毕业设计（论文）-基于UG的手机外壳注塑模设计.doc

毕业设计(论文)正文 基于基于 UG 的手机外壳注塑模的手机外壳注塑模设计设计 2008 年 6 月 10 日 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 I 基于基于 UG 的手机外壳注塑模设计的手机外壳注塑模设计 摘摘 要要：本文以手机外壳注塑模具设计为例，介绍了基于 UG 注塑模具的设计方法与流 程，包括注塑工程分析、模具设计：确定型腔数目并选择注塑机, 分型面设计，及成形 方案浇注系统设计。采用热流道系统, 提高了塑件表面质量及成型效率，达到充分利用 资源，节约能源的目的。另外介绍滑块抽芯、模架加载、脱模机构设计和冷却系统的设 计，并叙述了模具的工作过程。叙述 UG 对模具进行结构设计的优势，采用 UG 软件进 行手机外壳注塑模设计，可大大缩短设计时间，降低设计成本，提高设计精度和效率， 对同类产品的设计具有一定的参考价值。 关键词关键词：UG；热流道；滑块抽芯 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 II Design of injection mold for mobile phone front cover based on UG Abstract：Chosen the mobile phone front cover , paper introduced the method of the injection mould design based on UG，and it include molded plastic engineering analysis，mould design：fixing the number of cavity，selecting the right injection machine and creating parting surfaces, make the shape scheme，this is contained total structure design,by hot runner system, improve the surface quality and moldings efficiency, make full use of resource save energy .Besides, slider lifter, dividing a design for face ,sprinkling to note the system design, state-listed, take off design and cool system design ,Further，mold working process introduce. The process of auto-optimization design of mould structure, the process of design based on UG soft ware can greatly shorten the time and lower the cost, improve the precision and efficiency. It can be certain reference to the design of similar products. Keywords: UG；Hot runner；Slider lifter 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 III 目目 录录 第第 1 章章 概述概述.1 1.1 设计项目概述 .1 1.2 模具工业在国民经济中的地位 .1 1.3 我国模具技术的现状及发展趋势 .2 第第 2 章章 塑件成型工艺分析塑件成型工艺分析.4 2.1 手机外壳结构分析.4 2.1.1 塑件几何形状的设计.4 2.2 ABS 的性能及其注射工艺分析 .5 2.2.1 注射成型过程.5 2.2.2 ABS 的注射工艺参数.5 2.2.3 ABS 成型塑件的主要缺陷及消除措施.6 第第 3 章章 模具结构形式和注射机的确定模具结构形式和注射机的确定 .7 3.1 分型面及型腔数目的确定 .7 3.2 注射机的选取和校核 .8 3.2.1 选择注射机所需参数计算 .8 3.2.2 选择注射机 .9 3.2.3 校核注射机有关工艺参数 .9 第第 4 章章 模具结构设计模具结构设计.11 4.1 成型零件的结构设计.11 4.2 成型零件工作尺寸及其校核.12 4.2.1 成形零件的工作尺寸设计 .12 4.2.2 模具型腔侧壁和底板强度、刚度的校核 .12 4.3 成型零件材料的选用.14 4.3.1 模具选材原则.14 4.3.2 塑料模具材料的确定.15 4.4 模架的确定 .15 4.4.1 