路由器上盖塑料模设计.doc

潇 湘 职 业 学 院毕业设计(论文)说明书题 目： 路由器上盖塑料模具设计 系 部： 机械工程系 专 业： 模具设计与制造 学 号： 200802020608 姓 名： 杨蓉子 指导老师： 王正青 开题时间： 2012年11月7日 完成时间： 2010年12月10日 潇湘职业学院教务处制 摘 要 塑料成型制品是以塑料为主要结构材料经成型加工获得的制品， 又称塑料制件，简称塑件。塑料成型制品应用广泛，特别是在电子仪表、电器设备、通信工具、生活用品等方面获得大量应用。如各种受力不大的壳体、支架、机座、结构件、装饰件等；建筑中所大量使用的各种塑料管材、板材以及门窗异型材；塑料中空容器和各种生活用塑料制品等。 作为塑料制品的主要生产基础工艺装备的塑料模具，在国民经济中占有重要的地位，模具技术也已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。进入 21 世纪以来，我国在模具行业发展迅猛。模具行业为推动我国的经济生活各领域的发展做出巨大贡献。随着我国进入“十二五”快速发展时期，在机械、汽车、家电、电子信息和建筑建材等领域对塑料模具的强烈市场需求推动下，塑料模具的发展前景一片光明。其中复杂、高精度、多功能复合型模具成为未来模具行业发展的重点。我国从改革开放开始，对国外先进技术的消化吸收， 特别是计算机技术在整个制造领域的成功应用更是大大地推动了模具行业的飞速发展。 近年来我国在模具行业取得长足进步， 新材料、 新工艺、先进加工设备不断出现。 模具零件的标准化、 专业化和商品化已达到较高的水平。如今世界模具工业的发展速度超过了新兴的电子工业，已实现了模具专业化、标准化和商业化，因而深受赞誉。模具又因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、 生产成本低而获得广泛应用， 与其他加工制造业所无法比拟的。 当然近年来，我国模具行业一直保持着良好的发展，已经驶入发展快车道。尤其我国模具工业在政府十分重视及关怀下，并提出相应的优惠政策进行模具技术开发，在模具工业中大量采用先进技术和设备，努力提高模具设计和制造水平，取得显著的经济效益。本文设计的内容是上盖注塑模具。塑件的材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）。根据地板的结构形状特点以及现有的注塑成型工艺，为实现塑件的快速成型、脱模，采用点浇口的浇注方式。本文对注塑模具进行简要介绍，注塑模具中的主要零件进行了设计计算，并在设计过程中着重考虑了生产实际中的经济性和合理性。Abstract In the 21st century, the mold industry of China has rapid development. Mold industry contributes greatly to promote Chinas economic development in all areas of life. As China into the second Five-Year period of rapid development in machinery, automobile, home appliances, electronic information and the field of building materials such as plastic mold, are driven by strong market demand, and these give plastic mold industry bright prospects.The future development of the industry focuses on the complex, high precision, functional composite mold. The reform and opening up of China for digestion and absorption of foreign advanced technology, especially in the field of computer technology in the successful application of the entire manufacturing has greatly promoted the rapid development of the mold industry. In recent years, China has made great progress in the mold industry, new materials, new technology and advanced processing equipment. Mold parts standardization, specialization and