748 手機(jī)上蓋塑料模具設(shè)計(jì)（有cad圖）
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實(shí)習(xí)報(bào)告
一、實(shí)習(xí)目的：
鞏固專業(yè)知識(shí)，提高實(shí)際操作技能，豐富實(shí)際工作和社會(huì)經(jīng)驗(yàn)，掌握一定的專業(yè)技能，將所學(xué)知識(shí)能靈活運(yùn)用于實(shí)際工作中。
二、實(shí)習(xí)時(shí)間：
2周（2011.3.14～2011.3.25）
三、實(shí)習(xí)地點(diǎn)：
蘇州永騰電子制品有限公司
四、實(shí)習(xí)內(nèi)容：
我是成型0702班的羅進(jìn)，于2011.3.14～2011.3.25在蘇州永騰電子制品有限公司實(shí)習(xí)，在研發(fā)部研發(fā)課擔(dān)任工程師一職，廠牌號(hào)碼為AMA00025。在該部門實(shí)習(xí)這段期間，我覺(jué)得我學(xué)到了許多書(shū)本上沒(méi)有的知識(shí)，讓我的人生觀、知識(shí)觀、世界觀都有了一定的提高，我非常感謝該公司給我這次機(jī)會(huì)，讓我得到充分的鍛煉與學(xué)習(xí)。
我大致介紹下我在該公司的實(shí)習(xí)情況：首先，剛上班時(shí)，我們部門老大楊宗文科長(zhǎng)，他不會(huì)馬上給你安排案子做，而是先向我簡(jiǎn)單介紹下公司部門運(yùn)作情況，然后給我看一些公司以前的生產(chǎn)圖紙、產(chǎn)品，讓我從中慢慢了解熟悉公司的生產(chǎn)情況，接著給我一些工程師繪圖基本規(guī)范和工程師手冊(cè)，讓我學(xué)習(xí)了解作為一個(gè)工程師應(yīng)該具備哪些素質(zhì)和技術(shù)！
然后，楊科長(zhǎng)安排肖超明大哥帶我熟悉整個(gè)公司各個(gè)部門的情況，從一個(gè)產(chǎn)品（散熱片）的選材到加工成型、包裝等流程都做了一個(gè)詳細(xì)的介紹，在此非常感謝。我們一開(kāi)始從散熱片的第一步（鋁擠）參觀起，在鋁擠加工過(guò)程中，我了解到鋁擠分為鋁錠—熔鑄—鋁圓棒—加熱爐—擠壓成型—拉直—裁鋸—人工時(shí)效—轉(zhuǎn)入下一工序剖溝。雖然看是一個(gè)簡(jiǎn)單的擠型，但做起來(lái)還是相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，必須達(dá)到一定的規(guī)定要求。接著參觀了剖溝車間、CNC車間、線割車間、磨床車間、陽(yáng)極車間等，在此，因涉及公司機(jī)密，不一一作詳細(xì)介紹。
其次，我跟著王元喜、石正紅等那些老大哥們，向他們學(xué)習(xí)如何繪圖，以及在他們接手做案子時(shí)，看他們?nèi)绾尾僮骱鸵恍┳⒁獾募?xì)節(jié)問(wèn)題。經(jīng)過(guò)一些天的學(xué)習(xí)、請(qǐng)教和了解，我大致懂得了要做好一個(gè)優(yōu)秀工程師不是一件簡(jiǎn)單事。
最后，經(jīng)過(guò)一些天的實(shí)習(xí)，我對(duì)于整個(gè)公司的生產(chǎn)流程有了一定的了解，隨著認(rèn)識(shí)的逐漸深入，我也開(kāi)始著手做了一些簡(jiǎn)單的案子，雖然剛開(kāi)始只是一些報(bào)價(jià)的案子，在我們看來(lái)很簡(jiǎn)單，可是真正動(dòng)起手來(lái)獨(dú)立完成案子時(shí)，卻覺(jué)得凡事不是想當(dāng)然的那么容易，剛一開(kāi)始就錯(cuò)了，比如，面對(duì)一個(gè)鋁擠產(chǎn)品，當(dāng)你轉(zhuǎn)圖報(bào)價(jià)時(shí)，你就得先注意這個(gè)產(chǎn)品的擠型和剖溝之間的關(guān)系，特別對(duì)于有耳朵的產(chǎn)品，劑型一定得高于剖溝3mm，而剖溝也得高于耳朵3mm,再者就是這個(gè)產(chǎn)品這樣做能不能生產(chǎn)的問(wèn)題，以及面對(duì)一個(gè)初次見(jiàn)的彈簧螺絲如何查代號(hào)的問(wèn)題等等?？傊?，當(dāng)我們真正動(dòng)手做一件案子時(shí)，才知道，凡事一定不能眼高手低，要腳踏實(shí)地，特別對(duì)于我們剛畢業(yè)的大學(xué)生而言。再此，我還得感謝我在永騰實(shí)習(xí)的那些同事們，感謝他們這些天來(lái)對(duì)我的照顧，是他們教會(huì)了我許多，也讓我初次踏入社會(huì)就收獲了那么多難能可貴的東西！祝他們?cè)诠ぷ魇聵I(yè)上如魚(yú)得水，步步高升！
實(shí)習(xí)日記
2011.3.14 蘇州永騰電子制品有限公司 工程師
我是材料成型0702班的羅進(jìn)，我實(shí)習(xí)的公司是蘇州永騰電子制品有限公司，今天是我實(shí)習(xí)的第一天，一切是那么的陌生，一切又是那么的新奇，對(duì)于我第一次一個(gè)人在遙遠(yuǎn)的蘇州實(shí)習(xí)，心里夾雜著說(shuō)不出的滋味。
由于初次上班，不懂公司上班的具體規(guī)則，所以，一清早我就早早趕到公司報(bào)到，首先在我們部門老大楊宗文課長(zhǎng)的帶領(lǐng)下來(lái)到了我們部門—研發(fā)部門，我實(shí)習(xí)的職位是研發(fā)工程師，雖然我是個(gè)新人，但貴公司仍給予了我這次機(jī)會(huì)，在此表示衷心感謝。
首先，老大向我簡(jiǎn)單介紹了下公司的規(guī)章制度，以及我們研發(fā)部門的一些工作流程，并把我們部門最近一段時(shí)間做過(guò)的案子資料交給我看，讓我盡早熟悉，步入正軌，此外，還給我了一些工程師手冊(cè)和工程師繪圖基本規(guī)范資料，結(jié)合老大給的案子資料，學(xué)習(xí)作為一個(gè)工程師應(yīng)該具備的哪些素質(zhì)和技能!
