(论文)模具专业音箱面板设计说明书最新优秀毕业论文资料搜集呕血奉献

1. 概述1.1 模具工业在国民经济中的重要地位模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，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。 鉴于振兴我国模具工业的重要性，在1989年3月国务院颁布的关于当前产业政策要点的决定中，把模具列为机械工业技术改造序列的第一位、生产和基本建设序列的第二位。 1997年以来，国家又相继把模具及其加工技术和设备列入了当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录。经国务院批准，从1997年到2002年，对全国部分重点专业模具厂实行增值税返还70%的优惠政策，以扶植模具工业的发展。 1999年7月国家计委和科学技术部发布的当前国家优先发展的高新技术产业化重点领域指南(目录)，把电子专用工模具、塑料成形新技术与新设备、快速原型制造工艺及成套设备、激光加工技术及成套设备、汽车关键零部件等等，都列进去了。 1999年8月20日党中央和国务院发布的关于加强技术创新发展高科技实现产业化的决定指出：要在电子信息特别是集成电路设计与制造、网络及通讯、计算机及软件、数字化电子产品等方面，在生物技术及新医药、新技术、新能源、航天航空、海洋等有一定基础的高新技术产业领域，加强技术创新，形成一大批拥有自主知识产权、具有竞争优势的高新技术产业。要加强传统产业的技术升级。注重电子信息等技术与传统产业的嫁接，大幅度提高国产技术装备的水平。 所有这些，都充分体现了国务院和国家有关部门对发展模具工业的重视和支持。从以下四个方面，可以看出模具工业在国民经济中的重要地位与作用。 第一，模具工业是高新技术产业的一个组成部分。例如：属于高新技术领域的集成电路的设计与制造，不能没有做引线框架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封模；计算机的机壳、接插件和许多元器件的制造，也必须有精密塑料模具和精密冲压模具；数字化电子产品(包括通讯产品)的发展，没有精密模具也不行。不仅电子产品如此，在航天航空领域也离不开精密模具。例如：形状误差小于0.10.3的空空导弹红外线接收器的非球面反射镜，就必须用高精度的塑料模具成形。因此可以说，许多高精度模具本身就是高新技术产业的一部分。有些生产高精度模具的企业，已经被命名为“高新技术企业”。 第二，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平，是推动模具工业技术进步的关键环节。CADCAECAM技术在模具工业中的应用，快速原型制造技术的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革。模具的开发和制造水平的提高，还有赖于采用数控精密高效加工设备。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用，也要与电子信息等高新技术嫁接，实现高新技术产业化。第三，模具工业是装备工业的一个组成部分。在1998年以前，许多人把机械工业当作一般的加工工业。1998年11月召开的中央经济工作会议，首次明确提出了加大装备工业的开发力度，推进关键设备的国产化。将机械工业作为装备工业，把它同一般的加工工业区别开来，是对机械工业在国民经济中的地位与作用的重新定位。模具作为基础工艺装备，在装备工业中自然有其重要地位。因为国民经济各产业部门需要的装备，其零部件有很大一部分是用模具做出来的。第四，模具工业地位之重要，还在于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。机械、电子、汽车工业需要大量的模具，特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都远不能满足这些支柱产业发展的需要。这几年，我国每年要进口近10亿美元的模具。我国石化工业一年生产500多万吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生产和生活的消费。生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具，需要大量的陶瓷模具;生产塑料管件和塑钢门窗，也需要大量的塑料模具成形。从五大支柱产业对模具的需求当中，也可以看到模具工业地位之重要。1.2 中国塑料工业的发展塑料模具产业近年来在我国发展很快，随之而来的是日益激烈的市场竞争，加入WTO后，外资模具厂家进入国内市场，要在激烈的竞争中脱颖而出，发展模具标准件、实施模具的专业化生产至关重要。