手機(jī)殼注射模具畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在現(xiàn)實(shí)生活里，手機(jī)已經(jīng)成為人們的一個(gè)生活必須品。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)取得了突破性的成就，模具設(shè)計(jì)越來(lái)越多地使用CAD/CAM技術(shù)。在產(chǎn)品生產(chǎn)之前，使用這些新技術(shù)來(lái)進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)和改善，是現(xiàn)代設(shè)計(jì)必然趨勢(shì)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要是為讓讀者們能夠清楚地了解到塑料注射模的設(shè)計(jì)過(guò)程，能夠?qū)δ?/p>

2、具設(shè)計(jì)過(guò)程中所使用的各種基本工具，具有一個(gè)基本的了解，并且能夠熟悉地運(yùn)用這些軟件來(lái)進(jìn)行注射模的設(shè)計(jì)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)Nokia2100手機(jī)前后蓋的模具設(shè)計(jì)過(guò)程。由于手機(jī)前后蓋都具有側(cè)孔部分，所以本設(shè)計(jì)選用了側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。工件用分型面分割之后，分成凸模，凹模，前滑塊和后滑塊四個(gè)部分。其中，凹模是定模部分，凸模、前滑塊和后滑塊都是動(dòng)模部分。注射結(jié)束后，凸模在力的作用下，連同動(dòng)模套板一起向下

3、運(yùn)動(dòng)，而塑件在推桿的作用下，從凸模上被推出來(lái)。除了側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)和推出機(jī)構(gòu)之外，還有澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)等等。</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用Pro/ENGINEER 2.0來(lái)進(jìn)行手機(jī)塑料模具前后蓋的零件設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)塑件的計(jì)算，運(yùn)用EMX 來(lái)進(jìn)行模架部分的設(shè)計(jì)，同時(shí)借助了第三方軟件Moldflow Plastics Insight 5.0對(duì)注塑過(guò)程進(jìn)行仿真分析，最后使用AUTOCAD 2004來(lái)

4、對(duì)裝配圖和零件圖進(jìn)行一定的完善。</p><p>　　關(guān)鍵詞：手機(jī)外殼 模具設(shè)計(jì) 注射模 CAD </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)目的與意義1</p><p><

5、b>　　2 文獻(xiàn)綜述1</b></p><p>　　2.1手機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p>　　2.2我國(guó)模具的發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　2.3 采用注射模成形手機(jī)產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)2</p><p>　　3總體方案的確定3</p><p>　　3.1 零件的選擇3</p>&

6、lt;p>　　3.2 尺寸精度3</p><p>　　3.3 尺寸計(jì)算3</p><p>　　3.4 塑件的材料性能4</p><p>　　3.4.1 ABS5</p><p>　　3.4.2 PC5</p><p>　　3.5 注塑機(jī)的確定6</p><p>　　3.6 塑件

7、分型面的選擇6</p><p>　　3.7 型腔數(shù)目9</p><p>　　4 理論分析及設(shè)計(jì)計(jì)算9</p><p>　　4.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)9</p><p>　　4.2 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)11</p><p>　　4.3 復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)14</p><p>　　4.4 排氣系統(tǒng)1

8、5</p><p>　　4.5 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)15</p><p>　　4.6 定位圈的設(shè)計(jì)16</p><p>　　4.7 成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17</p><p>　　4.8成型零件工作尺寸的計(jì)算19</p><p>　　4.9 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的設(shè)計(jì)23</p><p>　　

9、4.10 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)24</p><p>　　4.10.1 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)26</p><p>　　4.10.2 滑塊的設(shè)計(jì)27</p><p>　　4.10.3 楔緊塊的設(shè)計(jì)27</p><p>　　4.11 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)28</p><p>　　4.12 塑料注射機(jī)的校核28</p

10、><p>　　4.12.1 最大注射量的校核28</p><p>　　4.12.2 最大注射壓力校核30</p><p>　　4.12.3 鎖模力的校核30</p><p>　　4.12.4模具厚度H與注射機(jī)閉合高度的校核31</p><p>　　4.12.5 開(kāi)模行程校核31</p><p&

11、gt;　　4.13 模具總裝圖和爆炸圖31</p><p>　　5 制造工藝分析33</p><p>　　5.1 最佳澆口地位置33</p><p>　　5.2 MPI的FLOW仿真分析34</p><p>　　5.2.1 填充時(shí)間34</p><p>　　5.2.2 最大壓力34</p>&

12、lt;p>　　5.2.3 熔接痕位置34</p><p>　　5.2.4 平均速度35</p><p>　　5.2.5 熔料的最高溫度35</p><p>　　5.2.6 體積收縮率35</p><p>　　5.2.7 氣穴分布36</p><p>　　5.3 MPI的COOL仿真分析36</p

13、><p>　　5.3.1 冷卻管道的液流量36</p><p>　　5.3.2冷卻管道的最高溫度37</p><p>　　5.3.3 模腔平均溫度和冷卻時(shí)間37</p><p>　　5.4 翹曲（Warp）分析結(jié)果37</p><p><b>　　6 結(jié)論38</b></p>

14、<p><b>　　致 謝38</b></p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)39</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)目的與意義</p><p>　　隨著我國(guó)制造業(yè)的迅速發(fā)展，一些新興產(chǎn)業(yè)業(yè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在

15、機(jī)械、電子、汽車(chē)、航空以及通信等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著人民生活水平的不斷提高，日常生活中使用的物品越來(lái)越多地用到了模具。目前，模具生產(chǎn)水平的高低已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家制造水平高低的重要標(biāo)志。</p><p>　　當(dāng)前，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)取得了突破性的成就，CAD/CAM技術(shù)、數(shù)控加工技術(shù)以及快速成型技術(shù)為模具技術(shù)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。同時(shí)，以高分子塑料為主的模具材料不斷被開(kāi)放出來(lái)，這些材料種類(lèi)繁多，性能優(yōu)

16、良，價(jià)格低廉，這更為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力的幫助。</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要是為讓讀者們能夠清楚地了解到塑料注射模的設(shè)計(jì)過(guò)程，能夠?qū)δ＞咴O(shè)計(jì)過(guò)程中所使用的各種基本工具，具有一個(gè)基本的了解。本設(shè)計(jì)主要是對(duì)諾基亞2100型號(hào)的前后蓋進(jìn)行設(shè)計(jì)，從零件的尺寸確定，模具設(shè)計(jì)，模架設(shè)計(jì)，到最后的注塑仿真，向讀者們展示手機(jī)塑料模具的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。</p><p><b>　　2 文獻(xiàn)綜

17、述</b></p><p>　　2.1手機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　手機(jī)已經(jīng)成為人們的一個(gè)生活必須品，從最古老防身磚頭到現(xiàn)在厚度不足5.9mm的超薄，從簡(jiǎn)單的通話功能，到能上網(wǎng)能看電視、手機(jī)電影，甚至可以手機(jī)視頻聊天。手機(jī)的功能在不斷增多，而手機(jī)價(jià)格則在不斷下降，它已經(jīng)從一個(gè)奢侈品成為一件生活必需品，現(xiàn)在如果誰(shuí)沒(méi)有手機(jī)在年輕人眼里是一件不可想象的事情。 </p>

