手机保护壳注塑模具设计

1、目录设计任务书前言3正文第一章塑料原料分析61. 1abs塑料概述61.2 abs的基木特性61.3 abs的成型性能61.4 abs的使用性能71.5 abs的制备方法81.6 abs的主要用途81.7 abs的注射工艺参数9第二章塑件的分析102. 1二维制件102.2三维制件图112.3尺寸精度分析112.4壁厚122. 5流动性12第三章初步确定注射机13第四章注射模结构设计144. 1选择分型面144.2浇注系统设计154.2.1浇注系统设计的基本原则154.2.2主流道的设计164.2.3分流道的设计174. 2. 4浇口的设计184.3排气系统的设计194.4推出机构的设计194

2、.4. 1推杆推出机构204. 5冷料穴的设计204.6合模导向装置的设计214.6. 1导向装置的作用214.6.2导向装置的设计原则224. 7冷却系统设计234.7. 1影响塑料模具的冷却时间的因素234. 7.2冷却装置设计原则234.8确定标准模架型号与规格24第五章成型零件的结构设计与计算255. 1成型零件的结构设计255.2成型零件工作尺寸计算255.2. 1型腔内经尺寸计算255.2.2型芯径向尺寸计算265.2.3型腔深度尺寸计算275.2.4型腔壁厚与地板厚度275.3强度与刚度的校核285.4注射量295. 5最大注射压力的校核305.6锁模力30第六章模具装配图32第

3、七章模具零件图32参考文献33设计小结34刖旨模具是汽车、电子、电器、航空、仪表、轻工、塑件、日用品等工业生产的 重要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。没有模具，就没有高质量的产 品。用模具加工的零件，具有生产效率高、质量好、节约材料、成本低一系列优 点。因此已经成为现代工业生产的重要手段和工业发展方向。因此，模具技术， 特别是制造精密、复杂、大型模具的技术，已经成为衡量一个国家机械制造水平 的重要标志之一。根据国际生产协会报告，在目前阶段，工业零件粗加工的75%、精加工的50% 都是由模具成型完成的。目前，美国、日本、德国等工业发达国家模具工业的产 值均已超过机床总产值；我国台湾地区模

4、具工业也以每年35%以上的年增率迅速 发展；我国大陆地区模具工业近年来更是获得了飞速的发展，尤其是塑料模具， 在模具设计和制造水平上都有很大的进步。近年来我过通过引进国际的先进技术和加工设备，使塑料模具的制造水平比 十年前进步了一大步，然而由于基础薄弱、对引进技术的吸收、掌握，尚有一段 距离，而且发展也十分不平稳，因而，我国塑料模具总体水平与世界先进技术尚 有一定差距。塑料成型模具可分为三大类，即注射成型模具、中空成型模具和挤 出成型模具。我国现在的制造水平，以注射成型模具为最高，中空成型模具为最 低，如化妆品用瓶子的吹塑模具，无论从制造以及质量上远不能适应出口要求。fi前，国内生产的小模数塑

5、料齿轮等精密塑料模具已达到国外同类产品水平。 在齿轮模具设计中釆用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型压缩造成的齿形误 差，达到了标准渐开线造型要求。显示管隔离器注塑模、高效多色注射塑料模、 纯平彩电塑壳注塑模等精密、复杂、大型模具的设计制造水平也己达到或接近国 际水平。使用cad三维设计、计算机模拟注塑成形、抽芯脱模机构设计新颖等对 精密、复杂模具的制造水平提高起到了很大作用。20吨以上的大型塑料模具的设 计制造也已达到相当高的水平。34英寸彩电塑壳和48英寸背投电视机壳模具， 汽车保险杠和仪表盘的注塑模等大型模具，国内都已可生产。国内最大的塑料模 具己达50吨。虽然在这十多年中注塑模具工业取

6、得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业 发达国家相比仍有较大的差距。精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低, cad/cae / cam按术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等。特别 在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能 力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。国外注塑模具制造行业的最基木特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络 化。追求的目标是提高产品质量及生产效率。国外发达国家模具标准化程度达到 70%-80%,实现部分资源共享，大大缩短设计周期及制造周期，降低生产成本最 大限度地提高模具制造业的应变能力?满足用户需求。模具企业在技术上实

7、现了专业化，在模具企业的生产管理方面，也有越来越 多的采用以设计为龙头、按工艺流程安排加工的专业化生产方式，降低了对模具 工人技术全面性的要求，强调专业化。国外注塑成型技术在也向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发 展。因此，模具向高精度复杂、多功能的方向发展。例如：组合模、即飯金和注 塑一体注塑较链一体注塑、活动周转箱一体注塑；多色注塑等；向高效率、高自 动化和节约能源，降低成木的方向发展。例如：叠模的大量制造和应用，水路设 计的复杂化、装夹的自动化、取件全部自动化。我国注塑模具行业与其发展需要和国外先进水平相比，主要存在五大问题：1发展不平衡，产品总体水平较低，虽然有个别企业的部分

8、产品已达到或接 近国际水平，但总体来看，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。2. 工艺装备落后，组织协调能力差，虽然部分企业经过近儿年的技术改造， 工艺装备水平已比较先进，但大部分企业工艺装备仍比较落后。企业的组织协调 能力差，难以整合或调动社会资源为我所用，从而就难以承接比较大的项目。？3. 多数企业开发能力弱，一方面是技术人员比例低、水平不够高，另一方面 是科研开发投入少，观念落后，对开发不够重视。4. 供需矛盾一时述难以解决，2003年国产塑料模具国内市场满足率只有 74, ?7%,其中大型、精度、长寿命模具满足率还要低，估计不足60%。市场