发展模具标准件对缩短模具设计制造周期、降低模具生产成本、提高模具质量都具有十分重要的意义，如果能够实现模具标准件的专业化生产和商品化供应，将能极大地促进我国模具工业的发展。如能广泛应用模具标准件，将会缩短模具设计制造周期2540，并可减少由于使用者自制模具件而造成的工时浪费。应用模具CADCAM技术设计模具已较为普遍，推广使用模具标准件，能够实现部分资源共享，这会大大减少模具设计的工作量和工作时间，对于发展CADCAM技术、提高模具的精密度有重要意义。以往的模具即使只损坏了一个部件，也将无法使用。由于不是标准件，市场上很难有相应产品，要到生产厂家去更换部件，费时费力。而如果采用标准件，则可以很方便的维修、更换，这将大大提高模具的使用寿命。现在，国内企业已认识到了模具标准化的重要性，目前有一定生产规模的模具标准件生产企业有100余家，主要产品有塑料模架、侧冲装置、推杆推管等，其中塑料模架已可生产较大型产品，为发展大型精密模具打下了基矗虽然国内模具产业有了长足的发展，但与国外相比差距仍然很大。 实施模具的专业化生产是加快产业发展的重要环节。我国不少地区相继建立了地区性的模具城，对发展模具工业起到了积极作用。如浙江宁波的余姚模具城是国内第一家模具城，现已有模具企业数百家，并已推动了余姚当地和周边地区模具工业发展。 其模具企业建立质量保障体系的意识很强，申请ISO9000认证的热情高涨，都认识到专业化生产是进入国际市场的通行证。外商独资的模具企业在深圳占绝对优势，专业技术水平全国领先、新技术应用广、模具品种齐全、质量较高、制模周期短。除汽车用的大型覆盖件模具以外的各类模具，这些企业均能制作，如高速铣加工、气辅注塑、逆向工程、热流道技术、快速原型技术等。 深圳的模具企业不仅在技术上实现了专业化，在模具企业的生产管理方面，也有越来越多的采用以设计为龙头、按工艺流程安排加工的专业化生产方式，降低了对模具工人技术全面性的要求，强调专业化。尽管如此，深圳生产的模具还只能说属于中上等层次，一些关键模具如复印机主框架模具、照相机和摄像机用等高精尖模具尚需要进口。 实施标准化、专业化推动了我国塑料模具加工工业的发展，并将继续为我国塑料模具生产企业提高技术水平、增强竞争实力、加快融入国际大市场的步伐提供必要的技术保障。2. 塑件的工艺性分析2.1 塑件的原材料分析1 设计要求 1）材料：ABS 2) 生产批量：大批量 3）未注公差取MT5级精度塑件的材料采用ABS，属热塑性塑料，该塑料的工艺特点及用途：（1）、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好. （2）、与有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理. （3）、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 （4）、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。用途：适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件.该塑料的成型特性：（1）. 成型温度：200-240 干燥条件：80-90 2小时（2）.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,2小时. （3）.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度. （4）、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 （5）、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。图1 音箱零件图2.2 注塑工艺及模具条件干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在注塑成型之前进行干燥处理。建议干燥条件为8090下最少干燥2h。材料温度波动应保证小于0.1%。熔化温度：210280，建议温度：245。模具温度：5070。（模具温度将影响塑件的光洁度，模具温度较低则会导致成型制品的光洁度较低）。注射压力：50100 MP。注射速度：中高速度。 2.3 产品形状分析1 测孔 从本产品图可以看出零件有侧孔，在设计时应重视。针对此种结构在设计时要用楔块和斜导柱配合实现型芯的运动。2 脱模斜度由于制品在冷却后产生收缩，会紧紧包住型心或行腔突出的部分，为了使制件能够顺利从模具中取出或者脱模，必须对塑件的设计提出脱模斜度的要求，要求在塑件设计时或者在模具设计时给予充分的考虑，设计出脱模斜度。目前并没有精确的计算公式，只能靠前人总结的经验资料。塑件的脱模斜度与塑料的品种，制件形状以及模具结构均有关，一般情况下取0.5度，最小为15分到20分。