優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 I 麥克風外殼注塑模具設計 畢業(yè)設計 麥克風外殼注塑模具設計 麥克風外殼注塑模具設計 優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 II 2014 年 9 月 20 日 麥克風外殼注塑模具設計 摘 要 隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料模具對人們的生活影響越來越大了， 已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能 力。我國的模具水平在近幾年也得到了很大的發(fā)展。 在本次設計過程中，主要設計了麥克風外殼的注射模具。分析了塑件的形狀尺寸，擬訂了模具的總體結(jié)構(gòu)設計方案，并選定了所需的注射機的型號，設計了模具的成型部分，澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等，并對模具進行了分模。重點設計了模具的成型部分，并繪制了模具的裝配圖和動模定模圖。 關鍵詞： 注射模 ； 麥克風外殼；抽芯模具 優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 III 目 錄 1 緒論 . 1 2 注塑件的工藝分析 . 3 3 確定工藝方案及模具的結(jié)構(gòu)形式 . 5 3.1 工藝方案的確定 . 5 3.2 工藝過程 . 6 3.3 擬定模具結(jié)構(gòu)方案 . 8 4 麥克風手柄工藝分析 . 10 4.1 結(jié)構(gòu) . 10 4.2 壁厚 . 10 4.3 加強肋 . 10 4.4 孔 . 12 4.5 圓角 . 13 4.6 螺紋 . 14 5 注塑機的選擇 . 15 5.1 常見注塑機的參數(shù)選擇 . 15 5.2 選擇注塑機的相關計算 . 16 5.2.1 注射量的校核 . 16 5.2.2 鎖模力的校核 . 18 5.2.3 注射壓力的校核 . 18 5.2.4 模具厚度校核 . 19 6 模具澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設計 . 20 6.1 分型面的選擇 . 20 6.2 澆注系統(tǒng)設計 . 20 6.2.1 主流道的設計 . 21 6.2.2 澆口的設計 . 21 6.2.3 分流道的設計 . 22 優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 IV 6.2.4 冷料穴的設計 . 22 7 成型零部件的設計與計算 . 23 7.1 尺寸的轉(zhuǎn)換 . 23 7.2 關于型腔工作部分尺寸的設計和計算 . 24 7.3 關于型芯工作部分尺寸的設計和計算 . 26 7.4 螺紋型環(huán)尺寸的計算 . 27 7.5 模具型腔側(cè)壁的計算 . 28 7.6 模架的選取 . 28 7.7 模具導向機構(gòu)的設計 . 28 7.8 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設計 . 29 7.9 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計和計算 . 31 8 模具裝配結(jié)構(gòu)簡圖 . 33 結(jié)論 . 35 致謝 . 36 參考文獻 . 37 優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 1 1 緒論 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是重要的工藝裝備之一，它在鑄造 、鍛造、沖壓、塑料、橡膠、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生產(chǎn)行業(yè)中得到了廣泛的運用。由于采用模具進行生產(chǎn)能提高生產(chǎn)率、節(jié)約原材料、降低成本，并可保證一定的加工質(zhì)量要求，所以，汽車、飛機、輪船、電器、儀表、玩具和日常用品等產(chǎn)品的零部件很多都采用模具進行加工。隨著科學技術的發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量不斷增加，產(chǎn)品的改型換代加快，對產(chǎn)品質(zhì)量、外觀不斷提出新的要求，對模具質(zhì)量的要求也越來越高。 模具設計、制造工業(yè)部門肩負著為相關企業(yè)和部門提供商品（模具）的重任。顯然，如果模具設計及制造水平落后，產(chǎn)品質(zhì)量低劣，制造周期長，必將影響產(chǎn)品的更新?lián)Q代，使產(chǎn)品失去競爭能力，阻止市場經(jīng)濟發(fā)展。因此，模具設計及制造技術在國民經(jīng)濟中的地位是顯而易見的。 模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，模具工業(yè)是各部門發(fā)展的重要基礎之一。塑料模是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一種類型。 