電話聽筒塑料模具設計說明書

1、目錄前言摘要一、設計題目和任務書 (6二、緒論 (7(一、塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展 (7(二、塑料成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用 (8(三、塑料成型技術的發(fā)展趨勢 (9(四、塑料模具的分類 (11(五、典型塑料注射模具的結構組成 (12(六、畢業(yè)設計應達到的要求 (14三、塑件分析 (14四、塑件材料的成型特性與工藝參數(shù) (16五、設備的選擇 (18六、模具結構的設計 (18(一、塑料制件在模具中的位置 (19(二、澆注系統(tǒng)的設計 (20(三、成型零部件的設計與計算 (24(四、脫模機構的設計 (35(五、側向分型與抽芯機構的設計 (39(六、合模導向機構的設計 (40(七、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計與計算

2、(41(八、注射機的校核 (43七、設計小結 (44謝辭 (46參考文獻 (47前言在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的進程中,模具的地位及其重要性日益被人們所認識。模具工業(yè)作為進入富裕社會的原動力之一,正推動著整個工業(yè)技術向前邁進!模具就是“高效益”,模具就是“現(xiàn)代化”之深刻含意,也正在為人們所理解和掌握。當塑料品種入其成型加工設備被確定之后,塑料制品質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低,模具因素約占80%。由此可知,推動模具技術的進步應刻不容緩!塑料模具設計技術與制造水平,常標志一個國家工業(yè)化發(fā)展的程度。由此可知,塑料模具設計,對于產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量的重要性是不言而喻的。對于一個模具專業(yè)的畢業(yè)生來說,對塑料模的設計已經(jīng)有了

3、一個大概的了解。此次畢業(yè)設計,培養(yǎng)了我綜合運用多學科理論、知識和技能,以解決較復雜的工程實際問題的能力,主要包括設計、實驗研究方案的分析論證,原理綜述,方案方法的擬定及依據(jù)材料的確定等。它培養(yǎng)了我樹立正確的設計思想,勇于實踐、勇于探索和開拓創(chuàng)新的精神,掌握現(xiàn)代設計方法,適應社會對人才培養(yǎng)的需要。畢業(yè)設計這一教學環(huán)節(jié)使我獨立承擔實際任務的全面訓練,通過獨立完成畢業(yè)設計任務的全過程,培養(yǎng)了我的實踐工作能力。另外,本次畢業(yè)設計還必須具備一定的計算機應用的能力,在畢業(yè)設計過程中都應結合畢業(yè)設計課題利用計算機編制相應的工程計算、分析和優(yōu)化的程序,如利用Pro/ENGINEER 2001軟件進行塑件的3D

4、造型、塑件的分模等,同時還具備必要的計算機繪圖能力,如利用AutoCAD 2000軟件進行二維圖的繪制。此次畢業(yè)設計除了對知識和能力培養(yǎng)的收獲感受外,還得到思想道德方面的鍛煉。通過這次畢業(yè)設計,讓我感受到了作為一名高級工程技術人員應該具備的基本精神,需要強化的工程實踐意識,以及對設計工作的質(zhì)量要負責,具有高度的責任感,樹立實事求是的科學作風,并嚴格遵守規(guī)章制度。本次畢業(yè)設計我主要是完成家用程控電話機聽筒的造型以及其模具設計。并與同組其他人員設計的專題相協(xié)調(diào)。在本設計中,從塑料原材料的選用出發(fā),對成型設備的選擇、對成型模具的設計與制造和成型工藝的制定等幾個必要的環(huán)節(jié)進行了設計。由于設計水平有限、

5、時間倉促,此設計說明書中難免有錯誤和欠妥之處,懇請各位老師批評指正。XXX2003年5月20日摘要:分析了家用程控電話機話筒塑件的結構特點,敘述了該塑件成型工藝、注射模的結構和工作過程,以及可自動抽芯、復位的內(nèi)孔斜滑塊抽芯。提高了生產(chǎn)效率。關鍵詞:話筒;注射模;斜滑塊;抽芯Abstract: The characteristics of the program controlling telephone microphone was analyzed .The forming process of the product was introduced. The structure and wo

6、rking process of the injection mould as well as the automatic core pilling push-bask slanted were specially stated, which increase the productivity.Key words:microphone; injection; slanted; core pulling一、設計題目和任務書(一設計題目:家用程控電話外殼及其模具設計專題:1、電話機機座底板的模具設計2、電話機底座面板的模具設計3、電話機聽筒外殼的模具設計要求:獨立完成并與同組其他專題的設計協(xié)調(diào)配合

7、。(二課題內(nèi)容:1、根據(jù)電話機的使用性能設計其外殼形狀與尺寸;2、設計電話機外殼的注塑模具;3、編制模具的裝配工藝及主要零件的加工工藝;4、編制數(shù)控機床加工主型腔的加工程序;5、翻譯英文資料(三進程要求:1、熟悉設計任務書的具體內(nèi)容,準備相關的參考資料(第4周;2、完成塑料件的設計及繪圖工作(第5周;3、確定模具的設計方案(第6周;4、繪制模具裝配圖及零件圖(第7、8、9、10周;5、編制模具的裝配工藝及主要零件的加工工藝(第11周;6、編制型腔的數(shù)控加工程序(第12、13周7、寫設計說明書,翻譯英文資料,做好畢業(yè)答辯的準備工作(第14、15周;(四設計要求:1、模具裝配圖用1#或0#圖打印;

