手機(jī)外殼塑料模具設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)

1緒論1.1塑料成型模具在加工工業(yè)中的地位模具是運(yùn)用其特定形狀成型具有一定形狀和尺寸的制造工具。成型塑料制品的模具叫做塑料模具。全面規(guī)定是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀(guān)、物理性能等方面均能滿(mǎn)足使用規(guī)定的優(yōu)質(zhì)制品。從模具使用角度，規(guī)定高效率、自動(dòng)化、操作簡(jiǎn)便；從模具制造角度，規(guī)定構(gòu)造合理、制造輕易、成本低廉。塑料模具影響著塑料制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對(duì)制件的尺寸和形狀精度以及制件的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性、外觀(guān)質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等均有十分重要的影響。另一方面，在塑料加工過(guò)程中，模具構(gòu)造對(duì)操作難易程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時(shí)，應(yīng)盡量減少分模。合模和取制件過(guò)程中的手工勞動(dòng)，為此常采用自動(dòng)開(kāi)合模和自動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)。在全自動(dòng)生產(chǎn)時(shí)還要保證制品能自動(dòng)從模具上脫落。此外，模具對(duì)塑料制品的成本也有相稱(chēng)的影響。除簡(jiǎn)易模具外，一般來(lái)說(shuō)制模費(fèi)是十分昂貴的，一副優(yōu)良的注射模具可生產(chǎn)制品百萬(wàn)件以上，壓制模約能生產(chǎn)二十五萬(wàn)件。當(dāng)批量不大的時(shí)候，模具費(fèi)用在制件成本中所占比例將會(huì)很大，這時(shí)應(yīng)盡量地采用構(gòu)造合理而簡(jiǎn)樸的模具，以減少成本?，F(xiàn)代塑料制品中合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少的三項(xiàng)重要原因，尤其是塑料模具對(duì)實(shí)現(xiàn)塑料加工工藝規(guī)定，塑料制件使用規(guī)定和造型設(shè)計(jì)起著重要作用。高效的全自動(dòng)的設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才能發(fā)揮基效能，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提。由于工業(yè)塑件和日用塑料制品的品種和產(chǎn)量需求量很大，對(duì)塑料模具生產(chǎn)不停向前發(fā)展。1.2塑料成型模具發(fā)展趨勢(shì)伴隨塑料成型加工機(jī)械和成型模具的迅速增長(zhǎng)，高效率、自動(dòng)化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個(gè)模具產(chǎn)量中所占比例越來(lái)越大。從模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)角度來(lái)看，模具的發(fā)展趨勢(shì)可歸納為如下幾種方面：1.2.1加深理論研究在模具設(shè)計(jì)中，對(duì)工藝原理的研究越來(lái)越深入，模具設(shè)計(jì)已經(jīng)由經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段逐漸向理論計(jì)算方面以發(fā)展。1.2.2高效率、自動(dòng)化大量采用多種高效率、自動(dòng)化的模具構(gòu)造，如高效冷卻以縮短成型周期；多種能可靠地自動(dòng)脫出產(chǎn)品和流道凝料的脫模機(jī)構(gòu)；熱流道澆注系統(tǒng)注射出模具等。高速自動(dòng)化的塑料成型機(jī)械配合以先進(jìn)的模具，對(duì)提高生產(chǎn)效率，減少成本起了很大作用。1.2.3大型、超小型及高精度由于模料應(yīng)用的擴(kuò)大，塑料制件已應(yīng)用到建筑、機(jī)械、電子、儀器、儀表等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，于是出現(xiàn)了多種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿(mǎn)足這些規(guī)定，研制了高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性能且易加工，熱處理變小、導(dǎo)熱性能優(yōu)秀的制模材料。