w619手機(jī)外殼注塑模具設(shè)計(jì)-滑塊抽芯注射模含開題及20張CAD圖,w619,手機(jī)外殼,注塑,模具設(shè)計(jì),滑塊抽芯,注射,開題,20,cad XX設(shè)計(jì)(XX) 題目：w619手機(jī)外殼模具設(shè)計(jì) 系 別: 專 業(yè): 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)導(dǎo)師： 20XX年3月 摘要 本設(shè)計(jì)主要介紹的是智能手機(jī)外殼注塑模具的設(shè)計(jì)方法，手機(jī)外殼在市面上不斷出現(xiàn)著各種款式，本設(shè)計(jì)選用一款w619，天語手機(jī)外殼(ABS)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。手機(jī)外殼是一類體積小，形狀、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的塑料零件，對(duì)模具設(shè)計(jì)制造要求較高。 根據(jù)手機(jī)外殼的結(jié)構(gòu)，通過對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析，確定模具的結(jié)構(gòu)方案，本設(shè)計(jì)選用兩板式模具結(jié)構(gòu)，采用斜滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，采用潛澆口形式，實(shí)現(xiàn)手機(jī)外殼的生成。其內(nèi)容包括塑料注塑模具的工作原理及應(yīng)用，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，塑料注塑模的設(shè)計(jì)計(jì)算，包括模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；注塑機(jī)的選用；澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；動(dòng)、定模；澆注系統(tǒng)；脫模機(jī)構(gòu)；頂出機(jī)構(gòu)；冷卻系統(tǒng)等設(shè)計(jì)等方面。如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)行可靠。最終，此外還利用CAD繪制了模具裝配圖以及各種成型零件圖。這是第一次利用繪圖軟件對(duì)整套模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了全面鞏固，意義重大! 關(guān)鍵詞： 注射模具 手機(jī)外殼 塑件 斜滑塊 主要符號(hào)表 公稱壓力 注射壓力 最大注射量 收縮率 體積流量 鎖緊塊的斜角 斜導(dǎo)柱傾斜角 開模行程 最大收縮率 模具制造公差 模具制造公差 模具磨損量 傳熱膜系數(shù) 斜導(dǎo)柱直徑 抽芯距 材料的許用應(yīng)力 模具最大閉合高度 模具最小閉合高度 導(dǎo)滑槽施加的壓力 模具型腔的總熱量 流道中各段流程的厚度 塑件包緊型芯的側(cè)面積 L斜導(dǎo)柱的有效工作長度 流道中各段流程的長度 塑料脫模溫度 抽拔阻力 目 錄 1 緒論 1 1.1前言 1 1.2模具發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向 1 1.3本課題的內(nèi)容和具體要求 2 1.3.1本課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容 2 1.3.2具體要求 3 2 模具方案的論證和選擇 4 2.1 ABS注射成型的原理及工藝過程 4 2.1.1注射成型的原理 4 2.1.2注塑成型工藝過程 4 2.2注塑模具的基本組成 5 2.2.1基本組成 5 2.3研究方案 5 3 注射機(jī)的選擇和型腔數(shù)目的確定及分布 7 3.1塑件材料的選擇 7 3.2塑件壁厚的確定 7 3.3 ABS注射工藝性 7 3.4型腔數(shù)目的確定及分布 8 3.5注射機(jī)的選擇 8 3.5.1注射量的校核 8 3.5.2鎖模力的校核 9 3.5.3注射壓力校核 9 3.5.4開模行程的校核 9 3.5.5噴嘴尺寸 9 3.6分型面的選擇原則 10 3.6.1分型面的選擇原則 10 3.6.2分型面的分類 11 3.6.3分型面的確定 11 4 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 5.1澆注系統(tǒng)的作用 13 5.2澆注系統(tǒng)的組成 13 5.3主澆道設(shè)計(jì) 13 5.4冷料穴設(shè)計(jì) 15 5.5分流道設(shè)計(jì) 15 5.6澆口設(shè)計(jì) 16 5.6.1澆口位置的選擇原則 16 5.7澆口套的選擇 17 6 拉料桿的設(shè)計(jì) 18 7 成型零件設(shè)計(jì) 19 7.1凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 7.2整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn) 19 7.3成形零件工作尺寸計(jì)算 19 7.3.1工作尺寸分類和確定 19 7.4成型零件工作尺寸的計(jì)算 20 7.4.1型腔徑向尺寸計(jì)算 20 7.4.2型芯徑向尺寸 21 7.4.3凹模深度 21 7.4.4型芯高度 21 7.4.5中心距 21 7.5動(dòng)模墊板厚度計(jì)算 22 8 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23 8.1頂出機(jī)構(gòu)的基本要求 23 8.2頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 23 8.3頂出機(jī)構(gòu)的確定 23 8.4脫模力的計(jì)算 23 8.5頂出機(jī)構(gòu)的確定 23 8.5.1頂桿直徑的確定 24 8.5.2頂桿直徑的校核 24 8.5.3頂桿的形式 25 8.5.4頂桿的固定形式 25 8.6 復(fù)位桿的設(shè)計(jì) 25 8.6.1復(fù)位桿的組合形式 26 8.6.2復(fù)位桿的尺寸 26 9 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 27 9.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用和設(shè)計(jì)原則 28 9.1.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 28 9.1.2導(dǎo)柱和導(dǎo)套的設(shè)計(jì)原則 28 9.2導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 28 9.2.