摄像头底座的注塑模具设计毕业设计1 精品.docx
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摄像头底座的注塑模具设计毕业设计1精品
XXXX大学
毕业设计说明书
学生姓名：
学号：
学院：
专业：
题目：
摄像头底座注塑模具设计
指导教师：
职称:
职称:
20**年12月5日
毕业设计任务书
设计题目：
摄像头底座注塑模具设计
系部：
专业：
学号：
学生：
指导教师：
专业负责人：
1．设计的主要任务及目标
（1）摄像头底座注射模具设计。
（2）根据题目要求，查阅收集塑料底座及类似产品的该类模具设计相关的文献资料或进行实际调查，达到搜集论文证据资料的目的。
（3）通过对该类模具文献资料的分析提出你的最佳设计方案，建议用PRO/E或CAD软件对成型模具进行设计，同时，重点对该模具型腔结构设计、浇口位置选择、型腔数量的确定、侧抽芯方式选择以及顶出方式之间的关系进行分析研究，设计出结构合理、成本低廉、便于操作的模具。
2．设计的基本要求和内容
（1）产品图一张（自己测绘或设计）、装配图一张、除弹簧、螺钉、销钉等标准件以外的所有的成型或结构零件图。
（2）开题报告一份。
毕业论文一份〔20页（约1万5千字以上）〕。
（3）查阅文献15篇以上，其中外文原文5篇以上。
3．主要参考文献
（一）参考书
[1]齐晓杰.《塑料模具设计导》.东北林业大学出版社
[2]申开智.《塑料成型模具》.中国轻工业出版社
[3]宋玉恒.《塑料注射模具设计实用手册》.中国轻工业出版社
[4]《塑料注射模设计102例》.北京:
国防工业出版社
[5]国家技术监督局.《塑料注射模具零件标准及术语GB4169、1-11》.北京:
国家技术监督局
[6]刘新民，周东陀.《塑料、橡胶成型模具》.本校印刷厂
（二）杂志
[1]《模具技术》
[2]《塑料技术》
[3]《塑料工业》
[4]《模具工业》
[5]《模具制造》
（三）网址
[1]《中国模具网》WWW.M
[2]《中国模具工业信息网》
[3]《中国学术期刊》中文www.E
4．进度安排
设计各阶段名称
起止日期
1
下达任务书
2010年12月20日
2
设计前准备资料阶段
12月21日～12月23日
3
确定设计方案并画装配草图
12月24日～2月28日
4
交开题报告
3月5日～3月28日
5
画装配工作图
3月29日～4月6日
6
画零件图
4月7日～4月27日
7
写设计说明书
4月28日～6月14日
8
交说明书装订并讨论毕业答辩有关事项
6月15日
9
毕业答辩
6月21日～6月23日
摄像头底座模具设计
摘要：
在综合分析塑件结构，使用要求，成型质量和模具制造成本的基础上，介绍结构简单，形状规则的塑件成型。
采用侧浇口进料单分型顶杆顶出机构，使塑件能一次成型。
设计了相应的冷却水路的注射模，并介绍了模具的工作过程。
关键词：
注射模顶杆顶出机构
ThedesignoftheCamerabaseinjectionmold
AbstractBasedonthecomprehensiveanalysisontheplasticpart’sstrctureservicerequire-ment,mouldingqualityandmoudingqualityandmouldmanufacturingcost.Acorrespondinginjectionmouldofinternalsidecorepullingwasdesigned.Byadoptingthemulit-directionandmulti-combinationcore-pulling.acorrespondinginjectionmouldofinteralsidecorepullingwasdesigned,theworkingprocessofthemouldwasin-troduced.
KeywordsInjectionmouldMedialcoepulling.
