手机保护壳注塑模具设计

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1、海南大学 毕业论文（设计） 题 目： 手机保护壳注塑模具设计 学 号： 20150581310251 姓 名: 张栋帆 年 级： 2015级 学 院： 机电工程学院 系 别： 机械系 专 业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 郭志忠 完成日期： 2019 年 5月 20日 压缩强度MPa 18 〜39 缺口冲击强度kJ/m2 11 〜20 硬度HR R62 〜86 体积电阻系数Q cm 1013 击穿电压kV. mm-1 15 2.4塑件注射工艺参数的确定 根据该产品的特点及材料，我们选择用注射成型来加工该塑件。拟定 工艺参数如下

2、： 表2. 2主要工艺参数 螺杆转速，r/min 30 〜60 预热温度，°C 80 〜85 料筒温度，笆 后段 150〜170 中段 165〜180 前段 180〜200 喷嘴温度，°C 180〜190 模具温度，°C 50 〜70 注射压力，MPa 70 〜90 S 注射时间 3〜5 保压时间 15 〜30 冷却时间 15 〜30 成型周期 40 〜70  后处理 方法 红外线烘箱 温度，°C 70 时间，h 0. 3〜1 原材料应预干燥0. 5h以上 2. 5注塑机的选择 塑件质量计算公式为： Mi =

3、p* 上式中： —塑件质量 P —材料密度P是1.05 g/cm3 Vi—由三维软件得出，制品体积Vt=8. 572cm3 将上面的数据代入公式，贝叭 M】=PV| =1.05X8. 572=9. 0006g 所以初步选择螺杆式注塑成型机XS-ZY-125. 表2. 3注塑机基本参数 螺杆直径/mm 042 注射容量/cm， 125 模具厚度/mm 最大 300 锁模力/KN 900 最小 200 最大注射面积 /cm3 320 喷嘴 球半径/mm 12 模板行程/mm 300 孔直径/顾 (D4 定位孔直径/mm 中 IO。"，0

4、4 拉杆空间/nun 260X290 注射压力/MPa 120  3. 拟定模具的结构形式 3.1型腔数目的确定 计算型腔数目的公式为: n< Fn — PA。 上式中： Fn 一注塑机的额定锁模力Fn=900000N A. 一单个塑件在模具分型面上的投影面积AL6500mn? Ao —浇注系统在模具分型面上的投影面积Ao=325Ocm3 P —塑料熔体对型腔的成型压力P=40MPa 将上面的数据代入公式，得： = 2.9 化去色= 900000 -40x3250 PA} 40x65(X) 根据计算出了上面的值，且考虑到该模具的结构及塑件精

5、度，最终确 定为一模两腔。 浇注系统体积计算公式为： V2 = V1X Kxn 上式中： V, 一塑件体积 n 一型腔数量n=2 V2 一浇注系统体积 K 一塑件体积常量K=0. 2 将上面的数据代入公式，则： V2 = VixKxn = 8.572 x 0.2 x2 = 3.4288cm3 注射总质量计算公式为: = n x Mi + 气=n x 虬 + pV2 上式中： Mo 一成型总重量 M.—塑件质量 M,=9. 0006g M2 —浇注系统的质量 M2=P XV2=1. 05X3. 4288=3. 60024gU21 n -型腔数目n=2 将上面

6、的数据代入公式，贝|J： Mo = nxM!4-M2 = 2x 9.0006+3.60024 =2L6g 3. 2型腔的排列方式 本设计采用多型腔模具，所以尽可能采取平衡式排列布置，与浇口开 设的部位对称。|⑶这样是为了每个型腔受到均等且足够的压力，来保证塑 料熔体同时均匀充满每个型腔，使塑件质量均匀稳定。所以型腔排列方式 如图3. 1所示。 图3.1型腔的排列方式 7 1 ° F & 4 h_! _ _ 'll T- ——[ 十。T j 0  3. 3分型面的选择 分型面是定模、动模的分界面，为

7、了保证模具的品质、工艺性和注射 成型效率，使塑件能更好地成型，要合理地选择分型面。而且分型面应保 证塑件的精度和质量，便于加工制造以及塑件的脱模和排气。所以本次设 计确定的分型面如图3. 2。[,4] 图3. 2分型面 4. 浇注系统的设计 浇注系统的作用是将熔融状态的塑料填充到各个型腔中，并在填充和 冷却固化的过程中将注射压力传送给塑件的各个部位，从而得到目标塑件。 浇注系统是注射模的关键部分，它对塑件的质量及注射成型的效率都 有着很大的影响。而且我们要根据塑料的成形特征、塑件大小和形状、模 具的型腔数、注射机安装模板的大小、冷却等综合因素来确定浇注系统的 形状和尺寸。

8、一般来说，按设计进行制造加工成型后，都要经过试模、修 正。图4.1为立式浇注系统。 4. 1主流道的设计 图4. 1主流道 计算主流道小端直径的公式为： d = + (0.5〜1) 上式中： do -注塑机喷嘴直径d0=4nim d 一主通道小端直径 将上面的数据代入公式，贝I： d = + (0.5〜1) = 4 + 1 = 5 mm 主流道球面半径计算公式为： SR = SR0 + (1 〜2) 上式中： SR0 —注塑机喷嘴半径SR0=12mm SR -主通道球面半径尺寸 手机保护壳注塑模具设计 对于该模具，取SR=14 mm,符合要求。 主流道

