毕业设计（论文）-蓝牙耳机注塑模具设计

蓝牙耳机注塑模具设计摘要全套设计图纸加V信153893706或扣3346389411主要的设计是蓝牙耳机注塑模具的设计中，重点放在塑料件的材料的选择、成型原理和注射技术分析。通过对ABS的认识与了解，为了满足精度高、大量生产产品的形状复杂等要求，我第一时间确定了我所需要得模塑方案，这个产品的后处理、分型面的选择，从而确定了型腔数量为一模四腔的布置方式。把它们上下旋转平均分布、同时还对模具的成型零件以及结构这些进行了详细的分析。既然是为了能够实际的生产出零件，那么该设计就应该有注塑模具的主系统包括了注塑机成型的选择、模具的顶出系统、模具的排气系统、模具的浇注系统、模具的冷却系统，以及模具导向系统等。进行注塑模具设计首选针对此塑件，进行结构分析，确定其塑件结构适合采用注塑模具结构生产，然后选择合适的高分子材料与型腔的出模数量。结合模具设计原则与设计规范，选择分型面并且分模完成成型系统零件设计，对浇注系统的设计方面，力求充填均匀，流道废料少、短。冷却系统均匀的分布在塑件的周边，使得温度冷却合理，在脱模顶出机构上，采用均匀分布顶出系统，让塑件能够均匀的受力顶出脱模。在选择标注模架系统方面，采用了国内最大的模具企业生产的龙记GB国标标准模架系统，能够保证制造周期短，制造精度高、效率高的特点，采用了计算机辅助设计软件，其中包括二维设计软件AutoCAD绘制模具的总装图与非标的零件工程图，采用了三维软件进行了塑件的建模与整体装配建模。关键词：塑料注射模；ABS塑料；CAD二维图：模具设计：AbstractThemaindesignistheinjectionmolddesignofBluetoothheadset,focusingonthematerialselectionofplasticparts,formingprincipleandinjectiontechnologyanalysis.ThroughunderstandingandunderstandingofABS,inordertomeettherequirementsofhighaccuracyandlargeproductioncomplexity,IfirstdeterminedthemoldingplanIneeded,thepost-processingandthepartingsurfaceselectionoftheproduct,soastodeterminethelayoutofthemoldcavitywithonemoldandfourcavities.Theaveragedistributionoftheupanddownrotation,theformingpartsandthestructureofthediearealsoanalyzedindetail.Sinceitisfortheactualproductionofparts,themainsystemoftheinjectionmouldshouldincludetheselectionofinjectionmachine,theejectionsystemofthemould,theexhaustsystemofthemould,thepouringsystemofthemould,thecoolingsystemofthemouldandtheguidingsystemofthemould.Forinjectionmoulddesign,thepreferredchoiceistoanalyzethestructureoftheplasticpart,determinethatthestructureoftheplasticpartissuitablefortheproductionofinjectionmouldstructure,andthenselecttheappropriateamountolessandshorter.Thecoolingsystemisevenlydistributedaroundtheplasticparts,whichmakesthetemperaturecoolingreasonable.Intheejectionmechanism,theejectionsystemwithuniformdistributionisadopted,sothattheplasticpartscanejectejectionunderuniformforce.Intheaspectofchoosingthemarkingdiebasesystem,theLongjiGBnationalstandarddiebasesystemproducedbythelargestdomesticmouldenterpriseisadopted,whichcanensurethecharacteristicsofshortmanufacturingcycle,highmanufacturingaccuracyandhighefficiency.Thecomputeraideddesignsoftwareisadopted,includingtwo-dimensionaldesignsoftwareAutoCADtodrawtheassemblydrawingandnon-standardpartsengineeringdrawingofthedie,andthree-dimensionalsoftwareisusedtomakethemoulding.Modelingofpartsandwholeassembly.Keywords:plasticinjectionmould;ABSplastic;CADtwo-dimensionaldrawing:moulddesign:目录TOC\o"1-3"\h\u7863Abstract ，具体规格如表。表3.1注射机为XS-ZY250参数项目xs-zy250XS-ZY250螺杆直径/mm50XS-ZY250注射容量/cm3250XS-ZY250注射重量/g228XS-ZY250注射压力/mpa127XS-ZY250注射速率/(g.s-1)134XS-ZY250塑化能力/(kg.h-1)55XS-ZY250注射方式螺杆式XS-ZY250锁模力/kn1600XS-ZY250移模行程／mm350XS-ZY250拉杆间距／mm370×370XS-ZY250最大模厚／mm400XS-ZY250最小模厚/mm200XS-ZY250合模方式肘杆XS-ZY250顶出行程/mm220XS-ZY250顶出力/kn30XS-ZY250定位孔径/mm100XS-ZY250喷嘴移出量/mm20XS-ZY250喷嘴球半径/mm183.3注塑成型机的校核3.3.1锁模力校核在注塑产品的成型中，型腔内的容量为对模具产生很大的一种推力，一般来说塑料产品的成型面积或者投影面积越大，锁模力就会越大。如果锁模力达不到产品所需要的锁模力就会导致模具在注塑成型的过程中涨开，而导致塑料毛边比较多。为了避免这种情况，我们必须确保夹紧力能满足模具。公式如下:其中n所代表的含义是模具中型腔设计的数目；A1所代表的含义是每个塑料制品在模具分型面上的投影面积；A2所代表的含义是模具的浇注系统投影到分型面的表面积。选取则在注塑模具中，让他有足够的夹紧力，所以一定要把熔融压力加在模具和塑件以及塑件浇注系统等所有其他力的合力，一定要比注塑成型机的锁模力要小。可得出以下：本式中：P-塑胶原料在注塑模具中受到的压力（Mpa）注塑机最大的锁模力查询注塑模具教科书可以得知，塑胶材料ABS的保压压力一般为24-42Mpa，普通精度所需要得压力是24-34Mpa，高精密的塑料产品所需要的压力是39-44Mpa，本设计的零件为普通精度零件，所以可以取整为30Mpa来计算。