1、摘要 本文介紹了注射模具的特點及發展趨勢，敘述了電話機聽筒注射模具設計與計算的詳細過程，介紹了該塑件成型工藝、注射模具的結構特點與工作過程, 闡述了在有斜滑塊抽芯的注射模設計中應注意的事項。關鍵詞：聽筒，注射模；斜滑塊；側抽芯abstract the characteristics and developments of injection mould were introduced in this paper. the designing and calculating of injection mould of microphone were stated in detail. the f

2、orming process of the product and the structure characteristics as well as working process of the injection mould were introduced .the points must be paid attention to in the design of the injection mould for the part with lifters were stated.key words: microphone, injection mould; lifter; core pull

3、ing目 錄前言第一章 概論第一節 塑料模具的特點與發展趨勢4第二節 注射模設計要求與程序6第二章 聽筒注射模具設計過程 第一節 畢業設計任務和要求11第三節 塑件分析13第三節 塑件材料的成型特性與工藝參數15 第四節 成型設備的選擇16 第五節 分型面和排氣槽的設計18 第六節 澆注系統的設計19 第七節 成型零部件的設計與計算24 第八節 合模導向機構的設計32 第九節 側向分型與抽芯機構的設計34 第十節 脫模機構的設計36第十一節 溫度調節系統的設計與計算38 第十二節 注射機的校核40結束語42致謝詞43參考文獻44第一章 概 論1. 塑料模具的特點與發展趨勢1.1.1塑料模具的重

4、要性 模具在現代生產中，是生產各種工業產品的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過一定的方式使原材料成型。塑料模是指用于成型塑料制品的模具，它是型腔模的一種類型，其地位與重要性正日益被人們所認識。隨著塑料工業的飛速發展，以及通用塑料與工程塑料在強度和精度方面的不斷提高，塑料制品的應用范圍也在不斷地擴大，如：家用電器、儀器儀表、建筑器材、汽車工業、日用五金等眾多領域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。由于在工業產品中，一個設計合理的塑件往往能代替多個傳統金屬結構件，加上利用工程塑料特有的性質，可以一次成型非常復雜的形狀，并且還能設計成卡裝結構，成倍地減少整個產品中的各種緊固件，大大地降低了金屬材料消耗量

5、和加工及裝配工時，因此，近年來工業產品塑料化的趨勢不斷上升。注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法。該方法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，制得的塑料制品數量之大是其它成型方法望塵莫及的。由于注塑成型加工不僅產量多，而且適用于多種原料，能夠成批、連續地生產，并且具有固定的尺寸，可以實現生產自動化、高速化，因此具有極高的經濟效益。隨著工業生產的迅速發展，塑料模具工業在國民經濟發展過程中發揮著越來越重要的作用。1.1.2塑料模具的特點熱塑性塑料注射模的特點是由塑料原材料的特性所決定的，最主要的有兩點：一是注射時塑料熔體的充模流動特性，二是模腔內塑料冷卻固化時的收縮行為，這兩點決定了注射模的特殊性

6、和設計難度。由于塑料熔體屬于粘彈體，熔體流動過程粘度隨剪切應力、剪切速率而變化，流動過程中大分子沿流動方向產生定向；冷卻固化過程中塑料的收縮非常復雜，模腔內各部位、各方向收縮率不同，不同種類、牌號的塑料收縮率有很大差異。基于上述特點，設計注塑模首先要充分了解所加工的塑料原材料的特性，使設計的模具合理適用，并可在設計中有效利用塑料特性，如點澆口模具用于塑料鉸鏈制品。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在和外觀質量均較好，生產效率特別高，所以塑料注射模具已日益引起人們的重視。

7、1.1.3塑料成型技術的發展趨勢在現代塑料制件的生產中，合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是必不可少的三項重要因素，尤其是塑料模具對實現塑料加工工藝要求、滿足塑料制件的使用要求、降低塑料制件的成本起著重要的作用。從塑料模的設計、制造及模具的材料等方面考慮，塑料成型技術的發展趨勢可以簡單地歸納為以下幾個方面：1.1.3.1模具的標準化為了適應大規模成批生產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、模具技術條件和標準模架等已經制定了一些國家標準標。當前的任務是重點研究開發熱流道標準元件和模具溫控標準裝置；精密標