9、 需求旺盛，生产发展一时还难以跟上，供不应求的局面还将持续一段时间。5体制和人才问题的解决尚待吋日，在模具这样竞争性行业中需依赖于特殊 用户，需单件牛产的行业，国有和集体所有制原来的体制和经营机制己越来越显 得不适应。人才的数量和素质水平也跟不上行业的快速发展。各地都重视这两问 题，解决尚待时日。由于塑料模具工业快速发展及上述各方面差距的存在，因此我国今后塑料模 具的发展必将大于模具工业总体发展速度。塑料模具牛产企业在向着规模化和现 代化发展的同时，“小而专”、“小而精”仍旧是一个必然的发展趋势。从技术 上来说，为了满足用户对模具制造的“交货期短”、“精度高”、“质量好”、 “价格低”的要求，

10、以下的发展趋势也较为明显。展望我国塑料模具的未来，笔者以为应从提高技术水平着手，一方面发展专 业模具厂的技术优势，使之进一步提高对某一类模具的设计制造水平；另一方面? 要不断采用新技术、新工艺，提高模具产品的技术含量。要提高我国的模具技术 水平，必须在以下方而加大努力：1 开发精密、大型、复杂、长寿命的模具，实现模具国产化；2. 加速模具标准化、专业化、商品化生产；3. 大力发展cad / cam / cae、rpm等先进模具设计和制造技术；4. 加大人才培养的力度,使他们尽快掌握模具设计和制造中的先进技术。第一章塑料原料分析1. 1 abs塑料概述：塑料abs树酯是目前产量最大，应用最广泛的

11、聚合物，它将pb, pan, ps的 各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。abs是丙烯 月青、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，a代表丙烯月青，b代表丁二烯，s代表苯乙烯。 经过实际使用发现：abs塑料管材，不耐硫酸腐蚀，遇硫酸就粉碎性破裂。1.2 abs的基本特性:abs是acrylonitrile butadiene styrene的首字母缩写）是一种强度韧 性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。因为其强度高、耐腐蚀、耐高温，所 以常被用于制造仪器的塑料外壳。abs树脂是微黄色固体，有一定的韧性，密度 约为1. 041. 06 g/cm3。它抗酸、碱、盐的腐蚀能力比较强，

12、也可在一定程度上 耐受有机溶剂溶解。abs树脂可以在-25°c"60°c的环境下表现正常，而且有很好 的成型性，加工出的产品表面光洁，易于染色和电镀。因此它可以被用于家电外 壳、玩具等日常用品。常见的斥高积木就是abs制品。abs树脂可与多种树脂配 混成共混物,如pc/abs. abs/pvc. pa/abs. pbt / abs等，产生新性能和新的 应用领域，女将abs树脂和pmma混合，可制造出透明abs树脂。abs管材的 特点（1）工作压力高:在常温20c情况下压力为1. 0mpao（2）抗冲击性好:在遭受突然袭击时仅产生韧性变形。（3）木产品化学性能稳定、

13、无毒、无味，完全符合制药、食品等行业的卫生安全要求。（4）流体阻力小，其内壁光滑，转弯处呈圆弧形，因而流动磨擦力小，大大减少了系统流体阻力和泵的马力。（5）使用温度范围大:其使用的温度范围为-20°c+70°c。（6）使用寿命长:本产品在室内一般可用50年之久，如埋在地下或水中寿命会更长，且无明显腐蚀。 （7）安装简便密封性好:木产品安装采用承插式连接溶剂粘接密封，施工简便，固 化速度快、粘合强度高，避免了一般管道存在的跑、冒、滴、漏的现象。（8）重 量轻，节省投资:abs的重量是钢铁的1/7,因而减轻了结构重量，减轻了工人劳 动强度，并降低了原材料的消耗，可大大节省工程投

14、资。1.3 abs的成型性能1无定形材料，流动性中等，吸湿大,必须充分干燥，表而要求光泽的塑件须长 时间预热干燥80-90度,3小时；2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；3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；4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；5冷却速度快，模具浇注系统应以粗，短为原则，宜设冷料穴，浇口宜取大， 如：直接浇口，圆盘浇口或扇形浇口等

15、，但应防止内应力增大，必要时可采用调 整式浇口。模具宜加热，应选用耐磨钢；6料温对塑件质量影响较大，料温过低会造成缺料，表面无光泽，银丝紊乱 料温过高易溢边，出现银丝暗条，塑件变色起泡；7模温对塑件质量影响很大，模温低时收缩率，伸长率，抗冲击强度大，抗 弯，抗压，抗张强度低。模温超过120度时，塑件冷却慢，易变形粘模，脱模困 难，成型周期长；8成型收缩率小，易发生熔融开裂，产生应力集中，故成型时应严格控制成 型条件，成型后塑件宜退火处理；9熔融温度高，粘度高，对剪切作用不敏感，对大于200克的塑件，应釆用 螺杆式注射机，喷嘴应加热，宜用开畅式延仲式喷嘴，注塑速度中高速1.3 abs的使用性能：

