迷你音響的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及外殼的模具設(shè)計(jì)

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迷你音響的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及外殼的模具設(shè)計(jì)說明書.doc

摘  要

     本文主要是以迷你音箱為基礎(chǔ)，通過測量產(chǎn)品的尺寸，對迷你音箱進(jìn)行建模，并對該塑件的模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括塑件成品的設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)的分析與計(jì)算、工作部分的設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和加工方案的制定，注射成型是塑料成型的一種重要方法，它主要適用于熱塑性的成型可以一次成型形狀復(fù)雜的精密塑件，本次設(shè)計(jì)就是將迷你音箱作為設(shè)計(jì)模型，將注塑模具的相關(guān)知識(shí)作為依據(jù)，闡述塑料注塑模具的整體設(shè)計(jì)過程。

 本文重點(diǎn)介紹了迷你音箱的注射模設(shè)計(jì)，主要運(yùn)用UG及其AUTOCAD制圖軟件來完成整個(gè)設(shè)計(jì)工作，從中學(xué)習(xí)到了許多的模具設(shè)計(jì)的知識(shí)和對在校所學(xué)知識(shí)的深化，設(shè)計(jì)的整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)了低成本，高效率，有利于提高模具的生產(chǎn)效率和節(jié)約了生產(chǎn)成本，并大大縮短了生產(chǎn)的周期。

關(guān)鍵詞：塑料模具； 模具設(shè)計(jì)； 生產(chǎn)周期

Abstract

Plastic molding products are plastic as the main structural material.The processing of products.referred to as the plastic parts.plastic molding products arewidely used.especially in the electronic instrument electrical equipment,communication tools ,etc to obtain a large number of applications.such as all kinds ofstress are shell stents structure decoration.Based process equipment as the main production of plastic products of plastic mold .occupies an important positionin national economy mould technology has also become to measure a national product manufacture level of important symbol.Injection molding plastic molding isan important method .

it is mainly suitable for thermoplastic molding .and canbea UG and AUTOCAD complicated shape of precision plastic forming parts is Moldflow Adviser 7.1 the adsl surface hella a design model .This paper will be injection mold related knowledge as thebasis.the overall design process of plasticinjection mould are expounded.

Keywords：Plastic mold；injection molding； the parting surface

目  錄

第一章 前言 1

   1.1 塑性模具的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1

1.2 塑料模具工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向 1

   1.3 模具設(shè)計(jì)流程 2

第二章 塑件工藝性分析 2

   2.1 材料分析 3

     2.1.1 功能設(shè)計(jì) 3

     2.1.2 材料選擇 4

     2.1.3 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量 5

   2.2 結(jié)構(gòu)分析 5

     2.2.1 尺寸精度 6

     2.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6

     2.2.3 表面粗糙度 7

     2.2.4 壁厚 8

     2.2.5 斜度 9

 第三章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10

   3.1 澆口的確定 10

   3.2 主流道的設(shè)計(jì) 11

   3.3 分流道的設(shè)計(jì) 11

   3.4 冷卻穴 11

   3.5型腔數(shù)目的確定 12

   3.6分型面的確定 12

   3.7 選擇注射機(jī) 13

   3.8 模具材料的確定 13

   3.9 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13

   3.10模架的選用 13

   3.11 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 14

   3.12推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 15

   3.13溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16

      3.13.1溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 16

      3.13.2對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 16

      3.13.3冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17

第四章 成型零部件的設(shè)計(jì) 17

   4.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18

   4.2 成型零部件工作尺寸計(jì)算 19

   4.3 成型零部件的強(qiáng)度與剛度計(jì)算 19

   4.4 注射機(jī)的校核 20

第五章 模具總裝設(shè)計(jì) 20

   5.1模具裝配及加工要求 20

   5.2模具工作原理 20

謝辭 21

參考文獻(xiàn) 22

第一章  前  言

1.1塑性模具的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

由于塑料具有很多優(yōu)良的性能和特點(diǎn)，近年來它在各領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。作為塑料制造業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)——塑料模具的設(shè)計(jì)與制造也得到了空前的發(fā)展，特別是作為塑料必備成型工具的塑料注塑模具，由于它成型效率高，易成型形狀復(fù)雜的制品，并科實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，得到迅速的法子，在我國其發(fā)展速度之快、需求量之大是前所未有的。

未來國內(nèi)外塑性模具的制造技術(shù)和成型技術(shù)有如下發(fā)展趨勢：

1)在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)；

2)高速銑削加工將得到更廣泛地應(yīng)用；

3)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)；

4)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；

5)研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程；

6)虛擬技術(shù)將得到發(fā)展；

7)模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展。

1.2 塑料模具工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向

    80年代以來,在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下,我國模具工業(yè)發(fā)展迅速,年均增速均為13%,1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億,至2004年我國模具總產(chǎn)值為450億元,其中塑料模約占30%左右。在未來的模具市場中,塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。

成型工藝方面,多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟,如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在29～34英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù),一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件,取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣,有的廠采用率達(dá)20%以上,一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置,少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道裝置,少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10%,與國外的50～80%相比,差距較大。

近年來,國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼,如:45、3Cr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等,對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響,但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應(yīng)用,并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度一般在30%以下,和國外先進(jìn)工業(yè)國家已達(dá)到70%-80%相比,仍有很大差距。

致  謝

在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度。本文所設(shè)計(jì)的是迷你音箱注塑模設(shè)計(jì)，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。

