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西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計
本科畢業(yè)設(shè)計論文
題 目 塑料模具設(shè)計及三維建模(遙控器)
專業(yè)名稱 機械設(shè)計制造及其自動化
學(xué)生姓名
指導(dǎo)教師
畢業(yè)時間 2014年6月
- 43 -
設(shè)計
論文
畢業(yè) 任務(wù)書
一、題目
塑料模具設(shè)計及三維建模
二、指導(dǎo)思想和目的要求
（1）綜合運用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實際知識，進行塑料模具設(shè)計的實際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)學(xué)生獨立工作的能力，提高學(xué)生的實際分析能力和創(chuàng)新意識。 （2）加深學(xué)生對塑料模具設(shè)計基本理論的理解，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計和實踐能力的重要環(huán)節(jié)和必要手段，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計塑料模具的能力。其目的是使學(xué)生全面了解與掌握注射模具的組成、結(jié)構(gòu)、動作原理及其設(shè)計方法與步驟等。
（3）培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)的模具知識、零件設(shè)計、制圖、工藝、公差與技術(shù)測量等知識有機地結(jié)合在一起，提高學(xué)生對模具零件設(shè)計、制圖、等知識與技能的綜合掌握與應(yīng)用能力，培養(yǎng)其嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度和分析解決問題的能力。
（4）掌握零件設(shè)計與加工的基本技能，如計算、繪圖、查閱設(shè)計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范等
三、主要技術(shù)指標
(1) 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計
(2) 用CAD軟件繪制裝配圖和部分零件的2D圖；
(3) 用UG軟件繪制裝配圖和零件的3D圖；
(4) 畢業(yè)論文撰寫規(guī)范、論述清楚、文字精煉、計算準確，還應(yīng)附有必要的插圖
四、進度和要求
第1～2周收集資料，分析并繪制遙控器底殼圖且確定其注塑工藝方案，并完成開題報告
第3周完成設(shè)計的總目錄
第4～5周對零件工藝分析確定零件尺寸與工藝參數(shù)
第6～7周模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及其模具設(shè)計
第8～9周基本完成理論設(shè)計
第10～12周繪制相關(guān)二維圖，三維總裝圖，及其動態(tài)仿真。
第13～15周完成論文，并對論文進行修改完善
第16周準備好PPT進行答辯。
五、主要參考書及參考資料
[1] 張榮清 模具設(shè)計與制造。高等教育出版社，2003.8（1）
[2] 彭建聲 模具設(shè)計與加工速查手冊。 機械工業(yè)出版社，2012.7（2）
[3] 熊建武，吳林峰，龍華 模具零件工藝設(shè)計項目教程。北京理工大學(xué)出版社，2011.12（1）
[4] 陳曉東 UG NX8.0模具設(shè)計完全學(xué)習手冊。電子工業(yè)出版社，2012.5（1）
[5] 李奇，朱江峰，江瑩 模具構(gòu)造與制造。清華大學(xué)出版社，2004.9（1）
[6] 李波 AutoCAD 2011 機械設(shè)計完全自學(xué)手冊。機械工業(yè)出版社，2011.6（1）
[7] 李志國 UG NX 6中文版基礎(chǔ)教程。清華大學(xué)出版社，2009.5（1）
[8] 田光輝 林紅旗 模具設(shè)計與制造。北京大學(xué)出版社，2009.9（1）
學(xué)生 __ ____指導(dǎo)教師 ___ _系主任 _____
摘 要
本次畢業(yè)設(shè)計的課題為遙控器底殼的注射成型模具設(shè)計，主要從遙控器底殼材料特性、成型性能及遙控器底殼的形狀、型腔結(jié)構(gòu)等多角度詳細分析了遙控器底殼注塑加工工藝性。因產(chǎn)品為大批量生產(chǎn)，且零件體積較大、結(jié)構(gòu)較為簡單，故采用“一模2件”的生產(chǎn)方式。初步選擇注塑機的型號和規(guī)格，分析遙控器底殼結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)方式宜采用單分型結(jié)構(gòu)，對澆注系統(tǒng)、成型零部件、導(dǎo)向及定位機構(gòu)、脫模機構(gòu)、冷卻系統(tǒng)、模架各部件零件都進行了相關(guān)的計算和選擇。最后，在參照遙控器底殼的體積、重量等參數(shù)后對注塑機的相關(guān)主要參數(shù)進行校核，以判斷所選的注塑機能否滿足注塑要求。
關(guān)鍵詞：注射成型，一模兩件，單分型面，注塑機
ABStract
The graduation design subject to cover the injection molding design, mainly from the plastic material characteristics, forming performance and plastic parts, die-cavity structure is analyzed in detail from multiple perspectives, such as plastic injection molding process technology. Because there is no batch production requirements, and small parts, simple structure, a mold piece of the means of production. Preliminary selection of type and specification, injection molded parts structure analysis and production mode, appropriate USES double type structure, gating system, forming parts, orientation and positioning and demoulding mechanism, cooling system, formwork components parts are made of calculation and choice. Finally, in the reference of the volume, weight after injection parameters such as the main parameters related to test to determine whether meet the selected injection molding requirements.
