便携式手机充电器上盖的注塑模设计【6张图纸】【优秀】
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便携式手机充电器上盖的注塑模设计
43页 16000字数+说明书+任务书+开题报告+6张CAD图纸【详情如下】
任务书.doc
便携式手机充电器上盖的注塑模设计开题报告.doc
便携式手机充电器上盖的注塑模设计论文.doc
外文翻译--塑料注塑模具并行设计.doc
装配图.dwg
设计图5张.dwg
摘 要
本课题研究的是便携式手机电源充电器上盖注塑模设计。本设计对手机电源充电器上盖零件进行了工艺分析，确定了手机电源充电器上盖的分型面及成型方法。塑件的材料采用ABS，同时根据生产纲领，设计了一模两腔的注塑模具，然后重点阐述塑料手机电源充电器上盖零件注塑模的主要内容部分，主要有：根据年产量等确定型腔数目及校核，注塑机类型和规格选择及有关工艺参数的校对，浇注系统的设计，成型零件设计，脱模机构设计，导向机构设计，侧抽芯机构，冷却机构设计以及排气系统设计。并对模具结构与注塑机的规格进行了匹配校核。完成便携式手机电源充电器上盖板的注塑模具总体装备结构设计和相关主要零件的设计。
关键词 ：便携式；手机电源充电器上盖；侧浇口；注塑模具
目 录
摘 要III
AbstractIV
目 录V
1 绪论1
1.1 本课题的研究内容和意义1
1.2 国内外的发展概况[1]1
1.3 本课题应达到的要求2
2 塑件材料与工艺分析3
2.1 塑件工艺分析3
2.1.1 设计塑件时必须考虑的问题[2]3
2.1.2 尺寸和精度3
2.1.3 塑件的图形3
2.1.4 塑件材料4
2.2 型腔数目的确定4
2.3 型腔数目的校核4
3 塑件的体积估算和注射机型号的选择6
3.1 塑件体积6
3.2 注射机的类型和规格选择[3]6
3.3 注射机有关工艺参数的校对7
3.3.1 注塑量7
3.3.2 锁模力7
3.3.3 注射机压力的校核7
4 浇注系统的设计8
4.1 主流道的设计[4]8
4.2 冷料井和拉料杆的设计8
4.3 分流道的设计8
4.4 浇口的设计9
5 成型零部件的设计11
5.1 分型面的确立11
5.2 排气槽的设计11
5.3 成型零件的结构设计11
5.3.1 凹模的结构设计12
5.3.2 凹模的工作尺寸计算12
5.3.3 凹模的外形尺寸计算15
5.3.4 凸模的结构设计17
5.3.5 凸模的外形尺寸计算18
6 合模导向机构的设计20
6.1 导柱的设计20
6.2 导套的设计20
7 塑件脱模机构的设计22
7.1 推出机构的设计[5]22
7.2 复位的设计24
7.3 模架的设计24
8 侧向分型与抽芯机构26
8.1 侧向抽芯机构的确定26
8.2 斜导柱抽芯机构设计原则26
8.3 斜导柱抽芯机构相关参数的计算[6]26
8.3.1 抽芯距离26
8.3.2 斜导柱倾斜角α的选择27
8.3.3 斜导柱直径的确定27
8.4 滑块的设计27
8.4.1 滑块形状设计27
8.4.2 滑块定位装置设计28
8.4.3 导滑槽的设计28
8.5 锁紧块的确定29
8.5.1 锁紧块的设计要点29
8.5.2 锁紧块的结构设计29
9 冷却系统的设计30
9.1 冷却管道计算及开设原则30
9.1.1 冷却道开设原则30
9.1.2 冷却管道的计算30
10 结论与展望32
10.1 结论32
10.2 不足之处与展望32
致 谢33
参考文献34
1.3 本课题应达到的要求
模具毕业设计是模具专业最为重要的环节之一，同时它也是最后的一个关键教学环节。它是由学生过渡到生产的一步，由学校走向工厂的桥梁。是我们第一次系统地把所学理论应用在实际生产。通过此次的毕业设计制造的各个环节有了更加深入明确的了解从而培养和提高设计的能力。
毕业设计的目的有两个，第一个目的是让我们掌握模具设计的基本技能，如绘图，计算，查阅设计资料和手册。熟悉国标和各种标准的能力，能够熟练运用三维软件进行绘图。第二个目的是了解和掌握模具设计与制造的工艺，从而独立的设计一般的塑料模具，为走出学校走向社会打下基础。
本人设计的这副模具是塑料成型模具，塑料手机外壳塑料模具设计，这是一种方形状的塑料外壳。在设计过程中我是按照循序渐进的方法，严格按照设计要求去做，力求数据准确，结构合理，在保证合乎塑料件要求的同时，力求结构简单。但是由于本人的实践经验不足，因此考虑的问题可能有些地方不是很全面，设计中难免会出现错误，还望各位老师和同学指正。在此，我在这里衷心的感谢导师对我的指导和同学对我的帮助。2 塑件材料与工艺分析
2.1 塑件工艺分析
2.1.1 设计塑件时必须考虑的问题[2]
①塑料的物理机械性能，如强度，弹性，刚性，吸水性等。
②塑料的成型工艺性。
③塑料成型所导致冲模流动，排气 ，补缩等。
④塑件在成型后的收缩情况以及收缩率差异等。
⑤模具的总体结构 ，以及脱模的复杂程度。
⑥模具零件的形状和制造工艺。
塑件的设计主要包括塑件的形状，尺寸，精度，壁厚，表面光洁度，斜度，以及塑件上的加强筋等的设计。
2.1.2 尺寸和精度
塑料的尺寸精是指所获得的塑件尺寸与产品要求尺寸的符合程度，即所获塑件尺寸的准确度。影响塑件尺寸精度的因素十分复杂，首先是模具制造的精度和塑件收缩率的波动，其次是模具的磨损程度。另外，在成型时工艺条件的变化、塑件成型后的时效变化、塑件的飞边等都会影响塑件的精度。因此，塑件尺寸精度的确定应该合理选择，尽可能选用低精度等级。
由于该塑件是方形外壳，所以尺寸和精度要求不是很高，所以经分析选择一般精度等级3级精度。
2.1.3 塑件的图形
该塑件形状虽然有不规则轮廓，但在分模方向没有阻碍，容易模塑，所以采用单分型面，而且该塑件外表面本身带有一定的斜度，这样也更易脱模。
- 内容简介：
-
无锡太湖学院信 机系 机械工程及自动化 专业毕 业 设 计论 文 任 务 书一、题目及专题： 1、题目 便携式手机充电器上盖的注塑模设计 2、专题 二、课题来源及选题依据 模具是工业生产的主要工艺装备，用模具生成制件所表现出来的高精度、高一致性、高生产率和低能耗是其他加工制造方法所不能比拟的。在江浙沪地区模具制造企业占有相当大的比例，近年来，中国模具工业将继续朝着信息化、数字化、精细化、自动化的方向发展。Pro/E作为CAD/CAM技术的主流软件，其模具解决方案涉及模具的设计、制造的整个流程，从而在这些模具企业当中获得广泛的应用。作为区域经济所亟需的机械（模具）类专业人才，应用型本科高校毕业生掌握此类的CAD/CAM软件是相当重要的一项技能。 本课题旨在通过对手机上盖板产品的模具设计，巩固学生模具设计和模具计算能力；通过对三维实体模型的模具设计使学生掌握注塑模设计方法，建立一套与产品造型参数相关的三维实体模具，最终使学生能够利用所学知识独立分析与解决设计过程中产生的实际问题，为今后工作打下一定的基础。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 熟悉注塑模具发展历程，以及当前模具制造行业的发展现状。 能综合运用所学的专业知识（如注塑模成型与模具设计）进行中等复杂程度模具的设计和计算。 熟练掌握CAD/CAM软件Pro/E的三维造型、模具设计的原理和方法。在Pro/E的模具设计模块中设计成型零件。 熟练掌握利用专家系统(燕秀)设计整套标准模架的流程和方法。 