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1、麦克风外壳注塑模具设计毕业设计麦克风外壳注塑模具设计麦克风外壳注塑模具设计 2014年9月20日 麦克风外壳注塑模具设计摘 要随着塑料工业的飞速发展，塑料模具对人们的生活影响越来越大了，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。我国的模具水平在近几年也得到了很大的发展。在本次设计过程中，主要设计了麦克风外壳的注射模具。分析了塑件的形状尺寸，拟订了模具的总体结构设计方案，并选定了所需的注射机的型号，设计了模具的成型部分，浇注系统和冷却系统等，并对模具进行了分模。重点设计了模具的成型部分，并绘制了模具的装配图和动模定模图。关键词：注射模；麦克
2、风外壳；抽芯模具目 录1 绪论12 注塑件的工艺分析33 确定工艺方案及模具的结构形式53.1 工艺方案的确定53.2 工艺过程63.3 拟定模具结构方案84 麦克风手柄工艺分析104.1 结构104.2 壁厚104.3 加强肋104.4 孔124.5 圆角134.6 螺纹145 注塑机的选择155.1 常见注塑机的参数选择155.2 选择注塑机的相关计算165.2.1 注射量的校核165.2.2 锁模力的校核185.2.3 注射压力的校核185.2.4 模具厚度校核196 模具浇注系统结构的设计206.1 分型面的选择206.2 浇注系统设计206.2.1 主流道的设计216.2.2 浇口的
3、设计216.2.3 分流道的设计226.2.4 冷料穴的设计227 成型零部件的设计与计算237.1 尺寸的转换237.2 关于型腔工作部分尺寸的设计和计算247.3 关于型芯工作部分尺寸的设计和计算267.4 螺纹型环尺寸的计算277.5 模具型腔侧壁的计算287.6 模架的选取287.7 模具导向机构的设计287.8 侧向分型与抽芯机构的设计297.9 温度调节系统的设计和计算318 模具装配结构简图33结论35致谢36参考文献371 绪论 在现代工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造、锻造、冲压、塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生产行业中得到了广泛的运用。由于采用模具进行生
4、产能提高生产率、节约原材料、降低成本，并可保证一定的加工质量要求，所以，汽车、飞机、轮船、电器、仪表、玩具和日常用品等产品的零部件很多都采用模具进行加工。随着科学技术的发展，工业产品的品种和数量不断增加，产品的改型换代加快，对产品质量、外观不断提出新的要求，对模具质量的要求也越来越高。模具设计、制造工业部门肩负着为相关企业和部门提供商品（模具）的重任。显然，如果模具设计及制造水平落后，产品质量低劣，制造周期长，必将影响产品的更新换代，使产品失去竞争能力，阻止市场经济发展。因此，模具设计及制造技术在国民经济中的地位是显而易见的。 模具是工业生产中的重要工艺装备，模具工业是各部门发展的重要基础之一
5、。塑料模是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一种类型。 模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制作力量的强弱、模具质量的优劣，直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”，日本则称“模具是促进社会繁荣富裕的动力”。而根据最新的数据统计，各发达国家，如日本、美国、新加坡、韩国等国家的塑料模具与其它模具的占有量基本持平甚至有些国家塑料模具需求量要更大一些。可见，塑料模具在模具行业中占有举足轻重的地位。塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物，简称高聚物，一般相对分子量都大于1万，有的甚至可达百万级。在一定温度和压力下具有
