手機外殼前蓋注塑模具設計

手機外殼前蓋注塑模具設計,手機外殼,注塑,模具設計 密級： 學號：2011106200 本科生畢業(yè)設計（論文） ATS控制部分的外蓋模具設計 學 院： 機械工程學院 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班 級： 11機械設計2班 學生姓名： 焦 萍 萍 指導老師： 陳 云 /魏斯亮 完成日期： 學士學位論文原創(chuàng)性申明 本人鄭重申明：所呈交的設計（論文）是本人在指導老師的指導下獨立進行研究，所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本設計（論文）不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識到本申明的法律后果由本人承擔。 學位論文作者簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權江西科技學院可以將本論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 本學位論文屬于 保 密 □， 在 年解密后適用本授權書。 不保密 □。 （請在以上相應方框內打“√” ） 學位論文作者簽名（手寫）： 指導老師簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日 江西科技學院本科生畢業(yè)設計（論文） 摘要 本次的畢業(yè)設計我的任務是ATS控制部分的外蓋模具設計，所謂ATS就是雙電源自動轉換開關，很多人對它也不陌生，雙電源自動轉換開關常應用于比較重要的場所，如遇到緊急事故斷電，雙電源兩路開關會在很短的時間切換至正常電路供電，安全可靠，確保了供電的連續(xù)性。 這次主要詳細介紹控制器外蓋的制造過程，通過對材料、外觀結構以及主要尺寸的計算，該塑件體積小，質量輕，造型簡單，可以大批量生產(chǎn)，因此可以采用注塑成型的方法生產(chǎn)，其注塑效率高，環(huán)保，加工時間短，減少了不必要的浪費。利用PRO/E、AutoCAD制圖軟件，實現(xiàn)了對該零件的設計，主要涉及到零件工藝分析，澆注系統(tǒng)的選擇，模架的選擇，使得可以很好地完成零件的裝配，能快速的繪制出零件圖和模架圖。 關鍵詞：連續(xù)性、可靠、注塑成型、PRO/E Abstract This graduation design I task is ATS control part of the outer cover design, switch called ATS is a dual power supply automatic switching, a lot of people are not strange to it, dual power automatic transfer switch is often used in the more important places, such as an emergency power supply, two two switch will in time to switch to the normal power supply circuit, a short safety, ensure the continuity of supply. The process of manufacturing the main details of the controller cover, through the calculation of the material, the appearance of the structure and the main dimensions of the plastic parts, small volume, light weight, simple shape, can be mass production, production method therefore can be used in injection molding, the molding of high efficiency, environmental protection, short processing time, reducing unnecessary waste. By using PRO/E, AutoCAD drawing software, has realized the design of the part, mainly related to the parts