手機(jī)后蓋注塑模具設(shè)計(jì)

手機(jī)后蓋注塑模具設(shè)計(jì),手機(jī),注塑,模具設(shè)計(jì) 目 錄 目 錄 第一章 前言 1 1.1 塑料制品的發(fā)展研究 1 1.2 我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 2 1.3 手機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 3 1.4 采用注射模成形手機(jī)產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn) 3 第二章 塑件成型分析設(shè)計(jì) 4 2.1 塑件分析 4 2.2 塑件材料分析 4 2.3 確定塑件設(shè)計(jì)批量 6 2.4 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 6 2.5 注塑機(jī)的預(yù)選擇 7 2.6 塑件分型面的選擇 7 2.7 型腔數(shù)目 8 第三章 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 9 3.1 成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 3.2 成型零件工作尺寸的計(jì)算 10 3.3 型腔壁厚與底板厚度計(jì)算 11 3.4 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 12 3.4.1 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 14 3.4.2 滑塊的設(shè)計(jì) 15 3.4.3 楔緊塊的設(shè)計(jì) 16 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 17 4.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17 4.1.1澆口套的設(shè)計(jì) 17 4.1.2分流道的設(shè)計(jì) 18 4.1.3澆口的設(shè)計(jì) 18 4.1.4 定位圈的設(shè)計(jì) 19 4.2 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 19 4.3 復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22 4.4 排氣系統(tǒng) 22 4.5 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22 4.6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 23 第五章 塑料注射機(jī)的校核 25 5.1 最大注射量的校核 25 5.2 最大注射壓力校核 26 5.3 鎖模力的校核 26 5.4模具厚度H與注射機(jī)閉合高度的校核 26 5.5 開模行程校核 27 總 結(jié) 28 參考文獻(xiàn) 29 致 謝 30 31 第一章 前言 第一章 前言 1.1 塑料制品的發(fā)展研究 隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，塑料制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日常生活和軍事等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍越來越廣，質(zhì)量要求也越來越高，中國(guó)已經(jīng)成為全球最大的塑料市場(chǎng)之一，塑料制品產(chǎn)量全球第二。廣東、浙江、江蘇三省占領(lǐng)了塑料制品產(chǎn)量的“半壁江山”。其中廣東是塑料制品行業(yè)最集中的地區(qū)，產(chǎn)量占國(guó)內(nèi)總產(chǎn)量的四分之一。而西部地區(qū)，人均產(chǎn)量和消費(fèi)量遠(yuǎn)落后于全國(guó)平均水平，塑料工業(yè)仍有較大發(fā)展空間。 在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用上了一個(gè)新臺(tái)階，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量CAD/CAM系統(tǒng)，如美國(guó)pro/E、UG、以色列Cimatron等，這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，在我國(guó)模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對(duì)成型過程中的關(guān)鍵部分進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，大大降低了生產(chǎn)成本，縮短了制造周期。 近年來，P20、3ch2mo等新的塑料模具鋼在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)模具的質(zhì)量和壽命都有很大的影響。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國(guó)產(chǎn)化熱流道系統(tǒng)元件. 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，模具結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，采用一般加工方法無法完成，就得采用電火花加工、電火花線切割、電解加工、電解磨削、激光加工等特種加工來解決以前無法完成的加工人物，數(shù)控機(jī)床、加工中心的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了高精度、高速度、自動(dòng)化生產(chǎn)，大大降低了生產(chǎn)成本，縮短了生產(chǎn)周期，提高了模具精度。 目前，我國(guó)塑料模具工業(yè)和技術(shù)在今后主要發(fā)展方向上有以下幾條： （1）、在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。它解決了傳統(tǒng)混合型CAD/CAM 系統(tǒng)無法滿足實(shí)際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題,CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高。 （2）、提高大型、復(fù)雜、精密、長(zhǎng)壽命模具設(shè)計(jì)制造水平及比例。這是由塑料模成型的制品日漸大型化和要求高精度以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所決定的。 （3）、推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源。 （4）、開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具，以適應(yīng)多品種，小批量的生產(chǎn)方式。 （5）、提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國(guó)外差距大，在一定程度上制約著我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展。 （6）、應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)。 （7）、研究和應(yīng)用模具高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程，采用三座標(biāo)測(cè)量?jī)x或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的重點(diǎn)技術(shù)之一。 1.2 我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 我國(guó)對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視。國(guó)務(wù)院于1989年3月頒布的《關(guān)于當(dāng)前國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，將模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。現(xiàn)在，我國(guó)的模具工業(yè)已初具規(guī)模，全國(guó)已有數(shù)以千計(jì)的模具專業(yè)生產(chǎn)廠和模具生產(chǎn)點(diǎn)，還有數(shù)以萬計(jì)的小型模具企業(yè)?？梢哉f，中國(guó)在模具設(shè)計(jì)和制造方面的發(fā)展空間很大。 近年來，我國(guó)模具技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步主要表現(xiàn)在： （1）、研究開發(fā)了模具新鋼種及硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等新材料，并采用了一些新的熱處理工藝，延長(zhǎng)了模具的使用壽命。 （2）、開發(fā)了一些多工位級(jí)進(jìn)模和硬質(zhì)合金模等新產(chǎn)品，并根據(jù)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)需要研制了一批精密的塑料注射模。 （3）、研發(fā)了一些模具加工新技術(shù)和新工藝，如三維曲面數(shù)控、仿真加工、模具表面拋光、表面皮紋加工及皮紋輥制造技術(shù)；模具鋼的超塑性成型技術(shù)和各種快速制模技術(shù)等。 （4)、 模具加工設(shè)備已得到較大發(fā)展,國(guó)內(nèi)已能批量生產(chǎn)機(jī)密坐標(biāo)磨床、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制（CNC）銑床、CNC電火花線切割機(jī)床及高精度電火花成形機(jī)床等。 （5）、模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（模具CAD/CAM/CAE）已在國(guó)內(nèi)開發(fā)并廣泛應(yīng)用。 我國(guó)的模具技術(shù)雖然得到了較大的發(fā)展，但仍然不能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需要，還需花費(fèi)大量資金向國(guó)外進(jìn)口模具，其原因是： 專業(yè)化生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)化程度低。 模具品種少，生產(chǎn)效率低、經(jīng)濟(jì)效益較差。 模具生產(chǎn)制造周期長(zhǎng)、精度不高，制造技術(shù)落后。 根據(jù)我國(guó)模具技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀及存在問題，今后的發(fā)展方向是： （1）、開發(fā)和發(fā)展精密、復(fù)雜、大型、長(zhǎng)壽命的模具，以滿足國(guó)內(nèi)、外市場(chǎng)的需要。 （2)、加速模具的標(biāo)準(zhǔn)化和商品化，以提高模具質(zhì)量和效率，縮短模具生產(chǎn)周期。 （3)、大力發(fā)展和推廣應(yīng)用模具CAD/CAM技術(shù)，提高模具制造過程的自動(dòng)化程度。 （4)、發(fā)展模具加工成套設(shè)備，以滿足高速發(fā)展模具工業(yè)的需要。 1.3 手機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 手機(jī)已經(jīng)成為人們的一個(gè)生活必須品，從最古老防身磚頭到現(xiàn)在厚度不足5.9mm的超薄，從簡(jiǎn)單的通話功能，到能上網(wǎng)能看電視、手機(jī)電影，甚至可以手機(jī)視頻聊天。手機(jī)的功能在不斷增多，而手機(jī)價(jià)格則在不斷下降，它已經(jīng)從一個(gè)奢侈品成為一件生活必需品，現(xiàn)在如果誰沒有手機(jī)在年輕人眼里是一件不可想象的事情。2007年公布的數(shù)據(jù)顯示中國(guó)的手機(jī)用戶已經(jīng)達(dá)到了5.4億。根據(jù)研究近幾年還將以每年43%的速度增長(zhǎng)。 　　中國(guó)手機(jī)時(shí)代可以從1987年中國(guó)移動(dòng)開始運(yùn)營(yíng)模擬移動(dòng)移動(dòng)電話業(yè)務(wù)開始。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的手機(jī)市場(chǎng)基本都被摩托羅拉公司占領(lǐng)。第一款進(jìn)入國(guó)內(nèi)的手機(jī)就是摩托羅拉3200。體積大、重量沉，只有基本的通話功能外，不能實(shí)現(xiàn)任何增值服務(wù)，當(dāng)然遇見某某壞人的時(shí)候，還可以用來當(dāng)作防身武器。隨著科技的飛速發(fā)展，只能單純通話的手機(jī)很快就退出了市場(chǎng)。各手機(jī)制造商們也是費(fèi)盡了腦汁，愛立信第一個(gè)制作出了可以自編鈴聲的GH398，第一個(gè)彩屏手機(jī)T68。諾基亞第一個(gè)推出了內(nèi)置游戲的6110，第一個(gè)可以上網(wǎng)的手機(jī)7110。隨后可以拍照的手機(jī)出現(xiàn)了，能夠播放mp3的手機(jī)也出現(xiàn)了，在手機(jī)上看書、聊天、學(xué)習(xí)、工作、炒股已經(jīng)不在是新聞。從此手機(jī)進(jìn)入了娛樂時(shí)代。 1.4 采用注射模成形手機(jī)產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn) （1） 注射成形工藝可由機(jī)床自動(dòng)按照一定的程序完成，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，生產(chǎn)效率較高，適于大批量生產(chǎn)。 （2） 注射一般可一次成形，減少了制品再加工程序。 （3） 可以制作形狀較復(fù)雜的塑料制品。 （4） 模具通用簡(jiǎn)單，制品成本較低。 （5） 注射成形后的廢品及廢料可以重新加熱注射，故節(jié)約材料。 （6） 操作易于掌握，不需要等級(jí)較高的技術(shù)操作。 第二章 塑件成型分析設(shè)計(jì) 第二章 塑件成型分析設(shè)計(jì) 2.1 塑件分析 本設(shè)計(jì)所選擇的題目是手機(jī)后蓋模具設(shè)計(jì)。 該產(chǎn)品形狀如中空薄壁型零件，精度及表面粗糙度要求較高，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度，各處脫模力比較合理。從整體結(jié)構(gòu)分析：制品表面積較大、高度不大但是壁薄、零件的曲面復(fù)雜，型腔、型芯加工困難。