手机外壳模具设计毕业论文

机电职业技术学院 机械系 模具与制造专业 毕业设计/论文 设计/论文题目： 手机外壳模具设计 班 级： 模具设计与制造 姓 名： 指导老师： 吴志明 完成时间： 2009.12 目 录 第1章 绪 论 1．1注射成形基本过程………………………………………………………… 1．2注射模的基本结构 ……………………………………………………第2章 手机外壳的造型设计………………………………………………… 2.1手机外壳的选料及其性能……………………………………………… 2.2手机外壳注射成型工艺过程…………………………………………………… 2.3手机外壳的结构分析…………………………………………………… 2.4 手机外壳造型设计过程……………………………………………………… 第3章 注射机的选择………………………………………………………………… 3.1 注射机规格………………………………………………………………… 3.2 注射机的校核……………………………………………………………… 3.2.1 注射机注射容量校核………………………………………………… 3.2.2 注射机锁模力校核…………………………………………………… 3.2.3 注射机注射压力校核………………………………………………… 3.2.4 注射机模具厚度校核………………………………………………… 3.2.5 注射机最大开模行程校核…………………………………………… 第4章 成型零件与浇注系统的设计……………………………………………… 4.1凹、凸模成型零件的设计………………………………………………… 4.1.1加载参照模型………………………………………………………… 4.1.2成型零件设计………………………………………………………… 4.2浇注系统设计………………………………………………………………… 4.2.1 主浇道的设计………………………………………………………… 4.2.2分浇道的设计………………………………………………………… 4.2.3 浇口及冷料穴设计…………………………………………………… 4.2.4铸模和开模…………………………………………………………… 4. 3 冷却系统设计……………………………………………………………… 4.3.1 凹、凸模冷却系统设计……………………………………………… 第5章 模具零件设计………………………………………………………………… 5.1 推出系统设计……………………………………………………………… 5.2 确定模架…………………………………………………………………… 5.3 模架各装配零件设计……………………………………………………… 5.3.1 导向零件设计……………………………………………………… 5.3.2 浇注系统零件设计…………………………………………………… 5.3.3 推出机构零件……………………………………………………… 5.3.4定位圈………………………………………………………………… 5.3.5 其他零件……………………………………………………………… 第6章 模具的装配和调试………………………………………………………… 6.1 模具的装配………………………………………………………………… 6.2 模具的调试………………………………………………………………… 结束语………………………………………………………………………………… 参考文献……………………………………………………………………………… 附录一 图纸………………………………………………………………………… 附录二 外文翻译…………………………………………………………………… 第1章 绪 论 1.1注射成形基本过程 注射成形是现在成形热塑性塑件的主要方法，因此应用范围很广。所使用的成形机称为注射机。 注射成形是把塑料原料（一般为经过造粒、染色、加入添加剂等处理后的颗粒料）放入料筒中，经过加热融化，使之成为高粘度的流体——称为“溶体”，容柱塞或螺杆作为加压工具，使溶体通过喷嘴以较高的压力（约为25~80Mpa）注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。 注射成形的全过程可以分为： （1） 塑化过程 现代的注射机基本上是采用螺杆式的塑化设备。塑料原料（称为“物料”）自送料斗以定容方式送入料筒。通过料筒外的电加热和料筒内的螺杆旋转的摩擦热使物料熔化，达到一定的温度后即开始注射。注射动作是由螺杆的推进完成的。 (2) 充模过程 熔体自注射机的喷嘴喷出后，进入模具的形腔，把形腔内的空气排除，并充满形腔，然后升压到一定的压力，使熔体的密度增加，充实形腔的各部位。 (3) 冷却凝固过程 热塑性塑料的注射成形过程是热交换的过程。即： 塑化 注射充模 固化成形 加热 （理论上绝热） 散热 · 热交换效果的优劣，觉得塑件的质量——外表面质量和内在的质量。因此，模具设计对热交换也要做充分的考虑。现代的设计方法中也采用了计算机。 (4) 脱模过程 塑件在型腔内固化后，必须用机械的方式把它从形腔中取出。这个动作要由“脱模机构”来完成。不合理的脱模机构对塑件的质量有很大的影响；但塑件的几何形状是千变万化的，所以必然采用最有效的和最适当的脱模方式。 由（1）到（4）形成了一个循环。每一次循环，就完成一次成形——一个乃至数十个塑件。 1.2注射模的基本结构 注射模的基本结构依使用的目的而不同，大致上可以作如下的分类： 单腔二板式结构 二板式结构 多腔二板式结构 普通模具 单腔三板式结构 三板式结构 多腔三板式结构 滑动型心式结构 瓣合式结构 特殊模具 脱螺纹结构 多层结构 第2章 手机外壳造型设计 2.1手机外壳的选料及其性能 选用热塑性塑料ABS作为手机外壳的。 