机械毕业设计（论文）-音箱面壳模具设计【全套图纸三维】.doc

音箱面壳模具设计专 业：机械设计制造及其自动化学 生： 指 导 教 师：完 成 日 期：2014年5月28日扬州大学广陵学院摘 要近年来，我国的模具发展迅速，尤其是塑料模具提出了越来越高的要求，最近几年，塑料模具在整个模具行业所占的比例上升到30%左右，相信在未来的时间里，中国塑料模具工业还将保持年均增长速度达到10%以上较高速度的发展，国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大。将来注射模具发展的方向向更精密、更高效、复合和多功能、更大型、更精密、更复杂、更绿色及更经济的方向发展，模具产品的技术含量将不断提高，模具制造周期将不断缩短。注射成型是塑料成型的一种重要的方法，它主要适用于热塑料的成型，可以一次成型简单或复杂的精密塑件。本课题是将音箱作为设计模型，将注塑模具的相关知识作为依据，介绍塑件结构形状，塑件的材料选择，及塑件的结构工艺性，注射机成型的设备组成分类及型号规格。本课题通过对音箱外壳成型工艺的分析，设计了一副一模两腔的塑料模具。设计成型零部件时，根据塑料的特性、塑件的结构和使用要求，确定型腔的总体布局，选择分型面，确定脱模方式，设计浇注系统、冷却系统。计算成型零部件的工作尺寸。运用Pro/E软件完成音箱外壳模具的整体设计；应用Pro/E中的塑料顾问模块（Plastic Advisor），对塑料制品进行注射仿真分析。最后对三维造型使用Pro/Engineer形同转出dwg文件进行出图。全套图纸，加153893706关键词：注塑模具；注射机；Pro/Engineer；EMX（模架设计专家）Abstract. In recent years, Chinas rapid development of the mold, especially the plastic mold of the increasingly high demand, in recent years, the plastic mold in the mold industry the proportion of up to 30% jobs, I believe in the coming years, China plastic mold industry will maintain an average annual growth rate of more than 10% high speed development, the domestic market to plastic mold injection mold greatest demand. The future development direction of injection mold to more sophisticated, more efficient, complex and multi-purpose, larger, more sophisticated, more complex, more green and more economic development, mold the technical content of the product will continue to improve, the manufacturing cycle of the die will shorten ceaselessly.Plastic molding injection molding is an important method, which is mainly applied to the thermal plastic molding, molding can be a simple or complex precision plastic parts. This topic is the speaker as a design model, the injection mold related knowledge as the basis, elaborates the structure process of plastic products, injection molding machine equipment composition classification and specifications.Through proper analysis of the speaker molding process, I designed a double-cavity plastic mould.While designing molding components, based on the characteristics of plastic, plastic parts of the structure and use