基于UG的手機下蓋注塑模具設(shè)計

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1、 基于UG的手機下蓋注塑模具設(shè)計 摘 要 本設(shè)計詳細(xì)地闡述了手機下蓋零件注射工藝分析的參數(shù)化設(shè)計過程，給出了注射模具設(shè)計的一般步驟。列出了注射機選擇所要的主要依據(jù)，并對主要此產(chǎn)品注射參數(shù)進行了數(shù)據(jù)的校核。在注塑模具基本結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，舉出了各模具部分設(shè)計時應(yīng)參照的原則，并結(jié)合本課題進行了具體的分析。在分型面的選擇問題上，因為本產(chǎn)品較為復(fù)雜，本設(shè)計通過分析比較，選擇了一種最佳方案。重點分析設(shè)計了調(diào)溫系統(tǒng)，說明了調(diào)溫系統(tǒng)對產(chǎn)品成型的重要性，詳細(xì)計算了進、出模具所產(chǎn)生的熱量，最終確定大概的散熱面積、冷卻水道直徑、冷卻水道長度等工藝參數(shù)。在設(shè)計完結(jié)構(gòu)后，對模具的安裝進行了大致的說明，對模具的

2、開合動作做了必要的解釋和分析，解釋了試模的原理和操作方法，并提出了對應(yīng)的解決方法。使用NX UG進行三維造型貫穿整個設(shè)計過程，使設(shè)計變得很輕松，也可以及時地發(fā)現(xiàn)模具中的干涉等問題。 關(guān)鍵詞：注射模；NX UG；成型機的選擇；手機下蓋造型；零件；模具設(shè)計 II Abstract This paper has elaborated the injection mould parametric design of the Round Box, change during molding and forecast the fill

3、ing quality. How to choose machine and check the main parameters is involved in this paper. During the structure design of the mold, the principle of each part is been listed out and analysised combining this title. The issue of designing parting plane, there list three programs and choose the best

4、one at last. The determination of side core’s parameters is referenced to the method of oblique guide. The design points of the side core is listed out. The temperature adjusting system’s design and analysis is the focus in this paper. Here elaborated the importance of the temperature adjusting syst

5、em, and detailed calculated the heat that enter and out the mold, then determined the parameters of cooling system. After the design of structure, this paper simply explains the assemble order, analyses the course of mold opening and closing. It analyses the problem that would appear during testing

6、the mold and gives some blue print to solve those problem. NX UG is being used to built of three-dimensional model. It makes the design a easy work, and some problems like intervene has been found out in time. KEYWORDS: Injection Molding；NX UG； Plastic Molding Analysis；Round Box III

7、 目 錄 摘 要 III Abstract IV 第一章 緒 論 1 1.1 注射成型模具的地位及發(fā)展趨勢 1 1.1.1 注塑成型模具的地位 1 1.1.2 注塑成型模具的發(fā)展趨勢 1 1.2 畢業(yè)設(shè)計選題的背景、設(shè)計方法、目的和意義 2 1.2.1 設(shè)計選題的背景和設(shè)計方法 2 1.2.2 設(shè)計的目的和意義 2 第二章 塑件工藝性及成型工藝條件 3 2.1手機下蓋零件制品圖 3 2.2 塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析 3 2.3 塑件成型工藝條件分析 3 2.3.1 ABS的性能指標(biāo)： 4 2.3.2 塑件材料成型性能 4 2.3.3注塑模工藝條件 4

8、 1.干燥處理： 4 2.4 成型設(shè)備的選擇 5 2.5 注射機基本參數(shù)的校核 6 2.5.1 注射量的校核 6 2.5.2 鎖模力的校核 6 2.5.3 最大注射壓力的校核 7 2.5.4 注射機安裝模具部分的尺寸校核 7 2.5.5 開模行程的校核 7 第三章 注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 8 3.1 型腔數(shù)目的確定和排列方式 8 3.2 分型面的選擇 8 3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 9 3.3.1 流道和澆口的設(shè)計 9 3.4 成型零部件的設(shè)計 11 3.4.1 型腔寬度尺寸的計算 11 3.4.2 型腔長度尺寸的計算 12 3.4.3 型腔高度尺寸的計算 12 3.4

9、.4 型芯寬度尺寸的計算 12 3.4.5 型芯長度的計算 12 3.4.6 型芯高度尺寸的計算 13 3.4.7型腔設(shè)計 13 3.4.7型芯設(shè)計 13 3.4.8 成型型腔壁厚的計算 14 3.5 脫模機構(gòu) 15 3.5.1 脫模力的計算 15 3.5.2 推出零件尺寸的確定 16 3.6 調(diào)溫系統(tǒng) 17 3.6.1 調(diào)溫系統(tǒng)的重要性 17 3.6.2 通過自然冷卻所散發(fā)的熱量 17 3.6.3型芯所需冷卻水管參數(shù) 20 3.7導(dǎo)向機構(gòu) 22 3.7.1 成型部分的導(dǎo)向 22 3.7.2 推出機構(gòu)的導(dǎo)向 23 3.8 排氣系統(tǒng) 23 第四章 手機下蓋模具的

10、裝配與調(diào)試 24 4.1 模具的安裝 24 4.1.1 模具總裝圖 24 4.1.2 模具的3D裝配圖 25 4.2 模具的開合動作分析 25 4.2.1 試模 25 4.2.2 試模時可能出現(xiàn)的問題和解決辦法 26 4.2.3 試模時應(yīng)注意的事項 27 結(jié) 論 28 致 謝 29 參考文獻 30 第1章 緒 論 1.1 注射成型模具的地位及發(fā)展趨勢 塑料模具是當(dāng)今世界工業(yè)領(lǐng)域非常極具活力的一門產(chǎn)業(yè)。塑料是當(dāng)今社會主要的工業(yè)結(jié)構(gòu)材料之一，非常廣泛應(yīng)用到汽車、生用品活、通信