从计算结果中可以看出注塑机的工程锁模力，要比塑料产品所需要的锁模力大很多。所以注塑机型号符合要求。3.3.2开模行程校核在本次的设计中，塑件的顶出行程为40mm，但是为了能确保安全进出我们还要需要增加3~5毫米的安全余量。计算式如下：Hmax=注塑成型机的最大移模距离，350mm；H顶=本次设计零件需要的推出距离，14mm；H塑=浇注系统以及塑料件的总高度，101mm；H安全值=安全余量一般是3-5mm；所以：注塑机的开模行程符合校核要求。3.3.2模具长度的校核注塑模具的定模板和动模板外形尺寸须比注塑机的安装的尺寸小才能够被安装到机器中。除此此外，还要确保动模底板和动模底板的尺寸都要比注塑机安装板要小。，即按以下公式：式中：模具最大高度；280mm成型机容量量最小厚度；200mm成型机容模量最大厚度：400mm经过计算，200<280<400，本注塑机符合要求。3.4浇注系统的设计3.4.1主流道设计一般模具的主流道都是设在浇口套上面，主流道的启端都是比较小的，这个尺寸与注塑成型机上面注塑喷嘴的球面（SR）半径具有一定的计算关系。数学表达式如下：通过查资料我们可以知道注塑机喷嘴的球形半径，接着我们就可以进一步计算出浇口套上面主流道球形的半径，那么喷嘴口径；所以主流道小端的直径要比喷嘴大0.5毫米，那么就可以得到主流道的小段口径。模具的浇口套主模板间一定要装配简单，一般都是用过渡配合，它的公差为为H7/m6，浇口套和定位圈的配合一般是H9/h9间隙配合公差，本设计采用直径100mm的定位环设计。如下图3.2所示。图3.2主流道衬套示意图3.4.2分流道设计模具的分流道设计与形成的布局有直接的关联，在不同型腔数量布局的排列中，能有多种不同的设计方法，但必须遵守下面这两个原则：分流道的直径不能太大否则会产生严重的浪费：第二方面，分流道的强度尽可能的简短，而且是平衡设计，这对模具产生的压力就好平均。注塑模具分流道设计的主要因素：分流道的形状以及尺寸设计方法：（1）分流道的截面形状有很多种，一般可以分为圆柱形、半圆形、u型、梯形等。圆柱形的分流道比较容易加工，在注塑成型生产过程中，塑料熔体热量损失比较小，对塑料熔体产生的阻力也比较小。所以在本次设计中我们采用了圆形截面的分流道，它的直径为6mm。（2）注塑模具分流道的长度设计分流道的长度主要是每个塑料产品之间的那一段距离，我们就叫他做分流道的长度，从模具注塑的效率以及材料的成本这两个方面来考虑，我们要尽量可能的去缩短分流道的总长度为设计目标。本次所选择的浇筑方式是侧浇口，侧着口的浇筑位置位置就是在塑料产品的侧面，所以分流到就设计在产品侧面分型面上，分流道单边总长度为30mm，直径4mm。如图3.3所示。图3.3分流道3.4.3浇口的设计浇口是型腔和流道连接的唯一通道，浇口一般尺寸都比较小，厚度比较薄，浇口的尺寸直接会影响塑料产品成形的质量。由于制件的材质为ABS，且模具设计型腔为一模四腔，所述浇口的方式选择侧浇口（侧面浇注），所以根据我们这个零件的结构以及特性，把浇口设计在零件中心孔的一个侧面，具体形式以及位置如图3.4所示。模具侧浇口的设计计算公式：d=nk4A上面式中：n——塑胶的系数，由塑料的成型性能决参数定，通常来说ABS材料的系数值：n=0.2-0.7k通过计算机辅助设计软件可以测量到：本设计塑料零件的表面积分流道侧的壁厚为QUOTEt=3.4mm通过上面的所有数据就可以计算到浇口宽度：通过查阅注塑模具设计指导书，了解到中小型零件侧浇口的长度通常设置为0.7~2.5mm，本设计取L=1mmt—成品塑件的壁厚；n—塑料成型的系数；A—凹模的内表面积我们这个模具的浇口形状设计为矩形的侧浇口，浇口设置在塑料件的外侧面上。厚度T=0.75mm，长度L=1mm，则浇口浇口宽度：1mm。具体形式如下图。