基于UG收音机后盖塑料模具设计

I 基于 UG 收音机后盖塑料模具设计 摘要：在本次设计中，我决定采用注射成型，这种成型方法是热塑性塑件通 用的一种。近年来，注射成型已成功地用来成型某些热固性塑件。它的特点是成 型周期短，易于实现自动化生产。本设计是基于 UG 的收音机后盖塑料模具设计， 对零件结构进行了工艺分析，最终决定塑件的材料为 ABS。根据计算模具的注塑 量和锁模力选择符合要求的注射机，计算相应成型零部件的尺寸。并对选择的注 塑机和零件的尺寸进行校核，用 UG 绘制二维及三维装配图及零部件图还有模具 的爆炸图。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠。 在这次设计中, 我对注塑模有一个非常深的认识。由于自己对模具这个行业 比较感兴趣，以后也想从事于模具行业，所以很重视这次的实践过程，为自己将 来的工作打下基础。经过这几个月来的设计,我已经了解了模具的结构及其工作原 理，而且使用 UG 画图,使得自己更加熟练地使用这个软件。 关键词：收音机后盖；UG；注塑模具；注射机；型腔；浇注系统 基于 UG 收音机后盖塑料模具设计 II Design of plastic mold for rear cover based on UG Abstract: In this design, I decided to use injection molding, which is a common type of thermopla stics. In recent years, injection molding has been successfully used to form some thermo setting plastic parts. It is characterized by short molding cycle and easy to realize autom atic production. This design is based on the design of the plastic mold of the back cover of UG radio, the process analysis of the part structure is carried out, and the material of t he plastic parts is finally decided as ABS. According to the injection mold of the mold a nd the clamping force, the corresponding injection machine is selected to calculate the si ze of the corresponding parts. The size of the selected injection molding machine and pa rts is checked, and the 2d and 3d assembly drawings and parts drawings are drawn with UG, as well as the explosion diagram of the mold. The designed structure ensures reliab le operation of the mold. This design let me have a deeper understanding of the injection mold. Because I a m going to work in the mold, I will devote myself to this design and lay the foundation f or my future work. Through the design of these months, I have learned the structure of t he mold and its working