18、;<p>　　2.2我國(guó)模具的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備, 被稱(chēng)為“工業(yè)之母”。75%的粗加工工業(yè)產(chǎn)品零件、50%的精加工零件由模具成型, 絕大部分塑料制品也由模具成型。作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè), 模具涉及機(jī)械、汽車(chē)、輕工、電子、化工、冶金、建材等各個(gè)行業(yè), 應(yīng)用范圍十分廣泛。模具技術(shù)水平的高低, 在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力, 因此模具工業(yè)的發(fā)

19、展水平標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力。</p><p>　　這些年來(lái), 中國(guó)模具工業(yè)一直以15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展, 年模具生產(chǎn)總量?jī)H次于日、美之后位居世界第三位。但目前我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)多數(shù)是自產(chǎn)自用的工模具車(chē)間( 分廠) , 商品化模具僅占1/3 左右。從模具市場(chǎng)來(lái)看, 國(guó)內(nèi)模具生產(chǎn)仍供不應(yīng)求, 約20%左右靠進(jìn)口, 特別是精密、大型、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命的高檔模具進(jìn)口比例高達(dá)40%。由此可見(jiàn), 雖然我國(guó)模具

20、總量目前已達(dá)到相當(dāng)規(guī)模,模具水平也有很大提高, 但在模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上要比德、美、日、法、意等發(fā)達(dá)國(guó)家至少落后十年, 主要表現(xiàn)在模具精度、壽命、復(fù)雜程度、設(shè)計(jì)、加工、工藝裝備等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家有較大的差距。國(guó)內(nèi)模具的使用壽命只有國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的1/2 至1/10, 甚至更短, 模具生產(chǎn)周期卻比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)許多。此外, 模具的標(biāo)準(zhǔn)化、專(zhuān)業(yè)化、商品化程度低, 模具材料及模具相關(guān)技術(shù)比較落后, 也是造成與國(guó)外先進(jìn)水平差距大的重要原

21、因。CAD/CAE/CAM一體化先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)部分模具企業(yè)得到應(yīng)用, 但要得到推廣和普及仍很困難。</p><p>　　2.3 采用注射模成形手機(jī)產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　（1） 注射成形工藝可由機(jī)床自動(dòng)按照一定的程序完成，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，生產(chǎn)效率較高，適于大批量生產(chǎn)。</p><p>　?。?） 注射一般可一次成形，減少了制品再加工程序。 </p&

22、gt;<p>　?。?） 可以制作形狀較復(fù)雜的塑料制品。</p><p>　?。?） 模具通用簡(jiǎn)單，制品成本較低。</p><p>　?。?） 注射成形后的廢品及廢料可以重新加熱注射，故節(jié)約材料。</p><p>　?。?） 操作易于掌握，不需要等級(jí)較高的技術(shù)操作。</p><p><b>　　3總體方案的確定<

23、/b></p><p><b>　　3.1 零件的選擇</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)所選擇的手機(jī)是諾基亞 2100。</p><p><b>　　3.2 尺寸精度</b></p><p>　　影響塑件制品尺寸精度的因素是比較復(fù)雜的，如模具各部分的制造精度，塑料收縮率，成型工藝及模具加工表

24、面質(zhì)量等等。手機(jī)機(jī)殼屬于高精度的塑件，故本設(shè)計(jì)選用3級(jí)的塑料精度，也就是公差等級(jí)為IT8。</p><p><b>　　3.3 尺寸計(jì)算</b></p><p><b>　　（1）前蓋</b></p><p>　　直接使用Pro/E 的測(cè)量功能，測(cè)出體積 V＝4.87 cm3</p><p>

25、　　重量 M=4.87×1.12＝5.4544 g </p><p>　?。ú牧喜捎肞C/ABS，查找GE公司網(wǎng)頁(yè)得知其密度為1.12）</p><p><b>　　圖 1 前蓋</b></p><p><b>　?。?）后蓋</b></p><p>　　直接使用Pro/E 的

26、測(cè)量功能，測(cè)出體積 V＝6.50 cm3</p><p>　　重量 M=6.50×1.12＝7.28 g</p><p><b>　　圖 2 后蓋</b></p><p>　　3.4 塑件的材料性能</p><p>　　PC／ABS合金在汽車(chē)、機(jī)械、家電、計(jì)算機(jī)、通訊器材、辦公設(shè)備等方面獲得了廣

27、泛應(yīng)用，如移動(dòng)電話的機(jī)殼、手提式電腦的外殼、以及汽車(chē)儀表盤(pán)〔板)等。資料顯示：PC/ABS已廣泛應(yīng)用于制造手機(jī)外殼。</p><p>　　PC/ABS 聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物。PC/ABS合金具有ABS的加工性和PC的抗沖擊性、耐熱性，有優(yōu)異的流動(dòng)性，熱變形溫度可達(dá)80～137℃，通常用于耐高溫的電器中，如移動(dòng)電話機(jī)的外殼。PC/ABS具有PC和ABS兩者的綜合特性。例如ABS的易加工特性

28、和PC的優(yōu)良機(jī)械特性和熱穩(wěn)定性。二者的比率將影響PC/ABS材料的熱穩(wěn)定性。PC/ABS這種混合材料還顯示了優(yōu)異的流動(dòng)特性。收縮率在0.5%左右。</p><p>　　3.4.1 ABS </p><p>　　ABS ，英文全稱(chēng)為：acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer，中文：丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物。ABS是在聚苯乙烯樹(shù)脂改性的基礎(chǔ)上發(fā)展起

29、來(lái)的一種新型工程塑料。它是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種單體的三元共聚物，具有綜合的優(yōu)良性能（堅(jiān)固、堅(jiān)韌、堅(jiān)硬），價(jià)格便宜，原料易得，因此發(fā)展很快，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的一種工程塑料。ABS是微黃色或白色不透明粒料，無(wú)毒、無(wú)味。</p><p>　　ABS由于是三種組分組成的，故它有三種組分的綜合性能，而每一組分又在其中起著固有的作用。丙烯腈可使ABS具有較高的強(qiáng)度、硬度、耐熱性及耐化學(xué)腐蝕性；丁二烯可使ABS具

30、有彈性和較高的沖擊強(qiáng)度；苯乙烯則可使ABS具有優(yōu)良的介電性能。因此，在機(jī)械性能方面，ABS具有質(zhì)硬、堅(jiān)韌、剛性等特性。</p><p>　　ABS樹(shù)脂的缺點(diǎn)是耐熱性不高，耐低溫性不好，而且不耐燃、不透明，耐候性不好，特別是耐紫外線性能不好。由于以上的綜合性能，因此廣泛用來(lái)制造電視機(jī)、收音機(jī)的外殼、旋鈕、電話機(jī)殼、話筒、把手、鉸鏈、塑料銘牌等。</p><p>　　ABS的成型特性是:<

31、;/p><p>　　（1）ABS粒料表面極易吸濕，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。為此成型前必須進(jìn)行干燥處理。</p><p>　?。?）ABS的比熱容比聚烯烴低，在注射機(jī)料筒中能很快加熱，因此塑化效率高，在模具中凝固也比聚烯烴快，故模塑周期短。</p><p>　?。?）ABS樹(shù)脂的表現(xiàn)黏度強(qiáng)烈地依賴(lài)于剪切速率，因此模具設(shè)計(jì)中大都采用點(diǎn)澆口形式。</p>

