手機保護殼注塑模具設計

1、目錄設計任務書前言3正文第一章塑料原料分析61. 1abs塑料概述61.2 abs的基木特性61.3 abs的成型性能61.4 abs的使用性能71.5 abs的制備方法81.6 abs的主要用途81.7 abs的注射工藝參數(shù)9第二章塑件的分析102. 1二維制件102.2三維制件圖112.3尺寸精度分析112.4壁厚122. 5流動性12第三章初步確定注射機13第四章注射模結構設計144. 1選擇分型面144.2澆注系統(tǒng)設計154.2.1澆注系統(tǒng)設計的基本原則154.2.2主流道的設計164.2.3分流道的設計174. 2. 4澆口的設計184.3排氣系統(tǒng)的設計194.4推出機構的設計194

2、.4. 1推桿推出機構204. 5冷料穴的設計204.6合模導向裝置的設計214.6. 1導向裝置的作用214.6.2導向裝置的設計原則224. 7冷卻系統(tǒng)設計234.7. 1影響塑料模具的冷卻時間的因素234. 7.2冷卻裝置設計原則234.8確定標準模架型號與規(guī)格24第五章成型零件的結構設計與計算255. 1成型零件的結構設計255.2成型零件工作尺寸計算255.2. 1型腔內經(jīng)尺寸計算255.2.2型芯徑向尺寸計算265.2.3型腔深度尺寸計算275.2.4型腔壁厚與地板厚度275.3強度與剛度的校核285.4注射量295. 5最大注射壓力的校核305.6鎖模力30第六章模具裝配圖32第

3、七章模具零件圖32參考文獻33設計小結34刖旨模具是汽車、電子、電器、航空、儀表、輕工、塑件、日用品等工業(yè)生產的 重要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)。沒有模具，就沒有高質量的產 品。用模具加工的零件，具有生產效率高、質量好、節(jié)約材料、成本低一系列優(yōu) 點。因此已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產的重要手段和工業(yè)發(fā)展方向。因此，模具技術， 特別是制造精密、復雜、大型模具的技術，已經(jīng)成為衡量一個國家機械制造水平 的重要標志之一。根據(jù)國際生產協(xié)會報告，在目前階段，工業(yè)零件粗加工的75%、精加工的50% 都是由模具成型完成的。目前，美國、日本、德國等工業(yè)發(fā)達國家模具工業(yè)的產 值均已超過機床總產值；我國臺灣地區(qū)模

4、具工業(yè)也以每年35%以上的年增率迅速 發(fā)展；我國大陸地區(qū)模具工業(yè)近年來更是獲得了飛速的發(fā)展，尤其是塑料模具， 在模具設計和制造水平上都有很大的進步。近年來我過通過引進國際的先進技術和加工設備，使塑料模具的制造水平比 十年前進步了一大步，然而由于基礎薄弱、對引進技術的吸收、掌握，尚有一段 距離，而且發(fā)展也十分不平穩(wěn)，因而，我國塑料模具總體水平與世界先進技術尚 有一定差距。塑料成型模具可分為三大類，即注射成型模具、中空成型模具和擠 出成型模具。我國現(xiàn)在的制造水平，以注射成型模具為最高，中空成型模具為最 低，如化妝品用瓶子的吹塑模具，無論從制造以及質量上遠不能適應出口要求。fi前，國內生產的小模數(shù)塑

5、料齒輪等精密塑料模具已達到國外同類產品水平。 在齒輪模具設計中釆用最新的齒輪設計軟件，糾正了由于成型壓縮造成的齒形誤 差，達到了標準漸開線造型要求。顯示管隔離器注塑模、高效多色注射塑料模、 純平彩電塑殼注塑模等精密、復雜、大型模具的設計制造水平也己達到或接近國 際水平。使用cad三維設計、計算機模擬注塑成形、抽芯脫模機構設計新穎等對 精密、復雜模具的制造水平提高起到了很大作用。20噸以上的大型塑料模具的設 計制造也已達到相當高的水平。34英寸彩電塑殼和48英寸背投電視機殼模具， 汽車保險杠和儀表盤的注塑模等大型模具，國內都已可生產。國內最大的塑料模 具己達50噸。雖然在這十多年中注塑模具工業(yè)取

6、得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè) 發(fā)達國家相比仍有較大的差距。精密加工設備在模具加工設備中的比重還比較低, cad/cae / cam按術的普及率不高，許多先進的模具技術應用還不夠廣泛等。特別 在大型、精密、復雜和長壽命模具技術上存在明顯差距，這些類型模具的生產能 力也不能滿足國內需求，因而需要大量從國外進口。國外注塑模具制造行業(yè)的最基木特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡 化。追求的目標是提高產品質量及生產效率。國外發(fā)達國家模具標準化程度達到 70%-80%,實現(xiàn)部分資源共享，大大縮短設計周期及制造周期，降低生產成本最 大限度地提高模具制造業(yè)的應變能力?滿足用戶需求。模具企業(yè)在技術上實

7、現(xiàn)了專業(yè)化，在模具企業(yè)的生產管理方面，也有越來越 多的采用以設計為龍頭、按工藝流程安排加工的專業(yè)化生產方式，降低了對模具 工人技術全面性的要求，強調專業(yè)化。國外注塑成型技術在也向多工位、高效率、自動化、連續(xù)化、低成本方向發(fā) 展。因此，模具向高精度復雜、多功能的方向發(fā)展。例如：組合模、即飯金和注 塑一體注塑較鏈一體注塑、活動周轉箱一體注塑；多色注塑等；向高效率、高自 動化和節(jié)約能源，降低成木的方向發(fā)展。例如：疊模的大量制造和應用，水路設 計的復雜化、裝夾的自動化、取件全部自動化。我國注塑模具行業(yè)與其發(fā)展需要和國外先進水平相比，主要存在五大問題：1發(fā)展不平衡，產品總體水平較低，雖然有個別企業(yè)的部分