principle, and I can use UG to use UG more skillfully by drawi ng assembly drawing and part drawing. Keywords：Radio Rear Cover；UG；Injection Mold ；Injection Machine ； Mold Cavity；Pouring System III 目 录 摘 要 . ABSTRACT .I 1 绪论 .1 1.1 研究目的及意义 .1 1.2 国内外发展状况 .1 1.2.1 我国模具的现状与发展趋势 .1 1.2.2 国外模具的现状与发展趋势 .3 1.3 本次设计的主要内容 .4 2.塑件成型工艺分析 .5 2.1 收音机后盖结构分析 .5 2.1.1 塑件几何形状的设计 .5 2.2 ABS 的性能及注塑工艺分析 .6 2.2.1 注塑成型过程 .6 2.2.2 ABS 的注塑工艺参数 .6 2.2.3 ABS 成型塑件的主要缺陷及消除措施 .7 3.模具结构形式和注塑机的选择 .9 3.1 选择分型面及型腔数目 .9 3.2 选择注塑机 .9 3.3 注塑机的参数校核 .10 3.3.1 最大注塑量校核 .10 3.3.2 注塑压力校核 .10 3.3.3 锁模力校核 .11 3.3.4 模具安装尺寸的校核. .12 3.3.5 开模行程校核. .12 4模具结构设计 .15 4.1 成型零件的结构设计 .15 4.2 成型零件的工作尺寸及其校核 .16 4.2.1 成型零件的工作尺寸设计 .17 4.3 确定模架 .17 基于 UG 收音机后盖塑料模具设计 IV 4.4 浇注系统的设计 .18 4.4.1 主流道的设计 .19 4.4.2 浇口的设计 .19 4.5 设计脱模机构 .20 4.5.1 添加推杆 .22 4.5.2 导向机构设计 .22 4.6 排气系统的设计. .23 4.7 温度调节系统的设计 .25 4.7.1 加热系统 .25 4.7.2 冷却系统 .25 5.模具结构设计总图 .27 6.总结 .29 参考文献 .31 致 谢 .33 附录 A 外文及中文翻译 .35 1 1 绪论 1.1 研究目的及意义 这次的毕设使我牢牢地把握住注射模的模具构造的设计，对 CAD 、UG 这两个绘图软件已经彻底熟练掌握，这样也能让我尽早的顺应将来 和生活的工作。造就出个体掌握并运用所学的专业知识和专业理论、基础 措施的剖析和处理应对测量与管理其它相一致的工业理论及实践成绩的才 能，在思维和能力方面得到大的提升。此时此刻，塑料在各个领域内被大 家普遍的使用，由此更加能够看出塑料模具在国民经济中有着非常重要并 且是不可或缺的地位。本设计将会采纳注射成型这一方法，它的特点是能 制作出复杂的制件，由于它的生产效率相比较其他成型方法来说很高。因 此普遍存在于当今的塑件的中生产。由此可以看出模具的生产制造如今已 经成为民族工业的支柱行业。 此次设计的选题与生产生活有着密切的关系，对工业的发展更是有着 极大的意义。 1.2 国内外发展状况 1.2.1 我国模具的现状与发展趋势 如今，模具被大批地运用于现代生活中的各种行业。简单来说我国模具行 业虽然的起步相比较国外的行业来说已经算是比较晚的了，但是让人出乎意料 的是其发展速度非常之迅速。 了 解 了 模 具 的 发 展 历 程 之 后 ， 很 明 显 的 就 可 以 看 出 近 几 年 以 来 ， 我 国 汽 车 工 业 及 机 械 行 业 还 有 与 之 相 类 似 的 重 工 业 行 业 的 猛 速 发 展 ， 在 一 定 程 度 上 更 是 带 动 了 模 具 生 产 与 制 造 的 飞 速 发 展 。 在 这 六 年 的 时 间 里 生 产 总 值 就 有 这 么 大 的 提 升 。 不 过 ， 这 几 年 里 ， 我 国 模 具 产 量 呈 波 动 变 化 ， 而 且 波 动 较 明 显 ， 不 稳 定 。 尤 其 是 在 2016 年 ， 也 就 是 两 年 前 ， 据 我 统 计 的 数 据 并 加 以 分 析 得 知 我 国 模 具 产 量 大 约 可 以 达 到 1723 万 套 。 