8、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。1.1.3.2加強理論研究隨著塑料制件的大型化和復雜化，模具的重量達到數噸甚至十多噸，這樣大的模具，若只憑經驗設計，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展，如模板剛度、強度的計算和充型流動理論的建立。1.1.3.3塑料制件的精密化、微型化和超大型化為了滿足各種工業產品的使用要求，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之內的成型工藝方法，其制件主要用于電子、儀表工業。微型化的塑料制件要求在微型的設備上

9、生產。目前，德國已經研究出注射量只有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，國產注射機的注射量也已達3.5萬g，合模力為80mn。1.1.3.4新材料、新技術、新工藝的研制、開發和應用隨著塑料成型技術的不斷發展，模具新材料、模具加工新技術和模具新工藝方面的開發已成為當前模具工業生產和科研的主要任務之一。十多年來，國內外在塑料成型行業和改進模具設計與制造方面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、數控加工及微機控制加工等；

10、另外，模具cad/cam/cae技術也進入了實用階段。1.2注射模設計要求與程序1.2.1基本要求與注意事項(1) 合理地選擇模具結構(2) 正確地確定模具成型零件的尺寸(3) 設計的模具應當制造方便(4) 充分考慮塑件設計特色，盡量減少后加工(5) 設計的模具應當效率高、安全可靠(6) 模具零件應耐磨耐用(7) 模具結構要適應塑料的成型特性1.2.2設計程序 1.2.2.1調研、消化原始資料收集整理有關制件圖設計、成型工藝、成型設備、機械加工、特種工藝等有關資料以備設計模具時使用。消化塑料制件圖，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術要求，如：塑件的原材料表面形狀、顏色與透明度、使

11、用性能與要求；塑件的幾何結構、斜度、鑲件等情況；熔接痕、縮孔等成型缺陷出現的可能與允許程度；澆口、頂桿等可以設置的部位；有無涂裝、電鍍、膠接、鉆孔等后加工等，此類情況對塑件設計均有相應要求。選擇塑件精度最高的尺寸進行分析，查看估計成型公差是否低于塑件的允許公差，能否成型出符合要求的制件。若發現問題，可對塑件圖紙提出修改意見。分析工藝資料，了解所用塑料的物化性能、成型特性以及工藝參數，如材料與制件必須的強度、剛度、彈性；所用塑件的結晶性、流動性、熱穩定性；材料的密度、粘度特性、比熱容、收縮率、熱變形溫度以及成型溫度、成型壓力、成型周期等。并注意收集如彈性模量e、摩擦因素f、泊松比等與模具設計計算

12、有關的資料與參數。1.2.2.2選擇成型設備 模具與設備必須配套使用，因為多數情況下都是根據成型設備的種類來進行模具設計，為此，在設計模具之前，首先要選擇好成型設備，這就需要了解各種成型設備的規格、性能與特點。以注塑機來說，如注射容量、鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出方式與距離、噴嘴直徑與噴嘴球面半徑、定位孔尺寸、模具最小與最大厚度、模板行程等，都將影響到模具的結構尺寸與成型能力。同時還應初估模具外型尺寸，判斷模具能否在所選的注射機上安裝與使用。1.2.2.3擬定模具結構方案 理想的模具結構應能充分發揮成型設備的能力（如合理的行腔數目和自動化水平等），在絕對可靠的條件下使模具本身的工作最

13、大限度地滿足塑件的工藝技術要求（如塑件的幾何形狀、尺寸精度、表面光潔度等）和生產經濟要求（成本低、效率高、使用壽命長、節省勞動力等），由于影響因素很多，可先從以下方面做起：（1） 塑件成型 按塑件形狀結構合理確定其成型位置，因成型位置在很大程度上影響模具結構的復雜性；（2） 型腔布局 根據塑件的形狀大小、結構特點、尺寸精度、批量大小以及模具制造的難易、成本的高低等確定行腔的數量與排列方式；（3） 選擇分型面 分型面的位置要有利于模具加工、排氣、脫氣、脫模、塑件的表面質量及工藝操作等；（4） 確定澆注系統 包括主流道、分流道、冷料穴、澆口的形狀、大小和位置，排氣方法、排氣槽的位置與尺寸大小等；（

