诺基亚手机外壳模具CAD-CAM

1、XXXX大学毕业设计说明书作 者： XXXX 学 号： XXXX学 院：机械学院系（专业）： 机械设计制造及其 自动化题 目诺基亚手机外壳模具 CAD/CAM指导者：XXXX指导者：XXXX教授评阅者：XXXX 年 XX 月 XX 日毕业设计（论文）中文摘要诺基亚手机外壳模具 CAD/CAM摘要：这次毕业设计是有关诺基亚手机外壳的模具而进行设计， 主要任务是设计模具的模具型腔设计、注塑流道设计、冷却系统设计、脱模机构设计为主要容的注塑模具设计。课题的主要容是：此制品为诺基亚8210手机外壳零件，设计人员设计并完成它的注塑模具的设 计。首先完成其注射模的设计，从其型腔数量、形状以及制品零件的材料

2、、性能 要求、体积等完成其注射机选择，然后完成其三维模架的设计，完成其浇注系统 设计、成型零部件的设计，脱模、复位及导向机构的设计，还有塑模冷却系统的 设计。再利用CAD/CAM件完成手机外壳的总装配图和部分非标零件的图纸绘制， 采用手工编写部分数控加工程序，并利用UG中的CAM模块完成模具加工型腔的仿 真。在设计过程中，还要利用 PRO-e或者UG完成产品的三维图纸的绘制。关键词：CAD/CAM塑料注塑模仿真加工毕业设计（论文）外文摘要Title Nokia mobile phone shell mould CAD/CAMAbstractThis graduati on desig n is

3、 about the Nokia mobile phone shell mold for the design, the main task is to design the mould cavity, core, cooling system and the select ion of mold die set, etc. The main content of the subject:The products of this design for a Nokia mobile phone shell parts, complete its injection mold design. Fi

4、rst to complete the injection mould design, from the cavity nu mber and layout, and parts of material, volume, area determ ine the choice of injectio n mach ine, and the n perform the choice of the die set, gati ng system desig n of mold ing parts desig n, mold releaseand reset, steering mechanismde

5、sign, and mold temperature control system desig n. Use CAD/CAM to mapped some of its parts draw ing and assembly draw ing, fin ally han d-coded part nc mach ining program and use the CAM module of UG mould process ing cavity simulatio n. In the desig n process, but also the use of UG draw the 3 d dr

6、aw ing of parts.Keywords: CAD/CAM Plastics Injection mold The simulation process目 次 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 1引言 1 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 加工工业中塑料模具的重要作用 1 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 1.2塑料成型模具发展趋势 2 HYPERLINK l bookmark18 o Current Docu

7、ment 1.3软件简介 3 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 2零件材料选择及其性能 4 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 3注射机的选择 5 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 3.1注射量确定 5 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 3.2锁模力确定 5 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 成型压力 5 HYPERLINK l bookmark30

8、 o Current Document 4标准模架的选择 6 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 4.1模架尺寸的选择 6 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 模具闭合的高度校核 6 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 5浇注系统设计 7 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 5.1浇注系统的设计原则 7 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 5.2主流道的设计

9、 7 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 5.3分流道的设计 8 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 浇口形式选择 8 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 6成型零部件设计 9 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 6.1型腔分型面的设计 9 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 6.2排气槽的设计 9 HYPERLINK l bookmark52 o Curr

10、ent Document 6.3成型零件的设计 9 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 7脱模机构设计 13 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 脱模力的计算 13 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 推杆设计 14 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 开模行程 14 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 推杆的直径 15168复位机构与导向机构设计16 TO

11、C o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 复位机构的设计 16 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 8.2导向机构的设计 179塑模温控系统设计 17塑模温控制的系统设计 17 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 9.2冷却装置系统的设计要点 18 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 结论 20 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 参考文献

12、 21 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 致 22图1模具部分零件图 231引言在加工工业中塑料的注塑模具重要作用模具是利用其特定形状成型并具有一定形状和尺寸的制造工具。成型塑料制品的模具即塑料模具。模具在成产产品方面也有其严格的要求：生产在外形尺寸、物理性能等方面均能 满足规定要求的优质制品。在生产的要求下，还要要具有高效、简单、自动化；同时 在制造角度看，要求成本低、产量高、废品率高、结构合理等特点。塑料模具对塑料制品的质量影响较大。首先在模具型腔形状、尺寸、分型面、排 气槽、进浇口位置、制品的脱模方式等方面有自己的特殊要求，又由于是塑料制

