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手机键盘面壳的注塑模设计1,手机,键盘,注塑,设计
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专业负责人批准日期 毕 业 设 计 任 务 书院（系）： 机电工程学院 专业 材料成型及控制工程 班 级： 材控08-2 学生： 李晓超 学号： 16 一、毕业设计课题 手机键盘面壳的注塑模设计 二、毕业设计工作自 2012年 03月12日起至2012年06月15日止三、毕业设计进行地点 四、毕业设计的内容要求 (一) 设计之原始数据： 原始资料：手机键盘面壳实物一个 (二) 设计计算及说明部分内容： 1.计算内容与方案确定： （1）成形零件设计：动、定模型腔尺寸的计算和布置。 （2）注塑机的选择 （3）结构系统设计计算：顶出机构、抽芯机构、冷却、浇注、排气系统等尺寸的计算与布置。 （4）强度设计和结构草图设计：各部件的强度校核。 2. 设计内容： （1）Pro/E环境下进行产品的模具设计； （2）注射模装配图一张以上（0#计算机图）； （3）各组成零件的零件图（1#或2#计算机图）； （4）编写设计（论文）说明书（不少于2.0万字，全部用计算机输出）； （5）综述文献（要求书写一篇60008000字的与毕业设计内容相关的综述文章） (三) 主要参考资料 1、塑料注射模具设计实用手册，航空工业出版社。 2、模具实用技术丛书编委会塑料模具设计制造与应用实例，机械工业出版社 2002.7 3、伍先明确、王群等，塑料模具设计指导，国防工业出版社。2006.5 4、邹继强,塑料模具设计参考资料汇编 清华大学出版社2005.9 5、模具实用技术丛书编委会模具材料与使用寿命，机械工业出版社 2000.4 6、材料力学，高等教育出版社。 7、颜智伟,塑料模具设计与机构设计,国防工业出版社,2005.8 8、塑料模具设计手册编写组, 塑料模具设计手册 9、阮锋等，Pro/ENGINEER2001模具设计与制造实用教程，机械工业出版社。 10、Pro/ENGINEER Wildfire模具设计实例教程精解，机械工业出版社。 11、实战Pro/ENGINEER2001模具设计，中国铁道出版社。 12、何满才 模具设计与加工MasterCAM9.0实例详解，人民邮电出版社。2006.0 (四)附属专题 1、专题外文翻译 检索与阅读与设计题目相关的外文资料，并书面翻译4篇（并不少于5000字）的外文资料。指导教师 接受毕业设计任务开始执行日期 2012年 03月 12 日学生签名 广东石油化工学院毕业设计（论文）选题表题目名称手机键盘面壳的注塑模设计指导教师陈银清题目类型本专业模具设计与制造方向的常规设计项目意义毕业设计是整个教学环节的重要组成部分，是全面考核学生综合运用所学的知识解决实际问题的能力。通过设计，可以使学生所学的基本理论、基本知识和基本技能在总结提高的基础上加以综合应用。同时也培养了学生分析问题、全面解决问题的能力。要求学生独立完成设计内容，熟练运用计算机辅助软件“Pro/E和MasterCAM”设计一套“手机键盘面壳”注塑模并进行仿真和模型加工。并发挥自己有创见的设计思想。搞好本次设计，可以达到如下方面目的：1、树立正确的设计思想，掌握工程设计的基本方法，加强对设计规范，设计规定，技术文件的理解和应用，提高查阅科技资料的能力，以便今后熟练的开展工作。2、培养理论联系实际的设计作风。辩证地综合有关资料，判定合理的设计方案。3、运用所学的知识，独立解决设计中碰到的各种问题，通过设计、计算、绘图、制表、技术数据处理、撰写技术报告等专业技能的训练，逐步掌握解决本专业工程技术文件及技术问题的处理方法和手段。主要内容及要求设计内容主要包括设计计算说明与绘图两部分。设计计算及说明部分包括如下：1、绪论：（1）设计任务、设计思想、设计特点；（2）本模具装置的简单工作流程（3）模具装置的功能和作用；主要设计参数的确定及说明。2、模具材料的选择论证。3、结构型式选择及论证：（1）分型面及动、定模板结构型式的选择；（2）冷却系统结构形式的确定；（3）浇注系统结构形式的确定；（4）模具型腔、型心结构的确定；（5）脱模机构形式的确定；（6）注塑机的选择；（7）抽芯机构的确定；（8）排气系统结构的确定。4、有关工艺参数的计算：（1）一次注塑所需的塑料总体积的计算：（2）塑件质量的计算；（3）注塑成型工艺参数的选择；（4）成型零件工作尺寸的计算；（5）注塑量的校核；（6）模具闭合高度的校核；（7）模具安装部分的校核；（8）模具开模行程的校核（9）顶出部分的校核。5、制造及加工工艺：制订模具加工工艺路线、CAM仿真加工及模型制作。 6、设计图纸总量折合A0图纸2张以上(计算机绘图)7、说明书一律用计算机打印，书写格式和打印纸张统按学校规定的标准要求。需要人数（人）学生名单（由学生签名）:院(系)意见:签 章： 年 月 日广东石油化工学院本科毕业设计（论文）诚信承诺保证书本人郑重承诺：手机键盘面壳的注塑模具设计毕业设计（论文）的内容真实、可靠，是本人在陈银清指导教师的指导下，独立进行研究所完成。毕业设计（论文）中引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处，如果存在弄虚作假、抄袭、剽窃的情况，本人愿承担全部责任。 学生签名： 20 年 月 日毕业设计开题报告题目手机键盘面壳的注塑模设计The Injection Mold Design of Mobile Phone Keyboar Face Case院 （系）机电工程学院专业材料成型及控制工程年级材控08-2学号08024180216姓名李晓超指导教师陈银清 2012年 3 月 12日毕业设计开题报告题目手机键盘面壳的注塑模设计时间2012年 3月 12日至 2011年 6 月 15 日本课题的目的意义（含国内外的研究现状分析）毕业设计是整个教学环节的重要组成部分，是全面考核学生综合运用所学的知识解决实际问题的能力。通过设计，可以使学生所学的基本理论、基本知识和基本技能在总结提高的基础上加以综合应用。同时也培养了学生分析问题、全面解决问题的能力。要求学生独立完成设计内容，熟练运用计算机辅助软件“Pro/E和MasterCAM”设计一套“手机键盘面壳”注塑模并进行仿真和模型加工。并发挥自己有创见的设计思想。搞好本次设计，可以达到如下方面目的：1、树立正确的设计思想，掌握工程设计的基本方法，加强对设计规范，设计规定，技术文件的理解和应用，提高查阅科技资料的能力，以便今后熟练的开展工作。2、培养理论联系实际的设计作风。辩证地综合有关资料，判定合理的设计方案。3、运用所学的知识，独立解决设计中碰到的各种问题，通过设计、计算、绘图、制表、技术数据处理、撰写技术报告等专业技能的训练，逐步掌握解决本专业工程技术文件及技术问题的处理方法和手段。设计(论文)的基本条件及设计(论文)依据1、塑料注射模具设计实用手册，航空工业出版社。 2、模具实用技术丛书编委会塑料模具设计制造与应用实例，机械工业出版社 2002.7 3、伍先明确、王群等，塑料模具设计指导，国防工业出版社。2006.5 4、邹继强,塑料模具设计参考资料汇编 清华大学出版社2005.9 5、模具实用技术丛书编委会模具材料与使用寿命，机械工业出版社 2000.4 6、材料力学，高等教育出版社。 7、颜智伟,塑料模具设计与机构设计,国防工业出版社,2005.8 8、塑料模具设计手册编写组, 塑料模具设计手册 本课题的主要内容、重点解决的问题设计内容主要：1、绪论：（1）设计任务、设计思想、设计特点；（2）本模具装置的简单工作流程（3）模具装置的功能和作用；主要设计参数的确定及说明。