【文章內容簡介】 圖 二維 圖 由產品圖可知，其形狀較為規(guī)則，結構不太復雜：從產品的壁厚上來看，壁厚最大處為 ，最小處為 mm，壁厚較均勻，有利于零件的成型；為便于脫模，產品內表面設 30′的脫模斜度，外表面不需設脫模斜度；該產品的孔邊距約為 1mm，符合要求。 手機上模注塑模設計 12 2 成型零件的設計 成型零件的結構設計主要是指構成模具型腔的零件，通常有凹模、型芯、各種成形桿和成形環(huán)。 模具的成型零件主要是凹模型腔和底板厚度的計算，塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應具有足夠的強度和剛度，如果型腔側壁和底板厚度過 小，可能因強度不夠而產生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產生撓曲變形，導致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。因此，應通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚，尤其對于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗來確定型腔壁厚和底板厚度。 注射模具的成型零件是指構成模具型腔的零件，通常包括了凹模、型芯、成型桿等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的內表面，成型桿用以形成制品的局部細節(jié)。成形零件作為高壓容器，其內部尺寸、強度、剛度，材料和熱處理以及加工工藝性，是影響模具質量和壽命的重要因素。 設計時應首先根據(jù)塑料的性能、制件的使用要求確定型腔的總體結構、進澆點、分型面、排氣部位、脫模方式等，然后根據(jù)制件尺寸，計算成型零件的工作尺寸，從機加工工藝角度決定型腔各零件的結構和其他細節(jié)尺寸，以及機加工工藝要求等。此外由于塑件融體有很高的壓力，因此還應該對關鍵成型零件進行強度和剛度的校核。 在工作狀態(tài)中，成型零件承受高溫高壓塑件熔體的沖擊和摩擦。在冷卻固化中形成了塑件的形體、尺寸和表面。在開模和脫模時需要克服于塑件的粘著力。在上萬次、甚至上幾十萬次的注射周期，成型零件的形狀和尺寸精度、表面質量及其穩(wěn)定性 ，決定了塑件制品的相對質量。成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力，作為高壓容器，它的強度和剛度必須在容許范圍內。成型零件的結構，材料和熱處理的選擇及加工工藝性，是影響模具工作壽命的主要因素。 手機上模注塑模設計 13 模具 的選材 對于模具鋼的選用，必需要符合以下幾點要求： 機械加工性能良好。要選用易于切削，且在加工以后能得到高精度零件的鋼種。 拋光性能優(yōu)良。注射模成型零件工作表面，多需要拋光達到鏡面，Ra≤ m。要求鋼材硬度在 HRC35～ 40 為宜。過硬表面會使拋光困難。鋼材的顯微組織應均勻致密， 極少雜質，無疵斑和針點。 耐磨性和抗疲勞性能好。注射模型腔不僅受高壓塑料熔體沖刷，而且還受冷熱溫度交變應力作用。一般的高碳合金鋼可經(jīng)熱處理獲得高硬度，但韌性差易形成表面裂紋，不以采用。所選鋼種應使注塑模能減少拋光修模次數(shù)，能長期保持型腔的尺寸精度，達到所計劃批量生產的使用壽命期限。 具有耐腐蝕性。對有些塑料品種，如聚氯乙稀和阻燃性的塑料，必須考慮選用有耐腐蝕性能的鋼種。 根據(jù)塑件表面質量比較高決定模具表面質量更高這一事實，再依照上述標準，故筆者在設計成型零件 (凹模 )中選用了鏡面鋼 PMS。 PMS（ 10Ni3CuAlVS）的供貨硬度為 HRC30，易于切削加工。而后在真空環(huán)境下經(jīng)過 500～ 550℃，以 5～ 10h 時效處理。