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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 題目：迷你音響的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及外殼的模具設(shè)計(jì) 系 名 機(jī)械工程系 專 業(yè) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 職 稱 2016 年 1 月 29 日 I 摘 要 本文主要是以迷你音箱為基礎(chǔ)，通過測量產(chǎn)品的尺寸，對迷你音箱進(jìn)行建模，并對該塑件的模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括塑件成品的設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)的分析與計(jì)算、工作部分的設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和加工方案的制定，注射成型是塑料成型的一種重要方法，它主要適用于熱塑性的成型可以一次成型形狀復(fù)雜的精密塑件，本次設(shè)計(jì)就是將迷你音箱作為設(shè)計(jì)模型，將注塑模具的相關(guān)知識(shí)作為依據(jù)，闡述塑料注塑模具的整體設(shè)計(jì)過程 。 本文重點(diǎn)介紹了迷你音箱的注射模設(shè)計(jì)，主要運(yùn)用 圖軟件來完成整個(gè)設(shè)計(jì)工作，從中學(xué)習(xí)到了許多的模具設(shè)計(jì)的知識(shí)和對在校所學(xué)知識(shí)的深化，設(shè)計(jì)的整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)了低成本，高效率，有利于提高模具的生產(chǎn)效率和節(jié)約了生產(chǎn)成本，并大大縮短了生產(chǎn)的周期。 關(guān)鍵詞： 塑料模具； 模具設(shè)計(jì)； 生產(chǎn)周期 as of to as in to a of as as of of an to a of it is G of .1 a be as of 錄 第一章 前 言 ................................................ 1 性模具的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ....................... 1 料模具工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向 ........................... 1 具設(shè)計(jì)流程 ......................................... 2 第二章 塑件工藝性分析 ..................................... 2 料分析 ............................................. 3 能設(shè)計(jì) ......................................... 3 料選擇 ......................................... 4 件 的尺寸精度及表面質(zhì)量 ......................... 5 構(gòu)分析 ............................................. 5 寸精度 ......................................... 6 構(gòu)設(shè)計(jì) ......................................... 6 面粗糙度 ....................................... 7 厚 ............................................. 8 度 ............................................. 9 第三章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...................................... 6 口的確定 ........................................... 9 流道的設(shè)計(jì) ........................................ 10 流道的設(shè)計(jì) ........................................ 10 卻穴 ............................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 腔數(shù) 目的確定 ....................................... 7 型面的確定 ......................................... 7 擇注射機(jī) ........................................... 6 具材料的確定 ....................................... 9 型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................... 10 .......................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ...................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 計(jì) ...................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 ................................... 16 度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 ...................... 16 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 .......................... 16 卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................. 17 第四章 成型零部件的設(shè)計(jì) .................................. 17 型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .............................. 18 型零部件工作尺寸計(jì)算 ............................ 19 型零部件的強(qiáng)度 與剛度計(jì)算 .......................... 19 射機(jī)的校核 ........................................ 20 第五章 模具總裝設(shè)計(jì) ...................................... 14 具裝配及加工要求 .................................. 20 具工作原理 ........................................ 20 謝辭 ...................................................... 21 參考文獻(xiàn) .................................................. 22 1 第一章 前 言 性模具的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 由于塑料具有很多優(yōu)良的性能和特點(diǎn)，近年來它在各領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。作為塑料制造業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè) —— 塑料模具的設(shè)計(jì)與制造也得到了空前的發(fā)展，特別是作為塑料必備成型工具的塑料注塑模具，由于它成型效率高，易成型形狀復(fù)雜的制品，并科實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，得到迅速的法子，在我國其發(fā)展速度之快、需求量之大是前所未有的。 未來國內(nèi)外塑性模具的制造技術(shù)和成型技術(shù)有如下發(fā)展趨勢： 1)在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 術(shù)； 2)高速銑削加工將得到更廣泛地應(yīng)用； 3)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)； 4)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 5)研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程； 6)虛擬技術(shù)將得到發(fā)展； 7)模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展。 料模具工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向 80年代以來 ,在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下 ,我國模具工業(yè)發(fā)展迅速 ,年均增速均為 13%,1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為 245億 ,至 2004年我國模具總產(chǎn)值 為 450億元 ,其中塑料模約占 30%左右。在未來的模具市場中 ,塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。 成型工藝方面 ,多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟 ,如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在 29～34 英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù) ,一些廠家還使用了輔軟件 ,取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣 ,有的廠采用率達(dá) 20%以 上 ,一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置 ,少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道裝置 ,少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到 10%,與國外的 50～ 80%相比 ,差距較大。 近年來 ,國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼 ,如 :45、 3MⅠ、 ,對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響 ,但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應(yīng)用 ,并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程 度一般在 30%以下 ,和國外先進(jìn)工業(yè)國家已達(dá)到 70%比 ,仍有很大差距。 