小音箱前面板注塑模設計與制造-畢業(yè)論文

摘要此次畢業(yè)設計的是基于注塑模具設計的小音箱前面板注塑模具設計，此零件小巧，輕便，外形優(yōu)美。隨著模具技術的迅速發(fā)展，模具設計發(fā)展成多種多樣的形式，如CAD/CAM技術，模具的激光成型技術，模具的精密加工技術。本設計是注塑模設計，采用的一模兩腔的結構。注射模主要被用于成型熱塑性塑料制件，注塑模是成型塑料制件的一種重要的工藝設備在塑料制件的生產中起著關鍵作用。注塑模具種類繁多，不僅不同塑件注塑成型可用不同結構的模具，而且同一塑件也可用多種結構的模具注塑。因此，模具設計的好壞直接影響塑件的質量、生產效率、材料利用率、工人的勞動強度、模具的使用壽命以及模具的制造成本等。因此要求模具設計要選擇最佳的模具結構設計方案，來達到最佳效益。設計注射模時，既要考慮塑料熔體的流動行為，對塑料加工工藝的要求，也要考慮模具制造裝配等模具結構方面的問題，包括塑料的充模順序、空氣導出、收縮、補縮、分型面的選擇、模具的冷卻與加熱等等。關鍵詞：塑料，注塑模，設計。ABSTRACTThegraduationprojectisbasedontheinjectionmolddesignofsmallspeakersfrontpanelinjectionmolddesign,thispartissmall,light,beautifulappearance.Withtherapiddevelopmentofmoldtechnology,molddesignanddevelopmentintoavarietyofforms,suchasCAD/CAMtechnology,moldlaserformingtechnology,moldprecisionmachiningtechnology.Thisdesignisthedesignofinjectionmold,amoldtwocavitystructure.Injectionmouldismainlyusedforthemoldingofthermoplasticplasticparts,injectionmoldismoldingplasticpartsofanimportantprocessequipmentintheproductionofplasticpartsplaysakeyrole.Therearemanykindsofinjectionmoulds,whichcannotonlybeusedindifferentstructures,butalsocanbeusedinmanykindsofstructures.Therefore,themolddesigndirectlyaffectsthequalityofplasticparts,productionefficiency,materialutilization,laborintensityofworkers,theservicelifeofthemoldandthemanufacturingcostofthemold,etc..Therefore,itisrequiredtochoosethebestmoldstructuredesigntoachievethebestefficiency.Inthedesignofinjectionmold,itisnotonlytoconsidertheflowbehaviorofplasticmelt,therequirementsofplasticprocessingtechnology,butalsotoconsiderthemoldassemblyandotheraspectsofthemoldstructure,includingthemoldfillingorder,airexport,shrinkage,shrinkage,partingsurfaceselection,moldcoolingandheating。Keywords:plastic，injectionmold，design.目錄TOC\o"1-3"\h\u7368第一章緒論 第一章緒論1.1注塑模具技術的概括我對國內外與這一課題有關的領域做了詳細的調查。當前，我國工業(yè)生產的特點是產品品種多、更新快和市場競爭激烈。在這種情況下，用戶對模具制造的要求是交貨期短、精度高、質理好、價格低[1]。因此，模具工業(yè)的發(fā)展的趨勢是非常明顯的。當前國內外用于注塑模具方面的先進技術主要有以下幾種：1.熱流道技術系統(tǒng)，2.氣體輔助注射成形技術，3.