手機(jī)外殼及其塑料成型模具設(shè)計(jì)論文

1、摘 要本設(shè)計(jì)主要是手機(jī)外殼及其塑料成型模具設(shè)計(jì)。通過對塑件材料的了解，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)及其工藝性分析，結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的工藝性,從具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā),對模具的澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)、注射機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)。介紹了手機(jī)外殼及其塑料成型模具的結(jié)構(gòu)組成及工作原理。該模具采用斜頂桿內(nèi)側(cè)抽芯和直頂桿同時(shí)頂出機(jī)構(gòu),潛伏式澆口，結(jié)構(gòu)合理,運(yùn)行可靠。并通過proe模擬分析軟件對變形、填充、澆口、排氣、冷卻、壓力和注射成型時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行分析和優(yōu)化，預(yù)測產(chǎn)品在成型過程中可能出現(xiàn)的問題。通過模具設(shè)計(jì)表明該模具能達(dá)到手機(jī)外殼的質(zhì)量和加工工藝要求。關(guān)鍵詞：手機(jī)外殼成型模具

2、注射模具 潛伏式澆口 The Design Of Mobile Phone Shell And Plastic Molding Mold Abstract This design mainly is the design of mobile phone shell and plastic molding mold.Through the understanding of plastic material,And carries on the structure and manufacturability analysis,Combined with the technology of prod

3、uct structure, starting from the specific die structure, the mold of gating system, cooling system, mold molding part of the structure, ejection system, side core-pulling mechanism, selection of injection machine and related parameters of checking all have detailed design.Introduces the design of mo

4、bile phone shell and plastic molding mold structure and working principle.The mold using inclined plunger inside core-pulling and straight push rod ejection mechanism at the same time, the latent type gate, reasonable structure, reliable operation. And through the pore simulation analysis software o

5、f deformation, filling, pouring gate, exhaust, cooling time, pressure and injection molding parameters such as analysis and optimization, forecasting products possible problems in the forming process. Through the mold design shows that the mold can achieve the quality of the mobile phone shell and p

6、rocessing requirements.Keywords: The mobile phone shell and plastic molding mold Injection mold Tunnel or submarine gate 0目 錄第1章 塑件的成型工藝性分析11.1 塑件材料的選用與性能分析11.1.1 材料的選擇11.1.2 ABS的性能分析11.1.3 ABS注射成型工藝參數(shù)21.1.4 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施21.2 手機(jī)外殼塑件的測繪31.2.1 手機(jī)外殼塑件的二維圖31.2.2 手機(jī)外殼塑件的三維圖41.3 手機(jī)外殼塑件的結(jié)構(gòu)分析61.3.1 結(jié)構(gòu)分析

7、61.3.2 成型分析6第2章 成型設(shè)備及模架的選用72.1 確定型腔數(shù)量及排列方式72.2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定72.3 模架的選擇82.4 注塑機(jī)的選擇82.4.1 手機(jī)外殼塑件的計(jì)算82.4.2 注塑機(jī)型號的初步確定9第3章 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)10 3.1 確定型腔數(shù)量及排列方式103.2 注射模分型面的選擇103.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)113.3.1 主流道的設(shè)計(jì)113.3.2 定位圈設(shè)計(jì)123.3.3 分流道設(shè)計(jì)123.3.4 澆口設(shè)計(jì)13第4章 成型零部件設(shè)計(jì)164.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)164.2 成型零部件尺寸的計(jì)算174.2.1 定模型腔尺寸計(jì)算174.2.2 動模型芯

8、尺寸計(jì)算19第5章 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)205.1. 斜導(dǎo)桿的結(jié)構(gòu)205.2 斜導(dǎo)桿的固定形式21第6章 合模導(dǎo)向、推出復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)226.1 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)226.2 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)226.3 推桿設(shè)計(jì)236.4 脫模力的計(jì)算24第7章 模具冷卻和排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)267.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)267.2 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)26第8章 模具參數(shù)的校核278.1 注射量的校核278.2 注射壓力的校核278.3 鎖模力的校核278.4 模具厚度校核288.5 模具的長度和寬度校核288.6 模具開模行程的校核28第9章 模具裝配圖30結(jié) 論33致 謝34參考文獻(xiàn)351、 塑件的成型工藝性分析1.1 塑件材料的選

9、用與性能分析1.1.1 材料的選擇塑料成型原料的選取應(yīng)從加工性能、力學(xué)性能、熱性能、物理性能等多方面因素考慮來選取合適的塑料進(jìn)行生產(chǎn)，本次設(shè)計(jì)材料的選擇是根據(jù)材料特性進(jìn)行選擇的。根據(jù)塑料受熱后表現(xiàn)的性能和加入各種輔助料成分的不同可分為熱固性材料和熱塑性材料，通過比較分析可以看出熱固性塑料主要用于壓塑、擠塑成型，而熱塑性塑料還適合注塑成型，本次設(shè)計(jì)為注塑設(shè)計(jì)，所以采用熱塑性塑料。1.1.2 ABS（丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物）的性能分析1.使用性能：(1)綜合性能良好，沖擊韌度、力學(xué)強(qiáng)度較高，且要低溫下也不迅速下降。(2)耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化學(xué)性和電氣性能良好。(3)水、無機(jī)鹽、堿、酸