16、由于abs是三种单体聚合而成的，因此它具有三种组成物的综合性能。丙烯 晴可使abs具有较高的强度、硕度、耐热性及耐化学稳定性；丁二烯可使abs具 有弹性和较高的冲击韧度;苯乙烯可使abs具有优良的介电性能和成型加工性能。 由此可见，好可以通过改变组成物的比例，生产出不同品种的abs塑料abs塑料在一定的稳定范围内具有较高的冲击韧度和表面硬度及耐磨性；它 的热变形温度为10°c左右，比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺都高；还具有一定的 化学稳定性能和良好的介电性能;此外,它述有能与其他塑料和橡胶浑溶等性能； 其制品尺寸稳定性好，表而光泽，可以抛光和电镀。但abs塑料耐热性并不高， 耐低温性和

17、耐紫外线性能也不好。在实际生产中为进一步提高abs塑料的性能， 克服其缺点，采取了加入其它单体和增加助剂、填料等方法，以提高其耐热、耐 寒、耐候性。1.4制备方法abs的生产方法很多，可分为掺合法，接枝法，联用法个接枝-掺合法四大类， 约十一种制备工艺。如今大多采用的是乳液法，当前最有广阔前途的是乳液接枝 法。abs通过改变三种单体的比例和采用不同聚合方法，可制得各种规格产晶， 其结构有以弹性为主链的接枝共聚物和以树脂为主链的接枝共聚物，一般三种单 体的比例范围大致为丙烯月青25%35%, 丁二烯25%30%和苯乙烯40%50%。由于pc/abs是两种聚合物的共混，又以pc为主，在加工制品时，

18、有时还会 发现在浇口处出现斑纹现象，通常是由于高速注射吋，熔料扩张进入模腔造成。 熔体破裂所致。从成型工艺方面入手，可以采取提高物料温度，提高喷嘴温度， 减慢注射速度等措施来减少pc/abs制品斑纹的出现，也可以提高模具温度，增设 增滥槽，增加浇口尺寸，修改浇口形状等来解决。例如对大型薄壁制件采用扇形 浇口，也可以釆用耳形浇口，在浇口出口处增设一个耳槽，使浇口附近的喷射， 料流冲击斑痕，以及残余应力都集中在耳槽，而不影响pc/abs制件质量。同吋, 由于多个浇口注塑或者分流道多时，也会出现熔接线。1.5 abs的主要用途：由于abs具有综合的良好性能以及良好的成型加工性，所以在广泛的应用领 域

19、中都有它的足迹，1、汽车工业br/> 汽车工业中有众多零件是用abs或abs 合金制造的，如上海的桑塔纳轿车，每俩车用absllkg,占汽车中所用塑料位列第 三。在其它车辆中，abs的使用量也颇惊人。2000年我国就汽车用abs的量就达 到3.5万吨，预测到2010年，此值将达到6万吨，轿车屮主要零部件使用abs 的就有仪表板用pc/abs作骨架，表面再复以pvc/abs制成的薄膜。此外，车内装 饰件大量使用了 abs,如手套箱、杂物箱总成是用耐热abs制成，门槛上下饰件、 水箱面罩用abs制成，尚有其它零件也是使用abs制作。<br />2、办公室机器br /> 办公

20、室设备机器需要有漂亮的外观，有良好的手感，如电话机外壳、存储器 外壳以及计算机、传真机、复印机中都大量使用了 abs制作的零件。br/3、家 用电器br/ 由于abs有高的光泽和易成型性，塑后低的收缩率，所以在家电 和小家电中更有着广泛着的市场，如电视机，有些厂家大屏幕电视机的前后壳体 使用阻燃abs制成，家用传真机、音响、vcd中也大量使用，电风扇、空调、冷 气机、吸尘器屮也使用了很多abs制作的零件，厨房用具也大量使用了 abs制作 的零件。皿/>4、玩具<br /> 许多漂亮的玩具、组合式的智力开发玩具也可 使用abs来制作，此外通讯、广播事业中也有abs的市场。1.6

21、 abs的注射工艺参数:密度8 / an 5l 02116注射机类型螺杆式比容an ' / ga 86-0.98预热度c80 95吸水率0. 204于燥时何h45纠缩¥%0. 407料简后段150170熔点9130160温度中段165180热变形 0. 45mpa90 108*c前段180200温度 c1. 8mpa83 103喷嘴温度9170180抗拉屈服强度mpa50模具温度t50 80拉伸弹性模虽mpa1. 8x101注射用力mpa60 100弯曲强度mpa80成高乐时何05硬度hb9. 7空保乐时问15 30后方法:纟1夕1线灯、时冷却时问15 30处温度c70何&#

22、39;成型周期40 70理时间h24嫖杆转速r /min0. 40. 7第二章塑件的分析2. 1二维制件主视图如下:5t-rl?.ooh7.7.001v/tooh.lol*hg1 do v八j +十11n7h15"。俯视图如下:左视图如下:成品背面如图:2. 2三维制件图成品三维制件如下图:2. 4尺寸精度分析塑件尺寸的大小取决于塑料的流动性。在注射成型过程中，流动性差的塑料 及薄壁塑件等的尺寸不能设计的过大。大而薄的塑件在塑料尚未充满型腔时已经 固化，或勉强能充满但料的前锋已不能很好的熔合而形成冷接缝影响塑件的外观 和结构强度。塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合

