电话听筒塑料模具设计说明书

1、目录前言摘要一、设计题目和任务书 (6二、绪论 (7(一、塑料及塑料工业的发展 (7(二、塑料成型在工业生产中的重要作用 (8(三、塑料成型技术的发展趋势 (9(四、塑料模具的分类 (11(五、典型塑料注射模具的结构组成 (12(六、毕业设计应达到的要求 (14三、塑件分析 (14四、塑件材料的成型特性与工艺参数 (16五、设备的选择 (18六、模具结构的设计 (18(一、塑料制件在模具中的位置 (19(二、浇注系统的设计 (20(三、成型零部件的设计与计算 (24(四、脱模机构的设计 (35(五、侧向分型与抽芯机构的设计 (39(六、合模导向机构的设计 (40(七、温度调节系统的设计与计算

2、(41(八、注射机的校核 (43七、设计小结 (44谢辞 (46参考文献 (47前言在现代工业发展的进程中,模具的地位及其重要性日益被人们所认识。模具工业作为进入富裕社会的原动力之一,正推动着整个工业技术向前迈进!模具就是“高效益”,模具就是“现代化”之深刻含意,也正在为人们所理解和掌握。当塑料品种入其成型加工设备被确定之后,塑料制品质量的优劣及生产效率的高低,模具因素约占80%。由此可知,推动模具技术的进步应刻不容缓!塑料模具设计技术与制造水平,常标志一个国家工业化发展的程度。由此可知,塑料模具设计,对于产品质量与产量的重要性是不言而喻的。对于一个模具专业的毕业生来说,对塑料模的设计已经有了

3、一个大概的了解。此次毕业设计,培养了我综合运用多学科理论、知识和技能,以解决较复杂的工程实际问题的能力,主要包括设计、实验研究方案的分析论证,原理综述,方案方法的拟定及依据材料的确定等。它培养了我树立正确的设计思想,勇于实践、勇于探索和开拓创新的精神,掌握现代设计方法,适应社会对人才培养的需要。毕业设计这一教学环节使我独立承担实际任务的全面训练,通过独立完成毕业设计任务的全过程,培养了我的实践工作能力。另外,本次毕业设计还必须具备一定的计算机应用的能力,在毕业设计过程中都应结合毕业设计课题利用计算机编制相应的工程计算、分析和优化的程序,如利用Pro/ENGINEER 2001软件进行塑件的3D

4、造型、塑件的分模等,同时还具备必要的计算机绘图能力,如利用AutoCAD 2000软件进行二维图的绘制。此次毕业设计除了对知识和能力培养的收获感受外,还得到思想道德方面的锻炼。通过这次毕业设计,让我感受到了作为一名高级工程技术人员应该具备的基本精神,需要强化的工程实践意识,以及对设计工作的质量要负责,具有高度的责任感,树立实事求是的科学作风,并严格遵守规章制度。本次毕业设计我主要是完成家用程控电话机听筒的造型以及其模具设计。并与同组其他人员设计的专题相协调。在本设计中,从塑料原材料的选用出发,对成型设备的选择、对成型模具的设计与制造和成型工艺的制定等几个必要的环节进行了设计。由于设计水平有限、

5、时间仓促,此设计说明书中难免有错误和欠妥之处,恳请各位老师批评指正。XXX2003年5月20日摘要:分析了家用程控电话机话筒塑件的结构特点,叙述了该塑件成型工艺、注射模的结构和工作过程,以及可自动抽芯、复位的内孔斜滑块抽芯。提高了生产效率。关键词:话筒;注射模;斜滑块;抽芯Abstract: The characteristics of the program controlling telephone microphone was analyzed .The forming process of the product was introduced. The structure and wo

6、rking process of the injection mould as well as the automatic core pilling push-bask slanted were specially stated, which increase the productivity.Key words:microphone; injection; slanted; core pulling一、设计题目和任务书(一设计题目:家用程控电话外壳及其模具设计专题:1、电话机机座底板的模具设计2、电话机底座面板的模具设计3、电话机听筒外壳的模具设计要求:独立完成并与同组其他专题的设计协调配合

7、。(二课题内容:1、根据电话机的使用性能设计其外壳形状与尺寸;2、设计电话机外壳的注塑模具;3、编制模具的装配工艺及主要零件的加工工艺;4、编制数控机床加工主型腔的加工程序;5、翻译英文资料(三进程要求:1、熟悉设计任务书的具体内容,准备相关的参考资料(第4周;2、完成塑料件的设计及绘图工作(第5周;3、确定模具的设计方案(第6周;4、绘制模具装配图及零件图(第7、8、9、10周;5、编制模具的装配工艺及主要零件的加工工艺(第11周;6、编制型腔的数控加工程序(第12、13周7、写设计说明书,翻译英文资料,做好毕业答辩的准备工作(第14、15周;(四设计要求:1、模具装配图用1#或0#图打印;