接著，助理給我講了公司上下班制度，每天上午七點(diǎn)四十五之前打上班卡，十二點(diǎn)半之前打下班卡，然后一點(diǎn)之前打上班卡，五點(diǎn)打下班卡，每星期每人辦公室輪流值班。
看著部門同事一個(gè)個(gè)忙著自己的案子，自己心中非常羨慕，心想自己要是能像他們那樣做一個(gè)高級(jí)工程師就好了。每個(gè)人面對(duì)自己手中的案子，都是那么的從容，冷靜，迅速，細(xì)致，仿佛一切早已成竹在胸，看著他們，我覺(jué)得他們就像一個(gè)個(gè)偉大的將軍，在指揮著一場(chǎng)場(chǎng)戰(zhàn)役！
2011.3.14 蘇州永騰電子制品有限公司 工程師
今天是上班第三天，老大說(shuō)：“要想做一個(gè)成功的研發(fā)工程師，你就必須得熟悉整個(gè)產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)流程，了解它生產(chǎn)的每個(gè)環(huán)節(jié)，這樣你才知道你設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能否生產(chǎn)的出，能否達(dá)到所需的加工精度，是否還需改進(jìn)。
今天在肖超明大哥的帶領(lǐng)下熟悉了整個(gè)工廠的生產(chǎn)加工情況，以及每個(gè)步驟是如何加工而來(lái)的。首先，我們參觀的是擠型生產(chǎn)車間，在擠型車間班長(zhǎng)的介紹下，我了解到整個(gè)鋁擠過(guò)程雖然看似簡(jiǎn)單，但實(shí)際還是不容易的。
第一步，將買來(lái)的鋁錠放入加熱爐中熔鑄變成鋁棒，加熱爐分為三個(gè)加熱區(qū)段，溫度范圍在500℃±50℃以內(nèi)。
第二步，把做好的模具放在加熱爐內(nèi)預(yù)熱，達(dá)到一定的溫度后與在加熱爐中出來(lái)的鋁棒一起放入擠型機(jī)中。
第三步，經(jīng)過(guò)擠型機(jī)出來(lái)后的鋁擠制品在牽引機(jī)的作用下拉出成型。
第四步，由于出來(lái)后的鋁擠制品溫度較高，所以將鋁擠制品放在滑臺(tái)上面冷卻。
第五步，冷卻后的鋁擠再通過(guò)拉直機(jī)的作用，使鋁擠制品底部的平面度在±0.01內(nèi)。
第六步，再將鋁擠制品通過(guò)裁切機(jī)裁斷，使其達(dá)到一定的長(zhǎng)度好裝運(yùn)方便。第七步，將裁切后的鋁擠放入時(shí)效爐中加熱，以保證它的硬度，和加工性能。
到此，整個(gè)鋁擠過(guò)程才算完成，轉(zhuǎn)入下一工序----剖溝。在其中有許多值得注意的地方：是否有污點(diǎn)，有無(wú)翼變形，鋁擠底部平面度，有無(wú)斷齒等等。
總之，經(jīng)過(guò)今天的實(shí)習(xí)，我大致了解了整個(gè)鋁擠加工過(guò)程，讓我見(jiàn)識(shí)了不少，也讓我明白了每一道加工工序的重要性。
2011.3.14 蘇州永騰電子制品有限公司 工程師
今天又是一個(gè)艷陽(yáng)天，心情也格外舒坦，因?yàn)槊刻於加行碌臇|西可學(xué)，讓我覺(jué)得這世間格外真切，人格外充實(shí)。一大早做完早操就來(lái)到辦公室等著去剖溝車間參觀。
帶著工程師手冊(cè)上的疑點(diǎn)，我大步邁向了剖溝車間，剖溝分為兩個(gè)部分：一個(gè)是全剖，另一個(gè)是半剖。兩者之間的區(qū)別是，全剖主要是用來(lái)剖簡(jiǎn)單的一次成型的鋁擠制品，而半剖主要是剖多次成型較復(fù)雜的鋁擠制品。
在全剖車間，我看到昨天在擠型車間加工完的鋁擠制品，工人們搬著擠型制品到剖溝機(jī)上，剖溝機(jī)較大，一般視鋁擠制品的大小決定，數(shù)量在2～8根之間不等?？粗谄蕼蠙C(jī)上懸掛的圖紙，再看著那些旋轉(zhuǎn)的高速齒輪，我心中對(duì)高科技發(fā)展無(wú)比佩服，那么復(fù)雜的擠型制品就那么一下，就神奇的出來(lái)了，而且和圖紙要求一摸一樣。
旁邊的品保人員講解到，剖溝其實(shí)很簡(jiǎn)單的，只要你按照步驟來(lái)，不會(huì)出什么差錯(cuò)的，機(jī)器都是事先調(diào)試好了的。只是有些注意的地方，必須符合圖紙要求，主要看剖溝有無(wú)剖壞鋁擠，有無(wú)翼變形，有無(wú)剖傷耳朵，剖溝間距是否符合要求，再有就是剖溝深度一定得低于鋁擠深度3mm等等。
在半剖車間，主要是用改裝后的木工機(jī)加工。工序和全剖一樣，再此就不一一介紹了。
2011.3.14 蘇州永騰電子制品有限公司 工程師
上班幾天了，一切感覺(jué)還行，同事之間相處得還蠻開(kāi)心的。非常感謝各位對(duì)小弟我的照顧。
今天我參觀的是CNC車間，在CNC車間里有CNC、攻牙機(jī)、倒角機(jī)、打孔機(jī)。在這個(gè)車間，每個(gè)人都在不停的忙碌，似乎都有忙不完的事。
CNC車間主要是生產(chǎn)加工治具用的，對(duì)于精度要求較高，而經(jīng)過(guò)剖溝后的鋁擠制品，再拿到打孔機(jī)上打孔，通過(guò)治具定位中心定位，保證兩孔之間的孔位精度。然后轉(zhuǎn)入下一工序----攻牙，在這一階段，主要是確保無(wú)斷牙，無(wú)漏牙，無(wú)偏牙，還在保證兩孔之間的孔位精度。總之，過(guò)程比較簡(jiǎn)單，只要，人比較細(xì)心，調(diào)試好機(jī)器，一切沒(méi)什么大問(wèn)題。再轉(zhuǎn)入下一工序----倒角，將攻牙過(guò)后的鋁擠放在倒角機(jī)上倒角，選擇合適的鉆頭，無(wú)倒偏，無(wú)漏倒現(xiàn)象。接著經(jīng)過(guò)品保人員的檢驗(yàn)，符合圖紙要求才算過(guò)關(guān)。
2011.3.14 蘇州永騰電子制品有限公司 工程師
由于昨天公司停電檢修，所以沒(méi)上班，休息了一天，經(jīng)過(guò)幾天的學(xué)習(xí)，我感覺(jué)我學(xué)到了許多，這讓我成熟了不少，也對(duì)上班的情況也了一定的了解。我現(xiàn)在在辦公室主要從事一些簡(jiǎn)單的案子----轉(zhuǎn)圖報(bào)價(jià)，在旁人眼中，也許如此簡(jiǎn)單，可是等自己獨(dú)立接受這案子時(shí)，才知道是如此吃力，畢竟第一次，許多事都要問(wèn)別人和在自己摸索中才能明白。
從剛開(kāi)始的一片茫然，到逐漸了解，慢慢熟悉，心中也開(kāi)始坦然、淡定，我想，人都是在磨礪中成長(zhǎng)，沒(méi)有鍛煉，你永遠(yuǎn)只會(huì)紙上談兵。我現(xiàn)在的大哥是彭才謙，非常感謝他對(duì)于我的照顧，對(duì)于我工作上的難處，他都很熱情細(xì)心的幫助，現(xiàn)在我也開(kāi)始幫忙做一些簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)案子，我們公司主要是生產(chǎn)設(shè)計(jì)電腦散熱片內(nèi)的，主要廠家有華碩、技嘉等，目前正往LED燈轉(zhuǎn)型中，我們?cè)O(shè)計(jì)的LED燈主要包括：“防鳥(niǎo)糞路燈、飛利浦15W室內(nèi)燈、飛利浦25W室內(nèi)燈、120W工礦燈、崁燈等” 。種類齊全。
記得我經(jīng)手設(shè)計(jì)的飛利浦20WLED室內(nèi)燈案子，由于該產(chǎn)品的模具和治具都在東莞，而臺(tái)灣那邊又催的很急，老大叫我直接發(fā)往東莞做，但由于考慮不周，東莞那邊的CNC車間已排滿，所以不得不又得重新發(fā)回蘇州打樣。這是，對(duì)于我第一次面對(duì)這樣的案子，老大馬上替我排憂解難，教我如何發(fā)郵件像蘇州和東莞兩邊的老大解釋，以及以后再遇類似情況該如何解決，最關(guān)鍵一點(diǎn)就是自己不能亂，應(yīng)為我們作為工程師要是自己先亂了，那這個(gè)廠也就完了。
經(jīng)過(guò)這件事，我覺(jué)得我要學(xué)的還很多，要想做一個(gè)成功的工程師更難，所以，我們一定要堅(jiān)持自己的目標(biāo)一直走下去，只有堅(jiān)持不懈，才會(huì)成功！
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手機(jī)上蓋塑料模具設(shè)計(jì)
摘 要
注射成型的基本概念是使熱塑性材料在受熱時(shí)熔融，冷卻時(shí)硬化，在大部分加工中，粒狀材料（即塑料樹(shù)脂）從料筒的一端（通常通過(guò)一個(gè)叫做“料斗”的進(jìn)料裝置）送進(jìn)，受熱并熔融（即塑化或增塑），然后當(dāng)材料還是溶體時(shí)，通過(guò)一個(gè)噴嘴從料筒的另一端擠到一個(gè)相對(duì)較冷的壓和封閉的模子里。溶體在模腔里冷卻，硬化，直至完全固化。然后將模子打開(kāi)，推出工件，并重復(fù)以上工序。
關(guān)鍵詞 ：注射成型；熔融；冷卻；硬化；固化
ABSTRACT
The basic concept of injection molding revolves around the ability of a thermoplastic material to be softened by heat and to harden when cooled .In most operations ,granular material (the plastic resin) is fed into one end of the cylinder (usually through a feeding device known as a hopper ),heated, and softened(plasticized or plasticated),forced out the other end of the cylinder,while it is still in the form of a melt,through a nozzle into a relatively cool mold held closed under pressure.Here,the melt cools and hardens until fully set-up.The mold is
then opened,the piece ejected,and the sequence repeated.