下表为常用的脱模斜度：表1几种塑料的常用脱模斜度制品斜度聚酰胺通用聚酰胺增强聚乙稀聚甲基丙稀酸甲脂聚丙烯聚碳酸脂ABS塑料脱模斜度型腔20-4020-5020-4520-4025-4535-135-130型心25-4020-4020-4530-120-4530-5035-13尺寸精度分析塑件的尺寸精度是指成型后所获得的塑件产品尺寸和图纸中尺寸的符合程度。一般而言，塑件尺寸精度是取决于塑料因材质和工艺条件引起的塑料收缩率范围大小，模具制造精度、型腔型芯的磨损程度以及工艺控制因素。而模具的某些结构特点又在相当大程度的影响塑件的尺寸精度。故而，塑件的精度应尽量选择的低些。对于本产品，图纸未注明尺寸精度，我们取IT10级精度。IT8=0.72mm.此值由下表查知：表2 精度等级选用推荐值：类别塑料品种建议采用的等级高精度 一般精度 低精度1PS3 4 5ABS聚甲苯丙烯酸甲脂PCPSU 聚砜PF氨基塑料30玻璃纤维增强塑料2聚酰胺6.66 610 9.10 104 5 6氯化聚乙醚PVC硬3POM5 6 7PPPE低密度4PVC6 7 8PE高密度由于没有规定制品尺寸精度，查表精度为6-8.塑件的表面质量包括塑件缺陷、表面光泽性与表面粗糙度，其与模塑成工艺、塑料的品种、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨损程度等相关。该零件的表面要求无凹坑等缺陷外，表面无其它特别的要求，故比较容易实现。模具型腔的表面粗糙度通常应比塑件对应部位的表面粗糙度在数值上要低1-2级。综上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。3. 注射成型机的选择3.1 塑件的体积重量计算塑件的重量是为了选用注射机及确定模具型腔数。计算得塑件的体积：V51894.36mm3计算塑件的质量：公式为WV根据设计手册查得ABS树酯的密度为1.05g/cm3，故塑件的重量为：WV 51894.361.0510-3 54.5g3.2 注射机的选择根据注射所需的压力和塑件的重量以及其它情况，可初步选用的注射机为：JPH80型注塑成型机，该注塑机的各参数如下表所示：理论注射量/cm3173移模行程/mm180螺杆直径/mm42最大开距/mm700注射压力/Mp110最小模具厚度/mm160锁模力/KN800喷嘴球半径/mm10拉杆内间距/mm360310喷嘴口孔径/mm3.53.3 塑件的注射工艺参数的确定根据情况ABS树酯的成型工艺参数可作如下选择，在试模时可根据实际情况作适当的调整。注射机类型：螺杆式注射温度：包括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度：后段温度t1选用160中段温度t2选用180前段温度t3选用200喷嘴形式：直通式喷嘴温度：选用190注射压力：选用80MP保压力： 选用50MP注射时间：选用5s保压时间：选用15s冷却时间：选用20s总周期： 40s后处理: 方法 红外线烧箱 温度 70 时间 0.31h4、型腔布局与分型面设计4.1 型腔数目的确定为了使模具与注射机的生产能力的匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件体精度，模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有四种：a）、根据经济性能确定型腔数目； b）、根据注射机的额定锁模力确定型腔数目； c）、根据注射机的最大注射量确定型腔数目；d）、根据制品精度确定型腔数目。我们这里选用c），其计算过程如下： 其公式如下：n2=(G-C)/V 式中：G注射机的公称注射量/cm3 V单个制品的体积/cm3C浇道和浇口的总体积/cm3生产中每次实际注射量应为公称注射量G的0.8倍。每件制品所需浇注系统的体积为制品体积的（0.21）倍，现取C0.5V进行计算。对于高精度制品，由于型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀，故通常推荐型腔数目不超过个，我们因为塑件精度要求不高取n2。由以上的计算可知，可采用一模两腔的模具结构。采用一摸两件对称布局，虽然模具尺寸大，制造成本有所增加，但生产效率高，适应大批量生产的需要。4.2 型腔的布局多型腔在模板上排列形式通常有圆形、H形、直线形及复合形等，在设计时应该注意以下几点：尽可能采用平衡式排列，确保制品质量的均一和稳定。型腔布置与浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料现象。尽量使型腔排列得紧凑，以便减小模具的外形尺寸。