苹果4S手机保护壳注塑模具设计【UG】【抽芯】【11张图纸/19300字】【优秀机械毕业设计论文】
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文档包括:
说明书一份。48页。19300字左右。。
开题报告一份。
图纸共11张，如下所示
A0-总装配图.dwg
A2-动模板.dwg
A2-型腔.dwg
A2-型芯.dwg
A2-定模板.dwg
A3-滑块座.dwg
A3-零件图.dwg
A4-侧型芯.dwg
A4-楔紧块.dwg
A4-浇口套.dwg
A4-耐磨块.dwg
UG三维图一套。
摘 要
塑料模具在当今社会越来越广泛的应用，从电脑、手机、饮料、台灯、水笔、水盆等方面应用极其广泛，可以说从我们的吃穿住行都离不开它。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。
本次的毕业设计是手机保护壳的注塑模的设计，依据产品的数量和塑料的工艺性能确定了以1次分型面注塑模的方式进行设计。模具的型腔采用一模2腔直线排列，浇注系统采用侧浇口成形，推出形式为推杆推出机构完成塑件的推出。由于塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统，因此在模具设计中也进行了设计。本次的设计中参考了大量的文献，还在互联网上查找资料，设计过程比较完整。
关键词 ：1次分型面注射模具；侧浇口；推杆。
目录
摘 要 1
绪论 3
1 塑料制件的分析 9
1.1 成型塑料件的工艺性分析 9
1.2 成型塑件的材料分析 11
1.2.1 ABS塑料主要的性能指标： 11
1.2.2 ABS的注射成型工艺参数: 12
2. 塑件成型的基本过程 13
3 注塑设备的选择 15
3.1估算塑件体积质量 15
3.2 注塑机的选择 15
4. 成型零件有关尺寸的计算 17
4.1型腔凹模尺寸的计算 18
4.2型芯凸模尺寸的计算 21
5. 浇注系统的设计 22
5.0 分型面的选取 22
5.1浇口套的选用 23
5.2冷料井的设计 24
5.3分流道的设计 25
5.4分流道的布置 26
5.5浇口设计 27
5.6浇口位置的选择 28
6 合模导向机构的设计 28
6.1导柱的设计 29
6.2 导套的设计 29
7 脱模结构的设计 31
8 侧向分型和抽芯机构的设计 31
8.1抽拔距的计算 32
8.2斜导柱的尺寸与安装形式 32
8.3 锁紧楔形式 33
8.4 斜导柱的受力分析及强度计算 33
9 排气系统和温度调节系统的设计 34
9.1排气系统 34
9.2温度调节系统的设计 34
10 绘制装配图 37
11注射机的校核 39
11.1 注射量的校核 39
11.2 锁模力的校核 39
12 模具的安装试模 40
结束语 42
致谢 43
参考文献 44
- 内容简介：
-
1 哈尔滨理工大学 学士学位论文开题报告 题目： 手机保护壳注塑模设计及其加工工艺分析 院 系 荣成学院 材料工程系 专 业 材型 09具） 指导教师 李忠 学 号 0930050321 姓 名 开题时间： 2013 年 3 月 22 日 2 哈尔滨理工大学学士学位论文开题报告 姓名 邵维斌 院、部、所、 中心 荣成学院 专业 材料成型及其控制工程 学号 0930050321 指导教师 李忠 论文方向 模具方向 论文题目 手机后盖保护壳注塑模设计 所涉及的学科 模具制造工艺 塑料模具设计 一、 选题依据、背景及意义 本次选题依据实物 机保护壳，在原模件的基础上进行模具设计。 自高分子材料问世以来，塑料加工业和模具制造业也在不断的飞速发展，所谓塑料模具是指塑料加工工业中和塑料成型机配套，赋予塑料制品以完整的构型和 精确尺寸的工具。由于塑料的种类和和加工方法多种多样，塑料成型机和塑料制品的结构又各不相同，所以模具的种类和结构也大不相同。 1 随着塑料产业的发展，通用工程塑料在对精度和强度等方面的要求也在不断提高，而塑料产品 的 发展，塑料制品的适用范围也在逐渐增大，也在某些方面也可以代替传统金属件。本课题提出了手机保护壳塑料膜的设计，具体通过保护壳的零件的结构 、 模具结构 、 浇注系统 、 抽芯机构 、冷却系统 、 抽芯工作原 理的 分析 ， 来完成整个模具的设计 。 件作为制造行业做广泛的大型 件之一，可 以实现设计、绘图、装配、辅助制造很多功能。 