11、、儀器儀表外殼、文體用品、化工材料、紡織、醫(yī)藥衛(wèi)生、建筑等各個領(lǐng)域。展望21世紀(jì)，高分子合成材料將進入質(zhì)的飛躍發(fā)展時期。 1.1.1 注塑成型模具的地位 從2003年我國模具進口的海關(guān)統(tǒng)計資料可知，在沖壓模具和注射模具當(dāng)中，塑料模具占了模具進口量的57%，而注射成型模具是大頭。注射成型模具設(shè)計是否合理，決定著注塑成型生產(chǎn)后質(zhì)量優(yōu)劣及成品率高低，通俗一點的講，是否能加工出優(yōu)質(zhì)的塑膠制件，在很大程度上需要優(yōu)秀的模具設(shè)計師通過合理的設(shè)計來完成這件事。 在現(xiàn)代塑料制件的生產(chǎn)過程中，較為合理的注塑成型工藝、先進的注塑成型模具及高精度、高效率的注塑設(shè)備是當(dāng)代塑料成型加工中必不可少的三個重要因素。

12、在我國注塑模具產(chǎn)品水平從2004年開始，模具產(chǎn)業(yè)有了非常長足的進步。在大型注塑模具方面，可以生產(chǎn)1219mm這么大電視機的塑料外殼模具、包括6.5kg大容量洗衣機洗衣桶的模具以及汽車保險杠、整體儀表板等非常大要求非常高的塑料模具；在一些精密注塑模具方面，我國也達到了較高的國際化水平。這一些也顯示了目前我國在注塑模方面的技術(shù)已達到了較高水平，并在國民經(jīng)濟發(fā)展中將也發(fā)揮越來越重要的作用。 現(xiàn)在考察某個國家的科學(xué)與生產(chǎn)技術(shù)水平，塑料的生產(chǎn)與應(yīng)用情況是重要標(biāo)志之一。塑料的加工與應(yīng)用和塑料工業(yè)發(fā)展的快慢，對國家科技與生產(chǎn)，以及國民經(jīng)濟的發(fā)展的巨大影響是不言而喻的。 1.1.2 注塑成型模具的發(fā)展趨

13、勢 我們國家的注塑模具設(shè)計與制造方面，和國外的一個工業(yè)大國之間還存在一定的差距。但在國家新的發(fā)展格局和與之相配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和改革開放方針引導(dǎo)下，水平大大提高?？傮w上來看注塑模具發(fā)展趨勢，注塑成型模具正加深理論研究，加速推進標(biāo)準(zhǔn)化進程，深入研究和發(fā)展高精尖的注塑模具設(shè)計和制造藝術(shù)。 1.2 畢業(yè)設(shè)計選題的背景、設(shè)計方法、目的和意義 1.2.1 設(shè)計選題的背景和設(shè)計方法 本次設(shè)計的手機下蓋零件是一生活中常見的商品，我國現(xiàn)在使用量非常大，在日常工作當(dāng)中很多的應(yīng)用。由于它的生產(chǎn)批量大，精度要求高，又屬于損耗性消費的產(chǎn)品，經(jīng)常要壞要換，材料為塑料ABS，非常適合用注塑模具來進

14、行生產(chǎn)。本次設(shè)計就是設(shè)計生產(chǎn)手機下蓋的模具，其原理和諸多注射模具一樣是將粒狀塑料連續(xù)輸入到成型機的料筒中加熱熔融，然后由注射桿推進，由噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)導(dǎo)入模具中，然后保壓冷卻，使之固化成型。為了增加效率，而且可以合理而快速的設(shè)計出模具，我們采用無參數(shù)化設(shè)計，這也是現(xiàn)在常用的模具設(shè)計方法。整個設(shè)計過程包括工藝分析、設(shè)計方案的確定、模具經(jīng)歷設(shè)計的簡單，減少成本、然后模具二維和三維圖的繪制。學(xué)習(xí)并使用UG軟件三維建模和設(shè)計，CAD軟件繪制2D的工程圖，最后整理設(shè)計說明書，完成整個設(shè)計。 1.2.2 設(shè)計的目的和意義 通過這次畢業(yè)設(shè)計，預(yù)期可以達到以下目的： 1）加深對塑料材料的組成及基本性

15、能的了解。 2） 用過查看資料了解注射成型的基本原理，慢慢學(xué)會正確分析成型工藝。 3）掌握一類成型模具的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計方法。 4）具有初步分析、解決模具現(xiàn)場技術(shù)問題的能力。 注塑成型是一門實踐性很強的學(xué)問，若想對它真正的了解做到融會貫通，還需要長期的通過生產(chǎn)實踐得到經(jīng)驗才能完成。在畢業(yè)設(shè)計中，需要對大學(xué)四年以來學(xué)過的知識進行綜合應(yīng)用，即可以加深對已學(xué)知識的理解，又可以通過查看資料從中發(fā)現(xiàn)不足同時，也可以加強創(chuàng)新以及動手能力的培養(yǎng)，加強獨立分析和解決問題的能力，因此，本次手機下蓋零件的設(shè)計有非常重要的現(xiàn)實意義。 第二章 塑件工藝性及成型工藝條件 2.1手機下蓋零件制