由 此 可 以 看 出 ， 我 国 基于 UG 收音机后盖塑料模具设计 2 模 具 生 产 总 量 已 然 位 居 世 界 前 列 。 通 过 这 么 多 的 数 据 及 实 际 情 况 分 析 之 后 ， 可 以 看 出 如 今 的 模 具 工 业 不 断 发 展 ， 如 果 把 这 个 作 为 自 己 今 后 奋 斗 的 方 向 ， 也 是 一 个 不 错 的 选 择 。 但 是 相 比 较 国 外 的 模 具 设 计 制 造 水 平 来 看 ， 我 国 在 总 体 上 仍 然 是 比 较 落 后 的 。 今 年 已 经 是 2018 年 了 ， 显 而 易 见 “一 带 一 路 ” 和 中 国 制 造 “2025”在 不 断 深 入 深 入 人 心 ， 并 对 人 类 的 工 作 和 生 活 都 产 生 着 深 远 的 影 响 。 让 我 自 己 拓 宽 了 眼 界 ， 但 是 我 对 我 国 模 具 行 业 的 生 产 制 造 还 是 很 有 信 心 的 。 一 定 会 在 将 来 的 某 一 天 发 展 的 越 来 越 好 ！ 经 过 调 查 显 示 ， 得 知 在 这 六 年 的 时 间 里 我 国 模 具 的 销 售 总 额 已 经 提 高 了 700 多 亿 元 ， 其 增 长 趋 势 不 断 稳 定 。 但 是 从 另 一 个 方 面 来 看 ， 如 今 的 市 场 具 有 太 多 的 不 确 定 因 素 。 从 近 几 年 来 看 我 国 模 具 的 出 口 不 仅 仅 受 到 了 国 际 经 济 形 势 的 影 响 外 ， 还 说 明 一 个 重 要 的 ， 但 常 常 被 人 们 忽 略 的 问 题 ， 那 就 是 模 具 产 业 的 国 际 竞 争 力 远 远 不 足 。 众 所 周 知 ， 最 近 几 年 我 国 模 具 行 业 可 以 说 是 猛 速 发 展 ， 但 是 重 要 的 一 点 是 它 还 是 不 能 够 适 应 国 民 经 济 发 展 的 需 求 。 另 一 方 面 要 不 断 提 高 模 具 制 品 的 质 量 和 精 度 。 因 此 ， 我 们 不 能 只 局 限 于 眼 前 的 一 点 点 进 步 ， 现 在 最 重 要 的 就 是 想 办 法 提 升 我 国 在 国 际 市 场 上 的 竞 争 力 。 总 的 来 说 ， 我 国 与 国 外 的 模 具 在 原 材 料 、 制 造 工 艺 水 平 、 调 试 水 平 还 存 在 着 很 大 的 差 异 。 现 在 最 重 要 的 就 是 解 决 这 些 差 异 ， 把 优 秀 的 方 法 最 为 自 己 努 力 的 目 标 。 据 我 了 解 ， 我 国 的 模 具 企 业 已 经 与 外 界 隔 离 ， 因 此 忽 视 了 与 原 料 供 应 商 及 其 他 伙 伴 之 间 的 合 作 。 经 过 这 几 年 来 的 经 验 告 诉 我 们 ， 这 样 做 只 会 让 大 家 多 走 很 多 弯 路 。 如 今 我 们 已 经 找 到 了 自 己 存 在 的 这 些 问 题 ， 就 要 努 力 并 想 尽 各 种 办 法 解 决 。 大 家 共 同 努 力 让 我 国 的 模 具 行 业 在 全 国 遥 遥 领 先 。 首 先 ， 我 认 为 生 产 制 造 厂 家 必 须 和 其 他 厂 家 以 及 其 他 研 究 所 合 作 ， 为 用 户 制 造 出 质 量 和 精 度 都 达 到 最 佳 的 模 具 制 品 。 可 是 如 今 已 经 是 信 息 化 时 代 ， 我 国 也 是 信 息 化 带 动 工 业 化 进 一 步 发 展 ， 因 此 更 应 紧 跟 时 代 的 脚 步 ， 利 用 好 网 络 信 息 这 一 条 件 。 为 了 我 国 总 体 水 平 能 够 迅 速 发 展 。 