畢業(yè)設(shè)計（論文）17″CRT顯示器塑料外殼造型設(shè)計及后蓋注射模設(shè)計

1、目錄目錄摘要ivabstractv第一章 緒論11.1 注塑模具概述11.2 模具cad/cam簡介2第二章 塑料性能及其結(jié)構(gòu)工藝性32.1 塑料的基本概念32.1.1 塑料的定義及組成32.1.2 塑料的分類32.1.3 塑料的性能32.2 熱塑性塑料成型加工性能42.3 熱塑料制品設(shè)計原則52.3.1 尺寸，精度及表面精粗糙度52.3.2 脫模斜度52.3.3 壁厚52.3.4 加強筋52.3.5 支承面62.3.6 圓角62.3.7 孔（槽）62.3.8 螺紋62.3.9 嵌件62.4 abs塑料簡介72.4.1 使用性能72.4.2 成形特性72.4.3 物理性能與熱性能72.4.4

2、力學性能72.4.5 成形條件7第三章 塑件造型與成形零件設(shè)計83.1 塑件造型83.1.1 粗坯的造型過程83.1.2 前蓋的造型過程93.1.3 后蓋造型過程103.1.4 前蓋和后蓋的裝配113.2 成形零件設(shè)計133.2.1 型腔生成133.2.2 動模部分設(shè)計143.2.3 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)設(shè)計15第四章 標準模架與注射機選擇164.1 模架的選擇164.1.1 模具標準化的意義164.1.2 模架的選用164.1.3 注射模具零件選用184.2 注射機的選擇194.2.1 選擇注射機194.2.2 工藝參數(shù)的校核194.2.3 注射模安裝尺寸的校核214.2.4 開模行程的校核21

3、第五章 澆注系統(tǒng)設(shè)計225.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計原則225.2 流道設(shè)計225.2.1 主流道設(shè)計235.2.2 分流道設(shè)計235.2.3 澆口設(shè)計245.3 型腔壓力估算255.4 排氣設(shè)計27第六章 冷卻系統(tǒng)設(shè)計286.1 模溫調(diào)節(jié)的重要性286.1.1 模溫對塑件質(zhì)量的影響286.1.2 模溫對生產(chǎn)效率的影響296.2 冷卻時間計算306.2.1 影響冷卻時間的因素306.2.2 冷卻時間的計算316.3 冷卻參數(shù)計算316.4 冷卻回路布置346.4.1 定模冷卻回路346.4.2 型芯冷卻回路35第七章 脫模機構(gòu)設(shè)計367.1 設(shè)計原則及分類367.1.1 設(shè)計原則367.1.2 脫模機

4、構(gòu)分類367.2 脫模阻力計算367.3 脫模機構(gòu)的形式377.3.1 推件板脫模機構(gòu)設(shè)計要點387.3.2 機構(gòu)結(jié)構(gòu)形式。387.3.3 開模方式的確定39第八章 模具的裝配408.1 裝配過程408.1.1 定模子裝配408.1.2 動模子裝配428.1.3 頂出系統(tǒng)子裝配428.1.4 總裝448.2 開模過程分析44結(jié)束語45參考文獻46附錄一：設(shè)計圖紙47附錄二：外文翻譯原件及翻譯稿4861摘要摘要以17crt顯示器塑料外殼造型設(shè)計及后蓋注射模設(shè)計為設(shè)計的主要任務(wù)。采用參數(shù)化特征造型cad系統(tǒng)pro/engineer，綜合運用其零件設(shè)計、裝配和模具設(shè)計三大模塊，首先在零件模塊中進行外

5、殼的造型；然后將完成的造型導入模具設(shè)計模塊，進行型腔生成。由模具設(shè)計模塊產(chǎn)生的成形零件被再次導入零件模塊，期間參考模架選擇、澆注系統(tǒng)設(shè)計、冷卻系統(tǒng)設(shè)計以及脫模機構(gòu)設(shè)計的結(jié)果，完成成形零件的設(shè)計和其他輔助零件的造型。最后，在裝配模塊中將所有零件裝配，完成全套模具設(shè)計。關(guān)鍵詞：注塑成型 模具設(shè)計 pro/engineer cad/camabstractwith 17 crt display plastics case shape design and injection mold design for back shroud for the main mission. adopting param

6、eterized characteristic shaping cad system pro/ engineer, using three of its function module synthetically viz. parts design module, assemble module and mold design module. proceed the shaping of the case in parts design module first. the shape completed is imported into mold design module to create

7、 mold cavity. the forming parts designed by mold design module are imported into the parts design module again. referencing to the outcome of the mold choice, the running system design, cooling system design and pushing system design simultaneity, complete forming parts design and the shape of the o

8、ther assistance parts. finally, all the parts are assembled in assemble module and the whole mold design is completed.keywords：plastic injection molding； mold design； pro/engineer； cad/cam第一章 緒論第一章 緒論1.1 注塑模具概述隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料與工程塑料在強度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷地擴大，如：家用電器、儀器儀表、建筑器材、汽車工業(yè)、日用五金等眾多領(lǐng)域，塑料制品所

9、占的比例正迅猛增加。由于在工業(yè)產(chǎn)品中，一個設(shè)計合理的塑料件往往能代替多個傳統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)件，加上利用工程塑料特有的性質(zhì)，可以一次成型非常復(fù)雜的形狀。并且還能設(shè)計成卡裝結(jié)構(gòu)，成倍地減少整個產(chǎn)品中的各種緊固件，大大地降低了金屬材料消耗量和加工及裝配工時。因此，近年來工業(yè)產(chǎn)品塑料化的趨勢不斷上升。注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法。該方法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，制得的塑料制品數(shù)量之大是其它成型方法望塵莫及的。由于注塑成型加工不僅產(chǎn)量多，而且適用于多種原料，能夠成批、連續(xù)地生產(chǎn)，并且具有固定的尺寸，可以實現(xiàn)生產(chǎn)自動化、高速化，因此具有極高的經(jīng)濟效益。作為注塑成型加工的主要工具之一的注塑模具

