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I 摘要 本次畢業(yè)設(shè)計任務(wù)是完成電話機外殼的一模一腔注塑模具設(shè)計。根據(jù)塑件的 結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求及企業(yè)生產(chǎn)的實際情況，和應(yīng)用三維設(shè)計軟件 Pro/E 進行電話 機外殼的注射模設(shè)計。本設(shè)計分析塑件的工藝性，設(shè)計了塑件的注塑模具結(jié)構(gòu)， 并通過型腔壓力和鎖模力的計算，選擇注塑機，給出了相關(guān)工藝參數(shù)。分別對 澆注系統(tǒng)、分型面的選取、脫模推出機構(gòu)設(shè)計、冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計、等進行了介紹。 為降低模具成本，提高生產(chǎn)效率, 對于有國家標(biāo)準(zhǔn)的零部件，本設(shè)計均采用標(biāo) 準(zhǔn)件，其中包括：注塑模標(biāo)準(zhǔn)模架；標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)柱、導(dǎo)套等。對于有推薦尺寸的零 件，均選用推薦值設(shè)計，如澆口套等。 關(guān)鍵詞：注射模 分型面 冷卻結(jié)構(gòu) 推出機構(gòu) II Abstract The graduation task is to design a complete telephone shell of a cavity-injection mold design. According to the structure of plastic parts, technical requirements and the actual situation of production, and 3-D design software Pro / E for the phone casing injection mold design. The design of plastic parts of the process, the design of plastic parts injection mold structure, and through the cavity pressure and the clamping force, the choice of injection molding machine, given the relevant technical parameters. Pouring on the respective systems, sub-surface selection, introduction agencies Stripping design, cooling structural design, etc. were introduced. To reduce die costs, increase productivity, for a national standard parts, the design of a standard parts, including: injection mold-standard mode; standards-guided, guided sets, and so on. The recommended size of the parts are optional recommended design, such as gate sets Keywords：Injection Mould Sub-surface Cooling structure Introduction agencies 0 目錄 摘要 .I ABSTRACT.II 第一章 塑件的成形工藝性分析 .1 1.2 ABS 的注射成型工藝 .1 1.3 ABS 性能分析 .2 1.4 ABS 成型塑件的主要缺陷及消除措施： .3 第二章 注塑機的確定 .4 2.1 有關(guān)塑件的計算 .4 2.2 注射機型號的確定 .4 2.3 注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核 .4 第三章 分型面位置的確定 .7 3.1 分型面的形式 .7 3.2 分型面的設(shè)計原則 .7 第四章 模型腔排列方式的確定 .8 4.1 確定型腔數(shù)量及排列方式 .8 第五章 注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計 .9 5.1 對澆注系統(tǒng)進行整體設(shè)計時，一般應(yīng)遵循如下基本原則： .9 5.2 主流道的設(shè)計 .9 5.3 分流道的設(shè)計 .10 第六章 注射成型零件設(shè)計 .13 6.1 成型零件的選材 .13 6.2 凹模部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .14 6.3 凸模部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .16 第七章 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計 .18 7.1 推出機構(gòu)的設(shè)計要求 .18 7.2 脫模阻力計算 .18 第八章 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 .20 8.1 定模固定板（定模座板） （500 550，厚 60MM） .20 8.2 定模板（500 450，厚 90MM） .20 8.3 動模固定板（500 550，厚 35MM） .20 8.4 動模板（500 450，厚 100MM。 ） .20 8.5 推桿固定板（290 496，厚 25MM） .20 8.6 推板（290 496，厚 25MM） .20 1 第九章 設(shè)計總結(jié) .21 致謝 .22 參考文獻 .23 2 1 第一章 塑件的成形工藝性分析 1、塑件（電話機外殼）模型圖： 塑件圖 2、塑件材料的選擇：選用 ABS（即丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物） 。 3、色調(diào)：黑色。 4、生產(chǎn)批量：中批量。 5、塑件的結(jié)構(gòu)與工藝性分析： （1）結(jié)構(gòu)分析 塑件為電話機外殼的上半部分，應(yīng)有一定的結(jié)構(gòu)強度，由于中間有電話機 的按鍵及顯示屏，后面有與后蓋聯(lián)接的塑料倒扣，所以應(yīng)保證它有一定的裝配 精度；由于該塑件為電話機外殼，因此對表面粗糙度要求不高。 （2）工藝性分析 精度等級：采用 5 級低精度 脫模斜度：塑件外表面 120 塑件內(nèi)表面 40 1.2 ABS 的注射成型工藝 1、注射成型工藝過程 （1）預(yù)烘干-裝入料斗-預(yù)塑化-注射裝置準(zhǔn)備注射-注射- 保壓-冷卻-脫模-塑件送下工序 （2）清理模具、涂脫模劑-合模-注射 2 1.3 ABS 性能分析 1、使用性能： 綜合性能良好，沖擊韌度、力學(xué)強度較高，且要低溫下也不迅速下降。 耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化學(xué)性和電氣性能良好。 水、無機鹽、堿、酸對 ABS 幾乎無影響。 尺寸穩(wěn)定，易于成型和機械加工，與 372 有機玻璃的熔接性良好，經(jīng)過 調(diào)色可配成任何顏色，且可作雙色成型塑件，且表面可鍍鉻。 2、成型性能： 無定型塑料，其品種很多，各品種的機電性能及成型特性也各有差異， 應(yīng)按品種確定成型方法及成型條件。 吸濕性強，含水量應(yīng)小于 0.3，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件 應(yīng)要求長時間預(yù)熱干燥。 流動性中等，溢邊料 0.04mm 左右（流動性比聚苯乙烯、AS 差，但比聚 碳酸酯、聚氯乙烯好） 。 易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對斜流的阻力，模 具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進料口位置、形式。摧出力過大或機械加工 時塑件表面呈“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失） 。 ABS 在升溫時粘度增高，塑料上的脫模斜度宜稍大，宜取 1 以上。 在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。 3、ABS 主要技術(shù)指標(biāo)： 熱物理性能 密度(g/ cm) 1.02105 比熱容(Jkg -1K- 1) 12551674 導(dǎo)熱系數(shù) (Wm-1K-110- 2) 13.831.2 線膨脹系數(shù) (10-5K-1) 5.88.6 滯流溫度(C) 130 力學(xué)性能 屈服強度（MPa） 50 抗拉強度(MPa) 38 斷裂伸長率() 35 拉伸彈性模量(GPa) 1.8 3 抗彎強度(MPa) 80 彎曲彈性模量(GPa) 1.4 抗壓強度(MPa) 53 抗剪強度(MPa) 24 無缺口 261沖擊韌度 (簡支梁式) 缺 口 11 布氏硬度 9.7R121 電氣性能 表面電阻率（） 1.21013 體積電阻率（m） 6.91014 擊穿電壓（KV/mm） 介電常數(shù)（10 6Hz） 3.04 介電損耗角正切 （10 6Hz） 0.007 耐電弧性(s) 5085 1.4 ABS 成型塑件的主要缺陷及消除措施： 主要缺陷：缺料、氣孔、飛邊、出現(xiàn)熔接痕、塑件耐熱性不高（連續(xù)工作 溫度為 70C 左右熱變形溫度約為 93C） 、耐氣候性差（在紫外線作用下易變 硬變脆） 。 消除措施：加大主流道、分流道、澆口、加大噴嘴、增大注射壓力、提高模具 預(yù)熱溫度。 4 第二章 注塑機的確定 除了模具的結(jié)構(gòu)、類型和一些基本參數(shù)和尺寸外，模具的型腔數(shù)、需用的 注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時需要的合模力、注射壓力、模具 的厚度、安裝固定尺寸以及開模行程等都與注射機的有關(guān)性能參數(shù)密節(jié)相關(guān)， 如果兩者不相匹配，則模具無法使用，為此，必須對兩者之間有關(guān)數(shù)據(jù)進行較 核，并通過較核來設(shè)計模具與選擇注射機型號。 