头戴式耳机壳注塑模具设计说明书

、成型零件设计通常成型部件有如下几部分：型腔，型芯和一些镶件，其中我们知道型腔结构和制品的外形结构成型有非常密切的关系，那么就对其本身的强度和硬度，表面的耐性有一定的要求，那么相关的成型部件就要满足有比较好的精度与表面光洁程度，这样下来所制造的塑件质量才会比较好一些，同时加工工艺方面也满足设计条件，那么在实际的使用中才能进行正常的操作。6.1型腔结构设计在模具中成型头戴式耳机壳外表面的零部件叫做型腔也称为凹模或者阴模，型芯和型腔按结构不同分别分为组合式型芯、型腔和整体式型芯、型腔，通常对外观表面质量要求比较高的产品，型腔会采用整体式进行，因为组合式型腔会在产品外表面产生缝隙，严重影响产品外观表面质量，组合式型腔通常不会采用，除非一些外表面质量要求很低的产品。在选择行的时候，既可以选用组合式，也可以选用整体式，本次设计型腔都采用整体式。型腔结构三维图如图所示。图6-1型腔结构6.2型芯结构设计在模具中成型头戴式耳机壳内表面的零部件叫做型芯也称为凸模或者阳模，为了保证型芯的强度和刚度要求，本次设计型芯采用整体式，整体式型芯型腔结构如下图。图6-2型芯结构6.3成形零件钢材材料成型头戴式耳机壳的成型零件，由于要承受高温熔融塑料的冲击，所以材质一定特殊选择。本次设计型芯和型腔采用40Cr或者Cr12MoV材质即可。6.4成形零件工作尺寸计算我们在进行模具的设计制造工作时，通常成型零件的工作尺寸大小和对应的精度等级取决于塑件的尺寸及精度等级，那么后者通常又受其自身收缩率和成型零部件的磨损、制造误差等因素的影响。因为如果按照上述几个因素来计算尺寸的话，结果误差会变大，所以我们在这里仅仅考虑塑件本身的收缩率来进行设计即可，同时要明白模具的成型零件的磨损和制造公差通常是根据设计人员的经验来进行分析的。6.4.2型腔尺寸计算表6-1型腔尺寸计算表类型塑件尺寸/mm计算公式型腔尺寸/mm径向尺寸138.7484.87R20高度尺寸35.55

6.4.3型芯尺寸计算表6-2型芯尺寸计算s类型塑件尺寸/mm计算公式型芯尺寸/mm径向尺寸81.87136.18高度尺寸34.05

7、脱模机构的设计温熔融材质在模具冷却成型之后就要进行开模以及脱模工作，负责推出产品的机构称为脱模机构，该机构主要有推杆，推杆垫板，推杆固定板以及复位杆弹簧组成.顶出结构的时候，通常我们不会选择将此部分放在定模上，相反放在动模上面会保证塑件的质量和外形。而且还要求此部分机构不应过于繁杂，顶出时运动轨迹不干扰，位置选择也要避免设置在制品的表面处。7.1推出机构的确定这部分的设计通常有几种可供选择的类型，比如推管、推杆、推板等这几个常见的部件。脱模结构的设计不能任意选择，通常应结合具体经验，分析塑料产品结构，推杆进行推出动作通常是将推杆垫板带动推杆进行推动，然后使得产品被推出来。此结构能够经常被使用主要是由于其具有推力大，推出制品质量较好等特点。推管脱模机构通过推管作用在整个产品周边来推出塑件，使塑件受力均匀，具有无变形、无推痕等优点。在此次设计中需要我们结合产品结构，选择合适的脱模机构，产品内部有足够空间布置推杆来推出产品，然后产品内部有很多螺丝孔柱，通常这种螺丝孔柱会采用推管推出，所以本次设计采用圆推杆和推管脱模。由于圆推杆呈细长结构，在推出产品的时候，推杆垫板给推杆的作用力会非常大，容易折断，所以推杆常常采用T8A材料。推管机构是由推管型芯和推管的组成。也是一种比较常用的也是一种比较常用的脱模机构。最终决定采用推杆推出。