8、2、根据零件的大小不同,零件图用2#、3#、或4#图打印,另外手工绘一张零件图(3#;3、计说明书及英文资料打印装订成册,最后与相关资一起装入档案袋。(五参考资料:1、塑料成型技术及模具设计2、塑料模具计算机辅助设计3、塑料模具设计手册4、模具制造工艺学二、绪论(一、塑料及塑料工业的发展塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物,简称高聚物。塑料其余成分包括增塑剂、稳定剂、增强剂、固化剂、填料及其它配合剂。塑料制件在工业中应用日趋普遍,这是由于它的一系列特殊的优点决定的。塑料密度小、质量轻,大多数塑料的密度都 1.01.4g/3之间,相当于钢材密度的0.11和铝材密度的0.5左右,所以有以“塑代

9、钢”的优点。塑料比强度高;绝缘性能好,介电损耗低,是电子工业不可缺少的原材料;塑料的化学稳定性高,对酸、碱和许多化学药品都有很好的耐腐蚀能力;塑料还有很好的减摩、耐磨及减震、隔音性能也较好。因此,塑料跻身于金属、纤维材料和硅酸盐三大传统材料之列,在国民经济中,塑料制件已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。塑料工业的发展阶段大致分为一下及个阶段:1.初创阶段30年代以前,科学家研制分醛、硝酸纤维和聚酰胺等热塑料,他们的工业化特征是采用间歇法、小批量生产。2.发展阶段30年代,低密度聚乙烯、聚氯乙烯等塑料的工业化生产,奠定了塑料工业的基础,为其进一步发展开辟了道路。3.飞跃阶段50年代中期到60年

10、代末,塑料的产量和数量不断增加,成型技术更趋于完善。4.稳定增长阶段70年代以来,通过共聚、交联、共混、复合、增强、填充和发泡等方法来改进塑料性能,提高产品质量,扩大应用领域,生产技术更趋合理。塑料工业向着自动化、连续化、产品系列化,以及不断拓宽功能性和塑料的新领域发展。我国塑料工业发展较晚,40年代只有酚醛和赛璐珞两种塑料,年产仅200t。50年代末,由于万吨级聚氯乙稀装置的投产和70年代中期引进石油化工装置的建成投产,使塑料工业有了两次的跃进,于此同时,塑料成型加工机械和工艺方法也得到了迅速的发展,各种加工工艺都已经齐全。塑料由于其不断的被开发和应用,加之成型工艺的不断发展成熟于完善,极大

11、地促进了成型模具的开发于制造。随者工工业塑料制件和日用塑料制件的品种和需求的日益增加,而且产品的更新换代周期也越来越短,对塑料和产量和质量提出了越来越高的要求。(二、塑料成型在工业生产中的重要作用模具是工业生产中重要的工艺装备,模具工业是国民经济各部门发展的重要基础之一。塑料模是指用于成型塑料制件的模具,它是型腔模的一种类型。模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱、模具质量的好坏,直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代,影响着产品质量和经济效益的提高。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基础”,日本则称“模具是促进社会繁荣富裕的劳动力”。近年来,我国各行业对模具的发展都非常重

12、视。1989年,国务院颁布了“当前产业政策要点的决定”,在重点支持改造的产业、产品中,把模具制造列为机械技术改造序列的第一位,它确定了模具工业在国民经济中的重要地位,也提出了振兴模具工业的主要任务。总之,要尽快提高我国模具工业的整体技术水平并迎头赶上发达国家的模具技术水平。(三、塑料成型技术的发展趋势一副好的塑料模具与模具的设计、模具材料及模具制造有很大的关系。总观世界发展趋势,塑料成型技术的发展可以归纳为以下几个方面:1、模具的标准化为了适应大规模成批生产塑料成型模具和缩短模具制造周期的需要,模具的标准化工作十分重要,目前我国模具标准化程度只达到了20%。注射模方面关于模具零件、模具技术条件

13、和标准模架等有了一些国标。当前的任务是重点研究开发热流道标准元件和模具温控标准装置,精密标准模架,精密导向件系列,标准模板及模具标准件的先进技术和等向性标准化模块等。2、加强理论研究随着塑料制件的大型化和复杂化,模具的重量达到数吨甚至十多吨,这样大的模具,若只凭经验设计,往往会因设计不当而造成模具报废,大量的资金被浪费,所以大型模具还是要向理论设计方面发展,如模板刚度、强度的计算和充型流动理论的建立。3、塑料制件的精密化、微型化和超大型化为了满足各种工业产品的使用要求,塑料成型技术正朝着精密化、微型化和超大型化等方面发展。精密注射成型是能将塑料制件尺寸公差保持在0.010.001之内的成型工艺

