手机充电器外壳的注射模具设计及其成型零件的基础工艺设计.doc

分 类 号
密 级

宁xxxx学院
毕业设计(论文)
手机外壳注射模具设计及其成型零件
工艺设计

所在学院
宁波大红鹰学院
专 业
机械设计制造及其自动化
班 级
08机自（1）班
姓 名

学 号

指导老师

年 月 日
诚 信 承 诺

我谨在此承诺：本人所写毕业论文《手机外壳注射模设计及其成型零件工艺设计》均系本人独立完成，没有剽窃行为，凡包含其它作者见解和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人负担。

承诺人（署名）：
年 月 日

摘 要

经过对手机充电器设计分析，是应用电子计算机对系统结构、功效和行为和参与系统控制人思维过程和行为进行动态性进行模拟。在整个模具设计过程中，包含到了塑件结构设计、注塑机和模架选择及注塑机部分关键工艺参数和校核，并具体叙述了模具设计中分型面设计、浇注系统设计、成型零件设计、顶出机构设计和冷却系统设计，最终还对成型零件制订加工工艺方案，从而得出数量指标，为决议者提供相关这一过程或系统定分定量分析，作为一个理论依据。
在模具设计过程中，采取了Pro/E、Auto CAD等软件，采取这些软件进行设计分析，优化了设计参数和缩短了设计时间，提升了设计效率。下面便是我经过pro/E对手机充电器外壳进行结构设计、参数设计及三维建模。
关键词：手机充电器，模具，注塑机，三维

Abstract
Through the mobile phone charger design analysis, is the application of computer on the system structure, function and behavior as well as in the control system of the process of people's thinking and behavior are dynamic imitation.In the whole process of mold design, relates to the plastic parts of the structure design, injection molding machine and the choice of mold and injection molding machine of some important parameters and check, and a detailed description of the design of the mold parting surface design, the design of gating system, molding part design, ejection system design and cooling system design finally, also forming part of developing process, so that the number of indexes, for decision makers with this process or system quantitative analysis, as a theoretical basis.
In the mold design process, using Pro / E, Auto CAD and other software, the software design and analysis, to optimize the design parameters and shorten the design time, improve the efficiency of design.Below is I through Pro / E on mobile phone charger shell structural design, parameter design and modeling.

Key Words: the mobile phone charger, mold design , Injection molding machine,3D
目 录
摘 要 I
Abstract II
目 录 III
第1章 前 言 1
1.1模具行业及其产品发展方向 1
1.2 选题意义 2
1.3 设计任务 2
第2章 塑件设计分析 3
2.1塑件模型建立 3
2.1.1模拟3D图 3
2.2塑件参数设计 3
2.2.1材料选择 3
2.2.3ABS树脂材料展望 4
2.2.4ABS树脂特点 5
2.3 塑件收缩率 5
2.4塑件壁厚 6
2.5塑件拔模斜度 6
第3章 注塑成型准备 8
3.1注塑成型工艺介绍 8
3.2 注塑成型工艺条件 10
3.3注塑机选择 12
3.3.1 注塑机介绍 12
3.3.2 注塑机基础参数 12
3.3.3选择注塑机 13
3.4 注射机校核 14
3.4.1 最大注塑量校核 14
3.4.2 锁模力校核 15
3.4.3 塑化能力校核 15
3.4.4 喷嘴尺寸校核 15
第4章 模具设计 17
总 结 43
致谢 44
参考文件 45