1.2.4革命模具制造工藝為了更新產(chǎn)品花式和適應(yīng)小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)定，除大力發(fā)展高強(qiáng)度、高耐磨性的材料外，同步又重視簡(jiǎn)易制模工藝研究。1.2.5原則化開(kāi)展模具原則化工作，使模板，導(dǎo)柱等通用零件原則化、商品化，以適應(yīng)大規(guī)模地成批生產(chǎn)塑料成型模具。1.2.6開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與輔助制造（CAD/CAM）伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)已廣泛應(yīng)用于模具工業(yè)，在注射成型系統(tǒng)中，針對(duì)每一種環(huán)節(jié)都可將計(jì)算機(jī)作為輔助工具而加入。構(gòu)成該環(huán)節(jié)的CAD或CAM或CAE。1、塑件設(shè)計(jì)塑件的設(shè)計(jì)包括塑件構(gòu)造、尺寸、精度、表面、性能等方面的設(shè)計(jì)。塑件設(shè)計(jì)方面的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)有：塑件CAD、塑料、輔料、輔件選擇的專(zhuān)家系統(tǒng)。2、注射機(jī)的使用常見(jiàn)注射機(jī)的使用方面的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)有：注射機(jī)選擇專(zhuān)家系統(tǒng)：注射機(jī)故障診斷系統(tǒng)。注射模使用狀況的好壞直接影響到注射質(zhì)量，在對(duì)于高技術(shù)注射模來(lái)說(shuō)，都要對(duì)注射模在使用過(guò)程中進(jìn)行監(jiān)控或?qū)ψ⑸淠５姆勰M仿真，由此知注射模的工作狀況。注射工藝注射工藝方面的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)有：注射工藝制定的專(zhuān)家系統(tǒng)；塑件質(zhì)量故障診斷。注射模設(shè)計(jì)注射模設(shè)計(jì)重要完畢注射模的構(gòu)造尺寸、精度、表面性能等方面的設(shè)計(jì)，并選擇模具的材料等。計(jì)算機(jī)在注射模設(shè)計(jì)方面的工作有：注射劃CAD：注射模材料、輔料、輔件選擇專(zhuān)家系統(tǒng)；工裝選擇專(zhuān)家系統(tǒng)；注射模CAPP；2制件分析2.1手機(jī)外殼分析在進(jìn)行手機(jī)外殼注塑模具設(shè)計(jì)之前，首先對(duì)制品圖及形狀構(gòu)造分析，其內(nèi)容重要包括如下幾種方面：手機(jī)上殼（見(jiàn)制件圖）。制品的幾何形狀：本次設(shè)計(jì)的制品為形狀象諾基亞8250款式，平均壁厚為1.0mm，屬輕質(zhì)薄壁制品。制品的尺寸精度和表面粗糙度：塑料的尺寸精度重要決定于塑料收縮率的波動(dòng)和模具制造誤差。本次塑料制品的尺寸按4級(jí)精度取值。塑件的表面粗糙度重要取決于模具粗糙度，一般狀況下，塑件的表面粗糙度比模具成型部分的粗糙度高1～2級(jí)。制品的脫模斜度：脫模斜度的取向根據(jù)塑件的內(nèi)外形尺寸而定，以塑件內(nèi)孔型芯小端為準(zhǔn)，尺寸符合圖紙規(guī)定，斜度由擴(kuò)大方向獲得；塑件外形，以型腔大端為準(zhǔn)，尺寸符合圖紙規(guī)定，斜度由縮小方向獲得。一般狀況，脫模斜度不包括塑件的公差范圍內(nèi)。本設(shè)計(jì)采用1°脫模斜度。根據(jù)產(chǎn)品的形狀和構(gòu)造特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)中，流道形式采用非平衡式，上殼采用側(cè)澆口進(jìn)膠，下殼采用針點(diǎn)式澆口進(jìn)膠。2.2零件材料選擇及性能ABS是由丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)和苯乙烯(Styrene)三種化學(xué)單體合成。其中A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。其化學(xué)分子構(gòu)造方式如下：每種單體都具有不一樣特性：丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。從形態(tài)上看，ABS是非結(jié)晶性材料。三中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一種是苯乙烯-丙烯腈的持續(xù)相，另一種是聚丁二烯橡膠分散相。