諾基亞7070菱形手機后蓋模具設計.doc

70707070 手機后蓋注塑模具設計手機后蓋注塑模具設計 摘摘 要：要：近年來，我國家電工業(yè)的高速發(fā)展對模具工業(yè)，尤其是塑料模具提出了 越來越高的要求，2004 年，塑料模具在整個模具行業(yè)中所占比例已上升到 30% 左右，據(jù)有關專家預測，在未來幾年中，中國塑料模具工業(yè)還將持續(xù)保持年均增 長速度達到 10%以上的較高速度的發(fā)展。國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量 最大，其中發(fā)展重點為工程塑料模具。 注射成型是塑料成型的一種重要方法，它主要適用于熱塑性塑料的成型，可 以一次成型形狀復雜的精密塑件。本課題就是將 NOKIA7070 手機的后蓋作為設 計模型，將注射模具的相關知識作為依據(jù)，闡述塑料注射模具的設計過程。 本設計對 7070 手機后蓋進行的注塑模設計，是利用 UG 軟件對塑件進行了 實體造型，對塑件結構進行了工藝分析。明確了設計思路，確定了注射成型工藝 過程并對各個具體部分進行了詳細的計算和校核。如此設計出的結構可確保模 具工作運用可靠，保證了與其他部件的配合。最后用 autoCAD 繪制了一套模具 裝配圖和零件圖。 本課題通過對 7070 手機后蓋的注射模具設計，鞏固和深化了所學知識，取 得了比較滿意的效果，達到了預期的設計意圖。 關關鍵詞鍵詞: 塑料模具；注射成型；模具設計； 本本設計設計來自：完美來自：完美畢業(yè)設計畢業(yè)設計網(wǎng)網(wǎng) 登登陸陸網(wǎng)站網(wǎng)站聯(lián)聯(lián)系客服系客服遠遠程截程截圖圖或者或者遠遠程控程控觀觀看完整全套看完整全套論論文文圖紙設計圖紙設計 客服客服 QQ： ：8191040 目目 錄錄 緒 論 .5 1塑件結構及尺寸 .7 1.1本塑件的材料分析 .7 1.2本塑件的工藝參數(shù) .8 1.3本塑件的產(chǎn)品結構 .8 1.3.1 塑件總體尺寸.8 1.3.2 塑件的公差：.8 1.3.3 塑件的壁厚：.8 1.3.4 塑件的脫模斜度：.8 2本模具結構的特點 .11 2.1確定型腔數(shù)量及排列方式 .11 2.2模具結構形式的確定 .11 3注射機型號的確定 .12 3.1注塑機定義 .12 3.2注塑機的類型 .12 3.3注塑機的結構 .12 3.4注塑機的選擇 .14 4分型面位置的確定 .17 4.1分型面的定義和要求 .17 4.2確定分型面 .17 5標準模架的選用 .19 5.1分類 .19 5.2組成 .19 5.3型號 .19 5.4選用 .20 6成型零部件設計 .22 7澆注系統(tǒng)形式和澆口的設計 .24 7.1主流道設計 .24 7.1.1主流道 .24 7.1.2澆口套的選用 .24 7.2分流道設計 .25 7.3澆口的設計 .25 7.4冷料井的設計 .25 8脫模機構設計 .26 8.1脫模機構的分類 .26 8.2脫模機構的設計原則 .26 9模具總裝 .27 結 論 .28 謝 辭 .29 參考文獻 .30 緒緒 論論 作為工業(yè)生產(chǎn)基礎工藝裝備的模具，在國民經(jīng)濟中占有重要的地位，模具 技術也已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標志之一。 在第十一五規(guī)劃中指出，模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎工藝裝備，國民經(jīng)濟的五 大支柱產(chǎn)業(yè)機械、電子、汽車、石化、建筑都要求模具工業(yè)發(fā)展與之相適 應。 模具因其生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質量好、材料消耗低、生產(chǎn)成本低而獲得廣泛 應用，與其他加工制造業(yè)所無法比擬的。