瀟 湘 職 業 學 院畢業設計(論文)說明書題 目： 路由器上蓋塑料模具設計 系 部： 機械工程系 專 業： 模具設計與制造 學 號： 200802020608 姓 名： 楊蓉子 指導老師： 王正青 開題時間： 2012年11月7日 完成時間： 2010年12月10日 瀟湘職業學院教務處制 摘 要 塑料成型制品是以塑料為主要結構材料經成型加工獲得的制品， 又稱塑料制件，簡稱塑件。塑料成型制品應用廣泛，特別是在電子儀表、電器設備、通信工具、生活用品等方面獲得大量應用。如各種受力不大的殼體、支架、機座、結構件、裝飾件等；建筑中所大量使用的各種塑料管材、板材以及門窗異型材；塑料中空容器和各種生活用塑料制品等。 作為塑料制品的主要生產基礎工藝裝備的塑料模具，在國民經濟中占有重要的地位，模具技術也已成為衡量一個國家產品制造水平的重要標志之一。進入 21 世紀以來，我國在模具行業發展迅猛。模具行業為推動我國的經濟生活各領域的發展做出巨大貢獻。隨著我國進入“十二五”快速發展時期，在機械、汽車、家電、電子信息和建筑建材等領域對塑料模具的強烈市場需求推動下，塑料模具的發展前景一片光明。其中復雜、高精度、多功能復合型模具成為未來模具行業發展的重點。我國從改革開放開始，對國外先進技術的消化吸收， 特別是計算機技術在整個制造領域的成功應用更是大大地推動了模具行業的飛速發展。 近年來我國在模具行業取得長足進步， 新材料、 新工藝、先進加工設備不斷出現。 模具零件的標準化、 專業化和商品化已達到較高的水平。如今世界模具工業的發展速度超過了新興的電子工業，已實現了模具專業化、標準化和商業化，因而深受贊譽。模具又因其生產效率高、產品質量好、材料消耗低、 生產成本低而獲得廣泛應用， 與其他加工制造業所無法比擬的。 當然近年來，我國模具行業一直保持著良好的發展，已經駛入發展快車道。尤其我國模具工業在政府十分重視及關懷下，并提出相應的優惠政策進行模具技術開發，在模具工業中大量采用先進技術和設備，努力提高模具設計和制造水平，取得顯著的經濟效益。本文設計的內容是上蓋注塑模具。塑件的材料為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）。根據地板的結構形狀特點以及現有的注塑成型工藝，為實現塑件的快速成型、脫模，采用點澆口的澆注方式。本文對注塑模具進行簡要介紹，注塑模具中的主要零件進行了設計計算，并在設計過程中著重考慮了生產實際中的經濟性和合理性。Abstract In the 21st century, the mold industry of China has rapid development. Mold industry contributes greatly to promote Chinas economic development in all areas of life. As China into the second Five-Year period of rapid development in machinery, automobile, home appliances, electronic information and the field of building materials such as plastic mold, are driven by strong market demand, and these give plastic mold industry bright prospects.The future development of the industry focuses on the complex, high precision, functional composite mold. The reform and opening up of China for digestion and absorption of foreign advanced technology, especially in the field of computer technology in the successful application of the entire manufacturing has greatly promoted the rapid development of the mold industry. In recent years, China has made great progress in the mold industry, new materials, new technology and advanced