电话听筒支架注塑模具设计【一模二腔】【侧抽芯】【说明书+CAD】
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毕业设计(论文)开题报告
学 生 姓 名：
学 号：
专 业：
设计(论文)题目：
指 导 教 师:
开题报告填写要求
1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；
2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；
3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（不包括辞典、手册）；
4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。
毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写
2000字左右的文献综述：
文 献 综 述
摘要 近年来,我国塑料模具业发展相当快[1]，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[2]。
关键词 模具 发展现状 发展趋势
1 模具工业的发展
近年来，模具的发展越来越多的被人们所重视，它凝聚了各类高新技术，能快速精密地直接把材料成型、焊接、装配成零部件、组件或产品，其效率、精度、流线、超微型化、节能、环保，以及产品的性能、外观等，都是传统工艺方法所望尘莫及的。
模具行业是一个高新技术密集型，而且又重视经验的产业。特别是随着近代工业的飞速发展，塑料制品用途日益广泛[3]，注塑模具工艺空前发展，依靠人工经验来设计模具已经不能满足需要，企业越来越多地利用注塑模流分析技术来辅助塑料模具的设计。利用此类CAE软件，设计人员可以仿真出塑料成型过程中的充填、保压、冷却及脱模后的翘曲变形等过程，准确预测塑料熔胶在模腔内的流动状况，温度、压力、剪切应力、体积收缩等变量在整个充填工程中某瞬间的分布情况。利用注塑模流分析技术，能预先分析模具设计的合理性，减少试模次数，加快产品研发[4]，提高企业效率。
2 当前塑料模具技术发展现状
近年来塑料模具在高技术驱动和支柱产业应用需求的推动下，塑料模具发展方兴未艾。随着我国汽车、电子、通讯、家电等行业的发展，对塑料模具的需求越来越大，对产品质量要求越来越高，同时供货期的要求越来越短。在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。 许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前，从事模具技术研究的机构和院校已达30余家[5]，从事模具技术教育的培训的院校已超过50余家。其中，获得国家重点资助建设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室，上海交通大学CAD国家工程研究中心、北京机电研究所精冲技术国家工程研究中心和郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心等。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[6]、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做出了贡献。
鉴于模具作为包括机床工具、汽车制造、食品包装等在内的机械行业中机械基础件产业，以及电工电器、电子及信息行业的支持产业，在发展先进生产力当中，处于非常关键并服务全行业的地位[7]，其发展对产业配套能力的提升和促进产业聚集优势的形成将起到重要作用。改革开放以来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化。除了国有专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，都得到了快速发展，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。目前，国内已能生产精度达2微米的精密多工位级进模，工位数最多已达160个，寿命1～2亿次[8]。在大型塑料模具方面，现在已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5Kｇ大容量洗衣机的塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，国内已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。在汽车模具方面，现已能制造新轿车的部分覆盖件模具。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等[9]，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。
3 塑料模具技术的发展趋势
大型化、高精密度[10]、多功能复合型将是未来模具的发展方向，热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高，并且随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具也将随之发展[11]。其中精密、大型、复杂、长寿命模具等高档塑料模具应加大研制与开发。目前，我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显[12]，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面，国内模具市场将继续高速发展[13]，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显。因此，放眼未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好[14]，预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展，我国不但会成为模具大国，而且一定逐步向模具制造强国的行列迈进。“十一五”期间，中国模具工业水平不仅在量和质的方面有很大提高，而且行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机制以及技术进步的方面也会取得较大发展。
中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整[15]，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。
参 考 文 献
[1] 陈志刚，塑料模具设计[M].北京：机械工业出版社，2002.1.
[2] 刘昌祺. 塑料模具设计[M].北京：机械工业出版社，1998.
[3] 模具标准选编组. 模具标准汇编[M]. 北京：中国标准出版社,1992.
[4] 徐进. 模具材料应用手册[M]. 北京：机械工业出版社,2002.8.
[5] 王树勋. 典型注塑模具结构图册[M]. 广东:中南工业大学出版社,2005.5.
[6] 黄圣杰. Pro/ENGINEER 2001高级开发实例[M]. 北京：电子工业出版社,2002.2
[7] 初利宝. Pro/ENGINEER 模具设计[M]. 北京：北京大学出版社,2003.3.
[8] 王树勋. 邓庚厚. 典型注素塑模具结构图册[M]. 长沙：中南工业大学出版社,
2005.7.
[9] 曹宏深. 赵仲治. 塑料成形工艺与模具设计[M]. 北京：机械工业出版社,
1996.3.
[10] 陈志刚. 塑料模具设计[M]. 北京：机械工业出版社,2003.6.
[11] 辛化丹编译. 简明塑料手册[M]. 大连： 大连理工大学出版社,1988.12
[12] 李中猛著. 型腔模设计[M]. 西安：西安电子科技大学出版社,1995.12
[13] 丁浩主编. 塑料加工基础[M]. 上海：上海科学技术出版社,1983.3.
[14] 章学平著. 热塑性增强塑料[M]. 北京：轻工业出版社,1993.8.
[15] 中国模具工业协会编. 中国机械制造技术与装备精选集[M].北京：机械工业出版
社,2004.1.
毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：
塑料件在各行各业及日常生活中使用越来越多，塑料模具的设计制造的社会需求日益增长，要求也越来越高，同时社会对具有三维CAD设计能力的人才需求也日益增长。摩托车把手下座塑件形状较复杂，模具含侧抽芯结构，通过摩托车把手下座注射模设计，对学生进行模具设计、工艺设计的基本技能训练与培养，使学生基本掌握利用CAD软件进行工程设计的方法，进行工程设计，适应社会需求。
课题的重点，难点
重点是合理实现多型腔及有侧抽芯的模具设计。
难点是合理地设计型腔的数目及放置方法，并准确的设计实现模具的侧抽芯，保证塑件成形及成型质量。
研究手段：
一. 拟定模具结构形式
A. 确定型腔数量及排列方式:一模两腔,将型腔对称放置，使用圆锥型主流道。将分流道对称设置，分流道截面采用梯形截面，浇口采用点浇口，利用分型面或配合间隙排气；
B. 模具结构形式的确定：一般注射机都采用立式注射机，所以我也使用立式注射机；
C. 侧抽芯结构:由于摩托车把手下座有侧孔，所以设计时需要采用侧抽芯结构，只需用弹簧和螺钉及滑块配合使用组成简单的侧抽芯结构。
二. 注射机型号的确定：根据我所设计的塑件的容积来确定。
三. 分型面位置的确定：一般选取在塑件的最大表面轮廓处。
四. 浇注系统形式和浇口的设计
A. 主流道设计：一模两腔,将型腔对称放置，使用圆锥型主流道。
1.主流道尺寸
2.主流道衬套的形式
3.主流道衬套的固定：使用定位圈固定。
B. 分流道设计
1.主分流道的形状及尺寸
2. 主分流道长度
3. 副分流道的设计
4. 分流道的表面粗糙度
5. 分流道的布置形式
C. 浇口的设计：根据我所要设计的塑件，由于其结构比较复杂，所以可以选用点浇口。
1. 浇口的选用：点浇口
2. 浇口位置的选择：塑件的中心处。
3. 浇注系统的平衡：为了保证冲满型腔，应注意浇注系统的平衡。
E. 冷料穴的设计
五. 成型零件的设计与加工工艺
A. 成型零件的结构设计：定模使用整体嵌入式，上下模板上均嵌入定模。由于结构的上下结构特征，在上下模板均设计了型芯；
B. 成型零件的加工工艺
毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
指导教师意见：
1．对“文献综述”的评语：
2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：
指导教师：
年 月 日
所在专业审查意见：
负责人：
年 月 日
毕 业 设 计（论 文）
设计（论文）题目： 电话听筒支架注塑模具毕业设计论文
学 院 名 称：
专 业：
班 级：
姓 名： 学 号
指 导 教 师： 职 称
定稿日期： 年 月 日
摘 要
塑料注塑成型可以制作大量具有高精度和复杂型腔形状的制件。通过用3D软件对塑件进行分析，选择成型工艺参数 ，设计了一模二腔的注射模具。按平均收缩率设计计算模具成型尺寸。分析了电话听筒架的结构工艺特点,介绍了电话听筒架注射模结构及模具的工作过程, 介绍了模具设计方案、工作原理, 阐述了成型部件、浇注系统结构、顶出机构的设计特点。
关键词：注射模；凸模；型芯；斜导柱侧抽芯
III
目 录
摘 要 II
目 录 III
第1章 绪 论 1
1.1 概述 1
1.2 21世纪模具发展趋势 2
1.3 论文的主要研究目标及内容 4
1.3.1 设计目标 4
1.3.2 设计的主要内容 4
第2章 方案分析与设计 5
2.1 塑件分析 5
2.1.1 结构分析如下 5
2.1.2 成型工艺分析 5
2.2 塑料的选材及性能分析 5
2.2.1 使用特点 6
2.2.2 成型特性 6
2.2.3 ABS的主要性能指标 6
2.3 ABS塑料的注射过程及工艺 7
2.3.1 注射成型过程 7
2.3.2 ABS的注射工艺参数 7
第3章 电话听筒架模具设计方案 8
3.1 分型面的确定 8
3.2 型腔数量以及排列方式的确定 9
3.3 浇注系统设计和浇口的设计 10
3.3.1 主流道的设计 10
3.3.2 浇口和流道的设计 12
第4章 成型零件工作尺寸的设计和计算 13
4. 1 成型零件校核 13
4.2 型腔零件刚度和强度校核 14
4.3 模架的确定和标准件的选用 14
第5章 合模导向机构和定位机构 16
5.1 导向机构的总体设计 16
5.2 导柱设计 16
5.3 导套设计 17
第6章 脱模推出机构的设计 18
6.1 脱模推出机构的设计原则 18
6.2 塑件的推出机构 18
第7章 侧向分型与抽芯机构设计 19
7.1 斜导柱的设计 19
7.2 滑块的组合及设计形式 19
7.3 各项尺寸的计算与校核 19
第8章 排气系统设计 20
第9章 冷却系统的设计 20
9.1 加热系统 20
9.2 冷却系统 20
第10章 注塑机选型 22
10.1 注射量计算 22
10.2 注射机型号的选定 22
10.3 型腔数量的校核及注射机有关工艺参数的校核 23
第11章 模具材料列表 26
总 结 27
致 谢 28
参 考 文 献 29
毕业设计（论文）
第1章 绪 论
1.1 概述