commercialization have reached a higher level. The content of this paper is to designthe injection mold for The upper cover injection mold. The material is Acrylonitrile - butadiene - styrene copolymer (ABS). According to the shape characteristics of toothpaste cap structure and the existing injection molding process, the use of gear and rack as the screw-separating mechanism, this paper designs an efficient spin injection mold with auto-off thread. Unscrewing institutions include spur gears, the rack, straight bevel gears and the screw core. To achieve rapid forming of plastic parts and mold opening, a point gate and secondary mold opening structure of three-plate molds are used. This paper briefly describes the injection mold, the auto-off thread process and principles of mold design. Unscrewing of the gear and rack driving system for the mold design and the main parts of the plastic injection mold are calculated, and the actual production of economic rationality is also considered in the design process. Key Words：Injection mold；In ternal thread；Point gate；Gear rack mechanism 目 录摘要 2Abstract 3引言 71 塑料模具及塑料模具行业 8 1.1塑料模具简介 8 1.2塑料模具行业的现状及发展方向 82 注塑成型工艺与设备 11 2.1注塑模的组成及各部分作用 11 2.2注塑成型过程 12 2.3注塑机 133 模具分析与设计 143.1 设计任务要求 143.2塑件介绍及塑件材料 15 3.2.1 塑件介绍 15 3.2.2 塑件材料分析介绍 153.3分型面选择 163.4型腔布置方案 173.5注塑机的选择 173.6注塑机参数的校核 18 3.6.1最大注射量校核 18 3.6.2锁模力校核 19 3.6.3模具闭合高度校核20 3.6.4开模行程校核 203.7模具浇注系统设计和浇口的设计 21 3.7.1主流道的设计 21 3.7.2分流道的设计 22 3.7.3浇口的设计 223.8合模导向机构和定位机构 23 3.8.1导向机构的总体设计 23 3.8.2导柱设计 24 3.8.3导套设计 243.9浇注冷却系统的设计 253.10脱模推出机构的设计 25 3.10.1脱模推出机构的设计原则 25 3.10.2推杆的设计 26 3.10.3复位杆的设计 263.11排气系统的设计 273.12模架的选择 27 3.12.1模架结构 27 3.12.2模架周界尺寸选择 274 成型零部件的设计计算 284.1 成型零件的尺寸计算 28 4.1.1凹模结构设计 28 4.1.2 凸模结构设计 29 4.1.3螺纹成型零件的结构设计 29 4.1.4 成型零件钢材的选用294.2 成型零件工作的尺寸计算 30 4.2.1塑件尺寸和精度 30 4.2.2收缩率的确定 31 4.2.3计算模具成型零件的工作尺寸 315 模具装配 325.1塑料模具装配的技术要求325.2塑料模具装配过程33 5.2.1装配动模部分33 5.2.2装配定模部分346 经济性分析 34结束语 35致谢 36参考文献 37引 言 本次毕业设计的题目是路由器上盖注塑模具的设计，设计中的注塑产品（顶盖）与实际生活息息相关，在各种电子产品中被广泛使用。次毕业设计的设计要求和设计参数如下:一设计要求：（1） 塑件产品图1张，模具总体结构装配图 1张；（2） 模具主要零件图68 张；（3） 总体图量不少于1.5张零号图，全部设计图纸用CAD 完成；（4） 模具设计计算说明书一份。