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本科畢業(yè)設計(論文)
題目：收音機中框零件注塑模設計
系 別 機電信息系
專 業(yè) 機械設計制造及其自動化
班 級
姓 名
學 號
導 師
2013年4月
收音機中框零件塑件進行模具設計
摘要
本次設計主要講述收音機中框零件塑件進行模具設計的畢業(yè)設計。論文綜述了國內模具設計的研究進展及研究現狀、分析課題的研究背景、闡述課題研究的意義和內容。
首先分析塑件工藝結構，了解塑件的技術要求，測量塑件尺寸，繪制塑件圖，選用ABS材料，設計出一套一模一腔的塑料模具。同時，詳細敘述了設計過程如何分析塑件制品的結構、性能，確定成型方案，成型部分的設計，導向機構、澆注系統(tǒng)、頂出機構、排氣、冷卻系統(tǒng)等，接著分析了如何選擇模具鋼種、模具標準件。
本套模具設計結合了機械制圖，CAD，公差配合，模具設計，機械制造技術模具工藝學，UG等專業(yè)課程的知識，講述了塑料模具結構設計的步驟，詳細介紹了一套塑料模具設計的全部過程。
關鍵詞：型腔；型芯；模具設計
Design of injection mold frame radio parts
Abstract
This instruction booklet main narration the radio frame models the graduation project which carries on the mold to design.The paper summarizes the analysis of the status quo, and research progress of study on the hydraulic technology at home and abroad and the significance of research background, describes the research topics.
First analyzes models the craft structure, understood models the specification, the survey models a size, the plan models a chart, selects the ABS material, designs set of the one plastic mold with one mold holes. At the same time, how in detail narrated the design process to analyze models a product the structure, the performance, determined took shape the plan, took shape the partial designs, the guidance organization, pours the system, goes against the organization, the exhaust, the cooling system and so on, how then analyzed has chosen the mold aluminum, the mold standard.
This set molding tool design combined the machine graphics, CAD, the business trip match, molding tool design, machine manufacturing the technique molding tool craft learn, the UG waits professional lesson, relating the plastics molding tool structure a design of step, detailedintroduced a set of plastics molding tool to design of all processes.
Key Words: Cavity core；mold；design
II
目 錄
1緒論 1
1.1模具介紹 1
1.2模具在加工工業(yè)中的地位 1
1.3模具的發(fā)展趨勢 1
1.4設計在學習模具專業(yè)中的作用 2
2該塑件材料分析和工藝性分析 3
2.1材料分析 3
2.2工藝分析 3
3擬定的成型工藝 4
3.1塑件的成型方法 4
3.2塑件的成型參數 4
3.3確定型腔數目 4
3.3.1計算制品的體積和重量 4
3.3.2確定型腔數目 4
4澆注系統(tǒng)的設計 6
4.1塑件在模具中的位置 6
4.1.1型腔的布置 6
4.1.2分型面的選擇 6
4.2確定澆口形式及位置 7
4.3主流道的設計 8
4.4分流道設計 8
4.5冷料穴設計 9
5成型零部件的設計 10
5.1成型零部件的結構設計 10
5.2成型零部件工作尺寸計算 11
5.3成型零部件的強度與剛度計算 12
6結構零部件的設計 14
6.1選用注射機及模架 14
6.1.1初選注射機 14
6.2.2選標準模架 15
6.2定模板與動模板的設計 16
