路由器外壳设计

路由器的外壳设计摘要一个给定过程的有效模拟需要来自于应用领域自然科学或工程、数学分析和数值数学及计算机科学的知识。然而，所有这些技术在复杂应用中的使用并不是太容易。这是因为组合所有这些方法需要巨大的复杂性及交叉学科的知识。最终软件的实现变得越来越复杂，以致于超出了一个人能够管理的范围。一些非常成功的解偏微分方程的技术，特别是自适应网格加密（ADAPTIVEMESHREFINEMENT）和多重网格方法在过去的十年中已被数学家研究，同时随着计算机技术的巨大进展，特别是大型并行计算机的开发带来了许多新的可能。UGNX是一个在二和三维空间无结构网格上使用自适应多重网格方法开发的一个灵活的数值求解偏微分方程的软件工具。其设计思想足够灵活地支持多种离散方案。因此软件可对许多不同的应用再利用。作为塑料制品的主要生产基础工艺装备的塑料模具，在国民经济中占有重要的地位，模具技术也已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。进入21世纪以来，我国在模具行业发展迅猛。模具行业为推动我国的经济生活各领域的发展做出巨大贡献。随着我国进入“十二五”快速发展时期，在机械、汽车、家电、电子信息和建筑建材等领域对塑料模具的强烈市场需求推动下，塑料模具的发展前景一片光明。其中复杂、高精度、多功能复合型模具成为未来模具行业发展的重点。我国从改革开放开始，对国外先进技术的消化吸收，特别是计算机技术在整个制造领域的成功应用更是大大地推动了模具行业的飞速发展。近年来我国在模具行业取得长足进步，新材料、新工艺、先进加工设备不断出现。模具零件的标准化、专业化和商品化已达到较高的水平。如今世界模具工业的发展速度超过了新兴的电子工业，已实现了模具专业化、标准化和商业化，因而深受赞誉。模具又因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而获得广泛应用，与其他加工制造业所无法比拟的。当然近年来，我国模具行业一直保持着良好的发展，已经驶入发展快车道。尤其我国模具工业在政府十分重视及关怀下，并提出相应的优惠政策进行模具技术开发，在模具工业中大量采用先进技术和设备，努力提高模具设计和制造水平，取得显著的经济效益。关键词精度；塑料模；ABSTRACTAGIVENEFFECTIVESIMULATIONOFTHEPROCESSOFNEEDFROMTHEAPPLICATIONDOMAINNATURALSCIENCEORENGINEERING,MATHEMATICSANALYSISANDNUMERICALMATHEMATICSANDCOMPUTERSCIENCEKNOWLEDGEUSEOFALLOFTHESETECHNOLOGIESINCOMPLEXAPPLICATIONS,HOWEVER,ISNOTEASYTHISISBECAUSETHECOMBINATIONOFALLTHESEMETHODSNEEDGREATCOMPLEXITYANDINTERDISCIPLINARYKNOWLEDGETHEREALIZATIONOFTHEFINALSOFTWAREISBECOMINGMOREANDMORECOMPLEX,THATISBEYONDTHESCOPEOFAPERSONCANMANAGESOMEVERYSUCCESSFULSOLUTIONOFPARTIALDIFFERENTIALEQUATIONSOFTECHNOLOGY,ESPECIALLYTHEADAPTIVEMESHREFINEMENTADAPTIVEMESHREFINEMENTANDMULTIPLEGRIDMETHODINTHEPASTDECADEHASBEENTHEMATHEMATICIANS,ATTHESAMETIMEWITHTHEHUGEPROGRESSOFCOMPUTERTECHNOLOGY,ESPECIALLYTHEDEVELOPMENTOFLARGESCALEPARALLELCOMPUTERBROUGHTALOTOFNEWPOSSIBILITIESUGNXISAGRIDINTWOANDTHREEDIMENSIONALSPACESTRUCTUREUSINGADAPTIVEMULTIGRIDMETHODTODEVELOPAFLEXIBLESOFTWARETOOLFORTHENUMERICALSOLUTIONOFPARTIALDIFFERENTIALEQUATIONITSDESIGNIDEAISFLEXIBLEENOUGHTOSUPPORTAVARIETYOFDISCRETESCHEMESOTHESOFTWARECANBEREUSEDFORMANYDIFFERENTAPPLICATIONSBASEDPROCESSEQUIPMENTASTHEMAINPRODUCTIONOFPLASTICPRODUCTSOFPLASTICMOLD,OCCUPIESANIMPORTANTPOSITIONINNATIONALECONOMY,MOULDTECHNOLOGYHASBECOMEAMEASUREOFACOUNTRYALSOONEOFTHEIMPORTANTSYMBOLOFTHELEVELSOFPRODUCTMANUFACTURINGSINCETHE21STCENTURY,INTHEMOLDINDUSTRYDEVELOPINGRAPIDLYINOURCOUNTRYMOLDINDUSTRYINORDERTOPROMOTEOURCOUNTRYAGREATCONTRIBUTIONTOTHEDEVELOPMENTOFECONOMICLIFEINALLAREASWITHTHERAPIDDEVELOPMENTINTOTHE“TWELFTHFIVEYEAR“PERIOD,INMACHINERY,AUTOMOBILES,HOMEAPPLIANCES,ELECTRONICINFORMATION,ANDCONSTRUCTIONBUILDINGMATERIALSINAREASSUCHASTHESTRONGMARKETDEMANDFORPLASTICMOULD,PLASTICMOULDDEVELOPMENTPROSPECTISBRIGHTTHECOMPLEX,HIGHPRECISION,MULTIFUNCTIONALCOMPOSITEDIEBECOMETHEKEYPOINTOFTHEDEVELOPMENTOFTHEMOULDINDUSTRYINTHEFUTURESINCEREFORMANDOPENINGUPINCHINA,THEDIGESTIONANDABSORPTIONOFFOREIGNADVANCEDTECHNOLOGY,ESPECIALLYTHESUCCESSFULAPPLICATIONOFCOMPUTERTECHNOLOGYINTHEWHOLEMANUFACTURINGBUTALSOGREATLYPROMOTETHERAPIDDEVELOPMENTOFMOLDINDUSTRYINRECENTYEARS,GREATACHIEVEMENTSINTHEMOLDINDUSTRYINOURCOUNTRY,NEWMATERIAL,NEWTECHNOLOGY,ADVANCEDPROCESSINGEQUIPMENTAPPEARCONSTANTLYMOULDPARTSSTANDARDIZATION,SPECIALIZATIONANDCOMMERCIALIZATIONHASREACHEDAHIGHERLEVELNOWTHEWORLDDEVELOPMENTOFMOLDINDUSTRYATAFASTERRATETHANTHEEMERGINGELECTRONICINDUSTRY,HASREALIZEDTHEMOLDSPECIALIZATION,STANDARDIZATIONANDCOMMERCIALIZATION,ANDPRAISEMOULDANDBECAUSEOFITSHIGHPRODUCTIONEFFICIENCY,PRODUCTQUALITYISGOOD,LOWMATERIALCONSUMPTION,LOWPRODUCTIONCOSTANDWIDEAPPLICATION,ANDOTHERPROCESSINGMANUFACTURING,OFCOURSE,INRECENTYEARS,MOULDINDUSTRYHASMAINTAINEDAGOODDEVELOPMENTINOURCOUNTRY,HASBEENINDEVELOPMENTFASTLANEESPECIALLYMOULDINDUSTRYINOURCOUNTRYUNDERTHEGOVERNMENTATTACHESGREATIMPORTANCEANDCONCERN,ANDPUTSFORWARDTHECORRESPONDINGPREFERENTIALPOLICIESFORMOLDTECHNOLOGYDEVELOPMENT,INTHEMOLDINDUSTRYINTHEUSEOFADVANCEDTECHNOLOGYANDEQUIPMENT,EFFORTSTOIMPROVETHELEVELOFMOLDDESIGNANDMANUFACTURING,HASMADESIGNIFICANTECONOMICBENEFITS目录摘要2ABSTRACT3引言71塑料模具及塑料模具行业811塑料模具简介812塑料模具行业的现状及发展方向82注塑成型工艺与设备1121注塑模的组成及各部分作用1122注塑成型过程1223注塑机133模具分析与设计1431设计任务要求1432塑件介绍及塑件材料15321塑件介绍15322塑件材料分析介绍1533分型面选择1634型腔布置方案1735注塑机的选择1736注塑机参数的校核18361最大注射量校核18362锁模力校核19363模具闭合高度校核20364开模行程校核2037模具浇注系统设计和浇口的设计21371主流道的设计21372分流道的设计22373浇口的设计2238合模导向机构和定位机构23381导向机构的总体设计23382导柱设计24383导套设计2439浇注冷却系统的设计25310脱模推出机构的设计253101脱模推出机构的设计原则253102推杆的设计263103复位杆的设计26311排气系统的设计27312模架的选择273121模架结构