手机外壳成型模具设计毕业论文

1、本科毕业论文（设计）题目某手机外壳成型模具设计作者学院机械工程学院专业材料成型及控制工程学号200901003620指导教师二一三 年 四 月 一 日湖南涉外经济学院毕业论文（设计）任务书学生姓名：学号：200901003620 专业班级：材料班 毕业论文（设计）题目： 某手机外壳成型模具设计题目类型：(3)工程设计毕业论文（设计）时间: 自 2012 年 12 月 11 日开始至 2013 年 4 月 16 日止1. 毕业论文（设计）内容要求：根据下图设计某手机盖的注塑模具，同时进行该模具的型腔数控仿真加工。（由指导教师提供）需完成的工作：1.根据给定参数，设计手机外壳的注塑模型及相关计算。

2、2.制定塑件成型工艺规程。3.绘制总装配图及相关零件图。4.型腔仿真加工。5.编写论文（包括封面、中英文摘要、关键词、目录、综述或序言、正文、参考文献）。1.塑料成型工艺及模具设计，叶久新王群主编，机械工业出版社2. 塑料模具设计指导 ，伍先明张蓉编著，国防工业出版社3.塑料模具图册，阎亚林主编，高等教育社出版。4.模具设计指导，史铁梁主编，机械工业出版社出版。5.塑料模具模设计指导与资料汇编，廖月莹何冰强主编，大连理工大学出版社6.模具制造工艺学，郭铁良主编，高等教育出版社。7.互换性与测量技术基础，陈于萍周兆元主编，机械工业出版社。3.毕业论文（设计）进度安排阶段阶 段 内 容起止时间1毕

3、业生确定选题2012年11月2撰写开题报告，完成开题工作2012年12月3利用寒假完成相关计算和结构设计2013年2月6日2月26日4完成所有图纸的绘制和说明书的写作2013年2月27日4月10日5修改图纸和说明书2013年4月10日4月20日6毕业论文（设计）的定稿、评阅、答辩2013年4月21日 5月15日 指导教师（签章）：_ 日期：_系(教研室)主任(签章)：_ 日期：_二级学院院长(签章)：_ 日期：_注：任务书由指导教师本人填写，经教研室主任（学术小组组长）审核后下发给学生。湖南涉外经济学院毕业论文（设计）指导教师评语建议成绩： 指导教师：（签章）年 月 日湖南涉外经济学院毕业论文

4、（设计）评阅教师评语建议成绩： 评阅教师：（签章）年 月 日湖南涉外经济学院毕业论文（设计）答辩记录日期：学生姓名：学号：专业班级：题目：毕业论文（设计）答辩委员会（小组）意见：答辩成绩：评定等级： 答辩委员会(小组)负责人：（签章）委员（小组成员）：（签章）（签章）（签章）（签章）二级学院审查意见：论文（设计）最终评定等级：_ 负责人：（签章）_年_月_日摘 要手机作为现代通信工具已经非常普及了，并且手机一直保持加速增长的发展势头。随着手机的快速发展，手机外型也在不断地变化。塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程

5、和提高产品质量有很大意义。本文的目的是设计一种手机外壳的注塑模具。论文首先对注塑件进行了分析，包括材料的选择、材料的注射成型工艺、材料的性能分析以及材料的主要缺陷及消除措施。然后进了模具结构形式的拟定、注射机型号的确定、浇注系统的设计、成型零件的结构设计及计算、模架的确定、排气槽和导向机构的设计、脱模推出结构和冷却系统的设计。论文最后对此次设计所遇到的问题和收获进行了总结。关键词：塑料模具；浇注系统；冷却系统 ABSTRACTMobile phones as a modern communication tool has been very popular, and mobile phones

6、 has been maintaining the momentum of accelerated development. With the rapid development of mobile phones, mobile phone is in constant change.Plastic industry is the one of quickest industry in the worldnow, and the mold design isdevelopment quickly. Therefore, the research of the mold to understan

