塑料外殼注射模具設(shè)計(jì)【塑料頂蓋】,塑料頂蓋,塑料,外殼,注射,模具設(shè)計(jì),頂蓋 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 塑料外殼注射模具設(shè)計(jì) 摘 要 塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長(zhǎng)最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。 本論文介紹了注射成型的基本原理，特別是雙分型面注射模具的結(jié)構(gòu)與工作原理，對(duì)注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計(jì)原則，詳細(xì)介紹了冷流道注射模具澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，并對(duì)模具強(qiáng)度要求做了說(shuō)明。設(shè)計(jì)成型零部件以及設(shè)計(jì)合理的推出機(jī)構(gòu)。對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證主要是對(duì)注射機(jī)的相關(guān)重要參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，包括模具閉合厚度、模具安裝尺寸、模具開模行程、注射機(jī)的鎖模力等。在校驗(yàn)合格后，進(jìn)行成型零件加工工藝過(guò)程的制定，既要保證塑件的質(zhì)量，又要兼顧經(jīng)濟(jì)性。 最后則是模具的裝配環(huán)節(jié)，包括制定裝配步驟、明確注意事項(xiàng)等。通過(guò)本設(shè)計(jì)，可以對(duì)注塑模具有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，注意到設(shè)計(jì)中的某些細(xì)節(jié)問(wèn)題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理；通過(guò)對(duì)AutoCAD的學(xué)習(xí)，可以建立較簡(jiǎn)單零件的零件庫(kù)，從而有效的提高工作效率。 關(guān)鍵詞：點(diǎn)交口，雙分型面，拉料桿 Plastic injection mold design shell ABSTRACT Plastic industry is grow now one of quickest industry classes in the world, but casts the mold is development quick type, therefore, the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance. This design introduced the injection takes shape the basic principle, specially single is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design; Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system, the temperature control system and goes against the system the design process, and has given the explanation to the mold intensity request. Design shaped parts，reasonable drawing mechanism and so on． The design should be certification．Primarily related to the injection machine of important parameters for the certification including die close thickness sizes，the name distance，injection machine of the die draw force and so on．After，qualified in check，the molding parts machining process design must ensure that the quality of Supervision taking into account the economy． Final assembly is part of the mold，which including the design of assembly steps，clear proceeding required attention．Through this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes in the design certain detail question, understands the mold structure and the principle of work; Through to the PROGRAM study, may establish the simple components the components storehouse, thus effective enhancement working efficiency. KEY WORDS: point intersection,dual-surface，sprue puller 目　錄 前 言 1 1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1 