8、產品已達到或接 近國際水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面粗糙度、生產周期、壽命等指 標與國外先進水平相比尚有較大差距。2. 工藝裝備落后，組織協(xié)調能力差，雖然部分企業(yè)經(jīng)過近兒年的技術改造， 工藝裝備水平已比較先進，但大部分企業(yè)工藝裝備仍比較落后。企業(yè)的組織協(xié)調 能力差，難以整合或調動社會資源為我所用，從而就難以承接比較大的項目。？3. 多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱，一方面是技術人員比例低、水平不夠高，另一方面 是科研開發(fā)投入少，觀念落后，對開發(fā)不夠重視。4. 供需矛盾一時述難以解決，2003年國產塑料模具國內市場滿足率只有 74, ?7%,其中大型、精度、長壽命模具滿足率還要低，估計不足60%。市場

9、 需求旺盛，生產發(fā)展一時還難以跟上，供不應求的局面還將持續(xù)一段時間。5體制和人才問題的解決尚待吋日，在模具這樣競爭性行業(yè)中需依賴于特殊 用戶，需單件牛產的行業(yè)，國有和集體所有制原來的體制和經(jīng)營機制己越來越顯 得不適應。人才的數(shù)量和素質水平也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。各地都重視這兩問 題，解決尚待時日。由于塑料模具工業(yè)快速發(fā)展及上述各方面差距的存在，因此我國今后塑料模 具的發(fā)展必將大于模具工業(yè)總體發(fā)展速度。塑料模具牛產企業(yè)在向著規(guī)?；同F(xiàn) 代化發(fā)展的同時，“小而?！?、“小而精”仍舊是一個必然的發(fā)展趨勢。從技術 上來說，為了滿足用戶對模具制造的“交貨期短”、“精度高”、“質量好”、 “價格低”的要求，

10、以下的發(fā)展趨勢也較為明顯。展望我國塑料模具的未來，筆者以為應從提高技術水平著手，一方面發(fā)展專 業(yè)模具廠的技術優(yōu)勢，使之進一步提高對某一類模具的設計制造水平；另一方面? 要不斷采用新技術、新工藝，提高模具產品的技術含量。要提高我國的模具技術 水平，必須在以下方而加大努力：1 開發(fā)精密、大型、復雜、長壽命的模具，實現(xiàn)模具國產化；2. 加速模具標準化、專業(yè)化、商品化生產；3. 大力發(fā)展cad / cam / cae、rpm等先進模具設計和制造技術；4. 加大人才培養(yǎng)的力度,使他們盡快掌握模具設計和制造中的先進技術。第一章塑料原料分析1. 1 abs塑料概述：塑料abs樹酯是目前產量最大，應用最廣泛的

11、聚合物，它將pb, pan, ps的 各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學性能。abs是丙烯 月青、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，a代表丙烯月青，b代表丁二烯，s代表苯乙烯。 經(jīng)過實際使用發(fā)現(xiàn)：abs塑料管材，不耐硫酸腐蝕，遇硫酸就粉碎性破裂。1.2 abs的基本特性:abs是acrylonitrile butadiene styrene的首字母縮寫）是一種強度韌 性好、易于加工成型的熱塑型高分子材料。因為其強度高、耐腐蝕、耐高溫，所 以常被用于制造儀器的塑料外殼。abs樹脂是微黃色固體，有一定的韌性，密度 約為1. 041. 06 g/cm3。它抗酸、堿、鹽的腐蝕能力比較強，

12、也可在一定程度上 耐受有機溶劑溶解。abs樹脂可以在-25°c"60°c的環(huán)境下表現(xiàn)正常，而且有很好 的成型性，加工出的產品表面光潔，易于染色和電鍍。因此它可以被用于家電外 殼、玩具等日常用品。常見的斥高積木就是abs制品。abs樹脂可與多種樹脂配 混成共混物,如pc/abs. abs/pvc. pa/abs. pbt / abs等，產生新性能和新的 應用領域，女將abs樹脂和pmma混合，可制造出透明abs樹脂。abs管材的 特點（1）工作壓力高:在常溫20c情況下壓力為1. 0mpao（2）抗沖擊性好:在遭受突然襲擊時僅產生韌性變形。（3）木產品化學性能穩(wěn)定、

13、無毒、無味，完全符合制藥、食品等行業(yè)的衛(wèi)生安全要求。（4）流體阻力小，其內壁光滑，轉彎處呈圓弧形，因而流動磨擦力小，大大減少了系統(tǒng)流體阻力和泵的馬力。（5）使用溫度范圍大:其使用的溫度范圍為-20°c+70°c。（6）使用壽命長:本產品在室內一般可用50年之久，如埋在地下或水中壽命會更長，且無明顯腐蝕。 （7）安裝簡便密封性好:木產品安裝采用承插式連接溶劑粘接密封，施工簡便，固 化速度快、粘合強度高，避免了一般管道存在的跑、冒、滴、漏的現(xiàn)象。（8）重 量輕，節(jié)省投資:abs的重量是鋼鐵的1/7,因而減輕了結構重量，減輕了工人勞 動強度，并降低了原材料的消耗，可大大節(jié)省工程投

14、資。1.3 abs的成型性能1無定形材料，流動性中等，吸濕大,必須充分干燥，表而要求光澤的塑件須長 時間預熱干燥80-90度,3小時；2宜取高料溫,高模溫，但料溫過高易分解（分解溫度為270度）對精度較高 的塑件，模溫宜取50-60度，對高光澤耐熱塑件，模溫宜取60-80度；3如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變 入水位等方法；4如成形耐熱級或阻燃級材料，生產3-7天后模具表面會殘存塑料分解物， 導致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進行清理，同時模具表面需增加排氣位置；5冷卻速度快，模具澆注系統(tǒng)應以粗，短為原則，宜設冷料穴，澆口宜取大， 如：直接澆口，圓盤澆口或扇形澆口等

