手机上盖塑料模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 注射成 型的基本概念是使热塑性材料在受热时熔融，冷却时硬化，在大部分加工中，粒状材料（即塑料树脂）从料筒的一端（通常通过一个叫做“料斗”的进料装置）送进，受热并熔融（即塑化或增塑），然后当材料还是溶体时，通过一个喷嘴从料筒的另一端挤到一个相对较冷的压和封闭的模子里。溶 体 在模腔里冷却，硬化，直至完全固化。然后将模子打开，推出工件，并重复以上工序。 关键词 ： 注射成型 ； 熔融 ； 冷却 ； 硬化 ； 固化 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he of of a to be by to In is of a as a ,or of it is in of a a a 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 1 前言 . 1 料成型模具在加工工业中的地位 . 1 料成型模具发展趋势 . 1 深理论研究 . 1 效率、自动化 . 2 型、超小型及高精度 . 2 命模具制造工艺 . 2 准化 . 2 发计算机 辅助设计与辅助制造（ . 2 （ 1）、塑件设计 . 2 （ 2）、注射机的使用 . 2 2 塑件材料及工艺性分析 . 3 件材料分析 . 3 件材料的选择 . 3 料的基本特性 . 3 （ 1）物理力学性能 . 3 （ 2）热性能 . 3 （ 3）电性能 . 3 （ 4）耐环境性 . 3 （ 5）耐候性 . 3 （ 6） 流变性 . 4 （ 7） 吸水性 . 4 （ 8） 品的后处理 . 4 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 注射成型工艺及主要参数 . 4 （ 1）注射成型工艺 过程 . 4 （ 2） 射成型工艺参数 . 4 （ 3） 主要性能指标 . 5 件工艺性分析 . 5 件的几何形状 . 5 寸和精度分析 . 6 模斜度 . 6 3 型腔数目的决定及排布 . 7 4 分型面的选择 . 8 5 浇注系统的初步估计 . 9 注系统的设计原则： . 9 注系统的组成： . 9 流道的设计 . 9 流道的设计 . 10 口形式 . 10 6 注射机的型号和规格 . 12 射机的确定 . 12 射机的主要参数 . 12 7 成型零部件的工作尺寸计算 . 13 型零件工作尺寸 . 13 料的成型收缩 . 13 型零部件的制造 偏差 . 13 型零部件的磨损 . 13 凹模尺寸计算 . 14 型零件的强度、刚度计算 . 15 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 壁： . 15 部： . 15 模、型芯计算公式： . 15 8 导柱导向机构的设计 . 17 柱导向机构的作用 . 17 柱导套的选择 . 17 9 推出机构的设计 . 18 出机构的组成 . 18 计原则 . 18 模力的计算 . 18 位零件 . 19 心机构设计 . 19 10 温控 系统设计 . 21 射模冷却系统设计 . 21 射模冷却装置系统设计要点 . 21 却系统的计算 . 21 冷却介质温度有关的物理系数 . 21 11 模具结构分析 . 23 12 结束语 . 24 13 参考文献 . 25 14 致谢 . 26 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 前言 料成型模具 在加工工业中的地位 模具是利用其特定形状成型具有一定形状和尺寸的制造工具。成型塑料制品的模具叫做塑料模具。 全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等方面均能满足使用要求的优质 制品。从模具使用角度，要求高效率、自动化、操作简便；从模具制造角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。 塑料模具影响着塑料制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在塑料加工过程中，模具结构对操作难易程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少分模。合模和取制件过程中的手工劳动，为此常采用自动开合模和自 动顶出机构。在全自动生产时还要保证制品能自动从模具上脱落。另外，模具对塑料制品的成本也有相当的影响。除简易模具外，一般来说制模费是十分昂贵的，一副优良的注射模具可生产制品百万件以上，压制模约能生产二十五万件。当批量不大的时候，模具费用在制件成本中所占比例将会很大，这时应尽可能地采用结构合理而简单的模具，以降低成本。 