9、大端直径计算公式为： D = d + 2Lotana 上式中： Lo —主通道长度尺寸由6=软件分析可得Lo=87mm a —斜角a=l° d — 主通道小端直径d=5 mm D —主通道大端直径 将上面的数据代入公式，贝U： £> = d + 2 x L()x tana = 5 + 2x87 x tan(l °)= 7.958 nrn 主流道浇口套长度计算公式为： L =扁+力 上式中： Lo —主通道尺寸L。=87mm L 一浇口套长度 h —共同高度通常取h=2. 8mm 将上面的数据代入公式，贝IJ： £ = + h = 87 + 2.8 = 89.8m

10、m 4. 2分流道的设计 主流道与浇口之间的运输通道称为分流道。侦其作用是平稳的改变熔 料的流向，均衡地分配给各个型腔。在设计时要尽量减少流动过程中的压 力损失和热量损失，以此来提高流道的效率。 4. 2.1分流道的计算 分流道当量直径计算公式为： Dn = 0.2654 x 血 x % 上式中: 耽一次通道直径 L.—单面流道长度L户19. 5mm M —制品质量M=9. 0006g 将上面的数据代入公式，贝L Dn = 0.2654 xVMxVZ? = 0.2654 x79.0006 xV195 = 1.67mm 按照结构采用直径6. 5mmo 4. 2. 2

11、分流道布置形式 4.3浇口设计与布置 浇口又称进料口，是连接分流道与型腔的狭小熔体通道，它能使熔融 状态的塑料流体更快地充满型腔，而且易于成型后浇口凝料与塑件的分离, 同时还有封闭型腔避免熔体倒流的作用。 图4. 3浇口布置 侧浇口深度计算公式为： h = nt 上式中： h 一侧浇口深度 n 一塑料成型系数查表得n=0.41 t 一 壁厚 t=lmm 将上面的数据代入公式，贝IJ： h = nt = 0.41x1 =0.41mm 侧浇口宽度计算公式为： nxy/A b = 30 上式中： b 一侧浇口宽度 n —塑料成型系数查表得n=0.41

12、 A —型腔表面积 经由CAD分析得A=8869. 31mm2 将上面的数据代入公式，贝U： n x Va 30 0.41x78869.31 30 «1.29 4.4冷料穴和拉杆的设计 冷料穴应当在与主流道相对的固定板上。在打开模具时，拉料杆可拉 出主流道的冷凝物料，并且在分流或冷端处，直径必须大于流道直径。为 了避免塑料熔体冷料进到型腔里，影响了塑件的质量。它的直接作用是拉 住塑料熔

13、体流动前沿的冷料。l，6J 图4. 4拉料杆 4. 5浇注系统的校核 主流道凝料体积计算公式为： V主= *(D2 + Dd + d2) 上式中: v主一主浇注通道熔料 D —主浇注通道大端口直径D=8. 9mm d 一主浇注通道小端口直径d=5mni Lo 一主浇注通道的长度L0=87mni .. HX Lo V：k = 将上面的数据代入公式，贝U： 12 分流道凝料体积计算公式为: X (。2 + w + d?) = 87 X(8.9 X 8.9 + 8.9 X 5 + 5 X 5) = 3385.38mm3 上式中: Li —单向分流道长度

14、尺Li=19. 5mm V分一次通道熔料 A —截面积 A-33. 17nim~ 摘要 随着如今制造业飞速地发展，模具越来越受到大家的关注且在日常生 活中、工业中都有着广泛的应用，中国模具产业需要继续提升我国的生产 力，更要着重改善行业内部构造和提升技术发展水平。所以，对各种塑料 模具的设计具备非常重要的理论意义和实际使用价值，设计出性能优异， 结构合理的注塑模具已成为所有相关行业内的关注点。 本设计是以手机保护壳为设计模型，利用在大学所学的注塑模具有关 的课本知识和课外所了解的模具知识，来完成本次注塑模具的设计。其中 包含塑件的成型工艺、模具的结构形式、成型零部件的设

15、计、浇注系统的 设计、顶出机构的设计、冷却系统的设计以及排气系统的设计等。同时也 对注塑模具进行了一定的介绍和相关的设计计算，在设计过程中考虑到其 实际的合理性和经济性。 关键词：注塑模具；手机保护壳；注射成型 将上面的数据代入公式，则: V^ = 2x Ax £1 = 2x33.17x19.5 = 1293.63mm， 总凝料体积计算公式为： 4 分 上式中： V总一浇注系统总凝料 V分一次通道熔料V 5>=1293. 63mm3 V主一主浇注通道熔料V主二3385. 38mm3 将上面的数据代入公式，则： % = V主 + & = 3385.38 +1293.6

16、3 = 4679.01mm3 浇口体积计算公式为： Vg = VW = 8.572cm3 分流道体积计算公式为: Vr =㈣料 主流道体积计算公式为: Vs = n x Vr + V 匕通道= 2x9.2188+ 3.38538 = 21.823cm 主流道流速计算公式为： n „ % =彳x磴x y ] 上式中： Rs 一主流道平均半径 Rs = — + d）/2 xl0-i =（8・9 + 5）/2 x0J = 0 35cm 2 2 Yi —主流道剪切速率 通常取YF2X10V %—主通道流通速率 将上面的数据代入公式，贝U： qs =