第1章 前 言
1.1模具行业及其产品发展方向
在现代机械制造业中，模具工业已成为国民经济中一个很关键行业，已被中国正式确定为基础产业，并在“十五”中列为关键扶持产业，很多新产品开发和生产，在很大程度上依靠于模具制造技术。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，60～80%零部件，全部要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟。模具制造能力强弱和模具制造水平高低，已经成为衡量一个国家机械制造技术水平关键标志之一，直接影响着国民经济中很多部门发展。
伴随中国经济发展，充电器市场发展面临巨大机遇和挑战。在市场竞争方面，充电器企业数量越来越多，市场正面临着供给和需求不对称，充电器行业有深入洗牌强烈要求，不过在部分充电器细分市场仍有较大发展空间，信息化技术将成为关键竞争力。
在很多电器中，全部要需求充电器，也能够这么说，充电器是人民日常生活中不可缺乏一部分。就以我们最常见手机充电器为例，伴随这个时代发展，大家对于自己使用物品美观和性能全部要很大要求。同时，充电器外壳色彩、手感、精度、壁厚等全部能够时尚化，和外壳使用寿命。而且，美观外壳也能够促进充电器销售。
同时，伴随手机业务凸显。首先因手机又方便快捷优势，其次得益于手机单向收费等政策全方面实施。所以，伴伴随手机发展，充电器也在发展。现在，手机充电器可分为单槽和双槽两种形状充电器，此时，双槽想充电器在很多方面全部比单槽单据优势。双槽出了含有慢速充电、快速充电外，还有部分产品带有自动温度控制和电压控制。所以消费者应倾向于双槽型充电器。
现在市场上大部分充电器。只是针对锂电池或镍氢电池充电，不过伴随市场发展自动识别两种电池有进行对应充电进程充电器正在逐步占据主流。能够自动分辨电池类型座充能预防将锂电放电错误动作。除此之外有点充电器还有自动识别电池组成功效含有放电功效LED充电状态显示低噪音模拟微型电脑控制系统等特点。

1.2 选题意义
因为新技术、新材料、新工艺不停发展，促进模具技术不停进步，对模具技术要求越来越高，对人才知识、能力、素质要求也在不停提升。经过多种渠道培养更多模具人才，搞好技术创新，则能够不停提升中国模具设计和制造和维修水平。
本设计是经过对以手机充电器外壳塑料产品和其模具设计锻炼了塑料制品设计及成型工艺选择能力；塑料制品成型模具设计能力、塑料制品质量分析及工艺改善能力、塑料模具结构改善设计能力，熟悉了模具设计常见商业软件。
1.3 设计任务
以Pro/ENGINEER Wildfire和CAD（Computer Aided Design)两种制图软件进行模具设计基础思维方法和过程，包含模具设计基础概念、模具设计步骤、分型面设计，浇注系统设计，成型零部件设计，顶出脱模机构设计，侧向分型抽芯机构设计，排气结构设计，温度调整系统设计，模具零部件材料设计，导向机构得设计等。最终设计出能顺利脱模模具和模具零件。

第2章 塑件设计分析
2.1塑件模型建立
毕业设计塑料件原型起源于市场手机充电器外壳，而且绘制出这个后壳3D图和2D图
2.1.1模拟3D图
模型绘制采取PTC企业产品Pro/ENGINEER Wildfire 2.0,最终绘制出来3D结构图2-1所表示:

图 2.1
2.2塑件参数设计
2.2.1材料选择
ABS树脂是微黄色固体，有一定韧性，密度约为1.02 ~1.05g/cm3。它抗酸、碱、盐腐蚀能力比较强，也能够在一定程度上耐受有机溶剂溶解。ABS 吸湿性强，用于注射成型塑料原料应充足干燥。使其含水量低于0.3%；和聚乙烯相比，较难成型，料温比较高但又必需在成型范围之内。模温应依据制品用途和精度要求在50~80℃内选择，ABS有很好成型性，加工出产品表面光洁，易于染色和电镀。ABS缺点是可燃、耐热性低。热变形温度通常在93℃左右，连续工作温度为70℃左右只能在不高温度下使用。所以能够被用于家电外壳、玩具等日常见具。

