1、 圖書分類號：密 級：畢業設計(論文)手機電源充電器上蓋模具設計Mobile Phone Power Charger Cover Mold Design學生姓名鈕晨耀學院名稱機電工程學院專業名稱機械設計制造及其自動化指導教師董廣強2012年5月18日 徐州工程學院學位論文原創性聲明本人鄭重聲明： 所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經注明引用或參考的內容外，本論文不含任何其他個人或集體已經發表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標注。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。論文作者簽名： 鈕晨耀 日期： 2

2、012 年 5月18日徐州工程學院學位論文版權協議書本人完全了解徐州工程學院關于收集、保存、使用學位論文的規定，即：本校學生在學習期間所完成的學位論文的知識產權歸徐州工程學院所擁有。徐州工程學院有權保留并向國家有關部門或機構送交學位論文的紙本復印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。徐州工程學院可以公布學位論文的全部或部分內容，可以將本學位論文的全部或部分內容提交至各類數據庫進行發布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。論文作者簽名： 鈕晨耀 導師簽名： 日期： 2012 年 5月 18日 日期： 年 月 日摘要本課題研究的是手機電源充電器上蓋注塑模設計。本文對手機

3、電源充電器上蓋零件進行了工藝分析，確定了手機電源充電器上蓋的成型方法，塑件的材料采用ABS，同時根據生產綱領，設計了一模四腔的注塑模具，然后重點闡述塑料手機電源充電器上蓋零件注塑模設計，主要有：根據年產量等確定型腔數目及校核，注塑機類型和規格選擇及有關工藝參數的校對，澆注系統的設計，成型零件設計，導向機構設計，脫模機構設計，冷卻機構設計以及排氣系統設計。對模具結構與注塑機的匹配進行了校核。完成手機電源充電器上蓋的注塑模具總體裝備結構設計和零件設計。關鍵詞 手機電源充電器上蓋；側澆口；注塑模具AbstractThis research project is Mobile phone power

4、charger cover mold design. This power charger for mobile phone cover parts of the process analysis to determine the cell phone power charger cover molding method, the plastic parts adopt ABS materials, at the same time according to the production program, designed a four-cavity mold injection mold.

5、Then focuses on the power charger mobile phone cover parts of plastic injection mold design, are: According to the annual production capacity and etc to sure the number of the cavity and checking, the choice of injection molding machine and related parameters proofreading, the design of gating syste

6、m, forming part design, design-oriented organizations, ejection mechanism design, the cooling mechanism design and exhaust system design. In mould structure and the matching of the injection molding machine on the check. Complete mobile phone chargers cover power injection mould overall equipment st

7、ructure design and component design.Keywords phone power charger mold design side gate injection molding 目 錄摘要IAbstractII1 緒論11.1模具在工業生產中的地位11.2 模具制造中的新技術11.3我國模具行業的發展趨勢21.4 本畢業設計課題的任務、要求、技術難點及要達到的預期效果22 塑件材料與工藝分析42.1 塑件工藝分析42.1.1設計塑件時必須考慮的幾個方面的問題42.1.2尺寸和精度42.1.3 塑件的形狀52.1.4 塑件材料52.2型腔數目的確定52.3型腔數目

8、的校核63 塑件的體積估算和注射機型號的選擇73.1 估算塑件體積73.2 注射機的類型和規格選擇73.3 注射機有關工藝參數的校對8 Mmax=8211583.3.2 鎖模力：83.3.3 注射機壓力的校核93.3.4 小模具厚度與最大模具厚度校核94 澆注系統的設計104.1 主流道的設計104.2 冷料井和拉料桿的設計114.3 分流道的設計114.4 澆口的設計115 成型零部件的設計145.1 分型面的確立145.2 排氣槽的設計155.3 成型零件的結構設計155.3.1 凹模的結構設計155.3.2 凸模的結構設計165.3.3 成型零件的尺寸計算176 合模導向機構的設計196

9、.1 導柱的設計196.2 導套的設計197 塑件脫模機構的設計217.1 推出機構的設計217.2 復位的設計237.3 模架的設計238 冷卻系統的設計258.1 冷卻管道計算及開設原則258.1.1 冷卻管道的計算258.1.2 冷卻道開設原則27結論28致謝29參考文獻301 緒論1.1模具在工業生產中的地位模具是制造業的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態或液態）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產品質量好，材料消耗低，生產成本低而廣泛應用于制造業中。自改革開放以來，到目前為此制造業在中國國民經濟中占的比重已占到45%，制造業部門成為GDP增長的主要

