电视机遥控器面板塑料模具设计论文

1、<p><b>　　毕业设计（论文）</b></p><p>　　课题名称： 电视机遥控器面板注塑模设计 </p><p>　　院 （系）： 机电工程学院 </p><p>　　专业班 级： 模具设计与制造1班

2、 </p><p>　　学生姓名： </p><p>　　学 号： </p><p>　　指导教师： </p><p&

3、gt;　　二○一○年五月三十日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　随着工业的发展，注塑成型工艺在机械工业、电子工业、航天航空工业、生物领域及日用品的生产中占的比例越来越大。而PRO/ENGINEER2001自1988年问世以来，十多年来已成为全世界最普及的3D CAD/CAM系统。广泛应用与机械、电子、模具等行业。</p>

4、;<p>　　塑料模质量的好坏直接影响塑料制品的质量和成本。模具设计的合理与否，直接关系到塑件能否成型，塑件质量能否满足要求，是否经济，模具型腔的形状，尺寸，表面粗糙度，浇口的形式，大小，位置，分型面的位置，排气槽的设置，脱模机构的形式，顶出位置，模具温度的控制对塑件的尺寸精度，形位精度，表面粗糙度，以及塑件的物理性能，机械性能，电性能，内应力大小，各向同异性，外观质量，气泡，凹痕，银纹，变形等都产生着直接的十分重大的影响

5、</p><p>　　本次我设计的是遥控器外壳，整体设计是现代先进的模具加工制造方法和强大的PRO/ENGINEER野火版模具设计的结合，设计思路与要求符合当代模具设计的潮流和未来的发展方向。</p><p>　　关键词：注塑成型、模具、CAD、CAM</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>

6、;　　With the development of industry, The Mould plastics shapings covers more and more in mechanical industy, electronics industry, spaceflight industry, biological field and production of daily necessities. For more than

7、 ten years, the PRO/ENGINEER2001 has become the most common 3 D CAD/CAM systems since 1988 it come out. And it extensively use in machinery, election and mould fields.</p><p>　　Plastic mold quality quality d

8、irect influence plastic product qualityand cost. The mold designs reasonably or not, whether directly relatesmodels to take shape, models a quality whether to answer the purpose,is whether economical, mold cavity shape,

9、size, surface roughness, the form, the size, the position, divides the position,exhausts the trough establishment, the drawing of patternsorganization form, goes against the position, the mold temperaturecontrol to model

10、s the size precision, the shap</p><p>　　The very remote controuer out cover what I designed is the intergration of modern advanced mould proess manufacturing approach and strong PRO/ENGINEER wild mold design

11、. The thought and requirement of this design accord with the trend of contemporary mold design and its future of development direction. </p><p>　　Keyword: Mould plastics shaping, mould, CAD, CAM</p>&

12、lt;p><b>　　引 言</b></p><p>　　三年的大学生活很快就过去了！回首过去，我从一个懵懂的高中生成长为一个新世纪的大学生，进而又要走向社会，这与学校及院部的关心和培育是分不开的。</p><p>　　这次的毕业设计将会给三年的生活划上一个圆满的句号。他将是我三年的学习的总结；是站在三年学习的基础上一次全新的升华；是将我所学的理论用于

13、实践的开始；也是一次对我所学知识的考核和肯定。</p><p>　　塑料件的形状比较复杂，所以采用容易流动的聚苯乙烯（PS）作为原料。其中有用于遥控器上下装起来时用的螺钉孔，倒扣槽等等；还有用于遥控功能的各种孔。需要装镶针，做侧向抽心等等，所以模具的结构也是比较复杂。这将对我来说是一种很大的挑战，是需要勇气的，可同时也是一种难得的锻炼。</p><p>　　现代有效、快速、精确的设计手段是

14、采用计算机辅助设计，设计是人和计算机相结合，各尽所长的新型设计方法。我的设计就充分体现了这一点，采用PRO/E设计零件。先构出模具构件（Mold Component），再根据模型特征来设计模座（Mold base）.模具构件件包括上模型腔、下模型腔、（也称为凸模型腔，凹模型腔）、浇道系统（注道、流道、流道滞料部浇口等）、砂心、销、回位销、冷却水线、停止销、定位螺栓、导柱、导套、侧向抽心、斜顶等。</p><p>

15、　　在设计过程中我遇到了很多意想不到的问题和困难，但在指导老师的启迪和指引下，一一都得到了比较圆满的解决方按。但由于我能力有限，再由于设计时间短，设计仓促，有不少的错误和不合理的地方，请各位老师给予耐心的指导和指正。</p><p><b>　　目录</b></p><p>　　1 概述…………………………………………………………………………………………....6&

16、lt;/p><p>　　1.1 我国塑料模具工业的发展现状6</p><p>　　1.2 我国塑料模具工业和技术的主要发展方向6</p><p>　　2. 注射模可行性分析……………………………………………………………………………6</p><p>　　2.1注射模组成6</p><p>　　2.2 材料选择7

17、</p><p>　　2.2.1 塑料介绍7</p><p>　　2.2.2 分析塑料零件材料7</p><p>　　2.2.3 我的材料选择8</p><p>　　2.4 塑件分析9</p><p>　　2.4.1拔模斜角分析9</p><p>　　2.4.2 法向量分析

18、9</p><p>　　2.4.3 高斯曲率分析9</p><p>　　2.4.4 曲面上最小半径分析10</p><p>　　2.4.5 上下方向上的斜率分布分析。10</p><p>　　3. 拟定模具结构形式…………………………………………………………………………..10</p><p>　　3.1

