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[X0024]电话底座塑料塑料模具设计【带三维优秀毕业设计】

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电话底座塑料塑料模具设计

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关键词：: x0024 电话底座塑料模具设计一个塑件图

资源描述：

摘要

塑料注射模具是成型塑料的一种重要工艺装备，通过对电话底座塑料模具设计,能够全面的了解塑料模具设计的基本原则、方法.并能较为熟练的使用CAD,UG软件进行塑料模具设计,提高自己的绘图能力。为今后从事设计工作打下了坚实的基础。

随着现代工业的发展，塑料制品的应用范围逐渐增广，尤其是在工业、农业、日常生活和军事等领域，质量要求也越来越高，中国已经成为全球最大的塑料市场之一，塑料制品产量全球第二。

本次主要设计是对电话底座注射模的设计, 重点对塑件的成型原理、原料选用和注射技术进行分析。通过根据形状、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果，确定所需的模塑成型方案，制品的后加工、分型面的选择、型腔的数目和排列、成型零件的结构、浇注系统等。

关键词：工艺方案；模具结构；注塑机；模具设计

Abstract

Plastic injection mold is an important technological equipment of plastic forming, through the flashlight front cover plastic mould design, can fully understand the basic principles, methods of plastic mould design. And can be more skilled use of CAXA,solidworks software for plastic mold design, improve their ability to draw. Engaged in the design for the future work laid a solid foundation.

With the needs of the development of modern industry, plastic products in industry, agriculture, military and other fields of daily life and the application scope is more and more wide, the quality requirements also more and more high, China has become one of the world's largest plastics market, plastic products production in the world's second.

The main design is on the cover of a flashlight injection mould design, focus on the forming principle of plastic parts, raw materials selection and injection technology were analyzed. By according to the shape, size, precision and surface quality requirement analysis, to determine the required moulding solutions, products after processing, the choice of the parting surface, cavity number and arrangement, the structure of molding parts, pouring system, etc.

Key words: Process; The mould structure; Injection molding machine; Mold design

摘要I

AbstractII

目录III

1 绪论1

1.1 概述1

1.2 国内研究现状1

1.3 国外研究现状2

2 塑料制品分析3

2.1 明确制品设计要求3

2.2 明确制品批量3

2.3 材料选择及性能3

2.4 成型设备4

2.5 拔模斜度4

2.6 计算制品的体积和质量4

2.6.1表面质量的分析4

2.6.2塑件的体积重量5

3 注射机及成型方案的确定6

3.1 注射机的确定6

3.2 成型方案的确定6

3.2.1 成型设备的选择6

3.2.2 成型的特点7

3.2.3 成型的原理7

3.2.4 成型过程7

4 型腔数的确定及分型面的选择8

4.1 型腔数的确定8

4.2 分型面的选择8

4.3 确定型腔的排列方式9

4.4 标准模架的选用10

4.4 模架装配图10

5 成型零部件的设计与计算11

5.1 凸模设计11

5.2 凹模的设计11

5.3 成型零件工作尺寸的计算12

6.1 主流道设计14

6.2分主流道的设计14

6.3 浇口的设计15

6.3 平衡进料15

6.4 冷料井设计15

7 排气与冷却系统的设计17

7.1 冷却系统设计的原则17

7.2 冷却水路的计算17

7.3 排气系统的设计18

8 顶出机构的设计19

8.1 推杆复位装置19

8.2 推件机构的设计19

9 导向机构的设计21

9.1 导向、定位机构的主要功能21

9.2导向机构的设计21

10 结论与展望26

致谢27

参考文献28

1 绪论

1.1 概述

注射成型也叫做注塑或注射，它是热塑性塑料的重要成型方法。到目前为止，有超过1/3的塑料原材料，是通过注射成型工业加工的，几乎所有的热塑性塑料（除氟塑料外）都可以用这个成型方法。生产周期短、生产效率高的、易自动化是它的特点，所以它被广泛应用于生产塑料制品。现在塑料成型生产中，塑料制件的质量与塑料成型模具、塑料成型设备和塑料成型工艺密切相关。在这三要素中，塑料成型模具的质量最为关键，他的功能是双重的：赋予塑料熔体以期望的形状、性能、质量；冷却并推出成型的塑件。模具是决定最终产品的规格、性能、形状和尺寸的载体，塑料成型模具可以保证塑料成型生产过程顺利、是保证塑料成型质量的必备工艺装备，是体现塑料成型设备高效率、高性能和合理先进塑料成型工艺的具体实施者，也是新产品开发的决定环节。由此可见，周而复始地获得符合技术经济要求及质量稳定的塑料制件，塑料成型模具的优劣是关键，它最能反映出整个塑料成型生产过程的技术含量以及经济效益。因此，注射成型的模具设计制造成为当今社会模具发展的热点,己发展成为热塑性塑料最主要的成型加工方法。