10、支撐力量。 目前世界模具市場供不應求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數量極少，但中國模具鉗工技術水平高，勞動成本低，只要配備一些先進的數控制模設備，提高模具加工質量，縮短生產周期，溝通外貿渠道，模具出口將會有很大發展。研究和發展模具技術，提高模具技術水平，對于促進國民經濟的發展有著特別重要的意義。現代模具行業是技術，資金密集性的行業，模具行業的發展，可以帶動制造業的蓬勃發展。對國民經濟的發展有著輻射性的影響。1.2 模具制造中的新技術隨著計算機軟件的發展和進步，CAD/CAE/CAM技術也日臻成熟，其現代模具中的應用將越來越廣泛。利用先進的CAD/CAM

11、/CAE技術進行模具的設計與制造，不僅省時省力，實現了無圖紙化加工，而且制品的準確性，減少了試模的次數，縮短模具的設計及生產周期。模具制造技術將向集成化、智能化、益人化、高效化方向發展。最為重要的是保證了模具使用壽命。模具制造技術迅速發展，已成為現代制造技術的重要組成部分。模具網CEO、深圳市模具技術學會專家委員羅百輝表示，現代模具制造技術正朝著加快信息驅動、提高制造柔性、敏捷化制造及系統化集成的方向發展。具體表現在模具的CAD/CAM技術，模具的精密成形技術，模具的超精密加工技術，模具的激光快速成型技術，模具在設計中采用有限元法、邊界元法進行流動、冷卻、傳熱過程的動態模擬技術，模具的CIMS

12、技術，已在開發的模具DNM技術以及數控技術等先進制造技術方面。1.3我國模具行業的發展趨勢1模具日趨化。2模具的精度將越來越高。10年前精密模具的精度一般為5微米，現已達到2-3微米。1微米精度的模具也將上市。3熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高。4多功能復合模具將進一步發展。5以塑代鋼、以塑代木的進程一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。由于機械零件的復雜程度和精度的不斷提高，對塑料模具的要求也越來越高。6標準件的應用將日益廣泛。模具標準化及模具標準件的應用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質量和就降低模具制造成本。7. 隨著車輛和電機等產品向輕量化發展，壓鑄模的比例將不斷提高。同時

13、對壓鑄模的壽命和復雜程度也將提出越來越高的要求。8快速經濟模具的前景十分廣闊。9隨著塑料成型工藝的不段發展與改進，氣輔模具及適應高壓注塑成型等工藝的模具也將隨之發展。10模具技術含量將不斷提高。1.4 本畢業設計課題的任務、要求、技術難點及要達到的預期效果模具畢業設計是模具專業最為重要的環節之一，同時它也是最后的一個關鍵教學環節。它是由學生過渡到生產的一步，由學校走向工廠的橋梁。是我們第一次系統地把所學理論應用在實際生產。通過此次的畢業設計制造的各個環節有了更加深入明確的了解從而培養和提高設計的能力。畢業設計的目的有兩個，第一個目的是讓我們掌握模具設計的基本技能，如繪圖，計算，查閱設計資料和手

14、冊。熟悉國標和各種標準的能力，能夠熟練運用三維軟件進行繪圖。第二個目的是了解和掌握模具設計與制造的工藝，從而獨立的設計一般的塑料模具，為走出學校走向社會打下基礎。本人設計的這副模具是塑料成型模具，塑料外殼塑料模具設計，這是一種方形狀的塑料外殼。在設計過程中我是按照循序漸進的方法，嚴格按照設計要求去做，力求數據準確，結構合理，在保證合乎塑料件要求的同時，力求結構簡單。但是由于本人的實踐經驗不足，因此考慮的問題可能有些地方不是很全面，設計中難免會出現錯誤，還望各位老師和同學指正。在此，我在這里衷心的感謝老師對我的指導和同學對我的幫助。2 塑件材料與工藝分析2.1 塑件工藝分析設計塑件時必須考慮的幾