在第十一五规划中指出，模具是工业生产的基础工艺装备，国民经济的五大支柱产业——机械、电子、汽车、石化、建筑都要求模具工业发展与之相适应。 模具因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而获得广泛应用，与其他加工制造业所无法比拟的。从工业产品生产行业看，模具是现代工业，特别是汽车、摩托车、航空、仪表、仪器、医疗器械、电子通讯、兵器、家用电器、五金工具、日用品等工业必不可少的工艺装备。据资料统计，利用模具制造的零件数量，在飞机、汽车、摩托车、拖拉机、电机、电器、仪器仪表等机电产品中占80%以上；在电脑、电视机、摄像机、照相机、录像机、传真机、电话及手机等电子产品中占85%以上；在电冰箱、洗衣机、空调、微波炉、吸尘器、电风扇、自行车、手表等轻工业产品中占90%以上；在了弹、枪支等兵器产品中占95%以上。
我国模具工业在政府十分重视及关怀下，并提出相应的优惠政策进行模具技术开发，在模具工业中大量采用先进技术和设备，努力提高模具设计和制造水平，取得显著的经济效益。另外，从资料获悉，目前，美国、日本、德国等发达国家的模具总产值都已超过机床总产值。模具技术的进步极大地促进了工业产品的生产发展，模具是“效益放大器”，用模具生产最终产品的价值将超过自身价格的几十倍乃至百倍及上千倍。
据各国报导，模具工业在欧美等工业发达国家被称之“点铁成金”的“磁力工业”，如今世界模具工业的发展速度超过了新兴的电子工业，已实现了模具专业化、标准化和商业化，因而深受赞誉。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”，日本称模具工业为“进入富裕社会的原动力”，在德国，被冠之以“金属加工业中的帝王”之称号，而欧盟一些国家称“模具就是黄金”，新加坡政府则把模具工业作为“磁力工业”，中国模具权威经理称为“模具是印钞机”。可见模具工业在世界各国经济发展中具有重要的显著地位。模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。
1.2 21世纪模具发展趋势
加入WTO后的中国，全球制造业正以垂直整合的模式向亚太地区转移，我国正成为世界制造业的重要基地，据权威报告，中国已成为世界第一制造大国。目前，在参与世界产品市场的激烈竞争下，各行业产品的品种和数量不断增加，换型加快，对产品质量、样式和外观也不断提出新要求，使模具需求量增加，对模具质量要求也越来越高，模具技术直接影响制造业的发展、产品更新换代和产品竞争能力。因此，迅速提高模具技术水平已成为当务之急。例如：日本汽车、计算机、电视机、手机等产品的品种，数量，质量在国际市场占有优势地位，其重要原因之一就是日本模具技术居于世界领先水平。
为了解决高精度、长寿命、高效的复杂型腔结构的现代模具，其发展趋势主要有如下三方面：
1.模具材料及表面处理技术
模具工业要上水平，材料应用是关键。因选材和用材不当，致使模具过早失效，大约占失效模具的45%以上。 在模具材料方面，常用冷作模具钢有CrwMn、Cr12、Cr12MoV和W6Mo5 Cr4V2，新型冷作模具钢有65N6、012A1、CG-2、LD、GD、GM等；常用新型热作模具钢有美国H13、瑞典QRO 80M、QRO 90 SUPREME等；常用塑料模具钢有预硬钢（P20、SM1、B30）、时效硬化型钢（P21、PMS、SM2、日本NAKS5等）、热处理硬化型钢（MnCrWV、日本S-STAR、瑞典一胜百S-136等）、粉末模具钢（日本DEX40等）。多工位精密冲模硬质合金（YG20、YG25等）及钢结硬质合金（TLW50、GW50等）。 在模具表面处理方面，其主要趋势是：渗入单一元素向多元素共渗、复合渗（如TD法）发展；由一般扩散向CVD、PVD、PVCD、离子渗入、离子注入等方向发展；可采用的镀膜有：T:C、T:N、T:CN、T:AN、CrN、Cr7C3、W2C等，同时热处理手段由大气热处理向真空热处理发展。另外，目前对激光强化、辉光离子氮化技术也日益受到普遍重视【9】。
2.模具设计与制造技术
当代模具的设计与制造技术广泛采用计算机辅助设计与制造（CAD/CAM），设计过程程序化和自动化，使用程序、模拟成形过程、采用交互式设计方法，发挥人和计算机的各自特长。数据库和计算机网络技术使设计人员拥有大量资料和信息。设计与制造之间的直接传输便于设计中的反复修正改变。 先进设计和加工方法的日益普及，为高质量、短周期地开发模具并且保证模具有足够长的使用寿命，提供了技术保证，为模具工业发展奠定了坚实基础。模具设计与加工方法的发展主要有以下三方面：
（1）模具软件功能集成化
模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的。如英国Delcem公司的系列化软件就包括了曲面/实体几何造型、复杂形体工程制图、塑料模设计专家系统、复杂形体CAM、艺术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统等。集成化软件较高的软件还包括：UG、CATIA和PRO/E等。
（2）快速原型法和快速制模技术（RPM/RMT）