二设计参数：（1） 型腔数量：4 （2） 塑件材料：ABS 根据此次毕业设计所做底板的结构参数以及塑件的结构特点：查阅过相关书籍文献后，初步选定分型面，型腔大小以及数量，塑件应留在动模一侧，明确顶出机构的设计方案。结合上述浇注系统的设计、型腔的布置方案以及分型面的选择确定了模具的类型以及模架的初步选择。此次设计在王老师的大力支持下和细心指导之下才得以顺利进行，尤其在分型面的创建过程当中，正应为王老师的指导让我正确的选择好分型面才得以让后面的设计顺利进行，也让我在分型面的创建这方面让我体会颇多，当然整个设计过程当中，让我对注塑模具有了全新认识，也产生了浓厚的兴趣。在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正。设计者：杨蓉子2012年10月20日1 塑料模具及塑料模具行业1.1 塑料模具简介 塑料模具是塑料加工工业中和塑料成型机配套， 赋予塑料制品以完整构型和精确尺寸的工具。由于塑料品种以及成型方法的不同，塑料模具主要分为以下几大类：（1） 塑料注塑模具：主要用来成型热固性塑料。 注塑模具由于其成型效率高，易于成型形状复杂的制品，并且容易在工业中实现自动化生产。因此在塑料工业中注塑模具发展较为迅速，目前在我国日益发展壮大，技术水平也得到了极大地提高和发展。 注塑模具的结构及基本零件： 成型零件，包括凹模、凸模、各种成型芯。 支承固定零件，包括模底座、固定板、支承板、垫块等。用于固定模具或支承压力。 导向零件，包括导柱和导套。用于确定模具或推出机构运动的相对位置。 抽芯零件，包括斜销、滑块等。在开模过程中用于抽出活动型芯或镶块，使塑件脱模。 推出零件，包括推杆、推管、推块、推件板、推板、推板固定板等。用于使塑件脱模。 （2） 塑料压塑模具：主要用来成型热固性塑料。包括压缩成型模具和压注成型模具。 （3） 塑料挤出模具：主要用来成型生产连续形状的塑料产品。 （4） 塑料吹塑模具：主要用来成型塑料容器类中空制品。 （5） 塑料吸塑模具：主要用来生产一些日用品、食品类包装制品。 （6） 高发泡聚苯乙烯成型模具：主要用来成型各种所需形状的泡沫塑料包 装材料。1.2 塑料模具行业的现状及发展方向 模具工业生产的基础工艺装备。模具是现代，特别是汽车、摩托车、航空、仪表、仪器、医疗器械、电子通讯、兵器、家用电器、五金工具、日用品等工业必不可少的工艺装备。所以模具行业在整个工业领域重要性不言。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，因为模具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。 （1） 我国塑料模具行业的现状 80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为 13%，1999年我国模具工业产值为 245亿，至2002年我国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约 30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产 48 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星.K 模具有限公司制造多腔 VCD 和 DVD 齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为 0.08mm 的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达 0.02mm0.05mm，表面粗糙度 Ra0.2m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达 1030万次，淬火钢模达 501000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。 成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。 气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在 2934 英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了 C-MOLD 气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置， 少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到 10%，与国外的50%80%相比，差距较大。 