構調整。以得到符合實際生產(chǎn)要求的模具。( 3)設計的關鍵技術問題在設計模具的過程中，要解決的最主要問題是，各個構件之間相互配合的問題。各個構件之間選用合適的配合的方式，使各個構件之間不發(fā)生碰撞，靈活自如，整個模具平穩(wěn)運作。2 電視機外殼材料的成型工藝參數(shù)及工藝分析目前，塑件材料主要分為熱固性塑料和熱塑性材料兩大類。成型的方式有：注射、壓縮、壓注等多種。本次畢業(yè)設計采用熱塑性材料即 ABS 工程塑料，注射成型。2.1 成型工藝參數(shù)塑件

22、的成型工藝參數(shù)主要是溫度、壓力和時間三大要素。溫度 注射成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度等。（ 1） 料筒溫度料筒溫度的選擇應保證塑料塑化良好，能順利實現(xiàn)注射，而不會引起塑料分解。（ 2） 噴嘴溫度料筒和噴嘴溫度的選擇應與其它工藝條件相配合。料筒和噴嘴溫度對成型條件及塑件的物理力學性能影響十分顯著。（ 3） 模具溫度模具溫度對塑件的內在性能和表現(xiàn)質量有很大影響。模具溫度根據(jù)塑件是否結晶、塑件的尺寸和結構要求等。壓力 注射成型過程中的壓力包括塑化壓力和注射壓力兩種，它們都直接影響塑料的塑化和塑件的質量。（ 4） 塑化壓力注射過程中塑化壓力的大小是隨塑桿的設計、塑件質量的要求

23、以及塑件的種類等的不同而異。（ 5） 注射壓力注射壓力的大小取決于注射成型機的類型、模具結構、塑件壁厚、塑件種類和注射成型工藝等。時間 一次注射成型周期包括注射時間（充模時間和保壓時間） 、閉模冷卻時間和其它時間（開模、脫模、涂脫模劑、安放嵌件、閉模等時間） 。（1）生產(chǎn)中充模時間為35s。注射時間中的保壓時間所占比例較大，一般約為 20120s。在澆口處熔料凝結之前，保壓時間的長短對塑件尺寸精度有直接影響，而澆 口處凝結之后則無影響。保壓時間以塑件的收縮波動范圍最小的時間為準。（ 6） 冷卻時間取決于塑件厚度，塑件的熱性能和結晶性能，以及模具溫度。冷卻時間約為30120s范圍內。冷卻時間過長

24、會對復雜塑件造成脫模困難。注塑成型工藝控制因素：溫度、壓力和時間，都需要根據(jù)塑料品種、塑件壁厚和形狀以及模具結構來恰當?shù)倪x定。2.2 工藝分析2.2.1 結構分析電視機外殼結構如圖 2-1 所示， 材料為創(chuàng)維公司生產(chǎn)的 （ 丙烯腈 - 丁二烯 -苯乙烯共聚物）共聚物（ABS。收縮率為0.4 %0.7,本設計中選用收縮率為0.5%。制品的平 均厚度為 2.4mm 輪廓尺寸為 394.5mnrK 272.8mnrK 11.8mm它正面有電源按鈕，背面有很多自攻螺絲的立柱及筋條，且外形尺寸較大，表面質量要求高。其設計難點在與如何設計澆注系統(tǒng)，使整個制品流動性平衡、注塑壓力和鎖 模力盡量低，以及如何防

25、止螺柱筋條及局部壁厚不均產(chǎn)生的縮痕。圖2-1電視機外殼2.2.2 材料成型工藝分析(1)化學和物理性能：ABS是丙烯月青、丁二烯、苯乙烯3元單體共聚物，每種單體 都有不同性能：丙烯月青具有高強度、熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖 擊特性；在本設計中選用的收縮率為 0.5%。苯乙烯具有易加工、高光潔度、高強度的 特性，因而ABS是具有“堅韌”、“質硬”、“剛性”的材料。從形態(tài)上看，ABS是非結晶 型材料。三種單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯-丙烯月青的連續(xù)相，另一個是聚丁二烯橡膠分散相。ABS的特性主要取決于三種單體的組成比例及兩相 中的分子結構，因此市場上產(chǎn)生了不

