2022年模具设计论文.docx
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1、精品学习资源模具设计与制造手机后盖的模具设计姓名:*学号:*班级:*指导老师: *大 学欢迎下载精品学习资源摘要:注射成型是热塑性塑料成型的主要方法之一,可以一次成型形 状复杂的精密塑件;本设计是手机后盖塑料模具的设计,对零件结 构进行了工艺分析,采纳 ABS 作为塑件的材料;采纳单分型面,依据模具的型腔数目以及最大注塑量、注射压力、锁模力、模具的安 装尺寸等因素挑选了注射机,挑选成型零部件的尺寸;采纳扇形浇 口;利用直导柱导向,斜滑顶杆顶料,斜滑顶杆侧抽,同时完成侧抽和顶出完成脱模,并对模具的材料进行了挑选,如此设计出的结构 可确保模具工作运行牢靠;对模具结构与注射机的匹配进行了校核;用 P
2、roE 绘制出模具三维图形,最终利用PROE 对型芯和型腔进行了加工仿真,制定了符合要求的数控加工工艺过程;b5E2RGbCAP关键词 : 手机后盖; ABS;注塑模具; PROE;目 录1 绪论1.1 模具进展的现状1.2 存在问题和主要差距1.3 进展展望2 材料与塑件分析2.1 塑件分析欢迎下载精品学习资源2.2 塑件材料分析2.3 确定塑件设计批量2.4 运算塑件的体积和质量3 挑选塑件的分型面4 标准件的挑选5 注塑机的挑选6 浇注系统的设计7 冷却系统的设计8 顶出和导向机构的设计8.1 顶出机构的设计8.2 导向机构的设计8.3 复位机构的设计9 成型零件的设计10 模具设计总图
3、1 绪论1.1 模具进展的现状从第一个塑料产品赛璐珞产生算起,塑料工业迄今已有120 年的历史;自然高分子加工阶段 ,这个时期以自然高分子,主要是纤维素的改性和加工为特点;合成树脂阶段,这个时期是以合成树脂为基础原料生产塑料为特点;大进展阶段,在这一时期通用塑料的产量快速增大,聚烯烃塑料在 70 岁月又有聚 1丁烯和聚 4-甲基-1-戊欢迎下载精品学习资源烯投入生产;形成了世界上产量最大的聚烯烃塑料系列;同时显现了多品种高性能的工程塑料; p1EanqFDPw21 世纪,塑料工业以前所谓有的速度高速进展;塑料,在各个领域、各个行业乃至国民经济中已拥有举足轻重的不行替代的位置;DXDiTa9E3
4、d目前,我国塑料工业的高速进展对模具工业提出了越来越高的要求;在 2004 年,塑料模具在整个模具行业中所占比例已上升到30左右,将来几年中,塑料模具仍将保持较高速度进展;模具是工业生产中使用极为广泛的重要装备,采纳模具生产制品及零件, 具有生产效率高,节省原材料,成本低廉,保证质量的一系列优 点,是现代工业生产中的重要手段和主要进展方向;RTCrpUDGiT1.2 存在问题和主要差距虽然我国模具总量目前已达到相当规模,模具水平也有很大提 高,但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等工业发达 国家很多;当前存在的问题和差距主要表现在以下几方面:一是总 量供不应求,国内模具自配率只有70%
5、左右;其中低档模具供过于求,中高档模具自配率只有50%左右;二是企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构均不合理,我国模具生产厂中多数是自产自配的模具车间 分厂),自产自配比例高达 60%左右,而国外模具超过 70%属商品模具;专业模具厂大多是“大而全 ”、“小而全 ”的组织形式,而国外大多是 “小而专 ”、“小而精 ”;国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足30%,而国外在 50%以上;欢迎下载精品学习资源5PCzVD7HxA1.3 进展展望目前,我国经济仍处于高速进展阶段,国际上经济全球化进展趋势日趋明显,这为我国模具工业高速进展供应了良好的条件和机遇;一方面,国内模具市场将
6、连续高速进展,另一方面,模具制造也逐步向我国转移以及跨国集团到我国进行模具选购趋向也非常明显;因此,放眼将来,国际、国内的模具市场总体进展趋势前景看好,估计中国模具将在良好的市场环境下得到高速进展,我国不但会成为模具大国,而且肯定逐步向模具制造强国的行列迈进;随着国民经济总量和工业产品技术的不断进展,各行各业对模具的需求量越来越大,技术要求也越来越高;虽然模具种类繁多,但其进展重点应当是既能满意大量需要,又有较高技术含量,特殊是目前国内尚不能自给,需大量进口的模具和能代表进展方向的大型、精 密、复杂、长寿命模具;模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的进展有重大影响;因此,一
