畢業(yè)論文手機殼模具設計

1、南 京 工 程 學 院畢 業(yè) 論 文繼續(xù)教育學院08級模具設計與制造專業(yè)題目： 手機外殼設計 學生姓名： 黃濤 指導老師： 陳陽 2013 年 4月摘要本設計提供了注塑模具的設計方法和流程。首先根據塑件材料及工藝特性對零件進行模流分析,然后選擇注塑機并確定型腔數目,接著確定成形方案:總體結構設計、分型面設計、澆注系統(tǒng)設計、脫模機構設計、冷卻系統(tǒng)設計等。最后進行注塑機工藝參數校核,包括注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度和注射機閉合高度等方面。該設計方法對其它不同結構產品的注塑模具設計有一定的參考價值。關鍵詞 塑料；注塑模；注塑機。AbstractThis issue introduces mol

2、d design introduces the methods and processes.First of all, plastic materials and processes according to characteristics of software components analysis, and then select the number of injection molding machine and to determine the cavity, and then forming the program to determine: the overall struct

3、ural design, sub-surface design, casting design, mold release mechanism design, cooling system design.Finally, injection molding machine parameters checked, including the injection volume, clamping force, injection pressure, mold thickness and the injection machine shut height and so on.The design s

4、tructure of products of other different injection mold design has some reference value.Key words: Plastic Injection Mould;Plastic Injection Mould Machine。目錄摘要2一、概述4(一) 塑料成型模具在加工工業(yè)中的地位4（二） 手機殼的造型結構發(fā)展狀況4（三） 模具發(fā)展現狀4（四） 模具發(fā)展趨勢5（五）存在問題和主要差距5（六） 我國的發(fā)展前景5二、材料塑件分析7（一） 塑件分析7（三）塑件制品的工藝分析10（四） 確定塑件設計批量10三、模具結構

5、設計與參數計算11（一）模具加工精度的確定11（三）注射機的確定及校核11（四）澆注系統(tǒng)設計14(五)分型面設計17（六）標準模架的選擇18（七）成型零部件設計18(八)頂出和導向機構的設計22（九） 塑模溫控系統(tǒng)設計25（十）凹模的設計28(十一)凸模的設計28四、結束語29參考文獻30一、 概述(一) 塑料成型模具在加工工業(yè)中的地位模具是利用其特定形狀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)質制品。從模具使用角度，要求高效率、自動化、操作簡便；從模具制造角度，要求結構合理、制造容易、成本低廉。

6、塑料模具影響著塑料制品的質量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內應力大小、各向同性、外觀質量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分成型模具并無加熱要求。其次，在塑料加工過程中，模具結構對操作難易程度影響很大。在大批量生產塑料制品時，應盡量減少分模。合模和取制件過程中的手工勞動，為此常采用自動開合模和自動頂出機構。在全自動生產時還要保證制品能自動從模具上脫落。另外，模具對塑料制品的成本也有相當的影響。除簡易模具外，一般來說制模費是十分昂貴的，一副優(yōu)良的注射模具可生產制品百萬件以上，

7、壓制模約能生產二十五萬件。當批量不大的時候，模具費用在制件成本中所占比例將會很大，這時應盡可能地采用結構合理而簡單的模具，以降低成本?，F代塑料制品中合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是必不可少的三項重要因素，尤其是塑料模具對實現塑料加工工藝要求，塑料制件使用要求和造型設計起著重要作用。高效的全自動的設備也只有裝上能自動化生產的模具才能發(fā)揮基效能，產品的生產和更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量需求量很大，對塑料模具生產不斷向前發(fā)展。（二） 手機殼的造型結構發(fā)展狀況移動電話的普及速度大大超越了專家的預測與想象。它已從最初的模擬系統(tǒng)發(fā)展到目前的數字系統(tǒng)。在此

8、期間，移動電話的功能越來越豐富，體積越來越小，造型越來越美觀，充分體現了技術與藝術結合。除了最基本的實用功能外，移動電話還要考慮美觀和舒適，在設計上必須充分考慮使用對象、使用場合、功能要求、人機工效學等因素。（三） 模具發(fā)展現狀從第一個塑料產品賽璐珞誕生算起，塑料工業(yè)迄今已有120年的歷史。天然高分子加工階段,這個時期以天然高分子，主要是纖維素的改性和加工為特征。合成樹脂階段，這個時期是以合成樹脂為基礎原料生產塑料為特征。大發(fā)展階段，在這一時期通用塑料的產量迅速增大，聚烯烴塑料在70年代又有聚1丁烯和聚 4-甲基-1-戊烯投入生產。形成了世界上產量最大的聚烯烴塑料系列。同時出現了多品種高性能的

9、工程塑料。21世紀,塑料工業(yè)以前所謂有的速度高速發(fā)展。塑料,在各個領域、各個行業(yè)乃至國民經濟中已擁有舉足輕重的不可替代的地位。目前，我國塑料工業(yè)的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求。在2004年，塑料模具在整個模具行業(yè)中所占比例已上升到30左右，未來幾年中，塑料模具還將保持較高速度發(fā)展。模具是工業(yè)生產中使用極為廣泛的重要裝備，采用模具生產制品及零件，具有生產效率高，節(jié)約原材料，成本低廉，保證質量的一系列優(yōu)點，是現代工業(yè)生產中的重要手段和主要發(fā)展方向。（四） 模具發(fā)展趨勢當前，整個工業(yè)生產的發(fā)展特點是產品品種多、更新快、市場競爭距離。而模具將有如下十大發(fā)展趨勢：1.愈來愈高的精度；由于模料應

