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JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY
本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）
題目： 電話筒下蓋注塑模設(shè)計(jì)
學(xué) 院： 工學(xué)院
姓 名： 彭 江
學(xué) 號(hào)： 20090934
專 業(yè)： 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化
班 級(jí)： 農(nóng)機(jī)1001班
指導(dǎo)教師： 賴曲芳 職 稱： 實(shí)驗(yàn)助理師
二0一四 年 5月
32
摘要
注塑模具塑料模具是最廣泛使用的模具，一般可以完成比較復(fù)雜的成型和精度高的塑料制品。本文介紹了注塑模具的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)，以及這種經(jīng)典的電話筒塑料模具設(shè)計(jì)。
考慮模具精密塑膠零件，選擇兩腔模具。在離別的表面外觀的產(chǎn)品。采用Z型頭直澆道拉料冷料，當(dāng)主通道，以方便冷凝水膠帶剝離出來(lái)。分流均衡對(duì)稱分布，以確保熔融塑料幾乎可以達(dá)到每個(gè)空腔，而入口。為了使動(dòng)，定模移動(dòng)可以準(zhǔn)確地引導(dǎo)定位機(jī)構(gòu)采用帶導(dǎo)銷(xiāo)和導(dǎo)套。
利用Pro/E，以達(dá)到降低電話筒三維設(shè)計(jì)及成型部件的設(shè)計(jì)，分析和成型品質(zhì)的零件分型面設(shè)計(jì)完成。在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中合理的工藝解決方案，以滿足生產(chǎn)要求。
關(guān)鍵詞：注塑模具注塑成型電話聽(tīng)筒下蓋PRO/E
Cad and Cam of injection mold on phone receiver downer cover
Abstract
Plastic injection?mold plastic mold?is a?mold?of the most widely used,?can?form complex,?high-precision plastic?products.?This paper?introduces the?characteristics and?development trendof injection mold,?and the design?of plastic mold?this classicmobile phone?cover?under the hood.Consider the mold precision plastic parts,choose a two-cavity mold.In parting surface appearance products.Sprue materials using Z-head pull cold slug,when the main channel to facilitate condensate stripping tape out.Shunt a balanced symmetric distribution,to ensure the molten plastic can almost reach each cavity while the inlet. In order to make the?move,?scheduled to die?mobile canaccurately guide the?positioning mechanism?with?guide pinand a guide sleeve.Using PRO/E to achieve lower handset cover three-dimensional design and molding parts design,analysis and completion of molding quality parts parting surface design.Developed a reasonable process solutions in the design process to meet the production requirements.
Key word：Ijection mold Injection forming phone receiver under cover PRO/E
目錄
摘要 I
Abstract II
1 概述 1
1.1 塑料成型的特點(diǎn) 1
1.2 選擇電話聽(tīng)筒下蓋的背景 1
1.3 選擇電話聽(tīng)筒下蓋選材性能分析及設(shè)計(jì)內(nèi)容 1
2 材料的成型特性與注射工藝 3
2.1 塑料 ABS成型特性 3
2.2 塑件材料工藝參數(shù) 3
2.3 注塑工藝性分析 5
3 注塑設(shè)備的選擇 8
3.1 型腔數(shù)的確定 8
3.2 計(jì)算注射體積 8
3.3 選擇注塑機(jī) 9
3.4 注射機(jī)型號(hào)的選定 9
4 成型零件的設(shè)計(jì) 10
4.1 分型面選擇 10
4.2 模仁尺寸的確定 11
4.3 型腔，型芯的尺寸計(jì)算 11