Key words：Injection molding; Mold One; Duplex profile; Injection molding machine;
目錄
第一章 緒論 - 7 -
第二章 遙控器底殼的工藝性分析 - 9 -
2.1 遙控器底殼的原材料分析 - 9 -
2.2 成型特性及條件 - 9 -
2.3 遙控器底殼的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 - 10 -
2.3.1結(jié)構(gòu)分析 - 10 -
2.3.2尺寸精度分析 - 11 -
2.3.3表面質(zhì)量分析 - 11 -
2.4 計算遙控器底殼的體積和重量 - 11 -
2.5 最大注射量的校核 - 11 -
2.6 注射壓力的校核 - 12 -
2.7 開模行程相關(guān)尺寸校核 - 12 -
2.8 鎖模力的校核 - 13 -
第三章 初選注射成型機的型號和規(guī)格 - 14 -
3.1 注射成型機的型號和規(guī)格 - 14 -
3.2 遙控器底殼注射工藝參數(shù)的確定 - 15 -
第四章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 - 16 -
4.1 分型面的選擇 - 16 -
4.2 確定型腔數(shù)目及排列方式 - 17 -
4.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計 - 17 -
4.3.1主流道設(shè)計 - 18 -
4.3.2分流道設(shè)計 - 18 -
4.3.3澆口設(shè)計 - 19 -
4.3.4澆口套及定位環(huán)設(shè)計 - 19 -
4.4 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 - 19 -
4.4.1型腔工作尺寸的計算 - 20 -
4.4.2型腔側(cè)壁厚度和底板厚度計算 - 21 -
4.5 導(dǎo)向及定位機構(gòu)設(shè)計 - 22 -
4.5.1導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 - 22 -
4.5.2導(dǎo)柱導(dǎo)套材料的選擇和熱處理 - 23 -
4.6 脫模機構(gòu)設(shè)計 - 23 -
4.6.1脫模力計算 - 23 -
4.6.2脫模機構(gòu)的選擇與設(shè)計 - 24 -
4.6.3推出機構(gòu)的復(fù)位 - 25 -
4.7 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 - 25 -
4.7.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則 - 25 -
4.7.2冷卻回路的設(shè)計 - 25 -
4.8 模架 - 26 -
第五章 注射機有關(guān)參數(shù)的校核 - 27 -
5.1 模具外形尺寸的校核 - 27 -
5.2 模具厚度校核 - 27 -
5.6 注射機定位孔與模具澆口套外圈配合的校核 - 27 -
總結(jié) - 38 -
參考文獻 - 39 -
謝 辭 - 41 -
畢業(yè)設(shè)計小結(jié) - 42 -
西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計
第一章 緒論
注塑成型是高分子材料成型加工中一種重要的方法，熱塑性塑料注塑占注塑成型工藝主導(dǎo)地位，熱固性塑料和結(jié)構(gòu)泡沫塑料注塑也占有一定份額。特別是為適合特殊性能要求的塑料注塑，在傳統(tǒng)熱塑性塑料注塑成型技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)了專用注塑成型技術(shù)，如氣體輔助注塑成型（GAIM）、反應(yīng)注塑成型（RIM）、增強反應(yīng)注塑成型（RRIM）、結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑成型、電磁動態(tài)注塑成型和精密注塑成型等，通過各種注塑成型可以獲得各種結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的塑料制品。如今各種復(fù)雜塑料注塑成型的結(jié)構(gòu)件、功能件以及特殊用途的精密件已廣泛的應(yīng)用到交通、運輸、包裝、儲運、郵電、通訊、建筑、家電、汽車、計算機、航空航天、國防尖端等國民經(jīng)濟的所有領(lǐng)域，已成為不可缺少的重要的生產(chǎn)資料和消費資料。
