手机外壳上盖注塑模具设计.doc

分类号 单位代码 11395 密 级 学 号 0705250146 学生毕业设计（论文） 题 目手机外壳上盖注塑模具设计 作 者段喜阳 院 (系)能源工程学院 专 业机械设计制造及其自动化 指导教师刘建勃 答辩日期2011年 月 日 榆 林 学 院 毕业设计（论文）诚信责任书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） ，是本人在导师的指导下独，是本人在导师的指导下独 立进行研究所取得的成果。毕业设计（论文）中凡引用他人已经发表或未立进行研究所取得的成果。毕业设计（论文）中凡引用他人已经发表或未 发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。尽我所知，除文中已经发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。尽我所知，除文中已经 注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰撰 写写过过的的研研究究成成果果 。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文 中以明确方式标明。中以明确方式标明。 本人毕业设计（论文）与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责本人毕业设计（论文）与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责 任。任。 论论文文作作者者签签名名 : : 年年 月月 日日 摘摘 要要 文本主要介绍 CAD/CAM 在模具上的应用，其中包括 PRO/E,AUTOCAD。机械 部分的设计，内容包括塑料注塑模具的工作原理及应用、设计准则，以及产品 的简介。塑料注塑模的设计计算，包括模具结构设计，注塑机的选用，浇注系 统的设计等方面。 关键词关键词：CAD/CAM，PRO/E，塑料，注塑模，注塑机 ABSTRACT In this paper, it is about the application of the CAD/CAM in plastic injection mould, it include PRO/E, autoCAD. It is about the working theory and application of a plastic injection mould, the design principle, and the introduction of production, and the design calculation of the plastic mould .The includes the structure design of the mould, the selecting of plastic injection mould machine, and the pour system design, and so on. Keywords: CAD/CAM、PRO/E,Plastic Injection Mould, Plastic Injection Mould Machine 目目 录录 摘摘 要要 .I ABSTRACT .II 1 1 绪论绪论.1 1.1 塑料成型模具在加工工业中的地位 .1 1.2 塑料成型模具发展趋势.1 1.3 软件简介 .3 1.3.1 总装配图的建立.3 1.3.2 零件模型设计与加工.3 2 2 零件的设计零件的设计.4 2.1 零件材料选择及性能.4 2.2 注射机的选择.5 2.2.1 注射量确定 .5 2.2.2 锁模力确定 .5 2.2.3 成型压力 .5 2.3 标准模架的选择.6 2.3.1 模架尺寸选择.6 2.3.2 模具闭合高度校核 .6 2.4 浇注系统设计.7 2.4.1 浇注系统的设计原则.7 2.4.2 主流道的设计.7 2.4.3 分流道的设计 .8 2.4.4 浇口形式 .8 2.5 成型零部件设计.9 2.5.1 型腔分型面设计 .9 2.5.2 排气槽的设计.10 2.6 脱模机构设计.13 2.6.1 脱模力计算.13 2.6.2 推杆的设计.14 2.6.2.3 推杆的直径.14 2.7 侧向分型与抽芯机构设计 .15 2.7.1 斜导柱.15 2.7.2 导柱的角度.15 2.7.3 活动型芯和滑块的锁紧.16 2.8 复位机构与导向机构设计 .16 2.8.1 复位机构设计.16 2.8.2 导向机构设计.17 2.9 塑模温控系统设计 .17 2.9.1 塑模温控制系统设计.17 2.9.2 冷却装置系统的设计要点.17 2.9.3 冷却系统的计算.18 参考文献参考文献.20 鸣鸣 谢谢.21 1 1 绪绪 论论 1.1 塑料成型模具在加工工业中的地位 模具是利用其特定形状成型具有一定形状和尺寸的制造工具。