15、個方面的問題1：塑料的物理機械性能，如強度，剛性，彈性，吸水性等。2：塑料的成型工藝性。3：塑料成型所導致沖模流動，排氣，補縮等。4：塑件在成型后的收縮情況以及收縮率差異。5：模具的總體結構，以及脫模的復雜程度。6：模具零件的形狀和制造工藝。 塑件的設計主要包括塑件的形狀，尺寸，精度，表面光潔度，壁厚，斜度，以及塑件上的加強筋等的設計。2.1.2尺寸和精度由于該塑件是方形外殼，所以尺寸和精度要求不是很高，所以經分析選擇一般精度等級13級精度。 塑件的形狀圖2.1 塑件圖該塑件形狀雖然有不規則輪廓，但在分模方向沒有阻礙，容易模塑，所以采用單分型面，而且該塑件外表面本身帶有一定的斜度，這樣也更易脫

16、模。 2.1.4 塑件材料該塑件采用ABS樹脂，起成型特點流動性中等，吸濕性打算，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件必須經過長時間的預熱干燥，溢邊值0.04毫米，適合取高料溫，高模溫，但是料溫過高容易分解，對精度的要求較高的塑件，模溫適合取50-60攝氏度，對光澤，耐熱塑件，模溫取60-80攝氏度。注射壓力高于聚苯乙烯。用螺桿式注射機成型時，料溫為180-230攝氏度，注射壓力也比較大。而且有很好的抗沖擊強度和良好的機械強度以及一定的耐磨性。收縮率為0.4%-0.7%。質量密度為1.09克每立方厘米。 確定型腔數目應考慮技術和經濟兩方面的因素，這些因素包括注射機的規格、塑件質量要求、成本及交貨周

17、期等。在本次畢業設計中要求是年產量80萬件，屬于大批量生產，所以初步確定采用多型腔模具。2.2型腔數目的確定在這一年時間里采用三班倒制度即一天實際工作時間為20個小時，每個月實際工作日為22天，所以一年實際工作時間為：從表中可知ABS的成型周期是4070s，取成型周期為55s。所以該塑件的成型時間為：但考慮到生產中的一些其他因素，例如清潔模具等，所以將成型時間適當的放長至90s。所以型腔數量為： 取42.3型腔數目的校核根據公式：n（kMn-M2）/m 見參考文獻1k表示注射機最大注射量利用的系數；Mn表示注射機允許最大的注射量；M2表示澆注系統所需的體積；M1表示單個塑件的體積。所以有n（0

18、.8×125-1.7）/13.57.3 取整數n=7由此可知n=4符合要求。3 塑件的體積估算和注射機型號的選擇3.1 估算塑件體積V澆=+ 式(3.1)V澆=(+3.14×22.5×2.5×2.5=1268.3+441.56=1710 mm根據三維軟件模型分析計算得體積V塑件=13452.5 mm由此初步確定此模具為一模四腔，即n=4，故所有的總體積為V總=13452.5×4+1710 =55.5255.5cm因為ABS的平均密度為p=1.09g/cm m全=pv 式 (3.2) =1.09×55.5 =60.5g式中V 表示整個臂

19、蓋的塑料實心體積；V1表示臂蓋中凹進去的缺陷體積；V2表示嵌件所嵌入臂蓋的體積；V澆表示交流道;分流道和澆口等澆注系統所需塑料體積；V總表示塑件所需塑料的體積。3.2 注射機的類型和規格選擇注射機的類型和規格有很多，按結構形式可分為機的類型和規格有很多，按結構形式可分為立式，臥式和直角式三類，國產臥式注射機一標準化和系列化。這三類不同的結構形式的注射機的特點如下：立式注射機的螺桿垂直裝設，鎖模裝置推動動模板也沿垂直方向移動，優點是占地面積小，安裝或拆卸小型模具很方便，容易在動模上安放嵌件，嵌件不容易傾斜或墜落。缺點是制品自模中頂出后不能靠重力下落，需要靠人工取出，有礙于全自動操作。此類是注射機

20、注射量一般均在60克以下。臥式注射機是目前使用最廣，產量最大的注射成型機，其注射柱塞與螺桿合模運動均沿水平方向布置，并且多數在一條線上（或相互平行。優點是機體比較低，容易加料和操作，制件頂出模具后可自動墜落，所以容易實現全自動操作，機床中心比較低，安裝穩妥。其缺點是模具的安裝比較麻煩，嵌件放入模具有傾斜或下落的可能，機床的占地面積大。直角式注射機的注射螺桿或柱塞與合模運動方向相互垂直，這種注射機的重要優點是結構簡單，便于自制，適合單件生產，中心不允許留有澆口痕跡的平面制件，同時長利用開模時絲桿的轉動來拖動螺紋型芯或螺紋型環旋轉，以便脫下塑件。缺點是機械傳動無準確可靠的注射和保壓壓力和鎖模力，模