2、模具材料的选择论证。3、结构型式选择及论证。4、有关工艺参数的计算。5、制造及加工工艺：制订模具加工工艺路线、CAM仿真加工及模型制作。 6、设计图纸总量折合A0图纸2张以上(计算机绘图)7、说明书一律用计算机打印，书写格式和打印纸张统按学校规定的标准要求。重点解决的问题：模具的设计的可行性、可加工性、模具的使用的寿命、模具材料选用。本课题欲达到的目的或预期研究的结果通过这次的设计，希望能使我们更好的掌握本专业的专业知识和技术，能更清楚模具设计要求和技巧，更明确模具加工与设计。同时也希望我们能更好的把书本的知识和实际操作融合在一起。为即将面临的工作打下牢固的基础。计 划 进 度时 间工 作 内 容备 注3月12日4月3日1.查阅、收集国内外与课题有关文献资料15篇以上，并写出60008000字的文献综述。2.写出设计开题报告。3.检索与阅读与设计题目相关的外文资料，并书面翻译30005000汉字的外文资料。4月4日13日初步确定设计方案，画出草图。4月14日20日分析确定设计的最佳方案，有关工艺参数的计算。4月21日5月11日绘制模具总装配图和主要零件图。编写设计（论文）说明书。5月12日5月25日完善图纸及说明书，检查图纸及说明书，内容及格式重点格。5月26日6月3日检查校对说明书、图纸是否规范。6月4日6月10日答辩前准备，答辩。指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日专业教研室意见 教研室主任签名： 年 月 日文献综述学院（系） 机电工程学院 专 业 材料成型及控制工程 班 级 材控08-2班 姓 名 李晓超 学 号 08024180216 注塑模具的发展现状及设计前言塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的。近年来，人们对各种设备和用品轻量化及美观和手感的要求越来越高，这就为塑料制品提供了更为广阔的市场。塑料制品要发展，必然要求塑料模具随之发展。汽车、家电、办公用品、工业电器、建筑材料、电子通信等塑料制品主要用户行业近年来都高位运行，发展迅速，因此，塑料模具也快速发展。而我本次毕业的设计手机键盘面壳更是随着技术的日臻完善朝着轻、薄、小巧方向发展, 功能也越来越丰富。基于此，我需要将问题发现于正式生产之前，我需要在对现代模具行业及注塑模具现状，模具设计制造特点等进行了解和思考，从而更好的培养出一种“将问题发现于正式生产之前，缩短模具生产周期，提高产品质量，降低生产成本”的精神。一我国塑料模具的现状及发展趋势塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的,在我国,起步较晚,但发展很快,特别是最近几年,无论在质量、技术和制造能力上都有很大发展,取得了很大成绩。这可以从下列几个方面来看。1.CAD/ CAM/ CAE 技术的应用现在CAD/ CAM/ CAE 技术在塑料模的设计制造上应用已越来越普遍,特别是CAD/ CAM 技术的应用较为普遍,取得了很大成绩。目前,使用计算机进行产品零件造型分析、模具主要结构及零件的设计、数控机床加工的编程等已成为精密、大型塑料模具设计生产的主要手段。一些塑料模主要生产企业利用计算机辅助分析(CAE) 技术对塑料注塑过程进行流动分析、冷却分析、应力分析等,合理选择浇口位置、尺寸、注塑工艺参数及冷却系统的布置等,使模具设计方案进一步优化,也缩短了模具设计和制造周期。2.电子信息工程技术的应用应用电子信息工程技术进一步提高了塑料模的设计制造水平。国内一些主要的塑料模生产企业已经实现了通过客户提供的产品三维信息盘片和网上产品电子信息来进行预算、报价、设计审定、设计更改等,这不仅缩短了生产前的准备时间,而且还为扩大模具出口创造了良好的条件。由于直接利用了用户提供的产品电子信息,大大缩短了CAD/ CAM 的技术准备时间,也相应缩短了模具的设计和制造周期。3.气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟几年前还是刚刚开始应用的气体辅助注射成型技术近年来发展很快,更趋成熟。目前,不少企业已能在电视机外壳、洗衣机外壳、汽车饰件以及一些厚壁塑料件的模具上成功地运用气辅技术,一些厂家还使用C-MOLD 气辅软件,取得了良好效果。4.热流道技术的应用更加广泛近年来,热流道技术发展很快,热流道模具比例不断提高。虽然在全国范围来说,热流道模具比例仍旧不高,但也有些模具企业,热流道模具已占其模具生产总量的1/ 3 左右。现在,一般内热式、外热式元件以及分流板多点热喷嘴的结构应用已比较普遍,具有先进水平的针阀式喷嘴和通断控制式喷嘴国内也能自行设计制造。与此相应,国产商品化热流道系统元件也已出现。5.精密、复杂、大型模具的制造水平有了很大提高目前,国内生产的小模数塑料齿轮等精密塑料模具已达到国外同类产品水平。在齿轮模具设计中采用最新的齿轮设计软件,纠正了由于成型压缩造成的齿形误差,达到了标准渐开线造型要求。显示管隔离器注塑模、多注射头塑封模、高效多色注射塑料模、纯平彩电塑壳注塑模、洗衣机滚筒注塑模、塑料管路三通接头注塑模、汽车灯及汽车饰件注塑模、冰箱吸塑发泡模等一大批精密、复杂、大型模具的设计制造水平也已达到或接近国际水平。使塑件尺寸精度达到67 级的塑料模具国内已可生产,其分型面接触间隙为0.02mm ,模板的弹性变形为0.05mm ,型面的表面粗糙度为Ra = 0.05mm0.025mm。使用CAD 三维设计、计算机模拟注塑成形、有些模具零件达到互换、抽芯脱模机构设计新颖等,对精密、复杂模具的制造水平提高起到了很大作用。20 吨以上的大型塑料模具的设计制造也已达到相当高的水平。34英寸彩电塑壳和48英寸背投电视机壳模具,615kg洗衣机塑料模具、汽车保险杠和仪表盘的注塑模等大型模具,国内都已可生产。国内最大的塑料模具已达50 吨。6.模具寿命不断提高通过采用优质模具钢、对模具工作零件进行相应的热处理、采用高质量模架再镶入淬火工具钢件等结构,近年来模具寿命不断提高,不少模具的寿命已能达到100 万次以上。7.模具效率不断提高挤出速度达215m/ min 以上的高速塑料异型材挤出模国内已能商品化供应。双腔共挤、多腔注塑(塑封膜已达600 腔) 、采用热流道技术等使模具效率不断提高。不少企业在自动脱模(脱流道) 方面精心设计,同时更加重视冷却系统的设计,使模具的效率大幅度提高,有的甚至能使注塑生产效率提高几倍。8.采用模具先进加工技术及设备采用模具先进加工技术及设备,使模具制造能力大为提高。高速铣削技术及高速铣削机床在模具加工中的使用,已使模具加工效率有了显著提高。目前,主轴转速达到25000r/ min 以上的高速铣床国内已引进多台,转速达到8000r/ min 以上的机床就更多了。使用高速铣床,采用高速铣削技术,不但能使模具精度和表面质量得到大幅度提高,而且模具制造周期大为缩短。国外引进的高精度数控电加工机床的使用也使模具制造能力得到提高。某些国外电加工机床具有内容丰富、实用可靠的工艺数据和专家系统,使模具的深槽窄缝加工、微细加工、镜面加工等效率和质量大大提高。新的模糊控制系统具有加工反力的监测和控制,提高了大面积加工的深度控制精度。电火花混粉加工技术的应用有效地提高了模具表面质量。模具逆向工程技术、快速经济模具制造技术、三维扫描测量技术及数控模具雕刻机的发展与应用,对模具制造能力的提高也起到了很大作用。二、注射模具的设计方法随着数字化技术的深入发展, 可穿戴的手机、手表手机、整合在眼镜中的概念手机等的出现, 对手机的造型发展又是一次革命性的突破. 