1、IUNIVERSITY本 科 毕 业 论 文（设 计）题目： 路由器下盖注射模具设计 摘 要注射成型时塑料成型的一种重要方法，它主要适用于热塑性塑料的成型，可以一次成型形状复杂的精密塑件。本课题就是将路由器下盖作为设计模型，将注射模具的相关知识作为依据，阐述塑料注射模具的设计过程。通过对路由器下盖成型工艺的正确分析，设计了一副一模一腔的塑料模具。模具中决定塑件几何形状和尺寸的零部件称为成型零件。成型零部件再工作时直接与塑料接触，在一定的温度下承受熔体的高温和高压，因此必须要有合理的结构、较高的强度和刚度、较好的耐磨性、正确的几何形状、较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。重要零件的工艺参数的选择与
2、计算，推出机构与浇注系统以其它结构的设计过程。 设计成型零部件时，应根据塑料的特性、塑件的结构和使用要求，确定型腔的总体布局，选择分型面，确定脱模方式，设计浇注系统等，然后根据加工工艺和装配工艺的要求进行成型零部件的结构设计，计算成型零部件的工作尺寸。关键词： 塑料模具；注射成型；分型面IIAbstract: Injection molding plastic molding is an important method, which is mainly applied to the thermoplastic plastic molding, molding can be a complex
3、 shape of precision plastic parts. This topic is to router under cover as a design model, the injection mold-related knowledge as a basis, elaborates the design process of plastic injection mold.The router to lower cover forming the correct analysis of the technology, design a pair of a model of a c
4、avity of the plastic mold. Mold plastic parts in geometry and dimensions of the parts called molding parts. Molding parts to work directly with the plastic contact, in a certain temperature to melt under high temperature and high pressure, so there must be a reasonable structure, high strength and r
5、igidity, good wear resistance, the correct geometry, high size precision and low surface roughness. An important part of the process parameter selection and calculation, the agency launched and gating system to other structural design process.Design of molding parts, according to the characteristics
6、 of plastics, plastic parts of the structure and use requirements, identify cavity overall layout, choice of parting surface, determine the release mode, design of gating system, then according to the machining process and assembly process for forming components of the structural design, calculation
7、 of the working dimensions of molding parts.Key words: Plastic mold ；Injection molding；Parting surfaceIII目录摘 要 .IAbstract:II前 言 1第 1 部分 设计内容及设计目的 2第 2 部分 模具设计 32.1、产品工艺性分析 32.1.1、材料性能 32.1.2 ABS 成型条件 .32.2 注射机型号的确定 4第 3 部分 确定模具基本结构 6第 4 部分 模具结构设计 64.1 确定型腔数目及配置 64.2 选择分型面 .64.3 浇注系统设计 .74.4 排溢系统设计 .