32、;<p>　　（4）ABS樹(shù)脂為非結(jié)晶形高聚物，所以成型收縮率小。</p><p>　?。?）ABS樹(shù)脂的熔融溫度較低，熔融溫度范圍寬，流動(dòng)性好，有利于成型。</p><p><b>　　3.4.2 PC</b></p><p>　　PC是聚碳酸酯的簡(jiǎn)稱(chēng)，聚碳酸酯的英文是Polycarbonate，簡(jiǎn)稱(chēng)PC工程塑料， PC是一種綜

33、合性能優(yōu)良的非晶型熱塑性樹(shù)脂，具有優(yōu)異的電絕緣性、延伸性、尺寸穩(wěn)定性及耐化學(xué)腐蝕性，較高的強(qiáng)度、耐熱性和耐寒性；還具有自熄、阻燃、無(wú)毒、可著色等優(yōu)點(diǎn)，大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)及容易加工的特性也使其價(jià)格極其低廉。它的強(qiáng)度可以滿(mǎn)足從手機(jī)到防彈玻璃的各種需要，缺點(diǎn)是和金屬相比硬度不足，這導(dǎo)致它的外觀較容易刮花,但其強(qiáng)度和韌性很好。</p><p>　　3.5 注塑機(jī)的確定</p><p>　　本設(shè)計(jì)中，前

34、蓋的體積為4.87 cm3，后蓋的體積為 </p><p>　　表1 注射機(jī)技術(shù)參數(shù)</p><p>　　3.6 塑件分型面的選擇</p><p>　　遵循確定分型面的一般原則：</p><p>　　（1）分型面應(yīng)選擇在制品的最大截面處。</p><p&g

35、t;　?。?）盡可能使制品留在動(dòng)模一側(cè)。</p><p>　　（3）有利于保證制品的尺寸精度。</p><p>　　（4）有利于保證制品的外觀質(zhì)量。</p><p>　?。?）盡可能滿(mǎn)足制品的使用要求。</p><p><b>　?。?）有利于排氣。</b></p><p>　?。?）盡量減少制品

36、在合模方向上的投影面積。</p><p>　?。?）長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開(kāi)模方向。</p><p>　?。?）有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?0）在選擇非平面分型面時(shí)，應(yīng)有利于型腔加工和制品的脫模方便。</p><p>　　要滿(mǎn)足制品的主要要求，為保證工件的表面精度要求，以及簡(jiǎn)化模具設(shè)計(jì)，便于脫模等要求，把分型面設(shè)置為如下圖所示位置：&

37、lt;/p><p><b>　?。?）前蓋</b></p><p>　　圖 3 前蓋側(cè)向分型面</p><p>　　圖 4 前蓋頂向分型面</p><p><b>　　(2) 后蓋</b></p><p>　　圖 5 后蓋側(cè)向分型面</p><p>　　

38、圖 6 后蓋頂向分型面</p><p>　　由以上的圖可以看出，前殼，后殼的分型面方法相差不大，都是由一個(gè)主分型面和兩個(gè)滑塊組成。</p><p><b>　　3.7 型腔數(shù)目</b></p><p>　　此設(shè)計(jì)為單型腔設(shè)計(jì)，主要優(yōu)點(diǎn)有：塑件的形狀和尺寸始終一致，單型腔模具機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，設(shè)計(jì)自由度大，工藝參數(shù)易于控制，分型面設(shè)計(jì)較方便，制造成本

39、低，制造簡(jiǎn)單。</p><p>　　4 理論分析及設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　4.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　注射模的澆注系統(tǒng)是指塑料溶體從注射機(jī)噴嘴進(jìn)入模具開(kāi)始到型腔為止，所流經(jīng)的通道。它的作用是將溶體平穩(wěn)地引入模具型腔，并在填充和固化定型過(guò)程中，將型腔內(nèi)氣體順利排出，且將壓力傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得組織致密，外形清晰，表面光潔和尺寸穩(wěn)定的塑件。

40、</p><p>　　前蓋和后蓋的體積，形狀相差不大，所以采用相同的澆注系統(tǒng)。</p><p>　　主流道是塑料熔融體進(jìn)入模具型腔時(shí)最先經(jīng)過(guò)的部位，是指從注射機(jī)噴嘴與模具接觸處開(kāi)始，到有分流道支線為止的一段料流通道，它將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔。其形狀為圓錐形，便于熔體順利地向前流動(dòng)，開(kāi)模時(shí)主流道凝料又能順利地拉出來(lái)，錐角通常取2°～4°，在此取2

41、76;。由于主流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，通常不直接開(kāi)在定模板上，而是將它單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道襯套(即是澆口套)鑲?cè)攵０鍍?nèi)。</p><p><b>　　澆口套的計(jì)算:</b></p><p>　　進(jìn)料口直徑：D=d+(0.5～1)mm=2.5＋0.5＝3mm</p><p>　　式中d為注塑機(jī)噴嘴口直徑。</p>

42、<p>　　球面凹坑半徑：R=r+(1～2)mm=12+2＝14mm</p><p>　　式中r為注塑機(jī)噴嘴球頭半徑。</p><p>　　主流道長(zhǎng)度L根據(jù)定模座板厚度確定，在能夠?qū)崿F(xiàn)成型的條件下盡量短，以減少壓力損失和塑料耗量。通常L不能超過(guò)60mm ,本設(shè)計(jì)取L=32mm 。</p><p>　　主流道大端與分流道相接處又過(guò)度圓角，以減小料流轉(zhuǎn)向時(shí)的阻

43、力，其圓角半徑取r=2 mm 。</p><p>　　所選澆口套的立體圖如下圖所示：</p><p>　　圖 7 澆口套及其二維圖</p><p>　　分流道是主流道與型腔進(jìn)料口之間的一段流道，主要起分流和轉(zhuǎn)向作用，是澆注系統(tǒng)的斷面變化和溶體流動(dòng)轉(zhuǎn)向的過(guò)渡通道。</p><p>　　分流道截面采用最常用的梯形截面形狀，優(yōu)點(diǎn)為熱量損失較少，加工

44、比較容易，流動(dòng)阻力較小，屬于比較常用的截面形式。</p><p>　　澆口又稱(chēng)進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道，是整個(gè)澆注系統(tǒng)的最薄弱點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。</p><p>　　一般情況下，澆口采用長(zhǎng)度很短而截面很窄的小澆口。當(dāng)熔融塑料通過(guò)狹小的澆口時(shí)，流速增高，并因摩擦使料溫也增高，有利于填充型腔。同時(shí)，狹小的澆口適當(dāng)保壓補(bǔ)縮后首先凝固封閉型腔，使型腔內(nèi)的熔料即可在無(wú)壓力狀態(tài)下自由收

45、縮凝固成型，因而塑件內(nèi)殘余應(yīng)力小，可減小塑件的變形和破裂。狹小的澆口便于澆道凝料與塑件的分離，便于修整塑件，成型周期較短。但是，澆口截面尺寸不能過(guò)小。過(guò)小的澆口，壓力損失大，冷凝快、補(bǔ)給困難，會(huì)造成塑件缺料、縮孔等缺陷，甚至還會(huì)產(chǎn)生熔體破裂形成噴射現(xiàn)象，使塑件表面出現(xiàn)凹凸不平。</p><p>　　此設(shè)計(jì)采用點(diǎn)澆口，它是一種尺寸很小截面為圓形的直接澆口的特殊形式。特點(diǎn)是進(jìn)料口小，去澆口后殘留痕跡小，可減少熔接不良