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 28 9.3導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 29 9.4導(dǎo)向孔的布局 29 10 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 30 10.1抽芯機(jī)構(gòu)概述 30 10.2抽芯機(jī)構(gòu)的確定 30 10.3斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 30 10.3.1斜導(dǎo)柱分型與抽芯機(jī)構(gòu) 30 10.3.2芯機(jī)構(gòu)應(yīng)具備的基本功能 30 10.4斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的有關(guān)參數(shù)計(jì)算 31 10.4.1抽芯距S 31 10.4.2斜導(dǎo)柱傾斜角的確定 31 10.4.3抽芯力的計(jì)算 31 10.4.4斜導(dǎo)柱直徑的計(jì)算 31 10.4.5斜導(dǎo)柱長度的計(jì)算 32 10.5斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu) 32 10.6滑塊的設(shè)計(jì) 32 10.7楔緊塊的設(shè)計(jì) 33 10.8導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì) 33 10.8.1設(shè)計(jì)要點(diǎn) 33 10.8.2導(dǎo)滑槽的結(jié)構(gòu) 34 11 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 35 11.1溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 35 11.2模具溫度對(duì)制品質(zhì)量的影響 35 11.3模具冷卻裝置的設(shè)計(jì) 35 11.3.1冷卻裝置的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 35 11.3.2水嘴的結(jié)構(gòu)形式 35 11.3.3冷卻水道的結(jié)構(gòu)分布 36 11.4模具冷卻裝置的計(jì)算 36 11.4.冷卻計(jì)算 36 12 其它結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì) 38 13 模具的材料 39 13.1塑料模具常用材料 39 13.2塑料模具表面粗糙度 39 13.3模具材料性能分析 39 14 模具的可行性分析 40 14.1模具的特點(diǎn) 40 14.2經(jīng)濟(jì)效率和市場(chǎng)前景分析 40 14.3環(huán)保性分析 40 總結(jié) 41 參考文獻(xiàn) 42 致謝 43 第一章 緒論 1.1前言 塑料模具作為工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝設(shè)備。在汽車、能源、機(jī)械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活用品電等產(chǎn)品中被廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)記，75%的粗加工零部件、50%的精加工零件都由模具成形。家電行業(yè)的80%零件、機(jī)電行業(yè)50%以上零件也都要依靠模具成形。因此，模具又被稱為“百業(yè)之母”。模具生產(chǎn)的供應(yīng)水平及科技含量的高低，成為了一個(gè)國家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益、新產(chǎn)品的開發(fā)能力，決定著一個(gè)國家制造業(yè)的國際競爭力[1]。 1.2模具發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向 a. 塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及方向 塑料工業(yè)從1872年開始萌芽，已有一百多年的歷史，塑料的增長率在四大材料(即混凝土、金屬、木材和塑料)中占第一位。在美國，塑料按體積計(jì)算，在四大材料中占第二位。我國塑料的年平均增長率大于30%。塑料工業(yè)高速發(fā)展的原因：廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，主要用于農(nóng)業(yè)、電器工業(yè)、化工、航空航天、家具、日常用品。 目前，我國17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國有的專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨(dú)資企業(yè)和私營企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速，中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)則也多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。 工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)的不斷改進(jìn)。由于紡織，電子，電氣，電機(jī)和機(jī)械業(yè)等產(chǎn)品外銷表現(xiàn)暢旺，連帶使得模具制造，維修業(yè)者和周邊廠商（如熱處理產(chǎn)業(yè)等）逐年增加。在此階段的模具包括：一般民生用品模具，鑄造用模具，鍛造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡膠模具等。1981年——1991年是臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為迅速且高度成長的時(shí)期。有鑒于模具產(chǎn)業(yè)對(duì)工業(yè)發(fā)展的重要性日益彰顯，自1982年起，臺(tái)灣地區(qū)就將模具產(chǎn)業(yè)納入“策略性工業(yè)適用范圍”，大力推動(dòng)模具工業(yè)的發(fā)展，以配合相關(guān)工業(yè)產(chǎn)品的外銷策略，全力發(fā)展整體經(jīng)濟(jì)。隨著民生工業(yè)，機(jī)械五金業(yè)，汽機(jī)車及家電業(yè)發(fā)展，沖壓模具與塑料模具，逐漸形成臺(tái)灣模具工業(yè)兩大主流。從1985年起，模具產(chǎn)業(yè)已在推行計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)和制造等CAD/CAM技術(shù)，所以臺(tái)灣模具業(yè)接觸CAD/CAM/CAE/CAT技術(shù)的時(shí)間相當(dāng)早。 在國際化，自由化和國際分工的潮流下，1994年，1998年，由臺(tái)灣地區(qū)政府委托金屬中心執(zhí)行“工業(yè)用模具技術(shù)研究與發(fā)展五年計(jì)劃”與“工業(yè)用模具技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展計(jì)劃”，以協(xié)助業(yè)界突破發(fā)展瓶頸，并支持產(chǎn)業(yè)升級(jí)，朝向開發(fā)高附加值與進(jìn)口依賴高的模具。1997年11月間臺(tái)灣憑借模具產(chǎn)業(yè)的實(shí)力，獲得世界模具協(xié)會(huì)(ISTIM)認(rèn)同獲準(zhǔn)入會(huì)，正式成為世界模具協(xié)會(huì)會(huì)員。