process analysis, pouring system selection, the choice of mold, so that can finish the assembly of parts, can quickly draw the parts diagram and frame diagram. Key Words: Continuous、Reliable、Injection molding、 PRO/E 目錄 第1章 緒論 1 1.1 本課題研究的現(xiàn)狀 1 1.2 注塑成型和注塑模具 1 1.3 注塑模具的發(fā)展趨勢 1 1.3.1 我國模具工業(yè)的發(fā)展趨勢 2 1.4 本論文研究的意義與價值 2 第2章 塑件的工藝分析 3 2.1 塑件材料分析 3 2.2塑件成型工藝參數(shù)確定及性能指標 4 第3章 選擇注塑機號并校核 7 3.1 塑件體積和質量 7 3.2 初步選擇注塑機 7 3.2.1 塑件體積質量的計算 7 3.2.2 鎖模力計算 7 3.2.3 選擇注塑機 7 3.3 注塑機的校核 8 第4章 模具基本結構與模架選擇 9 4.1 模具的基本結構 9 4.2 確定型腔數(shù)目以及布局 9 4.2.1 確定其分型面 10 4.3 普通澆注系統(tǒng)的選擇 11 4.4 成型零部件的設計 15 4.5 型腔有關尺寸計算 15 4.5.1 型腔的尺寸計算 15 4.5.2 計算型芯的尺寸 16 4.5.3 型腔壁厚校核 16 4.6 合模導向與精定位機構的設計 17 4.7 脫模的機構設計 17 4.8 冷卻系統(tǒng)的設計 18 4.9 選擇模架 19 第5章 模具的裝配 20 5.1 模具裝配的要求 20 5.2 模具的裝配順序 20 第6章 總結 21 第7章 展望 22 參考文獻 23 致謝 24 3 第1章 緒論 1.1 本課題研究的現(xiàn)狀 隨著現(xiàn)代的工業(yè)發(fā)展，塑料模在模具中占用比例逐步提高，塑料制品在機械行業(yè)、航空、電子電工及日常生活中占重要地位，對其質量要求也越來越高。在未來的市場中塑料模具定會發(fā)展的更快，而控制器外蓋的設計成為它成熟的一部分，不論是從工藝、模具設計或是材料等方面都已經(jīng)成熟，在現(xiàn)代生活，如今各行業(yè)生產(chǎn)迅速成長的背景下，塑料產(chǎn)物需求量不斷地上漲，產(chǎn)品更新的周期越來短，所以制造快速成型模具技術引發(fā)了重視。此時對塑料模具的質量和成本這一次提出了更高要求，塑料模具設計水平，建立結構，直接會對塑料產(chǎn)品的質量有一定的影響?？傮w來說，在質量、技術和能力這些方面等我國塑料注塑模有了很高的提升空間。 模具工業(yè)在我國經(jīng)濟中起著重要的作用，是不可小覷的，注塑模成型具有成型外形復雜的制件和高生產(chǎn)率等特點，我們國家現(xiàn)在十分重視模具行業(yè)，最前在20世紀80年代末，在國務院頒發(fā)的“當前產(chǎn)業(yè)政策的要點決定”，讓模具制造化為機械行業(yè)中重點扶持的首位。近年來，中國的模具工業(yè)一直是以每年13%~15%左右的增長率得到了快速的發(fā)展，在國際上的排名當前已躍居到前三位，僅次于兩個大國日本和美國。 1.2 注塑成型和注塑模具 塑料行業(yè)包括塑料質料和塑料產(chǎn)品兩大生產(chǎn)系統(tǒng)，相得益彰 ，缺一不可，然而，塑料產(chǎn)品是完成塑料原料本身價位的僅有途徑，塑料產(chǎn)品生產(chǎn)的根本目的是憑借各個塑料產(chǎn)品的機能，技術要素的使用，使其成為擁有一定外形且同時具有應用價值的東西或成型質料。塑料產(chǎn)品出產(chǎn)由成型制作、機器制作、外觀裝飾、裝置等重要步驟構成，這些環(huán)節(jié)最主要的便是塑料成型。 塑料注塑成型進程有：塑料質料從注塑機料斗進入到加熱筒中，經(jīng)過塑化后通過柱塞或有螺桿的促使，在相應作用下經(jīng)過噴嘴灌入到模具型腔內，經(jīng)冷卻后固化開模，從而得到產(chǎn)品（塑件）。除一些個別的塑料之外，剩下的是差不多能夠注塑成型的。根據(jù)相關資料統(tǒng)計分析，全部模具注塑制件中注塑產(chǎn)品占總產(chǎn)量三分之一。注塑成型成品的利用已相當?shù)钠毡?，伴隨著塑料原料繼續(xù)的更進，現(xiàn)已漸漸取代古代傳統(tǒng)金屬和非金屬材料產(chǎn)品，發(fā)揚注塑模有很大的空間。 1.3 注塑模具的發(fā)展趨勢 注塑模具成長存在兩個方面管制：一方面模具策劃與建造技術，另一方面工藝的注塑成型條件。