成型塑料制 品的模具叫做塑料模具。 全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等方面均能满足使用 要求的优质制品。从模具使用角度，要求高效率、自动化、操作简便；从模具 制造角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。 塑料模具影响着塑料制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光 洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸和形状精度 以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性、外观质量、 表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在塑料 加工过程中，模具结构对操作难易程度影响很大。在大批量生产塑料制品时应 尽量减少分模、合模和取制件过程中的手工劳动，为此常采用自动开合模和自 动顶出机构。在全自动生产时还要保证制品能自动从模具上脱落。另外，模具 对塑料制品的成本也有相当的影响。除简易模具外，一般来说制模费是十分昂 贵的，一副优良的注射模具可生产制品百万件以上，压制模约能生产二十五万 件。当批量不大的时候，模具费用在制件成本中所占比例将会很大，这时应尽 可能地采用结构合理而简单的模具，以降低成本。 现代塑料制品中合理的加工工艺、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，塑料制件使用要求 和造型设计起着重要作用。高效的全自动的设备也只有装上能自动化生产的模 具才能发挥其效能，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提。由于 工业塑件和日用塑料制品的品种和产量需求量很大，对塑料模具生产不断向前 发展。 1.2 塑料成型模具发展趋势 随着塑料成型加工机械和成型模具的迅速增长，高效率、自动化、大型、 微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占比例越来越大。从模具设计 和制造技术角度来看，模具的发展趋势可归纳为以下几个方面： 1)加深理论研究 在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经由经验设计 阶段逐渐向理论计算方面以发展。 2)高效率、自动化 大量采用各种高效率、自动化的模具结构，如高效冷却以缩短成型周期； 各种能可靠地自动脱出产品和流道凝料的脱模机构；热流道浇注系统注射出模 具等。高速自动化的塑料成型机械配合以先进的模具，对提高生产效率，降低 成本起了很大作用。 3)大型、超小型及高精度 由于模料应用的扩大，塑料制件已应用到建筑、机械、电子、仪器、仪表 等各个工业领域，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足 这些要求，研制了高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工，热处理变小、导热 性能优异的制模材料。 4)革命模具制造工艺 为了更新产品花式和适应小批量产品的生产要求，除大力发展高强度、高 耐磨性的材料外，同时又重视简易制模工艺研究。 5)标准化 开展模具标准化工作，使模板，导柱等通用零件标准化、商品化，以适应 大规模地成批生产塑料成型模具。 随着计算机技术的发展，计算机已广泛应用于模具工业，在注射成型系统 中，针对每一个环节都可将计算机作为辅助工具而加入。构成该环节的主要有 CAD。 (1)塑件设计 件的设计包括塑件结构、尺寸、精度、表面、性能等方面的设计。塑件设 计方面的计算机辅助技术有：塑件 CAD、塑料、辅料、辅件选择的专家系统。 (2) 注射机的使用 常见注射机的使用方面的计算机辅助技术有：注射机选择专家系统,注射 机故障诊断系统。 a 注射模使用状况的好坏直接影响到注射质量，在对于高技术注射模来说， 都要对注射模在使用过程中进行监控，由此知注射模的工作状况。 b 注射工艺 注射工艺方面的计算机辅助技术有：注射工艺制定的专家系统,塑件质 量故障诊断。 c 注射模设计 注射模设计主要完成注射模的结构尺寸、精度、表面性能等方面的设计， 并选择模具的材料等。计算机在注射模设计方面的工作有：注射划 CAD：注 射模材料、辅料、辅件选择专家系统； 1.3 软件简介 本设计中主要为模具的设计与计算，为后面完成装配图作好资料准备。装 配图用 AutoCAD 来完成其三个视图的显示。零件为 NOKIA8210 手机可换机壳的 上盖，整体由不规则曲面构成，壳内有多处定位和固定结构，发球小型复杂零 件，不能用一般的拉伸剪切就能达到要求。 1.3.1 总装配图的建立 2 计算机辅助设计（Computer Aided Design，简写为 CAD） ，是指利用计算 机的计算功能和高效的图形处理能力，对产品进行辅助设计分析、修改和优化。 它终合计算机知识和工程设计知识的成果，并随计算机软硬件的不断提高而逐 渐完善。AutoCAD 的最大特点是让设计者更为轻松，设计者或绘图者几乎可不 必离开屏幕就能连续地完成工作。AutoCAD 适合于工程制造、建筑设计、装潢 设计等各行业技术人员作为设计依据，完成图纸上的工作。 AutoCAD 是美国 Autodesk 公司开发的一种通用 CAD 软件。1982 年首次推出 了 AutoCAD R1.0 版本，经过十余次的版本更新，AutoCAD 已从一个简单的绘图 软件发展成为包括三维建模在内的功能十分强大的 CAD 系统，是世界上最流行 的 CAD 软件，现已广泛应用于机械、电子、建筑、化工、汽车、造船、轻工及 航空航天等领域。 1.3.2 零件模型设计与加工 Pre/Engineer 是美国 PTC 参数技术公司推出，是国际上最先进也是最成 熟使用参数化特征造型技术的大型 CAD/CAM/CAEA 集成软件。这是我们零件模型 设计与加工过程中的主要工具。下面是一些简单的介绍： Pre/Engineer 包括三维实体造型，装配模拟，加工仿真 NC 自动编程，板金设 计，电路布线，装配管路设计等专有模块，ID 反求工程，CE 并行工程等先进的 设计方法和模式。其主要特点是参数化的牲造型；统一的能使各模块集成起来 的数据库；设计修改的关联性，即一处修改，别的模块中的相应图形和数据也 会自动更新。它的性能优良，功能强大，是一套可以应用于工业设计，机械设 计，功能仿真，制造和管理等众多领域的工程自动化软件包。Pre/Engineer 自 动化自 1988 年问世以来，10 多年来已成为全世界最普及的 3DCAD/CAM 系统的 标准软件，Pre/Engineer 在今日俨然已成为 3DCAD/CAM 系统的标准软件，广泛 应用于电子，机械，模具，工业设计，汽车，自行车，航天，家电，玩具等各 行各业。Pre/Engineer 是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代产品 造型系统，是一个参数化，基于特征的实体造型系统，并且具有单一的数据库 功能 2 2 零件的设计零件的设计 2.1 零件材料选择及性能 本设计为一手机壳上盖，如下图所示。塑件的质量要求是不允许有裂纹和变形 缺陷；塑件材料 ABS，生产批量为大批量，塑件公差按模具设计要求进行转换。 图 2-1 如图 2-1 所示，该塑料制品是一个手机壳的上盖。上端部的配合处有尺寸 精度要求，该塑料制品选用的是 ABS 塑料，ABS 是丙烯晴、丁二烯和苯乙烯三 种单体的三元共聚物，ABS 具有较高的强度、硬度、耐热性及耐化学腐蚀性； 具有弹性和较高的冲击强度；它具有优良的介电性能及成型加工性能等综合的 优良性能，且价格便宜，原料易得。ABS 的主要技术指针如表 2.1 所示： 表 2.1 密度（g/） 3 cm 105 抗拉屈服强度 （）Mpa 50 比容（/g） 3 cm 092 拉伸弹性模量 （）Mpa 3 101.8 吸水率 24h（%）03无缺口261 收缩率（%）130-160 冲击强度 /kJ 2 m 缺口11 熔点（） C 130160弯曲强度（）Mpa80 0.45Mpa90108强度（）hb9.7热变形温 度 （） C 1.80Mpa83103 体积电阻率 （） 2 m 3 109 . 