10、用的擴大，塑料制件已應用到建筑、機械、電子、儀器、儀表等各個工業(yè)領域，于是出現了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了高強度、高硬度、高耐磨性能且易加工，熱處理變小、導熱性能優(yōu)異的制模材料。2.日趨大型化；3.擴大應用熱流道技術；4.進一步發(fā)展多功能復合模具；5.日益增多高檔次模具；6.進一步增多氣輔模具及高壓注射成型模具；7.增大塑料模具比例；8.增多擠壓模及粉末鍛模；9.廣泛應用模具標準化和標準件；開展模具標準化工作，使模板，導柱等通用零件標準化、商品化，以適應大規(guī)模地成批生產塑料成型模具。10.大力發(fā)展快速模具制造技術。（五）存在問題和主要差距雖然我國模具總量目前已達

11、到相當規(guī)模，模具水平也有很大提高，但設計制造水平總體上落后于德、美、日、法、意等工業(yè)發(fā)達國家許多。當前存在的問題和差距主要表現在以下幾方面：一是總量供不應求，國內模具自配率只有70%左右。其中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率只有50%左右；二是企業(yè)組織結構、產品結構、技術結構和進出口結構均不合理，我國模具生產廠中多數是自產自配的模具車間（分廠），自產自配比例高達60%左右，而國外模具超過70%屬商品模具。專業(yè)模具廠大多是“大而全”、“小而全”的組織形式，而國外大多是“小而?！薄ⅰ靶《?。國內大型、精密、復雜、長壽命的模具占總量比例不足30%，而國外在50%以上。（六） 我國的發(fā)展前景目前，

12、我國經濟仍處于高速發(fā)展階段，國際上經濟全球化發(fā)展趨勢日趨明顯，這為我國模具工業(yè)高速發(fā)展提供了良好的條件和機遇。一方面，國內模具市場將繼續(xù)高速發(fā)展，另一方面，模具制造也逐漸向我國轉移以及跨國集團到我國進行模具采購趨向也十分明顯。因此，放眼未來，國際、國內的模具市場總體發(fā)展趨勢前景看好，預計中國模具將在良好的市場環(huán)境下得到高速發(fā)展，我國不但會成為模具大國，而且一定逐步向模具制造強國的行列邁進。隨著國民經濟總量和工業(yè)產品技術的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技術要求也越來越高。雖然模具種類繁多，但其發(fā)展重點應該是既能滿足大量需要，又有較高技術含量，特別是目前國內尚不能自給，需大量進口的模具

13、和能代表發(fā)展方向的大型、精密、復雜、長壽命模具。模具標準件的種類、數量、水平、生產集中度等對整個模具行業(yè)的發(fā)展有重大影響。因此，一些重要的模具標準件也必須重點發(fā)展，而且其發(fā)展速度應快于模具的發(fā)展速度，這樣才能不斷提高我國模具標準化水平，從而提高模具質量，縮短模具生產周期，降低成本。由于我國的模具產品在國際市場上占有較大的價格優(yōu)勢，因此對于出口前景好的模具產品也應作為重點來發(fā)展。二、材料塑件分析圖1 塑件三維立體圖（一） 塑件分析如圖1為手機后蓋件的三維立體圖，該產品形狀如中空薄壁型零件，精度及表面粗糙度要求高，不允許有明顯的熔接痕、飛邊等工藝痕跡，需要一定的配合精度要求。制品整體有充分的脫模斜

14、度，各處脫模力比較合理。從整體結構分析：制品表面積較大、高度不大但是壁薄、零件的曲面復雜，型腔、型芯加工困難。從整體工藝性分析：根據制品外觀要求與結構特定要求選擇澆口位置在零件內部，制品薄而大要求冷卻必須均勻而充分，脫模力合理要求頂出機構頂出均勻。（二） 塑件材料分析塑料成型原料的選取應從加工性能、力學性能、熱性能、物理性能等多方面因素考慮來選取合適的塑料進行生產，本次設計材料的選擇是根據材料特性進行選擇的。根據塑料受熱后表現的性能和加入各種輔助料成分的不同可分為熱固性材料和熱塑性材料，通過比較分析可以看出熱固性塑料主要用于壓塑、擠塑成型，而熱塑性塑料還適合注塑成型，本次設計為注塑設計，所以采

15、用熱塑性塑料。在手機模具制造中，前后蓋的材料一般是ABS和PC，這兩種材料各有各的優(yōu)缺點。ABS樹脂是丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）三種單體的共聚物，ABS樹脂保持了苯乙烯的優(yōu)良電性能和易加工成型性，又增加了彈性、強度（丁二烯的特性）、耐熱和耐腐蝕性（丙烯腈的優(yōu)良性能），且表面硬度高、耐化學性好，同時通過改變上述三種組分的比例，可改變ABS的各種性能，故ABS工程塑料具有廣泛用途，主要用于機械、電氣、紡織、汽車和造船等工業(yè)。聚碳酸酯（PC）是一種新型熱塑性工程塑料，聚碳酸酯有優(yōu)良的電絕緣性能和機械性能，尤其以抗沖擊性能最為突出，韌性很高，允許使用溫度范圍較寬（-100130），透明度

