电话听筒盖的塑料模具设计.doc

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1、本科毕业设计（论文）题目：电话听筒盖的塑料模具设计2013年5月电话听筒盖的塑料模具设计摘要模具是工业生产中使用极为广泛的主要工艺装备，它是当代工业生产的重要手段和工艺发展方向，许多现代工业的发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平。本文介绍了注射模具的特点及发展趋势，叙述了电话机听筒注射模具设计与计算的详细过程，介绍了该塑件成型工艺、注射模具的结构特点与工作过程，阐述了在有斜滑杆抽芯的注射模设计中应注意的事项。采用此模具能够保证塑件尺寸外形以及表面要求，而且成本低、结构简单、开模容易、效率高，具有较强的实用性。关键词：电话听筒；注射模具；抽芯The Plastic Mold

2、 Design of Telephone HandsetCoverAbstractMold is widely used in industrial production the main technological equipment, It is an important means of modern industrial production and process development direction ,Many modern industrial development and the improvement of the technical levels ,Largely

3、depends on the development of die and mold industry level.The characteristics and developments of injection mold will be introduced in this paper. The designing and calculating of injection mold of microphone will be stated in detail. The forming process of the product and the structure characterist

4、ics as well as working process of the injection mold will be introduced .The attention should be paid in the design of the injection mold for the part with lifters also will be stated.目录1 绪论11.1前言11.2塑料模具的特点11.3塑料模具设计的发展概况21.4课题的研究方向32 塑件的材料选择及工艺分析42.1塑件材料选择42.2塑件工艺性42.3塑件的结构设计52.4塑件尺寸及精度62.5塑件表面粗糙度

5、72.7塑件的体积和质量72.8塑件分型面的确定73 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定83.1注射成型工艺过程分析83.2浇口种类的确定83.3型腔数目的确定93.4注射机的选择和校核93.3.1注射量的校核93.3.2工艺参数校核103.3.3安装参数校核104 浇注系统的设计124.1浇注系统的组成124.2浇注系统设计原则124.3流道系统的设计124.3.1主流道的设计124.3.2分流道的设计134.3.3浇口的设计144.3.4冷料穴的设计155 成型零部件工作尺寸的计算165.1成型零部件结构设计165.2成型零部件的工作尺寸计算175.2.1型腔径向尺寸计算175.2.2

6、型腔的深度尺寸185.2.3型芯的径向尺寸185.2.4型芯的高度尺寸185.2.5中心距尺寸计算185.4模架的选用195.4.1模具基本类型的确定195.4.2模架的选择196 脱模机构的设计216.1脱模机构的选择216.2顶杆机构设计216.3斜滑杆侧抽芯机构设计227 注射模温度调节系统237.1温度调节对塑件质量的影响237.2冷却系统的设计规则237.3排气结构设计248 模具的材料258.1成型零件材料的选用258.2注射模用钢种259 模具装配图2610 模具的可行性分析2810.1本模具的特点2810.2市场前景与经济效益分析2811 结论29致谢30参考文献31毕业设计（

7、论文）知识产权声明32毕业设计（论文）独创性声明33设计二维和三维图纸及论文说明书联系球球：二二九七八零六九二2塑件的材料选择及工艺分析2.1塑件材料选择综合分析后，选用材料为ABS。即丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物，它是由三种单体聚合而成的非结晶型高聚物5，具有三种组合物的综合性能：（1）ABS性能特点：冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工。（2）ABS塑料性质：无毒、无味，外观呈牙色半透明或透明颗粒或粉状。密度为1.051.18g/cm3，收缩率为0.3%0.

8、8%，弹性模量值为0.2GPa，泊松比值为0.394，吸湿性250。（3）ABS力学性能：有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用；ABS的耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。（4）ABS耐热性能：热变形温度为93118，制品经退火处理后还可提高10左右。ABS在-40时仍能表现出一定的韧性，可在-40100的温度范围内使用。（5）ABS用途特点：广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。（6）ABS电学性能：电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。（7）AB

9、S注塑工艺：吸水性比较高，加工前需进行干燥处理，干燥温度为7085，干燥时间为26h，注塑成型温度160220之间，注射压力在70130MPa之间，模具温度为5575。2.2塑件工艺性在模具设计之前需要对塑件的工艺性如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量要进行仔细研究和分析，只有这样才能恰当确定塑件制品所需的模具结构和模具精度。电话听筒盖上壳如图2.1、2.2所示，具体结构和尺寸详见图纸，该塑件结构简单，生产量大，要求较低的模具成本，成型容易，精度要求不高。图2.1塑件三维图图2.2塑件二维图2.3塑件的结构设计（1）脱模斜度由于注射制品在冷却过程中产生收缩，因此它在脱模前会紧紧的包住模具型