23、程度，即 所获塑件尺寸的准确度。影响塑件的精度的因素很多，首先是模具的制造精度和 模具的磨损程度，其次是塑料收缩率的波动以及成型是工艺条件的变化、塑件成 型后的时效变化和模具的结构等。因此，塑件的尺寸精度般不高，应在保证使 用要求的前提下尽可能选用低级精度。根据我国目前塑件的成型水平，塑件的尺 寸公差可依据sj1372-78塑料制件公差数值标准确定。该标准将塑件分成8个等级, 每种塑料可选其中三个等级，即高精度、一般精度、低级精度。1、2级精度要求 较高，一般 不采用。此外，对塑件图上无公差要求的自由尺寸，建议采用标准屮 的8级精度。对孔类尺寸数值冠以（+ ）；对于轴类尺寸数值冠以（-）；对于

24、中心 距尺寸几其他位置尺寸可取表中数值之半冠以()号。2.5壁厚塑料制件规定它的最小壁厚值，它随塑件大小不同而异。塑件过厚不但造成 原料浪费，而且对热塑性塑料增加了冷却时间，降低了生产率，另外也影响了产 品的质量，如产生气泡、缩孔、凹陷等缺陷。热塑性塑料易于成型薄壁塑件,最小壁厚达到0. 25nmi,但一般不宜小于0. 6 0. 9mm,常取24mni。在本设计中，壁厚取加m左右。同时同一塑件的壁厚应尽 可能一致，否则因冷却或固化的速度不同产生附加内应力，使塑件产生翘曲、缩 孔、裂纹甚至开裂等的缺陷。2. 6流动性塑料在一定的温度与压力下充满模具型腔的能力为流动性。塑料的流动的流动性除了与塑料

25、性质有关外，还与模具结构、表面粗糙度、 预热以及成型工艺条件有关。塑料流动性对塑料制品的质量、模具设计以及成型工艺影响很大。流动性过 大，易造成溢料，塑料件内部容易产生疏松且树脂与填料分别聚集，易粘模，造 成脱模、清理困难；流动性太小，型腔填充不足，成型困难。本设计采用的是abs,此塑料流动性好，且本设计的制品为小件制品所以可 以在塑料中适量的加入少量的润滑剂即可。第三章初步确定注射机塑料的种类很多，其成形的方法也很多，有注射成形、压缩成形、压注成形、挤出成形、 气动与液压成形、泡沫塑料的成形等，其中前四种方法最为常用。其中，注射成形所用模具 称为注射成形模具，简称注射模。注射模主要应用于成形

26、热塑性塑料，因此根据对零件的分 析，该pc材料的塑料水杯用注射成形为最佳。另外，注射模区别于其他塑料模的特点是：模 具先由注射机合模机构合紧密，然后，由注射机注射装置将高温高压的塑料熔体注入模腔内， 经冷却或固化定型后，开模取出塑件。因此，注射模可一次成形出外形复杂、尺寸精确或带 有嵌件的塑料制件，对手机外壳的外观有精美、无明显毛刺等要求的情况下，应用注射成形 可以很好的达到工艺要求。注射成形所用的设备是注射机。最终确定注射机型号为xs-zy-60,具体参数如下表：理论注射容 积注射压力注射时间注射速率螺杆转速60 cm '180 mpa2s70g/s0200r/niin锁模力拉杆内间

27、距开模行程最大模具厚度最小模具厚度400kn200x 300mm500mm250mm150mm喷嘴孔直径定位孔直径喷嘴球半径第四章注射模结构设计4.1选择分型面为了塑料制品的脱模和安放嵌件的需要，模具型腔由两部分或更多部分组成，这些可分 离部分的接触面即称为分型面。选择分型面的基本原则是：分型面应该尽量选择平，为了适 应制品成型需要与便于制品脱模，同时还考虑以下几个因素：1. 分型面应便于塑料制品的脱模 为了便于塑料制品脱模，在考虑型腔 的总体结构时，必须注意制品在型腔中的方位，尽量只采用一个与开模方向 垂直的分型面，设法避免侧向分型和侧向抽芯，以免脱模困难和模具复杂化。 因此，为了便于制品开

28、模，使制品在开模时留在动模。2. 分型面选择应有利于侧面分型和抽芯 如果塑料制晶有侧孔或侧凹 时，宜将侧型芯设在动模上以便抽芯。如果侧型芯设在定模上，则抽芯较麻 烦。同时，还要注意除了液压抽芯机构能获得较大的抽芯距外，一般的侧抽 芯机构的抽芯距离较小，因而选择分型面时，因将抽芯或分型距离较大的放 在开模的方向上，而将抽芯距离小的放在侧向。3. 分型面的选择保证塑料制品的质量 为了保证制品质量，对有同轴度 要求的塑料制品应将有同轴度要求的部分设在同一模板内。4. 分型而的选择应有利于防止溢料当塑料制品在垂直于合模方向的 分型面上的投影面积接近于注射机最大面积时，就有可能产生溢料，所以投 影面积小