16、高（譽為“透明金屬”）、無毒、加工成型方便。它不但可替代某些金屬，還可替代玻璃、木材等。近年來聚碳酸酯發(fā)展迅速，在機械、汽車、飛機、儀器儀表、電器等行業(yè)獲得了廣泛的應用。總的來說，PC流動性差，價格貴，但機械性好；ABS流動性，電鍍，噴涂效果好，但機械性能不如PC?？紤]到成本因素，以及成型要求，故選擇ABS。ABS是由丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)和苯乙烯(Styrene)三種化學單體合成。其中A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。其化學分子結構方式如下：每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強度、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；苯乙烯具

17、有易加工、高光潔度及高強度。從形態(tài)上看，ABS是非結晶性材料。三中單體的聚合產生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯-丙烯腈的連續(xù)相， 另一個是聚丁二烯橡膠分散相。ABS不透明，外觀除薄膜外都呈淺象牙色、無毒、無味、兼有韌、硬、剛特性，燃燒緩慢，離火后仍繼續(xù)燃燒，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無熔融滴落。ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結構。這就可以賦予用戶在產品設計上有很大的靈活性，并且由此產生了市場上數百種不同品質的ABS材料。ABS具有優(yōu)良的綜合性能，由于組分、牌號和生產廠家生產方法的不同，使之在性能上存在較大差異，因此以下的試驗數據

18、僅供參考。（1）物理力學性能 ABS具有優(yōu)良的物理力學性能，如不透水，但略透水蒸氣，沖擊強度較高，尺寸穩(wěn)定性好等。ABS有極好的沖擊強度，即使在低溫也不迅速下降。但是它的沖擊性能與樹脂中所含橡膠的多少、粒子大小、接枝率和分散狀態(tài)有關，同時也與使用環(huán)境有關，如溫度越高則沖擊強度越大。當聚合物中丁二烯橡膠含量超過30%時，不論沖擊、拉伸、剪切還是其它力學性能都迅速下降（見表5-5和5-6）。（2）熱性能。ABS制品的負荷變形溫度約為93，若能對制品進行退火處理，則還可增加10左右。（3）電性能。ABS聚合物的電絕緣性受溫度和濕度的影響很小，且在很大頻率變化范圍內保持恒定。（4）耐環(huán)境性 ABS聚合

19、物幾乎不受水、無機鹽、堿、酸類的影響，但在酮、醛、氯代烴中會溶解或形成乳濁液，它不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但長期與烴接觸會發(fā)生軟化溶脹。ABS聚合物表面受冰醋酸、植物油等化學藥品的鋟蝕會引起應力開裂。（5）耐候性 ABS聚合物的最大不足之處是耐候性較差，這是由于分子中丁二烯所產生的雙鍵在紫外線作用下易受氧化降解的緣故。經受350nm以下波長的紫外線照射，氧化作用更甚。氧化速度與光的強度及波長的對數成正比。ABS是一種成型加工性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，可用一般加工方法成型加工。（6）ABS的流變性 ABS聚合物在熔融狀態(tài)下流動特性屬于假塑型液體。雖然ABS的熔體流動性與加工溫度和剪切速率都有關

20、系，但對剪切速率更為敏感。因此在成型過程中可以采用提高剪切速率來降低熔體粘度，改善熔體流動性。ABS屬一無定形聚合物，無明顯熔點，成型后無結晶，成型收縮率為0.4%0.5%。在成型過程中，ABS的熱穩(wěn)定性較好，不易出現降解或分解，但溫度過高時，聚合物中橡膠相有破壞的傾向。（7）ABS的吸水性 ABS具有一定的吸水性，含水量在0.3%0.8%范圍。成型時如果聚合物中含有水分，制品上就會出現斑痕、云紋、氣泡等缺陷，因此在民型前，需將聚合物進行干燥處理，使其含水量降到0.2%左右。（8）ABS制品的后處理 一般情況下很少出現應力開裂，所以除了使用要求較為苛刻的制品，通常不作制品的后處理。注射速度對A

21、BS的熔體流動性有一定影響，注射速度快，制品表面光潔度不佳；注射速度慢，制品表面易出現波紋、熔接痕等現象，因而除了充模有困難的情況下，一般以中、低速為宜。在制品要求表面光澤較高時，模具溫度可控制在6080對一般制品可控制在50-60。表1 ABS的主要性能指標力學性能屈服強度/Mpa50熱性能及電性能玻璃化溫度/C拉伸強度/Mpa38熔點（粘流溫度）/C130160斷裂伸長率/%35熱變形溫度/C45 N/cm3180 N/cm39010883103拉伸彈性模量/Gpa1.8線膨脹系數/（10-5/C）7.0彎曲強度/Mpa80比熱容/<J/（kg*K）>1470彎曲弱性模理/Gp

22、a1.4熱導率/<W/（m*K）>0.263件質量沖擊強度/kJ/m2無缺口缺口261燃燒性/（cm/min）慢11體積電阻/*cm6.9*1016布氏硬度/HBS9.7R121擊穿電壓/（kV/mm）物理性能密度/（g/cm3）1.021.16吸水性/%（24h）0. 20.4比體積/（cm2/g）1.021.06透明度或透光率不透明表2 ABS的成型工藝參數溫度料筒一區(qū)/150-170二區(qū)/180-190三區(qū)/200-210噴嘴/180-190模具/50-70壓力注射/Mpa60-100保壓/Mpa40-60時間注射/s2-5保壓/s5-10冷卻/s5-15周期/s15-30后

