遙控器外殼上部分塑料模具設計說明書

1、桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙摘 要本模具設計過程中分析了DVD遙控器外殼上部分塑料模具設計的工藝特性，并介紹了PS材料的成型工藝特點。在模具結(jié)構設計過程中詳細地分析了模具結(jié)構與計算，其中模具結(jié)構的設計既是重點又是難點，主要包括成型位置的及分型面的選擇，模具型腔數(shù)的確定及型腔的排列和流道布局和澆口位置的選擇，模具工作零件的結(jié)構設計，側(cè)面分型及抽芯機構的設計，推出機構的設計，拉料桿的形式選擇，排氣方式設計等。最后還對模具的成型零件進行了加工工藝的分析和設備的校核，還說明了模具的工作原理，并且繪制出模具的總裝圖和非標準零件工作圖。本設計方案結(jié)構緊湊，滿足制品大批量生產(chǎn)、高精度、外形復雜的

2、要求，設計參考了以往注射模具的設計經(jīng)驗，并結(jié)合制件性能，簡化設計機構，并且運用AutoCAD、Pro/E等軟件進行二維和三維繪圖，實現(xiàn)短的生產(chǎn)周期和良好的經(jīng)濟性能。關鍵詞：DVD遙控器外殼上部分塑料模具設計；塑料注射模；裝配AbstractThis molding tool designed to analyze the craft characteristic of losing the liquid pump conjunction head in the process, and introduced PS modeling of material craft characteristi

3、cs,Put forward the project that the dissimilarity models in the molding tool structure design process and carry on than, Die structure which is the focus of the design is difficult, including the location and the molding surface of choice, to determine the number of mold cavity and the cavity flow a

4、rrangement and the layout and the choice of gate location, mold parts of the structure of work design, the side core pulling type and design of institutions, the introduction of the design of institutions, under the form of drawing materials selection, design, such as exhaust.Adopted most modeling o

5、f Zhui project.In the meantime, in detail analyzed molding tool structure and calculation.The end still modeled spare parts to carry on to process the analysis of the craft and pit in the school of the equipments to the molding tool.Also explained the work principle of molding tool, and drew always

6、packing of a molding tool diagram and not- standard spare parts work diagram.This structure of design plan is compactness. Meet products producing in enormous quantities, demand with complicated high accuracy and appearance. Have designed and consulted the design experience that injected the mould i

7、n the past. Combine and make a performance. Simplify the design institute. And use such software as AutoCAD , Pro-E ,etc. to carry on the two-dimensional or three-dimensional drawing .Realize short production cycle and good economic performance.Keyword：DVD remote control on the part of the plastic m

8、old design case；The plastics inject the mould；assembly目 錄引言11 設計題目與要求21.1 設計基本過程21.2 DVD遙控器外殼上半部分塑料模具設計總體方案32 注射?？尚行苑治?2.1 注射模設計的特點32.2 注射模組成42.3 注射性能分析52.4 材料選擇62.4.1塑料介紹62.4.2分析塑料零件材料62.4.3塑件材料選擇73 擬定模具結(jié)構形式93.1 型腔數(shù)目的決定93.2 分模面的選擇104 注射機型號的確定114.1 鎖模力計算114.2 注射容量計算124.3 注射機的選用125 澆注系統(tǒng)和排氣的設計135.1 澆注

9、系統(tǒng)的設計原則135.2 澆注系統(tǒng)布置135.3 流道系統(tǒng)設計135.3.1主流道135.3.2分流道截面形狀145.3.3 冷料井及拉料桿155.4 澆口設計155.4.1澆口類型的選用155.4.2 澆口尺寸計算165.5 澆注系統(tǒng)的平衡175.6 排氣系統(tǒng)的設計176 成型零件設計186.1 成型零件結(jié)構設計186.1.1 定模結(jié)構設計186.1.2 動模結(jié)構設計226.2 成型零件鋼材選用256.2.1選用要求256.2.2模具所選用的鋼材256.3 成型零件工作尺寸計算266.4 側(cè)向抽芯的設計：276.4.1 抽芯滑塊的設計276.4.2斜頂抽芯設計287 合模導向機構設計287.

10、1 導向機構的功用287.2 導柱和導套設計287.3 導柱和導套材料的選擇298 脫模機構設計308.1 脫模機構的設計要求308.2 脫模機構的設計309 冷卻系統(tǒng)設計319.1 冷卻系統(tǒng)的功用319.2 冷卻系統(tǒng)設計準則319.3 冷卻系統(tǒng)設計329.3.1 定模鑲件329.3.2動模鑲件3310 數(shù)控程序的編制3311 模具裝配3511.1模具裝配原理及要求3511.2 模具裝配順序3511.3模具試模及工作原理3712 結(jié)論38謝 詞39參考文獻4040 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 40 頁 共40頁引言模具作為重要的生產(chǎn)工藝裝備，在現(xiàn)代工業(yè)的規(guī)模生產(chǎn)中日益發(fā)揮著重

11、在作用。通過模具進行產(chǎn)品生產(chǎn)具有優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材、成本低等顯著特點，在汽車、機械、電子、輕工、家電、通信、軍事和航空航天等領域獲得了廣泛應用，對塑料模具的需求越來越大，對產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高，用不可代替。塑料模具是當今工業(yè)生產(chǎn)中利用特定的形狀，通過一定的方式來成型塑料制品的工藝裝配或工具，它屬于型腔模的范疇。通常情況下，塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，其模具的因素約占80%，然而模具的質(zhì)量好壞又直接與模具的設計與制造有很大的關系隨著國民經(jīng)濟的領域的各個部門對塑件的品種和產(chǎn)量需求愈來愈大，產(chǎn)品更新?lián)Q代周期也和質(zhì)量提出了更高的要求，這就促使塑料模具設計和制造技術不斷向前發(fā)展，從而也推動了塑料