1.1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀 1 1.1.2國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì) 2 1.2國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 2 1.1 塑料原材料的成型特性分析 4 1.1.1 塑件零件圖 4 1.2 塑料原材料的成型特性分析 5 1.3塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 5 1.4 塑件的生產(chǎn)批量 6 1.5 初選注射機(jī) 7 第2章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 2.1分型面的選擇 8 2.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 2.2.1主流道的設(shè)計(jì) 9 2.2.2分流道的設(shè)計(jì) 10 2.2.4 冷料穴的設(shè)計(jì) 11 第3章 模具設(shè)計(jì)方案論證 12 3.1 型腔布置 12 3.2 成型零件的結(jié)構(gòu)確定 12 3.2.1 凹模的設(shè)計(jì) 12 3.2.2 凸模的設(shè)計(jì) 12 3.3 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 3.4 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 3.5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 第4章 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 14 4.1 成型零件的成型尺寸 14 4.2模具型腔壁厚的確定 14 4.2.1 型腔側(cè)壁厚度S的計(jì)算 15 4.2.2 型腔底板厚度T的計(jì)算 15 4.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16 4.4標(biāo)準(zhǔn)模架的設(shè)計(jì) 16 第5章 成型設(shè)備的校核計(jì)算 17 5.1注射機(jī)注射壓力校核 17 5.2 注射量的校核 17 5.3 鎖模力的校核 17 5.4 安裝尺寸的校核 18 5.5 開模行程的校核 18 結(jié) 論 19 謝 辭 21 參考資料 22 21 前 言 1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1.1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀 塑料工業(yè)是世界上增長(zhǎng)最快的工業(yè)之一。隨著科技日新月異的發(fā)展，塑料工業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，從而使塑料的數(shù)量也不斷上漲。當(dāng)然塑料工業(yè)的發(fā)展離不開塑料模具設(shè)計(jì)，模具工業(yè)被譽(yù)為“工業(yè)之母”。隨著模具技術(shù)的迅速發(fā)展，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具已成為各種工業(yè)產(chǎn)品不可或缺的重要工藝設(shè)備。模具成型具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、低成本的特點(diǎn)。因而，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門得到了極其廣泛的應(yīng)用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于塑料具有化學(xué)穩(wěn)定性好，電絕緣性強(qiáng)，力學(xué)性能高，自潤(rùn)滑，耐磨及相對(duì)密度小等獨(dú)特的優(yōu)異性能，成為工業(yè)部分必不可少的新型材料。 雖然說(shuō)我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)尚存在以下幾方面的不足:1、體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來(lái)看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。2、開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是15～20萬(wàn)美元，有的高達(dá)25～30萬(wàn)美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。3、第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問(wèn)題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來(lái)中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)題。4、專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長(zhǎng)期以來(lái)受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。5、模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無(wú)論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。 