手機(jī)外殼注塑模具設(shè)計(jì)

手機(jī)外殼注塑模具設(shè)計(jì)圖書(shū)分類(lèi)號(hào):密級(jí):畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)基于CAD/CAE手機(jī)外殼注塑模具設(shè)計(jì)THEDESIGNOFINJECTIONMOULDOFTHEMOBILEPHONECOVERBASEDONCAD/CAE學(xué)生姓名學(xué)院名稱(chēng)專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)指導(dǎo)教師20**年5月27日徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)摘要注塑模具是模具工業(yè)的重要組成部分，也在很大程度上反映了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平。隨著CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用，注塑模具的設(shè)計(jì)和制造有了突破性的進(jìn)步，大大提高了模具的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。本次設(shè)計(jì)以手機(jī)外殼為研究對(duì)象，基于Pro/E和Moldflow軟件對(duì)塑件進(jìn)行模型與分型面創(chuàng)建以及模流分析。在此基礎(chǔ)上本文主要研究以下幾個(gè)方面:首先，介紹ABS的成型工藝，分析手機(jī)外殼的工藝特點(diǎn)。然后利用Pro/E軟件設(shè)計(jì)分型面和模架。再利用Moldflow進(jìn)行最佳澆注位置、流動(dòng)、翹曲、冷卻等分析，并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行工程變更。接下來(lái)對(duì)模具的成型零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析及計(jì)算，并對(duì)模具的工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。最后，通過(guò)相關(guān)分析和計(jì)算完成對(duì)手機(jī)外殼注射模具的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞注塑模具;Pro/E;模流分析;手機(jī)外殼謝謝朋友對(duì)我文章的賞識(shí)～充值后就可以下載此設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),不包含CAD圖紙,。我這里還有一個(gè)壓縮包～里面有相應(yīng)的word說(shuō)明書(shū),附帶:外文翻譯,和CAD圖紙。需要壓縮包的朋友聯(lián)系QQ客服1:1459919609或QQ客服2:1969043202。需要其他設(shè)計(jì)題目直接聯(lián)系:::I徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)AbstractInjectionmoldingisanimportantpartofdevelopmentofmoldindustry.Anditalsoreflectsthelevelofonecountry’sindustry.WiththeapplicationofmoldingCAD/CAE/CAM，Injectionmolddesignandmanufacturinghasmadebreakthroughprogress.Greatlyimprovedmoldqualityandproductionefficiency.Themoulddesignwiththemobilephonecoverforresearchobject，designedmodelandthepartingsurfacebasedonPro/EandoptimizedtheanalysisofmouldbasedonMoldflowsoftware.Basedonthis,thispapermainlystudiesthefollowingseveralaspects:Firstly，IntroducedthecharacteristicsoftheformingprocessofABSmaterial;andanalyzedthecharacteristicsofprocessonthemobilephonecover.Then,usingPro/Edesignedthepartingsurfaceandthestandardformwork.AndusingMoldflowdeterminedthebestlocationoftheregion,flowanalysis,warpinganalysis,andcoolinganalysisetc,andbyoptimizingtheparametersobtainedreasonableresults,engineeringchangewasdone.Afterthat,analyzedandcalculatedthestructureofthemoldformingpart,andsimplyintroducedtheworkingprincipleofthemould.Finally,basedonthecorrelationanalysisandthecalculation,themobilephonecoverinjectionmoulddesignwascompleted.KeywordsmolddesignPro/EmoldflowanalysismobilephonecoverII徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)目錄摘要............................................................................................................................................IAbstract....................................................................................................................................II1緒論.......................................................................................................................................11.1注塑模具工業(yè)的地位和發(fā)展前景..................................................................................11.2本課題研究?jī)?nèi)容.............................................................................................................12塑件成型工藝性分析............................................................................................................32.1基于Pro/E的塑件模型重構(gòu).........................................................................................32.2塑件材料的選擇.............................................................................................................32.3塑件的工藝性.................................................................................................................42.3.1塑件的表面粗糙度...................................................................................................42.3.2塑件的公差等級(jí).......................................................................................................52.4塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)..........................................................................................52.4.1塑件的壁厚..............................................................................................................52.4.2塑件的脫模斜度.......................................................................................................52.5ABS材料的注射工藝.......................................................................................................