10、芯或型腔中突出的部分。为了便于脱模，防止因脱模力过大拉伤制品表面，与脱模方向平行的制品内外表面应具有一定的脱模斜度。脱模斜度的大小与制品形状、壁厚及收缩率有关6。斜度过小，不仅会使制品尺寸困难，而且易使制品表面损伤或破裂，斜度过大时，虽然脱模方便，但会影响制品尺寸精度，并浪费原材料。通常塑件的脱模斜度约取0.51.5，塑件材料ABS的型腔脱模斜度为0.51.5，型芯脱模斜度为0.51。（2）塑件的壁厚塑件的壁厚是最重要的结构要素，是设计塑件时必须考虑的问题之一。塑件的壁厚对于注射成型生产具有极为重要的影响，它与注射充模时的熔体流动、固化定型时的冷却速度和时间、塑件的成型质量、塑件的原材料以及生

11、产效率和生产成本密切相关。一般在满足使用要求的前提下，塑件的壁厚应尽量小。因为壁厚太大不仅会使原材料消耗增大，生产成本提高，更重要的是会延缓塑件在模内的冷却速度，使成型周期延长，另外还容易产生气泡、缩孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小则刚度差，在脱模、装配、使用中会发生变形，影响到塑件的使用和装配的准确性。选择壁厚时应力求塑件各处壁厚尽量均匀，以避免塑件出现不均匀收缩等成型缺陷。塑件壁厚一般在14mm，最常用的数值为23mm。（3）塑件的圆角为防止塑件转角处的应力集中，改善其成型加工过程中的充模特性，增加相应位置模具和塑件的力学角度，需要在塑件的转角处和内部联接处采用圆角过度。在无特殊要求时，塑件

12、的各连接角处均有半径不小于0.51mm的圆角。一般外圆弧半径大于壁厚的0.5倍，内圆角半径应是壁厚的0.5倍。（4）孔塑料制品上通常带有各种通孔和盲孔，原则上讲，这些孔均能用一定的型芯成型。但当孔太复杂时，会使熔体流动困难，模具加工难度增大，生产成本提高，困此在塑件上设计孔时，应尽量采用简单孔型。由于型芯对熔体有分流作用，所以在孔成型时周围易产生熔接痕，导致孔的强度降低，故设计孔时孔时孔间距和孔到塑件边缘的距离一般都尖大于孔径，孔的周边应增加壁厚，以保证塑件的强度和刚度。2.4塑件尺寸及精度塑料制品外形尺寸的大小主要取决于塑料品种的流动性和注射机规格，在一定的设备和工艺条件下流动性好的塑料可以

13、成型较大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比较小7。从节约材料和能源的角度出发，只要能满足制品的使用要求，一般都应将制品的结构设计的尽量紧凑，以便使制品的外形尺寸玲珑小巧些。该塑件的材料为ABS，流动性较好，适用于不同尺寸的制品。塑件的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制造精度。为降低模具的加工难度和模具的制造成本，在满足塑件要求的前提下尽量把塑件的尺寸精度设计得低一些。由于塑料与金属的差异很大，所以不能按照金属零件的公关等级确定精度等级。根据我国目前的成型水平，塑件尺寸公差可以参照塑件的尺寸与公关（SJ1372-1978）的塑料制件公差数值标准来确定。根据任务书和图纸要求，本次产品尺寸均

14、采用MT3级精度，未注采用MT5级精度。2.5塑件表面粗糙度塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点来保证外，主要是取决于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般为Ra0.021.25m之间，模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的1/2，即Ra0.010.63m。模具在使用过程中由于型腔磨损而使表面粗糙度不断增加，所以应随时给以抛光复原。该塑件外部需要的表面粗糙度比内部要高，为Ra0.8m，内部为Ra1.2m。2.7塑件的体积和质量本次设计中，塑件的质量和体积采用Pro/E测量，在Pro/E软件中，使用塑模部件验证功能，可以测得塑件的体积为15cm3，质

15、量为15.8g。2.8塑件分型面的确定在该模具中分型面设在塑件的上表面。用如图2.3所示分型面。图2.3分型面3注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定3.1注射成型工艺过程分析根据塑件的结构、材料及质量，确定其成型工艺过程为8：（1）准备工作1）成型前对原材料的预处理ABS材料具有吸湿性，加工前的干燥很重要。干燥条件为100到200，23小时。加工前的湿度必须小于0.02%。2）料筒的清洗在初用某种塑料或某一注射机之前，或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注射机（主要是料筒）进行清洗或拆换。柱塞式注射机料筒的清洗常比螺杆式注射机困难，因为柱塞式料筒内的