15、，但應防止內應力增大，必要時可采用調 整式澆口。模具宜加熱，應選用耐磨鋼；6料溫對塑件質量影響較大，料溫過低會造成缺料，表面無光澤，銀絲紊亂 料溫過高易溢邊，出現(xiàn)銀絲暗條，塑件變色起泡；7模溫對塑件質量影響很大，模溫低時收縮率，伸長率，抗沖擊強度大，抗 彎，抗壓，抗張強度低。模溫超過120度時，塑件冷卻慢，易變形粘模，脫模困 難，成型周期長；8成型收縮率小，易發(fā)生熔融開裂，產生應力集中，故成型時應嚴格控制成 型條件，成型后塑件宜退火處理；9熔融溫度高，粘度高，對剪切作用不敏感，對大于200克的塑件，應釆用 螺桿式注射機，噴嘴應加熱，宜用開暢式延仲式噴嘴，注塑速度中高速1.3 abs的使用性能：

16、由于abs是三種單體聚合而成的，因此它具有三種組成物的綜合性能。丙烯 晴可使abs具有較高的強度、碩度、耐熱性及耐化學穩(wěn)定性；丁二烯可使abs具 有彈性和較高的沖擊韌度;苯乙烯可使abs具有優(yōu)良的介電性能和成型加工性能。 由此可見，好可以通過改變組成物的比例，生產出不同品種的abs塑料abs塑料在一定的穩(wěn)定范圍內具有較高的沖擊韌度和表面硬度及耐磨性；它 的熱變形溫度為10°c左右，比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺都高；還具有一定的 化學穩(wěn)定性能和良好的介電性能;此外,它述有能與其他塑料和橡膠渾溶等性能； 其制品尺寸穩(wěn)定性好，表而光澤，可以拋光和電鍍。但abs塑料耐熱性并不高， 耐低溫性和

17、耐紫外線性能也不好。在實際生產中為進一步提高abs塑料的性能， 克服其缺點，采取了加入其它單體和增加助劑、填料等方法，以提高其耐熱、耐 寒、耐候性。1.4制備方法abs的生產方法很多，可分為摻合法，接枝法，聯(lián)用法個接枝-摻合法四大類， 約十一種制備工藝。如今大多采用的是乳液法，當前最有廣闊前途的是乳液接枝 法。abs通過改變三種單體的比例和采用不同聚合方法，可制得各種規(guī)格產晶， 其結構有以彈性為主鏈的接枝共聚物和以樹脂為主鏈的接枝共聚物，一般三種單 體的比例范圍大致為丙烯月青25%35%, 丁二烯25%30%和苯乙烯40%50%。由于pc/abs是兩種聚合物的共混，又以pc為主，在加工制品時，

18、有時還會 發(fā)現(xiàn)在澆口處出現(xiàn)斑紋現(xiàn)象，通常是由于高速注射吋，熔料擴張進入模腔造成。 熔體破裂所致。從成型工藝方面入手，可以采取提高物料溫度，提高噴嘴溫度， 減慢注射速度等措施來減少pc/abs制品斑紋的出現(xiàn)，也可以提高模具溫度，增設 增濫槽，增加澆口尺寸，修改澆口形狀等來解決。例如對大型薄壁制件采用扇形 澆口，也可以釆用耳形澆口，在澆口出口處增設一個耳槽，使?jié)部诟浇膰娚洌?料流沖擊斑痕，以及殘余應力都集中在耳槽，而不影響pc/abs制件質量。同吋, 由于多個澆口注塑或者分流道多時，也會出現(xiàn)熔接線。1.5 abs的主要用途：由于abs具有綜合的良好性能以及良好的成型加工性，所以在廣泛的應用領 域

19、中都有它的足跡，1、汽車工業(yè)br/> 汽車工業(yè)中有眾多零件是用abs或abs 合金制造的，如上海的桑塔納轎車，每倆車用absllkg,占汽車中所用塑料位列第 三。在其它車輛中，abs的使用量也頗驚人。2000年我國就汽車用abs的量就達 到3.5萬噸，預測到2010年，此值將達到6萬噸，轎車屮主要零部件使用abs 的就有儀表板用pc/abs作骨架，表面再復以pvc/abs制成的薄膜。此外，車內裝 飾件大量使用了 abs,如手套箱、雜物箱總成是用耐熱abs制成，門檻上下飾件、 水箱面罩用abs制成，尚有其它零件也是使用abs制作。<br />2、辦公室機器br /> 辦公

20、室設備機器需要有漂亮的外觀，有良好的手感，如電話機外殼、存儲器 外殼以及計算機、傳真機、復印機中都大量使用了 abs制作的零件。br/3、家 用電器br/ 由于abs有高的光澤和易成型性，塑后低的收縮率，所以在家電 和小家電中更有著廣泛著的市場，如電視機，有些廠家大屏幕電視機的前后殼體 使用阻燃abs制成，家用傳真機、音響、vcd中也大量使用，電風扇、空調、冷 氣機、吸塵器屮也使用了很多abs制作的零件，廚房用具也大量使用了 abs制作 的零件。皿/>4、玩具<br /> 許多漂亮的玩具、組合式的智力開發(fā)玩具也可 使用abs來制作，此外通訊、廣播事業(yè)中也有abs的市場。1.6

21、 abs的注射工藝參數(shù):密度8 / an 5l 02116注射機類型螺桿式比容an ' / ga 86-0.98預熱度c80 95吸水率0. 204于燥時何h45糾縮¥%0. 407料簡后段150170熔點9130160溫度中段165180熱變形 0. 45mpa90 108*c前段180200溫度 c1. 8mpa83 103噴嘴溫度9170180抗拉屈服強度mpa50模具溫度t50 80拉伸彈性模雖mpa1. 8x101注射用力mpa60 100彎曲強度mpa80成高樂時何05硬度hb9. 7空保樂時問15 30后方法:纟1夕1線燈、時冷卻時問15 30處溫度c70何&#