63分型面選擇及型腔數(shù)目確定.................................................................................................73.1分型面選擇.....................................................................................................................73.2型腔數(shù)目確定..................................................................................................................84注射機(jī)選擇及型腔數(shù)目確定.................................................................................................94.1體積與質(zhì)量的計(jì)算.........................................................................................................94.2注射機(jī)的選擇.................................................................................................................94.3注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核................................................................................................105基于Moldflow的手機(jī)外殼模流分析.................................................................................125.1Moldflow軟件簡(jiǎn)介......................................................................................................125.2網(wǎng)格劃分與處理...........................................................................................................125.3塑件最佳澆口位置分析................................................................................................135.4塑件翹曲分析...............................................................................................................135.5塑件流動(dòng)性分析...........................................................................................................145.5.1氣穴、熔接痕和分子表面取向..............................................................................145.5.2充填時(shí)間和流動(dòng)前沿溫度.....................................................................................165.5.3鎖模力和螺桿速度.................................................................................................165.6塑件的冷卻分析...........................................................................................................176澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)......................................................................................................................196.1主流道的設(shè)計(jì)................................................................................................................19I徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)6.2分流道設(shè)計(jì)...................................................................................................................206.3澆口設(shè)計(jì).......................................................................................................................216.4校核主流道剪切速率....................................................................................................226.5冷料穴設(shè)計(jì)...................................................................................................................227注塑模具成型零件及模架確定...........................................................................................237.1凹模結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì).......................................................................................................237.1.1凹模的設(shè)計(jì)............................................................................................................237.1.2凸模設(shè)計(jì)................................................................................................................247.2合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).......................................................................................................257.3側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).......................................................................................................267.3.1抽芯距的計(jì)算........................................................................................................267.3.2斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)........................................................................................................267.3.3導(dǎo)向、楔緊與定位裝置的設(shè)計(jì)..............................................................................277.3.4斜推桿側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).................................................................................287.4脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)...............................................................................................................297.4.1脫模力的計(jì)算........................................................................................................297.4.2塑件脫出機(jī)構(gòu)........................................................................................................307.5模架的確定...................................................................................................................308冷卻系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)...................................................................................................318.