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内容简介：: 编号：毕业设计论文题目：一种新型迷你电话机底板注塑工艺分析及模设计学院：国防生学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：宫臣学号： 1100110105 指导教师单位：机电工程学院姓名：李雪梅职称：教授题目类型：理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发 2015年2月5日摘要通过设计迷你电话机底座，能够学会并熟练掌握了caxa和solidworks的使用，同时也能够全面了解和熟悉设计模具的原则，在设计的过程中提高了自学的能力，有利于促进自己的积极主动性，较好的发挥主观能动性。在今后的工作中这也会是一次重要的经历。塑料制品随着现代工业的发展已经涉及了农业、工业、军事等众多领域，各方面的标准也逐渐增高，目前为止，中国的塑料制品生产市场已经在全球出于领先的位置，而且产量也是遥遥领先。本次的题目是设计一种新型的迷你电话机底座，在设计之初首先要弄懂其成型原理，选用什么样的材料而后进行尺寸的设计及校核。通过分析和测量实体的结果再确定自己的设计方案。方案设计完成后，选择成型设备，设计型腔数、分型面等细节。关键词：工艺方案；模具结构；注塑机；模具设计AbstractPlastic injection mold is an important technological equipment of plastic forming, through the flashlight front cover plastic mould design, can fully understand the basic principles, methods of plastic mould design. And can be more skilled use of CAXA,solidworks software for plastic mold design, improve their ability to draw. Engaged in the design for the future work laid a solid foundation. With the needs of the development of modern industry, plastic products in industry, agriculture, military and other fields of daily life and the application scope is more and more wide, the quality requirements also more and more high, China has become one of the worlds largest plastics market, plastic products production in the worlds second. The main design is on the cover of a flashlight injection mould design, focus on the forming principle of plastic parts, raw materials selection and injection technology were analyzed. By according to the shape, size, precision and surface quality requirement analysis, to determine the required moulding solutions, products after processing, the choice of the parting surface, cavity number and arrangement, the structure of molding parts, pouring system, etc. Key words: Process; The mould structure; Injection molding machine; Mold design III模具设计1 绪论1.1 概述注射成型时热塑性塑料成型的重要方法的通常也叫做注塑或注射，同时它也是很多热塑性塑料的重要成型方法，在目前，有接近一半的原材料的加工方法都采用注射成型。这一切都归结于它周期短、效率高、自动化程度高的特点，也正是由于这些特点，在现在的塑料制品生产市场中它被广泛运用。生产出来的塑料制品的质量取决于成型的设备、工艺和塑料成型模具，在这三者中塑料成型模具可以确保生产过剩顺利进行，可以体现塑料成型工艺的具体实施，可以保证生产出来的制品的质量，也可以为开发新产品提供保证。平时在我们看来，塑料成型的质量是最为重要也是最为关键的环节，它是使中国的模具制品在全球市场占据领先位置的重要依据之一，通过对质量的考虑，可以生产我们期望的形状，它也是决定产品性能的重要载体。在当今社会，这三要素显得尤为重要，把这三者关系处理好，我国的模具制造业必然会取得更大的进步，同时如果把质量提升上来，制品性能比较稳定，那也可以体现出我国的经济发展水平以及技术水平。在设计过程中我们要着重考虑它的质量和成品，注重合格率。因此我们要不断的发展注射成型，目前它已经是加工塑料的主要方法了。1.2 国内研究现状从上世纪50年代，工业较为发达国家的模具工业已经不再属于机床工业了，它已经分离出来而且已经成为了较为独立的工业部门，较为突出的是它每年的产值和产量已经比机床工业的还要高。由于改革开放，我国的模具工业在改革开放后发展也很快，尤其是最近这几年，每年保持着18的速度快速增长和发展，并且趋势良好。由于它的训练发展再加上许多生产模具的企业十分重视技术的发展，因此他们加大对技术的投入，从而将技术作为推进企业发展的动力。虽然有些模具已经和国际接轨，但是国内市场需求还是比较高，数量和质量还是无法满足，每年仍要向其他国家进口许多大型模具，所以国内许多企业不断采取措施，进行技术革新和创新来提高自己的核心竞争力从而提高模具制造水平。改革开放结束后，我国的模具企业转十分重视技术，不断加大对技术的投入，使得磨具制造水平也突飞猛进。经过这么多年的研究和发展它在提高模具质量方面起到很大的推动作用。虽然我们国家的有些模具已经和国际接轨，但国内市场需求较高，数量和质量还无法满足，每年仍要向其他国家进口许多大型模具。到目前为止我国与其他国家相比还是有很大的差距，尤其是技术方面。接下来我国模具行业必须要采取措施，不断进行技术革新和创新来接近世界先进水平，提高模具制造水平。近几年来许多企业一方面学习国外的先进技术进行技术革新和创新，另一方面立足于自身改革，缩短制造周期推广CAD、CAXA等技术不断的提高模具制造水平。1.3 国外研究现状现如今许多国外的国家在的塑料模具设计技术已经突飞猛进，尤其是像美国、德国等发达国家，他们注重技术创新和革新，加大对技术的投入，最先采用计算机设计模具，而且能够借助计算机去定性定量分析每个环节，提高了效率，节约了成本。目前计计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）已经应用广泛，在今后的全球技术创新大潮中，它处于基础地位。12 塑料制品分析2.1 明确制品设计要求图2.1、为塑料制品的三维图。整个塑件大致是长方形，该塑料制品较其他的制品结构简单但较为实用，在零件的内部有倒扣，由于是在零件的内部，需要斜顶出抽芯，表面粗糙度要求不太高，而且对尺寸公差的要求不是太严格。图2.1 塑料制品的三维图 2.2 明确制品批量由于该注塑制品设计的一个方面是要产量高，所以在设计的过程中我们要提高它的注塑效率，综合考虑下决定采用侧浇口的一模二腔结构。2.3 材料选择及性能2.3.1 材料选择设计迷你电话机底座一般用于日常生活，要具备工业品的安全稳定、不易分解的特点和要求，这就要求我们在选择材料的过程中要能保证它的强度和刚度，以免在触碰或猛烈撞击后出现断裂现象。2.3.2 材料品种通过分析图2.1和根据上面材料选择的要求，最终决定采用ABS工程塑料。ABS塑料是具有较强的强度和刚度的一种热塑性塑料，因为它是经过丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚生成的，因此它也具备了这三者的性能，在当今模具制造领域它的应用也最为广泛。ABS塑料无毒、无味表1 ABS塑料的部分技术指标技术指标值密度(g / cm-3)1.021.16收缩率(%)0.40.7透明度不透明比热容/(Jkg-1k-1)1470吸水性（24小时）（%）0.20.4屈服强度/MPa50拉伸弹性模量/GPa1.8抗压强度/MPa53弯曲弹性模量/GPa1.4熔点1301602.4 成型设备卧式注射机具备机体低、操作简单、自动化程度高的特点，满足本次的设计要求，便于脱模后自动脱落，综上考虑，我们采用此注射机。同时此注射机也广泛应用于模具的设计制造。2.5 拔模斜度此制品的厚度较小因此我选用1的拔模角度。2.6 计算制品的体积和质量2.6.1表面质量的分析该塑料制品的各个成型面必须要进行抛光处理 2.6.2塑件的体积重量我们采用什么类型的注射机和确定模具型腔数必须要计算其重量。