Key words ：injection molding；softened； cooled；harden；set-up
目 錄
1 前言 1
1.1 塑料成型模具在加工工業(yè)中的地位 1
1.2 塑料成型模具發(fā)展趨勢(shì) 1
1.2.1 加深理論研究 1
1.2.2 高效率、自動(dòng)化 2
1.2.3 大型、超小型及高精度 2
1.2.4 革命模具制造工藝 2
1.2.5 標(biāo)準(zhǔn)化 2
1.2.6 開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與輔助制造（CAD/CAM） 2
（1）、塑件設(shè)計(jì) 2
（2）、注射機(jī)的使用 2
2 塑件材料及工藝性分析 3
2.1塑件材料分析 3
2.1.1塑件材料的選擇 3
2.1.2材料的基本特性 3
（1）物理力學(xué)性能 3
（2）熱性能 3
（3）電性能 3
（4）耐環(huán)境性 3
（5）耐候性 3
（6）ABS的流變性 4
（7）ABS的吸水性 4
（8）ABS制品的后處理 4
2.1.3ABS的注射成型工藝及主要參數(shù) 4
（1）注射成型工藝過(guò)程 4
（2）ABS注射成型工藝參數(shù) 4
（3）ABS的主要性能指標(biāo) 5
2.2塑件工藝性分析 5
2.2.1塑件的幾何形狀 5
2.2.2尺寸和精度分析 6
2.2.3脫模斜度 6
3 型腔數(shù)目的決定及排布 7
4 分型面的選擇 8
5 澆注系統(tǒng)的初步估計(jì) 9
5.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則： 9
5.2澆注系統(tǒng)的組成： 9
5.2.1主流道的設(shè)計(jì) 9
5.2.2分流道的設(shè)計(jì) 10
5.2.3澆口形式 10
6 注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格 12
6.1注射機(jī)的確定 12
6.2注射機(jī)的主要參數(shù) 12
7 成型零部件的工作尺寸計(jì)算 13
7.1成型零件工作尺寸 13
7.1.1塑料的成型收縮 13
7.1.2成型零部件的制造偏差 13
7.1.3成型零部件的磨損 13
7.2凸凹模尺寸計(jì)算 14
7.3成型零件的強(qiáng)度、剛度計(jì)算 15
7.3.1側(cè)壁： 15
7.3.2底部： 15
7.3.3凸模、型芯計(jì)算公式： 15
8 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 17
8.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 17
8.2導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇 17
9 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 18
9.1推出機(jī)構(gòu)的組成 18
9.2設(shè)計(jì)原則 18
9.3脫模力的計(jì)算 18
9.4復(fù)位零件 19
9.5抽心機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 19
10 溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21
10.1注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21
10.2注射模冷卻裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 21
10.3冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 21
10.4與冷卻介質(zhì)溫度有關(guān)的物理系數(shù) 21
11 模具結(jié)構(gòu)分析 23
12 結(jié)束語(yǔ) 24
13 參考文獻(xiàn) 25
14 致謝 26
IV
1 前言
1.1 塑料成型模具在加工工業(yè)中的地位
模具是利用其特定形狀成型具有一定形狀和尺寸的制造工具。成型塑料制品的模具叫做塑料模具。
全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等方面均能滿足使用要求的優(yōu)質(zhì)制品。從模具使用角度，要求高效率、自動(dòng)化、操作簡(jiǎn)便；從模具制造角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。
塑料模具影響著塑料制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對(duì)制件的尺寸和形狀精度以及制件的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在塑料加工過(guò)程中，模具結(jié)構(gòu)對(duì)操作難易程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時(shí)，應(yīng)盡量減少分模。合模和取制件過(guò)程中的手工勞動(dòng)，為此常采用自動(dòng)開(kāi)合模和自動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)。在全自動(dòng)生產(chǎn)時(shí)還要保證制品能自動(dòng)從模具上脫落。另外，模具對(duì)塑料制品的成本也有相當(dāng)?shù)挠绊憽３?jiǎn)易模具外，一般來(lái)說(shuō)制模費(fèi)是十分昂貴的，一副優(yōu)良的注射模具可生產(chǎn)制品百萬(wàn)件以上，壓制模約能生產(chǎn)二十五萬(wàn)件。當(dāng)批量不大的時(shí)候，模具費(fèi)用在制件成本中所占比例將會(huì)很大，這時(shí)應(yīng)盡可能地采用結(jié)構(gòu)合理而簡(jiǎn)單的模具，以降低成本。
現(xiàn)代塑料制品中合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少的三項(xiàng)重要因素，尤其是塑料模具對(duì)實(shí)現(xiàn)塑料加工工藝要求，塑料制件使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要作用。高效的全自動(dòng)的設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才能發(fā)揮基效能，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提。由于工業(yè)塑件和日用塑料制品的品種和產(chǎn)量需求量很大，對(duì)塑料模具生產(chǎn)不斷向前發(fā)展。
1.2 塑料成型模具發(fā)展趨勢(shì)
隨著塑料成型加工機(jī)械和成型模具的迅速增長(zhǎng)，高效率、自動(dòng)化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個(gè)模具產(chǎn)量中所占比例越來(lái)越大。從模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)角度來(lái)看，模具的發(fā)展趨勢(shì)可歸納為以下幾個(gè)方面：
1.2.1 加深理論研究
在模具設(shè)計(jì)中，對(duì)工藝原理的研究越來(lái)越深入，模具設(shè)計(jì)已經(jīng)由經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段逐漸向理論計(jì)算方面以發(fā)展。
1.2.2 高效率、自動(dòng)化