6.3合模導向機構的設計 16
7推出機構的設計 18
7.1推件力的計算 18
7.2確定頂出方式及推桿位置 18
8側向分型與抽芯機構設計 20
8.1外側抽芯機構設計 20
8.1.1計算斜導柱傾斜角 21
8.1.2計算斜導柱直徑D 21
8.2.3計算斜導柱長度 21
8.2內側抽芯機構設計 21
8.2.1計算斜導柱傾斜角 21
8.2.2計算斜導柱直徑 22
8.3.3計算斜導柱長度 22
9溫度調節(jié)系統(tǒng)設計 23
10排氣系統(tǒng)設計 24
10.1排氣不良的危害性 24
10.2排氣方法 24
10.3排氣槽結構 24
11產品及模具的三維造型 25
12注塑機參數校核 29
12.1最大注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核 29
12.2開模行程的校核 29
12.3模具與注射機安裝相關部分尺寸校核 29
13繪制圖紙并編寫技術文件 30
13.1繪制各非標準零件圖紙 30
13.2編寫加工工藝和裝配技術 31
13.2.2裝配要求 32
13.2.3綜合要求 32
設計總結 34
致謝 35
參考文獻 36
畢業(yè)設計（論文）知識產權聲明 37
畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明 38
IV
1 緒論
1 緒論
1.1模具介紹
模具的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產品質量好，材料消耗低，生產成本低而廣泛應用于制造業(yè)中。模具主要類型有：沖模、鍛摸、塑料模、壓鑄模、粉末冶金模、玻璃模、橡膠模、陶瓷模等。除部分沖模以外的上述各種模具都屬于腔型模，因為它們一般都是依靠三維的模具型腔是材料成型。其中塑料模約占模具總數的35％，分額最大而且有繼續(xù)上升的趨勢。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。
1.2模具在加工工業(yè)中的地位
模具是工業(yè)生產中的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經濟各部門發(fā)展的重要基礎之一，是國際上公認的關鍵工業(yè)。模具生產技術水平的高低是衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志。它在很大程度上決定著產品的質量，效益和新產品的開發(fā)能力。模具工業(yè)既是高新技術產業(yè)的一個組成部分，又是高新技術產業(yè)化的重要領域。模具在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔了這些工業(yè)領域中60％~90％的產品的零件，組件和部件的生產加工。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關注。
1.3模具的發(fā)展趨勢
20世紀80年代開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨立的工業(yè)部門，其產值已超過機床工業(yè)的產值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以15％的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術發(fā)展。加大了用于技術進步的投入力度，將技術進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多科研機構和大專院校也開展了模具技術的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為世界超級制造大國的重要原因。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強國。
盡管我國模具工業(yè)有了長足的進步，部分模具已達到國際先進水平，但無論
42
畢業(yè)設計（論文）
是數量還是質量仍滿足不了國內市場的需要，每年仍需進口10多億美元的各類大型，精密，復雜模具。與發(fā)達國家的模具工業(yè)相比，在模具技術上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應在以下幾方面進行不斷的技術創(chuàng)新，以縮小與國際先進水平的距離。
（1） 注重開發(fā)大型，精密，復雜模具；隨著我國轎車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精密化。
（2） 加強模具標準件的應用；使用模具標準件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質量。因此，模具標準件的應用必將日漸廣泛。
（3） 推廣CAD/CAM/CAE技術；模具CAD/CAM/CAE技術是模具技術發(fā)展的一個重要里程碑。實踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設計制造水平。