13、品， 受力较小，对成型制件尺寸和形状精度、机械性能、应力、物理性能、电性能、各向 同向性、表面质量、表面光洁度等同样有着很严格的要求。 其次在加工塑料的过程中， 操作难易程度主要依赖模具设计结构。在大批量生产塑料产品时，要以尽量减少分模、 合模和取制件方便为原则，减少人工操作，为此更多的采用自动开合模和自动顶出机 构，这样提高了生产率、正品率，也大幅降低了生产成本。在高度自动化生产中，还 要保证制品能自动从模具上自动脱落， 虽说有些复杂，但现在的科技已经解决了这个 问题，我们可以参考设计。而且上面提到生产成本，同样模具的使用寿命，也是一个 比较重要的方面，这对于降低成本很重要。一般的来说制模的

14、费用是十分昂贵的， 一 个优秀的的注塑模具机可生产百万件以上的制品， 就连以挤压原理设计的压制模具都 能生产二十多万件左右，可见注塑模具在塑料模具方面的重要作用。 在生产量不是很 大的时候，模具的制造费用在制件成本中就会显现出来，占有相当大的比例，此时就要更多的考虑，结构合理、简单的模具，以降低成本。在现代塑料模具设计生产中，加工工艺、高效率配置、模具自动化都是必不可少 的重要因素，塑料注塑模具对塑料的加工工艺、 塑料产品的使用要求和设计要求同样 起着很重要的作用。高效、自动化的设备配上能自动化生产模具才能发挥巨大的基效 能，模具的设计制造和更新为前提下，新的、高效、集成自动化产品的出产和更新

15、提供了帮助。由于工业塑料制品和日用塑料制品的品种之多和需求量之大，更大的推动塑料模具不断更新和发展。塑料成型模具的发展趋势随着塑料成型加工机械和成型模具制造的迅速增长，大型、高效率、自动化、精 密、微型、高寿命为特点的模具在整个模具生产中所占比例越来越大，为人们的生活和发展提供了便利。从模具设计、制造角度来看，模具的发展趋势可大概表现为几个 方面：加深理论研究。在模具设计中，随着对模具工艺原理的研究的深入， 模具设计制造已由经验设计 阶段更多的向着理论计算方面的发展，也省去了大量的实践制造。自动化、高效率。大量采用高效率、自动化的模具结构，缩短成型周期；各种可靠地自动脱出产品 和流道凝料的脱模

16、机构；热流道温控浇注系统注射模具等。智能自动化的塑料成型机 械加之先进的模具产品加工，对提升产品生产率，降低生产成本起到了很大作用。大型集成、超小型及高精度。塑料模料应用围的不断扩展，塑料制件已广泛涉及到机械、电子、建筑、仪器、 仪表等各个工业领域，于是应运而生出现了各种大型高寿命、精密的注塑成型模具。 为了满足制件各种受力、应力等的需求，研制了更高硬度、高强度、高耐磨性且易加 工生产，热处理简单、导热性能优异的制模材料。革命模具制造工艺。为了适应产品花式、小批量生产的制品要求，除了大力发展高耐磨、高强度性的 材料外，同时也更重视简易制模工艺研究。标准化。标准化的模具生产中，使生产用的模板、导

17、柱等通用零件标准化、商品化，以适 应大规模地成批生产塑料成型模具。开发计算机辅助设计与辅助制造（CAD/CAM随着计算机技术的发展，计算机已被广泛应用于模具工业中，在注射成型系统中，对于每一个环节都可将计算机作为辅助工具而加入，构成该环节的CAD/CAM或CAE126.1塑件设计塑件产品设计容包括塑件结构、尺寸、精度、表面、性能等方面的设计。塑件设计方面的计算机辅助技术：塑件 CAD塑料、辅料、辅件选择的专家系统。1.2.6.2注射机的使用。注射机常见的计算机辅助技术：注射机选择专家系统和注射机故障诊断系统。注射模设计。注射模设计主要完成注射模具的结构尺寸、精度、表面性能等方面的设计，并选 择

