手機(jī)支架的注塑模具設(shè)計(jì)-抽芯注射模含nx三維及12張CAD圖.zip
手機(jī)支架的注塑模具設(shè)計(jì)-抽芯注射模含nx三維及12張CAD圖.zip,手機(jī),支架,注塑,模具設(shè)計(jì),注射,nx,三維,12,CAD
摘要
20世紀(jì)塑料材料的制品如雨后春筍一樣涌現(xiàn)，當(dāng)然這樣的興起是因?yàn)樗旧淼奶攸c(diǎn)，包括有價(jià)格低廉、易塑型、強(qiáng)度大等等。就現(xiàn)在來(lái)說(shuō)，塑料制品已經(jīng)在很多的方面得到了應(yīng)用，諸如日常的生活、醫(yī)療所使用的設(shè)備、電子電器制品方面、汽車內(nèi)部設(shè)備等。
塑料制品有很多種成型的方法，本設(shè)計(jì)使用的是最常使用的注塑方式——注射成型，根據(jù)手機(jī)支架塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，選擇塑件制件尺寸。本模具采用一模四腔，側(cè)澆口，注射機(jī)采用海天HTF160X2B型號(hào)，設(shè)置冷卻系統(tǒng)。前期對(duì)于設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行了相關(guān)的測(cè)量，數(shù)據(jù)的記錄等；中期主要是使用UG三維設(shè)計(jì)軟件根據(jù)前期測(cè)量的數(shù)據(jù)建立立體模型，并在塑件模型的基礎(chǔ)上利用UG制造內(nèi)的模具型腔模塊對(duì)手機(jī)支架作出相應(yīng)的注塑模具設(shè)計(jì)，包括有塑件元件、斜頂分型面、主分型面、澆口等，并且加入相應(yīng)的模架、澆口、流道等；后期則是以之前作出的成果為基礎(chǔ)使用CAD軟件繪制出相應(yīng)的二維圖，更加清晰的顯示出塑件的結(jié)構(gòu)以及模具的機(jī)構(gòu)。
關(guān)鍵詞：手機(jī)支架；一模四腔；注射機(jī)；海天HTF160X2B，冷卻系統(tǒng)；注塑模具
Abstract
In twentieth Century, plastic materials sprang up like mushrooms, of course, because of its own characteristics, including low price, easy molding, high strength and so on. Now, plastic products have been applied in many aspects, such as daily life, equipment used in medical care, electronic and electrical products, and automobile internal equipment.
There are many kinds of molding methods in plastic products. This design uses the most commonly used injection molding - injection molding. According to the requirements of the plastic products of the cell phone bracket, we know the use of the plastic parts, analyze the technological requirements of the plastic parts, the dimensional precision and so on, and choose the scale inch of the parts of the plastic parts. This mold adopts the first mock exam four cavity, side gate, injection machine adopts the Haitian HTF160X2B model, is provided with a cooling system. In the early stage, the related measurement and data recording were carried out for the design object. In the middle period, the three-dimensional model was established by using the UG 3D design software according to the data measured in the previous period. On the basis of the plastic part model, the mold cavity module of the UG manufacturing was used to make the injection mold design for the cell phone support, including the plastic element element. Parts, inclined top classification surface, main type surface, gate and so on, and join the corresponding mold, gate, flow channel, and so on. Later, the corresponding two-dimensional map was drawn using CAD software on the basis of the previous results, and the structure of the plastic parts and the mechanism of the mould were clearly displayed.
Keywords: mobile phone holder; the first mock exam four cavity; injection machine; the HTF160X2B injection mold cooling system;
目錄
摘要 I
ABSTRACT II
第一章 緒 論 1
第二章 注塑工藝分析及成型方法 2
2.1手機(jī)支架塑件分析 2
2.1.1塑件材料的選擇 3
2.1.2 所選材料主要特性 3
2.1.3 技術(shù)指標(biāo) 3
2.1.4 精度選擇 4
2.1.5手機(jī)支架的工藝參數(shù) 4
第三章 注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5
3.1擬定模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5