4.3.1 型腔的計(jì)算 12
4.3.2 型芯尺寸的計(jì)算 12
4.3.3 中心距尺寸的計(jì)算 13
4.4 模具型腔側(cè)壁及底板厚度計(jì)算 14
5 模具相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16
5.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16
5.1.1 主流道的設(shè)計(jì) 16
5.1.2 分流道的設(shè)計(jì) 17
5.1.3 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì) 18
5.1.4 澆口的設(shè)計(jì) 19
5.2 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20
5.2.1 冷卻效率 20
5.2.2 設(shè)計(jì)原則 21
5.2.3 冷卻時(shí)間的確定 22
5.2.4 冷卻的布置 22
5.3 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23
5.4 導(dǎo)向，定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 26
5.4.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 26
5.4.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)及設(shè)計(jì) 26
5.5 排氣系統(tǒng) 27
6 模架的選用及總裝圖 28
6.1 模架的選用 28
6.2 模具總裝圖 29
7 注塑機(jī)參數(shù)的校核 30
總結(jié) 32
參考文獻(xiàn) 33
致謝 34
1 概述
1.1 塑料成型的特點(diǎn)
在聚合物加工領(lǐng)域中，塑料制品的模具成形，稱為塑料模具，稱為塑料。塑料優(yōu)化設(shè)計(jì)，現(xiàn)代聚合物加工的一個(gè)主要問(wèn)題領(lǐng)域。
1.2 選擇電話聽(tīng)筒下蓋的背景
注塑模是目前最廣泛使用的所有塑料模具的模具，形成了復(fù)雜的能夠高精確度的塑料制品。模具設(shè)計(jì)到模具豁免“的方向;精密注塑設(shè)備，超高速，全電動(dòng)，和智能化方向發(fā)展這一主題手機(jī)模具設(shè)計(jì)及成型工藝分析的涵蓋范圍內(nèi)。
1.3 選擇電話聽(tīng)筒下蓋選材性能分析及設(shè)計(jì)內(nèi)容
圖1.3 制品的二維外形圖
（1）設(shè)計(jì)規(guī)格
最大外形尺寸：190*46*28mm；
壁厚：最大2mm，最小0.5mm；
2）設(shè)計(jì)要求
材料：ABS；
外觀要求：光滑、無(wú)明顯缺陷；
3）設(shè)計(jì)內(nèi)容
需要完成手機(jī)蓋注塑成型工藝與模具設(shè)計(jì)下的畢業(yè)設(shè)計(jì)，完成下列任務(wù)所需
①相關(guān)的文獻(xiàn)資料，了解手機(jī)的塑料材料的成型性，成型，模具和設(shè)備分析的要求;
②下蓋塑料模具設(shè)計(jì)的手機(jī)，模具裝配圖所包含的一些模具零件圖;
③根據(jù)覆蓋件模具的設(shè)計(jì)規(guī)范編寫(xiě);
2注塑工藝特性和材料
2.1 塑料ABS成型特性
（1）ABS 主要性能
①物理性能
ABS無(wú)毒，ABS常溫下吸水率<1%，ABS的密度為1.02-1.16g/cm3）
②機(jī)械性能
沖擊強(qiáng)度：ABS樹(shù)脂較好的沖擊強(qiáng)度，在低溫下強(qiáng)度下降比較少。沖擊強(qiáng)度的大小主要與橡膠形態(tài)和橡膠含量等因素有關(guān)。
彎曲強(qiáng)度：ABS樹(shù)脂的彎曲強(qiáng)度可達(dá)28-70Mpa。
壓縮強(qiáng)度：ABS的壓縮強(qiáng)度比拉伸強(qiáng)度大，標(biāo)準(zhǔn)樹(shù)脂在14.2Mpa壓縮負(fù)荷下，大約50攝氏度經(jīng)一天，尺寸變化在0.2-1.7%變化
拉伸強(qiáng)度：拉伸ABS樹(shù)脂的強(qiáng)度為35-50Mpa以上。
抗蠕變性：耐蠕變性能，因?yàn)榉N類(lèi)而異ABS樹(shù)脂，ABS制品所能承受的負(fù)荷，而尺寸沒(méi)有變化。
③熱電性能
ABS熱變形溫度為93℃，耐熱達(dá)到115℃，零下40℃一樣有相當(dāng)?shù)膶?shí)力。ABS產(chǎn)品溫度為-40-100℃。ABS熱穩(wěn)定性一般較差， ABS易燃，沒(méi)有自熄性。
2.2 塑件材料工藝參數(shù)
（1）工藝參數(shù)[2]
成型收縮率：0.3%0.8%
成型溫度：前段部分150-170℃；中段部分165-180℃；后端部分180-200℃；
噴嘴：170-180℃；
注射壓力：60-100Mpa；
融化溫度：中高速度；
。建議干燥條件為至少接下來(lái)的兩個(gè)小時(shí)的干燥80-90攝氏度。
2）成型性能：具有比較寬的溫度范圍內(nèi)較高的沖擊強(qiáng)度，尺寸穩(wěn)定性，良好的涂層性能，產(chǎn)品表面光澤度，但很少出現(xiàn)萎縮后的塑料。
3）表面質(zhì)量
