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題目： 鏡頭蓋注塑模模具設(shè)計
目錄
摘要………………………………………………………4
關(guān)鍵詞…………………………………………………….4
0 緒論……………………………………………………4
0.1來源背景…………………………………………….4
0.2目的…………………………………………………4
0.3要求…………………………………………………4
0.4實際意義…………………………………………..4
原始資料……………………………………….5
1.1塑料制品產(chǎn)量和生產(chǎn)要求………………………….6
1.2塑料品種牌號……………………………………..6
1.3 塑料制品成型性能………………………………..6
1.4制品圖樣…………………………………………..7
2 基本參數(shù)…………………………………………8
2.1 注射機選擇…………………………………………8
2.2模具型腔數(shù)目的計算……………………………….9
2.3 模架選擇………………………………………10
3 成型零件尺寸及結(jié)構(gòu)………………………………..11
3.1聚苯依稀的收縮率（S）………………………….11
3.2 型芯尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………..11
3.3 側(cè)型芯尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………13
3.4 型腔尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………..14
4 模具結(jié)構(gòu)……………………………………………17
4.1 制品小孔成型結(jié)構(gòu)……………………………17
4.1.1 側(cè)向分型與抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………..18
4.1.2 抽芯距離的確定…………………………………18
4.1.3 抽芯力的計算……………………………………18
4.2 澆注系統(tǒng)…………………………………………..20
4.2.1 概述…………………………………………….20
4.2.2主流道的設(shè)計…………………………………..20
4.2.3 分流道設(shè)計……………………………………..21
4.3 推出機構(gòu)…………………………………………22
4.4 導(dǎo)向支承緊固復(fù)位機構(gòu)…………………………..23
4.5 冷卻系統(tǒng) ……………………………………….23
4.6 模具結(jié)構(gòu)圖……………………………………..24
5 模具與成型機械關(guān)系的校核……………………..24
5.1制品及流道體積…………………………………24
5.2注射機的校核…………………………………….25
5.3 鎖模力校核……………………………………….26
5.4 拉桿間距的校核…………………………………..27
5.5 開模行程的校核…………………………………..27
5.6 模具厚度的校核……………………………………27
參考文獻(xiàn)……………………………………………………27
鏡頭蓋（SMBS-09）注射模模具設(shè)計
摘要：
本論文的資料大多是編寫者結(jié)合三年所學(xué)的各方面的理論知識完成的，包括機械制圖、公差與配合、工程力學(xué)、機械設(shè)計、注射模具成型、工程材料等；一部分是通過查手冊所得；還有少部分是同學(xué)之間的交流和自己三年的實習(xí)總結(jié)。
關(guān)鍵詞：兩板式、一模兩腔、側(cè)澆口、側(cè)抽芯
0 緒論
0.1來源背景
鏡頭蓋（SMBS-09） 為ABS塑料制品，采用注塑模成型，這種制品結(jié)構(gòu)比較簡單，但具有側(cè)孔結(jié)構(gòu)，在模具設(shè)計的注重考慮這一問題。
0.2目的
通過本課題的設(shè)計，能夠懂得模具的整個設(shè)計過程及綜合性的掌握本專業(yè)知識，能夠掌握Pro/E、CAD、Word等軟件的操作方法。
0.3要求
設(shè)計本課題的要求的理論聯(lián)系實際。在學(xué)習(xí)好相關(guān)的設(shè)計理論知識的同時，還必須了解實踐操作。另外，設(shè)計的模具首先要能制造出來，還要有一定的使用價值。
0.4實際意義
通過本課題的設(shè)計，可以更好的掌握模具的整個設(shè)計過程。在設(shè)計過程中，定會遇到許多以前沒有遇到的問題，有問題就會促使自己想盡一切辦法去解決，從中獲得一定的知識。把整個設(shè)計做完之后，就會對知識有個系統(tǒng)的了解。另外，通過對CAD、Word等軟件的操作，可以有更好、更熟練的操作技能。這些工作對我以后的人生將是一筆大財富。
0.5主要設(shè)計內(nèi)容
本課題的餓設(shè)計主要包括成型零件的設(shè)計，流注系統(tǒng)設(shè)計，側(cè)向抽芯與側(cè)向分型的設(shè)計，導(dǎo)向及定位部分的設(shè)計，推出復(fù)位部分的設(shè)計，緊固件的設(shè)計，模具結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計，工藝過程的編導(dǎo)。
1 原始資料
1.1 塑料制品產(chǎn)量和生產(chǎn)要求
根據(jù)圖紙要求，此制品為小批量生產(chǎn)，在生產(chǎn)要求上不是很高，所以在模具設(shè)計時應(yīng)
力求結(jié)構(gòu)簡單，但要能達(dá)到制品的各種要求。
1.2 塑料品種牌號
ABS工程塑料一般是不透明的，外觀呈淺象牙色、無毒、無味，兼有韌、硬、剛的特性，燃燒緩慢，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無熔融滴落現(xiàn)象。
ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)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代表苯乙烯。
特點：
1、綜合性能較好,沖擊強度較高,化學(xué)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。
用途：適于制作一般機械零件,減磨耐磨零件,傳動零件和電訊零件.