8、2、根據(jù)零件的大小不同,零件圖用2#、3#、或4#圖打印,另外手工繪一張零件圖(3#;3、計說明書及英文資料打印裝訂成冊,最后與相關資一起裝入檔案袋。(五參考資料:1、塑料成型技術及模具設計2、塑料模具計算機輔助設計3、塑料模具設計手冊4、模具制造工藝學二、緒論(一、塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展塑料是以樹脂為主要成分的高分子有機化合物,簡稱高聚物。塑料其余成分包括增塑劑、穩(wěn)定劑、增強劑、固化劑、填料及其它配合劑。塑料制件在工業(yè)中應用日趨普遍,這是由于它的一系列特殊的優(yōu)點決定的。塑料密度小、質(zhì)量輕,大多數(shù)塑料的密度都 1.01.4g/3之間,相當于鋼材密度的0.11和鋁材密度的0.5左右,所以有以“塑代

9、鋼”的優(yōu)點。塑料比強度高;絕緣性能好,介電損耗低,是電子工業(yè)不可缺少的原材料;塑料的化學穩(wěn)定性高,對酸、堿和許多化學藥品都有很好的耐腐蝕能力;塑料還有很好的減摩、耐磨及減震、隔音性能也較好。因此,塑料躋身于金屬、纖維材料和硅酸鹽三大傳統(tǒng)材料之列,在國民經(jīng)濟中,塑料制件已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。塑料工業(yè)的發(fā)展階段大致分為一下及個階段:1.初創(chuàng)階段30年代以前,科學家研制分醛、硝酸纖維和聚酰胺等熱塑料,他們的工業(yè)化特征是采用間歇法、小批量生產(chǎn)。2.發(fā)展階段30年代,低密度聚乙烯、聚氯乙烯等塑料的工業(yè)化生產(chǎn),奠定了塑料工業(yè)的基礎,為其進一步發(fā)展開辟了道路。3.飛躍階段50年代中期到60年

10、代末,塑料的產(chǎn)量和數(shù)量不斷增加,成型技術更趨于完善。4.穩(wěn)定增長階段70年代以來,通過共聚、交聯(lián)、共混、復合、增強、填充和發(fā)泡等方法來改進塑料性能,提高產(chǎn)品質(zhì)量,擴大應用領域,生產(chǎn)技術更趨合理。塑料工業(yè)向著自動化、連續(xù)化、產(chǎn)品系列化,以及不斷拓寬功能性和塑料的新領域發(fā)展。我國塑料工業(yè)發(fā)展較晚,40年代只有酚醛和賽璐珞兩種塑料,年產(chǎn)僅200t。50年代末,由于萬噸級聚氯乙稀裝置的投產(chǎn)和70年代中期引進石油化工裝置的建成投產(chǎn),使塑料工業(yè)有了兩次的躍進,于此同時,塑料成型加工機械和工藝方法也得到了迅速的發(fā)展,各種加工工藝都已經(jīng)齊全。塑料由于其不斷的被開發(fā)和應用,加之成型工藝的不斷發(fā)展成熟于完善,極大

11、地促進了成型模具的開發(fā)于制造。隨者工工業(yè)塑料制件和日用塑料制件的品種和需求的日益增加,而且產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期也越來越短,對塑料和產(chǎn)量和質(zhì)量提出了越來越高的要求。(二、塑料成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用模具是工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝裝備,模具工業(yè)是國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的重要基礎之一。塑料模是指用于成型塑料制件的模具,它是型腔模的一種類型。模具設計水平的高低、加工設備的好壞、制造力量的強弱、模具質(zhì)量的好壞,直接影響著許多新產(chǎn)品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代,影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益的提高。美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基礎”,日本則稱“模具是促進社會繁榮富裕的勞動力”。近年來,我國各行業(yè)對模具的發(fā)展都非常重

12、視。1989年,國務院頒布了“當前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定”,在重點支持改造的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品中,把模具制造列為機械技術改造序列的第一位,它確定了模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的重要地位,也提出了振興模具工業(yè)的主要任務?？傊?要盡快提高我國模具工業(yè)的整體技術水平并迎頭趕上發(fā)達國家的模具技術水平。(三、塑料成型技術的發(fā)展趨勢一副好的塑料模具與模具的設計、模具材料及模具制造有很大的關系。總觀世界發(fā)展趨勢,塑料成型技術的發(fā)展可以歸納為以下幾個方面:1、模具的標準化為了適應大規(guī)模成批生產(chǎn)塑料成型模具和縮短模具制造周期的需要,模具的標準化工作十分重要,目前我國模具標準化程度只達到了20%。注射模方面關于模具零件、模具技術條件

13、和標準模架等有了一些國標。當前的任務是重點研究開發(fā)熱流道標準元件和模具溫控標準裝置,精密標準模架,精密導向件系列,標準模板及模具標準件的先進技術和等向性標準化模塊等。2、加強理論研究隨著塑料制件的大型化和復雜化,模具的重量達到數(shù)噸甚至十多噸,這樣大的模具,若只憑經(jīng)驗設計,往往會因設計不當而造成模具報廢,大量的資金被浪費,所以大型模具還是要向理論設計方面發(fā)展,如模板剛度、強度的計算和充型流動理論的建立。3、塑料制件的精密化、微型化和超大型化為了滿足各種工業(yè)產(chǎn)品的使用要求,塑料成型技術正朝著精密化、微型化和超大型化等方面發(fā)展。精密注射成型是能將塑料制件尺寸公差保持在0.010.001之內(nèi)的成型工藝