模架的选择.15 4.4.2 模架尺寸的确定及校核.15 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 IV 4.5 浇注系统.16 4.5.1 添加定位圈.16 4.5.2 流道的设计.17 4.5.3 浇口的设计.18 4.6 脱模机构的设计.19 4.6.1 添加推杆.19 4.6.2 脱模机构的导向与复位.20 4.6.3 添加侧抽型机构.21 4.7 排气系统的设计.23 4.8 温度调节系统的设计.23 4.8.1 加热系统.23 4.8.2 冷却系统.23 4.9 模具装配及其工作过程.26 4.9.1 模具装配结构图.26 4.9.2 模具工作过程.26 总结总结.28 致致 谢谢 .29 参考文献参考文献.30 附录附录.31 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 1 第第 1 章章 概述概述 1.1 设计项目概述设计项目概述 塑料人类目前使用的第一大类材料，其使用范围已远远超过其他原始材料的使 用。塑料工业发展，塑料制品的广泛应用，塑料成型模具起了不可缺少的作用，它是塑 料工业中不可缺少的环节，是成型塑料制品的工具。而现在发展越来越迅猛的手机行业， 对注塑模具提出了更高的要求，也给注塑模具的发展注入了新鲜血液。 早期的手机都是体积庞大，重量沉，而被人们称为“大砖头” ，随着时间的发展， 人民生活水平的提高，人们观念的转变，手机的形态、体积由原来的砖头变得越来越小、 越来越轻巧；造型也越来越丰富，由早期的砖块变成当今的流线型，颜色也是多种多样。 随着技术的日趋完善给手机设计注入了新鲜的活力并带来了打破传统的前卫概念，手机 体积、重量都朝着轻、薄、小巧的方向发展，手机的显示屏幕越来越大，键盘造作方便， 功能也越来越丰富。 本设计以一款质量轻、流线型、屏幕大等适应时代潮流的手机的外壳为例，介绍了 基于 UG 的注塑模具设计流程，该流程包括工艺分析，选择注塑机，确定成型方案，并 对该注塑机进行必要的工艺参数分析，成型零件的设计与分析以及模架及其各个部件的 选取。而设计工具 UG 的选取，使设计更加方便、快捷。因为它不但包含了建模功能， Mold Wizard 为设计模具的型芯、型腔、镶块、电极等提供了相应的建模工具，模架和标 准件功能为设计提供了各种行业标准，这些都为设计节省了大量的时间。 该设计在浇注系统环节采用了热流道浇注系统，对流道内部进行加热，使流道中的 塑料始终处于熔融状态，这样在脱模时就不需要将流道内的塑料进行脱模，流道内的原 材料便可直接进行下次注射使用。热流道的采用大大节省了原材料，节约能源，这一技 术的采用对与环境日益恶化，能源短缺的当今有着重大意义。 1.2 模具工业在国民经济中的地位模具工业在国民经济中的地位 模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密监测和信息网络等 诸多学科，是一个综合性多学科的系统工程，是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展 我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪 表、家电和通讯等产品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现 出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 2 拟的。模具又是“效益放大器” ，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的 几十倍、上百倍。 模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，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。从以下四个方面，可以看出 模具工业在国民经济中的重要地位与作用。第一，模具工业是高新技术产业的一个组成 部分。例如：属于高新技术领域的集成电路的设计与制造，不能没有做引线框架的精密 级进冲模和精密的集成电路塑封模；计算机的机壳、接插件和许多元器件的制造，也必 须有精密塑料模具和精密冲压模具；数字化电子产品(包括通讯产品)的发展，没有精密 模具也不行。不仅电子产品如此，在航天航空领域也离不开精密模具。因此可以说，许 多高精度模具本身就是高新技术产业的一部分。有些生产高精度模具的企业，已经被命 名为“高新技术企业” 。第二，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。用信息技术带 动和提升模具工业的制造技术水平，是推动模具工业技术进步的关键环节。 CADCAECAM 技术在模具工业中的应用，快速原型制造技术的应用，使模具的设计制 造技术发生了重大变革。