仪表外壳塑料模具设计【游戏机外壳】【一模一腔】【侧抽芯】【说明书+CAD】
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实习报告一、实习目的：巩固专业知识，提高实际操作技能，丰富实际工作和社会经验，掌握一定的专业技能，将所学知识能灵活运用于实际工作中。二、实习时间：2周（2011.3.142011.3.25）三、实习地点：苏州永腾电子制品有限公司四、实习内容：我是成型0702班的罗进，于2011.3.142011.3.25在苏州永腾电子制品有限公司实习，在研发部研发课担任工程师一职，厂牌号码为AMA00025。在该部门实习这段期间，我觉得我学到了许多书本上没有的知识，让我的人生观、知识观、世界观都有了一定的提高，我非常感谢该公司给我这次机会，让我得到充分的锻炼与学习。我大致介绍下我在该公司的实习情况：首先，刚上班时，我们部门老大杨宗文科长，他不会马上给你安排案子做，而是先向我简单介绍下公司部门运作情况，然后给我看一些公司以前的生产图纸、产品，让我从中慢慢了解熟悉公司的生产情况，接着给我一些工程师绘图基本规范和工程师手册，让我学习了解作为一个工程师应该具备哪些素质和技术！然后，杨科长安排肖超明大哥带我熟悉整个公司各个部门的情况，从一个产品（散热片）的选材到加工成型、包装等流程都做了一个详细的介绍，在此非常感谢。我们一开始从散热片的第一步（铝挤）参观起，在铝挤加工过程中，我了解到铝挤分为铝锭熔铸铝圆棒加热炉挤压成型拉直裁锯人工时效转入下一工序剖沟。虽然看是一个简单的挤型，但做起来还是相当的复杂，必须达到一定的规定要求。接着参观了剖沟车间、CNC车间、线割车间、磨床车间、阳极车间等，在此，因涉及公司机密，不一一作详细介绍。其次，我跟着王元喜、石正红等那些老大哥们，向他们学习如何绘图，以及在他们接手做案子时，看他们如何操作和一些注意的细节问题。经过一些天的学习、请教和了解，我大致懂得了要做好一个优秀工程师不是一件简单事。最后，经过一些天的实习，我对于整个公司的生产流程有了一定的了解，随着认识的逐渐深入，我也开始着手做了一些简单的案子，虽然刚开始只是一些报价的案子，在我们看来很简单，可是真正动起手来独立完成案子时，却觉得凡事不是想当然的那么容易，刚一开始就错了，比如，面对一个铝挤产品，当你转图报价时，你就得先注意这个产品的挤型和剖沟之间的关系，特别对于有耳朵的产品，剂型一定得高于剖沟3mm，而剖沟也得高于耳朵3mm,再者就是这个产品这样做能不能生产的问题，以及面对一个初次见的弹簧螺丝如何查代号的问题等等。总之，当我们真正动手做一件案子时，才知道，凡事一定不能眼高手低，要脚踏实地，特别对于我们刚毕业的大学生而言。再此，我还得感谢我在永腾实习的那些同事们，感谢他们这些天来对我的照顾，是他们教会了我许多，也让我初次踏入社会就收获了那么多难能可贵的东西！祝他们在工作事业上如鱼得水，步步高升！实习日记2011.3.14 苏州永腾电子制品有限公司 工程师我是材料成型0702班的罗进，我实习的公司是苏州永腾电子制品有限公司，今天是我实习的第一天，一切是那么的陌生，一切又是那么的新奇，对于我第一次一个人在遥远的苏州实习，心里夹杂着说不出的滋味。由于初次上班，不懂公司上班的具体规则，所以，一清早我就早早赶到公司报到，首先在我们部门老大杨宗文课长的带领下来到了我们部门研发部门，我实习的职位是研发工程师，虽然我是个新人，但贵公司仍给予了我这次机会，在此表示衷心感谢。首先，老大向我简单介绍了下公司的规章制度，以及我们研发部门的一些工作流程，并把我们部门最近一段时间做过的案子资料交给我看，让我尽早熟悉，步入正轨，此外，还给我了一些工程师手册和工程师绘图基本规范资料，结合老大给的案子资料，学习作为一个工程师应该具备的哪些素质和技能!接着，助理给我讲了公司上下班制度，每天上午七点四十五之前打上班卡，十二点半之前打下班卡，然后一点之前打上班卡，五点打下班卡，每星期每人办公室轮流值班。看着部门同事一个个忙着自己的案子，自己心中非常羡慕，心想自己要是能像他们那样做一个高级工程师就好了。每个人面对自己手中的案子，都是那么的从容，冷静，迅速，细致，仿佛一切早已成竹在胸，看着他们，我觉得他们就像一个个伟大的将军，在指挥着一场场战役！2011.3.14 苏州永腾电子制品有限公司 工程师今天是上班第三天，老大说：“要想做一个成功的研发工程师，你就必须得熟悉整个产品的整个生产流程，了解它生产的每个环节，这样你才知道你设计的产品能否生产的出，能否达到所需的加工精度，是否还需改进。今天在肖超明大哥的带领下熟悉了整个工厂的生产加工情况，以及每个步骤是如何加工而来的。首先，我们参观的是挤型生产车间，在挤型车间班长的介绍下，我了解到整个铝挤过程虽然看似简单，但实际还是不容易的。第一步，将买来的铝锭放入加热炉中熔铸变成铝棒，加热炉分为三个加热区段，温度范围在50050以内。第二步，把做好的模具放在加热炉内预热，达到一定的温度后与在加热炉中出来的铝棒一起放入挤型机中。第三步，经过挤型机出来后的铝挤制品在牵引机的作用下拉出成型。第四步，由于出来后的铝挤制品温度较高，所以将铝挤制品放在滑台上面冷却。第五步，冷却后的铝挤再通过拉直机的作用，使铝挤制品底部的平面度在0.01内。