畢業(yè)設(shè)計(jì)——手機(jī)殼注塑模具設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上手機(jī)殼注塑模具設(shè)計(jì)【摘要】本文主要介紹：注塑模的全部過(guò)程，包括成型零部件、推出機(jī)構(gòu)、流道等一些設(shè)計(jì)。在寫(xiě)論文期間，經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間對(duì)資料進(jìn)行收集。充分的考慮了模具的各種結(jié)構(gòu)，并和指導(dǎo)老師進(jìn)行討論，完成了對(duì)論文中要寫(xiě)的模具結(jié)構(gòu)的選擇。論文當(dāng)中許多部分是我結(jié)合倆年所學(xué)的各方面的理論知識(shí)完成的，包括機(jī)械制圖、機(jī)械基礎(chǔ)、塑料成型模具設(shè)計(jì) 模具材料等。 【關(guān)鍵詞】：注塑模具，模具設(shè)計(jì),澆口,注射機(jī) 目錄專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè) 引言一、 塑料模具的發(fā)展史及發(fā)展趨勢(shì)（一）模具工業(yè)的概況在中國(guó)古代，勤勞聰明的中國(guó)先民們就已經(jīng)熟練掌握了用模具制造陶制品和青銅制品的工藝。早在二十世紀(jì)，在西方一些

2、發(fā)達(dá)國(guó)家，就開(kāi)始使用加熱塑料的方法使塑料軟化注入模具中形成工業(yè)塑料制品。并且隨著塑料行業(yè)的蓬勃發(fā)展以及技術(shù)的不斷革新，以及電腦技術(shù)的廣泛應(yīng)用，與其帶來(lái)的新技術(shù)革命，使得模具工業(yè)發(fā)展得形勢(shì)越來(lái)越好，終于在八九十年代由香港臺(tái)灣等地流入內(nèi)地。1. 海外的模具發(fā)展和它現(xiàn)在的水平在許多發(fā)達(dá)國(guó)家，模具行業(yè)因其技術(shù)含量高，勞動(dòng)量小，而代替許多傳統(tǒng)的工業(yè)行業(yè)，成為了其核心或重要工業(yè)產(chǎn)業(yè)。例如在日本這個(gè)國(guó)家模具行業(yè)的總產(chǎn)值已經(jīng)遠(yuǎn)超過(guò)了其他傳統(tǒng)的工業(yè)產(chǎn)業(yè)（機(jī)床，新興電子等），而在德美以及許多西方國(guó)家這種情況更為普遍。而他之所以能夠成為這些發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)工業(yè)之一，是因?yàn)樗粌H僅是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的制造工業(yè)，更需要強(qiáng)大的

3、技術(shù)力量作為支持。而國(guó)外的加工工業(yè)以其高復(fù)雜性，高精度，高效率，高收益而聞名。其技術(shù)水平遙遙領(lǐng)先主要表現(xiàn)在這樣幾個(gè)方面：首先，計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍運(yùn)用。這項(xiàng)技術(shù)的普遍運(yùn)用極大的提高了設(shè)計(jì)水平，縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，使產(chǎn)品更能滿足客戶(hù)需要。其次，專(zhuān)業(yè)化程度和標(biāo)準(zhǔn)化程度高，正因如此，發(fā)達(dá)國(guó)家的整個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)效率得以提高，技術(shù)水平更加先進(jìn)。并且，CAD以及CAM等軟件的運(yùn)用大大提高了模具設(shè)計(jì)的水平，同時(shí)生產(chǎn)周期得以縮短，起到了質(zhì)量提高和成本降低的作用。正是因?yàn)檫@些先進(jìn)的技術(shù)的使用，提高了生產(chǎn)率，縮短了生產(chǎn)的時(shí)間，不僅提高了效益，還提高了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)率，所以我覺(jué)得我國(guó)應(yīng)該快速的吸收這些技術(shù)，并且對(duì)