10、對ABS幾乎無影響。(4)尺寸穩(wěn)定，易于成型和機(jī)械加工，與372有機(jī)玻璃的熔接性良好，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色，且可作雙色成型塑件，且表面可鍍鉻。2.成型性能：(1)無定型塑料，其品種很多，各品種的機(jī)電性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成型方法及成型條件。(2)吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于0.3，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時(shí)間預(yù)熱干燥。(3)流動性中等，溢邊料0.04mm左右(4)宜取高料溫、模溫（對耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高）。料溫對物性影響較大、料溫過高易分解（分解溫度為250 C左右比聚苯乙烯易分解），對要求精度較高的塑件，模溫宜取5060C，要求光澤及耐熱型

11、料宜取6080C。注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑機(jī)時(shí)料溫為 180230C，注射壓力為100140 MPa，螺桿式注塑機(jī)則取160220C，70100 MPa為宜。(5)易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對斜流的阻力，模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)料口位置、形式。摧出力過大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面呈“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失）。(6)ABS在升溫時(shí)粘度增高，塑料上的脫模斜度宜稍大，宜取1以上。(7)在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。3.主要用途：ABS在機(jī)械工業(yè)中常用來制造齒輪、管道、電機(jī)外殼、儀表外殼、水箱外殼、電器等零件外殼。1.1.3

12、 ABS注射成型工藝參數(shù)ABS注射成型工藝參數(shù)見表1-1。表1-1 ABS注射成型工藝參數(shù)工 藝 參 數(shù)規(guī) 格注 射 機(jī) 類 型螺 桿 式密 度 g/ cm1.021.16材 料 收 縮 率 %0.30.8預(yù) 熱 和 干 燥/0C溫 度 0C8085時(shí) 間 (h)23料 筒 溫 度后 段150170中 段165180前 段180200噴 嘴 溫 度170180模 具 溫 度5080注 射 壓 力 MPa70100成 型 時(shí) 間 s注 射 時(shí) 間2090高 壓 時(shí) 間05冷 卻 時(shí) 間20120總 周 期50220螺 桿 轉(zhuǎn) 速 r/min-13060后 處 理方 法紅外線燈、烘箱溫 度0 C7

13、0時(shí) 間 h241.1.4 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施主要缺陷：缺料、氣孔、飛邊、出現(xiàn)熔接痕、塑件耐熱性不高（連續(xù)工作溫度為70C左右熱變形溫度約為93C）、耐氣候性差（在紫外線作用下易變硬變脆）。消除措施：加大主流道、分流道、澆口、加大噴嘴、增大注射壓力、提高模具預(yù)熱溫度。1.2 手機(jī)外殼塑件的測繪1.2.1 手機(jī)外殼塑件的二維圖本次的手機(jī)外殼塑料件經(jīng)測繪后的平面圖見圖1.1（a）（b）圖1.1 （a）手機(jī)上殼二維圖 圖 1.1 （b）手機(jī)后殼二維圖1.2.2 手機(jī)外殼塑件的三維圖本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品為注塑機(jī)一次成型，采用一模一腔的潛伏式澆口進(jìn)料機(jī)構(gòu)。產(chǎn)品三維效果圖見圖1.2 （a）（b）

14、（c）（d）圖1.2 （a）手機(jī)上殼三維圖圖1.2 （b）手機(jī)上殼（背面）三維圖 圖1.2 （c）手機(jī)后殼三維圖圖1.2 （d）手機(jī)后殼（背面）三維圖1.3 手機(jī)外殼塑件的結(jié)構(gòu)分析1.3.1 結(jié)構(gòu)分析塑件為手機(jī)外殼，應(yīng)有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，由于手機(jī)上殼與手機(jī)后殼有聯(lián)接的塑料倒扣，所以應(yīng)保證它有一定的裝配精度；由于該塑件為手機(jī)外殼，因此對表面粗糙度要求高。1.3.2 成型分析 該手機(jī)外殼結(jié)構(gòu)對稱，由于內(nèi)部比較復(fù)雜，不采用小型芯結(jié)構(gòu)，而是直接成型，關(guān)鍵是用來與手機(jī)后殼聯(lián)接的那四個(gè)倒扣，它們的抽芯距不大，從模具結(jié)構(gòu)簡盡量單化的角度，可以采用斜頂針機(jī)構(gòu)來成型側(cè)凹部分。利用模具推出機(jī)構(gòu)的推出力驅(qū)動斜頂針作斜