图 2.2
2.2.3ABS树脂材料展望
中国已成为全球家电制造中心，所以对塑料材料需求也在不停增大，塑料已经成为家电行业仅次于钢材第二大类原材料，也是应用量增加速度最快材料，近几年平均增加速度约为30%。现在，中国关键家电产品中，塑料所占百分比分别为：吸尘器60%，冰箱38%，洗衣机34%，电视机23%，空调10%。
在家电用工程塑料中，ABS树脂用量居首位，关键用于制作冰箱内衬，电视机、计算机、录音录像机、空调、吸尘器、电话机、电子琴及其它小家电壳体和内部结构件等，如家电中外部透明件及冰箱内部透明件就是采取透明ABS树脂制作。ABS树脂作为世界用量最大工程热塑性树脂，在中国有80%消费量源于家电生产。作为家电产品关键原材料之一，ABS树脂市场走势被很多家电生产厂家所关注。
　　仍然供不应求
　　中国ABS树脂年生产能力已由48万吨，增加到200万吨以上，居世界首位，估计将超出300万吨。伴随新增产能逐步稳定，中国ABS树脂自给率有所增大，从现有ABS树脂消费格局来看，进口材料仍占有相当大市场份额。
多年来，中国ABS树脂消费量增加很快。1995年ABS树脂表观消费量只有83.7万吨，增加到174.1万吨。表观消费量达成214.5万吨，中国成为世界ABS树脂消费大国，已属全球第一。和表观消费量分别提升至307.7万吨和327.4万吨，而自给率也分别提升到35.88%和39.06%。表观消费量提升至391.3万吨，自给率提升到45.27%。表观消费量将超出400万吨。
　　～，中国ABS树脂需求量年均增加率将达成9%，～，这一需求量年均增加率将达成6%。到，中国ABS树脂市场总需求量将达成450万吨，总需求量将达成490万吨。估计中国ABS树脂总生产能力将达成320万吨，但和450万吨估计需求相比，仍然供不应求。
2.2.4ABS树脂特点
ABS树脂含有刚性好，冲击强度高、耐热、耐低温、耐化学药品性、机械强度和电器性能优良，易于加工，加工尺寸稳定性和表面光泽好，轻易涂装，着色，还能够进行喷涂金属、电镀、焊接和粘接等二次加工。因为其强度高、耐腐蚀、耐高温，所以常被用于制造仪器塑料外壳。关键应用：汽车、器具、电子/电器、建材、ABS合金/共混物。
　　ABS树脂在日用消费品领域亦含有广泛应用，比如建材管材、板材或片材。ABS树脂用于和建筑相关领域，其中挤出片材用于卫生器具如澡盒、游泳池衬里等，另外注塑成型管材和管件，少许由挤出机挤出成型电话电缆管线。
2.3 塑件收缩率
依据以上选择材料为ABS，查相关资料可知，ABS收缩率为0.004～0.007，这里选择偏中值，为0.005。
2.4塑件壁厚
通常说来，塑件厚度越厚就越能满足产品强度和刚度性能要求，不过从塑件成型过程看来，塑件壁厚越厚，冷却时间就越长，整个塑件成型周期就要延长，提升了生产成本，降低了生产效率，同时，塑件壁厚越厚，收缩率就增大，这么使得产品尺寸不稳定性增加，降低了产品质量。所以产品厚度必需得适中，依据材料特征，查阅相关资料，查得ABS制品壁厚通常为1、1.2、1.5、2、2.5、3mm[10]。
此次设计中，塑件壁厚为1.5mm。
在设计完产品以后，为了确保产品壁厚在确定范围之内，需要对塑件进行检测，而在产品3D设计软件Pro/ENGINEER Wildfire中，就有用于检测产品厚度功效，检测结果以下：