塑料件的外觀缺陷是其獨(dú)特的質(zhì)量指標(biāo)，包括缺料，凹陷和孔洞，閃光燈和閃光燈，翹曲。塑件的表面質(zhì)量主要由模具成型零件表面質(zhì)量來(lái)決定。本課題的塑件為生活日常用品，有一般外觀要求，表面質(zhì)量要求高，因此對(duì)模具的表面質(zhì)量同樣要求較高。
4）尺寸和精度
塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸和產(chǎn)品圖尺寸的符合程度，即所獲得塑件尺寸的準(zhǔn)確度。模塑件的尺寸精度通常情況下都比金屬件的低。一般情況下，配合尺寸和重要尺寸選擇較高的精度，精度選擇參考表2.2
表2.2 精度等級(jí)選用的參考值
塑料品種
高精度
一般精度
低精度
ABS
2
3
5
①塑件尺寸公差分配原則[2]
塑件的內(nèi)部尺寸的公差采用單向正偏差，即上偏差為+δ，下偏差為0；
塑件的外部尺寸的公差通常采用單向負(fù)偏差，即上偏差為0，下偏差為-δ；
中心距公差采用雙向等值偏差，即上偏差取正+δ/2,下偏差取負(fù)-δ/2。
②自由公差
本課題的制件主要尺寸公差等級(jí)MT3進(jìn)行設(shè)計(jì)，未標(biāo)注公差（自由公差）按MT5級(jí)設(shè)計(jì)。
（5）表面粗糙度
查表可知道塑件粗糙度范圍一般為Ra0.02—1.25，所以我們需要的模具粗糙度范圍Ra0.01—0.63。
模具的型芯粗糙度取值為0.63μm，外表面粗糙度取值為0.63μm，型腔粗糙度取值為0.16μm
2.3 注塑工藝性分析
（1）溫度T
射成型過(guò)程中，需要控制機(jī)筒溫度，模具溫度和注嘴溫度。機(jī)筒溫度決定了塑料熔體的溫度，并直接影響填充過(guò)程和塑件的質(zhì)量。桶適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷳?yīng)該是TF（TM）TD之間。噴嘴溫度一般比筒體的最大溫度稍低，以防止熔體的發(fā)生通過(guò)所述噴嘴孔口熱“鑄造現(xiàn)象”和塑料的分解。模具溫度通過(guò)冷卻系統(tǒng)控制的，它依賴于塑性流動(dòng)，其大小和結(jié)構(gòu)的塑料部件，其性能要求和其他工藝條件的級(jí)別。
2）壓力P
注射成型過(guò)程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓。熔體從盒注射壓力以克服阻力流入空腔，以改善熔體的填充速度和壓實(shí)。檢查參考文獻(xiàn)得到180-250Mpa注射壓力之間取得。保持壓力取決于熔體的靜水壓力的模具中，工件的形狀，壁的厚度和材料有關(guān)。對(duì)于流動(dòng)性好，像ABS材料，保壓壓力應(yīng)較小，以避免毛刺，最好的壓力比注射壓力保護(hù)略低。
3）在時(shí)間T注射成型工藝來(lái)完成所需要的時(shí)間變成了成型周期。在注射時(shí)的實(shí)際生產(chǎn)，一般情況下是3-5秒，保持時(shí)間為20-120S左右，冷卻時(shí)間通常為30-120S左右，如表2.3-1經(jīng)驗(yàn)成型周期。
表2.3-1成型周期與壁厚關(guān)系
制件壁厚/mm
成型周期/s
制件壁厚/mm
成型周期/s
制件壁厚/mm
0.5
10
2.5
35
0.5
1.0
15
3.0
45
1.0
1.5
22
3.5
65
1.5
2.0
28
4.0
85
2.0
綜合兩者的合理因素，初步制品成型工藝參數(shù)如表2.3-2所示。
表2.3-2工藝參數(shù)表
干燥條件（溫度/℃）/(時(shí)間/h）
90/>2
注射成型機(jī)類(lèi)型
螺桿式
噴嘴
形式
直通式
溫度/℃
170～180
料筒溫度/℃
前段
150～170
中段
165～180
后段
180～200
模具溫度/℃
50～80
注射壓力/MPa
60～100
保壓壓力/MPa
56～176
注射時(shí)間/s
20～90
高壓時(shí)間/s
0～5
冷卻時(shí)間/s
20～120
成型周期/s
50～220
成型收縮率/﹪
0.3～0.8
3 注塑設(shè)備的選擇
3.1 型腔數(shù)的確定
在型腔數(shù)目的確定時(shí)一般需要考慮以下幾個(gè)因素
1）塑件的尺寸精度；
2）模具制造難度；
3）注塑成型的生產(chǎn)效益；
4）模具的制造成本；
該塑件是一般日用品，經(jīng)濟(jì)精度推薦MT3級(jí)。該塑件精度的要求為一般精度要求，生產(chǎn)批量適中，從模具的加工成本和制品生產(chǎn)時(shí)的成本考慮，擬定為一模兩腔。
3.2 計(jì)算注射體積
1）塑件質(zhì)量、體積的計(jì)算：
對(duì)此模型用PROE軟件的分析得：
塑件體積：V1 =36863 mm3
塑件質(zhì)量M1=p?V1=39g
2)該模具一次注射所需塑料
V =36863mm3*2+3105 mm3=76831 mm3
質(zhì)量：M =p?V=81g
3.3 選擇注塑機(jī)
1、型腔數(shù)量的校核,必須使一個(gè)成型周期內(nèi)所需注塑的塑料的量，在其的80%以內(nèi)，其關(guān)系按以下計(jì)算：
nVs+Vj≤0.8V[6]故右式符合要求)
其中n—型腔的數(shù)目
Vs—一個(gè)塑料制品的質(zhì)量或容積（g或cm3）
Vj—飛邊和澆注系統(tǒng)所需塑料的容積或質(zhì)量（g或cm3）
V—注塑機(jī)額定流量