ABS工程塑料的缺點：熱變形溫度較低，可燃，耐候性較差。
1.3 塑料制品成型性能
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(yù)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?nèi)胨坏确椒ā?
4、如成形耐熱級或阻燃級材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進(jìn)行清理，同時模具表面需增加排氣位置。
1.4制品圖樣
1.4.1具體尺寸及要求如圖1.1
圖 1.1
1.4.2根據(jù)制品尺寸幾何形狀進(jìn)行分析
1.4.2.1 尺寸及公差
從制品所給的尺寸及公差查《塑料模塑成型技術(shù)》表3-7為8級精度等級，查表3-8得8級精度等級為一般精度，從經(jīng)濟方面考慮，在模具設(shè)計時模具精度等級也應(yīng)設(shè)計成一般精度等級。
1.4.2.2 塑料制品的形狀
如圖2.1，此制品為圓形制品，具有兩小側(cè)孔，所以在設(shè)計時著重是側(cè)抽芯機構(gòu)。
1.4.2.3 塑料制品的壁厚
由圖2.1可知，此制品壁厚為1mm—3mm。拐角處壁厚不均勻，它會固化或冷卻速度的不同引起收縮不均勻，從而在制品內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。因此在模具設(shè)計時要進(jìn)行冷卻系統(tǒng)的設(shè)計及適應(yīng)選擇澆口。
1.4.2.4脫模斜度
所設(shè)計的制品沒有脫模斜度，即脫模斜度為零，這樣制品對型心的包緊力大，脫模時較有脫模斜度的難，生產(chǎn)時可噴涂脫模劑。
2 基本參數(shù)
2.1 注射機選擇
根據(jù)制品結(jié)構(gòu)選擇立式注射機，查表《塑料制品及其成型模具設(shè)計》0.10初步選用SZ-100/60立式注射機，主要參數(shù)如表3.1
表 3.1
參數(shù)
SZ-100/60
結(jié)構(gòu)類型
立式注射機
理論注射容量/cm3
60
螺桿直徑/mm
30
注射壓力/MPa
150
瑣模力/KN
400
拉桿內(nèi)間距/mm
295×185
移模行程/mm
260
最大模具厚度/mm
340
最小模具厚度/mm
10
噴嘴球半徑/mm
12
噴嘴口直徑/mm
4
模具定位孔直徑/mm
50
2.2模具型腔數(shù)目的計算
2.2.1 計算原理
通常注射機的實際注射量為注射機最大注射量的80﹪，即
V實 = Vmax×80﹪ (3-1)
式中 V實 ---- 制品實際所需注射量，單位cm3。
Vmax ---- 注射機最大注射量，單位 cm3。
由表3.1 Vmax=60cm3
所以 V實=48cm3
2.2.2 制品體積
制品的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖2.1，體積如下式計算，
V制=×282×7.5-×272×1.5-×252×6＋×262×1-×242×1
= 18463.2-3433.59-11775+2122.64-1808.64
= 3568.61 mm3
= 3.57 cm3
2.2.3 型腔數(shù)目確定
制品數(shù)目用n表示，利用下列公式進(jìn)行計算，
n= V實/V制=48/3.57=13.44
通過計算可以設(shè)計12個型腔。因此制品為小批量生產(chǎn)，暫設(shè)計型腔數(shù)目為兩個。
2.3 模架選擇
型腔數(shù)目為四個，設(shè)計為四方布排，根據(jù)制品尺寸大小及型腔數(shù)目，查表《模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊》表6-15初步選用300×300模架具體結(jié)構(gòu)如圖2.1、2.2。
圖2.1
圖2.2
3 成型零件尺寸及結(jié)構(gòu)
3.1聚苯依稀的收縮率（S）
