【某兒童玩具前殼的注塑模具設(shè)計(jì)11000字（論文）】

=1\*ROMANI某兒童玩具前殼的注塑模具設(shè)計(jì)摘要：本次設(shè)計(jì)以?xún)和鄼C(jī)前殼為對(duì)象來(lái)分析設(shè)計(jì)塑料模具，在電腦軟件技術(shù)的輔助下，完成產(chǎn)品的繪制和一整套注射模具的設(shè)計(jì)優(yōu)化歷程。具體內(nèi)容包含三維圖、二維圖以及論文三個(gè)部分。首先對(duì)兒童相機(jī)前殼的結(jié)構(gòu)分析選擇的材料進(jìn)行剖析；選擇合適的注射機(jī)器；制定恰當(dāng)?shù)哪＞叻桨?。其次在UG軟件的幫助下完成整套模具的型芯型腔、抽芯結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻方式以及模架的設(shè)計(jì)，在這個(gè)過(guò)程中要充分思考模具的合理性以及難易程度，盡可能剪短生產(chǎn)周期，控制好生產(chǎn)維護(hù)的成本，確保得到的產(chǎn)品在工藝質(zhì)量方面的可靠性，使得模具的尺寸精度準(zhǔn)確。隨后使用AutoCAD將模具轉(zhuǎn)化成合理規(guī)范的二維圖紙，最后在論文部分將設(shè)計(jì)過(guò)程和理念進(jìn)行總結(jié)歸納。順利完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：相機(jī)；前殼；注射機(jī)；抽芯；冷卻目錄1緒論 緒論隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的迅速發(fā)展、計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，在玩具產(chǎn)業(yè)中模具已經(jīng)成為生產(chǎn)各種玩具不可缺少的重要工藝裝備。特別是在塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，塑料模具的應(yīng)用及其廣泛，在各類(lèi)模具中的地位也越來(lái)越突出，成為各類(lèi)模具設(shè)計(jì)、制造與研究中最具有代表意義的模具之一。而注塑模具已經(jīng)成為制造塑料制造品的主要手段之一，且發(fā)展成為最有前景的模具之一。注射成型是當(dāng)今市場(chǎng)上最常用、最具前景的塑料成型方法之一，因此注塑模具作為塑料模的一種，就具有很大的市場(chǎng)需求量。所以我選充電器注塑模具設(shè)計(jì)作為我畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題。本課題應(yīng)用性強(qiáng)，涉及的知識(shí)面與知識(shí)點(diǎn)較多，如注塑成型、模具設(shè)計(jì)、三維造型、運(yùn)動(dòng)仿真以及二維三維軟件的應(yīng)用。通過(guò)本課題的設(shè)計(jì)，將會(huì)在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉：（1）塑料件制品涉及和成型工藝的選擇（2）一般塑料件制品成型模具的設(shè)計(jì)能力（3）塑料制品質(zhì)量分析及工藝改進(jìn)、塑料模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)的能力（4）掌握模具設(shè)計(jì)常用的商業(yè)軟件及同實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合的能力（5）使自己在文檔組織與檢索方面的能力得到提高（6）掌握寫(xiě)論文的一般步驟及格式方法，同時(shí)提高自己的學(xué)習(xí)、思考、解決問(wèn)題的能力，因?yàn)樽⑺苣＞邔?duì)我來(lái)說(shuō)是一個(gè)新的領(lǐng)域。結(jié)合大學(xué)四年所學(xué)的理論知識(shí)，以及將來(lái)所從事的專(zhuān)業(yè)，通過(guò)這次設(shè)計(jì)能夠正確設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度的塑料模具和常見(jiàn)到的塑料制品，能正確的分析與判斷塑料制品成型過(guò)程中出現(xiàn)的常見(jiàn)缺陷，將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，并能解決工程中遇到的實(shí)際問(wèn)題。本設(shè)計(jì)主要研究的內(nèi)容如下：1.對(duì)相機(jī)殼進(jìn)行工藝分析；2.對(duì)于模具型腔的數(shù)量以及分型面的布置方式進(jìn)行準(zhǔn)確選擇；3.選擇合理的注塑設(shè)備，確定成型機(jī)的技術(shù)參數(shù)；4.選擇模架，確定成型零件、澆注系統(tǒng)、脫模方式、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)；5.對(duì)塑料模的主要零件尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；6.最后繪制注射模的裝配圖及主要零件圖，零件圖標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)條件，并對(duì)主要零件進(jìn)行強(qiáng)度校核；7.撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。2產(chǎn)品工藝分析2.1產(chǎn)品尺寸結(jié)構(gòu)分析圖2.1相機(jī)外部圖2.2相機(jī)內(nèi)部經(jīng)測(cè)量圖2-1和2-2產(chǎn)品壁厚均勻,為1.5mm,外圍最大尺寸為120mm,高度為26mm。通過(guò)對(duì)相機(jī)外殼的分析可知,產(chǎn)品大部分結(jié)構(gòu)有拔模,可順利脫模,僅小孔位置存在直面,拉模不會(huì)很?chē)?yán)重。在設(shè)計(jì)成型零件時(shí),外觀(guān)面定義為型腔,在保證其美觀(guān)的同時(shí)更加方便分型脫模。本制品上側(cè)有兩處電源孔結(jié)構(gòu),直接脫模存在一定難度,此處應(yīng)該設(shè)計(jì)成滑塊成型。考慮到生產(chǎn)數(shù)量較大,這樣就必須考慮生產(chǎn)實(shí)際成本和模具壽命,在保證這些前提下,進(jìn)行合理的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2.2產(chǎn)品材料分析考慮到課題產(chǎn)品為兒童拍立得相機(jī)前殼,很少去承受較大的外力的作用;該產(chǎn)品一般是在室溫的條件下去使用的,且作為數(shù)碼產(chǎn)品,應(yīng)全面顧及到各方面的影響因素,所以在選擇材料時(shí),應(yīng)盡可能滿(mǎn)足各種需求,首先考慮到主要應(yīng)用對(duì)象為兒童,必須具有較高的強(qiáng)度以及硬度,另外數(shù)碼產(chǎn)品的外殼應(yīng)具有良好的絕緣性能,在滿(mǎn)足上述條件的情況下,盡可能具有較長(zhǎng)的使用壽命。經(jīng)過(guò)上述分析,產(chǎn)品外殼材料選用的是樹(shù)脂材料POM,學(xué)術(shù)上又叫做聚甲醛樹(shù)脂,屬于熱塑性工程塑料。首先,POM工程塑料的日常使用優(yōu)點(diǎn):POM具有線(xiàn)性結(jié)構(gòu),結(jié)晶度較高,其使用溫度一般在170℃-190℃之間。它的綜合性能優(yōu)秀,強(qiáng)度和剛度高,抗沖擊、耐疲勞的性能優(yōu)異,同時(shí)又具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性能。