1.1.2國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì) 巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過(guò)去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來(lái)的十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1）模具日趨大型化； 2）在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)； 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)； 7）模具的精度將越來(lái)越高； 8）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化； 9）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程； 10）開發(fā)新的成形工藝和模具。 1.2國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為600～650億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。  第1章 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 1.1 塑料原材料的成型特性分析 1.1.1 塑件零件圖 圖1-1 名稱：塑料頂蓋 材料：ABS 數(shù)量：30萬(wàn)件 精度等級(jí)：5級(jí)  1.2 塑料原材料的成型特性分析 ABS是聚苯乙烯的改性產(chǎn)品，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的工程塑料。ABS是不透明的非結(jié)晶性聚合物，無(wú)毒、無(wú)味，密度為1.02~1.05g/cm。ABS具有突出的力學(xué)性能，堅(jiān)固、堅(jiān)韌、堅(jiān)硬;具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能；具有良好的尺寸穩(wěn)定性，易于成型和機(jī)械加工，成型塑件表面具有較好光澤，經(jīng)過(guò)調(diào)色可配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性差，連續(xù)工作溫度為70℃左右，熱變形溫度為93℃左右，但熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龍等都高；耐候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。ABS可采用注射、擠出、壓延、吹塑等多種成型加工方法。 ABS成型性能如下： (1) 易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理，表面光澤要求高的塑件應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥。 (2) 流動(dòng)性中等，溢邊值為0.04mm左右。 (3) 壁厚和熔料溫度對(duì)收縮率影響極小，塑件尺寸精度高。 (4) 比熱容低，塑化效率高，凝固也快，固成型周期短。 (5) 表觀黏度對(duì)剪切速率的依賴性強(qiáng)，因此模具設(shè)計(jì)中大都采用點(diǎn)交口形式。 (6) 頂出力過(guò)大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面會(huì)留下白色痕跡，脫模斜度易取2°以上。 (7) 易產(chǎn)生溶解痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力。 (8) 宜采用高料溫、高模溫、高注射壓力成型。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在50~60℃；而在強(qiáng)調(diào)塑件光澤和耐熱時(shí)，塑件模具溫度應(yīng)控制在60～80℃。 1.3塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 (1) 塑件的尺寸精度分析 該塑件屬一般精度要求，尺寸未注公差的尺寸按MT5查取公差。表1-1為主要尺寸的公差要求  表1-1 部位 尺寸 尺寸公差 2 外形尺寸 44 尺內(nèi)形寸 40 38 36 32 28 10 孔 Φ4 8 中心距 40.3 ±0.64 4 (2) 塑件的表面質(zhì)量分析 塑件的外觀無(wú)特殊要求，內(nèi)表面也無(wú)特殊要求。 (3) 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 1、從圖紙上看，該塑件外形為四方殼罩，圓角過(guò)度且無(wú)尖角存在，壁厚均勻，且符合最小壁厚要求。 2、無(wú)側(cè)孔，不需要側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。 3、為使塑件順利脫模，可在塑件內(nèi)部增設(shè)1°~2°的拔模斜度。 綜上所述，該塑件可采用注射成型加工。 1.4 塑件的生產(chǎn)批量 塑件的生產(chǎn)類型對(duì)注射模具結(jié)構(gòu)、注射模具材料使用均有重要影響。在大批量生產(chǎn)中，由于注射模具價(jià)格在整個(gè)生產(chǎn)費(fèi)用中所占的比例較小，提高生產(chǎn)率和注射模具壽命問(wèn)題比較突出，所以可以考慮使用自動(dòng)化程度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度壽命高的模具。