苹果手机外壳塑料模具设计【一模两腔-滑块抽芯-带三维图】
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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。
本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是侧向分型与抽芯机构的结构与工作原理，并对注塑产品提出了基本的设计原则。详细介绍了注射模具的材料及工艺分析，浇注系统、主要零部件、侧向分型与抽芯机构、推出机构、温度调节系统和排气系统的设计过程，并对模具各参数选取和校核做相应说明。本设计利用Auto CAD和世界最先进的三维CAD/CAM软件UG及 UG的Moldwizard模块，对导柱、导套及各标准件和标准模架进行了参数化设计。
关键词：塑料模具；参数化；镶件；分型面；成型
目 录
引 言 1
第1章 绪 论 1
1.1 模具介绍 1
1.2 模具在加工工业中的地位 2
1.3 模具的发展趋势 2
1.4 设计在学习模具专业中的作用 3
第2章 产品及模具的三维造型 4
第3章 塑件材料分析和工艺性分析 6
3.1 材料分析 6
3.2 工艺分析 6
第4章 拟定的成型工艺 7
4.1 塑件的成型方法 7
4.2 塑件的成型参数 7
4.3 确定型腔数目 7
第5章 浇注系统的设计 9
5.1塑件在模具中的位置 9
5.1.1型腔的布置 9
5.1.2分型面的选择 9
5.2 利用moldflow确定浇口形式及位置 9
5.3 主流道的设计 13
5.4 分流道设计 14
5.5 冷料穴设计 14
第6章 成型零部件的设计 16
6.1 成型零部件的结构设计 16
6.2 成型零部件工作尺寸计算 17
6.3 成型零部件的强度与刚度计算 19
第7章 结构零部件的设计 20
7.1 选用标准注射模架 20
7.1.1初选注射机 20
7.1.2选标准模架 21
7.2 支承零部件的设计 22
7.3 定模板与动模板的设计 22
7.4 合模导向机构的设计 23
第8章 推出机构的设计 23
第9章 侧向分型与抽芯机构设计 26
9.1 计算斜导柱倾斜角 26
9.2 计算斜导柱直径 26
9.3 计算斜导柱长度 26
第10章 温度调节系统设计 27
第11章 排气系统设计 27
第12章 注塑机参数校核 27
12.1 最大注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核 27
12.2 开模行程的校核 27
12.3 模具与注射机安装相关部分尺寸校核 28
第13章 绘制图纸并编写技术文件 28
13.1绘制各非标准零件图纸 28
13.2编写加工工艺和装配技术 29
设计总结 32
致谢 33
参考文献 34
- 内容简介：
-
南 京 工 程 学 院 毕业设计说明书 (论文 ) 作 者： 号： 院（系、部）： 业： 题 目： 指导者： 评阅者： 0 南 京 第 I 页 毕业设计说明书（论文）中文摘要 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。 本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是侧向分型与抽芯机构的结构与工作原理，并对注塑产品提出了基本的设计原则。详细介绍了注射模具的材料及工艺分析，浇注系统、主要零部件、侧向分型与抽芯机构、推出机构、温度调节系统和排气 系统的设计过程，并对模具各参数选取和校核做相应说明。本设计利用件 块，对导柱、导套及各标准件和标准模架进行了参数化设计。 关键词 ：塑料模具；参数化；镶件；分型面； 成型 第 毕业设计说明书（论文）外文摘要 is in of is to to is to of to to of in to AD G to to on ； 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 目 录 引 言 . 1 第 1章 绪 论 . 1 具介绍 . 1 具在加工工业中的地位 . 2 具的发展趋势 . 2 计在学习模具专业中的作用 . 3 第 2章 产品及模具的三维造型 . 4 第 3章 塑件 材料分析和 工艺性分析 . 6 料分析 . 6 艺分析 . 6 第 4章 拟定的成型工艺 . 7 件的成型方法 . 7 件的成型参数 . 7 定型腔数目 . 7 第 5章 浇注系统的设计 . 9 . 9 . 9 . 9 用 . 9 流道的设计 . 13 流道设计 . 14 料穴设计 . 14 第 6章 成型零部件的设计 . 16 成型零部件的结构设计 . 16 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 成型零部件工 作尺寸计算 . 17 成型零部件的强度与刚度计算 . 19 第 7章 结构零部件的设计 . 20 选用标准注射模架 . 20 . 20 . 21 支承零部件的设计 . 22 定模板与动模板的设计 . 22 合模导向机构的设计 . 23 第 8章 推出机构的设计 . 23 第 9章 侧向分型与抽芯机构设计 . 26 算斜导柱倾斜角 . 26 算斜导柱直径 . 26 算斜导柱长度 . 26 第 10 章 温度调节系统设计 . 27 第 11 章 排气系统设计 . 27 第 12 章 注塑机参数校核 . 27 最大注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核 . 27 开模行程的校核 . 27 模具与注射机安装相关部分尺寸校核 . 28 第 13 章 绘制图纸并编写技术文件 . 28 . 28 . 29 设计总结 . 32 致谢 . 33 参考文献 . 34 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 1 页 引 言 模具制造业是重要的基础装备，在国家发展中占有重要地位。塑料制品占模具中的 80%以上，所以对塑料模具进行设计具有重大的意义。设计模具能够综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能，亦检验出自己对模具设计的水平。也为今后工作中设计各种模具奠定良好的基础。 本课题是自己所选的，来自日常生活中常见的塑料制品。所选课题是机保护壳。包含了模具的基本结构，并有侧向分型和抽芯机构，属于中等难度的塑料模具。本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是侧向分型与抽芯机构的结 构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则。还分别介绍了塑料模具的一般设计方法、设计步骤、材料的选取、材料性能、结构和用途的分析等。详细介绍了注射模具的材料及工艺分析，浇注系统、主要零部件、侧向分型与抽芯机构、推出机构、温度调节系统和排气系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明，以及模具的各种工艺参数的确定与校核等。亦介绍了模架选取的方法和校核注射机的各种工艺参数等。在模具制造中运用了现代先进的线切割、电火花成型加工和数控加工等加工技术。综合利用三维 二维行设计并绘制各种非标准零件图 纸。在设计中附有大量的模具结构图和各种说明图片。说明书已详细地阐述设计的全过程。 此次设计除文字叙述外，其计算公式及相关设计原则等资料均来自模具设计手册和图书馆丛书中查取，并采用国家标准。 