模具設計水平的高低、加工設備的好壞、制作力量的強弱、模具質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響著許多新產(chǎn)品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(chǎn) 品質(zhì)量和經(jīng)濟效益的提高。美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”，日本則稱“模具是促進社會繁榮富裕的動力”。而根據(jù)最新的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，各發(fā)達國家，如日本、美國、新加坡、韓國等國家的塑料模具與其它模具的占有量基本持平甚至有些國家塑料模具需求量要更大一些?？梢?，塑料模具在模具行業(yè)中占有舉足輕重的地位。塑料是以樹脂為主要成分的高分子有機化合物，簡稱高聚物，一般相對分子量都大于 1 萬，有的甚至可達百萬級。在一定溫度和壓力下具有可塑性，可以利用模具成型為一定幾何形狀和尺寸的塑料制件。 塑料制件在工業(yè)中的應用日趨普 遍，這是因為他們有其特殊的優(yōu)點所決定的。塑料密度小、質(zhì)量輕，大多數(shù)塑料密度在 0.9 2.3g/cm3 之間，相當于鋼材密度的 0.11 和鋁材密度的 0.5 左右，即在同樣體積下，塑料制件要比金屬之間輕得多，這就是“以塑代鋼”的優(yōu)點。根據(jù)美國 80 年代的統(tǒng)計，汽車在采用塑料零件后，平均每輛汽車的重量可減輕 180kg，這樣每升汽油可使汽車多行 0.4km，美國每年可節(jié)約 1400 萬桶汽油。塑料比強度高、絕緣性能好、化學穩(wěn)定性也高；優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 2 此外，塑料減摩、耐磨及減震、隔音性能也較好。因此，塑料以代替部分金屬、木材、皮革及無機材料發(fā)展成 為各個部門不可缺少的一種化學材料。并躋身于金屬、纖維材料和硅酸鹽三大材料之列。 近年來，我國各行各業(yè)對模具工業(yè)的發(fā)展十分重視。在重點支持技術改造的產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品中，把模具制造業(yè)列為機械工業(yè)技術改造序列的第一位。確定了模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的重要地位。提高模具工業(yè)的整體技術水平并迎頭趕上發(fā)達國家的模具技術水平。從上世紀 80 年代末至今，我國模具行業(yè)取得了巨大的成就，但還遠遠不夠，還需要我們更加的努力，取得更大的成績。 麥克風的應用范圍廣泛，在醫(yī)療器材方面可應用在：助聽器、電子耳、在計算機通訊產(chǎn)業(yè)上則可應用于：手機、數(shù) 字相機、免持聽筒、筆記型計算機等。隨著電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展以及制程及封裝技術的進步，麥克風產(chǎn)品的設計上更朝向多功能化的需求發(fā)展，為求達到短、小、輕、薄、省電、便宜的要求，我們就必需發(fā)展可以和半導體制程所做出之芯片做整合的微小麥克風，這是未來麥克風發(fā)展的一大趨勢。 既然麥克風每年都有如此大的生產(chǎn)量，我們有理由相信固定好麥克風的塑料制件同樣具有廣闊的發(fā)展空間。 優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 3 2 注塑件的工藝分析 注塑件的工藝性 ,是指塑件對成型加工的適應性。塑件工藝分析包括以下幾個方面：塑件材料的選擇、尺寸精度 和表面粗糙度、塑件的結(jié)構(gòu)。零件圖如圖2-1 所示。 圖 2-1 零件圖 如上圖所示：我們所做的制件為麥克風手柄塑料零件，選擇材料為 ABS?，F(xiàn)在對 ABS 塑料進行詳細的介紹如下： 化學名稱 :丙烯腈 -丁二烯 -苯乙烯共聚物（ ABS） 英文名稱 ： Acrylonitrile Butadiene Styrene 比重 ； 1.05g/cm3 成型收縮率 ： 0.4-0.7% 成型溫度： 200-240 干燥條件： 80-90 2 小時 優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 4 特點： （ 1） 綜合性能較好 ， 沖擊強度較高 ， 化學穩(wěn)定性 ， 電性能良好 。 （ 2） 與 372 有機玻璃的熔接性良好 ， 制成雙色塑件 ， 且可表面鍍鉻 ， 噴漆處理 。 （ 3） 有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別。 （ 4） 流動性比 HIPS 差一點，比 PMMA、 PC 等好，柔韌性好。 用途：適于制作一般機械零件 ， 減磨耐磨零件 ， 傳動零件和電訊零件 。 成型特性： （ 1） 無定形料 ， 流動性中等 ， 吸濕大 ， 必須充分干燥 ， 表面要求光澤的塑件須長時間預熱干燥 80-90 度 ， 3 小時 。 （ 2） 宜取高料溫 ， 高模溫 ， 但料溫過高易分解 (分解溫度為 270 度 )。 對精度較高的塑件 ， 模溫宜取 50-60 度 ， 對高光澤 、 耐熱塑件 、 模溫宜取 60-80 度 。 （ 3） 如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫 、 或者改變?nèi)胨坏确椒ā?