数码产品内部塑料结构件注射模设计说明书

设计说明书毕业设计说明书课题名称： 数码产品内部塑料结构件注射模设计数码产品内部塑料结构件注射模设计摘 要针对塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求。此说明书介绍了数码产品内部塑料结构件注塑成型工艺分析及及模具设计。着重介绍了数码产品内部塑料结构件的模具设计。该模具为两板式单分型面注塑模，由于模具的型芯型腔的结构尺寸不是很大，结构相对较为简单，型芯型腔结构采用组合式，可以采用数控铣、电火花、线切割等进行加工。数码产品内部结构件塑件采用的材料为ABS，ABS的使用性能好，强度高，尺寸稳定；成型工艺性能高，耐化学性、易成型。同时考虑到实际的生产需要，在保证成型塑件质量的前提下，尽量降低成本，因此模具采用一模四件，侧浇口进料，注射机选用卧式注射机，有合理的排气系统和冷却系统。在模具设计的过程中，采用了UG三维造型，AutoCAD绘制总装图及各成型零件图，并编制型芯，型腔等零件的机加工工艺。关键词：ABS；侧浇口；一模四件；注射模；斜顶机构；I目 录摘 要I绪 论1第1章选择与分析塑料原料21.1选择制件材料21.2分析塑件材料性能31.2.1分析制件材料的使用性能31.2.2分析塑料工艺性能31.3结论4第2章确定塑料成型方式及工艺过程52.1塑件成型方式的选择52.2成型工艺规程5第3章分析塑件结构工艺性63.1塑件尺寸精度分析63.2塑件表面质量分析63.3塑件的结构工艺性分析7第4章初步选择注射成型设备104.1依据最大注射量初选设备104.1.1计算塑件的体积104.1.2计算塑件的质量104.1.3计算每次注射进入模具塑料总体积（总质量）114.2依据最大锁模力初选设备11第5章确定塑件成型工艺参数135.1温度135.2压力135.3时间（成型周期）135.4注射成型工艺卡13第6章分型面的确定与浇注系统的设计156.1确定型腔数目及布置156.2选择分型面166.3浇注系统的设计166.4设计排气和引气系统设计18第7章设计注射模具成型零件227.1成型零件结构设计227.2成型零件尺寸计算227.3成型零件尺寸校核227.4型腔侧壁厚度和底板厚度计算22第8章注射模具结构类型及模架的选用268.1确定模架组合形式268.2确定型腔侧壁厚度和支承板厚度268.3检验所选模架26第9章设计注射模具调温系统299.1冷却水体积流量299.2冷却管到直径的确定299.3冷却系统结构29第10章设计注射模推出机构3110.1推出力F计算3110.2确定推出机构方式3110.3浇注系统凝料脱模31第11章设计注射模侧向分型抽芯机构3311.1侧向抽芯机构类型选择3311.2斜导柱侧向抽芯机构设计计算3311.2.1抽芯力的计算3311.2.2抽芯距的确定3311.2.3确定斜导柱倾斜角3311.3侧向分型与抽芯的结构设计3311.3.1确定斜导柱的尺寸3311.3.2滑块与导槽设计3311.4模具总装图3711.5明细表及模具材料3711.6模具零件图41第12章模具零件工艺过程卡42第13章结论45参考文献46致谢4725绪 论在现代机械制造业中，模具工业已成为国民经济中一个非常中重要的行业，许多新产品的开发和生产，在很大程度上依赖于模具制造技术，特别是在汽车、轻工、电子和航空等行业中尤显重要。模具作为一种高附加值和技术密集型产品，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一，因此它关系到产品的质量和经济效益的提高，直接影响国民经济中的许多行业的发展。而塑料工业的发展依赖于模具工业的发展。塑料制品行业规模产值总额在轻工19个主要行业中位居第三，实现产品销售率97.8%，高于轻工行业平均水平。而塑料到塑料制品的之间，需要借助模具进行成型 ，塑料的成型方法有很多种，包括挤出成型、注射成型、压缩成型、快速成型、中空吹塑等等。模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。当前我国模具行业发生了根本性变化：从以企业内部自产自配为主的、附属于产品生产的工装行业，发展成了有相当规模的、具有高技术行业特征的资金密集型、技术密集型装备制造产业；从主要以传统的、钳工师傅为主导的技艺型手工生产方式，进入到了普遍采用数字化、信息化设计生产的现代化工业生产的时代；从单一的公有制企业形式，发展成为以民营企业为主、多种所有制企业形式共存的新格局。