畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)題目液晶顯示器后殼注塑模具設(shè)計(jì)學(xué) 生 姓 名專 業(yè) 名 稱 模 具 設(shè) 計(jì) 與 制 造指 導(dǎo) 教 師年五月二四日學(xué) 號(hào)： 目錄畢業(yè)設(shè)計(jì)液晶顯示器后殼注塑模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師： 專業(yè)名稱： 模具設(shè)計(jì)與制造 論文提交日期： 論文答辯日期： 論文評(píng)閱人： 目錄目錄摘要 1第一章 引言 3第二章 塑件成型工藝分析 42.1 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)依據(jù)用途清單 .42.2 制品結(jié)構(gòu)和形狀的設(shè)計(jì) 42.3．制品材料選擇 62.3.1 丙烯腈—丁二烯— 苯乙烯三元共聚物（ABS） .62.3.2 聚苯乙烯（PS） 72.3.3 雙酚 A 型聚碳酸酯（PC） 82.4 注射工藝選擇 102.4.1 ABS 塑料的干燥 .102.4.2 注射壓力 .112.4.3 注射速度 .112.4.4 模具溫度 .112.4.5 料量控制 .11第三章 模具與注射機(jī)的關(guān)系 .123.1 塑件的體積計(jì)算 .123.2 注射機(jī)的選擇 .12第四章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .144.1 分型面的選擇 .144.2 確定型腔的數(shù)量及排列方式 .15第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .175.1 主流道設(shè)計(jì) .175.2 澆口設(shè)計(jì) .19第六章 斜頂 .196.1 斜滑塊的組合形式 .206.2 斜滑塊的導(dǎo)滑形式 .20第七章 成型零 件的設(shè)計(jì) .217.1 型腔徑向尺寸計(jì)算 217.2 型芯外徑尺寸計(jì)算 227.3 型腔深度尺寸計(jì)算 227.4 型芯高度尺寸計(jì)算 22第八章 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與模架的選用 .238.1 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 238.2 模架的選用 24第九章 注射機(jī)工藝參數(shù)校核 .25目錄9.1 注射壓力的校核 .259.2 鎖模力的校核 .259.3 模具厚度的校核 .269.4 開(kāi)模行程的校核 .26第十章 模具冷卻系統(tǒng) .27第十一章 試模及模具維修 .2911.1 模具的安裝 2911.2 試模 2911.3 模具的維修 29第十二章 結(jié)論 .34致謝 .35參考文獻(xiàn) .36摘要0摘要近年來(lái)在我國(guó)工業(yè)化快速推進(jìn)的同時(shí)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位的模具工業(yè)也得到了迅速發(fā)展。統(tǒng)計(jì)顯示，1996 至 2001 年，我國(guó)模具制造業(yè)的產(chǎn)值年均增長(zhǎng)14%到 15%。 2001 年我國(guó)模具總產(chǎn)值就已突破 300 多億元人民幣，排名躍居世界第四位。雖然近幾年來(lái)，我國(guó)模具工業(yè)的技術(shù)水平已取得了很大的進(jìn)步，但總體上與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備還很少，許多先進(jìn)的技術(shù)如ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ技術(shù)的普及率還不高，特別是大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)的發(fā)展需要。此次的設(shè)計(jì)任務(wù)即顯示器后殼模具設(shè)計(jì)與塑料成型工藝，零件模型擺在面前，如何才能以最快的速度設(shè)計(jì)出模具來(lái)，并降低成本，首先應(yīng)考慮ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ技術(shù)如何才能在設(shè)計(jì)中發(fā)揮其主要優(yōu)勢(shì)，因此，我使用了強(qiáng)大的模具設(shè)計(jì)軟件——UG，在 UG 平臺(tái)上,建立產(chǎn)品的 2D、3D 模型，并對(duì)其模具設(shè)計(jì)！在此次設(shè)計(jì)中，主要用所學(xué)的注塑模設(shè)計(jì)，以及機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)，利用 UG4.0 軟件對(duì)塑件進(jìn)行了實(shí)體造型，對(duì)塑件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了工藝分析。明確了設(shè)計(jì)思路，確定了注射成型工藝過(guò)程并對(duì)各個(gè)具體部分進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和校核。如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)用可靠，保證了與其他部件的配合。最后用AUTOCAD 繪制了一套模具裝配圖和零件圖。 