計(jì)算可以得出注塑機(jī)的最小注塑量為V=102 cm3
3.4 注射機(jī)型號(hào)的選定
根據(jù)以上的計(jì)算結(jié)果初步選定注塑機(jī)型號(hào)為XS-ZY-125螺桿式注射機(jī)：
表3.4 XS-ZY-125注塑機(jī)參數(shù)
額定注射量/cm3
125
最大成型面積/cm3
320
鎖模力/KN
900
噴嘴孔直徑/mm
4
注射方式
螺桿
噴嘴圓弧半徑/mm
12
注射壓力/ Mpa
120
模具最大厚度/mm
300
注射行程/mm
115
模具最小厚度/mm
200
螺桿直徑/mm
42
最大開(kāi)合模行程/mm
300
4 成型零件的設(shè)計(jì)
4.1 分型面選擇
一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)原則
1）分型面的位置一般開(kāi)設(shè)在制件斷面輪廓最大處。
2）一般要利于保證塑件的尺寸精度，還有外觀質(zhì)量。
3）分型時(shí)要盡量使制件留在動(dòng)模部分。
4）至少需要滿足塑件使用要求。
第一個(gè)分型面設(shè)在定模板處，第二個(gè)分型面只能沿塑件邊緣輪廓設(shè)置，其形狀如圖4.1所示。
圖4.1分型面圖
4.2 模仁尺寸的確定
因?yàn)椴捎玫氖钦w式型芯模和整體式型腔，該設(shè)計(jì)取模仁的大小為260*210mm。
4.3 型腔，型芯的尺寸計(jì)算
對(duì)于小型塑件來(lái)說(shuō)，成型模具的制造誤差是主要影響因素，而對(duì)于大塑件，成型收縮率則是主要影響因素。
制件公差精度等級(jí)為MT3級(jí)，屬一般精度，且制件尺寸不太大。故在計(jì)算時(shí)選取制造與使用系數(shù)X取最大值，制造公差按制件公差的1/3取值。未標(biāo)注的公差（自由公差）可以直接把制品尺寸作為型芯，型腔的制造尺寸。
ABS收縮率最小值為0.3%，最大值為0.8%，平均收縮率S平=(0.8%+0.3%2=0.55%
4.3.1 型腔的計(jì)算
型腔工作尺寸見(jiàn)表4.3.1
模具工作尺寸可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：ＬＭ)＝［1+S平)Ｌｓ－0.75△］3]其中δ＝△／3，S平=0.55%Ls為塑件基本尺寸，LM為模具尺寸，△為塑件公差絕對(duì)值。
表 4.3.1型腔工作尺寸
塑件尺寸/mm
尺寸類(lèi)型
經(jīng)驗(yàn)公式
模具尺寸/mm
190-1.480
徑向尺寸
(ＬＭ)＝［(1+Ｓ平)Ｌｓ－0.75△］
189.540+0.32
徑向尺寸
(ＬＭ)＝［(1+Ｓ平)Ｌｓ－0.75△］
徑向尺寸
(ＬＭ)＝［(1+Ｓ平)Ｌｓ－0.75△］
46-0.480
徑向尺寸
(ＬＭ)＝［(1+Ｓ平)Ｌｓ－0.75△］
45.710+0.16
28-0.380
深度尺寸
(ＬＭ)＝［(1+Ｓ平)Ｌｓ－0.75△］
27.830+0.084
深度尺寸
(ＬＭ)＝［(1+Ｓ平)Ｌｓ－0.75△］
深度尺寸
(ＬＭ)＝［(1+Ｓ平)Ｌｓ－0.75△］
深度尺寸
(ＬＭ)＝［(1+Ｓ平)Ｌｓ－0.75△］
4.3.2 型芯尺寸的計(jì)算
型芯工作尺寸見(jiàn)如下表4.3.2
模具工作尺寸可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：(ＬＭ)＝［(1+Ｓ平)Ｌｓ－0.75△］[3] 其中δ＝△／3，S平=0.55%，Ls為塑件基本尺寸，LM為模具尺寸，△為塑件公差絕對(duì)值。
表 4.3.2型芯工作尺寸
塑件尺寸/mm
尺寸類(lèi)型
經(jīng)驗(yàn)公式
模具尺寸/mm
1900+1.2
徑向尺寸
(ＬＭ)＝［(1+Ｓ平)Ｌｓ－0.75△］
1900+1.2
徑向尺寸
(ＬＭ)＝［(1+Ｓ平)Ｌｓ－0.75△］
460+0.18
徑向尺寸
(ＬＭ)＝［(1+Ｓ平)Ｌｓ－0.75△］
46.07-0.130
徑向尺寸
(ＬＭ)＝［(1+Ｓ平)Ｌｓ－0.75△］
徑向尺寸
(ＬＭ)＝［(1+Ｓ平)Ｌｓ－0.75△］
徑向尺寸
(ＬＭ)＝［(1+Ｓ平)Ｌｓ－0.75△］
280+0.54
深度尺寸
(ＬＭ)＝［(1+Ｓ平)Ｌｓ－0.75△］
28.10-0.180
深度尺寸
(ＬＭ)＝［(1+Ｓ平)Ｌｓ－0.75△］
5.73
4.3.3 中心距尺寸的計(jì)算
可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：(CＭ) ±δ＝(1+Ｓ平)CS±δ[1]
其中δ＝△／6，S平=0.55%，CS為塑件基本尺寸，LM為模具尺寸，△為塑件公差絕對(duì)值。
塑件尺寸/mm
尺寸類(lèi)型
經(jīng)驗(yàn)公式
模具尺寸/mm
96±0.36
中心尺寸
(CＭ)±δ＝(1+Ｓ平)CS±δ
96±0.06
鑲件有?10，?22。各個(gè)小型芯的設(shè)計(jì)如下圖4.4.3所示
.3
圖4.3.3鑲件
4.4 模具型腔側(cè)壁及底板厚度計(jì)算
熔體在型腔的填充過(guò)程，型腔所承受的壓力有小慢慢變大，當(dāng)型腔中全部被熔體充滿時(shí)的時(shí)候，其壓力值達(dá)到最大。冷卻過(guò)程中，壓力慢慢的降低。各個(gè)面必須有足夠的剛度側(cè)壁，防止破壞。因此在設(shè)計(jì)模具時(shí)，對(duì)其型腔側(cè)壁，底板進(jìn)行計(jì)算。
