机械毕业设计（论文）-收音机中框零件塑件进行模具设计[抽芯].pdf

本科毕业设计本科毕业设计(论文论文) 题目：收音机中框零件注塑模设计题目：收音机中框零件注塑模设计 系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2013 年 4 月 i 收音机中框零件塑件进行模具设计收音机中框零件塑件进行模具设计 摘要摘要 本次设计主要讲述收音机中框零件塑件进行模具设计的毕业设计。 论文综述 了国内模具设计的研究进展及研究现状、分析课题的研究背景、阐述课题研究的 意义和内容。 首先分析塑件工艺结构， 了解塑件的技术要求， 测量塑件尺寸， 绘制塑件图， 选用 abs 材料，设计出一套一模一腔的塑料模具。同时，详细叙述了设计过程 如何分析塑件制品的结构、性能，确定成型方案，成型部分的设计，导向机构、 浇注系统、顶出机构、排气、冷却系统等，接着分析了如何选择模具钢种、模具 标准件。 本套模具设计结合了机械制图，cad，公差配合，模具设计，机械制造技术 模具工艺学，ug 等专业课程的知识，讲述了塑料模具结构设计的步骤，详细介 绍了一套塑料模具设计的全部过程。 关键词关键词：型腔；型芯；模具设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 ii design of injection mold frame radio parts abstract this instruction booklet main narration the radio frame models the graduation project which carries on the mold to design.the paper summarizes the analysis of the status quo, and research progress of study on the hydraulic technology at home and abroad and the significance of research background, describes the research topics. first analyzes models the craft structure, understood models the specification, the survey models a size, the plan models a chart, selects the abs material, designs set of the one plastic mold with one mold holes. at the same time, how in detail narrated the design process to analyze models a product the structure, the performance, determined took shape the plan, took shape the partial designs, the guidance organization, pours the system, goes against the organization, the exhaust, the cooling system and so on, how then analyzed has chosen the mold aluminum, the mold standard. this set molding tool design combined the machine graphics, cad, the business trip match, molding tool design, machine manufacturing the technique molding tool craft learn, the ug waits professional lesson, relating the plastics molding tool structure a design of step, detailedintroduced a set of plastics molding tool to design of all processes. key words: cavity core；mold；design iii iv 目目 录录 1 绪论绪论 1 1.1 模具介绍 . 1 1.2 模具在加工工业中的地位 . 1 1.3 模具的发展趋势 1 1.4 设计在学习模具专业中的作用 2 2 该塑件材料分析和工艺性分析该塑件材料分析和工艺性分析 . 3 2.1 材料分析 . 3 2.2 工艺分析 . 3 3 拟定的成型工艺拟定的成型工艺 . 4 3.1 塑件的成型方法 4 3.2 塑件的成型参数 4 3.3 确定型腔数目 4 3.3.1 计算制品的体积和重量 . 4 3.3.2 确定型腔数目 . 4 4 浇注系统的设计浇注系统的设计 . 6 4.1 塑件在模具中的位置 . 6 4.1.1 型腔的布置 . 6 4.1.2 分型面的选择 . 6 4.2 确定浇口形式及位置 . 7 4.3 主流道的设计 8 4.4 分流道设计 . 8 4.5 冷料穴设计 . 9 5 成型零部件的设计成型零部件的设计 10 5.1 成型零部件的结构设计 10 5.2 成型零部件工作尺寸计算 . 