现代手机的造型设计可以说已经完全打破了传统的造型模式, 朝着时尚化、符号化的方向发展.尽管注射模种类很多, 但是一般情况下产品造型中注射模具的设计都要求:第一, 要明确注射模的设计要求, 即分析设计出来的注射模应保证注射成型的制件(塑料制品)符合图纸的形状与尺寸要求, 模具结构简单, 安装牢固, 工作安全可靠, 便于制造, 价格低廉.第二, 收集资料, 分析制件的工艺性, 如发现制件的工艺性差, 则在不影响制件的使用性能的情况下, 提出便于制件的修改意见, 使制件设计、制件的工艺、注射模设计与制造生产相互协调. 实现的方法主要有传统手工设计和CAD 系统设计两种.1.传统的手工设计方法手工设计方法就是靠人工去进行系统中各个环节的设计和实现, 它的流程如图1所示. 手工方法的好处就是比较灵活、不需要太大的初始投入, 但手工方法效率比较低, 而且受不同程度和经验的人为限制, 往往返工率比较高, 造成较大的浪费. 尤其对于技术含量高的注射成型来说, 手工方法更容易造成设计制造的失败. 如果要有比较完善的计算分析, 则人工方法的工作量就非常大, 甚至很难实现. 这样就不利于技术的推广普及.2. CAD系统设计方法CAD 系统设计方法就是计算机辅助设计及辅助分析方法. 模具CAD 系统主要是由计算机和一些外部设备以及相应的软件组成. CAD 技术已经广泛应用于各种模具设计, 以注射模为例, 它以计算机软件为工具, 不仅包括资料查询、设计构思、模型建立、分析计算、自动绘图、零件成型过程、充模过程模拟、产品的整体造型、塑料零件设计、零件的装配、零件的缩水处理、分型面的产生、浇口和浇道设计、注射模拟、模具的分型、模架的选择设计、二维三维图的出图这一系列的过程, 而且包括对制造中的物流和信息进行控制、管理和监督以及相对于物流系统是离线工作的工艺准备、生产作业计划、数控编程等. 目前, 它已被公认为现代注射模具技术的一个重要方面, 是注射模具生产实现自动化的保证. 它的流程如图2所示, 大大提高了模具的设计和制造精度,缩短了新产品的试制周期.3.运用Pro /E实现模具设计的流程模具设计基于Pro /E 环境下进行, 所用到的外挂工具是Pro /E EMX, Pro /E是第一套使用3D实体模型的设计工具, 彻底改变了传统的设计理念. 由于其强大的功能, 已风靡欧美、日本及港台地区, 大有取代传统CAD /CAM /CAE 系统而成为新一代的业界标准之势. Pro /E 全参数设计、特征基础模型、关系数据库等特色都是其他3D 模型工具所不可比拟的. Pro /E与传统的CAD 系统仅提供绘图工具有着极大的不同, 它提供了一个完整的解决方案, 从工业设计、机械设计、模具设计、加工制造、机构分析、有限元分析到数据库管理, 甚至产品生命周期的管理.Pro /E 能够仿真注射模设计的过程. 它能让注射模具设计人员创建、修改和分析模具构件, 并在模具设计变化时, 快速更新它们. 其外挂工具Pro /E EMX能大大缩短模具设计人员花费在创建、定制和细化模架部件以及注射模具和压铸模具所需的模具组件上的时间. 该过程把模具设计人员从耗时、重复性的模具细化工作中解放出来. 可以说, Pro /E 为业界专业人士提供了一个艺术般的创作环境, 让您的创意得到淋漓尽致的表现. 三.本课题发展中的重大事件分析在如今这个手机产品业高速发展的今天，要挑选出具有代表性的产品是相当难的，手机技术的不断成熟天的“时尚产品”就是明天的“昨日黄花”。这样的情况，我们用今天的眼光追溯这些曾经的拥有品，带着点怀的情绪。在44款具有代表性的手机中，其中诺亚公司的出现了13次，摩托罗拉公司出现7次，三星公出现6次，西门子公司出现4次，四大品牌的数字之和约占了所有记录的70%。这样的数据体现了通讯巨头不仅占据了高端技术，更是成功地完成了很多“技术与造型相结合”的范例。那么，这44款当中有20款是具有 “第一次”创新意义的手机， 到底是具有怎样的创新意义呢？在这20款具有第一次创新意义的手机中，他们当中或是最早进入中国市场，或是在使用方式上进行了创新，或是在技术上进行了革新， 或是在材料上进行了变革等等。四本课题设计形式及创新方法1. 手机外观设计形式手机的外观设计一直在寻求着变化，但我们可以看到，按其使用形式来划分，大致分为五类：直板式、翻盖式、滑盖式、横板式和旋转式。2. 手机外观设计创新方法手机的外形不断突破、发展，呈现出多样化和人性化的趋势， 未来手机外形创新的方法通过归纳总结主要有以下五点:1）“加减法”创新设计:三星SH511的360度旋转、翻盖手机可以说是翻盖式和旋转式的有效结合，现在的概念手机也很多在用加减法创新设计的原则进行设计，即将手机与其他电子消费类产品功能的整合与减少进行设计。2）从自然形态中得到灵感:自然界中存在的很多优美的形式都是我们设计的来源，有相当多的成功的产品形式的灵感源于自然，不光是手机产品。像是西门子概念手机Product Visionaires GmbH，它荣获了多个国际大奖，这款概念手机的外观就是从自然届中的蛇的形态借鉴而来的，这个手机可以缠绕在手臂上。3）探索新的功能及需求:生活水平的不断提高，消费者对手机提出了越来越多的需求，基于这些新的需求的出现，手机的使用形式相应地发生变化。如诺基亚公司宣称，2006年将全面推出高性能手机“N系列” 的最新机型N92、N80和N71，并将开创手机加电视的新服务。4）借助新的技术及工艺:技术的飞速发展带来了手机外形的剧变，而对手机发展与创新影响最深的当属电子技术与材料技术。近日，诺基亚和剑桥大学联合展示了一款名为Morph的概念手机。 据称，由于这款手机采用了纳米技术的柔软材料，使得该手机具有灵活柔软和可塑的特性。人们可以改变这款手机的形状，甚至折叠，可以变成腕表、手机或大屏幕。此外这款手机还具有透明和自我清洁的特性。5）其他产品形式的借鉴:不可否认，不同的产品之间存在着共性，相互之间也有借鉴的可能，如摩托罗拉V70的设计灵感来源于折扇。因此未来手机的形式设计也可来源于不同类别的其他产品。再比如，诺基亚一款名为 “SCENTSORY” 的概念手机， 这款手机的设计灵感来源于我们小时候都会玩的 “折纸”，并将“折”的概念体现得淋漓尽致，在平常状态下，它不仅可以像一本书那样对折，同时底部的三角形还可以再继续上翻，露出样式极为怪异的键盘供用户使用。综上，在手机外观创新设计中，我们用到了如上总结的五种创新设计方法，相信这五种创新设计方法在未来的手机外观创新设计中能起到指导作用。五.本课题设计分析及趋势1.时尚化设计随着手机的不断普及，消费者的差异化越来越明显，多层次的需求越来越强烈，对手机外观设计的要求也越来越高。消费者追求个性化的特点让他们往往对外观设计平庸或雷同的手机不屑一顾， 而对外观设计特点明显并符合自己身份的手机情有独钟。2.传统工艺与新兴工艺结合在未来的手机外观设计中，个性化、时尚化、身份化将成为手机外观设计的主题，手机会变得越来越轻、越来越薄，而这一切都依赖于工艺与材料的快速发展与进步。近年来，将新兴的IMD、IML、铝合金、镁合金、不锈钢等工艺及材料与传统工艺有机结合，使手机外观设计由传统设计进一步走向多元化的设计。尤其IMD、IML等新材料，具有清晰度高、立体感好、表面耐划伤的特点，可随意更改设计造型图案，能更好地增强产品美观外形，体现完美异形结构的优势。3.运用色彩增强视觉冲击当色彩的元素悄然走进手中那方寸天地之后，信息的传递从此变得绚丽多彩，人们的喜怒哀乐从此拥有了更丰富的手段和更具个性的表达方式。在使用功能之外，手机也被赋予了个性、时尚、装饰等多种附加功能。色彩美使人的视觉感官感知空间美，每种色彩组合都有自己的特性，在视觉上、感性上和意象上产生不同的审美效果。4.