查《塑料制品及其成型模具設(shè)計》表2 ABS的收縮率范圍為0.4-0.7﹪，換算成平均收縮率Scp﹪
Scp﹪=(0.4+0.7﹪)/2=0.55﹪
3.2 型芯尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計
圖 3.1
3.2.1 型芯徑向尺寸計算利用公式
DM=[ls(1+Scp﹪)+△]
制品的基本尺寸為：50,54
將數(shù)值代入計算 得
DM=[50（1+0.55%）+×0.28]
=50.49
DM=[54（1+0.55%）+×0.32]
=54.54
3.2.2 型芯高度尺寸
Hm= [hs(1+Scp%)+△]
制品尺寸為：1.5 ,5.5
零件尺寸為5.5 mm,查表公差為0.18
將數(shù)值代入計算
Hm = [1.5(1+0.55%)+×0.12]
=1.59
Hm= [5.5(1+0.55%)+×0.18]
=5.65
3.3 側(cè)型芯尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.3.1 側(cè)型芯徑向尺寸計算利用公式
LM=[ls(1+Scp﹪)+△]
制品尺寸為： 10 mm , 2 mm
查表公差為0.15, 0.10
將數(shù)值代入計算
LM=[10（1+0.55%）+×0.15]
=10.17
LM=[2（1+0.55%）+×0.10]
=2.01
3.3.2 側(cè)型芯高度尺寸
Hm= [hs(1+Scp%)+△]
零件尺寸為3mm,查表公差為0.16
將數(shù)值代入計算
Hm= [3(1+0.55%)+×0.16]
=3.12
3.4 型腔尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.4.1 型腔徑向尺寸，利用公式
DM=[ls(1+Scp﹪)-△]
制品尺寸為：56mm,52mm
查表公差為0.34,0.30
將數(shù)值代入計算
DM=[56(1+0.55﹪)- ×0.34]
=56.06
DM=[52(1+0.55﹪)- ×0.30]
=52.07
3.4.2 型腔深度尺寸，利用公式
Hm = [Hs(1+Scp%)-△]
制品尺寸為8.5mm,7.5mm
查表公差為0.14, 0.12
將數(shù)值代入計算
Hm = [8.5(1+0.05%)-×0.14]
= 8.45
Hm = [7.5(1+0.05%)-×0.12]
= 7.46
3.4.3 型腔內(nèi)凸臺尺寸，
徑向尺寸計算利用公式
DM=[ls(1+Scp﹪)+△]
制品的基本尺寸為：48
查表公差為0.26
將數(shù)值代入計算 得
DM=[48（1+0.55%）+×0.26]
=48.45
3.4.4 型腔結(jié)構(gòu)簡單，采用整體式凹模，這種結(jié)構(gòu)成形的制品質(zhì)量較好，加工方便，并且就加工在型腔板上，與型腔板構(gòu)成一體。
3.4.5 型腔底厚、壁厚計算
3.4.4.1 按剛度校核側(cè)壁厚度，利用公式
t=r[ （4-8）
代入計算得 t=1.23 mm
3.4.4.2 按強度計算，利用公式
t=r(
代入計算
t= 2.03 mm
取較大值2.03mm。
3.4.5 底厚計算
按強度計算利用公式
H=
=
=2.88mm
4 模具結(jié)構(gòu)
模具結(jié)構(gòu)主要由以下部分組成：成型部分、側(cè)向分型及抽芯部分、支承部分、推出機構(gòu)、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、緊固定位部分、冷卻排氣系統(tǒng)。在模具設(shè)計過程中，主要考慮塑料怎樣進(jìn)料，制品怎樣成型、制品怎樣脫出。從設(shè)計的制品結(jié)構(gòu)來說，主要是側(cè)孔的成型與脫出。
4.1 制品小孔成型結(jié)構(gòu)
4.1.1 側(cè)向分型與抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計
