基于UG的笔记本电脑外壳的注塑模具设计-[机械毕业设计论文A3300]
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a3300
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文档包括:
说明书一份。46页。19900字左右。
任务书一份。
开题报告一份。
PPT答辩稿一份。
外文翻译一份。
UG图一份。
图纸共3张，如下所示
A0-装配图.dwg
A2-凹模零件.dwg
A2-笔记本工件.dwg
- 内容简介：
-
齐齐哈尔大学毕业设计（论文） I 摘 要 模具行业是我国国民经济五大支柱产业之一，塑料模具占有很重要的地位在整个模具产业中。随着计算机技术的快速发展，塑料模具的设计制造改变了传统的仅靠模具技术人员的经验进行塑料的模具设计、分析和制造的状况。在过去，模具设计的合理与否，及制品是否有缺陷只有试模之后才能知道，使模具的制造成本高，周期也长。在现代塑料模具设计与制造中，采用 大地提高了塑料模具设计、制造的水平和塑件制品的质量。 本文采用计算机辅助软件 的注塑模具设计，创建了笔记本外壳的三维实体模型和模流分析有限元模型，通过对注射过程中流动分析结果、冷却分析结果的仿真，调整了笔记本外壳注塑模具的冷却系统结构，最后采用 件创建了经过优化和调整的注塑模具实体模型。 关键词 ：塑料；注塑模； 抽芯 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） is of in is an of of by of In it be by In AE of a of G of on of of G to of 齐哈尔大学毕业设计（论文） 录 摘 要 . I . 1 章 绪 论 . 模具行业概况 . 1 笔记本 产品发展的历史及现状 . 2 本文研究的主要目的与内容 . 2 第 2 章 塑件分析 . 3 塑件的外形分析 . 3 塑件的结构分析 . 3 塑件的材料性能分析 . 4 型性能 . 4 要技术指标： . 5 型塑件的主要缺陷及消除措施： . 6 注射工艺过程 . 6 注射成型工艺参数 . 6 塑件模流分析 . 7 模型的网格划分 . 7 网格缺陷的诊断和修复 . 7 填充时间的分析 . 8 注射压力的分析 . 8 流动前沿温度分析 . 9 注射机的选择 . 10 注射机类型的选择 . 10 注射机型号的确定 . 11 所选注射机部分参数的校核 . 11 第 3 章 注塑模具总体结构设计 . 14 型腔结构确定 . 14 型腔数目的确定 . 14 型腔数目的校核 . 14 分型面的选择 . 14 成型零件的设计 . 15 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 凹模镶块结构 . 16 凸模镶块结构 . 17 凹 模壁厚的计算 . 18 成型工件尺寸计算 . 19 成型工件脱模斜度的确定 . 22 模架的选用 . 22 浇注系统设计 . 24 主流道设计 . 25 分流道设计 . 26 浇口设计 . 27 顶出机构设计 . 28 模具的动作过程 . 28 斜顶出抽芯机构设计 . 29 推杆顶出机构设计 . 30 温度调节 系统设计 . 33 冷却系统的设计要点 . 34 冷却装置的理论计算 . 34 排溢、引气系统设计 . 37 模具装配 . 37 . 38 结 论 . 40 参考文献 . 41 致 谢 . 42 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 1 第 1 章 绪 论 模具行业概况 模具是汽车、电子、电器家电、通讯、军工等工业部门极其重要的工艺装备，在以上部门的产品中 60% 80%的零部件都依靠模具成型。用模具产生所达到的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗是其他加工制造方法所无法比拟的。随着工业技术和科学技术的发展，产品对模具的要求越来越高，传统的模具设计与制造方法已不能适应工业产品快速更新换代和提高质量的要求。 决绝了这方面的问题。 在塑料工业中，由于塑料模具有很多优良的性能和特点，近年来它在各领域得到了越来越广泛的应用。作为塑料制造业的支柱产业 塑料模具的设计与制造也得到了空前的发展，特别是作为塑料必备成型工具的塑料注塑模具，由于它成型效率高，易成型形状复杂的制品，并科实现自动化生产，得到迅速的发展，在我国其发展速度之快、需求量之大是前所未有的。 在国内，人们逐步认识到模具在制造中的重要地位，意识到模具技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，且在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能 力。