手机电池后盖毕业设计.doc

手机电池后盖模具设计书 设计课题 手机电池后盖 系部 机电工程系 专业 模具设计与制造 学号 成员 指导老师 年 月 日手机电池后盖模具设计书11.注塑工艺分析11.1设计要求11.2 塑件要求11.3化学性和物理特性11.4外形结构分析21.5模架的选择21.6注塑工艺参数31.7 pc与abs热塑性塑料的部分性能32.注塑模零件的确定32.1凸模与凹模的确定32.2凹模厚度42.3凸模厚度52.4凸模与凹模最终尺寸确定53.模架结构设计63.1定模板与动模板大小的设计63.1.1定模板与动模板的长度与宽度确定63.1.2定模板与动模板的厚度确定63.2动模板厚度73.3定模板与动模板开框尺寸的计算73.3.1、开框的长宽寸确定73.3.2开框的深度尺寸确定73.3.3开框圆角计算73.4模具总装图94.推出机构的选用104.1设计的一般原则104.2选用原则104.3选用与布局原则114.4推杆的设计115.浇注系统115.1浇口套的设计115.2浇口套的作用125.3浇口套的分类125.4选用原则125.5定位圈125.6浇口的设计136.侧向抽芯机构136.1滑块+斜导柱的侧向抽芯机构136.2斜导柱与滑块的设计136.3导滑槽与锁紧块的设计137.注塑模冷却系统147.1冷却的一般概念147.2的冷却形式147.3冷却水孔的位置设计1507.4冷却水路的长度设计157.5接头布置与密封圈的设计158.注塑设备的选用168.1概述168.2注塑机的作用168.3注塑机按塑化方式分168.4注塑机按加工类型分168.5注塑机的选用188.6根据最大注塑量选用19小结21致谢22附录23附录一23参考文献241.注塑工艺分析1.1设计要求 设计如下图所示产品的注塑模具。要求:一模出二件，塑料：pc+abs。1.2 塑件要求pc+abs是由聚碳酸酯和聚丙烯腈合金而成的热塑性塑胶。结合了abs材料的成型性和pc的机械性、冲击强度和耐温，抗紫外线等性质。使用领域包括了汽车内部零件、通信器材、家电用品及照明设备上。 应用范围有：手机外壳、计算机、电器设备、汽车零件仪表板，内部装修以及轮盖等。1.3化学性和物理特性pc+abs具有pc和abs两者的综合特性，如abs的易加工特性和pc优良的机械特性和热稳定性。pc+abs这种材料流动性好，热稳定性优异，收缩率在0.5%左右。 pc+abs是一种通过混合后提炼而成的改性工程塑料，比单纯的pc与abs性能更好，综合性更高。（列如：抗冲击性好、耐热性高、硬度高等） pc+abs特点：综合性能好、冲击强度高、化学稳定性好、电性能良好.耐高温，耐冲击，阻燃性好。1.4外形结构分析该手机电池后盖为一个半开口的u形产品，以平面为主，经过测量，长为74.28mm宽为43.58mm，厚度为1.2mm，该手机电池后盖的外表面的四个角分别分部着四个圆形凸台，其内表面，有倒扣结构，这些结构，在加工出模时需要斜推杆推出，u型开口处，有两处突出的对称结构，分模时，要用到侧向抽芯机构。1.5模架的选择该手机电池后盖采用一模一腔，浇注系统采用直浇口进料的方式，无需再设计侧浇口与分流道，及其冷料穴。手机电池盖内表面质量无特殊要求，且材料为pc+abc（该种材料硬度高），脱模机构采用顶针顶出，该手机电池后盖，成型性好，注塑结构简单，采用龙记二板模模架。