7.2脱模机构的设计原则7.3顶杆直径的确定及校核为了能使脱模结构顺利脱出外壳，合理地对推杆位置进行排布是十分有必要的，推杆常会分布在脱模力较大的位置，还要避开冷却水道，本次设计在头戴式耳机壳内部设计4根推杆和4根推管，脱模机构布置如图4.10所示，图7-1顶杆在塑件上的位置7.3.1脱模力计算脱模力的计算的公式为：（7.1）式中：F——脱模力（N）；E——弹性模量（MPa）；1.0MPaS——缩水率（%）；0.5%t——壁厚（mm）；2mmL——被包型芯的长度（mm）；124mmμ——泊松比；0.1——脱模斜度（°）；1°f——ABS与40Cr之间的摩擦系数；0.1A——塑料产品与开模方向垂直的平面上的投影面积为1024平方毫米；K2——由f和决定的无因次数，K2=1+fsincos。代入数据脱模力为2698N8、侧向分型面与测抽芯机构的设计当注塑成型生产的产品结构上存在侧凹，侧孔，外螺纹或者倒扣结果的时候，此时我们无法通过型芯型腔开合直接成型上述结构，必须设计侧向分型抽芯机构，借助该机构成型这些结构。这种机构的成型原理是所设计的侧型芯先成型侧孔，侧凹或者倒扣，在开模后脱模之前，先将侧型芯移出，再进行脱模。这样既能保证这些结构的成型，又能不影响开合模正常进行。8.1侧向抽芯机构的选择在抽芯机构根据结构形式不同，可以分为斜导柱滑块抽芯机构，斜推杆抽芯机构，弯销抽芯机构以及液压缸抽芯机构等，在选择抽芯机构的时候，通常会根据侧凹侧孔或者倒扣结构种类不同，以及抽芯距大小而选择的。塑件侧壁上存在两处侧孔结构，需要单独设计抽芯机构成型，无法通过型芯型腔合模直接成型，借助此机构才能成型侧孔，侧孔深度不大，本次设计采用斜导柱滑块抽芯机构，此结构由滑块、斜导柱、侧型芯、限位挡块几部分组成。抽芯机构如REF_Ref68351522\h图7.1所示8.2斜导柱侧向抽芯机构图8-1斜导柱抽芯机构8.2.1抽芯机构的计算（1）抽芯距的计算抽心距：（8.1）其中,S为抽芯距是指滑块或者斜推杆移开产品不妨碍产品顺利脱模的距离，S1为侧壁上侧凹深度3--5mm为抽芯安全距离S=2+2=4mm（2）抽心力的计算通过将塑件与侧型滑块分开所下需要克服的阻力称为抽芯力。

（8.2）式中：——抽芯力，N；——塑料在热状态时对钢的摩擦因素，PC、POM0.1~0.2，其余取0.2~0.3；A——，11；——脱模斜度，（1°）。=104N8.2.2斜导柱的结构尺寸设计 模具开模的时候，这个过程中滑块也会在斜导柱的带动下向倾斜方向移动，这个倾斜方向上的运动可以分解成两个方向上的运动，一个是滑块移开产品侧孔侧凹的运动，一个则是向下的运动。（1)在模具抽芯机构设计中，斜导柱具体设计成多少度，一般是可以自由选取的，通常选取度数在15°到25°，18°和20°的斜导柱角度会经常被采用本次设计取斜导柱倾斜角度=20°。（2)斜导柱材质采用T8或者T10材质，该材质耐磨性和强度、刚度较好。（3）斜导柱的工作长度L=S/Sin18=4/Sin18=13mm（8.3）（4）斜导柱的长度计算L=96mm（8.4）8.2.3滑块的设计我们考虑到在实际的工作中，侧型芯抽芯运动通常有比较大的摩损，那么就要定时对其进行维护，如果磨损严重的话可能要进行一个更换工作，因此我们考虑将其做成组合形式的，我们可以把滑块与型芯对应连接起来，两者之间使用销钉来进行互连，材质选用P20材料。滑块下部设计成燕尾式，与之配合的导滑槽设计成T形槽，选择H8/g8间隙配合，粗糙度小于或等于0.8μm。滑块和侧型芯结构如图所示 图8-2滑块9、冷却及排气系统的设计9.1排气系统的设计

通常进行此部分的设置就是为了把设备腔体之中的大量热产生的气体进行排出，那么就要设置相关气孔或者采取其他方式进行。这些气体不仅没有用，而且还会对塑件本身质量有一定的影响，因此就要设置排气系统。