本模具中，制品側(cè)壁上有與開模方向不同的側(cè)向孔，阻礙制品成型結(jié)構(gòu)的直接脫模，因此需將成型側(cè)孔的成型零件做側(cè)向運動，需做成側(cè)型芯，然后在再從模具中推出制品，完成側(cè)型芯的抽芯與復(fù)位的機構(gòu)稱為側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。
4.1.2 抽芯距離的確定
抽芯距離指的是側(cè)型芯從成型位置抽到不妨礙制品取出位置時，側(cè)型芯在抽拔方向所移動的距離，抽芯距一般應(yīng)大于制品側(cè)孔深度或凸臺高度2~3mm。即：
S= h + (2~3) mm
S——抽芯距
h——制品最大側(cè)孔深度
∵h(yuǎn)=4
∴S= 3+ (2~3) =5~6mm
4.1.3 抽芯力的計算
塑料制品在冷凝收縮時，對側(cè)型芯產(chǎn)生包緊力，抽芯機構(gòu)所需的抽芯力，必須克服包緊力所引起的抽芯阻力及抽芯機構(gòu)機械滑動時的摩擦力，才能把活動型芯拔出。
影響抽芯力的因素很多，且相當(dāng)復(fù)雜，精確抽芯是十分困難的，在設(shè)計抽芯結(jié)構(gòu)時，應(yīng)全面分析，找出主要影響因素進(jìn)行粗略計算。如下圖所示側(cè)型芯受力分析：
從圖中可知：摩擦力F=f（F－F×Sin） （5-1）
式中：
F——摩擦力
F——由塑料制品收縮產(chǎn)生的對側(cè)型芯的包緊力造成的抽芯阻力。
f—摩擦系數(shù)，一般取0.5-1.0，本設(shè)計中取0.5。
依據(jù)受力圖可列出平衡方程式
=0
即： F×Cos= F＋F×Sin （5-2）
將（5-1）代入（5-2）得
F(F－F×Sin) Cos= F＋F×Sin
F=P×A
式中P塑料制品收縮對型芯單位面積的正壓力，制品在模內(nèi)冷卻，P取19.6MPa。
A——塑料制品包緊側(cè)型芯的側(cè)面積
所以：
F=12×2×2×2
=120.3
≈120 N
那么 F=120×0.908
=117.6 N
4.2 澆注系統(tǒng)
4.2.1 概述
注射模的澆注系統(tǒng)是指熔體從注射機的噴嘴開始到型腔為止的流動通道。對其要求是：使熔體平穩(wěn)的進(jìn)入型腔，使之按要求填充型腔，使型腔內(nèi)的氣體順利排出，在熔體填充型腔和凝固的過程中，能充分的把壓力傳到各個部位，以獲得組織致密，外形清晰，尺寸穩(wěn)定的塑料制品?？梢?，澆注系統(tǒng)的設(shè)計是十分重要的。
4.2.2主流道的設(shè)計
主流道的截面形狀一般為圓形，其錐度為2°～6°，在此模具的設(shè)計的設(shè)計中采用3°，小端直徑一般取3～6mm,且大于注射機噴嘴直徑0.5~1mm,由表3-1注射機噴嘴直徑為4mm。將此模具主流道小端直徑設(shè)計為4mm。主流道的長度一般不超過60mm,本模具設(shè)計為45 mm。主流道大端倒角R3。
由于主流道需要與高溫塑料頻繁接觸，故設(shè)計主流道襯套是十分必要的，尤其是主流道要穿過兩塊板時，如果沒有主流道襯套，在結(jié)合處很容易發(fā)生溢料，導(dǎo)致主流道難以取出，主流道襯套的球半徑比注射機的球半徑大1～2mm，設(shè)計球半徑為SR14mm。主流道襯套的尺寸查表3-6-62《模具實用技術(shù)設(shè)計綜合手冊》。
4.2.3 分流道設(shè)計
在采用多型腔模具時，就應(yīng)該使用分流道，在設(shè)計時，根據(jù)情況的不同，采用不同的截面，不同的布置。
4.2.3.1 分流道的截面形狀和尺寸
分流道的截面形狀有好幾種，包括圓形、U形、半圓形、正方形。在設(shè)計時一般常用的為梯形半圓形和U形。在此模具中，采用U形分流道。
4.2.3.2分流道的布置
在多型腔注射模具中，要求各型腔的制品表面質(zhì)量和內(nèi)部性能差異不大，所以流道的布置要合適，分流道的布置有平衡式和非平衡式兩種，在本模具的設(shè)計過程中，為了保證制品質(zhì)量，采用平衡式布局。R=0.35 L=15mm.
