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摄像头 底座 注塑 模具设计

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太原工业学院毕业设计论文毕业设计任务书1设计的主要任务及目标（1） 摄像头底座注射模具设计。（2） 根据题目要求，查阅收集塑料底座及类似产品的该类模具设计相关的文献资料或进行实际调查，达到搜集论文证据资料的目的。（3） 通过对该类模具文献资料的分析提出你的最佳设计方案，建议用PRO/E或CAD软件对成型模具进行设计，同时，重点对该模具型腔结构设计、浇口位置选择、型腔数量的确定、侧抽芯方式选择以及顶出方式之间的关系进行分析研究，设计出结构合理、成本低廉、便于操作的模具。2设计的基本要求和内容（1） 产品图一张（自己测绘或设计）、装配图一张、除弹簧、螺钉、销钉等标准件以外的所有的成型或结构零件图。（2） 开题报告一份。毕业论文一份20页（约1万5千字以上）。（3） 查阅文献15篇以上，其中外文原文5篇以上。3主要参考文献（一）参考书1 齐晓杰. 塑料模具设计导.东北林业大学出版社2 申开智.塑料成型模具.中国轻工业出版社3 宋玉恒.塑料注射模具设计实用手册.中国轻工业出版社 4 塑料注射模设计102例.北京:国防工业出版社5 国家技术监督局.塑料注射模具零件标准及术语GB 4169、1-11.北京:国家技术监督局6 刘新民，周东陀.塑料、橡胶成型模具.本校印刷厂（二）杂志1 模具技术2 塑料技术3 塑料工业4 模具工业5 模具制造（三）网址1中国模具网WWW.M2中国模具工业信息网3中国学术期刊中文 www.E 4进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1下达任务书2010年12月20日2设计前准备资料阶段 12月21日12月23日3确定设计方案并画装配草图12月24日2月 28日4交开题报告 3月5日3月 28日5画装配工作图3月29日4月 6 日6画零件图 4月 7 日4月 27日7写设计说明书 4月28日6月14日8交说明书装订并讨论毕业答辩有关事项6月15日9毕业答辩 6月21日6月23日 摄像头底座模具设计摘要：在综合分析塑件结构，使用要求，成型质量和模具制造成本的基础上，介绍结构简单，形状规则的塑件成型。采用侧浇口进料单分型顶杆顶出机构，使塑件能一次成型。设计了相应的冷却水路的注射模，并介绍了模具的工作过程。关键词：注射模 顶杆顶出机构The design of the Camera base injection mold Abstract Based on the comprehensive analysis on the plastic parts strcture service require-ment, moulding quality and mouding quality and mould manu facturing cost. Acorresponding injection mould of internal side core pulling was designed.By adopting the mulit-direction and multi-combination core-pulling .acorresponding injection mould of interal side core pulling was designed,the working process of the mould was in-troduced.Keywords Injection mould Medialcoe pulling. 1 摄像头底座模具设计 模具毕业设计 姓名 2 塑件的结构特征和使用要求 1 塑件是圆形零件 零件中央有个方孔便于固定摄像头 另外零件上表面边缘有三个小圆孔便于固定底座罩 2 塑件作为家用摄像头的底座 只在室内常温下使用 不受较大的力的作用 因此对它的使用性能没有特殊要求 只要求它使用方便 耐用 外型美观 结构简单合理 方便模具制造 3 塑件材料的选择以及所选材料的成型特性 我们结合上面对材料结构和使用性能的分析 选定PE 聚乙烯 作为塑件材料 1 结晶料 吸湿小 不须充分干燥 流动性极好 流动性对压力敏感 成型时宜用高压注射 料温均匀 填充速度快 保压充分 不宜用直接浇口 以防收缩不均 内应力增大 注意选择浇口位置 防止产生缩孔和变形 2 收缩范围和收缩值大 方向性明显 易变形翘曲 冷却速度宜慢 模具设冷料穴 并有冷却系统 3 加热时间不宜过长 否则会发生分解 4 软质塑件有较浅的侧凹槽时 可强行脱模 工艺参数 模具温度 40 60 喷嘴温度 150 170 中段温度 160 180 后段温度 140 150 注射压力 30 90 塑化形式 螺杆式 柱塞式喷嘴形式 通用式 4 模具结构 5 1 型腔数目 由于该塑件结构简单 而且表面粗糙度和尺寸精度要求不高 因此采用一模四腔来生产该制品2 分型面 采用单分型面 3 顶出方式 采用顶杆顶出 6 注塑机的选择 我们先以锁模力为技术参数 