该技术被称为自数控技术以来的又一次革命，尤其对模具工业的发展起到了极大的推动作用。它是一项集激光、材料、信息及控制等技术于一体的先进制造技术，其突出特点就是能直接根据产品的CAD数据快捷地制造出具有一定结构和功能的原型甚至产品，而不需要任何工装夹具，面迭加形成三维实体。 RPM技术与RMT技术的结合，将是传统快速制模具技术进一步深入发展的方向。RPM技术与陶瓷型精密铸造相结合，为模具型腔精铸成型提供了新途径。应用RPM/RMT技术从模具的概念设计到制造完成，仅为传统加工方法所需时间的1/3和成本的1/4左右，因而具有广阔的发展前景。如美国DTM公司的Rapid Tool专利技术，它能在5～10天内制造生产用的注塑模，可注塑零件5万件以上，属于直接用于批量生产的模具。
（3）高速铣削技术
高速铣削是目前切削技术中应用最多的一种工艺技术，是一种以高主轴转速、快速进给 、较小的切削深度和间距为加工特征的高效、高精度数控加工方式。高速铣削具有工件温度低、切削力小、加工平稳、质量好、效率高（为普遍铣削加工的5～10倍）及可加工硬质材料（＜60HRC）等诸多优点，因而在模具加工中日益受到重视。高速铣削机床（HSM）一般主要用于大、中型模具加工，如汽车覆盖件模具、变速箱体压铸模、大型注塑模等曲面加工，其曲面加工精度可达0.01mm。国外高速加工机床主轴最高转速已超过100000R/min，快速进给速度可达120m/min，加速度可达1～2g，换刀时间可提高到1～2s【9】。
3.专业化生产及标准化
专业化生产是现代化工业生产的重要特征之一，国外工业先进的国家模具专业化生产已达75%以上。美、日两国的模具厂，80%是10人以下的小工厂，90%是20人以下小而专的企业。一般一个模具专业厂只生产1～2种模具。这种专业化小模具厂易于管理，反应灵活，易于提高产品质量和经济效率，有较强的竞争力。 标准化是实现模具专业化生产的基本前提，能系统提高整个模具行业技术水平和经济效益，是机械制造业的深层次发展必由之路。国外企业都极为重视模具的标准化，我国的模具标准化程度不足30%，而且标准品种少、质量低、交货期长，严重阻碍模具的合理流向和效能发挥，需大力制订标准化规范。 总之，随着模具技术的迅速发展及机械各类产品的多样化、复杂化，模具应用的广度和深度将不断向纵深发展，模具需求增长速度将继续高于国民经济总体发展的速度，供小于求的被动状态将大有改变。因此，在模具设计与制造中，采用新技术、新工艺、新设备可持续发展模具工业，更将成为所有企业得以占据市场制高点的必由之路。
1.3 论文的主要研究目标及内容
1.3.1 设计目标
（1） 完成电话听筒架的结构设计。
（2） 完成电话听筒架的模具设计。
（3） 完成电话听筒架模具零件图和模具装配图的绘制。
1.3.2 设计的主要内容
本论文，主要是对电话听筒架结构和模具设计做了研究和探讨，所做的工作主要有以下几个方面：根据玩具的结构形式，选出模具的基本模架，然后根据工艺要求设计出外罩的成型零件和模具所有构件。
第2章 方案分析与设计
2.1 塑件分析
图2.1 电话听筒架
上图2.1 所示是电话听筒架参考零件。
2.1.1 结构分析如下
该塑件为壳体，表面光滑，在模具设计和制造上要有良好的加工工艺，确保成型零件具有一定的光洁度；
壳体下部的胶位是为了插入上盖时能配合紧密，所以必须具备一定的制造精度；侧面孔需要用到侧抽芯成型[2]。
2.1.2 成型工艺分析
采用一般精度等级5级，大量生产。
该塑件壁厚约为2mm左右，考虑到壳体左右部分比较浅，脱模斜度为0.5度；由于下面的侧抽芯要用到滑块也设置为0.5度。
2.2 塑料的选材及性能分析
该零件用于起支撑作用， 抗拉强度、硬度、耐磨性要突出，综合机械性能要好。具备这些条件的塑料首选：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene ，简称：ABS）。
2.2.1 使用特点
（1）综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好。
（2）与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理。
（3）有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。
（4）流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好[3]。
2.2.2 成型特性
（1）无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时。
（2）宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270度).对精度较高的塑件,模温宜取 50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度。
（3）如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。
（4）如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。
2.2.3 ABS的主要性能指标
表2.1 ABS的技术指标
密度/(kg/m3)
1.02～1.16
比体积v/(dm3/kg)
0.86～0.98
吸水率
