放音机机壳注射模设计.docx
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放音机机壳注射模设计
目录
摘要………………………………………………….2
第一章概述………………………………….........2
第二章产品分析………………………………....5
第三章模具结构方案的确定....................................7
第四章模具各部分的设计..........................................7
第一节型腔数量及排列方式...................................................7
第二节分型面的选择...............................................................7
第三节浇注系统也排溢系统的设计.........................................8
第四节成型零件的设计..........................................................11
第五节合模导向机械的设计...........................................20
第六节推出机械的设计.....................................21
第七节侧向分型与抽芯机械的设计.................22
第八节冷却系统的设计.....................................26
第五章选取模架和注射机及其工艺参数的校核....27
第一节选取模架
第二节选取注射机
第三节注射机有关工艺参数的校核
第六章模具的工作原理............................................29
第七章总结................................................................30
第八章致谢...............................................................32
参考文献..............................................................33
放音机机壳注射模设计
摘要：
介绍了放音机机壳的成型工艺及注射模结构，为了解决塑件三面侧孔的抽芯和复位，模具采用了斜导柱侧向抽芯结构与弹簧抽芯结构相结合，可自动抽芯复位提高生产力。
关键词：
注射模；斜滑块；抽芯。
Playbackmachinemachinethehullinjectthemolddesign
Introducedtheplaybackmachinemachinethehulloftypecraftandinjectthemold.construction,forthesakeofthesolutionsystempulloutingoftheboreofathree,onthesidesescorepullingadoptedtheslantedpillartheplasticdirectionwithwererealized,moldingtooltopulloutthepullingconstructionandspringcoiltopulloutthecoreconstructiontocombine.together,andcanautomaticallypulloutthecoremouldtoincreasetheproductivity.
Keywords:
injectionmould;slantedslide;corepulling
第一章概述
一、塑料及塑料工业的发展
塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物，简称高聚物。
塑料其余成分包括增塑剂、稳定剂、增强剂、固化剂、填料及其它配合剂。
塑料制件在工业中应用日趋普遍，这是由于它的一系列特殊的优点决定的。
塑料密度小、质量轻。
塑料比强度高；绝缘性能好，介电损耗低，是电子工业不可缺少的原材料；塑料的化学稳定性高，对酸、碱和许多化学药品都有很好的耐腐蚀能力；塑料还有很好的减摩、耐磨及减震、隔音性能也较好。
因此，塑料跻身于金属、纤维材料和硅酸盐三大传统材料之列，在国民经济中，塑料制件已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。