2.5塑件拔模斜度
因为塑件成型时冷却过程中产生收缩,使其紧箍
在凸模或型芯上,为了便于脱模,预防因脱模力过
大而拉坏塑件或使其表面受损,和脱模方向平行塑件
内,外表面全部应含有合理斜度.以下是PS脱模斜度推荐值:
制件外表面 制件内表面
35′~1.35° 30′~1°
塑件内表面在造型时就有弧度,假如要有脱模斜度就是在凹槽和锁位处,这不仅对脱模有好处，而且能够愈加好锁紧。
塑件上合适设置加强肋能够预防塑件翘曲变形；沿着物料流动方向加强肋还能降低充模阻力，提升融体流动性，避免气泡，缩孔和凹陷等现象产生。在该塑件中加强肋起到引导物料流动作用同时又对电池进行定位，高度比分型面低1MM，脱模斜度取2度，顶部倒圆角，低部倒角R，宽度取0.5T。通常加强肋设计标准为高度低（过高时轻易在弯曲和冲击负荷作用下受损），宽度小，而数量多为好（塑件形状所许可情况下）。
圆角
塑件上各处轮廓过分和壁厚连接处，通常采取圆角连接，有特殊要求时才采取尖角结构。尖角轻易产生应力集中，在受力或受冲击载荷时会发生破裂。圆角不仅有利于物料充模，同时也有利于融料在模具型腔内流动和塑件脱模。圆角取值和应力集中关系遵照R/T函数关系，当R/T=0.6以后应力集中变缓解，该塑件大部分圆角取R1，较大值取到R3。加强肋圆角半径值关系如表2-3所表示。

表 肋圆角半径值关系表
肋高度/mm
6.5
6.5~13
13~19
＞19
圆角半径 /mm
0.8~1.5
1.5~3.0
2.5~5.0
3~6.5
塑件上其它特征还有如孔，螺纹，嵌件，铰链，文字和花纹等，各个特征全部有其设计标准和特殊功效，因为该塑件没有包含，所以就不一一介绍
2.4 塑件尺寸精度及表面质量
2.4.1尺寸精度
（1）尺寸精度选择；塑件尺寸精度是决定塑件制造质量首要标准，然而，在满足塑件使用要求前提下，设计时总是尽可能将其尺寸精度放低部分，方便降低模具加工难度和制造成本。对塑件精度要求，要具体分析，依据装配情况来确定尺寸公差，该塑件是通常民用具，所以精度要求为通常精度即可，不过因为要确保两半壳体闭合，所以在凹槽和锁位处应该对精度要求高些，对其要有公差配合要求，应选择高精度。依据精度等级选择表，PS高精度为2级，通常精度为3级。依据塑件尺寸公差表，在公称尺寸在100~120范围内，取MT2B级公差数值为0.52 mm，MT3B级公差数值为0.78 mm。
（2）尺寸精度组成及影响原因；制品尺寸误差组成为：
=+++ （2—1）
式中 ——制件总成型误差； ——塑料收缩率波动所引发误差；
——模具成型零件制造精度所引发误差； ——模具磨损后所引发误差；
——模具安装，配合间隙引发误差；
影响塑料制品尺寸精度原因比较复杂，归纳有以下三个方面。
（1）模具—— 模具各部分制造精度是影响制件尺寸精度关键原因。
（2）塑料材料—— 关键是收缩率影响，收缩率大尺寸精度误差就大。
（3）成型工艺—— 成型工艺条件改变直接造成材料收缩，从而影响尺寸精度。
2.4.2塑件表面质量
表面质量是一个相当大约念，包含微观几何形状和表面层物理-力学性质两方面技术指标，而不是单纯表面粗糙度问题。塑件表观缺点是其特有质量指标，包含缺料，溢料和飞边，凹陷和缩瘪，气孔，翘曲等。模具腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度决定性原因，通常要比塑件高出一个等级。该塑件要求对型腔抛光，所以对粗糙度要求比较高，查表得PS抛光后顺纹路方向表面粗糙度为0.02m，垂直纹路方向表面粗糙度为0.26m。
第3章 注塑成型准备
3.1注塑成型工艺介绍
注塑成型是利用塑料可挤压性和可模塑性，首先将松散粒状或粉状成型物料从注塑机料斗送入高温机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流状态熔体，然后在柱塞或螺杆高压推进下，以很大流速经过机筒前端喷嘴注射进入温度较低闭合模具中，经过一段时间保压冷却以后，开启模具便能够从模腔中脱出含有一定形状和尺寸塑料制件。通常分为三个阶段工作。