本課題通過(guò)對(duì)顯示器后殼底板的注射模具設(shè)計(jì)，鞏固和深化了所學(xué)知識(shí)，取得了比較滿意的效果，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)意圖 目錄In recent years the rapid advances in our country industrialization in the national economy, meanwhile, occupies an important place in the mold industry also have developed rapidly. Statistics show that in 1996 and 2001, the output value and mould industry average annual growth 14% to 15%. In 2001, China had breakthrough mold output more than 300 million yuan RMB, the ranking destinations in the world in terms of the fourth. Although in recent years, our country of mold industry technical level has made great progress, but in general and industrial developed countries still have larger gap. For example, precision machining equipment is very few, many advanced technologies such as CAD/CAE/CAM technology popularization rate is not high, especially large, precision, complex and long life mould cant satisfy the development needs of national economic sectors.This design task of display shell mould design and after plastic molding process, parts ahead, how can model with the quickest speed design out of the mold, and reduce the cost, you should consider CAD/CAE/CAM technology in design how can play its main advantage, therefore, I use a powerful mold design software - UG, in UG platform, build the product's 2D, 3D model, and the mould design! In this design, the main injection molding design with what they have learned and mechanical design, use the knowledge of the respect such as UG4.0 software to the plastic parts for solid modeling, structure of the plastic parts the technological analysis. Clear the design ideas, determine the injection molding process and to each particular part of the detailed calculated and checked. So designed to ensure the structure, reliable mould work with other components ensures the cooperation. Finally using AUTOCAD painted a set of mold assembly drawing and detail drawings.This topic through the shell of the display floor after injection mould design, strengthening and deepening the knowledge learnt, achieved satisfactory effect, achieve the expected design intent第一章節(jié) 引言2第一章 引言畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)是大學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié),既是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)、實(shí)踐與研究的全面總結(jié)，又是對(duì)學(xué)生素質(zhì)與能力的一次綜合檢驗(yàn)，還是學(xué)生畢業(yè)資格與學(xué)位資格認(rèn)證的重要依據(jù)。其目的有以下幾方面：（1）培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能進(jìn)行分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。（2）培養(yǎng)學(xué)生收集、整理和分析各種資料的能力，全面提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。（3）提高學(xué)生設(shè)計(jì)、計(jì)算和繪圖的能力。提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)據(jù)處理的能力。