19、 型腔数目的决定10</p><p>　　3.2 分模面的选择11</p><p>　　4. 注射机型号的确定…………………………………………………………………………..12</p><p>　　4.1 锁模力计算12</p><p>　　4.2 注射容量计算13</p><p>　　4.3 注射机的选用1

20、3</p><p>　　5. 浇注系统和排气的设计……………………………………………………………………..14</p><p>　　5.1 浇注系统的设计原则14</p><p>　　5.2 浇注系统布置14</p><p>　　5.3 流道系统设计14</p><p>　　5.3.1 主流道14</p

21、><p>　　5.3.2 分流道截面形状15</p><p>　　5.4 浇口设计16</p><p>　　5.4.1 浇口类型的选用16</p><p>　　5.4.2 浇口尺寸计算17</p><p>　　5.5 排气系统的设计18</p><p>　　5.5.1排气系统的设计方法1

22、8</p><p>　　6.成型零件设计………………………………………………………………………………..19</p><p>　　6.1 成型零件结构设计19</p><p>　　6.1.1 定模结构设计19</p><p>　　6.1.2 动模结构设计22</p><p>　　6.2 侧向抽芯的设计：24&

23、lt;/p><p>　　7.合模导向机构设计…………………………………………………………………………..25</p><p>　　7.1 导向机构的功用25</p><p>　　7.2 导柱和导套设计25</p><p>　　7.3 导柱和导套材料的选择26</p><p>　　8脱模机构设计…………………………

24、……………………………………………………..26</p><p>　　8.1 脱模机构的设计要求26</p><p>　　8.2 脱模机构的设计27</p><p>　　9 冷却系统设计………………………………………………………………………………..27</p><p>　　9.1 冷却系统设计28</p><p&

25、gt;　　9.1.1 设计准则28</p><p>　　9.2 冷却系统设计28</p><p>　　结论…………………………………………………………………………………………..28</p><p>　　主要参考文献………………………………………………………………………………..29</p><p><b>　　1 概述&l

26、t;/b></p><p>　　1.1 我国塑料模具工业的发展现状</p><p>　　我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。</p><p>　　大型模具方面：已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；</p><p>　　

27、精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。</p><p>　　1.2 我国塑料模具工业和技术的主要发展方向</p><p>　　1、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。</p><p>　　2、在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。</p><p>　　3、推广应用热

28、流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。</p><p>　　4、开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。  </p><p>　　5、提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。</p><p>　　2. 注射模可行性分析</p><p><b>　　2.1注射模组成</b&g

29、t;</p><p>　　凡是注射模，均可分为动模和定模两大部件。注射充模时动模和定模闭合，构成型腔和浇注系统；开模时动模和动模分离，取出制件。定模安装在注射机的固定板上，动模则安装在注射机的移动模板上。根据模具上各个零件的不同功能，可由一下个系统或机构组成。</p><p><b>　　（1） 成型零件</b></p><p>　　指构成型腔

30、，直接与熔体相接触并成型塑料制件的零件。通常有凸模、型芯、成型杆、凹模、成型环、镶件等零件。在动模和动模闭合后，成型零件确定了塑件的内部和外部轮廓尺寸。</p><p><b>　　（2） 浇注系统</b></p><p>　　将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的流道称为浇注系统，由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。</p><p>　　（3）导向

31、与定位机构</p><p>　　为确保动模与定模闭合时，能准确导向和定位对中，通常分别在动模和定模上设置导柱和导套。深腔注射模还须在主分型面上设置锥面定位，有时为保证脱模机构的准确运动和复位，也设置导向零件。</p><p><b>　　（4）脱模机构</b></p><p>　　是指开模过程的后期，将塑件从模具中脱出的机构。</p>

32、;<p>　　（5）侧向分型抽芯机构</p><p>　　带有侧凹或侧孔的塑件，在被脱出模具之间，必须先进行侧向分型或拔出侧向凸模或抽出侧型芯。</p><p><b>　　（6）温度调节系统</b></p><p>　　为了满足注射工艺对模具温度的要求，模具设有冷却或加热额的温度调节系统。模具冷却，一般在模板内开设冷却水道，加热

33、则在模具内或周边安装点加热元件，有的注射模须配备模温自动调节装置。</p><p><b>　　（7）排气系统</b></p><p>　　为了在注射充模过程中将型腔内原有气体排出，常在分型面处开设排气槽。小型腔的排气量不大，可直接利用分型面排气，也可利用模具的顶杆或型芯与配合孔之间间隙排气。大型注射模须预先设置专用排气槽。 </p><p>

34、<b>　　2.2 材料选择</b></p><p>　　2.2.1 塑料介绍</p><p>　　塑料（Plastics)是以有机高分子化合物为基础，加入若干其他材料（添加剂）制成的固体材料。</p><p>　　塑料的优点：塑料的强度较小，有较高的比强度。塑料还具有较高的电绝缘和热绝缘性，良好的耐磨性和耐腐蚀性，以及优异的成型工艺性。&l

35、t;/p><p>　　2.2.2 分析塑料零件材料</p><p>　　该塑件为电视机遥控器外壳的上半部分，有以下特点：</p><p>　　（1）它所处的工作环境好，处于室温下，不承受冲击载荷，也不处于酸、碱、盐性环境中； </p><p>　　（2）产量大，用于一般的日常生活中，故要求此塑件材料质优而价廉，且对人体不产生任何毒副作用。<