那么我们较多采用的排气形式为：开取排气的小孔;借助模架与模板之间的装配间隙;借助滑块的运动间隙进行;借助顶杆等杆状物的运动间隙;在分型面处进行气体排出。经过考虑我们此次模具的外形尺寸和分型面的设置位置，因此我们可以借助第二和第五点方法进行排气操作。9.2温度调节系统9.2.1温度调节系统的要求在制品的成型过程中，通常会因为熔融塑件原料的高温，使得模具本身问题也随之提升，当模具温度过高时会对塑料件的成型质量有负面影响，对成型的时间也有影响；当模具的温度过低时也会对塑件的成型有影响，会使得熔体流动速度变缓慢，那么所得制品就会有很多流纹；其次，当模具的温度不均衡时，那么成型就会不均匀，塑件表面就会翘曲变形等，因此我们就要注意对温度的调节和控制。ABS塑料在向模具内注塑过程中，其温度在185℃上下，固化后的塑料在有型腔内取出的时候，温度控制在不超过60℃。对于热塑性塑料，完成注塑成型以后，要求对其采取有效冷却处理，也就是让熔融的塑料温度尽快降下来，热量传递到模具内，通过可靠冷却定型，能够短时间完成脱模[11]。ABS在温度上，成型时是180到190℃，对于模具则是在50到70℃，冷却通过常温水即可。9.2.2冷却水道的结构（1）单位时间注入模具中的熔体的总质量:其中N为单位时间的注射次数为360次。塑料制品的质量：（2）冷却回路的尺寸计算①冷却水的表面传热系数平均水温为23.5℃时，查参考文献[5]得=7.7，取水的密度,水的比热容,冷却水孔直径0.01m。(4.7)②冷却水的体积流量冷却水道出口水温为,入口的水温为,模具温度取60℃,水的比热容,查参考文献[5]得(4.8)③冷却回路的总面积(4.9)④计算模具冷却水管的总长度(4.10)⑤冷却水路根数为，（其中设为1000mm）在完成相关计算之后，开始布置冷却水路，冷却水道管径通常是根据经验值来取的，模架越大，相应的冷却水道管径也会越大，反之亦然，冷却水道的结构通常有直通式和环形水道，环形水道是运用最多的，本次设计CI模架宽度为380毫米，查表得冷却水路直径8毫米，所以本次设计的冷却水道如图8-1所示，图9-1水道的布局10、模架的选用10.1确定内模镶块尺寸该塑件型腔布置如图8-1所示，一模2腔左右分布，型腔在分型面上长度l=318mm则型腔长度为390mm宽度为160mm。图10-1型腔基本尺寸10.2选择模架的类型模具的支撑就是我们所说的模架，由脱模推出机构、导向复位机构、复位机构、垫板、垫块、A、B、C板已经定模座板、推杆板、推杆固定板、动模座板等结构组成。标准模架款式样式较多，而且订货到送货时间较短，有的甚至即买即用，为模具制造商节省了宝贵的时间。模架通常分为大水口两板模架和细水口三板模架。通常侧浇口、直浇口、潜伏式浇口等浇口形式都采用大水口两板模架，点浇口形式采用细水口三板模架，本次设计浇注系统由于采用的是侧浇口浇口类型所以选择大水口两板模架。CI模架结构如图所示图10-2模架最终选择模架CI3350A85B80C100GB/T12555-2006（龙记大水口标准模架）11、导向机构的设计模具中导向机构，无论是注塑模具，冲压模具还是压铸模具，一般都由导柱和导套主要组合而成，要将打开的模具重新闭合，就要设计合模导向结构，这部分一般有定位与导向两部分结构，对于定位机构来说其作用就是在两块模板之间起到合模时的位置确定，导向机构用于在动定模具之间运动方向的一个向导作用。其次还有锥形面的一个定位，那么我们在此处对动、定模精密对中定位。11.1导柱的设计国家标准有着有肩形式和带头形式这两种结构，对于外形比较大的主体，应该注意在上面设计上润滑槽，这样一来就能够使得摩擦作用变小一些。如果主体使用的场合中有着比较重而大型的模板，那么我们就应该仔细分析进行此部分的设计。本设计的导柱如图所示。如图10-1所示。图11-1导柱的设计11.2导套设计般又有带头形式的与不带头的直式结构，当后者使用时我们要注意被拔出部分，而前者在进行固定时还是较为方便一些。这部分零件一般材质选择同主题一样，其与模板的装配标准也同导柱一致。如图所示。导套如图10-2所示。图11-2导套的设计材料方面：我们在两个零件的选材上都使用T8材料，为了使得两者之间的摩擦降到最低，减小磨损作用也降到最低，那么我们将导套固定部分表面粗糙度设置为。