頭戴式耳機殼注塑模具設(shè)計說明書

、成型零件設(shè)計通常成型部件有如下幾部分：型腔，型芯和一些鑲件，其中我們知道型腔結(jié)構(gòu)和制品的外形結(jié)構(gòu)成型有非常密切的關(guān)系，那么就對其本身的強度和硬度，表面的耐性有一定的要求，那么相關(guān)的成型部件就要滿足有比較好的精度與表面光潔程度，這樣下來所制造的塑件質(zhì)量才會比較好一些，同時加工工藝方面也滿足設(shè)計條件，那么在實際的使用中才能進行正常的操作。6.1型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計在模具中成型頭戴式耳機殼外表面的零部件叫做型腔也稱為凹模或者陰模，型芯和型腔按結(jié)構(gòu)不同分別分為組合式型芯、型腔和整體式型芯、型腔，通常對外觀表面質(zhì)量要求比較高的產(chǎn)品，型腔會采用整體式進行，因為組合式型腔會在產(chǎn)品外表面產(chǎn)生縫隙，嚴(yán)重影響產(chǎn)品外觀表面質(zhì)量，組合式型腔通常不會采用，除非一些外表面質(zhì)量要求很低的產(chǎn)品。在選擇行的時候，既可以選用組合式，也可以選用整體式，本次設(shè)計型腔都采用整體式。型腔結(jié)構(gòu)三維圖如圖所示。圖6-1型腔結(jié)構(gòu)6.2型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計在模具中成型頭戴式耳機殼內(nèi)表面的零部件叫做型芯也稱為凸模或者陽模，為了保證型芯的強度和剛度要求，本次設(shè)計型芯采用整體式，整體式型芯型腔結(jié)構(gòu)如下圖。圖6-2型芯結(jié)構(gòu)6.3成形零件鋼材材料成型頭戴式耳機殼的成型零件，由于要承受高溫熔融塑料的沖擊，所以材質(zhì)一定特殊選擇。本次設(shè)計型芯和型腔采用40Cr或者Cr12MoV材質(zhì)即可。6.4成形零件工作尺寸計算我們在進行模具的設(shè)計制造工作時，通常成型零件的工作尺寸大小和對應(yīng)的精度等級取決于塑件的尺寸及精度等級，那么后者通常又受其自身收縮率和成型零部件的磨損、制造誤差等因素的影響。因為如果按照上述幾個因素來計算尺寸的話，結(jié)果誤差會變大，所以我們在這里僅僅考慮塑件本身的收縮率來進行設(shè)計即可，同時要明白模具的成型零件的磨損和制造公差通常是根據(jù)設(shè)計人員的經(jīng)驗來進行分析的。6.4.2型腔尺寸計算表6-1型腔尺寸計算表類型塑件尺寸/mm計算公式型腔尺寸/mm徑向尺寸138.7484.87R20高度尺寸35.55

6.4.3型芯尺寸計算表6-2型芯尺寸計算s類型塑件尺寸/mm計算公式型芯尺寸/mm徑向尺寸81.87136.18高度尺寸34.05

7、脫模機構(gòu)的設(shè)計溫熔融材質(zhì)在模具冷卻成型之后就要進行開模以及脫模工作，負(fù)責(zé)推出產(chǎn)品的機構(gòu)稱為脫模機構(gòu)，該機構(gòu)主要有推桿，推桿墊板，推桿固定板以及復(fù)位桿彈簧組成.頂出結(jié)構(gòu)的時候，通常我們不會選擇將此部分放在定模上，相反放在動模上面會保證塑件的質(zhì)量和外形。而且還要求此部分機構(gòu)不應(yīng)過于繁雜，頂出時運動軌跡不干擾，位置選擇也要避免設(shè)置在制品的表面處。7.1推出機構(gòu)的確定這部分的設(shè)計通常有幾種可供選擇的類型，比如推管、推桿、推板等這幾個常見的部件。脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計不能任意選擇，通常應(yīng)結(jié)合具體經(jīng)驗，分析塑料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，推桿進行推出動作通常是將推桿墊板帶動推桿進行推動，然后使得產(chǎn)品被推出來。此結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)常被使用主要是由于其具有推力大，推出制品質(zhì)量較好等特點。