与传统文化融合人类社会创造的文化能影响设计，使之生动地表现在产品设计之中，同时一个符合社会所需的设计产品，其文化风格特征必定会被社会接受，并产生良好的效果。一个好的产品设计能指导人们的生活， 并带来新的潮流和设计风格，甚至推动设计理念的更新。5.产品设计文化与国际化一个国家的设计风格应是独特的，这是由其独特的社会及文化等综合因素决定的，但我们不能脱离了当今的时代来谈传统和文化，我们应运用国际化的设计语言来表达特定的文化风格，用现代化的技术手段和设计思维方式作为我们从事设计的前提。这样，使手机外观设计建立在一个时代上， 自然也就能达到与国际化相互沟通的目的。参考文献1 李松江.模具制造技术和发展趋势.模具制造, 2006年第7 期.2 周永泰.我国塑料模具现状与发展趋势.塑料, 2000年第6期.3 刘向阳，屈平.我国模具工业发展现状.世界制造技术与装备市场，2004年02期4 赵昌盛 ,朱邦全. 我国模具材料的应用发展. J .模具制造, 2004,(11).5 李大鑫,张秀棉. 模具技术现状与发展趋势综述. J .模具制造, 2005,(02). 6 赵丹阳，宋满仓，王敏杰.模具现代制造技术综述.模具制造，2003年08期.7 党根茂主编.模具设计与制造.M.西安：西安电子科技大学出版社，1997. 8 李和平，肖福根.模具技术现况与发展综述.井冈山学院学报，2006年2月.9 王长春.现代模具先进制造技术综述.潍坊学院学报，2004年第06期.10 秦 柯.我国模具工业的现状及发展趋势.电器，2004年04期.11 陈静嫒.模具行业设计制造技术现状与趋势.机械设计与制造，2007年2月. 12 刘少达.我国塑料模具工业的现状及发展趋势.仲恺农业技术学院学报，2004年03期.13 邓明，杜丽伟，赵伟霖.现代模具制造技术的现状及其发展.模具制造，2004年第05期.8 学号： 16 毕业设计说明书手机键盘面壳的注塑模具设计The Injection Mold Design of Mobile Phone Keyboar Face Case学院 机电工程 专业 材料成型及控制工程 班级 材控08-2 学生 李晓超 指导教师（职称） 陈银清（高级实验师） 完成时间 2012 年 3 月 12 日至 2012 年 6 月 15 日2摘要摘要随着模具业发展，玩具手机设计对模具要求越来越高，造型也比较复杂，本设计介绍了手机键盘壳注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则。模具设计一般包括成形零件设计、注塑机选择、脱模、抽芯、冷却、浇注、排气等系统的设计，合理的模具结构设计能够提高模具的质量、性能、寿命和成本。模具CAD作为一门综合性应用技术已成为现代模具技术的核心和最重要的发展方向。本设计主要用Pro/Ewildfire2.0中的零件造型模块和模具设计模块进行设计的。用AutoCAD2008和模具外挂软件对手机键盘壳进行二维图形绘制。关键词：手机键盘壳 CAD Pro/E 注射模 模具设计AbstrsctAlong with the mold industry development, the Mobile compact car design is getting higher and higher to the mold request, the modelling is also quite complex, this the design introduced the Mobile keyboard shell injection moldings basic principle, specially single is divided the profile to inject molds structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design.Mold design generally includes shaped accessorys design, molded plastic machine selection, drawing of patterns, pumping core, cooling, molding, exhaust systems design, and rational structural design in mold to improve the quality, performance, life expectancy and costs. Mold CAD, as a integrated application in technology, is become the core of modern mold technology and the most important development direction. The design of the main components used in the modeling Pro/Ewildfire2.0 modules and mold design module design. AutoCAD20078 and use plug-in software on molds Mobile keyboard shell printer after lagging for two-dimensional graphics renderingKeywords：phone keyboard CAD Pro/E Injection Mold Injection mold design 5目录目 录摘要IAbstrsctII第一章 绪论1第二章 塑件成型工艺分析22.1 塑件的分析22.1.1 外形尺寸22.1.2 精度等级22.1.3 脱模斜度22.2 塑件的选材32.3 ABS的性能分析32.4 ABS的注射成型工艺过程及工艺参数42.4.1 注射成型过程42.4.2 注射工艺参数25第三章 注射机的的确定63.1 注射机型号的确定63.1.1 塑件的体积和重量63.1.2 浇注系统凝料体积的初步估算63.1.3 选择注射机63.2 注射机有关参数的校核63.2.1 注射压力校核63.2.2 锁模力校核7第四章 浇注系统的设计84.1 主流道尺寸确定84.2 主流道的凝料体积84.3 主流道当量半径84.4 主流道浇口套形式84.5 分流到设计9第五章 成型零件的结构设计及尺寸计算115.1 型腔总体布置与分型面的选择115.1.1 型腔数目的确定及型腔的排列115.1.2 分型面的选择115.2 成型零件工作尺寸计算125.3 成型型腔壁厚的计算125.4 模架的确定145.4.1 各模板尺寸的确定145.4.2 模架各尺寸的校核145.5 排气与引气系统结构的确定15第六章 脱模推出机构的设计166.1 脱模机构的选用原则166.2 脱模力的计算16第七章 抽芯机构的设计187.1 机动侧向分型与抽芯机构187.1.1 斜导柱的典型机构尺寸187.2 斜销侧向分型抽芯机构主要参数的确定187.2.1 抽芯距S187.2.2 斜销的倾角187.2.3 抽拔力的计算187.2.4 圆形斜导柱直径的确定197.2.5 斜导柱的总长度计算20第八章 模具加热装置和冷却系统的计算228.1 加热装置设计：228.2 缩短冷却时间的三个方法:228.3 设计原则：228.4 根据以上原则设计出模具的水流道228.5 冷却管道总传热面积：238.6 模具应开设的冷却管道的孔数：23设计总结24致谢25参考文献26附件 英文文献翻译27 第一章 绪论第一章 绪论我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大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。