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前言
毕业设计是在修完所有课程之后，我们走向社会之前一次综合性设计。
本次设计的课题是摄像头底座注塑模设计,是对以前所学课程的一个总结。
在此次设计中，主要用到所学的注射模设计，以及机械设计等方面的知识。
着重说明了一副注射模设计的一般流程，即注射成型的分析、注射机的选择及相关参数的校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。
其中模具结构的设计既是重点又是难点，主要包括成型位置及分型面的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择，模具工作零件的结构设计，推出机构的设计，拉料杆的形式选择，排气方式设计等。
通过本次毕业设计，虽然产品很简单，没有涉及侧面分型及抽芯机构的设计，但是使我懂得如何查阅相关资料以及怎样解决在实际工作中遇到的实际问题，这为我们以后更好的从事模具行业打下了良好的基础。
本次毕业设计中得到了老师和很多同学的帮助，在此我一一表示诚挚的感谢！
由于本人缺乏实践经验，水平有限，且时间又仓促。
设计过程中难免有错误和欠妥之处，恳请各位老师和同学指正批评。
编者黎康康
2011年6月5日
1.塑件材料的成型特性与工艺参数
本章着重介绍塑料成型的工艺特点以及塑件的工艺要求，塑件结构设计方面的知识。
为后面几章的模具设计奠定了基础。
对零件的分析得塑件材料取PE（聚乙烯）。
1.1塑件材料的特性
聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能（最低使用温度可达-70～-100℃），化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具有氧化性质的酸），常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂，且不发生溶胀，电绝缘性能优良；但聚乙烯对于环境应力（化学与机械作用）是很敏感的，耐热老化性差。
1.2成型特性
PE（聚乙烯）注塑成型工艺
根据材料的特性和供料情况，一般在成型前应对材料的外观和工艺性能进行检测。
供应的粒料往往含有不同程度的水分、熔剂及其它易挥发的低分子物，特别是具有吸湿倾向的PE含水量总是超过加工所允许的限度。
因此，在加工前必须进行干燥处理，并测定含水量。
在高温下PE的水分含量要求在5％以下，甚至2％～3％，因此常用真空干燥箱在75℃～90℃干燥2小时。
已经干燥的材料必须妥善密封保存，以防材料从空气中再吸湿而丧失干燥效果，为此采用干燥室料斗可连续地为注塑机提供干燥的热料，对简化作业、保持清洁、提高质量、增加注射速率均为有利。
干燥料斗的装料量一般取注塑机每小时用料量的2.5倍。
对于某些包胶注塑的应用，使用聚乙烯（PE）载色剂可能会对与基体的粘接力产生不利的影响。
新购进的注塑机初用之前，或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注塑机机筒进行清洗或拆洗。
清洗机筒一般采用加热机筒清洗法。
清洗料一般用塑料原料（或塑料回收料）。
在加工注塑过程中，温度的设定是否准确是制品外观和性能好坏的关键。
下面是进行PE加工注塑时温度设定的一些建议。
进料区域的温度应设定得相当低，以避免进料口堵塞并让夹带的空气逸出。
当使用色母料时为了改善混合状态，应将过渡区域的温度设定在色母料的熔点以上。
离注塑喷嘴最近区域的温度应该设定得接近于所需的熔体温度。
所以，经过测试，通常PE产品在各个区域温度的设定范围分别是：
料筒为160摄氏度到210摄氏度，喷嘴为150摄氏度到170摄氏度。
模具温度应该设定高于注塑区的冷凝温度，这将能避免水分对模具的污染以致制品表面出现的条纹。
较高的模具温度通常会导致较长的循环周期，但它能改进焊接线和制品的外观效果,所以，模具温度的范围应设计定在33到65之间。
在制品填充模具型腔的过程中，如果制品的填充性能不好，就会发生压力降低过大、填充时间过长、填充不满等等情况，从而使制品存在质量问题。
为了提高制品在成型时的填充性能，改善成型制品的质量，一般可以从下列几个方面来考虑：
1）改变浇口位置；
2）改变注射压力；
3）改变零件的几何形状。
通常将注射压力的控制分成为一次注射压力、二次注射压力（保压）或三次以上的注射压力的控制。
压力切换时机是否适当，对于防止模内压力过高、防止溢料或缺料等都是非常重要的。
模制品的比容取决于保压阶段浇口封闭时的熔料压力和温度。
如果每次从保压切换到制品冷却阶段的压力和温度一致，那么制品的比容就不会发生改变。