18、模具的材料等。计算机在注射模设计方面的工作有：注射划 CAD注射模材料、辅 料、辅件选择专家系统，工装选择专家系统，注射模 CAPP软件简介此次设计主要为注塑模具的设计与计算，为后面完成装配图的绘制和说明书的编 写做准备。装配图用CAD/CA来完成其三视图的展示。零件为NOKIA821C手机外壳的 上盖，整体是由不规则曲面构成，壳有多处固定结构和定位，和一些小型复杂零件， 用一般的拉伸剪切很难达到绘制要求。而零件图的绘制相对简单，就用CAD就行了。1.31 总装配图的建立计算机辅助设计（Computer Aided Design，简写为CAD，是指利用计算机的计算功能和高效的图形处理能力，对产

19、品进行辅助设计分析、修改和优化。它综合了计 算机功能和工程设计知识的成果，并随计算机软件和硬件的不断提高进而完善。CAD的最大特点是让设计者抛掉了实际中的图板，将图板移至软件的电脑桌边，设计者或绘图者仅在屏幕前就能连续地完成工作。Auto CAD适合于工程制造、装潢设计、建筑设计等各行业技术人员作为设计依据，来完成图纸上的工作，省去了大量的手工绘 图工作。美国Auto desk公司开发了 CAD通用软件，并于1982年首次推出了 Auto CADR1.0 版本，随着科技的进步以及人类对于制品要求的提高，CAD版本不断更新。现Auto CAD 已从一个简绘二维图的软件发展成能够进行三维建模的CA

20、DS统，。现已广泛应用于电子、化工、轻工、造船、机械等领域。1.3.2 零件模型设计与加工Pre/Engineer是美国PTC参数技术公司推出，集 CAD/CAM/CAE等参数化特征造型技术于一体的大型集成化软件。它是进行零件模型设计与加工仿真过程中的主要工具。Pre/Engineer包含有一些专有模块，例如三维实体造型、模拟装配设计、加工 仿真的自动编程、电路线路图设计、板金设计装配管路设计等，还包括了ID反求工程，CE并行工程等先进的设计方法。其主要特点就是参数化特征造型；集成各模块 的数据库；设计修改的相关性等。它优良的性能，完善的功能，使得它得以在功能仿 真，机械设计，功能、管理以及工

21、业设计等领域广泛应用。Pre/E ngin eer自动化自1988年问世以来，10多年来已成为全世界最普及的 3DCAD/CA系统的标准软件，广 泛应用于电子，机械，模具，工业设计，汽车，自行车，航天，家电，玩具等各行各 业。Pre/Engineer是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代产品造型系统， 是一个基于参数化，基于特征的实体造型系统，而且它还具有有单一的数据库功能。2零件材料选择及性能该塑料制品是一个手机外壳的上盖，上部的配合处有很精确的尺寸精度和配合要 求，此次手机外壳塑料制品选用的是 ABS塑料，ABS是丙烯晴、丁二烯和苯乙烯三 种单体的三元共聚物，ABS具有较高的强度、硬

22、度、耐热性及耐化学腐蚀性；同时有 弹性和较高的冲击强度；具有优良的介电性能、成型加工性能等优良性能，且价格便 宜，原料易得。ABS的主要技术参数如表1所示：表1 ABS的主要性能参数图Tab.1 the main performa nee parameters of the ABS plastic密度（g /cm3）1.05抗拉屈服强度（Mpa)50比热容（kg /cm3）0.92拉伸弹性模量（Mpa)1.8 103吸水率24h（ %）0.3冲击强度无缺口261收缩率（%）130 160kJ： m2缺口11熔点（C）130 160弯曲强度（Mpa)80热变形温度0.45Mpa90 180强度（

23、hb）9.7(C)1.80Mpa83 103体积电阻率（m2)6.9 103图1图1诺基亚手机8210上壳零件图Fig.1 on the Nokia 8210 shell part drawing3注射机的选择注射量确定该塑件的形状有些不规则，很难直接计算出来，现在可先用UG画出其三维零件图，再查询其体积大小。具体步骤：analysismold analysismold massproperties ），得到其体积大小为V牛3.53cm3。塑件的注射容积较小，在此采用一模 一腔，即 V件 80%Vmax。锁模力确定2塑件的投影面积A 4800mm2(1)F nKpcA(1)1000式中F注射机