15、向運(yùn)動，完成側(cè)凹部分的抽芯動作。2、 成型設(shè)備及模架的選用2.1 確定型腔數(shù)量及排列方式 一般來說，精度要求高的小型塑件和中大型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)；對于精度要求不高的小型塑件，形狀簡單，又是大批量生產(chǎn)時(shí)，若采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。型腔的數(shù)目可根據(jù)模型的大小情況而定。該塑件對精度要求高，為高精度塑件，再依據(jù)塑件的大小，采用一模一腔腔的模具結(jié)構(gòu)。2.2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定1.多型腔單分型面模具：塑件外觀質(zhì)量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此結(jié)構(gòu)。2.多型腔多分型面模具：塑件外觀質(zhì)量要求高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此結(jié)構(gòu)。該塑件外觀質(zhì)量要

16、求高，是尺寸精度要求較高的小型塑件，因此可采用一型腔單分型面的設(shè)計(jì)。 從塑件上容易看出模具的分型面位置、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)置，通過pore分析出澆口最佳位置。 最常用的澆口形式有：第一是側(cè)澆口。這種澆口形式注射工藝工人比較熟悉，在制造上加工比較方便，但不得因素是澆道流程長，熱量損耗大，因此容易產(chǎn)生明顯的拼料痕跡。其次塑料的進(jìn)料口部分需去毛刺，這樣既增加了去毛刺的工時(shí)，又損壞了周圍的美觀。第二是點(diǎn)澆口。塑料注射時(shí)，在點(diǎn)澆口以高速注入型腔，一部份動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，因此塑料在會合時(shí)的熱量損耗比側(cè)澆口少，所以會合處熔合較好，熔接痕不太明顯。其缺點(diǎn)是塑件的正面將留下點(diǎn)燒口的痕跡，影響塑件的美觀。第三種是綜合上述

17、兩種澆口形式的優(yōu)缺點(diǎn)，采用潛伏式澆口，又稱剪切澆口。因?yàn)樗芗?cè)壁距離橫澆道較遠(yuǎn)，因直接在側(cè)壁進(jìn)料是很難實(shí)現(xiàn)的，因此又增設(shè)了工藝輸助澆口，從而使?jié)沧⑾到y(tǒng)進(jìn)一步完善。這種澆口形式主要有以下優(yōu)點(diǎn)：一是塑件表面無澆口痕跡，并且外表面無明顯的熔接痕，所以外觀質(zhì)量較好。三是在塑件頂出的同時(shí)，澆口剪斷并脫落，可節(jié)省去毛刺工序，并有得于機(jī)床自動化。2.3 模架的選擇 查中國模具設(shè)計(jì)大典數(shù)據(jù)庫III，通過塑件的分析以及注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)格要求，選用A2型模架，該模架各模板以及相關(guān)尺寸見圖2.2、表2.1。 圖2.2 A2型模架示意圖表2.1 模架各板厚尺寸上模座H1 模板A模板B支撐板H2墊板C下模座H325404

18、04063252.4 注塑機(jī)的選擇對于模具設(shè)計(jì)，必須首先選則合適的注塑機(jī)型號，以確定額定注射量、最大注射壓力、最大鎖模力、模具的安裝尺寸及開模行程等技術(shù)規(guī)范后，才能進(jìn)行下面真正的模具設(shè)計(jì)。2.4.1 手機(jī)外殼塑件的計(jì)算由于制品的外觀形狀復(fù)雜，不易計(jì)算，首先利用Proe軟件的分析功能對制品的體積和在分型面上的投影面積進(jìn)行計(jì)算與測量。在Proe軟件里打開三維模型，測出其體積。根據(jù)軟件計(jì)算得出結(jié)果如下：手機(jī)上殼的計(jì)算：塑件在分型面上的投影面積：A=4886=4128mm2塑件體積： V = 2.382cm3 (由Proe測得)塑件密度： （ABS密度：1.021.16 g/cm3,取平均值）所以塑件

19、的質(zhì)量： m = 2.3821.09=2.6g根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，該塑件采用潛伏式澆口形式，并且采用一模兩腔的形式，澆注系統(tǒng)及冷凝料材料體積約為4.58cm3?？傮w積為11.19cm3，總質(zhì)量約為12.19g。手機(jī)后殼的計(jì)算：由手機(jī)上殼的計(jì)算可知，A=4886=4128mm2 =1.09g/cm3由proe測得可知 手機(jī)后殼體積 =4.96cm3 所以手機(jī)后殼的質(zhì)量 =4.961.09=5.4g2.4.2 注塑機(jī)型號的初步確定查材料成型設(shè)備，根據(jù)上述塑件的體積初選設(shè)備為XS-ZY-125/630。其主要技術(shù)規(guī)格見表2.2。表2.2 XS-ZY-125/630設(shè)備主要技術(shù)規(guī)格理論注射量/c