在恒定的模塑温度下，决定制品尺寸的最重要参数是保压压力，影响制品尺寸公差的最重要的变量是保压压力和温度。
例如：
在充模结束后，保压压力立即降低，当表层形成一定厚度时，保压压力再上升，这样可以采用低合模力成型厚壁的大制品，消除塌坑和飞边。
保压压力及速度通常是塑料充填模腔时最高压力及速度的50％~65％，即保压压力比注射压力大约低0.6~0.8MPa。
由于保压压力比注射压力低，在可观的保压时间内，油泵的负荷低，固油泵的使用寿命得以延长，同时油泵电机的耗电量也降低了。
采用预先调节好一定的计量，使得在注射行程的终点附近，螺杆端部仍残留有少量的熔体（缓冲量），根据模内的填充情况进一步施加注射压力（二次或三次注射压力），补充少许熔体。
这样，可以防止制品凹陷或调节制品的收缩率。
冷却时间主要取决于熔体温度、制品的壁厚和冷却效率。
此外，物料的硬度也是一个因素。
与很软的品种比较，较硬的品种在模具内将较快地凝固。
如果从两侧进行冷却，那么每0.100'壁厚所需的冷却时间通常将是大约10到15秒。
包胶方式的制品将需要较长的冷却时间，因为它们可以通过较小的表面积而有效地冷却。
每0.100'壁厚所需的冷却时间将是大约15到25秒。
1塑料成型不完整
（1）进料调节不当，缺料或多料。
（2）注射压力太低，注射时间短，柱塞或螺杆退回太早。
（3）注射速度慢。
（4）料温过低。
2溢料（飞边）
（1）注射压力过高或注射速度过快。
（2）加料量过大造成飞边。
（3）机筒、喷嘴温度太高或模具温度太高都会使塑料黏度下降，流动性增大，在流畅进模的情况下造成飞边。
3烧焦暗纹
（1）机筒、喷嘴温度太高。
（2）注射压力或预塑背压太高。
（3）注射速度太快或注射周期太长。
4银纹、气泡和气孔
（1）料温太高，造成分解。
（2）注射压力小，保压时间短，使熔料与型腔表面不密贴。
（3）注射速度太快，使熔融塑料受大剪切作用而分解，产生分解气；注射速度太慢，不能及时充满型腔造成制品表面密度不足产生银纹。
（4）料量不足、加料缓冲垫过大、料温太低或模温太低都会影响熔料的流动和成型压力，产生气泡。
（5）螺杆预塑时背压太低、转速太高，使螺杆退回太快，空气容易随料一起推向机筒前端。
1.3工艺参数
温度设定
进料区域的温度应设定得相当低，以避免进料口堵塞并让夹带的空气逸出。
当使用色母料时为了改善混合状态，应将过渡区域的温度设定在色母料的熔点以上。
离注塑喷嘴最近区域的温度应该设定得接近于所需的熔体温度。
所以，经过测试，通常PE产品在各个区域温度的设定范围分别是：
料筒为160～210℃，喷嘴为150～170℃，模具温度的范围应设计定在40～60℃之间。
保压压力及速度通常是塑料充填模腔时最高压力及速度的50％～65％，即保压压力比注射压力大约低0.6～0.8MPa。
螺杆速度范围为每分钟50～150转。
背压的正常设定范围是50～150psi。
当混合色母料时，应采用较高的背压以达到最佳的分散状态。
螺杆选择
由于PE兼具有很好的特性，一般注塑螺杆选择通用型即可，压缩比不宜太大；如果产品要求不高，也可选择类似PVC用的螺杆
1.4塑料制件的结构工艺性
要想获得合格的塑料制件，除选择合理的塑件材料外，还必须考虑塑件的结构工艺性。
塑件的结构工艺性与模具设计有直接关系，只有塑件设计满足成型工艺要求，才能设计出合理的模具结构。
一、尺寸及精度
塑件尺寸的大小取决于塑料的流动性。
在注射成型中，薄壁塑件的尺寸不能设计的过大。
塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度，及所获得塑件尺寸的准确度。
根据本次设计的要求，结合表3-9（参一）初步选定该零件的三个表面的精度分别为4、5、6级。
二、表面粗糙度
塑件的外观要求越高，表面粗糙度应越低。
一般模具表面粗糙度,要比塑件的要求低1～2级。
塑件的表面粗糙度一般为Ra0.8～3.2μm。
三、形状
塑件的内外表面形状应尽可能保证有利于成型。
四、斜度
为了便于从塑件中抽出型心或从型腔中脱出塑件，防止脱模时拉伤塑件，在设计时必须使塑件内外表面沿脱模方向留有足够的斜度，由于本次设计所选材料为PE，内外面均取拔模斜度为1°。
五、壁厚
塑件的壁厚对塑件的质量有很大的影响，塑件壁厚尽可能均匀。
本次设计的壁厚非均匀，且满足塑件的最小厚度。
六、圆角
塑件除了使用上要求采用尖角外，其余所有转角处均应尽可能采用圆角过渡。
1.5塑件在模具中的位置
一、型腔数量及排列方式
塑件的设计已完成，根据塑件品种，形状及尺寸分析，塑件的材料、形状尺寸于浇口的位置和形状有关，同时也对分型面和脱模位置有影响，此外质量控制要求，塑件的成本，注射机技术规范对型腔均有影响，本次设计选定一模一腔。