根据三维模架生成手机上盖板塑件注塑模的二维工程图。 论文正文依据充分正确，有一定见解，文字通顺，条理清楚。 四、接受任务学生： 机械 95 班 姓名 顾 亚 励 五、开始及完成日期：自2012年11月12日 至2013年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名 签名 签名教研室主任学科组组长研究所所长签名 系主任 签名2012年11月12日编号无锡太湖学院毕业设计（论文）相关资料题目：便携式手机充电器 上盖注塑模设计 信机 系 机械工程及其自动化 专业学 号： 0923225 学生姓名： 顾 亚 励 指导教师： 曹亚玲 （职称：讲 师） （职称： ）2013年5月25日目 录一、毕业设计（论文）开题报告二、毕业设计（论文）外文资料翻译及原文三、学生“毕业论文（论文）计划、进度、检查及落实表”四、实习鉴定表无锡太湖学院毕业设计（论文）开题报告题目：便携式手机充电器 上盖注塑模设计 信机 系 机械工程及自动化 专业学 号： 0923225 学生姓名： 顾 亚 励 指导教师： 曹亚玲 （职称：讲师 ） （职称： ）2012年11月25日课题来源本课题来源于生活生产实际。科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）（1）课题科学意义 随着现代制造技术的迅速发展、计算机技术的应用，在玩具产业中模具已经成为生产各种玩具不可缺少的重要工艺装备。特别是在塑料产品的生产过程中，塑料模具的应用及其广泛，在各类模具中的地位也越来越突出，成为各类模具设计、制造与研究中最具有代表意义的模具之一。而注塑模具已经成为制造塑料制造品的主要手段之一，且发展成为最有前景的模具之一。注射成型是当今市场上最常用、最具前景的塑料成型方法之一，因此注塑模具作为塑料模的一种，就具有很大的市场需求量。所以我选充电器注塑模具设计作为我毕业设计的课题。 本课题应用性强，涉及的知识面与知识点较多，如注塑成型、模具设计、三维造型、运动仿真以及二维三维软件的应用。（2） 研究状况及其发展前景 近年来我国的模具技术有了很大的发展，在大型模具方面，已能生产大屏彩电注塑模具、大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。机密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。 在成型工艺方面，多材质塑料成行模、高效多色注塑模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新业取得了较大进展。气体辅助注射成形技术的使用更趋成熟。热流道模具开始推广，有些单位还采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。 在制造方面，CAD/CAM/CAE技术的应用上了一个新台阶，一些企业引进CAD/CAM系统，并能支持CAE技术对成形过程进行分析。近年来我国自主开发的塑料膜CAD/CAM系统有了很大发展，如北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等。优化模具系统结构设计和型件的CAD/CAE/CAM，并使之趋于智能化，提高型件成形加工工艺和模具标准化水平，提高模具制造精度与质量，降低型件表面研磨、抛光作业量和缩短制造周期；研究、应用针对各类模具型件所采用的高性能、易切削的专用材料，以提高模具使用性能；为适应市场多样化和个性化，应用快速原型制造技术和快速制模技术，以快速制造成塑料注塑模，缩短新产品试制周期。这些是未来520年注塑模具生产技术的总体发展趋势，具体表现在以下几个方面：1.提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。 2.在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 3.推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。 4.开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 5.提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。 6.应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 研究内容本课题主要是针对显示器后盖的模具设计,通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模。该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，通过查阅相关资料，对塑件的材料进行分析和选用，并且对塑件的结构，成型工艺进行分析和确定。模具的设计需要对的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。其中模具的成型部分的设计包括分型面的设计，浇注系统的设计，成型零件的工作尺寸和外形尺寸的设计模架的设计包括模架的组成，相关零部件的尺寸设计，各零部件的用途，以及模拟模架的开模，合模。最后还要有对成型零件，模架的安装尺寸，合模力，顶出力，开模行程的校核，确保所设计的模具符合要求。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析研究方法：通过阅读有关资料，文献，收集筛选，整理课题研究所需的有关数据，理论依据，综合运用所学理论知识研究论文课题。方案设计：在工艺分析的基础上，综合考虑产品的产量和精度要求。所用材料的性能，设备情况及模具制造情况，确定该工件的工艺规程和每道工序的注塑模结构形式。结构设计：在方案设计的基础上，进一步设计模具各部分零件的具体结构尺寸。1注塑的工艺分析：分析塑件的结构形状，尺寸精度，材料是否符合，注塑工艺要求，从而确定注塑的可能性。2确定注塑模工艺方案及模具结构形式：工序数目，工序性质，工序顺序，工序组合及模具结构形式。3注塑模具的设计计算。注塑压力、注射的塑件的体积，所需原来的体积，成型时间确定，确定各主要零件的外形尺寸，计算模具的闭合高度，确定所用注塑机。4 绘制注塑模总装图5通过对论文课题的学习研究，达到巩固，扩大，深化已学理论知识，提高思考分析解决实际问题等综合素质的目的。研究计划及预期成果研究计划：实习调研、开题准备、工艺设计和拟定、模具结构设计、编写设计说明书。2012年11月12日-2012年12月12日：查阅论文相关参考资料，填写开题报告书。2012年12月30日-2013年1月20日：填写毕业实习报告。2013年3月11日-2013年3月15日：学习模具设计以及相关知识，考虑设计。2013年3月16日-2013年3月17日：翻译一篇相关的英文材料，规划整体方案。2013年3月18日-2013年4月26日：明确塑件设计要求及批量，计算塑件的体积和质量，注塑机的确定；模具成型零件的工作尺寸有关计算；图表配图设计及相关计算。2013年4月22日-2013年4月26日：Pro/E、CAD绘图。2013年5月6日-2013年5月24日：毕业论文撰写和修改工作。