0.2～0.4
收缩率s
0.4～0.7
熔点℃
130～160
硬度HB
9.7
R121
抗拉屈服强度
50
拉伸弹性模量
体积电阻率/(Ω/cm)
弯曲强度
80
热变形温度
t/c
0.46MP
90～108
冲击韧度
/(kj/m2)
无缺口
261
0.185MP
83～103
缺口
11
2.3 ABS塑料的注射过程及工艺
2.3.1 注射成型过程
（1）成型前准备，对ABS进行干燥。ABS是吸水的塑料，于室温下，24小时可吸收0.2%-0.35%水分，虽然这种水分不至于对机械性能构成重大影响，但注塑时若湿度超过0.2%，塑料表面会受大的影响，所以对ABS进行成型加工时，一定要事先干燥，而且干燥后的水分含量应小于0.2%。
ABS的干燥方法: 常压热风干燥80℃-85℃保持2-4小时 ；真空热风干燥 80℃保持 1-2小时。
（2）注射过程.塑料在注射机内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，起过程可分为充模、压实、保压、倒流、和冷却5个阶段。
2.3.2 ABS的注射工艺参数
（1）螺杆类别：标准螺杆（直通式喷嘴）
（2）回料转速(rpm)：30
（3）注射机料筒温度:
前段 180℃～200℃
中段 165℃～180℃
后段 150℃～170℃
（4）喷嘴 ：170℃～180℃。
（5）模具 ：50℃～80℃，玻纤增强制品取75℃。
（6）注射压力:60℃～100℃。
（7）注射速度、注射压力:
一般ABS制品采用高速及多级注射，但是对于阻燃品级，要慢速注射，可以避免注射料的分解，耐热ABS也要快速注射(可减少内部应力)，注射压力在75MPa左右，保压时可低些。
（8）熔胶温度: 190℃
（9）成型时间():
注射时间:20～90
高压时间:0～5
冷却时间:20～120
总周期: 50～220
在265℃温度下，物料在机筒内停留时间最多不能超过5-6分钟，若温度为280℃，则物料在机筒内停留时间就不能超过2-3分钟。
（10）后处理:把塑件放在红外线或者烘箱下,温度设为70度烘干2-4小时[4]。
第3章 电话听筒架模具设计方案
3.1 分型面的确定
分型面是模具上用来取出塑件和浇注系统料可分离的接触面称为分型面,分型面的选择对模具设计方式影响最大,分型面设计是否合理对塑件质量和模具复杂程度具有很大的影响。基本上是一种分型面对应着一种模具设计方案，所以分型面的选择决定着模具总体的设计方案。
分型面的选择原则
（1）保证塑料制品能够脱模。
（2）使分型面容易加工。
（3）尽量避免侧向抽芯。
（4）使侧向抽芯尽量短。
（5）有利于排气。
（6）有利于保证塑件的外观质量。
（7）尽可能使塑件留在动模一侧。
（8）尽可能满足塑件的使用要求。
（9）尽量减少塑件在合模方向的投影面积。
（10）长型芯应置于开模方向。
（11）有利于简化模具结构。
综上所述，由于该塑件曲面不多，型面在一个平面上,为了顺利脱模,分型面采用如下模具结构，只需要侧抽芯，加工成本经济，塑件成型精度可靠。
图3.1 分型面形式与位置
3.2 型腔数量以及排列方式的确定
型腔数的确定，主要跟注射机的最大注射量、额定锁模力、塑化速度、制品的精度要求、生产的经济性等因素有关。考虑到本次设计的设计要求，考虑塑料件为长条形状,本次设计采用一模二腔结构，配套生产。
如图3.2所示。
图3.2 型腔排列方式
3.3 浇注系统设计和浇口的设计
浇注系统是引导凝料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能。
3.3.1 主流道的设计
主流道是连接注射机的喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，具有一顶的锥度，以便熔体的流动和开模时主流到凝料的顺利拔除。
(1）主流道尺寸和浇口的设计
（a）主流道的小端直径 D =注射机喷嘴直径+（0.5～1）
=3+（0.5～1），取D=3.5mm 。
（b）主流道的球面半径 SR =注射机喷嘴球头半径+（1～2）
=15+（1～2），取SR=16mm 。
（c）球面的配合高度 h=3mm
（d）主流道的长度 取L=22+43.5=65.5mm
主流道大端直径 （半锥角）
取
浇口套总长
（2）浇口套的设计
主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求比较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，常采用碳素工具钢，如T8A、T10A等，热处理硬度为50HRC~55HRC,如图4.1所示。
图3.2 主流道衬套
（3）定位圈的设计与固定
由于该模具主流道比较长，定位圈和衬套设计成分体式，注射机定位孔尺寸为 ，定位圈尺寸取，两者之间呈较松的间隙配合。
定位圈结构尺寸如图4.2所示；定位圈和衬套的固定形式如图4.3所示。
图3.3定位圈
图3.4 主道衬套的固定形式
1-内六角螺纹； 2-定位圈；3-定模座板；4-主流道衬套；5-定模板
3.3.2 浇口和流道的设计
选择侧进胶,如图3.5，塑料熔体直接流入型腔，因而压力损失小，进料速度快，成型比较容易。另外传递压力好，保压补缩作用强.