模具行业在中国被广泛看好，近年来我国模具行业加快了体制改革和机制转换步伐，产业结构日趋合理，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命模具标准件发展速度高于行业的总体发展速度；塑料模和压铸模比例增大；该课题塑件数码产品内部结构件采用的是ABS属于热塑性塑料，可以多次反复加热而仍具有可塑性的合成树脂制得的塑料，具有可塑性，因此采用注射成型。在产品开发和降低成本的激烈竞争中，为提高产品的附加价值，各生产厂商必须积极开发公司自己的最佳成型方法来成型公司的产品，力争用个性化的技术生产个性化的产品。这些正是注射成型技术和注射成型机进步的动力。因此注射成型是低成本、大批量生产塑料制品的极好的加工方法，同时，也是开发高技术商品不可或缺的加工技术。 第1章 选择与分析塑料原料1.1 选择制件材料数码产品内部塑料结构件为电子产品内部结构性零件（二维如图1-1、三维图1-2），需中批量生产，日常使用中无过多磕碰，无需在高温下工作，且不受紫外线照射。但要有一定的绝缘性，外观应尽可能的没有痕迹。综上所述，通过查参考资料塑料模成型工艺与模具设计表2-1，因此最终选取材料品种为ABS。 图1-1 肥皂盒二维图形 图1-2 肥皂盒三维图形1.2 分析塑件材料性能1.2.1 分析制件材料的使用性能通过相关知识的学习，对ABS塑料的成型工艺性能有一定的了解。查参考资料塑料模成型工艺与模具设计表2-1及相关塑料模具设计资料可得：ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯3钟单体的共聚物，价格便宜，原料易得，是目前产量最大、应用最广的工程塑料之一。其密度为1.02-1.05g/cm3 。其优点是尺寸稳定性较好，具有一定的化学稳定性和良好的介电功能，经过调色可以配成各种颜色。其缺点是耐热性不高、不透明、耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。1.2.2 分析塑料工艺性能通过百度 （1）常规性能：塑料ABS无毒、无味，外观呈象牙色半透明，或透明颗粒或粉状。密度为1.051.18g/3,收缩率为0.4%0.9%,弹性模量值为2Gpa,泊松比值为0.394，吸湿性250。 （2）力学性能：塑料ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用；塑料ABS的耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和低转速下的轴承。ABS的耐蠕变性比PSF及PC大，但比PA及POM小。 （3）电学性能：塑料ABS的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。 （5）环境性能：塑料ABS不受水、无机盐、碱及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃中，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。ABS的耐候性差，在紫外光的作用下易产生降解；于户外半年后，冲击强度下降一半。我们将ABS的性能特点归类可得表1.1内容：表1-1 原材料ABS分析塑料品种结构特点使用温度化学稳定性性能特点成型特点ABS属于热塑性塑料线型结构非结晶型材料，不透明-40100范围内使用化学稳定好性，耐碱、酮、酯不受水、无机盐、碱及多种酸的影响综合性能好，强度高，尺寸稳定，耐化学性、易成型绝缘性好ABS的热稳定性好，不易出现降解现象。ABS的吸水率较高，加工前应进行干燥处理。一般制品的干燥条件为温度8085结论熔融温度高且熔体粘度大，对于大于200g的塑件应用螺杆式注射机成型，喷嘴宜用敞开式延伸喷嘴并加热，严格控制模具温度，一般在70120为宜，模具应用耐磨钢，并淬火水敏性强，加工前必须干燥处理，否则会出现银丝、气泡及强度显著下降现象，一般制品的干燥条件为温度8085。易产生应力集中，严格控制成型条件，塑件成型后退火处理，消除内应力；塑件壁不宜厚，避免有尖角、缺口和金属嵌件造成应力集中，脱模斜度宜取21.3 结论数码产品内部结构件为电子产品内部结构性零件，要求具有一定的强度和一定的绝缘性，精度要求不高，外表面无明显的痕迹、性能可靠。采用ABS材料，产品的使用性能基本能满足要求，但在成型时，要注意选择合理的成型工艺，对原料充分干燥、控制好温度和压力。