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編號(hào) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 題 目 手機(jī)后蓋注塑模設(shè)計(jì) 院 系 國防生學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 譚鑫 學(xué) 號(hào) 1000110110 指導(dǎo)教師單位 機(jī)電工程學(xué)院 姓 名 郭中玲 職 稱 高級(jí)工程師 題目類型 理論研究 實(shí)驗(yàn)研究 工程設(shè)計(jì) 工程技術(shù)研究 軟件開發(fā) 2014 年 04 月 27 日 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 摘 要 我國塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在 經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì) 有了很大發(fā)展 模具 水平有了較大的提高 由于模具生產(chǎn)產(chǎn)品具有精度高 復(fù)雜性高 一致性好 生產(chǎn)效率高消耗低等優(yōu)點(diǎn) 所以現(xiàn)代工業(yè)中將會(huì)起到更大的作用 得到更多的 應(yīng)用 我的塑料發(fā)展至今 已能生產(chǎn)精度高達(dá) 2 微米的精密 多工位級(jí)進(jìn)模 工位數(shù)最多已達(dá) 160 個(gè) 壽命 1 2 億次 模具時(shí)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ) 許多產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都離不開模具行業(yè)的支持 用模具生產(chǎn)制造所表現(xiàn)出來的的高精度 高復(fù)雜程度 高一致性 高生產(chǎn)率和 低消耗 是其他加工制造方法所不能比擬的 在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中塑料模具 約占 33 不同的塑料成型方法使得模具原理和結(jié)構(gòu)不通 按照成型方法的不 通 塑料模具分為 注塑模具 壓塑模具 吹塑模具等 注塑模具主要用于熱 塑性塑料制品的成型中占有很大比重 現(xiàn)代工業(yè)中 消費(fèi)品外殼的色彩 手感 和精度 厚度等提出了新要求 塑料外殼設(shè)計(jì)成為重要的一環(huán) 設(shè)計(jì)合理的注 塑模具將得到越來越多的應(yīng)用 現(xiàn)代注塑模具的設(shè)計(jì)方法目前為了應(yīng)付當(dāng)前多樣化的要求 縮短產(chǎn)品只在 周期以缺德最佳的競爭優(yōu)勢 模具設(shè)計(jì)中都引用了 CAD CAE 計(jì)算機(jī)一體化制 造技術(shù) 以提高產(chǎn)品質(zhì)量 降低成本 增加競爭力 一般而言 一件完整理想 的工業(yè)產(chǎn)品 其制造流程為現(xiàn)有原創(chuàng)型的概念設(shè)計(jì)出原件 配合計(jì)算機(jī)輔助工 程分析技術(shù) 再依據(jù)分析結(jié)果修改測試 最后再依據(jù)設(shè)計(jì)圖經(jīng)由計(jì)算機(jī)輔助制 造 進(jìn)行產(chǎn)品自動(dòng)化生產(chǎn)在模具設(shè)計(jì)生產(chǎn) 以上整個(gè)過程均在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行 在模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程中 應(yīng)用 Pro ENGINEER 軟件進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具 型腔 型芯二維設(shè)計(jì) 工藝準(zhǔn)備 模具型腔 型芯設(shè)計(jì)三維造型等 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)取得了突破性的成就 模具設(shè)計(jì)越來越多地使 用 CAD CAM 技術(shù) 在產(chǎn)品生產(chǎn)之前 使用這些新技術(shù)來進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)和改 善 是現(xiàn)代設(shè)計(jì)必然趨勢在現(xiàn)實(shí)生活里 手機(jī)已經(jīng)成為人們的一個(gè)生活必須品 現(xiàn)代的手機(jī)已經(jīng)不再僅僅是一個(gè)工具同時(shí)一時(shí)裝飾品 所以做出的不管是手機(jī) 機(jī)身還是手機(jī)殼都需要美觀大方 因此加工工藝就顯得非常重要 所以在對(duì)手 機(jī)殼的模具設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮成型 還需要考慮成型后的美觀 因此在模具的 設(shè)計(jì)過程中多方兼顧 關(guān)鍵字 手機(jī) 模具設(shè)計(jì) 注射模 斜導(dǎo)柱 側(cè)抽芯 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 Abstract Plastic mold industry in China from the beginning to now has experienced half a century has made great development mould level has greatly improved Because the mold production product has high accuracy high complexity good consistency and high efficiency low consumption etc So modern industry will play a greater role get more applications Precision plastic development up to now I have been able to produce as much as 2 micron precision multi station progressive die has reached the maximum number of stations in 160 life 1 200 million times Mould the basis for the development of modern industry many industry s development cannot leave the mould industry support With mold manufacturing of high precision high complexity high consistency high productivity and low consumption is can t be matched by other methods of processing and manufacturing In the mold industry plastic mould accounted for about 33 of the total output Different methods of plastic molding makes mold principle and structure According to the forming method of impassability plastic mold is divided into injection mold compression mold blow