毕业设计（论文）-电话听筒注塑模具设计说明书.doc

南华大学本科毕业设计(论文) 第 38 页 共 38 页 前 言在现代工业发展的进程中，模具的地位及其重要性日益被人们所认识。模具工业作为进入富裕社会的原动力之一，正推动着整个工业技术向前迈进！随着塑料工业的飞速发展，以及通用塑料与工程塑料在强度和精度方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断地扩大。因此，塑料模具的设计与制造也显得越来越重要，而注射模则是塑料模具中最常用的一种模具。本文即介绍了家用程控电话机听筒的注射模具设计详细过程。在塑料原材料转变为塑料制件的成型过程中，塑料原材料的选用，成型设备的选择，成型模具的设计与制造和成型工艺的制定等是塑料制件生产的四大环节，而主要的环节集中在成型工艺的正确制定和塑料模具的设计这两个方面。本说明书比较详细地介绍了家用程控电话机听筒的注射模具设计整个过程，内容涉及产品零件的结构设计、三维造型，原材料的选择与成型工艺性分析，注射机的选择，模具结构及成型零部件的设计，模架等标准件的选择，温控系统设计以及模具主要零部件的加工工艺过程等方面。近年来，随着计算机技术向纵深发展并向各个领域不断渗透，越来越多的现代塑料生产企业都在加大力度应用计算机辅助设计技术，应用现代设计理论和方法改进塑料注射成型模具的设计、制造，以提高加工质量，降低成本，缩短开发周期，增加产品的竞争能力。因此使用CAD/CAE/CAM来进行模具设计，对模具和塑件质量都有很大的提高，更好地改善了产品的性能，提高了生产效率。本次设计就充分利用了计算机辅助设计。在设计过程中，包括塑件结构和外型的设计、塑件分析、凸凹模设计、模架等标准件选择，都是通过Unigraphics V18.0完成的，大大提高了模具设计的质量和效率。由于本人水平有限，实践经验不足，加上时间仓促，设计中肯定有错误和欠妥之处，恳请读者批评指正.第一章 概 论1.1 塑料模具的特点与发展趋势1.1.1塑料模具的重要性 模具在现代生产中，是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成型。塑料模是指用于成型塑料制品的模具，它是型腔模的一种类型，其地位与重要性正日益被人们所认识。随着塑料工业的飞速发展，以及通用塑料与工程塑料在强度和精度方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断地扩大，如：家用电器、仪器仪表、建筑器材、汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。由于在工业产品中，一个设计合理的塑件往往能代替多个传统金属结构件，加上利用工程塑料特有的性质，可以一次成型非常复杂的形状，并且还能设计成卡装结构，成倍地减少整个产品中的各种紧固件，大大地降低了金属材料消耗量和加工及装配工时，因此，近年来工业产品塑料化的趋势不断上升。注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法。该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料，制得的塑料制品数量之大是其它成型方法望尘莫及的。由于注塑成型加工不仅产量多，而且适用于多种原料，能够成批、连续地生产，并且具有固定的尺寸，可以实现生产自动化、高速化，因此具有极高的经济效益。随着工业生产的迅速发展，塑料模具工业在国民经济发展过程中发挥着越来越重要的作用。1.1.2塑料模具的特点热塑性塑料注射模的特点是由塑料原材料的特性所决定的，最主要的有两点：一是注射时塑料熔体的充模流动特性，二是模腔内塑料冷却固化时的收缩行为，这两点决定了注射模的特殊性和设计难度。由于塑料熔体属于粘弹体，熔体流动过程粘度随剪切应力、剪切速率而变化，流动过程中大分子沿流动方向产生定向；冷却固化过程中塑料的收缩非常复杂，模腔内各部位、各方向收缩率不同，不同种类、牌号的塑料收缩率有很大差异。基于上述特点，设计注塑模首先要充分了解所加工的塑料原材料的特性，使设计的模具合理适用，并可在设计中有效利用塑料特性，如点浇口模具用于塑料铰链制品。塑料注射成型模具主要用于成型热塑性塑料制件，近年来在热固性塑料的成型中也得到了日趋广泛的应用。由于塑料注射成型模具的适用性比较广，而且用这种方法成型塑料制件的内在和外观质量均较好，生产效率特别高，所以塑料注射模具已日益引起人们的重视。