整體而言，臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)在這一階段的發(fā)展，隨著機(jī)械性能，加工技術(shù)，檢測(cè)能力的提升，以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，臺(tái)灣模具廠商供應(yīng)對(duì)象已由傳統(tǒng)的民用家電，五金業(yè)和汽機(jī)車運(yùn)輸工具業(yè)，提升到計(jì)算機(jī)與電子，通信與光電等精密模具，并發(fā)展出汽機(jī)車用大型鈑金沖壓，大型塑料射出及精密鍛造等模具[2]。 b. 我國塑料模具的發(fā)展方向 隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，帶給模具制造行業(yè)前所未有的機(jī)遇，也讓我們的行業(yè)面臨新的挑戰(zhàn)，如產(chǎn)生了模具制造業(yè)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的缺乏，高新技術(shù)的應(yīng)用，材料能源消耗高，人才奇缺，等一系列亟待解決的問題。 模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國政府頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。 模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60％～90％的產(chǎn)品的零件，組件 和部件的生產(chǎn)加工。 模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場(chǎng)的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場(chǎng)為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場(chǎng)，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，這一市場(chǎng)占整個(gè)模具市場(chǎng)一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2005年將達(dá)到170種。一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時(shí)約有80％的模具需要更換，其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場(chǎng)。 目前世界模具市場(chǎng)供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞動(dòng)成本低，只 要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義[3]。 1.3本課題的內(nèi)容和具體要求 1.3.1本課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容 根據(jù)給出的智能手機(jī)外殼塑件，設(shè)計(jì)其注塑模具。對(duì)手機(jī)外殼做結(jié)構(gòu)分析，零件圖過程由pro/E圖導(dǎo)出，再做結(jié)構(gòu)尺寸的分析和修改，手機(jī)外殼的零件結(jié)構(gòu)圖如圖1.1，三維圖如圖1.2。 圖1.1 　　　　　　　　　　　　　　 圖1.2手機(jī)外殼三維圖 1.3.2具體要求 一般塑件的精度在7~8級(jí)；若將模具型腔、芯型尺寸的制造公差提高，有選用收縮率小，且變化范圍小的塑料，則成型塑件尺寸精度可達(dá)6級(jí)，在特殊情況下，塑件上各項(xiàng)單獨(dú)尺寸精度可達(dá)4級(jí),而手機(jī)外殼的塑件精度一般3~5級(jí)[4]。 通過該塑料零件的注塑模具設(shè)計(jì)，能夠熟悉和掌握塑料零件注塑模具的設(shè)計(jì)全過程，能夠根據(jù)不同塑料的性能，塑料結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)哪＞呓Y(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)要求手機(jī)外殼應(yīng)具有滿足使用目的功能,并達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo)，作為一種廣泛的民用品，生產(chǎn)批量應(yīng)該是大批大量生產(chǎn)，這樣就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命，在材料的選擇時(shí)要綜合各種因素，塑料都會(huì)老化，還要考慮其氧化性。 通過本次設(shè)計(jì)，檢查外語翻譯及理解能力，能熟練運(yùn)用CAD進(jìn)行設(shè)計(jì)和繪圖。 通過本次設(shè)計(jì)，能夠完全獨(dú)立完成中等難度以上塑料注射模具設(shè)計(jì)，并能在選材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行環(huán)保，經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析。 45 第二章 模具方案的論證和選擇 2.1 ABS注射成型的原理及工藝過程 2.1.1注射成型的原理 利用塑料的可擠壓性和可模塑性，將顆粒狀態(tài)或粉狀塑料從注射機(jī)的料斗送進(jìn)加熱高溫的機(jī)筒中，經(jīng)過加熱熔融塑化為粘流態(tài)熔體，在注射機(jī)柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過噴嘴注入模具型腔，經(jīng)一定時(shí)間的保壓冷卻定型后，可保持模具型腔所賦予的形狀，然后開模分型獲得成形塑件[5]。 2.1.2注塑成型工藝過程 注射成型工藝過程包括成型前的準(zhǔn)備、注射過程和制品的后處理。 a. 成型前的準(zhǔn)備 為了使注射成型順利進(jìn)行，保證塑件質(zhì)量，一般在注射之前要進(jìn)行如下準(zhǔn)備工作： (1)原料的檢驗(yàn)和預(yù)處理。 (2)充分的預(yù)熱和干燥。 (3)料筒的清洗。 (4)對(duì)模具進(jìn)行預(yù)熱。 b. 注射過程 完整的注射過程包括加料、塑化、注塑、沖模、保壓、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻、脫模。所謂塑化是成型塑料在注塑機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、壓實(shí)以及混料等作用后由松散的船狀物顆粒或粒狀的固態(tài)狀變成連續(xù)的均化熔體的過程。指塑料熔體在注射進(jìn)入模具型腔后的流動(dòng)。該流動(dòng)情況有可分為充型、保壓、倒流和澆口凍結(jié)后的冷卻四個(gè)階段[6]。 c. 塑件后處理 塑件在成型過程中，由于塑化不均勻或由于塑料在型腔中的結(jié)晶、定向、以及冷卻不均勻而造成塑件各部分收縮不一致，或因其他原因使塑件內(nèi)部不可避免地存在一些內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致在使用過程中變形或開裂。因此，應(yīng)該設(shè)法消除掉。消除的方法有退火處理和調(diào)濕處理。 退火溫度一般在塑件使用溫度以上10~20至熱變形溫度以下10~20之間進(jìn)行選擇和控制。 調(diào)濕處理是一種調(diào)整塑件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強(qiáng)且又容易氧化的聚酰胺等塑件制造。一般用的介質(zhì)為沸水或醋酸甲溶液（沸點(diǎn)為121）。 