随身听后盖注塑模毕业设计说明书Word下载.docx
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5.8支撑零部件的设计…………………………………………………………………23
5.9冷却系统的设计……………………………………………………………………24
5.10模架的选择…………………………………………………………………………24
6.模架的装配……………………………………………………………………………26
6.1模架的装配顺序……………………………………………………………………26
6.2开模过程分析………………………………………………………………………27
设计结论…………………………………………………………………………………28
致谢………………………………………………………………………………………30
参考资料…………………………………………………………………………………31
1.前言
毕业设计是在修完所有大学课程之后的最后一个环节，本次设计的课题是爱华RX118随身听后盖注塑模具设计，它是对以前所学课程的一个总结。
本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，但成型难度大，模具结构较为复杂，对模具工作人员是一个很好的考验。
它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。
毕业设计这一教学环节使我独立承担实际任务的全面训练，通过独立完成毕业设计任务的全过程，培养了我的实践工作能力，能很好的达到学以致用的效果。
在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。
把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来。
另外，本次毕业设计还必须具备一定的计算机应用的能力，在毕业设计过程中都应结合毕业设计课题利用计算机编制相应的工程计算、分析和优化的程序，如利用Pro/Ewildfire3.0软件进行塑件的3D造型、塑件的分模等，同时还具备必要的计算机绘图能力，如利用AutoCAD2007软件进行二维图的绘制。
1.1毕业设计的目的
1）通过毕业设计，巩固和深化我们这三年里所学的基本理论、基本知识和基本技能，提高我们综合应用的能力。
2）通过毕业设计，树立实践工程的观点和正确的设计思想，获得解决专业范围内工程技术的相关经验、培养解决问题的能力。
3）通过毕业设计，训练和提高我们的设计技能，包括搜集资料、学习资料和应用资料的能力；
查阅设计手册和有关参考文献的技能；
设计计算、绘图及编写技术文件的能力。
由于本人能力有限，此次设计中难免有许多不正确和不足之处，望老师批评指正。
1.2毕业设计的内容
模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。
用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。
而塑料产品在生活中占有了很大的比例，注塑模具的应用就更为广泛。
所以我们这次设计的重点就是有关塑料模的研究，以我们日常生活中比较常见的随身听后盖为塑件做一个塑料模，这样会加深我们对这方面知识的认识，在设计的前期，我们要做相关知识的准备，比如到注塑模具厂实地考察，了解注射机的型号，性能以及种类等，并对本课题的设计方案做出两套左右的设计方案进行分析对比，以确定最优方案。
从而实现对随身听后盖的注射成型，顺利完成毕业设计。
2.塑件的工艺分析
塑料制品的设计不仅要满足使用要求，而且要符合塑料的成型工艺特点，并且尽可能使模具结构简单化。
这样，成型工艺稳定，保证塑料制品的质量，又可降低成本。
2.1塑件的材料
随身听后盖的材料是ABS,ABS具有良好的综合力学性能，无毒、无味、易燃烧、无自熄性。
它具有较高的抗冲击强度，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。
2.2材料的成型特性
ABS是无定形料，流动性中等，吸湿性大，必须充分干燥。
所以在加工之前，应在80～90℃温度下干燥至少干燥两个小时。
在注射时宜取高料温、高模温，但料温过高又容易分解（分解温度为＞270℃），而塑件的精度要求较高，所以模温易取50～60℃。
模具的注射压力应在500～1000bar,注射速度应在属于中高速。