20、m3125移模行程/mm270螺桿直徑/mm40模具最大厚度/mm300注射壓力/MPa126模具最小厚度/mm150注射速率g/s110鎖模形式雙曲肘鎖模力/KN630噴嘴口直徑/mm4模具定位孔直徑/mm125噴嘴圓弧半徑/mm123、 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 確定型腔數(shù)量及排列方式為了使模具與注射機(jī)相匹配以提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件的精度，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理的確定型腔數(shù)目。根據(jù)第二章內(nèi)容初步將該模具設(shè)計(jì)成一模一腔成型3.2 注射模分型面的選擇該塑件是采用潛伏式澆口形式，考慮到澆注系統(tǒng)凝料的方便取出，本次模具設(shè)計(jì)采用單分型面設(shè)計(jì)，單分型面使結(jié)構(gòu)變得更加簡單，分型更加簡便和可靠

21、。 通過分析，確定的分型面選在塑件最大輪廓處。且使塑件留在動模一側(cè)，便于推出機(jī)構(gòu)推出。3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.3.1 主流道的設(shè)計(jì)主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具澆口套接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流進(jìn)模具的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時(shí)間有較大的影響。為了方便損壞時(shí)更換和維修，主流道通常單獨(dú)開設(shè)在主流道襯套上，為了防止熔體反壓力對襯套的反作用力并使其退出，由于定位環(huán)緊壓于它，所以不會退出，另外再用銷固定，起到止轉(zhuǎn)的作用。其結(jié)構(gòu)如圖3.3所示。圖3.3 澆口套主流道垂直于分型面，通常設(shè)計(jì)于模具的澆口套中，為了讓主流道凝料能順利的從澆口套中拔出，

22、主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角24，為了讓熔融的塑料從噴嘴完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注射機(jī)的噴嘴緊密對接，小端直徑比注射機(jī)噴嘴直徑大0.51mm,小端的前面是球面，其深度為35mm，注射機(jī)的球面在此與澆口套接觸并且貼合，澆口套前端球面半徑比噴嘴球面半徑大12mm，為了減少料流轉(zhuǎn)向過渡時(shí)的阻力，主流道大端處采用圓角過渡13mm，其半徑這里取2mm，在保證制品成型的條件下，主流道的長度應(yīng)盡可能的短，以減少壓力損失及費(fèi)料，一般取小于或等于60mm。流道的表面粗糙度Ra0.8um。根據(jù)所選擇的注塑機(jī)型號XS-ZY-125/63得出：注射機(jī)噴嘴圓弧半徑=12mm;噴嘴孔直徑=4mm。所以，主流道小端

23、直徑d為5mm；深度取4mm；錐角取3；主流道前端球面半徑r為14mm。配合形式：澆口套與定模型腔采用過渡配合H7/m6, 所以定模型腔孔的尺寸為mm, 澆口套的尺寸為mm。3.3.2 定位圈設(shè)計(jì)定位圈與注射機(jī)定模固定板上的定位孔之間采取比較松動的間隙配合，可取H11/h11或H11/b11。定位圈的定位面高度不能大于定位孔深度，小型模具的定位環(huán)高度可取810mm，大型模具則可取1015mm。定位圈的形式如圖3.4 。圖3.4定位圈3.3.3 分流道設(shè)計(jì)1. 分流道的截面形狀及尺寸分流道的形狀尺寸主要取決于制品的大小，模具結(jié)構(gòu)以及所加工塑料的種類。一般來講，隨著制品尺寸及壁厚的增加，由于熔體在

24、大截面流道內(nèi)比在小流道內(nèi)流動時(shí)產(chǎn)生的阻力小，因此大截面流道更能促進(jìn)模具的填充過程。若分流道長，則流程長，塑件的粘度應(yīng)更小一些。常用的分流道截面形式有圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等幾種形式，如圖3.4所示。圓形截面，表面積/體積比最小，冷卻速度最低，熱量及摩擦損失?。贿M(jìn)料流道中心冷凝慢，有利于保壓；但要求同時(shí)在兩半模上加工圓形凹槽，加工難度大，費(fèi)用高；拋物線截面與之相比，熱損失大，冷凝料多，由于截面近似于圓弧，所以繼承了圓形截面的大部分優(yōu)點(diǎn)，且在單邊加工時(shí)比較容易；梯形截面有時(shí)可用來代替拋物線截面，但熱損失和冷凝料更多；半圓形截面分流道需要用球頭銑刀加工，其比表面積比梯形、U形截面略大；矩形截

25、面比表面積較大，且流動阻力也大，在設(shè)計(jì)中一般不使用。綜合考慮各種因素，初步確定本設(shè)計(jì)采用梯形截面。圖3.4 分流道截面形狀為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上，一般采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式可確定其截面尺寸： （3.1） 式中 -梯形大底邊的寬度(mm)-塑件的重量(g)-分流道的長度(mm)-梯形的高度(mm)梯形的側(cè)面斜角a常取515，在應(yīng)用上式時(shí)應(yīng)注意它的適用范圍，即塑件厚度在3.2mm以下，重量小于200g，且計(jì)算結(jié)果在3.29.5mm范圍內(nèi)才合理。本次設(shè)計(jì)的手機(jī)上殼塑件的體積為2382mm3，質(zhì)量大約2.6g，手機(jī)后殼塑件的體積為4960mm3，質(zhì)量大約為5.4g，兩套模具的分流

