路由器外殼設計

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1、 路由器的外殼設計 摘 要 一個給定過程的有效模擬需要來自于應用領域(自然科學或工程)、數學(分析和數值數學)及計算機科學的知識。然而，所有這些技術在復雜應用中的使用并不是太容易。這是因為組合所有這些方法需要巨大的復雜性及交叉學科的知識。最終軟件的實現變得越來越復雜，以致于超出了一個人能夠管理的范圍。一些非常成功的解偏微分方程的技術，特別是自適應網格加密（adaptivemeshrefinement）和多重網格方法在過去的十年中已被數學家研究，同時隨著計算機技術的巨大進展，特別是大型并行計算機的開發(fā)帶來了許多

2、新的可能。UG NX是一個在二和三維空間無結構網格上使用自適應多重網格方法開發(fā)的一個靈活的數值求解偏微分方程的軟件工具。其設計思想足夠靈活地支持多種離散方案。因此軟件可對許多不同的應用再利用。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(yè)發(fā)展迅猛。模具行業(yè)為推動我國的經濟生活各領域的發(fā)展做出巨大貢獻。隨著我國進入“十二五”快速發(fā)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(fā)展前景一片光明。其中復雜、高精度、多功能復合型模具成為

3、未來模具行業(yè)發(fā)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(yè)的飛速發(fā)展。 近年來我國在模具行業(yè)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(yè)化和商品化已達到較高的水平。如今世界模具工業(yè)的發(fā)展速度超過了新興的電子工業(yè)，已實現了模具專業(yè)化、標準化和商業(yè)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(yè)所無法比擬的。 當然近年來，我國模具行業(yè)一直保持著良好的發(fā)展，已經駛入發(fā)展快車道。尤其我國模具工業(yè)在政府十分重視及關懷下，并提出相

4、應的優(yōu)惠政策進行模具技術開發(fā)，在模具工業(yè)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。 關鍵詞：精度；塑料模； Abstract A given effective simulation of the process of need from the application domain (natural science or engineering), mathematics (analysis and numerical mathematics and computer science kn

5、owledge. Use of all of these technologies in complex applications, however, is not easy. This is because the combination of all these methods need great complexity and interdisciplinary knowledge. The realization of the final software is becoming more and more complex, that is beyond the scope of a

6、person can manage. Some very successful solution of partial differential equations of technology, especially the adaptive mesh refinement (adaptivemeshrefinement) and multiple grid method in the past decade has been the mathematicians, at the same time with the huge progress of computer technology,

7、especially the development of large-scale parallel computer brought a lot of new possibilities. UG NX is a grid in two and three dimensional space structure using adaptive multigrid method to develop a flexible software tool for the numerical solution of partial differential equation. Its design ide

8、a is flexible enough to support a variety of discrete scheme. So the software can be reused for many different applications. Based process equipment as the main production of plastic products of plastic mold, occupies an important position in national economy, mould technology has become a measure o

9、f a country also one of the important symbol of the levels of product manufacturing. Since the 21st century, in the mold industry developing rapidly in our country. Mold industry in order to promote our country a great contribution to the development of economic life in all areas. With the rapid dev

10、elopment into the \"twelfth five-year\" period, in machinery, automobiles, home appliances, electronic information, and construction building materials in areas such as the strong market demand for plastic mould, plastic mould development prospect is bright. The complex, high-precision, multi-functi

11、onal composite die become the key point of the development of the mould industry in the future. Since reform and opening up in China, the digestion and absorption of foreign advanced technology, especially the successful application of computer technology in the whole manufacturing but also greatly

12、promote the rapid development of mold industry. In recent years, great achievements in the mold industry in our country, new material, new technology, advanced processing equipment appear constantly. Mould parts standardization, specialization and commercialization has reached a higher level. Now th

13、e world development of mold industry at a faster rate than the emerging electronic industry, has realized the mold specialization, standardization and commercialization, and praise. Mould and because of its high production efficiency, product quality is good, low material consumption, low production

