诺基亚手机上壳体注塑模具设计proe【毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 目 录 1 前 言 . 错误 !未定义书签。 课题的目的、意义及设计任务 . 错误 !未定义书签。 我国塑料模具发展趋势分析 . 错误 !未定义书签。 注射成型原理及工艺 . 错误 !未定义书签。 注射成型原理 . 错误 !未定义书签。 注射成型工艺过程 . 错误 !未定义书签。 2 注塑产品分析 . 错误 !未定义书签。 塑件的工艺性分析 . 错误 !未定义书签。 塑件的结构尺寸及表面质量分析 . 错误 !未定义书签。 结构分析 . 错误 !未定义书签。 塑件表面质量分析 . 错误 !未定义书签。 塑件体积和质量的计算 . 6 计算塑件体积 . 6 计算塑件质量 . 6 3 选择注射机 . 错误 !未定义书签。 4 浇注系统的设计 . 错误 !未定义书签。 主流道设计 . 错误 !未定义书签。 分流道设计 . 错误 !未定义书签。 浇口的设计 . 错误 !未定义书签。 定位环及浇口套 . 错误 !未定义书签。 5 分型面和型腔数目的确定 . 错误 !未定义书签。 选择分型面 . 错误 !未定义书签。 型腔数的确定 . 错误 !未定义书签。 6 成型零件设计 . 错误 !未定义书签。 型腔及型芯的 设计 . 错误 !未定义书签。 凹模的设计 . 错误 !未定义书签。 凸模的设计 . 错误 !未定义书签。 工作尺寸计算 . 错误 !未定义书签。 凹模的工作尺寸计算 . 错误 !未定义书签。 凸模的工 作尺寸计算 . 错误 !未定义书签。 型芯侧壁计算 . 错误 !未定义书签。 7 导向机构设计 . 错误 !未定义书签。 导柱与导套的选择 . 错误 !未定义书签。 导柱导套的设计原则 . 16 8 脱模机构设计 . 错误 !未定义书签。 顶出机构的设计原则 . 错误 !未定义书签。 顶出机构的设计原则 . 错误 !未定义书签。 顶出力的计算 . 错误 !未定义书签。 脱模力计算 . 错误 !未定义书签。 推杆直径确定 . 错误 !未定义书签。 9 模架的选择 . 错误 !未定义书签。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 各 模板尺寸的确定 . 20 模架的确定 . 21 10 侧向分型与抽芯机构设计 . 错误 !未定义书签。 侧向分型与抽芯机构的分类和特点 . 错误 !未定义书签。 抽拔力的计算 . 错误 !未定义书签。 抽芯距 . 错误 !未定义书签。 斜导柱倾斜角 . 错误 !未定义书签。 斜导柱的直径 . 错误 !未定义书签。 斜导柱的长度和最小开模行程的计算 . 错误 !未定义书签。 导滑部分设计 . 错误 !未定义书签。 滑块 . 错误 !未定义书签。 滑块的定位装置 . 错误 !未定义书签。 压紧块 . 错误 !未定义书签。 抽芯时的干涉现象 . 错误 !未定义书签。 斜滑块内抽芯机构 . 错误 !未定义书签。 11 冷却系统的设计 . 错误 !未定义书签。 冷却系统的设计原则 . 错误 !未定义书签。 冷却管道传热面积及管道数目的计算 . 错误 !未定义书签。 12 有关参数校核 . 错误 !未定义书签。 注塑机参数校核 . 错误 !未定义书签。 注塑机锁模力校核 . 错误 !未定义书签。 模具长宽尺寸的校核 . 错误 !未定义书 签。 模具闭合高度的校核 . 错误 !未定义书签。 开模 行程校核 . 错误 !未定义书签。 总 结 . 29 参考文献 . 30 致 谢 . 错误 !未定义书签。 附录一 . 错误 !未定义书签。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 摘 要 进入二十一世纪以来，中国塑料工业取得了令世人瞩目的成就，实现了历史性的跨越。蓬勃发展的中国塑料工业，在中国现代化经济建设中发挥着越来越大的作用。手机已成为日益普遍的通讯工具，因此其注塑模具的需求也日益增多，市场前景广 泛，而且因为不同手机的外形不同，注塑模具也就有了很大的不同。 本课题是设计 诺基亚 手机上壳注塑模具，通过注塑机注塑成形零件，需要选用注塑机。本产品是批量生产，具有很重要的现实意义。本设计主要应该完成对模具的整个设计过程，包括模具的选材，型腔的机构设计，以及对模具的校核，并介绍模具在国内的发展现状和前景。 