6、可塑性，可以利用模具成型为一定几何形状和尺寸的塑料制件。 塑料制件在工业中的应用日趋普遍，这是因为他们有其特殊的优点所决定的。塑料密度小、质量轻，大多数塑料密度在0.92.3g/cm3之间，相当于钢材密度的0.11和铝材密度的0.5左右，即在同样体积下，塑料制件要比金属之间轻得多，这就是“以塑代钢”的优点。根据美国80年代的统计，汽车在采用塑料零件后，平均每辆汽车的重量可减轻180kg，这样每升汽油可使汽车多行0.4km，美国每年可节约1400万桶汽油。塑料比强度高、绝缘性能好、化学稳定性也高；此外，塑料减摩、耐磨及减震、隔音性能也较好。因此，塑料以代替部分金属、木材、皮革及无机材料发展成为各
7、个部门不可缺少的一种化学材料。并跻身于金属、纤维材料和硅酸盐三大材料之列。近年来，我国各行各业对模具工业的发展十分重视。在重点支持技术改造的产业和产品中，把模具制造业列为机械工业技术改造序列的第一位。确定了模具工业在国民经济中的重要地位。提高模具工业的整体技术水平并迎头赶上发达国家的模具技术水平。从上世纪80年代末至今，我国模具行业取得了巨大的成就，但还远远不够，还需要我们更加的努力，取得更大的成绩。麦克风的应用范围广泛，在医疗器材方面可应用在：助听器、电子耳、在计算机通讯产业上则可应用于：手机、数字相机、免持听筒、笔记型计算机等。随着电子产业的蓬勃发展以及制程及封装技术的进步，麦克风产品的设
8、计上更朝向多功能化的需求发展，为求达到短、小、轻、薄、省电、便宜的要求，我们就必需发展可以和半导体制程所做出之芯片做整合的微小麦克风，这是未来麦克风发展的一大趋势。 既然麦克风每年都有如此大的生产量，我们有理由相信固定好麦克风的塑料制件同样具有广阔的发展空间。2 注塑件的工艺分析注塑件的工艺性,是指塑件对成型加工的适应性。塑件工艺分析包括以下几个方面：塑件材料的选择、尺寸精度和表面粗糙度、塑件的结构。零件图如图2-1所示。图2-1 零件图如上图所示：我们所做的制件为麦克风手柄塑料零件，选择材料为ABS。现在对ABS塑料进行详细的介绍如下： 化学名称:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS） 英文
9、名称：Acrylonitrile Butadiene Styrene比重；1.05g/cm3成型收缩率：0.4-0.7%成型温度：200-240干燥条件：80-902小时特点： （1）综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好。 （2）与372有机玻璃的熔接性良好，制成双色塑件，且可表面镀铬，喷漆处理。 （3）有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 （4）流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。 用途：适于制作一般机械零件，减磨耐磨零件，传动零件和电讯零件。 成型特性： （1）无定形料，流动性中等，吸湿大，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度
10、，3小时。 （2）宜取高料温，高模温，但料温过高易分解(分解温度为270度)。对精度较高的塑件，模温宜取50-60度，对高光泽、耐热塑件、模温宜取60-80度。 （3）如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温、或者改变入水位等方法。 （4）如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。 ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS、SAN、BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯
