lcd盒上下盖塑料模具设计 本科毕业设计说明书正文

摘要塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。传统的异型产品设计、模具设计及其加工都是根据二维工程图来完成的，加工出来的产品数据精度低，往往需不断地修改产品设计和修改模具，因此，它研发周期长、成本高。针对上述问题，本设计采用最新CAD/CAE/CAMPRO/E软件来实现三维设计，运用PLASTICADVISOR进行填充和冷却效果的模拟分析，大大地缩短了产品的研发周期、模具设计周期和加工周期，提高了产品设计的准确性，大大降低产品开发、模具设计的成本。本设计内容包括了塑料成型工艺与塑料模具设计两大主题，通过进行调研及查阅资料，根据产品的材料特性与功用，用PRO/E进行三维设计，并完成对其各结构的工艺性与可行性分析。同时，通过了解塑料成型模具的新技术，运用塑料成型理论的基础知识，进行模具结构设计，并通过理论计算与软件分析进行校核。设计中还运用PLASTICADVISOR等注塑模拟分析专业软件对所设计的模具进行注射成型流动模拟分析，得到一系列关于注射时间，压力，温度，缺陷，冷却的参数，从而进一步得到模具注塑成型的可行性，并以此来改进模具结构和工艺参数。通过本设计，可以对注塑模具有一个更深的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理。关键词注塑模具、模具设计、PLASTICADVISOR、分模ABSTRACTPLASTICSINDUSTRYISTHEWORLDSFASTESTGROWINGINDUSTRYCATEGORIES,ANDTHATTHEINJECTIONMOLDISONEOFTHETYPESOFRAPIDDEVELOPMENT,THEREFORE,ONINJECTIONMOLDPLASTICPRODUCTSTOTHEUNDERSTANDINGOFTHEPRODUCTIONPROCESSANDIMPROVEPRODUCTQUALITYHAVEGREATSIGNIFICANCESHAPEDTHETRADITIONALPRODUCTDESIGN,MOLDDESIGNANDPROCESSINGAREBASEDONTWODIMENSIONALENGINEERINGDRAWINGSTOCOMPLETETHEPROCESSINGOFPRODUCTSFROMLOWACCURACYOFDATA,OFTENCONTINUETOMODIFYPRODUCTDESIGNANDMODIFICATIONDIE,SOLONGCYCLEOFITSRDANDHIGHCOSTTOADDRESSTHEABOVEPROBLEMS,THEDESIGNUSINGTHELATESTCAD/CAE/CAMPRO/ESOFTWARETOACHIEVETHREEDIMENSIONALDESIGN,THEUSEPLASTICADVISORTOFILLTHECOOLINGEFFECTOFSIMULATIONANDANALYSIS,GREATLYSHORTENEDTHEPRODUCTRDCYCLE,MOLDDESIGNCYCLEANDTHEPROCESSINGCYCLEANDIMPROVETHEACCURACYOFTHEPRODUCTDESIGN,GREATLYREDUCINGPRODUCTDEVELOPMENT,MOLDDESIGNCOSTSTHEDESIGNINCLUDESTWOMAJORTHEMESTHEPLASTICMOLDINGPROCESSANDTHEPLASTICMOLDDESIGNBYCOLLECTINGANDRESEARCHINGREFERENCEDATA,WITHPRO/EMODELING3DDESIGNACCORDINGTOTHEMATERIALPROPERTIESOFTHEPRODUCTTHENICOMPLETEDALLTHEANALYSISOFITSINTERNALSTRUCTURESRATIONALITYANDFEASIBILITYSIMULTANEOUSLY,BYSTUDYINGTHENEWTECHNOLOGYOFPLASTICMOLDANDUSINGTHEBASICTHEORETICALKNOWLEDGEANDPRINCIPLESOFPLASTICFORMING,IDESIGNEDTHESTRUCTURALFEATURESOFTHEMOULDANDCHECKTHEMBYDESIGNCALCULATIONANDAPPLICATIONANALYSISATTHEENDOFTHEDESIGN,WITHTHEAPPLICATIONOFPLASTICADVISORSOFTWARE,THEPROCESSOFTHEPLASTICINJECTIONMOLDINGHADBEENSIMULATEDANDANALYZEDTHEN,SOMEDATAHADBEENOBTAINEDWHICHISPARAMETERABOUTTHETIME，PRESSURETEMPERATURE，DEFECTANDFREEZEOFINJECTIONAFTERTHAT，ANALYSISTHEFEASIBILITYOFINJECTION，ANDFINALLYGETTHEBESTDIESTRUCTUREANDMOLDINGPARAMETERSTHROUGHTHISDESIGN,THEINJECTIONMOLDCANHAVEABETTERUNDERSTANDING,NOTEDTHATTHEDESIGNOFCERTAINDETAILSOFTHEUNDERSTANDINGOFTHESTRUCTUREANDWORKINGPRINCIPLEOFMOLDKEYWORDSINJECTIONMOLD,MOLDDESIGN,PLASTICADVISOR,SUBMODULE目录摘要I第一章绪论1第二章产品材料选择和成型工艺分析321产品材料选择322ABS的主要技术指标523ABS的成形工艺参数524产品成型工艺性分析6第三章注塑机的初步选择1231成型体积与质量估算1232初选注射成型机的型号和规格1233塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算12第四章模具设计1441初步选择模架1441确定模具基本结构1442模具的结构设计14421确定型腔数目及排列方式14422分型面的设置15423浇注系统的设计16424成型零件的设计20425顶出脱模机构的设计20426侧向抽芯机构的设计23427斜顶脱模机构的设计26428冷却系统计算2743模具零件尺寸计算及校核31431成型零件部分尺寸计算31432主要零件的强度校核32433注射机的校核33434模具装配图及运动分析35总结37参考文献38致谢39第一章绪论美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”；日本称模具工业为“进入富裕社会的原动力”；德国给模具工业冠之以“金属加工业中的帝王”称号；欧盟一些国家称“模具就是黄金”新加坡则把模具工业作为“磁力工业”；中国模具权威称“模具是印钞机”。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。可见模具工业在世界各国经济发展中所具有的重要地位，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。近年来，全球制造业正以垂直整合的模式向亚太地区转移，我国正成为世界制造业的重要基地。据权威报告，中国已成为世界第一制造大国。作为产品制造的重要工艺装备，国民经济基础工业之一的模具工业将直面竞争的第一线1。“十五”规划指出，模具是工业生产的基础工艺装备，国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑都要求模具工业的发展与之相适应。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业”。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”；德国则认为是所有工业中的“关键工业”；日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力”，同时也是“整个工业发展的秘密”，是“进入富裕社会的原动力”。日本模具产业年产值达到13000亿日元，远远超过日本机床总产值9000亿日元。如今，世界模具工业的发展甚至已超过了新兴的电子工业。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以15的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。在大型模具方面，已能生产48“（约122CM）大屏幕彩电塑壳注射模具，65KG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；精密塑料模方面，已能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面也做出了贡献。尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离2。