3.1.1分型面位置的確定 5
3.1.2 確定型腔數(shù)量及排列方式 6
3.1.3 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 7
3.1.4 注射機(jī)型號(hào)的確定 7
3.1.5 注塑機(jī)的參數(shù)較核 9
3.2 澆注系統(tǒng)、關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì) 11
3.2.1澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì) 11
3.2.2成型零件設(shè)計(jì) 14
3.2.3排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16
3.2.4冷卻調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16
3.2.5脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 19
3.3模架的確定 21
3.4滑塊的設(shè)計(jì) 23
第四章 總結(jié) 26
參考文獻(xiàn) 27
致謝 29
III
第一章 緒 論
作為工業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)工藝裝備的模具，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，模具技術(shù)也已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。
在第十一五規(guī)劃中指出，模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)——機(jī)械、電子、汽車、石化、建筑都要求模具工業(yè)發(fā)展與之相適應(yīng)。 模具因其生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、材料消耗低、生產(chǎn)成本低而獲得廣泛應(yīng)用，與其他加工制造業(yè)所無(wú)法比擬的。從工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)行業(yè)看，模具是現(xiàn)代工業(yè)，特別是汽車、摩托車、航空、儀表、儀器、醫(yī)療器械、電子通訊、兵器、家用電器、五金工具、日用品等工業(yè)必不可少的工藝裝備。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，利用模具制造的零件數(shù)量，在飛機(jī)、汽車、摩托車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器儀表等機(jī)電產(chǎn)品中占80%以上；在電腦、電視機(jī)、攝像機(jī)、照相機(jī)、錄像機(jī)、傳真機(jī)、電話及手機(jī)等電子產(chǎn)品中占85%以上；在電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)、微波爐、吸塵器、電風(fēng)扇、自行車、手表等輕工業(yè)產(chǎn)品中占90%以上；在了彈、槍支等兵器產(chǎn)品中占95%以上。
我國(guó)模具工業(yè)在政府十分重視及關(guān)懷下，并提出相應(yīng)的優(yōu)惠政策進(jìn)行模具技術(shù)開(kāi)發(fā)，在模具工業(yè)中大量采用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，努力提高模具設(shè)計(jì)和制造水平，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。另外，從資料獲悉，目前，美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的模具總產(chǎn)值都已超過(guò)機(jī)床總產(chǎn)值。模具技術(shù)的進(jìn)步極大地促進(jìn)了工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)發(fā)展，模具是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)最終產(chǎn)品的價(jià)值將超過(guò)自身價(jià)格的幾十倍乃至百倍及上千倍。
據(jù)各國(guó)報(bào)導(dǎo)，模具工業(yè)在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家被稱之“點(diǎn)鐵成金”的“磁力工業(yè)”，如今世界模具工業(yè)的發(fā)展速度超過(guò)了新興的電子工業(yè)，已實(shí)現(xiàn)了模具專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和商業(yè)化，因而深受贊譽(yù)。美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石”，日本稱模具工業(yè)為“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力”，在德國(guó)，被冠之以“金屬加工業(yè)中的帝王”之稱號(hào)，而歐盟一些國(guó)家稱“模具就是黃金”，新加坡政府則把模具工業(yè)作為“磁力工業(yè)”，中國(guó)模具權(quán)威經(jīng)理稱為“模具是印鈔機(jī)”。可見(jiàn)模具工業(yè)在世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要的顯著地位。模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。
第二章 注塑工藝分析及成型方法
2.1手機(jī)支架塑件分析
在模具設(shè)計(jì)之前需要對(duì)塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級(jí)和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。
該塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高，分別在不同的型腔內(nèi)成型，故在模具設(shè)計(jì)和制造上要有一定的定位措施和良好的加工工藝，以保證轉(zhuǎn)動(dòng)的順暢和零件的使用壽命。本設(shè)計(jì)課題-手機(jī)支架如下圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見(jiàn)圖紙，