4.2.4 澆口的設(shè)計
澆口的基本作用是使分流道來的熔體產(chǎn)生加速以快速充滿型腔。
4.2.4.1 澆口的形式及特點
澆口在通常情況下有直接澆口、中心澆口、側(cè)澆口、點澆口、潛伏式澆口等幾種形式。直接澆口適用與熱敏性塑料；中心澆口去除澆口方便一些，它適用與圓筒形、圓環(huán)形等中心帶孔的制品成型，側(cè)澆口是從制品側(cè)面進(jìn)料；點澆口截面積較小，熔體進(jìn)料時，產(chǎn)生很高的剪切速度，同時產(chǎn)生摩擦作用，提高熔體溫度；潛伏式澆口適用與表面質(zhì)量高的制品。在本模具的設(shè)計中，考慮使用的是多型腔，采用側(cè)口。
澆口截面形狀、尺寸及位置
本模具為兩板式，為了便于制品脫模和澆注方便，采用側(cè)澆口，a=2mm,b=0.5mm。
4.3 推出機構(gòu)
4.3.1 概述
推出機構(gòu)的設(shè)計是為了把制品從型芯型腔中推出來，為下一次注射做準(zhǔn)備，推出機構(gòu)的設(shè)計要求有：
盡量使制品留在動模上。
保證制品不變形，不損壞。
保證制品外觀良好。
結(jié)構(gòu)要可靠。
4.3.2 推出機構(gòu)的設(shè)計
推出機構(gòu)一般有推桿、推管、推件塊等，從制品的形狀、尺寸考慮，采用直推桿。
4.4 導(dǎo)向支承緊固復(fù)位機構(gòu)
4.4.1 導(dǎo)向機構(gòu)
設(shè)計導(dǎo)向機構(gòu)是為了使模具和模有正確的位置，以提高制品成型質(zhì)量。另外，它還可以提高模具壽命。一般注射模采用的導(dǎo)向零件為導(dǎo)柱導(dǎo)套，在設(shè)計時選用標(biāo)準(zhǔn)件，查表5-5 《模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊》。
4.4.2 支承零件
在此模具中，支承零件包括上模座板、下模座板、型芯固定板、支撐板等。
4.4.3 緊固件及其他附件
4.4.3.1 上模部分
固定定位圈螺釘選用M6×10。
固定型腔螺釘選用M6×15。
4.4.3.2 下模部分
固定下模的螺釘選用M10×80。
4.5 冷卻系統(tǒng)
模具在注射時，應(yīng)對模具溫度進(jìn)行較好的控制，才能保證制品的精度，這就要求在模具內(nèi)設(shè)計冷卻系統(tǒng)，但由于本零件較小，可以通過模具自然冷卻來保證熱平衡。另外此制品為小批量生產(chǎn)，成型的制品精度等級為一般精度，故采用模具自然冷卻，不設(shè)計冷卻水道。
4.6 模具結(jié)構(gòu)圖
5 模具與成型機械關(guān)系的校核
5.1制品及流道體積
5.1.1 制品體積
Vi=3.57cm
5.1.2 流道體積
主流道體積
V主=1/3h(R+Rr+r)
代入計算
V主=1/3h(R+Rr+r)
=1/3×3.14×45（4.5＋4.5×6＋6）
=6.15 cm
5.1.3分流道體積
V分= RL＋R
= ×3.14×3.5×15＋×3.14×3.5
=1.2 cm
V總= V主+ V分
=6.15＋1.2
=7.35 cm
5.2注射機的校核
5.2.1 最大注射量的校核
根據(jù)公式 KV0≥V
代入計算得V=13.32 cm
符合注射機的要求
5.2.2 注射壓力的校核，按下公式
Po＞P
根據(jù)P=60-110MPa
符合所需要求
5.3 鎖模力校核
根據(jù)公式 F機≥（nA+A1）P
經(jīng)過計算 A=567mm
A1=256 mm
代入計算 F=87
符合所須的注射要求
5.4 拉桿間距的校核
由表3-1可知，注射機的拉桿間距為295×185，模具尺寸為300×300，符合所須的注射要求。
5.5 開模行程的校核
根據(jù)公式 S≥H1+H2+H3+(5~10)mm
代入計算H1+H2+H3+(5~10)= 65~82mm
符合所須的注射要求
5.6 模具厚度的校核
模具總厚度為300mm。
符合H小≤300≤H大
參考文獻(xiàn)
【1】 ? 翁其金. 《塑料模塑成型技術(shù)》. 機械工業(yè)出版社，
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