考虑到模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计，模具的型腔排列方式如下图所示： 图2 行腔布局4.3 分型面的设计分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构，分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较具体可以从以下方面进行选择。a) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。b) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。c) 保证塑件的精度要求。d) 满足塑件的外观质量要求。e) 便于模具加工制造。f) 对成型面积的影响。g) 对排气效果的影响。h) 对侧向抽芯的影响。方案1 A-A面在制品的外轮廓的中间位置，如果以此平面为作为分型面，加工出的制品表面会形成一条分型的痕迹。影像制品的美观，此方式不够合理。图3 分型面方案方案2 ： B-B是在制品的扣盒面上，将其设计为一平面，不会影响制品的外观，同时，制品在开模后全部留在动模部分，便于设计推出机构设计。5. 浇注系统的设计5.1 浇注系统的组成所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。其作用是使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。因此，浇注系统十分重要。而浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类。我们在这里选用普通浇注系统，它一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。浇注系统的设计是模具设计的一个重要环节，设计合理与否对塑件的性能、尺寸、内外部质量及模具的结构、塑料的利用率等有较大影响。对浇注系统进行设计时，一般应遵循以下基本原则。（1）了解塑料的成型性能（2）尽量避免或减少产生熔接痕（3）有利于型腔中气体的排出（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5.2 主流道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，带有一定的锥度，其主要设计点为： 主流道圆锥角=2o6o，对流动性差的塑件可取3 o6o，内壁粗糙度为Ra0.63m。主流道大端呈圆角，半径r=13mm，以减小料流转向过渡时的阻力。在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于60mm，过长则会影响熔体的顺利充型。对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式。但在大多数情况下是将主流道衬套与定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。主流道衬套与定模座板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用间隙配合。主流道衬套一般选用T8、T10制造，热处理强度为5256HRC。根据设计手册查得SZ-1000/300型注射机喷嘴有关尺寸如下：喷嘴前端孔径：d0=3.5mm 喷嘴前端球面半径：R020mm主流道的小端直径：Dd+(0.51)mm=3.5+14.5mm主流道始端球面凹坑半径： R=20+(12)mm=21mm 主流道的半锥角通常为12过大的锥角会产生湍流或涡流，卷入空气，过小的锥角使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大，此处的锥角选用4。 图4 浇口套5.3 浇口的设计 1 浇口的选用浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。ABS塑料的流动性一般,可适用于各种浇口,为了不影响外观,简化模局结构,确定使用侧浇口。侧浇口又称边缘浇口，国外称之为标准浇口。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝，调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。这灯浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强；但有浇口痕迹存在，会形成熔接痕、缩孔、气孔等塑件缺陷，且注射压力损失大，对深型腔塑件排气不便。2 浇口位置的选择模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：1) 尽量缩短流动距离。2) 浇口应开设在塑件壁厚最大处。3) 必须尽量减少熔接痕。4) 应有利于型腔中气体排出。5) 考虑分子定向影响。