图3.5 浇口和流道的设置形式
第4章 成型零件工作尺寸的设计和计算
模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。
设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。
工作尺寸是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径向尺寸，型腔深度和型芯高度尺寸和中心距尺寸等。
ABS的成型收缩率为0.4%--0.7%所以平均收缩率取 s=0.55%。
塑件尺寸公差按SJ1372--78标准中的5级精度成型。
4. 1 成型零件校核
（a）采用台肩固定的形式，
（b）塑件的尺寸公差源自《塑料成型工艺与模具设计》的塑件公差
数值表3.1。塑件尺寸，
式中 s——塑料的平均收缩率，ABS为0.005；
——塑件外径尺寸；
——修正系数（取0.75）；
——塑件尺寸公差，见上塑料尺寸公差值；
——模具制造误差，其他误差忽略，当尺寸小于50mm时，；当塑件尺寸大于50mm 时，。
（a）采用台肩固定的形式，下底面用模珂与动模压紧。
（b）塑件的尺寸公差源自《塑料成型工艺与模具设计》的塑件公差数值表。
塑件尺寸 ，。
式中各符号同前。
4.2 型腔零件刚度和强度校核
由于塑件成型部分采用模仁，再从模板上开框把模仁镶入，用螺丝吃紧。成型部分离模仁有满足条件的规定距离（20～25mm），而模仁离模板四周也有满足条件的规定距离，所以成型时型腔零件完全满足强度和刚度的要求，在这里就不一一校核。在动模板上，由于成型压力很大部分垂直压在其上，底部为了节约材料不打算采用支撑板。
4.3 模架的确定和标准件的选用
根据前面型腔的布局以及互相位置尺寸，再根据成型零件尺寸结合标准模架，选用下列的结构形式。即采用数量为1的标准模架。
（1）定模座板（250mmx300mm、厚为25mm）
定模座板是模具与注射机连接固定的板，材料为45钢。通过4个M12的内六角圆柱螺钉与定模固定板连接；定位圈通过2个M8的内六角圆柱螺钉与其连接；定模座板与浇口套为H8/f8配合[7]。
（2）定模板（250mmx300mm，厚90mm）
用于固定型芯、导套。固定板应有一定的厚度，并有足够强度，一般用45号钢，调质到230HB~270HB。其上的导柱和导套一端采用H7/k6配合，另外一段采用H7/f7配合；定模板与浇口套采用H7/m6配合[7]。
（3）动模座板（250mmx300mm、厚为25mm）
材料为45钢，其上的注射机顶孔为直径40 mm。
（4）动模板（250mmx300mm，厚70mm）
行位滑块通过矩形导滑槽在模套中滑动，以完成侧向分型和合模复位，材料为45钢。其上的导柱和导柱孔为H7/k6配合[7]。
（5）垫块(48mmx300mm，厚90mm)
（a）主要作用
在动模座板与支撑板之间形成推出机构的动作空间，或是调节模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求。
（b）结构形式
可以是平行垫块或拐角垫块，该模具采用平行垫块。
（c）垫块材料
垫块材料为Q235A，也可以用HT200、球墨铸铁等。改套模具采用Q235A制造。
（d）垫块的高度h校核。
式中 ——推板厚度，为15mm;
——推杆固定板厚度，为20mm;
——推出行程，为15mm；
——推出行程余量，一般为4mm～6mm，取5mm.
（6）推板（120mmx300mm，厚度15mm）
材料为45钢，其上的推板导套孔与推板导套采用H7/k6配合。用M6的内六角圆柱螺钉与推杆固定板固定。
（7）推杆固定板（110mmx300mm，厚度20mm）
钢材为45钢,其上的推板导套孔与推板导套采用H7/f9配合[7]。
模架如图4.1所示：
图4.1 模架
第5章 合模导向机构和定位机构
采用标准模架，模架本身带有导向装置，按模架规格选取即可。
5.1 导向机构的总体设计
（1）导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部分，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的精度，防止压入导柱和导套后变形。
（2）该导套采用4根导柱，其布置为等直径导柱不对称布置。
（3）导柱安装在支承板和模套上，导套安装在定模固定板上。
（4）为了保证分型面很好的接触，导柱和导套在分型面处应只有承屑槽，在导柱孔口倒角。
（5）在合模时，保证导向零件首先接触，避免凸模先进入型腔，导致模具损坏。
（6）动定模板采用合并加工时，可确保同轴度要求。
5.2 导柱设计
（1）采用带头导柱，加油槽，如图4.9所示。
（2）导柱长度必须比凸模端面高度高出6mm ～8mm。
（3）为了使导柱能顺利地进入导向孔，导柱端部常做成圆锥形的先导部分。
（4）导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证有足够的抗弯强度。
（5）导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7/k6配合，导柱滑动部分按H7/f7或H8/f7间隙配合[7]。
（6）导柱工作部分的表面粗糙度为0.2um。
（7）导柱应具有坚硬耐磨的表面、不易折断的内芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢T8A、T10A经淬火处理，硬度为50HRC以上或45钢经调质、表面淬火、低温回火、硬度为50HRC以上。