從工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)行業(yè)看，模具是現(xiàn)代 工業(yè)，特別是汽車、摩托車、航空、儀表、儀器、醫(yī)療器械、電子通訊、兵器、 家用電器、五金工具、日用品等工業(yè)必不可少的工藝裝備。據(jù)資料統(tǒng)計，利用 模具制造的零件數(shù)量，在飛機、汽車、摩托車、拖拉機、電機、電器、儀器儀 表等機電產(chǎn)品中占 80%以上；在電腦、電視機、攝像機、照相機、錄像機、傳 真機、電話及手機等電子產(chǎn)品中占 85%以上；在電冰箱、洗衣機、空調、微波 爐、吸塵器、電風扇、自行車、手表等輕工業(yè)產(chǎn)品中占 90%以上；在了彈、槍 支等兵器產(chǎn)品中占 95%以上。 我國模具工業(yè)在政府十分重視及關懷下，并提出相應的優(yōu)惠政策進行模具 技術開發(fā)，在模具工業(yè)中大量采用先進技術和設備，努力提高模具設計和制造 水平，取得顯著的經(jīng)濟效益。另外，從資料獲悉，目前，美國、日本、德國等 發(fā)達國家的模具總產(chǎn)值都已超過機床總產(chǎn)值。模具技術的進步極大地促進了工 業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)發(fā)展，模具是“效益放大器”,用模具生產(chǎn)最終產(chǎn)品的價值將超過 自身價格的幾十倍乃至百倍及上千倍。 據(jù)各國報導，模具工業(yè)在歐美等工業(yè)發(fā)達國家被稱之“點鐵成金”的“磁 力工業(yè)”,如今世界模具工業(yè)的發(fā)展速度超過了新興的電子工業(yè)，已實現(xiàn)了模具 專業(yè)化、標準化和商業(yè)化，因而深受贊譽。美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國 工業(yè)的基石”,日本稱模具工業(yè)為“進入富裕社會的原動力”,在德國，被冠之以 “金屬加工業(yè)中的帝王”之稱號，而歐盟一些國家稱“模具就是黃金”,新加坡 政府則把模具工業(yè)作為“磁力工業(yè)”,中國模具權威經(jīng)理稱為“模具是印鈔機”, 可見模具工業(yè)在世界各國經(jīng)濟發(fā)展中具有重要的顯著地位。模具技術已成為衡 量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標志之一。 近年來，我國模具行業(yè)一直保持著良好的發(fā)展勢頭，這種勢頭是否還會延 續(xù)下去，這是業(yè)內(nèi)人士十分關注的問題。筆者認為，我國模具行業(yè)盡管面臨著 在中低端產(chǎn)品領域國內(nèi)企業(yè)競爭日趨劇烈以及在中高端產(chǎn)品領域國外或外資企 業(yè)壓力日益增大的局面，但經(jīng)過近年來的持續(xù)發(fā)展，實力已大大增強，完全有 能力變壓力為動力，繼續(xù)保持平穩(wěn)發(fā)展。 優(yōu)惠政策為模具行業(yè)提供了良好的發(fā)展環(huán)境。在國家產(chǎn)業(yè)政策和有關配套 政策導向之下，近年來已有不少地方相繼出臺了一些支持當?shù)啬＞吖I(yè)發(fā)展的 優(yōu)惠政策，有的見諸于文件，有的見諸于行動，都已收到很好的效果。同時， 模具工業(yè)的快速發(fā)展也促進了當?shù)亟?jīng)濟的繁榮。隨著各地之間交流活動的日益 頻繁，相信對模具工業(yè)發(fā)展有利的政策，及因此而帶來的良好的發(fā)展環(huán)境將有 進一步發(fā)展。 模具行業(yè)內(nèi)部體制改革和機制轉換加速，產(chǎn)業(yè)結構漸趨合理，并且加強了 管理，提高了水平。