從整體工藝性分析：根據(jù)制品外觀要求與結(jié)構(gòu)特定要求選擇澆口位置在零件內(nèi)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(jī)構(gòu)頂出均勻。 2.2 塑件材料分析 塑料成型原料的選取應(yīng)從加工性能、力學(xué)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(jìn)行生產(chǎn)，本次設(shè)計(jì)材料的選擇是根據(jù)材料特性進(jìn)行選擇的。 根據(jù)塑料受熱后表現(xiàn)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(shè)計(jì)為注塑設(shè)計(jì)，所以采用熱塑性塑料。 熱塑性塑料還分為很多種，如聚乙稀、聚丙稀、聚氯乙烯、聚苯乙烯和ABS等等，為了選到合適的塑件材料，通過對(duì)塑件的分析和查閱有關(guān)資料可選擇以下材料見表2-1。 表2-1 注塑塑料對(duì)比 塑料名稱 ABS 聚乙烯 材料特性 較大的機(jī)械強(qiáng)度和良好的綜合性能。 結(jié)晶部分多時(shí)，塑料硬度高、韌性大、抗拉強(qiáng)度高，但整體尺寸變小，耐沖擊強(qiáng)度及斷裂強(qiáng)度底。 成型工藝 特點(diǎn) ABS的吸濕性和對(duì)水分子的敏感性較大，在加工前必須進(jìn)行充分的干燥和預(yù)熱。原料控制水分在0.3%以下。 聚乙烯制件最顯著的特點(diǎn)是收縮率大，這與材料的可結(jié)晶性和模具溫度有關(guān)。定型后塑件在強(qiáng)的收縮牽引作用下，可令制件變形和翹曲。 注射溫度 ABS塑料的溫度與熔融粘度的關(guān)系比較獨(dú)特，在達(dá)到塑化溫度后在繼續(xù)盲目升溫，必將ABS的熱降解。 聚乙烯的注射溫度一般在120～310℃之間，溫度超過300℃時(shí)，收縮率會(huì)明顯增大。 注射速度及壓力 ABS采用中等注射速度效果較好，注射時(shí)需要采用較高的注射壓力，其溢邊料為0.04mm左右。并需要調(diào)配好保壓壓力和保壓時(shí)間。 聚乙烯的注射壓力一般選擇在68.6～137.2Mpa之間。注射速度不易過快，以保證結(jié)晶程度高。 模具溫度 ABS的模具溫度相對(duì)較高，一般調(diào)節(jié)在75～85℃。 由于模具溫度對(duì)收縮率影響很大，因此要經(jīng)常保持模具相對(duì)恒定的溫度，一般在40～80℃之間。 經(jīng)以上兩種備選材料的性能對(duì)比，并考慮到制件的使用環(huán)境，本設(shè)計(jì)采用ABS材料。由于材料的吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于0.3% ，所以原料應(yīng)充分干燥。ABS的技術(shù)指標(biāo)、注射工藝參數(shù)具體看表2-2和表2-3。 表2-2 ABS技術(shù)指標(biāo) ABS技術(shù)指標(biāo) 密度 1.02~1.05 比容 0.86~0.98 吸水率 0.2~0.4% 收縮率 0.4~0.7% 熔點(diǎn) 130~160℃ 硬度 9.7 HB 拉伸彈性模量 1.8×Mpa 彎曲強(qiáng)度 80Mpa 拉伸屈服強(qiáng)度 50Mpa 溫度傳導(dǎo)系數(shù) 1.3×10m/s 表2-3 ABS的注射工藝參數(shù) 注射機(jī)類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速 30 ~ 60r/min 噴嘴形式 直通式噴嘴 噴嘴溫度 180~190℃ 模具溫度 50 ~ 70℃ 注射壓力 60 ~100Mpa 保壓壓力 5 ~ 10 Mpa 冷卻時(shí)間 5 ~ 15s 周期 15 ~ 30s 后處理方法 紅外線烘箱溫度70℃時(shí)間0.3 ~ 1h 備注 原材料應(yīng)預(yù)干燥0.5h以上 2.3 確定塑件設(shè)計(jì)批量 該產(chǎn)品為中批量生產(chǎn)，故設(shè)計(jì)的模具要有一定的注塑效率，由于塑件長(zhǎng)寬度小，所以采用一模兩腔結(jié)構(gòu)，澆口形式采用牛角式潛伏澆口，以利于自動(dòng)化生產(chǎn)提高生產(chǎn)效率以及塑件美觀度。 2.4 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 該產(chǎn)品材料為ABS,查手冊(cè)或產(chǎn)品說明得知其密度為1.03g—1.07g/cm3。收縮率為0.4%—0.6%。計(jì)算其平均密度為1.05g/cm3,平均收縮率為0.5%。 使用UG軟件畫出三維實(shí)體圖，軟件能自動(dòng)計(jì)算出所畫圖形的體積。 圖2-1 通過計(jì)算塑件的體積V塑=4.079cm3，可得塑件的質(zhì)量為M塑=ρV塑=1.05×4.079=4.283g，因?yàn)橐荒汕凰訫=4.283×2=8.566g 式子中ρ塑料密度g/cm3。 由澆注系統(tǒng)體積V澆=5.535cm3可計(jì)算出澆注系統(tǒng)質(zhì)量為 M澆=ρV澆=5.535g×1.05=5.812g 因?yàn)橐荒汕?故V總=2V塑＋V澆= 14.378cm3 M總=M塑＋M澆=14.4 2.5 注塑機(jī)的預(yù)選擇 本設(shè)計(jì)中，塑件的體積為4.283 cm3，經(jīng)查手冊(cè)，兩個(gè)塑件都選擇注射機(jī)型號(hào)為：SYS-10，其主要技術(shù)規(guī)格如表2-4所示： 表2-4 注射機(jī)技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 柱塞直徑/mm 注射容量/cm3 注射壓力/ 105Pa 鎖模力/ 104N 最大注射面積/cm2 模具厚度/mm 模具行程/mm 噴嘴(球半徑)/mm 定位孔直徑/mm 最大 最小 SYS-10 φ22 10 1500 15 45 180 100 120 12 φ55 2.6 塑件分型面的選擇 遵循確定分型面的一般原則： （1）分型面應(yīng)選擇在制品的最大截面處。 （2）盡可能使制品留在動(dòng)模一側(cè)。 （3）有利于保證制品的尺寸精度。 （4）有利于保證制品的外觀質(zhì)量。 （5）盡可能滿足制品的使用要求。 （6）有利于排氣。 （7）盡量減少制品在合模方向上的投影面積。 （8）長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開模方向。 （9）有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。 （10）在選擇非平面分型面時(shí)，應(yīng)有利于型腔加工和制品的脫模方便。 要滿足制品的主要要求，為保證工件的表面精度要求，以及簡(jiǎn)化模具設(shè)計(jì)，便于脫模等要求，把分型面設(shè)置為如下圖2-2所示位置： 圖 2-2 側(cè)向分型面 2.7 型腔數(shù)目 此設(shè)計(jì)為一模兩腔設(shè)計(jì)，主要優(yōu)點(diǎn)有：一模兩腔模具機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，設(shè)計(jì)自由度較大，工藝參數(shù)易于控制，分型面設(shè)計(jì)較方便，制造成本低，制造簡(jiǎn)單，提高生產(chǎn)效率。排布方式如圖2-3： 圖2-3 型腔排布 第三章 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 第三章 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.1 成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):由于零件形狀復(fù)雜，故選用局部鑲拼式凹模，這種結(jié)構(gòu)的凹模是將底部的復(fù)雜部分先加工研磨后壓入到?？