計(jì)算器上蓋注塑模具設(shè)計(jì)說明書（內(nèi)含主要零件加工工藝卡）

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　計(jì)算器上蓋注塑模具設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué) 院 </p><p>　　專 業(yè) </p><p>　　年級班別 </p><p>　　學(xué) 號 </p&g

2、t;<p>　　學(xué)生姓名 WORD2007</p><p>　　指導(dǎo)老師 </p><p><b>　　2016年5月</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)總說明</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題為計(jì)算器上蓋注塑模具設(shè)

3、計(jì)，由于在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，考慮到生產(chǎn)批量，一般都是一副模具，多個(gè)型腔。所以，本次設(shè)計(jì)為一次注塑成型出兩個(gè)計(jì)算器的上蓋殼體，這樣可以保證資源的合理利用同時(shí)也更加符合實(shí)際的生產(chǎn)。另外由于計(jì)算器上蓋殼體的尺寸較大，中間的空格區(qū)域太多。注塑時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)殼體的充填時(shí)間差別較大，甚至還可能發(fā)生過熱、翹曲等由不充分冷卻所造成的問題。所以，通過用Moldflow 分析，得出相應(yīng)的分析結(jié)果，有助于在模具的設(shè)計(jì)過程中充分考慮排氣、引氣以及冷卻等問題。才能保

4、證計(jì)算器上蓋殼體的外觀需要和實(shí)際需求。計(jì)算器上蓋殼體作為外觀構(gòu)件，需要一定的表面質(zhì)量，同時(shí)也應(yīng)該具備較好的強(qiáng)度、硬度和機(jī)械強(qiáng)度，以達(dá)到一定的耐用性。</p><p>　　整個(gè)計(jì)算器上蓋殼體的造型設(shè)計(jì)及成型模具設(shè)計(jì)的過程涉及塑件的造型設(shè)計(jì)、原料選擇、外形分析、工藝分析、抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、動(dòng)模定模鑲塊的設(shè)計(jì)、主要的成型尺寸的計(jì)算、注射機(jī)的選擇及校核、分型面的選擇、澆口的選擇、分流道的選擇、模架的選擇、模

5、具內(nèi)部結(jié)構(gòu)的選擇等等。本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，旨在培養(yǎng)我們運(yùn)用模具專業(yè)知識的能力，以及提高我們對塑件的造型及模具設(shè)計(jì)的理解，對于我們鞏固和應(yīng)用模具專業(yè)的知識起到一個(gè)很好的作用，同時(shí)，也可以為社會(huì)相關(guān)行業(yè)輸送專業(yè)的人才，故本次計(jì)算器上蓋殼體注塑模具設(shè)計(jì)的選題，具有很大的現(xiàn)實(shí)的意義。</p><p>　　關(guān)鍵詞：計(jì)算器上蓋殼體，模具設(shè)計(jì)，模流分析</p><p>　　General design de

6、scription</p><p>　　The topic of this graduation's design is the calculator on the lid injection mold design, because in the actual production, taking into account the production batch, generally is a mol

7、d, multiple cavity. Therefore, the design for an injection molding out of the two calculators on the cover of the housing, so that the rational use of resources can be guaranteed at the same time also more in line with t

8、he actual production. In addition, due to the size of the size of the shell of the calculator, t</p><p>　　The calculator on the cover shell design and mold design process involves selection and check of the

9、plastic parts of the shape design, selection of raw materials, shape analysis, process analysis, pumping core body design, cooling system design, dynamic simulation fixed die insert design, the main molding size calculat

10、ion, injection machine, the selection of parting surface, the choice of gate and runner, mold selection, mold the internal structure of the choice and so on. The graduation design</p><p>　　Key words: The cov

11、er shell of calculators , Mold design，Moldflow analysis</p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　1.1 模具在制造加工工業(yè)中的地位</p><p>　　模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬

12、鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。  </p><p>　　對模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動(dòng)化操作簡便；從模具制造的角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。  </p><p>　　模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型

13、腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結(jié)構(gòu)對操作難以程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時(shí)，應(yīng)盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動(dòng)，為此，常采用自動(dòng)開合模自動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)，在全自動(dòng)生產(chǎn)時(shí)還要保證制品能自動(dòng)從模具中脫落。另外模具

14、對制品的成本也有影響。當(dāng)批量不大時(shí)，模具的費(fèi)用在制件上的成本所占的比例將會(huì)很大，這時(shí)應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡單的模具，以降低成本。</p><p>　　現(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少是三項(xiàng)重要因素，尤其是模具對實(shí)現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要的作用。高效的全自動(dòng)設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提

15、的。由于制件品種和產(chǎn)量需求很大，對模具也提出了越來越高的要求。</p><p>　　因此促進(jìn)模具的不斷向前發(fā)展。</p><p>　　1.2 世界模具的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　全球主要模具生產(chǎn)國包括亞洲地區(qū)的日本、韓國與中國大陸，以及美洲地區(qū)的美國、歐洲地區(qū)的德國，在全球主要模具產(chǎn)銷國家當(dāng)中，大陸模具家數(shù)及從業(yè)人數(shù)最多，將近七成屬國有企業(yè)，外資企業(yè)亦占多數(shù)，大

16、型模具廠員工人數(shù)約600~700人，更有規(guī)模達(dá)上千人的公司，以鴻海轉(zhuǎn)投資的富士康集團(tuán)(Foxconn)員工人數(shù)將近6,000人最具代表性，中型模具廠則150~300人之間，小型模具廠也至少有50人左右，其它國家的模具業(yè)則多以中小型企業(yè)型態(tài)經(jīng)營。</p><p>　　在產(chǎn)品類別上，近年來日本與中國大陸偏重生產(chǎn)沖壓模及塑料模，兩者產(chǎn)值合計(jì)比重高達(dá)八成，南韓則以其它模具產(chǎn)值比重最大，占總產(chǎn)值四成七。在應(yīng)用市場方面，日本

17、、韓國、美國與德國以汽車模具為最大宗產(chǎn)品，而我國則以電子通訊產(chǎn)品用模具為主。</p><p>　　依照近幾年各國出入超狀況來看，日本、南韓及德國的模具屬強(qiáng)/準(zhǔn)出超品，大陸與美國的模具則因國內(nèi)需求市場大，本國廠商無法完整供應(yīng)，須藉進(jìn)口模具以滿足下游市場的產(chǎn)品制造，因此屬強(qiáng)/準(zhǔn)入超品。由2002年各國主要進(jìn)出口國別分析，與地域分布有極大的關(guān)聯(lián)性，進(jìn)出口地區(qū)多屬鄰近國家，而日本較特別的是出口地區(qū)以美國為主，但隨中國大陸