14、方法,其制件主要用于电子、仪表工业。微型化的塑料制件要求在微型的设备上生产。目前,德国已经研究出注射量只有0.1g的微型注射机,而法国有注射量为17万g的超大型注射机,合模力为150MN;美国和日本也有较先进的注射机。目前,国产注射机的注射量也已达 3.5万g,合模力为80MN。4、新技术、新工艺的研制、开发和应用随着塑料成型技术的不断发展,模具新材料、模具加工新技术和模具新工艺方面的开发已成为当前模具工业生产和科研的主要任务之一。十多年来,国内外在塑料行业投入了大量的资金和研究力量,取的了许多成果。例如:材料方面有预硬钢、马氏体时效钢、耐腐蚀钢等,模具加工技术方面有广泛应用仿形加工、电加工、

15、数控加工及微机控制加工等;另外,模具CAD/CAM/CAE技术也进入了实用阶段。(1全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步,普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟,各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度;进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能,实现技术资源的重新整合,使虚拟制造成为可能。(2模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能,大大缩短了模具的在研制

16、制造周期。有些快速扫描系统,可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上,实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据,用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用,相信在“十五”期间将发挥更大的作用。加入世贸组织后,我国将获得一个更加稳定的国际经贸环境,从而有利于我国的改革开放.有利于我国与各国、各地区的经济贸易合作,有利于世界经济的稳定发展。我国在制定法律法规时要遵守WTO的规则,增加透明度,减少行政干预等;在市场开放方面,需要逐步降低关税,取消非关税措施,开放服务业市场等。这无论在观念上还是在体制上都会带来一定的变化。我国加入

17、WTO同时也将为各国、各地区的贸易伙伴提供更好、更稳定的市场进入机会。使我国的投资环境将更为宽松、透明、稳定,我国的利用外资领域将进一步扩大,我国的市场体系将更加完善和发达。国内和国外模具企业都可以从中得到更多的机会和收益。(四、塑料模具的分类按塑件成型方本法不同可分为:1、注射模注射模又称注塑模。注射成型主要是通过注射机把粒状塑料或粉状塑料熔融后注射成型成塑料制品,它主要用于热塑性和热固性塑料。2、压缩模压缩模又称压塑模。它主要是通过把预热过的塑料直接压入模具型腔,由于化学反应或物理反应,使塑料逐渐硬化成型。3、压铸模压铸模又称传递模。4、挤出模挤出模常称挤出机头。挤出成型是利用挤出机筒内的

18、螺杆旋转加压的方式,连续地将塑化好的、呈熔融状态的物料从挤出机的机筒中挤出成型。5、气动成型模气动成型模包括中空吹塑成型模、真空成型模、压缩空气成型模等。(五典型塑料注射模具的结构组成塑料注射成型模具主要用于成型热塑性塑料制件,近年来在热固性塑料的成型中也得到了日趋广泛的应用。由于塑料注射成型模具的适用性比较广,而且用这种方法成型塑料制件的内在和外观质量均较好,生产效率特别高,所以塑料注射模具已日益引起人们的重视。注射模具的结构的合理性,将直接影响塑件的成型质量、生产效率、劳动强度、模具寿命和成本等。一副典型的注射模具可由以下几部分组成:1、成型零件成型零部件是指动、定模部分有关组成型腔的零件

19、。如成型零件内表面的凸模和成型塑件外表面的凹模以及各种成型杆、镶件等。2、合模导向机构合模导向机构是保证动模和定模在合模时准确对合,以保证塑件形状和尺寸的精确度,并避免模具中其他零件发生碰撞和干涉。常用的合模导向机构是导柱和导套。3、浇注系统浇注系统是熔融塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所流经的通道,它包括主流道、分流道、浇口及冷料穴等。4 、侧向分型与抽芯机构当塑件的侧向有凹凸形状的孔或凸台时,在开模推出塑件之前,必须先把成型塑件侧向凹凸形状的型芯从塑件上脱开,塑件方能顺利脱模。5、推出机构推出机构是指分型后将塑件从模具中推出的装置,又称脱模机构一般情况下,推出机构由推杆、推杆固定板、推板、主流

20、道拉料杆、复位杆及导向机构所组成。常见的推出机构有推杆推出机构、推管推出机构、推荐板推出机构等。6、加热和冷却系统加热和冷却系统亦称温度调节系统,它是为了满足注射成型工艺对模具温度的要求而设置的,其作用是保证塑料熔体的顺利充型和塑件的固化定型。注射模具中是设置冷却回路还是设置加热装置要根据塑料品种塑件成型工艺来确定,冷却系统一般是在模具上开设水道,加热系统则在模具内部或四周安装加热元件。7、排气系统在注射成型成型过程中,为了将型腔中的气体及注射成型过程中塑料本身挥发出来的气体排出模外,以避免它们在塑料熔体充型过程中造成气孔或充不满等缺陷,常常需要开设排气系统。排气系统是在分型面上有目的地开设几

21、条排气槽许多模具的推杆或活动型芯与模板之间的配合间隙可起排气作用。小型塑料制件的排气量不大,因此可直接利用分型面排气。8、支承零部件用来安装固定或支承成型部件及前述的各部分机构的零部件均称为支承零部件。支承零部件组装在一起,可以构成注射模具的基本骨架。(六、毕业设计应达到的要求通过这次毕业设计,应达到学校对毕业设计的要求。同时,通过对话筒塑料注射模的设计,应达到如下目的:1.更深入了解聚合物的物理性能、流动性、成型过程中的物理、化学变化以及塑料的组成、分类及其性能。2.更深入了解塑料成型的基本原理和工艺特点,正确分析成型工艺对模具的要求。3.掌握各种成型设备对各类模具的要求。4.掌握各类成型模