7、些重要的模具标准件也必需重点进展,而且其进展速度应快于模具的进展速度, 这样才能不断提高我国模具标准化水平,从而提高模具质量,缩短模具生产周期,降低成本;由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势,因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来进展; jLBHrnAILg2 材料与塑件分析欢迎下载精品学习资源2.1 塑件分析如图 1 为手机后盖件的三维立体图,该产品外形如中空薄壁型零件,精度及表面粗糙度要求高,不答应有明显的熔接痕、飞边等工艺痕迹,需要肯定的协作精度要求;制品整体有充分的脱模斜 度,各处脱模力比较合理;从整体结构分析:制品表面积较大、高度不大但是壁薄、零件的曲面复杂,型腔、型
8、芯加工困难;从整体工艺性分析:依据制品外观要求与结构特定要求挑选浇口位置在零件内部,制品薄而大要求冷却必需匀称而充分,脱模力合理要求顶出机构顶出匀称; xHAQX74J0X图 1 塑件三维立体图2.2 塑件材料分析塑料成型原料的选取应从加工性能、力学性能、热性能、物理性能等多方面因素考虑来选取合适的塑料进行生产,本次设计材料的挑选是依据材料特性进行挑选的; LDAYtRyKfE欢迎下载精品学习资源依据塑料受热后表现的性能和加入各种帮助料成分的不同可分为热固性材料和热塑性材料,通过比较分析可以看出热固性塑料主要用于压塑、挤塑成型,而热塑性塑料仍适合注塑成型,本次设计为注塑设计,所以采纳热塑性塑料
9、; Zzz6ZB2Ltk热塑性塑料仍分为很多种,如聚乙稀、聚丙稀、聚氯乙烯、聚 苯乙烯和 ABS 等等,为了选到合适的塑件材料,通过对塑件的分析和查阅有关资料可挑选以下材料见表 1;dvzfvkwMI1表 1 注塑塑料对比塑料名称ABS聚乙烯欢迎下载精品学习资源材料特性成型工艺特点较大的机械强度和良好的综合性能;ABS的吸湿性和对水分子的敏锐性较大,在加工前必需进行 充分的干燥和预热;原料掌握水 分在 0.3% 以下;结晶部分多时,塑料硬度高、韧性 大 、 抗 拉 强 度 高, 但 整 体 尺 寸 变小,耐冲击强度及断裂强度底;聚乙烯制件最显著的特点是收缩率大,这与材料的可结晶性和模具温度有关
10、;定型后塑件在强的收缩牵引作用下,可令制件变形和翘曲;欢迎下载精品学习资源注射温度ABS塑料的温度与熔融粘度的关系比较特殊,在达到塑化温度后在连续盲目升温,必将ABS的热降解;聚乙烯的注射温度一般在120310之间,温度超过300时,收缩率会明显增大;欢迎下载精品学习资源注射速度及压力ABS采纳中等注射速度成效较好,注射时需要采纳较高的注射压力,其溢边料为0.04mm 左右;并需要调配好保压压力和保压时间;聚 乙 烯 的 注 射压 力 一 般 选 择 在68.6 137.2Mpa 之间;注射速度不易过快,以保证结晶程度高;欢迎下载精品学习资源模具温度ABS的模具温度相对较高, 一般调剂在 75
11、85;由 于 模 具 温 度对 收 缩 率 影 响 很大,因此要常常保持模具相对恒定的温度,一般在 4080之间;欢迎下载精品学习资源经以上两种备选材料的性能对比,并考虑到制件的使用环境, 本设计采纳ABS 材料;由于材料的吸湿性强,含水量应小于0.3% ,所以原料应充分干燥; ABS 的技术指标、注射工艺参数详细看表 2 和表 3;rqyn14ZNXI密度1.021.05比容0.860.98吸水率0.20.4%收缩率0.40.7%熔点130160硬度9.7 HB表 2 ABS 技术指标ABS 技术欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源指标拉伸弹性模量1.8Mpa弯曲强度80Mpa欢迎下载精
12、品学习资源拉伸屈服强度50Mpa温度传导系数1.310m/s欢迎下载精品学习资源表 3 ABS 的注射工艺参数注射机类型螺杆式螺杆转速30 60r/min喷嘴形式直通式喷嘴喷嘴温度180190模具温度50 70注射压力60 100Mpa保压压力5 10 Mpa冷却时间5 15s周期15 30s后处理方法红外线烘箱温度 70时间 0.3 1h备注原材料应预干燥0.5h 以上2.3 确定塑件设计批量该产品为小批量生产,故设计的模具要有肯定的注塑效率,由于塑件长宽度小,所以采纳一模两腔结构,浇口形式采纳扇形浇 口,采纳两点进料,以利于匀称布满型腔;EmxvxOtOco2.4 运算塑件的体积和质量该产
13、品材料为 ABS, 查手册或产品说明得知其密度为 1.03g 1.07g/cm3;收缩率为 0.4% 0.6%;运算其平均密度为 1.05g/cm3,平均收缩率为 0.5%;SixE2yXPq5使用 PROE 软件画出三维实体图,软件能自动运算出所画图形的体积;当然也可依据外形手动几何运算得到该零件的体积;6ewMyirQFL图 2 塑件体积欢迎下载精品学习资源通过运算塑件的体积 V 塑=4.185cm3,可得塑件的质量为 M 塑=V塑 =1.05 5.24=4.394g, 因 为 一 模 两 腔 所 以 M=4.394 2=8.788gkavU42VRUs式子中 塑料密度 g/cm3;由浇注