11、乙烯。 ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。 ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。 ABS工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐热性较差。与其它塑料相比ABS具有以上特点，我们最终决定选择ABS塑料。3 确定工艺方案及模具的结构形式3.1 工艺方案的确定热塑性塑料的注塑成型
12、特点：热塑性塑料注塑成型这种方法即是将塑料材料熔融，然后将其注入膜腔。熔融的塑料一旦进入模具中，它就受冷依模腔样成型成一定形状。所得形状往往就是最后的成品，在安装或作为最终成品使用之前不再需要其它的加工。许多细部，诸如凸起部。肋、螺纹，都可以在注射模塑中一步操作成型出来。 注射模塑机有两个基本部件：用于熔融和把塑料送人模具的注射装置与合模装置。合模装置的作用在于： （1）使模具在承受住注射压力情况下闭合； （2）将制品取出。注射装置在塑料注入模具之前将其熔融，然后控制压力和速度将熔体注入模具。目前广泛应用的合模装置设计包括：肘杆式合模装置、液压式合模装置和液压机械式合模装置。肘杆式合模装置鉴于
13、其设计在制造时成本低，适用于小吨位设备。其特点包括闭锁作业的高机械效益、内设锁模减慢装置、模具损坏慢以及快速的合模操作。合模油缸把横顶板推向前，使连肘伸长并使压板朝前运动。合模装置关闭时，机械利益降低，促使压板迅速移动。当压板到达模具关闭的位置时，连肘由高速一低机械利益转为低速一高机械利益。低速是保护模具的关键，而高机械利益是形成大吨位所需要的。一旦连肋充分伸展，液压就不再是保持吨位所必须的了。为了开启合模装置，将液压施加于合模柱塞相反的一面，为了防止成型好制品被损坏，要缓慢开启模具。通过整个连肘装置的移动和压板装置沿拉杠的移动（移到连肘装置充分伸展开前模具闭合处），来调节合模装置以适应于不同
14、的模具高度。肘杆式合模装置的优点包括：快速的合模操作、降低了能耗和较低的设备成本。缺点是较之液压式合模模具复杂，连接销和衬套要经常维修。不过肘杆设计的发展已经可减少了肘杆合模装置的维修，这些发展包括无油衬套，大大减少了强制性润滑。进展之一是全部电机采用目前已有的精密滚珠丝杠机床技术和先进的交流伺服电动机相结合，用以代替液压动力机组。这些电动机只提供完成机器功能所需要的动力，它们大大降低了生产每一制品的总能耗。 塑料加工中的重要因素包括：温度、稠度、色料分布和熔体密度。机筒温度产生之传导热量和螺杆转动产生的机械热二者都有助于加工出优质熔体。最常见的情况是，大多用于熔融塑料的能量，通过螺杆转动获得
15、。随螺杆转动混炼在螺纹之间发生，塑性粒料表面被熔融塑化。当物料沿螺杆前进时，就重复着混合和剪切作用，直至塑料被完全熔融。热固性塑料的注塑成型特点：热固性塑料注塑利用一螺杆或一柱塞把聚合物经一加热过的机筒（120260F）以降低粘度，随后注入一加热过的模具中（300-450F）。一旦物料充满模具，即对其保压。此时产生化学交联，使聚合物变硬。硬的（即固化的）制品趁热即可自模具中顶出，它不能再成型或再熔融。 注塑成型设备有带一用以闭合模具的液压驱动合模装置和一能输送物料的注射装置。多数热固性塑料都是在颗粒态或片状下使用的，可由重力料斗送入螺杆注射装置。当加工聚酯整体模塑料（BMC）时，它有如“面包团
16、”，采用一供料活塞将物料压入螺纹槽中。 采用这种工艺方法的加工聚合物是（依其用量大小排列）；酚醛塑料、聚酯整体模塑料、三聚氰胺、环氧树脂、脲醛塑料、乙烯基酯聚合物和邻苯二甲酸二烯丙酯（DAP）。 多数热固性塑料都含有大量的填充剂（达70%重量份），以降低成本或提高其低收缩性能，增加强度或特殊性能。常用填充剂包括玻璃纤维、矿物纤维、陶土、木纤维和炭黑。这些填充物可能十分有磨损性，并产生高粘度，它们必须为加工设备所克服。 3.2 工艺过程热塑性塑料和热固性塑料在加热时都将降低粘度。然而，热固性塑料的粘度却随时间和温度而增加，这是因为发生了化学交联反应。这些作用的综合结果是粘度随时间和温度而呈U型曲