22、39;成型周期40 70理時間h24嫖桿轉速r /min0. 40. 7第二章塑件的分析2. 1二維制件主視圖如下:5t-rl?.ooh7.7.001v/tooh.lol*hg1 do v八j +十11n7h15"。俯視圖如下:左視圖如下:成品背面如圖:2. 2三維制件圖成品三維制件如下圖:2. 4尺寸精度分析塑件尺寸的大小取決于塑料的流動性。在注射成型過程中，流動性差的塑料 及薄壁塑件等的尺寸不能設計的過大。大而薄的塑件在塑料尚未充滿型腔時已經(jīng) 固化，或勉強能充滿但料的前鋒已不能很好的熔合而形成冷接縫影響塑件的外觀 和結構強度。塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產品圖中尺寸的符合

23、程度，即 所獲塑件尺寸的準確度。影響塑件的精度的因素很多，首先是模具的制造精度和 模具的磨損程度，其次是塑料收縮率的波動以及成型是工藝條件的變化、塑件成 型后的時效變化和模具的結構等。因此，塑件的尺寸精度般不高，應在保證使 用要求的前提下盡可能選用低級精度。根據(jù)我國目前塑件的成型水平，塑件的尺 寸公差可依據(jù)sj1372-78塑料制件公差數(shù)值標準確定。該標準將塑件分成8個等級, 每種塑料可選其中三個等級，即高精度、一般精度、低級精度。1、2級精度要求 較高，一般 不采用。此外，對塑件圖上無公差要求的自由尺寸，建議采用標準屮 的8級精度。對孔類尺寸數(shù)值冠以（+ ）；對于軸類尺寸數(shù)值冠以（-）；對于

24、中心 距尺寸幾其他位置尺寸可取表中數(shù)值之半冠以()號。2.5壁厚塑料制件規(guī)定它的最小壁厚值，它隨塑件大小不同而異。塑件過厚不但造成 原料浪費，而且對熱塑性塑料增加了冷卻時間，降低了生產率，另外也影響了產 品的質量，如產生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。熱塑性塑料易于成型薄壁塑件,最小壁厚達到0. 25nmi,但一般不宜小于0. 6 0. 9mm,常取24mni。在本設計中，壁厚取加m左右。同時同一塑件的壁厚應盡 可能一致，否則因冷卻或固化的速度不同產生附加內應力，使塑件產生翹曲、縮 孔、裂紋甚至開裂等的缺陷。2. 6流動性塑料在一定的溫度與壓力下充滿模具型腔的能力為流動性。塑料的流動的流動性除了與塑料

25、性質有關外，還與模具結構、表面粗糙度、 預熱以及成型工藝條件有關。塑料流動性對塑料制品的質量、模具設計以及成型工藝影響很大。流動性過 大，易造成溢料，塑料件內部容易產生疏松且樹脂與填料分別聚集，易粘模，造 成脫模、清理困難；流動性太小，型腔填充不足，成型困難。本設計采用的是abs,此塑料流動性好，且本設計的制品為小件制品所以可 以在塑料中適量的加入少量的潤滑劑即可。第三章初步確定注射機塑料的種類很多，其成形的方法也很多，有注射成形、壓縮成形、壓注成形、擠出成形、 氣動與液壓成形、泡沫塑料的成形等，其中前四種方法最為常用。其中，注射成形所用模具 稱為注射成形模具，簡稱注射模。注射模主要應用于成形

26、熱塑性塑料，因此根據(jù)對零件的分 析，該pc材料的塑料水杯用注射成形為最佳。另外，注射模區(qū)別于其他塑料模的特點是：模 具先由注射機合模機構合緊密，然后，由注射機注射裝置將高溫高壓的塑料熔體注入模腔內， 經(jīng)冷卻或固化定型后，開模取出塑件。因此，注射?？梢淮纬尚纬鐾庑螐碗s、尺寸精確或帶 有嵌件的塑料制件，對手機外殼的外觀有精美、無明顯毛刺等要求的情況下，應用注射成形 可以很好的達到工藝要求。注射成形所用的設備是注射機。最終確定注射機型號為xs-zy-60,具體參數(shù)如下表：理論注射容 積注射壓力注射時間注射速率螺桿轉速60 cm '180 mpa2s70g/s0200r/niin鎖模力拉桿內間

27、距開模行程最大模具厚度最小模具厚度400kn200x 300mm500mm250mm150mm噴嘴孔直徑定位孔直徑噴嘴球半徑第四章注射模結構設計4.1選擇分型面為了塑料制品的脫模和安放嵌件的需要，模具型腔由兩部分或更多部分組成，這些可分 離部分的接觸面即稱為分型面。選擇分型面的基本原則是：分型面應該盡量選擇平，為了適 應制品成型需要與便于制品脫模，同時還考慮以下幾個因素：1. 分型面應便于塑料制品的脫模 為了便于塑料制品脫模，在考慮型腔 的總體結構時，必須注意制品在型腔中的方位，盡量只采用一個與開模方向 垂直的分型面，設法避免側向分型和側向抽芯，以免脫模困難和模具復雜化。 因此，為了便于制品開

28、模，使制品在開模時留在動模。2. 分型面選擇應有利于側面分型和抽芯 如果塑料制晶有側孔或側凹 時，宜將側型芯設在動模上以便抽芯。如果側型芯設在定模上，則抽芯較麻 煩。同時，還要注意除了液壓抽芯機構能獲得較大的抽芯距外，一般的側抽 芯機構的抽芯距離較小，因而選擇分型面時，因將抽芯或分型距離較大的放 在開模的方向上，而將抽芯距離小的放在側向。3. 分型面的選擇保證塑料制品的質量 為了保證制品質量，對有同軸度 要求的塑料制品應將有同軸度要求的部分設在同一模板內。4. 分型而的選擇應有利于防止溢料當塑料制品在垂直于合模方向的 分型面上的投影面積接近于注射機最大面積時，就有可能產生溢料，所以投 影面積小

