畢業(yè)設計（論文）-手機殼注塑模具設計說明書

[3]。4.5拉料桿設計拉料桿我們通常也叫它做水口拉桿，塑料模具在做注塑成型以后，主流道依然是留在模具的澆口套中，這個時候如果不設置一個拉桿或者多個拉桿，主流道就不能和澆口套順利的脫離，所以注塑模具中必須要設計拉料桿，在這次的模具設計中，我選用的是Z型拉料桿。具體的結構設計如圖3-5所示。圖4-6Z型拉料桿結構示意圖4.6成型零部件的設計4.6.1成型零部件工作尺寸的計算（1）主型芯參數(shù)的確定①型芯徑向尺寸主要形心徑直方向應按下面的式子驗算：式中——塑料模具型芯基本數(shù)據(jù)尺寸；——塑件內(nèi)形基本尺寸；——塑料平均收縮率，0.5%；——修正系數(shù)，??；——塑件尺寸公差；——型芯制造公差，取。主要形心的軸向尺寸主要形心向心軸進行下面的式子進行驗算：(4.3)式中——型芯基本尺寸；——塑件內(nèi)形基本尺寸；塑料平均收縮率,0.5%；——修正系數(shù),；——塑件尺寸公差； ——型芯制造公差，取。查表可知，ABS的收縮率為0.5%，根據(jù)精度等級選用，采用5級塑件主要尺寸的公差要求：1.注塑模具的凹模內(nèi)形基本尺寸：式中：塑料零件外徑的基本尺寸（mm），即塑料零件的實際尺寸；塑件(mm)外徑的基本尺寸,即塑件的實際形狀尺寸。；K塑性收縮率（%），我們?nèi)?.5%；；是塑料零件的公差,ABS塑料件一般精度等級為4級。；所以塑件尺寸140mm,68.4mm型腔成型計算尺寸如下：塑件尺寸8.1mm型腔深度的尺寸計算：2.型芯件的尺寸計算：所以塑件尺寸138mm,66.4mm型芯成型計算尺寸如下：公式中：Δ前面的系數(shù)可取在1/2～3/4之間所以型芯高度工作尺寸7.1mm計算如下：式中：Δ前的系數(shù)可取在1/2～2/3之間。圖4-7型芯示意圖（1）型腔參數(shù)的確定結構計算示意如圖4-8所示：圖4-8型腔示意圖經(jīng)過上面的分析可以看出，模具的成型零件設計好壞對零件成型質(zhì)量影響有很大的規(guī)律，當然除了這個因素以外，注塑壓力保壓這些因素也一樣很重要，因此,沒有絕對的數(shù)值和一個非常完美的因素符合所有的條件,但盡量使塑料件達到最好的質(zhì)量，要讓零件達到一個高精度、壽命長的效果。所以,在注塑的過程中,主要考慮上面的兩個方面以及主要因素。4.7脫模機構選用脫模機構的設計準則：1.確保制件在脫出時不會產(chǎn)生對外觀造成傷害性的擦傷、刮花；2.可以嘗試刪除動態(tài)模型中的塑料部件。3.確保使用時精確、活動良好、安全可靠、不卡阻，還要保證脫模機構本身應具有足夠的剛度、強度和耐磨性:因為零件是比較深及比較軟，所以和模腔需要0.02mm左右間隔，以避免塑性變形，可用于頂出零件。4.7.1推出零件尺寸的確定此模具采用推桿進行零件的脫下，就只需要校算推出桿的直徑和頂出力就行了。依照推出桿的常規(guī)式子和結合實習經(jīng)驗，得出推出桿徑直為9支6的圓柱直推桿，推桿設計在零件的內(nèi)頂面。本模具的推出機構如下4-9所示：圖4-9零件推出機構示意圖4.8調(diào)溫系統(tǒng)4.8.1調(diào)溫系統(tǒng)的重要性模具溫度對塑料制件的質(zhì)量及生產(chǎn)效率有極大的影響：改善成形性成型收縮率塑件變形尺寸穩(wěn)定性力學性能外觀質(zhì)量4.9調(diào)溫系統(tǒng)設計4.9.1每個限定的時效內(nèi)模腔總的熱值量（Q（kJ/h））式中——每小時注射次數(shù)；——每次塑料的注射量，kg；——單位熱流量，。