22、具的结构特点及设计计算方法,能设计中等复杂模具。5.具有分析、解决成型现场技术技术问题的能力,包括具有分析成型缺陷产生的原因和提出克服办法的能力。结合以前学过的各门课程,综合运用各种知识来完善这次毕业设计。在设计过程中,还应该注意了解塑料模具的新工艺、新技术和新材料的发展动态,阅读外文资料,学习掌握新知识,更好地为本设计和振兴我国的塑料成型加工技术服务。三、塑件分析(含塑件图图1是我此次设计的塑件电话话筒。随着技术的发展,人们对产品的要求越来越高,话筒在满足其用途的前提下,还要求其有美观性。本次设计的话筒采用流线型设计,综合考虑了其用途和外形特征,也考虑了手感问题。因此,对模具设计有较高的要求

23、。话筒分为上壳跟下壳,相比较而言,上壳的结构比较简单,壁厚为 1.5。在它的内壁两端设有用于装配的侧凹,设计模具时采用斜滑块内侧抽芯来成型。下壳结构比较复杂,壁厚为 2.0。不管是外形,还是内部结构,其曲面变化较多。下壳内有用于安装标准件接线头和杨声器的结构,因此会有一定的精度要求。两端设有用于上、下壳配合的卡钩,设计模具时用外抽芯机构来成型。上、下壳的装配是采用圆弧形曲面。话筒属于小型塑件,其外表面精度有较高的要求。内部无太大的精度要求。成型后,再对其表面进行喷涂,以达到一定的光度和亮度,从而满足美观设计的需要。根据话筒的功用,要求塑件有一定的耐麿性和耐热性,尺寸需要相对的稳定。电话听筒分为

24、上下两壳。图2和图3为上下壳的内部结构示意图。综合考虑各方面的因素,取话筒的尺寸精度为4级,表面粗糙度为R1.6。另外,话筒是大批量生产,模具结构的设计成本占较大的比例。因此,在考虑到听筒的使用要求和表面质量、外观等要求的前提下,还要尽量降低成本。 图1电话机话筒 图2电话机话筒上壳 图3电话机话筒下壳四、材料的成型特性与工艺参数塑件材料选用乳白色的A B S,即苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物。它有三种组合物的各自特性,综合性能较好。它无毒、无味,成型的塑件有较好的光泽。密度为1.021.05g/3。A B S塑件的冲击强度较高,且在低温下也不迅速下降,化学稳定性与电性能良好。其制品有一定的硬度

25、和尺寸稳定性,易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。但它的耐热性不高,耐气候性差,在紫外线作用下易变硬发脆。A B S的成型特性是升温时粘度增高,所以成型压力较高,塑料上的脱模斜度宜较大。A B S易吸水,成型加工前应进行干燥处理;易产生熔接痕,因此,模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力。在正常成型条件下,壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。模具温度一般控制在5060。它的一些主要技术指标和工艺参数见表1。表1 A B S主要技术指标和工艺参数 在此次设计中,我采用proe2001软件对电话听筒进行三维造型和分模,通过对所造型的实体进行计算分析,可得,上壳的体积 为16.43,质量为17.

26、2g,最大投影面积为862;下壳的体积为35.33,质量为37.1g,最大投影面积为862。五、设备的选择在选择现有的设备中,首先选择合适的注射机。根据制品体积选取注射机。由前面分析得,上下壳的总体积为V总=V1+V2=16.4+35.3=51.73,M总=M1+M2=17.2+37.1=54.3g。为了保证注射质量和充分发挥设备的功能,根据注射模一次成型的塑料质量(塑件与流道凝料之和应在注射机理论注射量的10%80%之间,最好应在50%80%之间。Mm a x =M总/0.5=54.3/0.5=108.6g,Vm a x =V总/0.5=51.7/0.5=103.43;Mm i n =M总/

27、0.8=54.3/0.8=67.9g,Vm i n =V总/0.8=51.7/0.8=64.6253;查模具设计与制造简明手册表2-40,可初选注射机型号为: X S-Z Y-250。其主要的技术规格如下表2。表2 注射机主要技术规格 六、模具结构的设计(一、塑料制件在模具中的位置1. 型腔数量及排列方式模具中的型腔数目的确定是一项综合项目。通过前面塑料制件的分析和所选定的材料,初步确定型腔数量为2。因为话筒分为上、下壳两部分,采用一模两件,可以在一次注射动作下得到一个完整的产品,从而保证了上、下壳的成型工艺条件相同,在色泽、处形上均匀一致,在产量上也可以相匹配。为了避免塑件尺寸的差异、应力形