16、品圖 本此通過拆卸和實際測量手機下蓋的外形尺寸，用UG無參數(shù)建模盡量做到和實物一樣來構(gòu)建模型，主要設(shè)計的部分為我們將要對其進行注射模具設(shè)計的，建模后的制品圖如圖所示。 圖 手機下蓋零件制品圖 2.2 塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析 本塑件為類似矩形薄壁商品，壁厚均勻，有利于各部分同時冷卻，減緩內(nèi)應(yīng)力。將開口朝上放置可以看到，其底部有四個圓柱，其他地方都直身形狀，但有足夠的斜度，可以順利脫模，經(jīng)模流分析，氣孔和熔結(jié)痕較少，且不在關(guān)鍵部位，充型質(zhì)量很高，可以保證表面質(zhì)量。塑件不允許有裂紋、變形缺陷，精度等級為高精度。綜合以上幾點考慮，可以成型合格的塑料制件來。 2.3 塑件成型工藝條件分析

17、 ABS是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合理學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蝕性、耐熱性及表面硬度，丁二烯使ABS堅韌，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS價格便宜原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的工程塑料之一。是一種良好的熱塑性塑料。 ABS無毒，無氣味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤，、不透明，密度為1.02--1.05。既有較好的抗沖擊強度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿、酸類對ABS幾乎沒有影響， ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹

18、，在酮，醛，酯，氯代烴中會溶解或形成乳濁液。ABS表面受冰醋酸，植物油等化學(xué)藥品的侵蝕時會引起應(yīng)力開裂， ABS有一定的硬度，他的熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸穩(wěn)定性較好，易于成型加工，經(jīng)過調(diào)色配成任何顏色。其缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70左右，熱變形溫度約為93耐氣候性差，在紫外線作用下ABS易變硬發(fā)脆。 2.3.1 ABS的性能指標(biāo)： 密度 1.02——1.05（），收縮率 ，熔點，彎曲強度80Mpa，拉伸強度3549Mpa，拉伸彈性模量1.8Gpa，彎曲彈性模量1.4Gpa，壓縮強度1839Mpa，缺口沖擊強度1120，硬度6286HRR，體積電阻系

19、數(shù)，收縮率 范圍內(nèi)。ABS的熱變形溫度為93118℃，制品經(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40100℃的溫度范圍內(nèi)使用。 2.3.2 塑件材料成型性能 ABS易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工前應(yīng)進行干燥處理；ABS在升溫時黏度增高，黏度對剪切速率的依賴性很強，因此模具設(shè)計中大都采用側(cè)澆口形式，成型壓力較高，塑件上的脫模斜度宜稍大；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)該注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響及小。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在5060，要求塑件光澤和耐熱時，模具溫度應(yīng)控

20、制在6080。ABS比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。一般為1.8~2.5%。并且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而，它對芳香烴（如苯）溶劑、氯化烴（四氯化碳）溶劑等沒有抵抗力。 2.3.3注塑模工藝條件 1.干燥處理： 如果儲存適當(dāng)則不需要干燥處理。 2.熔化溫度： 220~275C，注意不要超過275C。模具溫度：40~80C，建議使用50C。結(jié)晶程度主要由模具溫度決定。注射壓力：可大到1800bar。 3.注射速度：

21、 通常，使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到最小。如果制品表面出現(xiàn)了缺陷，那么應(yīng)使用較高溫度下的低速注塑。流道和澆口:對于冷流道，典型的流道直徑范圍是4~7mm。建議使用通體為圓形的注入口和流道。所有類型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑范圍是1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的澆口。對于邊緣澆口，最小的澆口深度應(yīng)為壁厚的一半；最小的澆口寬度應(yīng)至少為壁厚的兩倍。ABS材料完全可以使用熱流道系統(tǒng)。 4.典型用途 ABS在機械工業(yè)上用來制造復(fù)印機、泵業(yè)輪、軸承、把手、管道、管連接件、蓄電池槽、冷藏庫和冰箱襯里等，汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管等，還可用ABS夾

22、層板制小轎車車身。ABS還可用來制造水表殼，紡織器材，電子電器外殼，電器零件、玩具、電子琴及收錄機殼體、食品包裝容器，農(nóng)藥噴霧器及家具等。 2.4 成型設(shè)備的選擇 選注射機應(yīng)該考慮注塑容量、產(chǎn)品需要最大成型面積、產(chǎn)品的截面尺寸、模具的頂出、定位環(huán)、澆品套，閉合高度以及成型工藝等等，現(xiàn)通過產(chǎn)品大小初步選擇一個注塑機，查資料后選擇型號為HTF80XB。 表 注射機基本參數(shù) 型號 單位 80A 80B 80C 參數(shù) 螺桿直徑 mm 34 36 40 理論注射容量 cm3 111 124 153 注射重量PS g 101

23、 113 139 注射壓力 Mpa 206 183 149 注射行程 mm 122 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 0~220 料筒加熱功率 KW 5.7 鎖模力 KN 800 拉桿內(nèi)間距(水平垂直) mm 365365 允許最大模具厚度 mm 360 允許最小模具厚度 mm 150 移模行程 mm 310 移模開距(最大) mm 670 液壓頂出行程 mm 100 液壓頂出力 KN 33 液壓頂出桿數(shù)量 PC 5 油泵電動機功率 KW 11 油箱容積 l 200 機器尺寸(長寬高) m 4.31.2

24、51.8 機器重量 t 3.22 最小模具尺寸(長寬) mm 240240 2.5 注射機基本參數(shù)的校核 2.5.1 注射量的校核 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，一般情況下注射機的最大注射量是額定注射量的百分之80，按公式計算體積的方法，必須 式中——單個塑件容量，用NX.UG測得（取整數(shù)）是31.2； 式中：--型腔數(shù)量 --單個塑件的重量（g） --澆注系統(tǒng)所需塑料的重量（g） 本設(shè)計中：n=2 5.88g =2.5g m≥（2x5.88+2.5）/0.8 即m≥17.8g 因而預(yù)選