14、5） 選擇脫模的方式 考慮開模、分型的方法與循序，拉料桿、推桿、推管、推板等脫摸零件的組合方式，合模導向與復位機構的設置以及側向分行與抽芯機構的選擇與設計；（6） 模溫調節 模溫的測量方法，冷卻水道的形狀、尺寸與位置，特別是與模腔壁間的距離及位置關系；（7） 確定主要零件的結構與尺寸 考慮成型與安裝的需要及制造與裝配的可能，根據所選材料，通過理論計算或經驗數據，確定型腔、型芯、導柱、導套、推桿、滑塊等主要零件的結構與尺寸以及安裝、固定、定位、導向等方法；（8） 支承與聯接 如何將模具的各個組成部分通過支承塊、模板、銷釘、螺釘等支承與連接零件，按照使用與設計要求組合成一體，獲得模具的總體結構。結

15、構方案的擬定，是設計工作的基本環節。它既是設計者的構思過程，也是設計對象的胚胎，設計者應將其結果用簡圖和文字加以描繪與記錄，作為方案設計的依據與基礎。1.2.2.4方案的討論與論證擬定初步方案時，應廣開思路，多想一些辦法，隨后廣泛征求意見，進行分析論證與權衡，選出最合理的方案。1.2.2.5繪制模具裝配草圖總裝配圖的設計過程比較復雜，應先從畫草圖著手，經過認真的思考、討論與修改，使其逐步完善，方能最后完成。草圖設計過程是“邊設計、邊繪圖、邊修改”的過程，不能指望所有的結構尺寸與數據一下就能定的合適，所以在設計過程中往往需反復多次修改。其基本做法就是將初步擬定的結構方案在圖紙上具體化，最好是用坐

16、標紙，盡量采用1:1的比例，先從行腔開始，由里向外，主視圖與俯視圖同時進行： 型腔與型芯的結構； 澆注系統、排氣系統的結構形式； 分型面及分型脫模機構； 合模導向與復位機構； 冷卻或加熱系統的結構形式與部位； 安裝、支承、連接、定位等零件的結構、數量及安裝位置； 確定裝配圖的圖紙幅面、繪圖比例、視圖數量布置及方式。1.2.2.6繪制模具裝配圖繪制模具裝配圖時應注意做到以下幾點： 認真、細致、干凈、整潔地將修改已就的機構草圖，按標準畫在正式圖紙上。將原草圖中不細不全的部分在正式圖上補細補全； 標注技術要求和使用說明，包括某些系統的性能要求（如頂出機構、側抽芯機構等），裝配工藝要求（如裝配后分型面

17、的貼合間隙的大小、上下面的平行度、需由裝配確定的尺寸要求等），使用與裝拆注意事項以及檢驗、試模、維修、保管等，達到要求； 全面檢查，糾正設計或繪圖過程中可能出現的差錯與遺漏。1.2.2.7繪制零件圖繪制零件圖時應注意做到以下幾點： 凡需自制的零件都應畫出單獨的零件圖； 圖形盡可能按的比例畫出，但允許放大或縮小。要做到視圖選擇合理，投影正確，布置得當； 統一考慮尺寸、公差形位公差、表面粗糙度的標準方法與位置，避免擁擠與干涉，做到正確、完整、有序，可將用得最多的一種粗糙度以“其余”的形式標于圖紙的右上角； 零件圖的編號應與裝配圖中的序號一致，便于查對； 標注技術要求，填寫標題欄； 自行校對，以防差

18、錯。1.2.2.8 編寫設計說明書 第二章 聽筒注射模具設計過程2.1 畢業設計任務和要求2.1.1設計題目和任務書(1)設計題目：家用程控電話機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調配合。(2)課題內容：1、根據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、編制數控機床加工主型腔的加工程序；5、翻譯英文資料(3)進程要求：1、 熟悉設計任務書的具體內容，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

