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035
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035-电话听筒盖的塑料模具设计,035,电话,听筒,塑料,模具设计
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本科毕业设计(论文) 题目：电话听筒盖的塑料模具设计电话听筒盖的塑料模具设计摘要本设计主要是针对电话机听筒零件设计一套注塑模具。基于对塑件特征、成型工艺等多方面的考虑，决定采用一模两腔多分型面的注塑模具，然后根据单次注射量和计算出来的型腔压力等参数选择注塑机，并对注塑机的各个参数进行校核。进而确定了模具的整体结构，并对模具的浇注系统、成型零件、侧向抽芯机构、推出和复位机构等作了认真地设计和计算。最终设计出的注塑模能够满足电话机听筒成型的要求。关键词 ：注塑模具；电话机听筒 ；侧抽芯机构；成型零件；推出和复位机构IThe Plastic Mold Design of Telephone Handset CoverAbstractThe thesis discussed the plastic mold design of the phone machine panel , which is based on plastic mold feature, molding and some others consideration, so i decide to use a modelof a cavity, and based on the monut of the injectionand across the calculation to choose the press of the cavity of the Injection molding machine, and adjust the parameters of the Injection molding machine.in this way we could affirmation the whole structure of the mold, and make a earnest design and calculate of the perfuse system, shaping, side core pu.lling, push and pull structure,at the last ,the decide could considered the requirements of the phone machine panel .Key Words : injection mold; phone machine panel ; side core-pulling mechanism; molded parts; release and reset institutionsII目 录1 绪论11.1前言11.2塑料模具的功能11.3我国塑料模具的发展21.4塑料模具发展趋势22 塑件的技术要求及工艺分析42.1塑件的材料选择42.2塑件的工艺性分析42.2.1塑件的结构42.2.2 塑件的壁厚52.2.3塑件的脱模斜度52.2.4塑件的尺寸62.2.5塑件的尺寸精度62.2.6塑件的体积和质量63 拟定模具结构的成型方案73.1分型面位置的确定73.2 型腔数目的确定83.3 注塑机型号选择与确定93.4 注射机参数的校核113.4.1 最大注塑量的校核113.4.2 锁模力的校核113.4.3 模具闭合高度校核123.4.4 开模行程的校核124 浇注系统的设计144.1 普通浇注系统的设计原则144.2 主流道的设计144.3 冷料井的设计154.4 浇口的设计165 模具成型零件的设计185.1 成形零件应具备的性能185.2成形零件的工作尺寸计算185.2.1影响塑件尺寸精度的因素185.2.2 型腔径向尺寸的计算185.3模架的确定206 脱模机构的设计226.1脱模机构的设计原则226.2脱模机构的分类226.3 推杆的设计236.3.1 推杆的安装方法246.3.2 推杆的材料246.4 脱模机构的复位元件246.5抽芯机构的设计256.5.1 弯销截面尺寸的计算266.5.2 弯销长度的计算267 温度调节系统的设计287.1温度对塑件质量的影响287.2冷却系统设计原则288 总结30参考文献31致 谢32毕业设计（论文）知识产权声明33毕业设计（论文）独创性声明341 绪论1.1前言在现代生产中的工业产品需要使用模具加工，模具工业已成为工业发展的基础，许多新产品的开发和生产在很大程度上依赖模具生产，特别是汽车、轻工、电子、行空等行业尤为突出。而作为制造业基础的机械行业，据国际生产技术协会预测，21世纪机械制造行业的零件，其粗加工的75%和精加工的50%都依靠模具完成。因此，模具工业已成为国民经济的重要工业。模具工业发展的关键是模具的技术，模具技术又涉及到多学科的交叉。模具作为一种高附加值和技术密集型产品，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。世界上许多国家特别是一些工业发达国家都十分重视模具技术的开发，大力发展模具工业，积极采用先进制造技术和设备，提高模具制造水平，已取得了显著的经济效益。美国是世界上超级经济大国，也是世界模具工业的领先国家，早在20世纪80年代么，美国模具行业有一万两千多个企业，从业人员有十七万多人，模具总产值达64.47亿美元。