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前 言 畢業(yè)設計是在修完所有課程之后，我們走向社會之前一次綜合性設計。本次設計的課題是攝像頭底座注塑模設計,是對以前所學課程的一個總結(jié)。 在此次設計中，主要用到所學的注射模設計，以及機械設計等方面的知識。著重說明了一副注射模設計的一般流程，即注射成型的分析、注射機的選擇及相關(guān)參數(shù)的校核、模具的結(jié)構(gòu)設計、注射模具設計的有關(guān)計算、模具總體尺寸的確定與結(jié)構(gòu)草圖的繪制、模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件工作圖的繪制、全面審核投產(chǎn)制造等。其中模具結(jié)構(gòu)的設計既是重點又是難點，主要包括成型位置及分型面的選擇，模具型腔數(shù)的確定及型腔的排列和流道布局和澆口位置的選擇，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設計，推出機構(gòu)的設計，拉料桿的形式選擇，排氣方式設計等。通過本次畢業(yè)設計，雖然產(chǎn)品很簡單，沒有涉及側(cè)面分型及抽芯機構(gòu)的設計，但是使我懂得如何查閱相關(guān)資料以及怎樣解決在實際工作中遇到的實際問題，這為我們以后更好的從事模具行業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。 本次畢業(yè)設計中得到了老師和很多同學的幫助，在此我一一表示誠摯的感謝！由于本人缺乏實踐經(jīng)驗，水平有限，且時間又倉促。設計過程中難免有錯誤和欠妥之處，懇請各位老師和同學指正批評。 編者 黎康康 2011年6月5日 1.塑件材料的成型特性與工藝參數(shù) 本章著重介紹塑料成型的工藝特點以及塑件的工藝要求，塑件結(jié)構(gòu)設計方面的知識。為后面幾章的模具設計奠定了基礎(chǔ)。 對零件的分析得塑件材料取PE（聚乙烯）。 1.1塑件材料的特性 聚乙烯無臭，無毒，手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達-70～-100℃)，化學穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸)，常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，但由于其為線性分子可緩慢溶于某些有機溶劑，且不發(fā)生溶脹，電絕緣性能優(yōu)良；但聚乙烯對于環(huán)境應力(化學與機械作用)是很敏感的，耐熱老化性差。 1.2 成型特性 PE（聚乙烯）注塑成型工藝 根據(jù)材料的特性和供料情況，一般在成型前應對材料的外觀和工藝性能進行檢測。供應的粒料往往含有不同程度的水分、熔劑及其它易揮發(fā)的低分子物，特別是具有吸濕傾向的PE含水量總是超過加工所允許的限度。因此，在加工前必須進行干燥處理，并測定含水量。在高溫下PE的水分含量要求在5％以下，甚至2％～3％，因此常用真空干燥箱在75℃～90℃干燥2小時。已經(jīng)干燥的材料必須妥善密封保存，以防材料從空氣中再吸濕而喪失干燥效果，為此采用干燥室料斗可連續(xù)地為注塑機提供干燥的熱料，對簡化作業(yè)、保持清潔、提高質(zhì)量、增加注射速率均為有利。干燥料斗的裝料量一般取注塑機每小時用料量的2.5倍?！　? 對于某些包膠注塑的應用，使用聚乙烯(PE)載色劑可能會對與基體的粘接力產(chǎn)生不利的影響。新購進的注塑機初用之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時，都需要對注塑機機筒進行清洗或拆洗。　 　　清洗機筒一般采用加熱機筒清洗法。清洗料一般用塑料原料（或塑料回收料）。在加工注塑過程中，溫度的設定是否準確是制品外觀和性能好壞的關(guān)鍵。下面是進行PE加工注塑時溫度設定的一些建議。 　　進料區(qū)域的溫度應設定得相當?shù)?，以避免進料口堵塞并讓夾帶的空氣逸出。當使用色母料時為了改善混合狀態(tài)，應將過渡區(qū)域的溫度設定在色母料的熔點以上。離注塑噴嘴最近區(qū)域的溫度應該設定得接近于所需的熔體溫度。所以，經(jīng)過測試，通常PE產(chǎn)品在各個區(qū)域溫度的設定范圍分別是：料筒為160攝氏度到210攝氏度，噴嘴為150攝氏度到170攝氏度。 　　模具溫度應該設定高于注塑區(qū)的冷凝溫度，這將能避免水分對模具的污染以致制品表面出現(xiàn)的條紋。較高的模具溫度通常會導致較長的循環(huán)周期，但它能改進焊接線和制品的外觀效果,所以，模具溫度的范圍應設計定在33到65之間。 　　在制品填充模具型腔的過程中，如果制品的填充性能不好，就會發(fā)生壓力降低過大、填充時間過長、填充不滿等等情況，從而使制品存在質(zhì)量問題。為了提高制品在成型時的填充性能，改善成型制品的質(zhì)量，一般可以從下列幾個方面來考慮： 1）改變澆口位置； 2）改變注射壓力； 3）改變零件的幾何形狀。 　　通常將注射壓力的控制分成為一次注射壓力、二次注射壓力（保壓）或三次以上的注射壓力的控制。壓力切換時機是否適當，對于防止模內(nèi)壓力過高、防止溢料或缺料等都是非常重要的。模制品的比容取決于保壓階段澆口封閉時的熔料壓力和溫度。如果每次從保壓切換到制品冷卻階段的壓力和溫度一致，那么制品的比容就不會發(fā)生改變。在恒定的模塑溫度下，決定制品尺寸的最重要參數(shù)是保壓壓力，影響制品尺寸公差的最重要的變量是保壓壓力和溫度。例如：在充模結(jié)束后，保壓壓力立即降低，當表層形成一定厚度時，保壓壓力再上升，這樣可以采用低合模力成型厚壁的大制品，消除塌坑和飛邊。 　　保壓壓力及速度通常是塑料充填模腔時最高壓力及速度的50％~65％，即保壓壓力比注射壓力大約低0.6~0.8MPa。