注射成形技術，4.反應注射成形技術[2]。由于本次畢業(yè)設計使用的是注塑模，因此本章對注射成型與塑料模具進行簡單介紹。注射成形是把顆粒狀或粉狀塑料放入注射機的料筒中，經過加熱熔融塑化成為黏流態(tài)的熔體，然后用柱塞或螺桿作為加壓工具，在高壓推動下，以很大的流速通過噴嘴注入模具的型腔中，經過保壓、冷卻、凝固、定型后，從模具中脫出，得到保持模具型腔的形狀的塑料制品[3]。塑料模具就是在外力作用下把原料加工成成品。具體表現(xiàn)在擠壓、壓力鑄造，以及工程塑料、陶瓷、橡膠等制品的壓塑或注塑的加工過程中。模具具有特定的輪廓或內腔形狀，應用具有刃口的輪廓形狀可以使坯料按輪廓線形狀發(fā)生分離(沖裁)。應用內腔形狀可使坯料獲得相應的立體形狀。模具分為動模和定模兩個部分，二者可分可合[4]。分開時可以裝入配件或者取出制件，合攏制件與坯料分離或者成型。1.2我國塑料模具的發(fā)展及現(xiàn)狀我國目前塑料模具的設計和制造主要依靠設計人員的直覺和經驗及工藝人員的技術，只有通過反復調試模具才知道設計是否合理，主要靠反復修模來糾正制造的缺陷。模具的質量難以保證、設計制造周期長、成本高、生產效率低。對于形狀復雜、質量和精度要求較高的塑件，即使是具有豐富經驗的模具設計人員，也很難保證第一次設計出來的模具就能生產出合格的產品[5]。我國的模具工業(yè)與發(fā)達國家相比還存在著很大差距。主要表現(xiàn)在模具材料、加工技術、加工設備的區(qū)別上和CAD/CAM/CAE技術的應用上。目前，模具發(fā)達國家CAD/CAM/CAE技術在模具設計制造的整個過程中的應用已經非常廣泛，并且證明CAE技術的應用產生了巨大的經濟效益。我國只有大型模具企業(yè)才采用模具CAD/CAM/CAE技術，而且主要采用CAD/CAM技術。目前，我國CAE技術的應用還處于起步階段，具有自主版權的CAE軟件較少，主要依靠從國外購買。所以，要縮短我國的模具工業(yè)與模具發(fā)達國家的差距就要大力發(fā)展CAE技術[6]。注塑模具CAE技術代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模具設計制造方法，有效地解決了這一難題。注塑模具CAE技術主要是利用計算機圖形學、計算力學、流變學、傳熱學和高分子材料學等基本理論，建立塑料成型過程的數(shù)學和物理模型，構造有效的數(shù)值計算方法，實現(xiàn)注塑成型過程的動態(tài)仿真分析。注塑模具CAE技術可以在模具制造之前，用計算機對整個注塑成型過程進行模擬分析，通過分析準確地預測塑料熔體在型腔中的整個成型過程。預測模具設計和成型條件對產品的影響，幫助模具設計者盡早地發(fā)現(xiàn)模具的設計缺陷，及時修改制件和模具設計。而不是等到模具生產出來以后，通過試模再返修模具。注塑模具CAE技術的應用大大減少了模具返修次數(shù)、降低了模具的報廢率、提高了制品的質量，縮短了模具的生產開發(fā)周期，降低了生產成本。注塑模CAE技術的研究符合我國注塑模具技術的現(xiàn)狀和發(fā)展需要，對注塑模具企業(yè)整體技術水平的提高有著重要的意義[7]。1.3未來塑料模具主要發(fā)展方向不得不說模具行業(yè)我國與國外還是有一定差距的特別是與歐美相比，他們的許多模具企業(yè)的生產技術水平在國際上都是一流的，我們缺乏必要的競爭力，比如Arcam公司的基于EBM技術的自由成形制造工藝直接工具鋼注塑模具鑲塊方法研究中，首次將復雜的冷卻幾何與傳統(tǒng)的冷卻鑲塊的直接比較，并通過熱成像技術分析冷卻效率與分布，為注塑模提供了一種高效制造型芯部鑲塊的技術，從而降低了生產時間和成本，提高了產品質量；在模具的正確定向研究方面，研究者針對在發(fā)動機艙中壓鑄鋁部件日益地被耐熱的熱塑性塑料的注塑模制品所替代的問題，討論各向異性零件的模具設計，以玻璃纖維強化的PA廢氣回流閥為示例，在設計構件的機械零件時，為了確保零件成型制品質量，提出了制品纖維取向因素的模具設計方法；在高速銑削模具型腔的電火花加工(EDM)電極設計技術方面，對于復雜模具型腔，在模具型腔加工前，EDM設計者提出幾種可行的電極加工的組合設計方案，并確定最佳方案，給出了基于自動EDM電極設計系統(tǒng)理論的設計原理，以系統(tǒng)的邏輯運作方式，使EDM工程師便于實現(xiàn)電極設計任務，描述自動設計EDM電極的整體步驟；在模具制造的激光加工技術方面，技術人員在高速銑削(HSM)與激光加工(LM)的粗、精的組合模具設計與加工時，通過嵌入在一個標準結構的數(shù)據庫中的輸入和輸出的模具工藝數(shù)據，為將來的模具工藝優(yōu)化和數(shù)據更新提供重要的技術支持，從而縮短了從模具設計至制造的時間[8]。