虬逯?。其結(jié)構(gòu)如圖3-1所示： 圖 3-1 凹模 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):對(duì)于形狀復(fù)雜的凸模，為了便于機(jī)加工，也可采用鑲拼式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的凸模是將四壁和墊板分別加工研磨后壓入到?？虬逯?，側(cè)壁之間采用扣鎖連接以保證連接的準(zhǔn)確性。其結(jié)構(gòu)如下圖3-2所示： 圖 3-2 凸模 3.2 成型零件工作尺寸的計(jì)算 所謂成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸、型腔的深度尺寸或型芯的高度尺寸等等。 成型零件工作尺寸的計(jì)算方法一般按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進(jìn)行計(jì)算。 制品尺寸能否達(dá)到圖紙尺寸的要求，與型腔、型芯的工作尺寸的計(jì)算有很大關(guān)系。成型零件工件尺寸的計(jì)算內(nèi)容包括：型腔和型芯的徑向尺寸（含矩形的長(zhǎng)和寬）、高度尺寸及中心距尺寸等。成型零件工作尺寸的計(jì)算方法很多，現(xiàn)以塑料的平均收縮率為基準(zhǔn)計(jì)算。 （1） 型腔內(nèi)徑尺寸計(jì)算 （mm） 式中， —型腔內(nèi)徑尺寸（mm） D—制品的最大尺寸（mm） Q—塑料的平均收縮率（%），ABS的平均收縮率為0.5% —制品公差 —系數(shù)，可隨制品精度變化，一般取0.5~0.8之間 —模具的制造公差，一般取=~ 按矩形計(jì)算，手機(jī)后蓋長(zhǎng)度、寬度上的最大尺寸分別為 =102mm =45mm 根據(jù)塑件的要求?。?0.44mm =0.28mm，則 =（82＋82×0.005-×0.44）=82.74mm =(42+42×0.005-×0.28) =42.42mm （2） 型芯徑向尺寸計(jì)算 模具型芯徑向尺寸是由制品的內(nèi)徑尺寸所決定的，與型腔徑向尺寸的計(jì)算原理一樣，分長(zhǎng)、寬兩部分計(jì)算： (mm) 式中，—型芯外徑尺寸(mm) —制品內(nèi)徑最小尺寸(mm) 其余符號(hào)含義同型腔計(jì)算公式。 按矩形計(jì)算，手機(jī)后蓋長(zhǎng)度、寬度的最小尺寸分別為 =81mm =40mm 由上可知， =0.44mm =0.28mm，則 =（81＋81×0.005-×0.44）=81.73mm =（40+40×0.005-×0.28）=40.39mm （3）型腔深度尺寸計(jì)算 模具型腔深度尺寸是由制品的高度尺寸所決定，設(shè)制品名義高度尺寸為最大尺寸，公差負(fù)偏差。型腔深度名義尺寸為最小尺寸，其公差為正偏差+。由于型腔底部或型芯端面的磨損很小，可以略去磨損量，在計(jì)算中取，加上制造偏差有： z ) ( d + D - + = 3 2 Q h h H 1 1 M （mm） 式中—型腔的深度尺寸（mm） —制品高度最大尺寸（mm） 由零件圖上可知， =5mm，可得， =0.14mm，因此 =（5+5×0.005-2/3×0.14）=4.93mm （4）型芯高度尺寸計(jì)算 模具型芯高度尺寸是由制品的深度尺寸所決定，設(shè)制品高度名義尺寸為最大尺寸公差為正偏差+，型芯高度設(shè)計(jì)為最大尺寸，其公差為負(fù)偏差-。根據(jù)有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公式： =（+Q+）（mm） 式中—型芯高度尺寸（mm） —制品深度最小尺寸（mm） 由零件圖中可得，=4mm，查表1-15得，=0.12mm =（4＋4×0.005+）=6.14mm 3.3 型腔壁厚與底板厚度計(jì)算 在塑料注射模注塑過程中，型腔所承受的力是十分復(fù)雜的。型腔所受的力有塑料溶體的壓力，合模時(shí)的壓力，開模時(shí)的拉力等，其中最重要的是塑料溶體的壓力。在塑料溶體的壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及變形。如果型腔厚度和底板厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料的許用應(yīng)力時(shí)，型腔即發(fā)生強(qiáng)度破壞。與此同時(shí)，剛度不足則會(huì)發(fā)生過大的彈性變形，從而產(chǎn)生溢料和影響塑件尺寸及成型精度，也可能導(dǎo)致脫模困難等。所以，模具對(duì)強(qiáng)度和剛度都有要求。 對(duì)于大尺寸型腔，剛度不足是主要矛盾，應(yīng)按剛度條件計(jì)算；對(duì)于小尺寸型腔，強(qiáng)度不足是主要矛盾，應(yīng)按強(qiáng)度條件計(jì)算。所以，本設(shè)計(jì)是按照強(qiáng)度條件來計(jì)算。 注射成型模型腔壁厚的確定應(yīng)滿足模具剛度好、強(qiáng)度大和結(jié)構(gòu)輕巧、操作簡(jiǎn)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(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度。否則可能會(huì)因?yàn)閯偠炔蛔愣a(chǎn)生塑料制件變形損壞，也可能會(huì)彎曲變形而導(dǎo)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(jì)算上一般要考慮下面幾個(gè)因素： （1）使型腔不發(fā)生溢料，ABS不溢料的最大間隙為0.05mm。 （2）保證制品的順利脫模，為此同時(shí)要求型腔允許的彈性變形量小于制品冷卻固化收縮量。 （3）保證制品達(dá)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。 在實(shí)際中，我們不是通過計(jì)算來確定型腔壁厚及支承板厚度，而是憑經(jīng)驗(yàn)確定。查參考資料的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表可以得知： 型腔側(cè)壁厚度S的經(jīng)驗(yàn)值為： S＝0.2L+17 L——型腔長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng) 底板厚度h的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)： h≈0.13b 取 b≈L 因?yàn)榍吧w和后蓋的型腔長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)是一樣大的，所以它們的型腔側(cè)壁和底板厚度也是一樣的。 側(cè)壁厚度S的值為：S＝0.2L+17=0.2×105.6+17＝38.12mm 底板厚度h的數(shù)據(jù)：h≈0.13b≈0.13×105.6≈13.8mm 3.4 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 當(dāng)塑件上具有與開模方向不一致的側(cè)孔，側(cè)凹或凸臺(tái)時(shí)，在脫模之前必須先抽掉側(cè)向成型零件（或側(cè)型芯），否則就無法脫模。這種帶動(dòng)側(cè)向成型零件移動(dòng)的機(jī)構(gòu)稱為側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。 由于前蓋和后蓋只是側(cè)孔的形狀不同，其它的條件相差不大，所以它們選用一樣的側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。 