23、處理方法紅外線烘箱溫度/70時間/h0.3-1（三）塑件制品的工藝分析(1)尺寸和精度尺寸：塑件尺寸的大小受到塑料材料流動性好壞的制約，塑件尺寸越大，要求材料的流動性越好，流動性差的材料在模具型腔未充滿前就已經固化或熔接不牢，導致制品缺陷和強度下降。尺寸精度：影響塑件制品尺寸精度的因素是比較復雜的，如模具各部分的制造精度，塑料收縮率，成型工藝及模具加工表面質量等等。手機機殼屬于高精度的塑件，選用3級精度。(2)壁厚對于手機機殼本身尺寸向著輕巧化發(fā)展，屬于高級薄殼制品（壁厚小于1.2mm），選用壁厚1mm，均勻抽殼。(3)脫模斜度結合本塑件的形狀，設定脫模斜度為40分。(4)加強筋和凸臺針對本塑

24、件，在殼體轉角處設置距壁面有一定距離的凸臺，并設加強筋。同時在復雜曲面凸起的地方設置加強筋防止變形。（四） 確定塑件設計批量該產品為小批量生產，故設計的模具要有一定的注塑效率，由于塑件長寬度小，所以采用一模兩腔結構，澆口形式采用扇形澆口，采用兩點進料，以利于均勻充滿型腔。三、模具結構設計與參數計算（一）模具加工精度的確定本次設計的手機是日常用品，其外殼要能承受磨損。對于制件的外觀要求和表面精度等級要求比較高?，F初定制品精度等級為4級。經分析，現確認模具的制造加工精度為IT7級，而型芯和型腔的加工精度均為IT6，型腔采用機械粗加工后電火花精加工，其它采用機械加工。模具的尺寸公差按GB-18007

25、9，IT7。（二）計算制品的體積重量材料使用ABS樹脂，查表可知其密度為1.02g1.16g/cm³。收縮率為0.4%0.6%。計算其平均密度為1.12g/cm³,平均收縮率為0.5%。通過計算塑件的體積為：V1=2737.24mm3塑件的重量：M1=.V1=3.07g澆注系統(tǒng)體積：V2=4413.07mm3澆注系統(tǒng)重量：M2=.V2=1.12×4.41=4.94g故V=4V1+V2=4×2737.24+4413.07=15362.03mm3故M=V×=1.12×15362.03=17.21g塑料密度g/ m3（三）注射機的確定及校核

26、3.3.1 注射機介紹注塑機的全稱應為塑料成型機。注射機主要由注射裝置、合模裝置、液壓傳動系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)及機架等組成。如圖2所示，工作時模具的動、定模分別安裝于注射機的移動模板和定模固定板上，由合模機構合模并鎖緊，由注射裝置加熱、塑化、注射、待融料在模具內冷卻定型后由合模機構開模，最后由推出機構將塑件推出。圖2注塑機結構注射機的工作原理：注塑機的工作原理與打針用的注射器相似，它是借助螺桿（或柱塞）的推力，將已塑化好的熔融狀態(tài)（即粘流態(tài)）的塑料注射入閉合好的模腔內，經固化定型后取得制品的工藝過程。注射成型是一個循環(huán)的過程，每一周期主要包括：定量加料熔融塑化施壓注射充模冷卻啟模取件。取出塑件后

27、又再閉模，進行下一個循環(huán)。注塑機根據塑化方式分為柱塞式注塑機和螺桿式注塑機；按機器的傳動方式又可分為液壓式、機械式和液壓機械（連桿）式；按操作方式分為自動、半自動、手動注塑機。其特點如表3：表3形式立式臥式直角式容量一般為3060g熱塑性塑料注射機固性塑料注射機容量一般為2045g柱塞式3060g螺桿式60cm3以上100500g結構特性注射裝置一般為柱塞式、液壓機械式鎖模機構、頂出系統(tǒng)為機械頂出注射裝置以螺桿為主，液壓機械式鎖模，頂出系統(tǒng)采用機械、液壓或兩者兼?zhèn)涑芑訜嵯到y(tǒng)外，其他與熱塑性塑料用螺桿式注射機相似注射裝置與合模裝置的軸線互相成垂直排列，優(yōu)點介于立臥兩種注射機之間優(yōu)點1.拆裝方

28、便2.安裝嵌件、活動型芯方便1.開模后，塑件自動落下便于實現自動化操作2.塑化能力大、均勻，注射壓力大，注射壓力損失小，塑件內應力，定向性小，可減小變形，開裂傾向3.螺桿式可采用不同的螺桿，調節(jié)螺桿轉數、背壓等用來加工不同的塑料及不同要求的塑件1.開模后，塑件自動落下2.使用雙模，可以減小循環(huán)周期，提高生產力缺點1.人工取件2.注射壓力損失大，加工高粘度塑料薄壁塑件時要求成型壓力高，塑件內應力大，注射速度均勻，塑化不均勻1.裝模麻煩，安放嵌件及活動型芯不便，易發(fā)生分解2.螺桿式加工低粘度塑料，薄壁，形狀復雜塑件時易發(fā)生回流，螺桿不易清洗，貯料清洗不凈，易發(fā)生分解3.柱塞式結構也有立式結構所具有