26、同品質的 ABS材料。如ABS與#372有機玻璃熔接 性良好，可作雙色成型塑件。不同品質的材料提供不同的特性，如從中等到高等的抗沖 擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲性能等。(2)成型特點：流動性中等，有超強的易加工性、外觀特性、低蠕變性和優(yōu)異的尺 寸穩(wěn)定性及很高的沖擊強度。(3)注塑工藝及模具條件：干燥處理：ABS具有吸濕性，注塑成型之前要進行干燥。建議干燥條件：80-90 C下最少干燥2小時，且材料溫度波動應保證小于 0.1%。熔化溫度：210-280 C；建議溫度：245C。模具溫度：25-70 C o (模具溫度將影響塑件光潔度，模具溫度較低則會導致成型制品的光潔度較低)注射壓力：50-

27、100MPa注射速度：中等高速。(4)典型應用范圍：電器外殼、汽車儀表盤、蓄電池槽、熱空氣調節(jié)管、凸輪及手柄等。2.2.3. 模斜度的確定由于制品冷卻后產(chǎn)生收縮時會緊緊包在凸模上，或由于黏附作用而緊貼在型腔內。 為了便于脫模，防止制品表面在脫模時劃傷、擦毛等，在制品設計時應考慮其表面在合 理的脫模斜度。脫模斜度的大小，尚沒有精確的計算公式，主要憑經(jīng)驗或查表，所以本設計中ABS的 脫模斜度取2通過軟件PRO/E分析依次點擊模具分析一拔模檢測一零件一拖拉方向一角度選項一顯示一計算如圖2-2所示圖2-2拔模分析從圖中可以看出，零件的內表面顯示為紫紅色，表明在該拔模方向上和設定的拔模 角度值內無拔模干

28、涉現(xiàn)象。2.2.4. 加強筋與增強結構為了確保外殼的強度和剛度在外殼的內表面設置加強筋結構，同時可以改善成型是塑料熔體的流動狀況。設計主要的考慮有五個方面：(1)盡量減少塑料的局部集中，以免產(chǎn)生縮孔和氣泡。(2)加強筋的尺寸不宜過大，盡量矮一些、多一些。(3)加強筋之間中心距大于兩倍壁厚，這樣既可以避免縮孔產(chǎn)生，又可以提高塑件 的強度和剛度。(4)加強筋布置的方向與熔體流動的方向一致，有利于熔體充滿型腔，避免熔體流 動受到攪亂。(5)加強筋的端面與塑件支承面平行，有一定距離。如圖2-2, 2-3, 2-4所示，電視機中有很多加強筋。圖2-3加強筋圖2-4加強筋的長寬圖2-5加強筋的厚度2.2.

29、5. 圓角與孔(1)圓角 本外殼上的轉角處采用圓弧過渡，這樣不僅避免了應力集中，提高了 強度，而且還使塑件變得美觀，有利于塑料沖模時的流動。內壁圓角半徑是壁厚的一半, 外壁圓角半徑為壁厚的1.5倍，圓角半徑不應小于0.5 mm。本外殼轉角的設計尺寸為： R=1.5H=3.6 mm, r=0.5H=1.2 mm。外殼的轉角處設計如圖 2-5。圖2-6 轉角(2)孔 本外殼上的孔有電源按紐孔，直徑分別3.2mm, 6.2mm。如圖圖2-7電源孔3. 注射機型號的確定3.1 注射量的計算根據(jù)PRO/E建模，密度由表可查得p =1.041.07g/cm3 （在本設計中取1.05g/ cm3）依次點擊分

30、析-模型-質量屬性得到塑件的質量為m=105.13g,所以塑件的體積為：V=m/p=105.13/1.05 弋 100.12 cm3而流道凝料的質量1 m 未知，在此按m 的 0.6 倍來計算。由于是一模一腔，則總的注射量是：M = n*m+ m = n*m+ 0.6n*m =1.6*100.12= 160.192g3.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需要的鎖模力計算根據(jù)PRO/E建模，對塑件投影面積分析得 A為36591.1m m20流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積a ， 在模具設計前是個未知數(shù)， 根據(jù)型腔模的統(tǒng)計分析， 大致是塑件在分型面上的投影面積的 0.20.5 倍,

