毕业设计说明书-徐银海

宁波职业技术学院标题：毕业论文正文或毕业设计方案（作品）修改状态：01教育质量管理体系质量记录编号：NZQMS-QR-2014-26生效日期：2007.9.1第4页共44页诺基亚8610手机上壳体注塑模具设计摘要进入二十一世纪以来，中国塑料工业取得了令世人瞩目的成就，实现了历史性的跨越。蓬勃发展的中国塑料工业，在中国现代化经济建设中发挥着越来越大的作用。手机已成为日益普遍的通讯工具，因此其注塑模具的需求也日益增多，市场前景广泛，而且因为不同手机的外形不同，注塑模具也就有了很大的不同。本课题是设计诺基亚8610手机上壳注塑模具，通过注塑机注塑成形零件，需要选用注塑机。本产品是批量生产，具有很重要的现实意义。本设计主要应该完成对模具的整个设计过程，包括模具的选材，型腔的机构设计，以及对模具的校核，并介绍模具在国内的发展现状和前景。关键词：手机前壳；注塑模；模具设计 ABSTRACTIntothe21th,TheplasticsindustryofChinahasmadespectacularachievementsintheworld,itachievedahistoricleap.ThegreatdevelopmentofplasticsindustryofChina,itisplayinganimportantroleinChina'smodernizationeconomicconstructionincreasingly.Phonehasbecameancommonmeansofcommunicationincreasingly,sothedemandofinjectionmoldisgrowing,andthevistaofmarketisextensive.Becauseofphones’shapesaredifferent,sotherehavequitedifferentininjectionmold.ThistopicisdesignedtheinjectionmoldofNokiaphone.Ithasinjectedformingpartsthroughinjectionmoldingmachine,soitisneedtochooseinjectionmoldingmachine.Thisproduct’sproductionismass,ithasanveryimportantsignificance.andshouldbecompletedonthemainmoldoftheentiredesignprocess,includingchoosingthematerialofmold,thedesignofbodycavityandtheverificationofthemold,introducethedevelopmentstatusandProspectsofmoldinChina.Keywords：Mobilephoneuppercover;Plasticinjectionmould;Moulddesign

目录TOC\o"1-3"\u摘要 1ABSTRACT 1第一章引言 51.1课题的目的、意义及设计任务……………………..51.2我国塑料模具发展趋势分析……….51.3注射成型原理及工艺……………….71.3.1注射成型原理.………………..71.3.2注射成型工艺过程…………...7第二章注塑产品分析……………………82.1塑件的工艺性分析………………….82.2塑件的结构尺寸及表面质量分析………………….92.2.1结构分析……………………...92.2.2塑件表面质量分析…………...92.3塑件体积和质量的计算…………...102.3.1计算塑件体积 ……………….102.3.2计算塑件质量 ……………….10第三章选择注射机………………………..10第四章浇注系统的设计…………………..124.1主流道设计………………………...134.2分流道设计………………………...134.3浇口的设计………………………...154.4定位环及浇口套…………………...16第五章分型面和型腔数目的确定………165.1选择分型面 ………………………...165.2型腔数的确定……………………...17第六章成型零件设计…………………..…176.1型腔及型芯的设计……………176.1.1凹模的设计…………………176.1.2凸模的设计…………………186.2工作尺寸计算………….…196.2.1凹模的工作尺寸计算……………………196.2.2凸模的工作尺寸计算…………………..…..206.2.3型腔侧壁计算…………..…..20第七章导向机构设计……………………..217.1导柱与导套的选择217.2导柱导套的设计原则………..…….22第八章脱模机构设计………………..……238.1顶出机构的设计原则……………...238.1.1顶出机构的设计原则…………………...…..238.2顶出力的计算……………………...248.3脱模力计算………………………...258.4推杆直径确定……………..……….26第九章模架的选择…………279.1各模板尺寸的确定…………….