29、于注塑机最大面积才可以。5分型面的选择应有利于排气 为了便于排气，分型面与熔体流动的末 端重合。6. 分型而选择应尽量使成型零件便于加工7. 分型面选择必须考虑注射机的技术参数 对于高度较大的制品，为了 取出制品所需要的开模距离必须小于注塑机的最大开模距离。根据上诉原则，手机外壳注塑模具的分型面形状及位置如图所示手机外壳注塑模具的分型而形状及位置如图所示4. 2浇注系统设计注塑模的浇注系统是指熔体从注塑机的喷嘴开始带型腔为止的流动通 道。其作用是：将熔体平稳地引入型腔，使之按要求填充型腔；使型腔内的 气体顺利地排岀；在熔体填充型腔和凝i古i的过程中，能充分地把压力传到型 腔各部位，以获得组织致

30、密，外形清晰、尺寸稳定的塑料制品。浇注系统一 般由主流道、分流道、浇口和冷料穴四个部分所组成。4.2.1浇注系统设计的基本原则浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很 大，而且还与塑件所用塑料的利用率、成型牛产效率等相关，因此浇注系统设计 是模具设计的重要环节。对浇注系统进行总体设计时一般遵循以下原则：1. 适应塑料的工艺性应深入了解塑料的工艺性，分析浇注系统对塑料熔体 流动的影响，以及在冲模、保压补缩和倒流各个阶段中，型腔内塑料的温度、压 力变化情况，以便设计出合适塑料工艺特性的理想的浇注系统，保证塑料制品的 质量。2排气良好 浇注系统应能顺利地引导熔体充满型腔，并

31、在填充过程中不产 生紊流 或涡流，使型腔内的气体顺利地排岀。3流程短缩短熔体的流程和减少拐弯，以减少熔体压力和热量损失，保证必 须的填充型腔的压力和速度，缩短填充及冷却时间，缩短成型周期，从而提高效 率，减少塑料用量。4避免料流直充型芯或嵌件高速熔体进入型腔时，要尽量避免料流直充小型 芯或嵌件，以防型芯或嵌件变形和位移。5. 修整方便，保证制品外观质量 要做到去除、修整浇口方便，无损制品的美 观和使用，所以浇口绝不能在设在对外观有严重影响的外表面上，而应设在隐蔽 处。6防止塑料制品变形 浇口收缩等原因可能引起制品变形，设计时应采取必要 措施以减少或消除制品变形。7.在分型面的投影面积尽量小，容

32、积也尽量少这样既能减少塑料耗量，又能 减少所需锁模力。4. 2. 2主流道的设计主流道通常位于模具的入口处，其作用是将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入 分流道或型腔。其形状为圆锥形，便于塑料熔体的流动及流道凝料的拔出。热塑 性塑料注塑成型用的主流道，由于要与高温塑料及喷嘴反复接触，所以主流道常 设计成可拆卸的主流道衬套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处 理。主流道设计要点：1. 主流道圆锥角a二2。6。,对流动性差的塑料可取3。6。,内壁粗糙度为 ra =0. 63m；2. 主流道大端成圆角，半径r二13mni,以减小料流转向过度时的阻力；3. 在模具结构允许，主流道应尽可能短，一般小于6

33、0mni,过长则会影响熔体 的顺利充型；4. 主流道衬套与定模座板采用h7/m6 渡配合，与定位圈的配合采用h9/f9 间隙配合；5. 主流道衬套一般选用t8、t10制造，热处理强度为5256hrc符号名称尺寸取值d主流道小端注射机喷嘴直径（0.51）5sr主流道球面半径喷嘴球面半径（12）13h球面配合高度3a主流道锥角2° 6°2°l主流道长度尽量小于或等于6060d主流道大端直径d +2ltg(a/2)6. 1r主流道大端倒圆角d/814. 2. 3分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作用。多型腔模具一般需设置分流道

34、，单型腔大型在使用多个 点浇口时也要设置分流道。分流道设计要点：1分流道与型腔排列要紧凑，以减少模具尺寸和缩短流程，使熔体到达浇口 时，温度和压力降低最少；2. 分流道对熔体流动阻力要最小，流道凝料要最少；3. 分流道的设计应能保证各型腔均衡地进料，因此，同一模具成型同一制品 吋，各分流道截面面积和长度应相同；当同一模具成型不同制品时，各分流道的 截面积和长度应与制品相适应，以保证各型腔成型条件相同；4. 对于成型热塑性塑料时，分流道表面不必修得很光滑，ra般为1.6uii1 即可，这样，流道内料流的外层流速较低，容易冷却而形成固定表皮层，有利于 利于流道保温。而成型热固性塑料时，分流道表面粗

35、糙度要求尽可能低。因为热 固性塑料注射成型时，其分流道不需要也不会形成固定表面；5. 分流道可开设在动模或定模，也可以在动模和定模同时开设；6. 在考虑型腔与分流道分布时，最好使制品和流道在分型面上总投影面 积的几何中心和锁模力的中心相重合分流道截面形状和尺寸：分流道的截面形状选取，从减少流道内的压力损失考虑，要求流道的截面积 大；从热传导角度考虑，为减少热损失，要求流道的比表面积（截面积与外周长各种分流道当中，圆形、正方形的效率最高（即比表面积最小），所以本设 计采用圆形截面的分流道。分流道的分布：由于分流道的长度与分布跟型腔的数量及其排布有密切关系，并口分流道的 直径要稍大于主流道大端直径

