手机外壳注塑模设计(共21页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 课程设计说明书垫片冲压模具设计学 院：机械工程学院专 业：材料成型及控制工程学生姓名：学 号：指导教师：2013年1月目录第一章 课程设计意义.2第二章 模具设计过程.4第二章 模具总装图.17第三章 总结.19参考文献20模具总装工程图21第一章 项目课题意义一、 问题提出移动手机在如今信息化社会中得到了越来越广泛的应用，同时也增加了大量的需求。在日益效率化的背景下，要求设计出更为方便安全以及生产效率高的模具来生产手机外壳，以满足当下日益增多的需求。二、国内外现状80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速。在未来

2、的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例将逐步提高。 我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20、3Cr2Mo、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%-80%相比，仍有很大差距。注塑成型是最大量生产塑料制品的一种成型方法，二十多年来，国外的注塑模CAD技术发展相当迅速。70年代

3、已开始应用计算机对熔融塑料在圆形、管形和长方形型腔内的流动情况进行分析。80年代初，人们成功采用有限元法分析三维型腔的流动过程，使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经验，在模具制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。近十多年来，注塑模CAD技术在不断进行理论和试验研究的同时，十分注意向实用化阶段发展，一些商品软件逐步推出，并在推广和实际应用中不断改进、提高和改善。 三、未来发展方向：提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。开发新的塑料成型工艺和

4、快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。?研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。第二章 模具设计过程一、 塑件介绍塑件名称：手机外壳产品结构尺寸（见图1）图1二、 塑件材料的选择和特性 根据产品的使用要求和性能要求，选择ABS为塑件的材料。1、 基本特性ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工。 2、 主要用途A

5、BS树脂的最大应用领域是汽车、电子电器和建材。汽车领域的使用包括汽车仪表板、车身外板、内装饰板、方向盘、隔音板、门锁、保险杠、通风管等很多部件。在电器方面则广泛应用于电冰箱、电视机、洗衣机、空调器、计算机、复印机等电子电器中。建材方面，ABS管材、ABS卫生洁具、ABS装饰板广泛应用于建材工业。此外ABS还广泛的应用于包装、家具、体育和娱乐用品、机械和仪表工业中。 3、成型特点、无定形料，流动性中等，吸湿大，必须充分干燥。、宜取高料温，高模温，但料温过高易分解(分解温度为270度)。对精度较高的塑件，模温宜取50-60度；对高光泽、耐热塑件，模温宜取60-80度。、如成型耐热级或阻燃级材料，生

6、产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。4、 制件要求该塑件属于小型制件，外形为壳形，整天为规则曲面，可以从底面分型。但是壳内侧壁上有内凹孔，故采用斜销进行分型。塑件壁厚均为1.2mm，属薄壁制品。一般精度等级IT=4为方便成型，方便开发模具，采用一模四腔。该制件采用点浇口形式，方便成型。为方便加工和热处理，型腔和型芯采用部分斜销结构。 （1） 制件表面光滑平整，不准有飞边、毛刺、及其它的外观缺陷。（2） 色泽均匀协调，不准有气泡，裂纹缩孔等缺陷。（3） 制件尺寸要求在偏差范围内，并达到所需要的精度。三、初步设计分析1. 计算单

7、件塑件的体积与质量塑件的体积的计算，经计算塑件的体积为V5.49cm（1） 塑件的密度，查表得聚乙烯的密度为=1.006g/cm（2） 塑件的质量为M=V=5.41.006=1.52g2.初步选用成型设备采用一模4件的模具结构，考虑其外形尺寸，注射时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注射机型号为XS-ZY-60。3.模具类型根据塑件的成型工艺方案确定模具的类型为注射模。4.选用标准模架根据结构草图，查标准手册，选用的标准模架为4040中的派生型，标准模架的选用程序及要点有：1)模架厚度H和注射机的闭合距离L的关系为：通过查表，计算模具闭合高度 ：=35+70+40+110+35=290mm