…..279.2模架的确定 ………………………...28第十章侧向分型与抽芯机构设计………2810.1侧向分型与抽芯机构的分类和特点 …………….2910.2抽拔力的计算………………...…..2910.3抽芯距……………………...……..3010.4斜导柱倾斜角…………………….3010.5斜导柱的直径…………………….3010.6斜导柱的长度和最小开模行程的计算….………3110.7导滑部分设计…………………….3210.7.1滑块……………….………………...…….3210.7.2滑块的定位装置…………………..….…..3210.7.3压紧块……………………3210.7.4抽芯时的干涉现象………3210.7.5斜滑块内抽芯机构………32第十一章冷却系统的设计………………...3211.1冷却系统的设计原则……………………...…….3211.2冷却管道传热面积及管道数目的计算…………34第十二章有关参数校核………………...…3612.1注塑机参数校核………………3612.2注塑机锁模力校核 ………………3612.3模具长宽尺寸的校核……………3612.4模具闭合高度的校核………..…..3612.5开模行程校核…………………37第十三章结束语………………………..….38谢辞…………………….39参考文献…………..……….40附录………………………….41

第1章引言1.1课题的目的、意义及设计任务改革开放20多年来，塑料工业作为国民经济的重要行业之一，其年平均增长速度高于国民经济总的增长速度，达到两位数以上。进入二十一世纪以来，中国塑料工业取得了令世人瞩目的成就，实现了历史性的跨越。蓬勃发展的中国塑料工业，在中国现代化经济建设中发挥着越来越大的作用。手机已成为日益普遍的通讯工具，因此其注塑模具的需求也日益增多，市场前景广泛，而且根据不同手机的外形的不同，注塑模具也就有了很大的不同。因此通过对这款手机外壳模具的设计，增强了学生独立设计注塑模具的能力，使学生能运用PRO/E软件设计一般产品并能做出其注射模具，能够运用所学的模具设计知识，进行注射模具设计的整体实践，培养自己理论联系实际的能力；掌握注射模具设计的方法和步骤；能够熟练查找和利用标准资料、技术手册等有关技术资料；掌握绘图特别是利用CAD软件进行制图的能力和编写技术文件的能力。本课题是设计诺基亚8610手机上壳注塑模具，通过注塑机注塑形成零件，需要选用注塑机。本产品是批量生产，具有很重要的现实意义，主要应该完成对模具的整个设计过程，包括模具的选材，型腔的机构设计，以及对模具的校核，并介绍模具在国内的发展现状和前景。本次设计所选用的手机材料为ABS,形状总体为长方形，长为102mm，宽为45mm，高为9mm，壁厚为1.5mm。塑件表面质量要求手机上壳的外表面要求较高，不能有任何缺陷、毛刺或飞边存在，此处采用5级精度。表面粗糙度Ra为0.5um；内表面要求无明显质量缺陷。工作内容是：在教师指导下完成方案设计与总体设计；相对独立的完成详细设计和必要的设计计算；独立完成工程图纸绘制和设计计算说明书撰写；独立翻译与设计题目相关的外文文献资料并撰写本题目的外文摘要。1.2我国塑料模具发展趋势分析随着塑料成型加工机械和成型模具的迅速增长，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占比例越来越大。从模具设计和制造技术角度来看，模具的发展趋势可归纳为以下几个方面：1、加深理论研究

在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经由经验设计阶段逐渐向理论计算方面以发展。2、高效率、自动化

大量采用各种高效率、自动化的模具结构，如高效冷却以缩短成型周期；各种能可靠地自动脱出产品和流道凝料的脱模机构；热流道浇注系统注射出模具等。高速自动化的塑料成型机械配合以先进的模具，对提高生产效率，降低成本起了很大作用。

3、大型、超小型及高精度

由于模料应用的扩大，塑料制件已应用到建筑、机械、电子、仪器、仪表等各个工业领域，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工，热处理变小、导热性能优异的制模材料。4、革命模具制造工艺

为了更新产品花式和适应小批量产品的生产要求，除大力发展高强度、高耐磨性的材料外，同时又重视简易制模工艺研究。5、标准化

开展模具标准化工作，使模板，导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。6、开发计算机辅助设计与辅助制造（CAD/CAM）我国塑料模具工业从起步到现在，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。如天津荣天和机电有限公司和烟台北极星Ⅰ.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0.02mm～0.05mm，表面粗糙度0.2μm，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达10～30万次，淬火钢模达50～1000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。