毕业设计（论文）-苹果手机保护壳塑料模具设计.doc

编号 题 目: 苹果手机保护壳塑料模具设计学生姓名: 学 号: 院（系）: 中德工程学院专业班级: 模具1412指导教师: 职 称: 毕业设计（论文） 2017 年 5 月中文题目：苹果手机保护壳塑料模具设计 毕业设计（论文）共 19 页 图纸共 5 张 完成日期 2017年5月4日 答辩日期 2017年5月13日摘 要本论文主要关于手机外壳塑料模的设计，在时代快速发展的今天，手机已经成为我们日常生活的一部分，无论是上班族还是学生党都会使用它，但同时使用的同时可能会使手机受到伤害从而使外壳破碎从而心痛，所以我打算设计一个手机塑料外壳来保护它，可以让它在不小心掉落时有效的防护。设计的过程与一般注塑模设计流程一样，运用了塑料模具的基础知识，先对塑件进行分析，分析外形，尺寸，然后进行大体上工艺设计，再对内部结构进行精细分析，最终确认设计方案与之后制造使所使用的材料，工具和设备等。关键词：外壳；模仁；模具全套图纸加扣 3012250582目 录前 言11 工艺分析21.1 塑件分析21.1.1 外观要求31.2 材料分析31.2.1 TPU的性能特点和用途31.2.3 TPU的成型参数42 模仁设计52.1模仁的意义52.2 模仁的尺寸52.3模仁的材料53 模具模架的选择与应用63.1 模具分型面63.1.1 分型面的释义63.1.2 分型面的选择原则63.1.3分型面设计63.2 模架选择7图3-4 二维图74 浇注系统84.1浇口的设计84.2浇口套与定位环94.2.1 浇口套94.2.2 定位环94.3流道设计104.3.1主流道与分流道104.4冷料穴设计115水路设计125.1水路作用125.2水路尺寸125.3水路效果126滑块设计137垃圾钉147.1垃圾钉的作用147.2垃圾钉的结构方式147.3垃圾钉的位置选择148模具总装图15总 结17致 谢18参考文献19苏州健雄职业技术学院毕业设计（论文）前 言在飞速发展的今天的，各大行业都在不断前进，无论是餐饮，交通，IT,金融，服务，制造等，但在制造业中的模具尤为突出，因为生活中的使用物品都无法离开模具，模具在工业中被称为“工业之母”，因此无论是现在还是在未来，模具都将不断前行发展，在更多的行业中出现，与其他行业共同发展。现在中国工业落后于西方国家，因此身为祖国未来希望的我们更应当发展模具这个行业，无论是从市场需求，还是从体现国家综合实力，我们也应当发展这个行业，使之成为祖国富强的道路之一，虽然我们现在远不及其他工业大国，但是我相信不久的未来，我们一定会使模具发展创新，奋进，向世界模具大国前行。因为模具的设计水平与制作水平，常可以标志一个国家工业化的发展程度。日常生活中，我们经常看到手机会不小心掉落地上，从而引发“惨案”，外壳破损，从而要花一些不必要的开销，这是学生党都经历过的，因此我打算自己设计一个手机外壳来保护我们的手机不被摔伤，加之目前已经学习了关于塑料模的一些知识，也正好可以用来作为我的毕业设计。希望通过这个设计可以使我们的手机得到有效的保护，以及减少原本不必要的开销。同时本设计需要用到塑料模的一些内容：注塑模概论，注射机与模具，模具基本设计与结构，浇注系统的设计等。注塑成型是热塑性塑料制件的一种主要成型方法，并且能够成功的将某些热固性塑料注塑成型。其优点在于成型周期短，能一次成型外形复杂，尺寸精密，带有嵌件的制品，且生产效率高，易于实现自动化，因而广泛应用于塑料制品生产当中。因而我选择了注塑模来完成这个毕业设计。1 工艺分析1.1 塑件分析图1-1 塑件三维图图1-1塑件二维图 塑件材料为TPU（热塑性聚氨酯弹性体橡胶），适合中小批量生产。外形尺寸为1286212，壁厚为2mm。如图1-1所示1.1.1 外观要求外形平滑光整，无明显毛刺和裂痕。1.2 材料分析1.2.1 TPU的性能特点和用途图1-2 TPU材料TPU材料如图1-2所示，主要特性有：硬度范围广、机械强度高、耐寒性突出、加工性能好，同时耐油，耐水，耐霉菌。其中机械强度高可以使塑件的承载能力和抗冲击性以及减震性能突出。（可以使手机得到有效的保护）如图1-3所示。图1-3 TPU的材料性能图1.2.3 TPU的成型参数注塑机：螺杆式螺杆长径比：L/D=1620,压缩比：2.5/13.0/1喷嘴：自流式注射量：额定量的40%80%螺杆转速：2050r/min料筒温度：（t/）：177232，的、后端到前端逐渐升高模具温度：（t/）：1060背压：0.34MPa（一般在1.4MPa）注射压力：20110MPa时间：成型周期2060s停机处理：关机后，应用PS.PE.