计算得塑件的体积：V24.6cm3 计算塑件的质量：公式为WV通过查模具制造指导手册得出ABS的密度为1.05 g/cm3，因此根据上面的公式可以算出质量W： WV=24.6*1.05=25.83g 3 注射机及成型方案的确定3.1 注射机的确定根据上面计算的塑件的重量以及考虑注射时的压力等情况，本次设计决定选用注射机XS-ZY-125。注射机XS-ZY-125参数：额定注射量：125mm最大成型面积：320cm柱塞直径：42mm注射压力：120Mpa模板尺寸：428450（mmmm）柱杆空间：260290(mmmm)锁模力：900KN喷嘴圆弧半径：12mm喷嘴孔径：4mm最大开模行程：450mm（可调整型）模具最大厚度：350mm模具最少厚度：200mm3.2 成型方案的确定3.2.1 成型设备的选择由于柱塞式成型机的料筒内的料流速快慢不同而且不同位置温度也不一样，塑化程度不均，所以本次的制品不选用柱塞式成型机而选择螺杆式注塑机，型号为XS-ZY-125。3.2.2 成型的特点具备尺寸精度高，成型周期短，生产效率高而且节约成本，自动化程度高适合大批量生产的特点。缺点就是有时产品质量不稳定 3.2.3 成型的原理它将原料加入到注射机的料筒中，然后加热到熔融状态熔融，直至变为流动，通过柱塞或螺杆的推力，通过喷嘴和浇注系统而流动到型腔里面，之后进行冷却定型，结束后打开模具将成型的塑件取出。 3.2.4 成型过程成型工艺的过程主要有以下三种：（1）成型的准备（2）注射过程（3）成型之后的处理。a.成型前的准备为了保证塑件质量和成型的过程顺利，为了下步的注射环节要准备如下：(1)原料的检验和预处理；(2)料筒的清洗；(3)嵌件的预热；(4)脱模剂的选用；b.注射的程序注射过程一般由以下几个步骤组成：加料，熔融，冷却，脱模。而实际上只有塑化和流动这两个过程。熔融，是加热变为流动状态流动是指料加热成熔融状态后经过注射进入型腔后在里面的流动。c.塑件后处理塑件成型的过程里经常会出现冷却不均匀从而产生结晶或者在型腔内由于内应力的影响会是制品出现开裂等现象这都是塑化不均匀的结果，因此要对塑件进行后处理来消除这些问题，我们通常采用退火和调湿处理这两种方法。3.3注塑机重要参数的校核我们不单选择注塑机的型号，还要校核它的各项参数并与实际生产的需求进行对比，最终才能确定是否能满足要求。3.3.1注塑容量的校核注射量作为验证注塑机的注塑能力的一个重要的参数同时也反应出它能成型出塑料制品的大小而注塑容量则是螺杆的最大一次行程所能承受最多的量。进行校核时，注塑塑料熔体的容量一定不能超过注塑机额定的注射量的80%，即 V塑0.8V注（2.1）式中V塑注塑塑料熔体的最大容量，cm3；V注注塑机的额定注射量,cm3；0.8为最大注塑容量的利用系数。本设计中，注射量校核如下：由solidworks的分析测量体积可得：V模24.6cm3, V浇10cm3 （2.2） V塑V模2浇 =2x24.6+1059.26cm3最后得出V浇V塑/0.8=59.2/0.874cm3；注射机XS-ZY-125的容量为125cm3，因此符合要求。3.3.2注射压力的校核通过设计和计算制品的参数以及考虑了材料的特性，综合考虑下该制品的注塑压力70Mpa，而查表得该注塑机的额定注射压力为120Mpa，所以该注射压力满足要求可以采用此注塑机。3.3.3锁模力的校核注塑机里面有锁模装置，它是用来加紧装置的，它加紧装置的力称为锁模力。在塑件成型过程中一定要保证锁模力不能低于最小值，否则会发生跑料飞边。 FpA/1000 （2.3）式中：F为锁模力,KN；P为型腔压力，MPa；A代表的是塑件经过投影到分型面上的面积，mm2。经过查表得出ABS的型腔压力范围大致为2530MPa。确定型腔压力25MPa。通过solidworks软件可以分析得出浇注系统和塑料制品的投影面积，A=15309。锁模力即为F=pA=2515309=382.7KN。经过上面公式计算出来的锁模力F为382.7KN远小于标准锁模力900KN，因此符合要求，可以使用。3.3.4对开模行程进行校核开模距离是重要的标准，在取出塑件的过程中，它的距离一定要够，其中的动模固定板在注塑过程中左右移动的距离就是开模行程本次的设计采用的是卧式注射机，它的开模行程不仅要有足够的开模距离还要保证足够的厚度，因此也一定要校核它的开模行程以便满足要求。SmaxS=H1+H2+510mm=14+78+10=102mm式中 H1-推出距离 H2塑件的高度（包含凝料） H2=（水口料的长度+2030）总的开模距离需要H=102mm以上经计算，符合要要求。4 确定型腔数的和选择分型面4.1 型腔数的确定注射过程中必须考虑注射机的注射能力因此注射量必须小于注射机最大注射量的80% 即 =3.48式中： N-型腔数 S-注射机的注射量（g） W浇-浇注系统的重量（g） W件-塑件重量（g）因为，N=3.482所以，选择一模两腔是最合理的。4.2 选择分型面4.2.1 选择分型面的原则 1、分型面不能选在塑件里面，应该在最外边； 2、为了防止出现裂纹让塑件在开模的时候放在动模里；3、要使塑件的尺寸精度高，表面质量好；4、便于模具的加工和排气；5、选择分型面要便于侧抽芯。该塑件对美观不太要求，表面的质量一般即可。选择的时候应根据以上原则，要等到成型再取出塑件但不能影响它的外观质量，属于薄壁壳小型塑件，在收缩过程中会产生结晶，为了方便脱模，让塑件贴近动模以从而保证塑件的精度尺寸和形状。综上所述，本次设计的分型面我是这样设计的，如图所示：图4.1 分型面4.3 确定型腔的排列方式型腔在模板上的排列方式有多种，其中比较常用的有复合型、直线型、圆形和H形在设计时有以下原则：（1）尽量采用一模两腔或者四腔这种对称结构很稳定。（2）由于本次设计较为简单，要控制模具的尺寸，所以尽量排列密一点。（3）模具型腔和浇口位置的布局决定了分流道的设计不能太长。（4）在设计过程中经常会出现溢料现象，为了避免出现这种现象浇口应该与型腔对称分布。该制品产量大所以要综合考虑效率、成本、质量、精度、表面粗糙度等因素，通过计算它的体积和质量，保证精度和粗糙度又方便大批量生产所以选择一模两腔方式。综上所述，我决定在注射时采用下图的一模两腔排列方式：4.2 模具型腔排列方式4.4 标准模架的选用通过参考塑料模具设计指导中的模架，如图所示。在设计模具的过程中，结构不能太分散，尽量紧密一点，而且要保证质量，设计模架所使用的尺寸都是参考下面的装配图。4.3 模架装配图这就是我本次设计采用的模具，称为CI型模具，它的用途很广泛，浇口较大，适合多种类型的模具。由图可以看出它的动模是一块板，定模是一块板，这是它的独特的特征，通常称为两模板模具。经过计算和综合考虑再加上通过选择了既定的分型面，所以我本次设计的导柱导套的安装方式采用了正装。模具的各种尺寸以及相应模板的厚度也可以根据上面确定的模架得出。经过上面的型腔选择，最终确定了我本次设计采用一模两腔的类型，两个型腔之间的间隔为35mm经过测量上述类型型腔的排列可以得出其长320mm,宽250mm。通过公式可以得出模架的长L=150+复位杆的直径D1+螺钉的直径D2+型腔壁厚450mm模架的宽W=110+复位杆的直径D1+型腔壁厚400mm在计算完上面的结果后还不能完全定论模架的尺寸，因为模架的尺寸还可能受其他因素的影响，比如说还有螺丝导柱、导套等，因此在设计过程中要尽量避免。经过计算分析， BL=450x450模架的采用是合理的，我本次设计的模具结构相对不是很复杂，塑件的高度为14mm，定模部分可以包含塑件的所有胶位，加上型芯型腔后固定的高度为30-50mm，B板的厚度取70mm，满足强度要求，A板为70mm，C板为120mm（C板的选择要保证机构推出的高度一定要小于推出的距离）综上所述所选择的模架的型号为：CI-4045-A70-B70-C1205 成型零部件的设计与计算5.1 凸模设计凸模也可以称为型芯，它位于成型塑料的内表面，整体嵌入式结构是它的主要结构，它的结构有整体式和组合式，模仁是这块金属直接做成的，其结构如下图5.1图5.1凸模的结构5.2 凹模的设计凹模又可以叫做型腔。在设计凹模的时候要考虑加工和排气，它有整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式、大面积镶嵌式和四壁镶嵌式五种结构。我本次的设计运用组合式的型腔结构，其结构如下图5.2图5.2 凹模的结构5.3 成型零件工作尺寸的计算本次设计的所有尺寸都采用平均的方式计算，查表得ABS的成型收缩率为0.005，模具的制造公差取z=/3。5.3.1 模腔工作尺寸的计算 1. 凹模的內形尺寸：式中：L凹为型腔尺寸(mm)； L塑为塑件实际外形尺寸(mm),； K在此处应该定为0.5%，代表塑料平均收缩率(%)；查手册得ABS的塑件为5级的精度等级，而且s表示塑件的公差；塑件基本尺寸取0.24mm;1824mm范围内取0.24mm;80100mm范围内取1.00mm;在100120mm公差取1.14mm；在140160mm公差取1.44mm;在200225mm公差取1.92mm;在280350mm公差取2.5mm;在315355mm公差取2.8mm所以型腔尺寸如下： L1=25(1+0.005)-(3/4)0.50=24.75型腔深度的尺寸计算： h=h(1+k)-(2/3) （5.7）式中： h 代表型芯的尺寸高度，单位mm； h 代表实际的塑件内形尺寸深度，单位mm, s 、K 含义如（1）式中。 