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机械毕业设计全套

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MJZ01-186@电池后盖塑料模具设计,机械毕业设计全套

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桂林航天工业高等专科学校 说明书 系 别 : 机械工程系 专 业 : 模具设计与制造 班 级 : 2005032103 姓 名 : 张 中 平 学 号 : 200503210312 指导老师 : 杨 华 2008 年 04 月 09 日 nts毕业设计（论文）答辩 评语 及 成绩 专业： 姓名： 班级学号： 一、毕业设计题目 ： 二、 指导教师评语 ： 签字： 200 年 月 日 三、 答辩 小组 评语 ： 四、 毕业设计（论文） 答辩 成绩： 评定成绩： 五、答辩小组成员 （签字）： 、 、 、 、 、 、 答辩 小组组长签字： 200 年 月 日 nts桂林航天工业高等专科学校 毕业设计（论文）任务书 系 别 专 业 学生班级 姓 名 学 号 指导老师 职 称 设计（论文）题目及专题 nts设计所用原始资料： 设计的主要内容 任务下达日期 ： 200 年 月 日 学生提交设计期限： 200 年 月 日至 200 年 月 日 组织实施单位： 教研室主任意见 ： 签 字： 200 年 月 日 系领导小组意见： 签 字： 200 年 月 日 nts桂林航专 课 题 :收音机外壳塑料模具设计 专 业 : 模具设计与制造 姓 名 : 卢 齐 炎 学 号 : 200503210342 指导老师 : 覃 广 伟 2008年 04月 05日 nts设计背景 来自德声牌高灵敏度收音机的外壳 ntsnts收音机背部 nts产品三维图片 nts设计背景：来自德声牌高灵敏度收音机的外壳 nts设计背景：来自德声牌高灵敏度收音机的外壳 nts本模具设计流程： 1、课题调研，查阅有关资料 2、塑件的工艺分析及工艺方案的确定 3、模具结构的总体方案设计 4、模具的结构参数及工艺性能参数的设 计计算 5. 模具的装配图、零件工作图的设计 6、编写设计说明书和技术文件 nts本模具的工作原理 ： 开模时，动模部分向后移，开模力通过斜导柱作用于侧抽芯活块，迫使其在动模板的导滑槽内向外滑动，直至滑块与塑件完全脱开，完成外侧抽芯动作，这时塑件包在型芯上随动模继续后移，直至注射机顶杆与模具推板接触，推出机构开始工作，同时斜顶作用于内侧抽芯滑块，完成内侧抽芯动作，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移动复位，最后由楔紧块锁紧！ nts本设计难点 1.本制件有外侧抽芯两处， 内侧抽芯五处，插破两处。 2.本制件有 300个 1 的小浅通孔和 260个 1 深 1 孔。 难点攻关 1.外侧抽芯采用斜导柱侧向抽芯机构 2.内侧抽芯采用斜顶顶出机构 3.本制件的 300个 1 的小浅通孔和 260个 1 深 1 孔均采用电火花成型加工 nts外侧抽芯 内侧抽芯 小型芯 插破 nts分 型 线 浇注系统 分 型 面 nts型芯 nts型腔 nts本设计充分利用了 Auto CAD的燕秀工具箱 nts内侧抽芯利用斜顶顶出机构参考资料 采用 Auto CAD燕秀工具箱的 标准模架 nts模具总装配图 nts 通过毕业设计掌握了许多模具设计与制造方面的知识，我也从中认识到自己的不足，弥补了缺乏的知识面，使专业知识得到升华。 在本次毕业设计过程中得到老师和同学的不少帮助，老师和同学帮我解决了在设计中遇到的各种问题。在此我向他们表示忠心的感谢。 感谢大学三年来所有给我授过课和指导过我的老师们！特别感谢我的毕业设计指导老师覃广伟老师，覃老师在设计中给了我关键性的意见，在这再次对他表示衷心感谢！ 由于时间仓促加上本人没有电脑且水平有限，在设计难免有不当和错误之处，恳请各位老师和读者批评指正！ nts第一步：项目初始化并设定收缩率，如图 4-1所示 第二步：设定模具工作坐标，如图 4-2所示 第 三 步： 设定工件大小， 如图 4-3所示 第 四 步： 设计型腔布局， 如图 4-4所示 第五 步： 创建箱体， 如图 4-5所示 第六 步： 补实体， 如图 4-6所示 第七 步： 创建分型线， 4-7所示 第八 步： 创建分型面， 如图 4-8所示 第 九 步： 自动创建型芯型腔， 如图 4-9所示 nts - 1 - 目目 录录 中文摘要 英文摘要 引 言 1 第 1 章 制件 及模具的三维 造 型 2 第 2 章 该塑件 材料分析和 工艺性分析 8 2.1 材料分析 8 2.2 工艺分析 9 第 3 章 拟定的成型工艺 10 3.1 制件成型方法 10 3.2 制件成型参数 10 3.3 确定型腔数目 10 第 4 章 浇注系统的设计 11 4.1 制件在模具中的位置 11 4.2 确定浇口形式及位置 13 4.3 