畢業(yè)論文-手機(jī)上蓋注射模具設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　2015年05月</b></p><p>　密 級(jí)</p><p>　學(xué) 號(hào)</p><p>　系 別機(jī)電信息系</p><p>　　手機(jī)上蓋注射模具設(shè)計(jì) </p><p><b>　　摘 要</b></p><p&g

2、t;　　在現(xiàn)實(shí)生活里，手機(jī)已經(jīng)成為人們的一個(gè)生活必須品。本次設(shè)計(jì)的制品為手機(jī)外殼注射模設(shè)計(jì)，利用Pro/E軟件CAD軟件對(duì)手機(jī)外殼及模具進(jìn)行三維造型，模架選取，裝配圖和零件圖。從塑料產(chǎn)品成型特征、分型面的選擇、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、型芯和型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等多方面詳細(xì)闡述了手機(jī)外殼注塑模具的設(shè)計(jì)過(guò)程。同時(shí)合理地選擇了注塑機(jī)，并對(duì)注塑壓力， 鎖模力，頂出力等注射工藝參數(shù)進(jìn)行校核，進(jìn)一步保證了設(shè)計(jì)的合理

3、性。如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)用可靠。最后對(duì)模具結(jié)構(gòu)與注射機(jī)的匹配進(jìn)行了校核，并用Pro/e繪制了一套模具裝配圖和零件圖。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 手機(jī)；注塑模具；分型面；脫模機(jī)構(gòu)</p><p>　　The Design of Plastic Mold The Cover of Mobile Phone</p><p><b>　　

4、Abstract</b></p><p>　　In real life, the mobile phone has become one of the necessities of life. The design of produc

5、ts for the mobile shell injection mould design, use Pro/E software CAD software of cell phone shell and die for 3 d

6、 modeling, formwork selection, and the assembly drawing. From plastic moldingcharacteristics, classification, the selection of gating system

7、 design, cores and cavity structure design, roll out mechanism design, cooling system design, steering mechanism design and so

8、0;on various details a cel</p><p>　　Key Words:Mobile Phone；Injection Mould；Parting surface; Deoulding mechanism</p><p>　　主要符號(hào)表 </p&

9、gt;<p>　　V注 注射機(jī)最大注射容量 </p><p>　　V總 成型塑件與澆注系統(tǒng)總和</p><p>　　A 塑件和澆注系統(tǒng)在分型</p><p><b>　　面上的投影面積之和</b></p><p>　　Ax 塑件型腔在模具分型面</p><

10、p><b>　　上的投影面積</b></p><p>　　Aj 塑件澆注系統(tǒng)在模具分型</p><p><b>　　面上的投影面積</b></p><p><b>　　Fz 脹模力</b></p><p>　　ρ 密度 </p><p

11、><b>　　Fs 合模力 </b></p><p><b>　　P 模腔壓力</b></p><p>　　H模 模具實(shí)際高度 </p><p>　　H最小 注塑機(jī)最小閉合厚度 </p><p>　　H1 推出距離 </p><p>　　H2

12、 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 </p><p>　　S機(jī) 注塑機(jī)最大開(kāi)模行程</p><p>　　Ra 表面粗糙度</p><p>　　Ls 塑件外型徑向公稱尺寸 </p><p>　　K 塑料的平均收縮率；</p><p>　　△ 塑件的尺寸公差 </p><p&g

13、t;　　δ 模具制造公差</p><p>　　Hs 塑件高度方向的公稱尺寸</p><p>　　N 每小時(shí)注射次數(shù) </p><p><b>　　Q 總熱量</b></p><p>　　θc 對(duì)流所散發(fā)的熱量 </p><p>　　θR 輻射所散發(fā)的熱量</p&g

14、t;<p>　　θ1 注塑機(jī)所散發(fā)的熱量 </p><p>　　θ2 冷卻系統(tǒng)從模具中帶走</p><p><b>　　的熱量</b></p><p>　　F 脫模力 </p><p><b>　　d 推板直徑</b></p><p&g

15、t;<b>　　型腔數(shù)量 </b></p><p><b>　　單個(gè)塑件的體積（）</b></p><p>　　澆注系統(tǒng)所需塑料的體</p><p><b>　　積</b></p><p>　　單個(gè)塑件在模具分型面 </p><p><b>

16、;　　上的投影面積</b></p><p>　　澆注系統(tǒng)在模具分型面</p><p><b>　　上的投影面積</b></p><p>　　注射機(jī)允許使用的最大</p><p><b>　　成型面積 </b></p><p>　　P 塑料熔體對(duì)型腔的成型

17、</p><p><b>　　壓力</b></p><p>　　注射機(jī)允許的最大模厚</p><p>　　注射機(jī)允許的最小模厚</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><

18、p>　　1.1我國(guó)模具行業(yè)發(fā)展概述1</p><p>　　1.1.1有利因素1</p><p>　　1.1.2不利因素2</p><p>　　2 注塑工藝分析及成型方法4</p><p>　　2.1塑件制件分析4</p><p>　　2.1.1塑件結(jié)構(gòu)分析4</p><p>　

19、　2.1.2塑料使用性能分析4</p><p>　　2.1.3材料成型性能分析4</p><p>　　2.1.4塑件的結(jié)構(gòu)及成型工藝分析5</p><p>　　2.2材料ABS的注射成型過(guò)程及工藝參數(shù)5</p><p>　　3 模具總體設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1分型面位置的確定7</p>

20、<p>　　3.2確定型腔數(shù)量及排列方式7</p><p>　　3.3注射機(jī)型號(hào)初選8</p><p>　　3.3.1相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算8</p><p>　　3.3.2注塑機(jī)的參數(shù)9</p><p>　　3.3.3注塑機(jī)參數(shù)的校核9</p><p>　　3.4澆注系統(tǒng)、關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)10<

21、/p><p>　　3.4.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.4.2冷料穴的設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.4.3分流道設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.4.4澆口的設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.5 成型零件設(shè)計(jì)及計(jì)算13</p><p>　　3.5.1成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1

22、3</p><p>　　3.5.2型芯設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.5.3成型零件尺寸計(jì)算14</p><p>　　3.6 排氣系統(tǒng)及溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.6.1 排氣系統(tǒng)16</p><p>　　3.6.2 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.