11 5.3 成型零部件的强度与刚度计算 12 6 结构零部件的设计结构零部件的设计 14 6.1 选用注射机及模架 . 14 6.1.1 初选注射机 . 14 6.2.2 选标准模架 . 15 6.2 定模板与动模板的设计 . 16 6.3 合模导向机构的设计 16 v 7 推出机构的设计推出机构的设计 . 18 7.1 推件力的计算 18 7.2 确定顶出方式及推杆位置 18 8 侧向分型与抽芯机构设计侧向分型与抽芯机构设计 20 8.1 外侧抽芯机构设计 20 8.1.1 计算斜导柱倾斜角 . 21 8.1.2 计算斜导柱直径 d . 21 8.2.3 计算斜导柱长度 . 21 8.2 内侧抽芯机构设计 21 8.2.1 计算斜导柱倾斜角 . 21 8.2.2 计算斜导柱直径 . 22 8.3.3 计算斜导柱长度 . 22 9 温度调节系统设计温度调节系统设计 23 10 排气系统设计排气系统设计 24 10.1 排气不良的危害性 24 10.2 排气方法 24 10.3 排气槽结构 24 11 产品及模具的三维造型产品及模具的三维造型 . 25 12 注塑机参数校核注塑机参数校核 29 12.1 最大注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核 29 12.2 开模行程的校核 29 12.3 模具与注射机安装相关部分尺寸校核 29 13 绘制图纸并编写技术文件绘制图纸并编写技术文件 . 30 13.1 绘制各非标准零件图纸 30 13.2 编写加工工艺和装配技术 31 13.2.2 装配要求 . 32 13.2.3 综合要求 . 32 设计总结设计总结 . 34 致谢致谢 35 参考文献参考文献 . 36 毕业设计（论文）知识产权声明毕业设计（论文）知识产权声明 37 毕业设计（论文）独创性声明毕业设计（论文）独创性声明 . 38 1 绪论 1 1 绪论绪论 1.1 模具模具介绍介绍 模具的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形 体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛 应用于制造业中。模具主要类型有：冲模、锻摸、塑料模、压铸模、粉末冶金模、 玻璃模、橡胶模、陶瓷模等。除部分冲模以外的上述各种模具都属于腔型模，因 为它们一般都是依靠三维的模具型腔是材料成型。其中塑料模约占模具总数的 35，分额最大而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射 模，此外还有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模 等。 1.2 模具模具在在加工工业中的加工工业中的地位地位 模具是工业生产中的重要工艺装备， 模具工业是国民经济各部门发展的重要 基础之一，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家 产品制造水平高低的重要标志。它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。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业 化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域 里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中 6090 的产品的零件，组件和部件的生产加工。振兴和发展我国的模具工业，正日益受 到人们的关注。 1.3 模具的模具的发展趋势发展趋势 20 世纪 80 年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来， 并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。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。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。 今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模 具制造强国。 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 毕业设计（论文） 2 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。 （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。 1.4 设计设计在学习在学习模具模具专专业中的业中的作用作用 通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在成型过程中对模具的工艺要求， 掌握模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。 在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理，结合模 具结构的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺。 毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用， 综合检验大学期间所学的 知识。 2 该塑件材料分析和工艺性分析 3 2 该塑件材料分析和工艺性分析该塑件材料分析和工艺性分析 2.1 材料分析材料分析 该产品的成型材料是 abs。基本特性：abs 是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯 共聚而成的。这三种组分的各自特性，使 abs 具有良好的综合力学性能。丙烯 腈使 abs 有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使 abs 坚韧，苯乙烯使它 有良好的加工性和染色性能。abs 无毒、无味，呈微黄色，成形的塑料件有较 好的光泽。密度为 1.021.05g/cm。 abs 有极好的抗冲压强度，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、耐油性、耐水性、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。经过调色 可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为 70c 左右，热变形温 度为 93c 左右。耐气候性差，在紫外线作用下变硬变脆；主要用途：abs 广泛 用于水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具等；成型特点：abs 在升温时粘度增高，所以成型压力比较高，塑料上的脱模斜度宜稍大，abs 易 吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少 浇口对流道的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。 要求塑件精度高时，模具温度可控制在 5060c，要求塑件光泽和耐用时，应 控制在 6080c。 2.2 工艺分析工艺分析 1） 该塑件尺寸不大，一般精度等级。属于中等难度的塑料模具。包括了模 具的基本结构，其中有外侧抽芯两处，内侧抽芯五处（五处内侧抽芯基本尺寸及 结构均一致） ，插穿两处。 2） 为满足制品表面质量要求与提高成型效率采用侧浇口。 3） 为了节约成本和方便加工与热处理， 型腔和型芯均采用整体镶嵌式结构。 4） abs 在升温时粘度增高，所以成型压力较高，故塑件上的脱模斜度宜 稍大，要有足够的脱模斜度 防止顶角；abs 易吸水，成型加工前应进行干燥处 理；abs 易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力， 要注意浇口位置防止和减少熔接痕；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收 缩率影响极小。模具温度应控制在 6080。 3 拟定的成型工艺 4 3 拟定的成型工艺拟定的成型工艺 3.1 塑件的成型塑件的成型方法方法 热塑性塑料指定采用注射成型，本设计选用热塑性塑料 abs，可用注射成 型。 3.2 塑件的成型参数塑件的成型参数 根据制品结构特点及选定的原料 abs，可拟定如下工艺参数） 。 塑料名称： abs 密度（g/cm） ：1.021.05 计算收缩率（%） ：0.5 模具温度（） ： 5060 注射压力（mpa） ：60100 成型时间（s） ： 注射时间 1560； 加压时间 03； 冷却时间 2090； 总周期 50160 适应注射机类型：柱塞式 3.3 确确定型定型腔腔数目数目 3.3.1 计计算算制品的制品的体积体积和和重量重量 通过三维制图 ug 软件测量得: 单件塑件面积 s=27765mm 单件塑件体积 v=18837mm 查有关资料可知 abs 的密度为 1.021.05g/mm 则单件塑件重量 m=20g 3.3.2 确确定型定型腔腔数目数目 型腔数目的确定主要参考以下几点来确定： 1） 根据经济性确定型腔数目和总成型加工费用最小的原则，并略准备时间 试生产原材料费用，仅考虑模具加工费和塑件成型加工费。 2） 根据注射机的额定锁模力确定型腔数目，当成型大型平板塑件时常用这 种方法。 毕业设计（论文） 5 3） 根据注射机的最大注射量确定型腔数目,根据经验，每加一个型腔制品 尺寸精度要降低 4%，对于高精度制品，由于多型腔模具难以保证各型腔的成型 条件一致，故推荐型腔数目不超过 4 个。 由于单型腔模具具有塑料塑件的形状和尺寸一致性好， 成型工艺条件容易控 制，模具结构简单紧凑、模具制造成本低、制造周期短等特点，并结收音机外壳 的质量要求，根据本产品的生产批量及尺寸精度要求采用一腔一模，所以采用单 型腔模具。 4 浇注系统的设计 6 4 浇注系统的设计浇注系统的设计 4.1 塑件塑件在在模具中的模具中的位置位置 4.1.1 型型腔腔的的布置布置 主要考虑塑件在分型后能保留在动模上以便脱模， 并结合塑件的结构特征应 将型腔设置在定模侧，型芯设置在动模侧。 