耳機注塑模具設(shè)計
耳機注塑模具設(shè)計,耳機,注塑,模具設(shè)計
學(xué)生姓名
劉雨
班級
機制051
指導(dǎo)教師
牛愛青
論文（設(shè)計）題目
耳機注塑模具設(shè)計
目前已完成任務(wù)
1.制定畢業(yè)設(shè)計計劃；
2.查找相關(guān)文獻；
3.完成畢業(yè)論文開題報告；
4.確定了機器人的結(jié)構(gòu)形式；
5.對總體結(jié)構(gòu)進行了初步的計算。
是否符合任務(wù)書要求進度：符合
尚需完成的任務(wù)
1 繼續(xù)對論文材料進行組織和整理；
2 按照論文提綱，有步驟有計劃的開展論文工作，存在問題要及時與老師溝通；
3 對已完成的論文內(nèi)容進行檢查審核，力求把問題降到最少；
4 到規(guī)定的時間完成論文初稿；
5 根據(jù)指導(dǎo)老師的指導(dǎo)意見和全部材料完成論文。
能否按期完成論文（設(shè)計）：能
存在問題和解決辦法
存
在
問
題
資料不足，對論文主題的研究不夠透徹，且相關(guān)的理論知識還不夠全面；
與指導(dǎo)老師的交流不夠充分。
擬
采
取
的
辦
法
繼續(xù)查找資料，加強對相關(guān)理論知識的理解和掌握。
指導(dǎo)教師簽 字
日期
年 月 日
教學(xué)院長（系主任）
意 見
簽字： 年 月 日
河南科技學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）中期進展情況檢查表
河南科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書
題目名稱 耳機注塑模具設(shè)計
學(xué)生姓名
劉 雨
所學(xué)專業(yè)
機械設(shè)計制造
及其自動化
學(xué)號
20050334119
指導(dǎo)教師姓名
牛愛青
所學(xué)專業(yè)
農(nóng)機修造
職稱
高級實驗師
完成期限
2008年 12月 16日至 2009 年 6月 5 日
一、論文（設(shè)計）主要內(nèi)容及主要技術(shù)指標
1.主要內(nèi)容
了解模具的組成和模具設(shè)計的一般步驟。設(shè)計耳機注塑模具，根據(jù)模具設(shè)計手冊查閱確定模具相關(guān)參數(shù)，進行相關(guān)計算，確定零件加工工藝，繪制模具裝配圖
2.技術(shù)指標
1.模具類型的確定；
2.零件的工藝分析
3.成型零部件設(shè)計
4.模具結(jié)構(gòu)及工作過程
5.繪制模具裝配圖。
二、 畢業(yè)論文（設(shè)計）的基本要求
1.畢業(yè)設(shè)計報告：有400字左右的中英文摘要，正文后有20篇左右的參考文獻，其中正文中要引用5篇以上文獻，并注明文獻出處。
2.有不少于2000漢字的與本課題有關(guān)的外文翻譯資料。
3.畢業(yè)設(shè)計字數(shù)在20000字以上。
4.程序清單和圖紙。
5.作品及照片。
三、畢業(yè)論文（設(shè)計）進度安排
1.2008年12月16日-2008年12月21日，下達畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書；寒假期間完成英文資料翻譯和開題報告。
2. 2009年2月16-2月27日（第1-2周），指導(dǎo)教師審核開題報告、設(shè)計方案和英文資料翻譯。
3. 2009年3月2日-4月24日（第3-10周），畢業(yè)設(shè)計單元部分設(shè)計。
4. 2009年4月20日-4月30日（第10-11周），畢業(yè)設(shè)計中期檢查。
5. 2009年5月4日-5月22日（第12-14周），設(shè)計仿真、程序調(diào)試、線路板制作調(diào)試，
整理、撰寫畢業(yè)設(shè)計報告。
6. 2009年5月25-6月5日（第15-16周）上交畢業(yè)設(shè)計報告，指導(dǎo)教師、評閱教師審查評閱設(shè)計報告，畢業(yè)設(shè)計答辯資格審查。畢業(yè)設(shè)計答辯，學(xué)生修改整理設(shè)計報告。
注塑成型工藝流程及條件介紹
成型條件設(shè)定
按成型步驟:可分為開鎖模,加熱,射出,頂出四個過程.
鎖模條件設(shè)定:
1，鎖模一般分: 快速→中速→低壓→高壓
2.，快鎖模一般按模具情況分,如果是平面二板模具,快速鎖模段可用較快速度,甚至于用到特快,當用到一般快速時,速度設(shè)到55-75%,完全平面模可設(shè)定到 80-90%,如果用到特快就只能設(shè)定在45-55%,壓力則可設(shè)定于50-75%,位置段視產(chǎn)品的深淺(或長短)不同,一般是開模寬度的1/3.
3，中速段,在快速段結(jié)束后即轉(zhuǎn)換成中速,中速的位置一般是到模板(包括三板模,二板模)合在一塊為止,具體長度應(yīng)視模板板間隔,速度一般設(shè)置在30%-50%間,壓力則是20%-45%間.
4，低壓設(shè)定,低速設(shè)定一般是在模板接觸的一瞬間,具體位置就設(shè)在機臺顯示屏顯示的一瞬間的數(shù)字為準,這個數(shù)字一般是以這點為標準,,即于此點則起不了高壓,高于此點則大,輕易起高壓.設(shè)定的速度一般是15%-25%,視乎不同機種而定,壓力一般設(shè)定于1-2%,有些機則可設(shè)于5-15%,也是視乎不同機種不同.
5.高壓設(shè)定,按一般機臺而言,高壓位置機臺在出廠時都已作了設(shè)定,相對來講,是不可以隨便更改的,比如震雄機在50P.速度相對低壓略高,大約在30-35%左右,而壓力則視乎模具而定,可在55-85%中取,比如完全平面之新模,模具排氣良好,甚至于設(shè)在55%即可,如果是滑塊較多,原來生產(chǎn)時毛邊也較多,甚至于可設(shè)在90%還略顯不足.
加熱工藝條件設(shè)定
1.加熱段溫度設(shè)定必須按照產(chǎn)品所使用的原料的不同而不同,但卻必須遵循一個這樣的規(guī)則,即由射口筒到進科段溫度是逐步遞減的.且遞減溫度是以10.度為單位.