（4） 重視快速模具制造技術，縮短模具制造周期；隨著先進制造技術的不斷出現，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術，高速銑削加工技術，以及自動研磨拋光技術將在模具制造中獲得更為廣泛的應用。
1.4設計在學習模具專業(yè)中的作用
通過對模具專業(yè)的學習，掌握了常用材料在成型過程中對模具的工藝要求，掌握模具的結構特點及設計計算的方法，以達到能夠獨立設計一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，結合模具結構的特點，根據不同情況選用模具加工新工藝。
畢業(yè)設計能夠對以上各方面的要求加以靈活運用，綜合檢驗大學期間所學的知識。
2 該塑件材料分析和工藝性分析
2 該塑件材料分析和工藝性分析
2.1材料分析
該產品的成型材料是ABS?；咎匦裕篈BS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合力學性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化學腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS無毒、無味，呈微黃色，成形的塑料件有較好的光澤。密度為1.02～1.05g/cm3。 ABS有極好的抗沖壓強度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經過調色可配成任何顏色。其缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70°C左右，熱變形溫度為93°C左右。耐氣候性差，在紫外線作用下變硬變脆；主要用途：ABS廣泛用于水表殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具等；成型特點：ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力比較高，塑料上的脫模斜度宜稍大，ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；易產生熔接痕，模具設計時應注意盡量減少澆口對流道的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在50～60°C，要求塑件光澤和耐用時，應控制在60～80°C。
2.2工藝分析
1） 該塑件尺寸不大，一般精度等級。屬于中等難度的塑料模具。包括了模具的基本結構，其中有外側抽芯兩處，內側抽芯五處（五處內側抽芯基本尺寸及結構均一致），插穿兩處。
2） 為滿足制品表面質量要求與提高成型效率采用側澆口。
3） 為了節(jié)約成本和方便加工與熱處理，型腔和型芯均采用整體鑲嵌式結構。
4） ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大，要有足夠的脫模斜度 防止頂角；ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；ABS易產生熔接痕，模具設計時應注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力，要注意澆口位置防止和減少熔接痕；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。模具溫度應控制在60°～80°。
3 擬定的成型工藝
3 擬定的成型工藝
3.1塑件的成型方法
熱塑性塑料指定采用注射成型，本設計選用熱塑性塑料ABS，可用注射成型。
3.2塑件的成型參數
根據制品結構特點及選定的原料ABS，可擬定如下工藝參數）。
塑料名稱： ABS密度（g/cm3）：1.02～1.05
計算收縮率（%）：0.5
模具溫度（℃）： 50～60
注射壓力（MPa）：60～100
成型時間（s）：
注射時間15～60；
加壓時間0～3；
冷卻時間 20～90；
總周期 50～160
適應注射機類型：柱塞式
3.3確定型腔數目
3.3.1計算制品的體積和重量
通過三維制圖UG軟件測量得:
單件塑件面積 S=27765mm2
單件塑件體積 V=18837mm3
查有關資料可知ABS的密度為1.02～1.05g/mm3 則單件塑件重量m=20g
3.3.2 確定型腔數目
型腔數目的確定主要參考以下幾點來確定：
1） 根據經濟性確定型腔數目和總成型加工費用最小的原則，并略準備時間試生產原材料費用，僅考慮模具加工費和塑件成型加工費。
2） 根據注射機的額定鎖模力確定型腔數目，當成型大型平板塑件時常用這種方法。
畢業(yè)設計（論文）
3） 根據注射機的最大注射量確定型腔數目,根據經驗，每加一個型腔制品尺寸精度要降低4%，對于高精度制品，由于多型腔模具難以保證各型腔的成型條件一致，故推薦型腔數目不超過4個。
由于單型腔模具具有塑料塑件的形狀和尺寸一致性好，成型工藝條件容易控制，模具結構簡單緊湊、模具制造成本低、制造周期短等特點，并結收音機外殼的質量要求，根據本產品的生產批量及尺寸精度要求采用一腔一模，所以采用單型腔模具。
4 澆注系統(tǒng)的設計
4 澆注系統(tǒng)的設計
4.1塑件在模具中的位置
4.1.1型腔的布置