8、2)开模行程与定、动模分开的间距与推出塑件所需行程之间的尺寸关系为：模具推出塑件距离须小于顶出液压缸的额定顶出行程；通过查表，计算模具闭合高度3)选用的模架在注射机上的安装；4)选用模架应符合塑件及其成型工艺的技术要求。四、 浇注系统的设计1. 浇注系统的设计原则1)了解塑料的塑料的成型性能2)尽量避免或减少产生熔接痕；3)有利于型腔中气体的排出；4)防止型芯的变形和嵌件的位移；5)尽量采用较短的流程充满型腔；6)流动距离比和流动面积比的校核。2.浇注系统的设计(1)浇口套的设计 浇口套一般采用碳素工具钢（如T8A、T10A等）制造，热处理淬火硬度为5357HRC。由于初选注射机的型号为XS-

9、ZY-60，查表4.2得喷嘴圆弧半径为12mm，喷嘴孔直径为4mm 。主流道通常设计在浇口套中，为了方便注射，主流道始端的球面必须比注射机的喷嘴圆弧半径大12mm，防止主流道口部积存凝料而影响脱模，通常将主流道小端直径设计的比喷嘴孔直径大0.51mm。(b) 浇口的设计本模具选用点浇口。浇口的位置选择：尽量缩短流动距离、避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷、浇口应开设在塑件壁厚处、考虑分子定向的影响、减少熔接良提高熔接强度。根据塑件材料及形状 , 为保证型腔各部位均衡进料 ,防止塑件变形和缺料 ,浇口设计成 4处点浇口均匀分布的形式 ,以便缩短流程 ,加快注射速率 ,降低流动阻力 ,这样可以做到进料

10、点对称 ,充模均匀。为避免产生分子高度定向 ,局部应力增加 ,甚至开裂的现象 , 将 4点浇口位置设于塑件外侧环形与轮辐状加强筋交叉处(直径为 5mm小圆柱上) 。这样 ,点浇口处的制品壁厚增加 ,且其周围呈圆弧形过渡 ,就可防止上述现象发生。此外 , 模具成型部分设计为斜销式结构 , 4处点浇口设在定模斜销的成型面上 , 有利于利用配合间隙排气 , 避免了因排气不良造成浇口部位塑料烧焦 ,而在制品上产生黑色条斑及黑点。(c) 主流道设计 依据一模4件一次注射时所需的塑料量 , 选定XSZY-60型注射机为成型设备。根据设计手册查得XS-ZY-60型注射机喷嘴的有关尺寸:喷嘴前端的孔径 =4m

11、m;喷嘴前端的球面半径 =12mm。根据模具主流道与喷嘴的关系 , 取主流道球面半径 R =13mm , 取主流道的小端直径 d =4.5mm。(d) 分流道及浇口设计 综合考虑塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率、分流道长度等因素 , 本模具分流道的截面形状采用半圆形 , 查设计手册 , 取 R = 4mm。根据塑件的成型要求、型腔的排列方式及成型时有利于填充、排气等因素 , 选用截面形状为矩形的侧浇口较为理想。其截形尺寸初选为 (blh) 1mm0.8mm0.6mm ,试模时修正。五、 模具的相关设计1.支承零部件的设计 模具支承零件主要有支承板（动模垫板）、垫板（支承块）、支承块、

12、支承板、支承柱（动模支柱）等。支承板的设计要求是，具有较高的平行度和必要的硬度和强度。根据草图，本模具要用支承板，支承块。支承板的厚度根据塑件在分型面上的投影面积得其厚度为40mm.、2.合模导向机构的设计导向机构的作用有：a)定位作用；b)导向作用；c) 承受一定的侧向压力。导柱结构的技术要求有：a)导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度810mm;b)导柱前端应做成锥台形或半球形；c)导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯，多采用20钢（经表面渗碳淬火处理）或者T8、T10钢（经淬火处理），硬度为5055HRC；d) 导柱应合理均布在模具分型面的四周，导柱到模具边缘应有足够的距离，以

13、保证模具强度；e)导柱固定端与模板之间一般采用H7/m6的过度配合，导柱的导向部分通常采用H7/f7的间隙配合。3.斜销机构的设计该塑件抽芯为斜销分型, 为此设计了 1套斜销抽芯机构。, 利用锥形模套对其进行定位和锁紧,既保证牢固可靠 ,又保证抽芯导滑动作平稳 ,并可使动、 定模之间具有较高的同轴度。抽芯时 ,滑块由连接板带动 ,两者之间用螺钉连接 ,加工简便。4.推出机构的设计由于塑件的加强筋允许有较大的脱模斜度 , 根据塑件空心的特点 , 在动模型芯和中间设计了推管 ,既简化了结构 ,还可使推出动作均匀、 可靠。此外 ,还巧妙地利用动模型芯的内部空间设置1复位杆,解决了外部不便设复位杆的问