進入90年代，我國國民經(jīng)濟的持速增長，帶動了塑料工業(yè)的快速增長。塑料機械產(chǎn)業(yè)明顯的躍升，促使注塑產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域從一般日用、民用行業(yè)向國民經(jīng)濟幾乎所有的部門拓展，而且具有較高技術(shù)含量和高附加值的注塑產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用不斷增多，提高了我國注塑行業(yè)的整體水平。企業(yè)技術(shù)裝備、市場開發(fā)能力、產(chǎn)品應(yīng)用范圍和參與市場競爭的能力等方面與以往相比均有了較大提高，沿海工業(yè)發(fā)達地區(qū)的注塑產(chǎn)品檔次接近港臺同類產(chǎn)品的水平。到2000年全國注塑產(chǎn)品耗用量約287萬噸；其中農(nóng)用注塑品2.65萬噸、包裝儲運注塑品6.5萬噸、建筑注塑管件22.6萬噸、工業(yè)配套注遙控器底殼127萬噸、日用注塑制品128.2萬噸。注塑行業(yè)主要生產(chǎn)加工配套產(chǎn)品，服務(wù)于國民經(jīng)濟各行各業(yè)，市場需求量大，2000年家電行業(yè)洗衣機、冰箱、小家電產(chǎn)品等約需50萬噸；電子電器、電視機、電腦等產(chǎn)品需塑料配件產(chǎn)品約50萬噸；250萬輛汽車需注塑配件約30萬噸；包裝儲運物流產(chǎn)品約6.5萬噸。沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，由于經(jīng)濟高速增長，急需注塑產(chǎn)品的配套服務(wù)，給注塑行業(yè)發(fā)展帶來機遇。目前國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)廣東、浙江、上海、江蘇和山東等省市注塑產(chǎn)品產(chǎn)量約占全國總產(chǎn)量65%，且從過去勞動密集型逐漸轉(zhuǎn)向技術(shù)、資本密集型發(fā)展，生產(chǎn)力布局日趨合理。目前注塑行業(yè)年加工能力350萬噸以上，單機注塑加工容量可從4克--5萬克，甚至將有6萬克注塑機問世。
注塑行業(yè)存在的主要問題
1、我國注塑行業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)，大多數(shù)是原國家輕工業(yè)部管轄下五、六十年代建的塑料制品廠，其特點生產(chǎn)規(guī)模小、分散廣、科技力量不強、市場開發(fā)應(yīng)變能力薄弱、中低檔產(chǎn)品偏多、企業(yè)老負擔重、資金缺乏。而國內(nèi)一些原料生產(chǎn)基地和大型家電集團、汽車制造廠、建材廠自己投資搞注塑配件、其生產(chǎn)規(guī)模、科學(xué)技術(shù)水平和產(chǎn)品市場擁有率大大超過原有企業(yè)水平，市場競爭的地理化和本土化，這種上游產(chǎn)品往下發(fā)展，而下游產(chǎn)品往上發(fā)展，使我國處于中間狀態(tài)的注塑企業(yè)發(fā)展空間越來越小，注塑產(chǎn)品單一，企業(yè)生存和發(fā)展越來越難，瀕臨破產(chǎn)倒閉。
2、我國注塑行業(yè)市場存在混亂狀況。個別鄉(xiāng)鎮(zhèn)私人企業(yè)，由于其負擔輕、稅賦低、勞動成本低、偷工減料以低檔次、低價格傾銷產(chǎn)品沖擊市場，阻礙我國注塑行業(yè)的健康有序發(fā)展。
3、注塑行業(yè)重復(fù)建設(shè)、產(chǎn)能過剩、產(chǎn)品互相削價，致使經(jīng)濟效益大幅度滑坡。
4、國內(nèi)多數(shù)注塑產(chǎn)品企業(yè)整體技術(shù)、裝備、水平與發(fā)達國家比還處于較落后狀態(tài)、產(chǎn)品開發(fā)能力差，創(chuàng)新少、深度加工跟不上市場需求。
5、注塑制品加工離不開注塑設(shè)備和模具，而目前國內(nèi)能制造的最大注塑機鎖模力只有3600噸左右，注塑量未超過5萬克。同時全國模具廠缺乏龍頭企業(yè)，模具開發(fā)能力尚不及先進發(fā)達國家。
6、原材料供應(yīng)方面。國內(nèi)自己生產(chǎn)原料品種牌號少，選擇余地小，不能滿足加工廠需求，每年還需大量進口原材料。國內(nèi)原材料供需矛盾突出。
第二章 遙控器底殼的工藝性分析
2.1遙控器底殼的原材料分析
遙控器底殼的材料采用ABS，屬熱塑性塑料。ABS密度1.05～1.07g/cm3，抗拉強度35～63MPa，抗彎強度62～97MPa，拉伸彈性模量1587～2277MPa，彎曲彈性模量1380～2690MPa，收縮率0.3%～0.8%，常取0.55%，成型溫度200～240℃。ABS塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性，成型加工和機械加工較好。ABS樹脂耐水、無機鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇類和烴類溶劑，適于制作一般機械零件,減磨耐磨零件,傳動零件。
2.2成型特性及條件
1.無定形料,流動性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的遙控器底殼須長時間預(yù)熱干燥80-90度。
2、如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ā?