（1）注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。（2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。（3）推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。（4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。此次毕业设计的课题为LCD盒上下盖塑料模具设计。本题目要求进行调研及市场调查，了解塑料成型加工领域的新技术、新动态，了解计算机辅助设计领域应用软件的新动态，应用PRO/E等计算机应用软件设计一套该产品的注射成型模具，并用PLASTICADVISOR等分析软件对所设计的模具进行注射成型流动模拟分析，选择模具结构的最佳参数。在本次设计中综合运用了塑料产品结构设计，塑料成型工艺，塑料模具设计与制造，模具制造工艺等相关知识，涉及计算机辅助设计软件PRO/E，PLASTICADVISOR，AUTOCAD的实际应用，与本专业的学习密切相关，充分体现了理论知识在实践中的应用。在设计中也遇到许多问题，如塑件工艺性分析、模具结构的熟识与分析选用、设计软件如PRO/E，PLASTICADVISOR的应用技术有待提高。分析解决这些问题，顺利完成模具的设计，对本人理论知识水平的提高和实践能力的增强都有极大的帮助。第二章产品材料选择和成型工艺分析21产品材料选择该LCD盒上下盖（如图21,22所示）产品要求强度高，耐腐蚀和摩擦并且要求产图21LCD盒上盖图22LCD盒下盖品的表面光滑，容易清洁处理。设计中应充分考虑上述产品的工作条件，以及产品的生产周期，性能及外观要求来进行产品材料选择。（1）LCD盒上下盖材料为丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物ABS。ABS的性能如下ABS外观为粒状或粉状，呈浅象牙色，不透明但成型的塑料件有较好的光泽。它无毒、无味、易燃烧、无自熄性，密度为102108G/CM3。ABS具有较高的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降；有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、化学稳定性和电气性能。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工，且易着色。ABS几乎不受酸、碱、盐及水和无机化合物的影响，溶于酮、醛、酯、氯代烃中，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀，会引起应力开裂。此外，ABS的热稳定性差，热变形温度为93OC，脆化温度为27OC，使用的温度范围为40100OC，而且ABS的耐候性也差，紫外线作用下容易氧化降解，从而会导致制件变硬变脆。ABS具有良好的成型性和综合力学性能，因此用途广泛，在机械工业上用来制造水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库、冰箱衬里、管道、电机外壳、仪表壳、齿轮、泵叶轮、轴承和把手等。ABS有汽车工业上的用途也日趋增加，用ABS可制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等，还有的用ABS夹层板制作小轿车车身等。此外，ABS还可用来制作水表壳、纺织器材、家用电器外壳、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。根据本产品的用途和工作环境，本设计选用通用级料ABS塑料。ABS的成型加工性能1）ABS吸湿性较强，含水量高的原料制得的塑件光泽度不强，内在质量也不好，因此应进行干燥处理，使含水量不大于03。2）ABS熔体有较明显的非牛顿性，提高成型压力可以使熔体粘度明显减小，粘度随温度升高也会明显下降。3）ABS具有较小的成型收缩率，收缩率变化的范围为0308，因此塑件精度较高。4）ABS的成型加工性能良好，对注塑机并无特殊要求，通用的螺杆式和柱塞式注塑机均可使用，但多用螺杆式注塑机，产品质量较好。5）在采用螺杆式注塑机成型时，为了提高塑件质量，尺寸稳定性，表面光泽度和消除残余的内应力，注射量控制在最大注射量的50左右较为适宜。6）ABS熔料的粘度中等，比PC，PVC好，但比PS要差，以采用直通式喷嘴较好。7）ABS模具的主流道以圆锥形为好，主流道应以短为宜，一般为50MM左右，最长也不要超过100MM。