29、于注塑機最大面積才可以。5分型面的選擇應有利于排氣 為了便于排氣，分型面與熔體流動的末 端重合。6. 分型而選擇應盡量使成型零件便于加工7. 分型面選擇必須考慮注射機的技術參數(shù) 對于高度較大的制品，為了 取出制品所需要的開模距離必須小于注塑機的最大開模距離。根據(jù)上訴原則，手機外殼注塑模具的分型面形狀及位置如圖所示手機外殼注塑模具的分型而形狀及位置如圖所示4. 2澆注系統(tǒng)設計注塑模的澆注系統(tǒng)是指熔體從注塑機的噴嘴開始帶型腔為止的流動通 道。其作用是：將熔體平穩(wěn)地引入型腔，使之按要求填充型腔；使型腔內的 氣體順利地排岀；在熔體填充型腔和凝i古i的過程中，能充分地把壓力傳到型 腔各部位，以獲得組織致

30、密，外形清晰、尺寸穩(wěn)定的塑料制品。澆注系統(tǒng)一 般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四個部分所組成。4.2.1澆注系統(tǒng)設計的基本原則澆注系統(tǒng)設計是否合理不僅對塑件性能、結構、尺寸、內外在質量等影響很 大，而且還與塑件所用塑料的利用率、成型牛產效率等相關，因此澆注系統(tǒng)設計 是模具設計的重要環(huán)節(jié)。對澆注系統(tǒng)進行總體設計時一般遵循以下原則：1. 適應塑料的工藝性應深入了解塑料的工藝性，分析澆注系統(tǒng)對塑料熔體 流動的影響，以及在沖模、保壓補縮和倒流各個階段中，型腔內塑料的溫度、壓 力變化情況，以便設計出合適塑料工藝特性的理想的澆注系統(tǒng)，保證塑料制品的 質量。2排氣良好 澆注系統(tǒng)應能順利地引導熔體充滿型腔，并

31、在填充過程中不產 生紊流 或渦流，使型腔內的氣體順利地排岀。3流程短縮短熔體的流程和減少拐彎，以減少熔體壓力和熱量損失，保證必 須的填充型腔的壓力和速度，縮短填充及冷卻時間，縮短成型周期，從而提高效 率，減少塑料用量。4避免料流直充型芯或嵌件高速熔體進入型腔時，要盡量避免料流直充小型 芯或嵌件，以防型芯或嵌件變形和位移。5. 修整方便，保證制品外觀質量 要做到去除、修整澆口方便，無損制品的美 觀和使用，所以澆口絕不能在設在對外觀有嚴重影響的外表面上，而應設在隱蔽 處。6防止塑料制品變形 澆口收縮等原因可能引起制品變形，設計時應采取必要 措施以減少或消除制品變形。7.在分型面的投影面積盡量小，容

32、積也盡量少這樣既能減少塑料耗量，又能 減少所需鎖模力。4. 2. 2主流道的設計主流道通常位于模具的入口處，其作用是將注塑機噴嘴注出的塑料熔體導入 分流道或型腔。其形狀為圓錐形，便于塑料熔體的流動及流道凝料的拔出。熱塑 性塑料注塑成型用的主流道，由于要與高溫塑料及噴嘴反復接觸，所以主流道常 設計成可拆卸的主流道襯套，以便有效的選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處 理。主流道設計要點：1. 主流道圓錐角a二2。6。,對流動性差的塑料可取3。6。,內壁粗糙度為 ra =0. 63m；2. 主流道大端成圓角，半徑r二13mni,以減小料流轉向過度時的阻力；3. 在模具結構允許，主流道應盡可能短，一般小于6

33、0mni,過長則會影響熔體 的順利充型；4. 主流道襯套與定模座板采用h7/m6 渡配合，與定位圈的配合采用h9/f9 間隙配合；5. 主流道襯套一般選用t8、t10制造，熱處理強度為5256hrc符號名稱尺寸取值d主流道小端注射機噴嘴直徑（0.51）5sr主流道球面半徑噴嘴球面半徑（12）13h球面配合高度3a主流道錐角2° 6°2°l主流道長度盡量小于或等于6060d主流道大端直徑d +2ltg(a/2)6. 1r主流道大端倒圓角d/814. 2. 3分流道的設計分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設在分型面上，起分流和轉向的作用。多型腔模具一般需設置分流道

34、，單型腔大型在使用多個 點澆口時也要設置分流道。分流道設計要點：1分流道與型腔排列要緊湊，以減少模具尺寸和縮短流程，使熔體到達澆口 時，溫度和壓力降低最少；2. 分流道對熔體流動阻力要最小，流道凝料要最少；3. 分流道的設計應能保證各型腔均衡地進料，因此，同一模具成型同一制品 吋，各分流道截面面積和長度應相同；當同一模具成型不同制品時，各分流道的 截面積和長度應與制品相適應，以保證各型腔成型條件相同；4. 對于成型熱塑性塑料時，分流道表面不必修得很光滑，ra般為1.6uii1 即可，這樣，流道內料流的外層流速較低，容易冷卻而形成固定表皮層，有利于 利于流道保溫。而成型熱固性塑料時，分流道表面粗