其次,得益于POM成型性能以及流動(dòng)性能優(yōu)良,使得POM得以廣泛使用,它的冷卻縮水率小,比熱容低能使其在料筒中快速塑化,生產(chǎn)中快速凝固,進(jìn)而使整個(gè)生產(chǎn)周期縮短,提升了模具的生產(chǎn)效率。其吸水性能較好,在模具生產(chǎn)過(guò)程能夠保證環(huán)境干燥。最后,

POM塑料的廣泛用途:易于成型是POM塑料明顯的性能,所以在制造領(lǐng)域中使用特別廣泛,尤其是在家電、工程器械、化學(xué)輕工、汽車(chē)內(nèi)外飾、造船和日化用品等領(lǐng)域。圖2.3材料表2.3本章小結(jié)這一章主要對(duì)零件進(jìn)行詳細(xì)的分析，包括結(jié)構(gòu)，尺寸，材料等各個(gè)參數(shù)，從而為后續(xù)模具設(shè)計(jì)提供理論參數(shù)。3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1成型方案確定3.1.1分型面通過(guò)產(chǎn)品分析可知，分型面設(shè)計(jì)應(yīng)設(shè)計(jì)在最大輪廓處，最利于脫模成型。圖3.1分型面3.1.2型腔確定為減少澆注系統(tǒng)凝料,同時(shí)為保證各型腔同時(shí)進(jìn)料,同時(shí)充滿(mǎn),再結(jié)合產(chǎn)品電源孔位置需要采用左右側(cè)抽芯機(jī)構(gòu),為了后續(xù)塑件尺寸的精度準(zhǔn)確,最終選用一模兩腔來(lái)完成模具設(shè)計(jì)。布局如圖3-2所示。圖3.2布局3.2主流道設(shè)計(jì)作為熔融塑料進(jìn)入模具的第一條通道，主流道多是設(shè)計(jì)成垂直于分型面，為減少其摩擦損失方便取出，從經(jīng)濟(jì)實(shí)用方面考慮，要提高模具的生產(chǎn)效率，縮短整個(gè)過(guò)程的生產(chǎn)周期，盡可能降低模具在生產(chǎn)過(guò)程中的壓力以及熱量的損失，并且為減少其摩擦損失方便取出，一般情況下要將主流道設(shè)計(jì)圓錐的形狀。它的長(zhǎng)度要盡可能短，如果較長(zhǎng)，其錐角也會(huì)越來(lái)越大，產(chǎn)生的廢料也就越多。由于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，主流道與注射機(jī)是相互連接的，磨損和磕碰是不可避免的，所以要單獨(dú)將流道系統(tǒng)與模板分離開(kāi)設(shè)計(jì)，方便后續(xù)修模更換，也就是模板上的澆口套可以活動(dòng)拆裝。綜上所述本設(shè)計(jì)采用澆口套式主流道。澆口套形狀見(jiàn)下圖3-3：圖3.3澆口套3.3分流道設(shè)計(jì)分流道是連接主流道與澆口的一個(gè)重要裝置，它有分流和轉(zhuǎn)向兩大主要功能。為減少熔體在進(jìn)入塑件時(shí)所引起的壓力以及熱量的損失，并且使熔體在短時(shí)間內(nèi)快速充滿(mǎn)整個(gè)型腔，分流道會(huì)限制熔體的流動(dòng)速度以及其所能承受的壓力，所以必須要讓液體速度與壓力損失較小，快速到達(dá)澆口位置，流速較慢會(huì)造成產(chǎn)品缺料或者質(zhì)量缺陷，使生產(chǎn)效率降低，達(dá)不到預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)。常見(jiàn)分流道的形狀包括：圓形流道、梯形流道、U形流道、半圓形流道、矩形流道、正方形流道、六邊形流道等。在這其中圓形的分流道成型的效果最好，而其他幾種形狀的成型效果不如人意，加工難度也相當(dāng)大，所以此次設(shè)計(jì)選定圓形流道。此模具設(shè)計(jì)中采用平衡式分布結(jié)構(gòu)，分流道截面大小的計(jì)算公式為(3-1)。