4.1.2 分型分型面面的的选择选择 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件结构工艺 性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排气等多种因素的影响，因此在选择 分型面时应综合分析，应遵循以下几项的设计原则： 1） 分型面应选择在塑件外形最大轮廓处 2） 分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模 3） 分型面的选择应保证塑件的精度要求 4） 分型面的选择应满足塑件的外观质量要求 5） 分型面的选择要便于模具的加工制造 6） 分型面的选择应有利于排气 除了以上这些基本原则以外， 分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上的投 影面积的大小。为了保证侧向型芯的位置的放置及抽芯机构的动作顺利，应以浅 的侧向凹孔或短的侧向凸台作为抽芯方向， 而将较深的凹孔或较高的凸台放置在 开合模方向。 综合考虑以上的设计原则并结合该塑件的结构特点和质量要求， 应采用阶梯 分型面。如图 4- 1 粗实线所示。 毕业设计（论文） 7 图 4- 1 分型面 4.2 确定浇口形式及位置确定浇口形式及位置 对浇注系统进行设计时，一般应遵循如下基本原则： （1） 了解塑料的成型性能 （2） 尽量避免或减少熔接痕 （3） 有利于型腔中气体排出 （4） 防止型芯的变形和嵌件的位移 （5） 尽量采用较短的流程充满型腔 （6） 流动距离比和流动面积比的校核 为了提高成型效率和综合考虑以上的基本设计原则并结合塑件质量要求， 本 模具应采用侧浇口，由两处浇口进料。浇口位置如图 4- 2 所示 浇口直径可以根据经验公式计算 d=（0.140.20） 4 2 d 式中 d浇口直径（mm） 塑件在浇口处的壁厚（mm） a型腔的表面积 mm2 d=（0.140.20） 134911mm (浇口直径也可根据经验值取 d=1mm) 浇口锥角取 0 15b= 浇口倾斜角取 0 15a= 毕业设计（论文） 8 图 4- 2 浇口位置 4.3 主流道的设计主流道的设计 主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道， 通常和注射机喷嘴在同一轴 线上，断面为圆形，带有一定锥度 1） 主流道设计成圆锥型，其锥角为 26，内壁粗糙度 ra 取 0.4um。分 流道截面设计成圆型截面， 加工容易， 且热量损失与压力损失均不大为常用形式。 圆形截面分流道的直径可以根据塑料的流动性等因素确定，该塑料件采用 abs 塑料，流动性为中等，所以选圆形截面。根具经验分流道的直径可以取 d=5 6mm。根据型腔在分型面上的排布情况设置分流道。 2） 主流道大端成圆角，半径 r=13mm，以减小料转向过度时的阻力。 3） 在模具结构允许的情况下，主流道尽可能短，一般小于 60mm，过长则 会影响流体的顺利充型 4） 对于小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式，但在大多数情况 下将主流道衬套与定位圈设计成两个零件，主流道衬套与定模板采用 h7/m6 过 度配合与定位圈的配合采用 h9/f9 间隙配合 5） 主流道衬套一般选用 t8 、t10 制造，热处理强度为 5256hrc 根据“常用塑料直浇口尺寸”表，选主流道始端尺寸 d=2.5mm,大端尺寸 d=4mm，浇口套始端半径 r=机床喷嘴小经 d +（0.51）=10+(0.51)=11mm， 半锥角 a=2。 其长度尺寸取 l=40mm， 其余尺寸见图。 主流道内壁粗造度 ra=0.63， 抛光时要沿轴向进行。 浇口套与定位圈采用 h9/f9 的配合。定位圈在模具安装调试时应插入注射机 定模板的定位孔内，用于模具与注射机的安装定位。定位圈外径比注射机定模板 上的定位孔径小 0.2mm 以下。浇口套与模板的配合为 h7/m6。 4.4 分流道设计分流道设计 毕业设计（论文） 9 分流道设计时应注意尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失。 1） 分流道的形状与尺寸 分流道的截面尺寸视塑料的品种、塑件是尺寸、 成型工艺条件以及流道长短等因素来确定。通常圆形截面分流道直径为 210 。本塑件采用的是 abs，由于 abs 的流动性能较好且分流道长度教短时， 因此分流道采用圆形截面。初选直径为 3 ，具体尺寸由修模时修正。 2） 分流道的长度 具体尺寸根据型腔的太小而定 3） 分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却, 只有内部的熔体比较理想， 因此分流道的表面粗糙糙不能太低， 一般 ra 取 1.6um 这可增加对外层塑料熔体的流动阻力，使外层塑料冷却皮固定,形成绝热层。 4） 分流道在分型面的布置形式如图 4- 2 根据以上设计参数校核流动比 tl ii/ s=f （4.1） 式中 f 流动比距离 li模具中各段料流通道及各段型腔的长度（mm） ti模具中各段料流通道及各段型腔的截面厚度（mm） f =60/3.5+37/5+4.5/5+2 /2+140/2=98mm 因为影响流动比的因素主要是塑料的流动性，abs 塑料的流动性为中等， 经查有关资料可知 abs 允许的流动比f =210110，所以 f f 4.5 冷冷料料穴穴设计设计 冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端。