273122模架周界尺寸选择274成型零部件的设计计算2841成型零件的尺寸计算28411凹模结构设计28412凸模结构设计29413螺纹成型零件的结构设计29414成型零件钢材的选用2942成型零件工作的尺寸计算30421塑件尺寸和精度30422收缩率的确定31423计算模具成型零件的工作尺寸315模具装配3251塑料模具装配的技术要求3252塑料模具装配过程33521装配动模部分33522装配定模部分346经济性分析34结束语35致谢36参考文献37引言UG是UNIGRAPHICS的缩写，这是一个交互式CAD/CAM计算机辅助设计与计算机辅助制造系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它在诞生之初主要基于工作站，但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长，在PC上的应用取得了迅猛的增长，目前已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。UG的开发始于1990年7月，它是基于C语言开发实现的。UGNX是一个在二和三维空间无结构网格上使用自适应多重网格方法开发的一个灵活的数值求解偏微分方程的软件工具。其设计思想足够灵活地支持多种离散方案。因此软件可对许多不同的应用再利用。一个给定过程的有效模拟需要来自于应用领域自然科学或工程、数学分析和数值数学及计算机科学的知识。然而，所有这些技术在复杂应用中的使用并不是太容易。这是因为组合所有这些方法需要巨大的复杂性及交叉学科的知识。最终软件的实现变得越来越复杂，以致于超出了一个人能够管理的范围。一些非常成功的解偏微分方程的技术，特别是自适应网格加密（ADAPTIVEMESHREFINEMENT）和多重网格方法在过去的十年中已被数学家研究，同时随着计算机技术的巨大进展，特别是大型并行计算机的开发带来了许多新的可能。UG的目标是用最新的数学技术，即自适应局部网格加密、多重网格和并行计算，为复杂应用问题的求解提供一个灵活的可再使用的软件基础。根据此次毕业设计所做底板的结构参数以及塑件的结构特点查阅过相关书籍文献后，初步选定分型面，型腔大小以及数量，塑件应留在动模一侧，明确顶出机构的设计方案。结合上述浇注系统的设计、型腔的布置方案以及分型面的选择确定了模具的类型以及模架的初步选择。此次设计在王老师的大力支持下和细心指导之下才得以顺利进行，尤其在分型面的创建过程当中，正应为王老师的指导让我正确的选择好分型面才得以让后面的设计顺利进行，也让我在分型面的创建这方面让我体会颇多，当然整个设计过程当中，让我对注塑模具有了全新认识，也产生了浓厚的兴趣。在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正。1塑料模具及塑料模具行业11塑料模具简介塑料模具是塑料加工工业中和塑料成型机配套，赋予塑料制品以完整构型和精确尺寸的工具。由于塑料品种以及成型方法的不同，塑料模具主要分为以下几大类（1）塑料注塑模具主要用来成型热固性塑料。注塑模具由于其成型效率高，易于成型形状复杂的制品，并且容易在工业中实现自动化生产。因此在塑料工业中注塑模具发展较为迅速，目前在我国日益发展壮大，技术水平也得到了极大地提高和发展。注塑模具的结构及基本零件成型零件，包括凹模、凸模、各种成型芯。支承固定零件，包括模底座、固定板、支承板、垫块等。用于固定模具或支承压力。导向零件，包括导柱和导套。用于确定模具或推出机构运动的相对位置。抽芯零件，包括斜销、滑块等。在开模过程中用于抽出活动型芯或镶块，使塑件脱模。推出零件，包括推杆、推管、推块、推件板、推板、推板固定板等。用于使塑件脱模。（2）塑料压塑模具主要用来成型热固性塑料。包括压缩成型模具和压注成型模具。（3）塑料挤出模具主要用来成型生产连续形状的塑料产品。（4）塑料吹塑模具主要用来成型塑料容器类中空制品。（5）塑料吸塑模具主要用来生产一些日用品、食品类包装制品。（6）高发泡聚苯乙烯成型模具主要用来成型各种所需形状的泡沫塑料包装材料。12塑料模具行业的现状及发展方向模具工业生产的基础工艺装备。模具是现代，特别是汽车、摩托车、航空、仪表、仪器、医疗器械、电子通讯、兵器、家用电器、五金工具、日用品等工业必不可少的工艺装备。所以模具行业在整个工业领域重要性不言。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具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。