现代塑料制品中合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要因素，尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求，塑料制件使用要求和造型设计起着重要作用。高效的全自动的设备也只有装上能自动化生 产的模具才能发挥基效能，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提。由于工业塑件和日用塑料制品的品种和产量需求量很大，对塑料模具生产不断向前发展。 料成型模具发展趋势 随着塑料成型加工机械和成型模具的迅速增长，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占比例越来越大。从模具设计和制造技术角度来看，模具的发展趋势可归纳为以下几个方面： 深理论研究 在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经由经验设计阶段逐渐向理论计算方面以发展。 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 效 率、自动化 大量采用各种高效率、自动化的模具结构，如高效冷却以缩短成型周期；各种能可靠地自动脱出产品和流道凝料的脱模机构；热流道浇注系统注射出模具等。高速自动化的塑料成型机械配合以先进的模具，对提高生产效率，降低成本起了很大作用。 型、超小型及高精度 由于模料应用的扩大，塑料制件已应用到建筑、机械、电子、仪器、仪表等各个工业领域，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工，热处理变小、导热性能优异的制模材料。 命 模具制造工艺 为了更新产品花式和适应小批量产品的生产要求，除大力发展高强度、高耐磨性的材料外，同时又重视简易制模工艺研究。 准化 开展模具标准化工作，使模板，导柱等通用零件标准化、商品化，以适应大规模地成批生产塑料成型模具。 发计算机辅助设计与辅助制造（ 随着计算机技术的发展，计算机已广泛应用于模具工业，在注射成型系统中，针对每一个环节都可将计算机作为辅助工具而加入。构成该环节的 （ 1）、塑件设计 塑件的设计包括塑件结构 、尺寸、精度、表面、性能等方面的设计。塑件设计方面的计算机辅助技术有：塑件 料、辅料、辅件选择的专家系统。 （ 2）、注射机的使用 常见注射机的使用方面的计算机辅助技术有：注射机选择专家系统：注射机故障诊断系统。 、注射模使用状况的好坏直接影响到注射质量，在对于高技术注射模来说，都要对注射模在使用过程中进行监控或对注射模的服役模拟仿真，由此知注射模的工作状况。 、注射工艺 注射工艺方面的计算机辅助技术有：注射工艺制定的专家系统；塑件质量故障诊断。 、注射模设计 注射模设计主要完成注射模的 结构尺寸、精度、表面性能等方面的设计，并选择模具的材料等。 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 2 塑件材料 及工艺性 分析 该塑件选用塑料为 中文名 为 ： 丙烯腈 苯乙烯共聚物英文名 ： 由丙烯腈 (丁二烯 (苯乙烯(种化学单体合成。 特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构，而它的优良性能在 于以下几方面： （ 1）物理力学性能 不透水，但略透水蒸气，冲击强度较高，尺寸稳定性好等。 极好的冲击强度，即使在低温也不迅速下降。但是它的冲击性能与树脂中所含橡胶的多少、粒子大小、接枝率和分散状诚有关，同时也与使用环境有关、如温度越高则冲击强度越大。当聚合物中丁二烯橡胶含量超过30%时，不论冲击、拉伸、剪切还是其它力学性能都迅速下降。 （ 2） 热 性能 3，若能对制品进行退火处理，则还可增加10左右。 （ 3） 电 性能 度和湿度的影响很小，且在很大频率变化范围内保持恒定 。 （ 4）耐环境性 机盐、碱、酸类的影响，但在酮、醛、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，它不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但长期与烃接触会发生软化溶胀。 物油等化学药品的锓蚀会引起应力开裂。 （ 5）耐候性 是由于分子中丁二烯所产生的双键在紫外线作用下易受氧化降解的缘故。经受 350化作用更甚。氧化速度与光的强度及波长的对数成正比。 种成型加工性能优良的热塑性工程塑料，纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 工。 （ 6） 流变性 然 对剪切速率更为敏感。因此在成型过程中可以采用提高剪切速率来降低熔体粘度，改善熔体流动性。 一无定形聚合物，无明显熔点，成型后无结晶，在成型过程中， 热稳定性较好，不易出现降解或分解，但温度过高时，聚合物中橡胶相有破坏的倾向。 （ 7） 吸水性 有一定的吸水 性，含水量在 围。成型时如果聚合物中含有水分，制品上就会出现斑痕、云纹、气泡等缺陷，因此在民型前，需将聚合物进行干燥处理，使其含水量降到 右。 （ 8） 品的后处理 一般情况下很少出现应力开裂，所以除了使用要求较为苛刻的制品，通常不作制品的后处理。注射速度对 射速度快，制品表面光洁度不佳；注射速度慢，制品表面易出现波纹、熔接痕等现象，因而除了充模有困难的情况下，一般以中、低速为宜。在制品要求表面光泽较高时，模具温度可控制在 60 80对一般制品 可控制在 50 射成型工艺及 主要参数 （ 1）注射成型工艺过程 预烘干 装入料斗预塑化注射装置准备注射注射保压冷却脱模塑件送下工序 清理模具、涂脱模剂合模注射 （ 2） 表 类型 名称 数据 注射机类型 螺杆式 30度 料筒一区 / 150度 料筒 二 区 / 180度 料筒 三 区 / 200度 喷嘴 / 180度 模具 / 50力 注射 / 60力 保压 / 40间 注射 /s 2间 保压 /s 5间 冷却 /s 5纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 类型 名称 数据 时间 周期 /s 15处理 方法 红外线烘箱 后处理 温度 / 70 后处理 时间 /h 3） 表 类型 名称 数据 力学性能 屈服强度 / 50 力学性能 拉伸强度 / 38 力学性能 断裂伸长率 /% 35 力学性能 拉伸弹性模量 / 学性能 弯 曲强度 / 80 力学性能 弯曲弱性模理 / 学性能 塑 件质量冲击强度 /kJ/无缺口） 261 力学性能 塑 件质量冲击强度 /kJ/ 含 缺口） 11 力学性能 布氏硬度 / 性能 熔点（粘流温度） / 130 160 热性能 热变形温度 （ 45 N/ 130 160 热性能 热变形温度 （ 180 N/ 83 103 热性能 线膨胀系数 /（ 10 ） 性能 比热容 / 1470 电性能 热导率 / 性能 燃烧性 /（ cm/ 慢 电性能 体积电阻 / * 016 物理性能 密度 /（ g/ 理性能 吸水性 /%（ 24h） 0. 2 理性能 比体积 /（ g） 理性能 透明度或透光率 不透明 几何形状 塑件图如下 所示： 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 图 1 塑件图 塑料的尺寸精度主要决定于塑料收缩率的波动和模具制造误差。本次塑料制品的尺寸按 4级精度取值。塑件的表面粗糙度主要取决于模具粗糙度，一般情况下，塑件的表面粗糙度比模具成型部分的粗糙度高 1 2级。 脱模斜度的取向根据塑件的内外形尺寸而定，以塑件内孔型芯小端为准，尺寸符合图纸要求，斜度由扩大方向取得；塑件外形，以型腔大端为准，尺寸符合图纸要求，斜度由缩小方向取得。一般情况，脱模斜度不包括塑件的公差范围内。本设计采用 1脱模斜度。 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 3 型腔数目的决定及排布 因为此产品属大批量生产的塑件，属于仪表外壳，精度要求比较高、且单件加工生产综合考虑生产率和生产成本等各种因素，以及注射机的型号选择，确定采用一模一腔排布。由塑件的外形尺寸和机械加工的因素，确定采用大水口单型腔生产。 图 2 型腔图 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 4 分型面的选择 合理选择分型面，有利于制品的质量提高，工艺操作和模具的制造。因此，在模具设计过程中是一个不容忽视的问题，选择分型面一般根据以下的原则： 1. 分型面应该选择在制品最大截面处，这是首要原则。 2. 尽可能使制品留在动模的一侧。 3. 尽可能满足制品的使用要求。 4. 尽可能减小制品在合模方向上的投影面积，以减小所需的锁模力。 5. 不应影响制品尺寸的精度和外观。 6. 尽量简单 ,避免采用复杂形状 ,使模具制造容易。 7. 不妨碍制品脱模和抽芯。 8. 有利于浇注系统的合理设置。 9. 尽可能与料流的末端重合 ,有利于排气 塑件冷却时会因为收缩作用而包覆在凸模上，故从塑件脱模的角度考虑，应有利于塑件滞留在动模一侧，以便于脱模。而且不影响塑件的质量和外观形状，以及尺寸精度。 分型面如下图所示 : 图 3 分型面 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 5 浇注系统的初步估计 浇注系统是指塑料溶体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具的通。浇注系统分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统两大类 。浇注系统的设计是注射模具设计的一个很重要的环节，它对获得优良性能和理想外观的塑料制件以及最佳的成型效率有直接影响，是模具设计工作者十分重视的技术问题。 