流道 设计 12 4.4 冷料 穴 设计 16 第 5 章 成型零部件的设计 16 5.1 成型零部件的结构设计 16 5.2 成型零部件工作尺寸计算 17 5.3 成型零部件的强度与刚度计算 18 第 6 章 结构零部件的设计 19 6.1 选用标准注射模架 21 nts - 2 - 6.2 支承零部件的设计 21 6.3 合模导向机构的设计 23 第 7 章 推出机构的设计 21 第 8 章 侧向分型与抽芯机构设计 26 第 9 章 温度调节系统设计 27 第 10 章 排气系统设计 28 第 11 章 注塑机参数校核 29 11.1 注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核 29 11.2 开模行程的 校核 29 11.3 模具与注射机安装相关部分尺寸校核 29 第 12 章 编写技术文件 29 设计总结 32 答谢语 32 参考文献 33 电池后盖塑料模具设计 中文摘要 : 注射成型是热塑性塑料成型的主要方法之一，可以一次成型形状复杂的精密塑件。手 机业的快速发展要求手机外壳快速更新。本设计进行了一款手机 电池后盖 的注塑模设计，对零件结构进行了工艺分析。确定了分型面、浇注系统等，选择了注射机，计算了成型零部件的尺寸。采用侧浇口。利用推杆顶料及内抽芯方式并对模具的材料进行了选择。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠。最后对模具结构与注射机的匹配进行了校核。并用autoCAD 绘制了一套模具装配图和零件图。 Abstract: Thermoplastic injection molding plastic molding is the main method of forming the shape can be a complex precision plastic parts. The mobile phone industrys rapid nts - 3 - development requirements of mobile phone casing quickly update. The design for a cell phone battery the back of injection mold design, the structure of parts of the process. Determine the type face, pouring system, a choice of injection machine, calculating the size of the molding components. Using the side gate. Use of materials and putting in top form and die out of the core material of choice. So the structure can be designed to ensure that the use of reliable mold work. Finally, the structure and mold injection machine to match the check. AutoCAD and drawing with a mold assembly and parts plans. 关键词 ：塑料模具；参数化；镶件；分型面； 成型 引言 模具是 工业生产中的重要 工艺装备， 模具工业是国民经济各部门发展的重要 基础之一 ， 是国际上公认的关键工业。 模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。 它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。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中 60 90 的产品的零件，组件和部件的生产加工。 振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。 所以研究塑料模具设计意义重大！ 本课题 设计产品 是杨华老师指定的 ， 塑料制 件： 电池后盖。 它 包含了模具的基本结构，并有侧向分型和抽芯机构，属于中等难度的塑料模具。本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是 内 侧抽芯机构的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则。 还 分别介绍了塑料模具的一般设计方法、设计nts - 4 - 步骤、材料的选取、材料性能、结构和用途的分析等。 详细介绍了注射模具的材料及工艺分析，浇注系统、主要零部件、侧向分型与抽芯机构、推出机构、温度调节系统和排气系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明， 以及模具的各种工艺参数的确定与校核等。