4、其不好的地方加以修改，從而做到追上甚至趕超發(fā)達(dá)國(guó)家。表1 國(guó)內(nèi)和國(guó)外的塑料模具比較2. 我國(guó)模具發(fā)展和現(xiàn)在的水平 我國(guó)模具發(fā)展至今，已經(jīng)有了五十多年，雖與發(fā)達(dá)國(guó)家有一定的差距，但也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，雖然產(chǎn)品依然存在著合格率低，精度低，效率低，設(shè)計(jì)不合理等等問(wèn)題，但仍具有良好的發(fā)展前景。而目前存在的這些問(wèn)題也是將來(lái)我們?cè)诠ぷ髋c實(shí)踐中應(yīng)該付諸行動(dòng)努力解決的問(wèn)題。在國(guó)內(nèi)的一些高校，電腦技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)普及，這有利于我們提高勞動(dòng)者的素質(zhì)，提高行業(yè)的專(zhuān)業(yè)化程度與專(zhuān)業(yè)化水平。同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)件的運(yùn)用較過(guò)去更加廣泛，提高了行業(yè)的專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的程度，以及新興的熱流道技術(shù)也開(kāi)始引入國(guó)內(nèi)，更上了發(fā)達(dá)國(guó)家的步伐。總

5、體來(lái)說(shuō)，目前國(guó)內(nèi)的技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定的差距，我們應(yīng)找出自己的缺點(diǎn)，學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國(guó)家的優(yōu)點(diǎn)，俗話說(shuō)師夷長(zhǎng)技以自強(qiáng)，只有通過(guò)不斷的學(xué)習(xí)，運(yùn)用，與創(chuàng)新，才能趕超發(fā)達(dá)國(guó)家。（二） 設(shè)計(jì)的任務(wù)和它的要求此設(shè)計(jì)是手機(jī)外殼注塑模的設(shè)計(jì)。二、 塑件的分析（一）塑件的特性可以承受巨大的沖擊力，不容易被摔壞；好看，有光澤表面較光滑；不易被化學(xué)物質(zhì)腐蝕。（二）選擇塑件材料及介紹根據(jù)塑件的用途及其使用要求，我們選用的是ABS塑料。關(guān)于ABS的介紹：1.名稱(chēng) 中文名：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物2.基本特性 無(wú)毒無(wú)味，呈微黃色，成型的塑件有較好的密度在1.021.05g/cm3,它的收縮率為0.30.8%。ABS

6、的吸濕性強(qiáng)成型前需要充分的干燥，要求含水量小于0.3%。流動(dòng)性一般，溢料間隙約在0.04mm。ABS有良好的機(jī)械強(qiáng)有度，且一定的耐磨性、耐油性、耐性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。 3.主要技術(shù)指標(biāo)4.ABS的注射工藝參數(shù)（三）塑件的形狀及其尺寸由ABS的性能可選擇其塑件的精度等級(jí)為5級(jí)精度得到3D軟件測(cè)量得塑件的質(zhì)量為：W塑=0.003kg。圖1.1塑件圖三、分型面的選擇及型腔的確定分型面就是定模與動(dòng)模的分界面而恰當(dāng)?shù)倪x擇分型面也可以使塑件能完好的成形。（一）分型面的選擇原則首先應(yīng)保證塑件開(kāi)模在動(dòng)模一方并且保證塑件的精度滿足要求，其次應(yīng)當(dāng)滿足外觀需求，同時(shí)模具應(yīng)當(dāng)便于加工制造，還得考慮成型面

7、積和排氣的影響。綜合多方面因素從優(yōu)選擇。（二）分型面的設(shè)計(jì)詳情見(jiàn)下圖：圖2.1 分型面（三）型腔數(shù)目的決定及排布體積為V塑，質(zhì)量W塑 ，這個(gè)產(chǎn)品較小切大量生產(chǎn)，由生產(chǎn)率和成本等各種方面因素，先確定用一模四腔。詳見(jiàn)下布局圖：圖2.2 型腔的數(shù)目和布局圖四、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（一） 注射模具澆注系統(tǒng)的組成及其設(shè)計(jì)原則分流道主流道澆口和冷卻穴組成了澆注系統(tǒng)。主流道是從注塑機(jī)噴嘴與模具接觸位起，到分流道的流道。主流道和澆口之間的流道是分流道，它位于分型面上方。澆口就是將分流道和型腔進(jìn)行連接的一段短小的通道。冷卻穴設(shè)置在主流道末尾處，從而來(lái)裝冷卻頭。合理的對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行布局是重大環(huán)節(jié)之一。（二） 設(shè)計(jì)主流道