主要考慮塑件在分型后能保留在動模上以便脫模，并結合塑件的結構特征應將型腔設置在定模側，型芯設置在動模側。
4.1.2分型面的選擇
由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設計、塑件結構工藝性及尺寸精度、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應綜合分析，應遵循以下幾項的設計原則：
1） 分型面應選擇在塑件外形最大輪廓處
2） 分型面的選擇應有利于塑件的順利脫模
3） 分型面的選擇應保證塑件的精度要求
4） 分型面的選擇應滿足塑件的外觀質量要求
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。為了保證側向型芯的位置的放置及抽芯機構的動作順利，應以淺的側向凹孔或短的側向凸臺作為抽芯方向，而將較深的凹孔或較高的凸臺放置在開合模方向。
綜合考慮以上的設計原則并結合該塑件的結構特點和質量要求，應采用階梯分型面。如圖4-1粗實線所示。
畢業(yè)設計（論文）
圖4-1 分型面
4.2確定澆口形式及位置
對澆注系統(tǒng)進行設計時，一般應遵循如下基本原則：
（1） 了解塑料的成型性能
（2） 盡量避免或減少熔接痕
（3） 有利于型腔中氣體排出
（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
（6） 流動距離比和流動面積比的校核
為了提高成型效率和綜合考慮以上的基本設計原則并結合塑件質量要求，本模具應采用側澆口，由兩處澆口進料。澆口位置如圖4-2所示
澆口直徑可以根據經驗公式計算
d=（0.14～0.20）
式中 d—澆口直徑（mm）
δ—塑件在澆口處的壁厚（mm）
A—型腔的表面積mm2
d=（0.14～0.20） ×13491≈1mm
(澆口直徑也可根據經驗值取 d=1mm)
澆口錐角取
澆口傾斜角取
圖4-2 澆口位置
4.3主流道的設計
主流道是連接注射機噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定錐度
1） 主流道設計成圓錐型，其錐角為2°～6°，內壁粗糙度Ra取0.4um。分流道截面設計成圓型截面，加工容易，且熱量損失與壓力損失均不大為常用形式。圓形截面分流道的直徑可以根據塑料的流動性等因素確定，該塑料件采用ABS塑料，流動性為中等，所以選圓形截面。根具經驗分流道的直徑可以取d=5～6mm。根據型腔在分型面上的排布情況設置分流道。
2） 主流道大端成圓角，半徑r=1～3mm，以減小料轉向過度時的阻力。
3） 在模具結構允許的情況下，主流道盡可能短，一般小于60mm，過長則會影響流體的順利充型
4） 對于小型模具可將主流道襯套與定位圈設計成整體式，但在大多數情況下將主流道襯套與定位圈設計成兩個零件，主流道襯套與定模板采用H7/m6過度配合與定位圈的配合采用H9/f9間隙配合
5） 主流道襯套一般選用T8 、T10制造，熱處理強度為52～56HRC
根據“常用塑料直澆口尺寸”表，選主流道始端尺寸d=2.5mm,大端尺寸D=4mm，澆口套始端半徑R=機床噴嘴小經d +（0.5～1）=10+(0.5～1)=11mm，半錐角a=2o。其長度尺寸取L=40mm，其余尺寸見圖。主流道內壁粗造度Ra=0.63，拋光時要沿軸向進行。
澆口套與定位圈采用H9/f9的配合。定位圈在模具安裝調試時應插入注射機定模板的定位孔內，用于模具與注射機的安裝定位。定位圈外徑比注射機定模板上的定位孔徑小0.2mm以下。澆口套與模板的配合為H7/m6。
4.4分流道設計
分流道設計時應注意盡量減少流動過程中的熱量損失與壓力損失。
1） 分流道的形狀與尺寸 分流道的截面尺寸視塑料的品種、塑件是尺寸、成型工藝條件以及流道長短等因素來確定。通常圓形截面分流道直徑為2～10㎜ 。本塑件采用的是ABS，由于ABS的流動性能較好且分流道長度教短時，因此分流道采用圓形截面。初選直徑為3㎜，具體尺寸由修模時修正。
2） 分流道的長度 具體尺寸根據型腔的太小而定
3） 分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻,只有內部的熔體比較理想，因此分流道的表面粗糙糙不能太低，一般Ra取1.6um這可增加對外層塑料熔體的流動阻力，使外層塑料冷卻皮固定,形成絕熱層。
4） 分流道在分型面的布置形式如圖4-2
根據以上設計參數校核流動比 （4.1）
式中 —流動比距離
Li—模具中各段料流通道及各段型腔的長度（mm）
ti—模具中各段料流通道及各段型腔的截面厚度（mm）
=60/3.5+37/5+4.5/5+2 /2+140/2=98mm
因為影響流動比的因素主要是塑料的流動性，ABS塑料的流動性為中等，經查有關資料可知ABS允許的流動比[]=210～110，所以 〈[]
4.5 冷料穴設計
冷料穴位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端。其作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒的“冷料”，以避免這些冷料注入型腔而影響塑件質量；還有便于在流道處設置主流道拉料桿的功能。開模時又可以將主流道的冷凝料拉出，冷料穴直徑宜稍大于主流道大端直徑，長度約為主流道大端直徑。分流道冷料穴當分流道較長時，可將分流道的盡頭沿料流前進方向延長作為分流道冷料穴，以貯存前鋒冷料，其長度為分流道直徑的1.5～2倍。