18、近年各下游產(chǎn)業(yè)快速的發(fā)展，已有漸漸轉(zhuǎn)向拓展大陸市場的趨勢。</p><p>　　1.3 我國模具的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　目前我國的模具出口大幅增長，模具水平和競爭力提高，模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更趨高檔，復(fù)雜、精密、長壽的模具份額提高到30％。我國政府對模具工業(yè)和模具技術(shù)發(fā)展非常重視，特別是在改革開放以來．充分肯定了模具工業(yè)和技術(shù)在制造業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)中的重要基礎(chǔ)地位。1984年成立了中國模具工業(yè)

19、協(xié)會(huì)，并在“六五”、七五”計(jì)劃中專項(xiàng)支持。在“八五”科技開發(fā)計(jì)劃中，先進(jìn)制造技術(shù)列在第一位，而模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)又列在先進(jìn)制造技術(shù)的第一位。在此期間，國家投入數(shù)千萬元的研發(fā)費(fèi)用(加上地方和企業(yè)自籌，研發(fā)經(jīng)費(fèi)超過l億元)，形成近百項(xiàng)技術(shù)成果，大大縮短了我國與世界發(fā)達(dá)國家的技術(shù)差距。改革開放以來，在模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展上我國政府也給與政策方面的優(yōu)惠支持，我國模具工業(yè)的面貌發(fā)生了根本性的變化。</p><p>　　雖然中國模具工

20、業(yè)在過去l0多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。如精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重還比較低，CAD／CAE／CAM技術(shù)的普及率不高，許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用還不夠廣泛等等。特別在大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具技術(shù)上存在明顯差距，這些類型模具的生產(chǎn)能力也不能滿足國內(nèi)需求，因而需要大量從國外進(jìn)口。目前我國模具設(shè)計(jì)制造水平在總體上要比德、美等國家落后許多，也比韓國、新加坡等國落后。目前主要存在的問題有：<

21、;/p><p><b>　　1、產(chǎn)品質(zhì)量不高</b></p><p>　　在國內(nèi)模具總量中，屬大型、精密、復(fù)雜、高壽命模具的比例只有30％左右，國外在50％以上。國內(nèi)模具生產(chǎn)廠家，工藝條件參差不齊，差距很大?，F(xiàn)代模具工業(yè)早已走出以前手工制模的時(shí)代，進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代，實(shí)現(xiàn)了無圖化生產(chǎn)。我國不少廠家由于設(shè)備不配套很多工作依賴手工完成，嚴(yán)重影響了精度和質(zhì)量。受售價(jià)限制，國產(chǎn)模具

22、多采用2Cr13和3Cr13材料，再作精密熱處理，而國外則采用專用模具材料DINI、2316，其綜合機(jī)械性能(耐磨、耐腐蝕)及拋光亮度均明顯優(yōu)于國產(chǎn)材料。這從根本上影響了國產(chǎn)模具的外觀質(zhì)量和使用壽命。</p><p>　　2、標(biāo)準(zhǔn)化水平不高 </p><p>　　由于中國模具標(biāo)準(zhǔn)化工作起步較晚，模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)、銷售、推廣和應(yīng)用工作也比較落后，因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件品種規(guī)格少、供應(yīng)不及時(shí)

23、、配套性差等問題長期存在，從而使模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率一直較低。近年來雖然由于外資企業(yè)的介入，比例已有較大提高，但總的來說還很低。據(jù)初步估計(jì)，目前這一比例大致為40％～45％。而國際上一般在70％以上，其中中小模具在80％以上。由于中國模具企業(yè)的性質(zhì)和所在的地區(qū)不同，模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率存在很大差異。三資企業(yè)要比其它企業(yè)高，南方的企業(yè)要比北方的高。</p><p><b>　　3、缺乏相關(guān)人才</b

24、></p><p>　　據(jù)勞動(dòng)部門調(diào)查顯示，目前企業(yè)對模具人才的需求越來越大，在北京、廣東、浙江等地，模具設(shè)計(jì)人員、模具開發(fā)人員、模具維修人員等已成為人才市場最緊缺的人才之一。模具行業(yè)是一個(gè)需長期積累經(jīng)驗(yàn)的行業(yè)，現(xiàn)在的年輕人能堅(jiān)持下來而有所成就的很少。由于最初的學(xué)習(xí)非常枯燥，因此許多初學(xué)者常半途而廢。此外，我國傳統(tǒng)教育方式對模具人才的培養(yǎng)存在不足。一些高校盡管在近幾年內(nèi)設(shè)立了模具專業(yè)，但由于受軟硬件設(shè)施限制

25、，培養(yǎng)出的學(xué)員實(shí)際技能不夠。而社會(huì)上各種各樣的模具培訓(xùn)班，由于缺乏規(guī)范的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此學(xué)員質(zhì)量良莠不齊。</p><p>　　1.4 塑料模具的國內(nèi)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p>　　國內(nèi)注塑模在質(zhì)與量上都有了較快的發(fā)展。但是與國外的先進(jìn)技術(shù)相比，我國還有大部分企業(yè)仍然處于需要技術(shù)改造、技術(shù)創(chuàng)新、提高產(chǎn)品質(zhì)量、加強(qiáng)現(xiàn)代化管理以及體制轉(zhuǎn)軌的關(guān)鍵時(shí)期。</p><p>

26、　　關(guān)于全國塑料加工業(yè)區(qū)域分布，珠三角、長三角的塑料制品加工業(yè)位居前列，浙江、江蘇和廣東塑料模具產(chǎn)值在全國模具總產(chǎn)值中的比例也占到70％?，F(xiàn)在，這3個(gè)省份的不少企業(yè)已意識到塑模業(yè)的無限商機(jī)，正積極組織模具產(chǎn)品的開發(fā)制造。</p><p>　　塑料制品在汽車、機(jī)電、儀表、航天航空等國家支柱產(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，世界塑料模具市場中塑

27、料成形模具產(chǎn)量中約半數(shù)是注塑模具。</p><p>　　目前，我國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有3萬多家，從業(yè)人數(shù)80多萬人。在我國，廣東、上海、浙江、江蘇、安徽是主要生產(chǎn)中心。廣東占我國模具總產(chǎn)量的四成，注塑模具比例進(jìn)一步上升，熱流道模具和氣輔模具水平進(jìn)一步提高。</p><p>　　注塑模具在量和質(zhì)方面都有較快的發(fā)展，我國最大的注塑模具單套重量己超過50噸，最精密的注塑模具精度己達(dá)到2微米。制件精度

28、很高的小模數(shù)齒輪模具及達(dá)到高光學(xué)要求的車燈模具等也已能生產(chǎn)，多腔塑料模具已能生產(chǎn)一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產(chǎn)擠出速度達(dá)6m/min以上的高速塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在CAD/CAM技術(shù)得到普及的同時(shí)，CAE技術(shù)應(yīng)用越來越廣，以CAD/CAM/CAE一體化得到發(fā)展，模具新結(jié)構(gòu)、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，特別是汽車、家電等工業(yè)快速

29、發(fā)展，使得注塑模的發(fā)展迅猛。</p><p>　　整體來看我國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進(jìn)步，但與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時(shí)，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。</p><p>　　1.