26、道的長度預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)成20mm，所以： 以上計(jì)算結(jié)果不在3.29.5mm范圍內(nèi)，說明上述公式不適用，由于ABS塑料的分流道寬度范圍在4.7mm9.5mm之間，這里取分流道8mm。（2）分流道在分型面上的布置形式 分流道常用的布置形式有平衡式和非平衡式兩種，排布一般遵循以下兩個(gè)原則 ，一是排列盡量緊湊，縮小模板尺寸；二是盡量使流程短，對稱布置，是脹模力的中心與注塑機(jī)鎖模力的中心相一致。因此，根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)分流道在分型面上的布置形式如圖4.5所示 圖3.5 分流道在分型面上的布置形式（3）分流道的表面粗糙度由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面

27、粗糙度Ra不宜太小，以防將冷料帶入型腔，一般取1.252.5m左右即可，這樣表面稍不光滑，可增大外層塑料熔體的流動阻力，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，減小流速，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動時(shí)具有適宜的剪切速率和剪切熱。此外，為了有利于塑料的流動和填充，防止產(chǎn)生反壓力，消耗動能，分流道與澆口的連接處需在澆口進(jìn)料口端倒圓過渡。3.3.4 澆口設(shè)計(jì) 1.澆口的位置 澆口的位置選擇是非常重要的，最好能夠保證材料能夠同時(shí)均勻的填滿整個(gè)模具型腔，澆口與模具型腔的接觸位置也需要注意，最好是平面接觸。其開設(shè)位置對塑件性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要

28、環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)。根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，選用潛伏式澆口，不僅采用單分型面結(jié)構(gòu)，降低模具成本，而且還不影響制品的外觀，在開模時(shí)塑件與凝料自動拉斷，降低了工人的勞動力，本次設(shè)計(jì)澆口的形式采用潛伏式澆口。2.澆口尺寸潛伏式澆口一般是圓形截面，其錐角a一般為，這里取，傾斜角b=，這里取，推桿上進(jìn)料口c=0.82mm，視塑件大小而定，這里取1mm，塑件離澆口的距離一般為23mm，取3mm，其結(jié)構(gòu)如圖3.7。圖3.7 潛伏式澆口的尺寸圖4、成型零部件設(shè)計(jì)4.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成型零部件是決定塑件幾何形狀和尺寸的零件。它是模具的主要部分，主要包括凹模、凸模及鑲件、成型桿和成型環(huán)等。

29、由于塑料成型的特殊性，塑料成型零件的設(shè)計(jì)與冷沖模有所不同。 1.型芯和型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由于模具屬于中小型模具，所以采用組合式凹、凸模結(jié)構(gòu)，組合式凹、凸模結(jié)構(gòu)是指由兩個(gè)或兩個(gè)以上的零件組合而成的凹模或凸模。本設(shè)計(jì)采用整體嵌入式，各個(gè)型腔和型芯采用H7/m6過渡配合壓入模板中見圖4.1和4.2，凹?；蛲鼓南旅媲度肽０?，再用螺釘與定模模板和支撐板緊固。這種結(jié)構(gòu)加工效率高、裝拆方便，容易保證形狀和尺寸精度。圖4.1定模型腔圖4.2 動模型芯2.注射模強(qiáng)度要求注射模在工作的時(shí)候要承受各種作用力，所以要求注射模各零件必須有足夠的強(qiáng)度和剛度，因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須對注射模的主要零件以必要的強(qiáng)度和剛度計(jì)算，并對其

30、結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。注射模的強(qiáng)度要求，對于小型注射?？蓱{經(jīng)驗(yàn)預(yù)估確定尺寸，大型注射模的型腔等主要零件則應(yīng)采取理論計(jì)算進(jìn)行設(shè)計(jì)為宜。本設(shè)計(jì)采用為小型注塑模，型腔采用組合式，側(cè)壁厚度65，通過經(jīng)驗(yàn)完全可以保證型腔的強(qiáng)度。4.2 成型零部件尺寸的計(jì)算塑模型芯及型腔的成型尺寸是根據(jù)塑件形狀及其尺寸來確定的。因此，塑模型芯及型腔的成型尺寸主要與塑件形狀、尺寸公差，塑料的收縮率及收縮誤差、塑模磨損量及模具制造公差等因素有關(guān)。塑件精度采取MT5級精度，可知該塑件精度要求不高，故采用平均值法。 ABS的平均收縮率：4.2.1 定模型腔尺寸計(jì)算1.徑向尺寸計(jì)算： （4-1）-模具型腔徑向基本尺寸；-塑料的平均收