14、题。1)推出机构一般由推出、复位和导向三大部件组成。2)推出机构按其推出动力来源可分为手动推出机构、机动推出机构和液压与气动推出机构等。手动推出机构是掼模具开模后，由人工操作的推出机构推出塑件，它可分为模内手工推出和模外手工推出 两种。3)推出机构按照模具的结构征分为一次推出机构、定模推出机构、二次推出机构、带螺纹的推出机构等。4)推出机构的设计要求有：a)设计推出机构时应尽量使塑件留于动模一侧；b)塑件在推出过程中不发征变形和损坏；c)不损坏塑件的外观质量；d)合模时应使推出机构正确复位；e)推出机构应动作可靠。5）一次推出机构包括：推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、活动镶块或凹模

15、推出机构和多无综全推出机构等。由上面的结构草图和零件形状，推出机构选用推杆推出，拉料杆选用Z字型拉料杆。5.排气方式该模具为小型模具，可利用配合间隙排气、在分型面上开设排气槽、利用排气塞排气。6、冷却系统的设计模具冷却采用循环水道 ,由于该塑件壁薄 ,过早冷却 ,注射时塑料会来不及充满形腔 ,所以水道采用了稍大于 3倍合理水道直径的数值做为型腔面至水道中心的距离 ,使模具模温均匀适当 ,以适应在正常周期下工作的需要。冷却水回路的布置：(1)冷却水道应尽量多、截面尺寸应量大；(2)冷却水道离模具型腔表面的距离应尽量均匀，水道孔边到型腔表面距离为1015mm；(3)水道出入口的布置，应使出入口温差

16、尽量小；(4)冷却水道应沿着塑料收缩方向设置；(5)冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位。7.模具的型腔数量与布局形式 根据塑件结构特点 ,为保证塑件表面质量和尺寸精度 ,决定采用一模4腔。手机外壳零件在模具行业中应用较广,其注塑模一般常采用斜销机构,现我作了改进并设计了如图3 所示的注塑模。结构很简单,成型内孔的型芯设计在定模部分,侧滑块设计在动模部分,斜导柱在定模部分。当动定模分模时,斜导柱开始抽芯动作,定模型芯开始脱模 两种动作同时进行定模型芯一方面起内孔的成型作用,在抽芯过程中,它又起定位作用,使塑件不会包禅侧滑块的任何一方。此结构在设计时应注意使斜导柱的抽芯动作与定模型芯的脱模

17、动作同时结束,这样成型后的塑件,就不要依靠任何脱模装置,而自动脱落,便于实现自动化操作。此结构与一般斜导柱抽芯结构比较,可使模具体积缩小 ,节省了钢材,缩短了设计制造周期,减少了注射成型过程的辅助时间,提高了工作效率。图22.模具结构设计经过对塑件的工艺分析，根据塑件的结构特点，按具体设计要求，这次的注塑模结构设计主要包括: 分型面选择、模具型腔数目的确定及型腔的排列方式、冷却水道布局及浇口位置设计、模具工作零件结构设计及侧向抽芯机构设计等内容。直通管注射模为双分型面结构 , 模具结构如图所示 , 每个模腔均由定模型腔块与动模的 3个侧滑块及型芯和推管闭合而成。模具设计为 1模 4腔 ,选用

18、5050模架 ,模具闭合高度为 290mm。塑件内部形状由推管及型芯成型 ,推管的外径做为滑块闭合的限位。为保证侧滑块在推管限位处吻合 , 模具上设置了圆锥定位销, 以保证模具的定向基准 , 确保模具侧滑块工作时定位平稳 ,受力均匀。模具在闭合时 ,为保证复位杆带动推板垫板、推板提前复位 , 除复位弹簧外 ,在定模上还设置了确保提前复位的装置 ,由弹簧带动复位杆强行推动复位杆回位 ,这样 ,模具顶出系统就具有了定位强行回位及本身弹簧复位双保险 ,保证了推管提前复位到工作位置 ,防止了侧滑块与推管配合部分产生摩擦 ,避免了此处发生磨损。此时 ,当推动推板垫板推板回位时 ,又带动限位开关确保了模具