19、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，做好畢業答辯 的準備工作（第14、15周）；(4)設計要求：1、模具裝配圖用1#或0#圖打?。?、根據零件的大小不同，零件圖用2#、3#、或4#圖打印，另外手工繪一張零件圖（3#）;3、設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。2.1.2畢業設計應達到的要求通過這次畢業設計，應達到學校對畢業設計的要求，同時對于本具體的塑料注射模的設計，

20、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、解決成型現場技術問題的能力，包括具有分析成型缺陷產生的原因和提出克服辦法的能力。(6)在設計中熟練使用pro engineer和ug等3d造型軟件和auto cad等2d繪圖軟件。(7)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設計。(8)在設計過程中，還應該注意了解塑料模

21、具的新工藝、新技術和新材料的發展動態，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。2.1.3 本人設計要解決的問題在此次設計中，本人負責的是電話機聽筒的外型及其模具的設計部分，與同組另外三人一起共同完成整部電話機的外型與模具的設計工作。在設計過程中，本人要解決的問題是根據聽筒的用途及美觀性，在滿足聽筒使用功能的前提下，設計出外型盡可能新穎、美觀、實用的聽筒，以及完成聽筒整套注塑模具的設計及主要成型零件的加工工藝。2.2 塑件分析本次設計中的產品零件是家用程控電話機聽筒。隨著生活水平的提高和制造技術的發展，人們對產品的要求也越來越高，不僅僅滿足于功能，還越來越注

22、重其外型的新穎和美觀。本人設計的電話聽筒即是采用ug造型開發的流線型新款產品，聽筒三維造型圖如圖1所示。 圖1. 聽筒三維模型此聽筒的設計綜合考慮了其功能性和外形美觀性，其功能實用，外型美觀，手感舒適，符合市場潮流。聽筒分為上殼（圖2）和下殼（圖3），相比較而言，上殼的結構比較簡單，壁厚為1.5。在上殼的內壁兩端設有用于裝配的側凹，設計模具時應考慮其開模時的抽芯問題。下殼壁厚為2.5，內部結構和外型曲面都比較復雜。下殼內兩端外側設有用于上、下殼配合的卡鉤，內部有用于安裝標準件接線頭和楊聲器的結構，其尺寸都有一定的精度要求。聽筒屬于小型塑件，其外表面粗糙度有較高的要求，達ra0.4以上，內表面無

23、特別要求。塑件注射成型后，要對其表面進行噴涂處理，以達到一定的光度和 圖2. 聽筒上殼模型圖3. 聽筒下殼模型亮度，從而滿足美觀設計的需要。根據聽筒的功用，要求塑件有一定的耐麿性和耐熱、耐寒性，并且尺寸相對穩定。綜合以上分析，取聽筒的尺寸精度為4級（sj1372-78），外表面粗糙度為0.4，內表面ra1.6。本次設計的產品三維造型及其模具的設計是利用unigraphics v18.0軟件完成的。通過計算機對產品三維模型的分析，可得到產品的如下相關信息：上殼的體積為15.533，質量為16.16，開模方向投影面積為9.552；下殼的體積為38.183，質量為39.70，開模方向投影面積為95.

24、52。電話機的生產屬于較大批量的生產，但其造型設計及其模具設計與制造成本仍占產品價格的較大比例。因此，聽筒的設計應在考慮其使用要求和外觀質量等要求的前提下，盡量降低設計與制造成本。2.3 塑件材料的成型特性與工藝參數綜合分析后，選用聽筒材料為乳白色的abs。2.3.1 abs基本特性abs，即苯乙烯丁二烯丙烯腈共聚物，它是由三種單體聚合而成的非結晶型高聚物，具有三種組合物的綜合性能，且無毒、無味，塑件成型后有較好的光澤。abs的密度為1.021.05/3。abs有極好的抗沖擊強度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩定性和電氣性能。水、無機鹽、

25、堿、酸類對abs幾乎無影響，在酮、醛、酯、氯代烴中會溶解或形成乳濁液，不溶于大部分分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化膨脹。abs塑料表面受冰醋酸、植物油等化學藥品的侵蝕會引起應力開裂。abs有一定的硬度和尺寸穩定性，易于成型加工。經過調色可配成任何顏色。其缺點是耐熱性不高，連續工作溫度為70左右，熱變形溫度為93左右。耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發脆。根據abs中組分之間的比例不同，其性能也有差異，從而適應各種不同的應用。根據應用不同可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱型等。2.3.2 abs主要用途abs在機械工業上用來制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、電機外殼、儀