14、方法,其制件主要用于電子、儀表工業(yè)。微型化的塑料制件要求在微型的設備上生產(chǎn)。目前,德國已經(jīng)研究出注射量只有0.1g的微型注射機,而法國有注射量為17萬g的超大型注射機,合模力為150MN;美國和日本也有較先進的注射機。目前,國產(chǎn)注射機的注射量也已達 3.5萬g,合模力為80MN。4、新技術、新工藝的研制、開發(fā)和應用隨著塑料成型技術的不斷發(fā)展,模具新材料、模具加工新技術和模具新工藝方面的開發(fā)已成為當前模具工業(yè)生產(chǎn)和科研的主要任務之一。十多年來,國內(nèi)外在塑料行業(yè)投入了大量的資金和研究力量,取的了許多成果。例如:材料方面有預硬鋼、馬氏體時效鋼、耐腐蝕鋼等,模具加工技術方面有廣泛應用仿形加工、電加工、

15、數(shù)控加工及微機控制加工等;另外,模具CAD/CAM/CAE技術也進入了實用階段。(1全面推廣CAD/CAM/CAE技術模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步,普及CAD/CAM/CAE技術的條件已基本成熟,各企業(yè)將加大CAD/CAM技術培訓和技術服務的力度;進一步擴大CAE技術的應用范圍。計算機和網(wǎng)絡的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能,實現(xiàn)技術資源的重新整合,使虛擬制造成為可能。(2模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能,大大縮短了模具的在研制

16、制造周期。有些快速掃描系統(tǒng),可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上,實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù),用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應用,相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。加入世貿(mào)組織后,我國將獲得一個更加穩(wěn)定的國際經(jīng)貿(mào)環(huán)境,從而有利于我國的改革開放.有利于我國與各國、各地區(qū)的經(jīng)濟貿(mào)易合作,有利于世界經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。我國在制定法律法規(guī)時要遵守WTO的規(guī)則,增加透明度,減少行政干預等;在市場開放方面,需要逐步降低關稅,取消非關稅措施,開放服務業(yè)市場等。這無論在觀念上還是在體制上都會帶來一定的變化。我國加入

17、WTO同時也將為各國、各地區(qū)的貿(mào)易伙伴提供更好、更穩(wěn)定的市場進入機會。使我國的投資環(huán)境將更為寬松、透明、穩(wěn)定,我國的利用外資領域?qū)⑦M一步擴大,我國的市場體系將更加完善和發(fā)達。國內(nèi)和國外模具企業(yè)都可以從中得到更多的機會和收益。(四、塑料模具的分類按塑件成型方本法不同可分為:1、注射模注射模又稱注塑模。注射成型主要是通過注射機把粒狀塑料或粉狀塑料熔融后注射成型成塑料制品,它主要用于熱塑性和熱固性塑料。2、壓縮模壓縮模又稱壓塑模。它主要是通過把預熱過的塑料直接壓入模具型腔,由于化學反應或物理反應,使塑料逐漸硬化成型。3、壓鑄模壓鑄模又稱傳遞模。4、擠出模擠出模常稱擠出機頭。擠出成型是利用擠出機筒內(nèi)的

18、螺桿旋轉(zhuǎn)加壓的方式,連續(xù)地將塑化好的、呈熔融狀態(tài)的物料從擠出機的機筒中擠出成型。5、氣動成型模氣動成型模包括中空吹塑成型模、真空成型模、壓縮空氣成型模等。(五典型塑料注射模具的結構組成塑料注射成型模具主要用于成型熱塑性塑料制件,近年來在熱固性塑料的成型中也得到了日趨廣泛的應用。由于塑料注射成型模具的適用性比較廣,而且用這種方法成型塑料制件的內(nèi)在和外觀質(zhì)量均較好,生產(chǎn)效率特別高,所以塑料注射模具已日益引起人們的重視。注射模具的結構的合理性,將直接影響塑件的成型質(zhì)量、生產(chǎn)效率、勞動強度、模具壽命和成本等。一副典型的注射模具可由以下幾部分組成:1、成型零件成型零部件是指動、定模部分有關組成型腔的零件

19、。如成型零件內(nèi)表面的凸模和成型塑件外表面的凹模以及各種成型桿、鑲件等。2、合模導向機構合模導向機構是保證動模和定模在合模時準確對合,以保證塑件形狀和尺寸的精確度,并避免模具中其他零件發(fā)生碰撞和干涉。常用的合模導向機構是導柱和導套。3、澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)是熔融塑料從注射機噴嘴進入模具型腔所流經(jīng)的通道,它包括主流道、分流道、澆口及冷料穴等。4 、側向分型與抽芯機構當塑件的側向有凹凸形狀的孔或凸臺時,在開模推出塑件之前,必須先把成型塑件側向凹凸形狀的型芯從塑件上脫開,塑件方能順利脫模。5、推出機構推出機構是指分型后將塑件從模具中推出的裝置,又稱脫模機構一般情況下,推出機構由推桿、推桿固定板、推板、主流

20、道拉料桿、復位桿及導向機構所組成。常見的推出機構有推桿推出機構、推管推出機構、推薦板推出機構等。6、加熱和冷卻系統(tǒng)加熱和冷卻系統(tǒng)亦稱溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),它是為了滿足注射成型工藝對模具溫度的要求而設置的,其作用是保證塑料熔體的順利充型和塑件的固化定型。注射模具中是設置冷卻回路還是設置加熱裝置要根據(jù)塑料品種塑件成型工藝來確定,冷卻系統(tǒng)一般是在模具上開設水道,加熱系統(tǒng)則在模具內(nèi)部或四周安裝加熱元件。7、排氣系統(tǒng)在注射成型成型過程中,為了將型腔中的氣體及注射成型過程中塑料本身揮發(fā)出來的氣體排出模外,以避免它們在塑料熔體充型過程中造成氣孔或充不滿等缺陷,常常需要開設排氣系統(tǒng)。排氣系統(tǒng)是在分型面上有目的地開設幾