28、成及脱模等问题,型腔布局采用平衡式,其特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度、截面形状及尺寸均对应相同,可实现均衡进料和同时充满型腔的目地。2. 分型面的设计将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分,这些可以分离部分的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料,当成型时又必须接触封闭,这样的接触表面称为模具的分型面。如何选择分型面,需要考虑的因素比较复杂。比如说要考虑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、嵌件的位置、形状以及推出方法、模具的制造、排气等。因此,在选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则:.分型面应选在塑件外形最大轮廓处.确定有利的留模方式,便于塑件顺

29、利脱模.保证塑件的精度要求.满足塑件的外观质量要求.便于模具的加工制造.对成型面积的影响.对排气效果有利.保证侧向型芯的放置容易及抽芯机构的动作顺利以上阐明的是选择分型面时的一般原则,在实际设计中,不可能全部满足上面所述的原则。因为话筒分为上、下壳,且装配面为曲面,因此决定了其分型面只能是在壳体边缘的最大截面处,综合考虑各方面的因素,因此,采用圆弧形的曲面分型面。上壳的分型面向下弯,下壳的分型面向上弯。(二、浇注系统的设计浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的通道。它对于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。浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和

30、冷料穴等四部分组成。下面依次对它们进行分析设计。1. 主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始,到分流道为止的塑料熔体的流动通道。其截面成圆锥形,锥角为a =2°6°表面粗糙度为R a<0.8u m;为避免产生湍流或涡流,且使凝料容易脱模,对A B S塑料来说,取a=3°是合适的。主流大约1左右,根据所选的注射机喷道入口直径d大于喷嘴直径d1嘴直径为4,则d=4+1=5。为了使注射时不产生熔体反喷,大约2,即R=18+2取入口凹球面半径R大于喷嘴球面半径R1=20。主流道长度L=90,主流道大端直径为D=d+2Lt g a/2=5+

31、2×30×t g3/2=6.5,大端口圆角r取2。主流道形状如图4。 图4主流道形状2. 分流道的设计分流道是熔料从主流道进入腔前的过渡部分,它的截面形状应尽量使比表面积小,热量损失小,磨擦阻力小。由理论分析可知,梯形截面分流道容易加工,且塑料熔体的热量散失及流动阻力均不大,而圆形截面的加工工艺性不佳,在生产实际中不常使用。综合考虑,因而选用梯形截面的分流道,如图5,截面尺寸可根据经验公式计算。如图:B=0.2654m4l其中B-梯形的大底边长度m-为塑件的质量gl-为分流道的长度H-为梯形的高度54×430=4.576,H=2B/3=3.05所以B=0.2654

32、×3.经过圆整,取H=4,B=6。其它的尺寸:R=1,a=10°,R a=1.6m。 图 5 分流道截面形状3. 浇口的设计浇口亦称进料口,是连接分流道与型腔的通道。它的位置、形状及尺寸对塑件的性能和质量的影响很大。它不是一次就确定尺寸的,要经过试模、成型情况等因素的变动来确定。(1.浇口的形式与尺寸由于话筒要达到一定的美观效果,还有所选材料的成型工艺特性,因此,不能留有浇口的痕迹。综上所述,采用护耳式的潜伏浇口,它可以有效地克服小浇口附近有较大内应力而导致塑件强度降低及翘曲变形的成型缺陷,有助于熔体均匀的进入型腔,还可弥补浇口周边收缩所产生的变形。并且,在推出塑件时可将浇

33、口自动切断,使塑件外表不受损伤,以达到表面质量和美观效果。如图6所示。护耳长H=1.5b0=15,宽b=10,厚h1=2。采用这种浇口成型后,只需进行后处理,割除护耳。并不会影响到塑件的光滑外表。 图 6 浇口形式与尺寸(2.浇口位置的选择浇口的位置及尺寸要求比较严格,初步试模之后有时还需修改浇口尺寸。它对于塑件的成型性能、成型质量的影响很大。因为话筒的上、下壳均为薄壁壳体。为了使塑件的成型在技术上可行、经济上合理,把上下壳的护耳设在靠近唇边内侧。话筒的上下壳长均为200。因为上壳的体积小于下壳的体积。因此,为了达到浇口位置的平衡,加工浇口时初步将下壳的浇口做的比上壳的浇口略大0.2,经多次试

34、模后再修正。(3.冷料穴的设计冷料穴的作用是容纳冷料,同时在开模时将主流道和分流道的冷凝料勾住,使其保留在动模一侧,便于脱模。根据设计塑件时所选用的材料A B S性能,选用主流道凝料被拉出后能自动脱模的倒锥形的冷料穴。其结构图如图7所示。 图7 冷料穴结构图(4.排溢系统的设计话筒的体积不是很大,型腔不是很深,属于中小型模具,可利用推杆、活动型芯以及双支点的固定型芯端部与模板的配合间隙进行排气,其间隙为0.03。(三、成型零部件的设计与计算所谓成型零件是模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件,它包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时,直接与塑料接触,承受塑料熔体的高压、料流的冲刷,