1.1.3塑料成型技术的发展趋势在现代塑料制件的生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要因素，尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求、满足塑料制件的使用要求、降低塑料制件的成本起着重要的作用。从塑料模的设计、制造及模具的材料等方面考虑，塑料成型技术的发展趋势可以简单地归纳为以下几个方面：1、 模具的标准化为了适应大规模成批生产塑料成型模具和缩短模具制造周期的需要，模具的标准化工作十分重要，目前我国模具标准化程度只达到了20%。注射模方面关于模具零件、模具技术条件和标准模架等已经制定了一些国家标准标。当前的任务是重点研究开发热流道标准元件和模具温控标准装置；精密标准模架，精密导向件系列；标准模板及模具标准件的先进技术和等向性标准化模块等。2、 加强理论研究随着塑料制件的大型化和复杂化，模具的重量达到数吨甚至十多吨，这样大的模具，若只凭经验设计，往往会因设计不当而造成模具报废，大量的资金被浪费，所以大型模具还是要向理论设计方面发展，如模板刚度、强度的计算和充型流动理论的建立。3、 塑料制件的精密化、微型化和超大型化为了满足各种工业产品的使用要求，塑料成型技术正朝着精密化、微型化和超大型化等方面发展。精密注射成型是能将塑料制件尺寸公差保持在0.010.001之内的成型工艺方法，其制件主要用于电子、仪表工业。微型化的塑料制件要求在微型的设备上生产。目前，德国已经研究出注射量只有0.1g的微型注射机，而法国有注射量为17万g的超大型注射机，合模力为150MN；美国和日本也有较先进的注射机。目前，国产注射机的注射量也已达3.5万g，合模力为80MN。4、 新材料、新技术、新工艺的研制、开发和应用随着塑料成型技术的不断发展，模具新材料、模具加工新技术和模具新工艺方面的开发已成为当前模具工业生产和科研的主要任务之一。十多年来，国内外在塑料成型行业和改进模具设计与制造方面投入了大量的资金和研究力量，取的了许多成果。例如：材料方面有预硬钢、马氏体时效钢、耐腐蚀钢等，模具加工技术方面有广泛应用仿形加工、电加工、数控加工及微机控制加工等；另外，模具CAD/CAM/CAE技术也进入了实用阶段。1.2注射模设计要求与程序1.2.1基本要求与注意事项1 合理地选择模具结构2 正确地确定模具成型零件的尺寸3 设计的模具应当制造方便4 充分考虑塑件设计特色，尽量减少后加工5 设计的模具应当效率高、安全可靠6 模具零件应耐磨耐用7 模具结构要适应塑料的成型特性1.2.2设计程序 1. 调研、消化原始资料收集整理有关制件图设计、成型工艺、成型设备、机械加工、特种工艺等有关资料以备设计模具时使用。消化塑料制件图，了解塑件的用途，分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求，如：塑件的原材料表面形状、颜色与透明度、使用性能与要求；塑件的几何结构、斜度、镶件等情况；熔接痕、缩孔等成型缺陷出现的可能与允许程度；浇口、顶杆等可以设置的部位；有无涂装、电镀、胶接、钻孔等后加工等，此类情况对塑件设计均有相应要求。选择塑件精度最高的尺寸进行分析，查看估计成型公差是否低于塑件的允许公差，能否成型出符合要求的制件。若发现问题，可对塑件图纸提出修改意见。分析工艺资料，了解所用塑料的物化性能、成型特性以及工艺参数，如材料与制件必须的强度、刚度、弹性；所用塑件的结晶性、流动性、热稳定性；材料的密度、粘度特性、比热容、收缩率、热变形温度以及成型温度、成型压力、成型周期等。并注意收集如弹性模量E、摩擦因素f、泊松比等与模具设计计算有关的资料与参数。2. 选择成型设备 模具与设备必须配套使用，因为多数情况下都是根据成型设备的种类来进行模具设计，为此，在设计模具之前，首先要选择好成型设备，这就需要了解各种成型设备的规格、性能与特点。以注塑机来说，如注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出方式与距离、喷嘴直径与喷嘴球面半径、定位孔尺寸、模具最小与最大厚度、模板行程等，都将影响到模具的结构尺寸与成型能力。同时还应初估模具外型尺寸，判断模具能否在所选的注射机上安装与使用。3. 