電器件后蓋注塑模具設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 機(jī)械制造專業(yè)

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1、 電器件后蓋注塑模具設(shè)計(jì) 摘要 本文通過(guò)查找文獻(xiàn)等途徑，針對(duì)電器件后蓋注塑模具設(shè)計(jì)的總體要求，先對(duì)相應(yīng)的塑件成型工藝、加工精度要求進(jìn)行了分析；并在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)注塑機(jī)進(jìn)行選擇和校核，得出海天80CX型號(hào)的注塑機(jī)能夠完全滿足本文的需求；然后又對(duì)注塑模具進(jìn)行了合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及材料的選擇；最后通過(guò)三維建模軟件進(jìn)行裝配圖和零件圖的繪制，并采用說(shuō)明書(shū)和計(jì)算分析的形式完成了模具設(shè)計(jì)的論文。 關(guān)鍵詞：成型工藝；UG三維建模；模具設(shè)計(jì)；注塑機(jī)；模具材料 Abstract According t

2、o the general requirements for injection mold design of electronic component covering. Firstly, the plastic molding process and the machining precision is analyzed; Secondly, the injection molding machine has been selected and checked, results show that Haitian 80CX can fully meet the demand; Then t

3、he reasonable structure design and material selection of the injection mold are discussed. Finally, the assembly and detail drawings have been completed using 3D modeling software, and with a detail report and much of calculations, the graduation thesis is done. Key Word：Molding process；UG 3D model

4、ing；Mould design；Injection molding machine；Mold material III 目 錄 第1章 緒述 1 第2章 塑件成型工藝性分析 2 2.1 塑件分析 2 2.2 材料的選擇 2 2.3 成型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析 2 第3章 注塑機(jī)選擇和校核 4 3.1 選擇模具注塑機(jī) 4 3.1.1 塑件體積及質(zhì)量估算 4 3.1.2 凝料體積的初步估算 4 3.1.3注塑機(jī)的初步選擇 4 3.2 注塑機(jī)工藝參數(shù)校核 5 3.2.1 最大注射量校核 5 3.2.2 注射壓力及鎖模力的校核

5、 6 3.2.3 模具厚度的校核 6 3.2.4 開(kāi)模行程的校核 7 3.2.5 頂出裝置的校核 7 第4章 注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 4.1 成型零件設(shè)計(jì) 8 4.1.1分型面的確定 8 4.1.2 型腔的分布 8 4.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 4.2.1 澆注系統(tǒng)的組成 9 4.2.2 確定澆注系統(tǒng)的原則 9 4.2.3 主流道的設(shè)計(jì) 9 4.2.4 分流道的設(shè)計(jì) 11 4.2.5 澆口的設(shè)計(jì) 12 4.2.6 冷料穴的設(shè)計(jì) 12 4.3型注射模成型零件的設(shè)計(jì) 12 4.3.1 模具成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 4.3.2模具成型零部件工作尺寸計(jì)算 14 4.4 排

6、氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 4.5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 15 4.5.1脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 16 4.5.2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 16 4.5.3 簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16 4.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 4.6.1 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑料制件的影響 17 4.6.2 注塑機(jī)冷卻裝置設(shè)計(jì) 18 4.7 模架的選用 18 第5章 模具材料選擇 20 5.1 成型零件材料的選用 20 5.2 注射模所用鋼種 20 總結(jié) 21 參考文獻(xiàn) 22 致謝 23 V 第1章 緒 述 在我國(guó)經(jīng)濟(jì)之中，模具制造產(chǎn)業(yè)占有非常重要的意義，如何對(duì)我國(guó)的模具工業(yè)進(jìn)行進(jìn)一步的發(fā)展越

7、來(lái)越為人們所重視。業(yè)內(nèi)人士普遍對(duì)于模具持有工業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)工藝裝備的態(tài)度，在許多產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程之中都會(huì)模具進(jìn)行利用，比如電子、電器、家電以及通信產(chǎn)品等等，這些產(chǎn)品之中運(yùn)用到復(fù)雜的零部件，而大約占總部件數(shù)量百分之六十到八十的零部件都是利用模具生產(chǎn)出來(lái)的。這不僅僅是因?yàn)橛媚＞咧萍軌蚴共考木鹊绕焚|(zhì)得到保障，也能夠在一定程度上降低材料成本等方面的消耗，和其他的制件方法相比，具有很強(qiáng)的優(yōu)越性。與此同時(shí)，利用模具能夠生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，相比于模具本事，具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其的價(jià)值。在制造業(yè)之中，模具工業(yè)屬于基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也是對(duì)重要技術(shù)成果進(jìn)行轉(zhuǎn)行的前提條件，在高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之中，是一個(gè)非常重要的領(lǐng)域。 從市場(chǎng)情況的角度