36、，其分布如图：分流道的表面粗糙度:由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的 流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度ra并不要求很低，一般取1. 60 uni 左右就可以，这样表面稍不光滑，有助于增大塑料熔体的外层冷却皮层固定，从 而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切 速度和剪切热。4. 2. 4浇口的设计浇口的基本作用是使从分流道来的熔体产生加速，以快速充满型腔。由于一 般浇口尺寸比型腔部分小的多，所以总是首先凝固，只要保压时间足够，凝固封 闭后的浇口就能防止溶料倒流，而且也便于浇口凝料与制品的分离。浇口在大多数情况下是整个浇注系

37、统中截面最小的部分（除直接浇口外）。 当熔体通过狭小浇口时，其剪切速率增加，同时由于摩擦作用，熔体温度升高， 熔体粘度降低，流动性提高，有利于充填型腔，获得外形清晰的塑料制品。浇口设计一般遵循一下原则：1避免制品上产牛缺陷；2. 浇口开设的位置应有利于熔体流动和补缩；3. 浇口位置应设在熔体流动时能量损失最小的部位；4. 浇口位置应有利于型腔内气体的排出；5. 避免塑料制品产生熔接痕；6. 防止料流将型芯或嵌件挤压变形；7. 浇口位置的选择应考虑高分子取向对塑料制品性能的影响。综合八点原则，同时结合所测绘塑件的实物所留下的浇口印，本设计采用侧浇口。侧浇口又称边缘浇口，一般开在分型面上，从塑件的

38、外侧进料。侧浇口是典 型的矩形截面浇口，能方便地调整充模时的剪切速率和封闭时间，故也称标准浇 口。它截面形状简单，加工方便；浇口位置选择灵活，去除浇口方便，痕迹小。 但塑件容易形成熔接纹、缩孔、凹陷等缺陷，注射压力损失较大，对壳体件排气 不良。浇口结构尺寸见表塑件壁厚/伽侧浇口尺寸/mm浇口长度/俪深度h宽度w<0.800. 501.00. 82.40.51.50. 82. 41.02.43. 215222.4 3.33.2 6.42.2 2.43.3 6.4注：源自参考文献 注塑成型及模具实用技术 李海梅，申长雨主编 北京：化学工业出 版社，2002综上得本设计的侧浇口尺寸为：深度h=

39、lmm,宽度w二2. 5miii,长度1二lmm。4. 3排气系统设计排气系统的作用是将型腔和浇注系统中原有的空气和成型过程中固话 反映产生的气体顺利地拍出模具之外，以保证注射过程的顺利进行。尤其是高速 注射和热固性塑料注射成型，排气是很有必要的，否则，被压缩的气体所产生的 高温将引起制品局部烧焦碳化或产生气泡，还可能产生熔接痕。该注射模属于小 型模具，在推杆的间隙和分型面上都有排气效果，无需另外开排气槽。4. 4推出机构设计在注射成型的每个循环中，都必须使制品从制品从模具型腔上脱离，这种脱 出制品的机构称为推出机构或脱模机构。推出机构设计要求：1. 尽量是塑料制品留在动模上；2 保证制品不变

40、形不损坏；3. 保证制品外观良好；4. 结构可靠。综合上诉四条设计要求，本设计采用推杆推出机构。4. 4. 1推杆推出机构用推杆推出制品，它制造简单，跟换方便，滑动阻力小，脱模效果好，设置 的位置自由度大，且容易实现标准化。但推杆和制品接触面积小，容易引起应力 集中，从而可能损坏制品变形，因本设计是小制品不存在这种问题。推杆育径大小与设置位置除应符合推出机构设计要求外，还应注意以一下事 项：1推杆尽量短，但在推岀时，必须将制品推出型芯（或型腔），并高于型芯 （或型腔）顶面510mm。2. 推杆与其配合孔一般采取h9/f9的配合并保证一定的同轴度，使其在推出 过程中不卡带，配合长度取推杆直径的1

41、.52倍，通常不小于12mm03推杆通过模具成型零件的位置，应避开冷却通道。4.在确保制品质量与顺利脱模的前提下，推杆数量不宜过多，以简化模具和 减少对制品表面质量的影响综合上诉四条注意事项，本设计采用圆推杆推出机构，推杆的固定方式为推杆与固定板的连接形式。推杆的固定方式与推杆的形状如图所示4. 5冷料穴的设计冷料穴是用来储藏注射间歇期间喷嘴所产生的冷凝料头和最先射入模具浇注 系统的温度较低的部分熔体。防止这些冷料进入型腔而影响制品的质量，并使熔 体顺利充满型腔。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端直径，长度约为主流道大端 直径。冷料穴的形式有：1与 推 杆 匹 配 的 冷 料穴2. 与拉料杆匹配的

42、冷料穴3）无拉料杆的冷料穴3. 无拉料杆的冷料穴本设计的塑件为abs,该塑料具有良好的韧性，采用“与推杆匹配的冷料穴” 中的倒锥形将主流道凝料拉岀，当其被推出时，塑件和流道凝料能自动坠落冷料穴如图所示为1-定模2-冷料穴3-动模4-拉料杆（推杆）4. 6合模导向装置的设计合模导向装置是保证动模与定模或下模合模时正确定位和导向的重要的零件。 合模导向装置主要有导柱导向装置和锥面定位。合模导向装置通常采用导柱导向。4. 6. 1导向装置的作用1. 导向作用 当导套的设计动模和定模或上模和下模合模吋，首先是导向零件导入，引导动、定模或上、下模准确合模，避免型芯先进入凹模可能造成 型芯或凹模的损坏。2