46、現(xiàn)象，澆口可自動(dòng)拉斷，塑件光澤，表面清晰。適用于成型熔體粘度隨剪切速度提高而明顯降低的塑料和粘度較低的塑料，如各種塑料的殼、盒、蓋等塑件。</p><p>　　4.2 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　在注射成型的每一循環(huán)中，塑件必須由模具的型腔或型芯上脫出，脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為推出機(jī)構(gòu)，也常稱(chēng)為脫模機(jī)構(gòu)。</p><p>　　脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則:</p>

47、;<p>　　（1）盡量使塑件留在動(dòng)模一邊。</p><p>　?。?）保證塑件不因推出而變形和損壞。</p><p>　　（3）保證塑件外觀良好。</p><p><b>　?。?）結(jié)構(gòu)可靠。</b></p><p>　　脫模力是指將塑件從動(dòng)模一側(cè)的主型芯上脫出時(shí)所需要的外力，是設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的主要依據(jù)之一

48、。</p><p>　　塑件在模具冷卻定型時(shí)，由于體積收縮，其尺寸逐漸縮小而將型芯包緊而產(chǎn)生的力，叫做型芯包緊力。對(duì)于不帶通孔的殼體類(lèi)塑件，脫模時(shí)所要克服大氣壓力，叫做真空吸力。此外，還要克服機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力及塑料與鋼材之間的粘附力。</p><p>　　開(kāi)始脫模的瞬間所要克服的阻力最大，稱(chēng)為初始脫模力，以后脫模所需的力稱(chēng)為相續(xù)脫模力，后者要比前者小。所以在計(jì)算脫模力的時(shí)候，總是計(jì)算

49、初始脫模力。影響脫模力大小的因素很多，如型芯成型部分的表面積及其形狀；塑料的收縮率以及對(duì)于型芯的摩擦系數(shù)；塑件的壁厚及同時(shí)包緊型芯的數(shù)量；成型時(shí)的工藝參數(shù)等。根據(jù)這些因素來(lái)精確計(jì)算脫模力是相當(dāng)困難的，所以下面根據(jù)主要影響因素進(jìn)行粗略計(jì)算。</p><p>　　當(dāng)塑件包緊型芯時(shí)，由于型芯一般具有脫模斜度，故在脫模力的作用下，塑件對(duì)型芯的正壓力降低了sinɑ,這時(shí)摩擦阻力為：</p><p>

50、　　= ( -sinɑ )</p><p>　　式中 ——摩擦阻力（N）；</p><p>　　——摩擦系數(shù),查表得 = 0.6 ；</p><p>　　——因塑件收縮產(chǎn)生對(duì)型芯的正壓力（N）；</p><p><b>　　——脫模力（N）；</b></p><p>　　α ——脫模斜度，因?yàn)?/p>

51、材料是PC/Abs，所以取α=2°</p><p>　　根據(jù)受力圖列出力的平衡方程式為：</p><p><b>　　= 0</b></p><p>　　圖 8 零件脫模的受力圖</p><p>　　即 cosɑ--sinɑ= 0</p><

52、p>　　將上式代入= ( -sinɑ ) 可得：</p><p>　　= </p><p>　　其中 ——因塑件收縮產(chǎn)生對(duì)型芯的正壓力（N），=pA</p><p>　　P ——因塑件收縮對(duì)型芯產(chǎn)生的單位正壓力（MPa）,一般p=12～20MPa,薄壁件取小值，厚壁件取大值，所要生產(chǎn)的塑件比較薄，故取p=14MPa；</p>

53、<p>　　A ——塑件包緊型芯側(cè)面積。</p><p>　?。?） 前蓋：直接使用Pro/E 的測(cè)量功能，測(cè)出塑件包緊型芯側(cè)面積</p><p>　　A＝765.26 mm2</p><p>　　所以，=5926.79 N</p><p>　?。?） 后蓋：直接使用Pro/E 的測(cè)量功能，測(cè)出塑件包緊型芯側(cè)面積</p>

54、<p>　　A＝566.77 mm2</p><p>　　所以，=4389.52 N</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用頂桿脫模機(jī)構(gòu)，選用了直徑為3.5的頂桿，如下圖所示：</p><p><b>　　圖 9 頂桿</b></p><p>　　4.3 復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　

55、　為了使推出零件在合模后能回到原來(lái)的位置，推桿推出機(jī)構(gòu)中通常還設(shè)有復(fù)位機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)采用彈簧復(fù)位，利用彈簧的彈力使脫模機(jī)構(gòu)復(fù)位。如下圖所示：</p><p>　　圖 10 復(fù)位桿與復(fù)位彈簧</p><p><b>　　4.4 排氣系統(tǒng)</b></p><p>　　型腔內(nèi)氣體的來(lái)源，除了型腔內(nèi)原有的空氣外，還有因塑料受熱或凝固而產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體

56、。塑料溶體向注射模型腔填充過(guò)程中，必須要考慮把這些氣體順利排出，否則，不僅會(huì)引起物料注射壓力過(guò)大，溶體填充型腔困難，造成充不滿(mǎn)模腔，而且，氣體還會(huì)在壓力作用下滲進(jìn)塑料中，使塑件產(chǎn)生氣泡，組織疏松，熔接不良。</p><p>　　由于前蓋和后蓋都屬于復(fù)雜模具，所以它們都采用排氣槽排氣，排氣槽一般開(kāi)設(shè)在型腔最后被填充的地方，同時(shí)也利用型芯、頂桿、鑲拼件、分型面等的間隙排氣，達(dá)到充分排氣的目的。</p>

57、<p>　　4.5 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　合模導(dǎo)向裝置是保證動(dòng)模和定模合模時(shí)正確定位和導(dǎo)向的裝置，本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向裝置，主要零件為導(dǎo)柱和導(dǎo)套。</p><p><b>　　導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用</b></p><p><b>　?。?） 導(dǎo)向作用。</b></p><p><

58、;b>　　（2） 定位作用。</b></p><p>　?。?） 承受一定的側(cè)壓力。</p><p><b>　?。?） 承載作用。</b></p><p>　　（5） 保持機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。</p><p>　　導(dǎo)柱是與安裝在另一半模上的導(dǎo)套相配合，用以確定動(dòng)模和定模的相對(duì)位置，保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓

59、柱形零件。</p><p>　　導(dǎo)套是與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動(dòng)模和定模的相對(duì)位置，保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓套形零件。</p><p>　　因?yàn)榍吧w與后蓋的體積相差不大，所以它們采用相同的模架，因此，它們采用相同的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。由于模架的尺寸為400×400，所以本設(shè)計(jì)選用直徑為30的導(dǎo)柱，然后選用相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)套，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： </p><p&