模具的开发和制造水平的提高，还有赖于采用数控精密高效加 工设备。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应 用，也要与电子信息等高新技术嫁接，实现高新技术产业化。第三，模具工业是装备工 业的一个组成部分。模具作为基础工艺装备，在装备工业中自然有其重要地位。因为国 民经济各产业部门需要的装备，其零部件有很大一部分是用模具做出来的。第四，模具 工业地位之重要，还在于国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑， 都要求模具工业的发展与之相适应。机械、电子、汽车工业需要大量的模具，特别是轿 车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都远不能满 足这些支柱产业发展的需要。 1.3 我国模具技术的现状及发展趋势我国模具技术的现状及发展趋势 (1) 我国模具技术现状:虽然我国模具总量目前已达到相当规模，模具工业水平在 量和质的方面也有很大提高，而且行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与 机制以及技术进步的方面也会取得较大发展，但是我国模具产品水平大大低于国际水平， 生产周期却高于国际水平。产品水平低主要表现在模具的精度、型腔表面粗糙度、寿命 及结构等方面、开发能力较差，经济效益欠佳。不过中国目前模具业呈现出良好发展势头， 要加以巩固并继续发扬创新！ 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 3 (2) 我国模具发展趋势:我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋 势日趋明显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面，国内模具 市场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行 模具采购趋向也十分明显。因此，放眼未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景 看好，预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展，我国不但会成为模具大国， 而且一定逐步向模具制造强国的行列迈进。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更 大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造 周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展，模具企业 向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 4 第第 2 章章 塑件成型工艺分析塑件成型工艺分析 2.1 塑件（手机外壳）分析塑件（手机外壳）分析 该塑件为手机外壳,其表面要求一定的光泽度及质感，并且其材质要求具有一定的强 度、刚度、耐热和耐磨损等性能,同时还必须满足绝缘性，在一定温度范围内要求具有良 好的抗冲击强度。据此，塑料可选择为 ABS。 塑件最大尺寸为长 121，宽 48mm，最高 14mm。密度为 1.05g/mm 。影响塑 3 件公差的主要因素是: 模具制造误差及磨损误差，尤其是成型零件的制造和装配误差以 及使用中的磨损、塑料收缩的波动、注射工艺条件的变化、塑件的形状和飞边厚度的波 动、脱模斜度及成型后塑件的尺寸变化。该塑件收缩率设置为 0.6%。 2.1.1 塑件几何形状的设计塑件几何形状的设计 创建塑件三维造型：根据现实中手机外壳的样品，并对一些部位给予修改以达到以 下效果：增大手机屏幕，机身两侧呈流线形式，键盘的布局方便方便机主操作。在 UG Modeling 的模块下灵活运用各建模命令创建如图 2-1 所示的塑件三维图形 。 图 2-1 塑件结构图 （1） 脱模斜度 。设计脱模斜度的目的是便于塑件的脱模，避免在脱模过程中拉 伤塑件表面， 其大小取决于塑料的收缩率。脱模斜度的取向要根据塑件的内外型尺寸而 定。塑件外形以型腔大端为准，尺寸要符合要求，斜度沿形状减小方向。要求开模后塑件留 在型芯上， 塑件内表面的脱模斜度应小于外表面的脱模斜度。根据 ABS 的性能， 型芯的 脱模斜度取 1.5 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 5 （2） 加强筋。为了使塑件与后盖便于装配, 并有一定的强度和刚度， 同时又能避 免因壁过厚而产生成型缺陷, 在塑件内表面外侧增设了部分加强筋， 小端厚度 0.6mm，并做 1斜度。 （3） 塑件的壁厚 。选择 UG 软件中工具条中的分析栏，单击距离一项，可测得 该塑件的平均厚度为 1.5 mm。 2.2 ABS 的性能及其注射工艺分析的性能及其注射工艺分析 丙烯晴丁二烯苯乙烯共聚物（ABS）是一种坚韧而有刚性的热塑性塑料。在一 定温度范围内具有良好的抗冲击强度和表面硬度，有较好的尺寸稳定性、一定的耐化学 药品性和良好的电绝缘性。电镀级的外表可进行电镀、真空镀膜等装饰。通用级 ABS 不 透水，可用注射、挤塑和真空等成型方法进行加工。ABS 以其具有很好的韧性( 抗震性)、 密封性, 很高的机械强度, 耐化学腐蚀, 制品拿在手上很有质感的特点而受到人们的青睐。 2.2.1 注射成型过程注射成型过程 （1）成型前的准备。对的色泽、细度和均匀度进行检查，由于 ABS 易吸水，成形 加工前应进行干燥处理。 （2）注射过程。塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，有模具的浇 注系统进入模具型腔成型，其过程可以分为充模、压实、保压、倒流和冷却 5 个阶段。 （3）塑件的后处理。采用调湿处理，其热处理条件参照参考文献2中的表 13-3 有处理方法红外线灯、烘箱，处理温度为 70。 2.2.2 ABS 的注射工艺参数的注射工艺参数 （1）注射机类型：螺杆式。 （2）螺杆转速（r/min）：30。 （3）料筒温度（）：后段 150170； 中段 165180； 前段 180200。 （4）喷嘴温度（）：170180。 （5）模具温度（）：5080。 （6）注射压力（MP ）：60100。 a 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 6 （7）成型时间（s）：注射 2090；高压 05；冷却 20120；总周期 50220。 2.2.3 ABS 成型塑件的主要缺陷及消除措施成型塑件的主要缺陷及消除措施 ABS 在升温时黏度增高，所以成形压力交高，塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS 易吸 水，成形加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，设计模具时应该注意尽量减少小浇注 系统对料流的阻力；在正常的成形条件下，壁厚、熔件温度及收缩率影响极小。要求塑 件精度高时，模具温度可控制在 50-70，要求塑件光泽和耐热时，应该控制在 6080。 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 7 第第 3 章章 模具结构形式和注射机的确定模具结构形式和注射机的确定 3.1 分型面及型腔数目的确定分型面及型腔数目的确定 分模是注射模具设计的最重要的一环，它是用分型面将包含模具型腔的体积块分开 成动模型芯和定模型腔，而分型面就是动模型芯和定模型腔的接触面。分模一般按以下 步骤进行：修补塑件提取塑件的分型线，生成分模面，分模得到动模型芯、定模型腔和 滑块型芯。对于具有孔或者槽的塑件在分模前需要修补好这些结构。塑件修补好后开始 提取塑件的分型线。分型线是产品的最大轮廓线是产生分模面的基础。该塑件分型线可 以通过搜索修补好的塑件的边线获取。分型面是以产生的分型线为基础采用拉伸面、边 界面或者其他创建面方法获得。 图 3-1 提取分型线 在塑件设计时, 必须考虑成型时分型面的形状和位置， 否则无法用模具成型。因侧 向合模锁紧力较小，故应将投影面积大的分型面放在动、定模的合模主平面上，而将投 影面积较小的分型面作为侧向分型面。本模具的分型面选择在塑件的大平面处。模具上 用以取出塑件和冷凝料的可分离的接触表面称为分型面。分型面的设计合理与否直接影 响到塑件的质量；模具的整体结构；工艺操作的难易程度及模具的制造成本。 分型面的选择原则如下： （1）分型面应选择在塑件外型的最大轮廓处。 （2）分型面的选择应考虑有利于塑件的脱模。 （3）分型面的选择要保证塑件的精度要求。 （4）分型面的选择还应考虑模具的侧向抽拔距。 （5）分型面作为主要的排气渠道，应将分型面设计在熔融塑料的流动末端，以利于模 具型腔内气体的排出。 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 8 （6）选择分型面时应使模具零件易于加工。 根据以上原则，本模具的分型面选择在塑件的大平面处。该手机外壳通过 UG 软件中 的 Mold Wizard 模块处理得到分型面如图 3-2 所示。 图 3-2 分型面 当塑件分型面确定之后，就需要考虑是型腔数目采用。 由于该塑件为手机外壳，其对于表面质量及精度要求都比较高，且形状较为复杂， 决定初步拟定采用一模一腔的模具形式。 