8、主流道被設(shè)在中心地帶，模腔內(nèi)的塑料就以模具的中心進(jìn)行平衡對(duì)稱(chēng)的布局。因?yàn)橹髁鞯篮妥⑸錂C(jī)不斷地接觸碰撞，主流道不開(kāi)在定模板上，只是將它單獨(dú)設(shè)置進(jìn)入襯套中，其后就是將襯套鑲嵌入模板之中，這里的襯套就是澆口套。（1）主流道設(shè)計(jì)的原理圖2.3 主流道圖（a）主流道入口端凹坑的球面半徑Sr要比噴嘴球面半徑Sr大1mm 到1.7mm,凹入深度約5mm，主流道的入口端的直徑D應(yīng)該要比噴嘴出口直徑d大0.55mm到1mm（b）主流道的錐角大概可以取2°到 4°（c）主流道表壁的粗糙度可以取Ra 0.8 到 Ra 0.4；（d）主流道出口端應(yīng)該和分流道之間呈圓滑過(guò)渡，過(guò)渡角R為0.3mm 到

9、3mm；（e）澆口套和安裝孔之間的配合是過(guò)渡配合；（f）澆口套和定模板之間的連接力必須滿足；（g）定位圈和定位孔的配合長(zhǎng)度：中、小型的模具在8 mm到10mm,大型的模具在15mm左右。（2）關(guān)于澆口套設(shè)計(jì)注射機(jī)X噴嘴球的半徑是12 mm，噴嘴的孔徑是4 mm.所以如果要使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c注射機(jī)噴嘴的端凸球面接觸良好，凸球面半徑就需要取14 mm，圓錐孔的小端直徑就大于噴嘴口的內(nèi)徑，取4.5 mm。圖2.4 澆口套（三） 注射模具分流道的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)中的注射模是以一模四腔的形式，選擇了平衡式分流道的布局。所說(shuō)的平衡式布置就是確保每個(gè)型腔能夠一起有規(guī)律的進(jìn)料，同時(shí)注射完畢。分流道選擇半圓形的

10、截面，效率沒(méi)有圓形的好，但加工不復(fù)雜，比較簡(jiǎn)單。（四）澆口的設(shè)計(jì)（1）澆口的基本類(lèi)型（a）直接澆口（b）側(cè)澆口圖2.6 側(cè)澆口（c）扇形澆口（d）輪幅澆口（e）護(hù)耳澆口（f）點(diǎn)澆口（2）澆口的選擇澆口的位置處于分型面上，截面的位置簡(jiǎn)單便于加工，注射的效率很高圖2.6（五）冷料穴和鉤料脫模裝置冷料穴的作用是用來(lái)存放注射的間歇期間內(nèi)噴嘴前端由散熱造成的溫度降低而產(chǎn)生的冷料，一般設(shè)置在后端。鉤料裝置由冷料穴和鉤料桿組成，鉤料桿安裝在型芯固定板上，不與頂出機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)。五、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一） 塑料注射模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要性溫度是不是合理關(guān)系到塑件的尺寸精度和質(zhì)量所以它是模具設(shè)計(jì)的重要工作塑料種類(lèi)不

11、同對(duì)模具的溫度要求也同樣不同。總的要求就是使模具溫度達(dá)到要求，能夠經(jīng)過(guò)溫控系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，使得模腔每個(gè)部位的溫度大抵相似；在一段時(shí)間里，則在生產(chǎn)期間的每一個(gè)成型的周期中，模具的溫度應(yīng)該一致平衡。（二）模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則（a）有序的并符合規(guī)則的進(jìn)行冷卻水道的大體布局；（b）確定合適的冷卻水道和型腔表面的距離；（c）思考并且運(yùn)用模具材料的導(dǎo)熱性；（d）加強(qiáng)澆口處的冷卻；（e）盡量控制冷卻水處的溫差； （f）使冷卻水道中的水顯現(xiàn)湍流狀流動(dòng)；（三）模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)依照塑料的制品形體狀況和他所需要的冷卻效果和冷卻回路可分為直通式、圓周式、多級(jí)式、隔板式等，并且還可以互相配合，構(gòu)成很多種冷卻的回路。它的

12、基本形式總共有六種，因?yàn)檫^(guò)濾網(wǎng)是薄壁的零件，而且零件的體積不大，因此傳遞的熱量并不是很大，在此我選用的是簡(jiǎn)單流道式。圖2.7流道圖六、模具成型零件和模體的設(shè)計(jì)（一）模具型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型腔的結(jié)構(gòu)形式分為：整體式，整體嵌入式，局部鑲嵌式，大面積鑲拼式，完全組合式因?yàn)樾颓坏牟糠植⒉皇呛軓?fù)雜，而且只有一個(gè)型芯。所以這里我選用的是整體鑲?cè)胧叫颓?。（二）注射模具型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本片設(shè)計(jì)所選擇的結(jié)構(gòu)是整體組合式。整體組合式就是將主體型芯鑲嵌在模板上面固定而成。它易于加工，容易修復(fù)，強(qiáng)度和剛度較高。（三）注射模具成型零件的尺寸確定（1）型腔尺寸計(jì)算型腔選擇塑件公差的1/2，偏差取負(fù)，并且加上-1/4的磨損量，型