2特殊情況下.如料頭抽絲,則射口筒溫度應(yīng)降低,如果是比較特殊的原料冷凝比較快的.則射口筒溫度則不止比第二節(jié)法蘭溫度高10度.比如PPS. 尼龍等.
3.機臺馬達啟動溫度視乎機臺不同而不同,一般出于對機臺油路中的油封保護需要,油溫最好能控制在40度-60度,以免油封長期高壓而變化,縮短使用壽命,造成成型不穩(wěn)定.
注射是把塑料原料經(jīng)加熱后射進模腔的過程,它一般可分為第一級,第二級,第三級,第四級及保壓幾段:
1 .第一級注射一般是注射料頭段.具注射量一般可根據(jù)料頭的輕重來估計其行程,當然也可以依據(jù)公式來計算,如公式
L=Si=Vi/0.785Ds2:
L:注射行程; Si: 注射行程;
Vi:理論注射容積; Ds:螺桿直徑;
0.785:是Ω/4的值.
當然,如果我們在成型時每設(shè)定一個參數(shù)都要計算一次,要成型出一個產(chǎn)品就要幾個小時才能完成了.
2. 第二級是注塑產(chǎn)品約2/3的階段,當然,根據(jù)產(chǎn)品特殊需要,也允許成型不到2/3階段,比如避免結(jié)合線問題,這一階段的成型速度及壓力一般是整個成型段的最大值段,如果排的產(chǎn)品與機臺基本是相吻合的.模具結(jié)構(gòu)合理,排氣良好,這一段的壓力一般也不會超過80%.速度側(cè)視產(chǎn)品需變,可能大到95%也可,自然一般都是在55%-80%間.
3. 第三段是注射余下的1/3段,其速度和壓力根據(jù)產(chǎn)品的需要,一般是小于第二段,速度和壓力存在于一個往下降的過程.主要是為了防止產(chǎn)品毛邊的產(chǎn)生,但同時又必須把產(chǎn)品充填飽滿.
4.第四段:一般有機臺還有第五,第六段,這段的成型速度和壓力相同前,都存在兩段一個遞減過程.其作用都是起到一個再次充滿的作用.
5.保壓段:不論成型什么產(chǎn)品,都存在一個保壓過程.任何產(chǎn)品都不同程度的存在一個厚薄不一的問題,正常情況下,較厚的部分都可能存在一個收縮凹陷的現(xiàn)象,為了解決這種現(xiàn)象,就應(yīng)應(yīng)用到保壓,保壓一般來講都應(yīng)用較慢的射速,而壓力的設(shè)置則應(yīng)看縮水的情況如何,小到25%,大到80%都有可能.
產(chǎn)品經(jīng)冷卻定型后則有一個開模的過程,開?；旧鲜呛夏５姆催^程.開模的未段則有一個慢速設(shè)置,開模完成后,產(chǎn)品必須頂出的過程.
一.頂前:
頂前最好分兩個階級,第一階可分為中壓慢速,即是把產(chǎn)品輕輕頂出一部分,然后是中壓中速頂,中壓中速一般指的是35%-55%,而低速則有可能低到5%,這需視產(chǎn)品不同而言,頂出行程設(shè)定是頂出長度稍比產(chǎn)品垂直深度大1-2cm即可.
二.退針
頂退包括兩個過程與頂落的過程基本一致,頂退的終點應(yīng)預(yù)留1-3cm的空間,以保護頂針油管不被頂壞.
三.頂針
頂針方式還包括一個多次頂,單次頂及頂針停留的選擇,機械手取產(chǎn)品,脫模順利的情況都采取多項,為了頂針油缸 壽命的延長,多次頂就以不超過三次
為宜,頂針停留一般用在頂針帶著產(chǎn)品退回有可能對增品產(chǎn)生損傷的模具,同時為配合機械手使用,有時也需要較短的頂針停留.
Injection molding technical process and condition introduction
Section Molding parameter Setting
Molding steps: mold opening/closing, heating injection and knocking out.
Mold closing parameter setting
1.Mold closing: high-speed →low-speed →low pressure→high pressure
2.In high-speed section, Mold closing speed depends on type of mold. For two –plate mold it can set quick and even especially quick usually, it set speed within 55-75%. For full-plate mold it set speed within80-90% while using especially high speed it set speed within 45-55% and pressure within 50-75% position distance setting differs depending on the volume of product and usually it can be set 1/3 of mold opening position.
3.In mid-speed section: Mold closing speed changes into mid-speed after high-speed section finish. Mid-speed start position is where two plates meet (include three-plate mold and two-plate mold ) Distance of mid-speed is up to distance of two plates plate it speed within 30-50% and pressure 20-45%.
4.Low-pressure section: Mold closing sets low-pressure when plates meeting. This position is set to the data of machine screen on this time. This point is the gage of the data. Data lower the point there is no high-pressure. Data higher the point there is high-pressure easily. It set speed within 15-25% and pressure within 1-2% depending on type within 1-2% depending on type of injection molding machine.
5. High-pressure section: To normal injection molding machine, high-pressure position had been set before they were sent to customer. It can not be modified. For example high-pressure position of CHENHSONG machine is 50P.The speed of high-pressure section is about 30-35% and higher than that of low-pressure. The pressure is up to mold, it can set within 55-85% For full-plate mold, it’s eject air well, it can set pressure 55% .If mold has a lot of slides and flash rate high in production, pressure can set 90%.
Heating technique parameter setting
1.The proper temperature setting differs depending on type of resin material, but it must be abide by a rule that temperature setting should diminish in step 1０.C from nozzle to feeding resin material position.
2 Nozzle temperature setting should low if product line. If resin material such as PPS, PA, cool very soon , Nozzle temperature should higher more 10.C than the second cylinder temperature.
3. Pump turning on temperature is different depending on type of injection molding machine. To protect oil seal of machine it set oil temperature within 40.C-60.C, If oil seal work on condition that high pressure and damaged It’s work time will be shorter, it can cause molding stable.