8、出發(fā)，對(duì)模具進(jìn)行發(fā)展的過(guò)程之中，主要的發(fā)展重點(diǎn)是對(duì)技術(shù)含量較高、較為精密和復(fù)雜、使用壽命更長(zhǎng)的模具進(jìn)行發(fā)展，與此同時(shí)，進(jìn)一步拓寬國(guó)際市場(chǎng)，在出口模具方面投入一定精力。隨著我國(guó)在塑料工業(yè)方面的發(fā)展，尤其是在工程塑料方面的發(fā)展速度加快，可以看出，我國(guó)塑料模具的發(fā)展速度將持續(xù)處于較高水平，預(yù)測(cè)在未來(lái)幾年間增長(zhǎng)率會(huì)保持在20%左右的水平，我國(guó)國(guó)內(nèi)一些外資企業(yè)發(fā)展也十分迅速，在這些企業(yè)之中，也會(huì)生產(chǎn)一些塑料模具以供生產(chǎn)利用，沒(méi)有在相關(guān)數(shù)據(jù)之中進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和整合。科學(xué)發(fā)展和進(jìn)步的過(guò)程之中，人才是一個(gè)非常重要的因素，必須要在人才培養(yǎng)方面給予足夠的重視，提高模具制造水平。我國(guó)的模具制造業(yè)正在向著充滿朝氣、更加信息

9、化的方向發(fā)展。。 第2章 塑件成型工藝性分析 2.1 塑件分析 本文設(shè)計(jì)的課題是電器件后蓋注射模具設(shè)計(jì)，塑件3D圖如圖2.1所示，塑件詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和尺寸見(jiàn)圖紙。根據(jù)課題要求可得知，本塑件為批量進(jìn)行生產(chǎn)，在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要對(duì)已知塑件的形狀尺寸、表面加工性能等屬性進(jìn)行研究，通過(guò)分析可知，本課題對(duì)塑件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，其自身并不是很復(fù)雜，而且可以進(jìn)行大批量生產(chǎn)，精度要求不高、成型也較為容易。 圖2.1 塑件3D圖 2.2 材料的選擇 ABS（Acrylonitrile Butadiene Styrene）是一種高分子材料，是由丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(

10、S)這三種單體構(gòu)成的，被廣泛用于電子電器領(lǐng)域。一般而言大部分ABS是無(wú)毒的、不透水、不透明，并且呈現(xiàn)出良好的性能，比如它具有優(yōu)良的力學(xué)性能，抗沖擊能力強(qiáng)、耐磨損，而且熱力學(xué)性能好，退火后表現(xiàn)出一定的韌性，此外它還具有優(yōu)異的環(huán)境性能和電學(xué)性能。此外硬度高也是ABS的一大特點(diǎn)，與PVC和PS等材料相比，它熱變形溫度一般為93～118攝氏度，因此比前面兩種材料更優(yōu)，并且它還具有一定的尺寸穩(wěn)定性和成型加工性，當(dāng)需要變更顏色時(shí)可以采用調(diào)色的手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。 因此，本論文的塑料外殼注射模具設(shè)計(jì)選用的材料是ABS. 2.3 成型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析 1.脫模斜度[1] 根據(jù)資料文獻(xiàn)[1]得知，常用的塑件脫模斜度