7、d the plastic product , the production process and improve the product quality will have a very big significance.The purpose of this paper is to design an injection mold of mobile phone shell. Paper first has carried on the analysis of injection molded parts, including the selection of materials, th

8、e materials of the injection molding process, the main defects of the performance analysis of material and material and eliminating measures. And then into the mould structure form of the protocol, the determination of injection machine number, and the design of the gating system, molding parts stru

9、cture design and calculation, the determination of die set and exhaust slot and steering mechanism design, demoulding structure and the design of the cooling system. Paper then problems for the design and results are summarized.Keywords:The plastic mold; the pour system; cooling system 目 录摘要Abstract

10、第一章 前言11.1 塑料成型模具在国民经济中的地位11.2 国内外模具技术的现状及发展趋势2第二章 注塑件分析52.1 塑件材料的选择及其结构分析52.2 ABS的注射成型工艺62.3 ABS性能分析72.4 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施8第三章 模具结构形式的拟订991010第四章 注射机型号的确定114.1 塑件参数114.2 浇注系统凝料体积的初步估算114.3 注射机型号的确定114.4 注塑机的相关参数的校核12第五章 浇注系统设计135.1 浇注系统的设计原则135.2 主流道的设计135.3 分流道的设计145.4 浇口的设计155.5 校核主流道的剪切速率175.6 冷

11、料穴的设计及计算17第六章 成型零件的结构设计及计算186.1 成型零件的结构设计186.2 成型零件钢材的选用196.3 成型零件的工作尺寸计算206.4 成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算21第七章 模架的确定222323第八章 排气槽的设计24第九章 导向机构的设计259.1 机构的功用259.2 导向结构的设计原则259.3 导柱的设计原则269.4 导套的设计原则269.5 导柱与导套的配合形式26第十章 脱模推出机构的设计2710.1 脱模推出机构的设计原则2710.2 塑件推出方式2710.3 脱模力的计算2710.4 推杆的结构形式及形状2810.5 推出机构的形式29第十一章

12、冷却系统的设计3011.1 冷却系统的简单计算3011.2 冷却通道形式及设计31第十二章 总装图和零件图的绘制33结论35参考文献36致谢37附录38第一章 前 言11 塑料成型模具在国民经济中的地位模具在现代生活中，是生产各种工业产品的重要工艺设备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。作为金属、塑料、橡胶等材料成型的基础工艺装备，模具在现代工业生活中应用日益广泛，如在汽车、电子、家电、建筑、日用品等行业中有60%80%的零件需要模具成形，可以说人类的衣、食、住、行，没有哪一方面离得开模具。模具作为一种高效率的工艺装备，用模具进行各种材料加工成型，可以实现高速

13、的批量生产，并能在批量中保证稳定的制品质量。同时，模具也是实现少切削与无切削加工技术不可缺少的工具，可节约原材料、降低制品的成本。由于模具成形具有优质、高产、省料和低成本等特点，现已在国民经济各个部门，特别是汽车、航空航天、仪器仪表、机械制造、家用电器、石油化工、轻工日用品等工业部门得到极其广泛的应用。据统计，利用模具制造的零件，在飞机、汽车、拖拉机、电机电器、仪器仪表等机电产品中占60%70%；在电视机、录音机、计算机等电子产品中占80%以上；在自行车、手表、洗衣机、电冰箱、电风扇等轻工业产品中占85%以上。随着社会经济的发展，人们对工业产品的种类、数量、质量及款式都有越来越高的要求。模具工