H1=3(1+0.005)-(2/3)0.20=2.885 H2=35(1+0.005)-(2/3)0.56=34.81 2）凸模的外形尺寸计算： L凸=L(1+k)+(3/4) （5.8）式中： L凸型芯外形尺寸(mm)； L为即塑件的实际內形尺寸 (mm)； s 、k含义如（1）式中。所以型芯的尺寸如下： L1=60.6（1+0.005）+（3/4）0.74=61.46 L3=30（1+0.005）+（3/4）0.50=30.53 型芯的深度尺寸计算： h=h(1+k)+ (2/3) （5.9）式中： h凸代表型芯高度尺寸(mm)； h代表塑件内形实际尺寸深度(mm)；s 、k含义如（1）式中。型芯的高度分别为： H1=22（1+0.005）+（2/3）0.44=22.46 浇注系统的设计设计浇注系统的过程中要考虑注塑机的规格和参数，要注意符合注射机的注射口。由于主流道，所以模具的主流道部分由于要与高温塑料及喷嘴接触，所以通常设计成主流道衬套，即浇口套，它是可拆卸更换的。进行浇筑系统的总体设计要遵循以下原则：1、对塑料的成型性能有一定的了解2、热处理过程中不要产生熔接痕3、有利于排气4、保证型芯的刚度不要变形和位置的移动5、分流道设计应该尽可能短一点6.1 设计主流道XS-YZ-125 型注射机的尺寸及相关的参数都可以根据塑料模具设计手册查出从而可以确定喷嘴的尺寸：前端球面半径 R016mm前端孔径：d0=4mm 拔模过程中为了使凝料能顺利拔出，注射喷嘴直径应小于主流道的小端直径才能保证凝料能顺利拔出。Dd+(0.51)mm=4+0.54.5mm为了避免产生涡流，不利于排气，主流道的半锥角一般设计为12过，为了便于脱模，保证塑件质量，综合考虑此次设计的锥角选用1。6.2设计分流道分流道横截面有很多种形状，圆形截面是所有截面里面使用最多的，本设计就采用了圆形截面这样的分流道使用效率高，在分流道中流过塑料熔体的流量相同的情况下，其分流道内的表面积最小，把压力损失降到最少，也就是把注射过程中的散热面积剪到最小。对应的缺点就是加工难度较大。一般采用电火花加工。分流道的形状上面已经选择，而在丁模板上呈现出的是半圆形。具体直径计算根据经验公式：式中：D流道的直径，mm；M制品的质量，g；L分道的长度, mm。D=0.265413.481/298/41.3mm。由于ABS塑料标准使用的直径范围在1.5-9.5之间，而上式计算的直径为1.3mm，在其范围内。具体入下图所示：图6.1 分流道6.3 设计浇口浇注系统的关键是浇口。我们通常把浇口连通型腔和分流道也叫做进料口。其主要作用是：（1）料加热至熔融状态充满型腔后，最先是在浇口的位置凝固，可以防止熔体倒流；（2）熔体经过较窄的浇口会自然产生摩擦热，摩擦热会升高熔体的温度这样有助于充模；（3）切除浇注系统的凝料最好并最易选择在浇口。（4）当塑料熔体通过浇口时由于受内应力的作用摩擦力加剧，导致型腔内的温度不断升高，加热料使得料不会粘在腔壁，便于流动从而方便充型。根据一模两腔的型腔排列方式以及浇口的设计原则和成型要求，综合考虑后我选择侧交口。图6.3 平衡式浇注系统7 排气和冷却系统的设计塑料的定型、充模、周期和塑件质量在塑料成型过程中会受模具的温度影响。针对这个问题，我们要采用温度调节系统来设定温度从而满足温度要求。塑料熔体温度在注塑模内一般为200，但是从模具型腔中取出的塑件温度一般在60以下。所以为了能使塑件较好的冷却定性而且较快脱落，从而提高塑件质量和效率，在塑料注塑成型以后必须冷却模具，我的塑件是小型薄壁，我可以不采用冷却系统而是简单的自然冷却。而如果是大型制品的塑件就要进行人工冷却。通过对以上问题的综合考虑，最终决定采用水循环的冷却方法最为合适。7.1 设计冷却系统原则 1、为了防止制品由于冷却的时候温差过高发生塑性变形一般要降低温差。 2、冷却水孔距离型腔表面的间距一般去12mm，而且尽量保证每个间距都一样。 3、设计冷却水孔的原则是数量越多越好，尺寸越大越好。 4、水道的孔径一般在6mm和10mm之间，设置水道的目的是便于清理和加工。 5、为了方便浇口更快冷却。7.2 计算冷却水路塑件加热变为熔体经过注射过程后从充满型腔那一刻起开始计时直到把塑件经过开模后取出来为止的这段时间称为冷却时间。制品的强度和刚度作为衡量这一时间段，确定生产周期的标准。t注表示注射时间，t代表生产周期（s），t冷为冷却时间，t浇为脱模时间,。查表得总周期t为40-140s，t注15-60s, t冷15-60s；（模具设计手册第156页）查得ABS的单位热流量Qs为590-700 kJ/kg 每小时需要注射的次数N=3600/t;取t=120s，推出N=30次. 即为每小时注射量 Qs代表的是总热量（从型腔内发出的） Qs取700kJ/kg,代入式中得下图7.1所示的就是水路图，采用这种方式是根据模具设计过程中模板的排列位置。图7.1 水路图7.3 排气系统的设计模具的设计必须要解决型腔的排气问题，一方面腔内产生的气体会产生反压力从而减缓充模速度，另一方面多余的气体会在塑件上产生气泡从而导致熔接不牢固，填充不满，轮廓不清晰等现象。通常情况下的注射模排气方式有以下几种：1）利用配合间隙排气2）把排气槽建在分型面上面排气3）利用排气塞排气我此次设计的排气方式是利用配合间隙排气，再这过程中还要利用推杆、活动型芯和镶件等部件进行配合。配合间隙一般是0.03-0.05 mm。8 顶出机构的设计脱出机构又叫做脱模机构（推出、顶出机构），它是便于塑件在注射成型的每个环节从型腔中的型芯上脱出的机构。它的第一步是将模具和凝料分开称为脱出。第二步是从模具里面把脱出物取出来。 (1)在完成脱模动作的过程中要尽量利用开模力来驱动脱模装置，因此我们一般把脱模机构放在动模旁边。 (2)在推出过程中要使塑件不因为内应力发生变形,保证外形良好；(3)刚度和强度要足够，并且可靠性和灵活性要高，运动要准确。为了防止推出过程中产生溢料，我们一般在卸料版和型芯之间留下适当间隙，这也是为了减少卸料版和型芯产生的摩擦。8.1 推杆复位装置模具设计制造选择复位装置一般要经过多方考虑，一是要安全可靠二是简单、便于实施，综合考虑下一般同时采用弹簧复位、强制回位和回针复位三种方法而且复位杆每根都要与推杆的长度相同并且呈现对称分布。弹簧一般安装在推板和动模板之间，与他们互相配合，在塑件被推杆推出的时候弹簧被压缩，当推杆收回之后弹簧又利用弹簧力推回推板，完成这一过程称为弹簧复位，它是比较简单的复位方式。其结构如下图8.2所示8.2 推件机构的设计我们通常把零件从型腔或者型芯上面脱落下来的这个构件称为推出机构。推出机构由多种零件组成，例如：导套和导柱、垫圈、推杆、拉料杆、复位杆，还有推杆固定板、推出导向部件。采用塑料模具约10mm;本次设计的模具比较简单一些，所以选择机动推出的推出结构，对于斜度比较大的塑件也可以把推出深度的一大半。其布置形式见图8.2。图8.2 推杆的分布8.3 推杆长度的计算顶杆总长度为：h杆=h凸+1+h动垫+S顶+2+h顶固式中： h杆为推杆的总长度；h凸为凸模的总高度；h垫垫板的厚度；S顶为顶出行程；h顶固定模板的厚度；1表示的是富裕量，代表型腔表面要低于顶杆的上端面，一般为在0.05mm到0.1mm之间，； 2 一般在2mm到5mm之间，代表的是顶出行程的富裕量，。推杆的长度可以根据上面的公式算出最终为182.5mm。8.4 脱模力的计算塑件从型芯上脱落的时候会有阻力，而脱模力即克服阻力，它是设计脱模结构必须着重考虑的因素。塑件从型芯上脱出的力即为脱模力同时它也是脱模机构设计的主要原则之一。通常我们在现实生活中测脱模力一般都是转化成规则的形状通过估算和分析计算法进行近似计算，接下来我也采用类似的方法计算本次模具设计的脱模力。脱模力两个参数组成，由塑料模具设计手册P131式5.6-1知式中型芯被模具夹紧时候的脱模阻力（N）；外壳在脱模过程中的真空吸力（N），=0.1，这里0.1的单位为MPa，为型芯的横截面积（mm2）。由于不考虑模斜度，所以由型芯产生的脱模阻力=0，因为=4.310，。型芯被模具夹紧时候的脱模阻力计算公式为：式中：表示的是弹簧的拉伸弹性模量（Mpa），可查参考文献8表5.6-1得出其一般为1.5103Mpa；塑料的平均收缩率，取0.55%；塑料的松泊比，取0.3；型芯的脱模斜度，取0； h型芯脱模方向的高度，45mm；脱模力修正系数，它的公式计算为： =0.45 静摩擦因数，取0.5，参考塑料模具设计手册2.6-1；塑件的表面厚度计算系数，公式如下： =3.85 代入公式计算得出脱模阻力3689.225N。脱模在封闭的外壳需克服的真空吸力为 =0.1=53.066N综上所述，总的脱模力为：= + =3531.128+53.066=3584.194N。8.5 斜推杆的设计斜推杆的作用就是在镶件推出的时候让它做斜向运动，它的一端固定在推杆板上,许多塑料制品都会有凹凸不平的结构，不能强行把它推出否则可能会损坏制品，顾名思义，它就是在推杆板上固定侧向凹凸部位的成型镶件整体式和二段式是斜推杆的两种方式，其中长而细的斜推杆主要采用二段式，此图的弯曲变形部位我选择了整体式。 1 图8-5斜推杆抽芯机构18.6 斜推杆的设计原则（1）在推出过程的上端面接触到镶件不能破坏另一腔内的塑件。（2）为了保证顶出和复位的稳定，尤其是推杆比较长或者比较细的时候要安装导向块，淡水在安装导向块的过程中必须把镶件组合一起去掉。（3）其固定方式见上图。（4）斜推杆要进行固定不然可能会因为受压而移动，所以我设计了挂台来定位同时也是便于加工和把哦哦正型芯型腔的精度。（5）为了推出制品完好，斜推杆的顶端要比动模的镶件低。（6）斜推杆移动的过程中不能碰到加强筋等结构。（7）内模与斜推杆H7/f6的配合公差取。 