第六步，再将铝挤制品通过裁切机裁断，使其达到一定的长度好装运方便。第七步，将裁切后的铝挤放入时效炉中加热，以保证它的硬度，和加工性能。到此，整个铝挤过程才算完成，转入下一工序-剖沟。在其中有许多值得注意的地方：是否有污点，有无翼变形，铝挤底部平面度，有无断齿等等。总之，经过今天的实习，我大致了解了整个铝挤加工过程，让我见识了不少，也让我明白了每一道加工工序的重要性。2011.3.14 苏州永腾电子制品有限公司 工程师今天又是一个艳阳天，心情也格外舒坦，因为每天都有新的东西可学，让我觉得这世间格外真切，人格外充实。一大早做完早操就来到办公室等着去剖沟车间参观。带着工程师手册上的疑点，我大步迈向了剖沟车间，剖沟分为两个部分：一个是全剖，另一个是半剖。两者之间的区别是，全剖主要是用来剖简单的一次成型的铝挤制品，而半剖主要是剖多次成型较复杂的铝挤制品。在全剖车间，我看到昨天在挤型车间加工完的铝挤制品，工人们搬着挤型制品到剖沟机上，剖沟机较大，一般视铝挤制品的大小决定，数量在28根之间不等。看着在剖沟机上悬挂的图纸，再看着那些旋转的高速齿轮，我心中对高科技发展无比佩服，那么复杂的挤型制品就那么一下，就神奇的出来了，而且和图纸要求一摸一样。旁边的品保人员讲解到，剖沟其实很简单的，只要你按照步骤来，不会出什么差错的，机器都是事先调试好了的。只是有些注意的地方，必须符合图纸要求，主要看剖沟有无剖坏铝挤，有无翼变形，有无剖伤耳朵，剖沟间距是否符合要求，再有就是剖沟深度一定得低于铝挤深度3mm等等。在半剖车间，主要是用改装后的木工机加工。工序和全剖一样，再此就不一一介绍了。2011.3.14 苏州永腾电子制品有限公司 工程师上班几天了，一切感觉还行，同事之间相处得还蛮开心的。非常感谢各位对小弟我的照顾。今天我参观的是CNC车间，在CNC车间里有CNC、攻牙机、倒角机、打孔机。在这个车间，每个人都在不停的忙碌，似乎都有忙不完的事。CNC车间主要是生产加工治具用的，对于精度要求较高，而经过剖沟后的铝挤制品，再拿到打孔机上打孔，通过治具定位中心定位，保证两孔之间的孔位精度。然后转入下一工序-攻牙，在这一阶段，主要是确保无断牙，无漏牙，无偏牙，还在保证两孔之间的孔位精度。总之，过程比较简单，只要，人比较细心，调试好机器，一切没什么大问题。再转入下一工序-倒角，将攻牙过后的铝挤放在倒角机上倒角，选择合适的钻头，无倒偏，无漏倒现象。接着经过品保人员的检验，符合图纸要求才算过关。2011.3.14 苏州永腾电子制品有限公司 工程师由于昨天公司停电检修，所以没上班，休息了一天，经过几天的学习，我感觉我学到了许多，这让我成熟了不少，也对上班的情况也了一定的了解。我现在在办公室主要从事一些简单的案子-转图报价，在旁人眼中，也许如此简单，可是等自己独立接受这案子时，才知道是如此吃力，毕竟第一次，许多事都要问别人和在自己摸索中才能明白。从刚开始的一片茫然，到逐渐了解，慢慢熟悉，心中也开始坦然、淡定，我想，人都是在磨砺中成长，没有锻炼，你永远只会纸上谈兵。我现在的大哥是彭才谦，非常感谢他对于我的照顾，对于我工作上的难处，他都很热情细心的帮助，现在我也开始帮忙做一些简单的设计案子，我们公司主要是生产设计电脑散热片内的，主要厂家有华硕、技嘉等，目前正往LED灯转型中，我们设计的LED灯主要包括：“防鸟粪路灯、飞利浦15W室内灯、飞利浦25W室内灯、120W工矿灯、崁灯等” 。种类齐全。记得我经手设计的飞利浦20WLED室内灯案子，由于该产品的模具和治具都在东莞，而台湾那边又催的很急，老大叫我直接发往东莞做，但由于考虑不周，东莞那边的CNC车间已排满，所以不得不又得重新发回苏州打样。这是，对于我第一次面对这样的案子，老大马上替我排忧解难，教我如何发邮件像苏州和东莞两边的老大解释，以及以后再遇类似情况该如何解决，最关键一点就是自己不能乱，应为我们作为工程师要是自己先乱了，那这个厂也就完了。经过这件事，我觉得我要学的还很多，要想做一个成功的工程师更难，所以，我们一定要坚持自己的目标一直走下去，只有坚持不懈，才会成功！5手机上盖塑料模具设计 摘 要注射成型的基本概念是使热塑性材料在受热时熔融，冷却时硬化，在大部分加工中，粒状材料（即塑料树脂）从料筒的一端（通常通过一个叫做“料斗”的进料装置）送进，受热并熔融（即塑化或增塑），然后当材料还是溶体时，通过一个喷嘴从料筒的另一端挤到一个相对较冷的压和封闭的模子里。溶体在模腔里冷却，硬化，直至完全固化。然后将模子打开，推出工件，并重复以上工序。