对讲机外壳注射模设计Word文件下载.docx
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2、本课题的研究目的及意义
（1）熟悉拟定塑料成型工艺和模具设计原则、步骤和方法。
（2）学会查阅有关技术文献、手册和资料。
（3）培养分析问题和解决问题的能力。
1塑件材料分析
该塑件选用塑料为ABS。
ABS中文名：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物英文名：
Acrylinitrile-Butadiene-Styrene。
1.1基本特性
ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。
这三种组分的各自特性，使ABS具有良好的综合力学性能。
丙烯腈使ABS有良好的耐腐蚀性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。
ABS无毒、无味，呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽，密度在1.02~1.05g/cm3,其收缩率为0.3~0.8%。
ABS吸湿性很强，成型前需要充分干燥，要求含水量小于0.3%。
流动性一般，溢料间隙约在0.04mm。
ABS有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。
有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。
水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于部分醇类及烃类溶剂，但于烃长期接触会软化溶胀，ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会硬气放映开裂。
ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。
经过调色可陪成任何颜色。
其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70℃左右，热变形温度约为93℃左右。
耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。
1.2成型特点
ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大；
易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阴力；
在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。
要求塑件精度高时，模具温度可控制在50~60oC，要求塑件光泽和耐热时，应控制在60~80oC。
1.3主要技术指标
比重：
1.02~1.16g/cm3。
比容：
0.86~0.98cm3/g
吸水性：
0.2~0.4%（24h）。
熔点：
130~160oC。
热变形温度：
4.6×
105Pa----130~160oC。
18.5×
105Pa----90~108oC。
抗拉屈服强度（105Pa）:
500
拉伸强度模量：
1.8×
104Mpa
弯曲强度：
800×
105Pa
1.4ABS的注射工艺参数
注射机类型：
螺杆式
螺杆转速：
30~60r/min
喷嘴形式：
直通式
喷嘴温度：
190~200oC
料筒温度：
前200~210oC中210~230oC后180~200oC
模温：
50~80oC
注射压力：
70~120Mpa
保压力：
50~70Mpa
注射时间（s）：
3~5
保压时间（s）：
15~30
冷却时间（s）：
成型周期（s）：
40~70
塑件图1-1
塑件立体图1-2
塑件的工作条件对精度要求较低，根据ABS的性能可选择其塑件的精度等级为5级精度。
经计算得塑件的曲面面积为：
S塑=321.13cm2
得塑件的体积为：
V塑=34.59cm3
塑件的质量为：
W塑=V塑×
r塑=35.62（g）。
2型腔数目的决定及排布
型腔数目的确定主要参考以下几点来确定：
1、塑件制品的批量和交货期，以及塑料制件的成本。
该制品是大批量生产，若采用多型腔可提高生产效率，但根据生产经验在模具每增加一个型腔，制品尺寸精度要降低4%。
2、所选用注射机的技术规则，因为上面只进行了结构及工艺成型的分析，还没确定注射机，也可暂时不予考虑。
3、质量控制要求。