F=WL18mm(3-1)

式中:F——分流道截面大??；

W——流經(jīng)分流道熔體的塑料重量（根據(jù)UG軟件測(cè)得單個(gè)產(chǎn)品重量m=33g，取W=66g）；

L——分流道總長(zhǎng)度（根據(jù)一模兩腔中心進(jìn)澆，流道較短，這里大約取W=20g）；

根據(jù)式3-1計(jì)算可得POM的分流道的截面大小為16.5mm2,而澆口的長(zhǎng)度L1通常設(shè)計(jì)為2.5-5mm，由此查表可知圓形澆口的高度大小h為1-23.4澆口的設(shè)計(jì)澆口位于分流道的末端，在分流道和型腔之間，通過(guò)改變澆口的大小可以達(dá)到改變塑料熔體的流動(dòng)速度、剪切速率、摩擦力，溫度。從而達(dá)到控制進(jìn)入型腔的塑料熔體的部分性能的目的。澆口的設(shè)計(jì)與塑料的材料種類(lèi)、產(chǎn)品的形狀等有關(guān)。澆口的設(shè)計(jì)首先應(yīng)該滿(mǎn)足澆口位置的冷卻時(shí)間要合適，澆口位置的塑料熔體在凝固后封閉了整個(gè)型腔，這樣可以防止型腔內(nèi)的熔體倒流，最后為了將熔體壓力和溫度等損失減少到最低，要盡量減少流體填充型腔的時(shí)間。澆口的種類(lèi)繁多，但由于本產(chǎn)品為盒蓋類(lèi)零件，精度要求不高，為了保證產(chǎn)品外觀(guān)及使用性能，選擇從側(cè)面布置澆口。從側(cè)面布置的澆口種類(lèi)較少只有側(cè)澆澆口和潛伏式澆口兩種。由于潛伏式澆口一般應(yīng)用于外殼等外形美觀(guān)的產(chǎn)品，以使得在成型結(jié)束后澆口的痕跡在外殼背面不影響產(chǎn)品外觀(guān)，而本產(chǎn)品為盒蓋，只需要滿(mǎn)足日常使用以及強(qiáng)度要求就好。產(chǎn)品側(cè)面含有側(cè)澆口的澆口痕跡經(jīng)打磨后也不影響日常的使用。所以綜合考慮選擇側(cè)澆口?？紤]到產(chǎn)品為圓形，且一側(cè)需要設(shè)置滑塊，所以初步設(shè)定為一處澆口位置，完成進(jìn)澆。澆口設(shè)計(jì)如下圖3.4，圖3.5所示.圖3.4側(cè)澆口圖3.5側(cè)澆口3.5本章小結(jié)本章經(jīng)過(guò)軟件綜合分析模具成型的方案、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等，確定了合理的澆注系統(tǒng)形狀尺寸。