26、表殼、儀表盤、水箱外殼、蓄電池槽、冷藏庫和冰箱襯里等。汽車工業上用abs制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調節導管、加熱器等，還有用abs夾層板制小轎車車身。abs還可以用來制作水表殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具、電子琴及收音機殼體、食品包裝容器、農藥噴霧器及家具等。2.3.3 abs成型特點abs在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，塑料上的脫模斜度宜稍大；abs易吸水，成型加工前應進行干燥處理；易產生熔接痕，模具設計時應注意盡量減少澆注系統對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在5060度，要求塑件光澤和耐熱時，應控制在608

27、0度。abs的主要性能指標見表1。表1. abs主要技術指標和工藝參數 密度31.021.16注射機類型螺桿式比容30.860.98預熱和干燥溫度8095吸水率0.20.4時間45收縮率0.40.7料簡溫度后段150170熔點130160中段165180熱變形溫度0.45mpa90108前段1802001.8mpa83103噴嘴溫度170180抗拉屈服強度mpa50模具溫度5080拉伸彈性模量mpa1.8103注射壓力mpa60100彎曲強度mpa80成型時間s高壓時間05硬度hb9.7保壓時間1530后處理方法紅外線、烘箱冷卻時間1530溫度70成型周期4070時間24螺桿轉速r/min0.

28、40.72.4成型設備的選擇在設計模具時，首先應根據現有的設備選擇合適的注射機。初選注射機的主要依據是成型所需的注射容量，因此，必須計算出塑件的體積或質量，初步確定型腔數目以及澆注系統的體積。2.4.1型腔數量及排列方式模具中的型腔數目的確定是一項綜合項目，首先要考慮的是制品的精度要求，模具制造費用等因素。電話聽筒分為上殼和下殼兩部分，最主要的要求是外型美觀，表面光潔，色澤均勻。綜合考慮各因素，這一類塑件的成型多半采用一模兩件，在一次注射中完成上殼和下殼的同時成型，即一次注射動作可得到一個完整的聽筒產品。這樣設計的主要目的是保證上殼和下殼的成型工藝條件相同，從而保證上、下殼在色澤上均勻一致，在

29、產量上也可以相匹配。綜上所述，初步確定型腔數為2。為了避免塑件尺寸的差異、應力形成及脫模等問題，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，可實現均衡進料和同時充滿型腔的目地。2.4.2 注射容量的的估計計算由前面分析知，上下殼的總體積為總1215.5338.1853.71（3）,總質量總1216.1639.7055.86。另外，估計澆注系統凝料體積約為103 ，即初步估計成型所需注射總量約為643 。2.4.3 注射機的選定及其技術參數為了保證注射質量和充分發揮設備的功能，根據注射模一次成型的塑料體積（塑件與流道凝料之和）應在注射機理論注射量的1

30、080之間，并結合塑件尺寸大小、型腔數量及其布局，查模具設計與制造簡明手冊表240，可初選注射機型號為：xszy250。其主要的技術規格見表2.表2.xszy250型注射機主要技術參數螺桿直徑mm 50模板行程mm350注射容量cm3250噴嘴球半徑mm18注射壓力mpa130孔直徑mm4鎖模力kn1800定位孔直徑mm1250+0.06最大注射面積cm3500頂出中心孔徑mm模具厚度mm最大350兩側孔徑mm40最小250孔距mm2802.5分型面和排氣槽的設計 在模具結構設計前，必須合理地選擇分型面，并恰當地按排排氣槽。2.5.1 分型面的設計 將模具適當地分成兩個或幾個可以分離的主要部分

31、，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。分型面是決定模具結構形式的重要因素，它與模具的整體結構和模具的制造工藝有密切的關系，并且直接影響著塑料熔體的充填特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注射模設計中的一個關鍵。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、操作工藝等，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，便于塑件順利脫模.保證塑件的精