43、. 定位作用 导向装置直接起了保证动、定模或上、下模合模位置的正确性， 保证模具型腔的形状和尺寸的精确性，从而保证塑料制品的精度。导向装置在模 具装配过程中也起了定位作用，便于装配和调整。3承受一定的侧向压力 由于塑料熔体充模过程中可能产生单向侧压力，或 由于成型设备精度低的影响，使导柱在工作过程承受一定侧压力，因而在模塑过 程中需要导向装置承受一定的单向侧压力，以保证模具的正常工作。4保持机构运动平稳对于大、中型模具的脱模机构，导向机构有使机构运动灵活平稳的作用。5. 承载作用当采用脱模板脱模或双分型而模具时，导柱有承受脱模板和型腔板的作用。4. 6.2导向装置设计原则1. 导柱应合理地均布

44、在模具分型而的四周，导柱中心至模具外缘应有足 够的距离，以保证模具的强度；2. 导柱的长度应比型芯端面的高度高出68mm,以免型芯进入凹模吋与凹模 相碰而损坏；3. 导柱和导套应有足够的强度和耐磨度，常采用20#低碳钢经渗碳0. 50. 8 mm,淬火4855hrc,也可采用t8a碳素工具钢，经淬火处理；4. 为了使导柱能顺利地进入导套，导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前 端也应倒角；5. 导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤，而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件，因此，根据需要而决定装配方式；6. 一般导柱滑动部分的配合形式按h8/f8,导柱和导套固定部分配合按h7/k6, 导套的外径的配

45、合按117/k6；综上所述，本设计采用pro/e的emx4.0中自动导入标准模架，选用的导柱、 导套也相应采用标准值，具体数据如下：导柱设计如图导柱类型总长度/nrn直径/mmspn9047导套设计如图导套类型总长度/nrn直径/mmgba55484. 7冷却装置的设计塑料模具可以看成是一种热交换器，如果冷却介质不能及时有效地带走必须 带走的热量，则在一个成型周期内就不能维持热平衡，从而就无法进行稳定的模 塑成型。4. 7. 1影响塑料模具的冷却时间的因素1 塑料品种不同塑料的热含量和传热性能是不同的，因而冷却时间也就不 一样。热含量大的或导热系数小的，冷却时间长；2. 塑料制品的壁厚 壁厚越

46、大，需要的冷却时间越长，通常冷却时间与制品 厚度的平方成正比；3. 模具材料不同模具材料，其导热系数不同。根据需要可在型腔的需要加 快散热的部位，可选用导热系数大的材料作为镶件；4. 模具温度 模具温度对制品冷却速度及冷却时间的影响前面已经叙述过。 而模具温度则要依靠冷却装置来控制；5. 冷却回路的分布塑料制品形状往往会很复杂，壁厚不均一，与之相应的 型腔也很复杂，各部位散热条件不一样，浇口处与远离浇口处温度有差别，因此， 应注意冷却通道直径和位置的布置，以保证型腔和型芯表面温度迅速而均匀地冷 却；6冷却液温度及流动状态 为了使模具得到均匀冷却，冷却水入口与出口的 温度差以小为好，一般的制品温

47、度应控制在5°c以下，精密成型模具应控制在2°c 左右。这要就求控制回路长度在121. 5mm以内，增加冷却回路数量，从而增加 冷却液流量；4. 7. 2冷却装置设计原则1. 在满足冷却所需的传热面积的模具结构允许的前提下，冷却回路数量应尽量多，冷却回路数量应尽量多，冷却通道孔径要尽量大，冷却回路数量多，孔径 大，型腔散热均匀，因而型腔表面温度较均匀，制品内应力小，变形小，精度高；2. 冷却通道的布置应合理。当制品的壁厚基本均匀时，冷却通道与型腔表面 的距离最好相等，分布尽量与型腔轮廓相吻合，当制品的壁厚不均匀吋，则在壁 厚处应加强冷却。为此，冷却通道间隔小而且较靠近型腔。

48、塑料熔体在充填型腔 过程中，一般在浇口附近温度高，因而应加强浇口附近的冷却。为此，冷却水应 从浇口附近开始流向其它地方；3. 冷却冋路应有利于减小冷却进、出口水温的差值；4. 冷却回路结构应便于加工和清理，其通道孔径一般取812mm。综合上诉四条设计原则，木设计采取直流式冷却。直流方式如图所示扌二二册二二兰 ;i i| x-卄4. 8模架的确定和标准件的选用成型零件确定z后，便根据所定内容设计模架。在学校作设计时，模架部分 要自行设计；在生产现场设计中，尽可能选用标准模架，确定出标准模架的形式， 规格及标准代号。标准件包括通用标准件及模具专用标准件两大类。通用标准件如紧固件等。 模具专用标准件

49、如定位圈、浇口套、推杆、推管、导柱、导套、模具专用弹簧、 冷却及加热元件，顺序分型机构及精密定位用标准组件等。在设计模具时，应尽可能地选用标准模架和标准件，因为标准件有很大一部分 己经商品化，随时可在市场上买到，这对缩短制造周期，降低制造成木时极其有 利的，提高公司在市场中的竞争力。设计模具时，开始就要选定模架。当然选用模架时要考虑到塑件的成型、流 道的分布形式以及顶出机构的形式，有抽芯的还要考虑滑块的大小等等因素。而 口，模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉；模具外表面尽量不要有突出部分； 模具外表面应光洁，加涂防锈油。两模板之间应有分模间隙，即在装配、调试、 维修过程中，可以方便地分开两块模