制品属于精度不高，对质量要求比较高且制品较小，因此可设成一模四腔，以保证质量要求。
4、成型的塑件品种与塑件的形状尺寸。
该制品有内螺纹。
为了提高生产效率采用自动脱螺纹的齿轮传动机构，因而模具结构较复杂。
根据品种和形状尺寸特点及要求，设置成一模四腔注射成型。
本次设计根据制件的结构特点、形状尺寸、产品批量、模具制造难易及其寿命、成本高低再加上设计和加工制造的复杂性，综合考虑，一般来说，精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构，对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。
多型腔模具设计的重要问题之一就是浇注系统的布置方式，由于型腔的排布与浇注系统布置密切相关，因二型腔的排布在多型腔模具设计中应加以综合考虑。
应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够的压力，以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳定。
多型腔在模板上排列形式通常有平衡式和非平衡式两种。
平衡式其特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度，截面形状及均对应相同，可实现均衡进料和同时充满型腔的目的。
而非平衡式的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度不相等，因而不利于均衡进料，但可以缩短流道的总长度，为达到同时充满型腔的目的，各浇口的截面尺寸要制作得不相同。
因此在设计时要注意以下几点：
1）尽可能采用平衡式排列，确保制品质量的均一和稳定。
2）型腔布置与浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料现象。
3）尽量使排列的紧凑，以便减少模具的外形尺寸
通过软件分析得到体积V塑和质量W塑，又因为此产品属大批量生产的塑件，属于仪表外壳，精度要求比较高、且单件加工生产综合考虑生产率和生产成本等各种因素，以及注射机的型号选择，确定采用一模一腔排布。
由塑件的外形尺寸和机械加工的因素，确定采用大水口单型腔生产。
2-1
型腔数目布局图2-2
3分型面的选择
分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。
分型面的形式与塑件的几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件浇口形式有关。
制品成型的分型面不仅影响到制品的脱模困难程度及美观程度，还影响成型零件的加工工艺性，另外合适的分型面位置还有利于模具加工、排气、脱模、提高塑件的表面质量及方便工艺操作等。
3.1分型面的设计原则
1、分型面的位置应开设在塑件截面尺寸最大的部位，便于脱模和加工型腔。
2、分型面应使模具分割成便于加工的部件，以减少机械加工的困难。
以使得模具零件易于加工。
3、分型面的选择应有利于保证塑件尺寸精度要求。
4、分型面应尽可能选择在不影响塑件外观的部位，而且在分型面处所产生的飞边应容易修整加工，从而有利于保证塑件的外观质量。
5、应满足塑件的使用要求，即从使用的角度避免脱模斜度、推杆及浇口痕迹等工艺缺陷影响塑件功能。
6、为便于塑件脱模，应尽可能使塑件在开模时留在下模或动模部分，易于设置和制造简便易行的脱模机构。
若塑件有侧孔时，应尽可能地将侧型芯设在动模部分，避免定模抽芯
7、考虑锁模力，分型面的选择应尽可能减少塑件在分型面上的投影面积。
8、考虑侧向抽拔距，一般机械分型面抽芯机构的侧向抽拔距都较小，因此选择的分型面应使抽拔距离尽量短。
9、尽量方便浇注系统的布置。
10、为了有利于气体的排出，分型面应尽可能与料流的末端重合。
11、考虑注塑机的技术规格，是模板间距大小合适。
12、选择分型面时根据塑件的使用要求和所用塑料，要考虑飞边在塑件上的部位。
13、选择分型面时，应考虑减小由于脱模斜度造成塑件的大小端尺寸差异。
总而言之，分型面形状应尽可能的简单，以便于模具的制造和塑件的脱模。
综合考虑以上的设计原则，结合该塑件的特性，其分型面的选择如图：
（如下图）
分型面示图3-1
4浇注系统的设计
浇注系统是指模具中从注射机喷嘴起到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，它包括主流道、分流道、
11.4.3冷却装置的结构形式
（1）简单流道式：
取水道直径为8mm，距型腔约为50mm，在定模布置两根，左右对称布置。