第2章 确定塑料成型方式及工艺过程2.1 塑件成型方式的选择该塑件数码产品内部结构件选择ABS塑料，属于热塑性塑料，制品需要中等批量生产。虽然选用注射模成本较高。但是注射模生产周期短，效率高，容易实现自动化生产，中大批量生产时模具成本对于单件制品成本影响不大。而压缩成型、压注成型主要用于生产热固性塑件和小批量生产热塑性塑件。挤出成型主要用以成型具有恒定截面形状的连续型材；气动成型用于生产中空的塑料瓶、罐、盒、箱类塑件。所以图1.1所示数码产品内部结构件塑件应选择注射成型生产。2.2 成型工艺规程一个完整的注射成型工艺过程包括成型前准备、注射过程及塑件的后处理三个过程。1成型前的准备 对ABS原料进行外观检验，检查原料的色泽、粒度均匀度等，要求色泽均匀，颗粒均匀。对ABS原料进行干燥处理，在空气循环干燥箱中以8595的温度干燥45小时。（数据来自塑料成型工艺与模具设计表2-7）生产开始如需改变塑料品种、掉换颜色，或发现成型过程中出现了热分解或降解反应，则应对注射机料筒进行清洗。为了是塑料制件容易从模具中脱出，模具型腔或模具型芯还需涂上脱模剂，根据生产现场实际条件选用硬脂酸锌、液体石蜡或硅油等。2注射过程一般包括：加料、塑化、充模、保压补缩、冷却定型和脱模等步骤。具体工艺可参考塑料模成型工艺与模具设计表2-253塑件后处理ABS一般不做后处理即可投入使用，但是考虑到本产品用于数码产品中。故可在70的红外线烘箱中后处理0.31小时。（数据来自塑料成型工艺与模具设计表2-24）第3章 分析塑件结构工艺性3.1 塑件尺寸精度分析 该塑件为电子产品内部结构性零件，尺寸精度为一般精度，根据要求，此塑件精度等级为。通过查阅刘彦国主编的塑料成型工艺与模具设计中的表，标注主要尺寸公差要求如下（单位均为)。塑件外形尺寸：（） () () () ()()塑件内形尺寸：() () () ()3.2 塑件表面质量分析塑件的表面粗糙度 查GB/T142341993可知，ABS注射成型时，表面粗糙度的范围在0.0501.6之间。而该塑件表面粗糙度无过高要求，我们取为0.8。塑件内部与外表面基本相同，因此也选择0.8。3.3 塑件的结构工艺性分析1） 该塑件的外形为矩形。壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。2） 塑件型腔较大，有尺寸不等的孔，最小孔径符合最小孔径要求。通过以上分析可见，该塑件结构属于中等复杂程度，结构工艺性合理，不需对塑件的结构进行修改；塑件尺寸精度较低，对应的模具零件的尺寸加工容易保证。注射时在工艺参数控制得较好的情况下，塑件的成型要求可以得到保证。1 .塑件的尺寸精度 从零件图上分析，该零件总体形状为矩形，在塑件内部有一个高度为4mm，长度为3mm的凹槽需要利用斜顶顶出。2 表面质量分析 塑件表面粗糙度查GB/T14234-93塑料件表面粗糙度表 B1可知，ABS注射成型时，表面粗糙度的范围在Ra0.0251.6m之间，而该塑件外表面质量要求较高，因此选Ra0.8m，其余部分采用1.6m。3壁厚 壁厚最大处为3mm，最小处为2mm，壁厚差为1mm，较均匀，有利于零件的成型。4脱模斜度 查表3.4可知，材料为ABS的塑件，其型腔脱模斜度一般为35120，型芯脱模斜度为3540。而该塑件为开口壳类零件，深度较浅且大圆弧过度，脱模容易，因而不需考虑脱模斜度。 通过以上分析可见，该塑件结构属于中等精度、中等复杂程度。要严格控制影响塑件精度各个因素，如通过严格控制成型过程中ABS的收缩率的波动、提高模具成型零件的制造精度等；塑件结构工艺性较为合理，成型零件采用组合式模具结构，内凹槽需要用斜顶顶出。第4章 初步选择注射成型设备初选注射机规格通常依据注射机允许的最大注射量、锁模力及塑件外观尺寸等因素确定。习惯上依据其中一个设计依据，其余都作为校核依据(在后续章节中完成)。4.1 依据最大注射量初选设备 通常保证制品所需注射量小于或等于注射机允许的最大注射量的的80，否则就会造成制品的形状不完整、内部组织疏松或制品强度下降等缺陷；而过小，注射机利用率偏低，浪费电能，而且塑料长时间处于高温状态可导致塑料分解和变质，因此，应注意注射机能处理的最小注射量，最小注射量通常应大于额定注射量的20。4.1.1 计算塑件的体积通过对塑件进行三维造型，运用UG软件中的“测量体”，对塑件三维体进行测量得：V=10186.92 mm10cm。4.1.2 计算塑件的质量计算塑件的质量是为了选择注射机及确定模具型腔数。