23、6.3冷卻介質(zhì)的選擇16</p><p>　　3.6.4冷卻水路的布置17</p><p>　　3.7 推出系統(tǒng)設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.7.1 推件力計(jì)算18</p><p>　　3.7.2 頂桿直徑的計(jì)算18</p><p>　　3.7.3脫模力的計(jì)算18</p><p>

24、;　　3.7.4頂桿在塑件上的分布19</p><p>　　3.8側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.8.1抽芯力的計(jì)算20</p><p>　　3.8.2抽芯距的計(jì)算20</p><p>　　3.8.3斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)20</p><p>　　3.8.4抽芯機(jī)構(gòu)的確定21</p>

25、<p>　　3.8.5斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)21</p><p>　　3.8.6滑塊的設(shè)計(jì)22</p><p>　　3.8.7斜推桿的設(shè)計(jì)22</p><p>　　3.8.8斜推桿傾斜角的確定24</p><p>　　3.9導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)24</p><p>　　4 模具裝配圖26</p>

26、<p>　　4.1模具總裝配圖26</p><p>　　4.2開(kāi)合模過(guò)程27</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)28</b></p><p><b>　　致謝29</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明30</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)

27、（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明31</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1我國(guó)模具行業(yè)發(fā)展概述</p><p>　　近年來(lái)，中國(guó)的模具工業(yè)一直保持著良好的發(fā)展勢(shì)頭，這一勢(shì)頭是否會(huì)持續(xù)下去，這是一個(gè)行業(yè)的重點(diǎn)。作者認(rèn)為，中國(guó)的模具行業(yè)在面對(duì)中低端產(chǎn)品領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，以及在高端產(chǎn)品領(lǐng)域的外國(guó)企業(yè)或者外國(guó)的壓力不

28、斷增長(zhǎng)的情況，但在最近幾年的持續(xù)發(fā)展，實(shí)力大大增強(qiáng)，而且能夠完全適應(yīng)壓力，繼續(xù)保持穩(wěn)步發(fā)展[3]。</p><p><b>　　1.1.1有利因素</b></p><p>　　對(duì)模具行業(yè)的發(fā)展提供了良好的環(huán)境以及優(yōu)惠的政策。根據(jù)國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和相關(guān)配套政策的指導(dǎo)下，近年來(lái)有不少地方已經(jīng)出臺(tái)了一些優(yōu)惠政策，支持當(dāng)?shù)啬＞吖I(yè)的發(fā)展，一些文件中找到的，所觀察到的一些行動(dòng)，收到

29、了良好的效果。同時(shí)，快速模具工業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的繁榮。頻繁的交流，相信好的模具工業(yè)發(fā)展政策，由此帶來(lái)了良好的發(fā)展環(huán)境將得到進(jìn)一步的發(fā)展。</p><p>　　模具行業(yè)內(nèi)部體制改革和機(jī)制轉(zhuǎn)變的加速，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理，并加強(qiáng)管理，提高水平。為了適應(yīng)形勢(shì)，中國(guó)的模具行業(yè)近年來(lái)加快體制改革和機(jī)制轉(zhuǎn)換的步伐，“三首都”和民營(yíng)企業(yè)占行業(yè)的主導(dǎo)地位，裝備水平和產(chǎn)品水平有了較大的提升，管理有了很大的進(jìn)步。許多公司已經(jīng)應(yīng)用了CA

30、D／CAM／CAE集成技術(shù)，三維的設(shè)計(jì)技術(shù)，如ERP和IM3信息管理技術(shù)、高速加工，快速原型，和其他許多高新技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的虛擬仿真，很多企業(yè)都提出了“生產(chǎn)專業(yè)化，產(chǎn)品品牌，現(xiàn)代化企業(yè)，市場(chǎng)國(guó)際化”等企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。通過(guò)多種質(zhì)量體系認(rèn)證的企業(yè)一年比一年多。</p><p>　　生產(chǎn)規(guī)模和經(jīng)濟(jì)效益，模具生產(chǎn)集群發(fā)展迅速。在“小而精致的設(shè)計(jì)”專業(yè)發(fā)展的同時(shí)，近年來(lái)，規(guī)模效應(yīng)也得到了越來(lái)越多的關(guān)注。除了企業(yè)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益

31、，生產(chǎn)的模具產(chǎn)業(yè)不斷顯示出其優(yōu)越性，有“模具城”，“模具園”，“模具生產(chǎn)基地”和全國(guó)的集群生產(chǎn)快速發(fā)展的其他形式。根據(jù)許多企業(yè)反映，集群的生產(chǎn)與分散的生產(chǎn)相比，至少有以下好處：更廣闊的市場(chǎng)，合作更方便，降低了生產(chǎn)成本，互相交流，享受優(yōu)惠政策?，F(xiàn)在100000000元以上的模具企業(yè)，年產(chǎn)量已超過(guò)40，超過(guò)30000000的企業(yè)已超過(guò)200元以上，“模具城”，有一定的規(guī)模，近百分之十的正在建設(shè)或仍有超過(guò)百分之 十沒(méi)有建設(shè)。這些模具集聚生產(chǎn)基

32、地建設(shè)，在中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用[7]。</p><p>　　許多企業(yè)開(kāi)始認(rèn)識(shí)到“品牌”和“專利”的資本投資，提高自主創(chuàng)新能力的重要</p><p>　　性。長(zhǎng)時(shí)間的模具處在“后方”和“被動(dòng)狀態(tài)，所以很少有“品牌”和“專利”。近年來(lái)，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，企業(yè)越來(lái)越重視“品牌”和“專利”。一些企業(yè)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到創(chuàng)新的重要性，致力于創(chuàng)新。據(jù)中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)了解到的情況，近年來(lái)，在開(kāi)

33、發(fā)投資和銷售收入的比例達(dá)到5%，研究創(chuàng)新的許多企業(yè)，個(gè)別企業(yè)甚至達(dá)到8%至12%。</p><p>　　不斷提高技術(shù)含量的模具，屬于模具越來(lái)越多的高科技產(chǎn)品。我們已經(jīng)了解到，目前已經(jīng)在對(duì)四種霉菌的中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)品出口目錄所列國(guó)家有關(guān)部門。其實(shí)有很多模具技術(shù)含量大于模具的這四種，如汽車配件模具，精密多工位級(jí)進(jìn)模，汽車大型覆蓋件沖壓模具，自動(dòng)化鑄造模具熱壓成型的車內(nèi)裝飾，高強(qiáng)度鋼板等。隨著高新技術(shù)的發(fā)展，模具設(shè)計(jì)被越

34、來(lái)越多的和更多的模具生產(chǎn)企業(yè)的各級(jí)政府有關(guān)部門認(rèn)定為高新技術(shù)企業(yè)。根據(jù)中國(guó)模具協(xié)會(huì)初步統(tǒng)計(jì)，目前模具行業(yè)有7個(gè)國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)、省級(jí)、市級(jí)高新技術(shù)企業(yè)近百。</p><p><b>　　1.1.2不利因素</b></p><p>　　雖然中國(guó)模具產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了快速發(fā)展，但由于精度能力，制造周期和使用壽命等，與國(guó)際水平與先進(jìn)工業(yè)國(guó)家相比有較大的差距，所以還不能滿足我國(guó)