14、业不但在国民经济中占捬重要地位，在世界市场上也是独树一枝，是国际上公认的关键工业。世界模具市场总体上供不应求，市场需求在600到650亿美元。如今，模具工业的发展甚至已经超过了新兴的电子工业。为了满足人类的需要，世界上各工业发达国家都十分重视模具技术的开发，大力发展模具工业，积极采用先进技术和设备，提高模具制造水平，并取得了显著的经济效益。美国是世界上超级经济大国，也是世界模具工业的领先国家，其在1989年的模具行业就已有12554个企业，从业人员17.28万人，模具总产值达64.47亿美元。日本模具工业是从1957年开始发展起来的，当年模具总产值仅有106亿日元，到1991年总产值已超过17

15、900亿日元，在34年中增长了169倍，这也是日本经济能飞速发展，并在国际市场上占有一定优势的重要原因之一。现在，日本的模具工业已实现了高度的专业化、标准化和商业化。为振兴和发展我国的模具工业，中国政府早在1989年3月颁布的关于当前产业政策要点的决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。现在，大家都认识到，研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展具有特别重要的意义。因此，被誉为“工业之母”、“皇冠工业”的模具制造业是高技术密集型产业，模具工业已成为先进制造技术的重要组成部分。模具技术和相关行业的发展水平，已被认为是衡量一个国家工业水平及产品开发能力的重要标志之一。模具工业能促进工业产

16、品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因此引起了各个国家的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕社会的原动力”，在德国则冠之以“金属加工业中的帝王”，在罗马尼亚视为“模具就是黄金”。因此可以断言，随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济中的地位将日益增高，模具技术也会不断发展，并在国民经济发展过程中发挥越来越重要的作用。模具按制造的产品分类，可以分为塑料模具（又分为注塑模具、铸压模具和吹塑模具）、冲压模具、铸造模具、橡胶模具和玻璃模具等等。其中，尤以注塑模具和冲压模具用途广、技术成熟、占据的比重大，除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三维的模具形腔

17、是材料成型。塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义，对于我国而言，它在整个国民经济的各个部门中发挥了越来越大的作用。因此塑料制品成型及模具的设计还是个很专业性、实践性很强的技术，而它的主要内容都是在今后的生产实践中逐步积累和丰富起来的。然而，美国塑料(原料)的产量多年来一直雄居各国之首。德国是世界最大的塑料(原料)生产国之一，中国塑料工业多年持续高速增长，1991年产量仅为250万吨，1995年增为350万吨，1998年超过700万吨，到2002年已增达约1400万吨，超过日本而成为世界第3

18、大塑料原料生产国。中国今年塑料制品市场将持续走强，在包装、工程、建材、农用和日用塑料制品等各个领域都将有较大幅度的增长，需求量将超过2500万吨。其中包装塑料制品今年需求量将超过850万吨，工程塑料制品需求量将达400万吨左右，建材塑料制品需求量将达300万吨以上，农用塑料制品需求量将在500万吨左右，日用塑料制品需求量约为80万吨左右。国内外模具技术的现状及发展趋势目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。我国对模具工业的发展也十分重要。现在，我国的模具工业已初具规模，可以说，我国在模具技术方面，已有一直较强的队伍。近年来，我国的模具工业一直以每年13%左右的

19、增长速度快速发展。我国模具行业在“十五”期间的增长速度将达到13%15%。模具钢的需求量也将以每年12%的速度递增，全国年需求量约70万吨左右，而国产模具钢的品种只占现有国外模具钢品种的60%，每年进口模具钢约6万吨。我国每年进口模具约占市场总量的20%左右，已超过10亿美元，其中塑料与橡胶模具占全部进口模具50%以上；冲压模具占全部进口模具约40%。由此可见我国的模具工业的发展潜力是巨大的。近年来，我国模具技术的进步主要表现在：1）研究开发了几十种模具新钢种及硬质合金、钢结硬质合金等新材料，并采用了一些热处理新工艺，使模具使用寿命得到延长；2）发展了一些多工位级进模和硬质合金模等新产品，并根