8.7 斜推杆倾斜角的设计设计倾斜角主要是看推板推出的距离长短和侧向移动的距离，计算公式如下：图8-7 三角图tan=S/H其中：S=侧向凹凸深度S1+(23)mm在推出过程中会可能会出现斜推杆卡死或者断裂的现象，产生这种现象的原因最可能是倾斜角过大，从而使得扭矩过大将斜推杆的顶端磨损。因此在设计的过程中推杆的倾斜角尽可能选择小的，一般在5-10。本设计的斜推杆如图图8.7 斜推杆 9 导向机构的设计9.1 导向、定位机构的主要功能1、为了保证塑件的精度和便于装配和调整我们采用定位装置，他的作用是保证动模、定模位置的准确和保证模具型腔的形状和尺寸的精确性。2、由于一些设备的精度比较低，再塑料熔体充模的时候可能产生一定的单向侧压力，为了保证模具工作正常，所以需要导向装置产生一定的单向侧压力。3、为了防止型芯的损坏并且能够承受一定的侧压力，可以利用导向作用引导动模按顺序正确闭合。9.2导向机构的设计9.2.1 导柱的设计（1）应该具备较好的耐磨性和较高的强度。（2）要防止型芯与凹模发生碰撞，所以导柱长度应该大于型芯面的高度。并且导柱的前端应该是锥形同时导套也要做倒角这样可以防止出现导柱在进入导套过程出现卡住现象。（3）为了使模具有足够的强度，我们通常在导柱中心与模具最外边之间留出足够的距离。（4）装配方式可以根据自己的需要来选择，出于保护型芯的目的可以把导柱放在动模的一侧，如果为了便于脱模则放在定模的一侧。 (5)导柱和导套的滑动部分H8/f8的配合形式，导柱和导套固定部分按H7/k6的配合公差，导套外径的按H6/k6配合; (6)为了保证推出机构的运动，我们不仅要在动模和定模之间还应该在动模座板和椎板之间设置导柱，导套。9.2.2 导套的设计导套主要有带头导套和直导套，我这次的设计采用的是带头导套，选择的原则是带头导套比较容易固定。导套的配合长度一般是配合半径的3倍左右，这样可以便于加工，降低难度。导柱导套结构如图：10 结论与展望毕业设计是学生毕业前最后一个重要实践环节，是学习深化与升华的重要过程。它既是学生学习、研究与实践成果的全面总结，又是对学生素质与能力的一次全面检验，而且还是对学生的毕业资格及学位资格认证的重要依据。通过本次毕业设计使我对机械设计制造及其自动化专业有了更为深刻的认识,这次的毕业设计几乎包含了我们学习的全部专业知识，它是对前面所学知识的一种检验。毕业设计工作做的好坏直接体现了个人现阶段实力的强弱，我们必须用百分百的热情搞好毕业设计。现在回想起来做毕设的整个过程，颇有心得，有苦有甜，里面有不尽的乐趣。接到新型迷你电话机底座这个课题的时候，有点恍惚，当时我有一种想法：觉得这么高难度的东西凭我的实力要完成简直是不可能的，题目确定后就是找资料，资料是做毕业设计的前期准备工作，好的开端就相当于成功了一半，因此资料是否全面、可靠，关系到整个毕业设计的进程。总之，不管通过哪种方式查的资料都是有利用价值的，要一一记录下来以备后用。在图书馆和百度搜索中我查到了相关的资料，但是还是不太完善，后来又去找老师找到了相关的书籍。通过前面几周不断搜索资料的过程中，我已经对所选的课题有了一定的了解，并且大概的设计思路已经确定了。于是和我们组的成员找到毕业设计指导老师周红兵老师，说明了我们对整个系统电路的设计与想法，指导老师给我们系统的设计思路讲述了在设计中需要注意的地方。经过老师的指导，我们的思路就越加清晰了，这不得不让我相信万事开头难的道理了，也坚定了我做毕业设计的信心。，这一步就是在这样一个基础上，综合已有的资料来更透彻的分析题目，最后完成图纸初稿。在本次设计的过程中，我发现很多的问题，给我的感觉就是很难很不顺手，看似很简单的模型，要动手把它给设计出来，是很难的一件事，特别是整个结构的设计，同时，通过本次课程设计，巩固了我们学习过的专业知识，也使我们把理论与实践从真正意义上相结合起来；考验了我们借助互联网络搜集、查阅相关文献资料，和组织材料的综合能力；从中可以自我测验，认识到自己哪方面有欠缺、不足，以便于在日后的学习中得以改进、提高；这也使我明白要对以前学过的知识温故知新。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还很多，学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己的知识和综合素质。但从中我也学到了很多知识，更培养了我独立工作与思考的能力，激发了我的创新意识。使我充分体会到了在创造过程中的探索的艰难和成功的喜悦。虽然这个项目还不是很完善，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。致谢毕业设计是对我们知识运用能力的一次全面的考核，也是对我们进行科学研究基本功的训练，培养我们综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力，为以后撰写专业学术论文和工作打下良好的基础。随着毕业设计的结束，我的几年大学生活也将走到终点，想起这些，真的好眷恋过去美好的生活，真的有种流泪的冲动。回顾几年的学习生活，感受颇深，几年来我刻苦学习，并且取得了还不错的成绩，也算是对的起父母，对得起老师，对的起社会对我的培养了。在设计的整个过程中，遇到了很多困难，而每次遇到困难，无不得到指导老师的悉心指导和帮助。老师为人热心、和蔼、负责、治学严谨细心，刚开始我忙于找工作迟迟没能开始设计，老师好几次给我打电话和蔼的催促我尽快开始设计，在设计过程中无论我问多么简单的问题，老师总是耐心地给我讲解，借此机会我首先向老师表示衷心的感谢！同时，我要感谢大学各位授课老师，正是由于他们的传道、授业、解惑，让我学到了专业知识，我也从他们身上学到了如何求知治学、如何为人处事。感谢我的导师老师几年来对我的培养，平时生活中老师给过我很多帮助，在此也感谢他。感谢我的同学给予我的帮助，他们与我一块做论文并共同讨论，给我了不少帮助；感谢同学，还有我的家人和那些永远也不能忘记的朋友，在此一并表示感谢。参考文献1塑料成型工艺与模具设计钱泉森主编北京人民邮电出版社，2006年 2塑料模具设计与制造实训教程张景黎主编北京：化学工业出版社，2009.9 3塑料模具设计手册谭雪松主编.北京：人民邮电出版社，2007.11 4模具设计与制造简明手册（第二版）冯炳尧、韩泰荣、蒋文森编上海科学技术出版社，2008.8 5完全精通Pro/ENGINEER野火5.0中文版模具设计高级应用. 林清安主编. 北京: 电子工业出版社， 2011.126注塑模设计要点与图例许鹤峰编著北京：化学工业出版社，2003年 7塑料模具设计制造与应用实例模具实用技术丛书编委会北京：机械工业出版社，2004.11 8塑料注射模设计技巧与实例田宝善等主编北京：化学工业出版社，2009.8 9实用注塑模设计实用手册张维合主编北京：化学工业出版社，2011.9 10注塑模具设计宋满仓等主编北京：电子工业出版社，2010.311 塑料成型工艺及模具设计屈华昌主编M.第二版.北京：高等教育出版，200912 Hindhede I,Uffe. Machine Design Fundamentals: A Practical Approach. New York:Wily,199335摘要塑料注射模具是成型塑料的一种重要工艺装备，通过对电话底座塑料模具设计,能够全面的了解塑料模具设计的基本原则、方法.并能较为熟练的使用CAXA,solidworks软件进行塑料模具设计,提高自己的绘图能力。为今后从事设计工作打下了坚实的基础。随着现代工业的发展，塑料制品的应用范围逐渐增广，尤其是在工业、农业、日常生活和军事等领域，质量要求也越来越高，中国已经成为全球最大的塑料市场之一，塑料制品产量全球第二。本次主要设计是对电话底座注射模的设计, 重点对塑件的成型原理、原料选用和注射技术进行分析。通过根据形状、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果，确定所需的模塑成型方案，制品的后加工、分型面的选择、型腔的数目和排列、成型零件的结构、浇注系统等。关键词：工艺方案；模具结构；注塑机；模具设计AbstractPlastic injection mold is an important technological equipment of plastic forming, through the flashlight front cover plastic mould design, can fully understand the basic principles, methods of plastic mould design. And can be more skilled use of CAXA,solidworks software for plastic mold design, improve their ability to draw. Engaged in the design for the future work laid a solid foundation. With the needs of the development of modern industry, plastic products in industry, agriculture, military and other fields of daily life and the application scope is more and more wide, the quality requirements also more and