14、 cost and wide application, and other processing manufacturing. , of course, in recent years, mould industry has maintained a good development in our country, has been in development fast lane. Especially mould industry in our country under the government attaches great importance and concern, and p

15、uts forward the corresponding preferential policies for mold technology development, in the mold industry in the use of advanced technology and equipment, efforts to improve the level of mold design and manufacturing, has made significant economic benefits. 目 錄 摘要 ……………………………………………………………‥

16、…………2 Abstract ……………………………………………………………‥……………3 引言 ……………………………………………………………‥…………7 1 塑料模具及塑料模具行業(yè) ……………………………………………………………………8 1.1塑料模具簡介 ……………………………………………………………………8 1.2塑料模具行業(yè)的現狀及發(fā)展方向 ………………………………………………8 2 注塑成型工藝與設備 ………………………………………………………………………11 2.1注塑模的組成及各部分作用 …………………………………………………

17、…… 11 2.2注塑成型過程 ……………………………………………………………………… 12 2.3注塑機 ……………………………………………………………………………… 13 3 模具分析與設計 …………………………………………………………………………… 14 3.1 設計任務要求 ………………………………………………………………………………14 3.2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

18、介紹 …………………………………………………………………15 3.3分型面選擇 ………………………………………………………………………………… 16 3.4型腔布置方案 ………………………………………………………………………………17 3.5注塑機的選擇 ………………………………………………………………………………17 3.6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 …………………………………………………………………………1

19、9 3.6.3模具閉合高度校核……………………………………………………………………20 3.6.4開模行程校核 ………………………………………………………………………20 3.7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 …………………………………………………………………………22 3.8合模導向機構和定位機構 ………

20、…………………………………………………………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 ……………………………………………………………………………24 3.9澆注冷卻系統的設計 ………………………………………………………………………25 3.10脫模推出機構的設計 ………………………………………………………………………25 3.10.1脫模推出機構的設計原則 …………………………………………………………

21、25 3.10.2推桿的設計 …………………………………………………………………………26 3.10.3復位桿的設計 ………………………………………………………………………26 3.11排氣系統的設計 ……………………………………………………………………………27 3.12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 …………………………………………………………………27 4 成型零部件的設計計算

22、 ………………………………………………………………………28 4.1 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…………………………………………………………………29 4.2 成型零件工作的尺寸計算 …………………………………………

23、…………………………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 ……………………………………………………31 5 模具裝配 ……………………………………………………………………………………32 5.1塑料模具裝配的技術要求……………………………………………………………………32 5.2塑料模具裝配過程……………………………………………………………………………33 5.2.1裝配動

24、模部分…………………………………………………………………………33 5.2.2裝配定模部分…………………………………………………………………………34 6 經濟性分析 …………………………………………………………………………………34 結束語 …………………………………………………………………………………………… 35 致謝 ……………………………………………………………………………………………… 36 參考文獻 ………………………………………………………………………………………… 37

25、 引 言 UG是Unigraphics的縮寫，這是一個交互式CAD/CAM(計算機輔助設計與計算機輔助制造)系統，它功能強大，可以輕松實現各種復雜實體及造型的建構。它在誕生之初主要基于工作站，但隨著PC硬件的發(fā)展和個人用戶的迅速增長，在PC上的應用取得了迅猛的增長，目前已經成為模具行業(yè)三維設計的一個主流應用。 　　UG的開發(fā)始于1990年7月，它是基于C語言開發(fā)實現的。UG NX是一個在二和三維空間無結構網格上使用自適應多重網格方法開發(fā)的一個靈活的數值求解偏微分方程的軟件工具。其設計思想足夠靈活地支持多種離散方案。因此軟件可對許多不同的應