30、5 本文的主要工作內(nèi)容</p><p>　　本文的主要研究工作根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，及模具設(shè)計(jì)中的一些經(jīng)驗(yàn)、資料的研究，依照模具設(shè)計(jì)的基本要求和基本成型，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)論文主要內(nèi)容包括設(shè)計(jì)說明書一份、塑料計(jì)算器外殼注塑模具設(shè)計(jì)2D圖紙一套、外文翻譯一份和主要零件加工工藝卡一份。說明書內(nèi)容具體可分為：</p><p>　?。?）、計(jì)算器外殼尺寸設(shè)計(jì)；</p><p>

31、;　　（2）、塑料及注塑機(jī)的選擇；</p><p>　?。?）、塑件的模流分析；</p><p>　　（4）、分型面的選擇；</p><p>　?。?）、模具成型零件的工作尺寸計(jì)算；</p><p>　　（6）、型腔的數(shù)目排列方式；</p><p>　?。?）、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算；</p><p&

32、gt;　?。?）、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，推桿形式及尺寸的計(jì)算校核；</p><p>　?。?）、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算；</p><p>　?。?0）、模具的工作過程分析。</p><p>　　2 塑件成型工藝分析</p><p>　　2.1 塑件的使用要求</p><p>　　由于計(jì)算器在使用時(shí)，強(qiáng)度、抗沖擊要求不高，但要求

33、外觀精美，表面光滑，趨于市場變化需要、消費(fèi)者要求，計(jì)算器外殼應(yīng)當(dāng)能有各種顏色，甚至是透明的外殼，因此制作計(jì)算器外殼的塑料應(yīng)當(dāng)要便于染色，流動(dòng)性良好。</p><p>　　通過查閱相關(guān)資料，本設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)采用ABS塑料。ABS塑料是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成,其代號為ABS。ABS可以改變其三種單體成分的比例來改變其性能特性，且ABS具有良好的配混性、成型加工性，ABS與MMA混合可制成透明ABS，透光性

34、達(dá)80%，也可以電鍍各種顏色，因此也滿足了制作計(jì)算器外殼應(yīng)當(dāng)具有的涂裝性、染色性。ABS還具有很高的易加工性及尺寸穩(wěn)定性，因此，選用ABS塑料是最好的注塑塑料。</p><p>　　塑件外觀尺寸圖如圖2.1所示：</p><p>　　圖2.1 計(jì)算器上蓋殼體平面圖及三維造型圖</p><p>　　2.2 塑件的材料分析</p><p>　　2

35、.2.1 ABS的性能分析</p><p>　　ABS由苯乙烯、丙烯腈和丁二烯乳漿共聚合而成，外觀本色呈牙色，無毒無味、兼有韌、硬、鋼的特性，ABS塑料板材具有良好的綜合性能。ABS塑料板材本身耐熱性和耐溶劑性良好，且具有光澤性，沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度及塑件的表面硬度佳，尺寸穩(wěn)定性好、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性、成型加工和機(jī)械加工較好[1]。</p><p><b>　　成型性能:

36、</b></p><p>　　ABS屬于無定性料，流動(dòng)性中等，吸濕大，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件必須長時(shí)間預(yù)熱干燥；宜取高料溫、高模溫，但料溫過高易分解（分解溫度為≥250℃），對精度要求高的塑件，模溫宜取50-60℃，對光澤、耐熱塑件，模溫宜取60-80℃。</p><p>　　2.2.2 ABS的注塑成型工藝參數(shù)</p><p>　　通過查閱資

37、料，以下是ABS塑料的成型性能參數(shù)，詳見表2.1：</p><p>　　2.3 塑件的尺寸精度、塑件表面質(zhì)量、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析</p><p>　　2.3.1 塑件的尺寸精度分析</p><p>　　該零件要求精度等級為未注故用MT5級及IT11，精度要求較低，相對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工容易保證，從塑件的壁厚上來看，壁厚最大處為2mm，壁厚均勻，有利于零件的

38、成型。</p><p>　　2.3.2 塑件的表面質(zhì)量分析</p><p>　　從零件圖上分析，該零件為計(jì)算器上蓋外殼體，高度為23mm，中部為傾角為2°的鍵盤面板，面板下面呈殼體。塑件四周均為直徑為φ18mm的圓角，自攻螺紋固定處均為R0.5mm的倒圓角，整體殼的厚度為2mm，硬度較高，對表面要求不算太高。</p><p>　　2.3.3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝

39、性分析</p><p>　　（1）、從圖紙上看，該塑件外形為與水平面呈23°的斜面，塑件外圍輪廓圓角過渡無尖角存在，壁厚均勻，且符合最小壁厚要求；</p><p>　?。?）、塑件型腔較大，有尺寸不等且分布不是很均勻的孔；</p><p>　?。?)、殼體內(nèi)側(cè)面有6個(gè)安裝螺釘?shù)耐古_，可增強(qiáng)塑件的強(qiáng)度，減少塑件的變形；側(cè)邊上有3個(gè)加強(qiáng)筋柱，用于塑件安裝過程中

40、的定位；</p><p>　?。?）、塑件的左右兩側(cè)均有一個(gè)橢圓形的條狀通孔，要考慮側(cè)向分型抽芯裝置；</p><p>　　（5）、為塑件順利脫模，可在塑件內(nèi)部及加強(qiáng)肋處增設(shè)1°～2°的拔模斜度。</p><p>　　3 模塑工藝參數(shù)的編制</p><p>　　3.1 塑件的體積和重量</p><p&g

41、t;　　利用UG軟件進(jìn)行三維實(shí)體建模，并可直接通過軟件進(jìn)行分析，得到塑件的體積為V件=16.36cm3,質(zhì)量為M件=17.2g。</p><p>　　3.2 型腔數(shù)量確定</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用點(diǎn)澆口三板模設(shè)計(jì),采用一模兩腔的形式，便于將水口料脫掉。同時(shí)為滿足制件的精度要求，按照生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，每增加一個(gè)型腔，塑件的尺寸精度將下降4%，一般當(dāng)型腔數(shù)目大于4時(shí)，則生產(chǎn)不出高精度制品。由于計(jì)