requirements, the overall layout of the cavity, the joint face, the stripping methods, design of gating system, exhaust system should be determined. the working size of the molded parts is calculated. Then use Pro / E software to complete the overall design hair dryer shell mold; and finally the plastic module consultant (Plastic Advisor) in Pro / E is applied for plastic injection simulation analysis. finally the3D modeling using Pro / Engineer DWG file is transferred out of a map.Key words: Injection molding; injection machine; Pro/Engineer; EMX (formwork design expert)目 录摘要Abstract 第一章 绪论11.1模具及模具工业的发展与现状11.2塑料成型模具的及其分类11.3注射模具的发展趋势1第二章 塑料成型工艺22.1 塑件材料的选择22.2确定成型方法22.3注塑成型工艺过程32.3.1 成型前的准备32.3.2 注塑成型过程32.3.3、塑件的后处理42.4塑件的结构工艺性42.5 塑件成型工艺参数52.5.1 温度52.5.2 压力62.5.3 成型周期7第三章 音箱面壳模具设计93.1注塑成型设备93.1.1注塑机结构组成93.1.2 注塑机的分类93.1.3 注塑机的型号规格103.2注射模具分类及典型结构103.2.1注射模分类103.2.2注射模典型结构103.3音箱模具的结构设计123.3.1分型面的设计123.3.2型腔数目的确定133.3.3 浇注系统的设计143.3.4 成型零件设计163.3.5 合模导向机构的设计193.3.6 推出机构设计203.3.7 模具温度调节系统设计223.3.8 标准模架的选用243.4 注射模具与注射机的关系253.4.1 选择注塑机253.4.2最大注射量的校核263.4.3 注射压力的校核263.4.4 锁模力的校核273.4.5 安装部分尺寸校核273.4.6 开模行程的校核273.4.7 推出装置的校核273.4.8 喷嘴的校核28第四章 音箱面壳模具三维设计294.1音箱面壳三维造型及模具设计294.2 模架设计304.2.1 定义模具模架304.2.2 添加设备314.2.3 设计顶出机构334.2.4 设计冷却系统334.2.5 动画模拟开模35第五章 音箱面壳模具注射仿真分析365.1 Pro/e塑料顾问的简介365.1.1注射仿真分析的优点365.1.2注射仿真分析的缺点365.2塑料顾问模块的进入365.3分析功能应用375.4分析结果385.4.1注射压力385.4.2注射温度385.4.3塑料熔体温度395.4.4熔接痕395.4.5气泡40第六章 小结与展望416.1小结416.2展望41致 谢42参考文献43附 录44- 44 -音箱面壳模具设计第一章 绪论1.1模具及模具工业的发展与现状在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其他各类模具约占11%。在模具生产方面，国内已经能够生产精度达21 m的精密多T位级进模、新轿车的部分覆盖件模具、48in（约122cm）大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg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，还有照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模等精密塑料模具。1.2塑料成型模具及其分类塑料模具分为：注塑模，挤出模，吹塑模及注吹模如：可乐瓶那种。以注塑模具为最大的份额占70%，说有市场上面见到的塑料成型件绝大多数是注塑出来的产品。吹塑模，主要生产瓶子，水箱等中空产品。挤出模，生产管材类，门窗，塑料板材，塑料瓦等截面为连续线型产品。注吹模比较特别，由于材料不能一次成型，要先注塑瓶胚后再加热把它吹成瓶子。以饮料瓶为代表如：可乐瓶，茶饮料等底部有个点的。1.3注射模具的发展趋势模具产品发展重点主要有如下几类： (1) 车覆盖件模具 ：属于冲压模具，主要为汽车配套的覆盖件模具。大都是大中型，结构复杂，技术要求高。 (2) 大型精密塑料模具 ：包括为汽车和家电配套的大型注塑模具，为电子信息产业和机械及包装配套的多层、多腔、多材质、多色精密注塑模等。 