电脑显示器后壳模具设计
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上模板.dwg
动模仁.dwg
动模板.dwg
压条.dwg
定位环.dwg
定模仁.dwg
定模板.dwg
斜顶.dwg
斜顶座.dwg
浇口套.dwg
滑块体.dwg
滑块定位头.dwg
滑块装配体.dwg
电脑显示器后壳模具设计论文.doc
装配图.dwg
顶针板.dwg
摘要
模具是现代工业的重要装备，随着工业生产的飞速发展，新产品更新速度不断加快，对模具设计与制造业提出了更高的标准，即要求在保证生产质量的同时，缩短研发周期、降低生产成本。
Pro/MOLDESIGN是Pro/ENGINEER的一个选用模块，提供给使用者仿真模具设计过程所需的工具。这个模块接受实体模型来创建模具组件，且这些模具组件必然是实体零件，可以应用在许多其它的Pro/ENGINEER模块，例如零件，装配，出图及制造等模块。由于系统的参数化特性，当设计模型被修改时系统将迅速更新，将修改反映到相关的模具组件上。
本文对电脑显示器后壳模具的技术要求和工艺结构进行了分析，根据分析结果选用注塑机和注塑工艺，从而确定显示器后壳注塑模设计思路及方案，最后进行注塑模结构设计与计算。在设计过程中运用Pro/E、AutoCAD软件，首先在Pro/E模具设计模块中做出分型面，利用分型面得出动、定模，再将型腔及所选的标准模架导入装配模块，从总体到个体的设计思路，设计出每个单一零件，最后导入工程图中并转化到AutoCAD软件中进行标注，从而得出完整的设计结果。
关键词 注射模；模具设计；分型面；模架
Abstract
The mould is one of the most important technology accoutrement in the modern industry, the new products which are end to end emerging are calling for the mould research needs to improve the speed and manufacturing quality, or in other words the preparation work is finished by minimum cyclic and lowest final cost.
The Pro/MOLDESGN，which is the module of Pro/ENGINEER offers the user the designing process. The module can accept entity mold to create the molding part, far more the entity mold is component naturalism, and The component can also be used in many other Pro/ENGINEER module in many other Pro/ENGINEER module. For example, the component, assemblage, drawing practice, manufacture and so on. When the design mold is modified, the system is updating rapidly, and adding the modified mold to the mold mould, which is contacted to original mould.
Most of the time should be put on technical requirement and construction in this thesis. After all, We selected the model numbered the injection mold of machine as inspected by the analysis result, and studied out the injection technology, and most of all defining the design programming of the injection mold of the back cover of the computer’ indicator. Finally, designing and calculating the construction of injection mold. We use many tools such as Pro/E software and AutoCAD software in all the entire process. The moving mould and solid mould be obtained by the mould joint, and then decanting the impression with standard die carrier into the assembly section. With the consciousness by designing from population to individual, and then drew out all the unity components and decanted the component into the schedule drawing and inverted into Auto CAD in the end. So we can get out the perfect designing theory.