日本模具工业从1957年开始发展起来的，当年模具总产值仅有106日元，到1998年总产值已超过4.88万亿日元，在短短的40余年内增加了460倍，这也是日本经济能迅速发展并在国际市场上占有一定优势的重要原因之一1。纵观世界经济的发展，模具工业在经济繁荣和经济萧条时代都不可或缺。经济发展较快时，产品畅销，自然要求模具能跟上；而经济发展滞缓期2，产品不畅销，企业必然想法设法开发新产品，这同样会给模具带来强劲需求。因此，国内外行家都称现代模具工业是不衰的工业。本选题为电话听筒盖的塑料模具设计，它所用的材料为ABS，其特点：ABS是一种具有良好综合性能的工程塑料，它具有非常好的抗冲击强度；易加工性；低蠕变性和优质的尺寸稳定性；提高模温度可提高塑料光洁度；具有耐火性、吸湿性、中黏度特性，流动性好，这些性能满足传真机面罩多次使用，和高强度的要求3。本选题使用的绘图软件为Auto CAD和。通过Auto CAD软件绘制电话听筒盖下盖的二维图，辅助相应的模具设计。通过电话听筒盖的塑料模具设计，掌握塑料制品的实体设计及成型工艺的制定3；塑料模具结构改进设计的能力；熟悉使用模具设计常用制图软件以及同实际设计的结合。361.2塑料模具的功能模具是利用其特定形状去成型具有一定型状和尺寸的制品的工具，按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具，金属冲压模具，金属压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来制成品。1.3我国塑料模具的发展我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、CAD技术、CAPP技术，已有相当规模的开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化商品化尚待规模化；CAD、CAE、Imbolde软件等应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划；企业多属劳动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力，是刻不容缓的。1.4塑料模具发展趋势有业内专家认为，随着我国塑料模具行业日趋大型化，精度也将越来越高。10年前，精密模具的精度一般为5m，现在已达23m。不久，1m精度的模具将上市。随着零件微型化及精度要求的提高，有些塑料模具的加工精度公差就要求在1m以下，这就要求发展超精度加工。专家认为，我国的塑料模具行业要进一步发展多功能复合模具，一套多功能模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务。多色和多材质塑料成形模具也将有较快发展。这种塑料模具缩短了产品的生产周期，今后将在不同领域得到发展和应用。经过近几年的发展，在塑料模具发展开发、结构的调整以及企业管理等方面中国塑料模具工业已显示出以下新的发展趋势。在模具的质量、交货周期、价格、服务四要素中，越来越多的用户将交货周期放在首位。大力增强主动开发能力。模具企业不能等有了合同，才根据用户要求进行塑胶模具设计。目前，青岛海尔模具公司等企业的“你给我一个概念，我还你一个产品”的一站式服务模式以及太仓求精模塑公司等企业主动开发的办法已被越来越多的企业所接受4。 随着模具企业的设计和加工水平的提高，模具的制造正在从过去主要依靠钳工的技艺而转变为主要依靠技术。这一趋势不但使得模具的标准化程度不断提高，而且使得模具精度越来越高，生产周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促进了整个模具工业水平的提高，同时也要加强塑胶模具工业生产发展。模具企业及其模具生产正在向信息化方向迅速发展。在信息社会中，作为一个高水平的现代模具企业，单单只是CAD/CAM的应用已远远不够。目前许多企业已经采用了CAE、PDM、CAPP、RE、CIMS、ERP等技术及其他许多先进制造技术和虚拟网络技术。 总之，中国塑料模具具有光辉灿烂的前景。只有那些能够把握机遇、开拓市场、不断发现新的增长点的塑胶模具企业和能够生产高技术含量模具的企业，才能在竞争激烈的市场中占有一席之地。本次毕业设计的主要任务是电话机听筒下壳注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产电话机听筒下壳塑件产品，以实现自动化提高产量。针对电话机听筒下壳的具体结构，通过此次设计，使我对推杆式潜伏浇口双分型面模具的设计有了较深的认识5。同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。2 塑件的技术要求及工艺分析2.1塑件的材料选择塑件的材料选择为ABS。ABS中文名为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯。ABS是三元共聚物，因此兼有三种元素的共同性能，使其具有“坚韧、质硬、刚性”的材料。ABS树脂具有较高冲击韧性和力学强度，尺寸稳定，耐化学性及电性能良好，易于成形和机械加工等特点。此外，表面还可镀铬，成为塑料涂金属的一种常用材料。另外，ABS与#372有机玻璃熔接性良好，用于制造双色成形塑件,在机械工业系统中用来制造凸轮，齿轮，泵叶轮，轴承，电机外壳，仪表表壳，蓄电池槽，水箱外壳，手柄，冰箱衬里等，汽车工业中用来制造驾驶盘，空气调节器，管加热器等，还可供电视机晶体管收音机制造外壳5。