20、据国内生产需要研制了一批精密塑料注射模；3）研究开发了一些新技术、和新工艺，如三维曲面数控仿形加工、模具表面抛光、表面皮纹加工制造技术，模具钢的超塑性成形技术和各种快速制模技术等；4）模具加工设备已得到较大发展，国内已能批量生产精密坐标磨床、计算机控制（CNC）仿形铣床，CNC电火花线切割机床以及高精度的电火花成形机床等；5）模具计算机辅助设计和辅助制造（模具CAD/CAM）已在国内企业单位得到广泛开发利用。虽然我国模具技术得到较大的发展，但仍不能满足国民经济发展的需要，还需花费大量资金向国外进口一些模具，其原因有专业化和标准化程度不高，模具产品的质量和生产工艺水平，总体上比国际先进水平低许多

21、，生产工艺水平低则主要表现在加工工艺、加工装备等方面；模具品种少，效率低，经济效益不好，模具生产制造周期却要比国际先进水平长许多，产品质量水平低主要表现在模具精度、表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度上制造技术较发达国家落后；模具寿命较短，寿命也只有国际先进水平的50左右，新材料使用量较低，且力量分散，管理落后。根据我国模具技术的发展现状及存在的问题，近年来我国积极发展开发、发展精密、复杂、大型、长寿命模具，以满足国内市场需求。国家已规划分别在山东、广东、北京、上海、广州、江浙等地的有关单位重点扶持发展热锻模、热铸模、塑料模、冷冲模等，以便集中力量发展这些有影响的高水平模具及标准件；加速模具标准化

22、和商品化，以提高模具质量，缩短模具制造周期；大力开发和推广应用模具CAD/CAM技术，提高模具制造过程的自动化程度；积极开发模具新品种、新工艺、新技术和新材料，发展模具加工成套设备，以满足高速发展的模具工业需要。塑料加工技术和塑料模具技术发展迅速，成为我国塑料加工业近年来连续、高速、稳定增长的重要基础，也为塑料相关领域如家电、汽车、包装等行业的发展起到了积极的促进作用。AIE亚太国际紧跟材料市场趋势，致力于ABS材料的开发与推广，推出一系列具有优异综合性能及技术表现的ABS汽车材料，开发处诸多新型ABS复合材料，如高抗冲性、阻燃性、外观、着色等，为最终用户的使用提供全程的支持和帮助并不断提供新

23、的解决方案。纵观发达国家对模具工业的认识与重视，制造理念陈旧是我国模具工业发展滞后的重要原因。模具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益和新产品开发能力，因此，模具是国家重点鼓励与支持发展的技术和产品，现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分，是国民经济的装备产业，其技术、资金与劳动相对密集。模具技术的发展是模具工业发展最关键的个因素，其发展方向应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、质量好”和“价格低”的要求服务。目前，我国模具工业的当务之急是加快技术进步，调整产品结构，增加高档模具的比重，质中求效益，提高模具的国产化程度，减少对进口模具的依赖。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍

24、将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，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"（约122CM）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，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平

25、，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。未来，国内外模具工业和技术主要发展方向将主要集中在以下几方面：1.模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展。2.模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展。3.快速经济制造技术的广泛应用。4.开发优质模具材料和先进的表面处理技术。5.模具研磨抛光将向自动化、智能化方向发展。6.模具标准件的应用将日渐广泛。7.模具工业新工艺、新理念和新模式的发展。第二章 注塑件分析2.1.1 塑件说明手机外壳是日常生活中经常看到

26、的东西，在现今社会几乎每个人都有手机，其形状也是各式各样，丰富多彩，手机外壳常用塑胶材料主要有PC、ABS和PC+ABS三大类。此次设计的是某手机外壳的注塑模设计，如下图所示，结构比较简单，质量要求是不允许有裂纹和变形缺陷。此次产品是在PRO/E软件的辅助下设计完成的。产品图如下：图2.1 塑件图（1）塑件材料的选择：选用ABS（即丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。（2）生产批量为大批量生产。（1）结构分析该塑料制品是一个手机壳的上盖。上端部的配合处有尺寸精度要求，该塑料制品选用的是ABS塑料。ABS具有较高的强度、硬度、耐热性及耐化学腐蚀性；具有弹性和较高的冲击强度，该塑件壁厚为12mm，塑件外形