35、糙度要求盡可能低。因為熱 固性塑料注射成型時，其分流道不需要也不會形成固定表面；5. 分流道可開設在動?；蚨?，也可以在動模和定模同時開設；6. 在考慮型腔與分流道分布時，最好使制品和流道在分型面上總投影面 積的幾何中心和鎖模力的中心相重合分流道截面形狀和尺寸：分流道的截面形狀選取，從減少流道內的壓力損失考慮，要求流道的截面積 大；從熱傳導角度考慮，為減少熱損失，要求流道的比表面積（截面積與外周長各種分流道當中，圓形、正方形的效率最高（即比表面積最小），所以本設 計采用圓形截面的分流道。分流道的分布：由于分流道的長度與分布跟型腔的數(shù)量及其排布有密切關系，并口分流道的 直徑要稍大于主流道大端直徑

36、，其分布如圖：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，只有中心部位的塑料熔體的 流動狀態(tài)較為理想，因面分流道的內表面粗糙度ra并不要求很低，一般取1. 60 uni 左右就可以，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從 而與中心部位的熔體之間產生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切 速度和剪切熱。4. 2. 4澆口的設計澆口的基本作用是使從分流道來的熔體產生加速，以快速充滿型腔。由于一 般澆口尺寸比型腔部分小的多，所以總是首先凝固，只要保壓時間足夠，凝固封 閉后的澆口就能防止溶料倒流，而且也便于澆口凝料與制品的分離。澆口在大多數(shù)情況下是整個澆注系

37、統(tǒng)中截面最小的部分（除直接澆口外）。 當熔體通過狹小澆口時，其剪切速率增加，同時由于摩擦作用，熔體溫度升高， 熔體粘度降低，流動性提高，有利于充填型腔，獲得外形清晰的塑料制品。澆口設計一般遵循一下原則：1避免制品上產牛缺陷；2. 澆口開設的位置應有利于熔體流動和補縮；3. 澆口位置應設在熔體流動時能量損失最小的部位；4. 澆口位置應有利于型腔內氣體的排出；5. 避免塑料制品產生熔接痕；6. 防止料流將型芯或嵌件擠壓變形；7. 澆口位置的選擇應考慮高分子取向對塑料制品性能的影響。綜合八點原則，同時結合所測繪塑件的實物所留下的澆口印，本設計采用側澆口。側澆口又稱邊緣澆口，一般開在分型面上，從塑件的

38、外側進料。側澆口是典 型的矩形截面澆口，能方便地調整充模時的剪切速率和封閉時間，故也稱標準澆 口。它截面形狀簡單，加工方便；澆口位置選擇靈活，去除澆口方便，痕跡小。 但塑件容易形成熔接紋、縮孔、凹陷等缺陷，注射壓力損失較大，對殼體件排氣 不良。澆口結構尺寸見表塑件壁厚/伽側澆口尺寸/mm澆口長度/儷深度h寬度w<0.800. 501.00. 82.40.51.50. 82. 41.02.43. 215222.4 3.33.2 6.42.2 2.43.3 6.4注：源自參考文獻 注塑成型及模具實用技術 李海梅，申長雨主編 北京：化學工業(yè)出 版社，2002綜上得本設計的側澆口尺寸為：深度h=

39、lmm,寬度w二2. 5miii,長度1二lmm。4. 3排氣系統(tǒng)設計排氣系統(tǒng)的作用是將型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣和成型過程中固話 反映產生的氣體順利地拍出模具之外，以保證注射過程的順利進行。尤其是高速 注射和熱固性塑料注射成型，排氣是很有必要的，否則，被壓縮的氣體所產生的 高溫將引起制品局部燒焦碳化或產生氣泡，還可能產生熔接痕。該注射模屬于小 型模具，在推桿的間隙和分型面上都有排氣效果，無需另外開排氣槽。4. 4推出機構設計在注射成型的每個循環(huán)中，都必須使制品從制品從模具型腔上脫離，這種脫 出制品的機構稱為推出機構或脫模機構。推出機構設計要求：1. 盡量是塑料制品留在動模上；2 保證制品不變

40、形不損壞；3. 保證制品外觀良好；4. 結構可靠。綜合上訴四條設計要求，本設計采用推桿推出機構。4. 4. 1推桿推出機構用推桿推出制品，它制造簡單，跟換方便，滑動阻力小，脫模效果好，設置 的位置自由度大，且容易實現(xiàn)標準化。但推桿和制品接觸面積小，容易引起應力 集中，從而可能損壞制品變形，因本設計是小制品不存在這種問題。推桿育徑大小與設置位置除應符合推出機構設計要求外，還應注意以一下事 項：1推桿盡量短，但在推岀時，必須將制品推出型芯（或型腔），并高于型芯 （或型腔）頂面510mm。2. 推桿與其配合孔一般采取h9/f9的配合并保證一定的同軸度，使其在推出 過程中不卡帶，配合長度取推桿直徑的1

41、.52倍，通常不小于12mm03推桿通過模具成型零件的位置，應避開冷卻通道。4.在確保制品質量與順利脫模的前提下，推桿數(shù)量不宜過多，以簡化模具和 減少對制品表面質量的影響綜合上訴四條注意事項，本設計采用圓推桿推出機構，推桿的固定方式為推桿與固定板的連接形式。推桿的固定方式與推桿的形狀如圖所示4. 5冷料穴的設計冷料穴是用來儲藏注射間歇期間噴嘴所產生的冷凝料頭和最先射入模具澆注 系統(tǒng)的溫度較低的部分熔體。防止這些冷料進入型腔而影響制品的質量，并使熔 體順利充滿型腔。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端直徑，長度約為主流道大端 直徑。冷料穴的形式有：1與 推 桿 匹 配 的 冷 料穴2. 與拉料桿匹配的

42、冷料穴3）無拉料桿的冷料穴3. 無拉料桿的冷料穴本設計的塑件為abs,該塑料具有良好的韌性，采用“與推桿匹配的冷料穴” 中的倒錐形將主流道凝料拉岀，當其被推出時，塑件和流道凝料能自動墜落冷料穴如圖所示為1-定模2-冷料穴3-動模4-拉料桿（推桿）4. 6合模導向裝置的設計合模導向裝置是保證動模與定?；蛳履：夏r正確定位和導向的重要的零件。 合模導向裝置主要有導柱導向裝置和錐面定位。合模導向裝置通常采用導柱導向。4. 6. 1導向裝置的作用1. 導向作用 當導套的設計動模和定?；蛏夏：拖履：夏?，首先是導向零件導入，引導動、定?；蛏稀⑾履蚀_合模，避免型芯先進入凹?？赡茉斐?型芯或凹模的損壞。2