ABS不透明，外觀(guān)除薄膜外都呈淺象牙色、無(wú)毒、無(wú)味、兼有韌、硬、剛特性，燃燒緩慢，離火后仍繼續(xù)燃燒，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無(wú)熔融滴落。ABS的特性重要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子構(gòu)造。這就可以賦予顧客在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場(chǎng)上數(shù)百種不一樣品質(zhì)的ABS材料。ABS具有優(yōu)良的綜合性能，由于組分、牌號(hào)和生產(chǎn)廠(chǎng)家生產(chǎn)措施的不一樣，使之在性能上存在較大差異，因此如下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)僅供參照。（1）物理力學(xué)性能ABS具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能，如不透水，但略透水蒸氣，沖擊強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定性好等。ABS有極好的沖擊強(qiáng)度，雖然在低溫也不迅速下降。不過(guò)它的沖擊性能與樹(shù)脂中所含橡膠的多少、粒子大小、接枝率和分散狀誠(chéng)有關(guān)，同步也與使用環(huán)境有關(guān)、如溫度越高則沖擊強(qiáng)度越大。當(dāng)聚合物中丁二烯橡膠含量超過(guò)30%時(shí)，不管沖擊、拉伸、剪切還是其他力學(xué)性能都迅速下降（見(jiàn)表5-5和5-6）。（2）熱性能。ABS制品的負(fù)荷變形溫度約為93℃，若能對(duì)制品進(jìn)行退火處理，則還可增長(zhǎng)10℃左右。（3）電性能。ABS聚合物的電絕緣性受溫度和濕度的影響很小，且在很大頻率變化范圍內(nèi)保持恒定。（4）耐環(huán)境性ABS聚合物幾乎不受水、無(wú)機(jī)鹽、堿、酸類(lèi)的影響，但在酮、醛、氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液，它不溶于大部分醇類(lèi)及烴類(lèi)溶劑，但長(zhǎng)期與烴接觸會(huì)發(fā)生軟化溶脹。ABS聚合物表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥物的鋟蝕會(huì)引起應(yīng)力開(kāi)裂。（5）耐候性ABS聚合物的最大局限性之處是耐候性較差，這是由于分子中丁二烯所產(chǎn)生的雙鍵在紫外線(xiàn)作用下易受氧化降解的緣故。經(jīng)受350nm如下波長(zhǎng)的紫外線(xiàn)照射，氧化作用更甚。氧化速度與光的強(qiáng)度及波長(zhǎng)的對(duì)數(shù)成正比。ABS是一種成型加工性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，可用一般加工措施成型加工。（6）ABS的流變性ABS聚合物在熔融狀態(tài)下流動(dòng)特性屬于假塑型液體。雖然ABS的熔體流動(dòng)性與加工溫度和剪切速率均有關(guān)系，但對(duì)剪切速率更為敏感。因此在成型過(guò)程中可以采用提高剪切速率來(lái)減少熔體粘度，改善熔體流動(dòng)性。ABS屬一無(wú)定形聚合物，無(wú)明顯熔點(diǎn)，成型后無(wú)結(jié)晶，成型收縮率為0.4%~0.5%。在成型過(guò)程中，ABS的熱穩(wěn)定性很好，不易出現(xiàn)降解或分解，但溫度過(guò)高時(shí)，聚合物中橡膠相有破壞的傾向。（7）ABS的吸水性ABS具有一定的吸水性，含水量在0.3%~0.8%范圍。成型時(shí)假如聚合物中具有水分，制品上就會(huì)出現(xiàn)斑痕、云紋、氣泡等缺陷，因此在民型前，需將聚合物進(jìn)行干燥處理，使其含水量降到0.2%左右。（8）ABS制品的后處理一般狀況下很少出現(xiàn)應(yīng)力開(kāi)裂，因此除了使用規(guī)定較為苛刻的制品，一般不作制品的后處理。注射速度對(duì)ABS的熔體流動(dòng)性有一定影響，注射速度快，制品表面光潔度不佳；注射速度慢，制品表面易出現(xiàn)波紋、熔接痕等現(xiàn)象，因而除了充模有困難的狀況下，一般以中、低速為宜。在制品規(guī)定表面光澤較高時(shí)，模具溫度可控制在60—80℃對(duì)一般制品可控制在50-60℃。