w619智能手机外壳注塑模具设计【20张图纸】【优秀】【侧抽】【word+CAD全套设计】
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w619
智能手机
外壳
注塑
模具设计
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摘要
本设计主要介绍的是智能手机外壳注塑模具的设计方法，手机外壳在市面上不断出现着各种款式，本设计选用一款w619，天语手机外壳(ABS)进行模具设计。手机外壳是一类体积小，形状、结构复杂的塑料零件，对模具设计制造要求较高。
根据手机外壳的结构，通过对塑件的结构分析，确定模具的结构方案，本设计选用两板式模具结构，采用斜滑块侧抽芯机构，采用潜浇口形式，实现手机外壳的生成。其内容包括塑料注塑模具的工作原理及应用，设计准则，塑料注塑模的设计计算，包括模具结构设计；注塑机的选用；浇注系统的设计；动、定模；浇注系统；脱模机构；顶出机构；冷却系统等设计等方面。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠。最终，此外还利用CAD绘制了模具装配图以及各种成型零件图。这是第一次利用绘图软件对整套模具进行设计，对所学知识进行了全面巩固，意义重大!
关键词： 注射模具 手机外壳 塑件 斜滑块
目 录
1 绪论1
1.1前言1
1.2模具发展现状及发展方向1
1.3本课题的内容和具体要求2
1.3.1本课题的设计内容2
1.3.2具体要求3
2 模具方案的论证和选择4
2.1 ABS注射成型的原理及工艺过程4
2.1.1注射成型的原理4
2.1.2注塑成型工艺过程4
2.2注塑模具的基本组成5
2.2.1基本组成5
2.3研究方案5
3 注射机的选择和型腔数目的确定及分布7
3.1塑件材料的选择7
3.2塑件壁厚的确定7
3.3 ABS注射工艺性7
3.4型腔数目的确定及分布8
3.5注射机的选择8
3.5.1注射量的校核8
3.5.2锁模力的校核9
3.5.3注射压力校核9
3.5.4开模行程的校核9
3.5.5喷嘴尺寸9
3.6分型面的选择原则10
3.6.1分型面的选择原则10
3.6.2分型面的分类11
3.6.3分型面的确定11
4 排气系统的设计12
5 浇注系统的设计13
5.1浇注系统的作用13
5.2浇注系统的组成13
5.3主浇道设计13
5.4冷料穴设计15
5.5分流道设计15
5.6浇口设计16
5.6.1浇口位置的选择原则16
5.7浇口套的选择17
6 拉料杆的设计18
7 成型零件设计19
7.1凹模结构设计19
7.2整体结构的优缺点19
7.3成形零件工作尺寸计算19
7.3.1工作尺寸分类和确定19
7.4成型零件工作尺寸的计算20
7.4.1型腔径向尺寸计算20
7.4.2型芯径向尺寸21
7.4.3凹模深度21
7.4.4型芯高度21
7.4.5中心距21
7.5动模垫板厚度计算22
8 顶出机构的设计23
8.1顶出机构的基本要求23
8.2顶出机构的设计原则23
8.3顶出机构的确定23
8.4脱模力的计算23
8.5顶出机构的确定23
8.5.1顶杆直径的确定24
8.5.2顶杆直径的校核24
8.5.3顶杆的形式25
8.5.4顶杆的固定形式25
8.6 复位杆的设计25
8.6.1复位杆的组合形式26
8.6.2复位杆的尺寸26
9 导向机构的设计27
9.1导向机构的作用和设计原则28
9.1.1导向机构的作用28
9.1.2导柱和导套的设计原则28
9.2导柱导套的设计28
9.2.1导柱的设计28
9.3导套的设计29
9.4导向孔的布局29
10 抽芯机构的设计30
10.1抽芯机构概述30
10.2抽芯机构的确定30
10.3斜导柱抽芯机构的结构设计30
10.3.1斜导柱分型与抽芯机构30
10.3.2芯机构应具备的基本功能30
10.4斜导柱抽芯机构的有关参数计算31
10.4.1抽芯距S31