10、，在質(zhì)量、精度、制造周期以及注塑成型過程中的生產(chǎn)效率等方面水平的高低，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本及產(chǎn)品的更新?lián)Q代，同時也決定著企業(yè)在市場競爭中的反應(yīng)能力和速度。與其他機械行業(yè)相比，模具制造業(yè)主要有以下三個特點：第一，模具不能像其它機械那樣可作為基本定型的商品隨時都可以在機電市場上買到。這是因為每副模具都是針對特定塑料制品的規(guī)格而生產(chǎn)的，由于塑料制品的形狀、尺寸各異，差距甚大，其模具結(jié)構(gòu)也是大相徑庭，所以模具制造不可能形成批量生產(chǎn)。即模具是單件生產(chǎn)的，其壽命越長，重復(fù)加工的可能性越小。因此，模具的制造成本較高。第二，因為注塑模具是為產(chǎn)品中的塑料制品而制定的，作為產(chǎn)品，除質(zhì)量、價格等因素之外，

11、很重要的一點就是需要盡快地投放市場，所以對于為塑料制品而特殊訂制的模具來說，其制造周期一定要短。第三，模具制造是一項技術(shù)性很強的工作，其加工過程集中了機械制造中先進技術(shù)的部分精華與鉗工技術(shù)的手工技巧，因此要求模具工人具有較高的文化技術(shù)水平。特別是對于企業(yè)來說要求培養(yǎng)“全能工人”（即多面手），使其適應(yīng)多工種的要求，這種技術(shù)工人對模具單件生產(chǎn)方式組織均衡生產(chǎn)是非常重要的。綜上所述，模具制造業(yè)存在成本高，要求制造周期短，技術(shù)性強等特點。目前，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和計算機的應(yīng)用，這些問題得到了很大的改善。由于有了計算機輔助設(shè)計和計算機輔助加工，從根本上改變了模具生產(chǎn)的面貌，可靠地保證了模具所需要的精

12、度與質(zhì)量。預(yù)硬、易切削以及高光亮等新型模具材料的應(yīng)用，大大方便了加工及熱處理。另外，模具標準件和以標準件為基體的特殊定制零件的普及，明顯地縮短了模具制造周期。1.2 模具cad/cam簡介塑料模的設(shè)計、制造水平與塑料制品的質(zhì)量、成本以及生產(chǎn)周期息息相關(guān)。隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑料制品在航空、航天、電子、機械、船舶、汽車等工業(yè)部門的推廣應(yīng)用，產(chǎn)品對模具的要求越來越高，傳統(tǒng)的人工設(shè)計、單件生產(chǎn)的模具設(shè)計與制造方式已無法適應(yīng)產(chǎn)品及時更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求。計算機輔助設(shè)計與制造（cad/cam）技術(shù)已成為解決模具設(shè)計與制造中這些薄弱環(huán)節(jié)的最有效的途徑。同傳統(tǒng)的模具設(shè)計與制造方式相比，模具cad/

13、cam技術(shù)無論在提高生產(chǎn)率還是減輕勞動強度方面，都具有無可比擬的優(yōu)越性。第一，模具cad/cam技術(shù)可以提高模具的制造水平和質(zhì)量。以注塑模為例，計算機內(nèi)進行的流動模擬和冷卻分析為設(shè)計者的決策提供了更科學更合理的依據(jù)，而計算機與設(shè)計者的交互作用，又有利于發(fā)揮人的經(jīng)驗和直覺分析的能力，使模具設(shè)計水平大大提高。同時，計算機的精密控制又使模具的制造精度大幅度提高。第二，模具cad/cam技術(shù)可以節(jié)省時間，提高生產(chǎn)率。設(shè)計過程中的計算、分析和圖樣繪制的自動化大大縮短了設(shè)計時間。cad與cam的一體化可顯著縮短從設(shè)計到制造的周期。同時由于模具質(zhì)量的提高，試模和修模的時間明顯縮短。第三，模具cad/cam技

14、術(shù)可以較大幅度地降低成本。在提高生產(chǎn)率的同時，cad/cam技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計往往還帶來了原材料的節(jié)省，生產(chǎn)準備時間縮短，產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快，產(chǎn)品在市場上競爭能力加強。其結(jié)果是產(chǎn)品的成本可以大幅度降低。第四，模具cad/cam技術(shù)可使設(shè)計人員從繁重的計算和繪圖工作中解放出來，不僅減輕了勞動強度，還可使其從事更多的創(chuàng)造性來動。模具cad/cam技術(shù)的優(yōu)越性賦予了它無限的生命力，使其得以迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。本次設(shè)計就是運用三維cad造型軟件pro/engineer，進行塑件的造型、模具型腔生成以及模具裝配仿真，力圖充分體現(xiàn)cad/cam技術(shù)在模具設(shè)計上的各種優(yōu)勢。第二章 塑料性能及其結(jié)構(gòu)工藝性第二章

15、 塑料性能及其結(jié)構(gòu)工藝性2.1 塑料的基本概念2.1.1 塑料的定義及組成塑料是指以高分子合成樹脂為主要成份、在一定溫度和壓力下具有塑性和流動性，可被塑制成一定形狀，且在一定條件下保持形狀不變的材料。組成：聚合物合成樹脂（40100%）輔助材料：增塑劑、填充劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、著色劑、發(fā)泡劑、增強材料。輔助材料作用：改善材料的使用性能與加工性能，節(jié)約較貴的樹脂材料。2.1.2 塑料的分類塑料共有300余個品種，常用的是40余種。塑料的命名有幾種方法。以所使有的合成樹脂作為名稱來稱呼：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛樹脂、氧樹脂；俗稱：電木（酚醛樹脂）,有機玻璃（聚甲基丙烯酸甲脂）,玻璃鋼（熱固性