本模具采用Z形拉料桿，如圖4-3所示。設計的具體尺寸詳見零件圖。
圖4-3 拉料桿
5 成型零部件的設計
5 成型零部件的設計
5.1成型零部件的結構設計
由于塑件抽芯機構多且復雜，為了便于加工制造，型芯型腔均采用整體鑲嵌式，只有型腔有兩處鑲嵌小型芯。
（1） 本塑件有300個 1㎜的小淺通孔和260個 1㎜深1㎜孔。由于現代制造技術的先進，那560個孔可以做成電極利用電火花來加工，沒有必要分別制造560個小型芯鑲件。
（2） 圖5-1所示，兩個外側通槽和一個凹面均采用斜導柱側向分型與抽芯機構，把兩個凹槽連大的凹面一起做成滑塊成型
圖5-1 兩個外側通槽
（3） 圖5-2所示，五個內側凹槽，采用常用的內側抽芯，利用內側抽芯滑塊機構。
圖5-2 五個內側凹槽
（4） 圖5-3所示，采用插穿成型
畢業(yè)設計（論文）
圖5-3 插穿成型
5.2成型零部件工作尺寸計算
（1） 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:
a 必須具有足夠的強度、剛度，以承受塑料熔體的高壓；
b 有足夠的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨損。通常進行熱處理，使其硬度達到HRC40以上；
c 對于成型會產生腐濁性氣體的塑料還應選擇耐腐濁的合金鋼理；
d 材料的拋光性能好，表面應該光滑美觀。表面粗造度應在Ra0.4以下；
f 切削加工性能好，熱處理變形小，可淬性良好；
e 熔焊性能要好,以便修理；
j 成型部位應須有足夠的尺寸精度?？最惲慵镠8~H10，軸類零件為h7~h10。
（2） 型腔、型芯工作部位尺寸的確定
經查有關資料可知ABS塑料的收縮率是0.3%～0.8%
平均收縮率為: S=（0.3%+0.8%）/2=0.55%
型腔工作部位的尺寸：
型腔徑向尺寸 （5.1）
型腔深度尺寸 （5.2）
型芯徑向尺寸 （5.3）
型芯高度尺寸 （5.4）
中心距尺寸 （5.5）
式中
L—塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm）
l—塑件內型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）
H—塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）
h—塑件內型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）
C—塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm）
x—修正系數，取0.5～0.75
△—塑件公差（mm）
—模具制造公差，?。?/3～1/4）△。
各工作部位尺寸計算結果詳見相應零件圖紙所標明
通常，制品中1mm和小于1mm并帶有大于0.05mm公差的部位以及2mm和小于2mm并帶有大于0.1mm公差的部位不需要進行收縮率計算。
5.3成型零部件的強度與剛度計算
注射模在工作時要承受各種作用力，這就要求注射模的各個零件必須有足夠的強度和剛度，因此，設計時對注射模主要零件應根據工作受力情況予以必要的強度及剛度的計算，并對其結構進行合理的設計。在實際工作中，對一些小型注射模的剛度或強度的計算，常常是根據經驗予以設計并粗略確定其尺寸，然后對一些主要成型零件按具體受力情況作必要的驗算。
為了方便加工和熱處理，其型芯整體鑲嵌式，型腔為整體形式。因此，型腔的強度和剛度按型腔整體式計算。由于型腔壁厚計算比較麻煩，也可參考經驗推薦數據。經查有關資料可知型腔側壁厚S=25mm。支承板厚度計算可以經過Auto CAD的燕秀工具箱承板厚度計算器來計算，如圖5-5所示
圖5-5 燕秀工具箱承板厚度計算器
6 結構零部件的設計
6 結構零部件的設計
6.1選用注射機及模架
6.1.1初選注射機
1） 注射量：該塑料塑件單件重量m=148g
澆注系統(tǒng)重量的計算可以根據澆注系統(tǒng)尺寸先計算澆注系統(tǒng)的體積
V= 3.601
粗略計算澆注系統(tǒng)重量為 3.601×1.05 3.5g
總體積 V塑件=（18.836+3.601）=22.437
總重量 M=22.437×1.05=24g
聚苯乙烯的密度為1.054g/cm3 ，ABS的密度為1.02～1.05g/
滿足注射量 V機≥V塑件/0.80
式中 V機—額定注射量（）
V塑件—塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和（）
= 28.05
或滿足注射量M機≥M塑件
式中 M機—額定注射量（g）
M塑件—塑件與澆注系統(tǒng)凝料的重量和（g）
—聚苯乙烯的密度（g/cm3）
—塑件采用塑料的密度（g/cm3）
g
2） 注射壓力：
P注≥P成型
經查有關資料可知ABS塑料成型時的注射壓力P成型=70～90MPa
3）鎖模力：
P鎖模力≥pF
式中p—塑料成型時型腔的壓力，ABS塑料的型腔壓力p=30MPa
F—澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（mm2）