2 表 1 國內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較表 項(xiàng) 目 國 外 國 內(nèi) 注塑模型腔精度 腔表面粗糙度 m 非淬火鋼模具壽命 10～ 60 萬次 10～ 30 萬次 淬火鋼模具壽命 160～ 300 萬次 50～ 100 萬次 熱流道模具使用率 80%以上 總體不足 10% 標(biāo)準(zhǔn)化程度 70～ 80% 小于 30% 中型塑料模生產(chǎn)周期 一個(gè)月左右 2～ 4 個(gè)月 在模具行業(yè)中的占有量 30～ 40% 25～ 30% 據(jù)有關(guān)方面預(yù)測 ,模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的 ,在未來的模具市場中 ,塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具 ,在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展 ,對塑料模具提出越來越高的要求是正常的 ,因此 ,精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時(shí) ,由于近年來進(jìn)口模具中 ,精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù) ,所以 ,從減少進(jìn)口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā) ,這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展 ,使各種異型材擠出模具、 料管材管接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn) ,高速公路的迅速發(fā)展 ,對汽車輪胎也提出了更高要求 ,因此子午線橡膠輪胎模具 ,特別是活絡(luò)模的發(fā)展速度也將高于總平均水平 ;以塑代木 ,以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大 ;家用電器行業(yè)在“十一五”期間將有較大發(fā)展 ,特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大 ;而電子及通訊產(chǎn)品方面 ,除了彩電等音像產(chǎn)品外 ,筆記本電腦和網(wǎng)機(jī)頂盒將有較大發(fā)展 ,這些都是塑料模具市場的增長點(diǎn)。 具設(shè)計(jì)流程 通過對模具專業(yè)的學(xué)習(xí)，掌握了常用材料在成型過 程中對模具的工藝要求，掌握模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算的方法，以達(dá)到能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機(jī)械加工的知識(shí)，金屬材料的選擇和熱處理，結(jié)合模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠?qū)σ陨细鞣矫娴囊蠹右造`活運(yùn)用，綜合檢驗(yàn)大學(xué)期間所學(xué)的知識(shí)。 3 第二章 塑件工藝性分析 料分析 能設(shè)計(jì) 功能設(shè)計(jì)是要求塑件應(yīng)具有滿足使用目的功能 ,并達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo) 你音箱 ,承受外力的幾率不大 ,如沖擊載荷 ,振動(dòng) ,摩擦等情況比較少 ;塑 件的工作溫度是室溫 ,這使得在材料選擇時(shí)對熱變形溫度 ,脆化溫度 ,分解溫度的要求降低 ;作為一種日用品 ,生產(chǎn)批量應(yīng)該是中批中量或大批大量生產(chǎn) ,這樣 ,就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命 ,在材料的選擇時(shí)要綜合各種因素。 該塑件的產(chǎn)品圖如下圖 2示： 圖 2件圖 料選擇 通常選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求 ,以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù) 要考慮的主要是材料的力學(xué)性能 ,如屈服應(yīng)力 ,彈 性模量 ,彎曲強(qiáng)度 ,表面硬度等 日常生活用品，沒有什么特別的要求，因此主要從容易成型方面選擇材料。 五大合成樹脂之一，其抗沖擊性、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，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。 脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將 ，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。 程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化 學(xué)藥品性、染色性，成型加工和機(jī)械加工較好。 脂耐水、無機(jī)鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇 類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。 具體有點(diǎn)有以 下 6 點(diǎn)： 械強(qiáng)度高；抗沖擊能力強(qiáng)，低溫時(shí)也不會(huì)迅速下降；缺口敏感性較好；抗蠕 變性好，溫度升高時(shí)也不會(huì)迅速下降；有一定的表面硬度，抗抓傷；耐磨性好，摩擦系數(shù)低； 溫度、濕度、頻率變化影 響?。? 40℃； 、鹽、油、水； 刷、電鍍等方法對制品進(jìn)行表面裝飾； 寬的成型工藝范圍。 件的尺寸精度及表面質(zhì)量 構(gòu)分析 寸精度 影響制品精度的因素較多。首先是模具的制造精度和模具的磨損量，其次是成型工藝條件的變化所引起的塑料收縮率的波動(dòng)。另外，成型后的時(shí)效率變化和模具結(jié)構(gòu)形狀對尺寸精度也有一定的影響。因此，對塑料制品的精度要求不能太高，應(yīng)在保證使用功能的條件下，盡可能選擇低精度等級(jí)。 該 產(chǎn) 品 零 件 圖 所 有 尺 寸 為 未 注 公 差 尺 寸 ， 根 據(jù) 國 家 推 薦 標(biāo) 準(zhǔn)（ 14486定的 精度選取作為塑料制品的尺寸公差等級(jí)。已注尺寸公差等級(jí)也在 圍內(nèi)。所以該產(chǎn)品注射成型能夠達(dá)到此精度要求。表 2表只取了在產(chǎn)品尺寸范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。 密度ｇ／㎝ 3 1. 注射機(jī)類型 螺桿式 5 16 比容㎝ 3／ｇ 熱 干燥 度℃ 80～ 95 吸水率％ 間ｈ 4～ 5 糾縮率％ 簡 溫度 ℃ 后 段 150～ 170 熔點(diǎn)℃ 130～ 160 中段 165～ 180 熱變形 溫度℃ 0～ 108 前段 180～ 200 3～ 103 噴嘴溫度℃ 170～ 180 抗拉屈服強(qiáng)度 0 模具溫度℃ 50～ 80 拉伸彈性模量 103 注射壓力 60～ 100 彎曲強(qiáng)度 80 成 型 時(shí) 間 S 高壓時(shí)間 0～ 5 硬度 壓時(shí)間 15～ 30 后 處 理 方法 紅外線燈、烘箱 冷卻時(shí)間 15～ 30 溫度℃ 70 成型周 期 40～ 70 時(shí)間ｈ 2～ 4 螺桿轉(zhuǎn)速ｒ / 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu)對成型工藝方法的適應(yīng)性。在塑料生產(chǎn)過程中 ,一方面成型會(huì)對塑件的結(jié)構(gòu) ,形狀 ,尺寸精度等諸方面提出要求 ,以便降低模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和制造難度 ,保證生產(chǎn)出價(jià)廉物美的產(chǎn)品 ;另一方面 ,模具設(shè)計(jì)者通過對給定塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析 ,弄清塑件生產(chǎn)的難點(diǎn) ,為模具設(shè)計(jì)和制造提供依據(jù)。 面粗糙度 塑件的表面粗糙度，除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤，波紋等疵點(diǎn)外，主要 的由模具的表面的粗糙度決定。塑件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標(biāo)，包括缺料，溢料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個(gè)等級(jí)。由于該制品為一般日常生活用品，對表面粗糙度要求不高，m。 6 厚 塑料制品的壁厚對制品的質(zhì)量有至關(guān)重要的影響。壁厚過厚，不但用料多，容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷，而且冷卻時(shí)間長生產(chǎn)效率低；壁厚過薄，成型困難，流動(dòng)阻力大。在此主要 是分析壁厚對成型的影響，所以只驗(yàn)證產(chǎn)品在脫模頂出時(shí)保證不變形。所以本次產(chǎn)品的壁厚值能滿足工藝要求。 度 由于塑件成型時(shí)冷卻過程中產(chǎn)生收縮 ,使其緊箍在凸?；蛐托旧?,為了便于脫模 ,防止因脫模力過大而拉壞塑件或使其表面受損 ,與脫模方向平行的塑件。 第三章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 口的確定 的流動(dòng)性好 ,可適用于各種澆口 ,為了不影響外觀 ,確定使用潛伏澆口 。 流道設(shè)計(jì) 主流道是一端與注塑機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有有錐度的流動(dòng)通道。根據(jù)注塑機(jī)型號(hào)設(shè)計(jì)主流道尺寸，具體尺寸 詳見圖紙。 由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨(dú)加工和熱處理。澆口套結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 示采用兩顆 20L 螺釘固定。由注塑機(jī)確定 澆口套 的尺寸，如 下 圖所示。 圖 4流道設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計(jì)應(yīng) 7 盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料 。分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形， U 形和六角形。澆道的截面積越大，壓力的損失就越大；澆道的表面積越小，熱量的損失就越少。用澆道的截面積和表面積的比值來表示澆道的效率，效率越高，澆道的設(shè)計(jì)越合理?？紤]熱量損失和澆道加工性能等因素，選擇圓形截面的分澆道。具體詳見圖 示。 圖 料穴 冷料井一般位于主流道對面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料進(jìn)入型腔而形成冷接縫，此外，開模時(shí)又能將主流道凝料從定模板中拉出，冷料井的尺寸，宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑。該模具的冷料井設(shè)計(jì)錐形的冷料井。冷料井如圖 示： 腔數(shù)目的確定 注塑模的型腔數(shù)目 ,可以是一模一腔 ,也可以是一模多腔 ,在型腔數(shù)目的確定時(shí)主要考慮以下幾個(gè)有關(guān)因素： （ 1） 塑件的尺寸精度 ； （ 2）模具制造成本； （ 3）注塑成型的生產(chǎn)效益； （ 4）模具制造難度。 考慮到該塑件 是一般日用品，根據(jù)生產(chǎn)批量和經(jīng)濟(jì)因素，初步確定該模具為一模兩腔。 型面的確定 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析，應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)的設(shè)計(jì)原則： 1）分型面應(yīng)選擇在塑件外形最大輪廓處 2）分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模 3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求 4）分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 5）分型面的選擇要便于模具的加工制造 8 6）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣 除了以上 這些基本原則以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上的投影面積的大小。