43、. 定位作用 導向裝置直接起了保證動、定模或上、下模合模位置的正確性， 保證模具型腔的形狀和尺寸的精確性，從而保證塑料制品的精度。導向裝置在模 具裝配過程中也起了定位作用，便于裝配和調整。3承受一定的側向壓力 由于塑料熔體充模過程中可能產生單向側壓力，或 由于成型設備精度低的影響，使導柱在工作過程承受一定側壓力，因而在模塑過 程中需要導向裝置承受一定的單向側壓力，以保證模具的正常工作。4保持機構運動平穩(wěn)對于大、中型模具的脫模機構，導向機構有使機構運動靈活平穩(wěn)的作用。5. 承載作用當采用脫模板脫?；螂p分型而模具時，導柱有承受脫模板和型腔板的作用。4. 6.2導向裝置設計原則1. 導柱應合理地均布

44、在模具分型而的四周，導柱中心至模具外緣應有足 夠的距離，以保證模具的強度；2. 導柱的長度應比型芯端面的高度高出68mm,以免型芯進入凹模吋與凹模 相碰而損壞；3. 導柱和導套應有足夠的強度和耐磨度，常采用20#低碳鋼經(jīng)滲碳0. 50. 8 mm,淬火4855hrc,也可采用t8a碳素工具鋼，經(jīng)淬火處理；4. 為了使導柱能順利地進入導套，導柱端部應做成錐形或半球形，導套的前 端也應倒角；5. 導柱設在動模一側可以保護型芯不受損傷，而設在定模一側則便于順利脫模取出塑件，因此，根據(jù)需要而決定裝配方式；6. 一般導柱滑動部分的配合形式按h8/f8,導柱和導套固定部分配合按h7/k6, 導套的外徑的配

45、合按117/k6；綜上所述，本設計采用pro/e的emx4.0中自動導入標準模架，選用的導柱、 導套也相應采用標準值，具體數(shù)據(jù)如下：導柱設計如圖導柱類型總長度/nrn直徑/mmspn9047導套設計如圖導套類型總長度/nrn直徑/mmgba55484. 7冷卻裝置的設計塑料模具可以看成是一種熱交換器，如果冷卻介質不能及時有效地帶走必須 帶走的熱量，則在一個成型周期內就不能維持熱平衡，從而就無法進行穩(wěn)定的模 塑成型。4. 7. 1影響塑料模具的冷卻時間的因素1 塑料品種不同塑料的熱含量和傳熱性能是不同的，因而冷卻時間也就不 一樣。熱含量大的或導熱系數(shù)小的，冷卻時間長；2. 塑料制品的壁厚 壁厚越

46、大，需要的冷卻時間越長，通常冷卻時間與制品 厚度的平方成正比；3. 模具材料不同模具材料，其導熱系數(shù)不同。根據(jù)需要可在型腔的需要加 快散熱的部位，可選用導熱系數(shù)大的材料作為鑲件；4. 模具溫度 模具溫度對制品冷卻速度及冷卻時間的影響前面已經(jīng)敘述過。 而模具溫度則要依靠冷卻裝置來控制；5. 冷卻回路的分布塑料制品形狀往往會很復雜，壁厚不均一，與之相應的 型腔也很復雜，各部位散熱條件不一樣，澆口處與遠離澆口處溫度有差別，因此， 應注意冷卻通道直徑和位置的布置，以保證型腔和型芯表面溫度迅速而均勻地冷 卻；6冷卻液溫度及流動狀態(tài) 為了使模具得到均勻冷卻，冷卻水入口與出口的 溫度差以小為好，一般的制品溫

47、度應控制在5°c以下，精密成型模具應控制在2°c 左右。這要就求控制回路長度在121. 5mm以內，增加冷卻回路數(shù)量，從而增加 冷卻液流量；4. 7. 2冷卻裝置設計原則1. 在滿足冷卻所需的傳熱面積的模具結構允許的前提下，冷卻回路數(shù)量應盡量多，冷卻回路數(shù)量應盡量多，冷卻通道孔徑要盡量大，冷卻回路數(shù)量多，孔徑 大，型腔散熱均勻，因而型腔表面溫度較均勻，制品內應力小，變形小，精度高；2. 冷卻通道的布置應合理。當制品的壁厚基本均勻時，冷卻通道與型腔表面 的距離最好相等，分布盡量與型腔輪廓相吻合，當制品的壁厚不均勻吋，則在壁 厚處應加強冷卻。為此，冷卻通道間隔小而且較靠近型腔。

48、塑料熔體在充填型腔 過程中，一般在澆口附近溫度高，因而應加強澆口附近的冷卻。為此，冷卻水應 從澆口附近開始流向其它地方；3. 冷卻冋路應有利于減小冷卻進、出口水溫的差值；4. 冷卻回路結構應便于加工和清理，其通道孔徑一般取812mm。綜合上訴四條設計原則，木設計采取直流式冷卻。直流方式如圖所示扌二二冊二二蘭 ;i i| x-卄4. 8模架的確定和標準件的選用成型零件確定z后，便根據(jù)所定內容設計模架。在學校作設計時，模架部分 要自行設計；在生產現(xiàn)場設計中，盡可能選用標準模架，確定出標準模架的形式， 規(guī)格及標準代號。標準件包括通用標準件及模具專用標準件兩大類。通用標準件如緊固件等。 模具專用標準件