关键词 ：注射成型；熔融；冷却；硬化；固化ABSTRACT The basic concept of injection molding revolves around the ability of a thermoplastic material to be softened by heat and to harden when cooled .In most operations ,granular material (the plastic resin) is fed into one end of the cylinder (usually through a feeding device known as a hopper ),heated, and softened(plasticized or plasticated),forced out the other end of the cylinder,while it is still in the form of a melt,through a nozzle into a relatively cool mold held closed under pressure.Here,the melt cools and hardens until fully set-up.The mold is then opened,the piece ejected,and the sequence repeated.Key words ：injection molding；softened； cooled；harden；set-up目 录1 前言11.1 塑料成型模具在加工工业中的地位11.2 塑料成型模具发展趋势11.2.1 加深理论研究11.2.2 高效率、自动化21.2.3 大型、超小型及高精度21.2.4 革命模具制造工艺21.2.5 标准化21.2.6 开发计算机辅助设计与辅助制造（CAD/CAM）2（1）、塑件设计2（2）、注射机的使用22 塑件材料及工艺性分析32.1塑件材料分析32.1.1塑件材料的选择32.1.2材料的基本特性3（1）物理力学性能3（2）热性能3（3）电性能3（4）耐环境性3（5）耐候性3（6）ABS的流变性4（7）ABS的吸水性4（8）ABS制品的后处理42.1.3ABS的注射成型工艺及主要参数4（1）注射成型工艺过程4（2）ABS注射成型工艺参数4（3）ABS的主要性能指标52.2塑件工艺性分析52.2.1塑件的几何形状52.2.2尺寸和精度分析62.2.3脱模斜度63 型腔数目的决定及排布74 分型面的选择85 浇注系统的初步估计95.1浇注系统的设计原则：95.2浇注系统的组成：95.2.1主流道的设计95.2.2分流道的设计105.2.3浇口形式106 注射机的型号和规格126.1注射机的确定126.2注射机的主要参数127 成型零部件的工作尺寸计算137.1成型零件工作尺寸137.1.1塑料的成型收缩137.1.2成型零部件的制造偏差137.1.3成型零部件的磨损137.2凸凹模尺寸计算147.3成型零件的强度、刚度计算157.3.1侧壁：157.3.2底部：157.3.3凸模、型芯计算公式：158 导柱导向机构的设计178.1导柱导向机构的作用178.2导柱导套的选择179 推出机构的设计189.1推出机构的组成189.2设计原则189.3脱模力的计算189.4复位零件199.5抽心机构设计1910 温控系统设计2110.1注射模冷却系统设计2110.2注射模冷却装置系统设计要点2110.3冷却系统的计算2110.4与冷却介质温度有关的物理系数2111 模具结构分析2312 结束语2413 参考文献2514 致谢26III1 前言1.1 塑料成型模具在加工工业中的地位模具是利用其特定形状成型具有一定形状和尺寸的制造工具。成型塑料制品的模具叫做塑料模具。全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等方面均能满足使用要求的优质制品。从模具使用角度，要求高效率、自动化、操作简便；从模具制造角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。塑料模具影响着塑料制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在塑料加工过程中，模具结构对操作难易程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少分模。合模和取制件过程中的手工劳动，为此常采用自动开合模和自动顶出机构。在全自动生产时还要保证制品能自动从模具上脱落。另外，模具对塑料制品的成本也有相当的影响。除简易模具外，一般来说制模费是十分昂贵的，一副优良的注射模具可生产制品百万件以上，压制模约能生产二十五万件。当批量不大的时候，模具费用在制件成本中所占比例将会很大，这时应尽可能地采用结构合理而简单的模具，以降低成本。现代塑料制品中合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要因素，尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求，塑料制件使用要求和造型设计起着重要作用。高效的全自动的设备也只有装上能自动化生产的模具才能发挥基效能，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提。由于工业塑件和日用塑料制品的品种和产量需求量很大，对塑料模具生产不断向前发展。1.2 塑料成型模具发展趋势随着塑料成型加工机械和成型模具的迅速增长，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占比例越来越大。