35、制造業(yè)發(fā)展的需要。特別是在大型，精密，復(fù)雜，長(zhǎng)壽命模具，仍供不應(yīng)求。因此，每年仍需大量進(jìn)口。</p><p>　　模具的原材料價(jià)格上漲、人員工資在現(xiàn)階段大幅上漲，但模具價(jià)格不上升反而下降，導(dǎo)致模具利潤(rùn)下降，一些企業(yè)虧損，甚至虧損增加。根據(jù)對(duì)全國(guó)270個(gè)主要的模具制造企業(yè)的調(diào)查，中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)，2005年度的利潤(rùn)下降了2.1%，比前一年，銷售收入利潤(rùn)率下降了3.1%。比上一年，全國(guó)規(guī)模以上企業(yè)2005全年虧損26

36、0000000元[7]。</p><p>　　對(duì)于外貿(mào)依存度逐年增加。中國(guó)加入WTO已經(jīng)有超過(guò)六年的，對(duì)外貿(mào)易的迅速發(fā)展，我國(guó)經(jīng)濟(jì)依賴對(duì)外貿(mào)易從30%增加到70%。同時(shí)，近年來(lái)，隨著外資進(jìn)入我國(guó)的領(lǐng)域，不斷擴(kuò)大和深化對(duì)外開(kāi)放的政策，在中國(guó)的模具行業(yè)的外國(guó)投資也越來(lái)越多，這是依賴外資的逐年增加。廣東省是中國(guó)模具生產(chǎn)第一省份，例如，其有關(guān)的國(guó)家。模具生產(chǎn)能力，全省具有40%個(gè)能力，外國(guó)公司約占60%，合資企業(yè)占10%

37、左右。關(guān)于模具出口省，約占全國(guó)的50%，其中出口的外國(guó)投資，合資企業(yè)占大多數(shù)的出口量[ 7 ]。外商投資和外貿(mào)依存度大，安全行業(yè)，乃至整個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)安全有重大影響。</p><p>　　人才短缺的問(wèn)題越來(lái)越突出。雖然近幾年來(lái)，中國(guó)的模具行業(yè)的勞動(dòng)力發(fā)展迅速，估計(jì)已經(jīng)達(dá)到近一萬(wàn)人，但是仍然跟不上企業(yè)發(fā)展的需要。它是總量不足，而且質(zhì)量也是不夠的，不能適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的需要。根據(jù)有關(guān)資料，模具行業(yè)從業(yè)人員約300000 至

38、500000，工程技術(shù)人員約占20%。特別稀缺的高質(zhì)量和高水平的模具企業(yè)的高級(jí)技術(shù)管理人員以及操作人員和高級(jí)技術(shù)工人。</p><p>　　市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。在中國(guó)模具市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越大，其性能是模具產(chǎn)品價(jià)格降低了。主要的中高檔模具市場(chǎng)龍頭企業(yè)與國(guó)外企業(yè)和國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，外商投資企業(yè)和中型模具主要是民營(yíng)企業(yè)之間的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。一些已經(jīng)進(jìn)入無(wú)序狀態(tài)，在一定程度上擾亂了正常的市場(chǎng)秩序。由于較低的價(jià)格將不可避免地導(dǎo)致低質(zhì)量，嚴(yán)重影響

39、了一些企業(yè)的生存，迫使一些企業(yè)加快調(diào)整自己的定位，一些企業(yè)面臨淘汰的局面不足為奇。</p><p>　　雖然近幾年模具出口增長(zhǎng)，超過(guò)一年的進(jìn)口增長(zhǎng)，但增加的絕對(duì)仍然是進(jìn)口大于出口，導(dǎo)致模具外貿(mào)逆差年年增長(zhǎng)。模具外貿(mào)逆差增加的主要原因有兩個(gè)：一是國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，特別是汽車企業(yè)的快速發(fā)展帶來(lái)了對(duì)模具的需求，一些高檔模具的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)是不能完全滿足需求的，有進(jìn)口的，但也有一些國(guó)家所有生產(chǎn)模具都是進(jìn)口的，與目前的關(guān)稅政策和

40、項(xiàng)目審批系統(tǒng)有直接關(guān)系。二是模具出口鼓勵(lì)政策是不夠的。</p><p>　　規(guī)模的不斷擴(kuò)大，當(dāng)前的全球制造業(yè)轉(zhuǎn)移的速度加快，并擴(kuò)大了深度和廣度，以及在我國(guó)的模具制造是承接轉(zhuǎn)移的理想場(chǎng)所。結(jié)合“第十一個(gè)五年計(jì)劃”期間，國(guó)家將繼續(xù)大力支持在中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展，多重利益的情況下，我國(guó)模具行業(yè)的未來(lái)將向那些美麗的風(fēng)景。</p><p>　　2 注塑工藝分析及成型方法</p><

41、p><b>　　2.1塑件制件分析</b></p><p>　　2.1.1塑件結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　圖2.1 塑件三維圖</p><p>　　塑件結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。長(zhǎng)為102mm，寬為50mm的薄殼塑件，內(nèi)部分布多處凹臺(tái)與圓柱孔。壁厚均為為2mm，外部結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。由于是手機(jī)上蓋，對(duì)外觀表面質(zhì)量要求比較高</p>&

42、lt;p>　　2.1.2塑料使用性能分析</p><p>　　該制品所用材料為ABS塑料，其是由三種單體聚合而成，故而它有三種單體的綜合性能。ABS塑料具有較高的沖擊強(qiáng)度和表面硬度以及耐磨性，適合手機(jī)外殼的使用需求。另外，它具有化學(xué)穩(wěn)定性和良好的節(jié)電性能，制品的尺寸穩(wěn)定性好，表面光澤，可拋光和電鍍。</p><p>　　2.1.3材料成型性能分析</p><p&g

43、t;　　a. ABS性能特點(diǎn)：沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點(diǎn)，容易涂裝、著色，還可以進(jìn)行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工。</p><p>　　b. ABS塑料性質(zhì)：無(wú)毒、無(wú)味，外觀呈牙色半透明或透明顆?；蚍蹱?。密度為1.05~1.18g/cm3，收縮率為0.3%~0.8%，彈性模量值為0.2GPa，泊松比值為0.394，吸濕性&

44、lt;1%，熔融溫度217~237℃，熱分解溫度>250℃。</p><p>　　c. ABS力學(xué)性能：有優(yōu)良的力學(xué)性能，其沖擊強(qiáng)度極好，可以在極低的溫度下使用；ABS的耐磨性優(yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好，又具有耐油性，可用于中等載荷和轉(zhuǎn)速下的軸承。</p><p>　　d. ABS耐熱性能：熱變形溫度為93~118℃，制品經(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性

45、，可在-40~100℃的溫度范圍內(nèi)使用。</p><p>　　e. ABS用途特點(diǎn)：廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。</p><p>　　f. ABS電學(xué)性能：電絕緣性較好，并且?guī)缀醪皇軠囟取穸群皖l率的影響，可在大多數(shù)環(huán)境下使用。</p><p>　　g. ABS注塑工藝：吸水性比較高，加工前需進(jìn)行干