60、gt;　　圖 11 導(dǎo)柱與導(dǎo)套</p><p>　　4.6 定位圈的設(shè)計(jì)</p><p>　　為了便于模具在注射機(jī)上安裝以及模具澆口套與注射機(jī)的噴嘴孔精確定位，應(yīng)在模具上（通常在定模上）安裝定位圈，用于與注射機(jī)定位孔匹配。定位圈除了完成澆口套與噴嘴孔的精確定位之外，還可以防止?jié)部谔讖哪?nèi)滑出。</p><p>　　4.7 成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p>&

61、lt;p><b>　　(1) 前蓋</b></p><p><b>　　凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):</b></p><p>　　由于零件形狀復(fù)雜，故選用局部鑲拼式凹模，這種結(jié)構(gòu)的凹模是將底部的復(fù)雜部分先加工研磨后壓入到?？虬逯?。其結(jié)構(gòu)如下圖所示：</p><p>　　圖 12 前蓋凹模及其二維尺寸圖</p>&

62、lt;p><b>　　凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):</b></p><p>　　對(duì)于形狀復(fù)雜的凸模，為了便于機(jī)加工，也可采用鑲拼式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的凸模是將四壁和墊板分別加工研磨后壓入到?？虬逯校瑐?cè)壁之間采用扣鎖連接以保證連接的準(zhǔn)確性。其結(jié)構(gòu)如下圖所示：</p><p>　　圖13 前蓋凸模及其二維尺寸圖</p><p><b>　　(2)

63、 后蓋</b></p><p><b>　　凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由于凹模的形狀比較簡(jiǎn)單，所以采用整體式凹模結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，不易變形，成型塑件質(zhì)量較好。凹模結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖：</p><p>　　圖 14 后蓋凹模及其二維尺寸圖</p><p><b>　　凸模的結(jié)

64、構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由于后蓋和前蓋，在凸模部分相差不大，所以都采用鑲拼式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：</p><p>　　圖 15 后蓋凸模及其二維尺寸圖</p><p>　　4.8成型零件工作尺寸的計(jì)算</p><p>　　所謂成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸、型

65、腔的深度尺寸或型芯的高度尺寸等等。</p><p>　　成型零件工作尺寸的計(jì)算方法一般按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來(lái)進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　成型零件的公差等級(jí)越低，其制造公差也越大，因而成型的塑件公差等級(jí)也就是越低。實(shí)驗(yàn)表明，成型零件的制造公差，一般可取塑件總公差的1/3，即是＝△/3。</p><p>　　查表得PC/ABS的平均收縮率為=0.5

66、%</p><p>　　由于在成型過(guò)程中的磨損，型腔尺寸將變得越來(lái)越大，型芯或凸模尺寸越來(lái)越小。對(duì)于中小型塑件，最大磨損量可取塑件總公差的1/6，即是＝△/6。</p><p>　　(1) 型腔徑向尺寸 </p><p>　　對(duì)于中小型塑件，計(jì)算公式為：</p><p><b>　　=+ - △</b></p&g

67、t;<p>　　式中 ——型腔徑向尺寸；</p><p><b>　　——塑件尺寸；</b></p><p><b>　　——平均收縮率；</b></p><p><b>　　△ ——塑件公差。</b></p><p>　　標(biāo)注制造公差后得： =</p&g

68、t;<p>　　(2) 型芯徑向尺寸 </p><p>　　對(duì)于中小型塑件，計(jì)算公式為：</p><p><b>　　=+ ＋ △</b></p><p>　　式中 ——型芯徑向尺寸；</p><p><b>　　——塑件尺寸；</b></p><p>&l

69、t;b>　　——平均收縮率；</b></p><p><b>　　△ ——塑件公差。</b></p><p>　　標(biāo)注制造公差后得： =</p><p>　　(3) 型腔深度尺寸</p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中 ——型

70、腔深度尺寸；</p><p><b>　　——塑件尺寸。</b></p><p>　　(4) 型芯高度尺寸</p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中 ——型芯高度尺寸；</p><p><b>　　——塑件尺寸。</b><

71、/p><p>　　根據(jù)如上幾個(gè)公式，得表如下：</p><p>　　表 2 前蓋的工作尺寸</p><p>　　表 3 后蓋的工作尺寸</p><p>　　4.9 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的設(shè)計(jì)</p><p>　　在塑料注射模注塑過(guò)程中，型腔所承受的力是十分復(fù)雜的。型腔所受的力有塑料溶體的壓力，合模時(shí)的壓力，開(kāi)模時(shí)的拉力等

72、，其中最重要的是塑料溶體的壓力。在塑料溶體的壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及變形。如果型腔厚度和底板厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過(guò)型腔材料的許用應(yīng)力時(shí)，型腔即發(fā)生強(qiáng)度破壞。與此同時(shí)，剛度不足則會(huì)發(fā)生過(guò)大的彈性變形，從而產(chǎn)生溢料和影響塑件尺寸及成型精度，也可能導(dǎo)致脫模困難等。所以，模具對(duì)強(qiáng)度和剛度都有要求。</p><p>　　對(duì)于大尺寸型腔，剛度不足是主要矛盾，應(yīng)按剛度條件計(jì)算；對(duì)于小尺寸型腔，強(qiáng)度不足是主要矛

73、盾，應(yīng)按強(qiáng)度條件計(jì)算。所以，本設(shè)計(jì)是按照強(qiáng)度條件來(lái)計(jì)算。</p><p>　　在實(shí)際中，我們不是通過(guò)計(jì)算來(lái)確定型腔壁厚及支承板厚度，而是憑經(jīng)驗(yàn)確定。查參考資料的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表可以得知：</p><p>　　型腔側(cè)壁厚度S的經(jīng)驗(yàn)值為：</p><p><b>　　S＝0.2L+17</b></p><p>　　L——型腔長(zhǎng)邊的

74、邊長(zhǎng)</p><p>　　底板厚度h的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：</p><p><b>　　h≈0.13b</b></p><p><b>　　取 b≈L</b></p><p>　　因?yàn)榍吧w和后蓋的型腔長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)是一樣大的，所以它們的型腔側(cè)壁和底板厚度也是一樣的。</p><p>　　側(cè)

75、壁厚度S的值為：S＝0.2L+17=0.2×105.6+17＝38.12mm</p><p>　　底板厚度h的數(shù)據(jù)：h≈0.13b≈0.13×105.6≈13.8mm</p><p>　　4.10 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　當(dāng)塑件上具有與開(kāi)模方向不一致的側(cè)孔，側(cè)凹或凸臺(tái)時(shí)，在脫模之前必須先抽掉側(cè)向成型零件（或側(cè)型芯），否則就無(wú)

76、法脫模。這種帶動(dòng)側(cè)向成型零件移動(dòng)的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。</p><p>　　由于前蓋和后蓋只是側(cè)孔的形狀不同，其它的條件相差不大，所以它們選用一樣的側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。</p><p>　　根據(jù)動(dòng)力來(lái)源的不同，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)一般可分為手動(dòng)，機(jī)動(dòng)和氣動(dòng)（液壓）三大類(lèi)。</p><p>　?。?） 手動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)：手動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是由人工將側(cè)型