21、具受沖擊震動比較大。根據注射機注射成塑件所用的塑料起量，選擇最少不小于40g的螺桿式注塑機，選擇注射機為XS-ZY-125，其工藝參數見表3.1。表3.1 注塑機工藝參數注射機的工藝參數表額定注射量：125cm螺桿直徑：42mm注射壓力：119M Pa注射行程：115鎖模力：KN900KN最大成型面積：320cm2最大開模行程：300mm模具最大厚度：300mm模具最小厚度：200mm3.3 注射機有關工藝參數的校對 Mmax=82115既注射機的最大澆注射程大于注射機所注射及塑件所需容量。 鎖模力：A=68×49×4 =13.3cm2320cm2 式(3.3)式中A表示澆

22、注塑料和塑件的最大投影面積。故符合設計要求 根據公式P腔AP鎖 A=13.3cm2 P腔：F=4×13.3=53.2KN900KN 既型腔投影面積所需鎖模力小于注射機的額定鎖模力p 注射機壓力的校核塑料成型壓力p成p澆p成=700-1400（105Pa）119Mpa即：塑件的注射壓力小于注射機額定壓力 小模具厚度與最大模具厚度校核安裝模具的最大厚度和最小厚度均有限制，所設計的模具的總高度應在最大模厚與最小模厚之間，以外形設計尺寸須在注射機根（或二根拉桿之間） 既：200（H模=271）3004 澆注系統的設計4.1 主流道的設計在臥式注射機的模具中，主澆道應設計成垂直的分型面，為了使

23、凝料從主流道拔出，故設計成圓錐形，要有2度到6度的錐角，內壁有8以上的光潔度，其小端直徑常見為4mm-8mm，看制品重量和補料需要而定，但是小端直徑應大于噴嘴直徑約1mm，否則主流道中的凝料將無法順利脫出，主流道的 長度由定模板厚度而定的。由于主流道要與高溫的塑料和噴嘴反復的接觸和碰撞，所以模具的主流道部分常設計成可以拆卸更換的主流道襯套，以便選用優質鋼材進行加工和熱處理，主流道與噴嘴接觸處多作成半球形的凹坑，二者嚴密的配合，以避免高壓以至塑料從縫隙處溢出。一般凹坑的半徑R2應比R1大1-2毫米。主流道襯套大端的圓凸出定模端面5-10毫米，并與注射機定模板的定位孔成功配合，起定位環作用，所以設

24、計成為圖4.1所示。圖4.1 主澆道4.2 冷料井和拉料桿的設計臥式注射機用模具的冷料井，設立在主流道正對面的動模上，該模具采用帶Z型頭拉料桿的冷料井，分模時，就可以將該凝料從主流道中拉出，拉料桿的根部是固定在頂出板上的，所以在制件頂出時，冷料也一同被頂出。制造也方便。 4.3 分流道的設計該模具是一模四腔，所以要設計分流道，塑料沿分流道流動時，要求通過它盡快地充滿型腔，從前兩點出發，分流道應該短而粗，但是不能太粗，該模具采用圓形斷面分流道，因為這樣分流道易與機械加工，分流道尺寸視該塑件的大小和塑料品種，注射速率，以及分流道長度而定，對多數塑料，分流道直徑為3mm，該模具分流道的布置采用平衡式

25、分布。見圖4.2圖4.2 分流道4.4 澆口的設計 澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道。它是整個澆注系統的關鍵的部位，也是最薄點。其形狀、大小及位置應根據塑件大小、形狀、壁厚、成型材料及塑件技術要求等進行而確定。澆口分限制性澆口和非限制性澆口，該塑件采用的是限制性澆口，它一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產生加速度，提高剪切速率，有利于塑料進入，使其充滿型腔。另一方面改善塑料熔體進入型腔的流動特性，調節澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質量，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分開的作用。此副模具，開模時，澆口即被