11.3导柱与导套的分布在配合选取设计方面，需要去进行综合分析，在此次设计里我们将其设置为H7/f6。然后再分析模具外形结构，在其不干扰其它零部件的地方进行导柱和导套孔的开设，我们这里使用到四根导柱，这四根的位置分布为模具的四边角上面。导向机构布置如图所示导柱的布置图12、模具工程图绘制12.1模具总装图12.2模具总装三维图13、总结在这次完成头戴式耳机壳注塑模后，对于注塑模具中关键原理更加深刻。在设计当中通过对此塑件的注塑模设计分析，确定了模具结构结论，具体如下：1.此设计通过分析塑件属性和技术要求，使用三维软件测量数据，确定好了体积和质量，初步选择了注塑机，型号为HTF250，并且确定了型腔数目，个数为2个。2.然后对塑件外形特点进行分析，观察头戴式耳机壳最大外形处位置，通过其特点确定好分型面方案，其位置在塑件的最大外形处。3.确定好了模具基本机构后，通过使用CAD设计出各个零件图，确定好了模具材料，对于成型材料选择3Cr2Mo，然后对它热处理，这样才能达到使用要求。4.确定好模具零件尺寸后，需要对整体模架尺寸进行调整，然后对型芯和型腔排位，计算好相互零件件的尺寸关系，最终确定好模架尺寸，确定型号是CI3350A85B80C100。5.详细设计浇注系统尺寸，推出系统尺寸，冷却系统等，此浇注系统选择浇口为点浇口，推出系统采用推杆，冷却系统使用环绕式冷却等，然后对整体模架尺寸和注塑机的相关参数进行校核，最终确定参数匹配符合设计要求。。参考文献[1]陈文,林宗德,彭清和,等.排插前盖注塑模具的设计[J].吉林化工学院学报,2019(7):43-47.[2]任长春,单以才,夏宗禹,等.基于模内转印工艺的笔记本电脑主机上盖注塑模设计[J].塑料科技,2019,47(02):72-77.[3]张韬,原梓皓,林鑫,等.浅谈排插内托注塑成型工艺优化及模具设计[J].中国设备工程,2019，3(31):24-35.[4]洪慎章.汽车仪表外壳注塑工艺及模具设计[J].橡塑技术与装备,2019(12):14-16.[5]JinG,Jian-JunZ.DesignofBicolorInjectionMouldandMulti-typeCorePullingMechanismforAutomotiveInteriorTrim[J].ChinaPlasticsIndustry,2016，5(15):33-38.[6]RatanawilaiT,LeeyoaM,TiptongY.Influenceofwoodspeciesonpropertiesofinjectionmouldnaturalflour-HDPEcomposites[J].IopConference,2016,131:012002.[7]Min,Zhang,Lili.CAEOptimizationandDesignofInjectionMouldwithInnerPartingStructureforAutomobileFrontBumper[J].RecentPatentsonMaterialsScience,2016，4(24):87-85.[8]刘飞.数据线卡座注塑模具设计[J].设备管理与维修,2019,446(08):150-151.[9]庞光宗.注塑模具的标准化与自动化设计[J].数码设计(上),2019,000(009):250.[10]葛翼博,郭越,等.手机外壳注塑模具的设计[J].中国高新区,2018,000(017):193.[11]王谦,陈晓勇,等.国内注塑模具设计研究现状的可视化分析[J].工程塑料应用,2019,047(005):159-164.[12]贺柳操,肖国华,沈忠良,等.医疗导流管头脱模机构及注塑模具结构设计[J].塑料,2019(3):74-77.[13]康永.PVC塑料三通管注塑模具的设计[J].橡塑技术