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)...........................................................................................................318.1.1冷卻介質(zhì)................................................................................................................318.1.2冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算.............................................................................................318.1.3冷卻水路的設(shè)計(jì).....................................................................................................328.2排氣和引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)................................................................................................339模具裝配..............................................................................................................................34結(jié)論.........................................................................................................................................36致謝.........................................................................................................................................37參考文獻(xiàn).................................................................................................................................38II徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)1緒論1.1注塑模具工業(yè)的地位和發(fā)展前景塑料模具工業(yè)多年來(lái)發(fā)展十分迅速，塑料制品在汽車(chē)、機(jī)電、儀表、航天航空等國(guó)家支柱產(chǎn)業(yè)及與人民日常生活相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。塑料制品成形的方法雖然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市場(chǎng)中塑料成形模具產(chǎn)量中約半數(shù)[1]以上是注塑模具。模具行業(yè)是制造業(yè)的重要組成部分，具有廣闊的市場(chǎng)前景。目前全世界的模具年產(chǎn)值在650億美元以上，我國(guó)的模具年產(chǎn)值已經(jīng)超過(guò)40億美元。目前我國(guó)一般模具的30%和中高檔模具的一半以上還依賴(lài)進(jìn)口。由此可見(jiàn)，模具(特別是注塑模具)制造業(yè)的落后在某種程度上已經(jīng)成為阻滯我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的瓶頸所在。開(kāi)發(fā)和引進(jìn)先進(jìn)制造技術(shù)是改變我國(guó)注塑模具制造業(yè)相對(duì)落后和市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)的重要途徑。先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的成果，并將其應(yīng)用于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、加工、檢測(cè)、管理、銷(xiāo)售、使用、服務(wù)乃至回收的制造全過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)力的制造技術(shù)的總稱(chēng)。先進(jìn)制造業(yè)正在急劇地改變著傳統(tǒng)制造業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)模式，注塑模具制造業(yè)也不例外。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)取得了突破性的成就，CAD/CAM技術(shù)、數(shù)控加工技術(shù)以及快速成型技術(shù)為模具技術(shù)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。同時(shí)，以高分子塑料為主的模具材料不斷被開(kāi)發(fā)出來(lái)，這些材料種類(lèi)繁多，性能優(yōu)良，價(jià)格低廉，這更為模具產(chǎn)業(yè)的[2]發(fā)展提供了有力的幫助。1.2本課題研究?jī)?nèi)容隨著社會(huì)的進(jìn)步經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，手機(jī)已經(jīng)成為日常生活的必需品，因此需要大批量的生產(chǎn)。同時(shí)隨著消費(fèi)者的欣賞水平的提高，很多消費(fèi)者都注重手機(jī)的美觀性，這就對(duì)手機(jī)外殼的生產(chǎn)提出了更高的要求。本課題正是基于CAD/CAE技術(shù)手機(jī)外殼注塑模具設(shè)計(jì)。本課題的主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)塑件成型工藝性分析。(2)分型面的選擇與創(chuàng)建。(3)注塑機(jī)的選擇與相關(guān)參數(shù)的校核。(4)基于Moldflow的模流分析。(5)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。(6)注射模具成型零件及模具體的設(shè)計(jì)。(7)冷卻系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。1徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)(8)通過(guò)相關(guān)分析和計(jì)算完成了對(duì)手機(jī)上蓋注射模具的設(shè)計(jì)。2徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)2塑件成型工藝性分析2.1基于Pro/E的塑件模型重構(gòu)Pro/E軟件具有非常強(qiáng)大的三維建模功能，本次設(shè)計(jì)正是使用了該功能對(duì)塑件進(jìn)行模型[3]重構(gòu)。主要使用的命令有拉伸、倒角、抽殼、掃描切口、筋等。具體的步驟見(jiàn)圖2-1。(1)拉伸(2)掃描切口(3)抽殼(4)拉伸方孔(5)拉伸螺紋空(6)拉伸及鏡像倒扣(7)最終成品圖2-1塑件模型創(chuàng)建步驟2.2塑件材料的選擇在選擇塑件材料時(shí)，通?？紤]以下幾個(gè)因素:力學(xué)性能、使用性能、耐熱性能、經(jīng)濟(jì)[2]性能等。手機(jī)外殼直接與人皮膚接觸，所以選擇材料時(shí)還要考慮安全的問(wèn)題，所選材料一定無(wú)毒安全，衛(wèi)生程度高。在使用手機(jī)時(shí)難免會(huì)失手摔落，因此手機(jī)外殼要求有較好的力學(xué)性能，有較大的強(qiáng)度和剛度，屈服強(qiáng)度高，彎曲疲勞壽命要高。幾種常用塑料的性能與用途見(jiàn)表2-1。3徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)表2-1常用塑料的性能與用途材料品種使用溫度化學(xué)穩(wěn)定性性能特點(diǎn)成型特點(diǎn)主要用途成型性薄膜、較好，但質(zhì)軟，力能好，粘度與管、繩、容器、PE,80?