（2）对于型芯的冷却水道，可采用隔片导流式。
综上，该模具塑料释放的总热量不大，只在模具型腔周围开设冷却水道即可，均采用简单流道式。
示图如下：
冷却系统布局图11-1
12模具零部件材料选择
12.1塑料模选用钢材的原则
1、模具钢材成分应不包括各种夹杂物，否则在抛光时会出现麻点及气孔。
2、钢材必须结构紧密，没有空气及气孔。
3、组织必须均匀，化学成分定性分析匀称，合金偏析度小。
4、机械加工性能要好，易于加工。
5、挤压性能好。
6、模腔表面硬度要足够，而且既要有硬度，又要耐磨损。
热处理后，硬度要均匀一致，变形要小。
12.2模具的选材及热处理要求
表12-1零部件选材及热处理
零部件
选材
热处理
动模座板、定模座板
25钢板45
调质230~270HB
推板
20钢板45
淬火43~48HRC
推杆固定板
15钢板45
————
垫块
36钢板45
凸模板
40Cr
凹模板
凸模镶块、凹模镶块
P20
淬火54~58HRC
定位圈
12钢板45
淬火40~50HRC
浇口套
40圆钢T8A
淬火50~55HRC
导套
46圆钢T10A
导柱
34圆钢T10A
渗碳，淬火56~60HRC
复位杆
16圆钢45
推杆
10圆钢45
钩型拉料杆
12圆钢T8A
压缩弹簧[10]
65Mn
淬火45~50HRC
拉料杆
斜顶杆
固定座
42方钢45
调质50~60HRC
12模具工作过程
模具装配试模完毕之后，模具进入正式工作状态，其基本工作过程如下：
1.对塑料ABS进行烘干，并装入料斗；
2.清理模具型芯、型腔，并涂上脱模剂，进行适当的预热；
3.合模、锁紧模具；
4.对塑料进行预塑化，注射装置准备注射；
5.注射，其过程包括充模、保压、倒流、浇口冻结后的冷却和脱模；
6.脱模过程：
开模时，开合模系统带动动模部分后移，使定模型芯（10）和（32）先从塑件中抽出，同时滑块（29）在固定与定模板的斜导柱的作用下向左移动；
塑件在自身的包裹力和拉料杆的作用下留在动模型芯上随着动模一起向后移动，在此同时两根斜顶杆（22）在固定与动模板上的固定座（21）的作用下，向中心运动，当移动到一定的距离停下来。
顶出机构开始运动，推管（25）和推板（5）在注射机顶杆的作用下把塑件从动模型芯上推出，从而完成塑件与模具的分离；
最后将塑件取出。
7塑件的后处理：
锯掉塑件上的浇注凝料，对塑件进行退火处理或调湿处理。
装配图12-1
1
动模座板
18
推板固定板
2
长角螺钉
19
限位螺钉
3
支撑板
20
螺栓
4
动模板
21
5
推块
22
斜顶杆
6
23
7
定模板
24
型芯
8
定模座板
25
推管
9
26
顶杆
10
定模型芯
27
弹簧
11
28
定位销
12
29
滑块
13
动模型芯
30
斜导柱
14
31
15
回位销
32
16
33
17
垫块
34
定位环
13注射模与注射机的关系
注射机在前面已初步选定为SZ-160，模具的各零件业已基本确定，这节只需进行模具与注射机的校核即可。
13.1注射压力的校核
该项工作是校核所选用注射机的公称压力P公能否满足塑件成型所需要的注射压力P0，塑件成型时所需要的压力一般由塑料流动性、塑件结构和壁厚以及浇注系统类型等因素决定，其值一般为85～150MPa。
具体可参考表6（通常要求P公＞P0）；
查表6得P0=100<
122，即P0<
P公。
表6单位：
MPa
材料
注射条件
厚壁件
中等壁厚件
难流动的薄壁窄浇口件
聚乙烯
70——100
100——120
120——150
聚甲醛
85——100
100——200
ABS
80——110
100——130
130——150
聚苯乙烯
80——100
有机玻璃
110——150
>
150
聚酰胺
90——101
101——140
140
13.2锁模力的校核
（前面已校核，在此不重复）
13.3开模行程与推出机构的校核
开模行程是指从模具中取出塑件所需要的最小开合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程S。
SZ-160的锁模机构为液压—机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的最大冲程决定，而与模板无关
S机≥H=H1+H2+（5～10）
式中H1——塑件推出距离（mm）；
H2——包括浇注系统在内的塑件高度（mm）；
H——所需塑件开模行程（mm）。
将各值带入上式，得：
H=30+55+5=90mm<
180mm
即S机>
H。
13.4安装部分相关尺寸校核
模具与注射机安装部位的的相关尺寸主要有喷嘴尺寸、定位圈尺寸、拉杆间距、最大模具厚度与最小模具厚度以及模具与注射机的安装关系。