模具设计与制造行业的发展趋势：模具设计与制造：向更精密、更高效、复合和多功能方向发展模具产品：更大型、更精密、更复杂、更绿色及更经济的方向发展，模具产品的技术含量将不断提高，模具制造周期将不断缩短模具软件：CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展，快速原型制造技术和快速经济制模技术及逆向工程技术得到越来越多的重视。 第二章 塑料成型工艺 塑料成型是将塑料原材料转变为所需形状和性能的塑件的一门工程技术。在设计模具时不仅要了解塑料制作的技术要求和注射成型的工艺过程，还必须了解注射机的技术规范，以保证设计的模具与使用的注射机相适应。2.1 塑件材料的选择 结合音箱面壳壁薄的特点，本课题选流动性较好的材料：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）。1、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。 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.2、ABS的主要性能指标见表2-1。表2-1 ABS的部分性能指标密度/(gcm-3)1.281.08计算收缩率/%0.30.82.2 确定成型方法塑料模塑成型的方法中，注塑成型是它的一种重要方法，其在生产中已广泛应用。它具有以下几方面的特点：1、成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑件。2、对成型各种塑料的适应性强。目前，除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可用此种方法成型，某些热固性塑料也可采用注塑成型。3、生产效率高，易于实现自动化生产。4、注塑成型所需设备昂贵，模具结构比较复杂，制造成本高，所以注塑成型特别适合大批量生产因此，本课程设计采用注塑成型2.3 注塑成型工艺过程所谓注塑成型，是指将树脂在加热熔融的同时，与其他添加剂均匀地混合在一起，再使其注射人模具中，经冷却、固化后得到具有所要求形状的制品(塑件)的操作过程。其原理与金属的铸造相似。但在注塑成型过程中，仅仅把塑料原料熔融;并使之靠重力自然流入模具中固化，是不可能得到完整的塑件的。这是因为树脂的熔融粘度极高，靠其自然流入模具中成型是不可能的。为了使熔融料能够充分地流入模具型腔的各个角落而获得形态饱满、其表面没有缩痕，内部没有空洞的制品，必须在成型时对熔料施加很高的压力才行。一般来说，注射成型工艺过程主要包括:成型前的准备、注塑成型过程和塑件的后处理等三个过程。2.3.1成型前的准备为了使注塑成型生产能够顺利地进行，确保注塑制品质量，在正式成型操。作前还需做一系列的准备工作，这些准备工作主要包括:原料的选择、原料的预处理，料筒的清洗、嵌件的预热、脱模剂的选用等。 2.3.2注塑成型过程注塑过程如图2-1，首先将准备好的塑料加入注塑机的料斗，然后送进加热的料筒中，经过加热熔融塑化成粘流态塑料，在注塑机的柱塞或螺杆的高压推动下经喷嘴压入模具型腔，塑料充满型腔后，需要保压一定时间，使塑件在型腔中冷却、硬化、定型，压力撤消后开模，并利用注塑机的顶出机构使塑件脱模，最后取出塑件。这样就完成了一次注塑成型工作循环，以后是不断重复上述周期的生产过程。由上面的说明可以知道，注塑成型过程包括加料、塑化、注射、脱模等几个步骤。塑化是颗粒状塑料在注射机料筒中经过加热达到粘流状态并且具有良好可塑性的过程。对塑料的塑化要求是：塑料熔体在进入型腔之前，既要达到规定的成型温度，并要在规定的时间内提供足够量的熔融塑化料各处的温度尽量均匀一致，不发生或极少发生热分解以确保生产的顺利进行。螺杆式注塑机对塑料的塑化比柱塞式注塑机好得多。不管是何种形式的注塑机，注射过程均可分为充模、保压、倒流、浇口冻结后的冷却四个阶段。充模阶段是从柱塞或螺杆开始向前移动起，到塑料熔体经过喷嘴及模具浇注系统充满型腔时为止。图2-1 注塑成型原理示意图1-料斗 2-螺杆 3-注塑模具。塑料熔体充满型腔后，熔体开始冷却收缩，但柱塞或螺杆继续保持施压状态，料筒内的熔料会向模具型腔内继续流入进行补缩，以形成形状完整而致密的塑件。这一阶段称为保压阶段。 倒流阶段是柱塞或螺杆开始后退保压结束时开始的，这时型腔内的压力比流道内的高，因此会发生塑料熔体的倒流，从而使型腔内的压力迅速下降，直到浇口处熔料冻结倒流才结束。如果保压结束之前浇口已经冻结或者在喷嘴中装有止逆阀，则倒流阶段就不会存在。浇口冻结后的冷却是从浇口的塑料完全冻结时开始，这一阶段型腔内塑料继续进行冷却，没有塑料从浇口处流进或流出，但型腔内还可能有少量的流动。应该指出，塑料从注入型腔后即被冷却，直至脱模时为止。 脱模是塑件冷却到一定温度后开模，在推出机构的作用下将塑料制件推出模外的过程。 