processing equipment. Mold parts standardization, specialization and commercialization have reached a higher level. The content of this paper is to designthe injection mold for The upper cover injection mold. The material is Acrylonitrile - butadiene - styrene copolymer (ABS). According to the shape characteristics of toothpaste cap structure and the existing injection molding process, the use of gear and rack as the screw-separating mechanism, this paper designs an efficient spin injection mold with auto-off thread. Unscrewing institutions include spur gears, the rack, straight bevel gears and the screw core. To achieve rapid forming of plastic parts and mold opening, a point gate and secondary mold opening structure of three-plate molds are used. This paper briefly describes the injection mold, the auto-off thread process and principles of mold design. Unscrewing of the gear and rack driving system for the mold design and the main parts of the plastic injection mold are calculated, and the actual production of economic rationality is also considered in the design process. Key Words：Injection mold；In ternal thread；Point gate；Gear rack mechanism 目 錄摘要 2Abstract 3引言 71 塑料模具及塑料模具行業 8 1.1塑料模具簡介 8 1.2塑料模具行業的現狀及發展方向 82 注塑成型工藝與設備 11 2.1注塑模的組成及各部分作用 11 2.2注塑成型過程 12 2.3注塑機 133 模具分析與設計 143.1 設計任務要求 143.2塑件介紹及塑件材料 15 3.2.1 塑件介紹 15 3.2.2 塑件材料分析介紹 153.3分型面選擇 163.4型腔布置方案 173.5注塑機的選擇 173.6注塑機參數的校核 18 3.6.1最大注射量校核 18 3.6.2鎖模力校核 19 3.6.3模具閉合高度校核20 3.6.4開模行程校核 203.7模具澆注系統設計和澆口的設計 21 3.7.1主流道的設計 21 3.7.2分流道的設計 22 3.7.3澆口的設計 223.8合模導向機構和定位機構 23 3.8.1導向機構的總體設計 23 3.8.2導柱設計 24 3.8.3導套設計 243.9澆注冷卻系統的設計 253.10脫模推出機構的設計 25 3.10.1脫模推出機構的設計原則 25 3.10.2推桿的設計 26 3.10.3復位桿的設計 263.11排氣系統的設計 273.12模架的選擇 27 3.12.1模架結構 27 3.12.2模架周界尺寸選擇 274 成型零部件的設計計算 284.1 成型零件的尺寸計算 28 4.1.1凹模結構設計 28 4.1.2 凸模結構設計 29 4.1.3螺紋成型零件的結構設計 29 4.1.4 成型零件鋼材的選用294.2 成型零件工作的尺寸計算 30 4.2.1塑件尺寸和精度 30 4.2.2收縮率的確定 31 4.2.3計算模具成型零件的工作尺寸 315 模具裝配 325.1塑料模具裝配的技術要求325.2塑料模具裝配過程33 5.2.1裝配動模部分33 5.2.2裝配定模部分346 經濟性分析 34結束語 35致謝 36參考文獻 37引 言 本次畢業設計的題目是路由器上蓋注塑模具的設計，設計中的注塑產品（頂蓋）與實際生活息息相關，在各種電子產品中被廣泛使用。