818收音机后盖注塑模具设计

摘 要本次设计主要是收音机后盖塑件的模具设计。首先分析塑件工艺结构，了解塑件的技术要求，测量塑件尺寸，绘制塑件图，选用 ABS 材料，设计出一模一腔的塑料模具。同时，详细叙述了设计过程如何分析塑件制品的结构、性能，确定成型方案，成型部分的设计，导向机构、浇注系统、顶出机构、排气、冷却系统等。本套模具设计通过三维软件 Pro/E 对其造型，分析以及建模。使用 solidworks 进行组装，并详细介绍了一套塑料模具设计的全部过程。关键词： 型腔； 型芯； 塑料模具； 分型面； ABSABSTRACTThis design is mainly the mold design of plastic parts of radio back cover.First of all, the craft structure of plastics parts should be analyzed and the technical requirements of plastic parts should be mastered. Next is measuring the sizes of those parts and drawing plastic parts diagram. The last one is the selection of ABS material, designing a model of a cavity and a plastic mold.At the same time, how to analyze the structure and function of plastic products and how to determine forming program during the design process are described in details in this thesis, including the design of forming part, guiding mechanism, pouring system, ejector mechanism, cooling system and so on.This set of mould is analyzed and modeled by three-dimensional software Pro / E . It is installed through the use of Solid Works. This paper also introduces the whole process of designing a set of plastic mold exhaustively.Key word:Cavity; Type core; Plastic mold; Parting surface; ABS目 录1 绪论 .11.1 课题来源及意义 .11.2 模具在加工工业中的地位 .12 塑件工艺分析与注射机工艺参数 .42.1 塑件工艺结构分析 .42.2 塑料材料的成型特性与工艺参数 .52.2.3 ABS 的注塑工艺参数 .62.3 脱模斜度的确定 .72.4 注射量的计算 .72.5 锁模力的计算 .72.6 注射机型号的确定 .82.7 注射机工艺参数的校核 .82.7.1 注射量的校核 .82.7.2 开模行程的校核 .83 模具结构零部件的设计 .103.1 制件在模具中的分布 .103.1.1 型腔的布置 .103.1.2 分型面的选择 .103.2 注射模架确定 .103.3 浇注系统的设计 .113.3.1 确定浇口形式及位置 .113.3.2 主流道的设计 .123.3.3 分流道设计 .133.3.4 冷料穴设计 .143.3.5 排气槽的设计 .143.4 合模导向机构的设计 .143.4.1 导柱导向机构 .153.4.2 导套设计 .153.5 推出机构的设计和计算 .153.5.1 设计原则 .153.5.2 推出力的计算 .163.5.3 脱模机构的选用 .173.5.4 浇注系统凝料脱出机构 .173.6 外侧抽芯机构 .183.6.1 斜导柱设计 .183.6.2 滑块设计 .193.6.3 导滑槽设计 .193.7 内侧抽芯机构 .193.8 冷却系统的设计 .203.9 模具的开合模动作 .214 成型零部件的设计和计算 .234.1 成型零部件的结构设计 .234.2 成型零部件工作尺寸计算 .244.2.1 成型零部件的性能要求 .244.2.2 型腔、型芯工作部位尺寸的确定 .244.3 成型零部件的强度与刚度计算 .265 模具三维示意图 .286 总结 .307 致谢 .31参考文献 .32附录 .35 1 绪论1.1 课题来源及意义本课题来自日常生活中常见的塑料制品。所选课题是高灵敏度收音机的外壳。