46、燥處理，干燥溫度為70~85℃，干燥時(shí)間為2~6h，注塑成型溫度160~220℃之間，注射壓力在70~130MPa之間，模具溫度為55~75℃。</p><p>　　2.1.4塑件的結(jié)構(gòu)及成型工藝分析</p><p>　　a. 結(jié)構(gòu)分析 該塑件是塑料制件，零件制件比較深，模具結(jié)構(gòu)必須潛伏式澆口，故在模具設(shè)計(jì)和制造上要有一定的定位措施和良好的加工工藝，以保證側(cè)滑動(dòng)的順暢和零件的使用壽命。&l

47、t;/p><p>　　該塑件裝配在表面，對(duì)表面美觀有一定要求，設(shè)計(jì)時(shí)要注意對(duì)外表面的處理。</p><p>　　b. 成型工藝分析 精度等級(jí)：采用一般精度5級(jí)。</p><p>　　脫模斜度：該注塑零件壁厚約為2mm，其脫模斜度查參考文獻(xiàn)1中的表有塑件內(nèi)表面35′~1°，塑件外表面40′~1°20′。由于該塑件沒(méi)有特殊狹窄細(xì)小部位，所用塑料為ABS，

48、流動(dòng)性較好，而且，主要部分有較好的弧度，可順勢(shì)脫模，所以塑件外表面沒(méi)有放脫模斜度。兩壁處脫模沒(méi)有困難，所以也不放脫模斜度。</p><p>　　2.2材料ABS的注射成型過(guò)程及工藝參數(shù)</p><p>　　2.2.1成型前的準(zhǔn)備</p><p>　　對(duì)ABS的色澤、細(xì)度和均勻度進(jìn)行檢驗(yàn)。由于ABS的吸水率大約為0.2%～0.8%，容易吸濕，成型前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥，干

49、燥至水分含量<0.3%。干燥條件：用烘箱以80～85℃烘2～4小時(shí)或用干燥料斗以80℃烘1～2小時(shí)[10]。</p><p><b>　　2.2.2注射過(guò)程</b></p><p>　　塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過(guò)程可以分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流、和冷卻5個(gè)階段。</p><p>

50、　　2.2.3塑件的后處理</p><p>　　采用調(diào)濕處理，其熱處理?xiàng)l件查參考文獻(xiàn)1中的表4-7知處理溫度為70℃；保濕時(shí)間為2～4小時(shí)。</p><p>　　a. 物理性能 ABS樹(shù)脂是一種共混物，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名Acrylonitrile-butadine-styrene(簡(jiǎn)稱ABS)，這三者的比例為20：30：50(熔點(diǎn)為175℃)。只要改變其三者的比例、化合

51、方法、顆粒的尺寸，便可以生產(chǎn)出一系列具有不同沖擊強(qiáng)度、流動(dòng)特性的品種，如把丁二烯的成份增加，則其沖擊強(qiáng)度會(huì)得到提高，但是硬度和流動(dòng)性就會(huì)降低，強(qiáng)度和耐熱性會(huì)減少。</p><p>　　ABS為淺黃色粒狀或珠狀不透明樹(shù)脂，無(wú)毒、無(wú)味、吸水率低，具有良好的綜合物理機(jī)械性能，如優(yōu)良的電性能、耐磨性，尺寸穩(wěn)定性、耐化學(xué)性和表面光澤等，且易于加工成型。缺點(diǎn)是耐熱性差，且易燃[5]。</p><p>

52、　　b. 成型性能 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。從形態(tài)上看，ABS是非結(jié)晶性材料中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個(gè)是苯乙烯-丙烯腈的連續(xù)相，另一個(gè)是聚丁二烯橡膠分散相。ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上具有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市

53、場(chǎng)上上百種不同品質(zhì)的ABS材料。這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。</p><p>　　ABS具有良好的成型加工性，制品表面光潔度高，且具有良好的涂裝性和染色性，可電鍍成多種色澤。</p><p>　　ABS是吸水的塑料，于室溫下24小時(shí)可吸收0.2%~0.35%水分，雖然這種水分不至于對(duì)機(jī)械性能構(gòu)成重大影響，但注塑時(shí)若濕度超

54、過(guò)0.2%，塑料表面會(huì)受大的影響，所以對(duì)ABS進(jìn)行成型加工時(shí)，一定要事先干燥，而且干燥后的水分含量應(yīng)小于0.2%[5]。</p><p>　　c. ABS的主要性能指標(biāo) 密度ρ=1.05g/；</p><p>　　收縮率0.4～0.7%，取值0.5%。</p><p>　　d.ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施 主要缺陷：溢料飛邊、氣泡、熔接痕、燒焦及黑紋、光澤不良

55、；</p><p>　　消除措施：增大注射壓力、提高模具溫度、加排氣槽、充分預(yù)干燥。</p><p><b>　　3 模具總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1分型面位置的確定</p><p>　　在塑件設(shè)計(jì)階段，就應(yīng)考慮成型時(shí)分型面的形狀和位置，否則無(wú)法用模具成型。在模具設(shè)計(jì)階段，應(yīng)首先確定分型面的位置，然后才選

56、擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面的設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)塑件質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計(jì)制造都由很大影響。因此，分型面的選擇是注塑模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵因素。</p><p>　　分型面的選擇原則:有利于保證塑件的外觀質(zhì)量；分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處；盡可能使塑件留在動(dòng)模一點(diǎn)；有利于保證塑件的尺寸精度；盡可能滿足塑件的使用要求；盡量減少塑件在合模方向上的投影面積；長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開(kāi)模方向；有利于排氣；有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。<

57、;/p><p>　　根據(jù)以上原則考慮到塑件本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，此次設(shè)計(jì)的分型面不規(guī)則分布，如圖所示</p><p>　　圖3.1 分型面位置</p><p>　　3.2確定型腔數(shù)量及排列方式</p><p>　　當(dāng)分型面確定之后，就需要考慮是采用單型腔模還是多型腔模。</p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，大中型塑件和精度要求高的小型塑

58、件優(yōu)先采用一模2腔的結(jié)構(gòu)，但對(duì)于精度要求不高的小型塑件（沒(méi)有配合精度要求），形狀簡(jiǎn)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。故由此初步擬定采用一模2腔。如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2 型腔布局 </p><p>　　3.3注射機(jī)型號(hào)初選</p><p>　　注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備，因此設(shè)計(jì)注射模應(yīng)該

59、詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具。</p><p>　　注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模厚、推出形式、推出位置、推出行程、開(kāi)模距離等進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)，選擇一臺(tái)和模具匹配的注射機(jī)，倘若用戶已經(jīng)提供了注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)其進(jìn)行校核，若不

60、能滿足要求，則必須自己調(diào)整或于用戶取得商量調(diào)整。</p><p>　　3.3.1相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算</p><p>　　a. 所需注射量的計(jì)算</p><p>　?。?） 塑件質(zhì)量、體積計(jì)算: 對(duì)于該設(shè)計(jì)，建立塑件模型,并用軟件對(duì)此模型分析得：</p><p>　　塑料制件體積V1＝3.483 ；密度1.05g/</p><p