4注射機(jī)的選擇4.1初選注射機(jī)選擇注射機(jī)經(jīng)常要根據(jù)該注射機(jī)的最大注射容量、注射機(jī)的公稱(chēng)鎖模力以及塑件基本尺寸，然后把這些參數(shù)作為后面校核的依據(jù)。為了保證制品結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部組織的完整，我們選擇的注射機(jī)最大注射容量的百分之八十要大于制品的體積。但是太大的注射機(jī)會(huì)造成浪費(fèi)資源電能，以及制品長(zhǎng)時(shí)間處于高溫環(huán)境會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度缺陷。所以百分之八十的最大注射容量即為參考依據(jù)。我們先得計(jì)算此次產(chǎn)品的重量。POM材料的密度為1.42g/cm3。通過(guò)UG電腦軟件測(cè)量出該產(chǎn)品的重量m1為33g。通常產(chǎn)品的澆注系統(tǒng)重量大概為產(chǎn)品重量的(0.2－1)倍，因?yàn)榇舜卧O(shè)計(jì)的產(chǎn)品為一模兩腔，此次設(shè)計(jì)的模具為一出二的布局，流道相對(duì)會(huì)比較短，這里取0.3倍，流道的重量大概為m2=10g。單次生產(chǎn)所需求的塑料總質(zhì)量m塑=nX（m1+m2）=86g。以注射機(jī)最大注射容量的百分之八十要大于制品的體積為基礎(chǔ)，按下式計(jì)算結(jié)果：80％×m注>m塑=nX（m1+m2）m注>nX（m1+m2）/80％=107.5g。根據(jù)注射機(jī)最大注射重量，參考下列注塑機(jī)參數(shù),初選xs-zy125/90螺桿式注射機(jī)。表4.1xs-zy125/90螺桿式注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)最大注射量（cm3）125定位孔直徑（mm）70螺桿直徑（mm）42鎖模力（KN）900注射壓力（Mpa）116開(kāi)模行程（mm）300合模方式肘桿最大摸具厚度（mm）300拉桿間距（mm）260*290最小模具厚度（mm）200噴嘴球半徑（mm）10推出行程（mm）1804.2最大注射量的校核塑件的體積必須與注射機(jī)的最大容量相匹配。為了確保正常成型，最大注射容量應(yīng)稍大于塑料工件的體積，其中包括澆道和飛邊。生產(chǎn)中最大注射量以注射機(jī)的最大容積設(shè)定，按下列公式4-1核驗(yàn)。KV0≧（V+V澆i）×n(4-1)0.8×125≧（23+7）X2100≧60式中：V0——注射成型機(jī)最大注射量（cm3）Vi——單個(gè)塑件的體積（cm3）V澆——澆道飛邊的體積（cm3）N——型腔個(gè)數(shù)K——利用系數(shù)，K=0.8根據(jù)上述結(jié)果，可以判斷該型注射機(jī)滿(mǎn)足要求。4.3開(kāi)模行程的校核因?yàn)槲覀冎滥＞叩淖畲箝_(kāi)模行程Smax與模厚沒(méi)有關(guān)系，所以根據(jù)式4-2：Smax≧H1+H2+(5-10)mm(4-2)式中：H1——推出距離（脫模距離）（mm）H2——包含澆注系統(tǒng)在內(nèi)的注射高度（mm）H1=25mm，H2=95mm，得知最大S=130mm，而該型注射機(jī)的最大開(kāi)模行程300mm，所以注射機(jī)參數(shù)和制品匹配。4.4鎖模力的校核鎖模力是注塑機(jī)夾緊機(jī)構(gòu)在模具上的最大夾緊力。產(chǎn)品注塑成型時(shí)熔體會(huì)對(duì)型腔產(chǎn)生脹型力，如果注塑機(jī)鎖模力較小會(huì)使整個(gè)模具脹開(kāi)，所以注射成型機(jī)標(biāo)定的鎖模力應(yīng)符合下列算式4-3。F0≧K1pA分×100(4-3)900×103≧1/3×116×200×100900000≧773333式中：F0——注射成型機(jī)公稱(chēng)鎖模力（N）P——注射壓力（MPa）K1——壓力損耗系數(shù)，取K1—1/3-2/3A分——模具與澆注系統(tǒng)的投影面積和（cm2）根據(jù)上面計(jì)算結(jié)果，所選擇的注射機(jī)滿(mǎn)足要求。4.5本章小結(jié)本章通過(guò)對(duì)產(chǎn)品的計(jì)算分析，確定了注射機(jī)的型號(hào)，以及對(duì)注射機(jī)的參數(shù)進(jìn)行了基本的驗(yàn)證校核。5成型零部件設(shè)計(jì)及模架的選擇5.1成型零件的設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際對(duì)比方案可知，模具一般有兩種形式，即整體式和鑲拼式，各有千秋，通過(guò)分析，本設(shè)計(jì)為了考慮鑲拼式型腔的優(yōu)點(diǎn)很多，其中降低模具加工難度，合理分配模具材料的經(jīng)濟(jì)性，更能通過(guò)板料之間的間隙排除氣體，今后的使用耐久，最終選用鑲拼式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。即使是一個(gè)簡(jiǎn)單的注塑模也至少由許多零件組成。由于這些零件的工作條件和對(duì)材料的要求不同，其自身的性能也各不相同。此外，塑料制品的形狀、尺寸和精度也會(huì)存在一定的差異，產(chǎn)品的生產(chǎn)批次和塑料品種也不同，本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此在選擇塑料模具零件的材料時(shí)應(yīng)考慮各種影響因素以及具體情況，還有模具性能方面的各種需求。確定成型零件的工作尺寸：工作尺寸是指直接用于在成形件上成形塑料件的尺寸。