包含了模具的基本结构，并有侧向抽芯机构和斜顶机构，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，特别是侧向抽芯机构和斜顶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、侧向抽芯机构、斜顶机构、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。综合利用三维 pro/e 和二维 Auto CAD 进行设计并绘制各种非标准零件图纸。在设计中附有大量的模具结构图和各种说明图片。通过对模具设计专业的学习，掌握了常用材料在成型过程中对模具的工艺要求，掌握模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。1.2 模具在加工工业中的地位模具的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。模具主要类型有：冲模、锻摸、塑料模、压铸模、粉末冶金模、玻璃模、橡胶模、陶瓷模等。塑料模具是随着塑料工业的发展而发展的。近年来,人们对各种设备和用品轻量化要求越来越高, 这就为塑料制品提供了更为广阔的市场。塑料制品要发展, 必然要求塑料模具随之发展。汽车、家电、办公用品、工业电器、建筑材料、电子通信等塑料制品主要用户行业近年来都高位运行, 发展迅速,塑料模具也快速发展。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 6090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。中国塑料模具无论是在数量上,还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步,但与国民经济发展的需求和世界先进水平相比, 差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时,一些低档塑料模具却供过于求,市场竞争激烈,还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。我国塑料模具行业和国外先进水平相比,主要存在的问题:(1) 发展不平衡,产品总体水平较低。虽然个别企业的产品已达到或接近国际先进水平,但总体来看, 模具的精度、型腔表面的粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。(2) 工艺装备落后。虽然部分企业经过近几年的技术改造,工艺装备水平已经比较先进,有些三资企业的装备水平也并不落后于国外,但大部分企业的工艺装备仍比较落后。更主要的是我们的企业组织协调能力差,难以整合或调动社会资源为我所用,从而就难以承接比较大的项目。(3) 创新能力弱。一方面是技术人员比例低、水平不够高,另一方面是科研开发投入少,更重要的是观念落后,对创新和开发不够重视。模具企业不但要重视模具的开发,同时也要重视产品的创新。(4) 供需矛盾一时还难以解决。近几年,国产塑料模具国内市场满足率一直不足74%,其中大型、精密、长寿命模具满足率还要低,估计不足 60%。同时,工业发达国家的模具正在加速向我国转移,国际采购越来越多,国际市场前景看好。市场需求旺盛,生产发展一时还难以跟上,供不应求的局面还将持续一段时间。(5) 体制和人才问题的解决尚待时日。在社会主义市场经济中,竞争性行业,特别是像模具这样依赖于特殊用户,需单件生产的行业,国有和集体所有制原来的体制和经营机制已显得越来越不适应。人才的数量和素质也跟不上行业的快速发展。虽然各地都在努力解决这两个问题,但要得到较好解决尚待时日。(6) 近几年,原材料、能源、人工等成本持续上升,而模具价格却持续下降,因此模具企业的总体利润率不断下滑。为了发展, 模具企业必须在改善管理、提高生产效率,特别是在创新上下功夫才行。从以前的经验型和模仿型设计向自主创新设计方向发展,以及积极采用高新技术已然成为一种趋势。尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口 10 多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。（1）注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。（2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。（3）推广 CAD/CAM/CAE 技术；模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具技术发展的一个重要里程碑。模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。