通過了解國外的先進模具發(fā)展，我們可以總結以后的模具發(fā)展將會是高精度多功能并且還是高度集成化、智能化、柔性化和網絡化，追求的目標是提高產品質量及生產效率。1.4本次設計的意義和目的通過這次設計對所學知識進行總結,為以后的工作打下基礎，通過給定題目可以提高我們解決問題的能力，然后用學到的知識計算出塑件各個結構的尺寸，PRO/E畫出模具的裝配圖，再用CAD畫出二維零件圖，這要求我們能夠表達出設生產制作工作時所需結構強度、精度要求以及表面質量。在這個過程中，我學到了怎樣合理設計工件結構，加深了對注射模原理的了解。本次設計還讓我練習到了如何快速查閱資料，從各個方面增強了我的綜合水平。意義：培養(yǎng)我們設計能力，增強了我們解決問題的能力，提升了對模具設計方面知識的李姐，充分的認識了模具工藝設計的過程。第二章塑件成型工藝性分析2.1塑件及材料的分析2.1.1塑件的性能分析由于使用ABS材質可以大體確定塑件壁厚為2mm，塑件外形尺寸確定為（95mm×50mm×14mm）塑件體積不大其熔體流程不太長，因此決定使用注射成型，如圖2-1所示。圖2-1塑件2.1.2ABS的性能分析使用性能其綜合性能好，沖擊強度、力學強度高，柔韌性好，尺寸穩(wěn)定，耐化學性，易于染色，電氣性能良好；易于成型和機械加工，其表面可鍍鉻，適合制作一般機械零件、減摩零件、傳動零件等等。（2）成型性能ABS屬于熱塑性塑料,由3種有機高分子材料組成，其品種多樣，各個品種的成型特性也各有差異，需要按照品種來確定成型方法及成型條件。流動性中等，會有0.04mm左右的溢邊料。吸濕性強，為使制作出的塑件表面光澤，加工使用前需要長時間預熱干燥。特定條件下容易分解。（3）ABS的主要性能指標如表2-1。表2-1ABS的性能指標密度/1.02～1.08屈服強度/MPa50比體積/0.86～0.98拉伸強度/MPa38吸水率（%）0.2～0.4拉伸彈性模/MPa1400熔點/℃130～160抗彎強度/MPa80計算收縮率（%）0.4～0.7抗壓強度/MPa53比熱容/J?（kg?℃）-11470彎曲彈性模量/MPa1400由表可通過PRO/E計算其體積V前=11.064cm3，塑件質量可確定為m前=V前=1.05×11.064≈11.6172g，其中取1.05g/cm3。2.1.3ABS的注射成型過程及工藝參數(shù)（1）注射成型過程1）成型前應進行充分的干燥。2）注射過程中塑件在注射機料筒內經過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后經過沖模、壓實、保壓、倒流和冷卻等五個階段成型。3）成型后用60～70℃水或空氣介質進行降溫處理。（2）注射工藝參數(shù)1）注射機：螺桿轉數(shù)可選中等速度2）料筒溫度（℃）：后段150～170；中段165～180；前段180～200。3）噴嘴溫度（℃）：170～180。4）模具溫度（℃）：50～70。5）注射壓力（MPa）：50～100。2.2擬定模具的結構形式2.2.1分型面位置的確定選擇分型面需要遵循以下幾項原則：分型面位置應設在塑件脫模方向最大的投影邊緣部位。分型線不影響塑件外觀，即分型面應盡量不破壞塑件光滑的外表面。確保塑件留在動模一側，利于推出且推桿痕跡不顯露于外觀面。確保塑件質量，例如，將有同軸度要求的塑件部分放到分型面的同一側等。應盡量避免形成側孔、側凹，若需要滑塊成型，力求滑塊結構簡單，盡量避免定模滑塊。滿足模具的鎖緊要求，將塑件投影面積大的方向放在定、動模的合模方向上，而將投影面積小的方向作為側向分型面；另外，分型面是曲面時，應加斜面鎖緊。合理安排澆注系統(tǒng)，特別是澆口位置。有利于模具加工。通過對塑件結構形式的分析，本產品為長方形中空塑料外殼，因此分型面選在端蓋截面積最大且利于開模取出塑件的底平面上，其位置如圖2-2所示。圖2-22.2.2型腔數(shù)量和排列方式的確定本產品可采取一模二腔的結構形式。同時，考慮到塑件的尺寸、模具結構尺寸的大小關系，型腔在模具中兩邊對稱，采用平衡式排列有利于產品成型，如圖2-3所示。圖2-3排列方式從以上可知，本模具設計為一模兩腔，根據塑件結構形狀，推出機構擬采用推桿推出的推出形式。澆注系統(tǒng)設計時，流道采用對稱平衡式，澆口采用側澆口，且開設在分型面上。因此，定模部分不需要單獨開設分型面取出凝料，動模部分需要添加型芯固定板、支撐板。