图3-1 注塑成型压力—时间曲线
（1）物料准备；成型前应对物料外观色泽、颗粒情况，有没有杂质等进行检验，并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标。对于吸湿性强塑料，应依据注射成型工艺许可含水量进行合适预热干燥，若有嵌件，还要知道嵌件热膨胀系数，对模具进行合适预热，以避免收缩应力和裂纹，有塑料制品还需要选择脱模剂，以利于脱模。
（2）注塑过程；塑料在料筒内经过加热达成流动状态后，进入模腔内流动可分为注射，保压，倒流和冷却四个阶段，注塑过程能够用图所表示3.1所表示。图中T0代表螺杆或柱塞开始注射熔体时刻；当模腔充满熔体（T=T1）时，熔体压力快速上升，达成最大值P0。从时间T1到T2，塑料仍处于螺杆（或柱塞）压力下，熔体会继续流入模腔内以填补因冷却收缩而产生空隙。因为塑料仍在流动，而温度又在不停下降，定向分子（分子链一端在模腔壁固化，另一端沿流动方向排列）轻易被凝结，所以这一阶段是大分子定向形成关键阶段。这一阶段时间越长，分子定向程度越高。从螺杆开始后退到结束（时间从T2到T3），因为模腔内压力比流道内高，会发生熔体倒流，从而使模腔内压力快速下降。倒流一直进行到浇口处熔体凝结时为止。其中，塑料凝结时压力和温度是决定塑料制件平均收缩率关键原因。
（3）制件后处理；因为成型过程中塑料熔体在温度和压力下变形流动很复杂，再加上流动前塑化不均匀和充模后冷却速度不一样，制件内常常出现不均匀结晶、取向和收缩，造成制件内产生对应结晶、取向和收缩应力，脱模后除引发时效变形外，还会使制件力学性能，光学性能及表观质量变坏，严重时会开裂。故有塑件需要进行后处理，常见后处理方法有退火和调湿两种。
退火是为了消除或降低制件成型后残余应力，另外，退火还能够对制件进行解除取向，并降低制件硬度和提升韧性，温度通常在塑件使用温度以上10~20度至热变形温度以下10~20度之间；调湿处理是一个调整制件含水量后处理工序，关键用于吸湿性很强、而且又轻易氧化聚酰胺等塑料制件.调湿处理所用加热介质通常为沸水或醋酸钾溶液（沸点为121℃，加热温度为100～121℃，保温时间和制件厚度相关，通常取2～9小时。
3.2 注塑成型工艺条件
1）温度；注塑成型过程中需要控制温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。喷嘴温度通常略微低于料筒最高温度，以预防熔料在直通式喷嘴口发生“流涎现象”；模具温度通常经过冷却系统来控制；为了确保制件有较高形状和尺寸精度，应避免制件脱模后发生较大翘曲变形，模具温度必需低于塑料热变形温度。PS料和温度经验数据如表3-1所表示。
表3-1 温度经验数据
料筒温度 /℃
喷嘴温度/℃
模具温度/℃
热变形温度 /℃
后段
中段
前段

1.82MPA
0.45MPA
150~210
170~230
190~250
240~250
5~75
65~96
——
2）压力；注射成型过程中压力包含注射压力，保压力和背压力。注射压力用以克服熔体从料筒向型腔流动阻力，提供充模速度及对熔料进行压实等。保压力大小取决于模具对熔体静水压力，和制件形状，壁厚及材料相关。对于像PS流动性好料，保压力应该小些，以避免产生飞边，保压力可取略低于注射压力。背压力是指注塑机螺杆顶部熔体在螺杆转动后退时所受到压力，背压力除了可驱除物料中空气，提升熔体密实程度之外，还能够使熔体内压力增大，螺杆后退速度减小，塑化时剪切作用增强，摩擦热量增大，塑化效果提升，依据生产经验，背压使用范围约为3.4~27.5MPA。
3）时间；完成一次注塑成型过程所需要时间称为成型周期。包含注射时间，保压时间，冷却时间，其它时间（开模，脱模，涂脱磨剂，安放嵌件和闭模等），在确保塑件质量前提下尽可能减小成型周期各段时间，以提升生产率，其中，最关键是注射时间和冷却时间，在实际生产中注射时间通常为3~5秒，保压时间通常为20~120秒，冷却时间通常为30~120秒（这三个时间全部是依据塑件质量来决定，质量越大则对应时间越长）。确定成型周期经验数值如表3-2所表示。