32、度要求.滿足塑件的外觀質量要求.便于模具的加工制造.盡量減小塑件在合模平面上的投影面積.應有利于排氣.保證側向型芯的放置容易及抽芯機構的動作順利以上闡述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，一般應抓住主要矛盾，在次前提下確定合理的分型面。對聽筒的模具設計來講，因為聽筒上、下殼結構及曲面的特殊性，決定了其分型面的選擇只能是在殼體邊緣的最大截面處，分型面為圓弧形的曲面分型面，且上殼的模具分型面與下殼的模具分型面彎曲方向相反。分型面的形狀見凸模和凹模圖。2.5.2排氣槽設計 從某種角度而言，注塑模也是一種置換裝置。即塑料熔體注入模腔同時，必須置換出型腔內空氣和從物料

33、中逸出的揮發性氣體。排氣系統是注塑模具設計的重要組成部分。由于塑件的體積不大，且屬于薄壁件，型腔不深，分型面較長，頂桿和小型芯有較多，故不需另外增設排氣槽，利用分型面、頂桿以及小型芯等的配合間隙排氣即可，其間隙約為0.03mm，試模后若排氣不順則可另外增設排氣槽。2.6 澆注系統的設計澆注系統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流經的通道。澆注系統的設計是注射模具設計中最重要的問題之一，它對于獲得優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，是模具設計工作者十分重視的技術問題。澆注系統一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統設計是否合理不僅對塑件性能、

34、結構、尺寸、內外在質量等影響很大，而且還與塑件所用塑料的利用率、成型生產效率等相關，因此，澆注系統的設計應能使沖模過程快而有序，壓力損失小，熱量散失少，排氣條件好，且凝料易于與制品分離或切除。2.6.1主流道的設計主流道是指澆注系統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24，為避免產生湍流或渦流，且使凝料容易脫模，對塑料來說，取3是合適的。流道表面粗糙度為a0.8；主流道入口直徑大于噴嘴直徑1大約1左右，根據所選的注射機噴嘴直徑為4，則415。為了使注射時噴嘴與流道口貼合良好不產生熔體反噴，取入圖4.主流道（澆口套）口凹球面半徑比噴嘴球面

35、半徑1大約2，即r18220。主流道大端直徑為dd2ltg/25230tg3/26.5，大端口圓角取2。主流道形狀和尺寸如下圖4所示。2.6.2分流道的設計 分流道是熔料從主流道進入型腔前的過渡部分，其設計要求是塑料熔體在流動中壓力和熱量損失盡量最小，同時使流道中的塑料盡量少。分流道的設計，從壓力傳遞角度考慮，要求有較大的流道截面積，從散熱少考慮應有小的比表面s。由理論分析可知，圓形截面分流道最理想，但其加工工藝性不佳，成本高，在生產實際中不常使用。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，綜合考慮，選用梯形截面的分流道，截面尺寸可根據經驗公式計算。b0.2654式中 b梯

36、形的大底邊長度（）塑件的質量（）分流道的長度（）h梯形的高度（）圖5.分流道截面形狀所以b0.26544.576，h2b33.05， 根據abs塑料的流動性、澆口形式及成型工藝要求，將估算結果圓整后，取h4，b6，r2，10，r1.6m。分流道截面形狀和尺寸見圖5。2.6.3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量有著決定性的影響。澆口尺寸經常要通過試模，按成型情況酌情修正。（1）.澆口的形式與尺寸電話聽筒要求外型美觀，表面處處光潔，不能留有澆口痕跡。因此，根據聽筒的外形特征及結構形式，并結合其所用塑料的成型工藝特性，選用潛伏式澆口較為合適。它

37、是點澆口在特殊場合下的一種應用形式，具備點澆口的一切優點。潛伏式澆口潛入分型面的一側，沿斜向進入型腔。這樣在開模時，不僅能自動剪斷澆口，而且其位置可設在背面隱蔽處，使制品外表面無澆口痕跡。采用潛伏式澆口的模具結構，還可將三板式簡化為兩板式模具。澆口形狀及尺寸見圖6。（2）.澆口位置的選擇模具設計時，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。澆口的位置對塑件的成型性能及成型質量影響較大。其位置的確定，需要根據塑件的結構工藝及特征、成型質量和技術要求，并綜合分析塑料熔體在模內的流動特性、成型條件等因素。此設計中的聽筒上下殼均為薄壁殼體塑件，由于采用的是一模兩件成型，綜合分析后