為了保證側(cè)向型芯的位置的放置及抽芯機(jī)構(gòu)的動(dòng)作順利，應(yīng)以淺的側(cè)向凹孔或短的側(cè)向凸臺(tái)作為抽芯方向，而將較深的凹孔或較高的凸臺(tái)放置在開合模方向。 分型面具體位置如下圖所示： 擇注射機(jī) 根據(jù) 算塑件的體積和澆注系統(tǒng)的體積，計(jì)算出型腔的數(shù)目，最后預(yù)選一個(gè)注射機(jī)。 選用 00 型臥式注射機(jī)，其有關(guān)參數(shù)為： 額定注射量 200/400 3； 注射壓力 109 鎖模力 2540 最大注射面積 645 2； 模具厚度 165 ～ 406 最大開合模行程 260 噴嘴圓弧半徑 18 噴嘴孔直徑 4 拉桿間距： 290× 368 9 具材料的確定 現(xiàn)有模具模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化 ,所以在模具材料的選擇時(shí)主要是根據(jù)制品的特性和使用要求選擇合理的型腔和 型芯材料 是關(guān)系到模具質(zhì)量的前提條件 ,如果選材不當(dāng)，則所有的精密加工所投入的工時(shí) ,設(shè)備費(fèi)用將浪費(fèi)。 在選擇模具鋼時(shí) ,首先必須考慮材料的使用性能和工藝性能 ,從使用性能考慮 :硬度是主要指標(biāo)之一 ,模具在高應(yīng)力作用下欲保持尺寸不變 ,必須有足夠的硬度 ,當(dāng)承受沖擊載荷時(shí)還要考慮折斷 ,崩刃問題 ,所以韌性也是一重要指標(biāo) ,耐磨性是決定模具壽命的重要因素。從工藝性能考慮 :要熱加工工藝好 ,加工溫度范圍寬 ,冷加工性能如切削 ,銑削 ,拋光等加工性能好 ,此外還要考慮淬透性和淬硬性 ,熱處理變形和氧化脫碳等性能 濟(jì)考慮 ,要求材料來源廣 ,價(jià)格低。 模仁的材料為 45鋼。 45鋼屬優(yōu)質(zhì)碳素塑料模具鋼，與普通優(yōu)質(zhì) 45碳素鋼相比，其鋼中硫，磷含量低，鋼材純度好。制造小型塑料模具，用調(diào)質(zhì)處理可獲得較高的硬度和較好的強(qiáng)韌性。 45 鋼的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，切削加工性好，淬火后具有較高的硬度，調(diào)質(zhì)處理后具有良好的強(qiáng)韌性和一定的耐磨性，被廣泛用于制造中、低擋的塑料模具。 材料預(yù)備熱處理： 斷后退火；⑵高溫回火；⑶正火 推薦回火規(guī)范：回火溫度為 500~560 C。 ，空冷，硬度為 25~33 型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 所謂成型零件是模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件，它包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生磨擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，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，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。 設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸， 對關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。以下是成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 我們知道，型芯和鑲件主要是用來成型迷你音箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)的成型零部件，通過分析這個(gè)產(chǎn)品，我們知道，其內(nèi)部凸臺(tái)較多，所以我們可以選擇把凸臺(tái)做成較大的鑲件來減少模具鋼的使用率，從而進(jìn)一步來節(jié)省原材料，降低成本。 根據(jù)產(chǎn)品特征，為了便于加工制造，型腔采用整體鑲嵌式，型腔靠用 8顆 0 × 40L 螺釘固定于型腔板 。 圖 芯 架的選用 注射模標(biāo)準(zhǔn)模架共有兩個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)：一是使用于模板尺寸 B× L≤ 56000中小型模架（ 1990）；二是使用于模板尺寸 B× L 為 6306302502000大型模架（ 1990），本次設(shè)計(jì)選擇中小型龍記模架。 根據(jù)制件的尺寸分析，本制件的成型型腔屬于較大尺寸，所以應(yīng)按剛度來計(jì)算，而型腔采用的是整體嵌入式，根據(jù)型腔的材料和經(jīng)驗(yàn)，型腔的壁厚為55～ 160套壁厚 3～ 50 由此按經(jīng)驗(yàn)參考標(biāo)準(zhǔn)模架，選取標(biāo)準(zhǔn)模架為 B/T 4架參 數(shù)表 名稱 材料 尺 寸（ 上模座板 45鋼 30015 上模板墊板 45鋼 300× 270× 15 動(dòng)模固定板 45鋼 300× 270× 20 下模座板 45鋼 300× 270× 25 向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的精密對中定位。 11 出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮觯瓿擅摮鏊芗难b 置稱為脫模機(jī)構(gòu)，也稱頂出機(jī)構(gòu)。 度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在注塑成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具的溫度要求也不同。流動(dòng)性差的塑料如 ，要求模具溫度高，溫度過低會(huì)影響塑料的流動(dòng)，增大流動(dòng)剪切力，使塑件內(nèi)應(yīng)力增大，出現(xiàn)冷流痕，銀絲，注不滿等缺陷。普通的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度，為了縮短成型周期，還可以把常溫的水降低溫度后再通入模內(nèi)，可以提高成型效率。對于高熔點(diǎn)，流動(dòng)性差的塑料，流動(dòng)距離長 的制件，為了防止填充不足，有時(shí)也在水管中通入溫水把模具加熱。由前面分析可知道 48℃，模具溫度為 。 度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 ⑴采用較低的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率； ⑵模溫均勻，冷卻時(shí)間短，注射速度快可以減少塑件的變形 ⑶對塑件表面粗糙度影響最大的除型腔表面加工質(zhì)量外就是模具溫度，提高模溫能大大改善塑件的表面狀態(tài)； 溫度對塑件質(zhì)量的影響有相互矛盾的地方，設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)材料特性和使用要求偏重于主要要求。 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 ⑴根據(jù)塑料的 品種確定是對模具采用加熱方式還是冷卻方式； ⑵希望模溫均一，塑件各部同時(shí)冷卻，以提高生產(chǎn)率和提高塑件質(zhì)量； ⑶采用低的模溫，快速，大流量通水冷卻效果一般比較好； ⑷溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡可能做到結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，成本低廉； 卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 由 ⑷分析得出，需要給模具設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)，重點(diǎn)在上部球形面和直流道。 ⑴設(shè)計(jì)原則 ①盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡； ②冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越好； 12 ③盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經(jīng)驗(yàn)表 明，冷卻水管中心距 卻水管壁距模具邊界和制件壁的距離為 小不要小于 10。 ④澆口處加強(qiáng)冷卻，冷卻水從澆口處進(jìn)入最佳； ⑤應(yīng)降低進(jìn)水和出水的溫差，進(jìn)出水溫差一般不超過 5℃ ⑥冷卻水的開設(shè)方向以不影響操作為好，對于矩形模具，通常沿寬度方向開設(shè)水孔。 ⑦合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉。 該塑件屬于中等深度的塑件，又由于前面分析可以知道，在塑件外面和直流道處需要重點(diǎn)冷卻。因此在型芯型腔都設(shè)置了兩層冷卻水線。根據(jù)冷卻水線設(shè)計(jì)原則， 由公式： .0 ??? ?????????????? 求得，? 根據(jù)模具的材料，所以冷卻水道選擇 2 根， 冷卻水道的直徑均為 6 ㎜。 具體冷卻水道的分布如下圖所示： 第四章 成型零部件的設(shè)計(jì) 13 型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零部件是注塑模具設(shè)計(jì)中起到?jīng)Q定因素的一部分，產(chǎn)品的外觀，綜合力學(xué)性能，精度，表面光潔度等等方面都是依靠成型零部件的精度來控制的，例如型腔、型芯、凹模板，墊板等等都屬于成型零部件，在注塑模的設(shè)計(jì)中，成型零部件 的作用非常重要，把握好成型零部件之間的配合，精度等等因素是決定一副模具好與壞的根本所在，其中，成型零部件的設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)方面： 腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)課題我們知道，型腔的結(jié)構(gòu)形式就決定了迷你音箱的結(jié)構(gòu)形式，通過分析迷你音箱這個(gè)產(chǎn)品，我們可以選擇整體鑲?cè)胧叫颓?，因?yàn)檎w鑲?cè)胧叫颓豢梢杂行У毓?jié)約成型零部件的制作成本，并且其力學(xué)性能滿足工況要求，更換方便快捷。 芯及鑲件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 我們知道，型芯和鑲件主要是用來成型 迷你音箱 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的成型零部件，通過分析 迷你音箱 這個(gè)產(chǎn)品，我 們知道，其內(nèi)部凸臺(tái)較多，所以我們可以選擇把凸臺(tái)做成較大的鑲件來減少模具鋼的使用率，從而進(jìn)一步來節(jié)省原材料，降低成本。 成型零部件工作尺寸計(jì)算 型零部件性能 成型由于成型零件直接與高溫高壓的塑料熔體接觸，它必須有以一些性能： 1、必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度，以承受塑料熔體的高壓； 2、有足夠的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨損； 3、通常進(jìn)行熱處理，使其硬度達(dá)到 上； 4、切削加工性能好，熱處理變形小，可淬性良好； 5、熔焊性能要好 ,以便修理； 腔、型 芯工作部位尺寸計(jì)算 經(jīng)查有關(guān)資料可知 均收縮率為 : S=（ 。 型腔工作部位的尺寸： 型腔徑向尺寸 ? ?0 01 L ?? ?? ? ? ? ? ?????=（ 1+腔深度尺寸 ? ?0 01 H ?? ?? ? ? ? ? ?????=（ 1+14 型芯徑向尺寸 ? ? 