充电器外壳注射模具设计【一模二腔】【侧抽芯】【说明书+CAD+UG】

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1000110532 指导教师单位： 机电工程学院 姓 名： 郭中玲 职 称： 讲 师 题目类型：¨理论研究 ¨实验研究 þ工程设计 ¨工程技术研究 ¨软件开发 2013年12月23日 1．毕业设计的主要内容、重点和难点等 毕业设计的主要内容： 毕业设计课题为时尚艺术塑料板凳注塑模具设计。近几年，我国塑料模具工业有了很大的发展，塑料制品在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色，其种类也越来越多，制造加工也越来越精致美观。在未来的模具市场中，塑料模具发展的速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。并且随着注塑模具技术的发展，在工程机械和工业机械、电子、汽车、家电、玩具等产品中，60%以上的零部件，可以依靠模具成型。  随着国内经济发展，居民生活水平的提高，塑料板凳已经成为日常生活中常备的用品。塑料板凳也出现了多种样式，其中更多的板凳以其精美的外观，低廉的价格，以及耐用的特点而受到企业和广大消费者的欢迎。塑料板凳虽然看似简单，但是其注塑模具的设计制造所涉及的知识面和知识点比较多，能比较全面的反应一些注塑模具设计的特点。本课题应用性强，知识面覆盖较广，并且来自生活，所以容易激发我学习研究的兴趣，所以选择了这个课题,其主要内容如下： 1、参观调研，查阅资料。到模具制造相关企业调研，了解模具设计、生产、制造及加工情况。结合本次毕设课题，查阅模具相关资料； 2、 撰写开题报告； 3、通过对产品的性能分析，完成相关的模具结构与零件设计； 4、设计的模具结构要求完整、合理； 5、合理选择尺寸、公差、表面粗糙度和制件材料，绘制的产品图样完整； 6、认真分析制件图，确定模具型腔、模具结构、分型面和进料口形式，计算含收缩率的相关尺寸和模具的强度和刚度； 7、 翻译专业外语文献。 8、 撰写毕业设计（论文）说明书； 9、 绘制模具总装图、零件图； 毕业设计的重点难点： 1、脱模推出机构和侧抽芯机构的设计； 2、塑件的合理性设计及结构工艺性分析； 3、材料选择及相关参数的计算； 4、模具型腔数的确定，模具结构、分型面和进料口形式的选择； 5、保证塑件成型时无变形，注出的制件表面光滑，无气泡和其它缺陷，无飞边或少飞边。 6、绘制模具总装图、零件图及尺寸标注。 2．准备情况（查阅过的文献资料及调研情况、现有设备、实验条件等） 1、模具技术的现状 模具是汽车、电子、电器、航空、仪表、轻工、塑料、日用品等工业部门极其重要的工艺装备。没有模具、就没有高质量的产品。模具不是一般的工艺装备，而是技术密集型的产品，工业发达国家把模具作为机械制造方面的高科技产品来对待。他们认为：“模具是发展工业的一把钥匙；模具是一个企业的心脏；模具是富裕社会的一种动力”。  近年来,我国塑料模具业发展相当快，目前，塑料模具在整个模具行业中约占30%左右，而在整个塑料模具市场以注塑模具需求量最大。随着模具制造行业的发展，许多企业开始追求提高产品质量及生产效率,缩短设计周期及制造周期,降低生产成本，最大限度地提高模具制造业的应变能力等目标。新兴的模具CAD技术很大程度上实现了企业的愿望。近年来，CAD技术的应用越来越普遍和深入, 大大缩短了模具设计周期, 提高了制模质量和复杂模具的制造能力。  目前， 美国、日本、德国等工业发达国家模具工业的产值均已超过机床工业总产值。美国模具年产值已超过100亿美元；日本从1957年到1984年二十七年间， 模具工业增长100倍；1987年台湾地区模具出口达一亿二千万美元。香港的模具年产值为30亿港币，我国的模具年产值为人民币30亿元。  从整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很多进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍然很大。主要缺陷明显的表现在精度不高，技术含量低、复杂程度低等缺点。严重的阻碍着国内模具业的发展。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。因此中国塑料模具行业和国外先进水平相比，主要存在一下问题：发展不平衡，产品总体水平较低；工艺装备落后，组织协调能力差；大多数企业开发能力弱，创新能力明显不足；供需矛盾短期难以缓解；体制和人才问题的解决尚需时日。这些都严重的阻碍着国内电子业的发展。设计出好的产品却无法做出是我模具业的最大不足。因此，注重科技含量，借助了国外的先进理论技术则尤为重要。  大型化、高精密度、节能复合型模具将是未来注塑模具的发展方向。随着国际化，市场竞争越来越激烈，短周期、高质量、长寿命的高档塑料模具也会加大研制与开发。同时，注塑模具将与并行工程、精益生产、敏捷制造等多种生产模式密切结合，最终使塑料模具行业发生重大变革。在工业高速变革的时期，更新模具技术成了关键的课题。 2、注塑模简介 注塑成型又称注塑模具，是热塑性塑料制件的一种主要成型方法，并且能够成功地将某些热固性塑料注塑成型。注塑成型可成型各种形状的塑料制品，其优点包括成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精密、带有嵌件的制品，且生产效率高易于实现自动化，因而广泛应用在塑料制品生产当中。 3、注塑成型原理及特点 塑料的注塑成型过程，就是借助螺杆或柱塞的推力，将已塑化的塑料熔体以一定的压力和速度注入模具型腔内，经过冷却固化定型后开模而获得制品。因此，可以说注塑成型在塑料装配生产中具有重要地位。 4、注塑成型原理 注塑成型所用的模具即为注塑模（也称为注射模），注塑成型的原理（以螺杆式注射机为例）。首先将颗粒或粉状的塑料加入料斗，然后输送到侧装有电加热的料筒中塑化。螺杆在料筒前端原地转动，使被加热预塑的塑料在螺杆的转动作用下通过螺旋槽输送至料筒前端的喷嘴附近。螺杆的转动使塑料进一步化，料温在剪切摩擦热的作用下进一步提高并得以均匀化。当料筒前端堆积的体对螺杆产生一定的压力时（称为螺杆的背压），螺杆将转动后退，直至整好的行程开关接触，从而使螺母与螺杆锁紧。具有模具一次注射量的塑料预塑和储过程结束。 这时，马达带动气缸前进，与液压缸活塞相连接的螺杆以一定的速度和压力将熔料通过料筒前端的喷嘴注入温度较低的闭合模具型腔中。熔体通过喷嘴注入闭合模具腔后，必须经过一定时间的保压，熔融塑料才能冷却固化，保持模具型腔所赋予形状和尺寸。当合模机构打开时，在推出机构的作用下，即可顶出注塑成型的塑料制品。 5、充电器外壳注塑模具设计注塑模具设计的流程： (1)思考与创新，绘制草图，确定充电器外壳的外观形式； (2)实践操作：通过Pro-e软件画出充电器外壳的三维模型； （3)用Pro-e做出内部的结构，实现外观要求； (4)将Pro-e做的图导入AutoCAD中； (5)修改结构图，优化结构图。 6、注射模具的设计过程 (1)对塑料零件的材料、形状和功能进行分析 (2)确定型腔的数目 确定型腔的数目条件有：最大注射量、锁模力、产品的精度要求和经济性等。 (3)选择分型面 分型面的选择应以模具结构简单、分型容易，且不破坏已成型的塑件为原则。 (4)型腔的布置方案 型腔的布置应采用平衡式排列，以保证各型腔平衡进料。型腔的布置还要注意 与冷却管道、推杆布置的协调问题。 (5)确定浇注系统 浇注系统包括主流道、分流道、浇口和冷料穴。浇注系统的设计应根据模具的类型、型腔的数目及布置方式、塑件的原料及尺寸等确定。 (6)确定脱模方式 脱模方式的设计应根据塑件留在模具的部分而同。由于注射机的推出顶杆在动模部分，所以，脱模推出机构一般都设计在模具的动模部分。因此，应设计成使塑件能留在动模部分。设计中，除了将较长的型芯安排在动模部分以外，还常设计拉料杆，强制塑件留在动模部分。但也有些塑件的结构要求塑件在分型时，留在定模部分，在定模一侧设计出推出装置。推出机构的设计也应根据塑件的不同结构设计出不同的形式，有推杆、推管和推板等结构。 (7)确定调温系统结构 模具的调温系统主要由塑料种类决定。模具的大小、塑件的物理性能、外观和尺寸精度都对模具的调温系统有影响。 (8)确定凹模和型心的固定方式 当凹模或型心采用镶块结构时，应合理地划分铁块并同时考虑镶块的强度、可加工性及安装固定。 (9)确定排气尺寸 一般注射模的排气可以利用模具分型面和推杆与模具的间隙；而对于大型和高速成型的注射模，必须设计相应的排气装置。 (10)确定注射模的主要尺寸 根据相应的公式，计算成型零件的工作尺寸，以及决定模具型腔的侧壁厚度、动模板的厚度、拼块式型腔的型腔板的厚度及注射模的闭合高度。 (11)选用标准模架 根据设计、计算的注射模的主要尺寸，来选用注视模的标准模架，并尽量选择标准模具零件。 (12)绘制模具的结构草图 在以上工作的基础上，绘制注射模的完整的结构草图，绘制模具结构图是模具设计十分重要的工作，其步骤为先画俯视图（顺序为：画模架、型腔、冷却管道、支撑柱、推出机构），再画出主视图。 (13)校核模具与注射机有关尺寸 对所使用的注射机的参数进行校核：包括最大注射量、注射压力、锁模力及模 具的安装部分的尺寸、开模行程和推出机构的校核。 (14)注射模结构设计的审查 对根据上述有关注视模结构设计的各项要求设计出来的注射模，应进行注射模 结构设计的初步审查，同时，也有必要对提出的要求加以确认和修改。 (15)绘制模具的装配图 装配图是模具装配的主要依据，因此应清楚地表明注视模的各个零件的装配关系、必要的尺寸（如外形尺寸、定位圈直径、安装尺寸、活动零件的极限尺寸等）、序号、明细表、标题栏及技术要求。 (16)绘制模具的零件图 由模具装配图拆绘零件图的顺序为：先内后外，先复杂后简单，先成型零件后结构零件。 (17)复核设计图样 注射模具设计的最后是审核所设计的注射模，应多关注零件的加工、性能。 7、已查阅的文献资料 [1] 李学峰.塑料模设计及制造.[M].北京：机械工业出版社,2001 [2] 翁其金.塑料模塑成型技术. [M].北京：机械工业出版社,2002.. [3] 冯炳尧等.模具设计与制造简明手册（第二版)[M]..上海科学技术出版社,2008. [4] 钱泉森.塑料成型工艺及模具设计. [M].济南：山东科学技术出版社,2004 [5] 《塑料模设计手册》编著组.塑料设计手册.北京：机械工业出版社,2002 [6] 陈剑鹤.模具设计基础. [M].北京：机械工业出版社,2004 [7] 王文广等.塑料注塑模具设计技巧与实.[M].北京：化学工业出版社,2004 [8] 章飞.型腔模具设计与制造. [M].北京：化学工业出版社,2003 [9] 田宝善等.塑料注射模设计实例及技巧. [M].北京：化学工业出版社,2009 [10] 朱光.塑料注塑模中小型模架及其技术条件.[M].北京：清华大学出版社,2003 [11] 宋满仓等.注塑模具设计. [M].北京：电子工业出版社,2010 [12] 许鹤峰.注塑模设计要点与图例. [M].北京：化学工业出版社,2003 [13] cunha,L,et.al.,performance of chromium nitride and titanium nitride coatings during platics injection moulding. Surface and coating Technology,2002.153(2-3):p.160-165. 现有设备及实验条件：计算机一台，使用软件为Pro/Engineer5.0及Auto CAD2008、Moldflow insight，以上实验条件可满足本次毕业设计的要求。 3、 实施方案、进度实施计划及预期提交的毕业设计资料 一、2013年12月17日至2013年12月30日，理解消化毕设任务书要求并收集、分析、消化资料文献，根据毕设内容完成并交开题报告； 二、2013年1月6日至2014年1月13日，开展调研，了解塑件结构，对原材料进行分析，考虑塑件的成型工艺性、模具的总体结构的形式，并完成部分英文摘要翻译。 三、2014年3月4日至2013年3月31日，查阅资料，熟悉注射模的结构及有关计算，拟定模具的方案设计、总体设计及主要零件设计，拟定成型工艺过程，查阅有关手册确定适宜的工艺参数，注射机的选择及确定注射设备及型号规格； 四、2014年4月1日至2014年4月21日，完成设计计算任务，总体结构的设计和完成总装配图及零件图的设计； 五、2014年4月22日至2014年5月1日，完成设计，图纸绘制任务，工艺规程说明书的编写； 六、2014年5月1日至2014年5月4日，完善设计并完成论文的撰写； 七、2014年5月4日至2014年5月8日，修改并打印毕业论文及整理相关资料，交指导老师评阅，准备论文答辩。 指导教师意见 指导教师（签字）： 2013年12月　　日 开题小组意见 开题小组组长（签字）： 2014年1 月　　日 院（系、部）意见 主管院长（系、部主任）签字： 2014年1月　　日 - 6 - 编号： 毕业设计说明书 题 目： 充电器外壳注射模具 设计 学 院： 国防生学院 专 业：机械设计制造及其自动化 学生姓名： 郑波 学 号： 1000110532 指导教师： 郭中玲 职 称： 高级工程师 题目类型：¨理论研究 ¨实验研究 þ 工程设计 ¨工程技术研究 ¨软件开发 2014年 5 月 4 日 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 摘 要 塑料注射模是成型塑料的一种重要工艺。通过对充电器外壳注射模具设计,能够基本地、全面地了解注射模具设计的基本原则、方法。在模具结构设计过程中，我大胆尝试提出各种不一样的成型的方案，并与老师探讨对方案进行了比较。在比较的过程中，发现大量的问题，也了解模具设计的要求和基本原则，最后在查阅大量书籍的帮助下完成没一个数据的选择。在设计中分析了常用日用品充电器的工艺特性，并介绍了ABS材料成型工艺特点、成型过程、开模过程以及成型后加工工艺。同时，分析了模具结构与计算，掌握如何设计一个完整的模具生产结构。通过本次设计，能较为熟练的使用Auto-CAD、Pro-E等软件进行模具辅助设计,提高自己的计算机绘图能力。本次毕业设计充分地为今后从事模具设计行业打下了扎实的基础。 