17、线。在最低粘度区域完成充填模具的操作这是热固性注射模塑的目的，因为此时物料成型为模具形状所需压力是最低的。这也有助于对聚合物中的纤维损害最低。注射模塑工艺过程利用一螺杆使物料流经加热过的机筒，机筒则以水或油循环于机筒四周的夹套中。螺杆可按每种材料的不同类型加以设计，稍加压缩以脱除空气并加热物料获得低粘度。大多数热固性物料在此处的流动都是相当好的。使物料进入模具的操作是中止螺杆转动和用液压把螺杆高速推向前，使被塑化的低粘度物料压入模具中。这种快速流动要求在0.5秒的时间里填满模腔，压力需达到193MPa。一旦填满膜腔时物料的高速流动产生更大的摩察热以加速化学反应。模腔一旦被填满，注射压力就将降到
18、保压压力34.5-68.9MPa。这种保压压力维持在物料上5-10秒，随后卸压，然后开始下一个周期塑化阶段。这种物料被保持在热的模具中，直至变硬，然后打开合模装置，顶出制品。制品刚顶出时可以是轻度未固化和有点柔软，在取出后1分钟或2分钟内利用制品内部保留的热量完成最终固化。热固性制品的整个生产周期为10-120秒钟，这取决于制品厚度和原材料的类别。最早应用于热固性塑料成型的另一种工艺方法是压塑法和压铸法与它们相比，注塑法的优缺点如下： 注塑法比压塑法优越处是：较快的成型周期（23倍）过程自动化；制品变化较少；较低的人工费；高的生产能力。注塑法相对于压塑法的缺点是：较高的设备和模具投资；压塑法可
19、以得到较高的制品强度和较好的表面光洁度。压铸法的优点一般介于注塑法和压塑法之间。 选择热固性塑料注塑用设备的重要因素包括：合模装置能力和注塑能力；控制系统和机筒温度。 闭合压力以吨计的合模装置，其选择应根据制品和流道的确定投影成型面积。所需吨位可由1.55t/in2，这取决于模塑制品的复杂程度和所用的原材料。设备大小在303000t间，大多数常见设备在100600t之间。钢板的厚度和机器的刚性至为重要。使注料时尽可能少产生弯曲变形，导致溢料去除困难。机器的注射能力，需要根据充填模具所需最大注射压力和模腔与流道体系内物料体积进行分析。所需注射压力由聚酯整体模塑料所需的96.5MPa直到一些特种酚
20、醛塑料所需的207MPa。机器的注射能力往往是以理论体积量来标志（螺杆或活塞注射的面积乘以其冲程）。一般情况下，设备的能力按该设备所能生产的制品体积的85确定。当设备以聚苯乙烯生产能力来标志时，在确定制件重量计之生产能力时必须考虑到它和热固性塑料密度上的差异。 目前流行的控制系统是计算机控制，可选择注射速度、合模装置的负荷。工艺操作的程序、侧模芯至移入模具中的运动、顶出装置的工作周期以及机筒和模具温度的控制。一个特定模具和特定原料依次加料的调定和记录的方法是极有价值的。因为在工艺过程中有大量的变量。机筒温度的控制是通过流经包覆机筒之夹套的热水进行的。模具温度控制最普遍的是利用插入式加热器进行，
21、但也可以采用蒸汽或循环热油进行。高度可控的模具温度是获取均匀制品最重要的。常用设备的选择包括：整体模塑料所用的供料器、快速更换模具系统、为快速注射用的液压流体储料缸、模具滑动用的连接于液压系统上的侧模芯、机械手式取件系统以及空气喷气装置（去除每成型周期中产生的溢料）。由于聚合物的低粘度，它流入分模线上形成一层薄的膜状物，因此，热固性塑料成品常常需修整去除飞边。模塑制品的飞边去除往往是通过将制品进行滚光或将它们通过一台设备，在这台设备中，高速状态的塑料粒敲掉了脆的飞边层。 根据该零件的特点，通过几种塑料成型的比较以及上面所介绍的注塑成型的优点，我最终选择了注塑成型。3.3 拟定模具结构方案理想的