25、注塑機額定注塑量最少為17.8g以上 故注射量符合要求。 2.5.2 鎖模力的校核 為防止模具分型面被脹模力頂開，必須對模具施加足夠的鎖模力，否則在分型面處將產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。本設(shè)計中必須 （3.2） 式中——注射機額定鎖模力（N）； ——塑料熔體在型腔內(nèi)的平均壓力，根據(jù)文獻[4]第138頁表4-1，取30； ——制品在分型面上的垂直投影面積，經(jīng)計算得15077 mm。 ——澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積，經(jīng)計算得1076 mm。 則，故鎖模力符合要求。 2.5.3 最大注射壓力的校核 本設(shè)計中成型時

26、的注射壓力為60～100MPa，注射機額定注射壓力為182MPa，故注射壓力符合成型要求。 2.5.4 注射機安裝模具部分的尺寸校核 定位環(huán)尺寸：定位環(huán)必須與定位孔呈間隙配合，便于模具安裝并使注流道中心線與注射機噴嘴中心線重合，定位環(huán)的高度小型模具取8～10mm，大型模具取10～15mm，定位孔深度應(yīng)大于定位環(huán)的高度。 模具厚度：確定型腔尺寸后選定標(biāo)準(zhǔn)模架，查資料得模架的閉合厚度為260mm，在注射機允許的最大150mm、最小閉合厚度360mm之間。 模具的長度與寬度：查資料得模板長度為320mm，寬度為300mm，而我們選擇的注塑機的拉桿內(nèi)距是360mm*360mm，故可以安裝在

27、注射機上，。 2.5.5 開模行程的校核 開模行程應(yīng)小于或等于注射機的模板行程，按下式校核 （3.3） 式中——注射機最大開模行程，670； ——模具所需開模距離，； ——抽芯距，0； ——塑件脫模距離，15； ——包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度，80。 S=15+80+0+10=105 mm 可見，開模行程滿足設(shè)計要求。 第三章 注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1 型腔數(shù)目的確定和排列方式 確定型腔的數(shù)目有四種方法：按注射機的最大注射量、注射機的額定鎖模力、制品的精度要求以及加工的經(jīng)濟

28、性。 現(xiàn)在根據(jù)注射機的最大注射量來確定型腔數(shù)目n 式中 ——注射機最大注射量，g ——澆注系統(tǒng)凝料量，g ——單個塑件的質(zhì)量，g 查注塑機參數(shù)表，前面通過測量3D體積，可以得出 =124 g，=2.5g ，=5.88 上面已算出=15 cm 則：=16.4（個） 所以，取n=2，即采用一模二腔形式。 若為多型腔模具，則應(yīng)使各型腔的排列盡量緊湊和對稱，且盡量使用平衡進料方式。 本模具為一模二腔，布置在上下既可。 3.2 分型面的選擇 模具上用于取出塑件和（或）澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸面通稱為分型面。

29、 通常按分型面的形狀，將分型面分為平面型、曲面型和階梯形三種。常把動定模分開的面稱為主分型面。選擇分型面的基本原則：①便于脫模和簡化模具結(jié)構(gòu)；②不影響外觀；③保證尺寸精度；④有利于排氣；⑤便于模具零件加工；⑥考慮注射機的技術(shù)規(guī)格；⑦側(cè)向分型應(yīng)與主分型面協(xié)調(diào)。 如下圖，分形面選在凸臺的下沿。經(jīng)模流分析，產(chǎn)生的氣孔和熔結(jié)痕主要集中在圖所示截面上，且該面為料流未端，利于利用分型面排氣，且比較容易達到表面質(zhì)量，但是增加了側(cè)型芯的制造難度。 圖 方案一分型面示意圖 綜上，全面考慮到制品的成型質(zhì)量和模具的制造工藝性，選擇本設(shè)計最終的設(shè)計方案。 3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 普通澆注系統(tǒng)由主流道、分

30、流道、澆口、冷料穴四部分組成，其作用是使熔體順利而平衡的充模、壓實和保壓。 3.3.1 流道和澆口的設(shè)計 主流道與熔體接觸，應(yīng)選用較好的材料制造，還要進行淬火處理，以提高硬度，常設(shè)計成澆口套，便于更換。為保證澆口套不被沖出定模，加定位環(huán)固定，同時也能讓澆口套與噴嘴對中定位。 ①主流道設(shè)計成錐形，ABS流動性好，可取較小的錐角，本設(shè)計中取=2?。 內(nèi)壁表面粗糙度Ra=0.63。 ②主流道半球形=+（1~2）mm，本設(shè)計=18mm，=18+1=19mm。 小端直徑=+(0.5~1)mm，=7.5mm, =7.5+0.5=8mm,取0.5是為了獲得更小的截面積，從而有更大的充型速度，并且

31、減小溫降和壓力降。 凹坑深度取h=4mm. ③大端過渡圓角半徑取r=2mm ④主流道長度根據(jù)模板厚度確定，暫取L=55mm 襯套和定模采用配合H7/m6,熱處理后硬度為55~60HRC。 ⑤定位環(huán)與注射機定位孔采用H11/h11配合。 圖 澆口套結(jié)構(gòu)示意圖 圖 澆口套安裝形式示意圖 本模具一模兩穴，比較合適側(cè)澆口進澆。該澆口流通途徑短，壓力、能量損失小，易于加工，補縮作用強，有利于充型。為防止冷料進入型腔，在澆口下頂針處開有冷料穴，主流道長度就盡量短，澆口直徑應(yīng)盡量小，一般D≤2t。 圖 澆口示意圖 3.4 成型零部件的設(shè)計 模具在進

