3-DVD遙控器外殼注塑模具設計-電視遙控器前蓋塑料模具設計

3-DVD遙控器外殼注塑模具設計-電視遙控器前蓋塑料模具設計,dvd,遙控器,外殼,注塑,模具設計,電視,塑料 湖 南 科 技 大 學 英文文獻翻譯 學 生 姓 名： 曹志 學 院： 機電工程學院 專業(yè)及班級： 材料成型及控制工程二班 學 號： 0818010204 指導教師： 文澤軍 2012年 3月 12日 湖 南 科 技 大 學 畢業(yè)設計（論文）任務書 機 電 工 程 院 材料成型及控制工程 系（教研室） 系（教研室）主任: （簽名） 2012 年 2 月 22 日 學生姓名: 曹志 學號: 0818010204 專業(yè): 材料成型及控制工程 1 設計（論文）題目及專題： 電視遙控器前蓋塑料模具設計 2 學生設計（論文）時間：自 2012 年 2月 20日開始至 2012 年 6 月 8 日止 3 設計（論文）所用資源和參考資料： 1）電視遙控器前蓋實物測繪的工程圖紙1份 2）Pro/e2001操作平臺，AutoCAD操作平臺 3）《塑料模具設計手冊》、《模具工業(yè)》、《模具技術》、《塑料制品成型及模具設計》、《機械制造工藝》、《塑料模具設計實例》、《工程材料》等。 4 設計（論文）應完成的主要內(nèi)容： 1)測量某電視機蓋外形尺寸，采用Pro/e操作平臺，完成該蓋由產(chǎn)品實物到實體模型的轉(zhuǎn)換 2)模具結(jié)構(gòu)類型選擇與設計計算 3) 成型零件、抽芯、推出等零件設計 4) 采用計算編程加工關鍵零件（型芯、型腔等） 5)主要零件（ 型芯、型腔等）的機械加工工藝 5 提交設計（論文）形式（設計說明與圖紙或論文等）及要求： 1）模具總裝圖1張，并繪制所有零件圖，畢業(yè)答辯圖紙總量不少于3.5張A0圖紙 2）畢業(yè)論文（打?。┎簧儆?0頁，且附有1500漢字以上英文專業(yè)文獻翻譯。 6 發(fā)題時間： 2012 年 2 月 22 日 指導教師： （簽名） 學 生： （簽名） 湖南科技大學 畢業(yè)設計（論文）進度表 畢業(yè)設計（論文）題目： 電視機遙控器前蓋塑料模具設計 起止時間：2012.2.20-2012.6.8 學生： 曹志 （簽名） 指導教師： 文澤軍 系（教研室）主任： （簽名） 時 間 工 作 內(nèi) 容 備 注 第1周至第4周 （2月20日至3月17日） 調(diào)研，收集相關資料，完成論文開題報告(畢業(yè)實習報告)及1500漢字以上的英文文獻翻譯 第5周至第7周 （3月18日至4月7日） 測量電視機遙控器前蓋板外形尺寸，完成由實物到三維實體模型的轉(zhuǎn)換；完成模具結(jié)構(gòu)類型選擇與設計計算 第8周至第10周 （4月8日至4月28日） 完成型腔、型芯、鑲塊、成型桿和成型塊、抽芯、推出等零件設計；采用計算編程加工關鍵零件（型腔和型芯等） 第11周至第13周 （4月29日至5月19日） 完成主要零件（ 型腔、型芯等）機械加工工藝；完成模具總裝圖及所有零件二維工程圖繪制并打印 第14周至第16周 （5月20日至6月8日） 完成并打印設計說明書，準備答辯 第 周至第 周 （ 月 日至 月 日） 第 周至第 周 （ 月 日至 月 日） 第 周至第 周 （ 月 日至 月 日） 第 周至第 周 （ 月 日至 月 日） 第 周至第 周 （ 月 日至 月 日） 注：此表一式兩份：一份存學院，一份發(fā)給學生。 湖南科技大學 2012 屆畢業(yè)設計（論文）開題報告 題 目 電視機遙控器前蓋塑料模具設計 作者姓名 曹志 學號 0818010204 所學專業(yè) 材料成型機控制工程 1、 研究的意義，同類研究工作國內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問題（列出主要參考文獻） 模具工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類。因此，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大的意義。 注塑成型時現(xiàn)代塑料工業(yè)中的一種重要的加工方法，世界上注塑模的產(chǎn)量約占塑料成型模具總產(chǎn)量的50%以上，尤其是家電盒型注塑產(chǎn)品需求量不斷增加，注塑成型能一次成型形狀復雜、尺寸精確的的制品，適合高效率大批量的生產(chǎn)方式，以發(fā)展成為熱塑性塑料和部分熱固性塑料最主要的加工方法，注塑模具的設計和制造主要依賴于設計者的經(jīng)驗和技師的水平，一般需要經(jīng)過反復調(diào)試和修模才能正式投入生產(chǎn)，這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式不僅使產(chǎn)品的生產(chǎn)周期延長、生產(chǎn)成本增加，而且難以保證產(chǎn)品的質(zhì)量，要解決這些問題必須以科學分析的方法，研究各個成型過程的關鍵技術。塑料注塑成型時一個復雜的加工和物理過程，為實現(xiàn)注塑產(chǎn)品的更新?lián)Q代提高企業(yè)的競爭能力。必須進行注塑模具設計與制造、成型過程的CAD/CAM/CAE集成技術的研究。 2、 研究目標、內(nèi)容和擬解決的關鍵問題（根據(jù)任務要求進一步具體化） 此次畢業(yè)設計我的塑件是電視機遙控器前蓋，是日常生活中常見的薄壁塑件，由于此塑件表面曲面復雜，且需要側(cè)向抽芯，所以設計模具的開模原理和成型零件的設計將是本次設計的重點和難點。 經(jīng)過與老師和同學的探討，初步采取一模兩腔中以對式方案，這樣有利于力平衡，側(cè)向抽芯機構(gòu)將選擇斜導柱形式，開設滾輪導滑。采取多根推桿脫模，這樣將會使脫模力非常平均，不會使薄壁塑件拉傷甚至拉裂。 3、 特色與創(chuàng)新之處 由于塑件是薄壁塑件，而且電視機遙控器前蓋由于使用性能的需要有一段向內(nèi)凸的結(jié)構(gòu)，這將使得塑件必須采取側(cè)向抽芯。 