预期成果：本课题旨在通过对显示器外壳产品的模具设计，系统的了解塑料及塑料的成型基本理论，能够正确分析成型工艺对模具的要求。掌握塑件的成型工艺分析方法，能根据塑件的正确使用和工艺要求进行一般的塑件产品设计。掌握各类塑料模具结构特点，零部件设计与计算，具备独立中等复杂的注射模具的能力。了解塑料模具材料的选用和新技术发展等其他知识。培养分析问题以及运用所学知识解决实际工程问题的综合能力。特色或创新之处手机充电器是我们日常生活中不可缺少的电器，各个厂商生产的便携式手机充电器都不一样，但是现在越来越多的消费者注重了便携式手机充电器的外观、实用性等等。有着新颖外观切使用的显示器是非常受广大消费者的喜爱，所以各个生产厂商努力设计生产出各种新颖时尚切安全使用的便携式手机充电器吸引消费者的眼球。已具备的条件和尚需解决的问题已具备的条件：已具备的条件：已学过的塑料成型加工工艺、注塑模具的设计，并结合日常生活中所积累的相关知识，询问老师和有工作经验者，同时有部分可参考的同类设计资料及图纸。尚需解决的问题：缺乏实践经验，并需要老师在设计过程中加以指导尚需解决的问题：理论与实践有着不可避免的差距，由于没有设计经验，在实际设计时，会遇到许多问题。而且平时没把三维软件学好，设计绘图时耗费很大精力和时间。自身设计能力需要实践经验进一步加强巩固。指导教师意见 指导教师签名：年 月 日教研室（学科组、研究所）意见 教研室主任签名： 年 月 日系意见 主管领导签名： 年 月 日编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目： 便携式手机充电器 上盖的注塑模设计 信机 系 机械工程及自动化 专业学 号： 学生姓名： 指导教师： （职称：讲师） （职称： ）2013年5月25日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚 信 承 诺 书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 便携式手机充电器上盖的注塑模设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械 95 学 号： 0923225 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日摘 要本课题研究的是便携式手机电源充电器上盖注塑模设计。本设计对手机电源充电器上盖零件进行了工艺分析，确定了手机电源充电器上盖的分型面及成型方法。塑件的材料采用ABS，同时根据生产纲领，设计了一模两腔的注塑模具，然后重点阐述塑料手机电源充电器上盖零件注塑模的主要内容部分，主要有：根据年产量等确定型腔数目及校核，注塑机类型和规格选择及有关工艺参数的校对，浇注系统的设计，成型零件设计，脱模机构设计，导向机构设计，侧抽芯机构，冷却机构设计以及排气系统设计。并对模具结构与注塑机的规格进行了匹配校核。完成便携式手机电源充电器上盖板的注塑模具总体装备结构设计和相关主要零件的设计。关键词 ：便携式；手机电源充电器上盖；侧浇口；注塑模具 AbstractThis topic is the study of the portable mobile power charger cover injection mold design. In this paper, the mobile power charger cover parts are analyzed in technology, determined the mobile power charger cover forming method, using ABS plastic parts material, at the same time according to the production program, design a mold two cavity injection mouid, and then emphasis on mobile power charger cover plastic parts injection mold design, mainly include: determine the cavity number and checking, according to the annual selection types and specifications of injection molding machine and relevant process parameters of proofreading, the design of the gating system, molding parts design, mechanism design, demoulding mechanism, cooling mechanism design and the exhaust system design. Matching of mould structure and injection molding machine for checking. Complete portable mobile phone power charger cover overall equipment structure design of injection mold and parts design.Key word：portable type; Mobile power charger on the cover; side gate; plastic injection mould 目 录摘 要IIIAbstractIV目 录V1 绪论1 1.1 本课题的研究内容和意义1 1.2 国内外的发展概况11 1.3 本课题应达到的要求22 塑件材料与工艺分析3 2.1 塑件工艺分析3 2.1.1 设计塑件时必须考虑的问题23 2.1.2 尺寸和精度3 2.1.3 塑件的图形3 2.1.4 塑件材料4 2.2 型腔数目的确定4 2.3 型腔数目的校核43 塑件的体积估算和注射机型号的选择6 3.1 塑件体积6 3.2 注射机的类型和规格选择36 3.3 注射机有关工艺参数的校对7 3.3.1 注塑量7 3.3.2 锁模力7 3.3.3 注射机压力的校核74 浇注系统的设计8 4.1 主流道的设计48 4.2 冷料井和拉料杆的设计8 4.3 分流道的设计8 4.4 浇口的设计95 成型零部件的设计11 5.1 分型面的确立11 5.2 排气槽的设计11 5.3 成型零件的结构设计11 5.3.1 凹模的结构设计12 5.3.2 凹模的工作尺寸计算12 5.3.3 凹模的外形尺寸计算15 5.3.4 凸模的结构设计17 5.3.5 凸模的外形尺寸计算186 合模导向机构的设计20 6.1 导柱的设计20 6.2 导套的设计207 塑件脱模机构的设计22 7.1 推出机构的设计522 7.2 复位的设计24 7.3 模架的设计248 侧向分型与抽芯机构26 8.1 侧向抽芯机构的确定26 8.2 斜导柱抽芯机构设计原则26 8.3 斜导柱抽芯机构相关参数的计算626 8.3.1 抽芯距离26 8.3.2 斜导柱倾斜角的选择27 8.3.3 斜导柱直径的确定27 8.4 滑块的设计27 8.4.1 滑块形状设计27 8.4.2 滑块定位装置设计28 8.4.3 导滑槽的设计28 8.5 锁紧块的确定29 8.5.1 锁紧块的设计要点29 8.5.2 锁紧块的结构设计299 冷却系统的设计30 9.1 冷却管道计算及开设原则30 9.1.1 冷却道开设原则30 9.1.2 冷却管道的计算3010 结论与展望32 10.1 结论32 10.2 不足之处与展望32致 谢33参考文献34III 基于Pro/E的便携式手机充电器上盖的注塑模设计 1 绪论1.1 本课题的研究内容和意义模具是汽车、电子、电器、航空、仪表、轻工、塑料、日用品等工业生产的重要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。