丙烯酸酯类塑料或ABS清洗，停机超过一小时，应该关闭加热。如表1-1所示。表1-1 TPU的性能表2 模仁设计2.1模仁的意义模仁是整套模具的核心部分，它是一套模具产生的真正意义，缺少了模仁这套模具等于无意义，但是一套模具里面如果没有其他部分来辅助模仁，那么模仁也会失去其应有的作用。2.2 模仁的尺寸模仁尺寸应当根据塑件（产品）的尺寸来设定，因为太小或者太大都将会影响产品的成型和加工，同时从资料书等渠道得知模仁大小一般比塑件各边大20-30mm，但考虑到手机外壳本身比较大，因此我选择的是30mm的完全嵌入式，也因为各边大一些可以更好的布置水路。如图2-1所示。图2-1 三维立体图和二维图2.3模仁的材料因为P20材料一般适用于要求高硬度，高韧性及耐磨性的塑料模具，氮气后可提高模具的寿命，适用于PS，PE,PP,ABS,TPU等未添加防火阻燃的热塑性塑料，在模具当中是比较常用的模仁材料，同时它的价格也比较低，因此本套模具选用的是P20材料。193 模具模架的选择与应用3.1 模具分型面3.1.1 分型面的释义 一般来说，模具都有两大部分组成：动模和定模（或者公模和母模），分型面是指两者在闭合状态时能接触的部分，也是将工件或者模具零件分割成模具体块的分割面，具有更广泛的意义。3.1.2 分型面的选择原则（1）应使模具结构尽量简单。如避免或减少侧向分型，采用异形分型面减少动，定模的修配以降低加工难度等。（2）有利于塑件的顺利脱模。如开模后尽量使塑件留在动模边以利用注塑机上的顶出机构，避免侧向长距离抽芯以减小模具尺寸等。（3）保证产品尺寸的精度。如尽量把所有尺寸精度要求的部分设在同一模块上以减小制造和装配误差等。（4）不影响惨产品的外观质量。在分型面处不可避免的出现一些飞边，因此应避免在外观光滑面上设计分型面。（5）保证型腔的顺利排气。如分型面应尽可能与最后充填满的型腔表壁重合，以利用型腔排气。3.1.3分型面设计根据产品结构和分型面选择原则确定本产品的分型面为产品端面，如图3-1所示这是本套模具采用的的分型面。图3-1 产品的分型面3.2 模架选择本套模具是大水口模架，二板模有滑块无斜顶，侧水口，由顶针顶出塑件侧浇口进料，用的龙记模架CI3550，A板：80，B板：90，C板：100.如图3-2，3-3，3-4所示。图3-2龙记模架图图3-3 三维图图3-4 二维图4 浇注系统浇注系统4.1浇口的设计从一般情况来看，初步选择塑件中心位置作为进浇口点。由于该模具一模一穴，浇口不允许设在产品外表面，初步定为潜伏式浇口，为了平衡浇注系统，因此，浇口位置选择模具的中心位置，尽量选择产品的上表面，方便浇注。进浇口大小常常先取最小值，方便以后修模，TPU的理论参考值为0.51.5mm，由于外观度要求略高，因此先取0.5mm，如图4-1.所示。 图4-1浇口的位置4.2浇口套与定位环 图4-3 浇口套与定位环4.2.1 浇口套浇口套：让熔融的塑料原料从注塑机的喷嘴注入到模具内部流道的零件，如图4-4所示。 A类浇口套 B类浇口套 C型浇口套深入 节能型浇口套图4-4浇口套的类型图因为比较适合本套模具，同时有螺钉连接可以使浇口套更加的嵌入在模架中，从而该模具选用的是A型浇口套。4.2.2 定位环定位环：为使注塑喷嘴中心与模具浇口套中心快速对接的零件，如图4-5所示。图4-5定位环的类型该模具选的是B型定位环，因为截面剃型的可以使注塑喷嘴更加准确的定位。4.3流道设计4.3.1主流道与分流道流道的设计包括主流道和分流道设计俩部分。主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道设计的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触。如图4-5,4-6所示。图4-5 流道三维图图4-6 流道二维图4.4冷料穴设计冷料穴的作用是储存因两次注射间隔而产生的冷料头及熔体流动的前锋冷料，防止熔体冷料进入型腔，影响塑件的质量，因此在主流道末端设有冷料穴。如图4-7所示。图4-7 冷料穴三维图5水路设计5.1水路作用塑料模具水路是指在塑料模具模架、模仁中利用机械加工出来的贯穿性的孔，通过某种介质（如水、油）不停的在里面循环。