4、 擬采取的研究方法、步驟、技術路線 模具設計畢業(yè)設計包括以下幾個步驟：1.設計準備 2.模具總體結(jié)構(gòu)設計、理論分析與計算 3.裝配圖的結(jié)構(gòu)設計 4.成型零件工作圖設計 5.編寫設計說明書。因此本設計主要采取查閱資料的研究方法，同時結(jié)合cad/PRO/ E軟件，提高設計的效率和合理性 5、 擬使用的主要儀器設備、試劑和藥品 游標卡尺，Pro/E軟件，Auto cad軟件，計算器，鉛筆，橡皮 6、參考文獻 [1]蔣繼紅.《塑料成型模具典型結(jié)構(gòu)圖冊》.中國輕工業(yè)出版社.2006.8. [2]伍先明.《塑料模具設計指導》.國防工業(yè)出版社.2010.4. [3]葉久新.〈塑料成型工藝及模具設計〉.機械工業(yè)出版社.2007.11. [4]付建軍.〈模具制造工藝〉.機械工業(yè)出版社.2010.1. 注： 1、開題報告是本科生畢業(yè)設計（論文）的一個重要組成部分。學生應根據(jù)畢業(yè)設計（論文）任務書的要求和文獻調(diào)研結(jié)果，在開始撰寫論文之前寫出開題報告。 2、參考文獻按下列格式（A為期刊，B為專著） A：[序號]、作者（外文姓前名后，名縮寫，不加縮寫點，3人以上作者只寫前3人，后用“等”代替。）、題名、期刊名（外文可縮寫，不加縮寫點）年份、卷號（期號）：起止頁碼。 B：[序號]、作者、書名、版次、（初版不寫）、出版地、出版單位、出版時間、頁碼。 3、表中各項可加附頁。 2 目錄 前 言 1 第1章 設計題目與要求 4 第2章 注射?？尚行苑治?5 2.1注射模設計的特點 5 2.2注射模組成 5 2.2.1成型零件 5 2.2.2澆注系統(tǒng) 5 2.2.3導向與定位機構(gòu) 6 2.2.4脫模機構(gòu) 6 2.2.5側(cè)向分型抽芯機構(gòu) 6 2.2.6溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 6 2.2.7排氣系統(tǒng) 6 2.3注射性能分析 6 2.3.1 注射成型工藝的可行性分析 6 2.3.2 表面粗糙度 7 2.3.3尺寸精度 7 2.3.4 脫模斜度 7 2.3.5 壁厚 7 2.3.6加強筋 8 2.3.7圓角 8 2.3.8質(zhì)量和體積 8 2.4 材料選擇 8 2.4.1 塑料介紹 8 2.4.2 分析塑料零件材料 8 2.4.3 材料選擇 10 2.5塑件分析 13 2.5.1 拔模斜角分析 13 2.5.2 法向量分析 13 2.5.3 高斯曲率分析 14 2.5.4 曲面上最小半徑分析 14 2.5.5 上下方向上的斜率分布分析。 14 第3章 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 17 3.1 型腔數(shù)目的決定 17 3.1.1 塑件尺寸精度 17 3.1.2 模具制造成本 17 3.1.3 注塑成型的生產(chǎn)效益 17 3.1.4 制造難度 17 3.2 分模面的選擇 18 第4章 注射機型號的確定 20 4.1 鎖模力計算 20 4.2 注射容量計算 21 4.3 注射機的選用 21 第5章 澆注系統(tǒng)和排氣的設計 23 5.1 澆注系統(tǒng)的設計原則 23 5.2 澆注系統(tǒng)布置 23 5.3 流道系統(tǒng)設計 23 5.3.1 主流道 23 5.3.2 分流道截面形狀 24 5.3.3 冷料井及拉料桿 25 5.4 澆口設計 26 5.4.1 澆口類型的選用 26 5.4.2 澆口尺寸計算 27 5.5 澆注系統(tǒng)的平衡 28 5.6 排氣系統(tǒng)的設計 28 5.6.1排氣系統(tǒng)的設計方法 29 第6章 成型零件設計 30 6.1 成型零件結(jié)構(gòu)設計 30 6.1.2 動模結(jié)構(gòu)設計 33 6.2 成型零件鋼材選用 35 6.2.1 選用要求 35 6.2.2所選用的鋼材 35 6.3 成型零件工作尺寸計算 36 6.3.1 凹模和鑲件尺寸計算 37 6.4 側(cè)向抽芯的設計 38 斜頂抽芯設計 39 第7章 合模導向機構(gòu)設計 39 7.1 導向機構(gòu)的功用 39 7.2 導柱和導套設計 40 7.3 導柱和導套材料的選擇 41 第8章 脫模機構(gòu)設計 43 8.1 脫模機構(gòu)的設計要求 43 8.2 脫模機構(gòu)的設計 43 第9章 冷卻系統(tǒng)設計 45 9.1 冷卻系統(tǒng)的功用 45 9.1.1對制品質(zhì)量的影響 45 9.1.2對生產(chǎn)效率的影響 45 9.2 冷卻系統(tǒng)設計 45 9.2.1 設計準則 45 9.3 冷卻系統(tǒng)設計 46 參考文獻 47 致謝 48 iii 大學本科生畢業(yè)設計 前 言 1.模具工業(yè)的重要性 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎工藝裝備，在電子、汽車、電機、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60%一80%的零部件都依靠模具成形。因此，模具被稱之為“百業(yè)之母”、“工業(yè)之父”。模具的質(zhì)量和先進程度，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本，影響新產(chǎn)品投產(chǎn)周期、企業(yè)品結(jié)構(gòu)調(diào)整速度與市場競爭力。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍以上。