3.2 注射机的选取和校核注射机的选取和校核 3.2.1 选择注射机所需参数计算选择注射机所需参数计算 （1） 注射量的计算 从 UG 软件中的分析功能中可以得出该手机塑件的体积 V =10308.255mm ，其质量 0 3 m 为 10.82g，流道凝料的体积还是一个未知数，可按塑件体积的 0.6 倍来估算，因为从 1 上述分析中确定为一模一腔，所以塑件成型所需注射量为 V =1.6V =16493.208 mm 。 10 3 结合生产实际，注射机的最大注射量是其额定注射量的 80%，所以注射机的额定注射量 为 V V /0.8=13194.5664 mm 13.195 cm 1 33 （2）锁模力（F）的计算 模具设计时应使注射机的额定锁模力大于胀模力，即 FP A ， F 为注射机额定锁模 0 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 9 力（N） ；P 为塑料熔体在型腔内的平均压力(MP )；A 为制品和浇注系统在分型面上的 0a 垂直投影面积（mm ） 。因为是一模一腔，所以浇注系统在分型面上的垂直投影面积和制 2 品的部分投影面积重合，制品的投影面积估算为2 A=A +A =1.2A =1.2*2904=3486.800mm 1 2 1 2 A 塑件的在分型面上的投影面积； 1 A 为流道内的原料在分型面上的投影。2 塑件成型时所需的注射压力 P 通常为 80110MP 。因为所采用材料为 ABS，其 0a 为中等粘度，精度高，考虑压力损失，根据查表应选择 P =100 MP 。 0a 所以锁模力 FP A=100MP 3486.800mm =348.68KN 0a 2 3.2.2 选择注射机选择注射机 注射机规格的确定主要是根据塑件制品的大小及生产批量，在选择注塑机时，主要考虑 其塑化率、注射量、锁模力、安装模具的有效面积（注射机拉杆的内距离） 、容模量、顶出 形式及顶出长度。倘若客户已提供注塑机的型号或规格，必须对其参数进行校核，若满足不 了要求，则必须与客户商量更换。 根据以上初步的注射量和锁模力的计算，查阅213.1 可选用 SZ-100/60 立式注射机， 其主要技术参数见表 3-1。 表表 3-1 SZ -100/60型注射机主要技术参数型注射机主要技术参数 理论注射容量/ cm 3 100 锁模力/KN 600 螺杆直径/mm 35 拉杆内间距/mm 440*340 注射压力/ MPa150 移模行程/mm 260 注射速度/（g/s） 60 最大模厚/mm 340 塑化能力/（g/s） 5.6 最小模厚/mm 100 螺杆转速/（r/min）14200定位孔直径/mm 36 喷嘴球半径/mm 12 喷嘴孔直径/mm 4 3.2.3 校核注射机有关工艺参数校核注射机有关工艺参数2 （1）由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数 n。 校核型腔数目： n (kMt/3600-m )/m2 1 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 10 =(0.85.6360060/3600-0.611)/11 =12.45 1 （式3-1） 型腔数校核合格。 式中 m = V =1.0510308.25511g 10 m =0.6m =0.6117g；2 1 k注射机最大注射量的利用系数,一般取0.8； M注射机的额定塑化量(5.6g/s)； t成型周期，取 60 秒。 （2）注射压力Pe的校核。 Pekp0 =1.3100 =143Mpa （式3-2） 而所选注射机Pe=150Mpa,注射压力校核合格。 式中 k 注射压力安全系数，取1.3； P 取110Mpa.(塑件成型时所需要的注射力)。 0 （3）锁模力F校核。 Fk AP=1.2348.68 0 型 =418.42KN （式3-3） 而该注射机的锁模力F=600KN, 锁模力校核合格 其他安装尺寸的校核要待模架选定,结构尺寸确定以后才可进行。 式中 P塑料熔体对型腔的平均压力；型 A 塑件和流道在分型面上的投影面积； k 锁模力安全系数，一般取1.11.2。 0 由以上的校核，可以确定该注射机的选择合格。 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 11 第第 4 章章 模具结构设计模具结构设计 4.1 成型零件的结构设计成型零件的结构设计 直接与塑料接触构成塑件形状的零件称为成型零件，其中构成塑件外形的成型零件 成为凹模，构成塑件内部形状的成型零件成为凸模。在通过 UG 生成分型面之后，可通 过分型工具，创建型芯和型腔，UG 会根据产品及分型面的相关尺寸自动处理完成，生成 型腔和型芯。 