10.4.2斜导柱倾斜角的确定31
10.4.3抽芯力的计算31
10.4.4斜导柱直径的计算31
10.4.5斜导柱长度的计算32
10.5斜导柱的结构32
10.6滑块的设计32
10.7楔紧块的设计33
10.8导滑槽的设计33
10.8.1设计要点33
10.8.2导滑槽的结构34
11 温度调节系统35
11.1温度调节系统的要求35
11.2模具温度对制品质量的影响35
11.3模具冷却装置的设计35
11.3.1冷却装置的设计要点35
11.3.2水嘴的结构形式35
11.3.3冷却水道的结构分布36
11.4模具冷却装置的计算36
11.4.冷却计算36
12 其它结构零部件设计38
13 模具的材料39
13.1塑料模具常用材料39
13.2塑料模具表面粗糙度39
13.3模具材料性能分析39
14 模具的可行性分析40
14.1模具的特点40
14.2经济效率和市场前景分析40
14.3环保性分析40
总结41
参考文献42
致谢43
- 内容简介：
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毕业设计（论文)中期报告题目：w619 手机外壳注塑模具设计系 别专 业班 级姓 名学 号导 师2015 年 3 月 28 日撰写内容要求（可加页）： 图 1模具主视图图 2模具俯视图 图 3模具左视图1. 设计（论文）进展状况1） 完成一篇于本设计课题相关的外文翻译。2） 通过对塑件的整体结构、外部形状、用途等分析，选择工件的材料为热塑性塑料，丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物（ABS） 。3） 由于该模具比较简单，抽芯力不大，故采用斜导柱外侧抽芯机构。4） 塑件小而轻，批量生产，选择一腔四型，选用中小型模架，组合形式选用A2， （由动模和定模组成，有支撑板） 。5） 塑件有小侧孔，所以采用斜导柱滑块抽芯和分型机构。斜导柱的固定部分与模板的配合为 H7/n6，与滑块的配合方式为间隙配合，一般为 H11/b11，通过计算脱模距为 6mm。6） 对模具的主要结构进行分析计算，完成了模具的总体结构设计。7） 用 CAD 绘制出了模具 2D 装配草图。8） 用 CAD 完成了部分零件的零件图绘制。2. 存在问题及解决措施1） 塑件较小，注射机的注射压力不大，采用一模四腔，选用 A2 模架。需要考虑四腔的排布形式。2） 与塑件侧抽芯孔相对的侧方小孔不易成型，确定了孔的成型方法是把下型芯做成塑件内部形状的结构，由于型腔与型芯之间没有材料，避免了熔接痕，抽芯时孔就成型。注：1. 正文：宋体小四号字，行距 20 磅；标题：加粗 宋体四号字2. 中期报告由各系集中归档保存，不装订入册。3） 主视图中浇道与塑件的连接方式不能确定，初步确定采用局部剖；顶杆的具体形状不能清楚表达。4） 选择模架的，由于采用一模四腔，动模板的强度不够高，采用 A2 模架，动模支撑板，满足动模板的强度要求。5） 在设计过程中由于资料不足，一些紧固件的位置不能确定，考虑到实用、美观，自己定的紧固件的位置。3. 后期工作安排1） 10 周：装配图零件图设计,零件强度的校核。2） 11 周：运用 CAD 完成模具整体结构的装配图。3） 12 周：完成模具零件工艺规程的编制和零件图的绘制。4） 13 周：对所有图纸进行校核、整理工艺卡片，初步编写说明书。5） 14 周：完成说明书的编写，所有资料请指导教师检查。6） 15 周：准备毕业答辩。指导教师签字：年 月 日快速原型模具中相变材料的研究王松浩 约瑟摘 要本文提出了一个新的进程产生蜡模式使用快速原型制造模具和相变材料（相变材料） 。数值模拟的系统进行充分了解的熔点和热吸收性能和注入蜡。首先，比热和蜡是修改帐户的增加量的能量形式的熔化潜热超过其熔点的温度范围。然后，一个精心准备的实验成功地证实了有效的工作。比较传统的蜡模式的过程，这种方法打开一个新窗口获取蜡模式用更少的时间和更多的几何复杂性，同时提供了良好的精度。