Keywords injection mould mould design parting surface die carrier
目录
1 绪论1
2 注塑模具设计要求5
2.1 塑件分析5
2.2 塑件的成型性能5
2.3 注塑工艺路线和设备7
2.4 模具类型7
2.5 模具设计7
3 模具设计流程8
3.1 设计依据8
3.2 设计程序8
4 注塑材料分析与选择9
4.1 主材料分析9
4.1.1 材料分析9
4.1.2 塑料的成分9
4.1.3 塑料的性能特点13
4.2 注射模的塑料选择13
4.2.1 ABS材料的特点14
4.2.2 ABS材料成型特性14
5 注射机的选用15
5.1 注射机的结构类型15
5.2 主要技术参数16
5.3 技术规格及特性16
5.4 注射机选择17
6 分型面确定与模具设计18
6.1 分型面的确定18
6.1.1 分型面的概述18
7 模架结构的设计20
7.1 标准模架选用21
7.2 标准零件的设计21
7.2.1 结构支撑件设计22
8 浇注系统和冷却系统设计24
8.1 浇注系统25
8.1.1 浇注系统的形式26
8.1.2 浇注系统的设计原则26
8.1.3 基于UG浇口位置分析26
8.1.4 手机面板浇注系统设计27
8.1.5 UG浇注系统设计效果图27
8.2 冷却系统28
8.2.1 冷却系统的作用28
8.2.2 冷却效率28
8.2.3 手机面壳模具冷却系统设计29
9 模具相关校核计算31
9.1 注塑机参数的校核31
9.1.1 注射量的校核31
9.1.2 锁模力的校核32
9.1.3 最大注射压力的校核32
9.1.4 开模行程的校核32
9.2 注塑机安装模具部分的尺寸校核33
9.2.1 喷嘴尺寸33
9.2.2 定位环尺寸33
9.2.3 模具厚度33
9.3 模具的长度与宽度34
9.3.1 开模行程校核34
9.3.2 顶出装置的校核34
9.4 成型零部件的设计计算35
9.4.1 成型零部件尺寸分析35
9.4.2 注射模相关强度计算34
9.5 冷料穴的设计36
9.6 模具温度调节系统36
9.6.1 温度调节对塑件的影响36
9.6.2 温度调节对生产力的影响37
9.7 合模导向和定位机构37
9.8 加工成本37
结论38
致谢39
参考文献40
注射模具设计要求
注射模的一般设计程序与普通热塑性注塑模基本相同，所不同的是在设计之前要选择成型工艺方法、设备和模具类型，而这一过程正是新型注塑模具设计的关键，其次才是模具的具体设计。通常，在大多数注塑件能够采用两种或多种注塑工艺方法和模具类型来注塑成型，但还应该从材料性能、各种工艺类型和相应模具特点及其所能成型制品的质量、经济性、制约条件等角度综合考虑，以得出最佳或相对较好的方案。
2.1 塑件分析
在任何情况下设计模具，是针对具体模具塑件设计相应的模具，因此首先遇到的问题是如何选择确定塑料品种和注塑工艺路线，最终确定模具类型。确定类型是一个复杂的总和过程，首先要从模具设计的最终目的——塑件要求成型合格制品来考虑，分析塑件的形状结构特点、壁厚、尺寸大小和尺寸精度、外观要求、质量和质量偏差要求、强度和刚性要求、装配要求、使用环境条件要求等因素，在此基础上依据塑料材料性能初步筛选出可以考虑采用的塑料品种、注塑工艺路线和相应的注塑机类型及相应的模具类型。
2.2 塑件的成型性能
塑料的基本性能包括力学性能、热性能、电学性能、光学性能、耐老化性能、卫生性能、耐磨性、抗疲劳性、抗蠕变性等。但这里设计重点是讨论与成型加工有关的性能。本设计所涉及的模具可用于成型热塑件塑料、热塑性和热固性增强塑料、热固性塑料、弹性体（包括热塑性弹性体等），下面对直接影响模具设计的成型加工性能分别加以叙述。
（1）收缩率。各类材料收缩率大小顺序为：弹性体，纤维增强或填料填充的弹性体，热塑性塑料，纤维增强或填料填充的热塑性塑料，热固性塑料，纤维增强或填料填充的热固性塑料。软质弹性体收缩率大于硬质弹性体，软质热塑性塑料收缩率通常大于硬质热塑性塑料。材料的收缩率在很大程度上决定了制品所能达到的精度，影响模具浇注系统和成型零件设计，有时甚至决定了注塑工艺方法和模具类型，比如收缩率大的塑料不能用于精密注塑。
塑件的收缩率具有复杂性和多变性，因为影响收缩率的因素除配方和注塑工艺条件外，还有与模具浇口设计（数量、位置、形状、尺寸）、塑件壁厚、型腔中的拐角、加强筋、嵌件、型芯结构尺寸有关。制品成型过程的收缩率通常有以下几个部分决定：熔体充满型腔后有熔体到固体阶段的熔体冷却收缩（对热塑性塑料）和固化相变收缩，这一部分收缩量较大，但由于保压过程补充了收缩量，所以模具设计不考虑这一部分收缩。塑件固化后在模内及模外冷却到室温的收缩，即由线胀系数决定的收缩，这一相比较简单，可以测出。由结晶（对结晶性聚合物）引起的收缩。由取向引起的收缩。后两项变化无常，他们随注塑工艺条件，浇口形状、尺寸、数量和布置、型腔形状结构尺寸，冷却速度（对热塑性材料）或交联固化速度等因素而变化，设计时需要结合经验和试验确定。
