畢業(yè)設計（論文）-手機外殼塑料模具設計說明書.doc

目錄前言1塑件成型工藝性分析11.1軟件簡介41.2塑件（某手機外殼）分析51.3零件結(jié)構(gòu)特征、塑料的性能、技術(shù)要求及結(jié)構(gòu)工藝性的分析51.3.1尺寸及精度61.3.2壁厚61.3.4脫模斜度61.3.5圓角71.3.6粗糙度71.3.7塑料性能的分析72模具的設計82.1擬定模具結(jié)構(gòu)形式82.2確定型腔數(shù)量及排列形式82.3分型面的確定：92.4注射機型號的確定92.4.1注射機的選擇92.4.2注射成型工藝的參數(shù)102.4.3注塑機的校核112.5澆注系統(tǒng)設計112.5.1澆注系統(tǒng)的設計原則112.5.2澆注系統(tǒng)的組成122.5.3澆注系統(tǒng)的作用122.5.4澆注系統(tǒng)各部件設計122.5.5澆口的設計152.5.6澆注系統(tǒng)的平衡152.5.7澆注系統(tǒng)凝料體積計算162.5.8注塑時間的計算162.5.8排氣系統(tǒng)設計172.6成型零件的結(jié)構(gòu)設計和計算172.6.1成型零件鋼材的選用172.6.2成型零件工作尺寸計算182.6.3成型零件強度、剛度的校核212.7模架的確定和標準件的選用212.8合模導向機構(gòu)的設計222.8.1合模導向零件機構(gòu)的作用222.8.2導向機構(gòu)的設計232.9脫模推出機構(gòu)的設計232.9.1推出機構(gòu)的組成232.9.2推出機構(gòu)的分類232.9.3推出機構(gòu)的設計原則242.9.4脫模力的計算242.9.5合模導向機構(gòu)的設計252.10側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設計262.10.1側(cè)向抽芯機構(gòu)的分類及特點262.10.2本模具的側(cè)抽芯設計262.10.3斜滑塊側(cè)抽芯機構(gòu)272.11注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計282.11.1冷卻系統(tǒng)設計原則292.11.2冷卻系統(tǒng)的簡單計算293模具的試模與修模313.1制品的粘著313.2成型缺陷323.3注射填充不足323.4注射工藝不足324次品分析335模流分析34參考文獻45前言我國塑料模具工業(yè)現(xiàn)狀我國塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個多世紀，有了很大的發(fā)展。模具水平有了較大提高。在大型模具方面，已經(jīng)生產(chǎn)大屏幕彩電塑殼注塑模具等。精密塑料模具方面，已經(jīng)生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。用這些模具生產(chǎn)的一些塑料制品制件達到了國外同類產(chǎn)品的水平，但總體和國外相比仍有較大差距。在成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注塑模、抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進展。氣輔注射成型技術(shù)的使用更加成熟。熱流道模具開始推廣，有些企業(yè)的采用率達20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位還采用了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道10%，與國外的50%-60%相比，差距較大。在模具方面，我國模具總量雖已位居世界第三，但設計制造水平總體上比德、美、日、法、意等發(fā)達國家落后許多，模具商品化和標準化程度比國際水平低許多。在模具價格方面，我國比發(fā)達國家低許多，約為發(fā)達國家的1/31/5，工業(yè)發(fā)達國家將模具向我國轉(zhuǎn)移的趨勢進一步明朗化。我國塑料模的發(fā)展迅速。塑料模的設計、制造技術(shù)、CAD技術(shù)、CAPP技術(shù)，已有相當規(guī)模的確開發(fā)和應用。在設計技術(shù)和制造技術(shù)上與發(fā)達國家和地區(qū)差距較大，在模具材料方面，專用塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全質(zhì)量尚不穩(wěn)定。模具標準化程度不高，系列化商品化尚待規(guī)模化；CAD、CAE、FlowCool軟件等應用比例不高；獨立的模具工廠少；專業(yè)與柔性化相結(jié)合尚無規(guī)劃；企業(yè)大而全居多，多屬勞動密集型企業(yè)。因此努力提高模具設計與制造水平，提高國際競爭能力，是刻不容緩的。塑料模發(fā)展趨勢(1)出于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度的要求，而適應高生產(chǎn)率而發(fā)展的一模多腔的原因，今后應該重點提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計水平及比例。(2)在模具設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術(shù)。(3)推廣應用熱流道技術(shù)，氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。