没有模具，就没有高质量的产品。用模具加工的零件，具有生产率高、质量好、节约材料、成本低等一系列优点。因此已经成为现代工业生产的重要手段和工艺发展方向。因此，模具技术，特别是制造精密、复杂、大型模具的技术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。自改革开放以来，到目前为此制造业在中国国民经济中占的比重已占到45%，制造业部门成为GDP增长的主要支撑力量。目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。现代模具行业是技术，资金密集性的行业，模具行业的发展，可以带动制造业的蓬勃发展，对国民经济的发展有着辐射性的影响。1.2 国内外的发展概况1随着计算机软件的发展和进步，CAD/CAE/CAM技术也日臻成熟，其现代模具中的应用将越来越广泛。利用先进的CAD/CAM/CAE技术进行模具的设计与制造，不仅省时省力，实现了无图纸化加工，而且制品的准确性，减少了试模的次数，缩短模具的设计及生产周期。模具制造技术将向集成化、智能化、益人化、高效化方向发展。最为重要的是保证了模具使用寿命。模具制造技术迅速发展，已成为现代制造技术的重要组成部分。在塑料成型生产中，先进的模具设计、高质量的模具制造、优质的模具材料、合理的加工工艺和现代化的成型设备等是成型优质塑件的重要条件。一副优良的注射模具可以成型上百万次，一副优良的压缩模具可以成型25万次以上，这与上述因素有很大的关系。具体表现在模具的CAD/CAM技术，模具的精密成形技术，模具的超精密加工技术，模具的激光快速成型技术，模具在设计中采用有限元法、边界元法进行流动、冷却、传热过程的动态模拟技术，模具的CIMS技术，已在开发的模具DNM技术以及数控技术等先进制造技术方面。由于塑料模具工业快速发展及上述各方面差距的存在，因此我国今后塑料模具的 发展必将大于模具工业总体发展速度。塑料模具生产企业在向着规模化和现代化发展的同时，“小而专”、“小而精” 仍旧是一个必然的发展趋势。从技术上来说，为了满足用户对模具制造的“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求，以下的发展趋势也较为明显。一方面发展专业模具厂的技术优势，使之进一步提高对某一类模具的设计制造水平；另一方面要不断采用新技术、新工艺，提高模具产品的技术含量。要提高我国的模具技术水平，必须在以下方面加大努力：1、开发精密、大型、复杂、长寿命的模具，实现模具国产化；2、.加速模具标准化、专业化、商品化生产；3、大力发展CADCAMCAE、RPM等先进模具设计和制造技术；4、加大人才培养的力度，使他们尽快掌握模具设计和制造中的先进技术。1.3 本课题应达到的要求模具毕业设计是模具专业最为重要的环节之一，同时它也是最后的一个关键教学环节。它是由学生过渡到生产的一步，由学校走向工厂的桥梁。是我们第一次系统地把所学理论应用在实际生产。通过此次的毕业设计制造的各个环节有了更加深入明确的了解从而培养和提高设计的能力。毕业设计的目的有两个，第一个目的是让我们掌握模具设计的基本技能，如绘图，计算，查阅设计资料和手册。熟悉国标和各种标准的能力，能够熟练运用三维软件进行绘图。第二个目的是了解和掌握模具设计与制造的工艺，从而独立的设计一般的塑料模具，为走出学校走向社会打下基础。本人设计的这副模具是塑料成型模具，塑料手机外壳塑料模具设计，这是一种方形状的塑料外壳。在设计过程中我是按照循序渐进的方法，严格按照设计要求去做，力求数据准确，结构合理，在保证合乎塑料件要求的同时，力求结构简单。但是由于本人的实践经验不足，因此考虑的问题可能有些地方不是很全面，设计中难免会出现错误，还望各位老师和同学指正。在此，我在这里衷心的感谢导师对我的指导和同学对我的帮助。2 塑件材料与工艺分析2.1 塑件工艺分析2.1.1 设计塑件时必须考虑的问题2塑料的物理机械性能，如强度，弹性，刚性，吸水性等。塑料的成型工艺性。塑料成型所导致冲模流动，排气 ，补缩等。塑件在成型后的收缩情况以及收缩率差异等。模具的总体结构 ，以及脱模的复杂程度。模具零件的形状和制造工艺。塑件的设计主要包括塑件的形状，尺寸，精度，壁厚，表面光洁度，斜度，以及塑件上的加强筋等的设计。2.1.2 尺寸和精度塑料的尺寸精是指所获得的塑件尺寸与产品要求尺寸的符合程度，即所获塑件尺寸的准确度。影响塑件尺寸精度的因素十分复杂，首先是模具制造的精度和塑件收缩率的波动，其次是模具的磨损程度。另外，在成型时工艺条件的变化、塑件成型后的时效变化、塑件的飞边等都会影响塑件的精度。因此，塑件尺寸精度的确定应该合理选择，尽可能选用低精度等级。由于该塑件是方形外壳，所以尺寸和精度要求不是很高，所以经分析选择一般精度等级3级精度。2.1.3 塑件的图形该塑件形状虽然有不规则轮廓，但在分模方向没有阻碍，容易模塑，所以采用单分型面，而且该塑件外表面本身带有一定的斜度，这样也更易脱模。图 2.1 塑料件图 2.2 塑料件2.1.4 塑件材料该塑件采用ABS树脂，起成型特点流动性中等，吸湿性打算，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件必须经过长时间的预热干燥，溢边值0.04mm，适合取高料温，高模温，但是料温过高容易分解，对精度的要求较高的塑件，模温适合取5060 C，对光泽，耐热塑件，模温取6080 C。注射压力高于聚苯乙烯。用螺杆式注射机成型时，料温为180230 C。注射压力也比较大。而且有很好的抗冲击强度和良好的机械强度以及一定的耐磨性。收缩率为0.3%0.8%。质量密度为1.14 g/cm。 确定型腔数目应考虑技术和经济两方面的因素，这些因素包括注射机的规格、塑件质量要求、成本及交货周期等。在本次毕业设计中要求是年产量40万件，属于中批量生产，所以初步确定采用多型腔模具。2.2 型腔数目的确定在这一年时间里采用三班倒制度即一天实际工作时间为20个小时，每个月实际工作日为22天，所以一年实际工作时间为： s 从表中可知ABS的成型周期是4070 s，取成型周期为55s。所以该塑件的成型时间为： 但考虑到生产中的一些其他因素，例如清洁模具等，所以将成型时间适当的放长至80s。所以型腔数量为： 取 N=2 2.3 型腔数目的校核按注射机的额定塑化速率确定型腔的数量 （2.1） 式中 型腔数目； 单个塑件的质量或体积， 或； 浇注系统凝料的塑件质量或体积， 或； 注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8左右，视设备的 新旧而取值； M 注射机的额定塑化量，或； 转化后有 （0.83017）/4.58 1.53 取整数 = 2 由此可知 = 2符合要求。