molding mould etc In the injection mold is mainly used for thermoplastic plastics molding occupies a large proportion In modern manufacturing consumer goods shell color feel and precision thickness etc Put forward new requirements Plastic shell design become important one annulus Reasonable design of injection mould will be applied more and more Modern design method of injection mould at present in order to cope with the current diversified requirements shorten the product by the wicked the best competitive advantage only in the cycle of mould design reference the CAD CAE technology of computer integrated manufacturing in order to improve the product quality reduce cost increase the competitiveness in general a complete ideal industrial products the concept of the manufacturing process for existing original type original design with computer aided engineering analysis techniques according to the results of analysis modifying test again and then on the basis of design through computer aided manufacturing automated production in the mold design production 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 more than the whole process are conducted on the computer In the mold design and production process the application of Pro ENGINEER software to design the mould structure the mold core of two dimensional design process to prepare mold cavity core design three dimensional modeling etc Along with the computer technology and network technology has achieved breakthrough and mold design are increasingly using CAD CAM technology Before production the use of these new technologies for the design of the mould and improvement is an inevitable trend in the modern design in real life mobile phones have become a people living necessities modern mobile phone is no longer just a tool for decoration at the same time so the mobile body or following needs to be beautiful and easy so the processing technology is very important So when opponents casing mold design should not only consider the forming also need to consider after molding Therefore in the mold design process to two or morethings Key words Cell phones mold design injection mould inclined guide pillar side core pulling 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 目錄 引言 1 第一章 塑件分析 2 1 1 材料的分析 2 1 2 塑件相關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì) 2 1 2 1 注射溫度的影響 2 1 3 塑件原料的分析 3 1 3 1 PC 塑料的干燥 3 1 3 2 注射溫度 3 1 3 3 注射壓力 3 1 3 4 注射速度 3 1 3 5 模具溫度 4 1 4 體積及質(zhì)量計(jì)算 4 1 4 1 體積的計(jì)算 4 1 4 2 質(zhì)量及面積的計(jì)算 4 第二章 型腔數(shù)目的確定 6 第三章 成型零部件的設(shè)計(jì) 7 3 1 型腔尺寸的計(jì)算 7 3 2 型芯尺寸的計(jì)算 7 第四章 注射機(jī)的選擇 9 第五章 注射機(jī)的校核 10 5 1 注射機(jī)注射容量校核 10 5 2 注射機(jī)鎖模力校核 10 5 3 注射機(jī)注射壓力校核 10 5 4 注射機(jī)模具厚度校核 11 5 5 注射機(jī)最大開模行程校核 11 第六章 分型面的選擇 13 6 1 分形面的形式 13 6 2 分型面的選擇 13 第七章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15 7 1 分流道的設(shè)計(jì)原則 15 7 2 分流道的設(shè)計(jì) 16 7 3 分流道的尺寸的設(shè)計(jì) 17 第八章 澆口的設(shè)計(jì) 18 8 1 澆口位置選擇的仿真 19 8 2 直接澆口的直徑設(shè)計(jì) 19 8 3 點(diǎn)澆口直徑設(shè)計(jì) 20 第九章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 9 1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 21 9 2 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 21 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 9 3 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 21 9 4 冷卻時(shí)間計(jì)算 22 9 5 用水量 M 的計(jì)算 23 9 6 成型周期計(jì)算 23 第十章 模具材料選擇 25 第十一章 模具主要參數(shù)的計(jì)算 26 11 1 脫模力的計(jì)算 26 11 2 初始脫模力 26 11 3 推桿直徑計(jì)算 27 11 4 推桿的應(yīng)力校核 27 11 5 推板的厚度計(jì)算 28 第十二章 推出脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 29 12 1 推出機(jī)構(gòu)的選用原則 29 12 2 推桿的形式 29 12 3 推桿材料 