拟定模具结构方案 理想的模具结构应能充分发挥成型设备的能力（如合理的行腔数目和自动化水平等），在绝对可靠的条件下使模具本身的工作最大限度地满足塑件的工艺技术要求（如塑件的几何形状、尺寸精度、表面光洁度等）和生产经济要求（成本低、效率高、使用寿命长、节省劳动力等），由于影响因素很多，可先从以下方面做起：（1） 塑件成型 按塑件形状结构合理确定其成型位置，因成型位置在很大程度上影响模具结构的复杂性；（2） 型腔布局 根据塑件的形状大小、结构特点、尺寸精度、批量大小以及模具制造的难易、成本的高低等确定行腔的数量与排列方式；（3） 选择分型面 分型面的位置要有利于模具加工、排气、脱气、脱模、塑件的表面质量及工艺操作等；（4） 确定浇注系统 包括主流道、分流道、冷料穴、浇口的形状、大小和位置，排气方法、排气槽的位置与尺寸大小等；（5） 选择脱模的方式 考虑开模、分型的方法与循序，拉料杆、推杆、推管、推板等脱摸零件的组合方式，合模导向与复位机构的设置以及侧向分行与抽芯机构的选择与设计；（6） 模温调节 模温的测量方法，冷却水道的形状、尺寸与位置，特别是与模腔壁间的距离及位置关系；（7） 确定主要零件的结构与尺寸 考虑成型与安装的需要及制造与装配的可能，根据所选材料，通过理论计算或经验数据，确定型腔、型芯、导柱、导套、推杆、滑块等主要零件的结构与尺寸以及安装、固定、定位、导向等方法；（8） 支承与联接 如何将模具的各个组成部分通过支承块、模板、销钉、螺钉等支承与连接零件，按照使用与设计要求组合成一体，获得模具的总体结构。结构方案的拟定，是设计工作的基本环节。它既是设计者的构思过程，也是设计对象的胚胎，设计者应将其结果用简图和文字加以描绘与记录，作为方案设计的依据与基础。方案的讨论与论证拟定初步方案时，应广开思路，多想一些办法，随后广泛征求意见，进行分析论证与权衡，选出最合理的方案。绘制模具装配草图总装配图的设计过程比较复杂，应先从画草图着手，经过认真的思考、讨论与修改，使其逐步完善，方能最后完成。草图设计过程是“边设计、边绘图、边修改”的过程，不能指望所有的结构尺寸与数据一下就能定的合适，所以在设计过程中往往需反复多次修改。其基本做法就是将初步拟定的结构方案在图纸上具体化，最好是用坐标纸，尽量采用1:1的比例，先从行腔开始，由里向外，主视图与俯视图同时进行： 型腔与型芯的结构； 浇注系统、排气系统的结构形式； 分型面及分型脱模机构； 合模导向与复位机构； 冷却或加热系统的结构形式与部位； 安装、支承、连接、定位等零件的结构、数量及安装位置； 确定装配图的图纸幅面、绘图比例、视图数量布置及方式。. 绘制模具装配图绘制模具装配图时应注意做到以下几点： 认真、细致、干净、整洁地将修改已就的机构草图，按标准画在正式图纸上。将原草图中不细不全的部分在正式图上补细补全； 标注技术要求和使用说明，包括某些系统的性能要求（如顶出机构、侧抽芯机构等），装配工艺要求（如装配后分型面的贴合间隙的大小、上下面的平行度、需由装配确定的尺寸要求等），使用与装拆注意事项以及检验、试模、维修、保管等，达到要求； 全面检查，纠正设计或绘图过程中可能出现的差错与遗漏。. 绘制零件图绘制零件图时应注意做到以下几点： 凡需自制的零件都应画出单独的零件图； 图形尽可能按的比例画出，但允许放大或缩小。要做到视图选择合理，投影正确，布置得当； 统一考虑尺寸、公差形位公差、表面粗糙度的标准方法与位置，避免拥挤与干涉，做到正确、完整、有序，可将用得最多的一种粗糙度以“其余”的形式标于图纸的右上角； 零件图的编号应与装配图中的序号一致，便于查对； 标注技术要求，填写标题栏； 自行校对，以防差错。. 编写设计说明书第二章 听筒注射模具设计过程2.1塑件分析本次设计中的产品零件是家用程控电话机听筒。随着生活水平的提高和制造技术的发展，人们对产品的要求也越来越高，不仅仅满足于功能，还越来越注重其外型的新颖和美观。本人设计的电话听筒即是采用UG造型开发的流线型新款产品，听筒三维造型图如图1所示。 图1. 听筒三维模型此听筒的设计综合考虑了其功能性和外形美观性，其功能实用，外型美观，手感舒适，符合市场潮流。听筒分为上壳（图2）和下壳（图3），相比较而言，上壳的结构比较简单，壁厚为1.5。在上壳的内壁两端设有用于装配的侧凹，设计模具时应考虑其开模时的抽芯问题。下壳壁厚为2.5，内部结构和外型曲面都比较复杂。下壳内两端外侧设有用于上、下壳配合的卡钩，内部有用于安装标准件接线头和杨声器的结构，其尺寸都有一定的精度要求。听筒属于小型塑件，其外表面粗糙度有较高的要求，达Ra0.4以上，内表面无特别要求。塑件注射成型后，要对其表面进行喷涂处理，以达到一定的光度和 图2. 听筒上壳模型图3. 听筒下壳模型亮度，从而满足美观设计的需要。根据听筒的功用，要求塑件有一定的耐麿性和耐热、耐寒性，并且尺寸相对稳定。综合以上分析，取听筒的尺寸精度为4级（SJ1372-78），外表面粗糙度为0.4，内表面Ra1.6。本次设计的产品三维造型及其模具的设计是利用Unigraphics V18.0软件完成的。