表3-2 成型周期和壁厚关系
制件壁厚 /mm
成型周期 / s
制件壁厚 / mm
成型周期 / s
0.5
10
2.5
35
1.0
15
3.0
45
1.5
22
3.5
65
2.0
28
4.0
85
经过上面经验数据和推荐值，能够初步确定成型工艺参数，因为各个推荐值有差异，而且有和实际注塑成型时参数设置也不一致，结合二者合理原因，初定制品成型工艺参数如表3-3所表示。
表3-3 制品成型工艺参数初步确定
特征 内容 特征 内容
注塑机类型 螺杆式 螺杆转速（r/min） 48
喷嘴形式 直通式 模具温度 50
喷嘴温度(℃) 230 后段温度(℃) 150~210
中段温度(℃) 170~230 前段温度(℃) 190~250
注射压力MPa 90 保压力MPa 80
注射时间s 1.5 保压时间 s 5
冷却时间s 20 其它时间s 3
成型周期s 30 成型收缩(%) 0.6
干燥温度(℃) 60~80 干燥时间(℃) 1~3
后处理温度70℃，保温时间2小时。
3.3注塑机选择
3.3.1 注塑机介绍
1956年制造出世界上第一台往复螺杆式注塑机,这是注塑成型工艺技术一大突破,现在注塑机加工塑料量是塑料产量30%;注塑机产量占整个塑料机械产量50%.成为塑料成型设备制造业中增加最快,产量最多机种之一.
注塑机分类方法很多,现在还未形成完全统一标准分类方法.常见说法有:
（1）按设备外形特征分类:卧式,立式,直角式,多工位注塑机；
（2）按加工能力分类:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑机。
另外还有按用途分类和按合模装置特征分类,但日常生活中用较少。
3.3.2 注塑机基础参数
注塑机关键参数有公称注射量,注射压力,注射速度,塑化能力,锁模力,合模装置基础尺寸,开合模速度,空循环时间等.这些参数是设计,制造,购置和使用注塑机关键依据.
(1)公称注塑量；指在对空注射情况下,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注射装置所能达成最大注射量,反应了注塑机加工能力.
(2)注射压力；为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时流动阻力,螺杆(或柱塞)对熔料必需施加足够压力,我们将这种压力称为注射压力.
(3)注射速率；为了使熔料立即充满型腔,除了必需有足够注射压力外,熔料还必需有一定流动速率,描述这一参数为注射速率或注射时间或注射速度.
常见注射速率如表3-4所表示。
表3-4 注射量和注射时间关系
注射量/CM 125 250 500 1000 4000 6000 10000
注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600
注射时间/S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5
(4)塑化能力；单位时间内所能塑化物料量.塑化能力应和注塑机整个成型周期配合协调,若塑化能力高而机器空循环时间长,则不能发挥塑化装置能力,反之则会加长成型周期.
(5)锁模力；注塑机合模机构对模具所能施加最大夹紧力,在此力作用下模具不应被熔融塑料所顶开.
(6)合模装置基础尺寸；包含模板尺寸,拉杆空间,模板间最大开距,动模板行程,模具最大厚度和最小厚度等.这些参数要求了机器加工制件所使用模具尺寸范围.
(7)开合模速度；为使模具闭合时平稳,和开模,推出制件时不使塑料制件损坏,要求模板在整个行程中速度要合理,即合模时从快到慢,开模时由慢到快在到停.