77、芯或鑲塊連同塑件一起取出，在模外使塑件與型芯分離。</p><p>　　（2） 機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)：機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是利用注射機(jī)的開(kāi)模力，通過(guò)傳動(dòng)件使模具中的側(cè)向成型零件移動(dòng)一定距離而完成側(cè)向分型與抽芯動(dòng)作。這類(lèi)機(jī)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性好，效率高，動(dòng)作可靠，實(shí)用性強(qiáng)。其主要形式有斜導(dǎo)柱分型與抽芯機(jī)構(gòu)。</p><p>　　（3） 液壓或氣動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)：液壓或氣動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是以液

78、壓力或壓縮空氣作為側(cè)向分型與抽芯的動(dòng)力。</p><p>　　抽芯距是指將側(cè)型芯抽至不妨礙塑件脫模位置的距離。一般抽芯距等于成型塑件的孔深或凸臺(tái)高度再加2～3 mm的安全系數(shù)。即</p><p>　　S＝h+(2～3)mm＝3＋3＝6 mm</p><p>　　式中， S——抽芯距 （mm）</p><p>　　h——塑件的側(cè)孔深度或側(cè)凸高度

79、</p><p>　　抽出側(cè)向型芯或分離側(cè)向凹模所需要的力稱(chēng)為抽芯力。抽芯力的計(jì)算與脫模力的計(jì)算相同。所以公式為</p><p><b>　　＝</b></p><p>　　t ——制品壁厚，t＝1 mm</p><p>　　E ——塑料的拉伸彈性模量（MPa），查表取2100，</p><p>

80、　　——塑料的平均成型收縮率，取0.5％。</p><p>　　——塑料的泊松比，查表取0.42</p><p>　　h ——型芯脫模方向高度，h＝3mm</p><p>　　——脫模斜度修正系數(shù)，其計(jì)算式為＝</p><p>　　其中，f ——制品與鋼材表面之間的靜摩擦系數(shù)，查表取0.38 </p><p>　　——

81、型芯的脫模斜度，取2°</p><p>　　帶入數(shù)字，算得 ≈0.34</p><p>　　Q＝147.73 N</p><p>　　斜導(dǎo)柱分型與抽芯機(jī)構(gòu)是生產(chǎn)中最常見(jiàn)得一種，它是利用斜導(dǎo)柱等零件把開(kāi)模力傳遞給側(cè)型芯，使之產(chǎn)生側(cè)向移動(dòng)來(lái)完成抽芯動(dòng)作的。</p><p>　　結(jié)構(gòu)原理：斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)由與模具開(kāi)模方向成一定角度的斜導(dǎo)

82、柱和滑塊組成，并有保證抽芯動(dòng)作穩(wěn)妥可行的滑板定位裝置，起到固定作用的側(cè)向固定板和提供鎖緊力的鎖緊裝置。</p><p>　　圖 16 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)</p><p>　　4.10.1 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)</p><p>　　斜導(dǎo)柱軸向與開(kāi)模方向的夾角稱(chēng)為斜導(dǎo)柱的傾斜角。的大小對(duì)斜導(dǎo)柱的有效工作長(zhǎng)度，抽芯距和受力狀況等起著重要作用，因此它是決定斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)工作效果的重要參數(shù)。

83、</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　H＝S×cot</b></p><p>　　式中， —— 斜導(dǎo)柱的工作長(zhǎng)度（mm）</p><p><b>　　S —— 抽芯距</b></p><p>　　—— 斜導(dǎo)柱的傾

84、斜角</p><p>　　H —— 完成抽芯距S所需要的開(kāi)模行程（mm）</p><p>　　由此可知，在抽芯距S一定的情況下，值越小，則斜導(dǎo)柱的工作長(zhǎng)度L和開(kāi)模行程H均需增加，但L值過(guò)大會(huì)使斜導(dǎo)柱的剛性下降，H值增大會(huì)受到注射機(jī)行程的限制。在考慮斜導(dǎo)柱時(shí)，當(dāng)值增大時(shí)，要得到相同的抽芯力，則斜導(dǎo)柱所受的彎曲力要增大，同時(shí)開(kāi)模力也增大。一般在設(shè)計(jì)的時(shí)候，<25°,常用為＝15

85、°～20°，本設(shè)計(jì)取為18°。</p><p>　　所以， ＝＝＝19.42mm</p><p>　　H＝S×cot＝6×cot18°＝18.22mm</p><p>　　由于計(jì)算較復(fù)雜，所以在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，經(jīng)常用查表法確定斜導(dǎo)柱的直徑。一般根據(jù)抽芯力（或脫模力）。斜導(dǎo)柱傾斜角和最大彎曲力等查出斜導(dǎo)柱

86、的直徑。本設(shè)計(jì)選取的直徑為15 mm。</p><p>　　圓形端面斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度主要根據(jù)抽芯距，斜導(dǎo)柱直徑及斜角來(lái)確定。</p><p>　　斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度為:L=++++</p><p>　　=(D/2)tan+h/cos+(d/2)tan+S/sin+(5～10)</p><p>　　式中 L——斜導(dǎo)柱的總長(zhǎng)度（mm）</p>

87、<p>　　D——斜導(dǎo)柱臺(tái)肩直徑（mm），查表得，D＝20。</p><p>　　d——斜導(dǎo)柱工作部分的直徑（mm），d＝15。</p><p>　　h——斜導(dǎo)柱固定板的厚度（mm），h＝45</p><p>　　S——抽芯距（mm），S＝6</p><p>　　——斜導(dǎo)柱的傾斜角（°），＝18°。</

88、p><p><b>　　代入數(shù)字，算得 </b></p><p><b>　　L≈80 mm</b></p><p>　　4.10.2 滑塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　滑塊是斜導(dǎo)柱側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)中的一個(gè)重要零部件，注射成型時(shí)塑件尺寸的準(zhǔn)確性和移動(dòng)的可靠性都需要它來(lái)保證。</p><

89、p>　　經(jīng)驗(yàn)所得，滑塊長(zhǎng)度（運(yùn)動(dòng)方向）應(yīng)為寬度的1.5倍，高度和寬度的比值應(yīng)為2：3。因?yàn)樗芗膫?cè)向方向的型芯的高度為31mm，所以本設(shè)計(jì)選取滑塊的高度為H＝31mm,所以計(jì)算得寬度為W＝46.5mm，長(zhǎng)度為L(zhǎng)≈70mm。</p><p>　　滑塊在側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)和復(fù)位過(guò)程中，要沿一定的方向平穩(wěn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。為了保證滑塊運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，抽芯及復(fù)位可靠，無(wú)上下竄動(dòng)和卡緊現(xiàn)象，滑塊在導(dǎo)滑槽內(nèi)必須很好地導(dǎo)滑。</p

90、><p>　　在模具中，一般采用T字形導(dǎo)滑槽。其長(zhǎng)度一般為滑塊寬度的1.5倍，所以其長(zhǎng)度為：L＝1.5W＝1.5×46.5≈70mm。</p><p>　　4.10.3 楔緊塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　在注射成型的過(guò)程中，側(cè)型芯會(huì)受到型腔內(nèi)熔融塑料較大推力的作用，這個(gè)力會(huì)通過(guò)滑塊傳給斜導(dǎo)柱，而一般的斜導(dǎo)柱為一細(xì)長(zhǎng)桿，受力后很容易變形，因此要設(shè)置楔緊塊，以便