根據(jù)動(dòng)力來源的不同，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)一般可分為手動(dòng)，機(jī)動(dòng)和氣動(dòng)（液壓）三大類。 （1） 手動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)：手動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是由人工將側(cè)型芯或鑲塊連同塑件一起取出，在模外使塑件與型芯分離。 （2） 機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)：機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是利用注射機(jī)的開模力，通過傳動(dòng)件使模具中的側(cè)向成型零件移動(dòng)一定距離而完成側(cè)向分型與抽芯動(dòng)作。這類機(jī)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性好，效率高，動(dòng)作可靠，實(shí)用性強(qiáng)。其主要形式有斜導(dǎo)柱分型與抽芯機(jī)構(gòu)。 （3） 液壓或氣動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)：液壓或氣動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是以液壓力或壓縮空氣作為側(cè)向分型與抽芯的動(dòng)力。 抽芯距是指將側(cè)型芯抽至不妨礙塑件脫模位置的距離。一般抽芯距等于成型塑件的孔深或凸臺(tái)高度再加2～3 mm的安全系數(shù)。即 S＝h+(2～3)mm＝3＋3＝6 mm 式中， S——抽芯距 （mm） h——塑件的側(cè)孔深度或側(cè)凸高度 抽出側(cè)向型芯或分離側(cè)向凹模所需要的力稱為抽芯力。抽芯力的計(jì)算與脫模力的計(jì)算相同。所以公式為 ＝ t ——制品壁厚，t＝1 mm E ——塑料的拉伸彈性模量（MPa），查表取2100， ——塑料的平均成型收縮率，取0.5％。 ——塑料的泊松比，查表取0.42 h ——型芯脫模方向高度，h＝3mm ——脫模斜度修正系數(shù)，其計(jì)算式為＝ 其中，f ——制品與鋼材表面之間的靜摩擦系數(shù)，查表取0.38 ——型芯的脫模斜度，取2° 帶入數(shù)字，算得 ≈0.34 Q＝147.73 N 斜導(dǎo)柱分型與抽芯機(jī)構(gòu)是生產(chǎn)中最常見得一種，它是利用斜導(dǎo)柱等零件把開模力傳遞給側(cè)型芯，使之產(chǎn)生側(cè)向移動(dòng)來完成抽芯動(dòng)作的。 結(jié)構(gòu)原理：斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)由與模具開模方向成一定角度的斜導(dǎo)柱和滑塊組成，并有保證抽芯動(dòng)作穩(wěn)妥可行的滑板定位裝置，起到固定作用的側(cè)向固定板和提供鎖緊力的鎖緊裝置。 楔緊塊 結(jié)構(gòu)如圖3-3所示 滑塊 壓塊 楔緊塊 斜導(dǎo)柱 滑塊鑲件 圖3-3 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 3.4.1 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 斜導(dǎo)柱軸向與開模方向的夾角稱為斜導(dǎo)柱的傾斜角。的大小對(duì)斜導(dǎo)柱的有效工作長(zhǎng)度，抽芯距和受力狀況等起著重要作用，因此它是決定斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)工作效果的重要參數(shù)。 ＝ H＝S×cot 式中， —— 斜導(dǎo)柱的工作長(zhǎng)度（mm） S —— 抽芯距 —— 斜導(dǎo)柱的傾斜角 H —— 完成抽芯距S所需要的開模行程（mm） 由此可知，在抽芯距S一定的情況下，值越小，則斜導(dǎo)柱的工作長(zhǎng)度L和開模行程H均需增加，但L值過大會(huì)使斜導(dǎo)柱的剛性下降，H值增大會(huì)受到注射機(jī)行程的限制。在考慮斜導(dǎo)柱時(shí)，當(dāng)值增大時(shí)，要得到相同的抽芯力，則斜導(dǎo)柱所受的彎曲力要增大，同時(shí)開模力也增大。一般在設(shè)計(jì)的時(shí)候，<25°,常用為＝15°～20°，本設(shè)計(jì)取為18°。 所以， ＝＝＝19.42mm H＝S×cot＝6×cot18°＝18.22mm 由于計(jì)算較復(fù)雜，所以在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，經(jīng)常用查表法確定斜導(dǎo)柱的直徑。一般根據(jù)抽芯力（或脫模力）。斜導(dǎo)柱傾斜角和最大彎曲力等查出斜導(dǎo)柱的直徑。本設(shè)計(jì)選取的直徑為15 mm。 圓形端面斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度主要根據(jù)抽芯距，斜導(dǎo)柱直徑及斜角來確定。 斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度為:L=++++ =(D/2)tan+h/cos+(d/2)tan+S/sin+(5～10) 式中 L——斜導(dǎo)柱的總長(zhǎng)度（mm） D——斜導(dǎo)柱臺(tái)肩直徑（mm），查表得，D＝20。 d——斜導(dǎo)柱工作部分的直徑（mm），d＝15。 h——斜導(dǎo)柱固定板的厚度（mm），h＝45 S——抽芯距（mm），S＝6 ——斜導(dǎo)柱的傾斜角（°），＝18°。 代入數(shù)字，算得 L≈80 mm 3.4.2 滑塊的設(shè)計(jì) 滑塊是斜導(dǎo)柱側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)中的一個(gè)重要零部件，注射成型時(shí)塑件尺寸的準(zhǔn)確性和移動(dòng)的可靠性都需要它來保證。 經(jīng)驗(yàn)所得，滑塊長(zhǎng)度（運(yùn)動(dòng)方向）應(yīng)為寬度的1.5倍，滑塊在側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)和復(fù)位過程中，要沿一定的方向平穩(wěn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。為了保證滑塊運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，抽芯及復(fù)位可靠，無上下竄動(dòng)和卡緊現(xiàn)象，滑塊在導(dǎo)滑槽內(nèi)必須很好地導(dǎo)滑。 在模具中，一般采用T字形導(dǎo)滑槽。其長(zhǎng)度一般為滑塊寬度的1.5倍，所以其長(zhǎng)度為：L＝1.5W＝1.5×46.5≈70mm。 3.4.3 楔緊塊的設(shè)計(jì) 在注射成型的過程中，側(cè)型芯會(huì)受到型腔內(nèi)熔融塑料較大推力的作用，這個(gè)力會(huì)通過滑塊傳給斜導(dǎo)柱，而一般的斜導(dǎo)柱為一細(xì)長(zhǎng)桿，受力后很容易變形，因此要設(shè)置楔緊塊，以便在和模狀態(tài)下壓緊滑塊，承受腔內(nèi)熔融塑料給予側(cè)向成型零件的推力。 在側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)中，楔緊塊的楔角是一個(gè)重要參數(shù)。