圖2-1 手機(jī)支架三維圖
2.1.1塑件材料的選擇
通過(guò)手機(jī)支架塑件使用環(huán)境與用量的考量，最終決定使用ABS塑料作為手機(jī)支架的材料。
ABS是沒(méi)有毒的、沒(méi)有任何味道，表面呈現(xiàn)略黃色，形成的塑料制件具有很強(qiáng)的強(qiáng)度，它的密度是1.02到1.05g/cm3，它的收縮率為0.3到0.8%之間。ABS它吸水的能力很厲害。它的流動(dòng)性不是很強(qiáng)。
對(duì)于ABS來(lái)說(shuō)一般的打擊不會(huì)使它變形的，并且，它的溫度很緩慢變化的有良好的保溫性和耐低溫性。它而且有優(yōu)秀的機(jī)械強(qiáng)度。和物理性能例如，一些酸，溫度高低對(duì)它幾乎沒(méi)有影響，它的化學(xué)性能也非常優(yōu)秀。
ABS的硬度也非常好，和一般的材料比它在硬度方面有著良好的優(yōu)越性。材料的吸水性很低。這個(gè)它的缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的它不抗熱，不適合連續(xù)工作，因?yàn)樗B續(xù)工作溫度為70℃上下當(dāng)它的溫度超過(guò)93℃時(shí)它的形狀就會(huì)發(fā)生變化。它在夏天因?yàn)樽贤饩€很高特別輕易變的表面干硬從而使它干裂脆化。
2.1.2 所選材料主要特性
當(dāng)ABS的溫度升高時(shí)它的粘度也隨著升高，故而成型時(shí)它的壓力也很高。它的塑料上的坡度應(yīng)該要大一點(diǎn)，非常容易出現(xiàn)熔接痕的情況，一般的的形成方式下，塑料制件的外形例如側(cè)邊面厚度，和它的表面變化對(duì)于零件來(lái)說(shuō)沒(méi)有什么大的影響。在需求塑料制件要有很高的精度時(shí)，模具的溫度要把握好大概50℃到60℃之間就好了。
2.1.3 技術(shù)指標(biāo)
表2-1 ABS=技術(shù)的指標(biāo)見(jiàn)下[2]
密度
1.02～1.16
比體積
0.86～0.98
吸水率
0.2～0.4
收縮率s
0.4～0.7
熔點(diǎn)
130～160
硬度HB
9.7
R121
拉強(qiáng)度
60
拉伸彈性模量
體積電阻率
彎曲強(qiáng)度
80
熱變形溫度
t/c
0.46MP
90～108
沖擊韌度
無(wú)缺口
261
0.185MP
83～103
缺口
11
2.1.4 精度選擇
手機(jī)支架精度不是固定不變的，它會(huì)受到各個(gè)其他方面的引導(dǎo)而變得和以前相比有很大的不同。注塑的環(huán)境溫度等外部原因。和模具的結(jié)構(gòu)也都會(huì)影響精密塑膠零件生產(chǎn)。精密塑膠手機(jī)支架的精度水平(sj1372 - 1978),使用ABS - 5級(jí)的精度水平。
2.1.5手機(jī)支架的工藝參數(shù)
表2-2 ABS注射的工藝參數(shù)
第三章 注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1擬定模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1.1分型面位置的確定
在塑件設(shè)計(jì)階段，就應(yīng)考慮成型時(shí)分型面的形狀和位置，否則無(wú)法用模具成型。在模具設(shè)計(jì)階段，應(yīng)首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面的設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)塑件質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計(jì)制造都由很大影響。因此，分型面的選擇是注塑模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵因素。
1.分型面的選擇原則
（1）有利于保證塑件的外觀質(zhì)量；
（2）分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處；
（3）盡可能使塑件留在動(dòng)模一側(cè)；
（4）有利于保證塑件的尺寸精度；
（5）盡可能滿足塑件的使用要求；
（6）盡量減少塑件在合模方向上的投影面積；
（7）長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開(kāi)模方向；
（8）有利于排氣；
（9）有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。
該塑件在進(jìn)行塑件設(shè)計(jì)時(shí)已充分考慮了上述原則，同時(shí)從所提供的塑件圖樣可以看出該塑件直接分型（如圖3-1所示）。
圖3-1 產(chǎn)品圖
2.分型面的選擇
基于以上因素的考慮，分型面選擇如圖3-2所示。
圖3-2分型面
3.1.2 確定型腔數(shù)量及排列方式
當(dāng)分型面確定之后，就需要考慮是采用單型腔模還是多型腔模。
一般來(lái)說(shuō)，大中型塑件和精度要求高的小型塑件優(yōu)先采用一模四腔的結(jié)構(gòu)，但對(duì)于精度要求不高的小型塑件（沒(méi)有配合精度要求），形狀簡(jiǎn)單，又是大批量生產(chǎn)時(shí)，若采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。故由此初步擬定采用一模四腔，如圖4-4所示。
3.1.3 模具結(jié)構(gòu)形式的確定
該模具外觀質(zhì)量要求較高，從該塑件的外部特征可以看出塑件外形是矩形。初步擬定采用一模四腔單分型面的模具結(jié)構(gòu)形式，如圖3-3所示。
圖3-3型腔分布示意圖
3.1.4 注射機(jī)型號(hào)的確定
注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備，因此設(shè)計(jì)注射模應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具。
注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模厚、推出形式、推出位置、推出行程、開(kāi)模距離等進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)，選擇一臺(tái)和模具匹配的注射機(jī)，倘若用戶已經(jīng)提供了注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)其進(jìn)行校核，若不能滿足要求，則必須自己調(diào)整或于用戶取得商量調(diào)整。
1.所需注射量的計(jì)算