表2.2ABS的重要性能指標(biāo)力學(xué)性能屈服強(qiáng)度/Mpa50熱性能及電性能玻璃化溫度/C拉伸強(qiáng)度/Mpa38熔點(diǎn)（粘流溫度）/C130—160斷裂伸長(zhǎng)率/%35熱變形溫度/C45N/cm3180N/cm390—10883—103拉伸彈性模量/Gpa1.8線(xiàn)膨脹系數(shù)/（10-5/C）7.0彎曲強(qiáng)度/Mpa80比熱容/<J/（kg*K）>1470彎曲弱性模理/Gpa1.4熱導(dǎo)率/<W/（m*K）>0.263件質(zhì)量沖擊強(qiáng)度/kJ/m2無(wú)缺口缺口261燃燒性/（cm/min）慢11體積電阻/Ω*cm6.9*1016布氏硬度/HBS9.7R121擊穿電壓/（kV/mm）物理性能密度/（g/cm3）1.02—1.16吸水性/%（24h）0.2—0.4比體積/（cm2/g）1.02—1.06透明度或透光率不透明ABS的成型工藝參數(shù)溫度料筒一區(qū)/℃150-170二區(qū)/℃180-190三區(qū)/℃200-210噴嘴/℃180-190模具/℃50-70壓力注射/Mpa60-100保壓/Mpa40-60時(shí)間注射/s2-5保壓/s5-10冷卻/s5-15周期/s15-30后處理措施紅外線(xiàn)烘箱溫度/℃70時(shí)間/h0.3-13模具制造3.1模具加工精度確實(shí)定本次設(shè)計(jì)的手機(jī)是平常用品，其外殼要能承受磨損。對(duì)于制件的外觀(guān)規(guī)定合表面精度等級(jí)規(guī)定比較高?，F(xiàn)初定制品精度等級(jí)為4級(jí)。經(jīng)分析，現(xiàn)確認(rèn)模具的制造加工精度為IT7級(jí)，而型芯和型腔的加工精度均為IT6，型腔采用機(jī)械粗加工后電火花精加工，其他采用機(jī)械加工。模具的尺寸公差按GB-180079，IT7。3.2模具構(gòu)造分析3.2.1原則模架的選擇上殼選用的模架尺寸：表3.2.1.1上殼模架尺寸單位:mm模板寬度300模板長(zhǎng)度300動(dòng)模板厚度40座板寬度350座板厚度25定模板厚度40墊塊寬度58墊塊厚度70—推板厚度20推板寬度180推桿固定板厚度25導(dǎo)柱直徑30導(dǎo)套直徑30復(fù)位桿直徑8沉頭螺釘8-M14－－－－下殼所選用的模架尺寸：表3.2.1.2上殼模架尺寸單位:mm模板寬度300模板長(zhǎng)度300動(dòng)模板厚度35座板寬度350座板厚度25定模板厚度35墊塊寬度58墊塊厚度60動(dòng)模墊板35推板厚度30推板寬度180推桿固定板厚度20導(dǎo)柱直徑30導(dǎo)套直徑30復(fù)位桿直徑20沉頭螺釘4-M14拉桿直徑30澆口板厚度203.2.2模具閉合高度校核根據(jù)注射機(jī)的參數(shù)，而根據(jù)所選原則模架組合尺寸所得，對(duì)于手機(jī)上殼而言：H=25+70+40+40+25=200mm<H<因此，滿(mǎn)足規(guī)定。對(duì)于手機(jī)下殼：H=25+60+35+35+35+20+25=235mm<H<因此，滿(mǎn)足規(guī)定。3.2.3開(kāi)模行程的校核開(kāi)模行程＝H1+H2+5～10其中：H1――脫模距離（頂出距離）；H2――制作高度包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)。XS-Z-500注射機(jī)的模板行程700mm，合格。3.2.4模板尺寸的校核所選注射機(jī)的模板尺寸為550mm*650mm，而本次兩個(gè)注射模采用的是300mm*300mm。合格。3.2.5噴嘴尺寸校核本模具主流道始端的球面半徑為R20，略不小于XS-Z-500注射機(jī)的噴嘴球半徑R18。合格。3.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)好壞對(duì)制品性能、外觀(guān)和成型難易程度影響頗大3.3.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則：結(jié)合型腔的布置考慮，盡量采用平衡式分流道布置。盡量縮短熔體的流程，以便減少壓力損失，縮短充模時(shí)間。澆口尺寸位置和數(shù)量的選擇十分關(guān)鍵，應(yīng)有助于熔體的流動(dòng)、防止產(chǎn)生湍流、渦流、噴射和蛇形流動(dòng)，并有助于排氣。防止高壓熔體對(duì)模具型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移的產(chǎn)生。澆注系統(tǒng)凝料脫出應(yīng)以便可靠，凝料應(yīng)易于和制品分離或易于切除和修整。熔接痕部位與澆口尺寸、數(shù)量及位置有直接關(guān)系，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)要預(yù)先考慮到熔接痕的部位、形態(tài)以及以制品質(zhì)量的影響。盡量減小因開(kāi)設(shè)澆注系統(tǒng)而導(dǎo)致的塑料用量。澆注系統(tǒng)的模具工作表面應(yīng)到達(dá)所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中澆注口應(yīng)有IT8以上的精度規(guī)定。設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施。應(yīng)盡量使主流道中心與模板中心重疊。