2.1 有關(guān)塑件的計算 經(jīng)計算（Pro/E）： 1、體積 = 106.85356 （cm） 曲面面積 = 430.65724 （cm 2） 密度 = 1.10 (g/ cm） 質(zhì)量 = 117.53892 (g) 2.2 注射機型號的確定 根據(jù)塑件的體積初步選定用 G54-S200（立式）型注塑機。 G54-S200 型注塑機的主要技術(shù)規(guī)格如下： 額定注射量(cm） 200 螺桿直徑(mm) 55 注射壓力(MPa) 109 鎖模力(kN) 2540 注射行程(mm) 160 模具最大厚度(mm) 406 模具最小厚度(mm) 165 最大開合模行程(mm) 260 最大成形面積（cm 2） 645 噴嘴口孔徑(mm) 4 噴嘴圓弧半徑(mm) 18 2.3 注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核 1、型腔數(shù)量的確定和校核 型腔數(shù)量的確定是模具設(shè)計的第一步，行腔數(shù)量與注射劑的塑華速率，最 大注射量及鎖模力等參數(shù)有關(guān)，另外，型腔數(shù)量還直接影響塑件的精度和生產(chǎn) 的經(jīng)濟性。下面根據(jù)注射機的最大注射量確定型腔的數(shù)量 n12mKNn 式中 K注射機的最大注射量的得用系數(shù)，一般取 0.8； mN注射機允許的最大注射量； m 2澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量或體積（g 或 cm） ； m 1單個塑件的質(zhì)量或體積（g 或 cm） 。 所以需要 2107683.28. n n=1 符合要求 5 2、最大注射量的校核 最大注射量是指注射劑對空注條件下，注射螺桿或柱塞作一次最大的注射 行程時，注射裝置所能達到的最大注射量。設(shè)計模具時，應(yīng)滿足注射成型塑件 所需的總注射量小于所選注射機的最大注射量。即 nm + mj K m n 式中 m一單個塑件的體積或質(zhì)量(cm或 g） ； n 型腔數(shù)目； mj澆注系統(tǒng)的凝量(cm或 g） ； mn注射機的最大注射量(cm或 g） ； k注射機最大注射量利用系數(shù)，一般取 0.8.柱塞式注射機的允許最大 注射量是以一次注射聚苯乙烯的最大克數(shù)(g）為標(biāo)準(zhǔn)；螺桿式注射機是以體積 (cm）表示最大注射量。 根據(jù)體積計算： 107 + 18.6832=125.6832 0.8 320 可見注射機的注射量符合要求 3、塑件在分型面上的投影面積與鎖模力校核 注射成型時，塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素， 其數(shù)值越大，需要的鎖模力也就越大。如果這一數(shù)值超過了注射機允許使用的 最大成型面積，則成型過程中將會出現(xiàn)溢漏現(xiàn)象。因此，設(shè)計注射模時必須滿 足下面關(guān)系： nA1 + A2 A 式中式中 A注射機允許使用的最大成型面積(mm 2） A1塑件的投影面積(mm 2） Aj澆口的投影面積(mm 2） 其他符號意義同前。 注射成型時，模具所需的鎖模力與塑件在水平分型面上的投影面積有關(guān)， 為了可靠地鎖模，不使成型過程中出現(xiàn)溢漏現(xiàn)象，應(yīng)使塑料熔體對型腔的成型 壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機額定鎖模 力，即： (nA1 + A2)p F F注射機的額定鎖模力(kN) P型腔內(nèi)的壓力（cm 2/MPa） 所以需要 6 22.416.4+0.3100=397.36A 查得 ABS 的平均成型壓力為 30（cm 2/MPa） 3973630=11.92F 復(fù)合要求 4、最大注射壓力校核 注射壓力的校核是核定注射機的額定功率注射壓力是否大于成型時所需的 注射壓力。參考教材表 4.1 pmax=30 顯然符合要求。 5、模具與注射機安裝部份相關(guān)尺寸的校核 澆口套球面尺寸 設(shè)計模具時，澆口套內(nèi)主流道始端的球面必須比注射機 噴嘴頭部球面半徑略大 1 至 2 個毫米。 模具厚度 模具厚度 H（又稱閉合高度）必須滿足： HminHH max 式中 H min注射機允許的最小厚度，即動、定模板之間的最小開距； Hmax注射機允許的最大模厚。 注射機允許厚度 165178406 符合要求。 6、開模行程校核 開模行程 s（合模行程）指模具開合過程中動模固定板的移動距離。注射 機的最大開模行程與模具厚度無關(guān)，對于單分型面注射模： Smax s = H 1 + H2 + 510mm 式中 H 1摧出距離（脫模距離） （mm） ； H2包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度（mm） 。 開模距離取 H 1 = 93 包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度取 H 2 = 40 余量取 8 則有： Smax s = 98+40+8 =146 符合要求。 