17、 — x 7^ x yi = —^0.353 x2xl03 = 67.31cm3 /s 4 4 侧浇口流速计算公式为： 7T Q 如=2 X周X Y 2 上式中： Y2 —通常取 浇口剪切速率Y2=5X10」s qG—浇口流速 & 一侧浇口当量半径 2xA Rg = 9 翕急^ 0.752mm = 0.0752cm 将上面的数据代入公式，则: qG = — x x/2 = x0.07523 x5x 104 = 16.69cm3 /s 模具充模时间计算公式为： ts =— Qs 上式中： Vs —经过流体体积Vs=21. 823cm3 ts 一

18、模具填充时间 qs —主流道熔体的速度qs=67. 31cm3/s 将上面的数据代入公式，则： 5 = 21.823 不一 67.31 =0.324 s 型腔充模时间计算公式为: 上式中： qG —浇口体积流速 qG=16. 69cm7s VG —经过流体体积赤=8. 572cm3 tG——腔填充时间 将上面的数据代入公式，则： _ Ng _ 8.572 q(? 16.69 =0.514 s 注射时间计算公式为: ts nx tG 「亏+ 丁 上式中: tG —每腔填模时间 n -型腔数据n=2 ts —充模时间 将上面的

19、数据代入公式，则： .ts nxtc 0.324 2x0.514 =0>45s t —射出时间 t = —4 = + - 3 3 3 侧浇口剪切速率校核计算公式为： _ 4xQg 片=『 上式中: Rg —侧浇口当量半径 2xA2 =3 nC I 如端备=°”2mm = 0・0752cm qc 一 浇口体积流速 qG=16. 69cm3/s 将上面的数据代入公式，则: 十哉=涕* = 4嘛妄 分流道剪切速率校核计算公式为： 3.3 x qR Yr = T^rT 上式中: qR 一实际子通道流量=兰=甘；：' =20.486cm'

20、 /s Rn—当量半径 Rn=0.325cm 将上面的数据代入公式，则: 务兰半=33x20.486 27.163s- wR： 3.14 x 0.3253 主流道剪切速率校核计算公式为: 手机保护壳注塑模具设计 3.3 x Ys= 71 xR^ 上式中： qs -实际主通道容量 qs = - = ^^ = 48.496cm3/s t 0.45 Rs —主流道平均半径Rs=0. 35cm 将上面的数据代入公式，贝U： =1188.738 s_, 3.3 x * 3.3x48.496 X = —= JIX 尺 3.14X0.35, 5. 成型零部件的设计 5

21、.1型腔和型芯工作尺寸计算 5.1.1型腔内型尺寸 表5.1型腔结构工作尺寸的计算 塑件外 部结构 尺寸 计算公式 型腔工作尺寸 ]]6戚 42 3 +6 dm = O(l + S) 4」0 116.1严 60 或30 60.075 曾 5 46* 46.035 严 上式中： S—收缩系数8=0. 005 D一内部基础尺寸 △—制品公差 Dm—内腔尺寸 8 —加工公差，这取 4 5.1. 2型腔深度尺寸 表5. 2型腔高度工作尺寸的计算 塑件外 部高度 尺寸 计算公式 型腔工作尺寸 10V.16 2 "I+$ Hm= O(l

22、 + S)—狎 J Jo 9.943 严 8^4 7.946 严 上式中： s 一加工公差，这取 D-厚度尺寸 S—收缩系数S=0. 005 Hl深度尺寸 △—塑件公差 5.1. 3型芯外形尺寸 表5. 3型芯结构工作尺寸的计算 塑件内 部结构 尺寸 计算公式 型芯工作尺寸 114-0.42 114.885*.w 58-0.30 58.515*。乃 22-0.20 22.26*. °, 0-0. 14 dm = d(l + S)+：A 0 -8 8.145 Kg 2-0.10 2.

23、085*.m 6-0.12 6.12?。.。3 31 -0.24 31.335*.% 上式中： 6 一加工公差，这取 4 △—制件公差 d—外部基本尺寸 S—收缩系数S=0. 005 dn—外部尺寸 5.1.4型芯高度尺寸 表5. 4型芯高度工作尺寸的计算 塑件内 部高度 尺寸 计算公式 型芯工作尺寸 9-0. 14 2 ] ° 4 = B(l+S) + yL 9.139*加 上式中： d-厚度基本尺寸 6 —加工公差，这取 4 △—塑件公差 S—收缩系数S=0. 005 乩一厚度尺寸 5.1.5中心

24、距尺寸 表5. 5中心距工作尺寸的计算 塑件中 心距尺 寸 计算公式 中心距工作尺寸 7. 5-0.14 Gn = (l + S)G±S& 7.5375 ±0.0175 19-0.20 19.095 ±0.025 12. 5-0. 12.5625 ±0.02 上式中: C. 一中心距基本尺寸 膈一加工公差，这取 4 △—塑件公差 S—收缩系数S=0. 005 G一中心距尺寸 5. 2型腔侧壁厚度校核计算 侧壁允许变形量计算公式为: % = 5(1 + △) 上式中： △—通过上面的数据计算出产品的短边方向的尺寸公差△=0.42 % —许可变