（1）我国塑料模具行业的现状80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13，1999年我国模具工业产值为245亿，至2002年我国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约30左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、65KG大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星K模具有限公司制造多腔VCD和DVD齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为008MM的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达002MM005MM，表面粗糙度RA02M，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达501000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了CMOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10，与国外的5080相比，差距较大。在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UG、美国PARAMETRICTECHNOLOGY公司的PRO/ENGINEER、美国CV公司的CADS5、日本HZS公司的CRADE、美国ACTECH公司的CMOLD及澳大利亚公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC50系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如P20，3GR2MO、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在30以下，和国外先进工业国家已达到7080相比，仍有差距。长期以来，中国模具工业的发展在地域分布上存在不平衡性，东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方，模具生产最集中的地区在珠江三角和长江三角地区，其模具产值约占全国产值的三分之二以上。其中长三角和珠三角个别企业的产品己达到相当高的水平，个别企业的部分产品已达到或接近国际水平，但总体来看，这些企业的模具的精度、型腔表面粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。同样在生产方式和企业管理在内的总体水平与国外工业发达国家相比尚有10年以上的差距。企业是模具创新的主体。长期以来我国塑模具企业存在着研发能力弱，创新意识薄弱。一方面是由于技术人员比例低、水平不够高，另一方面是由于科研开发投入少，更重要的是观念落后，对开发不够重视。使得我国大多数塑料模具企业长期处在中低档模塑制品加工链下游，难以实现高附加值的企业利润。一切竞争都可归结于人才的竞争。由于我国现行体制和教育培养体系问题。高质量模具研发人才缺口问题的解决尚待时日。在社会主义市场经济中，在经济全球化的过程中，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，许多企业目前的体制和经营机制仍旧很难适应多变的市场。人才的数量和素质水平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。（2）我国塑料模具工业和今后的主要发展方向。提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。随着科学技术的进步，产品不断向微型化方向发展，因而产生了新世纪产业需求的微机电系统技术。许多新兴制造技术随之产生，包括光刻，电铸及脱模技术LIGA、紫外光蚀刻技术UV、放电加工EDM、微注射成型、精密磨削和精密切削等。其中，微注射成型技术以容易实现低成本大规模生产具有精密微细结构零件的优点成为世界制造技术的研究热点之一。因此我国必须在现有的基础上加强对微注塑成型领域的理论及技术研究。2注塑成型工艺与设备21注塑模的组成及各部分作用（1）塑件成型零件赋予成型材料形状和尺寸的零件。通常由型芯、型腔以及其他辅助零件等。（2）浇注系统将熔融塑料从注射机喷嘴引向流入闭合的模腔，一般由主流道、分流道、浇口、冷井以及钩料杆等。（3）合模导向与定位零件保证模具各结构件相互的移动精度，通常有导柱和导套以及定位环、锥面定位元件等。（4）脱模机构将塑件从模具中平稳可靠地脱出来的机构装置，称之为脱模机构或推出机构。脱模机构一般情况下设在动模一侧，主要有推杆、推杆固定板以及推杆电板等零件组成。（5）复位机构模具完成塑件推出动作后，需要将动、定模闭合以便完成下一次的注塑。合模时为避免推杆损伤型腔表面，一般采用复位杆带动推杆回到原先位置。（6）温度调节系统为了满足注射工艺对模具温度的要求，模具应设有温度调节系统对模具温度进行调节。温度调节系统主要由加热和冷却系统组成。一般热塑性塑料成型时需要冷却，热固性塑料成型时需要加热。（7）排气系统塑料熔体注入模具型腔时，会使型腔填充不满或因气体在高压力作用下快，快速升温而使塑件局部烧伤。所以在模具中应开有排气槽以保证气体迅速彻底排出模腔。