（4）全面提高學(xué)生綜合分析、總結(jié)提高、編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及撰寫(xiě)科技論文的能力。（5）提高學(xué)生外語(yǔ)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。本次設(shè)計(jì)的題目是“顯示器后殼注塑模具設(shè)計(jì)” ，其內(nèi)容為：（1）學(xué)會(huì)觀察制品，判斷制件是否符合塑料件的成形條件（比如注意拔模斜度） ，還特別要留意制件影響開(kāi)模的細(xì)部特征；（2）研究制件的排位方式和進(jìn)澆方式，畫(huà)草圖確定模具的整體結(jié)構(gòu)，保證結(jié)構(gòu)能循環(huán)工作，穩(wěn)定可靠；（3）在深入研究制件的基礎(chǔ)上確定開(kāi)模的分型面，以及確定各鑲塊或滑塊、斜頂?shù)姆指蠲娼M或體積塊；（4）對(duì)該樣品進(jìn)行測(cè)繪,并在測(cè)繪的基礎(chǔ)上對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和成型工藝分析（5）用 UG4.0 按照上步的結(jié)果把模具核心的部分：凸凹模分割出來(lái)，接著分出各鑲塊、滑塊和斜頂；（6）進(jìn)一步完善凸凹模和各細(xì)微結(jié)構(gòu)；（7）調(diào)用 EMX 中適合的模架完成模架設(shè)計(jì)；（8）在 UG4.0 中出模具轉(zhuǎn)配圖和模仁圖，以及對(duì)模架板塊需要再加工的各組件出工程圖；（9）把 UG4.0 工程圖轉(zhuǎn)入 AUTOCAD 中進(jìn)行完善。目錄第二章 塑件成型工藝分析2.1 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)依據(jù)用途清單最大幾何尺寸：346.7X281.4X51.2mm環(huán)境：室內(nèi)，使用溫度范圍 0℃~60℃無(wú)化學(xué)品接觸抗沖擊要求：限定量從 2m 高度，0℃下摔下外殼不出現(xiàn)裂縫或者開(kāi)裂特征剛性要求：在 4Kg 負(fù)荷下無(wú)變形電氣性能：電絕緣性好外觀要求：部件美觀，外部光潔性一般使用壽命：7 年以上根據(jù)上述使用要求可歸納產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求為制品材料需要具有一定的抗沖擊性并且由于是電子產(chǎn)品的外殼要有良好的電絕緣性，隨著數(shù)碼產(chǎn)品的大量普及價(jià)格也不斷下跌要求生產(chǎn)自動(dòng)化程度高，成型周期短生產(chǎn)自動(dòng)化程度高、成型周期短，有較好電絕緣性。2.2 制品結(jié)構(gòu)和形狀的設(shè)計(jì)用 UG4.0 軟件進(jìn)行顯示器后殼的三維建模，三維實(shí)體模型更加直觀的表現(xiàn)了產(chǎn)品造型,可以從各個(gè)角度對(duì)模型進(jìn)行觀察，軟件可以測(cè)量并且還可以根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)使用 UG4.0 的 CAE 分析模塊 --塑性顧問(wèn)進(jìn)行熔體的充模仿真，可以驗(yàn)證模具結(jié)構(gòu)的正確性，制品如圖 2.2第二章 塑件成型工藝分析4圖 2.2: 顯示器后殼（用 UG4.0 設(shè)計(jì)完成的制品圖）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)52.3．制品材料選擇通用塑料如聚丙烯 PP，聚乙烯 PE，聚氯乙烯 PVC 具有應(yīng)用范圍廣、加工性能良好，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，但由于其力學(xué)性能較差且成型收縮率較大不易成型尺寸穩(wěn)定的制品故不選用，以下拿三種常用典型材料比較選取。2.3.1丙烯腈—丁二烯—苯乙烯三元共聚物（ABS）ABS 外觀上是淡黃色非晶態(tài)樹(shù)脂，不透明，密度與聚苯乙烯基本相同。ABS 具有良好的綜合物理力學(xué)性能，耐熱，耐腐，耐油，耐磨、尺寸穩(wěn)定，加工性能優(yōu)良，它具有三種單體所賦予的優(yōu)點(diǎn)。其中丙烯腈賦予材料良好的剛性、硬度、耐油耐腐、良好的著色性和電鍍性；丁二烯賦予材料良好的韌性、耐寒性；苯乙烯賦予材料剛性、硬度、光澤性和良好的加工流動(dòng)性。改變?nèi)M分的比例，可以調(diào)節(jié)材料性能。ABS 為無(wú)定形聚合物，無(wú)明顯熔點(diǎn)，熔融流動(dòng)溫度不太高，隨所含三種單體比例不同，在 160~190℃范圍即具有充分的流動(dòng)性，且熱穩(wěn)定性較好，在約高于 285℃時(shí)才出現(xiàn)分解現(xiàn)象，因此加工溫度范圍較寬。ABS 熔體具有明顯的非牛頓性，提高成型壓力可以使熔體粘度明顯減小，粘度隨溫度升高也會(huì)明顯下降。ABS 吸濕性稍大于聚苯乙烯，吸水率約在 0.2%~0.45%之間，但由于熔體粘度不太高，故對(duì)于要求不高的制品，可以不經(jīng)干燥，但干燥可使制品具有更好的表面光澤并可改善內(nèi)在質(zhì)量。在80~90℃下干燥 2~3h,可以滿足各種成型要求。 ABS 具有較小的成型收縮率，收縮率變化最大范圍約為 0.3%~0.8%，在多數(shù)情況下，其變化小于該范圍。注塑是 ABS 塑料最重要的成型方法，可以采用柱塞式注塑機(jī)，但更長(zhǎng)采用螺桿式注塑機(jī)，后者更適于形狀復(fù)雜制品、大型制品成型 [5]。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)62.3.2聚苯乙烯（PS）聚苯乙烯是無(wú)色無(wú)臭的透明剛硬固體，制品擲地時(shí)有金屬般響鳴。