（ 4） 如成形耐熱級或阻燃級材料，生產(chǎn) 3-7 天后模具表面會殘存塑料分解物，導致模具表 面發(fā)亮，需對模具及時進行清理，同時模具表面需增加排氣位置。 ABS 樹脂是目前產(chǎn)量最大，應用最廣泛的聚合物，它將 PS、 SAN、 BS 的各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學性能。 ABS 是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物， A 代表丙烯腈， B 代表丁二烯， S 代表苯乙烯。 ABS 工程塑料一般是不透明的，外觀呈淺象牙色、無毒、無味，兼有韌、硬、剛的特性，燃燒緩慢，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無熔融滴落現(xiàn)象。 ABS 工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能 ，有極好的沖擊強度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化學藥品性、染色性，成型加工和機械加工較好。 ABS 樹脂耐水、無機鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。 ABS 工程塑料的缺點：熱變形溫度較低，可燃，耐 熱 性較差。 與其它塑料相比 ABS 具有以上特點，我們最終決定選擇 ABS 塑料。 優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 5 3 確定工藝方案及模具的結(jié)構(gòu)形式 3.1 工藝方案的確定 熱塑性塑料的注塑成型 特點： 熱塑性塑料注塑成型這種方法即是將塑料材料熔融，然后將其注入膜腔。熔融的塑料一旦進入模具中，它就受冷依 模腔樣成型成一定形狀。所得形狀往往就是最后的成品，在安裝或作為最終成品使用之前不再需要其它的加工。許多細部，諸如凸起部。肋、螺紋，都可以在注射模塑 中 一步操作成型出來。 注射模塑機有兩個基本部件：用于熔融和把塑料送人模具的注射裝置與合模裝置。合模裝置的作用在于： （ 1） 使模具在承受住注射壓力情況下閉合； （ 2） 將制品取出。注射裝置在塑料注入模具之前將其熔融，然后控制壓力和速度將熔體注入模具。 目前廣泛應用的合模裝置設計包括：肘桿式合模裝置、液壓式合模裝置和液壓機械式合模裝置。肘桿式合 模裝置鑒于其設計在制造時成本低，適用于小噸位設備。其特點包括閉鎖作業(yè)的高機械效益、內(nèi)設鎖模減慢裝置、模具損壞慢以及快速的合模操作。合模油缸把橫頂板推向前，使連肘伸長并使壓板朝前運動。合模裝置關閉時，機械利益降低，促使壓板迅速移動。當壓板到達模具關閉的位置時，連肘由高速一低機械利益轉(zhuǎn)為低速一高機械利益。低速是保護模具的關鍵，而高機械利益是形成大噸位所需要的 。 一旦連肋充分伸展，液壓就不再是保持噸位所必須的了。為了開啟合模裝置，將液壓施加于合模柱塞相反的一面，為了防止成型好制品被損壞，要緩慢開啟模具。通過整個連肘 裝置的移動和壓板裝置沿拉杠的移動（移到連肘裝置充分伸展開前模具閉合處），來調(diào)節(jié)合模裝置以適應于不同的模具高度 。 肘桿式合模裝置的優(yōu)點包括：快速的合模操作、降低了能耗和較低的設備成本 。 缺點是較之液壓式合模模具復雜，連接銷和襯套要經(jīng)常維修。不過肘桿設計的發(fā)展已經(jīng)可減少了肘桿合模裝置的維修，這些發(fā)展包括無油襯套，大大減少了強制性潤滑。進展之一是全部電機采用目前已有的精密滾珠絲杠機床技術和先進的交流伺服電動機相結(jié)合，用以代替液壓動力機組。這些電動機只提供完成機器功能所需要的動力，它們大大降低了生產(chǎn)每一制品的總能耗。 優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 6 塑料加工中的重要因素包括：溫度、稠度、色料分布和熔體密度。機筒溫度產(chǎn)生之傳導熱量和螺桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的機械熱二者都有助于加工出優(yōu)質(zhì)熔體 。 最常見的情況是，大多用于熔融塑料的能量，通過螺桿轉(zhuǎn)動獲得 。 隨螺桿轉(zhuǎn)動混煉在螺紋之間發(fā)生，塑性粒料表面被熔融塑化。當物料沿螺桿前進時，就重復著混合和剪切作用，直至塑料被完全熔融。 熱固性塑料的注塑成型 特點： 熱固性塑料注塑利用一螺桿或一柱塞把聚合物經(jīng)一加熱過的機筒（ 120 260F）以降低粘度，隨后注入一加熱過的模具中（ 300-450F）。一旦物料充滿模具，即對其保壓。此時產(chǎn)生 化學交聯(lián)，使聚合物變硬。硬的（即固化的）制品趁熱即可自模具中頂出，它不能再成型或再熔融。 注塑成型設備有帶一用以閉合模具的液壓驅(qū)動合模裝置和一能輸送物料的注射裝置。多數(shù)熱固性塑料都是在顆粒態(tài)或片狀下使用的，可由重力料斗送入螺桿注射裝置。當加工聚酯整體模塑料（ BMC）時，它有如 “ 面包團 ” ，采用一供料活塞將物料壓入螺紋槽中。 采用這種工藝方法的加工聚合物是（依其用量大小排列）；酚醛塑料、聚酯整體模塑料、三聚氰胺、環(huán)氧樹脂、脲醛塑料、乙烯基酯聚合物和鄰苯二甲酸二烯丙酯（ DAP）。 