26、自動切斷，流道凝料自動脫落，模具采用二板式的結構。ABS具有良好的力學性能，它適用于采用側澆式澆口，塑件從邊緣進料，能夠提高生產率，并去除澆口方便，有利于熔體流動和補縮口，有利于型腔內氣體的排出，減少塑件熔接痕，增加熔接強度。它在推出時，由于澆口及分流道成一定角度，形成了能切斷澆口切口，這一切口所形成的剪切力可以將澆口自動切斷。澆口的位置的確定：設計中，澆口的位置及尺寸的要求是比較嚴格的，初步試模，必要時還需要修改。因此澆口的位置的開設，對成型性能及成型質量的影響是很大的。一般在選擇澆口位置時，需要根據塑件的結構工藝及特征，成型質量和技術要求，綜合分析。一般要滿足以下原則：（1）盡量縮短流動距

27、離。（2）澆口應開設在塑件的壁厚。（3）必須盡量減少或避免產生熔接痕。（4）應有利于型腔中氣體的排除。（5）考慮分子定向的影響。（6）避免產生噴射和蠕動。（7）不在承受彎曲沖擊載荷的部位設置澆口。（8）澆口位置的選擇應注意塑件的外觀質量。經過仔細的考慮，該塑件是等壁塑件，又為了不影響塑件的外觀，該塑件采用側澆口，它能保證塑料迅速而且均勻充滿型腔。而且還有利于氣體的排除。澆注系統的平衡：該塑件是屬于小型塑件，采用一模多腔，這樣有利于提高生產效率。但是在設計時是否能同時達到充滿型腔的目的。這就要對澆注系統的平衡。若澆口平衡則可以得到良好的物理和較精度尺寸的塑件。澆口的形狀和尺寸對制件影響很大，模具

28、為側澆口。側澆口是一種尺寸很小的澆口。澆口的寬度為1.5-3毫米，視物料性質和制件重量而定。臺階長度為2-3毫米。 圖4.3側澆口5 成型零部件的設計5.1 分型面的確立注塑體為方形，而確定分型面時，由于塑件在型腔中的方位和形狀，故采用單分型面。打開模具取出塑件或澆注系統的凝料的面，稱之為分型面。分型面的設計它受到塑件的形狀、壁厚、和外觀、尺寸精度、及模具型腔的數目等諸多因素的影響。型腔的布局：圖5.1 型腔的排布由于型腔的排布與澆注系統布置密切相關，因而型腔的排布在設計中加以綜合考慮。型腔的排布應使每個型腔都通過澆注系統從壓力中等分所得的足夠壓力，以保證塑件熔體同時均勻地充滿每個型腔。該模具

29、采用的平衡式，其結構裝配圖所示。分型面設計：該模具采用的是單分型面的模具，其分型分面的設計原則就滿足以下幾項原則：（1）塑件的脫模；（2）保證的塑件的質量。該模具采用在最大圓周上，保證了塑件的外觀；（3）便于模具加工，該模具采用在圓周上分型，模具的型腔容易在電火花上加上，型芯也易于加工；（4）對成型面積的影響；（5）對排氣效果的影響；該模具的成型面的設計可以見裝配圖，它基本符合上述要求。5.2 排氣槽的設計當塑料熔體注入型腔時，如果型腔內原有氣體不能順利排出，就將在制品上形成氣孔或其它制品缺陷，因此，設計型腔就一般要考慮排氣的問題，但是該模具是采用分型面和嵌件的縫隙排氣，故不特意開設排氣槽。5

30、.3 成型零件的結構設計成型零件主要包括型腔，型芯，各種形環的設計，由于型腔直接關系到塑件的質量，因此要求有足夠的強度，剛度，硬度和耐磨性，還有要受塑料的擠壓和料流的摩擦力，所以要求成型零件要有足夠的精度和表面光潔度，一般光潔讀在8以上，以保證所需的塑料產品的質量以及脫模方便。 凹模的結構設計該模具是采用整體嵌入式，采用好的鋼材模具耐用并方便更換。5.2凹模 凸模的結構設計型芯是用成型塑料內表面的零件。二者并沒有嚴格的區分，該模具的型芯；而且是一模2腔，所以該模具采用嵌入式的型芯，采用好的鋼材模具耐用并方便更換。5.3凸模 成型零件的尺寸計算 型腔直徑按平均收縮率計算（單位：mm）因為ABS的