查参考资料塑料成型工艺与模具设计表2-1得ABS塑料密度，所以，塑件的质量为：根据塑件形状及尺寸：外形为长方形，长度为110mm、宽度为32mm、高度为10mm，尺寸较小；同时对塑件原材料的分析得知ABS熔体流动性中等。所以数码产品内部结构件塑件成型我们采用一模四件的模具结构。塑件成型每次需要注射量(含凝料的质量，初步估算为)为。4.1.3 计算每次注射进入模具塑料总体积（总质量）注射量小于等于注射机允许的最大注射量的因此，所选的注塑机的最大注射量需要大于等于，通过查阅刘彦国主编的塑料成型工艺与模具设计中的表常用国产注射机型号及技术参数，初选型号的螺杆式注射机，满足注射机小于或等于注射机允许的最大注射量的，注射机的主要参数如表所示。表4-1 注射机主要参数理论注射量/cm125模板最大行程/mm300螺杆直径/mm42最大模具厚度/mm300注射压力/Mpa119最小模具厚度/mm200注射行程/mm130模板尺寸/mm420450注射时间/s2.7拉杆空间/mm500440塑化能力(g/s)19喷嘴球半径/mmSR12合模力/KN900喷嘴口直径/mm4注射方式螺杆式定位孔直径/mm1004.2 依据最大锁模力初选设备当熔体充满模腔时，注射压力在模腔内所产生的作用力会使模具沿分型面胀开，为此，注射机的锁模力必须大于模腔内熔体对动模的作用力，以避免发生溢料和涨模现象。根据成型所需锁模力初选所需注射机规格。3 四个塑件在分型面上投影面积 4（11032）=140804 成型时熔体塑料在分型面上投影面积。由于采用一模四件的模具结构，所以5 成型时熔体塑料对动模的作用力 式中 塑料熔体对型腔的平均成型压力，ABS成型温度较高，查参考资料（塑料成型工艺与模具设计）表2-21可知成型ABS塑件型腔所需的平均成型压力=34.2 MPa。6 根据合模力必须大于等于模腔内熔体对动模的作用力的原则，通过查阅刘彦国主编的塑料成型工艺与模具设计中的表部分常用国产注射机型号及技术参数，得型号的螺杆式注射机的合模力为，满足要求。主参数如上表4.1所示。第5章 确定塑件成型工艺参数 注射成型的工艺条件的选择可查参考资料塑料成型工艺与模具设计表2-24 常用热塑性塑料成型工艺参数，确定塑件成型工艺参数。采用螺杆式塑料注射机，螺杆转速为2050 r/min。材料预干燥0.5h以上。塑件需后处理，方法：红外线烘箱温度：7090时间：0.31h。5.1 温度料筒一区：170190；料筒二区：200210；料筒三区：210220；喷嘴：180190；模具：50705.2 压力注射压力：60100 MPa；保压压力：4060 MPa。5.3 时间（成型周期）注射时间：35s；保压时间：1530s；冷却时间：1530s；成型周期：3060s。5.4 注射成型工艺卡该制件的注射成型工艺卡片见表5.1。表5-1 灯座注射成型工艺卡片(范例)（厂名）塑料注射成型工艺卡片资料编号车间共 1页第1页零件名称数码产品内部结构件材料牌号ABS设备型号XS-ZY-125装配图号A0材料定额每模制件数4件零件图号A4单件质量10.5 g工装号材料干燥 设备 红外线烘箱 温度（） 8595 时间（h) 0.5h以上料筒温度 （）料筒一区170190料筒二区200210 料筒三区210220 喷嘴180190 模具温度（） 5070时间 注射（s） 35保压（s）1530 冷却（s) 1530 压力 注射压力（MPa) 60100 保压压力（MPa) 4060 背压（MPa) 24 后处理 温度（） 红外线烘箱7090 时间定额 辅助（min) 0.5时间（h）24单件（min) 12 检验 编制 校对 审核 组长 编制 校对 审核 卢涛第6章 分型面的确定与浇注系统的设计 6.1 确定型腔数目及布置 初选螺杆式注射机选择XS-ZY-125型号，注射机主要技术参数如表4-1。1 按注射机的最大注射量确定型腔数 式中 最大注射量的利用系数，一般去0.8；注射机的最大注射量，； 浇注系统及飞边体积或质量；单个塑件的体积或质量，。 2 按注射机的锁模力大小确定型腔数 式中 注射机的额定锁模力；塑料熔体对型腔的平均成型压力，=34.2MPa。见（塑料成型工艺与模具设计）表2-21；单个塑件在模具分型面上的投影面积，mm2 ；浇注系统在模具分型面上的投影面积，mm2 。结合第5章分析结论：大型薄壁塑件、深腔类塑件等，为保证塑件成型，故只能采用一模四腔。已知成型塑料制件数码产品内部结构件模具的型腔数量我们选用一模四腔，型腔纵向对置在模具中。这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡。型腔布置如图6-1所示图6-1 型腔布局6.2 选择分型面该塑料外形要求美观，无斑点和熔接痕，表面质量要求较高。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件，在选择分型面时，根据分型面的选择原则便于脱模，分型面应设置在塑件外形最大轮廓处。如图6-1所示AA作为主分型面较为合适。图6-2 分型面的选择6.3 浇注系统的设计(1) 主流道设计根据查刘彦国主编写的塑料成型工艺与模具设计表2-20得XS-ZY-125型注射机喷嘴的有关尺寸。喷嘴球半径：R=12 mm；喷嘴孔直径：d=4mm 根据模具主流道与喷嘴的关系：R=R0(12)mm，d=d0+(0.51)mm取主流道球面半径：R=14mm，取主流道的小端直径：d0=5 mm为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其锥角为2(推荐值)，表面粗糙度Ra0.8m，抛光时沿轴向进行，以便于浇注系统凝料从其中顺利拔出。同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计r=3 mm的圆弧过渡(2) 分流道的设计为使流道中热量和压力损失减小，并且便于加工采用截面形状为半圆形的分流道，查刘彦国主编写的塑料成型工艺与模具设计表3-2，按截面积相等折算后，分流道半径取R=6。基本尺寸视图如6-3所示。图6-3 分流道的设计(3) 浇口设计1）浇口形式的选择由于该塑件外观质量要求较高，浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前提。同时，也应尽量使模具结构更简单。根据对该塑件结构的分析及已确定的分型面的位置，可选择侧浇口。2）进料位置的确定根据塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料位置设计在塑件底部。3）浇口尺寸的确定查刘彦国主编写的塑料成型工艺与模具设计表3-3侧浇口尺寸要求：宽度B=1.55mm；高度h=0.52mm；长L=0.52mm。依次初步设计浇口尺寸B=2mm；高度h=0.5mm；长度L=2mm，如图6-2所示。在试模过程中进一步调整。4流动比的校核 流动比超过允许值时会出现充型不足，流动比K按下式计算。6.4 设计排气和引气系统设计 由于该塑件整体较薄，排气量较小，最后充满的地方位于分型面，因此可利用分型面间隙排气。还可以利用推杆、活动型芯、活动镶件与模板的配合间隙进行排气，其配合间隙不能超过0. 03mm（刘彦国主编写的塑料成型工艺与模具设计表3-6） ，一般为0.030.04 mm。该塑件虽然属于薄壳类塑件，而且型腔与顶杆之间也有间隙进行引气，在开模及脱模过程中不会形成真空负压现象。因此不需要设计引气系统。第7章 设计注射模具成型零件7.1 成型零件结构设计根据数码产品内部结构件塑件为薄壳类塑件，一模四腔，采用侧浇口。所以凹模可以选用整体镶拼式，螺丝固定，方便加工，节约材料。凸模采用整体镶拼式型芯，螺丝固定，方便加工，节约材料。7.2 成型零件尺寸计算通过查阅刘彦国主编的塑料成型工艺与模具设计中的表，得ABS的最大收缩率为，最小收缩率为，则ABS的平均收缩率为，根据塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取。型腔、型芯的主要工作尺寸计算如表7-1所示。表7-1 型腔、型芯主要工作尺寸计算公式磨损规律零件名称塑件尺寸公差计算公式工作尺寸磨损增大（型腔）径向尺寸 ()（）()深度尺寸 ( )( )磨损减小（型芯）径向尺寸 () () ( ) ()磨损不变中心距等 ()7.3 成型零件尺寸校核平均收缩率法计算模具工作尺寸有一定误差，这是因为在上述公式中的及x系数取值凭经验确定，为保证塑件实际尺寸在规定的公差范围内，尤其是对于尺寸较大且收缩率波动范围较大的塑件，需要对成型尺寸进行校核。其校核的条件是塑件成型尺寸公差应小于塑件尺寸公差，即：径向尺寸：（SmaxSmin）Ls（或ls）+z+c （c=/6）深度及高度径向尺寸：（SmaxSmin）Hs（或hs）+z （c=/6）塑件中心距尺寸：（SmaxSmin）Cs+z对成型零件尺寸校核如下径向尺寸： 深度尺寸： 经计算，收缩率波动在0.2%时，所有塑件成型尺寸公差都小于塑件所允许尺寸公差。当模具加工完成后，在试模过程中须把模具成型参数调到制件成型最佳值，并严格控制塑料收缩率波动范围（SmaxSmin）0.2%来满足塑件尺寸精度。