該塑件為大批量生產(chǎn)，可以適合考慮采用一模多腔、快速脫模以及成型周期不宜太長(zhǎng)的模具，同時(shí)模具造價(jià)要適當(dāng)控制。 1.5 初選注射機(jī) （1）計(jì)算塑件體積 通過(guò)計(jì)算可獲得塑件的體積V=13.4855cm。 根據(jù)塑件本身的幾何形狀及生產(chǎn)批量確定型腔數(shù)目 （2）由于該塑件精度要求不高，且無(wú)側(cè)孔，且為大批量生產(chǎn)，所以考慮一模四腔，型腔平均分布，以方便澆口排列和模具的平衡。 （3）確定模具溫度及冷卻方式 ABS為非結(jié)晶性塑料，流動(dòng)性中等，壁厚一般，因此在保證順利脫模的前提下盡可能的降低模溫，用冷卻水冷卻，成型溫度控制在60~80℃。 （4）確定成型設(shè)備 由于塑件采用注射成型加工，使用一模四腔分布，由此可計(jì)算出一次注射成型中所用塑料量為：V=4 V+V=4×13.4855+6=61 cm。則注射機(jī)的最大注射量V≧V/k=61/0.8=76.25 cm。 根據(jù)以上一次注射量的分析及考慮塑料品種、塑料結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量及注射工藝參數(shù)、注射模具尺寸大小等因素。參考設(shè)計(jì)手冊(cè)，初選SZ-100/630型螺桿型注射機(jī)。相關(guān)技術(shù)參數(shù)如表1-2所示 表1-2 序號(hào) 主要技術(shù)參數(shù) 參數(shù)值 1 最大注射量/ cm 105 2 注射壓力/MPa 164.5 3 鎖模力/KN 630 4 動(dòng)定模板最大安裝尺寸/（mm×mm） 370×320 5 最大模具厚度/mm 300 6 最小模具厚度/mm 150 7 最大開模行程/mm 270 8 噴嘴前端球面半徑/mm 15 9 噴嘴孔直徑/mm 4 10 定位圈直徑/mm 125 第2章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2.1分型面的選擇 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個(gè)重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的脫模和模具的制造工藝等有關(guān)，因此分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵步驟。 分型面的設(shè)計(jì)原則： 1、分型面應(yīng)選在最大輪廓處； 2、分型面的選擇應(yīng)有利于分型; 3、分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度； 4、分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量； 5、分型面的選擇要便于模具的加工制造； 6、分型面的選擇應(yīng)有利于排氣。 不論塑件的結(jié)構(gòu)如何以及采用何種設(shè)計(jì)方法，都必須首先確定分型面，因?yàn)槟＞叩慕Y(jié)構(gòu)很大程度上取決與分型面的選擇。注射模具有的只有一個(gè)分型面，有的有多個(gè)分型面。為保證塑件能順利分型，主分型面應(yīng)首先考慮選擇在塑件外形的最大輪廓處。如圖2-1所示，方案A的塑件開模后留在定模一側(cè)，塑件不宜取出，頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜；方案B加工不方便，且塑件精度不易保證；方案A既保證了塑件外觀，且毛刺飛邊的清除也比較容易，因此選擇方案C。  圖2-1 2.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)有主流道、分流道、澆口、冷料穴四部分組成?？紤]到一模四腔的布置及塑件外壁留下微小痕跡的點(diǎn)交口，模具采用兩分型面結(jié)構(gòu)三模板，模具制造成本比較容易控制在合理的范圍內(nèi)。 對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般要遵循如下原則： 1、了解塑料的成型特性； 2、盡量避免或減少熔接痕; 3、有利于型腔中氣體的排出； 4、防止型芯的變形和嵌件的位移； 5、盡量采用較短的流程充滿型腔； 2.2.1主流道的設(shè)計(jì) 查資料得到SZ-100/630注射機(jī)與噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴前端球面半徑R=15mm，噴嘴孔直徑d=4mm。為保證模具主流道與噴嘴的關(guān)系為：SR=R+（1~2），d=d+0.5。因此取主流道半徑SR=17mm，主流道的小端直徑d=5mm。 為了便于將凝料從主流道中拔出，應(yīng)將主流道設(shè)計(jì)成錐形，其斜度為2℃~3℃，計(jì)算其大端直徑約為11mm；為避免模內(nèi)的高壓塑料產(chǎn)生過(guò)大的反壓力，配合段直徑D不宜過(guò)大，取直徑D=25mm。 2.2.2分流道的設(shè)計(jì) 分流道連接主流道和和澆口，其主要作用是在壓力損失最小的條件下，將來(lái)自主流道的熔料以較快速度送至澆口進(jìn)行沖模。同時(shí)，在保證充滿型腔的條件下，要求分流道的容積要小，以減少回收的冷凝料。所以分流道截面要大小適宜。本案例采用半圓形分流道，切削加工在一塊模板上，加工易實(shí)現(xiàn)，且比表面積不大，熱量損失和阻力損失不大。查有關(guān)經(jīng)驗(yàn)表格得ABS的分流道直徑推薦值為4.8~9.5mm，據(jù)此，該模具的分流道設(shè)計(jì)如圖2-2所示： 圖2-2 2.2.3 澆口的設(shè)計(jì) 根據(jù)塑件的外觀要求及型腔分布情況，選用如圖2-3所示的點(diǎn)澆口： 圖2-3 2.2.4 冷料穴的設(shè)計(jì) 采用帶球頭頭拉料桿的冷料穴，如圖所示，將其設(shè)置在主流道的末端，既起到冷料穴的作用，又兼又開模分型時(shí)將凝料從主流道中拉出留在動(dòng)模一側(cè)。 