模具型腔側(cè)壁，底板的核算是為控制其變形量，以保證熔融塑料在填充過(guò)程中不產(chǎn)生溢邊及保證制品的壁厚尺寸，并保證制品能夠順利進(jìn)行脫模。
1）側(cè)壁變形量
根據(jù)型腔的形狀而進(jìn)行最小強(qiáng)度壁進(jìn)行厚度計(jì)算。
[2] （式4.4-1）
厚度計(jì)算公式
（式4.4-2）
式中,E—材料所具有的彈性模量（Mpa）碳鋼為2.1 Mpa；
c—與型腔深度對(duì)型腔側(cè)壁邊長(zhǎng)之比為h/有關(guān)的系數(shù)，查表得0.930；
P—型腔所受的壓力，一般取25—30Mpa，取35Mpa；
h—型腔深度（mm）h取15mm；
f是需要的剛度條件，可查表.06mm；
則， =5.07mm
根據(jù)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，及參考經(jīng)驗(yàn)表7.7[2]，壁厚度取35mm滿足要求。
（2）底板厚度計(jì)算
根據(jù)變形量公式， （mm）[2] （式4.4-3）
[2] （式4.4-4）
==21.6mm
因此，現(xiàn)取底板厚度為25mm;
式中，為長(zhǎng)邊，取50mm;
為短邊，取40mm;
C為系數(shù)由式=0.022
5 模具相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
5.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
5.1.1 主流道的設(shè)計(jì)
(1)設(shè)計(jì)要點(diǎn)[2]
a.主流道的錐角一般取2°～4°左右，流道壁表面粗糙度取Ra0.8um，軸向拋光。
b.一般情況下主流道始端球面凹坑半徑需要比注射機(jī)噴嘴球半徑大到1～2mm；凹坑的深度在3～5mm左右；主流道始端入口直徑d比注射機(jī)噴嘴直徑大0.5～1mm；一般d=2.5～5mm。
c.主流道的最大長(zhǎng)度以不大于60mm為佳，最宜95mm。
d.主流道，其材料常用T10A，熱處理淬火后硬度50～55HRC。
再根據(jù)[3]得型注射機(jī)SZ-125/900噴嘴有關(guān)尺寸如下：
噴嘴前端孔徑：d0=φ4mm。
噴嘴前端球面半徑：R0＝12mm。
小端直澆道直徑：D =?D?+（0.5-1）毫米=?4?+ 0.5 =φ4.5mmφ
球面凹坑澆口前端半徑R =?12 +（1?~?2）毫米=?14mm。
主要通道的半錐角α一般是1°~?2°錐角太大。
澆口是連接到一個(gè)部分的注塑機(jī)噴嘴通道分流，在同一軸線上通常噴嘴和注塑機(jī)。確保形成的主要通道長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上盡可能短，以減少壓力損失和浪費(fèi)量的部分，如果主路太長(zhǎng)，塑料熔體的溫度會(huì)下降，影響填充。
根據(jù)工件的形狀，選擇深化噴口型澆口套的位置，其結(jié)構(gòu)如圖5.1.1所示。
圖 5.1.1主流道澆口套
5.1.2 分流道的設(shè)計(jì)
分流道的長(zhǎng)度取決于模具型腔的總布置和澆口位置，分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)該盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。常用分流道斷面尺寸推薦如表5.1.2所示。
表 5.1.2流道斷面尺寸推薦值
材料名稱
分流道直徑/mm
材料名稱
分流道直徑/mm
ABS
4.8-9.5
PC
4.8-9.5
PMMA
8.0-12.5
PE
3.6-9.5
PA
1.6-9.5
PP
4.8-9.5
分流道的種類(lèi)有很多種，一般有的截面形狀為U形，六邊形，梯形，圓形和長(zhǎng)方形。以減少在流路的壓力損失，流路截面積希望比表面積大，以減少熱損失，因此，可以與周?chē)膶?duì)的效率的流路截面積比使用流路裝置，并且其中所述圓形正方形最高的效率，但在流路釋放的冷凝物質(zhì)的平方困難的，所以在直徑為6mm的模具上具有圓形橫截面的形狀，粗糙度不要求太光滑（RA =1.25-2.5um電極）分流道的布置形式采用平衡式，如圖5.1.2所示
圖5.1.2分流道布置圖
5.1.3 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì)
冷料開(kāi)在動(dòng)模板的主渠道對(duì)面的主干道，冷澆口塞直接與相同或稍大的直徑，深度的體積大于冷料的體積約1.5倍，直徑大端，?槽設(shè)計(jì)選擇的形式，這里的時(shí)候冷料。當(dāng)模具型腔從拉動(dòng)效應(yīng)的冷進(jìn)料凹側(cè)，是主道和澆口套脫出彈頭卡在動(dòng)模一側(cè)，然后通過(guò)引進(jìn)凝料頂出機(jī)構(gòu)被迫的。
服用澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的各部分的這些澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則用示于圖5.1.3。
圖5.1.3澆注系統(tǒng)
5.1.4 澆口的設(shè)計(jì)
（1）選擇最佳的澆口位置