本制件采用的是普通流道浇注系统 ， 从总体来看，其作用可概述如下： 1） 将来自注射机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输送到型腔，同时使型腔内的气体能及时顺利排除。 2） 在塑料熔体填充及凝固的过 程中，将注射压力有效地传递到型腔的各个部位，以获得形状完整、内外在质量优良的塑料之间。 1. 结合型腔的布置考虑，尽可能采用平衡式分流道布置。 2. 尽量缩短熔体的流程，以便降低压力损失，缩短充模时间。 3. 浇口尺寸位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体的流动、避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动，并有利于排气。 4. 避免高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移的产生。 5. 浇注系统凝料脱出应方便可靠，凝料应易于和制品分离或易于切除和修整。 6. 熔接痕部位与浇口尺寸、数量及位置有直接关系，设计浇注系统时要预先考虑到熔接痕的部位、形态以及以制品质量的影响。 7. 尽量减小因开设浇注系统而造成的塑料用量。 8. 浇注系统的模具工作表面应达到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中浇注口应有 9. 设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施。 10. 应尽可能使主流道中心与模板中心重合。若无法重合也应使两者的距离尽量缩小。 浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。 为了使凝料顺利拔出，主流道的小端直径 D 应大于 注射机的喷嘴直径 d，纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 常为： D=d+(1) （ 1） 主流道入口的凹坑球面半径 应该大于注射机喷嘴球面头半径 常为： 1+(1 2) （ 2） 主流道半锥角通常为 锥度 2 6 ，过大会产生湍流或涡流产生空气，过小使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大。 主流道内壁表面粗糙度应在 抛光时沿轴而进行。主流道的长度 了减少熔体充模时的压力损失，应尽可能缩短主流道的长度， 0 分流道是指主流道与浇口之间的通道。其作用是使熔融塑料过渡和转向。由于圆截面加工困难 ,本次设计采用半圆形断面分流道。 并且开设 在凹模上，以便于脱模，加工也较容易 。 选择浇口形式应该遵循以下原则： 1. 尽可能采用平衡式设置； 2. 型腔排列进料均衡； 3. 型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象； 4. 确保耗料量小； 5. 不影响塑件外 观。 根据以上原则和零件的实际情况， 为了使从主流道来的熔融塑料能均衡地以最短的流程到达各浇口并同时充满各型腔，本设计 选用针点浇口进胶是应用广泛的手机成型的浇口形式。 总之， 浇注系统的设计应保证塑件熔体的流动平稳、流程应尽量短、防止型芯变形、整修应方便、防止制品变形和翘曲、应与塑件材料品种相适用、冷料穴设计 尽量减少塑料的消耗。此零件采用推板和推管、斜顶杆推出 ,需开设冷料穴，拉料杆采用 流道采用半圆形截面，并且开设 在凹模上，以便于脱模，加工也较容易，在定模固定板上采用浇口套。 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 图 4 浇注系统 根据塑件的外形尺寸和质量等决定影响因素，初步取值如下： d=4 D= R=20 t=3mm r=2 l=14 L=4050步估算浇注系统的体积， 34 其质量约为： 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 6 注射机的型号和规格 通过 塑 和质量 ： 经计算得塑件的曲面面积为： 塑件的体积 为： 件的质量为： = g)。 塑件的总质量为 ： M=(n /550g。 所以，选择用注射机型号为： 要参数 表 射机参数 名称 数据 注射方式 柱塞式 注射时 间 /s 射行程 / 170 螺杆直径 / 38 注射容量 / 60 注射压力 / 122 锁模力 / 500 最大注射面积 130 模具厚度 （最大） / 200 模具厚度 （最小） / 70 最大开合模行程 / 180 喷嘴球半径 / 12 喷嘴孔直径 / 2 合模方式 液压 拉杆空间 / 190*300 电动机功率 / 11 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 7 成型零部件的工作尺寸计算 它 是指成型零件上直接用来构成素件的尺寸，主要有型腔和型芯的径 向尺寸（包括矩形和异形零件的长和宽），型强的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的位置尺寸等。