42、算器外殼制件對尺寸精度的要求較高，所以在便于將水口料脫掉的同時(shí)且滿足較高的精度要求，故本設(shè)計(jì)暫定型腔的數(shù)量為一模兩腔。暫定型腔排列圖，如圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 點(diǎn)澆口型腔排列圖</p><p><b>　　4 模流分析</b></p><p>　　4.1 MPI 6.1簡介</p><p>　　Mo

43、ldflow Plastics Insight（注塑成型模擬分析），簡稱MPI。MPI的主要作用是對塑料產(chǎn)品和模具進(jìn)行深入分析，它可以在計(jì)算機(jī)上對整個(gè)注塑過程進(jìn)行模擬分析，包括填充、保壓、冷卻、翹曲、纖維取向、結(jié)構(gòu)應(yīng)力和收縮，以及氣體輔助成型分析等，使模具設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)階段通過電腦模擬分析能確定和修改潛在問題。并幫助模具設(shè)計(jì)人員預(yù)測常碰到的問題并加以修正設(shè)計(jì)，提高試模的成功率。它的效益是改變材料材質(zhì)以節(jié)省材料費(fèi)用及煩瑣的射出成形條件設(shè)定，

44、以達(dá)到降低成本之目的。</p><p>　　MPI軟件的主要模塊：①模型輸入與修復(fù)，②塑料材料與注塑機(jī)數(shù)據(jù)庫，③流動(dòng)分析，④冷卻分析，⑤翹曲分析，⑥纖維填充取向分析，⑦優(yōu)化注塑工藝參數(shù)，⑧結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析，⑨確定合理的塑料收縮率，⑩氣體輔助成型分析等模塊。</p><p>　　4.2計(jì)算器上蓋殼體的Moldflow分析</p><p>　　4.2.1 Moldflow分

45、析前準(zhǔn)備</p><p>　?。?）、構(gòu)造CAD分析模型：在UG三維設(shè)計(jì)軟件中建立模型，建模完成后再由UG中導(dǎo)出模型；</p><p>　　（2）、導(dǎo)入CAD模型：在 MPI 6.1中導(dǎo)入上述模型將導(dǎo)入類型設(shè)為“Fusion”，單位選擇“毫米”；</p><p>　　（3）、劃分網(wǎng)格和對劃分的網(wǎng)格進(jìn)行診斷優(yōu)化；</p><p>　?。?）、型

46、腔布置； </p><p>　?。?）、建立澆注系統(tǒng)；</p><p>　　（6）、建立冷卻回路；</p><p>　?。?）、選擇模型的材料為ABS。</p><p>　　4.2.2 MPI的分析結(jié)果</p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要對計(jì)算器上蓋的澆口位置、流動(dòng)、冷卻以及翹曲進(jìn)行分析，以下圖示即為分析圖示：

47、</p><p>　　（1）、澆口位置分析：</p><p>　　圖4.1 最佳澆口位置分析</p><p>　　從上面的moldflow分析結(jié)果可知，最佳澆口位置位于按鍵面板的中間區(qū)域，如上圖中的藍(lán)色區(qū)域,從而在本模具后續(xù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須采用點(diǎn)澆口三板模。</p><p><b>　?。?）、流動(dòng)分析：</b>&l

48、t;/p><p>　　圖4.2 充填流動(dòng)分析</p><p>　　從上圖可以看出，塑件的成型時(shí)間非常短暫，不超過2s。依據(jù)上圖塑件的充填時(shí)間可知，澆口位置應(yīng)盡量靠近塑件計(jì)算器塑件的屏幕安裝區(qū)域，這樣可以滿足塑件的平均充填效果，從而使塑件不至于由面板角度（2°）和制件屏幕安裝區(qū)域的傾斜角度（23°）所造成的熔膠充填困難和充填不足所帶來的不良影響。</p>&l

49、t;p><b>　?。?）、冷卻分析：</b></p><p>　　圖4.3 冷卻分析</p><p>　　如圖4.3所示，由于塑件存在側(cè)抽芯成型孔，加上本人在moldflow的操作過程中出現(xiàn)失誤，導(dǎo)致側(cè)抽芯塑件的模流分析的冷卻過程無法進(jìn)行，因此本人用無側(cè)抽的塑件冷卻過程替代側(cè)抽塑件進(jìn)行冷卻分析。如上圖所示，經(jīng)過moldflow的分析可知，成型塑件在冷卻成型的

50、過程后，模具溫度和制件溫度的平均值位于40℃左右，有效地使塑件在成型過程中避免了由模具溫度過高所帶來的一些制件缺陷，如翹曲等。</p><p><b>　?。?）、翹曲分析：</b></p><p>　　圖4.4 翹曲分析</p><p>　　如圖4.4所示，在制件的澆口區(qū)域出現(xiàn)紅色區(qū)域，主要原因在于澆口處溫度過高，因而在模具結(jié)構(gòu)的后續(xù)設(shè)計(jì)過

51、程中，應(yīng)適當(dāng)考慮在澆口處加強(qiáng)冷卻，防止嚴(yán)重翹曲變形。</p><p>　　5 模具設(shè)計(jì)方案確定</p><p>　　5.1 澆注系統(tǒng)凝料的估算</p><p>　　m=nm1+m2 （5-1）</p><p>　　式中 m：一副模具所需塑料的質(zhì)量或體積

52、（g或cm3）；</p><p>　　n：初步選定的型腔數(shù)量；</p><p>　　m1：單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積（g或cm3）； </p><p>　　m2：澆注系統(tǒng)的質(zhì)量或體積（g或cm3） 。 </p><p>　　首先m2是個(gè)未知值，若是流動(dòng)性好的普通精度塑件，澆注系統(tǒng)凝料約為塑件質(zhì)量或體積的15%～20%。若是流動(dòng)性不太好、或者是精

53、密塑件，每個(gè)塑件所需澆注系統(tǒng)的質(zhì)量或體積是塑件的0.2～1倍。當(dāng)塑料熔體黏度高，塑件越小、壁越薄，型腔越多又做平衡式布置時(shí)，澆注系統(tǒng)的質(zhì)量或體積甚至還要大，而大型塑件采用直接澆口時(shí)，澆注系統(tǒng)質(zhì)量相對很小，可忽略不計(jì)。這里涉及以0.6nm1作為預(yù)測估算，即：</p><p>　　m=1.6nm1 （5-2）</p><

54、;p>　　利用UG軟件進(jìn)行三維實(shí)體建模，并可直接通過軟件進(jìn)行分析， UG軟件截圖如下所示：</p><p>　　圖5.1 塑件的體積及質(zhì)量測量</p><p><b>　　從上圖得到：</b></p><p>　　單個(gè)塑件的體積為V件=16.36 cm3,質(zhì)量為M件=17.2 g；</p><p>　　流道凝料m2