从模具设计和制造技术角度来看，模具的发展趋势可归纳为以下几个方面：1.2.1 加深理论研究 在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经由经验设计阶段逐渐向理论计算方面以发展。1.2.2 高效率、自动化 大量采用各种高效率、自动化的模具结构，如高效冷却以缩短成型周期；各种能可靠地自动脱出产品和流道凝料的脱模机构；热流道浇注系统注射出模具等。高速自动化的塑料成型机械配合以先进的模具，对提高生产效率，降低成本起了很大作用。1.2.3 大型、超小型及高精度 由于模料应用的扩大，塑料制件已应用到建筑、机械、电子、仪器、仪表等各个工业领域，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工，热处理变小、导热性能优异的制模材料。1.2.4 革命模具制造工艺 为了更新产品花式和适应小批量产品的生产要求，除大力发展高强度、高耐磨性的材料外，同时又重视简易制模工艺研究。1.2.5 标准化 开展模具标准化工作，使模板，导柱等通用零件标准化、商品化，以适应大规模地成批生产塑料成型模具。1.2.6 开发计算机辅助设计与辅助制造（CAD/CAM） 随着计算机技术的发展，计算机已广泛应用于模具工业，在注射成型系统中，针对每一个环节都可将计算机作为辅助工具而加入。构成该环节的CAD或CAM或CAE。（1）、塑件设计 塑件的设计包括塑件结构、尺寸、精度、表面、性能等方面的设计。塑件设计方面的计算机辅助技术有：塑件CAD、塑料、辅料、辅件选择的专家系统。（2）、注射机的使用 常见注射机的使用方面的计算机辅助技术有：注射机选择专家系统：注射机故障诊断系统。、注射模使用状况的好坏直接影响到注射质量，在对于高技术注射模来说，都要对注射模在使用过程中进行监控或对注射模的服役模拟仿真，由此知注射模的工作状况。、注射工艺 注射工艺方面的计算机辅助技术有：注射工艺制定的专家系统；塑件质量故障诊断。、注射模设计 注射模设计主要完成注射模的结构尺寸、精度、表面性能等方面的设计，并选择模具的材料等。2 塑件材料及工艺性分析2.1塑件材料分析2.1.1塑件材料的选择 该塑件选用塑料为ABS. 中文名为：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物英文名：Acrylinitrile-Butadiene-Styrene。2.1.2材料的基本特性 ABS是由丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)和苯乙烯(Styrene)三种化学单体合成。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构，而它的优良性能在于以下几方面：（1）物理力学性能ABS具有优良的物理力学性能，如不透水，但略透水蒸气，冲击强度较高，尺寸稳定性好等。ABS有极好的冲击强度，即使在低温也不迅速下降。但是它的冲击性能与树脂中所含橡胶的多少、粒子大小、接枝率和分散状诚有关，同时也与使用环境有关、如温度越高则冲击强度越大。当聚合物中丁二烯橡胶含量超过30%时，不论冲击、拉伸、剪切还是其它力学性能都迅速下降。（2）热性能ABS制品的负荷变形温度约为93，若能对制品进行退火处理，则还可增加10左右。（3）电性能ABS聚合物的电绝缘性受温度和湿度的影响很小，且在很大频率变化范围内保持恒定。（4）耐环境性 ABS聚合物几乎不受水、无机盐、碱、酸类的影响，但在酮、醛、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，它不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但长期与烃接触会发生软化溶胀。ABS聚合物表面受冰醋酸、植物油等化学药品的锓蚀会引起应力开裂。（5）耐候性 ABS聚合物的最大不足之处是耐候性较差，这是由于分子中丁二烯所产生的双键在紫外线作用下易受氧化降解的缘故。经受350nm以下波长的紫外线照射，氧化作用更甚。氧化速度与光的强度及波长的对数成正比。ABS是一种成型加工性能优良的热塑性工程塑料，可用一般加工方法成型加工。（6）ABS的流变性 ABS聚合物在熔融状态下流动特性属于假塑型液体。虽然ABS的熔体流动性与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感。因此在成型过程中可以采用提高剪切速率来降低熔体粘度，改善熔体流动性。ABS属一无定形聚合物，无明显熔点，成型后无结晶，成型收缩率为0.4%0.5%。在成型过程中，ABS的热稳定性较好，不易出现降解或分解，但温度过高时，聚合物中橡胶相有破坏的倾向。（7）ABS的吸水性 ABS具有一定的吸水性，含水量在0.3%0.8%范围。成型时如果聚合物中含有水分，制品上就会出现斑痕、云纹、气泡等缺陷，因此在民型前，需将聚合物进行干燥处理，使其含水量降到0.2%左右。（8）ABS制品的后处理 一般情况下很少出现应力开裂，所以除了使用要求较为苛刻的制品，通常不作制品的后处理。