32、行閉合以后，我們將塑料的成型制品放置的這個地方就叫做型腔。組成模具的型腔的零部件就叫做是成型的零部件。正常來說這個包含了型腔，型芯，型環(huán)還有鑲塊等等。我們已經(jīng)加工出來的零部件跟塑料進行的是直接的接觸，這個成型的塑件的一些地方受到塑料熔體的壓力，這個加工的塑料產(chǎn)品的形狀，精確度，都跟這個有關(guān)系，所以我們在對成型的零部件進行設(shè)計的時候也是關(guān)系到了注射模具。 形狀已經(jīng)出來的零部件在進行注射加工成型的時候要受到溫度還有壓力還有塑料熔體對于它的沖擊還有摩擦，在進行長時間的工作以后一定會出現(xiàn)磨損，變形還有劈裂，所以我們要在設(shè)計它的結(jié)構(gòu)還有形式的時候一定要合理，計算它的大小還有公差一定要準(zhǔn)確，這樣才能夠保

33、證它的強度，剛度都能達到要求，表面質(zhì)量是比較好的。 對于成型的零部件進行設(shè)計的時候要能保證塑料產(chǎn)品的質(zhì)量，還要加工起來很簡單，裝配起來方便，使用起來方便，維修的時候也沒有那么復(fù)雜。 3.4.1 型腔寬度尺寸的計算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：LS1=450.05=45.23-0.70MM,相應(yīng)的塑件制造公差， LM1=[(1хSCP)+LS1+X1ХP1]00.22=[(1Х0.005)+45+0.6Х0.7]00.22=45.2300.22mm 式中，是塑件的平均收縮率，ABS的收縮率為1%~2%,所以平均收縮率；、是系數(shù)， 一般在0.5~0.8之間，此處取；分別是塑件上相應(yīng)尺寸的公差（下同）

34、；是塑件上相應(yīng)尺寸制造公差對于中小型零件取（下同）。 3.4.2 型腔長度尺寸的計算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：LS1=1020.05=102.51.20MM，相應(yīng)的塑件制造公差Δ3=1.2MM LM1=[(1+SCP)+LS1+X3ХP1]00.2=[(1+0.005)+102+0.5х1.2]00.2=102.500.2MM 式中，是系數(shù)，一般在0.5~0.8之間，此處取。 3.4.3 型腔高度尺寸的計算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：HS1=11.990.05=12.05-0.040MM,應(yīng)的塑件制造公差0.1mm HM1=[(1+SCP) +HS1+X1ХP1]=[(1+0.005)+11.

35、99+0.7х0.4]00.067=12.0500.067MM。 3.4.4 型芯寬度尺寸的計算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換HS=10.490.02=10.540O.4MM，相應(yīng)的塑件制造公差o.4mm HM=[(1+SCP)+H S+XХP]= [(1+0.005)+10.49+0.6х0.4]-0.170 =10.54.0670 MM 式中，是系數(shù)，可知一般在0.5~0.7之間，此處取。 3.4.5 型芯長度的計算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換LS=990.05=99.501.02MM：，相應(yīng)的塑件制造公差1.02mm LM=[(1+SCP)+LS+XХP]= [(1+0.005)+99+0.65х1

36、.02]-0.170 =99.5-0.170 MM 式中，是系數(shù)，知一般在0.5~0.7之間，此處取。 3.4.6 型芯高度尺寸的計算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換HS=49.060.2=49.310O.4MM，相應(yīng)的塑件制造公差Δ3=0.4mm HM=[(1+SCP)+H S+XХP]= [(1+0.005)+49.06+0.6х0.4]-0.170 =49.310.0670 MM 式子里面，x代表的是系數(shù)，通常來說是之間，在這里我們選擇的數(shù)值是。 3.4.7型腔設(shè)計 型腔的作用是用來將確定加工的零部件的外部輪廓的，它的結(jié)構(gòu)跟需要加工的產(chǎn)品的外形，大小，使用的要求還有生產(chǎn)的批量，模具

37、的加工辦法都是有密切的關(guān)系的，一般經(jīng)常可以看到的結(jié)構(gòu)形式主要有整體的，嵌入的，鑲拼的還有瓣合式的這幾種。 我們這篇論文里面使用的是嵌入式，它的特點就是結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，型腔的結(jié)構(gòu)式很牢固的，可靠地，不會發(fā)生變形，加工出來的產(chǎn)品的表面不會出現(xiàn)拼接的痕跡的，還可以將注射模里面加工的產(chǎn)品的數(shù)量降低，讓整個模具的外形都縮小很多。但是進行模具的加工是很復(fù)雜的，在加工的時候還需要用數(shù)控還有電火花來進行。 圖 型腔設(shè)計 3.4.7型芯設(shè)計 我們這篇論文里面涉及的零件的結(jié)構(gòu)沒有多復(fù)雜，深度也沒有多大，我們在對這個塑料件的實體進行額分析以后，我們將塑料件的型芯使用的是嵌入式的，選擇這樣的型芯是因為在加工的

38、時候很方便，在對于模具的維護很方便，在型芯還有動模板進行互相配合的時候使用的是。 圖 型芯設(shè)計 3.4.8 成型型腔壁厚的計算 成在對加工的塑料產(chǎn)品注射成型的時候，在型腔里面主要承受的是塑料熔體的壓力，所以這個時候模具的型腔里面的強度還有剛度是很大的。 計算公式如下： S長代表的是： S長 = S 短 ≥ 1.15[ph/(E[δ])] = 1.15[30x1.5(2.1x10x0.03)] = 0.433 按強度條件計算: S長 ≥ r{[[σ]/( [σ]-2p)] -1} = 102x{[2500(2500-2x30)] -1} = 1.246 S 短 ≥ r{