（4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。 2 塑件工艺分析与注射机工艺参数2.1 塑件工艺结构分析本次设计的产品为 PARTS-818 型收音机后盖，其三维实体如下图 2.1 和 2.2 所示。图 2.1 收音机后盖外侧图 2.2 收音机后盖内侧（1）该塑件尺寸不大，一般精度等级。包括了模具的基本结构，其中有一处外侧抽芯，内侧抽芯七处。（2）为了满足制品表面质量要求，提高成型效率，决定采用点浇口。（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）材料采用 ABS，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 6080。2.2 塑料材料的成型特性与工艺参数2.2.1 选择材料ABS Acrylonitrile-butadiene-styrene 丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物2.2.2 材料分析（1）基本特性 是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性，使具有良好的综合力学性能。丙烯腈使有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使坚韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。 ABS 无毒、无味，呈微黄色，外观为粒状或粉状，成型的塑料件有较好的光泽。密度为 1.081.2/cm 。ABS 有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。有良好3的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对 ABS 几乎无影响，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS 塑料表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS 有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为 70，热变形温度约为 93。使用温度范围为-40100耐气侯性差。在紫外线作用下易变硬发脆。根据 ABS 中三种组分之间的比例不同，其性能也略有差异，从而适应各种不同的应用。根据应用不同可分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型等。（2）主要用途 ABS 在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池、冷藏库和冰霜衬里等。汽车工业上用 ABS 制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节管、加热器等，还有用 ABS 夹层板制小轿车车身。ABS 还可用来制作水表壳、纺织器材、电器零部件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。（3）成型特点 ABS 在升温时粘度增高，所以成型压力较高，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小浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在 5060 度，要求塑件光泽和耐热时，应控制在 6080 度。2.2.3 ABS 的注塑工艺参数1、注塑机类型 螺杆式 7、保压力 50-70MPa2、喷嘴形式 直通式 8、注射时间 3-5s3、螺杆转速 30-60r/min 9、保压时间 15-30s4、喷嘴温度 180-190 C10、模具温度 50-70 C5、成型温度料筒：前 200-210 C中 210-230 C后 180-200 C11、冷却时间 15-30s6、注射压力 70-90MPa12、成型周期 40-70s 2.3 脱模斜度的确定由于制品冷却后产生收缩时会紧紧包在凸模上，或由于黏附作用而紧贴在型腔内。为了便于脱模，防止制品表面在脱模时划伤、擦毛等，在制品设计时应考虑其表面在合理的脱模斜度。本设计中 ABS 的脱模斜度取 0.5。2.4 注射量的计算根据 PRO/E 建模得到实体塑件，分析其质量属性下图可得知的质量为 m=17.34g，密度由表可查得 =1.041.07g/（在本设计中取 1.05g/） ，所以塑件的体积为：V=m/p=17.34/1.05=17.25而流道凝料的质量 m。 ，由于是一模腔，则计算流道凝料的质量一般是 m 的 0.3 倍计算。