注射速度对ABS的熔体流动性有一定影响，注射速度快，制品表面光洁度不佳；注射速度慢，制品表面易出现波纹、熔接痕等现象，因而除了充模有困难的情况下，一般以中、低速为宜。在制品要求表面光泽较高时，模具温度可控制在6080对一般制品可控制在50-60。2.1.3ABS的注射成型工艺及主要参数 （1）注射成型工艺过程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清理模具、涂脱模剂合模注射（2）ABS注射成型工艺参数表2.1ABS注射成型工艺参数类型 名称 数据 注射机类型 螺杆式 30-60r/min温度 料筒一区/ 150-170温度 料筒二区/ 180-190温度 料筒三区/ 200-210温度 喷嘴/ 180-190温度 模具/ 50-70压力 注射/Mpa 60-100压力 保压 /Mpa 40-60时间 注射/s 2-5时间 保压/s 5-10时间 冷却/s 5-15时间 周期/s 15-30后处理 方法 红外线烘箱后处理 温度/ 70后处理 时间/h 0.3-1（3）ABS的主要性能指标表2.2ABS的主要性能指标类型 名称 数据 力学性能 屈服强度/Mpa 50力学性能 拉伸强度/Mpa 38力学性能 断裂伸长率/% 35力学性能 拉伸弹性模量/Gpa 1.8力学性能 弯曲强度/Mpa 80力学性能 弯曲弱性模理/Gpa 1.4力学性能 塑件质量冲击强度/kJ/m2 （无缺口） 261力学性能 塑件质量冲击强度/kJ/m2 （含缺口） 11力学性能 布氏硬度/HBS 9.7R121热性能 熔点（粘流温度）/ 130160热性能 热变形温度（45 N/cm3）/ 130160热性能 热变形温度（180 N/cm3）/ 83103热性能 线膨胀系数 /（10-5/） 7.0电性能 比热容/ 1470电性能 热导率/ 0.263电性能 燃烧性/（cm/min） 慢电性能 体积电阻/*cm 6.9*1016物理性能 密度/（g/cm3） 1.021.16物理性能 吸水性/%（24h） 0. 20.4物理性能 比体积/（cm2/g） 1.021.06物理性能 透明度或透光率 不透明2.2塑件工艺性分析2.2.1塑件的几何形状塑件图如下所示：图1 塑件图2.2.2尺寸和精度分析塑料的尺寸精度主要决定于塑料收缩率的波动和模具制造误差。本次塑料制品的尺寸按4级精度取值。塑件的表面粗糙度主要取决于模具粗糙度，一般情况下，塑件的表面粗糙度比模具成型部分的粗糙度高12级。2.2.3脱模斜度脱模斜度的取向根据塑件的内外形尺寸而定，以塑件内孔型芯小端为准，尺寸符合图纸要求，斜度由扩大方向取得；塑件外形，以型腔大端为准，尺寸符合图纸要求，斜度由缩小方向取得。一般情况，脱模斜度不包括塑件的公差范围内。本设计采用1脱模斜度。3 型腔数目的决定及排布因为此产品属大批量生产的塑件，属于仪表外壳，精度要求比较高、且单件加工生产综合考虑生产率和生产成本等各种因素，以及注射机的型号选择，确定采用一模一腔排布。由塑件的外形尺寸和机械加工的因素，确定采用大水口单型腔生产。 图2 型腔图4 分型面的选择合理选择分型面，有利于制品的质量提高，工艺操作和模具的制造。因此，在模具设计过程中是一个不容忽视的问题，选择分型面一般根据以下的原则：1. 分型面应该选择在制品最大截面处，这是首要原则。2. 尽可能使制品留在动模的一侧。3. 尽可能满足制品的使用要求。4. 尽可能减小制品在合模方向上的投影面积，以减小所需的锁模力。5. 不应影响制品尺寸的精度和外观。6. 尽量简单,避免采用复杂形状,使模具制造容易。7. 不妨碍制品脱模和抽芯。8. 有利于浇注系统的合理设置。9. 尽可能与料流的末端重合,有利于排气塑件冷却时会因为收缩作用而包覆在凸模上，故从塑件脱模的角度考虑，应有利于塑件滞留在动模一侧，以便于脱模。而且不影响塑件的质量和外观形状，以及尺寸精度。分型面如下图所示:图3 分型面5 浇注系统的初步估计浇注系统是指塑料溶体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具的通。浇注系统分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统两大类 。浇注系统的设计是注射模具设计的一个很重要的环节，它对获得优良性能和理想外观的塑料制件以及最佳的成型效率有直接影响，是模具设计工作者十分重视的技术问题。本制件采用的是普通流道浇注系统，从总体来看，其作用可概述如下：1） 将来自注射机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输送到型腔，同时使型腔内的气体能及时顺利排除。2） 在塑料熔体填充及凝固的过程中，将注射压力有效地传递到型腔的各个部位，以获得形状完整、内外在质量优良的塑料之间。5.1浇注系统的设计原则：1. 结合型腔的布置考虑，尽可能采用平衡式分流道布置。2. 尽量缩短熔体的流程，以便降低压力损失，缩短充模时间。3. 浇口尺寸位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体的流动、避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动，并有利于排气。