目前，模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低，己成為衡量一個國家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標志之一，決定著一個國家制造業(yè)的國際競爭力?，F(xiàn)代模具行業(yè)是技術、資金密集型的行業(yè)，模具行業(yè)的發(fā)展，可以帶動制造業(yè)的蓬勃發(fā)展。按照一般公認的標準，模具產(chǎn)值與其帶動實現(xiàn)的工業(yè)產(chǎn)值之比為3:100。通過模具加工產(chǎn)品，可以大大提高生產(chǎn)效率，節(jié)約原材料、降低能耗和成本，產(chǎn)品的一致性好。如今，模具因其生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、材料消耗低、生產(chǎn)成本低，而在各行各業(yè)得到了廣泛應用，并且直接為高新技術產(chǎn)業(yè)服務，特別是在制造業(yè)中，它起著其它行業(yè)無可取替代的支撐作用，對國民經(jīng)濟的發(fā)展有著輻射性的影響。 2.現(xiàn)代模具制造技術的發(fā)展趨向 （1）模具的標準化 模具標準化體系包括四大類標準，即：模具基礎標準、模具工藝標準、模具零部件標準及與模具生產(chǎn)相關的技術標準。模具標準按模具主要類別分：沖壓模具標準、塑料注射模具標準、壓鑄模具標準、鍛造模具標準、堅固件冷鐓模具標準。拉絲模具標準等等。隨著國際交往的增多、進口模具國產(chǎn)化工作的發(fā)展以及三資企業(yè)對其配套模具的國際標準 要求的提出，一方面在標準制訂方面注意了盡量采納國際標準或國外先進國家標準，包括采納先進企業(yè)的標準；另一方面許多模具標準件生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)市場需要，除按中國標準生產(chǎn)模具標準件外，同時也按國外先進企業(yè)的標準生產(chǎn)模具標準件。 加快模具的標準化、商品化發(fā)展，適應大規(guī)模成批生產(chǎn)的需要，可以提高模具的制造質(zhì)量、縮短模具的制造周期。新材料、新技術、新工藝的研究和應用研究開發(fā)模具新材料，進一步提高模具鋼材的耐磨、耐蝕、綜合機械性能、加工性能和拋光性能，是提高模具質(zhì)量的穩(wěn)定性和使用壽命的主要途徑和發(fā)展趨向。 模具CAD/CAE/CAM技術是模具設計、制造技術的又一次革命，其優(yōu)勢越來越明顯。普及和提高CAD/CAE/CAM技術的應用，是模具設計制造走向現(xiàn)代化的必由之路。以高速銑削為代表的高速切削加工技術代表了模具外表面粗加工的的發(fā)展方向。成型面的加工向精密、自動化方向發(fā)展，光整加工技術向自動化方向發(fā)展。以三坐標測試儀和快速原型制造技術為代表的制模技術，是模具制造技術的重大發(fā)展，尤其是用于反向制造工程和復雜模具的制造，對縮短制造周期有著非常重要的作用。節(jié)能、優(yōu)質(zhì)、高速、綠色熱處理工藝是模具零件熱處理的主導方向 。 （2）現(xiàn)代生產(chǎn)制造方式 在完全實現(xiàn)模具標準件、通用件的生產(chǎn)專業(yè)化，供應商品化的基礎上，利用現(xiàn)代IT技術，組成局域通信網(wǎng)絡，將計算機設計完成的各成型面、配合面數(shù)字化，并編成代碼直接輸入數(shù)控機床或CNC加工中心進行自動編程，繼而完成自動加工。加工過程中能夠完成自動檢測和結(jié)果的自動顯示，從而實現(xiàn)產(chǎn)品設計、模具設計以及模具制造的自動化和智能化并以此提高設計和制造的速度和質(zhì)量，減少人為的多層次失誤造成的缺陷，從而縮短模具生產(chǎn)周期，提高模具質(zhì)量以及使用的可靠性和壽命。模具是材料成型加工中的重要工藝制備，是機械、電子、輕工、國防等工業(yè)生產(chǎn)的重要基礎之一。利用模具可以實現(xiàn)少、無切削加工，從而提高生產(chǎn)效率、降低成本。 隨著模具工業(yè)的迅速發(fā)展，對模具的使用壽命、加工精度等提出了更高的要求。模具材料性能的好壞和使用壽命長短，將直接影響加工產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。而模具材料的種類、熱處理工藝、表面處理技術是影響模具使用的極其重要的因素，所以世界各國都在不斷地研究和開發(fā)新型模具材料、改進模具熱處理工藝、選用適當?shù)谋砻嫣幚砑夹g、合理地設計模具結(jié)構(gòu)、加強對模具的維護等措施，來穩(wěn)定和提高模具的使用壽命，防止模具的早期失效。 3.塑料模具工業(yè)今后的發(fā)展方向 我國塑料模具增長迅速，比重不斷提高，目前，塑料模具在整個模具行業(yè)中所占比重約為30%，在模具進出口中的比重高達50～70%。塑料模具已形成巨大的產(chǎn)業(yè)鏈條，從上游的原輔材料工業(yè)和加工、檢測設備到下游的機械、汽車、摩托車、家電、電子通信、建筑建材等幾大應用產(chǎn)業(yè)，塑料模具發(fā)展一片生機。塑料制品的應用日漸廣泛，為塑料模具提供了一個廣闊的市場，同時對模具也提出了更高的要求。大型化、高精密度、多功能復合型的模具將受到青睞。與此同時，建筑、家電、汽車等行業(yè)對塑料的需求量都很大。 塑料模具加快集群化發(fā)展，目前，我國模具工業(yè)地域特點明顯，主要表現(xiàn)為：東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。模具生產(chǎn)最集中的地區(qū)在珠江三角地區(qū)，約占全國模具產(chǎn)值的2/3以上。塑料模具與模具整個行業(yè)地地域分布相似。浙江、江蘇、廣東塑料模具位于全國前列，其產(chǎn)值在全國模具總產(chǎn)值中的比例達到70% 我國塑料模具工業(yè)今后的發(fā)展方向包括：①提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多控所致。