关键词 手机 前壳 ；注塑模 ； 模具设计 1in it a of it is an s an of so of is of is of so in is so it is to s is it an be on of of of of of 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 前 言 课题的目的、意义及设计任务 改革开放 20 多年来，塑料工业作为国民经济的重要行业之一，其年平均增长速度高于国民经济总的增长速度，达到两位数以上。进入二十一世纪以来，中国塑料工业取得了令世人瞩目的成就，实现了历史性的跨越。蓬勃发展的中国塑料工业，在中国现代化经济建设中发挥着越来越大的作用。 手机已成为日益 普遍的通讯工具，因此其注塑模具的需求也日益增多 ，市场前景广泛，而且根据不同手机的外形的不同，注塑模具也就有了很大的不同。因此通过对这款手机外壳模具的设计，增强了学生独立设计注塑模具的能力， 使学生能运用 软件设计一般产品并能做出其注射模具，能够运用所学的模具设计知识，进行注射模具设计的整体实践，培养自己理论联系实际的能力；掌握注射模具 设计的方法和步骤 ；能够熟练查找和利用标准资料、技术手册等有关技术资料；掌握绘图特别是利用 件进行制图的能力和编写技术文件的能力。 本课题是设计 诺基亚 8610 手机上壳注塑模具，通过注塑机注塑形成零件，需要选用注塑 机。本产品是批量生产，具有很重要的现实 意义，主要应该完成对模具的整个设计过程，包括模具的选材，型腔的机构设计，以及对模具的校核，并介绍模具在国内的发展现状和前景。 本次设计所选用的手机材料为 状总体为长方形，长为 102宽为 45为 9要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 壁 厚为 1.5 件表面质量要求手机上壳的外表面要求较高，不能有任何缺陷、毛刺或飞边存在，此处采用 5 级精度。表面粗糙度 内表面要求无明显质量缺陷。 工作内容是：在教师指导下完成方案设计与总体设计 ；相对独立的完成详细设计和必要的设计计算 ；独立完成工程图纸绘制和设计计算说明书撰写；独立翻译与设计题目相关的外文文献资料并撰写本题目的外文摘要。 我国塑料模具发展趋势分析 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： 1、 加深理论研究 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。 2、 高效率、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。 3、 大型、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。 4、 革命模具制造工艺 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。 5、 标准化 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。 6、 开发计算机辅助设计与辅助制造（ 我国塑料 模具工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面能生产 48 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、 容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。 如天津荣天和机电有限公司和烟台北极星 具有限公司制造多腔 轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新 的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成齿形误差，达到需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为 一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模 型腔 制造精度可达 面粗糙度 具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达 10 30 万次， 淬火钢模达 50 1000 万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。 