前者作用的是模具的加工制造水準，后者作用的是模具的 使用性能。所以我們在談論注塑模的發(fā)展趨勢，一定要考慮到模具的制造質地和注塑成型工藝的水準。 1.3.1 我國模具工業(yè)的發(fā)展趨勢 在以后的十年，我國模具工業(yè)的成長趨勢主要有以下： （1） 進一步抬高模具的設計制造質量，調低塑料制品的制作水準。 （2） 在它的設計程序中應普遍的使用CAD/CAM/CAE/UG等設計技能。 （3） 極力促進快速成型、快速生產(chǎn)的技術，盡量縮短生產(chǎn)周期。 （4） 在塑料模具生產(chǎn)中應廣泛使用氣輔技術與高壓注塑成型。 （5） 提高模具規(guī)范化水準與使用效率。 （6） 選取優(yōu)良的模具材料與先進外觀的處理技能。 （7） 更深一步的鉆研模具的設備與拋光技術。 （8） 探究模具快速測試技術和逆向工程。 （9） 繼續(xù)開辟新的塑料成型與模具工藝設計。 1.4 本論文研究的意義與價值 ATS控制器的外蓋模具設計作為注塑的一個范例，其還有很大的價值，通過對它研究有利于抬高模具設備總體的水平。對模具設備智能化、自動化、準確度都有很大意義，當前我國的模具行業(yè)理論知識和實際操作都與其發(fā)達國家有一定差距，通過研究與分析推動了模具CAD/CAM的發(fā)展，有益于綜合使用塑料模具的設計，有益于培養(yǎng)塑料模具設計的能力，同時借鑒前人的研究，使自己具備理論知識與技術，剖析解決問題的本領，以進一步穩(wěn)定與深化所學知識，使正確行使技術標準進行塑料模具設計的全面技能訓練，為后來設計打下堅固的基礎。進而獲得對控制器外蓋的注塑成型，成功完成設計。 因為資源數(shù)據(jù)有限，在這次畢業(yè)論文設計中可能會存在許多不及的地方，望老師批評指正。 第2章 塑件工藝的分析 2.1 塑件材料分析 圖2.1 控制器的外蓋 塑件：ATS控制器的外蓋 材料：ABS 收縮率:0.005 生產(chǎn)批量：批量生產(chǎn) 客戶要求：外觀光滑，無劃痕、氣泡、缺陷、易裝配。 ATS控制器的外蓋使用的材料是ABS，ABS無毒、無味，是一種力學性能和熱性能都比較好的，硬度比較高，表面容易鍍金屬，耐受疲勞和抗擊應力開裂、有很強的抗沖擊強度、機械強度，耐酸堿，耐腐蝕、耐水性油性，容易加工成型，修飾比較容易，價格低廉且環(huán)保。 (1) 塑料成形的特性 ABS是丙烯晴-丁二烯-苯乙烯（ABS）共同聚合的產(chǎn)物，包含的這三種成分使用各自自身的性質，讓ABS擁有極好的力學性能，丙烯晴使ABS的表面硬度高，耐酸堿等物質腐蝕，丁二烯使其具有沖擊強度高，修飾比較容易，使其表面更容易鍍金。 成型塑料的工件要有極好的色澤和耐熱。密度為1.02~1.05g/cm3。水和無機鹽和酸堿類對ABS材料簡直沒有太大影響，能夠在酮，苯，酯，氯代烴中消溶或者生成混濁液，不能消溶在局部的醇類與烴類等的溶劑，但是和烴長久的觸碰會軟化膨脹。ABS材料外表如果被冰醋酸、植物油等化學物品的腐蝕可能造成應力的開裂。ABS具備必定的硬度與尺寸穩(wěn)固性，比較容易成型。經(jīng)過調色能夠配成任何色彩。但它弊端便是耐熱性不怎么理想，耐氣候性較差，容易在紫外線照射下退化。 （2） 主要的用途 ABS材料應用很廣泛，機械行業(yè)上用來生產(chǎn)齒輪、泵葉輪、軸承、手柄、機電的外殼、水箱外殼、蓄電池槽、電扇葉輪和雪柜里襯等等。ABS在汽車行上用來生產(chǎn)汽車擋泥板、扶手、加熱器等。還能夠用來生產(chǎn)水表殼、紡織用具、電器零部件、生活日用品、玩物、產(chǎn)品包裝容器、農用噴霧器及一些裝飾材料等。 （3） 成形特質塑料的成形是沒有定形料，品牌種類較多，各個品牌間的機電性能以及成形特性都有必然的差異，吸濕性比較強，含水量少于0.3%，流動性平平，溢出邊料在0.04mm左右，相比聚苯乙烯生產(chǎn)比較艱巨，容易取高溫、模溫，此中料溫對物理性質影響較大，料溫如果溫度太高會分化，分化的溫度250℃左右，對需求高的塑件模溫一般取50℃左右，要求表面光滑，耐熱較好的取65℃左右。 2.2確定塑件成型工藝的參數(shù)及性能指標 塑件的結構如下： 圖2.2 ATS 控制部分的外蓋 查陳萬林主編的《實用塑料注射模具設計與制造》，ABS成型工藝參數(shù)如下表2-1所示： 表2-1 ABS的注射成型工藝參數(shù) 查表得塑件的性能指標如表2-2： 表2-2 ABS 的性能指標 設計時應考慮的問題： （1） 合理選擇潤滑劑，穩(wěn)定劑等其他添加液。 （2） 流道，澆口的設計應盡可能的減小阻力，以免造成不必要的失誤. （3） 對型腔的外觀進行處理應使用鍍鉻。 