1.6注塑工艺参数pc+abs条件温度成型工艺干燥条件90110，干燥时间为24h设备数据注射压力80150mpa注射成型料筒温度5070保压压力注射压力的40%50%熔料温度230300背压510mpa（避免产生摩擦热）模具温度7090注射速度中等速度料筒恒温200螺杆转速最大螺杆转速，折合线速度4m/s1.7 pc与abs热塑性塑料的部分性能塑料名称拉伸弹性模量/mpa压缩比成形收缩率/%聚碳酸酯（pc）1400312040001.750.50.7abs 抗冲型耐热型gfr(30%)2900180018001.82.00.50.70.40.50.10.14弹性模量：指材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系2.注塑模零件的确定2.1凸模与凹模的确定 凸模与凹模的尺寸设计，一般按照经验值计算，该手机电池后盖的规格为74.28mm43.58mm3.8mm（此处的3.8mm为手机电池后盖厚度的最大值，前面提到的1.2mm是上表面距离下表面的厚度），凸模与凹模的长宽相等，而型腔深度等于工件的深度，当型腔的深度小于20mm时凸模与凹模的长宽尺寸在工件的基础上加15mm25mm,在本例中，均1取25mm，则凸模与凹模的长宽尺寸为124.35mm93.78mm。（采用整数值12494）2.2凹模厚度凹模的厚度选取有两种方法，一般在型腔深度基础上加15mm20mm,如果制品的分型面投影面积大于200cm时，型腔的深度宜取25mm30mm,再该产品中投影面的面积大于200mm，因此，按照第二种发放方法取30mm。 2.3凸模厚度凸模厚度的选择与凹模一样，也分为两种情况，一种是凸模无型腔，一种是凸模有型腔，该手机电池盖模具为凸模无型腔，其厚度根据经验按照内模的长宽尺寸选取，凸模厚度为25mm（其厚度，按附表一取）。2.4凸模与凹模最终尺寸确定凸模：124mm94mm25凹模：124mm94mm30mm3.模架结构设计3.1定模板与动模板大小的设计 定模板与动模板中间开有槽，用来装模仁，其主要功能是用来固定模仁，使动模仁与顶模仁闭合，起稳定闭合作用。定模板与动模板的尺寸，也同样是按照经验来设计。3.1.1定模板与动模板的长度与宽度确定定模板与动模板的尺寸计算有很多经验方法，在该产品中只一其中一种来计算。（同时定模板与动模板的长宽尺寸即为模架的尺寸，因此确定了模板的尺寸，即知道了模架的规格。）第一步、确定模具的大致宽度方法是在内模镶件的基础上加100mm，若和小于250mm则为小型模具，如果和在250mm350mm之间，则为中型模具，如果和大于250mm则为大型模具。在该产品中，内模镶件宽为94mm加上100mm小于250mm，初步确定为小型模具。第二步、进一步计算确定为小型模具后，其定模板与动模板的长宽尺寸在内模镶件长宽的基础上加80mm（此为双边尺寸），然后取模具标准值。在该注塑件中，定模板动模板的长度为在内模镶件基础上加80mm，即124mm+80mm为204mm。（按附表取标准值）定模板与动模板的宽度为在内模镶件的基础上叫80mm即94mm+80mm为174mm（按附表取标准值）。取值后该定模板与动模板的长度为200mm，宽度为170mm。3.1.2定模板与动模板的厚度确定（1）定模板厚度 定模板的厚度应尽量取小值，原因为，一、为了减小主流道产度，缩短进料时间，在材料进料时，防止因主流道过长而冷却。定模板厚度减小后，可使模具减小排气的负担，在合模后减小排气时间，从而缩短成型周期。其二、定模板安装在注塑机上，生产时，因厚度的减小，可以紧贴在注塑机上，产品没有变形后患。定模板厚度的选取有两种情况，当定模板有面板时，在框深的基础上加20mm30mm,在没有面板的情况下，在框深的基础上加30mm40mm左右。本产品无面板，按前面所述的方法设计，其中，框深为24.5mm（框深尺寸后面叙述）。该模具定模板厚度取50mm。