12、工業(yè)以及機械加工工業(yè)的告訴發(fā)展，可以說，模具技術，特別是設計與制造大型，精密，長壽命的模具技術便成為衡量一個國家機械制造水平的重要標志。模具在世界上占有的比列大，我作為一個學模具專業(yè)的學生，應在學完所學的知識之后來很好的進行模具設計。我們進行設計之前，不許具備機械制圖，公差與技術測量，機械原理及零件，模具材料及熱 處理，模具制造技術，塑料制品成型工藝及模具設計等方面必要的基礎知識和專業(yè)知識，并且通過教學和生產(chǎn)實習，初步了解塑料制品的生產(chǎn)過程，熟悉多種塑料模具的典型結(jié)構。近幾年來，我國模具工業(yè)的技術水平已取得了很大的進步，但總體上與工業(yè)發(fā)達的國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備還很少，許多

13、先進的技術如CAD/CAE/CAM技術的普及率還不高，特別是大型、精密、復雜和長壽命模具遠遠不能滿足國民經(jīng)濟各行業(yè)的發(fā)展需要。 縱觀發(fā)達國家對模具工業(yè)的認識與重視，我們感受到制造理念陳舊則是我國模具工業(yè)發(fā)展滯后的直接原因。模具技術水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力，它已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志。目前，我國模具工業(yè)的當務之急是加快技術進步，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構，增加高檔模具的比重，質(zhì)中求效益，提高模具的國產(chǎn)化程度，減少對進口模具的依賴。 現(xiàn)代模具技術的發(fā)展，在很大程度上依賴于模具標準化、優(yōu)質(zhì)模具材料的研究、先進的設計與制造技術、專用的機床設備，更重要的是生產(chǎn)技術的管理等。

14、21世紀模具行業(yè)的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡化。追求的目標是提高產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率，縮短設計及制造周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模具行業(yè)的應變能力，滿足用戶需要。 在科技發(fā)展中，人是第一因素，因此我們要特別注重人才的培養(yǎng)，實現(xiàn)產(chǎn)、學、研相結(jié)合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術創(chuàng)新，提高模具設計制造水平。在制造中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實技術，逐步走向網(wǎng)絡化、智能化環(huán)境，實現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。1 設計題目與要求本次設計課題為：DVD遙控器外殼上半部分塑料模具設計。設計論文包括零件的結(jié)構和原材料分析、工藝分析、成型工藝規(guī)程編制、注射模的結(jié)構設計、模具設計的有關

15、計算、模具的方案設計、總體設計和及其主要零件設計。本次DVD遙控器外殼上半部分塑料模具設計，材料為聚苯乙烯（PS），月產(chǎn)量為4萬件，采用注射模塑成型，該遙控器的形狀如圖1.1所示。圖1.1 塑件三維圖具體的零件尺寸參考附圖塑件圖。1.1 設計基本過程在實際生產(chǎn)中，由于塑料制品的結(jié)構的復雜程度、尺寸大小、精度高低、生產(chǎn)批量以及技術要求等各有不同，所以模具的設計是不可能一成不變的，應該根據(jù)具體情況，結(jié)合實際生產(chǎn)條件，綜合運用模具設計基本原理和基本方法，設計出合理、經(jīng)濟性能好的成型模具。塑料制品設計時候應該要保證制品質(zhì)量要求，盡量減少后加工，模具應具有最大的生產(chǎn)能力，而且經(jīng)久耐用，制造方便，價格合理

16、。在設計中要明確設計者的對塑件制品的要求，明確任務。并根據(jù)任務書提出的要求設計模具的設計方案，有條件可以進行實地調(diào)研，下面就以任務書的要求和自己的實際情況編制模具設計的基本過程。(1) 課題調(diào)研、獲取相關的資料，包括：PS塑料工藝分析、成型零件的計算方式、注射機參數(shù)的選擇和注射機的選用。以及國內(nèi)外相關模具設計的能力，并能掌握其中有用的技術，作為設計的依據(jù)。(2) 確定成型工藝規(guī)程，并根據(jù)工藝規(guī)程進行注射模的結(jié)構設計，對模具設計展開有關計算，確定模具設計的方案、總體設計和及其主要零件設計，注射機有關參數(shù)的校核，在設計中要明確模具在實際運用中的使用情況，認真仔細每一個細節(jié)的設計。(3) 繪制模具總

17、裝圖和非標準零件工作圖。1.2 DVD遙控器外殼上半部分塑料模具設計總體方案(1) 畢業(yè)設計的要求 該型號連接接頭的精度為8級，大批量生產(chǎn)。 注射模具的壽命要求50萬件以上；結(jié)構盡量簡潔，工作可靠，安全。 制件具有較復雜且細小的內(nèi)部結(jié)構，要求模具成型時無變形；制件表面光滑，無氣泡及其它缺陷，無飛邊或少飛邊。 分析給定接頭的零件結(jié)構工藝性，繪制零件工作圖，用PRO-E軟件繪制實體模型。 進行連接接頭注射模的結(jié)構設計，完成總裝圖與零件圖的繪制。進行相關的理論計算，如模具成型壓力，塑件成型收縮等。 根據(jù)連接接頭的相關參數(shù)，選擇合適型號的注射機，并進行校核。（2）設計總體方案根據(jù)設計要求，為了提高生產(chǎn)