锁模力必须大于模具在开模方向的投影面积上的总注射力 开模方向上所受的因注射而承受的力为F型 P A式中 P 型腔内注射压力A 塑件投影面积由计算得锁模力为185kN所以我们初步选用卧式XS ZY 125型号国产注射机 注射机的选用包括两方面的内容 一是根据塑料品种 塑件结构 生产批量 注射工艺和现有注射机类型等确定注射机规格型号 使注射模和注射工艺要求的注射机规格参数在所选注射机规格参数可调范围内 二是进行注射机有关参数的校核 注塑机的技术参数 7 8 模架的选型 9 模具总装图主视图 10 模具总装图俯视图 11 模具中各机构设计 浇道浇口设计冷却系统的设计成型零件的设计合模导向机构机构设计脱模推出机构的设计 12 主浇道的设计 主流道的设计参考教材 塑料成型工艺与模具设计 P114表5 2主流的部分尺寸 分浇道和浇口设计 13 冷却系统的设计 14 塑件的形状是变化万千的 因此对于不同的塑件 冷却水道的位置形状也不一样 本塑件为深型腔塑件 凸凹模设置直通冷却水道 如图 成型零件的设计 1 成型零件结构设计 为了提高零件的加工效率 装拆方便 保证型腔 型芯形状 采用整体嵌入的形式 各镶块与模板间的配合用2 成型零件的尺寸计算 成型零件的尺寸影响因素有两方面 1 塑件收缩率2 模具成型零件的制造误差3 成型零件的强度和刚度校核 15 合模导向机构的设计 导向机构保证动定模合模时正确定位和导向的零件 合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式 在这里我采用导柱导向的形式 16 脱模推出机构设计 结构优化 运行可靠 机构简单 制造容易 使用时有一定的强度和刚度 维修方便不影响塑件外观留在动模易设计脱模装置 推杆推出脱模机构 正压力 总压力 脱模力的计算 计算推杆直径 18 模具开模时定模不动 动模在注塑机压板的作用下往后退 在导柱导向的作用下 动模定模顺利分型 塑件留在型芯上 接下来注塑机顶杆推动模具推杆固定板往前移动 塑件在推杆的作用下顺利脱出 闭合时 同样在导柱和导套的导向作用下动定模顺利合模 同时型芯和推杆在复位杆的作用下也顺利复位 开合模工作过程 19 设计结论 收获 常用塑料在成型过程中对模具的工业要求有了更深一层的理解 掌握了塑料成型模具的结构特点及设计计算方法 对独立设计模具具有一次新的锻炼 学会了分析问题 解决问题的方法 不足 思考问题过于简单 客观不足没有实践条件 不能根据实际情况来做合适 客观地修改 加之自己的实践经验不多 这样做出来的设计 难免有不足之处 希望老师们能够体谅 20 致谢 本次设计是在刘老师的悉心指导和热情关怀下完成的 感谢他教会了我本次毕业设计的知识 同时也让我学会了思考 解决问题的能力 也感谢在设计过程中给予我指导和帮助的同学 21 谢谢 第 1 页 共 35 页摄像头底座模具设计摄像头底座模具设计摘要摘要：在综合分析塑件结构，使用要求，成型质量和模具制造成本的基础上，介绍结构简单，形状规则的塑件成型。采用侧浇口进料单分型顶杆顶出机构，使塑件能一次成型。设计了相应的冷却水路的注射模，并介绍了模具的工作过程。关键词：关键词：注射模 顶杆顶出机构The design of the Camera base injection mold 第 2 页 共 35 页Abstract Based on the comprehensive analysis on the plastic parts strcture service require-ment, moulding quality and mouding quality and mould manu facturing cost. Acorresponding injection mould of internal side core pulling was designed.By adopting the mulit-direction and multi-combination core-pulling .acorresponding injection mould of interal side core pulling was designed,the working process of the mould was in-troduced.KeywordsKeywords Injection mould Medialcoe pulling. 第 3 页 共 35 页目录目录前前 言言 1 11.1.塑件材料的成型特性与工艺参数塑件材料的成型特性与工艺参数2 21.1 塑件材料的特性 21.2 成型特性21.3 工艺参数 51.4 塑料制件的结构工艺性 61.5 塑件在模具中的位置 72.2.模具结构设计模具结构设计7 72.1 型腔数目的确定 72.2 分型面的设计 72.3 注射机的选定 82.4 主流道的设计 92.5 浇口的设计。 102.6 浇口位置的选择112.7 冷料穴和拉料杆的设计 122.8 排气系统的设计122.9 温度调节系统123.3.成型零件的设计与计算成型零件的设计与计算 13133.1 成型零件的设计143.2 模具型腔侧壁和底板厚度的计算163.3 模架的选用 184.4.