25、化值 将上面的数据代入公式，则： 矩形型腔侧壁刚度计算公式为: PM 32EHSp 上式中： P —型腔压力取p=40MPa H一型腔侧壁总高度H=70mm E —弹性模量E=2. IX 10淋Pa FL—承受熔体压力的侧高度H.=30mni 3p一允许变形量4> = 0.0592 1—型腔侧壁长边长l=244mm 将上面的数据代入公式，则：  矩形型腔底板刚度计算公式为: 上式中： b一型腔侧壁短边长b=230. 6mm E —弹性模量 E=2. 1 X 105MPa 第一允许变形量= 0.0592 P —型腔压力取p=40MPa

26、 L一双支脚边距L=264mm B一底板总宽度B=400nun 将上面的数据代入公式，贝U： : =112.07mm 6 .推出机构的设计 6.1脱模力的计算 脱模力计算公式为: 上式中： A — 塑件的包络面积A=8640. 93mm2 a 一脱模角度a=l° P —塑件对型芯单位面积上的包紧力P=10MPa u —摩擦系数u =0. 1 Q —脱模力 将上面的数据代入公式，贝U： Q= >4 x Px (// x costz - sina) = 8640.93 x 10 x(0.1 x cosl ° - sin 1 °) = 7131 .567V 6

27、.2推杆直径的计算 推杆直径计算公式为: L2xQ 上式中: E —弹性模量E=2. 1X105 n —顶杆个数n=l k —安全常量k=l. 1 L —顶杆长度从CAD测出L=139mm Q —分模力 Q=7131.56N 将上面的数据代入公式，则: d = k狠尝=1.旧於9239x7⑶宾药国皿 V nxE V 1x210000 为了更好的推出效果，因而d=8innio 6. 3推杆的强度校核 推杆直径校核计算公式为: 4xQ d > ~ Inx7rx[a] 上式中： Q —开模力 Q=7131.56N n —顶杆数量n=l

28、 [a]— 查表得许可应力的]=300Mpa d 一推杆直径d=8mm d> I 4x7131.56 Vlx3J4x300 将上面的数据代入公式，贝U： =5.5mm 6.4推杆的布置形式 根据以上的计算在和本组同学一起探讨，推杆的结构布置，按照下面 二维图的排布方式。 图6. 1推杆的布置 7. 合模导向机构设计 导柱顶部应该必须高于凸模端面的位置，导套要安装在另外一侧，这 样在合模过程中，通过导柱导套导向，就会顺利的合模和开模，通过分析 模具结构然后模拟开模和合模的状态，可以保护其他结构件。在模具工作 生产中，导柱他也会分担侧面的型腔压力，会平衡分担

29、一部分，这样会让 模具整个系统达到动平衡，这样可以让模具寿命会更进一步提高，不会经 常换模具标准件和分标准件。在模具其他结构机构中，也可以设置导柱导 套的，其目的也是为了导向作用，让运动更加平稳可靠，同时也会分担其 他力，使模具平衡。 本设计采用以下导向机构，如图7.1所示： Abstract With the rapid development of today's manufacturing industry, mold more and more attention and in daily life, industry has a wide range of appl

30、ications, China's mold industry needs to continue to improve our productivity, but also to focus on improving the internal structure of the industry and enhance the level of technological development. Therefore, the design of a variety of plastic mold has a very important theoretical significanc

31、e and practical use value, design excellent performance, reasonable structure of the injection mold has become the focus of all related industries. This design is based on the mobile phone protective shell as the design model, using the injection mold in the university to learn about the textboo

32、k knowledge and extra-curricular knowledge of the mold, to complete the injection mold design. It includes the molding process of plastic parts, the structural form of mold, the design of molding parts, the design of pouring system, the design of ejection mechanism, the design of cooling system

33、and the design of exhaust system. At the same time, the injection mold is introduced and the related design calculation is carried out. Key words: injection mold; Mobile phone protective shell; Injection molding 图7. 1导柱导套 8. 温度调节系统设计 8.1对温度调节系统的要求 为了提升塑件的生产效果以及产品质量，可以让模具的温度低些，让 它保持均匀的温度

34、，这样的好处就使塑件在成型总更加容易，和老师讨论, 可以先根据塑料的类型来看是否冷却或者加热，老师建议说模具一般都是 需要冷却的，但是在开始的情况下，模具需要预热，需要加热一定温度。 如果设计了好的温控系统，模具就会快速冷却，快速达到我们正常工作的 情况，可以使模具的关键结构得到冷却，这样就会冷却了整套模。 8. 2温度调节系统设计原则 为了保证塑件均匀的冷却，必须在模具的浇注系统开设冷却流体，这 样就会达到模具的平衡，从而让塑件的收缩尺寸稳定可靠，能生产出合格的产品。和指导老师沟通，建议水孔位置应该是要沿着模具的宽度方向， 设置的冷却流体进出口温差尽可能小，以达到热平衡和均

35、匀冷却的效果。 我和同学讨论中，确定了冷却通道的布置形式，通过二维软件模拟出了接 头的位置，通过二维建模可以查看与其他模具结构件是否干涉，同时把冷 却孔的孔径设置大些，也可以保证好的冷却效果，指导老师向我建议，冷 却流体的温差不要超过5。，这样会让冷却的热平衡效果更好，冷却流体应 该从浇注系统的位置考虑，这样前后处可以温差减小，在模具结构的允许 下，尽可能设置多的冷却孔，这样会达到最佳效果。 1） 温控系统设计准则一：冷却流体孔数目尽量的多，直径尽量大； 2） 温控系统设计准则二：冷却流体孔至凹模端面的长度应尽量一样； 3） 温控系统设计准则三：进料口处要强化减温； 4）