18、效率，保證塑件的成型質(zhì)量，理想的模具設計結(jié)構要滿足塑件成型工藝技術要求和生產(chǎn)經(jīng)濟性能要求，技術要求是要保證塑料制品的幾何形狀、尺寸公差及表面粗糙度；生產(chǎn)經(jīng)濟性能要求是要使生產(chǎn)的成本低，生產(chǎn)效率高，模具壽命長，操作簡單、安全、方便。設計采用雙分形面結(jié)構，由于零件有螺紋和內(nèi)孔，因此采用側(cè)向抽芯機構，設置兩個側(cè)向型芯。塑件表面有精度要求，以及塑件為圓形，厚度較小，在脫模是容易產(chǎn)生變形，所以設置推桿推出機構時，采用的推桿盡可能的大，并且要求推桿的布置力求均勻，并保證塑件在推出過程中不發(fā)生變形。型腔的設計采用鑲嵌式組合型腔，上下模共采用2個型芯嵌在固定板上，同時下模型腔與之對應，然后型芯與鑲塊配合再鑲嵌

19、在固定板上。使設計結(jié)構簡單，裝配方便。設計中零件盡量采用標準件，以便減少加工工序和加工成本。具體模具總裝圖見附錄。為了更好的設計出輸液泵連接頭注射模，本論文將進一步對設計進行分析說明，以下是設計的具體步驟：零件的工藝分析模具結(jié)構設計裝配圖和零件圖的繪制模具的裝配模具的注塑缺陷分析2 注射?？尚行苑治?.1 注射模設計的特點塑料注射模塑能一次性地成型形狀復雜、尺寸精確或嵌件的塑料制品。在注射模設計時。必須充分注意以下三個特點：（1）塑料熔體大多屬于假塑料液體，能剪切變稀。它的流動性依賴于物料品種、剪切速率、溫度和壓力。因此須按其流變特性來設計澆注系統(tǒng)，并校驗型腔壓力及鎖模力。（2）視注射模為承受

20、很高型腔壓力的耐壓容器。應在正確估算模具型腔壓力的基礎上，進行模具的結(jié)構設計。為保證模具的閉合、成型、開模、脫模和側(cè)抽芯的可靠進行，模具零件和塑件的剛度與強度等力學問題必須充分考慮。（3）在整個成型周期中，塑件模具環(huán)境組成了一個動態(tài)的熱平衡系統(tǒng)。將塑件和金屬模的傳熱學原理應用于模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計，以確保制品質(zhì)量和最佳經(jīng)濟指標的實現(xiàn)。2.2 注射模組成注射?？煞譃閯幽：投纱蟛考Ｗ⑸涑淠r動模和定模閉合，構成型腔和澆注系統(tǒng)；開模時動模和動模分離，取出制件。定模安裝在注射機的固定板上，動模則安裝在注射機的移動模板上。根據(jù)模具上各個零件的不同功能，可由一下個系統(tǒng)或機構組成。（1） 成型零件

21、 指構成型腔，直接與熔體相接觸并成型塑料制件的零件。通常有凸模、型芯、成型桿、凹模、成型環(huán)、鑲件等零件。在動模和動模閉合后，成型零件確定了塑件的內(nèi)部和外部輪廓尺寸。（2） 澆注系統(tǒng)將塑料熔體由注射機噴嘴引向型腔的流道稱為澆注系統(tǒng)，由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。（3）導向與定位機構為確保動模與定模閉合時，能準確導向和定位對中，通常分別在動模和定模上設置導柱和導套。深腔注射模還須在主分型面上設置錐面定位，有時為保證脫模機構的準確運動和復位，也設置導向零件。（4）脫模機構是指兒子開模過程的后期，將塑件從模具中脫出的機構。（5）側(cè)向分型抽芯機構帶有側(cè)凹或側(cè)孔的塑件，在被脫出模具之間，必須先進行側(cè)

22、向分型或拔出側(cè)向凸?；虺槌鰝?cè)型芯。（6）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)為了滿足注射工藝對模具溫度的要求，模具設有冷卻或加熱額的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。模具冷卻，一般在模板內(nèi)開設冷卻水道，加熱則在模具內(nèi)或周邊安裝點加熱元件，有的注射模須配備模溫自動調(diào)節(jié)裝置。（7）排氣系統(tǒng)為了在注射充模過程中將型腔內(nèi)原有氣體排出，常在分型面處開設排氣槽。小型腔的排氣量不大，可直接利用分型面排氣，也可利用模具的頂桿或型芯與配合孔之間間隙排氣。大型注射模須預先設置專用排氣槽。2.3 注射性能分析（1） 注射成型工藝的可行性分析：本塑件形狀復雜，壁厚不均，尺寸精度要求較高，而且有較高的表面質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性的要求，因此對模具和設備的要求也較高。而注