2.3.3塑件的后处理为改善和提高塑件的性能和尺寸稳定性，塑件经脱模或机械加工后应进行适当的后处理。后处理主要是指退火和调湿处理。（1）退火处理 退火处理是将塑料制件放在定温的加热液体介质中（如热水、热的矿物油、甘油、乙二醇和液体石蜡）或热空气循环烘箱中静置一段时间，然后缓慢冷却的过程。目的是减少或消除塑件的内应力。（2）调湿处理 调湿处理是将刚脱模的塑件放在热水中隔绝空气进行防止氧化的退火，同时加快达到吸湿平衡的一种后处理方法。目的是使塑件的颜色、性能、尺寸得到稳定。聚酰胺类塑料制件通常需要进行调湿处理。2.4塑件的结构工艺性要想获得合格的塑料制件，除合理选用塑件的原材料外，还必须考虑塑件的结构工艺性。塑件的结构工艺性与模具设计有直接关系，只有塑件结构设计满足成型工艺要求，才能设计出合理的模具结构，以防止成型时产生气泡、缩孔、凹陷及开裂等缺陷，达到提高生产率和降低成本的目的。塑件结构工艺性设计的主要内容包括：尺寸和精度、表面粗糙度、塑件形状、壁厚、脱模斜度等。1、脱模斜度ABS型腔的脱模斜度为，型芯的脱模斜度为。2、壁厚制品最小壁厚的确定原则：（1）脱模时受顶出零件的推力不变形；（2）能承受装配时紧固力。壁厚因制品大小和塑料品种的不同而异。热塑性塑料制品的最小壁厚可达到0.25mm，但一般在（0.60.9）mm之间。常用壁厚为（24）mm。本课题音箱的壁厚为1mm。3、制品的精度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IT8级精度。IT8=0.72mm.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。2.5 塑件成型工艺参数2.5.1温度在注塑成型时需控制的温度有料筒温度、喷嘴温度、模具温度等。（1）料筒温度 料筒温度应控制在塑料的粘流温度Tf（对结晶型塑料为熔点Tm）和热分解温度Td之间。 料筒温度直接影响到塑料熔体充模过程和塑件的质量。料筒温度高，有利于注射压力向模具型腔内传递，另外，使熔体粘度降低，提高流动性，从而改善成型性能，提高生产率，降低制品表面粗糙度。但料筒温度过高，时间过长时，塑料的热降解量增大，塑件的质量会受到很大影响。一般取210280，建议温度：245。（2）喷嘴温度 选择喷嘴温度时，考虑到塑料熔体与喷孔之间的摩擦热能使熔体经过喷嘴后出现很高的温升，为防止熔体在直通式喷嘴可能发生的“流涎现象”，通常喷嘴温度略低于料筒的最高温度。但对于热固性塑料一般都将喷嘴温度的取值高于料筒温度，这样一方面使其自身具有良好的流动性，另一方面又能接近硬化温度的临界值，即保证了注射成型，又有利于硬化定型。（3）模具温度 模具温度主要影响塑料在型腔内的流动和冷却，它的高低决定于塑料的结晶性、塑件的尺寸与结构、性能要求以及其他工艺条件（熔料温度、注射压力及注射速度、成型周期等）。如对于熔体粘度高的非结晶型塑料应采用较高的模温；塑件壁厚大时模温一般要高，以减小内应力和防止塑件出现凹陷等缺陷。对于热塑性塑料模具温度一般较高，通常控制在5070 度范围，另外动模温度有时还需要比定模高出1015 ，这样会更有利于塑件硬化定型。 模具温度根据不同塑料的成型条件，通过模具的冷却（或加热）系统控制。 对于要求模具温度较低的塑料，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、ABS塑料、聚氯乙烯等应在模具上设冷却装置；对模具温度要求较高的塑料，如聚碳酸脂、聚砜、聚甲醛、聚苯醚等应在模具上设加热系统。 2.5.2压力注塑成型过程中的压力包括塑化压力和注射压力两种。（1）塑化压力 塑化压力又称背压，是注塑机螺杆顶部熔体在螺杆转动后退时受到的压力。增加塑化压力能提高熔体温度，并使温度分布均匀，但增加塑化压力会降低塑化速率、延长成型周期，甚至可能导致塑料的降解。一般操作中，塑化压力应在保证塑件质量的前提下越低越好，具体数值随所选用的塑料品种而变化，通常很少超过6 MPa。如聚酰胺塑化压力必须较低，否则塑化速率将很快降低。注射热固性塑料时一般塑化压力都比热塑性塑料取的小，约为3.45.2 MPa，并在螺杆启动时可以接近于零。但要注意的是，背压力如果过小，物料易充入空气，使计量不准确，塑化不均匀。（2）注射压力 注射压力是指柱塞或螺杆头部注射时对塑料熔体所施加的压力。它的作用：一是克服塑料熔体从料筒流向型腔时的阻力，保证一定的充模速率；二是对塑料熔体进行压实。注射压力的大小，取决于塑料品种、注射机类型、模具浇注系统的结构、尺寸与表面粗糙度、模具温度、塑件的壁厚及流程大小等多种因素。近年来，采用注塑流动模拟的计算机分析软件，可对注射压力进行优化设计。总的来说，确定注射压力的原则是： 对于热塑性塑料，注射压力一般在40110 MPa之间。熔体粘度高，冷却速度快的塑料以及成型薄壁和长流程的塑件，采用高压注射有利于充满型腔；成型玻璃纤维增强塑料时采用高压注射有利于塑件表面光洁。其他均应选用低压慢速注射为宜。