推管脫模機構(gòu)通過推管作用在整個產(chǎn)品周邊來推出塑件，使塑件受力均勻，具有無變形、無推痕等優(yōu)點。在此次設(shè)計中需要我們結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，選擇合適的脫模機構(gòu)，產(chǎn)品內(nèi)部有足夠空間布置推桿來推出產(chǎn)品，然后產(chǎn)品內(nèi)部有很多螺絲孔柱，通常這種螺絲孔柱會采用推管推出，所以本次設(shè)計采用圓推桿和推管脫模。由于圓推桿呈細長結(jié)構(gòu)，在推出產(chǎn)品的時候，推桿墊板給推桿的作用力會非常大，容易折斷，所以推桿常常采用T8A材料。推管機構(gòu)是由推管型芯和推管的組成。也是一種比較常用的也是一種比較常用的脫模機構(gòu)。最終決定采用推桿推出。7.2脫模機構(gòu)的設(shè)計原則7.3頂桿直徑的確定及校核為了能使脫模結(jié)構(gòu)順利脫出外殼，合理地對推桿位置進行排布是十分有必要的，推桿常會分布在脫模力較大的位置，還要避開冷卻水道，本次設(shè)計在頭戴式耳機殼內(nèi)部設(shè)計4根推桿和4根推管，脫模機構(gòu)布置如圖4.10所示，圖7-1頂桿在塑件上的位置7.3.1脫模力計算脫模力的計算的公式為：（7.1）式中：F——脫模力（N）；E——彈性模量（MPa）；1.0MPaS——縮水率（%）；0.5%t——壁厚（mm）；2mmL——被包型芯的長度（mm）；124mmμ——泊松比；0.1——脫模斜度（°）；1°f——ABS與40Cr之間的摩擦系數(shù)；0.1A——塑料產(chǎn)品與開模方向垂直的平面上的投影面積為1024平方毫米；K2——由f和決定的無因次數(shù)，K2=1+fsincos。代入數(shù)據(jù)脫模力為2698N8、側(cè)向分型面與測抽芯機構(gòu)的設(shè)計當(dāng)注塑成型生產(chǎn)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上存在側(cè)凹，側(cè)孔，外螺紋或者倒扣結(jié)果的時候，此時我們無法通過型芯型腔開合直接成型上述結(jié)構(gòu)，必須設(shè)計側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，借助該機構(gòu)成型這些結(jié)構(gòu)。這種機構(gòu)的成型原理是所設(shè)計的側(cè)型芯先成型側(cè)孔，側(cè)凹或者倒扣，在開模后脫模之前，先將側(cè)型芯移出，再進行脫模。這樣既能保證這些結(jié)構(gòu)的成型，又能不影響開合模正常進行。8.1側(cè)向抽芯機構(gòu)的選擇在抽芯機構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同，可以分為斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機構(gòu)，斜推桿抽芯機構(gòu)，彎銷抽芯機構(gòu)以及液壓缸抽芯機構(gòu)等，在選擇抽芯機構(gòu)的時候，通常會根據(jù)側(cè)凹側(cè)孔或者倒扣結(jié)構(gòu)種類不同，以及抽芯距大小而選擇的。塑件側(cè)壁上存在兩處側(cè)孔結(jié)構(gòu)，需要單獨設(shè)計抽芯機構(gòu)成型，無法通過型芯型腔合模直接成型，借助此機構(gòu)才能成型側(cè)孔，側(cè)孔深度不大，本次設(shè)計采用斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機構(gòu)，此結(jié)構(gòu)由滑塊、斜導(dǎo)柱、側(cè)型芯、限位擋塊幾部分組成。抽芯機構(gòu)如REF_Ref68351522\h圖7.1所示8.2斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機構(gòu)圖8-1斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)8.2.1抽芯機構(gòu)的計算（1）抽芯距的計算抽心距：（8.1）其中,S為抽芯距是指滑塊或者斜推桿移開產(chǎn)品不妨礙產(chǎn)品順利脫模的距離，S1為側(cè)壁上側(cè)凹深度3--5mm為抽芯安全距離S=2+2=4mm（2）抽心力的計算通過將塑件與側(cè)型滑塊分開所下需要克服的阻力稱為抽芯力。