23、射成型方法有如下幾個優(yōu)點： 形狀：幾乎沒有復雜性限制，容許模具內(nèi)有不同塑料的成型型腔； 尺寸：塑件可小到不足1克，大到幾十千克，沒有限制； 材料：在一定溫度范圍內(nèi)具有適宜流動性的熱塑性塑料； 精度：可注射高精度的塑件，有較好表面質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性； 生產(chǎn)率：中等，循環(huán)時間主要由塑件壁厚決定，最短可在十幾秒內(nèi)，可增加每模的型腔數(shù)來提高生產(chǎn)率。由以上塑件的特點和注射成型工藝的優(yōu)點，分析可知：該塑件適合于采用注射成型方法。（2） 表面粗糙度：由塑件外觀可知，塑件的外表面要求較高，因此其表面粗糙度取Ra0.4mm，而其內(nèi)表面由于是復讀機的內(nèi)部，為顧客視線所不及，故不影響其外觀視覺質(zhì)量，從簡化加工工藝和節(jié)

24、約加工成本的角度考慮，其內(nèi)表面選用的表面粗糙度為Ra0.8mm。一般情況下，模具粗糙度低于塑件12個等級，故取型腔表面粗糙度為Ra0.2um，而型芯表面粗糙度為Ra0.4um。（3）尺寸精度：按SJ13721978標準，塑料件尺寸精度分為8級。本塑件所用材料為聚苯乙烯（PS）,由此查塑料模具設計手冊可知，本塑件宜選用4級精度。零件具體尺寸及其公差值可詳見零件圖。塑件尺寸精度于模具的制造精度密切相關，尤以小型精密塑件為甚。從模具制造精度對塑件精度的影響可知，模具制造允許誤差和塑件尺寸公差之間具有對應的關系，由塑件零件圖可得，模具精度等級為IT8。（4） 脫模斜度：該塑件采用的塑料是PS，而PS的

25、成型收縮率較小（0.2-0.6%），而且塑件較復雜，對型芯的包緊面積也較大，所以應取較大的脫模斜度。為保證壁厚的均勻一致，因此取塑料件的內(nèi)外表面的脫模斜度一致。再由零件設計圖紙要求可知10。（5） 壁厚：由圖紙可知，該塑件有許多中不同的壁厚，如2mm、1.5mm、1mm、0.8mm等。壁厚不均勻，這就造成塑料熔體的充模速率和冷卻收縮不均勻，并由此產(chǎn)生許多質(zhì)量問題。如凹陷、真空包、翹曲、甚至開裂。為防止此類現(xiàn)象出現(xiàn)，這就要求防止出現(xiàn)突變與截面厚薄懸殊的設計，故我在壁厚不同處采取過渡設計，例如：采用圓弧過渡等措施。（6）加強筋：由圖紙要求可知，該塑件設機了很多加強筋，加強筋的尺寸為頂部0.7mm，

26、根部為0.8mm。這對提高塑料件的抗彎強度，減小塑料件的翹曲變形，提高抗蠕變和抗沖擊性能有好處，同時，加強筋的添加改善了塑料熔體的充模流動或者是縮短了流程或增加了流程的截面。（7）圓角：從塑件可知，該塑件內(nèi)外表面的轉(zhuǎn)折處加強筋的根部等處都設計了圓角。其采用圓角不僅降低了應力集中系數(shù)，提高了抗沖擊、抗疲勞能力，而且改善了塑料熔體的流動充模性能，減少了流動阻力。降低了局部的殘余應力，防止開裂和翹曲，也使塑料件外形流暢美觀。而且成型模具型腔也有了對應的圓角，提高了成型零件的強度。（8）質(zhì)量和體積：由天平可稱出該塑件的質(zhì)量約為30g再由公式30/1.25=24 cm3，由此可知，該塑件屬于小型塑件。2

27、.4 材料選擇2.4.1塑料介紹塑料（Plastics)是以有機高分子化合物為基礎，加入若干其他材料（添加劑）制成的固體材料。塑料的優(yōu)點：塑料的強度較小，有較高的比強度。塑料還具有較高的電絕緣和熱絕緣性，良好的耐磨性和耐腐蝕性，以及優(yōu)異的成型工藝性。塑料的缺點：強度，硬度較底，易老化等。2.4.2分析塑料零件材料該塑件為DVD遙控器外殼的上半部分，有以下特點：（1）它所處的工作環(huán)境好，處于室溫下，不承受沖擊載荷，也不處于酸、堿、鹽性環(huán)境中； （2）產(chǎn)量大，用于一般的日常生活中，故要求此塑件材料質(zhì)優(yōu)而價廉，且對人體不產(chǎn)生任何毒副作用。（3）內(nèi)部結(jié)構復雜成型較困難。（4）要求要有較美麗的外觀。因此

28、我初步選擇采用通用塑料。通用塑料分為聚乙烯（PE）、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）等品種，多用于一般工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活之中，具有價格低等特點。聚乙烯PE：是由乙烯單體聚合而成的。特點：采用不同的聚合條件可得到不同性質(zhì)的聚合物：有高壓PE、中壓PE、低壓PE三種。高壓PE：由于有較低的密度、相對分子質(zhì)量、結(jié)晶度，故質(zhì)地柔軟；低壓PE：由于含有較高的相對分子質(zhì)量、密度、結(jié)晶度，故質(zhì)地堅硬，耐寒性能良好，在70時還保持柔軟，化學穩(wěn)定性很高，能耐酸、堿及有機溶劑，吸水性極小有跟突出的電氣性能和良好的耐輻射性等。缺點：是力學強度不高，熱變形溫度很低，故不能承受較高的載荷和不能在較