27、尺寸不大，适合注射成型。（2）工艺性分析精度等级：部分采用5级低精度脱模斜度：ABS属无定型塑料，成型收缩率较小，由参考文献1P36表2-10选择该塑件上型芯和型腔的统一脱模斜度为1。22 ABS的注射成型工艺2.2.1 注射成型工艺过程（1）预烘干装入料斗预塑化注射装置准备注射注射保压冷却脱模塑件送下工序（2）清理模具、涂脱模剂合模注射2.2.2 ABS的注射成型工艺参数（1）注射机：螺杆式（2）螺杆转速（r/min）：30（3）预热和干燥：温度（°C） 8085 时间 (h) 23（4）密度（g/ cm³）（5）材料收缩率（6）料筒温度（°C）：后段 1501

28、57 中段 165180 前段 180200（7）喷嘴温度（°C）：170180（8）模具温度（°C）：5080（9）注射压力（MPa）：60100（10）成形时间（S）：注射时间 2090 高压时间 05 冷却时间 20120 总周期 50220（11）适应注射机类型：螺杆式、柱塞式均可（12）后处理：方法 红外线灯、烘箱 温度（°C） 70 时间（h） 2423 ABS性能分析使用性能（1）综合性能良好，冲击韧度、力学强度较高，且要低温下也不迅速下降。（2）耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化学性和电气性能良好。（3）水、无机盐、碱、酸对ABS几乎无影响。（4）尺寸稳

29、定，易于成型和机械加工，与372有机玻璃的熔接性良好，经过调色可配成任何颜色，且可作双色成型塑件，且表面可镀铬。2.3.2 成型性能（1）无定型塑料。其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种确定成型方法及成型条件。，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。（3）流动性中等。溢边料0.04mm左右（流动性比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。（4）比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高）。料温对物性影响较大、料温过高易分解（分解温度为250 °C左右比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高的塑件，模温宜取

30、 5060 °C，要求光泽及耐热型料宜取 6080 °C。注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑机时料温为 180230 °C，注射压力为 100140 MPa，螺杆式注塑机则取 160220 °C，70100 MPa为宜。（5）易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对斜流的阻力，模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。摧出力过大或机械加工时塑件表面呈“白色”痕迹（但在热水中加热可消失）。（6）ABS在升温时粘度增高，塑料上的脱模斜度宜稍大，宜取1 °以上。（7）在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。2.

31、3.3 ABS主要技术指标热物理性能见表、力学性能见表、电气性能见表。表2.1 热物理性能名称数值名称数值密度(g/ cm³)105比热容(J·kg-1K-1)12551674导热系数(W·m-1·K-1×10-2)线膨胀系数(10-5K-1)滞流温度(°C)130表2.2 力学性能名称数值名称数值屈服强度（MPa）50抗拉强度(MPa)38断裂伸长率()35拉伸弹性模量(GPa)抗弯强度(MPa)80弯曲弹性模量(GPa)抗压强度(MPa)53抗剪强度(MPa)24冲击韧度(简支梁式)无缺口261布氏硬度缺口11表2.3 电气性能名

32、称数值名称数值表面电阻率（）×1013体积电阻率（·m）×1014击穿电压（KV/mm）介电常数（106Hz）介电损耗角正切（106Hz）耐电弧性(s)508524 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施主要缺陷：缺料、气孔、飞边、出现熔接痕、塑件耐热性不高（连续工作温度为70°C左右热变形温度约为93°C）、耐气候性差（在紫外线作用下易变硬变脆）。消除措施：加大主流道、分流道、浇口、加大喷嘴、增大注射压力、提高模具预热温度。第三章 模具结构形式的拟订分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。分型面是决定模具结构形式的重要因素，它