模具设计时要注意浇注系统对料流阻力小，浇口处外观不良，易发生熔接痕，应注意选择浇口位置、形式，顶出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹，但在热水中加热可消失。
2.3材料的性能指标及注射成型工艺参数
表2-1ABS的性能指标
密度（Kg.dm-3）1.13——1.14
收缩率%0.3～0.8
熔点℃130～160
热变形温度45N/cm65～98
弯曲强度Mpa80
拉伸强度MPa35～49
拉伸弹性模量GPa1.8
弯曲弹性模量Gpa1.4
压缩强度Mpa18～39
缺口冲击强度kJ/㎡11～20
体积电阻系数Ωcm1013
击穿电压Kv.mm-115
介电常数60Hz3.7
表2-2ABS的注射成型工艺参数
注塑机类型：
螺杆式
喷嘴形式：
通用式
料筒一区/℃150——170
料筒二区/℃180——190
料筒三区/℃200——210
喷嘴温度/℃180——190
模具温度/℃50——70
注塑压/MP60——100
保压/MP40——60
注塑时间/S2——5
保压时间/S5——10
冷却时间/S5——15
周期/S15——30
后处理红外线烘箱
温度/℃（70）
时间/S（0.3——1）
2.4塑件的结构分析
1.形状
随身听后盖的结构较复杂，形状不对称，且有凸凹，侧壁有孔，需用侧抽芯结构来成型。
2.壁厚
各种塑件,不论是结构件还是板壁,根据使用要求具有一定的厚度,以保证其力学强度.一般地说,在满足力学性能的前提下厚度不宜过厚,不仅可以节约原材料,降低生产成本,而且使塑件在模具内冷却或固化时间缩短,提高生产率;
其次可避免因过厚产生的凹陷,缩孔,夹心等质量上的缺陷.随身听后盖属薄壁件，故其壁厚在1.5～2之间。
3.圆角
在制品的转角处应尽可能采用圆弧过渡。
这样可以避免应力集中，提高塑料制品的强度，改善制品的塑料流动情况及便于脱模，此次我一般选用R1～R2的过渡圆角。
塑件的结构图如下：
图2-1塑件结构图
2.5塑件的尺寸精度和粗糙度
1.尺寸精度的选择：
塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准，然而，在满足塑件使用要求的前提下，设计时总是尽量将其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工难度和制造成本。
对塑件的精度要求，要具体分析，根据装配情况来确定尺寸公差，该塑件是一般用品，所以精度要求为一般精度即可，但是由于要保证两半壳体的闭合，所以在凹槽和锁位处应该对精度要求高些，对其要有公差配合要求，应选择高精度。
影响塑料制品尺寸精度的因素很多，其主要因素是材料收缩和模具的制造误差。
我选用收缩率范围较小的塑料，收缩率范围为0.5～0.8。
塑料制品的上下偏差可根据制品的配合性质进行分配。
2.塑件表面质量：
模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的决定性因素，通常要比塑件高出一个等级。
该塑件要求对型腔抛光，所以对粗糙度的要求比较高。
3.塑件的体积和质量
该产品材料为ABS，查书本得知其密度为1.13-1.14g/cm3，收缩率为0.5％。
计算其平均密度为1.135g/cm3，平均收缩率为0.55﹪。
使用PRO/E软件画出三维实体图，软件能自动计算出所画塑件的体积和质量。
塑件体积为22cm3，塑件的质量为25g。
4.注塑机的选择
4.1最大注射量
估算浇道凝料的体积为9，又因为模具是一模两腔，所以：
注射体积V总=2×
22+9=53㎝3
总质量M总=35g
根据实际注射量应小于0.8倍公称注射量原则,即：
0.8V公≥V总
V公=V总/0.8
V公=53/0.8
=66.25
4.2锁模力
F锁≥F胀=A分×
P型
=19586×
=587580×
106
=587.58kN
式中F锁是注射机的锁模力（N）；
A分是塑件和浇注系统在分型面上投影面积；
P型是型腔压力，查《塑料成型工艺与模具设计》表5-2可得：
P为30MPa。
由上述两项计算和模架的闭模高度可以选出注塑机的型号为SZ-100/80。
其主要技术参数查得如下表4-1所示：
表4-1SZ-100/80注塑机的技术参数
螺杆直径/㎜
35
锁模力/kN
800
螺杆转速∕（r/min）
0～200
拉杆间距（H·
V）/（mm·
mm）
320×
320
理论注塑容量/㎝3
100
定位孔直径/mm
100
注塑压力/MPa