此外，优化练习不同的导热金属粉系统混合物揭示了可能性，进一步用蜡凝固时间，使这一进程的竞争与传统工艺。关键词：剪切转移 熔模铸造 模具 脉冲编码调制 快速原型 蜡模式第 1 章 简介熔模铸造是一种传统的制造金属零件的过程。它可以产生复杂的形状，将难以或不可能进行技术压铸等，但它需要较少的表面处理，只有轻微的加工1。加工蜡模式模具通常必要的过程。随着技术的发展，快速原型（反相）和快速制造技术迅速得到普及，由于其灵活性和市场上的竞争能力，其应用在精密铸造给设计者自由地修改和重新设计一个产品没有比以前明显的增加开发的时间和成本。进行了研究比较得出粉末的三维打印成形技术可以快速铸造轻合金2。金属零件也作了熔模铸造的反相冰模式3 。此外，快速铸造自由曲面零件是实现通过更换蜡模式的立体模式单一、小批量生产的过程4。虽然一些研究使用塑料反相模式直接投资铸造消耗性材料具有良好的结果，但是一个塑料模式只能产生一个相应的金属部分5。因此，替代过程是需要产生一个以上的部分有一个塑料快速成型模具。在热储能改变世界能源的今天是指一项技术：将能量存储在一个热储以后使用。存储容量和使用的可能性潜热储能系统是因为一些材料，如相变材料，相变材料有一个大的热融合，可以用来储存热能。模式的传热过程中遇到的熔炼和凝固相变主要传导，对流，并密切联系梅尔廷。热储能开始在下面这段文章中，对流模式可以被忽略而紧密接触熔化扮演着重要的角色6,7。本文提出的一种新的方法，实现了快速成形技术结合中成药生产蜡模式。数值模拟已进行研究的瞬态传热过程发生在注射石蜡在丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（绝对值）塑料模。本目的是利用大量潜热存储容量脉冲编码调制提取中所含的热量液体石蜡为获得固体蜡模式。一个成功的实验，提供了令人满意的结果。这一新提议的过程，一个快速制造模具复杂的几何可以很容易地建立和用于各种模具中。此外，使用后，脉冲编码调制材料可提取的旧模具和直接应用到新的模具，很环保。此外，其他一些数值模拟显示的可能性降低蜡凝固时间的混合金属粉末材料或进一步希望的结果。第 2 章 参数的数值模拟2.1 工作原理和几何物理模型用于这项研究是在图 1，其中的主要组成部分可以看到。在左侧，模具装配是一个探索的看法。右边的那幅图的横截面显示功能的一腔和一个蜡。这一程序的蜡铸造是如下：1. 首先，1 是挤满了腔和模具冷却到 22 摄氏度（凝固点这个相变） 。2. 然后，液体蜡注入腔 2 通过喷嘴。3. 当液体蜡接触墙壁的塑料，其热转移到相变材料通过墙壁。4. 在开始融化，蜡开始巩固。5. 固化后的蜡，打开模具和巩固蜡模式是。 （结果这种模具是蜡赛扬林德在中心） 。6. 几个模式可以产生直到相变材料吸收足够的热量和冷却时再进一步生产。 图 1 实际设计中的几何分布图 2 二维模型的数值模拟8,10为了节省计算时间，二维瞬态传热进行了仿真和本文件中的设置如图 2 所示。2.2 材料性能使用的材料在两个模拟和实验说明在表 1，在两个蜡及非线性行为与相变，所以特别治疗应考虑仿真，详细的介绍了 2.5.1 和 2.5.2 工具。2.3 控制方程对四个物理过程进行模拟，以研究整个能源储存过程中发生流体流，相变，热传导，对流。本节提出了一个简要的方程需要考虑到所有四个过程。表 1 物理性能11石蜡：导热系数： 0.21 W/mK热容量： 2.5 kJ/kgK密度： 990kg /m 3熔化焓： 210kJ/kg熔点范围： 44 C46C脉码调制 rubitherm sp22A4 纸进出口：熔点： 24C凝固点： 22C热容量： 165 kJ/kg密度： 1.38 kg/dm 3比热容量： 2.5 kJ/kgK导热系数： 0.6 W/mK塑料： ABS熔点范围： 110 125C热导电密度： 0.2 W/mK特殊能力： 1.54 kJ/kgK2.3.1 传热：对流描述对流换热过程的能量方程如下：(2.1) 其中 Cp 为材料的比热，k 是热电导率，T 为温度。 