二．分型面的设计
1、分型面设在零件开口最大轮廓处
2、分型面设在零件开口处以使塑件开模以后留在动模。
便于顺利脱模
3、在分型面上设有1°左右的拔模斜度，可以保证塑件外观质量和塑件精度要求
2.模具结构设计
2.1型腔数目的确定
由于该塑件尺寸不大，而且成规则的圆柱体，只能采用一模四腔生产模具可保证塑件的表面的粗糙度和质量，又能达到制件的最佳的技术经济性。
2.2分型面的设计
分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切的关系，并且直接影响到塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模，因此分型面的选择是注塑模具设计中的一个关键选择分型面应遵循以下几项基本原则：
a、分型面应选在塑件外形最大轮廓处。
b、确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模；
c、保证塑件的精度要求；
d、满足塑件外观质量的要求；
e、便于模具的加工与制造；
f、对成型面积的影响；
g、排气的效果的考虑；
h、对侧向抽芯的影响。
注射模一般的有一个分型面，有的有两个分型面。
分型面的形状分为：
平直分型面，倾斜分型面，阶梯分型面，曲面分型面，复合分型面。
在这里考虑到塑件分型面选在塑件外形最大轮廓处，要保证有利的留模方式，要便于塑件顺利脱模，保证塑件的精度要求，便于模具加工，脱模，采用平直分型面。
如图；
2.3注射机的选定
以锁模力为技术参数，必须大于模具在开模方向的投影面积上的总注射力。
P=PBxKCxKS式中
P-----型腔内注射压力Mpa
PB-----基本压力Mpa
KC---材料系数，TRP材料取KC=1.15
KS---塑料复杂系数，KS=1～1.5。
螺杆（柱塞）直径（毫米）
Φ42
喷嘴
球半径（毫米）
12
孔直径（毫米）
Φ4
注射容量（厘米或克）
125
定位孔直径（毫米）
Φ100
注射压力
1190
顶出
中心孔径（毫米）
两侧
孔径（毫米）
Ø22
孔距（毫米）
230
锁模力（10）
450
模具厚度（毫米）
最大
300
最小
200
最大注射面积（厘米）
320
模板厚度（毫米）
300
PB与塑件平均壁厚T，进浇口流程长度L的流程比L/T有关，本塑件T=4mm，在这里直浇口，估算L=100mm，故L/T=33，PB=32MPa，由于该塑件简单，取KS=1，则：
P=32×1.15×1=36.8MPa
锁模力为；F=1.5×P×A×0.1式中；
F---所需的锁模力KN
P---型腔内注射压力
A---塑件投影面积，
A=660×510=336600
F=1.5×36.8×336600×0.1=185.803KN
所以选用卧式XS-ZY-125型号国产注射机，其主要技术参
数如下：
XS-ZY-125型注射机技术参数
2.4主流道的设计
主流道的设计参考教材《塑料成型工艺与模具设计》P114表5-2主流的部分尺寸：
查教材《塑料成型工艺与模具设计》P103表4.2常用热塑性塑料注射机型号和主要技术规格XS-ZY-125：
喷嘴球半径=ф12㎜；
主流道小端直径=6㎜。
则主流道小端直径d=6+1=7㎜;
球面配合高度h取10㎜；
主流道锥角α取30；
主流道球面直径SR=12+8=20㎜;
L和D还待定。
因为定模板厚度和动模底板总长为120，所以浇口套L=120mm。
经计算d=2+1=3mm。
2.5浇口的设计。
因为该塑件是用一模4件型腔模，而且塑件表面粗糙度要求较高，浇口开在成型件的底部,才用边缘型浇口,如下图所示。
2.6浇口位置的选择
浇口的形式很多，但无论采取什么形式的浇口，其开设的位置对塑件的成型性能及成型质量影响都很大。
在模具设计时，浇口位置及尺寸要求比较严格，它一般根据下述几项原则来参考：
a、尽量缩短流动距离
b、浇口应开设在塑件壁最厚处
c、避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷
d、考虑分子定向的影响
e、减少或避免熔接痕提高熔接强度
f、应有利于型腔中气体的排除
g、不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口
h、浇口位置的选择应注意塑件外观质量
综合以上原则和塑件形状及技术要求决定将浇口设置在塑件底部。
2.7冷料穴和拉料杆的设计
冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料，以免这些冷料注入行腔。
为了使料流的流动性更好，在模具内温度更均匀.