大量采用各種高效率、自動(dòng)化的模具結(jié)構(gòu)，如高效冷卻以縮短成型周期；各種能可靠地自動(dòng)脫出產(chǎn)品和流道凝料的脫模機(jī)構(gòu)；熱流道澆注系統(tǒng)注射出模具等。高速自動(dòng)化的塑料成型機(jī)械配合以先進(jìn)的模具，對(duì)提高生產(chǎn)效率，降低成本起了很大作用。
1.2.3 大型、超小型及高精度
由于模料應(yīng)用的擴(kuò)大，塑料制件已應(yīng)用到建筑、機(jī)械、電子、儀器、儀表等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性能且易加工，熱處理變小、導(dǎo)熱性能優(yōu)異的制模材料。
1.2.4 革命模具制造工藝
為了更新產(chǎn)品花式和適應(yīng)小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)要求，除大力發(fā)展高強(qiáng)度、高耐磨性的材料外，同時(shí)又重視簡(jiǎn)易制模工藝研究。
1.2.5 標(biāo)準(zhǔn)化
開(kāi)展模具標(biāo)準(zhǔn)化工作，使模板，導(dǎo)柱等通用零件標(biāo)準(zhǔn)化、商品化，以適應(yīng)大規(guī)模地成批生產(chǎn)塑料成型模具。
1.2.6 開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與輔助制造（CAD/CAM）
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)已廣泛應(yīng)用于模具工業(yè)，在注射成型系統(tǒng)中，針對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)都可將計(jì)算機(jī)作為輔助工具而加入。構(gòu)成該環(huán)節(jié)的CAD或CAM或CAE。
（1）、塑件設(shè)計(jì)
塑件的設(shè)計(jì)包括塑件結(jié)構(gòu)、尺寸、精度、表面、性能等方面的設(shè)計(jì)。塑件設(shè)計(jì)方面的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)有：塑件CAD、塑料、輔料、輔件選擇的專家系統(tǒng)。
（2）、注射機(jī)的使用
常見(jiàn)注射機(jī)的使用方面的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)有：注射機(jī)選擇專家系統(tǒng)：注射機(jī)故障診斷系統(tǒng)。
①、注射模使用狀況的好壞直接影響到注射質(zhì)量，在對(duì)于高技術(shù)注射模來(lái)說(shuō)，都要對(duì)注射模在使用過(guò)程中進(jìn)行監(jiān)控或?qū)ψ⑸淠５姆勰M仿真，由此知注射模的工作狀況。
②、注射工藝 注射工藝方面的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)有：注射工藝制定的專家系統(tǒng)；塑件質(zhì)量故障診斷。
③、注射模設(shè)計(jì) 注射模設(shè)計(jì)主要完成注射模的結(jié)構(gòu)尺寸、精度、表面性能等方面的設(shè)計(jì)，并選擇模具的材料等。
2 塑件材料及工藝性分析
2.1塑件材料分析
2.1.1塑件材料的選擇
該塑件選用塑料為ABS. 中文名為：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物英文名：Acrylinitrile-Butadiene-Styrene。
2.1.2材料的基本特性
ABS是由丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)和苯乙烯(Styrene)三種化學(xué)單體合成。ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)，而它的優(yōu)良性能在于以下幾方面：
（1）物理力學(xué)性能
ABS具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能，如不透水，但略透水蒸氣，沖擊強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定性好等。ABS有極好的沖擊強(qiáng)度，即使在低溫也不迅速下降。但是它的沖擊性能與樹(shù)脂中所含橡膠的多少、粒子大小、接枝率和分散狀誠(chéng)有關(guān)，同時(shí)也與使用環(huán)境有關(guān)、如溫度越高則沖擊強(qiáng)度越大。當(dāng)聚合物中丁二烯橡膠含量超過(guò)30%時(shí)，不論沖擊、拉伸、剪切還是其它力學(xué)性能都迅速下降。
（2）熱性能
ABS制品的負(fù)荷變形溫度約為93℃，若能對(duì)制品進(jìn)行退火處理，則還可增加10℃左右。
（3）電性能
ABS聚合物的電絕緣性受溫度和濕度的影響很小，且在很大頻率變化范圍內(nèi)保持恒定。
（4）耐環(huán)境性
ABS聚合物幾乎不受水、無(wú)機(jī)鹽、堿、酸類的影響，但在酮、醛、氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液，它不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但長(zhǎng)期與烴接觸會(huì)發(fā)生軟化溶脹。ABS聚合物表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥品的鋟蝕會(huì)引起應(yīng)力開(kāi)裂。
（5）耐候性
ABS聚合物的最大不足之處是耐候性較差，這是由于分子中丁二烯所產(chǎn)生的雙鍵在紫外線作用下易受氧化降解的緣故。經(jīng)受350nm以下波長(zhǎng)的紫外線照射，氧化作用更甚。氧化速度與光的強(qiáng)度及波長(zhǎng)的對(duì)數(shù)成正比。
ABS是一種成型加工性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，可用一般加工方法成型加工。
（6）ABS的流變性
ABS聚合物在熔融狀態(tài)下流動(dòng)特性屬于假塑型液體。雖然ABS的熔體流動(dòng)性與加工溫度和剪切速率都有關(guān)系，但對(duì)剪切速率更為敏感。因此在成型過(guò)程中可以采用提高剪切速率來(lái)降低熔體粘度，改善熔體流動(dòng)性。
ABS屬一無(wú)定形聚合物，無(wú)明顯熔點(diǎn)，成型后無(wú)結(jié)晶，成型收縮率為0.4%~0.5%。在成型過(guò)程中，ABS的熱穩(wěn)定性較好，不易出現(xiàn)降解或分解，但溫度過(guò)高時(shí)，聚合物中橡膠相有破壞的傾向。
（7）ABS的吸水性
ABS具有一定的吸水性，含水量在0.3%~0.8%范圍。成型時(shí)如果聚合物中含有水分，制品上就會(huì)出現(xiàn)斑痕、云紋、氣泡等缺陷，因此在民型前，需將聚合物進(jìn)行干燥處理，使其含水量降到0.2%左右。
（8）ABS制品的后處理
一般情況下很少出現(xiàn)應(yīng)力開(kāi)裂，所以除了使用要求較為苛刻的制品，通常不作制品的后處理。注射速度對(duì)ABS的熔體流動(dòng)性有一定影響，注射速度快，制品表面光潔度不佳；注射速度慢，制品表面易出現(xiàn)波紋、熔接痕等現(xiàn)象，因而除了充模有困難的情況下，一般以中、低速為宜。在制品要求表面光澤較高時(shí)，模具溫度可控制在60—80℃對(duì)一般制品可控制在50-60℃。
2.1.3ABS的注射成型工藝及主要參數(shù)
（1）注射成型工藝過(guò)程
預(yù)烘干→裝入料斗→預(yù)塑化→注射裝置準(zhǔn)備注射→注射→保壓→冷卻→脫?！芗拖鹿ば颉謇砟＞?、涂脫模劑→合?！⑸?