通过计算机对产品三维模型的分析，可得到产品的如下相关信息：上壳的体积为15.533，质量为16.16，开模方向投影面积为9.552；下壳的体积为38.183，质量为39.70，开模方向投影面积为95.52。电话机的生产属于较大批量的生产，但其造型设计及其模具设计与制造成本仍占产品价格的较大比例。因此，听筒的设计应在考虑其使用要求和外观质量等要求的前提下，尽量降低设计与制造成本。2.2塑件材料的成型特性与工艺参数综合分析后，选用听筒材料为乳白色的ABS。2.2.1ABS基本特性ABS，即苯乙烯丁二烯丙烯腈共聚物，它是由三种单体聚合而成的非结晶型高聚物，具有三种组合物的综合性能，且无毒、无味，塑件成型后有较好的光泽。ABS的密度为1.021.05/3。ABS有极好的抗冲击强度，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、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化膨胀。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。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70左右，热变形温度为93左右。耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。根据ABS中组分之间的比例不同，其性能也有差异，从而适应各种不同的应用。根据应用不同可分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型等。2.2.2 ABS主要用途ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等。汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等，还有用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还可以用来制作水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收音机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。2.2.3 ABS成型特点ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较高，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注系统对料流的阻力；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5060度，要求塑件光泽和耐热时，应控制在6080度。ABS的主要性能指标见表1表1. ABS主要技术指标和工艺参数 密度31.021.16注射机类型螺杆式比容30.860.98预热和干燥温度8095吸水率0.20.4时间45收缩率0.40.7料简温度后段150170熔点130160中段165180热变形温度0.45MPa90108前段1802001.8MPa83103喷嘴温度170180抗拉屈服强度MPa50模具温度5080拉伸弹性模量MPa1.8103注射压力MPa60100弯曲强度MPa80成型时间S高压时间05硬度HB9.7保压时间1530后处理方法红外线、烘箱冷却时间1530温度70成型周期4070时间24螺杆转速r/min0.40.72.3成型设备的选择在设计模具时，首先应根据现有的设备选择合适的注射机。初选注射机的主要依据是成型所需的注射容量，因此，必须计算出塑件的体积或质量，初步确定型腔数目以及浇注系统的体积。2.3.1型腔数量及排列方式模具中的型腔数目的确定是一项综合项目，首先要考虑的是制品的精度要求，模具制造费用等因素。电话听筒分为上壳和下壳两部分，最主要的要求是外型美观，表面光洁，色泽均匀。综合考虑各因素，这一类塑件的成型多半采用一模两件，在一次注射中完成上壳和下壳的同时成型，即一次注射动作可得到一个完整的听筒产品。这样设计的主要目的是保证上壳和下壳的成型工艺条件相同，从而保证上、下壳在色泽上均匀一致，在产量上也可以相匹配。综上所述，初步确定型腔数为2。为了避免塑件尺寸的差异、应力形成及脱模等问题，型腔布局采用平衡式，其特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度、截面形状及尺寸均对应相同，可实现均衡进料和同时充满型腔的目地。