3 塑件的体积估算和注射机型号的选择3.1 塑件体积 从几何方面计算 V浇=+2 （3.1） V浇=+3.142622 = 6813.8 + 653.12 = 7466.92mm 根据三维软件模型分析计算得体积 V塑件 = 4.5844cm 由此初步确定此模具为一模两腔，即n=2，故所有的总体积为 V总=4.582 + 7.5 = 16.66 17cm 因为ABS的平均密度为 p=1.14g/cm M全 = P V (3.2) =1.14 17 = 19.38 g 式中 V塑件单个塑料零件的体积； V浇表示交流道;分流道和浇口等浇注系统所需塑料体积； V总表示塑件所需塑料的体积； V 表示整个臂盖的塑料实心体积。3.2 注射机的类型和规格选择3注射机的类型和规格有很多，按结构形式可分为机的类型和规格有很多，按结构形式可分为立式，卧式和直角式三类，国产卧式注射机一标准化和系列化。这三类不同的结构形式的注射机的特点如下：立式注射机的螺杆垂直装设，锁模装置推动动模板也沿垂直方向移动，优点是占地面积小，安装或拆卸小型模具很方便，容易在动模上安放嵌件，嵌件不容易倾斜或坠落。缺点是制品自模中顶出后不能靠重力下落，需要靠人工取出，有碍于全自动操作。此类是注射机注射量一般均在60克以下。卧式注射机是目前使用最广，产量最大的注射成型机，其注射柱塞与螺杆合模运动均沿水平方向布置，并且多数在一条线上（或相互平行。优点是机体比较低，容易加料和操作，制件顶出模具后可自动坠落，所以容易实现全自动操作，机床中心比较低，安装稳妥。其缺点是模具的安装比较麻烦，嵌件放入模具有倾斜或下落的可能，机床的占地面积大。直角式注射机的注射螺杆或柱塞与合模运动方向相互垂直，这种注射机的重要优点是结构简单，便于自制，适合单件生产，中心不允许留有浇口痕迹的平面制件，同时长利用开模时丝杆的转动来拖动螺纹型芯或螺纹型环旋转，以便脱下塑件。缺点是机械传动无准确可靠的注射和保压压力和锁模力，模具受冲击震动比较大。根据注射机注射成塑件所用的塑料起量，选择最少不小于20g的柱塞式注塑机，选择注射机为XS-Z-30，其工艺参数见表3-1。表3-1 注塑机工艺参数注射机的工艺参数表额定注射量30cm螺杆直径28mm注射压力119M Pa注射行程130 mm锁模力KN250KN最大成型面积90cm最大开模行程160mm模具最大厚度180mm模具最小厚度60mm3.3 注射机有关工艺参数的校对3.3.1 注塑量 （3.3） 既注射机的最大浇注射程大于注射机所注射及塑件所需容量。3.3.2 锁模力 （3.4） = 89cm 250cm 式中 A表示浇注塑料和塑件的最大投影面积。 故符合设计要求 根据公式P腔A P锁 ， A=89cm P腔：F=289 = 178KN250KN 既型腔投影面积所需锁模力小于注射机的额定锁模力p3.3.3 注射机压力的校核 塑料成型压力p成p浇 p成 = 302（30Pa） 119Mpa （3.5） 即：塑件的注射压力小于注射机额定压力。 4 浇注系统的设计4.1 主流道的设计4在卧式注射机的模具中，主浇道应设计成垂直的分型面，为了使凝料从主流道拔出，故设计成圆锥形，要有2到6的锥角，内壁有0.8um以上的粗糙度，其小端直径常见为4mm8mm，看制品重量和补料需要而定，但是小端直径应大于喷嘴直径约1mm，否则主流道中的凝料将无法顺利脱出，主流道的 长度由定模板厚度而定的。由于主流道要与高温的塑料和喷嘴反复的接触和碰撞，所以模具的主流道部分常设计成可以拆卸更换的主流道衬套，以便选用优质钢材进行加工和热处理，主流道与喷嘴接触处多作成半球形的凹坑，二者严密的配合，以避免高压以至塑料从缝隙处溢出。一般凹坑的半径R2应比R1大12mm。主流道衬套大端的圆凸出定模端面510mm，并与注射机定模板的定位孔成功配合，起定位环作用，所以设计成为图4.1所示。 图4.1 主浇道4.2 冷料井和拉料杆的设计卧式注射机用模具的冷料井，设立在主流道正对面的动模上，该模具采用反锥度冷料井的形式，它的后面设置有推杆，分型时靠动模板上的反锥度穴的作用将主流道凝料拉出浇口套，推出时靠后面的推杆强制地将其推出。所以在制件顶出时，冷料也一同被顶出。并且制造也方便。 4.3 分流道的设计该模具是一模两腔，所以要设计分流道，塑料沿分流道流动时，要求通过它尽快地充满型腔，从前两点出发，分流道应该短而粗，但是不能太粗，该模具采用圆形断面分流道，因为这样分流道易与机械加工，分流道尺寸视该塑件的大小和塑料品种，注射速率，以及分流道长度而定，对多数塑料，分流道直径为4mm，该模具分流道的布置采用平衡式分布。 见图4.2所示。图4.2 分流道4.4 浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。它是整个浇注系统的关键的部位，也是最薄点。其形状、大小及位置应根据塑件大小、壁厚、形状、成型材料及塑件技术要求等进行而确定。浇口分限制性浇口和非限制性浇口，该塑件采用的是限制性浇口，它一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，有利于塑料进入，使其充满型腔。另一方面改善塑料熔体进入型腔的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分开的作用。ABS具有良好的力学性能，它适用于采用侧浇式浇口，塑件从边缘进料，能够提高生产率，并去除浇口方便，有利于熔体流动和补缩口，有利于型腔内气体的排出，减少塑件熔接痕，增加熔接强度。它在推出时，由于浇口及分流道成一定角度，形成了能切断浇口切口，这一切口所形成的剪切力可以将浇口自动切断。浇口的位置的确定：设计中，浇口的位置及尺寸的要求是比较严格的，初步试模，必要时还需要修改。因此浇口的位置的开设，对成型性能及成型质量有很大的影响。一般在选择浇口位置时，需要根据塑件的结构工艺及特征，成型质量和技术要求，综合分析。一般要满足以下原则： 尽量缩短流动距离； 浇口应开设在塑件的壁厚处； 考虑分子定向的影响； 避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷； 减少熔接痕提高熔接强度； 避免产生喷射和蠕动； 避免在承受弯曲冲击载荷的部位设置浇口； 浇口位置的选择应考虑塑件的外观质量。经过仔细的考虑，该塑件是等壁塑件，又为了不影响塑件的外观，该塑件采用侧浇口，它能保证塑料迅速而且均匀充满型腔。而且还有利于气体的排除。浇注系统的平衡：该塑件是属于小型塑件，采用一模两腔，这样有利于提高生产效率。但是在设计时是否能同时达到充满型腔的目的。这就要对浇注系统的平衡。若浇口平衡则可以得到良好的物理和较高精度尺寸的塑件。浇口的形状和尺寸对制件影响很大，模具为侧浇口。侧浇口是一种尺寸很小的浇口。浇口的宽度为1.53mm，视物料性质和制件重量而定。台阶长度为23mm。浇口的形式如图4.3所示。图4.3侧浇口5 成型零部件的设计5.1 分型面的确立打开模具取出塑件或浇注系统的凝料的面，称之为分型面。分型面的设计它受到塑件的形状、壁厚、和外观、尺寸精度、及模具型腔的数目等诸多因素的影响。该注塑体为方形壳类，而确定分型面时，由于塑件在型腔中的方位和形状，故采用单分型面。型腔的布局：图5.1 型腔的排布由于型腔的排布与浇注系统布置密切相关，因而型腔的排布在设计中加以综合考虑。