(8)空循环时间；在没有塑化,注射保压,冷却,取出制件等动作情况下,完成一次循环所需时间.
3.3.3选择注塑机
（1）由公称注射量选定注射机
由注射量选定注射机.由PRO/E建模分析得（材料密度取）:
总体积V=49.3cm；
总质量M=56.5g；
流道凝料V’=0.5V (流道凝料体积(质量)是个未知数,依据手册取0.5V(0.5M)来估算,塑件越大则百分比能够取越小)；
实际注射量为:V=49.3×1.5=73.95 cm；
实际注射质量为M=1.5M=56.5×1.5=84.75g；
依据实际注射量应小于0.8倍公称注射量标准, 即：
0.8V≧ V （3—1）
V= V/0.8
=79.35÷0.8
=92.44 cm；
（2）由锁模力选定注射机
FF=A·P （3—2）
=2·P
=2××30×10
=569.91 （KN）
式中 F注射机锁模力（N）； A塑件和浇注系统在分型面上投影面积之和；
P型腔压力，取P=30MP ； D取是塑件平均直径，D==110.5，D110mm ；
结合上面两项计算，初步确定注塑机为表3-5所表示，查国产注射机关键技术参数表取SZ-160/1000,关键技术参数以下。
表3-5 国产注射机SZ-160/1000技术参数表
特征
内容
特征
内容
结构类型
卧
拉杆内间距(mm)
360×260
理论注射容积（cm）
179
移模行程(mm)
280
螺杆(柱塞)直径(mm)
44
最大模具厚度(mm)
360
注射压(MP)
132
最小模具厚度(mm)
170
注射速率(g/s)
110
锁模形式(mm)
液压
塑化能力(g/s)
10.5
模具定位孔直径(mm)
120
螺杆转速(r/min)
10~150
喷嘴球半径(mm)
10
锁模力(KN)
1000
喷嘴口直径
----
3.4 注射机校核
3.4.1 最大注塑量校核
为确保塑件质量，注塑模一次成型塑件质量（包含流道凝料质量）应在公称注塑量35%~75%范围内，最大可达80%，最小大于10%。为了确保塑件质量，充足发挥设备能力，选择范围通常在50%~80%。
V =73.95 cm； V＝179 cm；
=41.3% 满足要求。
3.4.2 锁模力校核
在确定了型腔压力和分型面面积以后，能够按下式校核注塑机额定锁模力：
F＞K A·P （3—3）
＞1.2×2××30×10
＞ 683.892 KN 满足要求。
式中 F注塑机额定锁模力：1000KN； K安全系数，通常取1.1~1.2，取K=1.2；
3.4.3 塑化能力校核
由3.2.3初定成型周期为30秒计算，实际要求塑化能力为
即：=2.465（g/s），小于注塑机塑化能力10.5（g/s），说明注射机能完全满足塑化要求。
3.4.4 喷嘴尺寸校核
在实际生产过程中，模具主流道衬套始端球面半径R2取比注射机喷嘴球面半径R1大1~2 mm，主流道小端直径D取比注射机喷嘴直径d大0.5~1 mm，图3.2所表示，以预防主流道口部积存凝料而影响脱模，所以，注射机喷嘴尺寸是标准，模具制造以它为准则。 3.4.5 定位圈尺寸校核
注塑机固定模板台面中心有一要求尺寸孔，称之为定位孔。注塑模端面凸台径向尺寸须和定位孔成间隙配合，便于模具安装，并使主流道中心线和喷嘴中心线相重合。模具端面凸台高度应小于定位孔深度。
3.4.6 模具外形尺寸校核
注塑模外形尺寸应小于注塑机工作台面
有效尺寸。模具长宽方向尺寸要和注塑机拉杆 间距相适应，模具最少有一个方向尺寸能穿过拉杆间空间装在注塑机工作台面上。
3.4.7 模具厚度校核
模具厚度必需满足下式：
H H H （3—4）
满足要求。
式中 H——所设计模具厚度 301 mm； H——注塑机所许可最小模具厚度170 mm；
H——注塑机所许可最大模具厚度360 mm；