不耐強(qiáng)氧化學(xué)性能較差，剪切速率關(guān)電器絕緣零劑，耐水性好表面硬度低系較大，成型件、日用品等前可不預(yù)熱成型時(shí)板、片、耐寒性收縮率較大，透明薄膜、絕PP10,120?較好差，力學(xué)性能成型性能較緣零件、汽車(chē)比PE好。好，易產(chǎn)生變零件、容器、形等缺陷日用品等機(jī)械強(qiáng)成型性應(yīng)用廣度較好，有一能很好，成型泛，如電器外ABS,70?較好定的耐磨性。前原料要干殼、汽車(chē)儀表但耐熱性較燥盤(pán)、日用品等差，吸水性好在機(jī)械透光率溶解溫上用作齒輪、有一定較高，介電性度較高，熔體凸輪、渦輪、的化學(xué)穩(wěn)定能好，吸水性PC,130?粘度較大，成滑輪等，機(jī)電性，不耐堿、小，力學(xué)性能型前原料需電子產(chǎn)品零酮、酯等很好，但耐磨干燥。件，光學(xué)零件性較差等通過(guò)對(duì)使用溫度、化學(xué)穩(wěn)定性、性能特點(diǎn)、成型特點(diǎn)、主要用途等方面的綜合比較，最終確定選用材料為ABS。ABS的主要性能指標(biāo)見(jiàn)下表2-2。表2-2ABS的性能指標(biāo)-31.02~1.0850密度/g?cm屈服強(qiáng)度/Mpa3-10.86~0.9838比體積/cm?g拉伸強(qiáng)度/Mpa拉伸彈性模量30.2~0.41.4×10吸水性/%/Mpa130~16080抗彎強(qiáng)度/Mpa熔點(diǎn)/:C計(jì)算收縮率(%)0.4~0.7抗壓強(qiáng)度/Mpa53彎曲彈性模量314701.4×10比熱容/kg?:C/Mpa2.3塑件的工藝性2.3.1塑件的表面粗糙度手機(jī)外殼對(duì)表面的質(zhì)量要求較高，塑件表面粗糙度決定了表面質(zhì)量。表2-3是在使用注塑成型時(shí)幾種常用材料所能達(dá)到的塑件表面粗糙度。塑件表面粗糙度4徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)通常與模具腔壁表面質(zhì)量和原材料的性能有關(guān)，其中影響塑件表面粗糙度最直接的因素是模具腔壁表面的質(zhì)量。因?yàn)槭謾C(jī)上蓋的外表面質(zhì)量要求很高，所以外表面的粗糙度不應(yīng)大于1.60。產(chǎn)品的內(nèi)表面是非工作表面，不影響使用和外觀，為了降低成本，可以適當(dāng)降低要求。通過(guò)注塑成型ABS材料所能達(dá)到的表面粗糙度范圍是0.025,1.60，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。2-3幾種常用材料所能達(dá)到的塑件表面粗糙度材料Ra參數(shù)值范圍/um0.0250.050.100.200.400.801.603.206.30ABS——————————————PC————————————PS——————————————PP——————————PE——————————————2.3.2塑件的公差等級(jí)在選擇塑件的公差等級(jí)時(shí)一般遵循的原則是，在滿(mǎn)足塑件使用要求的前提下盡量降低塑件的公差等級(jí)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14486-1993將標(biāo)準(zhǔn)塑件劃分為7個(gè)精度等級(jí)，MT1,MT7。[4]其中MT1最高，一般不采用，MT7最低。表2-4為ABS材料模塑件的公差等級(jí)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合表2-4，塑件的公差等級(jí)選定為MT2。表2-4ABS材料模塑件公差等級(jí)公差等級(jí)材料代號(hào)模塑材料標(biāo)注公差尺寸未標(biāo)注尺寸高精度低精度丙烯腈-二烯-苯ABSMT2MT3MT5乙烯共聚物2.4塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.4.1塑件的壁厚在設(shè)計(jì)塑件壁厚時(shí)所遵循的原則是:在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)盡量減小塑件的壁厚，降低原料的使用，進(jìn)而降低成本，從而增大利潤(rùn)空間。同時(shí)壁厚過(guò)大將會(huì)增大塑件內(nèi)部產(chǎn)生氣穴的可能性，延長(zhǎng)了冷卻時(shí)間，增長(zhǎng)了生產(chǎn)周期。綜合考慮以上因素，盡可能的降低壁厚。參考ABS材料的最小壁厚及推薦壁厚，最后確定塑件的壁厚為2mm。2.4.2塑件的脫模斜度由于塑件冷卻后產(chǎn)生收縮時(shí)會(huì)緊緊地包在凸模上，或由于粘附作用而黏在型腔內(nèi)。為了避免以上問(wèn)題的出現(xiàn)，在設(shè)計(jì)時(shí)通常在塑件的表面設(shè)計(jì)一個(gè)合理的脫模斜度。塑件上脫5徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)模斜度的大小與塑件的性質(zhì)、收縮率。摩擦因數(shù)、塑件壁厚和幾何形狀有關(guān)。因此，在選[5]擇塑件脫模斜度時(shí)，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):(1)當(dāng)塑件尺寸較大時(shí)，應(yīng)選用較小的脫模斜度。(2)當(dāng)塑件的精度要求較高時(shí)，一般采用較小的脫模斜度。(3)塑件形狀復(fù)雜的、不易脫模的，應(yīng)選用較大的脫模斜度。(4)塑件的收縮率大的應(yīng)選用較大的脫模斜度。(5)含自潤(rùn)滑劑等易脫模的塑料可取小值。常用塑料的脫模斜度見(jiàn)表2-5。最終選擇的脫模斜度為1?。表2-5常用塑料的脫模斜度脫模斜度塑料名稱(chēng)凹模型芯PE、PP25′,45′20′,45′PC35′,40′30′,50′PS、ABS35′,1?30′30′,40′熱固塑料25′,40′20′,50′2.5ABS材料的注射工藝[6]ABS材料的注塑工藝參數(shù):1)注塑機(jī):柱塞式。2)料筒溫度():后段150~170;:C中段165~180;前段180~200。3)噴嘴溫度():170~180。:C4)模具溫度():60~80。:C5)注射壓力(MPa):70~90。6)成型時(shí)間(S):17(注射時(shí)間取1，冷卻時(shí)間取8，輔助時(shí)間取8)。6徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)3分型面選擇及型腔數(shù)目確定3.1分型面選擇分型面是模具結(jié)構(gòu)中的基準(zhǔn)面，直接關(guān)系到塑件質(zhì)量、模具的工藝性和注射成型效率。一個(gè)合理的分型面是塑件完好成型的基礎(chǔ)，分型面選擇合理與否直接關(guān)系到塑件的質(zhì)量和模具的制造成本。因此確定分型面是模具設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，在選擇分型面的時(shí)候，應(yīng)該遵[7]循以下幾個(gè)原則:(1)有利于脫模:分型面位置應(yīng)設(shè)在塑件脫模方向最大的投影邊緣部位，開(kāi)模時(shí)塑件應(yīng)留在動(dòng)模一側(cè)，以利于塑件的頂出脫模。(2)應(yīng)利于排氣:分型面盡量和物料流動(dòng)的末端相重合。(3)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求。(4)有利于保證模具的加工。(5)應(yīng)滿(mǎn)足模具的鎖緊要求。(6)有利于側(cè)向抽芯，考慮側(cè)向分型面與主分型面的協(xié)調(diào)。(7)分型面應(yīng)與注射機(jī)的參數(shù)相適應(yīng)。(8)合理安排澆注系統(tǒng)，特別是澆口的位置。通過(guò)分析塑件的結(jié)構(gòu)可以得出，塑件外表面的質(zhì)量要求較高，不允許有飛邊的存在。頂桿也不可以在該表面頂出，因?yàn)轫敆U在頂出時(shí)會(huì)留下痕跡，將會(huì)影響手機(jī)外殼的表面質(zhì)量。綜合考慮以上因素和使用要求，分型面的最佳方案是選擇該塑件的內(nèi)表面作為分型面。主分型面的位置見(jiàn)圖3-1紅線(xiàn)所示。圖3-1主分型面的位置使用軟件創(chuàng)建分型面的方法很多，如:裙邊分型面、復(fù)制曲面、側(cè)面影像曲線(xiàn)分型面、[8]延伸曲面、陰影曲面分型面、合并曲面等設(shè)計(jì)方法?？紤]塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在創(chuàng)建主分型面時(shí)，采用的是復(fù)制曲面的方法，具體的創(chuàng)建步驟如下:7徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)(1)由于塑件的內(nèi)表面單元較多，選取并復(fù)制塑件內(nèi)表面。2)使用填充命令填充塑件上的孔洞。((3)延伸塑件邊緣至工件外表面。(4)合并曲面。最終創(chuàng)建的主分型面見(jiàn)圖3-2。圖3-2主分型面塑件具有多個(gè)倒扣和凹槽，需要做兩類(lèi)滑塊，這就要求必須設(shè)計(jì)兩種側(cè)向分型面，其方法同創(chuàng)建主分型面。最終創(chuàng)建出的滑塊分型面見(jiàn)圖3-3。圖3-3滑塊分形面3.2型腔數(shù)目確定型腔數(shù)目與諸多因素有關(guān)，如塑件的尺寸大小、生產(chǎn)效率、模具的加工條件、塑件的精度要求等。塑件的體積外形較小，為了提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)采取一模多腔。但是隨著腔數(shù)的增多加工周期將會(huì)增長(zhǎng)，而且每增加一個(gè)型腔，制品尺寸精度將降低4%。