24、的额定锁模力n型腔数，n 1 ；K 安全系数，取K 2 ;pc 融料在型腔中平均压力，ABS为30Mpa ;A 塑件投影面积，取4.8 ;2 1.2 2 1.2 30 4.81000345KN成型压力ABS的成型压力为巳 30Mpa， Pmax 取 70-150， Pmax Pc根据模具手册选择卧式注射机，其型号为 XS-Z-60，主要参数如下:表2注射机XS-Z-60的主要技术参数表额定注射量60cm3最大成型面积130cm3柱塞直径38mm最大开模开程180mm注射压力119.6Mpa动定模板尺寸330 440mm注射行程170mm拉杆空间190 300mm注射方式柱塞式合模方式液压-机械

25、锁模力500kN定位圈63.5mm模具最大厚度200mm喷嘴球径R12mm模具最小厚度70mm喷嘴孔直径4mm图2卧式注塑机示意图Fig.2 horiz on tal inject ion mold ing mach ine schematic diagram4标准模架的选择模架尺寸选择根据塑件的注射量、动定模固定板的尺寸等，由模具工程手册选得选得模架A2-200250-01-F1 GB/T12556.1-90，组合尺寸如下表表3模架的组合尺寸单位：mm模板宽度160模板长度160动模板厚度20座板宽度160座板厚度16定模板厚度25垫块宽度20垫块厚度40推板厚度12.5推板宽度58推杆固定

26、板厚度10导柱直径12导套直径18复位杆直径8模具闭合高度校核根据注射机的参数，日讪180mm Hmin 60mm而根据所选标准模架组合尺寸所得，H 16 25 20 20 40 16 137mmH min H H max因此，满足要求。图3标准模架三维图Fig.3 sta ndard mould frame 3 d figure5浇注系统设计浇注系统是指在模具中从注射机喷嘴开始至型腔为止的塑料流动通道。浇注系统设计好坏对制品性能、外观形状和成型质量影响颇大。浇注系统的设计原则：5.11结合型腔的布置考虑，采用平衡式对称分流道布置，以方便、快速。减短熔体的流程，以便降低压力损失，增加冲模速度。

27、浇口尺寸位置和数量的选择是很关键部分，设计为使熔体的流动加快、防止湍流、涡流、喷射和蛇形流动的形成，并有利于排气。需要防止高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，变形和位移。浇注系统的凝料脱出机构应方便可靠，应易于使凝料和制品分离或易于切除和 修整。熔接痕部位受浇口的尺寸、数量及位置的影响，设计浇注系统时对熔接痕的部 位、形态以及以制品质量的影响要预先应与考虑。减小由于开设浇注系统而造成的塑料用量。浇注系统的模具工作表面要保证硬度、精度和表面粗糙度，其中浇注口精度要求应在IT8以上。设计考虑浇注系统时冷料的储存措施。5.10 尽量使主流道中心与模板中心重合。使两者的距离尽量缩小。主流道的设计：为使凝

28、料顺利拔出，主流道的小端直径 D应大于注射机的喷嘴直径d，通常为：D d (0.5 1)mmD 4 1 5mm主流道入口的凹坑球面半径r2也应该大于注射机喷嘴球面头半径 R，通常为：R2 R (1 2)mmR212 1 13mm主流道半锥角通常为锥度26 ,取3，过大会产生湍流或涡流产生空气，过小 使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大。主流道壁表面粗糙度应在Ra .8Um以下，抛光时沿轴进行。主流道的长度 L一般由模板厚度来确定。为减少熔体充模时的压力损失，尽可能缩短主流道的长度,L 一般控制在60mm以。分流道的设计分流道是指主流道与浇口之间的通道。 其作用是使熔融塑料过渡和转向。

29、由于圆的截面加工困难。梯形加工较容易，水力半径不至于太小，因此分流便更加常用。其截面比例可取：a 5 10mm，浇口形式选择浇口形式应该遵循以下原则:（1）使浇口为平衡式设置；（2）型腔排列进料均衡；（3）浇口开设部位和型腔布置应尽量对称，防止模具承受偏载而溢料；（4）减少塑件的耗料量；（5）保证塑件外观质量。根据上述原则和零件的实际情况，选用双点浇口形式，这种浇口更多的适用于成 型盒类、壳类、罩类等制品，是普遍广泛的浇口形式。由于浇口小，熔体通过点浇口 时前后压差大，流速增大，提高了充模的速度，从而可获得外表清晰，有光泽的制品； 熔体流过点浇口时由于摩擦阻力使部分能量转变为热量， 使熔体温度