2.8排气系统的设计
当塑料溶体填充型腔时，必须将型腔内和浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体顺利排出模外。
如果型腔内因各种因素没有将产生的气体排除干净，塑件就会形成气泡、接缝、表面轮廓不清及填充缺料的成型缺陷，另外气体受压，体积缩小会产生高温将导致素件局部碳化或烧焦，同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度。
因此必须考虑排气问题，注射模成型时排气通常用如下三种方式进行：
a、利用配合间隙排气
b、在分型面上开设排气槽排气
c、利用排气塞排气
本塑件可在分型面上开设排气槽。
，不必专门开设排气系统。
2.9温度调节系统
无论什么塑料进行注射成型，均有一个比较适宜的模具温度范围，在此模具温度范围内，塑料熔体的流动性好，容易充满型腔，塑件脱模后收缩和翘曲变形小，形状与尺寸稳定，力学性能以及表面质量较高。
为了使模温控制在一理想的范围内，现设计一模具温度调节系统。
由于本次设计的塑料PE黏度和流动性大，模温为80～100℃，故无须设计加热系统，只需设计冷却系统以确保合理的模温。
常用的冷却方法有水冷却、空气冷却和油冷却，本设计采用水冷却，经济实惠。
（1）冷却系统的设计原则与常见冷却系统的结构
冷却系统的设计原则为：
a）冷却水道应尽量多
b）冷却水道至型腔表面距离应尽量相等
c）浇口出加强冷却
d）冷却水道、入口温差应尽量小
e）冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置
此外，冷却水道的设计还必须尽量避免接近塑件的溶接部位以免产生溶接痕，降低塑件强度；
（2）冷却系统机构的确定
塑件的形状是变化万千的，因此对于不同的塑件，冷却水道的位置形状也不一样。
本塑件为深型腔塑件，凸凹模设置直通冷却水道。
如图:
3.成型零件的设计与计算
成型零件决定塑件的几何行状和尺寸。
成型零件工作时，直接与塑料接触，承受塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑料间还发生摩擦。
因此，成型零件要求有正确几何形状，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，有较高强度、刚度及较好的耐磨性能。
3.1成型零件的设计
为了提高零件的加工效率，装拆方便，保证型腔形状，采用整体形式.凸模采用整体中嵌入式凸模结构。
凸模镶块与凸模板间的配合用
。
影响成型零件的尺寸因素有：
1）塑件的收缩率
其值为δs=（Smax-Smin）Ls;式中
δs--塑料收缩率波动所引起的塑件尺寸误差；
Smax--塑料的最大收缩率；
Smin--塑料的最小收缩率；
Ls--塑件的基本尺寸。
2）模具成型零件的制造误差
参考《塑料成型工艺与模具设计》P所列出的经验值，成型零件的制造公差约占塑件总公差的
-
或取IT7-IT8级作为模具制造公差。
模具成型零件制造公差用δz表示。
这里取δz=0.05收缩率的波动引起塑件尺寸误差随塑件的尺寸增大而增大。
在计算成型零件时，所用到的收缩率均用平均收缩率来表示
=
100%
式中
---塑件的平均收缩率；
Smax--塑料的最大收缩率；
Smin--塑料的最小收缩率。
第一类尺寸：
型腔尺寸的计算
计算公式参考教材P151式（5-18）：
（
）
=[（1+
）LS-（0.5~0.75）Δ]
式中
--表示塑料的平均收缩率；（
=0.55%）
LS--表示塑件的基本尺寸；
Δ--表示塑件尺寸的公差；
δZ--取Δ/3。
当制件的尺寸较大、精度级别较底时式中取0.5，当精度级别较高时式中取0.75。
本塑件为壳体配件其精度要求不高，故在本设计中取0.5。
第一类型腔尺寸的计算
①68尺寸的计算：
查教材P66表3-8该尺寸的公差为Δ=1.56。
利用公式（LM）
=[（1+
）LS-0.75Δ]
=[（1+0.55%）×68-0.75×1.6]0+0.035
=67.450+0.035mm
①66尺寸的计算：
查教材P66表3-8该尺寸的公差为Δ=1.50。
（LM）
=[（1+
）LS-0.75Δ]
=[（1+0.55%）×66-0.75×1.5]0+0.25
=65.230+0.25mm
第二类型芯尺寸的计算：
（1）尺寸为1.44的计算：
查教材P66表3-18该尺寸的公差为Δ=1.6。
利用公式（Lm）
δz=[（1+
）LS+0.75Δ]
δz
=[（1+0.55%）×1.44+0.75×1.6]0-0.034
=1.40-0.034mm
（2）尺寸为5的计算：
查教材P66表3-18该尺寸的公差为Δ=1.6。
利用公式（Lm）
δz=[（1+
）LS+0.75Δ]
δz
=[（1+0.55%）×54+0.75×1.08]0-0.045
=50-0.034mm
3.2模具型腔侧壁和底板厚度的计算
塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，如果型腔侧壁和底版厚度过小，可能因硬度不够而产生塑性变形甚至破坏；也可能因
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