61、>　　塑料制件質(zhì)量M1＝3.65g。</p><p>　?。?） 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 可按塑件體積的0.6倍計(jì)算，由于該模具采用一模2腔，所以，澆注系統(tǒng)凝料體積為：</p><p>　　V2= V1×0.6=3.48×0.6×2=4.2cm3</p><p>　　（3） 該模具一次注射所需要的ABS</p>

62、<p>　　質(zhì)量 M0=ρ·V0=3.65×2+ V2×1.05g/cm=11.76g</p><p>　　根據(jù)以上所計(jì)算的結(jié)果，可選擇設(shè)備型號(hào)、規(guī)格、確定型腔數(shù)。注射機(jī)的額定注射量為Vb，每次的注射量不超過(guò)它的80%。Vb=(Vg+Vj)/0.8=14.9 </p><p>　　式中 Vj

63、—澆注系統(tǒng)的體積（g）；</p><p><b>　　—塑件體積。</b></p><p>　　根據(jù)該模具額定注塑量Vb=14.9，所以初步選擇臥式注射機(jī)XS-ZY-125。注塑機(jī)參數(shù)如下： </p><p>　　3.3.2注塑機(jī)的參數(shù)</p><p>　　注射機(jī)XS-ZY-125參數(shù)：</p>&

64、lt;p>　　額定注射量：125mm</p><p>　　最大成型面積：320cm </p><p><b>　　柱塞直徑：42mm</b></p><p>　　注射壓力：120Mpa</p><p>　　模板尺寸：428×450（mm×mm）</p><

65、p>　　柱桿空間：260×290(mm×mm)</p><p><b>　　鎖模力：900KN</b></p><p>　　噴嘴圓弧半徑：12mm</p><p><b>　　噴嘴孔徑：4mm</b></p><p>　　定位孔直徑：55mm</p><

66、p>　　最大開(kāi)模行程：300mm</p><p>　　模具最大厚度：300mm</p><p>　　模具最少厚度：200</p><p>　　3.3.3注塑機(jī)參數(shù)的校核</p><p>　　（1） 注射容量和質(zhì)量校核</p><p>　　由于以容量計(jì)算時(shí) </p><p>　　V注≥V總

67、/0.8 (3.1)</p><p>　　式中 V注—注射機(jī)最大注射容量 cm3；</p><p>　　V總—成型塑件與澆注系統(tǒng)體積總和 cm3；</p><p>　　0.8—最大注射容量的利用系數(shù)。</p><p>　　∴V注≥V總/0.8=(3.48×2+4.2)/0.8=1

68、3.95cm3</p><p>　　所以注塑機(jī)符合注射容量和質(zhì)量要求。</p><p>　?。?） 合模力及注塑面積和型腔數(shù)的校核</p><p>　　合模力的大小必須滿足下式：</p><p><b>　　(3.2)</b></p><p>　　式中 A—塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和

69、</p><p>　　Ax—塑件型腔在模具分型面上的投影面積</p><p>　　Aj—塑件澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積</p><p><b>　　Fz—脹模力</b></p><p><b>　　Fs—合模力 </b></p><p>　　P—模腔壓力 取75MPa&

70、lt;/p><p>　　通過(guò)使用Pro/ENGINEER軟件計(jì)算面功能自動(dòng)得出</p><p>　　A=3409mm2×2=6818mm2</p><p>　　由于 Fs=900KN≥75×6818mm2 =511.4KN</p><p>　　所以注塑機(jī)符合合模力及注塑面積和型腔數(shù)的要求。</p><p&g

71、t;　?。?） 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核</p><p>　　1） 模具閉合高度長(zhǎng)寬尺寸要與注塑機(jī)模板尺寸和拉桿間距相合適。</p><p>　　模具的長(zhǎng)×寬為350×300mm</p><p><b>　　故滿足要求。</b></p><p>　　2） 模具閉合高度校核模具實(shí)際高度 H模=2

72、90mm ； </p><p>　　注塑機(jī)最小閉合厚度 H最小=200mm 即 H模>H最?。?</p><p><b>　　故滿足要求。</b></p><p>　　3) 開(kāi)模行程校核 此處所選用的注塑機(jī)的最大行程與模具厚度有關(guān)</p><p>　?。ㄈ缛簤汉夏C(jī)構(gòu)的注塑機(jī)）。注塑機(jī)的開(kāi)模行程應(yīng)滿

73、足下式：</p><p>　　㎜ (3.3)</p><p><b>　　故滿足要求。</b></p><p>　　式中 H1——推出距離，單位mm；</p><p>　　H2——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，單位mm；</p><p>　　S機(jī)——注塑機(jī)最大開(kāi)

74、模行程。</p><p>　　3.4澆注系統(tǒng)、關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.4.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機(jī)噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對(duì)塑件質(zhì)量影響很大。它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。</p><p>　　該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，包括主流道，分流道、冷

75、料穴，澆口。</p><p>　　a. 主流道的設(shè)計(jì) 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主要的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動(dòng)和開(kāi)模是主流道凝料的順利拔出。</p><p><b>　?。?） 主流道尺寸</b></p><p>　　主流道小端直徑 D=注射機(jī)噴嘴直徑+（0.5～1）

76、 (3.4)</p><p>　　=4+（0.5～1），取D=4.5</p><p>　　主流道球面半徑SR0=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（1～2） (3.5)</p><p>　　=12+（1～2），取SR0=13</p><p>　　球面配合高度h=3～5mm，取h=3mm</p><p>　　主流道長(zhǎng)度

77、L=70mm</p><p>　　主流道大端直徑D′=D+2Ltanα=4+2×40×tan2°=6.79取D′=7mm </p><p>　　澆口套總長(zhǎng)LO=L+h+2=77mm </p><p>　?。?） 主流道襯套的形式 主流道小端入口處于注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬于易

78、損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)格，因而模具主流道部分設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選用幼稚鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如 T8A、T10A等，熱處理硬度為50HRC～55HRC。如圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3 主流道襯套</p><p>　　3.4.2冷料穴的設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用帶Z型拉料桿。由于拉料桿頭

79、部的側(cè)凹將主流道凝料鉤住，分模是即可將凝料從主流道中拉出。拉料桿的根部固定在推出板上，在推出塑件時(shí)，冷料也一同被推出，取產(chǎn)品時(shí)向拉料鉤的側(cè)向稍微許動(dòng)，即可脫鉤將塑件連同澆注系統(tǒng)凝料一道取下。冷料穴如圖4.6所示</p><p><b>　　圖3.4 冷料穴</b></p><p>　　3.4.3分流道設(shè)計(jì)</p><p>　　a. 分流道布置形