由于保壓壓力比注射壓力低，在可觀的保壓時間內(nèi)，油泵的負荷低，固油泵的使用壽命得以延長，同時油泵電機的耗電量也降低了。采用預先調(diào)節(jié)好一定的計量，使得在注射行程的終點附近，螺桿端部仍殘留有少量的熔體（緩沖量），根據(jù)模內(nèi)的填充情況進一步施加注射壓力（二次或三次注射壓力），補充少許熔體。這樣，可以防止制品凹陷或調(diào)節(jié)制品的收縮率。 冷卻時間主要取決于熔體溫度、制品的壁厚和冷卻效率。此外，物料的硬度也是一個因素。與很軟的品種比較，較硬的品種在模具內(nèi)將較快地凝固。如果從兩側(cè)進行冷卻，那么每0.100' 壁厚所需的冷卻時間通常將是大約10到15秒。包膠方式的制品將需要較長的冷卻時間，因為它們可以通過較小的表面積而有效地冷卻。每0.100'壁厚所需的冷卻時間將是大約15到25秒。 1 塑料成型不完整 （1）進料調(diào)節(jié)不當，缺料或多料。 （2）注射壓力太低，注射時間短，柱塞或螺桿退回太早。 （3）注射速度慢。 （4）料溫過低。 2 溢料（飛邊） （1）注射壓力過高或注射速度過快。 （2）加料量過大造成飛邊。 （3）機筒、噴嘴溫度太高或模具溫度太高都會使塑料黏度下降，流動性增大，在流暢進模的情況下造成飛邊。 3燒焦暗紋 （1）機筒、噴嘴溫度太高。 （2）注射壓力或預塑背壓太高。 （3）注射速度太快或注射周期太長。 4 銀紋、氣泡和氣孔 （1）料溫太高，造成分解。 （2）注射壓力小，保壓時間短，使熔料與型腔表面不密貼。 （3）注射速度太快，使熔融塑料受大剪切作用而分解，產(chǎn)生分解氣；注射速度太慢，不能及時充滿型腔造成制品表面密度不足產(chǎn)生銀紋。 （4）料量不足、加料緩沖墊過大、料溫太低或模溫太低都會影響熔料的流動和成型壓力，產(chǎn)生氣泡。 （5）螺桿預塑時背壓太低、轉(zhuǎn)速太高，使螺桿退回太快，空氣容易隨料一起推向機筒前端。 1.3工藝參數(shù) 溫度設定 進料區(qū)域的溫度應設定得相當?shù)?，以避免進料口堵塞并讓夾帶的空氣逸出。當使用色母料時為了改善混合狀態(tài)，應將過渡區(qū)域的溫度設定在色母料的熔點以上。離注塑噴嘴最近區(qū)域的溫度應該設定得接近于所需的熔體溫度。所以，經(jīng)過測試，通常PE產(chǎn)品在各個區(qū)域溫度的設定范圍分別是： 料筒為160～210℃，噴嘴為150～170℃，模具溫度的范圍應設計定在40～60℃之間。 保壓壓力及速度通常是塑料充填模腔時最高壓力及速度的50％～65％，即保壓壓力比注射壓力大約低0.6～0.8MPa。螺桿速度范圍為每分鐘50～150轉(zhuǎn)。背壓的正常設定范圍是50～150 psi。當混合色母料時，應采用較高的背壓以達到最佳的分散狀態(tài)。 螺桿選擇 由于PE兼具有很好的特性，一般注塑螺桿選擇通用型即可，壓縮比不宜太大；如果產(chǎn)品要求不高，也可選擇類似PVC用的螺桿 1.4塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性 要想獲得合格的塑料制件，除選擇合理的塑件材料外，還必須考慮塑件的結(jié)構(gòu)工藝性。塑件的 結(jié)構(gòu)工藝性與模具設計有直接關(guān)系，只有塑件設計滿足成型工藝要求， 才能設計出合理的模具結(jié)構(gòu)。 一、 尺寸及精度 塑件尺寸的大小取決于塑料的流動性。在注射成型中，薄壁塑件的尺寸不能設計的過大。 塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度，及所獲得塑件尺寸的準確度。 根據(jù)本次設計的要求，結(jié)合表3-9（參一）初步選定該零件的三個表面的精度分別為4、5、6級。 二、 表面粗糙度 塑件的外觀要求越高，表面粗糙度應越低。一般模具表面粗糙度,要比塑件的要求低1～2級。塑件的表面粗糙度一般為Ra 0.8～3.2μm。 三、 形狀 塑件的內(nèi)外表面形狀應盡可能保證有利于成型。 四、 斜度 為了便于從塑件中抽出型心或從型腔中脫出塑件，防止脫模時拉傷塑件，在設計時必須使塑件內(nèi)外表面沿脫模方向留有足夠的斜度，由于本次設計所選材料為PE，內(nèi)外面均取拔模斜度為1°。 五、 壁厚 塑件的壁厚對塑件的質(zhì)量有很大的影響，塑件壁厚盡可能均勻。本次設計的壁厚非均勻，且滿足塑件的最小厚度。 六、 圓角 塑件除了使用上要求采用尖角外，其余所有轉(zhuǎn)角處均應盡可能采用圓角過渡。 1.5塑件在模具中的位置 一、 型腔數(shù)量及排列方式 塑件的設計已完成，根據(jù)塑件品種，形狀及尺寸分析，塑件的材料、形狀尺寸于澆口的位置和形狀有關(guān)，同時也對分型面和脫模位置有影響，此外質(zhì)量控制要求，塑件的成本，注射機技術(shù)規(guī)范對型腔均有影響，本次設計選定一模一腔。 二．分型面的設計 1、分型面設在零件開口最大輪廓處 2、分型面設在零件開口處以使塑件開模以后留在動模。便于順利脫模 3、在分型面上設有1°左右的拔模斜度，可以保證塑件外觀質(zhì)量和塑件精度要求 2.模具結(jié)構(gòu)設計 2.1型腔數(shù)目的確定 由于該塑件尺寸不大，而且成規(guī)則的圓柱體，只能采用一模四腔生產(chǎn)模具可保證塑件的表面的粗糙度和質(zhì)量，又能達到制件的最佳的技術(shù)經(jīng)濟性。 2.2分型面的設計 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切的關(guān)系，并且直接影響到塑料熔體的流動充填特性及塑件的脫模，因此分型面的選擇是注塑模具設計中的一個關(guān)鍵選擇分型面應遵循以下幾項基本原則： a、分型面應選在塑件外形最大輪廓處。 b、確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模； c、保證塑件的精度要求； d、滿足塑件外觀質(zhì)量的要求； e、便于模具的加工與制造； f、對成型面積的影響； g、排氣的效果的考慮； h、對側(cè)向抽芯的影響。 