16、樹脂用玻璃纖維增強）；英文名稱：尼龍（聚酰胺）pa 聚乙烯 pe等。塑料的分類：熱固性塑料與熱塑性塑料（按塑料的分子結(jié)構(gòu)）。1熱塑性塑料具有線型分子鏈成支架型結(jié)構(gòu)。加熱變軟，冷卻固化不可逆2熱固性塑料具有網(wǎng)狀分子鏈結(jié)構(gòu)。加熱軟化，固化后不可逆。通用塑料：指產(chǎn)量大，用途廣，價格低廉的一類塑料。如：聚乙烯等。工程塑料：指機械性能高，可替代金屬而作工程材料的一類，如abs。特種塑料：隙氧樹脂。2.1.3 塑料的性能1質(zhì)量輕，密度約為0.90.23g/cm3，泡沫塑料0.189g/cm3。2比強度高：是金屬材料強度的1/10。玻璃鋼強度更高。3化學穩(wěn)定性好。4電氣絕緣性能優(yōu)良。5絕熱性好。6易成型加工

17、性，比金屬易。7不足：強度，剛度不如金屬，不耐熱。100以下熱膨脹系數(shù)大，易蠕變，易老化。2.2 熱塑性塑料成型加工性能1吸濕性吸水的（abs、尼龍、有機中玻璃）懦水的（聚乙烯）含水量大，易起泡，需干燥。2塑料物態(tài)玻璃態(tài)：一般的塑料狀態(tài)tg高于室溫。高彈態(tài)：溫度商于tg，高聚物變得像橡膠那樣柔軟，有彈性。粘流態(tài)：沾流化溫度以上，高聚物相繼出現(xiàn)塑料流動性與粘性液體流動區(qū)移，塑料成型加工就在材料的粘流態(tài)進引。3流動性塑料在一定溫度壓力作用下，能夠充分滿模具型腔各部分的性能，稱作流動性。流動性差，注射成型時需較大的壓力；流動性太好，容易發(fā)生流涎及造成制件溢邊。4流變性高聚物在外加作用下產(chǎn)生流動性與變

18、形的性質(zhì)叫流變性。牛頓型流體與非牛頓型流體。 牛頓流體 ：主要取決于（流變形為）剪切應(yīng)力，剪切速率和絕對粘度，低分子化合物的液體或溶液流體屬于牛頓流體。大多數(shù)高聚物熔體在成型過程中表現(xiàn)為非牛頓流體。5結(jié)晶性分為無定形塑料與結(jié)晶形塑料。結(jié)晶形塑料的重要標志是具有熔點，外觀不透明。如龍，聚丙烯，聚乙烯。需要較多的熔化熱量。無定形塑料：abs。6分子定向（取向）凡用熱塑性塑料生產(chǎn)塑件時，只要在生產(chǎn)過程中存在熔體流動，幾乎都有聚合物分子定向的問題。熱固性和熱塑性塑料中各自存在的、細長的纖維狀填料（如木粉、短玻纖等），在很大程度上，都會沿流動方向作平行排列，這種排列常稱為定向作用。在大多數(shù)工業(yè)塑料中，須

19、力圖消滅這種現(xiàn)象。7收縮性塑件自模腔中取出冷卻至室溫后，其尺寸發(fā)生縮小的這種性能稱之為收縮性。收縮形式有線尺寸收縮、方向性收縮、后收縮以及后處理收縮。影響收縮的因素包括塑料品種、塑件特性、模具、成形條件等。2.3 熱塑料制品設(shè)計原則2.3.1 尺寸，精度及表面精粗糙度1尺寸尺寸主要滿足使用要求及安裝要求，同時要考慮模具的加工制造，設(shè)備的性能，還要考慮塑料的流動性。2精度影響因素很多，有模具制造精度，塑料的成份和工藝條件等。3表面粗糙度由模具的表面粗糙度決定，故一般模具表面粗糙度比制品要低一級，模具表面要進行研磨拋光，透明制品要求模具型腔與型芯的表面粗糙度要一致ra0.2um。塑件上無公差要求的

20、尺寸，一般采用標準中的8級，對孔類尺寸可以標正公差，而軸類各件尺寸可以標負公差。中心距尺寸可以標正負公差，配合部分尺寸要高于非配合部分尺寸。2.3.2 脫模斜度由于塑件在模腔內(nèi)產(chǎn)生冷卻收縮現(xiàn)象，使塑件緊抱模腔中的型芯和型腔中的凸出部分，使塑件取出困難，強行取出會導至塑件表面擦傷，拉毛。為了方便脫模，塑件設(shè)計時必須考慮與脫模（及軸芯）方向平行的內(nèi)、外表面，設(shè)計足夠的脫模斜度，一般為11.5。一般型芯斜度要比型腔大，型芯長度及型腔深度越大，則斜度越小。2.3.3 壁厚根據(jù)塑件使用要求（強度，剛度）和制品結(jié)構(gòu)特點及模具成型工藝的要求而定。壁厚太小，強度及剛度不足，塑料填充困難。壁厚太大，增加冷卻時間

21、，降低生產(chǎn)率，產(chǎn)生氣泡，縮孔等。要求壁厚盡可能均勻一致，否則由于冷卻和固化速度不一樣易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，引起塑件的變形及開裂。2.3.4 加強筋設(shè)計原則：1中間加強筋要低于外壁0.5mm以上，使支承面易于平直。2應(yīng)避免或減小塑料的局部聚積。3筋的排列要順著塑料在型腔內(nèi)的流動方向。2.3.5 支承面塑件一般不以整個平面作為支承面，而取而代之以邊框，底腳作支承面。2.3.6 圓角要求塑件所有轉(zhuǎn)角處都要以圓角（圓?。┻^渡，因尖角容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。塑件有圓角，有利于塑料的流動充模及塑件的頂出，且塑件的外觀好，有利于模具的強度及壽命。2.3.7 孔（槽）2.3.7.1 塑件孔的三種成型加工方法：1模型直接模塑