29、的特性1.嵌件、活動型芯安放不便，易傾斜落下2.有柱塞式結構的缺點適用范圍1.易于加工小，中型及分兩次進行雙色注射加工的塑件2.柱塞式不宜加工流動性差，熱敏性、對應力敏感的塑料及大面積，薄壁塑件，宜加工流動性好的中小性塑件1.螺桿式適應加工各種塑料，小型設備易加工薄壁、精密塑件2.螺桿式適應于摻和料、有填料，干著色料的直接加工3.柱塞式也具有立式注射機中柱塞式結構具有的加工特點1.適用加工小型塑件，并裝有側澆口模具2.適用加工塑件中心部位不允許有澆口痕跡的平面塑件因為Cycoloy1950的注射壓力需要100MPa左右，并且它的保壓是70%-80%，還有注射體積和質量，故選擇了JPH150B注

30、射機。注射機的參數如下：注射機最大注射量：23.2g注射壓力：153MPa模板行程：620mm頂出行程：80mm注射機拉桿間距：410x410mm鎖模力：1500kN最小摸厚：180mm最大開距：800mm噴嘴球半徑：SR10其參數校核如下：（1）最大的注射量：注射機得最大注射量應大于制品的重量或體積（包括流道及澆口凝料飛邊），通常注射機的實際注射量最好是注射機的最大注射量的80%，所以選用注射機最大注射量為0.8M機>M塑件+M澆式中：M機為注射機的最大注塑量，單位g；M塑件為塑體的質量，單位g；M澆為澆注系統(tǒng)質量，單位g。M模>（M塑件+M澆）/0.8=22.25因選定的注射機

31、注射量為23.2g，所以滿足設計要求。（2）鎖模力校核：鎖模力是注射機鎖模裝置施加于模具的最大夾緊力，鎖模力的作用在于平衡和克服模腔壓力產生的使模具沿分型面張開的力，保持模具緊密鎖扣，防止溢料。注射機鎖模力與模腔壓力的關系可用下式表示：F>KPA式中：F為注射機鎖模力；K為安全系數，一般取1.1-1.2；P為熔融型料在型腔內的壓力（10-20MPa）；A為塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影之和。F模具>KPA=1.1x20x57=1254kN因選定的注射機為1500kN，故滿足設計要求。（3）開模行程校核開模行程H1+H2+510其中：H1脫模距離（頂出距離）；H2制作高度包括澆注系統(tǒng)

32、在內。開模行程700mm，滿足設計要求（4）所選用的注射機的注射壓力必須大于成型塑件所需的注射壓力。成形所需注射壓力與塑料品種、塑件的形狀及尺寸、注射機類型、噴嘴及模具流道的阻力等因素有關。根據經驗，現在對塑件的流動性和黏度做比較，可知道成形所需注射壓力大致如下：1塑料熔體流動性好，塑件形狀簡單，壁厚者所需注射壓力一般小于70MPa。2塑料熔體粘度較低，塑件形狀一般，精度要求一般者，所需注射壓力通常選為70至100 MPa。3塑料熔體具有中等粘度（PS、PE等），塑件形狀一般，有一定精度要求者，所需注射壓力選為100至140 MPa。4塑料熔體具有較高粘度（PMMA、PPO、PC、PSF等），

33、塑件壁薄、尺寸大，或壁厚不均勻，尺寸精度要求嚴格的塑件，所需注射壓力約在140至180 MPa。 本次的產品設計為手機后蓋的塑件，整體結構為小型零件，對粘度的要求不高，所以本次注射機的注射壓力為153MPa，應能滿足此項要求。（5）模具與注射機安裝部分相關尺寸校核；1.模具閉合高度長寬尺寸與注射機模板尺寸和拉桿間距相適合，故滿足要求。2.模具閉合高度校核：模具實際厚度H=200mm注射機最小閉合厚度Hmin=180mm，即H>Hmin，故滿足設計要求。（四）澆注系統(tǒng)設計澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道。澆注系統(tǒng)設計好壞對制品性能、外觀和成型難易程度影響頗大1.

34、澆注系統(tǒng)的設計原則結合型腔的布置考慮，盡可能采用平衡式分流道布置。盡量縮短熔體的流程，以便降低壓力損失，縮短充模時間。澆口尺寸位置和數量的選擇十分關鍵，應有利于熔體的流動、避免產生湍流、渦流、噴射和蛇形流動，并有利于排氣。避免高壓熔體對模具型芯和嵌件產生沖擊，防止變形和位移的產生。澆注系統(tǒng)凝料脫出應方便可靠，凝料應易于和制品分離或易于切除和修整。熔接痕部位與澆口尺寸、數量及位置有直接關系，設計澆注系統(tǒng)時要預先考慮到熔接痕的部位、形態(tài)以及以制品質量的影響。盡量減小因開設澆注系統(tǒng)而造成的塑料用量。澆注系統(tǒng)的模具工作表面應達到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中澆注口應有IT8以上的精度要求。設計澆注