聚苯乙烯透光率不低于 80%，霧度約為 3%，折射率較大，在 1.59~1.60 之間，具有特殊光亮性，但儲(chǔ)存時(shí)易泛黃。泛黃原因之一是單體純度不夠，特別是在含有微量元素時(shí)；二是聚合物在空氣中緩慢老化引起發(fā)黃。聚苯乙烯較輕，密度在 1.04~1.065 之間。①力學(xué)性能 聚苯乙烯在熱塑性塑料中屬于典型的硬而脆塑料，拉伸、彎曲等常規(guī)力學(xué)性能皆高于聚烯烴，拉伸時(shí)無(wú)屈服現(xiàn)象。②熱學(xué)性能 聚苯乙烯分子鏈雖是剛性鏈，但由于是無(wú)定形結(jié)構(gòu)，超過(guò)玻璃化溫度即開(kāi)始軟化，軟化點(diǎn)僅 95℃左右，許多力學(xué)性能都受到溫度升高的明顯影響。最高連續(xù)使用溫度僅 60~80℃。120℃開(kāi)始成為熔體，180℃后開(kāi)始具有流動(dòng)性，其熱穩(wěn)定性較好，超過(guò) 300℃才開(kāi)始分解，因此聚苯乙烯具有較高的成型加工區(qū)間。③電性能 聚苯乙烯是非極性聚合物，具有頗為優(yōu)異的介電、電絕緣性能，由于吸濕性很小，電性能也不受環(huán)境濕度改變的影響。加工工藝性 吸濕性很小，加工前一般不需要專門的干燥工序成型溫度范圍較寬收縮率及其變化范圍都很小，一般在 0.2%~0.8%有利于成型出尺寸精度較高和尺寸較穩(wěn)定的制品 [5]聚苯乙烯制品容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，并且在空氣中會(huì)緩慢老化引起發(fā)黃很顯然不適合選用目錄2.3.3雙酚A型聚碳酸酯（PC）雙酚 A 型聚碳酸酯是無(wú)色或者微黃色透明的剛硬、堅(jiān)韌固體。①力學(xué)性能雙酚 A 型聚碳酸酯是典型的硬而韌聚合物，具有良好的綜合力學(xué)性能。拉伸、壓縮、彎曲強(qiáng)度均相當(dāng)于聚酰胺 6、聚酰胺 66，沖擊強(qiáng)度高于所有脂肪族聚酰胺和大多數(shù)工程塑料，抗蠕變性也明顯優(yōu)于聚酰胺、聚甲醛。力學(xué)性能方面缺點(diǎn)是耐疲勞性較差，缺口敏感性較明顯②熱性能有良好的耐熱性，玻璃化溫度較高，高于所有的脂肪族聚酰胺，熔融溫度略高于聚酰胺 6 但低于聚酰胺 66，熱變形溫度和最高連續(xù)使用溫度均高于絕大多數(shù)脂肪族聚酰胺，也高于幾乎所有的熱塑性通用塑料。在工程塑料中，他的耐熱性優(yōu)于聚甲醛、脂肪族聚酰胺和 PBT,與 PET 相當(dāng)，但遜于其他工程塑料。聚碳酸酯具有良好的耐熱性，脆化溫度為-100℃③電性能雙酚 A 型聚碳酸酯是弱極性聚合物，極性的存在對(duì)電性能有一定不利影響，在標(biāo)準(zhǔn)條件下電性能雖不如聚烯烴、聚苯乙烯等，但也不失為是電性能較優(yōu)的絕緣材料，特別是因其耐熱性優(yōu)于聚烯烴，可在較寬溫度范圍保持良好的電性能。由于吸濕性較小，環(huán)境溫度對(duì)電性能無(wú)明顯影響。④其他性能在干燥的氣候條件下物理力學(xué)性能基本不變，但在潮濕環(huán)境及強(qiáng)烈日照條件下，會(huì)產(chǎn)生表面裂紋并發(fā)暗，在火焰中可緩慢燃燒，離火源后可自熄 [5]。PC 剪切黏度高，充模阻力大，并且由于其在力學(xué)性能方面的缺點(diǎn)也不選用。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)8表 2.1: 三種材料性能參數(shù)表ABS PS PC密 度 1.05 1.04~1.06 1.18~1.20收 縮 率 0.3~0.8 0.2~0.8 0.5~0.7熔 點(diǎn) 130~160 131~165 220~240熱變形溫度（45N/cm2）65~98 65~90 132~138模具溫度 60~80 40~60 85~120噴嘴溫度 180~190 160~170 250~300中段溫度 180~230 170~190 270~320后段溫度 150~170 140~160 250~270注射壓力 60~100 60~100 50~110塑化形式 螺桿式柱塞式 螺桿式柱塞式 螺桿式柱塞式拉伸強(qiáng)度 33~49 35~63 60~66拉伸彈性模量 1.8 2.8~3.5 2.3彎曲強(qiáng)度 80 61~98 105~113彎曲彈性模量 1.4 - 1.54壓縮強(qiáng)度 18~39 80~112 85缺口沖擊強(qiáng)度 11~20 0.25~0.40 不斷硬 度 R62~86 洛氏 M65~80 11.7HB體積電阻率 1016 1017~1019 1015介電常數(shù) 60Hz2.4~5.0 106 Hz≥2.7 60Hz3.0擊穿電壓 - 19~27 20~30外 觀 淺象牙色或白色不透明無(wú)色透明、摔打音清脆透明微黃特 點(diǎn)耐熱、表面硬度高、，尺寸穩(wěn)定、耐化學(xué)及電性能好，易成型加工，可鍍鉻耐水、耐化學(xué)品、絕緣性好、不耐沖擊不耐溫透明度高、硬而韌、高抗沖、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)電絕緣性和耐熱性好、耐開(kāi)裂耐藥品性差材料最終選定為ABS,其綜合性能優(yōu)異，具有較高的力學(xué)性能，流動(dòng)性好，易于成型；成型收縮率小，理論計(jì)算收縮率為0．5％ ；溢料值為0．04 mm；比熱容較低，在模具中凝固較快，模塑周期短。制件尺寸穩(wěn)定，表面光亮。目錄2.4 注射工藝選擇2.4.1 ABS塑料的干燥ABS塑料的吸濕性和對(duì)水分的敏感性較大，在加工前進(jìn)行充分的干燥和預(yù)熱，不單能消除水汽造成的制件表面煙花狀泡帶、銀絲，而且還有助于塑料的塑化，減少制件表面色斑和云紋。ABS原料需要控制水分在0.3%以下 [5]。注塑前的干燥條件是：干冬季節(jié)在75～80℃以下，干燥2～3h，夏季雨水天在80～90℃下，干燥4～8h，干燥達(dá)8～16h可避免因微量水汽的存在導(dǎo)致制件表面霧斑。