21、條排氣槽許多模具的推桿或活動型芯與模板之間的配合間隙可起排氣作用。小型塑料制件的排氣量不大,因此可直接利用分型面排氣。8、支承零部件用來安裝固定或支承成型部件及前述的各部分機構的零部件均稱為支承零部件。支承零部件組裝在一起,可以構成注射模具的基本骨架。(六、畢業(yè)設計應達到的要求通過這次畢業(yè)設計,應達到學校對畢業(yè)設計的要求。同時,通過對話筒塑料注射模的設計,應達到如下目的:1.更深入了解聚合物的物理性能、流動性、成型過程中的物理、化學變化以及塑料的組成、分類及其性能。2.更深入了解塑料成型的基本原理和工藝特點,正確分析成型工藝對模具的要求。3.掌握各種成型設備對各類模具的要求。4.掌握各類成型模

22、具的結構特點及設計計算方法,能設計中等復雜模具。5.具有分析、解決成型現(xiàn)場技術技術問題的能力,包括具有分析成型缺陷產(chǎn)生的原因和提出克服辦法的能力。結合以前學過的各門課程,綜合運用各種知識來完善這次畢業(yè)設計。在設計過程中,還應該注意了解塑料模具的新工藝、新技術和新材料的發(fā)展動態(tài),閱讀外文資料,學習掌握新知識,更好地為本設計和振興我國的塑料成型加工技術服務。三、塑件分析(含塑件圖圖1是我此次設計的塑件電話話筒。隨著技術的發(fā)展,人們對產(chǎn)品的要求越來越高,話筒在滿足其用途的前提下,還要求其有美觀性。本次設計的話筒采用流線型設計,綜合考慮了其用途和外形特征,也考慮了手感問題。因此,對模具設計有較高的要求

23、。話筒分為上殼跟下殼,相比較而言,上殼的結構比較簡單,壁厚為 1.5。在它的內(nèi)壁兩端設有用于裝配的側凹,設計模具時采用斜滑塊內(nèi)側抽芯來成型。下殼結構比較復雜,壁厚為 2.0。不管是外形,還是內(nèi)部結構,其曲面變化較多。下殼內(nèi)有用于安裝標準件接線頭和楊聲器的結構,因此會有一定的精度要求。兩端設有用于上、下殼配合的卡鉤,設計模具時用外抽芯機構來成型。上、下殼的裝配是采用圓弧形曲面。話筒屬于小型塑件,其外表面精度有較高的要求。內(nèi)部無太大的精度要求。成型后,再對其表面進行噴涂,以達到一定的光度和亮度,從而滿足美觀設計的需要。根據(jù)話筒的功用,要求塑件有一定的耐麿性和耐熱性,尺寸需要相對的穩(wěn)定。電話聽筒分為

24、上下兩殼。圖2和圖3為上下殼的內(nèi)部結構示意圖。綜合考慮各方面的因素,取話筒的尺寸精度為4級,表面粗糙度為R1.6。另外,話筒是大批量生產(chǎn),模具結構的設計成本占較大的比例。因此,在考慮到聽筒的使用要求和表面質(zhì)量、外觀等要求的前提下,還要盡量降低成本。 圖1電話機話筒 圖2電話機話筒上殼 圖3電話機話筒下殼四、材料的成型特性與工藝參數(shù)塑件材料選用乳白色的A B S,即苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物。它有三種組合物的各自特性,綜合性能較好。它無毒、無味,成型的塑件有較好的光澤。密度為1.021.05g/3。A B S塑件的沖擊強度較高,且在低溫下也不迅速下降,化學穩(wěn)定性與電性能良好。其制品有一定的硬度

25、和尺寸穩(wěn)定性,易于成型加工。經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。但它的耐熱性不高,耐氣候性差,在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。A B S的成型特性是升溫時粘度增高,所以成型壓力較高,塑料上的脫模斜度宜較大。A B S易吸水,成型加工前應進行干燥處理;易產(chǎn)生熔接痕,因此,模具設計時應注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力。在正常成型條件下,壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。模具溫度一般控制在5060。它的一些主要技術指標和工藝參數(shù)見表1。表1 A B S主要技術指標和工藝參數(shù) 在此次設計中,我采用proe2001軟件對電話聽筒進行三維造型和分模,通過對所造型的實體進行計算分析,可得,上殼的體積 為16.43,質(zhì)量為17.

26、2g,最大投影面積為862;下殼的體積為35.33,質(zhì)量為37.1g,最大投影面積為862。五、設備的選擇在選擇現(xiàn)有的設備中,首先選擇合適的注射機。根據(jù)制品體積選取注射機。由前面分析得,上下殼的總體積為V總=V1+V2=16.4+35.3=51.73,M總=M1+M2=17.2+37.1=54.3g。為了保證注射質(zhì)量和充分發(fā)揮設備的功能,根據(jù)注射模一次成型的塑料質(zhì)量(塑件與流道凝料之和應在注射機理論注射量的10%80%之間,最好應在50%80%之間。Mm a x =M總/0.5=54.3/0.5=108.6g,Vm a x =V總/0.5=51.7/0.5=103.43;Mm i n =M總/