55、未知，按塑件的1.6倍計(jì)算采用一模兩腔，則注射量：</p><p>　　（1）、按質(zhì)量計(jì)算：M=1.6×n×m1=1.6×2×17.2 g=55.04 g； （5-3）</p><p>　?。?）、按體積計(jì)算：V=1.6×2×V件=1.6×2×16.36 cm3=52.35 cm3。

56、 （5-4）</p><p>　　5.2分型面上的投影面積及所需鎖模力</p><p>　?。?）、分型面上的投影面積[2]</p><p>　　流道凝料在分型面上的投影面積A2，在模具設(shè)計(jì)前是未知值。根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析，A2是塑件在分型面上的投影面積A1的0.2～0.5倍，因此可采用0.35倍A1進(jìn)行估算。</p><p>　　根據(jù)U

57、G NX 9.0建模分析塑件在分型面上的投影A1=10380.5 mm2，n=2，所以塑件和流道凝料在分型面上的投影面積：</p><p>　　A=2×A1+0.35×2×A1=2.7A1=2.7×10380.5 mm2=28027.4 mm2=280.274 cm2</p><p>　　（2）、鎖模力計(jì)算 </p><p&g

58、t;<b>　　P腔=2/3×P </b></p><p>　　取模腔壓力P=60Mpa，則P腔=2/3×60 MPa=40 MPa;</p><p><b>　　所需鎖模力：</b></p><p>　　Fm=A×P=28027.4×40 KN 1121 KN</p>

59、<p>　　5.3注射機(jī)的選用及其技術(shù)參數(shù)</p><p>　　根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和ABS的成型性能，查有關(guān)資料初步確定注射成型工藝參數(shù)如表5.1所示：</p><p>　　確定成型設(shè)備[3]：</p><p>　　根據(jù)前文一次注射量計(jì)算分析，M=55.04g，V=52.35 cm3。以及考慮到塑料的品種、塑件結(jié)構(gòu)、注射工藝參數(shù)、注射模具尺寸大小等因

60、素，參考設(shè)計(jì)手冊，初選XS-ZY-250/160型螺桿式注射機(jī)。記錄下XS-ZY-250/160型注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如表5-2所示。</p><p>　　根據(jù)上面計(jì)算得到的M和Fm值來選擇一種注射機(jī)，塑件成型所需要的注射量應(yīng)小于所選注射機(jī)的注射容量，因此注射機(jī)的最大注射量G滿足 ，為注射系數(shù)，ABS屬于無定型塑料，故取0.7。</p><p>　　額定鎖模力F應(yīng)滿足F＞，因此：</

61、p><p>　　G=78.63g，G=74，F(xiàn)＞13.1KN. （5-5）</p><p>　　由于模具的模板尺寸較大，考慮到注射機(jī)在頂桿的頂出作用，加上在模具模板的正中心區(qū)域安裝有支撐柱來滿足模具模板的強(qiáng)度和剛度要求。所以本模具應(yīng)該考慮雙頂出桿頂出，結(jié)合成型注射量和鎖模力等的要求。</p><p>　　因此選擇注射機(jī)為XS-ZY-250/160型注射機(jī)，

62、其主要技術(shù)參數(shù)如表5.2所示:</p><p>　　表5.2 XS-ZY-250/160注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　5.4 分型面位置確定</p><p>　　從第四部分的模流分析可知，本設(shè)計(jì)采用的是一模兩腔點(diǎn)澆口三板模模架。與單分型面注射模相比，三板式注射模具增加了一個(gè)可移動(dòng)的中間板。中間板適用于采用點(diǎn)澆口進(jìn)料的單型腔和多型腔模具。在開模時(shí)由于定距拉

63、板的限制，中間板與定模扳作定距離分開，以便取出這兩塊板之間的流道內(nèi)的凝料，而利用推板或推桿將型芯上的塑件脫出[3]。</p><p>　　分型面的選擇應(yīng)當(dāng)考慮到塑件在模具中的成型位置、塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、塑件的推出方法等，同時(shí)，在保證塑件能夠正常脫模、保持計(jì)算器外殼外觀符合產(chǎn)品要求的前提下，分型面的選擇應(yīng)使塑件留在動(dòng)模部分，塑件冷卻收縮后應(yīng)抱緊型芯留在動(dòng)模上，方便推出機(jī)構(gòu)推出塑件；分型面的選擇應(yīng)利于抽芯，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)的

64、計(jì)算器外殼模具中含有側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，分型面的選擇應(yīng)當(dāng)使側(cè)向抽芯盡量短；同時(shí)還應(yīng)考慮利于排氣、利于塑件取出等等因素</p><p>　　綜上所述，結(jié)合計(jì)算器上蓋殼體的外形特點(diǎn)，最終選擇的分型面如圖5.2所示：</p><p><b>　　圖5.2 分型面</b></p><p>　　5.5 型腔數(shù)量的最后確定及型腔的排列形式</p>&

65、lt;p>　　由注射機(jī)的參數(shù)可知：</p><p>　　注射機(jī)最大注射量為： ， （5-6）</p><p>　　其中澆注系統(tǒng)冷凝料：， （5-7）</p><p>　　因此，注塑機(jī)對應(yīng)的最大型腔個(gè)數(shù)：， （5-8）</p><p>　　前文的假定本模具

66、型腔數(shù)為2，完全滿足要求。</p><p>　　所以，型腔的最終排列形式如圖5.3所示：</p><p>　　圖5.3 型腔的最終排布</p><p>　　5.6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　5.6.1 主流道設(shè)計(jì)</p><p>　　主流道是連接注射機(jī)噴嘴與分流道的塑料熔體通道，熔體最先經(jīng)過，一端與注射

67、機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的圓形流動(dòng)通道。主流道小端尺寸d應(yīng)與所選注射機(jī)噴嘴尺寸相適應(yīng)，噴嘴尺寸為4mm，主流道長度最長不超過60mm。</p><p>　　根據(jù)XS-ZY-250A注射機(jī)的主要參數(shù)，查閱相關(guān)資料可知：噴嘴前端球面半徑SR=18mm，噴嘴孔直徑d0=4mm，定位圈直徑為100mm，為提高模具壽命，在定模墊板上設(shè)置可拆卸替換的澆口套，在本次設(shè)計(jì)中，澆口套直接壓入流道推板，與流道推