36、温控系统设计准则四：冷却流体孔径不能够穿过镶件及其缝隙地方, 以防漏水； 5） 温控系统设计准则五：冷却流体孔能够防止设置在塑件的融接缝处; 6） 温控系统设计准则六：进出口管道联接头的具体位置应尽量设置在 工业模具的相同点，一般设置在注塑成型设备的背面。 8. 3冷却系统的计算 制品体积计算公式为： 岭=岭+ n x * 上式中： V2 —浇注系统体积V2=3. 4288cm3 n —型腔数量n=2 Vo —塑料零件体积 V1 个注塑件体积vt=8. 572cm3 将上面的数据代入公式，则： 岭=岭 + n x 匕=3.4288 + 2 x 8..572 = 20

37、.5728 cm3 制品质量计算公式为: m = P Vo 上式中： Vo —塑件体积 Vo=2O. 5728cm3 P —密度 P = 1.05 g/cm3 将上面的数据代入公式，贝U： m = =1.05 x 20.5728 = 21.6g 注塑次数计算公式为: 上式中: N — 1小时的次数 t —注射循环时间查表得:t=20 s 将上面的数据代入公式，则： 3600 3600 N = = ——= 180 t 20 塑料熔体总质量计算公式为： W = N x m 上式中： N — 1小时次数N=180 m 一塑件的总质量m=21. 6g W 一

38、单位时间内成型总质量 将上面的数据代入公式，则： W = Nxm = 180x0.0216 = 3.888kg/h 冷却水流量计算公式为： WxQs 缶 一 60 x p x c x (劣 - /) 上式中： q、.一冷却水流量 c —水比热容 c=4. 187kJ/(kg - °C) 印—出水口水温假如= 27。 Q.—凝固发出热量 查询表得Q.=356kJ/kg p —水密度 p = 1000kg/m! 02 —入水口水温假如但=22°C W —单位时间内成型总重量W=3.888kg/h 3.888x356 将上面的数据代入公式，贝U： q' = 6Oxq

39、xcx(0 - 6()xl(XX)x4.187x(27-22)一'mm 当 q、=0. OOllmVmin 时，查表得 d=6mm=0. 006m 冷却水流速计算公式为： 4xqv V = 60 x 7T x d2 上式中： V 一冷却流体速度 d —水线直径d=0. 006m q、一 流体流量 qv=0. OOllmVmin 将上面的数据代入公式，则: 60xnxd2 =0.6487m/s 4x0.0011 60x3.14x0.006x0.006 热传导系数计算公式为: 4.187 x f x (p x V)0 8 上式中: f 一常量按o

40、=呼== 245 查表得f=0. 596 v — 冷却流体速率v=0. 6487m/s p —水密度 p = lOOOkg/m1 d —水线直径d=0. 006m h —热传导常数 将上面的数据代入公式，则： 0.00602 h _ 4.187 x f x (q x v)°' _ 4.187 x 0.596 x (1 OOP x 0.6487 )庭 导热面积计算公式为: hxA6> 上式中： W —单位时间内注塑总质量W=3. 888 kg/h h —热传导常数 h二 1233. 69kJ/(nT2 ・ h ・ °C) A0 — 温度差 设初始温度是43°C =43

41、-24. 5=18. 5C A —传热面积 Qs —凝固发出热量查表得Q尸356 kj/kg 将上面的数据代入公式，则： A =也必=3.888x356 =0.06070? hxA6> 1233.69x18.5 水管长度计算公式为： A L = nxd 上式中: L 一水路长度 A — 传热面积A=0. 0607m2 d — 水管直径d=0. 006m 将上面的数据代入公式，则： L = -^-= 00607 = 3.22m 兀xd 3.14x0.006 水管的根数计算公式为： 上式中: L — 水线长度L=3. 22m x 一管道根数 1 -每根管道长

42、度倘若1=0. 4m 将上面的数据代入公式，贝U： L 3.22 父 x = — = «8 1 0.4 8.4冷却系统在模具里的布置形式 通过计算和向老师请教，老师综合我的模具结构，在考虑了计算方面, 最终建议让我使用直流式冷却的方式。 n 图8.1冷却系统的布置 9. 排气系统的设计 因为该塑件采取的是侧浇口进料，熔体经过台阶和肋板然后充满型腔, 顶部有定模轴孔型芯，其配合间隙可当作气体排出的方式，所以不会在顶 部产生憋气的现象。同时，底部的气体会顺着推杆的配合间隙、分型面和 动模板与型芯之间的间隙排到外面。[17] 10. 注塑机的校核 10.1型

43、腔数目校核 校核型腔数目公式为： Fn > P（M] + & ） 上式中： E,—注塑机额定锁模力Fn=900000N A,一单个塑件在模具分型面上的投影面积A.=6500mm3 Ao 一浇注系统在模具分型面上的投影面积Ao=325Ocm3 P 一塑料熔体对型腔的成型压力P=40MPa 将上面的数据代入公式，则： Fn 2 P（nA+4）） = 900000 > 40x（2 x 6500 + 3250）=650000 N 与设计相符。 10. 2最大注塑量校核 最大注塑量校核计算公式为： 0 x * + 岭）式 0.8 x，注 上式中： V2—浇注系统体积V2=3