成型零件的加工精度和質(zhì)量決定了塑料零件的精度和質(zhì)量。塑料零件的尺寸精度限制了工作尺寸的計(jì)算。模具制造公差、模具磨損和塑件收縮對(duì)于塑件的尺寸精度有著很大的影響，所以在工作部件的尺寸計(jì)算過(guò)程中應(yīng)根據(jù)上述三個(gè)因素進(jìn)行系統(tǒng)計(jì)算。在本設(shè)計(jì)中，計(jì)算模具型腔工作尺寸的方法最終選用平均收縮率法。在計(jì)算成型件的型腔和型芯尺寸時(shí)，塑料制品和成型件的尺寸受單向軸的限制，即以所有孔尺寸的最小尺寸作為標(biāo)稱(chēng)尺寸，即公差為正；對(duì)于所有軸尺寸，最大尺寸為標(biāo)稱(chēng)尺寸，公差為負(fù)值。通過(guò)查閱書(shū)籍，可知如下式5-1與式5-2。1、型腔的工作尺寸計(jì)算 型腔徑向尺寸5-1LM=[型腔的深度尺寸5-2HM式中：——型腔徑向尺寸（mm）Ls、lS——塑件徑向公稱(chēng)尺寸(mm)——型腔深度尺寸(mm)HS——塑件高度公稱(chēng)尺寸(mm)hS——塑件深度公稱(chēng)尺寸(mm)Scp——塑料的平均收縮率(%)（）＆——模具公差值(mm)δ——模具制造公差(mm)（一般?。?duì)于型腔徑向尺寸來(lái)說(shuō)，已知長(zhǎng)邊：LS=120.00,Δ=0.86,δZ=0.286將以上數(shù)據(jù)代入式5-1中，可得：短邊：LS=100.00,Δ=0.86,δZ=0.286將以上數(shù)據(jù)代入式5-1中，可得：對(duì)于型腔深度尺寸來(lái)說(shuō)，已知HS1=26mm,Δ=0.24,δZ=0.08將以上數(shù)據(jù)代入式5-2中，可得：2、型芯的工作尺寸計(jì)算：型芯徑向尺寸5-3LM型芯的深度尺寸5-4HM=[1+ScpLs、lS——塑件徑向公稱(chēng)尺寸(mm)——型芯深度尺寸(mm)HS——塑件高度公稱(chēng)尺寸(mm)hS——塑件深度公稱(chēng)尺寸(mm)Scp——塑料的平均收縮率(%)（）＆——模具公差值(mm)δ——模具制造公差(mm)（一般?。?duì)于型腔徑向尺寸來(lái)說(shuō)，已知長(zhǎng)邊：LS=117.00,Δ=0.86,δZ=0.286將以上數(shù)據(jù)代入式5-3中，可得：短邊：LS=97.00,Δ=0.86,δZ=0.286將以上數(shù)據(jù)代入式5-3中，可得：對(duì)于型腔深度尺寸來(lái)說(shuō)，已知HS1=24.5mm,Δ=0.24,δZ=0.08將以上數(shù)據(jù)代入式5-4中，可得：圖5.1型腔圖5.2型芯5.2側(cè)抽芯的設(shè)計(jì)此次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品側(cè)面有一電源孔，在生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)法直接脫出，這時(shí)需要采用側(cè)面抽芯的方法才能完整的脫模。然而對(duì)于這樣的成型零件，生產(chǎn)中磨損是不可避免的，所以設(shè)計(jì)成單獨(dú)的鑲塊也就有很多的優(yōu)點(diǎn)了，例如方便更換以及容易加工等。如圖所示，斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)零部件設(shè)計(jì)：（1）、斜導(dǎo)柱設(shè)計(jì)：eq\o\ac(○,1)最小的磨具開(kāi)合行程與傾斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度：如下圖5.3，傾斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度是依據(jù)抽芯的長(zhǎng)短、傾斜導(dǎo)柱的粗細(xì)和其傾斜角度來(lái)決定的。根據(jù)實(shí)際，抽芯的方向與開(kāi)模的方向相垂直，便有斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度計(jì)算公式如5-5所示：圖5.3計(jì)算示意圖tanα≥式中：——最小開(kāi)模行程，——抽芯距離，抽拔距的長(zhǎng)度通常應(yīng)比側(cè)孔或側(cè)凹的深度大4～5mm，即S=(+4～5mm)，其中為抽拔距的最小值，即為側(cè)孔的深度，可得為1.5mm，取S=1.5+5=6.5mm；計(jì)算得：α≧4°，這里我們?nèi)?2°，這樣斜銷(xiāo)較短，不易斷裂。而斜導(dǎo)柱的總長(zhǎng)度滿(mǎn)足計(jì)算得：L≦31.26mm，這里取整40mm。eq\o\ac(○,2)斜導(dǎo)柱所受的彎曲力計(jì)算：受力分析如圖：圖5.4斜導(dǎo)柱受力分析圖根據(jù)斜導(dǎo)柱的工作原理，進(jìn)而可對(duì)斜導(dǎo)柱進(jìn)行受力分析，如圖5.4所示式中：——脫模力；——斜導(dǎo)柱所受的彎曲力；——抽芯所需的開(kāi)模力。在進(jìn)行斜導(dǎo)柱各項(xiàng)尺寸確定時(shí)，此時(shí)用斜導(dǎo)柱所受的最大脫模力來(lái)決定。脫模力的大小必須大于塑件對(duì)模具包緊力與黏附力之和，包緊力與黏附力的大小主要受以下因素的影響，模具型腔的表面粗糙度、接觸面積以及加工紋路所形成的摩擦阻力，塑件材料本身的性能以及注射機(jī)的注射時(shí)間以及開(kāi)模時(shí)間，脫模時(shí)的脫模斜度，在計(jì)算脫模力時(shí)一般只考慮主要影響因素，脫模力為在開(kāi)模時(shí)所形成的最大阻力，最大脫模力的公式5-6為。