27、0.8=54.3/0.8=67.9g,Vm i n =V總/0.8=51.7/0.8=64.6253;查模具設計與制造簡明手冊表2-40,可初選注射機型號為: X S-Z Y-250。其主要的技術規(guī)格如下表2。表2 注射機主要技術規(guī)格 六、模具結構的設計(一、塑料制件在模具中的位置1. 型腔數(shù)量及排列方式模具中的型腔數(shù)目的確定是一項綜合項目。通過前面塑料制件的分析和所選定的材料,初步確定型腔數(shù)量為2。因為話筒分為上、下殼兩部分,采用一模兩件,可以在一次注射動作下得到一個完整的產(chǎn)品,從而保證了上、下殼的成型工藝條件相同,在色澤、處形上均勻一致,在產(chǎn)量上也可以相匹配。為了避免塑件尺寸的差異、應力形

28、成及脫模等問題,型腔布局采用平衡式,其特點是從主流道到各型腔澆口的分流道的長度、截面形狀及尺寸均對應相同,可實現(xiàn)均衡進料和同時充滿型腔的目地。2. 分型面的設計將模具適當?shù)胤殖蓛蓚€或幾個可以分離的主要部分,這些可以分離部分的接觸表面分開時能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料,當成型時又必須接觸封閉,這樣的接觸表面稱為模具的分型面。如何選擇分型面,需要考慮的因素比較復雜。比如說要考慮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、嵌件的位置、形狀以及推出方法、模具的制造、排氣等。因此,在選擇分型面時一般應遵循以下幾項基本原則:.分型面應選在塑件外形最大輪廓處.確定有利的留模方式,便于塑件順

29、利脫模.保證塑件的精度要求.滿足塑件的外觀質(zhì)量要求.便于模具的加工制造.對成型面積的影響.對排氣效果有利.保證側向型芯的放置容易及抽芯機構的動作順利以上闡明的是選擇分型面時的一般原則,在實際設計中,不可能全部滿足上面所述的原則。因為話筒分為上、下殼,且裝配面為曲面,因此決定了其分型面只能是在殼體邊緣的最大截面處,綜合考慮各方面的因素,因此,采用圓弧形的曲面分型面。上殼的分型面向下彎,下殼的分型面向上彎。(二、澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機噴嘴射出后到達型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道。它對于獲得優(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影響。澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和

30、冷料穴等四部分組成。下面依次對它們進行分析設計。1. 主流道的設計主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具相接觸的部位開始,到分流道為止的塑料熔體的流動通道。其截面成圓錐形,錐角為a =2°6°表面粗糙度為R a<0.8u m;為避免產(chǎn)生湍流或渦流,且使凝料容易脫模,對A B S塑料來說,取a=3°是合適的。主流大約1左右,根據(jù)所選的注射機噴道入口直徑d大于噴嘴直徑d1嘴直徑為4,則d=4+1=5。為了使注射時不產(chǎn)生熔體反噴,大約2,即R=18+2取入口凹球面半徑R大于噴嘴球面半徑R1=20。主流道長度L=90,主流道大端直徑為D=d+2Lt g a/2=5+

31、2×30×t g3/2=6.5,大端口圓角r取2。主流道形狀如圖4。 圖4主流道形狀2. 分流道的設計分流道是熔料從主流道進入腔前的過渡部分,它的截面形狀應盡量使比表面積小,熱量損失小,磨擦阻力小。由理論分析可知,梯形截面分流道容易加工,且塑料熔體的熱量散失及流動阻力均不大,而圓形截面的加工工藝性不佳,在生產(chǎn)實際中不常使用。綜合考慮,因而選用梯形截面的分流道,如圖5,截面尺寸可根據(jù)經(jīng)驗公式計算。如圖:B=0.2654m4l其中B-梯形的大底邊長度m-為塑件的質(zhì)量gl-為分流道的長度H-為梯形的高度54×430=4.576,H=2B/3=3.05所以B=0.2654

32、×3.經(jīng)過圓整,取H=4,B=6。其它的尺寸:R=1,a=10°,R a=1.6m。 圖 5 分流道截面形狀3. 澆口的設計澆口亦稱進料口,是連接分流道與型腔的通道。它的位置、形狀及尺寸對塑件的性能和質(zhì)量的影響很大。它不是一次就確定尺寸的,要經(jīng)過試模、成型情況等因素的變動來確定。(1.澆口的形式與尺寸由于話筒要達到一定的美觀效果,還有所選材料的成型工藝特性,因此,不能留有澆口的痕跡。綜上所述,采用護耳式的潛伏澆口,它可以有效地克服小澆口附近有較大內(nèi)應力而導致塑件強度降低及翹曲變形的成型缺陷,有助于熔體均勻的進入型腔,還可彌補澆口周邊收縮所產(chǎn)生的變形。并且,在推出塑件時可將澆

33、口自動切斷,使塑件外表不受損傷,以達到表面質(zhì)量和美觀效果。如圖6所示。護耳長H=1.5b0=15,寬b=10,厚h1=2。采用這種澆口成型后,只需進行后處理,割除護耳。并不會影響到塑件的光滑外表。 圖 6 澆口形式與尺寸(2.澆口位置的選擇澆口的位置及尺寸要求比較嚴格,初步試模之后有時還需修改澆口尺寸。它對于塑件的成型性能、成型質(zhì)量的影響很大。因為話筒的上、下殼均為薄壁殼體。為了使塑件的成型在技術上可行、經(jīng)濟上合理,把上下殼的護耳設在靠近唇邊內(nèi)側。話筒的上下殼長均為200。因為上殼的體積小于下殼的體積。因此,為了達到澆口位置的平衡,加工澆口時初步將下殼的澆口做的比上殼的澆口略大0.2,經(jīng)多次試