39、[[σ]/( [σ]-2p)] -1} = 65x{[2500(2500-2x30)] -1} = 0.794 按照厚度的數(shù)值還有校核的結(jié)構(gòu)，選擇側(cè)面的內(nèi)壁的厚度是可以的，所以我們論文里面的模具的型腔的側(cè)壁的厚，除此之外動模的型芯進行一樣的計算，那么它的厚度的值就是 注： E—模具材料的彈性模量（MPa），碳鋼為2.1x x10； 分別計算。 3.5 脫模機構(gòu) 脫模機構(gòu)設(shè)計原則：①保證塑件不因頂出而變形損壞及影響外觀；②盡量將塑件留在動模；③推出機構(gòu)運動要準(zhǔn)確、靈活、可靠，無卡死現(xiàn)象，機構(gòu)本身應(yīng)有足夠的剛度、強度和耐磨性。 因本產(chǎn)品為手機下蓋的，材料A

40、BS質(zhì)硬，且一模二腔，為不使塑件變形，可利用推桿推出。 3.5.1 脫模力的計算 本次設(shè)計的產(chǎn)品為薄壁制件（t/d=2/116=0.017<0.05）,所需脫模力按以下公式計算： 式中——形制品的壁厚，2mm； ——產(chǎn)品的彈性模量，3000； ——產(chǎn)品平均成型收縮率,1.8%； ——塑件對型芯的包容長度，21； ——模具的脫模斜度，1； ——塑料的泊松比，0.32； ——無量綱系數(shù)，隨和而異，取1.0084； ——制件與型芯間的磨擦系數(shù)，0.12； ——盲孔制品型芯在垂直于脫模方向上的投影面積，7688。 =2174.48

41、3.5.2 推出零件尺寸的確定 本次設(shè)計時使用推桿推出成型零部件脫模，只需計算推桿即連接桿的尺寸。根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式，可得推桿直徑（）的公式 式中——推桿的最小直徑，； ——安全系數(shù)，可?。? ——推桿的長度，115， ——脫模力，456312.32； ——推桿數(shù)目，1； ——鋼材的彈性模量，3000； =19.37,取20； 推桿直徑確定后，按以下公式進行強度校核 式中——推桿材料的許用應(yīng)力，200； ——推桿所受的應(yīng)力，；

42、 其它符號同前。 =4.22<200，符合受力要求。 推出機構(gòu)形式如圖所示： 圖 推出機構(gòu)示意圖 3.6 調(diào)溫系統(tǒng) 3.6.1 調(diào)溫系統(tǒng)的重要性 模具溫度對塑料制件的質(zhì)量及生產(chǎn)效率有極大的影響，主要表現(xiàn)在以下幾個方面： （1） 改善成形性 （2） 成型收縮率 （3） 塑件變形 （4） 尺寸穩(wěn)定性 （5） 力學(xué)性能 （6） 外觀質(zhì)量 3.6.2 通過自然冷卻所散發(fā)的熱量 1. 單位時間型腔內(nèi)的總熱量Q（kJ/h） 式中——每小時注射次數(shù)； ——每次塑料的注射量，kg； ——單位熱流量，。

43、 本設(shè)計中成型周期為20s，=3600/20=180次； 每次塑料的注射量包括塑件的質(zhì)量和澆注系統(tǒng)的質(zhì)量，本設(shè)計前面已經(jīng)計算了總的注塑量所以得出=73.71g=0.0737kg。 查文獻[1]第222頁圖10-2，取=160.8 ==21331.7 2. 由冷卻系統(tǒng)帶走的熱量 （） == 1525.2552 應(yīng)分別由凹模和型芯的冷卻回路帶走，采用資料1式（10-41）的分配方案， =610.10 =915.18 3.計算冷卻回路有關(guān)參數(shù)、凹模所需冷卻水管參數(shù) 式中——冷卻水入口溫度，設(shè)定20； ——冷卻水出口溫

44、度，本設(shè)計要求精度較高，設(shè)定出口溫度為21（精度為3級時進出口溫差應(yīng)小于2）； ——冷卻水平均溫度時水的密度，998.2； ——冷卻水平均溫度時水的比熱容，4.187； ——所需冷卻水的體積流量， = 2.43 則冷卻水的平均流速 ==1.61 將冷卻管道設(shè)計成螺旋形半圓水道，直徑設(shè)為0.08，則冷卻水流速應(yīng)是計算的一倍，即3.22。 凹模冷卻水道長度: 模具熱阻按以下公式計算 式中——模具的熱傳導(dǎo)阻力，表現(xiàn)為溫差，； ——進入模具的熔體的總熱含量，922.1W； ——水孔中心至型腔的距離，取12； ——型腔表面積，122783；

45、 ——模具材料的傳熱系數(shù)，查資料2P215表5-55，一般鋼材取； =K 可見，冷卻水管壁與型腔壁溫差幾乎為零，即整個型腔溫度可視為相等。 則型腔散熱面積 式中——型腔的散熱面積，； ——冷卻水平均溫度，20.5； =0.0037，制件與型腔的接觸面積為0.047，與計算的散熱面積比較接近。 則型芯冷卻水管長度 ==179.96 凹模冷卻水道參數(shù)校核 冷卻水流動狀態(tài)的校核 校核公式為 式中——水的運動黏度，查資料1P229圖10-8，取= 則 故水的流動屬于穩(wěn)定湍流，有良好的冷卻效果。 冷卻回路壓降計算

46、 式中——水在時的密度，993.2； ——冷卻回路因孔行變化或改變方向引起的局部阻力的當(dāng)量長度，型腔中有一次90轉(zhuǎn)彎，得===0.24 =671.6Pa 該壓力遠小于一般自來水的壓力，故該方案可靠。 3.6.3型芯所需冷卻水管參數(shù) 式中——冷卻水入口溫度，設(shè)定20； ——冷卻水出口溫度，本設(shè)計要求精度較高，設(shè)定出口溫度為21； ——冷卻水平均溫度時水的密度，998.2； ——冷卻水平均溫度時水的比熱容，4.187； ——所需冷卻水的體積流量， = 3.65 將冷卻管道設(shè)計成圓形水道，直徑設(shè)為0.008，則冷卻水的平均流速 =