4. 避免高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移的产生。5. 浇注系统凝料脱出应方便可靠，凝料应易于和制品分离或易于切除和修整。6. 熔接痕部位与浇口尺寸、数量及位置有直接关系，设计浇注系统时要预先考虑到熔接痕的部位、形态以及以制品质量的影响。7. 尽量减小因开设浇注系统而造成的塑料用量。8. 浇注系统的模具工作表面应达到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中浇注口应有IT8以上的精度要求。9. 设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施。10. 应尽可能使主流道中心与模板中心重合。若无法重合也应使两者的距离尽量缩小。5.2浇注系统的组成：浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。5.2.1主流道的设计为了使凝料顺利拔出，主流道的小端直径D应大于注射机的喷嘴直径d，通常为： D=d+(0.31)mm（1）主流道入口的凹坑球面半径R2也应该大于注射机喷嘴球面头半径R1，通常为：R2=R1+(12)mm（2）主流道半锥角通常为锥度，过大会产生湍流或涡流产生空气，过小使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大。主流道内壁表面粗糙度应在Ra0.8um以下，抛光时沿轴而进行。主流道的长度L一般按模板厚度确定。为了减少熔体充模时的压力损失，应尽可能缩短主流道的长度，L一般控制在60mm以内。5.2.2分流道的设计分流道是指主流道与浇口之间的通道。其作用是使熔融塑料过渡和转向。由于圆截面加工困难,本次设计采用半圆形断面分流道。并且开设在凹模上，以便于脱模，加工也较容易。5.2.3浇口形式选择浇口形式应该遵循以下原则：1. 尽可能采用平衡式设置；2. 型腔排列进料均衡；3. 型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象；4. 确保耗料量小；5. 不影响塑件外观。根据以上原则和零件的实际情况，为了使从主流道来的熔融塑料能均衡地以最短的流程到达各浇口并同时充满各型腔，本设计选用针点浇口进胶是应用广泛的手机成型的浇口形式。总之，浇注系统的设计应保证塑件熔体的流动平稳、流程应尽量短、防止型芯变形、整修应方便、防止制品变形和翘曲、应与塑件材料品种相适用、冷料穴设计尽量减少塑料的消耗。此零件采用推板和推管、斜顶杆推出,需开设冷料穴，拉料杆采用Z形式。分流道采用半圆形截面，并且开设在凹模上，以便于脱模，加工也较容易，在定模固定板上采用浇口套。图4 浇注系统根据塑件的外形尺寸和质量等决定影响因素，初步取值如下：d=4mm D=4.5mm R=20mm t=3mmr=2mm l=14mm L=4050mm初步估算浇注系统的体积，V浇=34cm3。其质量约为：M浇=V浇r塑=3.034.12g。6 注射机的型号和规格6.1注射机的确定通过Proe软件分析得到体积V塑和质量M塑 ：经计算得塑件的曲面面积为：S塑=321.13cm3得塑件的体积为：V塑=34.59cm3塑件的质量为：M塑 =V塑p塑=35.62(g)。塑件的总质量为：M=(nW塑+ W浇) /0.8=4550g。所以，选择用注射机型号为：XS-Z-60。6.2注射机的主要参数表6.1 XS-Z-60注射机参数 名称 数据 注射方式 柱塞式 注射时间/s 2.9 注射行程/mm 170 螺杆直径/mm 38 注射容量/cm3 60 注射压力/MPa 122 锁模力/kN 500 最大注射面积cm2 130 模具厚度（最大）/mm 200 模具厚度（最小）/mm 70最大开合模行程/mm 180喷嘴球半径/mm 12喷嘴孔直径/mm 2合模方式 液压-机械拉杆空间/mm 190*300电动机功率/kw 117 成型零部件的工作尺寸计算7.1成型零件工作尺寸它是指成型零件上直接用来构成素件的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸（包括矩形和异形零件的长和宽），型强的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的位置尺寸等。任何塑料制件都有一定的几何形状和尺寸的要求，如在使用中有配合要求的尺寸，则竟的要求较高，在模具设计时，应根据素件的是尺寸精度等级确定模具成型零件的工作尺寸及精度等级，影响素件尺寸精度的因素相当复杂，这些影响因数应作为确定成型零件工作尺寸的依据。影响素件尺寸精度的主要因素及原因如下：7.1.1塑料的成型收缩成型收缩引起制品产生尺寸偏差的原因有：预定收缩率（设计算成型零部件工作尺寸所用的收缩率）与制品实际收缩率之间的误差；成型过程中，收缩率可能在其最大值和最小值之间发生的波动。s=(Smax-Smin)制品尺寸s成型收缩率波动引起的制品的尺寸偏差。