塑料工业的发展阶段大致分为一下及个阶段：
1.初创阶段30年代以前，科学家研制分醛、硝酸纤维和聚酰胺等热塑料，他们的工业化特征是采用间歇法、小批量生产。
2.发展阶段30年代，低密度聚乙烯、聚氯乙烯等塑料的工业化生产，奠定了塑料工业的基础，为其进一步发展开辟了道路。
3.飞跃阶段50年代中期到60年代末，塑料的产量和数量不断增加，成型技术更趋于完善。
4.稳定增长阶段70年代以来，通过共聚、交联、共混、复合、增强、填充和发泡等方法来改进塑料性能，提高产品质量，扩大应用领域，生产技术更趋合理。
塑料工业向着自动化、连续化、产品系列化，以及不拓宽功能性和塑料的新领域发展。
我国塑料工业发展较晚。
50年代末，由于万吨级聚氯乙稀装置的投产和70年代中期引进石油化工装置的建成投产，使塑料工业有了两次的跃进，于此同时，塑料成型加工机械和工艺方法也得到了迅速的发展，各种加工工艺都已经齐全。
塑料由于其不断的被开发和应用，加之成型工艺的不断发展成熟于完善，极大地促进了成型模具的开发于制造。
随者工工业塑料制件和日用塑料制件的品种和需求的日益增加，而且产品的更新换代周期也越来越短，对塑料和产量和质量提出了越来越高的要求。
二、塑料成型在工业生产中的重要作用
模具是工业生产中重要的工艺装备，模具工业是国民经济各部门发展的重要基础之一。
塑料模是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一种类型。
模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱、模具质量的好坏，直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。
美国工业界认为“模具工业是美国工业的基础”，日本则称“模具是促进社会繁荣富裕的劳动力”。
今年来，我国各行业对模具的发展都非常重视。
1989年，国务院颁布了“当前产业政策要点的决定”，在重点支持改造的产业、产品中，把模具制造列为机械技术改造序列的第一位，它确定了模具工业在国民经济中的重要地位，也提出了振兴模具工业的主要任务。
三、塑料成型技术的发展趋势
一副好的塑料模具与模具的设计、模具材料及模具制造有很大的关系。
塑料成型技术发展趋势可以简单地归纳为一下及个方面。
1.模具的标准化为了适应大规模成批生产塑料成型模具和缩短模具制造周期的需要，模具的标准化工作十分重要，目前我国标准化程度只达到20％。
注射模具零部件、模具技术条件和标准模架等有一下14个标准：
当前的任务是重点研究开发热流道标准元件和模具温控标准装置；精密标准模架、精密导向件系列；标准模板及模具标准件的先进技术和等向标准化模块等。
2.加强理论研究
3.塑料制件的精密化、微型化和超大型化
4.新材料、新技术、新工艺的研制、开发和应用各种新材料的研制和应用，模具加工技术的革新，CAD/CAM/CAE技术的应用都是模具设计制造的发展趋势。
第二章产品分析
1、该产品为耳机机身部分用于机芯的安装与固定。
其外观要求较高，精度要求一般，装配精度要求较高。
外表面粗糙度值较低，内表面粗糙度值较高。
壁厚均匀，有侧向凹凸结构，属于矩形类零件，结构较为复杂。
可以用注射模具一次成型。
2、由上述分析，选产品的材料为ABS。
ABS的成型特点为：
在升温时粘度增高所以成型压力较高。
塑料上的脱模斜度宜取稍大值。
ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理。
易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力。
在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。
ABS的流动性中等。
3、查参考文献[1]表3-1得ABS的注射工艺参数如下表：
注射机类型
螺杆式
螺杆转速（r/min）
30~60
喷嘴形式
直通式
喷嘴温度（ºC）
180~190
料筒温度（ºC）
前
200~210
中
210~230
后
180~200
模具温度（ºC）
50~70
注射压力（Mpa）
70~90
保压力（Mpa）
50~70
注射时间（s）
3~5
保压时间（s）
15~30
冷却时间（s）
15~30
成型周期（s）
40~70
查参考文献[1]表3-9得ABS的精度等级为：
塑料品种
高精度
一般精度
低精度
ABS
3
4
5
根据塑件的结构特性和作用，选取一般精度等级4级已能满足要求。
查参考文献[1]附录B常用塑料的收缩率得ABS的收缩率为：
塑料种类
收缩率（%）
ABS
0.3~0.8