则总的注射量是：M 理 = nm+ m。=nm+0.3nm =117.341.3 =22.54g故实际注射机的注射量 M 注应该大于其实际的注射量，即：M 注25g2.5 锁模力的计算注射时，为防止模具分型面被模腔压力顶开，必须对模具施以足够的锁紧力，否则在分型面处将产生溢料。因此设计模具时应使注射机的锁模力Fn 大于模具将分型面胀开的压力 f。 锁模力的计算公式：FnC.Pav.A=C.Pav.k.v (2-1)Fn 是锁模力；安全系数 C 一般取1.11.3，本设计中取 1.2；Pav 是平均压力；A 是最大成型面积。根据 PRO/E 建模，对塑件投影面积分析得 A 为 7014.07 。流道m2凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积 a ，在模具设计前是个未知数，根据多型腔模的统计分析，大致是塑件在分型面上的投影面积的 0.20.5 图 2.3 质量属性倍,结合本设计的实际情况取 s=0.2，则总的投影面积计算为：A = nA + a = A + sA (2-2)所以：A = 17014.07 + 0.27014.07 =8416.88m2FnC.Pav.A=1.28416.8835=353.5kN故 Fn360kN2.6 注射机型号的确定注射机规格主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式来确定，在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下进行注射机相关参数的计算。在本设计中，根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，初步选用宁波创基机械有限公司的LOG90-M6 卧式注射机，主要技术参数：理论注射量/ =154螺杆（柱塞）直径/=38注射压力/MPa=179螺杆转速/(r/min) =0180锁模力/kN =900拉杆内间距/ =360360移模行程/=320最大模具厚度/=360最小模具厚度/=150锁模型式为曲肘式2.7 注射机工艺参数的校核2.7.1 注射量的校核为确保塑件质量，注射模一次成形的塑料重量（塑件和流道凝料重量之和）应该在公称注射量的 35%75%范围内，最大可达 80%，最低不应小于 10%。=154 ， =1541.05=161.7v公 G公0.35 =161.70.35=56.6公0.75 =161.70.75=121.275公而塑件和流道凝料重量之和为 22.54g，故符合要求。2.7.2 开模行程的校核开模取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。对于液压-机械式锁模机构注塑机，其最大开模行程由注塑机曲轴机构的最大行程决定，与模具厚度无关。双分型面注射模，其开模行程按下式校核： S H1 +H2+a+(510) (2-3)式中 S注塑机的最大开模行程（）H1塑件推出距离（）H2塑件高度（）a定模板与定模的分开距离（）已知 H1=15mm；H2=18.74mm；取 a=35mm。S H1 +H2+a+(510) =2018.7435(510)=（73.7478.74）mm由于 LOG90-M6 卧式注塑机的移模行程为 320mm，即 78.74mmHRC55， Ra 取 0.8 1.6。（1）计算斜导柱倾斜角斜导柱倾斜角是决定斜导柱抽芯机构中工作效果的重要参数， 的大小对斜导柱的有效工作长度、抽芯距、受力状况等有直接影响。最常用的是 。 本200模具采用中间值 。20=（2）计算斜导柱直径 d图 3.8 斜 导 柱斜导柱在工作时起到抽拔力和滑块的悬挂作用，还起到侧向抽芯的平衡抽拔作用，因此斜导柱理论直径计算公式如下：32cos10aWHCFd 由于计算比较复杂，有时为了方便，也可用查表的方法确定斜导柱的直径。先按已求得的抽芯力和选定的斜导柱倾斜角在塑料成型工艺与模具设计表 10.1 中查出最大弯曲力，然后根据最大弯曲力和 Hw 以及斜导柱倾斜角在表 10.2 中查出斜导柱的直径 d。取 d=14mm，侧抽芯斜导柱孔径 D=15mm。（3）计算斜导柱长度斜导柱长度与抽芯时导柱工作长度（由抽出距决定）及导柱直径和固定板厚度有关。此次设计斜导柱总长度 L=45mm。（4）斜导柱固定方式本次设计中将斜导柱安装在定模固定板底部，其尾端在定模固定板与定模支撑板之间，这种方式侧向抽芯机构拆装比较方便，但要注意侧滑块与推杆在合模复位过程中不发生干涉现象。3.6.2 滑块设计滑块尺寸长、宽由侧向抽芯的成型面积决定，主要尺寸为侧向开模大小，其值先确定小头尺寸，它由斜导柱的直径、小头的强度所决定，在根据锁模角的斜度以及锁模所需的长度，计算出滑块的大头尺寸。滑块设计要求要有更好的耐磨要求，因此其材料的品质一般比型腔要求稍高，为了避免与活动件母体的咬合，硬度大多采用略高于活动母体的硬度，即40HRC。