在此，由于顯示器后殼外殼屬批量件要求自動(dòng)化程度高實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)選用烘干料斗并裝備熱風(fēng)料斗干燥器，以免干燥好的ABS在料斗中再度吸潮 [。表2.4: ABS工藝參數(shù)表工藝參數(shù) 通用型 ABS料桶后部溫度 180~200料桶中部溫度 210~230料桶前部溫度 200~210噴嘴溫度/℃ 180~190模具溫度/℃ 50~70ABS塑料非牛頓性較強(qiáng)，在熔化過(guò)程溫度升高時(shí)，其熔融降低很小，但一旦達(dá)到塑化溫度(適宜加工的溫度范圍，如220～250℃)，如果繼續(xù)盲目升溫，必將導(dǎo)致耐熱性不太高的ABS的熱降解反而使熔融粘度增大，注塑更困難，制件的機(jī)械性能也下降。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)102.4.2 注射壓力ABS熔融的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，在注射時(shí)要采用較高的注射壓力。但并非所有ABS制件都要施用高壓，考慮到本制件小型、構(gòu)造不算非常復(fù)雜、厚度中等可以用較低的注射壓力。注制過(guò)程中，澆口封閉瞬間型腔內(nèi)的壓力大小決定了制件的表面質(zhì)量及銀絲狀缺陷的程度。壓力過(guò)小，塑料收縮大，與型腔表面脫離接觸的機(jī)會(huì)大，制件表面容易霧化。壓力過(guò)大，塑料與型腔表面摩擦作用強(qiáng)烈，容易造成粘模。2.4.3 注射速度ABS塑料采用中等注射速度效果較好。當(dāng)注射速度過(guò)快時(shí)，塑料易燒焦或分解析出氣化物，從而在制件上出現(xiàn)熔接痕、光澤差及澆口附近塑料發(fā)紅等缺陷。2.4.4模具溫度ABS的成型溫度相對(duì)較高，模具溫度也相對(duì)較高。一般調(diào)節(jié)模溫為75～85％，當(dāng)生產(chǎn)具有較大投影面積制件時(shí)，定模溫度要求70～80℃，動(dòng)模溫度要求50～60℃。2.4.5 料量控制注塑機(jī)注塑ABS塑料時(shí)，其每次注射量?jī)H達(dá)標(biāo)準(zhǔn)注射量的75％。為了提高制件質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定，表面光澤、色調(diào)的均勻，注射量選為標(biāo)定注射量的50％。通常要確保注塑機(jī)生產(chǎn)條件及參數(shù)有一個(gè)很寬的范圍，使大多數(shù)的產(chǎn)品和生產(chǎn)能力要求包含于這范圍內(nèi)，并且在調(diào)整確定這范圍的過(guò)程時(shí)盡量按常規(guī)的工藝流程，這種生產(chǎn)條件范圍愈大，生產(chǎn)過(guò)程愈穩(wěn)定，使注塑產(chǎn)品愈不容易受到生產(chǎn)條件的改變而產(chǎn)生明顯的質(zhì)量降低。目錄第三章 模具與注射機(jī)的關(guān)系模具型腔能否充滿與注射機(jī)允許的最大注射量密切相關(guān)，設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機(jī)實(shí)際的最大注射的范圍內(nèi)。3.1 塑件的體積計(jì)算由于塑件上存在一些曲面，形狀復(fù)雜，所以只能近似的計(jì)算其體積。在UG4.0ngineer 軟件上可算出塑件的總體積V＝287893mm 33.2 注射機(jī)的選擇塑件的體積應(yīng)該小于或者等于注射機(jī)的注射量。其關(guān)系式為：V 件≤0.8V 注V 注——注射機(jī)的注射量所以：V 注≥V 件÷0.8＝359866mm3=359.866cm3由于模具是一模一穴，所以模具塑件的總體積 V 總=359.866cm3估算澆注系統(tǒng)的凝料體積，由于采用的是直接澆口V 凝料=10 cm3所以估算的總體積為 V=359.866+10=369.866cm3由《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 2-40 熱塑性塑料注射機(jī)型號(hào)與主要技術(shù)規(guī)格中，根據(jù)以上所得出的體積結(jié)果，初步選 HTF650X2 注射機(jī)。其主要技術(shù)規(guī)格如表 5。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)12表 5 XS-ZY—500（立式）注射機(jī)主要技術(shù)規(guī)格螺桿直徑（mm） Ф65 鎖模力（kN） 650T注射容量（cm 3） 600 最大注射面積（cm 2）1000注射壓力（MPa） 145 模板行程（mm） 120最大 450 球半徑 15 模具厚度（mm） 最小 300噴嘴（mm） 孔直徑 Ф4.5定位孔直徑（mm） Ф100 0+0.06 中心孔徑（mm） Ф30第三章 模具與注射機(jī)的關(guān)系13第四章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：分型面的選擇、模具型腔數(shù)目的確定及型腔排列方式和冷卻水道布局以及澆口位置的設(shè)置、模具工件零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。4.1 分型面的選擇如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則：1）盡量避免側(cè)凹或內(nèi)凸，盡量選用平面垂直分型面。2）盡量采用簡(jiǎn)單分型面。3) 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。4) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開(kāi)模時(shí)留在動(dòng)模一邊，有利于設(shè)推出機(jī)構(gòu)。