（8）侧向分型抽芯机构当塑件侧向有凸凹及孔时，在塑件被顶出之前，需要先抽拔出侧向的型芯（或镶块），才能使塑件顺利实现脱模。（9）模架模具中各模板和导柱、导套以及复位杆、推杆等，通过螺钉连接组合成一起的装配体称之为模架。模架是实现模具基本功能的基础零件，模架的尺寸规格已实现系列化、标准化、商品化。在设计模具时可直接选用模架。22注塑成型过程注塑成型是热塑性塑料的主要方法。它的注塑成型过程归纳起来是塑化、注射和模塑三个过程。其注射工艺流程如图21所示。图21注射工艺流程（1）塑化过程塑料在机筒内经过加热达到流动状态，经过螺杆旋转或者柱塞的推挤，达到组分均匀并具有良好可塑性的过程，即塑化过程是注塑过程的准备过程。（2）注射过程塑料在喷嘴的注射压力下由料筒克服一系列的流动阻力和运动阻力注射进入模腔的过程。一般喷嘴的注射压力常在80120MPA之间。（3）模塑过程从塑料熔体注射进入模具开始，经过模腔注满熔体冷却固化定型，一直到塑件制品从模腔内脱出的这一过程。模塑过程大体可以分为三个阶段。冲模阶段从柱塞或螺杆开始向前推动融料起直至塑料充满模腔时为止。在此过程中注射压力起决定作用。保压阶段熔料充满模腔后，由于塑料熔体在模腔内受到冷却而发生收缩但因模腔内的塑料仍然处于柱塞或螺杆的稳压之下，料筒内的熔料必须向模腔内继续填充，才能补足因收缩而留出的空间。固化阶段在冷却系统和模体温度的作用下，塑件逐渐固化成型，开模后顶出。23注塑机注塑机是塑料（主要是热塑性塑料）注射成型时所使用的主要设备。其结构主要是由注射装置、脱模装置、锁模装置、模板机架等部分所组成。注射成型时，将成型模具安装注塑机的动模固定板和定模固定板上，由锁模装置合模并锁紧，塑料在料筒中被加热而呈熔融状态，由注射装置将塑料熔体注入模具型腔之中，塑料件冷却固化后由锁模装置开模，并由推出装置将塑件推出。根据注塑机的工作过程，一般可以将注塑机分为以下几个部分（1）注射装置注射装置的主要作用是使固态的塑料颗粒均匀地塑化而呈熔融状态，并以足够的压力和速度将塑料熔体注入闭合的模具型腔中。注射装置包括料斗、料筒、加热器、计量装置、螺杆（柱塞式注塑机为柱塞和分流梭）、喷嘴及其驱动系统。（2）锁模装置锁模装置的功能有三点第一是实现成型模具的开、合动作；第二是在成型过程中提供足够的夹紧力使模具锁紧；第三是开模时能够推出模具型腔中的塑料件。锁模机构可以是机械式的，也可以是液压式的，或者是液压与机械联合作用式的。推出机构也有机械推出式式和液压推出式两种。（3）液压传动和电气控制液压传动系统和电气控制系统是保证注塑机注塑成型按照预定的工艺要求（压力、速度、温度和时间）和动作程序准确进行而设置的。液压传动系统是注塑机的动力系统，而电气控制系统则是控制各个动力液压缸完成开启、闭合及注射、推出与前进、后退等动作的系统。随着塑料工业飞跃的发展，注塑机的发展也快。类型不断增加，注塑机的分类方法较多，通常以下两种分类方法较为普遍。（1）按塑化方式和注射方式，可分为以下两种。柱塞式注塑机通过柱塞在料筒内作反复运动，将塑料熔体注入模具型腔之中。塑料在料筒内的塑化主要依靠料筒外的加热器提供的热量使其塑化成黏流状态。由于塑料的导热性差，若料筒内塑料层过厚，则会导致塑料内外层塑化不均匀。因此，柱塞式注塑机的注射量不宜过大，一般为3060G,而且不宜用来成型流动性差、热敏性强的塑料件。螺杆式注塑机通过螺杆在料筒内旋转，将料斗中的塑料卷入，并逐步将其塑化、排气、压实，不断地将塑料熔体推向料筒前端，积存在料筒顶部和喷嘴之间，螺杆本身受到熔体的反作用力而后退。当积存的熔体达到预定的注射量时，螺杆停止转动，并在液压油缸的驱动下向前移动，将熔体注入模具型腔。在螺杆式注塑机中螺杆的作用是送料、塑化、传递压力和压实物料。（2）按外形特征分类可分为三类。立式注塑机立式注塑机的注射装置和定模固定板设置在设备的上部，而锁模装置、动模固定板、推出机构均设置在设备的下部。立式注塑机的优点是设备占地面积小，模具装拆方便，安装嵌件和活动型芯方便可靠。其缺点是不易进行自动化操作，只适用于小注射量场合，注射量一般为1060G。卧式注塑机卧式注塑机的注射装置和定模固定板在设备的右侧，而锁模装置、动模固定板、推出机构等均设置在左侧。卧式注塑机的优点是机体较矮，易于操作，塑料件退出后能自动落下，便于实现自动化操作。其缺点是设备占地面积大，模具装卸比较麻烦。直角式注塑机此注塑机的注射装置为立式布置、锁模、定顶出机构以及动模固定板、定模固定板均按卧式排列，其缺点是加料比较困难，嵌件或活动型芯安放不便，只适用于小注射量的场合，注射量一般为2045G。立式注塑机和直角式注塑机的结构为柱塞式，而卧式注塑机的结构多为螺杆式。随着注塑机的成型范围的扩大，近年来出现了许多新型注塑机，如玻璃纤维增强塑料注塑机、发泡注塑机、热固性注塑机等。3模具分析与设计31设计任务要求（1）塑件名称顶盖（2）塑件材料ABS（3）型腔设置一模四腔（4产品塑件图图31塑件产品图32塑件介绍及塑件材321塑件介绍所设计的产品为顶盖。零件尺寸较小，整个零件都较薄，最厚的地方不过2MM,形状较规则。