亦介绍了模架选取的方法和校核注射机的各种工艺参数等。 在模 具制造中运用了现代先进的线切割和数控加工等加工 技术 。 综合利用三维 UG 和二维 Auto CAD 进行设计并绘制各种非标准零件图纸。 说明书已详细地阐述设计的全过程。 由于时间仓促、水平有限， 本设计 难免 有不当和错误之处，恳请各位老师和读者批评指正！ 第 一 章 制件 及模具的三维造型 如图 1-1所示塑料制件 ,材料为 ABS,取 收缩率 .5。大批量生产。 nts - 5 - 图 1-1 本模具采用 UG4.0进行模具分型，各步骤如下： 1.载入产品 同时设定收缩率 ，如图 1-2 所示 图 1-2 nts - 6 - 2.设定模具工作坐标系，以制件主分型面中心为模具工作坐标且 Z 指向制件顶出方向 , 如图 1-3所示 图 1-3 3.设定 工件大小 , 如图 1-4所示 图 1-4 4.型腔布局 ，如图 1-5 所示 nts - 7 - 图 1-5 5.创建各箱体 ，如图 1-6 所示 nts - 8 - 图 1-6 6.在 各 箱体处补实体，如图 1-7 所示 如图 2-4 nts - 9 - 图 1-7 7.创建分型 线 ， 如图 1-8 所示 图 1-8 8.创建分型 面 ， 如图 1-9 所示 图 1-9 9.创建 预备 型芯，如图 1-10 所示 nts - 10 - 如图 2-6 图 1-10 10.创建 预备 型腔，如图 1-11 所示 nts - 11 - 图 1-11 第 2 章 塑件 材料分析和 工艺性分析 2.1 材料分析 该产品的成型材料是 ABS，该材料 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及 化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看， ABS 是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯 -丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。 ABS 的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的 ABS 材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。 ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸 稳定性以及很高的抗冲击强度 。 主要用途： ABS 广泛用于水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具等； 成型特点： ABS 在升温时粘度增高，所以成型压力比较高，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口对流道的阻力；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 50 60 C，要求塑件光泽和耐用时，应控制在 60 80 C。 2.2 工艺 分析 nts - 12 - 1）该塑件尺寸 不大，一般精度等级。属于中等难度的塑料模具。 包括了 模具的基本结构， 其中有 两处 内 侧抽芯 。 2）为满足制品 表面质量 要求与提高成型效率采用侧浇口。 3）为了节约成本和方便加工与热处理，型腔 和 型芯 均 采用整体镶嵌式结构。 4） ABS 在升温时粘度增高，所以成型压力较高，故塑件上的脱模斜度宜稍大 ，要有足够的脱模斜度 5 。 防止顶角 ； ABS 易吸水，成型加工前应进行干燥处理； ABS 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 ，要注意浇口位置防止和减少熔接痕 ；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。 模具温度应控制在 60 80。 第 3 章 拟定的成型工艺 3.1 制件 的成型方法 热塑性塑料指定采用注射成型，本设计选用热塑性塑料 ABS，可用注射成型。 3.2 制件 的成型参数 根据制品结构特点及选定的原料 ABS，可拟定如下工艺参数）。 