為了適應形勢，我國模具行業(yè)近幾年來加快了體制改革和 機制轉換步伐， “三資”和民營企業(yè)已占行業(yè)主導地位，裝備水平和產(chǎn)品水平有 了較大的提升，管理有了很大進步。許多企業(yè)已應用了 CAD/CAM/CAE 一體化 技術、三維設計技術、 ERP 和 IM3 等信息管理技術以及高速加工、快速成型、 虛擬仿真及網(wǎng)絡技術等許多高新技術，不少企業(yè)已提出了“生產(chǎn)專業(yè)化、產(chǎn)品 品牌化、企業(yè)現(xiàn)代化、市場國際化”等企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。通過各種質量體系認證 的企業(yè)一年比一年多。 規(guī)模經(jīng)濟產(chǎn)生效益，模具集群生產(chǎn)發(fā)展迅速。在“小而精?！钡膶I(yè)化不 斷發(fā)展的同時，近年來，規(guī)模效應已被愈加重視。除了把企業(yè)做強做大，使規(guī) 模經(jīng)濟產(chǎn)生效益之外，模具集群生產(chǎn)也不斷顯示其優(yōu)越性，因而“模具城” 、 “模具園區(qū)” 、 “模具生產(chǎn)基地”等各種集群生產(chǎn)形式在全國迅速發(fā)展。據(jù)不少 企業(yè)反映，集群生產(chǎn)與分散生產(chǎn)相比，至少有下列好處：市場更廣闊了，協(xié)作 更方便了，生產(chǎn)成本降低了，相互交流多了，優(yōu)惠政策享受到了。目前全國年 產(chǎn) 1 億元以上模具的企業(yè)已有 40 多個，超過 3000 萬元以上的企業(yè)已有 200 多 個，具有一定規(guī)模的“模具城”已有近十個，正在建設或正在籌建的還有十多 個。這些模具集聚生產(chǎn)基地的建設，對我國模具工業(yè)的發(fā)展起到了積極的促進 作用。 國際模具資本向我國轉移的趨勢十分明顯，模具出口前景很好。由于我國 模具特別是中、低檔模具在國際市場上存在著較大的價格優(yōu)勢，有的模具價格 甚至只有國際市場的幾分之一，再加上我國有較低廉的優(yōu)質勞動力資源及較好 的技術基礎和基礎配套設施，因此近年來外商在我國模具行業(yè)的投資額一年比 一年大，到我國采購模具的跨國公司也越來越多。 當前全球制造業(yè)轉移的規(guī)模不斷加大，速度也不斷加快，并正向深度和廣 度延伸，而我國的模具制造業(yè)正是承接轉移的較為理想之地。加之“十一五” 期間，國家將繼續(xù)大力支持我國模具工業(yè)的發(fā)展，在多重有利條件下，我國內(nèi) 模具行業(yè)的未來將展現(xiàn)出一派美好景色。 1塑件結構及尺寸塑件結構及尺寸 1.1本塑件的材料分析本塑件的材料分析 該塑件材料選用的是工程塑料 ABS，ABS 是廣泛使用的塑料。ABS 樹脂是 一種共混物，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯物，英文名 Acrylonitrile-butadine- styrene(簡稱 ABS)，這三者的比例為 20：30：50(熔點為 175)。只要改變其三 者的比例、化合方法、顆粒的尺寸，便可以生產(chǎn)出一系列具有不同沖擊強度、 流動特性的品種，如把丁二烯的成份增加，則其沖擊強度會得到提高，但是硬 度和流動性就會降低，強度和耐熱性變會減少。 ABS 為淺黃色粒狀或珠狀不透明樹脂，無毒、無味、吸水率低，具有良好 的綜合物理機械性能，如優(yōu)良的電性能、耐磨性，尺寸穩(wěn)定性性和表、耐化學 面光澤等，且易于加工成型。缺點是耐候性，耐熱性差，且易燃。 ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學單體合成。