3、如成形耐熱級或阻燃級材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進行清理，同時模具表面需增加排氣位置。
4、流動性中等，溢邊值0.04mm。
5、塑料的加熱溫度對遙控器底殼的質(zhì)量影響較大，溫度過高易于分解（分解溫度為250℃）。成型時宜采用較高的加熱溫度（模溫50～80℃）和較高的注射壓力（柱塞式注射機：料溫180～230℃，注射壓力100～140MPa；螺桿式注射機：溫度160～220℃，注射壓力70～100MPa）。
2.3遙控器底殼的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析
2.3.1結(jié)構(gòu)分析
從零件圖上分析，遙控器底殼的形狀較復(fù)雜，帶有一個側(cè)面孔，側(cè)抽芯給模具的加工帶了很大的難度。遙控器底殼的注塑材料選用ABS，遙控器底殼的鉸鏈的決定了遙控器底殼的重心的位置的所在。所以我們必須很好多處理遙控器底殼壁厚的均勻，譬如在注塑成型過程中因為壁厚的不均勻造成了收縮率的不一致，這樣就只能通過有效的控制模具溫度來調(diào)節(jié)收縮率。由于遙控器底殼的主體作用是起固定保護作用，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就相應(yīng)的給注塑帶來了一定的難度。主要是它孔的壁厚相對壁厚有一定的差距，勢必會在注塑的時候到來很大的牛頓減力，造成遙控器底殼填充不滿的缺陷，可以考慮采用單澆口，但應(yīng)用了UG的塑料顧問對其進行模仿CAE的注塑之后，發(fā)現(xiàn)會給遙控器底殼的表面帶來更多的熔接痕和氣孔。也可以利用模具的可靠的精度來定位，但是這樣的話成本太高，而且易造成模具損壞。因為考慮到凹凸模形狀的復(fù)雜，用整體形式是不利于損壞后的維修，適當?shù)氖褂们都涂梢越鉀Q這些問題，但不能利用過多的嵌件，不然的話就會造成型腔的強度與剛度不夠。
圖2-1遙控器底殼
2.3.2尺寸精度分析
該零件的尺寸主要為遙控器底殼外形尺寸和內(nèi)部結(jié)構(gòu)形狀、位置尺寸，精度為MT5級，因此可以在加工中得到保證。
從遙控器底殼的壁厚上來看，所有壁厚均大于最小壁厚1.5mm,分布比較均勻，根據(jù)尺寸注射成型時不會發(fā)生填充不足現(xiàn)象，有利于零件的成型。
2.3.3表面質(zhì)量分析
圖紙上并未注明表面技術(shù)要求，但是聯(lián)系實際情況，零件對外表面美觀要求較高，表面無毛刺、斑點等缺陷，內(nèi)部不需要特別的表面質(zhì)量要求，一般容易實現(xiàn)。
綜上分析可以看出，注射成型時在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。
2.4計算遙控器底殼的體積和重量
1）估算單個遙控器底殼的體積：V＝7702mm3≈7.7cm3
估算遙控器底殼的重量：根據(jù)設(shè)計手冊課可查得ABS的密度為ρ=1.05g/,故遙控器底殼的重量為M=ρ·V=1.05*7.7=8.1g
2）兩個遙控器底殼和澆注系統(tǒng)凝料 總體積V約15.4cm3，總質(zhì)量m約16.2g。由于沒有批量要求，從零件結(jié)構(gòu)、尺寸、生產(chǎn)率等多方面考慮，初步確定型腔數(shù)為2個，即一模兩腔。
2.5最大注射量的校核
為確保遙控器底殼質(zhì)量，注射模內(nèi)的遙控器底殼及澆注系統(tǒng)凝料的總?cè)哿浚ㄈ莘e或質(zhì)量）應(yīng)在注射機額定注射量的35%～75%以內(nèi)，最大可達80%，最小應(yīng)不小于10%。為了保證遙控器底殼質(zhì)量，充分發(fā)揮設(shè)備的能力，選擇范圍通常在50%～80%。即：
（6-1）
式中 ——單個遙控器底殼的容積（cm）；
n——模具的型腔數(shù)目；
——澆注系統(tǒng)和飛邊所需塑料的容積（cm）；
——注射機額定注射量（cm）。
遙控器底殼和澆注系統(tǒng)凝料：總體積V總=15.4cm﹤125cm
經(jīng)過計算核對知：本次設(shè)計內(nèi)容中遙控器底殼與澆注系統(tǒng)的總?cè)莘e與注射機最大注射量之間的關(guān)系滿足上述要求。
2.6注射壓力的校核
所選用注射機的最大壓力應(yīng)大于遙控器底殼成型所需的壓力。成型所需的注射壓力與塑料品種、遙控器底殼形狀及尺寸、注塑機類型、噴嘴及模具流道的阻力等因素有關(guān)。必須滿足下式：
>
式中 ——注射機最大注射壓力（MPa）；
——遙控器底殼成型所需的注射壓力（MPa）。
這里所選用的注射機的最大注射壓力為＝120MPa>＝ABS遙控器底殼的注射壓力70～110MPa，滿足要求。
2.7開模行程相關(guān)尺寸校核
注塑機的最大行程與模具厚度有關(guān)（如全液壓合模機構(gòu)的注塑機），故注塑機的開模行程應(yīng)滿足下式：
S機————注塑機最大開模行程，500mm;
H1———頂出距離，150mm；
H2————包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的遙控器底殼高度，77mm;