Injection is a step which inject melt resin material into mold. It consists of stepl,step2 ,step3,step4 and holding pressure step:
1. Step l injects usually tunnel material, Injection Volume can be estimated according to the weight of course it can be calculated by formula:
L=Si=Vi/0.785Ds2
L: injection stroke Si: injection stroke
Vi: injection volume of theoretical Ds: diameter of screw
0. 785: value of Ω/4.
But it cost a lot of time to produce one product if every time molding parameter is setting by calculation.
2. Step 2 inject 2/3 of product. It can lower 2/3 of product according to requirement of product. For example to prevent weld line. Molding speed and pressure on this step is the maximum of whole molding section. If Mold suit the injection molding machine and mold structure reasonable and eject air well, pressure of this step should lower 80%. Molding speed setting within 55-80% but it may setting 95% for especial product.
3. Step3 inject remain 1/3 of product. According to product molding speed and pressure lower than that of step2 To prevent flash speed and pressure should decrease but it can’t shot short.
Step
4 section: Some injection machines have step5,step6 which are same as former molding speed and pressure this step should diminish and inject once more.
5. Holding pressure step: No matter what product there is a holding pressure step. Any product can’t molding a same thickness. Usually the deeper section may sink mark . To prevent this defect it should set holding pressure, The injection speed of holding pressure step is slow but holding pressure setting within 25-80% depending on sink mark.
There is a mold opening step after product cooling taking shape. Mold opening is a reverse step of mold closing. The last step of mold opening speed set slow. Product should be knocked out after mold opened.
one.Knocking out
Knocking out includes two steps, Step1 section setting mid-speed, knocks product out partly step2 section setting mid-pressure and mid-speed . Depending on different product, mid-pressure and mid-speed sets within 35-55% but low-speed can set 5%. Distance of knocking out longer 1-2cm than the vertical thickness of product.
two.Back
The same as knocking out, ejector back includes 2 steps. To protect the ejector oil jar, it should make a 1-3mm distance in the ending point of ejector back.
Three. Thimble
The way of knocking out includes knocking out once, Knocking out repeat and ejector delay. Take product by manipulator or take product easy, it should select knocking out once. To longer the work time of ejector oiljar, times of knocking out lower 3 times. Ejector delay used when product will be damaged if ejector back or suit manipulator.
河南科技學(xué)院
2009屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）
論文題目：耳機注塑模具設(shè)計
Injesction Mold Design Of Headset
學(xué)生姓名： 劉 雨
所在院系： 機電學(xué)院
所學(xué)專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化
導(dǎo)師姓名： 牛愛青
完成時間：2009年 5月 19 日
摘 要
根據(jù)耳機支架塑件的結(jié)構(gòu)特點，介紹了其模具的設(shè)計過程，采用點澆口形式，提高了產(chǎn)品的表面質(zhì)量；采用斜滑塊內(nèi)，外側(cè)向抽芯及斜頂塊結(jié)構(gòu)不但使其模具布局合理，而且解決了難出模的問題。最后，還詳細說明了其模具的工作過程。塑料成型就是將各種形狀的塑料原料(粉料,粒料,溶液,分散體)制成所需形狀或坯件的過程.塑料成型的方法很多,如注塑,吹塑,擠出等.而注塑成型以其能成型高尺寸精度,高復(fù)雜性的制品和高效率占有重要一席。
塑料注塑成型過程是塑料原料從注塑機的料斗進入加熱筒,經(jīng)塑化后由拄塞或螺桿推動,再一地壓力下通過噴嘴注入模具型腔.經(jīng)冷卻固化后開模而獲得成品.除極少數(shù)幾種塑件外,幾乎所有塑件都可以注塑成型,踞有關(guān)資料統(tǒng)計,注塑制品占所有模具塑件總產(chǎn)量的三分之一;注塑模具占塑料模具數(shù)量的二分之一以上,注塑成型制品的應(yīng)用已十分廣泛,并隨著塑料原料的不斷改進,已逐步代替原來的金屬和非金屬材料的制品,發(fā)展注塑模具大有可為。
關(guān)鍵詞：耳機支架，點澆口，側(cè)向抽芯，注塑模
Abstrace
According to the structural characteristics of earphone bracket,the design process of its mold is introduced.By using pin-point gate,appearance quality of the product is improved;by using inner and outer side-core slides and angled-lift structures,the layout of the mold is made reasonably and the difficulty of demoulding is solved.Finally,The work process of the mold is elaborated.
The plastic injection molding process is plastic raw material enters the heating muff from injection molding machine's hopper, after plasticizing by leans on fills or the screw rod impels, under a place pressure pours into the mold die space again through the spray nozzle. Solidifies after cooling the die sinking obtains the end product. Besides few several kinds model, nearly all models to be possible the injection molding, secludes the pertinent data statistics, the injection molding product occupies all molds to model an ultimate output 1/3; The injection mold accounts for the plastic mold quantity above 1/2, injection molding product application already very widespread, and along with the plastic raw material's unceasing improvement, has replaced the original metal and the nonmetallic material product gradually, the development injection mold has bright prospects.