(4)開發(fā)新的成型工藝和快捷經(jīng)濟模具，以適應多品種、少批量的生產(chǎn)方式。(5)提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。(6)應用優(yōu)質(zhì)材料和先進的表面處理技術(shù)來提高模具壽命和質(zhì)量此次的畢業(yè)設計（手機外殼模具設計）采用在Pro/ENGINEERWildfire環(huán)境下完成設計，其中涉及到零件模塊、裝配模塊、工程圖模塊、Pro/Moldesign模塊。在本次設計過程中，曾遇到了不少的困難，但在指導老師的細心指導下和同學的大力幫助下，都加以解決了。但本人知識水平有限，設計中肯定會有不完善的地方，懇請老師指正。手機外殼注塑模設計機械設計制造及自動化指導老師：摘要:本次設計的制品為ABS手機外殼注射模設計，利用Pro/E來完成制品模三唯模型，利用CAD來完成其裝配圖和零件圖。模具采用了側(cè)抽芯，使側(cè)向的筋和肋能更好的脫模。模具結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、操作方便、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、冷卻效果好、勞動強度低、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)的塑件精度高、生產(chǎn)成本低。本文從型腔數(shù)量和布局的確定、注射機選擇、流道的設計、模板及其標準件的選用、冷卻系統(tǒng)、成型部件的設計等給出了詳細的設計過程。關鍵字:塑料注射模Pro/ECADMechanicaldesignandmanufacturingautomation:WangJunChaoInstructor:ChenLiFengXiaoSiWen,Topick:ThecurrentdesignofproductsformobilephonecasingsABSinjectionmoulddesign,theuseofproductsPro/Etocompletethree-statemodel,theuseofCADtocompleteitsassembly,andpartsmaps.Adjacentpumpingcorecomponentsusedtoscanthetendonsandgettingbetterdrawingofpatterns.Advancedcohesive,working,reliable,easytooperate,smoothoperation,goodcoolingeffect,lowlabourintensity,productionefficiency,theintegratedproductionofhighaccuracy,lowcostofproduction.ThenumberandlayoutfromXingqiangidentification,injectionmachineselection,flowRoaddesign,thechoiceofstandardsandtemplates,coolingsystems,shapedcomponentsofthedesigngivesdetaileddesignprocess.Internet:plasticinjectionmouldPro/ECAD1塑件成型工藝性分析1.1軟件簡介本設計中主要為模具的設計與計算，為后面完成裝配圖作好資料準備。裝配圖用AutoCAD來完成其三個視圖的顯示。零件為某手機可換機殼的后蓋，整體由不規(guī)則曲面構(gòu)成，殼內(nèi)有多處定位和固定結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)小型復雜零件，不能用一般的拉伸剪切就能達到要求。而零件圖的繪制在AutoCAD中也較難畫出。計算機輔助設計（ComputerAidedDesign，簡寫為CAD），是指利用計算機的計算功能和高效的圖形處理能力，對產(chǎn)品進行輔助設計分析、修改和優(yōu)化。它終合計算機知識和工程設計知識的成果，并隨計算機軟硬件的不斷提高而逐漸完善。AutoCAD的最大特點是讓設計者更為輕松，設計者或繪圖者幾乎可不必離開屏幕就能連續(xù)地完成工作。AutoCAD適合于工程制造、建筑設計、裝潢設計等各行業(yè)技術(shù)人員作為設計依據(jù)，完成圖紙上的工作。AutoCAD是美國Autodesk公司開發(fā)的一種通用CAD軟件。1982年首次推出了AutoCADR1.0版本，經(jīng)過十余次的版本更新，AutoCAD已從一個簡單的繪圖軟件發(fā)展成為包括三維建模在內(nèi)的功能十分強大的CAD系統(tǒng)，是世界上最流行的CAD軟件，現(xiàn)已廣泛應用于機械、電子、建筑、化工、汽車、造船、輕工及航空航天等領域Pre/Engineer是美國PTC參數(shù)技術(shù)公司推出，是國際上最先進也是最成熟使用參數(shù)化特征造型技術(shù)的大型CAD/CAM/CAEA集成軟件。這是我們零件模型設計與加工過程中的主要工具。下面是一些簡單的介紹：Pre/Engineer包括三維實體造型，裝配模擬，加工仿真NC自動編程，板金設計，電路布線，裝配管路設計等專有模塊，ID反求工程，CE并行工程等先進的設計方法和模式。其主要特點是參數(shù)化的牲造型；統(tǒng)一的能使各模塊集成起來的數(shù)據(jù)庫；設計修改的關聯(lián)性，即一處修改，別的模塊中的相應圖形和數(shù)據(jù)也會自動更新。它的性能優(yōu)良，功能強大，是一套可以應用于工業(yè)設計，機械設計，功能仿真，制造和管理等眾多領域的工程自動化軟件包。