【導讀】對各種塑料制品的模具設計具有重要的理論意義和實際應用價值。脫模結構、推出機構、冷卻系統(tǒng)以及排氣系統(tǒng)等的設計。論證了成型塑件的方式為注塑。是作為塑料必備成型工具的塑料注塑模具，由于它成型效率高，易成型形狀復雜的制品，并科實現(xiàn)自動化生產，在我國其發(fā)展速度之快、需求量之大是前所未有的。德國IKV研究的CADMOULD系統(tǒng)，可用于注塑模具的流動、冷卻分析。慮因素，采用的是熱流道澆注系統(tǒng)，同時使用氣頂活動閥式澆口。利用CAE技術可以在模具加工前，在電腦上對整個注塑成型過程進行類比分析，制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設計者能盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時修改制件和模具設計，塑膠模具設計不但要采用CAD技術，而且還要采用CAE技術。件的公差范圍內，塑件外形以型腔大端為準，塑件內形以型芯小端為準。應按品種確定成型方法及成型條件。吸濕性強，含水量應小于％，必須充分干燥，苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫。料溫對物性影響較大、料溫過高易分解，對要求

　　

【正文】 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 27 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。 對于模具鋼的選用，必需要符合以下 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。 凹模的結構形式 凹?？捎烧麎K材料制成，制成整體式凹模。凹模位于定模板上，因為模具為一模兩腔的結 構，所以需要采用兩個型腔。 凹模尺寸的計算 28 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： 式中 —— 凹模徑向尺寸（ mm）； —— 塑件的平均收縮率； —— 塑件徑向公稱尺寸（ mm）； —— 塑件公差值 (mm)； —— 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 )； —— 塑料的最小收縮率（％）。 凹模長度尺 寸計算為： 凹模寬度尺寸計算為： （ 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： 式中 —— 凹模深度尺寸（ mm）； —— 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 —— 模具中心距尺寸（ mm）； —— 塑件心中距尺寸（ mm）。 所以 29 另外，定模板上還設置了抽芯機構以及分流道的垂直部分，可知定模板及凹模部分結構如下圖所示： 圖 111 凹模 凹模的機加工工藝 30 表 111 凹模的 機加工工藝 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： —— 型芯徑向尺寸（ mm）； —— 型芯的制造公差（ mm）；其他符號意義同上。 凸模長度尺寸計算為： 凸模寬度尺寸計算為： 序號 工序名稱 加工內容及要求 設備 1 下料 根據(jù)模板形狀下料 2 鍛造 鍛坯料至尺寸長 31寬 200、厚 30mm 3 劃線 劃線、打樣沖 4個沉頭孔的中心 鉗工臺 4 鉆孔 鉆兩個￠ 1兩個￠ 20 的孔 鉆床 5 鉆孔 將￠ 16的孔從上表面鉆￠ 2深 15 鉆床 6 銑削 以孔定位銑出型腔的外形 銑床 7 刨削 精刨上下面使厚度為 26mm 刨床 8 鉆孔 鉆兩型腔中間￠ 6 的孔 鉆床 9 鉆孔 鉆旁邊側抽芯孔到規(guī)定位尺寸 鉆床 10 熱處理 淬火，表面硬度達 54～ 58HRC 11 磨削 粗磨底面，使厚為 平面磨床 12 磨削 精磨上表面，使厚度達圖紙要求 平面磨床 31 （ 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： —— 凸模深度尺寸（ mm）； —— 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 —— 模具中心距尺寸（ mm）； —— 塑件心中距尺寸（ mm）。 