所以綜合考慮以上各種因素，最終確定采用一模兩腔布置。8徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)4注射機(jī)選擇及型腔數(shù)目確定4.1體積與質(zhì)量的計(jì)算通過(guò)PRO/E軟件分析計(jì)算塑件的質(zhì)量屬性，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖4-1。圖4-1塑件的質(zhì)量屬性3塑件體積:，V,4.800cm塑塑件質(zhì)量:。m,4.90g塑在設(shè)計(jì)之前澆注系統(tǒng)的凝料可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.2~1倍來(lái)估算。由于所設(shè)計(jì)的流道簡(jiǎn)單且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按照塑件體積的0.2倍來(lái)估算，故一次注入模具型腔內(nèi)的塑料熔體的總體積(2個(gè)塑件的體積和澆注系統(tǒng)的凝料體積之和)為:33V,V(1，0.2)，2,4.8，1.2，2cm,11.52cm總塑式(4.1)式中——表示型腔內(nèi)的塑料熔體的總體積;V總——表示塑件的體積。V塑4.2注射機(jī)的選擇根據(jù)塑件體積結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式可以估算注射機(jī)的公稱(chēng)注射量，計(jì)算如下:3V,V/0.8,11.52/0,8,14.4cm公總式(4.2)式中——表示注射機(jī)的公稱(chēng)注射量。V公3根據(jù)以上的計(jì)算，初步選定公稱(chēng)注射量為20cm,注塑機(jī)型號(hào)為XS-ZS-22,主要技術(shù)參9徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)數(shù)見(jiàn)表4-1。表4-1注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)3標(biāo)準(zhǔn)注射容量/cm20注射方式雙柱塞螺桿柱塞直徑/mm20注射行程/mm130117180注射壓力/Mpa模板最大厚度/mm60合模方式液壓-機(jī)械模板最小厚度/mm2505.5鎖模力/KN電機(jī)功率/KW160235模板最大行程/mm拉桿空間/mm4.3注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核(1)注射壓力的校核ABS料所需的注射壓力為80-110MPa，這里取，所選注塑機(jī)的的公稱(chēng)注射p,90MPa0壓力為117MPa，取注射壓力的安全系數(shù)，則:k,1.31kp,1.3，90,117,p10公式(4.3)(2)鎖模力的校核塑件在分型面上的投影面積。應(yīng)用Pro/E創(chuàng)建塑件在分型面方向上的投影面，并測(cè)A塑[9]2量投影面積，見(jiàn)圖4-2。。A,2151.71cm塑圖4-2塑件投影面積的計(jì)算10徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，即流道凝料包括澆口在分型面上的投影面積，是A澆塑件在分型面上的投影面積的0.2~0.5倍。由于本產(chǎn)品流道設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，無(wú)分流道，因此A塑流道凝料投影面積可以適當(dāng)取小。22式(4.4)A,0.2A,0.2，2151.71cm,430.342mm澆總22A,n(A，A),2，(2151.71，430.342)mm,5164.104mm總塑澆式(4.5)F,Ap,5164.104，35N,180744N,180.744KN脹總模式(4.6)式中——表示模具型腔內(nèi)的脹型力;F脹p?！＞咝颓粌?nèi)的壓力，通常取注射壓力的20%-40%，大致的范圍是20-40MPa，這里取值為。p,35MPa模由表4-1可知注射機(jī)的公稱(chēng)鎖模力。鎖模力安全系數(shù)=1.1~1.2，這里取鎖F,250KN鎖，則，所以注射機(jī)鎖模力合格。kF,1.2，180.744KN,216.893KN,Fk,1.222脹鎖11徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)5基于Moldflow的手機(jī)外殼模流分析5.1Moldflow軟件簡(jiǎn)介Moldflow公司是一家專(zhuān)業(yè)從事塑料成型計(jì)算機(jī)輔助工程分析(CAE)的軟件和咨詢(xún)公司，是塑料分析軟件的創(chuàng)造者，在首次發(fā)行世界上第一款流動(dòng)分析軟件以來(lái)，一直主導(dǎo)著塑料CAE軟件市場(chǎng)。Moldflow軟件可以模擬整個(gè)注塑過(guò)程及這一過(guò)程對(duì)注塑成型產(chǎn)品的影響。其軟件工具中融合了一整套設(shè)計(jì)原理，可以評(píng)價(jià)和優(yōu)化組合整個(gè)過(guò)程，可以在模具制造之前對(duì)塑料產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化。Moldflow軟件的MPI全稱(chēng)為MoldFlowPlasticInsight，是用于注塑模流分析的強(qiáng)大CAE軟件，是目前公認(rèn)的模流分析最佳軟件。5.2網(wǎng)格劃分與處理首先應(yīng)用Pro/E將設(shè)計(jì)好的三維圖轉(zhuǎn)換成STL格式，然后將STL格式的模型導(dǎo)入到MoldFlow中，然后對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格的劃分。網(wǎng)格是Moldflow模擬仿真整個(gè)過(guò)程的基礎(chǔ)，質(zhì)量的好壞直接影響模擬結(jié)果的精度，甚至?xí)?dǎo)致求解無(wú)法進(jìn)行。劃分的網(wǎng)格邊長(zhǎng)通常為塑[10]件最小壁厚的1.5~2倍，網(wǎng)格越小分析精度越高，但是計(jì)算量將大大增加。本次分析采用雙層面網(wǎng)格，網(wǎng)格邊長(zhǎng)為0.8mm。網(wǎng)格劃分結(jié)果見(jiàn)圖5-1。網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)圖5-2，網(wǎng)格中沒(méi)有自由邊、交叉邊和相交單元，連通區(qū)域應(yīng)當(dāng)為1，最大縱橫比16.97，小于20，匹配百分比應(yīng)大于85%，因此網(wǎng)格是合格的。圖5-1網(wǎng)格劃分結(jié)果12徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)5-2網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)結(jié)果5.3塑件最佳澆口位置分析使用Moldflow對(duì)澆口位置進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)圖5-3?？梢钥闯鲈撍芗淖罴褲部谖恢迷谒芗闹胁俊D5-3最佳澆口位置5.4塑件翹曲分析塑件在成型過(guò)程中由于冷卻不均勻、收縮不均勻、分子配向性效應(yīng)等因素可致翹曲變[10]形。MPI翹曲分析是用于判斷成型塑件是否會(huì)出現(xiàn)翹曲，以及分析翹曲的原因。13徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)如圖5-4所示，最大變形發(fā)生在頂部拐角處，其它區(qū)域變形都比較均勻。最大變形量為0.4909mm，變形量較小，對(duì)制品的外觀影響不大。圖5-4所有因素引起的翹曲變形5.5塑件流動(dòng)性分析5.5.1氣穴、熔接痕和分子表面取向氣穴是空氣在塑件上形成的空洞，主要出現(xiàn)在熔體的交匯處和排氣條件較差的縫隙處。如果氣穴較多，可以使用下列方法進(jìn)行改進(jìn):調(diào)整模具結(jié)構(gòu)、改進(jìn)塑件設(shè)計(jì)等。本塑件氣穴分析結(jié)果如圖5-5。粉紅色圓圈表示氣穴，從圖上可以明顯看出塑件外表面氣穴非常少，此項(xiàng)是合格的。至于背面的氣穴不影響外觀，可以忽略不考慮。圖5-5氣穴分析結(jié)果14徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)通常熔接痕是由兩股或多股熔體匯合，而在結(jié)合處未能完全融合在一起而產(chǎn)生的。通常塑件的外觀不允許熔接痕的存在。一般的塑件都會(huì)有熔接痕的存在，但是應(yīng)采取有效的措施盡量減少熔接痕的數(shù)量。通常采取的方法有:調(diào)整澆口的形狀、尺寸及位置、在允許的范圍內(nèi)提高模具的溫度等。本塑件熔接痕的分析結(jié)果如圖5-6，從圖上可以看出塑件上的熔接痕較多，但大多是出現(xiàn)在加強(qiáng)筋的附近，而外觀表面較少，因此此結(jié)果是可以接受的。圖5-6塑件熔接痕分析結(jié)果塑件的表層分子取向如圖5-7，從圖上可以看出塑件表面分子的流動(dòng)方向。在分子取向紊亂的區(qū)域會(huì)出現(xiàn)熔接痕，如圖5-8。圖5-7塑件表面分子取向在充填階段，塑料的分子鏈會(huì)由于剪應(yīng)力的作用發(fā)生配向。在熔膠波前處，熔體的流15徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)動(dòng)是剪切流動(dòng)和拉伸流動(dòng)的組合，分子取向在該區(qū)域比較紊亂。塑件的表層分子取向紊亂?？梢钥闯鲈诳椎闹?chē)蛡?cè)壁的部分區(qū)域，分子表層取向較紊亂，在該區(qū)域易區(qū)域見(jiàn)圖5-8產(chǎn)生熔接痕。