【導(dǎo)讀】得到重視，其中注射成型是最常用的塑料零件成型方法。了很大比例，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)白熱化的今天，電器外殼設(shè)計(jì)成為產(chǎn)品質(zhì)量的重要一環(huán)，造，具有較高的生產(chǎn)實(shí)用價(jià)值。復(fù)雜，因而對(duì)注射成型模具和成型工藝的要求極高。最大難點(diǎn)在于澆注系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)。本課題來源于企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際，以大量的手。廠的生產(chǎn)工程實(shí)踐成果。研究手機(jī)外殼注射模具的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)中澆。道、澆口的形式、位置選擇，排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，塑件主要部位的脫模推出方式，結(jié)合面蓋和鏡片兩個(gè)有代表性的塑件實(shí)例，以工廠實(shí)。用為原則，詳細(xì)介紹了實(shí)際設(shè)計(jì)制造的方法和關(guān)鍵點(diǎn)。陷的原因以及解決方法。其中，尺寸、數(shù)據(jù)和機(jī)械結(jié)構(gòu)均來自工廠的實(shí)際圖紙。

　　

【正文】 動(dòng)模座板 動(dòng)模座板用來固定動(dòng)模板、動(dòng)模支承板和墊塊，動(dòng)模座板和定模板、動(dòng)模支承板、墊塊通過 4 個(gè) 248。16 的內(nèi)六角螺釘連接，定模座板應(yīng)有一定的厚度，并有足夠的強(qiáng)度，我的設(shè)計(jì)采用 45鋼，經(jīng)熱處理 42～ 48HRC。其注射機(jī)頂桿孔為 248。60mm，其頂出板導(dǎo)柱孔為 4— 248。20mm，其上的推板導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱采用 H7/m6 過渡配合。定模板座尺寸為： BLH= 200 200 20mm，如圖 56所示： 圖 56 動(dòng)模座板 推桿固定板 推桿固定板用來固定推桿及導(dǎo)套，必須具有一定的強(qiáng)度和硬度，我的設(shè)計(jì)采用 45鋼，經(jīng)熱處理 42～ 48HRC。推桿固定板的尺寸為： BxLxH=150x250x16 mm，如圖 57所示： 手機(jī)外殼及其模具設(shè)計(jì) 第 28 –頁 圖 57 推桿固定板 6 裝配 在模具裝配過程中，既要保證配合零件的配合精度，又要保證零件之間的位置精度，對(duì)于具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件，還必須保證它們之間的運(yùn)動(dòng)精度。所以模具裝配精度的高低及質(zhì)量的好壞，都直接影響注射生產(chǎn)是否正常，影響產(chǎn)品的尺寸、形狀精度和工廠成本。數(shù)控機(jī)床 的普遍應(yīng)用，能夠保證模具零件的加工精度和質(zhì)量要求，采用數(shù)控加工的零件，可直接進(jìn)行模具裝配，減輕了鉗工的工作量。 裝配基準(zhǔn) 在模具的加工過程中，各個(gè)零件都有統(tǒng)一的加工基準(zhǔn)，在裝配的時(shí)候以基邊為基準(zhǔn)來進(jìn)行裝配，以保證模具的整體精度。每個(gè)零件均設(shè)計(jì)了基準(zhǔn)角，即為裝配基準(zhǔn)，零件加工要按圖紙保證基準(zhǔn)角的精度，裝配時(shí)都要在一個(gè)方向基準(zhǔn)角上，不能裝反。 模具鑲塊的裝配 為了節(jié)省工時(shí)，先加工鑲塊后加工入子、斜銷、滑塊等其它零件。待鑲塊加工完畢后，交給鉗工進(jìn)行裝配。鉗工接到凸、凹鑲塊后，首先應(yīng)進(jìn)行測(cè)量，看其最大 外型尺寸是否符合公差要求，如果在公差范之內(nèi)，開始裝配鑲塊，注意鑲塊的基準(zhǔn)角要與?？虻幕鶞?zhǔn)角一致，裝好后進(jìn)行凸、凹鑲塊靠破。