注射模一般的有一個分型面，有的有兩個分型面。分型面的形狀分為：平直分型面，傾斜分型面，階梯分型面，曲面分型面，復合分型面。在這里考慮到塑件分型面選在塑件外形最大輪廓處，要保證有利的留模方式，要便于塑件順利脫模，保證塑件的精度要求，便于模具加工，脫模，采用平直分型面。如圖； 2.3注射機的選定 以鎖模力為技術(shù)參數(shù)，必須大于模具在開模方向的投影面積上的總注射力。P=PB x KC x KS式中 P-----型腔內(nèi)注射壓力 Mpa PB-----基本壓力 Mpa KC---材料系數(shù)，TRP材料取KC=1.15 KS---塑料復雜系數(shù)，KS=1～1.5。 螺桿（柱塞）直徑（毫米） Φ42 噴嘴 球半徑（毫米） 12 孔直徑（毫米） Φ4 注射容量（厘米或克） 125 定位孔直徑（毫米） Φ100 注射壓力 1190 頂出 中心孔徑（毫米） 兩側(cè) 孔徑（毫米） ?22 孔距（毫米） 230 鎖模力（10） 450 模具厚度（毫米） 最大 300 最小 200 最大注射面積（厘米） 320 模板厚度（毫米） 300 PB與塑件平均壁厚T，進澆口流程長度L的流程比L/T有關(guān)，本塑件T=4mm，在這里直澆口，估算L=100mm，故L/T=33，PB=32MPa，由于該塑件簡單，取KS=1，則： P=32 ×1.15 ×1=36.8 MPa 鎖模力為；F=1.5×P×A×0.1式中； F---所需的鎖模力 KN P---型腔內(nèi)注射壓力 A---塑件投影面積， A=660×510=336600 F=1.5×36.8×336600×0.1=185.803 KN 所以選用臥式XS-ZY-125 型號國產(chǎn)注射機，其主要技術(shù)參 數(shù)如下： XS-ZY-125型注射機技術(shù)參數(shù) 2.4主流道的設計 主流道的設計參考教材《塑料成型工藝與模具設計》P114表5-2主流的部分尺寸： 查教材《塑料成型工藝與模具設計》P103表4.2常用熱塑性塑料注射機型號和主要技術(shù)規(guī)格XS-ZY-125： 噴嘴球半徑=ф12㎜； 主流道小端直徑=6㎜。 則主流道小端直徑d=6+1=7㎜; 球面配合高度h取10㎜； 主流道錐角α取30 ； 主流道球面直徑SR=12+8=20㎜; L和D還待定。因為定模板厚度和動模底板總長為120，所以澆口套L=120mm。經(jīng)計算d=2+1=3mm。 2.5 澆口的設計。 因為該塑件是用一模4件型腔模，而且塑件表面粗糙度要求較高，澆口開在成型件的底部,才用邊緣型澆口,如下圖所示。 2.6澆口位置的選擇 澆口的形式很多，但無論采取什么形式的澆口，其開設的位置對塑件的成型性能及成型質(zhì)量影響都很大。在模具設計時，澆口位置及尺寸要求比較嚴格，它一般根據(jù)下述幾項原則來參考： a、 盡量縮短流動距離 b、 澆口應開設在塑件壁最厚處 c、 避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷 d、 考慮分子定向的影響 e、 減少或避免熔接痕提高熔接強度 f、 應有利于型腔中氣體的排除 g、 不在承受彎曲或沖擊載荷的部位設置澆口 h、 澆口位置的選擇應注意塑件外觀質(zhì)量 綜合以上原則和塑件形狀及技術(shù)要求決定將澆口設置在塑件底部。 2.7 冷料穴和拉料桿的設計 冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入行腔。為了使料流的流動性更好，在模具內(nèi)溫度更均勻. 2.8排氣系統(tǒng)的設計 當塑料溶體填充型腔時，必須將型腔內(nèi)和澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體順利排出模外。如果型腔內(nèi)因各種因素沒有將產(chǎn)生的氣體排除干凈，塑件就會形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及填充缺料的成型缺陷，另外氣體受壓，體積縮小會產(chǎn)生高溫將導致素件局部碳化或燒焦，同時積存的氣體還會產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度。因此必須考慮排氣問題，注射模成型時排氣通常用如下三種方式進行： a、利用配合間隙排氣 b、在分型面上開設排氣槽排氣 c、利用排氣塞排氣 本塑件可在分型面上開設排氣槽。，不必專門開設排氣系統(tǒng)。 2.9溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 無論什么塑料進行注射成型，均有一個比較適宜的模具溫度范圍，在此模具溫度范圍內(nèi)，塑料熔體的流動性好，容易充滿型腔，塑件脫模后收縮和翹曲變形小，形狀與尺寸穩(wěn)定，力學性能以及表面質(zhì)量較高。為了使模溫控制在一理想的范圍內(nèi)，現(xiàn)設計一模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。由于本次設計的塑料PE黏度和流動性大，模溫為80～100℃，故無須設計加熱系統(tǒng)，只需設計冷卻系統(tǒng)以確保合理的模溫。常用的冷卻方法有水冷卻、空氣冷卻和油冷卻，本設計采用水冷卻，經(jīng)濟實惠。 （1）冷卻系統(tǒng)的設計原則與常見冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 冷卻系統(tǒng)的設計原則為： a） 冷卻水道應盡量多 b） 冷卻水道至型腔表面距離應盡量相等 c） 澆口出加強冷卻 d） 冷卻水道、入口溫差應盡量小 e） 冷卻水道應沿著塑料收縮的方向設置 此外，冷卻水道的設計還必須盡量避免接近塑件的溶接部位以免產(chǎn)生溶接痕，降低塑件強度； （2）冷卻系統(tǒng)機構(gòu)的確定 塑件的形狀是變化萬千的，因此對于不同的塑件，冷卻水道的位置形狀也不一樣。本塑件為深型腔塑件，凸凹模設置直通冷卻水道。