8）分流道的截面积必须足够大，使熔料能在流道凝固前充满模腔，并在模内压实。截面的直径一般应大于5MM，但不要超过10MM9）ABS的顶出机构的顶出力不宜过大，否则塑件表面易产生白化现象。10）虽然ABS的成型收缩率较小，但它易产生内应力，因此塑件一般要进行热处理，可将塑件置于70OC的热空气中处理24H。ABS的主要注塑成型条件1）料筒温度。ABS属无定形塑料，无明显熔点，熔融流动温度不太高，160OC以上即有充分的流动性，但温度过高并不会使流动性增加。ABS的品种较多，不同品种的料筒温度有所不同，通用ABS的料筒温度为180230OC；耐热ABS为190240OC；阻燃ABS为170220OC。喷嘴温度较料筒温度前部温度低2030OC。2）模具温度。模具的高低对塑件质量影响甚大，在成型加工时应将模温控制在允许的范围内，一般模温控制在5070OC。3）注射压力。注射压力的大小主要取决于塑件的结构及壁厚。通常，通用ABS的注射压力为5070MPA；耐热ABS的注射压力为6085MPA；阻燃ABS的注射压力为60100MPA。如充模时的流动阻力大，则选用较高的注射压力；反之，选用较低的注射压力。22ABS的主要技术指标根据塑料模具设计手册P15页可知，聚苯乙烯的主要技术指标如下表21ABS的主要技术指标抗拉屈服强度MPA弯曲强度MPA硬度HB冲击强度（无缺口）KF/M2冲击强度（有缺口）KF/M25080HB9726111塑料名称密度（G/CM3）吸水率（24H）收缩性熔点0CABS1021160204030813016023ABS的成形工艺参数根据塑料模具设计手册P34页可知，聚苯乙烯的成形工艺参数如下若采用螺杆式的注射机预热和干燥温度（0C）8095时间（H）45料筒温度（0C）后段150170中段165180前段180200喷嘴温度（0C）170180模具温度（0C）5080注射压力（MPA）60100成型时间（S）高压时间05保压时间1530冷却时间1530成形周期407024产品成型工艺性分析该产品两个塑料组成部分的材料是ABS，精度等级一般，为MT5级精度，制品要求外观表面光滑，无杂色，无收缩痕迹，壁厚基本均匀，注射成型应不会发生填充不足现象。生产批量中等，结构形状并不太过复杂，成型工艺较好，可以注射成型。上盖有三个倒钩，需要采用侧向抽芯机构，而下盖的侧面有两个孔以及三个内凹的缺口，需要采用侧向抽芯机构和斜顶杆机构。将模型导入PRO/E后，启动塑性顾问，进入塑性分析。（1）分析最佳浇口，设计浇注系统。选择ABS料，分析结果如图23图23最佳浇口位置浇口位置分析结果较满意，便于模具的设计，图示蓝色地带均可作为进浇口，符合分析结果，也便于易加工，并符合多腔模具的型腔排布设置（本设计中采用一模两腔的形式，一套模具一次性可成型出两件零件的整套LCD盒）。通过对塑件最佳浇口的分析，结合其它方面条件的综合考虑，完成型腔布置和浇注系统设计（设计详情参阅本设计说明书“模具设计”小节），最后决定采用侧浇口进浇成型，选用分析结果图上蓝色地带作为浇口区域，流道加工也较为方便，同时进胶痕比较小，符合产品外观要求。产品模具的浇注系统和冷却系统（详细结构及尺寸计算参照设计说明书“模具设计”小节和所附零件图）。（2）流动填充分析1）填充时间由分析结果图24可以看到，主流道两侧填充时间均在05S以内，只有极少数的远处边界填充时间需要248S，填充较为平衡，填充时间简短，符合成型要求。图24填充时间分析图2）流动前沿温度由流动前沿温度分析结果图25看到，大部分面积的熔胶的流动前沿温度分布在235C左右，而该LCD盒采用ABS材料的料温为235C，流动前沿温度与料温极为接近，说明制件的填充情况较好，无迟滞现象发生，融合线也将会有很高的强度。图中也可看出有极少边远部分的流动前沿温度在229C左右，这属于ABS材料正常加工温度范围200C250C之内。图25流动前沿温度3）注射压力图在注射时压力达到最大值5326MPA，远小于一般注射机可达到的注射压力，符合成型要求。图26注射压力分布4）气泡分布由分析结果图27可以看到，气泡数量比较少，且主要集中在分型面上，可利用分型面排气；侧面的倒钩和孔部分的气泡可利用侧向抽芯滑块机构进行排气；盖内侧的工艺结构上的气泡不影响产品外观质量，可利用顶杆顶出机构进行排气。图27气泡分布图5）熔接痕分布分析结果如图28，上盖在熔体接合处产生一道较明显熔接痕。由上述流动前沿温度分析可看到，此处前沿温度较高，熔接质量有一定的保证，但对制件的外观有一定影响。图28熔接痕分布（3）冷却效果分析1）冷却表面温度变化如图29所示，温度变化大部分都在3C左右，符合要求。