但要提醒的是，如果注射压力过高，塑件易产生飞边使脱模困难，另外使塑件产生较大的内应力，甚至成为废品。注射压力过低则易产生物料充不满型腔，甚至根本不能成型等现象。 对于热固性塑料，由于熔料中填料较多，粘度较大，且在注射过程中对熔体有温升要求，注射压力一般要选择大一些，常用范围约为100170 MPa。 在其他条件相同的情况下，柱塞式注塑机作用的注塑压力应比螺杆式的大，因为塑料在柱塞式注塑机料筒内的压力损失比螺杆式的大。 为了保证塑件的质量，对注射速度（熔融塑料在喷嘴处的喷出速度）常有一定的要求。一般高压注射时注射速度高，低压注射时速度低。塑件的壁厚对注射速度取值的影响很大，一般厚壁塑件采用较低的注射速度，反之则相反。 型腔充满后，注射压力的作用在于对模内熔料的压实。在生产中，压实时的压力等于或小于注射时所用的注射压力。如果注射和压实的压力相等，往往可使塑件的收缩率减小，尺寸波动较小，但会造成脱模时的残余应力较大，成型周期过长。对结晶型塑料如聚甲醛，压实压力大可以提高塑料的熔点，使脱模提前进行，因而成型周期不一定增长。如压实压力小于注射压力，则塑件的性能及脱模与上述情况相反。 2.5.3成型周期完成一次注塑过程所需的时间称为注塑成型周期。它包括以下几部分：（1）注射时间 注射时间包括充模时间、保压时间和合模冷却时间。其中保压时间和冷却时间合计为总的冷却时间。充模时间直接反比于充模速率，生产中约为35 s。保压时间就是对塑料的压实时间，在整个注射时间中所占比例较大，约为20120 s。冷却时间以保证塑件脱模时不引起变形为原则，一般约为30120 s。生产中注射时间一般在0.52min，厚大件可达510 min。（2）其他时间（辅助时间）包括开模、脱模、涂脱模剂、安放嵌件、合模等时间。 成型周期直接影响劳动生产率和设备的利用率，因此，在生产中，在保证塑件质量的前提下，应尽量缩短成型周期中各阶段的时间。其中，注射时间和冷却时间对塑件质量起着决定性的作用，要根据实际情况合理选择。第三章 音箱面壳模具设计 3.1注塑成型设备注塑机是利用塑料成型模具将热塑性塑料或热固性塑料原料制成塑料制件的注射成型设备，也是应用最广的塑料成型设备。3.1.1注塑机结构组成注射成型机通常由注射装置、合模装置、液压传动系统、电器控制系统等组成，如图3-1所示。注射装置使塑料均匀地塑化成熔融状态，并以足够的速度和压力将一定量的熔料注射进模具型腔。合模装置也称锁模装置，保证注射模具可靠地闭合，实现模具开、合动作以及顶出制件。液压和电器控制系统保证注射机按预定工艺过程的要求（如压力、温度、速度和时间）和动作程序准确有效工作。图3-1 注塑机的基本组成1-合模装置 2-注射装置 3-液压传动系统 4-电器控制系统3.1.2注塑机的分类注塑机的分类方法很多，目前使用较多的是按注塑机外形特征分类，这种分类方法主要是根据注塑机的合模装置和注射装置的相对位置进行分类的。1、卧式注塑机 合模装置与注射装置的运动轴线呈一线水平排列，具有机身低，操作、维修方便，自动化程度高等特点。所以这种形式应用最广，对大、中、小型都适用，是目前注塑机最基本的形式。2、立式注塑机 合模装置与注射装置的运动轴线呈一线并垂直排列，具有占地面积小，模具拆装容易，模具内安放嵌件方便等优点。但制品顶出后不易脱落，不易实现全自动化操作，且机身高，加料、维修不方便。目前小型注塑机常采用这种形式。3、角式注塑机 合模装置和注射装置的运动轴线互成垂直排列，其优缺点介于立式和卧式之间，使用也较普遍，大、中、小型注塑机均有3.1.3注塑机的型号规格注塑机型号规格是用来表示注塑机加工能力的，而反映注塑机加工能力的主要参数是公称注射量和锁模力。公称注射量是指注塑机在注射螺杆（或柱塞）作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的对空注射量。锁模力是由合模机构所能产生的最大模具闭紧力决定的，它反映了注塑机成型制品面积的大小。一般用注塑机的公称注射量和锁模力同时来表示注塑机的加工能力，并以此作为注塑机的系列规格。国产注塑机的型号表示为：XS-ZY-125/90，型号中：X表示（成）形（机），S表示塑料，Z表示注射，Y表示预塑式，125表示公称注射量为125 cm3，90表示最大锁模力为9010 kN。3.2注射模具分类及典型结构3.2.1注射模分类注射模具的分类方法很多。按其所用注射机的类型可分为卧室注射机用的模具、立式注射机用的模具、角式注射机用的模具；按所成型的塑料制品材料分，可分为热塑性塑料注射模和热固性塑料注射模。按注射模的整体结构分，可分为单分型面注射模、双分型面注射模、垂直分型面注射模、有侧面分型和抽芯结构的注射模、定模有定距推板结构的注射模、直角注射成型机上用的专用注射模、有活动向镶件的注射模等。按浇注系统的结构分，可分为浇注系统为热流道结构的注射模、浇注系统为绝热流道结构的注射模、浇注系统为温流道结构的注射模。3.2.2注射模典型结构1、单分型面注射模单分型面注射模也称二板式注射模。