31、 結合本設計的實際情況取0.4 ， 則總的投影面積計算為：A = nA + a = A + sA所以：A = 2 X 36591.1 + 0.4 X 36591.1 =87818.64m m2從而得到F > f = AP式中， F 注射機的額定鎖模力（N） ；f 模具型腔內塑料熔體平均壓力（ MPa） ， 一般為注射壓力的0.3 0.65 倍，通常為2040MPa在此設計中取 35MPa ;F>f =87818.64 X 35 = 3073052.4N , WJ F>650KN。3.3 注射機型號的確定注射機規(guī)格主要是根據(jù)塑件的大小及型腔的數(shù)目和排列方式來確定， 在確定模具結

32、構形式及初步估算外形尺寸的前提下進行注射機相關參數(shù)的計算。在本設計中，根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計算值， 初步選用常熟市塑料機械總廠 SZ-250/1250 臥 式注射機，主要技術參數(shù)：理論注射量/ cm3 =270螺桿（柱塞）直徑/加=45注射壓力 /MPa=160注射速率 /(g/s)=110塑化能力 /(g/s) =18.9螺桿轉速/(r/min) =10200鎖模力 /kN =1250拉桿內間距/ mm =415 X 415移模行程/ mm =360最大模具厚度/ mm =550最小模具厚度/ mm =150鎖模型式為雙曲肘噴嘴口直徑/加=3定位孔直徑/mm=(|)160噴嘴球

33、半徑/mm=SR204模架（模體的確定）4.1標準模架組合形式新標準中模架以直澆口與點澆口為基本形式，具分類如圖5-1所示圖4-1新標準模架的分類根據(jù)本次設計的外殼結構選用直澆口 C型模架。在AutoCAD中運用外掛軟件“燕 秀工具箱”，選擇如圖4-2所示：銷售模胚及材料價格快速計宜查詢CAD外掛，適用于模具報價人員. 可按企業(yè)模具報價公式定制開發(fā)模具報價和產(chǎn)品報價C卻夕卜掛-r占招相-價格由一時間快一效果好-專業(yè)針對性強模胚類型"il?E匚簡化H細水口模胚規(guī)格量內模x|量肉模T微：100.0025測里1殖：120.00|如 ito由：100.00so測量Ja b板間距：1r:o7o

34、B垃破釘高度：巨口 11導柱位置后模。前模水口邊位置.外側里測作者:賴心秀著圖詳情.模胚總重量約 76.6KS模胚最大尺寸.200X200K361.0內模最大尺寸94X132謝量的內模尺寸：0X0叵畫基準 回國螺絲 色畫回針回畫導柱中托司確兇退出作者主頁圖4-2模架的調用標準模架2D圖如4-3所示圖4-3標準模架2D圖5 模具型腔設計5.1 型腔數(shù)的確定型腔數(shù)的確定，主要跟注射機的最大注射量、額定鎖模力、塑化速度、制品的精度要求、生產(chǎn)的經(jīng)濟性等因素有關?？紤]到本次設計的設計要求，本次設計采用一模一腔 結構，配套生產(chǎn)。5.2 分型面的確定分型面的選擇受到塑件的形狀、壁厚、尺寸精度、及其形狀、塑件

35、在模具內的成型位置、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備結構因素的影響。本次設計，分型面的選擇考慮七個方面：（ 1） 便于塑件的脫模。（ 2） 考慮塑件的外觀。（ 3） 保證塑件的尺寸精度。（ 4） 有利于防止溢料，考慮飛邊在塑件上的位置。（ 5） 有利于排氣。（ 6） 考慮脫模斜度對塑件尺寸的影響。（ 7） 使成型零件便于加工。5-1首先分析圖形以零件低端最大輪廓處我外側分型面。如圖所示圖5-1分型面最大邊沿處內側有個斜坡所以讓斜坡以上的部分從上模脫出。如圖所示5-2電源孔部分留在下模如圖5-2所示圖5-2電源孔和電視機內側的分型面外殼的形狀、尺寸精度要求，分