因此许多模具企业十分重视技术的发展，加大了对技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校都开展了模具技术的研究和开发。目前，据统计从事模具技术研究的机构和院校已达 30余家，从事模具技术教育的培训的院校已超过 50 余家。经过多年的努力，在模 具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步，在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献 2 国外的发达国家，由于其塑料模具行业发展比较早，技术也比 较成熟，并且随着计算机技术的发展， 术成功地运用在模具制造业中。出现了模具设计的专业软件，如美国 G 、美国 司的 国 国 司的 本 色列公司的国 司的 模分析软件等，它们促使了模具设计与制造水平的提高。这些系统和软件在模具行业中的应用，实现了 支持 进和推动了模具 术的发展 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 2 笔记本 产品发展的历史及现状 随着信息时代的发展，个人计算机已经融入我们生活，成为了我们生活不可或缺的一部分，而其中的笔记本电脑更是因为它的体态轻盈、携带便捷等等优点，深爱大家的喜爱，个人计算机一词源自于 1987年 C，在此之前有独立运行、完成特定功能的个人计算机。个人计算机不需要共享其他计算机的处理，磁盘和打印机等资源也可以独立工作。今天，个 人计算机一词则泛指所有的个人计算机，如桌上型计算机，笔记型计算机，或是兼容于 笔记本电脑市场产品创新加速，产品生命同期进一步缩短。打开各大笔记本电脑品牌商的在线网络，发现产品系列越来越多，市场细分越来越明确，从过去的商用笔记本电脑和家用笔记本电脑，到现在的以用户的消费需求为导向的各类笔记本电脑配置或是设计层出不穷，以惠普为例，在中国市场及推出了 6大类笔记本电脑，分为旗舰高端、影音娱乐、时尚轻薄、商务家用以及学生主流的笔记本类别，索尼也是推出了三大类 14大系列笔记本电脑在笔记本电脑市 场。通过推出创新性产品来满足消费需求，而且通过不断革新来引领潮流，在 2008年华硕电脑首推面向都市白领的 大品牌厂商相继推出了自己的上网本产品。在市场竞争如火如荼之时，曾经的个人电脑创者苹果公司王者归来，推出了革新性的产品 引爆了笔记本电脑市场的激烈竞争，各大品牌亦陆续推出平板电脑，奖过去单一的传统笔记本电脑市场推向多元的更加细分的新型笔记本电脑市场，在加速笔记本电脑产品创新的同时，也导致笔记本电脑产品生命周期的进一步缩短，从过去的两年到现在的三个月，有的甚至更短。 本文研究的主要目的与内容 传统模具设计过程中，总是根据塑件的外形，结构结合经验度其进行分析，选择分型面和分型方向，确定型腔布置、选择标准模架，确定浇注系统、冷却系统、顶出机构的设计，镶块设计及分离装配图生成，设计详图。 首先对塑件的进行分析。针对塑件二维图对塑件的外形、结构进行分析；然后运用入到 析塑件的成形质量、确定塑件的浇注系统。根据以上分析结果通过相关计算查手册选取注塑机并对其中的部分参数进行校核。 利用 建凸凹模，选择模架，创建浇注系统等。利用相应公式对导向零件，顶出零件，型腔等进行强度、刚度校核。最后在 入 进行必要修改并打印。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 3 第 2 章 塑件分析 塑件的外形分析 塑件的外形如图所示，长 宽 高 =340 230 20（单位就为）计算其在分型面上的投影面积 要去掉中间几个中空部分的面积。 S1=a1b 1=205 85=17425( 2); S2=a2b 2=81 60=4860( 2) 所以： A=340 2307820055915( 2) 塑件的结构分析 此笔记本外壳为规则的封闭曲线，面板上下部分分别为放置主板的中空矩形，笔记本外壳内部有八个凸起的支柱，其底部直径为 4，拔模斜度为 2（附图 1塑件壁厚均匀，均为 。塑件的精度为一般精度 差为 。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 4 图 1塑件的材料性能分析 本塑件的原料为 碳酸酯和丙烯腈 苯乙烯共聚物和混合物，是由聚碳酸酯（ 聚 丙烯精（ 金而成的热可塑性塑胶，结合了两种材料的优异特性， 料的成型性和 击强度和耐温、抗紫外线（ 性质，可广泛使用在汽车内部零件、事务机器、通信器材、家电用品及照明设备上。 注塑模工艺条件 :干燥处理：加工前的干燥处理是必须的。湿度应小于 建议干燥条件为 902化温度： 230具温度： 50射压力：取决于塑件。注射速度：尽可能地高。 化学和物理特性 : 有 如 者的比率将影响 缩率在 右。 