6 2.2 注射机的选择 2 2.2.1 注射量确定 该塑件的形状不很规则，很难直接计算出来，现在可先在 pro/e 制造工程 师中画出其三维零件图，再查询其体积大小。具体步骤如：analysismold analysismold mass properties） ，得到其体积大小为=3.53。塑件质 件 V 3 cm 量：m塑=3.531.02 =3.6式中，参考表 4-44 可取 1.02 / 。 件 V gg g 3 塑件的注射容积较小，在此采用一模一腔，即 80% 件 V max V 2.2.2 锁模力确定 塑件的投影面积 A=10045=4500 2 mm 由式(8-5) 1 1000 A c nkp F 式中 F注射机的额定锁模力 n型腔数，n=1； k安全系数，取 k=1.2； 融料在型腔中平均压力，ABS 为 30mpa； c p A塑件投影面积； F=162kN 1000 4.5301.21 2.2.3 成型压力 ABS 的成型压力为=30mpa，取 70-150， c p max p max p c p 根据节 1.1-1.3 选择卧式注射机，其型号为 XS-Z-60（参考表 6-93） ，主 2 要参数如表 2.2 表 2.2 额定注射量20 3 cm最大成型面积90 2 mm 柱塞直径20mm最大开模开程160mm 注射压力75mpa动定模板尺寸250 280mm 注射行程160mm拉杆空间235mm 注射方式柱塞式合模方式液压-机械 锁模力250kN定位圈63.5mm 模具最大厚度180mm喷嘴球半径12mm 模具最小厚度60mm喷嘴孔直径4mm 2.3 标准模架的选择 2.3.1 模架尺寸选择 根据塑件的注射量、动定模固定板的尺寸等，由表 6-100选得模架 A2- 5 200250-01-F1 GB/T12556.1-90，组合尺寸如表 2.3 单位: mm 表 2.3 模板宽度100模板长度160动模板厚度20 座板宽度160座板厚度16定模板厚度25 垫块宽度20垫块厚度40 推板厚度12.5推板宽度58推杆固定板厚度10 导柱直径12导套直径18复位杆直径8 沉头螺钉8-M8沉头螺钉4-M6 2.3.2 模具闭合高度校核 根据注射机的参数，180mm max H60mmH min 而根据所选标准模架组合尺寸所得， H=16+25+20+20+40+16=137mm H min H max H 因此，满足要求。 2.4 浇注系统设计 浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。浇注 系统设计好坏对制品性能、外观和成型难易程度影响颇大 2.4.1 浇注系统的设计原则 （1）结合型腔的布置考虑，尽可能采用平衡式分流道布置。 (2)尽量缩短熔体的流程，以便降低压力损失，缩短充模时间。 (3)浇口尺寸位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体的流动、避免产 生湍流、涡流、喷射和蛇形流动，并有利于排气。 (4)避免高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移的产生。 (5)浇注系统凝料脱出应方便可靠，凝料应易于和制品分离或易于切除和 修整。 (6)熔接痕部位与浇口尺寸、数量及位置有直接关系，设计浇注系统时要 预先考虑到熔接痕的部位、形态以及以制品质量的影响。 (7)尽量减小因开设浇注系统而造成的塑料用量。 (8)浇注系统的模具工作表面应达到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其 中浇注口应有 IT8 以上的精度要求。 (9)设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施。 (10)应尽可能使主流道中心与模板中心重合。若无法重合也应使两者的距 离尽量缩小。 由于采用点浇口浇注，因此以手机上壳内表面和定模与定模底板分界面为 分型面的双分型面。 2.4.2 主流道的设计 （1）主流道通常位于模具中心塑料熔体入口处，它将注射机射出的熔体导 入分流道或型腔中，主流道的形状为圆锥型以便熔体的流动和开模时主流道凝 料的顺利拨出，主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间，另外由 于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换 的浇口套。