30 12 4 推桿的復(fù)位 30 12 5 推出力的計(jì)算 30 12 6 型腔壁厚和底板厚度計(jì)算 31 12 6 1 側(cè)壁厚度計(jì)算 32 12 6 2 矩形型腔底板厚度計(jì)算 32 第十三章 結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì) 33 13 1 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 33 13 1 1 設(shè)計(jì)導(dǎo)柱需要注意的事項(xiàng) 33 13 2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 33 13 3 定位圈的設(shè)計(jì) 34 13 4 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 34 13 5 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 36 13 6 滑塊的設(shè)計(jì) 37 13 7 楔緊塊的設(shè)計(jì) 37 第十四章 模架的選擇 38 14 1 模架厚度 H 和注射機(jī)的閉合距離 L 38 14 2 所需行程之間的尺寸關(guān)系 38 第十五章 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 40 第十六章 成型零件加工工藝規(guī)程 41 謝辭 42 參考文獻(xiàn) 43 附錄 44 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 0 頁 共 44 頁 引言 隨著我國制造業(yè)的迅速發(fā)展 一些新興產(chǎn)業(yè)業(yè)取得了長足的進(jìn)步 模具是 工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備 在機(jī)械 電子 汽車 航空以及通信等領(lǐng)域有著廣 泛的應(yīng)用 隨著人民生活水平的不斷提高 日常生活中使用的物品越來越多地 用到了模具 目前 模具生產(chǎn)水平的高低已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家制造水平高低 的重要標(biāo)志 當(dāng)前 計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)取得了突破性的成就 CAD CAM 技術(shù) 數(shù) 控加工技術(shù)以及快速成型技術(shù)為模具技術(shù)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持 同時(shí) 以高分子塑料為主的模具材料不斷被開放出來 這些材料種類繁多 性能優(yōu)良 價(jià)格低廉 這更為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力的幫助 本設(shè)計(jì)主要是為讓讀者們能夠清楚地了解到塑料注射模的設(shè)計(jì)過程 能夠 對(duì)模具設(shè)計(jì)過程中所使用的各種基本工具 例如 Pro ENGINEER Moldflow Plastics Insight 等等 具有一個(gè)基本的了解 從零件的尺寸確定 模具設(shè)計(jì) 模 架設(shè)計(jì) 到最后的注塑仿真 向讀者們展示手機(jī)塑料模具的整個(gè)設(shè)計(jì)過程 隨著 Pro ENGINEER 的不斷完善 借助于 Pro ENGINEER 設(shè)計(jì)軟件 我們 可以比較輕松地完成一些復(fù)雜的設(shè)計(jì)工作 同時(shí)也可以全面地提高設(shè)計(jì)效率和 設(shè)計(jì)質(zhì)量 使用 EMX 注塑模具設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)可以輕松完成模具模架及配件的設(shè)計(jì)工 作 并能模擬開模過程 EMX 具有完整的滑塊結(jié)構(gòu)和完整的開模機(jī)構(gòu) 為設(shè)計(jì) 者帶來極大的方便 設(shè)計(jì)完成后可以直接輸出 3D 化模型 Moldflow Plastics Insight 是一款應(yīng)用廣泛的模擬仿真軟件 使用該軟件可以 全面模擬注塑成型過程 并以圖形的方式直觀地顯示分析結(jié)果 為設(shè)計(jì)參數(shù)的 確定和優(yōu)化提供理論依據(jù) 可以幫助設(shè)計(jì)者進(jìn)一步修改模具設(shè)計(jì)方案 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 1 頁 共 44 頁 第一章 塑件分析 1 1 材料的分析 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) 對(duì)于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來說 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 綜合各項(xiàng)因素最后選擇 PC 塑料作為本次設(shè)計(jì)所使用的材料最為適合 PC 塑料的工藝特點(diǎn)如下 1 屬無定型塑料 Tg 為 149 150 Tf 為 215 225 成型溫度為 250 310 相對(duì)平均分子質(zhì)量為 2 4 萬 2 熱穩(wěn)定性較好 并隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大而提高 3 流變特性接近牛頓液體 表觀粘度受溫度的影響較大 受剪切速率的 影響較小 隨相對(duì)平均分子質(zhì)量的增大而增大 無明顯的熔點(diǎn) 熔體粘度較高 PC 分子鏈中有苯環(huán) 所以 分子鏈的剛性大 4 PC 的抗蠕變性好 尺寸穩(wěn)定性好 但內(nèi)應(yīng)力不易消除 5 PC 高溫下遇水易降解 成型時(shí)要求水分含量在 0 02 以下 6 制品易開裂 在成型前 PC 樹脂必須進(jìn)行充分干燥 干燥方法可采用 沸騰床干燥 溫度 120 130 時(shí)間 1 2h 真空干燥 溫度 110 真空度 96kPa 以上 時(shí)間 10 25h 熱風(fēng)循環(huán)干燥 溫度 120 130 時(shí)間 6h 以上 為防止干燥后的樹脂重新吸濕 應(yīng)將其置于 90 的保溫箱內(nèi) 隨用隨取 不宜 久存 成型時(shí)料斗必須是密閉的 料斗中應(yīng)設(shè)有加熱裝置 溫度不低于 100 對(duì)無保溫裝置的料斗 一次加料量最好少于半小時(shí)的用量 并要加蓋蓋嚴(yán) 1 2 塑件相關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì) 1 2 1 注射溫度的影響 PC 塑料的大分子多呈無定形狀態(tài) 大約 215 開始軟化 225 以上開始流 動(dòng) 和其它熱塑性塑料相比 PC 塑料不僅熔融溫度高 而且熔融后的熔體粘度 也較高 熔體粘度對(duì)溫度的敏感性比剪切速率大 一般對(duì)于低于 260 的料溫 由于其熔體粘度過高 制品易出現(xiàn)不足 波紋等缺陷 故在成型中較少采用 而大都選用 270 320 之間 在此范圍內(nèi)的熔體粘度適中 適合于大部份制品 的成型 PC 塑料在正常加工溫度范圍內(nèi)有很好 的熱穩(wěn)定性 在 300 溫度下長時(shí) 間停留于料筒內(nèi)基本不分解 熔體粘度變化也很小 由于這一特性使其在成型 過程中可以多次反復(fù)使用 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 2 頁 共 44 頁 注射溫度對(duì) PC 塑料產(chǎn)品的性能有著重要的影響 在 280 300 之間 PC 