型腔的排布应使每个型腔都通过浇注系统从压力中等分所得的足够压力，以保证塑件熔体同时均匀地充满每个型腔。该模具采用的平衡式，其结构装配图所示。分型面设计：该模具采用的是单分型面的模具，其分型分面的设计原则就满足以下几项原则：（1）塑件的脱模；（2）保证的塑件的质量。该模具采用在最大圆周上，保证了塑件的外观；（3）便于模具加工，该模具采用在圆周上分型，模具的型腔容易在电火花 上加上，型芯也易于加工；（4）对成型面积的影响；（5）对排气效果的影响；该模具的成型面的设计可以见装配图，它基本符合上述要求。5.2 排气槽的设计当塑料熔体注入型腔时，如果型腔内原有气体不能顺利排出，就将在制品上形成气孔、凹陷、熔接不牢、表面轮廓不清晰等缺陷，因此，设计型腔就一般要考虑排气的问题，但是该模具是采用分型面和嵌件的缝隙排气，故不特意开设排气槽。5.3 成型零件的结构设计成型零件主要包括型腔，型芯，各种形环的设计，由于型腔直接关系到塑件的质量，因此要求有足够的强度，刚度，硬度和耐磨性，还要有受塑料的挤压和料流的摩擦力，所以要求成型零件要有足够的精度和表面光洁度，一般光洁度在0.8um以上，以保证所需的塑料产品的质量以及脱模方便。5.3.1 凹模的结构设计 图5.2 凹模实体图该模具是采用整体嵌入式，采用好的钢材模具耐用并方便更换。5.3.2 凹模的工作尺寸计算型腔的工作尺寸计算。所谓工作尺寸就是指成型零件上直接用以成形塑件部位的尺寸。它主要包括型腔的径向尺寸、型腔的深度、中心距等尺寸。它受到塑件的尺寸精度的影响。型腔在使用过程中因磨损会使其尺寸逐渐增大，为了使模具留有修模得余地，在设计模具时，型腔尺寸尽量取下限尺寸，制造公差取上偏差。 5.3.2.1 凹模型腔的径向尺寸计算型腔径向尺寸计算公式为： (5.1) 式中 模具型腔的径向公称尺寸，mm； 塑料的平均收缩率，%； 塑件外形的径向公称尺寸，mm； 模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的1/3，mm； 塑件外形径向尺寸的公差，mm。 修正系数，=0.50.75，当塑件尺寸较大、精度要求低时取 小值；反之取大值。这里取=0.7。查表得ABS塑料的最小收缩率为0.3%，最大的收缩率为0.8%，由公式得，得为0.55%，至于塑件的精度，选择MT3级，当塑件的基本尺寸不同时会有变化，模具制造公差取塑件相应尺寸公差的1/3，即z=/3，因塑件的径向基本尺寸为104mm 、86.7mm 、42mm 、13mm 、14mm 、12mm和 2mm ，则z值分别为0.58mm、0.52mm 、0.36mm、0.18mm、0.18mm、0.18mm、0.2mm和0.12mm将上面的数据代入公式。型腔径向104mm端工作尺寸的计算： mm型腔68.7mm端工作尺寸的计算： mm型腔矩形长42mm的工作尺寸的计算： mm型腔矩形宽13mm端工作尺寸的计算： mm型腔椭圆长16mm的工作尺寸的计算： mm型腔椭圆宽2mm端工作尺寸的计算： mm型腔孔14mm的工作尺寸的计算： mm型腔孔12mm端工作尺寸的计算： mm 5.3.2.2 凹模型腔的深度尺寸计算型腔深度尺寸计算公式为: （5.2） 式中 凹模深度公称尺寸，mm； 塑件高度尺寸为30mm，平均收缩率S取0.55%，取0.2mm，模具制造公差取塑件相应尺寸公差的1/3，即z=/3。将上面的数据代入公式： 5.3.3 凹模的外形尺寸计算塑料模型腔壁厚及底板厚度的计算是模具设计中经常遇到的重要问题，尤其在大型模具设计中这种问题更为突出。目前许多单位都凭经验决定，但常因估计不准确而造成模具报废或材料浪费。为此，建立科学的计算方法非常必要。目前常用的计算方法有按强度和按刚度条件计算两大类，但实际的塑料模具却要求既不允许因强度不足而发生明显变形，甚至破坏，也不允许因刚度不足而发生过大变形。因此在模具设计中要求对强度及刚度加以合理考虑。在塑料模塑过程中，型腔所承受的力是十分复杂的。就注射模而论，型腔所受的力有塑料熔体的压力、合模时的压力以及开模时的拉力等，其中最主要的是塑料熔体的压力。在塑料熔体的压力的作用下，型腔将产生内应力及变形。如果型腔壁厚和底板厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料的许用应力时，型腔即发生强度破坏。与此同时，刚度不足则发生过大的弹性变形，从而产生溢料和影响塑件尺寸及成型精度，也可能导致脱模困难等。可见模具对强度和刚度都有要求。但是，理论分析和实践证明，模具对强度及刚度的要求也并非要同时兼顾。对大尺寸型腔，刚度不足是主要矛盾，应按刚度条件计算型腔壁厚和底板厚度；对小尺寸型腔，强度不够则是主要矛盾，应按强度条件计算型腔壁厚和底板厚度。强度计算的条件是满足各种受力状态下的材料许用应力。刚度计算的条件则由于模具的使用状态，可以从下几个方面加以考虑：(1) 要防止溢料，(2) 应保证塑件精度，(3) 要有利于塑件的脱模。由于本设计的模具有侧抽芯机构，所以采用局部镶嵌式型腔结构，简化了复杂凹模的加工工艺，减少了热处理变形，拼合处有间隙利于排气，便与模具维修，节省了贵重的模具钢。为了保证组合式型腔尺寸精度和装配的牢固，减少塑件上的镶拼痕迹，对于镶块的尺寸，形状位置公差要求较高，组合必须牢靠，镶块的机械加工工艺性要好。 5.3.3.1 凹模的型腔侧壁厚度尺寸计算当p = 50Mpa、H1/H=4/5、=0.05mm、=160Mpa时，侧壁长边l的刚度计算与强度计算的分界尺寸为370mm。即当l370mm时按刚度条件计算侧壁厚度，反之按强度条件计算侧壁厚度。因为本设计p50Mpa，l=l04108mm时按刚度条件计算底板厚度，反之按强度条件计算底板厚度。本设计p50Mpa，亦可直接用强度条件计算。按强度条件计算 简支梁的最大弯曲应力也出现在板的中间最大变形处，按强度条件计算，型腔底板厚度为： （5.4） 式中 h矩形底板（支撑板）的厚度，mm； 由模脚（垫块）距离之间和型腔短边长度l/b决定的系数，取0.468； P模腔那最大熔体压力（Mpa）；可取注射成形压力的2550； P取30Mpa； b型腔侧壁短边长，b取247.5mm； 模具强度计算得许用应力（Mpa）；一般中碳钢300Mpa。代入数据 24.69 mm所以可设计型腔的底板厚度取25mm。5.3.4 凸模的结构设计型芯是用成型塑料内表面的零件。二者并没有严格的区分，该模具的型芯；而且是一模2腔具有侧抽芯机构，所以该模具采用嵌入式的型芯，采用好的钢材模具耐用并方便更换。图5.3 凸模5.3.5 凸模的外形尺寸计算塑件孔的径向基本尺寸是最小尺寸，其公差为正偏差，型芯的基本尺寸是最大尺寸，制造公差为负偏差，经过与上面型腔径向尺寸相类似的推导，可得： （5.5） 式中 模具型芯径向基本尺寸； 塑件内表面的径向尺寸； 塑件内表面径向基本尺寸的公差； 模具制造公差。由于相应条件在计算凹模时已阐述，且凹模所知基本尺寸为84.2mm 、101.5mm、19.75mm、28.75mm、30mm、15.45mm、16mm、2mm、14mm、12mm、4mm。