注塑模设计说明书.docx
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注塑模设计说明书
摘要
本毕业设计说明书主要讲述对手机后盖进行模具设计的过程。
通过对塑件的工艺分析，设计出塑料模具。
本论文首先简单介绍了模具设计与分类，然后对产品材料性能作了介绍，并初步选择注射机。
本说明书还详细叙述了模具结构方案，包括确定分型面、成型零部件的结构设计、斜顶内抽芯机构、脱模机构、合模导向机构、冷却系统等等的设计过程。
还有重要零件的工艺参数的选择与计算。
校核注射模与注射机的关系等。
本设计主要是通过使用Pro/ENGINEER与AutoCAD完成装配图、零件图。
此次毕业设计综合了大学四年来所学的专业知识，从而进一步巩固了模具设计方面的相关知识，并积累了相关的设计意念与经验。
Thegraduationprojectonthebrochuresofthemainmobilephonebackforthediedesignprocess.Theplasticpartsoftheprocess,thedesignofatwo-modepointoftheplasticmold.
Firstofall,thispaperabriefintroductionofthemolddesignandclassification,andthentheproductwasintroducedbythematerialproperties,andtheinitialchoiceofinjectionmachine.
Thisstatementhasalsodescribedindetailthestructureoftheprogramdie,includingtheidentificationofsub-surface,formingthestructuraldesignofpartsandcomponents,core-pullingmechanismwithinXieding,StrippingagenciesDie-orientedinstitutions,andsoonthecoolingsystemdesignprocess.Thereisstillanimportantpartoftheprocessparametersofchoiceandcalculation.Checkwiththeinjectionmoldinjectionmachines,suchastherelationship.
ThisdesignisthroughtheuseofPro/ENGINEERandAutoCADcompletionoftheassembly,partsmap.Theintegrateddesignofauniversitygraduateinthreeyearstheschool'sexpertisetofurtherconsolidatethemolddesign-relatedknowledge,andtheaccumulationofrelateddesignideasandexperience.
第一章、塑件结构工艺分析与设计-------------------------------------------3
1.1材料的选用-----------------------------------------------------------------------3
1.2脱模斜度---------------------------------------------------------------------------4
1.3加强肋---------------------------------------------------------------------------5
1.4塑件尺寸、公差与精度----------------------------------------------------------5
1.5壁厚---------------------------------------------------------------------------5
1.6圆角---------------------------------------------------------------------------5
第二章、注射成型机的选择-----------------------------------------------6
2.1注射机的选用--------------------------------------------------------------------------6
2.2锁模力校核---------------------------------------------------7
2.3注射容量校核---------------------------------------------------7
第三章、注射模的结构组成---------------------------------------------------------------------8
3.1成型零件----------------------------------------------------8
3.2浇注系统----------------------------------------------------8