36、;/p><p>　　（3）内部结构复杂成型较困难。</p><p>　　（4）要求要有较美丽的外观。因此我初步选择采用通用塑料。</p><p>　　通用塑料分为聚乙烯（PE）、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）等品种，多用于一般工农业生产和日常生活之中，具有价格低等特点。</p><p>　　2.2.3 我的材料选择<

37、/p><p>　　我的塑件电视机遥控器外壳的材料宜采用聚苯乙烯（PS）。</p><p>　　以下是聚苯乙烯塑料的技术数据：</p><p><b>　　1：成型特点：</b></p><p>　　ａ：无定形料，吸湿性小，不易分解，性脆易裂，热膨胀系数大，易产生内应力；</p><p>　　ｂ：流动性

38、好，溢边值0.03ｍｍ左右，应防止飞边；</p><p>　　ｃ：塑件壁厚应均匀，不易有嵌件，（如有嵌件应先预热），缺口，尖角各面应圆弧连接；</p><p><b>　　2:物理性能：</b></p><p><b>　　3:力学性能：</b></p><p><b>　　2.4 塑件

39、分析</b></p><p>　　2.4.1拔模斜角分析</p><p>　　分析结果：Bracketed area percentage: 25.1222</p><p>　　2.4.2 法向量分析</p><p>　　2.4.3 高斯曲率分析</p><p>　　2.4.4 曲面上最小半径分析&l

40、t;/p><p>　　分析结果：Min. inside radius: -177.8879</p><p>　　Surface is convex</p><p>　　2.4.5 上下方向上的斜率分布分析。</p><p>　　分析结果：Min. slope: -0.0193</p><p>　　Max. slope:

41、0.0485</p><p>　　Bracketed area percentage: 0.0000</p><p>　　3. 拟定模具结构形式</p><p>　　3.1 型腔数目的决定</p><p>　　注射模的型腔数目，可以是一模一腔，每一次注射生产一个塑件，也可以是多腔，每一次注射生产多个塑件。每一副模具中，型腔数目的多少与下列条件

42、有关系。</p><p>　　（1） 塑件尺寸精度</p><p>　　型腔数目越多时，精度也相对地降低。这不仅由于型腔加工精度的参差，也由于熔体在模具内的流动不均所致。按照SJ1372—78标准中规定的1、2级超精密级塑件，只能一模一腔，当尺寸数目少（形状简单）可以是一模二腔。3、4级的精密级的精密塑料件，最多是一模四腔。</p><p>　　（2） 模具制造成本

43、</p><p>　　多腔模的制造成本高于单腔模，但非简单的倍数比。四腔模并非单腔模的四倍。因此，从塑件成本中所占模费比例来看，多腔模比单腔模要低。</p><p>　　（3） 注塑成型的生产效益</p><p>　　多腔模从表面上看，比单腔模经济效益高，但是多腔模所使用的注射机大，每一注射循环期长而维修费用高，所以要从最经济的条件上考虑一模的腔数。</p&g

44、t;<p><b>　　（4） 制造难度</b></p><p>　　多腔模的制造难度比单腔模大。当其中一腔先损坏（或磨损超差）时，应立即停机维修，影响生产。</p><p>　　综合以上几个方面综合考虑，我的设计采用一模两腔结构形式。就精度而言，我的塑件属于四级精度，它可以使用一模四腔；但从模具制造成本以及模具成型的生产效益来看，他比单型腔模具降低了生

45、产成本提高了生产效率；而且塑件的注射量比较小；但从制造难度来讲，这套模具的型腔十分复杂已经很难加工，必须采用较多的镶块才能实现，如果型腔过多，就会影响各个镶块之间的装配关系，造成塑件成型困难，尺寸精度以及表面粗糙度难以保证。而一模两腔恰好解决了这一问题，不仅使得模具有了较好的精度，而且便于加工，便于注塑，适应了现代化大规模高效率生产高精密零件的要求。</p><p>　　3.2 分模面的选择</p>

46、<p>　　分模面为定模与动模的分界面。用于取出塑料件或浇注系统凝料的面。。合理地选择分型面是使塑件能完好的成形的先决条件。</p><p>　　选择分型面时，应从以下几个方面考虑：</p><p>　　（1） 使塑件在开模后留在动模上；</p><p>　　（2） 分型面的痕迹不影响塑件的外观；</p><p>　　（3） 浇注

47、系统，特别是浇口能合理的安排；</p><p>　　（4） 使推杆痕迹不露在塑件外观表面上；</p><p>　　（5） 使塑件易于脱模。</p><p>　　由于本塑件的结构形状较为特殊，根据选择分模面时，应遵守以上的原则。再综合我的塑件形状的考虑，以及模具整体设计、制造、加工的要求，我选择采用平面分型面，如图3.2.1所示</p><p>

48、;　　这是PRO/E分模时作的单面分模面，由于上表面要求较高，必须要求塑件留在动模一侧。</p><p>　　4. 注射机型号的确定</p><p>　　在模具设计时，根据产品几何尺寸及模具结构特点，尽可能选用适合的注塑机以充分发挥设备的内在能力。</p><p><b>　　4.1 锁模力计算</b></p><p>

49、　　锁模力是指注射机构在工作中对模具所能施加的最大夹紧力。锁模力与注射容量全面地反映了设备的主要特征和加工能力。</p><p>　　在实际注射成型中，由于制品形状不同，所采用树脂品种不同，注射工艺条件及模具结构不同，所需要的合模力大小也各不相同。因此，在选用注射机时,要对其合模力进行计算。通常，可采用下列公式进行：</p><p>　　F≥Pm(NAs+Aj)