成型周期的設計=3600/20=180mm；這里制件的重量和澆口注道，查文獻[1]第222頁圖10-2，取=160.8==3568.7952這個水壓比普通的力小很多，所以本方式安全可用。故本設計選取8MM冷卻水道直徑。圖4-11型芯冷卻回路三維圖4.10導向機構導向機構的作用，主要確保模具的動模和模具定模以及部件之間關系是相互的，在設計導向時還需要對它的精密度、定位置和導方向作用進行研究。模具的導向一般是包含了導正向錐和導正向銷這兩個方式，正向錐的定正位精密度需要精度高，具有非常夠力的剛強度、耐磨性能。4.10.1成型部分的導向本設計中，成型壓力下的塑料件的尺寸可以使模芯及模腔漲開錯位，而型腔是比較深的，精度要求都要求比較高，所以采用正向錐。此種設計還能提高模具的剛性。正向錐是成型部件特定結構的一部分，一般設計錐角為5度、高度大于15mm，兩錐形表面需要淬火。4.10.2推出機構的導向復位桿的作用主要是導向和復位，模具設計了復位桿是要確保推桿的精度，并在同一時間，使復位桿運動不偏離預定的路徑，四個導向桿是通過在模架配合加工，這樣確保導向精密準確，其安裝形式如圖4-12所示。圖4-12推出機構導向示意圖4.11排氣系統(tǒng)排氣方式很多：利用分型面排通困氣；使用模芯與模具定位板的裝配間隙來排通困氣；使用推桿或模芯側孔的裝配間隙來排通困氣；開設排氣槽間隙來排通困氣。零件在成型過程中，在澆注系統(tǒng)和澆口處可能存在氣體。塑膠原料中也含有一定的水分，塑料受到高溫熔化時內(nèi)部的水分也會蒸發(fā)形成一種氣體，在加熱時水分從熔體中不規(guī)則蒸發(fā),熔體分解的氣泡會在零件成型后分布在零件的厚壁中。這樣會讓零件的質(zhì)量和性能下降，因為塑料里面的氣體對充填有的比較大的阻力，為了解決這種困氣問題，通常我們對塑料成型熔體進行填充的時候。需要在模具上開設排氣系統(tǒng)來排氣，一般來說我們經(jīng)常把排氣系統(tǒng)開在分型面處，也可以開設在鑲件處，同樣也能通過推桿的間隔排氣。但需要注意的是排氣槽不能開的太大，如果過大就會使得材料跑出造成毛邊，材料溢料值一般是跟塑料熔體材質(zhì)是有很大的關系，ABS材料的溢料值在0.02-0.04mm，只要我們把排氣槽的深度開在0.04mm以下就行了。4.12側向抽芯機構類型選擇我們這個滑塊設計采用的抽芯方式是斜導柱式抽芯的結構，在模具打開的時候，是由安裝在定模板上的斜導柱來進行推出滑塊，滑塊里可以裝一個彈簧用來輔助抽出時的壓力，滑塊移出的同時將這樣倒扣位也能抽出了，模具在也同樣由合模的同時定模板帶動斜導柱使這樣就能將模具進行閉合，并滑塊在受到壓力時會向外滑動，所以需要設計壓緊塊來壓住滑塊，滑塊的詳細的結構如下圖圖4-13一般抽芯機構結構形式4.12.1抽芯機構相關計算抽芯的類型有手動抽芯、氣動抽芯，還有一種是機動抽芯，下面對抽芯距和抽芯力進行計算。根據(jù)抽芯距的公式為：此公式中,S為在抽芯過程中抽芯機構所要走的距離，H為通過軟件測量出來的理論距離，大小為1.0mm；為了保證抽芯安全要附加2-5mm的安全值，代入進去計算得出抽芯距大小S=3-6mm，本設計取4mm即可滿足要求。4.12.2斜導柱滑塊機構斜導柱滑塊的原理就是開模的時候，斜導柱在定模那里保持不動的一個狀態(tài)，在模具機械開模的時候，動模往后運動，滑塊在沿著斜導柱斜向運動的同時，完成橫向的抽芯運動，塑件在脫模的過程中完成了側抽芯，抽芯分為內(nèi)抽芯和外抽芯。