2022年模具设计论文 .docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用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 1 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用摘要: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,根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
2、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 ProE 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 2 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 32 页精选学
3、习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用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
4、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3 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用烯投入生产;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;p1EanqFDPw 21 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;DXDiTa9E3d 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
5、 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;RTCrpUDGiT 1.2 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%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
6、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;4 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用5PCzVD7HxA 1.3 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,
7、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
8、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;jLBHrnAILg 2 材料与塑件分析5 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用2.1 塑件分析如图 1 为手机后盖件的三维立体图,该产品
9、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
10、的;LDAYtRyKfE 6 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用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;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
11、比塑料名称ABS 聚乙烯材料特性较大的机械强度和良好的综结晶部分多时,塑料硬度高、韧合性能;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;成型ABS 的吸湿性和对水分子的聚乙烯制件最显著的特点是收缩工艺敏锐性较大,在加工前必需进行率大,这与材料的可结晶性和模具温特点充分的干燥和预热;原料掌握水度有关;定型后塑件在强的收缩牵引注射温度分在 0.3%以下;作用下,可令制件变形和翘曲;ABS 塑料的温度与熔融粘度聚乙烯的注射温度一般在120的关系比较特殊,在达到塑化温310之间,温度超过300时,收缩度后在连续盲目升温,必将ABS率会明显增大;的热降解;注射速
12、度及压ABS 采纳中等注射速度成效聚 乙 烯 的 注 射 压 力 一 般 选 择 在力较好,注射时需要采纳较高的注68.6 137.2Mpa 之间;注射速度不易射压力,其溢边料为0.04mm 左过快,以保证结晶程度高;右;并需要调配好保压压力和保 压时间;模具温度ABS 的模具温度相对较高,由 于 模 具 温 度 对 收 缩 率 影 响 很一般调剂在7585;大,因此要常常保持模具相对恒定的温度,一般在4080之间;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;看表 2 和表 3;rqyn14ZN
13、XI ABS 的技术指标、注射工艺参数详细表 2 ABS 技术指标ABS 技术密度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 7 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 指标拉伸弹性个人资料整理仅限学习使用80Mpa 1.8弯曲强度模量Mpa 拉伸屈服50Mpa 温度传导101.3强度系数m/s 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
14、 100Mpa 保压压力5 15s 5 10 Mpa 冷却时间周期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;EmxvxOtOco 2.4 运算塑件的体积和质量该产品材料为 ABS,查手册或产品说明得知其密度为 1.03g1.07g/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
15、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8 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 通过运算塑件的体积个人资料整理仅限学习使用M 塑V 塑=4.185cm3,可得塑件的质量为=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;由浇注系统体积 V 浇=5.535cm3可运算出浇注系统质量为 M 浇=V 浇=5.535
16、g 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;y6v3ALoS89 4 标准件的挑选依据手机后盖件的特点,选取分型面;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,打入国际市 场;M2ub6vSTnP 41 标准模架的选取9 / 32 名师归
17、纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用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 42 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,M1
18、4 不等,长度依据不同 需要选取;eUts8ZQVRd 5 注塑机的挑选10 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用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
19、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11 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第
20、11 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 容量一般为30个人资料整理仅限学习使用热塑性塑料注射机固性塑料注容量一般为射机结构60g 柱塞式螺杆式 60cm 3 以上100500g 2045g 注 射 装 置 一 般 为30 60g 注 射 装 置 与 合除 塑 化 加 热注射装置以螺杆为主,系 统 外 , 其模 装 置 的 轴 线柱 塞 式 、 液 压 机液压机械式锁模,顶出他 与 热 塑 性互 相 成 垂 直 排械 式 锁 模 机 构 、特性系统采纳机械、液压或塑 料 用 螺 杆列 , 优 点 介 于顶 出 系 统 为 机 械两者兼备式 注 射 机 相立 卧 两
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