次畢業設計的設計要求和設計參數如下:一設計要求：（1） 塑件產品圖1張，模具總體結構裝配圖 1張；（2） 模具主要零件圖68 張；（3） 總體圖量不少于1.5張零號圖，全部設計圖紙用CAD 完成；（4） 模具設計計算說明書一份。二設計參數：（1） 型腔數量：4 （2） 塑件材料：ABS 根據此次畢業設計所做底板的結構參數以及塑件的結構特點：查閱過相關書籍文獻后，初步選定分型面，型腔大小以及數量，塑件應留在動模一側，明確頂出機構的設計方案。結合上述澆注系統的設計、型腔的布置方案以及分型面的選擇確定了模具的類型以及模架的初步選擇。此次設計在王老師的大力支持下和細心指導之下才得以順利進行，尤其在分型面的創建過程當中，正應為王老師的指導讓我正確的選擇好分型面才得以讓后面的設計順利進行，也讓我在分型面的創建這方面讓我體會頗多，當然整個設計過程當中，讓我對注塑模具有了全新認識，也產生了濃厚的興趣。在設計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業設計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經驗，設計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。設計者：楊蓉子2012年10月20日1 塑料模具及塑料模具行業1.1 塑料模具簡介 塑料模具是塑料加工工業中和塑料成型機配套， 賦予塑料制品以完整構型和精確尺寸的工具。由于塑料品種以及成型方法的不同，塑料模具主要分為以下幾大類：（1） 塑料注塑模具：主要用來成型熱固性塑料。 注塑模具由于其成型效率高，易于成型形狀復雜的制品，并且容易在工業中實現自動化生產。因此在塑料工業中注塑模具發展較為迅速，目前在我國日益發展壯大，技術水平也得到了極大地提高和發展。 注塑模具的結構及基本零件： 成型零件，包括凹模、凸模、各種成型芯。 支承固定零件，包括模底座、固定板、支承板、墊塊等。用于固定模具或支承壓力。 導向零件，包括導柱和導套。用于確定模具或推出機構運動的相對位置。 抽芯零件，包括斜銷、滑塊等。在開模過程中用于抽出活動型芯或鑲塊，使塑件脫模。 推出零件，包括推桿、推管、推塊、推件板、推板、推板固定板等。用于使塑件脫模。 （2） 塑料壓塑模具：主要用來成型熱固性塑料。包括壓縮成型模具和壓注成型模具。 （3） 塑料擠出模具：主要用來成型生產連續形狀的塑料產品。 （4） 塑料吹塑模具：主要用來成型塑料容器類中空制品。 （5） 塑料吸塑模具：主要用來生產一些日用品、食品類包裝制品。 （6） 高發泡聚苯乙烯成型模具：主要用來成型各種所需形狀的泡沫塑料包 裝材料。1.2 塑料模具行業的現狀及發展方向 模具工業生產的基礎工藝裝備。模具是現代，特別是汽車、摩托車、航空、儀表、儀器、醫療器械、電子通訊、兵器、家用電器、五金工具、日用品等工業必不可少的工藝裝備。所以模具行業在整個工業領域重要性不言。模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，因為模具在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發能力。 （1） 我國塑料模具行業的現狀 80年代以來，在國家產業政策和與之配套的一系列國家經濟政策的支持和引導下，我國模具工業發展迅速，年均增速均為 13%，1999年我國模具工業產值為 245億，至2002年我國模具總產值約為360億元，其中塑料模約 30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。我國塑料模工業從起步到現在，歷經半個多世紀，有了很大發展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產 48 英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5Kg 大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產照相機塑料件模具、多型腔小模數齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星.K 模具有限公司制造多腔 VCD 和 DVD 齒輪模具，所生產的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產品的水平，而且還采用最新的齒輪設計軟件，糾正了由于成型收縮造成齒形誤差，達到了標準漸開線齒形要求。