塑料名称： ABS 密度（ g/cm）： 1.02 1.05 计算收缩率（ %）： 0.5 模具温度（）： 50 60 注射压力（ MPa）： 60 100 成型时间（ s）： 注射时间 15 60； 加压时间 0 3； 冷却时间 20 90； 总周期 50 160 nts - 13 - 适应注射机类型：柱塞式 3.3 确定型腔数目 （ 1） 计算制品的体积和重量 通过三维制图 UG软件测量得 : 单件 塑件面积 S=6900.6 2 ; 单件 塑件体积 V=4897.91 3 查有关资料可知 ABS的密度为 1.02 1.05g/cm3 ， 则单件塑件重量 m=5g （ 2） 型腔数目的确定主要参考以下几点来确定 1）根据经济性确定型腔数目 和 总成型加工费用最小的原则 ,并略准备时间试生产原材料费用 ,仅考虑模具加工费和塑件成型加工费 2）根据注射机的额定锁模力确定型腔数目 ,当成型大型平板制件时常用这种方法 3）根据注射机的最大注射量确定型腔数目 ,根据经验 ,每加一个型腔制品尺寸精度要降低 4%,对于高精度制品 ,由于多型腔模具难以保证各型腔的成型条件一致 ,故推荐型腔数目不超过 4 个。 （ 3）根据本产品的生产批量及尺寸精度要求采用一模 两腔 由于 多 型腔模具 在满足 塑料制件的形状和 尺寸一致性好，成型工艺条件容易控制条件下 具有 提高生产效率和降低塑件的整体成本。 并结收音机外壳的质量要求，所以采用 双 型腔模具 。 第 4 章 浇注系统的设计 4.1 制件在模具中 的位 置 （ 1）型腔的布置 主要考虑制件在分型后能保留在动模上以便脱模，并结合制件的结构特征应将型腔设置在定模侧，型芯设置在动模侧。 （ 2）分型面的选择 选择分型面即是决定型腔空间在模内应占有的位置。 由于 分型面 受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件结构工艺性及nts - 14 - 尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排气等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析，应遵循以下几项 的设计原则 ： 1）、复合塑件脱模。为使塑件能从模内取去，分型面的位置应设在塑件断面尺寸大的部位。 2）、确保塑件质量。分型面应不要选择在塑件光滑的外 表面，避免影响外观质量；将塑件要求同轴度的 3）、有利于塑件脱模。由于模具脱模机构通常只设在动模一侧，故选择分型面时应尽可能使开模后塑件留在动模一侧。这对于自动化生产使用的模具尤其显得重要。 4）、考虑侧向轴拔距。一般机械式抽芯机构的侧向拔距都较小，因此选择分型面时应将抽芯或分型距离长的方向置于动、定模的开 合模方向上，而将短抽拔距做为侧向分型或抽芯。并注意将侧抽芯放在动模边，避免定模抽芯。 5）、锁紧模具的要求。侧向合模锁紧力较小，故对于投影面积较大的大型塑件，应将投影面积大的方向放在动、定模的合模方向上 ，而将投影面积小的方向作为侧向分型面。 6）、有利于排气。当分型面作为主要排气渠道时，应将分型面设在塑料熔体的末端，以利于排气。 7）、模具零件易于加工。选择分型面时，应使模具分割成便于加工的零件，以减小机械加工的困难。 除了以上这些基本原则以外，分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上的投影面积 的大小 。 为了保证侧向型芯的位置的放置及抽芯机构的动作顺利，应以浅的侧向凹孔或短的侧向凸台作为抽芯方向，而将较深的凹孔或较高的凸台放置在开合模方向。 综合考虑以上的设计原则并结合 该塑件的结构特点和质量要求，应采用 阶梯 分型 面。如图 4 1粗实线所示。 nts - 15 - 图 4-1 4.2 确定浇口形式及位置 对浇注系统进行设计时，一般应遵循如下基本原则： （ 1）了解塑料的成型性能 （ 2）尽量避免或减少熔接痕 （ 3）有利于型腔中气体排出 （ 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 为了提高成型效率和综合考虑以上的基本设计原则 并结合制件质量要求 ，本模具应 采用侧浇口， 由两处浇口进料。 浇口位置如图 4 2所示 nts - 16 - 图 4 2 浇口直径可以根据经验公式计算 d=（ 0.14 0.20） 24 A 式中 d 浇口直径（ mm） 塑件在浇口处的壁厚（ mm） A 型腔的表面积 2 d=（ 0.14 0.20） 241.5 13491 1mm (浇口直径也可根据经验值取 d=1mm) 浇口锥角取 015 浇口倾斜角取 015 5.3 流道的设计 (1) 主流道的设计 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，带有一定锥度 1）主流道设计成圆锥型，其锥角为 2 6，内壁粗糙度 Ra取 0.4um 分流道截面设计成圆型截面，加工容易，且热量损失与压力损失均不大为常用形式。圆形截面分流道的直径可以根据塑料的流动性等nts - 17 - 因素确定，该塑料件采用 ABS 塑料，流动性为中等，所以选圆 形截面。根具经验分流道的直径可以取 d=5 6mm。根据型腔在分型面上的排布情况 设置 分流道。 