29、高的溫度下正常工作。聚氯乙烯PVC：是由乙炔氣體與氯化氫合成氯乙烯單體，然后在聚合成聚氯乙烯。特點：可分為硬質(zhì)PVC和軟質(zhì)PVC。硬質(zhì)PVC:力學強度高，電氣性能優(yōu)良，耐酸、堿的抵抗力極強，化學穩(wěn)定性很好。缺點：是軟化點低，機械強度高。其可在1560時使用。有質(zhì)輕、隔熱、隔音、防震等特點，而且強度低、易老化、延伸率高。聚丙烯PP：特點：聚丙烯的主要特點是相對密度小，約為0.9。它的力學性能如屈服強度、拉伸強度、壓縮強度、硬度等，均優(yōu)于低壓PE。并有很突出的剛性，耐水行較好，可在100以上使用，若不受外力，則溫度升到150也不變形。基本上不吸水，并且有較好的化學穩(wěn)定性，除對濃硫酸、濃硝酸外，幾乎

30、都很穩(wěn)定。絕緣性能優(yōu)越，高頻電性能優(yōu)良，而且不受溫度影響，成型容易。對人體不產(chǎn)生毒副作用，可用于藥品及食品的包裝。缺點：耐磨性不夠高，成型收縮率較大，低溫呈脆性，熱變形溫度亦較低。聚苯乙烯PS：聚苯乙烯略早于聚丙烯問世，其原料十分豐富，是目前最廣泛應用的材料之一。聚苯乙烯的密度為1.041.16g/cm3 ,比聚氯乙烯小而大于聚丙烯和聚乙烯。聚苯乙烯遇火會自燃。聚苯乙烯的主鏈上有結(jié)構龐大的苯環(huán)，故柔順性差，質(zhì)地脆硬，抗沖擊性能差，敲打時發(fā)出類似金屬的響聲。機械強度低于硬質(zhì)聚氯乙烯，尤其是相對分子量較小的品種強度更差，聚苯乙烯屬于非結(jié)晶型聚合物。聚苯乙烯具有良好的可塑流動性和較小的成型收縮率，是

31、成型工藝最好的塑料品種之一，容易制造形狀復雜的制品。聚苯乙烯無色透明，透光性僅次于有機玻璃，容易著色，常用于制造要求透明或顏色鮮艷的制品。聚苯乙烯具有很小的吸水率，在潮濕的環(huán)境中尺寸變化很小，適用于制造要求尺寸穩(wěn)定的制品，如儀表儀器殼體等。聚苯乙烯具有優(yōu)良的電絕緣性能，尤其是在高頻條件下的介電損耗仍然很小，是優(yōu)良的高頻絕緣材料。聚苯乙烯的主要缺點是脆性大，形狀復雜的制品成型后存在較大的內(nèi)應力時，常會在使用中自行開裂。為改善聚苯乙烯的脆性，加入少量的聚丁烯可明顯降低脆性，提高沖擊韌性。這種塑料稱為高沖擊聚苯乙烯。2.4.3塑件材料選擇由以上四種通用塑料的性能分析可知：我的塑件DVD遙控器外殼的材

32、料宜采用聚苯乙烯（PS）。以下是聚苯乙烯塑料的技術數(shù)據(jù)：（1）成型特點： 無定形料，吸濕性小，不易分解，性脆易裂，熱膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生內(nèi)應力； 流動性好，溢邊值0.03mm左右，應防止飛邊； 塑件壁厚應均勻，不易有嵌件，（如有嵌件應先預熱），缺口，尖角各面應圓弧連接； 可用螺桿式或柱塞式注射機加工，噴嘴可以選用直通式或自鎖式； 易采用高料溫，低模具溫度，低注射壓力延長注射時間有利于降低內(nèi)應力，防止縮孔，變形（尤其對厚壁塑件）但料溫高易出銀絲，料溫低或脫模劑多則透明性較差； 可以采用各種形式的澆口，澆口于塑件應圓弧連接，防止去除澆口時損壞塑件，脫模斜度易取2以上，頂出均勻，以防止脫模不良而發(fā)生開

33、裂（2）物理性能：密度g/cm3 比體積cm3/g吸水率透光率%摩擦系數(shù)24h 長時間PS鋼（無潤滑）PS銅（有潤滑）%1.041.061.101.110.010.03浸水18天0.05透明0.340.16（3）熱性能：玻璃化溫度 熔點熔融指數(shù)MFI g/10min維卡針入度 熱變形溫度45N/2180N/2100105170176230負荷21NØ2.092.038.691401501021155657線膨脹系數(shù)105/計算收縮率比熱容J/(kg.k)熱導率w/(m.k)燃燒性cm/min9.80.60.819300.118緩慢（4）力學性能：屈服強度Mpa抗彎強度Mpa斷裂伸長率

34、%彎曲彈性模量 Gpa抗壓強度Mpa沖擊韌度 KI/m2布氏硬度HBS無缺口缺口3767>2001.4556783.44.88.65 R9.510.5（5）電氣性能：電阻率·m擊穿電壓kv/介電常數(shù)介電損耗角正切耐電弧性s>1014302.02.60.001125185（6）成形條件：注射機類型密度g/cm3計算收縮率%預熱溫度 時間 h柱塞式1.21.330.10.260752料桶溫度 噴嘴溫度模具溫度注射壓力Mpa后段中段前段140160-170190326560110成型時間s螺桿轉(zhuǎn)速r/min適用注射機類型注射時間（秒）高壓時間冷卻時間總周/p>