more high, China has become one of the worlds largest plastics market, plastic products production in the worlds second. The main design is on the cover of a flashlight injection mould design, focus on the forming principle of plastic parts, raw materials selection and injection technology were analyzed. By according to the shape, size, precision and surface quality requirement analysis, to determine the required moulding solutions, products after processing, the choice of the parting surface, cavity number and arrangement, the structure of molding parts, pouring system, etc. Key words: Process; The mould structure; Injection molding machine; Mold design 目录摘要IAbstractII目录III1 绪论11.1 概述11.2 国内研究现状11.3 国外研究现状22 塑料制品分析32.1 明确制品设计要求32.2 明确制品批量32.3 材料选择及性能32.4 成型设备42.5 拔模斜度42.6 计算制品的体积和质量42.6.1表面质量的分析42.6.2塑件的体积重量53 注射机及成型方案的确定63.1 注射机的确定63.2 成型方案的确定63.2.1 成型设备的选择63.2.2 成型的特点73.2.3 成型的原理73.2.4 成型过程74 型腔数的确定及分型面的选择84.1 型腔数的确定84.2 分型面的选择84.3 确定型腔的排列方式94.4 标准模架的选用104.4 模架装配图105 成型零部件的设计与计算115.1 凸模设计115.2 凹模的设计115.3 成型零件工作尺寸的计算126.1 主流道设计146.2分主流道的设计146.3 浇口的设计156.3 平衡进料156.4 冷料井设计157 排气与冷却系统的设计177.1 冷却系统设计的原则177.2 冷却水路的计算177.3 排气系统的设计188 顶出机构的设计198.1 推杆复位装置19 8.2 推件机构的设计199 导向机构的设计219.1 导向、定位机构的主要功能219.2导向机构的设计2110 结论与展望26致谢27参考文献28III模具设计1 绪论1.1 概述注射成型也叫做注塑或注射，它是热塑性塑料的重要成型方法。到目前为止，有超过1/3的塑料原材料，是通过注射成型工业加工的，几乎所有的热塑性塑料（除氟塑料外）都可以用这个成型方法。生产周期短、生产效率高的、易自动化是它的特点，所以它被广泛应用于生产塑料制品。现在塑料成型生产中，塑料制件的质量与塑料成型模具、塑料成型设备和塑料成型工艺密切相关。在这三要素中，塑料成型模具的质量最为关键，他的功能是双重的：赋予塑料熔体以期望的形状、性能、质量；冷却并推出成型的塑件。模具是决定最终产品的规格、性能、形状和尺寸的载体，塑料成型模具可以保证塑料成型生产过程顺利、是保证塑料成型质量的必备工艺装备，是体现塑料成型设备高效率、高性能和合理先进塑料成型工艺的具体实施者，也是新产品开发的决定环节。由此可见，周而复始地获得符合技术经济要求及质量稳定的塑料制件，塑料成型模具的优劣是关键，它最能反映出整个塑料成型生产过程的技术含量以及经济效益。因此，注射成型的模具设计制造成为当今社会模具发展的热点,己发展成为热塑性塑料最主要的成型加工方法。1.2 国内研究现状从上世纪80年代，工业发达国家的模具工业已经从机床工业中分离出来，而且已经成为了较为独立的工业部门，它的产值已经比机床工业的产值要高。我国的模具工业在改革开放后发展也很快，最近这几年，每年保持着15的速度快速增长和发展。许多模具企业十分重视技术，因此他们加大对技术的投入，从而将技术作为推进企业发展的动力。除此之外，许多院校和科研单位也参与了模具的研究。我国成为世界超级大国的原因也归功于模具行业的发展。在未来，我国想要发展成为世界制造强国离不开模具工业，因此必不可少要发展模具工业。经过60多年的发展，塑料模工业进步较快，水平也突飞猛进。经过这么多年的研究和发展它在提高模具质量方面起到很大的推动作用。虽然我们国家的有些模具已经和国际接轨，但国内市场需求较高，数量和质量还无法满足，每年仍要向其他国家进口许多大型模具。到目前为止我国与其他国家相比还是有很大的差距，尤其是技术方面。接下来我国模具行业必须要采取措施，不断进行技术革新和创新来接近世界先进水平，提高模具制造水平。（1）借鉴其他国家的现金模具进行技术创新，（2）加强模具标准件的应用（3）推广CAD/CAM/CAE技术（4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期。1.3 国外研究现状在注塑模具设计工业中，国外先进国家（日本、德国、美国等）从20世纪80年代中期已广泛使用计算机对塑料模进行辅助设计（CAD），辅助制造（CAM），并对模具设计的各个环节进行定量计算机和数值分析（CAE），已由经验数据逐步过渡到计算机设计，对模具浇注系统和型腔的熔料流动行为以及温度调节系统的热量分布都采用了微机辅助设计9。 12 塑料制品分析2.1 明确制品设计要求图2.1、为塑料制品的三维图。整个塑件呈现方形，该构件的表面的形状和整体的结构较其他塑件较为简单，在零件的内部有倒扣，由于是在零件的内部，需要斜顶出抽芯，表面粗糙度要求不太高，而且较为实用性零件对其尺寸公差没有太严格的要求。图2.1 塑料制品的三维图 2.2 明确制品批量该产品生产量大，故设计的模具要求有较高的注塑效率，又考虑到模具的结构，模具采用一模二腔结构，浇口形式采用侧浇口。2.3 材料选择及性能2.3.1 材料选择电话底座该塑件作为工业用品，要具备安全无毒，化学稳定性高，不易分解等特点和价格低廉的要求；同时，作为承重物件在一定的高度掉下或过载时，不会出现裂纹甚至断裂，这就意味着塑件所使用的材料要有一定的机械强度。2.3.2 材料品种根据2.1中对塑件的分析要求，同时考虑原材料价格要低廉，现决定选用应用广泛的ABS工程塑料。ABS塑料是以丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种原料为单体经过共聚而成的一种热塑性塑料（可以反复加热软化冷却成型的塑料），因此兼有三种元素的共同性能，使其具有“坚韧、质硬、刚性”的性质。ABS塑料无毒、无味。表1 ABS塑料的部分技术指标技术指标值密度(g / cm-3)1.021.16收缩率(%)0.40.7透明度不透明比热容/(Jkg-1k-1)1470吸水性（24小时）（%）0.20.4屈服强度/MPa50拉伸弹性模量/GPa1.8抗压强度/MPa53弯曲弹性模量/GPa1.4熔点1301602.4 成型设备经比较，成型设备采用卧式注射机较好，其优点是机体较低,容易操作和加料，塑件脱模后可以自动落下可实现自动化操作，注塑机的重心较低安装稳定，适合大中型注射机的设计制造。2.5 拔模斜度由于零件深度很小，所以拔模角度为一度。2.6 计算制品的体积和质量2.6.1表面质量的分析该零件的表面质量要求很高各个成型面都得进行抛光处理 2.6.2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：V24.6cm3 计算塑件的质量：公式为WV根据设计手册查得ABS的密度为1.05 g/cm3，故塑件的重量为： WV=24.6*1.05=25.83g 3 注射机及成型方案的确定3.1 注射机的确定根据注射所需的压力和塑件的重量以及其它情况（主要考虑到模具的高度问题），可初步选用的注射机为D（塑料成型工艺与模具设计）初步选用注射机XS-ZY-125。注射机XS-ZY-125参数：额定注射量：125mm最大成型面积：320cm柱塞直径：42mm注射压力：120Mpa模板尺寸：428450（mmmm）柱杆空间：260290(mmmm)锁模力：900KN喷嘴圆弧半径：12mm喷嘴孔径：4mm最大开模行程：450mm（可调整型）模具最大厚度：350mm模具最少厚度：200mm3.2 成型方案的确定3.2.1 成型设备的选择柱塞式成型机中，塑料熔化成黏流态的热量主要由筒外部的加热器提供。在柱塞的平稳推动下，料流是一种平缓的滞流态势。料筒内同一横截面上不同径距的质点有着梯度变化的流速，结果靠料筒轴心的流速快，靠近料筒壁的流速慢。料筒同一截面上的温度分布也有差异，靠近筒壁的料，因流速慢，又直接接受外壁的电热圈加热，所以温度高；而靠近轴心的料，因流动快，且又与料筒加热圈隔了一层热阻很大的塑料层，所以温度低。可见在柱塞式料筒内，塑料的塑化程度很不均匀。该电话底座选用螺杆式注塑机，型号为XS-ZY-125。3.2.2 成型的特点注射成型又称注射模塑,成型周期短,能一次成型外形复杂,尺寸精密,带有嵌件的塑料制件。制品无需修整或仅需少量修正,可得到较窄的公差,废料损耗最小,且生产效率高,易于实现自动化生产,适于多件批量较大的塑件生产等优点。