1）喷嘴尺寸：
注射机的喷嘴与模具的浇口套（主流道衬套）关系主要有：
主流道始端的球面半径R应比注射机喷嘴头球面半径R0大1～2mm；
主流道小端直径d应比喷嘴直径d0大0.5～1mm，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模。
R=13mm，R0=12mm。
即R-R0=13-12=1mm∈1～2mm
2）定位圈与注射机固定板的关系：
模具定模座板上的定位圈要求与主流道同心，并与注射机固定模板上的定位孔呈较松动的间隙配合。
定位圈的高度，对小型模具为8～10mm，对大模具为10～15mm。
此外，对中、小型模具一般只在定模座板上设定位圈，而对大型模具，可在动模座板、定模座板上同时设定位圈。
模具为下型模具，定位圈高度H=10mm∈8～10mm
3）模板规格与拉杆间距的关系：
模具的安装有两种方式，即从注射机上方直接吊装入机内进行安装，或先吊到侧面再由侧面推入机内安装。
而模具的外形尺寸受到拉杆间距的限制，因以重视。
注射机拉杆间距为345x345mm，
模具的外形尺寸为315x315mm。
4）模具总厚度与注射机模板闭合厚度的关系：
两者之间关系应满足：
Hmin≤Hm≤Hmax
而Hmax=Hmin+ΔH
式中，Hm——模具闭合后总厚度（mm）；
Hmax——注射机允许的最大模具厚度（mm）；
Hmin——注射机允许的最小模具厚度（mm）；
ΔH——注射机在模具厚度方向的调节量（mm）。
当Hm<
Hmin时，可以增加模具垫块高度，但当Hm>
Hmax时，则模具无法闭合，尤其是机械—液压式锁模的注射机，因其肘杆无法撑直。
Hm=400mm，Hmax=320mm，Hmin=200mm
200mm<
320mm<
400mm
5）模具与注射机的安装关系：
模具的安装固定形式有压板式与螺钉式两种。
当用压板固定时，只有模具座板以外的附近有螺孔就能固定，很灵活方便，当用螺钉直接固定使，模具座板上必须设安装孔，同时还要与注射机模板上的安装孔完全吻合，并且很麻烦，固生产中广泛采用前者。
使用压板时，动模、定模各用2～4个压板即可。
14设计小结
通过本课题的设计，使我对模具设计工作有了更深层次的认识，即：
模具不是只为设计而设计，要统筹规划，全盘考虑。
这次设计使我能够理论联系实际，多方面、多角度地去感知、体会书本上比较抽象的理论知识。
在指导老师及关心与帮助下，我的做事效率得到了一定的提高，独立思考并解决问题的能力得到了加强，培养了实际动手能力。
收获大概可概括为以下几点：
1.培养了分析问题和解决问题的能力
从设计的开始，就有意识地培养自己独立思考问题、发现问题并解决问题的能力。
大到模具的整体布局，小到排气槽的设置、冷料穴的长短，都要经过认真思考，才能拿出相对比较成熟的方案。
2.锻炼了实际动手能力
在整个的设计过程中，翻阅了大量的文献资料，参考了大量的书籍，除了获得设计所需的数据外，还学到了其他许多的知识。
更重要的是锻炼了自己的动手能力和借助工具书解决实际问题的能力。
授人以鱼，不如授人以渔，我相信这些能力在我今后的工作和生活能定能让我受益匪浅。
3.绘图水平得到了提高
通过做设计这一期间的实际操作及练习，学到了很多具体的绘图细节。
譬如：
虚线、点画线的画法及线条的粗细；
剖线、剖面线的画法及线条粗细；
标题栏的画法及明细表的编排、技术要求等。
此外，绘图的速度也得到了进一步的提高，各种快捷键的操作也越来越熟练。
致谢
本文是在我的导师张蓉老师的悉心指导下完成的，在四年的学习期间我得到了许许多多的老师和同学的关怀和帮助。
在这里我要深深感谢他们，是他们的支持使我顺利的完成了本阶段的学习。
首先，我要感谢我的母校给我提供从事这个课题研究的机会和研究环境，并在学习过程中给予我许多新的思想和实现办法，使我有足够的信心和勇气来完成大学阶段学习。
在完成论文之际，特向我的母校表示崇高的敬意和诚挚的谢意。
同时，感谢我们机械系的所有领导和老师给我提供学习的机会和良好的环境。
在学习期间我得到了这些老师的谆谆教诲和生活上的关心和帮助，在此我向他们表示真挚的感谢。
另外，我要感谢我的宿舍的几位同学，感谢他们给我提出的宝贵意见和技术上的支持，也要感谢他们给我的鼓励和友好的合作，使得我们的课题在融洽的气氛中圆满的结束。
最后，我要感谢我的家人给我无微不至的关怀和对我学业的极力支持，是他们的爱与无私奉献使我顺利的完成学业。
再次衷心感谢所有关心、支持和帮助我的师长、亲人和朋友们！
谢谢你们！
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