50、 (4.1-1)</p><p>　　式中: F-----注射机最大合模力(MN);</p><p>　　N------型腔个数;</p><p>　　Pm----成型时模腔平均压力（MPa）;</p><p>　　As-----塑件在开模方向的最大投影面积(㎡).</p><p>　　Aj--

51、---浇注系统在开模方向的最大投影面积(㎡)</p><p>　　从前面可知: N=2</p><p>　　采用PRO/E测得浇注统以及塑件在开模方向上的投影面积为</p><p><b>　　0.025．</b></p><p>　　所以： F≥nPcA</p><p>　　=2

52、15;40×0.025 </p><p><b>　　=2 MN</b></p><p><b>　　=2000KN</b></p><p>　　4.2 注射容量计算</p><p>　　注射机的理论注量，指在对空注射时能完成一次注射熔料的体积量(㎝3).模具安装后，对模腔注射容量的计算

53、,可以制件产品为主,计算其体积量，然后确认总体积注射量，从而可得:</p><p>　　Vg>n(Vs+Vj)(cm3)</p><p>　　式中： Vg-----注射机额定注射量(cm3)；</p><p>　　Vs----单个塑件的容积量(cm3)；</p><p>　　Vj-----浇注系统和飞边所需要的容积量(cm3)；&l

54、t;/p><p>　　N-----型腔数。</p><p>　　其中： Vs=24cm3 </p><p><b>　　Vj=3cm3</b></p><p>　　所以： V>n(Vs+Vj)</p><p><b>　　=2×(24+3)</b><

55、/p><p><b>　　=54cm3</b></p><p>　　4.3 注射机的选用</p><p>　　根据《塑料模具设计手册》附表8(P392)，由以上所取得的数据F和V可知，可选用型号为 G54-S-200/400的注射机可。</p><p>　　XS-ZY-125注射机的技术规范及特性如下：</p>

56、<p>　　螺杆直径(mm)： 55</p><p>　　最大理论注射容量(cm3)： 200~400</p><p>　　注射压力(MPa)： 109</p><p>　　注射行程： 160</p><p>　　锁模力(KN)：

57、 2540</p><p>　　最大注射面积(cm2)： 645</p><p>　　最大模具厚度H(mm)： 406</p><p>　　最小模具厚度H1(mm)： 165</p><p>　　最大和穆行程： 260</p><

58、p>　　模板最大距离L0(mm)： 800</p><p>　　模板行程L1(mm)： 400</p><p>　　喷嘴圆弧半径R(mm)： SR18</p><p>　　喷嘴孔径d(mm)： 4</p><p>　　喷嘴移动距离(mm)： 21

59、0</p><p>　　推出形式： 中间推出</p><p>　　和模方式： 液压-机械</p><p>　　螺杆转速： 16、28、48</p><p>　　机器外型尺寸： 4700X1000X1815</p><p>　　

60、其他： 总力280KN,开模力8T,顶杆最大距离190mm</p><p>　　5. 浇注系统和排气的设计</p><p>　　5.1 浇注系统的设计原则</p><p>　　（1）浇注系统与塑件一起在分型面上，应有压降、流量和温度分布的均衡布置；</p><p>　　（2）尽量缩短流程，以降低压力损失，缩短充模时

61、间；</p><p>　　（3）浇口位置的选择，应避免产生湍流和涡流，及喷射和蛇行流动，并有利于排气和补缩；</p><p>　　（4）避免高压熔体对型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移。</p><p>　　（5）浇注系统凝料脱出方便可靠，易与塑件分离或切除整修容易，且外观无损伤；</p><p>　　（6）熔合缝位置必须合理安排，必要时配置

62、冷料井或溢料槽；</p><p>　　尽量减少浇注系统的用料量；</p><p>　　（7）浇注系统应达到所需精度和粗糙度，其中浇口必须有IT8以上精度。</p><p>　　5.2 浇注系统布置</p><p>　　在多腔模中，分流道的布置有平衡式和非平衡式两类，一般以平衡式为宜。本次设计采用的是对角式布置，充分利用了它质量好，一致性好等优

63、点。</p><p>　　5.3 流道系统设计</p><p>　　流道系统设计包括主流道、分流道和冷料井及其结构设计。</p><p><b>　　5.3.1 主流道</b></p><p>　　直浇口式主流道呈截锥体，见图5.5-1。主流道入口直径d应大于注射机喷嘴直径1mm左右。这样便于两者能同轴对准，也使得主流道

64、凝料能顺利脱出。所以： d =4+1=5mm</p><p>　　主流道入口的凹坑球面半径R，应该大于注射机喷嘴球头半径约2~3mm。反之，两者不能很好贴和，会让塑料熔体反喷，出现溢边致使脱模困难。故：</p><p>　　R=12+（2~3）=（14~15）mm</p><p><b>　　取R=15mm</b></p>

65、;<p>　　锥孔壁粗糙度Ra≤0.8μm。主流道的锥角α=2°～4°。过大的锥角会产生湍流或涡流，卷入空气。过小锥角使凝料脱模困难，还会使充模时流动阻力大，比表面增大，热量损耗大。 主流道的出口端应该有较大圆角r≈D。</p><p>　　其中， D可用经验公式求出：</p><p>　　D=

66、</p><p>　　其中， V----流经主流道的熔体体积（cm3）；</p><p>　　K----因熔体材料而异的常数，取K=1.2；</p><p>　　所以， D==≈ 8mm</p><p>　　所以， r===1 mm</p><p>　　主流道的比表面S为：</p><p>