注塑模型腔制造精度可达0.020.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达501000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。 “塑料制品生产的关键常在模具”。改革开放以来，随着我国的塑料加工工业地飞跃发展，随着塑料制品的应用领域日益广泛，我国的模具行业也飞速地发展起来，大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。塑料模已能生产34、48大展幕彩电塑壳模具，大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。塑料模热流道技术更臻成熟，气体铺助注射技术已开始采用。目前，生产塑料制品最广泛采用的是压制成型法、铸压成型法、注射成型法、中空吹塑成型法、真空成型法、压缩空气成型法、其中包括近年来得到发展的热固性塑料注射成型、低发泡塑料注射成型及微型注射成型等。注射成型也称注塑成型，可用来生产空间几何形状非常复杂的塑料制品。由于它具有应用面广，成形周期短，生产效率高，模具工作条件可以得到改善，制品精度高，生产条件好，生产操作容易实现机械化和自动化等诸方面的优点，因此在整个塑料制品生产行业中，占有非常重要的地位。目前，除了少数几种塑料制品外，几乎所有的塑料都可以采用注射成型。据统计，注射制品约占所有塑料制品总产量的30%，全世界每年生产的注射模数量约占所有塑料成型模具数量的50%。随着工业技术的发展，产品对模具的要求越来越高，传统的模具设计与制造方法不能适应工业产品的及时更新换代和提高质量的要求，在此背景下，模具CAD/CAM （Computer Aided Design & Aided Manufacturing）应运而生，并成为模具设计与制造的重要的发展方向之一。工业发达国家较大的模具生产厂家在CAD/CAM上进行了较大的投资，正大力发展这一技术。我国也开始着手于模具CAD/CAM的研究开发和推广应用。第二章 塑件成型工艺分析第二章 塑件成型工艺分析2.1 塑件的分析2.1.1 外形尺寸 从零件图（图1）可看出，我所设计的手机键盘面壳的尺寸为（109mm54m6mm）。外壳厚度一般为1mm1.5mm.此次毕业设计给出的厚度为：1mm。2.1.2 精度等级 塑件尺寸未给出，根据实际观察测量，由于我所做的制品根据属于精密制件，根据塑料成型加工与模具P28页表2-3的要求可知制品的精度为MT2级，查看塑料成型加工与模具P153页表7-2可知对应的模具性强机械制造公差等级为IT8级。2.1.3 脱模斜度 为了便于塑件从模腔中脱出，在平行于脱模方向的制品表面上，必须设有一定的斜度。根据所选的材料为ABS和手机外壳的尺寸特点，最后选择的拔模斜度为:1.5。图1 塑件零件图图2 手机键盘面壳3D模型2.2 塑件的选材由于现在消费者对于手机外壳的要求比较高，比如，不仅要求外观的好看，还要求有比较好的手感，对于光滑程度要求也比较高。然而手机外壳的壁厚比较小，外型比较复杂，因此，对于材料要求也比较高。进行多次的比较，最后确定的材料为：ABS。2.3 ABS的性能分析ABS虽未列入五大通用塑料(因为HDT=80左右,未大于100)，但是它的使用量远远超过五大类通用工程塑料中任何一种。1998年全世界的消费量已达到342.7万吨，1998年我国的消费量达到114万吨，占全球总消费量的33%，所以一般把ABS称作亚工程塑料。由于ABS具有综合的良好性能以及良好的成型加工性，所以在广泛的应用领域中都有它的足迹，择要介绍下： 1、汽车工业汽车工业中有众多零件是用ABS或ABS合金制造的，如上海的桑塔纳轿车，每辆车用ABS11kg,占汽车中所用塑料位列第三。在其它车辆中，ABS的使用量也颇惊人。2000年我国就汽车用ABS的量就达到3.5万吨，预测到2010年，此值将达到6万吨，轿车中主要零部件使用ABS的就有仪表板用PC/ABS作骨架，表面再复以PVC/ABS制成的薄膜。此外，车内装饰件大量使用了ABS，如手套箱、杂物箱总成是用耐热ABS制成，门槛上下饰件、水箱面罩用ABS制成，尚有其它零件也是使用ABS制作。2、办公室机器办公室设备机器需要有漂亮的外观，有良好的手感，如电话机外壳、存储器外壳以及计算机、传真机、复印机中都大量使用了ABS制作的零件。3、家用电器由于ABS有高的光泽和易成型性，塑后低的收缩率，所以在家电和小家电中更有着广泛着的市场，如电视机，有些厂家大屏幕电视机的前后壳体使用阻燃ABS制成，家用传真机、音响、VCD中也大量使用，电风扇、空调、冷气机、吸尘器中也使用了很多ABS制作的零件，厨房用具也大量使用了ABS制作的零件。4、玩具 许多漂亮的玩具、组合式的智力开发玩具也可使用ABS来制作，此外通讯、广播事业中也有ABS的市场。表1 ABS性能指标密度（）1.021.05比热容（J/kg）12551674屈服强度（MPa）50抗拉强度（MPa）38断裂伸长率（%）35拉伸弹性模量（GPa）1.8抗弯强度（MPa）80弯曲弹性模量（GPa）1.4抗压强度（MPa）53抗剪强度（MPa）24密度（）1.021.05比热容（J/kg）125516742.4 ABS的注射成型工艺过程及工艺参数2.4.1 注射成型过程成型前的准备 对ABS的色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于PP吸水性较小，成型前应进行少许干燥。注射过程 塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。2.4.2 注射工艺参数2注射机：螺杆式，螺杆转数为30r/min。料筒温度（）：后段150160；中段 165170；前段 180200。喷嘴温度（）：170180。模具温度（）：5080。注射压力（Mpa）：60180。成型时间（s）：注射时间：05，保压时间,2060冷却时间：1550成型周期：401第三章 注射机的确定第三章 注射机的的确定3.1 注射机型号的确定3.1.1 塑件的体积和重量模型建好后（取ABS收缩率0.3%），可以利用Pro/E软件的分析模型分析质量属性功能，方便地查出单个塑件的体积。现查得1： 式（3.1）取ABS材料的密度，于是可算得单个塑件质量为1： 式（3.2）3.1.2 浇注系统凝料体积的初步估算浇注系统的凝料体积，可以根据经验按照塑件体积的0.21倍来估算。同时考虑到模具是一模一腔，其流道会比较简单，长度也比较短，浇注系统中的凝料是很少的，现采用按塑件体积的0.2倍来进行浇注系统凝料体积的估算，所以对于确定的一模一腔，注塑机一次注入模具型腔的注射量为1： 式（3.3）3.1.3 选择注射机根据上面2-3中估算出的一次注入模具型腔塑料总体积，再按照注射机的每次注射量应小于或等于其公称注射量的80%估算，于是有： 式（3.4）根据以上的计算结果，现选定公称注射量为，型号为SZ-160/100卧式注射机，其主要技术参数如下表2所示。表2 注射机主要技术参数理论注射容量/ cm3160模板行程/mm325螺杆直径/mm40最大模具厚度/mm300注射压力/MPa150最小模具厚度/mm200注射速率/（g/s）105锁模力/kN100螺杆转速/（r/min）0220塑化能力/（kg/h）45拉杆间距/mm345345定位孔直径/mm125定位孔深度/mm10喷嘴口孔径/mm3喷嘴球半径/mm12顶出行程/mm1003.2 注射机有关参数的校核3.2.1 注射压力校核查有关模具设计手册可知，ABS成型厚壁塑件时所需的注射压力为80110MPa，这里取所选的注射机的公称注射压力为122MPa，注射压力安全系数k=1.251.4，现取k=1.3，所以有1：，故注射机压力满足要求。