35、系統(tǒng)時應考慮儲存冷料的措施。應盡可能使主流道中心與模板中心重合。若無法重合也應使兩者的距離盡量縮小。（澆注系統(tǒng)的組成）1-主流道；2-澆口；3，4-次分流道；5-塑件；6-冷料井本次設計中的材料ABS屬于非牛頓流體，在流動過程中，其表觀粘度隨剪切速率的變化而發(fā)生顯著的變化，對假塑性流體而言，剪切速率增大時，表觀粘度會降低，溫度對ABS的表觀粘度也有很大影響，跟普通液體相比，ABS又具有很大的可壓縮性，當壓力增高時，其表觀粘度增加，由于塑料在注射模澆注系統(tǒng)中和型腔內的溫度、壓力和剪切速率是隨時變化的，在設計澆注系統(tǒng)時，綜合加以考慮，以期在充模以盡可能低的表觀粘度和較快的速度充滿型腔，在保壓階段，

36、又能通過澆注系統(tǒng)使壓力充分傳遞到型腔各部分，此外，制件的外形、尺寸和對外觀的要求也影響整個澆注系統(tǒng)的形狀和尺寸，本制件上表面要求光滑，所以，不宜在表面開設澆道，而應采用內澆口。2.主流道設計主流道是指熔融塑料由注射機噴嘴噴出后最先經過的部位，與注射機噴嘴同軸，因為與熔融塑料、注射機噴嘴反復接觸、碰撞，一般不直接開設在定模板上，為了制造方便，都制成可拆卸的澆口套，用螺釘或配合形式固定在定模板上。熔料注入模具最先經過的一段流道，直接影響到填充時間及流動速度。其澆口選擇不能太大和太小。澆口太小，熔料流動過程中冷卻面相對增大，熱量消耗大，注射壓力損失也大，但澆口太大，會造成材料的浪費。因此，合理的主澆

37、道參數，一般情況下取值如下：1）d=d1+(0.51) 式中 d1注射機噴嘴孔直徑（mm）d主流道口直徑（mm）所以本設計采用d1為4mm，得出d取為5mm。2）=2º4對流動性較差的塑料可取36。本設計采用=3°。 主流道錐角3）H按具體情況選擇，一般取38mm，H取為5mm。 H球面配合高度4）R=R1+（13）式中R1注射機噴嘴球面半徑（mm），R1為6mm，R取為8mm。5）r為主澆道與分澆道過渡處采用的圓角半徑， 按具體情況選擇，一般取13mm，現在選擇其為1.5mm。6）L應盡量縮短，本設計取75mm。3.分流道設計分流道是主流道與澆口之間的通道。多型腔模具一定

38、設置分流道，大型塑件由于使用多澆口進料也需設置分流道。（1）. 分流道的設計要點：1）流經分流道的熔體溫度和壓力的損失要少。為此，分流道一要短，二要使粗糙度降到最低，三是容積要小，四是少彎折。2）要使分流道的固化時間稍慢于制品的固化時間，以利保壓、補縮和壓力傳遞；3）要使熔料能迅速而又均勻地進入各型腔，故在多型腔設計時，在保證模具結構強度前提下，力求采用平衡進料，而且在保證模具結構強度前提下，力求緊湊、集中。4）便于加工，便于使用標準刀具，免于制造專用刀具。（2）分流道的截面形狀分流道的截面類型有圓形、梯形、U形、半圓形等，根據塑件的材料流動性較好，長度較短，可以采用圓形分流道且呈直線布置。由

39、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)較為理想，因此分流道的內表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6m左右即可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。（3）分流道的布置分流道的布置取決于型腔的布局，兩者互相影響。分流道的布置形式分平衡式和非平衡式兩種。平衡式布置要求從主流道至各個型腔的分流道，其長度、形狀、斷面尺寸等都必須對應相等，達到各個型腔的熱平衡和塑料流動平衡。因此各個型腔的澆口尺寸可以相同，達到各個型腔同時均衡進料。非平衡式布置的主要特點是主流道至各個

40、型腔的分流道長度各不相同（或加上型腔大小不同）。為了使各個型腔同時均衡進料，各個型腔的澆口尺寸必定不相同。因此，本塑件的分流道采用了平衡式布置。（4） 澆口形式選擇澆口形式應該遵循以下原則：盡可能采用平衡式設置；型腔排列進料均衡；型腔布置和澆口開設部位力求對稱，防止模具承受偏載而產生溢料現象；確保耗料量??；不影響塑件外觀。根據以上原則和零件的實際情況，為了使從主流道來的熔融塑料能均衡地以最短的流程到達各澆口并同時充滿各型腔，本設計上殼采用非平衡式的分流道布置形式，下殼決定選用針點澆口進膠，這種澆口適用于成型殼、盒、罩和容器等制品，是應用廣泛的手機成型的澆口形式。它的優(yōu)點為：由于澆口小，熔體通過

41、點澆口時流速增大，前后壓差大，提高了充模的速度，從而可獲得外表清晰，有光澤的制品；熔體流過點澆口時由于摩擦阻力使部分能量轉變?yōu)闊崃浚谷垠w溫度略升高，粘度下降，改善了流動性，這對薄壁制品是有利的；其缺點：澆口尺寸小，充模阻力大，對熔體粘度較高的塑料會產生充填不滿的缺陷；為了取出點澆口式澆注系統(tǒng)凝料，要增加一個分型面，模具具有兩個分型面的三板式結構，結構比較復雜。abc圖3 主流道，分流道，及澆口的設計(五)分型面設計定模和動模相接觸的面稱為分型面，分型面的形狀有平面、斜面、階梯面和曲面等。分型面的選擇就有利于脫模，取在塑件尺寸最大處，并使塑件留在動模部分，有利于塑件的外觀質量和精度要求。合理選