圖2-3 第3章 模具設(shè)計(jì)方案論證 3.1 型腔布置 對(duì)于一模多件的模具型腔布置，在保證澆注系統(tǒng)分流道的流程短、模具結(jié)構(gòu)緊湊、模具能正常工作的前提下，盡可能的使模具型腔對(duì)稱、均衡、取件方便。因?yàn)樾颓坏呐挪紤?yīng)使每個(gè)型腔都能通過(guò)澆注系統(tǒng)從總壓力中均等的分得所需的足夠壓力，以保證塑料熔體能同時(shí)均勻的充填每一個(gè)型腔，從而使各個(gè)型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，每增加一個(gè)型腔，塑件的尺寸將降低4﹪。成型高精度塑件時(shí)，型腔不宜過(guò)多，通常不超過(guò)4腔。本案例的模具采用一模四腔，型腔平均分布在型腔板兩側(cè)。這既在技術(shù)上充分保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，又保證了生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。 3.2 成型零件的結(jié)構(gòu)確定 成型零件直接與高溫高壓的塑料接觸，它的質(zhì)量直接影響了制件的質(zhì)量。該塑件的材料為ABS工程塑料，對(duì)表面粗糙度和精度的要求較高，因此要求成型零件具有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度和耐磨性，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具剛制作，還應(yīng)進(jìn)行熱處理以使其具備50 ～55HRC的硬度。 3.2.1 凹模的設(shè)計(jì) 采用整體式凹模，放在定模板一側(cè)，主要從節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具剛材料、方便熱處理、方便日后的更換維修等方面考慮。并且整體式凹模牢固，使用中不易發(fā)生變形，不會(huì)使制品產(chǎn)生拼接線痕跡。經(jīng)常使用于形狀簡(jiǎn)單的中小型模架。 3.2.2 凸模的設(shè)計(jì) 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也應(yīng)采用組合式，可節(jié)省貴重模具剛，減少加工工作量。成型塑件的大小型芯均固定在動(dòng)模板上。 3.3 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了確保模具在閉合的時(shí)候準(zhǔn)確定位，保護(hù)成型零件，提高塑件的精度，一般模具中都設(shè)有導(dǎo)向零件。最常見(jiàn)的是導(dǎo)柱導(dǎo)套。 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用有一下三點(diǎn)： 1）定位作用 模具閉合后，保證動(dòng)定模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精度。 2）導(dǎo)向作用 合模時(shí)首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動(dòng)定模準(zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件的損壞。 3）承受一定得側(cè)向壓力。 由于塑件對(duì)稱，且無(wú)單項(xiàng)壓力，所以采用直導(dǎo)柱導(dǎo)向便可滿足合模導(dǎo)向及閉模后的定位。 3.4 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)矩形殼罩的形狀特點(diǎn)，其推出機(jī)構(gòu)可采用推件板推出或推桿推出。其中推件板推出結(jié)構(gòu)可靠、頂出力均勻，不影響塑件的外觀質(zhì)量。所以采用推件板推出。 3.5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 采用冷卻水冷卻，因?yàn)樗臒崛萘看?，?dǎo)熱系數(shù)大，而且成本低廉。這些冷卻介質(zhì)都要通過(guò)開設(shè)在型芯內(nèi)和型腔周圍到通道，在其中循環(huán)而帶走熱量，維持正常模溫。凹模冷卻水道采用通過(guò)型腔上布置的單層冷卻回路，水道開設(shè)時(shí)應(yīng)避開導(dǎo)柱及拉料桿。通常冷卻水孔的直徑取Φ8～Φ12mm，水孔壁離型腔表面的距離保持在10～20mm。本設(shè)計(jì)中，水孔直徑為Φ8mm，距型腔表面11mm。 第4章 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 成型零件的成型尺寸 該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計(jì)算，查有關(guān)手冊(cè)得ABS的收縮率為0.4﹪～0.7﹪，故平均收縮率S=（0.4+0.7）﹪/2=0.0055，根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具制造公差取=/3，成型零件尺寸計(jì)算見(jiàn)表4-1： 表4-1 類別 塑件尺寸 計(jì)算公式 工作尺寸 型腔計(jì)算 44 = 38 32 8 10 4 型芯計(jì)算 40 = 83 28 4 中心距計(jì)算 40.3 =(1+)± 40.52±0.107 4.2模具型腔壁厚的確定 塑料模具型腔在成型過(guò)程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和鋼度，本模具的凹模采用的是整體式凹模，因此可用整體式矩形型腔壁厚計(jì)算公式來(lái)確定型腔側(cè)壁厚S和型腔底板厚度T。  