22、模具结构应能充分发挥成型设备的能力（如合理的型腔数目和自动化水平等），在绝对可靠的条件下使模具本身的工作最大限度地满足塑件的工艺技术要求（如塑件的几何形状、尺寸精度、表面光洁度等）和生产经济要求（成本低、效率高、使用寿命长、节省劳动力等），由于影响因素很多，可先从以下方面做起：（1）塑件成型：按塑件形状结构合理确定其成型位置，因成型位置在很大程度上影响模具结构的复杂性；（2）型腔布局：根据塑件的形状大小、结构特点、尺寸精度、批量大小以及模具制造的难易、成本的高低等确定行腔的数量与排列方式；（3）选择分型面：分型面的位置要有利于模具加工、排气、脱气、脱模、塑件的表面质量及工艺操作等；（4）确定浇
23、注系统：包括主流道、分流道、冷料穴、浇口的形状、大小和位置，排气方法、排气槽的位置与尺寸大小等；（5）选择脱模的方式：考虑开模、分型的方法与循序，拉料杆、推杆、推管、推板等脱摸零件的组合方式，合模导向与复位机构的设置以及侧向分行与抽芯机构的选择与设计；（6）模温调节：模温的测量方法，冷却水道的形状、尺寸与位置，特别是与模腔壁间的距离及位置关系；（7）确定主要零件的结构与尺寸：考虑成型与安装的需要及制造与装配的可能，根据所选材料，通过理论计算或经验数据，确定型腔、型芯、导柱、导套、推杆、滑块等主要零件的结构与尺寸以及安装、固定、定位、导向等方法；（8）支承与联接：如何将模具的各个组成部分通过支承
24、块、模板、销钉、螺钉等支承与连接零件，按照使用与设计要求组合成一体，获得模具的总体结构。4 麦克风手柄工艺分析 如图4-1所示的零件图。图4-1 零件图 根据图4-1所示，我们可以清晰地分析零件的结构。4.1 结构 首先该零件的总体轮廓是一个空心的圆锥体，侧壁有三个螺纹孔和一个方孔，锥体前端有外螺纹。4.2 壁厚各种塑件，不论是结构件还是板壁，根据使用要求具有一定的厚度,以保证其力学强度。一般地说，在满足力学性能的前提下厚度不宜过厚，不仅可以节约原材料，降低生产成本，而且使塑件在模具内冷却或固化时间缩短，提高生产率；其次可避免因过厚产生的凹陷、缩孔、夹心等质量上的缺陷。以下是ABS的壁厚推荐值
25、:表4-1 壁厚推荐值最小壁厚mm小型件壁厚mm中型件壁厚mm大型件壁厚mm0.81.251.63.25.4该塑件属于中小型件，从图上看，塑件边缘的壁很厚，达到5mm，最小壁厚处为1mm，这样使得整个塑件的壁厚是不均匀的，但若减小边缘壁厚，则对塑件的推出不利，而且边缘壁厚可用来放置推杆或推板。4.3 加强肋塑件上适当设置的加强肋可以防止塑件的翘曲变形；沿着物料流动方向的加强肋还能降低充模阻力，提高融体流动性，避免气泡，缩孔和凹陷等现象的产生。在该塑件中的加强肋起到引导物料流动的作用同时又对电池进行定位，高度比分型面低1mm，脱模斜度取2度，顶部倒圆角，低部倒角R，宽度取0.5T。通常加强肋的设
26、计原则为高度低（过高时容易在弯曲和冲击负荷作用下受损），宽度小，而数量多为好。 该零件具有加强肋，因而我们在设计时应注意以下几个方面： 加强肋的尺寸如图4-2所示。 图4-2 加强肋的尺寸（1）加强肋与塑件壁连接处应采用圆弧过渡。（2）加强肋厚度不应大于塑件壁厚。（3）加强肋的高度应低于塑件高度的0.5mm以上如图4-3所示。 a）不合理 b）合理图4-3 加强肋的高度 （4）加强肋不应设置在大面积塑件中间，加强肋分布应相互交错，如图4-4 所示，以避免收缩不均引起塑件变形或断裂。 a）不合理 b）合理图4-4 加强肋应交错分布 该零件在内壁上有6根加强肋，由于该零件是一个锥体，只需要在型芯上
27、设计出与之匹配的槽即可，这样同样能够顺利脱模。4.4 孔塑料制品上的孔，应尽量开设在不减弱制品强度的部位，孔与孔之间、孔与边距之间应留有足够距离，以免造成边壁太小而破裂，不同孔径的孔边壁最小厚度见表4-2。塑料制品上固定用孔的四周应采用凸边或凸台来加强，如图4-5所示。图4-5 孔的加强肋 表4-2 孔与边壁的最小距离 mm 孔 径23.25.612.7孔与边壁的最小距离1.62.43.24.8由于盲孔只能用一端固定的型芯成形，其深度应浅于通孔。通常，注射成形时孔深不超过孔径的4倍，压塑成形时压制方向的孔深不超过孔径的2倍。当塑件孔为异型孔时（斜孔或复杂形状孔），要考虑成形时模具结构，可采用拼