2.3.2注射容量的的估计计算由前面分析知，上下壳的总体积为总1215.5338.1853.71（3）,总质量总1216.1639.7055.86。另外，估计浇注系统凝料体积约为103 ，即初步估计成型所需注射总量约为643 。2.3.3注射机的选定及其技术参数为了保证注射质量和充分发挥设备的功能，根据注射模一次成型的塑料体积（塑件与流道凝料之和）应在注射机理论注射量的1080之间，并结合塑件尺寸大小、型腔数量及其布局，查模具设计与制造简明手册表240，可初选注射机型号为：XSZY250。其主要的技术规格见表2.表2.XSZY250型注射机主要技术参数螺杆直径mm 50模板行程mm350注射容量cm3250喷嘴球半径mm18注射压力MPa130孔直径mm4锁模力KN1800定位孔直径mm1250+0.06最大注射面积cm3500顶出中心孔径mm模具厚度mm最大350两侧孔径mm40最小250孔距mm2802.4分型面和排气槽的设计 在模具结构设计前，必须合理地选择分型面，并恰当地按排排气槽。2.4.1分型面的设计 将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，这些可以分离部分的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为模具的分型面。分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切的关系，并且直接影响着塑料熔体的充填特性及塑件的脱模，因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键。如何选择分型面，需要考虑的因素比较复杂，比如说要考虑塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件的位置、形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等，因此，在选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则：.分型面应选在塑件外形最大轮廓处.确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模.保证塑件的精度要求.满足塑件的外观质量要求.便于模具的加工制造.尽量减小塑件在合模平面上的投影面积.应有利于排气.保证侧向型芯的放置容易及抽芯机构的动作顺利以上阐述的是选择分型面时的一般原则，在实际设计中，不可能全部满足上面所述的原则，一般应抓住主要矛盾，在次前提下确定合理的分型面。对听筒的模具设计来讲，因为听筒上、下壳结构及曲面的特殊性，决定了其分型面的选择只能是在壳体边缘的最大截面处，分型面为圆弧形的曲面分型面，且上壳的模具分型面与下壳的模具分型面弯曲方向相反。分型面的形状见凸模和凹模图。2.4.2排气槽设计 从某种角度而言，注塑模也是一种置换装置。即塑料熔体注入模腔同时，必须置换出型腔内空气和从物料中逸出的挥发性气体。排气系统是注塑模具设计的重要组成部分。由于塑件的体积不大，且属于薄壁件，型腔不深，分型面较长，顶杆和小型芯有较多，故不需另外增设排气槽，利用分型面、顶杆以及小型芯等的配合间隙排气即可，其间隙约为0.03mm，试模后若排气不顺则可另外增设排气槽。2.5浇注系统的设计浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的通道。浇注系统的设计是注射模具设计中最重要的问题之一，它对于获得优良性能和理想外观的塑料制件以及最佳的成型效率有直接影响，是模具设计工作者十分重视的技术问题。浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大，而且还与塑件所用塑料的利用率、成型生产效率等相关，因此，浇注系统的设计应能使冲模过程快而有序，压力损失小，热量散失少，排气条件好，且凝料易于与制品分离或切除。2.5.1主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道。其截面成圆锥形，锥角为24，为避免产生湍流或涡流，且使凝料容易脱模，对塑料来说，取3是合适的。流道表面粗糙度为a0.8；主流道入口直径大于喷嘴直径1大约1左右，根据所选的注射图4.主流道（浇口套）机喷嘴直径为4，则415。为了使注射时喷嘴与流道口贴合良好不产生熔体反喷，取入口凹球面半径比喷嘴球面半径1大约2，即R18220。