4.2.1 型腔側(cè)壁厚度S的計(jì)算 1、按剛度條件計(jì)算 ≧==2.01mm 式中 c——由h/l決定的系數(shù)，查相關(guān)表得c=0.93； P——型腔內(nèi)最大熔體壓力，可取注射成型壓力的25％～50％，p取30MPa； h——型腔深度，h=38mm； E——磨具鋼的彈性模量，一般中碳鋼E=2.1×10MPa，預(yù)硬化塑料剛E=2.2×10MPa; ——模具剛度計(jì)算許用變形量，查表得=32.3mm。 2、按強(qiáng)度條件計(jì)算 ≥==21.55mm 式中p——型腔內(nèi)最大熔體壓力，取p=30MPa； h——型腔深度，h=40mm； W——抗彎截面系數(shù)，由h/l決定，查相關(guān)表得W=0.108； ——矩形型腔的變長(zhǎng)比，=b/l=44/32=0.67； ——模具強(qiáng)度計(jì)算許用應(yīng)力，一般中碳鋼=160MPa；預(yù)硬化塑料模具鋼=300MPa。 4.2.2 型腔底板厚度T的計(jì)算 1、按剛度條件計(jì)算 ≥==0.11mm 式中c′——由型腔邊長(zhǎng)比l/b決定的系數(shù)，查相關(guān)表得c′=0.024； p——型腔內(nèi)最大熔體壓力，可取注射成型壓力的25﹪～50﹪，p取30MPa； b——矩形型腔短邊長(zhǎng)度，b=32mm； E——模具鋼的彈性模量，取E=2.1×MPa; ——模具鋼計(jì)算許用變形量，查相關(guān)表得=32.3mm。 2、按強(qiáng)度條件計(jì)算 ≥==7.14mm 式中ˊ——由墊塊之間距離和型腔短邊長(zhǎng)l/b所決定的系數(shù)，查相關(guān)表得ˊ=0.4975； P——型腔內(nèi)最大熔體壓力，可取注射成型壓力的可取注射成型壓力的25﹪～50﹪，p取30MPa； b——矩形型腔短邊長(zhǎng)度，b=32mm； ——模具強(qiáng)度計(jì)算許用應(yīng)力，一般中碳=160MPa；預(yù)硬化塑料模具鋼=300MPa。 根據(jù)以上剛度、強(qiáng)度的計(jì)算，得出型腔壁厚的要求為：型腔側(cè)壁厚度S≥21.55mm；型腔底板厚度T≥7.14mm。 4.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 采用推件板推出機(jī)構(gòu)，推件板又名卸料板，它的脫模特點(diǎn)是推力均勻、推出力大、工作平穩(wěn)，塑件表面平整而且無(wú)推出痕跡。推桿的尺寸根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架的標(biāo)準(zhǔn)選取直徑為12.5mm。 4.4標(biāo)準(zhǔn)模架的設(shè)計(jì) 綜合考慮本塑件采用一模四腔平衡布置、點(diǎn)澆口二次分型、行腔壁厚的要求、塑件尺寸大小、冷卻水道的布置等多項(xiàng)因素，估算型腔模板的概略尺寸，查相關(guān)表選取A4型標(biāo)準(zhǔn)模架，標(biāo)記為：A4—200200—5—P4 GB/T125556.1—90。 第5章 成型設(shè)備的校核計(jì)算 5.1注射機(jī)注射壓力校核 最大注射壓力指的是注射劑料筒內(nèi)柱塞或螺桿施加于熔融塑料的單位面積上的壓力，它用于克服熔料流經(jīng)噴嘴、澆道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力。成型制品所需的注射壓力一般很難確定，它與塑料品種、注射劑類型、噴嘴結(jié)構(gòu)形式、制品形狀的復(fù)雜度、制品的壁厚、精度、塑化方式、塑化溫度、模具溫度及澆注系統(tǒng)的壓力損失等因素有關(guān)。在確定制品成型所需的注射壓力時(shí)可利用類比法或參考各種塑料到注射成型工藝等數(shù)據(jù)，一般制品的成型壓力在70~150MPa范圍內(nèi)。注射機(jī)的最大注射壓力為164.5MPa，大于成型制品所需要的注射壓力，合格。 5.2 注射量的校核 由于塑件采用注射成型加工，使用一模四腔分布，由此可計(jì)算出一次注射成型中所用塑料量為：V=4 V+V=4×13.4855+6=61 cm。則注射機(jī)的最大注射量V≧V/k=61/0.8=76.25 cm，合格。 5.3 鎖模力的校核 鎖模力是指注射劑合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力。注射劑鎖模力的校核公式為：F≥kpA 式中F——注射劑鎖模力，查表的SZ—100/630型螺桿式注射劑的鎖模力為630KN； K——壓力損耗系數(shù)，一般取1.1～1.2； P——型腔內(nèi)熔體的壓力，本塑件p=30MPa； A——塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和，本模 具A=6.00×10㎡。  計(jì)算得: kpA=1.2×30×10×6×10×10=216kN﹤F=630kN 故注射機(jī)的鎖模力足夠，滿足鎖模要求。 5.4 安裝尺寸的校核 本模具采用的型號(hào)為A4—200200—5—P4 GB/T125556.1—90的標(biāo)準(zhǔn)模架，模具的外形尺寸為200mm×200mm，模具閉合高度為H=282mm，查資料得SZ-100/630型注射機(jī)動(dòng)、定模模版最大安裝尺寸為370mm×320mm，允許模具的最小壁厚=150mm，最大厚度=355mm，即模具到外型尺寸不超過(guò)注射機(jī)動(dòng)定模模板最大安裝尺寸，模具閉合高度滿足≦H≦的安裝要求，故改模具滿足SZ-100/630型螺桿式注射機(jī)的安裝要求。 