目的：控制模具的温度，以便更好的控制塑料产品在模具中的冷却及收缩，从而控制产品尺寸及表面要求。5.2水路尺寸我选择的是自定义的水路，因为这样可以更加适合的与模仁相配合，以免与其他部件相冲突，水路的大小如图5-1所示。5.3水路效果1.）在不用拆卸模具的情况下直接清洗模具,方便快捷、省时省力，避免了人工清洗带来的很多弊端。2.）通过强力洗净模具管道内部，使热传导率稳定，容易进行模具温度管理。 3.) 可用作模具定期保养,清洁管路，起稳定成形品质，提高生产效率，缩短成形周期，节省能源的效果。图5-1 水路设计图6滑块设计当注塑成型侧壁带有孔时，凹穴，凸台等的塑料制件时，模具上的成型处都应该具有可侧向移动的零件，以便在脱模之前先抽掉侧向成型零件，否则就可能无法脱模。如图6-1所示。二维见图6-2.图6-1滑块三维图图6-2滑块二维图7垃圾钉7.1垃圾钉的作用1.)减少接触面积：减少顶针板与下模板的接触面积，易于调整顶针板的水平高度。2.)藏污垢：顶针板狱下模板之间有污垢时不会影响顶针板的正常复位7.2垃圾钉的结构方式1.)以紧配方式压入顶针板上2.)用平头螺丝收紧于顶针板上在这里我选用的是第一种，因为这种方法更加保险和安全。如图7-1图7-1垃圾钉7.3垃圾钉的位置选择1.)每个回针下必须装一个，因为顶针板复位时回针受力较大2.)垃圾钉平均间距为120-150mm之间灵活调配，但避免与其他零件干涉3.)大型模具必须在顶针板下中间位置加垃圾钉，用来增加支点，防止变形如图7-2所示。图7-2 二维图本套模具选用的是6个M6的垃圾钉，可以使顶针板的复位运动不受影响。8模具总装图根据之前所有的部分设计总结出这张总装配图，同时按照布局来合理布置图的位置大小等等。如图8-1所示。 模具总装图（二维图）结合之前的总结与模具二维总装配图相结合来完成这副模具的三维立体图如图8-2所示。 模具总装图（三维图）这是一个大水口注塑模架，由侧边进水进行冷却，模仁采用嵌入式的方法放进上下模板，同时要求有清角，以便更好的放入模仁，同时用滑块来固定住模仁有孔的一边，来确保孔的成型，同时加入了垃圾钉来确保顶针板的复位不会出现问题。合模的时候，导柱导套起到定向作用，注射机的合模系统带动动模部分向前前进，从而使得模具闭合，从而使模具紧锁。在注射液压缸的作用下，塑料熔体通过喷嘴经过浇注系统进入到模仁，等到型腔内部完全被填充满并且经过保压，补缩和冷却定型后开模：注塑机传送会让动模板后移，模具从分型面开始分离，然后拉杆会将主流道的凝料从浇口套拉出，至此开模结束，注射机顶杆推动底针板，将滑块取出，推出机构开始运行，拉料杆和推杆绛塑件推出到此完成一次注射过程，合模时推出机构复位开始准备下一个的工作。总 结 在这时间飞逝如白驹过隙般的三年里，转眼之间已经轮到我们作毕业设计，想想当初刚从高中校园走出来的我们到现在即将离开大学校园的我们，经历这三年的我们学到了很多东西，与同学的合作，与老师的沟通以及学习如何从身边获得有用的知识。同时更多的是关于模具这个行业的相关知识。 学习到了关于模具设计与制造相关的知识，从而提高了我的知识面，以及在做整个毕业设计的过程中同学与老师的帮助也是必不可少的，因为他们可以告诉我的不足与有待改进的地方，从而提高我的能力，因此我也得知一个道理，在做一件你可能不能完成的事情的时候，没有必要一个人独自承受，因为你所不会的正是别人所会的，所以团队合作尤为重要。也因此我们无论是现在还是在以后得工作过程中，合作已经成为我们社交过程中不可或缺的一项重要手段。毕竟古人曾说过“三个臭皮匠，顶个诸葛亮。”所以古人对于团队力量也是相当重视，所以现在的我们也更加注重团队合作。在这次的毕业设计中除了团队合作同时我也明白了我们现在所学习的东西还是非常有限的，因为在做论文的设计过程中很明显的感觉到有好地方都不知道，而且看了学长们的设计发现有许多的地方都不知道，所以在查找资料的时候明显感觉到我们需要学习的还有很多很多我们现在所学的太少太少，我们现在学到的相对于这个行业就是汪洋中一滴水，我们需要不断的努力，不断的奋进，在这个行业里我们需要做出更多的努力，这样我们收获的才会更多。经过这个毕业设计，我们应该不仅仅把它当做一次毕业设计，它更应该成为我们的起步点，一个让我们意思到模具的领域太广阔我们所学的不过冰山一角，为此我们必须做出努力，才能对起我们三年的努力。致 谢关于这次毕业设计是离不开同学的帮助和指导老师的教导，否则也无法顺利的完成这次