鋼材彌散析出復合合金化學物，使鋼材硬化，具有 HRC40～ 45，耐磨性好且處理過程變形小。由于材質純凈，可作鏡面拋光，還有較好的電加工及抗銹蝕性能。 凹模部分的結構設計 凹?？捎烧麎K材料制成，制成整體式凹模。凹模位于定模板上， 模具采用一模一腔的結構，需要一個型腔。 凹模尺寸的計算 為計算簡便起見，凡是孔類尺寸均以其最小尺寸作為公稱尺寸，即公差為正；凡是軸 類尺寸均以最大尺寸作為公稱尺寸，即公差為負。 （ 1）凹模徑向尺寸計算 凹模徑向尺寸的計算采用平均尺寸法，公式如下： ? ? zscpM LSL ???????? ???? 431 式中 ML —— 凹模徑向尺寸（ mm）； cpS —— 塑件的平均收縮率（ ABS 收縮率為 %～ ％，平均收縮率為%）； sL —— 塑件徑向公稱尺寸（ mm）； 手機上模注塑模設計 14 ? —— 塑件公差值 (mm)（ 3? /4 項系數(shù)隨塑件精度和尺寸變化，一般在～ 之間，取 ）； z? —— 凹模制造公差（ mm） (當尺寸小于 50mm 時， δ z=1/4Δ ；當塑件尺寸大于 50mm 時， δ z=1/5Δ )； minS —— 塑料的最小收縮率（％）。 （ 2）凹模深度尺寸計算 凹模深度尺寸采用平均尺寸法，公式如下： ? ? zscpM HSH ???????? ???? 321 式中 MH —— 凹模深度尺寸（ mm）； sH —— 塑件高度公稱尺寸（ mm）； 2? /3 項，有的資料介紹系數(shù)為 ； 其他符號意義同上。 （ 3）中心距尺寸計算 ,公式如下 ? ?? ? 21 zscpM LSL ???? ML —— 模具中心距尺寸（ mm）； sL —— 塑件心中距尺寸（ mm）。 圖 凹模 手機上模注塑模設計 15 凸模部分的結構設計 凸模尺寸的計算 （ 1）凸模徑向尺寸計算 凸模徑向尺寸的計算采用平均尺寸法，公式如下： ? ?zscpM LSL ???????? ???? 431 ML —— 型芯徑向尺寸（ mm）； z? —— 型芯的制造公差（ mm）； 其他符號意義同上。 （ 2）凹模深度尺寸計算 凸模深度尺寸采用平均尺寸法，公式如下： ? ?zscpM HSH ???????? ???? 321 MH —— 凸模深度尺寸（ mm）； sH —— 塑件孔深度尺寸（ mm）； 其他符號意義同上。 （ 3）中心距尺寸計算 ,公式如下 ? ?? ? 21 zscpM LSL ???? ML —— 模具中心距尺寸（ mm）； sL —— 塑件心中距尺寸（ mm）。 凸模形狀的確定 根據(jù)模具的具體結構，可設計出型芯嵌塊如下圖所示 手機上模注塑模設計 16 圖 凸模 3 模具結構設計 對任何塑料件的模具設計都有一定的程序，首先要確定該塑件使用哪一種澆口形式，因為目前澆口的形式很多，并且用不同的澆口形式可以得到不同的塑件效果，得到的塑件表面質量也不同等，因此確定澆口形式也是至關重要的。再就是要確定在塑件的什么地方進澆，對于這個問題我們都沒有定論，只有借助 PTC 公司的 PRO/E 內的 MOLD ADVISOR 模塊來進行分析后再確定澆口位。接著要確定一模幾腔，只有把這些前期工作都做好之后 才能夠順利的進行模具設計、計算部分。 型腔數(shù)目的確定 對于一個塑件的模具設計的第一 步驟就是型腔數(shù)目的確定。 單型腔模具的優(yōu)點是：塑件精度高；工藝參數(shù)易于控制；模具結構簡單；模具制造成本低，周期短。缺點是：塑件成型的生產率低、成本高。單型腔模具適用于塑件較大，精度要求較高或者小批量及試生產。 多型腔模具的優(yōu)點是：塑件成型的生產率高，成本低。缺點是：塑件精度低；工藝參數(shù)難以控制。模具結構復雜；模具制造成本高，周期長。多型腔模具適用于大批量、長期生產的小塑件。 