5.5 開模行程的校核 注射機(jī)的開模行程是有限的，取出制品所需的開模距離必須小于注射機(jī)的最大開模距離，本模具為雙分型面注射模具，SZ-100/630型螺桿式注射機(jī)的最大開模行程與壁厚無(wú)關(guān)，校核關(guān)系式為：S＞＋＋a＋(5～10) 式中S——注射機(jī)的最大開模行程，查資料得SZ-100/630型桿式注射機(jī)的最大開模行程S=270mm； ——塑件脫模所需到推出距離，該塑件的脫模推出距離為38mm； ——塑件的高度為40mm； a——取出凝料所需要的距離為54mm。 計(jì)算得：＋＋a＋(5～10)=38+40+54+10=142mm﹤S=270mm。即所選注射機(jī)的開模行程足夠。 以上分析證明，SZ-100/630型螺桿式注射機(jī)能滿足要求，故可以采用。 結(jié) 論 模具是一種技術(shù)密集、資金密集型產(chǎn)品，在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)巾的地位也非常重要。模具工業(yè)已被我國(guó)正式確定為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，并在“十五”中列為重點(diǎn)扶持產(chǎn)業(yè)。由于新技術(shù)、新材料、新工藝的不斷發(fā)展，促使模具技術(shù)不斷進(jìn)步，對(duì)人才的知識(shí)、能力、素質(zhì)的要求也在不斷提高。 1 計(jì)算機(jī)技術(shù)在注射模中的應(yīng)用領(lǐng)域 塑料產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到成型生產(chǎn)是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，它包括塑料制品設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具加工制造和塑件生產(chǎn)等幾個(gè)工要方面。它需要產(chǎn)品設(shè)計(jì)師．模具設(shè)計(jì)師、模具加工工藝師及熟練操作工人協(xié)同努力來(lái)完成，它是一個(gè)設(shè)計(jì)、修改、再設(shè)計(jì)的反復(fù)迭代、不斷優(yōu)化的過(guò)程。傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)已越來(lái)越難以滿足市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)的需要。計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，正在各方面取代傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)方式，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。計(jì)算機(jī)技術(shù)在注射模中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： (1)塑料制品的設(shè)計(jì)：基于特征的三維造型軟件為設(shè)計(jì)者提供了方便的設(shè)計(jì)平臺(tái)，而且制品的質(zhì)量、體積等各種物理參數(shù)為后續(xù)的模具設(shè)計(jì)和分析打下了良妤的基礎(chǔ)。 (2)結(jié)構(gòu)分析：利用有限元分析軟件可以對(duì)制品的強(qiáng)度、應(yīng)力等進(jìn)行分析，改善制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 (3)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)塑料制品的形狀、精度、大小、工藝要求和生產(chǎn)批量，模具設(shè)計(jì)軟件會(huì)提供相應(yīng)的設(shè)計(jì)步驟、參數(shù)選擇．計(jì)算公式以及標(biāo)準(zhǔn)模架等，最后給出全套模幾結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。 (4)模具開合模運(yùn)動(dòng)仿真：運(yùn)用CAD技術(shù)可對(duì)模具開模、合模以及制品被推出的全過(guò)程進(jìn)行仿真，從而檢查出模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理處，并及時(shí)更正，以減少修模時(shí)間。 (5)注射過(guò)程數(shù)值分析：采用CAE方法可以模擬塑料熔體在模腔中的流動(dòng)與保壓過(guò)程，其結(jié)果對(duì)改進(jìn)模具澆注系統(tǒng)及調(diào)整注塑工藝參數(shù)有著重  要的指導(dǎo)意義，同時(shí)還可檢驗(yàn)?zāi)＞叩膭偠群蛷?qiáng)度、制品的翹曲性、模壁的冷卻過(guò)程等。 (6)數(shù)控加工：利用數(shù)控編程軟件可模擬刀具在三維曲面上的實(shí)時(shí)加工過(guò)程并顯示有關(guān)曲面的形狀數(shù)據(jù)，同時(shí)還可自動(dòng)生成數(shù)控線切割指令、曲面的三軸，五軸數(shù)控銑削刀具軌跡等。 目前，國(guó)際上占主流地位的注射模CAD軟件有Pro/E、I-DEAS、UGⅡ、SolidWorks等；結(jié)構(gòu)分析軟件有MSC、Analysis等；注射過(guò)程數(shù)值分析軟件有MoldFlow等；數(shù)控加工軟件有MasterCAM、Cimatron等。 