7.4 型腔侧壁厚度和底板厚度计算（1）下凹模镶块型腔侧壁厚度及底板厚度计算 下凹模镶块型腔侧壁厚度计算。下凹模镶块型腔为组合式矩形型腔，取p=34.2MPa（选定值塑料成型工艺与模具设计表2-21），h=10mm，l=110mm，=30mm（初选值），d=0.035mm，根据组合式矩形侧壁厚度计算公式得：从上式可以看出，从刚度考虑侧壁厚度只要大于2.74mm即可，但从整体模具结构角度考虑，因为这是一模四件，故取下凹模的外形尺寸为285mmx145mm。 下凹模镶块底板厚度计算。取p=24.3MPa，b=6.59mm，l=90mm（初选值），B=190mm（根据模具初选外形尺寸确定），=160MPa（底板材料选定为45钢），根据组合式型腔底板厚度计算公式得： 考虑模具的整体结构协调，取底板厚度为25mm。（2）上凹模型腔侧壁厚的确定上凹模镶块型腔为矩形整体式型腔，根据矩形整体式型腔侧壁厚度计算公式进行计算。由于型腔高度a=1.26mm很小，因而所需的侧壁厚度也较小，故在此不作计算，而是根据下凹模镶块的外形尺寸来确定。第8章 注射模具结构类型及模架的选用8.1 确定模架组合形式根据前面项目分析，数码产品内部结构件塑件为壳类塑件，一模四腔，采用侧浇口，推杆推出，因此可以选用直浇口基本型模架，型芯型腔采用镶拼式，螺钉固定，查塑料成型工艺与模具设计表3-22基本型模架的组成，可知直浇口基本型C模架可以满足要求。C型模架具有以下结构特征：定模两板，动模一板，无支撑板，推杆推出。8.2 确定型腔侧壁厚度和支承板厚度该塑件型腔布置如图8-1，一模四腔对置分布，型腔在分型面上长度L=235mm（按一模四腔所在区域）。根据计算型腔侧壁厚度大于2.74mm即可。则内模镶块长度为285mm,内模镶块宽度为145mm。图8-1 分流道及浇口位置8.3 确定模架主参数塑件在分型面上的投影面积约为3394mm2，查表3-25，模板的壁厚A=4550mm，结合模仁长、宽值可以确定模具长度可取330335mm，模具宽度可取190195mm。查表GB/T12555-2006标准模板的尺寸，将计算出的数据向标准尺寸“靠拢”修整。初步确定模板周界尺寸为270mmX400mm。8.4 选择模架类型据已确定下来的模具周边尺寸，配合模板所需厚度查GB/T12555-2006标准模板规格：定模板、动模板、垫块厚度分别取50mm、60mm、80mm，所以所选保证模架规格为：模架C-2740-50X60X80GB/T12555-2006模架具体尺寸如图8-2所示，模具外形尺寸为长L=400mm、宽B=270mm、高H=241mm。* 图8-2模架具体尺寸8.5 检验所选模架根据前面分析，成型螺母盖子制件初选型号的螺杆式注射机，设备主要技术参数见表4-2。校核所选模架与注塑机之间的关系，见表8-1表8-1 模架与注塑机之间关系的校核设备参数模架规格校核结论最大开合模行程（mm）300取件所需空间（mm）55适合最大模厚（mm）300模具闭合高度（mm）241适合最小模厚（mm）200结论：选用标准模板规格：模架D-2740-50X60X80GB/T12555-2006满足要求第9章 设计注射模具调温系统9.1 冷却水体积流量查刘彦国主编的塑料成型工艺与模具设计表3-27成型ABS塑料的模具平均工作温度为60，用常温20的水作为模具冷却介质，若出口温度为25，则每次注射质量为0.125kg，注射周期为60s。查塑料成型工艺与模具设计表3-28，取ABS注射成型固化时单位质量放出热量取代入公式：9.2 冷却管到直径的确定根据冷却水体积流量V查刘彦国主编的塑料成型工艺与模具设计表3-29可初步确定冷却管道直径为f8mm，冷却水速度v=1.66m/s。冷却水孔的直径也可根据制件的平均壁厚来确定。平均壁厚为2mm时，水孔直径可取810mm可，二者结论一致。但是由于该塑件结构简单，深度小，故选用f6mm水道即可。9.3 冷却回路的总表面积与冷却水温度有关的物理系数=7.5（查塑料成型工艺与模具设计表3-30得），冷却水的表面传热系数为：查表3-27成型ABS塑料时模具温度应在4080，因此模具成型表面的平均温度按60计算。则冷却回路所需总表面积：9.4 冷却回路得总长度冷却回路总长度可用下式计算：计算结果可以看出，由于生产塑件所需冷却水体积流量很小，对应冷却管道长度也很短。在设计时可以不考虑冷却系统设计。但生产任务为中批量，为了降低冷却时间，缩短生产周期，提高生产率，可以在模板上设计几条冷却水管，以便在生产中灵活调整和控制。