67、;　　S= </p><p><b>　　==0.58 </b></p><p>　　主流道的长度是L，一般按模板厚度确定。但为了减小充模时压力降和减少物料损耗，以短为好。小模具控制在50mm之内。初步确定：</p><p><b>　　L=50mm</b><

68、/p><p>　　H=R=×15=6mm</p><p>　　5.3.2 分流道截面形状 </p><p>　　分流道的截面形状有圆形、半圆形、矩形、梯形、V形等多种。其中圆形截面最理想，使用越来越多。本次设计采用单面圆形截面，形状如图5.1所示。</p><p><b>　　图 5.1</b></p>

69、;<p>　　（2）流道剪切速率的校核</p><p>　　= </p><p>　　由《塑料制品与模具设计》中表3.3-5可知，注射时间为</p><p><b>　　t=2.0s</b></p><p>　　故

70、： Q===20.4㎝3/s</p><p><b>　　==≈1275</b></p><p>　　=12.75x102＞5×102s-1</p><p><b>　　符合要求。</b></p><p><b>　　5.4 浇口设计</b></p>

71、<p>　　浇口是塑料熔体进入型腔的阀门，对塑件质量具有决定性的影响。因而浇口类型与尺寸、浇口位置与数量便成为浇注系统设计中的关键。</p><p>　　5.4.1 浇口类型的选用</p><p>　　浇口是塑料熔体进入型腔的阀门，对塑料件质量具有决定性的影响，因而浇口类型与尺寸、浇口位置与数量便成为浇注系统设计中的关键。浇口有多种类型，如直浇口、侧浇口、点浇口、重叠式浇口、

72、扇形浇口、潜伏式浇口等。</p><p>　　综合我的塑件，是比较容易流动的聚苯乙烯，而且零件外表面要求较高；选用潜伏式浇口。潜伏式浇口也称为隧道浇口或剪切浇口，它从分型面的一侧沿斜向进入行腔。这样在开模时，不仅能自动切断浇口，而且其位置也可以设置在制品的侧面、端面和背面等各个隐蔽处，使制件外表无浇口的痕迹。它的截面形状如下图5.3所示：</p><p><b>　　图 5.3

73、</b></p><p>　　5.4.2 浇口尺寸计算</p><p>　　潜伏式浇口的几个尺寸中，以深度h最为重要。H控制了浇口畅通开放时间和补缩作用。浇口宽度W的大小控制了熔体充模流量。浇口长度L，只要结构强度允许，以短为好，一般选用L=0.5~1.5mm。浇口深度有经验公式：</p><p>　　h=nt

74、 (5.6-1) </p><p>　　式中， h-----潜伏式浇口宽度(mm)，中小型塑件通常用h=0.5~2mm，大约为制品最大壁厚的~；</p><p>　　t-----塑件壁厚(㎜)；</p><p>　　n-----塑件材料系数，取n=0.6。</p><p>　　故： 浇口的经验公

75、式：</p><p>　　d= (5.6-2)</p><p>　　式中， d-----浇口直径；</p><p>　　A-----型腔表面积(mm2)；</p><p>　　n-----塑料材料系数；取n=0.6。</p><p>　　A≈πD2+4

76、5;(15×18)+2×(2π×5×13)</p><p>　　=×3.14×632+4×(15×18)+2×(2×3.14×5×13)</p><p>　　=3115.665+1080+816.4≈5012mm2</p><p>　　所以： W

77、==≈1.4mm</p><p>　　最后，须用流经侧浇口熔体剪切速率=≥104s-1进行校核。又知充模注射时间为t=1.6s，</p><p>　　故： Q===25.5cm3/s</p><p><b>　　===33730</b></p><p>　　=3.373×104＞104s-1</p>

78、;<p><b>　　符合要求。</b></p><p>　　5.5 排气系统的设计</p><p>　　从某种角度而言，注塑模具也是一种置换装置。即塑料熔体注入模腔的同时，必须置换出型腔内的空气和从物料中溢出的挥发性气体。排气系统是注塑模具设计的重要组成部分。</p><p>　　5.5.1排气系统的设计方法</p>

79、<p>　　利用分型面排气是最简单的方法，排气效果与分型面的接触精度有关。</p><p>　　利用顶杆与孔的间隙排气，必要时可对顶杆作些排气的结构措施；</p><p>　　利用球状合金颗粒烧结块渗导排气，烧结块应有足够的承压能力，设置在塑件隐蔽处，并需要开设排气通道；</p><p>　　在熔合缝位置开设冷料井，在储存冷料前也滞留了不少气体；<

80、;/p><p>　　可靠有效的方法是在分型面上开设专用的排气槽，尤其上大型注塑模具必须如此；</p><p>　　对于大型的模具，也可以利用镶拼的成型零件的缝隙排气。</p><p>　　由于我的设计将采用大量的镶件以保证模具具有良好的加工、维修性能；采用了大量的顶针以实现模具对塑件的均匀顶出，使得塑件不会因为应力不均匀而断裂或留下痕迹；采用了斜滑顶杆和侧抽芯滑块来实现

81、塑件的抽芯。这些结构都的存在着间隙，可以利用这些间隙实现派气的功能，而不用设计另外的排气结构。</p><p>　　另外，为了在分型面良好的排气，可以在动模镶块1与定模镶块1结合的同时，将动模板的厚度减少1mm，从而加强了分型面的排气功能，如图5.4所示：</p><p><b>　　图 5.4</b></p><p><b>　　