由于塑件产品直接与手接触，要求塑件表面光滑、无明显毛刺，形状有较高的精度要求,在个电子产品中才能合理使用。322塑件材料分析介绍化学名称丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物英文名称ACRYLONITRILEBUTADIENESTYRENE（ABS）比重105克/立方厘米燃烧鉴别方法连续燃烧、蓝底黄火焰、黑烟、浅金盏草味溶剂实验环已酮可软化，芳香溶剂无作用干燥条件80902小时成型收缩率0407模具温度2570（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）融化温度210280（建议温度245）成型温度200240注射速度中高速度注射压力5001000BAR（1）ABS的特点综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。同PVC（聚氯乙烯）一样在屈折处会出现白化现象。（2）成型特性无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥8090度,3小时宜取高料温,高模温,但料温过高易分解分解温度为270度对精度较高的塑件,模温宜取5060度,对高光泽耐热塑件,模温宜取6080度如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。如成形耐热级或阻燃级材料，生产37天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。（3）用途汽车配件（仪表板、工具舱门、车轮盖、反光镜盒等），收音机壳，电话手柄、大强度工具（吸尘器，头发烘干机，搅拌器，割草机等），打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪橇车等（4）脱模斜度脱模斜度足为了便于塑件的脱模，以免在脱模过程中擦伤制品表面，其大小取决于塑料的收缩率。脱模斜度的取向要根据塑件的内外型尺寸而定。塑件内孔以型心小端为准，尺寸符合图纸要求，斜度沿形状扩大方向标出，塑件外形以型腔大端为准，尺寸符合图纸要求，斜度沿形状减小方向标出。要求开模后塑件留在型芯上，塑件表面的脱模斜度应小于外表面的脱模斜度。根据ABS的性能，型芯的脱模斜度取1。（5）塑件壁厚塑件壁厚对塑件的成型、冷却及变形会产生较大的影响。塑件壁厚不均，会导致各个部分固化收缩不均匀，易产生气孔、裂纹、内应力等缺陷。根据手机充电器外壳的材料，结构、强度等方面的要求，壁厚取25MM。（6）孔制品上孔的位置应尽可能设置在不减弱制品的机械强度的部位，孔的形状也应力求不增加模具制造下艺的复杂性。33分型面选择分型面是模具上用来取出塑件和浇注系统料可分离的接触面称为分型面,分型面的选择对模具设计方式影响最大,分型面设计是否合理对塑件质量和模具复杂程度具有很大的影响。基本上是一种分型面对应着一种模具设计方案，所以分型面的选择决定着模具总体的设计方案。注塑模具分型面的选择，一般应考虑以下各项基本原则1）保证塑料制品能够脱模。2）使分型面容易加工。3）尽量避免侧向抽芯。4）使侧向抽芯尽量短。5）有利于排气。6）有利于保证塑件的外观质量。7）尽可能使塑件留在动模一侧。8）尽可能满足塑件的使用要求。9）尽量减少塑件在合模方向的投影面积。10）长型芯应置于开模方向。11）有利于简化模具结构。综上所述，分型面平坦在一个平面上,为了顺利脱模,分型面采用如下模具结构，只需要斜顶出模，加工成本经济，塑件成型精度可靠。见图32图32分型面34型腔布置方案本模具设计为提高成型效率采用的是一模四穴35注塑机的选择在模具设计时，必须根据塑件的具体情况，选择合适的注塑机。注塑机选择主要包括以下两方面的内容（1）确定注射机的型号，使塑料，塑件，注射模及注射工艺等所要求的注射规格参数在所选注射机的规格参数可调的范围内；（2）调整注射机的技术参数至所需要的参数。根据塑料的类型，塑件的结构和注射模的大小，成型方法，生产批量以及现有设备及注射工艺进行注射机的选择。注射机规格的初选是根据以往的经验和注射模的大小。先预选注射机的型号，之后要进行校核。注塑机初选初选注射机的型号为SZ100/630,上海第一塑料机械厂生产。具体参数如下结构形式卧式；理论注射容量75/105CM3；螺杆直径30/35MM；螺杆注射压力224/1645MPA；注射速率60/80G/S；塑化能力73/118G/S；螺杆转速14200R/MIN；锁模力630KN；拉杆内间距370X320MM；开模行程270MM最大模具厚度300MM最小模具厚度150MM锁模形式双曲肘模具定位孔直径125MM喷嘴球直径15MM根据经验公式K利G公G件G费其中，G公是指注塑机的公称注射质量（G）；K利是指注塑机最大注射量的利用系数；G件是指塑件的质量（G）；G费是指浇注系统的废料质量。