3.2动模板厚度动模板应尽量取大值，原因是可以增加模具强的与刚度，从而可以增加模具的使用寿命，按照经验值，一般在开框的深度基础上加30mm60mm(开框深度具体参照附表二，本产品中，动模板厚度取60mm)。3.3定模板与动模板开框尺寸的计算 在定模板与动模板上加工出用于装配内模镶件的圆槽或方槽叫开框。开框有通框与不通框两种，其中开不通框为常用。在本手机电池后盖注塑模具中，采用不通框。 3.3.1、开框的长宽寸确定开框的长度与宽度的尺寸基本等于内模镶件的长度与宽度公称尺寸，其配合公差按h7/m6取。 在本注塑产品中，镶件的长度为124mm，宽为94mm，因此，模板的长宽尺寸分别为124mm、94mm。3.3.2开框的深度尺寸确定考虑到该模具有侧向抽芯机构，与平面分型面，因此在开框时视具体而定。定模板与动模板的开框深度要比内模镶件的高度小0.5mm，目的是为了使镶件高出模板，在合模时超出模板面用以保证模具在生产过程中，分型面优先接触。在该产品中，凸模高度为25mm，凹模高度为30mm，因此，定模板开框深度为24.5mm，动模板开框深度为29.5mm。3.3.3开框圆角计算圆角，可以提高模板整体的刚度，可以减小应力集中，尽量避免开框内出现尖角，增加开框圆角，可防止开裂，增加模具的使用寿命。开框圆角按下表选取如下表开框深度( h )圆角（r）50135110016.51011502615032注：单位为毫米， 内模镶件宽度小于或等于100的模具，外侧抽芯时靠近开框的角部。 开框也可以做成避空角动定模板尺寸如下图所示 （定模板）（动模板）3.4模具总装图1面板5推杆固定板9型芯13主流道2定模板6推板10型腔14螺钉3动模板7下模座11螺钉15定位螺钉4推杆8顶针12定位圈16接水口4.推出机构的选用 推出机构的作用是，制品加工成型后，用以使制品脱离模具。4.1设计的一般原则1）、推出机构应做到结构简单，动作可靠，运动灵活，制造方便，维修容易。2）、推出机构尽量设在动模一侧，从而简化模具结构。3）、推出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观响不大的地方，以保证塑件外观。4.2选用原则1）成型制品为薄壁件，深腔件，宜用推板推出，平稳可靠。2）成型制品表面不允许有推杆痕迹，必须用推板。（如透明制品）4.3选用与布局原则1）推出阻力大，比如产品为盖类，箱类零件。2）布局时，分布在塑件强度刚度较大处，且对称分布。3）若是结构需要，必须设置在薄壁处时，可以通过增大推杆截面积，从而减低阻力。在本产品中，材料为pc+abs，结构紧凑，强度刚度都大，且顶出方向为手机盖得内表面，无需过多考虑表面外观，且考虑到模具结构的简单与经济性，采用推杆推出。4.4推杆的设计推杆为标准件，在设计师直接选取。推杆的固定形式分为a、b、c、d四中形式。a型、b型为圆形截面的推杆。c型、d型为非圆形截面的推杆。1）圆形推杆杆直径尽量取大值，保证工作时具有足够的刚性，以承受推出力。模具尽量避免使用直径为1.5以下的推杆，常用的推杆为46mm。5.浇注系统5.1浇口套的设计 由于主流道要与高温塑料及喷嘴接触与碰撞，所以模具的主流道设计成可拆部分的衬套，简称唧嘴。5.2浇口套的作用 1）、使模具安装时进入定位孔方便，而在注塑机上很好的定位，并与注塑机喷嘴孔吻合。 2）、是浇注系统的主流道，是料筒内的塑料熔体进入模具内的第一通道。5.3浇口套的分类 浇口套的形式有多种，按其模具结构的不同，可分为两板模与三板模浇口套。（产品中采用两板模浇口套） 浇口套为标准件，整体形势为内圆锥体，锥度为24。对于粘度较大的塑料熔体可以增大到6。