34、模后再修正。(3.冷料穴的設計冷料穴的作用是容納冷料,同時在開模時將主流道和分流道的冷凝料勾住,使其保留在動模一側,便于脫模。根據(jù)設計塑件時所選用的材料A B S性能,選用主流道凝料被拉出后能自動脫模的倒錐形的冷料穴。其結構圖如圖7所示。 圖7 冷料穴結構圖(4.排溢系統(tǒng)的設計話筒的體積不是很大,型腔不是很深,屬于中小型模具,可利用推桿、活動型芯以及雙支點的固定型芯端部與模板的配合間隙進行排氣,其間隙為0.03。(三、成型零部件的設計與計算所謂成型零件是模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件,它包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時,直接與塑料接觸,承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷,

35、脫模時與塑件間還發(fā)生磨擦。因此,成型零件要求有正確的幾何形狀,較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度,此外,成型零件還要求結構合理,有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。設計成型零件時,應根據(jù)塑料的特性和塑件的結構及使用要求,確定型腔的總體結構,然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結構設計,計算成型零件的工作尺寸,對關鍵的成型零件進行強度和剛度校核。1.成型零件的結構設計(1. 凹模凹模是成型塑件外表面的成型零件。分析話筒的上下殼,其外部結構并不復雜,只是有較多的曲面,考慮各方面因素,采用整體嵌入式凹模,它能節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼,嵌入模板后有足夠的強度與剛度,使用可靠且置換方便。其結構圖如

36、圖8所示。 圖8 凹模結構示意(2. 凸模和型芯結構設計凸模和型芯都是用來成型塑料制品的內(nèi)表面的成型零件。對于話筒的上下殼來說,它們的結構有所不同,因此其凸模和型芯結構也不同。在此,分別對上下殼進行分析。對于話筒的上殼來說,其內(nèi)部結構比較簡單。它有兩個帶育孔的圓柱形凸臺,需要用型芯跟推管一起完成,其結構樣式可以參考后面的裝配圖。對于話筒的下殼來說,其內(nèi)部三個凸出的帶孔的圓柱形凸臺的成型零件與上殼的基本相同。因此,設計方法也相同。其它的一些零部件采用組合式凸模。只要對凸模進行加工相應的孔或槽,從而使話筒內(nèi)部的多處凸凹部分成型,其結構樣式可以參看后面的裝配圖。(3. 成型零件鋼材選用選用鋼種時,應

37、按塑件制品生產(chǎn)批量、塑料品種及塑件精度與表面質(zhì)量要求來確定。分析話筒可知,凹模和主型芯采用40C r,型芯與鑲件采用T10A。2.成型零件的工作尺寸計算成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接用來構成塑件的尺寸,主要有型腔和型芯的徑向尺寸(包括矩形和異形零件的長和寬,型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸,型芯和型芯之間的位置尺寸等。分析電話機的話筒與電話機的面板之間無配合要求,只是它的上下殼之間有一定的配合要求,其里面的局部結構之間的位置有一定的要求,因此取塑件精度為4級(SJ1372-78,查手冊知對應的模具精度應為IT8(GB1800-79。(1.型腔和型芯工作尺寸的計算.型腔徑向尺寸和橫向尺寸話筒

38、的上殼壁厚為 1.5,下殼壁厚為2,并且上下殼的頭尾尺寸不一樣。話筒上殼大小端的徑向尺寸為46(44.5,40(38.5,而上殼大小端的徑向尺寸為46(44,40(38。跟據(jù)塑件的精度等級查得其上下殼公差值都為:大=0.28,小=0.26。根據(jù)經(jīng)驗公式(LM+=(1+S平Ls-X+,因為話筒是用ABS材料注射成型的,因此取塑件的平均收縮率S 平=(0.4+0.7/2=0.55。另外,話筒的尺寸較小,所以取=/3,X跟據(jù)具體的尺寸查相關的手冊。下面進行計算。大端:(LM +=(1+0.55×46-0.70×0.28+0.093=46.057+0.093小端:(LM +=(1+

39、0.55×40-0.70×0.26+0.087=40.038+0.087現(xiàn)在分析話筒上下殼的橫向尺寸,它們分別為200(198.5, 200(198,查手冊得公差值為=0.74。其它定義同上。所以(LM +=(1+0.55×200-0.56×0.74+0.247=200.686+0.247. 型芯徑向尺寸和橫向尺寸根據(jù)經(jīng)驗公式(lM -0=(1+S平ls-X-0,一些相關參數(shù)的選擇定義如上。由于話筒上下殼的出殼尺寸大小不一樣,因此,有多個尺寸計算。首先計算徑向尺寸。大端(分為上下殼:(lM -0=(1+0.55×44.5-0.70×0

40、.28-0.093=44.548-0.093(lM -0=(1+0.55×44-0.70×0.28-0.093=44.046-0.093小端(分為上下殼:(lM -0=(1+0.55×38.5-0.70×0.26-0.087=38.529-0.087(lM -0=(1+0.55×38-0.70×0.26-0.087=38.027-0.087橫向尺寸(分為上下殼:(lM -0=(1+0.55×198.5-0.56×0.74-0.247=199.177-0.247(lM -0=(1+0.55×198-0.56

41、×0.74-0.247=198.675-0.247(2.型腔深度尺寸和型芯高度尺寸根據(jù)經(jīng)驗公式(HM +=(1+S平hs+X+(hM -0=(1+S平Hs+X-上殼:(HM +=(1+0.55×8+0.63×0.16+0.053=8.145+0.053(hM -0=(1+0.55×6.5+0.63×0.16-0.053=6.637-0.053下殼(包括大端和中間部分:(HM +=(1+0.55×27+0.60×0.24+0.08=27.293+0.08,(hM -0=(1+0.55×25+0.60×0.2