现 在 要 做 的 就 是 使 我 国 的 模 具 技 术 不 断 提 高 ， 并 有 望 在 未 来 的 某 一 天 能 够 赶 超 发 达 国 家 水 平 ， 值 得 一 提 的 是 我 国 的 企 业 管 理 技 术 已 经 和 国 际 水 平 持 平 ， 但 是 我 认 为 国 模 具 行 业 的 职 工 文 化 知 识 确 实 有 待 提 高 ， 仍 然 需 要 更 加 努 力 学 习 ， 夯 实 理 论 知 识 ， 提 高 自 己 的 3 工 作 能 力 ， 掌 握 模 具 技 术 的 发 展 方 向 ， 为 我 国 模 具 行 业 的 发 展 做 好 充 足 的 准 备 1。 1.2.2 国外模具的现状与发展趋势 高度集成化、智能化和网络化这三个基本特征就已经可以用来表示国外模 具制造业。如今，不论是谁，都更加看重产品的质量和生产效率。国外发达国 家的标准化程度已经达到 70%80%，厂家们之间已经全都实现了资源共享， 这样的做法可以降低生产成本，为自己营造更多的利润。努力达到互利共赢的 结果。企业在技术上实现了更高程度的专业化，在其生产管理这一方面，也有 越来越多的专业化生产方式，提高了制品的精度。更是在一定程度上降低了对 模具工人全面性的要求，使工人更加能够专注于自己的分内工作，强调专业化， 提高工作质量，而不是一味地提高速度。 国外制作模具时采用的注塑成型技术如今也不断向多功能方向发展。例如： 组合模、一体注塑、多色注塑等，这些全都在向高效率、高自动化、低成本的 方向发展。 1.3 本次设计的主要内容 拿到这个题目之后，我首先做的就是了解近十年来整个模具行业有关设计 制造的发展状况及水平，其中主要应该了解的就是注塑模具的先进设计制造技 术。接下来要做的就是不断练习 UG 和 CAXA 这两个应用软件，达到熟练掌握 的效果。不仅如此，还要了解其它较为广泛的绘图软件。如 Pro/E 、AutoCAD 软件等。最后，要通过查找资料了解相关材料的性能；进而能够掌握注塑模具 的设计特点。此次设计，我要做的就是设计收音机后盖塑料模具，我认为其中 的难点和重点就是结构和尺寸的设计，除此以外还需要利用 UG 这个绘图软件 绘出它的三维图，并用 CAXA 绘出它的二维图。 为了能够更好地处理这些问题，我要做的就是先明确注塑模具的总的设计 流程，了解流程之后，就应做出详细的工作进度计划，不断练习各软件的绘图 技巧，其中特别要熟练掌握就是 UG 软件。学习该软件并不仅仅是为了完成此 次毕业设计，更重要的就是为将来的工作打好基础。采用标准件可以大大节省 基于 UG 收音机后盖塑料模具设计 4 设计周期和制造周期，因此要充分了解模具的标准件，知道如何运用标准件来 提高模具的设计效率，从而减少设计周期并且掌握零件尺寸，这样做就是因为 在设计模具时，必须要根据产品的尺寸和精度来确定零件的尺寸和精度，从而 更准确的得到零件的工作尺寸；因为模具的制作必须是在高温下进行的，不言 而喻，还要了解模具的材料属性，在选材时，要综合考虑以下几个要素，综合 性能、冲击韧性、尺寸稳定、耐化学性、还有一个就是收缩率，其中最重要的 就是收缩率。可是刚刚提到的这些所需资料必须要在图书馆查找相关期刊文献 或者更加专业的书籍才能查到，因此还应熟悉如何高效快速准确的进行资料的 检索。 5 2 塑件成型工艺分析 2.1 收音机后盖结构分析 塑件为收音机后盖，其表面质感和光泽度一定要好，而且材质必须具有绝 缘性和良好的抗冲击强度，同时还要有一定的强度、刚度，通过从以上几点进 行分析后，我决定选择塑料为 ABS。 影响塑件公差可以从以下几个方面进行分析:模具制造误差、磨损误差，这 两者中最重要的就是成型零件的制造和装配误差。要想使设计出的塑件公差小， 就必须从这几个方面出发，全面的考虑问题，而不是看待问题片面化。 2.1.1 塑件几何形状的设计 通过观察各种不同的收音机后盖之后，我根据现实中的收音机外壳，并对 一些部位进行修改。最后用 UG 画出塑件的三维图形。如图 2.1 为收音机后盖 三维图。 图 2.1 收音机后盖三维图 2.2 ABS 的性能及注塑工艺分析 ABS 是一种三元共聚物，丙烯腈、丁二烯、苯乙烯这三种物质组成了 ABS。正是由于这三种成分的存在，使其具有良好的综合性能。首先丙烯腈的 存在使 ABS 有良好的耐化学腐蚀性和较高的表面硬度，其次丁二烯的存在使 ABS 更加坚韧，最后丙乙烯的存在使它具有良好的加工性及染色性能。据了解， 基于 UG 收音机后盖塑料模具设计 6 ABS 没有明显的熔点。