每種單體都具有不 同特性：丙烯腈有高強度、熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖 擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強度。從形態(tài)上看，ABS 是非結晶 性材料。中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯-丙烯腈的 連續(xù)相，另一個是聚丁二烯橡膠分散相。ABS 的特性主要取決于三種單體的比 率以及兩相中的分子結構。這就可以在產(chǎn)品設計上具有很大的靈活性，并且由 此產(chǎn)生了市場上上百種不同品質的 ABS 材料。這些不同品質的材料提供了不同 的特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。 ABS 材料具有超強的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及 很高的抗沖擊強度。 ABS 在比較寬廣的溫度范圍內(nèi)具有較高的沖擊強度，熱變形溫度比 PA、PVC 高，尺寸穩(wěn)定性好，收縮率在 0.4%0.8%范圍內(nèi)，若經(jīng)玻纖增強后可 以減少到 0.2%0.4%，而且絕少出現(xiàn)塑后收縮。 ABS 具有良好的成型加工性，制品表面光潔度高，且具有良好的涂裝性和 染色性，可電鍍成多種色澤。 ABS 是吸水的塑料，于室溫下，24 小時可吸收 0.2%0.35%水分，雖然這 種水分不至于對機械性能構成重大影響，但注塑時若濕度超過 0.2%，塑料表面 會受大的影響，所以對 ABS 進行成型加工時，一定要事先干燥，而且干燥后的 水分含量應小于 0.2%。 產(chǎn)品要求表面光潔度高，且具有良好的涂裝性和染色性，無毒、無味。經(jīng) 過層層篩選，ABS 材料最附合本塑件要求,故選用 ABS 材料。 1.2本塑件的工藝參數(shù)本塑件的工藝參數(shù) 根據(jù)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）的成型工藝參數(shù)可作如下選擇，在試 模時可根據(jù)實際情況作適當?shù)恼{整。 表 1.1 成型工藝參數(shù) 干燥設備名稱烘箱模具溫度 / 5080 溫度 / 8085 注射 /s 20s 材料 干燥 時間 /h 23 保壓 /s 5s 后段 / 150170 時間 冷卻 /s 20s 中段 / 165180 注射 /MPa 80MPa 前段 / 180200 壓力 保壓 /MPa 50MPa 成型 過程 料筒溫 度 噴嘴 / 170 成型 過程 成型周期 /s 45s 1.3本塑件的產(chǎn)品結構本塑件的產(chǎn)品結構 1.3.11.3.1 塑件總體尺寸塑件總體尺寸 7070 手機后蓋產(chǎn)品總體尺寸為 44mm X 85mm X 5mm。 通過 UG 測出體積=,面積=,質量=。 3 2 . 5611 mm 2 2 . 8090 mmg44 1.3.21.3.2 塑件的公差：塑件的公差： 綜合考慮模具成型零件的制造誤差、裝配誤差及其使用中的磨損、脫模斜 度等因素，都會影響塑件的尺寸公差。所以選用 3 級精度。 1.3.31.3.3 塑件的壁厚：塑件的壁厚： 要求具有足夠的強度和剛度；脫模時能承受脫模機構的沖擊和振動，所以 壁厚不能太薄，現(xiàn)選用 1 mm。 1.3.41.3.4 塑件的脫模斜度：塑件的脫模斜度： 由于塑件成型時冷卻過程中產(chǎn)生收縮使其緊箍在凸?；虺尚托旧蠟榱?便于脫模，防止因脫模力過大而拉壞塑件或其表面受損，與脫模方向平行的塑 件內(nèi)，外表面都應具有合理的斜度。 為了便于脫模，并防止脫模時擦傷塑件的表面，現(xiàn)取外表面斜度 1內(nèi)表 面斜度 4。 