（2）流动性。在浇注充模时，热固性塑料和部分热塑性塑料流动性较好，弹性体和大多数热塑性塑料流动性中等或较差。物料的流动性相对模具细节设计有诸多影响，浇注系统形式，浇口形状、尺寸、数量和布置，配合间隙，排气问题等设计都与流动性有关，冷却或加热系统、型腔形状与壁厚等因素又能影响物料的流动性，从而影响上述细节设计。流动性的好坏涉及到流动过程中在流动通道各处剪切梯的大小，即影响到取向，进而影响收缩率的变化。设计是需要把物的重点：一是分析充模过程物料流动方向，二是流动性对模具设计细节的影响范围和影响程度。流动性好，则浇注系统阻力可以大一些，成型零件之间配合精度要高一些，排气问题需要特别考虑。流动性差，则要尽可能减少浇注系统阻力，对配合精度和排气要求不高，但冷却系统的设计需要注意，过度冷却会影响充模及熔接强度。
（3）结晶性。结晶通常是对具有结晶性的热塑性塑料弹性体（包括橡胶）而言。结晶问题主要影响制品的收缩率，不同材料有不同的收缩率，同一种材料的收缩率受配方、注塑工艺条件、模具温度和冷却速度、制品出模温度、制品脱模后的冷却环境和条件、制品冷却到室温后的存放时间影响变化。与结晶相关的模具设计细节主要是冷却系统设计，即冷却要均匀有效，以确保塑件在完成大部分结晶后脱模，因为制品在模内冷却收缩是夹持冷却收缩，有利于尺寸稳定，而在模外冷却是自由收缩，难以确保制品形状和尺寸的稳定，特别是一些塑料的后结晶现象明显，如聚乙烯塑件，在模外冷却到室温后的几天内仍会因缓慢结晶而收缩。
（4）热敏性。热固性塑料、部分热塑性塑料、橡胶在注塑过程中对热有不同程度的敏感性，这里的热对模具设计而言有两方面的含义：剪切生热和长时间受热。剪切生热主要关系到浇注系统设计特别是浇口形状、尺寸、数量和浇口布置，比如使用点浇口时，浇口数量越多，剪切就越弱，剪切发热就越少。受热时间的长短主要关系到浇道设计是否合理，是否能最大限度地减少树脂的滞带量和滞留时间。
（5）热性能与固化特性。热塑性塑料和塑性弹性体的熔点（或熔体流动温度）、结晶温度、热变形温度影响模具冷却系统的设计，热固性塑料和橡胶固化特性影响模具加热系数的设计。此外，制品脱模时的软、硬、脆特性将直接影响模具脱9.7 合模导向和定位机构
注塑模闭合时为了保证型腔形状和尺寸的准确性，应按一定的方向和位置合模，所以必须设有导向定位机构，最常见的导向定位机构是在模具型腔四周设2～4对互相配合的导向柱和导向孔，导柱设在动模边或在定模边均可，但一般设在主芯型周围。
1．导向作用
动定模合模时按导向机构的引导，使动定模按正确方位闭合，避免凸模进入凹模时因方位搞错而损坏模具或因定位不准而相互碰伤，因此设在型芯周围的导柱应比主型芯高出至少6～8mm。这对于移动式模具采用人工合模时特别重要。
2．定位作用
在模具闭合后使型腔保持正确的形状和所有由动定模合模构成的尺寸的精度，例如定位不准引起桶形塑件壁厚不均或尺寸精度下降。
3．承受注塑产生的侧压力
当塑件形状不对称或通过侧浇口注入塑件时都会产生单向侧压力，该力会使动定模在分型面处产生错动，当侧压力很大时，还不能单靠导柱来承担，需要设锥面或斜面进行定位，例如采用圆锥面作分型面能起很好的定位作用。
（1）直径和长度。导柱的直径在12～63mm之间时，按经验其直径d和模板宽度B之比为d/B≈0.06～0.1，圆整后选标准值。导柱无论是固定段的直径还是导向段的直径，其形位公差与尺寸公差的关系应遵循包容原则，即轴的作用尺寸不得超过最大实体尺寸，而轴的局部实际尺寸必须在尺寸公差范围内才合格。导柱长度应该比凸模端面的高度高出6～8mm
（2）形状。导柱的端部做成锥形或半球形的先导部分，锥形头高度取与相邻圆柱直径的1/3，前端还应倒角，使其能顺利进入导向孔。大中型模具导柱的导向段应开设油槽，以储存润滑油脂。
（3）公差配合。安装段与模板间采用过渡配合H7/k6，导向段与导向孔间采用动配合（间隙配合）H7/f7。
（4）粗糙度。固定段表面用Ra0.8,导向段表面采用Ra0.4。
（5）材料。导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的芯部，因此多采用中碳钢（45号钢），碳（0.5～0.8mm深），经淬火处理（RC56～60）或碳素工具钢（T8A，T10A）经淬火或表面处理（HRC50～55）。
导向孔可以直接加工在模板上，这种结构加工简便，但模板上未淬火的导向孔耐磨性差，用于塑件批量小的模具，多数模具的导向孔镶有导套，它既可淬硬以提高寿命，又可在磨损后方便更换。
（1）形状。可分为直导套和带轴肩导套两类。
（2）公差配合与表面粗糙度。导套内孔与导柱之间采用动配合H7/f7。外表面与模板孔为较紧的过度配合H7/n6（直导套）或H8/K7带轴肩导套），其前端可设计长3mm的引导部分，按松动配合H8/e7制造，其粗糙度内外表面均可用Ra0.8或Ra1.6。
（3）材料。导套的材料可用耐磨材料，如铜合金制造，当用碳钢时也可采用碳素工具钢淬火处理。硬度HRC50～55，或采用45号钢碳淬火，其表面硬度为HRC56～60，但其硬度最好比导柱低5度左右。
9.8 加工成本
凸模、凹模、压料筐加工精度由原来的 0.5mm-1mm 提高到 0.05mm-0.1mm ，而且轮廓清晰，合模面一致性好。同时大大减少了钳工修模时间。
为解决新产品开发中模具设计和制造这一薄弱环节提供了一套系行之有效的方案，为模具 CAD/CAM 技术的进一步研究、开发奠定了坚实的基础。
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