31、縮率；-塑件外表面徑向基本尺寸；-修正系數(shù)，,塑件尺寸較大、精度級別較低時(shí)，取小值；當(dāng)尺寸較小、精度級別較高，取大值，這里取0.75。-塑件外表面徑向基本尺寸的公差；-模具的制造公差，一般取塑件公差的1/3。手機(jī)上殼及后殼的型腔徑向尺寸2.深度尺寸計(jì)算： （4-2）-模具型腔深度基本尺寸；-塑料的平均收縮率；-塑件凸起部分高度基本尺寸；-修正系數(shù),=1/22/3,塑件尺寸較大、精度級別較低時(shí)，取小值；當(dāng)尺寸較小、精度級別較高，取大值，這里取2/3。-塑件凸起部分高度基本尺寸的公差；-模具的制造公差，一般取塑件公差的1/3。手機(jī)上殼及后殼型腔深度計(jì)算 4.2.2 動模型芯尺寸計(jì)算1.徑向尺寸計(jì)算

32、：（1） 型芯類尺寸計(jì)算公式: （4-4） -模具型芯徑向基本尺寸；-塑料的平均收縮率；-塑件內(nèi)表面徑向基本尺寸；-修正系數(shù)，,塑件尺寸較大、精度級別較低時(shí)，取小值；當(dāng)尺寸較小、精度級別較高，取大值，這里取0.75。-塑件內(nèi)表面徑向基本尺寸的公差；-模具的制造公差，一般取塑件公差的1/3。手機(jī)上殼型芯類尺寸計(jì)算 手機(jī)后殼型芯類尺寸計(jì)算 2.型芯高度尺寸計(jì)算： （4-5）-模具型芯高度基本尺寸；-塑料的平均收縮率；-塑件孔或凹槽深度基本尺寸；-修正系數(shù)，=1/22/3,塑件尺寸較大、精度級別較低時(shí)，取小值；當(dāng)尺寸較小、精度級別較高，取大值，這里取2/3。-塑件凸起部分高度基本尺寸的公差；-模具的

33、制造公差，一般取塑件公差的1/3。手機(jī)上殼型芯高度尺寸計(jì)算 手機(jī)后殼型芯高度尺寸計(jì)算 第5章 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)斜導(dǎo)桿是用來成型中間四個(gè)倒扣的，由于工件尺寸比較小，用斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu)有干涉現(xiàn)象，在成本上也會大大增加的，所以選用斜導(dǎo)桿的。斜導(dǎo)桿的導(dǎo)滑部分往往是在模板上或型芯上直接開出的矩形或圓形的斜孔，制作起來比斜滑塊抽芯簡單，從而也得到廣泛的應(yīng)用。特別是在內(nèi)部局部抽芯時(shí)經(jīng)常采用的一種形式。斜頂桿與支撐板上的斜導(dǎo)向孔應(yīng)制成H11/b11的配合。斜頂桿側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)亦可分為外側(cè)抽芯與內(nèi)側(cè)抽芯兩大類。在這次設(shè)計(jì)中采用的就是內(nèi)側(cè)抽芯。5.1. 斜導(dǎo)桿的結(jié)構(gòu)1.斜導(dǎo)桿結(jié)構(gòu) 材料選用T8A，斜導(dǎo)桿的表面必

34、須氮化，以增加其耐磨性。其結(jié)構(gòu)形式如圖5.1所示。斜導(dǎo)桿的側(cè)邊即為成型滑塊，型芯上開有斜孔，在推出板的作用下，斜導(dǎo)桿沿斜孔運(yùn)動，使塑件一面抽芯，一面脫模。并且要保證斜導(dǎo)桿在脫模的同時(shí)，不發(fā)生干涉的現(xiàn)象。圖5.1 斜導(dǎo)桿 2.抽拔距及傾斜角 設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該保證：SS1+(13)。式中S-斜頂桿的抽芯距；S1-側(cè)凹的深度；由圖5.1可知，斜導(dǎo)桿的抽芯距S為5mm，側(cè)凹深度S=3m,滿足SS1+(13)。斜導(dǎo)桿軸向與開模放向的夾角稱為斜導(dǎo)桿的傾斜角aL=S/sinaH=S/tana式中，H為與抽拔距S對應(yīng)的開模距，L為斜導(dǎo)桿的長度。 a=arctan(S/H)=arctan(5/15)18oA常用為1

35、2oa 22o，所以斜導(dǎo)桿的傾斜角可取200 。5.2 斜導(dǎo)桿的固定形式斜導(dǎo)桿用銷釘固定在固定板內(nèi)，固定板依靠點(diǎn)接觸的滑動摩擦和耐磨板有相對運(yùn)動，在合模時(shí)依靠安裝在復(fù)位桿上的彈簧復(fù)位，如圖5.2所示。斜導(dǎo)桿底部的固定板和耐磨板必須淬火（HRC50-52）,以免磨損。圖5.2 斜導(dǎo)桿的固定6、 合模導(dǎo)向、推出復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在模具進(jìn)行裝配或成型時(shí)，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要用來保證動模和定模兩份大部分或模內(nèi)其他零件之間準(zhǔn)確對合，以確保塑料制件的形狀和尺寸精度，并避免模內(nèi)各零件發(fā)生碰撞和干涉。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。本次設(shè)計(jì)中采用的是導(dǎo)柱導(dǎo)向，導(dǎo)柱和導(dǎo)套的設(shè)計(jì)參考國