47、=2.42 半圓形水道流速應(yīng)為4.82。 型芯冷卻水道長度: 與型腔設(shè)計時同理，整個型芯溫度可視為相等。 則型腔散熱面積 式中——型芯的散熱面積，； ——冷卻水平均溫度，20.5； =0.0055 制件與型芯的接觸面積為0.048，與計算的散熱面積比較接近。 則型芯冷卻水管長度 ==267.51 型芯冷卻水道參數(shù)校核 冷卻水流動狀態(tài)的校核 校核公式為 式中——水的運動黏度，查資料1P229圖10-8，取= 則 故水的流動屬于穩(wěn)定湍流，有良好的冷卻效果。 冷卻回路壓降計算 式中——水在時的密度，993.2； ——冷卻回路因孔行變化或改變方向引起的

48、局部阻力的當(dāng)量長度，型腔中有一次90轉(zhuǎn)彎，得===0.24 =1220.74Pa 該壓力遠小于一般自來水的壓力，故該方案可靠。 圖 冷卻回路三維圖 3.7導(dǎo)向機構(gòu) 導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面導(dǎo)向兩種形式，其設(shè)計基本要求是導(dǎo)向精確，定位準(zhǔn)確，并具有足夠的剛度、強度和耐磨性。模具的導(dǎo)向機構(gòu)的作用：主要用于保證動模和定模兩大部分以及模內(nèi)其他零部件之間的準(zhǔn)確對合，對模具起定位和導(dǎo)向作用。 3.7.1 成型部分的導(dǎo)向 本設(shè)計中塑件的尺寸較大，成型壓力會使型芯和型腔偏移，且型腔較深，精度要求較高，故采鑲嵌式成型型芯和型腔。此種設(shè)計還可以提高模具的剛性。具體結(jié)構(gòu)見型芯型腔圖。

49、 3.7.2 推出機構(gòu)的導(dǎo)向 為保證塑件的準(zhǔn)確推出與復(fù)位，同時也為了使復(fù)位桿的運動不至于偏離預(yù)定路徑，本設(shè)計中采用了四根復(fù)位桿來保證推出機構(gòu)的運動精確。 3.8 排氣系統(tǒng) 模具一般的困氣位置為分布在與澆口對應(yīng)的位置；熔體中水分蒸發(fā)產(chǎn)生的氣泡一般成呈不規(guī)則的分布；熔體分解后所產(chǎn)生的氣泡一般主要分布在厚壁部分。通過觀察產(chǎn)品的外觀，可據(jù)此判斷氣泡來源，前期我們也要做事合理的預(yù)判。 排氣方式很多： ① 利用分型面排氣； ② 利用型芯與模板的配合間隙排氣； ③ 利用推桿或側(cè)型芯的間隙排氣； ④ 開設(shè)排氣槽。 經(jīng)過我們分析，本塑件中氣泡大部分都是產(chǎn)生有分型面上，所以在生產(chǎn)前，我們先可利用

50、分型面排氣，到時若還不足夠排氣成功，則加大側(cè)型芯運動間隙來排氣。 第四章 手機下蓋模具的裝配與調(diào)試 4.1 模具的安裝 4.1.1 模具總裝圖 圖 模具2D總裝圖 4.1.2 模具的3D裝配圖 圖 模具裝配圖3D圖 4.2 模具的開合動作分析 1.模具安裝上注塑機，通過定位環(huán)定位 2.注塑機噴嘴對準(zhǔn)澆口襯套 3.注射，保壓，冷卻，成型 4.模具分型面開模， 5.停止開模 6.注塑機頂棍通過頂棍孔頂向頂針底板， 7.繼續(xù)頂出運動，頂針底板帶動頂針頂出塑件。 8.塑件脫模，取出塑件 9.注塑機頂棍退回，在復(fù)位桿和

51、彈簧的作用下，模具頂出和斜頂抽芯系統(tǒng)復(fù)位。 10.模具合模，準(zhǔn)備下一次注塑過程 4.2.1 試模 試模是模具生產(chǎn)的最后階段. 試模的一般過程是：先將擦干凈的模具按常規(guī)安裝到注射機上，然后調(diào)整合模、開模和頂出，在空載情況下合模開模來回活動幾下，若沒發(fā)現(xiàn)模具有異常或不靈活等問題，就開始試打樣件。料筒的塑料應(yīng)符合要求并存放一定的量，由注射機加熱塑化，打樣件時注射量，注射壓力鎖模力通過試模確定最佳值，此時塑件應(yīng)符合外形和表面質(zhì)量達到產(chǎn)品設(shè)計要求。試模工作即告結(jié)束。 4.2.2 試模時可能出現(xiàn)的問題和解決辦法 注射填充不足： 產(chǎn)生原因：熔體流動阻力過大；型腔排氣不良；鎖模力不足。

52、改進措失：正確的設(shè)計流道或分流道使其合理；合理的安排頂桿、鑲塊，利用間隙充分排氣調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。 制品尺寸超差： 產(chǎn)生原因：注射壓力過高，保壓時間過長；注射壓力偏低，保壓時間不足。 改進措失：提高模具溫度；降低注射壓力，縮短保壓時間；調(diào)整工藝參數(shù)。 制品產(chǎn)生飛邊： 產(chǎn)生原因：注射過量；鎖模力不足；模具局部配合不佳。 改進措失：調(diào)整工藝參數(shù)；加大鎖模力；省模。 翹曲變形： 產(chǎn)生原因：物料帶有雜質(zhì)灰塵，未干燥；排氣系統(tǒng)不佳；型腔表面粗糙度不高。 改進措失：加大噴嘴、改變冷卻水道和推出桿的位置或延長保壓時間。 表面質(zhì)量