13、芯深度再加上-1/6的磨損量，型腔的計(jì)算尺寸的表達(dá)如下。（a）型腔的徑向尺寸的計(jì)算式： = （73.1）式中型腔的最小基本尺寸；塑件的最大基本尺寸；塑件的平均收縮率，S=0.005；塑件的公差，取7級(jí)精度；模具制造公差，按1/4選取。型腔徑向尺寸： 44.165根據(jù)（3.1）式計(jì)算各型腔的各徑向尺寸：（b）型腔的深度尺寸的計(jì)算公式： （7.2）式中型腔深度的最小尺寸；塑件的最大基本尺寸； 其余符號(hào)與（3.1）相同。根據(jù)（3.2）式計(jì)算得型腔的各深度尺寸：4.34（c）型芯尺寸計(jì)算型芯的各部分尺寸除特殊情況以外都是趨于縮小尺寸，因此應(yīng)選擇塑件公差的1/2，取正偏差，再加上+1/4的磨損量，而型芯

14、高度則加上+1/6的磨損量。型芯的計(jì)算尺寸表達(dá)如下。（d）型芯的徑向尺寸的計(jì)算式： （7.3）式中型芯的最大基本尺寸塑件的最小基本尺寸其余符號(hào)與（3.1）相同。型芯徑向尺寸：10.285 16.4根據(jù)（3.3）式計(jì)算得型芯的各徑向尺寸：（e）型芯的高度尺寸計(jì)算： （7.4）式中型芯高度的最大尺寸;型芯內(nèi)形深度的最小尺寸；其余符號(hào)與（7.1）相同。以上這些繁瑣的計(jì)算，在利用PROE軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)全部自動(dòng)進(jìn)行，這也就是利用PROE軟件能夠真正實(shí)行并行設(shè)計(jì)的好處。（四）成型零件的強(qiáng)度、剛度計(jì)算注射模在其工作過(guò)程需要承受多種外力，如果外力過(guò)大，注射模和它的成型零部件就會(huì)產(chǎn)生變性和破裂，或大的彈性變形，

15、造成成型零部件在它們的對(duì)接面或貼合面處出現(xiàn)較大的間隙，由此而發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象，從而導(dǎo)致整個(gè)模具失效或無(wú)法達(dá)到技術(shù)質(zhì)量要求。所以在模具設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要計(jì)算強(qiáng)度和剛度。凹模型腔側(cè)壁和底部的厚度都是可以用強(qiáng)度來(lái)計(jì)算并決定的，但凸模和型芯通常都是由制品內(nèi)形或制品上的孔型決定，設(shè)計(jì)時(shí)只可以對(duì)它們進(jìn)行強(qiáng)度校核。因在設(shè)計(jì)時(shí)采用的是整體式圓形型腔。計(jì)算的參考公式如下：側(cè)壁：按強(qiáng)度計(jì)算：按剛度計(jì)算：底部：按強(qiáng)度計(jì)算：按剛度計(jì)算： 凸模、型芯計(jì)算公式：按強(qiáng)度計(jì)算：按剛度計(jì)算：由公式分別計(jì)算出相應(yīng)的值為：七、頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（一）注射模具的頂出機(jī)構(gòu)（1.）推出機(jī)構(gòu)分類(lèi)：按驅(qū)動(dòng)方式分：機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)、手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)、液

16、壓推出機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。按模具結(jié)構(gòu)分：雙推出機(jī)構(gòu)、二級(jí)推出機(jī)構(gòu)、簡(jiǎn)單推出機(jī)構(gòu)、帶螺紋塑件的推出機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)自動(dòng)切斷推出機(jī)構(gòu)。（2.）推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則：（a）結(jié)構(gòu)必須可靠；（b）推出的位置請(qǐng)盡可能的選在塑件的內(nèi)側(cè)；（c）確保塑件在推出的時(shí)候不會(huì)變形或損壞；（d）將塑件放在動(dòng)模的一邊；（e）為獲得大的頂出力選擇垂直的壁厚方向；（f）選擇直徑相同的頂桿；（二）設(shè)計(jì)原則1.推出機(jī)構(gòu)應(yīng)該盡可能的設(shè)置在動(dòng)模的一邊；2.保證塑件的完整性；3.動(dòng)作須可靠機(jī)構(gòu)須簡(jiǎn)單；4.合模正確復(fù)位。（三）零件的復(fù)位利用彈簧從而使得推出機(jī)構(gòu)得以復(fù)位。（四）推桿推出機(jī)構(gòu)推桿推出的優(yōu)點(diǎn)：推桿加工簡(jiǎn)單、更換方便、推出效果好，合模