還能生產厚度僅為 0.08mm 的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達 0.02mm0.05mm，表面粗糙度 Ra0.2m，模具質量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達 1030萬次，淬火鋼模達 501000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。 成型工藝方面，多材質塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結構和抽芯脫模機構的創新方面也取得較大進展。 氣體輔助注射成型技術的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在 2934 英寸電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術，一些廠家還使用了 C-MOLD 氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設備及技術。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達20%以上，一般采用內熱式或外熱式熱流道裝置， 少數單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達不到 10%，與國外的50%80%相比，差距較大。 在制造技術方面，CAD/CAM/CAE 技術的應用水平上了一個新臺階，以生產家用電器的企業為代表，陸續引進了相當數量的 CAD/CAM 系統，如美國 EDS的 UG、美國 Parametric Technology 公司的 Pro/Engineer、美國 CV 公司的CADS5、日本HZS 公司的CRADE、美國AC-Tech 公司的C-Mold及澳大利亞公司的MPA 塑模分析軟件等等。這些系統和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業中，實現了CAD/CAM 的集成，并能支持CAE 技術對成型過程，如充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術經濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAM 技術的發展。近年來，我國自主開發的塑料模CAD/CAM 系統有了很大發展，主要有北航華正軟件工程研究所開發的 CAXA 系統、華中理工大學開發的注塑模 HSC5.0 系統及 CAE 軟件等，這些軟件具有適應國內模具的具體情況、能在微機上應用且價格低等特點，為進一步普及模具CAD/CAM 技術創造了良好條件。近年來，國內已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SM、SM等，對模具的質量和使用壽命有著直接的重大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標準模架、標準推桿和彈簧等越來越廣泛得到應用，并且出現了一些國產的商品化的熱流道系統元件。 但目前我國模具標準化程度的商品化程度一般在 30%以下，和國外先進工業國家已達到70%80%相比，仍有差距。 長期以來，中國模具工業的發展在地域分布上存在不平衡性，東南沿海地區發展快于中西部地區，南方的發展快于北方，模具生產最集中的地區在珠江三角和長江三角地區，其模具產值約占全國產值的三分之二以上。其中長三角和珠三角個別企業的產品己達到相當高的水平， 個別企業的部分產品已達到或接近國際水平，但總體來看，這些企業的模具的精度、型腔表面粗糙度、生產周期、壽命等指標與國外先進水平相比尚有較大差距。 同樣在生產方式和企業管理在內的總體水平與國外工業發達國家相比尚有10 年以上的差距。 企業是模具創新的主體。長期以來我國塑模具企業存在著研發能力弱，創新意識薄弱。一方面是由于技術人員比例低、水平不夠高，另一方面是由于科研開發投入少，更重要的是觀念落后，對開發不夠重視。使得我國大多數塑料模具企業長期處在中低檔模塑制品加工鏈下游，難以實現高附加值的企業利潤。 一切競爭都可歸結于人才的競爭。由于我國現行體制和教育培養體系問題。高質量模具研發人才缺口問題的解決尚待時日。