11、推薦值為0.5到1.5，根據(jù)塑件材料和脫模斜度的關(guān)系，ABS的材料型腔一般取0.35到130，而型芯則取為為30到1。 2.壁厚 塑件的壁厚推薦值為1mm至4mm，2~3mm為其常用值，本課題中，塑件的壁厚采取均值，四周和底部均采用4mm。 3.圓角 通常，如果塑件的轉(zhuǎn)角處應(yīng)力集中，因此為了改善成型性能，需要進(jìn)行0.5mm至1mm的倒圓角。根據(jù)相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，外部倒圓角時(shí)，其倒角半徑往往大于零件壁厚的1/2倍，而對(duì)于內(nèi)部倒圓角，只需要是二分之一就可以滿足要求。 綜上所述，對(duì)于本文中塑件的外表面和內(nèi)部拐角處，其倒圓角的半徑均取為0.5mm。 4.孔 型芯對(duì)熔體的分流作用會(huì)導(dǎo)致一些問(wèn)題，

12、如孔的強(qiáng)度會(huì)因?yàn)槠湓诔尚瓦^(guò)程中產(chǎn)生的熔接痕而降低。因此需要保證適當(dāng)?shù)目组g距，以及孔與塑件邊緣之間的距離，一般該距離應(yīng)大于孔徑，此外為了提高塑件的剛度和硬度，需要增加孔周邊的壁厚。 5.尺寸及精度[2] 根據(jù)目前我國(guó)的成型技術(shù)水平和類型，文獻(xiàn)[2]中給出了塑件的公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)，參考其對(duì)塑件的尺寸公差要求，并結(jié)合本文的總體要求，本文認(rèn)為MT3級(jí)精度要求能夠符合塑件尺寸性能指標(biāo)。 6.表面粗糙度 根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，表面粗糙度是由加工方法決定的，一般塑件取Ra=0.02~1.25 μm，而模腔為了延長(zhǎng)壽命常在表面做硬化處理，因此其表面粗糙度約為前者的一半。經(jīng)過(guò)一定

13、時(shí)間的反復(fù)使用，機(jī)械磨損會(huì)導(dǎo)致表面粗糙度增加，從而使模腔失效，因此需要適時(shí)的進(jìn)行表面拋光處理。 綜上所述，本課題設(shè)計(jì)的塑件，外表面和內(nèi)表面相比，粗糙度要求有所不同。一般前者的要求更高一些，因此這里推薦前者取Ra=0.2 μm，后者取Ra=0.4 μm。 第3章 注塑機(jī)選擇和校核 3.1 選擇模具注塑機(jī) 3.1.1 塑件體積及質(zhì)量估算 本文中的塑件體積可以通過(guò)UG軟件中的測(cè)量體命令進(jìn)行測(cè)量。已知ABS的密度約為1.05g/cm3，根據(jù)測(cè)得的體積3.3cm3，可以計(jì)算得到質(zhì)量約為3.5g。 3.1.2 凝料體積的初步估算 在計(jì)算完塑件的體積和質(zhì)量之后，需要對(duì)凝料的

14、體積進(jìn)行估算。這里我們估計(jì)凝料體積應(yīng)該占前者的0.2倍到1倍之間。為方便計(jì)算，這里取它們的中間值0.5倍。此外若一副模具的體積按兩個(gè)塑件體積來(lái)計(jì)算，可以得到n個(gè)塑件所需的凝料總體積為： （3.1) 其中：V總為凝料的總體積；n為塑件的個(gè)數(shù)；V塑則為單個(gè)塑件的體積； 3.1.3注塑機(jī)的初步選擇 根據(jù)注射容量來(lái)對(duì)注塑機(jī)進(jìn)行初步選擇，本文采用一模二腔，則根據(jù)單個(gè)塑件的質(zhì)量為3.5g可知，至少需要7g的注射量，考慮到可能產(chǎn)生的廢料約為3g，則總的注射量至少為10g。結(jié)合相應(yīng)的理論注射量、注射重量等，本文考慮采用選擇海天80XC型號(hào)的注塑機(jī)，其具體性能指標(biāo)如下表所示。

15、 表3.1 海天80XC型號(hào)注塑機(jī)的性能參數(shù) 技術(shù)參數(shù) 單位 80A 80B 80C 螺桿直徑 mm 34 36 40 理論注射量 cm3 111 列6 153 注射重量 g 101 列7 149 注射壓力 Mpa 206 183 149 注射行程 mm 122 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 0~220 料筒加熱功率 KW 5.7 鎖模力 KN 800 拉桿內(nèi)間距（水平垂直） mm 365365 允許最大模具厚度 mm 360 允許最小模具厚度 mm 150 移模行程 mm