图3.4侧浇口示意图3.5拉料杆拉料杆我们通常也叫它做水口拉杆，塑料模具在做注塑成型以后，主流道依然是留在模具的浇口套中，这个时候如果不设置一个拉杆或者多个拉杆，主流道就不能和浇口套顺利的脱离，所以注塑模具中必须要设计拉料杆，在这次的模具设计中，我选用的是Z型拉料杆，本设计采用了如图3.5所示：图3.5Z型拉料杆第四章成型零部件的设计4.1模具成型零部件结构设计注塑模具的成型尺寸计算，需要涉及到的计算时成型部分的重要尺寸，例如型腔和型芯重要的尺寸，一般可以采取平均的公差值来进行计算，根据资料显示本设计选择的材料的平均收缩率为0.5%，计算公式如下：式中A—模具零部件在常温下尺寸B—塑件在常温固态下尺寸本设计的塑件最大外形尺寸57mmX15.6mm，高度为13.7mm：本尺寸计算选取几个有代表性的尺寸进行计算。查表可知，ABS的收缩率为0.5%，由精度等级，采用MT5级型芯的尺寸计算有公式： 式中：；；；。型芯高度度计算公式： 式中：；；；。型芯内形高度尺寸算： 型芯（见图4.1）：为满足该模具的强度要求，具体尺寸如下图所示所示：图4.1型芯2.凹模的內形尺寸：型腔的计算有公式： （3-7）：；；；。将塑件参数带入公式得：塑胶件的外形腔体尺寸计算有：有型腔深度计算公式： ：；；；。塑胶件的外形腔体高度尺寸计算有 图4.2型腔4.2排气结构的设计在实践过程中，模具排气槽的宽度一般来说和模具分流道的宽度一致，高度大概为0.2毫米左右，通常情况下排气槽会设计在型腔的四周，浅排气槽设计的间距为25毫米，宽度为6毫米，深度大约为0.01~0.03mm，这个尺寸要根据不同的材料，不同的性能的材料才会有不同的设计。因为我们这个零件结构比较简单，尺寸比较小，还有斜顶以及推杆等结构，不会存在太大的问题，就利用模具分型面以及各零件的自然装配间隔进行排气就可以了，故本套模具不需要单独设计排气槽。4.3合模导向及定位机构设计这是为了防止在模具、组装期间不经意地损害闭合后空腔体的正确形状。塑料部件的壁厚为。由于未对准，所以不应该是不均匀的。注射腔内会产生单向侧向压力，由当注射器的精度受到限制时，导向柱经历可变导向操作。当可动固定模具被夹紧时，导向机构首先接触，可动固定模具适当地闭合，冲头或芯部首先进入腔体，引起部件的干涉和断裂。由于注射的各向异性压力，导柱承受径向剪切力，易于破碎。改进了型芯和型腔后，可以指定合适的位置。4.4脱模机构的设计顶出系统的零件包括常见的顶杆、顶板、顶针面板、顶针底板、复位杆、复位弹簧等零件。如果涉及其他的顶出脱模类型，还有气动脱模机构，液压脱模机构，齿齿轮齿条旋转脱模机构，液压马达旋转脱模机构等等。顶出系统的顶出力要均匀稳定，不能倾斜。4.4.1脱模机构的用原则脱模顶出是模具设计的重要环节，一般脱模顶出系统的设计需要遵循以下几个要点：（1）、顶出结构的设置要平衡，使得塑件能够均匀受力。防止塑料产品在顶出脱模时产生变形。（2）、要考虑塑件的结构特点和使用性能，保证塑件的外观优良，特别是高光和透明性产品，顶出机构的设计必须要在隐秘位置，其次不能影响塑件的使用结构。（3）、顶出机构的设置应该在塑件的受力位置，这样材料实现最大脱模力的产生。这样顶出的时候，塑件的强度好，承受能力大，不至于产生产品的不良现象。（4）、如果塑件又较深的骨位，支撑柱结构结构特征，为了防止脱模困难，也需要设计脱模机构。（5）、顶杆的布置应该尽可能在塑件的圆角或者斜角位置。（6）、顶杆最好能够实现对称分布。使得顶出力均匀。（7）、在有滑块抽芯机构的模具中，顶杆在运动的时候不能和滑块抽芯机构产生干涉现象。（8）、需要考虑成型零件的镶件位置，不能考得太近，要保证成型零件的刚度和强度。（9）、顶出系统不能和成型零件的冷却水道。固定螺丝等零件产生干涉现象。（10）、顶杆的边缘距离成型钢料的边缘需要保证有1-2mm的距离，以保证成型零件的强度和刚度。4.4.3推杆机构具体设计顶出塑胶零件的机构应具有足够的机械强度和耐磨性，以及其在长时间运行期间光滑平滑而不会卡住，并且易于制造和易于维护。考虑到塑料部件的形状，在这次设计中选用推推出，为了防止推杆端面出现窜动，推杆与孔配合为间隙配合，配合间隙最好是要小于溢料间隙，因为这样才能有效防止推板的顶出精度。