近年来我国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衡，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，中空成型具为最低，如化妆品用瓶子的吹塑模具，无论从造型以及质量上远不能适应出口要求。从注塑工艺来说，气体辅助注射成型、结构泡沫成型、反应注射成型、共注射成型、推-拉成型、注射-压缩成型、低压注射成型、交变注射成型、熔芯注射成型、动态保压注射成型等引入了模内反应、发泡、振动和气辅等关键技术，大大丰富了传统注塑工艺的内容，使塑料的流动特性、制品的力学性能、外观质量都得到有效的控制。当然，这些新型注塑工艺所要求的注塑机和模具系统等机械、压力和电气系统控制也有别与传统注塑机。近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20、3Cr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，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和商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%-80%相比，仍有很大差距。当今，中国塑料工业已步人世界塑料先进大国的行列，塑料机械与模具、塑料制品与应用，塑料树脂与助剂，总的生产量和消费量都分别跃居世界的第一、第二、第三位，为世人所关注。因为，从此结束了我国塑料工业长期利用国产装备生产高精密塑料制品的历史!宣告我国塑料制品行业已真正步入精密化、微型化时代！1.3注射成型原理及工艺1.3.1注射成型原理把塑料加入到注射机的加热料筒内，塑料受热熔融，在注射机的螺杆或柱塞的推动下，经喷嘴和模具的浇注系统进入模具的型腔，塑料冷却硬化成型。热塑性塑料注射的成型周期短、生产效率高、模具使用寿命长、能大批量地成型形状复杂、尺寸精度高的塑件。1.3.2注射成型工艺过程注射过程一般包括加料、塑化、注射、冷却和脱模几个步骤。(1)加料由于注射成型是一个间歇过程，因而需定量加料，以保证操作稳定，塑料塑化均匀，最终获得良好的塑件。(2)塑化加入的塑料在料筒中进行加热，由固体颗粒转换成粘流态并且具有良好的可塑性的过程成为塑化。(3)注射不论何种形式的注射机，注射的过程可分为充模、保压、倒流、浇口冷结后的冷却和脱模等几个阶段。(4)冷却冷却过程从塑料注入型腔起就开始了，它包括从充模完成、保压到脱模前的这一段时间。(5)脱模塑件冷却到一定的温度即可开模，在推出机构的作用下将塑料制件推出模外。第2章注塑产品分析2.1塑件的工艺性分析塑件原材料的选择：由于手机外壳更新换代较快所以应属于小批量生产。并且所选塑料必须对人的健康没有影响，为生产企业着想必须为生产效率高；生产成本低的塑料。同时还要满足外壳的颜色多样性和很好的综合物理化学性能，经过仔细分析丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）塑料为最佳选择（以下简称ABS）。ABS树脂为微黄色或白色不透明颗粒料，无毒无味；具有突出的力学性能和良好的综合性能,ABS塑料的表面可以电镀，但它的使用温度不高，不超过80℃，由于是吸湿性塑料，其流动性稍差，成型前需要干燥，用红外线烘箱70℃烘2～4小以下是其注塑成型条件：料筒温度：180～260℃注塑压力：49～196模具温度：50～70℃比重:1.05克成型收缩率：0.003～0.008性质如下：密度：1.02～1.07（g/cm）拉伸强度：3234～5782/P×10拉伸弹性模量：1568～2940/P×10冲击韧性：300～4700/（N·m/cm）透明度：半透明物料性能如下：1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好.2、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.适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件.3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。2.2塑件的结构尺寸及表面质量分析2.2.1结构分析：该塑件的结构形状较复杂，曲面倒角比较多，侧面有孔，正面有孔，内表面有凸台，分型面设定时比较困难。总体为长方形，长为102mm，宽为45mm，壁厚均匀。形状如图2-1和图2-2：图2-1手机上壳图2-2手机上壳2.2.2塑件表面质量分析：塑件的外表面要求没有缺陷；毛刺，内部不能有导电杂质，因为要对外表面进行电镀，所以外表面应比较光滑即外表面粗糙度较低，其内表面无特别要求。2.3塑件体积和质量的计算该产品材料为ABS塑料，其密度为1.02～1.07（g/cm），收缩率为0.003～0.008，计算其平均密度为1.0475（g/cm）；平均收缩率为0.0055。2.3.1计算塑件体积：使用Pro/e软件对塑件三维模型进行分析得塑件体积为=6.42cm2.3.2计算塑件质量：由公式==6.42×1.0475=6.71g。第3章选择注射机因为手机外壳体积小，质量轻，所以，所需成型模具应为小型注塑模，可与立式注塑机配合使用。根据生产经验，注射机的实际注射量应在额定注射量的80%以内，ABS材料的塑件又要求有较高的注射压力，=+式中——一个成形周期内所需注射的塑料容积；——型腔数目；——单个塑件的容积；——浇注系统凝料和飞边所需的塑料容量。故应使+0.8式中——注射机额定注射量。所以，初选额定注射量60㎝3的SZ-60/40型立式注射机。该注射机的主要技术参数见表3-1。[3]