3.2.2 锁模力校核塑件在分型面上的投影面积，则1。 式（3.5）浇注系统在分型面上的投影面积，则1 式（3.6）塑件和浇注系统在分型面上的总的投影面积，则1 式（3.7）模具型腔内的胀型力1式中，是型腔的平均计算压力值。是模具型腔内的压力，通常取注射压力的20%-40%，大致范围为15-30Mpa。对于粘度较大的精度较高的塑料制品应取较大值，ABS属于中等粘度塑料及有精度要求的塑件，取为35Mpa。该注射机的公称锁模力为=500kN,锁模力安全系数为，这里取，则有：。所以，注射机锁模力合格。43第四章 浇注系统的设计第四章 浇注系统的设计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，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。4.1 主流道尺寸确定 主流道长度：根据主流道设计要点和对模具尺寸估算，现初取L=60mm进行设计。 主流道小端直径1：d=注射机喷嘴尺寸+（0.51）mm=（4+0.5）mm=4.5mm 主流道球面半径1：R=注射机喷嘴球半径+（12）mm=（12+2）=14mm。 主流道锥角：取。 主流道大端直径1：。 主流道大端圆角：取r=3mm。4.2 主流道的凝料体积1 式（4.1）4.3 主流道当量半径1： 式（4.2）4.4 主流道浇口套形式主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，极易磨损，对材料的要求比较高，故将其分开设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。现材料选用T10A，热处理淬火表面硬度为50HRC55HRC。同时为了防止转动，浇口套采用螺钉固定结构。 浇口是浇注系统的关键部分，浇口的位置、类型及尺寸对塑件质量影响很大。其作用是使塑料以较快的速度进入并充满型腔。它能很快适时冷却，封闭，防止型腔内塑料熔体倒流。 该塑件外表面质量要求较高，而且塑件体积较小，型腔容易充满，为了不影响外观，现决定选用圆形直接浇口，对产品外观影响很小。如图3所示图3 浇口套结构形式和尺寸4.5 分流到设计指塑料熔体从主流道进入多腔模各个型腔的通道，对熔体流动起分流转向作用，要求熔体压力和热量在分流道中损失小。其原则如下：（1） 分流道的截面形状 圆形断面：比表面积小（流道表面积与其体积之比），热损失小，但加工制造难，直径 510mm 梯形：加工较方便，其中h/D = 2/34/5 边斜度 515 U形：加工方便，h/R=5/4 半圆形：h/R=0.9 （2）流道的断面尺寸要视塑件的大小，品种注射速度及分流道的长度而定。 一般分流道直经在56mm以下时，对流动性影响较大，当直经大于8mm 时，对流动性影响较小。（3） 多腔模中，分流道的排布平衡式和非平衡式： 平衡式：分流道的形状尺寸一致。 非平衡式： a、靠近主流道浇口尺寸设计得大于远离主流道的浇口尺寸。 b、分流道不能太细长，太细长，温度，压加体大会使离主流道较远的型腔难以充满， 即使达到料流和填充平衡，但材料不相同，制品出来的尺寸和性能有差别，对要求高的制品不宜采用。 c、非平衡式分布，分流道长度短 。 d、如果分流道较长，可将分流道的尺寸头沿熔体前进方向稍征长作冷料穴，使冷料不至于进入型腔。分流道的尺寸：分流道尺寸由塑料品种、塑件的大小及流道长度确定。对于重量在200g以下，壁厚在3mm以下的塑件可用以下经验公式计算分流道的直径。 D=0.2654W1/2L1/4 式（4.3）式中：D分流道的直径，mm； W塑件的质量，g； L分流道的长度，mm；由于所设计的塑件的质量小于200g，故按以上公式确定其直径。D=0.2654W1/2L1/4=0.26545.02541/2861/4=1.81mm 由于此式计算的分流道直径限于3.2mm9.5mm，而所算出来的结果小于此范围，故参考塑料模具设计P78表6-1中ABS的分流道推荐值，定出分流道直径为6mm。第五章 成型零件的结构设计及尺寸计算第五章 成型零件的结构设计及尺寸计算5.1 型腔总体布置与分型面的选择5.1.1 型腔数目的确定及型腔的排列型腔数的确定，主要跟注射机的最大注射量、额定锁模力、塑化速度、制品的大小、精度要求、生产的经济性等因素有关。本设计为手机键盘面壳，对外观的质量有一定的要求，分析制件的3D模型可知到，该制件的四侧需要滑块抽心，再就是为了提高生产效率，根据设计要求，选择一模一腔，确保塑件质量稳定。5.1.2 分型面的选择模具上用于取出塑件和（或）浇注系统凝料的可分离的接触表面通称为分型面。如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：（1）分型面的选择应便于塑件的脱模和简化模具结构，选择分型面应尽可能使塑件留在动模；（2）分型面应尽可能选择在不影响外观的部位，保证塑件尺寸精度并使其产生的溢料边易于消除或修整；（3）分型面的选择应有利于侧向抽芯和成型零件的加工制造；（4）分型面的选择应有利于排气；（5）分型面的选择应考虑注塑机的技术规格。（6）分型面应选在塑件外形最大轮廓处，便于分模。根据以上原则，选取分型面为制件的上端面，利于分模和侧向抽芯。图4 分型面形式与位置5.2 成型零件工作尺寸计算由于我所做的制品根据属于精密制件，塑料成型加工与模具P28页表2-3的要求可知制品的精度为MT2级，查看塑料成型加工与模具P153页表7-2可知对应的模具性强机械制造公差等级为IT8级。采用平均收缩法，计算公式如下1：凹模（型腔）径向尺寸 式（5.1）凹模（型腔）深度尺寸 式（5.2）凸模（型芯）径向尺寸 式（5.3）凸模（型芯）高度尺寸 式（5.4）塑件的平均收缩率 式（5.5）式中， ：系数，查表可知一般在0.50.8之间，取0.6； ：相应尺寸制造公差（mm） ：制件公差（mm）； 下标s、m：分别代表塑件和模具。根据材料ABS的特性查表3-1可知，收缩率是0.3% 0.8%，由制件成型工艺分析，收缩率（Scp）取0.55%。根据制件精度等级为5级查表1，可取塑件公差的1/31/6，对于中小型塑件，取=，并计算模具尺寸公差如表3所示：表3 成型零件各尺寸计算结果 单位（mm）尺寸部位塑件尺寸计算公式模具尺寸规范公差凹模径向尺寸标准540.840.1491.51.340.221051.340.221091.340.22凹模深度尺寸40.120.0270.280.047型芯径向尺寸100.280.047280.560.093520.640.191071.140.19型芯深度尺寸20.120.0230.120.0240.120.025.3 成型型腔壁厚的计算注射成型时，型腔直接承受高压熔体的作用，故型腔侧壁与底板应具有足够的强度和刚度。对于大尺寸型腔主要是刚度问题，应按刚度条件计算，；而对于小尺寸型腔主要是强度问题，首先要防止模具的塑性变形和断裂破坏，因此用强度条件计算。在分界尺寸不明的情况下，应分别按刚度条件和强度条件计算，取其中较大者。将型腔视为整体式矩形型腔，内长l=109mm ，b=54mm，h =6mm，查表得=0.05mm p=96.07MP ，E=2.2105MP，按刚度条件计算： 式（5.6）因此可得侧壁厚 式（5.7）对于大尺寸型腔主要是刚度问题，按刚度条件计算：按刚度条件：式（5.8）式（5.9）所设计的模具型腔的壁厚为30mm，底板厚度为35mm，均比计算的出来的尺寸大，所以能够满足要求。