各型腔及澆注系統(tǒng)及各型腔在分型面上的投影面積
畢業(yè)設計（論文）
F=8187.5mm2
PF=30×8187.5=245.625KN
根據以上的分析、計算，查模具設計手冊表4.2初選注射機型號為：XS-Z-30,其有關技術參數如下：
理論注射容量（cm3） 30
螺桿直徑（mm） 28
注射壓力（MPa） 119
注射行程（mm） 130
注射方式 注塞式
鎖模力（KN） 250
拉桿內向距（mm） 350
移模行程（mm） 200
最大模具厚度（mm） 380
最小模具厚度（mm） 160
噴嘴圓弧半徑（mm） 12
噴嘴孔直徑（mm） 3
最大開合模行程（mm） 160
動、定模板尺寸（mm） 450×380
拉桿空間（mm） 235
6.2.2選標準模架
根據以上分析、計算以及型腔尺寸及位置可確定模架的結構形式和規(guī)格。通過調用Auto CAD的燕秀工具箱模架選用，如圖6-1所示
定模板厚度： A=80mm
動模板厚度： B=100mm
墊塊厚度： C=80mm
模具厚度： H模=321mm
模具外形尺寸：250mm×300mm×321mm
圖6-1 燕秀工具箱模架選用
6.2定模板與動模板的設計
本模具的模架是Auto CAD的燕秀工具箱標準件模胚，已經設計好動定各模板的相關參數。如圖6-2所示
圖6-2 燕秀工具箱標準件模胚
6.3合模導向機構的設計
1 為了使導柱能順利地進入導套，導柱端部應做成錐形或半球形，導套的前端也應倒角。
2 導柱設在動模一側可以保護型芯不受損傷，而設在定模一側則便于順利脫模取出塑件，因此可根據需要而決定裝配方式。
3 一般導柱滑動部分的配合形式按H8/f8，導柱和導套固定部分配合按H7/k6，導套外徑的配合按H7/k6。
4 除了動模、定模之間設導柱、導套外，一般還在動模座板與推板之間設置導柱和導套，以保證推出機構的正常運動。
5 導柱的直徑應根據模具大小而定，可參考標準模架數據選取。一次分型導向機構設計：導柱固定在固定模板上，與固定模板為H7/m6的過渡配合。導柱直徑參考標準，取D=25mm，導柱頭部做成半圓形。導柱長度與主流導長度點澆口長度以及塑件長度等有關。
7 推出機構的設計
7 推出機構的設計
注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤的從模具的凹模中或型芯上脫出，完成模具脫模。
脫模機構設計應遵循下述原則：
1 塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅動脫模裝置，完成脫模動作，致使模具結構簡單。
2 防止塑件結構變形或損壞，正確分析塑件對模腔的粘附力的大小及所部位，有針對性的選擇合適的脫模裝置，使推出重心與脫模阻力中心相重合。由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點應盡量靠近型芯，同時推出力應施于塑件剛性和強度最大部位，作用面積也盡可能大一些，以防塑件變形或損壞。
3 由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點應盡量靠近型芯，同時推出力應施于塑件剛性和強度最大部位，作用面積也盡可能大一些，以防塑件變形或損壞。
4 力求良好的塑件外觀，在選擇頂相互位置時，應盡量設在塑件內部或對塑件影響不大的部位。在采用推桿脫模時，尤其要注意這個問題。
5 結構合理可靠，脫模結構應工作可靠，運動靈活，制造方便，更換容易，且有足夠的強度和剛度。
根據塑件的形狀，本模具可才用頂桿頂出。
推出結構的設計：
7.1推件力的計算
推件力 （7.1）
式中 A—塑件包絡型芯的面積（mm2）
—塑件對型芯單位面積上的包緊力，p取0.8×107～1.2×107Pa
—脫模斜度
—大氣壓力0.09MPa
—塑件對鋼的檫系數，約為0.1～0.3；
—塑件垂直于脫模方向的投影面積（mm2）
查模具設計手冊可知道ABS的脫模斜度=40? A≈103.5
=[103.5×1.0×107(0.2cos40?-sin40?)/106+0.09×17×15]=11.6kN
7.2確定頂出方式及推桿位置
由于收音機上殼為方形，尺寸比較大，合塑件其它特點和模具結構采用推桿
畢業(yè)設計（論文）
脫模。如圖7-1所示：
圖7-1 頂出位置
8 側向分型與抽芯結構設計
8 側向分型與抽芯機構設計
側抽機構有相對于其他零件的運動而且側抽機構還是產品成型結構部分，因此側抽機構及與其想配合的零件不僅滿足一定的耐磨性要求還必須具有一定成型零件的性能。
側抽機構及其組件的性能必須滿足如下幾點：
（1） 高耐磨性：滑塊表面硬度必須大于HRC50，以保證其耐磨性能。
（2） 硬度差：側抽機構與其配合的零件如下模鑲件、側抽機構驅動塊、側抽機構壓緊塊、耐磨片之間必須有HRC5~10的差值，因此不可以用同種材料以防止粘著磨損。此次設計中側抽機構采用40Cr，下模鑲件采用預硬模具鋼P20，其他與側抽機構有接觸的零件均采用H13耐磨鋼。他們通過不同的熱處理方式可以達到此項要求。
（3） 加工性：除側抽機構以外的零件都是單一簡單結構零件，熱處理變形小，可加工性優(yōu)異。而側抽機構的成型部分可以通過電火花加工，其余結構對于傳統(tǒng)加工也容易保證其加工精度。