在社會主義市場經濟中，在經濟全球化的過程中，競爭性行業，特別是像模具這樣依賴于特殊用戶，需單件生產的行業，許多企業目前的體制和經營機制仍舊很難適應多變的市場。人才的數量和素質水平也跟不上行業的快速發展。雖然各地都在努力解決這兩個問題，但要得到較好解決尚待時日。 （2） 我國塑料模具工業和今后的主要發展方向。 提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、 復雜化和高精度要求以及因高生產率要求而發展的一模多腔所致。 在塑料模設計制造中全面推廣應用 CAD/CAM/CAE 技術。CAD/CAM 技術已發展成為一項比較成熟的共性技術，近年來模具CAD/CAM 技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業普遍可以接受的程度， 為其進一步普及創造良好的條件；基于網絡的CAD/CAM/CAE 一體化系統結構初見端倪，其將解決傳統混合型CAD/CAM 系統無法滿足實際生產過程分工協作要求的問題；CAD/CAM 軟件的智能化程度將逐步提高； 塑料制件及模具的3D 設計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業中發揮越來越重要的作用。 推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產率和質量， 并能大幅度節省塑料制件的原材料和節約能源，所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產價廉高質量的元器件，是發展熱流道模具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產品質量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業中正逐步推廣使用。 氣體輔助注射成型比傳統的普通注射工藝有更多的工藝參數需要確定和控制， 而且常用于較復雜的大型制品， 模具設計和控制的難度較大，因此，開發氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續研究開發高壓注射成型工藝與模具也非常重要。 開發新的成型工藝和快速經濟模具。以適應多品種、少批量的生產方式。 提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低， 與國外差距甚大， 在一定程度上制約著我國模具工業的發展，為提高模具質量和降低模具制造成本，模具標準件的應用要大力推廣。為此，首先要制訂統一的國家標準，并嚴格按標準生產；其次要逐步形成規模生產，提高商品化程度、提高標準件質量、降低成本；再次是要進一步增加標準件的規格品種。 應用優質材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質量顯得十分必要。 研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現逆向工程是塑料模CAD/CAM 的關鍵技術之一。研究和應用多樣、調整、廉價的檢測設備是實現逆向工程的必要前提。 隨著科學技術的進步，產品不斷向微型化方向發展，因而產生了新世紀產業需求的微機電系統技術。許多新興制造技術隨之產生，包括光刻，電鑄及脫模技術(LIGA)、紫外光蝕刻技術(UV)、放電加工(EDM)、微注射成型、精密磨削和精密切削等。其中，微注射成型技術以容易實現低成本大規模生產具有精密微細結構零件的優點成為世界制造技術的研究熱點之一。 因此我國必須在現有的基礎上加強對微注塑成型領域的理論及技術研究。2 注塑成型工藝與設備2.1 注塑模的組成及各部分作用 （1） 塑件成型零件：賦予成型材料形狀和尺寸的零件。通常由型芯、型腔以及其他輔助零件等。 （2） 澆注系統：將熔融塑料從注射機噴嘴引向流入閉合的模腔，一般由主流道、分流道、澆口、冷井以及鉤料桿等。 （3） 合模導向與定位零件：保證模具各結構件相互的移動精度，通常有導柱和導套以及定位環、錐面定位元件等。 （4） 脫模機構：將塑件從模具中平穩可靠地脫出來的機構裝置，稱之為脫模機構或推出機構。脫模機構一般情況下設在動模一側，主要有推桿、推桿固定板以及推桿電板等零件組成。 （5） 復位機構：模具完成塑件推出動作后，需要將動、定模閉合以便完成下一次的注塑。合模時為避免推桿損傷型腔表面，一般采用復位桿帶動推桿回到原先位置。 （6） 溫度調節系統：為了滿足注射工藝對模具溫度的要求，模具應設有溫度調節系統對模具溫度進行調節。溫度調節系統主要由加熱和冷卻系統組成。