本次主要设计是对充电器外壳注射模的设计, 重点对塑件的成型原理、材料的选用和注射技术进行分析。通过前期指导老师安排的任务，我先对任务书进行了分析了解，并查阅了大量的书籍、手册和文献，对模具有了一定的了解并且清楚自己的所要完成的任务量。进过对ABS充电器的了解，要满足制品大批量生产、高精度、外形复杂等要求，我首先主要把时间花费在确定所需的模塑成型方案、制品的后加工、分型面的选择、型腔的数目和排列、成型零件的结构等。既然以实际生产为目的，设计就要涵盖了注塑模具的主要系统包括有注射机、浇注系统、排气系统、冷却系统、顶出系统、导向系统等。对于要实际生产的模具，我们考虑的东西还有很多，为此我积极询问我的指导老师关于现实工厂中模具的生产过程及可能遇到的问题。设计时，尝试使用了侧向抽芯机构，增加模具的复杂性以及实用性。设计时参考了以往注射模具的设计经验，并结合制品的实际要求，通过简化设计结构、优化各个系统性能，尽最大限度实现美观、实用性高、长的使用寿命、短的生产周期和良好的经济性能。 关键词：塑料注射模；充电器外壳；计算机绘图 Abstract Injection molding is an important molding plastics. Through the design of the injection mould for the charger shell, can basically, a comprehensive understanding of the basic principles, methods of injection mold design. In the mold structural design process, I attempt to put forward a variety of different forming schemes, and the schemes are compared with the teacher discussion. In the comparison process, found a lot of problems, but also understand the mold design requirements and basic principles, finally finish without a data selection in access to a large number of books to help. In the analysis of the design process characteristics of common commodity charger, and introduces the technology characteristics, forming ABS material molding process, mold and molding process. At the same time, analyzed the mold structure and calculation, master the design of a complete mold to produce structure. Through this design, can be more skilled use of Auto-CAD, Pro-E and other software mold aided design, improve the ability of computer drawing their own. This graduation design is fully engaged in mold design industry for the future lay a solid foundation. The main design is the design of injection mold for the shell of charger, focuses on the analysis of plastic molding principle, material selection and injection technology. The teacher assigned task, I would first of task were analyzed to understand, and access to a large number of books, manuals and documentation, to mold a certain understanding and clear the task completed their. In the ABS charger understanding, to meet the product mass production, high precision, complex shape and other requirements, I first time spent in the molding, products after processing, the selection of parting surface, cavity number and arrangement, forming part of the structure. Since the actual production, designed to cover the main system of injection mold include injection machine, casting system, exhaust system, cooling system, ejector system, guiding system. For mold to the actual production, there are many we consider something, so I actively ask may meet the production process and my teacher about the real factory mold problems. Design, try to use the side core pulling mechanism, increase the mould complexity and practicability. A reference to the design of the injection mould design experience, combined with the actual requirements of products, through the simplification and optimization of each system performance, structure design, to maximize the realization of beautiful appearance, high practicality, long service life, short production