170
定位孔深度/mm
10
注塑速率/（g/s）
95
顶出行程/mm
80
顶出力/kN
15
模具最小厚度/mm
喷嘴伸出量/mm
20
模具最大厚度/mm
300
喷嘴球半径/mm
10
4．3注射机的校核
由于是按照最大注射量和锁模力来选择的，所以这符合要求，另模具的厚度为262mm,在此注塑机提供的最大最小模具厚度的范围内，开模行程为180mm，也在305mm范围内。
故选用此注塑机合适。
5.注塑模具的设计
5.1分型面的确定
分型面是决定模具结构形式的重要应素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切的关系，并且直接影响到塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模，因此，分型面的选择是注塑模具设计中的一个关键。
选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则：
（1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处
（2）确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模，通常分型面的选择应尽可能使塑件在开模后在动模一侧
（3）保证塑件的精度要求
（4）满足塑件的外观质量要求
（5）便于模具加工制造
（6）对成型面积的影响
（7）对排气效果
（8）对侧向抽芯的影响
根据分型面选择的原则，通过综合分析比较，确定以下的两个方案：
单分型面和双分型面。
方案一：
双分型面结构：
选用双分型面形式的优点：
模具进料均匀、平稳。
选用双分型面形式的缺点：
增加模具的结构复杂性，增加模具的厚度，而且在制品的外表面易留下点浇口的痕迹，不符合模具的加工经济性。
方案二：
单分型面结构：
选用单分型面的优点：
使模具的结构简单化，减小模具的厚度，也节省了模具材料，且在脱模后塑料制件的外表面无浇口的痕迹。
进料的距离也大大的缩短了。
从以上的两个方案进行比较，由于随身听后盖的结构不对称，有凸凹，而且有一个定位的小台阶，故分型面建在此台阶上，该模具采用方案一（双分型面）。
其分型面的结构如下图5-1所示：
图5-1分型面结构图
5.2型腔的数目和布置
1.型腔数目：
可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素：
（1）塑件的尺寸精度；
（2）模具制造成本；
（3）注塑成型的生产效益；
（4）模具制造难度。
考虑到该塑件是一般用品,这个产品是两个壳件的组合,由于该塑件形状较复杂，质量较小，且需要大批量生产所以模具采用一模两腔结构，平衡布置，浇口形式采用潜伏式浇口，这样不影响塑件外观。
塑件质量高，生产效率高。
2.型腔的布置：
型腔的排布与浇注系统布置密切相关，型腔排布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。
这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能最短，尽可能地采用平衡的流道和合理的浇口尺寸以及均匀的冷却等。
经分析确定型腔的布置如下图5-2所示：
图5-2型腔布置图
5.3浇注系统的设计
普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。
在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置，可以才用一模两腔，浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度）都有直接的影响，设计时必须按如下原则：
（1）型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象。
（2）型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。
（3）系统流道应尽可能短，断面尺寸适当（太小则压力及热量损失大，太大则塑料耗费大）：
尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小。
（4）对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，及分流道尽可能平衡布置。