（2）ABS注射成型工藝參數(shù)
表2.1ABS注射成型工藝參數(shù)
類型 名稱 數(shù)據(jù)
注射機(jī)類型 螺桿式 30-60r/min
溫度 料筒一區(qū)/℃ 150-170
溫度 料筒二區(qū)/℃ 180-190
溫度 料筒三區(qū)/℃ 200-210
溫度 噴嘴/℃ 180-190
溫度 模具/℃ 50-70
壓力 注射/Mpa 60-100
壓力 保壓 /Mpa 40-60
時(shí)間 注射/s 2-5
時(shí)間 保壓/s 5-10
時(shí)間 冷卻/s 5-15
時(shí)間 周期/s 15-30
后處理 方法 紅外線烘箱
后處理 溫度/℃ 70
后處理 時(shí)間/h 0.3-1
（3）ABS的主要性能指標(biāo)
表2.2ABS的主要性能指標(biāo)
類型 名稱 數(shù)據(jù)
力學(xué)性能 屈服強(qiáng)度/Mpa 50
力學(xué)性能 拉伸強(qiáng)度/Mpa 38
力學(xué)性能 斷裂伸長(zhǎng)率/% 35
力學(xué)性能 拉伸彈性模量/Gpa 1.8
力學(xué)性能 彎曲強(qiáng)度/Mpa 80
力學(xué)性能 彎曲弱性模理/Gpa 1.4
力學(xué)性能 塑件質(zhì)量沖擊強(qiáng)度/kJ/m2 （無(wú)缺口） 261
力學(xué)性能 塑件質(zhì)量沖擊強(qiáng)度/kJ/m2 （含缺口） 11
力學(xué)性能 布氏硬度/HBS 9.7R121
熱性能 熔點(diǎn)（粘流溫度）/℃ 130—160
熱性能 熱變形溫度（45 N/cm3）/℃ 130—160
熱性能 熱變形溫度（180 N/cm3）/℃ 83—103
熱性能 線膨脹系數(shù) /（10-5/℃） 7.0
電性能 比熱容/ 1470
電性能 熱導(dǎo)率/ 0.263
電性能 燃燒性/（cm/min） 慢
電性能 體積電阻/Ω*cm 6.9*1016
物理性能 密度/（g/cm3） 1.02—1.16
物理性能 吸水性/%（24h） 0. 2—0.4
物理性能 比體積/（cm2/g） 1.02—1.06
物理性能 透明度或透光率 不透明
2.2塑件工藝性分析
2.2.1塑件的幾何形狀
塑件圖如下所示：
圖1 塑件圖
2.2.2尺寸和精度分析
塑料的尺寸精度主要決定于塑料收縮率的波動(dòng)和模具制造誤差。本次塑料制品的尺寸按4級(jí)精度取值。塑件的表面粗糙度主要取決于模具粗糙度，一般情況下，塑件的表面粗糙度比模具成型部分的粗糙度高1～2級(jí)。
2.2.3脫模斜度
脫模斜度的取向根據(jù)塑件的內(nèi)外形尺寸而定，以塑件內(nèi)孔型芯小端為準(zhǔn)，尺寸符合圖紙要求，斜度由擴(kuò)大方向取得；塑件外形，以型腔大端為準(zhǔn)，尺寸符合圖紙要求，斜度由縮小方向取得。一般情況，脫模斜度不包括塑件的公差范圍內(nèi)。本設(shè)計(jì)采用1°脫模斜度。
3 型腔數(shù)目的決定及排布
因?yàn)榇水a(chǎn)品屬大批量生產(chǎn)的塑件，屬于儀表外殼，精度要求比較高、且單件加工生產(chǎn)綜合考慮生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本等各種因素，以及注射機(jī)的型號(hào)選擇，確定采用一模一腔排布。由塑件的外形尺寸和機(jī)械加工的因素，確定采用大水口單型腔生產(chǎn)。
圖2 型腔圖
4 分型面的選擇
合理選擇分型面，有利于制品的質(zhì)量提高，工藝操作和模具的制造。因此，在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題，選擇分型面一般根據(jù)以下的原則：
1. 分型面應(yīng)該選擇在制品最大截面處，這是首要原則。
2. 盡可能使制品留在動(dòng)模的一側(cè)。
3. 盡可能滿足制品的使用要求。
4. 盡可能減小制品在合模方向上的投影面積，以減小所需的鎖模力。
5. 不應(yīng)影響制品尺寸的精度和外觀。
6. 盡量簡(jiǎn)單,避免采用復(fù)雜形狀,使模具制造容易。
7. 不妨礙制品脫模和抽芯。
8. 有利于澆注系統(tǒng)的合理設(shè)置。
9. 盡可能與料流的末端重合,有利于排氣
塑件冷卻時(shí)會(huì)因?yàn)槭湛s作用而包覆在凸模上，故從塑件脫模的角度考慮，應(yīng)有利于塑件滯留在動(dòng)模一側(cè)，以便于脫模。而且不影響塑件的質(zhì)量和外觀形狀，以及尺寸精度。
分型面如下圖所示:
圖3 分型面
5 澆注系統(tǒng)的初步估計(jì)
澆注系統(tǒng)是指塑料溶體從注射機(jī)噴嘴射出后到達(dá)型腔之前在模具的通。澆注系統(tǒng)分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類 。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑料制件以及最佳的成型效率有直接影響，是模具設(shè)計(jì)工作者十分重視的技術(shù)問(wèn)題。
本制件采用的是普通流道澆注系統(tǒng)，從總體來(lái)看，其作用可概述如下：
1） 將來(lái)自注射機(jī)噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸送到型腔，同時(shí)使型腔內(nèi)的氣體能及時(shí)順利排除。
2） 在塑料熔體填充及凝固的過(guò)程中，將注射壓力有效地傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得形狀完整、內(nèi)外在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑料之間。
5.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則：
1. 結(jié)合型腔的布置考慮，盡可能采用平衡式分流道布置。
2. 盡量縮短熔體的流程，以便降低壓力損失，縮短充模時(shí)間。
3. 澆口尺寸位置和數(shù)量的選擇十分關(guān)鍵，應(yīng)有利于熔體的流動(dòng)、避免產(chǎn)生湍流、渦流、噴射和蛇形流動(dòng)，并有利于排氣。
4. 避免高壓熔體對(duì)模具型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移的產(chǎn)生。
5. 澆注系統(tǒng)凝料脫出應(yīng)方便可靠，凝料應(yīng)易于和制品分離或易于切除和修整。
6. 熔接痕部位與澆口尺寸、數(shù)量及位置有直接關(guān)系，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)要預(yù)先考慮到熔接痕的部位、形態(tài)以及以制品質(zhì)量的影響。
7. 盡量減小因開(kāi)設(shè)澆注系統(tǒng)而造成的塑料用量。
8. 澆注系統(tǒng)的模具工作表面應(yīng)達(dá)到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中澆注口應(yīng)有IT8以上的精度要求。
9. 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施。
10. 應(yīng)盡可能使主流道中心與模板中心重合。若無(wú)法重合也應(yīng)使兩者的距離盡量縮小。
5.2澆注系統(tǒng)的組成：
澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。
5.2.1主流道的設(shè)計(jì)
為了使凝料順利拔出，主流道的小端直徑D應(yīng)大于注射機(jī)的噴嘴直徑d，通常為：
D=d+(0.3—1)mm…………………………………………（1）
主流道入口的凹坑球面半徑R2也應(yīng)該大于注射機(jī)噴嘴球面頭半徑R1，通常為：
R2=R1+(1—2)mm………………………………………（2）
主流道半錐角通常為錐度~，過(guò)大會(huì)產(chǎn)生湍流或渦流產(chǎn)生空氣，過(guò)小使凝料脫模困難，還會(huì)使充模時(shí)熔體的流動(dòng)阻力過(guò)大。
主流道內(nèi)壁表面粗糙度應(yīng)在Ra0.8um以下，拋光時(shí)沿軸而進(jìn)行。主流道的長(zhǎng)度L一般按模板厚度確定。為了減少熔體充模時(shí)的壓力損失，應(yīng)盡可能縮短主流道的長(zhǎng)度，L一般控制在60mm以內(nèi)。
5.2.2分流道的設(shè)計(jì)
分流道是指主流道與澆口之間的通道。其作用是使熔融塑料過(guò)渡和轉(zhuǎn)向。由于圓截面加工困難,本次設(shè)計(jì)采用半圓形斷面分流道。并且開(kāi)設(shè)在凹模上，以便于脫模，加工也較容易。
5.2.3澆口形式
選擇澆口形式應(yīng)該遵循以下原則：
1. 盡可能采用平衡式設(shè)置；
2. 型腔排列進(jìn)料均衡；
3. 型腔布置和澆口開(kāi)設(shè)部位力求對(duì)稱，防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象；
4. 確保耗料量?。?