（1）塑件質(zhì)量、體積計(jì)算:
對(duì)于該設(shè)計(jì)，建立塑件模型,并用UG對(duì)此模型分析得：
塑料制件體積V1＝11.2，V2＝11.8，查參考文獻(xiàn)得ABS的密度為1.05g/cm3
塑料制件質(zhì)量M1＝48.3g。
實(shí)測(cè)塑件體積
（2）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算
可使用軟件測(cè)量塑件體積，由于該模具采用一模四腔，所以，澆注系統(tǒng)凝料體積為
V3=4.9cm3
（3） 該模具一次注射所需要的ABS
體積 V0=V1X2+ V2X2+ V3 =11.2x2+11.8x2+4.9 =50.9cm3；
質(zhì)量 M0=ρ·V0= 53.445g。
2.注射機(jī)型號(hào)的選定
近年來(lái)我國(guó)引進(jìn)的注射機(jī)型號(hào)很多，國(guó)內(nèi)注射機(jī)生產(chǎn)廠的新機(jī)型也日益增多。掌握使用設(shè)備的技術(shù)參數(shù)是注射模設(shè)計(jì)和生產(chǎn)所必需的技術(shù)準(zhǔn)備。
根據(jù)以上的計(jì)算，初步選定型號(hào)為HTF160X2B，該注塑機(jī)參數(shù)如表3-1所示。
表3-1注塑機(jī)的參數(shù)
型號(hào)
單位
160×2A
160×2B
160×2C
參數(shù)
螺桿直徑
mm
40
45
48
理論注射容量
cm3
253
320
364
注射重量PS
g
230
291
331
注射壓力
Mpa
202
159
140
注射行程
mm
201
螺桿轉(zhuǎn)速
r/min
0~230
料筒加熱功率
KW
9.3
鎖模力
KN
1600
拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)
mm
455×455
允許最大模具厚度
mm
500
允許最小模具厚度
mm
180
移模行程
mm
420
移模開(kāi)距(最大)
mm
920
液壓頂出行程
mm
140
液壓頂出力
KN
33
液壓頂出桿數(shù)量
PC
5
油泵電動(dòng)機(jī)功率
KW
18.5
油箱容積
l
240
機(jī)器尺寸(長(zhǎng)×寬×高)
m
5.4×1.45×2.05
機(jī)器重量
t
5
最小模具尺寸(長(zhǎng)×寬)
mm
320×320
3.1.5 注塑機(jī)的參數(shù)較核
（1）注射容量和質(zhì)量校核
由于以容量計(jì)算時(shí)
V總≤0.8 V注 (4-1)
式中V注—注射機(jī)最大注射容量 cm3；
V總—成型塑件與澆注系統(tǒng)體積總和 cm3；
0.8—最大注射容量的利用系數(shù)。
∴V注≥V總/0.8=50.9/0.8= 63.625cm3
所以注塑機(jī)符合注射容量和質(zhì)量要求。
（2）合模力及注塑面積和型腔數(shù)的校核
合模力的大小必須滿足下式：
Fs≥Fz=P（nAx +Aj）= PA (4-2)
式中A—塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和
Ax—塑件型腔在模具分型面上的投影面積
Aj—塑件澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積
Fz—脹模力
Fs—合模力
P—模腔壓力 取30MPa
通過(guò)使用UG軟件計(jì)算面功能自動(dòng)得出A=15009.209mm2
由于 Fs=800KN ≥30×15009.209x1.1x0.001 =495.303897KN
所以注塑機(jī)符合合模力及注塑面積和型腔數(shù)的要求。
（3）模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核
1）模具閉合高度長(zhǎng)寬尺寸要與注塑機(jī)模板尺寸和拉桿間距相合適
模具的長(zhǎng)×寬為400×450mm〈注塑機(jī)拉桿的間距455×455mm）
故滿足要求。
2）模具閉合高度校核
模具實(shí)際高度 H模=371mm ；
注塑機(jī)最小閉合厚度 H為180～500mm
故滿足要求。
3) 開(kāi)模行程校核
模具開(kāi)模后為了便于取出制件，要求有足夠的開(kāi)模距離，所謂開(kāi)模行程是指模具開(kāi)合過(guò)程中動(dòng)模固定板的移動(dòng)距離。
注塑機(jī)的開(kāi)模行程是有限的，設(shè)計(jì)模具必須校核所選注射機(jī)的開(kāi)模行程，以便與模具的開(kāi)模距離相適應(yīng)。對(duì)于單分型面注射模應(yīng)有：
Smax＞S= H1 + H2 + H3 + C
式中 H1--模具厚度
H2--頂出行程
H3 --包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度
C - 安全距離
本設(shè)計(jì)中=920 = 371 mm =30mm H3 =80mm C取30mm
總的開(kāi)模距離需要S=511mm以上. 經(jīng)計(jì)算，符合要求。
3.2 澆注系統(tǒng)、關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)
3.2.1澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機(jī)噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對(duì)塑件質(zhì)量影響很大。它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。
該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，包括主流到，分流到、冷料穴，澆口。
1.主流道的設(shè)計(jì)
主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主要的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動(dòng)和開(kāi)模是主流道凝料的順利拔出
（1）主流道尺寸
主流道小端直徑 D=注射機(jī)噴嘴直徑+（0.5～1） (4-4)
=3+（0.5～1），取D=3.6
主流道球面半徑SR0=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（1～2） (4-5)
=10+(1～2)，取SR0=11
球面配合高度h=3～5mm，取h=3mm
主流道長(zhǎng)度L=95.5mm
澆口套總長(zhǎng)LO=L+h=95.5mm (4-7)
（2）主流道襯套的形式