图5.1 导柱
5.3 导套设计
导套与安装在另外一半模上的导柱相配合，用以确定动、定模的相对位置，以保证模具运动导向精度的圆套形零件。导套常用的结构形式有两种：直导套、带头导套。
（1）采用带头导套，如图5.2所示。
（2）导套的端面应倒圆角，导柱孔最好做成通孔，利于排出孔内剩余空气。
（3）导套孔的的滑动部分按H8/f7 H7/f7的间隙配合，表面粗糙度为0.4um。
导套外径与模板一端采用H7/k6配合；另外一端采用H7/e7配合镶入模板。
（4）导套材料可用淬火钢或铜等耐磨材料制造，该模具中采用T8A。
图5.2 导套
第6章 脱模推出机构的设计
注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也常称为推出机构。
6.1 脱模推出机构的设计原则
塑件推出（顶出）是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定塑件的质量，因此，塑件的推出是不可忽视的，应遵循以下原则。
（1）推出机构应近尽量设置在动模一侧。
（2）保证塑件不因推出而变形损坏。
（3）机构简单，动作可靠。
（4）良好的塑件外观。
（5）合模时的准确复位。
6.2 塑件的推出机构
该套模具的塑件采用推杆推出，推杆的形式为圆形。
（1）推杆如图4.11所示，共4根推杆。
图6.1 带肩圆筒推杆
（2）推杆应设置在脱模阻力大的地方。
（3）推杆应布置均匀。
（4）推杆应设在塑件强度、刚度较大的地方。
（5）推杆直接与模板上的推杆空采用H8/f8间隙配合。
（6）通常推杆装入模具后，其端面应与型腔地面平齐或高出型腔底面0.03mm～0.11mm。
（7）推杆与推杆固定板，通常采用单边0.6mm的间隙，这样可以降低加工要求，又能在多推杆的情况下，不因各板上的推杆孔加工误差引起轴线不一致而发生卡死现象。
（8）推杆的材料常用T8、T10碳素工具钢，热处理要求硬度50HRC以上，工作端配合部分的表面粗糙度为 u=0.8um。
第7章 侧向分型与抽芯机构设计
当在注射成型的塑件上与开合模方向不同的内侧或外侧有孔、凹穴或凸台时，塑件就不能直接由推杆等推出机构推出脱模，此时，模具上成型该处的零件必须制成可侧向移动的活动型芯，以便在塑件脱模推出之前，先将侧向成型零件抽出，然后在把塑件从模内推出，否则就无法脱模。
7.1 斜导柱的设计
斜导柱设置在定模，与滑块的中线对齐，有足够的强度。
斜导柱顶端用模珂和定模板固定并磨到和定模板平，在开模时能随驱使滑块沿动模板上的导滑槽滑动。
斜导柱倾斜角为20度。
7.2 滑块的组合及设计形式
设计其组合方式时应考虑分型与抽芯的方向要求,并保证塑件有较好的外观质量,另外还应使滑块的组合部分具有足够的强度,该套模具采用两瓣合模块组合的结构形式。
利用滑块水平两侧面的凸耳与模套对应的导滑槽滑动配合,达到侧向分型与复位的目的。
为防止滑块离开动模，采用压块压住滑块两边的凸耳。
7.3 各项尺寸的计算与校核
斜导柱、滑块、导柱之间的相对位置以及脱模推出完成后的相对位置如图
4.15所示。
（1）滑块为两瓣合形式，左右两面倾角为70度，便于滑块滑动，滑块高
度为65mm，全部高出动模板。
设置在动模板内的弹簧波子止动距离为22mm。每个滑块分布两个弹簧
波子，并布局在滑块中心线的两边。
（2）斜导柱的导向倾斜角为20度，从合模到开模斜导柱刚离开滑块时，斜导柱的移动距离是22mm，保证了滑块止动上的配合。
（3）抽芯距离校核
需要抽芯的距离是：
斜导柱刚好抽出来时的推动距离：
因：，所以抽芯距离满足要求，塑件能正常取出。
第8章 排气系统设计
模板分型面上设置1mm深的排气槽用于排气，而且在成型壳体内腔的型芯上设置了推杆，排气条件足够。
第9章 冷却系统的设计
9.1 加热系统
该套模具的模温要求在70℃以下，又是小型模具，所以无需设置加热装置。
9.2 冷却系统
ABS塑料注射到模具内的塑料温度为180℃～190℃ 左右，而塑料固化后
从模具型腔中取出时其温度在60℃ 以下，热塑性塑料在注射成型后，须对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽快地传给模具，以使塑料可靠冷却定型并可迅速脱模[11]。
ABS的成型温度和模具温度分别为180℃～190℃ 、50℃～70℃，用常温水对模具进行冷却。
（1）冷却介质
冷却介质有冷却水和压缩空气，但用冷却水比较多，因为冷却水热容量大、传热系数大，成本低。用水冷却，即使在模具型腔周围或者内部开设冷却水道。
（2）冷却系统的简略计算[12]
如果忽略模具因空气对流、热辐射以及与注射机接触所散发的热量，不考虑模具金属材料的热阻，可对模具冷却系统进行初步的简略计算。
（a）求塑料固化时每分钟释放的热量
查表得ABS单位质量放出的热量，故
式中 W—单位时间内注入模具中的塑料质量（kj/min），模具每分钟注射1次。
（b）冷却水的体积流量
(4.7)
式中 ——冷却水的密度，为;
——冷却水出口温度，取25；
——冷却水进口温度，取20；
C——冷却水的比热容，为4.187kj/(kg/)
（c）冷却管道的直径
为使冷却水处于湍流状态,查资料取d=6mm。
（d）冷却水在管道内的流速
(4.8)
(e)冷却水管道水孔壁与冷却水之间的传热膜系数
查参考文献中的表取f =7.22,水温为25时,因此
(f)冷却管道的总传热面积
(4.9)
(g)模具上应开设的冷却水孔数
（孔） (4.10)
式中 l—长度，为150mm.