36、家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T4169.4-2006（導(dǎo)柱）和GB/T4169.3-2006（導(dǎo)套）。見圖6.1。圖6.1 動、定模導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)柱和導(dǎo)套采用H7f7的配合，導(dǎo)柱和模板之間采用H7m6的配合，導(dǎo)套和模板之間采用H7m6的配合。6.2 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)注射模具的推出系統(tǒng)（即推出機(jī)構(gòu)），當(dāng)熔融塑料在模具型腔當(dāng)中固化后，要由特定的方式切實(shí)可靠的將其從模具的一側(cè)將其推頂出來，在這個(gè)過程當(dāng)中，不能使制品發(fā)生變形，而達(dá)不到成型要求、“白化”以及卡滯現(xiàn)象。除此之外，該裝置還必須保證在模具閉合時(shí)，不會與模具其它零部件產(chǎn)生干涉地回到初始頂出位置，以便進(jìn)行重復(fù)不斷的成型加工。6.3 推桿設(shè)計(jì)1.推出行程推出行程一

37、般規(guī)定使頂出的制品脫離模具510mm，在成型一些形狀簡單或桶形制件時(shí)，也可以取其深度的2/3。本模具的推出距離為15mm。 2.推桿的形狀、尺寸與固定形式由于許多推桿端部不是平的，所以這些推桿的端部就要進(jìn)行線切割加工，使形狀與塑件的外形相貼。由于本設(shè)計(jì)采用潛伏式澆口，推桿上部要加工出一個(gè)槽，推桿形狀如圖6.2所示。推桿工作部分與模板或型芯上推桿孔的配合常采用H8/f7H8/f8的間隙配合，視推桿直徑的大小與不同的塑料品種而定。根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式可得推桿直徑： （6-1）式中，為推桿的最小直徑，；為安全系數(shù)，可取；為推桿長度，；本次推桿長度取較長的推桿的尺寸；為推出力；本次設(shè)計(jì)取;為鋼材的彈性模量

38、，；為推桿數(shù)目，??；把數(shù)據(jù)代入公式得，此次?。粓D6.2推桿形狀3.推桿位置的選擇推桿的位置應(yīng)該選擇在脫模阻力最大的地方。推桿位置選擇時(shí)應(yīng)注意，當(dāng)塑件各處的脫模阻力相同時(shí)需均勻布置，以保證塑件推出時(shí)受力均勻，塑件推出平穩(wěn)和不變形。推桿位置選擇還應(yīng)注意塑件本身的強(qiáng)度和剛度，尤其是薄壁塑件，應(yīng)盡可能地選擇在壁厚和凸緣等處，否則很容易是塑件變形甚至破壞，在必要時(shí)，可以通過增大推桿的面積，降低塑件單位面積上所受的推出力。對于遙控器電池蓋這個(gè)塑件，由于四周和對型芯的包緊力不大，脫模阻力較小，加上斜導(dǎo)桿也能起到頂出的作用，所以在遙控器電池蓋兩側(cè)中間部位設(shè)置推桿。4.推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位推出機(jī)構(gòu)在注射模工作時(shí)

39、，考慮到推出機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動的靈活、平穩(wěn)，防止推出機(jī)構(gòu)與型腔發(fā)生碰撞，必須使用先復(fù)位機(jī)構(gòu)。在本次設(shè)計(jì)的模具中，推出機(jī)構(gòu)的先復(fù)位采用復(fù)位桿上添加強(qiáng)力彈簧來實(shí)現(xiàn)。推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向采用在動模座板上固定兩個(gè)復(fù)位桿來實(shí)現(xiàn)，復(fù)位桿的大小為是18的。推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位機(jī)構(gòu)如圖6.3所示。圖6.3 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位6.4 脫模力的計(jì)算塑件脫模時(shí)，開始脫模的瞬間所要客服的阻力最大，以后脫模所需的力逐漸減小。脫模力的計(jì)算 （6-2） （6-3） （6-4）式中 a-脫模斜度（取1o） -摩擦系數(shù)，一般為0.151.0 -因塑件收縮對型芯產(chǎn)生的單位正向壓力，一般為1220MPa A-塑件包緊型芯的側(cè)面積 -垂直于脫