6) 避免产生喷射和蠕动。7) 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。8) 注意对外观质量的影响。3 浇口方案选择方案(一):一模四腔点浇口方案(二):一模四腔侧浇口1点浇口:针对针点式浇口,橄榄形浇口,其尺寸很小，这类浇口由于前后两端存在较大的压力差，能有较大的增加塑料熔体的剪切速度并产生较大的塑加热从而导致熔体的表面粘度下降，流动性增加，利于填充，因而对薄壁件，以及诸如聚丙烯，聚乙烯等表面粘度随剪切速度变化敏感改变的塑料成型有利，利用点浇口成塑件去除浇口后残留痕迹小，易取得浇注系统的平衡，也有利于自动化操作，但压力损大，收缩大，塑件易变形，同时在定模部分需另加一个分型面以便浇口凝料脱模。2侧浇口：又称为边缘浇口，国外称为标准浇口，侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔件于形腔的侧面充模，其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速度及浇口封闭时间，这类浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活的选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普通便用在中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强但浇口痕迹存在，会形成熔接痕，缩孔，气孔等塑件缺陷且注射压力损失大，对深型腔塑件排气不便。下面是通过PRO/E EMX对塑件浇口和注塑进行模拟并分析，在二种方案中比较：首先我们对浇口位置进行选取，由PRO/E EMX分析中我们可以看出制品顶面和两侧面均可设浇口位置，接下来我们对浇注质量进行比较，可以看出两者差异不大，浇注质 量都比较高，侧浇口稍好。图5 点浇口图6 侧浇口从分析中，我们不难发现，使用点浇口下端进料，由于制件的形状复杂，容易产生填充不足或熔接痕，不易保证零件质量。若使用侧浇口，且使用两个浇口，不仅填充时间短，而且我们可以看出侧浇口的气泡数和熔接痕较少于点浇口综合上述，采用第二方案一模两腔侧浇口，而且采用侧浇口相应的模具结构形式也比较简单，节约成本。5.4 分流道的设计1 分流道布置形式分流道在分型面上的布置与型腔排列密切相关，有多种不同的布置形式，应该遵循两方面原则：一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。模具的流道布置形式采用平衡式。流道分布如图所示。图7流道分布示意图2 分流道的长度长度应尽量短，减少弯折。该模具的分流道长度在设计过程中由绘图得出3 分流道的形状及尺寸图8 分流道4 分流道表面粗糙度由于流道中于模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较理想，因此分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.631.6微米，这样表面稍不光滑，有助于增大塑料熔体的外层流动阻力。避免熔流表面滑移，是中心层具有较高的剪切速率，此处Ra=0.8分流道就是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作用。多型腔模具必定设计分流道，单型腔大型腔塑件在使用多个点浇口时也要设置分流道。 分流道的截面形状：通常分流道的断面形状有 分流道的尺寸：因为各种塑料的流动性有差异，所以可以根据塑料 的品种来粗略地估计分流道的直径，常用塑料的分流道直径推荐值如下表一。 分流道的布置：分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置形式分平衡式与非平衡式两类，这里我们选用的是平衡式的布置方法。6. 成型零部件的设计与计算所谓成型零件，指的是模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件，它包括凹模、凸模、型芯、镶块以及各种成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，承受塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生磨擦，因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。 设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。6.1 成型零件的结构设计1. 凹模的设计凹模是成型塑件外表面的成型零件。分析音响面板，其外部结构并不复杂，只是有较多的曲面，考虑各方面因素，采用整体嵌入式凹模，它能节约优质模具钢，嵌入模板后有足够的强度与刚度，使用可靠且置换方便。