00 1z l? ?? ?? ? ? ? ?????=（ 1+芯高度尺寸 ? ? 00 1z h? ?? ?? ? ? ? ?????=（ 1+心距尺寸 / 2 ( 1 ) / 2m z s C??? ? ? ?=（ 1+中 L— 塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（ l— 塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（ H— 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（ h— 塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（ C— 塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（ x— 修正系數(shù)，取 — 塑件公差（ ? — 模具制造公差，取（ 1/3～ 1/4）△。 各工作部位尺寸計(jì)算結(jié)果詳見相應(yīng)零件圖紙所標(biāo)明 成型零部件的強(qiáng)度與剛度計(jì)算 為了方便加工和熱處理，其型芯整體鑲嵌式，型腔為整體鑲嵌式。因此，型腔的強(qiáng)度和剛度按型腔整體式計(jì)算。由于型腔壁厚計(jì)算比較麻煩，也可參考經(jīng)驗(yàn)推薦數(shù)據(jù)。 （ 1） 保證塑件順利脫模 [δ ]〈 中 [δ ]— 保證塑件順利脫模的型腔允許彈性變形量； t — 塑件壁 厚， S— 塑件的收縮率。 射機(jī)的校核 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)的最大注射量是其額定注射量的 80%。所以，一個(gè)周期內(nèi)所需的塑料溶體的總量必須在注射機(jī)的額定注射量的 80%以內(nèi)。 =60 見注塑機(jī)參數(shù)表） 80%=60× 8 校驗(yàn)合格。 第五章 模具總裝設(shè)計(jì) 具裝配及加工要求 模具精度是影響塑料成型件精度的重要因素之一，為了保證模具精度，塑 15 料模具制造時(shí)應(yīng)達(dá)到以下技術(shù)要求： a、組成塑料模具的所有零件，在材料加工精度和熱處理質(zhì)量等方面均應(yīng)符合相應(yīng)圖樣的要求。 b、組成模架的零件應(yīng)達(dá)到規(guī)定的加工要求， 裝配成套的模架應(yīng)活動(dòng)自如，并達(dá)到規(guī)定的平行度和垂直度要求 c、模具的功能必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求 d、為了鑒別塑料成型件的質(zhì)量，裝配好的模具必須在生產(chǎn)條件下試模，并根據(jù)試模存在問題進(jìn)行修整，直至試出合格的成型件為止。 具工作原理 (1)開模過程：注塑機(jī)開模時(shí)，移動(dòng)板帶動(dòng)動(dòng)模部分向遠(yuǎn)離定模部分的方向移動(dòng)，模具由分型面分型，塑件由于拉料桿和型芯的作用，連同流道內(nèi)的凝料隨動(dòng)模移動(dòng)，當(dāng)注射機(jī)的頂桿接觸到模具的推板的時(shí)候，推板帶動(dòng)推桿將塑件和凝料推出，進(jìn)而完全脫離模具。 (2)合模過程：注塑機(jī)合模時(shí)，移動(dòng) 板帶動(dòng)動(dòng)模部分向靠近定模部分的方向移動(dòng)，在復(fù)位桿的作用下，使推板帶動(dòng)推桿和拉料桿向遠(yuǎn)離定模部分移動(dòng)，當(dāng)模具完全閉合后，脫模機(jī)構(gòu)也已經(jīng)復(fù)位。 (3)模具工作原理：開模時(shí)，動(dòng)模部分向后移，這時(shí)塑件包在型芯上隨動(dòng)模繼續(xù)后移，直至注射機(jī)頂桿與模具推板接觸，推出機(jī)構(gòu)開始工作，同時(shí)斜頂作用于內(nèi)側(cè)抽芯滑塊，完成內(nèi)側(cè)抽芯動(dòng)作，推桿將塑件從型芯上推出。合模時(shí)，復(fù)位桿使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位！ 16 模具三維裝配圖 17 致 謝 在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新 的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度。本文所設(shè)計(jì)的是迷你音箱注塑模設(shè)計(jì)，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 18 參考文獻(xiàn) [1]塑料模設(shè)計(jì)手冊編寫組編著 （第 2版） 械工業(yè)出版社， 2002 [2]模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會(huì) . 塑料模具設(shè)計(jì)制造與應(yīng)用實(shí)例 械工業(yè)出版社， 2002 [3]王文廣，田寶善，田雁晨 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2004 [4]唐志玉 北京：國防工業(yè)出版社， 1999 [5]馬金駿 北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社， 1994 [6]賈潤禮，程志遠(yuǎn) 北京：中國輕工業(yè)出版社， 2000 [7]黃毅宏，李明輝 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2007 [8]王永平 . 注塑模具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)評 械工業(yè)出版社， 2004 [9]宋滿倉，黃銀國，趙丹陽 . 注塑模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)戰(zhàn) 械工業(yè)出版社， 10]李秦蕊 . 塑料模具設(shè)計(jì) 北工業(yè)大學(xué)出版社， 2006 [11]高濟(jì) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1993 [12]張孝民 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2003 [13]鄒繼強(qiáng) 北京 ：清華大學(xué)出版社， 2005 [14]陸寧 . 實(shí)用注塑模具設(shè)計(jì) . 北京：中國輕工業(yè)出版社， 1997 [15]胡海青，溫時(shí)寶 . 塑料模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2003 [16] MC of as a of M]. 1999, 36(3):740 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 題目：迷你音響的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及外殼的模具設(shè)計(jì) 系 名 機(jī)械工程系 專 業(yè) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 職 稱 2016 年 1 月 29 日 I 摘 要 本文主要是以迷你音箱為基礎(chǔ)，通過測量產(chǎn)品的尺寸，對迷你音箱進(jìn)行建模，并對該塑件的模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括塑件成品的設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)的分析與計(jì)算、工作部分的設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和加工方案的制定，注射成型是塑料成型的一種重要方法，它主要適用于熱塑性的成型可以一次成型形狀復(fù)雜的精密塑件，本次設(shè)計(jì)就是將迷你音箱作為設(shè)計(jì)模型，將注塑模具的相關(guān)知識(shí)作為依據(jù)，闡述塑料注塑模具的整體設(shè)計(jì)過程 。 本文重點(diǎn)介紹了迷你音箱的注射模設(shè)計(jì)，主要運(yùn)用 圖軟件來完成整個(gè)設(shè)計(jì)工作，從中學(xué)習(xí)到了許多的模具設(shè)計(jì)的知識(shí)和對在校所學(xué)知識(shí)的深化，設(shè)計(jì)的整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)了低成本，高效率，有利于提高模具的生產(chǎn)效率和節(jié)約了生產(chǎn)成本，并大大縮短了生產(chǎn)的周期。 關(guān)鍵詞： 塑料模具； 模具設(shè)計(jì)； 生產(chǎn)周期 as of to as in to a of as as of of an to a of it is G of .1 a be as of 錄 第一章 前 言 ................................................ 1 性模具的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ....................... 1 料模具工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向 ........................... 1 具設(shè)計(jì)流程 ......................................... 2 第二章 塑件工藝性分析 ..................................... 2 料分析 ............................................. 3 能設(shè)計(jì) ......................................... 3 料選擇 ......................................... 4 件 的尺寸精度及表面質(zhì)量 ......................... 5 構(gòu)分析 ............................................. 5 寸精度 ......................................... 6 構(gòu)設(shè)計(jì) ......................................... 6 面粗糙度 ....................................... 7 厚 ............................................. 8 度 ............................................. 9 第三章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...................................... 6 口的確定 ........................................... 9 流道的設(shè)計(jì) ........................................ 10 流道的設(shè)計(jì) ........................................ 10 卻穴 ............................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 腔數(shù) 目的確定 ....................................... 7 型面的確定 ......................................... 7 擇注射機(jī) ........................................... 6 具材料的確定 ....................................... 9 型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................... 10 .......................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ...................