在制造技术方面，CAD/CAM/CAE 技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的 CAD/CAM 系统，如美国 EDS的 UG、美国 Parametric Technology 公司的 Pro/Engineer、美国 CV 公司的CADS5、日本HZS 公司的CRADE、美国AC-Tech 公司的C-Mold及澳大利亚公司的MPA 塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM 的集成，并能支持CAE 技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM 技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM 系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的 CAXA 系统、华中理工大学开发的注塑模 HSC5.0 系统及 CAE 软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM 技术创造了良好条件。近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。 但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在 30%以下，和国外先进工业国家已达到70%80%相比，仍有差距。 长期以来，中国模具工业的发展在地域分布上存在不平衡性，东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方，模具生产最集中的地区在珠江三角和长江三角地区，其模具产值约占全国产值的三分之二以上。其中长三角和珠三角个别企业的产品己达到相当高的水平， 个别企业的部分产品已达到或接近国际水平，但总体来看，这些企业的模具的精度、型腔表面粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。 同样在生产方式和企业管理在内的总体水平与国外工业发达国家相比尚有10 年以上的差距。 企业是模具创新的主体。长期以来我国塑模具企业存在着研发能力弱，创新意识薄弱。一方面是由于技术人员比例低、水平不够高，另一方面是由于科研开发投入少，更重要的是观念落后，对开发不够重视。使得我国大多数塑料模具企业长期处在中低档模塑制品加工链下游，难以实现高附加值的企业利润。 一切竞争都可归结于人才的竞争。由于我国现行体制和教育培养体系问题。高质量模具研发人才缺口问题的解决尚待时日。在社会主义市场经济中，在经济全球化的过程中，竞争性行业，特别是像模具这样依赖于特殊用户，需单件生产的行业，许多企业目前的体制和经营机制仍旧很难适应多变的市场。人才的数量和素质水平也跟不上行业的快速发展。虽然各地都在努力解决这两个问题，但要得到较好解决尚待时日。 （2） 我国塑料模具工业和今后的主要发展方向。 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、 复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。 在塑料模设计制造中全面推广应用 CAD/CAM/CAE 技术。CAD/CAM 技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM 技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度， 为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE 一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM 系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM 软件的智能化程度将逐步提高； 塑料制件及模具的3D 设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量， 并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。 气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制， 而且常用于较复杂的大型制品， 模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。 开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低， 与国外差距甚大， 在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。 应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM 的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。 