热塑性塑料是在特定的温度的范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。ABS是acrylonitritle-butadiene-styrene copolymer 的缩写，中文名是丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物。ABS可以根据要求通过改变单体的含量进行调整。当丙烯腈增加时，塑料的耐热、耐蚀性和表面硬度可改善；丁二烯可提高弹性和韧性；苯乙烯可改善电性能和成形能力。近年来ABS塑料在汽车上的应用发展很快,如作档泥板、扶手、热空气调节导管，以及小轿车车身等。阻燃级的ABS树脂则用于电子计算机的壳体，控制台、电信、光盘音响设备、彩电的机壳等。 成型性能： · 无定性料，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。 · 宜取高料温、高模温，但料温过高易分解（分解温度为≥250℃）。对精度较高的塑件，模温宜取50~60℃，对光泽、耐热塑件，模温宜取60~80℃。 综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性、电性能良好。与372有机玻璃的熔接性良好，制成双色塑件，且可表面镀铬。 ABS的主要技术指标见表2-1。 表 2-1 密度 1.02~1.16 比容 0.86~0.98 吸水率% 0.2~0.4 收缩率% 0.4~0.7 熔点℃ 130~160 弯曲强度MPa 90 抗拉屈服强度Mpa 50 拉伸弹性模量MPa 体积电阻率 硬度HB 9.7 热变形温度℃ 0.45MPa 130~160 冲击强度 无缺口 261 1.82MPa 90~108 缺口 11 2.2手机外壳注射成型工艺过程 手机外壳注射成形工艺过程如下： 注射装置准备装料 预烘干 装入料斗 预塑化 注射装置准备注射 清理嵌件、预热 清理模具、涂脱模剂 放入嵌件 合模 注射 保压 脱模 冷却 塑件送下工序 注射成形工艺参数见表2-2。 表 2-2 注射机类型 预热和干燥 料筒温度（℃） 喷嘴温度（℃） 温度（℃） 时间（h） 后段 中段 前段 螺杆式 80～95 4～5 150～170 165～180 180～200 170～180 模具温度（℃） 注射压力（Mpa） 成形时间（s） 50～80 60～100 高压时间 保压时间 冷却时间 成形时间 0～5 15～30 15～30 40～70 螺杆转速（r/min） 后 处 理 方 法 温度（℃） 时间（h） 30～60 红外线灯、烘箱 70 2～4 2.3手机外壳的结构分析 下面确定手机外壳的各项技术参数： 1）尺寸大小和精度 手机外壳的尺寸大小根据水瓶的大小即可。手机外壳壁厚的厚度不宜过大或过小。如果壁厚太小，则手机外壳的强度、刚度不够，同时给制造带来困难。如果壁厚太大，不仅造成材料浪费，而且容易产生气泡、缩孔等缺陷，同时因冷却时间过长而降低生产率，所以手机外壳壁厚取1.5mm。塑件的尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动和模具制造误差，由于我们要设计的零件的工作环境对精度要求不高，加之选用的塑料ABS推荐精度等级为3、4、5级，所以只要求手机外壳能与剃须刀的其它零件能正常装配即可，因此手机外壳选用4级精度。 2）壁厚和圆角 塑件壁厚力求各处均匀，以免产生不均匀收缩等成形缺陷。塑件转角处一般采用圆角过渡，其半径为塑件壁厚的1/3以上，最小不宜小于0.5mm。，转角处的半径见附录《零件工作图》，即03号图纸。 3）加强肋 为了保证手机外壳的强度和刚度而不使手机外壳的壁厚过大，在手机外壳的适当位置设置了加强肋。 · 4）孔 严格意义上讲塑件上的通孔和盲孔通常用单独型芯或分段型芯来成形，对于易弯曲变形的型芯，须附设支承住。但是本次设计中，考虑到生产成本的尽量缩小，该空孔的高度不高，以及我们需要的孔在工艺上要求不高，我们采用分型面直接成形法。 2.4 手机外壳造型设计过程 在设计手机外壳之前，首先看看所需要设计的手机外壳的具体形状，以便在接下来的设计中能快速、准确的设计出手机外壳。需要设计的手机外壳的具体形状如图2-2所示： 第3章 注射机的选择 3.1 注射机规格 注射机是热塑性塑料和部分热固性塑料注射成形的主要设备，我们选择注射机型号为XS-Z-60,它的技术规格如表3-1所示。 表 3-1 型号 螺杆直径（mm） 注射容量（cm3） 注射压力（Mpa） 锁模力(kN) XS-Z-60 38 500 122 500 最大注射面积（cm3） 模板行程（mm） 定位孔直径（mm） 130 180 模具厚度（mm） 喷嘴 顶出 两侧 中心孔径（mm） 最大 最小 球半径（mm） 孔半径（mm） 孔径（mm） 孔距（mm） 200 70 12 4 22 230 50 3.2 注射机的校核 3.2.1 注射机注射容量校核 塑件成形所需的注射总量应小于所选注射机的注射容量。注射容量以容积（cm3）表示时，塑件体积（包括浇注系统）应小于注射机的注射容量，其关系按3-1式校核 V件≤0.8V注 （3-1） 式中 V件　—塑件与浇注系统的体积（cm3）; V注 —注射机注射容量（cm3）; 0.8 —最大注射容量利用系数。 在这个设计中， V件= 29 cm3 V注=60cm3 29<0.8*60=48 所以注射机注射容量完全满足要求。 