5.4 模架的确定塑件在分型面上的投影宽度须满足： 得： 式中，是推板宽度（mm），得，查塑料成型工艺及模具设计表4-38可得=148mm，对应的标准模架的宽度B=250mm，复位杆的直径d=16mm。塑件在分型面上的投影长度须满足： 式（5.10）得： 式（5.11）式中，是复位杆在长度方向的距离（mm），d是复位杆直径。得，查表可得=194mm，对应的标准模架的长度L=315mm。故所选模架为塑料成型工艺及模具设计表4-38第3号A2型标准模架，其规格为WxL=250x315mm图5 所选模架结构5.4.1 各模板尺寸的确定A板尺寸。A板为定模固定板，考虑到该处的强度和在模板上还要开设冷却水道，故根据标准值取A板厚度为60mm。B板尺寸。B板为动模固定板，根据标准值取为80mm。C板尺寸。C板高度尺寸可按1：垫块=推出行程+推杆厚度+推杆固定板厚度 +（5-10）mm=35+20+15+（510）mm=7580mm,初步选定C为80mm。经上述尺寸的计算，模架尺寸已经确定为模架序号为3号，板面为250mmx315mm，模架结构形式为A2型的标准模架。其外形尺寸：宽长高=250mm315mm306mm5.4.2 模架各尺寸的校核1）模具平面尺寸 250mm315mm306mm306mm（拉杆间距），校核合格。2）模具高度尺寸306mm，250mm306mm400mm(模具的最大厚度和最小厚度)，校核合格。3）模具的开模行程15.5 排气与引气系统结构的确定当塑料熔体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因而产生的气体不被排除干净，一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及填充缺料等成型缺陷，还会导致塑件局部碳化或烧焦，同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度，因此设计型腔时必须考虑排气问题。本设计中，体积较小，所以模具成型空腔中的气体是很少的，根据塑件形状分析，其最后填充部位在分型面上，因此可利用分型面、推杆活动间隙、型芯嵌件间隙进行排气，就可保证塑件的质量，同时也有利于减少加工成本和不必要的工时，提高了工作效率。第六章 脱模推出机构的设计第六章 脱模推出机构的设计注射成型后的制品必须从模具中取出。在一般情况下，推出塑件的动作在动模上完成。当动模后退到一定的距离，就开始由注射机的脱模机构推动模具的推板和推杆固定板，使塑件从动模上推出。根据本制品，脱模机构采用机械推动。6.1 脱模机构的选用原则a).塑件脱模时不发生永久变形；b).推力分布依据脱模阻力的大小要合理安排；c).推杆的受力不可太大，以免造成塑件的被注局部产生隙裂；d).推杆的强度和刚性应足够，在推出动作时不产生弹性变形；e).推杆位置痕迹不影响塑件外观；f).脱模机构的运动用保证灵活、可靠，不发生误操作。6.2 脱模力的计算将制品从包紧的型芯上脱出所需要克服的阻力称为脱模力。它的计算是设计顶出机构的依据。脱模力包括制品因收缩对型芯的摩擦力和大气压力。其大小与制品的壁厚和形状有关。矩形断面制品的脱模力计算公式：当矩形塑件径向尺寸与壁厚之比=（a+b）/t10时。此时塑件为薄壁塑件，它的脱模力计算公式如下: 式（6.1）当矩形塑件径向尺寸与壁厚之比=（a+b）/t4000。2）扩大模具与冷却水的温差。3）增大冷却介质的传热面积。8.3 设计原则： 1）冷却水孔数量尽可能的多，孔径尽可能大； 2）冷却水孔至型腔表面的距离应尽可能相等； 3）浇口处要加强冷却； 4）冷却水孔道不应穿过镶块或其接缝部位，以防漏水； 5）冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处；6）进出口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧，通常应设在注塑机的背面；8.4 根据以上原则设计出模具的水流道1）冷却介质体积流量： 式（8.1）-冷却介质的体积流量，；W单位时间（每分钟）内注入模具中的塑料质量，；Q-单位重量的塑件在凝固时所放出的热量，； -冷却介质的密度，； 冷却介质的比热容，；-冷却介质出口温度；-冷却介质进口温度；查表得Q=，取，W=130，则 2） 冷却水管道直径d：根据qv查表得d=8mm。3）冷却介质的流速：v=4qv/d =44.510-3/603.14(8/1000)2=0.014m/s 8.5 冷却管道总传热面积：h=4.187f(v)0.8/d0.2 式（8.2）=4.1877.98(10000.014)0.8/0.0080.2=9.0104.kj/(m2hc) A=60WQ1/h 式（8.3）=60130700/9.01048060=0.013m3 8.6 模具应开设的冷却管道的孔数：n=A/dL= 0.013/3.140.0080.145=1.6，最后取整数为2个。 式（8.4）设计总结设计总结通过这次毕业设计，使我在查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等能力方面有了很大提高，特别是在电脑制图方面。在这段时间里，通过理论学习和实践操作相结合，使我对Pro/Engineer、AutoCAD等绘图软件进行了比较系统的学习。对一些复杂图形的绘制、尺寸的标注都能比较熟练的操作和运用。通过查阅各种文献资料、设计手册和设计规范，才使得我在随着设计的不断深入而不断熟悉和学会应用各种系统的使用条件，各种设备的选用标准，各种管道的安装方式等等知识。在设计中遇到的一些问题，都是通过查阅各种设计手册、设计规范和通过与导师、同学的交流来解决的。还有，通过这段时间的磨练，使我精神层面的能力得到了不同程度的提升，特别是意志力、抗压能力及忍耐力，因为很多时候因计算不了数据与找不到资料使得设计做不下去而郁闷烦燥不已。总的说来，这次的毕业设计虽然还有一些不足和遗憾，但收获的却是更多。提高是有限的但提高也是全面的。通过这次的毕业设计，会使得我在以后的工作中，可以少范曾经经验过的失误与不足，更加顺利地完成任务。由于所学知识和时间有限，加上缺乏实践经验，在设计过程中难免出现错误，敬请各位专家和老师批评指正。致谢致谢两个多月的毕业设计终于结束了，经过两个月的艰苦奋斗，终于可以交上完整的答卷。毕业设计可以顺利完成，除了我个人的努力与专心外，我特别要感谢大学四年来所有老师的谆谆教诲，给我打下扎实的专业基础，可以很好完成毕业设计；感谢陈银清老师的规范指导，既给予我自主设计的空间，同时又即时督促，完成设计进度；同时还要感谢同学，为我提供一些参考资料，在设计说明书的编写与修改中，给我提供相关标准规范，并提醒我作相应修改。正因有了你们的支持和帮助，此次毕业设计才能顺利完成。致谢参考文献1 塑料成型工艺及模具设计.叶久新、王群主编.机械工业出版社，2008；2 塑料模设计手册. 机械工业出版社. 1985；3 陈万林等编.实用塑料注射模设计与制造. 机械工业出版社. 2000年；4 塑料模设计手册.塑料模设计手册编写组编著.机械工业出版社，2005；5 数字化手册编委会编.机械工业出版社，2003；6 实用注塑模具机构图册，化学工业出版社，2009；7 典型注塑模具设计图册，机械工业出版社，2009。8 屈华昌. 塑料成型工艺与模具设计M. 第2版. 北京：高等教育出版社，2007.9 杨予勇. 塑料成型工艺与模具设计M. 第1版. 北京：国防工业出版社，2009.10 李志刚，夏巨谌.中国模具设计大典. 电子版. 