2.2注塑模具的基本組成 2.2.1基本組成 a. 澆注系統(tǒng)； b. 成型零件（包括凹模、凸模和型芯）； c. 脫模系統(tǒng)（包括推出和抽芯機(jī)構(gòu)）； d. 導(dǎo)向系統(tǒng)； e. 冷卻系統(tǒng)； f. 固定和安裝部分等。 2.3研究方案 該零件為一個(gè)不規(guī)則的長方體殼，基本尺寸為120*64*9mm，表面的孔、側(cè)孔和外形尺寸較小，用在批量生產(chǎn)中，主要作用保護(hù)手機(jī)零件和美化手機(jī)，在實(shí)際應(yīng)用中十分普遍，故選用多型腔模具（一模四腔）。塑料成型模具選用固定式模具。零件制品上有一個(gè)長方形側(cè)孔、一組表面圓孔和長方形孔，表面圓孔和長方形孔采用對(duì)開式凸模成型，模塑后分離凹模取出制品。側(cè)孔的成型采用單側(cè)滑塊抽芯。 方案一：該零件以側(cè)面為分型面，使用單向側(cè)抽芯，采用頂桿推出，側(cè)澆口。優(yōu)點(diǎn)是流程短，進(jìn)料快，阻力小等；缺點(diǎn)去除澆口不便，在塑件上容易留下澆口痕跡，不利于塑件脫模。澆口形狀選用圓形。 方案二：該零件以上表面為分型面，側(cè)孔使用單向側(cè)抽芯，采用頂桿推出，使用潛伏式澆口，不會(huì)在制品表面留有澆口痕跡，截面尺寸選用圓形。 方案二中選用上表面為分型面，符合模具制造分型面的選擇要求，對(duì)于本設(shè)計(jì)要求手機(jī)外殼的精度要求，還需要進(jìn)行機(jī)加工，增加了工時(shí)，不利于大批量生產(chǎn)。方案二中選用上表面面為分型面，使用單向側(cè)抽芯，使用潛伏式澆口成型，不需要考慮精度要求，大大縮短了工時(shí)，提高了工作效率。 圖2.1 模具總體結(jié)構(gòu) 綜上所述：從經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)效率等方面考慮方案二優(yōu)于方案一，故采用方案二。 第三章 注射機(jī)的選擇和型腔數(shù)目的確定及分布 3.1塑件材料的選擇 塑件的體積較小，通過測(cè)量知塑件的質(zhì)量為10g。手機(jī)外殼用途很廣，主要用途是保護(hù)手機(jī)和美化手機(jī)的零部件，要求配合精度等級(jí)高，耐熱耐壓能力強(qiáng)，不易磨損，熱變形小等特點(diǎn)，綜合各方面因素考慮選取塑件材料為ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）聚合物。 ABS為熱塑性塑料，流動(dòng)性較好，易于成型，無毒、無味，呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為1.02~1.16 g/。有較好的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫也不迅速下降。ABS為三元聚合物，具有較高的沖擊韌性和力學(xué)強(qiáng)度，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性及點(diǎn)性能良好，易于成型和機(jī)械加工等，此外，表面還可鍍鉻，是制造塑料塑件最常用的材料。 3.2塑件壁厚的確定 塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)因素，是設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須注意的問。壁厚均勻?yàn)樗芰现破吩O(shè)計(jì)的第一原則，塑件壁厚不均勻，導(dǎo)致塑件各部分固化收縮不均勻，易在塑件上產(chǎn)生氣孔、裂紋、引起內(nèi)應(yīng)力及變形等缺陷。塑件壁厚與流程有關(guān)。ABS最小壁厚為0.75。 (3.1)式中：S—壁厚(mm)； L—流程(mm)熔融物料由進(jìn)料口流向型腔各處的距離，約120mm。 通過計(jì)算得S=1.02mm。 3.3ABS注射工藝性 ABS應(yīng)用很廣泛（俗稱超不碎膠），制品強(qiáng)度高、剛性好、硬度、耐沖擊性、表面光澤性好。耐熱可達(dá)90（甚至可以在110~115使用），有優(yōu)良的成形加工性，尺寸穩(wěn)定性好，著色性能、電鍍性能都好，缺點(diǎn)是耐有機(jī)溶劑，耐氣候性差，在紫外線下易老化。 ABS注塑的工藝條件： a. 在80~90下最少干燥兩小時(shí)要求塑件光澤和耐熱時(shí)，材料溫度應(yīng)保證小于0.1%。 b. 料筒溫度：210~280；建議溫度：245。 c. 模具溫度40~90（模具溫度將影響塑件的光澤度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低。 d. 注射壓力：50~100MPa。 e. 注射速度；中高速度[7]。 表3.1 ABS注射工藝參數(shù) 參數(shù) 數(shù)值范圍 參數(shù) 數(shù)值范圍 注射機(jī)類型 螺桿式 模具溫度() 40~90 密度(g/) 1.01~1.16 螺桿轉(zhuǎn)速() 30~60 收縮率(%) 0.4~0.9 注射壓力() 50~100 噴嘴形式 直通式 噴嘴溫度() 170~180 料筒前端溫度() 180~200 注射時(shí)間(s) 3~5 料桶中端溫度() 165~180 保壓時(shí)間(s) 15~30 料筒末端溫度() 150~170 冷卻時(shí)間(s) 15~30 3.4型腔數(shù)目的確定及分布 本設(shè)計(jì)確定一模四腔，在確定模具型腔數(shù)量時(shí)，必須兼顧經(jīng)濟(jì)及技術(shù)各方面諸多因素，由于塑件尺寸小，結(jié)構(gòu)一般，有一個(gè)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，成批量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率要求高。所以設(shè)計(jì)時(shí)確定型腔數(shù)為四腔。分布如下圖3.1： 圖3.1 型腔分布圖 3.5注射機(jī)的選擇 注射機(jī)的大小必須與模具大小相匹配。注射機(jī)太小，難以生產(chǎn)出合格的制品；注射機(jī)太大，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用貴，且動(dòng)作緩慢，增加了模具的生產(chǎn)成本。在選用注射機(jī)時(shí)，一般要校核其額定注射量、鎖模力、注射壓力、模具在注射機(jī)安裝部分的相關(guān)尺寸。根據(jù)手機(jī)外殼塑件的基本尺寸：120*64*9mm，質(zhì)量為10g，選擇注射機(jī)型號(hào)為XS-ZY-500，為螺桿式注射機(jī)。注射機(jī)參數(shù)如下表： 表3.2 注射機(jī)技術(shù)規(guī)范參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 額定注射量() 500 模板最大行程(mm) 500 螺桿直徑(mm) 65 模具最大厚度(mm) 450 注射壓力(Mpa) 104 模具最小厚度(mm) 300 注射行程(mm) 200 噴嘴球半徑(mm ) 18 螺桿轉(zhuǎn)速(r/min) 50 最大成型面() 1000 注射方式 螺桿式 注射時(shí)間(s) 2.7 合模力(KN) 3500 頂桿中心距(mm) 230 3.5.1注射量的校核 在設(shè)計(jì)模具時(shí)，為確保塑件質(zhì)量，應(yīng)保證注射模內(nèi)所需注射量在注射機(jī)實(shí)際的最大注射量的范圍內(nèi)。