28、合型芯的方法成形，以避免侧向抽芯结构，图4-6是几种复杂孔的成形方法。图4-6 几种复杂孔的成形方法根据以上要求，该零件孔的开设完全符合要求。在注塑模具设计时，大的型腔我们设计一个大的型芯来实现，侧壁上的三个螺纹孔和方孔我们设计活动型芯来实现。活动型芯与滑块连接。4.5 圆角除使用要求尖角外，所有内外表面的连接处，都应采用圆角过渡。一般外圆弧的半径是壁厚的1.5倍，内圆弧的半径是壁厚的0.5倍。塑件上各处的轮廓过度和壁厚连接处，一般采用圆角连接，有特殊要求时才采用尖角结构。尖角容易产生应力集中，在受力或受冲击载荷时会发生破裂。圆角不仅有利于物料充模，同时也有利于融料在模具型腔内的流动和塑件的脱
29、模。圆角的取值与应力集中的关系遵循R/T函数关系，当R/T=0.6以后应力集中变的缓和，该塑件大部分的圆角取R1，较大值取到R3。4.6 螺纹塑料制品上的螺纹可以直接成形，通常无需后续机械加工，故应用较普遍。塑料成形螺纹时，外螺纹的大径不宜小于4mm，内螺纹的小径不宜小于2mm，螺纹精度一般低于3级。在经常装卸和受力较大的地方，不宜使用塑料螺纹，而应在塑料中装入带螺纹的金属嵌件。由于塑料成形时的收缩波动，塑料螺纹的配合长度不宜太长，一般不超过78牙，且尽量选用较大的螺距，如果需要使用细牙时可按表7-14选用。为防止塑料螺纹最外圈崩裂或变形，螺孔始端应有0.20.8mm深的台阶孔，螺纹末端与底面
30、也应留有大于0.2mm的过渡段，如图4-7所示。图4-7 塑料螺纹的形状该零件在前端有7mm的外螺纹，我们设计时需要用螺纹型环来实现它。我们首先需要确定是用整体式螺纹型环还是对合式螺纹型环。我们在制作螺纹型环是还需要考虑其怎样脱模，是手动脱模还是自动脱模。本设计采用的是整体式螺纹型环、自动脱模方式。以上我分析了该零件的所有特征，也给出了成型这些特征的解决方法，但最后我在设计时需要根据设计需要做相应的修改已达到最佳效果。塑件上其它的特征还有如嵌件，铰链，文字和花纹等，各个特征都有其设计原则和特殊功能，因为该塑件没有涉及，所以就不一一介绍。5 注塑机的选择5.1 常见注塑机的参数选择注塑机的主要参
31、数有公称注射量，注射压力，注射速度，塑化能力，锁模力，合模装置的基本尺寸，开合模速度，空循环时间等。这些参数是设计，制造，购买和使用注塑机的主要依据。（1）公称注塑量：指在对空注射的情况下，注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量，反映了注塑机的加工能力。（2）注射压力：为了克服熔料流经喷嘴，流道和型腔时的流动阻力，螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力，我们将这种压力称为注射压力。（3）注射速率：为了使熔料及时充满型腔，除了必须有足够的注射压力外，熔料还必须有一定的流动速率，描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。（4）塑化能力：单位时间内所能塑化的物料量。塑化
32、能力应与注塑机的整个成型周期配合协调，若塑化能力高而机器的空循环时间长，则不能发挥塑化装置的能力，反之则会加长成型周期。（5）锁模力：注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力，在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开。（6）合模装置的基本尺寸：包括模板尺寸，拉杆空间，模板间最大开距，动模板的行程，模具最大厚度与最小厚度等。这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围。（7）开合模速度：为使模具闭合时平稳，以及开模，推出制件时不使塑料制件损坏，要求模板在整个行程中的速度要合理，即合模时从快到慢，开模时由慢到快在到停。（8）空循环时间：在没有塑化，注射保压，冷却，取出制件等。常用的注射速率如表