图29冷却表面温度分布2）冷却时间变化如图210显示，制件大部分区域均能较快地固化，靠近浇口部分及流道部分时间较长，甚至达到需要3821秒之多，但该部分及流道部分不影响产品质量要求。产品各个零件均能在较短时间内固化，浇注系统与冷却系统的设置符合成型要求。图210冷却时间变化3）冷却收缩情况由图211可看出两塑件在四周曲面部分缩较多。可通过调整冷却水道位置，适当延长保压时间，增加保压压力等方法改善收缩情况。图211缩情况第三章注塑机的初步选择注射机的初步选择主要考虑注射机的注射量，锁模力，模具厚度等因素。31成型体积与质量估算拟采用一模两腔模式，利用PRO/E软件对模型分析得上盖部分体积1V2128CM3质量1M2128CM3105G/CM32234G；下盖部分体积23143CM3质量23143CM3105G/CM333G；由于浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的02倍1倍来估算。由于本次设计采用的流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的06倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（两个塑件和浇注系统凝料的总体积）为V总16212831438435CM3总质量M总8435CM3105G/CM38857G32初选注射成型机的型号和规格从实际注射量应在注射机额定注射量的2080之间考虑2HEH,EHTANS（3）斜顶的基本参数1）斜顶行程S1022322）由于行程小，设斜顶角度为4。3）最小顶出行程S/TAN4457其他具体参数见零件图。（4）斜顶的基本结构图48图48斜顶的基本结构428冷却系统计算（1）冷却系统的设计原则为了提高冷却系统的效率和使型腔表面温度分布均匀，在冷却系统的设计中应遵守如下原则1）在设计时冷却系统应先于推出机构。2）注意凹模和型芯的热平衡。3）对于简单的模具，可先设定冷却水出入口的温差，然后计算冷却水的流、冷却管道直径、保证湍流的流速以及维持这一流速所需的压力降便已足够。4）生产批量大的普通模具和精密模具在冷却方式上应有差异；对于大批量生产的普通塑件，可采用快冷以获得较短的循环注塑周期。5）模具中冷却水温度升高会使热传递减小，精密模具出入口水温相差应在2以内，普通模具也不要超过5。6）由于凹模与型芯的冷却情况不同，一般应采用两条冷却回路分别冷却凹模和型芯。7）当模具仅设一个入水接口和一个出水接口时，应将冷却管道串联连接，若采用并联连接，由于各回路的流动阻力不同，很难形成相同的冷却条件。8）采用多而细的冷却管道，比采用独根大冷却管道好。9）在收缩率大的塑料制件的模具中，应沿其收缩方向设置冷却回路。10）普通模具的冷却水应采用常温下的水，通过调节水流量来调节模具温度。11）合理地确定冷却管道的中心距以及冷却管道与型腔壁的距离。根据经验，一般冷却管道中心线与型腔壁的距离应为冷却管道直径的12倍，冷却管道的中心距约为管道直径的35倍。12）尽可能使所有冷却管道孔分别到各处型腔表面的距离相等。13）应加强浇口处的冷却。14）应避免将冷却管道开设在塑件熔合纹的部位。15）注意水管的密封问题，以免漏水。16）进口、出口水管接头的位置应尽可能开设在模具的同一侧。（2）冷却管道设计两个塑件加浇注系统的总质量M总8857G；查表，ABS的密度为1105G/3C；ABS的比热容是PC1047KJ/KGK；水的比热容为C14187KJ/KGK，水的密度为10103KG/；成型时间为设T高压时间保压时间冷却时间60S每分钟注射次数CN60S1次/MIN；1）求冷却水的体积流量冷却介质的体积流量可按下式计算，QV（MQ1）/60C1（12）式中QV冷却介质的体积流量，M3/MIN；M单位时间内注入模具中的树脂质量，KG/H；M53142KG/H；Q1单位时间内树脂在模具内所放出的热量，取35105J/KG；冷却介质的密度，取1103KG/M3；C1冷却介质的比热容，取4187103J/（KGK）；1冷却介质出口温度，取28；2冷却介质进口温度，取25。根据上式，将数值代入，即QV（MQ1）/60C1（12）5314235105/6011034187103（2825）25103M3/MIN2）求冷却管道直径D查表，为使冷却水处于湍流状态，取D8MM3）求冷却水在管道内的流速V冷却介质在管道内的流速V可按下式计算V4QV/D2式中V冷却介质的流速，M/S；QV冷却介质的体积流量，M3/S；D冷却管道直径，MM。