模具设计的流程很多，其中分模就是其中关建的一步。分模有两种：一种是自动的，另一种是手动的，当然也不是纯粹的手动，也要用到自动分模工具条的命令，即模具导向 。 品开发解决方案完全支持制造商所需的各种工具，可用于管理过程并与扩展的企业共享产品信息 。 其他解决方案的完整套件无缝结合 。 这些对于在可控环境下的协同 、 产 品数据管理 、 数据转换、数字化实体模型和可视化都是一个补充 。 二、与选题相关领域的国内外研究与发展现状、趋势及存在的问题 现阶段塑料手机保护壳产品有很多的有点，比如体积小 、环保、重量轻，效率高等优点。由于重金属有一定的物理问题，塑料制品越来越受亲睐。与此同时，塑料机壳设备在国内都有了较快的发展，并且具有广阔的前景。与其配套的塑料模具行业发展也具有较好的前景。 近年来，以安徽、河北为代表的黄三角地区塑料模具发展速度相当快。根据国际模具及五金塑胶产业的供应商协会负责人罗百辉介绍，塑料模具在整个模具行 业中所占的比重约为 30%,随着汽车、家电、电子通信、各种迅捷材料的迅速发展，预计未来的模具市场中，塑料模具总量的比例仍将逐步提高且发展大于其他模具。 尽管中国模具工业发展迅速，但是模具制造周期、模具精度、寿命和生产能力等方面，与国际水平和发达国家之间仍有差距，这些差距都是我国急需解决的问题。国内模具零件标准化约为20%，这些技术都存在或大或小的不足。在加工设备、模具制造工艺和测量技术上，我国和德国，日本之间都存在较大的差距。工业发达国家模具加工在线检测已普及应用，在这方面我们差距很大。 3 三、主要研究 内容 1、 模具结构类型的选择和设计 2、 型腔、型芯、定位、导向、连接、顶出、抽芯等零件的设计 3、 主要零件的（型芯型腔等）的选材 4、 主要零件的（型芯型腔）的加工工艺 四、预期思路与技术路线或设计与实验方案 计方案 1）塑料分析：根据手机保护壳所需要的力学性能及工艺性能，综合价格等因素来确定注塑材料。 2）模架的选择：通过 零件的综合分析确定相应的标准模架。 3）注塑级的选择： 通过分析确定最 大注塑量、最大注塑压力、最大锁模力、最大成型面积、安装尺寸等来确定注塑机。 4） 分型面的确定：通过对模件分 析选择一个正确的分型面，以及型腔位置 。 5） 浇筑系统的设置：根据模件的形状结构特点，来设计主流道、分流道、浇口和冷却系统 。 6） 脱模机构的设计，包括侧抽芯和顶出装置 。 7） 模具型腔计算 。 8） 冷却系统 9） 模具与注射机相关参数的校核 。 题目研究的塑件如下图 图 1 零件 3D 图 4 图 2 零件平面图 计重点 2D 软件的使用 ,3D 软件使用，分别使用 G。该产品属于机壳类产品，类似产品 需要使用 斜导柱 侧抽芯，外观要求严格，采用 搭接浇口 浇注，斜 导柱 计算相关的抽芯距离和角度。 工工艺分析 通过查阅资料确定型芯型腔的加工工艺，并制作工艺卡片。 五、研究进程 第一周 查找资料，外文资料翻译，拟开题报告。 第二至五周 确定设计方案 、开题分析三维模型，初选注塑机，材料等。 第六至八周 确定模具结构，完成设计，完成开模 3D 图，回执 2D 总装配图以及部分零件 2D 图 第九至十周 完成注塑模的加工工艺分析 第十一至十二周 撰写设计说明书，准备答辩 5 参考文献 1陆劲昆 编著 X 注塑模具设计 M京大学出版社 2王群 主编著 具设计 指导 M 国防工业出版社 3康亚鹏主编 具设计基础教程 M民邮电出版社， 2003 4王群主编 著 塑模具设计实例教程 M械工业出版社出版 5朱英彪主编 维建模精彩实例导航 M械工业出版社出版 6党根茂编著 M安电子科学出版社 7袁海东编著 M京希望电子出版社 8刘昌祺主编 M械工业出版社出版 9徐炜炯主编 M国轻工业出版社 . 10王荣桥主编 件设计进阶教程 M京希望电子出版社 11 塑模设计培训教程 M华大学出版社 12夏巨谌 ,李志刚编 著 .中国模具设计大典第 2 卷 (轻工模具设计分册 ) M. 江西科学技术出版社 13王文广 编 著 . 塑料注射模具没计技巧与实例 M. 北京：化学工业出版社 14肖景容编 著 . 塑料成型模具设计 M. 武汉： 华中理工大学出版社 15邓石城 ,王旭编 著 M. 上海：上海科技教育出版社 16钱志屏编著 . 塑料制品设计与制造 M济大 学出版社 17颜智伟编 著 M学研究出版社 18申树义 ,高济编 著 . 