手机壳注塑模具设计说明书.docx

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1、本科毕业论文（设计）题目手机壳模具设计与结构设计作者学院专业料成型与掌握工程学号指导老师二。一六年二月二十二日模具型腔数目的确定1）由于该工件较小，然后考虑到注射机的成型锁模力，我们采纳一模两腔的设计 思路来设计该模具。2）同时考虑到注射机的额定注射量以及产品的制作精度，模具的型腔数不能太多，所以 在这里综合以上因素，打算采纳一模两腔来制作该产品，故模具的型腔数目为两个。模具型腔数目的确定一模两腔的模具所需要的锁模力和注射量都在注射机额定的范围 内，且制作出来的产品精度比较简洁掌握，外形不易变形，所以采纳一模两腔来制作加 工手机壳这个产品。第四章浇注系统的设计4. 1制件在模具中的位置型腔的布

2、置主要考虑制件在分型后能保留在动模上以便脱模，并结合制件的结构特征应将型腔 设置在定模侧，型芯设置在动模侧。分型面的选择由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件结构工艺性及尺 寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排气等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综 合分析，应遵循以下几项的设计原则：1）分型面应选择在塑件外形最大轮廓处2）分型面的选择应有利于塑件的顺当脱模3）分型面的选择应保证塑件的精度要求4）分型面的选择应满意塑件的外观质量要求5）分型面的选择要便于模具的加工制造6）分型面的选择应有利于排气从以上几条分型原则可知，我们应当选择最大的投影面积来作为分型面，同时还要 考虑到

3、模具所制造出来产品的加工精度以及外形尺寸，本次设计的是手机壳，通过该工 件的零件图可知，我们选择手机壳最大的投影面作为分型面，其中分型线如图41红 色线所示。图41分型面的确定4. 2确定浇口形式及位置对浇注系统进行设计时，一般应遵循如下基本原则：(1) 了解塑料的成型性能(2)尽量避开或削减熔接痕(3)有利于型腔中气体排出(4)防止型芯的变形和嵌件的位移(5)尽量采纳较短的流程布满型腔(6)流淌距离比和流淌面积比的校核为了提高成型效率和综合考虑以上的基本设计原则并结合制件质量要求，本模具应 采纳埋伏浇口，由产品底部进料。浇口位置如图42所示浇口直径可以依据阅历公式计算d=(0.140.20)

4、452A式中d一浇口直径 (mm)5塑件在浇口处的壁厚(mm) A一型腔的表面积mm2d=(0. 14-0. 20)X20303. 81. 0mm (浇口直径也可依据阅历值取d=L0mm)浇口锥角取0二30。浇口倾斜角取Q二150图42流道设计4. 3主流道的设计主流道是连接注射机喷嘴与流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断 面为圆形，带有肯定锥度1)主流道设计成圆锥型，其锥角为16 ,内壁粗糙度Ra取0.4um2)主流道大端成圆角，半径r=l3mm,以减小料转向过度时的阻力3)在模具结构允许的状况下，主流道尽可能短，一般小于100mm,过长则会影响 流体的顺当充型4)对于小型模具可

5、将主流道衬套与定位圈设计成整体式，但在大多数状况下将主 流道衬套与定位圈设计成两个零件，主流道衬套与定模板采纳H7/m6过度协作与定位圈 的协作采纳H9/f9间隙协作依据系统工况，我们打算使模具与浇口套的协作公差为H9/f9的协作。定位圈在模 具安装调试时应插入注射机定模板的定位孔内，用于模具与注射机的安装定位。定位圈 外径比注射机定模板上的定位孔径小0.2mm以下。浇口套与模板的协作为H7/m64. 4流 道设计流道设计时应留意尽量削减流淌过程中的热量损失与压力损失。流道的外形与尺寸该注塑模的流道的外形与尺寸和所需要注塑产品的大小有直接关系，假如需要加工 出来的产品很大的话，流道的截面就要大