36、型面的選擇可在最大面積處見2D圖：圖5-3上下箭頭分開處為分型面。圖5-3分型面5.3 成型零件的結構設計成型零件是構成模具型腔的零件，通常包括凹模、凸模、型芯、螺紋型芯、螺紋型 環(huán)等。由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸，它的質量直接關系到塑件的質量，因此 要求它有足夠的強度、剛度、硬度和耐磨性，以承受塑料的積壓力和料流的摩擦力，達 到足夠的精度和表面粗糙度。根據(jù)PRO/E建模一模具制造一創(chuàng)建型腔一分型面一分割體積塊一鑄模制作出凹凸 模仁。5.3.1 成型零件工作尺寸的計算(1)成型零件的尺寸成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構成塑件的尺寸，它通常包括凹模和凸模的徑向尺寸(包括矩形的長和寬)

37、、凹模和凸模的高度尺寸以及位置尺寸等。一般情況下，影響成型零件及塑料公差的塑件的一個深度尺寸Hs=20 mm,查表得A =0.22 mm,按照平均收縮率計算凹模深度尺寸公式Hm =(1 S)Hs-2/3：qZ式中，Hm凹模的深度尺寸，mmS塑料的平均收縮率，Hs 塑件高度公稱尺寸，mmA塑件公差值，mm6z凹模深度制造公差，mm按照平均收縮率計算型芯徑向尺寸公式為Lm =(1 S)Ls 3/4 ：匕式中LM組合型芯的徑向尺寸，mmS塑料的平均收縮率，Ls 塑件徑向公稱尺寸，mmA塑件公差值，mm6z組合型芯制造公差，mm(2)型腔壁厚計算在注射成型過程中，型腔承受塑料熔體的高壓作用，因此模具型

38、腔應有足夠的強度 和剛度。強度不足將導致塑性變形，甚至開裂。剛度不足將產(chǎn)生過大彈性變形，導致型 腔向外膨脹，產(chǎn)生溢料間隙。在本次設計中按整體式矩型型腔計算。如圖 5-4所示圖5-4型腔厚度圖按剛度計算側壁的厚度S:矩型型腔受塑料熔體壓力時，四壁變形，兩長邊大于兩短邊，當長、短邊側壁厚度 相同時，長邊能滿足要求，短邊更無問題，因此，側壁厚度計算歸結為長邊厚度的計算1s = hChp 3gm)式中S 型腔側壁厚度(mm)；h型腔側壁受壓高度(mm)；L型腔長邊長度(mm)；E模具材料的彈性模量(碳剛為 2.1 X 105MPaMPap型腔壓力(取35MPa；6任一自由邊中點的允許變形量，由塑料寬度

39、公差，由經(jīng)驗式計算決C常數(shù)，由近似公式計算；在本設計中S (長邊側壁)取值為50 mm,短邊側壁取值為40 mm,通過計算符合要按剛度計算底板的厚度(s h ):由兩端平行支架的整體式矩形型腔的底版，可視為受均布載荷四周固定的矩形板， 底版的長邊和短邊分別為L和b,其最大翹曲變形發(fā)生在板的中心b'2(mm)式中h 整體式矩形底版厚度(mm)；P型腔壓力(取 35MPa；b矩形板受力短邊長度(mm)；L矩形板受力長邊長度(mm)；E模具材料的彈性模量(碳剛為 2.1 X 105MPsj);6 允許變形量，塑件高度公差決定；C 由L b之值決定的常數(shù)，查表可得 C' =0.026在

40、本設計中，通過計算實際設計中取值為26 mm,模仁的總體尺寸為：349mrK499mrK100mm符合要求。5.3.2 凹摸的結構設計(1)凹模的結構形式凹模又稱陰模，它是成型塑件外表面的零件。凹模的結構形式要根據(jù)塑件成型的需 要和加工與裝配的工藝要求而定。本次設計外殼都采用整體式凹模，因為塑件外殼的結 構比較簡單而且整體式凹模結構簡單牢固、強度高、成型零件的質量比較好。上模仁的 尺寸定為 349mrK 499mme 50mnin圖 5-5, 5-6 所示。圖5-6上模仁2D圖圖5-5上模仁3D圖(2)凹模的技術要求凹模的材料 對一般結構形狀較簡單的凹模常采用 T8、T10、T10A鋼。本凹模