35、012048螺桿、注塞均可后處理方法紅外線鼓風烘箱溫度（）70時間（H）243 擬定模具結(jié)構形式3.1 型腔數(shù)目的決定注射模的型腔數(shù)目，可以是一模一腔，每一次注射生產(chǎn)一個塑件，也可以是多腔，每一次注射生產(chǎn)多個塑件。每一副模具中，型腔數(shù)目的多少與下列條件有關系。（1） 塑件尺寸精度型腔數(shù)目越多時，精度也相對地降低。這不僅由于型腔加工精度的參差，也由于熔體在模具內(nèi)的流動不均所致。按照SJ137278標準中規(guī)定的1、2級超精密級塑件，只能一模一腔，當尺寸數(shù)目少（形狀簡單）可以是一模二腔。3、4級的精密級的精密塑料件，最多是一模四腔。（2） 模具制造成本多腔模的制造成本高于單腔模，但非簡單的倍數(shù)比。四

36、腔模并非單腔模的四倍。因此，從塑件成本中所占模費比例來看，多腔模比單腔模要低。（3） 注塑成型的生產(chǎn)效益多腔模從表面上看，比單腔模經(jīng)濟效益高，但是多腔模所使用的注射機大，每一注射循環(huán)期長而維修費用高，所以要從最經(jīng)濟的條件上考慮一模的腔數(shù)。（4） 制造難度 多腔模的制造難度比單腔模大。當其中一腔先損壞（或磨損超差）時，應立即停機維修，影響生產(chǎn)。綜合以上幾個方面綜合考慮，我的設計采用一模兩腔結(jié)構形式。就精度而言，我的塑件屬于四級精度，它可以使用一模四腔；但從模具制造成本以及模具成型的生產(chǎn)效益來看，他比單型腔模具降低了生產(chǎn)成本提高了生產(chǎn)效率；而且塑件的注射量比較小；但從制造難度來講，這套模具的型腔十

37、分復雜已經(jīng)很難加工，必須采用較多的鑲塊才能實現(xiàn)，如果型腔過多，就會影響各個鑲塊之間的裝配關系，造成塑件成型困難，尺寸精度以及表面粗糙度難以保證。而一模兩腔恰好解決了這一問題，不僅使得模具有了較好的精度，而且便于加工，便于注塑，適應了現(xiàn)代化大規(guī)模高效率生產(chǎn)高精密零件的要求。3.2 分模面的選擇分模面為定模與動模的分界面。用于取出塑料件或澆注系統(tǒng)凝料的面。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成形的先決條件。選擇分型面時，應從以下幾個方面考慮：（1） 使塑件在開模后留在動模上；（2） 分型面的痕跡不影響塑件的外觀；（3） 澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排；（4） 使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上；（5）

38、使塑件易于脫模。由于本塑件的結(jié)構形狀較為特殊，根據(jù)選擇分模面時，應遵守以上的原則。再綜合我的塑件形狀的考慮，以及模具整體設計、制造、加工的要求，我選擇采用平面分型面，如圖3.1所示 圖3.1 分形面選擇圖 這是PRO/E分模時作的單面分模面，由于上表面要求較高，必須要求塑件留在動模一側(cè)。這樣的分型面設計有以下的特點：第一、 這樣的設計保證了分模時塑件留在動模一側(cè)；第二、 分型面的痕跡會在塑件的下邊緣一圈，保證不會影響 外觀質(zhì)量；第三、 這樣的設計使得推桿比較好布置，比較容易推出塑件； 第四、 使得脫模變的容易；第五、 這樣的設計也迫使設計必須使用潛伏式澆口等不影響外觀質(zhì)量的特 殊澆口；4 注射

39、機型號的確定在模具設計時，根據(jù)產(chǎn)品幾何尺寸及模具結(jié)構特點，盡可能選用適合的注塑機以充分發(fā)揮設備的內(nèi)在能力。4.1 鎖模力計算鎖模力是指注射機構在工作中對模具所能施加的最大夾緊力。鎖模力與注射容量全面地反映了設備的主要特征和加工能力。在實際注射成型中，由于制品形狀不同，所采用樹脂品種不同，注射工藝條件及模具結(jié)構不同，所需要的合模力大小也各不相同。因此，在選用注射機時,要對其合模力進行計算。通常，可采用下列公式進行： (4.1-1)式中: -注射機最大合模力(MN);-型腔個數(shù);-成型時模腔平均壓力（MPa）;-塑件在開模方向的最大投影面積(m2)-澆注系統(tǒng)在開模方向的最大投影面積(m2)從前面可

40、知: =2采用PRO/E測得澆注統(tǒng)以及塑件在開模方向上的投影面積為0.025所以： =2×40×0.025 =2 MN=2000KN4.2 注射容量計算注射機的理論注量，指在對空注射時能完成一次注射熔料的體積量(cm3).模具安裝后，對模腔注射容量的計算,可以制件產(chǎn)品為主,計算其體積量，然后確認總體積注射量，從而可得: (cm3) (4.1-2)式中： -注射機額定注射量(cm3)；-單個塑件的容積量(cm3)； -澆注系統(tǒng)和飛邊所需要的容積量(cm3)； -型腔數(shù)。其中： =24cm3 =3cm3 所以： =2×(24+3)=54cm34.3 注射機的選用根據(jù)塑