随着科学技术的进步，产品不断向微型化方向发展，因而产生了新世纪产业需求的微机电系统技术。许多新兴制造技术随之产生，包括光刻，电铸及脱模技术(LIGA)、紫外光蚀刻技术(UV)、放电加工(EDM)、微注射成型、精密磨削和精密切削等。其中，微注射成型技术以容易实现低成本大规模生产具有精密微细结构零件的优点成为世界制造技术的研究热点之一。 因此我国必须在现有的基础上加强对微注塑成型领域的理论及技术研究。2 注塑成型工艺与设备2.1 注塑模的组成及各部分作用 （1） 塑件成型零件：赋予成型材料形状和尺寸的零件。通常由型芯、型腔以及其他辅助零件等。 （2） 浇注系统：将熔融塑料从注射机喷嘴引向流入闭合的模腔，一般由主流道、分流道、浇口、冷井以及钩料杆等。 （3） 合模导向与定位零件：保证模具各结构件相互的移动精度，通常有导柱和导套以及定位环、锥面定位元件等。 （4） 脱模机构：将塑件从模具中平稳可靠地脱出来的机构装置，称之为脱模机构或推出机构。脱模机构一般情况下设在动模一侧，主要有推杆、推杆固定板以及推杆电板等零件组成。 （5） 复位机构：模具完成塑件推出动作后，需要将动、定模闭合以便完成下一次的注塑。合模时为避免推杆损伤型腔表面，一般采用复位杆带动推杆回到原先位置。 （6） 温度调节系统：为了满足注射工艺对模具温度的要求，模具应设有温度调节系统对模具温度进行调节。温度调节系统主要由加热和冷却系统组成。一般热塑性塑料成型时需要冷却，热固性塑料成型时需要加热。 （7） 排气系统：塑料熔体注入模具型腔时，会使型腔填充不满或因气体在高压力作用下快，快速升温而使塑件局部烧伤。所以在模具中应开有排气槽以保证气体迅速彻底排出模腔。 （8） 侧向分型抽芯机构：当塑件侧向有凸凹及孔时，在塑件被顶出之前，需要先抽拔出侧向的型芯（或镶块），才能使塑件顺利实现脱模。 （9） 模架：模具中各模板和导柱、导套以及复位杆、推杆等，通过螺钉连接组合成一起的装配体称之为模架。模架是实现模具基本功能的基础零件，模架的尺寸规格已实现系列化、标准化、商品化。在设计模具时可直接选用模架。2.2 注塑成型过程 注塑成型是热塑性塑料的主要方法。它的注塑成型过程归纳起来是塑化、注射和模塑三个过程。其注射工艺流程如图 2.1 所示。 图2.1 注射工艺流程（1） 塑化过程：塑料在机筒内经过加热达到流动状态，经过螺杆旋转或者柱塞的推挤，达到组分均匀并具有良好可塑性的过程，即塑化过程是注塑过程的准备过程。 （2） 注射过程：塑料在喷嘴的注射压力下由料筒克服一系列的流动阻力和运动阻力注射进入模腔的过程。一般喷嘴的注射压力常在80120MPa之间。 （3） 模塑过程：从塑料熔体注射进入模具开始，经过模腔注满熔体冷却固化定型，一直到塑件制品从模腔内脱出的这一过程。模塑过程大体可以分为三个阶段。 冲模阶段：从柱塞或螺杆开始向前推动融料起直至塑料充满模腔时为止。在此过程中注射压力起决定作用。 保压阶段：熔料充满模腔后，由于塑料熔体在模腔内受到冷却而发生收缩但因模腔内的塑料仍然处于柱塞或螺杆的稳压之下， 料筒内的熔料必须向模腔内继续填充，才能补足因收缩而留出的空间。 固化阶段：在冷却系统和模体温度的作用下，塑件逐渐固化成型，开模后顶出。2.3 注塑机 注塑机是塑料 （主要是热塑性塑料）注射成型时所使用的主要设备。其结构主要是由注射装置、脱模装置、锁模装置、模板机架等部分所组成。 注射成型时，将成型模具安装注塑机的动模固定板和定模固定板上，由锁模装置合模并锁紧，塑料在料筒中被加热而呈熔融状态，由注射装置将塑料熔体注入模具型腔之中， 塑料件冷却固化后由锁模装置开模， 并由推出装置将塑件推出。 根据注塑机的工作过程，一般可以将注塑机分为以下几个部分：（1） 注射装置：注射装置的主要作用是使固态的塑料颗粒均匀地塑化而呈熔融状态，并以足够的压力和速度将塑料熔体注入闭合的模具型腔中。注射装置包括料斗、料筒、加热器、计量装置、螺杆（柱塞式注塑机为柱塞和分流梭）、喷嘴及其驱动系统。 （2） 锁模装置：锁模装置的功能有三点：第一是实现成型模具的开、合动作；第二是在成型过程中提供足够的夹紧力使模具锁紧；第三是开模时能够推出模具型腔中的塑料件。锁模机构可以是机械式的，也可以是液压式的，或者是液压与机械联合作用式的。推出机构也有机械推出式式和液压推出式两种。 （3） 液压传动和电气控制：液压传动系统和电气控制系统是保证注塑机注塑成型按照预定的工艺要求 （压力、速度、温度和时间）和动作程序准确进行而设置的。液压传动系统是注塑机的动力系统，而电气控制系统则是控制各个动力液压缸完成开启、闭合及注射、推出与前进、后退等动作的系统。 随着塑料工业飞跃的发展，注塑机的发展也快。类型不断增加，注塑机的分类方法较多，通常以下两种分类方法较为普遍。 （1） 按塑化方式和注射方式，可分为以下两种。 柱塞式注塑机：通过柱塞在料筒内作反复运动，将塑料熔体注入模具型腔之中。 塑料在料筒内的塑化主要依靠料筒外的加热器提供的热量使其塑化成黏流状态。由于塑料的导热性差，若料筒内塑料层过厚，则会导致塑料内外层塑化不均匀。