16、 310 移模開(kāi)距（最大） mm 670 液壓頂出行程 mm 100 液壓頂出力 KN 33 液壓頂出桿數(shù)量 PC 5 油泵電動(dòng)機(jī)功率 KW 11 油箱容量 l 200 機(jī)器尺寸（長(zhǎng)寬高） m 4.31.251.8 機(jī)器重量 t 3.22 最小模具尺寸（長(zhǎng)寬） mm 240240 3.2 注塑機(jī)工藝參數(shù)校核 3.2.1 最大注射量校核 實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，需要對(duì)注塑機(jī)的最大注射量進(jìn)行校核。澆注系統(tǒng)所需要的塑料總量，需要控制在注塑機(jī)最大注射量的4/5左右。其檢驗(yàn)公式可由下式給出： （3.2)

17、 其中： 和分別表示為單個(gè)塑件的質(zhì)量以及澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量，為型腔總數(shù)。 本文的設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算如下，其中n取2，m1和m2分別為3.5g和3個(gè)，則 (3.3) 由于本注塑機(jī)的注射器固定量為139g，因此符合設(shè)計(jì)要求。 3.2.2 注射壓力及鎖模力的校核 注射成型時(shí)需要對(duì)注射壓力及鎖模力進(jìn)行校核。鎖模力是注射時(shí)需要克服的張開(kāi)力，其影響因素有很多，主要是和塑件型腔在模具分型面上的投影面積相關(guān)。因此為避免在成型過(guò)程中類似漲模溢料等不良現(xiàn)象的出現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)滿足以下關(guān)系式： (3.4) 其中：為型腔的個(gè)數(shù)；和分別

18、為單個(gè)塑件以及澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積。 代入以下設(shè)計(jì)參數(shù)：其中n取4，A1和A2分別為1835.7696和400，則可以得到： (3.5) 首先計(jì)算所有塑件和澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積之和為，計(jì)算得到的面積與注塑成型壓力P相乘，最后得到的壓力不超過(guò)注射機(jī)額定鎖模力F時(shí)，可以得到較好的鎖模效果。 (3.6) 其中：P為塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力；F為注塑機(jī)額定鎖模力。 一般而言，模腔內(nèi)壓強(qiáng)為20Mpa～40Mpa，普通制品較低，大約為24Mpa～34Mpa，精密制品的壓強(qiáng)相對(duì)較高，在39Mpa～44M

19、pa之間。將以上參數(shù)代入可得： (3.7) 綜上，鎖模力的校核成功。 3.2.3 模具厚度的校核 根據(jù)下式可以得到模具閉合高度的要求： (3.8) 其中：和分別為注射機(jī)允許的最小和最大模厚。 本文中，模具厚度H=251mm，根據(jù)160

20、 (3.9) 其中：為推出距離，為包括凝料在內(nèi)的塑件高度，大小為： =（水口料的長(zhǎng)度+20～30） 本文設(shè)計(jì)參數(shù)如下，其中=251，=10 mm，=80+30=110mm。 已知總的開(kāi)模距離H大于371mm，綜上可以得出開(kāi)模行程的校核成功。 3.2.5 頂出裝置的校核 模具設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要對(duì)推出機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)也要對(duì)頂出裝置進(jìn)行相應(yīng)的校核。通常模具推板在兩端頂出時(shí)，其相應(yīng)的面積不能太小，至少必須得覆蓋注塑機(jī)的雙頂桿，如果注塑機(jī)的最大頂出距離過(guò)小，則難以保證塑件從模具正常脫離。由于本文采用的是海天80XC型號(hào)的注塑機(jī)，其兩端的推出機(jī)構(gòu)完全能符合本文提出的將塑件正常推出的性能要求

21、，因此頂出裝置校核成功。 第4章 注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1 成型零件設(shè)計(jì) 4.1.1分型面的確定[3] 模具分型面的確定需要根據(jù)以下幾點(diǎn)來(lái)選擇： 1.分型面的位置需定位于塑料制品幾何輪廓的最大處； 2.保證開(kāi)模后仍然能夠處于動(dòng)模區(qū)域； 3.分型面應(yīng)有利于保證塑件外觀質(zhì)量和精度要求； 4.分型面應(yīng)有利于保證塑件精度； 5.分型面應(yīng)有利于型腔排氣； 6.分型面應(yīng)有有利于模具制造； 7.分型面應(yīng)有利于側(cè)向抽芯。 根據(jù)塑件的外觀,采用平面型面,在塑件的最大平面上進(jìn)行選擇,模具打開(kāi)后使塑件留在運(yùn)動(dòng)模的一側(cè)。 圖4.1