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 計(jì) ...................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 ................................... 16 度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 ...................... 16 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 .......................... 16 卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................. 17 第四章 成型零部件的設(shè)計(jì) .................................. 17 型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .............................. 18 型零部件工作尺寸計(jì)算 ............................ 19 型零部件的強(qiáng)度 與剛度計(jì)算 .......................... 19 射機(jī)的校核 ........................................ 20 第五章 模具總裝設(shè)計(jì) ...................................... 14 具裝配及加工要求 .................................. 20 具工作原理 ........................................ 20 謝辭 ...................................................... 21 參考文獻(xiàn) .................................................. 22 1 第一章 前 言 性模具的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 由于塑料具有很多優(yōu)良的性能和特點(diǎn)，近年來它在各領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。作為塑料制造業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè) —— 塑料模具的設(shè)計(jì)與制造也得到了空前的發(fā)展，特別是作為塑料必備成型工具的塑料注塑模具，由于它成型效率高，易成型形狀復(fù)雜的制品，并科實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，得到迅速的法子，在我國其發(fā)展速度之快、需求量之大是前所未有的。 未來國內(nèi)外塑性模具的制造技術(shù)和成型技術(shù)有如下發(fā)展趨勢： 1)在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 術(shù)； 2)高速銑削加工將得到更廣泛地應(yīng)用； 3)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)； 4)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 5)研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程； 6)虛擬技術(shù)將得到發(fā)展； 7)模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展。 料模具工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向 80年代以來 ,在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下 ,我國模具工業(yè)發(fā)展迅速 ,年均增速均為 13%,1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為 245億 ,至 2004年我國模具總產(chǎn)值 為 450億元 ,其中塑料模約占 30%左右。在未來的模具市場中 ,塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。 成型工藝方面 ,多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟 ,如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在 29～34 英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù) ,一些廠家還使用了輔軟件 ,取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣 ,有的廠采用率達(dá) 20%以 上 ,一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置 ,少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道裝置 ,少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到 10%,與國外的 50～ 80%相比 ,差距較大。 近年來 ,國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼 ,如 :45、 3MⅠ、 ,對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響 ,但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應(yīng)用 ,并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程 度一般在 30%以下 ,和國外先進(jìn)工業(yè)國家已達(dá)到 70%比 ,仍有很大差距。 2 表 1 國內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較表 項(xiàng) 目 國 外 國 內(nèi) 注塑模型腔精度 腔表面粗糙度 m 非淬火鋼模具壽命 10～ 60 萬次 10～ 30 萬次 淬火鋼模具壽命 160～ 300 萬次 50～ 100 萬次 熱流道模具使用率 80%以上 總體不足 10% 標(biāo)準(zhǔn)化程度 70～ 80% 小于 30% 中型塑料模生產(chǎn)周期 一個(gè)月左右 2～ 4 個(gè)月 在模具行業(yè)中的占有量 30～ 40% 25～ 30% 據(jù)有關(guān)方面預(yù)測 ,模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的 ,在未來的模具市場中 ,塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具 ,在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展 ,對塑料模具提出越來越高的要求是正常的 ,因此 ,精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時(shí) ,由于近年來進(jìn)口模具中 ,精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù) ,所以 ,從減少進(jìn)口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā) ,這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展 ,使各種異型材擠出模具、 料管材管接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn) ,高速公路的迅速發(fā)展 ,對汽車輪胎也提出了更高要求 ,因此子午線橡膠輪胎模具 ,特別是活絡(luò)模的發(fā)展速度也將高于總平均水平 ;以塑代木 ,以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大 ;家用電器行業(yè)在“十一五”期間將有較大發(fā)展 ,特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大 ;而電子及通訊產(chǎn)品方面 ,除了彩電等音像產(chǎn)品外 ,筆記本電腦和網(wǎng)機(jī)頂盒將有較大發(fā)展 ,這些都是塑料模具市場的增長點(diǎn)。 具設(shè)計(jì)流程 通過對模具專業(yè)的學(xué)習(xí)，掌握了常用材料在成型過 程中對模具的工藝要求，掌握模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算的方法，以達(dá)到能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機(jī)械加工的知識(shí)，金屬材料的選擇和熱處理，結(jié)合模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠?qū)σ陨细鞣矫娴囊蠹右造`活運(yùn)用，綜合檢驗(yàn)大學(xué)期間所學(xué)的知識(shí)。 3 第二章 塑件工藝性分析 料分析 能設(shè)計(jì) 功能設(shè)計(jì)是要求塑件應(yīng)具有滿足使用目的功能 ,并達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo) 你音箱 ,承受外力的幾率不大 ,如沖擊載荷 ,振動(dòng) ,摩擦等情況比較少 ;塑 件的工作溫度是室溫 ,這使得在材料選擇時(shí)對熱變形溫度 ,脆化溫度 ,分解溫度的要求降低 ;作為一種日用品 ,生產(chǎn)批量應(yīng)該是中批中量或大批大量生產(chǎn) ,這樣 ,就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命 ,在材料的選擇時(shí)要綜合各種因素。 該塑件的產(chǎn)品圖如下圖 2示： 圖 2件圖 料選擇 通常選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求 ,以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù) 要考慮的主要是材料的力學(xué)性能 ,如屈服應(yīng)力 ,彈 性模量 ,彎曲強(qiáng)度 ,表面硬度等 日常生活用品，沒有什么特別的要求，因此主要從容易成型方面選擇材料。 五大合成樹脂之一，其抗沖擊性、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，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。 脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將 ，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。 程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化 學(xué)藥品性、染色性，成型加工和機(jī)械加工較好。 脂耐水、無機(jī)鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇 類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。 具體有點(diǎn)有以 下 6 點(diǎn)： 械強(qiáng)度高；抗沖擊能力強(qiáng)，低溫時(shí)也不會(huì)迅速下降；缺口敏感性較好；抗蠕 變性好，溫度升高時(shí)也不會(huì)迅速下降；有一定的表面硬度，抗抓傷；耐磨性好，摩擦系數(shù)低； 溫度、濕度、頻率變化影 響小； 40℃； 、鹽、油、水； 刷、電鍍等方法對制品進(jìn)行表面裝飾； 寬的成型工藝范圍。 件的尺寸精度及表面質(zhì)量 構(gòu)分析 寸精度 影響制品精度的因素較多。首先是模具的制造精度和模具的磨損量，其次是成型工藝條件的變化所引起的塑料收縮率的波動(dòng)。