80、式 分流道在分型面上的布置與型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形式，應(yīng)該遵循兩方面原則：一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。改模具的流道布置形式采用平衡式。</p><p>　　b. 分流道的長(zhǎng)度 長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，減少?gòu)澱邸Ｔ撃＞叩姆至鞯篱L(zhǎng)度在設(shè)計(jì)過(guò)程中由繪圖得出。</p><p>　　c. 分流道表面粗糙度 由于流道中于模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心

81、部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.63～1.6微米，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動(dòng)阻力。避免熔流表面滑移，是中心層具有較高的剪切速率，此處Ra=0.8。</p><p>　　3.4.4澆口的設(shè)計(jì)</p><p>　　澆口是模具澆注流道的最后一部分，它一端與澆注流道中的其他流道相連接，熔融材料就是從這端流入澆口的；它的另外一端

82、直接與模具型腔相連接，這一端非常重要，如果與模具的型腔接觸面積過(guò)大，將直接導(dǎo)致生成的零件與設(shè)計(jì)的零件條件不相符；但是如果與模具型腔接觸太小，可能導(dǎo)致熔融材料無(wú)法及時(shí)補(bǔ)充進(jìn)入模具型腔，前面的已經(jīng)冷卻凝固，而后面的熔融材料還沒(méi)有補(bǔ)充進(jìn)來(lái)，造成產(chǎn)品充填不足，導(dǎo)致零件產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷.</p><p>　　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

83、面接觸。初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無(wú)論采用何種澆口，其開(kāi)設(shè)位置對(duì)塑件性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開(kāi)設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(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)，本次設(shè)計(jì)澆口的形式采用潛伏式澆口[4]。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=0.8~2mm，視塑件大小而定，這里取1mm，塑件離澆口的距離一般為2-3mm，取3mm。潛伏式澆口如下圖所示：&

84、lt;/p><p>　　圖3.5 潛伏式澆口</p><p>　　3.5 成型零件設(shè)計(jì)及計(jì)算</p><p>　　3.5.1成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　模具閉合時(shí)用來(lái)填充塑料成型制品的空間稱為型腔。構(gòu)成模具型腔的零部件稱成型零部件。一般包括型腔、型芯、型環(huán)和鑲塊等。成型零部件直接與塑料接觸，成型塑件的某些部分，承受著塑料熔體壓力，決定著

85、塑件形狀與精度，因此成型零部件的設(shè)計(jì)是注射模具的重要部分。</p><p>　　成型零部件在注射成型過(guò)程中需要經(jīng)常承受溫度壓力及塑料熔體對(duì)它們的沖擊和摩擦作用，長(zhǎng)期工作后晚發(fā)生磨損、變形和破裂，因此必須合理設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)形式，準(zhǔn)確計(jì)算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的表面質(zhì)量。</p><p>　　成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下，從便于加工、裝配、使用、維修

86、等角度加以考慮。</p><p><b>　　（1）型腔設(shè)計(jì)</b></p><p>　　型腔是用來(lái)成型制品外形輪廓的模具零件，其結(jié)構(gòu)與制品的形狀、尺寸、使用要求、生產(chǎn)批量及模具的加工方法等有關(guān)，常用的結(jié)構(gòu)形式有整體式、嵌入式、鑲拼組合式和瓣合式四種類型。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中采用整體式型腔，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，不容易變形，成型

87、出來(lái)的制品表面不會(huì)有鑲拼接縫的溢料痕跡，還有助于減少注射模中成型零部件的數(shù)量，并縮小整個(gè)模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸。不過(guò)模具加工起來(lái)比較困難，要用到數(shù)控加工或電火花加工。</p><p>　　圖3.6 型腔3D圖</p><p><b>　　3.5.2型芯設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)中零件結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，深度不大，經(jīng)過(guò)對(duì)塑件實(shí)體的研究，塑件采

88、用整體式型芯。這樣的型芯加工方便，便于模具的維護(hù)型芯與動(dòng)模板的配合可采用。</p><p>　　圖3.7 型腔3D圖</p><p>　　3.5.3成型零件尺寸計(jì)算</p><p>　　直接與塑料接觸構(gòu)成塑件形狀的零件稱為成型零件，其中構(gòu)成塑件外形的成型零件成為凹模，構(gòu)成塑件內(nèi)部形狀的成型零件成為凸模（型芯）。凹、凸模件直接與高溫、高壓的塑料接觸，并且脫模時(shí)反復(fù)與塑

89、件摩擦，因此，要求凹、凸模件具有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性以及足夠低的表面粗糙度，如果型腔點(diǎn)壁和底板厚度過(guò)小，可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產(chǎn)生翹曲變形，導(dǎo)致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響脫模[11]。</p><p>　　在計(jì)算型腔和型芯工作尺寸之前，對(duì)塑件各重要尺寸應(yīng)按機(jī)械設(shè)計(jì)中最大實(shí)體原則進(jìn)行轉(zhuǎn)化，即塑件外形尺寸（名義尺寸）為最大尺寸，其公差△為負(fù)值；塑件的內(nèi)腔尺寸（名

90、義尺寸）為最小值，其公差△為正值；中心距尺寸為公稱尺寸，其公差為正負(fù)△/2。</p><p>　　凹模的徑向尺寸計(jì)算公式：</p><p><b>　　(3.6)</b></p><p>　　式中： Ls——塑件外型徑向公稱尺寸； </p><p>　　K——塑料的平均收縮率；</p><p>　

91、　△——塑件的尺寸公差；</p><p>　　δ——模具制造公差，取塑件相應(yīng)尺寸公差的1/3～1/6。</p><p>　　凹模的深度尺寸計(jì)算公式：</p><p><b>　　(3.7)</b></p><p>　　式中：Hs——塑件高度方向的公稱尺寸。</p><p>　　經(jīng)查得ABS的收縮率

92、K=0.5%；塑件未注尺寸公差，所以按MT5B類公差選取</p><p><b>　　型腔徑向尺寸計(jì)算</b></p><p><b>　　型腔高度計(jì)算</b></p><p><b>　　型芯高度計(jì)算</b></p><p><b>　　型芯徑向尺寸計(jì)算</b

93、></p><p>　　3.6 排氣系統(tǒng)及溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.6.1 排氣系統(tǒng) </p><p>　　該套模具是屬于小型模具，排氣量很小，可利用分型面、斜頂和頂桿等間隙進(jìn)行排氣，不需要單獨(dú)開(kāi)設(shè)排氣槽。</p><p>　　3.6.2 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）冷卻系統(tǒng)和冷

94、卻介質(zhì)。一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200℃左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時(shí)其溫度在60℃以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模。</p><p>　　對(duì)于黏度低、流動(dòng)性好的塑料（如PE、PP、PS、PA66等），因?yàn)槌尚凸に囈竽囟疾惶?，所以用常溫水?duì)模具進(jìn)行冷卻。由于ABS的流動(dòng)性為中等，且水的熱容量大，成本低，傳熱系數(shù)大