圖5-8分子取向紊亂的區(qū)域5.5.2充填時(shí)間和流動(dòng)前沿溫度塑件充填時(shí)間的分析結(jié)果見(jiàn)圖5-9，可以看出填充時(shí)間為1.149s。填充完全，效果較好。圖5-9塑件填充時(shí)間的分析結(jié)果5.5.3鎖模力和螺桿速度鎖模力的分析結(jié)果見(jiàn)圖5-10，可以看出最大壓力小于13t即130KN，小于注塑機(jī)的最大16徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)鎖模力250KN，符合要求。圖5-10鎖模力的分析結(jié)果推薦的螺桿轉(zhuǎn)速見(jiàn)圖5-11，可供實(shí)際生產(chǎn)參考。圖5-11推薦的螺桿轉(zhuǎn)速5.6塑件的冷卻分析冷卻分析用于判斷冷卻系統(tǒng)的冷卻效果，根據(jù)冷卻模擬所計(jì)算出的冷卻時(shí)間來(lái)確定成型周期。另外通過(guò)冷卻分析來(lái)優(yōu)化冷卻管的布局，以此來(lái)降低成型周期，提高生產(chǎn)效率。冷卻系統(tǒng)分析結(jié)果見(jiàn)圖5-13，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程將在第8章中介紹，此處省略。流進(jìn)17徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的冷卻液溫度為25，流出的冷卻液溫度為25.23，溫差小于2，冷卻系統(tǒng)沒(méi)有問(wèn)題。:C:C:C圖5-13冷卻系統(tǒng)分析結(jié)果18徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)6澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)所謂澆注系統(tǒng)是指從主澆道的始端到型腔之間的熔體流動(dòng)通道。其作用是使塑料熔體平穩(wěn)而有序地填充到型腔中，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。因此，澆注系統(tǒng)非常重要。6.1主流道的設(shè)計(jì)通常主流道位于模具的中心熔料的入口處，它將注射機(jī)的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀一般為圓錐形狀，以便熔體的流動(dòng)和開(kāi)模時(shí)主流道凝料的順利拔出。(1)主流道尺寸主流道的長(zhǎng)度:小型模具L應(yīng)盡量小于60mm，本次設(shè)計(jì)中初取20mm進(jìn)行設(shè)計(jì)。主主流道小端直徑:d=注射機(jī)噴嘴尺寸+mm=mm=3.5mm式(6.1)，，，，0.5~13，0.5主流道大端直徑:'式(6.2)d,d，2Ltan(α/2)?5mm主式中?。,,3主流道球面半徑:SR0=注射機(jī)噴嘴球半徑+mm=mm=14mm式(6.3)，，，，1~212，2球面的配合高度:h=3mm。(2)主流道的凝料體積:,,222233V,L(R，r，Rr),，48，(2.5，1.75，2.3，1.75),286.5mm,0.29cm主主主主主主33式(6.4)(3)主流道當(dāng)量半徑:2.5，1.75式(6.5)R,,2.125mmn2(4)主流道澆口套的形式澆口套為標(biāo)準(zhǔn)件，可選購(gòu)。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對(duì)材料要求嚴(yán)格，因而盡管小型注射?？梢詫⒅髁鞯罎部谔着c定位圈設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，但考慮19徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)上述因素，通常仍然將其分開(kāi)來(lái)設(shè)計(jì)，以便于拆卸更換。同時(shí)也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單[2]。本設(shè)計(jì)中采用T10A，熱處理淬火表面硬度為50~55HRC。獨(dú)加工和熱處理6.2分流道設(shè)計(jì)(1)分流道的布置形式在設(shè)計(jì)分流道時(shí)主要考慮的是盡量減少熔體流動(dòng)時(shí)的壓力損失和溫度降低，同時(shí)盡量減少分流道的容積，采用的是平衡式分流道。(2)分流道的長(zhǎng)度由于流道設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，根據(jù)兩個(gè)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分流道較短，所以分流道長(zhǎng)度L取30mm。分(3)分流道截面形狀常用的截面形狀有圓形、梯形、U形、矩形和六角形等。為了便于加工和凝料的脫模，分流道大多設(shè)計(jì)在分型面上。本設(shè)計(jì)采用梯形截面，其加工工藝性好，而且熔體的熱量散失、流動(dòng)阻力均不大。(4)分流道截面尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式可以計(jì)算出分流道的直徑為:式(6.6)D,(0.8，0.9)D,0.8×5mm,4mm主分設(shè)梯形的下底寬度為，底面圓角的半徑R=1mm，并設(shè)置梯形的高度h=3.5mm，該x梯形的截面積為:2×3.5tan8×h1(x，x，)2式(6.7)(3.5tan8?)×3.5×πDA,,x，,分分24經(jīng)計(jì)算可得?3,則梯形的上底約為3.5mm。x(5)凝料體積1)分流道的長(zhǎng)度L=30×2mm=60mm。分222)分流到截面積A=(3+3.5)/2×3.5mm=11.375mm分3)凝料體積:33式(6.8)V,LA,60×11.375,796.25mm?0.80cm分分分(6)校核剪切速率確定注射時(shí)間:查相關(guān)資料得t=1.0s。20徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)分流道體積流量:，VV0.80，4.80分塑3式(6.9),,,5.6cm/sq分t1.0剪切速率:33.3q3.3，5.6，10分2-1，,式(6.10),,,7.0，10s分34,R3分3.14，()223-1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5×10~5×10S之間。所以，分流道的剪切速率合格。6.3澆口設(shè)計(jì)注塑模的澆口種類(lèi)很多，按結(jié)構(gòu)形式可將其分為點(diǎn)澆口、側(cè)澆口、潛伏式澆口、中心澆口、直接澆口等。本塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，外表面質(zhì)量要求較高，而且采用一模兩腔注射，為了便于調(diào)整充模時(shí)的剪切速率，因此采用側(cè)澆口。其截面簡(jiǎn)單，易于加工，便于試模后修正。(1)澆口尺寸的確定1)側(cè)澆口的深度:式(6.11)h,nt,0.7×1.8,1.26?1.3mm式中t——塑件的壁厚，這里t=1.8mm;N——塑料成型系數(shù)，對(duì)于ABS，其成型系數(shù)n=0.7。2)側(cè)澆口的寬度:nA0.7，3598.16式(6.12)B,,,1.45cm,1.5cm3030式中A——表示凸模的內(nèi)表面積;n——表示塑料成型系數(shù)，對(duì)于ABS，其成型系數(shù)n=0.7。3)側(cè)澆口的長(zhǎng)度L一般選用0.7~2.5mm,這里取L=0.7mm。澆澆(2)校核澆口的剪切速率:1)確定注射時(shí)間:查相關(guān)資料得t=1.0s。2)分流道體積流量:21徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)V4.8333塑式(6.13)q,,,4.8cm/s,4.8，10mm/s澆t1.03)澆口的剪切速率:根據(jù)點(diǎn)澆口經(jīng)驗(yàn)公式33.3q3.3q3.3，4.8，104-1澆澆,，,,,,2.61，10s式(6.14)澆331.5，1.3,R3/2Bh,,澆3.14，(),,,3.14,,,45-1該澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率10~10S之間。所以，澆口的剪切速率合格。6.4校核主流道剪切速率確定注射時(shí)間:查相關(guān)資料得t=1.0s。主流道體積流量:，，VVnV0.29，0.8，2，4.8主分塑3,,,10.69cm/sq主t1式(6.15)剪切速率:33.3q3.3，10.69，10主3-1，,,,,1.17，10s主33,R3.14，2.125主式(6.16)23-1主流道內(nèi)熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率5×10~5×10S之間。所以，主流道的剪切速率合格。6.5冷料穴設(shè)計(jì)冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，其作用主要是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量。本設(shè)計(jì)采用較為常見(jiàn)的帶Z形拉料桿的冷料穴，開(kāi)模時(shí)，利用拉料桿的鉤形頭部將凝料從主流道中拉出。22徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)7注塑模具成型零件及模架確定7.1凹模結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)7.1.1凹模的設(shè)計(jì)1)凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將[2]其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。