多 數(shù)熱固性塑料都含有大量的填充劑（達 70%重量份），以降低成本或提高其低收縮性能，增加強度或特殊性能。常用填充劑包括玻璃纖維、礦物纖維、陶土、木纖維和炭黑。這些填充物可能十分有磨損性，并產(chǎn)生高粘度，它們必須為加工設備所克服。 3.2 工藝過程 熱塑性塑料和熱固性塑料在加熱時都將降低粘度。然而，熱固性塑料的粘度卻隨時間和溫度而增加，這是因為發(fā)生了化學交聯(lián)反應。這些作用的綜合結(jié)果是粘度隨時間和溫度而呈 U型曲線。在最低粘度區(qū)域完成充填模具的操作這是熱固性注射模塑的目的，因為此時物料成型為模具形狀所需壓力是最低的。 這也有助于對聚合物中的纖維損害最低。注射模塑工藝過程利用一螺桿使物料流經(jīng)加熱過的機筒，機筒則以水或油循環(huán)于機筒四周的夾套中。螺桿可按每種材料的不同類型加以設計，稍加壓縮以脫除空氣并加熱物料獲得低粘度。大多數(shù)熱固性物料在此處的流動都是相當好的。使物料進入模具的操作是中止螺桿轉(zhuǎn)動和用液壓把螺優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 7 桿高速推向前，使被塑化的低粘度物料壓入模具中。這種快速流動要求在 0.5 秒的時間里填滿模腔，壓力需達到 193MPa。一旦填滿膜腔時物料的高速流動產(chǎn)生更大的摩察熱以加速化學反應。模腔一旦被填滿，注射壓力就將降到保壓壓力34.5-68.9MPa。這種保壓壓力維持在物料上 5-10 秒，隨后卸壓，然后開始下一個周期塑化階段。這種物料被保持在熱的模具中，直至變硬，然后打開合模裝置，頂出制品。制品剛頂出時可以是輕度未固化和有點柔軟，在取出后 1 分鐘或 2分鐘內(nèi)利用制品內(nèi)部保留的熱量完成最終固化。熱固性制品的整個生產(chǎn)周期為10-120 秒鐘，這取決于制品厚度和原材料的類別。 最早應用于熱固性塑料成型的另一種工藝方法是壓塑法和壓鑄法與它們相比，注塑法的優(yōu)缺點如下： 注塑法比壓塑法優(yōu)越處是：較快的成型周期（ 2 3 倍）過程自動化；制品變化較少；較 低的人工費；高的生產(chǎn)能力。注塑法相對于壓塑法的缺點是：較高的設備和模具投資；壓塑法可以得到較高的制品強度和較好的表面光潔度。壓鑄法的優(yōu)點一般介于注塑法和壓塑法之間。 選擇熱固性塑料注塑用設備的重要因素包括：合模裝置能力和注塑能力；控制系統(tǒng)和機筒溫度。 閉合壓力以噸計的合模裝置，其選擇應根據(jù)制品和流道的確定投影成型面積。所需噸位可由 1.5 5t/in2，這取決于模塑制品的復雜程度和所用的原材料。設備大小在 30 3000t 間，大多數(shù)常見設備在 100 600t 之間。鋼板的厚度和機器的剛性至為重要 。使注料時盡可能少產(chǎn)生彎曲變形，導致溢料去除困難 。 機器的注射能力，需要根據(jù)充填模具所需最大注射壓力和模腔與流道體系內(nèi)物料體積進行分析。所需注射壓力由聚酯整體模塑料所需的 96.5MPa 直到一些特種酚醛塑料所需的 207MPa。機器的注射能力往往是以理論體積量來標志（螺桿或活塞注射的面積乘以其沖程）。一般情況下，設備的能力按該設備所能生產(chǎn)的制品體積的 85 確定。當設備以聚苯乙烯生產(chǎn)能力來標志時，在確定制件重量計之生產(chǎn)能力時必須考慮到它和熱固性塑料密度上的差異。 目前流行的控制系統(tǒng)是計算機控制，可選擇注射 速度、合模裝置的負荷。工藝操作的程序、側(cè)模芯至移入模具中的運動、頂出裝置的工作周期以及機筒和模具溫度的控制。一個特定模具和特定原料依次加料的調(diào)定和記錄的方法是極有價優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 8 值的。因為在工藝過程中有大量的變量。機筒溫度的控制是通過流經(jīng)包覆機筒之夾套的熱水進行的。模具溫度控制最普遍的是利用插入式加熱器進行，但也可以采用蒸汽或循環(huán)熱油進行。高度可控的模具溫度是獲取均勻制品最重要的。常用設備的選擇包括：整體模塑料所用的供料器、快速更換模具系統(tǒng)、為快速注射用的液壓流體儲料缸、模具滑動用的連接于液壓系統(tǒng)上的側(cè)模芯、機械手式取件 系統(tǒng)以及空氣噴氣裝置（去除每成型周期中產(chǎn)生的溢料）。由于聚合物的低粘度，它流入分模線上形成一層薄的膜狀物，因此，熱固性塑料成品常常需修整去除飛邊。模塑制品的飛邊去除往往是通過將制品進行滾光或?qū)⑺鼈兺ㄟ^一臺設備，在這臺設備中，高速狀態(tài)的塑料粒敲掉了脆的飛邊層。 根據(jù)該零件的特點，通過幾種塑料成型的比較以及上面所介紹的注塑成型的優(yōu)點，我最終選擇了注塑成型。 