2. 凸模和型芯结构设计凸模和型芯都是用来成型塑料制品的内表面的成型零件。对于听筒的上下壳来讲，它们的结构有所不同，因此其凸模和型芯结构也不同。在此，分别对上下壳进行分析。对于此制件来说，其内部结构比较复杂。它有六个带盲孔的圆柱形凸台，这就需要设计出镶块来降低模具型芯和行腔加工成本，所以型芯和行腔均采用镶拼式结构。 对于音箱内部的多处凸起，则可通过数控铣或或电火花在凸模上加工出相应的孔或槽来成型。 3. 成型零件钢材的选用选用钢种时，应按塑件制品生产批量、塑料品种及塑件精度与表面质量要求来确定。对本设计来说，凹模和凸模均采用20Cr， 型芯与镶件采用T10A，零件热处理到HRC54-58。6.2 成型零件的工作尺寸计算成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接用来构成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸(包括矩形和异形零件的长和宽)，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的位置尺寸等。影响塑料制品的形状和尺寸精度的因素有：塑件收缩率，成型零件的制造误差，成型零件的磨损以及模具安装配合的误差等。对于小型塑件来说，成型模具的制造误差是主要影响因素，而对于大塑件，成型收缩率则是主要影响因素。经分析知，音箱面板与后面板之间无严格的配合要求，只是之间有一定的配合要求，其里面的局部结构之间的位置有一定的要求，因此取塑件精度为4级(SJ1372-78)，查手册知对应的模具精度应为IT8(GB1800-79)。1.型腔和型芯工作尺寸的计算1).型腔径向尺寸和横向尺寸音箱面板的壁厚为1.5-2.5，音箱面板大小端的径向尺寸为100（97.7），58.4（58.4）。跟据塑件的精度等级查得其上下壳公差值都为：大0.28，小0.26。根据经验公式() 0(1+平)0，因为听筒是用ABS材料注射成型的，因此取塑件的平均收缩率平（0.40.7）20.55。另外，听筒的尺寸较小，所以取3，跟据具体的尺寸查相关的手册。下面进行计算。大端：() 0(1+0.55)100.60.700.2800.093100.65700.093小端：() 0(1+0.55)58.40.700.2600.08758.43800.087现在分析音箱面板大小端的横向尺寸，它们分别为200(198.5)，184.6 (191.42)，查手册得公差值为0.74。其它定义同上 大端：() 0(1+0.55)2000.560.74200.68600.247200.68600.247小端：() 0(1+0.55)1184.60.560.74185.306 00.247185.306 00.2472). 型芯径向尺寸和横向尺寸根据经验公式() 0(1+平)0，现对型芯径向和横向尺寸尺寸进行计算：径向尺寸：大端: () 0(1+0.55)97.70.700.2800.09397.578 00.093小端：() 0(1+0.55)58.40.700.2600.08758.42900.087横向尺寸：大端: () 0(1+0.55)198.50.560.7400.247198.17800.247小端: () 0(1+0.55)185.90.560.7400.247185.60500.2473）.型腔深度尺寸和型芯高度尺寸根据经验公式()0(1+平)X0()0(1+平)X0行腔深度：()0(1+0.55)29.10.630.1600.053 29.24500.053型芯高度：()0(1+0.55)27.70.630.1600.05327.83700.0534）.中心距尺寸可根据经验公式计算：(C) 2(1+平)C2，其中3。C1(1+0.55)93.50.107293.5690.054C2(1+0.55)1800.252180.0230.123根据以上的大概计算，再对模具尺寸的计算结果进行规范化，其对应的具体值如下： 成型零件工作尺寸计算结果规范化计算结果规范化100.65700.093100.6198.17800.247198.1858.43800.08758.4185.60500.247185.6200.68600.247200.729.24500.05329.2185.306 00.247185.327.83700.05327.897.57800.09397.5893.5890.05493.560.05458.42900.08758.4180.0230.1231800.123其主要尺寸的标注情况见零件图。