由上綜合分析可確定選用帶脫模板的單分型面注射模。2.3注射機與模具的關系模具都必須安裝在與其相適應的注射機上才能進行生產。因此我們在進行設計模具時，必須對相關參數(shù)進行校核，確定設計的模具能否在注射機上使用。本次設計采用一模兩腔。2.3.1注射量的計算由表1-1可通過PRO/E計算其體積V前=11.064cm3，塑件質量可確定為m前=V前=1.05×11.064≈11.6172g，其中取1.05g/cm3。2.3.2澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算澆注系統(tǒng)的凝料在設計之前是不能確定準確的數(shù)值，因此我們可以根據資料上的數(shù)據進行計算，可以按照設計塑件提及的0.2-1.0倍進行估算。本次設計體積不大，流道不長，因此我們取0.5倍來進行估算，注入模具型腔的總體積為：V總=V前（1+0.5）=11.064×1.5cm3=16.596cm3。2.3.3選擇注射機根據2.1.2計算得出一次注入模具型腔的塑料總體積為16.596cm3，因此可以得出20%塑件=16.596×20%=3.3192cm3，所以公稱注射量=(16.596+3.3192)/0.8=24.735cm3,，根據附錄G[3]，選擇XS—Z—30注射機其主要技術參數(shù)見表2-2。表2-2注射機主要技術參數(shù)理論注射容量/cm330移模行程/mm160螺桿柱塞直徑/mm28最大模具厚度/mm180V注射壓力/MPa119最小模具厚度/mm60注射速率/g?s-143鎖模形式液壓-機械注射方式柱塞式模具定位孔直徑/mm63.5螺桿轉速/r?min-130～60噴嘴球半徑/mm12鎖模力/kN250噴嘴口半徑/mm4拉桿內間距/mm2352.3.4注射機的相關參數(shù)的校核（1）進行注射壓力校核。查表4-1[3]可知，ABS所需注射壓力為80～150MPa，這里取p0=90MPa，該注射機的公稱注射壓力p公=119MPa，注射機安全系數(shù)=1.25～1.4，這里取k1=1.3，則：k1p0=1.3×90=117﹤，所以，注射機注射壓力合格。（2）鎖模力校核1）塑件在分型面上的投影面積A前，A前=(95×50-3.152×2×π-2160.76)=2526.9mm22）澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A澆。A澆是塑件在分型面上的投影面積A前的0.2～0.5倍。由于本例流道設計簡單，分流道相對較短，因此流道凝料投影面積可以適當取小一些。這里取A澆=0.3A前。3）塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積A總，則A總=n（A前＋A澆）=n（A前＋0.3A前）=1.3A前=1.3×2526.9=3284.97mm2。4）模具型腔內的脹型力F脹，F(xiàn)脹=A總p模=3284.97×30N=167.62kN式中，p模是型腔的平均計算壓力值。p模是模具型腔內的壓力，通常取注射壓力的20%～40%，大致范圍為25～40MPa。對于粘度較大的精度較高的塑料制品應取較大值。ABS屬于低粘度塑料及有精度要求的塑件，故F鎖取30MPa。查表4-45[3]可得該注射機的公稱鎖模力F鎖=250kN，鎖模力安全系數(shù)為=1.1～1.2這里取=1.2，則F脹=1.2F脹=1.2×167.62=201.14kN﹤F鎖，所以，注射機鎖模力合格。2.4澆注系統(tǒng)的設計2.4.1主流道的設計（1）主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴注射出的熔體導入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機噴嘴反復接觸，因此設計中常設計成可拆卸更換的澆口套。（2）主流道的尺寸主流道的長度：小型模具L主應盡量小于60mm，本設計中初取L主=40mm進行設計。主流道小端直徑：d=噴嘴尺寸＋（0.5～1）mm=（4＋0.5）mm=4.5mm。主流道大端直徑：d′=d＋2L主tan≈11mm，式中=4°。主流道球面半徑：SR0=注射機噴嘴球頭半徑＋（1～2）mm=（12＋2）=14mm。球面的配合高度：h=3mm。（3）主流道的凝料體積V主=π/3L主=（R主2＋r主2＋R主r主）=3.14/3×50×（52＋2.252＋5×2.25）=1730.5mm3=1.73cm3（3）主流道當量半徑mm。