5) 保證塑件的精度要求。6) 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。7) 便于模具加工制造。8）把抽芯或分型距離長(zhǎng)的置于開(kāi)模方向上。9) 對(duì)成型面積的影響。10) 對(duì)排氣效果的影響。11）分型面設(shè)在臺(tái)階或轉(zhuǎn)角處，以免顯現(xiàn)分型痕跡。12) 對(duì)側(cè)向抽芯的影響。根據(jù)以上原則和結(jié)合實(shí)際情況下，本設(shè)計(jì)選用如圖1所示分型面：畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)14上圖： 分型面位置4.2 確定型腔的數(shù)量及排列方式該塑件采用一模一穴成型，型腔布置在模具正中位置，這樣有利于澆注系統(tǒng)的模具平衡。排列方式如圖2所示。第四章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖2模具結(jié)構(gòu)要求對(duì)稱，受力平衡時(shí)，模具加工條件好，加工精度高時(shí)，可以增加型腔數(shù)目，反之，則減少型腔數(shù)目，甚至用單腔模具。此外，模具型腔越多，表示模具加工周期越長(zhǎng)，有時(shí)須根據(jù)模具加工周期確定型腔數(shù)目。再者，型腔越多，維修要求越高，頻率越快。確定型腔數(shù)目時(shí)，須考慮維修的因素。塑料模具在確定型腔數(shù)目之后，就要安排合理的型腔的排列方式。首先第一步是確定注塑模具的重心，以此來(lái)確定各型腔的位置。因?yàn)樵谛颓徊贾弥?，要求所有注射力、鎖模力均作用于主流道中心，這樣才能使塑料模具穩(wěn)定可靠地工作。若是各型腔合力作用點(diǎn)中心與主流道不同軸，則模具及鎖模系統(tǒng)的載荷發(fā)生偏載，合模時(shí)各邊受力不同，致使受力小的一側(cè)密合不嚴(yán)，成型時(shí)易產(chǎn)生飛邊溢料。除此之外，各型腔到主流道的距離要盡量短，這樣可以減少凝料量。熔融料進(jìn)入型腔時(shí)，各型腔的溫度要保持一致，使得塑料制品內(nèi)應(yīng)力相近，變形相近。在允許的情況下，使各型腔間距離盡可能大些，以便設(shè)置頂桿、冷卻水道等。型腔在注射時(shí)所承受的反作用力的合力，應(yīng)作用于模板中心，以便與機(jī)筒中心相對(duì)應(yīng)。第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)16第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指熔體從注射機(jī)噴嘴射出后到達(dá)行腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道，澆注系統(tǒng)由主流道，分流道，澆口，冷料穴四部分組成，澆注系統(tǒng)是否合理直接關(guān)系到塑料產(chǎn)品的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：（1）塑料成型特性（2）塑件大小和形狀（3）模具成型塑件的行腔數(shù)（4）塑件外觀（5）成型效率，冷料（7）應(yīng)有利于排氣5.1 主流道設(shè)計(jì)主流道是連接注射機(jī)噴嘴和注塑模具的橋梁，也是熔融的塑料進(jìn)入模具型腔時(shí)流過(guò)的地方，是從注塑機(jī)噴嘴與模具接觸的部位起，到分流道為止的這一段。主流道與注射機(jī)噴嘴接觸處多做成半球形的凹坑，兩者應(yīng)嚴(yán)密的配合，避免高壓塑料熔體溢出，凹坑球半徑 R2 應(yīng)比噴嘴球頭半徑 R1 大 1-2mm。主流道小端直徑應(yīng)比注射機(jī)噴嘴孔直徑大 0.5-1mm。大端直徑應(yīng)比分流道深度大 1.5mm 以上，其錐角不宜太大，一般取 20-60。當(dāng)主流道貫穿幾塊模板時(shí)，必須采用主流道襯套，以避免在模板間的拼縫處溢料，以致主流道凝料無(wú)法脫出。主流道尺寸如圖 3 所示：第四章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得HTF650X2型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴前端球面孔徑：d 1＝4.5mm；噴嘴前端球面半徑：SR 1＝ 14mm；SR2=SR1+（1-2）mm ； d=d1+（0.5-1）mm；取主流道球面半徑：SR 2=16mm；取主流道的小端直徑：d=3.5mm；定位環(huán)直徑為100mm，定位環(huán)埋入5mm；球面配合高度：h＝3～5mm。為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度為3 0，經(jīng)換算得：主流大端直徑：D＝7.5mm;主流道長(zhǎng)度：L＝111mm。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)185.2 澆口設(shè)計(jì)澆口也稱為進(jìn)料口或內(nèi)流道，它是分流道與塑件之間的狹窄部分，是澆注系統(tǒng)中最短小的部分，也是澆注系統(tǒng)最關(guān)鍵的部分，澆口的形狀，位置和尺寸對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。澆口在大多數(shù)情況下是整個(gè)流道中斷面尺寸最小的部分，對(duì)充模流動(dòng)起著控制作用，成型后制品與澆注系統(tǒng)從澆口處分離，因此其尺寸又影響著后加工工作量的大小和塑件的外觀。