第3章 選擇注塑機并校核 3.1 塑件體積和質量 該塑件是采用材料ABS制成，據(jù)資料可知密度是1.13~1.14g/cm3，緊縮率是0.005，算得平均密度是1.135g/cm3，平均收縮率是0.0055，使用UG繪制三維圖，可以一鍵自動檢測出體積和質量。 3.2 初步選擇注塑機 3.2.1 塑件體積質量的計算 塑件的質量 m1=40.2g ; 塑件原料的密度取 ρ=1.13g /cm3; 則該塑件的體積為 v1=m1/ρ=40.2／1013=34.56g/ cm3; 流道內凝料質量m2不能確定，我們取塑件自身質量的0.6倍來計算，塑件設計是一模兩腔，即： 注射質量： m=1.6nm1=1.6×2×40.2=128.32g； 注射的體積： v=m／ρ=128.32／1.13=113.56cm3； 3.2.2 鎖模力計算 進行分析統(tǒng)計多腔模，大體是該塑件在分模面上的投影面積0.2~0.5倍，采用A1表示，選取0.4nA1： A1=nA1+A2=nA1+0.4nA1＝1.4nA1=1.4×2×7099.29=19878mm3 A1：塑件與澆注系統(tǒng)在分模面上的投影，需計算可得； 鎖模力： F=AP=19878×45=984510N=984.51KN; 其中式中的P代表型腔的壓力：查資料取的P取45MPa; 3.2.3 選擇注塑機 依據(jù)上式計算的數(shù)據(jù)分析，查資料可得選取的注塑機類型為XS-ZY-125詳細參數(shù)如下3-1： 表3-1 注射機XS-ZY-125參數(shù)表 鎖模力/（KN） 1000 注射直徑/（mm） 42 額定注射量/（cm3） 125 注射壓/(MPa) 130 移模行程/(mm) 255 注射的方式 螺桿式 最大模具厚度/(mm) 300 注射速率/(g/s) 130 最小模具厚度/(mm) 150 噴嘴球半徑/(mm) 8 模板尺寸/(mm) _____ 注塑速率/(g/s) 125 拉桿間距離/(mm) 260×350 機器的外形尺寸/（mm×mm×mm） 3350×740×1500 3.3 注塑機的校核 該型號的注塑機是按照最大的注射量與鎖模力進行選定，因此符合條件，塑件的高度是152mm，在最大最小的厚度范圍之內，移模行程是240mm也在范圍內所以符合，故選用此注塑機是合理的。 第4章 模具基本結構與模架選擇 4.1 模具的基本結構 采用注塑成形的方法生產(chǎn)該塑件，該塑件是大批量生產(chǎn)，是一模兩腔，所以設計的模具要具有很高的注塑效率。 4.2 確定型腔數(shù)目以及布局 （1）確定型腔數(shù)目 型腔數(shù)目的確定，應依據(jù)塑件的外形、尺寸、質量、產(chǎn)量的大小、交貨時間的長短、注塑機的性能、充分考慮模具成本績效。 考慮到控制器的外蓋是一般塑制品，因為該塑件的形狀相對簡單，尺寸較小，質量輕，采用批量生產(chǎn)，是一模兩腔的結構，澆口形式應采用側澆口，不對產(chǎn)品外觀形狀產(chǎn)生影響，塑件的質量要求高，生產(chǎn)效果高。 （2）型腔布局 根據(jù)設計知識可知，因為塑件的外形比較簡單，質量較輕，采用大規(guī)模生產(chǎn)，利用點澆口的方式進料，從而模具尺寸更小，加工制造起來比較容易，有利于充滿型腔，塑件質量越高，其生產(chǎn)效果也就高了，成本就下降了。按照模具外觀、尺寸構造型腔的排列。型腔的分列如下圖4.1所示： 圖4.1 型腔的排列 4.2.1 確定其分型面 分型面的基本形式分為水平、傾斜、階梯、曲線、瓣合，具體形狀如圖4.2所示： 圖4.2 分型面的基本形式 為適合塑件成型的需求和便于有利于塑件的脫模，型腔的加工相對比較容易，根據(jù)塑件的加工于工藝需求應該采用平面分型面。 a 分型面的選用原則： （1） 選取分型面需在外形的最大輪廓出。 （2） 簡化脫模機構設計，分型面設置應有益于脫模。 （3） 分型面的建立確保保證塑件形狀。 （4） 達到產(chǎn)品尺寸的精度和外觀要求。 （5） 有利于模具加工制造。 （6） 應避免側抽芯。 （7） 模具排氣效果較好。 （8） 對成型面積影響較小。 （9） 能使塑件易脫模。 b 依據(jù)選用分型面的要求，經(jīng)過分析和比較，確定了兩個：單分型面與雙分型面。 方案一：雙分型面結構 選取雙分型面的益處：模具的進料勻稱、安穩(wěn)。 選取雙分型面的弊端：模具構造的繁雜性增加了，模具的厚度也加多，并且 在制品的表面比較容易留下點澆口時的痕跡，不符合模具加工的經(jīng)濟性。 方案二：單分型面結構 選取單分型面益處：簡化了模具結構，降低了模具厚度，同時也節(jié)約了模具的材料，脫模后塑件的外表面沒有澆口痕跡，顯著的縮短了進料的距離。 