19、顶出系统到达工作位置并连动机床进一步闭合模具到工作位置。该塑件由于为薄壁件 , 因此模具采用了点浇口 ,这样可使塑料在经过进料口的瞬间二次融化 ,提高了塑料的流动性 ,有利于快速充满型腔。塑件悬臂部分由定模型腔块成型内壁 ,动模型腔块成型外壁 , 点浇口设在动模型腔块外壁一侧 ,增加了开模时塑件滞留在动模的力量 ,开模后 ,塑件悬臂部分留在动模上 ,并处于完全释放无任何阻力状态。3.分型面的选择a)分型面应选择在塑件外形最大轮廓处；b)分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模；c)分型面的选择应保证塑件的精度要求；d)分型面的选择应满足塑件的外观质量要求；e)分型面的选择要便于模具的加工制造；f)分

20、型面的选择应有利于排气。综上所述，选择两边分模，分型面选在最上边的底边。该塑件为机内骨架 , 表面质量无特殊要求 , 但在绕线的过程中上端面与工人的手指接触较多 , 因此上端面最好自然形成圆角; 此外 , 该零件高度为 44mm , 且垂直于轴线的截面形状比较简单与规范 , 故选择工字分型方式 , 这既可降低模具的复杂程度、减少了模具加工难度又便于成型后出件。第三章 模具总装图主视图俯视图正等轴测图第四章 总结在这次模具设计的课程设计中，我进行了普通注塑模具的零件工艺性分析，主要工艺设计的计算，模具中各零件的设计以及模具装配的设计。回顾起此次冲压模具的课程设计，我感慨颇多。的确，从选题到完成设

21、计，从理论到实践，在这段时间里，可以说是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，不仅巩固的以前所学的知识，而且学到了很多在书本上没有遇到过的知识。一领到老师的题目后，我就去图书馆借阅了大量的资料，由于资料比较分散，所以整理有用的资料就显得很重要，有些东西实在是不懂就去和其他同学讨论，通过大家的帮助，我获益良多。这次课程设计刚开始时，由于理论知识的不足，在加上平时没有什么设计经验，有些手忙脚乱，不知从何入手。在老师的谆谆教导，和同学的热情帮助下，我找到了信心。现在想想其实课程设计的每一天都是很累的，其实，模具设计并不简单，每一个数据都都得仔细查找、考察，绝对不是空想能想出来的。每当有一个问题得到解

22、决的时候，就觉得很高兴，可是问题还是会不断的涌现出来，在整个设计的过程中，可以说是困难重重。虽然现在，种种困难我都已经克服，但是还是难免有些疏忽和遗漏的地方，完美总是可望而不可求的。不再同一个地方跌倒两次才是最重要的。抱着这样的心理，我一步步走了过来，最终完成了我的任务。这次的课程让我对注塑工艺及模具的设计有了更加深入的了解，尤其是在查阅资料的经验方面，受益尤多。因为我们以后到了学习和工作中的时候，就没有老师在指导的情况下，必须靠自己主动的解决在工作中遇到的问题。这就对我们自己搜集资料，通过各种渠道获取自己想要信息的能力提出了很高的要求。而课程设计刚好锻炼了我们的这种能力。因为在整个课程设计中，查阅到自己所需的资料可以说是一个很重要的组成部分。他对我们搜集资料的能力的提升无疑是巨大的。这次的课程设计我学到了很多的东西，这些东西对我以后的学习和工作都有很大的帮助。感谢学院给我们安排了这样一次意义重大的课程设计！感谢老师在我的设计过程中对我的指导！参考文献展迪优，UG NX8.0模具设计教程，机械工业出版社，2012年展迪优，UG NX7.0模具设计实例精解，机械工业出版社，2011年骆志高、陈嘉真，塑料成型工艺及模具设计，机械工业出版社，2009年专心-专注-专业