ABS性能参数具体为：性能 单位 数值密度 1.021.16 比体积 0.860.96 吸水率（24h） 0.40.7 熔点 130160热变形温度 90108(0.46 ) 83103(0.185)抗拉屈服强度 50 拉伸弹性模量 1.8103 抗弯强度 80 冲击韧度 261(无缺口)/11(缺口) 硬度 9.72.2塑件的工艺性分析2.2.1塑件的结构电话听筒下壳塑件如图2.1和2.2所示，具体尺寸和结构见图纸，塑件形状复杂，由于要与听筒上壳配合安装，塑件尺寸精度要求较高，表面不允许出现任何质量缺陷及浇口脱模痕迹。电话听筒下壳塑件内侧需侧抽芯，需要采用合适的侧抽芯机构。 图2.1 电话听筒盖的三维图 图2.2 电话听筒盖的二维图 2.2.2 塑件的壁厚塑件的壁厚应根据塑件的使用要求，如强度，刚度，尺寸大小，电气性能及装配要求等确定，通过查表知ABS的成型塑件壁厚一般在1.54.5mm范围内。调节产品壁厚将决定材料的流动性能和制件模量6。最小壁厚应满足：具有足够的强度和刚度；脱模时能经受脱模机构的冲击和振动；装配时能承受紧固力。壁厚过大：浪费材料，增加了压塑时间或冷却时间，也影响产品质量。同一个塑料零件的壁厚应尽可能一致。否则因冷却速度或固化速度不一致产生附加内应力。2.2.3塑件的脱模斜度在脱模时由于塑件冷却而产生收缩，所以塑件会紧紧的包住模具型芯或型腔的突出部分，为了顺利脱模，防止因脱模力过大而拉伤制品表面，与脱模方向平行的制品内外表面应具有一定的脱模斜度7。从表查得ABS 塑件的脱模斜度, 型腔为30130, 型芯351。脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚、及塑料的收缩率。成型型芯越长或型腔越深,则斜度应取偏小值; 反之可选用偏大值 。因此, 此次设计的电话机听筒外壳的脱模斜度型腔取1, 型芯取40。(塑件内孔以型芯小端为准；塑件外形以型腔大端为准)一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内8。当要求开模后塑件留在型腔内时，塑件内表面的脱模斜度应不大于塑件外表面的脱模斜度。2.2.4塑件的尺寸这里的尺寸是指塑料制件的总体尺寸大小。由于受塑料流动性的影响，对流动性差的塑料或薄壁制件，在注射或压注成型时塑件的尺寸不能太大，以免塑料容体充不满模具型腔或使产生的熔接痕强度过差，从而使塑件不能正常成型或对塑件的外观和强度产生影响9。此外，塑件尺寸还受现有的成型设备规格，参数等的影响。2.2.5塑件的尺寸精度塑件的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制造精度，塑件的尺寸精度是受各方面因素的影响的，而其主要原因是材料的收缩及模具的制造误差，影响塑件尺寸精度的因素有成形材料，成形条件，塑件形状。塑料本身收缩范围大，原料含水分及挥发物量、原料的配制工艺、批量大小、保存方法和保存时间等不同，都会造成收缩的不稳定。成形时所确定的温度、压力、时间等成形条件，都直接影响成型收缩。塑件的壁厚、几何形状影响成形收缩，脱模斜度大小直接影响尺寸精度。塑件的尺寸精度一般是根据使用要求确定的，还必须充分考虑塑料本身性能以及成型加工特点10，过高的精度要求是不恰当的。2.2.6塑件的体积和质量利用PRO/E软件画出塑件的三维图，利用PRO/E软件的体积和质量测量功能测出塑件的体积为43.5cm3，质量为46.9g。3 拟定模具结构的成型方案3.1分型面位置的确定如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、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比较，选出较为合理的方案11。选择分型面时一般应遵循以下几项原则： a. 保证塑料制品能够脱模 这是一个首要原则，因为我们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。根据这个原则，分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上，最好在一个平面上，而且此平面与开模方向垂直。分型的整个廓形应呈缩小趋势，不应有影响脱模的凹凸形状，以免影响脱模。 b. 使型腔深度最浅 分型面的选择是整个模具设计的关键部分，大概需要注意以下几个原则： （1） 分型面最好开设在制品截面轮廓最大的部位，以便于使制品顺利脱模； （2） 分型面应选择在不影响塑件外观质量的部位，而其由于分型面所产生的飞边，应容易修整清除； （3） 注射机的推出机构在动模一侧，故分型面应尽量选择能够使制品留在动模一侧的地方，将型芯设在动模板上，依靠塑件的抱紧力，塑件留在动模一侧；对于无型芯的型腔，就应该将模具设在动模一侧，便于制品脱模； （4） 分型面不要影响塑件的尺寸精度； （5） 一般侧向分型抽芯机构的抽拔距离都较小，选择分型面时应将抽芯或分型距离长的一边放在动定模的开模方向上，短的一边作侧抽芯； （6） 分型面应尽量简单，避免采用复杂形状； （7） 当分型面作为主要排气面时，应将分型面设计在料流的末端，以利于排气； c. 避免设在塑件光滑表面上本设计由于塑件的形状的限制，开模后塑件将留在型芯上，则需在型芯的一侧设置顶出装置，开模时由拉板或杠杆等带动顶出装置顶出塑件。尽管塑料模具配合非常精密，但塑件脱模后，在分型面的位置都会留有一圈毛边，我们称之为飞边。即使这些毛边脱模后立即割除，但仍会在塑件上留下痕迹，影响塑件外观，故分型面应避免设在塑件光滑表面上， d. 