型性能 （ 1）无定型塑料，其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种确定成型方法及成型条件。 （ 2）吸湿性强，含水量应小于 必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 5 （ 3）流动性中等，溢边料 动性比聚苯乙烯、 比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。 （ 4）比聚苯乙烯加工 困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高）。料温对物性影响较大、料温过高易分解（分解温度为 250 对要求精度较高的塑件，模温宜取 50 60 C，要求光泽及耐热型料宜取 60 80 C。注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑机时料温为 180 230 C，注射压力为 100 140 杆式注塑机则取 160 220 C， 70 100 宜。 （ 5）易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对斜流的阻力，模 具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。摧出力过大或机械加工时塑件表面呈“白色”痕迹（但在热水中加热可消失）。 （ 6） 升温时粘度增高，塑料上的脱模斜度宜稍大，宜取 1 以上。 （ 7）在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。 要技术指标： 表 2热物理性能 密度 (g/ 1 05 比热容 (J 1255 1674 导热系数 (W 10膨胀系数 (10流温度 ( C) 130 表 2力学性能 屈服强度（ 50 抗拉强度 (38 断裂伸长率 ( ) 35 拉伸弹性模量 (弯强度 (80 弯曲弹性模量 (压强度 (53 抗剪强度 (24 冲击韧度 (简支梁式 ) 无缺口 261 布氏硬度 口 11 表 2电气性能 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 6 表面电阻率（ ） 1013 体积电阻率（ m） 1014 击穿电压（ KV/ 介电常数（ 106 电损耗角正切（ 106 电弧性 (s) 50 85 型塑件的主要缺陷及消除措施： 主要缺陷：缺料、气孔、飞边、出现熔接痕、塑件耐热性不高（连续工作温度为70 3 C）、耐气候性差（在紫外线作用下易变硬变脆）。 消除措施：加大主流道、分流道、浇口、加大喷嘴、增大注射压力、提高模具预热温度。 注射工艺过程 （ 1）预烘干装入料斗预塑化注射装置准备注射注射保压冷却脱模塑件送 下工序 （ 2）清理模具、涂脱模剂合模注射 注射成型工艺参数 （ 1）注射机：螺杆式 （ 2）密度（ g/ : （ 3）材料收缩率（）： 4）预热和干燥：温度（ C） 80 85 时间 (h) 2 3 （ 5）螺杆转速（ r/ 30 60 （ 6）料筒温度（ C）：后段 150 157 中段 165 180 前段 180 200 （ 7）喷嘴温度（ C）： 170 180 （ 8）模具温度（ C）： 50 80 （ 9）注射压力（ ： 60 100 （ 10）成形时间（ S）：注射时间 20 90 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 7 高压时间 0 5 冷却时间 20 120 总周期 50 220 （ 11）适应注射机类型：螺杆、柱塞均可 （ 12）后处理：方法 红外线灯、鼓风烘箱 温度（ C） 70 时间（ h） 2 4 塑件模流分析 模型的网格划分 将建立的模型导入到 网格划分模块对模型进行网格划分，这是进行优化分析的前提。 网格的类型分为 层面 )、 面 )、 D)(实体 )三种。 层面 )：中间平面网格，简称中层面。它是取产品的中间部分来代表整个产品进行分析的，通常在大件或薄件模型中使用此类网格，可以缩短系统分析计 算时间，但往往需要较长的前处理时间。此类型网格也支持气体辅助成型与应力分析。 面 )： 表面网格。它是取产品的外表面部分来代表整个产品进行分析的。这种形式的网格在分析中是比较常用的。 D)(实体 )： 3是取产品的 3可以真实模拟熔料的流动情形，分析时所需要的分析时间相对较长，一般在分析体积较小且肉厚较厚或肉厚变化较大的产品时使用此类型网格。 本次研究的 笔记本 外壳比较薄，所以我们选用 层面 )类型网格。在网格划分中，网格的边长直接影响 网格的疏密度，根据经验，除特大件产品外，一般以划分网格后三角形网格总数不超过 10000个为宜，因为网格数超过此值后，系统分析计算所需要的时间往往会加倍。