为了使凝料顺利拔出，主流道的小端直径 D 应大于注射机的喷嘴直 径 d，通常为： D=d+(0.51)mm D=12+1=13mm 主流道入口的凹坑球面半径 R2也应该大于注射机喷嘴球面头半径 R1，通常 为： R2=R1+（12）mm R2=2+1=3mm 主流道半锥角通常为锥度，取，过大会产生湍流或涡流产生空气， 2 6 3 过小使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大。 主流道内壁表面粗糙度应在 Ra0.8um 以下，抛光时沿轴而进行。主流道的长度 L 一般按模板厚度确定。为了减少熔体充模时的压力损失，应尽可能缩短主流 道的长度，L 一般控制在 60mm 以内。 （2）主流道浇口套的形式 主流道衬套为标准件可选，主流道小端入口处 与注射机喷嘴反复接触易磨损对材料的要求高因而尽管小型注射模可以将主流 道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开设计， 以便于拆卸更换，同时也便于选用优质刚才进行单独加工和热处理，设计中常 用碳素工具钢（T8A 或 T10）热处理淬火表面硬度为 5055HRC，如图 2-2： 图 2-2 2.4.3 分流道的设计 分流道是指主流道与浇口之间的通道。其作用是使熔融塑料过渡和转向。 由于圆截面加工困难。梯形加工较容易，水力半径又不太小，因此是最常用的 形式。其截面比例可取：a=510mm, b=(3/4)a。 2.4.4 浇口形式 选择浇口形式应该遵循以下原则： （1） 尽可能采用平衡式设置； （2） 型腔排列进料均衡； （3） 型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料 现象； （4） 确保耗料量小； （5） 不影响塑件外观。 根据以上原则和零件的实际情况，决定选用双点浇口形式，这种浇口适用 于成型壳、盒、罩和容器等制品，是应用广泛的浇口形式。它的优点为：由于 浇口小，熔体通过点浇口时流速增大，前后压差大，提高了充模的速度，从而 可获得外表清晰，有光泽的制品；熔体流过点浇口时由于摩擦阻力使部分能量 转变为热量，使熔体温度略升高，粘度下降，改善了流动性，这对薄壁制品是 有利的；其缺点：浇口尺寸小，充模阻力大，对熔体粘度较高的塑料会产生充 填不满的缺陷；为了取出点浇口式浇注系统凝料，要增加一个分型面，模具具 有两个分型面的三板式结构，结构比较复杂。 2.5 成型零部件设计 成型零件是与塑料接触的决定制品几何开关的模具零件。它包括凹模、凸 模、型芯、成型镶块及壁厚等，是塑料模具的主要组成部分。 2.5.1 型腔分型面设计 合理选择分型面，有利于制品的质量提高，工艺操作和模具的制造。因此， 在模具设计过程中是一个不容忽视的问题，选择分型面一般根据以下的原则： 选择分型面的基本原则： (1)分型面应该选择在制品最大截面处，这是首要原则。 (2)尽可能使制品留在动模的一侧。 (3)尽可能满足制品的使用要求。 (4)尽可能减小制品在合模方向上的投影面积，以减小所需的锁模力。 (5)不应影响制品尺寸的精度和外观。 (6)尽量简单,避免采用复杂形状,使模具制造容易。 (7)不妨碍制品脱模和抽芯。 (8)有利于浇注系统的合理设置。 (9)尽可能与料流的末端重合,有利于排气 由于采用点浇口，因此以手机上壳内表面与定模和定模底板的分界面为分型面 的双分型面。 2.5.2 排气槽的设计 排气槽的作用是将型腔和型芯中周围空间内的气体及熔料所产生的气体排 到模具之外。该注射模属于小型模具，在推杆的间隙和分型面上都有排气效果， 无需另外开排气槽。 2.5.3 成型零件设计 1）凹模结构设计 凹模用以形成制品的外表面，注塑件的结构比较简单，可采用整体式凹模， 直接在定模板上加工。其优点是牢固、接缝少、结构简单，常用于中、小型模 具。 2）型芯结构设计 由于零件的结构复杂，决定采用镶拼结构的型芯。与整体式型芯相比，镶拼 式型芯使机加工和热处工艺大为简化。 3） 成型零件工作尺寸 4 制品尺寸能否达到图纸尺寸的要求，与型腔、型芯的工作尺寸的计算有很 大关系。成型零件工件尺寸的计算内容包括：型腔和型芯的径向尺寸（含矩形 的长和宽） 、高度尺寸及中心距尺寸等。在设计时包容尺寸尽量取下限尺寸，尺 寸公差取上偏差。成型零件工作尺寸的计算方法很多，现以塑料的平均收缩率 为基准计算。 