图 4-1 合模示意图 (1) 凹模的结构设计 图 4-2 型腔示意图 图 4-3 型腔三维效果图 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 12 (2) 凸模和型芯的结构设计 图 4-4 型芯示意图 图 4-5 型芯三维效果图 4.2 成型零件工作尺寸及其校核成型零件工作尺寸及其校核 4.2.14.2.1 成形零件的工作尺寸设计成形零件的工作尺寸设计 成型零件的工作尺寸涉及到材料的热胀冷缩，计算复杂，要运用大量公式，在 UG Mold Wizard 中， UG 软件根据塑件及分型面的相关尺寸自动处理完成，生成型腔和型芯。 在型腔和型芯生成之后，我们再对其进行校核。 4.2.24.2.2 模具型腔侧壁和底板强度、刚度的校核模具型腔侧壁和底板强度、刚度的校核23 塑料模具型腔在成型过程中受到塑料熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度， 如果型腔侧壁和底版厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏；也有可能因 为刚度不足而产生扰曲变形，导致溢料飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。因此， 应通过计算来确定型腔的壁厚，尤其对于精度要求高的型腔，不能单纯凭经验来确定其 尺寸。型腔侧壁所受的压力应以型腔内所受最大压力为准。此型腔的内外截面接近矩形 形状，其刚度要求低于矩形型腔，在此皆按照整体式矩形型腔计算公式计算。 （1）型腔侧壁厚度 S 计算 S= （式 4-1） 1 4 3 Ca p E 1 3 Ca p a E 式中 S为型腔侧壁厚度（mm） ； 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 13 a为型腔侧壁受压高度（mm） ； P为型腔压力（取 35MP ） ； a E为模具材料的弹性模量（取 2.110 MP ） ； 5 a 任一自由边中点的允许变形量（mm） ； C为常数，由 L/a 的数值确定，可由以下近似公式计算。 C= = = =1.48105 （式 4-2） 4 4 3( / ) 2( / )96 L a L a 式中 L为型腔长边长度； a为型腔侧壁受压高度。 经过测量得型腔长边长度 L=180mm，型腔侧壁受压高度 a=23.0592mm。 = =25i= =251.1689m =29.22m=0.0292mm （式 4-3） 式中 i=0.35W +0.001W=0.35*180 +0.001*180=1.1689m 1 5 1 5 W为型腔最长边。 所以计算得型腔厚度 S= = = 1 3 Ca p a E 1 3 5 1.48105*23.0592*35 23.0592* 2.1*10 *0.0292 =13.8537mm 而由 UG 自动生成的成型零件，可测得型腔侧壁厚度 s=18.1180mm13.8537mm,则型腔 侧壁厚度满足要求。 （2）型腔底板厚度计算公式为 T= = （式 4-4） 11 4 33 00 C pbC pb b EE 式中 T为整体式矩形型腔底板厚度（mm） ； P为型腔压力（取 2.110 MP ） ； 5 a b为矩形板受力短边长度（mm） ； L为矩形板受力长边长度（mm） ； E为模具材料的弹性模量（取 2.110 MP ） ； 5 a 为允许变形量； C 由 L/b 决定的常数，可由近似公式计算 。 0 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 14 C = = = 0 1 4 4 （L/ b) 32 (L/ b) 1.7143 1 4 4 32 1. 7143 =0.0280 （式 4-5） 经过测量 UG 中自动生成型腔的相关尺寸为 L=180mm，b=105mm, =25i=250.6846m=17.0986m=0.0170mm （式 4-6） 式中 i=0.35W +0.001W=0.35*23.0592 +0.001*23.0592=0.6846m； 1 5 1 5 W影响模具变形最大尺寸 计算得型腔底板厚度为 T=105=31.1920mm 1 3 5 0.0280 100 105 2.1 100.0170 而由 UG 自动生成的成型零件，可测得型腔底版厚度 T=34.0760 mm 31.1920 mm， 则型腔底版厚度满足要求。 4.3 成型零件材料的选用成型零件材料的选用 4.3.1 模具选材原则模具选材原则 模具的分类，一般把模具按使用寿命的长短分五级，一级在百万次以上，二级是 50 万100 万次，三级在 30 万50 万次，四级在 10 万30 万次，五级在 10 万次以下，一 级与二级模具都要求用可以热处理硬度在 HRC50 左右的钢材，否则易于磨损，注塑出的 产品易超差，故所选的钢材既要有较好的热处理性能，又要在高硬度的状态下有好的切 削性能，当然还有其他方面的考虑。因我很少接触国产塑胶模钢材，故只能介绍在珠三 角常用的进口料。