3.2.2 注射机锁模力校核 模具所需的最大锁模力应小于或等于注射机的额定锁模力，其关系按3-2式校核 p腔F≤P锁 （3-2） 式中 p腔 — 模具型腔压力，一般取40～50Mpa； F — 塑件与浇注系统分型面上的投影面积（mm2）; P锁 — 注射机额定锁模力（N）。 在这个设计中 p腔 = 40 Mpa F = 10734.2mm2 P锁 = 500 kN p腔F = 40 × 106 ×10734.2 × 10-6 = 429.368 (kN)< 500(kN) 所以注射机的锁模力也满足要求。 3.2.3 注射机注射压力校核 塑件所需的注射压力应小于或等于注射机的额定注射压力，其关系按3-3式校核 p成 ≤ P注 （3-3） 式中 p成 — 塑件成形所需的注射压力（Mpa）； P注 — 所选注射机的额定注射压力(Mpa)。 在这个设计中 p成 = 80 Mpa P注 = 122Mpa 显然，80 <122Mpa，因此注射压力也满要求。 3.2.4 注射机模具厚度校核 模具闭合时的厚度应在注射机动、定模板的最大闭合高度和最小闭合高度之间，其关系按3-4式校核 H最小 ＜ H模 ＜ H最大 （3-4） 式中 H最小 — 注射机所允许的最小模具厚度（mm）； H模 — 模具闭合厚度（mm）； H最大 — 注射机所允许的最大模具厚度（mm）。 在这个设计中 H最小 =70 mm H模 = 80 mm H最大 = 200 mm 显然，70<80<200 所以注射机模具厚度也满足要求。 3.2.5 注射机最大开模行程校核 塑件所需的开模距应小于注射机的最大开模行程。对在液压机械联合锁模的立式、卧式注射机上使用的一般浇口模具，关系按3-5式校核 H1 + H2 + 5～10mm ≤ s （3-5） 式中 H1 — 脱模距离(推出距离)（mm）； H2 — 塑件高度（包括浇注系统）（mm）； S — 注射机模板行程（mm）。 在这个设计中 H1 = 25 mm H2 = 65mm S = 180mm H1 + H2 + 10 = 25 + 65 +10 = 100 mm 100< 180 因此，注射机模板行程也满足要求。 1） 设计分型面 设计塑料成型模具时，分型面的设计是一个重要的设计内容，分型面选择合理，模具结构简单，塑件容易成型，并且塑件质量高。如果分型面选择不合理，模具结构变得复杂，塑件成型困难，并且塑件质量差。 分型面的形状 主要有平面、斜面、阶梯面、曲面等。 选择分型面的一般原则 如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则： 1)为了便于塑件起模，分型面一般使塑件在开模时留在下模或动模上，且分型面应选在塑件外形的最大轮廓处。 2)选择分型面时，应尽量只采用一个与开模方向垂直的分型面，并尽量避免侧向抽芯与侧向分型。 3)对于有同轴度要求的塑件，模具设计时应将有同轴度要求的部分设计在同一模板内。 4)分型面的选择应有利于防止溢料。当塑件在分型面上的投影面积接近于注射机的最大面积时，就有可能产生溢料。 5)分型面的选择应有利于排气。为此，一般分型面应与熔体流动的末端重合。 对于高度较高的塑件，其外观无严格要求时，可将分型面选择在中间。此外，选择分型面是还应考虑到塑件的精度、塑件的外观质量要求、模具加工难易程度等因素。 分型面的形式参见《模具设计与制造简明手册》图2-40，其选择示例见《模具设计与制造简明手册》表2-47。执行分型面创建中的复制、拉伸、平整等命令后得到分型面。分型面创建完成后，如图4-3所示： 分型面设计好后，在经过分割体积块、抽取模具元件两道工序后，凸模和凹模都已经设计好了。分别如图4-4和4-5所示： 4.2浇注系统设计 注射模的普通浇注系统由主浇道、分浇道、浇口、冷料穴四部分组成。 主浇道：从注射机的喷嘴与模具接触的 部分到分浇道为止的一段流道。 分浇道：从主浇道的末端到浇口为止的一段流道。 浇口：从分流道的末端到模具型腔为止的一段狭窄的浇道。 冷料穴：一般设在主浇道的对面，有时也设在分浇道的末端。 4.2.1 主浇道的设计 主浇道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。主流道小端尺寸为直径为5mm。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，俗称浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。本设计中浇口套由于与定位圈有配合需求，而且注射机喷嘴球半径12，遵循注射机球半径小于等于浇口套球半径的国标要求，浇口套的规格有S15，S20 等几种。由于注射机的喷嘴半径为S12，所以为浇口套取S15。主流道的形式见附录《模具装配图》，即04号图纸。 主流道浇口套固定配合见图4-6所示。 图4-6 4.2.2分浇道的设计 在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。分流道的设计应尽量使比面积小，热量损失少，摩擦阻力小。常用分流道的截面形状及尺寸参见《模具设计与制造简明手册》表2-49。在考虑分流道设计时，由于其水平高度已经被主流道位置确定，因此，我们只要设计分流道的布置形式和截面形状即可。考虑到圆形截面的分流道在注射过程中对塑料流动的阻力最小，流动效率最高，因此我们选用圆形截面的分流道，直径为3mm。由于我们所设计的模具是一腔四穴的形式，因此在主浇道分流后，设计了四根分浇道。这样设计的优点是塑料在填充过程中较均匀和平稳，避免出现冷隔现象，有利于保证成形零件的成形质量。 