7 第三章 分型面位置的確定 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制 造藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動特性及塑料的脫模。 3.1分型面的形式 該塑件的模具只有一個分型面，垂直分型。 3.2分型面的設(shè)計原則 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu) 工藝性及尺寸精度、嵌件的位置，塑件的推出排氣等多種因素的影響，因此在 選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較，以選出較為合理的方案。選擇分型面時應(yīng)遵循 以下幾項基本原則。 選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項基本原則： 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 分型面的選擇應(yīng)有利于塑件順利脫模 分型面的選擇應(yīng)保證塑件的尺寸精度和表面質(zhì)量 分型面的選擇應(yīng)有利于模具的加工 分型面的選擇應(yīng)有利于排氣 在實際設(shè)計中，不可能全部滿足上述原則，一般應(yīng)抓住主要矛盾，在此前 提下確定合理的分型面。 3.3 分型面的確定 根據(jù)以上原則，可確定該模具的分型面如圖所示： 8 第四章 模型腔排列方式的確定 4.1 確定型腔數(shù)量及排列方式 一般來說，精度要求高的小型塑件和中大型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)； 對于精度要求不高的小型塑件（沒有配合精度要求） ，形狀簡單，又是大批量生 產(chǎn)時，若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。型腔 的數(shù)目可根據(jù)模型的大小情況而定。 該塑件對精度要求不高，為低精度塑件，再依據(jù)塑件的大小，采用一模一 腔的模具結(jié)構(gòu)。 如圖所示 9 第五章 注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)時指模具中由注射機噴到型腔之間的進料通道。普通的澆注系統(tǒng) 由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四個部分組成澆注系統(tǒng)的設(shè)計是注射模具 設(shè)計的一個很重要的環(huán)節(jié)，它對獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑料制件以及最佳 的成型效率有直接的影響。 5.1 對澆注系統(tǒng)進行整體設(shè)計時，一般應(yīng)遵循如下基本原則： 了解塑料的成型性能。 盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕。 有利于型腔中氣體的排出。 防止型芯餓變形和嵌件的位移。 盡量采用較短的流程充滿型腔。 流動距離比的校核。 5.2 主流道的設(shè)計 主流道時指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具澆口套接觸開始道分流道為止 的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀和尺寸對塑料 熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力 損失最小。主流道的形狀和尺寸最先影響著塑料熔體的流動速度及填充時間， 必須使熔體的溫度降低和壓力降最小，且不損害其把塑料熔體輸送到最“遠” 位置的能力。 在臥式或立式注射機上使用的模具中，主流道垂直于分型面，通常設(shè)計在 模具的澆口套中為使凝料能從其中順利拔出，需設(shè)計成圓錐形，錐角為 2 6。 1、主流道的尺寸 （1） 主流道小端直徑 主流道小端直徑 d = 注射機噴嘴直徑 + 2 3 = 4 + 2 3 取 d = 6（mm） 。 （2） 主流道的球半徑 主流道的球半徑 SR = 10 + 1 2 取 SR = 12（mm） 。 （3） 球面配合高度 球面配合高度為 3 5 取 3（mm） 。 10 （4） 主流道長度 主流道長度 L，應(yīng)盡量小于 60mm， ，上標(biāo)準(zhǔn)模架及該模具結(jié)構(gòu)，取 L = 37（mm） （5） 主流道錐度 主流道錐角一般應(yīng)在 26，取 = 4，所以流道錐度為 /2=2。 （6） 主流道大端直徑 主流道大端直徑 D = d+2Ltg（/） （=4） 8.6（mm） （7） 主流道大端倒圓角 倒角 D/8 1.075（mm） 根據(jù)以上數(shù)據(jù)和注射機的有關(guān)參數(shù)，設(shè)計出主流道如下圖： 主流道形式 5.3 分流道的設(shè)計 該模具為一模一腔的結(jié)構(gòu)，應(yīng)澆口位置特殊應(yīng)設(shè)置分流道。分流道的設(shè)計 11 應(yīng)盡量減少流懂過程中的熱量損失和壓力損失。 1、分流道的截面面形狀和尺寸 常用分流道的截面面形狀有圓形、梯形、U 字形、方形等。