其作用是容纳浇 注系统流道中料流的前锋的“冷料”，以避免这些冷料注入型腔而影响塑件质量； 还有便于在流道处设置主流道拉料杆的功能。 开模时又可以将主流道的冷凝料拉 出，冷料穴直径宜稍大于主流道大端直径，长度约为主流道大端直径。分流道冷 料穴当分流道较长时，可将分流道的尽头沿料流前进方向延长作为分流道冷料 穴，以贮存前锋冷料，其长度为分流道直径的 1.52 倍。 本模具采用 z 形拉料杆，如图 4- 3 所示。设计的具体尺寸详见零件图。 图 4- 3 拉料杆 5 成型零部件的设计 10 5 成型零部件的设计成型零部件的设计 5.1 成型零部件的结构设计成型零部件的结构设计 由于塑件抽芯机构多且复杂，为了便于加工制造，型芯型腔均采用整体镶嵌 式，只有型腔有两处镶嵌小型芯。 （1） 本塑件有 300 个 1 的小浅通孔和 260 个 1 深 1 孔。由于现代 制造技术的先进，那 560 个孔可以做成电极利用电火花来加工，没有必要分别制 造 560 个小型芯镶件。 （2） 图 5- 1 所示，两个外侧通槽和一个凹面均采用斜导柱侧向分型与抽芯 机构，把两个凹槽连大的凹面一起做成滑块成型 图 5- 1 两个外侧通槽 （3） 图 5- 2 所示，五个内侧凹槽，采用常用的内侧抽芯，利用内侧抽芯滑 块机构。 图 5- 2 五个内侧凹槽 （4） 图 5- 3 所示，采用插穿成型 毕业设计（论文） 11 图 5- 3 插穿成型 5.2 成型零部件工作尺寸计算成型零部件工作尺寸计算 （1） 由于成型零件直接与高温高压的塑料熔体接触，它必须有以 一些性能: a 必须具有足够的强度、刚度，以承受塑料熔体的高压； b 有足够的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨损。通常进行热处理，使 其硬度达到 hrc40 以上； c 对于成型会产生腐浊性气体的塑料还应选择耐腐浊的合金钢理； d 材料的抛光性能好，表面应该光滑美观。表面粗造度应在 ra0.4 以下； f 切削加工性能好，热处理变形小，可淬性良好； e 熔焊性能要好,以便修理； j 成型部位应须有足够的尺寸精度。孔类零件为 h8h10，轴类零件为 h7h10。 （2） 型腔、型芯工作部位尺寸的确定 经查有关资料可知 abs 塑料的收缩率是 0.3%0.8% 平均收缩率为: s=（0.3%+0.8%）/2=0.55% 型腔工作部位的尺寸： 型腔径向尺寸 () 0 0 1 z z ms ls l d d + + =+-c d （5.1） 型腔深度尺寸 () 0 0 1 z z ms hs h d d + + =+-c d （5.2） 型芯径向尺寸 () 0 0 1 z z ms ls l d d - - =+c d （5.3） 型芯高度尺寸 () 0 0 1 z z ms hs h d d - - =+c d （5.4） 中心距尺寸 /2(1)/2 mzsz cs cdd=+ （5.5） 式中 毕业设计（论文） 12 l塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸（mm） l塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（mm） h塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm） h塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（mm） c塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm） x修正系数，取 0.50.75 塑件公差（mm） 模具制造公差，取（1/31/4）。 各工作部位尺寸计算结果详见相应零件图纸所标明 通常，制品中 1mm 和小于 1mm 并带有大于 0.05mm 公差的部位以及 2mm 和小于 2mm 并带有大于 0.1mm 公差的部位不需要进行收缩率计算。 5.3 成型零部件的强度与刚度计算成型零部件的强度与刚度计算 注射模在工作时要承受各种作用力， 这就要求注射模的各个零件必须有足够 的强度和刚度，因此，设计时对注射模主要零件应根据工作受力情况予以必要的 强度及刚度的计算，并对其结构进行合理的设计。在实际工作中，对一些小型注 射模的刚度或强度的计算，常常是根据经验予以设计并粗略确定其尺寸，然后对 一些主要成型零件按具体受力情况作必要的验算。 为了方便加工和热处理，其型芯整体镶嵌式，型腔为整体形式。因此，型腔 的强度和刚度按型腔整体式计算。由于型腔壁厚计算比较麻烦，也可参考经验推 荐数据。 经查有关资料可知型腔侧壁厚 s=25mm。 