【1】式模拟 DT/ DT 在材料中的对流换热过程的作用效果。2.3.2 传热：传导我们可以假设，对流在融化的 PCM 的影响是微不足道的 7。因此，热量在赫斯的其余部分的转移下传导。在这种情况下，热传导方程得出结论：(2.2) 2.3.3 在相变材料的传热 为了考虑到 PCM 和蜡熔化过程中的相变过程中，应在熔化界面中计算下列公式：(2.3)下标 是的固体和液体的标志，L 是融合的潜热（焓） ，X 是熔化接口的位置。ls和公式 3 不是直接利用 COMSOL 解决。一个不同的方程被用来解释熔化过程;一个不同的程序是用来解决这个方程数值计算如12,13所示。2.4 边界条件小号室外温度最大为 298.15 度(25)（图 2） 。由于对称的几何形状，绝热边界条件适用于水平中心线。2.5 数值解为了解决这些 COMSO 这种物理分析软件系统，考虑到熔炼界面和融化PCM 或石蜡所需的能量，用每亩比热 T 取代非线性比热 Cp 12。2.5.1 蜡使用石蜡的融合焓为 210 千焦耳/公斤，并在 2 摄氏度温度范围内波动（从44 摄氏度至 46 摄氏度） ，比热也做如下修改，修改为比热在 44 摄氏度至 46摄氏度之间的相位变化的数值13。所需的理论能量的相变：(2.4)等效 CP 获得相同的结果： 然后可以绘制如下图在 COMSOL 软件的功能。方程需要考虑到改变软件的具体热图。图 3 如下：图 3 CP 和温度(K)之间的关系 7 2.5.2 PCM对于 PCM 有超过 2165 千焦耳 /公斤的融合焓允许在 2 摄氏度温度范围内（从 22 摄氏度至 24 摄氏度） ，具体修改如【8】：PCM 的潜热在 22 摄氏度至24 摄氏度的相位变化（见表 1） 。增加 2 摄氏度时相变所需的理论能量(2.5)与等效 CP 获得相同的结果：通过该命令，可以得出如下图在 COMSOL 软件方程需要考虑到改变软件的具体热图。图 4 如下：图 4 Cp 和温度（K）之间的关系7第 3 章 实验ABS 塑料模具的准备，首先使用熔融沉积 RP 工艺。下一步，液体 PCM 材料是要的密封腔体的注入。然后被存放在寒冷的环境中，约 30 分钟冷却和巩固PCM 材料，在进行模具装配。这些步骤完成实验的设置.蜡加热到大约 70C 和注射电炉和使用医疗针注射工具融化。图 5 实验 1 注蜡（左上）开模（右上）和完成模式（下） 图 6 模具和蜡型(653510mm)在实验过程中，模具从寒冷的环境中，蜡液注入到腔（蜡） 。在室温下进行实验( 约 25C)12。凝固后，模具被打开，获得凝固的蜡纹。在实验过程中使用一个计时器，热电偶和摄像机，记录在监测的目的模具内的特定位置的温度变化，以验证数值模拟。在构造的基础上获得图上的数据（图 9） 。实验的过程和结果如图 5。圆柱蜡片的尺寸为 2040 毫米。看到照片，液体蜡注入通过喷嘴（左上） 。这一步之后，由冷却过程中，模具被打开后（右上）。在这个实验中，因为出来顺利，故采用小闪光灯观察。然后从第一个实验模拟和验证，更复杂的蜡纹 2（图 6）实验，证明这种方法的灵活性。使此模式所需的模具 CAD 程序设计和相同的注射程序，提到这个实验的目的是为了进一步证明独创性和确认的新方法的可行性。这是绝对必要的过程，以确保尺寸精度，有模具收缩的因素，甚至必须考虑到石蜡，在传统工艺一样要考虑到铸造合金的影响14。第 4 章 数值结果验证图 7 给出了在 20 分钟的数值分析在冷却过程中蜡的温度分布。确切的凝固点是 r =2.5 毫米中心注入蜡 12。显然，在这一刻，已经超越这一蜡凝固点。这个实验和数值模拟冷却的目标是巩固蜡 3/4。他的情况，然后蜡纹可以从模具不变形，然后放入冷水中作进一步的冷却和硬化。图 8 显示了点 2.5 毫米远离蜡纹中心的冷却过程中的温度。黑色的水平线指定蜡凝固温度在 45C。因此，在 21 分钟，蜡封闭的已经凝固的蜡纹可以去除。因此，无论是实验和数值计算结果是一致的。