通常选用瑞典的 8407，S136,美国的 420,H13,欧洲的 2316，2344，083，或日本的 SKD61，DC53（原为五金模材料，特殊情况下使用。 ）一类 的钢材。除此外，注塑的原料及其所增加的填料对选用钢材有很大的影响，尤其是玻璃 纤维对模具的磨损大。 有些塑胶料有酸腐蚀性，有些因添加了增强剂或其他改型剂，如玻璃纤维对模具的 损伤大，选材时均要综合考虑。有强腐蚀性的塑胶一般选 S136，2316，420 一类钢材， 弱腐蚀性的除选 S136，2316，420 外，还有 SKD61，NAK80，PAK90，718M。强酸性 的塑胶料有：PVC，POM，PBT 弱酸性的塑胶料有：PC，PP，PMMA，PA， 产品的外观要求对模具材料的选择亦有很大的影响，透明件和表面要求抛镜面的产品，可选 用的材料有 S136，2316，718S，NAK80，PAK90，420，透明度特高的模具应选 S136，其 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 15 次是 420。 4.3.2 塑料模具材料的确定塑料模具材料的确定 动模型芯的切削量最大表面质量要求相对不高， 选用的材料为瑞典“一胜百”的 8407。这种材料的出厂硬度大概为 185HB，韧性和延展性能佳同时切削性能良好，适 应在数控铣床或加工中心加工。 为了保证塑件外表面的粗糙度，定模型腔的材料选择 S136，硬度约为 215HB，因 为 Cr 含量高可抗腐蚀具有不锈作用可以保证在大批量生产中塑件外表面的质量。 滑块型芯选择大同模具钢 DC53，该种模具钢具有良好的韧性和耐磨性高温回火后 硬度可达 62HRC， 可以满足抽芯时摩擦和碰撞对材料的要求且退火后切削性能都要优 于 skd11。 4.4 模架的确定模架的确定 4.4.1 模架的选择模架的选择 根据型腔的布局可看出，型腔件分布尺寸为 180*105，又根据型腔侧壁最小厚度为 25.612mm,在考虑到导柱、导套、及连接螺钉布置应占的位置、斜滑块和采用推件板推出 等各方面问题，则确定选用模架为在“模架管理”对话中的“目录”对话框中选择 “HASCO-E”系列标准模架，在“模架尺寸系列”中选择“296*346”型，系统将自动 装载装配模架，如图 4-6 所示。 4.4.2 模架尺寸的确定及校核模架尺寸的确定及校核 在改变视图后可以发现，模架的动、定模板的厚度与型腔和型芯的尺寸不匹配。在 UG “模架管理”对话框中，用“编辑组件”来编辑该模架。 （plate-h 设置数据来自于 下面的几个模板尺寸确定） 。 各模板尺寸的确定 （1）A板尺寸 A板是定模型腔板，塑件最大高度14mm，在模板上还要开设冷却水道，冷却水道离型 腔应有一定的距离，因此A板厚度取36 mm。 （2）B板尺寸 B板型芯是凸模（型心）固定板，凸模的成型部分最大高度为16-1.5=14.5mm，再根据 6.1.2成型零件的设计，因此B板厚度可取27mm. 定模板、动模板的“plate-h”分别设置为36、27，装配模架将更新这两块模板，使之 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 16 与型腔和型芯的厚度相匹配。 图 4-6 模架的选取 图 4-7 模板尺寸 模架编辑完成后，对开模机构行程搅核： 从选定模架可知，模架外形尺寸：宽*长*高=346*346*209。 模具平面尺寸346*346440*340（拉杆间距） ，合格；模具高度209，100209340 合格（参考文献2式2-12） ； 模具开模所需行程H（参考文献2式2-13） H=H +H +（510）=12.5+14+（510）12 =（31.536.5） 260（注射机开模行程） （式4-7） 合格；其他各参数在前面校核均合格，所以本模具所选注射机完全满足所用要求。 式中 H 型芯高度；1 H 塑件高度。2 4.5 浇注系统浇注系统 4.5.1 添加定位圈添加定位圈 在 UG 模具向导工具栏中选择“标准部件” ，再在“标准部件管理”对话框中选择 HASCO-MM，分类则选择“Locating-ring”一项，然后则选取“K100A”这一部件，如 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 17 图 4-8 所示，其相关数据则按照 UG 自动默然设置，生成如图 4-9 形式的定位圈。 图 4-8 选择定位圈 图 4-9 定位圈 4.5.2 流道的设计流道的设计 浇注系统是指注射机到型腔之间的进料通道，分为普通浇注系统和热浇道浇注系统。 普通浇注系统由主浇道、浇口和冷料穴等几部分组成 。热流道模具是指对流道内部进行 加热，使流道中的塑料始终处于熔融状态的模具。由于采用热流道技术的模具可提高制 件的生产率,并能大幅度节省制件的原材料和节约能源；缩短成形周期；提高产品质量； 降低成本；易实现自动化生产。所以广泛应用