目的是保證模具 手機(jī)外殼及其模具設(shè)計(jì) 第 29 –頁 達(dá)到注射成型的要求，防止模具在注射成型時(shí)出現(xiàn)塑料溢邊等情況發(fā)生。靠破用紅色粉來檢查零件表面的缺陷及零件間的密合度，一件噴上紅色，另一件靠上，觀察粘的均勻程度，不均勻表示不平。如果開模后，鑲塊表面的紅色痕跡達(dá)到模具注射成型要求，也就完成了鑲塊的裝配。型腔的動(dòng)、定模板鑲合后，分型面上要求緊密無縫。 7 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 塑件的產(chǎn)品設(shè)計(jì)要合理，盡可能選用最好的結(jié)構(gòu)方案，制件的設(shè)計(jì)者要考慮到制件的技術(shù)要求及其結(jié)構(gòu)，必須符合模具制造的工藝性和可行性。手機(jī)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的關(guān)鍵，這不僅需要與產(chǎn)品外觀相協(xié)調(diào)，更要考慮后序的生產(chǎn)裝配、噴涂、噴繪、模具設(shè)計(jì)制造等各方面。手機(jī)產(chǎn)品的形體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)牽扯知識(shí)范圍十分廣泛，主要有材料的選用、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、表面處理、加工手段、包裝裝演等方面，這些因素的運(yùn)用直接影響著手機(jī)產(chǎn)品的生命和外觀形象?？梢哉f設(shè)計(jì)者的水平高低決定了產(chǎn)品的生命力和產(chǎn)品檔次高低，高檔次產(chǎn)品不一定是高造價(jià)，運(yùn)用低造價(jià)設(shè)計(jì)出高檔次的產(chǎn)品，正是設(shè)計(jì)者高水平工作的綜合體現(xiàn)。 模具設(shè)計(jì) 模 具的設(shè)計(jì)是提高模具質(zhì)量最重要的一環(huán)，需要考慮到很多因素，包括模具材料的選用，模具結(jié)構(gòu)的可靠性及安全性，模具零件的可加工性及模具維修的方便性，這些在設(shè)計(jì)之初應(yīng)盡量考慮得周全些。模具材料的選用既要滿足客戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求，還需考慮到材料的成本及其在設(shè)定周期內(nèi)的強(qiáng)度，當(dāng)然還要根據(jù)模具的類型、使用工作方式、加工速度、主要失效形式等因素來選材。當(dāng)塑件為ABS、即、 PC 之類材料時(shí)，注射模模具材料可選擇預(yù)硬調(diào)質(zhì)鋼 。塑件屬于高光潔度、透明的材料時(shí)，可選耐蝕不銹鋼 。塑件批量較大時(shí)，可選擇淬火回火鋼。另外還需要考慮采用與制件親 和力較小的模具材料，以防粘模加劇模具零件的磨損，從而影響模具的質(zhì)量。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，盡量使結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便，還要保證模具零件有足夠的強(qiáng)度和剛度 。在模具結(jié)構(gòu)允許時(shí)，模具零件各表面的轉(zhuǎn)角應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)成圓角過渡，以避免應(yīng)力集中 。對(duì)于凹模、型腔及部分凸模、型芯，可采用組合或鑲拼結(jié)構(gòu)來消除應(yīng)力集中，細(xì)長凸模或型芯，在結(jié)構(gòu)上需采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮減少維修零部件時(shí)需拆裝的范圍，特別是易損件更 手機(jī)外殼及其模具設(shè)計(jì) 第 30 –頁 換時(shí)，盡可能減少其拆裝零件的數(shù)量。對(duì)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析時(shí)，要審查造型設(shè)計(jì)是否合理可靠，包括制造方法、塑件的出模方向、出 模斜度、抽芯、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、電路安裝和電子工程人員配合等是否合理。