從以上的兩個方案進行分析，由于ATS控制器的外蓋結構對稱，是個平面，故分型面設在此平面上，該塑件采用方案二（單分型面）。其分型面結構如下4.3所示： 圖4.3分型面結構 4.3 普通澆注系統(tǒng)的選擇 澆注系統(tǒng)是整個注塑模具的核心地方，它關系著整個注塑程序中的流體的注入，分流，流體分流后所要到達的位置，整個料前端的冷卻。所以是不可缺的一部分。 一個普通的澆注體系是由四個系統(tǒng)構成：主流道、分流道、冷料穴、澆口它的作用是使熔體均勻、迅速有序的進入到型腔中，讓氣體實時從型腔中放出，同時填充與凝聚過程中把壓力及時無誤的傳達給型腔的每一個位置，從而獲得清晰的輪廓，且組織比較緊密的塑料制品，普通澆注體系組成如下圖4.4所示： 圖4.4 澆注系統(tǒng)組成 1-主流道 2-分流道 3-冷料穴 4-澆口 5-塑件 設計澆注的體系是注塑模具設計中的一個很關鍵的環(huán)節(jié)，設計時應遵循以下規(guī)則： （1）型腔布局與開設的澆口位置必須對稱，避免出現(xiàn)溢料現(xiàn)象. （2） 型腔設計與澆口排列盡量減小尺寸設計。系統(tǒng)澆道不宜過長，表面粗糙度盡可能的小，減小熱力和壓力的損失。 （3） 多型腔應使塑料熔體盡量同一時間進入型腔，此時分流道盡量的保持平衡。 （4） 使填滿型腔的前提條件下，澆注系統(tǒng)的容量盡量要小，不然就會造成熔體損耗。 （5） 澆口位置設置的要適當，避免型芯扭曲造成裂痕影響塑件的美觀。 a主流道設計 主流道被設計成圓錐形，是熔料進入型腔內的第一段通道，它的形狀與大小直接關系著進料的速度和時間，它的小頭正對注射機噴嘴，主流道始端的球面是凹坑，為了使配合的更緊密，要比注塑機的噴嘴球半徑大1~2mm，防止殘料堆積，造成壓力的下降，如果，熔體的流動性很好，并且塑件的體積比較小時，主流道的直徑也可以設計小一點，相反設計大一些，設計的時候要充分考慮，噴嘴與主流道中間對齊的問題，要是對中接觸不良，就會產(chǎn)生冷料的積存，還有漏料，影響主流道的凝料脫模。 下面介紹了我國國產(chǎn)機的一些球面半徑，如下表4-1所示： 表4-1 國內注塑機噴嘴球半徑 類型 Xs-z-30 Xs-30 G54-s200/400 Xs-ZY-1000 孔徑(mm) 3 4 7~8 球半徑(mm) 12 18 17 主流道的錐角角度取2°~4°，對于流動性較差的熔體一般取3°~6°，流壁的表面粗糙度常取，加工時應順著流道軸向拋光，主流道的末端是圓角過渡的，其半徑r 取 1~3mm。主流道的長度L正常以小于或者等于60mm是最好，主流道設計在能夠拆卸主流道的襯套上。應盡量短的降低能量的損失。 臥式注塑機或者立式注塑機的模具中,主流道的設計是垂直于分模面的。經(jīng)常被設計在模具的澆口套中,如圖4.5所示： 圖4.5 主流道布局 b分流道的設計 單型腔注塑模一般不需設分流道，而多型腔注塑模必須要開的。分流道開在動模和定模分型面兩側或任意側，上下部分要要必須吻合，減少熱量散失與流動阻力。 分流道可以分為圓形、方形、梯形、U形和六角形，需消減流動時的壓力損耗，流道的截面面積要大，長度要最短，彎折的地方要少，一般使用Ra0.8~1.6μm的表面粗糙度。從而減少熱量損失。因此，要算出流道的效率只計算流道的橫截面面積與其周長的比值，因為圓形與方形的效率最高，但是，正方形脫模起來較困難，而圓形分流道比較容易加工，能量散失和流動阻力較小，應用比較普遍，因此這次選用圓形流道。 c冷料穴設計 冷料穴經(jīng)常都開在動模板的對面，或主流道的尾端，若分流道過長到達澆口拐角位置時，也可以開分道冷料穴，其作用就是料前部分的冷卻，為了避免冷料進入型腔重中，形成冷接縫，為了確保型腔內的熔體能良好的熔合，有時需在型腔的內熔體匯合處添加溢流槽，冷料穴分兩類形式，一類是：底部帶推料板，另一類是：底部帶拉料桿。常用的冷料穴是Z形冷料穴，它在脫模的時候作側向運動，不容易實現(xiàn)自動化。 d澆口設計 澆口是銜接分流道和型腔的一段通道，是澆注體系的重要部位，澆口橫截面要大，不能存在死角，滯料點，從澆口四點進料。澆口的作用是讓熔料快速流入，控制襯料的時間，物料流動狀態(tài)。常用的截面形狀有圓形和方形。澆口不止對塑件熔體流動性和充模時段相關，況且還和產(chǎn)品的質量有著緊密的聯(lián)系。澆口位置選取，盡可能縮小熔體流動長度，流道彎折地方要少，盡可能設在零件厚壁地方，應避免熔接痕或沖擊時型芯等出現(xiàn)移位。方便型腔中體氣排除。 對于控制器的外蓋來說，為了確保表面質量，本次設計中采用側澆口，其結構如4.6所示： 圖4.6 澆口布置圖 e排氣設計 熱固料固化時需要排出大量體氣，容易堵塞縫隙，需要設立排氣槽。