由于时间仓促、水平有限，本设计难免有不当和错误之处，恳请各位老师和读者批评指正！ 第 1 章 绪 论 具介绍 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、粉末南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 2 页 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。 具在加工工业中的地位 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 60 90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。 具的发展趋势 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南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 3 页 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 术；模具 术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模 具 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。 计在学习模具专业中的作用 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。 本模具设计流程： 1、课题调研，查阅有关资料 2、塑件的工艺分析及工艺方案的确定 3、模具结构的总体方案设计 4、模具的结构参数及工艺性能参数的设计计算 5. 模具的装配图、零件工作图的设计 6、编写设计说明书和技术文件 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 4 页 第 2 章 产品及模具的三维造型 如图 2示塑料塑件 ,材料为 缩率 。大批量生产。需说明的是 机保护 壳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 2件三维图 本模具采用 行模具分型，各步骤如下： 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 图 2示 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 5 页 图 2腔 图 2示 图 2芯 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 6 页 第 3 章 塑件 材料分析和 工艺性分析 料分析 该产品的成型材料是 本特性： 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 有良好的综合力学性能。丙烯腈使 良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使 韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。 毒、无味，呈微黄色，成形的塑料件有较好的光泽。密度为 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。 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 70 C 左右，热变形温度为93 C 左右。耐气候性差，在紫外线作用下变硬变脆；主要用途： 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： 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， 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 50 60 C，要 求塑件光泽和耐用时，应控制在 60 80 C。 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 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） 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 5 。 防止顶角； 吸水，成型加工前应进行干燥处理； 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 60 80。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 7 页 第 4 章 拟定的成型工艺 件的成型方法 热塑性塑料指定采用注射成型，本设计选用热塑性塑料 用注射成型。 件的成型参数 根据制品结构特点及选定的原料 拟定如下工艺参数）。 塑料名称： 度（ g/： 算收缩率（ %）： 具温度（）： 50 60 注射压力（ 60 100 成型时间（ s）： 注射时间 15 60； 加压时间 0 3； 冷却时间 20 90； 总周期 50 160 适应注射机类型：柱塞式 定型腔数目 （ 1）计算制品的体积和重量 通过三维制图 件测量得 : 单件塑件面积 S=6622 2 ;单件 塑件体积 V=8786 3 查有关资料可知 密度为 单件塑件重量m=（ 2）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 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。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 8 页 （ 3）根据本产品的生产批量及尺寸精度要求采用一模两腔 , 由于一模两腔模具具有塑料塑件的形状和尺寸一致性比较好， 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，并结机保护壳的产量要求，所以采用一模两腔模具。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 9 页 第 5 章 浇注系统的设计 件在模具中的位置 腔的布置 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。 型面的选择 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，应采用外形最大轮廓处作为分型面。 用 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 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 10 页 （ 6）流动距离比和流动面积比的校核 本模具利用 拟软件完成几种工艺的模拟，获得最佳成型方案，以下是分析过程及分析结果 第一步：导入产品，如图 5示 图 5入产品 第二步：划分网格，如图 5 示 图 5分网格 第三步：网格修复，如图 5南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 11 页 图 5格修复 第四步：网格统计，如图 5图 5格统计 第五步：浇口位置分析，如图 5南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 12 页 图 5口位置分析 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 件模拟分析最优方案，本模具应采用侧浇口进料。