支承板厚度计算可以经过 auto cad 的燕秀工具箱承板厚度计算器来计算，如图 5- 5 所示 毕业设计（论文） 13 图 5- 5 燕秀工具箱承板厚度计算器 6 结构零部件的设计 14 6 结构零部件的设计结构零部件的设计 6.1 选用选用注注射射机及模机及模架架 6.1.1 初选初选注注射射机机 1） 注射量：该塑料塑件单件重量 m=148g 浇注系统重量的计算可以根据浇注系统尺寸先计算浇注系统的体积 v= 3.601 粗略计算浇注系统重量为 3.6011.05 3.5g 总体积 v 塑件=（18.836+3.601）=22.437 总重量 m=22.4371.05=24g 聚苯乙烯的密度为 1.054g/cm3 ，abs 的密度为 1.021.05g/ 满足注射量 v 机v 塑件/0.80 式中 v 机额定注射量（ 3 cm ） v 塑件塑件与浇注系统凝料体积和（ 3 cm ） 22.437 0.800.8 v = 塑件 = 28.05 或满足注射量 m 机m 塑件 12 /(0.8)r r 式中 m 机额定注射量（g） m塑件塑件与浇注系统凝料的重量和（g） 1 r聚苯乙烯的密度（g/cm3） 2 r塑件采用塑料的密度（g/cm3） 2 1 24 1.05 29.886 0.81.054 0.8 mr r = 塑件 g 2） 注射压力： p 注p 成型 经查有关资料可知 abs 塑料成型时的注射压力 p 成型=7090mpa 3）锁模力： p 锁模力pf 式中 p塑料成型时型腔的压力，abs 塑料的型腔压力 p=30mpa f浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和（mm） 各型腔及浇注系统及各型腔在分型面上的投影面积 毕业设计（论文） 15 f=8187.5mm pf=308187.5=245.625kn 根据以上的分析、 计算， 查模具设计手册表 4.2 初选注射机型号为： xs- z- 30, 其有关技术参数如下： 理论注射容量（cm） 30 螺杆直径（mm） 28 注射压力（mpa） 119 注射行程（mm） 130 注射方式 注塞式 锁模力（kn） 250 拉杆内向距（mm） 350 移模行程（mm） 200 最大模具厚度（mm） 380 最小模具厚度（mm） 160 喷嘴圆弧半径（mm） 12 喷嘴孔直径（mm） 3 最大开合模行程（mm） 160 动、定模板尺寸（mm） 450380 拉杆空间（mm） 235 6.2.2 选标准模架选标准模架 根据以上分析、计算以及型腔尺寸及位置可确定模架的结构形式和规格。通 过调用 auto cad 的燕秀工具箱模架选用，如图 6- 1 所示 定模板厚度： a=80mm 动模板厚度： b=100mm 垫块厚度： c=80mm 模具厚度： h 模=321mm 模具外形尺寸：250mm300mm321mm 毕业设计（论文） 16 图 6- 1 燕秀工具箱模架选用 6.2 定模板与动模板的设计定模板与动模板的设计 本模具的模架是 auto cad 的燕秀工具箱标准件模胚， 已经设计好动定各模 板的相关参数。如图 6- 2 所示 图 6- 2 燕秀工具箱标准件模胚 6.3 合模导向机构的设计合模导向机构的设计 1 为了使导柱能顺利地进入导套，导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前 端也应倒角。 2 导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤， 而设在定模一侧则便于顺利脱 模取出塑件，因此可根据需要而决定装配方式。 3 一般导柱滑动部分的配合形式按 h8/f8，导柱和导套固定部分配合按 毕业设计（论文） 17 h7/k6，导套外径的配合按 h7/k6。 4 除了动模、定模之间设导柱、导套外，一般还在动模座板与推板之间设置 导柱和导套，以保证推出机构的正常运动。 5 导柱的直径应根据模具大小而定，可参考标准模架数据选取。一次分型导 向机构设计：导柱固定在固定模板上，与固定模板为 h7/m6 的过渡配合。导柱 直径参考标准，取 d=25mm，导柱头部做成半圆形。导柱长度与主流导长度点浇 口长度以及塑件长度等有关。 7 推出机构的设计 18 7 推出机构的设计推出机构的设计 注射成型每一循环中，塑件必须准确无误的从模具的凹模中或型芯上脱出， 完成模具脱模。 脱模机构设计应遵循下述原则： 1 塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作，致 使模具结构简单。 2 防止塑件结构变形或损坏，正确分析塑件对模腔的粘附力的大小及所部 位，有针对性的选择合适的脱模装置，使推出重心与脱模阻力中心相重合。由于 塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点应尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑 件刚性和强度最大部位，作用面积也尽可能大一些，以防塑件变形或损坏。 3 由于塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点应尽量靠近型芯，同时推出 力应施于塑件刚性和强度最大部位，作用面积也尽可能大一些，以防塑件变形或 损坏。 4 力求良好的塑件外观，在选择顶相互位置时，应尽量设在塑件内部或对塑 件影响不大的部位。在采用推杆脱模时，尤其要注意这个问题。 5 结构合理可靠，脱模结构应工作可靠，运动灵活，制造方便，更换容易， 且有足够的强度和刚度。 根据塑件的形状，本模具可才用顶杆顶出。 推出结构的设计： 7.1 推件推件力力的计的计算算 推件力() 1 cossin t fapqamaa=-+ （7.1） 式中 a塑件包络型芯的面积（mm） p 塑件对型芯单位面积上的包紧力，p 取 0.81071.2107pa a脱模斜度 q大气压力 0.09mpa m塑件对钢的檫系数，约为 0.10.3； 1 a 塑件垂直于脱模方向的投影面积（mm） 查模具设计手册可知道 abs 的脱模斜度a=40 a103.5 t f =103.51.0107(0.2cos40 - sin40 )/106+0.091715=11.6kn 7.2 确确定定顶顶出出方式方式及推及推杆位置杆位置 由于收音机上壳为方形，尺寸比较大，合塑件其它特点和模具结构采用推杆 毕业设计（论文） 19 脱模。