若無(wú)法重疊也應(yīng)使兩者的距離盡量縮小。主流道襯套選擇原則件：圖3.3.1(a)上殼主流道套圖3.3.1(b)下殼主流道襯套：3.3.2主流道的設(shè)計(jì)：為了使凝料順利拔出，主流道的小端直徑D應(yīng)不小于注射機(jī)的噴嘴直徑d，一般為：D=d+(0.3—1)mmD=7.5+0.5=8mm主流道入口的凹坑球面半徑R2也應(yīng)當(dāng)不小于注射機(jī)噴嘴球面頭半徑R1，一般為：R2=R1+（1—2）mmR2=18+2=20mm主流道半錐角一般為錐度~，過(guò)大會(huì)產(chǎn)生湍流或渦流產(chǎn)生空氣，過(guò)小使凝料脫模困難，還會(huì)使充模時(shí)熔體的流動(dòng)阻力過(guò)大。主流道內(nèi)壁表面粗糙度應(yīng)在Ra0.8um如下，拋光時(shí)沿軸而進(jìn)行。主流道的長(zhǎng)度L一般按模板厚度確定。為了減少熔體充模時(shí)的壓力損失，應(yīng)盡量縮短主流道的長(zhǎng)度，L一般控制在60mm以?xún)?nèi)。3.3.3分流道的設(shè)計(jì)分流道是指主流道與澆口之間的通道。其作用是使熔融塑料過(guò)渡和轉(zhuǎn)向。由于圓截面加工困難。本次設(shè)計(jì)上殼采用半圓形斷面分流道。根據(jù)以上原則和零件的實(shí)際狀況，決定選用雙點(diǎn)澆口形式，這種澆口合用于成型殼、盒、罩和容器等制品，是應(yīng)用廣泛的澆口形式。它的長(zhǎng)處為：由于澆口小，熔體通過(guò)點(diǎn)澆口時(shí)流速增大，前后壓差大，提高了充模的速度，從而可獲得外表清晰，有光澤的制品；熔體流過(guò)點(diǎn)澆口時(shí)由于摩擦阻力使部分能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?，使熔體溫度略升高，粘度下降，改善了流動(dòng)性，這對(duì)薄壁制品是有利的；其缺陷：澆口尺寸小，充模阻力大，對(duì)熔體粘度較高的塑料會(huì)產(chǎn)生充填不滿(mǎn)的缺陷；為了取出點(diǎn)澆口式澆注系統(tǒng)凝料，要增長(zhǎng)一種分型面，模具具有兩個(gè)分型面的三板式構(gòu)造，構(gòu)造比較復(fù)雜。3.3.4澆口形式選擇澆口形式應(yīng)當(dāng)遵照如下原則：盡量采用平衡式設(shè)置；型腔排列進(jìn)料均衡；型腔布置和澆口開(kāi)設(shè)部位力爭(zhēng)對(duì)稱(chēng)，防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象；保證耗料量?。徊挥绊懰芗庥^(guān)。根據(jù)以上原則和零件的實(shí)際狀況，為了使從主流道來(lái)的熔融塑料能均衡地以最短的流程抵達(dá)各澆口并同步充斥各型腔，本設(shè)計(jì)上殼采用非平衡式的分流道布置形式，下殼決定選用針點(diǎn)澆口進(jìn)膠，這種澆口合用于成型殼、盒、罩和容器等制品，是應(yīng)用廣泛的手機(jī)成型的澆口形式。它的長(zhǎng)處為：由于澆口小，熔體通過(guò)點(diǎn)澆口時(shí)流速增大，前后壓差大，提高了充模的速度，從而可獲得外表清晰，有光澤的制品；熔體流過(guò)點(diǎn)澆口時(shí)由于摩擦阻力使部分能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃浚谷垠w溫度略升高，粘度下降，改善了流動(dòng)性，這對(duì)薄壁制品是有利的；其缺陷：澆口尺寸小，充模阻力大，對(duì)熔體粘度較高的塑料會(huì)產(chǎn)生充填不滿(mǎn)的缺陷；為了取出點(diǎn)澆口式澆注系統(tǒng)凝料，要增長(zhǎng)一種分型面，模具具有兩個(gè)分型面的三板式構(gòu)造，構(gòu)造比較復(fù)雜。圖3.3.4.(a)上殼主流道，分流道，及澆口的設(shè)計(jì)圖3.3.4(b)下殼主流道，分流道，及澆口的設(shè)計(jì)圖3.3.4(c)下殼主流道，分流道，及澆口的設(shè)計(jì)3.4成型零部件設(shè)計(jì)成型零件是與塑料接觸的決定制品幾何開(kāi)關(guān)的模具零件。它包括凹模、凸模、型芯、成型鑲塊及壁厚等，是塑料模具的重要構(gòu)成部分。3.4.1型腔分型面設(shè)計(jì)合理選擇分型面，有助于制品的質(zhì)量提高，工藝操作和模具的制造。因此，在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中是一種不容忽視的問(wèn)題，選擇分型面一般根據(jù)如下的原則：分型面應(yīng)當(dāng)選擇在制品最大截面處，這是首要原則。盡量使制品留在動(dòng)模的一側(cè)。盡量滿(mǎn)足制品的使用規(guī)定。盡量減小制品在合模方向上的投影面積，以減小所需的鎖模力。不應(yīng)影響制品尺寸的精度和外觀(guān)。盡量簡(jiǎn)樸,防止采用復(fù)雜形狀,使模具制造輕易。