1、在產(chǎn)品側面有孔或者側面凹孔可以采用斜滑塊結構，常在成型面積較大的地方；2、側抽芯的特點就是抽芯與脫模同時動作；3、斜滑塊的角度不能大于30°角。圖4-14滑塊結構示意圖4.13側抽斜推桿設計側向抽芯機構是在內(nèi)部側面需進行抽芯，側向抽芯機構是一個很特殊的機構，本設計根據(jù)結構需要采用斜推桿式側向抽芯機構。而斜推桿機構是一個很有特色的機構，他既能側向分型，也能有很大的輔助推出作用。一些深腔零件脫模，如若用常規(guī)的推桿進行脫模，難以推出的適合，而推出的面積受到大大局限，不妨考慮用斜推桿實現(xiàn)解決推出系統(tǒng)設計。雖然有很大的推出效果，但是通過塑件的摩擦進行推起，對塑件有輕微的傷害，一般不適合薄壁塑件。(1)模具的常用側抽結構。1).根據(jù)抽芯的位置可以分為上行位、下行位和斜推桿；2).根據(jù)驅(qū)動裝置來分的話，分為機動式和液壓式行位機構；本次采用的斜推桿也可以稱為斜頂，如圖為斜推桿的組合方式分別有1.滑座、2.斜桿兩大部分組合而成。而滑座與斜桿的配合形式比較多，多數(shù)分為T槽扣鎖式、7字型勾圖4.15常用內(nèi)側斜桿側抽芯示意圖4.13.1斜推桿側向抽芯機構設計計算我們都可以用一個成型的設計中的開模做用中，我們會使用斜銷與滑塊在產(chǎn)生一個相對設置的運動的方式，這樣可以使得一個滑塊的發(fā)水平方向，我們可以把兩個運動方式都可以展示出來，抽芯的類型有手動抽芯、氣動抽芯，還有一種是機動抽芯，下面對抽芯距和抽芯力進行計算。根據(jù)抽芯距的公式為：此公式中,S為在抽芯過程中抽芯機構所要走的距離，H為通過軟件測量出來的理論距離，大小為1mm；為了保證抽芯，一般斜導柱形式的測抽芯安全要附加2~5mm的安全值，斜推桿形式則為0.5~2mm，代入進去計算得出抽芯距大小X=1+0.5~2=1.5~3mm，因為斜推桿的脫模行程越大，他的傾擺角度就越大，根據(jù)書中提到，斜推桿最大的角度應保證在15度以下，最佳角度為3~9度。本次行程在滿足推出設計后，設置斜推桿角度度數(shù)為8度，通過三角函數(shù)計算和CAD的測量的多方確認下，斜推桿固定于推桿被推起行程為17mm時，斜推桿能行走2.4mm行程。滿足S=1.5~3mm行程需求，本次斜推桿的安裝與組合形式如圖3.8所示，為T槽勾配的方式進行組合，滑軌要求配合達到H8/f9。

圖3.8斜推桿結構和行程距離示意圖

第五章模具的選擇及注塑機校核調(diào)試5.1模具的安裝5.1.1模具的選擇根據(jù)對塑料產(chǎn)品以及模具結構的各種分析以后,確定本模具為單分型面模具,依據(jù)對塑件圖的綜合分析以及確定該注射模具是單分型面的注射模具，GB/T12556.1-12556.22006《塑料注射模中小型模架》選擇里面的CI型的模架。我們?nèi)缓筮€需要按照模具澆注系統(tǒng)與模具開合模動作為依據(jù)選擇合適的注塑模架。本設計中我們所采用的模架是河源龍記金屬公司生產(chǎn)的CI型標準模架，CI型模架是和國標的C型模架屬于同一個系列，我們一般也叫做大水口模架，兩板式模架，它的結構如下圖5.1所示：圖5-1C型模架圖初始圖CI型模具是用兩個模板固定的，動模采用模板,又稱雙板模,大水口模架。適用于點澆口、潛伏澆口、側芯注射模具和斜頂抽芯。可根據(jù)所選模架的基本類型選擇相應模板的厚度和模具的外輪廓,經(jīng)過計算可以知道該模具是一模兩腔的模具：根據(jù)型腔排列布為一模兩腔可量得它的長度是400mm，寬度是140mm，模架的長是L=400+復位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?