30、略升高，粘度下 降，改善了流动性，这对薄壁制品是有利的；其缺点：充模阻力大，浇口尺寸小，对 熔体粘度较高的塑料会产生充填不满的缺陷。如控制不好，废品率也稍高。图4浇注系统的二维图Fig.4 2 d picture of gati ng system6成型零部件设计成型零件是与塑料接触的决定制品几何开关的模具零件。它包括凹模、壁厚、凸模、型芯、成型镶块等，他们都是塑料模具的重要组成部分。型腔分型面设计合理选择分型面，有利于制品的质量提高，工艺操作和模具的制造。因此，在模具设计过程中是一个不容忽视的问题，选择分型面一般根据以下的原则：选择分型面的基本原则：分型面应该选择在制品最大截面处，这是首要原

31、则。尽可能使制品留在动模的一侧。尽可能满足制品的使用要求。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。不应影响制品尺寸的精度和外观。尽量简单,避免采用复杂形状,使模具制造容易。不妨碍制品脱模和抽芯。有利于浇注系统的合理设置。尽可能与料流的末端重合，有利于排气由于采用点浇口，因此以手机上壳表面与定模和定模底板的分界面为分型面的双分型 面。排气槽的设计排气槽的作用是将型芯和型腔中周围空间的气体及熔料所产生的气体排到模具外。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。成型零件设计6.3.1 凹模结构设计凹模用以形成制品的外表面，注塑件的结构比较简单，可采

32、用整体式凹模，可以 直接在定模板上加工。其优点接缝少、牢固、结构简单，常用于中、小型模具。图5凹模的结构型芯结构设计由于零件的结构复杂，决定采用镶拼结构的型芯。与整体式型芯相比，大为简化 了镶拼式型芯使机加工和热处工艺。成型零件工作尺寸制品尺寸能否达到图纸尺寸的要求，主要依赖于与型腔、型芯的工作尺寸的计算。成型零件工作尺寸的计算容包括：型芯、型腔的径向尺寸(含矩形的长和宽)、它们的高度尺寸及其中心距尺寸等。可以通过多种方法计算成型零件工作尺寸， 现通过塑 件的平均收缩率来进行计算。A：型腔径尺寸计算Dm (D DQ 34 ) Z(mm)式中Dm 型腔径尺寸(mm)D 制品的最大尺寸(mm )Q

33、 塑料的平均收缩率(% ) , ABS的平均收缩率为0.5%制品公差系数，可随制品精度变化，一般取0.50.8之间z 模具的制造公差，一般取 z 1614按矩形计算，手机上壳长度、宽度上的最大尺寸分别为D2 105mmD2 46mm由模具手册查得1 =0.44mm2=0.28mm贝UDM1 (105 105 0.005 34 0.44) 0.35 105.86 0.35mmDm2 (46 46 0.005 34 0.28) 0.25 46.44 Q25mmC:型腔深度尺寸计算模具型腔深度尺寸决定了制品的高度尺寸，设制品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

34、差+ z。由于型腔底部或型芯端面的磨损很小，可以略去磨损量C,在计算中取c= 3，加上制造偏差有：Hm (h1 h1Q 23 ) z (mm)式中Hm 型腔的深度尺寸(mm )H1制品高度最大尺寸(mm )查模具手册得H1 9mm，0.16mm，因此Hm (9 9 0.005 23 0.16) 030 8.94 0.30mmD:型芯高度尺寸计算模具型芯高度尺寸决定了制品的深度尺寸，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-z。根据有关的经验公式：hM (H1 H1Q 23 ) z(mm)(5)式中hM 型芯高度尺寸（mm ）H1 制品深度最小尺寸（m

35、m ）查手册得已 6mm,0.16mmH m （6 6 0.005 % 0.16） 0.25 6.14 0.25mmE: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强度大、刚度好、结构轻巧、操作简便等 要求。在塑料注射过程中，塑料模具的型腔受熔体的高压作用，应有足够的强度、刚 度。否则会因刚度不足而产生塑料制件变形损坏，也可能会由于弯曲变形而导致溢料和飞边，并影响塑料制口的脱模，降低塑料制件的尺寸精度。从刚度计算上一般要考 虑下面几个因素：（1）模具不会发生溢料，ABS不溢料的最大间隙为0.05mm（2）保证制品的顺利脱模，同时要求型腔允许的弹性变形量小于制品冷却固化 收缩量。（3