如圖: 3.成型零件的設計與計算 成型零件決定塑件的幾何行狀和尺寸。成型零件工作時，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑料間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高強度、剛度及較好的耐磨性能。 3.1成型零件的設計 為了提高零件的加工效率，裝拆方便，保證型腔形狀，采用整體形式.凸模采用整體中嵌入式凸模結(jié)構(gòu)。凸模鑲塊與凸模板間的配合用。影響成型零件的尺寸因素有： 1）塑件的收縮率 其值為δs=（Smax-Smin ）Ls; 式中 δs--塑料收縮率波動所引起的塑件尺寸誤差； Smax--塑料的最大收縮率； Smin--塑料的最小收縮率； Ls --塑件的基本尺寸。 2）模具成型零件的制造誤差 參考《塑料成型工藝與模具設計》P所列出的經(jīng)驗值，成型零件的制造公差約占塑件總公差的-,或取IT7-IT8級作為模具制造公差。模具成型零件制造公差用δz表示。這里取δz=0.05收縮率的波動引起塑件尺寸誤差隨塑件的尺寸增大而增大。在計算成型零件時，所用到的收縮率均用平均收縮率來表示= 100% 式中 ---塑件的平均收縮率； Smax--塑料的最大收縮率； Smin--塑料的最小收縮率。 第一類尺寸：型腔尺寸的計算 計算公式參考教材P151式（5-18）： （）=[(1+ )LS-(0.5~0.75)Δ] 式中 --表示塑料的平均收縮率；(=0.55%) LS--表示塑件的基本尺寸； Δ--表示塑件尺寸的公差； δZ--取Δ/3。 當制件的尺寸較大、精度級別較底時式中取0.5，當精度級別較高時式中取0.75。本塑件為殼體配件其精度要求不高，故在本設計中取0.5。 第一類型腔尺寸的計算 ①68尺寸的計算：查教材P66表3-8該尺寸的公差為Δ=1.56。 利用公式(LM) =[(1+ )LS-0.75Δ] =[(1+0.55%)×68-0.75×1.6] 0+0.035 =67.45 0+0.035mm ①66尺寸的計算：查教材P66表3-8該尺寸的公差為Δ=1.50。 (LM) =[(1+ )LS-0.75Δ] =[(1+0.55%)×66-0.75×1.5] 0+0.25 =65.23 0+0.25mm 第二類型芯尺寸的計算： （1）尺寸為1.44的計算：查教材P66表3-18該尺寸的公差為Δ=1.6。 利用公式(Lm)δz =[(1+ )LS+0. 75Δ]δz =[(1+0.55%)×1.44+0.75×1.6] 0-0.034 =1.40-0.034mm （2）尺寸為5的計算：查教材P66表3-18該尺寸的公差為Δ=1.6。 利用公式(Lm)δz =[(1+ )LS+0.75Δ]δz =[(1+0.55%)×54+0.75×1.08] 0-0.045 =5 0-0.034mm 3.2模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計算 塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應具有足夠的強度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底版厚度過小，可能因硬度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足產(chǎn)生翹曲變形導致溢料和出現(xiàn)飛邊，降低塑件尺寸精度和順利脫模。因此，應通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚 模具型腔壁厚的計算，以最大壓力為準，而最大壓力是在注射時，熔體充滿型腔的瞬間產(chǎn)生的，隨著塑料的冷卻和澆口的凍結(jié)，型腔內(nèi)的壓力逐漸降低，在開模時接近常壓。理論分析和生產(chǎn)實踐表明，大尺寸的模具型腔，剛度不足是主要矛盾，型腔壁厚應以滿足剛度條件為準；由于本模具采用“一模4件”結(jié)構(gòu)，總體尺寸不是很大，故應以型腔的壁厚的剛度為準。 剛度計算條件一般從下面三個方面來考慮： （1） 模具成型過程中不發(fā)生溢料 （2） 保證塑件尺寸精度 （3） 保證塑件順利脫模 在一般情況下，因塑料的收縮率較大，型腔的彈性變形量不會超過塑料冷卻時的收縮值，因此，型腔的剛度要求主要是由不溢料和塑件精度來決定。當塑件某一尺寸同時有幾項要求時，以最苛刻的條件作為剛度設計的依據(jù)。 對于本塑件可以簡化為整體式矩形型腔進行近似計算。 1）矩形型腔的結(jié)構(gòu)尺寸計算 在本模具設計中采用了整體矩形型腔，整體矩形型腔的結(jié)構(gòu)簡圖如下： 因本模具的型腔大體上似矩形，并且其l<370故按一下強度條件公式： S≥ 底板厚度的計算公式： h≥ 式中：c，----由型腔邊長比l/b決定的系數(shù)。 由于型腔厚度很小，h=2mm. 根據(jù)表4-17矩形型腔壁厚尺寸的經(jīng)驗推薦： 矩形型腔內(nèi)壁短邊 b 整體型腔壁厚s >40-50 25-30 >50-60 30-35 >60-70 35- 42 由于采用一模4腔的設計，流道總長度為104mm.，型腔厚度取40mm.所以型腔的外形尺寸：260×260× 40mm. 2）底板厚度的計算 整體式矩形型芯的底板，如果后部沒有支承板，直接支承在模腳上，中間是懸空的，底板可以看成是周邊固定的受均勻載荷的矩形板，由于溶體的壓力，板中心將產(chǎn)生最大的變形量，按剛度條件，型腔底板厚度為： 式中 ——由型腔邊長比決定的系數(shù)； ——型腔內(nèi)溶體的壓力（）； ——型腔短邊長（）； ——鋼的彈性模量，取； ——允許變形量；取0.05 mm 經(jīng)計算得：l/b=1.4 查表得 =0.0226, p=50MPa，b=80mm。 所以 35.5mm 由于考慮到這是近似計算，為匹配標準模架，取h=40mm。 3.3 模架的選用 根據(jù)型芯,型腔的尺寸.因此選用的模架外形尺寸為: AⅡ400× 400的模架. 4.