中国机械工程协会，2003.11 塑料模具设计师指南M. PDF版.12 贾润礼，程志远. 实用塑料模设计手册M.扫描版,PDF附件附件 英文文献翻译译文： 使用溯网络设计任一注射模的最佳浇口位置摘要：本研究采用注射的位置和浇口的大小为主要控制参数模拟注塑模具。一旦注入参数（浇口的大小和位置）是给定的，产品的性能（变形）可以准确地预测由溯网络开发。为避免影响因素众多，第一部分线的参数方程是由一个溯网络限制范围的门。最佳注射参数可以通过搜索的模拟退火优化算法（SA），一个性能指标，获得一个完美的部分。其主要目的是寻找最佳浇口位置的点面互动，并尽量减少air-trap变形部分形成后。这项研究还使用一个实际的例子，并用实验证明已达到一个令人满意的结果。Keywords: 溯网络; 注射模具; 模拟退火 (SA)一 简介由于工业的快速发展和贸易近年来，需要有快速和大批量生产商品。该产品是采用模具以节省时间和成本。塑料制品居多。由于这些产品不需要复杂的过程有可能应付市场需求快速方便地。在传统的塑料生产，设计的部分模具是由人类。然而，由于增加了性能要求，复杂的塑料产品增加了。首先，几何形状的塑料制品是很难画的，和内部形状往往是复杂的，这也影响到产品的生产。注塑加工可分为三个阶段：1.塑料材料热熔融状态。然后,通过高压,从而使材料在浇口,然后进入模腔。2.当充填模腔建成后,应更多的熔化塑胶交付空腔高压补偿收缩的塑料袋。这可确保模腔完全注满。3.冷却后取出产品。虽然是充型过程中只有一小部分完全形成循环,是很重要的。如果填写不完整的,没有稳压和冷却是必需的。因此,塑性流体的流动应控制彻底,确保产品质量。等温牛顿液体灌装的模型是最简单的注射mould-flow充填模式。理查德森1产生一个完整而详细的概念。主要概念是基于润滑理论的应用,简化了复杂的三维流动理论对二维Hele-Shaw流动。流动的Hele-Shaw用来模拟势流,而且应用于塑性流动的塑料袋。他装出塑性流动对板一种极薄的充分发展流动忽视变速通过厚度。用类似的方法等问题Kamal得到填充矩形模腔条件,分析结果是几乎相同的实验结果。塑料材料遵循牛顿流体模型模腔流动,鸟丁晓萍。2 - 4mould-flow理论导出基于此。当模具的形状比较复杂,有厚度变化,然后平衡方程非线性和不变化的解析解。因此,它可以解决只有通过有限差分法数值解或2、5)当然,作为聚合物是一种粘弹性流体,这是最好的解决问题的流程采用粘弹性方程。在1998年,Goyal使用白色等问题Metzner粘弹性模型来模拟模型的磁盘mould-flow中央倒出。Metzner,使用有限差分法求解控制方程,fould粘弹性的影响并不会改变的速度和温度分布。然而,它影响了应力场甚多。如果它是一个纯粹的粘流模型,最受欢迎的GNF模型通常是用来做数值模拟。 目前,有限元方法主要用于解决mould-flow问题。其他的方法是纯粹的粘弹性模型,如C-FOLW和MOLD-FLOW软件。我们使用这个方法。一些软件采用粘弹性White-Metzner模式,但它是有限的,对二维mould-flow分析。简单的模流分析是有限的,由CPU时间。对于复杂的模具形状,使用UCM流体等问题Papthanasion充填分析,使用一个finited 许多因素影响塑料材料注射。灌装速度、注射压力、熔融温度、保压压力7 - 12),冷管13、14和注射影响精度的门塑胶产品,因为,当注塑加工完成后,材料的流动模腔非均匀温度和压力的结果, 工件冷却后会引起残馀应力与变形的. 很难决定分型面和浇口模具的位置。一般来说,模具分型面位于最宽的平面的模具。寻找最优门的位置取决于经验。最小的修改模具是必需的,如果你是幸运的。然而, 如果选择分型线很差，在修整注射模所需的时间和费用会超过原始成本。模具的表面,许多工人采用各种方法寻找最佳模具分型线,如几何形状和特征设计15。用有限元方法和一些工人溯网络寻找最佳的门压铸模具的设计18。本研究采用一个溯网络参数之间的关系,建立模具分型线,用该公式为寻找22分在注塑模具part-line为位置注射的大门。溯网络是用于比较喷油压力和保温时间进行注射压力形成进行分析,并建立了这些参数之间的关系,并输出结果的喷射过程。有证据表明,在溯网络预测精度远高于其它网络(19)。溯网络基于引导造型技术能够表达复杂的和不确定关系分析结果与mould-flow喷雾参数。它显示了在一个产品中注射压力是可以预测的,以合理的准确性,通过建立网络。溯网络已经建立的一次浇口位置的关系,模拟已经输入和坚定的人;一个适当的优化算法具有较强的性能指标,然后用寻找最佳位置参数。本文一种模拟退火优化方法20被提出。将模拟退火算法是一种模拟退火工艺对最小化的绩效指标。它已成功地应用于图像处理中的滤波21、大规模集成电路布局代(22)、离散公差设计23,电火花加工24,25拉深间隙,铸造流道设计26等。它提供了实验基础理论基础上的发展及应用技术。二 Mould-Flow Theory模具流量分析包括四个主要部分:1. 充填阶段。2. 稳压阶段。3. 冷却、凝固阶段。4. 收缩和翘曲,即应力残留的阶段。因此,模具流方程分为四组。在灌浆期,模具腔充满塑性流体在高presssure熔化。因此,控制方程包括:1. 连续方程。塑性变形或形状随流量变化在灌装过程(质量守恒):=塑料密度; V =流速2. 动量方程。牛顿第二定律是用来获得动量(加速度条件)或塑性流动所产生的力平衡。P =流动压; f = 体积力; =应力张量.3. 能量方程。节能系统和守恒定律流量资料,假设流体是不可压缩的:T=温度; = 恒压比热容; q=热流量4. 流变方程= 变形张量; =流通率.保压压力的分析。保压压力的过程是保持在模腔压力充满了为了注入更多的塑料,来弥补萎缩的冷却。冷却分析。分析了冷却过程考虑塑性流动关系的分配和热量传输。同质的模具温度的充填顺序、萎缩会影响产品的形成。如果温度分布不一致时,它往往产生翘曲。这主要是由于结晶传热和热的塑料。r=结晶率; =结晶热三 溯网络综合评价米勒(22)观察到人类行为的资讯量考虑范围。输入的数据,然后归纳总结了信息传递到一个更高的推理水平。在溯网络里一个复杂的系统可以被分解为较小的、简单的子系统，划分为几层节点使用多项式函数。评估这些节点数目有限,由一个多项式函数输入输出一个作为后续节点输入到下一层。这些多项式功能节点是指定的如下:1.变形量把原输入变量变换成一种相对比较常见的量。 (10)=变形后的量, , 变形系数, 原始输入量.2. 白节点一个白色的节点组成的线性加权和以前的层的输出 (11), , , 以前的层的输入, 节点输出, , , , , 三元组节点系数.553. 单节点, 双节点, 三节点这些节点是基于数字的输入变量。这些节点的代数形式如下：单节点: (12)双节点: (13)三节点: (14), , , , , , , , , 以前层的输入, , , 节点的输出, ,，, , , 分别是单节点系数, 双节点系数, 和三节点系数. 这些节点是三度多项式，、双节点和三节点,允许节点间的输入变量之间的相互作用。 4. Unitiser另一方面,一个unitiser转换成输出到一个真正的输出 (15)-网络输出, -有效输出, 和 unitiser系数.四 Part-Surface模型本文以一个实际的工业产品作为样品，模具表面部分位于投影面积最大，如图1，底部是最宽的平面和被选择作为模具表面。然而,最重要的是寻找门的位置上的部分表面。本研究利用溯网络建立了一个参数方程,以建立模拟退火法(SA)门路径找到最优位置。参数方程的一个part-surfa
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