33、5-1所示。表5-1 注射量与注射时间的关系注射量/cm 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000注射速率/cm/s 125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射时间/s 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5卧式注塑机型号见表5-2。 表5-2 卧式注射机主要技术规格国际通用规格60/3290/40250/80国内型号SZ-30/32SZ-68/40SZ-160/80SZ-250/1250技术参数单位理论注射容积cm337，4958，77125，163257实际注射量G33，4453，68110，145227螺
34、杆直径mm26，3026，3035，4045塑化能力g/s3.6，5.45.6，8.311，1317.5注射速率g/s43，5761，78100，130128注射压力MPa 170，130160，123205，157206螺杆转速r/min10160402501022010200螺杆行程mm 70110130185锁模力kN 3204008001250拉杆有效间距mm 300300250230330310 410410模板行程mm 110220260345模具最小厚度mm80130170175模具最大厚度mm 110240320380最大开距mm220460580725模板尺寸mm400400
35、410390550520 690650顶出行程mm 50405580液压顶出力kN 1728405.2 选择注塑机的相关计算5.2.1 注射量的校核塑料制品的重量（或体积）必须与所选择的最大注射量相适应，为了保证正常的注射成型，最大注射量应稍大于塑料制品的重量或体积。 当注射成型机最大注射量以最大注射容积标定时，按下式校核。 （5-1）式中： -注射成型机的最大注射量（）； -塑料制品的体积（包括制品、浇道凝料和飞边）（）； -一个塑料制品的体积（）； -浇道凝料和飞边的体积（）； -型腔数； -利用系数，=0.8； 因塑料制品的体积与压缩率有关，故所需塑料的体积为 （5-2）式中： -塑料的
36、体积； -压缩率。表5-3 相关塑料压缩率塑料名称密度（）压缩率 高压聚乙烯0.910.941.842.30低压聚乙烯0.940.9651.7251.909聚丙烯0.900.911.921.96聚苯乙烯1.041.061.902.15硬聚氯乙烯1.351.452.3尼龙1.091.142.02.1聚甲醛1.41.82.0ABS1.01.11.82.0聚碳酸酯1.21.75醋酸纤维素1.241.342.40 根据图2-1所示的零件图,我们算出一个塑料零件的体积 根据该零件的实际情况，我们取浇道和凝料的体积为该零件体积的5%。 根据设计需要，我设计的为一模两腔。故型腔数n=2则由 （5-3） 可以
37、计算出：为确保塑件质量，注塑模一次成型的塑件质量（包括流道凝料质量）应在公称注塑量的35%75%范围内，最大可达80%，最小不小于10%。为了保证塑件质量，充分发挥设备的能力，选择范围通常在50%80%。 初步确定选择国内型号为SZ-250/1250型的卧式注射机床。因为， 故最大注射量满足校核要求。5.2.2 锁模力的校核锁模力又称为合模力，是指注射成型机的合模装置对模具所施加的最大夹紧力。注射成型机的锁模力按下式计算： （5-4） 或 （5-5）式中： -注射成型机的公称锁模力； -模内压力 =2540（MPa）； -压力损耗系数 ； -注射压力（MPa）； -塑料制品及浇注系统在分型面上
38、的投影面积之和（mm3)； 故锁模力满足要求。5.2.3 注射压力的校核注射成型机的最大注射压力应稍大于塑料制品成型所需的注射压力，即需要 （5-6）式中: -注射成型机最大注射压力（）； -塑料制品成型所需的注射压力（）。因为注射压力是可以调节的，所以只需要206即可。5.2.4 模具厚度校核模具厚度必须满足下式： （5-7）式中： -所设计的模具厚度为330mm； -注塑机所允许的最小模具厚度175mm； -注塑机所允许的最大模具厚度380mm。175330380故模具厚度满足要求。6 模具浇注系统结构的设计6.1 分型面的选择 根据分型面的选择原则：（1）便于塑件脱模； （2）在开模时尽