但是,产品质量有时难短期稳定,模具的结构有时不宜高效成型等缺点。 3.2.3 成型的原理注射成型工艺是塑料成型的一种最常用的方法。它将粒状或粉状的塑料原料加入到注射机的料筒中，然后加热熔融，直至变为流动，通过柱塞或螺杆的推力，通过喷嘴和浇注系统而流动到型腔里面，在打开模具之前要进行冷却定型，结束后将成型的塑件取出即可。 3.2.4 成型过程成型工艺的过程主要有三种，包括成型准备，注射的程序和成型的后处理。a.成型前的准备为了使注射成型顺利进行，保证塑件质量，一般在注射之前要进行如下准备工作1：(1)原料的检验和预处理；(2)料筒的清洗；(3)嵌件的预热；(4)脱模剂的选用；b.注射的程序注射过程包括一下几个步骤：加料，熔融，冷却，脱模。实质上只有在料筒中的塑化与在注射过程中的流动两个过程。熔融，是加热变为流动状态所谓流动是指塑料熔体在注射进入模具型腔后的流动。该流动情况有可分为充型、保压、倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段。c.塑件后处理塑件在成型过程中，由于塑化不均匀或由于塑料在型腔中的结晶、定向、以及冷却不均匀而造成塑件各部分收缩不一致，或因其他原因使塑件内部不可避免地存在一些内应力而导致在使用过程中变形或开裂。因此，应该设法消除掉。消除的方法有退火处理和调湿处理1。3.3注塑机重要参数的校核初选完注塑机的型号以后要对注塑机的各项重要参数进行校核，比较实际需求是否能满足注塑机的重要参数。3.3.1注塑容量的校核标准注射机的标准规定：注塑容量是以注塑低ABS时对空注塑的条件下，注塑机螺杆或柱塞做一次最大行程的过程中能达到的最大容量。注射量的大小是选择注塑机的一个重要参数。它反应了注塑机的注塑能力，意味着注塑机能注射成型多大体积的注塑制品。在以容量计算，进行校核时，必须使在一个注塑周期内所需的注塑塑料熔体的容量在标准注塑机额定的注射量的80%以内，就是： V塑0.8V注（2.1）式中V塑即注塑机的最大注射容量，cm3；V注即产品塑件与浇注系统的体积的总和,cm3；0.8为最大注塑容量的利用系数。本设计中，注射量校核如下：由solidworks的分析测量体积可得：V模24.6cm3, V浇10cm3 （2.2） V塑V模2浇 =2x24.6+1059.26cm3最后得出V浇V塑/0.8=59.2/0.874cm3；选定的注塑机容量为125cm3，所以注塑机的注射容量符合标准要求。3.3.2注射压力的校核在本次设计中，参考了制品的材料低ABS的材料特性，以及给定的推荐压力，最终确定制品所需的注塑压力为80MPa，而注塑机的注射压力能达到122MPa，这肯定了注塑机的注塑机的压力符合标准要求。3.3.3锁模力的校核锁模力为注塑机锁模装置用来夹紧模具的力。锁模力过小会在产品塑件成型发生飞边跑料的现象。 FpA/1000 （2.3）式中：F为锁模力,KN；P为型腔压力，MPa；A为塑件及浇注系统在分型面上的投影面积，mm2。已知参考的低ABS的型腔压力为2530MPa。确定型腔压力25MPa。浇注系统的投影面积与产品的投影面积可以通过solidworks中的分析得出，A=15309。由于浇注系统的投影较为分散，即定为一倍的单个制品的阴影面积。锁模力即为F=pA=2515309=382.7KN。而注塑机的锁模力为900KN远大于计算所得的胀模力所以注塑机的锁模力符合标准要求。3.3.4对开模行程进行校核取出塑件，开模距离一定要够，其中的动模固定板移动的距离就是开模行程注塑机的开模行程是有要求的，设计模具必须校核所选注射机的开模行程，以便与模具的开模距离相适应。对于卧式注射机，其开模行程与模具厚度有关，对于多分型面注射模应有：式中 -推出距离 -包括浇注系统凝料在内的塑件高度 =（水口料的长度+2030）总的开模距离需要H=102mm以上经计算，符合要要求。4 型腔数的确定及分型面的选择4.1 型腔数的确定以机床的注射能力为基础，每次注射量不超过注射机最大注射量的80%计算： =3.48式中： N-型腔数 S-注射机的注射量（g） W浇-浇注系统的重量（g） W件-塑件重量（g）因为，N=3.482所以，选择一模两腔是最合理的。4.2 选择分型面4.2.1 选择分型面的原则 1、分型面应选在塑件外形最大轮廓处； 2、尽量让塑件再开模的时候放在动模里；3、要是塑件的尺寸精度高，表面质量好；4、便于模具的加工和排气；5、有助于避免侧抽芯或便于侧抽芯。该塑件对美观不太要求，无斑点和熔接痕，表面质量要求一般。选择的时候应根据以上原则，要等到成型再取出塑件但不能影响它的外观质量，属于薄壁壳小型塑件，塑件冷却时会因为收缩作用而包覆在凸模上，所以，应有利于塑件滞留在动模一侧，以便于脱模，并不影响塑件的质量和尺寸精度，以及外观形状。综上所述，合理的分型面应选择在下部。如图所示：图4.1 分型面选择图4.3 确定型腔的排列方式模板上的排列形式通常有圆形、H形、直线型及复合型等。在设计时有以下原则：（1）尽量采用对称式排布，确保制品质量的均一和稳定。（2）塑件结构简单，应尽量使型腔紧凑排列，而减小模具的外形尺寸。（3）模具型腔和浇口位置的布局使得分流道的设计应尽量短一点。（4）为了避免模具承受偏载而产生溢料现象，浇口开口部位与型腔布置应对称。因为该塑件属大批量生产的小型塑件，但对产品的精度、表面粗糙度还是有较高的要求，通过前面算出的单个产品的体积V和质量W, 综合考虑生产效率和生产成本及产品质量等各种因素，以及注射机的类型选择确定采用一模1腔排布。本塑件在注射时采用一模2件。综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等因素采用如下图4.2的型腔排列方式。4.2 模具型腔排列方式4.4 标准模架的选用模具的大小主要取决于塑件的大小和结构，对于模具而言，在保证足够强度的前提下，结构越紧凑越好。模架尺寸参照装配图4.3本模具采用的是塑料模具设计指导P104页中的P2型标准模架，如图所示：4.3 模架装配图 CI型模具定模采用两块模板，动模采用一块模板，又叫两板模，大水口模架，适合侧浇口，潜伏式浇口等模具。由分型面分型面的选择而选择模具的导柱导套的安装方式，经过考虑分析，导柱导套选择选正装。根据所选择的模架的基本型可以选出对应的模板的厚度以及模具的外轮廓尺寸。经过计算可以知道该模具是一模2腔的模具，而型腔之间的距离在30-40mm之间把型腔排列成一模2腔可侧得长为320mm，宽为250mm，模架的长L=150+复位杆的直径+螺钉的直径+型腔壁厚450mm模架的宽W=110+复位杆的直径+型腔壁厚400mm根据内模仁的尺寸，在计算完模架的长宽以后，还需要考虑其他螺丝导柱等零件对模架尺寸的影响，在设计中避免干涉。综合考虑，本次设计采用BL=200x230的模架是适当的，塑件的高度为14mm，塑件的全部胶位都留在定模部分，该模具型腔结构简单，型芯、型腔的固定是固定总高度的加30-50mm，B板的厚度取70mm，满足强度要求，A板为70mm，C板为120mm（C的选择应考虑推出机构的推出距离是否满足推出的高度）综上所述所选择的模架的型号为：CI-4045-A70-B70-C1205 成型零部件的设计与计算5.1 凸模设计凸模用于成型塑料的内表面，又称型芯、阳模或成型杆。结构分整体式和组合式两种。整体嵌入式结构，由整块金属材料直接加工成模仁，其中公模仁的结构如下图5.1图5.1凸模的结构5.2 凹模的设计凹模用于成型塑件的外表面，又称阴模、型腔。它有整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式、大面积镶嵌式和四壁镶嵌式五种结构。为了便于加工和有利于排气，运用组合式的型腔结构，其结构如下图5.2图5.2 凹模的结构5.3 成型零件工作尺寸的计算本设计中零件工作尺寸的计算均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算，已给出这ABS的成型收缩率为0.005，模具的制造公差取z=/3。5.3.1 模腔工作尺寸的计算 1. 凹模的內形尺寸：式中：L凹为型腔內形尺寸(mm)； L塑为塑件外径基本尺寸(mm),即塑件的实际外形尺寸； K为塑料平均收缩率(%)，此处取0.5%s为塑件公差，查表知ABS塑件精度等级取5级；塑件基本尺寸在36mm范围内取0.24mm;1824mm范围内取0.24mm;80100mm范围内取1.00mm;在100120mm公差取1.14mm；在140160mm公差取1.44mm;在200225mm公差取1.92mm;在280350mm公差取2.5mm;在315355mm公差取2.8mm所以型腔尺寸如下： L1=25(1+0.005)-(3/4)0.50=24.75型腔深度的尺寸计算： h=h(1+k)-(2/3) （5.7）式中： h凸模/型芯高度尺寸(mm)； h为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸； s 、K 含义如（1）式中。 H1=3(1+0.005)-(2/3)0.20=2.885 H2=35(1+0.005)-(2/3)0.56=34.81 2）凸模的外形尺寸计算： L=L(1+k)+(3/4) （5.8）式中： L凸模/型芯外形尺寸(mm)； L为塑件內形基本尺寸(mm),即塑件的实际內形尺寸；s 、k含义如（1）式中。