合模导向机构的设计合模导向机构的设计 18184.1 导向机构的作用 184.2 导柱导向机构 195.5.推出机构的设计推出机构的设计 21215.1 推出机构的设计原则 215.2 脱模力的计算 215.3 简单推出机构 226.6.注注射射机机相相关关参参数数的的校校核核2323第 4 页 共 35 页6.1 注射压力的校核236.26.2 锁模力的校核锁模力的校核 23236.3 模具闭和高度的校核246.4 开模行程的校核246.5 模具安装尺寸的校核246.6 安装螺孔尺寸257.7.设设计计总总结结2525致谢词致谢词 2828参考文献参考文献 2929前前 言言毕业设计是在修完所有课程之后，我们走向社会之前一次综合性设计。本次设计的课题是摄像头底座注塑模设计,是对以前所学课程的一个总结。 在此次设计中，主要用到所学的注射模设计，以及机械设计等方面的知识。着重说明了一副注射模设计的一般流程，即注射成型的分析、注射机的选择及相关参数的校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。其中模具结构的设计既是重点又是难点，主要包括成型位置及分型面的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择，模具工作零件的结构设计，推出机构的设计，拉料杆的形式选择，排气方式设计等。通过本次毕业设计，虽然产品很简单，没有涉及侧面分型及抽芯机构的设计，但是使我懂得如何查阅相关资料以及怎样解决在实际工作中遇到的实际问题，这为我们以后更好的从事模具行业打下了良好的基础。 本次毕业设计中得到了老师和很多同学的帮助，在此我一一表示诚挚的感谢！由于本人缺乏实践经验，水平有限，且时间又仓促。设计过程中难免有错第 5 页 共 35 页误和欠妥之处，恳请各位老师和同学指正批评。 编者 黎康康 2011 年 6 月 5 日1.1.塑件材料的成型特性与工艺参数塑件材料的成型特性与工艺参数本章着重介绍塑料成型的工艺特点以及塑件的工艺要求，塑件结构设计方面的知识。为后面几章的模具设计奠定了基础。对零件的分析得塑件材料取 PE（聚乙烯） 。1.11.1 塑件材料的特性塑件材料的特性聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达 -70-100)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀 (不耐具有氧化性质的酸 )，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂，且不发生溶胀，电绝缘性能优良；但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用 )是很敏感的，耐热老化性差。1.21.2 成型特性成型特性PE（聚乙烯）注塑成型工艺根据材料的特性和供料情况，一般在成型前应对材料的外观和工艺性能进行检测。供应的粒料往往含有不同程度的水分、熔剂及其它易挥发的低分子物，特别是具有吸湿倾向的 PE 含水量总是超过加工所允许的限度。因此，在加工前必须进行干燥处理，并测定含水量。在高温下 PE 的水分含量要求在 5以下，甚至 23，因此常用真空干燥箱在 7590干燥 2 小时。已经干燥的材料必须妥善密封保存，以防材料从空气中再吸湿而丧失干燥效果，为此采用干燥室料斗可连续地为注塑机提供干燥的热料，对简化作业、保持清洁、提高质量、增加注射速率均为有利。干燥料斗的装料量一般取注塑机每小时用料量的 2.5 倍。第 6 页 共 35 页对于某些包胶注塑的应用，使用聚乙烯(PE)载色剂可能会对与基体的粘接力产生不利的影响。新购进的注塑机初用之前，或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注塑机机筒进行清洗或拆洗。清洗机筒一般采用加热机筒清洗法。清洗料一般用塑料原料（或塑料回收料）。在加工注塑过程中，温度的设定是否准确是制品外观和性能好坏的关键。下面是进行 PE 加工注塑时温度设定的一些建议。进料区域的温度应设定得相当低，以避免进料口堵塞并让夹带的空气逸出。当使用色母料时为了改善混合状态，应将过渡区域的温度设定在色母料的熔点以上。离注塑喷嘴最近区域的温度应该设定得接近于所需的熔体温度。所以，经过测试，通常 PE 产品在各个区域温度的设定范围分别是：料筒为 160 摄氏度到 210 摄氏度，喷嘴为 150 摄氏度到 170 摄氏度。模具温度应该设定高于注塑区的冷凝温度，这将能避免水分对模具的污染以致制品表面出现的条纹。较高的模具温度通常会导致较长的循环周期，但它能改进焊接线和制品的外观效果,所以，模具温度的范围应设计定在 33 到 65之间。在制品填充模具型腔的过程中，如果制品的填充性能不好，就会发生压力降低过大、填充时间过长、填充不满等等情况，从而使制品存在质量问题。为了提高制品在成型时的填充性能，改善成型制品的质量，一般可以从下列几个方面来考虑：1）改变浇口位置；2）改变注射压力；3）改变零件的几何形状。通常将注射压力的控制分成为一次注射压力、二次注射压力（保压）或三第 7 页 共 35 页次以上的注射压力的控制。