3.3 擬定模具結(jié)構(gòu)方案 理想的模具結(jié)構(gòu)應能充分發(fā)揮成型設備的能力（如合理的型腔數(shù)目和自動化水平等），在絕對可靠的條件下使模具本身的工作最大限度地滿足塑件 的工藝技術要求（如塑件的幾何形狀、尺寸精度、表面光潔度等）和生產(chǎn)經(jīng)濟要求（成本低、效率高、使用壽命長、節(jié)省勞動力等），由于影響因素很多，可先從以下方面做起： （ 1）塑件成型： 按塑件形狀結(jié)構(gòu)合理確定其成型位置，因成型位置在很大 程度上影響模具結(jié)構(gòu)的復雜性； （ 2）型腔布局：根據(jù)塑件的形狀大小、結(jié)構(gòu)特點、尺寸精度、批量大小以 及模具制造的難易、成本的高低等確定行腔的數(shù)量與排列方式； （ 3）選擇分型面：分型面的位置要有利于模具加工、排氣、脫氣、脫模、 塑件的表面質(zhì)量及工藝操作等； （ 4）確定澆注系統(tǒng)：包括主流道、 分流道、冷料穴、澆口的形狀、大小和 位置，排氣方法、排氣槽的位置與尺寸大小等； （ 5）選擇脫模的方式：考慮開模、分型的方法與循序，拉料桿、推桿、推 管、推板等脫摸零件的組合方式，合模導向與復位機構(gòu)的設置以及側(cè)向分行與抽芯機構(gòu)的選擇與設計； （ 6）模溫調(diào)節(jié)：模溫的測量方法，冷卻水道的形狀、尺寸與位置，特別是 優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 9 與模腔壁間的距離及位置關系； （ 7）確定主要零件的結(jié)構(gòu)與尺寸：考慮成型與安裝的需要及制造與裝配的 可能，根據(jù)所選材料，通過理論計算或經(jīng)驗數(shù)據(jù)，確定型腔、型芯、導柱、導套、推桿、滑塊等主要零件的結(jié)構(gòu)與尺寸以 及安裝、固定、定位、導向等方法； （ 8）支承與聯(lián)接：如何將模具的各個組成部分通過支承塊、模板、銷釘、 螺釘?shù)戎С信c連接零件，按照使用與設計要求組合成一體，獲得模具的總體結(jié)構(gòu)。 優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 10 4 麥克風手柄工藝分析 如圖 4-1 所示的零件圖。 圖 4-1 零件圖 根據(jù)圖 4-1 所示，我們可以清晰地分析零件的結(jié)構(gòu)。 4.1 結(jié)構(gòu) 首先該零件的總體輪廓是一個空心的圓錐體，側(cè)壁有三個螺紋孔和一個方孔，錐體前端有外螺紋。 4.2 壁厚 各種塑件 ， 不論是結(jié)構(gòu)件還是板壁 ， 根據(jù)使用要求具有一定的厚度 ,以保證其力學強度 。 一般地說 ， 在滿足力學性能的前提下厚度不宜過厚 ， 不僅可以節(jié)約原材料 ， 降低生產(chǎn)成本 ， 而且使塑件在模具內(nèi)冷卻或固化時間縮短 ， 提高生產(chǎn)率 ；其次可避免因過厚產(chǎn)生的凹陷 、 縮孔 、 夾心等質(zhì)量上的缺陷 。 以下是 ABS的壁厚推薦值 : 表 4-1 壁厚推薦值 最小壁厚 mm 小型件壁厚 mm 中型件壁厚 mm 大型件壁厚 mm 0.8 1.25 1.6 3.2 5.4 該塑件屬于中小型件 ， 從圖上看 ， 塑件邊緣的壁很厚 ， 達到 5mm，最小壁厚處為 1mm， 這樣使得整個塑件的壁厚是不均勻的 ， 但若減小邊緣壁厚 ， 則對塑件的推出不利 ， 而且邊緣壁厚可用來放置推桿或推板。 4.3 加強肋 塑件上適當設置的加強肋可以防止塑件的翹曲變形 ； 沿著物料流動方向的加優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 11 強肋還能降低充模阻力，提高融體流動性，避免氣泡，縮孔和凹陷等現(xiàn)象的產(chǎn)生。在該塑件中的加強肋起 到引導物料流動的作用同時又對電池進行定位，高度比分型面低 1mm，脫模斜度取 2度，頂部倒圓角，低部倒角 R，寬度取 0.5T。通常加強肋的設計原則為高度低（過高時容易在彎曲和沖擊負荷作用下受損），寬度小，而數(shù)量多為好 。 該零件具有加強肋，因而我們在 設計時應注意以下幾個方面： 加強肋的尺寸如圖 4-2 所示。 圖 4-2 加強肋的尺寸 （ 1） 加強肋與塑件壁連接處應采用圓弧過渡。 （ 2） 加強肋厚度不應大于塑件壁厚。 （ 3） 加強肋的高度應低于塑件高度的 0.5mm以上如圖 4-3所示。 a）不合理 b）合理 圖 4-3 加強肋的高度 （ 4） 加強肋不應設置在大面積塑件中間，加強肋分布應相互交錯，如圖 4-4 所示，以避免收縮不均引起塑件變形或斷裂。 優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 12 a）不合理 b）合理 圖 4-4 加強肋應交 錯分布 該零件在內(nèi)壁上有 6 根加強肋，由于該零件是一個錐體，只需要在型芯上設計出與之匹配的槽即可，這樣同樣能夠順利脫模。 4.4 孔 塑料制品上的孔，應盡量開設在不減弱制品強度的部位，孔與孔之間、孔與邊距之間應留有足夠距離，以免造成邊壁太小而破裂，不同孔徑的孔邊壁最小厚度見表 4-2。塑料制品上固定用孔的四周應采用凸邊或凸臺來加強，如圖 4-5 所示。 圖 4-5 孔的加強肋 表 4-2 孔與邊壁的最小距離 mm 孔 徑 2 3.2 5.6 12.7 孔與邊壁的最小距離 1.6 2.4 3.2 4.8 優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 13 由于盲孔只能用一端固定的型芯成形，其深度應淺于通孔。通常，注射成形時孔深不超過孔徑的 4 倍，壓塑成形時壓制方向的孔深不超過孔徑的 2 倍。 當塑件孔為異型孔時（斜孔或復雜形狀孔），要考慮成形時模具結(jié)構(gòu)，可采用拼合型 芯的方法成形，以避免側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu)，圖 4-6 是幾種復雜孔的成形方法。 圖 4-6 幾種復雜孔的成形方法 根據(jù)以上要求，該零件孔的開設完全符合要求。在注塑模具設計時，大的型腔我們設計一個大的型芯來實現(xiàn)，側(cè)壁上的三個螺紋孔和方孔我們設計活動型芯來實現(xiàn)?