9.5 冷却系统结构容器顶盖注射成型模具的冷却分为两部分，一部分是型腔的冷却，另一部分是型芯的冷却。 型腔冷却水道结构。型腔的冷却是由定模板（中间板）上的两条f6mm的冷却水道完成的。 型芯冷却水道结构。型芯的冷却与型腔的冷却大致相同，因为是一模一腔，所以冷却水道不必太复杂，同时注意规避模具中其他零件即可。型芯与支承板之间需用密封圈密封。具体结构如图9.1所示：图9-1 冷却水道第10章 设计注射模推出机构数码产品内部结构件塑件属壳类，尺寸一般，前面分析可采用一模四件的模具结构，塑件内部方向有两处长方形凹孔，塑件成型为方便脱模同时也为了塑件的外观质量，（没有飞边），此处应使用侧抽芯机构。为了脱模，塑件脱模时从中间运用推杆。10.1 推出力F计算代入公式式中：p 塑料对型芯的单位面积上的包紧力，p=(0.81.2)107 Pa； A 塑件包容型芯的面积，1.5103mm2； 塑料与钢的摩擦系数，取0.20.3； 脱模斜度，按=0.5计算。上述计算按塑件对型芯全包容计算，包紧力较小。对推出元件强度要求不高，设计推出机构时需满足机构要求即可。10.2 确定推出机构方式推出机构类型的选择。选用推杆推出机构。这种推出机构是推出结构中最简单得一种，它制造简单、更换方便、滑动阻力小、脱模效果好、设置的位置自由度大，所以在生产中应用广泛。10.3 浇注系统凝料脱模该模具结构为一模四件、侧浇口进料，为了将凝料系统拉向动模一侧，设置如图10-4所示Z字形拉料杆。其拉料杆固定在推杆固定板上，开模时随着动模后移，将凝料系统拉向动模一侧，脱模时在推板推出塑件的同时将凝料顶离动模表面而脱模。第11章 设计模具斜顶侧向分型与抽芯塑件中有一处内侧凹槽需要斜向顶出机构。斜顶是一种特殊的斜滑块抽芯机构。斜顶机构通常由斜顶主体、垂直定位设计、水平定位设计、运动导向件、轴销货链接机构、滑动座或滑槽等组成。11.1 抽芯距的计算侧向抽芯距一般比塑件上侧凹、侧孔或侧向凸台的高度大23mm，即：式中：S抽芯距； S塑件上孔的深度；mm11.2 确定斜顶的斜角斜顶的斜角尽量不要大于12（斜顶的死亡区），否则可能会出现“卡模”现象由于抽芯距不大，故选择6即可满足抽芯需求。11.3 确定斜顶尺寸为便于加工、定位，斜顶工作端面一般都设置垂直定位和水平定位面，位置可以设计在斜顶工作端面的正面、侧面或背面，一般垂直定位面常用812mm，斜顶抽芯时在分型面上产生平移。为避免干涉，后侧留有足够的空间，并且斜顶抽芯方向的夹角0；斜顶的工作端面低于塑件内表面0.030.1mm。斜顶尺寸选用，根据查阅刘彦国主编的塑料成型工艺与模具设计中的P220图3-176 选用斜顶尺寸，查图得斜顶尺寸，所以不给予强度计算。斜顶长度根据抽芯距、固定端模板厚度、斜顶斜角大小确定。抽芯长度：斜导柱长度：第12章 模具装配顺序（1）确定装配基准；（2）装配前要对零件进行测量，合格零件必须去磁并将零件擦拭干净；（3）调整各零件组合后的累积尺寸误差，如各模板的平行度要校验修磨，以保证模板组装密合，分型面吻合面积不得小于80%，间隙不得小于溢料最小值，防止产生飞边。（4）在装配过程中尽量保持原加工尺寸的基准面，以便总装合模调整时检查；（5）组装导向系统并保证开模合模动作灵活，无松动和卡滞现象；（6）组装冷却和加热系统，保证管路畅通，不漏水，不漏电，门动作灵活紧固所连接螺钉，装配定位销。装配液压系统时允许使用密封填料或密封胶，但应防止进入系统中；（7）试模：试模合格后打上模具标记，包括模具编号、合模标记及组装基面。包括：模具预热、筒和喷嘴的加热、工艺参数的选择和调整、注塑。（8）模具的维护：模具在使用过程度中，个别零件部件损坏，那么优化设计的镶件和嵌件在这里就起到了很大的作用，只须更换个别已损坏的零件，不会导致使用过程中，会出现正常的磨损或不正常的磨损。不正常的损坏绝大多数是由于操作不当所致模具的彻底报废。最后检查各种配件、附件等零件，保证模具装备齐全，另外在装配过程中应严防零件在装配过程中磕、碰、划伤和锈蚀。装配滚动轴承允许采用机油进行热装，油的温度不得超过1000C。