Smax、Smin 分别是制品的最大收缩率和最小收缩率。按照一般的要求，塑料收缩率波动所引起的误差应小于塑件公差的1/3。 7.1.2成型零部件的制造偏差模具成型零件的制造精度是影响素件尺寸竟的的重要因素之一。成型零件加工精度愈低，成型零件加工精度愈低，成型塑件的尺寸精度也愈低。时间证明，成型零件的制造总公差的1/31/4，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，或取IT7-8级作为模具制造公差。工作尺寸的制造偏差包括加工偏差和装配偏差。7.1.3成型零部件的磨损模具在使用过程中，由于塑料熔体流动的冲刷，脱模时与塑件的摩檫，成型过程中可能产生的腐蚀气体的锈蚀、以及由于上述原因造成的成型零件表面粗糙度提高而重新打磨抛光等，均造成了成型零件尺寸的变化。这种变化称为成型零件的磨损，磨损的结果是型腔变大，型芯尺寸变小。磨损大小还与塑件的品种和模具材料及热处理有关。上述诸因素中脱模时塑件成型零件的摩檫磨损是主要的，为简化计算起见，凡与脱模方向垂直的成型零件表面，可以不考虑磨损；与脱模方向平行的成型零件表面，应考虑磨损。7.2凸凹模尺寸计算本产品为抗冲制品，属于大批量生产的小型塑件，预定的收缩率的最大值和最小值分别取.8%和.3。此产品采用级精度，属于低精度制品。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0.50.75的范围之间，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ITIT级，综合参考，相关计算具体如下：凹模的计算：Lm1=(1+(Smax+Smin)/2sl-/2)/3（3） =(1+0.55%)32-1/20.28)/3 =32.0360.09mm凹模深度尺寸计算：m1=(1+(Smin+Smax)/2)x32/30.22/3（4） =(+0.55%)3-2/30.220.07 =2.870.07 图5 凸凹模工作尺寸计算图例凸模径向尺寸计算：lm1=(1+(Smax+Smin)/220+1/2)-/3 （5） =(1+0.55%)20+1/20.22-0.07 =205-0.07凸模高度：hm=(1+(Smax+Smin)/2hs+2/3)-/3（6） =(1+0.55%)50+2/30.22-0.07 =45.58-0.077.3成型零件的强度、刚度计算注射模在其工作过程需要承受多种外力，如注射压力、保压力、合模力和脱模力等。如果外力过大，注射模及其成型零部件将会产生塑性变形或断裂破坏，或产生较大的弹性弯曲变形，引起成型零部件在它们的对接面或贴合面处出现较大的间隙，由此而发生溢料及飞边现象，从而导致整个模具失效或无法达到技术质量要求。因此，在模具设计时，成型零部件的强度和刚度计算和较核是必不可少的。一般来说，凹模型腔的侧壁厚度和底部的厚度可以利用强度计算决定，但凸模和型芯通常都是由制品内形或制品上的孔型决定，设计时只能对它们进行强度校核。因在设计时采用的是整体式圆形型腔。因此，计算参考公式如下：7.3.1侧壁：按强度计算： （7）按刚度计算： （8）)1)1()1(-+-=urPEurPErtmpmpcdd7.3.2底部：按强度计算： （9）按刚度计算：)1)1()1(-+-=urPEurPErtmpmpcdd （10）7.3.3凸模、型芯计算公式：按刚度计算：（11）按强度计算：由公式分别计算出相应的值为：按强度计算得：tc=5.93mm th=5.05mm r=9.58mm按刚度计算得：tc=1.02mm th=2.09mm r=4.12mm参数符号的意义和单位： Pm 模腔压力（MPa）E 材料的弹性模量（MPa）查得2.06105； 材料的许用应力（MPa）查得176.5；u 材料的泊松比 查表得0.025； 成型零部件的许用变形量（mm）查得0.05；采用材料为p20，调质及表面淬火，55HRC。8 导柱导向机构的设计导柱导向机构是保证动定模或上下模合模时，正确定位和导向的零件。8.1导柱导向机构的作用1、定位件用：模具闭合后，2、保证动定模和推板或上下模位置正确，3、保证型腔的形状和尺寸精确，4、在模具的装配过程中也起定位作用，5、便于装配和调整。6、导向作用：合模时，7、首先是导向零件接触，8、引导动定模或上下模准确闭合，9、避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。10、承受一定的侧向压力。8.2导柱导套的选择导柱导套结约形式及尺寸如下图：图6 导柱导套图其材料采用20钢经渗碳淬火处理，硬度为5055HRC。导柱、导套固定部分表面粗糙度Ra为08m，导向部分表面粗糙度Ra为0.80.4m。具体尺寸如上图所示。导柱、导套用H7/r6配合镶入模板。 9推出机构的设计 9.1推出机构的组成推出机构由推出零件、推出零件固定板和推板、推出机构的导向与复位部件组成。即推件板、推件板紧固螺钉、推板固定板、顶板导柱、顶板导套以及推板紧固螺钉。