5. 不影響塑件外觀。
根據(jù)以上原則和零件的實(shí)際情況，為了使從主流道來(lái)的熔融塑料能均衡地以最短的流程到達(dá)各澆口并同時(shí)充滿各型腔，本設(shè)計(jì)選用針點(diǎn)澆口進(jìn)膠是應(yīng)用廣泛的手機(jī)成型的澆口形式。
總之，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證塑件熔體的流動(dòng)平穩(wěn)、流程應(yīng)盡量短、防止型芯變形、整修應(yīng)方便、防止制品變形和翹曲、應(yīng)與塑件材料品種相適用、冷料穴設(shè)計(jì)盡量減少塑料的消耗。此零件采用推板和推管、斜頂桿推出,需開(kāi)設(shè)冷料穴，拉料桿采用Z形式。分流道采用半圓形截面，并且開(kāi)設(shè)在凹模上，以便于脫模，加工也較容易，在定模固定板上采用澆口套。
圖4 澆注系統(tǒng)
根據(jù)塑件的外形尺寸和質(zhì)量等決定影響因素，初步取值如下：
d=4mm D=4.5mm R=20mm t=3mm
r=2mm l=14mm L=40~50mm
初步估算澆注系統(tǒng)的體積，V澆=3~4cm3。
其質(zhì)量約為：M澆=V澆×r塑=3.03~4.12g。
6 注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格
6.1注射機(jī)的確定
通過(guò)Proe軟件分析得到體積V塑和質(zhì)量M塑 ：
經(jīng)計(jì)算得塑件的曲面面積為：S塑=321.13cm3
得塑件的體積為：V塑=34.59cm3
塑件的質(zhì)量為：M塑 =V塑×p塑=35.62(g)。
塑件的總質(zhì)量為：M=(n×W塑+ W澆) /0.8=45~50g。
所以，選擇用注射機(jī)型號(hào)為：XS-Z-60。
6.2注射機(jī)的主要參數(shù)
表6.1 XS-Z-60注射機(jī)參數(shù)
名稱 數(shù)據(jù)
注射方式 柱塞式
注射時(shí)間/s 2.9
注射行程/mm 170
螺桿直徑/mm φ38
注射容量/cm3 60
注射壓力/MPa 122
鎖模力/kN 500
最大注射面積cm2 130
模具厚度（最大）/mm 200
模具厚度（最?。?mm 70
最大開(kāi)合模行程/mm 180
噴嘴球半徑/mm 12
噴嘴孔直徑/mm φ2
合模方式 液壓-機(jī)械
拉桿空間/mm 190*300
電動(dòng)機(jī)功率/kw 11
7 成型零部件的工作尺寸計(jì)算
7.1成型零件工作尺寸
它是指成型零件上直接用來(lái)構(gòu)成素件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形和異形零件的長(zhǎng)和寬），型強(qiáng)的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等。任何塑料制件都有一定的幾何形狀和尺寸的要求，如在使用中有配合要求的尺寸，則竟的要求較高，在模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)素件的是尺寸精度等級(jí)確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級(jí)，影響素件尺寸精度的因素相當(dāng)復(fù)雜，這些影響因數(shù)應(yīng)作為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)。影響素件尺寸精度的主要因素及原因如下：
7.1.1塑料的成型收縮
成型收縮引起制品產(chǎn)生尺寸偏差的原因有：預(yù)定收縮率（設(shè)計(jì)算成型零部件工作尺寸所用的收縮率）與制品實(shí)際收縮率之間的誤差；成型過(guò)程中，收縮率可能在其最大值和最小值之間發(fā)生的波動(dòng)。
σs=(Smax-Smin)×制品尺寸
σs 成型收縮率波動(dòng)引起的制品的尺寸偏差。
Smax、Smin 分別是制品的最大收縮率和最小收縮率。
按照一般的要求，塑料收縮率波動(dòng)所引起的誤差應(yīng)小于塑件公差的1/3。
7.1.2成型零部件的制造偏差
模具成型零件的制造精度是影響素件尺寸竟的的重要因素之一。成型零件加工精度愈低，成型零件加工精度愈低，成型塑件的尺寸精度也愈低。時(shí)間證明，成型零件的制造總公差的1/3—1/4，因此在確定成型零件工作尺寸公差值時(shí)可取塑件公差的1/3-1/4，或取IT7-8級(jí)作為模具制造公差。工作尺寸的制造偏差包括加工偏差和裝配偏差。
7.1.3成型零部件的磨損
模具在使用過(guò)程中，由于塑料熔體流動(dòng)的沖刷，脫模時(shí)與塑件的摩檫，成型過(guò)程中可能產(chǎn)生的腐蝕氣體的銹蝕、以及由于上述原因造成的成型零件表面粗糙度提高而重新打磨拋光等，均造成了成型零件尺寸的變化。這種變化稱為成型零件的磨損，磨損的結(jié)果是型腔變大，型芯尺寸變小。磨損大小還與塑件的品種和模具材料及熱處理有關(guān)。上述諸因素中脫模時(shí)塑件成型零件的摩檫磨損是主要的，為簡(jiǎn)化計(jì)算起見(jiàn)，凡與脫模方向垂直的成型零件表面，可以不考慮磨損；與脫模方向平行的成型零件表面，應(yīng)考慮磨損。
7.2凸凹模尺寸計(jì)算
本產(chǎn)品為抗沖ＡＢＳ制品，屬于大批量生產(chǎn)的小型塑件，預(yù)定的收縮率的最大值和最小值分別?。?8%和０.3％。此產(chǎn)品采用５級(jí)精度，屬于低精度制品。因此，凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù)x取值可在0.5~0.75的范圍之間，凸凹模各處工作尺寸的制造公差，因一般機(jī)械加工的型腔和型芯的制造公差可達(dá)到IT７～I(xiàn)T８級(jí)，綜合參考，相關(guān)計(jì)算具體如下：
凹模的計(jì)算：
Lm1=［(1+(Smax+Smin)/2>Ｌsl-Δ/2)Δ/3………………………………………（3）
=((1+0.55%)×32-1/2×0.28)Δ/3
=32.0360.09mm
凹模深度尺寸計(jì)算：
Ｈm1=〔(1+(Smin+Smax)/2)x3－2/3×0.22〕Δ/3………………………………（4）
=〔(１+0.55%)×3-2/3×0.22〕0.07
=2.870.07
圖5 凸凹模工作尺寸計(jì)算圖例
凸模徑向尺寸計(jì)算：
lm1=〔(1+(Smax+Smin)/2>×20+1/2×△)-△/3 ………………………………（5）
=〔(1+0.55%)×20+1/2×0.22〕-0.07
=205-0.07
凸模高度：
hm=〔(1+(Smax+Smin)/2>×hs+2/3×△)-△/3…………………………………（6）
=〔(1+0.55%)×50+2/3×0.22〕-0.07
=45.58-0.07
7.3成型零件的強(qiáng)度、剛度計(jì)算
注射模在其工作過(guò)程需要承受多種外力，如注射壓力、保壓力、合模力和脫模力等。如果外力過(guò)大，注射模及其成型零部件將會(huì)產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞，或產(chǎn)生較大的彈性彎曲變形，引起成型零部件在它們的對(duì)接面或貼合面處出現(xiàn)較大的間隙，由此而發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象，從而導(dǎo)致整個(gè)模具失效或無(wú)法達(dá)到技術(shù)質(zhì)量要求。因此，在模具設(shè)計(jì)時(shí)，成型零部件的強(qiáng)度和剛度計(jì)算和較核是必不可少的。
一般來(lái)說(shuō)，凹模型腔的側(cè)壁厚度和底部的厚度可以利用強(qiáng)度計(jì)算決定，但凸模和型芯通常都是由制品內(nèi)形或制品上的孔型決定，設(shè)計(jì)時(shí)只能對(duì)它們進(jìn)行強(qiáng)度校核。
因在設(shè)計(jì)時(shí)采用的是整體式圓形型腔。因此，計(jì)算參考公式如下：
7.3.1側(cè)壁：
①按強(qiáng)度計(jì)算：
……………………………………………………………（7）
②按剛度計(jì)算：
…………………………………………………（8）
)
1
)
1
(
)
1
(
(
-
+
-
-
-
=
u
rP
E
u
rP
E
r
t
m
p
m
p
c
d
d
7.3.2底部：
①按強(qiáng)度計(jì)算：
…………………………………………………（9）
②按剛度計(jì)算：
)
1
)
1
(
)
1
(
(
-
+
-
-
-
=
u
rP
E
u
rP
E
r
t
m
p
m
p
c
d
d
………………………………………… （10）
7.3.3凸模、型芯計(jì)算公式：
①按剛度計(jì)算：
………………………………………………………（11）
②按強(qiáng)度計(jì)算：
由公式分別計(jì)算出相應(yīng)的值為：
按強(qiáng)度計(jì)算得：tc=5.93mm th=5.05mm r=9.58mm
按剛度計(jì)算得：tc=1.02mm th=2.09mm r=4.12mm
參數(shù)符號(hào)的意義和單位：
Pm 模腔壓力（MPa）
E 材料的彈性模量（MPa）查得2.06×105；
材料的許用應(yīng)力（MPa）查得176.5；
u 材料的泊松比 查表得0.025；
成型零部件的許用變形量（mm）查得0.05；
采用材料為p20，調(diào)質(zhì)及表面淬火，≥55HRC。
8 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)定?；蛏舷履：夏r(shí)，正確定位和導(dǎo)向的零件。
8.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用
1、定位件用：模具閉合后，2、保證動(dòng)定模和推板或上下模位置正確，3、保證型腔的形狀和尺寸精確，4、在模具的裝配過(guò)程中也起定位作用，5、便于裝配和調(diào)整。6、導(dǎo)向作用：合模時(shí)，7、首先是導(dǎo)向零件接觸，8、引導(dǎo)動(dòng)定?；蛏舷履?zhǔn)確閉合，9、避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。10、承受一定的側(cè)向壓力。
8.2導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇
導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)約形式及尺寸如下圖：
圖6 導(dǎo)柱導(dǎo)套圖
其材料采用20鋼經(jīng)滲碳淬火處理，硬度為50~55HRC。導(dǎo)柱、導(dǎo)套固定部分表面粗糙度Ra為08μm，導(dǎo)向部分表面粗糙度Ra為0.8~0.4μm。具體尺寸如上圖所示。導(dǎo)柱、導(dǎo)套用H7/r6配合鑲?cè)肽０濉?