本設(shè)計(jì)根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用直接澆口，融料從主流道進(jìn)入型腔，直接澆口的優(yōu)點(diǎn)：流動(dòng)性好，加工簡(jiǎn)單，易充滿型腔,缺點(diǎn)：澆口難分離易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，引起塑件變形，設(shè)計(jì)如下圖所示：第六章 斜頂6.1斜滑塊的組合斜滑塊的組合形式 根據(jù)塑件的具體情況，斜滑塊通常通常由2－6塊組成瓣合凹模，在某些特殊情況下，斜滑塊還可以分得更多。設(shè)計(jì)斜滑塊的組合形式時(shí)應(yīng)考慮分型與抽芯的方向要求，并盡量保證塑件具有較好的外觀質(zhì)量，不要使塑件表面有明顯的鑲拼痕跡，另外，還應(yīng)使滑塊的組合部分具有足夠的強(qiáng)度。6.2斜滑塊的導(dǎo)滑形式斜滑塊的導(dǎo)滑形式如圖所示，四種形式中滑塊均沒(méi)有鑲?cè)搿檎w式導(dǎo)滑槽其中半圓形也可制成方形。成為斜的梯形槽；圖為鑲拼式，常稱鑲塊導(dǎo)滑或分模楔導(dǎo)滑，導(dǎo)滑部分和分模楔都單獨(dú)制造后鑲?cè)肽？颍@樣就可以進(jìn)行熱處理和磨削加工，從而提高了精度和耐磨性，分模楔的位置要有良好的定位，所以用圓柱銷導(dǎo)滑，因滑塊與模套可以同時(shí)加工所示平行度容易保證，但應(yīng)注意導(dǎo)柱的斜角要小于模套的斜角。第四章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)塑料制品內(nèi)側(cè)有凹凸時(shí)一般采用斜頂方式抽芯，其組成有斜頂，斜頂座，導(dǎo)向塊，所以此設(shè)計(jì)采用斜頂抽芯機(jī)構(gòu)。斜頂?shù)某榘谓且话氵x?。?-22）°，直身管位長(zhǎng)度一般需大于5 mm，為了保證其強(qiáng)度，厚度一般需大于5mm。此次設(shè)計(jì)如下圖所示：第七章 成型零件的設(shè)計(jì)20第七章 成型零件的設(shè)計(jì)常用型腔成型尺寸的計(jì)算方法主要有兩種：平均收縮率法和公差帶法，兩種計(jì)算方法的區(qū)別在于平均收縮率法計(jì)算公式是建立在塑件的成型收縮率和成型零件工作尺寸的制造偏差及其磨損量分別等于它們各自平均值基礎(chǔ)上，當(dāng)塑件的尺寸精度要求較高或塑件尺寸比較大時(shí)，這種誤差有可能會(huì)顯著增加，這時(shí)一些模具設(shè)計(jì)單位就采用公差帶法來(lái)進(jìn)行尺寸計(jì)算，平均收縮率法計(jì)算簡(jiǎn)單無(wú)需驗(yàn)算而公差帶法計(jì)算復(fù)雜需要經(jīng)過(guò)多次初算驗(yàn)算，且考慮因素較多 [9]。考慮到顯示器后殼模具較簡(jiǎn)單制造成本高，設(shè)計(jì)時(shí)間短故按平均收縮率法計(jì)算成型尺寸比較簡(jiǎn)單易行 [11]。采用 δ Z ,δ C取固定值的平均收縮率法：Lm---------型腔的徑向工作尺寸 Lm=[Ls+ Ls×Scp-（3/4）△]Ls---------塑件的徑向圖樣尺寸Scp--------收縮率的平均值，查表得 ABS 收縮率范圍是 0.03~0.08△---------塑件尺寸公差δ Z --------型腔制造公差δ C --------型腔最大許用磨損量，δ C 取為塑件尺寸公差△的三分之一表 3.4: 公式表δ Z ,δ C取固定值的平均收縮率法型腔內(nèi)徑尺寸型芯外徑尺寸型腔深度尺寸型芯高度尺寸中心距尺寸查手冊(cè)得 ABS 塑料收縮率波動(dòng)為 0.3~0.8%。7.1 型腔徑向尺寸計(jì)算（此題公差為自己標(biāo)注）以最大徑向尺寸計(jì)算，測(cè)量得 Ls 為 346.7mm,塑件精度選為 MT2 對(duì)應(yīng)的型腔加工精度為 IT9，以該精度查型腔的尺寸公差表，按照 A 類受模具活動(dòng)部分影響的尺寸公第四章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)差查表得△=0.42mm, δ C=△/3=0.14mm畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)22Lm=[346.7+346.7×（0.003+0.008）/2-（3/4）×0.42]=348.29 0+0427.2 型芯外徑尺寸計(jì)算以型芯最大徑向尺寸計(jì)算，測(cè)量得 Ls 為 341.7mm,塑件精度選為 MT2 對(duì)應(yīng)的型腔加工精度為 IT9，以該精度查型腔的尺寸公差表，按照 A 類受模具活動(dòng)部分影響的尺寸公差查表得△=0.42mm, δ C=△/3=0.14mmLm=[341.7+341.7×（0.003+0.008）/2+(3/4) ×0.42]=343.9 -0.4207.3 型腔深度尺寸計(jì)算由 UG4.0 測(cè)量得型腔深度為 42.03mm，以 IT9 精度等級(jí)制造型腔查手冊(cè)，按 B 類不受模具活動(dòng)部分影響的尺寸公差值查表得△=0.32mm，δ C =0.1mmLm=[42.03+42.03×（0.003+0.008）/2-（3/4）×0.32] 0+0.32=42.020+0.327.4 型芯高度尺寸計(jì)算UG4.0 測(cè)量得塑件高度尺寸為 39.7mm，以 IT9 精度等級(jí)制造查手冊(cè)得，按 A 類不受模具活動(dòng)部分影響的尺寸公差值查表得△=0.20，δ Z=0.067mmhm=[39.7+39.7×(0.003+0.008)/2+(2/3) ×0.20] 0-0.067=40.05 0-0.067mm第八章 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)23第八章 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與模架的選用8.1 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)制件推出（頂出）是注射成型過(guò)程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定制品的質(zhì)量，因此，制品的推出是不可忽視的。