（4） 配合要求：側抽機構與壓板有相對運動，其配合采用H7/f7的間隙配合。與下模鑲件的的配合以保證不溢料盡量保證動作穩(wěn)定靈活。詳細見模具總裝的配合要求。
a. 采用斜導柱側向分型機構
斜導柱側向分型機構其一般由以下五個部分組成：
1、動力零件:采用斜導柱；
2、鎖緊零件:在定模板設計楔緊面或楔緊塊；
3、定位零件:限位螺釘+彈簧；
4、導滑零件：T型槽等；
5、成型零件: 側抽芯、滑塊等。
b. 斜導柱側向分型機構主要設計技術參數
1、斜導柱傾角a：12°＜a＜25°；滑塊斜面傾角b= a+2～3°；
2、抽芯距S，S=膠件側向凹凸深度+1.5～5mm，
3、斜導柱的長度L
方法一：通過公式計算 L=S/sina+H/cosa （8.1）
方法二：采用圖解法確定
8.1外側抽芯機構設計
畢業(yè)設計（論文）
外側抽芯機構設計采用斜導柱側向分型與抽芯機構，把兩個凹槽連大的凹面一起做成成型滑塊。
8.1.1計算斜導柱傾斜角
斜導柱傾斜角是決定斜導柱抽芯機構中工作效果的重要參數， 大小對斜導柱的有效工作長度、抽芯距、受力狀況等有直接影響。最常用的是。本模具采用中間值，則楔緊塊的楔緊角～。
8.1.2計算斜導柱直徑D
由于計算比較復雜，為了方便，用查表的方法來確定斜導柱的直徑。先按已經求得的抽撥力 和選定的斜導柱傾斜角α在模具設計手冊查出最大的彎曲力，然后根據和以及斜導柱傾斜角α在表9.2中查出斜導柱直徑D=16㎜。
8.2.3計算斜導柱長度
斜導柱長度采用圖解法確定有效長度L=90mm，具體尺寸詳見零件圖。
本模具外側抽芯如圖8-1所示。
圖8-1 外側抽芯結構
8.2內側抽芯機構設計
8.2.1計算斜導柱傾斜角
斜導柱傾斜角是決定斜導柱抽芯機構工作效果的重要參數，α大小對斜導柱的有效工作長度、抽芯距、受力狀況等有直接影響。最常用的是12°≤α≤25°。本模具采用α=18°，則楔緊塊的楔緊角α,=20°。
8.2.2計算斜導柱直徑
由于計算比較復雜，為了方便，用查表的方法來確定斜導柱的直徑。先按已經求得的抽撥力和選定的斜導柱傾斜角α在模具設計手冊查表最大的彎曲力，然后根據和以及斜導柱傾斜角 在模具設計手冊查表中查出斜導柱直徑D=10mm。
8.3.3計算斜導柱長度
斜導柱長度采用圖解法確定有效長度L=39mm，具體尺寸詳見零件圖。
本模具內側抽芯結構設計如圖8-2所示。
圖8-2 內側抽芯結構
9 溫度調節(jié)系統(tǒng)設計
9 溫度調節(jié)系統(tǒng)設計
一般注射到模具內的塑料溫度為200°C左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時其溫度在60°C以下。熱塑性塑料在注塑成型后，必須對模具進行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快的傳給模具，以便使塑件可靠冷卻定型并可迅速脫模，縮短成型周期，提高塑件定型質量和生產效率。
由于制品平均厚度為2mm，制品尺寸不大，確定水孔直徑為6mm。由于冷卻水道的位置、結構形式、孔徑、表面狀態(tài)、水的流速、模具材料等很多因素都會影響模具的熱量向冷卻水的傳遞，精確計算比較困難。實際生產中，通常都是根據模具的結構確定冷卻水路，通過調節(jié)水溫、水速來滿足要求。冷卻系統(tǒng)示意圖如圖9-1所示：
圖9-1 冷卻系統(tǒng)
10 排氣系統(tǒng)設計
10 排氣系統(tǒng)設計
10.1排氣不良的危害性
從某種意義上講，注射模也是一種置換裝置，塑料熔體進入模腔，同時置換出模腔內的空氣。實際 上模具內的空氣并不局限于型腔內，特別是三板式注射模，不能忽視存在于流道中的空氣。此外，塑料 熔體會產生微量分解的氣體。這些氣體必須及時排出。若這些氣體大量處在于模腔內。存在以下危害性：
在膠件表面形成烘印、氣花、接縫，使表面輪廓不清；充填困難，或局部飛邊；嚴重時在表面產生焦痕；降低充模速度，延長成型周期。
10.2排氣方法
此模具屬于中型模具且塑件是薄壁件，排氣方式可采用模具的自身結構的特點來完成。
1 利用分型面之間的空隙來排氣；
2 利用頂桿配合間隙排氣；
3 用型芯與模板的配合間隙排氣；
4 利用排氣槽空隙排氣；
10.3排氣槽結構
針對本塑件所設計的模具可先不開排氣槽，在試模后視具體情況選擇是否要開槽。排氣槽一般開設在前模分型面熔體流動的末端，寬度b=(5~8)mm，長度L為8.0mm~10.0mm左右。
由于本塑件尺寸不大，可利用分型面開設排氣槽、推桿的配合間隙即可。分型面排氣槽應離開型腔5～6mm，深度h0.03mm。利用間隙排氣，其配合間隙不能超過0.05mm，一般為0.03～0.005mm。
11 產品及模具的三維造型
11 產品及模具的三維造型
如圖11-1所示塑料塑件,材料為ABS,收縮率0.3%～0.8%。大批量生產。需說明的是收音機中框零件作為模具畢業(yè)設計產品，主要目的是通過本產品綜合鍛煉模具設計與制造的能力。
圖11-1 塑料塑件
本產品為德聲牌高靈敏度收音機的外殼，其在本收音機功能如圖11-2所示：
圖11-2 收音機原模
畢業(yè)設計（論文）
本模具采用UG8.0進行模具分型，各步驟如下：
1 載入產品同時設定收縮率
2 設定模具工作坐標系，以塑件主分型面中心為模具工作坐標且Z指向塑件頂出方向
3 設定工件大小
4 自動補孔，如圖11-2所示