35、脱模时与塑件间还发生磨擦。因此,成型零件要求有正确的几何形状,较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度,此外,成型零件还要求结构合理,有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时,应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求,确定型腔的总体结构,然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计,计算成型零件的工作尺寸,对关键的成型零件进行强度和刚度校核。1.成型零件的结构设计(1. 凹模凹模是成型塑件外表面的成型零件。分析话筒的上下壳,其外部结构并不复杂,只是有较多的曲面,考虑各方面因素,采用整体嵌入式凹模,它能节约优质模具钢,嵌入模板后有足够的强度与刚度,使用可靠且置换方便。其结构图如

36、图8所示。 图8 凹模结构示意(2. 凸模和型芯结构设计凸模和型芯都是用来成型塑料制品的内表面的成型零件。对于话筒的上下壳来说,它们的结构有所不同,因此其凸模和型芯结构也不同。在此,分别对上下壳进行分析。对于话筒的上壳来说,其内部结构比较简单。它有两个带育孔的圆柱形凸台,需要用型芯跟推管一起完成,其结构样式可以参考后面的装配图。对于话筒的下壳来说,其内部三个凸出的带孔的圆柱形凸台的成型零件与上壳的基本相同。因此,设计方法也相同。其它的一些零部件采用组合式凸模。只要对凸模进行加工相应的孔或槽,从而使话筒内部的多处凸凹部分成型,其结构样式可以参看后面的装配图。(3. 成型零件钢材选用选用钢种时,应

37、按塑件制品生产批量、塑料品种及塑件精度与表面质量要求来确定。分析话筒可知,凹模和主型芯采用40C r,型芯与镶件采用T10A。2.成型零件的工作尺寸计算成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接用来构成塑件的尺寸,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,型腔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。分析电话机的话筒与电话机的面板之间无配合要求,只是它的上下壳之间有一定的配合要求,其里面的局部结构之间的位置有一定的要求,因此取塑件精度为4级(SJ1372-78,查手册知对应的模具精度应为IT8(GB1800-79。(1.型腔和型芯工作尺寸的计算.型腔径向尺寸和横向尺寸话筒

38、的上壳壁厚为 1.5,下壳壁厚为2,并且上下壳的头尾尺寸不一样。话筒上壳大小端的径向尺寸为46(44.5,40(38.5,而上壳大小端的径向尺寸为46(44,40(38。跟据塑件的精度等级查得其上下壳公差值都为:大=0.28,小=0.26。根据经验公式(LM+=(1+S平Ls-X+,因为话筒是用ABS材料注射成型的,因此取塑件的平均收缩率S 平=(0.4+0.7/2=0.55。另外,话筒的尺寸较小,所以取=/3,X跟据具体的尺寸查相关的手册。下面进行计算。大端:(LM +=(1+0.55×46-0.70×0.28+0.093=46.057+0.093小端:(LM +=(1+

39、0.55×40-0.70×0.26+0.087=40.038+0.087现在分析话筒上下壳的横向尺寸,它们分别为200(198.5, 200(198,查手册得公差值为=0.74。其它定义同上。所以(LM +=(1+0.55×200-0.56×0.74+0.247=200.686+0.247. 型芯径向尺寸和横向尺寸根据经验公式(lM -0=(1+S平ls-X-0,一些相关参数的选择定义如上。由于话筒上下壳的出壳尺寸大小不一样,因此,有多个尺寸计算。首先计算径向尺寸。大端(分为上下壳:(lM -0=(1+0.55×44.5-0.70×0

40、.28-0.093=44.548-0.093(lM -0=(1+0.55×44-0.70×0.28-0.093=44.046-0.093小端(分为上下壳:(lM -0=(1+0.55×38.5-0.70×0.26-0.087=38.529-0.087(lM -0=(1+0.55×38-0.70×0.26-0.087=38.027-0.087横向尺寸(分为上下壳:(lM -0=(1+0.55×198.5-0.56×0.74-0.247=199.177-0.247(lM -0=(1+0.55×198-0.56

41、×0.74-0.247=198.675-0.247(2.型腔深度尺寸和型芯高度尺寸根据经验公式(HM +=(1+S平hs+X+(hM -0=(1+S平Hs+X-上壳:(HM +=(1+0.55×8+0.63×0.16+0.053=8.145+0.053(hM -0=(1+0.55×6.5+0.63×0.16-0.053=6.637-0.053下壳(包括大端和中间部分:(HM +=(1+0.55×27+0.60×0.24+0.08=27.293+0.08,(hM -0=(1+0.55×25+0.60×0.2

42、4-0.080=25.282-0.080(HM +=(1+0.55×34.5+0.60×0.26+0.087=34.846+0.087(hM -0=(1+0.55×32.5+0.60×0.26-0.087=32.835-0.087(HM +=(1+0.55×8+0.63×0.16+0.053=8.145+0.053,(hM -0=(1+0.55×6+0.63×0.14-0.047=6.121-0.047(HM +=(1+0.55×24.5+0.60×0.24+0.080=24.779+0.087