尽量避免侧向抽芯 塑料注射模具，应尽可能避免采用侧向抽芯，因为侧向抽芯模具结构复杂，并且直接影响塑件尺寸、配合的精度，且耗时耗财，制造成本显著增加，故在万不得己的情况下才能使用. e. 使分型面容易加工 分型面精度是整个模具精度的重要部分，力求平面度和动、定模配合面的平行度在公差范围内。因此，分型面应是平面且与脱模方向垂直，从而使加工精度得到保证。如选择分型面是斜面或曲面，加工的难度增大，并且精度得不到保证，易造成溢料飞边现象。 f. 使侧向抽芯尽量短 抽芯越短，斜抽移动的距离越短，一方面能减少动、定模的厚度，减少塑件尺寸误差；另一方面有利于脱模，保证塑件制品精度 。 g. 有利于排气 对中、小型塑件因型腔较小，空气量不多，可借助分型面的缝隙排气。因此，选择分型面时应有利于排气。按此原则，分型面应设在注射时熔融塑料最后到达的位置，而且不把型腔封闭 综上所述，对于此塑料件，外观质量要求比较高，并为防止在塑件外表面出现飞边而影响外观质量, 第一个分型面设在定模板处，第二个分型面只能沿塑件边缘轮廓设置, 采用动模框与定模框对接形成与塑件轮廓曲线相一致的分型面形式, 其中动模框和定模框分别镶嵌于型腔板和型芯板中,分型面呈空间曲面形式。其形状如图： 图3.1 分型面23.2 型腔数目的确定为了使模具与注射机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时应确定型腔数目，一般来说，大中型塑件和精度要求高的小型塑件优先采用一模一腔的结构，但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。该塑件精度要求不高，生产批量适中，且具有内侧抽芯，从模具加工成本，制品生产时的成本考虑，故拟定为一模两腔。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，对于精度要求不太高的小型塑件，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。确定型腔数目常用的方法有四种： （1）根据经济性确定型腔数目； （2）根据注射机的额定锁模力确定型腔数目； （3）根据注射机的最大注射量确定型腔数目； （4）根据制品精度确定型腔数目。对于电话机听筒，虽然精度要求也较高，但是该通讯设备由于市场需求量比较大，而且更要考虑其经济性，所以采用一模多型腔。本人先设想为一模二型腔，其具体将通过注塑机的最大注塑量校核。 注塑模内的塑件及浇注系统的总熔量应在注塑机额定注塑量的80%以内，即： 计算得： 式中： （3.1）型腔数量注塑机最大注塑量浇注系统凝料量单个塑件的的容积由此可见，该注塑机正好匹配所对应的型腔数目，所以可确定其型腔数量为2。同时也说明了该注塑机的最大注塑量符合。型腔的布置和浇口的开设部位应力求对称，以防模具承受偏载而产生溢料。为此，本模具一模两腔的布置方式如下图：图3.2 型腔布局3.3 注塑机型号选择与确定注射模需安装在注射机上才能进行工作，亮着应该相互匹配，所以注射模设计之前需要进行注射机基本参数的校核。只有这样才能处理好注射模与注射机之间的关系，使设计出来的注射模能在注射机上安装和使用。注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式11。在确定模具结构形式及初步估算外型尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、注射力锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。从模具设计角度考虑，需要了解注射机的主要技术规范有：额定注射量、额定注射压、额定锁模力、模具安装尺寸以及开模行程等。 在设计模具室，为确保塑件质量，应保证注射模内所需要注射量在注射机实际的最大注射量的范围内，根据生产经验，注射机的最大注射量是其额定注射量的80%，换句话来说，一个注射周期内所需注射的塑料熔体的总量必须在注射机额定注射量的80%内12。在一个注射成型周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量，应为塑件和浇注系统两个部分容量或质量之和，即： （3.2） （3.3）式子中 :一个成形周期内所需注射的塑料容积； :单个塑件的容量； :浇注系统凝料和飞边所需的塑料容量； :注射机额定注射量； ：型腔数目。由前面可知：塑件体积， 塑件质量。 根据以上的初步计算选定型号为 SZ-200/1200的卧式注射机。其主要技术参数为： 理论容量 200 塑化能力 55 注射速率 120 额定注射压力 150 螺杆转速 10250 螺杆直径 40 锁模力 1200 最大/小模具厚度 400/230 开模行程 350 定位孔直径 125 喷嘴球半径SR 153.4 注射机参数的校核3.4.1 最大注塑量的校核 在设计模具室，为确保塑件质量，应保证注射模内所需要注射量在注射机实际的最大注射量的范围内，根据生产经验，注射机的最大注射量是其额定注射量的80%，换句话来说，一个注射周期内所需注射的塑料熔体的总量必须在注射机额定注射量的80%内。在一个注射成型周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量，应为塑件和浇注系统两个部分容量或质量之和，即： 式子中 :一个成形周期内所需注射的塑料容积； :单个塑件的容量； :浇注系统凝料和飞边所需的塑料容量； :注射机额定注射量； ：型腔数目。由前面可知：塑件体积， 塑件质量。 因此符合要求。3.4.2 锁模力的校核注射成形时，高压塑料熔体充满型腔时，会产生使模具沿分型面分开的胀模力，次胀模力等于塑件和浇道系统在分型面上的投影面积与型腔压力之积15。