一般熱塑性塑料成型時需要冷卻，熱固性塑料成型時需要加熱。 （7） 排氣系統：塑料熔體注入模具型腔時，會使型腔填充不滿或因氣體在高壓力作用下快，快速升溫而使塑件局部燒傷。所以在模具中應開有排氣槽以保證氣體迅速徹底排出模腔。 （8） 側向分型抽芯機構：當塑件側向有凸凹及孔時，在塑件被頂出之前，需要先抽拔出側向的型芯（或鑲塊），才能使塑件順利實現脫模。 （9） 模架：模具中各模板和導柱、導套以及復位桿、推桿等，通過螺釘連接組合成一起的裝配體稱之為模架。模架是實現模具基本功能的基礎零件，模架的尺寸規格已實現系列化、標準化、商品化。在設計模具時可直接選用模架。2.2 注塑成型過程 注塑成型是熱塑性塑料的主要方法。它的注塑成型過程歸納起來是塑化、注射和模塑三個過程。其注射工藝流程如圖 2.1 所示。 圖2.1 注射工藝流程（1） 塑化過程：塑料在機筒內經過加熱達到流動狀態，經過螺桿旋轉或者柱塞的推擠，達到組分均勻并具有良好可塑性的過程，即塑化過程是注塑過程的準備過程。 （2） 注射過程：塑料在噴嘴的注射壓力下由料筒克服一系列的流動阻力和運動阻力注射進入模腔的過程。一般噴嘴的注射壓力常在80120MPa之間。 （3） 模塑過程：從塑料熔體注射進入模具開始，經過模腔注滿熔體冷卻固化定型，一直到塑件制品從模腔內脫出的這一過程。模塑過程大體可以分為三個階段。 沖模階段：從柱塞或螺桿開始向前推動融料起直至塑料充滿模腔時為止。在此過程中注射壓力起決定作用。 保壓階段：熔料充滿模腔后，由于塑料熔體在模腔內受到冷卻而發生收縮但因模腔內的塑料仍然處于柱塞或螺桿的穩壓之下， 料筒內的熔料必須向模腔內繼續填充，才能補足因收縮而留出的空間。 固化階段：在冷卻系統和模體溫度的作用下，塑件逐漸固化成型，開模后頂出。2.3 注塑機 注塑機是塑料 （主要是熱塑性塑料）注射成型時所使用的主要設備。其結構主要是由注射裝置、脫模裝置、鎖模裝置、模板機架等部分所組成。 注射成型時，將成型模具安裝注塑機的動模固定板和定模固定板上，由鎖模裝置合模并鎖緊，塑料在料筒中被加熱而呈熔融狀態，由注射裝置將塑料熔體注入模具型腔之中， 塑料件冷卻固化后由鎖模裝置開模， 并由推出裝置將塑件推出。 根據注塑機的工作過程，一般可以將注塑機分為以下幾個部分：（1） 注射裝置：注射裝置的主要作用是使固態的塑料顆粒均勻地塑化而呈熔融狀態，并以足夠的壓力和速度將塑料熔體注入閉合的模具型腔中。注射裝置包括料斗、料筒、加熱器、計量裝置、螺桿（柱塞式注塑機為柱塞和分流梭）、噴嘴及其驅動系統。 （2） 鎖模裝置：鎖模裝置的功能有三點：第一是實現成型模具的開、合動作；第二是在成型過程中提供足夠的夾緊力使模具鎖緊；第三是開模時能夠推出模具型腔中的塑料件。鎖模機構可以是機械式的，也可以是液壓式的，或者是液壓與機械聯合作用式的。推出機構也有機械推出式式和液壓推出式兩種。 （3） 液壓傳動和電氣控制：液壓傳動系統和電氣控制系統是保證注塑機注塑成型按照預定的工藝要求 （壓力、速度、溫度和時間）和動作程序準確進行而設置的。液壓傳動系統是注塑機的動力系統，而電氣控制系統則是控制各個動力液壓缸完成開啟、閉合及注射、推出與前進、后退等動作的系統。 隨著塑料工業飛躍的發展，注塑機的發展也快。類型不斷增加，注塑機的分類方法較多，通常以下兩種分類方法較為普遍。 （1） 按塑化方式和注射方式，可分為以下兩種。 柱塞式注塑機：通過柱塞在料筒內作反復運動，將塑料熔體注入模具型腔之中。 塑料在料筒內的塑化主要依靠料筒外的加熱器提供的熱量使其塑化成黏流狀態。由于塑料的導熱性差，若料筒內塑料層過厚，則會導致塑料內外層塑化不均勻。因此，柱塞式注塑機的注射量不宜過大，一般為 3060g,而且不宜用來成型流動性差、熱敏性強的塑料件。 螺桿式注塑機：通過螺桿在料筒內旋轉，將料斗中的塑料卷入，并逐步將其塑化、排氣、壓實，不斷地將塑料熔體推向料筒前端，積存在料筒頂部和噴嘴之間，螺桿本身受到熔體的反作用力而后退。當積存的熔體達到預定的注射量時，螺桿停止轉動，并在液壓油缸的驅動下向前移動，將熔體注入模具型腔。在螺桿式注塑機中螺桿的作用是送料、塑化、傳遞壓力和壓實物料。 （2） 按外形特征分類可分為三類。 立式注塑機：立式注塑機的注射裝置和定模固定板設置在設備的上部，而鎖模裝置、動模固定板、推出機構均設置在設備的下部。立式注塑機的優點是設備占地面積小，模具裝拆方便，安裝嵌件和活動型芯方便可靠。其缺點是不易進行自動化操作，只適用于小注射量場合，注射量一般為 1060g。 臥式注塑機：臥式注塑機的注射裝置和定模固定板在設備的右側，而鎖模裝置、 動模固定板、 推出機構等均設置在左側。 臥式注塑機的優點是機體較矮，易于操作，塑料件退出后能自動落下，便于實現自動化操作。