S機－(H模－Hmin)＞H1＋H2＋(5～10)
因為本模具的澆注系統(tǒng)和遙控器底殼的特殊關(guān)系，澆注系統(tǒng)和遙控器底殼的高度就已經(jīng)包括了頂出距離。
故：
500-（251-200）＞77＋(5～10)
滿足條件
2.8鎖模力的校核
注射模從分型脹開的力應(yīng)小于注射機額定鎖模力，即
F≥ （6-2）
式中 F——注射機額定鎖模力（N）；
、——分別為遙控器底殼和澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積（mm）；
——塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力（Mpa）；
——型腔個數(shù)。
XS-ZY-125型注射機的鎖模力為900kN；遙控器底殼在分型面上的垂直投影總面積=7986mm；澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積=573mm；
代入以上各數(shù)據(jù)，得：
900000100（7986+576）=800kN
由以上式子計算結(jié)果可以知道鎖模力符合要求。
第三章 初選注射成型機的型號和規(guī)格
3.1注射成型機的型號和規(guī)格
注射機的最大注射量應(yīng)滿足
式中 ——注射機的最大注射量（）；
——注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取=0.8；
V——遙控器底殼的總體積（）（包括遙控器底殼，澆注系統(tǒng)凝料）。
根據(jù)以上的公式可計算==20.25。從實際注射量應(yīng)在額定注射量的20%～80%之間，初選額定注射量在125以上的臥式注塑成型機XS-ZY-125型。該設(shè)備的技術(shù)規(guī)范見表3-1。
表3-1 XS-ZY-125 臥式注塑成型機技術(shù)規(guī)范
注 射 裝 置
一次注射量/
125
螺桿直徑/mm
Φ42
注射壓力/MPa
120
最大注射面積/
320
噴嘴孔直徑/mm
Φ2.5
噴嘴球半徑R/mm
R10
噴嘴移動距離/mm
120
合 模 裝 置
合模力/kN
900
拉桿內(nèi)間距/mm
370×320
壓板尺寸/mm
350×440
模板行程/mm
300
模具厚度/mm
291-313
模板最大開距/mm
400
其他
頂出行程（中心頂出）/mm
230
注射機頂桿直徑/mm
Φ22
定位圈尺寸/mm
Φ100
3.2遙控器底殼注射工藝參數(shù)的確定
ABS的成型工藝參數(shù)可作如下選擇。試模時，可根據(jù)實際情況作適當調(diào)整。
注射溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。
料筒溫度：后段溫度t1選用160℃；
中段溫度t2選用1800℃；
前段溫度t3選用200℃；
噴嘴溫度：選用180℃；
模具溫度：選用80℃；
注射壓力：選用100MPa（相當于注射機表壓35kgf）；
注射時間：選用40s；
保壓時間：選用20s；
冷卻時間：選用30s。
第四章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計
注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：分型面選擇、模具型腔數(shù)目的確定及型腔的排列方式和冷卻水道布局以及澆口位置設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計、推出機構(gòu)的設(shè)計等內(nèi)容。
4.1分型面的選擇
模具設(shè)計中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和遙控器底殼的成型要求來選擇分型面。
選擇分型面的一般原則：
1.分型面應(yīng)選在遙控器底殼外形最大輪廓處；
2.確定有利的留模方式，便于遙控器底殼順利脫模；
3.保證遙控器底殼的精度要求；
4.滿足遙控器底殼的外觀質(zhì)量要求；
5.便于模具加工制造；
6.有利于排氣；
7.對成型面積的影響；
8.對側(cè)向抽芯的影響。
此遙控器底殼為薄壁產(chǎn)品，表面質(zhì)量要求一般偏高，考慮到出模的方便，遙控器底殼表明精度及加工成本，結(jié)合分型面選擇的原則，選擇單分型面結(jié)構(gòu)，分型面如圖5-1。
圖4-1 分型面選擇
4.2確定型腔數(shù)目及排列方式
注塑模的型腔數(shù)目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔數(shù)目的確定時主要考慮以下幾個有關(guān)因素：
（1）遙控器底殼的尺寸精度；
（2）模具制造成本；
（3）注塑成型的生產(chǎn)效益；
（4）模具制造難度。
由于該遙控器底殼的尺寸適中，結(jié)構(gòu)一般，且無批量生產(chǎn)要求，考慮制造成本，所以本課題選用一模兩腔成型。