Key words: Earphone bracket,Pin-point gate,Side-core slide,Injection mold
耳機支架注塑模設(shè)計,設(shè)計： 指導(dǎo)老師：,塑件結(jié)構(gòu)特點,下圖耳機支架零件三維圖。整套產(chǎn)品包括左支架和右支架，中間通過圓柱銷連接。塑件材料為PBT，黑色，常溫下具有優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性，但是注塑模成型時，其收縮率比較大，一般取千分之18。該材料化學(xué)名稱為聚對苯二甲酸丁二醇酯，其玻璃化溫度低，模具溫度在50攝氏度時即可迅速結(jié)晶，加工周期短。,澆注系統(tǒng)選定,澆口位置設(shè)置在靠近塑件連接銷部分的一端，澆口形式若采用側(cè)澆口，則有熔接不良，排氣不暢，流程過長等缺陷。 現(xiàn)采用點澆口，則有以下優(yōu)點： 有利于排氣 點澆口尺寸較小，前后端存在較大壓力差，因而能有效地增大塑料熔體的剪切速度并產(chǎn)生較大的剪切熱，從而使熔體表現(xiàn)粘度下降，流動性增加，有利于填充。該塑件材料為PBT，其表現(xiàn)粘度隨剪切速率變化而改變的特性較為敏感，對其成型有利。 點澆口的小尺寸提高了塑件表面的光整度,型腔型芯的設(shè)計,采用標準模架，根據(jù)產(chǎn)品尺寸及模具布局形式選用FC12535 A60 B70 C80。另外，由于采用點澆口形式，故需另加澆口板，其厚度選用25mm。 由于動，定模型腔結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，為降低模具制造成本，采用了整體嵌入式型芯嵌入模架。型芯采用材料進口的NAK80，硬度達HRC40。,側(cè)向分型抽芯機構(gòu)設(shè)計,側(cè)向分型抽芯機構(gòu)有整體滑塊，左右兩側(cè)向抽芯滑塊，頂桿組成。 側(cè)向抽芯機構(gòu)設(shè)計斜倒拄在定模，滑塊在動模的結(jié)構(gòu)，這樣能實現(xiàn)塑件脫模時留在動模上，并且采用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，這樣有利于簡化模具結(jié)構(gòu),導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計,導(dǎo)向機構(gòu)采用斜導(dǎo)柱機構(gòu)，實現(xiàn)型芯抽芯滑塊的定位，運動。,脫模機構(gòu)的設(shè)計,模具塑件的頂出只要采用10根?1mm的頂桿頂出。為了保證塑件在出模過程中不傾斜,不變形,頂出機構(gòu)應(yīng)設(shè)計頂出導(dǎo)向裝置,以保證頂出機構(gòu)平穩(wěn) 上面介紹的斜頂塊抽芯機構(gòu)除完成抽芯任務(wù)外，還兼有頂出塑件的功能。,冷卻系統(tǒng),冷卻水道加速塑件凝固速度，提高生產(chǎn)率，在模具定模型腔板和動模型腔板內(nèi)開設(shè)了水道，橫向穿過這兩塊模板，這樣使塑件各處冷卻均勻，模具的模溫均勻。,模具結(jié)構(gòu)及工作過程,模具工作過程: 開模時，首先有定距分型機構(gòu)定距分型，分型距離有定距拉桿控制，以便取出澆注系統(tǒng)主流道凝料。繼續(xù)開模，再有主分型面分型，斜滑塊開始側(cè)向抽芯，當模具開啟到終點時，斜滑塊側(cè)向抽芯結(jié)束，在型芯包緊力的作用下，頂桿固定板推動斜頂塊及頂桿同時向前運動，斜頂塊及頂桿將塑件頂出。合模時，通過斜導(dǎo)柱，彈簧及回程桿將斜滑塊復(fù)位退回，完成合模。合模結(jié)束再開始第二次工作循環(huán)。,目 錄
1 引言 1
2 塑件結(jié)構(gòu)特點及模具材料的選擇 1
2.1 模具材料的選擇 1
2.2塑件結(jié)構(gòu)特點 2
3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 4
3.1 分型面和型腔數(shù)的確定 4
3.1.1 分型面選擇原則 4
3.2 型腔數(shù)的確定 5
3.3 注射機的選擇 5
3.3.1注射量的確定 5
3.3.2 額定鎖模力的確定 6
3.3.3額定注射壓力的確定 6
3.4 澆注系統(tǒng)選定 6
4 成型零部件設(shè)計 9
4.1型腔的設(shè)計 9
4.2型芯設(shè)計 9
4.3 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)設(shè)計 9
4.4 導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 10
4.4.1 斜導(dǎo)柱的設(shè)計 10
4.4.2脫模距與斜導(dǎo)柱角度a的關(guān)系 10
4.4.3斜導(dǎo)柱直徑設(shè)計 10
4.5 脫模機構(gòu)的設(shè)計 11
4.5.1 設(shè)計頂桿脫模 11
4.6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 12
4.6.1冷卻水孔的設(shè)計 13
4.6.2 排氣槽的設(shè)計 13
5 模具結(jié)構(gòu)及工作過程 14
6 結(jié)束語 17
致謝 17
參考文獻： 18
1 引言
塑料件的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)充分考慮企業(yè)實際生產(chǎn)的具體要求。特別是小型塑件的模具設(shè)計受位置的限制，抽芯機構(gòu)的選擇十分有限，這就產(chǎn)生了抽芯機構(gòu)的設(shè)計與模具尺寸互相制約的問題，澆口位置的選擇也會直接影響塑件的表面質(zhì)量。下面通過一個實際耳機支架模具的設(shè)計對此進行分析。
2 塑件結(jié)構(gòu)特點及模具材料的選擇
2.1 模具材料的選擇
目前，塑料制品日益廣泛地應(yīng)用于日常生活，其中注射成型技術(shù)約占80％。注射成型因其一次成型、尺寸精確、可帶嵌件、生產(chǎn)率高、易于實現(xiàn)現(xiàn)代化、后加工量少等特點廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、家用電器、食品、醫(yī)藥等諸多領(lǐng)域。塑料模具的選用，對于塑料工業(yè)生產(chǎn)能否收到好的經(jīng)濟效益非常關(guān)鍵，因此，模具設(shè)計者了解模具材料的基本要求和選擇恰當?shù)牟牧舷喈敱匾?