因此，柱塞式注塑机的注射量不宜过大，一般为 3060g,而且不宜用来成型流动性差、热敏性强的塑料件。 螺杆式注塑机：通过螺杆在料筒内旋转，将料斗中的塑料卷入，并逐步将其塑化、排气、压实，不断地将塑料熔体推向料筒前端，积存在料筒顶部和喷嘴之间，螺杆本身受到熔体的反作用力而后退。当积存的熔体达到预定的注射量时，螺杆停止转动，并在液压油缸的驱动下向前移动，将熔体注入模具型腔。在螺杆式注塑机中螺杆的作用是送料、塑化、传递压力和压实物料。 （2） 按外形特征分类可分为三类。 立式注塑机：立式注塑机的注射装置和定模固定板设置在设备的上部，而锁模装置、动模固定板、推出机构均设置在设备的下部。立式注塑机的优点是设备占地面积小，模具装拆方便，安装嵌件和活动型芯方便可靠。其缺点是不易进行自动化操作，只适用于小注射量场合，注射量一般为 1060g。 卧式注塑机：卧式注塑机的注射装置和定模固定板在设备的右侧，而锁模装置、 动模固定板、 推出机构等均设置在左侧。 卧式注塑机的优点是机体较矮，易于操作，塑料件退出后能自动落下，便于实现自动化操作。其缺点是设备占地面积大，模具装卸比较麻烦。 直角式注塑机：此注塑机的注射装置为立式布置、锁模、定顶出机构以及动模固定板、定模固定板均按卧式排列，其缺点是加料比较困难，嵌件或活动 型芯安放不便，只适用于小注射量的场合，注射量一般为2045g。 立式注塑机和直角式注塑机的结构为柱塞式，而卧式注塑机的结构多为螺杆式。随着注塑机的成型范围的扩大，近年来出现了许多新型注塑机，如玻璃纤维增强塑料注塑机、发泡注塑机、热固性注塑机等。3 模具分析与设计3.1 设计任务要求 （1） 塑件名称：顶盖（2） 塑件材料：ABS （3） 型腔设置：一模四腔 （4) 产品塑件图 图3.1 塑件产品图3.2塑件介绍及塑件材3.2.1 塑件介绍 所设计的产品为顶盖。零件尺寸较小，整个零件都较薄，最厚的地方不过2mm,形状较规则。由于塑件产品直接与手接触， 要求塑件表面光滑、无明显毛刺，形状有较高的精度要求,在个电子产品中才能合理使用。3.2.2 塑件材料分析介绍化学名称：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene（ABS）比重:1.05克/立方厘米燃烧鉴别方法：连续燃烧、蓝底黄火焰、黑烟、浅金盏草味溶剂实验：环已酮可软化，芳香溶剂无作用干燥条件：80-90 2小时成型收缩率:0.4-0.7%模具温度：25-70（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）融化温度：210-280（建议温度：245）成型温度：200-240注射速度：中高速度注射压力：500-1000bar（1）ABS的特点 综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好. 与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理. 有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。 同PVC（聚氯乙烯）一样在屈折处会出现白化现象。（2）成型特性 无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时. 宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度. 如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。（3）用途汽车配件（仪表板、工具舱门、车轮盖、反光镜盒等），收音机壳，电话手柄、大强度工具（吸尘器，头发烘干机，搅拌器，割草机等），打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪橇车等（4）脱模斜度脱模斜度足为了便于塑件的脱模，以免在脱模过程中擦伤制品表面，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。塑件内孔以型心小端为准，尺寸符合图纸要求，斜度沿形状扩大方向标出，塑件外形以型腔大端为准，尺寸符合图纸要求，斜度沿形状减小方向标出。要求开模后塑件留在型芯上，塑件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）塑件壁厚塑件壁厚对塑件的成型、冷却及变形会产生较大的影响。塑件壁厚不均，会导致各个部分固化收缩不均匀，易产生气孔、裂纹、内应力等缺陷。根据手机充电器外壳的材料，结构、强度等方面的要求，壁厚取2.5mm。（6）孔制品上孔的位置应尽可能设置在不减弱制品的机械强度的部位，孔的形状也应力求不增加模具制造下艺的复杂性。3.3 分型面选择 分型面是模具上用来取出塑件和浇注系统料可分离的接触面称为分型面,分型面的选择对模具设计方式影响最大,分型面设计是否合理对塑件质量和模具复杂程度具有很大的影响。