（8.2）式中：——抽芯力，N；——塑料在熱狀態(tài)時對鋼的摩擦因素，PC、POM0.1~0.2，其余取0.2~0.3；A——，11；——脫模斜度，（1°）。=104N8.2.2斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計 模具開模的時候，這個過程中滑塊也會在斜導(dǎo)柱的帶動下向傾斜方向移動，這個傾斜方向上的運動可以分解成兩個方向上的運動，一個是滑塊移開產(chǎn)品側(cè)孔側(cè)凹的運動，一個則是向下的運動。（1)在模具抽芯機構(gòu)設(shè)計中，斜導(dǎo)柱具體設(shè)計成多少度，一般是可以自由選取的，通常選取度數(shù)在15°到25°，18°和20°的斜導(dǎo)柱角度會經(jīng)常被采用本次設(shè)計取斜導(dǎo)柱傾斜角度=20°。（2)斜導(dǎo)柱材質(zhì)采用T8或者T10材質(zhì)，該材質(zhì)耐磨性和強度、剛度較好。（3）斜導(dǎo)柱的工作長度L=S/Sin18=4/Sin18=13mm（8.3）（4）斜導(dǎo)柱的長度計算L=96mm（8.4）8.2.3滑塊的設(shè)計我們考慮到在實際的工作中，側(cè)型芯抽芯運動通常有比較大的摩損，那么就要定時對其進行維護，如果磨損嚴(yán)重的話可能要進行一個更換工作，因此我們考慮將其做成組合形式的，我們可以把滑塊與型芯對應(yīng)連接起來，兩者之間使用銷釘來進行互連，材質(zhì)選用P20材料?；瑝K下部設(shè)計成燕尾式，與之配合的導(dǎo)滑槽設(shè)計成T形槽，選擇H8/g8間隙配合，粗糙度小于或等于0.8μm?；瑝K和側(cè)型芯結(jié)構(gòu)如圖所示 圖8-2滑塊9、冷卻及排氣系統(tǒng)的設(shè)計9.1排氣系統(tǒng)的設(shè)計

通常進行此部分的設(shè)置就是為了把設(shè)備腔體之中的大量熱產(chǎn)生的氣體進行排出，那么就要設(shè)置相關(guān)氣孔或者采取其他方式進行。這些氣體不僅沒有用，而且還會對塑件本身質(zhì)量有一定的影響，因此就要設(shè)置排氣系統(tǒng)。

那么我們較多采用的排氣形式為：開取排氣的小孔;借助模架與模板之間的裝配間隙;借助滑塊的運動間隙進行;借助頂桿等桿狀物的運動間隙;在分型面處進行氣體排出。經(jīng)過考慮我們此次模具的外形尺寸和分型面的設(shè)置位置，因此我們可以借助第二和第五點方法進行排氣操作。9.2溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)9.2.1溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求在制品的成型過程中，通常會因為熔融塑件原料的高溫，使得模具本身問題也隨之提升，當(dāng)模具溫度過高時會對塑料件的成型質(zhì)量有負(fù)面影響，對成型的時間也有影響；當(dāng)模具的溫度過低時也會對塑件的成型有影響，會使得熔體流動速度變緩慢，那么所得制品就會有很多流紋；其次，當(dāng)模具的溫度不均衡時，那么成型就會不均勻，塑件表面就會翹曲變形等，因此我們就要注意對溫度的調(diào)節(jié)和控制。ABS塑料在向模具內(nèi)注塑過程中，其溫度在185℃上下，固化后的塑料在有型腔內(nèi)取出的時候，溫度控制在不超過60℃。對于熱塑性塑料，完成注塑成型以后，要求對其采取有效冷卻處理，也就是讓熔融的塑料溫度盡快降下來，熱量傳遞到模具內(nèi)，通過可靠冷卻定型，能夠短時間完成脫模[11]。