根据上式，将数值代入，即V4QV/D2（425103）/31460（8103）2083M/S4）求冷却水的表面传热系数HHFV08/D02式中F与冷却水温度有关的物理系数，取795（水温为25时）；冷却水在该温度下的密度，取1103KG/M3；V冷却水的流速，M/S；D冷却水孔的直径，MM。根据上式，将数值代入，即HFV08/D02795（1103）08/（8103）025245103W/M2K5）求冷却回路的总表面积AAMQ1/3600HMN式中H冷却水的表面传热系数，W/M2K；M单位时间内注入模具中的树脂质量，KG/H；M53142KG/H；Q1单位时间内树脂在模具内所放出的热量，取35105J/KG；M模具成型表面的温度，取60；N冷却水的平均温度，。根据上式，将数值代入，即AMQ1/3600HMN5314235105/3600524510360（2528）/2294103M26）求模具上应开设的冷却管道的孔数N模具上应开设的冷却管道的孔数N可按下式计算，NA/DL式中A冷却管道总传热面积，M2；D冷却管道直径，M；L冷却管道开设方向上模具长度或宽度，取350MM。根据上式，将数值代入，即NA/DL294103/31481033501031由上述计算可以看出，一条冷却陆水道对于模具来说显然是不合适的，所以本设计采用以下冷却水道如图49图49冷却水道43模具零件尺寸计算及校核431成型零件部分尺寸计算塑件尺寸与公差根据“入体原则”标注有广义孔用符号AS编号，极限公差取“”，广义轴用符号BS编号，极限公差取“”，中心距用CS编号，公差取所差值的半值并取对称公差“”。由于产品未注公差尺寸，塑件尺寸公差精度要求按MT5级查取。经查表得AS1142072AS284605AS3506037AS41075016AS5301AS62301AS7505012AS8R11016AS910014AS10725043AS11548012AS121085016AS1361014AS14835014AS155012AS160501AS17136016BS1124064BS265014BS3R88014BS4466032BS51216064BS6442032BS780205BS81376064BS97999043BS10865014CS1104057CS2532037CS3313028CS417019根据塑件的基本尺寸和所要求的精度，查得ABS的收缩率范围为0308，得平均收缩率SCPSCPMINSCPMAX/21000308/205（1）腔成型尺寸计算型腔成型尺寸中分两类，一类如孔径等在生产中受双边磨损，其计算公式为AMAS（ASSCP）X0Z其中X取值范围为1/23/4,塑件精度较高，因此取Z/3，取X3/4AMASAS053/4Z0另一类如型腔深度等在生产中受单边磨损，其计算公式为AMASAS051/2Z0区分型腔成型尺寸的类型，由所查塑件尺寸偏差和塑件的收缩率，分别代入公式计算得AS1081423AS20346AS30758AS407164AS507295AS67AS789AS819RAS939AS1048AS11085AS12071AS13036AS1408AS1508AS1676AS173（2）型芯成型尺寸计算型芯成型尺寸也分两类，双边磨损时，计算公式为BMBSBSSCP3/4Z单边磨损时，计算公式为BMBSBSSCP1/2Z区分型腔成型尺寸的类型，由所查塑件尺寸偏差和塑件的收缩率，分别代入公式计算得BS1071256BS20365BS3R038964BS40371BS5071248BS6349BS7812BS8712BS9785BS103（3）中心距计算生产过程中，中心距不会由于零件磨损而发生尺寸变化，计算公式为CMCSCSSCP2Z由所查塑件尺寸偏差和塑件的收缩率，代入公式计算得CS110452019CS2534660123CS331457009CS417085006432主要零件的强度校核由于注射压力的作用，凹模型腔有向外胀出变形的产生。当变形量大于塑件在壁厚方向的成型收缩量时，会产生脱模困难，严重时还不能开模。另外也由于成型中各种工艺因素的影响，型腔内的实际受力十分复杂，不可能以一种简单的模式完全代表；因此，在强度计算上采取了比较宽容的做法，原则是宁可有余不可不足。换言之，则是安全系数越大越好。本设计的模具尺寸中等，型芯侧壁和底板厚度的确定按刚度计算（1）侧壁可按以下公式进行计算H134ECPA式中H1凹模侧壁的理论宽度（MM）A凹模型腔的深度MMP凹模型腔内的熔体压力MPA，一般取2545MPA凹模长边侧壁的允许弹性变形量MM,按一般塑件而定，故取005MMC为系数；其具体数值由A/L的关系，由查表得到E钢材的抗拉弹性模量（MPA）在本设计中取一般中碳钢E21105MPA图410型腔示意图如图410所示，L270MM，A345MM，P35MPA，查表得，对应A/L013的C值取C1，塑件材料是为ABS，故取005MM，将已知值代入式中，得H1168MM463335650120本模具侧壁厚满足要求。