基本上是一种分型面对应着一种模具设计方案，所以分型面的选择决定着模具总体的设计方案。注塑模具分型面的选择，一般应考虑以下各项基本原则： 1）保证塑料制品能够脱模。2）使分型面容易加工。3）尽量避免侧向抽芯。4）使侧向抽芯尽量短。5）有利于排气。6）有利于保证塑件的外观质量。7）尽可能使塑件留在动模一侧。8）尽可能满足塑件的使用要求。9）尽量减少塑件在合模方向的投影面积。10）长型芯应置于开模方向。11）有利于简化模具结构。综上所述，分型面平坦在一个平面上,为了顺利脱模,分型面采用如下模具结构，只需要斜顶出模，加工成本经济，塑件成型精度可靠。见图 3.2 图3.2 分型面3.4 型腔布置方案 本模具设计为提高成型效率采用的是一模四穴3.5 注塑机的选择 在模具设计时，必须根据塑件的具体情况，选择合适的注塑机。注塑机选择主要包括以下两方面的内容：（1）确定注射机的型号，使塑料，塑件，注射模及注射工艺等所要求的注射规格参数在所选注射机的规格参数可调的范围内；（2）调整注射机的技术参数至所需要的参数。 根据塑料的类型，塑件的结构和注射模的大小，成型方法，生产批量以及现有设备及注射工艺进行注射机的选择。 注射机规格的初选是根据以往的经验和注射模的大小。先预选注射机的型号，之后要进行校核。注塑机初选：初选注射机的型号为SZ-100/630,上海第一塑料机械厂生产。具体参数如下：结构形式： 卧式；理论注射容量： 75/105cm3；螺杆直径： 30/35mm；螺杆注射压力： 224/164.5mpa；注射速率： 60/80g/s；塑化能力： 7.3/11.8g/s；螺杆转速： 14-200r/min；锁模力： 630KN；拉杆内间距： 370x320mm；开模行程： 270mm最大模具厚度： 300mm最小模具厚度： 150mm锁模形式： 双曲肘模具定位孔直径： 125mm喷嘴球直径： 15mm 根据经验公式： K利G公G件+G费其中，G公是指注塑机的公称注射质量（g）；K利是指注塑机最大注射量的利用系数；G件是指塑件的质量（g）；G费是指浇注系统的废料质量。由于浇注系统的废料质量无法确定，所以先用塑件的注射容量进行估算，计算如下： 塑件的注射容量即塑件的体积：V塑 （）（+） 967.35 mm考虑到理论注射容量为实际的75%，故实际注射容量为 3.87/0.75=5.16 cm，根据相关参数选择XS-ZY-60型号的注塑机，其中，X：成型；S：塑料；Z：注射3.6注塑机参数的校核3.6.1 最大注射量校核塑料连同凝料在内的质量一般不应大于注射机最大注射量的80%，注射机多以公称容量来表示，可采用下式校核=cG式中：-注塑机可注射的最大注谢量（g）；G -注塑机的公称注射容量（cm）； -待加工塑料密度 g/ cm。代入数据得：=0.851.25500=531.25g根据式 = (n V塑件 V流道)=1.2535.19 =43.986g式中： n-模具的型腔数；V塑件-塑件的体积（cm）；V凝料-凝料的体积（cm）；-塑料密度 (g/ cm)。代入数据得： =43.986g 因为30643.986 故：合格3.6.2 锁模力校核由于高压塑料熔体在充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大的推力，这个力应该小于注射机的公称锁模力，否则就会产生溢料现象，即F锁pA分式中 F锁注射机公称锁模力（N）；P注射时型腔的压力（MPa）A分浇注系统和塑件在模具分型面上的垂直投影面积之和（m2）该塑件为壁厚均匀容器类制件，属易于成形的制品。查表2.3，将注射时型腔的压力取为P=20MP代入数据得：3500kN81.3910-42010610-3=126.78kN注射机的开模行程是有限制的，塑件从模具中取出时所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离，否则塑件无法从模具中取出。开模行程及其顶出行程可按下式进行校核：SH+ H+a+（510）式中：S注塑机最大开模行程H塑件脱模距离（型芯的高度）H塑件高度a 中间板与定模板之间的分开距离（流道凝料的长度）其中：H40 ，H45 ，a=68 ，S500 ，则H+ H+（510）158163 S，符合要求。3.6.3 模具闭合高度校核 模具实际厚度H模=218 注塑机最小闭合厚度H最小=即 H模H最小 满足要求3.6.4 开模行程校核我们所选的注塑机的最大行程与模具厚度无关，故注塑机的开模行程（如图3.3所示）应满足下式：开模行程及其顶出行程可按下式进行校核：SH+ H+a+（510）式中：S注塑机最大开模行程H塑件脱模距离（型芯的高度）H塑件高度a 中间板与定模板之间的分开距离（流道凝料的长度）其中：H40 ，H45 ，a=68 ，S500 ，则H+ H+（510）158163 S，符合要求。 图3.3 注射模开模行程3.7 模具浇注系统设计和浇口的设计 浇注系统是指模具中从接触注塑机喷嘴处开始， 到其型腔为止的塑料熔体的流动通道。浇注系统分为普通浇注系统和无流道凝料浇注系统两类。浇