44、. 4288cm3 V,—制件体积 Vf8. 572cm3 V注一最大注塑体积Va=125cm3 n —型腔数量n=2 将上面的数据代入公式，则： （nx% + 岭）=（2 x 8.572 + 3.4288 ） = 20.5728 <0.8x125 =100 通过设计验证达到要求。 10. 3最大锁模力校核 最大锁模力校核公式为： Fs>Fz = PxnxA 上式中： P —型腔压力P=40Mpa A —注塑件分型面投影面积操作CAD软件分析运算出A=6500mm2 Fs —合模力注塑机Fs=900kN n 一型腔数目n=2 Fz —胀模力 将上面的数据代入公

45、式，贝U： 氏次= Pxnx A = 900 2 6500 x 2 x 40 = 5203 通过设计验证达到要求。 10.4模具安装尺寸校核 喷嘴尺寸校核计算公式为： d = do + (0.5〜1) 上式中： 山一注塑机喷嘴直径d0=4mm d 一主流道小端直径 将上面的数据代入公式，贝L d = d()+ (0.5〜1) = 4 + 1 = 5 mm SR = SR0 + (1 〜2) 上式中： SR 一主流道球面半径 SR。一注塑机喷嘴半径SRo=12mm 将上面的数据代入公式，贝I］： SR = SR)+ (1 〜2)= 12 + 2 = 14 mm

46、手机保护壳注帮模具设计 由上面校核的数据，最终得出是符合实际设计要求。 注塑机的定位孔尺寸为100mm,利用如上的数据参数，来核对设计，验证结 果是正确的。 注射机器拉杆K宽为：260X290 模具长宽为：200X225 利用计算得出来的结果，进行注塑机的校核是符合设计需求的,故符合设计。 模具厚度校核计算公式为： ^min < H < ^max 上式中： 氐、-最大厚度HlliIX=300nun Hnin —最小厚度 H.in=200mm 将上面的数据代入公式，贝L 2(XX// = 29(X3(X) 根据计算校核，符合最终设计的要求。 开模行程校核计算公式为：

47、 Smax >s = //1 + H24-a + 10mm 上式中： Hi —推出行程Hi=40mm a —浇注系统长度a=87mm SnHX —脱模行程S皿x =300mm H2 —注塑件高度值H,= 10mm 将上面的数据代入公式，贝U： Sg = 300 >s = /7]+H2+a + lOniin =40 + 10 + 87 + 10 = 147 mm 符合设计要求。 11. 斜导柱抽芯设计计算 11.1抽芯力的计算 抽芯力计算公式为: Q = AxPx(fx cos a - sin a ) 上式中： a 一开模的斜度a=l° A —塑料件包含面积A=8

48、640. 93mm2 f —摩擦力系数得出仁0. 15 Q -开模力 P —塑件对型芯单位面积上的包紧力 取P=10MPa 将上面的数据代入公式，则： Q = AxPx(f x cos« - sin«) = 8640.93x10x(0.15 xcosl °-sin 1 °) = 11451 .39N 11.2抽芯距的计算 抽芯距计算公式为： s = h +(2 〜3)mm 上式中： h —塑件侧面凸凹尺寸h二1 mm s 一脱模移动距离 将上面的数据代入公式，则： s = h +(2 ~ 3)mn = 1 + 3 = 4mm 11.3弯曲力的计算 弯曲力计算公式为

49、： Q x cos2^ N =— cos(a + 2x0 上式中： Q —分模力 Q=11451.39N N 一折弯力 f —摩擦因子 通常f=0. 1-0. 2这取f=0. 15 手机保护壳注型模具设计 目录 1. 绪论 1 1.1注塑模具介绍 1 1.2我国模具行业发展现况 1 1.3模具的发展趋势 1 2. 手机保护壳的工艺分析 2 2.1塑件介绍 2 2. 1. 1选取精度 3 2.1.2表面粗糙度 3 2. 1.3 外形 3 2.1.4脱模斜度 4 2. 2塑件材料的介绍 4 2. 3塑料材料的性能 4 2.4塑件注射工艺参数的确定 5

50、 2.5注塑机的选择 6 3. 拟定模具的结构形式 7 3.1型腔数目的确定 7 3. 2型腔的排列方式 8 3. 3分型面的选择 9 4. 浇注系统的设计 9 4.1主流道的设计 10 4. 2分流道的设计 11 4.2. 1分流道的计算 11 4. 2. 2分流道布置形式 12 4.3浇口设计与布置 12 4.4冷料穴和拉杆的设计 13 4.5浇注系统的校核 14 5. 成型零部件的设计 18 5. 1型腔和型芯工作尺寸计算 18 5. 1. 1型腔内型尺寸 18 5.1.2型腔深度尺寸 18 5. 1. 3型芯外形尺寸 19 5. 1.4型芯高度尺寸

51、20 5. 1.5中心距尺寸 20 5.2型腔侧壁厚度校核计算 21 6. 推出机构的设计 22 6. 1脱模力的计算 22 6.2推杆直径的计算 23 6. 3推杆的强度校核 23 6.4推杆的布置形式 24 7. 合模导向机构设计 24 8. 温度调节系统设计 25 8. 1对温度调节系统的要求 25 手机保护壳注帮模具设计 0 —摩擦斜角 0=arctanf=arctan( 0. 15 )=0. 15° 将上面的数据代入公式，贝U： N = Qxco 罚 cos(a + 2x°) = 11872 .O9N 11451 .39xcos2(0.15。)