②在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術。CAD/CAM技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術,近年來模具CAD/CAM技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度。③開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應多品種、少批量的生產(chǎn)方式。④應用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。⑤研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關鍵技術之一。研究和應用多樣、調(diào)整、廉價的檢測設備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。 第1章 設計題目與要求 本次設計的題目為電視機遙控器外殼上半部分塑料模具設計，材料為聚苯乙烯（PS），年產(chǎn)量為50萬件，采用注射模塑成型，該遙控器的形狀如圖1.1所示。 圖 1.1 第2章 注射?？尚行苑治? 2.1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： 2.1.1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。 2.1.2視注射模為承受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(gòu)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。 2.1.3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 凡是注射模，均可分為動模和定模兩大部件。注射充模時動模和定模閉合，構(gòu)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(gòu)組成。 2.2.1成型零件 指構(gòu)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。 2.2.2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。 2.2.3導向與定位機構(gòu) 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(gòu)的準確運動和復位，也設置導向零件。 2.2.4脫模機構(gòu) 是指開模過程的后期，將塑件從模具中脫出的機構(gòu)。 2.2.5側(cè)向分型抽芯機構(gòu) 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)向分型或拔出側(cè)向凸模或抽出側(cè)型芯。 2.2.6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。 2.2.7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 2.3.1 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。而注射成型方法有如下幾個優(yōu)點： a: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； b:尺寸：塑件可小到不足1克，大到幾十千克，沒有限制； c:材料：在一定溫度范圍內(nèi)具有適宜流動性的熱塑性塑料； d: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； e: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。 2.3.2 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)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1～2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。 2.3.3尺寸精度： 按SJ1372—1978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。 2.3.4 脫模斜度： 該塑件采用的塑料是PS，而PS的成型收縮率較小（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α＝10。 2.3.5 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。 2.3.6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，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。 2.3.7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。 2.3.8質(zhì)量和體積： 由天平可稱出該塑件的質(zhì)量約為m＝30g 再由公式v=m/ ρ＝30/1.25=24cm3，由此可知，該塑件屬于小型塑件。 2.4 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 該塑件為電視機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。 （2）內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜成型較困難。 （4）要求要有較美麗的外觀。因此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。 ａ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高的溫度下正常工作。 b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－15～60℃時使用。 軟質(zhì)PVC：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。c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?；旧喜晃?，并且有較好的化學穩(wěn)定性，除對濃硫酸、濃硝酸外，幾乎都 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。 d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1.04~1.16g/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(gòu)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 材料選擇 由以上四種通用塑料的性能分析可知：塑件電視機遙控器外殼的材料宜采用聚苯乙烯（PS）。 以下是聚苯乙烯塑料的技術數(shù)據(jù)： 1：成型特點： ａ：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； ｂ：流動性好，溢邊值0.03ｍｍ左右，應防止飛邊； ｃ：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； ｄ：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； ｅ：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； ｆ：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)生開裂 2:物理性能： 密度 (g/cm3) 比體積(g/cm3) 吸水率 (%) 透光率(%) 摩擦系數(shù) 24h 　長時間 PS鋼 PS銅 1.04～1.06 1.10～1.11 0.01～0.03 　0.05 透明 0.34 0.16 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/㎝2℃ 180N/㎝2 100~105 170~176 230℃負荷21N?2.09　2.03～8.69 140~150 102~115 56~57 4:力學性能： 屈服強度 Mpa 抗彎強度Mpa 斷裂伸長率% 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 37 67 >200 1.45 56 78 3.4~4.8 8.65 R9.5~10.5 5:成形條件： 料桶溫度/℃ 噴嘴溫度 ℃ 模具溫度 ℃ 注射壓力 Mpa 料桶溫度/℃ 噴嘴溫度 ℃ 模具溫度 ℃ 注射壓力 Mpa 后段 中段 前段 140~160 160~170 170~190 170~180 32~65 60~110 料桶溫度/℃ 噴嘴溫度 ℃ 模具溫度 ℃ 注射壓力 Mpa 后段 中段 前段 140~160 160~170 170~190 170~180 32~65 60~110 后段 中段 前段 140~160 160~170 170~190 170~180 32~65 60~110 注射機類型 密度 g/cm3 計算收縮率 % 預熱 溫度 / ℃ 時間 /h 柱塞式 1.2～1.33 0.1～0.2 60～75 2 6.成型時間 成型時間/s 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 適用注射機類型 注射時間/s 高壓時間/s 冷卻時間/s 總周期/s 15～45 0～3 15～60 40～120 48 螺桿、注塞均可 后處理 方法 紅外線鼓風烘箱 溫度/℃ 70 時間/H 2~4 7:電氣性能： 電阻率 Ω·m 擊穿電壓 kv/㎜ 介電常數(shù) 介電損耗角正切 耐電弧性 s >1014 30 2.0~2.6 0.001 125~185 2.5塑件分析 2.5.1拔模斜角分析 分析結(jié)果：Bracketed area percentage: 25.1222，由結(jié)果可易知，0.5o拔模角合適。 2.5.2 法向量分析 由分析結(jié)果可知，該結(jié)構(gòu)能夠滿足使用條件。 2.5.3 高斯曲率分析 由分析結(jié)果可知，該結(jié)構(gòu)能夠滿足使用條件。 2.5.4 曲面上最小半徑分析 分析結(jié)果：Min. inside radius: -177.8879 ，Surface is convex可知該結(jié)構(gòu)滿足條件。 2.5.5 上下方向上的斜率分布分析。 