22、分型面的選擇 4.1.2 型腔的分布 在設(shè)計(jì)過(guò)程中,由于塑件與上下兩部分相結(jié)合,因此要求相同的注射工藝參數(shù),來(lái)獲得較高的成功率。為了達(dá)到這種良好的澆注效果,模具采用潛伏門和對(duì)稱布置。 圖4.2 型腔布局方式 4.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.2.1 澆注系統(tǒng)的組成[4] 第一分澆道 普通流道的澆注系統(tǒng)一般由下面7個(gè)部分組成： 第三分澆道 第二分澆道 主澆道 冷料穴 型腔 澆口 4.2.2 確定澆注系統(tǒng)的原則 在進(jìn)行澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮下列5個(gè)因素： 1、塑料成型特性:應(yīng)適應(yīng)所用塑料的成型性能要求。 2、模具塑腔模具的首選數(shù):進(jìn)行澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

23、時(shí)，先考慮是兩腔或多腔,澆注系統(tǒng)根據(jù)腔的布局來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 3、塑件的大小和形狀。塑件:根據(jù)塑件尺寸、壁厚等因素,結(jié)合分型面的選擇,通過(guò)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)形式、進(jìn)料口的數(shù)量和位置,保證塑件的正常成形。 4、塑件外觀：在去除、修整進(jìn)料口不應(yīng)同時(shí)影響塑件的外觀。 5、冷料:在注射間隔時(shí),必須除去噴嘴末端的冷料,以防止注射腔影響塑料件的質(zhì)量。因此,在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí),可以考慮冷藏措施。 4.2.3 主流道的設(shè)計(jì)[5] 主通道一般位于模具中心,其作用是熔體在注塑機(jī)噴嘴注出模具分流或腔。通常不直接在固定模板,而是由一個(gè)單獨(dú)的門套,因?yàn)橹魍ǖ朗桥c高溫塑料零件和噴油嘴重復(fù)接觸和碰撞。 1. 主流道的尺寸

24、 本文設(shè)計(jì)的注塑機(jī)是80xc。噴嘴直徑為3.5mm,噴嘴半徑為11mm,主通道的具體尺寸如下: (4.1) 圖4.3澆注系統(tǒng)與定位環(huán)、澆口套 2. 主流道襯套的形式 為了防止套管在塑料熔體的反向作用下從模具中抽出,本文所使用的襯套如圖4.4所示。主銷襯套和定位球的設(shè)計(jì)是兩個(gè)獨(dú)立的部分,結(jié)合固定在模板上,以及套管與固定形式的配合。 圖4.4 主通道套管及其固定形式 3. 主流道襯套的固定 通過(guò)計(jì)算分析,2 m5x20螺釘可以用于固定主線套管。 4.2.4 分流道的設(shè)計(jì)[6] 所謂分流道,是指這種塑料熔體在澆注系統(tǒng)的主通道末端與澆口之間的流動(dòng)通道。在流

25、道設(shè)計(jì)中,要滿足良好的壓力傳遞,保持理想的充型狀態(tài)。在這個(gè)題目中,塑料零件排列得很緊湊,且采用潛伏澆口。 圖4.5主流道和潛澆口的位置 4.2.5 澆口的設(shè)計(jì) 澆口是進(jìn)料口,它是連接分流通道和腔的通道。門的主要功能有兩種。一個(gè)是控制塑料熔體的流入。另外,當(dāng)噴射壓力、去除腔封閉,腔中的松散塑料不會(huì)倒流。最常見(jiàn)的閘門形式有直接閘門、淹沒(méi)閘門、點(diǎn)澆口、扇形閘門等。 澆口位置的選擇會(huì)直接影響到塑料件的質(zhì)量。在選擇澆口位置時(shí),應(yīng)遵循以下原則:第一,熔體在腔內(nèi)流動(dòng)時(shí),其動(dòng)能損失最小;二是有效腔氣體排出;三、澆口位置選擇時(shí),要避免發(fā)生塑件變形;四。塑料件的表面質(zhì)量及美學(xué)效果。 根據(jù)上述閘門的選