表3-1注射机的主要技术参数注塑装置螺杆直径/mm35螺杆转速/(r·mim-1)0~200理论注塑容量/cm60注塑压力/MPa180注塑速率/(g·s-1)70塑化能力/(kg·h-1)35锁模装置锁模力/kN400拉杆间距(H·V)/(mm·mm)220×300模板行程/mm250模具最小厚度/mm150模具最大厚度/mm250定位孔直径/mm80定位孔深度/mm10喷嘴伸出量/mm20喷嘴球直径/mm10顶出行程/mm70顶出力/kN12电气油泵电机功率/kW11加热功率/kW4.7其他机器质量/t3外形尺寸(L·W·H)/(m·m·m)4.0×1.4×1.6第4章浇注系统的设计浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要环节，它是塑料熔体自注射机的喷嘴射出后，到进入模具型腔以前所流经的一段路程的总称。浇注系统一般主要由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。用注塑成型方法加工塑料制品时,注塑机喷嘴中熔融的塑料经过主流道,分流道,最后通过浇口进入模具型腔,然后经过冷却固化,得到所需要制品。注塑模具的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔为止的塑料熔体的流动的通道。浇注系统在模具中占有非常重要的地位,它的设计合理与否直接对制品的成型起到决定的作用。4.1主流道设计主流道是塑料熔体进入模具型腔时最先经过的部分，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔。主流道为圆锥体，锥度为～，对于粘度较大的熔体可以增大到。由于ABS塑料流动性稍差，所以主流道进口端的截面直径取稍大些。主流道小端直径应比注塑机喷嘴的直径约大0.5~1mm，根据《塑料模具设计手册》表5-41可知：型号为SZ-60/40。注塑机的喷嘴直径为：d=4mm。根据《塑料模具设计》的公式：D=d+(0.5～1)mm可知：D=d+(0.5～1)=4mm+(0.5～1)mm=4.5mm～5mm，取D=5mm，下端直径D=8mm。主流道如图所示。图4-1主流道4.2分流道设计1、分流道截面形状分流道截面形状可以是圆形、U型、半圆型、梯形和矩形。在分流道设计中既要减少熔体流动的压力损失；又要流道的截面积小，以减少熔体的传热损失。因此，常用流道的截面积与周长之比来表示流道的效率。该值越大，表示流道的效率越高，常用几种流道效率表4-1所示。[4]表4-1流道效率效率0.025D0.025D0.153D0.195Dd=D/20.166DD/40.100DD/60.071D分流道的截面尺寸可根据塑件的尺寸、塑件品种、注射速率及分流道的长度而定。要求分流道截面尺寸应满足良好的压力传递，保证合理的填充时间。由次确定分流道的截面尺寸如图4-2所示。图4-2分型面截面尺寸2、分流道设计要点如下：（1）在保证足够的注塑压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下，分流道截面积与长度尽量取小值，分流道转折处应以圆弧过渡。（2）当分流道较长时，在分流道末端应开设冷料井。（3）分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动、定模板上，合模后形成分流道截面形状。（4）分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。4.3浇口的设计浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段短流道，它是浇注系统的关键部分。其主要作用是：（1）型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流。（2）易于在浇口切除浇注系统的凝料。浇口是浇注系统的关键部分，它起着调节、控制料流速度、补料时间，防止倒流及在多型腔中起着平衡进料的作用。在浇口设计时一般要求浇口截面小，长度短，这样可提高料流的剪切速率，有利于充满型腔；同时有利于快速冷却封闭；且便于塑件与浇注系统冷凝料的分离，保证塑件的外观形状。浇口位置的选择原则如下：（1）浇口的位置应使填充型腔的流程最短。（2）浇口设置应有利于排气和补缩。（3）浇口位置的选择要避免塑件变形。（4）浇口位置的设置应减少或避免产生熔接痕。（5）浇口的位置应避免侧面冲击细长型芯或嵌件浇口形式有很多种，常见的有侧浇口、直浇口、点浇口、潜伏式浇口和护耳式浇口。根据各个浇口的特点及塑件的形状，我选择点浇口。