分析結(jié)果：Min. slope: -0.0193 Max. slope: 0.0485 Bracketed area percentage: 0.0000 2.6.6塑件表面積及重心位置分析 VOLUME = 2.7072260e+04 mm3 SURFACE AREA = 4.4078063e+04 mm2 DENSITY = 1.2500000e+00 TONNE / mm3 MASS = 3.3840325e+04 TONNE CENTER OF GRAVITY with respect to _OVM101214 coordinate frame: X Y Z 7.8830943e+01 1.5052038e+02 -4.4591896e+01 mm INERTIA with respect to _OVM101214 coordinate frame: (TONNE * mm2) INERTIA TENSOR: Ixx Ixy Ixz 9.5925963e+08 -4.0136164e+08 1.1830220e+08 Iyx Iyy Iyz -4.0136164e+08 2.9332132e+08 2.2629210e+08 Izx Izy Izz 1.1830220e+08 2.2629210e+08 1.1163238e+09 INERTIA at CENTER OF GRAVITY with respect to _OVM101214 coordinate frame: (TONNE * mm2) INERTIA TENSOR: Ixx Ixy Ixz 1.2527087e+08 1.7626238e+05 -6.5402701e+05 Iyx Iyy Iyz 1.7626238e+05 1.5737437e+07 -8.4378451e+05 Izx Izy Izz -6.5402701e+05 -8.4378451e+05 1.3932992e+08 PRINCIPAL MOMENTS OF INERTIA: (TONNE * mm2) I1 I2 I3 1.5731407e+07 1.2524068e+08 1.3936614e+08 ROTATION MATRIX from _OVM101214 orientation to PRINCIPAL AXES: -0.00157 -0.99892 -0.04644 0.99998 -0.00125 -0.00688 0.00682 -0.04645 0.99890 ROTATION ANGLES from _OVM101214 orientation to PRINCIPAL AXES (degrees): angles about x y z 0.395 -2.662 90.090 RADII OF GYRATION with respect to PRINCIPAL AXES: R1 R2 R3 2.1560882e+01 6.0835272e+01 6.4174335e+01 mm 第3章 擬定模具結(jié)構(gòu)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。 3.1.1 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SJ1372—78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。 3.1.2 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。 3.1.3 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)。 3.1.4 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(gòu)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） 使塑件易于脫模。 由于本塑件的結(jié)構(gòu)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3.2.1所示 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4章 注射機型號的確定 在模具設計時，根據(jù)產(chǎn)品幾何尺寸及模具結(jié)構(gòu)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(gòu)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(gòu)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： F≥Pm(NAs+Aj) (4.1-1) 式中: F-----注射機最大合模力(MN); N------型腔個數(shù); Pm----成型時模腔平均壓力（MPa）; As-----塑件在開模方向的最大投影面積(㎡). Aj-----澆注系統(tǒng)在開模方向的最大投影面積(㎡) 從前面可知: N=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： F≥nPcA =2×40×0.025 =2 MN =2000KN 4.2 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(㎝3).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: Vg>n(Vs+Vj)(cm3) 式中： Vg-----注射機額定注射量(cm3)； Vs----單個塑件的容積量(cm3)； Vj-----澆注系統(tǒng)和飛邊所需要的容積量(cm3)； N-----型腔數(shù)。 其中： Vs=24cm3 Vj=3cm3 所以： V>n(Vs+Vj) =2×(24+3) =54cm3 4.3 注射機的選用 根據(jù)《塑料模具設計手冊》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)： 200~400 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： 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190mm 第5章 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)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(gòu)設計。 