22、出來。2模塑成盲孔再鉆孔通。3塑件成型后再鉆孔。先模塑出淺孔較好。2.3.7.2 注意事項1模塑通孔要求孔徑比（長度與孔徑比）要小些，當孔徑d1.5mm，由于模芯易彎曲折斷，不適于上述模塑型芯的三種方式。2盲孔的深度：h(3-5)d。當d1.5時，h3d。3異形孔（槽）設(shè)計 塑件如有側(cè)孔或凹槽，則需要活動塊或抽芯機構(gòu)平行射成原則確定塑件側(cè)孔（槽）是否適合于脫模。熱塑性塑料中軟而有彈性的，如聚乙烯，聚丙烯，聚甲醛導制品，內(nèi)孔與外像淺的可強制脫模。2.3.8 螺紋塑件中的螺紋可用模塑成型出來，或切削方法獲得通常折裝或受力大的，要采用金屬螺紋嵌件來成型。2.3.9 嵌件為了增加塑料制品整體或某一部位

23、的強度與剛度，滿足使用的要求，常在塑件體內(nèi)設(shè)置金屬嵌件。由于裝潢或某些特殊需要，塑料制品的表面常有文字圖案。1標志2凹凸紋：如把手，旋鈕，手輪制品的固邊，以增加摩擦力，凹凸紋要做成直紋，以便于脫模。3花紋：凹凸紋，皮革紋，桔皮紋，紋浪紋，點格紋，菱形紋。加工花紋方法：電火花加工，照像化學磨蝕，雕刻冷擠壓。2.4 abs塑料簡介本次設(shè)計的顯示器外殼材料為abs塑料，故在此對abs塑料作出簡介。全稱：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer）。2.4.1 使用性能性能：綜合性能較好，沖擊韌性、力學強度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學性、

24、電性能良好；易于成型和機械加工，與372有機玻璃的熔接性良好可作雙色成型塑件，且表面可鍍鉻。用途：適于制作一般機械零件、減摩耐磨零件、傳動零件和電信結(jié)構(gòu)零件。2.4.2 成形特性1無定形料，其品種牌號很多，各品種的機電性能及成形特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成形方法及成形條件。2吸濕性強，含水量應(yīng)小于0.3，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時間預(yù)熱干燥。3流動性中等，溢邊料0.04mm左右。4.宜取高料溫、模溫。5模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng)選擇進料口位置、形式，頂出力過大或機械加工時表面呈現(xiàn)“白色”痕跡（熱水中加熱可消失），脫模斜度宜取2以上。2.4.3 物理性能與熱性能密度：1.021.

25、16g/cm3吸水率：0.20.4熔點：130160熱變形溫度：83103（180n/cm3）線膨脹系數(shù)：7.0105/比熱容：1470j/(kg*k)2.4.4 力學性能屈服強度：50mpa抗拉強度：38mpa斷裂伸長率：35拉伸彈性模量：1.8gpa抗彎強度：80mpa彎曲彈性模量：1.4gpa2.4.5 成形條件密度：1.031.07g/cm3計算收縮率：0.30.8預(yù)熱：8085；23h噴嘴溫度：170180模具溫度：5080注射壓力：60100mpa螺桿轉(zhuǎn)速：30r/min后處理：紅外線燈、烘箱；70第三章 塑件造型與成形零件設(shè)計第三章 塑件造型與成形零件設(shè)計本次設(shè)計的任務(wù)是17cr

26、t顯示器塑料外殼造型設(shè)計及后蓋注射模設(shè)計。擬選用ptc公司的pro/engineer軟件進行塑件的三維造型和成形零件的設(shè)計。3.1 塑件造型3.1.1 粗坯的造型過程新建part，命名為monitor。建立互相垂直的三個基準平面front、side、base。建立第一個特征：加材料拉伸（繪圖平面front，矩形截面寬420，高372，上端距base面220，左右對稱于side面，拉伸長度400）。建立屏幕的前緣面：截面圓頂（base面上弧度r4000，side面上弧度r3000）。建立屏幕的骨架：將屏幕造型的骨架先以datum curves描出，描繪出特征線除了有助于了解外形設(shè)計外，同時對于減

27、少feature之間的父子關(guān)系有所幫助（即可增加特征的“可變性”）。在side上繪制第一條curve（尺寸如圖3-1）；產(chǎn)生第二條curve，datumcurveintr.surfs，選擇base面及section domed面；繪制第三條curve于base上，其尺寸如圖3-2所示；圖 3-1 curve1的尺寸圖 3-2 curve3的尺寸建立屏幕的右側(cè)面及左側(cè)面：利用curve3以sweep的方式產(chǎn)生右側(cè)面，然后以之作cut，產(chǎn)生右側(cè)面，再以side面作鏡像建立左側(cè)面。建立屏幕的背面：繪制曲線于base面，半徑r800，兩面拉伸剪切。建立屏幕的頂面：將curve1投影到左、右側(cè)面得到cu

28、rve5、curve6，在front面繪制直線分別投影到屏幕的前面和背面得到curve7、curve8，利用此四條curve產(chǎn)生曲面，然后作cut生成頂部曲面。以圖層隱藏所有曲線。建立圓角：先在背面建立r20的圓角，再在頂面、底面、左右側(cè)面結(jié)合的棱線處建立r10的圓角。至此粗坯的建立過程完成。其三維造型如圖3-3所示。圖 3-3 粗坯的三維造型圖將整個零件切為前后蓋：以頂面上最靠近前緣面的棱線拉伸作cut，切除掉后一部分，所得即為前蓋的粗坯，保存為monitor_front；反之，切除前一部分，所得即為后蓋的粗坯，保存為monitor_back。3.1.2 前蓋的造型過程顯像管沉臺：剪切拉伸（