43、,(hM -0=(1+0.55×22.5+0.60×0.22-0.073=22.756-0.073(HM +=(1+0.55×18+0.63×0.20+0.067=18.225+0.067,(hM -0=(1+0.55×16+0.63×0.20-0.067=16.214-0.067(3.中心距尺寸(包括上下壳制件上凸台之间,凹槽之间或凸台到凹槽的中心线之间的距离称为中心距,该类尺寸属于定位尺寸。由于模具上中心距和塑件中心距公差都是双向等值公差,同时磨损的结果不会使中心距尺寸发生变化,所以计算中心尺寸不必考虑磨损量。因此,塑件中心距的基

44、本尺寸Cs 和模具上成型零件中心距的基本尺寸CM均为平均尺寸。于是,可根据经验公式计算:(CM ±/2=(1+S平Cs±/2,其中=/3。上壳:CM1=(1+0.55×64±0.107/2=64.352±0.054CM2=(1+0.55×186±0.25/2=187.023±0.123下壳:CM1=(1+0.55×50±0.093/2=50.275±0.047CM2=(1+0.55×185±0.25/2=186.018±0.123(4.下壳型芯内凸台或中心

45、线到侧壁的距离可根据经验公式进行计算:lM =(1+S平l-c/4±/2,其中c=/6。lM=(1+0.55×100-0.073/4±0.44/2=100.532±0.22根据以上的大概计算,再对模具尺寸的计算结果进行规范化,其对应的具体值如表3、表4。表3 上壳成型零件工作尺寸 表4 下壳成型零件工作尺寸 其主要尺寸的标注情况见零件图。3.模具型腔侧壁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,导致溢料和出现飞边,降

46、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。模具型腔壁厚的计算,应以最大压力为准。理论分析和生产实践表明,大尺寸的模具型腔,刚度不足是主要矛盾,型腔壁厚应以满足刚度条件为准;而对于小尺寸的模具型腔,在发生大的弹性变形前,其内应力往往超过了模具材料的许用应力,因此强度不够是主要矛盾,设计型腔壁厚应以强度条件为准。经分析,话筒的上下壳的型腔属于小尺寸模具型腔,因此,该项计算以强度条件为准。由于话筒的型腔为不规则型腔,因此,在计算中,把它简化为规则的矩形型腔进行大概的计算。(1.按强度条件计算得整体式矩形型腔侧壁厚度S为S=(3P h2/1/2=1.73h(P/1/2型腔

47、底板厚度T为T=(P b2/21/2=0.716h(P/1/2式中:P-模腔内最大熔体压力(N/2b-矩形型腔矩边长度-模具强度计算的许用应力(N/2h-型腔深度(在这里,取P=50N/2,b=46,=160 N/2则S=1.73×30×(50/1601/2=29.01T=0.716×46×(50/1601/2=18.25经圆整后,取S=30,T=20。(2.按刚度条件来校核型腔侧壁厚度S和底板厚度TS=(c P h4/1E1/3=h(c P h/1E1/3T=(cP b4/E1/3=b(cP b4/E1/3式中c=3(l4/h4/2(l4/h4+96,

48、h=30,1=0.6,E=2.1×105N/2,=1.498代入相关数据得:S=6.7930,T=2.7720。所以刚度满足要求。根据以上的相关计算,通过Pro/ENGINEER 2001进行分模造型,可以得出话筒模具的型芯型腔图。如图9、图10、图11、图12所示。 图9 上壳型腔图 图10 上壳型芯图 图11 下壳型腔图 图12 下壳型芯图4.模架的选取模架的选取应综合考虑型腔的大小与布置、凸凹模结构形式、推出机构、合模导向机构等方面。尽量选取标准模架。在本次设计中,模具采用了一模两腔,采用潜伏式户耳浇口,利用斜滑块内外抽芯。另外,采用推杆和推管推出。综合以上分析,查相关手册GB

49、/T12556,选用模架型号为:A2-315395-32-Z1,其中A板为63,B板为40,C板为100。B×L为355×400。其结构如图13所示。 图13 模架结构(四、脱模机构的设计所谓脱模机构就是使塑件从模具成型零件上脱出的机构。让固化的成型塑件完好的从模具中顶出,取决于脱模机构的合理设计。在设计脱模机构时一般要综合考虑以下选用原则:.尽可能让塑件留在动模,使脱模机构易于实现;.不损坏塑件,不因脱模而使塑件质量不合格;.塑件被顶出位置应尽量在塑件内侧,以免损伤塑件外观;.脱模零件配合间隙合适,无溢料现象;.脱模零件应有足够的强度和刚度;.脱模零件要工作可靠,运动灵活