26、用再利用。 　　一個給定過程的有效模擬需要來自于應用領域(自然科學或工程)、數學(分析和數值數學)及計算機科學的知識。然而，所有這些技術在復雜應用中的使用并不是太容易。這是因為組合所有這些方法需要巨大的復雜性及交叉學科的知識。最終軟件的實現變得越來越復雜，以致于超出了一個人能夠管理的范圍。一些非常成功的解偏微分方程的技術，特別是自適應網格加密（adaptivemeshrefinement）和多重網格方法在過去的十年中已被數學家研究，同時隨著計算機技術的巨大進展，特別是大型并行計算機的開發(fā)帶來了許多新的可能。 　　UG的目標是用最新的數學技術，即自適應局部網格加密、多重網格和并行計算，為復雜

27、應用問題的求解提供一個靈活的可再使用的軟件基礎。 根據此次畢業(yè)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(chuàng)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(chuàng)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，

28、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(yè)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。 1 塑料模具及塑料模具行業(yè) 1.1 塑料模具簡介 塑料模具是塑料加工工業(yè)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(yè)中實現自動化生產。因此在塑料工業(yè)中注塑模具發(fā)展較為迅速，目前在我國日益發(fā)展壯大，技術水平也得到了極大地提高和發(fā)展。

29、 注塑模具的結構及基本零件： ① 成型零件，包括凹模、凸模、各種成型芯。 ② 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。 ③ 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。 ④ 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。 ⑤ 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(xù)形狀的塑料產品。 （4

30、） 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(fā)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(yè)的現狀及發(fā)展方向 模具工業(yè)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(yī)療器械、電子通訊、兵器、家用電器、五金工具、日用品等工業(yè)必不可少的工藝裝備。所以模具行業(yè)在整個工業(yè)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(fā)能力。

31、 （1） 我國塑料模具行業(yè)的現狀 ① 80年代以來，在國家產業(yè)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(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為 13%，1999年我國模具工業(yè)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(yè)從起步到現在，歷經半個多世紀，有了很大發(fā)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

32、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Ⅰ.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 0.02mm～0.05mm，表面粗糙度 Ra0.2μm，模具質量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達 10～30萬次，淬火鋼模達 50～1000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。

33、 ② 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(chuàng)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 29～34 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。

34、③ 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(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數量的 CAD/CAM 系統，如美國 EDS的 UGⅡ、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(yè)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

35、/CAM 技術的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM 系統有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的 CAXA 系統、華中理工大學開發(fā)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(chuàng)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、SMⅠ、SMⅡ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

36、度的商品化程度一般在 30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達到70%～80%相比，仍有差距。 ④ 長期以來，中國模具工業(yè)的發(fā)展在地域分布上存在不平衡性，東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方，模具生產最集中的地區(qū)在珠江三角和長江三角地區(qū)，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(yè)的產品己達到相當高的水平， 個別企業(yè)的部分產品已達到或接近國際水平，但總體來看，這些企業(yè)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(yè)管理在內的總體水平與國外工業(yè)發(fā)達國家相比尚有10 年以上的差距。 ⑤ 企業(yè)是模具

37、創(chuàng)新的主體。長期以來我國塑模具企業(yè)存在著研發(fā)能力弱，創(chuàng)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(fā)投入少，更重要的是觀念落后，對開發(fā)不夠重視。使得我國大多數塑料模具企業(yè)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(yè)利潤。 ⑥ 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(yǎng)體系問題。高質量模具研發(fā)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(yè)，特別是像模具這樣依賴于特殊用戶，需單件生產的行業(yè)，許多企業(yè)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(yè)的快速發(fā)展。雖然各地都在

38、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(yè)和今后的主要發(fā)展方向。 ① 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(fā)展的一模多腔所致。 ② 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(fā)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(yè)普遍可以接受的程度， 為其進一步普及創(chuàng)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

39、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(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。　 ③ 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(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)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(fā)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(yè)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

40、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(fā)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(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要?！? ④ 開發(fā)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。 ⑤ 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(yè)的發(fā)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(guī)模生產，提高商品化程度、提高標準