任何塑料制件都有一定的几何形状和尺寸的要求，如在使用中有配合要求的尺寸，则竟的要求较高，在模具设计时，应根据素件的是尺寸精度等级确定模具成型零件的工作尺寸及精度等级，影响素件尺寸精度的因素相当复杂，这些影响因数应作为确定成型零件工作尺寸的依据。影响素件尺寸精度的主要因素及原因如下： 的成型收缩 成型收缩引起制品产生尺寸偏差的原因有：预定收缩率（设计算成型零部件工作尺寸所用的收缩率）与制品实际收缩率 之间的误差；成型过程中，收缩率可能在其最大值和最小值之间发生的波动。 s=( 制品尺寸 s 成型收缩率波动引起的制品的尺寸偏差。 分别是制品的最大收缩率和最小收缩率。 按照一般的要求，塑料收缩率波动所引起的误差应小于塑件公差的 1/3。 模具成型零件的制造精度是影响素件尺寸竟的的重要因素之一。成型零件加工精度愈低，成型零件加工精度愈低，成型塑件的尺寸精度也愈低。时间证明，成型零件的制造总公差的 1/3 1/4，因此在确定成型零件工作尺寸公差值时可取塑件公差的 1/3，或取 作尺寸的制造偏差包括加工偏差和装配偏差。 模具在使用过程中，由于塑料熔体流动的冲刷，脱模时与塑件的摩檫，成型过程中可能产生的腐蚀气体的锈蚀、以及由于上述原因造成的成型零件表面粗糙度提高而重新打磨抛光等，均造成了成型零件尺寸的变化。这种变化称为成型零件的磨损，磨损的结果是型腔变大，型芯尺寸变小。磨损大小还与塑件的品种和模具材料及热处理有关。上述诸因素中脱模时塑件成型零件 的摩檫磨损是主要的，为简化计算起见，凡与脱模方向垂直的成型零件表面，可以不考虑磨损；纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 脱模方向平行的成型零件表面，应考虑磨损。 本产品为抗冲制品，属于大批量生产的小型塑件，预定的收缩率的最大值和最小值分别取 此产品采用级精度，属于低精度制品。因此，凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造与作用修正系数 凹模各处工作尺寸的制造公差，因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达到 合参考，相关计算具体如下： 凹模 的计算 ： (1+(2 2) /3 （ 3） =(1+ 32 /3 =模深度尺寸计算 ： (1+(2)2/3 /3 （ 4） = ( + 3 图 5 凸 凹模工作尺寸计算图例 凸模径向尺寸计算 ： (1+(2 20+1/2 )- /3 （ 5） = (1+ 20+1/2 模高度 ： (1+(2 )- /3 （ 6） = (1+ 50+2/3 =度计算 注射模在其工作过程需要承受多种外力 ，如注射压力、保压力、纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 脱模力等。如果外力过大，注射模及其成型零部件将会产生塑性变形或断裂破坏，或产生较大的弹性弯曲变形，引起成型零部件在它们的对接面或贴合面处出现较大的间隙，由此而发生溢料及飞边现象，从而导致整个模具失效或无法达到技术质量要求。因此，在模具设计时，成型零部件的强度和刚度计算和较核是必不可少的。 一般来说，凹模型腔的侧壁厚度和底部的厚度可以利用强度计算决定，但凸模和型芯通常都是由制品内形或制品上的孔型决定，设计时只能对它们进行强度校核。 因在设计时采用的是整体式圆形型腔。因此，计算参考 公式如下： 按强度计算： )12( mp pc （ 7） 按刚度计算： （ 8） 按强度计算： 3417 （ 9） 按刚度计算： （ 10） 芯计算公式： 按刚度计算： 2 （ 11） 按强度计算： ) 1 ) 1 ( ) 1 ( ( u u r t m p m p c ) 1 ) 1 ( ) 1 ( ( u u r t m p m p c 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 34 由公式分别计算出相应的值为： 按强度计算得 ： r=刚度计算得 ： r=数符号的意义和单位 ： 模腔压力 （ E 材料的弹性模量 （ 查得 0 5； p 材料的许用应力（ 得 u 材料的泊松比 查表得 p 成型零部件的许用变形量（ 得 采用材料为 质及表面淬火， 55 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 8 导柱导向机构的设计 导柱导向机构是保证动定模或上下模合模时，正确定位和导向的零件。 1、 定位件用：模具闭合后， 2、保证动定模 和推板 或上下模位置正确， 3、 保证型腔的形状和尺寸精确， 4、在模具的装配过程中也起定位作用