3.3导向与定位机构----------------------------------------------------8
3.4脱模机构----------------------------------------------------8
3.5侧向分型抽芯机构
3.6温度调节系统----------------------------------------------------8
3.7排气系统----------------------------------------------------8
第四章、型腔布局与分型面设计---------------------------------------------------------14
4.1型腔数目的确定
4.2型腔的布局
4.3分型面的设计
4.4分模面的选择
第五章、浇注系统设计----------------------------------------------------------------19
5.1浇注系统设计的基本要点----------------------------------------------------------------14
5.2主流道设计--------------------------------------------------------------------------------14
5.3分流道设计--------------------------------------------------------------------------------16
5.4浇口的设计--------------------------------------------------------------------------------17
5.5定位机构设计------------------------------------------------------------------------------18
第六章、侧抽芯机构的设计---------------------------------------------------------24
第七章、冷却系统的设计与计算--------------------------------------------------26
第八章、主要零件的加工工艺------------------------------------------------------28
1塑件结构工艺分析与设计
1.1材料的选用
该塑件为手机面壳，要求具有一定的强度、刚度、耐热和耐磨损等性能，同时还必须满足绝缘性。
ABS合成塑料以其具有很好的韧性（抗震性）、密封性，很高的机械强度，耐化学腐蚀，拿在手上很有质感的特点而受到人们的青睐。
ABS树脂的优点如下：
1.有优越的耐冲击强度,特别是在低温有无与伦比的冲击强度,而且热变形温度高
2.电性能,耐化学药品性,耐油性好,易电镀
3.加工适应性好,注射成型,挤出成型,模压成型等所有的加工方法都可以,而且尺寸稳定性好,耐碱性,耐应力开裂性也好
根据以上特点以及经济因素，采用ABS塑料，规格性能如表1所示：
表1
型号
R-102
密度
1.05g/c
收缩率
0.005
溢边值
0.04
成型温度
200-240℃
干燥条件
80-90℃2小时
1.2脱模斜度
设计脱模斜度的目的是便于塑件的脱模，避免在脱模过程中拉伤塑件表面，其大小取决于塑料的收缩率。
脱模斜度的取向要根据塑件的内外型尺寸而定。
塑件外形以型腔大端为准，尺寸要符合图纸要求，斜度沿形状减小方向。
要求开模后塑件留在型芯上，塑件内表面的脱模斜度应小于外表面的脱模斜度。
根据ABS的性能，参考《实用模具设计简明手册》表3—10，型芯和型腔的脱模斜度取1°。
1.3加强肋
为了使塑件与底壳便于装配，并有一定的强度和刚度，同时又能避免因壁过厚而产生成型缺陷，在塑件内表面外侧增设了多处加强肋。
b=（0.5～0.0.7）*S=0.5mm
L<3S=2mm
R=（1/8～1/4）S=0.25mm
R=S/8=0.15mm
α=3°
1.4塑件尺寸、公差与精度
该塑件长77
mm，宽44
mm，最高10
mm，其粗糙度值为Ra0.06μm。
影响塑件公差的主要因素是:
模具制造误差及磨损误差，尤其是成型零件的制造和装配误差以及使用中的磨损、塑料收缩的波动、注射工艺条件的变化、塑件的形状和飞边厚度的波动、脱模斜度及成型后塑件的尺寸变化。
该塑件选用尺寸精度等级为MT2，公差为GB/T14486——1993尺寸公差数值。
如图3所示：
图3手机后盖尺寸
1.5壁厚
由于产品的壁厚与熔体的流动长度、生产效率以及使用要求等有关，从成本和生产效率来看，产品壁厚过厚也是不可取的，它不仅会增加制品的成本，而且成型周期也较长，所得制品的收缩率明显增加。
因此，产品壁厚均为1.5mm，衔接部分的上下唇壁厚为0.5mm。
1.6圆角
在塑件所有表面的相交处或转角处都设计成圆弧过渡，以改善熔体的充模状态，改善产品强度，避免模具与塑件在加工与使用过程中的应力集中。
一般，R外=1.5S,R内=R外/2，但内、外圆角半径都应大于0.5mm,确定塑件的圆角半径为R外=1.5mm,R内=1mm。
2注射成型机的选择
在模具设计时，根据产品几何尺寸及模具结构特点，尽可能选用适合的注塑机以充分发挥设备的内在能力。
从模具设计角度考虑，需要了解注射机的主要技术规范有：
额定注射量、额定注射压、额定锁模力、模具安装尺寸以及开模行程等。
2.1注射机的选用
根据塑件的体积或重量大致确定模具的结构，初步确定注塑机的型号。