36、）保证制品达到精度要求，制品有尺寸要求，某些部位的尺寸常要求较高精 度，这就要求模具型腔有很好的刚度。按整体式的凹模计算侧壁厚度：icph ?b h一（mm）根据公式E（1yi式中b 凹模侧壁理论厚度（mm ）h 凹模型腔的深度（mm ），取h 9p 凹模型腔熔体压力（Mpa ），取p 30yi 凹模长边侧壁的允许弹性变形量（mm ），一般塑件y10.05mm由模具手册查得c 1.081 8E 2.1 105Mpa930dr丄35O930dr丄35Odi205a82.93mm取壁厚大于10mn就能能满足要求7脱模机构设计手机外壳，质量较轻，体积小，所以塑件的脱模阻力不大，而推杆又为圆柱形结 构

37、，跟模架为间隙配合加工简单、更换方便、脱模效果好。推杆的设置位置采取以下 原则：（1）在脱模阻力大的地方设置推杆（2）将推杆均匀分布在制品表面（3）在塑料制品强度刚度较大的地方设置推杆（4）推杆直径应满足相应的强度、刚度条件本次设计塑件的孔比较多，所以推杆直径必须取的比较小，为达到强度刚度要求, 所以设置较多的推杆，推杆的分布位置简图如图所示（矩形代表手机壳体）：图6推板分布位置示意图7.1脱模力的计算7推杆的刚度跟强度在开始脱模时，模具所受的阻力最大，所以强度刚度按此时计 算，脱模斜度也不考虑（a=0）对于薄壁矩形件制品Q 8t E S l f （1 m）（1 f）（KN）式中Q 脱模最大阻

38、力（KN ）t 塑件的平均壁厚（cm）i 3E 塑料的弹性模量（Ncm）S 塑料毛坯成型收缩率（mm mm）I 包容凸模长度（cm ）f 塑料与钢之间的摩擦系数m 泊松比，一般取0.380.49查机械工程手册可得，S 0.005, E匚8 10 Ncm2，f 0.28已知，t 0.25cm， I 4.5cm，3.10KNQ （8 0.25 1.8 105 0.005 4.5 0.28 （1 0.43） （1 0.28）3.10KN推杆的设计：顶出行程：S顶 h 凸（5 10）式中e为顶出行程余量，取e 7 h凸为型芯成型高度已知 h凸 9mm e 7mm 则 S顶 9 7 16mm图7推杆零件

39、二维图开模行程对于双分型面的开模行程L H1 H2 e a式中L 注射机开模行程（mm）H1 脱模距离（mm）H2 包括浇注系统在的制品高度（mm）a型腔板的的分离距离已知则L 9 16 20 7 52mm，符合注射机要求。推杆的直径由手册得丄l2q 7d（mm ）nE式中d 推杆的直径（式中d 推杆的直径（mm ）安全系数，取1.5L 推杆的最大长度（m），L 0.0475Q 脱模阻力（n，Q 1490n 推杆数目，E 弹性模量，d 1),n 5E 1.8 103Mpa2 0 .04751490、丄.5351 .8102 . 1 mm3mm来进行强度校核：4F 4 14902242.2Mpa

40、 50Mpand 5 3.143故所取推杆大小符合强度要求.8 复位机构与导向机构设计:8.1复位机构设计：在顶杆的脱模机构中，顶出塑件后再次合模时（或再合模前），须要求顶杆等元 件回复或预先回复到原来的位置。通常采用弹簧推动板复位，但当推顶装置卡住了， 仅靠弹簧难以保证，必须有复位杆与弹簧并用，双层保险。设计中具有活动型芯的脱 模机构时，也要考虑到合模时互相干扰的情况， 应在塑模闭合前使顶杆提前复位， 以 免活动型芯撞击顶杆，影响产品的正常出产，应设置先复位装置。复位杆由标准可查 得。本设计中的模具使用弹簧先复位装置， 在顶杆固定挡板上装有弹簧，借弹簧力合 复位杆作用，在合模时，使顶出杆先复