5.3.1 主流道 直澆口式主流道呈截錐體。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2~3mm。反之，兩者不能很好貼和，會讓塑料熔體反噴，出現(xiàn)溢邊致使脫模困難。故： R=12+（2~3）=（14~15）mm 取R=15mm 錐孔壁粗糙度Ra≤0.8μm。主流道的錐角α=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r≈D。 其中， D可用經(jīng)驗公式求出： D= 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 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。小模具控制在50mm之內(nèi)。初步確定： L=50mm H=R=×15=6mm 5.3.2 分流道截面形狀 （1）流道尺寸 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。本次設計采用圓形截面，形狀如圖5.1所示。 圖 5.1 分流道的尺寸由經(jīng)驗得知，第一分流道為6mm,第二分流道4mm。 （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===20.4cm3/s ==≈1275 =12.75x102＞5×102s-1 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；另一種是還兼有拉或頂出凝料功用。 (1) 拉料桿冷料井 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Z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 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(gòu)；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。 綜合塑件，是比較容易流動的聚苯乙烯，而且零件外表面要求較高；側(cè)澆口也稱為邊緣澆口，應用最多的一種，澆口形狀簡單，尺寸容易準確控制。它的截面形狀如下圖5.3所示： 圖 5.3 5.4.2 澆口尺寸計算 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(gòu)強度允許，以短為好，一般選用L=0.5~1.5mm。澆口深度有經(jīng)驗公式： h=nt (5.6-1) 式中， h-----潛伏式澆口寬度(mm)，中小型塑件通常用h=0.5~2mm，大約為制品最大壁厚的~； t-----塑件壁厚(㎜)； n-----塑件材料系數(shù)，取n=0.6。 故： 澆口的經(jīng)驗公式： d= (5.6-2) 式中， d-----澆口直徑； A-----型腔表面積(mm2)； n-----塑料材料系數(shù)；取n=0.6。 A≈πD2+4×(15×18)+2×(2π×5×13) =×3.14×632+4×(15×18)+2×(2π×3.14×5×13) =3115.665+1080+816.4≈5012mm2 所以： W==≈1.4mm 最后，須用流經(jīng)側(cè)澆口熔體剪切速率=≥104s-1進行校核。又知充模注射時間為t=1.6s， 故： Q===25.5cm3/s ===33730 =3.373×104＞104s-1 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。 5.6.1排氣系統(tǒng)的設計方法 （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(gòu)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。 由于本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；采用了斜滑頂桿塊來實現(xiàn)塑件的抽芯。這些結(jié)構(gòu)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(gòu)。 第6章 成型零件設計 模具閉合時，成型零件構(gòu)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(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 成型零件結(jié)構(gòu)設計 成型零件的結(jié)構(gòu)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(gòu)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(gòu)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定模板設計如圖6.1所示，其中1位置為放置導套的導套孔，由于所選的導套為帶肩導套，所以該孔為梯形孔，具體零件參考定模板零件圖。2位置放一個凸型鎖緊塊，如圖6.2所示：圖6.2的上半部分，它的下半部分裝在動模板上，兩者之間具有較高的配合關系，這不僅可以起到二次定位的作用，最主要的是在注塑機注射時，可以鎖緊模具，使得導柱，導套承受較小的橫向沖擊力保護了導柱、導套的使用壽命。3位置是用來放制定位定模鑲塊的鍥型鎖緊塊，它與模板垂直的方向有一定的斜度在螺釘?shù)淖饔孟驴梢詫﹁倝K起到定位的作用。4位置用來放置澆口襯套。5位置為螺紋孔。 