17、時(shí)，推桿靠復(fù)位桿的帶動(dòng)作用同時(shí)復(fù)位。在該模具設(shè)計(jì)中考慮到可出面大，腔型較簡(jiǎn)單，故采用了推桿推出。八、排氣槽設(shè)計(jì)首先，都應(yīng)該排氣的部位是交口前面的分流道。排氣槽寬度應(yīng)等于分流道寬度，H為0.12mm。四周都應(yīng)設(shè)置排氣槽，間隔為25mm，寬度為6.5mm，H為0.0750.16mm，由物料流動(dòng)室來(lái)決定。軟的材料就該選取較低的值。頂出桿要求放大，在許許多多的場(chǎng)合，頂出桿圓柱面上應(yīng)磨出34個(gè)H為0.05mm的平面，打磨痕跡的方向應(yīng)和頂出桿的方向一致，并且端部應(yīng)該磨出0.12mm的倒角。 九、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)定?；蛏舷履：夏r(shí)，正確定位和導(dǎo)向的零件。（一）導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用1.定位件用

18、 在裝配的時(shí)候起定位作用。2.導(dǎo)向作用 在合模的時(shí)候，首先是導(dǎo)向零件接觸，使其能準(zhǔn)確的關(guān)上，防止成型零件損壞。3.承受一些側(cè)向壓力。（二）導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇1.導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)約形式及尺寸如下圖：導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式所選用的材料的硬度為5055HRC。導(dǎo)柱、導(dǎo)套固定部分Ra為08m，導(dǎo)向部分Ra為0.80.4m。具體尺寸如上圖所示。2.導(dǎo)柱的布置采用等徑導(dǎo)柱不對(duì)稱(chēng)布置，如圖所示導(dǎo)柱的布置形式十、注射機(jī)的參數(shù)校核（一）注射量的計(jì)算Q=4x3g=12 (g)（二）初步選擇的機(jī)器型號(hào)XS-ZY-125型注射機(jī)（三）XS-ZY-125型注射機(jī)的主要參數(shù)（四）塑件在分型面上的投影面積與鎖模力校核注射成型時(shí)，塑件在模分型

19、面的投影面積的數(shù)值越大，所需要的鎖模力越大，但不能超過(guò)最大限度。因此有：塑件總的投影面積nA 與澆注系統(tǒng)的投影面積 之和要小于最大成型面積 A。nA +A <A應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力：模具的厚度校核模具額厚度H必須滿足：Hmin<H<Hmax（五）開(kāi)模行程校核由于注射模最大開(kāi)模行程S 與模厚無(wú)關(guān)，因此有：遠(yuǎn)小于注射機(jī)的最大開(kāi)模行程300mm,所以滿足要求。（六）模具安裝尺寸校核由圖可見(jiàn)，模具的長(zhǎng)X寬=290X250<注塑機(jī)的最大模具安裝尺寸428X458，滿足要求。模具裝配總圖總結(jié)通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我了解到模具是什么，大體應(yīng)該做什么，和我就業(yè)能干什么，這不但加深了我對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解，還讓我的動(dòng)手能力變得更強(qiáng)。因?yàn)榇舜萎厴I(yè)設(shè)計(jì)我得到了實(shí)踐機(jī)會(huì)，把學(xué)習(xí)到的知識(shí)和實(shí)踐緊密的結(jié)合在一起，同時(shí)也提前體會(huì)了模具設(shè)計(jì)者們的博學(xué)和新穎的創(chuàng)新思維。我在設(shè)計(jì)中運(yùn)用了很多在學(xué)校學(xué)習(xí)到的知識(shí)，像什么CAD，UG,和PROE等等軟件，我真的很慶幸我當(dāng)初學(xué)這些課時(shí)沒(méi)有偷懶，沒(méi)有上課就玩手機(jī)，所以在這次設(shè)計(jì)中學(xué)到的這些技能有了用武之地，運(yùn)用CAD花了很多二維圖紙，再用UG,和PROE。操作期間有許多不熟練，和許多不清楚的地方，問(wèn)了老師和同學(xué)后，他們都為我一一的解答，正是他