塑料模具的工作條件與冷沖模不同，一般須在150°C-200°C下進行工作，除了受到一定壓力作用外，還要承受溫度影響?，F(xiàn)根據(jù)塑料成型模具使用條件、加工方法的不同將塑料模具用鋼的基本性能要求大致歸納如下：
1 足夠的表面硬度和耐磨性
塑料模的硬度通常在50-60HRC以下，經(jīng)過熱處理的模具應(yīng)有足夠的表面硬度，以保證模具有足夠的剛度。模具在工作中由于塑料的填充和流動要承受較大的壓應(yīng)力和摩擦力，要求模具保持形狀的精度和尺寸精度的穩(wěn)定性，保證模具有足夠的使用壽命。模具的耐磨性取決于鋼材的化學(xué)成分和熱處理硬度，因此提高模具的硬度有利于提高其耐磨性。
2 優(yōu)良的切削加工性
大多數(shù)塑料成型模具，除EMD加工外還需進行一定的切削加工和鉗工修配。為延長切削刀具的使用壽命，提高切削性能，減少表面粗糙度，塑料模具用鋼的硬度必須適當。
3 良好的拋光性能
高品質(zhì)的塑料制品，要求型腔表面的粗糙度值小。例如，注塑模型腔表面粗糙度值要求小于Ra0.1～0.25的水平，光學(xué)面則要求Ra<0.01nm，型腔須進行拋光，減小表面粗糙度值。為此選用的鋼材要求材料雜質(zhì)少、組織微細均一、無纖維方向性、拋光時不應(yīng)出現(xiàn)麻點或桔皮狀缺陷。
4 良好的熱穩(wěn)定性
塑料注射模的零件形狀往往比較復(fù)雜，淬火后難以加工，因此應(yīng)盡量選用具有良好的熱穩(wěn)定性的，當模具成型加工經(jīng)熱處理后因線膨脹系數(shù)小，熱處理變形小，溫度差異引起的尺寸變化率小，金相組織和模具尺寸穩(wěn)定，可減少或不再進行加工，即可保證模具尺寸精度和表面粗糙度要求。 45、50牌號的碳素鋼具有一定的強度與耐磨性，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后多用于模架材料。高碳工具鋼、低合金工具鋼經(jīng)過熱處理后具有較高的強度和耐磨性，多用于成型零件。但高碳工具鋼因其熱處理變形大，僅適用于制造尺寸小、形狀簡單的成型零件。
隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料制品的復(fù)雜性、精度等要求愈來愈高，對模具材料也提出更高要求。對于制造復(fù)雜、精密和耐腐蝕性的塑料模，可采用預(yù)硬鋼（如PMS）、耐蝕鋼（如PCR）和低碳馬氏體時效鋼（如18Ni-250），均具有較好的切削加工、熱處理和拋光性能及較高強度。
此外，在選擇材料時還須考慮防止擦傷與膠合，如兩表面存在相對運動的情況，則盡量避免選擇組織結(jié)構(gòu)相同的材料，特殊狀況下可將一面施鍍或氮化，使兩面具有不同的表面結(jié)構(gòu)。
2.2塑件結(jié)構(gòu)特點
圖1是耳機支架零件三維圖。整套產(chǎn)品包括左支架和右支架，中間通過圓柱銷連接。塑件材料為PBT，黑色，常溫下具有優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性，但是注塑模成型時，其收縮率比較大，一般取千分之18。該材料化學(xué)名稱為聚對苯二甲酸丁二醇酯。聚對苯二甲酸丁二醇酯，英文名polybutylece terephthalate（簡稱PBT）， PBT為乳白色半透明到不透明、結(jié)晶型熱塑性聚酯。具有高耐熱性、韌性、耐疲勞性，自潤滑、低摩擦系數(shù)，耐候性、吸水率低，僅為0.1%，在潮濕環(huán)境中仍保持各種物性（包括電性能），電絕緣性，但體積電阻、介電損耗大。耐熱水、堿類、酸類、油類、但易受鹵化烴侵蝕，耐水解性差，低溫下可迅速結(jié)晶，成型性良好。缺點是缺口沖擊強度低 ，成型收縮率大 。故大部分采用玻璃纖維增強或無機填充改性，其拉伸強度、彎曲強度可提高一倍以上，熱變形溫度也大幅提高?？梢栽?40℃下長期工作，玻纖增強后制品縱、橫向收縮率不一致，易使制品發(fā)生翹曲。
PBT 結(jié)晶速度快，最適宜加工方法為注塑，其他方法還有擠出、吹塑、涂覆和各種二次加工成型，成型前需預(yù)干燥，水分含量要降至0.02%。
圖1 右支架及左支架立體圖
客戶要求塑件外觀光滑，無飛邊，無接痕線，無熔接痕跡。由于該產(chǎn)品一端要通過注銷連接，另一端要連接裝飾片，所有尺寸精度要求高。
在左右支架的一端側(cè)面上（圖一中局部Ⅲ，Ⅳ處）各有一個直徑1.5mm的通孔；另一端注銷連接部分各有一側(cè)凹處（圖一中局部Ⅰ，Ⅱ處）。這兩部分成型都必須采用抽芯機構(gòu)。
塑件總體積小，形狀不規(guī)則，整體看起來像一段圓弧，但所占空間體積比較大，一個支架就達到71.5mm*61.5mm*16mm。正因為如此，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計既要考慮抽芯順利及塑件表面質(zhì)量，又要考慮模具結(jié)構(gòu)簡單，外形小，價格合理。如何地設(shè)計抽芯機構(gòu)成為這套模具設(shè)計的關(guān)鍵。
3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1 分型面和型腔數(shù)的確定
3.1.1 分型面選擇原則
1）符合塑件脫模：為使塑件能從模具內(nèi)取出，分型面的位置應(yīng)設(shè)在塑件斷面最大尺寸的部位。
分型面的數(shù)目和形狀：通常只采用一個與開模運動方向相垂直的分型面。確定分形面應(yīng)以模具制造及脫模方便為原則。
2）型腔的選擇：盡量防止形成側(cè)孔和側(cè)凹，以避免采用較復(fù)雜的模具結(jié)構(gòu)。
3）確保表面質(zhì)量：分型面盡量不要選擇塑件光滑的外表面，避免影響塑件的外觀質(zhì)量;將塑件要求同軸度的部分放在分型面的同一側(cè)。以確保塑件的同軸度;要考慮減小造成塑件大、小端的尺寸差異要求等。