（4）主流道澆口套的形式主流道襯套為標準件可選購。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，易磨損。對材料的要求較嚴格，因而盡管小型注射?？梢詫⒅髁鞯罎部谔着c定位圈設計成一個整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來設計，以便于拆卸更換。同時也便于選用優(yōu)質鋼材進行單獨加工和熱處理。設計中常采用碳素鋼（T8A或T10A），熱處理淬火表面硬度為50～60HRC，如圖2-4所示。圖2-4主流道2.4.2分流道的設計（1）分流道的布置形式在設計時應考慮盡量減少在流道內的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時還要考慮減小分流道的容積和壓力平衡，把塑料熔體均衡地分配到各個型腔，因此采用平衡式分流道。（2）分流道長度由于流道設計簡單，根據型腔的結構設計，分流道較短，單邊分流道長度L分取36mm。（3）分流道的當量直徑因為該塑件的質量m前=11.6172g﹤200g，根據式（4-16）[3]，分流道的當量直徑為（4）分流道截面形狀本設計采用圓形截面，其加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失、流動阻力不大。（5）分流道截面尺寸（6）凝料體積1）分流道的總長度L分=30mm。2）分流道截面積。3）凝料體積V分==。（7）校核剪切速率1）確定注射時間：查表4-8[3]，可取t=1s。2）計算分流道體積流量：3）由式（4-20）[3]可得剪切速率該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率～之間，所以，分流道內熔體的剪切速率合格。（8）分流道的表面粗糙度和脫模斜度分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取～即可，此處取。另外，其脫模斜度一般在5°~10°之間，這里取8°。2.4.3澆口的設計該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質量要求較高，采用一模二腔注射，為便于充模時的剪切速率和封閉時間，因此采用側澆口。其截面形狀簡單，易于加工，便于試模后修正，且開設在分型面上，從型腔的邊緣進料。（1）側澆口尺寸的確定計算側澆口的深度。根據表4-10[3]，可得側澆口的深度h計算公式為h=nt=0.7×2mm=1.4mm式中，t是塑件壁厚，這里t=2mm；n是塑料成型系數(shù)，對于ABS，其成型系數(shù)n=0.7。澆口深度常常先取小值，以便在發(fā)現(xiàn)問題進行修模處理，故此處澆口深度h取1.2mm。計算側澆口的寬度。根據表4-10[3]，可得側澆口的寬度B的計算公式為計算側澆口的長度。根據表4-10[3]，可得側澆口的長度一般選用0.5～0.75mm，這里取=0.6mm。（2）側澆口剪切速率的校核1）計算澆口的當量半徑。由于面積相等可得，由此矩形澆口的當量半徑。2）校核澆口的剪切速率①確定注射時間：查表4-8[3]，可取t=1s；②計算澆口的體積流量：。③計算澆口的剪切速率：由式（4-20）[3]可得：該矩形側澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率～之間，所以，澆口的剪切速率校核合格。2.4.4校核主流道的剪切速率上面分別求出了塑件的體積、主流道的體積、分流道的體積（澆口的體積太小可以忽略不計）以及主流道的當量半徑，這樣可以校核主流道熔體的剪切速率。（1）計算主流道的體積流量（2）計算主流道的剪切速率主流道內熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率～之間，所以，主流道的剪切速率校核合格。成型零件的結構設計及計算3.1成型零件的結構設計3.1.1凹模的結構設計凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結構的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。根據對塑件的結構分析，本設計采用的凹模，如圖3-1所示。圖3-1凹模3.1.2凸模的結構設計凸模是成型塑件內表面的成型零件。通過對塑件的結構分析，選用如圖3-2所示。