塑料成型前后的分子量變化較小 實(shí)驗(yàn)證明 除了伸長率有所下降外 沖擊 強(qiáng)度 拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度等項(xiàng)性能指標(biāo)均有較高的值 同時(shí)產(chǎn)品有良好的外 觀和光亮的表面 過高的料溫 如超過 340 時(shí) PC 塑料將會(huì)出現(xiàn)分解 產(chǎn)品 顏色變深 表面出現(xiàn)銀絲 暗條 黑點(diǎn) 氣泡等缺陷 同時(shí)物理機(jī)械性能也顯 著下降 另外 含氮化合物的存在也會(huì)使分解加速 需予以注意 1 3 塑件原料的分析 1 3 1 PC 塑料的干燥 該種材質(zhì)對(duì)微量的水分極為敏感 極易吸咐水分 使成型塑件表面出現(xiàn)斑 痕 云紋等缺陷 為了使注塑制品達(dá)到最佳效果 減少降解的可能性 PC ABS 在成型加工前必須進(jìn)行干燥 使材料含水量降至0 04 以下 最好在0 02 以下 以提高加工穩(wěn)定性和機(jī)械性能 一般地用電熱鼓風(fēng)烘箱在90 110 預(yù)干燥4 6 小時(shí) 可以達(dá)到所需要的含水率 但最長累積干燥時(shí)間不能超過48小時(shí) 否則 材料有降解變色的可能 1 3 2 注射溫度 PC成型溫度低較 加工成型性好 熱變形溫度在115 左右 采用合適的加 工溫度 可以減少或消除表面凹痕 同時(shí)也可以減少縮孔 成型溫度設(shè)定以確保 阻燃PC 充分塑化為基準(zhǔn) 應(yīng)盡量使用低溫區(qū)域 以防止材料降解 成型溫度增 加會(huì)明顯地降低阻燃PC ABS的粘度 增加樹脂的流動(dòng)性 因而 使流動(dòng)距離變 長 原則上 當(dāng)使用建議的成型溫度上限時(shí) 應(yīng)使熔膠滯留時(shí)間盡可能短 避 免降解的產(chǎn)生 因此PC成型溫度一般為 230 270 1 3 3 注射壓力 PC 在注射時(shí)采用中等的注射壓力 一般為 80 150MPa 對(duì)小型 構(gòu)造簡 單 厚度大的制件可以用較低的注射壓力 PC 樹脂的表現(xiàn)黏度強(qiáng)烈地依賴于剪 切速率 因此模具設(shè)計(jì)中大都采用點(diǎn)澆口形式 1 3 4 注射速度 較快的注塑速度 一般會(huì)使流程加長 適合充填薄壁制品 并形成較好的 表面光潔度 但過快的注塑速度會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)剪切導(dǎo)致材料降解 而慢速注塑速度 可以幫助避免澆口白暈 噴射痕和流痕等缺陷 此手機(jī)保護(hù)殼為薄壁制品 宜 采用中等注射速度 將摩擦熱降至最小 采用多級(jí)注射 以確保充填順暢和制 品外觀 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 3 頁 共 44 頁 1 3 5 模具溫度 模具溫度模具溫度控制對(duì)決定最終制件的充填程度 外觀 殘余應(yīng)力是非 常重要的 PC 的成型溫度相對(duì)較高 模具溫度也相對(duì)較高 一般調(diào)節(jié)模溫為模 具溫度 50 100 較高的模具溫度 往往會(huì)產(chǎn)生良好的流動(dòng) 較高的熔接線 強(qiáng)度 較小的產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力 但成型周期會(huì)延長 若模具溫度比建議的低 就會(huì) 導(dǎo)致高內(nèi)應(yīng)力并損壞制件的最佳性能 就制件表面和循環(huán)周期而言 模具溫度 為建議溫度范圍的中間值時(shí) 可望得到較好的結(jié)果 1 4 體積及質(zhì)量計(jì)算 1 4 1 體積的計(jì)算 對(duì)筆套面積進(jìn)行計(jì)算 如圖 1 1 所示 圖 1 1 手機(jī)后蓋圖紙 已知 125 5mm 123 5mm 7mm 6mm 62 5mm 1L2L1H21D 60 5mm2D 8 5 2mm 4 2mm 3 75 2mm 0 71mm 5 32mm 1 42mm 1R23R43L4L 體積為 1 1 2 1 4432321211 RRDHLV 從而總體體積為 V 9344 07 m 查表 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)之二 表 1 4 可知 abs 塑料的密度為 1 20g cm 1 4 2 質(zhì)量及面積的計(jì)算 1 單個(gè)塑件質(zhì)量 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 4 頁 共 44 頁 M V 1 20 9344 07 310g 11 213g 1 2 2 在分型面上面的投影面積為 S 投影 7881 1mm2 3 曲面的整體表面積 S 總 8986 324 2m 4 平均厚度為 1 3 1 0 3 8051e127 4 V SL 圖 1 2 手機(jī)后蓋三維圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 5 頁 共 44 頁 第二章 型腔數(shù)目的確定 一次注射只能生產(chǎn)一件塑件的模具稱為單型腔模具 一次注射能生產(chǎn)兩件 或兩件以上塑件的模具稱為多型腔模具 與多型腔模具相比較 單型腔模具具 有塑件的形狀和尺寸一致性好 成型的工藝條件容易控制 模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊 模具制造成本低 制造周期短等特點(diǎn) 但是 在大批量生產(chǎn)的情況下 多型腔 模具應(yīng)是更為合適的形式 它可以提高生產(chǎn)效率 降低塑件的整體成本 在多型腔模具的實(shí)際設(shè)計(jì)中 確定型腔數(shù)目的方法一般有兩種 一種方法 是首先確定注射機(jī)的型號(hào) 再根據(jù)注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)和塑件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求 計(jì)算出要求選取型腔的數(shù)目 另一種方法是先根據(jù)生產(chǎn)效率的要求和塑件的精 度要求確定型腔的數(shù)目 然后再選取擇注射機(jī)或?qū)ΜF(xiàn)有的注射機(jī)進(jìn)行校核 現(xiàn) 在 計(jì)算塑件的總體積和總質(zhì)量 塑件總體積 總V33186 4m 94 072 塑件總體質(zhì)量 2 g M總 圖 2 1 凹模型腔排布 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 6 頁 共 44 頁 第三章 成型零部件的設(shè)計(jì) 3 1 型腔尺寸的計(jì)算 表 3 1 公式表 型腔徑向尺寸 zzsmLSL 00 75 1 型芯徑向尺寸 0zzsll 型腔深度公式 zz xHSsm 001 型芯高度公式 zzhhs 其中 修正系數(shù) x 1 2 2 3 即當(dāng)塑件尺寸較大 精度要求低時(shí)取小值 反 之取大值 型腔的徑向工作尺寸mL 塑件的徑向圖樣尺寸s 收縮率的平均值 查表得 PC 成型收縮率 0 5 0 7 S 塑件尺寸公差 Z 型腔制造公差 當(dāng)制件尺寸為中小 級(jí)別精度要求較高時(shí) 可 取 3z 在這里公差等級(jí)選 MT3 級(jí) 修正系數(shù) x 取 0 75 1 型腔徑向尺寸計(jì)算 利用公式 3 1 zzsmLSL 00 75 1 170 36 0 17 7549 868 2 型腔深度計(jì)算 利用公式 3 2 zz xHSsm 001 130 3 0 3 75 67825mH 3 2 型芯尺寸的計(jì)算 塑件壁厚為 2mm 通過分析塑件可知 模具包含大型芯 2 個(gè) 圓柱形小型 芯 4 個(gè) 螺紋型芯 3 個(gè) 圓柱形凸臺(tái)小型芯 2 