要減少流道內(nèi) 的壓力損失，則希望流道的截面積大，流道的表面積小，以減少傳熱損失，因 此可用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率。圓形截面效率最高（即 比表面最小） ，由于正方形流道凝料脫模困難，從上述分析，為了減少流道的熱 量損失考慮到流道的效率，該模具分流道截面采用半圓型截面。 半圓型截面分流道的尺寸可按照下面經(jīng)驗公式確定 D = 0.2654W L214 其中 D流道直徑（mm） ； W塑件的質(zhì)量（g） ； L分流道的長度（mm） 。 此式計算的分流道直徑限于 3.2 9.5 mm。 根據(jù)前面的計算數(shù)據(jù)，有 D = 0.265 117.53892 1022141 9.4（mm） 在適應(yīng)范圍。 2、分流道的長度 分流道的長度應(yīng)盡量短，且少彎折。 分流道長度為 L = 102mm 3、分流道在分型面的布置形式 分流道常用的布置形式有平衡式和非平衡式兩種，這式與多型腔的平衡式 和非平衡式布置相一致的。如果型腔呈圓形狀布置則分流道呈輻射狀布置；如 果型腔呈矩形狀布置，則一般采用非字型布置。雖然分流道有多種布置形式， 但應(yīng)遵循兩個原則，一個式排列盡量緊湊，縮小模板尺寸；另一個式盡量使用 流程短，對稱布置。使脹模力的中心與注射機的鎖模力的中心一致。綜合以上， 該模具采用的是一模一腔，采用平衡式。 4、分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部熔體的流動狀態(tài) 較為理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取 1.6m，這 樣表面稍不光滑，這可增加對外層塑料熔體的流動阻力，使外層塑料冷卻皮固 定，形成絕熱層。 5.4 澆口的設(shè)計 12 澆口亦稱進料口是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口的設(shè)計月與位置的 選擇恰當(dāng)與否直接關(guān)系到塑件能否被完好高質(zhì)量地注射成型。 澆口的主要作用是： 型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流； 易于切除澆口凝料； 對于多型腔的模具，用以平衡進料； 1、澆口的形式及特點 本次設(shè)計采用點澆口。這中點澆口加工方便。 2、澆口尺寸的確定 澆口結(jié)構(gòu)尺寸可由經(jīng)驗公式，d=0.140.20（ 2A）41 式中 d澆口直徑（mm）; A型腔表面積； 塑件在澆口處的壁厚（mm）. d 一般范圍在 0.5 到 1.5mm 之間最大不超過 2mm 經(jīng)計算 d=1.2mm 在范圍 之內(nèi)。 3、澆口位置的選擇 澆口位置的選擇對塑件質(zhì)量的影響極大。選擇澆口位置時應(yīng)遵循如下原則： 盡量縮短流動距離； 避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷； 澆口應(yīng)開在塑件的壁厚處； 考慮分子定向的影響； 減少熔接痕提高熔接強度； 此外，澆口位置的選擇應(yīng)注意到實際塑料型腔的排氣問題和塑件外觀質(zhì)量 問題等 13 第六章 注射成型零件設(shè)計 成型零部件時決定塑件幾何形狀和尺寸的零件。它時模具的主要部分，主要包 括凸模，凹模及鑲件，成型桿和成型環(huán)等。由于塑料成型的特殊性，塑料成型 零件的設(shè)計與冷沖模的凹 凸模設(shè)計有所不同 設(shè)計時應(yīng)首先根據(jù)塑料的性能、制件的使用要求確定型腔的總體結(jié)構(gòu)、進 澆點、分型面、排氣部位、脫模方式等，然后根據(jù)制件尺寸，計算成型零件的 工作尺寸，從機加工工藝角度決定型腔各零件的結(jié)構(gòu)和其他細節(jié)尺寸，以及機 加工工藝要求等。此外由于塑件融體有很高的壓力，因此還應(yīng)該對關(guān)鍵成型零 件進行強度和剛度的校核。 在工作狀態(tài)中，成型零件承受高溫高壓塑件熔體的沖擊和摩擦。在冷卻固 化中形成了塑件的形體、尺寸和表面。在開模和脫模時需要克服于塑件的粘著 力。在上萬次、甚至上幾十萬次的注射周期，成型零件的形狀和尺寸精度、表 面質(zhì)量及其穩(wěn)定性，決定了塑件制品的相對質(zhì)量。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范圍內(nèi)。成型 零件的結(jié)構(gòu)，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 成型零件的選材 對于模具鋼的選用，必需要符合以下幾點要求： 1、機械加工性能良好。要選用易于切削，且在加工以后能得到高精度零件 的鋼種。 2、拋光性能優(yōu)良。注射模成型零件工作表面，多需要拋光達到鏡面， Ra0.05m。要求鋼材硬度在 HRC3540 為宜。過硬表面會使拋光困難。鋼材 的顯微組織應(yīng)均勻致密，極少雜質(zhì)，無疵斑和針點。 3、耐磨性和抗疲勞性能好。注射模型腔不僅受高壓塑料熔體沖刷，而且還 受冷熱溫度交變應(yīng)力作用。一般的高碳合金鋼可經(jīng)熱處理獲得高硬度，但韌性 差易形成表面裂紋，不以采用。