塑料模具设计 M. 北京：机械工业出版社 19曹宏深 ,赵仲治主编 . 塑料成型工艺与模具设计 M械工业出版社 . 1993 20宋铭柱等编著 . 塑料成形加工工艺 M. 杭州：浙江科学技术出版社 21邓石城 ,王旭编 著 M海科技教育出版社 22王孝培主编 M . 北京 ：机械工业出版社 23许发樾编著 . 塑料模具设计制造与应用实例 M. 北京：机械工业出版 社 6 开题报告评审组对本开题报告的评议 1 对选题依据、预期思路或技术路线的科学性、可行性、先进性及创新性的评价 2 存在的主要问题和改进意见 3同意 建议修改或补充 不同意 开题报告 指导教师签名： 评审组教师签名： 年 月 日 系主任对开题报告的意见 系主任签名： 年 月 日 参加学位论文开题报告的教师名单 姓名 专业技职务 学科、专业 工作单位 李 忠 副教授 材料工程系模具专业 哈理工荣成学院 张 伟 讲师 材料工程系模具专业 哈理工荣成学院 王伟华 讲师 材料工程系模具专业 哈理工荣成学院 刘淑杰 讲师 材料工程系模具专业 哈理工荣成学院 李军平 助教 材料工程系模具专业 哈理工荣成学院 很多客户打开装配图后出现 明细表序号缺失的现象，为了避免同种事情发生 下列步骤必看 第一次打开图纸的时候 必须选择 显示代理图形 不然就会缺失明细表序号 切记 很多客户打开装配图后出现 字体乱码的现象，为了避免同种事情发生 下列步骤必看 打开图之后 两次选择字体的机会 一定选择如图所示 有记忆功能 一旦第一次选择错误 序列号出现错误 以后再改设置 也不能挽救 只能重装 切记 1 摘 要 塑料模具在当今社会越来越广泛的应用，从电脑、手机、饮料、台灯、水笔、水盆等方面应用极其广泛，可以说从我们的吃穿住行都离不开它。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。 本次的毕业设计是 手机保护壳 的注塑模的设计，依据产品的数量和塑料的工艺性能确定了以 1次分型面注塑模的方式进行设计。模具的型腔采用一模 2腔直线排列，浇注系统采用 侧 浇口成形，推出形式为 推杆 推出机构完成塑件的推出。由于塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统，因此在模具设计中也进行了设计。本次的设计中参考了大量的文献，还在互联网上查找资料，设计过程比较完整。 关键词 ： 1次分型面注射模具； 侧 浇口； 推杆 。 2 目录 摘 要 . 1 绪论 . 3 1 塑料制件的分析 . 9 型塑料件的工艺性分析 . 9 型塑件的材料分析 . 11 料主要的性能指标： . 11 注射成型工艺参数 : . 12 2. 塑件成型的基本过程 . 13 3 注塑设备的选择 . 15 算塑件体积质量 . 15 塑机的选择 . 15 4. 成型零件有关尺寸的计算 . 17 腔凹模尺寸的计算 . 18 芯凸模尺寸的计算 . 21 5. 浇注系统的设计 . 23 型面的选取 . 23 口套的选用 . 24 料井的设计 . 25 流道的设计 . 26 流道的布置 . 27 口设计 . 28 口位置的选择 . 29 6 合模导向机构的设计 . 31 柱的设计 . 32 套的设计 . 32 7 脱模 结构的设计 . 34 8 侧向分型和抽芯机构的设计 . 34 拔距的计算 . 35 导柱的尺寸与安装形式 . 35 紧楔形式 . 36 导柱的受力分析及强度计算 . 36 9 排气系统和温度调节系统的设计 . 37 气系统 . 37 度调节系统的设计 . 37 10 绘制装配图 . 40 11 注射机的校核 . 42 射量的校核 . 42 模力 的校核 . 42 12 模具的安装试模 . 43 结束语 . 45 致谢 . 46 参考文献 . 47 3 绪论 模具是工业生产的重要装备，是国民经济的基础设备，是衡量一个国家和地区工业水平的重要标志。模具在电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，是工业发展的基石，被人称为 “ 工业之母 ”和 “ 磁力工业 ”。 模具是制造业的重要基础装备，是工业化国家实现产品批量生产和新产品研发所不可缺少的工具。用模具生产制品所表现出来的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高复杂程度是其他任何制造方法所不及的。 