不阻礙制品脫模和抽芯。有助于澆注系統(tǒng)的合理設(shè)置。盡量與料流的末端重疊,有助于排氣由于上殼采用側(cè)澆口，因此手機(jī)上殼以?xún)?nèi)表面及其延伸界面為分型面。下殼采用針點(diǎn)式澆口，因此以手機(jī)外表面投影面積最大處為分型面。圖3.4.1（a）上殼分型面設(shè)計(jì)圖3.4.1（b）殼分型面設(shè)計(jì)3.4.2排氣槽的設(shè)計(jì)排氣槽的作用是將型腔和型芯中周?chē)臻g內(nèi)的氣體及熔料所產(chǎn)生的氣體排到模具之外。該注射模屬于小型模具，在推桿的間隙和分型面上均有排氣效果，無(wú)需此外開(kāi)排氣槽。3.4.3成型零件設(shè)計(jì)計(jì)算該塑模的成型零件表面的工作尺寸用平均收縮率措施計(jì)算。1.型腔或型芯的徑向尺寸計(jì)算型腔的徑向尺寸：DM=[DS+DS·SCP-3/4△]+δZ型芯的徑向尺寸：DM=[DS+DS·SCP+3/4△]-δZ其中：DS—塑件名義尺寸，型芯和型腔各自對(duì)應(yīng)。SCP—塑件的平均收縮率△—塑件容許的公差值δZ—模具制造公差，本設(shè)計(jì)是按塑件公差的1/3—1/6來(lái)取的。2.型腔和型芯的高度尺寸計(jì)算型腔深度尺寸：HM=[HS+HS·SCP–2/3△]+δZ型芯高度尺寸：HM=[HS+HS·SCP+2/3△]–δZ其中：HS—塑件高度名義尺寸SCP、△和δZ均與上述意義相似。3.型芯之間或成型孔之間中心距尺寸計(jì)算LM=[LS+LS·SCP]±1/2δZ其中：LM—模具中心孔或型芯中心距尺寸LS—塑件中心距名義尺寸此外，凸臺(tái)高度、起伏凸邊高度、起伏凸邊位置、非配合圓弧等，一切距離位置尺寸都屬于雙向公差的計(jì)算。ABS的收縮率為0.3％～0.8％，平均收縮率為：表2.5.3成型零件表面工作尺寸的計(jì)算類(lèi)別模具零件塑料制品計(jì)算公式型腔或型芯公差等級(jí)公差種類(lèi)尺寸工作尺寸公差等級(jí)型腔的計(jì)算型腔內(nèi)形尺寸MT2A1000-0.42Lm=[LP(1+εSCP)-（3/4）△]+δm0φ100.185+0.0870IT7MT2580-0.30φ58.065+0.074030-0.1φ3.015+0.0360型腔深度尺寸MT2B50-0.22Hm=[HP(1+εscp)-（2/3）△]+δm04.878+0.0300IT760-0.245.870+0.0300型芯的計(jì)算型芯外形尺寸MT2A96+0.380lm=[lP(1+εscp)+（3/4）△]0-δm96.7650-0.087IT746+0.26046.0350-0.06254+0.30054.4950-0.076φ5+0.1205.1150-0.030φ9+0.140φ9.15+0.0360型芯高度尺寸MT2B0.6+0.20hm=[hP(1+εscp)+（2/3）△]0-δm0.73630-0.025IT73+0.203.1480-0.0253.5脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和脫模力的計(jì)算由于該塑件的脫模阻力不大，而推桿又加工簡(jiǎn)樸、更換以便、脫模效果好，因此采用圓形推桿脫模機(jī)構(gòu)。推桿的設(shè)置位置采用如下原則：推桿設(shè)在脫模阻力大的地方。推桿位置均勻分布。推桿設(shè)在塑料制品強(qiáng)度剛度較大的地方。推桿直徑應(yīng)滿(mǎn)足對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度、剛度條件。脫模力計(jì)算當(dāng)開(kāi)始脫模時(shí)，模具所受的阻力最大，推桿剛度及強(qiáng)度應(yīng)按此時(shí)計(jì)算，亦即忽視脫模斜度（a=0）由于制品是薄壁矩形件Q=8t·E·S·l·f/(1-m)(1+f)（kN）式中Q—脫模最大阻力（kN）t—塑件的平均壁厚（cm）E—塑料的彈性模量（N/）S—塑料毛坯成型收縮率（mm/mm）l—包容凸模長(zhǎng)度（cm）f—塑料與鋼之間的摩擦系數(shù)m—泊松比，一般取0.38~0.49S=0.005，E=1.8×10N/cm已知，t0.1cm，l=10cm，f=0.28Q=8×0.1×1.8×10×0.005×10×0.28/(1-0.43)(1+0.28)=3.31kN3.6側(cè)壁厚度、底板厚度的計(jì)算注射模的工作狀態(tài)時(shí)長(zhǎng)時(shí)間的承受交變負(fù)荷，同步也伴有冷熱的交替。現(xiàn)代的注射模使用壽命至少幾十萬(wàn)次，因此模具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。3.6.1側(cè)壁厚度的計(jì)算注射成型模型腔壁厚確實(shí)定應(yīng)滿(mǎn)足模具剛度好、強(qiáng)度大和構(gòu)造輕巧、操作簡(jiǎn)便等規(guī)定。