40、模方向型芯的投影面積由式6-1、6-2、6-3計(jì)算可得： N 7、 模具冷卻和排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在注射成型過程中,模具溫度直接影響塑料的充模和塑件的定型,從而影響塑件的質(zhì)量,因此,必須進(jìn)行模具的冷卻，使其溫度保持在一定范圍內(nèi)要達(dá)到有效的模具冷卻效果，就要設(shè)計(jì)合理的冷卻系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)使冷卻孔道的中線與塑件表面的距離為冷卻孔道直徑的1-2倍，冷卻孔道中心距應(yīng)為冷卻直徑的3-5倍，如果冷卻孔道間距較大，模具表面溫度就不均勻，從而影響冷卻效果。 冷卻孔道距型腔壁不宜太遠(yuǎn)，也不宜太近，通常在12-20毫米范圍內(nèi)，以免影響冷卻效果和模具的機(jī)械強(qiáng)度。由經(jīng)驗(yàn)知識可知，冷卻孔道直徑應(yīng)不小

41、于8毫米，且凹模、凸模應(yīng)分別冷卻，并保證其冷卻平衡。進(jìn)、出水水嘴接頭設(shè)在定模板兩端處，這樣布置將避免影響其他操作，同時(shí)還應(yīng)保證水嘴和水管連接處密封，不能漏水。由于制品材料為ABS,注塑溫度不是太高，所以一般采用水冷卻。本塑件壁厚1.0mm，總體尺寸為40mm70mm5mm。尺寸不大，確定水孔直徑為8mm，由于塑件高度較小，因此決定只在型腔選用直通式冷卻水道。7.2 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)由于塑件體積過小，排氣量也小，利用分型面之間和型芯、推桿之間的配合間隙排氣即可，因此無需再做排氣系統(tǒng)。8、模具參數(shù)的校核 8.1 注射量的校核 要求注射量不超過注射機(jī)的最大注射量，在注塑生產(chǎn)中，注塑機(jī)每一個(gè)成型周期向模具

42、腔內(nèi)注入的塑料熔體體積或質(zhì)量稱為塑件的注射量，其中包括澆注系統(tǒng)內(nèi)所存留的塑料熔體體積，選擇注塑機(jī)時(shí)，必須保證塑件的注射量小于注塑機(jī)的最大注射量的（8085）%，最小注射量不小于注塑機(jī)注射量的20%，根據(jù)式kMmaxM，M=Mi+m （8-1） 式中 Mmax-注塑機(jī)最大注射量/ cm3； Mi-澆注系統(tǒng)凝料的質(zhì)量或體積/ cm3； m-單個(gè)制件質(zhì)量或體積/ cm3； n-型腔數(shù)目/個(gè)； k-注射機(jī)最大注射量利用系數(shù)，一般取0.8。0.812522.382+4.579.334 cm3故：注射機(jī)注射量滿足要求。8.2 注射壓力的校核塑料成型所需要的注射壓力是由塑料品種、注射機(jī)類型、噴嘴形式、塑件形

43、狀以及澆注系統(tǒng)的壓力損失等因素決定的。注射壓力的校核是檢驗(yàn)注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足制品的成型要求。所選的塑料原料為ABS，制件結(jié)構(gòu)合理，流體流動性能好，其注射壓力在（100140）Mpa之間，其值在所選的注射機(jī)成型范圍之內(nèi)，故能滿足要求。8.3 鎖模力的校核注射時(shí)塑料熔體充滿型腔的時(shí)候，存在較大的壓力，它會使模具從分型面漲開，該壓力等于塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上不重合的投影面積之和乘以型腔的壓力，它應(yīng)小于注射機(jī)的最大鎖模力，才能使注射時(shí)不發(fā)生溢料和漲?，F(xiàn)象。為了保證注射成型過程當(dāng)中型腔能夠可靠的鎖閉，必須滿足： （nA1+Aj）pFn （8-2）(24128+709.4)30=268.96k

44、N630kN n -型腔數(shù)目A1 -塑件投影面積Aj -澆注系統(tǒng)凝料投影面積p -注射壓力Fn -鎖模力 故：注射機(jī)鎖模力滿足要求。8.4 模具厚度校核由于注射機(jī)的動模和定模固定板之間的距離都有一定的調(diào)節(jié)量H，一般情況下，模具的實(shí)際厚度H必須在注射機(jī)允許安裝的最大模具厚度和最小模具厚度之間。所選用的注射機(jī)的模具最大厚度Hmax為300mm，最小模具厚度Hmin為150mm。所設(shè)計(jì)的模具總厚度H為233mm，所以滿足關(guān)系：HminHHmax。因此，設(shè)計(jì)的模具厚度滿足注射機(jī)對模具的合模要求。8.5 模具的長度和寬度校核本副模具采用壓板緊固的方式，將模具的固定板安放在壓板外側(cè)附近就能夠固定，模具為A2型模架，大小為250mm315mm，滿足要求，所設(shè)計(jì)的模具在注射機(jī)的裝夾范圍內(nèi)。8.6 模具開模行程的校核注射機(jī)的開模行程是受合模機(jī)構(gòu)限制的，注射機(jī)的最大開模行