3.4.8 模具安装尺寸校核
注塑机动模板，定模板台面上有很多不一样间距螺钉孔或“T”形槽，用于安装固定模具。模具固定安装方法有两种：螺钉固定，压板固定。采取螺钉直接固定时（大型模具常见这种方法），模具动，定模板上螺孔及其间距，必需和注塑机模板台面上对应螺孔一致；采取压板固定时（中，小模具多用这种方法），只要在模具固定板周围有螺孔就行，有较大灵活性。
该模具外形尺寸为300×400属中，小型模具，所以采取压板固定法（通常认为当尺寸在500×500内为中，小模具）。
3.4.9 开模行程校核
所选注塑机为全液压式锁模机构，最大开模行程受模具厚度影响。此时最大开模行程S等于注塑机移动、固定模板台面之间最大距离减去模具厚度。
S≧H+H+（5~10）mm （3—5） 280 ≧15+67+10
280≧92 满足要求。
式中 S——注塑机移模行程280 mm； H——推出距离15 mm；
H——流道凝料和塑件高度67 mm。
第4章 模具设计
4.1 塑料配方说明
塑料配方设计是塑料制品成型加工中在加工设备和工艺参数确定以后所必需进行关键步骤,设计水平高低直接关系到塑料制品最终使用性能优劣,也是应用现代技术对塑料进行改性过程,其技术含量极高.一个成功配方产生是多年实践经验和应用高新技术结局.塑料是以高分子聚合物为关键成份,加入一定量添加剂而组成一个混合物,添加剂是由一系列为改变塑料一些性能而添加混合物,通常为填充剂,增塑剂,稳定剂,润滑剂,着色剂等.依据PS特征及使用性能要求,配方中应含有以下添加剂.
填充剂——玻璃微珠；PS成型后易产生内应力,添加玻璃微珠使塑料流动性好,残余内应力分布均匀,使光漫反射率为80%~88%。
增韧剂——SBS,ABS,EPR；PS冲击性能很差,是一个十分脆材料,增韧改性是必需。
光稳定剂——氧化锌；塑料制品在日光或强荧光下，，因为吸收紫外光能量，引发氧化反应，造成聚合物降解，使制品外观或内在性能变坏，这一过程称为光氧化或光老化。
润滑剂——硬脂酸及其盐类；对塑料表面去润滑作用,预防塑料在成型加工时黏模,同时提升塑料制品表面光洁度。
着色剂——粉红色；在塑料制品中，需要着色大约占80%左右，着色目标有1：增加制品美感，以吸引消费者购置欲望2：提升产品耐候性，关键是经过着色剂防紫外线功效而实现。
抗菌剂——磷酸锆系银离子抗菌剂；考虑到该产品大家可能会作为玩具把玩,所以需要做此设计.很多塑料制品表面会滋生致病细菌，和人接触后可能造成如感冒，咽炎，流行性脑膜炎，肺结核等疾病传输。塑料抗菌改性是在树脂中加入抗菌剂，其逸出塑料表面后，可将沾在塑料表面细菌杀死或抑制细菌繁殖，保持本身清洁状态。
4.2 分型面确实定
依据分型面选择标准：
（1）便于塑件脱模；
（2）在开模时尽可能使塑件留在动模；
（3）外观不遭到损坏；
（4）有利于排气和模具加工方便。
结合该产品结构,分型面确定在塑件最大投影面积上.
图4-1所表示。
4.3型腔数目标确定
注塑模型腔数目,能够是一模一腔,
也能够是一模多腔,在型腔数目标确定时关键考虑
以下多个相关原因：
（1）塑件尺寸精度；
（2）模具制造成本；
（3）注塑成型生产效益； 图4-2 型腔排布形式
（4）模具制造难度。
考虑到该塑件是通常日用具,查手册得塑件经济精度推荐4级,这个产品是两个壳件组合,所以初定为一模两腔最合理.排列形式图4-2所表示。
4.4浇口确定
PS料流动性好,可适适用于多种浇口,为了不影响外观,简化模局结构,确定使用侧浇口。
4.5模具材料选择
现有模具模架已经标准化,所以在模具材料选择时关键是依据制品特征和使用要求选择合理型腔和型芯材料.怎样合理选择模具钢,是关系到模具质量前提条件,假如选材不妥则全部精密加工所投入工时,设备费用将浪费。
在选