；顒有托九c滑塊連接。 4.5 圓角 除使用要求尖角外， 所有內(nèi)外表面的連接處，都應采用圓角過渡。一般外圓弧的半徑是壁厚的 1.5 倍，內(nèi)圓弧的半徑是壁厚的 0.5 倍。 塑件上各處的輪廓過度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求時才采用尖角結(jié)構(gòu)。尖角容易產(chǎn)生應力集中，在受力或受沖擊載荷時會發(fā)生破裂。圓角不僅有利于物料充模，同時也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動和塑件的脫模。圓角的取值與應力集中的關系遵循 R/T 函數(shù)關系，當 R/T=0.6 以后應力集中變的緩和，該塑件大部分的圓角取 R1，較大值取到 R3。 優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 14 4.6 螺紋 塑料制品上的螺紋可以直接成形，通常無需后續(xù)機械加工，故應用較 普遍。塑料成形螺紋時，外螺紋的大徑不宜小于 4mm，內(nèi)螺紋的小徑不宜小于 2mm，螺紋精度一般低于 3 級。在經(jīng)常裝卸和受力較大的地方，不宜使用塑料螺紋，而應在塑料中裝入帶螺紋的金屬嵌件。由于塑料成形時的收縮波動，塑料螺紋的配合長度不宜太長，一般不超過 7 8 牙，且盡量選用較大的螺距，如果需要使用細牙時可按表 7-14 選用。為防止塑料螺紋最外圈崩裂或變形，螺孔始端應有0.2 0.8mm 深的臺階孔，螺紋末端與底面也應留有大于 0.2mm 的過渡段，如圖4-7 所示。 圖 4-7 塑料螺紋的形狀 該零件在前端有 7mm 的外螺紋，我們設計時需要用螺紋型環(huán)來實現(xiàn)它。我們首先需要確定是用整體式螺紋型環(huán)還是對合式螺紋型環(huán)。我們在制作螺紋型環(huán)是還需要考慮其怎樣脫模，是手動脫模還是自動脫模。本設計采用的是整體式螺紋型環(huán)、自動脫模方式。 以上我分析了該零件的所有特征，也給出了成型這些特征的解決方法，但最后我在設計時需要根據(jù)設計需要做相應的修 改已達到最佳效果。 塑件上其它的特征還有如嵌件，鉸鏈，文字和花紋等，各個特征都有其設計原則和特殊功能，因為該塑件沒有涉及，所以就不一 一 介紹 。 優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 15 5 注塑機的選擇 5.1 常見注塑機的參數(shù)選擇 注塑機的主要參數(shù)有公稱注射量 ， 注射壓力 ， 注射速度 ， 塑化能力 ， 鎖模力 ，合模裝置的基本尺寸 ， 開合模速度 ， 空循環(huán)時間等 。 這些參數(shù)是設計 ， 制造 ， 購買和使用注塑機的主要依據(jù) 。 （ 1） 公稱注塑量 ： 指在對空注射的情況下 ， 注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時 ， 注射裝置所能達到的最大注射量 ， 反映了注塑機的加工能力 。 （ 2） 注射壓力 ： 為了 克服熔料流經(jīng)噴嘴 ，流 道和型腔時的流動阻力 ， 螺桿 (或柱塞 )對熔料必須施加足夠的壓力 ， 我們將這種壓力稱為注射壓力 。 （ 3）注 射速率 ： 為了使熔料及時充滿型腔 ， 除了必須有足夠的注射壓力外 ，熔料還必須有一定的流動速率 ， 描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時間或注射速度 。 （ 4） 塑化能力 ： 單位時間內(nèi)所能塑化的物料量 。 塑化能力應與注塑機的整個成型周期配合協(xié)調(diào) ， 若塑化能力高而機器的空循環(huán)時間長 ， 則不能發(fā)揮塑化裝置的能力 ， 反之則會加長成型周期 。 （ 5） 鎖模力 ： 注塑機的合模機構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力 ， 在此力的作用下模具不應被熔融 的塑料所頂開 。 （ 6） 合模裝置的基本尺寸 ： 包括模板尺寸 ， 拉桿空間 ， 模板間最大開距 ，動模板的行程 ， 模具最大厚度與最小厚度等 。 這些參數(shù)規(guī)定了機器加工制件所使用的模具尺寸范圍 。 （ 7）開合模速度 ： 為使模具閉合時平穩(wěn) ， 以及開模 ， 推出制件時不使塑料制件損壞 ， 要求模板在整個行程中的速度要合理 ， 即合模時從快到慢 ， 開模時由慢到快在到停 。 （ 8） 空循環(huán)時間 ： 在沒有塑化 ， 注射保壓 ， 冷卻 ， 取出制件等 。 常用的注射速率如表 5-1所示。 優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 16 表 5-1 注射量 與 注射時間 的關系 注射量 /cm3 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000 注射速率 /cm/s 125 200 333 570 890 1330 1600 2000 注射時間 /s 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5 臥式注塑機型號見表 5-2。 