42、擇分型面，有利于制品的質量提高，工藝操作和模具的制造。因此，在模具設計過程中是一個不容忽視的問題，選擇分型面一般根據以下的原則：分型面應該選擇在制品最大截面處，這是首要原則。盡可能使制品留在動模的一側。盡可能滿足制品的使用要求。盡可能減小制品在合模方向上的投影面積，以減小所需的鎖模力。不應影響制品尺寸的精度和外觀。盡量簡單,避免采用復雜形狀,使模具制造容易。不妨礙制品脫模和抽芯。有利于澆注系統(tǒng)的合理設置。盡可能與料流末端重合，有利于排氣。采用針點式澆口，因此以手機外表面投影面積最大處為分型面。圖 4 分型面設計（六）標準模架的選擇模架是設計制造塑料注射模的基礎部件，其他部件的設計與制造均依賴于

43、它，選擇模架要根據制品的尺寸及大小，同時考慮注射機的參數。單位: mm模板寬度300模板長度300動模板厚度35座板寬度350座板厚度25定模板厚度35墊塊寬度58墊塊厚度60動模墊板35推板厚度30推板寬度180推桿固定板厚度20導柱直徑30導套直徑30復位桿直徑20沉頭螺釘4-M14拉桿直徑30澆口板厚度20表4（七）成型零部件設計成型零件是與塑料接觸的決定制品幾何開關的模具零件。它包括凹模、凸模、型芯、成型鑲塊及壁厚等，是塑料模具的主要組成部分。1成型零件設計計算該塑模的成型零件表面的工作尺寸用平均收縮率方法計算。（1）.型腔或型芯的徑向尺寸計算型腔的徑向尺寸：DM = DS + DS&

44、#183;SCP - 3/4+Z型芯的徑向尺寸：DM = DS + DS·SCP + 3/4-Z其中：DS 塑件名義尺寸，型芯和型腔各自對應。SCP 塑件的平均收縮率 塑件允許的公差值Z模具制造公差，本設計是按塑件公差的 1/3 1/6來取的。（2）.型腔和型芯的高度尺寸計算型腔深度尺寸：HM = HS + HS·SCP 2/3 +Z 型芯高度尺寸：HM = HS + HS·SCP + 2/3 Z其中：HS 塑件高度名義尺寸SCP、 和Z均與上述意義相同。（3）.型芯之間或成型孔之間中心距尺寸計算LM = LS + LS·SCP±1/2Z其中：

45、LM 模具中心孔或型芯中心距尺寸LS 塑件中心距名義尺寸此外，凸臺高度、起伏凸邊高度、起伏凸邊位置、非配合圓弧等，一切距離位置尺寸都屬于雙向公差的計算。ABS的收縮率為0.30.8，平均收縮率為： 表5模具零件塑料制品計算公式型腔或型芯公差等級公差種類尺寸工作尺寸公差等級型腔內形尺寸MT2A100 0 -0.42Lm = LP(1+ SCP)-（3/4）+m 0100.185+0.087 0IT7MT258 0 -0.3058.065+0.074 03 0 -0.13.015+0.036 0型腔深度尺寸MT2B5 0 -0.22Hm=HP(1+ scp )- （2/3）+m 04.878+0.

46、030 0IT76 0 -0.245.870+0.030 0型芯外形尺寸MT2A96+0.38 0lm =lP(1+ scp) + （3/4） 0 -m96.765 0 -0.087IT746+0.26 046.035 0 -0.06254+0.30 054.495 0 -0.0765+0.12 05.115 0 -0.0309+0.14 09.15+0.036 0型芯高度尺寸MT2B0.6+0.2 0hm =hP(1+ scp ) +（2/3） 0 -m0.7363 0 -0.025IT73+0.2 03.148 0 -0.0252脫模機構設計和脫模力的計算由于該塑件的脫模阻力不大，而推桿又

47、加工簡單、更換方便、脫模效果好，因此采用圓形推桿脫模機構。推桿的設置位置采取以下原則：推桿設在脫模阻力大的地方。推桿位置均勻分布。推桿設在塑料制品強度剛度較大的地方。推桿直徑應滿足相應的強度、剛度條件。脫模力計算當開始脫模時，模具所受的阻力最大，推桿剛度及強度應按此時計算，亦即無視脫模斜度（a=0） 由于制品是薄壁矩形件 Q=8t·E·S·l·f/(1-m)(1+f) （kN）式中Q脫模最大阻力（kN） t塑件的平均壁厚（cm） E塑料的彈性模量（N/） S塑料毛坯成型收縮率（mm/mm） l包容凸模長度（cm） f塑料與鋼之間的摩擦系數 m泊松比，一般

48、取0.380.49S=0.005，E=1.8×10N/cm已知，t0.1cm，l=10cm， f=0.28 Q=8×0.1×1.8×10×0.005×10×0.28/(1-0.43)(1+0.28)=3.31kN3 排氣槽的設計排氣槽的作用是將型腔和型芯中周圍空間內的氣體及熔料所產生的氣體排到模具之外。該注射模屬于小型模具，在推桿的間隙和分型面上都有排氣效果，無需另外開排氣槽。4 .側壁厚度、底板厚度的計算注射模的工作狀態(tài)時長時間的承受交變負荷，同時也伴有冷熱的交替?，F代的注射模使用壽命至少幾十萬次，因此模具必須有足夠的強度