对于一般大件产品，网格数目超过 10000时，可以将网格的边长值设大一些减少网格数，对于一般小件或中等大小的产品，以划分网格后产品上的各主要特征不变形，网格疏密感适宜为宜 1。 网格缺陷的诊断和修复 由于三维软件的缺陷和格式转换过程中的问题，使初步生成的网格质量很差，往往存在网格重叠、纵横比较大、连通性差、网格交叉、自由边较多等缺陷，这些缺陷严 重齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 8 影响到实体的完整性和分析的准确性、模拟过程的顺利与否以及分析结果的准确性。因此，我们可以利用 的网格诊断命令进行诊断，查找出网格存在的具体缺陷。 在 有交叉，而且网格还要没有自由边、连通个数要小于 1，对网格纵横比的要求是最佳值在 6 8之间，其中最大值不能超过 20，若此值过大，则会影响分析结果的准确性。鉴于以上要求，我们可以利用合并节点、交换共享边、补孔等命令将出现的缺陷修正到最佳状态 1。 填充时间的分析 填充分析的作用是可以获得最佳 浇注系统设计。它主要用于查看制件的填充行为是否合理，填充是否平衡，能否完成对制件的完全填充等。分析的结果主要包括填充时间、压力、温度、气穴、熔接痕等。这些结果有助于选择最佳浇口位置、浇口数目、最佳浇注系统布局。最终选择方案模拟得到的填充时间如下图 图 2充时间 注射压力的分析 从注塑位置压力： 们可以看出制件的保压情况。保压阶段对制件的质量影响比较大，合理的保压曲线可以获得收缩均匀、变形较小的高质量制件。 通常在无过保压的情况下，保压压力越高，体积收缩率也越小。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 9 图 2射位置处压力 流动前沿温度分析 流动前沿温度也被称为波前温度，它代表的是熔胶前沿截面中心的温度，如果流动前沿温度高且接近料温，则表示熔胶的流动将更为顺畅且熔接线强度通常都较好。如果某个区域温度远远低于料温，则说明此区域填充较困难，熔胶在此区域的流动处于迟滞状态，在没有熔胶补充进来的情况下，料温急剧下降，阻碍了熔胶的流动。当制件的某个区域出现温度过低的情况时，则可以检查此区域的壁厚以及浇注的流长情况，从而采取相应的措施。本次优化方案是采用改变浇口位置和流道的流长来改善上述情况的。 图 2动前沿温度分析 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 10 注射机的选择 注射机类型的选择 注射机按注射和合模装置排列方式的外形特征可分为： （ 1）立式注射成型机： 其注射装置与合模装置的轴线呈一线与水平方向垂直排列。 这种成型机的注塑机构和定模板设置在上面，而锁模机构，推出机构及动模板均设置在下面。 它一般具有以下优点：占地面积小，模具拆装方便；成型嵌件易于安装。缺点是：零件顶出后常需要用手或其它方法取出，不易于实现自动化操作；因机身较重，机器的稳定性差，加料及机器维修不便。目前主要用于注射量在 60机上。 （ 2）卧式注射成型机： 其注射装置与合模装置的轴线呈一线水平排列。 这种成型机的的注塑机构和定模板设置在一侧，而锁模机构、推出机构及动模板均设置在另一侧。 同立式机相比，卧式机具有以下优点：机身低，利于操纵和维修；机器因重心较低故较稳定；成型后的塑件可利用其自重自动落下，容易实现全自动化操作；适用于大、中、小型注射成型机，是目前国内外注射成型中的最基本形式。 其缺点是：模具安装麻烦；嵌件安装不当容易倾斜跌落；机器占地面积也较大。 （ 3） 直 角式注射机： 直 角式注射机 安注塑机布置又可分为立式及卧式两种。如下 图所示， 其注射装置与合模装置的轴线相互垂直排列 ，即注塑机构为直立布置，锁模、推出机构及动、定模板按卧式排列。 由于它的优、缺点介于立、卧两种注射成型机之间，使用也比较普遍，在大、中、小型注射成型机中都有应用。它特别适合于成型中心不允许留有浇口痕迹的塑件，而使用立式或卧式机成型塑件时，模具必须设计成多型腔或偏至一边的型腔，而往往受到机器模板尺寸的限制。 （ 4）多模注射成型机： 以上注塑机也可称为单工位注塑机。多工位注塑机的特点是住宿装置或合模装置具有两个以上的工作位置。其分为单注塑头多模位注塑机，多注塑头单模位 注塑机和多注塑头多模位注塑机三种。 根据注射量和机器的用途可以将注射与合模装置进行多种式样的排列。 综上所述，本塑件选用卧式注射成型机。