91、在和模狀態(tài)下壓緊滑塊，承受腔內(nèi)熔融塑料給予側(cè)向成型零件的推力。</p><p>　　在側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)中，楔緊塊的楔角是一個(gè)重要參數(shù)。為了保證在和模時(shí)能壓緊滑塊，而在開(kāi)模時(shí)它又能迅速脫離滑塊，避免楔緊塊影響斜導(dǎo)柱對(duì)滑塊的驅(qū)動(dòng)，鎖緊角一般必須大于斜導(dǎo)柱的斜角，這樣才能保證模具一開(kāi)模，楔緊塊就讓開(kāi)。＝＋（2°＋3°）＝18°＋2°＝20°。</p><p

92、>　　4.11 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　在注射過(guò)程中，開(kāi)始注射時(shí)模具是冷的，由于注入型腔內(nèi)的塑料溫度的影響，模具溫度逐漸升高。根據(jù)注射的成型材料不同，模具的溫度也不同。由于成型要求模具有一定的溫度，模溫過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響塑件質(zhì)量，產(chǎn)生縮孔，變形等缺陷。所以，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮冷卻或加熱裝置來(lái)調(diào)節(jié)模具的溫度。成型時(shí)若料溫不足，為了使模具達(dá)到成形要求的模溫，一般應(yīng)考慮加熱裝置；當(dāng)料溫使模溫超過(guò)成形要

93、求時(shí)，則應(yīng)考慮冷卻裝置。</p><p>　　在模具設(shè)計(jì)中，設(shè)置冷卻裝置的目的，一是防止塑件脫模變形；二是縮短成型周期；三是使結(jié)晶性塑料冷凝形成較低的結(jié)晶度，以得到柔軟性、擾曲性、伸長(zhǎng)率較好的塑件。</p><p>　　冷卻形式一般在型腔、型芯等部位合理地設(shè)置通水冷卻水路，并通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻水流量及流速來(lái)控制模溫。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用循環(huán)式冷卻水路，這樣對(duì)型

94、腔和型芯的冷卻效果較好。水孔邊離型腔距離為20mm，因?yàn)槿绻嚯x太近的話冷卻不易均勻，太遠(yuǎn)的話效率就近。水孔直徑設(shè)計(jì)為10mm。</p><p>　　4.12 塑料注射機(jī)的校核</p><p>　　4.12.1 最大注射量的校核</p><p>　　塑件的體積（包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)）應(yīng)小于注射機(jī)的最大注射容量，其關(guān)系按下式校核： </p><p>

95、;　　——塑件和澆注系統(tǒng)的體積總和（cm3）</p><p>　　——注射機(jī)最大注射量（cm3）</p><p>　　計(jì)算出注射機(jī)的最大注射量 </p><p>　　式中 ——注射機(jī)理論注射量（cm3）</p><p>　　——射出系數(shù)，實(shí)際生產(chǎn)中常取0.7～0.9，本設(shè)計(jì)取0.8。</p><p><b

96、>　　所以，</b></p><p><b>　　（1）前蓋</b></p><p>　　塑件的體積：＝4.87 cm3</p><p>　　澆注系統(tǒng)的體積等于澆口套里面的澆道體積加上型腔內(nèi)的澆道體積。</p><p>　　因?yàn)闈部谔资接梢粋€(gè)短圓柱和一個(gè)長(zhǎng)圓柱組成的，所以很容易算得兩個(gè)圓柱得體積總和為

97、11.97 cm3，利用Pro/E的測(cè)量功能，測(cè)得澆口套的體積為11.52 cm3，所以澆口套里面的澆道體積為＝11.97－11.52＝0.45 cm3。</p><p>　　型腔內(nèi)的體積可以由鑄模的體積減去塑件的體積，所以，算得體積為＝5.0035－4.87＝0.1335 cm3</p><p>　　則澆注系統(tǒng)體積＝+＝0.45＋0.1335＝0.5835 ， </p>&

98、lt;p>　　所以塑件和澆注系統(tǒng)的體積總和＝＋＝5.4535 </p><p><b>　?。?）后蓋</b></p><p>　　其計(jì)算方法與前蓋的一樣，因?yàn)椴捎孟嗤臐部谔?，所以澆口套里面的澆道體積為＝11.97－11.52＝0.45 cm3，型腔內(nèi)的體積為：＝6.6345－6.50＝0.1345 cm3</p><p>　　則澆注系

99、統(tǒng)體積＝+＝0.45＋0.1345＝0.5845 ， </p><p>　　塑件的體積：＝6.50 cm3</p><p>　　所以塑件和澆注系統(tǒng)的體積總和＝＋＝6.50＋0.5845＝7.0845 </p><p>　　最大注射量的校核公式為 ，</p><p>　　前蓋：＝5.4535 ， ，</p><p&g

100、t;　　所以，注射量符合要求。</p><p>　　后蓋：＝7.0845 ， ，</p><p>　　所以，注射量符合要求。</p><p>　　4.12.2 最大注射壓力校核</p><p>　　注射機(jī)的額定注射壓力即為它的最高壓力，應(yīng)該大于注射機(jī)成形時(shí)所需調(diào)用的注射壓力，即 ，</p><p>　　式中，——

101、注射機(jī)的額定注射壓力，查表得，＝1500×Mpa</p><p>　　——塑件成形時(shí)所需的注射壓力，查表得，＝900×Mpa</p><p>　　——安全系數(shù)，一般?。?.25～1.4，本設(shè)計(jì)?。?.3。</p><p><b>　　代入數(shù)字，算得</b></p><p>　?。?500×M

102、pa ＝900××1.3＝1170×Mpa</p><p>　　所以，最大注射壓力符合要求。</p><p>　　4.12.3 鎖模力的校核</p><p>　　鎖模力是注射機(jī)的合模裝置對(duì)模具的最大鎖緊力，其作用是防止注射成形時(shí)，模具分型面張開(kāi)。</p><p>　　注射機(jī)的鎖模力應(yīng)大于模腔內(nèi)塑料熔體的壓力產(chǎn)生

103、的張開(kāi)模具的力，即</p><p>　　式中 F——鎖模力，其大小為F＝150 KN；</p><p>　　——模腔內(nèi)熔體的壓力（MPa），一般取40～50MPa</p><p>　　A——所有塑件及澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積之和。利用Pro/E的測(cè)量功能，測(cè)得前蓋 A≈1167.52 mm2，后蓋 A≈2537.68 mm2</p><p

104、><b>　　所以</b></p><p>　　均小于注射機(jī)鎖模力150kN，所以符合要求。</p><p>　　4.12.4模具厚度H與注射機(jī)閉合高度的校核</p><p><b>　　可按下式校核：</b></p><p><b>　　﹥ H ﹥ </b></p

105、><p>　　式中 ——注射機(jī)允許最大模厚（=180mm）；</p><p>　　——注射機(jī)允許最小模厚（=100mm）。</p><p><b>　　其中，</b></p><p>　?。?0+40+40+10+40+20＝170mm</p><p>　　式中 為定模板厚度， 為定模套板厚度 ，