9.2设计原则A、推出机构应尽量设在动模一侧；B、保证塑件在模具闭合后，动定模相对位置准确C、起定位作用D、合模时，引导动定模准确闭合E、机构简单动作可靠；F、能承受一定的侧向压力9.3脱模力的计算根据力平衡原理，列出平衡方程式： Fx=0（12） Ft+Fbsin=Fcos（13）Fb 塑件对型芯的包紧力；F 脱模时型芯所受的摩擦力；Ft 脱模力； 型芯的脱模斜度。又： F=Fb于是 Ft=Fb(cos-sin)而包紧力为包容型芯的面积与单位面积上包紧力之积，即：Fb=Ap由此可得：Ft=Ap(cos-sin) （14）式中： 为塑料对钢的摩擦系数，约为0.10.3 A为塑件包容型芯的总面积 p为塑件对型芯的单位面积上的包紧力，在一般情况下，模外冷却的塑件p取2.43.9107Pa;模内冷却的塑件p约取0.81.2107Pa。所以:经计算，A=321.13mm2 ,取0.25,p取1107Pa,取=45，。 Ft=475.0410-61107(0.25cos45-sin45)=760.72N.因此，脱模力的大小随塑件包容型芯的面积增加而增大，随脱模斜度的增加而减小。由于影响脱模力大小的因素很多，如推出机构本身运动时的摩擦阻力、塑料与钢材间的粘附力、大气压力及成型工艺条件的波动等等，因此要考虑到所有因素的影响较困难，而且也只能是个近似值。用推件板推出机构中，为了减少推件板与型芯的摩擦，在推件板与型芯间留0.200.25mm的间隙，并用锥面配合，以防止推件因偏心而溢料。9.4复位零件由于推杆端面与推件板接触，可以起到复位杆的作用。因此，可以不必再另外设置复位杆。另外，设计顶板导柱可以对顶板起导向作用，防止顶板因受力不均而偏斜，影响正常的顶出和复位9.5抽心机构设计由于该零件包含两个内侧抽芯，和一个外侧抽芯，具体图形如装配图所示，侧向型芯或者侧向成型模腔从成型位置到不防碍素件的脱模推出位置所移动的距离称为抽芯，用S表示。为了安全起见，侧向抽芯距离通常比塑件上的侧孔、侧凹的深度或侧向凸台的高度大23mm，但在某些特殊的情况下，当侧型芯或侧型腔从塑件中虽已脱出，但在还可能防碍塑件脱模时，就不能简单地使用这种方法确定抽芯距离。抽芯力的计算同脱模力计算相同，对于侧向凸起较少的塑件的抽芯力的塑件的抽芯力比较小的，仅仅是克服塑件与侧型腔的黏附力和侧型腔滑块移动时的摩擦阻力。对于侧型芯的抽芯力，往往采取如下的公式进行估算：F=chp(cosa-sina) （15）式中 Fc-抽芯力（N） c-侧型芯成型部分的截面平均周长（m） h-侧型芯成型部分的高度（m） p-塑件对侧型芯的收缩应力，其值与塑件的集合形状及塑件的品种成型工艺有关，一般情况下模内冷却的塑件，p=（0.8-1.2）*107pa-塑料在热状态时对钢的摩擦系数,一般为 =0.150.20 a-侧型芯的脱模斜度或斜角图7 外侧抽芯的距离及角度抽芯的距离及角度于上图所示,斜导柱倾斜的角度为15度,斜紧块的角度为17度,正好在开模的时候两个不会产生干涉,抽芯的距离为3.92mm 导柱离开滑块时的行程是20.10 并且定位销刚好设计在20.1的位置,结构符合要求此制件还有个特殊的位置就是内侧抽芯部位,如下图图8 内侧抽芯部位斜顶的倾斜角度为7度,开模行程为40mm 斜顶走到相交的位置为制件以上90.2mm的地方,所以不会产生干涉,具体位置装配图所示.10温控系统设计 10.1注射模冷却系统设计在注射过程中,模具的温度直接影响着制品质量和注射周期,各种塑料的性能不同,成型工艺要求的不同相应的模具对温度要求也不同, ABS在注射成型时所需的模具对温度为4060度之间。对任何塑料制品，模温波动较大都是不利的。过高的模温会使制品在脱模后发生变形，延长冷却时间，使生产率下降。过低的模温会使降低塑料的流动性，难于充满型腔，增加制品的内应力和明显的溶接痕等缺陷。由于模温不断地被注入熔融塑料加热，模温升高，单靠模具自身散热不能使其保持较低的温度，因此必须加冷却机构。10.2注射模冷却装置系统设计要点1. 基本原则：实验表明表明冷却水孔的数量愈多，对制品的冷却也愈均匀2. 水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即孔的排列与型腔形状相吻合，水孔边距型腔的距离常用mm3. 对热量聚积大温度上升高的部位应加强冷却4. 进水管直径的选择应使水流速度不超过冷却水道的水流速度，避免产生过大的压力降。冷却水道直径一般不小于9mm,常用2mm。5. 凹模、凸模或成型型芯应分别冷却，并保证其冷却平衡。6. 冷却水道不应穿过没有镶块或其接缝部位，水道连接必须密封以免漏水。7. 复式冷却循环并联而不应串联。8. 进、出口冷却水温差不应过大，以免造成模具表面冷却不均。熔体热量95%由冷却介质（水）带走，冷却时间占成型周期的2/3。10.3冷却系统的计算Q 冷却系统从模具中带走热量：Q=KATt/3600 (J) （16）A 冷却介质传热面积（m2）:A=dL。（17） 冷却管道直径（m）:d=8mm; L 冷却管长度（m）L=0.16; K 冷却管壁与介质间的传热膜系数J/（m2hC）K=4187f(v)0.8/d0.2 .10.4与冷却介质温度有关的物理系数 v 冷却介质在管中流速（m/s
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