排氣槽深度約為0.2mm左右，約8mm寬.當塑料熔體進入到型腔時，型腔、澆注系統(tǒng)、塑料受熱而產(chǎn)生的熱體氣及時消除。如果不能及時消除，塑件由于填充的不充分而產(chǎn)生氣泡，接縫處會出現(xiàn)缺陷，氣體受到壓力作用產(chǎn)生高溫，使塑件材料焦化，因此設計排氣槽是必不可缺的的，進行對模具型腔分析，選用間隙配合的排氣方法最佳，配合值為0.03。 4.4 成型零部件的設計 該模具保證幾何尺寸與零件形狀的塑件被稱作成型零件，包含模具、沖壓、成型桿等。成型零件在操作的時候，是直接和塑料觸碰，溫度高、料流沖刷融化，脫模時和零件之間的摩擦。因此，要有準確的幾何外形，精度高，表面粗糙度要低，另外，成型零件要有合理的結構，較高強度和較好的耐磨性。 成型零件的設計中，根據(jù)塑料特質與塑件特點，用途及應用要求，并決定型腔整體的結構，選擇分型面、澆口的位置，確定脫模的方式等，最后確定成型零部件的結構設計、工作尺寸，及一些重要的成型零部件進行強度、剛度的校核。 4.5 型腔有關尺寸計算 4.5.1 型腔的尺寸計算 我們如果使用已經(jīng)確定好的計算公式計算的話會比較費時，也不能確保我們產(chǎn)品的精度，因此，我們只需書中的一些經(jīng)驗值來確定。 型腔徑向的尺寸: （LN）=[（1+γ）Ld-(0.65)△] =[1.005×Ld-0.65△] △：塑件尺寸公差； Ld：塑件的基本尺寸。 γ：塑料的收縮率。 λ：取1/4～1/6△為成型零件制造公差，按八級精度型腔來確定，根據(jù)型腔尺寸： 帶入相關的數(shù)據(jù)： 型腔內部長度：Ld=70mm，（LN）=[1.005×70-0.65△] =[70.35-0.65×0.69] =69.9mm 內部寬度：Ld=70mm, （LN）=[1.005×70-0.65△] =[70.35-0.65×0.69] =69.9mm 型腔深度； Hz=[（1+γ）Hm-(1/3～1/2)△] 因為該塑件只存在一個分型面，所以，型腔的深度如下： Hm=5, Hz1=[1.005×5-0.5△] =[5.025-0.5×0.145] =4.88mm 4.5.2 計算型芯的尺寸 徑向尺寸的計算： LN=[（1+γ）Ld+3/4△]式中的字母和前面代表意思相同，型芯的制造按八級尺寸，基于基本尺寸，代入相關的數(shù)據(jù)得： 長度：Ld=70mm, （LN）=[1.005×70+0.65△] =[70.35-0.65×2.75] =72.14mm 寬度：Ld=70mm, （LN）=[1.005×70+0.65△] =[70.35-0.65×2.75] =72.14mm 高度： hz1=[（1+γ）Hm+(1/3～1/2)△] Hm=15 hz1=[1.005×15+0.5×△] =[15.075+0.5×2.75] =16.45mm 4.5.3 型腔壁厚校核 模具型腔的材料必須具備很高的耐磨性；耐蝕性；極好的平穩(wěn)性與較好的導熱性，必須具有一定的硬度，表面經(jīng)得起耐磨，滿足淬火畸變小，ABS沒有腐蝕性，因此不需要具備耐腐蝕性。還能使用4Cr5MoV1Si，通過調質、淬火、低溫回火、正火。ATS控制部分的外蓋形狀比較規(guī)則，因此型腔的平均壁厚為：20mm 對大型模具的基礎上，按剛度要求進行設計，根據(jù)強度進行校核；小型模具根據(jù)強度條件進行設計，依據(jù)剛度進行校核原則： 計算側壁厚度S(m); S≥() c: 型腔的深度與側壁的邊長之比有關系數(shù)，經(jīng)查可得c=1； p: 型腔壓力，p=45MPa； H: 型腔深度，H=5mm； E: 塑件的彈性模量 E=2.1×105MPa []: 剛度條件，（允許的變形）； 取 []=0.04mm 代入數(shù)據(jù)計算得： S≥() =3.44mm 平均壁厚是20mm（在設計時已經(jīng)指出）；因此符合設計要求。 4.6 合模導向與精定位機構的設計 設計導向導柱的要點： （1）設置兩根導柱通常是小的模具，使用無夾緊范圍要求的方法是等徑并且對稱;相反則采用等徑不對稱，或者不等徑對稱。 （2）直導柱時常用于簡單或者模板比較薄的模具，Ⅰ型鉛導套用于復雜或者大、中型動定模的導向中；Ⅱ型適于推出機構導向中。 （3）導向部件分散在模具的周邊，中心到邊緣的距離δ取1~1.5; (4) 導柱取在方便脫模的地方； （5）導柱與導套必須在分模面的地方開設承屑槽；是為了保證合模后的貼合； （6）導柱操作部分的長度比型芯的斷面要多出6~8mm左右； （7）導柱配合的是精度H7/f7，恒定部分是H7/k6，導柱與導套使用過渡配合的方式： （8）一般導向孔設計成通孔，型腔板過厚使設計成的盲孔周圍要有通氣。 