主流道大端直径为Dd2Ltg/25230tg3/26.5，大端口圆角取2。主流道形状和尺寸如上图4所示。 2.5.2分流道的设计 分流道是熔料从主流道进入型腔前的过渡部分，其设计要求是塑料熔体在流动中压力和热量损失尽量最小，同时使流道中的塑料尽量少。分流道的设计，从压力传递角度考虑，要求有较大的流道截面积，从散热少考虑应有小的比表面S。由理论分析可知，圆形截面分流道最理想，但其加工工艺性不佳，成本高，在生产实际中不常使用。梯形截面分流道容易加工，且塑料熔体的热量散失及流动阻力均不大，综合考虑，选用梯形截面的分流道，截面尺寸可根据经验公式计算。B0.2654式中 B梯形的大底边长度（）塑件的质量（）分流道的长度（）H梯形的高度（）图5.分流道截面形状所以B0.26544.576，H2B33.05， 根据ABS塑料的流动性、浇口形式及成型工艺要求，将估算结果圆整后，取H4，B6，R2，10，R1.6m。分流道截面形状和尺寸见图5。2.5.3浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。它的位置、形状及尺寸对塑件的性能和质量有着决定性的影响。浇口尺寸经常要通过试模，按成型情况酌情修正。（1）.浇口的形式与尺寸电话听筒要求外型美观，表面处处光洁，不能留有浇口痕迹。因此，根据听筒的外形特征及结构形式，并结合其所用塑料的成型工艺特性，选用潜伏式浇口较为合适。它是点浇口在特殊场合下的一种应用形式，具备点浇口的一切优点。潜伏式浇口潜入分型面的一侧，沿斜向进入型腔。这样在开模时，不仅能自动剪断浇口，而且其位置可设在背面隐蔽处，使制品外表面无浇口痕迹。采用潜伏式浇口的模具结构，还可将三板式简化为两板式模具。浇口形状及尺寸见图6。（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，初步试模之后有时还需修改浇口尺寸。浇口的位置对塑件的成型性能及成型质量影响较大。其位置的确定，需要根据塑件的结构工艺及特征、成型质量和技术要求，并综合分析塑料熔体在模内的流动特性、成型条件等因素。此设计中的听筒上下壳均为薄壁壳体塑件，由于采用的是一模两件成型，综合分析后，可将浇口设在上下壳的对称中心线上。由于上壳的体积远小于下壳的，故为了达到浇口位置的平衡，加工浇口时可将下壳的浇口做的比上壳的浇口略大0.2，经多次试模后再修正图6.潜伏浇口 图7.冷料穴2.5.4冷料穴的设计冷料穴的作用是容纳冷料，并在开模时将主流道和分流道的冷凝料勾住，使其保留在动模一侧，便于脱模。根据设计塑件时所选用的材料性能，设计带凝料推杆的倒锥形冷料穴，这样，在凝料被推出后不需人工取出而能自动脱落，其结构形式及尺寸如图7所示。2.6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。2.6.1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。分析听筒的上下壳，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。对于听筒的上壳来说，其内部结构比较简单。它有两个带盲孔的圆柱形凸台，其成型需要用型芯跟推管一起共同完成。 对于听筒的下壳来说，其内部也有三个带盲孔圆台，其成型零件与上壳的基本相同。因此，设计方法也相同。不论是听筒的上壳还是下壳，其凸模的总体结构均采用组合式。对于听筒内部的多处凸起，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40Cr， 型芯与镶件采用T10A，零件热处理到HRC42-54。2.6.2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，电话机的听筒与电话机的面板之间无严格的配合要求，只是它的上下壳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.型腔径向尺寸和横向尺寸听筒的上壳壁厚为1.5，下壳壁厚为2.5，并且上下壳的头尾尺寸不一样。听筒上壳大小端的径向尺寸为46(44.5)，40(38.5)，而下壳大小端的径向尺寸为46(44)，40(38)。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)460.700.2800.09346.05700.093小端：() 0(1+0.55)400.700.2600.08740.03800.087现在分析听筒上下壳的横向尺寸，它们分别为200（198.5），200（198），查手册得公差值为0.74。