A： 型腔内径尺寸计算 （mm） z ) 4 3 -DQ(DDM 式中型腔内径尺寸（mm） M D D制品的最大尺寸（mm） Q塑料的平均收缩率（%） ，ABS 的平均收缩率为 0.5% 制品公差 系数，可随制品精度变化，一般取 0.50.8 之间 4 3 模具的制造公差，一般取= = z z 6 1 4 1 按矩形计算，手机上壳长度、宽度上的最大尺寸分别为 = =102mm = =45mm 1 D 2 D 查表 1-15得，=0.44mm =0.28mm，则 3 1 2 =（1021020.005-0.44）= =102.18mm M1 D 4 3 35 . 0 35 . 0 =(45+450.005-0.28) =45.015mm M2 D 4 3 25. 025. 0 B： 型芯径向尺寸计算 模具型芯径向尺寸是由制品的内径尺寸所决定的，在设计模具时被包 容尺寸尽量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差与型腔径向尺寸的计算原理一 样，分长、宽两部分计算： (mm) z ) 4 3 DQ(DdM 式中型芯外径尺寸(mm) M d 制品内径最小尺寸(mm) 1 D 其余符号含义同型腔计算公式。 按矩形计算，手机上壳长度、宽度的最小尺寸分别为 =100mm =43mm 1 D 2 D 查表 1-15得， =0.44mm =0.28mm，则 3 1 2 =（1001000.005+0.44）=100.83mm 1 M D 4 3 0.35-0.35- =（43+430.005+0.28）=43.425mm 2 M D 4 3 0.25-0.25- C： 型腔深度尺寸计算 模具型腔深度尺寸是由制品的高度尺寸所决定，设制品名义高度尺寸为最 大尺寸，公差负偏差。型腔深度名义尺寸为最小尺寸，其公差为正偏差+ 。由于型腔底部或型芯端面的磨损很小，可以略去磨损量，在计算中 z c 取=，加上制造偏差有： c 3 （mm） 3 （mm） z )( 3 2 QhhH 11M 式中型腔的深度尺寸（mm） M H 制品高度最大尺寸（mm） 1 H 由零件图上可知， =9mm，查表 1-15得， =0.16mm，因此 1 H 3 =（9+90.005-0.16）=8.94mm M H 3 2 0.300.30 D： 型芯高度尺寸计算 模具型芯高度尺寸是由制品的深度尺寸所决定，设制品高度名义尺寸为最 大尺寸公差为正偏差+，型芯高度设计为最大尺寸，其公差为负偏差-。根 z 据有关的经验公式： =（+Q+）（mm） M h 1 H 1 H 3 2 z 式中型芯高度尺寸（mm） M h 制品深度最小尺寸（mm） 1 H 由零件图中可得，=6mm，查3表 1-15 得，=0.16mm 1 H =（660.005+0.16）=6.14mm M H 3 2 0.25-0.25- E： 型腔壁厚与底板厚度计算 注射成型模型腔壁厚的确定应满足模具刚度好、强度大和结构轻巧、操作 简便等要求。在塑料注射充型过程中，塑料模具型腔受到熔体的高压作用，故 应有足够的强度、刚度。否则可能会因为刚度不足而产生塑料制件变形损坏， 也可能会弯曲变形而导致溢料和飞边，降低塑料制件的尺寸精度，并影响塑料 制口的脱模。从刚度计算上一般要考虑下面几个因素： （1）使型腔不发生溢料，ABS 不溢料的最大间隙为 0.05mm。 （2）保证制品的顺利脱模，为此同时要求型腔允许的弹性变形量小于制品 冷却固化收缩量。 （3）保证制品达到精度要求，制品有尺寸要求，某些部位的尺寸常要求较 高精度，这就要求模具型腔有很好的刚度。 按整体式的凹模计算侧壁厚度： 根据公式 （mm） 3 1 11y E cph hb 式中 b凹模侧壁理论厚度（mm） h凹模型腔的深度（mm） p凹模型腔内熔体压力（Mpa） 凹模长边侧壁的允许弹性变形量（mm） ，一般塑件 1 y =0.005mm 1 y c由6图 5-8 查得，c=1.08 由6图 5-9 查得，=0.8 1 1 E材料弹性模量 E=2.110 Mpa 5 b=2.93mm 3 1 0.050.8102.1 9301.08 9 5 取壁厚大于 10mm 就能满足要求。 底板厚度计算，根据公式 （mm） 3 1 2 2 1 Ey plc 由=2.3，由6图 5-12 查得=2.810，=0.005， 2 1 l l 1 c -2 2 y 则 =6.90mm 3 1 8 . 0.005102.1 4530102 5 42- 取实际底板厚度大于 10mm 就能满足要求。 