[5]点浇口的截面形状小如针点，应用范围非常广泛，它具有如下优点：（1）由于浇口非常小，显著提高熔体的剪切速率敏感的塑料熔体特别有效，如ABS、PS、AS等。（2）熔体经过小浇口时由于剧烈的摩擦生热，熔体温度升高，熔体的粘度再次下降，使熔体的流动性更好。（3）由于小浇口很小，便于塑件与冷凝料的分离，有利于自动化生产；同时，小浇口在塑件上留下的痕迹很小，有利于修整。（4）由于点浇口模具多了一块分流道板，所以可以较自由地选择浇口位置。对于大投影面积或或易于变形的塑件，可采用多点进料，以便于提高塑件的成型质量；而对于一模多腔的，易实现各型腔的平衡进料。由于手机外壳形状不均匀，一点进料不能使材料同时充满型腔各个部分，所以这里选择两点进料的形式。4.4定位环及浇口套根据注射机定模板中心孔尺寸，选取定位环直径为55mm，高度10mm，浇口套公称直径为16mm，长度为40mm。浇口套应与主流道一起贯穿定模坐板与拉料板。定位环公称直径55mm，高度10mm,嵌入上模座，压紧浇口套,用内六角圆柱头螺钉固定。浇口套与模板的配合采用H7/m6，浇口套与定位环的配合采用H7/m6,定位环与上模座配合采用H7/m6。浇口套如图4-3。图4-3浇口套第5章分型面和型腔数目的确定5.1选择分型面模具闭合时型腔与型芯相接触的表面称之为分型面。选择设计分型面的基本原则是：分型面应选择在塑件断面轮廓最大的位置，以便顺利脱模。同时再选择设计分型面时还应考虑以下因素：（1）分型面的选择应便于塑件脱模并简化模具结构；（2）分型面的选择应考虑塑件的技术要求；（3）分型面应尽量选择在不影响塑件外观的位置；（4）分型面的选择应有利于排气；（5）分型面的选择应便于模具零件加工；（6）分型面的选择应考虑注射机的技术参数。根据该塑件的结构特征，结合以上原则，选定手机外壳的外表面作为分型面。5.2型腔数的确定（1）按注塑机的最大注塑量确定行腔数N：—注塑机最大注塑量的利用系数，一般取0.8；—注塑机的最大注塑量取60cm；—浇注系统和飞边所需的塑料质量或体积取4cm；—单个制品的质量或体积取6.42cm。经过计算可知型腔数不能超过7个若采用一模两件,生产效率较高,模具结构简单,但由于零件上存在有内侧凸台,还有外侧凸台，一模具两件的布局将使内侧抽芯机构变得复杂,所以不采用该方案。重新选择方案如下:采用一模一件,生产效率偏低,但也能适应中小批量的生产要求,点浇口上端进料,料流比较顺畅,流程较短,零件质量较好,且塑件脱模后不需要去除浇口。经过分析采用一模一件。第6章成型零件设计6.1型腔及型芯的设计6.1.1凹模的设计凹模也可以称为型腔、凹模型腔，用以形成塑件的外形轮廓。整体嵌入式凹模是将结构尺较小的整体式凹模嵌入到凹模固定板中进行使用，除具有整体式凹模的优点外，还可以节约贵重模具材料和便于热处理，其结构如图6-1所示，整体嵌入式凹模最常用的固定方法凸肩垫板法，如图6-1（a）和沉孔嵌入法，如图6-1（b）。（a）（b）图6-1整体嵌入式凹模根据手机外壳塑件的结构特征，同时考虑到加工的难易程度和模具的成本问题，采用图6-1(a)所示的整体嵌入式结构6.1.2凸模的设计凸模用于成型塑件内表面的零部件，与凹模配合，直接接触成型塑料内表面或上下端面。与凹模相类似，凸模也可以分为整体式、整体嵌入式等不同类型。整体式凸模就是把凸模与模板做成整体，结构牢靠、不易变形、成型质量好，但当塑件内表面形状复杂时难加工，材料消耗量大，适用于内表面形状简单的小型凸模。同理，如前所述，根据外壳塑件的结构特征，同时考虑到加工的难易程度和模具的成本问题，的凸模也采用整体嵌入式结构。如图6-2所示。图6-2整体嵌入式凸模6.2工作尺寸计算6.2.1凹模的工作尺寸计算其工作尺寸属于包容尺寸，尽量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。径向尺寸计算公式：高度尺寸计算公式：其中:—塑件外形最大尺寸；—塑件的平均收缩率0.0055；—塑件的尺寸公差；—模具制造公差,取塑件尺寸公差的1/3-1/6；—塑件高度方向的最大尺寸。计算结果如下：6.2.2凸模的工作尺寸计算其工作尺寸属于被包容尺寸，尽量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。径向尺寸计算公式：高度尺寸计算公式：其中:—塑件外形最大尺寸；—塑件的平均收缩率0.0055；—塑件的尺寸公差；—模具制造公差,取塑件尺寸公差的1/3-1/6；—塑件高度方向的最大尺寸。计算结果如下：6.2.3型腔侧壁计算按强度计算侧壁公式：式中系数取0.321查《塑料注塑模结构与设计》表4-14—模腔压力80MPa；—凹模行腔深度9mm；—材料许用应力180MPa（材料选为Cr12Mov）。代入公式进行计算得：,但为了设计斜滑块，故取凹模尺寸为130mm×70mm×25mm。[8]第7章导向机构设计导向件的作用是保证模具在进行装配和调模试机时，保证动定模之间一定的方向和位置。导向零件应承受一定的侧向力，起了导向和定位的作用。7.1导柱与导套的选择导柱导向机构是利用导柱与导柱孔之间的间隙配合来保证模具的对合精度，根据所选择模架提供的尺寸，确定导柱与导套的尺寸，分别如图7-1和图7-2。