個(gè) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 7 頁 共 44 頁 1 大型芯徑向尺寸計(jì)算 利用公式 3 3 0075 1zzsmlSl 0 0 13 13 0 13 7548 648 25ml 2 側(cè)抽小型芯徑向尺寸計(jì)算 0 03 5 5 0 5 03 7l 4 0 0 152103248m 05 5 5 1l 3 型芯高度的計(jì)算 利用公式 3 4 001zz xhShsm 0 01 13 3 0 13 754 849mh 0 0 66 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 8 頁 共 44 頁 第四章 注射機(jī)的選擇 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 由于手機(jī)保護(hù)殼要求的精度并不高 但有一定的配合要求 為了同時(shí)兼顧生產(chǎn) 效率和成本 根據(jù)塑件圖樣及產(chǎn)量等要求確定型腔數(shù)目為一模兩腔 查 模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊(cè) 可初選注射機(jī)型號(hào)為 SZ 68 40 其主要 的技術(shù)規(guī)格如下表 表 4 1 注射機(jī)主要技術(shù)規(guī)格 螺桿 柱塞 直徑 mm 26 模板行程 mm 40 注射容量 cm3 53 球半徑 mm 18 注射壓力 Mpa 160 噴 嘴 孔直徑 mm 4 鎖模力 KN 400 定位孔直徑 mm 0 25 最大注射面積 cm3 500 中心孔徑 mm 最大 240 孔徑 mm 40模具厚度 mm 最小 130 頂 出 兩 側(cè) 孔距 mm 280 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 9 頁 共 44 頁 第五章 注射機(jī)的校核 5 1 注射機(jī)注射容量校核 塑件成形所需的注射總量應(yīng)小于所選注射機(jī)的注射容量 注射容量以容積 cm 3 表示時(shí) 塑件體積 包括澆注系統(tǒng) 應(yīng)小于注射機(jī)的注射容量 其關(guān)系 按下式校核 V 件 0 8V 注 5 1 式中 V 件 塑件與澆注系統(tǒng)的體積 cm 3 V 注 注射機(jī)注射容量 cm 3 0 8 最大注射容量利用系數(shù) 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn) 注塑機(jī)注塑PBT G30塑料時(shí) 其每次注射量僅達(dá)標(biāo)準(zhǔn)注射 量的75 為了提高制件質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定 表面光澤 色調(diào)的均勻 選定注射 量為標(biāo)定注射量的60 此時(shí)流道凝料的體積未知 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可按塑件質(zhì)量的0 6 倍進(jìn)行估算 則注射量為 35 816g2 4160 M 1 伴 V 注 58cm3 35 8816 0 8 58 46 4 所以注射機(jī)注射容量完全滿足要求 5 2 注射機(jī)鎖模力校核 模具所需的最大鎖模力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定鎖模力 p 腔 F P 鎖 5 2 式中 p 腔 模具型腔壓力 一般取 40 50Mpa F 塑件與澆注系統(tǒng)分型面上的投影面積 mm 2 P 鎖 注射機(jī)額定鎖模力 N 在這個(gè)設(shè)計(jì)中 p 腔 40 Mpa F 7881 1mm2 一模二腔估算取最大值 P 鎖 400 kN p 腔 F 40 106 7881 1 10 6 315 244 kN 400 kN 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 10 頁 共 44 頁 所以注射機(jī)的鎖模力也滿足要求 5 3 注射機(jī)注射壓力校核 塑件所需的注射壓力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定注射壓力 p 成 P 注 5 3 p 成 塑件成型所需的注射壓力 Mpa P 注 所選注射機(jī)的額定注射壓力 Mpa 在這個(gè)設(shè)計(jì)中 所需的注射壓力通常選用 80 100MPa 由于塑件精度為一般精 度 PC 的流動(dòng)性比較好 故在設(shè)計(jì)中我們選用 p 成 90MPa p 成 90 MPa P 注 160MPa 顯然 80 130 因此注射壓力也滿要求 5 4 注射機(jī)模具厚度校核 模具閉合時(shí)的厚度應(yīng)在注射機(jī)動(dòng) 定模板的最大閉合高度和最小閉合高度 之間 其關(guān)系按下式校核 H 最小 H 模 H 最大 5 4 式中 H 最小 注射機(jī)所允許的最小模具厚度 mm H 模 模具閉合厚度 mm H 最大 注射機(jī)所允許的最大模具厚度 mm 在這個(gè)設(shè)計(jì)中 H 最小 130mm H 模 232 mm H 最大 240 mm 顯然 130 232 240 所以注射機(jī)模具厚度也滿足要求 5 5 注射機(jī)最大開模行程校核 塑件所需的開模距應(yīng)小于注射機(jī)的最大開模行程 對(duì)在液壓機(jī)械聯(lián)合鎖模 的立式 臥式注射機(jī)上使用的一般澆口模具 注塑機(jī)的開模行程是有限制的 取出制件所需要的開模距離必須小于注塑機(jī)的最大開模距離 依據(jù)所設(shè)計(jì)的模 具是三板式雙分型面?zhèn)瘸樾咀⑺苣＞?帶點(diǎn)澆口的注塑模具 開模距離必須滿 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 11 頁 共 44 頁 足 H1 H2 a 5 10mm s 5 5 式中 H1 脫模距離 mm H2 塑件高度 包括澆注系統(tǒng) mm a 定模板與中間板之間的分開距離 mm S 注射機(jī)最大開模行程 mm 在這個(gè)設(shè)計(jì)中 H1 50mm H2 25mm a 120mm S 460mm H1 H2 a 10 58 60 120 10 248mm 顯然 248 460 因此 注射機(jī)模板行程也滿足要求 至此注射機(jī)型號(hào)確定 選擇 SZ 68 40 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 12 頁 共 44 頁 第六章 分型面的選擇 6 1 分形面的形式 分型面的形式與塑件幾何形狀 脫模方法 模具類型及排氣條件 澆口形 式等有關(guān) 我們常見的形式有如下五種 水平分型面 垂直分型面 斜分型面 階梯分型面 曲線分型面 6 2 分型面的選擇 分型面的設(shè)計(jì)在注射模的設(shè)計(jì)中占有相當(dāng)重要的位置 分型面的設(shè)計(jì)可以 對(duì)塑件的質(zhì)量 模具的整體結(jié)構(gòu) 工藝操作的難易程度及模具的制造等都有很 大的影響 如何確定分型面 需要考慮的因素比較復(fù)雜 由于分型面受到塑件在模具 中的成型位置 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度 嵌件位置 形狀以 及推出方法 模具的制造 排氣 操作工藝等多種要素的影響 因此選擇分型 面時(shí)應(yīng)綜合分析比較 所以要根據(jù)以下幾條原則選擇分型面 1 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 當(dāng)已經(jīng)初步確定塑件的分型方 向后分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 即通過該方向上塑件的截面積最大 否則塑件無法從型腔中脫出 