2）主流道大端成圆角，半径 r=1 3mm，以减小料转向过度时的阻力 3）在模具结构允许的情况下，主流道尽可能短，一般小于60mm，过长则会影响流体的顺利充型 4）对于小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式，但在大多数情况下将主流道衬套与定位圈设计成两个零件，主流道衬套与定模板采用 H7/m6 过度配合与定位圈的配合采用 H9/f9间隙配合 5）主流道衬套一般选用 T8 T10 制造，热处理强度为 52 56HRC 根据“常用塑料直浇口尺寸”表，选主流道始端尺寸 d=2.5mm,大端尺寸 D=4mm，浇口套始端半径 R=机床喷嘴小经 d +（ 0.5 1） =10+(0.5 1)=11mm，半锥角 a=2。其长度尺寸取 L=40mm，其余尺寸见图。主流道内壁粗造度 Ra=0.63，抛光时要沿轴向进行。 浇口套与定位圈采用 H9/f9 的配合。定位圈在模具安装调试时应插入注射机定模板的定位孔内，用于模具与注射机的安装定位。定位圈外径比注射机定模板上的定位孔径小 0.2mm 以下。浇口套与模板的配合为 H7/m6 （ 2） 分流道设计 分流道设计时 应注意尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失。 1）分流道的形状与尺寸 分流道的截面尺寸视塑料的品种、塑件是尺寸、成型工艺条件以及流道长短等因素来确定。通常圆形截面分流道直径为 2 10 。本制件采用的是 ABS，由于 ABS 的流动性能较好且分流道长度教短时，因此分流道采用圆形截面。初选直径为 3 ，具体尺寸由修模时修正。 nts - 18 - 2）分流道的长度 具体尺寸根据型腔的太小而定 3）分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却 ,只有内部的熔体比较理想，因此分流道的表面粗糙糙不能太低，一般 Ra 取 1.6um 这可增加对外层塑料熔体的流动阻力，使外层塑料冷却皮固定 ,形成绝热层。 4）分流道在分型面的布置形式如图 4-2 根据以上设计参数校核流动比 /iiLt式中 流动比距离 Li 模具中各段料流通道及各段型腔的长度（ mm） ti 模具中各段料流通道及各段型腔的截面厚度（ mm） =60/3.5+37/5+4.5/5+2 3 /2+140/2=108mm 因为影响流动比的因素主要是塑料的流动性， ABS 塑料的流动性为中等，经查有关资料可知 ABS 允许的流动比 =210 110，所以 4.4 冷料穴设计 冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端。其作用是 容纳浇注系统流道中料流的 前锋的“冷料” ，以避免这些冷料注入型腔 而影响塑件质量； 还有便于在流道 处设置主流道拉料杆的功能。 开模时又可以将主流道的冷凝料拉出，冷料穴直径宜稍大于主流道大端直径，长度约为主流道大端直径。分流道冷料穴当分流道较长时，可将分流道的尽头沿料流前进方向延长作为分流道冷料穴，以贮存前锋冷料，其长度为分流道直径的 1.5 2 倍。 本模具采用 Z 形拉料杆 。 第 5 章 成型零部件的设计 5.1 成型零部件的结构设计 由于制件 有 抽芯机构 比较 复杂，为了便于加工制造，型芯型腔均采用整体镶嵌式，只有型腔有两处镶嵌小型芯。 nts - 19 - （ 1） 图 5-1 所示， 两处均需要内侧抽芯，采用斜顶顶出机构来成型。 图 5-1 （ 4）图 5-2 所示， 一 个小槽， 为了方便如加工应制造成 小型芯 图 5-2 5.2 成型零部件工作尺寸计算 （ 1） 由于成型零件直接与高温高压的塑料熔体接触，它必须有以 nts - 20 - 一些性能 : 1） 必须具有足够的强度、刚度，以承受塑料熔体的高压； 2） 有足够的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨损。通常进行热处理，使其硬度达到 HRC40 以上； 3） 对于成型会产生腐浊性气体的塑料还应选择耐腐浊的合金钢理； 4） 材料的抛光性能好，表面应该光滑美观。表面粗造度应在Ra0.4 以下； 5） 切削加工性能好，热 处理变形小，可淬性良好； 6） 熔焊性能要好 ,以便修理； 7） 成型部位应须有足够的尺寸精度。孔类零件为 H8H10，轴类零件为 h7h10。 （ 2） 型腔、型芯工作部位尺寸的确定 经查有关资料可知 ABS塑料的收缩率是 0.3% 0.8% 平均收缩率为 : S=（ 0.3%+0.8%） /2=0.55% 型腔工作部位的尺寸： 型腔径向尺寸 0 01 zzmsL S L 型腔深度尺寸 0 01 zzmsH S H 型芯径向尺寸 00 1z zmsl S l 型芯高度尺寸 00 1z zmsh S h 中心距尺寸 / 2 ( 1 ) / 2m z s zC S C 式中 L 塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸（ mm） l 塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（ mm） H 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（ mm） h 塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（ mm） nts - 21 - C 塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（ mm） x 修正系数，取 0.5 0.75 塑件公差（ mm） 模具制造公差，取（ 1/3 1/4）。 