41、結 構形狀比較簡單，因此采用T8鋼。凹模的熱處理因為本凹模結構形狀比較見簡單，因此凹模熱處理硬度要求達45 50HRC凹模的表面粗糙度表面粗糙度采用一般要求，為 Ra0.2-Ra0.1um,凹模的表面處理 成型表面鍍銘，鍍銘層深度為 0.0150.02mm鍍銘應拋光， 達到表面粗糙度的要求。凹模的加工 凹模套錐度和模塊錐度要配合嚴密的部位，采用配制加工方法，以 保證配合精度。5.3.2 型芯的結構設計型芯是成型塑件內表面的成型零件。根據(jù)型芯所成型零件內表面大小不同，通常又 有型芯和成型桿之分。型芯一般是指成型塑件中較大的主要內型的成型零件，又稱主型 芯，成型桿一般是指成型塑件上較小的成型零件，

42、又稱小型芯。(1)型芯的結構形式由于外殼的結構形狀比較簡單，因而，型芯的結構形式采用整體式其特點是牢固不易變形，不會使制件產(chǎn)生拼接痕跡。如圖所示5-7, 5-8圖5-7下模仁3D圖圖5-8下模仁2D圖（ 2）型芯的技術要求型芯材料選為 T8。表 Ra1.6 um。熱面粗糙度 成型部分為Ra0.10Ra0.025um；配合部分為Ra0.8 um；其余部分 為Ra6.3處理硬度4550HRC。表面處理成型部分鍍銘，鍍銘層深度為0.0150.020mm,鍍銘后拋光處理。配合加工 因為殼體上有孔，為了達到同心度的要求，采用配合加工。6 澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)是指模具中從接觸注射機噴嘴開始到型腔為止的塑

43、料流動通道， 其作用是使塑料熔體平穩(wěn)且有順序地填充到型腔中， 并在填充和凝固過程中把注射壓力充分傳遞到各個部位，以獲得組織緊密、外形清晰的塑件。澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng)兩類。 本次設計采用普通澆注系統(tǒng)。6.1 澆注系統(tǒng)的組成本澆注系統(tǒng)有主流道、分流道、澆口和冷料穴四個部分組成。（ 1）主流道是從注射機噴嘴與模具的接觸部分起到分流道為止的一段流道。（ 2）分流道是介于主流道和澆口之間的一段通道，它是熔融塑料由主流道流入型腔的過渡通道，能使塑料的流向得到平穩(wěn)的轉換。（ 3）澆口它是分流道與型腔之間的狹窄部分。這一狹窄短小的澆口能使分流道輸送來的熔融塑料產(chǎn)生加速，形成理想的流動

44、狀態(tài)而充滿型腔。（ 4）冷料穴是直接對著主流道的孔。其作用是儲藏注射間隔期間產(chǎn)生的冷料頭，以防止冷料進入型腔而影響塑件質量。6.2 澆注系統(tǒng)設計的基本原則（ 1） 應塑料的成型工藝性注射成型時，熔融塑料在澆注系統(tǒng)和型腔中的溫度、壓力和剪切速率是隨時變化的，相應的表觀粘度也不斷發(fā)生變化。因此在設計澆注系統(tǒng)時，綜合考慮這些因素，以便在沖模這一階段能使熔融塑料以盡可能低的表現(xiàn)粘度和較快的速度充滿整個型腔，而在保壓這一階段又能通過澆注系統(tǒng)，使壓力充分的傳遞到型腔的各個部位，以獲得外形清晰、尺寸穩(wěn)定、質量較好的塑件。（ 2） 利用型腔內氣體的排出 澆注系統(tǒng)順利而平穩(wěn)的引導熔融塑料充滿型腔的各個角落，在沖

45、填過程中不產(chǎn)生紊亂或渦流，使型腔內的氣體順利排出。（ 3） 減少塑料熔體的熱量及壓力損失 澆注系統(tǒng)能使熔融塑料通過時其熱量和壓力損失減小，以防止因過快的降溫降壓而影響塑件的成型質量。（ 4） 便于修整和不影響塑件的外觀質量設計澆注系統(tǒng)時要結合塑件的大小形狀及技術要求綜合考慮，做到去除、修整澆口凝料方便，并且不影響塑件的美觀和使用。（ 5） 止外殼翹曲變形考慮由于澆口收縮等問題，而采取措施予以防止。（ 6） 于減少塑料消耗和減少模具尺寸 在滿足以上各項原則的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減小模具尺寸，節(jié)約模具材料。6.3 澆注系統(tǒng)的設計頂蓋模具和底蓋模具采用同一類型的澆注系統(tǒng)， 以頂蓋模具澆注系