近年来我国通过引进国际的先进技术和加工设备，使塑料模具的制造水平比十年前进了一大步，然而由于基础薄弱、对引进技术的吸收、掌握，尚有一段距离，而且发展也十分不平衡，因而，我国塑料模具总体水平与世界先进技术尚有一定差距。塑料成型模具可分为三大类，即注射成型模具、中空成型模具和挤出成型模具。我国现在的制造水平，以注射成型模具为最高，中空成型具为最低，如化妆品用瓶子的吹塑模具，无论从造型以及质量上远不能适应出口要求。 从注 塑工艺来说，气体辅助注射成型、结构泡沫成型、反应注射成型、共注射成型、推 射 压注射成型、交变注射成型、 熔芯注射成型、动态保压注射成型等引入了模内反应、发泡、振动和气辅等关键技术，大大丰富了传统注塑工艺的内容， 使塑料的流动特性、制品的力学性能、外观质量都得到有效的控制。当然，这些新型注塑工艺所要求的注塑机和模具系统等机械、压力和电气系统控制也有别与传统注塑机。 近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如： 3、 ，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%比，仍有很大差距。 当今，中国塑料工业已步人世界塑料先进大国的行列，塑料机械与模具、塑料制品与应用，塑料树脂与助剂，总的生产量和消费量都分别跃居世界的第一、第二、第三位，为世人所关注。因为，从此结束了我国塑料工业长期 利用国产装备生产高精密塑料制品的历史 !宣告 我国塑料制品行业已真正步入精密化、微型化时代！ 注射成型原理及工艺 注射成型原理 把塑料加入到注射机的加热料筒内，塑料受热熔融，在注射机的螺杆或柱塞的推动下，经喷嘴和模具的浇注系统进入模具的型腔，塑料冷却硬化成型。热 塑性塑料注射的成型周期短、生产效率高、模具使用寿命长、能大批量地成型形状复杂、尺寸精度高的塑件。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 注射成型工艺过程 注射过程一般包括加料、塑化、注射、冷却和脱模几个步骤。 (1)加料 由于注射成型是一个间歇过程，因而需定量加料，以保证操作稳定，塑料塑化均匀 ，最终获得良好的塑件。 (2)塑化 加入的塑料在料筒中进行加热，由固体颗粒转换成粘流态并且具有良好的可塑性的过程成为塑化。 (3)注射 不论何种形式的注射机，注射的过程可分为充模、保压、倒流、浇口冷结后的冷却和脱模等几个阶段。 (4)冷却 冷却过程从塑料注入型腔起就开始了，它包括从充模完成、保压到脱模前的这一段时间。 (5)脱模 塑件冷却到一定的温度即可开模，在推出机构的作用下将塑料制件推出模外。 1 2 注塑产品分析 塑件的工艺性分析 塑件原材料的选择： 由于手机外壳更新换代较快所以 应属于小批量生产。并且所选塑料必须对人的健康没有影响，为生产企业着想必须为生产效率高；生产成本低的塑料。同时还要满足外壳的颜色多样性和很好的综合物理化学性能，经过仔细分析丙烯腈 苯乙烯共聚物 （ 塑料为最佳选择（以下简称 毒无味；具有突出的力学性能和良好的综合性能 ,它的使用温度不高，不超过 80 ，由于是吸湿性塑料，其流动性稍差，成型前需要干燥，用红外线烘箱 70 烘 2 4小 时。 器外壳、 手机、电话机壳、仪表盘、容器等，也可生产板料、管料等产品。 2 以下是其注塑成型条件： 料筒温度： 180 260 注塑压力： 49 196模具温度： 50 70 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 比重 :立方厘米 成型收缩率： 质如下： 密度： g/ 拉伸强度： 3234 5782 /04 拉伸弹性模量： 1568 2940 / 05 冲击韧性： 300 4700 /（ Nm/ 透明度：半透明 物料性能 如下： 1、综合性能较好 ,冲击强度较高 ,化学稳定性 ,电性能良好 . 2、与 372 有机玻璃的熔接性良好 ,制成双色塑件 ,且可表面镀铬 ,喷漆处理 . 适于制作一般机械零件 ,减磨耐磨零件 ,传动零件和电讯零件 . 3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 4、流动性比 一点，比 好，柔韧性好。 塑件的结构尺寸及表面质量分析 结构分析： 该塑件的结构形状较复杂，曲面倒角比较多，侧面有孔，正面有孔，内表面有凸台，分型面设 定 时比较困难。