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度Ra 并不要求很低，一般取1.6μm 左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。 主浇道和分流道布置位置如图4-7所示，其中主流道至各浇口流动距离相等，保证了塑料在填充过程中同时到达。 4.2.3 浇口及冷料穴设计 1、浇口是分流道与型腔的连接通道，它是浇注系统中截面最小的部分。当熔融的塑料流通过浇口时，流速加快，同时，由于摩擦作用，塑料流的温度升高、粘度降低，流动性提高，有利于充满型腔。所以，浇口的表面粗糙度Ra值不大于0.4um。浇口的大小对塑件是否成型和成型后的质量有很大的关系。浇口位置的选择有以下几个原则： 1）浇口设置在正对着型腔壁或粗大型心的地方，使高速料流直接冲击在型腔壁或型心壁上，从而改变流向，降低流速，平稳的充满型腔，可避免溶体破裂现象，消除塑件明显的溶接痕。 2）浇口的位置应开设在塑件截面最厚处，以利于熔体填充材料。 3）浇口的位置应使熔体流程最短，流向变化最小，能量损失最小。 4）浇口的位置应有利于型腔内气体的排出。 5）避免塑件产生熔接痕。 6）防止料流将型心或嵌件挤压变形。 7）浇口位置应尽量避免由于高分子定向作用产生的不利影响，利用高分子定向作用产生的有利影响。 根据以上一些原则，本设计采用侧浇口（如图4-8所示），侧浇口又称边缘浇口，国外称之为浇口。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝，调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。这种浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强；但有浇口痕迹存在，会形成熔接痕、缩孔、气孔等塑件缺陷，且注射压力损失大，对深型腔塑件排气不便。浇口的各类形式和尺寸参见《模具设计与制造简明手册》中表2-50～2-60。 2、冷料穴 在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主浇道入口这一小段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约10－25mm 的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里温度相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。 冷料穴的形状见《模具设计与制造简明手册》中表2-62。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上（也即塑料流动的转向处），其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的1－1.5 倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积，冷料穴有六种形式，常用的是端部为Z 字形和拉料杆的形式，具体要根据塑料性能合理选用。考虑到后面采用Z形拉料秆，冷料穴选取相应形式，这种冷料穴常用于热塑性塑料注射模。冷料穴的形状和尺寸参见附录凸模工作图，即02号图纸。 4.2.4铸模和开模 当型心、型腔和浇注系统都生成后，模具内部就形成了一个完整的流料通道，PRO/E能够沿着这个通道将浇注系统和型腔充满，形成一个独立的模具元件，这个过程我们称只为铸模。铸模完成后生成的铸模零件如图4-9所示： 图4-9 为了能够看清模具内部结构，并检查开模时的干涉情况，Pro/E提供了开模功能。图4-10为模具开模后的情况： 4.3.1 凹、凸模冷却系统设计 设置冷却装置的目的，主要是防止塑件在脱模时发生变形，缩短成形周期及提高塑件质量。凹模的冷却系统采用开设冷却水孔的方式，冷却水孔的开设原则如下： · 冷却水孔的数量应尽可能多，直径尽量大。 · 各冷却水孔至型腔表面的距离应相等，一般保持在15～20mm范围内，距离太近则冷却不易均匀，太远则效率低。水孔直径一般取8～12mm。孔距最好为水孔直径的5倍。 · 水孔通过镶块时，防止镶套管等漏水。 · 冷却管路一般不宜设在型腔内塑料熔接的地方，以免影响塑件强度。 · 水管接头（冷却水嘴）应设在不影响操作的一侧。 凹模上的冷却水孔采用直流式，其中深孔为工艺孔，空口处用螺纹密封，浅孔通过水嘴与水管相连，冷却冷却水孔的直径为8mm。 图4-11 图4-12 凸模的冷却系统采用直孔隔板示冷却，如图4-13和图4-14所示，与分型面垂直的管道和底部的横向管道形成冷却回路，同时为了使冷却水沿着冷却回路流动，在每一个直管道中均设置有隔板。 图4-13 图4-14 第5章 模具零件设计 5.1 推出系统设计 确定推出系统形式，是确定模架选择的基础。在此，我们只介绍推杆推出和推件板推出两种机构，其他推出机构的结构型式参见《模具设计与制造简明手册》中第二章第六节的内容。 1．推杆推出 推杆推出是一种最简单常用的推出形式。推出元件制造简便，更换容易，滑动阻力小，推出效果好，其结构型式见《模具设计与制造简明手册》表2-78。 推杆设计要点如下： · 推杆应设在塑件能承力较大的部位，尽量使推出的塑件受力均匀，但不宜与型芯或镶件距离过近，以免影响凸、凹模强度。 · 推杆直径不宜过细，要有足够的强度承受推力，一般取Φ2.5～12mm。对Φ3mm以下的推杆宜用阶梯式，即推杆下部增粗。 · 推杆装配后不应有轴向窜动，其端面应高出型腔或镶件平面0.05～0.1mm。推杆固定方式见《模具设计与制造简明手册》图2-56。 · 塑件浇口处尽量不设推杆，以防该处内应力大而碎裂。 · 推杆的布置应避开冷却水道和侧抽芯，以免推杆和抽芯机构发生干扰。如果无法避开侧抽芯，则应设置先复位机构。 推杆和模体的配合间隙不大于所用塑料的溢边值，常用塑料的溢边值见《模具设计与制造简明手册》表2-79。ABS的溢边值为0.04mm。 2．推件板推出 推件板推出面积大，推力均匀，模具不必设复位秆。但型芯周边形状复杂时，推件板的型孔加工较困难。常用于推出深腔、薄壁和不允许有推杆痕迹的塑件，其结构型式见《模具设计与制造简明手册》表2-81。 推件板设计要点如下： · 推件板须淬硬，在推出过程中不得脱开导柱。 · 推件板与其他零件的配合一般采用H7/f7。 采用有配合斜度的推件板，其配合间隙须小于塑料溢边值。 基于以上原因，在这个设计中，采用推杆推出的推出机构。推件板的结构型式和尺寸见附录模具装配图，即04号图纸。推杆形状如图5-1所示： 图5-1 5.2 确定模架 1．模架组合形式 注射模模架的组成零件及名称见《模具设计与制造简明手册》图2-67。注射模中小型模架的组合型式见《模具设计与制造简明手册》表2-95。我们选择A2型。 A2型的特点如下： · 定模和动模均由两块模板组成。 · 推杆推出塑件。 根据产品的外形尺寸（平面投影面积与高度），以及产品本身结构（侧向分型滑块等机构）可以确定镶件的外 形尺寸，确定好镶件的大小后，可大致确定模架的大小了。 普通塑料制品模具模架与镶件大小的选取，可参考下面的数据： "A"--表示镶件侧边到模板侧边的距离； "B"--表示定模镶件底部到定模板底面的距离； "C"--表示动模镶件底部到动模板底面的距离 "D"--表示产品到镶件侧边的距离； "E"--表示产品最高点到镶件底部的距离； "H"--表示动模承板的厚度（当模架为A型时）； "X"--表示产品的高度。 2．模架组合尺寸 注射模中小型模架组合尺寸见《模具设计与制造简明手册》表2-96。根据成型零件大小，我们选择250×250的A2型模架，其具体尺寸见表5-1。 表5-1（mm） L lT Lt lM lm 定模座板 定模板 250 194 210 128 234 25 40 动模板 支承板 垫块 动模座板 导柱直径 复位杆直径 40 40 63 25 16 8 5.3 模架各装配零件设计 5.3.1 导向零件设计 注射模导柱标准尺寸见《模具设计与制造简明手册》表2-111和2-112。注射模导套尺寸见《模具设计与制造简明手册》表2-113和2-114。 1．导柱设计 在这个设计中，我们选用带头导柱，其尺寸如表5-2所示， 表 5-2 d(f7) d1(k6) 基本尺寸 极限尺寸 基本尺寸 极限尺寸 16 -0.016 -0.034 16 +0.012 +0.001 20 6 112 外形见图5-2。 图5-2 2．导套设计 本设计导套选用带头导套。带头导套的尺寸见表5-3，外形见图5-3。 表5-3 d(H7) d1(k6) d2(e7) 基本尺寸 极限尺寸 基本尺寸 极限尺寸 基本尺寸 极限尺寸 16 +0.018 0 24 +0.015 +0.002 24 -0.040 -0.061 R 28 16 6 1 80 图5-3 5.3.2 浇注系统零件设计 1． 浇口套设计 注射模浇口套的推荐尺寸见《模具设计与制造简明手册》表2-118。我们选用注射模Ⅱ型浇口套。其尺寸见表5-4，外形见图 5-4。 表5-4 d(k6) d2(f8) d3 h R d1 L 基本尺寸 极限尺寸 基本尺寸 极限尺寸 20 +0.015 +0.002 20 -0.020 -0.053 28 3 15 5 50 图5-4 2．拉料杆 拉料杆的推荐尺寸见《模具设计与制造简明手册》表2-119。我们选用Ⅰ型拉料杆，其尺寸见表5-5，外形见图5-5。 表5-5 d(e8) d1(n6) D R L 基本尺寸 极限尺寸 基本尺寸 极限尺寸 6 -0.025 -0.047 10 +0.019 +0.010 10 0.5 120 图5-5 5.3.3 推出机构零件 1． 复位杆 复位杆的推荐尺寸见《模具设计与制造简明手册》表2-135。我们选用的推件板推杆的外形见图5-6，尺寸见表5-6。 表5-6 d（e7） D H L 基本尺寸 极限尺寸 8 -0.013 -0.022 14 5 123 图5-6 5.3.4定位圈 1．定位圈 Ⅰ、Ⅱ型定位圈推荐尺寸见《模具设计与制造简明手册》表2-137，Ⅲ型定位圈推荐尺寸见《模具设计与制造简明手册》表2-138。我们选用Ⅲ型定位圈，其外形见图5-7，尺寸见表5-7。 表5-7 d d1 d2 d3 h c H 基本尺寸 极限尺寸 基本尺寸 极限尺寸 55 -0.20 -0.40 20 +0.033 0 40 7 11 6.5 1 12 图5-7 5.3.5 其他零件 1．水嘴 水嘴的推荐尺寸见《模具设计与制造简明手册》表2-150。我们选用的水嘴的外形见图 5-8，尺寸见表5-8。 表5-8 高压胶管直径 D D1 d2 d3 D B （l1） L 16 M16×1.5 8 14 17 22 20 20 40 图5-8 1、 密封隔板 密封隔板为自制件，如图5-9所示。 图5-9 制造密封隔板的目的有两方面，一方面是为了使冷却系统正常工作，把深孔密封起来，防止水从冷却管路中泄露出来；另一方面是为了控制水的流动路线，起到良好的冷却效果，当水流动是遇到密封隔板时，水流改变流向，饶过隔板，继续向前流动，这个过程能够控制水流流到凸模难以冷却到的地方，从而达到冷却的目的。 2、 密封螺钉 密封螺钉为自制件，如图5-10所示。 图5-10 至此完成模架装配体中需要的零件模型。 