换句话说， 没有高水平的模具就不会有高水平的工业产品。 模具业是否强盛也反映出一个国家 工业的强弱。 塑料制品和注射成形在模具业的重要地位 塑料制品具有原料来源丰富 ,价格低廉 ,性能优良等特点。它在电脑、手机、汽车、 电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用 ，应用极其广泛。 注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。 塑料注射成形工艺的最大特点是复制，能够复制出所需任意数量 的可直接使用或稍作处理即可使用的制品，是一种适宜大批量生产的工艺。虽然在设备上投入较大，但是可以生产制品的数量非常大，实属一种经济快捷的生产方式，因此得到广泛的应用和快速的发展。 模具在我国的发展历程 过去在我国工业中，模具长期未受到重视。改革开放以来，塑料成形、家用电器、仪表、汽车等行业进入大批量生产，模具工业有了一定的发展。随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业、农业和日常生活等各个领域的应用越来越广泛，质量要求也越来越高。当今社会的进步和发展，使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求，然而有些商品的制 造必须依靠模具才能够生产加工出来，因此，模具的发展与人们的生活关系越来越紧密，如我们使用的电脑、手机、汽车 4 等产品都要依靠模具。在塑料制品的生产中，高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的成形设备等都是成形优质塑件的重要条件。 我国模具工业虽然有了长足的发展，取得了巨大进步，但是我们也要清醒地看到，我国模具工业总体水平比工业发达国家要落后很多，这与我国制造业发展的要求相比差距还很大；我们的企业技术装备还比较落后，劳动生产率也较低；模具生产专业化、商品化、标准化程度也不够高 ；模具产品主要还是以中低档为主，技术含量较低，高中档模具多数要依靠进口，产品结构调整的任务很重；人才紧缺，管理滞后的状况依然突出，等等。可见，我国模具工业的发展任重而道远。 前景展望 我国进入实施国民经济和社会发展的第十一个五年规划期，模具工业的发展也将进入一个关键时期。在这一时期，模具行业的主要任务是，在党中央关于把我国建设成为创新型国家的战略思想指引下，进一步推进改革，调整结构，开拓市场，苦练内功，提升水平，使我国模具工业在整体上再上一个新台阶。不断提升模具制造水平，振兴我国装备制造业，为实现把我国建设 成为制造业强国的宏伟目标而奋斗。 毕业设计主要内容及任务 热塑性塑料注射模的特点是由塑料原材料的特性所决定的，最主要的有两点：一是注射时塑料熔体的充模流动特性，二是模腔内塑料冷却固化时的收缩行为，这两点决定了注塑模的特殊性和设计难度。由于塑料熔体属于粘弹体，熔体流动过程粘度随剪切应力、剪切速率而变化，流动过程中大分子沿流动方向产生定向；模腔充满后熔体被部分压缩；冷却固化过程中塑料的收缩非常复杂，模腔内各部位、各方向塑料收缩率不同，不同种类、牌号的塑料收缩率有很大差异，同一牌号的树脂或塑料在加工时配方不同其 充模流动特性及收缩率也不同。基于上述特点，设计注塑模时首先要充分了解所加工的塑料原材料的特性，使设计的模具合理适用，并可在设计中有效利用塑料特性，如点浇口模具用于塑料绞链制品。 基本要求与注意事项 合理地选择模具结构：根据塑件的图纸及技术要求，研究和选择适当的成型 5 方法与设备，结合工厂的机械加工能力，提出模具结构方案，充分征求有关方面的意见，进行分析讨论，以使设计出的模具结构合理，质量可靠，操作方便。必要时可根据模具设计和加工的需要，提出修改塑件图纸的要求，但需征得用户同意后方可实施。正确地确定模具成型零件的 尺寸：成型零件是确定制件形状、尺寸和表面质量的直接因素，关系甚大，需特别注意。计算成型零件尺寸时，一般可采用平均收缩率法。对精度较高并需控制修模余量，可按公差带法计算，对于大型精密制件，最好能用类比法，实测塑件几何形状在不同方向上的收缩率进行计算。 设计的模具应当制造方便：设计模具时，尽量做到使设计的模具制造容易，造价便宜。特别那些比较复杂的成型零件，必须考虑是采用一般的机械加工方法加工还是采用特殊的加工方法加工。