82、6.成型零件设计</b></p><p>　　模具闭合时，成型零件构成了成型塑料制品的型腔。成型零件主要包括凹模、凸模、型芯、镶拼件、各种成型杆与成型环。成型零件在充模保压阶段承受很高的型腔压力。作为高压容器，它的强度和刚度必须在容许值之内。成型零件的结构、材料和热处理的选择及加工工艺性，是影响模具工作寿命的主要因素。</p><p>　　6.1 成型零件结构设计</p&

83、gt;<p>　　成型零件的结构设计，当然以成型符合质量要求的塑料制品为前提，但必须考虑金属零件的加工性及模具制造成本。成型零件成本高于模架的价格，随着型腔的复杂程度、精度等级和寿命要求的提高而增加。</p><p>　　6.1.1 定模结构设计</p><p>　　定模是成型塑件外表面的成型零件。定模的基本结构可分为整体式、整体潜入式和组合式。根据本次设计的塑料的特点，采用

84、组合式定模。定模的形状如下各图所示。</p><p><b>　　（1）定模板：</b></p><p><b>　　图 6.1</b></p><p>　　定模板设计如图6.1所示，其中一位置是用来放制定位定模镶块的锲型锁紧块，他与模板垂直的方向有一定的斜度在螺钉的作用下可以对镶块起到定位的作用。二位置上是用来放制侧向

85、抽心导块所用的定位孔。三位置放一个凸型锁紧块，如图6.2所示：</p><p>　　图 6.2 的上半部分，它的下半部分装在动模板上，两者之间具有较高的配合关系，这不仅可以起到二次定位的作用，最主要的是在注塑机注射时，可以锁紧模具，使得导柱，导套承受较小的横向冲击力保护了导柱、导套的使用寿命。四位置为放置导套的导套孔，由于所选的导套为带肩导套，所以该孔为梯形孔，具体零件参考定模板零件图。五位置是参与冷却的水流道

86、由于它由此处流入定模镶快，所以设计了防止漏水的橡胶圈槽，其形状如图6.3所示：</p><p>　　一图 二图</p><p><b>　　三图</b></p><p><b>　　图 6.3：</b></p><p>　　一图是放入橡胶圈但

87、镶块还没有装入的时刻，当镶块装入时镶块的压力将橡胶圈压成图二所示的椭圆形状，同时，利用自身的弹力将两块模板之间的缝隙牢牢的封死，使冷却液在流过两块模板之间时不会漏出模板，影响注塑生产的过程。三图是六处的放大图。</p><p>　　其他特征如螺钉孔以及吊耳螺钉孔可参考上模板零件图。</p><p>　　模板的厚度以及各个螺钉孔的位置、导套孔的位置是由所选择的模架给出的，可参见模架A1-35

88、5355-38-Z1。（GB/T12556）尺寸。</p><p>　　（2）定模镶块的设计：</p><p>　　镶拼式组合模具虽然具有强度和刚度较差，制造成本高的问题，但是由于它具有但由于它具有良好的互换性，型腔成型部分容易损坏，可以在损坏时进行互换，简化了模具的维修过程，同样节省了成本；而且它可以合理的运用材料，定模板由于不参与零件成型，可以采用一般的材料，而镶块参与零件成型，属于重

89、要零件必须用要求比较高的材料，比如镜面钢（PMS），节约了优质的模具钢，在某种程度上也是节省成本。</p><p>　　我所设计的定模镶块1如图6.4所示：</p><p><b>　　图 6.4</b></p><p>　　圆圈所引出的地方是根据零件要求所做的两个定模镶块2孔，三维图如图6.5所示：</p><p>

90、<b>　　图 6.5</b></p><p><b>　　（3）镶块的定位：</b></p><p>　　镶块1的定位是由位于定模板底板的螺钉与侧面的锲型锁紧块来实现的。如图6.6所示：</p><p><b>　　图 6.6</b></p><p>　　1为定模板；2为

91、锲型锁紧块；三为定模镶件1；四为动模部分。螺钉旋入定模板1时，同时带动2向下，从而使得定模镶件1在横向精确定位。</p><p>　　由于定模镶件2镶嵌在1内，所以不可能用这种比较简单实用的方法。而由于它大小比较小，所以可以做一个斜面，依靠斜面将镶块定位，在底部用螺钉孔固定。如图6.7所示：</p><p><b>　　图 6.7</b></p>&l

92、t;p>　　其中，1为定模镶件（1），2为定模镶件（2），3为定模板，4为定模座板。</p><p>　　6.1.2 动模结构设计</p><p>　　动模和和动模型芯都是用来成型塑料制品的内表面的成型零件。动模也称主型芯，用来成型塑件整体的内部形状。小型芯也称成型杆，用来成型塑件的局部孔或槽。与定模部分不同，它与注塑机后半部分相连它参于塑件的顶出，一般的模具设计都要求塑件留在动模部

93、分，好容易脱模。</p><p>　　我的塑件由于外表面向上，要求较高，而内表面装配在遥控器里面，主要是参与增加强度的肋板以及定位零件的特殊装置，对于外观并没有太高的要求，所以只要保证尺寸的精确就可以了。经过查资料和考证，我决定采用与定模部分一样的结构……整体镶拼式组合凹模。</p><p>　　（1） 动模板的结构</p><p>　　由模具设计手册才查的模架A1

94、-355355-38-Z1（GB/T12556）动模板的尺寸，再由PRO/E设计可以得到如图6.8所示的动模板结构：</p><p><b>　　图 6.8</b></p><p>　　其中1位置用来放凹型锁紧块，它与定模板上的凸型锁紧块相配合，正在注射时锁紧模具使得导柱导套承受较小的横向冲力，减少了导柱的压力同时也对型腔起到保护的作用。2位置为回程杆孔属于复位机构