在設(shè)計(jì)推出脫模機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)遵循下列原則。1）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè) 由于推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過(guò)裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿來(lái)驅(qū)動(dòng)的，所以一般情況下，推出機(jī)構(gòu)設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。正因如此，在分型面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量注意，開(kāi)模后使塑件能留在動(dòng)模一側(cè)。2）保證塑件不因推出而變形損壞 為了保證塑件在推出過(guò)程中不變形、不損壞，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析塑件對(duì)模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置。推力點(diǎn)應(yīng)該作用在制品剛性好的部位，如筋部、凸緣、殼體形制品的壁緣處，盡量避免推力點(diǎn)作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如殼體形制件及筒形制件多采用推板推出。 從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。3）機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使推出動(dòng)作可靠、靈活，制造方便，機(jī)構(gòu)本身要有足夠的強(qiáng)度、剛度和硬度，以承受推出過(guò)程中的各種力的作用，確保塑件順利脫模。4）良好的塑件外觀 推出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部，或隱蔽面和非裝飾面，對(duì)于透明塑件，尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外觀質(zhì)量。5）合模時(shí)的正確復(fù)位 設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)，還必須考慮合模時(shí)機(jī)構(gòu)的正確復(fù)位，并保證不會(huì)與其他模具零件相干涉。推出機(jī)構(gòu)的種類按動(dòng)力來(lái)源可分為手動(dòng)推出，機(jī)動(dòng)推出，液壓氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)由于塑件較大，而且有側(cè)向抽芯，經(jīng)過(guò)綜合地考慮，方案1，要設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)只能采用頂針推出；方案2，直接采用手動(dòng)脫模，但時(shí)間會(huì)加長(zhǎng)要增加勞動(dòng)力。所以，從經(jīng)濟(jì)上和時(shí)間上考慮決定采用方案1。如下圖所示畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)248.2 模架的選用本設(shè)計(jì)采用CI-7070-A120-B100-C150的標(biāo)準(zhǔn)模架，此模架設(shè)計(jì)采用自動(dòng)脫模，所以適合標(biāo)準(zhǔn)模架。第九章 注射機(jī)工藝參數(shù)校核25第九章 注射機(jī)工藝參數(shù)校核9.1 注射壓力的校核塑件成型所需要的注射壓力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定注射壓力，其關(guān)系按下式校核：P 成 ≤P 注式中 P 成 ——塑件成型所需的注射壓力（ MPa） ；P 注 ——所選注射機(jī)的額定注射壓力（MPa） 。本塑件成型材料為 ABS，P 成 =110—140MPa，對(duì)于 XS-ZY—500（立式）型注射機(jī)，P 注 =145MPa，因此 P 成 ≤P 注 ，所以注射壓力滿足要求。9.2 鎖模力的校核 模具所需的最大鎖模力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定鎖模力，其關(guān)系按下式校核：P 腔 ×F≤P 鎖 =150kN式中 P 腔 ——模具的型腔壓力；F——塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（mm 2） ；P 鎖 ——注射機(jī)的額定鎖模力（N） 。P 腔 =k×P 成k——損耗系數(shù)，這里取 1/3；P 成 ——塑件成型所需的注射壓力（MPa） ，P 成 =110—140MPa，這里 P 成 取140MPa。P 腔 =k×P 成 =1/3×140MPa=46.67MPa。由 UG4.0 分析測(cè)量，估算塑件的表面積：A=97516mm 2 注射機(jī)噴嘴球半徑 14mm，孔直徑 Ф4.5mm，根據(jù)成型塑料，取主流道直徑D1=7mm，故澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 A1=π（7/2） 2=38.46mm2。所以 F=A+ A1=97561mm2+38.46mm2=97599mm2P 腔 ×F=46.67MPa×97599mm2=455×103NP 模 =455×103N