確定型腔數(shù)目的方法： 1）根據(jù)經(jīng)濟性： n=[NYt/(60C1)]1/2 手機上模注塑模設計 17 式中 n每副模具中型腔的數(shù)目 N計劃生產塑件的總量 Y單位小時模具加工的費用 t成型周期（ min） C1每個型腔的模具加工費用（元） 2）根據(jù)鎖模力： n=[(Q/p)A2]/A1 式中 Q注射機鎖模力）（ KN） p型腔內熔體的平均壓力（ Mpa） A2澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 A1每一個塑件在分型面上的投影面積 3）根基注射量： n=（ ） /m1 式中 G注射機的最大注射量（ g） m1單個塑件的重量（ g） m2澆注系統(tǒng)的重量（ g） 根據(jù)產品需要，該塑件為一模 一 腔。 圖 拔模檢測 對參照模型進行拔模檢測，從而確定模型的模具設計可行性。 手機上模注塑模設計 18 圖 根據(jù)比色塊的數(shù)值可知，在模型的輪廓曲面位置拔模角度在 ，安裝柱的拔模角度在 左右。 設定收縮率和創(chuàng)建工件 在完成模具型腔布局后，即設定參照模 型的收縮率 。 收縮率是指利用模具生產的成品冷卻固化后經(jīng)脫模成型后，其尺寸與模具尺寸之間的誤差百分比。 按比例 收縮如下圖： 手機上模注塑模設計 19 創(chuàng)建工件 分為手動和自動兩種形式。本設計采用手動創(chuàng)建如下： 圖 手機上模注塑模設計 20 分型面的確定 分型面是決定模具結構形式的重要因素，它與模具的整體結構和模具的制造藝有密切關系，并且直接影響著塑料熔體的流動特性及塑料的脫模。 1)分型面的形式 該塑件的模具只有 一個分型面，垂直分型。 2)分型面的設計原則 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設計、塑件的結構工藝性及精度、形狀以及 推 出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析。 選擇分型面時一般應遵循以下幾項基本原則： ① 分型面應選在塑件外形最大輪廓處 ② 確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模 ③ 保證塑件的精度 ④ 滿足塑件的外觀質量要求 ⑤ 便于模具制造加工 ⑥ 注意對在型面積的影響 ⑦ 對排氣效果 ⑧ 對側抽芯的影響 在實際設計中，不可能全部滿足上述原則，一般應抓住主要矛盾，在此前提下確定合理的分型面。 本設計采用 裙邊曲面創(chuàng)建分型面，首先生成側面影像曲線，然后利用側面影像曲線用裙邊方法生成分型面。 根據(jù)以上原則，可確定該模具的分型面如下圖： 圖 手機上模注塑模設計 21 分割體積快 如圖 分割體積快 如圖 澆注系統(tǒng)的形式和澆口的設計 澆注系統(tǒng)是指凝料熔體從注射機噴嘴射出后到達型腔之前在模具內流經(jīng)的通道。澆注系統(tǒng)分為普通流道的澆注系統(tǒng)和熱流道的澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系 統(tǒng)的設計是注射模具設計的一個很重要的環(huán)節(jié)，它對獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑料制件以及最佳的成型效率有直接的影響。 該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。 澆注系統(tǒng)的尺寸是否合理不僅對塑件性能、結構、尺寸、內外在質量等影響效大，而且還在與塑件所用塑料的利用率、成型效率等相關。 對澆注系統(tǒng)進行整體設計時，一般應遵循如下基本原則： ① 了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動性。 ② 采用尺量短的流程，以減少熱量與壓力損失。 ③ 澆注系統(tǒng)的設計應有利于良好的排氣。 ④ 防 止型芯