33、与模具的整体结构和模具的制造艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动特性及塑料的脱模。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜，我们在这里选用与合模方向倾斜。3.1.1 分型面的形式分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关，我们常见的形式有如下五种：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面。3.1.2 分型面的选择原则由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、形状以及摧出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析。

34、选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则：(1)分型面应该选择在制品最大截面处，这是首要原则。(2)尽可能使制品留在动模的一侧。(3)尽可能满足制品的使用要求。(4)尽可能减小制品在合模方向上的投影面积，以减小所需的锁模力。(5)不应影响制品尺寸的精度和外观。(6)尽量简单,避免采用复杂形状,使模具制造容易。(7)不妨碍制品脱模和抽芯。(8)有利于浇注系统的合理设置。(9)尽可能与料流的末端重合,有利于排气在实际设计中，不可能全部满足上述原则，一般应抓住主要矛盾，在此前提下确定合理的分型面。图3.1 分型面位置一般来说，精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构；对于精度要求不高的小

35、型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。型腔的数目可根据模型的大小情况而定。为了使模具与注射机的生产能力的匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件体精度，模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有四种：（1）、根据经济性能确定型腔数目； （2）、根据注射机的额定锁模力确定型腔数目； （3）、根据注射机的最大注射量确定型腔数目；（4）、根据制品精度确定型腔数目。该塑件对精度要求不高，且为大批量生产，同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本费等因素，可采取一模两腔的结构形式。3.3 模具结构形式的确定从

36、塑件上容易看出模具的分型面位置、推出机构的设置以及浇口的位置。分型面为单分型面垂直分型。从上面的分析可知，本模具设计为一模两腔，根据塑件结构形状，推出机构采用推杆推出的形式。浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用侧浇口，且开在分型面上。由上综合分析可确定选用单分型面注射模。第四章 注射机型号的确定在设计注射模具时应该对注射机有关技术规范进行必要的了解，以便设计出符合要求的模具，同时选定合适的注射机型号。选用注射机时，通常是以某塑件（或模具）实际需要的注射量初选某一公称注射量的注射机型号，然后进行校核。除了模具的结构、类型和一些基本参数和尺寸外，模具的型腔数、需用的注射量、塑件在分型面上的

37、投影面积、成型时需要的合模力、注射压力、模具的厚度、安装固定尺寸以及开模行程等都与注射机的有关性能参数密节相关。41 塑件参数由通过三维软件PRO/E可以计算出塑件的体积：。塑件质量：m=×2.557=2.685g。取。4.2 浇注系统凝料体积的初步估算1倍来估算。考虑到设计为2腔，加上浇注系统的冷凝料，故有：=（1+0.21）×43 注射机型号的确定根据以上计算得出在一次注射过程中注入模具型腔的塑料的总体积取为，由参考文献1公式得：=/0.8=10.3/0.8=12.875。同时考虑到注射机的注射压力。查参考文献2P233初步选择注射机型号为：XS-ZY-250。注塑机的

38、主要技术规格如下表：表 4.1 注塑机的主要参数名称数值/形式名称数值/形式理论注射容积(cm³）250螺杆直径(mm)50注射压力(MPa)130注射行程(mm)160塑化能力(g/s)注射时间(s)2合模力(kN)18×105最大成型面积(500移模行程(mm)500最大模具厚度(mm)350模具最小厚度(mm)200合模方式增压式拉杆空间（mm）448×370推出形式中心及两侧推出电动机功率（kW）喷嘴球半径(mm)18喷嘴口直径(mm)4定位孔直径(mm)12544 注塑机的相关参数的校核以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号；为了保证正常的注射成型，