压力切换时机是否适当，对于防止模内压力过高、防止溢料或缺料等都是非常重要的。模制品的比容取决于保压阶段浇口封闭时的熔料压力和温度。如果每次从保压切换到制品冷却阶段的压力和温度一致，那么制品的比容就不会发生改变。在恒定的模塑温度下，决定制品尺寸的最重要参数是保压压力，影响制品尺寸公差的最重要的变量是保压压力和温度。例如：在充模结束后，保压压力立即降低，当表层形成一定厚度时，保压压力再上升，这样可以采用低合模力成型厚壁的大制品，消除塌坑和飞边。保压压力及速度通常是塑料充填模腔时最高压力及速度的 5065，即保压压力比注射压力大约低 0.60.8MPa。由于保压压力比注射压力低，在可观的保压时间内，油泵的负荷低，固油泵的使用寿命得以延长，同时油泵电机的耗电量也降低了。采用预先调节好一定的计量，使得在注射行程的终点附近，螺杆端部仍残留有少量的熔体（缓冲量），根据模内的填充情况进一步施加注射压力（二次或三次注射压力），补充少许熔体。这样，可以防止制品凹陷或调节制品的收缩率。 冷却时间主要取决于熔体温度、制品的壁厚和冷却效率。此外，物料的硬度也是一个因素。与很软的品种比较，较硬的品种在模具内将较快地凝固。如果从两侧进行冷却，那么每 0.100 壁厚所需的冷却时间通常将是大约 10 到15 秒。包胶方式的制品将需要较长的冷却时间，因为它们可以通过较小的表面积而有效地冷却。每 0.100壁厚所需的冷却时间将是大约 15 到 25 秒。 1 塑料成型不完整（1）进料调节不当，缺料或多料。（2）注射压力太低，注射时间短，柱塞或螺杆退回太早。（3）注射速度慢。（4）料温过低。第 8 页 共 35 页2 溢料（飞边）（1）注射压力过高或注射速度过快。（2）加料量过大造成飞边。（3）机筒、喷嘴温度太高或模具温度太高都会使塑料黏度下降，流动性增大，在流畅进模的情况下造成飞边。3 烧焦暗纹（1）机筒、喷嘴温度太高。（2）注射压力或预塑背压太高。（3）注射速度太快或注射周期太长。 4 银纹、气泡和气孔（1）料温太高，造成分解。（2）注射压力小，保压时间短，使熔料与型腔表面不密贴。（3）注射速度太快，使熔融塑料受大剪切作用而分解，产生分解气；注射速度太慢，不能及时充满型腔造成制品表面密度不足产生银纹。（4）料量不足、加料缓冲垫过大、料温太低或模温太低都会影响熔料的流动和成型压力，产生气泡。（5）螺杆预塑时背压太低、转速太高，使螺杆退回太快，空气容易随料一起推向机筒前端。1.31.3 工艺参数工艺参数温度设定进料区域的温度应设定得相当低，以避免进料口堵塞并让夹带的空气逸出。当使用色母料时为了改善混合状态，应将过渡区域的温度设定在色母料的熔点第 9 页 共 35 页以上。离注塑喷嘴最近区域的温度应该设定得接近于所需的熔体温度。所以，经过测试，通常 PE 产品在各个区域温度的设定范围分别是：料筒为 160210，喷嘴为 150170，模具温度的范围应设计定在4060之间。保压压力及速度通常是塑料充填模腔时最高压力及速度的 5065，即保压压力比注射压力大约低 0.60.8MPa。螺杆速度范围为每分钟 50150转。背压的正常设定范围是 50150 psi。当混合色母料时，应采用较高的背压以达到最佳的分散状态。螺杆选择由于 PE 兼具有很好的特性，一般注塑螺杆选择通用型即可，压缩比不宜太大；如果产品要求不高，也可选择类似 PVC 用的螺杆1.41.4 塑料制件的结构工艺性塑料制件的结构工艺性 要想获得合格的塑料制件，除选择合理的塑件材料外，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，只有塑件设计满足成型工艺要求， 才能设计出合理的模具结构。一、尺寸及精度塑件尺寸的大小取决于塑料的流动性。在注射成型中，薄壁塑件的尺寸不能设计的过大。塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度，及所获得塑件尺寸的准确度。根据本次设计的要求，结合表 3-9（参一）初步选定该零件的三个表面的精度分别为 4、5、6 级。二、表面粗糙度第 10 页 共 35 页塑件的外观要求越高，表面粗糙度应越低。一般模具表面粗糙度,要比塑件的要求低 12 级。塑件的表面粗糙度一般为 Ra 0.83.2m。三、形状塑件的内外表面形状应尽可能保证有利于成型。四、斜度为了便于从塑件中抽出型心或从型腔中脱出塑件，防止脱模时拉伤塑件，在设计时必须使塑件内外表面沿脱模方向留有足够的斜度，由于本次设计所选材料为 PE，内外面均取拔模斜度为 1。五、壁厚塑件的壁厚对塑件的质量有很大的影响，塑件壁厚尽可能均匀。本次设计的壁厚非均匀，且满足塑件的最小厚度。六、圆角塑件除了使用上要求采用尖角外，其余所有转角处均应尽可能采用圆角过渡。1.51.5 塑件在模具中的位置塑件在模具中的位置一、型腔数量及排列方式塑件的设计已完成，根据塑件品种，形状及尺寸分析，塑件的材料、形状尺寸于浇口的位置和形状有关，同时也对分型面和脱模位置有影响，此外质量控制要求，塑件的成本，注射机技术规范对型腔均有影响，本次设计选定一模一腔。二分型面的设计 1、分型面设在零件开口最大轮廓处2、分型面设在零件开口处以使塑件开模以后留在动模。