第13章 模具工程图绘制及材料选择13.1 模具总装图图13-1模具总装图13.2 明细表及模具材料图13-2明细栏13.3 模具零件图图13-3 型腔模仁图13-4 型芯模仁图13-5 动模版图13-6 推杆固定板第14章 模具零件工艺过程卡机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号ZJJD-04共 1 页产品名称数码产品内部结构件零部件名称型腔模仁第 1页材料牌号毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数备注工序号工 序 名工序内容车 间设 备工艺装备工时终结单件1下料 锯295*155*30mm的原料下料车间 锯床2锻造 锻成285*145*25的胚料 锻工 空气锤3刨削刨六面，单面留余量 机加工 刨床平口虎钳，刀描图4热处理淬火2832热处理 热处理炉床5平磨模各面要求相互垂直度达到,相互平行度达到 机加工 平面磨床描绘6热处理表面氮化：深热处理小件 热处理炉7 磨削精磨，表面粗糙度按零件要求金工车间 平面磨床底图号8电加工按零件图要求采用电火花加工左滑块 机加工 数控铣床铣刀，平口虎钳，千分尺9 研磨按图研磨型滑块模具车间 钳工台装订号10 修磨用油石修磨外伤侧四周模具车间11检验 检验车间12 清洗清洗除去工件表面污垢 金工刷子13装配涂上防锈油后待装配模具车间编 制编制日期编制日期核日期会签日期图号标记处数更改文件签字机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号ZJJD-03共 1页产品名称数码产品内部结构件零部件名称型芯模仁第1页材料牌号毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数备注序号工序名工序内容车 间设 备工艺装备工时终结单件1下料 锯295*155*36.5mm的原料下料车间 锯床2锻造 锻成285*145*31.5的胚料 锻工 空气锤3刨削刨六面，单面留余量 机加工 刨床平口虎钳，刀描图4热处理淬火2832热处理 热处理炉床5平磨模各面要求相互垂直度达到,相互平行度达到 机加工 平面磨床描绘6热处理表面氮化：深热处理小件 热处理炉7 磨削精磨，表面粗糙度按零件要求金工车间 平面磨床底图号8电加工按零件图要求采用电火花加工左滑块 机加工 数控铣床铣刀，平口虎钳，千分尺9 研磨按图研磨型滑块模具车间 钳工台装订号10 修磨用油石修磨外伤侧四周模具车间11检验 检验车间12 清洗清洗除去工件表面污垢 金工刷子13装配涂上防锈油后待装配模具车间编 制编制日期编制日期核日期会签日期图号标记处数更改文件签字标记处数更改文件签字第15章 结论时间很快，转眼三年大学时间已过，接触了好几年的机械，可是说实话，没有学到很多这方面的知识，在这最后的环节，毕业设计，遇到了太多的问题，感觉很难，对于自己来说，真的是一个很大的问题，从一开始接触模具，就是抱着随便的心态，可是还是硬着头皮做下去了。刚开始拿到这个课题，很没有头绪，老师给我说了一些设计的提醒，还是不知道怎么下手，便找同学帮我一起完成，期间遇到的问题都是通过自己去解决，最后完成了，确实有一种成就感，通过理解书上设计模具的流程，百度查阅设计模具的相关知识，慢慢的开始了设计自己塑件的设计，先从材料的选择开始，开始分析各材料的性能，然后根据自己的塑件去选择最合适的材料，搜集选择材料的性能，之后分析塑料成型方法和工艺过程，确定材料的工艺性性能，然后选择注射成型的设备，及设备的参数，刚开始选择的时候很容易选错，因为这方面设计的经验， 查阅计算最才确定这个设备，并了解了这个设备的各项参数。设计期间，也在公司开始了我的实习生活，白天都在公司上班，晚上和周末才有时间来做毕业设计，这次收获很大，无论是专业只是还是自我拓展方面，很感谢这次机会。参考文献（1） 刘彦国塑料成型工艺与模具设计北京：人民邮电出版社，20149（2） 夏江梅塑料成型模具与设备北京：机械工业出版社，20054（3） 吴生绪塑料成形工艺技术手册北京：机械工业出版社，20077（4） 齐卫东注塑模具图集北京：北京理工大学出版社，20072（5） 邓明实用模具设计简明手册北京：机械工业出版社，20061（6） 颜智伟塑料模具设计与机构设计北京：防工业出版社，20061（7） 黄晓燕简明塑料成型工艺与模具设计手册上海：上海科学技术出版社，20061（8） 钱可强机械制图北京：高等教育出版社，20036（9） 吴兆祥模具材料及表面处理北京：机械工业出版社，20005（10） 谭雪松等新编塑料模具设计手册北京：人民邮电出版社，2007 （11） 塑料模设计手册编写组塑料模设计手册北京：机械工业出版社， 2001致谢在毕业设计过程中，得到了孙佳楠老师的悉心指导，在此表示忠心的感谢！还要感谢同班其他同学的帮助，这次的毕业设计才能顺利完成。我原借此机会向指导老师及所有关心我的老师和同学表示忠心的感谢。