圖3-2凸模3.2成型零件鋼材的選用根據對成型塑件的綜合分析，該塑件的成型塑件要有足夠的剛度、強度、耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時考慮它的機械加工性能和拋光性能。又因為該塑件是大批量生產，所以構成腔的嵌入式凹模鋼材選用T8A。3.3成型零件工作尺寸的計算表3-1公差數(shù)值表基本尺寸精度等級公差數(shù)值表3-2精度尺寸的選用類別塑件種類建議采用的精度等級高精度一般精度低精度ABS235根椐塑件的要求，由以上兩表可查得：該塑件可按精度等級為級精度選取。查表4-15[3]可知凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù)取值可在0.5～0.8的范圍之間，凸凹模各處工作尺寸的制造公差，因一般機械加工的型腔和型芯的制造公差可達到IT7～IT8級，綜合參考，相關計算具體如下：———凹模徑向尺寸（mm）-——-塑件徑向基本尺寸（mm）--——塑料的平均收縮率（％）———塑件公差值（mm）———凹模制造公差（mm）3.3.1凹模徑向尺寸的計算由：=95mm查表4-15[3]得：Δ=0.3mm，=[(1+)-x]+δz=[(1+0.0055)×95-0.6×0.3]+0.033=95.34+0.033mm式中是塑件的平均收縮率，查表3-2可得ABS的收縮率為～，所以其平均收縮率=（0.003+0.008）/2=0.0055，x是系數(shù)，查表4-15[3]可知x一般在0.5～0.8之間，此處取x=0.6；是塑件上的相應尺寸的公差（下同），是塑件上相應尺寸制造公差，對于中小型塑件?。ㄏ峦?.3.2凹模深度尺寸的計算=[(1+)-x]+δz凹模深度尺寸（mm）凹模深度制造公差（mm）由：HS=16.2mm，查表4-15[3]得：Δ=0.12mm=[(1+)-x]+δz=[(1+0.0055)×16.2-0.6×0.2]+0.033=16.17+0.033式中x是系數(shù)，查表4-15[3]可知一般在0.5～0.7之間，此處取x=0.6。3.3.3型芯徑向尺寸的計算型芯徑向尺寸（mm）型芯徑向制造公差（mm）由：=95mm，查表4-15[3]得：Δ=0.3mm=[(1+)+x]-δz=95.703-0.033mm，式中x是系數(shù)，查表4-15[3]可知一般在0.5～0.7之間，此處取x=0.6。3.3.4型芯高度尺寸的計算型芯高度尺寸（mm）型芯高度制造公差（mm）由：HＳ=16.2mm,查表4-15[3]得：Δ=0.12mm=[(1+)+x]-δz=[(1+0.0055)×16.2+0.6×0.2]-0.033=16.41-0.033mm，式中x是系數(shù)，查表4-15[3]可知一般在0.5～0.7之間，此處取x=0.6。3.4成型零件尺寸及動模墊板厚度的計算（1）凹模側壁厚度的計算凹模側壁厚度與型腔內壓強及凹模的深度有關，根據型腔的布置，模架初選250mm×250mm的標準模架，其厚度根據表4-19[3]中的剛度公式計算。式中，p是型腔壓力（Mpa）；E是材料彈性模量（Mpa）；W=l是影響變形的最大尺寸，而h=12mm；是模具剛度計算許用變形量，b/l=1時，=0.6；b/l=0.6時，=0.7；b/l=0.4時，=0.8，。凹模側壁是采用嵌件，為結構緊湊，這里凹模嵌件單邊厚選30mm。由于型腔采用直線、對稱結構布置，故兩個型腔之間壁厚滿足結構設計就可以了。型腔與模具周邊的距離由模板的外形尺寸來確定，根據估算模板平面尺寸選用250mm×250mm，它比型腔布置的尺寸大的多，所以完全滿足強度和剛度的要求。（2）動模墊板厚度的計算動模墊板厚度和所選模架的兩個墊塊之間的跨度有關，根據前面的型腔布置，模架應選在250mm×250mm這個范圍之內，墊塊之間的跨度大約為200-40-40=120mm。那么，根據型腔布置及型芯對動模墊板的壓力就可以計算得到動模墊板的厚度，即式中，是動模墊板剛度計算的需用變形量，；L是兩個墊塊之間的距離，約120mm；為動模墊板的長度，取250mm；A是型芯投影到動模墊板上的面積。單件型芯所受壓力的面積為對于此動模墊板計算尺寸相對于小型模具來說還可以再小一些，可以增加2根支撐柱來進行支撐，故可以近似得到動模墊板的厚度故動模墊板可按照標準厚度取32mm。3.5模架的確定根據模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以算出凹模嵌件所占的平面尺寸為90×100mm，又考慮凹模最小壁厚，導柱、導套的布置等，再同時參考4.12.4節(jié)[3]中小型標準模架的選型經驗公式和表4-38[3],模架結構為A4型。