39、量使塑件留在动模； （3）有利于排气和模具的加工方便。 根据零件本身的结构，我在设计时选择了双分型面，A-A分型面在开设在浇口与零件连接处，B-B分型面开设在零件的最大截面处，即螺纹的光洁面处。如图6-1所示。 图6-1 分型面6.2 浇注系统设计浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的通道。浇注系统的设计是注射模具设计中最重要的问题之一，它对于获得优良性能和理想外观的塑料制件以及最佳的成型效率有直接影响，是模具设计工作者十分重视的技术问题。浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大，而且
40、还与塑件所用塑料的利用率、成型生产效率等相关，因此，浇注系统的设计应能使冲模过程快而有序，压力损失小，热量散失少，排气条件好，且凝料易于与制品分离或切除。6.2.1 主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道。其截面成圆锥形，锥角为a24，为避免产生湍流或涡流，且使凝料容易脱模，对ABS塑料来说，取a3是合适的。流道表面粗糙度为Ra0.8m；主流道入口直径d大于喷嘴直径d1大约1mm左右，根据所选的注射机喷嘴直径为5mm，则d516mm。为了使注射时喷嘴与流道口贴合良好不产生熔体反喷，取入口凹球面半径比喷嘴球面半径R1大约2mm，即R1
41、8220mm。主流道大端直径为Dd2Ltga/25230tg3/26.5mm，大端口圆角r取2mm。主流道形状和尺寸如下图6-2所示。 图6-2 主流道6.2.2 浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。它的位置、形状及尺寸对塑件的性能和质量有着决定性的影响。浇口尺寸经常要通过试模，按成型情况酌情修正。（1）浇口的形式与尺寸麦克风手柄要求外型美观，表面处处光洁，不能留有浇口痕迹。因此，根据手柄的外形特征及结构形式，并结合其所用塑料的成型工艺特性，选用侧浇口较为合适。它是点浇口在特殊场合下的一种应用形式，具备点浇口的一切优点。这样在开模时，不仅能自动剪断浇口，而且其位置可设在背面隐蔽
42、处，使制品外表面无浇口痕迹。浇口形状见图6-3。 图6-3 浇口形状（2）浇口位置的选择模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模之后有时还需修改浇口尺寸。浇口的位置对塑件的成型性能及成型质量影响较大。其位置的确定，需要根据塑件的结构工艺及特征、成型质量和技术要求，并综合分析塑料熔体在模内的流动特性、成型条件等因素。 此设计由于采用的是一模两件成型，综合分析后，可将浇口设在对称中心线上。经多次试模后再修正。6.2.3 分流道的设计分流道是熔料从主流道进入型腔前的过渡部分，其设计要求是塑料熔体在流动中压力和热量损失尽量最小，同时使流道中的塑料尽量少。 由于本模具采用的是侧浇口，且塑料很易流入型腔，故无须设计分流道。6.2.4 冷料穴的设计冷料穴的作用是容纳冷料，并在开模时将主流道和分流道的冷凝料勾住，使其保留在动模一侧，便于脱模。本设计冷料穴设置在凹模与浇口流道相连处，根据设计塑件时所选用的材料ABS性能，在凝料被推出后不需人工取出而能自动脱落。7 成型零部件的设计与计算所谓成型零件，指的是模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件，它包括凹模、凸模、型芯、镶块以及各种成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，承受塑料熔