8、84.5 确定型腔、型芯的结构及固定方式 84.8 型芯和型腔具体结构设计 104.8.1 型芯设计 .104.8.2 型腔设计 .104.9 型腔、型芯工作尺寸的计算 .114.10 型腔壁厚计算 .124.11 导向机构的设计 .144.12 冷却系统设计 14第 5 部分 模具整体设计 15总 结 16参考文献： 17致谢 182前 言模具是工业生产中使用极为广泛的重要工艺装备，采用模具生产制品及零件，具有市场效率高，节约原材料，成本低廉，保证质量等一系列优点，是现代工业生产的重要手段和主要发展方向。塑料制品已进入到人们生活的各个领域，电器的很大部分都采用塑料制品。塑料以其密度小、机械性
9、能好等优点独领风骚，未来的世界必将是塑料的世界，而模具是塑料工业的基石。本次毕业设计，在 XXXX 老师的精心指导下，通过对路由器下盖注射模的设计，深入学习了 Proe 的工作原理，为今后工作打下了坚实的基础。本次设计历时 5 周，进程如下：第一二周、弄清自己的具体工作，设计所要达到的要求。计算数据，确定每个零件用什么材料、热处理。第三周、用Proe 对产品进行开模，完成三维造型。第四周，对各个零件出工程图，整理资料并编写设计说明书；第五周、交指导教师审阅，并作修改，最后定稿。最后，由于水平有限，加之经验不足，疏漏和错误之处在所难免，恳请各位老师指正。3第 1 部分 设计内容及设计目的1.1
10、本次设计内容：复读机后盖注射模具，对产品（图 1）设计一副注射模具。图 11.2 本次设计的目的：1、掌握注射模设计的一般方法。2、了解注射机的工作原理。3、了解模具加工方法。4、进一步掌握设计的一般方法，熟练设计的一般过程。5、基本掌握 proe 和 cad 机械绘图软件。4第 2 部分 模具设计2.1、产品工艺性分析2.1.1、材料性能ABS 是一种热塑性塑料，具有线性结构非结晶型。具有较好的稳定性。且具有良好的电性能，特别是高频绝缘性能较好，耐电弧性好，加工时的热稳定性好。2.1.2 ABS 成型条件注射机类型：柱塞式、螺杆均可密度 ：1.031.05g/cm 3收缩率 ：0.0030.
11、008预热 ：8085 C料筒温度：前段 150170C中段 165180C后段 180200C喷嘴温度：170180C模具温度：5080C注射压力：60100Mpa成型时间：注射时间 ： 2090s高压时间 ： 05s冷却时间 ： 20120s总周期 ： 50220s52.2 注射机型号的确定一个产品的质量为 25 克,根据以下公式，选择注射机的最大注射量：K G 公 NG 件 +G 废式中 K=0.8N 为型腔数量G 公 为注射机公称注射量G 件 为产品重量G 废 为各部分冷料的质量由于根据设计要求和加工的经济性取 N=1，通过 proe 得到 G 废 =5.628gG 公 （25+5.6
12、28 ）1.25=38.285（g）也就是说注射机的注射量要大于 38.285 克。参照模具设计与制造简明手册选择公称注射量为 60 3 的注射机，机型为 XZ-60/40，也就是说这台注射机的公称注射量为大约为 60 克。XZ-60/40 注射机参数如下：螺杆直径： 30理论注塑容量：60 3注射压力：180Mpa锁模力：400KN模板行程：250mm模具厚度： 最大 250最小 80顶出行程：70喷嘴： 球半径 R10孔直径 D3定位孔直径：D80 0+0.06顶出（中心孔）直径：D506下面校核各部分参数：1、注射量KG 公 =0.860=48(g)NG 件 +G 废 =125+5.62