图 7 经过 20 分钟的冷却 2D 模拟 图 8 温度随时间变化。从实验蜡 r =2.5 毫米在实验，摄录一体机，热电偶和一个计时器用于记录点的温度，从中心的蜡纹 r=8.5 毫米。下面的测试结果与理论预测比较（图 9） 。显然，从实验和数值曲线，蜡开始凝固约 3 - 4 分钟，超出这个点 8.5 毫米的曲线的趋势是非常一致的。第 5 章 优化 PCM 的热导 ITY要加强在 PCM 材料传热，一个方法是增加他的 PCM 材料的导热系数。在另一项研究中，金属粉末填充蜡模9。在这项研究中，金属粉末混合成的液体 PCM，使整体系统的热导率将上升。下面一节是专门找到的金属导热系数的最佳值，使蜡凝固时间可以尽可能地减少。为了实现这一目标，将最初的系统（图 1）作为我们几模拟模型，而不同的整体导热 PCM 金属粉末混合物的常数 K。如上所述，冷却的目标仍设置为 3/4 的蜡变成固体。因此，认为在这些模拟的凝固点仍然在 R= 2.5 毫米（图 2） 。仿真结果图绘制。 这是非常有趣的发现，从上述情节的非线性行为。它似乎是金属导热的理想价值 - 粉 - PCM 混合物将是 K = W / MK-相当于在短短 10 分钟内凝固的蜡，甚至比传统方法更短的时间（15 分钟）10。这一结果将是一个合理的解释注入蜡 PCM 金属粉末混合物的传热机制。用于蜡纹，在传统的金属模具，热蜡是通过金属模具运到环境中消散。然而，在这个过程中，从蜡的热量被输送到 PCM - 金属粉末混合物，固液相变过程中吸收。较高的导热系数，均匀地分布在它的体积周围，这是可以被利用的。 图 9 R=8.5mm 实验的数值结果图 10 凝固阳离子时间与热绝缘图电导率第 6 章 结论和展望一个新的进程和 RP 技术的快速蜡成型 PCM 材料的帮助下提出的。数值模拟和实验工作条件（材料和尺寸进行检查）认为，约 21 分钟，需要巩固蜡纹（外层）的 75，可用于少量采样和预测试。的比较之间的数值预测和实验数据，结果是令人满意的。快速功能和 RP 技术的通用性，提出了模具制造和更经济的蜡模，特别适合小的数量和复杂几何形状的采样时间较短。PCM 是 100可回收和可重复使用的，它使过程更加环保。此外，基于数值模拟，进一步缩短。因此，凝固时间将通过金属粉末的混合物达到增加导热更快的热提取到 PCM 材料。致谢本研究部分支持由工业局，台湾，通过补助 98-N-265-MEA 的 - L-010。作者感谢赞助商的支持目前的工作。还要特别感谢先生帕维尔 Pitotech 公司模拟设置的咨询台。 毕业设计(论文)开题报告题目：w619 手机外壳注塑模具设计 系 别专 业班 级姓 名学 号导 师2015 年 3 月 25 日1. 毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）1）题目背景：模具工业是国民经济的基础产业，据统计，金属零件粗加工的 75%、精加工的50%和塑料零件的 90%是用模具加工完成的。被誉为“工业之母” 、 “皇冠工业”的模具制造业是高技术密集型产业，模具工业已成为先进制造技术的重要组成部分 1。用模具生产制作所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。目前，全世界模具年产值约为 600 亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业从 2。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力 3。塑料制品成形的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料成形模具产量中约半数以上是注塑模具 4。随着塑料制品复杂程度和精度要求的提高以及生产周期的缩短，主要依靠经验的传统模具设计方法已不能适应市场的要求，在大型复杂和小型精密注射模具方面我国还需要从国外进口模具 5。