cycle and good economic performance. Key words：Injection mould for plastic；The charger shell；computer graphics 目 录 引言 1 1 绪论 2 1.1 模具概述 2 1.1.1 模具种类 2 1.1.2注射模具概述 3 1.1.3 模具设计中面临的难题和要求 3 1.1.3国内研究现状 4 1.1.4国外研究现状 5 1.2 课题的目的及意义 5 1.3课题的主要内容和工作方法 6 1.4解决的重点问题与创新 8 2 塑料制品分析 9 2.1 明确制品设计要求 9 2.2 明确制品批量 9 2.3 材料选择及性能 9 2.3.1 材料选择 9 2.3.2 材料品种 10 2.4 成型设备 10 2.5 拔模斜度 10 2.6 计算制品的体积和质量 11 2.6.1表面质量的分析 11 2.6.2塑件的体积重量 11 3 注射机及成型方案的确定 11 3.1 注射机的确定 12 3.2 成型方案的确定 12 3.2.1 成型设备的选择 12 3.2.2 成型的特点 12 3.2.3 成型的原理 13 3.2.4 成型过程 13 4 型腔数的确定及分型面的选择 13 4.1 型腔数的确定 14 4.2 分型面的选择 14 4.2.1 分型面的主要选择原则 14 4.3确定型腔的排列方式 15 4.4标准模架的选用 16 5 成型零部件的设计与计算 17 5.1 凸模设计 17 5.2 凹模的设计 17 5.3 成型零件工作尺寸的计算 18 5.3.1 模腔工作尺寸的计算 18 6 浇注系统的设计 20 6.1浇注系统设计的原则 20 6.2主流道设计 20 6.3分主流道的设计 20 6.4浇口的设计 21 6.5平衡进料 21 6.6冷料穴设计 21 7 排气与冷却系统的设计 22 7.1 冷却系统设计的原则 22 7.2 冷却水路的计算 22 7.3 排气系统的设计 23 8 顶出与抽芯机构的设计 24 8.1 推杆复位装置 24 8.2 抽芯机构的选择 25 8.3 抽芯距的计算 25 8.4 斜导柱抽芯的设计 25 8.5滑块的设计 26 9 导向机构的设计 26 9.1 导向、定位机构的主要功能 27 9.2 导向机构的设计 27 9.2.1 导柱的设计 27 9.2.2 导套的设计 27 10 注射机与模具各参数的校核 28 10.1 工艺参数的校核 29 10.2 模具安装尺寸的校核 29 10.2.1 喷嘴的校核 29 10.2.2 定位圈尺寸的校核 29 10.2.3 模具外形尺寸的校核 30 10.2.4 模具厚度的校核 30 10.2.5 安装参数的校核 30 10.3 开模行程的校核 30 11 结论 31 谢 辞 32 参考文献 33 附录 34 第 35 页 共 34 页 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 引言 本次毕业设计的题目是充电器外壳注射模具设计。对于模具，机制专业里方方面面都与模具相挂钩。模具设计是需要充分利用到大学4年所学的知识来完成的。本次毕业设计的要求是制作一个模具，要求该模具能投入实际生产充电器外壳。在设计中设需要充分考虑到模具结构、材料和工艺能保证塑件的可靠成型和脱模过程的稳定性，性能结构及尺寸精度达到图纸要求，并且要求生产量大。设计时应该使用侧向抽芯机构，机构系统安排合理、有据可循。本设计中首先分析塑件结构体的零件结构，确定成型和脱模设计方案，包括模具结构选择、分型面的选择、腔数的确定、浇注系统的设计、加热系统、成型收缩计算、模具校核计算、导向和定位机构、脱模机构、侧向抽芯机构、顶出机构、模架的选择、注射机的选择、参数的校核以及总体的优化设计等等。在毕业设计整个过程中用AutoCAD进行塑件绘制，并使用PRO/E进行三维造型和结构设计等，结合指导老师建议和设计经验再进一步修改，最后用计算机进行模具总装配图和各零部件图的设计，完成模具总装配图和零件图的绘制。 1 绪论 1.1 模具概述 模具是工业生产中最基础的工艺装备，是一种高附加值得高精密集型产品，也是高新技术产业化的重要领域，其急速水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。作为制造业的根基，模具制造，在轻工业、机械行业、电子通信行业、交通汽车行业、甚至涉及到军工行业等部门中，有60%——90%的零部件是通过模具成型，模具质量的高低直接决定了产品质量的高低，模具设计的时效率直接影响着产品的时效率，因此，模具被大家称为“百业之母”，而模具工业也是国民经济收入支撑的重要基础工业之一。 1.1.1 模具种类 模具是利用其特定的形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或者锻压成型、冶炼、冲压、拉伸等方法得到所需产品的各种模子和工具[1]。简单的说，模具就是用来成型物品的工具，这种工具由各种各样零件构成，不同的模具有不同的零件构成。它们主要是通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。 按成型的材料的不同，模具可以分为金属模具和非金属模具。金属模具又分为：铸造模具（有色金属压铸和钢铁铸造）和锻造模具等；非金属模具则分为：塑料模具和无机非金属模具。而按照模具本身材料的不同，模具可分为：砂型模具，金属模具，真空模具，石蜡模具等等。其中，本次用到的模具为金属模具。随着高分子塑料的快速腾飞，塑料模具与人类的生活更加密不可分了。在塑料模具领域，塑料模具一般分为：注塑成型模具、挤塑成型模具、气铺成型模具等等。在冲裁、成型冲压、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成型加工中，用以在歪理作用下使胚料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。对于冲裁、成型冲压、模锻、冷模具具有特定的轮廓或者内腔形状，应用具有刃口的制件的轮廓形状可以是胚料按轮廓线形状发生分离，即进行冲裁，用内腔形状可以使胚料获得相应的立体形状。模具内部一般分为动模和定模两个部分，或者成为凸模和凹模两个部分，它们可分可合。分开时装入胚料或取出制件，合拢时使制件和胚料分离以及成形。在冲裁、成型冲压、模锻、冷镦、压制和压塑的过程中，分离或者合拢时所需的外力来自模具直接施加或间接施加在胚料上。零件的构成形式是多样的，不同的模具用各自加工的工艺与方案，有的会相似，但不会一模一样。模具在挤压、压塑和注塑过程中，外力则由气压、柱塞、冲头等施力物，施加在胚料上，模具承受的是胚料的胀力。模具除去其本身外，还需要模座、模架、导向装置和制件的顶出和抽芯装置等，这些部件的设计都要设计成一般都制成通用型，适用于一定范围的不同模具，它的精度比较高，尺寸也比较准确。甚至在对于有的冲裁模具的凸模凹模的间隙能非常接近0，冲压速度快，要求冲压数十次至是上千次，而且模具的寿命也要求很高的，要耐用。这样才符合经济，实际设计出来的模具才会得到厂家的认可，也才会被使用。这一点对于我们以后出去设计模具尤为重要[1]。 