合模導向機構(gòu)的設計 導向機構(gòu)的保證動摸或上下模合模時正確定位和導向的零件。合模導向機構(gòu)主要有導柱導向和錐面定位兩種形式。在這里我采用導柱導向的形式。 4.1 導向機構(gòu)的作用 1） 定位作用 模具閉合后，保證定模或上下模的位置的正確，保證型腔形狀和尺寸的精度；導向機構(gòu)在模具裝配過程中也起定位作用，便于裝配和調(diào)整。 2） 導向作用 合模時首先是導向零件接觸，引導動定模上下模準確閉合，避免型心先進入型腔造成成型零件的損壞。 3） 承受一定的側(cè)向壓力 承受塑料溶體在充型過程中產(chǎn)生單向側(cè)壓力和動模板自身的重力。 4.2 導柱導向機構(gòu) （一）導柱 1、導柱的結(jié)構(gòu) 其結(jié)構(gòu)采用如下圖所示的結(jié)構(gòu)： 2、導柱結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 （1）長度 導柱導向部分長度=35+20~80 =52mm. 直徑 由于模架250×315型。選用比較大，參考塑料注 射 模中小型模架標準的尺寸組合。選用：導柱d80×150×35. 《實用注塑模設計手冊》。 （2）形狀 導柱前端做倒角。 （3）材料 導柱應具有硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的內(nèi)心，因此采用T10A鋼經(jīng)淬火熱處理，硬度應達到50~55HRC。導柱固定部分表面粗糙度為Ra0.8。導向部分為Ra0.4。 （4）數(shù)量布置 導柱均勻分布在模具四周如下圖所示： （5）配合精度 導柱固定端與模板之間采用H7/m6的過度配合；導柱的導向部分采用H7/f7的間隙配合。 （二）導套 1 、導套的結(jié)構(gòu)形式 導套的典型結(jié)構(gòu)如圖所示： 此類型導套為直導套，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，適用于簡單模具或?qū)缀竺鏇]有墊板的場合： 2、導套結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 1）形狀 為使導柱順利進入導套，在導套的前端倒圓角。導柱孔最好做成通孔，以利于排出孔內(nèi)空氣及殘渣廢料。如模板較厚，導柱孔必須作成盲孔時，可在盲孔的側(cè)面打一小孔排氣。 2）材料 導套用與導柱相同的材料或銅合金等耐磨材料制造，其硬度一搬應低與導柱硬度，以減輕磨損，防止導柱和導套拉毛。導套固定部分和導滑部分的表面粗糙度一般為 Ra0.8。因此選用：導套d=60×62的導套。GB 4619.3-84，材料T8A。固定形式和配合精度 采用H7/r6配合鑲?cè)肽０?。參考《實用注塑模設計手冊》： 5.推出機構(gòu)的設計 5.1 推出機構(gòu)的設計原則 塑件在從模具上取下以前,還有一個從模具的成型零件上脫出的過程,使塑件從成型零件上脫出的機構(gòu)稱為推出機構(gòu)。它包括以下幾個部分，脫模力的計算、推出機構(gòu)、復位機構(gòu)等的機構(gòu)形式、安裝定位、尺寸配合以及某些機構(gòu)所需的強度、剛度或穩(wěn)性校核。在設計此機構(gòu)時，應遵守以下幾個原則： 1 推出機構(gòu)應盡量設置在動模一側(cè), 2 保證塑件不因推出而變形損壞, 3 機構(gòu)簡單動作可靠, 4 良好的塑件外觀, 5 合模時的正確復位 . 5.2 脫模力的計算 注射成型后，塑件在模具內(nèi)冷卻定型，由于體積的收宿，對型心產(chǎn)生包緊力，塑件要從模腔中脫出，就必須克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦阻力。對于不帶通孔的殼體類塑件，脫模時還要克服大氣壓力。一般而論，塑料制件剛開始脫模時，所需克服的阻力最大，即所需的脫模力最大，根據(jù)力平衡原理，列出平衡方程式： F=Ap(μcosa-sina) 式中：μ--塑料對鋼的摩檫系數(shù)，約為 0.1-0.3 A-塑件包容型芯的面積， P-塑件對型芯的單位面積上的包緊力，這里取 P=3×107Mpa 5.3 簡單推出機構(gòu) 1）推出機構(gòu)一般包括推桿推出機構(gòu)、推管推出機構(gòu)、推件板推出機構(gòu)、活動鑲塊及凹模推出機構(gòu)、多元綜合推出機構(gòu)等。 考慮到本塑件的結(jié)構(gòu)形狀，推件板推出機構(gòu)易使塑件產(chǎn)生變形且易產(chǎn)生毛刺,因此確定用推桿推出機構(gòu)。 推桿推出機構(gòu)是最常見，而且也是應用最為廣泛的。推桿頭的形狀根據(jù)塑件的成型面形式而定。 由于本塑件的脫模力相對來說較大，故布置四個推桿。中間也可以加氣頂輔助推出。 2）推桿的材料采用T8A碳素鋼，熱處理要求HRC≥50,工作端配合部分表面粗糙度Ra≤0.8。 3）推出機構(gòu)的導向與復位 為了保證推出機構(gòu)在工作過程中靈活、平穩(wěn)，每次合模后，推出機構(gòu)應能回到原來的位置，所以需要設計推出機構(gòu)的導向與復位裝置。 推出機構(gòu)包括導向零件和復位零件。導向零件由推板導柱與推板導套所組成，本次設計采取導柱與導套相配合的形式，導套在頂桿固定板和副板之間，導柱在支持板上與下模座螺絲連接。因這樣導柱除了起到向作用外，還能支承著動模支承板，這樣改善了支承板的受力狀況，提高了支承板的剛性。 復位零件一般有復位桿復位和彈簧復位兩種形式，本次設計采用復位桿復位形式，圓形截面，設置四根。位置設在推桿固定板的四周，這樣可使推出機構(gòu)合模時復位平穩(wěn)，復位桿端面與所在動模分型面上平齊。推出機構(gòu)推出后，復位桿高出分型面（其高度即為推出距離的大?。?。合模時，復位桿在彈簧力的作用下先復位，同時帶動推件機構(gòu)復位。 6.