根据手机壳的造型尺寸80x42x8mm，按注塑机加工能力和注塑量分类选用小型注塑机，型号选用SZ系列的SZ—200/120，其合模力160～2000KN，理论注塑容量16～630c
。
其相关参数如表2：
表2
螺杆直径（mm）
42
模具最大厚度（mm）
400
拉杆内间距（HxVmm）
355x385
定位孔直径（mm）
125
理论注塑容量（c
）
200
定位孔深度（mm）
15
注塑压力（MPa）
150
顶出力（kN）
22
注塑速率（g/s）
120
喷嘴伸出量（mm）
20
锁模力（kN）
120
喷嘴球半径（mm）
SR15
模具最小厚度（mm）
230
顶出行程（mm）
90
2.2锁模力校核
锁模力是指注射机构在工作中对模具所能施加的最大夹紧力。
锁模力与注射容量全面地反映了设备的主要特征和加工能力。
在实际注射成型中，由于制品形状不同，所采用树脂品种不同，注射工艺条件及模具结构不同，所需要的合模力大小也各不相同。
因此，在选用注射机时,要对其合模力进行计算。
通常，可采用下列公式进行：
F≥Pm（NAs+Aj）
式中:
F-----注射机最大合模力（MN）
N------型腔个数
Pc----成型时型腔平均压力（MPa）
As-----塑件在开模方向的最大投影面积（㎡）
Aj-----浇注系统在开模方向的最大投影面积（㎡）
从前面可知:
N=2
计算得浇注统以及塑件在开模方向上的投影面积约为：
0.08×0.04×2+0.08×0.006=0.00688㎡．
所以：
F≥nPcA
=2×30×0.00688
=0.4128MN
=412.8KN
而注塑机合模力160～2000KN>412.8KN，故满足要求。
2.3注射容量校核
注射机的理论注量，指在对空注射时能完成一次注射熔料的体积量（c
）.模具安装后，对模腔注射容量的计算,可以制件产品为主,计算其体积量，然后确认总体积注射量，从而可得:
Vg>n（Vs+Vj）（c
）
式中：
Vg-----注射机额定注射量（c
）；
Vs----单个塑件的容积量（c
）；
Vj-----浇注系统和飞边所需要的容积量（c
）；
N-----型腔数。
其中：
Vs≈8×4.2-7.9×4+2=4c
Vj≈（0.3×0.6+3.14×0.3×0.3÷2）×8+3.14×3.5×3.5×5≈6c
所以：
V>n（Vs+Vj）
=2×（4+6）
=20c
而注射机理论注塑容量为16～630c
>20c
，故满足要求。
3注射模的结构组成
凡是注射模，均可分为动模和定模两大部件。
注射充模时动模和定模闭合，构成型腔和浇注系统；开模时动模和动模分离，取出制件。
定模安装在注射机的固定板上，动模则安装在注射机的移动模板上。
根据模具上各个零件的不同功能，可由以下几个系统或机构组成：
成型零部件、浇注系统、开合模导向机构、脱模机构、侧向分型与抽芯机构、温度调节系统、排气系统、其他零部件。
3.1成型零件
指构成型腔，直接与熔体相接触并成型塑料制件的零件。
通常有凸模、型芯、成型杆、凹模、成型环、镶件等零件。
在动模和动模闭合后，成型零件确定了塑件的内部和外部轮廓尺寸。
3.2浇注系统
将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的流道称为浇注系统，由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。
3.3导向与定位机构
为确保动模与定模闭合时，能准确导向和定位对中，通常分别在动模和定模上设置导柱和导套。
深腔注射模还须在主分型面上设置锥面定位，有时为保证脱模机构的准确运动和复位，也设置导向零件。
3.4脱模机构
脱模机构是指开模过程的后期，将塑件从模具中脱出的机构。
3.5侧向分型抽芯机构
带有侧凹或侧孔的塑件，在被脱出模具之间，必须先进行侧向分型或拔出侧向凸模或抽出侧型芯。
3.6温度调节系统
为了满足注射工艺对模具温度的要求，模具设有冷却或加热的温度调节系统。
模具冷却，一般在模板内开设冷却水道，加热则在模具内或周边安装点加热元件，有的注射模须配备模温自动调节装置。
3.7排气系统
为了在注射充模过程中将型腔内原有气体排出，常在分型面处开设排气槽。
小型腔的排气量不大，可直接利用分型面排气，也可利用模具的顶杆或型芯与配合孔之间间隙排气。
大型注射模须预先设置专用排气槽。
4型腔布局与分型面设计
4.1型腔数目的确定
型腔数目的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量要求、批量大小、交货期长短、注射机能力、模具成本等要求来综合考虑。
根据塑件质量要求，大型、中型、复杂塑件一般都采用单型腔注射模，而高精度塑件的型腔数原则上不超过4个，我这里型腔数采用一模两腔。
4.2型腔的布局
我选择的型腔布局平衡式布置，如图4所示：
图4型腔布局图
4.3分型面的设计
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，从几种方案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、分型面应选在塑件外形最大轮廓处。
2、便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。
3、保证塑件的精度要求。
4、满足塑件的外观质量要求。
5、便于模具加工制造。
6、对成型面积的影响。
7、对排气效果的影响。
8、对侧向抽芯的影响。
其中最重要的是第5和第2、第8点。
为了便于模具加工制造，应尽是选择平直分型面工易于加工的分型面。