14、系统体积 V 浇=5.535cm3可运算出浇注系统质量为M 浇=V 浇=5.535g 1.05=5.812g由于一模两腔 故 V 总=2V 塑 V 浇=13.905cm3 M 总=M 塑 M 浇=14.6 cm33 挑选塑件的分型面挑选分型面时,应考虑到使模具结构简洁,分型简洁,并且应 不影响塑件的外观及使用;依据手机后盖件的特点,选取分型面;y6v3ALoS894 标准件的挑选模具的标准化对于生产中提高效率,改善生产环节有着很重要的作用;近年来在模具行业,特殊是塑料模具行业,标准件的大量运用使生产更趋于标准化、简洁化,对于生产安全和高效起到很重要的作用,仍有利于模具的国际沟通和组织模具出口,
15、打入国际市场;M2ub6vSTnP4 1 标准模架的选取欢迎下载精品学习资源模架是设计制造塑料注射模的基础部件,其他部件的设计与制造均依靠于它,挑选模架要依据制品的尺寸及大小,同时考虑注射机的参数,本次设计因参照生产实例采纳如图3 所示模架; 0YujCfmUCw图 3 模架的挑选4 2 标准紧固件的选用标准紧固件主要是螺钉;螺钉是日常生活中最常用的标准件, 将螺杆直接旋入被连接件之一的螺孔内,螺钉头部即可将两被连接件紧固,其规格和尺寸均有相应的标准,本设计的塑件模架中主要采纳内六角螺钉 ,包括 M5,M6,M8和 M10,M14 不等,长度依据不同需要选取; eUts8ZQVRd5 注塑机的
16、挑选欢迎下载精品学习资源5.1 注塑机的概述注塑机的全称应为塑料成型机;注射机主要由注射装置、合模装置、液压传动系统、电器掌握系统及机架等组成;如图4.1所示,工作时模具的动、定模分别安装于注射机的移动模板和定模固定板上,由合模机构合模并锁紧,由注射装置加热、塑化、注射、待融料在模具内冷却定型后由合模机构开模,最终由推出机构将塑件推出; sQsAEJkW5T图 4 注塑机结构注射机的工作原理:注塑机的工作原理与打针用的注射器相似,它是借助螺杆 或柱塞)的推力,将已塑化好的熔融状态即粘流态)的塑料注射入闭合好的模腔内,经固化定型后取得制品的工艺过程;注射成型是一个循环的过程,每一周期主要包括:定
17、量加料熔融塑化施压注射充模冷却启模取件;取出塑件后又再闭模,进行下一个循环; GMsIasNXkA注塑机依据塑化方式分为柱塞式注塑机和螺杆式注塑机;按机器的传动方式又可分为液压式、机械式和液压机械连杆)式;按操作方式分为自动、半自动、手动注塑机;其特点如表4: TIrRGchYzg表4形式立式卧式直角式欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源容量一般为 30热塑性塑料注射机固性塑料注射机容量一般为欢迎下载精品学习资源60g除塑 化加 热注 射 装 置 与合注射装置以螺杆为主,系统 外, 其模 装 置 的 轴线液压机械式锁模,顶出他与 热塑 性互 相 成 垂 直排系统采纳机械、液压或塑料 用螺
18、杆列 , 优 点 介于两者兼备式注 射机 相立 卧 两 种 注射似机之间注 射 装 置 一 般 为结构柱 塞 式 、 液 压 机械 式 锁 模 机 构 、特性顶 出 系 统 为 机 械顶出柱塞式30 60g螺杆式60cm3 以上100 500g2045g欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源1. 拆装便利优点2.安装嵌件、活动型芯便利1. 人工取件2. 注 射 压 力 损 失大 , 加 工 高 粘 度缺点塑 料 薄 壁 塑 件 时要 求 成 型 压 力高 , 塑 件 内 应 力大 , 注 射 速 度 匀称,塑化不匀称1.易于加工小,中型 及 分 两 次 进 行双 色 注 射 加 工 的塑件适
19、用2.柱塞式不宜加工范畴流 动 性 差 , 热 敏性 、 对 应 力 敏 感的 塑 料 及 大 面积 , 薄 壁 塑 件 , 宜 加 工 流 动 性 好的中小性塑件1. 开模后,塑件自动落下便于实现自动化操作2. 塑化才能大、匀称,注射压力大,注射压力缺失小,塑件内应力,定向性小,可减小变形,开裂倾向3.螺杆式可采纳不同的螺杆,调剂螺杆转数、背压等用来加工不同的塑料及不同要求的塑件1. 装模麻烦,安放嵌件及活动型芯不便,易发生分解2. 螺杆式加工低粘度塑料,薄壁,外形复杂塑件时易发生回流,螺杆不易清洗,贮料清洗不净,易发生分解3. 柱塞式结构也有立式结构所具有的特性1. 螺杆式适应加工各种塑料
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