本次設計的塑件的產(chǎn)品結構圖如下（圖 1.1 和圖 1.2） 圖 1.1 2D 產(chǎn)品圖 圖 1.2 3D 產(chǎn)品圖 2本模具結構的特點本模具結構的特點 2.1 確定型腔數(shù)量及排列方式確定型腔數(shù)量及排列方式 考慮了本產(chǎn)品的生產(chǎn)批量，根據(jù)經(jīng)驗型腔的數(shù)量確定，為“一出四”即一 模四腔。因此本次設計的模具為多型腔的模具。 考慮到模具成型零件和出模方式的設計，模具的型腔排列方式如圖 2.1： 圖 2.1 型腔排列方式 2.2 模具結構形式的確定模具結構形式的確定 根據(jù)產(chǎn)品的結構，采用斜頂和頂針頂出的方式脫模。由于產(chǎn)品比較小，為 了方便模具的制造和提高模具壽命，所以采用一模四腔。 3注射機型號的確定注射機型號的確定 3.1 注塑機定義注塑機定義 注射成型機（簡稱注射機或注塑機）是將熱塑性塑料或熱固性料利用塑料 成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設備。 注射成型是通過注塑機和模具來實現(xiàn)的。 圖 3.1 注塑機結構圖 3.2 注塑機的類型注塑機的類型 注塑機的類型有:立式、臥式、全電式，但是無論那種注塑機，其基本功能 有兩個： （1）加熱塑料，使其達到熔化狀態(tài)； （2）對熔融塑料施加高壓，使其射出而充滿模具型腔。 3.3 注塑機的結構注塑機的結構 注塑機通常由注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、液壓傳達動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、潤 滑系統(tǒng)、加熱及冷卻系統(tǒng)、安全監(jiān)測系統(tǒng)等組成。 （1）注塑系統(tǒng) 注射系統(tǒng)的作用：注射系統(tǒng)是注塑機最主要的組成部分之一，一般有柱塞 式、螺桿式、螺桿預塑柱塞注射式 3 種主要形式。目前應用最廣泛的是螺桿式。 其作用是，在注塑料機的一個循環(huán)中，能在規(guī)定的時間內(nèi)將一定數(shù)量的塑料加 熱塑化后，在一定的壓力和速度下，通過螺桿將熔融塑料注入模具型腔中。注 射結束后，對注射到模腔中的熔料保持定型。 注射系統(tǒng)的組成：注射系統(tǒng)由塑化裝置和動力傳遞裝置組成。 螺桿式注塑機塑化裝置主要由加料裝置、料筒、螺桿、射咀部分組成。動 力傳遞裝置包括注射油缸、注射座移動油缸以及螺桿驅動裝置（熔膠馬達） 。 （2）合模系統(tǒng) 合模系統(tǒng)的作用：合模系統(tǒng)的作用是保證模具閉合、開啟及頂出制品。同 時，在模具閉合后，供給予模具足夠的鎖模力，以抵抗熔融塑料進入模腔產(chǎn)生 的模腔壓力，防止模具開縫，造成制品的不良現(xiàn)狀。 合模系統(tǒng)的組成：合模系統(tǒng)主要由合模裝置、調模機構、頂出機構、前后 固定模板、移動模板、合模油缸和安全保護機構組成。 （3）液壓系統(tǒng) 液壓傳動系統(tǒng)的作用是實現(xiàn)注塑機按工藝過程所要求的各種動作提供動力， 并滿足注塑機各部分所需壓力、速度、溫度等的要求。它主要由各自種液壓元 件和液壓輔助元件所組成，其中油泵和電機是注塑機的動力來源。各種閥控制 油液壓力和流量，從而滿足注射成型工藝各項要求。 （4）電氣控制系統(tǒng) 電氣控制系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)合理配合，可實現(xiàn)注射機的工藝過程要求（壓力、 溫度、速度、時間）和各種程序動作。主要由電器、電子元件、儀表、加熱器、 傳感器等組成。一般有四種控制方式，手動、半自動、全自動、調整。 （5）加熱/冷卻系統(tǒng) 加熱系統(tǒng)是用來加熱料筒及注射噴嘴的，注塑機料筒一般采用電熱圈作為 加熱裝置，安裝在料筒的外部，并用熱電偶分段檢測。熱量通過筒壁導熱為物 料塑化提供熱源；冷卻系統(tǒng)主要是用來冷卻油溫，油溫過高會引起多種故障出 現(xiàn)所以油溫必須加以控制。另一處需要冷卻的位置在料管下料口附近，防止原 料在下料口熔化，導致原料不能正常下料。 （6）潤滑系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng)是注塑機的動模板、調模裝置、連桿機鉸等處有相對運動的部位 提供潤滑條件的回路，以便減少能耗和提高零件壽命，潤滑可以是定期的手動 潤滑，也可以是自動電動潤滑； （7）安全保護與監(jiān)測系統(tǒng) 注塑機的安全裝置主要是用來保護人、機安全的裝置。主要由安全門、液 壓閥、限位開關、光電檢測元件等組成，實現(xiàn)電氣機械液壓的聯(lián)鎖保 護。 監(jiān)測系統(tǒng)主要對注塑機的油溫、料溫、系統(tǒng)超載，以及工藝和設備故障進 行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常情況進行指示或報警。 3.4 注塑機的選擇注塑機的選擇 一般而言，從事注塑行業(yè)多年的客戶多半有能力自行判斷并選擇合適的注 塑機來生產(chǎn)。但是在某些狀況下，客戶可能需要廠商的協(xié)助才能決定采用哪一 個規(guī)格的注塑機，甚至客戶可能只有產(chǎn)品的樣品或構想，然后詢問廠商的機器 是否能生產(chǎn)，或是哪一種機型比較適合。 此外，某些特殊產(chǎn)品可能需要搭配特殊裝置如蓄壓器、閉回路、射出壓縮 等，才能更有效率地生產(chǎn)。由此可見，如何決定合適的注塑機來生產(chǎn)，是一個 極為重要的問題。以下資訊提供給讀者參考。 通常影響射出機選擇的重要因素包括模具、產(chǎn)品、塑料、成型要求等，因 此，在進行選擇前必須先收集或具備下列資訊： 模具尺寸(寬度、高度、厚度） 、重量、特殊設計等； 使用塑料的種類及數(shù)量（單一原料或多種塑料） ； 注塑成品的外觀尺寸（長、寬、高、厚度） 、重量等； 成型要求，如品質條件、生產(chǎn)速度等。 在獲得以上資訊后，即可按照下列步驟來選擇合適的射出機： 1、選對型: 由產(chǎn)品及塑料決定機種及系列。 由于射出機有非常多的種類，因此一開始要先正確判斷此產(chǎn)品應由哪一種 注塑機，或是哪一個系列來生產(chǎn)，例如是一般熱塑性塑膠或電木原料或 PET 原 料等，是單色、雙色、多色、夾層或混色等。此外，某些產(chǎn)品需要高穩(wěn)定（閉 回路） 、高精密、超高射速、高射壓或快速生產(chǎn)（多回路）等條件，也必須選擇 合適的系列來生產(chǎn)。 2、放得下 ：由模具尺寸判定機臺的“大柱內(nèi)距”、 “模厚”、 “模具最小尺寸” 及“模盤尺寸”是否適當，以確認模具是否放得下。 模具的寬度及高度需小于或至少有一邊小于大柱內(nèi)距； 模具的寬度及高度最好在模盤尺寸范圍內(nèi)； 模具的厚度需介于注塑機的模厚之間； 模具的寬度及高度需符合該注塑機建議的最小模具尺寸，太小也不行； 3、拿得出 ：由模具及成品判定“開模行程”及“托模行程”是否足以讓成品 取出。 開模行程至少需大于成品在開關模方向的高度的兩倍以上，且需含豎澆 道（sprue）的長度； 托模行程需足夠將成品頂出； 4、鎖得住 ：由產(chǎn)品及塑料決定“鎖模力”噸數(shù)。 當原料以高壓注入模穴內(nèi)時會產(chǎn)生一個撐模的力量，因此注塑機的鎖模單 元必須提供足夠的“鎖模力”使模具不至于被撐開。鎖模力需求的計算如下： 由成品外觀尺寸求出成品在開關模方向的投影面積； 撐模力量成品在開關模方向的投影面積(cm2)模穴數(shù)模內(nèi)壓