表 5-2 臥式注射機主要技術規(guī)格 國際通用規(guī)格 60/32 90/40 250/80 國內(nèi)型號 SZ-30/32 SZ-68/40 SZ-160/80 SZ-250/1250 技術參數(shù) 單位 理論注射容積 cm3 37， 49 58， 77 125， 163 257 實際注射量 G 33， 44 53， 68 110， 145 227 螺桿直徑 mm 26， 30 26， 30 35， 40 45 塑化能力 g/s 3.6， 5.4 5.6， 8.3 11， 13 17.5 注射速率 g/s 43， 57 61， 78 100， 130 128 注射壓力 MPa 170， 130 160， 123 205， 157 206 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 10 160 40 250 10 220 10 200 螺桿行程 mm 70 110 130 185 鎖模力 kN 320 400 800 1250 拉桿有效間距 mm 300300 250230 330310 410410 模板行程 mm 110 220 260 345 模具最小厚度 mm 80 130 170 175 模具最大厚度 mm 110 240 320 380 最大開距 mm 220 460 580 725 模板尺寸 mm 400400 410390 550520 690650 頂出行程 mm 50 40 55 80 液壓頂出力 kN 17 28 40 5.2 選擇注塑機的相關計算 5.2.1 注射量的校核 塑料制品的重量（或體積）必須與所選擇的最大注射量相適應，為了保證正常的注射成型，最大注射量應稍大于塑料制品的重量或體積。 當注射成型機最大注射量以最大注射容積標定時，按下式校核。 澆VVVKV i n1i0（ 5-1） 式中： 0V -注射成型機的最大注射量（ 3cm ）； V -塑料制品的體積（包括制品、澆道凝料和飛邊）（ 3cm ）； iV -一個塑料制品的體積（ 3cm ）； 優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 17 澆V-澆道凝料和飛邊的體積（ 3cm ）； n -型腔數(shù)； K -利用系數(shù)， K =0.8； 因塑料制品的體積與壓縮率有關，故所需塑料的體積為 VKV壓料 （ 5-2）式中： 料V-塑料的體積； 壓K-壓縮率。 表 5-3 相關塑料壓縮率 塑料名稱 密度 （ 3/cmg ） 壓縮率 K壓 高壓聚乙烯 0.91 0.94 1.84 2.30 低壓聚乙烯 0.94 0.965 1.725 1.909 聚丙烯 0.90 0.91 1.92 1.96 聚苯乙烯 1.04 1.06 1.90 2.15 硬聚氯乙烯 1.35 1.45 2.3 尼龍 1.09 1.14 2.0 2.1 聚甲醛 1.4 1.8 2.0 ABS 1.0 1.1 1.8 2.0 聚碳酸酯 1.2 1.75 醋酸纖維素 1.24 1.34 2.40 根據(jù)圖 2-1 所示的零件圖 ,我們算出一個塑料零件的體積 1V 322222217.341018.131813289.3265015)5.135.14(216)5.138(21117)1810(21mmV根據(jù)該零件的實際情況，我們?nèi)驳篮湍系捏w積為該零件 體積的 5%。 085.1 7 0 5%57.3 4 1 0 1 澆V根據(jù)設計需要，我設計的為一模兩腔。故型腔數(shù) n=2 則由 澆VVV in1i（ 5-3） 可以計算出： 33i cm72mm71614235807(2 ）澆VVV 優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 18 為確保塑件質(zhì)量，注塑模 一次成型的塑件質(zhì)量（包括流道凝料質(zhì)量）應在公稱注塑量的 35% 75%范圍內(nèi)，最大可達 80%，最小不小于 10%。為了保證塑件質(zhì)量，充分發(fā)揮設備的能力，選擇范圍通常在 50% 80%。 初步確定選擇國內(nèi)型號為 SZ-250/1250 型的臥式注射機床。 因為 1250 V， 72V 721001258.00 VKV故最大注射量滿足校核要求。 5.2.2 鎖模力的校核 鎖模力又稱為合模力，是指注射成型機的合模裝置對模具所施加的最大夾緊力。注射成型機的鎖模力按下式計算： 1000 分模 APF（ 5-4） 或 10010 分PAKF（ 5-5） 式中： 0F-注射成型機的公稱鎖模力； 模P-模內(nèi)壓力 模P=25 40（ MPa） ； 1K -壓力損耗系數(shù) 32311 K； P -注射壓力（ MPa）； 分A -塑料制品及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和（ mm3)； kNAPF2310100611)81840100 222 （分模 FkNF 8000故鎖模力滿足要求。 5.2.3 注射壓力的校核 注射成型機的最大注射壓力應稍大于塑料制品成型所需的注射壓力，即需要 PP0 （ 5-6） 式中 : 0P -注射成型機最大注射壓 力（ kN ）； P -塑料制品成型所需的注射壓力（ kN ）。 優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 19 因為注射壓力是可以調(diào)節(jié)的，所以只需要 P 206kN 即可。 5.2.4 模具厚度校核 模具厚度必須滿足下式： m axmm in HHH （ 5-7） 式中： mH -所設計的模具厚度 為 330mm； minH -注塑機所允許的最小模具厚度 175mm； maxH-注塑機所允 許的最大模具厚度 380mm。 