圖 6.1 圖 6.2 （2）定模鑲塊的設計： 鑲拼式組合模具雖然具有強度和剛度較差，制造成本高的問題，但是由于它具有但由于它具有良好的互換性，型腔成型部分容易損壞，可以在損壞時進行互換，簡化了模具的維修過程，同樣節(jié)省了成本；而且它可以合理的運用材料，定模板由于不參與零件成型，可以采用一般的材料，而鑲塊參與零件成型，屬于重要零件必須用要求比較高的材料，比如鏡面鋼（PMS），節(jié)約了優(yōu)質(zhì)的模具鋼，在某種程度上也是節(jié)省成本。 鑲拼式組合凹模鑲塊的加工一般是采用線切割、電火花、數(shù)控銑床等現(xiàn)代化加工手段來保證加工的精確性和良好的表面光潔度。 設計的定模鑲塊如圖6.3所示： 圖 6.3 （3）鑲塊的定位： 鑲塊的定位是由位于定模板底板的螺釘與側(cè)面的鍥型鎖緊塊來實現(xiàn)的。如圖6.4所示： 圖 6.4 1為定模板；2為鍥型鎖緊塊；3為定模鑲件1；4為動模部分。螺釘旋入定模板1時，同時帶動2向下，從而使得定模鑲件1在橫向精確定位。 由于定模鑲件2鑲嵌在1內(nèi)，所以不可能用這種比較簡單實用的方法。而由于它大小比較小，所以可以做一個斜面，依靠斜面將鑲塊定位，在底部用螺釘孔固定。 6.1.2 動模結(jié)構(gòu)設計 動模和和動模型芯都是用來成型塑料制品的內(nèi)表面的成型零件。動模也稱主型芯，用來成型塑件整體的內(nèi)部形狀。小型芯也稱成型桿，用來成型塑件的局部孔或槽。與定模部分不同，它與注塑機后半部分相連它參于塑件的頂出，一般的模具設計都要求塑件留在動模部分，好容易脫模。因而動模一般比定模復雜。 塑件由于外表面向上，要求較高，而內(nèi)表面裝配在遙控器里面，主要是參與增加強度的肋板以及定位零件的特殊裝置，對于外觀并沒有太高的要求，所以只要保證尺寸的精確就可以了。經(jīng)過查資料和考證，決定采用與定模部分一樣的結(jié)構(gòu)即整體鑲拼式組合凹模。 （1） 動模板的結(jié)構(gòu) 由模具設計手冊才查的模架A1-355355-38-Z1（GB/T12556）動模板的尺寸，再由PRO/E設計可以得到如圖6.5所示的動模板結(jié)構(gòu)： 圖 6.5 其中1位置用來放凹型鎖緊塊，它與定模板上的凸型鎖緊塊相配合，正在注射時鎖緊模具使得導柱導套承受較小的橫向沖力，減少了導柱的壓力同時也對型腔起到保護的作用。2位置為螺紋孔。4位置為回程桿孔屬于復位機構(gòu)，這一點將在復位機構(gòu)中進行詳細的介紹。3位置用來放置楔緊塊。 （2）動模模仁的設計： 動模模仁是安裝在動模板內(nèi)的大型整體式鑲件，它參與重要的型腔成型起結(jié)構(gòu)如圖6.7所示： 圖 6.7 其中1為水道孔；2為連接螺紋孔；3為頂桿孔；4為斜推桿孔；5為主流道孔。 6.2 成型零件鋼材選用 6.2.1 選用要求 （1） 機械加工性能良好。 （2） 拋光性能優(yōu)良。 （3） 耐磨性和抗疲勞性能好。 （4） 具有耐腐性能。 6.2.2所選用的鋼材： 由于設計采用整體鑲拼式模具所以可以在符合模具強度，剛度以及光潔度的前提下合理的選用鋼材。 （1） 定模板： 定模板由于沒有參與塑件的成型，所以對表面光潔度要求不高，因而采用了45鋼。45鋼屬于通用塑料模具鋼材，用于調(diào)質(zhì)后精加工大型熱塑塑性塑料注射模具，淬透性差，淬火變形小，較高溫度下時，熱疲勞性不高，拋光性能差。此種鋼材適用于制造要求具有較高強度和高耐磨性的各種模具。 （2） 定模模仁：定模模仁是零件外表面的成型面，由于零件的外表面要求比較高，所以選擇Cr12MoV。Cr12MoV 鋼有高淬透性，截面為 300 ～ 40 0㎜ 以下者可以完全淬透，在 300 ～ 40 0℃時仍可保持良好硬度和耐磨性，韌性較Cr12 鋼高，淬火時體積變化最小?？捎脕碇圃鞌嗝孑^大、形狀復雜、經(jīng)受較大沖擊負荷的各種模具和工具。例如，形狀復雜的沖孔凹模、復雜模具上的鑲塊、鋼板深拉深模、拉絲模、螺紋挫絲板、冷擠壓模、冷切剪刀、圓鋸、標準刀具、量具等。 （3） 動模模仁：動模模仁成型塑件的下表面，由于它于遙控器下半部分配合，裝在里面，所以要求只要達到一定的光潔度就可以了。故也選擇了Cr12MoV。 （4） 動模板：動模板同樣采用45鋼，理由與定模板相同。 6.3 成型零件工作尺寸計算 注塑模成型零件工作尺寸，是指這些零件上直接成型塑件的型腔尺寸。由于塑件在高壓和熔融溫度下充模成型，并在模具溫度下冷卻固化，最終在室溫下進行尺寸檢測和使用。因此，塑料制品的形狀和尺寸精度的獲得，必須考慮物料的成型收縮率等眾多因素的影響。由于塑件尺寸類型的多樣性，及其成型收縮率的方向性和收縮率的不穩(wěn)定性，以及塑件和金屬模的制造公差，因此成型零件工作尺寸的計算，一直是注塑加工中的重大課題。 成型零件的每個工作尺寸，都要根據(jù)塑件尺寸和精度要求逐一計算。對塑件和模具成型零件，掌握它們的尺寸和公差確定的公式與規(guī)則，及其影響因素，是十分必要的。 模具成型零件工作尺寸，應按照國家GB1800-79標準公差數(shù)值，用公差等級IT6~IT10確定偏差，并作相應規(guī)定： (1) 包容和被包容尺寸采用單向偏差制； (2) 模具上包容尺寸均采取正偏差，既作為基孔制的孔；被包容尺寸均標注負偏差，即作為基軸制的軸。 (3) 對中心距和單向位置尺寸，均取雙向等值偏差。 按照以上規(guī)定，現(xiàn)根據(jù)塑料件的尺寸按平均收縮率Scp對模具尺寸進行計算。 注：本小節(jié)所有表格除表3.11-2 SJ1372-78公差數(shù)值從《塑料模具設計師指南》中查出外，其余均從《塑料制品與模具設計》中查出。 其中，我們由第三章可知，Scp=0.44％。 本節(jié)所采用的主要代號及其含義如下： Dm、dm------模具的包容、被包容尺寸，mm； Hm、hm------模具的包容、被包容深度、高度尺寸，mm； Lm、lm------模具的中心距、單邊位置尺寸，mm； -------塑料件尺寸公差,按SJ1372-78選定，mm； m-------模具成型零件的制造公差，