各工作部位尺寸计算结果 详见相应零件图纸所标明 通常，制品中 1mm和小于 1mm并带有大于 0.05mm公差的部位以及2mm和小于 2mm并带有大于 0.1mm公差的部位不需要进行收缩率计算。 5.3 成型零部件的强度与刚度计算 为了方便加工和热处理，其型芯整体镶嵌式，型腔为整体形式。因此，型腔的强度和刚度按型腔整体式计算。由于型腔壁厚计算比较麻烦，也可参考经验推荐数据。经查有关资料可知型腔侧壁厚 S=25mm。支承板厚度计算可以经过 Auto CAD的燕秀工具箱承板厚度计算器来计算，如图 5-3所示 nts - 22 - 图 5-3 第 6 章 结构零部件的设计 6.1 选用标准注射模架 （ 1） 初选注射机 1）注射量：该塑料制件单件重量 m=148g 浇注系统重量的计算可以根据浇注系统尺寸先计算浇注系统的体积 V= 3.601 3cm 粗略计算浇注系统重量为 jjmV 3.601 1.05 3.5g 总体积 V 塑件 =（ 4.898+3.601） =8.499 3cm 总重量 M=8.499 1.05=9g 聚苯乙烯的密度为 1.054g/cm3 ， ABS的密度为 1.02 1.05g/ 3cm 满足注射量 V 机 V 塑件 /0.80 式中 V 机 额定注射量（ 3cm ） V 塑件 塑件与浇注系统凝料体积和（ 3cm ） 2 2 .4 3 70 .8 0 0 .8V 塑 件 = 28.05 3cm 或满足注射量 M 机 M 塑件12/( 0.8)式中 M 机 额定注射量（ g） M 塑件 塑件与浇注系统凝料的重量和（ g） 1 聚苯乙烯的密度（ g/cm3） 2 塑件采用塑料的密度（ g/cm3） 212 4 1 . 0 5 2 9 . 8 8 60 . 8 1 . 0 5 4 0 . 8M 塑 件g 2）注射压力： P 注 P 成型 经查有关资料可知 ABS塑料成型时的注射压力 P 成型 =70 90MPa nts - 23 - 3）锁模力： P 锁模力 pF 式中 p 塑料成型时型腔的压力， ABS 塑料的型腔压力 p=30MPa F 浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和（ 2mm ） 各型腔及浇注系统及各型腔在分型面上的投影面积 F=8187.5 2mm PF=30 8187.5=245.625KN 根据以上的分析、计算，查 教材第 103页表 4.2初选注射机型号为： XS-ZS-22,其 有关技术参数如下： 理论注射容量（ cm） 30、 20 螺杆直径（ mm） 25、 20 注射压力（ MPa） 75、 115 注射 行程 （ ） 130 注射方式 注塞式 锁模力（ KN） 250 拉杆内向距（ mm） 350 移模行程（ mm） 160 最大模具厚度（ mm） 180 最小模具厚度（ mm） 60 喷嘴圆弧半径 （ mm） 12 喷嘴孔直径 （ mm） 2 最大开合模行程 （ mm） 160 动、定模板尺寸 （） 250 280 拉杆空间 （） 235 （ 2） 选标准模架 根据以上分析、 计算以及型腔尺寸及位置可确定模架的结构形式和规格。 通过调用 Auto CAD的燕秀工具箱模架 选用 ，如图 6-1所示 定模板厚度： A=40 动模板厚度： B=45 nts - 24 - 垫块厚度： C=70 模具厚度： H 模 =250 模具外形尺寸： 250 300 250 6.2 支承零部件的设计 支承板厚度计算可以经过 Auto CAD 的燕秀工具箱承板厚度计算器来计算，如图 5-3所示 6.3 定模板与动模板的设计 本模具的模架是 Auto CAD的燕秀工具箱调出拉，已经设计好动定各模板的相关参数。 nts - 25 - 图 6-1 6.4 合模导向机构的设计 1.为了使导柱能顺利地进入导套，导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应倒角。 2.导柱设在动模 一侧可以保护型芯不受损伤，而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件，因此可根据需要而决定装配方式。 3.一般导柱滑动部分的配合形式按 H8/f8，导柱和导套固定部分配合按 H7/k6，导套外径的配合按 H7/k6。 4.除了动模、定模之间设导柱、导套外，一般还在动模座板与推板之间设置导柱和导套，以保证推出机构的正常运动。 5.导柱的直径应根据模具大小而定，可参考标准模架数据选取。一次分型导向机构设计：导柱固定在固定模板上，与固定模板为 H7/m6 的过渡配合。