查参考文献[1]表3-11塑件脱模斜度得:
塑料名称
脱模斜度
型腔
型芯
ABS
35'~1º30'
30'~40'
根据上表选ABS的脱模斜度为:
型腔选1º,型芯选30'。
第三章模具结构方案的确定
因制件存在内凹外凸，而不能强制脱模，固应采用侧向分型与抽芯结构的模具。
第四章模具各部分的设计
第一节型腔数量及排列方式
考虑到塑料制件的生产批量不大，交货期长，成型品种的工艺特性，塑件的形状及尺寸，塑料制件的成本等因素，初步确定采用单型腔模具结构。
单型腔模具有以下优点：
（1）、塑料制件的形状和尺寸始终一致。
（2）、工艺参数易于控制。
（3）、模具的结构简单、紧凑，设计自由度大。
（4）、制造成本低，制造周期短。
第二节分型面的选择
遵循分型面的选择原则：
（1）、分型面应选在塑件外形最大轮廓处。
（2）、确定有效的留模方式，便于塑件顺利脱模。
（应使塑件留在动模内）。
（3）、保证塑件的精度要求。
（4）、保证塑件的外观质量要求。
（5）、易于加工制造，易于排气等。
可选取平直分型面如下图：
第三节浇注系统与排溢系统的设计
选用普通流道浇注系统，其一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。
一、主流道的设计
主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道。
主流道设计成圆锥形。
锥角为2°到6°，表面粗糙度Ra<0.8µm。
由于主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔体要冷热交替地反复接触，属易损件，对材料的要求较高，因而模具的主流道部分设计成可拆卸更换的主流道，材料采用碳素工具钢T8A或T10A等，热处理要求淬火53～57HRC。
（1）、主流道的尺寸如下表：
符号
名称
尺寸（mm）
d
主流道小端直径
注射机喷嘴径+（0.5～1）
SR
主流道球面半径
喷嘴球面半径+（1～2）
H
球面配合高度
3～５
α
主流道锥角
２º～６º
Ｌ
主流道长度
尽量≤60
D
主流道大端直径
d+2Ltgα/2
（2）、主流道衬套的型式
采用主流道衬套与定位圈设计成整体式。
二、分流道的设计
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。
（1）、分流道的形状及尺寸
考虑塑料制件的结构，所用塑料的工艺特性、成型工艺条件及分流道的长度等因素，采用半圆形截面的分流道。
查参考文献[1]表5-3可得分流道的直径推荐值为4.7~9.5。
因ABS的流动性为中等，故分流道的直径一般取中间值。
但考虑到截面过大，不仅积存空气增多，塑件容易产生气泡，而且增大塑料耗量延长冷却时间。
但若截面过小，会降低单位时间内输送的塑料熔体流量，使填充时间延长，导致塑件常出现缺料，波纹等缺陷。
经综合考虑，取分流道的直径为5mm。
（2）、分流道的长度
分流道要尽可能地短，且少折弯，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少压力的损失和热量损失。
结合模具结构考虑。
（3）、分流道的表面粗糙度
由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部分的塑料熔体的流动状态较为理想，因而分流道的内表面粗糙度Ra不要求很高，一般取Ra=1.6即可。
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率和剪切热。
三、浇口的设计
浇口是连接分流道与型腔的通道。
直接浇口虽然具有流动阻力小、料流速度快及补缩时间长的特点，但注射压力直接作用在塑件上，容易在进料处产生较在的残余应力而导致塑件翘曲变形，浇口痕迹也较明显，影响塑件的外观，故不可用直接浇口。
用点浇口，虽然成型塑件，去除浇口后残余痕迹小，易取得浇注系统的平衡，也利于自动化操作，但压力损失过大，收缩大，塑件易变形，同时在定模部分需另加一个分型面，以便烧口凝料脱模。
因此用点浇口也不是很理想。
用侧浇口，侧浇口的截面形状多为矩形狭缝（也有半圆形的注入口），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。
侧浇口加工容易，修整方便，并可根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置，对各种塑料的成型适应性均较强；但是有浇口痕迹存在，会形成熔接痕、缩孔、气孔等塑件缺陷。
根据塑件的结构，模具的结构，对上述浇口的相互比较，综合考虑，选择搭接式侧浇口。