38、，可將澆口設在上下殼的對稱中心線上。由于上殼的體積遠小于下殼的，故為了達到澆口位置的平衡，加工澆口時可將下殼的澆口做的比上殼的澆口略大0.2，經多次試模后再修正。 圖6.潛伏澆口 圖7.冷料穴(3). 冷料穴的設計冷料穴的作用是容納冷料，并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。根據設計塑件時所選用的材料性能，設計帶凝料推桿的倒錐形冷料穴，這樣，在凝料被推出后不需人工取出而能自動脫落，其結構形式及尺寸如圖7所示。 2.7 成型零部件的設計與計算 所謂成型零件，指的是模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件，它包括凹模、凸模、型芯、鑲塊以及各種成型桿和成型環等。成型零件工作

39、時，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發生磨擦，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。2.7.1成型零件的結構設計(1). 凹模的設計凹模是成型塑件外表面的成型零件。分析聽筒的上下殼，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，它能節約優質

40、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。(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表面的成型零件。對于聽筒的上下殼來講，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。對于聽筒的上殼來說，其內部結構比較簡單。它有兩個帶盲孔的圓柱形凸臺，其成型需要用型芯跟推管一起共同完成。 對于聽筒的下殼來說，其內部也有三個帶盲孔圓臺，其成型零件與上殼的基本相同。因此，設計方法也相同。不論是聽筒的上殼還是下殼，其凸模的總體結構均采用組合式。對于聽筒內部的多處凸起，則可通過數控銑或或電火花在凸模上加工出相應的孔或槽來成型。 (3). 成型零件鋼材的

41、選用選用鋼種時，應按塑件制品生產批量、塑料品種及塑件精度與表面質量要求來確定。對本設計來說，凹模和凸模均采用40cr， 型芯與鑲件采用t10a，零件熱處理到hrc42-54。2.7.2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。影響塑料制品的形狀和尺寸精度的因素有：塑件收縮率，成型零件的制造誤差，成型零件的磨損以及模具安裝配合的誤差等。對于小型塑件來說，成型模具的制造誤差是主要影響因素，而對于大塑件，成型收縮率則是主要影響因素。經分析知，電話機

42、的聽筒與電話機的面板之間無嚴格的配合要求，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聽筒的上殼壁厚為1.5，下殼壁厚為2.5，并且上下殼的頭尾尺寸不一樣。聽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。根據經驗公式() 0(1+平)0，因為聽筒是用abs材料注射成型的，因此取塑

43、件的平均收縮率平（0.40.7）20.55。另外，聽筒的尺寸較小，所以取3，跟據具體的尺寸查相關的手冊。下面進行計算。大端：() 0(1+0.55)460.700.2800.09346.05700.093小端：() 0(1+0.55)400.700.2600.08740.03800.087現在分析聽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() 0(1+0.55)2000.560.7400.247200.68600.247. 型芯徑向尺寸和橫向尺寸根據經驗公式() 0(1+平)0，一些相關參數的選擇定義如上。由于聽筒上下殼

44、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）：() 0(1+0.55)44.50.700.2800.09344.54800.093() 0(1+0.55)440.700.2800.09344.04600.093小端（分為上下殼）：() 0(1+0.55)38.50.700.2600.08738.52900.087() 0(1+0.55)380.700.2600.08738.02700.087橫向尺寸（分為上下殼）：() 0(1+0.55)198.50.560.7400.247199.17700.247() 0(1+0.55)1980.560.7400.247

45、198.67500.247（2）.型腔深度尺寸和型芯高度尺寸根據經驗公式()0(1+平)x0()0(1+平)x0上殼：()0(1+0.55)80.630.1600.053 8.14500.053()0(1+0.55)6.50.630.1600.0536.63700.053下殼（包括大端和中間部分）：()0(1+0.55)270.600.2400.0827.29300.08,()0(1+0.55)250.600.2400.08025.28200.080()0(1+0.55)34.50.600.2600.08734.84600.087()0(1+0.55)32.50.600.2600.08732.