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 11 注射机型号的确定 塑件体积 ： 3 以上数据用 由于本注塑模设计 采用一模一腔设计 ，故塑件实际体积 V 实 =是成型所需塑件的熔料体积 ,且它一般是注射机公称注射量 Q 公 的 80，则 0 0 7 实公 VQ （ 2 1） 根据 Q 公 查表 4 54， 6，选用 000（卧式）型注塑机 ， 000（卧式）型注塑机的主要技术规格如下表： 表 2注塑机的主要参数 理论注射容积 ( 525 螺杆直径 (52 注射压力 (153 注射速率 (g/s) 200 塑化能力 (g/s) 28 螺杆转速 (r/10 160 锁模力 (2000 拉杆有效距离 (460 460 移模行程 (450 模具最大厚度 (280 模具最小厚度 (150 锁模形式 双曲轴 模具定位孔直 径 ( 160 喷嘴球半径 (嘴口孔径 ( 3（ 模板尺寸 (200 315 所选注射机部分参数的校核 1注射量的校核 注射量在一定程度上反映了注射机的加工能力，标志着能成型的最大塑料制品，由于注射时有少部分熔料在压力作用下回流，为了保证塑化质量和在注射完毕后保压时补缩的需要，注射量应满足以下关系式。 废件公利 （ 2 2） 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 12 式中 公G 注射机公称质量注射量 (g)， 且 15 2 公公 g； 利K 注射机最大注射量的利用系数， 且 K； 件G 塑件的质量（ g），且 G 件 = 废G 浇注系统等废料的质量（ g），根据注塑车间实际生 产的情况估算 10废 则 废件 利 4 8 3104 8 30 6 2注射压力的校核 注射压力是注射时为了克服熔料流经喷嘴、流道和型腔时的流动阻力，螺杆对熔料必须施加的足够压力，它的大小与流动阻力、塑件的形状、塑料的性能、塑化方式及温度、模具温度等因素有关。注射压力过高，塑件可能产生毛边，脱模困难，影响塑件的表面粗糙度，使塑件产生较大的内应力，甚至成为废品，同时还会影响注射机的使用寿命。注射压力过低，则易产生物 料充不满型腔，甚至根本不能成型等现象。注射压力应满足以下关系式： 注公 pp（ 2 3） 式中 公p 注射机的最大注射压力（ 这里公p=153 注p 塑件成型时所需的实际注射压力，由 注p=60 100 可见注公 ，即所选注射机的注射压力也满足生产的需要。 3锁模力的校核 注射机注射过程中，熔融物料进入模腔时仍有较大的压力，它促使模具从分型面处涨开，为了平衡内压力，夹紧模具，保证塑件精度，合模机构对模具施加的锁模力必须满足下式： 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 13 分注损锁 （ 2 3） 式中 锁F 注射机的额定锁模力（ 这里 F 锁 =2000 损K 注射压力到达型腔的压力损失系数， 一般 K 损 = 损 = 注p 塑件成型所需的实际注射压力（ p 注 =60 100 p 注 =85107 分A 塑件及浇注系统等在分型面上的投影面积（ 这里分A= 则 分注损 107 101792 2000所选注射机的锁模力满足生产要求。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 14 第 3 章 注塑模具总体结构设计 型腔结构确定 型腔数目的确定 一般来说，精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构；对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。型腔的数目可根据模型的大小情况而定。 根据第 2章中对塑件的分析且塑件对精度要求不高，为中等精度塑件，再依据塑件的大小，采用一模 一型的模具结构。 型腔数目的校核 型腔数量与注射机的塑化率、最大注射量及锁模力等参数有关，此外，还受塑件的精度和生产的经济性等因素影响。 可根据所选注射机的最大注射量 校核 型腔数： 件废公利 G （ 3 1） 由前面的计算过程可知： G 公 =G 件 =G 废 =10g， K 利 = 06 n 取 n=1适合要求 。 分型面的选择 将塑件和浇注系统 凝料等从密闭的模具内取出，将模具适当地分成两个或若干个主要部分，这些可以分离部分的接触表面通称为分型面。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关系，并且直接影响着塑料熔体的流动特性及塑料的脱模。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 15 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、塑件的结构工艺性及精度、形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析。选择分型面时应考虑以下基本原则： （ 1）考虑塑件质量，减小由于脱模斜度造成塑件的大小端尺寸差异以确保塑件尺寸 精度，选择不影响塑件外观部位以及外观要求而且容易修整加工分型面处产生飞边的分型面以确保塑件表面质量。 （ 2）考虑锁模力时尽可能减小塑件在分型面上的投影面积，从而增加分型面的接触应力，防止溢料及简化分型面的加工。 （ 3）考虑模具结构，如尽量简化脱模部件，方便浇注系统的布置，使分型面与料流的末端重合而有利于排出气体。便于嵌件的安放，简化模具总体结构，尽量减少分型面的数目。 （ 4）考虑模具制造难易性。 在实际设计中，不可能全部满足上述原则，一般应抓住主要矛盾，在此前提下确定合理的分型面。这里选择手机外壳的下端面为 分型面，且在分型同时先完成侧凹孔的抽芯动作。该模具的分型面如下图： 图 3型面 成型零件的设计 成型零件的结构设计主要是指构成模具型腔的零件，通常有凹模、型芯、各种成形杆和成形环。 模具的成型零件主要是凹模型腔和底板厚度的计算，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，如果型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏；也可能因刚度不足而产生挠曲变形，导致溢料飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。因此，应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚，尤齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 16 其对于重 要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能单纯凭经验来确定型腔壁厚和底板厚度。 注射模具的成型零件是指构成模具型腔的零件，通常包括了凹模、型芯、成型杆等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的内表面，成型杆用以形成制品的局部细节。成形零件作为高压容器，其内部尺寸、强度、刚度，材料和热处理以及加工工艺性，是影响模具质量和寿命的重要因素。 设计时应首先根据塑料的性能、制件的使用要求确定型腔的总体结构、进浇点、分型面、排气部位、脱模方式等，然后根据制件尺寸，计算成型零件的工作尺寸，从机加工工艺角度决定型腔各零 件的结构和其他细节尺寸，以及机加工工艺要求等。此外由于塑件融体有很高的压力，因此还应该对关键成型零件进行强度和刚度的校核。 在工作状态中，成型零件承受高温高压塑件熔体的冲击和摩擦。在冷却固化中形成了塑件的形体、尺寸和表面。在开模和脱模时需要克服于塑件的粘着力。在上万次、甚至上几十万次的注射周期，成型零件的形状和尺寸精度、表面质量及其稳定性，决定了塑件制品的相对质量。成型零件在充模保压阶段承受很高的型腔压力，作为高压容器，它的强度和刚度必须在容许范围内。成型零件的结构，材料和热处理的选择及加工工艺性，是影响模 具工作寿命的主要因素。 凹模镶块结构 这里选用整体嵌入式凹模，把凹模作为一个模块，然后直接嵌入到固定板中，如图所示。 图 3模的结构形状 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 17 凹模是成型塑件外形的主要部件，其形式有整体式和组合式两种类型。整体式凹模成型的塑件无拼缝痕迹，模具简单；缺点是对于形状复杂的凹模，加工工艺性差。组合式凹模由两个以上零件组合而成，它改善了加工工艺性，减少了热处理变形，节省了模具材料；缺点是塑件可能有拼缝痕迹，装配调整困难。 凸模镶块结构 凸模是成型塑件内形的成型零件。根据塑件内形形状，这里 同样 选用整体 嵌入 式凸模，如图所示。 事实上，参与成型塑件的部分除了凹、凸模外，还有与塑件直接接触处的脱模零部件、模架等。 图 3模的结构形状 成型零部件之间的镶拼有以下的组合原则： （ 1）保证塑件质量和模具的可靠性，减少在塑件上留下拼缝痕迹，使毛刺方向与镶拼方向一致。接合缝严密，强度足够、牢靠，避免尖角和薄壁。 （ 2）方便模具其它部分的布局，考虑其是否干涉浇注系统、温度调节系统及脱模部件等设计。 （ 3）从模具制造和维修上考虑，简化制造工艺，维修、 更换方便，尽量减少镶拼数量、缩短配合长度等。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） 18 凹模壁厚的计算 3形凹模侧壁与底壁计算 由图 3 5及查表 5 24分别计算侧壁及底部壁厚 侧壁： 按强度计算时， （ 3 2） 式中 h 凹模型腔的深度，这里 h=20 a 系数，由 l/h=340/20= 5得 a= 模腔压力（ 25 50） p 注 = 0 p 材料许用应力（ 180p 则 ct 刚度计算时， 34 （ 3 3） 式中 c 系数，由 l/h= 3得 c= E 材料的弹性模量（ E=0 5 p 成型零部件的许用变形量（ 51（ 则 10 p；
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