此处采用 45 钢，安装组合粗糙度 Ra 为 0.8m，配合精度为 H7/m6。3.6.3 导滑槽设计导滑槽设计的主要技术要求有：（1）材料与热处理要求。导滑槽做成整体式，所以的其材料与模具材料一样。（2）导滑部分的配合精度：H7/m6，其余各留 0.5mm 间隙，配合部分的粗糙度要求 Ra0.8um。（3）滑块在导滑槽中滑动要平稳，不应发生卡滞，跳动等现象。（4）滑块完成抽芯动作后留在滑槽内的滑块长度不应小于滑块全长的 2/3，否则滑块在开始复位时容易倾斜，甚至损坏模具。3.7 内侧抽芯机构内侧抽芯机构由斜顶机构顶出，其顶端大小尺寸由型芯大小来决定，其斜度大小为 ，将斜顶与推块通过圆轴连接，即可以做为一斜顶机构，在顶出时又可作为顶出5机构。斜顶的顶部端面的硬度要求在 HRC50，应作氮化处理，以增强耐磨性，且给推杆导槽中留够足够的水平距离，防止其干涉。图 3.9 斜推杆抽芯3.8 冷却系统的设计注塑成型时，模具的温度直接影响到塑件的成型质量和生产效率，也影响到注塑周期。因此在使用模具时必须对模具进行有效的冷却，添加温度调节系统以达到理想的温度要求。热塑性塑料在注射成型后，要使熔融的塑料的热量尽快传给模具，必须做好冷却通道的设计工作，以便使塑件可靠冷却定型并可迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。模具的冷却方法有水冷却、空气冷却和油冷却。因为水的热容量大，传热系数大，成本低，且低于室温的水容易取得，所以冷却水普遍使用。用水冷却即在模具型腔周围或型腔内开设冷却水通道，利用循环水将热量带走。冷却装置的设计要考虑以下几点：（1）冷却水道尽量多，冷却通道孔径尽量大。（2）冷却水道至型腔表面距离应尽量相等。（3）浇口处加强冷却。（4）冷却水道的出、入温差应尽量小。（5）冷却应沿塑料收缩方向设置。（6）冷却水道的布置应避免开设在塑件易产生熔接痕的部位。 （7）冷却通道的密封性要好，冷却通道的进口与出口接头尽量不要高出模具外表面。在本设计中，塑件为典型薄壁壳体机构，故采用的是直流循环式冷却水道，即通过在模体上直接打孔，并通以冷却水而进行冷却，是最常见的一种形式。通过软管在模外连接冷却水路。3.9 模具的开合模动作收音机外壳模具动作原理：注射结束开模时，动模一侧由分型面 A 开始向下运动，定模板因弹簧的作用也随着动模从分型面 B 开始向下运动，主流道塑料与浇口套分开。同时滑块跟随定模有向下的运动，还在斜导柱的作用下使外侧抽芯开始向外抽动。当定模板移动到一定距离后受到限位杆的作用，停止向下运动，外侧抽芯完成。动模板继续向下运动，浇口废料与塑件分离。一定距离后，动模停止向下运动，液压缸将推板推出，顶出杆将塑件顶出，斜推杆向内运动，完成内测抽芯动作。取出塑件和废料。开模动作完成。合模时，液压缸将推板拉回来，复位杆复位，并使推板复位。然后动模一侧向定模运动，动模板运动到一定距离后斜导柱使滑块进行合模复位，定模固定板和定模因动模板合模，弹簧处于压缩状态，整个合模过程完成，为下一次注射做好准备。图 3.10 合模状态示意图图 3.11 开模状态示意图 4 成型零部件的设计和计算4.1 成型零部件的结构设计塑件在成型加工过程中，用来充填塑料熔体以成型制品的空间被称为型腔。构成模具型腔的零件统称为成型零件，主要包括凹模、凸模、型芯镶块、各种成形杆和成形环。凹模是成型塑件外表面的主要零件，凸模是成型塑件内表面的主要零件。由于这些成型零件直接与塑料熔体接触，要承受熔融塑料流的高温、高压冲刷，脱模摩擦，因此成型零件不紧要有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度值而且还要求有合理的结构设计和较高的强度、刚度及较好的耐磨性。由 于 此 次 设 计 的 制 件 抽 芯 机 构 多 且 复 杂 ， 为 了 便 于 加 工 制 造 ， 型 芯 型 腔 均采 用 整 体 式 ， 减 少 了 热 处 理 变 形 。（ 1） 外 侧 一 个 通 孔 采 用 斜 导 柱 侧 向 抽 芯 机 构 ， 并 将 其 设 置 在 动 模 上 。图 4.1 测 孔（ 2） 七 个 内 侧 小 凸 台 ， 采 用 常 用 的 内 侧 抽 芯 ， 利 用 斜 顶 顶 出 机 构 ， 将 其设 置 在 动 模 上 。图 4.2 内 凸 台 4.2 成型零部件工作尺寸计算4.2.1 成型零部件的性能要求由 于 成 型 零 件 直 接 与 高 温 高 压 的 塑 料 熔 体 接 触 ， 它 必 须 有 以 下 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 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 ；（ 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。