圖11-2 自動補孔
5 在各抽芯與插穿處創(chuàng)建箱體，如圖11-3所示
圖11-3 創(chuàng)建箱體
6 在箱體處補實體，如圖11-4所示
圖11-4 在箱體處補實體
7 創(chuàng)建分型面，如圖11-5所示
圖11-5 創(chuàng)建分型面
8 創(chuàng)建型芯，如圖11-6所示
圖11-6 創(chuàng)建型芯
9 創(chuàng)建型腔，如圖11-7所示
圖11-7 創(chuàng)建型腔
12 注塑機參數校核
12 注塑機參數校核
12.1最大注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核
由于在初選注射機和選用標準模架時是根據以上的四個技術參數及計算壁厚等因素選用的，所以注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度不必進行校核，已經符合所選注射機要求。
12.2開模行程的校核
注射機最大的開模行程S
S≥2h件+h澆+（5～10）=111<160
式中 2h件 —塑料制品高度（mm）
h澆—澆注系統(tǒng)高度
故滿足要求。
12.3模具與注射機安裝相關部分尺寸校核
從標準模架外形尺寸看小于注射機拉桿空間，并采用壓板固定模具，所以所選注射機規(guī)格滿足要求。
13 繪制圖紙并編寫技術文件
13 繪制圖紙并編寫技術文件
13.1繪制各非標準零件圖紙
裝配圖是模具裝配的主要依據,其要求為：
盡可能按1:1比例繪制，并應符合機械制圖國家標準。
繪制時先由型腔開始繪制，主視圖與其它視圖同時畫出。為了更好地表達模具中成型塑件的形狀、澆口位置等，在模具總裝圖的俯視圖上，可將上模（或定模）拿掉，而只畫出下模（或動模）部分的俯視圖。
模具總裝圖應包括全部組成零件，要求投影正確，輪廓清晰。
按順序將全部零件的序號編出，并填寫零件明細表，標注技術要求和使用說明，標注模具的必要尺寸。步驟：
1） 首先畫出模具中心線及模具主視圖及側視圖外形線。確定動模與定模的分型面，確保塑件留在動模一側。畫出塑件位置及定模、動模型芯。畫出流道及澆口。
2） 在動模投影平面上畫出塑件位置，并在主視圖上表示各零件之間的裝配關系。
3） 畫出所有零件的引線，并順序標出零件序號。
4） 填寫標題欄、明細表內容，包括件號、名稱、材料、件數及標準件規(guī)格、數量等。
5） 編寫技術要求，包括裝配要求及試模要求。注明注射機規(guī)格及標準模架代號。
附本模具的工作原理：
開模時，動模部分向后移，開模力通過斜導柱作用于側抽芯滑塊，迫使其在動模板的導滑槽內向外滑動，直至滑塊與塑件完全脫開，完成外側抽芯動作，這時塑件包在型芯上隨動模繼續(xù)后移，直至注射機頂桿與模具推板接觸，推出機構開始工作，推桿將塑件從型芯上推出。合模時，復位桿使推出機構復位，斜導柱使側型芯滑塊向內移動復位，最后由楔緊塊鎖緊！圖13-1 所示
畢業(yè)設計（論文）
圖13-1 模具總裝配圖
13.2編寫加工工藝和裝配技術
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，塑料模具制造時應達到以下技術要求：
a 組成塑料模具的所有零件，在材料加工精度和熱處理質量等方面均應符合相應圖樣的要求。
b 組成模架的零件應達到規(guī)定的加工要求，裝配成套的模架應活動自如，并達到規(guī)定的平行度和垂直度要求
c 模具的功能必須達到設計要求
d 為了鑒別塑料成型件的質量，裝配好的模具必須在生產條件下試模，并根據試模存在問題進行修整，直至試出合格的成型件為止。
13.2.1加工要求
1） 模具分型面及組合件的結合面應很好貼合，局部間隙不大于0.02mm
2） 模具成型表面的內外銳角、尖邊、圖樣上未注明圓角時允許不大于0.5mm圓角（分型面及結合面除外）。當不允許有圓角時,應在圖樣上注明。
3） 圖樣中未注明公差的一般尺寸其極限偏差按GB1804標準即孔按H13，軸按h13，長度按J14來加工。
4） 模具中各承壓板（模板）的兩承壓面的平行度公差按GB1184附錄一的5級。
5） 導柱、導套孔對模板平面的垂直度公差按GB1184附錄一的4級。導柱、導套之間的配合按H8/f8。
6） 模具中安裝鏍釘（鏍栓）之螺紋孔及其通孔的位置公差不大于2mm，或相應各孔配作。
7） 導柱(直導柱、臺肩導柱)其配合部位的大徑與小徑的同軸度公差t按GB1184附錄一的5級。
8） 導套（直導套、帶頭導套）外圓與內孔的同軸度公差t按GB1184附錄一的5級。
9） 主流道襯套的中心錐孔應研磨拋光，不得有影響脫澆口的各種缺陷。
10） 成型零部件：為了保證導向作用，動、定模的導柱，導套孔的孔距精度應控制在0.01mm以內。因此，必須用坐標鏜床對動、定模鏜孔。在缺少坐標鏜床的情況下，較普遍采用的方法是將動、定模合在一起，在車床、銑床或鏜床上進行鏜孔。成型零部件采用優(yōu)質模具鋼，強度高，耐磨性好，熱處理變形小，要求耐腐蝕，調質淬火低溫回火≥55HRC。
13.2 .2裝配要求
1） 頂出制品的推桿的端面與所在的相應型面保持齊平，允許推桿端高出型面不大于0.1mm。
2） 注射模的復位桿，其端面應與模具分型面齊平，允許低于分型面大于0.03mm。
3） 型芯、凸模、鑲件等，其尾部高度尺寸未注明公差時，其端面應在裝配后與其配合的零件齊平。