50、板。本设计充分利用pro/e的外挂模块emx4. 0直接调入模架部分，可以很便捷的选用标准模架，尽量达到生产中的水平，提高生产率，使我们的毕业设计更接近 实际生产屮的技术水平。本设计要求采用一出二的型腔设置，根据成型零件的尺寸，以及侧抽芯的尺寸最终确定木设计选用的模架为futbaba_2p的sbtype模架，其尺寸为400x400,模架的安装高度320iiui1o第五章成型零件的结构设计与计算5.1成型零件的结构设计注射模具的成型零件是指构成模具型腔的零件，通常包括了凹模、型芯、成 型杆等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的内表面，成型杆用以 形成制品的局部细节。成形零件作为高压容器

51、，其内部尺寸、强度、刚度，材料 和热处理以及加工工艺性，是影响模具质量和寿命的重要因素。如果型腔和底板 厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏；也可能因刚度不足而产生 挠曲变形，导致溢料飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。设计时应首先根据塑料的性能、制件的使用要求确定型腔的总体结构、浇口、 分型而、排气部位、脱模方式等，然后根据制件尺寸，计算成型零件的工作尺寸， 从机加工工艺角度决定型腔各零件的结构和其他细节尺寸，以及机加工工艺要求 等。此外由于塑件熔体有很高的压力，因此，应通过强度和刚度计算来确定型腔 壁厚，尤其对于重要的精度要求高的型腔，更不能单纯凭经验来确定型腔壁厚和 底板厚度

52、5. 2成型零件工作尺寸的计算制品尺寸能否达到图纸尺寸的要求，与型腔、型芯的工作尺寸的计算有很大 关系。成型零件工件尺寸的计算内容包括：型腔和型芯的径向尺寸（含矩形的长 和宽）、高度尺寸及中心距尺寸等。成型零件工作尺寸的计算方法很多，现以塑 料的平均收缩率为基准计算5. 2.1型腔内径尺寸计算qdm =（d+dq - 2 严4（mm）式中，叽型腔内径尺寸（価）d制品的最大尺寸(mm)q塑料的平均收缩率() , abs的平均收缩率为0. 5%制品公差3才一系数，可随制品精度变化，一般取0.508之间©模具的制造公差，一般取®二按矩形计算，手机后盖长度、宽度上的最大尺寸分别为=

53、117mm=61mm根据塑件的要求取：亠=0. 42mm 亠=o. 34mm,则几1 二(117+117x0. 005-x0. 42)"皿二117. 27"站 mm 4久2 = (61+61x0. 005- x0. 34)=42. 42 mm45. 2. 2型芯径向尺寸计算模具型芯径向尺寸是由制品的内径尺寸所决定的，与型腔径向尺寸的计算原理一样，分长、宽两部分计算：dm =(d + dq-a)4 氏(mm)式屮，血一型芯外径尺寸(俪)d| 制品内径最小尺寸(mm)其余符号含义同型腔计算公式。按矩形计算，手机后盖长度、宽度的最小尺寸分别为°1 二116mni=60m

54、m由上可知，a1 =0. 42mm 亠二0.34mm,则d3岡二(116+116x0. 005-x0. 42)35=116. 27<35mm4i)3m2 二(60+60x0. 005-x0. 34) 25=60. 05-25nun4(3)型腔深度尺寸计算模具型腔深度尺寸是由制品的高度尺寸所决定，设制晶名义高度尺寸为最大 尺寸，公差负偏差。型腔深度名义尺寸为最小尺寸，其公差为正偏差+®。由 于型腔底部或型芯端面的磨损很小，可以略去磨损量，在计算中取§匸，3, 加上制造偏差有：%三£ 士礬二劣理(nun )式屮型腔的深度尺寸(伽)一制品高度最大尺寸(mm)由零件

55、图上可知，hi二11mm,可得，二0. 16mm,因此hm= (11+11x0. 005-2/3x0. 16)"=10. 95"mm5. 2. 3型腔深度尺寸计算模具型芯高度尺寸是由制品的深度尺寸所决定，设制品高度名义尺寸为最大 尺寸公差为正偏差+,型芯高度设计为最大尺寸，其公差为负偏差-氏。根据有 关的经验公式：叽二(比+ hiq+?a)(mm)3式中九一型芯高度尺寸(mm)hi 制品深度最小尺寸(mm)由零件图中可得，二8nini,得，二0.14mm氐二(8 + 8x0. 005+2/3x0. 14) -25=8. 13-°-25mm5. 2. 4型腔壁厚与底板厚度计算注射成型模型腔壁厚的确定应满足模具刚度好、强度大和结构轻巧、操作简便等要求。在犁料注射充型过程中，塑料模具型腔受到熔体的高压作用，故应有 足够的强度、刚度。否则可能会因为刚度不足而产生塑料制件变形损坏，也可能 会弯曲变形而导致溢料和飞边，降低塑料制件的尺寸精度，并影响塑料制口的脱 模。从