4.2.2 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 0.4%0.7%。平均收缩率为: S=（0.4%+0.7%）/2=0.55%，此次设计取 0.5% 。型腔工作部位的尺寸计算公式：型腔径向尺寸 (4.1)_)1(00 zz XsmL+=型腔高度尺寸 (4-2)(00 zzsH+型芯径向尺寸 (4-3)_)1(zz Xmhs=型芯高度尺寸 (4-4)0_0_)(zzs+式中L塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸（mm）-塑料平均收缩率，取 0.5%Sl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塑件内型高度基本尺寸的最小尺寸（mm）x修正系数，径向尺寸公式取 1/23/4,X=3/4 高度或深度尺寸取1/22/3,X=2/3塑件公差（mm） ；=0.05模具制造公差，取（1/31/4），本次设计去 =1/3 塑件原始尺寸/mm计算公式 计算尺寸/mm型腔径向尺寸 105. _)1(00 zz XsmL49.15017.型腔径向尺寸 67.84.0 )(00 zzs 68017.型腔径向尺寸 25.0 _)1(00 zz Xs.017.型腔径向尺寸 .5.0 )(00 zzmLs 24017.型腔径向尺寸 185.0 _)1(00 zz Xs5.017.型腔径向尺寸 6.235.0 )(00 zzs 6017.型腔径向尺寸 5.0 _)1(00 zz XmLs3.017.型腔高度尺寸 .15.0 )(00 zzHs 2017.型芯径向尺寸 205. _1zz Xhs+=6.05.型芯径向尺寸 68305. 0_0_)(zzms 05.型芯径向尺寸 105. 0_0_)1(zz Xs+=305.型芯径向尺寸 42705. 0_0_)(zzhs 14805.型芯径向尺寸 805. 0_0_)1(zz Xms+=05.型芯径向尺寸 5.045. 0_0_)1(zz Xsmh+=5.10.型芯径向尺寸 2105. 0_0_)(zzs 2605.型芯高度尺寸 05. 0_0_)1(zz Xs+=305.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。4.3 成型零部件的强度与刚度计算在注射成型过程中，型腔承受塑料熔体的高压作用，因此模具型腔应有足够的强度和刚度。强度不足将导致塑性变形，甚至破坏。刚度不足将产生挠曲变形，导致型腔向外膨胀，产生溢料间隙。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，在本次设计中型腔的强度和刚度按型腔整体式计算。（1）侧壁厚度 S 的计算矩型型腔受塑料熔体压力时，四壁变形，两长边大于两短边，当长、短边侧壁厚度相同时，长边能满足要求，短边更无问题，因此，侧壁厚度计算归结为长边厚度的计算。(4-5)314)CP(SEH式中：S-型腔侧壁厚度（mm） ；-型腔侧壁受压高度（取 12mm） ；H1E-模具材料的弹性模量（碳钢为 2.06 MPa） ；105p-型腔压力（取 35MPa） ； -任一自由边中点的允许变形量，由塑料宽度公差，由经验式计算决定（取0.023mm） ；C-由 决定的系数（取 0.93） ；l1经计算得出 S15.6mm.（2）型腔底板厚度 h 的计算由两端平行支架的整体式矩形型腔的底板，可视为受均布载荷四周固定的矩形板，底版的长边和短边分别为 L 和 b，其最大翘曲变形发生在板的中心。 (4-6)314/)(Ephbc式中：h-整体式矩形底板厚度（mm） ；b-矩形板受力短边长度；-由型腔边长比 决定的系数；C bl知 =0.0245，P=35MPa，b=68mm，E=2,06 MPa,=0.023mm，可得 105h15.6mm，此次设计取值为 27mm，故符合要求。 5 模具三维示意图图 5.1 模具装配示意图 1图 5.2 模具装配示意图 2图 5.3 模具爆炸示意图 1图 5.4 模具爆炸示意图 2 6 总结通过对收音机后盖壳成型模具的设计，对常用塑料在成型过程中对模具的工艺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了一次新的锻炼。在设计过程充分利用了各种可以利用的方式，浇口的位置设置时利用了工件装配特点，使得在设计过程简化。同时在反复的思考中不断深化对各种理论知识的理解。 模具 CAD 技术是模具传统设计方式的革命，通过对参考资料的查阅以及 solidworks 的装配图评估，及时发现了在运动过程中出现的干涉和间隙分析、孔对齐分析，避免了错误的积累，大大提高了设计效率，尤其是系列化或类似注射模具设计效率更为提高。这次设计发现自己对注塑模具设计的流程已经清楚但对于细节的东西还是没有掌握经常要查参考资料大大的影响了设计速度。