图7-1导柱图7-2导套7.2导柱导套的设计原则（1）导柱应导向零件应合理的均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形。（2）根据模具的形状和大小，一副模具一般需要2～4个导柱。如果模具的凸模与凹模合模有方位要求时，则用两个直径不同的导柱，或用两个直径相同，但错开位置的导柱。（3）由于塑件通常留于凸模，所以为了便于脱模导柱通常安装在凹模。（4）导柱和导套在分型面处应有承屑槽。（5）导柱、导套及导向孔的轴线应保证平行。（6）合模时，应保证导向零件首先接触，避免凸模先进入模腔，损坏成型零件。根据上述原则，选择等直径不对称布置。如图7-3。图7-3等直径不对称布置第8章脱模机构设计从模具中推出塑件及浇注系统凝料的机构称为脱模机构或推出机构，其基本机构包括推杆、推杆固定板、推板导套、推板导柱、推板、支承钉和复位杆组成。事实上，脱模机构的分类因成型塑件的形状复杂程度以及注射机推出机构形式的不同而异，如按推出零件的类别对机构分类，可以分为推杆推出推管退出推件板推出推块退出和多元件联合推出等；如按机构的推出动作特点来分类，可以分为简单脱模推出、二次推出、顺序推出、双脱模推出、定模推出以及带螺纹制品的脱模机构等不同类型；另外还可以按推出动作的动力源，可以分为手动脱模、机动脱模、液压和气压推出等不同类型。8.1顶出机构的设计原则8.1.1顶出机构的设计原则：（1）顶出机构的运动要准确，可靠，灵活，无卡死现象，机构本身要有足够的刚度和强度，足以克服托模阻力。（2）保证在顶出过程中塑件不变性，这是对顶出机构的最基本的要求。在设计时要正确估计塑件对模具粘附力的大小和所在位置，合理的设计顶出部位，使顶出力能均匀合理的分布，要让塑件能平稳的从模具中脱出而不会产生变型。顶出力中大部分是用来克服因塑料收缩而产生的包紧力，这个力的大小与塑料品种性能，以及塑件的几何形状复杂程度，型腔深度，壁厚还有模具温度，定出时间，脱模斜度，模具成型零件的表面粗糙度等因素有关，其影响因素较为复杂，很难进行准确的计算。一般原则是塑料收缩率越大，塑件壁越厚，型芯尺寸越大，形状越复杂，型芯深度越深，脱模斜度越小，模具温度越低，冷却时间越长，成型零件表面粗糙度越大，其对模具的包紧力就会越大，此时就应选择顶出力较大的顶出方式。（3）顶出力的分布应尽量靠近型芯，且定出面积应尽可能大，以防塑件被破坏。（4）顶出力应作用在不易使塑件产生变形的位置，如加强筋，凸缘，厚壁处等。应尽量避免使顶出力作用在塑件的平面位置上。（5）若顶出部位需设在塑件使用或装配的基准面上时，为不影响塑件尺寸和使用，一般使顶杆与塑件接触部位出凹进塑件0.1mm左右，而顶出杆端面则应高于基准面，否则塑件表面会出现凸起，影响基准面的平整和外观。[5]8.2顶出力的计算注塑成型过程中，型腔内熔融塑料因固化收缩包在型芯上，为使塑件能自动脱落，在模具开启后就需要在塑件上施加一顶出力。顶出力的作用点应尽量靠近型芯，并且顶出力应施于塑件刚性和强度的最大的部位，如凸缘或加强筋等处作用面积也尽可能大一些。顶出力是确定顶出机构结构和尺寸的依据，它与塑料种类，塑件包容在型芯上的面积以及塑件的热收缩率等有关。计算公式：式中：—顶出力；—塑料弹性模量1800MP；—塑料包容在型芯的径向面积2408mm；—塑料与钢之间的摩擦因数0.21；—型芯直径45mm；—塑件平均壁厚1.5mm；—塑件材料的泊松比0.4；—塑件在径向的热收缩；；—塑料热膨胀系数7×10；—注入型腔的熔融塑料温度180℃；—塑件出模温度60℃；代入得：＝0.48.3脱模力计算计算公式为：式中：—查《塑料成形加工与模具》表8－3得1.0035；—矩形制件的平均壁厚1.5mm；—塑料的弹性模量1800MPa；—塑料平均成型收缩率0.005；—制件对型芯的包容长度9mm；—模具型芯的脱模斜度1°；—制件与型芯的摩擦因数0.21；—塑料的泊松比0.4；顶出力满足要求。8.4推杆直径确定柔度定义：因为=65.529所以属于大柔度推杆计算公式：式中：—脱模阻力341；—推杆材料弹性模量；—推杆数量8个；—安全系数,1.4～1.8；取1.5；—推杆直径；故选推杆直径为3mm。根据上述原则及本零件的形状，采用推杆脱模机构：推杆脱模机构是典型的简单脱模机构，它结构简单，制造容易且维修方便。它是由推杆，推杆固定板，推杆垫板，支承钉和复位杆所组成。在动模一边施加一次顶出力，就可实现塑件脱模的机构称为简单脱模机构。这是一种最简单的脱模机构，这些推杆一般只起顶出作用。有时根据塑件的需要，推杆还可以设计成塑件的某一部相同形状或作为型芯。推杆多用T8A或T10A材料头部淬火硬度答50HRC以上，表面粗糙度值取0.8。和顶杆孔成H7/f8配合。推杆如图8-1。图8-1推杆推杆顶出塑件后，必须回到顶出前的初始位置，才能进行下一循环工作。因此还必须设计复位杆来实现这一动作。复位杆有称回程杆如图8-2。有时，顶出机构中的推杆较多，推杆较细，或顶出力不均衡，顶出后推杆可能发生偏斜，造成推杆弯曲或折断，此时，应考虑设计顶出机构的导向位置。见装配图。图8-2复位杆第9章模架的选择9.1各模板尺寸的确定。=1\*GB3①.A板尺寸A板是定模行腔板，塑件高度为9mm，分型面呈梯形，则处于A板中的尺寸为5mm，在末班上还开设冷却水道离型腔应有一定的距离，因此A板厚度取20mm。