它是注射模中最简单的一种结构形式。这种模具只有一个分型面。单分型面注射模具可以根据需要，既可以设计成单型腔注射模，也可以设计成多型腔注射模，应用十分广泛。其工作原理为：合模时，在导柱的导向定位下，动模和定模闭合。型腔由定模板上是凹模与固定在动模板上的凸模组成，并由注射机合模系统提供的锁模力锁紧。然后注射机开始注射，塑料熔体经定模板上的浇注系统进入型腔，待熔体充满型腔并经过保压、补缩和冷却定型后开模。开模时，注射机合模系统带动动模后退，模具从分型面分开，塑料件包在凸模上随动模一起后退，同时拉料杆将浇注系统的主流道凝料从浇口套中拉出。当动模移动一定距离后，注射机的顶杆接触推板，推出机构开始动作，使推杆和拉料杆分别将塑件及浇注系统凝料从凸模推出，塑件与浇注系统凝料一起从模具中落下，至此完成一次注射过程。推出机构靠复位杆复位并准备下一次注射。2、双分型面注射模双分型面注射模具有两个分型面。第一个分型面是定模板与中间板的分型后浇注系统凝料由此脱出，第二个分型面是中间板与推件板之间的分型，分型后塑件由此脱出。与单分型面注射模具比较，双分型面注射模具在定模部分增加了一块可以局部移动的中间板，所以也叫三板模（动模板、中间板、定模板）注射模具。双分型面注射模常用于点浇口进料的单型腔或多型腔的注射模具，开模时，中间板在定模的导柱上与定模板作定距离分离，以便在这两模板之间取出浇注系统凝料。其工作原理为：开模时，注射机开合模系统带动动模部分后移。由于弹簧的作用，模具首先在第一个分型面分型，中间板随动模一起后移，主流道凝料随之拉出。当动模部分移动一定距离后，固定在中间板上的限位销与定距拉板左端接触，使中间板停止移动。动模继续后移，第二个分型面分型。因塑件包紧在型芯上，这时浇注系统凝料在浇口处自行拉断，然后在第一个分型面之间自行脱落或由人工取出。动模部分继续后移，当注射机的推杆接触推板时，推出机构开始工作，推件板在推杆的推动下将塑件从型芯上推出，塑件在第二个分型面之间自行落下。3、斜导柱侧向分型与抽芯注射模当塑件侧壁有通孔、凹穴或凸台时，其成型零件必须制成可侧向移动的，否则塑件无法脱模。带动型芯滑块侧向移动的整个机构称侧向分型与抽芯机构。斜导柱侧向抽芯的注射模，其中的侧向抽芯机构是由斜导柱和侧型芯滑块所组成的，此外还有楔紧块、挡块、滑块拉杆、弹簧等一些辅助零件。其工作原理为：开模时，动模部分向后移动，开模力通过斜导柱作用于侧型芯滑块，迫使其在动模板的导滑槽内向外滑动，直至滑块与塑件脱开，完成侧向抽芯动作。这时塑件包在型芯上随动模继续后移，直到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动复位，最后由楔紧块锁紧。斜导柱侧向抽芯结束后，侧型心滑块应有准确的位置，以便在合模时斜导柱能顺利插入滑块的斜导孔中使滑块复位。定位装置是由挡块、滑块拉杆、螺母和弹簧组成的。楔紧块是防止注射时熔体压力使侧型芯滑块产生位移而设置的，其上面的斜面应与侧型芯滑块上斜面的斜度一致，在设计时应留有一定的修正余量，以便装配时修正。4、带有活动镶件的注射模 有些塑件上虽然有侧向的通孔及凹凸形状，但还有更特殊的要求，如模具上需要设置螺纹型芯或螺纹型环等。这样的模具有时很难用侧向抽芯机构来满足侧向抽芯的要求。为了简化模具结构，将不采用斜导柱、斜滑块等机构，而是在型腔的局部设置镶件。开模时，这些活动镶件不能简单的沿开模方向与塑件分离，而是必须在塑件脱模时连同塑件一起移出模外，然后通过手工或专门的工具将它与塑件分离，在下一次合模注射之前，再重新将其放入模内。 采用活动镶件结构形式的模具，其优点不仅省去了斜导柱、滑块等负责结构的设计与制造，使模具外形缩小，大大降低了模具的制造成本，更主要的是在某些无法安排斜滑块等结构的场合，必须使用活动镶件形式。这种方法的缺点是操作时安全性差，生产效率较低。开模时，塑件包在型芯和活动镶件上，随动模部分向左移动而脱离动模板，分型到一定距离，推出机构开始工作，设置在活动镶件上的推杆将活动镶件连同塑件一起推出型芯脱模，由人工将活动镶件从塑件上取下。合模时，推杆在弹簧的作用下复位，推杆复位后动模板停止移动，然后人工将活动镶件重新插入定位孔中，再合模后进行下一次的注射动作。3.3音箱面壳模具的结构设计3.3.1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。1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处。2）便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。3）保证塑件的精度要求。4）满足塑件的外观质量要求。5）便于模具加工制造。6）对成型面积的影响。7）对排气效果的影响。8）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3-2 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。 