68、板成H7/m6配合[8]。</p><p>　　（1）、主流道小端直徑：d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.5～1）mm=4.5mm。 （5-9）</p><p>　?。?）、主流道的長度：一般情況下由模具結(jié)構(gòu)確定，對于小型模具L應(yīng)盡量小于60mm，在主流道過長時(shí)，可在澆口套挖出深凹坑，讓噴嘴深入到模具內(nèi)。本次設(shè)計(jì)中初取L=57mm進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　?。?/p>

69、3）、主流道半錐角：，過大的錐角會(huì)產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣。過小的錐角使凝料脫模困難，還會(huì)使充模時(shí)流動(dòng)阻力增大，比表面增大，熱量損耗大。該設(shè)計(jì)中。</p><p>　?。?）、主流道大端直徑：。 （5-10）</p><p>　　（5）、主流道球面半徑：SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（1～2）mm=18+2=20mm。 （5-11）</p

70、><p>　?。?）、球面的配合高度：h=3mm。</p><p>　?。?）、主流道錐孔壁粗糙度：，取。</p><p>　　5.6.1.1、主流道襯套形式：</p><p>　　主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式（澆口套），以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱

71、處理，一般采用45鋼，進(jìn)行局部熱處理，球面硬度達(dá)到38～45HRC。</p><p>　　5.6.1.2、定位圈尺寸 </p><p>　　與注射機(jī)固定模板中定位孔尺寸相適應(yīng)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)件。定位圈尺寸只在模具的定模座板上設(shè)定定位圈，定位圈必須與模具主流道同心，與料筒、噴嘴的中心線相重合，模具定位圈與注射機(jī)定位孔基本尺寸相等，均為100mm，模具定位圈與注射機(jī)固定模板上的定位孔呈間

72、隙配合H8/e8。定位圈高度為H=15mm。</p><p>　　5.6.2 分流道的設(shè)計(jì)</p><p>　　在多型腔時(shí)應(yīng)設(shè)置分流道，分流道是主流道末端與澆口之間塑料熔體的流動(dòng)通道。是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。分流道設(shè)計(jì)應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動(dòng)過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)

73、型腔。</p><p>　　5.6.2.1分流道的形狀</p><p>　　由于本次設(shè)計(jì)的計(jì)算器上蓋殼體表面積較大，為95mmx110mm，因此需要在介于主流道與澆口之間開設(shè)分流道，將ABS塑料熔體分流至2個(gè)位置的澆口，以便計(jì)算器殼體能得到更好的注塑，保證塑件質(zhì)量。</p><p>　　分流道尺寸的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)盡量短一些，從而減小壓力損失和熱量損失，減少冷卻時(shí)間。分流道

74、的截面形狀選擇也影響著注塑質(zhì)量和生產(chǎn)效率，分流道的截面形狀一般分為圓形、U行、梯形、半圓形等，綜合考慮加工難易程度、加工成本、壓力損失和熱量損失，本次設(shè)計(jì)采用分流道截面形狀為梯形。分流道長度為174mm，冷料穴兩端圓角半徑為6mm，冷料穴長度為10mm。分流道如圖5.4所示：</p><p><b>　　`</b></p><p>　　圖5.4 分流道截面形狀和流道分

75、布圖</p><p>　　5.6.3 澆口的設(shè)計(jì)</p><p>　　由第四節(jié)的模流分析可知，計(jì)算器上蓋殼體的最佳澆口位置位于按鍵的面板中心區(qū)域，考慮到塑件的其它因素，如：外形要求高，表面光滑平整，因此澆口類型的選擇尤為重要，澆口的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)避免熔體破裂，產(chǎn)生熔接痕、波紋痕等，同時(shí)澆口的位置選擇應(yīng)當(dāng)與分型面有適當(dāng)?shù)木嚯x，防止注塑時(shí)過早的封閉排氣系統(tǒng)，出現(xiàn)排氣問題，造成塑件有氣泡、充模不充分等

76、缺陷。</p><p>　　綜合上述考慮因素，并綜合計(jì)算器外殼外觀要求、產(chǎn)品生產(chǎn)效率高質(zhì)量好、根據(jù)熔體的流動(dòng)情況、填充順序及冷卻條件等等，本設(shè)計(jì)采用點(diǎn)澆口進(jìn)膠。</p><p>　　點(diǎn)澆口設(shè)置在型腔底部，在計(jì)算器上蓋外殼上分別設(shè)置2個(gè)，為了提高生產(chǎn)效率，本模具設(shè)計(jì)了自動(dòng)切斷脫落澆注系統(tǒng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)，澆口痕跡很小，保證了計(jì)算器外殼的外觀要求美觀，同時(shí)距離分型面有一定的距離，確保了塑

77、件不產(chǎn)生氣泡，避免了充模不完整的問題。</p><p>　　本模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，點(diǎn)澆口的直徑為0.8mm，圓柱孔長L=0.75mm。點(diǎn)澆口引導(dǎo)部分長度為23mm，錐度為。</p><p>　　5.7 排氣與引氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的確定</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)中，計(jì)算器外殼體積較大，壁厚僅2mm，分型面長度較長，推出出部分設(shè)置有18根頂桿，及4個(gè)側(cè)抽芯，在沒有額外設(shè)置排氣

78、系統(tǒng)的情況下，利用各個(gè)零部件之間的配合間隙即可進(jìn)行良好的排氣，因此不必額外開設(shè)排氣槽。若試模后排氣發(fā)生問題，再額外開設(shè)排氣槽。</p><p>　　5.8 冷料穴和拉料裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一小段熔體因?yàn)檩椛渖岫陀谒蟮乃芰先垠w的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約10mm～25mm的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)

79、到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動(dòng)性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對較低的冷料進(jìn)入型腔，便會(huì)產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，通常用一個(gè)井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴成為冷料穴。</p><p>　　由于本模具結(jié)構(gòu)采用的是典型點(diǎn)澆口三板模結(jié)構(gòu)，所以冷料穴一般開設(shè)在分流道的兩端。冷料穴截面形狀為梯形，尺寸與分流道尺寸一致。分流道末

80、端呈傾角便于分流道冷凝料的脫模。澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5.5所示：</p><p>　　圖5.5 澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　本模具結(jié)構(gòu)采用三板模形式，因此在點(diǎn)澆口上方設(shè)置兩根分流道拉料桿，尺寸如下所示:</p><p>　　圖5.6 分流道拉料桿尺寸圖</p><p>　　5.9 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　

81、　由于計(jì)算器上蓋左右兩側(cè)存在條形通孔，故使用斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)采用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)為斜導(dǎo)柱固定在定模、滑塊固定在動(dòng)模上的斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。在成型有側(cè)孔、側(cè)凹或有側(cè)凸臺的塑件時(shí)，通常采用側(cè)向分型方法講成型側(cè)孔、側(cè)凹或側(cè)凸臺的部位做成側(cè)芯或側(cè)型腔，在塑件脫模前先將側(cè)型芯或側(cè)型腔抽出，然后再從模具中頂出塑件。</p><p>　?。?）、斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[12]</p><p>　　結(jié)構(gòu)：其工