31、收縮率為0.4%-0.7%，所以可知平均收縮率為0.55%。于是根據上列平均收縮率來計算下列成型零件的尺寸。型腔直徑平均收縮率計算（單位=mm）平均收縮率為：Scp=0.55%1型腔計算 73.5；49.4(Lm)0z=(1+Scp)Ls-1/40z 式(5.1)其中代表塑件公差， 成型零件的制造公差，一般取1/43/4在這里取1/4Lm1=74.5×(1+0.55%-1/4×0.28) 0+0.28=74.5×(1+0.0055-0.07) 0+0.28=73.5Lm2=50×(1+0.55%-1/4×0.28) 0+0.28=50×

32、;(1+0.0055-0.07) 0+0.28=49.42型芯按平均收縮率計算（1） 72.35(Lm)0z=(1+Scp)Ls+1/40z 式 (5.2)=71.5×(1+0.0055+1/4×0.24) 0.240 =72.35 （2）47.1Lm=Ls+LsScp+1/4 式(5.3)=46.5×(1+0.0055+1/4×0.2) 0.20=47.1（3）型腔深度按平均收縮率計算 Hs=14.8Hm=Hs(1+Scp)+ 2/3 0z 式 (5.4)=15×(1+0.0055)+2/3×0.2 0+0.2=14.8（4）型芯深

33、度按平均收縮率計算 Hs=16.8 （Hm）0z=(1+Scp)Hs-2/30z 式(5.5)=16.5×(1+0.0055)+2/3×0.18 0+0.18=16.8 由于此產品的外型要求不高，所以就沒必要對型芯和型腔的尺寸進行公差校核，就按平均收縮率進行粗略計算。 6 合模導向機構的設計6.1 導柱的設計導向機構對于塑料模具來說是必不可少的部件，因為在模具的閉合時要求有一定的方向和位置，所以必須有導向機構，導向機構主要有定位，導向，受一定的側壓力，一般的導柱所露出在分型面上的長度要比型芯高6-8毫米，以避免導柱型芯先進入型腔與其碰撞而損壞型腔和型芯。至于配合精度問題一般

34、采用過度配合，導柱裝入模板多用二級精度第二種過渡配合，該模具所采用的是如下圖所示：硬度達到HRC50-55，粗糙度要求為，見圖6.1。 圖6.1 導柱6.2 導套的設計為了使導柱進入導套比較順利，在導套的前端倒一圓角，且導柱孔為通孔，這樣容易排氣，材料用T8A，使其硬度應低于導柱硬度，這樣就可以減少摩擦，以防止導柱或導套拉毛。導套的精度與配合，是采用二級精度過渡配合壓入定模模板。樣式見圖6.2。圖6.2 導套導柱布置見圖6.3。圖6.3 導柱布置7 塑件脫模機構的設計7.1 推出機構的設計使塑件從成型零件上脫出的機構稱之為推出機構。本副模具是通過注塑機的合模機構，把力傳給推板，然后通過通過固定

35、板，再通過推桿，最后傳給推件板，把塑件推出的。推出零件常分為推件板、推桿、推管、成型推桿等。此副模具所設計的塑件是屬于薄壁塑件，而且在推出時不允許有推出痕跡，所以該模具采用推件板推出，這樣有利于保證塑件的精度。此模具的設計也要滿足一般推出機構的設計原則：塑件滯于動模一側，這樣有利于設計推出推出機構，以致于使模具結構簡單、防止塑件變形、力求良好的塑個外觀、結構可靠、脫模時工作可靠，運動平穩，制造方便，更換容易。脫模力的計算： Ft=Fb 式 (7.1)Fb=AP =1500x10-9x3x107 =45N式中Ft表示脫模力；Fb表示塑件對型芯的包緊力；P表示塑件對型芯的單位面積的包緊力。模外冷卻

36、取P約為2.43.9x107Pa,模內冷卻約取7Pa,由此式可以得到，當塑件越大，對型芯的包緊面也越大，因此脫模力也越大，在模內脫出所需的脫模力要少于模外脫出的脫模力。但模內脫模容易使塑件容易變形，因此該模選用模外脫模。此副模具采用簡單推出機構。它需要設計推桿、推件板、推桿固定板、推板等的設計。 推桿的設計：此模具由于塑件是圓形件，各處的脫模力是一樣的，為了各處平衡，設計推桿時應均勻布置推桿。這樣使系統就顯得比較平衡了，增加了推桿的壽命。推桿的直徑的設計，其尺寸和結構如下圖: 圖7.1 推桿推桿在推推件板時，應具有足夠的剛性，以承受推出力，條件充許的話，盡可以把推桿的直徑設得大一點。經過仔細的