由于浇注系统的废料质量无法确定，所以先用塑件的注射容量进行估算，计算如下塑件的注射容量即塑件的体积V塑13（）（）96735MM考虑到理论注射容量为实际的75，故实际注射容量为387/075516CM，根据相关参数选择XSZY60型号的注塑机，其中，X成型；S塑料；Z注射36注塑机参数的校核361最大注射量校核塑料连同凝料在内的质量一般不应大于注射机最大注射量的80，注射机多以公称容量来表示，可采用下式校核CG式中注塑机可注射的最大注谢量（G）；G注塑机的公称注射容量（CM）；待加工塑料密度G/CM。代入数据得08512550053125G根据式NV塑件V流道125351943986G式中N模具的型腔数；V塑件塑件的体积（CM）；V凝料凝料的体积（CM）；塑料密度G/CM。代入数据得43986G因为30643986故合格362锁模力校核由于高压塑料熔体在充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大的推力，这个力应该小于注射机的公称锁模力，否则就会产生溢料现象，即F锁PA分式中F锁注射机公称锁模力（N）；P注射时型腔的压力（MPA）A分浇注系统和塑件在模具分型面上的垂直投影面积之和（M2）该塑件为壁厚均匀容器类制件，属易于成形的制品。查表23，将注射时型腔的压力取为P20MP代入数据得3500KN81391042010610312678KN注射机的开模行程是有限制的，塑件从模具中取出时所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离，否则塑件无法从模具中取出。开模行程及其顶出行程可按下式进行校核SHHA（510）式中S注塑机最大开模行程H塑件脱模距离（型芯的高度）H塑件高度A中间板与定模板之间的分开距离（流道凝料的长度）其中H40，H45，A68，S500，则HH（510）158163S，符合要求。363模具闭合高度校核模具实际厚度H模218注塑机最小闭合厚度H最小即H模H最小满足要求364开模行程校核我们所选的注塑机的最大行程与模具厚度无关，故注塑机的开模行程（如图33所示）应满足下式开模行程及其顶出行程可按下式进行校核SHHA（510）式中S注塑机最大开模行程H塑件脱模距离（型芯的高度）H塑件高度A中间板与定模板之间的分开距离（流道凝料的长度）其中H40，H45，A68，S500，则HH（510）158163S，符合要求。图33注射模开模行程37模具浇注系统设计和浇口的设计浇注系统是指模具中从接触注塑机喷嘴处开始，到其型腔为止的塑料熔体的流动通道。浇注系统分为普通浇注系统和无流道凝料浇注系统两类。浇注系统设计是否合理，对于塑件的性能、表观质量以及成型的工艺性能影响很大。（1）普通浇注系统普通浇注系统一般是由主流道、分流道、浇口（进料口）以及冷料穴四个部分组成。（2）普通浇注系统的设计原则适应塑件注射成型的工艺特性；有利于型腔内气体的排出；尽量减少塑料熔体的热量损失和压力损失；避免塑料熔体直接冲击细小型芯或嵌件；浇注系统应结合型腔的布局同时考虑流动距离和流动面积的校核。371主流道的设计1）主流道尺寸和浇口的设计（1）主流道的主流道是连接注射机的喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线小端直径D注射机喷嘴直径（051）3（051），取D40MM。（2）主流道的球面半径SR注射机喷嘴球头半径（12）15（12），取SR16MM。（3）球面的配合高度H3MM5MM，取H3MM。（4）主流道的长度取L22435655MM。主流道大端直径DD2LTANAA654（半锥角A1）取D58MM浇口套总长LLH625MM3MM675MM372分流道设计分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。分流道的作用是改变熔体的流向，使其平稳均衡地分配到各个型腔。设计时应注意尽量塑料熔体在流动过程中的热量损失和压力损失。分流道的截面形状常有的有圆形、半圆形、梯形和矩形等。分流道横截面积越大，注射过程中压力损失越小；分流道的内表面积越小，热量损失也就越小。所以可以根据分流道横截面积和表面积的比值来表征流道效率。效率越高说明压力、热量损失越小，分流道设计的越合理。表31比较了不同流道截面形状的综合特征。表31不同截面形状综合特征比较截面形状流道效率热量损失流动阻力加工性能选用情况圆形025D小小较难常用梯形0195D较小较小易最常用半圆0153D较小小易较常用矩形大大易不常用根据上表中各截面形状的综合特征，考虑到加工性能的难易，选用最为常用的梯形截面分流道。梯形截面分流道的尺寸可按下面经验公式确定B02654HB上式中B为梯形最大底边宽度（MM），M为塑件的质量（G），L为分流道的长度（MM），H为梯形的高度（MM）。373浇口的设计浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键组成部分。浇口的形状、位置和尺寸对制品的质量影响很大。浇口的作用主要有以下几点1熔体充模后，首先在浇口处凝固，当注塑机螺杆抽回时可防止熔体向流道回流。2熔体在流经狭窄的浇口时产生的摩擦热，使熔体升温，有助于充模。3易于切除浇口尾料，二次加工方便。