导柱直径参考标准，取D=12mm，导柱头部做成半圆形。导柱长度 与主流导长度点浇口长度以及塑件长度等有关。 nts - 26 - 第 7 章 推出机构的设计 注射成型每一循环中，塑件必须准确无误的从模具的凹模中或型芯上脱出，完成模具脱模。 脱模机构设计应遵循下述原则： 1. 塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作，致使模具结构简单。 2. 防止塑件结构变形或损坏，正确分析塑件对模腔的粘附力的大小及所部位，有针对性的选择合适的脱模装置，使推出重心与脱模阻力中心相重合。由于塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点应尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度最大部位，作用面积也尽可能大一些 ，以防塑件变形或损坏。 3. 由于塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点应尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度最大部位，作用面积也尽可能大一些，以防塑件变形或损坏。 4. 力求良好的塑件外观，在选择顶相互位置时，应尽量设在塑件内部或对塑件影响不大的部位。在采用推杆脱模时，尤其要注意这个问题。 5. 结构合理可靠，脱模结构应工作可靠，运动灵活，制造方便，更换容易，且有足够的强度和刚度。 根据制件的形状，本模具可才用顶杆顶出。 复位杆长度尺寸： L4=L 顶杆固定板 +L 支撑板 +L 型芯板 +30 =20+15+30+45+30=120mm 复位杆径向尺寸参考标准见尺寸，取 d=15mm。 推出结构的设计 1） .推件力的计算 推件力 1c o s s i ntF A p q A 式中 A 塑件包络型芯的面积（ 2mm ） p 塑件对型芯单位面积上的包紧力， p取 0.8 107 1.2 107Pa nts - 27 - 脱模斜度 q 大气压力 0.09MPa 塑件对钢的檫系数，约为 0.1 0.3； 1A 制件垂直于脱模方向的投影面积（ 2mm ） 查教材第 70 页可知道 ABS的脱模斜度 = 40， A 103.5 2mm tF=103.5 1.0 710 (0.2cos 40， -sin40， )/ 610 +0.09 1715=11.6kN （ 2）确定顶出方式 及顶杆位置 根据制品的结构特点，确定在制品的四角上设置六根普通的圆顶杆。普通的圆形顶杆按 GB4169. 1984 选用，均可满足顶杆刚度要求。 经查相关资料，选用 5 129.5 型号的圆型顶杆 4 根 和 选用 2 127 型号的圆型顶杆 2 根 。由于塑件不大，推出装置可不设导向装置。 第 8章 侧向分型与抽芯机构设计 内侧抽芯机构设计 内侧抽芯机构由 斜顶顶出 。斜顶角度计算由 Auto CAD 的燕秀工具箱斜顶角度计 算器计算，如图 8-1 所示，具体 参数设计参考图 8-2 的设计标准。抽芯滑块具体 尺寸详见零件图 。 nts - 28 - 图 8-1 模具设计标准：斜顶顶出 TSUN NGAI INDUSTRIAL.CO.,LTD. nts - 29 - 图 8-2 以上是斜顶顶出机构的主要参考资料，斜顶的相关参数均按照以上模具标准进行设计。 第 9章 温度调节系统设计 冷却系统的设计原则： 1.尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡。 2.冷却水孔的数量约多，孔径约大，则对塑件的冷 却效果约均匀。根据经验，一般冷却水孔中心线与型腔壁的距离应为冷却水孔直径的 1 2 倍（常位 12 15mm），冷却水孔中心距约为水孔直径的 3 5 倍，水孔直径约为 8 12mm。 3.尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，当塑件壁厚均匀时，冷却水孔与型腔表面的距离应处处相等。当塑件壁厚不均匀时，壁厚处应强化冷却、水孔应靠近型腔、距离要小，但也不应小于10mm。 4.浇口处加强冷却。一般在注射成型时，浇口附近温度最高，距浇口越远温度越低，因此要加强浇口处的冷却。即冷却水从浇口附近流入。 5.应降低进水与出水的温差。如 果进水与出水温差过大，将使模具nts - 30 - 的温度分布不均匀，尤其对流程很长的大型塑件，料温越流越低，对于矩形模具，通常沿模具宽度方向开设水孔，使进水与出水温差不大于 5。 6.合理选择冷却水道的形式。对于收缩大的塑件（入聚乙烯）应沿收缩方向开设冷却水孔。 7.合理确定冷却水管的接头的位置。为不影响操作，进出口水管接头通常设在注射机背面的模具的同一侧。 8.冷却系统的水道应尽量避免与模具上其它机构（如推杆孔、小型芯孔等）发生干涉现象，设计时要通盘考虑。 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。