则查表可得相应的等级公差以此为0.52mm、0.58mm、0.44mm、0.48mm、0.28mm、0.38mm、0.4mm、0.2mm、0.12mm、0.18mm、0.14mm将这些数据以此带入公式计算可得型芯径向尺寸84.2mm为： =mm型芯径向尺寸101.5mm为： =mm型芯径向尺寸19.75mm为： =mm型芯径向尺寸28.75mm为： =mm型芯径向尺30mm为： =mm型芯径向尺寸15.45mm为： =mm型芯径向尺寸16mm为： =mm型芯径向尺寸2mm为： =mm型芯径向尺寸14mm为： =mm型芯径向尺寸12mm为： =mm型芯径向尺寸4mm为： =mm 6 合模导向机构的设计6.1 导柱的设计导向机构对于塑料模具来说是必不可少的部件，因为在模具的闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须有导向机构，导向机构主要有定位，导向，受一定的侧压力，一般的导柱所露出在分型面上的长度要比型芯高6-8mm，以避免导柱型芯先进入型腔与其碰撞而损坏型腔和型芯。至于配合精度问题一般采用过度配合，导柱装入模板多用二级精度第二种过渡配合，硬度达到HRC50-55，粗糙度要求为，该模具所采用的是如下图所示： 图6.1 导柱6.2 导套的设计为了使导柱进入导套比较顺利，在导套的前端倒一圆角，且导柱孔为通孔，这样容易排气，材料用T8A，使其硬度应低于导柱硬度，这样就可以减少摩擦，以防止导柱或导套拉毛。导套的精度与配合，是采用二级精度过渡配合压入定模模板。样式见如下图：图6.2 导套 导柱布置见图如下：图6.3 导柱布置7 塑件脱模机构的设计7.1 推出机构的设计5使塑件从成型零件上脱出的机构称之为推出机构。本副模具是通过注塑机的合模机构，把力传给推板，然后通过通过固定板，再通过推杆，最后传给推件板，把塑件推出的。推出零件常分为推件板、推杆、推管、成型推杆等。此副模具所设计的塑件是属于薄壁塑件，而且在推出时不允许有推出痕迹，所以该模具采用推件板推出，这样有利于保证塑件的精度。此模具的设计也要满足一般推出机构的设计原则：塑件滞于动模一侧，这样有利于设计推出推出机构，以致于使模具结构简单、防止塑件变形、力求良好的塑个外观、结构可靠、脱模时工作可靠，运动平稳，制造方便，更换容易。脱模力的计算： =( f cossin) /（1+fcossin） （7.1）因实际上摩擦系数f较小，sin更小，cos也小于1，故忽略 fcossin，式 （7.1）简化为 =Ap（fcossin） （7.2）式中 脱模力（推出力）； 塑件对型芯的包紧力； A塑件包络型芯的面积； f为制品对型芯之间的静摩擦因数； 脱模斜度； P塑件对型芯单面积上的包紧力，一般情况下，模外冷却的塑件，p取；模内冷却的塑件，p取。查表可知 f=0.21 已知=1，p取中间值，A=3990mm代入公式（7.2） =3990（0.21cos1sin1） =76.8 N 脱模力要少于模外脱出的脱模力。但模内脱模容易使塑件容易变形，因此该模选用模外脱模。此副模具采用简单推出机构。它需要设计推杆、推件板、推杆固定板、推板等的设计。 推杆的设计：此模具由于塑件是箱盖形件，各处的脱模力由于接触面积是不一样的，各处的高度不是统一的，为了各处平衡，设计推杆时应均匀布置推杆。这样使系统就显得比较平衡了，增加了推杆的寿命。推杆的直径的设计，其尺寸和结构如下图: 图7.1 推杆推杆在推推件板时，应具有足够的刚性，以承受推出力，条件充许的话，尽可以把推杆的直径设得大一点。经过仔细的推算，选推杆的直径为2 mm，为了保持推杆在工作时具有一定的稳定性，把它进行校核。直径见下式 d = K(LF/n E) =1.5(146276.8/122.1x105)1.35 2 (7.3)式中 d为推杆的最小直径，mm。 K为安全系数，可取K=1.5; L为推杆长度，mm； F为脱模力，N; n为推杆数目； E为刚材的弹性模量，Mpa 。取直径为2 mm ,已经足够了。进行强度校核：=4F / nd2 =4x76.8/(12x3.14x2) （7.4） 2.03 说明它的强度是满足的。式中 为推杆所受力的应力，Mpa。 表示推杆材料的许用应力，Mpa。推杆的材料选用T10A，淬火处理。推杆的固定形式，推杆直径与模板上的推杆孔采用H8/f8的间隙配合。推杆的工作端面的配合部分的表面粗糙度Ra为0.8 um。推件板的由一块与型芯按一定的配合精度相配合的模板，它是在塑件的周边端面上进行推出，因此，作用面积大，推出力大，且均匀，运动平稳，并且在塑件上没有推出痕迹。推件应与型芯呈锥面配合，这样可以降低运动磨擦，推件板与型芯的配合，以不产生溢料为准，否则推件板复位困难，并且有可能造成模具损坏。推件板复位后，推板与动模座板之间应有23mm的空隙。对于推件板，虽然推出的效果要比推杆好，但是当型芯和推件板的配合不好，则在塑件上会出现毛刺，而且塑件还有可能会滞在推件板上。在推出过程中，由于推件板和型芯有磨擦，所以推件板也必须进行淬火处理，以提高其耐磨性。推件板的材料选用45钢，调质到230270HB，提高其耐磨性。推杆固定板它只要满足它的强度和刚度则就可以满足需要。它的粗糙度要求可以比较低。它是起到固定推杆的作用。推板的设计主要从它的强度和刚度去考虑，只要满足了，则就可以了。由于这些都是标准件，所以测量可知推杆固定板为15 mm，推板的厚度20mm，都采用钢T8A，淬火处理，使其硬度达到5058HRC。7.2 复位的设计该模具脱模机构在完成塑件脱模后，为进行一个循环，必须回到初始位置，该模具是采用复位杆复位的，由弹簧进行缓冲，减小撞击，提高模具寿命。具体式样见图纸上的推杆固定板和装配图。7.3 模架的设计模架技术的标准，是指在模具设计中和制造中所应遵循的技术规范、基准和准则。它具有以下定义： 减少了模具设计者的重复性工作； 改变了模具制造行业“大而全，小而全”的生产局面，转为专业生产局面； 模具的标准化是采用CAD/CAM技术的先进条件； 有利于模具技术的国际交流和模具出口。根据参考文献14表2-86的注射模模体组合形式而选模架，它适应于单分型面的模具的推件板的推出机构模宽B=250mm,模长L=450mm；模板A=25mm, 材料45钢；模板B=55mm，材料45钢；垫块C=80mm，材料45钢；推件板的厚度为55mm，采用45钢。动模座板的高度为25mm,它的材料为45钢，定模座板的高度为60mm,它的材料也为45钢。 模架的总高度计算得： H = 25+25+1+A+B+C = 25+60+1+25+55+80 = 246mm经校核模具的强度和刚度都是足够的。且模架的大小也适中，经核算选用该模架是较为合理的。图7.2 模架8 侧向分型与抽芯机构8.1 侧向抽芯机构的确定当在注射成型的塑件上与开合模方向不同的内侧或外侧具有孔、凹穴或凸台时，塑料就不能直接由推杆等推出机构推车脱模，此时，模具上成型该处的零件必须制成课侧向移动的活动型芯，以便在塑件脱模推出之前，先将侧向成型零件抽出，然后再把塑件从模内推出，否则就无法脱模。带动成型零件作侧向分型抽芯和复位的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。对于成型侧向凸台的情况，常常称为侧向分型；对于成型侧孔或侧凹的情况，往往称为侧向抽芯。侧向分型与抽芯机构用来成形制品侧壁的内外侧孔和凹槽，该类机构活动零件多，动作复杂，为保证该机构能可靠、灵活和高效地工作。按照侧向抽芯动力来源的不同，注射模的侧向分型与抽芯机构可分为机动侧向分型与抽芯机构、液压侧向分型与抽芯机构和手动侧向分型分型与抽芯机构等三大类。