所選鋼種應(yīng)使注塑模能減少拋光修模次數(shù)，能 14 長期保持型腔的尺寸精度，達到所計劃批量生產(chǎn)的使用壽命期限。 4、具有耐腐蝕性。對有些塑料品種，如聚氯乙稀和阻燃性的塑料，必須考 慮選用有耐腐蝕性能的鋼種。 根據(jù)塑件表面質(zhì)量比較高決定模具表面質(zhì)量更高這一事實，再依照上述標(biāo) 準(zhǔn)，故筆者在設(shè)計成型零件(凹模)中選用了鏡面鋼 PMS。 PMS（10Ni3CuAlVS）的供貨硬度為 HRC30，易于切削加工。而后在真空環(huán) 境下經(jīng)過 500550，以 510h 時效處理。鋼材彌散析出復(fù)合合金化學(xué)物， 使鋼材硬化，具有 HRC4045，耐磨性好且處理過程變形小。由于材質(zhì)純凈， 可作鏡面拋光，還有較好的電加工及抗銹蝕性能。 6.2凹模部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1、凹模的結(jié)構(gòu)形式 凹?？捎烧麎K材料制成，凹模螺釘固定在定模板上，因為模具為一模一腔 的結(jié)構(gòu)，所以需要采用一個型腔。 （1）凹模徑向尺寸計算 凹模徑向尺寸的計算采用平均尺寸法，公式如下： zscpMLS431 式中 凹模徑向尺寸（mm） ；ML 塑件的平均收縮率（ABS 收縮率為 0.3%0.8，取為 0.5%） ；cpS 塑件徑向公稱尺寸（mm） ；s 塑件公差值(mm)（一般在 0.50.8 之間，取 0.6） ； 凹模制造公差（mm）(當(dāng)尺寸小于 50mm 時， z=1/4；當(dāng)塑件尺z 寸大于 50mm 時， z=1/5)； 塑料的最小收縮率（） 。minS 凹模長度尺寸計算為： 12.012.05464%5.01ML 凹模寬度尺寸計算為： 12.012.0. （2）凹模深度尺寸計算 凹模深度尺寸采用平均尺寸法，公式如下： 15 zscpMHS321 式中 凹模深度尺寸（mm） ；MH 塑件高度公稱尺寸（mm） ；s 2 /3 項，查資料為 0.5； 其他符號意義同上。 1.01.0697.2358.23%5.01zMH （3）中心距尺寸計算,公式如下 21zscpMLS 模具中心距尺寸（mm） ；ML 塑件心中距尺寸（mm） 。s 所以 05.61205.%5.01ML . 3、凹模的機加工工藝 凹模的機加工工藝 序號 工序名稱 加工內(nèi)容及要求 設(shè)備 1 下料 根據(jù)模板形狀下料 2 鍛造 鍛坯料至尺寸長 315、寬 200、厚 30mm 3 劃線 劃線、打樣沖 4 個沉頭孔的中心 鉗工臺 4 鉆孔 鉆兩個16、兩個20 的孔 鉆床 5 鉆孔 將16 的孔從上表面鉆22、深 15 鉆床 6 銑削 以孔定位銑出型腔的外形 銑床 7 刨削 精刨上下面使厚度為 26mm 刨床 16 8 鉆孔 鉆兩型腔中間6 的孔 鉆床 9 鉆孔 鉆旁邊側(cè)抽芯孔到規(guī)定位尺寸 鉆床 10 熱處理 淬火，表面硬度達 5458HRC 11 磨削 粗磨底面，使厚為 25.5mm 平面磨床 12 磨削 精磨上表面，使厚度達圖紙要求 平面磨床 6.3 凸模部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1、凸模尺寸的計算 （1）凸模徑向尺寸計算 凸模徑向尺寸的計算采用平均尺寸法，公式如下： zscpMLS431 型芯徑向尺寸（mm） ；ML 型芯的制造公差（mm） ；z 其他符號意義同上。 凸模長度尺寸計算為： 12.012.0756%5.01ML 凸模寬度尺寸計算為： 12.012.044. （2）凸模深度尺寸計算 凸模深度尺寸采用平均尺寸法，公式如下： zscpMHS321 凸模深度尺寸（mm） ；MH 塑件孔深度尺寸（mm） ；s 其他符號意義同上。 1.01.076525.2%5.01M （3）中心距尺寸計算,公式如下 17 21zscpMLS 模具中心距尺寸（mm） ；ML 塑件心中距尺寸（mm） 。s 所以 05.61205.%5.01ML 2、凸模形狀的確定 根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)，可設(shè)計出型芯如下圖所示： 凸模 18 第七章 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計 推出機構(gòu)一般由推出、復(fù)位、和導(dǎo)向等三大原件組成。凡與塑件直接接觸 并將塑件從模具型腔中或型芯上推出脫下的原件，簡稱推出元件。常用的推出 元件有推桿、推管、推件板、成型推桿等。推出機構(gòu)進行推出動作后，在下次 注射前必須復(fù)位，復(fù)位元件是為了使推出機構(gòu)能回復(fù)到塑件被推出時的位置而 設(shè)置的。復(fù)位元件除了常用復(fù)位桿外，有些模具還采用彈簧復(fù)位等形式。導(dǎo)向 元件是對推出機構(gòu)進行導(dǎo)向，使其在推出和復(fù)位工作工程中運動平穩(wěn)無卡死現(xiàn) 象，同時，對于推板和推桿固定板等零件起支撐作用。 7.1 推出機構(gòu)的設(shè)計要求 1 推出機構(gòu)設(shè)計時應(yīng)盡量使塑件留于動模一側(cè)； 2 塑件在推出過程中不發(fā)生變形和損壞； 3 不損壞塑件的外觀質(zhì)量； 4 合模時應(yīng)使推出機構(gòu)正確復(fù)位； 5 推出機構(gòu)動作應(yīng)可靠 綜合以上要求，本次設(shè)計推件板推出機構(gòu)，采用彈簧復(fù)位形式。