52、cos(15° + 2x0.15°) 11.4斜导柱截面的计算 斜导柱截面尺寸计算公式为: 上式中： L4 —有用距离 L.t=s/sina=4/sin(15° )=4. 14mm ［。］一压弯允许应力 通查表得［o］ = 16. 3MPa N — 斜导柱压弯力N=11872.09 N d 一斜导柱直径 NxL, 0.1 x [

53、2mm s —开模距s=4mm 将上面的数据代入公式，贝U： 4 sin(15°) =59 mm h | s _ 42 cosa sina cos(15°) 11.5开模行程的计算 开模行程计算公式为： H = s x cota 上式中： a 一倾角必15。 s —脱模行程s=4mm II-开模距离 将上面的数据代入公式，贝IJ： H = sxcota = 4xcot（15°）= 14.928 mm 11.6锁紧块的设计 通过和指导老师沟通交流，老师建议让我设计锁紧块结构，它的作用主要是 在注塑过程中，进行压紧作用，并且在开模和合模的时候，靠锁紧块锁紧抽

54、芯滑 块和启动模具的时候，有着很大的作用。因此要考虑此结构设计，需要有一个斜 面紧挨着滑块结构。 压紧块角度计算公式为： a = a + （2。〜3。） 上式中： 一锁紧块角度 a —倾角 a=15° 将上面的数据代入公式，贝U： a = a +（2。〜3。）=15。+ 2。= 17。 11.7滑块的最终设计图 12. 模架的选择 12.1下模座板与上模座板 它就是下模和上模的基体，同时也是固定注射模或连接成型机器的模板。所 以应有富余的材料强度和材料刚度。 12. 2模具动模板和模具定模板 它的用途是固定模具凸模或凸模、凹模、模具导柱、模具导套等制件

55、，又叫 做固定座。针对运动式模压，零件开模力作用在固定座上，故而固定座要有富余 的材料强度和材料刚度。要想保证凹模、凸模等制件固定稳固，固定座应存在富 余的厚度大小。 12. 3模架零件支托板 支托板是垫在固定座背面的模板上。它的用途是阻止型芯或凸模、凹模、模 具导柱、导套等制件的脱离，强化一些制件的结构稳固性并担受凸模和凹模等传 递而来的成形物理压力，并且支撑模具的其它零件。 12.4模架零件垫铁 手机保护壳注帮模具设计 垫铁的用途是使下模支托板跟下模座板彼此之间形成用来推出装置运动的 物理空间，或调节模架厚度来适应成型机器模具上模具装配物理空间对模架厚度 的条件。

56、 12.5模架长宽的确定 计算模板长度的公式为： L = L4 + 2 x L2 + 2 x L3 上式中： 屋一模具型腔长边的长度1^=230. 6mm L2 一型腔跟导柱两点的距离L2=71.7mm L3 —导柱孔和模板边之间的距离L3=38min L 一模具长度 将上面的数据代入公式，贝土 L = L1+2xL2 + 2x£3 = 230.6 + 2 x 71.7 + 2 x 38 = 450 mm 因此，模板长为400mmo 模板宽计算公式为： B = Bi + 2 x B? + 2 x B3 上式中： B,一导柱和型腔之间的距离B;!=40mm B3 —

57、导柱孔到模板边两处之间的距离B：i=38mm B 一模具宽 B,—型腔宽度方向B1=244mm 将上面的数据代入公式，贝U： 8 M + 2x82+2x83 =244 + 2 x 40 + 2 x 38 = 400 mm 所以，模板宽为450mm。 经过以上的设计计算，故采用BT4045o 12.6模架型号的确定 定模板高度计算公式为： 扇=炽 + h? + h3 上式中： hA — A板高度 h3 —冷却孔到定模板底两处之间的距离h3=21uim h2 -冷却孔到模板边两处之间的距离h2=9mm hi —型腔高度h]=30mm 将上面的数据代入公式，则： h,

58、[ =0 +h? +h3 =30 + 9 + 21 = 60mm 综上所述,定模板的整体高度为70mm。 动模板高度计算公式为： hF = hi + h2 4- h3 上式中： hl} 一 B板高度 h)— 型芯高度hi=40mm h2 一冷却孔与型芯之内的距离大小h2=3nun h3 一动模板底跟冷却孔两点的距离h3=32mm 将上面的数据代入公式，贝U： I% =hj +h2 +h3 =40 + 3 + 32 = 75 mm 所以，B板高度85 mm0 垫块高度计算公式为： hc = hx + h2 + h3 4- h4 上式中： ht 一垫块高度 h4 —

59、 安全高度h「5〜10mm这取h4=5mm h：,一推板固定板厚度hs=25mm hi —推出距离h产40mm h2 —推板厚度h2=30mm 将上面的数据代入公式，则: hc=hl+h2+h3 + h4 =404-30 + 25+5 = l(X)mm 所以，垫块高度lOOmnu 经过上面的一系列计算，最后确定模架BI4045-A60-B75-C100o 致谢 通过本次毕业设计，我对塑料成型工艺与模具设计有了更深层次的理 解。从课堂上，只对凹模、凸模和型芯的设计有了解，到自己选材料设计 包括模架在内的整个模具。刚开始拿到题目的时候，除了知道要画图之外, 其他真的无从下