29、矩形截面長310，寬215，距頂面55，左右對稱）；截面圓頂（水平截面弧度r2200，豎直截面弧度r2000）。顯像管窗口：剪切放樣（兩個矩形截面，間距15）。圓角：凹邊與前表面（r5）、凹邊與凹邊（r10）結(jié)合處的棱邊圓角處理。內(nèi)腔：抽殼（厚度2）。基準平面用于鏡像螺紋孔：基準平面偏距（base面偏距35）。4個螺紋孔：生成凸臺，加材料拉伸（馬蹄形截面，外圓半徑7.5，成形至內(nèi)表面）；生成孔，剪切拉伸（直徑4，深15）；鏡像成4個（對稱尺寸左右405，上下280）。電源鍵孔：剪切拉伸（圓截面，直徑15，距右側(cè)面80，距底面30，穿過所有）；倒角（1.51）。4個調(diào)節(jié)按鍵孔：首先生成基本特征，

30、剪切拉伸（橢圓截面，中心距左側(cè)面80，與電源鍵孔等高，長軸15，短軸6，穿過所有），倒角（1.51）；然后編組陣列這兩個特征（方向向右，間距40，數(shù)量4）。用于和后蓋裝配的沉邊：剪切掃描（以前緣邊作為掃描路徑，沉邊寬1，深4）。至此前蓋的造型過程完成。其三維造型如圖3-4所示。 a) 前視 b) 后視圖 3-4 前蓋的三維造型圖3.1.3 后蓋造型過程線路接口、貼標簽沉臺：剪切拉伸（長250，寬64，深28）圓角：定面、側(cè)面和底面連接處的棱邊，線路接口沉臺各處棱邊圓角處理。線路接口板：剪切放樣（兩個矩形截面，相距10）內(nèi)腔：抽殼（厚度2）。線路接口孔：窗口，剪切拉伸（長83，寬35）；4個螺釘

31、安裝孔，剪切拉伸（孔徑6，對稱尺寸左右96，上下20）?；鶞势矫嬗糜阽R像螺紋孔：基準平面偏距（base面偏距35）。4個螺紋孔：生成凸臺，加材料拉伸（馬蹄形截面，外圓半徑7.5，成形至內(nèi)表面）；在外表面生成沉臺，剪切拉伸（馬蹄形截面，外圓半徑5，距前端面20，向后穿過所有）；生成孔，剪切拉伸（直徑4，通孔）；鏡像成4個（對稱尺寸左右405，上下280）。后蓋頂部的散熱柵：先生成基本特征，剪切拉伸（寬5，長200，弧度r800）。然后向前后兩個方向陣列，間隔18，向后陣列5個，長度不變；向前陣列5個，長度遞增12。用于和前蓋裝配的沉邊：剪切掃描（以前緣邊作為掃描路徑，沉邊寬1，深4）。至此后蓋的

32、造型過程完成。其三維造型如圖3-5所示。a) 前視 b) 后視圖 3-5 后蓋的三維造型圖3.1.4 前蓋和后蓋的裝配利用pro/engineer的裝配模塊將前蓋和后蓋裝配起來。如圖3-6所示。圖 3-6 顯示器外殼裝配效果圖前蓋和后蓋的特征樹見圖3-7和圖3-8。 圖3-7 前蓋特征樹 圖3-8 后蓋特征樹3.2 成形零件設(shè)計3.2.1 型腔生成成形零件系指構(gòu)成模具型腔的零件，通常有凹模、型芯、各種成形桿和成形環(huán)?，F(xiàn)簡述利用pro/engineer的模具設(shè)計模塊生成型腔并分模的過程。1新建manufacturingmold cavity，文件名monitor_back_mold.mfg。2加

33、入?yún)⒖剂慵x取前面生成的后蓋零件，按默認基準裝配。3建立坯料(monitor_back_wrk.prt。坯料尺寸560630600。4設(shè)置收縮率。查塑料模具技術(shù)手冊（以下簡稱手冊）表1-10，可知abs的收縮率為0.005。5作凹模和凸模的分型面。6作出成形頂部散熱柵的滑塊分型面。7將坯料分割成凹模（monitor_back_mold_female.prt）、凸模（monitor_back_mold_male.prt）和滑塊（monitor_back_mold_slide.prt）三個部分。8定義開模步驟。至此分模完成。特征樹見圖3-9。圖 3-9 型腔生成特征樹其三維效果圖見圖3-10。圖

34、 3-10 型腔三維圖3.2.2 動模部分設(shè)計分割出來的凸模將作為動模部分。考慮到型芯尺寸較大，如果設(shè)計成實心的話，既浪費材料又增加重量，故應(yīng)該將型芯和動模板做成組合式結(jié)構(gòu)，且將型芯內(nèi)部挖空，同時這一結(jié)構(gòu)也能方便實現(xiàn)型芯的冷卻（見第六章）。型芯與動模板以4個m16螺釘連接，2個圓柱銷定位。如圖3-11。圖 3-11 型芯與模板的組合形式3.2.3 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)設(shè)計凡是能夠獲得側(cè)向抽芯或側(cè)向分型以及復(fù)位動作的機構(gòu)，通稱為側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。從廣義來講，它也是實現(xiàn)塑件脫模的裝置。這類模具脫出塑件的運動有兩種情況：一種是開模時首先完成側(cè)向分型或抽芯，然后推出塑件；第二種是側(cè)向分型或抽芯與塑件的推出