4）有利于塑件脫模：由于模具的脫模機構(gòu)通常設(shè)置在動模一側(cè)，故盡可能使開模后塑件留在動模一側(cè)。
5）考慮側(cè)向軸拔距。一般機械式分型 抽芯機構(gòu)的側(cè)向軸拔距都較小，因此選擇分型面的時應(yīng)將抽芯或分型距離長的方向置于動、定模的開合模方向上，即將短軸拔距作為側(cè)向分型或抽芯。并注意將側(cè)抽芯放在動模邊，避免定模抽芯。
6）鎖緊模具的要求：側(cè)向合模鎖緊力較小，故對于投影面積較大的大型塑件，應(yīng)將投影面積大的方向放在動、定模的合模方向上，而將投影面積小較小的方向作為側(cè)向分型面。
7）有利于排氣。當分型面作為主要排氣渠道時，應(yīng)將分型面設(shè)計在塑料的流動末端，以利于排氣。
8）模具零件易于加工。
根據(jù)所用注塑機的工藝參數(shù)，如開模行程，注塑壓力，裝?？臻g等決定將成套產(chǎn)品（包括左支架，右支架）安排在一套模具中生產(chǎn)。產(chǎn)品左右對稱放置，方向相反以便側(cè)抽芯，并使模具結(jié)構(gòu)緊湊，如圖2所示。
圖2 產(chǎn)品及流道圖
由塑件結(jié)構(gòu)分析可知，塑件在模具中的分型面應(yīng)該選擇在塑件的最大界面處，同時為方便于塑件脫模，塑件開模后應(yīng)該留在動模上。為簡化模具設(shè)計結(jié)構(gòu)，滑塊，斜頂塊也應(yīng)設(shè)計在動模塊部分。
3.2 型腔數(shù)的確定
以機床的注射能力為基礎(chǔ)，每次注射量不超過注射機最大注射量的百分之80，按公尺計算型腔數(shù)：
N<=（0.8s-w澆）/w件 （1）
N----型腔數(shù)
Ｓ－－注射機的注射量
Ｗ澆――澆注系統(tǒng)質(zhì)量
Ｗ件――塑件的質(zhì)量
3.3 注射機的選擇
3.3.1注射量的確定
已過去采用的公尺，目前采用對注射機的注射量采用克
計算
０. ８Ｃ>=G （2）
G=V件r （3）
C---注射機最大注射量
G--=成型塑件及澆注系統(tǒng)所需塑件的量
r----成型塑料的密度
3.3.2 額定鎖模力的確定
P鎖>=P腔*A/1000 （4）
P鎖----鎖模力
P腔-----型腔壓力，取40—50mpa
A----------澆道，進料口和塑件的投影面積
3.3.3額定注射壓力的確定
P注>=P成 （5）
P注----選用的注射機最大的注射壓力
P成---=成形時需要的注射壓力，40—150mpa
根據(jù)配套及批量要求，型腔材料應(yīng)該采用碳素鋼S50C，型芯材料采用預(yù)加硬鋼NAK80，模架選用標準FCI型模架。
3.4 澆注系統(tǒng)選定
澆注系統(tǒng)的設(shè)計，應(yīng)考慮進料均衡，多型腔模具應(yīng)保證個腔的注塑壓力始終保持一致，因此，流道的布置采用平衡進料的方式（圖2）。這樣能使熔體流動均勻，填充迅速。分流道斷面結(jié)構(gòu)采用圓體結(jié)構(gòu)，易于機械加工，且熱量損失和流動阻力小。
澆口位置設(shè)置在靠近塑件連接銷部分的一端，澆口形式若采用側(cè)澆口，則有熔接不良，排氣不暢，流程過長等缺陷。
現(xiàn)采用點澆口，則有以下優(yōu)點：
a.有利于排氣
b.點澆口尺寸較小，前后端存在較大壓力差，因而能有效地增大塑料熔體的剪切速度并產(chǎn)生較大的剪切熱，從而使熔體表現(xiàn)粘度下降，流動性增加，有利于填充。該塑件材料為PBT，其表現(xiàn)粘度隨剪切速率變化而改變的特性較為敏感，對其成型有利。
c.點澆口的小尺寸提高了塑件表面的光整度，減少了使用過程中的有可能產(chǎn)生劃傷手，頭等事故的可能性。
點澆口處的結(jié)構(gòu)如圖3所示，
1) 點澆口采用立式澆口系統(tǒng)
（1）選擇進料口位置
料流沿對稱分布，分別澆注左右耳機支架形式，這樣能提高生產(chǎn)率，但進料口位置應(yīng)注意去澆口后殘留痕跡不影響塑件使用要求及外觀。
（2）進料口的自動切斷形式
為了提高生產(chǎn)率，縮短成型周期，節(jié)約成型材料和塑件去澆口等清理工時，在模具設(shè)計時應(yīng)考慮盡可能自動切斷進料口，以便成型操作和自動化成型，由此采用點狀進料口的自動切斷形式：采用
定模固定板上澆道德側(cè)凹孔拉住澆道，在開模時切斷進料口，然后頂出澆道
局部1放大圖
圖3 點澆口結(jié)構(gòu)
1 d=注塑機噴嘴孔直徑+（0.5---1）mm
2 α=2°--4°
3 D≈澆道的寬度
4 H按具體情況選擇，一般取1—3mm
5 R=注塑機噴嘴的半徑+2—3mm
6 H=三分之二Ｄ
7 c≈D
8 r按具體情況選擇，一般取1—3mm
9 L應(yīng)盡量縮短，若L值大，使塑件降溫過多，損耗大，一般不超過60mm
10 l不易過長或過短，一般?。?—2.5）D，并不易小于8mm
2）冷料穴
冷料穴用來儲存在注塑間隔時期內(nèi)由于噴嘴部分溫度低而構(gòu)成的所謂料渣，以及用它拉出凝固在澆口的塑料，由于耳機結(jié)構(gòu)比較簡單，采用一般的應(yīng)用形式，溝槽形冷料穴即可。
3）噴嘴
耳機注塑模設(shè)計采用井式噴嘴，這種噴嘴在注射期間其中心保持融化狀態(tài)，而接觸模具的外層由于冷卻成班凝固狀態(tài)，起到絕熱作用，使注塑機連續(xù)成形。
4 成型零部件設(shè)計
4.1型腔的設(shè)計
采用標準模架，根據(jù)產(chǎn)品尺寸及模具布局形式選用FC12535 A60 B70 C80。另外，由于采用點澆口形式，故需另加澆口板，其厚度選用25mm。
由于動，定模型腔結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，為降低模具制造成本，采用了整體嵌入式型芯嵌入模架。型芯采用材料進口的NAK80，硬度達HRC40。