Pre/Engineer自動化自1988年問世以來，10多年來已成為全世界最普及的3DCAD/CAM系統(tǒng)的標準軟件，Pre/Engineer在今日儼然已成為3DCAD/CAM系統(tǒng)的標準軟件，廣泛應用于電子，機械，模具，工業(yè)設計，汽車，自行車，航天，家電，玩具等各行各業(yè)。Pre/Engineer是一套由設計至生產(chǎn)的機械自動化軟件，是新一代產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個參數(shù)化，基于特征的實體造型系統(tǒng)，并且具有單一的數(shù)據(jù)庫功能。1.2塑件（某手機外殼）分析塑件的相關技術(shù)參數(shù)見零件圖紙塑件所采用的塑料名稱ABS塑件的生產(chǎn)批量中等批量塑件的體積和重量見表1-1表1-1塑件主要參數(shù)材料密度（density）體積（volume）質(zhì)量（mass）05.11.05g/cm331033.3mm350.3g1.3零件結(jié)構(gòu)特征、塑料的性能、技術(shù)要求及結(jié)構(gòu)工藝性的分析塑料制品形狀如圖1-1圖1-11.3.1尺寸及精度塑件尺寸的大小取決于塑料的流動性。在注射成型過程中，流動性差的塑料及薄壁塑件等的尺寸不能設計的過大。大而薄的塑件在塑料尚未充滿型腔時已經(jīng)固化，或勉強能充滿但料的前鋒已不能很好的熔合而形成冷接縫影響塑件的外觀和結(jié)構(gòu)強度。塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度，即所獲塑件尺寸的準確度。影響塑件的精度的因素很多，首先是模具的制造精度和模具的磨損程度，其次是塑料收縮率的波動以及成型是工藝條件的變化、塑件成型后的時效變化和模具的結(jié)構(gòu)等。因此，塑件的尺寸精度一般不高，應在保證使用要求的前提下盡可能選用低級精度。根據(jù)我國目前塑件的成型水平，塑件的尺寸公差可依據(jù)SJ1372-78塑料制件公差數(shù)值標準確定。該標準將塑件分成8個等級，每種塑料可選其中三個等級，即高精度、一般精度、低級精度。1、2級精度要求較高，一般不采用。此外，對塑件圖上無公差要求的自由尺寸，建議采用標準中的8級精度。對孔類尺寸數(shù)值冠以（+）；對于軸類尺寸數(shù)值冠以（-）；對于中心距尺寸幾其他位置尺寸可取表中數(shù)值之半冠以（）號。在本設計中根據(jù)中國模具設計大典可查得：手機后蓋選用的精度等級為一般精度選用4級。1.3.2壁厚塑料制件規(guī)定它的最小壁厚值，它隨塑件大小不同而異。塑件過厚不但造成原料浪費，而且對熱塑性塑料增加了冷卻時間，降低了生產(chǎn)率，另外也影響了產(chǎn)品的質(zhì)量，如產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。熱塑性塑料易于成型薄壁塑件，最小壁厚達到0.25mm，但一般不宜小于0.60.9mm，常取24mm。在本設計中，壁厚取1mm左右。同時同一塑件的壁厚應盡可能一致，否則因冷卻或固化的速度不同產(chǎn)生附加內(nèi)應力，使塑件產(chǎn)生翹曲、縮孔、裂紋甚至開裂等的缺陷。1.3.4脫模斜度為了便于脫模，防止脫模是拉傷塑件在設計時必須使塑件塑料封頭內(nèi)外表面沿脫模方向留有足夠的脫模斜度。脫模斜度取決于塑件的形狀、壁厚及塑料收縮率。一般取30130,取斜度的方向一般內(nèi)孔以小端為準，符合圖樣要求斜度由擴大方向取得；外形以大端為準，符合圖樣要求，斜度由縮小方向取得，而且脫模斜度不包括在塑料制品公差范圍內(nèi)，脫模斜度見表：表1-2常用塑料的脫模斜度塑料名稱脫模斜度型腔型芯聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯、氯化聚醚25452045硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜35403040聚苯乙烯、有機玻璃、ABS、聚甲醛351303040熱固性塑料254020401.3.5圓角在塑料制品設計中，制品的轉(zhuǎn)角處應盡可能采用圓弧過渡。因為帶有尖角的塑件，往往會在尖角處產(chǎn)生應力集中，在受力或受沖擊振動時會發(fā)生破裂，甚至在脫模過程由于成型內(nèi)應力而開裂，特別是塑件的內(nèi)角處，理想的內(nèi)圓角半徑應為壁厚的1/3以上。這樣避免應力集中，提高塑料制品的強度，改善制品成型時的塑料流動情況及脫模。此外，有了圓角，模具在淬火或使用時不致因應力集中而開裂。但是，采用圓角會使凹模型腔加工復雜化，使鉗工勞動量增大。通常內(nèi)壁圓角半徑應是壁厚的一半，而外壁圓角半徑可為壁厚的1.5倍，一般圓角半徑不應小于0.5mm。1.3.6粗糙度塑件的外觀要求越高，表面粗糙度應越低。這除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤云紋等疵點來保證外，主要取決于模具型腔表面粗糙度。一般模具粗糙度要比塑件的要求低12級。塑料制件表面粗糙度一般為0.80.2m之間。模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷加大，所以應隨時給以拋光復原。透明塑件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同，而不透明塑件則根據(jù)使用情況決定他們的表面粗糙度。1.3.7塑料性能的分析塑料的選用及相應特征的說明：選擇的塑料的要求價格合適，具有較好的加工性能、機械性能。，該塑料制品選用的是