在推件板 上裝入導(dǎo)柱進行導(dǎo)向作用，通常推桿裝入模具后，其端面應(yīng)與型腔底面平齊， 或高出型腔底面 0.050.10mm；推桿與推桿固定板，通常采用單邊 0.5mm 的間 隙，這樣可以降低加工要求，又能在多推桿的情況下，不因由于各板上的推桿 孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象；推桿的材料常用 T8、T10 碳素 工具鋼，熱處理要求硬度 HRC 50，工作端配合部分的表面粗糙度為 Ra 0.8。 7.2 脫模阻力計算 影響塑件脫模力大小的因素很多，影響因素主要有以下幾點： 1 脫模力的大小主要與塑件包絡(luò)型芯側(cè)面積的大小有關(guān)； 2 脫模力的大小與型芯的表面粗糙度有關(guān)； 3 脫模力的大小與塑件的結(jié)構(gòu)有關(guān)； 4 脫模力的大小與型芯的脫模斜度有關(guān)； 5 脫模力的大小與注射工藝有關(guān)； 6 脫模力的大小與成型塑件的塑料品種有關(guān)系。 另外，同一模腔中多個凹凸形狀之間由于相對位置引起塑料收縮應(yīng)力以及 19 塑件與模具型腔之間粘附力在脫模力計算過程中有時也不可忽略。 下面對鎖模力進行計算： 塑件為薄壁殼體形塑件，且塑件斷面為矩環(huán)形，故所需脫模力的計算 公式如下： )N(10)1(cos81BKtgftLQ 式中 E塑料的拉伸模量（MPa） （可由表查得 ABS 的拉伸模量為 1.91 1.98 取 1.95） ； 塑料成型平均收縮率(%)(可由表查得 ABS 成型平均收縮率為 0.4 0.7)取 0.5； t塑件的平均壁厚（mm） ； L塑件包容型芯的長度（mm） ； 塑料的泊松比（可由表查得 ABS 的泊松比為 0.38） ； 脫模斜度（該模具脫模斜度選定為 2） ； f塑料與鋼材之間的磨擦系數(shù)（可查得 ABS 與鋼材的磨擦系數(shù)為 0.20 0.25 取 0.22） ； r型芯大小端平均半徑（mm） ； B塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積(cm 2)，當(dāng)塑件底部上 有孔時，10B 項應(yīng)視為零； K1由 f 和決定的無因次數(shù)，可由下式計算： 1cosin1fK 也可根據(jù)塑料與鋼材的磨擦系數(shù)和脫模斜度由表查得 K 1=1.0070。 代入計算，得 = 57.0105 kN)N(01)2.0(854.359.18 BQ 20 第八章 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 在學(xué)校作設(shè)計時，模架部分要自行設(shè)計；在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)計中，盡可能選用 標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式，規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號。模架尺寸確定之后，對 模具有關(guān)零件要進行必要的強度或剛度計算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其 時對大型模具，這一點尤為重要 標(biāo)準(zhǔn)件包括通用標(biāo)準(zhǔn)件及模具專用標(biāo)準(zhǔn)件兩大類。通用標(biāo)準(zhǔn)件如緊固件等。 模具專用標(biāo)準(zhǔn)件如定位圈、澆口套、推桿、推管、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模具專用彈簧、 冷卻及加熱元件，順序分型機構(gòu)及精密定位用標(biāo)準(zhǔn)組件等。 。 模架上要有統(tǒng)一的基準(zhǔn)，所有零件的基準(zhǔn)應(yīng)從這個基準(zhǔn)推出，并在模具上 打出相應(yīng)的基準(zhǔn)標(biāo)記。一般定模座板與定模固定板要用銷釘定位；動、定模固 定板之間通過導(dǎo)向零件定位；脫出固定板通過導(dǎo)向零件與動?；蚨９潭ò宥?位；模具通過澆注套定位圈與注射機的中心定位孔定位；動模墊板與動模固定 板不需要銷釘精確定位；墊快不需要與動模固定板用銷釘精確定位；頂出墊板 不需與頂出固定板用銷釘精確定位。模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘； 模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹油。兩模板之 間應(yīng)有分模隙，即在裝配、調(diào)試、維修過程中，可以方便地分開兩塊模板。 8.1 定模固定板（定模座板） （500 550，厚 60mm） 主流道襯套固定孔與其為 H7/m6 過渡配合； 上面有 4 個導(dǎo)柱孔 8.2 定模板（500 450，厚 90mm） 有六個型芯固定孔； 其導(dǎo)柱固定孔與導(dǎo)柱為 H7/m6 過渡配合。 8.3 動模固定板（500 550，厚 35mm） 用于固定型芯（凸模） 。