其它定义同上。所以() 0(1+0.55)2000.560.7400.247200.68600.247. 型芯径向尺寸和横向尺寸根据经验公式() 0(1+平)0，一些相关参数的选择定义如上。由于听筒上下壳的出壳尺寸大小不一样，因此，有多个尺寸计算。首先计算径向尺寸。大端（分为上下壳）：() 0(1+0.55)44.50.700.2800.09344.54800.093() 0(1+0.55)440.700.2800.09344.04600.093小端（分为上下壳）：() 0(1+0.55)38.50.700.2600.08738.52900.087() 0(1+0.55)380.700.2600.08738.02700.087横向尺寸（分为上下壳）：() 0(1+0.55)198.50.560.7400.247199.17700.247() 0(1+0.55)1980.560.7400.247198.67500.247（2）.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上壳：()0(1+0.55)80.630.1600.053 8.14500.053()0(1+0.55)6.50.630.1600.0536.63700.053下壳（包括大端和中间部分）：()0(1+0.55)270.600.2400.0827.29300.08,()0(1+0.55)250.600.2400.08025.28200.080()0(1+0.55)34.50.600.2600.08734.84600.087()0(1+0.55)32.50.600.2600.08732.83500.087()0(1+0.55)80.630.1600.0538.14500.053,()0(1+0.55)60.630.1400.0476.12100.047() 0(1+0.55)24.50.600.2400.08024.77900.087,()0(1+0.55)22.50.600.2200.07322.75600.073()0(1+0.55)180.630.2000.06718.22500.067,()0(1+0.55)160.630.2000.06716.21400.067（3）.中心距尺寸（包括上下壳）可根据经验公式计算：(C) 2(1+平)C2，其中3。上壳：C1(1+0.55)640.107264.3520.054C2(1+0.55)1860.252187.0230.123下壳：C1(1+0.55)500.093250.2750.047C2(1+0.55)1850.252186.0180.123（4）.下壳型芯内凸台或中心线到侧壁的距离可根据经验公式进行计算：(1+平)/42，其中6。(1+0.55) 1000.07340.442100.5320.22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：上壳成型零件工作尺寸计算结果规范化计算结果规范化46.05700.09346.1199.17700.247199.140.03800.08740.18.14500.0538.1200.68600.247200.96.63700.0536.644.54800.09344.564.3520.05464.350.05438.52900.08738.5187.020.123187.020.123下壳成型零件工作尺寸计算结果规范化计算结果规范化46.05700.09346.132.83500.08732.840.03800.08740.18.14500.0538.1200.68600.247200.96.12100.0476.144.04600.09344.024.77900.08724.838.02700.08738.022.75600.07322.7198.67500.247198.618.22500.06718.227.29300.0827.316.21400.06716.225.28200.08025.250.270.04750.280.04734.84600.08734.9186.00.123186.020.123100.530.22100.530.22其主要尺寸的标注情况见零件图。2.6.3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（）图8.上壳凸模在这里，取P50N2，46，160 N2则S1.7330（50160）1229.01T0.71646（50160）1218.25经圆整后，取S30，T20。