46、統(tǒng)的設計為例進行闡述。6.3.1 主流道的設計主流道是熔融塑料進入模具型腔時的最先經(jīng)過部位， 其截面尺寸直接影響塑料的流動速度和填充時間，如果主流道截面尺寸太小，則塑料在流動時的冷卻時間面積相對增加，造成造型困難。反之，如果主流道截面尺寸太大，則使流道的容積增大，且外殼冷卻定型的時間延長，降低了生產(chǎn)效率?；谏鲜隹紤]，本外殼屬于大型塑件，主流道設計的大一些。主流道的設計如下：（ 1）主流道的截面采用比表面積最小的圓形截面。因主流道垂直于分型面，為了便于流道凝料的脫出，主流道設計成圓錐形，其錐角為2°錐孔內壁光滑，表面粗糙度為0.4um。如圖6-1所示。圖6-1主流道(2)主流道的小端

47、直徑比注塑機噴嘴直徑大 0.51mm規(guī)格定為3.5mm。為了與注 射機噴嘴相吻合，主流道的始端設計為球面凹坑狀，球面半徑根據(jù)注射機噴嘴球面半徑 確定為20 mm。球面深度取為3 mm。主流道長度根據(jù)定模板厚度與模仁的厚度確定為 72.73 mm。如圖6-1所示。(3)主流道與分流道相接處有過度圓角，是為了減小流料轉向是的阻力，半徑設為 2mm。如圖6-1所示(4)澆口套與定位環(huán)由于主流道要于高溫的塑料和噴嘴反復接觸和碰撞，所以模具的主流道設計成可拆卸更換的襯套(稱為澆口套)。澆口套應該注意的：澆口套前端應有錐度。澆口套 前端有倒勾有利于將料頭拉出。澆口套內的料頭長度應盡量減小。澆口套固定臺階尺

48、寸不能太大，根據(jù)定位環(huán)的尺寸確定為5mm。為減小澆口套同模具之間的溫差固定圓柱直徑也盡可能小，取為20mm。結構尺寸見圖6-2。澆口套與定模板座的配合按 H7/m6過渡配合。澆口套與模板配合孔緊密無縫隙。定位環(huán)：引導定位作用，使注塑機噴嘴準確接合主流道。澆口套與定位環(huán)的裝配圖見圖6-2。圖6-2澆口套與定位環(huán)6.3.2 分流道的設計塑件尺寸較大采用澆口進料的單型腔模具和所有多型腔模具都需設置分流道。 分流 道的設計應能使塑料熔體的流向得到平穩(wěn)的轉換并盡快的充滿型腔， 流動中溫度降低盡 可能低，同時應能將塑料熔體均勻地分配到各個型腔。常用的分流道截面有圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等幾種形式,矩

49、形半圓形梯形圓形交道截面說明圓形冷卻速率最慢，低熱量損耗及摩 擦損失，但是加工困難。正方形流動阻力大，較少米用。半圓形離模性佳，適用于分模面較復雜， 流動阻力大的，較少采用。矩形優(yōu)缺點近于半圓形澆道。梯形容積高于圓形澆道，較易加工， 脫模適用于多板模，廢料較多。實際選擇分流道的截面形狀時，從減少壓力損失和熱量散失考慮，本次設計采用圓形截面分流道。除了考慮以上因素，還要考慮以下因素：(1)分流道的截面尺寸視塑件的大小和壁厚、塑件品種、注射速率和分流長度等因素而定。根據(jù)外殼的大小，分流道的直徑經(jīng)查表 5-9塑料模具設計及制造，分流道的 長度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口的位置，從輸送熔體時的減

50、少壓力損失和熱量損失及減少澆道凝料的要求出發(fā)，應力求縮短。對于壁厚小于3 mm (此塑模壁后約為2.4mn),質量在200g以下的塑件可用公式D =0.2654 W4 LR=0.459D=2.86,取值為 3mm H=0.918 D=5.72 ,取值為 8mm(2)由于分流道中與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，因此分流道內表面粗糙度并不要求很低， 一般為Ra0.63pm- Ra1.6m, 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，使中心 層具有較高的剪切速率。此處 Ra0.8(3)分流道與澆口處的連接光滑過渡，以利于熔體的流動及