9推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
9.1推出機(jī)構(gòu)的組成
推出機(jī)構(gòu)由推出零件、推出零件固定板和推板、推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位部件組成。即推件板、推件板緊固螺釘、推板固定板、頂板導(dǎo)柱、頂板導(dǎo)套以及推板緊固螺釘。
9.2設(shè)計(jì)原則
A、推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)在動(dòng)模一側(cè)；
B、保證塑件在模具閉合后，動(dòng)定模相對(duì)位置準(zhǔn)確
C、起定位作用
D、合模時(shí)，引導(dǎo)動(dòng)定模準(zhǔn)確閉合
E、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠；
F、能承受一定的側(cè)向壓力
9.3脫模力的計(jì)算
根據(jù)力平衡原理，列出平衡方程式：
∑Fx=0………………………………………（12）
Ft+Fbsinα=Fcosα…………………………（13）
Fb 塑件對(duì)型芯的包緊力；
F 脫模時(shí)型芯所受的摩擦力；
Ft 脫模力；
Α 型芯的脫模斜度。
又： F=Fbμ
于是 Ft=Fb(μcosα-sinα)
而包緊力為包容型芯的面積與單位面積上包緊力之積，即：Fb=Ap
由此可得：Ft=Ap(μcosα-sinα) ………………………………………（14）
式中： μ為塑料對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1~0.3
A為塑件包容型芯的總面積
p為塑件對(duì)型芯的單位面積上的包緊力，在一般情況下，模外冷卻的塑件p取2.4~3.9×107Pa;模內(nèi)冷卻的塑件p約取0.8~1.2×107Pa。
所以:經(jīng)計(jì)算，A=321.13mm2 ,μ取0.25,p取1×107Pa,取α=45，。
Ft=475.04×10-6×1×107(0.25×cos45`-sin45`)
=760.72N.
因此，脫模力的大小隨塑件包容型芯的面積增加而增大，隨脫模斜度的增加而減小。由于影響脫模力大小的因素很多，如推出機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦阻力、塑料與鋼材間的粘附力、大氣壓力及成型工藝條件的波動(dòng)等等，因此要考慮到所有因素的影響較困難，而且也只能是個(gè)近似值。
用推件板推出機(jī)構(gòu)中，為了減少推件板與型芯的摩擦，在推件板與型芯間留0.20~0.25mm的間隙，并用錐面配合，以防止推件因偏心而溢料。
9.4復(fù)位零件
由于推桿端面與推件板接觸，可以起到復(fù)位桿的作用。因此，可以不必再另外設(shè)置復(fù)位桿。另外，設(shè)計(jì)頂板導(dǎo)柱可以對(duì)頂板起導(dǎo)向作用，防止頂板因受力不均而偏斜，影響正常的頂出和復(fù)位
9.5抽心機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
由于該零件包含兩個(gè)內(nèi)側(cè)抽芯，和一個(gè)外側(cè)抽芯，具體圖形如裝配圖所示，
側(cè)向型芯或者側(cè)向成型模腔從成型位置到不防礙素件的脫模推出位置所移動(dòng)的距離稱為抽芯，用S表示。為了安全起見(jiàn)，側(cè)向抽芯距離通常比塑件上的側(cè)孔、側(cè)凹的深度或側(cè)向凸臺(tái)的高度大2—3mm，但在某些特殊的情況下，當(dāng)側(cè)型芯或側(cè)型腔從塑件中雖已脫出，但在還可能防礙塑件脫模時(shí)，就不能簡(jiǎn)單地使用這種方法確定抽芯距離。
抽芯力的計(jì)算同脫模力計(jì)算相同，對(duì)于側(cè)向凸起較少的塑件的抽芯力的塑件的抽芯力比較小的，僅僅是克服塑件與側(cè)型腔的黏附力和側(cè)型腔滑塊移動(dòng)時(shí)的摩擦阻力。對(duì)于側(cè)型芯的抽芯力，往往采取如下的公式進(jìn)行估算：
F=chp(μcosa-sina) …………………………………………………（15）
式中 Fc------抽芯力（N）
c-------側(cè)型芯成型部分的截面平均周長(zhǎng)（m）
h-------側(cè)型芯成型部分的高度（m）
p-------塑件對(duì)側(cè)型芯的收縮應(yīng)力，其值與塑件的集合形狀及塑件的品種成型工藝有關(guān)，一般情況下模內(nèi)冷卻的塑件，
p=（0.8-1.2）*107pa
μ------塑料在熱狀態(tài)時(shí)對(duì)鋼的摩擦系數(shù),一般為
μ=0.15—0.20
a-------側(cè)型芯的脫模斜度或斜角
圖7 外側(cè)抽芯的距離及角度
抽芯的距離及角度于上圖所示,斜導(dǎo)柱傾斜的角度為15度,斜緊塊的角度為17度,正好在開(kāi)模的時(shí)候兩個(gè)不會(huì)產(chǎn)生干涉,抽芯的距離為3.92mm 導(dǎo)柱離開(kāi)滑塊時(shí)的行程是20.10 并且定位銷剛好設(shè)計(jì)在20.1的位置,結(jié)構(gòu)符合要求
此制件還有個(gè)特殊的位置就是內(nèi)側(cè)抽芯部位,如下圖
圖8 內(nèi)側(cè)抽芯部位
斜頂?shù)膬A斜角度為7度,開(kāi)模行程為40mm 斜頂走到相交的位置為制件以上90.2mm的地方,所以不會(huì)產(chǎn)生干涉,具體位置裝配圖所示.
10溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
10.1注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在注射過(guò)程中,模具的溫度直接影響著制品質(zhì)量和注射周期,各種塑料的性能不同,成型工藝要求的不同相應(yīng)的模具對(duì)溫度要求也不同, ABS在注射成型時(shí)所需的模具對(duì)溫度為40—60度之間。對(duì)任何塑料制品，模溫波動(dòng)較大都是不利的。過(guò)高的模溫會(huì)使制品在脫模后發(fā)生變形，延長(zhǎng)冷卻時(shí)間，使生產(chǎn)率下降。過(guò)低的模溫會(huì)使降低塑料的流動(dòng)性，難于充滿型腔，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的溶接痕等缺陷。由于模溫不斷地被注入熔融塑料加熱，模溫升高，單靠模具自身散熱不能使其保持較低的溫度，因此必須加冷卻機(jī)構(gòu)。
10.2注射模冷卻裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1. 基本原則：實(shí)驗(yàn)表明表明冷卻水孔的數(shù)量愈多，對(duì)制品的冷卻也愈均勻．
2. 水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即孔的排列與型腔形狀相吻合，水孔邊距型腔的距離常用１２—１５mm．
3. 對(duì)熱量聚積大溫度上升高的部位應(yīng)加強(qiáng)冷卻．
4. 進(jìn)水管直徑的選擇應(yīng)使水流速度不超過(guò)冷卻水道的水流速度，避免產(chǎn)生過(guò)大的壓力降。冷卻水道直徑一般不小于9mm,常用９—１2mm。
5. 凹模、凸?；虺尚托托緫?yīng)分別冷卻，并保證其冷卻平衡。
6. 冷卻水道不應(yīng)穿過(guò)沒(méi)有鑲塊或其接縫部位，水道連接必須密封以免漏水。
7. 復(fù)式冷卻循環(huán)并聯(lián)而不應(yīng)串聯(lián)。
8. 進(jìn)、出口冷卻水溫差不應(yīng)過(guò)大，以免造成模具表面冷卻不均。熔體熱量95%由冷卻介質(zhì)（水）帶走，冷卻時(shí)間占成型周期的2/3。
10.3冷卻系統(tǒng)的計(jì)算
Q 冷卻系統(tǒng)從模具中帶走熱量：Q=KAΔTt/3600 (J) …………（16）
A 冷卻介質(zhì)傳熱面積（m2）:A=πdL?！?7）
ｄ 冷卻管道直徑（m）:d=8mm;
L 冷卻管長(zhǎng)度（m）L=0.16;
K 冷卻管壁與介質(zhì)間的傳熱膜系數(shù)〔J/（m2hC）K=4187f(ρv)0.8/d0.2 .
10.4與冷卻介質(zhì)溫度有關(guān)的物理系數(shù)
v 冷卻介質(zhì)在管中流速（m/s）;
ρ 冷卻介質(zhì)在該溫度下的密度〔kg/m3〕,水在30℃時(shí)取為0.996×103kg/m3。
d 冷卻管直徑；
△T 模溫與冷卻介質(zhì)的平均溫差（℃）;
t 冷卻時(shí)間；
11模具結(jié)構(gòu)分析
1.塑料的加熱,塑化是在高溫料筒內(nèi)進(jìn)行,不是在模具內(nèi)進(jìn)行,因而模具不設(shè)加料腔,而設(shè)澆注系統(tǒng),熔體通過(guò)澆注系統(tǒng)充滿型腔.
2. 塑料熔體進(jìn)入型腔之前,模具已經(jīng)閉合.在注塑過(guò)程中需根據(jù)塑料特性,在模具中設(shè)冷卻系統(tǒng).
3.該模具采用單分型面注射模,型腔一部分設(shè)在定模,一部分設(shè)在動(dòng)模,其主流道設(shè)在定模一側(cè),分流道設(shè)在分型面上,開(kāi)模后塑料制品連同流道凝料一起留在動(dòng)模上,動(dòng)模一側(cè)設(shè)有推出機(jī)構(gòu),用以推出制品及流道凝料.
4. 注射模具生產(chǎn)適應(yīng)性強(qiáng),生產(chǎn)率高,容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化.
5. 注射模一般是機(jī)動(dòng)的,結(jié)構(gòu)一般較復(fù)雜,因而制造周期較長(zhǎng),成本較高.
12結(jié)束語(yǔ)
70多天的畢業(yè)設(shè)計(jì)就快要結(jié)束了，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我對(duì)模具設(shè)計(jì)工作有了更深層次的認(rèn)識(shí)，即：模具不是只為設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì)，要統(tǒng)籌規(guī)劃，全盤考慮。這次設(shè)計(jì)使我能夠理論聯(lián)系實(shí)際，多方面、多角度地去感知、體會(huì)書(shū)本上比較抽象的理論知識(shí)。在指導(dǎo)老師及同學(xué)們的關(guān)心與幫助下，我的做事效率得到了一定的提高，獨(dú)立思考并解決問(wèn)題的能力得到了加強(qiáng)，培養(yǎng)了實(shí)際動(dòng)手能力。這對(duì)我走進(jìn)社會(huì)從事工作有著重要的影響?，F(xiàn)在就本次畢業(yè)設(shè)計(jì)談?wù)勎业捏w會(huì)：
1、我學(xué)會(huì)拿到任務(wù)時(shí)應(yīng)當(dāng)如何去解決。當(dāng)拿到自己畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目時(shí)，心里一片茫然，不知如何入手。后來(lái)翻閱很多有關(guān)的專業(yè)書(shū)籍，如：《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《塑料成型工藝及模具簡(jiǎn)明手冊(cè)》、《實(shí)用塑料注射模設(shè)計(jì)與制造》等等。也在這個(gè)的設(shè)計(jì)過(guò)程是學(xué)會(huì)了如何針對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行查找資料和獨(dú)立思考。
2、專業(yè)知識(shí)也有了一定的提高。通過(guò)做設(shè)計(jì)這一期間的實(shí)際操作及練習(xí)，在畫(huà)圖和開(kāi)模的過(guò)程中，一定程度上掌握了PRO/E和Autocad這兩個(gè)軟件的應(yīng)用。譬如：虛線、點(diǎn)畫(huà)線的畫(huà)法及線條的粗細(xì)；剖線、剖面線的畫(huà)法及線條粗細(xì)；標(biāo)題欄的畫(huà)法及明細(xì)表的編排、技術(shù)要求，
3、了解聚合物的物理性能,流動(dòng)特性,成型過(guò)程中的物理,化學(xué)變化以及塑料的組成,分類及其性能。
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14致謝
70多天的畢業(yè)設(shè)計(jì)就快要結(jié)束了，在這段時(shí)間里，我覺(jué)得我的專業(yè)知識(shí)、查找資料和獨(dú)立思考的能力有了一定的提高，也從中學(xué)會(huì)了遇到困難時(shí)應(yīng)當(dāng)如何去解決，這對(duì)我走進(jìn)社會(huì)從事工作有著重要的影響。
首先，我要感謝首先要感謝母校多年來(lái)對(duì)我的培養(yǎng)和教育，讓我在這幾年的大學(xué)生活里，不僅學(xué)習(xí)了科學(xué)文化知識(shí)，還學(xué)會(huì)了許多為人處世的道理，提高了自己分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。其次，我要感謝老師們多年來(lái)的辛勤教誨，正是因?yàn)樗麄兊哪冻觯庞形覀兊慕裉?，在這里我要特別感謝我的老師唐明華老師和這組的答辯老師們，雖然唐老師你們平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)等整個(gè)過(guò)程都給予了悉心的指導(dǎo)。面對(duì)圖紙中的錯(cuò)誤，唐老師和郭老師一直不厭其煩的指導(dǎo)我，在此，除了敬佩老師們的專業(yè)水平外，對(duì)于他們的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究精神也是我學(xué)習(xí)榜樣。再次，我要感謝所有的同學(xué)們，正因?yàn)橛心銈兊闹С趾凸膭?lì)，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才得以順利完成。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，也存在一些客觀的不足，沒(méi)有實(shí)踐的條件，不能根據(jù)實(shí)際的情況來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，只能對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行想像，這樣做出來(lái)的，難免存在缺點(diǎn)和不足，希望老師加以指點(diǎn)和批評(píng)。謝謝！
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