第6章 模具的装配和调试 6.1 模具的装配 模具的装配过程相对要简单一些，主要工作就是给每个零件添加约束关系。装配过程主要还是围绕凹模和凸模来进行的，将以上设计的模架零件和模具零件添加一定的约束， 6.2 模具的调试 试模中所获得的样件是对模具整体质量的一个全面反映。以检验样件来修正和验收模具，是塑料模具这种特殊产品的特殊性。 首先，在初次试模中我们最常遇到的问题是根本得不到完整的样件。常因一般塑件被粘附于模腔内，或型芯上，甚至因流道粘着制品被损坏。这是试模首先应当解决的问题。原因分析： 1．粘着模腔 制品粘着在模腔上，是指塑件在模具开启后，与设计意图相反，离开型芯一侧，滞留于模腔内，致使脱模机构失效，制品无法取出的一种反常现象。其主要原因是： （1） 注射压力过高，或者注射保压压力过高。 （2） 注射保压和注射高压时间过长，造成过量充模。 （3） 冷却时间过短，物料未能固化。 （4） 模芯温度高于模腔温度，造成反向收缩。 （5） 型腔内壁残留凹槽，或分型面边缘受过损伤性冲击，增加了脱模阻力。 2．粘着模芯 （1） 注射压力和保压压力过高或时间过长而造成过量充模，尤其成型芯上有加强筋槽的制品，情况更为明显。 （2） 冷却时间过长，制件在模芯上收缩量过大。 （3） 模腔温度过高，使制件在设定温度内不能充分固化。 （4） 机筒与喷嘴温度过高，不利于在设定时间内完成固化。 （5） 可能存在不利于脱模方向的凹槽或抛光痕迹需要改进。 3．粘着主流道 （1） 闭模时间太短，使主流道物料来不及充分收缩。 （2） 料道径向尺寸相对制品壁厚过大，冷却时间内无法完成料道物料的固化。 （3） 主流道衬套区域温度过高，无冷却控制，不允许物料充分收缩。 （4） 主流道衬套内孔尺寸不当，未达到比喷嘴孔大0.5～1 ㎜。 （5） 主流道拉料杆不能正常工作。 一旦发生上述情况，首先要设法将制品取出模腔（芯），不惜破坏制件，保护模具成型部位不受损伤。仔细查找不合理粘模发生的原因，一方面要对注射工艺进行合理调整；另一方面要对模具成型部位进行现场修正，直到认为达到要求，方可进行二次注射。 4．成型缺陷 当注射成型得到了近乎完整的制件时，制件本身必然存在各种各样的缺陷，这种缺陷的形成原因是错综复杂的，一般很难一目了然，要综合分析，找出其主要原因来着手修正，逐个排出，逐步改进，方可得到理想的样件。下面就对度模中常见的成型制品主要缺陷及其改进的措施进行分析。 （1） 注射填充不足 所谓填充不足是指在足够大的压力、足够多的料量条件下注射不满型腔而得不到完整的制件。这种现象极为常见。其主要原因有： a. 熔料流动阻力过大 这主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形状、尺寸不利于熔料流动。尽量采用整圆形、梯形等相似的形状，避免采用半圆形、球缺形料道。熔料前锋冷凝所致。塑料流动性能不佳。制品壁厚过薄。 b. 型腔排气不良 这是极易被忽视的现象，但以是一个十分重要的问题。模具加工精度超高，排气显得越为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等，必须合理地安排顶杆、镶块，利用缝隙充分排气，否则不仅充模困难，而且易产生烧焦现象。 c. 锁模力不足 因注射时动模稍后退，制品产生飞边，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。应调大锁模力，保证正常制件料量。 （2） 溢边（毛刺、飞边、批锋） 与第一项相反，物料不仅充满型腔，而且出现毛刺，尤其是在分型面处毛刺更大，甚至在型腔镶块缝隙处也有毛刺存在，其主要原因有： a. 注射过量 b. 锁模力不足 c. 流动性过好 d. 模具局部配合不佳 e. 模板翘曲变形 （3） 制件尺寸不准确 初次试模时，经常出现制件尺寸与设计要求尺寸相差较大。这时不要轻易修改型腔，应行从注射工艺上找原因。 a. 尺寸变大 注射压力过高，保压时间过长，此条件下产生了过量充模，收缩率趋向小值，使制件的实际尺寸偏大；模温较低，事实上使熔料在较低温度的情况下成型，收缩率趋于小值。这时要继续注射，提高模具温度、降低注射压力，缩短保压时间，制件尺寸可得到改善。 b. 尺寸变小 注射压力偏低、保压时间不足，制在冷却后收缩率偏大，使制件尺寸变小；模温过高，制件从模腔取出时，体积收缩量大，尺寸偏小。此时调整工艺条件即可。通过调整工艺条件，通常只能在极小范围内使尺寸京华，可以改变制件相互配合的松紧程度，但难以改变公称尺寸。 对以上出现的缺陷调试时，尽可能先采用改变成形工艺条件，后采用修正模具来消除成形缺陷。以下的内容均从这两个方面来讨论。 热塑性塑料注射成形件的常见缺陷及消除措施如下。 1. 缺料（注射量不足） 消除措施如下： 工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；调整材料供给；提高熔料温度；提高模具温度；供给干燥过的熔料。 模具条件：加大主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积；加大喷嘴；增加排气槽；改变浇口位置。 2. 气孔 消除措施如下： 工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；调整材料供给；降低熔料温度；降低模具温度。 模具条件：加大主流道、分流道和浇口；改变冷却水道位置；改变浇口位置。 3. 溢料飞边 消除措施如下： 工艺条件：减小注射压力；缩短保压时间；降低熔料温度；增大合模压力。 模具条件：矫正修理分型面。 4. 着色不均匀 消除措施如下： 工艺条件：缩短保压时间；降低熔料温度；提高模具温度；供给干燥过的物料；物料不得带有杂质、灰尘。 