95、，故該套模具亦采用常溫水進(jìn)行冷卻。</p><p>　?。?）冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)略計(jì)算。如果忽略模具因空氣對(duì)流、熱輻射以及與注射機(jī)接觸所散發(fā)的熱量，不考慮模具金屬材料的熱阻，可對(duì)模具冷卻系統(tǒng)進(jìn)行初步和簡(jiǎn)略的計(jì)算。</p><p>　　3.6.3冷卻介質(zhì)的選擇</p><p>　　冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣，但用冷卻水較多，因?yàn)樗臒崛萘看?、傳熱系?shù)大，成本低。用水冷卻，即

96、在模具型腔周圍或內(nèi)部開(kāi)設(shè)冷卻水道。由于ABS的黏度中等、流動(dòng)性好，成型工藝要求模具溫度都不太高，所以常采用水對(duì)模具冷卻。</p><p>　?。?）單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W（kg/h）</p><p>　?、儆?jì)算每次需要的注射量（kg）</p><p>　　m=nm件+m澆=10.86g</p><p>　　式中：n ——型

97、腔數(shù)目；</p><p>　　m件——單個(gè)塑件質(zhì)量（g）；</p><p>　　m澆——澆注系統(tǒng)質(zhì)量（g）。</p><p>　?、诖_定生產(chǎn)周期（s）</p><p>　　t=t注+t冷+t脫=1.8+9.3+8=19.1s</p><p>　　式中：t ——生產(chǎn)周期（s）</p><p>　

98、　t注——注射時(shí)間（s）；</p><p>　　t冷——冷卻時(shí)間（s）；</p><p>　　t脫——脫模時(shí)間（s）。</p><p>　?、矍竺啃r(shí)可以注射的次數(shù)</p><p>　　N=3600/t=188.5</p><p>　　④求每小時(shí)的注射量（kg/h）</p><p>　　W=Nm

99、=10kg/h</p><p>　?。?）確定單位質(zhì)量的塑件在固化時(shí)所釋放的熱量Qs(kJ/kg)</p><p>　　查表得，ABS塑料熔體的單位熱流量為。</p><p>　?。?）求冷卻水的體積流量。</p><p>　　式中：——冷卻水的密度（kg/）；——冷卻水的比熱容（kJ/kg·℃）；</p><p

100、>　　——冷卻水的出口溫度（℃）；——冷卻水的入口溫度（℃）。</p><p>　　3.6.4冷卻水路的布置</p><p>　　考慮到塑件的特點(diǎn)，根據(jù)書上的案例本次模具的冷卻水路以下圖方式布局，水路管直徑為6mm.</p><p><b>　　圖3.8冷卻水路</b></p><p>　　3.7 推出系統(tǒng)設(shè)計(jì)&l

101、t;/p><p>　　推出結(jié)構(gòu)由推出、復(fù)位、導(dǎo)向三大部分組成。本設(shè)計(jì)塑件脫模依靠注射機(jī)的開(kāi)模動(dòng)作驅(qū)動(dòng)模具上的推出機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)塑件自動(dòng)脫模。</p><p>　　推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則：（1）設(shè)計(jì)的推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量使塑件留于動(dòng)模一側(cè)（2）塑件在推出時(shí)不發(fā)生變形和損壞（3）不損壞塑件的外觀質(zhì)量（4）合模時(shí)推出機(jī)構(gòu)正確復(fù)位（5）在推出和復(fù)位的過(guò)程中，結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠、靈活，制造容易。</p>

102、;<p>　　3.7.1 推件力計(jì)算</p><p>　　Ft＝Ap(μcosα-sinα)+qA1（6-3）</p><p>　　式中，A—塑件包絡(luò)型芯的面積</p><p>　　p—塑件對(duì)型芯單位面積上的包緊力，P取0.8×107～1.2×107 帕；</p><p>　　α—脫模斜度；ABS≥5

103、6;</p><p>　　q—大氣壓力0.09兆帕</p><p>　　μ—塑件對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1～0.3；</p><p>　　A1—制件垂直于脫模方向的投影面積（㎜2）。</p><p>　　則，A≈25254㎝2 A1≈20458cm2</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)得Ft＝814.34N</p&g

104、t;<p>　　3.7.2 頂桿直徑的計(jì)算</p><p>　　根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式計(jì)算出頂桿直徑： d=φ[L2F/nE]1/4 m （6-4）式中：</p><p>　　φ—安全系數(shù)，常取φ=1.5；</p><p><b>　　L—頂桿的長(zhǎng)度m</b></p><p>　　n—頂桿數(shù)目，n=36<

105、;/p><p>　　代入數(shù)據(jù)得：d=10㎜</p><p>　　公式：σ=4F/nπd2≤[σ]（6-5）</p><p>　　式中, [σ]—頂桿材料的許用應(yīng)力Mpa；</p><p>　　σ—頂桿反受的應(yīng)力Mpa。</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得: σ=4×814.34/(8×3.14×4

106、2)=8.10Mpa﹤[σ]</p><p>　　所以，頂桿強(qiáng)度符合要求。</p><p>　　圓柱形狀的推桿和推桿孔最容易加工，而且很容易保證其配合精度，容易保證其互換性，并且容易更換，而且它還具有滑動(dòng)阻力小，不容易卡滯等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　3.7.3脫模力的計(jì)算</p><p>　　經(jīng)過(guò)注射機(jī)的高壓注射塑料在模具內(nèi)冷卻定型，此時(shí)塑

107、料收縮將型芯包緊，這一包緊力是開(kāi)模后塑件脫出時(shí)所必須克服的，此外還有不通孔帶來(lái)的大氣壓力，塑料及型芯的粘附力，摩擦力及機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦阻力。開(kāi)始脫模時(shí)的瞬時(shí)阻力最大，稱為初始脫模力。脫模力的計(jì)算一般總是計(jì)算初始脫模力。</p><p>　　塑件的脫模力計(jì)算公式如下所示。 </p><p>　　式中 F—脫模力，N；</p

108、><p>　　a—脫模斜度（0.75°）；</p><p>　　P—單位面積塑件對(duì)型芯的正力，Pa，一般取P=（8～12）MPa；</p><p>　　A—塑件包緊型芯的側(cè)面積，mm2</p><p>　　f—塑件與模體剛才的摩擦系數(shù)，一般去f =0.1～0.3；</p><p>　　A=15200mm2<

109、/p><p>　　F=10×15200×(0.2×cos0.75-sin0.75)=1 51806.60N</p><p>　　3.7.4頂桿在塑件上的分布 </p><p>　　頂桿位置的分布會(huì)影響塑件脫模質(zhì)量的好壞，按照經(jīng)驗(yàn)布置頂桿的位置如圖</p><p>　　圖3.9 頂桿位置分布</p>&l