其缺點是設備占地面積大，模具裝卸比較麻煩。 直角式注塑機：此注塑機的注射裝置為立式布置、鎖模、定頂出機構以及動模固定板、定模固定板均按臥式排列，其缺點是加料比較困難，嵌件或活動 型芯安放不便，只適用于小注射量的場合，注射量一般為2045g。 立式注塑機和直角式注塑機的結構為柱塞式，而臥式注塑機的結構多為螺桿式。隨著注塑機的成型范圍的擴大，近年來出現了許多新型注塑機，如玻璃纖維增強塑料注塑機、發泡注塑機、熱固性注塑機等。3 模具分析與設計3.1 設計任務要求 （1） 塑件名稱：頂蓋（2） 塑件材料：ABS （3） 型腔設置：一模四腔 （4) 產品塑件圖 圖3.1 塑件產品圖3.2塑件介紹及塑件材3.2.1 塑件介紹 所設計的產品為頂蓋。零件尺寸較小，整個零件都較薄，最厚的地方不過2mm,形狀較規則。由于塑件產品直接與手接觸， 要求塑件表面光滑、無明顯毛刺，形狀有較高的精度要求,在個電子產品中才能合理使用。3.2.2 塑件材料分析介紹化學名稱：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物英文名稱:Acrylonitrile Butadiene Styrene（ABS）比重:1.05克/立方厘米燃燒鑒別方法：連續燃燒、藍底黃火焰、黑煙、淺金盞草味溶劑實驗：環已酮可軟化，芳香溶劑無作用干燥條件：80-90 2小時成型收縮率:0.4-0.7%模具溫度：25-70（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導致光潔度較低）融化溫度：210-280（建議溫度：245）成型溫度：200-240注射速度：中高速度注射壓力：500-1000bar（1）ABS的特點 綜合性能較好,沖擊強度較高,化學穩定性,電性能良好. 與372有機玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理. 有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別。 流動性比HIPS差一點，比PMMA、PC等好，柔韌性好。 同PVC（聚氯乙烯）一樣在屈折處會出現白化現象。（2）成型特性 無定形料,流動性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長時間預熱干燥80-90度,3小時. 宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為270度).對精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,對高光澤.耐熱塑件,模溫宜取60-80度. 如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變入水位等方法。 如成形耐熱級或阻燃級材料，生產3-7天后模具表面會殘存塑料分解物，導致模具表面發亮，需對模具及時進行清理，同時模具表面需增加排氣位置。（3）用途汽車配件（儀表板、工具艙門、車輪蓋、反光鏡盒等），收音機殼，電話手柄、大強度工具（吸塵器，頭發烘干機，攪拌器，割草機等），打字機鍵盤，娛樂用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪橇車等（4）脫模斜度脫模斜度足為了便于塑件的脫模，以免在脫模過程中擦傷制品表面，其大小取決于塑料的收縮率。脫模斜度的取向要根據塑件的內外型尺寸而定。塑件內孔以型心小端為準，尺寸符合圖紙要求，斜度沿形狀擴大方向標出，塑件外形以型腔大端為準，尺寸符合圖紙要求，斜度沿形狀減小方向標出。要求開模后塑件留在型芯上，塑件表面的脫模斜度應小于外表面的脫模斜度。根據ABS的性能，型芯的脫模斜度取1。（5）塑件壁厚塑件壁厚對塑件的成型、冷卻及變形會產生較大的影響。塑件壁厚不均，會導致各個部分固化收縮不均勻，易產生氣孔、裂紋、內應力等缺陷。根據手機充電器外殼的材料，結構、強度等方面的要求，壁厚取2.5mm。（6）孔制品上孔的位置應盡可能設置在不減弱制品的機械強度的部位，孔的形狀也應力求不增加模具制造下藝的復雜性。3.3 分型面選擇 分型面是模具上用來取出塑件和澆注系統料可分離的接觸面稱為分型面,分型面的選擇對模具設計方式影響最大,分型面設計是否合理對塑件質量和模具復雜程度具有很大的影響。基本上是一種分型面對應著一種模具設計方案，所以分型面的選擇決定著模具總體的設計方案。注塑模具分型面的選擇，一般應考慮以下各項基本原則： 1）保證塑料制品能夠脫模。2）使分型面容易加工。3）盡量避免側向抽芯。