振兴和发展我国的模具工业,日益受到人们的重视和关注。2）研究意义：本课题的设计涉及二维软件 AUTOCAD 的应用, 还涉及到模具注塑模的相关知识. 这对我来说是一个新领域，但正是这样，才更有锻炼的价值。所以通过这次毕业设计对我自学能力的培养是一个很好的机会，能够让我对一副模具的设计过程有了更深一个层次的了解，检查我对知识的掌握能力和动手能力。因此通过本次学习将对我进一步巩固所学知识及灵活应用所学知识来解决实际问题有着深远的意义。在注塑模设计中,充分利用注塑模标准模架图形库及常用零部件库设计和制造模具，不仅可以提高模具制造精度，降低模具成本，而且可以大大地缩短模具设计和制造周期 6。设计者只需输入模架标准规格尺寸，就能显示出所需模架图形，然后只需进行型腔和型芯以及相关的结构设计，即可完成模具总体结构设计，大大减轻设计者的劳动强度，提高了设计效率 7。国外一些著名的 CAD 软件如工一 EAS,DUCT5, PRO/ENGINEER, EUCLID-IS 等都包括了一个模架数据库(Mould baseDatabase)的模块。模架库是一个规格化的模具零件设计数据库，能够快速地建立实体模架组合结构。这样就把设计人员从繁杂的绘图工作中解放出来，使他们有更多的时间和精力从事创造性的设计工作。所以，注塑模标准模架库及常用零部件库的建立是模具 CAD 技术中一项重要的基础性工作，在己开发的模具 CAD 软件中，国内外的学者做了很多研究和实践 8。3）国内外相关研究情况：近年来,随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高,塑料制品的应用范围也在不段扩大。随着工业产量应用范围的不断扩大,工业产品和日用产品塑料化的趋势不断上升,对塑料制品在数量、质量、精度等方面也提出越来越高的要求,并促进塑料成型技术不断向前发展 9。由于塑料模具有很多优良的性能和特点，作为塑料制造业的支柱产业塑料模具的设计与制造也得到了空前的发展，特别是作为塑料必备成型工具的塑料注塑模具，由于它成型效率高，易成型形状复杂的制品，并科实现自动化生产，得到迅速的法子，在我国其发展速度之快、需求量之大是前所未有的 10。但然我国模具总量目前已达到相当规模，模具水平也有很大提高，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等工业发达国家许多 11。当前存在的问题和差距主要表现在以下几方面： 总量供不应求，国内模具自配率只有 70%左右。其中低档模具供过于求，中高档模具自配率只有 50%左右。 企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构均不合理。我国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂） ，自产自配比例高达60%左右，而国外模具超过70%属商品模具。专业模具厂大多是“大而全” 、 “小而全”的组织形式，而国外大多是“小而专” 、 “小而精” 。国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足30%，而国外在50%以上。2004年，模具进出口之比为3.7：1，进出口相抵后的净进口额达13.2亿美元，为世界模具净进口量最大的国家 12。 模具产品水平大大低于国际水平，生产周期却高于国际水平，产品水平低主要表现在模具的精度、型腔表面粗糙度、寿命及结构等方面 13。 开发能力较差，经济效益欠佳。我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合1万美元，国外模具工业发达国家大多是1520万美元，有的高达2530万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少 14。