（2）底板厚度可按以下公式进行计算H2341EPBC式中B为凹模型腔的短边长度，其值是200MM，查表得对应L/B135时的C1值为C10022其他符号意义与侧壁计算公式相同，将已知值代入式中，得H2489MM4633356021205本模具的底板厚符合要求。故模具的强度可以保证，所选模架合适。433注射机的校核（1）锁模力的计算注射时，为防止模具分型面被模腔压力顶开，必须对模具施以足够的锁模力，否则在分型面处将产生益料，因此在模具设计时应使得注射机的锁模力大于分型面胀开的力。锁模力按下式校核FPM（NAZAJ）式中PM塑料熔体在型腔内的平均压力（MPA）。注射机注入的塑料熔体流经喷嘴，流道，浇口和型腔，将产生压力损耗，一般来说型腔内的平均压力仅为注射压力的1/41/2。取PM35MPAN模具型腔数；AZ塑件在分型面上的投影面积（CM2）AJ浇注系统凝料在分型面上的投影面积（CM2）本设计中由PRO/E软件分析得总投影面积A188884CM2。代入数据计算得PM35610188884CM2661094KN所选的XSZY250型号注塑机锁模力为1800KN，满足要求。（2）模具厚度与注射机闭合高度的校核注射机规定的模具最大与最小厚度是指动模板闭合后达到规定锁模力时动模板和定模板间的最大与最小距离，因此所设计模具的厚度应落在注射机规定模具最大与最小厚度范围内，否则不能获得额定的锁摸力。这套模具的高度为346MM，而XSZY250型号注射机的最大装模厚度为350MM，最小装模高度200M，所以该注射机满足要求。（3）注射机开模行程校核模具开模后要取出塑件，要求有足够的开模距离，注射机的开模行程是有限的，因此模具设计时必须进行注射机开模行程的校核，可根据以下公式计算SH1H2（510）MM式中H1制品脱模距离，H2包括冷凝料在内的制品高度，代入数据算得S1115MM取开模行程S200MM，而所选注射机的开模行程可达500MM，故满足要求。（4）注射机装模部分尺寸校核每种规格的注射机可以安装模具最大与最小厚度，固定板与移动动模板上安装螺钉的尺寸与拉杆间距，喷嘴孔径与求头半径等均做了规定，模具设计时应就有关尺寸进行校核。模具的规格为“龙记”的A1型400450，其动定模座板装夹方向长度为400MM，XSZY250注射机的拉杆间距为448MM370MM，故XSZY250注射机满足要求。综上所述，选择XSZY250的注射机完全满足设计的要求。434模具装配图及运动分析1模具装配图绘制模具的装配图如下图所示，具体装配图见总装配图LCDH00。图411模具动作示意图（2）模具运动分析如图411所示，合模产品注射成型冷却后，模具缓慢从分型面打开，滑块在斜导柱的作用下侧向运动，带动侧型芯侧抽。侧向分型与抽芯结束，斜导柱脱离侧滑块，侧滑块在弹簧的作用下拉紧在限位挡块上，以便再次合模时斜导柱能准确地插入侧滑块的斜导柱孔中，迫使其复位。由于注塑机脱模机构继续后退，带动动模继续向后运动，塑件包在型芯上，随型芯一起向后运动，并把冷凝料完全从主流道拉出，留有一定距离保证冷凝料和塑件能有空间在重力作用下掉下。当动模下顶出板顶到注塑机的顶棍时，动模继续向后运动，斜顶在顶出塑件的同时也实现侧抽，到一定距离时推杆推出塑件，塑件在重力作用下掉下。接着闭模时，动模向前运动，滑块在斜导柱的作用下插进定模实现复位，接着进行下一次注射成型。总结本课题来源于生产实践。课题主要以LCD盒上下盖为研究对象，首先对其进行了注射工艺性分析，并确定其模具类型及注射方案，还有初步选择注射设备及模架；然后进行型腔布置设计计算及各模具结构的脱模力计算；再进行模具的结构设计校核及标准件选取；最后确定了模具所用的注射设备。本课题设计的LCD盒上下盖注射模具设计应用于实际生产，有利于降低成本和缩短模具生产周期，并带来社会效益和经济效益。本文的主要工作和结论总结如下（1）对给塑件的注射工艺性进行了分析，判定该塑件符合注射工艺条件；选择注射模作为给定塑件的模具类型；确定了一模两腔的注射加工方案。（2）确定了给定塑件的进浇方式，一模两不同腔的型腔布置；计算出给定塑件的注射量和注射压力；分别计算出塑件的脱模力、局部的抽拔力等。（3）对给定塑件的注射模具进行设计，包括凸模、凹模、脱模机构、侧抽机构、斜顶机构、导向及支承零部件、复位机构、紧固元件等的设计，以及模具材料的选择。确定模具的总体结构为二板式注射模结构。（4）校核模具成型零件尺寸、主要零件的强度校核、注射成型设备的校核