39、模具每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量，即：。式子中，实际塑件（包括浇注系统凝料）的总体积（）。查参考文献1P74表4.1可知，ABS所需注射压力为80110MPa，这里取P0=80MPa，该注射机的公称注射压力=130MPa，注射压力安全系数=1.251.4，这里取=1.3，则：××80=104MPa< =130MPa，所以，注射机注射压力合格。锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，查参考文献1P74有，.由PRO/E分析/测量面，可得

40、每个塑件在分型面上的投影面积约为。浇注系统的投影面积取每个塑件的投影面积的倍，这里取为9。故有：塑件和浇注系统在分型面上的总投影面积为。则有模具的型腔的内的胀型力=×=3576×35=125160N。（是模具型腔内压力，通常取注射压力的20%40%，大致范围为2540MPa。ABS属中等粘度塑料及有精度要求的塑件，故P模取为35MPa。）锁模力的安全系数为=1.11.2，这里取=1.2。则：××125.160=150.192<锁模力1800KN。所以，注塑机锁模力合格。第五章 浇注系统设计浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。

41、浇注系统设计好坏对制品性能、外观和成型难易程度影响颇大。该模具采用普通流道浇注系统，普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。51 浇注系统的设计原则对浇注系统进行整体设计时，一般应遵循如下基本原则：（1）结合型腔的布置考虑，尽可能采用平衡式分流道布置。(2) 采用尽量短的熔体流程，以减少热量与压力损失。 (3)熔接痕部位与浇口尺寸、数量及位置有直接关系，设计浇注系统时要预先考虑到熔接痕的部位、形态以及以制品质量的影响。(4) 避免高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，防止型芯变形和嵌件位移。 (5)浇注系统凝料脱出应方便可靠，凝料应易于和制品分离或易于切除和修整。(6) 浇注系

42、统的设计应有利于良好的排气。(7) 流动距离比和流动面积比的校核。(8)设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施。(9)应尽可能使主流道中心与模板中心重合。若无法重合也应使两者的距离尽量缩小。(10) 尽量减小因开设浇注系统而造成的塑料用量。52 主流道的设计主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注塑机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流速和充模时间，必须使熔体的温度降低和压力降最小，且不损害其把塑料熔体输送到最“远”位置的能力。（1）主流道的长度：主流道长度不宜

43、过长，过长则会影响熔体的顺利充型，按所选模架可适当调节。（2）主流道小端直径：d=注塑机喷嘴尺寸+（0.51）mm=4+0.5=4.5mm。（3）主流道大端直径：d=d+2L主tana=8mm。（式中a=2°）（4）主流道球面半径：S=注塑机喷嘴球头半径+（12）mm=18+2=20mm。（5）球面的配合高度：h=3mm。5.2.2 主流道浇口套的形式主流道衬套为标准件可选，主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触易磨损对材料的要求高因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开设计，以便于拆卸更换，同时也便于选用优质刚才进行单独加工和热处理，

44、设计中常用碳素工具钢（T8A或T10）热处理淬火表面硬度为5055HRC。分流道就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。多型腔模具必定设计分流道，单型腔大型腔塑件在使用多个点浇口时也要设置分流道 ，如下图所示：分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响，分流道的布置形式分平衡式与非平衡式两类。在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小分流道的容积和压力的平衡。由于流道设计简单，根据一个型腔的设计和所选模架，初步选定分流道长度为40mm。 通常分流道的断面形状有圆形、矩形、梯形、U形和六角形等。为了便于加工和凝料的脱落，分流道设

45、计在型腔中。分流道尺寸由塑料品种、塑件的大小及流道长度确定。对于重量在200g以下，壁厚在3mm以下的塑件可用以下经验公式计算分流道的直径，查参考文献1P94式4-16有式中：D分流道的直径，mm； W塑件的质量，g； L分流道的长度，mm；由于所设计的塑件的质量小于200g，故按以上公式确定其直径。 由于此式计算的分流道直径限于，而所算出来的结果小于此范围，定出分流道直径为8mm。5.3.5凝料体积 （1）分流道的长度为=30+40×2=110mm。（2）分流道截面积=（4+3）/2×2=7。（3）凝料体积=×=110×。考虑到其他的影响取。（1）确定