根據(jù)造型要求確定制造工藝是否能實(shí)現(xiàn)，包括模具制造、產(chǎn)品裝配、外觀的噴涂、絲印、材質(zhì)選擇、需采購的零件供應(yīng)等。確定產(chǎn)品功能是否能實(shí)現(xiàn)，用戶使用是否最佳，進(jìn)行具體的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定每個(gè)零件的制造工藝，要注意塑件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、安裝定位、筋骨方式、產(chǎn)品變形、元器件的安裝定位、安裝要求、確定最佳裝配路線。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要盡量考慮模具設(shè)計(jì)和制造的難度，提高注射生產(chǎn)的效率，最大限度地減低模具成本和生產(chǎn)成本，確定整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、檢測(cè)手段，保證產(chǎn)品的可靠性。 模 具加工 模具的制造過程也是確保模具質(zhì)量的重要一環(huán)，模具制造過程中的加工方法和加工精度會(huì)影響到模具的使用壽命。各零部件的精度直接影響到模具整體裝配，除加工設(shè)備自身精度的影響外，需通過改善零件的加工方法，提高鉗工在模具磨配過程中的技術(shù)水平，來提高模具零件的加工精度。若模具整體裝配效果達(dá)不到要求，對(duì)模具的總體質(zhì)量將會(huì)有很大影響。因此，為保證模具具有良好的原始精度，制造過程中首先要合理選擇高精度的加工方法，如電火花、線切割、數(shù)控加工等等。 總裝圖如圖 71所示 圖 71 模具總裝圖 手機(jī)外殼及其模具設(shè)計(jì) 第 31 –頁 8 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 保證塑件 的質(zhì)量 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，首先必須保證塑件的質(zhì)量，避免常見的充填問題。盡量減少塑料熔體填充時(shí)的停滯現(xiàn)象，停滯現(xiàn)象容易使工件的某些部分過度保壓，某些部分保壓不足，從而使塑件的內(nèi)應(yīng)力增加 。盡量避免出現(xiàn)熔接痕，熔接痕的存在不但會(huì)影響外觀，使得產(chǎn)品的表面質(zhì)量較差，而且出現(xiàn)熔接痕的地方弦度也差 。盡量避免過度保壓和保壓不足，過度保壓會(huì)使產(chǎn)品密度較大，增加內(nèi)應(yīng)力，甚至出現(xiàn)飛邊 。盡量減少熔體流向雜亂，保證澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的氣體順利排出，流向雜亂會(huì)使工件弛度較差，表面的紋路也較不美觀。 盡量減小及縮短澆注系統(tǒng)的斷面 及長度 在確保成型質(zhì)量和滿足良好排氣的前提下，從澆口套到主澆道、分澆道、澆口，要盡量減小及縮短澆注系統(tǒng)的斷面及長度。這樣可以盡量減少塑料熔體的熱量損失與壓力損失，減小塑料用量和模具尺寸。 盡可能做到同步填充 在一模多腔情形下，要合理排列各型腔的位置，巧妙設(shè)計(jì)分澆道，讓進(jìn)入每一個(gè)型腔的熔料能狗同時(shí)到達(dá)，而且使每個(gè)型腔入口的壓力相等。 便于產(chǎn)品修整 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)要結(jié)合制品的大小、結(jié)構(gòu)形狀、壁厚及技術(shù)要求，綜合考慮澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式、澆口的數(shù)量和位置，盡量將澆口設(shè)計(jì)在產(chǎn)品的隱蔽處，作到切除 和修整澆口方便，絕對(duì)不能影響產(chǎn)品的外觀。 澆道的截面 澆道的截面直接影響到熔融塑料充模的流動(dòng)性，主流道的端面形狀通常為圓形。