53、差： 產(chǎn)生原因：物料帶有雜質(zhì)灰塵，未干燥；排氣系統(tǒng)不佳；型腔表面粗糙度不高等。 改進措失：通過對物料的充分清潔干燥；改進排氣系統(tǒng)；研磨型腔表面等。 制品粘模: 產(chǎn)生原因：澆口尺寸太大，且位置不當(dāng)、型腔的表面粗糙度太高了、脫模斜度太小或推出位置不恰當(dāng)。 改進措失：增加澆口尺寸、改正它的位置；拋光型腔的表面；增加脫模斜度；選擇合適的推出位置來達到要求。 主流道粘模: 產(chǎn)生原因：主流道襯套的表面粗糙度太高、主流道脫模斜度太小、噴嘴的孔徑大于主流道的直徑、主流道襯套的弧度與噴嘴的弧度不吻合。 改進措失：減低主流道粗糙度、增加主流道的斜度、減小噴嘴直徑、使噴嘴和主流道的尺寸相同并對準(zhǔn)。

54、 氣泡: 產(chǎn)生原因：原料含水分、溶劑或易揮發(fā)物、塑料溫度太高或受熱時間太長，已降解或分解、注射壓力太大、注射螺桿退回太早、模具溫度太低、注射速度太快、在機筒加料端混入空氣等。 改進措失：干燥原料、降低成型溫度，或拆機換新料、降低注射壓力、延長退回時間或增加預(yù)塑時間、提高模溫、降低注射速度、適當(dāng)增加背壓排氣，或?qū)兆⑸洹? 凹痕： 產(chǎn)生原因：流道澆口太小、制品太厚或薄厚懸殊太大、澆口位置不適當(dāng)、注射及保壓時間太短、加料量不夠、機筒溫度太高、注射壓力太小、注射速度太低。 改進措失：增加流道澆口尺寸、改進制件工藝設(shè)計使制件薄厚相差小、澆口開在制件的厚壁處改進澆口位置等。 4.2.3 試模時

55、應(yīng)注意的事項 做試模參數(shù)表，記錄成型工藝，記錄模具的工作狀態(tài)。如需返修，著明產(chǎn)品的缺陷，最好能附上加工出來的制品，以供參考。試模后，將模具清理干凈，涂上防銹油，然后入庫或返修。 結(jié) 論 XX學(xué)院四年的學(xué)習(xí)學(xué)到了很多東西，通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我對產(chǎn)品分析、注塑模具設(shè)計及裝配、模具制造工藝模具材料的選用、二維及三維畫圖等知識有了系統(tǒng)的認(rèn)識和把握。同時，在這個忙碌充實的探索過程中我非常享受，也暴露出了自己某些方面的不足，簡單的總結(jié)如下： （1）剛開始設(shè)計時思路比較混亂，對模具的設(shè)計流程不清楚，該做的工作沒做，甚至還有順序顛倒的情況，導(dǎo)致走了很多沒必要的彎路，在此需要檢討。 （

56、2）對模具各種數(shù)據(jù)相關(guān)性認(rèn)識不夠，不懂得利用數(shù)據(jù)，以至于做了很多繁瑣反復(fù)的計算。 （3）解決問題角度過于單一，缺乏多方案分析的意識，老是一個人冥思苦想，效率太低。 畢業(yè)設(shè)計是工作前的一次非常重要的實戰(zhàn)演練，通過這次的畢業(yè)設(shè)計，不但完成設(shè)計任務(wù)，還使我處理問題的方法，領(lǐng)悟了設(shè)計規(guī)范和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的運用的重要性，也使讓我在語言組織能力上了有全面地提升，相信這為我以后從事本專業(yè)實際工作和研究工作奠定了重要的思想基礎(chǔ)。 44 致 謝 經(jīng)過了幾個月的時間，終于比較圓滿完成了畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。此時此刻，我要特別感謝我的導(dǎo)師的精心指導(dǎo)，想想這幾個月，感覺經(jīng)受一場艱苦的跋涉，同時也感覺自己

57、的專業(yè)水平也有了一個較大的提升。整個設(shè)計過程中，通過查閱各類專業(yè)參考書籍，進一步拓寬了自己的知識面，也加深了自己專業(yè)知識的理解，也加強了對本專業(yè)知識的運用能力。 老師指導(dǎo)我解決了關(guān)鍵性的技術(shù)難題，給我傳輸了模具設(shè)計的思路，使我對模具設(shè)計的整個流程有了深刻的把握，從而使我設(shè)計過程中始終保持著清晰的思維而少走了很多彎路，更重要的是教會了我分析問題的方法，提高了我獨立分析和解決實際問題的能力，這在以后的人生中將長期受用。 這次畢業(yè)設(shè)計的順利完成，同時也要感謝本小組其他同學(xué)的熱心幫助，感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對我們畢業(yè)設(shè)計的重視和關(guān)心，使我們能夠全身心的投入到設(shè)計中去，為更好、更快的完成畢業(yè)設(shè)計提供了重要保障

58、。 參考文獻 [1]李建軍，李德群主編 ．模具設(shè)計基礎(chǔ)及模具CAD [M]．機械工業(yè)出版社，2005． [2]鄧明等編著．現(xiàn)代模具制造技術(shù)[M]．化學(xué)工業(yè)出版社，2005． [3]二代震工作室編著．PRO/MOLDESIGN Wildfire 2.0 模具設(shè)計[M]．電子工業(yè)出版社，2005． [4] 模具實用技術(shù)叢書編委會．塑料模具設(shè)計制造與應(yīng)用實例［Ｍ］．北京：機械工業(yè)出版社，2002：136-220 [5] 王文廣，田寶善，田雁晨．塑料注射模具設(shè)計技巧與實例［Ｍ］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003：120-210

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