106、 為動(dòng)模套板厚度</p><p>　　為動(dòng)模支撐板厚度， 為墊塊厚度， 為動(dòng)模板厚度</p><p>　　因?yàn)?80 ﹥170 ﹥ 100，所以能滿(mǎn)足要求。</p><p>　　4.12.5 開(kāi)模行程校核</p><p>　　注射機(jī)開(kāi)模行程應(yīng)大于模具開(kāi)模時(shí)取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需的開(kāi)模距，即滿(mǎn)足下式：</p><p&

107、gt;<b>　　≥++（5～10）</b></p><p>　　式中 ——注射機(jī)模板行程（=120mm）；</p><p>　　——脫模距離；=40mm ；</p><p>　　——包括流道凝料在內(nèi)的制品高度，前蓋和后蓋均約為=50mm 。</p><p>　　則 ++10=40+50+10=100﹤120，所以能

108、滿(mǎn)足要求。</p><p>　　4.13 模具總裝圖和爆炸圖</p><p>　　模具總裝圖如下圖所示：</p><p>　　圖 18 模具總裝圖</p><p>　　模具爆炸圖如下圖所示：</p><p><b>　　圖 19 爆炸圖</b></p><p><b&

109、gt;　　5 制造工藝分析</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)使用Moldflow Plastics Insight 5.0對(duì)塑件進(jìn)行注塑工藝仿真，其結(jié)果如下：</p><p>　　5.1 最佳澆口地位置</p><p>　　使用MPI這個(gè)軟件，我們可以很容易就找出最佳澆口地位置。</p><p>　?。?）前蓋：在下圖中，藍(lán)色位

110、置就是澆口的最佳位置。</p><p>　　圖 20 前蓋的澆口最佳位置</p><p>　?。?） 后蓋：同理，在下圖中，藍(lán)色位置就是澆口的最佳位置。</p><p>　　圖 21 后蓋的澆口最佳位置</p><p>　　5.2 MPI的FLOW仿真分析</p><p>　　5.2.1 填充時(shí)間</p>

111、<p>　　（1）前蓋：填充時(shí)間為t＝0.5513s；</p><p>　?。?）后蓋：填充時(shí)間為t＝0.5465s。</p><p>　　5.2.2 最大壓力</p><p>　　查看仿真結(jié)果可知型腔壓力隨填充體積的增加而變化，填充完成后，壓力的最大值為：</p><p>　?。?）前蓋：36.82MPa</p>

112、<p>　?。?）后蓋：21.76MPa</p><p>　　5.2.3 熔接痕位置</p><p>　　查看仿真結(jié)果得知，熔接痕位置如下圖所示，黑色曲線顯示熔接痕。</p><p><b>　?。?）前蓋：</b></p><p>　　圖 22 前蓋的熔接痕位置</p><p><

113、;b>　?。?）后蓋：</b></p><p>　　圖 23 后蓋的熔接痕位置</p><p>　　5.2.4 平均速度</p><p>　　由仿真結(jié)果可知，注射的平均速度為;</p><p>　?。?）前蓋：V＝89.88 cm/s</p><p>　?。?）后蓋：V＝74.65 cm/s</

114、p><p>　　5.2.5 熔料的最高溫度</p><p>　　查看仿真結(jié)果可知，無(wú)論是前蓋，還是后蓋，熔料在成型過(guò)程中的最高溫度均為230。</p><p>　　5.2.6 體積收縮率</p><p>　　收縮不均勻是制品變形的一個(gè)重要原因，由仿真結(jié)果可知以下數(shù)據(jù)：</p><p>　?。?）前蓋：收縮率的最大值為10.

115、73％</p><p>　　收縮率的最小值為0.1080％</p><p>　　收縮率的平均值為5.420％</p><p>　　（2）后蓋：收縮率的最大值為12.03％</p><p>　　收縮率的最小值為0.0438％</p><p>　　收縮率的平均值為6.039％</p><p>　　5

116、.2.7 氣穴分布</p><p>　　在熔融塑料填充過(guò)程中，除了模具型腔內(nèi)由空氣外，還會(huì)因塑料受熱而產(chǎn)生空氣。其氣穴分布如下圖所示，粉紅色的就是氣穴的位置。</p><p><b>　?。?）前蓋：</b></p><p>　　圖 24 前蓋的氣穴分布</p><p><b>　　（2）后蓋：</b&g

117、t;</p><p>　　圖 25 后蓋的氣穴分布</p><p>　　由圖可知，塑件四周的端面處會(huì)產(chǎn)生幾處氣穴，因此在模具設(shè)計(jì)中必須設(shè)置排氣槽。</p><p>　　5.3 MPI的COOL仿真分析</p><p>　　5.3.1 冷卻管道的液流量</p><p>　　冷卻液流量的大?。蠢字Z數(shù)）應(yīng)大于或等于1000

118、0，以保證液流為絮流。查看仿真結(jié)果可知，前后蓋的冷卻管道的液流量均為4.234L/min，雷諾數(shù)均為10000，所以，流體在管道中的流動(dòng)狀態(tài)是絮流，因而冷卻管道設(shè)置效果良好。</p><p>　　5.3.2冷卻管道的最高溫度</p><p>　　由仿真結(jié)果得出，前蓋的冷卻管道的最高溫度為25.39，后蓋的冷卻管道的最高溫度為25.55。</p><p>　　5.3.

119、3 模腔平均溫度和冷卻時(shí)間</p><p><b>　　由仿真結(jié)果得出：</b></p><p>　?。?）前蓋：模腔內(nèi)的最高溫度為55.43。</p><p>　　模腔內(nèi)的最低溫度為25.31。</p><p>　　模腔內(nèi)的平均溫度為40.37。</p><p>　　完全冷卻時(shí)間為5.230s。

120、</p><p>　?。?）后蓋：模腔內(nèi)的最高溫度為33.35。</p><p>　　模腔內(nèi)的最低溫度為27.15。</p><p>　　模腔內(nèi)的平均溫度為30.25。</p><p>　　完全冷卻時(shí)間為5.9723s。</p><p>　　5.4 翹曲（Warp）分析結(jié)果</p><p>　　

121、由仿真結(jié)果可以看出：</p><p>　　前蓋：總體變形量：0.1235mm～0.8673mm</p><p>　　X 方向變形量：-0.2507mm～0.2958mm</p><p>　　Y 方向變形量：-0.4499mm～0.5831mm</p><p>　　Z 方向變形量：-0.4191mm～0.7934mm</p>&l

122、t;p>　　后蓋：總體變形量：0.1471mm～0.7628mm</p><p>　　X 方向變形量：-0.2840mm～0.2487mm</p><p>　　Y 方向變形量：-0.4557mm～0.5383mm</p><p>　　Z 方向變形量：-0.4091mm～0.6320mm</p><p>　　以上這些都是用MPI軟件仿真分

123、析出來(lái)的。MPI是一款應(yīng)用廣泛的模擬仿真軟件，使用該軟件可以全面模擬注塑成型過(guò)程，并以圖形的方式直觀地顯示分析結(jié)果，為設(shè)計(jì)參的確定和優(yōu)化提供理論依據(jù)，可以幫助設(shè)計(jì)者進(jìn)一步修改模具設(shè)計(jì)方案。</p><p><b>　　6 結(jié) 論</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)諾基亞2100手機(jī)的前后蓋進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，展示了模具設(shè)計(jì)的整個(gè)流程。其中既運(yùn)用了Pro/EN