另外，成型后的時(shí)效率變化和模具結(jié)構(gòu)形狀對尺寸精度也有一定的影響。因此，對塑料制品的精度要求不能太高，應(yīng)在保證使用功能的條件下，盡可能選擇低精度等級(jí)。 該 產(chǎn) 品 零 件 圖 所 有 尺 寸 為 未 注 公 差 尺 寸 ， 根 據(jù) 國 家 推 薦 標(biāo) 準(zhǔn)（ 14486定的 精度選取作為塑料制品的尺寸公差等級(jí)。已注尺寸公差等級(jí)也在 圍內(nèi)。所以該產(chǎn)品注射成型能夠達(dá)到此精度要求。表 2表只取了在產(chǎn)品尺寸范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。 密度ｇ／㎝ 3 1. 注射機(jī)類型 螺桿式 5 16 比容㎝ 3／ｇ 熱 干燥 度℃ 80～ 95 吸水率％ 間ｈ 4～ 5 糾縮率％ 簡 溫度 ℃ 后 段 150～ 170 熔點(diǎn)℃ 130～ 160 中段 165～ 180 熱變形 溫度℃ 0～ 108 前段 180～ 200 3～ 103 噴嘴溫度℃ 170～ 180 抗拉屈服強(qiáng)度 0 模具溫度℃ 50～ 80 拉伸彈性模量 103 注射壓力 60～ 100 彎曲強(qiáng)度 80 成 型 時(shí) 間 S 高壓時(shí)間 0～ 5 硬度 壓時(shí)間 15～ 30 后 處 理 方法 紅外線燈、烘箱 冷卻時(shí)間 15～ 30 溫度℃ 70 成型周 期 40～ 70 時(shí)間ｈ 2～ 4 螺桿轉(zhuǎn)速ｒ / 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu)對成型工藝方法的適應(yīng)性。在塑料生產(chǎn)過程中 ,一方面成型會(huì)對塑件的結(jié)構(gòu) ,形狀 ,尺寸精度等諸方面提出要求 ,以便降低模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和制造難度 ,保證生產(chǎn)出價(jià)廉物美的產(chǎn)品 ;另一方面 ,模具設(shè)計(jì)者通過對給定塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析 ,弄清塑件生產(chǎn)的難點(diǎn) ,為模具設(shè)計(jì)和制造提供依據(jù)。 面粗糙度 塑件的表面粗糙度，除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤，波紋等疵點(diǎn)外，主要 的由模具的表面的粗糙度決定。塑件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標(biāo)，包括缺料，溢料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個(gè)等級(jí)。由于該制品為一般日常生活用品，對表面粗糙度要求不高，m。 6 厚 塑料制品的壁厚對制品的質(zhì)量有至關(guān)重要的影響。壁厚過厚，不但用料多，容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷，而且冷卻時(shí)間長生產(chǎn)效率低；壁厚過薄，成型困難，流動(dòng)阻力大。在此主要 是分析壁厚對成型的影響，所以只驗(yàn)證產(chǎn)品在脫模頂出時(shí)保證不變形。所以本次產(chǎn)品的壁厚值能滿足工藝要求。 度 由于塑件成型時(shí)冷卻過程中產(chǎn)生收縮 ,使其緊箍在凸模或型芯上 ,為了便于脫模 ,防止因脫模力過大而拉壞塑件或使其表面受損 ,與脫模方向平行的塑件。 第三章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 口的確定 的流動(dòng)性好 ,可適用于各種澆口 ,為了不影響外觀 ,確定使用潛伏澆口 。 流道設(shè)計(jì) 主流道是一端與注塑機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有有錐度的流動(dòng)通道。根據(jù)注塑機(jī)型號(hào)設(shè)計(jì)主流道尺寸，具體尺寸 詳見圖紙。 由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨(dú)加工和熱處理。澆口套結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 示采用兩顆 20L 螺釘固定。由注塑機(jī)確定 澆口套 的尺寸，如 下 圖所示。 圖 4流道設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計(jì)應(yīng) 7 盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料 。分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形， U 形和六角形。澆道的截面積越大，壓力的損失就越大；澆道的表面積越小，熱量的損失就越少。用澆道的截面積和表面積的比值來表示澆道的效率，效率越高，澆道的設(shè)計(jì)越合理。考慮熱量損失和澆道加工性能等因素，選擇圓形截面的分澆道。具體詳見圖 示。 圖 料穴 冷料井一般位于主流道對面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料進(jìn)入型腔而形成冷接縫，此外，開模時(shí)又能將主流道凝料從定模板中拉出，冷料井的尺寸，宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑。該模具的冷料井設(shè)計(jì)錐形的冷料井。冷料井如圖 示： 腔數(shù)目的確定 注塑模的型腔數(shù)目 ,可以是一模一腔 ,也可以是一模多腔 ,在型腔數(shù)目的確定時(shí)主要考慮以下幾個(gè)有關(guān)因素： （ 1） 塑件的尺寸精度 ； （ 2）模具制造成本； （ 3）注塑成型的生產(chǎn)效益； （ 4）模具制造難度。 考慮到該塑件 是一般日用品，根據(jù)生產(chǎn)批量和經(jīng)濟(jì)因素，初步確定該模具為一模兩腔。 型面的確定 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析，應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)的設(shè)計(jì)原則： 1）分型面應(yīng)選擇在塑件外形最大輪廓處 2）分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模 3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求 4）分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 5）分型面的選擇要便于模具的加工制造 8 6）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣 除了以上 這些基本原則以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上的投影面積的大小。為了保證側(cè)向型芯的位置的放置及抽芯機(jī)構(gòu)的動(dòng)作順利，應(yīng)以淺的側(cè)向凹孔或短的側(cè)向凸臺(tái)作為抽芯方向，而將較深的凹孔或較高的凸臺(tái)放置在開合模方向。 分型面具體位置如下圖所示： 擇注射機(jī) 根據(jù) 算塑件的體積和澆注系統(tǒng)的體積，計(jì)算出型腔的數(shù)目，最后預(yù)選一個(gè)注射機(jī)。 選用 00 型臥式注射機(jī)，其有關(guān)參數(shù)為： 額定注射量 200/400 3； 注射壓力 109 鎖模力 2540 最大注射面積 645 2； 模具厚度 165 ～ 406 最大開合模行程 260 噴嘴圓弧半徑 18 噴嘴孔直徑 4 拉桿間距： 290× 368 9 具材料的確定 現(xiàn)有模具模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化 ,所以在模具材料的選擇時(shí)主要是根據(jù)制品的特性和使用要求選擇合理的型腔和 型芯材料 是關(guān)系到模具質(zhì)量的前提條件 ,如果選材不當(dāng)，則所有的精密加工所投入的工時(shí) ,設(shè)備費(fèi)用將浪費(fèi)。 在選擇模具鋼時(shí) ,首先必須考慮材料的使用性能和工藝性能 ,從使用性能考慮 :硬度是主要指標(biāo)之一 ,模具在高應(yīng)力作用下欲保持尺寸不變 ,必須有足夠的硬度 ,當(dāng)承受沖擊載荷時(shí)還要考慮折斷 ,崩刃問題 ,所以韌性也是一重要指標(biāo) ,耐磨性是決定模具壽命的重要因素。從工藝性能考慮 :要熱加工工藝好 ,加工溫度范圍寬 ,冷加工性能如切削 ,銑削 ,拋光等加工性能好 ,此外還要考慮淬透性和淬硬性 ,熱處理變形和氧化脫碳等性能 濟(jì)考慮 ,要求材料來源廣 ,價(jià)格低。 模仁的材料為 45鋼。 45鋼屬優(yōu)質(zhì)碳素塑料模具鋼，與普通優(yōu)質(zhì) 45碳素鋼相比，其鋼中硫，磷含量低，鋼材純度好。制造小型塑料模具，用調(diào)質(zhì)處理可獲得較高的硬度和較好的強(qiáng)韌性。 45 鋼的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，切削加工性好，淬火后具有較高的硬度，調(diào)質(zhì)處理后具有良好的強(qiáng)韌性和一定的耐磨性，被廣泛用于制造中、低擋的塑料模具。 材料預(yù)備熱處理： 斷后退火；⑵高溫回火；⑶正火 推薦回火規(guī)范：回火溫度為 500~560 C。 ，空冷，硬度為 25~33 型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 所謂成型零件是模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件，它包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生磨擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，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，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。 設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸， 對關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。以下是成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 我們知道，型芯和鑲件主要是用來成型迷你音箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)的成型零部件，通過分析這個(gè)產(chǎn)品，我們知道，其內(nèi)部凸臺(tái)較多，所以我們可以選擇把凸臺(tái)做成較大的鑲件來減少模具鋼的使用率，從而進(jìn)一步來節(jié)省原材料，降低成本。 根據(jù)產(chǎn)品特征，為了便于加工制造，型腔采用整體鑲嵌式，型腔靠用 8顆 0 × 40L 螺釘固定于型腔板 。 圖 芯 架的選用 注射模標(biāo)準(zhǔn)模架共有兩個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)：一是使用于模板尺寸 B× L≤ 56000中小型模架（ 1990）；二是使用于模板尺寸 B× L 為 6306302502000大型模架（ 1990），本次設(shè)計(jì)選擇中小型龍記模架。 根據(jù)制件的尺寸分析，本制件的成型型腔屬于較大尺寸，所以應(yīng)按剛度來計(jì)算，而型腔采用的是整體嵌入式，根據(jù)型腔的材料和經(jīng)驗(yàn)，型腔的壁厚為55～ 160套壁厚 3～ 50 由此按經(jīng)驗(yàn)參考標(biāo)準(zhǔn)模架，選取標(biāo)準(zhǔn)模架為 B/T 4架參 數(shù)表 名稱 材料 尺 寸（ 上模座板 45鋼 30015 上模板墊板 45鋼 300× 270× 15 動(dòng)模固定板 45鋼 300× 270× 20 下模座板 45鋼 300× 270× 25 向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的精密對中定位。 