4.3澆注系統(tǒng)設(shè)計
澆注系統(tǒng)一般有主流道、分流道、澆口、冷料穴四部分組成。其作用是使來自注塑機噴嘴的塑料熔體，穩(wěn)定而順利地流入并充滿全部型腔，同時，在充模的過程中將注射壓力傳遞到型腔的各個部位，以保證遙控器底殼的完整成型。
澆注系統(tǒng)尺寸如圖5-2所示：
圖4-2 澆注系統(tǒng)
4.3.1主流道設(shè)計
根據(jù)設(shè)計手冊查得XS-ZY-125型注射機噴嘴的有關(guān)尺寸如下：
噴嘴前端孔徑：=Φ3mm；
噴嘴前端球面半徑：R1=16mm；
根據(jù)模具主流道與噴嘴關(guān)系：R=R1+（1～2）mm d=+（0.5～1）mm
取主流道球面半徑：R=16mm；
取主流道的小端直徑：d=Φ3mm；
為便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計成圓錐形，其斜度為1°～3°，取α=2°，經(jīng)換算的主流道大端直徑7.6故D取Φ8mm。
4.3.2分流道設(shè)計
分流道是主流道與澆口之間的通道。在多腔模中，一般都設(shè)置分流道。本模具分流道為半圓形，只設(shè)在定模一側(cè)。分流道寬度為6mm,高度為3mm，長度l=36mm。
4.3.3澆口設(shè)計
考慮該零件的外觀要求，采用側(cè)澆口，寬為2mm，長為0.75mm,,與分流道圓弧連接。
4.3.4澆口套及定位環(huán)設(shè)計
根據(jù)注塑機的要求，選取定位環(huán)直徑為Φ100mm，澆口套公稱直徑為Φ16mm。其他尺寸根據(jù)相關(guān)情況選定。
澆口套各部分尺寸如圖5-3所示：
圖4-3 澆口套
4.4成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計
考慮到加工的工藝性，型腔采用整體式凹模，強度高、剛性好，不會使遙控器底殼產(chǎn)生拼接縫痕跡，便于模具裝配，并縮小整個模具的外型尺寸；型芯采用整體嵌入式型芯，其優(yōu)點是方便加工和熱處理，節(jié)省貴重模具材料，可將其成型部分和安裝部分分開加工好后，再連接起來，整體式凸模與凸模固定板用螺釘聯(lián)接。
4.4.1型腔工作尺寸的計算
（1)型腔徑向尺寸計算。遙控器底殼尺寸精度4級，其公差值查表得： mm、mm，ABS塑料的平均收縮率=0.55%，模具制造公差，型腔尺寸計算如下
（4-1）
=（106+106*0.0055-0.75*0.62）
=
（4-2）
=（44+44*0.0055-0.75*0.22）
=
（2)型腔高度尺寸計算。遙控器底殼尺寸精度4級，其公差值查表得：，型腔高度尺寸計算如下
（4-3）
=(10+10*0.0055-2/3*0.32)
=
型芯計算按照如上方法進行，故得出尺寸如下表：
類型
遙控器底殼尺寸
計算公式
計算結(jié)果
型腔
型芯
4.4.2型腔側(cè)壁厚度和底板厚度計算
（1)從剛度的觀點出發(fā)，型腔最小側(cè)壁厚為：
（4-4）
=
=23mm
式中 p——型腔壓力取30Mpa；
a——受熔體壓力部分的高度，a=10mm；
L——型腔側(cè)壁長邊尺寸，L=64mm；
E——模具材料的彈性模量（MPa），E取2.1×105；
H——型腔高度，取h=11mm；
[δ]——剛度條件，即允許變形量，取[δ]=0.03mm。
（2）從剛度的觀點出發(fā)，型腔最小底板壁厚為
（4-5）
=
=24.75mm
（3）從強度的觀點出發(fā)，型腔最小底板壁厚為
（4-6）
=
=26mm
4.5導(dǎo)向及定位機構(gòu)設(shè)計
注射模導(dǎo)向與定位機構(gòu)，主要用來保證動模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零件之間的準確配合和可靠的分開，以避免模內(nèi)個零件發(fā)生碰撞和干涉，并確保遙控器底殼的形狀和尺寸精度。導(dǎo)向機構(gòu)的主要形式有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種，這里選用的是運用極為廣泛的導(dǎo)柱導(dǎo)向。
4.5.1導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計
導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)是利用導(dǎo)柱與導(dǎo)柱孔之間的間隙配合來保證模具的對合精度。導(dǎo)柱應(yīng)合理布置在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離以保證模具強度。為了確保動模和定模只能按一個方向合模，導(dǎo)柱布置方式常采用等直徑導(dǎo)柱的不對稱布置，或不等直徑導(dǎo)柱的對稱布置方式。導(dǎo)柱工作部分長度應(yīng)比型芯端面高出6～8mm，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用。導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用H7/f7，導(dǎo)柱固定部分配合精度采用H7/n6。另外，導(dǎo)柱既可設(shè)置在動模也可設(shè)置在定模，設(shè)在動模一邊可以保護型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊有利于遙控器底殼脫模。