連接到注塑機(jī)和塑料件，引入到塑料熔體的空腔鑄造系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵部分。在模具設(shè)計(jì)確定基于以下原則和做法澆口的位置[2]
澆口位置應(yīng)避免熔體破裂
措施：當(dāng)柵極面對(duì)一個(gè)相對(duì)空腔內(nèi)填充發(fā)生破裂，應(yīng)當(dāng)從一個(gè)非沖擊位置向沖擊的位置，從而使上壁或核心類(lèi)型的高速材料直接影響柵極②澆口位置有利流動(dòng)
措施：盡量縮短流動(dòng)距離
措施：選擇少，無(wú)熔接痕的澆口形式，縮短流程。
考慮排氣問(wèn)題
措施：澆口位置應(yīng)在分型面對(duì)面
不影響制品的外觀質(zhì)量
措施：將澆口位置開(kāi)設(shè)在邊緣，底部，內(nèi)側(cè)
在模具設(shè)計(jì)中，澆口位置設(shè)計(jì)比較困難。
2）澆口形式選擇
為了不影響外觀，進(jìn)料口設(shè)置在內(nèi)側(cè)面，采用潛伏式澆口，該澆口便于流道與塑件自動(dòng)切斷的點(diǎn)狀澆口。
根據(jù)制件的形狀決定采用潛伏式澆口的彎曲式澆口，該澆口宜用于ABS等軟性塑料，開(kāi)模后通過(guò)頂桿頂出力拉斷澆口，并頂出澆口凝料。澆口形式的幾何尺寸及其參數(shù)。
圖 5.1.4澆口二維圖
5.2 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在注塑模具內(nèi)的塑料，不需要很高的溫度，并且因此可以不設(shè)在所述模具加熱系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)的唯一的設(shè)計(jì)。
5.2.1冷卻效率
在注塑時(shí)，模具溫度可以確保一個(gè)合適的流動(dòng)性和填充熔融塑料質(zhì)量份。對(duì)生產(chǎn)力的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由冷卻時(shí)間來(lái)體現(xiàn)。通常情況下注入到約200 ℃的塑料熔體溫度型腔，塑料是從在低于60 ℃的溫度下腔中取出。釋放在成型熔融物的熱量，約5％至輻射，熱對(duì)流形式到大氣中，而剩余的95％的水進(jìn)行冷卻以外，或因反復(fù)注射成型的塑料的熔融溫度會(huì)上升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，相當(dāng)于2/3或更多的模具冷卻時(shí)間期間，模具的冷卻時(shí)間依賴于所述冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。
5.2.2設(shè)計(jì)原則
設(shè)計(jì)原則[4]
①保證塑件均勻收縮。
②本更多的冷卻水孔，更大的光圈，塑件的冷卻效果更好的一面的數(shù)量;
③作為冷卻水孔等于從所述腔體的表面的距離，工件的壁厚相等的距離;
④應(yīng)該有內(nèi)部冷卻通道和滯留的部分回流，應(yīng)避免過(guò)度的壓力降;冷卻通道選擇處理的直徑是易清潔，一般為6-12MM;
⑤門(mén)要加強(qiáng)冷卻，冷卻水進(jìn)入最佳的大門(mén);
⑥應(yīng)減少入口和出口之間的溫度差，水的溫度差一般不超過(guò)5℃;
⑦冷卻水的開(kāi)口方向最好不要影響長(zhǎng)方形模具中，通常在孔開(kāi)口的寬度方向上的操作;
其中冷卻通道直徑[4]的選擇如表5.2.2所示：
表5.2.2 冷卻水道直徑取值
冷卻水的直徑
極限長(zhǎng)度
4.0
120mm
5.0
120mm
6.0
150mm
8.0
200mm
10.0
250mm
12.0
300mm
16.0
350mm
根據(jù)上述冷卻水管道直徑取值為10.0。
5.2.3 冷卻時(shí)間的確定
前冷卻系統(tǒng)做計(jì)算，以計(jì)算未來(lái)作出估計(jì)，需要一定的數(shù)據(jù)值;根據(jù)以前的數(shù)據(jù)，采取注射時(shí)間1.8秒，合模時(shí)間2S，模具時(shí)間3S，2S射血時(shí)間冷卻時(shí)間13S，停留時(shí)間8S，30S的總時(shí)間。
其中，確定駐留時(shí)間之后可能會(huì)有的經(jīng)驗(yàn)公式：
：
[4] （式5.2.3-1）
S塑件平均壁厚，S取2。
則， =3（s）
冷卻時(shí)間，依塑料種類(lèi)和塑件壁厚不同而不同，一般用下式計(jì)算：
（式5.2.3-2）=
=12.6s
式中，S—塑件平均壁厚，S取2mm；
a塑料熱擴(kuò)散系數(shù)（mm2/s），a=0.008mm2；
Te脫模溫度：60—100C，Te取60C；
Ts成型溫度：160—220C，Ts取210C；
Tm模具溫度：50—60C，Tm取50；
由結(jié)果得冷卻時(shí)間需要12.6S，取13S，保壓時(shí)間取8s。
5.2.4 冷卻的布置
進(jìn)水口溫度為20C，出水口溫度為25C
綜合上述，本模具采用的冷卻水道布置如圖5.2.4所示。
圖 5.2.4冷卻水道的布置
5.3 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
（1）設(shè)計(jì)原則[2]
1）推力點(diǎn)應(yīng)承擔(dān)的工作正在進(jìn)行中作用最大的部分，即剛性好的部位，如肋骨部分，法蘭，貝殼形的產(chǎn)品，如墻壁邊緣