1.1.2注射模具概述 注射成型也称为注射或注塑，是热塑性塑料的一种重要成型方法。到现在为止，有超过1/3的塑料原材料，是通过注射成型工业加工的，除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以采用此成型方法。它的特点是生产周期短、生产效率高的、容易控制，因此广泛应用于塑料制品的生产[2]。现在塑料成型生产中，塑料注塑制件的质量与塑料成型模具、塑料成型设备和塑料成型工艺密切相关。在这三要素中，注塑成型模具的质量最为关键，他的功能是双重的：赋予塑料熔体以预期的形状、性能、质量；冷却并推出成型的塑件。模具是决定最终产品的性能、规格、形状以及尺寸精度的载体，塑料成型模具是使塑料成型生产过程顺利进行、保证塑料成型质量不可缺少的工艺装备，是体现塑料成型设备高效率、高性能和合理先进塑料成型工艺的具体实施者，也是新产品开发的决定环节。由此可见，周而复始地获得符合技术经济要求及质量稳定的塑料制件，塑料成型模具的优劣是关键，它最能反映出整个塑料成型生产过程的技术含量以及经济效益。因此，注射成型的模具设计制造成为当今社会模具发展的热点,己发展成为热塑性塑料最主要的成型加工方法[4]。 1.1.3 模具设计中面临的难题和要求 模具的重要我们已经知道了，那么好的模具生产必须要有一套高标准的要求限制。在当下模具设计的全面要求是：能生产处在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都能满足使用要求的公用制制品；以模具的使用角度，模具被要求要达到高效率、自动化操作简洁方便； 从模具制造的角度，模具被要求结构合理、制造容易、价格低廉、利润价值高。 模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电气性能、内应力大小和方向、各向同向性、外观质量、表面光滑度、凹痕等都有十分重要的影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构简单的模具，减少不必要的浪费。 模具是工业产品生产中的很重要的工艺装备，关系到各行各业各种产品，可以说是在机械、电子、轻工、通讯、交通、军工、建材等部门没有了模具就基本无法生产和开发新的产品。在设计和生产模具时，如果模具的精度要求低了，那么产品质量则变差，如果模具寿命降低了，则产品成本提高。现代的模具业已经成为技术密集型和资金密集型的产业，它与高新技术相辅相成，一方面直接为高新技术提供不可获取的工艺装备，另一方面模具本身有大量采用高新技术，因此模具制造业已经成为高新技术产业的重要组成部分。在模具成型零件中，我们还要注意，要达到优质、快速、低耗、环保，以人为本兼顾环境发展，呼应我国的可持续发展的战略和科学发展观。 1.1.3国内研究现状 20世纪80年代以来，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。在我国改革开放以来，我国的模具工业紧追外国的身后，积极引进外国的新技术，自我开发自我研制，在短短的几十年中发展迅猛。近年来，每年都以10％左右的增长速度在快速发展。振兴和发展这一新兴行业，我国政府各界积投入，争取在这行业抢占先机。我国加大了用于科研进步的投入力度，在多个事业单位提供资金将技术进步作为行业发展的重要动力。此外，许多科研机构和本科院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。 目前，我国在模具工业的总产值中，冲压模具占约50%，塑料模具占约33%，压铸模具占约6%，其它各类模具占约11%。在现代制造业中，无论什么工程装备，都越来越多的由模具工业提供产品。为了适应发展，还有客户对模具的高要求，模具正在受到内外的鼓励，有外力有内力，正如凸模凹模共同发力，使得模具发展越来越迅猛。 中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48"（约122CM）大屏幕彩电塑壳注射模具，6.5KG大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。 近年来，我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要。每年我国仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与日本、美国等发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。 注重开发大型，精密，复杂的模具和加强模具标准件的应用推广例如CAD/CAM/CAE技术并且重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期[4]。 1.1.4国外研究现状 在工业发达国家，据1991年统计，日本生产塑料模和生产冲压模的企业各占40；韩国模具专业厂中，生产塑料模的占43.9，生产冲压模的占44.8%;新加坡全国有460家模具企业，60%生产塑料模，35%生产冲模和夹具。 当今世界注射模具的基本格局是以日、美及欧洲各工业化国家作为世界模具技术的领头羊，占据了世界注射模具市场的半壁江山，他们拥有现代的设计方法和先进的模具制造设备，特别是近几年来这些国家把CAD/CAM/CAE系统作为模具工业发展的臂翼，其发展的趋势如日中天 。在注塑模具设计工业中，国外先进国家（日本、德国、美国等）从20世纪80年代中期已广泛使用计算机对塑料模进行辅助设计（CAD），辅助制造（CAM），并对模具设计的各个环节进行定量计算机和数值分析（CAE），已由经验数据逐步过渡到计算机设计，对模具浇注系统和型腔的熔料流动行为以及温度调节系统的热量分布都采用了微机辅助设计。 中国加入WTO以来，全球制造业中心向中国大陆转移，我国的汽车、电子、通讯、电气、仪器和家电等相关产业得以飞速发展。而这些领域的产品70%以上都是靠模具成型，这势必会带动模具行业的迅猛发展。模具工业的发展对制造模具机床和设备的研制和生产也带来了前所没有的机遇，国内的模具制造设备及机床也已经逐步走上规模化、专业化、国际化、的发展道路，反过来又为广大模具企业提供良好的发展契机。中国积极发展汽车工业，并且保持连续增长势头，从而将带动模具工业市场的进一步繁荣。可以预言，随着工业生产的不断发展，模具工业在国民经济中的地位将日益提高，并在国民经济发展过程中发挥越来越重要的作用。 1.2 课题的目的及意义 大学4年的学习将要结束，毕业设计是最后一项任务了，是对我们以前所学的所有专业相关知识及应该掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展随着中国当前的经济形势日趋好转，在习总书记的实现“中国梦”的口号号召下，中国年青的一辈都将奋发图强，而我也选择了未来非常有希望的一个行业——模具。模具技术已经成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一，模具工业能促进产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而硬气了各国的高度重视和赞赏。