41、料模具設計手冊附表8(P392)，由以上所取得的數(shù)據(jù)F和V可知，可選用型號為 G54-S-200/400的注射機可。XS-ZY-125注射機的技術規(guī)范及特性如下：螺桿直徑(mm)： 55最大理論注射容量(cm3)： 200400注射壓力(MPa)： 109注射行程： 160鎖模力(KN)： 2540最大注射面積(cm2)： 645最大模具厚度H(mm)： 406最小模具厚度H1(mm)： 165最大和穆行程： 260模板最大距離L0(mm)： 800模板行程L1(mm)： 400噴嘴圓弧半徑R(mm)： SR18噴嘴孔徑d(mm)： 4噴嘴移動距離(mm)： 210推出形式： 中間推出和模方式

42、： 液壓-機械螺桿轉(zhuǎn)速： 16、28、48機器外型尺寸： 4700X1000X1815其他： 總力280KN,開模力8T,頂桿最大距離190mm5 澆注系統(tǒng)和排氣的設計5.1 澆注系統(tǒng)的設計原則（1）澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上，應有壓降、流量和溫度分布的均衡布置；（2）盡量縮短流程，以降低壓力損失，縮短充模時間；（3）澆口位置的選擇，應避免產(chǎn)生湍流和渦流，及噴射和蛇行流動，并有利于排氣和補縮；（4）避免高壓熔體對型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移。（5）澆注系統(tǒng)凝料脫出方便可靠，易與塑件分離或切除整修容易，且外觀無損傷；（6）熔合縫位置必須合理安排，必要時配置冷料井或溢料槽；盡量減少澆注系統(tǒng)

43、的用料量；（7）澆注系統(tǒng)應達到所需精度和粗糙度，其中澆口必須有IT8以上精度。5.2 澆注系統(tǒng)布置在多腔模中，分流道的布置有平衡式和非平衡式兩類，一般以平衡式為宜。本次設計采用的是對角式布置，充分利用了它質(zhì)量好，一致性好等優(yōu)點。5.3 流道系統(tǒng)設計流道系統(tǒng)設計包括主流道、分流道和冷料井及其結(jié)構設計。5.3.1主流道直澆口式主流道呈截錐體，見圖5-1。主流道入口直徑d應大于注射機噴嘴直徑1mm左右。這樣便于兩者能同軸對準，也使得主流道凝料能順利脫出。所以： d =4+1=5mm主流道入口的凹坑球面半徑R，應該大于注射機噴嘴球頭半徑約23mm。反之，兩者不能很好貼和，會讓塑料熔體反噴，出現(xiàn)溢邊致使

44、脫模困難。故：R=12+（23）=（1415）mm取R=15mm錐孔壁粗糙度Ra0.8m。主流道的錐角=2°4°。過大的錐角會產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣。過小錐角使凝料脫模困難，還會使充模時流動阻力大，比表面增大，熱量損耗大。主流道的出口端應該有較大圓角 其中， D可用經(jīng)驗公式求出：D= (5.3-1)其中， V-流經(jīng)主流道的熔體體積（cm3）；K-因熔體材料而異的常數(shù)，取K=1.2；所以， D= = 8mm所以， r= = =1 mm主流道的比表面S為：S= = =0.58 (5.3-2) 主流道的長度是L，一般按模板厚度確定。但為了減小充模時壓力降和減少物料損耗，以短為好

45、。小模具控制在50mm之內(nèi)。初步確定：L=50mmH= R= ×15=6mm5.3.2分流道截面形狀 (1)分流道的截面形狀有圓形、半圓形、矩形、梯形、V形等多種。其中圓形截面最理想，使用越來越多。本次設計采用單面圓形截面，形狀如圖5.1所示。圖5.1 分流道截面圖分流道的尺寸參考文獻2實用模具設計與制造手冊。（2）流道剪切速率的校核 = 由課本塑料制品與模具設計中表3.3-5可知，注射時間為t=2.0s故： Q= = =20.4 cm3/s = = 1275=12.75x1025×102符合要求。5.3.3 冷料井及拉料桿冷料井有兩種，一種是純?yōu)椤安蹲健被蛸A存冷料之用；另

46、一種是還兼有拉或頂出凝料功用。 拉料桿冷料井可分為頂出桿成型的“拉頂”冷料井、拉料桿成型的“拉料”冷料井和凹坑拉料冷料井。在本次設計中，我們采用圓形頭頂出桿成型的“拉頂”冷料井。它具有“拉頂”動作可靠的優(yōu)點。形狀如圖5.2所示：圖5.2 圓頭冷料拉桿5.4 澆口設計澆口是塑料熔體進入型腔的閥門，對塑件質(zhì)量具有決定性的影響。因而澆口類型與尺寸、澆口位置與數(shù)量便成為澆注系統(tǒng)設計中的關鍵。5.4.1澆口類型的選用澆口是塑料熔體進入型腔的閥門，對塑料件質(zhì)量具有決定性的影響，因而澆口類型與尺寸、澆口位置與數(shù)量便成為澆注系統(tǒng)設計中的關鍵。澆口有多種類型，如直澆口、側(cè)澆口、點澆口、重疊式澆口、扇形澆口、潛伏