26、取原則,本文采用了潛伏門。 4.2.6 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料孔一般設(shè)計(jì)在主干道的活動(dòng)模板上。公稱直徑與主通道相同或略大。為了保證冷料量應(yīng)小于的冷料穴,取為。另外，采用錐形冷料以主流形式拉出冷卻穴位，當(dāng)模具打開(kāi)時(shí),通過(guò)內(nèi)部冷卻材料將倒錐形冷料孔拉出主流冷凝液,然后在推桿的作用下,將冷物質(zhì)和主流道路冷凝液一起推出。 4.3型注射模成型零件的設(shè)計(jì) 成型零件需要承受壓力和塑料熔體溫度對(duì)它們的影響在注射成型中的作用和摩擦,長(zhǎng)時(shí)間工作后,容易變形和破裂,因此設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu),并確保他們有足夠的剛度和良好的表面質(zhì)量。 4.3.1 模具成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[7] 1.凹模的設(shè)計(jì) 凹模指的是模具的型腔部分

27、，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)不同可分為和兩種形式。在本文設(shè)計(jì)的模具中，提出了整體式模具的使用。是考慮到整體式模具在形成鑲拼接縫、溢流痕跡后,具有產(chǎn)品表面較牢固、不易變形的特點(diǎn),適用于本課題形狀簡(jiǎn)單的小型模具上。 圖4.6 型腔圖 2.凸模的設(shè)計(jì) 凸模指的是模具的型芯部分，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)不同可分為和兩種形式。在本設(shè)計(jì)中，考慮到零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，深度不大。并且塑件采用的是整體式凸模，加工便利、方便模具維護(hù)。型芯與動(dòng)模板的配合選擇。 圖4.7 型芯圖 4.3.2模具成型零部件工作尺寸計(jì)算[8] 本設(shè)計(jì)中選定的材料是，平均收縮率達(dá)到。模具工作尺寸具有以下計(jì)算公式：

28、 (4.2) 式中 從模具設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，各零部件尺寸的公差一般取為，本設(shè)計(jì)中取為，型芯工作尺寸公差取IT7級(jí)。模具型腔一般以較小尺寸作為基本尺寸，偏差為正值；模具型芯以最大尺寸作為基本尺寸，偏差為負(fù)值時(shí)，中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。另外，各成型零部件工作尺寸的詳細(xì)數(shù)值見(jiàn)二維附圖紙。 1.凹模寬度尺寸的計(jì)算 塑料制品的制造公差要求，則 (4.3) 其中，是塑件的平均收縮率，收縮率,平均收縮率；、是系數(shù)，在之間，取。；公差，。并且中小型零件的公差（下同）。 2.凹模長(zhǎng)度尺寸的計(jì)算 長(zhǎng)度?。还顬?，則 (4.4) 其中，是系

29、數(shù)，在之間，取。 　?。常寄８叨瘸叽绲挠?jì)算 高度?。还顬?，則 (4.5) 　　其中，是系數(shù)，在之間，取。 4. 凸模寬度尺寸的計(jì)算 寬度取為，公差為，則 (4.6) 其中，是系數(shù)，在之間，取。 5. 凸模長(zhǎng)度的計(jì)算 長(zhǎng)度取為，公差為，則 (4.7) 其中，是系數(shù)，在之間，取。 6. 凸模高度尺寸的計(jì)算 高度??；公差為，則 (4.8) 其中，是系數(shù)，在之間，取。 4.4 排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[9] 當(dāng)塑料熔體在填型腔時(shí)，可能在塑料制品上生成一定量的氣泡，氣泡會(huì)導(dǎo)致制品不牢靠，以及不充分的問(wèn)題。因此，需要將制備過(guò)程中產(chǎn)生的