便于顺利脱模第 11 页 共 35 页3、在分型面上设有 1左右的拔模斜度，可以保证塑件外观质量和塑件精度要求2.2.模具结构设计模具结构设计2.12.1型腔数目的确定型腔数目的确定由于该塑件尺寸不大，而且成规则的圆柱体，只能采用一模四腔生产模具可保证塑件的表面的粗糙度和质量，又能达到制件的最佳的技术经济性。2.22.2分型面的设计分型面的设计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，并且直接影响到塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模，因此分型面的选择是注塑模具设计中的一个关键选择分型面应遵循以下几项基本原则： a、分型面应选在塑件外形最大轮廓处。b、确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模；c、保证塑件的精度要求；d、满足塑件外观质量的要求；e、便于模具的加工与制造；f、对成型面积的影响；g、排气的效果的考虑；h、对侧向抽芯的影响。注射模一般的有一个分型面，有的有两个分型面。分型面的形状分为：平直分型面，倾斜分型面，阶梯分型面，曲面分型面，复合分型面。在这里第 12 页 共 35 页考虑到塑件分型面选在塑件外形最大轮廓处，要保证有利的留模方式，要便于塑件顺利脱模，保证塑件的精度要求，便于模具加工，脱模，采用平直分型面。如图；分型面 2.32.3注射机的选定注射机的选定以锁模力为技术参数，必须大于模具在开模方向的投影面积上的总注射力。P=PB x KC x KS式中 P-型腔内注射压力 MpaPB-基本压力 MpaKC-材料系数，TRP材料取KC=1.15KS-塑料复杂系数，KS=11.5。螺杆（柱塞）直径（毫米）42喷嘴球半径（毫米）12第 13 页 共 35 页PB与塑件平均壁厚T，进浇口流程长度L的流程比L/T有关，本塑件T=4mm，在这里直浇口，估算L=100mm，故L/T=33，PB=32MPa，由于该塑件简单，取KS=1，则：P=32 1.15 1=36.8 MPa锁模力为；F=1.5PA0.1式中；F-所需的锁模力 KNP-型腔内注射压力A-塑件投影面积，A=660510=336600F=1.536.83366000.1=185.803 KN所以选用卧式XS-ZY-125 型号国产注射机，其主要技术参数如下：XS-ZY-125型注射机技术参数2.42.4主流道的设计主流道的设计孔直径（毫米）4注射容量（厘米或克）125定位孔直径（毫米）100中心孔径（毫米）孔径（毫米）22注射压力1190顶出两侧孔距（毫米）230最大300锁模力（10）450模具厚度（毫米）最小200最大注射面积（厘米）320模板厚度（毫米）300第 14 页 共 35 页 主流道的设计参考教材塑料成型工艺与模具设计P114表5-2主流的部分尺寸：查教材塑料成型工艺与模具设计P103表4.2常用热塑性塑料注射机型号和主要技术规格XS-ZY-125：喷嘴球半径=12；主流道小端直径=6。则主流道小端直径d=6+1=7; 球面配合高度h取10； 主流道锥角取30；主流道球面直径SR=12+8=20; L和D还待定。因为定模板厚度和动模底板总长为120，所以浇口套L=120mm。经计算d=2+1=3mm。第 15 页 共 35 页2.52.5 浇口的设计浇口的设计。因为该塑件是用一模4件型腔模，而且塑件表面粗糙度要求较高，浇口开在成型件的底部,才用边缘型浇口,如下图所示。4661292.62.6浇口位置的选择浇口位置的选择 浇口的形式很多，但无论采取什么形式的浇口，其开设的位置对塑件的成第 16 页 共 35 页型性能及成型质量影响都很大。在模具设计时，浇口位置及尺寸要求比较严格，它一般根据下述几项原则来参考：a、尽量缩短流动距离b、浇口应开设在塑件壁最厚处c、避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷d、考虑分子定向的影响e、减少或避免熔接痕提高熔接强度f、应有利于型腔中气体的排除g、不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口h、浇口位置的选择应注意塑件外观质量综合以上原则和塑件形状及技术要求决定将浇口设置在塑件底部。2.72.7 冷料穴和拉料杆的设计冷料穴和拉料杆的设计冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料，以免这些冷料注入行腔。为了使料流的流动性更好，在模具内温度更均匀.2.82.8 排气系统的设计排气系统的设计 当塑料溶体填充型腔时，必须将型腔内和浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体顺利排出模外。如果型腔内因各种因素没有将产生的气体排除干净，塑件就会形成气泡、接缝、表面轮廓不清及填充缺料的成型缺陷，另外气体受压，体积缩小会产生高温将导致素件局部碳化或烧焦，同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度。