95、，这一点将在复位机构中进行详细的介绍。3位置为放置侧向抽心的滑块槽，在图中一共有四个这样的结构，在它上面的台阶安放压板压住滑块，从而起到抽心的作用，同时也比一般的燕尾槽，梯形槽减少了加工难度，简化了模具结构。4为大斜切角，在模具的每一块模板上都有一个角是这个样子的而且在安装后他们处在同一面上这主要上为了方便安装为此，还要在它上面打上模板字号，此块模板牌号为三，所以打上三字。5为计数器安装的位置，计数器示意图如图6.9所示：</p&

96、gt;<p><b>　　图6.9</b></p><p>　　模具开模一次，对计数器的小按钮压一次，带动计数器个位的数字向前走一位，当走过一个周期后，就自动向前进一位，从而起到计量模具注塑次数的作用。它对于检验模具的使用寿命，定期定量的维护模具，以及对易磨损件做定期的更换都有至关重要的作用。6出为带肩导柱空，具体尺寸见动模零件图。7为参与冷却的水流道由于它由此处流入动模镶快1

97、，所以设计了防止漏水的橡胶圈槽，其形状以及作用参见图6.3和定模板设计。：</p><p>　　（2）动模镶件1的设计：</p><p>　　动模镶件1是安装在动模板内的大型整体式镶件，它参与一部分不重要的型腔成型起结构如图6.10所示：</p><p><b>　　图 6.10 </b></p><p>　　[1]处

98、装入动模镶块3以成型塑件薄壁的紫外线孔。[2]处为用以侧向抽芯的斜顶孔。由于每个塑见有六个侧向抽芯模具又是一模两腔所以将外侧的四个抽芯做成斜滑块，而里面的四个和两侧的四个做成斜滑顶杆。[3][4]均为抽芯槽。</p><p>　　（3）动模镶件2的结构设计：</p><p>　　动模镶件2是塑件内侧的主要成型件，其三维结构如图6.11所示：</p><p><

99、b>　　图 6.11</b></p><p>　　这是通过PRO/E拆模而地出的镶件，它的尺寸以PRO/E图为标准。</p><p>　　（4）动模镶件3的结构设计：</p><p>　　它成型遥控器的紫外线孔，与其他镶块不同的除了外形，还有它采用台阶定位。起结构如图6.12所示：</p><p><b>　　图

100、 6.12</b></p><p><b>　　（5）镶针的设计：</b></p><p>　　由于遥控器的外壳除了采用倒扣连接外，还要通过螺钉连接由于塑料件是非钢性零件，所以在设计零件时，没有螺纹的要求，而在成型后将螺钉强行拧入，塑件上就会自然留下螺纹的痕迹。起结构装配如图6.13所示：</p><p><b>　　图

101、 6.13</b></p><p>　　6.2 侧向抽芯的设计：</p><p>　　侧型芯抽芯塑件外围的凹槽，可以利用斜顶和抽芯滑块来实现抽芯，如果全部使用滑块，则受到一模两腔的限制，不能抽出处在模具内侧的凹槽；但假如全部使用斜滑顶杆，则会影响塑件推出时，从模具上拿下，因为在那一时刻，塑件还没有完全定型，很容易在外力的作用下，产生一定量的变形。</p><

102、;p>　　鉴于以上两种情况，我的模具决定采用斜滑顶杆与抽芯滑块联合使用以实现所有位置的抽芯。</p><p><b>　　图 6.14</b></p><p>　　如图6.14所示的抽芯结构在现场极为常用，原因在于它便于加工制造，容易装配。在抽拔力不大的情况下能实现可靠稳定的抽芯，</p><p><b>　　图 6.15&

103、lt;/b></p><p>　　斜顶如图6.15所示，在顶出塑件时，不但充当的推杆的功能，还可以而且起到抽芯的作用，减少了推杆的数目。</p><p>　　7.合模导向机构设计</p><p>　　模具闭合时要求有准确的方向和位置，具有一定精度的合模导向机构，是注射模设计不可缺少的组成部分。</p><p>　　7.1 导向机构的功用

104、</p><p>　　在注射模中，指引动模与定模之间按一定的方向闭和定位的装置，称之为合模导向机构。此外，在卧式注塑机上的注塑模，其脱模机构也需设置导向机构。因此，导向机构的功能有：</p><p>　　（1）定位作用，（2）导向作用，（3）承受一定侧压力，（4）支承定模型腔板或动模推件板</p><p>　　7.2 导柱和导套设计</p><p

105、>　　导柱导向机构，包括导柱和导套两个主要零件，分别安装在动、定模两边。</p><p>　　根据前面的计算可知，我们可根据模板外形尺寸可选择导柱直径d=25mm的有肩导柱 . </p><p>　　本次设计选用的导柱和导套有两种，一种是导向模具动模板与定模板，使之能精确定位的导柱导套，另一种是导向推板，推板固定板的导柱导套；但两种都是标准件，其形状和尺寸如图7.1所示。<

106、;/p><p><b>　　图 7.1</b></p><p>　　7.3 导柱和导套材料的选择</p><p>　　我的导柱选择了20号钢，该钢属于低碳碳素钢，强度不高，但韧性，塑性和焊接性能均好，经过渗碳淬火、回火处理，可获得外表较高的硬度，外表面又比较耐磨，而心部又具有比较好的韧性，所谓外影心韧，是优良的导柱材料。</p>&