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)的最大注射量是其額定注射量得80%，也就是說，一個(gè)注射周期內(nèi)所需注射的塑料熔體的總量必須在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)[8]。 + + (3.2) 式中： V(m)——個(gè)成形周期內(nèi)所需注射的塑料容積或質(zhì)量，(或g)； N——型腔數(shù)目； ()——單個(gè)塑件的容量或質(zhì)量，(或g)； ()——澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需的塑料容量或質(zhì)量，約為20(或g)； 該設(shè)計(jì)采用一模四腔，單個(gè)塑件的體積和質(zhì)量分別為9.524和10g。 V=49.524=38.095，58.095遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其額定注射量的80%，質(zhì)量等同。 滿足要求。 3.5.2鎖模力的校核 鎖模力又稱合模力，指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力，注射機(jī)的鎖模力必須大于型腔內(nèi)熔體壓力與塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積，即： ≥= (3.3)式中：——注射機(jī)的公稱鎖模力(N)； ——模內(nèi)的平均壓力（型腔內(nèi)的熔體平均壓力）； ——塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和()； F——注射壓力在型腔內(nèi)所產(chǎn)生的作用力(N)。 查表得：=20~40，經(jīng)過計(jì)算的=312.32。 所以， 3500KN≥312.340KN=N=1249.2KN，滿足要求。 3.5.3注射壓力校核 注射壓力過低會(huì)導(dǎo)致型腔壓力不足，熔體不能順利充滿型腔；反之，注射壓力過大，不僅會(huì)造成制品溢料，甚至系統(tǒng)過載。螺桿式注射機(jī)ABS注射壓力一般是60~100MPa，取80Mpa。注射機(jī)注射壓力為104MPa，滿足要求。 模具厚度的校核： 本注射機(jī)所允許的最小厚度和最大厚度分別為300和450mm，所選模架的閉合高度為450mm，滿足要求。 3.5.4開模行程的校核 所選注射機(jī)的最大開模行程為500mm，模具結(jié)構(gòu)為斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯的單分型面注射模，其開模距為： (3.4) 式中 H 1 --脫模距離(mm)，為11㎜； H 2 --包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度(mm)，為140mm； 所以，開模行程大概為151mm<300mm，滿足要求。 3.5.5噴嘴尺寸 塑料注射成型模具主流道襯套小端的孔徑D和球面半徑R要與塑料注射成形機(jī)噴嘴前端孔徑d和球面半徑r滿足下面關(guān)系： R=r+（1~2）=18mm； (3.5) D=d+（0.5~1）=3mm。 (3.6) 3.6分型面的選擇原則 合理的選擇分型面是注塑模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，不僅有利于澆注系統(tǒng)的布置，而且可以簡化模具結(jié)構(gòu)提高尺寸精度和表面質(zhì)量。分型面簡單的說就是動(dòng)模和定模的接觸面，模具由此分開可取出塑件和澆注系統(tǒng)[9]。 3.6.1分型面的選擇原則 a. 分型面應(yīng)選擇在塑件外形的最大輪廓處，只有這樣才能使塑件從模具中順利地脫模。 b. 有利于塑件的脫模，一般模具的脫模機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，模具開模后塑件應(yīng)該停留在動(dòng)模一邊，以便塑件順利脫模。 c. 確保證塑件的尺寸精度精度要求，塑件光滑的表面不應(yīng)設(shè)計(jì)成分型面，以避免影響外觀質(zhì)量。 d. 分型面的選擇還應(yīng)考慮模具的側(cè)向抽拔距，由于模具側(cè)向分型是由機(jī)械式分型機(jī)構(gòu)來完成的，所以抽拔距都比較小，選擇分型面時(shí)應(yīng)將抽芯或分型距離長的方向置于開合模的方向，將小抽拔距作為側(cè)向分型或抽芯。 e. 便于排氣，應(yīng)將分型面設(shè)計(jì)在熔融塑料的流動(dòng)末端，以利于模具型腔內(nèi)氣體的排出。 f. 便于加工，使分型面容易加工，要使模具加工工藝最簡單[10]。 3.6.2分型面的分類 實(shí)際的模具結(jié)構(gòu)基本上有三種情況： a. 型腔完全在動(dòng)模一側(cè)； b. 型腔完全在定模一側(cè)； c. 型腔各有一部分在動(dòng)定、模中。 3.6.3分型面的確定 根據(jù)以上的要求，在該模具中分型面設(shè)在塑件上表面，是該塑件分型面的一個(gè)好的選擇，本例為潛伏式澆口。本例應(yīng)該用如下圖示分型面： 圖3.2 分型面的結(jié)構(gòu) 4 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第四章 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 注塑模屬于型腔模，腔中有大量空氣，熔體快速進(jìn)入型腔時(shí)，需要將這些空氣順序地排出型腔和澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱而產(chǎn)生的氣體。本設(shè)計(jì)中塑件的分型面與塑件結(jié)合的地方較多，因此，可以利用分型面的間隙配合進(jìn)行排氣。同時(shí)，在本結(jié)構(gòu)中有32根推桿。也利用推桿與凸模之間的間隙進(jìn)行排氣，同時(shí)，側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)也可以排氣，所以可以不必單獨(dú)設(shè)計(jì)排氣槽。 第五章 澆注系統(tǒng) 5.1澆注系統(tǒng)的作用 澆注系統(tǒng)的作用是讓高溫熔體在高壓下高速進(jìn)入模具型腔，實(shí)現(xiàn)型腔填充。因此它應(yīng)該保證熔體迅速順利有序地充滿型腔各處，獲得外觀清晰、內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑料件。 a. 模腔的填充迅速有序，并可同時(shí)充滿各個(gè)型腔； b. 熱量和壓力損失較小，盡可能消耗較少的塑料； c. 能夠使型腔順利排氣； d. 澆主流道凝料容易與塑料制品分離或切除，澆口痕跡對(duì)塑料件外觀影響較小； e. 冷料不能進(jìn)入模具型腔。 5.2澆注系統(tǒng)的組成 澆注系統(tǒng)組成是：主流道、分流道、澆口、冷料穴。 5.3主澆道設(shè)計(jì) 主澆道通常位于模具的中心，是塑料熔體的入口，其形狀為圓錐形，便于熔融塑料的順利流入，開模時(shí)又能使主澆道的凝料順利拔出。主流道垂直于分型面。主流道的設(shè)計(jì)原則如下： a. 主流道的長度越短越好，主流道越短，模具排氣負(fù)擔(dān)越輕，流道料越少，縮短了成型周期，減少了熔體的能量損失。 b. 為了便于脫模，在設(shè)計(jì)上大多采用圓錐形，兩板模主流道錐度取2~4，三板?？扇?~10。 c. 主流道尺寸要滿足裝配要求，主流道小端直經(jīng)D要比料筒噴嘴直徑D大0.5mm~1mm，一般情況下，D=3.2mm~4.5mm。 