如图 7- 1 所示： 图 7- 1 顶出位置 8 侧向分型与抽芯结构设计 20 8 侧向分型与抽芯机构设计侧向分型与抽芯机构设计 侧抽机构有相对于其他零件的运动而且侧抽机构还是产品成型结构部分， 因 此侧抽机构及与其想配合的零件不仅满足一定的耐磨性要求还必须具有一定成 型零件的性能。 侧抽机构及其组件的性能必须满足如下几点： （1） 高耐磨性：滑块表面硬度必须大于 hrc50，以保证其耐磨性能。 （2） 硬度差：侧抽机构与其配合的零件如下模镶件、侧抽机构驱动块、侧 抽机构压紧块、耐磨片之间必须有 hrc510 的差值，因此不可以用同种材料以 防止粘着磨损。此次设计中侧抽机构采用 40cr，下模镶件采用预硬模具钢 p20， 其他与侧抽机构有接触的零件均采用 h13 耐磨钢。他们通过不同的热处理方式 可以达到此项要求。 （3） 加工性：除侧抽机构以外的零件都是单一简单结构零件，热处理变形 小，可加工性优异。而侧抽机构的成型部分可以通过电火花加工，其余结构对于 传统加工也容易保证其加工精度。 （4） 配合要求：侧抽机构与压板有相对运动，其配合采用 h7/f7 的间隙配 合。与下模镶件的的配合以保证不溢料尽量保证动作稳定灵活。详细见模具总装 的配合要求。 a. 采用斜导柱侧向分型机构 斜导柱侧向分型机构其一般由以下五个部分组成： 1、动力零件:采用斜导柱； 2、锁紧零件:在定模板设计楔紧面或楔紧块； 3、定位零件:限位螺钉+弹簧； 4、导滑零件：t 型槽等； 5、成型零件: 侧抽芯、滑块等。 b. 斜导柱侧向分型机构主要设计技术参数 1、斜导柱倾角 a：12a25；滑块斜面倾角 b= a+23； 2、抽芯距 s，s=胶件侧向凹凸深度+1.55mm， 3、斜导柱的长度 l 方法一： 通过公式计算 l=s/sina+h/cosa （8.1） 方法二：采用图解法确定 8.1 外外侧抽芯机构设计侧抽芯机构设计 毕业设计（论文） 21 外侧抽芯机构设计采用斜导柱侧向分型与抽芯机构， 把两个凹槽连大的凹面 一起做成成型滑块。 8.1.1 计算斜导柱倾斜角计算斜导柱倾斜角 斜导柱倾斜角是决定斜导柱抽芯机构中工作效果的重要参数，a 大小对斜导柱的有效 工作长度、抽芯距、受力状况等有直接影响。最常用的是1222a 。 。本模具采用中间 值15a= 。 ，则楔紧块的楔紧角2aa=+ ，。 3。 8.1.2 计算斜导柱直径计算斜导柱直径 d 由于计算比较复杂，为了方便，用查表的方法来确定斜导柱的直径。先按已 经求得的抽拨力 和选定的斜导柱倾斜角 在模具设计手册查出最大的弯曲力 w f ，然后根据 w f 和 w h 以及斜导柱倾斜角 在表 9.2 中查出斜导柱直径 d=16 。 8.2.3 计算斜导柱长度计算斜导柱长度 斜导柱长度采用图解法确定有效长度 l=90mm，具体尺寸详见零件图。 本模具外侧抽芯如图 8- 1 所示。 图 8- 1 外侧抽芯结构 8.2 内内侧抽芯机构设计侧抽芯机构设计 8.2.1 计算斜导柱倾斜角计算斜导柱倾斜角 毕业设计（论文） 22 斜导柱倾斜角是决定斜导柱抽芯机构工作效果的重要参数， 大小对斜导柱 的有效工作长度、抽芯距、受力状况等有直接影响。最常用的是 1225。本 模具采用 =18，则楔紧块的楔紧角 ,=20。 8.2.2 计算斜导柱直径计算斜导柱直径 由于计算比较复杂，为了方便，用查表的方法来确定斜导柱的直径。先按已 经求得的抽拨力 c f 和选定的斜导柱倾斜角 在模具设计手册查表最大的弯曲力 w f ， 然后根据 w f 和 w h 以及斜导柱倾斜角 在模具设计手册查表中查出斜导柱直 径 d=10mm。 8.3.3 计算斜导柱长度计算斜导柱长度 斜导柱长度采用图解法确定有效长度 l=39mm，具体尺寸详见零件图。 本模具内侧抽芯结构设计如图 8- 2 所示。 图 8- 2 内侧抽芯结构 9 温度调节系统设计 23 9 温度调节系统设计温度调节系统设计 一般注射到模具内的塑料温度为 200c 左右， 而塑件固化后从模具型腔中取 出时其温度在 60c 以下。热塑性塑料在注塑成型后，必须对模具进行有效的冷 却， 使熔融塑料的热量尽快的传给模具， 以便使塑件可靠冷却定型并可迅速脱模， 缩短成型周期，提高塑件定型质量和生产效率。 由于制品平均厚度为 2mm，制品尺寸不大，确定水孔直径为 6mm。由于冷 却水道的位置、结构形式、孔径、表面状态、水的流速、模具材料等很多因素都 会影响模具的热量向冷却水的传递，精确计算比较困难。实际生产中，通常都是 根据模具的结构确定冷却水路，通过调节水温、水速来满足要求。冷却系统示意 图如图 9- 1 所示： 图 9- 1 冷却系统 10 排气系统设计 24 10 排气系统设计排气系统设计 10.1 排气排气不良不良的的危害危害性性 从某种意义上讲，注射模也是一种置换装置，塑料熔体进入模腔，同时置换 出模腔内的空气。实际 上模具内的空气并不局限于型腔内，特别是三板式注射 模，不能忽视存在于流道中的空气。此外，塑料 熔体会产生微量分解的气体。 这些气体必须及时排出。若这些气体大量处在于模腔内。存在以下危害性： 在胶件表面形成烘印、气花、接缝，使表面轮廓不清；充填困难，或局部飞 边；严重时在表面产生焦痕；降低充模速度，延长成型周期。 