175 330 380 故模具厚度滿足要求。 優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 20 6 模具澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設計 6.1 分型面的選擇 根據(jù)分型面的選擇原則： （ 1） 便于塑件脫模； （ 2） 在開模時盡量使塑件留在動模； （ 3） 有利于排氣和模具的加工方便。 根據(jù)零件本身的結(jié)構(gòu)，我在設計時選擇了雙分型面， A-A 分型面在開設在澆口與零件連接處， B-B 分型面開設在零件的最大截面處，即螺紋的光潔面處。如圖 6-1 所示。 圖 6-1 分型面 6.2 澆注系統(tǒng)設計 澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機噴嘴射出后到達型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道。澆注系統(tǒng)的設計是注射模具設計中最重要的問題之一，它對于獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑料制件以及最佳的成型效率有直接影響，是模具設計工作者十分重視的技術問題。 澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系 統(tǒng)設優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 21 計是否合理不僅對塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響很大，而且還與塑件所用塑料的利用率、成型生產(chǎn)效率等相關，因此，澆注系統(tǒng)的設計應能使沖模過程快而有序，壓力損失小，熱量散失少，排氣條件好，且凝料易于與制品分離或切除。 6.2.1 主流道的設計 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具相接觸的部位開始，到分流道為止的塑料熔體的流動通道。其截面成圓錐形，錐角為 a 2 4，為避免產(chǎn)生湍流或渦流，且使凝料容易脫模，對 ABS 塑料來說，取 a 3是合適的。流道表面粗糙度為 Ra0.8m；主流道入口直徑 d 大于噴 嘴直徑 d1 大約 1mm 左右，根據(jù)所選的注射機噴嘴直徑為 5mm，則 d 5 1 6mm。為了使注射時噴嘴與流道口貼合良好不產(chǎn)生熔體反噴，取入口凹球面半徑比噴嘴球面半徑 R1大約 2mm，即 R 18 2 20mm。主流道大端直徑為 D d 2Ltga/2 5 230tg3/26.5mm，大端口圓角 r 取 2mm。主流道形狀和尺寸如下圖 6-2 所示。 圖 6-2 主流道 6.2.2 澆口的設計 澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道。它的位置、形狀及尺寸對塑件的性能和質(zhì)量有著決定性的影響。澆口尺寸經(jīng)常要通過 試模，按成型情況酌情修正。 （ 1）澆口的形式與尺寸 麥克風手柄要求外型美觀，表面處處光潔，不能留有澆口痕跡。因此，根據(jù)優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 22 手柄的外形特征及結(jié)構(gòu)形式，并結(jié)合其所用塑料的成型工藝特性，選用側(cè)澆口較為合適。它是點澆口在特殊場合下的一種應用形式，具備點澆口的一切優(yōu)點。這樣在開模時，不僅能自動剪斷澆口，而且其位置可設在背面隱蔽處，使制品外表面無澆口痕跡。 澆口形狀見圖 6-3。 圖 6-3 澆口形狀 （ 2）澆口位置的選擇 模具設計時，澆口的位置及尺寸要求比較 嚴格，初步試模之后有時還需修改澆口尺寸。澆口的位置對塑件的成型性能及成型質(zhì)量影響較大。其位置的確定，需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝及特征、成型質(zhì)量和技術要求，并綜合分析塑料熔體在模內(nèi)的流動特性、成型條件等因素。 此設計由于采用的是一模兩件成型，綜合分析后，可將澆口設在對稱中心線上。經(jīng)多次試模后再修正。 6.2.3 分流道的設計 分流道是熔料從主流道進入型腔前的過渡部分，其設計要求是塑料熔體在流動中壓力和熱量損失盡量最小，同時使流道中的塑料盡量少。 由于本模具采用的是側(cè)澆口，且塑料很易流入型腔，故無須 設計分流道。 6.2.4 冷料穴的設計 冷料穴的作用是容納冷料，并在開模時將主流道和分流道的冷凝料勾住，使其保留在動模一側(cè)，便于脫模。本設計冷料穴設置在凹模與澆口流道相連處，根據(jù)設計塑件時所選用的材料 ABS 性能，在凝料被推出后不需人工取出而能自動脫落。 優(yōu)秀畢業(yè)設計，全套設計需要圖紙加 QQ97666224 23 7 成型零部件的設計與計算 所謂成型零件，指的是模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件，它包括凹模、凸模、型芯、鑲塊以及各種成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，