浇口位置如图 5 6 所示 浇口直径可以根据经验公式计算 d=（ 24 A 式中 d 浇口直径（ 塑件在浇口处的壁厚（ A 型腔的表面积 2 d=（ 13491 1(浇口直径也可根据经验值取 d=1浇口锥角取 015 浇口倾斜角取 015 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 13 页 图 5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 2 6，内壁粗糙度 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 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 6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=1 3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 60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/度配合与定位圈的配合采用 H9/隙配合 5）主流道衬套一般选用 10 制造，热处理强度为 52 56据“常用塑料直浇口尺寸”表，选主流道始端尺寸 d=端尺寸 D=4口套始端半径 R=机床喷嘴小经 d +（ 1） =10+(京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 14 页 1)=11 锥角 a=2。其长度尺寸取 L=40余尺寸见图。主流道内壁粗造度 光时要沿轴向进行。 浇口套与定位圈采用 H9/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 下。浇口套与模板的配合为 H7/流道设计 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2 10 。本塑件采用的是 于 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 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 5据以上设计参数校核流动比 /式中 流动比距离 模具中各段料流通道及各段型腔的长度（ 模具中各段料流通道及各段型腔的截面厚度（ =60/7/5+2 3 /2+140/2=98为影响 流动比的因素主要是塑料的流动性， 料的流动性为中等，经查有关资料可知 许的流动比 =210 110，所以 料穴设计 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南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 15 页 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 2 倍。 本模具采用 Z 形拉料杆，如图 5示。 图 5京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 16 页 第 6 章 成型零部件的设计 成型零部件的结构设计 由于塑件特征需要抽芯机构，为了便于加工制造，型芯，型腔均采用整体镶嵌式，分别用内六角螺钉固定，如图 6 6示； 图 6腔 图 6芯 图 6色所示， 外侧孔均采用斜导柱侧向分型与抽芯机构，该处创建滑块如图 6示 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 17 页 图 6芯位置 图 6块 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 上； 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 18 页 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； 面应该光滑美观。表面粗造度应在 下； e. 切削加工性能好，热处理变形小，可淬性良好； f. 熔焊性能要好 ,以便修理； 类零件为 10，轴类零件为h7 （ 2） 型腔、型芯工作部位尺寸的确定 经查有关资料可知 料的收缩率是 平均收缩率为 : S=（ /2=型腔工作部位的尺寸： 型腔径向尺寸 0 01 L 型腔深度尺寸 0 01 H 型芯径向尺寸 00 1z l 型芯高度尺寸 00 1z h 中心距尺寸 / 2 ( 1 ) / 2m z s C 式中 L 塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸（ l 塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（ H 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（ h 塑件内型径向基本尺寸 的最小尺寸（ C 塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（ x 修正系数，取 塑件公差（ 模具制造公差，取（ 1/3 1/4）。 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 1小于 1带有大于 差的部位以及 2小于 2 带 有 大 于 差的部位不需要进行收缩率计算。南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 19 页 成型零部件的强度与刚度计算 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=25承板厚度计算可以经过燕秀工具箱承板厚度计算器来计算，如图 6示 图 6京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 20 页 211 3 . 9 5 8 1 . 0 5 1 4 . 6 5 5 9 1 7 . 3 8 8 1 . 0 5 4 0 . 8 0 . 