若采用特殊的加工方法，那么加工之后怎样进行组装，类似问题在设计模具时均应考虑和解决，同时还应考 虑到试模以后的修模，要留有足够的修模余量。 充分考虑塑件设计特色，尽量减少后加工，尽量用模具成型出符合塑件设计特点的制件，包括孔、槽、凸、凹等部分，减少浇口、溢边的尺寸，避免不必要的后加工。但应将模具设计与制造的可行性与经济性综合考虑，防止片面性。 设计的模具应当效率高、安全可靠：这一要求涉及到模具设计的许多方面，如浇注系统需充模和闭模快，模具零件应是耐磨耐用类零件，应对其材料温调系统效果好，脱模机构灵活可靠，自动化程度高等。 模具零件的耐用度影响整个模具的使用寿命，为此还应考虑如何但需注意零件寿命 与模具相适应。 模具结构要适应塑料的成型特性：在设计模具时并尽量满足要求，同样是获得优质制件的重要措施。 注塑模设计程序 注塑模具是一个专业性很强的学科，对理论和实践要求都很强，其设计过程 一般可分为一下步骤。 接受任务书 “模具设计任务书”通常由模具设计人员以“模具设计任务书”为依据进行模具设计。包括： 、经过审签的正规塑料制件图纸，并注明所用塑料的牌号与要求（如色泽、透明度等） 6 、塑料制件的说明书或技术要求； 、 成型方法； 、 生产数量； 、塑料制件样品； 调研、消化原始资料 收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工、特种工艺等有关资料，以备设计模具时使用。 选择成型设备 模具与设备必须配套使用。因为多数情况下都是根据成型设备的种类来进行模具设为此，在设汁模具之前，首先要选择好成型设备，这就需要了解各种成型设备的规格、性能与特点。 以注塑机来说，如注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出方式与即离、喷嘴直径与喷嘴球面半径、定位孔尺寸、模具最大与最小厚度、模板行程竿，都将影响到模具的结构尺寸与成型能力。同时还应初估模具外形尺寸，判断模具能否在所选的注射机上安装与使 用。 拟定模具结构方案 理想的模具结构应能充分发挥成型设备的能力（如合理的型腔数目和自动化水平等），在绝对可靠的条件下使模具本身的工作最大限度地满足塑件的工艺技术要求（如塑件的几何形状、尺寸精度、表面光洁度等）和生产经济要求（成本低、效率高、使用寿命长、节省劳动力等），由于影响因素很多，可先从以下几方面做起： ( l ）塑件成型 按塑件形状结构合理确定其成型位置，因成型位置在很大程度上影响模具结构的复杂性； ( 2 ）型腔布置 根据塑件的形状大小、结构特点、尺寸精度、批量大小以及模具制造的难易、成本高 低等确定型腔的数量与排列方式； ( 3 ）选择分型面 分型面的位置要有利于模具加工、排气、脱气、脱模、塑件的表面质量及工艺操作等； ( 4 ）确定浇注系统 包括主流道、分流道、冷料穴（冷料井），浇口的形状、大小和位置，排气方法、排气槽的位置与尺寸大小等； ( 5 ）选择脱模方式 考虑开模、分型的方法与顺序，拉料杆、推杆、推管、推板等脱模零件的组合方式，合模导向与复位机构的设置以及侧向分型气抽芯机构的选择与设计； 7 ( 6 ）模温调节 模温的测量方法，冷却水孔道的形状、尺寸与位置，特别是与模腔壁间的距离 及位置关系； ( 7 ）确定主要零件的结构与尺寸 考虑成型与安装的需要及制造与装配的可能，根据所选材料，通过理论计算或经验数据，确定型腔、型芯、导柱、导套、推杆、滑块等主要零件的结构与尺寸以及安装、固定、定位、导向等方法；（支承与联接如何将模具的各个组成部分通过支承块、模板、销钉、螺钉等支承与连接零件，按照使用与设计要求组合成一体，获得模具的总体结构。 结构方案的拟定，是设计工作的基本环节。它既是设计者的构思过程，也是设计对象的胚胎，设计者应将其结果用简图和文字加以描绘与记录，作为方案设计的依据。 方 案的讨论与论证 拟定初步方案时，应广开思路，随后广泛征求意见，进行分析论证与权衡，选出最合埋的方案。 绘制模具装配图 装配图尽量采用 1: 1 的比例画出，但允许放大或缩小。要做到视图选择合理，先从模腔开始，由里向外，一般采用 3要内容有： 型腔与型芯的结构； 浇注系统、排气系统的结构形式； 分型面及分型脱模机构； 合模导向与复位机构； 冷却或加热系统的结构形式与部位； 安装、支承、连接、定位等零件的结构、数量及安装位置； 确定装配图的图纸幅面、绘图比例、视图数量布置及方式。 