11 出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮觯瓿擅摮鏊芗难b 置稱為脫模機(jī)構(gòu)，也稱頂出機(jī)構(gòu)。 度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在注塑成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具的溫度要求也不同。流動(dòng)性差的塑料如 ，要求模具溫度高，溫度過低會(huì)影響塑料的流動(dòng)，增大流動(dòng)剪切力，使塑件內(nèi)應(yīng)力增大，出現(xiàn)冷流痕，銀絲，注不滿等缺陷。普通的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度，為了縮短成型周期，還可以把常溫的水降低溫度后再通入模內(nèi)，可以提高成型效率。對于高熔點(diǎn)，流動(dòng)性差的塑料，流動(dòng)距離長 的制件，為了防止填充不足，有時(shí)也在水管中通入溫水把模具加熱。由前面分析可知道 48℃，模具溫度為 。 度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 ⑴采用較低的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率； ⑵模溫均勻，冷卻時(shí)間短，注射速度快可以減少塑件的變形 ⑶對塑件表面粗糙度影響最大的除型腔表面加工質(zhì)量外就是模具溫度，提高模溫能大大改善塑件的表面狀態(tài)； 溫度對塑件質(zhì)量的影響有相互矛盾的地方，設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)材料特性和使用要求偏重于主要要求。 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 ⑴根據(jù)塑料的 品種確定是對模具采用加熱方式還是冷卻方式； ⑵希望模溫均一，塑件各部同時(shí)冷卻，以提高生產(chǎn)率和提高塑件質(zhì)量； ⑶采用低的模溫，快速，大流量通水冷卻效果一般比較好； ⑷溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡可能做到結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，成本低廉； 卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 由 ⑷分析得出，需要給模具設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)，重點(diǎn)在上部球形面和直流道。 ⑴設(shè)計(jì)原則 ①盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡； ②冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越好； 12 ③盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經(jīng)驗(yàn)表 明，冷卻水管中心距 卻水管壁距模具邊界和制件壁的距離為 小不要小于 10。 ④澆口處加強(qiáng)冷卻，冷卻水從澆口處進(jìn)入最佳； ⑤應(yīng)降低進(jìn)水和出水的溫差，進(jìn)出水溫差一般不超過 5℃ ⑥冷卻水的開設(shè)方向以不影響操作為好，對于矩形模具，通常沿寬度方向開設(shè)水孔。 ⑦合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉。 該塑件屬于中等深度的塑件，又由于前面分析可以知道，在塑件外面和直流道處需要重點(diǎn)冷卻。因此在型芯型腔都設(shè)置了兩層冷卻水線。根據(jù)冷卻水線設(shè)計(jì)原則， 由公式： .0 ??? ?????????????? 求得，? 根據(jù)模具的材料，所以冷卻水道選擇 2 根， 冷卻水道的直徑均為 6 ㎜。 具體冷卻水道的分布如下圖所示： 第四章 成型零部件的設(shè)計(jì) 13 型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零部件是注塑模具設(shè)計(jì)中起到?jīng)Q定因素的一部分，產(chǎn)品的外觀，綜合力學(xué)性能，精度，表面光潔度等等方面都是依靠成型零部件的精度來控制的，例如型腔、型芯、凹模板，墊板等等都屬于成型零部件，在注塑模的設(shè)計(jì)中，成型零部件 的作用非常重要，把握好成型零部件之間的配合，精度等等因素是決定一副模具好與壞的根本所在，其中，成型零部件的設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)方面： 腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)課題我們知道，型腔的結(jié)構(gòu)形式就決定了迷你音箱的結(jié)構(gòu)形式，通過分析迷你音箱這個(gè)產(chǎn)品，我們可以選擇整體鑲?cè)胧叫颓唬驗(yàn)檎w鑲?cè)胧叫颓豢梢杂行У毓?jié)約成型零部件的制作成本，并且其力學(xué)性能滿足工況要求，更換方便快捷。 芯及鑲件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 我們知道，型芯和鑲件主要是用來成型 迷你音箱 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的成型零部件，通過分析 迷你音箱 這個(gè)產(chǎn)品，我 們知道，其內(nèi)部凸臺(tái)較多，所以我們可以選擇把凸臺(tái)做成較大的鑲件來減少模具鋼的使用率，從而進(jìn)一步來節(jié)省原材料，降低成本。 成型零部件工作尺寸計(jì)算 型零部件性能 成型由于成型零件直接與高溫高壓的塑料熔體接觸，它必須有以一些性能： 1、必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度，以承受塑料熔體的高壓； 2、有足夠的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨損； 3、通常進(jìn)行熱處理，使其硬度達(dá)到 上； 4、切削加工性能好，熱處理變形小，可淬性良好； 5、熔焊性能要好 ,以便修理； 腔、型 芯工作部位尺寸計(jì)算 經(jīng)查有關(guān)資料可知 均收縮率為 : S=（ 。 型腔工作部位的尺寸： 型腔徑向尺寸 ? ?0 01 L ?? ?? ? ? ? ? ?????=（ 1+腔深度尺寸 ? ?0 01 H ?? ?? ? ? ? ? ?????=（ 1+14 型芯徑向尺寸 ? ? 00 1z l? ?? ?? ? ? ? ?????=（ 1+芯高度尺寸 ? ? 00 1z h? ?? ?? ? ? ? ?????=（ 1+心距尺寸 / 2 ( 1 ) / 2m z s C??? ? ? ?=（ 1+中 L— 塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（ l— 塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（ H— 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（ h— 塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（ C— 塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（ x— 修正系數(shù)，取 — 塑件公差（ ? — 模具制造公差，取（ 1/3～ 1/4）△。 各工作部位尺寸計(jì)算結(jié)果詳見相應(yīng)零件圖紙所標(biāo)明 成型零部件的強(qiáng)度與剛度計(jì)算 為了方便加工和熱處理，其型芯整體鑲嵌式，型腔為整體鑲嵌式。因此，型腔的強(qiáng)度和剛度按型腔整體式計(jì)算。由于型腔壁厚計(jì)算比較麻煩，也可參考經(jīng)驗(yàn)推薦數(shù)據(jù)。 （ 1） 保證塑件順利脫模 [δ ]〈 中 [δ ]— 保證塑件順利脫模的型腔允許彈性變形量； t — 塑件壁 厚， S— 塑件的收縮率。 射機(jī)的校核 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)的最大注射量是其額定注射量的 80%。所以，一個(gè)周期內(nèi)所需的塑料溶體的總量必須在注射機(jī)的額定注射量的 80%以內(nèi)。 =60 見注塑機(jī)參數(shù)表） 80%=60× 8 校驗(yàn)合格。 第五章 模具總裝設(shè)計(jì) 具裝配及加工要求 模具精度是影響塑料成型件精度的重要因素之一，為了保證模具精度，塑 15 料模具制造時(shí)應(yīng)達(dá)到以下技術(shù)要求： a、組成塑料模具的所有零件，在材料加工精度和熱處理質(zhì)量等方面均應(yīng)符合相應(yīng)圖樣的要求。 b、組成模架的零件應(yīng)達(dá)到規(guī)定的加工要求， 裝配成套的模架應(yīng)活動(dòng)自如，并達(dá)到規(guī)定的平行度和垂直度要求 c、模具的功能必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求 d、為了鑒別塑料成型件的質(zhì)量，裝配好的模具必須在生產(chǎn)條件下試模，并根據(jù)試模存在問題進(jìn)行修整，直至試出合格的成型件為止。 具工作原理 (1)開模過程：注塑機(jī)開模時(shí)，移動(dòng)板帶動(dòng)動(dòng)模部分向遠(yuǎn)離定模部分的方向移動(dòng)，模具由分型面分型，塑件由于拉料桿和型芯的作用，連同流道內(nèi)的凝料隨動(dòng)模移動(dòng)，當(dāng)注射機(jī)的頂桿接觸到模具的推板的時(shí)候，推板帶動(dòng)推桿將塑件和凝料推出，進(jìn)而完全脫離模具。 (2)合模過程：注塑機(jī)合模時(shí)，移動(dòng) 板帶動(dòng)動(dòng)模部分向靠近定模部分的方向移動(dòng)，在復(fù)位桿的作用下，使推板帶動(dòng)推桿和拉料桿向遠(yuǎn)離定模部分移動(dòng)，當(dāng)模具完全閉合后，脫模機(jī)構(gòu)也已經(jīng)復(fù)位。 (3)模具工作原理：開模時(shí)，動(dòng)模部分向后移，這時(shí)塑件包在型芯上隨動(dòng)模繼續(xù)后移，直至注射機(jī)頂桿與模具推板接觸，推出機(jī)構(gòu)開始工作，同時(shí)斜頂作用于內(nèi)側(cè)抽芯滑塊，完成內(nèi)側(cè)抽芯動(dòng)作，推桿將塑件從型芯上推出。合模時(shí)，復(fù)位桿使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位！ 16 模具三維裝配圖 17 致 謝 在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新 的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度。本文所設(shè)計(jì)的是迷你音箱注塑模設(shè)計(jì)，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 18 參考文獻(xiàn) [1]塑料模設(shè)計(jì)手冊編寫組編著 （第 2版） 械工業(yè)出版社， 2002 [2]模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會(huì) . 塑料模具設(shè)計(jì)制造與應(yīng)用實(shí)例 械工業(yè)出版社， 2002 [3]王文廣，田寶善，田雁晨 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2004 [4]唐志玉 北京：國防工業(yè)出版社， 1999 [5]馬金駿 北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社， 1994 [6]賈潤禮，程志遠(yuǎn) 北京：中國輕工業(yè)出版社， 2000 [7]黃毅宏，李明輝 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2007 [8]王永平 . 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