因此必须考虑排气问题，注射模成型时排气通常用如下三种方式进行：a、利用配合间隙排气b、在分型面上开设排气槽排气第 17 页 共 35 页c、利用排气塞排气本塑件可在分型面上开设排气槽。，不必专门开设排气系统。2.92.9 温度调节系统温度调节系统无论什么塑料进行注射成型，均有一个比较适宜的模具温度范围，在此模具温度范围内，塑料熔体的流动性好，容易充满型腔，塑件脱模后收缩和翘曲变形小，形状与尺寸稳定，力学性能以及表面质量较高。为了使模温控制在一理想的范围内，现设计一模具温度调节系统。由于本次设计的塑料 PE 黏度和流动性大，模温为 80100，故无须设计加热系统，只需设计冷却系统以确保合理的模温。常用的冷却方法有水冷却、空气冷却和油冷却，本设计采用水冷却，经济实惠。（1）冷却系统的设计原则与常见冷却系统的结构冷却系统的设计原则为：a）冷却水道应尽量多b）冷却水道至型腔表面距离应尽量相等c）浇口出加强冷却d）冷却水道、入口温差应尽量小e）冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置此外，冷却水道的设计还必须尽量避免接近塑件的溶接部位以免产生溶接痕，降低塑件强度；（2）冷却系统机构的确定塑件的形状是变化万千的，因此对于不同的塑件，冷却水道的位置形状也不一样。本塑件为深型腔塑件，凸凹模设置直通冷却水道。如图:第 18 页 共 35 页3.3.成型零件的设计与计算成型零件的设计与计算 成型零件决定塑件的几何行状和尺寸。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，脱模时与塑料间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确几何形状，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，有较高强度、刚度及较好的耐磨性能。3.13.1成型零件的设计成型零件的设计为了提高零件的加工效率，装拆方便，保证型腔形状，采用整体形式.凸模采用整体中嵌入式凸模结构。凸模镶块与凸模板间的配合用67mH。影响成型零件的尺寸因素有：1）塑件的收缩率其值为s=（Smax-Smin ）Ls; 式中 第 19 页 共 35 页s-塑料收缩率波动所引起的塑件尺寸误差；Smax-塑料的最大收缩率；Smin-塑料的最小收缩率；Ls -塑件的基本尺寸。2）模具成型零件的制造误差参考塑料成型工艺与模具设计P所列出的经验值，成型零件的制造公差约占塑件总公差的31-41,或取IT7-IT8级作为模具制造公差。模具成型零件制造公差用z表示。这里取z=0.05收缩率的波动引起塑件尺寸误差随塑件的尺寸增大而增大。在计算成型零件时，所用到的收缩率均用平均收缩率来表示S= 100%maxmin2SS式中 S-塑件的平均收缩率；Smax-塑料的最大收缩率；Smin-塑料的最小收缩率。第一类尺寸：型腔尺寸的计算计算公式参考教材P151式（5-18）：（）=(1+ S)LS-(0.50.75) Lm0z0z式中 S-表示塑料的平均收缩率；(S=0.55%)LS-表示塑件的基本尺寸；-表示塑件尺寸的公差；Z-取/3。当制件的尺寸较大、精度级别较底时式中取0.5，当精度级别较高时式中取0.75。本塑件为壳体配件其精度要求不高，故在本设计中取0.5。第 20 页 共 35 页第一类型腔尺寸的计算 68尺寸的计算：查教材P66表3-8该尺寸的公差为=1.56。利用公式(LM) =(1+ S)LS-0.75 0z0z=(1+0.55%)68-0.751.6 0+0.035=67.45 0+0.035mm66尺寸的计算：查教材P66表3-8该尺寸的公差为=1.50。(LM) =(1+ S)LS-0.75 0z0z=(1+0.55%)66-0.751.5 0+0.25=65.23 0+0.25mm第二类型芯尺寸的计算：（1）尺寸为1.44的计算：查教材P66表3-18该尺寸的公差为=1.6。利用公式(Lm)0z =(1+ S)LS+0. 750z=(1+0.55%)1.44+0.751.6 0-0.034=1.40-0.034mm（2）尺寸为5的计算：查教材P66表3-18该尺寸的公差为=1.6。利用公式(Lm)0z =(1+ S)LS+0.750z=(1+0.55%)54+0.751.08 0-0.045=5 0-0.034mm第 21 页 共 35 页3.23.2模具型腔侧壁和底板厚度的计算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，如果型腔侧壁和底版厚度过小，可能因硬度不够而产生塑性变形甚至破坏；也可能因刚度不足产生翘曲变形导致溢料和出现飞边，降低塑件尺寸精度和顺利脱模。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，以最大压力为准，而最大压力是在注射时，熔体充满型腔的瞬间产生的，随着塑料的冷却和浇口的冻结，型腔内的压力逐渐降低，在开模时接近常压。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；由于本模具采用“一模 4件”结构，总体尺寸不是很大，故应以型腔的壁厚的刚度为准。