【導讀】本文主要講述對數(shù)碼相機面殼進行模具設計的過程，通過對塑件的工藝分析，該塑件成品的表面要求。一般沙面，但要求耐老化耐磨損，使用壽命較長。故在設計中選ABS（丙烯腈-丁二。烯-苯乙烯共聚物），潛澆口以保證其外觀要求。由于塑件有較復雜外形輪廓及內(nèi)部結。產(chǎn)成本，保證塑件制品的加工成型精度。原理方面作了較為詳細的解釋說明。最后結合模具的結構和標準零件的選用完成了。能安全可靠的用于批量生產(chǎn)。本設計闡述了結合使用Pro/E，AutoCAD完成裝配圖，

　　

【正文】 02[ 2 0 2 0 0 . 5 5 % 0 . 5 5 ]3 ?? ? ? ? ? = mm? （ 3）凸模尺寸計算 ① 凸模徑向尺寸計算 02 2 2[ ( 0 . 5 ~ 0 . 8 ) ]ZM S S C PL L L S ??? ? ? ? 0 0 . 0 9 2[1 0 8 1 0 8 0 . 5 5 % ( 0 . 5 ~ 0 . 8 ) 0 . 5 5 ] ?? ? ? ? ? = mm? ② 凸模高度尺寸計算 02 2 2 2[]3 ZM S S C PH H H S ??? ? ? ? 0[1 9 1 9 0 . 5 5 % 0 . 5 5 ]3 ?? ? ? ? ? 數(shù)碼相機面殼模具設計 19 ?? （ 4）型腔壁厚及底板厚度計算 此模具采用如圖 315，矩形整體式型腔。 ① 根據(jù)剛度公式可得凹模型厚（ mm）為 43cpahE?? = 4350 .9 8 ( 2 5 ~ 4 5 ) 2 02 .1 1 0 0 .0 4~ 0 .0 6????（ ） = ~ ② 根據(jù)剛度公式可得底板厚度（ mm）為 43 39。 c pbHE?? = 4350 .0 2 6 ( 2 5 ~ 4 5 ) 6 42 .1 1 0 ( 0 .0 4 ~ 0 .0 6 )???? =~13mm 上 ① 、 ② 兩式中， L 是型腔長度 L=110mm； a 是型腔深度 a=20mm； b 是型腔寬度 b=64mm； c 是 L/a 決定的常數(shù)； 39。c 是 L/b 決定的常數(shù)； E 是彈性模量，鋼材取 10 MPa? ； ? 是允許變形量； P 是型腔內(nèi)熔體壓力，一般取 25~45MPa。 最終選用型腔厚度為 15mm，底板厚度為 20mm 模具組件（凹凸模）尺寸，凹模尺寸為，長 150mm，寬 110mm，高 45mm，型腔深 ；凸模長 150mm，寬 110mm，高 30mm，型芯高 。 合模導向機構設計 合模導向機構是保證動、定模或在上、下模合模時，正確的定位和導向的零件。合模導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種形式，通常 采用導柱導向定位，導向機構的作用有以下三點 。 定位作用 模具閉合后，保證動、定?；蛏舷履Ｎ恢谜_，保證型腔的形狀和尺寸精度。導向機構在模具裝配過程中也起到定位作用，即便與模具的裝配與調(diào)整。 圖 315 矩形整體式型腔 數(shù)碼相機面殼模具設計 20 導向作用 合模時，首先是導向零件接觸，引導動、定模或上、下模準確閉合，避免型芯先進入型腔造成零件的損壞。 承受一定的側向壓力 塑料熔體在充型過程中可能產(chǎn)生單向側向壓力或受成型設備精度低的影響，導柱將承受一定的側向壓力，以保證模具的正常工作。若側向壓力很大或精度要求高時，則不能單靠導柱來承擔，需增設錐面定位機構來承擔側向壓力。 導柱的機構形式 導柱的結構形式和尺寸一標準化，常見的結構形式有帶頭導柱和有肩導柱。有時為減小導柱與導柱孔間的摩擦，在導柱的工作部位設置粗油槽來存儲潤滑劑。導柱的直徑可由模板外形尺寸確定。導柱應合理均布在模具分型面的四周，導柱中心至模具外緣應有足夠的距離，以保證模具的強度。為了保證動模和定模只能按一個方向合 模，導柱的布置方式采用等直徑導柱的不對稱布置或者不等直徑的對稱布置。 本設計采用等直徑的不對稱布置，導柱形式為帶頭導柱，公稱直徑 d=25mm。 推出機構設計 推出機構總的設計要求為： 推出機構應盡可能設置在動模上，以便利用注射機驅動推出機構，當塑件因形狀等關系不能保證留在動模端時，則須采用強留措施，或在定模上設置推出機構 推出機構須動作可靠、運動靈活、制造方便、維修與更換容易； 根據(jù)塑件的尺寸、形狀及塑件材料等選用推桿、推桿的位置及數(shù)量，以保證塑件不發(fā)生變形、破裂、擦傷以及外觀、精度等質 量要求。