注射機相關(guān)參數(shù)的校核 在前面已經(jīng)確定了模具的結(jié)構(gòu)、類型和一些基本的參數(shù)尺寸，如模具的型腔的個數(shù)、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時所需的合模力、注射壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開模行程等。這些數(shù)據(jù)都與注射機的有關(guān)性能參數(shù)密切相關(guān)，如果兩者不相匹配，則模具無法使用，為此，必須對兩者之間有關(guān)的數(shù)據(jù)進行校核以滿足要求。 6.1注射壓力的校核 注射成型機的最大注射壓力應稍大于塑料制品的成型所需的注射壓力，即 P0≥P 式中 P0——注射成型機的最大注射壓力； P ——塑料制品成型時所需的注射壓力。 查有關(guān)手冊可知P0=130 Mpa，P=70~90 Mpa 所以P0=130≥P=80成立，即注射壓力滿足要求。 6.2鎖模力的校核 鎖模力的校核 鎖模力又稱合模力，是指注射成型機的合模裝置對模具所施加的最大夾緊力。為了避免塑料注射機成型時由于受到注射壓力的作用而使模具沿分型面而脹開，注射成型機的鎖模力可按下式核算： F0≥P模A分×100 或 F0≥K1P A分×100 式中 F0——注射成型機的公稱鎖模力（N）； P?！?nèi)壓力（型腔內(nèi)熔體壓力）（Mpa）； K1——壓力損耗系數(shù)，K1=2/3； A分——塑料制品在及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和。所以有： F0=1800000≥35×(2×11.87+6×54)×100=1217090 所以F0≥P模A分×100 成立，故所選注射機的鎖模力也符合要求。 6.3模具閉和高度的校核 模具閉和高度應該滿足以下關(guān)系： ≤H≤ 式中 H——模具閉合高度； Hmin——注射成型機模具最小厚度； Hmax——注射成型機模具最大厚度； Hmin=250≤H=299≤Hmax=350 所以所選注射機的模具閉合高度滿足要求。 6.4開模行程的校核 開模行程S是（合模行程）指模具開合過程中動模固定板的移動距離。它的大小直接影響模具所能成型的塑件高度。當模具需要利用開模動作完成側(cè)向抽芯動作時，開模行程的校核還應考慮為完成抽芯動作所需增加的開模行程。次模具沒有側(cè)向抽芯動作，故開模行程按下式來校核： Smax≥S= H1+ H2 即有 S=350≥34.0+84+10=128 因而所選注射機的開模行程也符合要求。 6.5模具安裝尺寸的校核 不同型號的注射機其安裝模具部位的形狀和尺寸各不相同，設計模具時應對其相關(guān)尺寸加以校核，以保證模具順利安裝，需校核的主要內(nèi)容有噴嘴尺寸、定位圈、模具的最大厚度與最小厚度及安裝螺釘孔等。 （1） 噴嘴尺寸 因為澆注系統(tǒng)的主流倒的尺寸是根據(jù)噴嘴尺寸而設計的，所以此尺寸一定滿足條件。（祥見澆注系統(tǒng)設計） （2） 定位圈尺寸 此同上，因為定位圈是隨著噴嘴尺寸而變化的相應的改變，故必滿足要求。 6.6安裝螺孔尺寸 我們采用用螺釘直接固定的方法，但要注意動、定模部分的底板尺寸與注射機對應模板上所開設的螺孔的尺寸和位置相適應。由于在設計的時候是用CAD軟件ug進行分型得出的結(jié)果，取的是標準數(shù)值，顯然滿足要求。 至此已經(jīng)校核完了注射機的相關(guān)工藝參數(shù)，即所選用的注射機符合要求。 7.設計總結(jié) 本次畢業(yè)設計的課題是攝像頭底座注塑模設計,是在修完大學所有課程之后進行的一次綜合性設計,是對以前所學知識的一次全面性檢查。 在這次畢業(yè)設計的過程中，我充分利用了所學知識，查閱了大量的參考書目，盡量將自己所學的知識與設計有機的結(jié)合起來，懂得了如何來設計塑件的注射模具的一般流程，即注射成型制品的分析、注射機的選擇及相關(guān)參數(shù)的校核、模具的結(jié)構(gòu)設計、注射模具設計的有關(guān)計算、模具總體尺寸的確定與結(jié)構(gòu)草圖的繪制、模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件工作圖的繪制、全面審核投產(chǎn)制造等，其中模具結(jié)構(gòu)的設計既是重點又是難點，主要包括制品成型位置的及分型面的選擇，模具型腔數(shù)的確定及型腔的排列和流道布局和澆口位置的選擇，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設計，側(cè)面分型及抽芯機構(gòu)的設計，推出機構(gòu)的設計，拉料桿的形式選擇，排氣方式設計等。雖然這次設計的制件簡單沒有用上側(cè)面分型及抽芯機構(gòu)的設計等，但是經(jīng)過再次復習又一次進行了掌握！ 經(jīng)過兩個多月的時間，畢業(yè)設計終于可算是劃上了一個句號。本次設計是一個全面性的設計，是對大學課程的一個總結(jié)。本次畢業(yè)設計我翻閱了大量的參考書，鞏固了以往所學的機械制圖、公差與配合、制造工藝等相關(guān)知識，對機械課程和知識起到了穿針引線的作用，使我對大學所學的全部知識進行一次整理，為我即將踏入社會做了一個很好的準備。更重要的是，通過本次畢業(yè)設計對我們所掌握的模具知識實際應用能力起到了檢驗的作用，通過系統(tǒng)設計，知道自己的不足和缺陷。 在設計過程中我始終結(jié)合計算機進行設計，從零件的造型、模具的分模到、二維工程圖的轉(zhuǎn)化都使用UG、AutoCAD軟件。提高了我們對UG、AutoCAD等軟件的應用能力。通過了本次設計我們已初步了解了工程技術(shù)人員的設計思想，掌握了模具設計的相關(guān)知識，為以后能獨立完成一套模具設計與制造打下基礎(chǔ)。 在設計中，通過查閱網(wǎng)絡資料，向在外面工作師傅請教，最大可能地了解實際生產(chǎn)中注塑模具的實際設計和制造情況。在設計中廣泛采用標準件。