47、式澆口等。直接澆口雖然有如以等流程充模、澆注系統(tǒng)流程短、壓力損失和熱烈散失小，且有利于補縮和排氣等優(yōu)點，但是，塑件上殘留痕跡較大，切除困難。重疊式澆口多用于大型腔。扇形澆口適合于大面積薄壁塑件。點澆口必須采用雙分型面的模具結(jié)構；澆口位置可以自由選擇，不受限制。剪切速率高，能使流程比增大；澆口必須用三板模切斷；潛伏式澆口是點澆口在特殊場合下的一種應用形式。但可以在脫模時自動拖斷；它可以隱藏在外表不露出的部位，使?jié)部诤圹E不外漏。但加工比較空難，容易磨損。側(cè)澆口也稱為邊緣澆口，由于它開設在主分型面上，截面形狀易于加工和調(diào)整。多型腔模具常采用側(cè)澆口，可設計成兩板模。綜合我的塑件，是比較容易流動的聚苯乙

48、烯，而且零件外表面要求較高；潛伏式澆口也稱為隧道澆口或剪切澆口，它從分型面的一側(cè)沿斜向進入行腔。這樣在開模時，不僅能自動切斷澆口，而且其位置也可以設置在制品的側(cè)面、端面和背面等各個隱蔽處，使制件外表無澆口的痕跡。它的截面形狀如下圖5.3所示：圖5.3 潛伏澆口5.4.2 澆口尺寸計算潛伏式澆口的幾個尺寸中，以深度h最為重要。H控制了澆口暢通開放時間和補縮作用。澆口寬度W的大小控制了熔體充模流量。澆口長度L，只要結(jié)構強度允許，以短為好，一般選用L=0.51.5mm。澆口深度有經(jīng)驗公式： (5.4-1) 式中， -潛伏式澆口寬度(mm)，中小型塑件通常用=0.52mm，大約為制品最大壁厚的 ； -

49、塑件壁厚(mm)；-塑件材料系數(shù)，取=0.6。故： 澆口的經(jīng)驗公式：d= (5.4-2)式中， d-澆口直徑； -型腔表面積(cm2)；-塑料材料系數(shù)；取=0.6。 (5.4-3) = ×3.14×632+4×(15×18)+2×(2×3.14×5×13)=3115.665+1080+816.45012 cm2所以： W= = 1.4mm最后，須用流經(jīng)側(cè)澆口熔體剪切速率= 104進行校核。又知充模注射時間為 t=1.6s，故： Q= = =25.5 cm3/s= = =33730=3.373×104104

50、符合要求。5.5 澆注系統(tǒng)的平衡 本次設計分流道的布置采取的是平衡式布置，從主流道末端到各型腔餓分流，其長度、斷面形狀和尺寸都對應相等，各型腔受力相同，不需采取平衡計算 。5.6 排氣系統(tǒng)的設計從某種角度而言，注塑模具也是一種置換裝置。即塑料熔體注入模腔的同時，必須置換出型腔內(nèi)的空氣和從物料中溢出的揮發(fā)性氣體。排氣系統(tǒng)是注塑模具設計的重要組成部分。（1） 利用分型面排氣是最簡單的方法，排氣效果與分型面的接觸精度有關。（2） 利用頂桿與孔的間隙排氣，必要時可對頂桿作些排氣的結(jié)構措施；（3） 利用球狀合金顆粒燒結(jié)塊滲導排氣，燒結(jié)塊應有足夠的承壓能力，設置在塑件隱蔽處，并需要開設排氣通道；（4） 在

51、熔合縫位置開設冷料井，在儲存冷料前也滯留了不少氣體；（5） 可靠有效的方法是在分型面上開設專用的排氣槽，尤其上大型注塑模具必須如此；（6） 對于大型的模具，也可以利用鑲拼的成型零件的縫隙排氣。由于我的設計將采用大量的鑲件以保證模具具有良好的加工、維修性能；采用了大量的頂針以實現(xiàn)模具對塑件的均勻頂出，使得塑件不會因為應力不均勻而斷裂或留下痕跡；采用了斜滑頂桿和側(cè)抽芯滑塊來實現(xiàn)塑件的抽芯。這些結(jié)構都的存在著間隙，可以利用這些間隙實現(xiàn)派氣的功能，而不用設計另外的排氣結(jié)構。另外，為了在分型面良好的排氣，可以在動模鑲塊1與定模鑲塊1結(jié)合的同時，將動模板的厚度減少1mm，從而加強了分型面的排氣功能，如圖5

52、.4所示： 圖5.4 排氣縫隙6 成型零件設計模具閉合時，成型零件構成了成型塑料制品的型腔。成型零件主要包括凹模、凸模、型芯、鑲拼件、各種成型桿與成型環(huán)。成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力。作為高壓容器，它的強度和剛度必須在容許值之內(nèi)。成型零件的結(jié)構、材料和熱處理的選擇及加工工藝性，是影響模具工作壽命的主要因素。6.1 成型零件結(jié)構設計成型零件的結(jié)構設計，當然以成型符合質(zhì)量要求的塑料制品為前提，但必須考慮金屬零件的加工性及模具制造成本。成型零件成本高于模架的價格，隨著型腔的復雜程度、精度等級和壽命要求的提高而增加。6.1.1 定模結(jié)構設計定模是成型塑件外表面的成型零件。定模的基本結(jié)構可分為整體式、整體潛入式和組合式。根據(jù)本次設計的塑料的特點，采用組合式定模。定模的形狀如下各圖所示。（1）定模板：圖6.1 定模板定模板設計如圖6.1所示，其中一位置是用來放制定位定模鑲塊的鍥型鎖緊塊，他與模板垂直的方向有一定的斜度