51、填充。(4)設計型腔與分流道布置時，使塑件和流道在分型面上總投影面積的幾何中心與 鎖模力的中心相重合。這對于鎖模的可靠性和鎖模機構受力的均勻性都是有利的，而且 還可以防止溢料現(xiàn)象分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道應能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地經(jīng)分流道均衡的分配到各 個型腔，分流道的布置形式有平衡式和非平衡式兩種，此設計中采用的是平衡式布置， 以使各型腔同時均衡的進料，從而保證各型腔成型出來的塑件在強度、性能、重量上的 一致性。(5)由于分流道較長，在其末端設置冷料穴，以防止冷料頭堵塞澆口或進入型腔而影響塑件的質量綜合以上要素，考慮產(chǎn)品的流動距離，保

52、持一致，所以流道設置為圖中形狀，如圖6-3所示圖6-3流道的3D圖6.3.3 冷料穴和拉料桿的設計注射成型時，噴嘴前端的熔料溫度較低，為防止其進入型腔，通常在流道末端設置 用于集存這部分冷料的冷料穴。冷料穴有兩種，一種是純?yōu)閮Υ胬淞现?；另一類是還 兼有拉或推出凝料的作用。冷料穴設置在熔料流動方向的轉折處，以便將冷料入穴中存留起來。根據(jù)注射機的 類型，以及外殼的成型，把冷料穴設置在主流道正對面的動模上，冷料穴直徑稍大于主 流道大端的直徑，底部作成曲折的鉤形或下陷的凹槽，使冷料穴兼有開模時將主流道凝 料從主流道是拉出而附在動模一邊的作用。拉料桿的作用為分模時將主流道凝料從主流道襯套中拉出并滯留在

53、動模一側。冷料穴通常與拉料桿配合在一起使用， 常用的有端部為Z字形的拉料桿、帶倒錐形的拉 料桿、帶環(huán)形槽的拉料桿。這些都是適用于推桿脫模的拉料桿形式。本次設計采用的 是第二種，如圖6-4所示圖6-4拉料桿6.3.4 澆口的設計澆口是連接分流道和型腔的橋梁，它是整個澆注系統(tǒng)的最薄弱點和關鍵環(huán)節(jié)，其形 式、尺寸開設在型腔的什么部位對塑件質量影響很大。在大多數(shù)情況下，澆口是整個澆 注系統(tǒng)中截面最小部分。當熔融塑料通過狹小的澆口時，流速增高，并因摩擦使料溫也 升高，有利于填充型腔。同時，狹小的澆口適當保壓補縮后首先凝固封閉型腔，使型腔 內的熔料即可在無壓力狀態(tài)下自由收縮凝固成型，因而塑件內殘余力小，可

54、減小塑件的 變形和破裂。(1)澆口的類型選擇注射模的澆口結構形式較多，不同類型的澆口其尺寸稍有不同，特點和適用情況也 有所不同。特點直接澆口熔體通過主流道直接進入型腔，流程短，進料快， 流動阻力小，傳遞壓力好，保壓補縮作用強，有利于排 氣和消除熔接痕。中心澆口它與直接澆口相同的優(yōu)點，具有進料均勻、不易產(chǎn)生熔接痕、排氣條件好。側澆口它能方便地調整充模時的剪切速率和澆口封閉時 間，易加工，成型品尺寸精確。點澆口它的優(yōu)點是去除澆口后，制件上留下的痕跡不明顯， 開模后可自動拉斷，有利于自動化操作潛伏式澆口它由點澆口演變而來的，其流道設置在分型面上， 澆口常設在制件側面不影響制件外觀的較隱畫FB位，并 與流道成f 的角度，潛入分型面卜面，斜向進入型腔。扇形澆口使塑料進入模穴后在橫向之分配較平均而能均勻填 滿模穴，減少塑件之熔接線及其他表面缺陷，成型品外 觀良好。邊緣式澆口提供較大的流動面積，充填時間快且充填均勻，翹 曲現(xiàn)象小，特別適用于翹曲變形量大之塑料，成品品質 佳，尺寸精確無熔接線。(2)澆口位置的選擇澆口的開設位置對塑件質量的影響很大，因此在確定澆口位置時，根據(jù)塑件的幾何 形狀和技術要求，