因此，推桿應設置在塑件承力較大的位置； 對塑件推出阻力較大的部位，須有足夠的推出力，以保證塑件各部位均勻推出； 推桿孔須與推板運動方向平行，與推桿的配合不能過緊或過松，避免推桿折損或產(chǎn)生毛邊，造成不易推出，標準規(guī)定采用 H7／f6 配合。 由于相機殼體塑料件壁薄，不宜采用推桿，所以相機面殼的頂出機構采用如圖 316 所示的成型零件作為頂板推出機構。 圖 316 推件 板 數(shù)碼相機面殼模具設計 21 脫模力的計算 脫模力是指將塑件從抱緊的型芯上脫出時所需克服的阻力。 8 c os ( ta n ) (1 )E Sl fFAk? ? ?? ???? 58 0 . 0 9 2 2 . 1 1 0 0 . 5 5 % 1 1 0 c o s 4 0 39。 (0 . 1 5 t a n 4 0 39。)( 1 0 . 3 ) 1? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ? 式中 ? ——是推件板中心所允許的最大變形量， ? ? ； E——是推件板材料的彈性模量（ MP）， 10E MP?? ； l ——是塑件對型芯的包容長度， 110l mm? ； S——是塑料的平均成型收縮率， S=%； ? ——是模具型芯的脫模斜度， 4039。?? ； f ——是塑件與型芯之間的靜摩擦系數(shù)，取 ? ； ? ——是塑料的泊松比， ?? ； sin co s 1kf ??? ? ?是無因次系數(shù)； A 是盲孔塑件型芯的脫模方向上的投影面積，通孔塑件 A=0； 推件板厚度的確定 因為塑件橫截面為矩環(huán)形，根據(jù)強度計算來確定推件板厚度較為復雜，若根據(jù)剛度計算來確定， 則推件板厚度公式為 13 4 ( )FSLEB?? 13518 41 4 12 0 ( ) 10 11 0 92? ? ? ? ? ? ? 式中 L0 ——是推件板長度方向上兩推桿間的最大距離（ mm）， L0=120mm； B——是推件板寬度（ mm）， B=110mm； ? ——是推件板中心所允許的最大變形量， ? ? ； 數(shù)碼相機面殼模具設計 22 E——是推件板材料的彈性模量（ MP）， 10E MP?? ； F——是最大脫模力（ N）， F=。 這里取推件板厚度為 10mm。 推桿的設計 推桿又 稱頂桿，在注射模中應用很廣泛。 （ 1）推桿的形式 推桿形式很多，有圓推桿，矩形推桿，階梯推桿，盤形推桿，這里采用圓形推桿，該種推桿結構簡單，應用最為廣泛，對中小型模具，其直徑 d 一般為 ~12mm? 。 （ 2）推桿的布置 本設計采用推桿結合推件板推出塑件，為保證塑件成型質量和順利脫模，推桿數(shù)量 n=4，推桿位置均勻布置在推件板四周。 （ 3）推桿的尺寸 推桿長度由模板厚度、推出距離確定。推桿直徑 d 的確定可根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式求得 12 4()LFd nE?? 12 4512 5 18 41 6. 161. 5 ( )4 2. 1 10??? ?? ? 式中 ?——是安全系數(shù)，取 ?? ； L——是推桿的長度， L=125mm； n 是推桿根數(shù) n=4， E 是推桿材料的彈性模量（ MPa）。 因為推桿前端采用螺紋與推件板固定，這里推桿直徑取 d=12mm，螺紋部位直徑取 d=10mm。 （ 4） 復位機構設計 為了進行下一循環(huán)的成型，脫模推出機構在完成塑件的頂出動作后必須回到初始位置。常用的復位機構有彈簧復位和復位桿復位兩種，本設計采用復位桿復位設 數(shù)碼相機面殼模具設計 23 計。復位桿一般為 4 根，對稱布置在推出板得四周，直徑根據(jù)模具的大小確定。本設計復位桿直徑為 20mm。 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計 注射成型時向模具注射 200℃ 左右的塑料熔體，使熔體在模具內(nèi)冷卻定型，所以模具在成型過程中還起著熱交換的作用。模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)直接影響著塑件質量和生產(chǎn)效率。成型的塑料品種不同，塑件的質量要求不同，對模具的溫度要求也 不同。對于多數(shù)塑件來說，要求的模溫不高，則模具僅設置冷卻系統(tǒng)即可。 一般塑件受成型條件影響的質量因素有：尺寸精度、形狀精度、表面質量和力學性能。 