刚度计算条件一般从下面三个方面来考虑：（1） 模具成型过程中不发生溢料（2） 保证塑件尺寸精度（3） 保证塑件顺利脱模在一般情况下，因塑料的收缩率较大，型腔的弹性变形量不会超过塑料冷却时的收缩值，因此，型腔的刚度要求主要是由不溢料和塑件精度来决定。当塑件某一尺寸同时有几项要求时，以最苛刻的条件作为刚度设计的依据。对于本塑件可以简化为整体式矩形型腔进行近似计算。 1）矩形型腔的结构尺寸计算在本模具设计中采用了整体矩形型腔，整体矩形型腔的结构简图如下：第 22 页 共 35 页图 6因本模具的型腔大体上似矩形，并且其l40-5025-3050-6030-3560-7035- 42由于采用一模4腔的设计，流道总长度为104mm.，型腔厚度取40mm.所以型腔的外形尺寸：260260 40mm.2）底板厚度的计算第 23 页 共 35 页 整体式矩形型芯的底板，如果后部没有支承板，直接支承在模脚上，中间是悬空的，底板可以看成是周边固定的受均匀载荷的矩形板，由于溶体的压力，板中心将产生最大的变形量，按刚度条件，型腔底板厚度为： 34Epbch 式中 由型腔边长比决定的系数； cbl/ 型腔内溶体的压力（）；pMPa 型腔短边长（）；bmm钢的弹性模量，取；EMPa51006. 2 允许变形量；取 0.05 mm)(mm经计算得：l/b=1.4查表得 =0.0226, p=50MPa，b=80mm。 c 所以 35.5mm3543405. 01006. 266500226. 0Epbch由于考虑到这是近似计算，为匹配标准模架，取 h=40mm。3.33.3 模架的选用模架的选用 根据型芯,型腔的尺寸.因此选用的模架外形尺寸为: A400 400的模架.4.4.合模导向机构的设计合模导向机构的设计导向机构的保证动摸或上下模合模时正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。在这里我采用导柱导向的形式。第 24 页 共 35 页4.14.1 导向机构的作用导向机构的作用1）定位作用 模具闭合后，保证定模或上下模的位置的正确，保证型腔形状和尺寸的精度；导向机构在模具装配过程中也起定位作用，便于装配和调整。2）导向作用 合模时首先是导向零件接触，引导动定模上下模准确闭合，避免型心先进入型腔造成成型零件的损坏。3）承受一定的侧向压力 承受塑料溶体在充型过程中产生单向侧压力和动模板自身的重力。4.24.2 导柱导向机构导柱导向机构（一）导柱1、导柱的结构 其结构采用如下图所示的结构：2、导柱结构和技术要求（1）长度 导柱导向部分长度=35+2080第 25 页 共 35 页=52mm. 直径 由于模架250315型。选用比较大，参考塑料注射 模中小型模架标准的尺寸组合。选用：导柱d8015035.实用注塑模设计手册 。（2）形状 导柱前端做倒角。（3）材料 导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内心，因此采用T10A钢经淬火热处理，硬度应达到5055HRC。导柱固定部分表面粗糙度为Ra0.8。导向部分为Ra0.4。（4）数量布置 导柱均匀分布在模具四周如下图所示：（5）配合精度 导柱固定端与模板之间采用H7/m6的过度配合；导柱的导向部分采用H7/f7的间隙配合。（二）导套1 、导套的结构形式 导套的典型结构如图所示：第 26 页 共 35 页D图 9 此类型导套为直导套，结构简单，加工方便，适用于简单模具或导套后面没有垫板的场合：2、导套结构和技术要求1）形状 为使导柱顺利进入导套，在导套的前端倒圆角。导柱孔最好做成通孔，以利于排出孔内空气及残渣废料。如模板较厚，导柱孔必须作成盲孔时，可在盲孔的侧面打一小孔排气。2）材料 导套用与导柱相同的材料或铜合金等耐磨材料制造，其硬度一搬应低与导柱硬度，以减轻磨损，防止导柱和导套拉毛。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为 Ra0.8。因此选用：导套d=6062的导套。GB 4619.3-84，材料T8A。固定形式和配合精度 采用H7/r6配合镶入模板。参考实用注塑模设计手册：5.5.推出机构的设计推出机构的设计5.15.1 推出机构的设计原则推出机构的设计原则第 27 页 共 35 页塑件在从模具上取下以前,还有一个从模具的成型零件上脱出的过程,使塑件从成型零件上脱出的机构称为推出机构。它包括以下几个部分，脱模力的计算、推出机构、复位机构等的机构形式、安装定位、尺寸配合以及某些机构所需的强度、刚度或稳性校核。在设计此机构时，应遵守以下几个原则：1推出机构应尽量设置在动模一侧,2保证塑件不因推出而变形损坏,3机构简单动作可靠,4良好的塑件外观,5合模时的正确复位 .5.25.2 脱模力的计算脱模力的计算注射成型后，塑件在模具内冷却定型，由于体积的收宿，对型心产生包紧力，塑件要从模腔中脱出，就必须克服因包紧力而产生的摩擦阻力。对于不带通孔的壳体类塑件，脱模时还要克服大气压力。