4）使側向抽芯盡量短。5）有利于排氣。6）有利于保證塑件的外觀質量。7）盡可能使塑件留在動模一側。8）盡可能滿足塑件的使用要求。9）盡量減少塑件在合模方向的投影面積。10）長型芯應置于開模方向。11）有利于簡化模具結構。綜上所述，分型面平坦在一個平面上,為了順利脫模,分型面采用如下模具結構，只需要斜頂出模，加工成本經濟，塑件成型精度可靠。見圖 3.2 圖3.2 分型面3.4 型腔布置方案 本模具設計為提高成型效率采用的是一模四穴3.5 注塑機的選擇 在模具設計時，必須根據塑件的具體情況，選擇合適的注塑機。注塑機選擇主要包括以下兩方面的內容：（1）確定注射機的型號，使塑料，塑件，注射模及注射工藝等所要求的注射規格參數在所選注射機的規格參數可調的范圍內；（2）調整注射機的技術參數至所需要的參數。 根據塑料的類型，塑件的結構和注射模的大小，成型方法，生產批量以及現有設備及注射工藝進行注射機的選擇。 注射機規格的初選是根據以往的經驗和注射模的大小。先預選注射機的型號，之后要進行校核。注塑機初選：初選注射機的型號為SZ-100/630,上海第一塑料機械廠生產。具體參數如下：結構形式： 臥式；理論注射容量： 75/105cm3；螺桿直徑： 30/35mm；螺桿注射壓力： 224/164.5mpa；注射速率： 60/80g/s；塑化能力： 7.3/11.8g/s；螺桿轉速： 14-200r/min；鎖模力： 630KN；拉桿內間距： 370x320mm；開模行程： 270mm最大模具厚度： 300mm最小模具厚度： 150mm鎖模形式： 雙曲肘模具定位孔直徑： 125mm噴嘴球直徑： 15mm 根據經驗公式： K利G公G件+G費其中，G公是指注塑機的公稱注射質量（g）；K利是指注塑機最大注射量的利用系數；G件是指塑件的質量（g）；G費是指澆注系統的廢料質量。由于澆注系統的廢料質量無法確定，所以先用塑件的注射容量進行估算，計算如下： 塑件的注射容量即塑件的體積：V塑 （）（+） 967.35 mm考慮到理論注射容量為實際的75%，故實際注射容量為 3.87/0.75=5.16 cm，根據相關參數選擇XS-ZY-60型號的注塑機，其中，X：成型；S：塑料；Z：注射3.6注塑機參數的校核3.6.1 最大注射量校核塑料連同凝料在內的質量一般不應大于注射機最大注射量的80%，注射機多以公稱容量來表示，可采用下式校核=cG式中：-注塑機可注射的最大注謝量（g）；G -注塑機的公稱注射容量（cm）； -待加工塑料密度 g/ cm。代入數據得：=0.851.25500=531.25g根據式 = (n V塑件 V流道)=1.2535.19 =43.986g式中： n-模具的型腔數；V塑件-塑件的體積（cm）；V凝料-凝料的體積（cm）；-塑料密度 (g/ cm)。代入數據得： =43.986g 因為30643.986 故：合格3.6.2 鎖模力校核由于高壓塑料熔體在充滿型腔時，會產生一個沿注射機軸向的很大的推力，這個力應該小于注射機的公稱鎖模力，否則就會產生溢料現象，即F鎖pA分式中 F鎖注射機公稱鎖模力（N）；P注射時型腔的壓力（MPa）A分澆注系統和塑件在模具分型面上的垂直投影面積之和（m2）該塑件為壁厚均勻容器類制件，屬易于成形的制品。查表2.3，將注射時型腔的壓力取為P=20MP代入數據得：3500kN81.3910-42010610-3=126.78kN注射機的開模行程是有限制的，塑件從模具中取出時所需的開模距離必須小于注射機的最大開模距離，否則塑件無法從模具中取出。開模行程及其頂出行程可按下式進行校核：SH+ H+a+（510）式中：S注塑機最大開模行程H塑件脫模距離（型芯的高度）H塑件高度a 中間板與定模板之間的分開距離（流道凝料的長度）其中：H40 ，H45 ，a=68 ，S500 ，則H+ H+（510）158163 S，符合要求。3.6.3 模具閉合高度校核 模具實際厚度H模=218 注塑機最小閉合厚度H最小=即 H模H最小 滿足要求3.6.4 開模行程校核我們所選的注塑機的最大行程與模具厚度無關，故注塑機的開模行程（如圖3.3所示）應滿足下式：開模行程及其頂出行程可按下式進行校核：SH+ H+a+（510）式中：S注塑機最大開模行程H塑件脫模距離（型芯的高度）H塑件高度a 中間板與定模板之間的分開距離（流道凝料的長度）其中：H40 ，H45 ，a=68 ，S500 ，則H+ H+（510）158163 S，符合要求。 圖3.3 注射模開模行程3.7 模具澆注系統設計和澆口的設計 澆注系統是指模具中從接觸注塑機噴嘴處開始， 到其型腔為止的塑料熔體的流動通道。澆注系統分為普通澆注系統和無流道凝料澆注系統兩類。澆