41、位，这种方法的特点是结构简单，容易制造， 但弹簧容易失效，故要经常更换弹簧。导向机构设计：导向机构的主要作用是保证在模具闭合后， 定、动模板相对位置准确；同时在模 具装配过程中也起到了定位的作用，合模时，引导定、动模板准确闭合，并能够承受 一定的铡向压力，以保证模具的正常工作。本设计中导向机构采用导柱导向，导柱采用带头导柱，其结构简单，加工方便，在导柱的末端以导向套给以配合，导柱倒装。结构形式如下图8所示：图8导柱示意图Fig.8 Orientation guide pin一般导柱应有以下几个重要的技术要求： 导柱的长度应根据具体的情况而定，一般比凸模端面高出812mm导柱的前端做成半球形状，

42、以使导柱顺利进入导孔数量为4,均匀分布在模具周围9塑模冷却系统设计：塑模冷却系统设计：在注射过程中，制品质量和注射周期受到模具温度直接影响，各种塑料的性能不同,成型工艺要求的不同相应的模具对温度要求也不同，ABS在注射成型时所需的模具对温度为40 60度之间。对塑料制品，基本上都不允许模温有较大的波动。模具 温度过高会使制品在脱模后发生变形，冷却时间延长，导致产品生产率下降，出现很多废料。模具温度过低会降低塑料的流动性， 难于充满型腔，造成制品的应力加大和 具有明显的溶接痕等各类缺陷。由于模具温度不断地被注入熔融塑料加热，模温升高， 单靠模具自身散热不能使其保持较低的温度，因此必须加入冷却机构

43、。冷却装置系统的设计要点：实验表明冷却水孔的数量愈多，对制品的冷却也愈均匀.水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即孔的排列与型腔形状相吻合，水孔边距型腔的距离常用5 10mm。对热量聚积大温度上升高的部位应加强冷却。进水管直径的选择应使水流速度不超过冷却水道的水流速度，避免产生过大的压力降。冷却水道直径常用9 12mm。凹模、凸模都应该分别冷却，并保证其冷却均衡。冷却水道不应穿过没有镶嵌块或其接缝部位，水道连接必须密封以免漏水。复式冷却循环并联而不应串联。进、出口冷却水温差不应过大，以免造成模具表面冷却不均冷却系统的计算：塑料传给模具的热量：Qi n mC（Ti T2）（kJh） 式中Qi 单

44、位时间塑料传给模具的热量（kJh）n每小时的注射次数，取n 50 m 每次注射的塑料量（kg）C 塑料的比热容（J kg C）,查手册得C 1047J kg CT1熔融塑料进入模腔的温度（C）T2 制品脱模温度（C）Q 50 0.02 1047 （180 60） 1.26 105kJh冷却时所需要的冷却水量：M1 QJ 伍 T4）（kg）式中M1 通过模具的冷却水质量（kg）入一导热系数（T3 T4）进出水温度差（C），不应太大，取3CM11.26 105 1055 3 39.8kg根据冷却水处于湍流状态下的流速 v与水管道直径d的关系，确定模具冷却 水道的水道直径d为：3._1d 4 10

45、Mv vp 2 （mm）式中v 管道冷却水的流速，一般取 0.8 2.5m s，取1.6ms水的密度（kg., cm3）d 4 103 3981.6 10002 5.6mm取冷却水道的直径d 10mmA Mi/冷却管道总传热面积：R AT式中R冷却管道壁与冷却介质间的传热系数（J C）4187f（ v）0.8. 2R 02 （J m2 C）df 与冷却介质有关的物理系数，查手册得20 C f=7.22T模温与冷却介质之间的平均温差,41876 .4510(100T模温与冷却介质之间的平均温差,41876 .4510(1001 .6)0 .8T 30 C5/26.2310 J , m CA 2.

46、13 10 3m2冷却孔道的孔数:式中A 冷却装置总的传热面积（m2）d 冷却水道管道直径（m）L冷却管道长度（m）2.13 102.13 10310 103 180 1030.04由于采用两腔浇注，为了达到均匀的冷却效果，因此，冷却水道在动、定模板之中各取里两个就可以达到冷却效果。由于塑件材料为ABS其注射成型模具并无加热要求。结论通过这次毕业设计，从前期的调研并查阅资料，中期的装配图设计和绘制，到 最后具体零件的设计规划和工艺，从中学习到了好多新的知识，意识到自己在课堂上 所学知识的匮乏，理论与实践是密不可分的，需要我继续努力。我觉得自己的专业知 识又得到了提高，独立思考的能力也有所增加，同时深刻的认识到机械工业的博大