4.7 脫模的機構設計 (1)開模中零件工藝停在動模的一邊，方便的推動機制，進而簡化模具的構造。 (2)在設計時要分析模具夾緊力和粘結力大小以及分布，合理規(guī)劃選擇推送機構與位置，使與脫模阻力的大小和分布一致；推出力的作用點接近，塑件對凸模包緊力，塑件剛度，強度極大的地方；為了不讓零件被推出的時候扭曲、破壞。力在作用面上需盡可能的大一些。 (3)推出位置應盡可能設計在零件的內部對外觀沒有太大影響的位置，以使塑件能達到更好。 (4)推出結構的機制應該是相對比較簡單的，動作需連續(xù)可靠（即：推出到準確位置且能正確回位，不與其他零件產(chǎn)生不必要的干涉），有充足的強度和剛度動作靈活，修整方便。 推桿和推板都是推出結構中比較常用的機構，在這次的畢業(yè)設計中，由于是一個分型面，所以選擇用推桿推出。 4.8 冷卻系統(tǒng)的設計 冷卻系統(tǒng)的設計主要由以下： （1） 熱量散失的計算； （2） 計算溫控介質； （3） 計算熱傳導面積； （4） 溫控介質通道尺寸計算、排布設計。 （5） 確定傳熱系數(shù)、成型周期、冷卻的時間； 設計原則： （1）、用來降溫的流道要多，孔徑要大； （2）、冷卻通道距模壁的位置要適當，一般其邊距值取10~20mm。 （3）、布局和設置通道必須與塑料制品的厚度相匹配。 （4）、通道不應通過接痕的地方。 （5）、冷卻通道內不能有積水或破裂的地方，流通性要好 ； （6）、凸模需另外冷卻，保持冷卻時平衡。 （7）、模具的主流道常常和注塑機的噴嘴位置接觸，是溫度最高部位，應加大冷卻，在必要時應必須單獨冷卻。 （8）、冷卻通道的設計時，應減小出入口的溫差，避免冷卻不均勻，一般穩(wěn)定在5~6度。 冷卻水道的設計應根據(jù)該塑件的外形形狀，以及所需要的冷卻溫度，這些因素而確定冷卻通道的形式分多種，對該塑件進行分析的，選用循環(huán)式冷卻水道。冷卻水道如下圖4-7所示 圖4-7冷卻水道布置圖 4.9 選擇模架 根據(jù)以上的計算和分析，該塑件選擇如下4-8所示的模架，該標準模架型號為3040C型龍記模架，A板高度60mm，B板高度80mm，閉合高度是270mm。 圖4-8模架裝配圖 第5章 模具的裝配 5.1 模具裝配的要求 模具制造程序當中結尾的操作是模具的裝配，之間的裝配精度直接關系著塑件磨損度、質量以及塑件的各個部分性能。模具的裝配應遵循模具之間的條件與各自之間的聯(lián)系，使匹配的塑件相接，穩(wěn)固成組件、部件，直到裝配出符合條件的模具。 在模具裝配的程序當中，模具裝配精度需溫度在一定的范圍之內，裝配精度包含有關塑件位置準確度、運動精確度、配合精確度、接觸精確度。只要各個精確度之間相互配合達到所需的要求，才能確保模具的整體要求。 裝配基準日常有兩種情況：一種是與動模型腔的主要部分的固定模式的模具 、型芯作為裝配的基準。在這種情況下，先不處理定模各動模導柱與導套孔，首先將型腔與型芯的鑲塊加工好，末了裝配到定模與動模的內部，為了確保壁厚，要將型腔和型芯間用墊片法或者工藝定位器法，當動模與定模夾板夾緊模具閉合后，緊接著鏜導柱、導套孔，動模和裝置其他零件，另一種是本身就有塑料模架的導柱和導套。 裝配好澆口套和定模部分后，與分型面之間留下間隔，其值取0.05~0.15mm。由于這個位置上的影響將是由噴嘴壓力的影響，在注塑時會產(chǎn)生扭曲，偶爾在試模的過程當中，時常會呈現(xiàn)分型面上的澆口套四周有飛邊，造成這個問題的是沒有間隔。為了更好的避免飛邊，可以在面上設計一個三角形的槽，更好的防止塑料飛邊。 5.2 模具的裝配順序 （1）裝配基準的確定。 （2）需要對零件尺寸進行測量在裝配前，合格的零件測量必須去磁并將零件表面處理干凈； （3）處理各個零件裝配后的尺寸缺陷，如檢查磨削每種模板的平行度，以確保模板配合組裝，分型面的相符面積不能少于0.8，間隔最小不能小于溢料的最小值，為了減小飛邊的產(chǎn)生； （4）數(shù)據(jù)盡可能在組件程序處理時，保留其原始大小，方便合模時的裝配調整檢查； （5）組裝的導向系統(tǒng)要確保開模、合模時動作靈活，滑、無卡滯現(xiàn)象； （6）組裝加熱與冷卻體系，確保管道順暢，不漏水、門活動靈活，裝配定位銷，在液壓系統(tǒng)的裝配時可以采用封閉填充或者密封膠，切記不要加入系統(tǒng)中。 第6章 總結 經(jīng)過兩個月的畢業(yè)設計，我從中學到了很多，了解到自己知識的不足，我這次的畢業(yè)設計控制器外蓋的模具設計，剛開始一頭霧水，感覺自己學的東西很匱乏，不知從哪個地方下手，通過老師的細心分析，同學的指導使自己慢慢進入正軌，所謂控制器外蓋的模具設計就是利用自己所學的工藝設計知識，還有注塑模具設計與制造，對零件進行分析計算一步步做出，用所學的制圖軟件繪出零件圖及裝配圖，使我深刻的了解到一個模具產(chǎn)品從原料到成型的過程。