6.3模具型腔侧壁和底板厚度的计算塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，如果型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏；也可能因刚度不足而产生挠曲变形，导致溢料和出现飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。因此，应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚。模具型腔壁厚的计算，应以熔体充满型腔的瞬间产生的最大压力为准。理论分析和生产实践表明，大尺寸的模具型腔，刚度不足是主要矛盾，型腔壁厚应以满足刚度条件为准；而对于小尺寸的模具型腔，在发生大的弹性变形前，其内应力往往超过了模具材料的许用应力，因此强度不够是主要矛盾，设计型腔壁厚应以强度条件为准。经分析，听筒的上下壳的型腔属于小尺寸模具型腔，因此，该项计算以强度条件为准。由于话筒的型腔为不规则型腔，因此，在计算中，把它简化为规则的矩形型腔进行大概的计算。1）.按强度条件计算整体式矩形型腔侧壁厚度S为S（3P2）121.73（P）12型腔底板厚度T为T（P22）120.716（P）12式中：P模腔内最大熔体压力（N2） 矩形型腔矩边长度（）模具强度计算的许用应力（N2）型腔深度（）在这里，取P50N2，46，160 N2则S1.7330（50160）1229.01T0.71646（50160）1218.25经圆整后，取S30，T30。2）.按刚度条件来校核型腔侧壁厚度S和底板厚度TS（P41E）13（P1E）13T（P4E）13（P4E）13式中3（44）2（44）96，30，10.6，E2.1105N2，1.498代入相关数据得：S6.7930，T2.7720。所以刚度满足要求。设计出的凸模和凹模见图9、图10,图11和图12。图9行腔01图10行腔02图11型芯01图12型芯027. 模架的选取模架的选取应综合考虑型腔的大小与布置、浇口形式、凸凹模结构形式、推出机构形式、合模导向机构等方面，尽量选用标准模架。在本次设计中，模具设计成一模两腔，采用潜伏式浇口，利用斜滑块内外抽芯。另外，采用推杆和推管推出。综合以上分析，查相关手册GBT12556，初步确定选用模架型号为：Futaba-2P FA-Type，其中A板为60，B板为35，C板为110,T板为50，R板为30，U板为40,L板为35。BL为550550。在PRO/E软件中，通过EMX进行模具设计时选用的模架实体模型如图所示： 图13模架8. 合模导向机构的设计8.1 导柱结构的技术要求1 形状 导柱前端应做成锥台形或半球形，以使导柱能顺利地进入导向孔。由于半球形加工困难，所以导柱前端形式以锥台形为多。2材料 导柱应具有硬而耐磨的的表面和坚韧而不易折断的内芯，因此多采用20钢或者T8、T10钢，硬度为5458HRC。导柱固定部分的表面粗糙度为Ra=0.8m，导向部分的表面粗糙度为Ra=0.80.4m。3数量及布置 导柱应合理均匀布置在模具分型面的四周，导柱中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具强度（导柱中心到模具边缘距离通常为导柱直径的11.5倍）。为确保合模时只能按一个方向合模，导柱的布置可采用等直径导柱不对称布置或不等直径导柱对称布置的方式。4配合精度 导柱固定端与模板之间一般采用H7/m6或H7/k6的过渡配合，导柱的导向部分通常采用H7/f7或H8/f7。 图14 导柱8.2 导向孔的设计形状 为使导柱顺利进入导套，导套的前端应倒圆角。导向孔最好做成通孔，以利于排除孔内的空气。如果模板较厚，导孔必须做成盲孔时，可在盲孔侧壁上打一小孔排气或在导柱的侧壁磨出排气槽。材料 与导柱相同。固定形式及配合精度 直导柱用过盈配合嵌入模板，为了增加导套镶入的牢固性，防止开模时导套被拉出来，可以用止动螺钉紧固。带头导套用过渡配合镶入模板，导套固定部分的粗糙度为Ra=0.8m,导向部分粗糙度为Ra=0.80.4m。9.推出机构的设计9.1 推杆的设计 估计推杆长度：底板厚度型腔高度空余值 取175mm 圆形推杆直径d 式中：d-圆形推杆直径（mm）-推杆长度系数，取0.7l-推杆长度（cm）n-推杆数量E推杆材料的弹性模量()合金钢E210GpaQ总脱模力（N）取d=6mm推杆的应力校核式中： 推杆应力 -推杆钢材的屈服极限强度 （合金钢42000）满足条件。推杆选A型推杆，9.2 复位杆的设计复位杆与顶杆安装在同一固定板上，工作端面低于动模表面，选用沉头内六角螺钉。数量为4，采用45钢，顶部淬火处理，硬度为HRC4348，表面粗糙度为左右。9.3 推板尺寸的设计式中： H推板厚度（cm） L-推杆间距（cm），初选L22cm. Q-总脱模力（N） E-钢材的弹性模量（），一般中碳钢E B推板宽度（cm）(参照实用模具设计与制造手册，初选B25cm) Y-推板允许最大变形量（cm）,一般为塑件在脱模方向的尺寸公差的1/51/10，得Y0.003。 