d. 主流道應(yīng)該設(shè)計(jì)在澆口套內(nèi)，應(yīng)該盡量與模具中心重合，避免澆口套位置偏心或采用傾斜式主流道[8]。 注射機(jī)的噴嘴和澆口套的配合及尺寸關(guān)系見圖5.1所示： 圖5.1噴嘴與澆口套的尺寸關(guān)系 澆口套的尺寸設(shè)計(jì)要求： (1) 澆口套與注射機(jī)噴嘴接觸處球面的圓弧度必須吻合。設(shè)模具澆口套球面半徑為R，注射機(jī)球面半徑為r，其關(guān)系式如下： = +(0.5～1); (2) 澆口套進(jìn)口的直徑d應(yīng)比注射機(jī)噴嘴孔d0，圖5.1噴嘴與澆口套尺寸關(guān)系直徑大1-2 。 (3) 主流道的尺寸（如圖5.2）計(jì)算 圖5.2 主流道尺寸 根據(jù)(1)可知=4。 當(dāng)注射模主流道和分流道的剪切速率~。澆口的剪切速率～時(shí)，所成型的塑件質(zhì)量較好。由此，對(duì)一般熱塑性塑料，將以上推薦的剪切速率值作為計(jì)算依據(jù)，則可用以下經(jīng)驗(yàn)公式表示： = (5.1) 式中體積流量澆注系統(tǒng)斷面當(dāng)量半徑 確定主流道的體積流量： 取主流道=1500。由式(5.1)得 ====0.55cm =20.55=1.1cm=11mm。 5.4冷料穴設(shè)計(jì) 冷料穴是澆注系統(tǒng)中，用以在注塑過程中儲(chǔ)存熔融塑料的前端冷料，直接對(duì)著主流道孔或分流道延伸段的槽。作用是防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔。 冷料穴一般開設(shè)在主流到對(duì)面的動(dòng)模板上（亦即塑料流動(dòng)的轉(zhuǎn)向處），其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的1～1.5倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積[11]。 本設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)的是分流道冷料穴。如下圖5.3 5.3 分流道和冷料穴位置關(guān)系 5.5分流道設(shè)計(jì) 分流道是連接主流道和澆口的進(jìn)料通道，在一模成型多個(gè)制件的多腔模中，為了把主流道的物料分配到各個(gè)澆口，都必須設(shè)置分流道，是多澆口模具澆注系統(tǒng)的重要組成部分。普通澆注系統(tǒng)的分流道一般都開設(shè)在分型面上，以便在開模時(shí)脫出澆道凝料。 常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、U形和六邊形。 本設(shè)計(jì)中采用的分澆道的截面形狀為U形如圖5.4，U形分流道易于加工，熱量損失和壓力損失都不大，因此是最為常用的形式。 分澆道的截面尺寸計(jì)算： 確定分流道體積流量 再根據(jù)式(4-6)得 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式驗(yàn)證 h=6， 圖5.4 分流道的結(jié)構(gòu) 5.6澆口設(shè)計(jì) 澆口是連接分澆道和型腔的一段細(xì)短的進(jìn)料通道。它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，是主流道、分流道與型腔之間的連接部分。常用的斷面形狀為圓形和矩形。澆口的形狀、位置和尺寸對(duì)制品的質(zhì)量影響很大。 澆口的形式很多，包括側(cè)澆口、潛伏式澆口、點(diǎn)澆口、直接澆口、扇形澆口等。 5.6.1澆口位置的選擇原則 a. 避免引起熔體破裂。 b. 澆口應(yīng)開設(shè)在制品截面最厚處。 c. 有利于塑料熔體流動(dòng)，型腔排氣。 d. 減少熔接痕的影響，減少制品的翹曲變形。 在本設(shè)計(jì)中采用的是潛伏式澆口。潛伏式澆口俗稱隧道澆口，形狀為圓錐形，是點(diǎn)澆口的變異，潛伏式澆口主要有潛凹模、潛凸模、潛小推桿、潛大推桿、潛筋、圓弧式潛伏式澆口幾種[12]。 本設(shè)計(jì)選用潛大推桿澆口，它的優(yōu)點(diǎn)有進(jìn)料位置較靈活，且制品分型面處不會(huì)留下進(jìn)料口痕跡；制品經(jīng)冷卻固化后，從模具中被推桿頂出來時(shí)，澆口會(huì)被自動(dòng)切斷，無須后處理；不會(huì)在制品表面留有噴射帶來的噴痕和氣紋等問題；有點(diǎn)澆口的優(yōu)點(diǎn)，又有側(cè)澆口的簡單；澆口位置自由較大。缺點(diǎn)是壓力損失大，適用于彈性好的塑料。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)塑件是手機(jī)外殼，表面精度要求較高，不要留下任何痕跡，所以選用潛大推桿澆口。結(jié)構(gòu)圖如下圖5.5示。 圖5.5澆口結(jié)構(gòu)示圖 5.7澆口套的選擇 澆口套通常分為兩板模澆口套和三板模澆口套兩大類，本設(shè)計(jì)選用兩板模澆口套。澆口套與定位圈配合使用，其中澆口套是注塑模具的入口，尺寸與注塑機(jī)的尺寸有關(guān)。一般情況下，澆口套的直徑根據(jù)模架大小選取，有D=12和D=16兩種類型。澆口套壓配于定模板，本設(shè)計(jì)選用D=16。其尺寸規(guī)格如圖示。 圖5.4 澆口套結(jié)構(gòu)形式 6 拉料桿的設(shè)計(jì) 第六章 拉料桿的設(shè)計(jì) 拉料桿的位置在正對(duì)主澆道的動(dòng)模板上，一般處于分澆道的末端，它的作用是將物料前端的“冷料”收集起來，防止“涂料”進(jìn)入型腔而影響塑件的質(zhì)量。開模時(shí)拉料桿能起到將主澆道的冷凝料拉出的作用，拉料桿的直徑應(yīng)比主澆道的大端直徑稍大一些。拉料部分的形式應(yīng)按塑料種類，澆注系統(tǒng)的尺寸及模具結(jié)構(gòu)而定。 拉料桿的形式：Z形拉料桿、倒錐形或圓環(huán)拉料桿、球形拉料桿、尖錐形拉料桿、澆道拉料桿[13]。 本設(shè)計(jì)采用Z形拉料桿。這是最常用的一種形式，拉料桿前端的Z形凹將主澆道凝料緊緊拉住，開模時(shí)隨塑件一起留在動(dòng)模上，它一般要同頂桿配合使用。尺寸如下圖所示。 圖6.1 拉料桿的結(jié)構(gòu)形式 第七章 成型零件設(shè)計(jì) 注射模具的成形零件是指成型制品的型腔、型芯、成型滑塊等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的內(nèi)表面，成形桿用以形成制品的局部細(xì)節(jié)。成形零件，其內(nèi)部尺寸、強(qiáng)度、剛度、材料和熱處理以及加工工藝性，是影響模具質(zhì)量和壽命的重要因素[14]。 7.1凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成形制品外表面的成形零件。本設(shè)計(jì)中選用整體式凹模結(jié)構(gòu)，直接在模板上加工而成，一般不進(jìn)行熱處理。它由整塊材料加工制成，其特點(diǎn)是強(qiáng)度和剛度高，不會(huì)使制品產(chǎn)生拼接縫痕跡，加工較困難，需用電火花機(jī)床和立式銑床加工，適合于形狀簡單的中小型制品。所以定模板采用整體式凹模結(jié)構(gòu)。 7.2整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn) a. 成型零件的剛性好； b. 模具零件數(shù)量少； c. 模具裝配及拆卸方便； d. 制品表面無分型痕跡； e. 