設計參數(shù)的選擇不局限于課本和老資料，而是根據(jù)實際情況來選擇和使用。課本的數(shù)據(jù)取值相對比較保守：如推桿固定板安裝推桿的孔單邊間隙在課本中推薦值是0.5㎜，而實際情況是單邊取0.05㎜，即用現(xiàn)有的加工方法，是很容易達到這個精度要求的。 在設計中我得到最大的收獲是： 1. 提高查閱參考資料的能力。能在不同的參數(shù)推薦值中選擇適合本設計的最佳值和方法。 2. 繼續(xù)鞏固各種基礎(chǔ)知識。比如材料力學、機械制圖、公差與配合、加工工藝等。并學會較靈活應用，為設計機械模具打好基礎(chǔ)。 3. 學會使用各種專業(yè)工程軟件來輔助設計。在本次設計中就是用UG軟件來輔助設計的。這樣不但可以提高設計效率，更重要的是可以領(lǐng)會別人的設計思想和設計所要關(guān)注的問題等。 4. 協(xié)調(diào)小組成員之間的工作，在零件有配合的地方共同討論協(xié)調(diào)；設計遇到難題一起想辦法解決，培養(yǎng)了團隊精神。 5. 加深了對模具行業(yè)的了解。通過上網(wǎng)查閱，可以知道模具在國內(nèi)外的最新發(fā)展。解決某個問題的多中思路和最優(yōu)方案等。 通過設計，也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足和有待提高的知識，主要表現(xiàn)在： 1. 各門基礎(chǔ)課知識掌握的不夠扎實，運用起來不夠熟練。 2. 實際工作能力還有待提高，設計與社會上的實際生產(chǎn)還有很大差距。 3. 專業(yè)軟件的使用能力（包括熟練度和使用的廣度）還需要再提高一個層次。 總之，我認為，這次畢業(yè)設計雖然還有不少的缺陷和錯誤，但就是因為發(fā)現(xiàn)了這些不足，才使自己通過這次設計學到更多的知識，把自己的工作能力提高到一個更高的層次。追求無止境！我相信我的努力將使我不斷的進步！ 致謝詞 感謝母校給我這個在大學學習的機會，在大學里不僅學到了大學課程里的知識，更重要的是學會了怎么去做一個有理性和成熟的人！ 感謝大學的時間里所有對我授過課和指導過我的老師！感謝廣大同學的熱心幫助！ 參考文獻 [1] 屈華昌主編 《塑料成型工藝與模具設計》機械工業(yè)出版 社 1996 [2] 李云程主編 《模具制造工藝學》 機械工業(yè)出版社 2001 [3] 周開勤主編 《機械零件手冊》 高等教育出版社 2001 [4] 范有發(fā)主編 《沖壓與塑料成型設備》 機械工業(yè)出版社2001 [5] 許德珠主編 《機械工程材料》 高等教育出版社 1991 [6] 屈華昌、伍建國主編《塑料模設計》機械工業(yè)出版社1993 [7] 張承琦主編《塑料成型工藝學》輕工業(yè)出版社 1983 [8] 趙波、龔勉、浦維達主編《UG CAD實用教程》清化大學出版社1993 [9] 馮炳堯主編《模具設計與制造簡明手冊》上海可見出版社 1985 [10] 許鶴峰、陳言秋主編 《注塑模具設計要點與圖例》 化學工業(yè)出版社 1982 [11]常芳娥 堅增運主編 《注壓成型模具設計結(jié)構(gòu)實例》西北工業(yè)大學出版社2006 [12] 王樹損、吳裕農(nóng)、朱亞林、江唯健、梅伶主編《典型模具結(jié)構(gòu)圖冊》 華南理工大學出版社 2005 第 32 頁 共 32 頁 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計論文 誠信聲明 本人鄭重聲明：本設計及其研究工作是本人在指導教師的指導下獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。 本人簽名： 簽字時間：2011年6月10日 畢業(yè)設計任務書 設計題目：攝像頭底座模具設計 系部： 材料工程系 專業(yè)： 高分子材料與工程 學號：072074136 學生： 黎康康 指導教師： 劉新民 講師 專業(yè)負責人： 翟燕 1．設計的主要任務及目標 （1） 攝像頭底座注射模具設計。 （2） 根據(jù)題目要求，查閱收集塑料底座及類似產(chǎn)品的該類模具設計相關(guān)的文獻資料或進行實際調(diào)查，達到搜集論文證據(jù)資料的目的。 （3） 通過對該類模具文獻資料的分析提出你的最佳設計方案，建議用PRO/E或CAD軟件對成型模具進行設計，同時，重點對該模具型腔結(jié)構(gòu)設計、澆口位置選擇、型腔數(shù)量的確定、側(cè)抽芯方式選擇以及頂出方式之間的關(guān)系進行分析研究，設計出結(jié)構(gòu)合理、成本低廉、便于操作的模具。 2．設計的基本要求和內(nèi)容 （1） 產(chǎn)品圖一張（自己測繪或設計）、裝配圖一張、除彈簧、螺釘、銷釘?shù)葮藴始酝獾乃械某尚突蚪Y(jié)構(gòu)零件圖。 （2） 開題報告一份。畢業(yè)論文一份〔20頁（約1萬5千字以上）〕。 （3） 查閱文獻15篇以上，其中外文原文5篇以上。 3．主要參考文獻 （一）參考書 [1] 齊曉杰.《 塑料模具設計導》.東北林業(yè)大學出版社 [2] 申開智.《塑料成型模具》.中國輕工業(yè)出版社 [3] 宋玉恒.《塑料注射模具設計實用手冊》.中國輕工業(yè)出版社 [4] 《塑料注射模設計102例》.北京:國防工業(yè)出版社 [5] 國家技術(shù)監(jiān)督局.《塑料注射模具零件標準及術(shù)語GB 4169、1-11》.北京:國家技術(shù)監(jiān)督局 [6] 劉新民，周東陀.《塑料、橡膠成型模具》.本校印刷廠 （二）雜志 [1] 《模具技術(shù)》 [2] 《塑料技術(shù)》 [3] 《塑料工業(yè)》 [4] 《模具工業(yè)》 [5] 《模具制造》 （三）網(wǎng)址 [1]《中國模具網(wǎng)》WWW.Moulds.com.cn [2]《中國模具工業(yè)信息網(wǎng)》www.cdmia.com.cn [3]《中國學術(shù)期刊》中文 www.Edu.cnki.net 4．