模具条件：加大主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积。 5. 翘曲变形 消除措施如下： 工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；降低熔料温度；降低模具温度；使用矫正框架。 模具条件：加大喷嘴；改变冷却水道位置。 6. 波状痕迹 消除措施如下： 工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；调整原料供给；降低熔料温度；降低模具温度。 模具条件：加大喷嘴；改变冷却水道位置。 7. 尺寸不稳定 消除措施如下： 工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；降低熔料温度；降低模具温度。 模具条件：加大主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积；加大喷嘴；改变冷却水道位置；改变浇口位置。 8. 熔接痕强度低 消除措施如下： 工艺条件：减小注射压力；延长保压时间；降低熔料温度；减慢注射速度。 模具条件：增加排气槽；检查喷嘴加热部分。 9. 表面质量差 消除措施如下： 工艺条件：增大注射压力；缩短保压时间；增大合模压力；提高模具温度；降低模具温度；减慢注射速度；物料不得带有杂质、灰尘；使用矫正框架。 模具条件：加大主流道、分流道和浇口；改变冷却水道位置；增加排气槽；改变浇口位置；研磨模腔表面；增加冷料穴容量；研磨主流道、分流道和浇口。 10. 塑件粘模 消除措施如下： 工艺条件：减小注射压力；缩短保压时间；降低熔料温度；降低模具温度。 模具条件：加大主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积；研磨模腔表面。 11. 主流道凝料粘模 消除措施如下： 工艺条件：缩短保压时间。 模具条件：改变喷嘴位置；研磨主流道衬套；改变主流道拉料杆形式。 12. 脆 消除措施如下： 工艺条件：缩短保压时间；降低熔料温度；提高模具温度；供给干燥过的物料。 模具条件：加大主流道、分流道和浇口。 13. 表面硬度、强度不足 消除措施如下： 工艺条件：增大注射压力；延长保压时间；缩短保压时间；降低熔料温度；提高模具温度；供给干燥过的物料；减慢注射速度；物料不得带有杂质、灰尘。 模具条件：加大主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积；改变冷却水道位置；增加排气槽；改变浇口位置；研磨模腔表面；增加冷料穴容量；研磨主流道、分流道和浇口。 结束语 从开始做毕业设计到现在，已经历了将近三个月的时间，至此，毕业设计基本完成，敬请各位老师对我的毕业设计进行审查。 随着近代工业的发展，塑料的应用日趋广泛。它在国民经济的许多领域不同程度地替代了金属、木材及其它材料。因此，与之相适应的塑料模制造业的发展就更加迅速。塑料模具在中国发展之迅速，无论在规模还是质量上，塑料模的发展都是空前的。在精度方面，塑件的尺寸精度可达IT6-7级以上，型面的粗造度达到Ra0.05-0.025um，塑料使用达100万以上。在塑料模具的 设计制造中CAD/CAM技术得到较快的普及，CAE软件已在部分厂家应用，气辅注射技术和高效多色注射技术也开始成功应用。 通过本次毕业设计，我从对模具的设计与制造有一个感性认识到具体的了解熟悉模具的设计制造过程，学到了在模具行业中的很多知识。本次毕业设计中运用Pro/E进行模具的设计和开发，通过三个月的努力，现在能熟练的运用Pro/E进行零件的造型、模具的设计开发，并学会了很多的技巧。本次设计得到了吕国伟老师的细心指导以及同学们的热心帮助，在此对他们的帮助表示衷心的感谢；此外，还得到了网站www.ivproe.com的热忱指导，在此也表示衷心的感谢。 参考文献 [1]．郑大中等编，模具结构图册，北京：机械工业出版社，1992.6 [2]．冯炳尧等编，模具设计与制造简明手册，上海：上海科学技术出版社，1998.7 [3]．模具实用技术丛书编委会编，模具制造工艺装备及应用，北京：机械工业出版社，1999.9 [4]．《塑料模设计手册》编写组编著，塑料模设计手册，北京：机械工业出版社，1999.8 [5]．许发樾主编，模具标准应用手册，北京：机械工业出版社，1994.11 [6]．许发樾主编，实用模具设计与制造手册，北京：机械工业出版社，20001.2 [7]．张明善主编，塑料成型工艺及设备，北京：中国轻工业出版社，1998.12 [8]．李德群等编著，塑料成型模具设计，武汉：华中理工大学出版社，1990.7 [9]．王桂平等编，塑料模具的设计与制造问答，北京：机械工业出版社，1999.4 [10]．王鹏驹主编，塑料模具技术手册，北京：机械工业出版社，1999.9 [11]．