2 模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)模式 模具專業(yè)的學(xué)生要求綜合知識(shí)和實(shí)踐能力較強(qiáng)，它既是大學(xué)三年所學(xué)的機(jī)械制圖、工程材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量、塑料成型工藝與設(shè)備等技術(shù)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的綜合應(yīng)用，又需要了解大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉：①塑料制品的設(shè)計(jì)及成型工藝的選擇；②一般塑料制品成型模具的設(shè)計(jì)能力；③塑料制品的質(zhì)量分析及工藝改進(jìn)、塑料模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)的能力；④了解模具設(shè)計(jì)的常用商業(yè)軟件以及同實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是三年大學(xué)生活的里程碑。此次設(shè)計(jì)要綜合運(yùn)用到大學(xué)三年里所學(xué)到的理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，并為即將踏入社會(huì)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 謝 辭 我所做的課題是塑料外殼注塑模具設(shè)計(jì)，是以往歷屆畢業(yè)生所沒(méi)做過(guò)的新課題。剛接到課題時(shí)，由于心中沒(méi)有底，感覺(jué)到很茫然，不知到如何入手。但在經(jīng)驗(yàn)豐富的沈老師的指導(dǎo)下，先從確定零件的尺寸參數(shù)下手，從而邁開了艱難的第一步。經(jīng)沈老師的悉心指導(dǎo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并正錯(cuò)誤，避免了多走彎路，使設(shè)計(jì)能順利地進(jìn)行。 在今次的設(shè)計(jì)過(guò)程中，有很多的問(wèn)題需要獨(dú)立思考，在用常規(guī)的方法解決不了問(wèn)題時(shí)，還要從反向去思考。從而使我的思維能力得到了很大的提高。設(shè)計(jì)中所涉及到一定的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，給我提供了一個(gè)很好的提高應(yīng)變能力的訓(xùn)練機(jī)會(huì)。 設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)不斷的到校圖書館認(rèn)真地查找和借閱相關(guān)的參考資料，不但提高了個(gè)人查閱資料的能力，還擴(kuò)闊了我的知識(shí)視野。 本設(shè)計(jì)最關(guān)鍵的就是經(jīng)驗(yàn)，而這正是我所缺乏的。因而在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，使我做了很多的無(wú)用功和走了很多的彎路。幸好得到了經(jīng)驗(yàn)豐富的沈老師的指導(dǎo)，才能得以按時(shí)、按質(zhì)、按量地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 　　在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也出現(xiàn)了一些客觀不足的問(wèn)題，就是模具結(jié)構(gòu)、注射機(jī)只能靠想象，沒(méi)有實(shí)踐條件，不能根據(jù)實(shí)際的情況來(lái)作合適、客觀地修改，加上我自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)又不多，這樣做出來(lái)的設(shè)計(jì)，難免有不足之處，希望老師能夠看待。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)剛開始時(shí)，我感到無(wú)從下手，不知道該怎么做，經(jīng)過(guò)沈老師的指導(dǎo)，我的設(shè)計(jì)從有到無(wú)，慢慢的初具雛形，直到最后完成。期間和沈老師每周兩次的見(jiàn)面，每次沈老師都悉心指導(dǎo)，指出我設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤和不足，這樣我不但改正了設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤，使設(shè)計(jì)能順利進(jìn)行下去，而且沈老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度也讓我明白了，設(shè)計(jì)是很嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖?，要?shí)事求是，不能偷懶和亂造數(shù)據(jù)。 最后，衷心感謝沈老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，使我在大學(xué)里最后一段時(shí)間里學(xué)習(xí)到了很多有用的東西。  參考資料 [1] 屈華昌 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 北京：高等教育出版社，2006 [2] 王鵬駒 塑料模具技術(shù)手冊(cè) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 [3] 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