16、存料量较大而不易对其转动，清洗时必须拆卸清洗或者采用专用料筒。对螺杆式通常是直接换料清洗，也可采用对空注射法清洗。3）脱模剂的选用脱模剂是使塑料制件容易从模具中脱出而敷在模具表面上的一种助剂。一般注射制件的脱模，主要依赖于合理的工艺条件与正确的模具设计。在和产上为了顺利脱模，常用的脱模剂有：硬脂酸锌，液体石蜡（白油），硅油，对ABS材料，可选用硬脂酸锌，因为此脱模剂除聚酰胺塑料外，一般塑料都可使用。（2）注射成型过程完整的注射过程表面上共包括加料、塑化、注射入模、稳压冷却和脱模几个步骤，但实际上是塑化成型与冷却两个过程。（3）塑件的后处理注射制件经脱模或机械加工后，常需要进行适当的后处理，目的

17、是为了消除存在的内应力，以改善和提高制件的性能及尺寸稳定性。制件的后处理主要有退火和调湿处理。该塑料制件材料为ABS，就采用退火处理13小时。3.2浇口种类的确定注射模的浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。其作用是将塑料熔体充满型腔并使注射压力传递到各个部分。浇注系统设计的好坏对塑件性能、外观及成型难易程度影响很大。它由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。其中浇口的选择与设计恰当与否直接关系到制品能否完好的成型。由于本设计中电话听筒盖上壳塑件外表面质量要求较高，所以选用潜伏式浇口。潜伏式浇口在顶针断面处，成形后切除浇口，零件组装时浇口被遮挡起来。潜伏式浇口主流道需要设置拉

18、料杆，分流道与产品相连，顶出产品与流道连接在一起。3.3型腔数目的确定因为本设计中采用潜伏式浇口，且塑件的尺寸不大，为提高塑件成功概率，并从经济型的角度出发，节省生产成本和提高生产效率，采用一模两腔，进行加工生产。3.4注射机的选择和校核由于采用一模两腔，需要至少注射量为15.82=31.6g，流道水口废料15.8g，总注塑量达到47.4g，再根据工艺参数，综合考虑各种因素，选定注射机型号为XSZY250，其有关性能参数为：理论注射量：250cm3螺杆直径：50mm注射压力：130MPa合模力：1800KN模板最大行程：500mm模具最大厚度：350mm模具最小厚度：200mm定位孔直径： 1

19、25mm喷嘴球头半径： 18mm注射方式：螺杆式顶杆中心距： 280mm3.3.1注射量的校核模具设计时，必须使得在一个注射成型的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的80%以内。其公式为：nm1+m280%m(3.1)式中：n型腔数量；m1单个塑件的重量，g；m2浇注系统所需塑料的重量，g。已知n=2，m1=15.8g，m2=15.8g，即m=47.4/0.8=59.25g，注射量符合要求。3.3.2工艺参数校核注射成型时塑件的模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素9。如果这一数值超过了注射机所允许的最大成型面积，则成型过程中会出现涨模溢料现象，必须满足以下关系：nA1+A2A(3.

20、2)式中：n型腔数目；A1单个塑件在模具分型面上的投影面积，mm2；A2浇注系统在模具分型面上的投影面积，mm2；已知n=2，A1=9181.6mm2，A2=154.2mm2即nA1+A2=29181.6+154.2=18517.4mm2注射成型时为了可靠的锁模，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力。即：(nA1+A2)PF(3.3)式中：P塑料熔体对型腔的成型压力，MPa；F注射机额定锁模力，N；其它意义同上。型腔内通常为2040MPa，一般制品为2434MPa，精密制品为3944MPa。即(nA1+A2)P=18517.4301.1

21、0.001=611KN1800KN，因此锁模力符合要求。3.3.3安装参数校核（1）模具厚度校核模具闭合高度必须满足以下公式：HminHHmax(3.4)式中：Hmin注射机允许的最小模厚，mm；Hmax注射机允许的最大模厚，mm。本设计中模具厚度为320mm，200mmH350mm，所以符合要求。（2）开模行程校核模具开模后为了便于取出制件，要求有足够的开模距离，所谓开模行程是指模具开合过程中动模固定板间的移动距离10。注塑机的开模行程是有限的，设计模具必须校核所选注射机的开模行程，以便与模具的开模距离相适应。对于卧式注射机，其开模行程与模具厚度有关，对于单分型面注射模应有：SmaxSH1H2H3+C(3.5)式中：H1模具厚度，mm；H2顶出行程，mm；H3包括浇注系统凝料在内的塑件高度，mm；C安全距离，mm。本设计中Smax=500mm，H1=320mm，H2=45mm，H3=113.5mm，C=15mm总的开模距离需要S=490mm，因此符合要求。word文档 可自由复制编辑