本设计每个零件本设计为4根3mm的大直径圆柱台肩推杆。因此，推力非常大，并且在不计算脱模力的情况下，可以直接判断能够推出，如图所示。图4.3推杆分布图4.5滑块脱模机构的设计4.5.1侧向抽芯机构类型选择滑块侧向抽芯的特征是通过推出机构的推动力驱动斜滑块斜向运动，在产品被推出脱模的过程中，由斜滑块完成侧向抽芯动作。一般可以分为外侧抽芯、内侧抽芯两种。1、对于有侧孔以及侧向成型面积较大的场合可以使用侧向抽芯机构。2、特点：在模具开模时侧向抽芯从两侧打开，以保证倒扣位置出模。3、侧抽芯的斜导向机构角度不超过30°。5、斜滑块抽芯机构设计时，如果定模一侧有成型型芯，则需要配置销钉锁紧或者压紧的止动装置，确保产品与定模型芯分开而停留在动模上。滑块的详细的结构如下图图4.4一般抽芯机构结构形式4.5.2滑块抽芯距以及滑块抽芯力的计算本滑块设计重点是滑块和横向芯两者间的连接以及产品尺寸的精确性和注塑过程中机芯的可靠性。滑块可以分为整体型和组合型。滑块所选用的材质一般情况下是45钢或T8，Cr12等制成，滑块产品的硬度强度必须大于HRC40。4.5.3导滑槽设计导槽和滑块滑动之间采用间隙配合，一般采用H8/f8。滑块的滑动配合长度通常情况下需要高于滑块宽度的1.5倍，同时保持在导槽中的长度必须大于导向滑块长度的2/3。所选用的材制一般为45钢，调质到HRC28至HRC32。4.5.4滑块定位装置设计由于本次设计选用后模位的方式，根据生产过程中的实际情况，引导滑槽的方式主要用于固定和引导。4.5.5斜导柱抽芯机构的结构形式因为安装位置的不同，斜导柱和滑块之间在模具上形成不同结构方式芯拉动机构。1）固定模具上的斜导柱和可动模具上滑块结构A：在设计过程中必须留意的是，在模具复位的时候滑块和推杆不能“受到干扰”。所谓的干涉现象意味着滑块的复位先于推杆的复位，导致可动侧芯与推杆之间发生碰撞，从而对可动侧芯或推杆造成损坏。B.如果发生干涉，通常采用的复位有几种不同的形式，如弹簧复位，楔形滑块首先复位和摆杆首先复位。2）可动模具上的斜导柱和固定模具上的滑块的结构3）斜导柱、滑块处于固定模具上4）斜导柱、滑块处于可动模具上4.5.6侧向抽芯机构主要参数的确定（1）抽芯距S芯从成形位置移动到塑料部分脱模不受阻碍的位置的距离称为理论芯距，用S'表示。出于安全原因，实际芯距S通常比理论芯距S'大2至10mm，即本次设计中S′=1.5mm，所以S=1.5+6.5≈8mm。斜导柱倾斜角导柱的倾斜角度是导致倾斜导柱抽芯机构工作效果的关键参数。它不但决定了倾斜导柱的开启行程和长度，而且对倾斜导柱的应力状态也存在重要影响。设计过程中，在选择倾斜角的时候，要多方考虑，包括核心距离、开模行程、倾斜导柱的应力。同时在现实的生产过程中，取值通常为12°-25°之间。综合考虑，本次设计需要取值为18°。（2）斜导柱直径斜导柱的直径计算公式为：式中：；；——斜导柱所用材料的许用弯曲应力，MPa；（3）。本次模具设计中，计算如下：=10.36mm取d为12mm。（4）斜导柱的总长度斜导柱总长度计算公式为（5～10）mm式中：；；；；；。（5～10）mm=70mm图4.5滑块结构示意图4.6模具的冷却系统设计模具在经过充填、保压之后，必然要冷却，不然的话人手是无法接触的，而且没有冷却的塑件还处于收缩状态，物理性能还不稳定。冷却系统对于模具的生产周期来讲，至关重要，冷却时间一般占模具生产周期的30-60%之间。温度对模具的凝固和生产成品之后的尺寸都有很大的影响。本次设计中采用了环绕式的冷却水道，如下图所示。4.6.1冷却设计规则冷却水道应该越多越好。冷却水道之间的间隔应该要均匀。冷却水道应该先冷却周边，最后冷却流道。冷却水道要考虑塑件的实际结构。冷却水道要形成完整的闭合回路，有进有出。冷却水道不同零件的交接区域应该采用密封圈进行防水处理，防止漏水。