为防止模具分型卖弄被胀模力顶开，必须对模具施加足够的锁模力，否则在分型面处将产生溢料现象。因此模具设计时应时注射机的额定锁模力大于胀模力，则 （3.4）式子中 ：注射机额定锁模力； ：分别为制品和浇注系统在分型面上的垂直投影面积； ：塑料熔体在型腔内的平均压力。注射机注入的塑料熔体流经喷嘴流道交口和型腔，将产生压力损耗，一般型腔内平均压力仅为注射压力的0.25到0.5之间，即: （3.5）P熔融塑料在型腔内的压力为2040，取35 ；流道进料（包括浇口）在模具分型面上的投影面积，在模具设计前是个未知数，根据多型腔模具的统计分析，每个塑件在分型面上的投影面积的倍，因此；可采用0.35倍的塑件在分型面上的投影面积来计算：通过计算可得 =(0.250.5)82因此符合要求。3.4.3 模具闭合高度校核 模具闭合后的厚度（闭合厚度）应该在注射机允许的最大模具厚度和最小模具厚度之间，即： （3.6）而 （3.7）式中，模具闭合后的总厚度，；注射机允许的最小模具厚度，；注射机允许的最大模具厚度，；注射机移动板的最小开合距离，；当时，则模具无法闭合。 模具的实际厚度为291，因此符合要求。3.4.4 开模行程的校核 模具开模取出塑件所需的开模距离必须小于注射机的最大开模行程。注射机最大开模行程的大小直接影响模具所能成形的塑件高度，太小时塑件无法从动、定模之间取出。因此磨具设计是必须进行注射机开模行程的校核，使其与模具的开模距离相适应。对于带有不同形式的锁模机构的注射机，其最大开模行程有的与模具厚度有关，有的则与模具厚度无关。开模行程是指从模具中取出塑件所需的最小开合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大距离S，由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按两种情况进行较核。开模行程与模具厚度无关，这种情况主要是指锁模机构为液压机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的最 大冲程决定的，而与模具的厚度无关。开模行程与模具厚度有关。即， （3.8）式中 注射机动模板的开模行程（mm），取350mm 塑件推出行程（mm），取25mm包括流道凝料在内的塑件的高度（mm），其值为开模条件形成，符合要求。4 浇注系统的设计浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴起到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料井几部分组成。4.1 普通浇注系统的设计原则浇注系统设计是注射模具设计的一个重要环节，设计时应遵循以下原则： （1） 从型腔布局上应尽可能采用平衡式布置，型腔布置和浇口开设部位力求对称，型腔排列要尽可能紧凑。 （2） 热量及压力损失要小，为此浇注系统流程应尽可能短，截面尺寸应尽可能大，减少弯曲，表面粗糙度要低。 （3） 塑料耗量要少，满足各型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料耗量。消除冷料，浇注系统应能收集温度较低的“冷料”。排气良好。 （4） 防止塑件出现缺陷，避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、残余应力。塑料熔体流动特性（充分利用热塑性塑料熔体的假塑性行为）。 （5） 保证塑件外观质量，保证较高的生产效率。4.2 主流道的设计 主流通道常位于磨具的中心，是塑料熔体的入口，其形状为圆锥形，便于熔融塑料的顺利流入，开模时又能使主浇浇道的凝料顺利拔出。热塑性塑料的主浇道一般由交口套构成。主流道与喷嘴的接触处多作成半球形的凹坑。二者应严密接触以避免高压塑料的溢出，凹坑球半径比喷嘴球头半径大1-2；主流道小端直径应比喷嘴孔直径约大0.5-1，常取4-8，视制品大小及补料要求决定。大端直径应比分流道深度大1.5以上，其锥角不宜过大，一般取26。主流道尺寸及主流道衬套和定位圈的确定：主流道小端直径d=注射机喷嘴直径 (4.1) 取主流道球面半径 取球面配合高度 取主流道长度L，尽量小于60mm，但是由于本模具的结构特殊，所以必须得大于60mm，由标准模架及该模具的结构取L=25+32+32+12=101mm 主流道大端直径 （取） (4.2) 取 图4.1主流道衬套 图4.2定位圈4.3主流道衬套及其固定形式4.3 冷料井的设计 冷料井的位置在正对主浇道的动模板上，一般处于分流道的末端，他的作用是将物料前端的“冷料”收集起来，防止“冷料”进入型腔而影响塑件的质量。开模时冷料井能起到将主浇道的冷凝拉出作用。把用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴，在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约1025的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔。冷料井分别有带Z形的拉料钩的冷料井，带球头形拉料的冷料井，倒锥形的冷料井。冷料井如图所示：图4.4 冷料井4.4 浇口的设计 浇口是连接分流道和型腔的一段细短浇道，它的形状、数量、尺寸和位置对塑件的质量影响很大。浇口的形式众多，通常都有点浇口、潜伏式浇口、直浇口等。鉴于电话听筒下壳的具体结构，为确保塑件外观质量, 进料浇口只能开设在塑件的内表面。