4对于多型腔模具，用以平衡进料；对于多浇口单型腔模具，用于控制熔接痕的位置。浇口的截面积通常为分流道的截面面积的003009。浇口截面积通常有矩形和圆形两种。浇口长度约为052MM左右。浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模时逐步修正。在注塑模具中常用的浇口形式有如下几种直接浇口、点浇口、潜伏式浇口、侧浇口、重叠式浇口、扇形浇口、平缝式浇口、盘形浇口、圆环形浇口、轮辐式浇口与爪形浇口、护耳浇口。浇口开设的位置对制品的质量影响很大，在确定浇口的位置时应注意以下几点1浇口应设在能使型腔各个角落都可以同时填满的位置。2浇口应设置在制品壁厚较厚的部位，使熔体从厚断面流向薄断面，以利于补料。3浇口的部位应选在易于排除型腔内空气的位置。4浇口的位置应选在能避免制品表面产生熔合纹的部位。当无法避免产生熔合纹的产生时，浇口位置的选择应考虑到熔合纹产生的部位是否合适。5浇口的设置应避免引起熔体断裂的现象。6浇口应设置在不影响制品外观的部位。7不要在制品中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位设置浇口，一般制品浇口附近的强度较差。浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。由于设计零件是表面要求一般的塑件，又因为该模具其结构复杂，故选择侧浇口为佳。38合模导向机构和定位机构采用标准模架，模架本身带有导向装置，按模架规格选取即可。381导向机构的总体设计1）导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部分，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的精度，防止压入导柱和导套后变形。2）该导套采用4根导柱，其布置为等直径导柱不对称布置。3）导柱安装在支承板和模套上，导套安装在定模固定板上。4）为了保证分型面很好的接触，导柱和导套在分型面处应只有承屑槽，在导柱孔口倒角。5）在合模时，保证导向零件首先接触，避免凸模先进入型腔，导致模具损坏。6）动定模板采用合并加工时，可确保同轴度要求。382导柱设计1）采用带头导柱，加油槽，如图410所示。2）导柱长度必须比凸模端面高度高出6MM8MM。3）为了使导柱能顺利地进入导向孔，导柱端部常做成圆锥形的先导部分。4）导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证有足够的抗弯强度。5）导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7/K6配合，导柱滑动部分按H7/F7配合间隙配合。6）导柱工作部分的表面粗糙度为02UM。7）导柱应具有坚硬耐磨的表面、不易折断的内芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢T8A、T10A经淬火处理，硬度为50HRC以上或45钢经调质、表面淬火、低温回火、硬度为50HRC以上。图33导柱383导套设计导套与安装在另外一半模上的导柱相配合，用以确定动、定模的相对位置，以保证模具运动导向精度的圆套形零件。导套常用的结构形式有两种直导套、带头导套。1）采用带头导套，如图410所示。2）导套的端面应倒圆角，导柱孔最好做成通孔，利于排出孔内剩余空气。3）导套孔的的滑动部分按H8/F7H7/F7的间隙配合，表面粗糙度为04UM。导套外径与模板一端采用H7/K6配合；另外一端采用H7/E7配合镶入模板。4）导套材料可用淬火钢或铜等耐磨材料制造，该模具中采用T8A。图34导套39浇注冷却系统的设计注射模具的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率、塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响。对于注入模具中的热塑性塑料熔体，必须在模具内冷却固化才能成为塑件。模具温度越低，温差越大，塑件冷却固化的时间越短。但是另一方面，模具温度过低又会影响熔体流动性，可能出现质量问题。总之，注塑模具设计中必须设置温度调节系统，通过控制模具温度，使注塑成型具有良好的产品质量和较高的生产率。对于热塑性塑料注塑成型而言，冷却效果对实现模具温度调节的目的，起决定性作用。冷却系统设计要点（1）冷却水道与成型面各处应取相同距离，并将水道的排列与成型面相符。（2）冷却水道应使成型零件表面冷却均匀，使各处温差不大。（3）冷却水道数量尽量多、冷却通道孔径尽量大。（4）冷却水道出、入温差尽量小（5）浇口处加强冷却。（6）冷却水道的布置应避开塑件容易产生熔接痕的部位。（7）动、定模应分别单独设置冷却系统。常见的冷却系统结构主要有直流式、循环式、直流循环式、喷流式以及隔板式等。对于本次设计，由于型腔镶块尺寸较小、螺纹型芯结构复杂不适合在成型零件上加工冷却水道。故只在定模板和动模板靠近型腔的位置对称设置了个6MM的冷却直水道。3