5.4选用原则 根据模具成型制品所需要的塑料重量来选取，浇口套的直径根据模架大小选取，模架在4040以下选用12，模架在4040以上，选用16，长度根据模架大小来决定。本产品中选用直径为12和浇口套。5.5定位圈 定位圈又叫法兰，为标准件，将模具安在注塑机上，起定位作用，用以保证注塑机料筒喷嘴与模具浇口套同轴。5.6浇口的设计浇口（也称进料口）是连接分流道与型腔的咽喉要道，是整个浇注系统中最为薄弱也最为重要的环节。本产品中采用直接浇口，（前面有叙述），此种浇口流程短，进料快，阻力小，有助于排气。6.侧向抽芯机构当产品的在侧壁带有孔，凹陷，突出结构时，模具上成形该处结构就必须制作成可以进行侧向移动的零件，以便在脱模之前先抽掉侧向的成形零件。在该产品中，采用斜导柱侧向分型与抽芯机构。6.1滑块+斜导柱的侧向抽芯机构1）、设计原则a、侧向抽芯一般比较小，应牢固装在滑块上，防止在抽芯时松动滑落。b、滑块在导滑槽内滑动要平稳，不要发生抖动，滑块与导滑槽的配合为h7/f7。c、锁紧块要能承受注射时的胀型力。选用可靠的连接方式。6.2斜导柱与滑块的设计斜导柱端一般设计成锥台形，设计成锥台形时，必须注意倾斜的角度，锥台一般大于斜导柱23。以免发生干涉现象。滑块（也称侧滑块）是斜导柱侧向分型，抽芯的一个重要零件。一般为小型芯在非成型端尺寸放大后的h7/n6配合。6.3导滑槽与锁紧块的设计成形滑块在侧向分型抽芯和复位过程中，要求其必须沿着一定的方向平稳顺畅的进行往复运动，这一过程在导滑槽内进行。而锁紧块则是在侧向抽芯时起紧作用。导滑槽视具体而定，在本产品中采用t型槽。锁紧块的斜角等于滑块的斜面角度，比导柱大23。当滑块很高时，可以只大于1。7.注塑模冷却系统7.1冷却的一般概念在塑料成型注射中，注入模腔中的熔体一般超过200，当取出产品是一般只要660，这时就要冷却，这种系统就叫冷却系统。 冷却系统的使用，可以保护模具与产品，不会因温度过高而损坏，同时也可以缩短成型周期。7.2的冷却形式注塑模冷却形式多种多样，包括水管冷却，水井冷却，爆花片螺旋式冷却等。在本产品中，采用水管冷却的形式。冷却水管就是在模具中加工圆孔，向圆孔内通入冷却介质。冷却水管的直径一般有5、6、8等长度。在设计时，按照下表参考经验数据。表n-nn根据模具大小确定冷却水管直径 模宽/mm冷却管道直径/mm模宽/mm冷却管道直径/mm200540050081020030065001013300400687.3冷却水孔的位置设计冷却水道的作用是将熔体传给内模镶件的热量带走，布置时要保证均匀，冷却水道到型腔的距离一般取1015mm。1）、水路的位置布置要根据制品的形状而定，当制品壁厚均匀时，水路距离制品表面宜相等。2）、若制品长宽相差很大时，且制品比较均匀，水路宜按照长的方向分布。在本产品中，制品均匀，且，长宽尺寸相当，水路分布在制品的四周。7.4冷却水路的长度设计 1）、流道越长阻力越大，流道拐弯处的阻力更大，因此，在设计时，流道的长度不能过长，拐弯接头不宜过多，一般不要超过五个。 2）、动模镶件与定模镶件的水路要分开，不能连在一起，否则会影响冷却效果，更甚会发生事故。7.5接头布置与密封圈的设计 水管接头又称喉嘴，设计时分布在模架上，一般设计在中间部位，以不影响模具的使用与生产为主。胶圈为标准件。常用的外径有13、16、19三种。查设计手册，本产品采用的胶圈为192.5mm。在设计密封胶圈时，在水路两处结合处，要布置胶圈，水口出处要设置胶圈。型芯型腔的冷却水道如图所示，环形分布于产品的四周 型芯的水道分布型腔的水道 型腔的水道 8.注塑设备的选用8.1概述 注塑成型是使热塑性或热固性塑料先加热机筒均匀塑化后由柱塞或移动螺杆挤到闭合模具的模腔中的一种方法。