為了保證在和模時(shí)能壓緊滑塊，而在開模時(shí)它又能迅速脫離滑塊，避免楔緊塊影響斜導(dǎo)柱對(duì)滑塊的驅(qū)動(dòng)，鎖緊角一般必須大于斜導(dǎo)柱的斜角，這樣才能保證模具一開模，楔緊塊就讓開。＝＋（2°＋3°）＝18°＋2°＝20°。 圖3-4 二維抽芯結(jié)構(gòu)圖 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 4.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 注射模的澆注系統(tǒng)是指塑料溶體從注射機(jī)噴嘴進(jìn)入模具開始到型腔為止，所流經(jīng)的通道。它的作用是將溶體平穩(wěn)地引入模具型腔，并在填充和固化定型過程中，將型腔內(nèi)氣體順利排出，且將壓力傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得組織致密，外形清晰，表面光潔和尺寸穩(wěn)定的塑件。 主流道是塑料熔融體進(jìn)入模具型腔時(shí)最先經(jīng)過的部位，是指從注射機(jī)噴嘴與模具接觸處開始，到有分流道支線為止的一段料流通道，它將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔。其形狀為圓錐形，便于熔體順利地向前流動(dòng)，開模時(shí)主流道凝料又能順利地拉出來，錐角通常取2°～4°，在此取2°。由于主流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，通常不直接開在定模板上，而是將它單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道襯套(即是澆口套)鑲?cè)攵０鍍?nèi)。 4.1.1澆口套的設(shè)計(jì) 澆口套的計(jì)算: 進(jìn)料口直徑：D=d+(0.5～1)mm=2.5＋0.5＝3mm 式中d為注塑機(jī)噴嘴口直徑。 球面凹坑半徑：R=r+(1～2)mm=12+2＝14mm 式中r為注塑機(jī)噴嘴球頭半徑。 主流道長(zhǎng)度L根據(jù)定模座板厚度確定，在能夠?qū)崿F(xiàn)成型的條件下盡量短，以減少壓力損失和塑料耗量。通常L不能超過60mm ,本設(shè)計(jì)取L=32mm 。 主流道大端與分流道相接處又過度圓角，以減小料流轉(zhuǎn)向時(shí)的阻力，其圓角半徑取r=2 mm 。所選澆口套的立體圖如圖4-1所示： 圖4-1 4.1.2分流道的設(shè)計(jì) 分流道是主流道與型腔進(jìn)料口之間的一段流道，主要起分流和轉(zhuǎn)向作用，是澆注系統(tǒng)的斷面變化和溶體流動(dòng)轉(zhuǎn)向的過渡通道。 分流道常見的斷面形狀有圓形、正六邊形、梯形、U形、半圓形、矩形等數(shù)種，希望取易于加工，且在流道長(zhǎng)度和流道體積相同的情況下流動(dòng)阻力和熱量損失都最小的斷面形狀。 此次設(shè)計(jì)采用直邊分流道，由于這種流道，加工方便，節(jié)省機(jī)械加工費(fèi)用，且熱量損失和阻力損失均不大，故為常用形式。此外，分流道應(yīng)盡可能短，容積要小，因?yàn)榱鹘?jīng)分流道的熔體溫度和壓力損失要小。 4.1.3澆口的設(shè)計(jì) 澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道，是整個(gè)澆注系統(tǒng)的最薄弱點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 一般情況下，澆口采用長(zhǎng)度很短而截面很窄的小澆口。當(dāng)熔融塑料通過狹小的澆口時(shí)，流速增高，并因摩擦使料溫也增高，有利于填充型腔。同時(shí)，狹小的澆口適當(dāng)保壓補(bǔ)縮后首先凝固封閉型腔，使型腔內(nèi)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(nèi)殘余應(yīng)力小，可減小塑件的變形和破裂。狹小的澆口便于澆道凝料與塑件的分離，便于修整塑件，成型周期較短。但是，澆口截面尺寸不能過小。過小的澆口，壓力損失大，冷凝快、補(bǔ)給困難，會(huì)造成塑件缺料、縮孔等缺陷，甚至還會(huì)產(chǎn)生熔體破裂形成噴射現(xiàn)象，使塑件表面出現(xiàn)凹凸不平。 澆口采用牛角潛伏式澆口，該澆口的斷面形狀和尺寸類似點(diǎn)澆口，它除了具備點(diǎn)澆口的各種特點(diǎn)外，其進(jìn)料部分一般選在制件側(cè)面或背面較隱蔽處，不致影響制品的美觀，同時(shí)可采用較簡(jiǎn)單的兩板式模具。 澆口形狀及尺寸如圖4-2： 圖4-2 澆口的形狀 4.1.4 定位圈的設(shè)計(jì) 為了便于模具在注射機(jī)上安裝以及模具澆口套與注射機(jī)的噴嘴孔精確定位，應(yīng)在模具上（通常在定模上）安裝定位圈，用于與注射機(jī)定位孔匹配。定位圈除了完成澆口套與噴嘴孔的精確定位之外，還可以防止?jié)部谔讖哪?nèi)滑出。 圖4-3 4.2 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在注射成型的每一循環(huán)中，塑件必須由模具的型腔或型芯上脫出，脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)，也常稱為脫模機(jī)構(gòu)。 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則: （1）盡量使塑件留在動(dòng)模一邊。 （2）保證塑件不因推出而變形和損壞。 （3）保證塑件外觀良好。 （4）結(jié)構(gòu)可靠。 脫模力是指將塑件從動(dòng)模一側(cè)的主型芯上脫出時(shí)所需要的外力，是設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的主要依據(jù)之一。 塑件在模具冷卻定型時(shí)，由于體積收縮，其尺寸逐漸縮小而將型芯包緊而產(chǎn)生的力，叫做型芯包緊力。對(duì)于不帶通孔的殼體類塑件，脫模時(shí)所要克服大氣壓力，叫做真空吸力。此外，還要克服機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力及塑料與鋼材之間的粘附力。 開始脫模的瞬間所要克服的阻力最大，稱為初始脫模力，以后脫模所需的力稱為相續(xù)脫模力，后者要比前者小。所以在計(jì)算脫模力的時(shí)候，總是計(jì)算初始脫模力。影響脫模力大小的因素很多，如型芯成型部分的表面積及其形狀；塑料的收縮率以及對(duì)于型芯的摩擦系數(shù)；塑件的壁厚及同時(shí)包緊型芯的數(shù)量；成型時(shí)的工藝參數(shù)等。根據(jù)這些因素來精確計(jì)算脫模力是相當(dāng)困難的，所以下面根據(jù)主要影響因素進(jìn)行粗略計(jì)算。 當(dāng)塑件包緊型芯時(shí)，由于型芯一般具有脫模斜度，故在脫模力的作用下，塑件對(duì)型芯的正壓力降低了sinɑ,這時(shí)摩擦阻力為： = ( -sinɑ ) 式中 ——摩擦阻力（N）； ——摩擦系數(shù),查表得 = 0.6 ； ——因塑件收縮產(chǎn)生對(duì)型芯的正壓力（N）； ——脫模力（N）； α ——脫模斜度，因?yàn)椴牧鲜荘C/Abs，所以取α=2° 根據(jù)受力圖列出力的平衡方程式為： = 0 即 cosɑ--sinɑ= 0 將上式代入= ( -sinɑ ) 可得： = 其中 ——因塑件收縮產(chǎn)生對(duì)型芯的正壓力（N），=pA P ——因塑件收縮對(duì)型芯產(chǎn)生的單位正壓力（MPa）,一般p=12～20MPa,薄壁件取小值，厚壁件取大值，所要生產(chǎn)的塑件比較薄，故取p=14MPa； A ——塑件包緊型芯側(cè)面積。 