最好 在进口和出口处分别打出标志，如“ IN”（进口）和“ OUT”（出口）等。 由于制品平均厚度为 2 ，制品尺寸不大，确定水孔直径为 10 。由于冷却水道的位置、结构形式、孔径、表面状态、水的流速、模具材料等很多因素都会影响模具的热量向冷却水的传递，精确计算比较困难。实际生产中，通常都是根据模具的结构确定冷却水路，通过调节水温、水速来满足要求。 第 10章 排气系统设计 当排气不良时将在塑件上形成气泡，银文，云雾，接缝，使表面轮廓不清，甚至冲模不满；严重时在塑件表面产生焦痕；降低冲模速度，影响成型周期；形成断续注射， 减低生产效率。因此我们一般用以下的几种排气方法： 1、 排气槽排气 对于成型大中型塑件的模具，需排住的气体量多，通常都应开设排气槽 。 2、 分型面排气 对于小型模具，可利用分型面间隙排气，但分型面须位于容体流动末端 。 3、 拼镶件缝隙排气 对于组合的凹模或型 芯，可利用其拼合的缝隙排气 。 nts - 31 - 4、 推杆间隙排气 利用推杆与模板或型芯的配合间隙排气 。 5、 粉末烧结合金块排气 。 6、 排气井排气 在塑料熔体汇合处的外侧，设置一个空穴，使气体排入其中，也可以获得良好的排气效果 。 7、 强制性排气 在封闭气体的部位，设置排气杆 。 由于本模具有较多的型芯是采用镶拼形式 ,内部排气效果较好 .故只在分型面上开设排气槽 . 由于本制品尺寸不大， 可 利用分型面 开设排气槽、 推杆的配合间隙和 活动型芯 排气即可。 分型面排气槽应离开型腔 5 6 ，深度 h0.03。利用间隙排气，其配合间隙不能超过 0.05 ，一般为 0.03 0.005 。 第 11章 注塑机参数校核 11.1 最大 注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核 由于在初选注射机和选用标准模架时是根据以上的四个技术参数及计算壁厚等因素选 用的，所以注射量、锁模力、注射压力、模具厚度不必进行校核，已经符合所选注射机要求。 11.2 开模行程的校核 注射机最大的开模行程 S S 2h 件 +h 浇 +（ 5 10） =91160 式中 2h 件 塑料制品高度（ mm） h 浇 浇注系统高度 故满足要求。 11.3 模具与注射机安装相关部分尺寸校核 从标准模架外形尺寸看小于注射机拉杆空间，并采用压板固定模具，所以所选注射机规格满足要求。 nts - 32 - 第 11章 编写技术文件 编写加工 工艺 和装配技术 模具精度是影响塑料成型件 精度的重要因素之一，为了保证模具精度， 塑料模具 制造时应达到以下技术要求： a、组成塑料模具的所有零件，在材料加工精度和热处理质量等方面均应符合相应图样的要求。 b、组成模架的零件应达到规定的加工要求，装配成套的模架应活动自如，并达到规定的平行度和垂直度要求 c、模具的功能必须达到设计要求 d、为了鉴别塑料成型件的质量，装配好的模具必须在生产条件下试模，并根据试模存在问题进行修整，直至试出合格的成型件为止。 （ 1） 加工要求 1）模具分型面及组合件的结合面应很好贴合，局部间隙不大于0.02mm 2）模具成型表面 的内外锐角、尖边、图样上未注明圆角时允许不大于 0.5mm 圆角（分型面及结合面除外）。当不允许有圆角时 ,应在图样上注明。 3）图样中未注明公差的一般尺寸其极限偏差按 GB1804 标准即 孔按H13，轴按 h13，长度按 J14来加工。 4）模具中各承压板（模板）的两承压面的平行度公差按 GB1184 附录一的 5级。 5）导柱、导套孔对模板平面的垂直度公差按 GB1184 附录一的 4 级。导柱、导套之间的配合按 H8/f8。 6）模具中安装镙钉（镙栓）之螺纹孔及其通孔的位置公差不大于2mm，或相应各孔配作。 7）导柱 (直导柱、台肩 导柱 )其配合部位的大径与小径的同轴度公差t按 GB1184 附录一的 5级。 8）导套（直导套、带头导套）外圆与内孔的同轴度公差 t 按 GB1184附录一的 5级。 nts - 33 - 9）主流道衬套的中心锥孔应研磨抛光，不得有影响脱浇口的各种缺陷。 10） 成型零部件：为了保证导向作用，动、定模的导柱，导套孔的孔距精度应控制在 0.01mm 以内。因此，必须用坐标镗床对动、定模镗孔。在缺少坐标镗床的情况下，较普遍采用的方法是将动、定模合在一起，在车床、铣床或镗床上进行镗孔。成型零部件采用优质模具钢，强度高，耐磨性好，热处理变形小，要求耐腐蚀， 调质淬火低温回火 55HRC。 型芯的加工：把成型面的曲面图通过计算机产生刀具加工路径进行数控铣外形加工，再铣小型芯孔和凹台，钻推杆孔，加工浇口。再用电火花加工成型 型腔的加工：把成型面的曲面图通过计算机产生刀具加工路径，留余量在数控铣上加工成型，再用电火花加工成型。 (2)装配要求： 1）顶出制品的推杆的端面与所在的相应型面保持齐平，允许推杆端面 高出型面不大于 0.1mm。 2）注射模的复位杆，其端面应与模具分型面齐平，允许低于分型面大 大于 0.03mm。 3）型芯、凸模、镶件等，其尾部高度尺寸未注明 公差时，其