30、氣體排至外邊，氣體來(lái)源于兩處，一是模具內(nèi)部殘存的空氣，二是塑料熔融所產(chǎn)生的氣體。一般工程上所常用的排氣方式有以下幾種： 一、 通過(guò)各部件之間的間隙配合實(shí)現(xiàn)排出氣體，包括推桿與腔體之間，推桿與鑲嵌的各個(gè)構(gòu)件之間等。 二、 需要在上塑料熔體移動(dòng)通道的終端設(shè)計(jì)出供氣體排放用的氣槽。 三、 用排氣塞排氣。 四、 溢流槽設(shè)計(jì)推桿孔。 考慮到本文設(shè)計(jì)的模具幾何尺寸并不大，屬于一般的注射類模具制作，通常此類模具是選擇通過(guò)間隙進(jìn)行排出氣體的方法，省去了再另外加開(kāi)排氣裝置的必要。 4.5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在工藝上，將塑料制品推出模具之前，需要從模具里夾出已制造完成的制品的過(guò)程，這一操作所需要使用到

31、的工具被稱為脫模機(jī)構(gòu)。其包括以下幾個(gè)主要組成部件：所需推出的塑料零件、固定用的模板、、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、復(fù)位機(jī)構(gòu)。 4.5.1脫模機(jī)構(gòu)的選用原則[3] 1.盡量設(shè)計(jì)在動(dòng)模一側(cè)； 2.在塑料制品被推出時(shí)要保證其質(zhì)量，即形狀不應(yīng)有改變以及材料無(wú)破壞； 3.保證良好的塑件外觀； 4.結(jié)構(gòu)可靠； 4.5.2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 據(jù)文獻(xiàn)資料所述，常見(jiàn)的有以下幾種類型。 推薦推板推出機(jī)構(gòu) 推桿推出機(jī)構(gòu) 活動(dòng)鑲件推出機(jī)構(gòu) 推管推出機(jī)構(gòu) 推板與推桿共同作用推出塑料制品，能夠保證制品能夠進(jìn)行較可靠的，因此，設(shè)計(jì)中采用推板加推桿的推出機(jī)構(gòu)。 4.5.3 簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1.

32、推板布置 模具的行程上，塑料對(duì)以及的壓力及摩擦力不強(qiáng)，為避免塑料受到不平衡力作用，本文選擇了采用的方式向上推出。 圖4.8頂針布置 2.推桿的設(shè)計(jì)[10] 如圖，設(shè)計(jì)中采用了具有樣式的，推桿直徑的確定需要設(shè)置部位的不同而不同，要求兩端的平面盡可能不出現(xiàn)軸向方向的自由度。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，和孔的配合公差為。的產(chǎn)生與配合間隙的選擇有關(guān)，要求不能超過(guò)溢料通道的尺寸。綜上所述，塑料的間隔距離選擇為。 4.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 溫度調(diào)節(jié)會(huì)對(duì)制品的質(zhì)量以及生產(chǎn)效率產(chǎn)生一定的影響。 4.6.1 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑料制件的影響[11] 模腔內(nèi)塑料件的冷卻應(yīng)均勻快速，避免內(nèi)部應(yīng)力增大。對(duì)于熱固性塑料和

33、一些較少液體的熱塑性塑料，要求模具具有較高的溫度并且需要具有加熱裝置。模具溫度過(guò)高，對(duì)塑料制品在下模后形狀容易發(fā)生變化，并且對(duì)冷卻環(huán)節(jié)所用時(shí)間造成影響。如果模具溫度低于一定值，制品的流動(dòng)性就會(huì)減弱，模具成型較難，以及會(huì)造成內(nèi)應(yīng)力增生。 圖4.9 模具冷卻水路圖 4.6.2 注塑機(jī)冷卻裝置設(shè)計(jì) 在冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，基本原則有[3]： 1.冷卻用水道數(shù)量需布置較多，并且截面面積也需較大。 2.冷卻水道離模具型腔表面距離要適當(dāng)。 3.澆口處加強(qiáng)冷卻。 4.水道進(jìn)出口之間的溫度變化幅度不宜太大。 5.冷卻水道的布局時(shí)，避開(kāi)塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位。 一般而言，對(duì)鋼模冷卻孔道尺寸有如下