主流道小端入口處于注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬于易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)格，因而模具主流道部分設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選用幼稚鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A、T10A等，熱處理硬度為50HRC～55HRC。
由于該模具流道較長(zhǎng)，定位圈和襯套設(shè)計(jì)成分體式較合適。
（3）主流道襯套的固定
主流道襯套采用2個(gè)螺釘均布固定。
2.冷料穴的設(shè)計(jì)
（1）主流道冷料穴的設(shè)計(jì)
開(kāi)模時(shí)應(yīng)將主流道中的凝料拉出，所以冷料穴的直徑應(yīng)稍大于主流道大端直徑。由于該模具型腔分布對(duì)稱，所以冷料穴可設(shè)在中心位置。
冷料穴直徑=6 mm (4-8)
冷料穴深度=3/4 D′=6 mm (4-9)
（2）分流道冷料穴的設(shè)計(jì)圖
3.分流道設(shè)計(jì)
（1）分流到布置形式
分流道在分型面上的布置與型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形式，應(yīng)該遵循兩方面原則：一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量段、鎖模力力求平衡。改模具的流道布置形式采用平衡式。流道分布如圖3-4所示。
圖3-4流道分布示意圖
（2）分流道的長(zhǎng)度
長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，減少?gòu)澱?。該模具的分流道長(zhǎng)度在設(shè)計(jì)過(guò)程中由繪圖的出，L=20 mm。
（3）分流道的形狀及尺寸
為了便于加工及凝料脫模，分流道設(shè)置在分型面上，采用圓形截面，PP經(jīng)驗(yàn)值d=（4.8～9.5）mm，由d（1.1～1.2）=d上級(jí)，所以得出d=5.8，取為6 mm。
（4）分流道表面粗糙度
由于流道中于模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.63～1.6微米，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動(dòng)阻力。避免熔流表面滑移，是中心層具有較高的剪切速率，此處Ra=0.8。
4.澆口的設(shè)計(jì)
澆口是連接流道于型腔之間的一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。澆口的形狀、位置和尺寸對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。
澆口截面積通常為分流道的0.07～0.09倍，澆口截面積取為矩形。
（1）澆口類型及位置的確定
該模具是中小型塑件的多型腔模具，同時(shí)，對(duì)外觀要求較高，所以從側(cè)澆口和牛角式澆口中進(jìn)行選擇。其中，側(cè)澆口模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需兩板模即可，比較有優(yōu)勢(shì)。
綜合以上，采用側(cè)澆口最合適，而且相應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，所以選用側(cè)澆口。
3.2.2成型零件設(shè)計(jì)
直接與塑料接觸構(gòu)成塑件形狀的零件稱為成型零件，其中構(gòu)成塑件外形的成型零件成為凹模，構(gòu)成塑件內(nèi)部形狀的成型零件成為凸模（型芯）。由于凹、凸模件直接與高溫、高壓的塑料接觸，并且脫模時(shí)反復(fù)與塑件摩擦，因此，要求凹、凸模件具有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性以及足夠低的表面粗糙度，如果型腔側(cè)壁和底板厚度過(guò)小，可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產(chǎn)生翹曲變形，導(dǎo)致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響脫模。
分型成功后凹模如圖3-5所示，凸模如圖3-6所示。
圖3-5凹模
圖3-6凸模
模具成型零件尺寸計(jì)算
成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸，以及中心距尺寸等。
在模具設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定成型零部件的工作尺寸及精度等級(jí)。影響塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率，模具成型零部件的制造誤差，模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差。這些影響因素也是作為確定成型零部件工作尺寸的依據(jù)。
由于按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型芯型腔的尺寸有一定的誤差（因?yàn)槟＞咧圃旃詈湍＞叱尚土悴考谑褂弥械淖畲竽p量大多憑經(jīng)驗(yàn)決定），這里就只考慮塑料的收縮率計(jì)算模具盛開(kāi)零部件的工作尺寸。
塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后，因冷卻及其它原因會(huì)引起尺寸減小或體積縮小，收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一，選定ABS材料收縮率為0.4%～0.6％，平均收縮率為0.5%，剛計(jì)算模具成型零部件工作尺寸的公式為：
式中 A — 模具成型零部件在常溫下的尺寸
B — 塑件在常溫下實(shí)際尺寸
成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1/3～1/4，或取IT7～8級(jí)作為模具制造公差。在此取IT8級(jí)，型芯工作尺寸公差取IT7級(jí)。模具型腔的小尺寸為基本尺寸，偏差為正值；模具型芯的最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值，中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。各成型零部件工作尺寸的具體數(shù)值見(jiàn)圖紙。