3.3.2 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：根据经济性能确定型腔数目；根据注射机的额定锁模力确定型腔数目；根据注射机的最大注射量确定型腔数目；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。3.3.3浇注系统的设计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。图3-3浇口套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H9/h9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 XS-ZY-1000型注射机喷嘴有关尺寸如下：喷嘴前端孔径：d0=7.5mm 喷嘴前端球面半径：R018mm主流道的小端直径：Dd+(0.51)mm=7.5+0.58mm主流道始端球面球面半径： R=18+(12)mm=20mm 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43分流道的设计分流道布置形式图3-4流道分布示意图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。 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分流道的形状及尺寸图3-5 分流道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。3.3.4 成型零件设计1 成型零件的结构设计 凹模的设计图3-6凹模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。 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。图3-7凸模对于此制件来说，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。 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。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)。型腔和型芯工作尺寸的计算型腔径向尺寸和横向尺寸成型零件平均收缩率:音箱面板的壁厚为1.5-2.5，音箱面板的横向尺寸为100,。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（0.30.7）20.5。0(1+0.5)1000.700.2800.093100.5500.093现在分析音箱面板的径向尺寸，它们分别为200，查手册得公差值为0.74。其它定义同上 0(1+0.5)2000.560.74200.68600.247200.6200.247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：横向尺寸：0(1+0.55)97.70.700.2800.09397.578 00.093径向尺寸：0(1+0.55)198.50.560.7400.247198.17800.247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型腔深度：()0(1+0.55)29.10.630.1600.053 29.692900.053型芯高度：()0(1+0.55)27.70.630.1600.05327.78100.053中心距尺寸可根据经验公式计算：(C) 2(1+平)C2，其中3。C2(1+0.55)1800.252160.0230.123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主要尺寸的标注情况见零件图。3.3.5 合模导向机构的设计1、导柱结构的技术要求形状 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。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。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。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3-8 导柱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。3.3.6推出机构设计1、推杆的设计 估计推杆长度：底板厚度型腔高度空余值 取1