2）。對(duì)于將不會(huì)由于推力點(diǎn)的頂部變形后的制品應(yīng)盡可能靠近芯或難以模具零件，如細(xì)長(zhǎng)中空?qǐng)A柱形的產(chǎn)品，使用的推管發(fā)射，發(fā)射點(diǎn)排列為偶數(shù)越好。
3）盡量避免作用于瘦手臂點(diǎn)平面產(chǎn)品的推力，以防止制品破裂，穿孔。如果殼形多用產(chǎn)品和管材產(chǎn)品推板的頂部。
4）為了避免影響痕跡頂部的外觀，該裝置的頂部應(yīng)設(shè)變形過(guò)程中，常采用彈射或彈射裝置的復(fù)雜特殊形式，比如推管推板或復(fù)合頂出，或用吸入推管，推塊和設(shè)備的其他之上，你還應(yīng)該設(shè)置進(jìn)氣閥，如果必要的。
根據(jù)上述原則，頂桿布置如圖5.3-1所示
圖 5.3-1頂桿布局圖
（2）推桿設(shè)計(jì)
推桿推出機(jī)構(gòu)是最簡(jiǎn)單和最常見(jiàn)的形式，用一個(gè)簡(jiǎn)單的制造，更換方便，良好的脫模效果等。把用塑料配件，發(fā)射后塑件模具直接接觸。
推桿的截面形狀可分為圓形，矩形或橢圓形等各種形狀，根據(jù)該塑件可以被引入，其中最常見(jiàn)的橫截面形狀為圓形;柱塞被塑造成柱塞與柱塞普通兩種，前者是剛剛推出塑件的作用，這是很好的，不僅參加當(dāng)?shù)赝瞥龀尚偷?，因此，使用推桿時(shí)非常靈活。
推桿固定形式：有各種桿固定形式，但最常見(jiàn)的是在一個(gè)固定的板的形式的推進(jìn)器中，除了螺釘緊固的形式。
與動(dòng)機(jī)的推桿：與推桿的性質(zhì)和幻象一般H8/f7或H7/f7，與熔體的間隙值不溢出為標(biāo)準(zhǔn)。一般以至少更高的1-1.5倍的直徑的長(zhǎng)度大于15mm。頂桿端面與型芯平面在理論上應(yīng)處于同一平面。但在實(shí)際中，大多允許頂桿的端面超過(guò)或低于型芯平面的尺寸0.05—0.1mm。
3）脫模力
制件為薄壁制品，t/d 0.05，式中t/d為壁厚與直徑之比，參考文獻(xiàn)得脫模力
[4]式5.3-1）
式中，F(xiàn)為脫模力,N;
為模具型芯的脫模斜度，為1；
S為塑料平均成型收縮率，為0.55%
E為塑料的彈性模量，取平均值2500Mpa；
l為制件對(duì)型芯的包容長(zhǎng)度，190mm；
f為制件與型芯之間的摩擦系數(shù)，0.26；
t1為矩環(huán)形制品的平均壁厚，為2mm；
為塑料的泊松比為0；
a與b為矩形型芯的斷面尺寸，46×190mm；
A為盲孔制件型芯方向上的投影面積mm，通孔制件的A等于零；
k為無(wú)因次系數(shù)，隨和而異，K=1+fsin cos 1；
則：
=679N=679N
（4）頂出行程
模具頂出行程并非是越大越好，在保證制品能安全脫離模具的前提下，減小頂出行程有利于減短頂出周期，同時(shí)也能提高頂出部件的壽命。由于標(biāo)準(zhǔn)模架頂出間距H一般都大于制品所需的頂出行程S。本設(shè)計(jì)采用，S=50mm，H=75mm。頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖5.3-2所示。
圖 5.3-2頂出行程機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.4 導(dǎo)向，定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.4.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用
（1）定位作用
（2）保持機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)
（3）承載作用
（4）導(dǎo)向作用
5.4.2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)及設(shè)計(jì)
該課題的制件結(jié)構(gòu)選用32的導(dǎo)柱，然后選用相對(duì)應(yīng)得導(dǎo)套。導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合的方式，安裝段與模板間采用過(guò)度配合H7/k6，一共有四對(duì)導(dǎo)柱導(dǎo)套配合實(shí)現(xiàn)模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向功能，但是為了防止模具裝配過(guò)程中出現(xiàn)不必要的錯(cuò)誤，四對(duì)配合并不是完全對(duì)稱分布，其中有一對(duì)配合相對(duì)于對(duì)稱分布的位置偏移了2mm。
5.5 排氣系統(tǒng)
在通常情況下，模具設(shè)計(jì)中我們可以選擇利用模具分型面的間隙排氣。小型制品的排氣量本來(lái)就不是很大，當(dāng)排氣點(diǎn)正好在分型面上得時(shí)候，我們就完全可以利用分型面上的微小間隙排氣。
本制件為小型品，可以利用分型面、頂桿、鑲件的微小間隙排氣，故本設(shè)計(jì)不例外進(jìn)行排氣槽的設(shè)計(jì)。
6 模架的選用及總裝圖
6.1 模架的選用
根據(jù)型腔的布局，考慮到導(dǎo)柱、導(dǎo)套及連接螺釘布置應(yīng)占的位置等各方面的問(wèn)題，確定選用龍記模架為（450×400）模架結(jié)構(gòu)為A1的形式。