本設(shè)計(jì)中零件工作尺寸的計(jì)算均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來(lái)進(jìn)行計(jì)算，已給出這ABS的成型收縮率為0.5%，模具的制造公差取δz =Δ/3。因本設(shè)計(jì)塑件的尺寸精度為MT3，即 =0.6 mm。
型腔型芯工作尺寸的計(jì)算
類別
塑件基本尺寸
計(jì)算公式
模具尺寸
型腔尺寸計(jì)算
Hm
Hs =30
Hm=(Hs+Hs. -2/3Δ)0+δz
Lm
Ls =75
Lm=(Ls+Ls. -3/4Δ)0+δz
型芯尺寸
Lm
Ls =43
Lm=(Ls+Ls. +3/4Δ)0-δz
3.2.3排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
該套模具是屬于小型模具，排氣量很小，可利用分型面、斜頂和頂桿等間隙進(jìn)行排氣，不需要單獨(dú)開(kāi)設(shè)排氣槽。
3.2.4冷卻調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200℃左右，當(dāng)ABS的溫度升高時(shí)它的粘度也隨著升高，故而成型時(shí)它的壓力也很高。它的塑料上的坡度應(yīng)該要大一點(diǎn)，非常容易出現(xiàn)熔接痕的情況，一般的的形成方式下，塑料制件的外形例如側(cè)邊面厚度，和它的表面變化對(duì)于零件來(lái)說(shuō)沒(méi)有什么大的影響。而塑件固化后從模具性強(qiáng)中取出時(shí)其溫度在60℃以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡量快的傳給模具，一是塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模。
(1)設(shè)計(jì)原則：
冷卻水孔數(shù)量盡可能的多，孔徑盡可能大；
冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)盡可能相等；
澆口處要加強(qiáng)冷卻；
冷卻水孔道不應(yīng)穿過(guò)鑲塊或其接縫部位，以防漏水；
冷卻水孔應(yīng)避免設(shè)在塑件的熔接痕處；
進(jìn)出口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)，通常應(yīng)設(shè)在注塑機(jī)的背面。
（2）設(shè)計(jì)過(guò)程：
已知：材料ABS，塑件厚度2mm，ABS單位熱流量系數(shù)Q1=350kg/kg,
解：冷卻時(shí)間 (4-11)
s
根據(jù)ABS性能，取=10s
注射時(shí)間=2s，保壓2s
注射周期為t=10+2+2+（5～8）=20s (4-12)
每小時(shí)注射次數(shù)N=3600/20=180
∴總熱量 Q=W=NG (4-13)
=80×0.0215×350
=1354.5kJ/h
模具四側(cè)面積 (4-14)
分型面面積
開(kāi)模率 (4-15)
∴散熱表面積=0.04m2 (4-16)
模溫70℃，室溫20℃
∴對(duì)流所散發(fā)的熱量：
(4-17)
輻射所散發(fā)的熱量：
(4-18)
=0.86
注塑機(jī)所散發(fā)的熱量：
(4-19)
∴應(yīng)由冷卻系統(tǒng)從模具中帶走的熱量為
為負(fù) (4-20)
所以模具靠自身可以散熱。但為更加安全和提高效率，仍添加冷卻系統(tǒng)。
（3）冷卻系統(tǒng)的布置
該塑件分型面為大致為階梯形，把模仁分為上下兩部分，上部分由分流道，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)冷卻，因此布置在偏上位置。
由上面計(jì)算可知，該模具塑料釋放的總熱量不大，旨在模具型腔周圍開(kāi)始冷卻水管即可，凹模水管直徑為8mm，凸模水管直徑為8mm。
水管具體分布線如圖3-7所示。
3-7水路示意圖
3.2.5脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
注射成型的每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無(wú)誤的從模具的凹模中或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置成為脫模機(jī)構(gòu)，也稱為推出機(jī)構(gòu)。
1.脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則
塑件推出是注射成型過(guò)程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定塑件的質(zhì)量，因此，塑件的推出是不可忽視的。在設(shè)計(jì)推出脫模機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)遵循下列原則。
（1）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)；
（2）保證塑件不因推出而變形損壞；
（3）機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可；
（4）良好的塑件外觀；
（5）合模時(shí)的準(zhǔn)確復(fù)位。
2.塑件推出的基本方式選擇
零件脫模無(wú)特殊要求，采用最常見(jiàn)的推桿推出即能滿足脫模要求。推桿形式選擇圓形推桿。
3.頂桿布局
頂桿布局如圖3-8所示
圖3-8頂桿布局示意圖
4.頂桿尺寸計(jì)算
（1）脫模力 (4-21)
(4-22)
(4-23)
(4-24)
取1°，查參考文獻(xiàn)【1】中表8-2得=3.556
由ABS特性和模具材料得f=0.21
取1°，查參考文獻(xiàn)【1】中表8-3得=1.0152
=1.75mm，E=1800Mpa，S=0.5%，=0，L=14cm
∴=625N
（2）推板厚度 (4-25)
=300mm，E=210000Mpa，B=150mm, =1/5*0.28mm
∴
（3）推桿直徑 (4-26)
K=1.5，L=140，n=7，E=2100000
∴，取d=8mm
3.3模架的確定
選用標(biāo)準(zhǔn)模架，可以大大縮短模具的制造周期，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用結(jié)構(gòu)形式為CI，如圖3-9所示。
圖3-9標(biāo)準(zhǔn)模架
各模板尺寸的確定：
1.A板尺寸
A板是定模腔板，塑件高度30m，在模板上還要開(kāi)設(shè)冷卻水道，冷卻水道離型腔應(yīng)由一定的距離，因此A板厚度取90mm。
2.B板尺寸
B板是凸模固定板，凸模的成型部分高度為30，同樣要有冷卻水道的位置，所以B板厚度取100mm。
3.C墊塊尺寸
墊塊=推出行程+推板厚度+推板固定板厚度+（5～10）=120mm，取墊塊厚度為90mm。