82、作端的端部可以設(shè)計(jì)成錐臺形或半球形； </p><p>　　材料：T8A、T10A、20鋼滲碳處理。熱處理要求硬度≥55 HRC，表面粗糙度值。</p><p>　　精度：斜導(dǎo)柱與其固定的模板之間采用過渡配合?；瑝K上斜導(dǎo)孔與斜導(dǎo)柱之間可以采用間隙配合，或在兩者之間保留的間隙。在特殊情況下，間隙可放大至。</p><p><b>　　(2)、抽拔力</

83、b></p><p><b>　　（5-12）</b></p><p>　　式中，是活動(dòng)型芯被塑件抱緊的斷面形狀周長</p><p>　　是成型部分的深度（）；</p><p>　　是側(cè)孔或側(cè)凹的脫模斜度（）；</p><p>　　是塑件對型芯單位面積的擠壓力，一般??；</p>

84、<p>　　是塑料與鋼的摩擦系數(shù)，一般取</p><p><b>　　其中 </b></p><p>　　(3)、抽芯距的計(jì)算 將活動(dòng)型芯從成型位置抽至不妨礙塑件脫模位置所移動(dòng)的距離叫抽芯距。抽芯距通常比側(cè)孔大2-3mm。這里，</p><p>　　(4)、斜導(dǎo)柱的傾斜角 斜導(dǎo)柱的傾斜角通常取，一般不大于25°?？紤]到

85、抽芯距稍大，這里取20。</p><p>　　(5)、斜導(dǎo)柱的直徑 考慮到抽拔力和傾斜角不大，這里工作部分直徑初步定為16mm。</p><p>　　(6)、最小開模行程和斜導(dǎo)柱長度 </p><p>　　最小開模行程： （5-13）</p><p><b>　　斜導(dǎo)柱長度：</b>&

86、lt;/p><p><b>　　（5-14）</b></p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)中，由于考慮到斜導(dǎo)柱與滑塊的配合長度過短，故采用長度為的斜導(dǎo)柱。</p><p><b>　?。?）、滑塊的設(shè)計(jì)</b></p><p&g

87、t;　　對于尺寸較小的型芯為了增加型芯的強(qiáng)度，將型芯嵌入部分尺寸加大強(qiáng)度，用軸銷固定,軸銷與滑塊的配合為 配合，滑塊的材料為，滑塊的硬度為</p><p>　　本設(shè)計(jì)中，將側(cè)型芯安裝在滑塊上，滑塊通過限位釘及限位擋板安裝在開設(shè)導(dǎo)滑槽的動(dòng)模板上，當(dāng)側(cè)型芯完成抽芯后,斜導(dǎo)柱離開滑塊，滑塊因斜導(dǎo)柱及彈簧的拉力拉到限位擋板處。為了使側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)能夠反復(fù)多次平穩(wěn)的運(yùn)行，并能在工作時(shí)保證塑件能夠符合設(shè)計(jì)要求，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，滑塊

88、長度應(yīng)不小于導(dǎo)滑槽的全長的2/3。本設(shè)計(jì)中，滑塊導(dǎo)滑部分長度為68.5mm，導(dǎo)滑槽長83mm，符合要求。具體尺寸詳見滑塊設(shè)計(jì)圖紙。</p><p>　　6 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　6.1成型零件應(yīng)具備的性能</p><p>　　1、足夠的表面硬度和耐磨性</p><p>　　塑料模的硬度通常在50-60HRC 以下，經(jīng)過熱處

89、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(dòng)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。</p><p>　　2、優(yōu)良的切削加工性</p><p>　　大多數(shù)塑料成型模具，除EMD加工外還需進(jìn)行一定的切削加工和鉗工

90、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(dāng)。</p><p><b>　　3、良好的拋光性能</b></p><p>　　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的水平，光學(xué)面則要求，型腔須進(jìn)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(xì)均一、無纖維方向性、拋光時(shí)不

91、 應(yīng)出現(xiàn)麻點(diǎn)或桔皮狀缺陷。</p><p><b>　　4、良好的熱穩(wěn)定性</b></p><p>　　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(dāng)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(jìn)行加工，即可保證模具尺寸精度和表面粗糙度要求。</p

92、><p>　　6.2 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊等。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的

93、結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。 </p><p>　　（1）、型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： </p><p>　　型腔，它是成型塑件外輪廓的零件。常有有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：整體式型腔、組合式型腔、拼塊組合式型腔，從各方面分析我選

94、擇整體式，整體式型腔直接在型腔板上加工，有較高的強(qiáng)度和剛度，在使用中不宜發(fā)生變形。由于該塑件型腔部分結(jié)構(gòu)簡單，形狀也簡單中心對稱，型腔加工容易實(shí)現(xiàn)，故可采用整體式型腔結(jié)構(gòu)。</p><p>　　（2）、型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： </p><p>　　型芯是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？煞菫檎w式和組合式兩種類型。這里采取了組合式，因?yàn)榭梢怨?jié)省貴重模具鋼，減少加工工作量。成型塑件內(nèi)部的大型芯裝在動(dòng)模

95、板上。</p><p>　?。?）、成型零件材料的選擇：</p><p>　　由于定模板（定模型腔）加工區(qū)域較大，為滿足強(qiáng)度和硬度的要求，本模具材料材料選擇CrWMn；</p><p>　　型芯由于保持較高的精度和耐磨性，故選擇CrWMn。</p><p>　　6.3 成型零件尺寸計(jì)算</p><p>　　由于成型零件

96、直接接觸注塑塑件，因此成型零件的工作尺寸要精準(zhǔn)到位，精度要求很高。影響塑件尺寸的因素主要有收縮率以及模具成型零件的制造誤差。為保證計(jì)算器上蓋殼體的尺寸精度符合設(shè)計(jì)要求，模具成型零件的制造誤差應(yīng)當(dāng)在IT7-IT8之間，在進(jìn)行長時(shí)間多次使用后，零件會(huì)發(fā)生磨損，但其因磨損產(chǎn)生的誤差應(yīng)當(dāng)保持在塑件公差值的1/6以下[8]。因此在材料的選擇上應(yīng)當(dāng)使用質(zhì)量較好的Cr12MoV進(jìn)行制造。</p><p>　　查表可知ABS塑料