Ftmax式中:——最大脫模力（N）；A——活動(dòng)型芯或凸模被塑件包緊部分的斷面形狀周長(zhǎng)（mm）；h——成型部分深度（mm）；q——塑件收縮所產(chǎn)生的單位面積的正壓力，一般取7.8-11.8MPa，這里取q=10MPa；——摩擦系數(shù)，取0.2；——脫模斜度，通常取～，這里取。根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu)形狀，其中h為2.6mm,,代入式5-5圖5.5斜導(dǎo)柱受力關(guān)系圖抽芯所需的開(kāi)模力為。eq\o\ac(○,3)斜導(dǎo)柱的截面尺寸的計(jì)算斜導(dǎo)柱所受的彎曲力對(duì)斜導(dǎo)柱的斷面尺寸有著重要影響。本次設(shè)計(jì)采用的是圓形斜導(dǎo)住，計(jì)算斜導(dǎo)柱的斷面尺寸公式5-7。d=3式中:——圓形斷面斜導(dǎo)柱的直徑（m）；——斜導(dǎo)柱所受的最大彎曲力（N）；——斜導(dǎo)柱的有效長(zhǎng)度（m）；——許用彎曲應(yīng)力（Pa），；代入公式得：，由于實(shí)際生產(chǎn)中斜銷(xiāo)經(jīng)常斷裂，所以為了減少不必要的麻煩，我們?nèi)?0mm。eq\o\ac(○,4)斜導(dǎo)柱在安裝固定形式考慮到開(kāi)模行程較長(zhǎng)，且斜導(dǎo)柱所承受的彎曲應(yīng)力較小，可以直接固定在模板上，亦有足夠的強(qiáng)度維持正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）分型運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式：首先根據(jù)產(chǎn)品電源孔位置的特殊側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)，在模具定模上設(shè)置斜導(dǎo)柱。設(shè)置該機(jī)構(gòu)主要是為了實(shí)現(xiàn)傾斜導(dǎo)柱與滑塊之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此在導(dǎo)槽中安裝滑塊來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能。當(dāng)打開(kāi)模具時(shí)，動(dòng)模與定模之間會(huì)相互分離，此時(shí)，滑塊會(huì)相對(duì)于傾斜導(dǎo)柱做相對(duì)移動(dòng)，然后滑塊在傾斜導(dǎo)柱的作用下完成運(yùn)動(dòng)并離開(kāi)塑件。（3）滑塊的設(shè)計(jì)eq\o\ac(○,1)抽芯的結(jié)構(gòu)：一般情況下，抽芯滑塊分為兩種，整體和組合的方法。然而組合式的結(jié)構(gòu)更加經(jīng)濟(jì)且方便加工，所以采取組合式的結(jié)構(gòu)也就合情合理了。eq\o\ac(○,2)滑塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：為了保證側(cè)面的鑲塊可以順利取出并完成復(fù)位，保證滑塊在不上下移動(dòng)和夾緊的情況下移動(dòng)平穩(wěn)，在導(dǎo)槽中的滑塊必須有著良好的導(dǎo)向作用。在完成抽芯動(dòng)作后，滑塊還應(yīng)保留在導(dǎo)槽中，在這種情況下，滑塊留在導(dǎo)槽中的長(zhǎng)度L不得小于滑塊自身長(zhǎng)度L的2/3。在滑塊與導(dǎo)槽之間，上下左右各方向均有一對(duì)平面來(lái)進(jìn)行間隙配合，選用H8/F7的配合精度。其余剩下表面應(yīng)保留有0.5-1.0mm的間隙。導(dǎo)槽的硬度選用55HRC。另外，為了增加滑塊的耐磨損性能，在滑動(dòng)導(dǎo)軌易磨損部位增加了T8材質(zhì)的耐磨板，也方便后續(xù)的更換。eq\o\ac(○,3)滑塊定位機(jī)構(gòu)：由于此次設(shè)計(jì)的側(cè)抽芯的抽芯距較短，而開(kāi)模行程相對(duì)較長(zhǎng)，所以滑塊需要設(shè)計(jì)限位機(jī)構(gòu)，采用壓縮彈簧及限位塊的結(jié)構(gòu)，如下圖所示。圖5.6滑塊結(jié)構(gòu)5.3模架的確定此次設(shè)計(jì)的型腔布局為一模兩穴，且應(yīng)該為導(dǎo)柱、導(dǎo)套和固定螺絲的布置留有足夠的位置，還有抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)置等各方面的思考，最終確定凹模尺寸為260mmx190mmx60mm，凸模尺寸為260mmx190mmx65mm。以上動(dòng)定模確定以后，可根據(jù)結(jié)果選定標(biāo)準(zhǔn)龍記大水口4035-CI型模架。面板：長(zhǎng)寬高400mm×400mm，厚30mm，材料為45鋼。上模板：長(zhǎng)寬高400mm×350mm，厚90mm，材料為45鋼。（3）下模板：長(zhǎng)寬高400mm×350mm，厚70mm，材料為45鋼。（4）頂針板：長(zhǎng)寬高400mm×220mm，厚20mm，材料為45鋼。（5）頂針后板：長(zhǎng)寬高400mm×220mm，厚25mm，材料為45鋼（6）左右模腳：長(zhǎng)寬高400×63mm，高為110mm，材料為45鋼。（7）底板：長(zhǎng)寬高400mm×400mm，厚30mm，材料為45鋼。5.4本章小結(jié)本章確定了成型零部件的尺寸，選擇了成型零部件的材料，根據(jù)成型零部件的周界尺寸及注射機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)和各拉桿間的間距，模具的最大最小厚度。綜合考慮在GB/T12555——2006的標(biāo)準(zhǔn)下選擇了龍記大水口4035-CI型模架。