4.2型芯設(shè)計
定模型芯采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)，外形尺寸均為225mm*120mm*33mm。均為采用單個加工，嵌入型腔板中。
4.3 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)設(shè)計
側(cè)向抽芯機構(gòu)一般首先考慮斜倒拄在定模，滑塊在動模的結(jié)構(gòu)，并且采用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，這樣有利于簡化模具結(jié)構(gòu)該模具側(cè)向抽芯部分的結(jié)構(gòu)如圖4所示。
圖4 側(cè)向抽芯部分結(jié)構(gòu)示意圖
1 右內(nèi)抽芯滑塊 2，右支架 3，右斜頂塊 4，整體滑塊 5，右支架 6，左斜頂架 7，左內(nèi)抽芯滑塊
（1）為使模具整體結(jié)構(gòu)緊湊合理，設(shè)計了一個整體滑塊，將側(cè)向滑塊固定在該滑塊上，利用斜導(dǎo)柱同時對左右支架直徑為1.5mm的孔（圖1中Ⅲ，Ⅳ處）進行抽芯。經(jīng)過充分考慮各項參數(shù)，斜導(dǎo)柱傾斜角度最終確定為18度，即達到了抽芯的目的，有確保了模具整體結(jié)構(gòu)的合理性。
（2）塑件另一端內(nèi)凹部分（圖1中局部Ⅰ，Ⅱ部分處）的成型采用內(nèi)側(cè)抽芯機構(gòu)。因為兩塑件中間部分空間比較大，為合理利用模具材料，盡量降低生產(chǎn)成本，采用了這種結(jié)構(gòu)，這是這套模具合理布局的關(guān)鍵所在。
（3）應(yīng)為塑件尺寸比較小，考慮到采用整體滑塊同時抽芯直徑為1.5mm孔時，可能造成塑件頂出時變形。為平衡抽芯時產(chǎn)生的作用力，在整體滑塊另一側(cè)設(shè)計了斜頂塊結(jié)構(gòu)（左右支架各一個）。
設(shè)計斜頂塊結(jié)構(gòu)，應(yīng)該注意一下幾個問題：
1）產(chǎn)品在頂出過程中是否會擺動。
2）產(chǎn)品是否會隨斜頂塊頂出而變形，或無法從斜頂塊上脫離。
3）嚴格控制斜頂塊頂出行程，檢查頂出過程是否存在干涉問題。
4）考慮斜頂塊的穩(wěn)定性。避免在實際生產(chǎn)過程中斜頂塊復(fù)位不暢而導(dǎo)致卡死，以免撞傷型腔。
5）斜頂塊應(yīng)等滑塊部件應(yīng)考慮進行氧化處理，以增加其耐磨性。
由此將斜頂塊固定在頂桿固定板上，頂出時，斜頂塊隨著固定塊一起運動，斜頂塊在向前運動的同時，也做側(cè)向運動，達到抽芯的目的。
斜頂塊與滑動導(dǎo)軌保持合理的配合間隙，保證側(cè)抽芯能順利抽出；斜頂塊選用優(yōu)質(zhì)合金材料，選用NAK80材料，并用進過調(diào)制處理的螺釘緊固在頂桿固定板上；通過對塑件結(jié)構(gòu)的分析計算，決定采用斜頂塊傾斜角為18°。這樣既保證了側(cè)向抽芯動作的順利完成，又使模具工作順暢，受力均勻。
4.4 導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計
4.4.1 斜導(dǎo)柱的設(shè)計
斜角一般不大于25°，一般采用15°到20°
4.4.2脫模距與斜導(dǎo)柱角度a的關(guān)系
L=S/Sina=H*Sina/Cota （6）
a----斜導(dǎo)柱斜角
S---脫模距為S時斜導(dǎo)柱工作部分長度
H---脫模距為S時所需開模行程
4.4.3斜導(dǎo)柱直徑設(shè)計
（7）
P2=P1/COSa=P3cosa （8）
D-----斜導(dǎo)柱直徑
a彎----抗彎強度
a---斜導(dǎo)柱斜角
H1---怕力點與A點的垂直距離投影
該模具采用導(dǎo)柱和導(dǎo)套機構(gòu)導(dǎo)向。因而采用標準模坯，導(dǎo)柱，導(dǎo)套的布置方式均為標準布置。導(dǎo)柱和導(dǎo)套均應(yīng)有足夠的耐磨性，導(dǎo)柱材料為T10A，淬硬到HRC50~55，數(shù)量為4個，為了使導(dǎo)柱順利進入導(dǎo)套內(nèi)，導(dǎo)柱端做成錐形，導(dǎo)柱滑動部分的配合精度采用過渡配合H80/r7，導(dǎo)柱固定部分的配合精度采用過盈配合H8/s7。導(dǎo)套外徑的配合采用過盈配合H8/s7。
圖5導(dǎo)柱
4.5 脫模機構(gòu)的設(shè)計
4.5.1 設(shè)計頂桿脫模
頂桿直徑不易過細，應(yīng)有足夠的強度承受推力，一般采用直徑為5，頂桿盡量使推出的塑件受力均勻，但不易和型心距離太近，以免影響凸模和凹模的強度。頂桿的斷面裝配后應(yīng)比型腔的平面高0.05—0.1mm，由于塑件在進料口處的內(nèi)部應(yīng)力比較大易碎裂，所以在進料口出不易設(shè)頂桿，為了避免頂桿與側(cè)抽芯機構(gòu)沖突，頂桿盡量避開側(cè)抽芯。
該模具塑件的頂出只要采用10根?1mm的頂桿頂出。為了保證塑件在出模過程中不傾斜,不變形,頂出機構(gòu)應(yīng)設(shè)計頂出導(dǎo)向裝置,以保證頂出機構(gòu)平穩(wěn)。
圖6頂桿組合形式
上面介紹的斜頂塊抽芯機構(gòu)除完成抽芯任務(wù)外，還兼有頂出塑件的功能。因采用點澆口，對澆注系統(tǒng)凝料的脫模需在定模部分另增加一分型面，將其從主流面拉出。
4.6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計
冷卻系統(tǒng)的設(shè)計對于成型小塑件的一模多腔模具來說是十分重要的。如果冷卻不好或冷卻不均勻，必然導(dǎo)致收縮不均勻。為了使冷卻效果好，在模具定模型腔板和動模型腔板內(nèi)開設(shè)了水道，橫向穿過這兩塊模板，這樣使塑件各處冷卻均勻，模具的模溫均勻。