進度安排 設計各階段名稱 起 止 日 期 1 下達任務書 2010年12月20日 2 設計前準備資料階段 12月21日～12月23日 3 確定設計方案并畫裝配草圖 12月24日～2月 28日 4 交開題報告 3月5日～3月 28日 5 畫裝配工作圖 3月29日～4月 6 日 6 畫零件圖 4月 7 日～4月 27日 7 寫設計說明書 4月28日～6月14日 8 交說明書裝訂并討論畢業(yè)答辯有關(guān)事項 6月15日 9 畢業(yè)答辯 6月21日～6月23日 攝像頭底座模具設計 摘要：在綜合分析塑件結(jié)構(gòu)，使用要求，成型質(zhì)量和模具制造成本的基礎(chǔ)上，介紹結(jié)構(gòu)簡單，形狀規(guī)則的塑件成型。采用側(cè)澆口進料單分型頂桿頂出機構(gòu)，使塑件能一次成型。設計了相應的冷卻水路的注射模，并介紹了模具的工作過程。 關(guān)鍵詞：注射模 頂桿頂出機構(gòu) The design of the Camera base injection mold Abstract Based on the comprehensive analysis on the plastic part’s strcture service require-ment, moulding quality and mouding quality and mould manu facturing cost. Acorresponding injection mould of internal side core pulling was designed.By adopting the mulit-direction and multi-combination core-pulling .acorresponding injection mould of interal side core pulling was designed,the working process of the mould was in-troduced. Keywords Injection mould Medialcoe pulling. 目 錄 1.前 言…………………………………………………………………………………1 2.塑件材料的成型特性與工藝參數(shù)……………………………………………………2 2.1塑件材料的特性……………………………………………………………………2 2.2成型特性……………………………………………………………………………2 2.3工藝參數(shù)……………………………………………………………………………6 2.4塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性……………………………………………………………7 2.5塑料在模具中的位置………………………………………………………………9 2.模具結(jié)構(gòu)設計…… …………………………………………………………………9 2.1型腔數(shù)目及排列方式………………………………………………………………9 2.2分型面的設計………………………………………………………………………9 2.3注射機的選定………………………………………………………………………11 2.4主流道的設計………………………………………………… …………………12 2.5澆口位置的選擇……………………………………………………… ………13 2.6澆口的設計…………………………………………………………………………14 2.7冷料穴和拉料桿的設計…………………………………………………… ……15 2.8排氣系統(tǒng)的設計…………………………………………………………… ……15 2.9溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)……………………………………………………………… ………16 3.成型零件的設計與計算…………………………………………………………… 17 3.1成零件的設計…………………………………………………………… ………18 3.2模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計算…………………………………………………20 3.3模架的選用………………………………………… ………………………… 23 4.合模導向機構(gòu)的設計…………………… ……………………………………24 4.1導向機構(gòu)的作用…………………………………………………… …………24 4.2導柱導向機構(gòu)……………………………………………………………………24 5.推出機構(gòu)的設計……………………………………………………………… ………27 5.1推出機構(gòu)的設計原則………………………………………………………… ……28 5.2脫模力的計算…………………………………………………………………28 5.3簡單推出機構(gòu)…………………………………………………………………28 6.注射機相關(guān)參數(shù)的校核……………………………………………………………29 6.1注射壓力的校核……………………………………………………………………30 6.2鎖模力的校核及型腔數(shù)的確定……………………………………………………30 6.3模具閉和高度的校核………………………………………………… …………31 6.4開模行程的校核………………………………………………………… …………31 6.5模具安裝尺寸的校核………………………………………………… …………32 6.6安裝螺孔尺寸………………………………………………………………………32 7.設計總結(jié)…………………………………………………………………………32 致謝詞……………………………………………………………………………………35 參考文獻……………………… ……………………………………………………37