所以 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： 圖 112 型芯 32 結束語： 通過三個多月對手機塑料外殼模具的設計，我注塑模具的設計方法與流程有了一個比較全面的了解。在這個不斷設計、學習、再設計的反復操作過程中，我們潛移默化地學習到了一種科學的設計思路和方法，這對我們以后的工作態(tài)度和方法將產生積極的影響。特別是在利用現(xiàn)代化的設計上，我有了很多的自己的設計思想。 在設計的過程中，遇到了很多的問題，尤其是在流道的設計、抽芯機構的設計以及成型零件的計算等方面，費了很多周折，也走了很多彎路。而在裝配圖的繪制中，又遇到了前面設計上的很多結構錯誤，對細節(jié)的反復修改較多。經(jīng)過很長時間的思考和查閱資料，才成功地完成了本套模具的設計過程。 當然，本模具的設計也存在了很多的問題，在實際中也許并沒有辦法正常運作。畢竟是在學校做畢業(yè)設計，難免會存在各種各樣的問題。在模具的設計過程中，很多時候都是依靠同學們的幫助和老師的指導，才能順利地繼續(xù)往下設計，在這里要感謝同學的幫助，也向各位指導老 師表示衷心的感謝！ 33 致謝 手機外殼的模具設計，對于我來說是一個全新的課題，在設計期間，我克服了種種困難，查閱了大量的資料和手冊，在這期間我也充分認識到要干成一件事情的艱難。另外，對于知識的靈活掌握，理論與實踐相結合對于我們理工科學生，特別是要走手機設計與開發(fā)的技術人員來說，是尤其的重要。 由于本人水平上的局限，要想在這本畢業(yè)設計內完整細致的介紹該機床的設計，選型，對于我來說還是具有很大的困難。盡管我為此付出了很大的努力，但錯誤和不盡人意之處在所難免，懇請老師們不吝賜教，還希望 自己能在將來的工作中不斷進步，做出令人滿意的成績。 這次嚴格的實戰(zhàn)考驗使我收益匪淺，不僅使所學的知識得到鞏固提高，而且對本專業(yè)有了更深刻的認識，解決了平時學習中遺留下來的難點和疑點，豐富了自己的知識面。尤其使對本專業(yè)的設計特點和思維方式有了進一步的體會，更為重要的使它使理論聯(lián)系實際的實戰(zhàn)演習，將為以后的工作打下堅實的基礎。 這次設計讓我感慨良深，讓我明白了無論做任何一項工作，良好的業(yè)務技術素質是一方面，同時，還要有足夠的信心、細心、耐心和恒心。否則，很難有所成就。在此同時，也讓我看到了自己身上隱藏的不足和缺 點，領會到了學無止境的道理。 本次設計中也出現(xiàn)了不少的問題，如對理論知識理解不深，實際應用能力不強，動手能力差、實踐經(jīng)驗不足等，有的問題在設計過程中已經(jīng)解決，但許多方面還需要在今后的工作學習中進一步的改善和提高。 本次設計得以順利完成，離不開指導老師徐建高及其它各位專業(yè)老師的指導和斧正，也多虧了同學們的熱情幫助。最后，在本次設計即將劃上圓滿句號之時，對各位老師和同學再次深表謝意！ 34 參考文獻 [1] 曹宏深 .趙仲治 . 塑料成型工藝與模具設計 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 1993 [2] 屈華昌 .伍建國 . 塑料模具設計 [M] .北京：機械工業(yè)出版社， 1982 [3] 李秦蕊主編 .塑料模具設計 [M].西安：西北工業(yè)大學出版社， 1988 [4] 唐志玉 .大型注射模具設計理論基礎 [M] .模具工業(yè)， 1987 [5] 中國機械工業(yè)協(xié)會 .塑料模具設計與制造 [M] .機械工業(yè)出版社， 1999 [6] 模具實用技術叢書編委會 塑料模具設計制造與應用實例 [M].機械工業(yè)出版社， 2020 [7] 陳萬林 .實用注射模具設計與制造 [M].機械工業(yè)出版社 202010 [8] 史鐵梁 .模具設計指導 [M].北京：機械工業(yè)出 版社， 2020 [9] 編寫組編著 .塑料模具設計手冊 [H]. 第二版 . 北京：機械工業(yè)出版社， 1994 [10] 許發(fā)樾主編 .實用模具設計制造手冊 [M].第 2版 . 北京：機械工業(yè)設計出版社，2020 [11] 馮炳堯，韓泰榮，蔣文森編 . 模具設計與制造簡明手冊 [M] .第二版 . 上?？茖W技術出版社， 1999 [12] 劉昌祺主編 .塑料模具設計 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 1998 [13] 張如彥等主編 .塑料注射成型與模具 [M] .中國鐵道出版社 1987 [14] 陸宇 . 實用注射模具設計 [M].中國輕工業(yè) 出版社 19975