上述尺寸確定之后，就可以確定標(biāo)準(zhǔn)模架，利用 UG添加標(biāo)準(zhǔn)零件和之前設(shè)計(jì)好的結(jié)構(gòu)，逐步完成設(shè)計(jì)。
模具整體效果如圖3-10所示。
圖3-10模具整體效果
3.4滑塊的設(shè)計(jì)
一般指的模具的行位機(jī)構(gòu)，即凡是能夠獲得側(cè)向抽芯或側(cè)向分型以及復(fù)位動(dòng)作來(lái)拖出產(chǎn)品倒扣，低陷等位置的機(jī)構(gòu)。
下圖列出模具的常用行位結(jié)構(gòu)。
1.從作用位置分為下模行位、上模行位、斜行位（頂桿）
2.從動(dòng)力來(lái)分，為機(jī)動(dòng)側(cè)向行位機(jī)構(gòu)和液壓（氣壓）側(cè)向行位機(jī)構(gòu)
1、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的類型
（1）手動(dòng)抽芯
（2）液壓或氣動(dòng)抽芯
（3）機(jī)動(dòng)抽芯
2、抽心距：S=H+(3-5)
其中,S為抽芯機(jī)構(gòu)需要行走的總距離，
H為通過(guò)測(cè)量出來(lái)的產(chǎn)品抽芯距離（可以通過(guò)3D或2D進(jìn)行實(shí)際測(cè)量）
3-5MM為產(chǎn)品抽芯后的安全距離
本設(shè)計(jì)中，抽芯距離較小，抽芯25mm即可以達(dá)到目的。
3、抽芯力：
將塑料制品從包緊的側(cè)型芯上脫出時(shí)所需克服的阻力稱為抽芯力。
抽芯力F=PA(f *cosα+sinα)
p---塑料制品收縮對(duì)型芯單位面積的正壓力，通常取8~12Mpa;
A---塑料制品包緊型芯的側(cè)面積，
f---磨擦系數(shù)，取0.1~0.2 α---脫模斜度，一般就是幾度而已。
F---單位為N
F=10x3534x0.001x(0.1x25cos25+sin25)=79KN
（1）滑塊的設(shè)計(jì)
滑塊設(shè)計(jì)的要點(diǎn)在于滑塊與側(cè)向型芯連接以及注射成型時(shí)制品尺寸的準(zhǔn)確性和移動(dòng)的可靠性，滑塊分為整體式和組合式兩種。
滑塊材料常用45鋼或T8、T10等制造，要求硬度在HRC40以上。
（2）導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì)
1）導(dǎo)滑槽與滑塊導(dǎo)滑部分采用間隙配合，一般采用H8/f8。
2）滑塊的滑動(dòng)配合長(zhǎng)度通常要大于滑塊寬度的1.5倍，而保留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長(zhǎng)度不應(yīng)小于導(dǎo)滑配合長(zhǎng)度的2/3，
3）導(dǎo)滑槽材料通常用45鋼制造，調(diào)質(zhì)至HRC 28～HRC32，
（3）滑塊定位裝置設(shè)計(jì)，由于我們采用的是后模行位的形式，根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況，采用行位壓板的方式，主要作用為固定與導(dǎo)向作用。
（4）楔緊塊設(shè)計(jì)
楔緊角β應(yīng)比斜導(dǎo)柱的傾斜角α大2°～3°。
（5）斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式
斜導(dǎo)柱和滑塊在模具上因安裝位置不同，組成了抽芯機(jī)構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)形式。
1）斜導(dǎo)柱在定模上、滑塊在動(dòng)模上的結(jié)構(gòu)
A、設(shè)計(jì)時(shí)必須注意，滑塊與推桿在合模復(fù)位過(guò)程中不能發(fā)生“干涉”現(xiàn)象。所謂干涉現(xiàn)象是指滑塊的復(fù)位先于推桿的復(fù)位致使活動(dòng)側(cè)向型芯與推桿相碰撞，造成活動(dòng)側(cè)向型芯或推桿損壞。
B、如果發(fā)生干涉，常用的先復(fù)位附加裝置有彈簧先復(fù)位、楔形滑塊先復(fù)位、擺桿先復(fù)位等多種形式。
2）斜導(dǎo)柱在動(dòng)模上、滑塊在定模上的結(jié)構(gòu)
3）斜導(dǎo)柱和滑塊同在定模上
4）斜導(dǎo)柱和滑塊同在動(dòng)模上
本設(shè)計(jì)中采用斜導(dǎo)柱頂出抽芯
斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)
斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯的特點(diǎn)是利用推出機(jī)構(gòu)的推力驅(qū)動(dòng)斜導(dǎo)柱斜向運(yùn)動(dòng)，在制品被推出脫模的同時(shí)由斜導(dǎo)柱完成側(cè)向抽芯動(dòng)作。一般分為外側(cè)抽芯和內(nèi)側(cè)抽芯兩種。
1、斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)適用于制品具有側(cè)孔或較淺側(cè)凹，成型面積較大的場(chǎng)合。
2、特點(diǎn)：在制品被推出脫模的同時(shí)由斜導(dǎo)柱完成側(cè)向抽芯動(dòng)作。
3、斜導(dǎo)柱的導(dǎo)滑形式
4、傾斜角通常不超過(guò)30°。
5、進(jìn)行斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，若定模一側(cè)有成型型芯，則需設(shè)置銷釘鎖緊或壓緊的止動(dòng)裝置，保證制品與定模型芯分離而留在動(dòng)模一側(cè)。
側(cè)滑塊抽芯機(jī)構(gòu)
第四章 總結(jié)
在對(duì)手機(jī)支架的設(shè)計(jì)過(guò)程中，本人查閱了很多資料，學(xué)習(xí)了之前未曾了解的一些知識(shí)，開(kāi)闊了視野，對(duì)模具行業(yè)也有了新的認(rèn)識(shí)。在技能方面，通過(guò)對(duì)此塑件模具的設(shè)計(jì)，本人更加熟練了對(duì)UG和AutoCAD的運(yùn)用，同時(shí)，學(xué)習(xí)了新的軟件，如CAD和UG插件。期間，我遇到了不少困難，如由于對(duì)軟件不熟悉，設(shè)計(jì)初期沒(méi)有設(shè)置繪圖尺寸，直到導(dǎo)入模架才發(fā)現(xiàn)問(wèn)題；設(shè)計(jì)初期經(jīng)驗(yàn)不足，考慮不全面，沒(méi)有對(duì)工作資料進(jìn)行備份，由于失誤丟失前期工作，只能重做等等。這些困難有專業(yè)性的也有非專業(yè)性的，解決專業(yè)性難題，讓本人更加深刻的掌握了模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，而解決那些非專業(yè)性的難題，讓本人學(xué)會(huì)了做事縝密，鍛煉了自己的耐心和毅力。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，本人運(yùn)用了大量的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，大大地提高了效率，本人深深感受到CAD/CAE技術(shù)的優(yōu)越性和科學(xué)性。