总之，通过毕业设计的又一次锻炼完全清楚：充分利用 CAD 技术和Pro/E、solidworks 软件进行设计，在模具符合使用要求的前提下减少了工作量。同时在实际中不断的积累经验，以设计出符合实际的模具。 7 致谢本 次 毕 业 设 计 是 在 张 达 响 老 师 的 精 心 指 导 和 帮 助 下 完 成 的 。 在 毕 业 设 计 的 过程 中 ， 我学到了非常多的东西，不仅仅是模具方面的专业知识，还有张老师的敬业和职业道德以及对学生工作一丝不苟的精神。同时，我还得到了其他老师和学生的热心帮助和指导，在这一并表示感谢。另 外 ， 我 要 向 大 学 四 年 来 一 直 关 心 和 支 持 我 学 习 的 领 导 、 同 学 和 朋 友 们 表 示衷 心 的 感 谢 ！这次设计能顺利完成，得感谢张达响老师的精心指导及对模具结构优化提出了宝贵的意见。如果有不到不完善之处望批评指正。非常感激！参考文献1 郭纪林 余桂英.机械制图.大连理工大学出版社.大连：2005.82 屈华昌.塑料成型工艺与模具设计.高等教育出版社.北京：2007.83 杨占尧 白柳.塑料模具典型结构设计实例.化学工业出版社.北京：2008.104 叶久新 王群.塑料成型工艺与模具设计.机械工业出版社.北京：2007.115 李勇.塑料注塑模具经典结构 180 例.机械工业出版社.北京：2009.116 曹丽平 赵祝和.塑料模具设计步骤与实例精解.机械工业出版社.北京：2009.107 张根华 黄利等.精通 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 中文版模具设计.科学出版社.北京：2011.68 李军.互换性与测量技术基础.华中科技大学出版社.武汉：2010.69 Donggang Yao, Scaling Issues in Miniaturizaton of Injection Molded Parts Journal of Manufacturing SCIence andEngineering. November 2004, Vol.126/73310 The Thickness Profile of Ultra-High Molecular Weight Polythene Films During Sequential Biaxial Drawing .PolymerEngineering and SCIence ,January 2003.Vol.43 , No.1文献综述前言随着注射成型技术的不断发展，塑料制品已经深入到日常生活中的每个角落。由于塑料件具有重量轻，生产方便，价格便宜，放大到成人用品，小到儿童玩具，几乎全部采用塑料件生产。塑料件的模具结构设计，应根据企业实际生产的具体要求来进行模具结构设计。正文该塑料模具将采用点浇口三板式模具结构，设置两个分型面分别用于取出塑件和流道凝料。为满足塑件能够自动脱模，流道凝料能够自动坠落的要求，本设计打算采用顺序分型结构，用拉料杆拉断点浇口，实现自动切断和坠落，拉杆起到限位作用。同时，针对塑件三侧有侧凹的机构要求，采用斜顶侧向抽芯机构，该侧向抽芯机构由斜杆和定位块组成，通过斜杆借助开模的运动来完成侧凹的成型。经过对各机构的优化设计和计算，设计的斜顶机构能够按照要求准确的成型所需要的侧凹结构。设计的不足之处在于：大量生产后，由于推板变形，模具中斜顶杆不能准确复位，并对型腔造成损害，使塑件上有磨伤，且侧凹位置发生变化，无法满足装配要求。中国塑料模具无论是在数量上,还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步, 但与国民经济发展的需求和世界先进水平相比, 差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时, 一些低档塑料模具却供过于求, 市场竞争激烈, 还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。我国塑料模具行业和国外先进水平相比, 主要存在的问题:(1) 发展不平衡, 产品总体水平较低。虽然个别企业的产品已达到或接近国际先进水平, 但总体来看, 模具的精度、型腔表面的粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。(2) 工艺装备落后。虽然部分企业经过近几年的技术改造, 工艺装备水平已经比较先进, 有些三资企业的装备水平也并不落后于国外, 但大部分企业的工艺装备仍比较落后。更主要的是我们的企业组织协调能力差, 难以整合或调动社会资源为我所用, 从而就难以承接比较大的项目。(3) 创新能力弱。一方面是技术人员比例低、水平不够高, 另一方面是科研开发投入少, 更重要的是观念落后, 对创新和开发不够重视。模具企业不但要重视模具的开发, 同时也要重视产品的创新