49、和剛度。(1) 側壁厚度的計算注射成型模型腔壁厚的確定應滿足模具剛度好、強度大和結構輕巧、操作簡便等要求。在塑料注射充型過程中，塑料模具型腔受到熔體的高壓作用，故應有足夠的強度、剛度。否則可能會因為剛度不足而產生塑料制件變形損壞，也可能會彎曲變形而導致溢料和飛邊，降低塑料制件的尺寸精度，并影響塑料制口的脫模。從剛度計算上一般要考慮下面幾個因素：使型腔不發(fā)生溢料，ABS不溢料的最大間隙為0.05mm。1)保證制品的順利脫模，為此同時要求型腔允許的彈性變形量小于制品冷卻固化收縮量。2)保證制品達到精度要求，制品有尺寸要求，某些部位的尺寸常要求較高精度，這就要求模具型腔有很好的剛度。 根據公式 （m

50、m） 式中 b凹模側壁理論厚度（mm） h凹模型腔的深度（mm） p凹模型腔內熔體壓力（Mpa） 凹模長邊側壁的允許彈性變形量（mm），一般塑件=0.005mm c=1.08 =0.8 E=2.1×10Mpa b=2.60mm 取壁厚大于10mm就能能滿足要求。(2)底板厚度的計算根據公式 （mm） 由=2.3， =2.8×10，=0.005，則 =6.90mm 取實際底板厚度大于10mm就能滿足要求。(3 )制模特點動定位置的保證用兩塊定位器找正動定模套板上型芯和型腔的位置關系，然后鏜導柱、導套孔。(八)頂出和導向機構的設計1 頂出機構的設計（1） 頂出機構的分類頂出機構

51、按驅動形式分為：手動頂出、機動頂出、氣動頂出。按模具結構形式分為：一次頂出、二次頂出、螺紋頂出、特殊頂出。（2） 頂出機構的設計原則1）頂出機構應設置在動模一側：因塑件一般均留在動模一側以便頂出。2）頂出時與塑件的接觸應為塑件內表面及其他不明顯的位置，以保證塑件外觀。3）頂出裝置均勻分布，頂出力作用在塑件承受力最大的部位。以防變形和損傷。4）頂出機構應平穩(wěn)順暢，靈活可靠，足夠的強度、耐磨性，平穩(wěn)順暢無卡滯，并且制造方便，易于維修。2. 頂出機構的基本形式基本形式：常用斷面形狀有圓形、矩形、腰形、半圓形、弓形和盤形等。本設計選用斜滑頂桿，因為它有兩方面作用既能做頂桿還能起內部側抽的作用，能保證配

52、合精度及互換性，滑動阻力最好，不卡滯，應用很廣。頂桿端部的端面要求拋光以符合塑件的粗糙度的要求。3.導向機構的設計導向機構對于塑料模具是必不可少的部件，它能夠保證注射模具準確的開合模，并在模具中起定位、導向和承受一定側壓力的作用，導向機構的形式主要有導柱導向和精定位裝置。（1）導柱和導套的設計導柱導向機構主要包括導柱和導套，導柱與導套的配合具有導向作用、定位作用、承受一定的側向壓力。導柱的結構形式：注射模具常用導柱的結構形式有兩種：帶頭導柱和帶肩導柱。 由于本設計是小型模具設計，但是是深型腔注射模具，所以采用帶頭短導柱，并且?guī)в袃τ筒?。導套可分為直導套和帶頭導套。帶頭導套軸固定容易，而直導套裝

53、入模板后，應有防止被拔出的結構。本設計中導套選為帶頭的導套，并且?guī)в筒邸＃?） 導柱和導套在模板上的布置導柱和導套在模板上的布置一般遵循以下幾點：1） 二導柱（用于小型模具）：合模無方位要求時：二導柱直徑相同對稱分布；有方位要求時：二導柱直徑不同或直徑相同不對稱分布。2）三導柱：用于中小型模具。3）四導柱：用于深腔大型模具，在圓模板上，在矩形模板上。4）八導柱：四短（增強導向剛性）四長，用語深腔、薄壁，要求壁厚均勻的模具。根據以上要求本設計選擇了四導柱。（3） 復位機構設計:在頂桿的脫模機構中，頂出塑件后再次合模時（或閉模前），必須要求頂桿等元件回復或預先回復到原來的位置。通常采用彈簧推動板復位，但當推頂裝置發(fā)生卡滯現象時，僅靠彈簧難以保證，須復位桿與彈簧并用。設計中具有活動型芯的脫模機構時，必須考慮到合模時互相干擾的情況，應在塑模閉合前使頂桿提前復位，以免活動型芯撞擊頂桿，應設置先復位裝置。復位桿由標準可查得。本設計中的模具使用彈簧先復位裝置，在頂桿固定板上裝有彈簧，借彈簧力合復位桿作用，在合模時，使頂出桿先復位，這種方法的特點是結構簡單，容易制造，但彈簧容易失效，故要經常更換彈簧。（九） 塑模溫控系統(tǒng)設計1 塑模溫控制系統(tǒng)設計：在注射過程中,模具的溫度直接影響著制品質量和注射周期,各