46、83500.087()0(1+0.55)80.630.1600.0538.14500.053,()0(1+0.55)60.630.1400.0476.12100.047() 0(1+0.55)24.50.600.2400.08024.77900.087,()0(1+0.55)22.50.600.2200.07322.75600.073()0(1+0.55)180.630.2000.06718.22500.067,()0(1+0.55)160.630.2000.06716.21400.067（3）.中心距尺寸（包括上下殼）可根據經驗公式計算：(c) 2(1+平)c2，其中3。上殼：c1(1+0.

47、55)640.107264.3520.054c2(1+0.55)1860.252187.0230.123下殼：c1(1+0.55)500.093250.2750.047c2(1+0.55)1850.252186.0180.123（4）.下殼型芯內凸臺或中心線到側壁的距離可根據經驗公式進行計算：(1+平)/42，其中6。(1+0.55) 1000.07340.442100.5320.22根據以上的大概計算，再對模具尺寸的計算結果進行規范化，其對應的具體值如下：上殼成型零件工作尺寸計算結果規范化計算結果規范化46.05700.09346.1199.17700.247199.140.03800.08

48、740.18.14500.0538.1200.68600.247200.96.63700.0536.644.54800.09344.564.3520.05464.350.05438.52900.08738.5187.020.123187.020.123下殼成型零件工作尺寸計算結果規范化計算結果規范化46.05700.09346.132.83500.08732.840.03800.08740.18.14500.0538.1200.68600.247200.96.12100.0476.144.04600.09344.024.77900.08724.838.02700.08738.022.75600

49、.07322.7198.67500.247198.618.22500.06718.227.29300.0827.316.21400.06716.225.28200.08025.250.270.04750.280.04734.84600.08734.9186.00.123186.020.123100.530.22100.530.22其主要尺寸的標注情況見零件圖。2.7.3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生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產生撓曲變形，導致溢料和出現飛邊，降低塑件尺寸精

50、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，應以熔體充滿型腔的瞬間產生的最大壓力為準。理論分析和生產實踐表明，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，在發生大的彈性變形前，其內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。經分析，聽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則型腔，因此，在計算中，把它簡化為規則的矩形型腔進行大概的計算。（1）.按強度條件計算整體式矩形型腔側壁厚度s為s（3p2）121.73（p）12型腔底

51、板厚度t為t（p22）120.716（p）12式中：p模腔內最大熔體壓力（n2） 矩形型腔矩邊長度（）模具強度計算的許用應力（n2）型腔深度（）圖8.上殼凸模在這里，取p50n2，46，160 n2則s1.7330（50160）1229.01t0.71646（50160）1218.25經圓整后，取s30，t20。（2）.按剛度條件來校核型腔側壁厚度s和底板厚度ts（p41e）13（p1e）13t（p4e）13（p4e）13式中3（44）2（44）96，30，10.6，e2.1105n2，1.498代入相關數據得：s6.7930，t2.7720。所以剛度滿足要求。設計出的凸模和凹模見圖8、圖9和

52、圖10。 圖9.下殼凸模圖10.下殼凹模2.7.4模架的選取模架的選取應綜合考慮型腔的大小與布置、澆口形式、凸凹 圖11.設計中選用的標準模架模結構形式、推出機構形式、合模導向機構等方面，盡量選用標準模架。在本次設計中，模具設計成一模兩腔，采用潛伏式澆口，利用斜滑塊內外抽芯。另外，采用推桿和推管推出。綜合以上分析，查相關手冊gbt12556，初步確定選用模架型號為：a235540035z1，其中a板為63，b板為40，c板為100。bl為355400。在ug軟件中，通過moldwizard進行模具設計時選用的模架實體模型如圖11所示。2.8 合模導向機構的設計導向機構是保證動定?；蛏舷履：夏r，正確定位和導向的零件。導向具有如下功能： 定位作用：模具閉合后，保證動定?；蛏舷履Ｎ徽_，保證型腔的形