考虑模具冷却水管进出水的安装，应该把进出水的水嘴设计在背面，不能影响操作工的操作。根据我们的设计需要，模具冷却水道的直径我们选择8mm，水道路径如下图所示。图4.6水道图4.6.2冷却水道的计算冷却计算：，可以用参考文献中的公式计算：式中经计算：则带走上述热量，所需的冷却水量按下式计算：式中经计算由下式可以计算出冷却水道的直径：式中³，经计算d≈5.924cm，取6mm4.7注塑模架的选用注塑模具的结构多种多样、模架的结构形式决定了模具造价，模架的选择应该满足塑件的注塑成型工作要求，结合本次的塑件、型腔布局方式、浇注系统方式，可以选择中小型的模架，通过查书标准模架型号和结构，可以选择标准型号的龙记CI模架系统，结构如下，该模架结构简单，包括了顶板、定模板、动模板、垫块、底板这几块主要的板，导柱导套采用标准结构形式，这个模架结构简单，适合本次设计，通过计算可以知道本次设计的模具是一模四腔的模具，而型腔之间的距离在30-50mm之间把型腔排列成一模四腔可得长度L=210mm，宽度W=130mm，根据内模仁的尺寸，在计算完模架的长宽之后，我们还要计算其他螺丝、导柱等零件的尺寸避免与其发生干涉综合考虑本设计选用WL=250x350的注塑模架。本零件的总高度为14.3mm，零件全部分高度都在型腔里面，型芯、型腔的厚度是零件总成型区域的高度再加30-50mm，考虑强度要求，动模板的厚度取80mm，定模板取70mm。考虑推板的顶出行程要求，支撑板取80mm以满足顶出要求。综上所述所选择的模架的型号为：图4.5模架示意图4.8合模导向及定位机构设计这是为了防止在模具、组装期间不经意地损害闭合后空腔体的正确形状。塑料部件的壁厚为。由于未对准，所以不应该是不均匀的。注射腔内会产生单向侧向压力，由当注射器的精度受到限制时，导向柱经历可变导向操作。当可动固定模具被夹紧时，导向机构首先接触，可动固定模具适当地闭合，冲头或芯部首先进入腔体，引起部件的干涉和断裂。由于注射的各向异性压力，导柱承受径向剪切力，易于破碎。改进了型芯和型腔后，可以指定合适的位置。图4.6导柱、导套图结论大学四年的学习学到了很多东西，通过本次毕业设计，使我对产品分析、注塑模具设计及装配、模具制造工艺模具材料的选用、二维及三维画图等知识有了系统的认识和把握。同时，在这个忙碌充实的探索过程中我非常享受，也暴露出了自己某些方面的不足，简单的总结如下：最后，经历大学最后一学期的学习、锻炼、磨砺之后，大大提升了我的毅力，使得我能够更加执着的追求学习成果。能够更加有兴趣的去融入到模具设计过程中去，能够更加从容的面对将来的工作、生活。然而，本次毕业设计过程中也存在一些不足和可惜之处，主要有以下几个方面：1.对所学专业知识把我不够深入，在设计之初，无从下手，无法准确的对应的相应的课本知识。同时设计过程中有时候也会感觉到了力不重新，不知所措。这明显是以往的学习过程中对知识的把握不够、一知半解没有及时消化造成的。2.由于本人的专业技术能力的欠缺，经验不足，设计上肯定还存或多或少的缺陷，敬请老师多多指正。总而言之，在整个的设计过程中，我认真思考、用心学习、努力完成，付出的也得到了很好的回报，无论是个人技能的提升还是专业知识的积累都能够受用终身。

谢辞感谢我的母校，经过大学几年的学习和生活，是我收获良多，马上就要正式进入社会了，希望母校越来越好。本文是在指导老师的耐心指导下完成的，老师事无巨细的讲解，使我在设计困难的时候茅塞顿开。感谢我大学的同学，在我遇到设计困难的时候总是第一时间帮我解答，我自身仍然有很多缺陷，但我相信我自己一定可以弥补不足之处。同时非常感谢指导老师给予我鼓励和肯定。相信我自己通过自己的努力能独立保证质量完成设计，正是因为指导老师的信任，才使我更坚定自己努力去完成毕业设计，在设计过程中遇到各种问题和困到想尽办法去解决来完成设计。通过这次毕业设计，不但使我将大学期间所学知识再次回顾学习，才知道当初在课程中老师讲解的知识是多么重要，感谢老师言传身教使我受益匪浅，终生难忘。而且也使