模具外形尺寸可以縮?。? f. 容易設(shè)置冷卻方式。 g. 加工困難，維修麻煩。 7.3成形零件工作尺寸計(jì)算 7.3.1工作尺寸分類和確定 塑料制品的幾何尺寸分別稱為凹模尺寸、型芯尺寸和中心距尺寸。其中凹模尺寸分為深度尺寸和徑向尺寸；型芯尺寸分為高度尺寸和徑向尺寸。中心距尺寸一般指成形零件上某些對(duì)稱結(jié)構(gòu)之間的距離。 7.3.2影響尺寸誤差的因素 a. 成型零件的制造偏差 成型零件的制造偏差包括加工偏差和裝配偏差。在設(shè)計(jì)模具成形零件時(shí)，一定要根據(jù)制品的尺寸精度要求，選擇合理的成型零件結(jié)構(gòu)及加工制造方法，使由制造偏差所引起的制品尺寸偏差保持在盡可能小的程度。一般要求 不要大于制品尺寸公差的1/3。 塑料制品尺寸公差，（精度等級(jí)IT4） 。 (7.1) b. 成型零件的磨損 模具成型零件的磨損主要來自熔體的沖刷和制品脫模時(shí)的刮磨，其中被刮磨的型芯徑向表面的磨損量最大。在實(shí)際生產(chǎn)中，要求不大于制品尺寸公差的1/6，生產(chǎn)中實(shí)際注射量25萬次，型芯徑向尺寸磨損量約為0.02~0.05mm。 c. 塑料制品的成型收縮 成型收縮率受注射工藝條件的影響，可能在其最大值和最小值之間波動(dòng)，所產(chǎn)生的誤差()。 (7.2) 式中： —塑料的最大成型收縮率；0.7% —塑料的最小成型收縮率；0.4% —制品尺寸(mm)。塑件高9mm。 通過計(jì)算得=0.027mm。 d. 模具活動(dòng)零件配合間隙的影響 模具在使用中導(dǎo)柱和導(dǎo)套之間的間隙會(huì)逐漸變大，會(huì)引起制品徑向尺寸誤差的增加。模具分型面間隙的波動(dòng)，也會(huì)引起制品深度尺寸誤差的變化。在模具成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)，必須保證制品總的尺寸誤差不大于制品尺寸允許的公差，即 =0.380mm。 e. 毛邊厚度對(duì)塑件制品尺寸精度的影響 毛邊是影響塑料制件尺寸精度的因素之一。模具不同，往往毛邊值不同。本設(shè)計(jì)根據(jù)成型的材料、接觸面積大小及模具類型在0.02mm~0.2mm范圍內(nèi)選。 塑件可能產(chǎn)生最大誤差，塑件公差應(yīng)大于各種誤差累計(jì)之和。 7.4成型零件工作尺寸的計(jì)算 7.4.1型腔徑向尺寸計(jì)算 (7.3)式中：，為0.380mm； 0.120mm； 取0.5%； —塑件制品的尺寸mm。 按平均值法： =122.19； ； 。 7.4.2型芯徑向尺寸 (7.4) 按平均值法： 7.4.3凹模深度 (7.5)式中： H—制品高度名義尺寸，為9mm。 通過計(jì)算得： 7.4.4型芯高度 (7.6) 7.4.5中心距 (7.7) 式中：—模具中心距名義尺寸； L—制品中心距名義尺寸，110mm。 通過計(jì)算得： 7.5動(dòng)模墊板厚度計(jì)算 動(dòng)模板受到成型壓力非常大，由于受到成型壓力而發(fā)生變形，若此變形過大，就會(huì)導(dǎo)致塑件的壁厚發(fā)生變化，還會(huì)發(fā)生溢料現(xiàn)象，一次必須將其最大變形量限制在0.1~0.2mm以下，因而必須將其最大變形量限制在規(guī)定的范圍內(nèi)，對(duì)動(dòng)模板的厚度要進(jìn)行計(jì)算來確定，計(jì)算公式如下： (7.8)式中 : A————型芯在分型面上的投影面積A=322.56； p————模具型腔內(nèi)最大的溶體壓力，一般是30~50Mpa； ————?jiǎng)幽|板的長度500mm； L————?jiǎng)幽|板的寬度450mm； E————彈性模量，碳鋼：E=2.1×()； ————模具剛度計(jì)算許用變形量， =0.1mm 經(jīng)計(jì)算的，帶入數(shù)據(jù)得 h =12.1 mm，本設(shè)計(jì)由于結(jié)構(gòu)特殊，動(dòng)模板厚度最終采用60mm，完全合乎設(shè)計(jì)要求。 第八章 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在注射成型的每一循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中取出。完成取出塑件這個(gè)動(dòng)作的機(jī)構(gòu)就是頂出機(jī)構(gòu)，也稱為脫模機(jī)構(gòu)。脫模機(jī)構(gòu)的作用包括塑件等的脫出、取出兩個(gè)動(dòng)作，即首先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料與模具松動(dòng)分離，稱為脫出，然后把其脫出物從模具中取出[15]。 8.1頂出機(jī)構(gòu)的基本要求 a. 運(yùn)動(dòng)靈活順暢，具有足夠的強(qiáng)度、剛度，工作穩(wěn)定可靠，容易制造和裝配； b. 接觸塑料件的配合間隙無溢料現(xiàn)象； c. 對(duì)塑料頂推力分布均勻合理，對(duì)塑料件外觀無損壞，不會(huì)引起塑料件變形或使塑料件破裂； d. 有利于將塑料件和流道凝料帶向動(dòng)模一側(cè)； e. 復(fù)位要可靠。 8.2頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 a. 推桿的直徑不宜過細(xì)，應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度； b. 保證塑件不變行損壞； c. 承受一定的推力； e. 推桿和推桿孔的配合應(yīng)靈活可靠不發(fā)生卡住現(xiàn)象； f. 塑料制品靠近主流道處的內(nèi)應(yīng)力大，易碎裂，因此在主流道處盡量不設(shè)推桿。 8.3頂出機(jī)構(gòu)的確定 本模具采用的為動(dòng)模一次頂出機(jī)構(gòu)，它包括常見的頂桿、頂管、推板、頂塊頂出機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)是最常用的頂出方式。即塑件在頂出機(jī)構(gòu)的作用下，通過一次動(dòng)作即可頂出。基于以上原則，該模具的脫模零部件設(shè)在動(dòng)模上，選擇推桿頂出形式。 8.4脫模力的計(jì)算 脫模力是從動(dòng)模一側(cè)的主型芯上脫出塑件所施加的外力，需克服塑件對(duì)型芯包緊力、真空吸力、脫模機(jī)構(gòu)本身的運(yùn)動(dòng)阻力等。由于影響脫模力的因素很多，在生產(chǎn)過程中只要考慮主要因素，因此可按簡化公式計(jì)算： (8.1)　　　 式中： Q-脫模力(N)； 　　　　　A-側(cè)型芯被包緊的截面周長(cm)； h-成型部分的深度(cm)； q-單位面積壓力，一般取800~1200(N/)； -摩擦系數(shù)，取0.1~0.2； -脫膜斜度，一般ABS脫膜斜度為。 8.5頂桿直徑的確定及校核 8.5.1頂桿直徑的確定 推桿包括圓推桿、扁推桿及導(dǎo)型推桿。由于塑件的外觀尺寸，底部空間較大，由于圓推桿是最簡單、最普通的推出裝置，而且圓推桿與推桿孔都易于加工。所以選用圓推桿，本設(shè)計(jì)選用推桿直徑為6mm，以滿足強(qiáng)度要求，如下圖所示。 圖8.1頂桿分布圖 8.5.2頂桿直徑的校核 頂桿的受力狀態(tài)可簡化為“一端固定、一端鉸支”的壓桿穩(wěn)定性力學(xué)模型，由歐拉公式簡化為： d=Φ(L2Q/nE)1/4 　　 (8.2)式中： d——頂桿直徑，mm； Φ——安全系數(shù)，范圍在1.4～1.8之間，此處取1.5； L——頂桿長度； Q——脫模阻力N； n——頂桿根數(shù)，n=32； E——頂桿材料的彈性模量（MPa）該材料為2.9105 。 　