42、4-0.080=25.282-0.080(HM +=(1+0.55×34.5+0.60×0.26+0.087=34.846+0.087(hM -0=(1+0.55×32.5+0.60×0.26-0.087=32.835-0.087(HM +=(1+0.55×8+0.63×0.16+0.053=8.145+0.053,(hM -0=(1+0.55×6+0.63×0.14-0.047=6.121-0.047(HM +=(1+0.55×24.5+0.60×0.24+0.080=24.779+0.087

43、,(hM -0=(1+0.55×22.5+0.60×0.22-0.073=22.756-0.073(HM +=(1+0.55×18+0.63×0.20+0.067=18.225+0.067,(hM -0=(1+0.55×16+0.63×0.20-0.067=16.214-0.067(3.中心距尺寸(包括上下殼制件上凸臺之間,凹槽之間或凸臺到凹槽的中心線之間的距離稱為中心距,該類尺寸屬于定位尺寸。由于模具上中心距和塑件中心距公差都是雙向等值公差,同時磨損的結果不會使中心距尺寸發(fā)生變化,所以計算中心尺寸不必考慮磨損量。因此,塑件中心距的基

44、本尺寸Cs 和模具上成型零件中心距的基本尺寸CM均為平均尺寸。于是,可根據(jù)經(jīng)驗公式計算:(CM ±/2=(1+S平Cs±/2,其中=/3。上殼:CM1=(1+0.55×64±0.107/2=64.352±0.054CM2=(1+0.55×186±0.25/2=187.023±0.123下殼:CM1=(1+0.55×50±0.093/2=50.275±0.047CM2=(1+0.55×185±0.25/2=186.018±0.123(4.下殼型芯內(nèi)凸臺或中心

45、線到側壁的距離可根據(jù)經(jīng)驗公式進行計算:lM =(1+S平l-c/4±/2,其中c=/6。lM=(1+0.55×100-0.073/4±0.44/2=100.532±0.22根據(jù)以上的大概計算,再對模具尺寸的計算結果進行規(guī)范化,其對應的具體值如表3、表4。表3 上殼成型零件工作尺寸 表4 下殼成型零件工作尺寸 其主要尺寸的標注情況見零件圖。3.模具型腔側壁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(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,導致溢料和出現(xiàn)飛邊,降

46、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。模具型腔壁厚的計算,應以最大壓力為準。理論分析和生產(chǎn)實踐表明,大尺寸的模具型腔,剛度不足是主要矛盾,型腔壁厚應以滿足剛度條件為準;而對于小尺寸的模具型腔,在發(fā)生大的彈性變形前,其內(nèi)應力往往超過了模具材料的許用應力,因此強度不夠是主要矛盾,設計型腔壁厚應以強度條件為準。經(jīng)分析,話筒的上下殼的型腔屬于小尺寸模具型腔,因此,該項計算以強度條件為準。由于話筒的型腔為不規(guī)則型腔,因此,在計算中,把它簡化為規(guī)則的矩形型腔進行大概的計算。(1.按強度條件計算得整體式矩形型腔側壁厚度S為S=(3P h2/1/2=1.73h(P/1/2型腔

47、底板厚度T為T=(P b2/21/2=0.716h(P/1/2式中:P-模腔內(nèi)最大熔體壓力(N/2b-矩形型腔矩邊長度-模具強度計算的許用應力(N/2h-型腔深度(在這里,取P=50N/2,b=46,=160 N/2則S=1.73×30×(50/1601/2=29.01T=0.716×46×(50/1601/2=18.25經(jīng)圓整后,取S=30,T=20。(2.按剛度條件來校核型腔側壁厚度S和底板厚度TS=(c P h4/1E1/3=h(c P h/1E1/3T=(cP b4/E1/3=b(cP b4/E1/3式中c=3(l4/h4/2(l4/h4+96,

48、h=30,1=0.6,E=2.1×105N/2,=1.498代入相關數(shù)據(jù)得:S=6.7930,T=2.7720。所以剛度滿足要求。根據(jù)以上的相關計算,通過Pro/ENGINEER 2001進行分模造型,可以得出話筒模具的型芯型腔圖。如圖9、圖10、圖11、圖12所示。 圖9 上殼型腔圖 圖10 上殼型芯圖 圖11 下殼型腔圖 圖12 下殼型芯圖4.模架的選取模架的選取應綜合考慮型腔的大小與布置、凸凹模結構形式、推出機構、合模導向機構等方面。盡量選取標準模架。在本次設計中,模具采用了一模兩腔,采用潛伏式戶耳澆口,利用斜滑塊內(nèi)外抽芯。另外,采用推桿和推管推出。綜合以上分析,查相關手冊GB

49、/T12556,選用模架型號為:A2-315395-32-Z1,其中A板為63,B板為40,C板為100。B×L為355×400。其結構如圖13所示。 圖13 模架結構(四、脫模機構的設計所謂脫模機構就是使塑件從模具成型零件上脫出的機構。讓固化的成型塑件完好的從模具中頂出,取決于脫模機構的合理設計。在設計脫模機構時一般要綜合考慮以下選用原則:.盡可能讓塑件留在動模,使脫模機構易于實現(xiàn);.不損壞塑件,不因脫模而使塑件質(zhì)量不合格;.塑件被頂出位置應盡量在塑件內(nèi)側,以免損傷塑件外觀;.脫模零件配合間隙合適,無溢料現(xiàn)象;.脫模零件應有足夠的強度和剛度;.脫模零件要工作可靠,運動靈活