总体为长方形，长为 102为 45厚均匀。形状如图 2 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 2机上壳 图 2机上壳 塑件表面质量分析： 塑件的外表面要求没有缺陷；毛刺，内部不能有导电杂质，因为要对外表面进行电镀，所以外表面应比较光滑即外表面粗糙度较低，其内表面无特别要求。 塑件体积和质量的计算 该产品材料为 密度为 g/ ，收缩率为 计 算其平均密度为 g/； 平均收缩率为 计算塑件体积： 使用 计算塑件质量： 由公式塑V=塑V= 3 选择注射机 因为手机外壳体积小，质量轻，所以，所需成型模具应为小型注塑模，可与立式注塑机 配合使用。 根据生产经验，注射机的实际注射量应在额定注射量的 80%以内 ， 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 较高的注射压力， V =n 式中 V 一个成形周期内所需注射的塑料容积； n 型腔数目； 单个塑件的容积； 浇注系统凝料和飞边所需的塑料容量。 故应使 n 0.8 式中 注射机额定注射量。 所以，初选额定注射量 60 3 的 0 型立式 注射机。 该注射机的主要技术参数见表 33 表 3注射机的主要技术参数 注 塑 装 置 螺杆直径 / 5 螺杆转速 / (r1) 0200 理论注塑容量 / 60 注塑压力 / 80 注塑速率 / (gs 70 塑化能力 / (35 锁 模 装 锁模力 / 00 拉杆间距 (HV) / (mm220300 模板行 程 / 50 模具最小厚度 / 50 模具最大厚度 / 50 定位孔直径 / 0 定位孔深度 / 0 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 置 喷嘴伸出量 / 0 喷嘴球直径 / 0 顶出行程 / 0 顶出力 / 2 电 气 油泵电机功率 / 1 加热功率 / 他 机器质量 / t 3 外形尺寸 (LWH) / (mmm) 浇注系统的设计 浇注系统的设计是注塑模具设计 的一个重要环节，它是塑料熔体自注射机的喷嘴射出后，到进入模具型腔以前所流经的一段路程的总称。浇注系统一般主要由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。用注塑成型方法加工塑料制品时 ,注塑机喷嘴中熔融的塑料经过主流道 ,分流道 ,最后通过浇口进入模具型腔 ,然后经过冷却固化 ,得到所需要制品。注塑模具的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔为止的塑料熔体的流动的通道。浇注系统在模具中占有非常重要的地位 ,它的设计合理与否直接对制品的成型起到决定的作用。 主流道设计 主流道是塑料熔体进入模具型腔 时最先经过的部分，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔。 主流道为圆锥体，锥度为 2 4 ，对于粘度较大的熔体可以增大到 6 。 由 于 以主流道进口 端的截面直径取稍大些。据塑料模具设计手册表 5号为 0。注塑机的喷嘴直径为： d=4据塑料模具设计的公式： D=d+(1)可知： D=d+(1)=41)取 D=5下端直径 D=8流道如图所示。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 4主流道 流道设计 1、分流道截面形状 分 流道截面形状可以是圆形、 U 型、半圆型、梯形和矩形。在分流道设计中既要减少熔体流动的压力损失；又要流道的截面积小，以减少熔体的传热损失。因此，常用流道的截面积与周 长之比来表示流道的效率。该值越大，表示流道的效率越高，常用几种流道效率表 4示。 4 表 4道效率 效 率 d= D/2 、塑件品种、注射速率及分流道的长度而定。要求分流道截面尺寸应满足良好的压力传递，保证合理的填充时间。由次确定分流道的截面尺寸如图 4 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 4型面截面尺寸 2、分流道设计要点如下： （ 1）在保证足够的注塑压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下，分流道截面积与长度尽量取小值，分 流道转折处应以圆弧过渡。 （ 2） 当分流道较长时，在分流道末端应开设冷料井。 （ 3）分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动 、定模板上，合模后形成分流道截面形状。 （ 4） 分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。 浇口的设计 浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段短流道，它是浇注系统的关键部分。其主要作用是： （ 1）型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流。 （ 2）易于在 浇口切除浇注系统的凝料。 浇口是浇注系统的关键部分，它起着调节、控制料流速度、补料时间，防止倒流及在多型腔中起着平衡进料的作用。在浇口设计时一般要求浇口截面小，长度短，这样可提高料流的剪切速率，有利于充满型腔；同时有利于快速冷却封 闭；且便于塑件与浇注系统冷凝料的分离，保证塑件的外观形状。浇口位置的选择原则如下： （ 1）浇口的位置应使填充型腔的流程最短。 （ 2）浇口设置应有利于排气和补缩。 （ 3）浇口位置的选择要避免塑件变形。 （ 4）浇口位置的设置应减少或避免产生熔接痕。 （ 5）浇口的位置应避免侧面冲击细长型芯或嵌件 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 浇口形式有很多种，常见的有侧浇口、直浇口、点浇口、潜伏式浇口和护耳式浇口。根据各个浇口的特点及塑件的形状，我选择点浇口。 5 点浇口的截面形状小如针点，应用范围非常广泛，它具有如下优点： （ 1）由于浇口非常小，显著提高 熔体的剪切速率敏感的塑料熔体特别有效，如 （ 2）熔体经过小浇口时由于剧烈的摩擦生热，熔体温度升高，熔体的粘度再次下降，使熔体的流动性更好。 （ 3）由于小浇口很小，便于塑件与冷凝料的分离，有利于自动化生产；同时，小浇口在塑件上留下的痕迹很小，有利于修整。 （ 4）由于点浇口模具多了一块分流道板，所以可以较自由地选择浇口位置。对于大投影面积或或易于变形的塑件，可采用多点进料，以便于提高塑件的成型质量；而对于一模多腔的，易实现各型腔的平衡进料。 由于 手机外壳形状不均匀，一点进料不能使材料同时充 满型腔各个部分，所以这里选择两点进料的形式。 定位环及浇口套 根据注射机定模板中心孔尺寸，选取定位环直径为 55高度 10口套公称直径为 16度为 40口套应与主流道一起贯穿定模坐板与拉料板。定位环公称直径 55度 10入上模座，压紧浇口套 ,用内六角圆柱头螺钉固定。浇口套与模板的配合采用 H7/口套与定位环的配合采用 定位环与上模座配合采用 H7/口套如图4 图 4口套 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 5 分型面和型腔数目的确定 选择分型面 模具闭合时型腔与型芯相接触的表面称之为分型面。选择设计分型面的基本原则是：分型面应选择在塑件断面轮廓最大的位置，以便顺利脱模。同时再选择设计分型面时还应考虑以下因素： （ 1） 分型面的选择应便于塑件脱模并简化模具结构； （ 2） 分型面的选择应考虑塑件的技术要求； （ 3） 分型面应尽量选择在不影响塑件外观的位置； （ 4） 分型面的选择应有利于排气； （ 5） 分型面的选择应便于模具零件加工； （ 6） 分型面的选择应考虑注射机的技术参数。 根据该塑件的结构特征，结合以上原则，选定手机外壳的外表面作为分型面。 型腔数的确定 （ 1） 按注塑机的最大注塑量确 定行腔数 N： m K 注塑机最大注塑量的利用系数，一般取 塑机的最大注塑量 取 60 注系统和 飞边所需的塑料质量或体积取 4 5m单个制品的质量或体积 取 经过计算可知型腔 数不能超过 7个若采用一模两件 ,生产效率较高 ,模具结构简单 ,但由于零件上存在有内侧凸台 ,还有外侧凸台，一模具两件的布局将使内侧抽芯机构变得复杂 ,所以不采用该方案。重新选择方案如下 : 采用一模一件 ,生产效率偏低 ,但也能适应中小批量的生产要求 ,点浇口上端进料 ,料流比较顺畅 ,流程较短 ,零件质量较好 ,且塑件脱模后不需要去除浇口。经过分析采用一模一件。 6 成型零件设计 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 130