35、同步進行。此處抽芯機構(gòu)設(shè)計的目的是成形顯示器后蓋頂部的散熱柵。由于模具型腔大，結(jié)構(gòu)緊湊，用于抽芯機構(gòu)的空間相對較少，故無法設(shè)計較復(fù)雜的機構(gòu)。兼之抽拔距離?。ɡ碚撋铣榘尉酁?mm），抽拔力小，故采用較為簡單的彈簧抽芯機構(gòu)。由于散熱柵為多孔排列，故將側(cè)芯設(shè)計成整體式滑塊結(jié)構(gòu)。在整個開模與合模過程中以楔緊塊控制滑塊的位置。機構(gòu)如圖3-9所示。1滑塊 2彈簧桿 3彈簧 4滑桿5擋板 6楔緊塊 7定模座板 8定模板圖 3-9 彈簧抽芯機構(gòu)第四章 標準模架與注射機選擇第四章 標準模架與注射機選擇4.1 模架的選擇4.1.1 模具標準化的意義1使設(shè)計規(guī)范化并使設(shè)計人員擺脫大量重復(fù)的一般性設(shè)計，能專心于創(chuàng)造性

36、勞動，解決模具中的關(guān)鍵技術(shù)問題。2改變模具制造行業(yè)“大而全，小而全”的生產(chǎn)局面，轉(zhuǎn)為專業(yè)化生產(chǎn)。模具標準件和標準模架由專業(yè)廠大批量生產(chǎn)和供應(yīng)，各模具廠主要完成型腔部分的加工和裝配。3模具的標準化是采用cad/cam技術(shù)的先決條件。4有利于模具技術(shù)的國際交流和組織模具出口，打入國際市場；因此，模具標準化對提高模具設(shè)計和制造水平，提高模具質(zhì)量、縮短制模周期、降低成本、節(jié)約金屬和采用新技術(shù)，都具有重要意義。4.1.2 模架的選用塑料注射模模架共有兩個國家標準，即gb/t1255690塑料注射模中小型模架及技術(shù)條件和gb/t1255590塑料注射模大型模架。兩個標準的區(qū)別主要在于適用范圍，前者的模板尺

37、寸bl560mm900mm，而后者的模板尺寸bl為630mm630mm1250mm2000mm。設(shè)計的零件尺寸大小只有560mm630mm，故采用中小型模架。塑料注射模中小型模架的結(jié)構(gòu)型式可按以下特征分類：1按結(jié)構(gòu)特征可分為基本型和派生型?；拘陀?種，即a1、a2、a3、a4。派生型有9種，即p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7、p8、p9。2按導柱和導套的安裝形式可分為正裝（代號其z）和反裝（代號其f）兩種。序號1、2、3為分別采用帶頭導柱、有肩導柱和有肩定位導柱。3按動、定模座板的尺寸可分為有肩和無肩兩種。各種模架的特點及用途見表4-1。經(jīng)過分析比較，決定采用a3型模架。根據(jù)塑件大小

38、，決定采用模板bl為630mm630mm的模架，如圖4-1所示，其中a50mm，b50mm，c300mm。標記為a356063010z2 gb/t1255690。表 4-1 各種模架的特點及用途型式型號特點及用途基本型a1型定模采用兩塊模板，動模采用一塊模板，設(shè)置推桿推出機構(gòu)。適用于單分型面注射成形模a2型定模動模均采用兩塊模板，設(shè)置推桿推出機構(gòu)。用于直流道，采用斜導柱側(cè)抽芯的注射模a3型定模采用兩塊模板，動模采用一塊模板，設(shè)置推件板推出機構(gòu)。適用于薄壁殼體a4型定模和動模均采用兩塊，設(shè)置推件板推出機構(gòu)。適用范圍同a3派生型p1p4型p1p4型由基本型a1a4對應(yīng)派生而成。結(jié)構(gòu)形式的不同在于去

39、掉了a1a4型定模座板上的固定螺釘，使定模部分增加了一個分型面，成為三板式模具，多用于點澆口。其他特點和用途同a1a4p5型動、定模各由一塊模板組合而成。主要適用于直澆道簡單整體型腔結(jié)構(gòu)的注射成形模p6p9型p6與p7，p8與p9是對應(yīng)的結(jié)構(gòu)。p7對應(yīng)于p6，p9對應(yīng)于p8，只去掉定模座板的螺釘。p6p9均適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的注射成形模，如定距分型自動脫落澆口的注射模等圖 4-1 a3型模架4.1.3 注射模具零件選用gb416984塑料注射模具零件共有11個通用零件，本次設(shè)計選用的零件有：gb4169184 推桿。選用的是推桿25315。gb4169284 直導套。選用的是導套4040gb416

40、9484 帶頭導柱。選用的是導柱4040080gb4169784 推板。選用的是推板35463040和推板35463025gb4169884 模板。選用的是模板56063050各零件的功能見表4-2。表 4-2 各零件的功能零件名稱功能及用途推桿為直桿式推桿，可以改制成拉桿或直接用作回程桿。其尺寸系列等效采用iso67511982（e）的推桿直徑系列中的部分尺寸推板用于支承推出和復(fù)位零件，傳遞機器推出力，也可用作推桿固定桿推板的寬度是考慮到充分利用模板的有效面積和保證與墊塊有一定活動間隙而定的，其尺寸范圍為58672mm標準中規(guī)定一種寬度有兩種或三種厚度可供選擇推板兩平面要求磨削加工，平行度6

41、級，表面粗糙度為ra0.8um導柱其功能位與導套配合使用，在模具開合時起導向作用，同時可承受一定側(cè)壓力，保證制件精度帶頭導柱分兩段，近頭段為與模板固定用，采用h7/k6配合，另一段為導向段，采用h7/f7配合 導套帶頭導套可用在各種場合。導套內(nèi)孔直徑系列與導柱直徑相同模板主要用作塑料注射模中的各種板類零件（不包括推板和墊塊）。模板的尺寸還考慮到注射機的拉桿空間尺寸和其動、定模板的螺孔成t形槽的分別尺寸4.2 注射機的選擇注射模是安裝在注射機上使用的工藝裝備，因此設(shè)計注射模時選擇出合適的注射機，方能設(shè)計出符合要求的模具。4.2.1 選擇注射機模具尺寸大小為560630500，由pro/engin