它的密度为 1.05g/cm3,熔融时温度为 217237。注射 时用的 ABS 熔体指数范围一般是在 0.515 范围内。ABS 无毒，无味，从外观 来看，成微黄色，用它制成的塑件有较好的光泽及良好的抗冲击强度，最重要 的一点就是在低温下不会迅速下降。综合以上分析可以得知，在一定的温度范 围内有 ABS 良好的表面硬度和抗冲击强度、良好的尺寸稳定性，并且易于成型 加工。 在大多数情况下大家所采用的 ABS 可用于注射和挤塑这两种方法进行加工。 除了上边介绍的特性外，它还具有良好的韧性，用它做出的制品特别有质感， 在当今不断受到人们的青睐 2。 2.2.1 注塑成型过程 （1）成型前的准备：在成型加工前，应该对色泽和均匀度进行检查，在加工前 进行干燥处理。 （2）注射过程：充模、压实、保压、倒流、冷却。 （3）塑件的后处理：通常情况下我们所采用的方法是对其进行调湿处理，处理 方法就是用红外线灯进行照射，它的处理温度大约是 70。 2.2.2 ABS 的注塑工艺参数 （1）注塑机：螺杆式 （2）螺杆转速（r/min）：30-60 （3）料筒温度（）：前段：200-210 中段:210-230 后段:180-200 （4）喷嘴温度（）：180-190 （5）模具温度（）：50-70 （6）注塑压力（Mpa）：70-90 （7）成型时间（s）：40-70 7 2.2.3 ABS 成型塑件的主要缺陷及消除措施 （1）料头附近有暗区：在料头周围有可环形，由于环形尺寸比较小，看上去更 像是黑块。如果注射速度太高，在料头附近的表面部分材料将会被错位或者渗 入。而导致在表面显现出黑块。当选在料头附近时，熔料的流动速度将会特别 的高，并且会随着注射速度的不断变化将会成为一个常数，其前端也将会形成 圆形，这个圆形会不断地扩大。但是如果想获得较低的前流速度，就必须采用 多级注射的注射方式。这样做是为了在过程中获得唯一不变的熔体前流速度。 针对这一不足，本文采取如下改良措施： 1） 、采用多级注射 2） 、增加料筒温度 3） 、适当的增加模壁的温度，将其控制在合适的范围内。 （2）表面光泽不均：用 ABS 做出的制品表面光泽不均匀。针对这一不足，本 文采取如下改良措施： 1） 、提高保压压力 2） 、提高保压时间 3） 、提高熔体温度。 （3）存在空隙：如果说制品内有气泡产生，经常被认为是模具内的空气流入模 腔的熔料才导致这一现象。针对这一不足，本文采取如下改良措施： 1） 、提高保压压力 2） 、提高保压时间 3） 、降低熔体温度 （4）留有气泡：在形成的制品表面和内部将会产生大量的气泡，这些气泡主要 分布在料头附近的地方。大部分情况下可能是由于有太长的残留时间或者由于 料筒内的熔料温度过高产生气泡，针对这一不足，本文采取如下改良措施： 1） 、尽量降低料筒温度和螺杆转速 2） 、使用较小的料筒直径。 基于 UG 收音机后盖塑料模具设计 8 9 3 模具结构形式和注塑机的选择 3.1 选择分型面和型腔数目 了解了模具的制作流程之后，可以这样说，对产品进行分模本质上就是注 塑模具设计的最重要的一部分，它是用分型面分为动模型芯和定模型腔，而分 型面在这里面起着至关重要的作用，它是动模型芯和定模型腔的接触面。想要 完整的对产品进行分模，就要按照以下几个步骤来做：先修补塑件的分型线由 此生成分型面，进而得到动模型芯、定模型腔。对于具有这个有孔的塑件来说， 在对它分模时必须修补好这些结构。如果塑件修补好这些结构以后，UG 将会 开始提取分型线。简单来说，分型线是边界线，更是产品的最大轮廓线，还是 产生面的基础。为了制作收音机后盖的分型线，可以通过先修补塑件的边线得 到分型线。如图 3.3 所示就是最终设计的产品的分型线。 图 3.1 分型线 分型面的选择原则如下： （1） 选择外型的最大轮廓处。 （2） 考虑有利于塑件的脱模。 （3） 保证塑件的精度要求。 （4） 考虑模具的侧向抽拔距。 （5） 因为分型面是主要的排气渠道，所以在设计时应该处于在熔融塑料 基于 UG 收音机后盖塑料模具设计 10 流动的末端，这样一来型腔内气体会很容易排放。 （6） 使模具零件能够易于加工。 