（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8、图9和图10。 图9.下壳凸模图10.下壳凹模2.6.4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：A235540035Z1，其中A板为63，B板为40，C板为100。BL为355400。在UG软件中，通过Moldwizard进行模具设计时选用的模架实体模型如图11所示。 图11.设计中选用的标准模架2.7合模导向机构的设计导向机构是保证动定模或上下模合模时，正确定位和导向的零件。导向具有如下功能： 定位作用：模具闭合后，保证动定模或上下模位正确，保证型腔的形状和尺寸精确；导向机构在模具装配过程中也起了定位作用，便于装配和调整。 导向作用：合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。 承受一定的侧向压力：塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧向压力，以保证模具的正常工作。在此设计中，采用的导向机构为带头导柱与带头导套的配合导向。导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出812，在此次设计中取10，以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。导柱的前端做成锥台形，以使导柱顺利地进入导向孔。所选的导柱导套材料为8钢，淬硬后硬度为5055。导柱中心到模具边缘距离通常为导柱直径的11.5倍，在此次设计中取1倍。导柱固定端与模板之间采用H7/m6的过渡配合；导柱的导向部分采用H8f7间隙配合。结合所选模架，确定导柱、导套结构与尺寸如图12、图13所示。图12.导柱图13.导套2.8侧向分型与抽芯机构的设计侧向分型与抽芯机构简称为侧抽机构，用来成型塑件外侧凸起、凹槽和孔以及壳体制品的局部凸起、凹槽和盲孔。因为有侧抽机构的注射模，其可动零件多，动作复杂，因此，侧抽机构的设计应以可靠、简单、灵活和高效为准。2.8.1确定抽芯形式与结构由前面分析可知，听筒上壳两端内侧有用来与下壳相扣合用的局部凹槽，下壳的两端外侧各有与上壳相对应的倒钩，故需要设计侧抽芯机构才能完成塑件的成型。电话机的生产属于大批量的，故设计的侧抽芯机构应首先考虑可靠耐磨，灵活方便。根据模具的结构形式、抽芯部位的结构特点（抽芯距、抽芯成型面积等），综合分析比较后，对于上壳，采用斜滑块（斜顶杆）内抽芯较为合适；对于下壳的外侧抽芯，采用斜导柱抽芯和斜滑块抽芯都可以，但在次模具结构中，为使模具结构简单，便于加工制造，采用与上壳相同的斜滑块抽芯较合适。2.8.2确定抽芯机构的结构尺寸在确定斜滑块结构尺寸之前，应了解其设计要点：（1） 斜滑块的导向斜角一般取515，斜滑块的推出高度必须小于导滑槽总长的2/3。（2） 斜滑块在导滑槽内的活动必须顺利。（3） 内抽芯斜滑块的端面不应高于型芯端面，而应在零件允许的情况下低于型芯端面0.050.10。对于话筒上壳，其内侧抽芯侧凹深度为：大端5.7，小端6.9。考虑安全系数后，确定抽芯距为：大端5.8，小端7.0，斜滑块顶出距离与推杆相同，应高于凸模端面一定距离，以下壳的设计为准，取35较合适。由此可计算出凸模导滑斜孔的最大斜角为，即tg7.03511.3，经圆整为12。为了制造方便，对于大端抽芯距为5.8的斜滑块斜角也取12。话筒下壳两端倒钩深度为2.0，故取抽芯距为3，顶出距为35，则tg 3354.9，经圆整后，取5较为合适。斜滑块的三维实体见图14。2.9脱模机构的设计注射完成后，塑件由于收缩产生包紧力会留在型芯上，这就需要设置脱模机构。要可靠地脱模，让固化的成型塑件完好的从模具中顶出，取决于脱模机构的合理设计。在设计脱模机构时一般要综合考虑以下选用原则：.尽可能让塑件留在动模，使脱模机构易于实现；.不损坏塑件，不因脱模而使塑件质量不合格；.塑件被顶出位置应尽量在塑件内侧，以免损伤塑件外观； .脱模零件配合间隙合适，无溢料现象； .脱模零件应有足够的强度和刚度；.脱模零件要工作可靠，运动灵活，制造容易，配换方便。另外，为实现注塑生产的自动化，必要时不但塑件要实现自动坠落，还要使浇注系统凝料能脱出并自动坠落。塑件在成形时，由于有尺寸上的收缩，所以对模具的凸出部位有包紧力。而脱模机构的负荷就是这种包紧力对脱模方向上形成的阻力。2.9.1脱模力的计算脱模力是注塑件从动模边的主型芯上分离时所需施加的外力。通常包括