42、eer軟件進行模型分析（model analysis）得澆注件體積為1135cm3，質(zhì)量g為1.25kg，曲面投影面積為11290cm2，查手冊表3-48，選擇sz1600/4000，其主要技術(shù)參數(shù)如表4-3所示。表 4-3 sz-1600/4000注射成型機主要技術(shù)參數(shù)項目sz1250/4000結(jié)構(gòu)形式理論注射容量（cm3）螺桿直徑（mm）注射壓力（mpa）注射速率（g/s）塑化能力（kg/h）螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）臥1617851554107010150鎖模力（kn）拉桿內(nèi)間距（mm）移模行程（mm）最大模具厚度（mm）最小模具厚度（mm）4000750750750770380模具定位孔直

43、徑（mm）噴嘴球半徑（mm）200sr20生產(chǎn)廠家上海第一塑料機械廠4.2.2 工藝參數(shù)的校核為了使注射成形過程順利進行，須對以下工藝參數(shù)進行校核。4.2.2.1 最大注射量的校核為確保塑件質(zhì)量，注射模一次成形的塑料重量（塑件和流動凝料重量之和）應(yīng)在公稱注射量的3575范圍內(nèi)，最大可達80，最低不應(yīng)小于10。既保證塑件質(zhì)量，又充分發(fā)揮設(shè)備的能力，選在5080范圍內(nèi)為好。計算注射機公稱注射容量，按手冊式3104得：式中v注射機的公稱注射容量（cm3）；vc注射機理論注射容量（cm3）；注射系數(shù)。通常在0.70.9范圍內(nèi)選取。包括塑料密度變化和漏損因素等。此處取0.9。澆注件的體積v為1135cm

44、3。由此得故最大注射量符合要求。4.2.2.2 注射壓力的校核所選用的注射機的注射壓力必須大于成形塑件所需的注射壓力。成形所需注射壓力與塑料品種、塑件的形狀及尺寸、注射機類型、噴嘴及模具流動的阻力等因素有關(guān)。根據(jù)經(jīng)驗，abs成形所需注射壓力大約為100mpa，小于注射機的注射壓力155 mpa，故注射機的注射壓力符合要求。4.2.2.3 鎖模力的校核高壓塑料熔體充滿模腔時，會產(chǎn)生使模具沿分型面分開的脹模力，此脹模力等于塑件和流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積和型腔壓力的乘積。脹模力必須小于注射機額定鎖模力。型腔壓力可按手冊式3-107粗略計算式中pc型腔壓力（mpa）；p注射壓力（mpa）；k壓力損

45、耗系數(shù)，取0.3。按手冊式3-108校核注射機的額定鎖模力：式中t注射機額定鎖模力（kn）；a塑件和流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積（mm2）；k安全系數(shù)，取1.1。故注射機的鎖模力符合要求。4.2.3 注射模安裝尺寸的校核主要校核的項目有：定位圈尺寸、模具外形尺寸及模具厚度等。4.2.3.1 定位圈尺寸注射機固定模板臺面中心有一規(guī)定尺寸的孔，稱為定位孔，直徑為125mm。定位圈與定位孔呈間隙配合，便于模具安裝，并使主流道與噴嘴同心。定位圈高度10mm小于定位孔深度11mm。故注射機適合設(shè)計的定位圈尺寸。4.2.3.2 模具外形尺寸注射模外形尺寸應(yīng)小于注射機工作臺面的有效尺寸。模具尺寸為630 m

46、m630mm，小于注射機拉桿內(nèi)間距760mm700mm，故注射機合適設(shè)計外形尺寸。4.2.3.3 模具厚度模具厚度為500mm，滿足手冊式3-110：式中hm所設(shè)計的模具厚度（mm）；hmin注射機允許的最小的模具厚度（mm）；hmax注射機允許的最大的模具厚度（mm）。故注射機合適設(shè)計的模具厚度。4.2.4 開模行程的校核開模取出塑件所需的開模距離必須小于注射機的最大開模行程。由于采用的是液壓機械式鎖模機構(gòu)的注射機，其最大開模行程與模具厚度無關(guān)。對于本設(shè)計的雙分型面注射模具，其開模行程按手冊式3112校核：式中s注射機最大開模行程（移動模板臺面的距離）（mm）；h1塑件脫模距離（mm）；h2

47、包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度(mm)。故注射機的開模行程足夠長。根據(jù)以上分析，所選用的sz-1600/4000型注射機，完全符合要求。第五章 澆注系統(tǒng)設(shè)計第五章 澆注系統(tǒng)設(shè)計澆注系統(tǒng)分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩大類，設(shè)計采用普通流道澆注系統(tǒng)。5.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計原則澆注系統(tǒng)設(shè)計是注射模設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，它對注射成形周期和塑件質(zhì)量（外觀、物理性能、尺寸精度等）都有直接影響。1結(jié)合型腔布局考慮，注意以下三點：1）盡可能采用平衡式布置，以便設(shè)置平衡式分流道。2）型腔布置和澆口開設(shè)部位應(yīng)該力求對稱，防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。3）型腔排列盡可能緊湊，以減小模具外形尺寸。2熱量及壓力損失要