46、注射时间。查参考文献2P11表2-3，可取t=1.6s。（2）计算单边分流道体积流量。=（/2+2）/t=(0.5+2×/s。（3）剪切速率。由参考文献2P14式2-22可得：该分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率在5×1025×103/s之间，所以，分流道内熔体的剪切速率合格。2.5um即可，此处取Ra1.6um。另外其脱模斜度一般为14°。浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。 m。浇口的结构形式很多，按照浇口的形状可以分为点浇口、扇形浇口、盘形浇口、环形浇口、及

47、薄片式浇口。 浇口位置的选择直接影响到制品的质量问题，所以我们在开设浇口时应注意以下几点：（1）浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置。（2）不要在制品承受弯曲载荷或冲击的部位设置浇口。（3）浇口的位置选择应有利于型腔中气体的排除。（4）浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。（5）对于带细长型芯的模具，宜采用中心顶部进料方式，以避免型芯受冲击变形。（6）浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩。（7）浇口应设在不影响制品外观的部位。5.4.1 点浇口尺寸的确定（1）点浇口的深度。根据参考文献1P33表2-7，由于塑件壁厚为0.5-2.4： 可以取h=1mm（2）计算点浇口的宽度。根据

48、参考文献1P106表4-10，可得侧浇口的宽度d的计算公式为：mm式中，n是塑料成型系数，取为0.7；A是凹模的内表面积；k取0.206；5.4.2 点浇口剪切速率的校核（1）确定注射时间。查参考文献 1P95表4-8，可取t=1.6s。（2）计算浇口的体积流量。/s（3）计算浇口的剪切速率。由参考文献1P95式（4-20）得：×103。该矩形侧浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率5×1035×104之间，所以，浇口的剪切速率校核合格。由塑件的体积、主流道的体积、分流道的体积以及主流道的当量半径，可求校核主流道熔体的剪切速率。q=(+n)/t=（1.573

49、+1.0+2×。×103主流道内熔体的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率5×1025×103之间，所以，主流道的剪切速率校核合格。冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径。冷料穴的形式有三种：一种是与推杆匹配的冷料穴；二种是与拉料杆匹配的冷料穴；三种是无拉料杆的冷料穴。我们这里选用有Z型拉料杆的冷料穴。第六章 成型零件的结构设计及计算成型零件的结构设计主要是指构成模具型腔的零件，通常有

50、凹模、型芯、各种成形杆和成形环。模具的成型零件主要是凹模型腔和底板厚度的计算，塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，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。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或大型模具的型腔，更不能单纯凭经验来确定型腔壁厚和底板厚度。注射模具的成型零件是指构成模具型腔的组成零件，其主要包括了凹模、成型杆、型芯等。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。设计时应首先根据制件的使用要求、材料的性能确定型腔的总体结构、进浇点、分型面、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。此外由于塑件融体有很高的压力，因此还应该对关键成型零件进行强度和刚度的校核。在工作状态中，成型零件承受高温高压塑件熔体的冲击和摩擦。在冷却固化中形成了塑件的形体、尺寸和表面。在开模和脱模时需要克服于塑件的粘着力。在上万次、甚至上几十万次的注射周期，成型零件的形状和尺寸精度、表面质量及其稳定性，决定了塑件制品的相对质量。成型零件在充模保压阶段承受很高的型腔压力，作为高压容器，它的强度和刚度必须在容许范围内。成型零件的结构，材料和热处理的选择及加工工艺性，是影响模具工作寿命的主要因素。凹模又称阴模，它是成型塑件外轮廓的零件。根据需要有以下几种结构