=2\*GB3②.B板尺寸B板作为推杆，考虑到推杆与型芯的关系，塑件有20mm还处于推杆范围内，因此B板厚度取32mm。=3\*GB3③.C垫块尺寸垫块=推出行程＋推板厚度+推杆固定板厚度+（5～10）=10+20+15+（5～10）=50～60mm，设计取54mm；确定模架的外形尺寸：长×宽×高=250×160×186mm/mm/mm;9.2模架的确定根据型腔的布局可以看出，型腔嵌件分布尺寸为115×195，又根据型腔侧壁的最小厚度为18、24，再考虑到导柱、导套及连接螺钉应占有的位置和采用推杆推出等各方面的问题，确定模架的板面为160×250mm/mm.确定选用模架序号为3号，选用模架的型号为GB/T4169.3。结构图参照《塑料模具设计指导》中《塑料注射模零件》表7-1。[6]图9-1模架第10章侧向分型与抽芯机构设计在成型有侧孔、侧凹或有侧凸台的塑件时，通常采用侧向分型方法将成型侧孔、侧凹或侧凸台的部位做成侧型芯或侧型腔，在塑件脱模前先将侧型芯或侧型腔抽出，然后再从模具中顶出塑件。能将侧型芯或侧型腔抽出和复位的机构叫侧向分型与抽芯机构。10.1侧向分型与抽芯机构的分类和特点（1）手动侧向分型与抽芯机构手动抽芯机构结构简单，但劳动强度大、生产效率低，故仅适用于塑件的小批量生产。（2）液动或气动侧向抽芯机构侧向活动型芯的移动不受开模时间和顶出时间的影响，传动平稳但由于受模具结构和体积的限制，液压缸的尺寸往往不能过大。（3）机动侧向分型与抽芯机构利用注射机的开模运动和动力，通过传动零件将侧型芯或侧型腔抽出。这种机构结构比较复杂，但抽芯不需要人工操作，生产效率高。根据传动零件的不同，机动抽芯又可分为斜导柱抽芯、斜滑块抽芯、弯销抽芯、斜导槽抽芯、弹簧抽芯、齿轮齿条抽芯等多种抽芯形式。斜导柱侧向分型与抽芯机构是利用斜导柱等零件把开模力传递给侧型芯或侧向成型块，使之产生侧向运动完成抽芯与分型动作。这类侧向分型抽芯机构的特点是结构紧凑、动作完全可靠、加工制造方便，是设计和制造注塑模抽芯时常用的机构，但它的抽芯力和抽芯距受到模具结构的限制，一般使用于抽芯力不大及抽芯距小于60～80mm的场合。根据本零件的结构特点，需要有斜导柱抽芯、斜滑块抽芯。10.2抽拔力的计算塑件在模具中冷却定型时，由于体积收缩，而将型芯或凸模包紧，塑件在脱模时，必须克服这一包紧力及抽芯机构所产生的磨擦力才能抽出活动型芯。在开始抽拔的瞬时所需的抽拔力成为初始抽拔力，以后抽拔所需的力成为相继抽拔力。初始抽拔力比相继抽拔力大，所以，在设计计算时总是考虑初始抽拔力。抽拔力可用下式计算：式中：—塑件的收缩应力，模具冷却的塑件P=19.6MPa，模具冷却的塑件P=39.2MPa；—塑件包围型芯的侧面积1970mm；—摩擦系数，一般=0.15～1.0，取0.6；—脱模斜度1°；—抽拔力；=39.2×1970×COS(0.6-tan15°)/(1+0.6sin1°×COS1°)=763N斜导柱受弯曲力为：式中：—斜导柱的倾斜角15°；—斜导柱所受弯曲力。10.3抽芯距将型芯从成型位置抽至不妨碍塑件脱模的位置，型芯或滑块所移动的距离称为抽芯距。一般来说，抽芯距等于侧孔深度加2mm～3mm的安全距离。其计算公式为：式中:设计抽芯距2mm；：抽芯距；=4mm10.4斜导柱倾斜角倾斜角的大小关系到斜导柱所承受的弯曲力和实际达到的抽拔力，也关系到斜导柱的工作长度，抽芯距和开模行程。为保证一定的抽拔力及斜导柱的强度，取小于25度，一般12～25度内选取。取15°。10.5斜导柱的直径根据材料力学可以推导出斜导柱直径计算公式：式中：—斜导柱的倾斜角15°；—斜导柱所受弯曲力794N；—斜导柱的有效工作长度14.5mm；—斜导柱的直径；—弯曲许用应力，对于碳钢可以取140MPa。mm，故可取直径为12mm。[7]10.6斜导柱的长度和最小开模行程的计算斜导柱的有效工作长度L与抽芯距S，斜导柱倾斜角及滑块与分型面倾角有关。通常为零。所以，。斜导柱的总长度还与导柱直径，固定板厚度有关，通常，斜导柱的有关参数计算主要是掌握倾斜角与抽芯距及斜导柱长度，开模行程的关系计算。其它，诸如抽拔力，斜导柱直径等一般凭经验确定。斜导柱如图10-1。图10-1斜导柱最小开模行程mm10.7导滑部分设计导滑部分通常采用H7/g7配合。导滑槽与滑块还要保持一定的配合长度。滑块的滑动配合长度通常要大于滑块的宽度的1.5倍，滑块完成抽拔动作后，保留在导滑槽内的长度不应小于导滑配合长度的2/3。10.7.1滑块滑块分整体式和组合式两种。组合式是将侧向型芯安装在滑块上，这样可以节省优质钢材，且加工方便，应用广泛。10.7.2滑块的定位装置滑块的定位装置在开模过程中用来保证滑块停留在刚刚脱离斜导柱的位置，使合模时斜导柱能准确地进入滑块上的斜导孔内，不致损坏模具，本设计采用圆销定位压紧块在塑料注塑过程中，活动型芯在抽芯方向上会受到塑料较大的推力作用，必须设计压紧使滑块不致产生移动。[8]10.7.4抽芯时的干涉现象斜导柱在定模，滑块在动模时，该结构形式设计应予以注意，滑块与推杆在合模复位过程中不能发生干涉现象。所谓干涉现象是指滑块的复位现象先于推杆的复位致使活动型芯与推杆发生相碰撞，造成活动型芯或推杆损坏，为了避免上述现象的发生，在塑件结构允许的情况下，尽量避免将推杆设计在活动型芯的水平投影面相重合，否则，必须满足条件，才能避免干涉现象。