如下图：
四、冷料穴的设计
冷料穴是用来接收冷料，防止冷料进入烧注系统的流道和型腔，同时还是在开模时将主流道和分流道的冷凝料勾住，使其保留在动模一侧，便于脱模的功能。
冷料穴设计在主流道对面的动模板上，其标称直径与主流道大端直径相同或稍大一些，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。
选用端部为Z字形拉料杆形式的冷料穴。
五、排溢系统的设计
分析塑件的结构，模具的结构，可利用推杆、活动型芯以及双支点的固定型芯端部与模板的配合间隙进行排气，其间隙为0.03~0.05mm。
第四节成型零件的设计
一、成型零件的结构设计
1、凹模
凹模是成型塑件外表面的主要零件，按结构不同，可分为整体式和组合式。
方案一：
整体式凹模的特点是由整块材料加工而成，牢固，使用中不易发生变形，不会使塑件产生拼接线痕迹。
但由于加工困难，热处理不方便，所以整体式凹模只用在形状简单的中、小型模具上。
方案二：
底部镶拼式凹模，为了便于机械加工、研磨抛光和热处理，形状复杂的型腔底部设计成镶拼式。
综上所述，采用底部镶拼式凹模，简化了复杂凹模的加工工艺，减少了热处理变形，拼合处有间隙利于排气，便于模具维修，节省了贵重的模具钢。
因此采用方案二，把凹模做成底部镶拼式凹模。
如下图：
2、凸模和型芯
凸模和型芯是成型塑件内表面的零件。
凸模一般是指成型塑件中较大的、主要内形的零件又称主型芯；型芯一般是指成型塑件上较小孔槽的零件。
主型芯也可分为整体式和组合式两种。
方案一：
采用整体式主型芯，结构牢固，但不便加工，消耗的模具钢多，主要用于工艺试验模或小型模具上的形状简单的型芯。
方案二：
采用将型芯单独加工，再镶入模板中。
采用通孔凸肩式，凸模用台肩和模板连接，再用垫板螺钉紧固，连接牢固。
通过比较，分析塑件结构，选用方案二的凸模结构。
如下图：
小型芯也单独制造，再嵌入模板中。
也都采用凸肩固定。
多个互相靠近的不型芯，用凸肩固定时，如果凸肩发生重迭干涉，可将凸肩相碰的一面磨去，将型芯固定板的台阶孔加工成大圆台阶孔或长腰圆形台阶孔，然后再将型芯镶入。
或采用单边凸肩固定。
二、成型零件工作尺寸的计算
1、型腔和型芯工作尺寸的计算
以下计算公式都是由参考文献[1]第五章第三节查得。
（1）、型腔和型芯的径向尺寸
型腔径向尺寸
=[（1+S）Ls-x*Δ]0+δz
L:
为模具型腔的基本尺寸
δz:
为模具成型零件的制造公差
S:
为塑料的平均收缩率
S=（Smax+Smin）/2=（0.3%+0.8%）/2=0.55%
Ls:
为塑件的基本尺寸,其公差为负偏差
x:
为修正系数
修正系数x在塑件的尺寸较大,精度级别较低时,取x=0.5;当塑料制件尺寸较小,精度级别较高时,取x=0.75;
Δ:
为塑件公差
查参考文献[1]表3-8得基本尺寸Ls=114.5mm的公差Δ=0.50mm;Ls=88.5mm的公差Δ=0.44mm。
而模具成型零件的制造公差一般取塑件公差的1/3～1/4或取IT7～IT8级作为模具制造公差，这里取塑件公差的1/3作为模具的制造公差。
δz1=1/3*00.50=0.167mm
δz2=1/3*0.44=0.147mm
这里x都取0.5
则
L114.5=[（1+0.55%）*114.5-0.5*0.5]0+0.167
=114.880+0.167mm
L88.5=[（1+0.55%）*88.5-0.5*0.44]0+0.147
=88.77mm
型芯径向尺寸
l0-δz=[（1+S）*ls+x*Δ]0-δz
式中:
l:
为型芯的基本尺寸
ls:
为塑件孔的径向基本尺寸
其它符号的意义同前。
查参考文献[1]表3-8得基本尺寸ls=110.1mmr的公差Δ=0.50mm；ls=68.2mm的公差Δ=0.38mm;ls=13.8mmr的公差Δ=0.20mm；ls=71.3mm的公差Δ=0.38mm；ls=111.5mm的公差Δ=0.50mm；
δz取塑件公差的1/3
则δz1=1/3*0.50=0.167mm
δz2=1/3*0.38=0.127mm
δz3=1/3*0.20=0.067mm
δz4=1/3*0.38=0.127mm
δz5=1/3*0.50=0.167mm
尺寸110.1mm、111.5mm、68.2mm、71.3mm的修正系数x取0.5；尺寸13.8mm的修正系数x取0.75。
则
l110.5=[（1+0.55%）*110.1+0.5*0.50]0-0.167
=110.960-0.167mm
l68.2=[（1+0.55%）*68.2+0.5*0.38]0-0.127
=68.770-0.167mm