（5）满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量。
（6）浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观。
1.主流道
主流道是熔料注入模具最先经过的一段流道，其形状、大小直接影响塑料的流动速度和填充时间，也是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。
其设计要点如下：
（a）主流道设计成圆锥形，其锥角可取2°
～6°
，流道壁表面粗糙度取Ra=0.63μm，且加工时应沿道轴向抛光。
（b）主流道如端凹坑球面半径R2比注射机的、喷嘴球半径R1大1～2mm；
球面凹坑深度3～5mm；
主流道始端入口直径d比注射机的喷嘴孔直径大0.5～1mm；
一般d=2.5～5mm。
（c）主流道末端呈圆无须过渡，圆角半径r=1～3mm。
（d）主流道长度L以小于60mm为佳，最长不宜超过95mm。
（e）主流道常开设在可拆卸的主流道衬套上；
其材料常用T8A，热处理淬火后硬度53～57HRC。
图5-3主流道
2.分流道
分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。
分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形，U形和六角形。
要减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，因此，可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，其中圆形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脱模困难，所以一般是制成梯形流道。
在该模具上取圆形断面形状。
3.冷料穴
冷料穴一般位于主流道对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料进入型腔而形成冷接缝，此外，开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出，冷料穴的尺寸宜大于主流道大端的直径，长度约为大端的直径。
冷料穴有六种形式，常用的是端部为Z字形的拉料杆的形式，这次设计选用的就是Z字形的拉料杆形式。
4.浇口
浇口是连接分流道与型腔的一段细短的通道，它是浇注系统的关键部分，常用的截面形状有圆形和矩形两种。
浇口不仅对塑件熔体的流动性和充模特征有关，而且与塑件的成形质量有着密切的关系。
浇口的位置应尽量缩短流动距离，保证熔料能迅速地充满型腔。
浇口开在塑件壁厚处，且应减少熔痕；
有利于型腔气体的排出。
浇口的类型有很多，有点浇口，侧浇口，直接浇口，潜伏式浇口等，各浇口的应用和尺寸按塑件的形状和尺寸而定。
对于随身听后盖而言，为了保证塑件外表面的质量要求，在此次设计过程中，采用潜伏式的浇口。
浇口的分流道位于模具的分型面上，而浇口斜向开在模具的隐蔽处，塑料熔体通过推杆的端部注入型腔。
其结构如图5-4所示：
图5-4浇口布置图
5.4侧向分型与抽芯机构
当塑件制品带有通孔、凹槽时，塑料制品不能直接从模具内脱出，必须将成型侧孔、凹槽的成型零件作成活动的，称为活动行芯。
完成活动型芯抽出和复位的机构叫做抽芯机构。
开模时依靠注塑机的开模动作，通过抽芯机构来带动活动型芯，把型芯抽出。
机动抽芯具有脱模力大、劳动强度小、生产强度高和操作方便等优点，在生产过程中广泛采用。
所以在这次设计中我采用机动抽芯，斜滑块的倾斜角比斜导柱的倾斜角稍大，但一般的斜角不能大于30°
，否则易发生自锁现象，最常用的是12°
～22°
。
推动滑块向斜下方运动，斜下方的力分解成两个分力，一个是向外的力，另一个是向下的力，从而实现抽芯动作，最终使滑块留在定模上，在这一环节最重要的就是抽芯距的计算，如果抽芯距太短就会破坏塑件的表面，影响塑件的质量，而抽芯距太长就会增加模板的宽度，也会影响到后面脱螺纹机构的设计。
经查模具设计手册，斜滑块的导向斜角一般取5～15°
斜滑块的顶出高度必须小于导滑槽总长的2/3,为使斜滑块的分型面保证密合,成型时不发生溢料,斜滑块底部与模套之间有0.2～0.5毫米的间隙,斜滑块顶出高出模套0.2～0.5毫米,为避免滑块顶出时滑出，导滑槽也设有定位装置。
1.由侧向凹凸机构计算所需抽拔力
对于侧型芯的抽芯力，往往采用如下的公式进行估算：
