【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖 二維 圖 由產(chǎn)品圖可知，其形狀較為規(guī)則，結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜：從產(chǎn)品的壁厚上來(lái)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(chǎn)品內(nèi)表面設(shè) 30′的脫模斜度，外表面不需設(shè)脫模斜度；該產(chǎn)品的孔邊距約為 1mm，符合要求。 手機(jī)上模注塑模設(shè)計(jì) 12 2 成型零件的設(shè)計(jì) 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是指構(gòu)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(jì)算，塑料模具型腔在成型過(guò)程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底板厚度過(guò) 小，可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。因此，應(yīng)通過(guò)強(qiáng)度和剛度計(jì)算來(lái)確定型腔壁厚，尤其對(duì)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(yàn)來(lái)確定型腔壁厚和底板厚度。 注射模具的成型零件是指構(gòu)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(nèi)表面，成型桿用以形成制品的局部細(xì)節(jié)。成形零件作為高壓容器，其內(nèi)部尺寸、強(qiáng)度、剛度，材料和熱處理以及加工工藝性，是影響模具質(zhì)量和壽命的重要因素。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)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(jié)構(gòu)、進(jìn)澆點(diǎn)、分型面、排氣部位、脫模方式等，然后根據(jù)制件尺寸，計(jì)算成型零件的工作尺寸，從機(jī)加工工藝角度決定型腔各零件的結(jié)構(gòu)和其他細(xì)節(jié)尺寸，以及機(jī)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(yīng)該對(duì)關(guān)鍵成型零件進(jìn)行強(qiáng)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(kāi)模和脫模時(shí)需要克服于塑件的粘著力。在上萬(wàn)次、甚至上幾十萬(wàn)次的注射周期，成型零件的形狀和尺寸精度、表面質(zhì)量及其穩(wěn)定性 ，決定了塑件制品的相對(duì)質(zhì)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(qiáng)度和剛度必須在容許范圍內(nèi)。成型零件的結(jié)構(gòu)，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(jī)上模注塑模設(shè)計(jì) 13 模具 的選材 對(duì)于模具鋼的選用，必需要符合以下幾點(diǎn)要求： 機(jī)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(dá)到鏡面，Ra≤ m。要求鋼材硬度在 HRC35～ 40 為宜。過(guò)硬表面會(huì)使拋光困難。鋼材的顯微組織應(yīng)均勻致密， 極少雜質(zhì)，無(wú)疵斑和針點(diǎn)。 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(yīng)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(yīng)使注塑模能減少拋光修模次數(shù)，能長(zhǎng)期保持型腔的尺寸精度，達(dá)到所計(jì)劃批量生產(chǎn)的使用壽命期限。 具有耐腐蝕性。對(duì)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(zhì)量比較高決定模具表面質(zhì)量更高這一事實(shí)，再依照上述標(biāo)準(zhǔn)，故筆者在設(shè)計(jì)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(guò) 500～ 550℃，以 5～ 10h 時(shí)效處理。鋼材彌散析出復(fù)合合金化學(xué)物，使鋼材硬化，具有 HRC40～ 45，耐磨性好且處理過(guò)程變形小。由于材質(zhì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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(jié)構(gòu)，需要一個(gè)型腔。 凹模尺寸的計(jì)算 為計(jì)算簡(jiǎn)便起見(jiàn)，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(fù)。 （ 1）凹模徑向尺寸計(jì)算 凹模徑向尺寸的計(jì)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(jī)上模注塑模設(shè)計(jì) 14 ? —— 塑件公差值 (mm)（ 3? /4 項(xiàng)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(dāng)尺寸小于 50mm 時(shí)， δ z=1/4Δ ；當(dāng)塑件尺寸大于 50mm 時(shí)， δ z=1/5Δ )； minS —— 塑料的最小收縮率（％）。 （ 2）凹模深度尺寸計(jì)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(xiàng)，有的資料介紹系數(shù)為 ； 其他符號(hào)意義同上。 （ 3）中心距尺寸計(jì)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(jī)上模注塑模設(shè)計(jì) 15 凸模部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模尺寸的計(jì)算 （ 1）凸模徑向尺寸計(jì)算 凸模徑向尺寸的計(jì)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(hào)意義同上。 （ 2）凹模深度尺寸計(jì)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(hào)意義同上。 （ 3）中心距尺寸計(jì)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(jié)構(gòu)，可設(shè)計(jì)出型芯嵌塊如下圖所示 手機(jī)上模注塑模設(shè)計(jì) 16 圖 凸模 3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 對(duì)任何塑料件的模具設(shè)計(jì)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?yàn)槟壳皾部诘男问胶芏啵⑶矣貌煌臐部谛问娇梢缘玫讲煌乃芗Ч?，得到的塑件表面質(zhì)量也不同等，因此確定澆口形式也是至關(guān)重要的。再就是要確定在塑件的什么地方進(jìn)澆，對(duì)于這個(gè)問(wèn)題我們都沒(méi)有定論，只有借助 PTC 公司的 PRO/E 內(nèi)的 MOLD ADVISOR 模塊來(lái)進(jìn)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(jìn)行模具設(shè)計(jì)、計(jì)算部分。 型腔數(shù)目的確定 對(duì)于一個(gè)塑件的模具設(shè)計(jì)的第一 步驟就是型腔數(shù)目的確定。 單型腔模具的優(yōu)點(diǎn)是：塑件精度高；工藝參數(shù)易于控制；模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；模具制造成本低，周期短。缺點(diǎn)是：塑件成型的生產(chǎn)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(chǎn)。 多型腔模具的優(yōu)點(diǎn)是：塑件成型的生產(chǎn)率高，成本低。缺點(diǎn)是：塑件精度低；工藝參數(shù)難以控制。模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜；模具制造成本高，周期長(zhǎng)。多型腔模具適用于大批量、長(zhǎng)期生產(chǎn)的小塑件。 確定型腔數(shù)目的方法： 1）根據(jù)經(jīng)濟(jì)性： n=[NYt/(60C1)]1/2 手機(jī)上模注塑模設(shè)計(jì) 17 式中 n每副模具中型腔的數(shù)目 N計(jì)劃生產(chǎn)塑件的總量 Y單位小時(shí)模具加工的費(fèi)用 t成型周期（ min） C1每個(gè)型腔的模具加工費(fèi)用（元） 2）根據(jù)鎖模力： n=[(Q/p)A2]/A1 式中 Q注射機(jī)鎖模力）（ KN） p型腔內(nèi)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(gè)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(jī)的最大注射量（ g） m1單個(gè)塑件的重量（ g） m2澆注系統(tǒng)的重量（ g） 根據(jù)產(chǎn)品需要，該塑件為一模 一 腔。 圖 拔模檢測(cè) 對(duì)參照模型進(jìn)行拔模檢測(cè)，從而確定模型的模具設(shè)計(jì)可行性。 手機(jī)上模注塑模設(shè)計(jì) 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(shè)定收縮率和創(chuàng)建工件 在完成模具型腔布局后，即設(shè)定參照模 型的收縮率 。 收縮率是指利用模具生產(chǎn)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(jī)上模注塑模設(shè)計(jì) 19 創(chuàng)建工件 分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種形式。本設(shè)計(jì)采用手動(dòng)創(chuàng)建如下： 圖 手機(jī)上模注塑模設(shè)計(jì) 20 分型面的確定 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動(dòng)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(gè)分型面，垂直分型。 2)分型面的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)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(shí)應(yīng)綜合分析。 選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則： ① 分型面應(yīng)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(zhì)量要求 ⑤ 便于模具制造加工 ⑥ 注意對(duì)在型面積的影響 ⑦ 對(duì)排氣效果 ⑧ 對(duì)側(cè)抽芯的影響 在實(shí)際設(shè)計(jì)中，不可能全部滿足上述原則，一般應(yīng)抓住主要矛盾，在此前提下確定合理的分型面。 本設(shè)計(jì)采用 裙邊曲面創(chuàng)建分型面，首先生成側(cè)面影像曲線，然后利用側(cè)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(jī)上模注塑模設(shè)計(jì) 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(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指凝料熔體從注射機(jī)噴嘴射出后到達(dá)型腔之前在模具內(nèi)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(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)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(duì)塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)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(guān)。 對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)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(dòng)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(shè)計(jì)應(yīng)有利于良好的排氣。 ④ 防 止型芯