绘制模具装配图时应注 意做到以下几点： 认真、细致、干净、整洁地将修改已就的结构草图， 将原草图中不细不全的部分在正式图上补细补全； 标注技术要求和使用说明，包括某些系统的性能要求按标准画在正式图纸上（如顶出机构、侧抽芯机构等），装配工艺要求确定的尺寸要求等） ,（如装配后分型面的贴合间隙的大小、上下面的平行度、需由装配使用与装拆注意事项以及检验、试模、维修等）。 全面检查，纠正设计或绘图过程中可能出现的差错与遗漏。 绘制零件图 8 绘制零件图时应注意做到以下几点： 凡需自制的零件都应画出单独的零件图 图形尽可 能按 1 正确，布置得当； 统一考虑尺寸形位公差、表面粗糙度的标准方法与位置，避免拥挤与十可将用得最多的一种粗糙度以“其余”的形式标于图纸右上角； 零件图的编号应与装配图中的序号一致； 标注技木要求，填写标题栏； 编写设计说明书 编写设计说明书有以下内容： 设计题目或设计任务书； 目录； 塑件分析（含塑件图）； 塑料材料的成型特性与工艺参数； 设备的选择：设备的型号、主要参数及有关参数的校核； 浇注系统的设计：塑件成型位置，分型面的选择，主流道、分流道、浇口、排气槽的形式、部位与尺寸以及流长比的 校核等； 成型零部件的设计与计算：型腔、型芯的结构设计、尺寸计算、强度校核等； 脱模机构的设计：脱模力的计算，拉料机构、顶出机构、复位机构等的结构形、安装定位、尺寸配合以及某些构件所需的强度、刚度或稳定性校核； 侧抽芯机构的设计：抽拔距与抽拔力的计算，抽芯机构的形式、结构、尺寸以及必要的验算； 脱螺纹机构的设计：脱模方式的选择，止转方法、驱动装置、传动系统、补偿机构等的设计与计算； 设计小结：体会、建议等； 参考资料：资料编号、名称、作者、出版年月。 在编写过程中要注意：文字简明通顺，缮写整齐清晰，计算正确 完整，并要画出与设计计算有关的结构简图。计算部分只要求列出公式、代人数据，求出结果即可，运算过程可以省略。写好后校对，最后装订成册。 9 1 塑料制件的分析 型塑料件的工艺性分析 通过对塑件外部造型、工艺结构的设计、对塑件进行计算仿真和生产验证，也通过对分模线、塑件的壁厚、圆角、塑件的尺寸精度、脱模斜度进行了综合的考虑，工件的尺寸和形状如下图 : 塑件图 从塑件厚来看，总的来讲塑件壁厚变化比较均匀，有利于零件成型。 10 脱模斜度分析 当塑件成型后因塑料收缩而包紧型芯 ，若塑件外形较复杂时，塑件的多个面与型芯紧贴，从而脱模阻力较大。为防止脱模时塑件的表面被檫伤和推顶变形，需设脱模斜度。 一般来说，塑件高度在 25下者可不考虑脱模斜度。但是，如果塑件结构复杂，即使脱模高度仅几毫米，也必须认真设计脱模斜度。 斜度作用： 便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度 ，在模具上称为脱模斜度。 脱模斜度选取 :取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率，一般取 301 30。 塑件脱模斜度的选取应遵循以 下原则： 1 塑料的收缩率大，壁厚，斜度应取偏大值，反之取偏小值。 2 塑件结构比较复杂，脱模阻力就比较大，应选用较大的脱模斜度。 3 当塑件高度不大（一般小于 2，可以不设斜度；对型芯长或深型腔的塑件，斜度取偏小值。但通常为了便于脱模，在满足制件的使用和尺寸公差要求的前提下可将斜度值取大些。 4 一般情况下，塑件外表面的斜度取值可比内表面的小些，有时也根据塑件的预留位置（留于凹模或凸模上）来确定制件内外表面的斜度。 5 热固性塑料的收缩率一般较热塑性塑料的小一些，故脱模斜度也相应取小一些。 6 一般 情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。综合以上的原则，由于塑件高度不是很大，收缩率一般，本设计中采用 30的脱模斜度。 表面粗糙度分析 塑料制件的表面粗糙度，除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等痴点外，主要取决于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度值要比塑件的低 12 级，塑料制件的表面粗糙度 模具使用中，由于型腔磨损而使表面粗糙度值不断加大，应随时给以抛光复原。非配合表面和隐蔽面可取较大的表面粗糙度值，除塑件外表面有特殊要求以外，一般型腔的表面粗糙度值要 低于型芯的。