直接使用UG 的測(cè)量功能，測(cè)出塑件包緊型芯側(cè)面積 A＝765.26 mm2 本設(shè)計(jì)采用頂桿脫模機(jī)構(gòu)，選用了直徑為4的頂桿，如下圖所示： 圖4-4 頂桿分布圖 冷料井設(shè)計(jì)由于注塑機(jī)噴嘴與冷模具接觸降溫，致使噴嘴前端常存有一段低溫料，為除盡這段冷料，在主流道對(duì)面一般設(shè)有冷料井，使冷料不進(jìn)入分流道和型腔。臥式注塑機(jī)用模具的冷料井設(shè)在與主流道末端相對(duì)應(yīng)的動(dòng)模上。其底部或四周常作曲折的鉤形或側(cè)向凹槽，是冷料井在分模時(shí)能將主流道凝料從主流道中拉出留在動(dòng)模上。 圖4-5 拉料桿上冷料井的形狀尺寸 4.3 復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 為了使推出零件在合模后能回到原來的位置，推桿推出機(jī)構(gòu)中通常還設(shè)有復(fù)位機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)采用彈簧復(fù)位，利用彈簧的彈力使脫模機(jī)構(gòu)復(fù)位。如下圖所示： 圖4-6 復(fù)位桿與復(fù)位彈簧 4.4 排氣系統(tǒng) 型腔內(nèi)氣體的來源，除了型腔內(nèi)原有的空氣外，還有因塑料受熱或凝固而產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。塑料溶體向注射模型腔填充過程中，必須要考慮把這些氣體順利排出，否則，不僅會(huì)引起物料注射壓力過大，溶體填充型腔困難，造成充不滿模腔，而且，氣體還會(huì)在壓力作用下滲進(jìn)塑料中，使塑件產(chǎn)生氣泡，組織疏松，熔接不良。 由于前蓋和后蓋都屬于復(fù)雜模具，所以它們都采用排氣槽排氣，排氣槽一般開設(shè)在型腔最后被填充的地方，同時(shí)也利用型芯、頂桿、鑲拼件、分型面等的間隙排氣，達(dá)到充分排氣的目的。 4.5 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 合模導(dǎo)向裝置是保證動(dòng)模和定模合模時(shí)正確定位和導(dǎo)向的裝置，本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向裝置，主要零件為導(dǎo)柱和導(dǎo)套。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 （1） 導(dǎo)向作用。 （2） 定位作用。 （3） 承受一定的側(cè)壓力。 （4） 承載作用。 （5） 保持機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。 導(dǎo)柱是與安裝在另一半模上的導(dǎo)套相配合，用以確定動(dòng)模和定模的相對(duì)位置，保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓柱形零件。 導(dǎo)套是與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動(dòng)模和定模的相對(duì)位置，保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓套形零件。 因?yàn)榍吧w與后蓋的體積相差不大，所以它們采用相同的模架，因此，它們采用相同的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。由于模架的尺寸為400×400，所以本設(shè)計(jì)選用直徑為30的導(dǎo)柱，然后選用相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)套，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖4-7 導(dǎo)柱與導(dǎo)套 4.6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在注射過程中，開始注射時(shí)模具是冷的，由于注入型腔內(nèi)的塑料溫度的影響，模具溫度逐漸升高。根據(jù)注射的成型材料不同，模具的溫度也不同。由于成型要求模具有一定的溫度，模溫過高或過低都會(huì)影響塑件質(zhì)量，產(chǎn)生縮孔，變形等缺陷。所以，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮冷卻或加熱裝置來調(diào)節(jié)模具的溫度。成型時(shí)若料溫不足，為了使模具達(dá)到成形要求的模溫，一般應(yīng)考慮加熱裝置；當(dāng)料溫使模溫超過成形要求時(shí)，則應(yīng)考慮冷卻裝置。 在模具設(shè)計(jì)中，設(shè)置冷卻裝置的目的，一是防止塑件脫模變形；二是縮短成型周期；三是使結(jié)晶性塑料冷凝形成較低的結(jié)晶度，以得到柔軟性、擾曲性、伸長(zhǎng)率較好的塑件。 冷卻形式一般在型腔、型芯等部位合理地設(shè)置通水冷卻水路，并通過調(diào)節(jié)冷卻水流量及流速來控制模溫。 本設(shè)計(jì)采用循環(huán)式冷卻水路，這樣對(duì)型腔和型芯的冷卻效果較好。水孔邊離型腔距離為15mm，因?yàn)槿绻嚯x太近的話冷卻不易均勻，太遠(yuǎn)的話效率就近。水孔直徑設(shè)計(jì)為10mm。水路排布如下圖所示： 圖4-8 水路排布圖 第五章 塑料注射機(jī)的校核 第五章 塑料注射機(jī)的校核 5.1 最大注射量的校核 塑件的體積（包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)）應(yīng)小于注射機(jī)的最大注射容量，其關(guān)系按下式校核： ——塑件和澆注系統(tǒng)的體積總和（cm3） ——注射機(jī)最大注射量（cm3） 計(jì)算出注射機(jī)的最大注射量 式中 ——注射機(jī)理論注射量（cm3） ——射出系數(shù)，實(shí)際生產(chǎn)中常取0.7～0.9，本設(shè)計(jì)取0.8。 所以， 塑件的體積：＝4.87 cm3 澆注系統(tǒng)的體積等于澆口套里面的澆道體積加上型腔內(nèi)的澆道體積。 因?yàn)闈部谔资接梢粋€(gè)短圓柱和一個(gè)長(zhǎng)圓柱組成的，所以很容易算得兩個(gè)圓柱得體積總和為11.97 cm3，利用Pro/E的測(cè)量功能，測(cè)得澆口套的體積為11.52 cm3，所以澆口套里面的澆道體積為＝11.97－11.52＝0.45 cm3。 型腔內(nèi)的體積可以由鑄模的體積減去塑件的體積，所以，算得體積為＝5.0035－4.87＝0.1335 cm3 則澆注系統(tǒng)體積＝+＝0.45＋0.1335＝0.5835 ， 所以塑件和澆注系統(tǒng)的體積總和＝＋＝5.4535 最大注射量的校核公式為 ， 前蓋：＝5.4535 ， ， 所以，注射量符合要求。 5.2 最大注射壓力校核 注射機(jī)的額定注射壓力即為它的最高壓力，應(yīng)該大于注射機(jī)成形時(shí)所需調(diào)用的注射壓力，即 ， 式中，——注射機(jī)的額定注射壓力，查表得，＝1500×Mpa ——塑件成形時(shí)所需的注射壓力，查表得，＝900×Mpa ——安全系數(shù)，一般?。?.25～1.4，本設(shè)計(jì)?。?.3。 代入數(shù)字，算得 ＝1500×Mpa ＝900××1.3＝1170×Mpa 所以，最大注射壓力符合要求。 5.3 鎖模力的校核 鎖模力是注射機(jī)的合模裝置對(duì)模具的最大鎖緊力，其作用是防止注射成形時(shí)，模具分型面張開。 