參考文獻(xiàn)
[1] 夏江梅，塑料成型模具與設(shè)備[M].北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2005.4.
[2] 塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組. 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.1
[3] 李學(xué)鋒. 塑料模設(shè)計(jì)及制造[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.10
[4] 鄧石城、王旭. 實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)[M].上海：上海科技教育出版社，2000.3
[5]屈華昌. 壓鑄成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.5
[6] 黃虹：塑料成型加工與模具，化工工業(yè)出版社，2003.3
[7] 駿毅科技、關(guān)興舉 等：UG塑料模具設(shè)計(jì)，人民郵電出版社，2006.2
[8] 朱光力、萬(wàn)金保 等：塑料模具設(shè)計(jì)，清華大學(xué)出版社，2003
[9] 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)、中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典編委會(huì)：中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典，江西科學(xué)技術(shù)出版社, 2001
[10] 伍先明、王群 等：塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)，國(guó)防工業(yè)出版社， 2006.5
[11] 曹陽(yáng)根, 范海華, 鄭功超. 現(xiàn)代注塑模設(shè)計(jì)圖例精解40講[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社. 2009.6
[12] 張維合. 注塑模設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2011.
[13] 李勇. 塑料注塑模具經(jīng)典結(jié)構(gòu)180例[M]. 北京?: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2009.11.
[14]葉久新, 王群.塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì) [M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社2007.11
[15]楊占堯，王高平．塑料注射模結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)[M]. 北京：高等教育出版社.2008.07.
[16]申開(kāi)智,塑料成型模具[M]. 北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社.2006.09.
[17] R Hauert, A review of modified DLC coating for biological applications[J]. Diamond and Related Materials, 2003, 12.
[18] M.M.Fisher, F.E.Mark and T.Kingsbury:Energy recovery in the sustainable recycling of plastics from end-of-life electrical and electronic products,2005 IEEE International Symposium on Electronics and the Environment, May 2005.
[19] Bill Davies.Serge Jonnaert：Guide to Better Hot Runner Control White Paper，MoldflowCorporation，March 2004.
致謝
對(duì)老師的感謝還在這設(shè)計(jì)中間的悉心教導(dǎo)，不管是生活上的，還是學(xué)業(yè)上的，老師都能為我們著想，身為大四的學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)主要內(nèi)容，但是就業(yè)的壓力也時(shí)刻壓在我們的身上，我們周轉(zhuǎn)于就業(yè)與畢業(yè)設(shè)計(jì)之間，老師總能給我們最好的安排，讓我們不至于亂了陣腳。不僅僅在生活上也能給予我們最大的支持和幫助，在畢業(yè)設(shè)計(jì)上也是不遺余力，總能想辦法解決我們存在的問(wèn)題，有時(shí)候我們有自己的想法時(shí)，也能從我們的角度看問(wèn)題，在我看來(lái)更多的時(shí)候我們是平等的，是在互相學(xué)習(xí)的，這一點(diǎn)我是敬佩的。
為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)就這樣結(jié)束了，也意味著大學(xué)也將在此畫(huà)上了一個(gè)大大的句號(hào)，對(duì)于這期間指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)以及給予的幫助，同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛怂麄兊闹С趾凸膭?lì)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。
總之，感謝每一位關(guān)心過(guò)我，愛(ài)護(hù)過(guò)我的人。滴水之恩，當(dāng)涌泉相報(bào)。最后，再次感謝我的導(dǎo)師.
第 30 頁(yè) 共 33 頁(yè)
收藏