在塑料注射充型過(guò)程中，塑料模具型腔受到熔體的高壓作用，故應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度。否則也許會(huì)由于剛度局限性而產(chǎn)生塑料制件變形損壞，也也許會(huì)彎曲變形而導(dǎo)致溢料和飛邊，減少塑料制件的尺寸精度，并影響塑料制口的脫模。從剛度計(jì)算上一般要考慮下面幾種原因：使型腔不發(fā)生溢料，ABS不溢料的最大間隙為0.05mm。保證制品的順利脫模，為此同步規(guī)定型腔容許的彈性變形量不不小于制品冷卻固化收縮量。保證制品到達(dá)精度規(guī)定，制品有尺寸規(guī)定，某些部位的尺寸常規(guī)定較高精度，這就規(guī)定模具型腔有很好的剛度。根據(jù)公式（mm）式中b—凹模側(cè)壁理論厚度（mm）h—凹模型腔的深度（mm）p—凹模型腔內(nèi)熔體壓力（Mpa）—凹模長(zhǎng)邊側(cè)壁的容許彈性變形量（mm），一般塑件=0.005mmc=1.08=0.8E—E=2.1×10Mpab==2.60mm取壁厚不小于10mm就能能滿(mǎn)足規(guī)定。3.6.2底板厚度的計(jì)算根據(jù)公式（mm）由=2.3，=2.8×10，=0.005，則=6.90mm取實(shí)際底板厚度不小于10mm就能滿(mǎn)足規(guī)定。3.6.3制模特點(diǎn)動(dòng)定位置的保證用兩塊定位器找正動(dòng)定模套板上型芯和型腔的位置關(guān)系，然后鏜導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔。3.7復(fù)位機(jī)構(gòu)與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì):3.7.1復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì):在頂桿的脫模機(jī)構(gòu)中，頂出塑件后再次合模時(shí)（或閉模前），必須規(guī)定頂桿等元件答復(fù)或預(yù)先答復(fù)到本來(lái)的位置。一般采用彈簧推進(jìn)板復(fù)位，但當(dāng)推頂裝置發(fā)生卡滯現(xiàn)象時(shí)，僅靠彈簧難以保證，須復(fù)位桿與彈簧并用。設(shè)計(jì)中具有活動(dòng)型芯的脫模機(jī)構(gòu)時(shí)，必須考慮到合模時(shí)互相干擾的狀況，應(yīng)在塑模閉合前使頂桿提前復(fù)位，以免活動(dòng)型芯撞擊頂桿，應(yīng)設(shè)置先復(fù)位裝置。復(fù)位桿由原則可查得。本設(shè)計(jì)中的模具使用彈簧先復(fù)位裝置，在頂桿固定板上裝有彈簧，借彈簧力合復(fù)位桿作用，在合模時(shí)，使頂出桿先復(fù)位，這種措施的特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)樸，輕易制造，但彈簧輕易失效，故要常常更換彈簧。3.7.2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì):導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的重要作用是為保證在模具閉合后，動(dòng)、定模板相對(duì)位置精確；在模具裝配過(guò)程中也起到了定位的作用，合模時(shí)，引導(dǎo)動(dòng)、定模板精確閉合，可以承受一定的鍘向壓力，以保證模具的正常工作。本設(shè)計(jì)中導(dǎo)向機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，導(dǎo)柱采用帶頭導(dǎo)柱，其構(gòu)造簡(jiǎn)樸，加工以便，在導(dǎo)柱的末端以導(dǎo)向套給以配合，導(dǎo)柱倒裝。構(gòu)造形式如下圖所示：一般導(dǎo)柱應(yīng)有如下幾種重要的技術(shù)規(guī)定：導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)詳細(xì)的狀況而定，一般比凸模端面高出8~12mm導(dǎo)柱的前端做成半球形狀，以使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)孔數(shù)量為4，均勻分布在模具周?chē)?.8塑模溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì):3.8.1塑模溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)：在注射過(guò)程中,模具的溫度直接影響著制品質(zhì)量和注射周期,多種塑料的性能不一樣,成型工藝規(guī)定的不一樣對(duì)應(yīng)的模具對(duì)溫度規(guī)定也不一樣,ABS在注射成型時(shí)所需的模具對(duì)溫度為40—60度之間。對(duì)任何塑料制品，模溫波動(dòng)較大都是不利的。