6、，相反地，假如需要注塑出来的产品很小的 话，流道的截面就要窄，可以说，流道的大小与产品的大小，以及注射机的注射量，锁 模力等等各个方面都有着亲密的关系。这需要依据产品的详细外形尺寸来确定。流道的长度详细尺寸依据型腔的太小而定流道的表面粗糙度流道是注塑模具中影响到产品外观以及结构的重要因素，可以说流道系统的设计的 好与坏直接关系到该模具加工出来的产品的好与坏，所以设计出合理的流道是一个优秀 模具必需具备的。设计流道的过程中，需要考虑到流道的散热性能，以及塑料的流淌性 能等等多方面的因素。流道在分型面的布置形式流道在分型面的布置形式如上图4-2依据以上设计参数校核流淌比二丫匕4式中一流淌比距离Li

7、一模具中各段料流通道及各段型腔的长度（mm） ti一模具 中各段料流通道及各段型腔的截面厚度（mm）二60/3.5+37/5+4.5/5+2 乜亍/2+140/2=98mm由于影响流淌比的因素主要是塑料的流淌性，PC塑料的流淌性为中等，经查有关资料 可知PC允许的流淌比=210110,所以4. 5冷料穴设计通常状况下，冷料穴位于该注塑模的动模板上面，这样更近地接近工件，当塑料被 注射进型腔后，冷料穴就开头发挥作用了，可以使注塑出的塑件很快冷却，从而起到了冷 却塑件，保证其力学性能的作用。流道冷料穴当流道较长时，可将流道的终点沿料流前进 方向延长作为流道冷料穴，以贮存前锋冷料，其长度为流道直径的

8、1.52倍。本模具采纳Z形拉料杆，详细设计的图4-3所示。图4一5拉料杆第五章成型零部件的设计4.1 成型零部件的结构设计成型零部件是注塑模具设计中起到打算因素的一部分，产品的外观，综合力学性 能，精度，表面光滑度等等方面都是依靠成型零部件的精度来掌握的，例如型腔、型 芯、凹模板，垫板等等都属于成型零部件，在注塑模的设计中，成型零部件的作用特别 重要，把握好成型零部件之间的协作，精度等等因素是打算一副模具好与坏的根本所 在，其中，成型零部件的设计主要包括以下几个方面： 型腔结构设计依据课题我们知道，型腔的结构形式就打算了手机壳外部的结构形式，通过分析手 机壳这个产品，我们可以选择整体镶入式型腔

9、，由于整体镶入式型腔可以有效地节省成 型零部件的制作成本，并且其力学性能满意工况要求，更换便利快捷。型芯及镶件结构设计我们知道，型芯和镶件主要是用来成型手机壳内部结构的成型零部件，通过分析手 机壳这个产品，我们知道，其内部凸台较多，所以我们可以选择把凸台做成较大的镶件 来削减模具钢的使用率，从而进一步来节省原材料，降低成本。5. 2成型零部件工作尺寸计算成型零部件性能成型由于成型零件直接与高温高压的塑料熔体接触，它必需有以一些性能：1、必需具有足够的强度、刚度，以承受塑料熔体的高压；2、有足够的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨损；3、通常进行热处理，使其硬度达到HRC45。以上；4、切削加工

10、性能好，热处理变形小，可淬性良好；5、熔焊性能要好，以便修理；型腔、型芯工作部位尺寸计算经查有关资料可知 PC塑料的收缩率是0. 3%-0, 8%平均收缩率为：S=(o. 3%+0. 8%)/2=0. 55%型腔工作部位的尺寸：型腔径向尺寸型腔L&二r(1+s)L-深度尺寸型芯径向XA1+szH+8z二r(i+S)H-XA*zlOno=尺寸型芯高度尺寸r(i+s)i+XAR8,L/. sJ-中心距尺寸式中gh=(l+S)h+XA”m-8、C I C _.0/1 c-7L一塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸(mm) 1 一塑件内型径向基本尺寸的最 小尺寸(mm) H 一塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸

11、(mm) h 一塑件内型径向 基本尺寸的最小尺寸(mm) C 一塑件中心距基本尺寸的平均尺寸(mm) x一修正系数，取0.50.75一塑件公差(mm) 8模具制造公差，取(1/3-1/4) Ao各工作部位尺寸计算结果详见相应零件图纸所标明5. 3成型零部件的强度 与刚度计算为了便利加工和热处理，其型芯整体镶嵌式，型腔为整体镶嵌式。因此，型腔的强 度和刚度按型腔整体式计算。由于型腔壁厚计算比较麻烦，也可参考阅历推举数据。强度、刚度计算设计好一套模具，必需考虑到它的强度和刚度方面，由于模具是在高温下面作业 的，并且高压，所以校核各个结构零部件的强度和刚度是必需的。只有这样，才能更好 地使模具应用的