根據(jù)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計(jì)采用整體式凹模。如圖7-1所示。圖7-1整體式凹模2)凹模徑向尺寸的計(jì)算，0.30塑件尺寸的轉(zhuǎn)換:，相應(yīng)的塑件制造公差;l,107.5mm,107.8mm,,0.5mms11,0.2,0.5，0.20，相應(yīng)的塑件制造公差;l,48.0mm,48.2mm,,0.3mms22,0.1,0.3,，，0.083，0.083z1L,[(1，S)l,x,],[(1，0.005)，107.8,0.6，0.5]mm,108mmMCPs1111000式(7.1),，，0.05，0.05z2L,[(1，S)l,x,],[(1，0.005)，48.2,0.6，0.3]mm,48.3mmMCPs2222000式(7.2)式中——塑件的平均收縮率，查相關(guān)資料可得ABS的收縮率為0.3%~0.8%，所Scp以平均收縮率(下同);S,0.005cp——系數(shù)，查相關(guān)資料可知一般在0.5~0.8之間，此處取;xxx,x,0.612,——塑件上相應(yīng)尺寸的公差(下同);23徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)1——塑件上相應(yīng)制造公差，對(duì)于中小型零件取(下同)。,,,,zz63)凹模深度尺寸的計(jì)算0塑件尺寸的轉(zhuǎn)換:，相應(yīng)的塑件制造公差。H,5,0.1mm,5.1mm,,0.2mms11,0.2,，，0.03，0.03z1H,[(1，S)H,x,],[(1，0.005)，5.1,0.6，0.2]mm,5mmMCPs1111000式(7.3)式中——系數(shù)，查相關(guān)資料可知一般在0.5~0.7之間，此處取。x,0.6x17.1.2凸模設(shè)計(jì)1)凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？梢苑譃檎w式和組合[2]式兩種類(lèi)型。通過(guò)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析，選用整體式凸模。如圖7-2所示。圖7-2整體式凸模2)凸模徑向尺寸的計(jì)算，0.3，0.5塑件尺寸的轉(zhuǎn)換:，相應(yīng)的塑件制造公差;l,103.9mm,103.7mm,,0.5mms11,0.20，0.2，0.3，相應(yīng)的塑件制造公差。l,44.4mm,44.3mm,,0.3mms22,0.10000l,[(1，S)l，x,],[(1，0.005)，103.7，0.7，0.5]mm,104.6mmMCPs,,,,11110.0830.083z1式(7.4)000l,[(1，S)l，x,],[(1，0.005)，44.3，0.7，0.3]mm,44.7mmMCPs,,,,22220.050.05z2式(7.5)式中——系數(shù)，查相關(guān)資料可知一般在0.5~0.8之間，此處取。xx,x,0.712，0.23)塑件尺寸的轉(zhuǎn)換:，相應(yīng)的塑件制造公差。h,5,0.1mm,4.9mm,,0.2mms220000h,[(1，S)h，x,],[(1，0.005)，4.9，0.6，0.2]mm,5mmMCPs,,,,22220.030.03z224徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)式(7.6)式中——系數(shù)，查相關(guān)資料可知一般在0.5~0.8之間，此處取。xx,0.627.2合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)每套塑料模具都要設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，在模具工作時(shí)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以維持動(dòng)模與定模的正確合模，合模后保持型腔的正確形狀。同時(shí)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以引導(dǎo)動(dòng)模按順序合模，防止型芯在合模過(guò)程中損壞，并能承受一定的側(cè)向力。對(duì)于采用三板模式結(jié)構(gòu)模具，導(dǎo)柱可以承受卸料板和定模型腔板的重載作用。對(duì)于大型模具的脫模機(jī)構(gòu)，或脫模機(jī)構(gòu)中有細(xì)長(zhǎng)推桿時(shí)，需要導(dǎo)向機(jī)構(gòu)來(lái)維持機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)。對(duì)于型腔較大較深的注塑模具，或塑件精密度較高、壁厚較薄的模具，在模具中不僅要設(shè)計(jì)導(dǎo)柱導(dǎo)向，還必須在動(dòng)模與定模之間增設(shè)定位機(jī)構(gòu)來(lái)滿(mǎn)足模具的精度要求。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)有兩類(lèi):導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、錐面和合模銷(xiāo)釘定位裝置。本設(shè)計(jì)采用的是導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)柱主要有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是帶頭直通式導(dǎo)柱，另一種是有肩導(dǎo)柱，其中前者用于中小型模具，后者用于大型模具。由于本設(shè)計(jì)是中小模具，所以選擇帶頭直通式導(dǎo)柱，最終設(shè)計(jì)如圖7-3。導(dǎo)套可分為直導(dǎo)套、帶頭導(dǎo)套。導(dǎo)向孔通常需要打通，使導(dǎo)柱進(jìn)入時(shí)氣體逸出，不產(chǎn)生反向壓力。本設(shè)計(jì)選擇的導(dǎo)套為帶頭導(dǎo)套，最終設(shè)計(jì)如圖7-4。圖7-3導(dǎo)柱25徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)圖7-4導(dǎo)套7.3側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7.3.1抽芯距的計(jì)算通常抽芯距要比塑件側(cè)孔深度大2~3mm，由此可以算出抽芯距離:式(7.7)S,h，(2~3)mm,1，2,3mm抽式中——表示抽芯距;S抽H——表示滑側(cè)向槽深，h=1mm;7.3.2斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度與抽芯距、斜導(dǎo)柱直徑、斜導(dǎo)柱大端直徑和傾斜角的大小有關(guān)?？赏ㄟ^(guò)下面公式算出:DhdS,,L,L，L，L，L，L,tan，，tan，，(8~15)mm,40mm12345,,2cos2sin式(7.8)式中D——表示斜導(dǎo)柱的大端直徑，D=10mm;h——表示斜導(dǎo)柱固定板的厚度，h=20mm;d——表示斜導(dǎo)柱的直徑，d=5mm;,,——表示斜導(dǎo)柱的傾斜角，=;,1026徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)L——表示斜導(dǎo)柱的總長(zhǎng)度;——表示斜導(dǎo)柱的有效長(zhǎng)度。L4最小開(kāi)模行程，小于開(kāi)模行程。H,Scot,,17mm為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，斜導(dǎo)柱與固定板之間采用過(guò)度配合，公差等級(jí)H7/m6。為了使抽芯動(dòng)作順利完成而不產(chǎn)生干涉，通常，斜導(dǎo)柱與孔之間有縫隙。斜導(dǎo)柱孔的直徑為:,。d,d，0.5mm,5.5mm抽拔力為:,3,3,,,6F,lhp(fcos,,sin,),13，10，0.5，10，(0.15，cos1,sin1)N,8.614，10N1式(7.9)式中——表示滑塊被塑件包緊的斷面形狀周長(zhǎng)，=13mm;ll——表示塑件對(duì)型芯單位面積的擠壓力，取值范圍是8~12Mpa,這里取10Mpa;p,——表示脫模斜度，=1;,,——表示塑料與鋼的摩擦系數(shù)，=0.15。ff很顯然導(dǎo)柱是合格的。7.3.3導(dǎo)向、楔緊與定位裝置的設(shè)計(jì)(1)導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì)滑塊在導(dǎo)槽中活動(dòng)必須順利平穩(wěn)，不發(fā)生卡滯、跳動(dòng)等現(xiàn)象，常見(jiàn)的導(dǎo)滑形式有很多，本設(shè)計(jì)所采用的導(dǎo)滑形式見(jiàn)圖7-5。圖7-5滑塊的導(dǎo)滑形式(2)楔緊塊的設(shè)計(jì)為了防止活動(dòng)型芯和滑塊在成型過(guò)程中受力移動(dòng)，滑塊應(yīng)采用楔緊塊鎖緊，常用的鎖緊形式有:整體式楔緊塊鎖緊、鑲拼式楔緊塊鎖緊、嵌入式楔緊塊鎖緊。本設(shè)計(jì)采用嵌入式楔緊塊鎖緊，具體形式見(jiàn)圖7-6。27徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)圖7-6嵌入式楔緊形式7.3.4斜推桿側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)此次設(shè)計(jì)的手機(jī)上蓋的內(nèi)側(cè)存在倒扣，需要進(jìn)行內(nèi)側(cè)抽芯。