50、,制造容易,配换方便。另外,为实现注塑生产的自动化,必要时不但塑件要实现自动坠落,还要使浇注系统凝料能脱出并自动坠落。塑件在成形时,由于有尺寸上的收缩,所以对模具的凸出部位有包紧力。而脱模机构的负荷就是这种包紧力对脱模方向上形成的阻力。1.脱模力的计算脱模力是注塑件从动模边的主型芯上分离时所需施加的外力。通常包括型芯包紧力、真空吸力、粘附力和脱模机构本身的运动阻力。对大多数的塑件来说,对脱模力的精确计算和测量较为复杂,因此,只能通过简单的估算法对话筒上下壳的脱模力进行分析计算。=A P(cos a-sin a 进行估算,式中根据经验公式Ft-塑料对钢的摩擦系数,约为0.10.3;A-塑件包容型

51、芯的面积;p-塑件对型芯的单位面积上的包紧力,一般情况下,模外冷却的塑件p约取 2.43.9×107P a;模内冷却的塑件p约取0.81.2×107P a。下面分别对上下壳进行计算:首先是上壳=6.5×(200×2+46+40=31592=3.2×10-3A1A=(3+2×3.14×9=141.32=1.41×10-42=3.2×10-3×1.0×107×(0.2×cos2-sin2所以Ft+1.41×10-4×1.0×107×

52、;(0.2×cos1-sin1=5.6KN=50×3.14×30+54×(8+24.5+3.14×202下壳:A1=77212=7.721×10-3A=(2+2×3.14×6=75.362=7.5×10-52=7.721×10-3×1.0×107×(0.2×cos2-sin2所以Ft+7.5×10-5×1.0×107×(0.2×cos1-sin1=12.72KN2.脱模机构的结构形式脱模机构为很多种,简单脱

53、模机构有推杆机构、推管机构、推件板机构,及这些机构的组合。困为推杆位置的设置有较大的自由度,因而用于推顶箱体等异型制品,以及塑件局部需较大脱模力的场合。而对于中心有孔的圆形套类塑件,通常都会选用推管机构。因此,根据脱模机构的设计原则,以及考虑话筒的上下壳的结构,我采用了推杆推管的综合机构。确定了脱模机构的结构形式后,就要对推杆的位置以及采用的截面形状进行分析设置。推杆的截面形状有圆形、矩形或半圆的等。由于使用圆形推杆的地方,较容易达到推杆和模板或型芯上推杆孔的配合精度,另外,圆形推杆还具有减少运动阻力、防止卡死现象等优点,损坏后还便于更换,且圆柱己有国家标准,更换也方便。因此,此次设计中我使用

54、圆形截面的推杆。下面对推杆的位置进行全理的设置。推杆的位置分布得合理,塑件就不致于产生变形而被顶坏。一般把推杆设在脱模阻力大、塑件强度刚度较大的地方,且推杆应均匀布置。对于话筒上壳来说,结构比较简单,而且两侧采用了斜滑块内抽芯,因此,只在话筒中间部位设置两个推杆,其截面直径为6,再在圆柱形凸台处设置两根推管。其布置示意图如图14所示。 图14 上壳推杆布置图而对于话筒下壳来说,其结构相对复杂一些。因此,根据下壳的结构形状,在上面多设置一些推杆,共为14根,其截面直径为6,再在圆柱凸台处设置两根推管。其布置示意图如图15所示。 图15 下壳推杆布置图为了使生产过程中零件的更换方便,根据经验一般选

55、取标准零件或通过标准零件加工的零件。根据脱模力的估算,以及选用的推杆推管数量,根据查表选用标准结构尺寸的推杆推管。推杆和推管的材料为T8A(GB1298-77,整体淬火或工作段局部淬火为HRC5055,表面粗糙度为0.8m。3.脱模机构的导向与复位为了保证脱模机构的在工作过程灵活、平稳,每次合模后,推出元件能回到原来的位置,因此,还要设计脱模机构的导向与复位装置。由于话筒的上下壳的模具较大,因此,采用推板导柱固定在支承板上(两根。在推杆固定板上设有复位杆,一般为四根,均采用圆形截面,根据所选模架,取20的复位零件。(五、侧向分型与抽芯机构的设计侧向分型与抽芯机构简称为侧抽机构,用来成型具有外侧

56、凸起、凹槽和孔的塑件;成型壳体制品的局部凸起、凹槽和肓孔。因为侧抽机构的注射模,其可动零件多,动作复杂。因此,侧抽机构的设计应尽量可靠、灵活和高效。1.确定抽芯形式与结构由前面分析可知,话筒上下壳两侧有用来扣合用的凹槽与侧钩。考虑到话筒的上下壳在同一模具内一次成型,因此,上下壳均采用斜滑块抽芯机构。它的结构图如图16所示。 图16 斜滑块侧抽机构对于话筒的上壳,其内侧抽芯侧凹深度为:大端 6.8,小端4.0。考虑安全系数后,确定抽芯距为:大端 6.9,小端 4.1,斜滑块顶出距离与推杆相同,应高于凸模端面一定距离。以下壳的设计为准,取35较合适。由此可计算出凸模导滑斜孔的最大斜角为a=t g6.8/35=11