l13.8=[（1+0.55%）*13.8+0.75*0.20]0-0.067
=14.030-0.067mm
l71.3=[（1+0.55%）*71.3+0.5*0.38]0-0.127
71.880-0.127mm
l111.5=[（1+0.55%）*111.5+0.5*0.50]0-0.167
=112.360-0.167mm
2、型腔深度尺寸和型芯高度尺寸
型腔深度尺寸
H0+δz=[（1+S）*Hs-xΔ]0+δz
式中：
H为模具型腔的深度尺寸
Hs为塑件高度基本尺寸
其它符号意义同前。
查参考文献[1]表3-8得
基本尺寸Hs=20.2mm的公差Δ=0.24mm
Hs=8.3mm的公差Δ=0.16mm
Hs=11.5mm的公差Δ=0.18mm
δz取塑件公差的1/3。
则δz1=1/3*0.24=0.080mm
δz1=1/3*0.16=0.053mm
δz1=1/3*0.18=0.060mm
修正系数取x=0.5。
则H20.2=[（1+0.55%）*20.2-0.5*0.24]0+0.080
=20.190+0.080mm
H8.3=[（1+0.55%）*8.3-0.5*0.16]0+0.053
=8.270+0.053mm
H11.5=[（1+0.55%）*11.5-0.5*0.18]0+0.060
=11.470+0.060mm
型芯高度尺寸
h0-δz=[（1+S）*hs+x*Δ]0-δz
式中：
h为模具型芯高度尺寸
hs为塑件深度基本尺寸
其它符号意义同前。
查参考文献[1]表3-8得
基本尺寸hs=18.3mm的公差Δ=0.22mm
hs=6.8mm的公差Δ=0.16mm
δz取塑件公差的1/3。
则δz1=1/3*0.22=0.073mm
δz2=1/3*0.16=0.053mm
修正系数x取x=0.5
则h18.3=[（1+0.55%）*18.3+0.5*0.22]0-0.073
=18.510-0.073mm
h6.8=[（1+0.55%）*6.8+0.5*0.16]0-0.053
=6.920-0.053mm
3、中心距尺寸的计算
C=（1+S）*Cs
δz/2
式中：
C为模具上成型零件中心距的基本尺寸
Cs为塑件中心距的基本尺寸
其它符号意义同前。
查参考文献[1]表3-8得
基本尺寸Cs=42.5mm的公差Δ=0.28mm；
Cs=75.3mm的公差Δ=0.38mm；Cs=103mm的公差Δ=0.50mm；Cs=78mm的公差Δ=0.38mm；Cs=108mmΔ=0.50mm的公差；Cs=6mm的公差Δ=0.14mm；Cs=18mm的公差Δ=0.20mm；
Cs=32mm的公差Δ=0.26mm；Cs=58mm的公差Δ=0.32mm；Cs=60mm的公差Δ=0.32mm；
模具的制造误差δz取塑件公差的1/4；则
δz1=1/4*0.28=0.070mm;
δz2=1/4*0.38=0.095mm;
δz3=1/4*0.50=0.167mm;
δz4=1/4*0.38=0.095mm;
δz5=1/4*0.50=0.167mm;
δz6=1/4*0.14=0.035mm;
δz7=1/4*0.20=0.050mm;
δz8=1/4*0.26=0.065mm;
δz9=1/4*0.32=0.080mm;
δz10=1/4*0.32=0.080mm;
C42.5=（1+0.55%）*42.5
0.070/2=42.73
0.035mm
C75.3=（1+0.55%）*75.3
0.095/2=75.71
0.0475mm
取C73.5=75.71
0.048mm
C103=（1+0.55%）*103
0.125/2=103.57
0.0625mm
取C103=103.57
0.063mm
C78=（1+0.55%）*78
0.095/2=78.43
0.0475mm
取C78=78.43
0.048mm
C108=（1+0.55%）*108
0.125/2=108.59
0.0625mm
取C108=108.59
0.063mm
C6=（1+0.55%）*6
0.035/2=6.03
0.0175mm
取C6=6.03
0.018mm
C18=（1+0.55%）*18
0.050/2=18.10
0.025mm
C32=（1+0.55%）*32
0.065/2=32.18
0.0325mm
取C32=32.18
0.033mm
C58=（1+0.55%）*58
0.080/2=58.32
0.040mm
C60=（1+0.55%）*60
0.080/2=60.33
0.040mm
4、模具型腔
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