2 確定有利的留模方式 便于塑件順利脫模 通常分型面的選擇應(yīng)盡 可能使塑件在開模后留在動(dòng)模一側(cè) 這樣有助于動(dòng)模內(nèi)設(shè)置的推出機(jī)構(gòu)動(dòng)作 否則在定模內(nèi)設(shè)置推出機(jī)構(gòu)往往會(huì)增加模具整體的復(fù)雜性 3 保證塑件的精度要求 與分型面垂直方向的高度尺寸 若精度要求 較高 或同軸度要求較高的外形或內(nèi)孔 為保證其精度 應(yīng)盡可能設(shè)置在同一 半模具型腔內(nèi) 如果塑件上精度要求較高的成型表而被分型面分割 就有可能 由于合模精度的影響引起形狀和尺寸上不允許的偏差 塑件因達(dá)不到所需的精 度要求而造成廢品 4 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 選擇分型面時(shí)應(yīng)避免對(duì)塑件的外觀質(zhì)量 產(chǎn)生不利的影響 同時(shí)需考慮分型面處所產(chǎn)生的飛邊是否容易修整清除 當(dāng)然 在可能的情況下 應(yīng)避免分型面處產(chǎn)生飛邊 5 便于模具加工制造 為了便于模具加工制造 應(yīng)盡量選擇平直分型面 或易于加工的分型面 6 對(duì)成型面積的影響 注射機(jī)一般都規(guī)定其相應(yīng)模具所允許使用的最大 成型面積及額定鎖模力 注射成型過程中 當(dāng)塑件 包括澆注系統(tǒng) 在合模分型 面上的投影面積超過允許的最大成型面積時(shí) 將會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象 這時(shí)注 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 13 頁 共 44 頁 射成型所需的合模力也會(huì)超過額定鎖模力 因此為了可靠地鎖模以避免漲模溢 料現(xiàn)象的發(fā)生 選擇分型面時(shí)應(yīng)盡量減少塑件 型腔 在合模分型面上的投影面 積 7 對(duì)排氣效果 分型面應(yīng)盡量與型腔充填時(shí)塑料熔體的料流末端所在的 型腔內(nèi)壁表面重合 8 對(duì)側(cè)向抽芯的影響 當(dāng)塑件需側(cè)向抽芯時(shí) 為保證側(cè)向型芯的放置容 易及抽芯機(jī)構(gòu)的動(dòng)作順利 選定分型面時(shí) 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 將較深的凹孔或較高的凸臺(tái)放置在開合模方向 并盡量把側(cè)向 拍芯機(jī)構(gòu)設(shè)置在動(dòng)模一側(cè) 根據(jù)該塑料制品的形狀特點(diǎn)及以上原則 采用二次分型 雙分型面 該塑 件總高為 7mm 主分型面為保護(hù)罩底部輪廓處 選用的是平直分型面 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 14 頁 共 44 頁 第七章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7 1 分流道的設(shè)計(jì)原則 澆注系統(tǒng)通常由主流道 分流道 澆口 冷料穴四個(gè)部分組成 其作用是 使使熔體均勻充滿型腔 并使注射壓力有效地傳送到型腔的各個(gè)部位 以獲得 形狀完整 質(zhì)量優(yōu)良的塑件 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否適當(dāng) 直接影響成形品的外 觀 物性 尺寸精度和成形周期 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則 1 分析塑料的成型性能 分析澆注系統(tǒng)對(duì)塑料熔體流動(dòng)的影響以及在充模 保壓補(bǔ)縮和倒流的各階段中 型腔內(nèi)塑料的溫度 壓力的變化情況 使設(shè)計(jì)出 的澆注系統(tǒng)適應(yīng)所用塑料的成型性能 保證塑件制品的質(zhì)量 2 有利于型腔中氣體的排出 3 避免塑料熔體直接沖擊型芯或嵌件 以防其變形或移位 4 盡量縮短流程和減少拐彎 減少熔體壓力和熱量的損失 保證充填壓力 和速度 減少塑料用量 提高熔接強(qiáng)度 5 防止塑料制品的變形 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意由于冷卻收縮的不均勻或多澆口進(jìn) 料 澆口收縮等原因引起制品的變形 6 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積應(yīng)盡量小 7 澆注系統(tǒng)的位置應(yīng)盡量與模具的中心線對(duì)稱 8 澆口的去除 休整應(yīng)方便 保證制品外觀質(zhì)量 注射模的澆注系統(tǒng)是指塑料溶體從注射機(jī)噴嘴進(jìn)入模具開始到型腔為止 所流經(jīng)的通道 它的作用是將溶體平穩(wěn)地引入模具型腔 并在填充和固化定型 過程中 將型腔內(nèi)氣體順利排出 且將壓力傳遞到型腔的各個(gè)部位 以獲得組 織致密 外形清晰 表面光潔和尺寸穩(wěn)定的塑件 主流道是塑料熔融體進(jìn)入模具型腔時(shí)最先經(jīng)過的部位 是指從注射機(jī)噴嘴 與模具接觸處開始 到有分流道支線為止的一段料流通道 它將注塑機(jī)噴嘴注 出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔 其形狀為圓錐形 便于熔體順利地向前流動(dòng) 開模時(shí)主流道凝料又能順利地拉出來 錐角通常取 2 4 在此取 3 由于主 流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞 通常不直接開在定模板上 而是將它單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道襯套 即是澆口套 鑲?cè)攵０鍍?nèi) 澆口套的計(jì)算 進(jìn)料口直徑 D d 0 5 1 mm 4 0 5 4 5mm 6 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 15 頁 共 44 頁 1 式中 d 注塑機(jī)噴嘴口直徑 球面凹坑半徑 R r 1 2 mm 16 2 18mm 6 2 式中 r 注塑機(jī)噴嘴球頭半徑 主流道長度 L 根據(jù)定模座板厚度確定 在能夠?qū)崿F(xiàn)成型的條件下盡量短 以減少壓力損失和塑料耗量 通常 L 不能超過 60mm 本設(shè)計(jì)取 L 49mm 主流道大端與分流道相接處又過度圓角 以減小料流轉(zhuǎn)向時(shí)的阻力 其圓 角半徑取 r 3mm 所選澆口套的立體圖如圖 7 1 所示 圖 7 1 澆口套 7 2 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是使?jié)沧⑾到y(tǒng)的截面變化和熔體流動(dòng)轉(zhuǎn)向的過渡通道 其作用是是熔 體改變流向 以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個(gè)型腔 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少熔體的熱 量損失與壓力損失 小型塑料制品的單腔模具一般不設(shè)置分流道 只有需要多澆口進(jìn)料的大型 制品或者多型腔模具才需要設(shè)置分流道 該塑件雖然是單腔模具成型 但是主 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 16 頁 共 44 頁 流道設(shè)置在塑件頂部中間位置 而塑件形狀尺寸較大 為了使塑料能同時(shí)均勻 地充填到型腔的各個(gè)部位而利于塑件成型 采用采用 非 字狀布置 分流道是主流道的連接部分 介于主流道和澆口之間 起分流和轉(zhuǎn)向作用 分流道必須在壓力損失最小的情況下 