50、,制造容易,配換方便。另外,為實現(xiàn)注塑生產(chǎn)的自動化,必要時不但塑件要實現(xiàn)自動墜落,還要使?jié)沧⑾到y(tǒng)凝料能脫出并自動墜落。塑件在成形時,由于有尺寸上的收縮,所以對模具的凸出部位有包緊力。而脫模機構的負荷就是這種包緊力對脫模方向上形成的阻力。1.脫模力的計算脫模力是注塑件從動模邊的主型芯上分離時所需施加的外力。通常包括型芯包緊力、真空吸力、粘附力和脫模機構本身的運動阻力。對大多數(shù)的塑件來說,對脫模力的精確計算和測量較為復雜,因此,只能通過簡單的估算法對話筒上下殼的脫模力進行分析計算。=A P(cos a-sin a 進行估算,式中根據(jù)經(jīng)驗公式Ft-塑料對鋼的摩擦系數(shù),約為0.10.3;A-塑件包容型

51、芯的面積;p-塑件對型芯的單位面積上的包緊力,一般情況下,模外冷卻的塑件p約取 2.43.9×107P a;模內(nèi)冷卻的塑件p約取0.81.2×107P a。下面分別對上下殼進行計算:首先是上殼=6.5×(200×2+46+40=31592=3.2×10-3A1A=(3+2×3.14×9=141.32=1.41×10-42=3.2×10-3×1.0×107×(0.2×cos2-sin2所以Ft+1.41×10-4×1.0×107×

52、;(0.2×cos1-sin1=5.6KN=50×3.14×30+54×(8+24.5+3.14×202下殼:A1=77212=7.721×10-3A=(2+2×3.14×6=75.362=7.5×10-52=7.721×10-3×1.0×107×(0.2×cos2-sin2所以Ft+7.5×10-5×1.0×107×(0.2×cos1-sin1=12.72KN2.脫模機構的結構形式脫模機構為很多種,簡單脫

53、模機構有推桿機構、推管機構、推件板機構,及這些機構的組合。困為推桿位置的設置有較大的自由度,因而用于推頂箱體等異型制品,以及塑件局部需較大脫模力的場合。而對于中心有孔的圓形套類塑件,通常都會選用推管機構。因此,根據(jù)脫模機構的設計原則,以及考慮話筒的上下殼的結構,我采用了推桿推管的綜合機構。確定了脫模機構的結構形式后,就要對推桿的位置以及采用的截面形狀進行分析設置。推桿的截面形狀有圓形、矩形或半圓的等。由于使用圓形推桿的地方,較容易達到推桿和模板或型芯上推桿孔的配合精度,另外,圓形推桿還具有減少運動阻力、防止卡死現(xiàn)象等優(yōu)點,損壞后還便于更換,且圓柱己有國家標準,更換也方便。因此,此次設計中我使用

54、圓形截面的推桿。下面對推桿的位置進行全理的設置。推桿的位置分布得合理,塑件就不致于產(chǎn)生變形而被頂壞。一般把推桿設在脫模阻力大、塑件強度剛度較大的地方,且推桿應均勻布置。對于話筒上殼來說,結構比較簡單,而且兩側采用了斜滑塊內(nèi)抽芯,因此,只在話筒中間部位設置兩個推桿,其截面直徑為6,再在圓柱形凸臺處設置兩根推管。其布置示意圖如圖14所示。 圖14 上殼推桿布置圖而對于話筒下殼來說,其結構相對復雜一些。因此,根據(jù)下殼的結構形狀,在上面多設置一些推桿,共為14根,其截面直徑為6,再在圓柱凸臺處設置兩根推管。其布置示意圖如圖15所示。 圖15 下殼推桿布置圖為了使生產(chǎn)過程中零件的更換方便,根據(jù)經(jīng)驗一般選

55、取標準零件或通過標準零件加工的零件。根據(jù)脫模力的估算,以及選用的推桿推管數(shù)量,根據(jù)查表選用標準結構尺寸的推桿推管。推桿和推管的材料為T8A(GB1298-77,整體淬火或工作段局部淬火為HRC5055,表面粗糙度為0.8m。3.脫模機構的導向與復位為了保證脫模機構的在工作過程靈活、平穩(wěn),每次合模后,推出元件能回到原來的位置,因此,還要設計脫模機構的導向與復位裝置。由于話筒的上下殼的模具較大,因此,采用推板導柱固定在支承板上(兩根。在推桿固定板上設有復位桿,一般為四根,均采用圓形截面,根據(jù)所選模架,取20的復位零件。(五、側向分型與抽芯機構的設計側向分型與抽芯機構簡稱為側抽機構,用來成型具有外側

56、凸起、凹槽和孔的塑件;成型殼體制品的局部凸起、凹槽和肓孔。因為側抽機構的注射模,其可動零件多,動作復雜。因此,側抽機構的設計應盡量可靠、靈活和高效。1.確定抽芯形式與結構由前面分析可知,話筒上下殼兩側有用來扣合用的凹槽與側鉤。考慮到話筒的上下殼在同一模具內(nèi)一次成型,因此,上下殼均采用斜滑塊抽芯機構。它的結構圖如圖16所示。 圖16 斜滑塊側抽機構對于話筒的上殼,其內(nèi)側抽芯側凹深度為:大端 6.8,小端4.0?？紤]安全系數(shù)后,確定抽芯距為:大端 6.9,小端 4.1,斜滑塊頂出距離與推桿相同,應高于凸模端面一定距離。以下殼的設計為準,取35較合適。由此可計算出凸模導滑斜孔的最大斜角為a=t g6.8/35=11