為便于脫模，主流道一般設(shè)計(jì)有斜度，如果主流道同時(shí)穿過多塊模板時(shí)，一定要注意每一塊模板上孔的斜度及孔的大小。主流道的大小要根據(jù)塑料材料的流動(dòng)特性來定，鏡片常用的制作材料流動(dòng)性都不好，澆道的截面和尺寸設(shè)計(jì)一定要利于充模。 澆道的形狀 澆道的形狀取決于型腔的排布和澆注系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，分流道的布置形式有 手機(jī)外殼及其模具設(shè)計(jì) 第 32 –頁 平衡式進(jìn)料和非平衡式進(jìn)料兩種形式。平衡式進(jìn)料就是保證各個(gè)進(jìn)料口同時(shí)均 衡地進(jìn)料，非平衡式進(jìn)料就是各個(gè)進(jìn)料口不能同時(shí)均衡地進(jìn)料，一般要做模流分析來進(jìn)行評(píng)估。分流道是主流道與澆口之間的一段，它是熔融塑料由主流道流入型腔的過渡段，也是澆注系統(tǒng)中通過斷面面積變化及塑料轉(zhuǎn)向的過渡段，能使塑料得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換。手機(jī)外殼注射模要求型腔與主澆道、分流道之間的距離盡可能短，并且使流道平衡、合理。 澆口的設(shè)計(jì) 澆口又稱進(jìn)料口或內(nèi)流道，是分流道與塑件之間狹窄的部份。它能使分流道輸送過來的熔融塑料的流速產(chǎn)生加速度，形成理想的流態(tài)，并迅速地充滿型腔，同時(shí)還起著封閉型腔防止熔料倒流的作用，并在成型 后便于使?jié)部谂c塑件分離。澆口設(shè)計(jì)如圖 82 所示 圖 82 澆口截面 澆口的形式 澆口是連接澆道和型腔的通道，澆口的形式有 :直接澆口，側(cè)向澆口 (包括內(nèi)鋇 l 澆口、普通側(cè)澆口、外側(cè)澆口 )，扇形澆口，平縫式澆口，護(hù)耳式澆口，隙式澆口，點(diǎn)澆口，潛伏式澆口，盤環(huán)型澆口，輪輻式澆口，園環(huán)形澆口等。澆口的形式很多，每一種澆口都有各自的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。手機(jī)外殼注射模采用扇形澆口較多，這樣塑料熔體在寬度方向上的流動(dòng)得到了均勻的分配，成型的鏡片內(nèi) 手機(jī)外殼及其模具設(shè)計(jì) 第 33 –頁 應(yīng)力較小，還能夠避免流紋及定向效應(yīng)所帶來的不良影響，并減少了帶入空氣 的可能性，可以極大限度地消除澆口附近的缺陷。鏡片模具通常選用扇形澆口，澆口面向型腔沿進(jìn)料方向的截面寬度逐漸變大，截面厚度逐漸變小。從利于熔體充模方面考慮，澆口的寬度、厚度尺寸應(yīng)該盡量取大些，但會(huì)使后續(xù)工序去除澆口更為困難，產(chǎn)品報(bào)廢率也越高。因此，具體尺寸要綜合考慮有利充模和便于去除澆口兩方面因素來設(shè)計(jì)。 澆口的位置 在注射成形及模具設(shè)計(jì)中，澆口位置是個(gè)重要的設(shè)計(jì)變量。澆口開設(shè)的位置對(duì)塑件的成形性能和質(zhì)量影響很大了，需要考慮的因素也多。澆口位置的選擇應(yīng)注意 :選擇有阻擋物最近的距離 。尺寸及位置應(yīng)避免 產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng) 。澆口應(yīng)開設(shè)在塑件斷面最厚處 。應(yīng)使塑料流程最短、料流變向最少 。應(yīng)有利于型腔內(nèi)氣體的排出 。應(yīng)減少或避免塑件的熔接痕 。應(yīng)防止料流將型腔、型芯、嵌件擠壓變形。設(shè)計(jì)人員要多參考老模具的設(shè)計(jì)，有時(shí)在試模后還要作少許修改。注射模 CAE技術(shù)可以在模具投入制造之前，進(jìn)行塑料熔體的充型和冷卻過程模似，對(duì)塑件翹曲和收縮進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)潛在問題提出有效改進(jìn)方法，縮短模具制造周期并降低成本。對(duì)于沒有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者，一定要先利用 CAE 軟件模擬后再來確定澆口的位置。 