此外，塑件的表面粗糙度与塑料的品种有关。一般，型腔表面粗糙度要求达到 11 型塑件的材料分析 丙烯腈 苯乙烯共聚物 丙烯腈 苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此 时具有吸湿性强，但原料要干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度。 味、呈微黄色，成型的塑件有 较好的光泽。密度为 寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对 与烃长期接触会软化溶胀。 与成型加工，经过调色可配成任何颜色。 续工作温度为 70变形温度为 93耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。以成型压力高，故塑件上的脱模斜度宜稍大； 型加工前应进 行干燥处理； 具设计时应注意尽量少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。 料主要的性能指标： 使用 射成形塑料制品时，由于其熔体黏度较高，所需的注射成形压力较高，因此塑件对型芯的包紧力较大，故塑件应采用较大的脱模斜度。另外熔体黏度较高，使 品易产生熔接痕，所以模具设计时应注意尽量减少系统对料流的阻力。 吸水，成形加工前应进行干燥处理。在正常的成形条件下， 密度 ( 缩率 % 点 130160 12 热变形温度 45N/ 6598 弯曲强度 80 拉伸强度 3549 拉伸弹性模量 曲弹性模量 缩强度 1839 缺口冲击强度 1120 硬 度 6 体积电阻系数 1013 击穿电压 15 介电常数 注射成型工艺参数 : 注塑机类型：螺杆式 喷嘴形式： 通用式 料筒一区 150 170 13 料筒二区 180 190 料筒三区 200 210 喷嘴温度 180 190 模具温度 50 70 注塑压 60 100 保压 40 60 注塑时间 2 5 保压时间 5 10 冷却时间 5 15 周期 15 30 后处理 红外线烘箱 温度（ 70） 时间（ 1） 14 注塑成型是把塑料原料（一般经过造粒、染色、添加剂等处理之后的颗粒）放入料间当中，经过加热溶化使之成为高粘度的流体 得熔体通过喷嘴以较高的压力（约 2085溶入模具的型腔中经过冷 却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。 a 塑化过程 现代式的注射机基本上采取螺杆式的塑化设备，塑料原粒（称为物料）自从送料斗以定容方式送入料筒，通过料筒外的点加热装置和料筒内的螺杆旋转所产生的摩擦热，使物理熔化达到一定的温度后即可注射，注射动作是由螺杆的推进来完成的。 b 充模过程 熔体自注射机的喷嘴喷出来后，进入模具的型腔内，将型腔内的空气排出，并充满型腔，然后升到一定压力，使溶体的密度增加，充实型腔的每一个角落。 充模过程是注射成型的最主要的过程，由于塑料溶体的流动是非牛顿流动，而且粘度很大， 所以在压力损耗，粘度变化，多般汇流等现象左右塑件的质量，因此充模过程的关键问题 代的设计方法已经运用了计算机辅助设计以解决浇注系统设计中疑难问题。 c 冷却凝固过程 热塑性塑料的注射成型过程是热交换过程，即： 塑化 注射充模 固化成型 加热 理论上绝热 散热 热交换效果的好坏决定了塑件的质量，模具设计时，散热交换也要充分考虑，在现代设计方法中也采用了计算机辅助设计来解决问题。 d 脱模过程 塑件在型腔内固化后，必须采 取机械的方式把它从型腔内取出，这个动作由脱模机构来完成。不合理的脱模机构对塑件的质量影响很大，但塑件的几何形状是千变万化的，必须采用最有效和最好的脱模方式。因此，脱模机构的设计也是注射模具设计的一个主要环节，由于标准化的推广，许多标准化的脱模机构零部件也有商品供应。 由 a 至 d 形成了一个循环，就完成了一次成型乃至很多塑件 15 3 注塑设备的选择 算塑件体积质量 建模，三维零件设计 利用 件。进行三维实体建模，并可直接通过软件进行测量 体积说明 V=8594 塑机的选择 注射机的类型和规格很多，分类方法各异，按结构型式可分为立式、卧式、直角式三类，国产卧式注射机已经标准化和系列化。