根据以上几个选择原则，该模具的分型面经过一番考虑之后决定为它的大 平面处。通过 UG 自带的 Mold Wizard 模块，用它得到的分型面如图 3.2 所示。 图 3.2 分型面 确定好了塑件的分型面，就目前为止最需要考虑的就是型腔数目该如何才 能确保它正确的被确定。总的来讲，确定型腔的数目的确是模具设计的特别关 键一步，但是同时也是充满了矛盾的一部分。与降低制造成本、保证产品精度 之间的矛盾、无法确定型腔的数目和流道凝料的体积、计算所需的时间明显过 长与其设计周期所需时间过短之间的矛盾。 为了正确确定模具的型腔数目，需要考虑塑件的结构特点、模具的制造难 度、模板尺寸、冷却系统等。了解了这些以后才能确保正确确定。在进行了综 合考虑后决定为一模两腔。 3.2 选择注塑机 注塑机又被称为注射机。它是将各种塑料利用模具做成不同形状制品的设 备。注塑机的工作原理与打针用的注射器几乎相同，它也是借助螺杆的推力， 只不过注塑机是将熔融状态的塑料注入模腔内，经过自身的固化定型，并取得 所需制品的一种工艺过程 3。 在设计模具的时候，采用 UG 建模软件，对塑件进行分析，用 UG 分析后 11 得到产品的体积为 14.3cm2。在得到塑件的体积后，再计算塑件的质量，这样就 可以根据这些数据选择相应的成型设备了。ABS 的密度 31.05gcm，由以下 公式可以计算出塑件的质量。 .105.34.gWV （3- 1） 根据塑件形状及尺寸，采用一模二腔的模具结构，至少需要 29.4g，流道口废料 2.6g，总注塑量 32g。综合考虑各种因素，再根据工艺参数（主要是注射压力） ， 最终选定螺杆式注射机：海天 HTF80XB。 3.3 注塑机的参数校核 3.3.1 最大注塑量校核 塑件在模具中成型的时候，模具腔内的材料的含量多少是有限制的，通常 情况下规定不超过额度注射量的 80%。设计模具时要对其进行校核，看是否满 足要求。校核公式为： 1280%mn （3-2） 式中： 本设计中： 2n， 14.9gm， 23.5，则 214.935.g 注塑量 g，符合要求。 3.3.2 锁模力校核 注射成形时，影响锁模力的主要原因是投影在模具分型面上的面积。如果 最大成型面积超过注射机的允许值，那么涨模溢料现象就会在成形过程中出现。 所以，必须满足以下关系： 12nA （3-3） 基于 UG 收音机后盖塑料模具设计 12 其中： 本设计中 2n， 218639mA， 2178A，则 22639456mn （3-4） 为了能够达到锁模要求，注射机额定锁模力大于型腔受塑料熔体的成型压 力和在分型面上塑件、浇注系统的投影面积之和的乘积，即： 式中： 12nAPF （3-5） 根据设计手册查得，一般情况下，型腔内为 204Mpa，本设计取 30pa， 则： 12745630.54KN8nAP （3-6） 锁模力符合要求。 3.3.4 模具安装尺寸的校核 （1）模具长宽尺寸 本设计模具为 550650 。 （2）模具厚度（闭合高度） 模具厚度必须满足以下公式： maxinH （3-7） 式中： H（min）-注射机所允许的最小模具厚度（mm） H(m) -所设计的模具厚度（mm） H(max) -注射机所允许的最大模具厚度（mm） 此设计正确。 3.3.5 开模行程校核 开模行程：动模在开模开始到开模结束时与定模之间距离变化值。在设计 模具的时候要保证开模距离能够满足要求，使得在开模后塑件能够很容易被取 出来，然而开模距离并不是无限的大的，它也是有限制的。为了保证所设计的 模具的开模行程能够满足设计要求，在设计时应该根据相应的参数对开模行程 13 进行校核。下面对模具的开模行程做校核的相关计算。对于该注射模有 5：max123SHC （3- 8） 式中： 1H -模具厚度2 -顶出行程3 -塑件高度C -安全距离 本设计中 max670S， 140mH， 25， 390mH，=3 ，经计算，总的开模距离 ax58SS，符合要求。 基于 UG 收音机后盖塑料模具设计 14 15 4 模具结构设计 4.1 成型零件的结构设计 （1）型腔的结构设计 型腔是模具系统中不可缺少的一部分，塑件的外形轮廓的成型就是靠型腔来 完成的。