13、8=30.628(g)很明显 KG 公 N G 件 +G 废 ，符合条件2、注射压力校核P 公=180MPa产品要求注射压力 P 注在 70100MPa 之间3、锁模力校核FK P mA式中 F注射机额定锁模力（ KN）Pm型腔的平均计算压力（MPa）K安全系数,取 1.11.2A塑件及浇注系统等在分型面上的投影面积 C通过计算得 A =9492mm294.8 CF =400KNK PmA =1.2351069492106=398664N所以 F K PmA， 符合条件4、模板安装尺寸500500 的最大安装尺寸完全可以安装 200200 的模具5、模具厚度所设计的模具厚度为 170，小于模具
14、的最大厚度 200mm。第 3 部分 确定模具基本结构7经过分析，该零件成型必须采用双侧向外抽芯，而该零件为外壳类零件，要求外表面光滑，无明细痕迹，可选用点浇口形式。点浇口去除浇口留下的痕迹在制品外表面，产品为路由器下盖可以接受。因此必须采用双分型面注射模，又称为三板式注射模具，它增加了一个可移动的中间板（又名浇口板） 。在开模时由于定距拉环的限制，中间板与定模座板做定距离的分开，以便取出这两块板之间流道内的凝料，而利用推杆将型芯上的塑件脱出。综上，选择双分型面注射模具，点浇口进料，采用斜导柱在定模、滑块在动模的斜导柱抽芯机构，推杆一次顶出。第 4 部分 模具结构设计4.1 确定型腔数目及配置
15、本产品从最大注射量和经济性考虑，宜采用单型腔。该产品成型面积较大，形状复杂，为了使产品每个部分得到稳定相同的压力，因此应该让型腔与流道之间的距离尽可能短，使塑料熔体快速均匀充满每个部分，使模具整体达到平衡稳定。4.2 选择分型面一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可能垂直于合模方向或者倾斜于合模方向。分型面的形状有平面、斜面、阶梯面和曲面。分型面应尽量选择 平面，但为了适应塑件成型的需要和便于塑件脱模，也可以采用三种分型面。后三种分型面虽然加工比较困难，但型腔加工比较容易。分型面的选择必须遵循以下几个原则：（1）分型面应便于塑件的脱模。为了便于塑件的脱模，当以初步确定塑件脱模方
16、向后，分型面应选在塑件外形轮廓处，即通过该方向上塑件的截面最大，否则塑件无法从型腔中脱出。8（2）分型面的选择应有利于侧向分型与抽芯。如果塑件有测孔或侧凹时，应尽可 能将型芯设在动模部分，以便于抽芯。（3）分型面的选择应保证塑件的质量。为了保证塑件的质量，对有同轴度要求的塑件，应将有同轴度要求的部分设在同一模板内。（4）分型面的选择应有利于防止溢料。（5）分型面的选择赢有利于排气，为了排气，一般分型面应尽可能与熔体流动的末端重合。模具闭合是型腔与型芯相接触的表面称之为分型面。为了便于脱模，分型面应该设在塑件断面尺寸最大的地方，尽量不影响制品的外观。根据该塑件的结构特征，主分型面设在塑件的上表面
17、，垂直于开模方向。模具采用的是点浇口，为了取出浇道内的凝料，在定模于定模座板之间增加一块推流道板，在此设置一个竖直分型面，垂直于开模方向。4.3 浇注系统设计1）主流道是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道通道。由于选的是卧式注塑机，主流道垂直于分型面。大头并为倒锥形，锥角为 3，浇口套内为锥形，其锥角为 2。 （如图 2）图 22）浇口设计浇口亦称进料口，是连接主流道与型腔的通道，根据该产品的结构特点，采用点浇口。 为了塑件熔体能快速地充满型腔，浇口表面粗糙度很小，一般为 Ra0.4 以下,现取 Ra0.4 作为浇口的表面粗糙度。这样不致产生较大的摩擦阻
18、力，有利于充型。 3）定位圈及浇口套 根据注射机定模板中心孔尺寸，选取定位圈直径为80mm，浇口套公称直径为 50mm。其它尺寸根据相关情况选定。94.4 排溢系统设计排溢是指排出充模冷料中的前锋冷料和模具内的气体等。广义的注射模排溢系统应包括浇注系统部分的排溢和成型部分的排溢。通常指的排溢是指成型部分的排溢。模具充型过程程中，除了型腔内原有的空气外，还有塑料受热或凝固而产生的低分子挥发气体，尤其是在高速注射成型时，必须考虑如何将多余的气体排出模外，否则被压缩的气体产生高温引起塑件局部炭化，或使塑件产生气泡的工艺缺陷。因此必要时可开设排气槽等办法.但是对于 ABS 这种材料,排气间隙不得高于