2.6 脱模机构设计 由于该塑件的脱模阻力不大，而推杆又加工简单、更换方便、脱模效果好， 因此采用圆形推杆脱模机构。推杆的设置位置采取以下原则： （1）推杆设在脱模阻力大的地方 （2）推杆位置均匀分布 （3）推杆设在塑料制品强度刚度较大的地方 （4）推杆直径应满足相应的强度、刚度条件 本次设计塑件的孔比较多，所以推杆直径必须取的比较小，为达到强度刚 度要求，所以设置较多的推杆，推杆的分布位置简图如图 2-3 所示（矩形代表 手机壳体）： 图 2-3 2.6.1 脱模力计算 7 当开始脱模时，模具所受的阻力最大，推杆刚度及强度应按此时计算，亦 即无视脱模斜度（a=0） 由于制品是薄壁矩形件 Q=8tESlf/(1-m)(1+f) （kN） 式中 Q脱模最大阻力（kN） t塑件的平均壁厚（cm） E塑料的弹性模量（N/） 2 cm S塑料毛坯成型收缩率（mm/mm） l包容凸模长度（cm） f塑料与钢之间的摩擦系数 m泊松比，一般取 0.380.49 查6表 5-33，表 5-57 分别得，S=0.005，E=1.810 N/cm 52 已知，t0.12cm，l=4.5cm，查8 f=0.28 Q=80.121.810 0.0054.50.28/(1-0.43)(1+0.28) 5 =1.49kN 2.6.2 推杆的设计: 1）顶出行程: =+（510） 凸 S 凸 h 式中 e顶出行程余量，取 e=7 型芯成型高度 凸 h 已知=9mm，e=7mm，则=9+7=16mm 凸 h 凸 S 2）开模行程 4 对于双分型面的开模行程 L=+e+a 1 H 2 H 式中 L注射机开模行程（mm） 脱模距离（mm） 1 H 包括浇注系统在内的制品高度（mm） 2 H a型腔板的分离距离 已知则 L=9+16+20+7=52mm，符合注射机要求。 3）推杆的直径 由式 8-67，8-68及欧拉公式得 4 4 d=（mm） 4 1 nE QL 2 式中 d推杆的直径（mm） 安全系数，取 1.5 L推杆的最大长度（m） ，L=0.0475 Q脱模阻力（N） n推杆数目，n=5 E弹性模量，E=1.8103Mpa d=1.5 4 1 1490 3 2 101.85 0.0475 =2.1mm 取 d=3mm 来进行强度校核： =42.2Mpa50Mp 2 dn F4 2 33.145 14904 故所取推杆大小符合强度要求 2.7 侧向分型与抽芯机构设计 能完成侧向活动型芯抽出和复位的机构称为抽芯机构。该模具根据塑件有 两处外侧凸凹结构（具体形式参考模具装配图） ，现采用机动抽芯机构（斜导柱 抽芯机构）来实现抽芯。机动抽芯机构抽拔力较大，具有灵活、方便，生产率 高，容易实现全自动操作，且不需要另外添置设备等优点，是目前生产中广泛 应用的一种抽芯机构。 2.7.1 斜导柱 斜导柱的主要作用是驱动活动型块件的开闭运动。斜导柱直径 d 与导柱孔 应保持 0.51mm 的间隙。在本设计中取间隙为 1mm。 2.7.2 导柱的角度 斜导柱角度 a 与开模所需的力、斜导柱所受的弯曲力、实际能得到的抽拔 力及开模行程有关。a 越大时，所需抽拔力应增大，因而斜导柱所受的弯曲力 也应增大，故希望 a 角度小些为好。但当脱模距一定时，a 角度越小则使斜导 柱工作部分及开模行程加大，降低斜导柱的刚性。所以斜角 a 的确定需要适当 兼顾脱模距及斜导柱所受的弯曲力。根据实际生产经验证明，斜角 a 值一般不 得大于 25 ，通常采用 15 20 。当脱模距较长而适当增大 a 角即可满足脱模 距时，也可略增大 a 角，但也需相应增加斜导柱直径和固定部分长度，以便能 承受较大的弯曲力。另外，为了满足滑块锁紧楔先开模，斜导柱后抽芯的动作 要求，斜滑块锁紧角的角度也应比斜导柱的角度大 2 3 。本设计中，取 a=20 ，楔紧块的角度为 21 C。抽芯力的计算与本章脱模力的计算一样。 F=lhp(fcosa-sina)(N) l活动侧芯被塑料包紧的断面周长(m); h成型芯部分的深度； p制品对侧芯的压力，一般取下a; f塑料对钢的摩擦系数，常用 f=0.10.2; a侧芯的脱模斜度，常取 1 2 NF 6 . 10) 1sin1cos15 . 0 (10101108 33 计算斜导柱角度 a 跟脱模距的关系，平行分型面方向抽出，按以下式子计算： =S/=/ 4 Lsin ctg H sin 式中脱模距为 S 时斜导柱工作部分长度（mm） 4 L S最大脱模距离（mm） 斜导柱斜角（ ） H最大脱模距为 S 时所需的开模行程（mm）