所以型芯的尺寸如下： L1=60.6（1+0.005）+（3/4）0.74=61.46 L3=30（1+0.005）+（3/4）0.50=30.53 型芯的深度尺寸计算： h=h(1+k)+ (2/3) （5.9）式中： h为凸模/型芯高度尺寸(mm)； h为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸；s 、k含义如（1）式中。型芯的高度分别为： H1=22（1+0.005）+（2/3）0.44=22.46 浇注系统的设计浇注系统设计时，应注意与注射机的注射口相符合，主流道、浇口套、定位圈等的各项参数与注射机的规格密切相关，由于主流道，所以模具的主流道部分由于要与高温塑料及喷嘴接触，所以通常设计成主流道衬套，即浇口套，它是可拆卸更换的。进行浇筑系统的总体设计要遵循以下原则：1、对塑料的成型性能有一定的了解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、防止型心的变形和嵌件的位移5、尽量采用较短的流程充满型腔6.1 设计主流道根据设计手册查出有关XS-YZ-125 型注射机喷嘴的尺寸：前端球面半径 R016mm前端孔径：d0=4mm 为了使凝料能顺利拔出，注射喷嘴直径应小于主流道的小端直径才能保证凝料能顺利拔出。Dd+(0.51)mm=4+0.54.5mm 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1。6.2设计分流道分流道横截面有很多种形状，但是在各种截面中，圆形截面是使用最为广泛的，本设计就采用了圆形截面这样的分流道使用效率高，在分流道中流过塑料熔体的流量相同的情况下，其分流道内的表面积最小，减小注射过程中的散热面积，减少压力损失。对应的缺点就是加工难度较大。不能采用加工中心端面铣刀铣削，一般采用电火花加工。分流道的形状已经选定为圆形，分布在定模板上即为半圆形。具体直径计算根据经验公式：式中：D流道的直径，mm；M制品的质量，g；L分道的长度, mm。D=0.265413.481/298/41.3mm。1.3mm的直径在ABS塑料的设计推荐用的直径范围之内1.59.5mm之内。1.3mm的直径在ABS塑料的设计推荐用的直径范围之内1.59.5mm之内。具体入下图所示：图6.1 分流道6.3 设计浇口浇注系统的关键是浇口。浇口连通型腔和分流道也叫做进料口。其主要作用是：（1）熔体充模后，浇口处首先凝固，可防止其倒流；（2）经过较窄的浇口时产生的摩擦热会升高熔体的问题有助于充模；（3）切除浇注系统的凝料最好并最易选择在浇口。当塑料熔体通过浇口时，剪切速率增高，同时熔体的内摩擦加剧，使料流的温度升高，粘度降低，提高了流动性能，有利于充型。根据浇口的成型要求及型腔的排列方式，选用侧浇口较为合适。图6.2 平衡式浇注系统7 排气和冷却系统的设计塑料的定型、充模、周期和塑件质量在塑料成型过程中辉受模具的温度影响。针对这个问题，我们要采用温度调节系统来设定温度从而满足温度要求。塑料熔体温度在射模内一般为200，但是从模具型腔中取出的塑件温度一般在60以下。所以为了能使塑件较好的冷却定性而且较快脱落，从而提高塑件质量和效率，在塑料注塑成型以后必须冷却模具，我的塑件是小型薄壁，我可以不采用冷却系统而是简单的自然冷却。而如果是大型制品的塑件就要进行人工冷却。通过比较最终确定本次设计的冷却系统采用循环水冷却方法。7.1 设计冷却系统原则 1、降低入水与出水的温度差，防止制品变形。 2、型腔表面各处最好与冷却水孔有相同间距，一般水孔边离型腔的距离大于10mm，常用1215mm。 3、要尽可能的增多冷却水孔的数量并且增大其尺寸。 4、水道的开设便于加工和清理，一般孔径为610mm。 5、采用并流流向，加强浇口处的冷却。7.2 计算冷却水路塑件熔体在注射过程中从充满型腔开始一直到经过开模后取出塑件为止的这段时间称为塑件的冷却时间。制品的强度和刚度作为衡量这一时间段，确定生产周期的标准t注为注射时间，t为生产周期（s），t冷为冷却时间，t浇为脱模时间,。查表得总周期t为40-140s，t注15-60s, t冷15-60s；（塑料制品成型及模具设计第237页附录D）查得ABS的单位热流量Qs为590-700 kJ/kg 每小时需要注射的次数N=3600/t;取t=120s，推出N=30次. 即为每小时注射量从型腔内发出的总热量 Qs取700kJ/kg,代入式中得根据塑件产品在模具中的位置和模板的布置，确定水路图如图7.1所示图7.1 水路图7.3 排气系统的设计模具的设计必须要解决型腔的排气问题，一方面腔内产生的气体会产生反压力从而减缓充模速度，另一方面多余的气体会在塑件上产生气泡从而导致熔接不牢固，填充不满，轮廓不清晰等现象。注射模通常以如下三种方式排气1）利用配合间隙排气2）在分型面上开设排气槽3）利用排气塞排气我此次设计的排气方式是利用配合间隙排气，再这过程中还要利用推杆、活动型芯和镶件等部件进行配合。配合间隙一般是0.03-0.05 mm。8 顶出机构的设计脱出机构又叫做脱模机构（推出、顶出机构），它是便于塑件在注射成型的每个环节从型腔中的型芯上脱出的机构。它的第一步称为脱出，是将模具和浇注系统的凝料分开。第二步是从模具里面把脱出物取出来。在注射成型的每一循环中，都必须便塑件从模具型腔中型芯上脱出,模具中这种脱出机构称为脱模机构（或推出机构、顶出机构）。脱模机构的作用包括脱出、取出两个动作，即首先将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离，称为脱出，然后把其脱出物从模具内取出。(1)在完成脱模动作的过程中要尽量利用开模力来驱动脱模装置，因此我们一般把脱模机构放在动模旁边。 (2)在推出过程中要使塑件不变形,外形良好；(3)刚度和强度要足够，并且可靠性和灵活性要高，运动要准确。为了防止推出过程中产生溢料，我们一般在卸料版和型芯之间留下适当间隙，这也是为了减少卸料版和型芯产生的摩擦。8.1 推杆复位装置推出机构用可用多种方式复位，如弹簧复位，强制回位和回针复位，一般模具设计追求安全可靠，同时采用这三种方法。复位杆应对称布置，长取24根，长度与推杆相同。弹簧复位是一种简单复位方法，它具有先行复位功能，数跟弹簧装在动模板与推板之间，推出塑件时弹簧被压缩，当注射机的顶杆后退，弹簧即将推板推回。其结构如下图8.2所示8.2 推件机构的设计推出机构把塑件及浇注系统从从型腔中或型芯上脱出来的机构。推出机构组成：推出部件（推杆、拉料杆、复位杆、推杆固定板、推杆垫板、限位钉）、推出导向部件（推杆导柱、推杆导套）、复位部件（复位杆）。采用塑料模具约10mm;如果脱模斜度较大的塑料件，可以弹出深度的2/3。本套模具的推出机构为机动推出，形式较为简单，其布置形式见图8.2。图8.2 推杆的分布8.3 推杆长度的计算顶杆总长度为：h杆=h凸+1+h动垫+S顶+2+h顶固式中： h杆为推杆的总长度；h凸为凸模的总高度；h动垫为动模垫板的厚度；S顶为顶出行程；h顶固为顶杆固定板的厚度；1为富裕量，一般为（0.050.1）mm，表示顶杆端面应比腔型的平面高出； 2为顶出行程富裕量，一般为36mm。根据以上公式计可得，推杆的总长度为168.5mm。8.4 脱模力的计算塑件从型芯上脱落的时候会有阻力，而脱模力即克服阻力，它是设计脱模结构必须着重考虑的因素。设计脱模机构的重要依据之一即脱模力，它是指将塑件从型芯上脱出时所需克服的阻力。它是。对于在实际中各类形状的壳类塑件的脱模力，我们将其简化为圆筒形或矩形进行近似计算。其计算方法有简单估算法和分析计算法，下面本设计采用简单估算法对该模具的脱模力进行计算。脱模力由两部分组成，由参考文献11式2.6-1知式中制品对型芯包紧的脱模阻力（N）；封闭壳体脱模需克服的真空吸力（N），=0.1，这里0.1的单位为MPa，为型芯的横截面积（mm2）。圆柱型芯产生的脱模阻力：模斜度不计，即=0。因为=4.310，。塑件对型芯包紧的脱模阻力计算公式如下11：式中塑料的拉伸弹性模量（Mpa），取2.0103Mpa，见参考文献11表2.6-1；塑料的平均收缩率，取0.55%；塑料的松泊比，取0.3；型芯的脱模斜度，取0； h型芯脱模方向的高度，45mm；脱模力修正系数，其计算公式为 =0.45 塑件与钢材表面的静摩擦因数，取0.45，见参考文献11表2.6-1；厚壁塑件的计算系数，其计算公式为 =3.85 将以上数值代入公式后，计算得其脱模阻力3531.128N。使封闭壳体脱模需克服的真空吸力为 =0.1=53.066N综上所述，总的脱模力为：= + =3531.128+53.066=3584.194N。8.5 斜推杆的设计制品内侧经常会存在凸起或者凹槽结构，一旦强行退出就会损坏制品，因此设计出了斜推杆，顾名思义，它就是在推杆板上固定侧向凹凸部位的成型镶件，镶件在退推出的过程中作斜向运动，斜向运动又是由垂直运动和侧向运动合成，侧向抽芯则是由侧向运动实实现的。整体式和二段式是斜推杆的两种方式，其中长而细的斜推杆主要采用二段式，此图的弯曲变形部位我选择了整体式。 1 图8-5斜推杆抽芯机构18.6 斜推杆的设计原则（1）在推出过程的上端面接触到镶件不能破坏另一腔内的塑件。（2）为了保证顶出和复位的稳定，尤其是推杆比较长或者比较细的时候要安装导向块，淡水在安装导向块的过程中必须把镶件组合一起去掉。（3）其固定方式见上图。（4）在斜推杆近型腔一端，须做610mm的直身位，并做一23mm的挂台起定位作用，以避免注塑时斜推杆受压而移动。设计挂台亦方便加工、装配及保证

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