4.4分模面的选择
分模面为定模与动模的分界面。
用于取出塑料件或浇注系统凝料的面。
合理地选择分模面是使塑件能完好的成形的先决条件。
选择分模面时，应从以下几个方面考虑：
1、使塑件在开模后留在动模上；
2、分模面的痕迹不影响塑件的外观；
3、浇注系统，特别是浇口能合理的安排；
4、使推杆痕迹不露在塑件外观表面上；
5、使塑件易于脱模。
由于本塑件的结构形状较为特殊，根据选择分模面时，应遵守以上的原则。
再综合我的塑件形状的考虑，以及模具整体设计、制造、加工的要求，我选择采用手机盖底平面为分模面。
由于上表面要求较高，必须要求塑件留在动模一侧。
这样的分模面设计有以下的特点：
1、这样的设计保证了分模时塑件留在动模一侧；
2、分型面的痕迹会在塑件的下边缘一圈，保证不会影响外观质量；
3、这样的设计使得推杆比较好布置，比较容易推出塑件；
4、使得脱模变的容易；
5、这样的设计也迫使设计必须使用扇形浇口等不影响外观质量的特殊浇口；
5模架的选用与设计
设计模具时，开始就要选定模架。
当然选用模架时要考虑到塑件的成型、流道的分布形式以及顶出机构的形式，有抽芯的还要考虑滑块的大小等等因素。
一般的导向机构分为动、定模之间的导向机构，推板的导向机构，推件板的导向机构。
一般导向装置由于受加工精度的限制或使用一段时间之后，其配合精度降低，会直接影响制品的精度，因此对精度要求较高的制品必须另行设计精密导向定位装置。
当采用标准模架时，因模架本身带有导向装置，一般情况下，设计人员只要按模架规格选用即可。
若需采用精密导向定位装置，则须由设计人员根据模具结构进行具体设计。
我根据塑件尺寸，参考《实用模具设计简明手册》表1—15选用标准模架，具体尺寸如下，本模具属于中小型模具，如图7所示：
尺寸组合B×L：
250×315
定模板厚度为：
32mm
定模座板厚度为：
30mm
动模座板厚度为：
30mm
动模板厚度为：
32mm
垫块厚度为：
63mm
动模支承板厚度为：
32mm
模具总厚度为：
219mm
图7模架
5.1定模板
用于固定型腔（凹模）、导套，保证凹模或其它零件固定稳固。
在定模板上开设了冷却水道，定模板要具有较高的平行度和硬度、一定的厚度，并有足够的强度。
我的设计采用45#钢，经热处理42～48HRC。
导套孔与导套为H7/m6或H7/k6过渡配合。
定模板尺寸为：
B
L
H=
mm，如图8所示：
图8定模板
5.2动模板
用于固定型芯（凸模）、导套，保证凸模、拉料杆固定稳固，防止型腔、型芯、导柱或顶杆等脱出固定板，并承受型腔、型芯或顶杆等的压力，在动模板上开设了冷却水道，因此它要具有较高的平行度和硬度，有一定的厚度，并有足够的强度。
我的设计采用45#钢，经热处理42～48HRC。
动模板导柱固定孔与导柱为H7/k6或H7/m6过渡配合,导柱工作部分的配合精度采用H7/h6间隙配合，其上孔与拉料杆采用H7/k6过渡配合。
动模板尺寸为：
B
L
H=250×315
32
mm，如图9所示：
图9动模板
5.3垫块
它是用来连接动模支承板与动模座板的零件。
其作用主要是，在动模座板与动模支承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。
我的设计采用平行垫块。
垫块一般用中碳钢制造，也可用Q235A制造，或用HT200，球墨铸铁等。
我的设计采用Q235A制造。
垫块的厚度计算：
h垫块=h推出+h推固+h推板++Δ
=8+16+16+0+6=46（mm）
式中：
h推出——塑件应推出高度（㎜）；
h推固——推杆固定板厚度（㎜）；
h推板——推板厚度（㎜）。
Δ——顶出行程的富裕量，一般为3～6mm，以免顶出板顶到动模固定板。
模具组装
时，应注意左右两垫块高度一致，否则由于负荷不均匀会造成动模板损坏。
根据《模具设计简明手册》，查表1—15得垫块厚度为63mm,垫块尺寸为：
B×L×H=40×315×63mm，如图10所示：
图10垫块
5.4定模座板
定模座板用来固定定模板和浇口套，定模座板和定模板通过4个ø16的内六角螺钉连接，定模座板和浇口套通过4个ø4的内六角螺钉及定位圈连接，因此定模座板应有一定的厚度，并有足够的强度，我的设计采用45#钢，经热处理42～48HRC。
定模板座尺寸为：
B×L×H=315×315×30
mm，如图11所示：
图11定模座板
5.5动模座板
动模座板用来固定动模板、动模支承板和垫块，动模座板和定模板、动模支承板、垫块通过4个ø16的内六角螺钉连接，定模座板应有一定的厚度，并有足够的强度，我的设计采用45#钢，经热处理42～48HRC。
其注射机顶杆孔为ø60mm，其顶出板导柱孔为4—ø20mm，其上的推板导柱孔与导柱采用H7/m6过渡配合。
定模板座尺寸为：
B×L×H=315×315×30
mm，如图12所示：
图12动模座板
5.6动模支承板
动模支承板主要承受定模板由于成型压力导致的弯曲应力，并用来固定推杆及拉料杆，因此动模支承板必须具有足够的强度和硬度，我的设计采用20#钢，淬火、渗碳后57～60HRC。
其上的孔与推杆采用H7/k6过渡配合。
动模支承板的尺寸为：
B×L×H=250×315×32
m，如图13所示：
图13动模支承板
5.7推杆固定板
推杆固定板用来固定推杆及导套，必须具有一定的强度和硬度，我的设计采用45#钢，经热处理42～48HRC。
推杆固定板的尺寸为：
BxLxH=150x315x16
mm，如图14所示：
图14推杆固定板
5.8推板
推板用来推动脱
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