綜合考慮幾種常見(jiàn)的抽芯機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，最終決定采用斜推桿側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，具體形式見(jiàn)圖7-7。圖7-7斜推桿內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)采用內(nèi)側(cè)抽芯時(shí)，斜推桿的頂端面應(yīng)低于型芯頂面0.05~0.10mm，以免推出時(shí)阻礙滑塊的徑向移動(dòng)。另外，在可以推出的情況下，斜推桿的斜度角“α”盡量選用較小角度，斜推角α一般不大于20?。經(jīng)計(jì)算最后設(shè)計(jì)的斜推桿的相關(guān)尺寸如圖7-8。28徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)圖7-8斜推桿7.4脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7.4.1脫模力的計(jì)算因?yàn)榫匦嗡芗?nèi)壁長(zhǎng)寬尺寸與壁厚之比:ab，103.9，44.4,式(7.10),,,26,10,t,,1.8所以此塑件為薄壁矩形塑件。根據(jù)以下公式可以計(jì)算出脫模力:,,8tESLcos(f-tan)F,，0.1A脫,(1-)K23,,8，1.8，1.8，10，0.005，103.9，cos1，0.45,tan1，，,，0.1，2151.71,8469.27N(1,0.3)，1.0079式(7.11)式中E——塑料的彈性模量(1800MPa);L——凸模被包緊部分的長(zhǎng)度(103.9mm);1——脫模斜度();,S——塑料成型的平均收縮率(0.5%);F——摩擦系數(shù)，一般取0.45;t——塑件的壁厚(1.8mm);——由與f決定的無(wú)因次數(shù)，;K,K,1，fsin,cos,,1.00792229徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)——塑料的泊松比(0.3);,2A——塑件在與開(kāi)模方向垂直的平面上的投影面積(2151.71mm)。7.4.2塑件脫出機(jī)構(gòu)推桿的直徑計(jì)算:112244,,LF,,88，8469.27脫,,,,d,k,1.5，,4.03mm式(7.12)5,,,,nE6，2.1，101,,,,當(dāng)前，推桿已制成標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)計(jì)算結(jié)果盡量在相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸中選取，所d,5mm以取;式中——推桿長(zhǎng)度(88mm);L1——單個(gè)塑件的推桿數(shù)量，取1;nn15——推桿材料的彈性模量(2.1×10MPa);E——安全系數(shù)，取=1.5。kk強(qiáng)度校核推桿直徑確定后，還應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核:4F4，8469.27脫式(7.13),,,,,,107.89MPa,,壓壓221nd4，3.14，5,1所以推桿是合格的。式中——推桿材料的許用壓應(yīng)力(200Mpa)。,,,壓7.5模架的確定模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu)。對(duì)于模具而言，在保證足夠強(qiáng)度和剛度的條件下，結(jié)構(gòu)越緊湊越好，可以以塑件布置在推桿推出的范圍之內(nèi)及復(fù)位桿與型腔保持一定的距離為原則來(lái)確定模架的大小，可以大致按下列經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算:塑件在分型面上的投影面寬度須滿(mǎn)足:W'W',W2,10mm塑件在分型面上的投影面寬度L'須滿(mǎn)足:L',lt,d,30mm式中——表示塑件在分型面上的投影寬度;W'——表示推板寬度;W2——表示塑件在分型面上的投影長(zhǎng)度;L'——表示復(fù)位桿在長(zhǎng)度方向上的間距;lt——表示復(fù)位桿直徑。d塑件在分型面上的投影面寬度塑件在分型面上的投影面寬度W',107.5mm，根據(jù)上面公式最終選擇的模架規(guī)格為W×L=200mm×250mmm。具體參數(shù)見(jiàn)零L',166mm件圖。30徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)8冷卻系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般注射到模具內(nèi)塑料溫度為200?左右，而熔體固化后從模具型腔中取出時(shí)其溫度在60?左右的塑件都應(yīng)設(shè)置冷卻系統(tǒng)，從而提高塑件質(zhì)量和生產(chǎn)效率。冷卻系統(tǒng)的計(jì)算很復(fù)雜，在此只進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。8.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)8.1.1冷卻介質(zhì)ABS屬于中等黏度材料，其成型溫度及模具溫度分別為200?和50~80?。因此，模具溫度初步選為50?，用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。8.1.2冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算(1)單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體總質(zhì)量W1)塑料制品的體積:V=V+V+nV=0.29+0.80+2×4.80=10.69cm3式(8.1)主分塑2)塑料制品的質(zhì)量:，=10.691.02=10.9038g式(8.2)m,V,[2]由于塑件壁厚為1.8mm，可查表4-34，取綜合冷卻時(shí)間t=7.4s，取注塑時(shí)間t=1.0s，冷注脫模時(shí)間t=8s，則注塑周期:脫t=t+t+t=7.4+1+8=16.4s式(8.3)冷注脫由此得每小時(shí)注射次數(shù):N=(3600/16.4)次=220次式(8.4)單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量:，=22010.9038×10-3kg/h=2.40kg/h式(8.5)W,Nm(2)確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量:Qs[2]查表4-35直接可知ABS的單位熱流量的值的范圍在(310~400)kJ/kg之間，故Qs可取=370kJ/kg。Qs(3)計(jì)算冷卻水的體積流量q:v設(shè)冷卻水道入口的水溫為?，出水口的水溫為?，取水的密度,,22,,25213，水的比熱容為C=4.187kJ/(kg??)。則根據(jù)公式可得:,,1000kg/mWQ2.400，370sq,,,0.00118m3/minv，，，，,c,,60,60，1000，4.187，25,2212式(8.6)(4)確定冷卻水路的直徑d:3[2]當(dāng)=0.00118m/min時(shí)，根據(jù)表4-30知，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取模具冷卻q,31徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)水管的直徑d=6mm。:(5)冷卻水在管內(nèi)的流速,4q4，0.00118,,===0.3915m/s式(8.7)2260，3.14，0.00660，,,d[2](6)求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù)h，因?yàn)槠骄疁貫?3.5?，查表4-31f,6.7可得，則有:87f()4.187，6.7，1000，0.3915，，,,32h,,,8.74×10KJ/m.h.?0.20.2d0.006式(8.8)(7)計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積A:WQ2.4，3702sA==式(8.9),0.003834m3h,,，，8.74，10，50,23.5(8)計(jì)算模具所需冷卻水管的總長(zhǎng)度L:0.003834AL==式(8.10),0.153m,153mm,,d3.14，0.006(9)冷卻水路的根數(shù)x設(shè)每條水路的長(zhǎng)度為=200mm，則冷卻水路的根數(shù)為:l153Lx,==0.76根式(8.11)l200由上述計(jì)算可以看出，一條冷卻水路對(duì)于模具來(lái)說(shuō)顯然是不合適的，因此，應(yīng)根據(jù)具體的情況而調(diào)整。8.1.3冷卻水路的設(shè)計(jì)(1)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則1)動(dòng)、定模要分別冷卻，保持冷卻平衡。2)孔徑與位置，一般塑件的壁厚越厚水管孔徑越大。其塑件的壁厚、孔徑的大小以[2]及孔的位置的關(guān)系可以參考4-32選擇。3)冷卻水孔的數(shù)量越多，模具內(nèi)溫度梯度越小，塑件冷卻越均勻。4)冷卻通道可以穿過(guò)模板與鑲件的交界面，但是不能穿過(guò)鑲件與鑲件的交界面，以免漏水。5)盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等。6)澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻。7)應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差。8)標(biāo)記出冷卻通道的水流方向。9)合理