107、lt;p>　　我的导套采用黄铜，因为导柱和导套在导向中总有一方会因为空气中的杂质产生磨损，而铜的质地柔软，这样就保护了导柱，从而使得导向机构可以长时间的使用。</p><p><b>　　8脱模机构设计</b></p><p>　　可靠地脱模，让固化的成型塑件完好地从模具中顶出，取决于脱模机构合理设计。脱模在开模的后期，常见脱模过程是塑件滞留在动模边，通过脱模机

108、构的顶出动作，将塑件从主型芯上脱出。</p><p>　　8.1 脱模机构的设计要求</p><p>　　尽可能让塑件留在动模，使脱模动作易于实现；</p><p>　　不损坏塑件，不因脱模而使塑件质量不合格；</p><p>　　塑件被顶出位置应尽量在塑件内侧，以免损伤塑件外观；</p><p>　　脱模零件配合间隙

109、合适，无溢料现象；</p><p>　　脱模零件应有足够的刚度和强度；</p><p>　　脱模机构要工作可靠，运动灵活，制造容易，配换方便；</p><p>　　为实现注塑生产的自动化，必要时不但塑件要实现自动坠落，还要使浇注系统凝料能脱出并自动坠落。</p><p>　　8.2 脱模机构的设计</p><p>　　

110、简单脱模机构有推杆机构、推管机构、推件板机构及这些机构的组合。由于我的零件型腔复杂，所以采用推杆推出；又因为采用斜滑顶杆抽芯，可以利用斜滑顶杆将塑件推出，顶杆分布图如图8.1所示：</p><p><b>　　图 8.1</b></p><p>　　图中（1）处为斜滑顶杆顶出，为了及不影响塑件的结构，又能均匀的顶出塑件，图中的（2）到（7）为不同直径的推杆。以保证塑

111、件不会因为应力过大而产生变形。各个推杆的直径为：（2）Φ3；（3）Φ2；（4）Φ4；（5）Φ1.5；（6）Φ2.5；（7）Φ6。</p><p><b>　　9 冷却系统设计</b></p><p>　　高温塑料熔体在模腔内凝固将释放热量，注射模存在严格合适的模具温度。模温调节系统是使整个成型型腔，在整个批量生产中保持这个合适温度。模温调节包括冷却和加热，但在本次设计

112、中，不需要加热，只需冷却即可。</p><p>　　9.1 冷却系统设计</p><p>　　9.1.1 设计准则</p><p>　　要优先考虑冷却管道的位置，而后综合处理脱模机构需零件布置和镶块结构。</p><p>　　要保证实现管道冷却水湍流状态的流速和流量，还要保证足够的水压。</p><p>　　管道直径经

113、湍流计算确定，一般取d=8～25mm。</p><p>　　冷却管道布置应以均匀为前提。</p><p>　　注塑模的浇注系统，如主流道的末端等处需加强冷却，可利用较冷的进水，塑料制品局部的厚壁及转角等处，需减少间距h和b，强化冷却。</p><p>　　从冷却效果来选取模具材料。</p><p>　　9.2 冷却系统设计</p>

114、<p>　　我所设计的模具的动模和定模都采用如图7.1所示的冷却系统：</p><p><b>　　图 7.1</b></p><p>　　管道的直径为Ф8，属于小管道，其原因有如下几点：</p><p>　　（1）、聚苯乙烯的注射成型特性是低料温，高压力注射。</p><p>　　（2）、模具型腔复杂，

115、实在不易采用较大的管道直径，以免影响到斜滑顶杆、推杆推出塑件。</p><p>　　（3）、经过计算模具的热平衡，Ф8的管道已经能够保证注塑过程中的能量转换。</p><p><b>　　结论</b></p><p>　　根据该塑件的特点，本设计采用了单分型面，侧向抽芯结构，且是一模两腔，抽芯时两个滑块和四个斜滑顶杆一起抽出，不但解决了出模难的

116、问题，而且合理利用了模具材料，节省了成本。该设计考虑了塑料的冷却收缩和补偿问题，对分型面和进料点进行了分析，并对零件进行了拔模分析，使该设计的合理性增加，但对于模流阻力，模腔内的气体排除以及塑模融接线未做考虑，这也是本设计的不足之出。</p><p><b>　　致谢</b></p><p>　　毕业在及，作为大学生活的结束，本设计对我的意义也是特殊的。大学三年的学习

117、，让我懂得了很多，但所学知识很凌乱，正是通过这次的设计，让我能把凌乱的知识整合。由于本人知识有限，在此设计中，我得到了很多老师和同学的帮助，特别是我的指导老师廖晓明老师指出了我的设计中的很多错误。</p><p>　　在老师的悉心教导下，在同学的热情帮助下，我才能完成这次设计，在此我感谢所有帮助过我的人。</p><p><b>　　主要参考文献：</b></p

118、><p>　　[1] Pro/e设计实例教程/陈胜利主编：清华大学出版社，2009.3；</p><p>　　[2] 公差配合与测量/胡瑢华，甘泽新主编—北京：清华大学出版社，2005.2；</p><p>　　[3] Auto CAD 绘图基础与技巧 刘俊英 梁丰 殷小清 主编；</p><p>　　[4] 塑料成型工艺与模具设计/屈华

119、昌主编2版—北京：机械工业出版，2007.8；</p><p>　　[5] 模具设计与制造基础 黄志辉主编—北京：电子工业出版社，2007.3；</p><p>　　[6] 机械制造基础/孙学强主编—北京：机械工业出版社，2001.4；</p><p>　　[7] 机械设计基础/陈立德主编—第二版—北京：高等教育出版社，2007.7；</p>&