第10章 注塑机选型
注射机是安装在注射机上使用的设备，因此设计注射模应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。
注射机规格的确定主要是根据塑件的的大小及型腔的模具和排列方式，在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注射机，倘若用户自己提供型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整。
10.1 注射量计算
该产品为ABS，查书《设计与制造实训》得知其密度为1.08～1.10g.cm-3,收缩率为0.4%～0.7%，计算其平均密度为1.09，平均收缩率为0.55%，通过计算得塑件体积为： V塑=37.063cm3 (单个通过3D软件测得)
塑件的质量： M塑=39g
浇注系统体积：(估算) V浇=0.955 cm3
浇注系统质量：(估算) M浇=1.04g
故得总质量为：M总=80g(2件塑料件加浇口)
10.2 注射机型号的选定
根据以上的计算初步选定型号为SZ-125/630型卧式注射机，其主要技术参数见表10.1。
表10.1 SZ-125/630型注射机主要技术参数
螺杆直径/mm
40
拉杆内间距/mm
370x320
推动行程/mm
550
最大模具厚度/mm
300
理论容量/
140
最小模具厚度/mm
150
注射速度 /(g/s)
110
顶出杆根数
1
塑化能力/(g/s)
16.8
定位孔直径/mm
125
额定注射压力/MP
126
顶出中心孔直径/mm
35
螺杆转速/(r/min)
14~200
顶出力/KN
1500
锁模力/KN
530
喷
嘴
球半径SR/mm
15
开模行程/mm
270
孔直径/mm
10.3 型腔数量的校核及注射机有关工艺参数的校核
（1）型腔数量的校核
（a）由注射机料筒塑化速率校核型腔数量
（4.1）
t取60s, 符合要求。
式中 K——注射机最大注射量的利用系数，非结晶型塑料一般取0.8；
M——注射机的额定塑化量，改注射机为16.86g/s；
T——成型周期，因塑件还比较大，壁厚，取60s；
m1——单个塑件的质量，取55g；
m2——浇注系统的质量，取1g；
（b）按注射机的最大注射量校核型腔数量
符合要求。
式中——注射机允许的最大注射量，该注射机为140g。
其他符号意义与取值同前。
（c）按注射机的额定锁模力校核型腔数量
壳体正反两面产生的胀模力由内模壳抵消；左右两行位压力由导柱和前模板的斜面抵消，取这两处力的一半为正压力：
分型面合模处的作用面积：
塑料熔体对型腔的成型压力是，一般是注射压力的30%-65%，
取平均压力为：
(4.2)
(4.3)
符合要求。
（2）注射机工艺参数的校核
（a）注射量的校核
注射量以容积表示最大注射容积为：
最少注射容积：
而
符合要求。
（b）锁模力的校核
前面计算过，符合要求。
（c）最大注射压力的校核
注射机的额定注射压力即为该机器的最高压力
应该大于注射成型所需调用的注射压力的 即
式中；
为70～90；代入数据计算，符合要求。
(3）安装尺寸的校核
最大与最小模具厚度
模具厚度H应满足
式中
该套模具厚度=25+50+60+60+25=220mm 。
很明显，选择该注射机能满足模具设计的要求。
(4）开模行程校核
H H1 + H2 + (5～10)mm
——注射机动模板的开模行程，取270mm；
——塑件推出行程取22mm；
——为包括流道凝料在内的塑件高度；
代值计算发现开模行程能满足。
第11章 模具材料列表
表11.1 该模具的选材及热处理见表
零件名称
材料牌号
热处理
硬度
说明
模仁
718H
预硬化
36HRC-38HRC
保证加工后获得较高的形状和尺寸精度,易于抛光
斜导柱
T7A
淬火
52HRC-55HRC
型芯
718H
淬火
42HRC-54HRC
保证加工后获得较高的形状和尺寸精度,沿脱模方向抛光
动定模座板
45
调质
230HB-270HB
垫块
Q235
调质
230HB-270HB
支撑柱
S50C
调质
225HB-240HB
推板固定板
45
调质
230HB-270HB
主流道衬套
T10A
淬火
50HRC-55HRC
导柱导套
T10A
淬火
54HRC-58HRC
定位圈
45
调质
230HB-270HB
复位杆
45
淬火
43HRC-48HRC
总 结
本次毕业设计是我们大学所学知识做的一次总测验，是锻炼也是检验自己所学并掌握运用知识的能力，是我们高等院校学生的最后的学习环节，通过这次设计，我学到了许多原来未能学到的东西，对过去没有掌握的知识得到了更进一步巩固。独立思考，综合运用所掌握理论知识的能力得到很大的提高，学会了从生产实际出发，针对实际课题解决实际问题，掌握了综合使用各种设计手册、图册、资料的方法，提高了电脑绘图水平，也是为我们即将参加工作所做的必要准备，打下基础，更是我们四年机械设计制造及其自动化专业知识的一次综合。
本次设计也暴露了我们不少的缺点和问题：对于所学知识还没有做到仔细、认真消化，许多方面还是只有一个大概的认识，没有深入探讨，对实际事物没有深刻得了解，没有做到理论联系实际，没有达到对所学的知识熟练运用的水平。这也从一个侧面反映出我们设计经验不足，思维不够开拓，不够灵活。从而是我得出一个结论：无论是现在还是以后走上工作岗位，还是再深造，都应该虚心向老师和前辈们学习，从
而不断完善自我，提高自我水平。
致 谢
回想学习生活，在这里我获得了知识，学会了学习，也懂得了如何利用学到的知识去为社会做贡献,而这些都是我辛勤的老师教予我的。在此，对所有在学习上、生活上给过我帮助的老师表示衷心的感谢，感谢您们孜孜不倦的教导，感谢您们教会了我如何学习、如何做人、如何做事！
本次设计即将完成，我的心情却无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！
在这里首先要感谢我的指导老师。指导老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段从课题的选择、论文的撰写到中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是老师仍然细心地纠正图纸中的错误。从他的身上，我学习到的不仅仅是专业知识，更重要的是他渊博的学术知识、严谨的治学态度、认真负责的工作态度和待人以诚的宽广胸怀，使我受益匪浅，必将对我以后的学习和工作产生巨大的影响，在此向他致以诚挚的谢意！
其次要感谢同学们给我帮助和支持,在设计中遇到的困难,他们会热心的给我排
忧解难;遇到不能解决的问题,大家一起讨论.
参 考 文 献
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