冷料穴設(shè)計(jì) 冷料穴又稱冷料井，用來儲(chǔ)減注射間隔期間產(chǎn) 生的冷料，防止冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，并使熔料能順利地充滿型腔。冷料穴可以容納冷料，鏡片注射模中巧妙地設(shè)計(jì)冷料穴，還可以起到排氣、塑件推出作用。由于 手機(jī)外殼 表面質(zhì)量要求很高，頂桿不能在 外殼 的表面直接推出，所以如果在模具的合適位置設(shè)計(jì)冷料穴，就可以把推桿設(shè)置在冷料穴處，保證 外殼 的可靠推出脫模。冷料穴的位置和數(shù)量，應(yīng)該根據(jù) 外殼 的大小和各邊長而定。對(duì)于邊長較長的邊，可以均勻地設(shè)置 2個(gè)冷料穴 9 合模導(dǎo)向與精定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 在注射模中，指引動(dòng)模與定模之間按一定的方向閉合和定位的裝置，稱之為合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。此外，在臥 式注塑機(jī)上的注塑模，其脫模機(jī)構(gòu)也需設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。因此，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功能有： 手機(jī)外殼及其模具設(shè)計(jì) 第 34 –頁 定位作用 導(dǎo)向作用 承受一定側(cè)壓力 支承定模型腔板或動(dòng)模推件板 本次設(shè)計(jì)中，我選用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 小型模具一般設(shè)置兩根導(dǎo)柱，當(dāng)其無合模方位要求，采用等徑且對(duì)稱布置的方法；若有合模方位要求時(shí)，則應(yīng)采取等徑不對(duì)稱布置，或不等徑對(duì)稱布置的形式。大中型模具常設(shè)置三個(gè)或四個(gè)導(dǎo)柱，采取等徑不對(duì)稱布置，或不等徑對(duì)稱布置的形式。 直導(dǎo)套常應(yīng)用于簡(jiǎn)單模具或模板較薄的模具。 導(dǎo)向零件應(yīng)合理分布在模具的周圍或靠近邊緣部位，導(dǎo)柱中心到模板邊緣的距離 δ 一般取導(dǎo)柱固定端的直徑的 1— 。 導(dǎo)柱常固定在方便脫模取件的模具定模部分；但針對(duì)某些特殊的要求，如塑件在動(dòng)模側(cè)依靠推件板脫模，為了對(duì)推件板起到導(dǎo)向與支承作用，而在動(dòng)模側(cè)設(shè)置導(dǎo)柱。 為了確保合模后分型面良好貼合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套在分型面處應(yīng)設(shè)置承屑槽；一般都是削去一個(gè)面，或在導(dǎo)套的孔口倒角。 導(dǎo)柱工作部分的長度應(yīng)比型芯端面的高度高出 6— 8mm，以確保其導(dǎo)向作用。 應(yīng)確保各導(dǎo)柱、導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線平行，以及同軸度要求。 導(dǎo)柱直徑的計(jì)算： d=（ zEWL?364 ） Eπδ WL 式中： W—— 單根導(dǎo)柱承受的模板重力（ N） L—— 模板重心距導(dǎo)柱根部的距離（ mm） E—— 材料的彈性模量，取 E= MPa δ —— 導(dǎo)柱頭部彎曲變形的允許橈度，常取 導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用 H7/f7；導(dǎo)柱固定部分的配合精度采用 H7/k6。導(dǎo)套與安裝孔之間一般采用 H7/m6的過渡配合，再用側(cè)向螺釘防止其被拔出。 對(duì)于生產(chǎn)批量小、精度要求不高的模具，導(dǎo)柱可直接與模板上加工的導(dǎo)向孔 手機(jī)外殼及其模具設(shè)計(jì) 第 35 –頁 配合。 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)與尺寸 導(dǎo)柱導(dǎo)向