在德国，模具被誉为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接说“模具就是黄金”，而在日本，模具业被称为“进入富裕的原动力”。从这般种种，都可以看出模具的重要地位，我国对模具的未来发展也十分重视，早在1989年3月颁布的《关于当前国家产业政策要点的决定》中，就吧模具技术的发展列为机械行业的首要任务。 近几年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，以高效率、自动化、大型、长寿命、精密仪器为特点的塑料模具在模具产量中所占的比例越来越大。注塑模具就是将先加在注塑机的加热料筒内。塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或者活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成形。 在国民经济的建设和发展中，塑料模具是一门年轻的新兴的工业，它包含塑料生产和塑料制品生产两个系统。可以这样说没有塑料的生产，就没有塑料制品的生产。没有塑料制品的生产，塑料就不能成为工业产品和生活用品。塑料制造业负担着为很多生产部门提供各式各样模具的任务。制造工业的发展是国民经济提升的关键，放眼世界，发达国家都非常重视制造工业的发展，而一般都能是它的发展超前于其他工业和国家经济发展。 现阶段，我国的塑料工业发展非常有潜力，已经超人们所想象的范围了。在生活的方方面面，我们都能看到塑料的身影，例如瓶子，罐子，喝饮料的吸管，包装盒，手机外壳，箱子，水壶等等，这些都是我们身边的一切一切，实例太多了，要数都数不完。也正因为这东西与我们的生活密切联系，我们在学习和开发它的时候更是要特别小心。特别是近几年来，产品和品种的多元化大大增加。目前，塑料的体积产量和钢铁的产量持平，塑料工业的发展迅速带动了塑料成型机械和塑料模具的发展，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命、新样式的模具逐渐替代低效率、精度低、旧样式、寿命低的模具。为了在更新换代的过程中紧跟潮流的步伐，我国必须大力发展塑料成型技术。 塑料模具之所以发展如此迅猛，主要由于其具有一下几项优良的特性： (1)塑料密度小，质量轻。 (2)绝缘性能好，介质损耗低。 (3)化学稳定性好，有良好的耐腐蚀性。 (4)成型性能好，着色性能好。 然而，根据各种塑料的固有性能，利用一切可以利用的方法，使其成为具有一定形状又有使用价值的塑料制品，却有一个复杂而繁重的过程。 通过模具设计，让我们完成一个简单的模具或部件设计。运用以前学过的知识分析和解决问题，让我们在以下各项基本能力上得到锻炼和磨练； (1)塑料制品设计及成型工艺的选择。 (2)一般塑料制品成型模具的设计能力。 (3)塑料制品的质量分析及工艺改进，还有塑料模具结构设计改进的能力。 (4)了解模具设计的常用商业软件以及同行实际设计的糅合。 我们采取将模具设计内容同 CAD/CAM/CAE 紧密结合在一起，我们可以用软件进行仿真。可以随时发现自己在设计中每一步设计中不合理的地方，会找出各种解决的方案，也可以通过向老师同学请教中增进自己的知识，这样会自己未来的设计更加踏实更加有根有据。这真正是学生在实际工作前得到一次全面的锻炼。 1.3课题的主要内容和工作方法 本次毕业设计的主要内容是充电器外壳注射模具的设计，也是设计一副带有侧抽的注射模来生产充电器外壳，以实现自动化提高产量。针对充电器外壳的具体结构，我们可以查阅《塑料模设计制造》一书，对于一个标准课题的如下步骤进行： (1)独立拟定塑件的成型工艺，正确选用成型设备。 (2)合理选择模具结构。根据塑件画出塑件图，并提出模具的结构以及处理方案，使所得方案结构合理，质量可靠，操作方便。 (3)正确地确定模具成型零件的结构形状，尺寸及技术要求。 (4)设计的模具应符合经济效益，造价便宜，便于加工生产。 (5)充分利用塑料成型的优良特点，减少生产后不必要的加工甚至返工。 (6)设计应该高效、优质、安全可靠的生产，还有模具寿命应适当。 通过充电器外壳的具体结构，使我对侧浇口模具的设计有了较深的认识。同时，在设计过程中，通过查阅大量的资料、工程手册、标准书籍、期刊等等，结合所学到的教科书上的知识对注射模的组成机构（零部件、浇注系统、导向系统、推出机构、排气系统、温度调节系统）有了系统的认识，拓展了自己的视野，开阔了模具领域的眼界。采取模具的生产技术得到越来越广泛的应用，为将来独立完成模具设计积累了经验。在过去完成的所有学校要求完成的课程学习、生产实习、课程设计，都让我对模具设计制造有了一个初步的了解和粗略的设计，要完成毕业设计还是不够的。为此，我们进行了分组，自己选择自己的毕业设计指导老师，自己做自己喜欢的方向的课题，在这些方面我还是很感谢我们院系的办公室老师，对于他们组织毕业设计付出的劳动表示最诚挚的感谢。在我的毕业设计指导老师的知道下，我们通过组织小组、开会研讨、老师讲解等等多个方法来实施毕业设计的进行。在指导老师以及同学的讲解下，同时在现场我们查阅了老师给我们的重点资料，还亲手拆装了几个典型的模具实体，并对这些模具进行分析和讨论，得到了不少有用的经验。在讨论过后，我积极思考，尽最大努力做好本次毕业设计的全部过程。对于本次设计过程中，将会有许多没遇到过的困难，我相信在老师和自己的努力下，必定可以顺利圆满的完成毕业设计任务。由于学生水平以及眼界有限，在学校内看到的有限，经验匮乏，设计中不妥之处在所难免，恳请老师指正。 本次设计的制件为充电器外壳，针对外壳的成型特点以及材料聚丙烯的相关特性，查了相关的手册，首先应该确定其结构形式及分型面的确定、型腔数量的确定就可以确定其浇注系统的相关数据了。之后在选择合适的模架，，再确定大体的结构之后，就可以设计里面的小零件盒其他辅助零件，其中零件的分型面的排气槽是必不可少的，然后就是温度调节系统的设计。整体的和部分小零件的设计完成后就可以进入相关的零件以及从装配图的绘制了。 具体的设计流程如下： (1)塑件的分析、测量与绘制。 (2)模具分型面位置的确定。 (3)模具型腔数量的确定和型腔的排列方式。 (4)模具结构形式的确定。 (5)注射机型号的确定。 (6)浇注系统的设计，包括主流道、分流道、浇口和冷料穴的设计。 (7)成型零件的设计。 (8)脱模机构与抽芯机构的设计。 (9)模具专用钢的选择。 (10)模架的确定和标准件的选用。 (11)合模导向机构的设计。 (12)排气系统的设计。 (13)温度调节系统的设计。 (14)绘制模具总装配图及所有非标准件零件图。 (15)撰写说明书。 1.4解决的重点问题与创新 在本次模具设计过程中，有诸多问题需要解决。在遇到问题时，我会先自己查阅书籍、手册相关的模具设计书籍，甚至上网查阅网上的资料，争取自己解决问题。在遇到一些自己都无法解决的地方时，我会请教指导老师和同学，互相讨论得到最佳的结果。在我看来，我认为此次设计的重要问题在，脱模时，我采用的推杆推出是否满足塑件能成功毫不损坏的从模仁推出。因为材料为ABS，其收缩率较大，要合理安排推杆数量和推杆位置使塑件能够顺利地、协调地推出。设计时还有2个侧向抽芯的设计。设计有关数据的选取应起到模具正确导正和不易弯曲甚至折断。 