110、t;p>　　3.8側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　當(dāng)塑件處在與開(kāi)模分型不同的方向時(shí)，在其內(nèi)側(cè)和外側(cè)上帶有孔、凹槽或凸起時(shí)，為了能對(duì)所成型的塑件進(jìn)行脫模，必須將成型側(cè)孔、側(cè)凹或側(cè)凸的部位做成活動(dòng)零件，即側(cè)型芯或側(cè)型腔，然后在模具開(kāi)模前（或模具開(kāi)模后）將其抽出。完成側(cè)型芯或側(cè)型腔抽出和復(fù)位動(dòng)作的機(jī)構(gòu)稱為側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)。根據(jù)此次模具的型腔布置及塑件的結(jié)構(gòu)，一個(gè)塑件上共有四處需要抽芯的位置。一處在手機(jī)側(cè)壁的側(cè)

111、凹需要斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，其中有三處在塑件內(nèi)部對(duì)，所以只需設(shè)計(jì)三個(gè)斜頂桿機(jī)構(gòu)抽芯即可。</p><p>　　3.8.1抽芯力的計(jì)算</p><p>　　抽芯力的計(jì)算與脫模力的計(jì)算相同，可按下面的簡(jiǎn)化公式進(jìn)行計(jì)算，即</p><p>　　式中：——抽芯力，N；</p><p>　　——塑料與鋼的摩擦系數(shù)，聚碳酸酯、聚甲醛取0.1~0.2，其余取0

112、.2~0.3；</p><p>　　p——塑件對(duì)型芯的單位面積上的包緊力，一般取8~12MPa；</p><p>　　A——塑件包容側(cè)型芯的面積，；</p><p>　　——脫模斜度，（°）。</p><p>　　3.8.2抽芯距的計(jì)算</p><p>　　抽芯距是指將側(cè)型芯抽至不妨礙塑件脫模位置的距離。一般

113、抽芯距等于成型塑件的孔深或凸臺(tái)高度再加2～3 mm的安全系數(shù)。即</p><p>　　S＝h+(2～3)mm＝1＋3＝4 mm：</p><p>　　式中， S——抽芯距 （mm）</p><p>　　h——塑件的側(cè)孔深度或側(cè)凸高度</p><p>　　3.8.3斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)

114、設(shè)計(jì)原則</p><p>　　a、活動(dòng)型芯一般比較小;</p><p>　　b、應(yīng)牢固裝在滑塊上;</p><p>　　c、防止在抽芯時(shí)松動(dòng)滑脫;</p><p>　　d、型芯與滑塊連接部位要有一定的強(qiáng)度和剛度；</p><p>　　e、滑塊在導(dǎo)滑槽中滑動(dòng)要平穩(wěn);</p><p>　　f、不要發(fā)

115、生卡住、跳動(dòng)等現(xiàn)象；</p><p>　　g、滑塊限位裝置要可靠;</p><p>　　h、保證開(kāi)模后滑塊停止在一定位置上而不任意滑動(dòng)；</p><p>　　i、鎖模塊要能承受注射時(shí)的側(cè)向壓力，應(yīng)選用可靠的連接方式與模板連接。鎖模塊和模板可做成一體。鎖緊塊的斜角θ1應(yīng)大于斜導(dǎo)柱的傾斜角θ，一般取θ1-θ >2°～3°,否則斜導(dǎo)柱無(wú)法帶動(dòng)滑塊

116、運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　j、滑塊完成抽芯運(yùn)動(dòng)后，仍停留在導(dǎo)滑槽內(nèi)，留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長(zhǎng)度不應(yīng)小于滑塊全長(zhǎng)的2/3，否則，滑塊在開(kāi)始復(fù)位時(shí)容易傾斜而損壞模具。</p><p>　　k、防止滑塊和推出機(jī)構(gòu)復(fù)位時(shí)的相互干涉，盡量不使推桿和活動(dòng)型芯水平投影重合,滑塊設(shè)在定模的情況下，為保證塑料制品留在定模上，開(kāi)模前必須先抽出側(cè)向型芯，最好采取定向定距拉緊裝置。</p><p&g

117、t;　　3.8.4抽芯機(jī)構(gòu)的確定</p><p>　　由于該模具抽芯力不大，故采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。</p><p>　　3.8.5斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)</p><p>　　斜導(dǎo)柱材料取T8，熱處理硬度為HRC45，表面粗糙度為0.8um，斜導(dǎo)柱與模板之間采用過(guò)渡配合H7/m6，與滑塊上斜導(dǎo)柱孔采用間隙配合H7/n6。</p><p><b&g

118、t;　　圖3.10 斜導(dǎo)柱</b></p><p>　　3.8.6滑塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　滑塊是斜導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)中的可動(dòng)零件，滑塊與側(cè)型芯既可做成整體式的；也可做成組合式的，由于該塑件的側(cè)凹形狀不規(guī)則，做成整體的回哪加工故選擇滑塊與側(cè)型芯做成組合式的。其結(jié)構(gòu)如圖7.2所示： </p><p>　　圖3.11 滑塊與側(cè)型芯</p>

119、<p>　　3.8.7斜推桿的設(shè)計(jì)</p><p>　　斜推桿是常見(jiàn)的側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)之一，它常用于制品內(nèi)側(cè)面存在凹槽或凸起結(jié)構(gòu)，強(qiáng)行推出會(huì)損壞制品的場(chǎng)合。它是將側(cè)向凹凸部位的成型鑲件固定在推桿板上，在推出的過(guò)程中，此鑲件作斜向運(yùn)動(dòng)，斜向運(yùn)動(dòng)分解成一個(gè)垂直運(yùn)動(dòng)和一個(gè)側(cè)向運(yùn)動(dòng)，其中的側(cè)向運(yùn)動(dòng)即實(shí)現(xiàn)側(cè)向抽芯。 </p><p>　　斜推桿有整體式和二段式，二段式主要用于長(zhǎng)而細(xì)的

120、斜推桿，此時(shí)采用整體式的斜推桿于彎曲變形。如下圖所示。</p><p>　　圖3.12 斜推桿抽芯機(jī)構(gòu)[1]</p><p><b>　　斜推桿的設(shè)計(jì)要點(diǎn)</b></p><p>　　a. 要保證復(fù)位可靠。斜推桿的復(fù)位有下列幾種方法:</p><p>　?。?） 斜推桿上端面有碰穿孔，碰穿孔由非安裝斜推桿的那一半模成型。

121、合模時(shí)由成型碰穿孔的內(nèi)模鑲件推動(dòng)斜推桿復(fù)位；</p><p>　　（2） 斜推桿上端面無(wú)碰穿孔，可以將斜推桿向外做大5~8mm，合模時(shí)由另一邊的內(nèi)模鑲件推回復(fù)位；</p><p>　?。?） 在組合式斜推桿中，可以將斜推桿的另一邊復(fù)位桿，合模時(shí)利用復(fù)位桿將斜推桿推回復(fù)位；</p><p>　?。?） 若上述方法無(wú)法做到，也可單純利用頂針將斜推桿推回復(fù)位。但這種復(fù)位精