冷卻系統(tǒng)的設計原則 （ 1）冷卻系統(tǒng)的布置應先于脫模機構；（ 2）合理地確定冷卻管道的直徑中心距以及與型腔壁的距離；（ 3）降低進出水的溫度差；（ 4）澆口處應加強冷卻；（ 5）應避免將冷卻水道開在塑件熔接痕處，并注意干澀及密封等問題：（ 6）冷卻水道應便于加工和清理 。 在本課題中采用通過冷卻水道來調(diào)節(jié)模具的溫度。 冷卻回路的布置 模具冷卻回路的形式應根據(jù)塑件的形 狀、型腔內(nèi)溫度分布及澆口位置等情況設計成不同的形狀。通常有型腔冷卻和型芯冷卻兩種回路的結構形式。 （ 1）型腔冷卻回路 本設計采用在型腔上方定模板上鉆孔，鉆出兩條平行對稱水道，外部設置進出水接頭。 （ 2）型芯冷卻回路 本設計采用單層冷卻回路，在型芯上定模板四周鉆孔，冷卻水在定模板水道內(nèi)循環(huán)流動。 標準模架的選用 模架是指由模板、導柱、導套和復位桿等零件組成。標準模架則是由結構、形式和尺寸都已經(jīng)標準化并具有一定互換性的零件成套組合而成的一類模架。 GB/ T12555 – 20xx《塑料注射模模架》于 20xx 年 4 月 1 日起實施，用于取代原來 GB 數(shù)碼相機面殼模具設計 24 – 1990《塑料注射模中小型模架》模架國家標準。國標中模架的形式由其品種、系列、規(guī)格以及導柱導套的安裝形式等項內(nèi)容決定。模架的品種是指模架的基本構成形式 ,每一模架型號代表一個品種。模架型號以模具所采用的澆口形式、制件脫模方法和動定模板組成數(shù)目 ,分為基本型 4 種和派生型 9 種兩類共 13 種?；拘湍＜苋鐖D 317 所示，派生型模架如圖 318 所示。 圖 317 基本型模架結構 (A1～ A4) 圖 318 派生型模架結構 (P1～ P9) 在本課題中 選 用基本型 A2，定模和動模均為兩塊模板 ,采用推板推出機構。它適合于單分型面注射膜。 模架的尺寸計算 中小型標準模架的選擇方法有兩種經(jīng)驗法，在這里選擇一種計算即可。當型腔帶鑲件時，根據(jù)制品的外形尺寸（平面投影面積與高度）以及制品本身結構，可以確定鑲件的外形尺寸，然后再按經(jīng)驗確定模架的大小，具體辦法見圖 319。 圖 319 (a)C 型（無支承板）（ b） A 型（有支承板） 數(shù)碼相機面殼模具設計 25 通過計算可得，該產(chǎn)品的投影面積 S=11064=7040mm2 選擇 A 型結構，可手冊查得： A=55mm， D=32mm 則模具寬度 W=（ 55+32） +64=238mm 長度 L=（ 55+32） 2+110=284mm 動模墊板厚度的計算 動模墊板厚度和所選模架的兩個墊塊之間的跨度有關，根據(jù)前面的型腔布置，模架應選在初選標準模架： WL=250mm300mm 這個范圍內(nèi)，墊塊之間的跨度大約為 250mm50mm50mm=150mm。那么，根據(jù)型腔布置及型芯對動模墊板的壓力就可以計算得到動模墊板的厚度，即 1310 .5 4 ( )ppAHLEL ?? 13535 70 4 15 0 ( ) 10 30 0 36 mm?? ? ? ? ? ?? 式中 p? ——動模墊板剛度計算許用變 22 5 2 5 0 . 0 0 1 4 2 7 0 . 0 3 6p i m m? ? ? ? ?， 152 ( 0 . 4 5 1 7 0 0 . 0 0 1 1 7 0 ) 0 . 0 0 1 4 2 7i u m u m? ? ? ? ?； L 兩個墊塊之間的距離，約 150mm； L1——動模墊板的長度。 取型芯所受壓力的面積為 2A 7040mm? 動模墊板可按標準厚度取 40mm 考慮冷卻水道，取模架尺寸為 270300，模架的尺寸規(guī)格見表 31 表 31 模架尺寸 模板名稱 模板尺寸 模板名稱 模板尺寸 定模座板 30032025 支承板 2708053 定模板 27030080 推桿固定板 30016015 動模板 27030030 推桿墊板 30016020 動模墊板 27030040 動模座板 30032025 由表 31 計算出模架的高度為 280mm。 數(shù)碼相機面殼模具設計 26 注射模具與注射機的關系 注射模具是安裝在注射機上使用的。在設計模具時，除了應掌握注射成型工藝過程外，還應對所選用注射機的有關技術參數(shù)有全面的了解，才能生產(chǎn)出合格的塑料制件。下面討論它們的相互關系。 選 擇注塑機 零件體積及質量計算 （ 1）體積、質量：應用 Pro/E 中的 ―分析 ‖/―模型質量屬性 ‖命令求得： 33 10 . 32 c ?