一般而论，塑料制件刚开始脱模时，所需克服的阻力最大，即所需的脱模力最大，根据力平衡原理，列出平衡方程式：F=Ap(cosa-sina)式中：-塑料对钢的摩檫系数，约为 0.1-0.3A-塑件包容型芯的面积， P-塑件对型芯的单位面积上的包紧力，这里取P=3107Mpa5.35.3 简单推出机构简单推出机构1）推出机构一般包括推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、活动镶块及凹模推出机构、多元综合推出机构等。第 28 页 共 35 页考虑到本塑件的结构形状，推件板推出机构易使塑件产生变形且易产生毛刺,因此确定用推杆推出机构。推杆推出机构是最常见，而且也是应用最为广泛的。推杆头的形状根据塑件的成型面形式而定。由于本塑件的脱模力相对来说较大，故布置 四个推杆 。中间 也可以加气顶辅助推出。2）推杆的材料采用T8A碳素钢，热处理要求HRC50,工作端配合部分表面粗糙度Ra0.8。3）推出机构的导向与复位 为了保证推出机构在工作过程中灵活、平稳，每次合模后，推出机构应能回到原来的位置，所以需要设计推出机构的导向与复位装置。推出机构包括导向零件和复位零件。导向零件由推板导柱与推板导套所组成，本次设计采取导柱与导套相配合的形式，导套在顶杆固定板和副板之间，导柱在支持板上与下模座螺丝连接。因这样导柱除了起到向作用外，还能支承着动模支承板，这样改善了支承板的受力状况，提高了支承板的刚性。复位零件一般有复位杆复位和弹簧复位两种形式，本次设计采用复位杆复位形式，圆形截面，设置四根。位置设在推杆固定板的四周，这样可使推出机构合模时复位平稳，复位杆端面与所在动模分型面上平齐。推出机构推出后，复位杆高出分型面（其高度即为推出距离的大小）。合模时，复位杆 在弹簧力的作用下先复位，同时带动推件机构复位。6.6.注注射射机机相相关关参参数数的的校校核核第 29 页 共 35 页在前面已经确定了模具的结构、类型和一些基本的参数尺寸，如模具的型腔的个数、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面积、成型时所需的合模力、注射压力、模具的厚度、安装固定尺寸以及开模行程等。这些数据都与注射机的有关性能参数密切相关，如果两者不相匹配，则模具无法使用，为此，必须对两者之间有关的数据进行校核以满足要求。 6.16.1 注射压力的校核注射压力的校核注射成型机的最大注射压力应稍大于塑料制品的成型所需的注射压力，即P0P式中 P0注射成型机的最大注射压力； P 塑料制品成型时所需的注射压力。查有关手册可知 P0=130 Mpa，P=7090 Mpa所以 P0=130P=80 成立，即注射压力满足要求。6.26.2 锁模力的校核锁模力的校核锁模力的校核 锁模力又称合模力，是指注射成型机的合模装置对模具所施加的最大夹紧力。为了避免塑料注射机成型时由于受到注射压力的作用而使模具沿分型面而胀开，注射成型机的锁模力可按下式核算：F0P模A分100 或 F0K1P A分100式中 F0注射成型机的公称锁模力（N） ； P模模内压力（型腔内熔体压力） （Mpa） ； K1压力损耗系数，K1=2/3； A分塑料制品在及浇注系统在分型面上的投影面积之和。所以有：第 30 页 共 35 页F0=180000035(211.87+654)100=1217090所以 F0P模A分100 成立，故所选注射机的锁模力也符合要求。6.36.3 模具闭和高度的校核模具闭和高度的校核模具闭和高度应该满足以下关系：HminHmaxH式中 H模具闭合高度；Hmin注射成型机模具最小厚度；Hmax注射成型机模具最大厚度；Hmin=250H=299Hmax=350所以所选注射机的模具闭合高度满足要求。6.46.4 开模行程的校核开模行程的校核开模行程 S 是（合模行程）指模具开合过程中动模固定板的移动距离。它的大小直接影响模具所能成型的塑件高度。当模具需要利用开模动作完成侧向抽芯动作时，开模行程的校核还应考虑为完成抽芯动作所需增加的开模行程。次模具没有侧向抽芯动作，故开模行程按下式来校核：SmaxS= H1+ H2 即有 S=35034.0+84+10=128因而所选注射机的开模行程也符合要求。6.56.5 模具安装尺寸的校核模具安装尺寸的校核 不同型号的注射机其安装模具部位的形状和尺寸各不相同，设计模具时应对其相关尺寸加以校核，以保证模具顺利安装，需校核的主要内容有喷嘴尺寸、定位圈、模具的最大厚度与最小厚度及安装螺钉孔等。（1） 喷嘴尺寸 因为浇注系统的主流倒的尺寸是根据喷嘴尺寸而设计的，所第 31 页 共 35 页以此尺寸一定满足条件。 （祥见浇注系统设计）（2） 定位圈尺寸 此同上，因为定位圈是随着喷嘴尺寸而变化的相应的改变，故必满足要求。6.66.6 安装螺孔尺寸安装螺孔尺寸 我们采用用螺钉直接固定的方法，但要注意动、定模部分的底板尺寸与注射机对应模板上所开设的螺孔的尺寸和位置相适应。由于在设计的时候是用CAD 软件 ug 进行分型得出的结果，取的是标准数值，显然满足要求。至此已经校核完了注射机的相关工艺参数，即所选用的注射机符合要求。7.7.设设计计总总结结本次毕业设计的课题是摄像头底座注塑模设计,是在修完大学所有课程之后进行的一次综合性设计,是对以前所学知识的一次全面性检查。在这次毕业设计的过程中，我充分利用了所学知识，查阅了大量的参考书目，尽量将自己所学的知识与设计有机的结合起来，懂得了如何来设计塑件的注射模具的