37、推算，選推桿的直徑為4，為了保持推桿在工作時具有一定的穩定性，把它進行校核。見式（7.2）直徑d=(L2Q/nE)1/4 式(7.2) =1.5(138245/8x2.2x105)<4取直徑為4mm,已經足夠了。進行強度校核：=4Q/nx3.14d2s 式(7.3) =4x45/4x3.14x42 =160/1256<s說明它的強度是滿足的。式中d表示推桿直徑；表示安全系數；通常取1.5L表示推桿長度；Q表示脫模阻力；E表示彈性模量；n表示推桿的根數；s表示推桿的屈服極限。推桿的材料選用T10A，淬火處理。推桿的固定形式，推桿直徑與模板上的推桿孔采用H8/f8的間隙配合。推桿的工作

38、端面的配合部分的表面粗糙度Ra為0.8。推件板的由一塊與型芯按一定的配合精度相配合的模板，它是在塑件的周邊端面上進行推出，因此，作用面積大，推出力大，且均勻，運動平穩，并且在塑件上沒有推出痕跡。推件應與型芯呈錐面配合，這樣可以降低運動磨擦，推件板與型芯的配合，以不產生溢料為準，否則推件板復位困難，并且有可能造成模具損壞。推件板復位后，推板與動模座板之間應有23mm的空隙。推件板的厚度計算：對于筒形或圓形，推件板受力狀況可以簡化為“圓環形平板周界到集中的載荷。”按強度計算可得厚度為：h=(K2Q/)1/2 式(7.4)=(0.1x45/220)1/2<10mm所以對推件板采用10mm，已經

39、足夠了。其中h是推件板的厚度，K2是系數，Q是脫模阻力。對于推件板，雖然推出的效果要比推桿好，但是當型芯和推件板的配合不好，則在塑件上會出現毛刺，而且塑件還有可能會滯在推件板上。在推出過程中，由于推件板和型芯有磨擦，所以推件板也必須進行淬火處理，以提高其耐磨性。推件板的材料選用45鋼，調質到HBS200，提高其耐磨性。推桿固定板它只要滿足它的強度和剛度則就可以滿足需要。它的粗糙度要求可以比較低。它是起到固定推桿的作用。推板的設計主要從它的強度和剛度去考慮，只要滿足了，則就可以了。經核算推桿固定板為12.5 mm,推板的厚度15mm,都采用T8A，淬火處理，使其硬度達到5055HRC.7.2 復

40、位的設計該模具脫模機構在完成塑件脫模后，為進行一個循環，必須回到初始位置，該模具是采用復位桿復位的。具體式樣見圖紙上的推桿固定板和裝配圖。7.3 模架的設計模架技術的標準，是指在模具設計中和制造中所應遵循的技術規范、基準和準則。它具有以下定義：（1） 減少了模具設計者的重復性工作；（2） 改變了模具制造行業“大而全，小而全”的生產局面，轉為專業生產；（3） 模具的標準化是采用CAD/CAM技術的先決條件；（4） 有利于模具技術的國際交流和模具出口。根據參考文獻14表2-86的注射模模體組合形式而選模架，它適應于單分型面的模具的推件板的推出機構模寬B=270mm,模長L=300mm；模板A=70

41、mm ,材料45鋼；模板B=70mm，材料45鋼；墊塊C=80mm ，材料45鋼；推件板的厚度為20mm，采用45鋼。動模座板的高度為35mm,它的材料為45鋼，定模座板的高度為25mm,它的材料也為45鋼。 模架的總高度計算得： H=25+25+1+A+B+C =25+25+1+70+70+80 =271mm經校核模具的強度和剛度都是足夠的。且模架的大小也適中，經核算選用該模架是較為合理的。8 冷卻系統的設計8.1 冷卻管道計算及開設原則 冷卻管道的計算注射模具的溫度設計是否恰當，不僅影響塑件的質量，而且對生產效率、充模流動、固化定型都有重要影響。模具對塑件質量的影響主要體現在以下幾個方面：