这三类不同结构形式的注射成型机各特点如下： 立式注射机的注射柱塞（或螺杆）垂直装设，锁模装置推动模板也沿垂直方向移动，这种注射成型机主要优点是占地面积小，安装或拆卸小型模具很方便，容易在动模上（下模） 安放嵌件，嵌件不易倾斜或坠落。其缺点是制品自模具中顶出以后不能靠重力下落。需人工取出，有碍于全自动操作，但附加机械手取产品后，也可以实现全自动操作，此类注射机注射量一般均在 60 克以 下。 16 卧式注射机是目前使用最广、产量最大的注射成型机，其注射柱塞或螺杆与合模运动均沿水平方向装设，并且多数在一条直线上（或相互平行）。优点是机体较低，容易操纵和加料，制件顶出模具后可自动坠落，故能实现全自动操作，机床重心较低安装稳妥，一般大中型注射机均采用这种形式。缺点是模具安装比较麻烦嵌件放入模具有倾斜或落下的可能，机床占地面积较大。 直角式注射机的柱塞或螺杆与合模运动方向相互垂直，主要优点是结构简单，便于自制适于单件生产者，中心部位不允许留有浇口痕迹的平面制件，同时常利用开模时丝杠的转动来拖动螺纹型芯或 型环旋转，以便脱下塑件。缺点是机械传动无准确可靠的注射和保压压力及锁模力，模具受冲击振动较大。 根据实际情况，注塑机的实际注塑量是理论注塑量的 80左右。即有 V s a 式中： 理论注塑容量， 实际注塑容量， g ; a 注塑系数，一般取值为 经计算可得 实际注塑量 V=2 8594 20625根据以上计算模具设计与制造简明手册表 2择注射机 机，其参数如下： 额定注射量： 125 3螺杆直径： 42射压力： 150模力： 900板行程： 300具最大厚度： 300模具最小厚度： 200板尺寸： 450 420杆空间： 260 290位孔直径： 100模方式：液压 机械 17 该塑件的材料 一种收缩范围 较大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法计算。查手册得的收缩率为 故平均收缩率为 公差数值表 基本尺寸 精 度 等 级 1 2 3 4 5 6 7 8 公 差 数 值 3 63 106 1410 1814 2418 3024 4030 5040 6550 8065 10080 120100 140120 - 18 160140 - 180160 - 200180 - 225200 - 精度等级表 , 精度尺寸的选用 25 类别 塑件种类 建议采用的精度等级 高精度 一般精度 低精度 1 4 5 根椐塑件的要求，由以上两表可查得：该塑件可按精度等级为 4 级精度 选取。 此产品采用级精度，属于一般精度制品。因此，凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造与作用修正系数 x 取值可在 范围之间，凸凹模各处工作尺寸的制造公差，因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达到 合参考，相关计算具体如下： 腔凹模尺寸的计算 （相关公式参见塑料制品成型及模具设计第 79 19 图 腔 (一 )、型腔径向尺寸的计算： z =（ 1+ + z 凹模径向尺寸（ 塑件径向公称尺寸（ 塑料的平均收缩率（） 塑件公差值（ z 凹模制造公差（ 由： 16.6 0.3 又查表知 4级精度时塑件公差值 1= 2= 践证明：成型零件的制造公差约占塑件总公差的 1/3 1/4，因此在确定成型零件工作尺寸公差值时可取塑件公差的 1/3 1/4。为了保持较高精度选 1/4。 由于 ： z= 1/4 得 ： 20 则 ： + z=（ 1+ + z =（ 1+ = 2+ z=（ 1+ + z =（ 1+ 二 )、型腔深度尺寸的计算： 凹模深度尺寸同样运用平均收缩率法： z =（ 1+ + z 凹模深度尺寸（ z 凹模深度制造公差（ 其余符号同上 由 ： 0.1 取 4级 精度时 1= 由 z=1/4得： 则 ： + z =（ 1+ + z =（ 1+ 21 芯 凸模尺寸 的计算 图 芯 运用平均收缩率法： z =（ 1+ z 型芯径向尺寸（ z 型芯径向制造公差（ 其余符号同上 由 ： 8.3 取 4级 精度时 1=0.5 2= z=1/4 得 ： 则 ： z =（ 1+ z =（ 1+ = 2 z =（ 1+ z =（ 1+ 二 ) 型芯 高度 尺寸的计算 运用平均收缩率法： 2
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