关于本模具的创新，就是充分考虑到模具材料设计出结构形式简单、成本较低的模具。本模具设计考虑到现有的生产条件，采用双型腔单分型面模具结构形式，塑件出来后在多根推杆的作用下推出，所涉及的零部件较少，故本模具，是既带有侧抽芯的注射模具设计也不至于高难度的一次设计。 2 塑料制品分析 2.1 明确制品设计要求 下图为塑料制品的三维立体图。整个塑件呈现方形，该构件的表面的形状和整体的结构较其他塑件较为简单，表面粗糙度要求不太高，而且较为实用性零件对其尺寸公差没有太严格的要求。且本身塑件壁厚较小、均匀，可以用大批量的注塑模具加以生产，在电器后壳的一侧有12-直径3mm的孔，阻碍成型后塑料制品从模具中脱出，因此须设置抽芯结构。如图2.1所示。 图2.1 塑料制品的三维立体图 2.2 明确制品批量 该产品生产量大，故设计的模具要求有较高的注塑效率，又考虑到模具的抽芯，结构复杂，模具采用一模二腔结构，浇口形式采用侧浇口。 2.3 材料选择及性能 2.3.1 材料选择 充电器外壳该塑件作为工业用品，要具备安全无毒，化学稳定性高，不易分解等特点和价格低廉的要求。同时，作为承重物件在一定的高度掉下或过载时，不会出现裂纹甚至断裂，这就意味着塑件所使用的材料要有一定的机械强度。 2.3.2 材料品种 根据2.1中对塑件的分析要求，同时考虑原材料价格要低廉，现决定选用应用广泛的ABS工程塑料。ABS塑料是以丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种原料为单体经过共聚而成的一种热塑性塑料（可以反复加热软化冷却成型的塑料），因此兼有三种元素的共同性能，使其具有“坚韧、质硬、刚性”的性质。ABS塑料无毒、无味。 表2.1 ABS塑料的部分技术指标 技术指标 值 密度(g / cm^-3) 1.02～1.16 收缩率(%) 0.4～0.7 透明度 不透明 比热容/(J·kg^-1·k^-1) 1470 吸水性（24小时）（%） 0.2～0.4 屈服强度/MPa 50 拉伸弹性模量/GPa 1.8 抗压强度/MPa 53 弯曲弹性模量/GPa 1.4 熔点℃ 130～160 2.4 成型设备 经比较，成型设备采用卧式注射机较好，其优点是机体较低,容易操作和加料，塑件脱模后可以自动落下可实现自动化操作，注塑机的重心较低安装稳定，适合大中型注射机的设计制造。 2.5 拔模斜度 由于零件深度很小，拔模斜度一般为0.5°～3°，所以拔模斜度取1°。 2.6 计算制品的体积和质量 2.6.1表面质量的分析 根据该零件的表面质量，相对要求较高，所以各个成型面都得进行抛光处理。 2.6.2塑件的体积重量 计算塑件的重量是为了选用注射机及确定模具型腔数。 计算得塑件的体积： V＝7.52cm3　　　　 计算塑件的质量：公式为 W＝Vρ （2-1） 根据设计手册查得ABS的密度为1.05 g/cm3，故塑件的重量为： W＝Vρ=7.52*1.05=7.896g 图2.2 塑件的体积 3 注射机及成型方案的确定 3.1 注射机的确定 根据注射所需的压力和塑件的重量以及其它情况（主要考虑到模具的高度问题），可初步选用的注射机为 D（塑料成型工艺与模具设计）初步选用注射机XS-ZY-125。 注射机XS-ZY-125参数： 额定注射量：125mm 最大成型面积：320cm 柱塞直径：42mm 注射压力：120Mpa 模板尺寸：428×450（mm×mm） 柱杆空间：260×290(mm×mm) 锁模力：900KN 喷嘴圆弧半径：12mm 喷嘴孔径：4mm 最大开模行程：450mm（可调整型） 模具最大厚度：300mm 模具最少厚度：200mm 3.2 成型方案的确定 3.2.1 成型设备的选择 柱塞式成型机中，塑料熔化成黏流态的热量主要由筒外部的加热器提供。在柱塞的平稳推动下，料流是一种平缓的滞流态势。料筒内同一横截面上不同径距的质点有着梯度变化的流速，结果靠料筒轴心的流速快，靠近料筒壁的流速慢。料筒同一截面上的温度分布也有差异，靠近筒壁的料，因流速慢，又直接接受外壁的电热圈加热，所以温度高；而靠近轴心的料，因流动快，且又与料筒加热圈隔了一层热阻很大的塑料层，所以温度低。可见在柱塞式料筒内，塑料的塑化程度很不均匀。 该电器后壳选用螺杆式注塑机，型号为XS-ZY-125。 3.2.2 成型的特点 注射成型又称注射模塑,成型周期短,能一次成型外形复杂,尺寸精密,带有嵌件的塑料制件。制品无需修整或仅需少量修正,可得到较窄的公差,废料损耗最小,且生产效率高,易于实现自动化生产,适于多件批量较大的塑件生产等优点。但是,产品质量有时难短期稳定,模具的结构有时不宜高效成型等缺点。 3.2.3 成型的原理 注射成型工艺是塑料成型的一种最常用的方法。它将粒状或粉状的塑料原料加入到注射机的料筒中，经过加热到流动状态，在注射机的柱塞或螺杆的推动下，以一定的流速，通过喷嘴和闭合模具的浇注系统而充满型腔，经过一定的时间的冷却定型，打开模具，从模内取出成型的塑件。 3.2.4 成型过程 注射成型工艺过程包括成型前的准备、注射过程和制品的后处理。 a.成型前的准备 为了使注射成型顺利进行，保证塑件质量，一般在注射之前要进行如下准备工作： (1)原料的检验和预处理； (2)料筒的清洗； (3)嵌件的预热； (4)脱模剂的选用； b.注射过程 完整的注射过程包括加料、塑化、注射、保压、冷却和脱模等几个步骤。但实质上只有在料筒中的塑化与在注射过程中的流动两个过程。所谓塑化即塑料熔融，是指塑料在料筒中经加热达到黏流状态并具有良好可塑性的全过程。所谓流动是指塑料熔体在注射进入模具型腔后的流动。该流动情况有可分为充型、保压、倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段。 c.塑件后处理 塑件在成型过程中，由于塑化不均匀或由于塑料在型腔中的结晶、定向、以及冷却不均匀而造成塑件各部分收缩不一致，或因其他原因使塑件内部不可避免地存在一些内应力而导致在使用过程中变形或开裂。因此，应该设法消除掉。消除的方法有退火处理和调湿处理[1]。 4 型腔数的确定及分型面的选择 4.1 型腔数的确定 以机床的注射能力为基础，每次注射量不超过注射机最大注射量的80%计算： （3-1） 式中:N----型腔数 S----注射机的注射量（g） W----浇注系统的重量（g） T----塑件重量（g） 因为，N=11.33>2 所以，此模具型腔为一模2 腔结构合理。 4.2 分型面的选择 4.2.1 分型面的主要选择原则 分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，它与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺的有关，一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面,分型面可以是垂直于合模方向,也可以与合模方向平行或倾斜。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键。 