19、0.0 5。该零件为小型零件，所以利用分型面间隙以及推杆之间的缝隙排气即可，不必单独考虑排气方式。4.5 确定型腔、型芯的结构及固定方式1）型芯、型腔的结构设计 为了便于热处理和节约优质钢材，型芯和型腔都采用整体镶块式结构；另外，为便于制造，局部还采用镶拼式结构。 2）固定方式 型芯和型腔均采用螺钉固定方式固定，型芯固定在支承板上，型腔固定在推流道板上。4.6 侧向分型与抽芯机构的设计 1）抽芯距的计算 将活动型芯从成型位置抽至不妨碍塑件脱模位置所移动的距离叫抽芯距。抽芯距通常比侧孔或侧凹大 23mm。这里，S1224，S2639。2）斜导柱和锲紧块的倾斜角 斜导柱的倾斜角通常取 1520,一
20、般不大于 25。S1 的抽芯距不大，这里取 12，S2 的抽芯距为 9 因此取 18，锲紧块的锲角比斜导柱的倾斜角大 2。3）斜导柱的直径 考虑到抽拔力和倾斜角不大，这里工作部分的直径初步设定为 12mm。104）最小开模行程：H1=S1cot =4cot12=18.82mm1H2=S2cot =9cot18=27.70mm2斜导柱工作部分长度：L1=H1/cos =19.22mm1L2=H2/cos =39.13mm25)滑块的设计 滑块的导滑形式：该模具采用组合式导滑形式，导滑槽为“T 形” ，开设在动模固定板上，滑块与导滑槽之间的导滑部位采用 H7/f7 的间隙配合。4.7 确定顶出机构
21、类型 顶出机构的结构的基本要求是使塑件在顶出过程中不会损坏变形，本模具选用一次顶出机构。1）推杆数量及结构形式 根据推杆布置许可空间，制品设 8 根推杆，推杆采用 A 型推杆，其公称直径为 6mm。2)复位装置设计 顶出机构在完成塑件的顶出动作后，为了进行下一步循环必须回到其初始位置。所以必须设置复位装置，此处选用复位杆复位。3）顶出机构的导向 推杆一般装配在推板和顶杆固定板之间，为了防止推杆变形或折断，必须在动模座板和支承板之间设置导向机构。顶出机构的导向装置选用推板导柱和导套导向，导柱、导套的公称直径为 16mm。4）顶出距离 为了确保侧抽芯和顶出时塑件能完全脱离动模，顶出距离不小于 30
22、mm。4.8 型芯和型腔具体结构设计4.8.1 型芯设计1） 、型芯的尺寸计算a)、型芯的尺寸按以下公式计算D = 1+ d +x1s10 式中 D 型芯外径尺寸d 塑件内形尺寸1塑件公差塑料平均收缩率s11成形零件制造公差,取 /2。4.8.2 型腔设计1） 、型腔径向尺寸按以下公式计算D =1+ d x 2s20式中 D 型腔的内形尺寸d 塑件外形基本尺寸2 塑件公差塑料平均收缩率s成形零件制造公差,取 /2。2)、型腔深度尺寸按以下公式计算=MH0)(xs式中 型腔深度塑件外形高度尺寸 塑件公差塑料平均收缩率s成形零件制造公差,取 /3由于该产品不是透明的，所以型芯的表面粗糙度要求不需那
23、么高。一般取 Ra1.6,在机床上加工就可以直接投入使用，不需要经过其它的特殊加工。考虑模具的修模以及型芯的磨损，在精度范围内，型芯尺寸尽量取大值。而型腔则取大值，型腔的表面粗糟将决定产品的外观，因此型腔的表面粗糙度则要求较高，一般取 Ra0.80.4。在本次设计中，型腔取 Ra0.8。4.9 型腔、型芯工作尺寸的计算要计算型芯、型腔的工作尺寸，必先确定塑件的公差及模具的制造公差。根据要求塑件精度取五级精度。根据塑料制件公差数值表（SJ137278）塑件在五级精度下，基本尺寸对应的尺寸公差如下：12基本尺寸 公差 基本尺寸 公差3 0.16 36 0.18610 0.20 1014 0.221