12、时间长，使用便利，修理少。(1)塑件成型过程中不产生溢料(2)保证塑件的尺寸精度粘度特性塑料品种允许变形值6中粘度塑料PC0.05塑件尺寸阅历公式610-50/3(1+A.)J50-200 5(1+Ai)（3）保证塑件顺当脱模6tS=l.4X0.8%=0.0112式中一保证塑件顺当脱模的型腔允许弹性变形量；t 一塑件壁厚，mm;S一塑件的收缩 率。型腔的侧壁和底板厚度的计算组合式矩形型腔侧壁厚度的计算对于小尺寸的模具型腔，在发生大的弹性变形前，其内应力往往超过了模具材料的 很多应力，因此，强度不够是主要冲突，设计型腔侧壁厚应以强度为准。6max 二 pH32Ehs31s=12. 7mm设允许最

13、大变形量为6maxW6,其壁厚按刚度条件的计算式为： P-H-14s= 32-E-H5 s=25mm（2）组合式矩形型腔底板厚度的计算按强度条件，型腔底板厚度计算式为：式中：h矩形底板的厚度（mm）B底板总宽度（mm）L双支脚间距（mm）P型腔内塑料熔体压力（MPa）9模具材料的许用应力（MPa）h25mm 第六章结构零部件的设计6.1选用标准注射模架初选注射机1）注射量：该塑料制件单件重量m=20. 06g浇注系统重量的计算可以依据浇注系统尺寸先计算浇注系统的体积v=l. 888cm3粗略计算浇注系统重量为力为Vxp二1. 888X1. 035-1. 95g总体积V二（19. 38+1. 9

14、5） =21. 33cM3塑件总重量 M=21. 33X1. 03522. 08g聚苯乙烯的密度为1.054g/cm3, PC的密度为1. 021. 05g/cm3满意注射量V三V/0. 80机塑件式中V一额定注射量（cm3）机V一塑件与浇注系统凝料体积和（cm3）塑件V2133 塑件=a26. 66cm30.800.8 或满意注射量 M = Mp/ (px0.8)机塑件 12式中M一额定注射量(g)机M一塑件与浇注系统凝料的重量和(g)塑件 一聚苯4烯的密度27.1g(g/cm3) P2一塑件采纳塑料的密度(g/cm3) Mp22. 08x1. 035=w=p0. 81. 054x0. 81

15、2)注射压力:P三P注成型经查有关资料可知PC塑料成型时的注射压力P=70-90MPa成型3)锁模力：式中P塑料成型时型腔的压力，PC塑料的型腔压力p=30MPaF浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和(mm2)各型腔及浇注系统及各型腔在分型面上的投影面积F=5541. 26mm2PF=L 3X30X5541. 26=216109. 14K依据以上的分析、计算，查相关资料初选注射机型号为：XS-Z-30,其有关技术参 数如下：理论注射容量(cm?)30螺杆直径(mm)48注射压力(MPa)319注射行程(mm)330注射方式注塞式锁模力(KN)650拉杆内向距(mm)550移模行程(mm)200

16、最大模具厚度(mm)600最小模具厚度(mm)250喷嘴圆弧半径(mm)12喷嘴孔直径(mm)3.5最大开合模行程(mm)160动、定模板尺寸(mm)320X301拉杆空间(mm)435选标准模架依据以上分析、计算以及型腔尺寸及位置可确定模架的结构形式和规格。通过调用 AutoCAD的燕秀工具箱模架选用。定模板厚度：A=25mm动模板厚度：B=40mm垫块厚度：C=61m模具厚度：H模=282m 模具外形尺寸：320mmX301mX282m6. 2定模板与动模板的设计本模具的模架是AutoCAD的燕秀工具箱调出拉，已经设计好动定各模板的相关参数。详细看图6-1模架参数第七章推出机构的设计注射成