ABS在溫度上，成型時是180到190℃，對于模具則是在50到70℃，冷卻通過常溫水即可。9.2.2冷卻水道的結(jié)構(gòu)（1）單位時間注入模具中的熔體的總質(zhì)量:其中N為單位時間的注射次數(shù)為360次。塑料制品的質(zhì)量：（2）冷卻回路的尺寸計算①冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)平均水溫為23.5℃時，查參考文獻[5]得=7.7，取水的密度,水的比熱容,冷卻水孔直徑0.01m。(4.7)②冷卻水的體積流量冷卻水道出口水溫為,入口的水溫為,模具溫度取60℃,水的比熱容,查參考文獻[5]得(4.8)③冷卻回路的總面積(4.9)④計算模具冷卻水管的總長度(4.10)⑤冷卻水路根數(shù)為，（其中設(shè)為1000mm）在完成相關(guān)計算之后，開始布置冷卻水路，冷卻水道管徑通常是根據(jù)經(jīng)驗值來取的，模架越大，相應(yīng)的冷卻水道管徑也會越大，反之亦然，冷卻水道的結(jié)構(gòu)通常有直通式和環(huán)形水道，環(huán)形水道是運用最多的，本次設(shè)計CI模架寬度為380毫米，查表得冷卻水路直徑8毫米，所以本次設(shè)計的冷卻水道如圖8-1所示，圖9-1水道的布局10、模架的選用10.1確定內(nèi)模鑲塊尺寸該塑件型腔布置如圖8-1所示，一模2腔左右分布，型腔在分型面上長度l=318mm則型腔長度為390mm寬度為160mm。圖10-1型腔基本尺寸10.2選擇模架的類型模具的支撐就是我們所說的模架，由脫模推出機構(gòu)、導(dǎo)向復(fù)位機構(gòu)、復(fù)位機構(gòu)、墊板、墊塊、A、B、C板已經(jīng)定模座板、推桿板、推桿固定板、動模座板等結(jié)構(gòu)組成。標(biāo)準(zhǔn)模架款式樣式較多，而且訂貨到送貨時間較短，有的甚至即買即用，為模具制造商節(jié)省了寶貴的時間。模架通常分為大水口兩板模架和細水口三板模架。通常側(cè)澆口、直澆口、潛伏式澆口等澆口形式都采用大水口兩板模架，點澆口形式采用細水口三板模架，本次設(shè)計澆注系統(tǒng)由于采用的是側(cè)澆口澆口類型所以選擇大水口兩板模架。CI模架結(jié)構(gòu)如圖所示圖10-2模架最終選擇模架CI3350A85B80C100GB/T12555-2006（龍記大水口標(biāo)準(zhǔn)模架）11、導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計模具中導(dǎo)向機構(gòu)，無論是注塑模具，沖壓模具還是壓鑄模具，一般都由導(dǎo)柱和導(dǎo)套主要組合而成，要將打開的模具重新閉合，就要設(shè)計合模導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，這部分一般有定位與導(dǎo)向兩部分結(jié)構(gòu)，對于定位機構(gòu)來說其作用就是在兩塊模板之間起到合模時的位置確定，導(dǎo)向機構(gòu)用于在動定模具之間運動方向的一個向?qū)ё饔谩Ｆ浯芜€有錐形面的一個定位，那么我們在此處對動、定模精密對中定位。11.1導(dǎo)柱的設(shè)計國家標(biāo)準(zhǔn)有著有肩形式和帶頭形式這兩種結(jié)構(gòu)，對于外形比較大的主體，應(yīng)該注意在上面設(shè)計上潤滑槽，這樣一來就能夠使得摩擦作用變小一些。如果主體使用的場合中有著比較重而大型的模板，那么我們就應(yīng)該仔細分析進行此部分的設(shè)計。本設(shè)計的導(dǎo)柱如圖所示。如圖10-1所示。圖11-1導(dǎo)柱的設(shè)計11.2導(dǎo)套設(shè)計般又有帶頭形式的與不帶頭的直式結(jié)構(gòu)，當(dāng)后者使用時我們要注意被拔出部分，而前者在進行固定時還是較為方便一些。這部分零件一般材質(zhì)選擇同主題一樣，其與模板的裝配標(biāo)準(zhǔn)也同導(dǎo)柱一致。如圖所示。導(dǎo)套如圖10-2所示。