FC=chp（BcosA-sinA）
式中：
FC-抽芯力（N）；
c-侧型芯成型部分的截面平均周长（m）；
c=5×
∏+7×
∏+（13+2.5）×
2=5×
3.14+7×
3.14+15.5×
2=68.68㎜=6.868×
10-2m
h－侧型芯成型部分的高度（m）；
ｈ=1.5㎜=1.5×
10-3m
p－塑件对侧型芯的收缩应力（包紧力）；
p=1.2×
107Pa
B－塑料在热状态时对钢的磨擦系数，取B=0.30
A－侧型芯的脱模斜度或倾斜角；
Ａ=15°
将数据代入式中，得：
F=38.27N
2.斜导柱倾斜角及斜导柱直径的确定
斜导柱轴向与开模方向的夹角称为斜导柱的倾斜角Ａ，它是决定斜导柱抽芯机构工作效果的重要参数。
由设计要求得：
斜角Ｑ>
斜导柱倾斜角Ａ，一般为：
Q=A+2°
～3°
由抽拔力及总体结构查表得：
Ａ=15°
因此：
Ｑ=18°
抽芯距S=S′+（2～3）,式中S′为塑件上侧凹、侧孔的深度或侧向凸台的高度。
所以S=1.5+2=3.5㎜
3.斜导柱的工作长度为Ｌ：
Ｌ=S/sinA=3.5/sin15°
=13.52mm
4.弯曲力和开模力的确定
根据Fw=Ft/cosA
Fk=Ft*tgA
Fw－侧抽芯时斜导柱所受的弯曲力；
Ft－侧抽芯时的脱模力，其大小等于抽芯力FC；
Fk－侧抽芯时所需的开模力。
将数据代入式中得：
Fw=39.62NFk=10.25N
由已经求得的数据查《塑料成型工艺与模具设计》中表10.1和10.2可得d1=8,w为了提高强度和配合模具尺寸的需要，设计d1=12
由以上数据查表得：
斜导柱工作部分的直径为d1=12mm,固定在动模座板的斜导柱的直径为d2=20mm。
5.斜导柱长度设计
斜导柱的总长为LZ:
LZ=L1+L2+L3+L4+L5
=d2/2tgA+h/cosA+d/2tgA+S/sinA+（5～10）mm
LZ－斜导柱总长度
d2斜导柱固定部分大端直径；
d2=20mm
h－斜导柱固定板厚度；
h=25mm
d－斜导柱工作部分直径；
d=12mm
S－抽芯距。
S=3.5mm
LZ=99.12～104.12mm取LZ=1O3.43mm
斜导柱的材料为T8A，热处理要求硬度HRC>
50,且滑块上斜导柱孔与斜导柱之间保留0.5～1mm的间隙。
其结构如图5-5所示：
图5-5斜导柱
6.侧滑块及导滑槽结构尺寸设计
z
在设计侧滑块与导滑槽时，要注意选用正确的配合精度。
导滑槽与侧滑块导滑部分采用间隙配合，一般采用H8/f8，为了防止配合部分漏料，应适当提高精度，可采用H8/f7或H8/g7,其它各处均留有0.5mm左右的间隙。
配合部分的表面要求较高，导滑槽与侧滑块还要保持一定的配合长度。
侧滑块完成抽拔动作后，其滑动部分仍应全部或有部分的长度留在导滑槽内，滑块的滑动配合长度通常要大于滑块宽度的1.5倍，而保留在导滑槽内的长度不应小于导滑配合长度的2/3，否则，滑块开始复位时容易偏斜，甚至损坏模具。
其结构如图5-6所示
图5-6侧滑块
7.定位机构结构尺寸设计
滑块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，不再发生任何移动，以避免合模时斜导柱不能准确地插进滑块的斜导孔内，造成模具损坏。
8.锁紧机构结构尺寸设计
在模具结构中，设置锁紧块是为了以便在合模后锁住滑块，承受熔融塑料给予侧向成型零件的推力，其结构如图5-7所示：
图5-7锁紧块
9.检验是否发生干涉现象
因为侧向滑块型芯很薄，只有1.5㎜，而推杆具侧壁15㎜，故侧向滑块型芯在和推杆在垂直于开合模方向（分型面）上的投影没有重合，也就是说不会发生干涉现象。
5.5脱模机构的设计
把塑件从凹模内脱出来的机构即为推出机构或脱模机构，它是塑料注塑模具的重要组成部分。
脱模机构的设计有以下几个原则：
（1）要求在开模过程中塑件留在动模一侧，以便推出机构尽量设在动模一侧，从而简化模具结构。
（2）正确分析塑件对模具包紧力与粘附力的大小及分布，有针对性地选择合理的推出装置和推出位置，使脱模力的大小及分布与脱模阻力一致；
推出力作用点应靠近塑件对凸模包紧力最大的位置，同时也应是塑件刚度与强度最大的位置；
力的作用面尽可能大一些，以防止塑件在被推出过程中变形或损坏。
（3）推出位置应尽可能设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位，以
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