申树义等编，塑料模具设计，北京：机械工业出版社，1999.5 附录二 外文翻译 Treating and the modern mould make high speed One, summarizes 1 the present situation that the mould makes at present and trend The mould is important handicraft equipment , occupies decisive position in industrid departments such as consumer goods , electrical equipment electron , automobile , aircraft fabrication. The mould is important handicraft equipment , occupies decisive position in industrid departments such as consumer goods , electrical equipment electron , automobile , aircraft fabrication. Industrial product part rough process 75%, the finish machining 50% and plastic part 90% will be completed from the mould. The Chinese mould market demand already reaches scale of 500 hundred million yuan at present. The automobile mould , the annual growth rate covering piece of mould especially will exceed 20 %; Also prompt building material mould development , various heterotype material the mould , wall surface and floor mould become new mould growth point , plastic doors and windows and plastic drain-pipe increase to exceeding 30 by in the upcoming several years %; The home appliance mould annual growth rate will exceed 10 %; The IT industry year increases % speed equally exceeding 20 , the need to the mould accounts for 20 of mould marketplace %.2004 annual Chinese machine tools implements industry output value will continue to increase. Our country mould fabrication market potential is enormous. The basis data counts , in recent years, our country mould year gross output value reaches 3 billion U. S. dollar , entrance exceeds 1 billion U. S. dollar, exceed 100 million U. S. dollar outlet. Increase by from 25% to increase to 2005 50% of 1995. The expert foretells that abroad: Asia portion being occupied by in mould fabrication in the whole world, will from 25% to increase to 2005 50% of 1995. Chinese mould industry has been expanding by leaps and bounds , has formed east China and two big South China bases, and has expanded gradually arriving at other province. In 2002 (Shandong , Anhui , Sichuan) in 1996 ~, mould manufacturing industry output value annual average growth 14% , grows by 25% in 2003. In 2003 our country mould output value is 45 billion RMB. The gross product place occupies the world the 3rd, exports a mould increases 33.5% compared to last year 336,800,000 U. S. dollar. But, contents low our country technology moulds already pile up in excess of requirement , very most support of accurate , complicated top grade mould imports. Every year the entrance mould exceeds 1 billion U. S. dollar. Exceed 100 million U. S. dollar outlet. Precise mould accuracy requires that 3 mu ms , large-scale moulds requir