在设计型腔的时候，要根据塑件的形状、尺寸、精度要求综合考虑之 后在设计，要使型腔成型的塑件达到使用要求，同时也要考虑设计的型腔是否 能能够加工出来。现如今常用的结构形式分为整体式、整体嵌入式、大面积组 合式和两瓣合并式等几类 6。 由于收音机后盖的结构复查，在设计的时候要尽可能减少其他的零部件的 数量，要保证所设计的型腔具有稳定的结构，在选材和加工方面要严格要求。 为了使冷却系统能够达到最佳效果应该合理的设计其尺寸。在工作过程中，模 具会有一些磨损，此时要对型腔进行修复或者更换，就要使其便于拆装。结合 上边所提到的一些要求，决定本设计中采用整体嵌入式结构。选用材料为 Cr12MoV，其具体结构如图 4.1 所示。 图 4.1 型腔三维结构图 （2）型芯的结构设计 同型腔的结构设计一样，要保证所设计的型腔具有稳定的结构，在选材和 加工方面要严格要求，选用材料为 Cr12MoV。为了使冷却系统能够达到最佳效 果应该合理的设计其尺寸。在工作过程中，型腔与型芯相互的作用会有一些磨 损，此时要对型芯进行修复或者更换，就要使其便于拆装。结合上边所提到的 基于 UG 收音机后盖塑料模具设计 16 一些要求，决定本设计中采用和型腔一样的整体嵌入式结构。型芯与型芯固定 板之间的配合取 76HP。其具体结构如图 4.2 所示。 图 4.2 型芯三维结构图 4.2 成型零件的工作尺寸及其校核 4.2.1 成型零件的工作尺寸设计 在模具设计时，需要根据成型零件的尺寸和精度确定塑件的尺寸和精度， 主要有型芯、型腔以及中心距尺寸等。影响塑件尺寸精度因素主要有成型零部 件的制造误差、磨损、塑件的收缩率和模具安装配合方面的误差。由于磨损对 成形尺寸计算几乎没有影响，这里就只考虑塑料的收缩率。取收缩率为 0.5%。 由于制品尺寸不大，在设计型芯和凹模径向尺寸时，修正系数 x 可取 3/4， 计算高度和深度时，x 取 2/3。将型芯和凹模各处工作尺寸的制造公差按制品公 差的 1/3 取值 7。计算结果如下： （1） 凹模宽度尺寸的计算： 01mMcpSDLx （4-1） 式中： MD -凹模宽度度名义尺寸cpS -塑件收缩率 17 x -修正系数 -制品公差SL -制品名义尺寸 上式中，制品的名义尺寸 75mSL， 根据相关手册查得：0.52m 。带入上式计算可得： 0.173498MD。 （2）凹模长度尺寸的计算： 01mcpSLLx （4- 2） 式中： ML -凹模长度名义尺寸cpS -塑件收缩率x -修正系数 -制品公差SL -制品名义尺寸 上式中，制品的名义尺寸 12mSL， 根据相关手册查得：0.76m 。带入上式计算可得： 0.2534M。 （3）凹模高度尺寸的计算： 01mcpSHLx （4-3） 式中： MH -凹模高度名义尺寸cpS -塑件收缩率x -修正系数 -制品公差SL -制品名义尺寸 基于 UG 收音机后盖塑料模具设计 18 上式中，制品的名义尺寸 20mSL， 根据相关手册查得：0.28m 。带入上式计算可得： 0.931MH。 （4）凸模宽度尺寸的计算： 0mMcpSDLx （4-4） 式中： MD -凹模宽度度名义尺寸cpS -塑件收缩率x -修正系数 -制品公差SL -制品名义尺寸 上式中，制品的名义尺寸 73mSL， 根据相关手册查得：0.52m 。带入上式计算可得： 0.173295MD。 （5）凸模长度尺寸的计算： 01mMcpSLLx （4-5） 式中： ML -凹模宽度度名义尺寸cpS -塑件收缩率x -修正系数 -制品公差SL -制品名义尺寸 上式中，制品的名义尺寸 120mSL， 根据相关手册查得：0.68m 。带入上式计算可得： 0.279M。 19 （6）凸模高度尺寸的计算： 01mMcpSHLx （4-6） 式中： MH -凹模长度名义尺寸cpS -塑件收缩率x -修正系数 -制品公差SL -制品名义尺寸 上式中，制品的名义尺寸 19mSL， 根据相关手册查得：0.28m 。带入上式计算可得： 0.938MH。 4.3 确定模架 分析塑件可知，该模具是单分型面的模具。根据本文设计，查塑料注射 模模架 GB/T12555-2006选择 CI 型模架。