8 4 3 2M 塑 件1 3 30 0 塑 件第 7 章 结构零部件的设计 选用标准注射模架 选注射机 1）注射量：该塑料塑件单件重量 m=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= 粗略计算浇注系统重量为 体积 V 塑件 =（ +总重量 M=苯乙烯的密度为 密度为 3满足注射量 V 机 V 塑件 /中 V 机 额定注射量（ 3 V 塑件 塑件与浇注系统凝料体积和（ 3 或满足注射量 M 机 M 塑件12/( 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 聚苯乙烯的密度（ g/ 2 塑件采用塑料的密度（ g/ 2）注射压力： P 注 P 成型 经查有关资料可知 成型 =70 90）锁模力： P 锁模力 中 p 塑料成型时型腔的压力， p=30京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 21 页 F 浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和（ 2 各型腔及浇注系统及各型腔在分型面上的投影面积 F=13829 20 13829=据以上的分析、计算，模具设计手册第 103页表 有关技术参数如下： 理论注射容量（ 30 螺杆 直径（ 28 注射压力（ 119 注射行程（） 130 注射方式 注塞式 锁模力（ 550 拉杆内向距（ 550 移模行程（ 200 最大模具厚度（ 380 最小模具厚度（ 160 喷嘴圆弧半径 （ 12 喷嘴孔直径 （ 2 最大开合模行程 （ 260 动、定模板尺寸（） 530 480 拉杆空间（） 235 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 燕秀工具箱模架选用，如图 7定模板厚度： A=60 动模板厚度： B=80 垫块厚度： C=90 模具厚度： H 模 =290 模具外形尺寸： 350 400 290 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 22 页 支承零部件的设计 支承板厚度计算可以经过 燕秀工具箱承板厚度计算器来计算，如图 6示 定模板与动模板的设计 本模具的模架是 燕秀工具箱调出拉，已经设计好动定各模板的相关参数。 图 7京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 23 页 合模导向机构的 设计 柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应倒角。 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。 8/柱和导套固定部分配合按H7/套外径的配合按 H7/ 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。 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/过渡配合。导柱直径参考标准，取 D=25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。 第 8 章 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： A. 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。 B. 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。 C. 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。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 24 页 D. 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。 E. 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，本模具可才用推杆顶出。 复位杆长度尺寸： 推杆固定板 +L 型芯板 +20 =20+80+20=120位杆径向尺寸参考标准见尺寸，取 d=20 推出结构的设计 1） 推件力 1c o s s i p q A 式中 A 塑件包络型芯的面积（ 2 p 塑件对型芯单位面积上的包紧力， 107 107 脱模斜度 q 大气压力 塑件对钢的檫系数，约为 1A 塑件垂直于脱模方向的投影面积（ 2 模具设计手册第 70 页可知道 脱模斜度 = 40， A 710 (0， )/ 610 +17 15= 2）确定顶出方式及推杆位置 根据制品的结构特点，确定在制品的四角上设置六根普通的圆推杆。普通的圆形推杆按 1984选用，均可满足推杆刚度要求。 经查相关资料，选用 6 149 型号的圆型推杆 16 根。由于塑件不大，推出装置可不设导向装置。推杆位置如图 8示。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 25 页 图 8杆位置示意图 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 26 页 第 9 章 侧向分型与抽芯机构设计 外侧分型与抽芯机构用来成型具有外侧凸起、凹槽和孔的塑件；成型壳体制品的局部凸起 、凹槽和肓孔。因为抽芯机构的注射模，其可动零件多，动作复杂。因此，外侧抽机构的设计应尽量可靠、灵活和高效。本产品图需要抽芯位置如图 6示红色面所示： 外侧抽芯机构设计采用斜导柱侧向分型与抽芯机构，如图 9示 图 9芯机构示意图 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， 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12 22。 。 。 本模具 采用中间值 15 。 ，则楔紧块的楔紧角 2， 。 3。 。 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导柱倾斜角 在模具设计手册第 206 页表 后根据 在表 查出斜导柱直径 D=12 。 算斜导柱长度 斜导柱长度由 燕秀工具箱斜导柱计算器计算。具体尺寸详见零件图。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 27 页 第 10 章 温度调节系统设计 一般注射到模具内的塑料温度为 200 C 左右，而塑件固化后从模具型腔中取出时其温度在 60 C 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 1 ，制品尺寸不大，确定水孔直径为 8 。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。 第 11 章 排气系统设计 对于小型模具，可利用分型面间隙排气，但分型面须位于容体流动末端。还可以利用推杆、活动型芯等配合 间隙排气。 由于本制品尺寸不大，可利用分型面开设排气槽、推杆的配合间隙和活动型芯排气即可。 分型面排气槽应离开型腔 5 6 ，深度 。利用间隙排气，其配合间隙不能超过 ，一般为 。 第 12 章 注塑机参数校核 最大注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核 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。 开模行程的校核 注射机最大的开模行程 S S 2h 件 +h 浇 +（ 5 10） =115160 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 28 页 式中 2h 件 塑料制品高度（ h 浇 浇注系统高度 故满足要求。 模具与注射机安装相关部分尺寸校核 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。 第 13 章 绘制图纸并编写技术文件 制各非标准零件图纸 详见装配图纸和非标准零件图纸 附本模具的工作原理： 开模时，动模
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