8.2注塑机的作用8.2.1加热熔融塑料，使其达到黏流状态，施加高压，使其注入模具型腔。8.2.2 实现模具的闭合、锁紧、开启和顶出制品。8.2.3实现工作循环及工艺条件的制定与控制。8.3注塑机按塑化方式分 螺杆式注塑机：螺杆式注塑成型机其物料的熔融塑化以及注塑都是由螺杆完成的。（产量大，应用范围广）柱塞式注塑成型机：柱塞式注塑机是通过柱塞依次将落入机筒的颗粒状物料推向机筒前端的塑化室，依靠机筒外加热器提供热量使其物料塑化。而后通过柱塞推挤到模腔中去。（应用于大中型模具）8.4注塑机按加工类型分一部通用注塑机的成型能力由合模力与注塑能力决定。按注塑能力分为分为打、中、小型。如下表所示： 机器加工能力范围类别合模力/kn注塑量/cm微型2004002000巨型20000 238.5注塑机的选用注塑机的大小必须与模具的大小匹配，注塑机太小难以生产出合格的制品；注塑机太大，费用高，效率低。因此选用注塑机时，一般需要校核额定注塑量、锁模力、注塑压力，模具在注塑机上安装的相关尺寸等。下表是注塑机注塑部分的参数。 注塑机注塑部分的基本参数理论注射容积系列/cm3实际注塑质 量（ps）/g塑化能力（ps）/(g.s-1)注塑速度（ps）/(g.s-1)注塑压力/mpa理论注射容积系列/cm3实际注塑质 量（ps）/g塑化能力（ps）/(g.s-1)注塑速度（ps）/(g.s-1)注塑压力/mpa16142.2201501250111542.535014025223.3301600142550.040040365.0402000178558.345063566.1552500223066.7500100899.7753200285576.360016014311.7904000357088.970013020017913.910050004460100.080025022316.111014060005620116.790032028618.912080007140133.31000040025722.2140100008925144.4110050044626.41701600014280175.0150063056229.22102500022310222.2220080071433.32504000025700305.63300100089037.53008.6根据最大注塑量选用注塑量与注塑时间的关系注塑量/g50120250500100020004000600010000注塑时间/s0.801.001.251.501.752.253.003.755.00模具成型的塑料制品和流道凝料总质量应小于注塑机额定注塑量的80%。即额定注塑量（制品+流道凝料）/80% v=d2s/4v注塑量cm3d螺杆直径cms螺杆行程cm8.7根据最大锁模力选用注塑机（*考虑计算的方便性，本产品选用设备采用锁模力计算）当高压的塑料熔体充满模具型腔时，会产生是模具分型面胀开的力，即胀形力，胀形力的计算如下：胀形力=制品投影面积a型腔压强p锁模力f胀形力/80%常用的塑料成型时，所选用的型腔压强见下表材料代号流长比（平均）型腔压强/mpa材料代号流长比（平均）型腔压强/mpalepd270:1（280：1）1530pa170:1（150：1）42pp250:120pom150:1（145:1）45hdep230:12339pmma130:130ps210:1（200:1）25pc90：150abs190：140计算锁模力 胀型力=74.2843.5850 锁模力161856.12/80%=202.32kn选用的注塑机型号如下表额定注射量cm3螺杆（柱塞）直径mm注射压