但由于进料浇口开设在塑件内表面, 因此不影响塑件的外观质量。对于设计的电话听筒下壳，由于其内形状较复杂，属于大批量生产，有前模滑块故宜采用双分型面潜伏式浇口。潜伏式浇口与分流道中心线的夹角一般在之间取值，浇口的截面常为圆形或椭圆形，其截面尺寸根据点浇口或侧浇口进行计算。通过查表，取其截面直径为1如图所示。浇口开设的位置对制品的质量影响很大，在确定浇口位置时，应注意以下几点： （1） 浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置。浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩。 （2） 浇口位置选择有利于型腔中气体的排除。浇口位置应选择在能避免制品产生熔合文的部位。对于圆筒类制品，采用中心浇口比侧浇口好。 （3） 对于带细长型芯的模具，宜采用中心顶部进料方式，以避免型芯受冲击变形。浇口应设在不影响制品外观的部位。不要在制品中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位设置浇口。图4.5潜伏式浇口5 模具成型零件的设计5.1 成形零件应具备的性能 模具中直接决定塑件几何形状和尺寸的零件都称为成型零件，通常包括：凹模、凸模、成型杆、成型环、各种型腔镶件等。由于成形零件的质量直接影响到塑件的质量，且与高温高压的塑料熔体接触，所以必须具备以下性能： （1） 具备足够的强度和刚度，以承受塑料熔体的高温和高压。 （2） 具有足够的硬度和耐磨性，以承受流料的摩擦和磨损。 （3） 具有良好的抛光性能和耐腐蚀性能。 （4） 零件的加工性能好，可淬性好，热处理变形小。 （5） 成形部位有足够的位置精度和尺寸精度。5.2成形零件的工作尺寸计算5.2.1影响塑件尺寸精度的因素 （1） 零件的制造公差；制造误差： （5.1）其中， 被加工零件的尺寸，可被视为被加工模具零件的成型尺寸； 成型零件的制造公差值； 公差单位； 精度系数，对模具制造最常用的精度等级。 （2） 设计时所估计的收缩率和实际收缩率之间的差异和生产制品时收缩率波动；其中， 塑件成型收缩率； 模具成型尺寸 塑件对应尺寸。 （3） 模具使用过程中的磨损13。以上三方面的影响表述如下：为简便计算，凡与脱模方向垂直的面不考虑磨损量，与脱模方向平行的面才考虑磨损。考虑磨损主要从模具的使用寿命来选定，磨损值随产量的增加而增大；此外，还应考虑塑料对钢材的磨损情况；同时还应考虑模具材料的耐模性及热处理情况，型腔表面是否镀铬、氮化等。有资料介绍，中小型模具的最大磨损量可取塑件总误差的1/6（常取0.020.05mm），而对于大的模具则应取1/6以下。但实际上对于聚烯烃（如像PP）、尼龙等塑料来说对模具的磨损是很小的，对小型塑件来说，成型零件磨损量对塑件的总误差有一定的影响，而对于大的塑件来说影响很小。5.2.2 型腔径向尺寸的计算查得ABS的收缩率为, （5.2）所以，平均收缩率为：考虑到实际的模具制造条件和工件的实际要求，成型零件是公差等级取级。 型腔工作部位尺寸： 型腔径向尺寸： (5.3)型腔深度尺寸： (5.4) 型芯径向尺寸： (5.5) 型芯高度尺寸： (5.6) Ls - 塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸（mm） ls - 塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（mm） Hs - 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm） hs - 塑件内型深度基本尺寸的最小尺寸（mm） - 塑件中心距尺寸（mm） - 修正系数 取0.50.75 - 塑件公差 - 模具制造公差 一般取（1/31/4） a. 型腔的主要尺寸计算： 电话机听筒下壳的尺寸, 模具的制造公差为=,则径向： =（214+2140.5%3/40.16） =214.95 mm mm =（56+560.5%+0.16） =56.17mm mm 其余局部尺寸按照收缩率相应地缩放。 b. 型芯的主要尺寸计算： 径向：, =（206+2060.5%+3/40.16） =207.15mm mm =（48+480.005%+3/40.16） , =48.35mm mm 其余局部尺寸按照收缩率相应地缩放。 c. 型腔深度尺寸： H=32+320.5%0.16=mm d. 型芯高度尺寸： =28+280.5%0.16=mm5.3模架的确定 模架是注射模的骨架和机体，模具的每一部分都要寄生于其中，通过它将模具的各个部分有机的联系在一起。从市场买来的标准模架一般由定模座板（或定模底板）、定模固定板（或叫定模板）、动模定板（或叫型芯固定板）、支撑板（或叫动模垫板）、垫块（或叫模脚）、动模座板（或叫动模底板）、推板（或叫推出底板）、推杆固定板、导柱、导套、复位杆等组成。根据需要，还有特殊的模架，如点浇口模架等。模体中其他部分要根据需要进行补充，如精定位装置、支撑柱等。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再结合标准模架，可选用模板尺寸BL560mm900mm派生P8型的中小模架，根据查表得，选用 中小型模架合要求。模架上要有统一的基准，所有零件的基准应从这个基准推出，并在模具上打出相应的基准标记。一般定模座板与定模固定板要用销钉定位；动、定模固定板之间通过导向零件定位；脱出固定板通过导向零件与动模或定模固定板定位；模具通过浇注套定位圈与注射机的中心定位孔定位；动模垫板与动模固定板不需要销钉精确定位；垫块不需要与动模固定板用销钉精确定位；顶出垫板不需与顶出固定板用销钉精确定位。