將熔融塑膠以較快速度送到澆口處充模 因在截面積相等的條件下 正方形之周長最長 圓形最短 面積如太小 會(huì)降 低塑料流速 延長充模時(shí)間 易造成產(chǎn)品缺料 燒焦 銀線 縮水 如太大易 積存過多氣體 增加冷料 延長生產(chǎn)周期 降低生產(chǎn)效率 在多型腔的模具中 分流道必不可少 而在單型腔的模具中 有時(shí)則可省去分流道 在分流道的設(shè) 計(jì)時(shí)應(yīng)考慮盡量減小在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免體溫度的降低 同時(shí)還 要考慮減小流道的容積 常用的流道截面形狀有圓形 梯形 U 形和六角形等 在流道設(shè)計(jì)中要減 少在流道內(nèi)壓力損失 則希望流道的截面積大 要減少傳熱損失 又希望流道 的表面積小 因此可用流截面積與周長的比值來表示流道的效率 表7 1 澆道截面的比較 截面形狀 熱量損失 加工性能 流動(dòng)阻力 最終效果 矩形 大 易 大 差 圓形 小 較難 小 好 梯形 較小 易 較小 一般 U形 較小 易 小 比較好 通過上表可知 圓形截面的效果最好 且熱量損失小 考慮到對(duì)塑件要求較高 所以采用圓形的截面 7 3 分流道的尺寸的設(shè)計(jì) 分流道的直徑計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式如下 4 3 7DWL 7 1 式中 D 各級(jí)分流道的直徑 mm W 流經(jīng)該分流道的熔體重量 g L 流過熔體的分流道長度 mm W 22 426 L 120mm 推出D 4 24mm 考慮到分澆道的最小直徑 所以取D 4 8mm 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 17 頁 共 44 頁 第八章 澆口的設(shè)計(jì) 澆口的基本作用是加速從分流道來的熔體 以便快速充滿型腔 當(dāng)熔體通 過狹小的澆口時(shí) 剪切速率增高 摩擦生熱使熔體的溫度升高 結(jié)果是熔體的 黏度降低 流動(dòng)性變好 有利于填充型腔 獲得外形清晰的制品 由于澆口小 所以總是首先凝固 能防止熔料倒流 便于流道凝料與制件分離 一般情況下 澆口采用長度很短而截面很窄的小澆口 當(dāng)熔融塑料通過狹 小的澆口時(shí) 流速增高 并因摩擦使料溫也增高 有利于填充型腔 同時(shí) 狹 小的澆口適當(dāng)保壓補(bǔ)縮后首先凝固封閉型腔 使型腔內(nèi)的熔料即可在無壓力狀 態(tài)下自由收縮凝固成型 因而塑件內(nèi)殘余應(yīng)力小 可減小塑件的變形和破裂 狹小的澆口便于澆道凝料與塑件的分離 便于修整塑件 成型周期較短 但是 澆口截面尺寸不能過小 過小的澆口 壓力損失大 冷凝快 補(bǔ)給困難 會(huì)造 成塑件缺料 縮孔等缺陷 甚至還會(huì)產(chǎn)生熔體破裂形成噴射現(xiàn)象 使塑件表面 出現(xiàn)凹凸不平 澆口的類型 直接澆口 中心澆口 側(cè)澆口 環(huán)形澆口 輪輻式澆口 爪 形澆口 點(diǎn)澆口 潛伏式澆口 澆口設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則 1 盡量縮短熔體流動(dòng)路程 2 澆口位置應(yīng)能減少熔接痕并提高熔接強(qiáng)度 3 澆口位置應(yīng)能避免熔體噴射和熔體破裂現(xiàn)象而引起的制品缺陷 4 澆口位置應(yīng)考慮高分子取向?qū)χ破返挠绊?5 澆口位置應(yīng)有利于排氣 6 澆口開設(shè)在制件壁厚處有利于熔體流動(dòng)和補(bǔ)縮 7 防止料流將型芯或嵌件被擠壓變形 因?yàn)樵撃＞邽槿迥?一模二腔 澆口采用點(diǎn)澆口的形式 這種澆口由于 前后兩端存在較大的壓力差 可較大程度地增加塑料熔體的剪切速率并產(chǎn)生較 大的剪切熱 從而導(dǎo)致熔體的表現(xiàn)粘度下降 流動(dòng)性增加 有利于型腔的填充 該類澆口的優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)各種類型的零件 澆口的位置選擇比較自由 且澆口痕 跡不顯著 這符合保護(hù)罩表面質(zhì)量要求比較高的情況 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 18 頁 共 44 頁 8 1 澆口位置選擇的仿真 圖8 1 澆口位置仿真 圖8 2 澆注分子流向仿真 8 2 直接澆口的直徑設(shè)計(jì) 30 59GGDQ 8 1 V 8 2 式中 QG 澆口流率 3cm s DG 直接澆口直徑 mm V 注射機(jī)的注射速率 g s ABS塑料的密度 g 3c 由于我們所選注塑機(jī)為SZ 68 40 其注塑的速率V 61 g s PC塑料的密 度為 1 20g cm 可以算出 QG 50 8 3cm s DG 2 2mm 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 19 頁 共 44 頁 8 3 點(diǎn)澆口直徑設(shè)計(jì) 30 467PGGDQ 8 3 式中 DpG 點(diǎn)澆口直徑 mm QG 50 8 3cm s 可以算出 DpG 1 73mm 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 20 頁 共 44 頁 第九章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 1 冷卻系統(tǒng)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(duì)塑件的冷卻效果越均勻 3 盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等 4 澆口處加強(qiáng)冷卻 5 應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差 6 合理選擇冷卻水道的形式 7 合理確定冷卻水管接頭位置 8 冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象 9 冷卻水管進(jìn)出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi) 以免模具在搬運(yùn)過程中造成損壞 9 2 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)塑料制品形狀及其所需的冷卻效果 冷卻回路可分為直通式 圓周式 多級(jí)式 螺旋線式 噴射式 隔板式等 同時(shí)還可以互相配合 構(gòu)成各種冷卻 回路 其基本形式有六種 我們這里選用的是簡單流道式 簡單流道式即通過在模具上直接打孔 并通過以冷卻水而進(jìn)行冷卻 是生 產(chǎn)中最常用的一種形式 其結(jié)構(gòu)如圖 9 1 所示 圖接下頁 圖 9 1 冷卻系統(tǒng)布置 9 3 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 由塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)查閱可得 PC 的單位質(zhì)量成型時(shí)放出的熱量為 300KJ 400KJ Kg 放出熱量為 58 1 20 1000 350KJ 24 36KJ 單位時(shí)間散發(fā)的 熱量為 24 36KJ 3 8s 6 41W 其中 1 3 的熱量被凹模帶走 2 3 由型芯帶去 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 21 頁 共 44 頁 9 4 冷卻時(shí)間計(jì)算 為 使 模 具 表 面 溫 度 均 勻 型 腔 與 冷 卻 回 路 的 分 布 狀 態(tài) 也 就 是 距 離 和 間 隔 問 題 值 得 重 視 冷 卻 回 路 通 常 按 制 件 形 狀 及 所 需 溫 度 分 為 直 通 