24、418 0.24 1824 0.282430 0.32 3040 0.364050 0.40 5065 0.466580 0.52 80100 0.60100120 0.681、型腔：宽度方向 d =84；取 =0.5%（以下收缩率都取 0.5%）2sD =（1+0.005）84 0.50.60 =84.121.01.0长度方向 d2=113;D2=（ 1+0.005）1130.50.68 =113.2251.01.02、型腔深度：H=3 ; X=0.4H =(1+0.005) 3+0.40.18=3.09M06.3、型芯：1）宽度方向 d =841D =（1+0.005）84+0.50.60
25、=84.721 01.2）长度方向 d =1132D =（1+0.005 ）113+0.50.68=113.9051 06.4.10 型腔壁厚计算型腔的强度及刚度要求：塑料模具型腔的侧壁和底壁厚度计算是模具设计中经常遇到的问题，尤其对大型模具更为突出。目前常用的计算方法有按强度条件计算和按刚度条件计算两类，但塑料模具要求既不许因强度不足而发生明显变形，甚至破坏，也不许刚度13不足而变形过大的情况，因此要求对强度和刚度加以考虑。对于型腔主要受到的力是塑料熔体的压力，在塑料熔体的压力作用下，型腔将产生内应力及变形。如果型腔侧壁和底壁厚度不够。当型腔中产生的内应力超过材料的许用应力时，型腔发生强度破
26、坏，与此同时，刚度不足则发生弹性变形，从而产生溢料现象，将影响塑件成型质量，所以模具对强度和刚度都有要求。1） 对长方形型腔壁厚和底板厚度的计算a、型腔底板厚度： 23bL4pSB 式中 型腔内塑料熔体的压力（MPa） ，一般取 2545MPaL型腔侧壁边长（mm） b型腔宽度（mm） B凹模宽度（mm）材料的许用应力，一般取 100Mpa型腔侧壁长边尺寸（ mm）L=33.65mmS由于根据标准模架查得定模板的厚度为 35mm，综合各方面考虑，现确定定模板厚为 35mm，可以满足型腔的强度要求。b、确定型腔的壁厚型腔宽度 镶拼式腔壁厚40 94050 9105060 10116070 111
27、27080 12138090 131490100 141514100120 1517120140 1719140160 19214.11 导向机构的设计注射模的导向机构与定位机构，主要用来保证动模与定模两大部分或模内其它零件之间的准确配合和可靠地分开，以避免模内各零件发生碰撞和干涉，并确保塑件的形状和尺寸精度。导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形。根据模具的形状和大小，一副模具 一般使用 4 根导柱。在此设计中采用了 4 根导柱，2 根在定模部分，2 根在动模部分，由于模具的凸模与凹模在装配时有方位
28、要求，在设计时采用等直径不对称结构。加工定模部分的 2 个导柱、导套孔时，应将定模板、推流道板、动模板合在一起，一次性加工出来，以保证孔的同心度，然后再在定模座板上加工沉头孔，动模部分导柱同理。本模具采用有导柱导套配合要求的导向机构，且在导柱导套上设有油槽，便于润滑，使用寿命长。4.12 冷却系统设计因塑料的加热温度对塑件的质量影响较大，温度过高容易分解，成型时要控制模温在 5080。考虑到模具的具体结构，安装冷却水通道是一个既实惠又简单的解决方法。本模具比较复杂，零件较多，定模板已无空间放置冷却水管，因此冷却回路从定模直通型腔，在定模和型腔的配合部位加入防漏圈，装配时应该注意。15第 5 部