為了保證凸?；蚱渌慵潭ǚ€(wěn)固，固定板應(yīng)有一 定的厚度，并有足夠的強度，材料為 45 鋼，最好調(diào)質(zhì) 230270HB； 8.4 動模板（500 450，厚 100mm。 ） 其注射機頂桿孔為 35mm； 其上的推板導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱采用 H7/m6 配合。 21 8.5 推桿固定板（290 496，厚 25mm） 固定推桿。 8.6 推板（290 496，厚 25mm） 8.7 墊塊（63 500，厚 80mm） 1、主要作用：在動模座板與動模墊板之間形成頂出機構(gòu)的動作空間，或是 調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機的模具安裝厚度要求。 第九章 設(shè)計總結(jié) 通過三個月對電話機外殼模具的設(shè)計，我對注射模有了更深的了解，在設(shè)計過 程當(dāng)中，首先在設(shè)計的前段時間收集資料，經(jīng)過一些計算，為設(shè)計做好充分的準(zhǔn)備。 在這個不斷設(shè)計、學(xué)習(xí)、再設(shè)計的反復(fù)操作過程中，從中學(xué)到了很多相關(guān)知識和和 經(jīng)驗，使我掌握了設(shè)計中的一些技巧和默默的學(xué)習(xí)到了一種科學(xué)的設(shè)計思路和方法， 這對我以后工作中有很大指引作用，對我以后的工作態(tài)度和工作方法有很大的影響。 特別是在設(shè)計過程中軟件的應(yīng)用，通過此次設(shè)計使我更加全面的掌握了這些軟件， 充分的利用了這些軟件輔助這此設(shè)計。 在這次設(shè)計中遇到了很多問題，特別是在一些專業(yè)知識上面啊，自己學(xué)的不是 很扎實，在一些計算方面和一些零件的的選材方面，對很多材料不是很了解，又因 為我選的是一個標(biāo)準(zhǔn)模架，因為平常在學(xué)校設(shè)計中又很少用上標(biāo)準(zhǔn)模架，所以上面 有的零件的選材書上沒有，其他地方也比較難找。在裝配圖的繪制中又遇到了前面 設(shè)計上的很多結(jié)構(gòu)錯誤，對細節(jié)的反復(fù)修改較多。經(jīng)過很長時間的思考和查閱資料， 才成功地完成了本套模具的設(shè)計過程。 當(dāng)然，這本此設(shè)計中也存在很多問題，在實際的生產(chǎn)過程中可能很難加工出來， 畢竟是在學(xué)校做的畢業(yè)設(shè)計，沒進入工廠，很多細節(jié)都不懂，相信工作后會有很大 的改善，通過工廠的的實踐來快速的完善自己的設(shè)計效果。 在本此設(shè)計過程中，在碰到困難的同時，因為有知道老師的正確指導(dǎo)和同學(xué)的 熱心幫助才得已解決。才能順利的完成畢業(yè)設(shè)計，感謝老師對我的指導(dǎo)，感謝同學(xué) 對我的幫助，對你們表示忠心的感謝！ 22 致謝 本次設(shè)計是在陳國香教授的指導(dǎo)下完成的，在設(shè)計過程中陳教授和同學(xué)給 予了大力協(xié)助和指導(dǎo)，尤其是在陳老師的幫助下，本次設(shè)計得以順利完成。這 里對上述老師和同學(xué)一并表示真誠的謝意！ 陳老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，工作兢兢業(yè)業(yè)，體察學(xué)生，愛護有加。學(xué)業(yè)上，教書育 人，既傳授我知識，又教會了我如何做人。生活中，為我排憂解難，給予了不 少幫助。再次感謝陳教授。 在感謝老師同學(xué)的同時，我要感謝我的父母及我的親人，在我的大學(xué)四年 里一直給予的支持。 桃紅流丹，李熟飄香，我即將走上工作崗位，但永遠不會忘記老師的栽培， 永遠謹(jǐn)記老師的教導(dǎo)，努力工作，在自己的崗位上作出貢獻。 23 參考文獻 1、塑料成型工藝與模具設(shè)計/屈華昌主編。北京：高等教育出版社， 2005.5 2、模具實用技術(shù)設(shè)計綜合手冊/王樹勛，蘇樹珊主編。 2 版。廣州：華南理 工大學(xué)出版社，2003.6 3、模具設(shè)計與加工速查手冊/彭建聲編著。北京：機械工業(yè)出版社， 2005.6 4、常用工程塑料實用手冊/邱漢平編著。上海：上?？萍技夹g(shù)出版社，1984 5、塑料模具設(shè)計手冊（s） 。北京：機械工業(yè)出版社。1982 6、材料力學(xué)/劉鴻文主編。高等教育出版社。2004.1 7、塑料模具設(shè)計指導(dǎo)。伍先明等編著，國防工業(yè)出版社，2006.5 8、模具制造工藝/張榮清主編。北京：高等教育出版社， 2006.1 9、機械設(shè)計課程設(shè)計手冊/吳宗澤，羅圣國主編。 3 版。北京：高等教育出版 社，2006.5 10、成都科技大學(xué)。塑料成型工藝學(xué)。北京：中國輕工業(yè)出版社，1995 11、 塑料模具設(shè)計參考資料匯編 鄒繼強 主編 清華大學(xué)出版社 2005.9 12、 塑料模具設(shè)計指南 唐志玉主編 國防工業(yè)出版社 1999.6 13、周雄輝等?，F(xiàn)代模具設(shè)計制造理論M。上海：上海交通大學(xué)出版社，2000