模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉；模具外表面尽量不要有突出部分；模具外表面应光洁，加涂防锈油。两模板之间应有分模隙，即在装配、调试、维修过程中，可以方便地分开两块模板，模板尺寸的确定如下： 定模座板（400400 25） 动模座板（400400 厚25） 通过4个六角螺钉与定模板连接，规格为定模板（315400 厚32）垫板（315400 厚25）型腔固定板（315400 厚32）型芯固定板（315400 厚40）托板（315400 厚3）垫块（50400 厚80）垫块：它是用来连接动模固定板与动模座板的零件。其作用主要是，在动模座板与动模垫板之间形成推出机构的动作空间，或是调节模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求。垫块的高度计算： = 15+25+25+40+5 =50 式中： 塑件应推出高度； 推杆固定板厚度； 推板厚度； 挡销的长度。 顶出行程的富裕量，一般为，以免顶出板顶到动模固定板。模具组装时：应注意左右两垫块高度一致，否则由于负荷不均匀会造成动模板损坏。 图5.1推板固定板图5.2定模板6 脱模机构的设计6.1脱模机构的设计原则塑件滞留于动模，模具开启后应以使塑件及浇口凝料滞留于带有脱模装置的动模上，以便模具脱模装置在注射机顶杆的驱动下完成脱模动作。保证塑件不变形损坏 ，这是脱模机构应达到的基本要求。首先要正确分析塑件对型腔或型芯的附着力的大小以及所在部位，有针对性的选择合适的脱模方法和脱模位置，时顶出重心和脱模阻力中心相重合。型芯由于塑料收缩时对其包紧力最大，因此顶出的作用应该尽可能的靠近型芯，顶出力应该作用于塑件刚度、强度最大的部位，作用面应尽可能大一些。最影响脱模力大小的因素有很多，当材料的收缩率大，塑件壁厚大，模具的型芯形状复杂，脱模斜度小以及型芯（型腔）粗糙度高时，脱模阻力就会增大，反之则小。力求良好的塑件外观，顶出塑件的位置应该尽量设在塑件内部或对外观影响不大的部位，在采用顶杆脱模时尤其要注意这个问题。制品顶出是注射成型过程中最后一个环节，当制品在模具中固化后，需要有一套有效的方式将。6.2脱模机构的分类 （1）按驱动方式分 a. 手动脱模：它是在开模后，用人工操作推出机构取出塑件。 b. 机动脱模：它的利用注射机的开模动作使塑件脱离型腔。开模时塑件先随动模一起移动，达到一定的位置，脱模机构被注射机上固定不动的推杆顶住而不能随动模继续移动，而使塑件脱离模腔，在实际生产中大多都是利用这种脱模方式脱模的，本设计也是采用此设计脱模。 c. 液压脱模：注射机上设置有专用的液压顶出装置，当开模到一定的距离后，通过液压岗活塞驱动而实现脱模动作。 d. 气动脱模：利用压缩空气，通过型腔里微小的顶出气孔或受气阀将塑件吹出。 (2) 按脱模机构的动作分类 a. 一次推出机构：这是最常用的脱模方式，塑件只经过推出机构的一次动作，就可以脱模，故又称简单脱模机构。 b. 二次推出机构：塑件经过两次不同的动作才能脱模。 c. 延迟动作推出机构：在某些情况下，当塑件被推出后，还需要延迟动作在推出浇注系统凝料，尤其用于潜伏式浇注系统的注射模。 (3) 模具中的推出零件分类 a. 推杆式推出：应用广泛，常用圆形截面推杆。 b. 推管式脱模：适用于薄壁圆筒形塑件。 c. 脱模板式：运用于薄壁容器，壳体以及不允许存在推出痕迹的塑件。 d. 推块式脱模：适用于齿轮类或一些带有凸缘的制品，可防止塑件变形。 e. 斜削脱模：适用于有倒钩类的塑件。6.3 推杆的设计 （1）推杆应设计在靠近脱模阻力较大的部位，如塑料件侧壁的端部，端面带凸台或凹槽的部位； （2）在保证顺利脱模的前提下，力求减少推杆的数量，以保证推件时的协调，以减小塑料件表面的影响； （3）推杆接触塑料件的顶推段，与模板上相应孔的配合间隙，应以不超过塑料溢料间隙为限，一般情况下或就可以满足这要求； （4）采用带凸肩推杆，安装固定时，与固定板上的安装孔应留有充分间隙，一般情况下可取双面间隙1使推杆在推件是有一定的浮动作用； （5）布置推杆时，要考虑脱模阻力的平衡，保证制品在推出时受力均匀，推出平稳，不变形，因此在肋，凸台，细小凹部要多设推杆； （6）在装配推杆时，应使推杆的端面和凸模平面齐平或者比凸模平面高出，以免在制品上留下一个凸台影响制品的使用； （7）在空气或废气难于排出的部位，应尽可能的设计推杆，以用它代替排气槽排气； （8）在推压制品的边缘时，为了增加推杆与制品的接触面积，应尽可能采用直径较大的推杆，推杆的边缘应与型芯的侧壁相隔，以避免推杆应推杆孔的磨损而把型芯侧壁擦伤； （9）推杆固定端与推杆固定板径向应留的间隙，避免在多推杆的情况下，由于各板上的推杆孔加工误差引起的轴线不一致而发生卡死现象。本设计采用如图8.1所示的推杆，每个塑件由2根（a）型推杆和26根（b）型推杆以及推出，共为28根。推杆靠近安装凸肩一端的直径较大，而顶推塑料件一端工作段直径较小，当模具结构允许的推杆顶推面很有限，又必须使推杆较长时，为了增加推杆工作时的稳定性，将推杆靠近安装一端直径增大。有时推杆靠近安装凸肩一端直径较小，而顶推塑料件一端的工作段直径增大，这种推杆用在要求增加顶推面的场合，例如壁较薄的塑料件，特别是脆性塑料件，增加顶推面可减小塑料件单位面积承受的顶推力，防止变形和推裂。图6.1推杆6.3.1 推杆的安装方法 推杆在固定板上的固定方法有很多，本设计采用的是最常采用的形式，即将推杆凸肩压在固定板的沉孔和推板之间，用螺钉紧固，凸肩高度与对应沉孔的深度留有余量，在装配后将它们与固定板一起磨去余量，来保证高度一致，避免在高度方向来回窜动。