29、分 模具整体设计模具的整体设计也就是模具的综合设计，依据塑件的性能要求，综合设计模具，以达到低成本、高效率、高效益的目的。而标准化设计可降低成本，根据塑料注射模中小型模架 GB/T 1255.612556.21990,选取定模板、动模板、定模座板、动模座板、垫块、顶杆固定板、推板、导柱、导套、复位杆、浇口套、导柱、导套、顶杆、水嘴、定位销等标准件。塑件在脱模后应进行调湿处理，调湿处理是将刚脱模的制品放在热水中（6075） ，不仅可以隔绝空气进行防止氧化的退火处理，同时还可以加快达到吸湿平衡，一般处理 1620min。该模具的总体结构如下图 3 所示图 3其中定模座板、动模座板厚度都为 35mm
30、，而定模板、动模板厚度取 120mm，推流道板 20mm，推板取 30mm，推杆固定板取 25mm，支承板厚度取 40mm，垫块的高度取 100mm，可以保证产品能顺利的脱模。根据以上选取，模具的厚度 H=410mm500mm，符合要求。16总 结通过此次的模具设计，我学到了很多知识，而且也让我看到了自己很多不足的地方。对我而言，要学的还有很多很多。大学四年的时间都是在学习机械理论基础知识，并未真正的去应用和实践。平时很少接触设计加工生产。但是在这次毕业设计中，我发现了自己很多不足之处。我还体会到了所学理论知识的重要性：知识掌握的越多，设计就能更顺利，也设计的更好。毕业设计能够从理论设计和工程
31、实践相结合，巩固基础知识和培养创新意识相结合。经过这次毕业设计，熟悉了对模具进行设计、生产的详细过程。这些对我在将来的工作和学习中都会有很大的帮助和启发。这次毕业设计学会了怎样查阅资料和工具书。平时课堂上学的知识不够全面。而且由于专业特点自己更要积极查阅资料吸取别的设计加工中的宝贵经验。毕业设计对以前的理论知识起到了回顾作用，同时也培养了严肃认真和实事求是的科学态度。17参考文献：1、陈世煌 陈可娟 编著 塑料注射成型模具设计 国防工业出版社，2007 年第一版。2、彭建生 吴成明 编著 简明模具工实用技术手册 机械工业出版社 ，2003年第二版。3、黄小龙 高宏 编著 Auto CAD200
32、6 机械制图 人民邮电出版社，2006 年第二版。4、林慧国 主编 模具材料应用手册 机械工业出版社 2004 年第二版。5、杨占尧 编著 注塑模具典型结构图例 化学工业出版社 2005 年第一版。6、寇世瑶 主编 机械制图，航空工业出版社，2001 年第一版。7、关兴举 杜智敏 编著 Pro/ENGINEER 塑料模具设计，人民邮电出版社，2007第三版。8、金涤尘 宋放之 主编 现代模具制造技术，机械工业出版社，2001 年第一版。9、杨明忠 朱家诚 主编 机械设计，武汉理工大学出版社，2006 年第三版。10、齐晓杰 主编 塑料成型工艺与模具设计，机械工业出版社， 2005 年第二版。1
33、8致谢这次毕业设计是在 XXXX 老师的精心指导下完成的，在整个做设计的过程中，蒋老师对我们悉心指导和严格要求，为我们创造了良好的学习氛围；他严谨的治学态度和渊博的学识，给我留下了深刻的印象，对我产生了巨大的影响，使我不仅掌握了更多的理论知识，而且在分析问题、解决问题的能力上有了很大的提高。在设计过程中，一方面我深感自己知识的贫乏和平时锻炼的重要性，深刻领会到实践与理论的差异性；另一方面，通过这次独立的设计，深深体会到理论与实践的有机结合是学习和掌握知识的重要途径，面对工作我们应该有强大的学习努力，大学只是我们一个学习的一个天堂。在整个毕业设计过程中，使我提高了独立思考问题和解决实际问题的能力。我通过各种方式收集、查找相关资料，发现了自己很多地方的不足，提高了对模具设计的兴趣，更加坚定了自己的选择。在此过程中我刻苦努力，虚心请教，不放过任何难点与疑问。设计中的很多问题都亲自前往车间看产品相关设备和工人的实践操作。这使我忘不了指导老师对我的多层次的认真的技术指导和真诚帮助。在此，我再次向他致以我最真诚的敬意和衷心的感谢。同时，班集体给了我极大的帮助， ，在这次设计中，和同学们互相学习共同提高，在此我要向班上的每一位同学致谢，是你们给了我学习的动力和探索的兴趣。