注射機(jī)的鎖模力應(yīng)大于模腔內(nèi)塑料熔體的壓力產(chǎn)生的張開模具的力，即 式中 F——鎖模力，其大小為F＝150 KN； ——模腔內(nèi)熔體的壓力（MPa），一般取40～50MPa A——所有塑件及澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積之和。利用Pro/E的測(cè)量功能，測(cè)得前蓋 A≈1167.52 mm2，后蓋 A≈2537.68 mm2 所以 均小于注射機(jī)鎖模力150kN，所以符合要求。 5.4模具厚度H與注射機(jī)閉合高度的校核 可按下式校核： ﹥ H ﹥ 式中 ——注射機(jī)允許最大模厚（=180mm）； ——注射機(jī)允許最小模厚（=100mm）。 其中， ＝20+40+40+10+40+20＝170mm 式中 為定模板厚度， 為定模套板厚度 ， 為動(dòng)模套板厚度 為動(dòng)模支撐板厚度， 為墊塊厚度， 為動(dòng)模板厚度 因?yàn)?80 ﹥170 ﹥ 100，所以能滿足要求。 5.5 開模行程校核 注射機(jī)開模行程應(yīng)大于模具開模時(shí)取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需的開模距，即滿足下式： ≥++（5～10） 式中 ——注射機(jī)模板行程（=120mm）； ——脫模距離；=40mm ； ——包括流道凝料在內(nèi)的制品高度，前蓋和后蓋均約為=50mm 。 則 ++10=40+50+10=100﹤120，所以能滿足要求。 總 結(jié) 總 結(jié) 本文的目的是綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)來完成注塑模具的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)我們分析、解決實(shí)際問題的能力。圍繞這個(gè)目的，主要完成了一下幾個(gè)方面的工作。 1、設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是熟練應(yīng)用UG、Auto-CAD等工程軟件進(jìn)行產(chǎn)品、模具的設(shè)計(jì)，為此在設(shè)計(jì)之前我已經(jīng)學(xué)習(xí)并熟練掌握了UG、Auto CAD軟件，設(shè)計(jì)三維建模和模具總裝圖和相關(guān)零件圖的設(shè)計(jì)都是先用UG來完成的。 2、在設(shè)計(jì)過程中，本著合理，優(yōu)化設(shè)計(jì)的思想。通過分析型腔結(jié)構(gòu)，這樣兼顧了ABS的精度要求和產(chǎn)品的生產(chǎn)率。在表面不會(huì)產(chǎn)生大的變形。推出機(jī)構(gòu)既保證了塑件的順利脫模，又簡(jiǎn)化了模具的結(jié)構(gòu)，便于工人的加工生產(chǎn)。 3、模具的整體結(jié)構(gòu)緊湊，小巧，節(jié)約了成本，型腔、型芯材料選用優(yōu)質(zhì)模具鋼,性能優(yōu)越，經(jīng)久耐用。 雖然本設(shè)計(jì)已順利完成，但在模具技術(shù)，金屬材料的飛速發(fā)展的今天。本課題還可以在很多方面進(jìn)行改進(jìn)和提高如： 設(shè)計(jì)更為合理的多型腔的型腔分布，提高產(chǎn)品生產(chǎn)率。 選用更加優(yōu)質(zhì)的型芯、型腔材料，提高成型部件的使用率。 設(shè)計(jì)出更先進(jìn)的模具結(jié)構(gòu)，提高生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。 總之，本次設(shè)計(jì)所采用的設(shè)計(jì)思想和開發(fā)方法，在注射模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域還是很有實(shí)用的，隨著技術(shù)的發(fā)展,模具行業(yè)也仍將具有更加廣闊的前景。但，在本次設(shè)計(jì)中的一些計(jì)算、校核等所涉及的經(jīng)驗(yàn)值大大欠缺，給設(shè)計(jì)帶來一定的捆擾，同時(shí)本次設(shè)計(jì)也是本人和同學(xué)們的首次設(shè)計(jì)成果其中必定存在著不少的缺點(diǎn)和漏洞，有待以后不斷地總結(jié)和積累大量的知識(shí)，用以不斷提高自己的專業(yè)水平。望老師們給予指導(dǎo)斧正。 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn) [1] 李學(xué)峰 《模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)教程》 化工工業(yè)出版社 北京 2004年 [2] 鄒繼強(qiáng) 《塑料制品及其成型模具設(shè)計(jì)》 清華大學(xué)出版社 北京 2004年 [3] 屈華昌 《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》 機(jī)械工業(yè)出版社 北京 1995年 [4] 王新華 《沖模設(shè)計(jì)與制造使用計(jì)算手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社 北京 2003年 [5] 黃毅宏 《模具制造工藝》 機(jī)械工業(yè)出版社 北京 1999年 [6] 楊占堯 《塑料模具典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例》 化工工業(yè)出版社 北京 2008年 [7] 伍先明 《塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 國(guó)防工業(yè)出版社 北京 2006年 致 謝 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在導(dǎo)師史清衛(wèi)老師的精心指導(dǎo)之下完成的。在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，從資料的收集，手機(jī)的模具設(shè)計(jì)，工藝分析，圖紙繪制，到最后的畢業(yè)論文的完成，無不凝聚著史老師的心血。在我碰到困難的時(shí)候，他們的細(xì)心開導(dǎo)和指引，讓我很快就找到解決問題的方法。如果沒有史老師的指導(dǎo)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)就不會(huì)那么順利的完成。同時(shí)，史老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，平易近人的性格，讓我從中學(xué)到了很多做人的道理，同時(shí)也為即將走進(jìn)社會(huì)的我樹立了一個(gè)好榜樣。在此，謹(jǐn)向?qū)熓非逍l(wèi)老師致以最真誠的感謝。 在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我碰到了許許多多的問題，除了老師們的指導(dǎo)之外，同學(xué)們也給予了很多幫助。雖然他們也在努力地做著他們地畢業(yè)設(shè)計(jì)，但是每當(dāng)我向他們求助地時(shí)候，他們總會(huì)積極地幫助我。所以，在此對(duì)那些無私幫助過我的同學(xué)們致以崇高的敬意。 由于知識(shí)水平的關(guān)系，設(shè)計(jì)中必然會(huì)存在著很多的不足之處，在此希望各位老師同學(xué)們給予批評(píng)指導(dǎo)!最后，再次感謝在設(shè)計(jì)過程中幫助過我的每一位老師和同學(xué)。謝謝！ 30