6其他機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)有精確的方向和位置是模具合模時(shí)必要的條件，所以在設(shè)計(jì)模具時(shí)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)顯得尤為重要。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的幾種功能包括:

1.定位的功能由于裝配期間模具會(huì)因?yàn)榉较蝈e(cuò)誤而破損，所以為了防止此類(lèi)事情發(fā)生，要在模具閉合后使整個(gè)型腔工作到正確的位置上去，確保生產(chǎn)出的產(chǎn)品壁厚均勻。

2.導(dǎo)向的功能在模具閉合過(guò)程中，下模向上模運(yùn)動(dòng)，此時(shí)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)會(huì)使動(dòng)模沿著正確的方向以及前后順序運(yùn)動(dòng)，防止下模第一個(gè)進(jìn)入上模，導(dǎo)致模具損壞。3.承受壓力的功能注塑機(jī)射出的溶液進(jìn)入模具內(nèi)，會(huì)有一定的壓力，模具會(huì)產(chǎn)生與液體流動(dòng)方向一致的力量，此時(shí)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)便可起到固定作用。

4.給定模板提供支撐的功能本次設(shè)計(jì)中，在選擇龍記4035-CI型模架時(shí)已經(jīng)確定了導(dǎo)柱、導(dǎo)套的尺寸。圖6.1導(dǎo)柱、導(dǎo)套6.2脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)產(chǎn)品在模具內(nèi)冷卻固化后，需可靠的機(jī)構(gòu)推出產(chǎn)品；同時(shí)也要保證在模具關(guān)閉時(shí)，使其順利回到初始位置，不干擾其他模具結(jié)構(gòu)零件的正常運(yùn)行，并且快速進(jìn)入下一個(gè)產(chǎn)品的制作。?（1）頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)頂針設(shè)置不能夠與其他零件相矛盾，不能發(fā)生干涉。一般頂針要設(shè)置在難以脫模的位置，就是包緊力較大的地方。頂針位置要均勻分布在產(chǎn)品上，防止產(chǎn)品脫模過(guò)程傾斜，導(dǎo)致產(chǎn)品變形以及質(zhì)量缺陷。盡可能選擇大的頂針，避免在產(chǎn)品表面留下頂針印記。（2）?頂出機(jī)構(gòu)的基本方式???????一般情況下頂針存在的形式有很多種，比如：圓頂針﹑扁頂針﹑司筒﹑直頂﹑推板等。每種形式的頂針都有其各自的作用，例如扁頂針﹑司筒頂針實(shí)在產(chǎn)品沒(méi)有足夠的空間位置而設(shè)置的形式。我們常見(jiàn)的頂出機(jī)構(gòu)分別有圓頂，扁頂，推板，頂塊，斜頂，氣頂?shù)取４四２捎庙敆U脫模結(jié)構(gòu)，原因是產(chǎn)品內(nèi)表面工藝無(wú)較高要求，采用頂針頂出的話(huà)，方便推出且有利于排氣。下圖是頂桿分布圖：圖6.2頂桿分布圖6.3排氣系統(tǒng)產(chǎn)品的好壞與模具的排氣有莫大的關(guān)系，如果排氣不順，產(chǎn)品會(huì)有燒膠現(xiàn)象發(fā)生，影響生產(chǎn)的效率，為了能夠有更好的產(chǎn)品產(chǎn)出，設(shè)計(jì)好排氣系統(tǒng)必不可少。模具中氣體的產(chǎn)生原因有很多，首先型腔和澆注系統(tǒng)本身就是空腔，所以這里的氣體必然存在；其次模具溫度較高會(huì)有揮發(fā)氣體的產(chǎn)生；最后一些原材料品種經(jīng)過(guò)高溫的反應(yīng)也會(huì)有氣體產(chǎn)生。這些因素產(chǎn)生的氣體，也分布在模具的不同位置。模具中本身的氣體通常會(huì)出現(xiàn)在澆口相對(duì)應(yīng)的位置，而原材料反應(yīng)生成的氣體通常會(huì)在塑件壁厚較厚的位置，有氣體揮發(fā)的經(jīng)常出現(xiàn)在型腔的各個(gè)角落。以上說(shuō)法，我們基本可以判斷出這次設(shè)計(jì)氣體的分布情況。此次設(shè)計(jì)是通過(guò)型芯型腔與滑塊和頂桿之間的縫隙來(lái)排出氣體的，利用制造精度的差距來(lái)實(shí)現(xiàn)排氣效果，減少了加工的時(shí)間。6.4冷卻系統(tǒng)