冷卻裝置的目的一是：防止塑件脫模變形；二是：縮短成型周期；三是：使結(jié)晶性塑件冷凝成形較低的結(jié)晶度，以得到柔軟性，擾曲性，伸長率較好的塑件。在型腔型芯部位設(shè)置通水冷卻水路，并通過調(diào)節(jié)冷卻水的流量和流速控制模溫，
4.6.1冷卻水孔的設(shè)計
水孔邊離型芯距離一般取15—25mm，距離太近則冷卻不均勻，太遠則效率低，水道直徑一般在8mm以上，水孔管路應(yīng)暢通無阻，冷卻水孔管路不要設(shè)在型腔和塑件溶接的地方，以免影響塑件的強度。
4.6.2 排氣槽的設(shè)計
在塑料填充過程中，除了模具型腔內(nèi)有空氣外，還有塑料受熱產(chǎn)生的氣體，考慮排氣式很重要的。
動定模冷卻循環(huán)水道設(shè)計如圖5所示，冷卻水道孔徑采用?8mm的鉆頭加工。
圖7 動模冷卻循環(huán)水道示意圖
圖8 定模冷卻循環(huán)水道
5 模具結(jié)構(gòu)及工作過程
圖9為該塑件注射模具結(jié)構(gòu)圖（為清楚起見，有些細節(jié)沒有畫出）。
模具工作過程: 開模時，首先有定距分型機構(gòu)定距分型，分型距離有定距拉桿控制，以便取出澆注系統(tǒng)主流道凝料。繼續(xù)開模，再有主分型面分型，斜滑塊開始側(cè)向抽芯，當模具開啟到終點時，斜滑塊側(cè)向抽芯結(jié)束，在型芯包緊力的作用下，頂桿固定板推動斜頂塊及頂桿同時向前運動，斜頂塊及頂桿將塑件頂出。合模時，通過斜導(dǎo)柱，彈簧及回程桿將斜滑塊復(fù)位退回，完成合模。合模結(jié)束再開始第二次工作循環(huán)。
（a）
（b）
圖9 模具總裝示意圖
（a）動模結(jié)構(gòu)示意圖 （b）定模結(jié)構(gòu)示意圖
1，斜頂塊 2，動模 3，整體滑塊 4，鎖緊塊 5，外抽芯斜導(dǎo)柱 6，定模 7，螺釘 8，內(nèi)抽芯滑塊 9，內(nèi)抽芯斜導(dǎo)柱 10，動模鑲塊 11，定模鑲塊
6 結(jié)束語
本次設(shè)計以耳機注塑設(shè)計為主線，綜合了成型結(jié)構(gòu)分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，成型零部件設(shè)計，模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過程。能很好的學(xué)習(xí)致用的效果。。把以前學(xué)過的基礎(chǔ)課程融匯到綜合應(yīng)用本次設(shè)計當中來，所謂學(xué)以致用。在設(shè)計中除使用傳統(tǒng)方法外，同時引用了CAD、solidworks等技術(shù)，使用Office軟件，力求達到減小勞動強度，提高工作效率的目的。
該塑件結(jié)構(gòu)特點決定了其模具結(jié)構(gòu)必須采用側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu)，而且不止一次采用側(cè)向抽芯。而這個耳機的設(shè)計采用了內(nèi)，外抽芯及斜頂塊結(jié)構(gòu)，不但解決了產(chǎn)品難出模的問題，而且合理利用了模具材料，降低了模具的生產(chǎn)成本。
本次設(shè)計中得到了牛老師的指點。同時也非常感謝河南科技學(xué)院各位老師的精心教誨。
由于實際經(jīng)驗和理論技術(shù)有限，設(shè)計的錯誤和不足之處在所難免，希望各位老師批評指正。
致謝
本論文的完成，得益于河南科技學(xué)院老師傳授的知識，使本人有了完成論文所要求的知識積累，更得益于導(dǎo)師牛老師從選題的確定、論文資料的收集、論文框架的確定、開題報告準備及論文初稿與定稿中對字句的斟酌傾注的大量心血，在此對導(dǎo)師牛老師表示感謝！
在這里，還要特別感謝大學(xué)四年學(xué)習(xí)期間給我諸多教誨和幫助的機電學(xué)院的各位老師，你們給予我的指導(dǎo)和教誨我將永遠記在心里！
感謝和我一起生活四年的室友，是你們讓我們的寢室充滿快樂與溫馨， “君子和而不同”，我們正是如此！愿我們以后的人生都可以充實、多彩與快樂！
感謝我的同學(xué)們，謝謝你們給予我的幫助！
參考文獻：
[1]朱光力 模具設(shè)計與制造實訓(xùn)[M] 高等教育出版社 2002
[2]賈潤禮 實用注塑模具設(shè)計手冊[M] 中國輕工業(yè)出版社 2003
[3]孫鳳琴 模具制造工藝與設(shè)備 [M] 中國輕工業(yè)出版社 1998
[5]馮炳蕘 蔣文森 模具設(shè)計與制造簡明手冊[M] 上海科學(xué)技術(shù)出版社 1997
[6]屈昌華 塑料成型工藝與模具設(shè)計[M] 機械工業(yè)出版社 1998
[7] 許發(fā)越 實用模具設(shè)計與制造手冊[M] 2版 北京 機械工業(yè)出版社 2003
[8] 劉潔 現(xiàn)代模具設(shè)計 [M] 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2002
[9] 蘇樹珊王樹勛 模具實用技術(shù)設(shè)計綜合手冊[M] 第2版 廣州 華南理工大學(xué)出版社2003
[10]宋愛平 CAD/CAM技術(shù)綜合實訓(xùn)指導(dǎo)書[M] 機械工業(yè)出版社 2006
[11]路潔 秦彥斌 機械原理[M] 第六版 西安大學(xué)出版社 2008
[12]孫恒 機械設(shè)計[M] 第八版 高等教育出版社 2000
[13]魏錚 SolidWorks2004模具設(shè)計[M] 機械工業(yè)出版社 2008
19
收藏