6.3.2 推杆的材料 推杆的常用材料有钢、或碳素工具钢，推杆头部需淬火处理，硬度在以上，表面粗糙度在。6.4 脱模机构的复位元件在推杆顶出机构中，推杆顶出塑料件后，在下一个成型周期开始前，必须恢复到初始位置，才能开始下一个循环工作。因此，还必须设计复位杆来实现这动作。复位杆又称回程杆。目前回程杆的形式有三种： （1）复位杆回程。 （2）顶杆兼回程杆回程。 （3）弹簧回程。本设计采用的是复位杆回程。复位杆结构如图：图6.2 复位杆6.5抽芯机构的设计 电话听筒盖内侧有一凹槽，因此需要侧抽芯，而考虑到凹槽在内侧且内部空间不足，所以考虑一些简单的侧抽芯机构，这里选择了弯销侧抽芯机芯构。弯销侧抽芯机芯构实际上是斜导柱的变异形式。该结构的优点是斜角最大可达30o，即在同一个模距离内，能得到比斜导柱更大的抽芯距。在设计弯销时，必须注意弯销与滑块孔之间的间隙要大些，一般在0.5mm左右，否则闭模时可能发生卡死现象。由于弯销采用矩形截面，抗弯系数比斜导柱大，抗弯强度高。可根据制品抽拔要求，把弯销分段加工成不同的斜度，以控制抽芯速度和抽芯距。倾斜角的大小关系到弯销所承受的弯曲力和实际达到的抽拔力，也关系到弯销的工作长度、抽心距和开模行程。为保证一定的抽拔力及斜导住的强度，取小于20o，一般在12o30o之间取，本模具设计的斜导住倾角选了。其结构图如下：图6.3弯销截面1 图6.4弯销截面26.5.1 弯销截面尺寸的计算 将型芯从成型位置抽至不妨碍塑件脱模的位置，型芯或滑块所移动的距离称为抽芯距。一般来说。抽芯距等于侧孔深度加的安全距离。 弯销的有效长度： （6.1） 式中：抽心距，； 斜导柱的倾斜角； 因此：L取20mm ； 宽取13mm ；长取13。6.5.2 弯销长度的计算弯销的总长度L与抽距芯S、斜弯销的倾斜角及滑块与分型面倾角有关。弯销的总长度还与导柱的直径、固定板厚度有关14，因此： （6.2）：定模板的厚度。 ：垫板的厚度。：型腔固定板的厚度。所以：取87。具体抽芯机构如图所示：图6.5弯销侧抽芯机构7 温度调节系统的设计7.1温度对塑件质量的影响 塑料注射模温度调节能力的好坏直接影响到塑件的质量，而且也决定着生产效率的高低，塑件在型腔内的冷却力求做到均匀、快速，以减小塑件的内应力，使塑件的生产做到优质高效率15。模具温度对模具的影响如下： （1） 模具在成型的过程中，模具的温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件的质量。 （2） 模具温度过高，成型收缩大。脱模后塑件变形率大，而且还容易造成溢料和黏模。 （3） 模具温度过低，则熔体流动性差，塑件轮廓不清晰，表面还会产生明显的银丝或流纹等缺陷。 （4） 当模具的温度不均匀时，型芯和型腔温度差过大，塑件收缩不均匀，导致塑件翘取变形，会影响塑件的形状和尺寸精度。综上所述，模具上需要设置温度调节系统以达到理想的温度要求。通常温度调节系统包括冷却系统和加热系统两种。由于本塑件采用的是ABS，其黏度低、流动性较好，对模具温度的要求不高，因此只要设计冷却系统就可以了，加热系统就不需设计。7.2冷却系统设计原则 （1） 尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡； （2） 冷却水孔数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。根据经验，一般冷却水孔中心线与型腔壁的距离应为冷却水孔直径的12倍，冷却水孔中心距约为35倍，水孔直径一般为812。 （3） 尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，当塑件壁厚均匀时，冷却水孔与型腔表面的距离应处处相等。 （4） 浇口处加强冷却。一般在注射成型时，浇口附近温度最高，距浇口越远温度越低，因此加强浇口处的冷却。 （5） 尽量降低进水和出水的温度。如果进水和出水的温度过大，将使模具的温度分布不均匀，尤其对流程很长的大型塑件，料温越流越低，对于矩形模具，通常沿模具宽度方向开设水孔，使进水与出水温度差不大于5。 （6） 合理选择冷却水道的形式。 （7） 合理确定冷却水管接头的位置。为不影响操作，进出口水管接头通常设在注射机背面的模具同一侧。 （8） 冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构（如推杆孔、小型芯孔等）发生干涉现象，设计时要通盘考虑。冷却水孔进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。因此根据设计原则设计出了冷却系统如图所示： 图7.1冷却系统1图7.2冷却系统28 总结通过近十五周的毕业设计，我受益匪浅，在做毕业设计的过程中，动手能力大为提高。经过这次毕业设计，达到了预期的设计目的。在设计的过程中，首先对电话听筒盖的结构和成型工艺进行充分的分析，了解其整个成型过程，为模具设计提供参考数据，保证模具结构设计的合理性。塑件的材料可以有几种，在选择注射机时要充分考虑各种材料的特性，所以此设计中所选用的注射机对ABS材料的比较适用。接着确定型腔的数量和分型面，针对本塑件设计成型零件的型腔和型芯，确定合理的浇注系统。然后设计模具的合模导向机构和推出机构。因为塑件结构性，所以在设计推出机构时，要保证不损害塑件的形状，并且能够使塑件顺利从动模型腔
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