過(guò)高的模溫會(huì)使制品在脫模后發(fā)生變形，延長(zhǎng)冷卻時(shí)間，使生產(chǎn)率下降。過(guò)低的模溫會(huì)使減少塑料的流動(dòng)性，難于充斥型腔，增長(zhǎng)制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的溶接痕等缺陷。由于模溫不停地被注入熔融塑料加熱，模溫升高，單靠模具自身散熱不能使其保持較低的溫度，因此必須加冷卻機(jī)構(gòu)。3.8.2冷卻裝置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：試驗(yàn)表明表明冷卻水孔的數(shù)量愈多，對(duì)制品的冷卻也愈均勻．水孔與型腔表面各處最佳有相似的距離，即孔的排列與型腔形狀相吻合，水孔邊距型腔的距離常用１２—１５mm．對(duì)熱量聚積大溫度上升高的部位應(yīng)加強(qiáng)冷卻．進(jìn)水管直徑的選擇應(yīng)使水流速度不超過(guò)冷卻水道的水流速度，防止產(chǎn)生過(guò)大的壓力降。冷卻水道直徑一般不不不小于9mm,常用９—１2mm。凹模、凸?；虺尚托托緫?yīng)分別冷卻，并保證其冷卻平衡。冷卻水道不應(yīng)穿過(guò)沒(méi)有鑲塊或其接縫部位，水道連接必須密封以免漏水。復(fù)式冷卻循環(huán)并聯(lián)而不應(yīng)串聯(lián)。進(jìn)、出口冷卻水溫差不應(yīng)過(guò)大，以免導(dǎo)致模具表面冷卻不均。3.8.3冷卻系統(tǒng)的計(jì)算：塑料傳給模具的熱量：Q=nmC(-)（kJ/h）式中Q—單位時(shí)間內(nèi)塑料傳給模具的熱量（kJ/h）n—每小時(shí)的注射次數(shù)，取n=50m—每次注射的塑料量（kg）C—塑料的比熱容（J/kg·），C=1047J/kg·—熔融塑料進(jìn)入模腔的溫度（）—制品脫模溫度（）Q=50×0.02×1047×（180-60）=1.27×10kJ/h冷卻時(shí)所需要的冷卻水量：=Q/（-）（kg）式中—通過(guò)模具的冷卻水質(zhì)量（kg）—導(dǎo)熱系數(shù)（-）—進(jìn)出水溫度差（），不應(yīng)太大，取3=1.27×10/1055×3=39.7kg根據(jù)冷卻水處在湍流狀態(tài)下的流速v與水管道直徑d的關(guān)系，確定模具冷卻水道的水道直徑d為：d=（mm）式中v—管道內(nèi)冷卻水的流速，一般取0.8~2.5m/s，取1.6m/s—水的密度（kg/）d==3.2mm取冷卻水道的直徑d=4mm冷卻管道總傳熱面積：式中R—冷卻管道壁與冷卻介質(zhì)間的傳熱系數(shù)（J/·）R=（J/·）f—與冷卻介質(zhì)有關(guān)的物理系數(shù)，f=7.22—模溫與冷卻介質(zhì)之間的平均溫差，=30R==8.5×10J/·A==0.15冷卻孔道的孔數(shù)：式中A—冷卻裝置總的傳熱面積（）d—冷卻水道管道直徑（m）L—冷卻管道長(zhǎng)度（m）A==0.165因此，冷卻水道在動(dòng)、定模板之中各取一種就可以到達(dá)冷卻效果。由于塑件材料為ABS，其注射成型模具并無(wú)加熱規(guī)定。4注射機(jī)的選擇4.1注射量確定手機(jī)上殼塑體總體計(jì)算1、運(yùn)用PRO/E中的分析命令，可得出整個(gè)手機(jī)上殼的體積為。V＝3.09X103mm32、手機(jī)外殼在分型描上投影面積運(yùn)用PRO/E中的分析命令，可以分析出整個(gè)手機(jī)上殼在分型面上的投影面積。S=1110.35mm2。該塑件的注射容積較小，在此對(duì)上殼采用一模一腔，即80%圖4.1（a）上殼手機(jī)下殼殼塑體總體計(jì)算圖4.1（b）下殼3、運(yùn)用PRO/E中的分析命令，可得出整個(gè)手機(jī)下殼的體積為。V＝6.90X103mm34、手機(jī)外殼在分型描上投影面積運(yùn)用PRO/E中的分析命令，可以分析出整個(gè)手機(jī)上殼在分型面上的投影面積。S=1110.35mm2。該塑件的注射容積較小，在此對(duì)下殼采用一模一腔，即80%4.1.1鎖模力確定塑件的投影面積A1110由式式中F-注射機(jī)的額定鎖模力n-型腔數(shù)，n=1；k-安全系數(shù)，取k=1.2；-融料在型腔中平均壓力，ABS為30mpa；A-塑件投影面積；F=39.96kN4.2.2成型壓力ABS的成型壓力為=30mpa，取70-150，>根據(jù)節(jié)根據(jù)V、S及塑件的尺寸選擇臥式注射機(jī)，其型號(hào)為XS-Z-500，重要參數(shù)如下：表4.2.2XS-Z-500注射機(jī)參數(shù)螺桿直徑/mmφ65注射容量/cm3500注射壓力/MPa104鎖模力/kN3500最大注射面積cm21000模具厚度/mm最大450最小200模板行程/mm700噴嘴球半徑/mm18孔直徑/mmφ7.5定位孔直徑/mm頂出孔徑/mmφ24.5孔距/mm530結(jié)論70多天的畢業(yè)設(shè)計(jì)就將近結(jié)束了，在這段時(shí)間里，我