畢業(yè)設計是我們在大學期間所學知識的一個總結，因為所學的知識不充足，只得去翻開課本重新復習，讓自己對知識更加鞏固為自己畢業(yè)設計能夠順利完成打基礎，在這次畢業(yè)設計中我覺得要做好就必須做到以下幾點： （1） 首先多向老師同學請教，弄清楚設計的思路。 （2） 多去圖書館等資料全面的地方 ，查詢資料增加自己的基礎知識和專業(yè)知識。 （3） 多閱讀一些優(yōu)秀范文，要對數(shù)據(jù)綜合分析。 （4） 在制圖方面一定要細心，多注意一下細節(jié)方面。 （5） 不要太過主觀，多交流。 這次畢業(yè)設計讓我知道自己所能達到的地位，給自己一個正確的定位，從中了解到一個不多的畢業(yè)設計，涉及到我們大學所學知識絕大部分，也同時告訴我們所學知識是要不斷運用才能得到很好地發(fā)展。 第7章 展望 短短幾個月畢業(yè)畢業(yè)設計的時間已經(jīng)過去了，我這次畢業(yè)設計，設計的是ATS控制器的外蓋，它涉及到注塑模模具方面的知識。 縱觀現(xiàn)狀，模具制造行業(yè)已是我國生產(chǎn)制造中必不可少的一份產(chǎn)業(yè)，模具行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)可以成為衡量一個國家的發(fā)展水平，是不容忽視的，我們國家的模具行業(yè)總起來說還是不錯的，因為他已經(jīng)上升的全世界的前三位，相信在不久的將來，我國模具制造業(yè)會有大步的跨越。現(xiàn)在作為即將畢業(yè)的我們，社會工作能力還是比較薄弱的，從這次畢業(yè)設計中鍛煉了我們，磨練了我們的意志，使得我們在以后的工作中時刻做到一絲不茍，認真負責，凡事不能心存僥幸，一步一個腳印，認真踏實做好每一件事。 通過我們不懈的努力，后期工作中的不斷學習，相信一定可以成為一名優(yōu)秀的機械設計人員。 參考文獻 [1] 鄧明．實用模具設計簡明手冊，北京：機械工業(yè)出版社，2006年1月 [2] 屈華昌.塑料成型工藝與模具設計，北京：高等教育出版社，2006年 [3] 楊占堯.模具設計與制造，北京：人民郵電出版社，2012年4月 [4] 郭鐵良．模具制造工藝學，北京：高等教育出版社，2002年2月 [5] 李學鋒 .塑料模設計與制造 [M] 北京:機械工業(yè)出版社，2001年 [6] 李德群,唐志玉主編.中國模具工程大典，北京：電子工業(yè)出版社，2007年 [7] 張曉巖，李厚佳主編.塑料成型工藝與模具設計。北京：機械工業(yè)出版社，2011年5月 [8] 洪慎章主編.實用注塑模具結構圖集，北京：化學工業(yè)出版社，2009年月 [9] 龐祖高主編.塑料成型基礎及模具設計，重慶：重慶大學出版社，2004年8月 [10] 王文平,池成忠.塑料成型工藝與模具設計，北京：北京大學出版社，2005年7月 [11] 陳志剛主編.塑料模具設計，北京：機械工業(yè)出版社，2002 [12] 張克惠主編.注塑模設計，西北工業(yè)大學出版社，1995年1月 [13] 李云程.模具制造工藝學，北京：機械設計出版社，2000 [14] 劉瑩,送范倉.注塑模具設計及基本程序,機械工人(第11期),2002 [15] Chin-hsing chu，Computer aided par a metric design for 3d tire mold production. Taiwan 2005 September 致謝 本次畢業(yè)設計畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲，在這里我要感謝我的論文指導老師陳云老師，感謝她這次論文給我們提供的資料和技術上的指導，在論文進行的過程中，不懂得問題我及時找老師給我解決，使得我能順利的進行論文的書寫，陳老師的淵博的知識值得我們借鑒學習的。 此外，我還要感謝陪伴我大學四年的同學朋友們，是你們讓我感受到遠離家以后另一個溫暖的家庭，在學習和生活中我們相處的很融洽，使我的生活添加了幾分色彩感謝你們的陪伴。 大學生活到此快圓滿結束了，在江西科技學院這塊肥沃的土地上有眾多莘莘學子辛勤的耕作，有各位老師們的辛勤教導，借此機會感謝大學四年教育我的各位老師們，是你們把我從高中時懵懂的學生，教育成現(xiàn)在這個樣子，使我感受到了大學這個氛圍，大學一個小社會使我成長了許多。 在畢業(yè)論文完成之際，再次對指導過我的導師和各位同學表示衷心的感謝! 姓名： 年 月 日 25