10.2 排气排气方法方法 此模具属于中型模具且塑件是薄壁件， 排气方式可采用模具的自身结构的特 点来完成。 1 利用分型面之间的空隙来排气； 2 利用顶杆配合间隙排气； 3 用型芯与模板的配合间隙排气； 4 利用排气槽空隙排气； 10.3 排气排气槽槽结构结构 针对本塑件所设计的模具可先不开排气槽， 在试模后视具体情况选择是否要 开槽。排气槽一般开设在前模分型面熔体流动的末端，宽度 b=(58)mm，长度 l 为 8.0mm10.0mm 左右。 由于本塑件尺寸不大，可利用分型面开设排气槽、推杆的配合间隙即可。分 型面排气槽应离开型腔 56mm，深度 h0.03mm。利用间隙排气，其配合间隙不 能超过 0.05mm，一般为 0.030.005mm。 11 产品及模具的三维造型 25 11 产品及模具的三维造型产品及模具的三维造型 如图 11- 1 所示塑料塑件,材料为 abs,收缩率 0.3%0.8%。大批量生产。需 说明的是收音机中框零件作为模具毕业设计产品， 主要目的是通过本产品综合锻 炼模具设计与制造的能力。 图 11- 1 塑料塑件 本产品为德声牌高灵敏度收音机的外壳，其在本收音机功能如图 11- 2 所示： 图 11- 2 收音机原模 毕业设计（论文） 26 本模具采用 ug8.0 进行模具分型，各步骤如下： 1 载入产品同时设定收缩率 2 设定模具工作坐标系， 以塑件主分型面中心为模具工作坐标且 z 指向塑件 顶出方向 3 设定工件大小 4 自动补孔，如图 11- 2 所示 图 11- 2 自动补孔 5 在各抽芯与插穿处创建箱体，如图 11- 3 所示 图 11- 3 创建箱体 6 在箱体处补实体，如图 11- 4 所示 毕业设计（论文） 27 图 11- 4 在箱体处补实体 7 创建分型面，如图 11- 5 所示 图 11- 5 创建分型面 8 创建型芯，如图 11- 6 所示 图 11- 6 创建型芯 9 创建型腔，如图 11- 7 所示 毕业设计（论文） 28 图 11- 7 创建型腔 12 注塑机参数校核 29 12 注塑机参数校核注塑机参数校核 12.1 最大最大注注射量、锁射量、锁模模力、力、注注射压力、射压力、模具模具厚厚度的校核度的校核 由于在初选注射机和选用标准模架时是根据以上的四个技术参数及计算壁 厚等因素选用的，所以注射量、锁模力、注射压力、模具厚度不必进行校核，已 经符合所选注射机要求。 12.2 开开模行模行程程的校核的校核 注射机最大的开模行程 s s2h件+h浇+（510）=111160 式中 2h 件 塑料制品高度（mm） h 浇浇注系统高度 故满足要求。 12.3 模具与注模具与注射射机机安装相安装相关部分关部分尺寸尺寸校核校核 从标准模架外形尺寸看小于注射机拉杆空间，并采用压板固定模具，所以所 选注射机规格满足要求。 13 绘制图纸并编写技术文件 30 13 绘制图纸并编写技术文件绘制图纸并编写技术文件 13.1 绘制绘制各非标准各非标准零件图纸零件图纸 装配图是模具装配的主要依据,其要求为： 尽可能按 1:1 比例绘制，并应符合机械制图国家标准。 绘制时先由型腔开始绘制，主视图与其它视图同时画出。为了更好地表达模 具中成型塑件的形状、浇口位置等，在模具总装图的俯视图上，可将上模（或定 模）拿掉，而只画出下模（或动模）部分的俯视图。 模具总装图应包括全部组成零件，要求投影正确，轮廓清晰。 按顺序将全部零件的序号编出，并填写零件明细表，标注技术要求和使用说 明，标注模具的必要尺寸。步骤： 1） 首先画出模具中心线及模具主视图及侧视图外形线。确定动模与定模的 分型面，确保塑件留在动模一侧。画出塑件位置及定模、动模型芯。画出流道及 浇口。 2） 在动模投影平面上画出塑件位置，并在主视图上表示各零件之间的装配 关系。 3） 画出所有零件的引线，并顺序标出零件序号。 4） 填写标题栏、明细表内容，包括件号、名称、材料、件数及标准件规格、 数量等。 5） 编写技术要求，包括装配要求及试模要求。注明注射机规格及标准模架 代号。 附本模具的工作原理： 开模时，动模部分向后移，开模力通过斜导柱作用于侧抽芯滑块，迫使其在 动模板的导滑槽内向外滑动，直至滑块与塑件完全脱开，完成外侧抽芯动作，这 时塑件包在型芯上随动模继续后移，直至注射机顶杆与模具推板接触，推出机构 开始工作，推杆将塑件从型芯上推出。合模时，复位杆使推出机构复位，斜导柱 使侧型芯滑块向内移动复位，最后由楔紧块锁紧！图 13- 1 所示 毕业设计（论文） 31 图 13- 1 模具总装配图 13.2 编写加工工艺和装配技术编写加工工艺和装配技术 模具精度是影响塑料成型件精度的重要因素之一，为了保证模具精度，塑料 模具制造时应达到以下技术要求： a 组成塑料模具的所有零件， 在材料加工精度和热处理质量等方面均应符合 相应图样的要求。 b 组成模架的零件应达到规定的加工要求， 装配成套的模架应活动自如， 并 达到规定的平行度和垂直度要求 c 模具的功能必须达到设计要求 d 为了鉴别塑料成型件的质量， 装配好的模具必须在生产条件下试模， 并根 据试模存在问题进行修整，直至试出合格的成型件为止。 13.2.1 加工要加工要求求 1） 模具分型面及组合件的结合面应很好贴合，局部间隙不大于 0.02mm 2） 模具成型表面的内外锐角、 尖边、 图样上未注明圆角时允许不大于 0.5mm 圆角（分型面及结合面除外） 。当不允许有圆角时,应在图样上注明。 3） 图样中未注明公差的一般尺寸其极限偏差按 gb1804 标准即孔按 h13， 轴按