3.5.1各模板尺寸的確定1）A板尺寸。A板是定模型腔板，塑件高度為14mm，凹模嵌件深度12mm，又考慮在模板上還要開設冷卻水道，還需留出足夠距離，故A板厚度取40mm。2）B板尺寸。B板是型芯固定板，按模架標準板厚取40mm.3)C板（墊塊）尺寸。初步選定C為63mm。經上述尺寸計算，模架尺寸已經確定為模架序列號為12號，板面為200mm×250mm，模架形式為A4型的標準模架。其外形尺寸：寬×長×高=250mm×250mm×218mm，如圖3-3所示。圖3-3所選的A4模架結構3.5.2模架各尺寸的校核根據所選注射機來校核模具設計尺寸。1）模具平面尺寸為250mm×250mm＜400mm×400mm（拉桿間距），校核合格。2）模具高度尺寸218mm，165mm＜218mm＜355mm（模具的最大厚度和最小厚度），校核合格。3）模具的開模行程S=H1（5～10）mm=25+25+（5～10）mm=55～60mm＜355mm（開模行程），校核合格。3.6排氣槽采用間隙配合可作為氣體排出的方式，不會在頂部產生憋氣的現(xiàn)象。同時，底面的氣體會沿著分型面和型芯與脫模板之間的間隙向外排出。3.7脫模推出機構3.7.1推出方式的確定本塑件底面采用脫模板推出方式。脫模板推出時為了減少脫模板與型芯的摩擦，設計中在用脫模板與型芯之間留出模板0.2mm的間隙。如圖所示，可以防止脫模板因為偏心而產生溢料，同時避免了脫模板與型芯之間產生摩擦。3.7.2脫模力的計算型芯脫模力因為，所以，此處視塑件為薄壁塑件，根據式（4-25）[3]脫模力為0式中，F(xiàn)是脫模力（N）；E是塑料的彈性模量（Mpa），查表4-24[3]；S是塑料成型的平均收縮率（%），查表4-24[3]；t是塑件壁厚（mm）；L是被包型芯的長度（mm）；μ是塑料的泊松比（查表4-24[3]）；是脫模斜度（°）；f是塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù)，查表4-24[3]；r是型芯的半徑（mm）；A是塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積（mm2），當塑件底部有通孔時，A項視為零。3.7.3校核推出機構作用在塑件上的單位壓應力（1）推出面積（2）推出應力（抗壓強度）合格3.8冷卻系統(tǒng)設計冷卻系統(tǒng)的計算很麻煩，在此只進行簡單的計算。設計時忽略模具因空氣對流、輻射以及與注射機接觸所散發(fā)的熱量，按單位時間內塑料熔體凝固時所放出的熱量應等于冷卻水所帶走的熱量。3.8.1冷卻介質ABS屬于中等黏度材料，其成型溫度及模具溫度分別為220℃和50℃～80℃。所以，模具溫度初步選定50℃，用常溫水對模具進行冷卻。3.8.2冷卻系統(tǒng)的簡單計算（1）單位時間內注入模具中的塑料熔體總質量W1）塑料制品的體積2）塑料制品的質量m前=V前=1.05×11.064≈11.6172g3）塑件壁厚為2mm，可查表4-34[3]得=9.3s，取注射時間=0.7s，脫模時間=8s，則注塑周期：t=++=9.3+0.7+8=18s。由此得每小時注射次數(shù)：N=(3600/18)次=200次。4）單位時間內注入模具中的塑料熔體的總質量：（2）確定單位質量的塑件在凝固時所放出的熱量Q5查表4-35[3]直接可知ABS的單位熱流量的值的范圍在310-400kJ/kg之間，故可取=400kJ/kg。（3）計算冷卻水的體積流量設冷卻水道入水口的水溫為=22℃,出水口的水溫為=25℃，取水的密度=1000kg/m3水的比熱容為C=4.187kJ/(kg℃)。則根據公式可得：（4）確定冷卻水路的直徑d當時,查表4-30[3]可知，模具冷卻水孔的直徑d=0.008m。（5）冷卻水在管內的流速v（6）求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù)h因為平均水溫為23.5℃，查表4-31[3]可得，則有：（7）計算冷卻水通道的導熱總面積A（8）計算模具所需冷卻水管的總長度L（9）冷卻水路的根數(shù)設每條水路的長度為=200mm，則冷卻水路的根數(shù)為由上述計算可以看出，一條冷卻水道對于模具來說顯然是不合適的，因此應根據具體情況加以修改。為了提高生產效率，凹模和型芯都應得到充分的冷卻。3.8.3凹模嵌件和型芯冷卻水道的設置型芯的冷卻系統(tǒng)的計算與凹模冷卻系統(tǒng)的計算方法基本上是一樣的，因此不再重復。