10.7.5斜滑块内抽芯机构特点是推出机构工作时，斜滑块在推杆的作用下推出塑件的同时又在动模板的导槽里向内收缩而完成内抽芯动作。第11章冷却系统的设计11.1冷却系统的设计原则为了提高冷却系统的效率和使型腔表面温度分布均匀，在冷却系统的设计中应遵守如下原则:（1）在设计时冷却系统应先于推出机构，也就是说，不要在推出机构设计完成后才考虑冷却回路的布置，而应尽早将冷却方式和冷却回路的位置确定下来，以便能得到较好的冷却效果。将该点作为首要设计原则提出来的依据是，在传统设计中，往往推出机构的设计先于冷却系统，冷却系统的重要性未能引起足够的认识。（2）注意凹模和型芯的热平衡。有些塑件的形状能使塑料散发的热量等量的被凹模和型芯所吸收。但是极大多数塑件的模具都有一定的高度型芯以及包围型芯的凹模，对于这类模具，凹模和型芯所吸收的热量是不同的。这是因为塑件在固化时因收缩包紧在型芯上，塑件与凹模之间会形成空隙，这时绝大部分的热量将依靠型芯的冷却回路传递，加上型芯布置冷却回路的空间小，还有推动的干扰，使型芯的传热变得更加困难，因此，在冷却的设计中，要把主要注意力放在型芯的冷却上。（3）对于简单的模具，可先设置冷却水出入口的温差，然后计算冷却水的流量，冷却管道的直径，保证湍流的流速以及维持这一流速所需要的压力降便以足够。（4）生产批量大的普通模具和精密模具在冷却方式上又差异，对于大批量生产的普通塑件可采用快冷以获得较短的循环注射周期。所谓快冷就是使冷却管道靠近型腔布置，采用较低的模具温度。精密塑件需要有精密的尺寸公差和良好的力学性能，因此需采用缓冷，即模具温度较高，冷却管道的尺寸和位置也适应缓冷的要求。（5）模具中冷却水温度升高会使热传递减小，精密模具中出入口水温相差应在5度。从压力的损失观点出发，冷却回路的长度应在1.2～1.5m以下，回路的弯头数目不希望超过5个。（6）由于凹模和型芯的冷却情况不同，一般应采用两条冷却俄回路分别冷却凹模和型芯。（7）当模具仅设一个入水接口时，应将冷却管道进行串联连接，若采用并联连接，由于各个回路的流动阻力不同，很难形成相同的冷却条件。当需要并联连接时，则需要在每个回路中设置水量调节泵及流量计。（8）采用多而细的冷却水道，比采用独大的冷却管道好。因为多而细的冷却管道扩大了模温的调节的范围，但管道不可以太细，以免堵塞，一般取管道的直径为8～25mm。在收缩率大的塑料制件的模具中，应沿其收缩方向设置为冷却回路。（9）通模具的冷却用水应采用常温下的水，通常调节水流量来调节模具的温度。对于小型塑件，由于其注塑时间和保压时间都较短，成型周期主要有冷却时间决定，为了提高成型效率，可以采用经过冷却的水进行冷却，目前经冷却机冷却的5～10度的水。用冷水进行冷却时，大气中的水分会凝聚在型腔的表面以引起塑件的缺陷。对于流动距离长，成型面积大的塑件，为了防止填充不足或者变型，有时还得通热水。总之，模温最好同过冷却系统或者专门的装置能任意调节。（10）确定冷却管道的中心距以及冷却管道与型腔壁的距离。冷却管道与型腔壁的距离太大会使冷却效率下降，而距离太小有会造成冷却不均匀。根据经验，一般冷却管道中心线与型腔壁的距离应为冷却管道直径的1～2倍。冷却管道的中心距应为管道直径的3～5倍。（11）尽可能使所有冷却管道孔分别到各处型腔表面的距离相等。当制件壁厚均匀时，应尽可能使所有的冷却管道孔到各处的型腔表面的距离相等。（12）应加强浇口处的冷却。熔体充模时，浇口附近的温度最高。一般来说，据浇口越远温度越低。因此，在浇口附近应加强冷却，一般可将冷却回路的入口设在浇口处，这样可使冷却水道首先通过浇口附近。（13）应尽量避免将冷却水道开设在塑件熔合纹的部位。当采用多浇口的进料或者型腔形状较复杂时，多股熔体在汇合处将产生熔合纹。在熔合纹的温度一般较其它的温度低，为了不致使温度进一步下降，保证熔合质量，应尽可能不在熔合纹部位开设冷却水道。（14）水管的密封问题，以免漏水。一般，冷却管道应避免穿过镶块，否则在接缝处漏水，若必须通过镶块时，应加设套管密封。（15）进口，出口水管的接头的位置应该尽可能设在模具的同一侧。为了不影响操作，通常应将进口，出口水管接在设在注塑机背面的模具的一侧。[9]11.2冷却管道传热面积及管道数目的计算（1）冷却介质的体积流量计算 式中：—冷却介质的体积流量；—单位时间内注入模具中的塑料质量；—单位重量的塑料在凝固时所放出的热量；—冷却介质的密度；—冷却介质的比热容；—冷却介质的20；—冷却介质的27；（2）求冷却管道直径d查《塑料成型加工与模具》表10－1，为使冷却水处于湍流状态取d=6mm.（3）求冷水在管道内的流速（4）求冷却管道孔壁与冷却介质的传热膜系数查表取＝7.22（水温30℃）式中：—水的密度0.996×10；—推杆直径3/1000m；（5）求冷却管道总传热面积（6）求模具上应开设的冷却管道孔数第12章有关参数校核12.1注塑机参数校核注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积，通常注塑机的实际注塑量为注塑机最大注塑量的80％，塑件的体积,V=注射机最大注射量额定注射量大于实际注射量，满足要求。12.2注塑机锁模力校核其校核公式：—熔融塑料在型腔内的压力,由手册查知=101～140MPa，