42、1、改善成形性 2、成形收縮率 3、塑件變形 4、尺寸穩定性 5、力學性能 6、外觀質量。當大批量的生產時，而且又要滿足塑件的質量要求時，增多型腔是不現實的。這時提高生產率顯得尤其重要了。而提高生產率又與模具溫度的控制有密切關系。生產效率主要取決于冷卻介質（一般是水）的熱交換效果。因此縮短注射成形周期的冷卻時間是提高生產效率的關鍵。根據牛頓冷卻定律，冷卻介質從模具帶走的熱量為： Q=AT 式(8.1) -2x40x6 =88J式中表示冷卻管道孔壁與冷卻介質間的傳熱系數；A表示冷卻管道壁的傳熱面積；T表示模具與冷卻介質溫度之差值；表示冷卻時間（s）。由上述式子可得，當需傳遞熱量不變時，可通過以下

43、三條途徑來縮短冷卻時間。（1）高傳熱系數。 =（v）0.8/d0.2 式(8.2) =7.5x(1x2)0.8/100.2 =8.2式中表示冷卻介質；表示冷卻介質在該溫度下的密度；d表示冷卻管道直徑；v表示冷卻介質的流速。由上式得，只有提高冷卻介質的流速，便可達到傳熱系數。（2）高模具與冷卻介質間的溫差T T=Tw-T 式 (8.3) =60-20 =40式中Tw表示模具溫度；T表示冷卻介質的溫度。一般模溫是一定，為了提高溫差T，有利于縮短冷卻時間。從而提高生產率。（2） 增大冷卻介質的傳熱面積A。 A=nx3.14dL 式(8.4) =4x3.14x10x355 =44588mm2式中L表示

44、模具上一根冷卻水孔的長度；d 表示冷卻通道的直徑；n 表示模具開設冷卻通道孔數。顯然，應在模具上開盡可能多的冷卻通道，以增大傳熱面積，縮短冷卻時間，達到提高生產生產效率。冷卻時間的計算：影響冷卻時間的因素有如下：1、模具材料 2、冷卻介質溫度和及流動狀態 3、模塑材料 4、塑件壁厚 5、冷卻回路的設計 6、模具溫度。冷卻時間指塑料熔體從充滿型腔時起到可以取出塑件時止這一段時間。本副模具采用塑件截面內平均溫度達到規定的脫模溫度時，所需冷卻時間的簡化計算公式： =t2/(3.142k)In8(Tm-Tw)/3.142(Ts-Tw) 式(8.5) =1.52/3.1422.7×10-7In

45、8(200-60)/3.142(80-60) =4s式中表示塑件所需冷卻時間；t 表示塑件的厚度；k 表示塑件的熱擴散率；Tm表示塑料熔體溫度；Ts表示塑件脫時的截面內平均溫度；Tw表示模具溫度。冷卻水的進出口溫差由下式校核：t1-t2=Gxi/900×3.14x102Cv 式(8.6) 冷卻道開設原則冷卻系統的設計原則：（1）冷卻水道應盡量多、截面尺寸應盡量大；（2）冷卻水道至型腔表面距離應盡量相等；（3）澆口處加強冷卻；（4）冷卻水道出、入口溫差應盡量小；（5）冷卻水道應沿著塑料收縮的方向設置；（6）冷卻水道盡量避免在塑件的熔接痕處；（7）合理確定冷卻水接頭位置。結論在這次的畢業

46、設計中，遇到很多的問題，比如塑件尺寸計算，注塑機的選擇和校核，三維軟件設計問題等，通過解決問題的過程中，溫故了以前的知識，更深刻的理解了更多的概念，這是與沒有搞過獨立設計不能比擬的，其中我也明白了知識的價值，當知識被用時，知識就是力量。通過一副模具的設計，才懂得了知識是建立實踐中的，它需要一絲不茍的精神。通過老師的教導和自己的努力，對塑件材料和工藝做出了分析并完成了型腔數的確定；估算塑件體積并決定注塑機型號及對其相關參數的校對；通過查閱相關資料，選取對應的主流道，分流道和澆口形式，完成澆注系統的設計；通過三維軟件確立分型面，完成成型零部件凹模凸模的設計；根據模具相關知識合理選擇導柱和導套，確定合模導向機構；根據模具推出機構設計原則和模架技術標準