代入，得 取H4cm 所以，推板的尺寸为550X370X25，推杆固定板的厚度是25mm。 图15 推出装置10. 排气、冷却系统的设计与计算10.1排气系统的设计 当塑件熔体填充模具型腔时，必须将浇注系统和型腔内的空气以及塑料在成型过程中产生的低分子挥发气体顺利地排出模外。如果型腔内因各种原因产生的气体不能被排除干净，塑件上就会形成气泡、产生熔接不牢、表面轮廓不清及填充不满等成型缺陷，另外气体的存在还会产生反压力而降低充模速度，因此设计模具时必须考虑型腔的排气问题。在分型面上开设排气槽是注射模排气的主要形式。 表4分型面上排气槽的深度：塑料品种深度(mm)塑料品种深度(mm)聚乙烯0.02聚酰胺0.01聚丙烯0.01-0.02聚碳酸脂0.01-0.03聚苯乙烯0.02聚甲醛0.0.-0.03ABS0.03丙烯酸共聚物0.0310.2冷却系统设计塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以到达理想的温度要求。一般注射模内的塑料熔体温度为200左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融黏度低、流动性比较好的塑料，如聚丙烯、有机玻璃等等，当塑件是小型薄壁时，如我们的塑件，则模具可简单进行冷却或者可利用自然冷却不设冷却系统；当塑件是大型的制品时，则需要对模具进行人工冷却，以保证制件的充分固化定型。1冷却时间的确定在注射过程中，塑件的冷却时间，通常是指塑料熔体从充满模具型腔起到可以开模取出塑件时止的这一段时间。这一时间标准常以制品已充分固化定型而且具有一定的强度和刚度为准，这段冷却时间一般约占整个注射生产周期的80%。因为我们所需要的塑件比较薄，固用此公式：式中，a 塑料热扩散系数 （m2/s）； S 制品壁厚 （mm）；现我们根据已知条件知道ABS的TS=260，TM=60，TE=100，而塑件的厚度为2mm： =4.5s2冷却系统设计原则1） 尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡2） 冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。3 ）尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等。4） 浇口处加强冷却。5 ）应降低进水与出水的温差。6 ）合理选择冷却水道的形式。7 ）合理确定冷却水管接头位置。8 ）冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构发生干涉现象。9 ）冷却水管进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。3冷却系统的结构形式根据塑料制品形状及其所需的冷却效果，冷却回路可分为直通式、圆周式、多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等，同时还可以互相配合，构成各种冷却回路。其基本形式有六种，我们这里选用的是简单流道式。简单流道式即通过在模具上直接打孔，并通过以冷却水而进行冷却，是生产中最常用的一种形式。其结构如图：图16 冷却水道4冷却系统的计算设ABS塑料的密度=1.05，且流量为30.6，Qs=590。现有公式可得：Q = n G Qs式中，Qs 塑料熔体的单位热流量 N 每小时的注射次数 G 制品包括浇注系统在内的质量（Kg） G = nG件 + G浇 = 2 54.5 50+ 2000= 500 （g） Q = 30 7.45 590 = 131865（Kj）其中，1/3的热量被凹模带走，2/3由型芯带去。11. 注射机与模具各参数的校核11.1 工艺参数的校核1. 注射量的校核（按体积）Vmax=V 式中：Vmax模具型腔流道的最大容积(cm3)V指定型号与规格注射机的注射量容积(cm3)塑料的固态密度(g/cm3)注射系数取0.750.85，无定形料可取0.85，结晶形可取0.75。将以上各数代入式得：Vmax=V 0.85173147cm3倘若实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥，塑料在料筒中停留的时间会过长。所以最小注射量容积Vmin0.25V。Vmin0.25V=0.25173=43.25cm3实际注射量V=2V0+20.3V0=251+20.351132.6cm3即Vmin VVmax所以符合要求。2. 锁模力的校核公式：FKAPm式中F注射机的额定锁模力(kN) 160A制品和流道在分型面上的投影和(cm3) 10308.6Pm型腔的平均计算压力(MPa) 由表9.9-4取35K安全系数，通常取K1.11.21.2则：KAPm1.210308.635 =423.9kN800