型腔壁厚550mm模架的寬W=140+復位桿直徑+模具型腔的壁厚300mm據(jù)內(nèi)模芯的尺寸,在計算模具框架的長度和寬度時,需要考慮其他絲杠等零件對模具尺寸的影響,以避免設計中的干擾。所以就取BxL=300x550的模架，塑件的厚度為8.14mm，塑件的大部份膠位都留在定模部分，該模具型腔結構簡易，型芯、型腔的固定是固定總高度的加30-50mm，B板的厚度取80mm，滿足強度要求，A板為70mm，C板為90mm（C的選擇應考慮推出機構的推出距離是否滿足推出的高度）在本設計中,由于使用C3055標準的模具,模腳高度高到90mm，能完全滿足上面的要求。綜上所述所選擇的模架的型號為：5.2注射機基本參數(shù)的校核5.2.1注射量的校核根據(jù)模具行業(yè)內(nèi)的制造成型的經(jīng)驗以及理論，成型機的噴射體積最多為公稱噴射容量的80%的左右，我們按零件的體積計算公式如下（5.1）式中——單個塑件容量，用NX.UG軟件測得11.863；——澆注系統(tǒng)和飛邊的塑料容量，5.2；——腔中的型腔的數(shù)目被確定為2個型腔的數(shù)目和布置；——注射機額定注射量，253。則，故注射量符合要求。5.2.2鎖模力的校核注射成素。如果這一數(shù)漲模溢料這種情況。所以，針對這種情況，必須滿足如下鎖模力的要求：式中n--型腔數(shù)目n=2=9313.03=316.49=2x9313.03+316.49=18942.55注射與塑件和澆注。即：（）P<F式中：其它意義同上根據(jù)教材表5-1,該材料的內(nèi)部壓力通常是20-40mpa,一般產(chǎn)品24-34mpa,精密產(chǎn)品39-44mpa,本設計中塑料熔體對型腔的成型壓力為30mpa。（）P=18942.55x30x1.1x0.001=625.104KN<1600KN故鎖模力符合要求。5.2.3最大注射壓力的校核ABS材料的成型壓力一般在70~120MPa，在選注射機時要考慮注塑壓力設計，本注塑機的注射壓力等級為202mpa。所以能滿足注塑成型要求的壓力。5.3模具外形安尺寸校核注塑模具的定模板和動模板外形尺寸須比注塑機的安裝的尺寸小才能夠被安裝到機器中。除此此外，還要確保動模底板和動模底板的尺寸都要比注塑機安裝板要小。本次設計所選擇的注塑機型號HTF160X/A，4個拉桿的間距為455mmx455mm，注塑機的安裝板板長度為800mm，寬度為650mm。本設計的模具的最大外形尺寸為400x550mm，這幾個重要的數(shù)據(jù)都要比注塑機的安裝尺寸要小，所以能很好的安裝在注塑機上，故校核符合要求。5.4注塑機的開模行的校核在本次的設計中，塑件的頂出行程為40mm，但是為了能確保安全進出我們還要需要增加3~5毫米的安全余量。計算式如下：Hmax=注塑成型機的最大移模距離，420mm；H頂=本次設計零件需要的推出距離，40mm；H塑=澆注系統(tǒng)以及塑料件的總高度，120mm；H安全值=安全余量一般是3-5mm；所以：注塑機的開模行程符合校核要求。5.5模具安裝校核注塑模定模板的面板上面需要安裝一個定位零件，這個零件我們一般叫他做定位環(huán)，這個定位丸的主要作用就是把模具與注塑機安裝孔的配合，定位環(huán)的直徑一般都比安裝孔要小0.2毫米，這樣可以更加方便地講定模板安裝上去，澆注模具頂面的法蘭高度要高于模具的總高度，對于一般的小型模具來說通常會采用8-10mm的高度差設計，對于中大型及以上的模具通常會設計留有10-12mm的高度差，在我們設計的模具中，選擇8-10mm就可以滿足要求，此外法蘭孔的深度要大于法蘭環(huán)（定位環(huán)）。