綜上所述，本模具選用公稱直徑為Φ20mm的有肩導(dǎo)柱共4根，長度為126mm，將其對稱布置在定模一邊；導(dǎo)套選用帶頭導(dǎo)套，公稱直徑也為Φ20mm，它與動模板的配合精度為H7/n6。
4.5.2導(dǎo)柱導(dǎo)套材料的選擇和熱處理
導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度因此采用碳素工具鋼（T8A）經(jīng)淬火處理，硬度為50～55HRC。導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合部分的表面粗糙度要求為R0.8μm。
4.6脫模機構(gòu)設(shè)計
4.6.1脫模力計算
脫模機構(gòu)運動的動力一般來自注塑機的推出機構(gòu)，故脫模機構(gòu)一般設(shè)置在注塑模的動模內(nèi)。開始脫模時的瞬間所要克服的阻力最大，稱為初始脫模力，以后脫模所需的力為相繼脫模力，后者要比以者小，所以計算脫模力的時候，總是計算初始脫模力。所以，脫模力的計算公式為：
（4-7）
=41025N
式中 ——遙控器底殼平均壁厚（mm），取=1.5mm；
E——塑料的彈性模量（Mpa），取E=3000MPa；
S——塑料平均成型收縮率（%），取S=0.5%；
——遙控器底殼對型芯的包容長度（mm），取m=90mm；
——模具型芯的脫模斜度（o），=2o；
——遙控器底殼與型芯之間的靜摩擦系數(shù)，取=0.2；
——塑料的泊松比，ABS沒有泊松比；
——無因次系數(shù)，取=1；
A——遙控器底殼型芯在脫模方向上的投影面積。
4.6.2脫模機構(gòu)的選擇與設(shè)計
由于推桿加工簡單，更換方便，脫模效果好，適合中小型遙控器底殼，所以這里選擇推桿脫模機構(gòu)。在推桿的眾多形式中選用結(jié)構(gòu)簡單作用面積最大，應(yīng)用最廣泛的圓推桿。
圓推桿直徑不宜過細，應(yīng)有足夠的剛度來承擔推力，一般推桿直徑為Φ2.5～Φ12mm，盡量避免Φ2mm以下的推桿。推桿直徑d的確定可根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式求得：
（4-8）
=
=5.78mm
式中 d——推桿直徑；
Ψ——安全系數(shù)，取Ψ=1.5；
L——推桿長度（mm）；
F——脫模力（N）；
n——推桿的數(shù)量6根；
E——推桿材料的彈性模量，取E=2.1×105Mpa。
為了安全起見，再對其進行強度校核，強度校核公式為：
（4-9）
即
=
=0.8mm
式中，—推桿材料的許用壓應(yīng)力，=150Mpa；是推桿所受的應(yīng)力（Mpa）。
實際推桿直徑為Φ6mm，故滿足強度要求。
4.6.3推出機構(gòu)的復(fù)位
脫模機構(gòu)完成遙控器底殼的頂出后，為進行下一個循環(huán)必須回復(fù)到初始位置。本設(shè)計采用推桿復(fù)位，推桿復(fù)位精確可靠，一般為4根，對稱分布在推板的四周，其基本尺寸為Φ15mm，長度為116mm，固定在推桿固定板上。
4.7冷卻系統(tǒng)設(shè)計
4.7.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則
1.冷卻系統(tǒng)的布置應(yīng)先于脫模機構(gòu)。
2.合理地確定冷卻管道的直徑中心距以及型腔壁的距離。
3.降低進出水的溫度差。
4.澆口處應(yīng)加強冷卻。
5.應(yīng)避免將冷卻水道開設(shè)在遙控器底殼熔接痕處，并注意干涉及密封等問題。
6.冷卻水道應(yīng)便于加工和清理。
4.7.2冷卻回路的設(shè)計
本模具屬于中小型模具，而且是薄壁結(jié)構(gòu)，為了冷卻更快，根據(jù)遙控器底殼的形狀、型腔內(nèi)溫度分布及澆口位置等情況，選擇Φ6mm為孔的直徑，在型腔設(shè)置冷卻回路。采用直流冷卻回路。
圖 3-1 冷卻水路
4.8模架
查有關(guān)參考文獻，選取CI2830A60B70的模架。
動模座板厚為25mm，定模座板厚為25mm，型芯固定板厚為60mm，型腔固定板厚為70mm，墊塊厚70mm，推桿墊塊厚為15mm，推桿固定板厚為20mm
第五章 注射機有關(guān)參數(shù)的校核
5.1模具外形尺寸的校核
該模具的外形尺寸為280×300，注射機模板最大安裝尺寸為400×550，故能滿足安裝要求；
模具上澆口套定位圈直徑Φ100=注射機定位孔徑Φ100，故能滿足安裝要求；
澆口套的球面半徑R16大于注射機噴嘴球頭的半徑R10。
5.2模具厚度校核
模具厚度必須滿足下式：
=25mm+25mm+60mm+70mm+70mm+1mm
=251mm
200251500 滿足要求