根据分型面的选择原则： （1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处； （2）在开模时尽量使塑件留在动模； （3）分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量； （4）有利于排气和模具的加工方便； （5）有助于避免侧抽芯或便于侧抽芯。 该塑件对美观不太要求，无斑点和熔接痕，表面质量要求一般。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件，属于薄壁壳小型塑件，塑件冷却时会因为收缩作用而包覆在凸模上，所以，应有利于塑件滞留在动模一侧，以便于脱模，并不影响塑件的质量和尺寸精度，以及外观形状。 综上所述，合理的分型面应选择在下部。如图所示： 图4.1 分型面选择实例图 4.3确定型腔的排列方式 多型腔有模板上的排列形式通常有圆形、H形、直线型及复合型等。 在设计时有以下原则： （1）尽量采用对称式排布，确保制品质量的均一和稳定。 （2）塑件结构简单，应尽量使型腔紧凑排列，而减小模具的外形尺寸。 （3）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。 （4）为了避免模具承受偏载而产生溢料现象，浇口开口部位与型腔布置应对称。 因为该塑件属大批量生产的小型塑件，但对产品的精度、表面粗糙度还是有较高的要求，通过前面算出的单个产品的体积V和质量W, 综合考虑生产效率和生产成本及产品质量等各种因素，以及注射机的类型选择确定采用一模2腔对称排布。 本塑件在注射时采用一模2件。综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等因素采用,如下图4.2的型腔排列方式。 4.2 模具型腔排列方式 4.4标准模架的选用 模具的大小主要取决于塑件的大小和结构，对于模具而言，在保证足够强度的前提下，结构越紧凑越好。模架尺寸参照装配图4.3 本模具采用的是《塑料模具设计指导》P104页560×L中的P2型标准模架，所以其它板的尺寸如下[2],如图所示： 4.4 模架装配图 5 成型零部件的设计与计算 5.1 凸模设计 凸模用于成型塑料的内表面，又称型芯、阳模或成型杆。结构分整体式和组合式两种。为了便于加工和有利于排气，运用组合式的型芯结构，与整体式型芯相比，组合式型芯使加工和热处理工艺大为简化。该设计中采用组合式凸模，其中公模仁的结构如下图5.1所示。 图5.1凸模的结构 5.2 凹模的设计 凹模用于成型塑件的外表面，又称阴模、型腔。按照结构的不同可以分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式、大面积镶嵌式和四壁镶嵌式五种。该设计采用整体嵌入式结构，由整块金属材料直接加工成母模仁，其结构如下图5.2所示。 图5.2 凹模的结构 5.3 成型零件工作尺寸的计算 本设计中零件工作尺寸的计算均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算，已给出这 ABS的成型收缩率为0.005，模具的制造公差取z=Δ/3。 5.3.1 模腔工作尺寸的计算 （1）凹模的內形尺寸： （5-1） 式中：L凹为型腔內形尺寸(mm)； L塑为塑件外径基本尺寸(mm),即塑件的实际外形尺寸； K为塑料平均收缩率(%)，此处取0.5% Δs为塑件公差，查表知ABS塑件精度等级取5级；塑件基本尺寸在3~6mm范围内取0.24mm;18~24mm范围内取0.24mm;80~100mm范围内取1.00mm;在100~120mm公差取1.14mm；在140~160mm公差取1.44mm;在200~225mm公差取1.92mm;在280~350mm公差取2.5mm;在315~355mm公差取2.8mm 所以型腔尺寸如下： L1=[71.6×(1+0.005)-(3/4)×0.86]=71.31 L2=[25×(1+0.005)-(3/4)×0.50]=24.75 型腔深度的尺寸计算： h=[h(1+k)-(2/3)Δ] （5-2） 式中：h凸模/型芯高度尺寸(mm)； h为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸； Δs 、K 含义如（5-1）式中。 H1=[3×(1+0.005)-(2/3)×0.20]=2.885 H2=[35×(1+0.005)-(2/3)×0.56]=34.81 （2）凸模的外形尺寸计算： L=[L(1+k)+(3/4) Δ] （5-3） 式中：L凸模/型芯外形尺寸(mm)； L为塑件內形基本尺寸(mm),即塑件的实际內形尺寸； Δs 、k含义如（5-1）式中。 所以型芯的尺寸如下： L1=[71.6×（1+0.005）+（3/4）×0.86]=72.61 L2=[60.6×（1+0.005）+（3/4）×0.74]=61.46 L3=[30×（1+0.005）+（3/4）×0.50]=30.53 型芯的深度尺寸计算： h=[h(1+k)+ (2/3)Δ] （5-4） 式中：h为凸模/型芯高度尺寸(mm)； h为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸； Δs 、k含义如（5-1）式中。型芯的高度分别为： H1=[22×（1+0.005）+（2/3）×0.44]=22.4 H2=[33.8×（1+0.005）+（2/3）×0.56]=34.34 6 浇注系统的设计 6.1浇注系统设计的原则 浇注系统设计时，应注意与注射机的注射口相符合，主流道、浇口套、定位圈等的各项参数与注射机的规格密切相关，由于主流道要与高温塑料及喷嘴接触，所以模具的主流道部分通常设计成可拆卸更换的主流道衬套，即浇口套。 对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循如下原则： (1)、了解塑料的成型性能。 (2)、尽量避免或减少产生熔接痕。 (3)、有利于型腔中气体的排出。 (4)、防止型心的变形和嵌件的位移。 (5)、尽量采用较短的流程充满型腔。 6.2主流道设计 设计手根据册查得XS-ZY-125型注射机喷嘴有关尺寸如下： 　　　　　喷嘴前端孔径：d0=φ3mm 喷嘴前端球面半径：R0＝12mm 为了使凝料能顺利拔出，主流道的小端直径D应稍大于注射 喷嘴直径d。　D＝d+(0.5－1)mm=φ3+0.5＝φ3.5mm 主流道的半锥角α通常为1°－2°过大的锥角会产生湍流或涡流，卷入空气，过小的锥角使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大，此处的锥角选用1°。经换算得主流道大端直径D＝φ7.74mm,为使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径ｒ＝1mm的圆弧过渡。主流道的长度L取73mm。 6.3分主流道的设计 分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的作用。分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U型等圆形和正方形