17、型每一循环中，塑件必需精确无误地从模具的凹模或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称顶出机构。本设计使用简洁的推杆脱模机构和采用斜顶设计推出机构的类型为一次推出机构。 由于该塑件的分型面简洁，结构也不简单，采纳此类的脱模机构可以简化模具结构，给 制造和维护带来便利，推出位置如图7-1所示。图7-1顶出机构摘要本次设计就是将手机壳作为设计模型，将注塑模具的相关学问作为依据，阐述塑料 注塑模具的整体设计过程。该毕业设计的内容是手机壳的注塑模具，材料为PC,依据其结构外形特点以及通过 对手机壳成型工艺的正确分析，确定型腔的总体布局，选择分型面，确定脱模方式，设 计浇注系统等；同时本文对注塑

18、模具进行简要介绍，对注塑模具中的主要零件进行设计 计算，在设计过程中着重考虑其生产实际中的经济性和合理性。关键词：注塑模具；注射成型；分型面第八章抽芯机构设计抽芯机构在模具的应用中特别广泛，主要用来加工塑件的突起或者凹下去的凸台 或者孔等等特征。将型芯从成型位置抽至不阻碍塑件脱模的位置，型芯或滑块所移动的距离称为抽 芯距。一般来说，抽芯距等于脱模行程加1mm3mm的平安距离。测得脱模行程最大 为1.74mm。可取抽芯距为s=2.5mm。轴通常状况下，工件内部的凸起或者凹进去的特征都是由斜顶顶出来的，这样就可以 更便利地加工出合适的产品出来。如下图8-1所示，斜顶参数设计参考图8-2的设计标准。

19、斜顶详细尺寸详见零件图。图8-1斜顶计算参数蔡秀工具箱斜顶角度计算bbs.yxcax.右图：tga=S/EHS=S 1 + 1.53nlmW=LW+2-4mm斜顶设计基本参数图8-2斜顶设计参数第九章温度调整系统设计通常状况下，注塑机注射到型腔里的温度通常在200度左右，而注射完成的工件的 温度在60度左右，所以设计冷却水道是必需要的，特殊在工件比较大的状况下。在设 计冷却水道的过程中，我们必需留意一下几个方面：.冷却水道尽量多、截面尺寸应尽量大；错误！未找到引用源。冷却水道至型腔表面距离应尽量相等；错误！未找到引用源。浇口处加强冷却；错误！未找到引用源。冷却水道出入中温差尽量小；错误！未找到

20、引用源。冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置；第十章排气系统设计由于本次设计的手机壳比较小，我们可以通过在分型面上面设置排气槽排气，此次 我们设计的分型面排气槽与型腔的距离为56mm，深度为0.03血。采用间隙排气，其协 作间隙一般为0.030.005mm,在这里，我们选择0.06mmo第十一章注塑机参数校核11.1 最大注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核注塑模具的设计步骤已经在上述部分有计算，校核，所以依据工况，注塑机是符合 系统要求的。11.2 开模行程的校核注射机最大的开模行程SS三h件+h浇+ (5-10) =1165。防止顶角。第三章拟定成型工艺3.1制件成型方法依据工件的特征以及

21、所使用的材料，我们选择注射成型来加工这个产品。3. 2制件的成型参数依据制品结构特点及选定的原料pc,可拟定如下工艺参数塑料名称：PC密度（g/cm3） ： 1.021.05计算收缩率（） :0.5模具 温度（ C） ： 5060注射压力（MPa） ： 60100适应注射机类型：柱 塞式3. 3确定型腔数目计算制品的体积和重量通过三维制图UG软件测量得：料筒温度喷嘴温 度:模具温度 /c注射压力/MPa注射机类 型后/C中/C前/C180-50-707090螺杆式150180-190200190E1 -八行八注射时间成保压型可冷却时间成型周期螺杆转数（r/min）处5彳至155沁15/s403060后处理方法温度/。c时间/h红外线烤箱700.3-1原材料应干燥0.5h以单件塑件投影面积S=5541. 26mll12；单件塑件体V=19381. 67nlm3查有关资料可知PC 的密度为1. 02-1. 05g/cni3则单件塑件重量m=20. 06g