冷卻系統(tǒng)中常用的冷卻介質(zhì)包括水和壓縮空氣，在日常生活中，冷卻水的應(yīng)用更為廣泛，因?yàn)樗啾容^于其他冷卻介質(zhì)其熱容大，傳熱系數(shù)大，成本低，也比較容易獲得。在模腔周?chē)蚰Ｇ粌?nèi)設(shè)置冷卻水道來(lái)完成冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，循環(huán)水作用是帶走模具熱量和保持模具自身恒溫。此次的產(chǎn)品沒(méi)有過(guò)深的結(jié)構(gòu)，所以采用簡(jiǎn)單的流道式水管冷卻。（1）根據(jù)模具冷卻面積的計(jì)算公式可得POM樹(shù)脂塑料每小時(shí)所放出的熱量公式6-1Q=nG(6-1)式中：Q——塑件單位時(shí)間內(nèi)放出的熱量（J/h）；G——單位時(shí)間內(nèi)照射的熔體質(zhì)量（包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)G=0.086kg）；n——單位時(shí)間內(nèi)的注射次數(shù)，本次產(chǎn)品注射周期為30s，所以就有n=3600/30=120次/小時(shí)；——熔融塑料進(jìn)入型腔時(shí)的溫度到塑件冷卻后的脫模溫度的焓之差（J/kg）；=(6-2)——塑料的比熱容，POM塑料的比熱1470J(kg.K)；——熔融塑料剛進(jìn)入型腔時(shí)的溫度（K），=473K；——塑件脫模溫度，==120K；代入式6-1=1470=518910J/kg代入式6-2J/h在不考慮塑件自身熱量損失以及其它熱損失的情況下，可以將塑料所放出的熱量近似看成冷卻介質(zhì)帶走的熱量。（2）計(jì)算冷卻水的體積V=G式中:V——單位時(shí)間內(nèi)所用水的體積流量（m3/min）；G——單位時(shí)間熔融塑料注入模具內(nèi)的質(zhì)量(kg/h)，計(jì)算可得G=0.086㎏×120次/小時(shí)=10.32㎏/h；——熔融塑料單位質(zhì)量?jī)?nèi)放出的熱量，其值為3.5×105J/kg；C——冷卻水的比熱容，其值為4.18×103J/(㎏.K)；——水的密度，其值為1.0×10kg/，為冷卻水的出口溫度（），取，為冷卻水的入口溫度，其值為。代入式6-3中（3）計(jì)算冷卻水的導(dǎo)熱總面積(6-4)式中:A——冷卻水路的導(dǎo)熱總面積（m2）；Q——熔融塑料單位時(shí)間內(nèi)所釋放熱量（J/h）；——冷卻水的熱導(dǎo)率，取=0.84；——成型零件的模具表面溫度，取其為；——冷卻水的平均溫度，?。淮胧?-4中（4）確定冷卻水路的直徑d根據(jù)計(jì)算公式得出水的體積流量V后，根據(jù)紊流狀態(tài)下冷卻水流速與通道的關(guān)系，進(jìn)而確定冷卻水路的直徑為8mm。（5）冷卻水孔的總長(zhǎng)度由式得(6-5)式中:L——冷卻水路總長(zhǎng)度（m）；A——冷卻水路的導(dǎo)熱面積（）；d——冷卻水路直徑（mm）；代入式6-5中（6）冷卻水路的條數(shù)n由于模具尺寸的限制，每根水路的長(zhǎng)度由模具尺寸決定，設(shè)每條水路的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則冷卻水路的條數(shù)為n，且根椐模具的尺寸，l=400mm=0.4m，每小時(shí)要注射120次；（條），即為8條。如圖所示：圖6.3水路分布圖6.5本章小結(jié)本章介紹了推出機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)以及排氣系統(tǒng)的作用，并確定了本套模具合理的推出方式與導(dǎo)向方式，并在此基礎(chǔ)上確定了推桿、導(dǎo)柱、導(dǎo)套的具體結(jié)構(gòu)形式和主要尺寸的相關(guān)計(jì)算。

7模具總體結(jié)構(gòu)7.1模具裝配圖圖7.1二維裝配圖7.2模具三維圖圖7.2三維裝配圖

結(jié)論在臨近畢業(yè)的最后一年，完全通過(guò)自己的努力，與老師不知厭煩的輔導(dǎo)下，終于能夠自主的設(shè)計(jì)出整套模具。本次我設(shè)計(jì)的題目是兒童拍立得前殼注塑模具設(shè)計(jì)。本次的任務(wù)主題是針對(duì)蓋子類(lèi)零件的模具設(shè)計(jì)。我總結(jié)了以下的步驟，第一，拿到產(chǎn)品需對(duì)其進(jìn)行各種有用的分析，其中最主要的就是產(chǎn)品重量，產(chǎn)品體積以及產(chǎn)品的工藝；第二，應(yīng)用具體數(shù)據(jù)進(jìn)行模具方案設(shè)計(jì)，得出結(jié)論，方便為后期澆口的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)；第三，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行工藝計(jì)算分析得出需要采用的注射機(jī)基本參數(shù)，確定注射機(jī)的類(lèi)型；第四，這一步即將開(kāi)始制作模架，確定模架的大小以及頂出回位機(jī)構(gòu)；第五，對(duì)于成型零件的制作，確定是否需要抽芯機(jī)構(gòu)存在；第六，開(kāi)始零件2D的繪制，以及各個(gè)零件的匯總統(tǒng)計(jì)；第七，最后進(jìn)行的是論文排版與總結(jié)。設(shè)計(jì)過(guò)程中成型方案的選擇前后思慮了許久,后面進(jìn)行相關(guān)工藝的計(jì)算,也是對(duì)于我們這些初學(xué)者有著相當(dāng)大的難度。其中也是了解了注塑機(jī)選型的重要參數(shù)步驟，先是確定塑件大體的數(shù)據(jù)參數(shù)，再根據(jù)參數(shù)去尋找匹配的注塑機(jī)，這些基本原則對(duì)于我以后工作也將起到不小的實(shí)際作用。最終我通過(guò)資料查詢(xún)了各種各樣的模架形式，了解了模架的基本組成結(jié)構(gòu)，通過(guò)產(chǎn)品的大小來(lái)確定模板的選型。這次，設(shè)計(jì)過(guò)程讓我對(duì)磨具有了更深的認(rèn)識(shí)。學(xué)到了一些只有工廠(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)才會(huì)用到的工藝，以及注意事項(xiàng)。此次的主要收獲與體會(huì)頗多，下面例舉幾個(gè)：

第一.我學(xué)會(huì)了如何在未知的領(lǐng)域去探索，去獲得新的知識(shí)，不只是課本，更有老師也有網(wǎng)絡(luò)，讓我在未來(lái)無(wú)所畏懼。一次設(shè)計(jì)并不只是