48、小。為此，澆注系統(tǒng)流程盡量短，斷面尺寸盡可能大，盡量減少彎折，表面粗糙度要低。3確保均衡進料。盡可能使塑料熔體在同一時間內(nèi)進入各個型腔的深處及角落，即分流道盡可能采用平衡式布置。4塑料耗量要少。在滿足各型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量。5消除冷料。澆注系統(tǒng)應(yīng)能捕集溫度較低的“冷料”，防止其進入型腔，影響塑件質(zhì)量。6排氣良好。澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地引導塑料熔體充滿型腔各個角落，使型腔的氣體能順利排出。7防止塑件出現(xiàn)缺陷。避免熔體出現(xiàn)充填不足或塑件出現(xiàn)氣孔、縮孔、殘余應(yīng)力、翹曲變形或尺寸偏差過大以及塑料流將嵌件沖壓位移或變形等各種成型不良現(xiàn)象。8塑件外觀質(zhì)量。根據(jù)塑件大小、形狀及

49、技術(shù)要求，做到去除修整澆口方便澆口痕跡無損塑件的美觀和使用。9生產(chǎn)效率。盡可能使塑件不進行和少進行后加工，成形周期短，效率高。10塑料熔體流動特性，充分利用熱塑性塑料熔體的假塑性行為。5.2 流道設(shè)計流道設(shè)計包括主流道、冷料井、和分流道的設(shè)計。5.2.1 主流道設(shè)計主流道位于模具中心塑料熔體入口處，將注射機噴嘴注出的塑料熔體導入分流道和型腔。其形狀為圓錐形，便于塑料熔體按順序地向前流動，開模時主流道凝料又能順利地被拔出。主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動速度和充模時間，甚至塑件的內(nèi)在質(zhì)量。主流道設(shè)計采用澆口套構(gòu)成。由于選用注射機的型號為sz1600/4000，其噴嘴球半徑是sr20，噴嘴口半

50、徑是r5，則主流道始端直徑d20+0.520.5mm，球面凹坑r2r1+0.53mm，半錐角1.5o，l50mm。主流道內(nèi)壁粗糙度在ra0.8以下，拋光時沿軸向進行。若沿圓周進行拋光，產(chǎn)生側(cè)向凹凸面后，使主流道凝料難以拔出。5.2.2 分流道設(shè)計分流道是主流道與澆口之間的通道。（1）常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、字形、和六角形等。要減少流道內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面積大、流道的表面積小，以減少傳熱損失。眾所周知，圓形具有最大體積和最小表面積的特點，故圓形截面的效率最高。但由于圓形截面的澆道必須設(shè)置在以分型面為界的動、定模板兩部分處，對制造工藝要求較高，故選用半圓截面流道。（2）分流道的

51、截面尺寸取決于塑件的成形體積、塑件壁厚、塑件形狀、所用塑料的工藝性能、注射速率以及分流道的長度等因素。根據(jù)材料為abs的塑件的質(zhì)量為1.25kg，壁厚為2mm，查手冊圖3-15，并令其流道效率與圓形截面分流道效率相等求得半圓形截面分流道的截面直徑為9mm。（3）分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。根據(jù)所設(shè)計的型腔形狀均勻分布，決定采用平衡式布置，如圖5-1所示。平衡式布置從主流道至各個型腔的分流道，其長度、形狀、斷面尺寸等都必須對應(yīng)相等，達到各個型腔的熱平衡和塑料流動平衡。因此各個型腔的澆口尺寸可以相同，達到各個型腔同時均衡進料。圖 5-1 分流道的布置（4）分流道設(shè)計要點。1）分流道

52、對熔體的阻力要小，在首先保證足夠的注射壓力使塑料熔體順利充滿型腔的前提下，分流道截面積與長度盡量取小值。分流道轉(zhuǎn)折處以圓弧過渡。2）各型腔均衡進料，平衡式布置的分流道能滿足這一點。3）表面粗糙度達到ra0.8。4）分流道位置同時開在動、定模板上，合模后形成分流道截面形狀。5）分流道與澆口的連接處加工成斜面，并用圓弧過渡，有利于塑料熔體的流動及填充，如圖所示。圖 5-2 分流道與澆口的連接方式5.2.3 澆口設(shè)計澆口是連接分流道與型腔之間的一段細短流道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對塑件質(zhì)量影響很大。澆口的主要作用：（1）型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流；（2

53、）易于切除澆口凝料；（3）對于多型腔模具，用以平衡進料；對于多澆口單型腔模具，用以控制熔接縫的位置。根據(jù)塑件形狀，澆口采用圓形截面。5.2.3.1 澆口的形式澆口分為非限制性澆口和限制性澆口兩大類。所設(shè)計的塑件僅是中型、薄壁塑件，不適合使用非限制性澆口，故采用限制性澆口。限制性澆口形式頗多，比較各種形式，決定采用點澆口。點澆口的特點是：澆口位置限制小。去處澆口后殘留痕跡小，不影響塑件外觀。開模時澆口可自動拉斷，有利于自動化操作。澆口附近由補料造成的應(yīng)力小。壓力損失大，模具必須采用三板式模具結(jié)構(gòu)，導致模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并要采用順序分模機構(gòu)。它特別適用于表管粘度隨剪切速率增大而明顯降低的塑料。本設(shè)計采用四個點澆口，圓形截面，澆口長度取2mm，開設(shè)在定模板上。這種分布形式的點澆口，可以減少塑件的翹曲變形。5.2.3.2 澆口位置的選擇澆口位置與數(shù)目對塑件質(zhì)量的影響極大。選擇澆口位置時遵循如下原則：1避免塑件上產(chǎn)生缺陷，克服噴射現(xiàn)象。2有利于塑料熔體流動。3有利于型腔排氣。4考慮塑件受力狀況。澆口位置不設(shè)在塑件承受彎曲載荷或受沖擊力的部位。由于塑件澆口附近殘余應(yīng)力大、強度差，一般能承受拉應(yīng)力，而不能承受彎曲應(yīng)力和沖擊力。5增加熔接痕牢度。塑料熔體在型腔內(nèi)的匯合處常會形成熔接痕，導致該處強度降低。澆口位置和數(shù)量決定著熔接痕的數(shù)量及位置，因此正確選擇澆口形式、位置及數(shù)量十分重