本设计采用的是机动抽芯，利用注射机的开模力，通过传动零件，将活动型抽芯出，固采用斜导柱。8.2 斜导柱抽芯机构设计原则 活动型芯一般比较小，应牢固装在滑块上，防止在抽芯时松动滑脱。型芯与滑块连接部位要有一定的强度和刚度； 滑块在导滑槽中滑动要平稳，不要发生卡住、跳动等现象； 滑块限位装置要可靠，保证开模后滑块停止在一定位置上而不任意滑动； 锁模块要能承受注射时的侧向压力，应选用可靠的连接方式与模板连接。锁模块和模板可做成一体。锁紧块的斜角应大于斜导柱的倾斜角，一般取=23，否则斜导柱无法带动滑块运动。 滑块完成抽芯运动后，仍停留在导滑槽内，留在导滑槽内的长度不应小于滑块全长的2/3，否则，滑块在开始复位时容易倾斜而损坏模具。 防止滑块和推出机构复位时的相互干涉，尽量不使推杆和活动型芯水平投影重合。应该采取措施使推出机构先复位，然后才允许侧型芯滑块的复位，这样才能避免干涉。 滑块设在定模的情况下，为保证塑料制品留在定模上，开模前必须先抽出侧向型芯，最好采取定向定距拉紧装置。8.3 斜导柱抽芯机构相关参数的计算68.3.1 抽芯距离抽芯距指型芯从成型位置抽至不妨碍脱模的位置时，型芯或滑块在抽芯方向所移动的距离。侧抽芯距一般比塑件上侧凹、侧孔的深度或侧向凸台的高度大23mm，用公式表示为 S = S + （23） （8.1）式中 S抽芯距，mm； S塑件上侧凹、侧孔的深度或侧向凸台的高度，mm。本设计依据零件侧壁空高度为1.25mm。所以可取抽芯距S=4mm。8.3.2 斜导柱倾斜角的选择在斜导柱侧向分型与抽芯机构中，斜导柱与开合模方向的夹角称为斜导柱的倾斜角，它是决定斜导柱抽芯机构工作效果的一个重要参数，的大小对斜导柱的有效工作长度、抽芯距离、受力状况等起着直接的重要影响。当斜导柱倾斜角增大时，斜导柱受力状况变坏，但为完成抽芯所需的开模行程可减小；反之，当角减小时，斜导柱受力状况有所改善，可是开模行程却增加了，而且斜导柱的长度也增加了。这会使模具厚度增加。因此，斜导柱倾斜角过大或过小都是不好的，一般设计时取1222，最大不超过25。对于该模具，由于抽拔力不是太大，综合考虑斜导柱的倾斜角取=20。8.3.3 斜导柱直径的确定 8.3.3.1 脱模力对于本塑件，具有与一般小断面侧孔侧凹收缩的抽芯不同的特点，是在整个侧表面周边的大面积抽芯，塑件的径向收缩不仅不对侧凹成型零件产生包紧，反而会松开，但轴向收缩仍会使侧凹成型零件被卡紧。这种塑件采用对合的哈夫块或多拼块成型，侧向分型力（脱模力）已在第七章阐述过。 8.3.3.2 斜导柱的有效工作长度L L = S / sin (8.2)依据抽芯距S为4mm，斜导柱倾斜角为20代入数据可得 L=4/sin20= 11.7mm 8.3.3.3 斜导柱直径d的选择屈华昌 主编塑料成型工艺与模具设计 P192193 查表10.1，由最大弯曲力和脱模力与斜导柱直径的关系可知斜导柱直径为d=8mm,由手册查得标准斜导柱直径为8mm，所以此模具斜导柱直径选用标准代号871L。8.4 滑块的设计 8.4.1 滑块形状设计滑块是斜导柱机构中的可动零件，滑块与侧型芯既可做成整体式的；也可做成组合式的，由于该塑件的侧孔既小又深，故选择滑块与侧型芯做成组合式的。其结构如下图所示：图8.1 侧抽芯8.4.2 滑块定位装置设计开模后，滑块必须停留在刚刚脱离斜导柱的位置上，不可任意移动，否则，合模时斜导柱将不能准确进入滑块上的斜孔，致使模具损坏。而定位装置可以保证滑块离开斜导柱后，可靠地停留在正确的位置上。它起着保障完全的作用。本设计是弹簧顶销机构，其结构简单，适合于水平方向侧抽芯的场合。图 8.2 侧滑块的定位装置8.4.3 导滑槽的设计斜导柱侧向抽芯机构工作时，侧滑块是在导滑槽内按一定的精度和沿一定的方向往复移动的零件。根据侧抽芯的大小、形状和要求不同，以及各工厂的使用习惯不同，导滑槽的形式也不相同。常用的是形槽和燕尾槽。侧滑块是沿着导滑槽移动的，故对导滑槽提出如下要求： 滑块在导滑槽内运动要平稳滑动； 滑块在完成抽拔动作后，仍留在导滑槽内，其留下部分的长度不应小于滑块长度的2/3，否则，滑块在开始复位时容易发生偏斜，甚至损坏模具； 滑块与导滑槽间应上、下与左、右各有一对平面呈动配合，配合精度可选H8/g8或H8/g7，其余各面均应留有间隙； 导滑槽应有足够的硬度（HRC5256）。基于以上要求，且该塑件不大，所需开模行程也不大，故导滑槽采用整体式，形状采用平行滑导轨，上板开有液体润滑油孔。其结构及与滑块的配合如下图所示：图 8.3 侧滑块的定位装置8.5 锁紧块的确定8.5.1 锁紧块的设计要点锁紧块的斜角应导柱的倾斜角。一般= +（23）。这样，在开模时锁紧块能很快离开滑块的压紧面，避免压紧块与滑块间产生过大摩擦。另外，合模时，只是在接近合模终点时，锁紧块才接触滑块，并最后压紧滑块，使斜导柱与滑块的斜孔壁脱离接触，以免注射时斜导柱受过大的力。8.5.2 锁紧块的结构设计锁紧块设在模板外，采用与板的过盈配合形式。其结构如下图所示：详细尺寸见锁紧块零件图。图 8.4 锁紧块 9 冷却系统的设计9.1 冷却管道计算及开设原则9.1.1 冷却道开设原则（1）冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大；（2）冷却水道至型腔表面距离应尽量相等；（3）浇口处加强冷却；（4）冷却水道出、入口温差应尽量小；（5）冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置；（6）冷却水道尽量避免在塑件的熔接痕处；（7）合理确定冷却水接头位置。9.1.2 冷却管道的计算注射模具的温度设计是否恰当，不仅影响塑件的质量，而且对生产效率、充模流动、固化定型都有重要影响。模具对塑件质量的影响主要体现在以下几个方面：1、改善成形性 2、成形收缩率 3、塑件变形 4、尺寸稳定性 5、力学性能 6、外观质量。 9.1.2.1 水道热量的计算当大批量的生产时，而且又要满足塑件的质量要求时，增多型腔是不现实的。这时提高生产率显得尤其重要了。而提高生产率又与模具温度的控制有密切关系。生产效率主要取决于冷却介质（一般是水）的热交换效果。因此缩短注射成形周期的冷却时间是提高生产效率的关键。 根据牛顿冷却定律，冷却介质从模具带走的热量为： Q = AT （9.1） = 8.2 x 3.39 x 10-2 x 40 x 71.5 = 795 J 式中 表示冷却管道孔壁与冷却介质间的传热系数； A表示冷却管道壁的传热面积； T表示模具与冷却介质温度之差值； 表示冷却时间，s 。 9.1.2.2 水道直径的设计确定冷却水孔的直径时应注意，无论多大的模具，水孔的直径不能大于14mm，否则冷却水难以成为湍急状态，以至降低热交换效率。一般水孔的直径课根据塑件的平均壁厚来确定。平均壁厚为2mm时，水孔直径可取810mm；平均壁厚为24mm时，水孔直径可取1012mm；平均壁厚为46mm时，水孔直径可取1014mm。本设计可按经验值 ，取进水口水道直径d=10mm，然后分成两股水流d=8mm进入两边进行冷却，且用厚2mm的挡板隔成两股进给，最后汇聚成一股退出，出水口直径也为d=10mm。 9.1.2.3 水道的布置合理的确定冷却通道的中心距以及冷却通道与型腔的距离，保证了型腔表
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