34、要求。 鋼模冷卻孔道與模具表面，模具型腔或型芯之間的距離應(yīng)為冷卻通道直徑的1?2倍， 冷卻通道間距應(yīng)為直徑的3?5倍 冷卻孔道直徑通常為6~12 mm（7/16~9/16英寸） 本論文取8mm。 4.7 模架的選用 1、選擇模具的基本類型 依據(jù)模具的整體結(jié)構(gòu)，可以分為以下幾種類型。 側(cè)向分型抽芯注射模 單分型面注射模 定模帶有推出機(jī)構(gòu)的注射模 雙分型面注射模 自動(dòng)卸螺紋的注射模 帶有活動(dòng)成型零件的模 2、 模架的選擇[12] 模架在模具的應(yīng)用方式有直澆口和點(diǎn)澆口。經(jīng)過(guò)對(duì)塑件的分析和研究，本論文選擇的

35、模具屬于多分型面。根據(jù)選用資料《塑料注射模中小型模架》，因此選用CI型模架，二維結(jié)構(gòu)如圖4.10所示： 圖4.10 模架 考慮到CI型模具的定模以及動(dòng)模的模板數(shù)量都只有一個(gè)，并且模架采用了模架設(shè)計(jì)，采用傾注射成形，符合本文所設(shè)計(jì)的伏口。 類型決定了以及的安裝方式，本文選擇。 在選擇完模架的類型后，需要確定厚度以及形狀尺寸。型腔之間距離一般是，型腔是，長(zhǎng)為，寬為，模架的程度L滿足以下公式： 模架寬度則滿足以下公式： 。 所以，選用BL=200X250的模架。前文所述塑件高度為，膠位都保持在定模部分。 型芯、型腔高度為，板厚度為，板和C板均為，滿足強(qiáng)度。因此，本論文選擇

36、龍記的CI2025-A60-B70-C70標(biāo)準(zhǔn)模架，模腳高度為，能夠符合設(shè)計(jì)需求。 所以選擇型號(hào)為：CI2025-A60-B70-C70 第5章 模具材料選擇 5.1 成型零件材料的選用[13] 對(duì)于成型所用零件的材料，要求便于加工，具有良好的拋光性能以及耐磨性和耐腐蝕性。由于零件的工作表面需滿足拋光處理后達(dá)到摩擦度，因此鋼材的硬度需要滿足在35～40HRC之間。 5.2 注射模所用鋼種 考慮到塑料制品外殼制造成本低，利潤(rùn)較低，且需要大量生產(chǎn)。對(duì)塑料制品表面光潔度也有一定規(guī)定，最好是從拋光塑料模具鋼中選擇。因此，本文選用了718H鋼。 圖5.1 模具總裝圖

37、 總 結(jié) 三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)快接近尾聲了，在這段時(shí)間里，本人認(rèn)真結(jié)合開(kāi)題報(bào)告和任務(wù)書(shū)課題要求，上網(wǎng)查找注射模具有關(guān)資料，初步對(duì)自己設(shè)計(jì)的課題有一定的了解。其次，按照畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)劃表，先后完成對(duì)塑件的分析，通過(guò)軟件進(jìn)行測(cè)繪，并且，確定好了其精度、粗糙度等要求。其次對(duì)塑料制件進(jìn)行工藝性分析，并依次確定模具各零件的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度等要求，來(lái)設(shè)計(jì)模具，并繪制模具總裝圖和零件圖，完成必要的零件裝配。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，也遇到很多問(wèn)題，如如何保證測(cè)繪精度、對(duì)澆注分模塊的設(shè)計(jì)以及冷卻子模塊的構(gòu)思等，但最后都通過(guò)自己的各種努力，都迎刃而解。同時(shí)，也更深刻的知道了模具設(shè)計(jì)各個(gè)階段的重要性，在此基礎(chǔ)上才能夠完成設(shè)

38、計(jì)任務(wù)。 另外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于知識(shí)掌握不牢，以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏，各零件的加工精度，塑件的分析會(huì)存在不足之處，希望從這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作中，得到的相關(guān)實(shí)用的技能和寶貴的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于問(wèn)題的分析過(guò)程，對(duì)之后的深一步學(xué)習(xí)和工作提供相應(yīng)的參考和幫助。 參考文獻(xiàn) [1] 趙華. 模具設(shè)計(jì)與制作【J】. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2009（04）：31 [2] 黃平、朱文堅(jiān). 機(jī)械設(shè)計(jì)教程-理論、方法與標(biāo)準(zhǔn)【J】. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2010（12）：70 [3] 田光輝、林紅旗. 模具設(shè)計(jì)與制造（第二版）【J】. 北京:北京大學(xué)出版

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