式 圓 周 式 多 級(jí) 式 螺 旋 線 式 渦 旋 式 平 面 U 形 彎 曲 式 垂 直 U 形 彎 曲 式 噴 射 式 擴(kuò) 散 管 式 隔 離 板 式 擋 板 式 又 可 按 流 量 和 回 路 數(shù) 目 分 為 直 列 冷 卻 和 并 列 冷 卻 按 模 具 內(nèi) 是 由 塑 料 模 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 冷 卻 時(shí) 間 依 塑 件 種 類 塑 件 壁 厚 而 異 一 般 用 下 式 計(jì) 算 9 1 228ln MWcefEstTs 式 中 最 低 冷 卻 時(shí) 間 s cT 塑 件 平 均 壁 厚 mm s 塑 件 平 均 熱 擴(kuò) 撒 率 mm2 s ef 模 具 平 均 溫 度 Wt 熔 體 平 均 溫 度 M 塑 件 脫 模 時(shí) 平 均 溫 度 Et 式 中 s 1 00mm 查 模 具 手 冊(cè) 表 得 50 240 35 0 105WtMtEtef 熱 擴(kuò) 散 率 的 計(jì) 算 公 式 a pc 9 2 式中 a 熱擴(kuò)散率 mm2 s 塑料熱導(dǎo)率 W m K pc 塑料比熱容 J g K 塑料密度 kg 3 其中 1 93 410W mm k pc 1 716KJ Kg K 1 2kg cm 3 代 入 數(shù) 據(jù) 計(jì) 算 得 a 0 094 2m s 3 8scT 由 塑 料 模 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 1 4 取 20s 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 22 頁 共 44 頁 計(jì) 算 用 水 量 的 多 少 來 確 定 孔 徑 是 否 合 適 9 5 用水量 M 的計(jì)算 計(jì)算公式為 10i t PMQC 9 3 式中 Q1 每次注射由冷卻系統(tǒng)傳去的熱流量 W M 每一次注射所需的單位時(shí)間用水量 kg s PC 水的必定壓熱容 J kg K it 水的入口溫度 0 水的出口溫度 P 4179 0t i 10 Q1 24 36W M 0 058kg s 我們水道選擇為直徑 8mm 的 水流量為 M 0 08kg s 大于 0 058kg s 表 9 1 PDC主要取值 溫度 0 20 40 60 80 Cp 值 4221 4183 4179 4191 4199 表 9 2 冷卻水道在穩(wěn)定紊流下的流速與流量 水管直徑 mm 最低流速 m s 流量 3m min 8 1 66 0 005 10 1 32 0 0062 12 1 10 0 0074 15 0 87 0 0092 9 6 成型周期計(jì)算 注 塑 成 型 周 期 涉 及 不 止 流 道 大 小 和 直 徑 還 有 澆 口 的 大 小 運(yùn) 水 注 塑 機(jī) 和 注 塑 工 藝 等 都 有 一 定 的 關(guān) 系 目 前 來 說 把 因 素 考 慮 全 的 話 還 沒 有 比 較 科 學(xué) 的 計(jì) 算 方 法 注 射 成 型 周 期 一 般 用 下 式 計(jì) 算 9 4 incrTTs 式 中 Ti 沖 模 時(shí) 間 由 PROE 計(jì) 算 總 注 塑 質(zhì) 量 包 括 澆 注 系 統(tǒng) 為 33 639g 查 塑 料 模 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 取 Ti 0 5s Tn 保 壓 時(shí) 間 取 24s Tc 冷 卻 時(shí) 間 Tc 22s 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 23 頁 共 44 頁 Tr 其 余 時(shí) 間 包 括 脫 模 區(qū) 間 及 開 閉 模 時(shí) 間 取 Tr 50s 代 入 數(shù) 據(jù) 計(jì) 算 得 T 96 5s 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 24 頁 共 44 頁 第十章 模具材料選擇 10 1 模具滿足工作條件要求 1 耐磨性 坯料在模具型腔中塑性變性時(shí) 沿型腔表面既流動(dòng)又滑動(dòng) 使型腔表面與 坯料間產(chǎn)生劇烈的摩擦 從而導(dǎo)致模具因磨損而失效 所以材料的耐磨性是模 具最基本 最重要的性能之一 硬度是影響耐磨性的主要因素 一般情況下 模具零件的硬度越高 磨損 量越小 耐磨性也越好 另外 耐磨性還與材料中碳化物的種類 數(shù)量 形態(tài) 大小及分布有關(guān) 2 強(qiáng)韌性 模具的工作條件大多十分惡劣 有些常承受較大的沖擊負(fù)荷 從而導(dǎo)致脆 性斷裂 為防止模具零件在工作時(shí)突然脆斷 模具要具有較高的強(qiáng)度和韌性 模具的韌性主要取決于材料的含碳量 晶粒度及組織狀態(tài) 3 疲勞斷裂性能 模具工作過程中 在循環(huán)應(yīng)力的長期作用下 往往導(dǎo)致疲勞斷裂 其形式 有小能量多次沖擊疲勞斷裂 拉伸疲勞斷裂接觸疲勞斷裂及彎曲疲勞斷裂 模 具的疲勞斷裂性能主要取決于其強(qiáng)度 韌性 硬度 以及材料中夾雜物的含量 4 高溫性能 當(dāng)模具的工作溫度較高進(jìn) 會(huì)使硬度和強(qiáng)度下降 導(dǎo)致模具早期磨損或產(chǎn) 生塑性變形而失效 因此 模具材料應(yīng)具有較高的抗回火穩(wěn)定性 以保證模具 在工作溫度下 具有較高的硬度和強(qiáng)度 5 耐冷熱疲勞性能 有些模具在工作過程中處于反復(fù)加熱和冷卻的狀態(tài) 使型腔表面受拉 壓 力變應(yīng)力的作用 引起表面龜裂和剝落 增大摩擦力 阻礙塑性變形 降低了 尺寸精度 從而導(dǎo)致模具失效 冷熱疲勞是熱作模具失效的主要形式之一 幫 這類模具應(yīng)具有較高的耐冷熱疲勞性能 6 耐蝕性 有些模具如塑料模在工作時(shí) 由于塑料中存在氯 氟等元素 受熱后分解 析出 HCI HF 等強(qiáng)侵蝕性氣體 侵蝕模具型腔表面 加大其表面粗糙度 加劇 磨損失效 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 25 頁 共 44 頁 第十一章 模具主要參數(shù)的計(jì)算 11 1 脫模力的計(jì)算 tcos 1 PESRm 11 1 式中 p 正壓力 MPa E 塑料的彈性模量 N cm 2 S 成形收縮率 mm mm t 塑件平均壁厚 cm 脫模斜度 R 凸模半徑 指圓形截面 矩形截面時(shí)可求其相等遠(yuǎn) 即以其 周長除以 cm m 塑料的帕松比 約為0 38 0 39 已知 E 154000 N cm 2 S 0 006 mm mm t 0 10cm 2 5 R 48 78mm 從而得到正壓力P 30 573 MPa 11 2 初始脫模力 2 1 QtESLfmf 11 2 式中 Q 脫模力 N E 塑料彈性模量 N cm 2 S 塑料平均成形收縮率 mm mm t 塑件壁厚 cm L 包容凸模的長度 cm f 塑料與鋼的摩擦系數(shù) m 塑料的柏松比 E 154000 N 2c S 0 006mm mm t 0 1cm L 6mm m 0 38 查表可得 f 0 35 從而得到 Q 785 4624 N 表10 1 各材料的動(dòng)摩擦系數(shù) 塑料種類 動(dòng)摩擦系數(shù) 尼龍 0 2 0 35 聚乙烯 0 2 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說明書 第 26 頁 共 44 頁 續(xù) 表10 1 各材料的動(dòng)摩擦系數(shù) ABS 0 21 0 35 改性聚苯乙烯 0 4 0 5 共聚甲醛 0 1 0 2 11 3 推桿直徑計(jì)算 231 4d 64t n QE 11 3 式中 d 圓形推桿直徑 cm 推桿長度系數(shù) 0 7 l 推桿長度 cm Q 總脫模力 N n 推桿數(shù)量