=4Q/nπd ≤[] 　　　　　　　　　　　　　　　　　　(8.3)式中：為頂桿所受的應(yīng)力，MPa； 　　　[]為頂桿材料的許用應(yīng)力，MPa。 代入數(shù)值計(jì)算的d=2.56mm；27.84Mpa[]=150Mpa。 由上式可知，頂桿所受應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于頂桿材料的許用應(yīng)力，所以推桿滿足強(qiáng)度要求。 8.5.3頂桿的形式 頂桿可以分為普通頂桿、成形頂桿、錐面頂桿，該模具的頂桿形式選擇普通頂桿，如下圖所示。 圖8.1 頂桿的結(jié)構(gòu) 8.5.4頂桿的固定形式 由于本模具需要的頂桿數(shù)目為32根，為了便于加工，用凸模、動(dòng)模板、動(dòng)模支撐板、頂桿固定板四塊板組成固定部位。 圖8.2 頂桿的固定結(jié)構(gòu) 8.6復(fù)位桿的設(shè)計(jì) 復(fù)位桿的作用是使推出機(jī)構(gòu)恢復(fù)原位，當(dāng)開模時(shí)推桿在推板的推動(dòng)下將塑料制品推出，反推桿也同時(shí)凸出模板表面。當(dāng)再次注射時(shí)，在模具閉合過程中，定模表面與反推桿接觸，并使反推桿推動(dòng)推出機(jī)構(gòu)一起返回原始位置。 8.6.1復(fù)位桿的組合形式 圖8.3 復(fù)位桿和彈簧的組合形式 8.6.2 復(fù)位桿的尺寸 圖8.4 復(fù)位桿的結(jié)構(gòu) 第九章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功能是用于動(dòng)、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，保證動(dòng)、定模能夠?qū)?zhǔn)，使動(dòng)模和定模上的成型表面在模具閉合后形成形狀和尺寸準(zhǔn)確的腔體。從而保證塑料件形狀、壁厚和尺寸。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)除了其導(dǎo)向和定位作用外，還可以增加承受側(cè)壓力的能力，保證模具運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)[16]。 9.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用和設(shè)計(jì)原則 9.1.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 a. 定位作用 確保動(dòng)、定模按預(yù)定方案合模，確保型腔的正確形狀。 b. 導(dǎo)向作用 引導(dǎo)動(dòng)、定模準(zhǔn)確配合，避免型芯與凹模發(fā)生碰撞。 c. 承受一定的側(cè)壓力 充模過程中產(chǎn)生側(cè)壓力，需由導(dǎo)向機(jī)構(gòu)承擔(dān)。 d. 保持運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)作用 有保持機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活平穩(wěn)的作用。 e. 承載作用 導(dǎo)柱有承受推件板和型腔板的重量作用。 9.1.2導(dǎo)柱和導(dǎo)套的設(shè)計(jì)原則 a. 盡量選用標(biāo)準(zhǔn)模架； b. 合理的布置導(dǎo)柱的位置； c. 導(dǎo)柱工作部分的長度應(yīng)比型芯端面高出6mm以上，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用； d. 導(dǎo)柱工作部分需要有精度配合，以減小摩擦； e. 導(dǎo)柱與導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性； f. 導(dǎo)柱頭部應(yīng)制成錐形或球頭形； g. 導(dǎo)柱可以設(shè)置在動(dòng)模一邊或定模一遍，為了便于塑料制品脫模，導(dǎo)柱最好裝在定模板上。 9.2導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱導(dǎo)向是指導(dǎo)柱與導(dǎo)套采用間隙配合使導(dǎo)柱在導(dǎo)套內(nèi)滑動(dòng)，配合間隙一般采用H7/k6級(jí)配合，主要零件有導(dǎo)柱和導(dǎo)套。 9.2.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式有兩種：一種為單節(jié)式導(dǎo)柱，另一種為臺(tái)階式導(dǎo)柱。小型模具采用單節(jié)式導(dǎo)柱，大型模具采用臺(tái)階式導(dǎo)柱。本設(shè)計(jì)采用帶頭導(dǎo)柱，加油槽，導(dǎo)柱的直徑可用下式校驗(yàn)： d=(64WL3/3E） 　　(9.1)　 式中： W———導(dǎo)柱承受的模板重力(N)； L——模板中心距導(dǎo)柱根部距離(mm)； E——材料彈性模量。 根據(jù)模板外形尺寸查表得直徑d=40mm。 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架選直徑為40mm長度為155mm的導(dǎo)柱，尺寸如下圖9.1： 圖9.1 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu) 9.3導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 導(dǎo)套與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動(dòng)、定模的相對(duì)位置，保證模具運(yùn)動(dòng)的圓套形零件。導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好做成通孔，利于排除孔內(nèi)剩余空氣。 圖9.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 9.4導(dǎo)向孔的布局 導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心距模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。 圖9.3 導(dǎo)向孔的布局 10 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第十章 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 10.1抽芯機(jī)構(gòu)概述 當(dāng)制品具有與開模方向不同的內(nèi)側(cè)孔、外側(cè)內(nèi)或側(cè)凹時(shí)，除極少數(shù)情況可以強(qiáng)制脫模外，一般都必須將成型側(cè)孔做成可移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，在制品脫膜前，先將其抽出，然后再從型腔中和型芯上脫出制品。完成側(cè)向活動(dòng)型芯抽出和復(fù)位的機(jī)構(gòu)就叫側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。 抽芯機(jī)構(gòu)分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、液壓或氣動(dòng)抽芯，通過側(cè)向抽芯機(jī)