CI 型模为大水口模架，其定模和动 模都采用一块模板，适合采用潜伏浇口、斜顶侧抽芯的注射成形模具。其基本 结构如图 4.3 模架图所示。 基于 UG 收音机后盖塑料模具设计 20 图 4.3 模架图 在选择确定模架的型号后，可以根据模架的结构设计相关部件的尺寸。由 前边对型芯的设计可知型芯的长为 450mm，宽为 340mm。因此，可以由此来 计算模架的长和宽。 340650m模 具 零 部 件 厚 度L （4-7）3模 具 零 部 件 厚 度W （4- 8） 计算完模架的长宽后，为了避免对模架尺寸的影响，需要考虑其他螺丝导 柱等零件。在参考所有因素后，决定本设计选用 WL=550 650 的模架。 4.4 浇注系统的设计 塑件材料为 ABS 材料。注塑时，一般使用温度为 180-240。被熔化的 材料是通过浇注系统进入腔内的， 。纵观整个注塑模的设计过程，一个环节与另 一个环节都有着密切的关系，也就是说在设计过程中某一个环节出问题就会影 响塑件的质量，比如设计出一个合理的浇注系统是保证塑件拥有高质量的必要 因素。为了使塑料溶体能够充满整个腔体，合理的设计浇注口与流道非常重要。 模具的供给方式，浇注口的位置对塑件的成型都起到决定性的作用。 确定浇注系统的原则: （1）模具成型塑件的型腔数：浇注系统需要按照型腔布局设计，考虑模具 是一模一腔还是一模多腔。 （2）塑料成型特性：为保证塑件质量，所用塑料成型特性的要求应被设计 的浇注系统适应。 （3）塑件外观：在不影响塑件外观前提下，设置浇注系统时应全面考虑方 便去除、修整进料口等因素。 （4）冷料：设计浇注系统时应考虑储存冷料的举措，防止在注射间隔期间 喷嘴端部的冷料注入型腔影响塑件质量 8。 21 4.4.1 主流道的设计 主流道在模具系统中是很重要的，如果没有主流道的话就像人体没有动脉 血管一样，作为中间介质连接模具和注射机。通常，将主流道设计成 =26的 圆锥形。不同的粘度的值有很多差异。本设计选用的材料的粘度较大。所以， 本设计塑件主流道锥角取： =4 主流道具体的参数设计如表 4-1 所示。 表 4-1 主流道的设计 符号 名称 尺寸D 主流道小端直径 3.5SR 主流道球面半径 21H 球面配合高度 3-5 取 3 主流道锥角 2-6取 4L 主流道长度 由厚板决定 4.4.2 浇口的设计 浇口在模具系统中是连接型腔和分流道的一个媒介，在整个浇注系统中的 位置相当重要。设计浇口时长度要设计的合理一些，这样产品会顺利的与其分 离开来，同时使塑料溶体能够迅速的流入腔体，为了不影响产品的质量，在设 计浇口时要对其表面粗糙度做严格要求 8。 浇口对模具成型的作用： （1）易于切除浇口尾料； （2）快速冷却防止熔融体发生倒流； （3）保证熔融体能够充满型腔； （4）控制进料的速度。 综合考虑，采用潜伏浇口。 基于 UG 收音机后盖塑料模具设计 22 4.5 设计脱模机构 脱模机构可以说是注射成型过程中的最后一个环节，脱模质量的好坏在很 大程度上决定了制品质量的好坏；当模具打开,制品必须要留在具有脱模机构的 动模上，由此可以利用脱模机构脱出制品，达到取出制品的目的。 脱模设计原则： (1)布置要尽量达到均匀，并尽量靠近收缩包紧的型芯。 (2)推力点应在刚度和强度最大的部位。 (3)若是透明胶件，须注意顶出位置和脱模形式。 (4)顶杆适当加大，必要时还应该设置进气阀。 (5)具有足够强度和耐磨性。 4.5.1 添加推杆 推出机构的结构组成与分类：推出机构通常分为推出、复位和导向三个部 分等组成。推出机构不同的情况下有不同的分类。 推出机构的设计原则： a.为了方便推出，并且不影响模具正常工作推出机构应该和动模放置在同 一边； b.推出塑件时要确保塑件完整不受伤害； c.在动模、定模合模时推出机构不会对其产生影响； d.该机构的运动和工作效果应该满足要求 6。 在满足上边的原则的情况下，决定使用一次顶杆脱模，在其中加入复位弹 簧帮助推杆复位。 由于收音机后盖的结构相对复杂，有许多的凸台与散热孔所以推杆的布置 要相对紧密一些，每一个孔，每一处凸台都放置一个推杆。这样可以保证塑件 在模具开模后能够顺利被推出，并且不会影响到塑件的表面质量 在设计推杆的时候，由于放置在不同的部位，不同的部位