式中 H——所設(shè)計的模具厚度251mm；
Hmin——注塑機所允許的最小模具厚度200mm；
Hmax——注塑機所允許的最大模具厚度500mm。
5.6注射機定位孔與模具澆口套外圈配合的校核
為了使模具安裝在注射機上，其主流道中心線與注射機噴嘴中心線相重合。其模具的澆口套外圈與注射機定模板上的定位孔呈較松的間隙配合H7/f7。
設(shè)計總圖
主視圖
動模部分
定模部分
側(cè)視圖
UG 3D圖
（1）磨具部件圖
定模座板 定位圈
澆口套 型腔固定板
型腔 型芯
型芯固定板 推桿固定板
方鐵 推板
下模座板 內(nèi)六角螺釘
復(fù)位桿 推板導(dǎo)套 拉斜桿 導(dǎo)柱
導(dǎo)套 復(fù)位桿
內(nèi)六角螺釘 銷子 內(nèi)六角螺釘
（2）定模裝配圖
如下圖按位置把定位圈，澆口套，4個銷子，4個內(nèi)六角螺釘裝到定模座板上
把導(dǎo)柱裝在型腔固定板上
把已經(jīng)裝好的定模板和型腔固定板按位置裝在一起
最后把型腔裝在型腔固定板里定模裝配完成
（3）動模裝配圖
把4個長的內(nèi)六角螺釘，4個銷子，4個內(nèi)六角螺釘，4個推桿導(dǎo)柱裝到下模座板上
把4個內(nèi)六角螺釘裝在推板固定板上
在推板兩側(cè)裝上方鐵，在推板上按推板導(dǎo)套，銷子，拉斜桿，復(fù)位桿一次按對應(yīng)數(shù)量裝好
接著把推板固定板和推板按對應(yīng)位置裝好
把型芯裝在型芯固定板上，并且在型芯固定板上裝上4個導(dǎo)套
最把已經(jīng)裝好的小部分按順序一次裝好，后動模裝配完成
（4）把定模和動模裝配在一起，模具裝配完成
模具總裝圖
總結(jié)
本次設(shè)計我的課題是遙控器底殼注塑模具設(shè)計，經(jīng)過閱讀了大量相關(guān)書籍，我從零件的原材料開始分析，通過對零件進行結(jié)構(gòu)，尺寸精度，成型特性條件等方面入手進行基本的校核，選定注射機的型號和規(guī)格。接下來開始模具的設(shè)計和計算：由分型面，澆注系統(tǒng)，分流道，澆口，成型零件，型腔工作尺寸，導(dǎo)向及定位機構(gòu)，脫模機構(gòu)等依次設(shè)計及計算。設(shè)計出相關(guān)尺寸，在確定尺寸合理的情況下開始了設(shè)計圖的繪制，通過cad和ug軟件完成了2d，3d相關(guān)圖紙的繪制。這次設(shè)計發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，不能熟悉的運用書本的知識，制圖軟件的熟練程度也不夠，設(shè)計還有不完善的地方，多虧了老師耐心的指導(dǎo)，才完成了這次設(shè)計。希望自己以后能結(jié)合實際，用實踐來檢驗自己掌握的知識，不斷進步。
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謝 辭
經(jīng)過兩個月的忙碌，畢業(yè)設(shè)計最終完成，心理有一種釋然的輕松。設(shè)計過程中遇到過許多問題，在雷玲老師和同學(xué)的幫助下得以解決。首先要感謝雷老師對我的指導(dǎo)和督促，雷老師給我指明了正確的設(shè)計方向，使我更加明確了設(shè)計任務(wù)和要求,避免了在設(shè)計過程中走彎路，保證了按質(zhì)按量的完成畢業(yè)設(shè)計。其次要感謝同學(xué)，是大家營造了良好的學(xué)習環(huán)境，在設(shè)計的過程中互幫互助，讓我在設(shè)計過程中更加熟練掌握了CAD和UG等二維、三維繪圖軟件的操作與應(yīng)用以及Word的編輯功能，同時將大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識結(jié)合到本次設(shè)計的實際運用之中，進一步加深了對書本上知識的理解。
畢業(yè)設(shè)計小結(jié)
本次設(shè)計在老師的悉心指導(dǎo)和嚴格要求下業(yè)已完成，從課題選擇到具體構(gòu)思和內(nèi)容，無不凝聚著老師的心血和汗水，在此向各位老師表示深深的感謝和崇高的敬意。腳踏實地，認真嚴謹，實事求是的學(xué)習態(tài)度，不怕困難、堅持不懈、吃苦耐勞的精神是我在這次設(shè)計中最大的收益。我想這是一次意志的磨練，是對我實際能力的一次提升，也會對我未來的學(xué)習和工作有很大的幫助。
這次做畢業(yè)設(shè)計的經(jīng)歷還讓我感受到做畢業(yè)設(shè)計是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習的過程和研究的過程，沒有學(xué)習就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破，那也就無所謂設(shè)計。在這次畢業(yè)設(shè)計中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進一步了，同學(xué)之間互相幫助，共同研究解決問題是一個很美好的過程，在這大學(xué)即將結(jié)束的前夕，我們更加珍惜這彌足珍貴的同窗之情！