圖11-2導(dǎo)套的設(shè)計材料方面：我們在兩個零件的選材上都使用T8材料，為了使得兩者之間的摩擦降到最低，減小磨損作用也降到最低，那么我們將導(dǎo)套固定部分表面粗糙度設(shè)置為。11.3導(dǎo)柱與導(dǎo)套的分布在配合選取設(shè)計方面，需要去進行綜合分析，在此次設(shè)計里我們將其設(shè)置為H7/f6。然后再分析模具外形結(jié)構(gòu)，在其不干擾其它零部件的地方進行導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔的開設(shè)，我們這里使用到四根導(dǎo)柱，這四根的位置分布為模具的四邊角上面。導(dǎo)向機構(gòu)布置如圖所示導(dǎo)柱的布置圖12、模具工程圖繪制12.1模具總裝圖12.2模具總裝三維圖13、總結(jié)在這次完成頭戴式耳機殼注塑模后，對于注塑模具中關(guān)鍵原理更加深刻。在設(shè)計當(dāng)中通過對此塑件的注塑模設(shè)計分析，確定了模具結(jié)構(gòu)結(jié)論，具體如下：1.此設(shè)計通過分析塑件屬性和技術(shù)要求，使用三維軟件測量數(shù)據(jù)，確定好了體積和質(zhì)量，初步選擇了注塑機，型號為HTF250，并且確定了型腔數(shù)目，個數(shù)為2個。2.然后對塑件外形特點進行分析，觀察頭戴式耳機殼最大外形處位置，通過其特點確定好分型面方案，其位置在塑件的最大外形處。3.確定好了模具基本機構(gòu)后，通過使用CAD設(shè)計出各個零件圖，確定好了模具材料，對于成型材料選擇3Cr2Mo，然后對它熱處理，這樣才能達到使用要求。4.確定好模具零件尺寸后，需要對整體模架尺寸進行調(diào)整，然后對型芯和型腔排位，計算好相互零件件的尺寸關(guān)系，最終確定好模架尺寸，確定型號是CI3350A85B80C100。5.詳細設(shè)計澆注系統(tǒng)尺寸，推出系統(tǒng)尺寸，冷卻系統(tǒng)等，此澆注系統(tǒng)選擇澆口為點澆口，推出系統(tǒng)采用推桿，冷卻系統(tǒng)使用環(huán)繞式冷卻等，然后對整體模架尺寸和注塑機的相關(guān)參數(shù)進行校核，最終確定參數(shù)匹配符合設(shè)計要求。。參考文獻[1]陳文,林宗德,彭清和,等.排插前蓋注塑模具的設(shè)計[J].吉林化工學(xué)院學(xué)報,2019(7):43-47.[2]任長春,單以才,夏宗禹,等.基于模內(nèi)轉(zhuǎn)印工藝的筆記本電腦主機上蓋注塑模設(shè)計[J].塑料科技,2019,47(02):72-77.[3]張韜,原梓皓,林鑫,等.淺談排插內(nèi)托注塑成型工藝優(yōu)化及模具設(shè)計[J].中國設(shè)備工程,2019，3(31):24-35.[4]洪慎章.汽車儀表外殼注塑工藝及模具設(shè)計[J].橡塑技術(shù)與裝備,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]劉飛.數(shù)據(jù)線卡座注塑模具設(shè)計[J].設(shè)備管理與維修,2019,446(08):150-151.[9]龐光宗.注塑模具的標(biāo)準(zhǔn)化與自動化設(shè)計[J].數(shù)碼設(shè)計(上),2019,000(009):250.[10]葛翼博,郭越,等.手機外殼注塑模具的設(shè)計[J].中國高新區(qū),2018,000(017):193.[11]王謙,陳曉勇,等.國內(nèi)注塑模具設(shè)計研究現(xiàn)狀的可視化分析[J].工程塑料應(yīng)用,2019,047(005):159-164.[12]賀柳操,肖國華,沈忠良,等.醫(yī)療導(dǎo)流管頭脫模機構(gòu)及注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].塑料,2019(3):74-77.[13]康永.PVC塑料三通管注塑模具的設(shè)計[J].橡塑技術(shù)