5.6模具總裝圖圖5-2模具裝配圖主視圖圖5-3模具裝配圖俯視圖1）按圖紙要求檢驗各裝配零件。2）加工定模板1的外形3）鏜線切割用穿線孔依精修改過的模具形態(tài)，得出模腔現(xiàn)實中的中點和尺寸，車間機加工師傅畫線，鉆制穿線絲孔φ5mm。銑加式制定平整臺上面的尺寸φ8mm。4）螺紋孔8mm為標準腔安裝孔直徑線切割。加工肩徑厚度5mm。5)在模具面板上,定位環(huán)孔的直徑為99.8mm,定位環(huán)是與注射機的安裝板固定的。安裝板上也一個安裝孔，安裝孔上也有一定的間隔,安裝時由刻度盤校正，當調(diào)整正確位置時，所有的模板都在注射機的壓力中心上了。6）在型腔固定板塊上和模腔中間上面的加工定位釘孔和及打進8mm柱銷釘用做定位。7）把主要流注道鑲嵌套打壓到模腔里面。8）在后模底板里鉆出幾個定位孔和主要流注道鑲嵌套孔。9）定位環(huán)，螺絲孔加工固定鉗板。把法蘭環(huán)中的螺絲孔機加工成沉頭孔，并在定模的模定板上攻螺絲的作業(yè)。10）將固定模的固定板用平直裝夾頭的夾裝緊酌配底板模具，螺絲孔加工，加工分別在模板1線后，在定模板2沉孔加工。11）將定模板1、定模座板2、定位環(huán)4用螺釘緊固。12）將同上面2和3，在型腔模固定板畫制現(xiàn)實中的中間點，再線割得到模芯安制洞。13）在冷卻水套上裝入完全封閉橡膠圈。14）與上面5相同，先配進模芯里面。16）釘進銷針在滑動的塊上面，動態(tài)模型和固定板慢慢閉合，在良好的條件將模具閉合時，彎銷固定在定模板。拆下后分別在一個可移動的模具座上，在滑位肩上，加工螺紋加工模板。在動態(tài)模板的移動模板關閉定位裝置來調(diào)整復位桿位置。17）全部的部件組裝好了以后再試一試這個模具，交樣板給品質(zhì)部位檢驗好以后再安裝模具銘牌記錄進入倉庫存放和待量產(chǎn):。5.7模具的開合動作分析拉出凝料：這個塑料模在開模的時候，啟動了一定距離的距離，在其中的作業(yè)中運動中側抽和動模固定板并不會對應該活動，零件靠側面的水口鉤針將廢料從主流道抽離出來。推出塑件：模具的滑芯完成了動作，動模繼續(xù)移動一定行程，在行位心的注射機的推出力下。從而推出了零件，將它順利從型芯上面脫下。到此，我們可以拿到塑料制品啦。合模：模具閉合作業(yè)是上述反開模的開啟作業(yè)，首先，動模到固定板側面向左右方向運作，接觸了回位（復合桿）部件。復位桿受力后會回復位置的到閉合狀態(tài)，然后在注射的壓力下再一次進行成型生產(chǎn)。5.8試模模具試驗系塑膠模制造的后面的工作，這個時候模具需要接模擬平時生產(chǎn)時的因素。在測試模具中有會發(fā)生的多種零件上面的不足，對模具的細節(jié)進行研究并加以修改，直到得到了滿足制品各項要求的零件。比如在量產(chǎn)的過程中因為是零件的結構和塑模方案設計時，以及模具制作時因素道致的，沒有辦法在注射機上面調(diào)理數(shù)據(jù)來處理的問題，將需要填寫具體內(nèi)容和上報公司，將交給專業(yè)的負責人來處理。模具測試過程要求這個成型模在生產(chǎn)作業(yè)時，需要合理順暢可靠的運動，直到生產(chǎn)出來滿足要求的產(chǎn)品，測試環(huán)節(jié)才算是完成。