60、手。后来不断翻阅有关模具的书本，上网查询标准并且询 问了老师的意见之后，总算有了点方向。本次设计综合地运用了大学所学 习到的知识，应用到这次毕业设计中。在本次的毕业设计中，除了掌握模 具设计的一般过程和方法，锻炼了我们综合运用知识的能力。通过翻查和 阅读各种技术资料及手册，我不仅学会思考和探讨模具设计领域的各种问 题，而且学会了对零部件进行全面的分析。 在本次设计中，最要感谢的就是郭志忠老师。他对待我们认真负责， 很及时地给了很多指导意见。所以我才能顺利完成木次毕业设计，我要给 他发自内心的感谢！我还要感谢在这次毕业设计中帮助过我，给予我建议 的所有人。学无止境，我知道我的设

61、计中还有很多不完善之处，希望老师 们能批评和指正。 参考文献 [1] 李红亮.“致毕业”一一艺术设计相关专业毕业设计、论文(说明书)的答疑[J]. 学子：下半月(教育新理念)，2013(7): 171 -171. [2] 程杰，张德强,赵多兴.基于Solidworks的散热盖注塑模具设计关键技术研究[J].机 械设计与制造,2013(02): 251-253. [3] 高茂涛.注塑模具发展综述[J].轻工科技,2014, 30(02) :49-50+92. [4] 王虹.皂盒注塑模具设计[J].民营科技,2014(09) :65. [5] 秦珂.具有竞争力的中国模具一一中国模

62、具行业发展现状及展望[J].航空制造技 术,2014(1):47-51. [6] 王辉.基于UG的模具设计和数控加工研究[I)].西安理工大学,2009. [7] 史立峰.《注塑模具设计》课程教学改革与实践[J].辽宁广播电视大学学 报,2012(02):42-43. [8] 康爱英.手机外壳的注射模具设计探析[J].华人时刊：中下旬,2011. [9] 孙化云.鼠标上盖注塑模具设计[D].中国石油大学(华东),2012. [10] 刘晓琴.风扇叶片注塑模具CAD/CAM设计[J].兰州交通大学学 报,2012,31 (06):123-125. [11] 袁军,陈小霞，刘明.

63、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物热降解反应动力学[J].武汉工 程大学学报,2013, 35(04): 26-29. [12] 图雅，乌云塔娜，杜文亮，等.小型籽瓜捡拾装置的设计[J].农业装备与车辆工 程，2015, 53(3): 38-41, D01:10. 3969/j. issn. 1673-3142. 2015. 03. 010. [13] 任凤鹏.手机外壳模具浇注系统的设计分析[J].商场现代化,2012(26): 195. [14] 张爽华.基于CAD/CAE的塑料模具的设计与分析[D].安徽：合肥工业大学,2011. 1)01:10. 7666/d.(1143171.

64、 [15] 杨晓倩.基于特征的模具浇注系统智能化设计技术研究[D].大连理工大学,2006. [16] 陈伟业.基于Pro/E的注塑模具的优化设计略谈[J].科技展望，2017(5). [17] 何冰强，廖春玲，肖国权.套管接头注塑模具设计[J].塑料科 技，2013,41(01):93-95. 8.2温度调节系统设计原则 25 8.3冷却系统的计算 26 8.4冷却系统在模具里的布置形式 30 9. 排气系统的设计 30 10. 注塑机的校核 31 10. 1型腔数目校核 31 10.2最大注塑量校核 31 10.3最大锁模力校核 32 10.4模具安装尺寸校核 3

65、2 11. 斜导柱抽芯设计计算 34 11.1抽芯力的计算 34 11.2抽芯距的计算 34 11.3弯曲力的计算 34 11.4斜导柱截面的计算 35 11.5开模行程的计算 36 11.6锁紧块的设计 36 11.7滑块的最终设计图 37 12. 模架的选择 37 12. 1下模座板与上模座板 37 12. 2模具动模板和模具定模板 37 12.3模架零件支托板 37 12. 4模架零件垫铁 37 12.5模架长宽的确定 38 12.6模架型号的确定 39 致谢 41 参考文献 42 1 .绪论 1.1注塑模具介绍 如今，口常生活中的各种各样的用品大

66、多数都由注塑模具来生产。由 于模具的产生能够提高生产效率和加工精度，减少劳动力。随着时间的推 移，我相信模具在生活和工业上会更加地不可缺少。 注塑模具是一种生产塑料制品的工具，更是一种使塑料制品有了整体 结构和精准尺寸的工具。注塑成型是批量生产外形较复杂零部件时所用到 的一种加工方法。它的过程是将成为熔融状态的塑料由注塑机高压射入模 腔，经冷却固化，得到目标塑料制品。 1.2我国模具行业发展现况 在我国，人们越来越认识到注塑模具在制造业中的重要性，它在很大 程度上决定着产品的品质、效益和开发新产品的能力，它己经成为了一个 判断国家制造业水平的重要标准。现在我国非常注重注塑技术的发展，也 加大对注塑技术的投资力度，将注塑技术的提高视为国家制造业不可或缺 的一部分。但是我们仍然要清楚地认识到我国与国外那些模具强国的差距, 不断学习，不断创新，做到模具强国！ 表1.1国内国外塑料模具比较 项目 国内 国外 注塑模具型腔精度 0. 02~0. 05mm 0. 005~0. 01mm 型腔便面粗糙度 Ra 0. 20 u m Ra 0. 01~0.