49、如定位圈、澆口套、推桿、推管、導柱、導套、模具專用彈簧、 冷卻及加熱元件，順序分型機構及精密定位用標準組件等。在設計模具時，應盡可能地選用標準模架和標準件，因為標準件有很大一部分 己經(jīng)商品化，隨時可在市場上買到，這對縮短制造周期，降低制造成木時極其有 利的，提高公司在市場中的競爭力。設計模具時，開始就要選定模架。當然選用模架時要考慮到塑件的成型、流 道的分布形式以及頂出機構的形式，有抽芯的還要考慮滑塊的大小等等因素。而 口，模具上所有的螺釘盡量采用內六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分； 模具外表面應光潔，加涂防銹油。兩模板之間應有分模間隙，即在裝配、調試、 維修過程中，可以方便地分開兩塊模

50、板。本設計充分利用pro/e的外掛模塊emx4. 0直接調入模架部分，可以很便捷的選用標準模架，盡量達到生產中的水平，提高生產率，使我們的畢業(yè)設計更接近 實際生產屮的技術水平。本設計要求采用一出二的型腔設置，根據(jù)成型零件的尺寸，以及側抽芯的尺寸最終確定木設計選用的模架為futbaba_2p的sbtype模架，其尺寸為400x400,模架的安裝高度320iiui1o第五章成型零件的結構設計與計算5.1成型零件的結構設計注射模具的成型零件是指構成模具型腔的零件，通常包括了凹模、型芯、成 型桿等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的內表面，成型桿用以 形成制品的局部細節(jié)。成形零件作為高壓容器

51、，其內部尺寸、強度、剛度，材料 和熱處理以及加工工藝性，是影響模具質量和壽命的重要因素。如果型腔和底板 厚度過小，可能因強度不夠而產生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產生 撓曲變形，導致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。設計時應首先根據(jù)塑料的性能、制件的使用要求確定型腔的總體結構、澆口、 分型而、排氣部位、脫模方式等，然后根據(jù)制件尺寸，計算成型零件的工作尺寸， 從機加工工藝角度決定型腔各零件的結構和其他細節(jié)尺寸，以及機加工工藝要求 等。此外由于塑件熔體有很高的壓力，因此，應通過強度和剛度計算來確定型腔 壁厚，尤其對于重要的精度要求高的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗來確定型腔壁厚和 底板厚度

52、5. 2成型零件工作尺寸的計算制品尺寸能否達到圖紙尺寸的要求，與型腔、型芯的工作尺寸的計算有很大 關系。成型零件工件尺寸的計算內容包括：型腔和型芯的徑向尺寸（含矩形的長 和寬）、高度尺寸及中心距尺寸等。成型零件工作尺寸的計算方法很多，現(xiàn)以塑 料的平均收縮率為基準計算5. 2.1型腔內徑尺寸計算qdm =（d+dq - 2 嚴4（mm）式中，嘰型腔內徑尺寸（価）d制品的最大尺寸(mm)q塑料的平均收縮率() , abs的平均收縮率為0. 5%制品公差3才一系數(shù)，可隨制品精度變化，一般取0.508之間©模具的制造公差，一般取®二按矩形計算，手機后蓋長度、寬度上的最大尺寸分別為=

53、117mm=61mm根據(jù)塑件的要求?。嘿?0. 42mm 亠=o. 34mm,則幾1 二(117+117x0. 005-x0. 42)"皿二117. 27"站 mm 4久2 = (61+61x0. 005- x0. 34)=42. 42 mm45. 2. 2型芯徑向尺寸計算模具型芯徑向尺寸是由制品的內徑尺寸所決定的，與型腔徑向尺寸的計算原理一樣，分長、寬兩部分計算：dm =(d + dq-a)4 氏(mm)式屮，血一型芯外徑尺寸(儷)d| 制品內徑最小尺寸(mm)其余符號含義同型腔計算公式。按矩形計算，手機后蓋長度、寬度的最小尺寸分別為°1 二116mni=60m

54、m由上可知，a1 =0. 42mm 亠二0.34mm,則d3岡二(116+116x0. 005-x0. 42)35=116. 27<35mm4i)3m2 二(60+60x0. 005-x0. 34) 25=60. 05-25nun4(3)型腔深度尺寸計算模具型腔深度尺寸是由制品的高度尺寸所決定，設制晶名義高度尺寸為最大 尺寸，公差負偏差。型腔深度名義尺寸為最小尺寸，其公差為正偏差+®。由 于型腔底部或型芯端面的磨損很小，可以略去磨損量，在計算中取§匸，3, 加上制造偏差有：%三£ 士礬二劣理(nun )式屮型腔的深度尺寸(伽)一制品高度最大尺寸(mm)由零件

55、圖上可知，hi二11mm,可得，二0. 16mm,因此hm= (11+11x0. 005-2/3x0. 16)"=10. 95"mm5. 2. 3型腔深度尺寸計算模具型芯高度尺寸是由制品的深度尺寸所決定，設制品高度名義尺寸為最大 尺寸公差為正偏差+,型芯高度設計為最大尺寸，其公差為負偏差-氏。根據(jù)有 關的經(jīng)驗公式：嘰二(比+ hiq+?a)(mm)3式中九一型芯高度尺寸(mm)hi 制品深度最小尺寸(mm)由零件圖中可得，二8nini,得，二0.14mm氐二(8 + 8x0. 005+2/3x0. 14) -25=8. 13-°-25mm5. 2. 4型腔壁厚與底板厚度計算注射成型模型腔壁厚的確定應滿足模具剛度好、強度大和結構輕巧、操作簡便等要求。在犁料注射充型過程中，塑料模具型腔受到熔體的高壓作用，故應有 足夠的強度、剛度。否則可能會因為剛度不足而產生塑料制件變形損壞，也可能 會彎曲變形而導致溢料和飛邊，降低塑料制件的尺寸精度，并影響塑料制口的脫 模。從