第六章注塑鋼材的選用選擇一個合適整套模具制造的鋼材，對這套注塑模具以后的制造、生產(chǎn)、模具壽命來講，都是非常重要的。以下對整套模具的鋼材進行初步的選定。6.1模板鋼材選用45號鋼材來制作模架、這其中就包含頂板、定模板、底針板、面針板、墊塊、底板。這些模板不是核心成型零件，對強度和剛度沒有那么高的要求。6.2成型零件的鋼材成型零件的鋼材選用，需要精度高、表面面粗造度光滑、一般選用碳素鋼或者預硬鋼材，本次材料中選用的是3Cr2Mo預硬模具鋼。6.3標準件的鋼材標準件一般是指已經(jīng)實現(xiàn)批量化生產(chǎn)，且市場上面可以直接采用回來直接使用的零件，一般是一些環(huán)類、棒類、軸類、桿類回轉體零件，這類零件的結構簡單。加工量小，使用率高。以下是一些常見的標準件的材料的選用。定位環(huán)：45鋼澆口套：T8A導柱、導套、復位桿、頂桿、斜導柱：T8A結論這次畢業(yè)設計我選擇的課題是“手機殼注塑模具塑模具設計”，選擇設計的產(chǎn)品是手機殼，手機殼注塑模具的結構比較簡單，由多個規(guī)則的多柱面體組成。鑒于其形狀規(guī)則、結構簡單，并且需要大批量生產(chǎn)使用，因此選用PP材料對其進行注塑成型。在本次設計中采用一模兩腔的模具布局結構，選擇的分型面也是設立在零件臺階面的最大平面投影位置，并且為了外形的美觀以及模具結構多方面考慮選用了側澆口。在本次畢業(yè)設計中，我學會了如何分析塑件，選用合適的注塑機，以及給出合理的注塑方案，同時我有鞏固了UG、Solidworks軟件的三維建模以及轉化為CAD的二維零件圖的繪制。只有通過整個畢業(yè)設計這么一個流程，我才真正發(fā)現(xiàn)我所積累的知識是遠遠不夠的。整個設計過程環(huán)環(huán)相扣，只有對塑件結構不斷的揣摩和剖析，找到合適的方法才能進入下一步驟，這時才覺得自己在這方面到了入門階段。在設計手機殼注塑模具的過程中，我反復使用CAD、UG等軟件，從生疏到熟悉，我覺得終于將之前學過的只是串聯(lián)在了一起。同時在設計的過程中我也意識到了自己存在的很多不足，我會繼續(xù)努力學習鉆研，以此來盡快掌握其他復雜結構的設計，能夠在將來的工作中好好加以利用。

致謝經(jīng)過畢業(yè)設計這幾個月的集中知識“轟炸”，我學到了很多。大學四年所有的知識累積都在這次畢業(yè)設計中展現(xiàn)出來了，與此同時也顯示了我的很多不足之處——重理論、少實踐。在開題選擇了這個題目之后，我就感覺到難度系數(shù)比較大，因為在平時上課過程中，大行程滑塊設計通常都是略講或者跳過的，雖然我自己信心不足，但是還是想要挑戰(zhàn)一下這個課題。在這期間我學習到了很多新方法，在這里我要特別感謝指導老師和其他給予我?guī)椭娜恕．厴I(yè)設計的工作比較復雜，由于之前沒有具體學習過太多注塑成型的設計，剛開始的時候我也是一頭霧水，加之對于各類繪圖軟件的操作方法都有些生疏了，因此剛開始的進展并不順利。后來在老師的耐心指導下畢業(yè)設計也進入了正軌，成功完成了這一次的外注塑零件成型模具設計。通過這段時間的自主學習和設計，我也積累了很多經(jīng)驗，對于在整個設計過程中指導老師的指導和及時回答我的疑惑，再次表達由衷的感謝。大學四年已經(jīng)過去了，我還是留下了不少遺憾，四年來也沒有取得什么特別好的成績，希望今后在社會中可以有所成就，回饋學校的培養(yǎng)。

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