97、的收縮率為0.3%～0.8%，在計(jì)算時(shí)可以按平均值法進(jìn)行計(jì)算。平均收縮率：Scp=(0.3+0.8)%/2=0.0055</p><p>　　計(jì)算器上蓋殼體成形后的實(shí)際尺寸與名義尺寸之間的誤差稱為制品的尺寸偏差。造成這種誤差的原因有很多，在這里就不一一列舉出來了，綜合模具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，參考各類資料教材，制品的尺寸偏差主要是由以下五方面因素綜合作用的結(jié)果,如公式（6-1）：</p><p>&l

98、t;b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中：—塑件的成型誤差；</p><p>　　—模具成型零件制造誤差；</p><p>　　—模具成型零件在多次注塑后產(chǎn)生的磨損引起的誤差；</p><p>　　—ABS塑料收縮率引起的誤差；</p><p>　　—當(dāng)模具成型零件配合時(shí)產(chǎn)生的間隙變化

99、造成的誤差；</p><p>　　—注塑模具在裝配時(shí)產(chǎn)生的誤差；</p><p>　　由上式我們可以發(fā)現(xiàn)，塑件尺寸誤差為累積誤差，由于影響因素很多，如果在設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算精度不夠，將會(huì)導(dǎo)致塑件的尺寸精度嚴(yán)重偏低。因此設(shè)計(jì)計(jì)算器上蓋殼體時(shí)，其尺寸精度的選擇不僅要考慮塑件的使用和裝配要求，同時(shí)還要考慮塑件在成型過程中可能產(chǎn)生的誤差，使塑件規(guī)定的公差值大于或等于上述因素引起的累積誤差。</p&g

100、t;<p>　?。?）型腔的長度尺寸：</p><p>　　通過教材上的內(nèi)容可知，塑件的基本尺寸是最大尺寸，其公差為負(fù)偏差，如果塑件上原有的公差的標(biāo)準(zhǔn)與此不符，應(yīng)該按此規(guī)定轉(zhuǎn)換為單向負(fù)偏差，計(jì)算時(shí)塑件尺寸公差按GB/T14486-2008標(biāo)準(zhǔn)中的MT5級精度選取，型腔尺寸的計(jì)算公式為式6-2：</p><p><b>　?。?-2）</b></p&

101、gt;<p>　　式中：s—塑件的平均收縮率，查表可知ABS塑料平均收縮率為0.55%； </p><p><b>　　—塑件徑向尺寸,；</b></p><p>　　—修正系數(shù)，本設(shè)計(jì)中取0.75；</p><p>　　△—塑件公差值，?。?lt;/p><p><b>　　—制造公差，取

102、；</b></p><p>　　將計(jì)算器外殼的相關(guān)數(shù)據(jù)帶入式（6-2）中，計(jì)算出：</p><p><b>　　型腔寬度；</b></p><p>　　—塑件的平均收縮率，查表可知ABS塑料平均收縮率為0.55%； </p><p><b>　　—塑件徑向尺寸,；</b>&l

103、t;/p><p>　　—修正系數(shù)，本設(shè)計(jì)中取0.75；</p><p><b>　　—塑件公差值，?。?lt;/b></p><p><b>　　—制造公差，取；</b></p><p><b>　　單個(gè)制件型腔長度；</b></p><p>　　一模兩腔，型腔長

104、度為：。</p><p>　　（2）、型腔深度尺寸：</p><p>　　由于型腔底面的磨損屬于單邊磨損，磨損量很小，故磨損量不予考慮，取,類比型腔徑向尺寸，型腔深度尺寸計(jì)算公式（6-3）：</p><p><b>　　(6-3)</b></p><p>　　型腔按鍵部分深度為：。</p><p>

105、;<b>　　型腔最小深度為：</b></p><p><b>　　型腔最大深度為：</b></p><p>　　（3）、型芯高度尺寸：</p><p>　　型芯高度尺寸可由公式（6-4）確定：</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p&

106、gt;　　式中：—型芯高度尺寸；</p><p><b>　　—塑件高度公差值；</b></p><p>　　—修正系數(shù)，本設(shè)計(jì)中取0.75；</p><p><b>　　—制造公差，取；</b></p><p>　　將計(jì)算器上蓋外殼的設(shè)計(jì)尺寸帶入式中，得出：</p><p>

107、;　　計(jì)算器按鍵部分型芯高度=,其中。</p><p>　　計(jì)算器型芯最大高度，其中。</p><p><b>　　計(jì)算器型芯最小高度</b></p><p>　?。?）、型芯寬度尺寸：</p><p>　　類比型腔徑向尺寸，型芯寬度（徑向）尺寸計(jì)算公式如6-5所示： </p><p><b

108、>　　(6-5)</b></p><p>　　:型芯的徑向尺寸（）;</p><p>　　:修正系數(shù)，取0.75；</p><p><b>　　:制造公差，取；</b></p><p>　　所以，型芯徑向尺寸為：</p><p>　　(5)、自攻螺紋孔徑計(jì)算：</p>

109、<p><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　計(jì)算器自攻螺紋孔的位置中心距分別為：</p><p>　　6.4 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算</p><

110、;p>　　塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，本套模具是采用鑲拼式的，因此可用鑲拼式矩形型腔壁厚計(jì)算公式來確定型腔側(cè)壁厚度 S 型腔底板厚度T。</p><p>　?。?）型腔側(cè)壁厚度 S 的計(jì)算:</p><p>　　①、與型腔內(nèi)壓強(qiáng)及型腔的深度有關(guān)，剛度公式：</p><p><b>　　(6-7)</b>

111、;</p><p>　　P—型腔平均壓力取；</p><p>　　h—型腔最大深度為；</p><p>　　C—比例系數(shù)，0.93；</p><p>　　E—型腔材料彈性模量取2.1×10Mpa；</p><p>　　—型腔許用變形量取。</p><p><b>　　計(jì)算得到

112、：=，取。</b></p><p>　　型腔平均深度為，滿足條件的最小壁厚為：，取。</p><p><b>　　②按照強(qiáng)度計(jì)算 </b></p><p><b>　　(6-8)</b></p><p><b>　　式中： </b></p><p

113、>　　p=30MPa；最大深度 h=23.5mm； </p><p>　　抗彎截面系數(shù)，查相關(guān)資料得 1.08； =300MPa。 </p><p>　　根據(jù)以上強(qiáng)度、剛度的驗(yàn)證計(jì)算，得出型腔的壁厚要求為。</p><p>　　綜合以上分析，滿足設(shè)計(jì)要求的型腔壁厚為本設(shè)計(jì)型腔最薄處厚度為，滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　?。?）、底板

114、厚度H:</p><p><b>　　按剛度計(jì)算:</b></p><p><b>　　(6-9)</b></p><p><b>　　按強(qiáng)度計(jì)算：</b></p><p><b>　　(6-10)</b></p><p><