具體冷卻水道如下圖3-4所示。圖3-4冷卻水道3.9導向與定位結構注射模的導向機構用于動、定模之間的開合模導向和脫模機構的運動導向。按作用分為模外定位和模內定位。模外定位是通過定位圈使模具的澆口套能與注射機噴嘴精確定位；而模內定位機構則通過導柱導套進行合模定位。錐面定位則用于動、定模之間的精密定位。本模具所成型的塑件比較簡單，模具定位精度要求不是很高，因此可采用模架本身所帶的定位結構，如圖3-5所示。圖3-5導柱導套整體設計經過上述一系列計算和繪圖，把設計結果用總裝圖來表示模具的結構，裝配圖如圖4-1所示。零件圖可由總裝圖來拆分，如各零件圖所示。圖4-1三維裝配圖圖4-2二維裝配圖設計小結此次畢業(yè)設計這是對我五年知識能力的考查，這次設計我選擇了小音箱前面板這一課題，在這個設計過程中我學到了許多知識，就跟文中提到的一樣，選擇塑料時要加工工藝，設計流道時要考慮塑料熔體的流動行為，設計模具整體運動時要考慮模具制造裝配等模具結構方面的問題，包括塑料的充模順序、空氣導出、收縮、補縮、分型面的選擇、模具的冷卻與加熱。在此之中我也遇到了很多問題，比如推桿數(shù)量尺寸計算。我知道由于我總體的知識和能力有所欠缺，肯定還會有一些的錯誤，但我以后我會努力學習，改掉自己現(xiàn)在沒有發(fā)現(xiàn)的錯誤。這次設計最主要的是讓我熟悉了設計的各個方面的流程，學會了把自己大學五年所學的知識運用到實際工作中的方法，為以后的工作打下基礎。謝辭在此要感謝我的指導老師王春老師對我悉心的指導，感謝老師給我的幫助。從當初題目選定時到老師每次檢查進度，老師那對于治學的嚴謹和對任務精益求精的態(tài)度讓人深深折服，使我受益匪淺。在畢業(yè)設計期間，王春老師總是發(fā)現(xiàn)問題并為我提出合適的解決方案，不管遇到問題大小、難易，事無巨細耐心為我解答，對于我完成畢業(yè)設計起到了重要的作用，在這里我對王春老師表示深深感謝，謝謝您在本次畢業(yè)設計中對我的幫助。此外，我還要感謝我的舍友和同學，不僅幫我去圖書館借書，對于一些我難以解決的問題，和我一起討論，幫我查閱資料，對我論文寫作過程中的問題提供了很多的幫助。最后，向在百忙之中抽出時間對本次畢業(yè)論文進行評審并提出寶貴意見的所有老師表示衷心的感謝！參考文獻[1]百度文庫.模具未來發(fā)展趨勢http://wenku.baiducom/link?url=iX2vq_zkqrwLJt-uB-Du2j5cCdvRt-sQbbmYbKIaFBOyvBBzG9WgnYyYuJy3uASZ3faNfddJKM3kZBE7yO4cYBUXH22VUJmAM3MgNwlMdQO.[2]中國模具平臺.模具技術.成型技術/mjjs/chengxing/2014/1120/29685.html.[3]葉久新.塑料成型工藝及模具設計.機械工業(yè)出版社，2007.1.[4]馮炳堯，韓泰榮，蔣文生.模具設計與制造簡明手冊[M].上海：上?？茖W技術出版社，1998.[5]張榮清.模具制造工藝[M].北京:高等教育出版社，2006.[6]S.Chen[英]，陳萬年譯.實用塑料注射模設計與制造[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000.[7]洪慎章.實用注塑模具結構圖冊[M].上海：上海交通大學出版社，2006.[8]譚雪松，林曉新，溫麗.新編塑料模具設計手冊[M].北京:人民郵電出版社，2007.[9]常旭睿.Pro.ENGINEER.野火3.0中文版模具設計實例精講.，電子工業(yè)出版社，2007.[10]程靜.Pro.ENGINEER.Wildfire三維造型與虛擬裝配入門指導[M].國防工業(yè)出版社，2007.2.[11]付建勛.模具設計與制作技術基礎.河南大學出版社，2003.基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構件開發(fā)的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數(shù)字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網絡的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統(tǒng)的網絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調速液壓電梯單片機控制器