1. A 板尺寸
A板厚度取100mm
2. B 板尺寸
B 板厚度為80 mm
3. C 墊塊尺寸
墊塊=推出行程+推桿固定板厚度+（5～10）=125mm
6.2 模具總裝圖
模具總裝二維圖如下圖6.2。
圖 6.2總裝圖
裝配要求：
1.推桿與所在平面的相應(yīng)型面應(yīng)該在同一平面，推桿端面高出分型面的部分不能大于0.1mm。
2. 同軸度需要保證的兩個(gè)以上零件，同軸度都應(yīng)該保證裝配要求。
3.小型芯其尾部高度尺寸h未標(biāo)注公差時(shí)，其端面在裝配后與其相配的零件齊平。
4.上下模裝配后其分型面的錯(cuò)邊不大于0.05mm。
5. 復(fù)位桿其端面與模具分型面應(yīng)該在同一平面，可以允許低于分型面不大于0.03mm。
6.模具中供兩次分型用的限位拉桿，各工作面應(yīng)在同一平面，允許其極限偏差為0.1mm。
7.模具裝配后，兩座板即安裝平面應(yīng)保持平行，其平行度公差按GB1184的6級(jí)。
7 注塑機(jī)參數(shù)的校核
注塑機(jī)的最大注射量應(yīng)0.8V機(jī)>=V塑+V澆,式中，
V機(jī)－注塑機(jī)的最大注塑量，單位g；
V機(jī)>=（V塑+V澆）0.8=（36863mm3*2+3105 mm3）0.8=102 cm3
M機(jī)=125g>102g所以滿足要求。
2）鎖模力校核
鎖模力是最大的注塑機(jī)鎖模力應(yīng)用于模具夾緊裝置。行動(dòng)的夾緊力是平衡的，克服腔產(chǎn)生的壓力沿分割線的開(kāi)模力保持模具鎖緊在一起，以防止溢出。注射機(jī)鎖模力與模腔壓力的關(guān)系可以用下式表示：
K Po A
式中，F(xiàn)o－注射機(jī)鎖模力，F(xiàn)o=100N；
K－安全系數(shù)，一般取1/3－2/3，K取0.5；
Po－注射機(jī)料筒內(nèi)螺桿或柱塞施于塑料熔體的壓力（30Mpa－50Mpa）Po取30Mpa；
A－塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影之和，A=S塑×2+S澆=12 cm3
Po=900>=0.5×30×22=330N
（3）模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核
①噴嘴尺寸的校核
澆口套的球面半徑R14大于噴嘴球頭半徑R12，符合要求；
②定位圈尺寸校核
模具定位圈的直徑為100=注射機(jī)定位孔直徑100，符合要求
③模具閉合高度校核
由裝配圖可知模具的閉合高度：H閉=380mm，能滿足Hmin H閉Hmax的安裝條件。
④開(kāi)模行程的校核
所選注射機(jī)的開(kāi)模行程為300mm，根據(jù)公式S H1+H2+a+（5－10）
H1－塑件的脫模距離,H1=55；
H2－澆注系統(tǒng)在內(nèi)塑件高度，H2=130mm
a－開(kāi)模后定模板與澆口之間的距離，a=10mm
S=300 H1+H2+a+（5－10）=195mm
綜上所述，選擇注射機(jī)SZ-125/900是合理的。
總結(jié)
本課題電話聽(tīng)筒下蓋注射成型模具設(shè)計(jì)與制造，對(duì)日常的家電用品進(jìn)行生產(chǎn)的模具設(shè)計(jì)，實(shí)用性較強(qiáng)，有一定的市場(chǎng)價(jià)值。
首先運(yùn)用Pro/E軟件的造型模塊，完成了產(chǎn)品的簡(jiǎn)單的模具分模。開(kāi)始初選注塑機(jī)，模具設(shè)計(jì)，其中包括選擇的分型面，空腔和布置，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，一些主要的設(shè)計(jì)計(jì)算的模制零件，注塑機(jī)的數(shù)量來(lái)完成該檢查。終于完成繪制模具裝配圖和零件圖。然而，由于時(shí)間限制，基本工藝設(shè)計(jì)后續(xù)的模具制造技術(shù)方面，掌握模具設(shè)計(jì)方法，為今后的工作和發(fā)展具有非常重要的意義。
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致謝
首先在進(jìn)行本課題的設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了很多自己解決不了的問(wèn)題中，賴?yán)蠋熢谑煨闹笇?dǎo)下和自己的努力下，才一一去完成突破，使我得以順利完成本次設(shè)計(jì)。在論文的寫(xiě)作過(guò)程中，賴?yán)蠋熅闹v解和指導(dǎo)我論文的寫(xiě)作，我在這里表示衷心的感謝。
其次要感謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)中支持我的各位老師和同學(xué)，沒(méi)有老師的合同學(xué)的幫忙，這次設(shè)計(jì)同樣不得以完成。
再次還要感謝大學(xué)四年來(lái)所有的老師，是他們辛勤的指導(dǎo)，讓我有了堅(jiān)實(shí)的模具方面的知識(shí)基礎(chǔ)；同時(shí)也要感謝我的所有同學(xué)，因?yàn)橛辛四銈兊墓膭?lì)和支持，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才能夠順利完成。
最后感謝母校四年來(lái)的大力栽培。