41、件質量、降低成本；再次是要進一步增加標準件的規(guī)格品種。 ⑥ 應用優(yōu)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。 ⑦ 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。　 ⑧ 隨著科學技術的進步，產品不斷向微型化方向發(fā)展，因而產生了新世紀產業(yè)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

42、本大規(guī)模生產具有精密微細結構零件的優(yōu)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(huán)、錐面定位元件等。 （4） 脫模機構：將塑件從模具中平穩(wěn)可靠地脫出來的機構

43、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(jié)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(jié)系統對模具溫度進行調節(jié)。溫度調節(jié)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

44、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(guī)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。

45、 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(tài)，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80～120MPa之間。 （3） 模塑過程：從塑料熔體注射進入模具開始，經過

46、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。 ① 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。 ② 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(fā)生收縮但因模腔內的塑料仍然處于柱塞或螺桿的穩(wěn)壓之下， 料筒內的熔料必須向模腔內繼續(xù)填充，才能補足因收縮而留出的空間。 ③ 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

47、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(tài)，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(tài)的塑料顆粒均勻地塑化而呈熔融狀態(tài)，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

48、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(yè)飛躍的發(fā)展，注塑機的發(fā)展也快。類型不斷增加，注

49、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。 ① 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(tài)。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 30～60g,而且不宜用來成型流動性差、熱敏性強的塑料件。 ② 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

50、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。 ① 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(yōu)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 10～60g。 ② 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

51、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(yōu)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。 ③ 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20～45g。 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(fā)泡注塑機、熱固性注塑機等。 3

52、 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(guī)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

53、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(xù)燃燒、藍底黃火焰、黑煙、淺金盞草味 溶劑實驗：環(huán)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

54、射壓力：500-1000bar （1）ABS的特點 ① 綜合性能較好,沖擊強度較高,化學穩(wěn)定性,電性能良好. ② 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. ③ 有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別。 ④ 流動性比HIPS差一點，比PMMA、PC等好，柔韌性好。 ⑤ 同PVC（聚氯乙烯）一樣在屈折處會出現白化現象。 （2）成型特性 ① 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. ② 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

55、澤.耐熱塑件,模溫宜取60-80度. ③ 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。 ④ 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(fā)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(fā)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

56、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

57、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

58、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(guī)格參數在所選注射機的規(guī)格參數可調的范圍內； （2）調整注射機的

59、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(guī)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

60、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

61、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＝ 13 （ － ）－（ + ） ＝ 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 =c G 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）；

62、--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 306＞43.986 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

63、 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： 3500kN≥81.3910-42010610-3=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： S≥H + H +a+（5～10） 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 －

64、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：H ＝40 ，H ＝45 ，a=68 ，S＝500 ，則 H + H +（5～10）＝158～163

65、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：H ＝40 ，H ＝45 ，a=68 ，S＝500 ，則 H + H +（5～10）＝158～163

66、流道、澆口 （進料口）以及冷料穴四個部分組成。 （2）普通澆注系統的設計原則： ① 適應塑件注射成型的工藝特性； ② 有利于型腔內氣體的排出； ③ 盡量減少塑料熔體的熱量損失和壓力損失； ④ 避免塑料熔體直接沖擊細小型芯或嵌件； ⑤ 澆注系統應結合型腔的布局同時考慮流動距離和流動面積的校核。 3.7.1 主流道的設計 1）主流道尺寸和澆口的設計 （1）主流道的主流道是連接注射機的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機噴嘴在同一軸線小端直徑 D =注射機噴嘴直徑+（0.5~1） =3+（0.5~1），取D=4.0mm 。 （2）主流道的球面半徑 SR =注射機噴嘴球頭半徑+（1~2） =15+（1~2），取SR=16mm 。 （3）球面的配合高度 h = 3mm: 5 mm，取h=3mm 。 （4）主流道的長度 取L=22+43.5=65.5mm。 主流道大端直徑 D′= D+ 2Ltana a 6.54 （半錐角 a =