未来国内外塑性模具的制造技术和成型技术有如下发展趋势：1)在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；2)高速铣削加工将得到更广泛地应用；3)在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术；4)提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；5)研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；6)虚拟技术将得到发展；7)模具自动加工系统的研制和发展 15。2. 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施主要内容:(1) 绘出塑件零件图(2) 完成注塑模具装配图设计(3) 绘出所有成型零件图(4) 至少有一张 3 号图纸应用 AUTOCAD 软件绘出(5) 设计方案的拟定。包括（a） 确定成型方法（b） 确定模具类型及型腔数（c） 型腔的布置（d） 选择注射机规格。包括对注射机几个参数的校核（e） 确定分型面（f） 确定浇注系统和排气系统（g） 选出顶出方式及抽芯机构（h） 确定拉料杆的形式（i） 确定加热与冷却系统 （6）3000 字文献综述 （7）经济和环保分析（8）典型零件材料及热处理路线分析（9）典型零件制造工艺规程卡片 图一研究方案：该零件为 w619 手机外壳,基本尺寸为 120*65*9mm，孔和外形尺寸较小,主要用在批量生产中，主要作用保护手机、美化手机。其三维图如上图一。收集有关手机外壳的资料，剖析塑件，确定塑料性能；在拟定结构方案，初选注塑机，进行模具设计的计算，使模具结构紧凑安全可靠。具体的设计方案遵循任务书的拟定的设计方案。研究方法和措施：借助 AUTOCAD 软件绘制出零件图，对模具进行分析和设计，由于手机外壳是大批量生产，在设计过程中尽量节省设计的时间和步骤，所设计的模具看能不能大批量投入到实际生产中，满足用户的要求。由于侧面和底面各有一个长方形小孔，尺寸较小；制品表面还有一个长方形小孔和一个圆孔，脱模时容易破坏型芯，不易推出模具。所以应用提高型芯的表面精度和刚度的措施来克服破坏型芯，采用推杆推出模具克服不易推出的问题。同时在注塑时，采用以底面为分型面，单向侧浇口，节省设计的时间，便于操作。3. 本课题研究的重点及难点，前期已开展工作智能手机外壳注塑模具设计的重点是结构方案的设计。主要包括分型面、模具型腔数的确定、抽拔力的计算、浇注系统、抽芯机构、加热和冷却装置和推出机构的设计；重要零件的校核和注射机的选择等问题。难点是抽芯机构、顶出机构、推出机构、注射机最大注射量的校核、注射压力的校核和抽拔力的计算问题 16。前期工作主要是学习注塑模设计的理论知识，掌握模具设计的基本思路，熟悉设计内容，绘制手机外壳的零件图，搞清楚零件的主要用途和制造该零件所要设计的模具。了解模具上各个部分的作用和功能，以及成型的方法。对如下项进行了初步设计：1 分型面的选择选择分型面时应考虑减小由于脱模斜度所造成的塑件大小端的尺寸差异。若将分型面设在塑件中部，并选用较小的脱模斜度，将有利于脱模，但这种方式仅适用于塑件对外观无严格要求的情况下。对于手机外壳这种对表面有一定精度要求的塑件，一般将型腔设在模具的一侧，这样可保证塑件外观精美，使飞边尽量留在壳内。综上所述，可选择机壳与机体的配合面为分型面。2 脱模斜度为使制品在成型过程中能够顺利地从型腔中脱出，以及能够顺利地从型心中被顶出，制品必须设有脱模斜度。脱模斜度的大小由制品表面粗糙度、制品形状及尺寸而定，通常情况下不低于 0.5 度。由于手机后盖表面有一定的光亮度要求，在脱模过程中制品外表面不能被划伤，其脱模斜度最小不应低于 2 度。又由于在制品中有凹台、槽等结构，塑料对制品透孔的芯子有较大的抱紧力，因此可设定脱模斜度为 2 度。4 模腔设计注塑模设计中可采用一模四腔结构。5 顶出机构的设计采用在动模垫块与顶出板之间安装弹簧的方法，在顶出机构完成了顶出工作后，顶杆受到弹簧的压力，迫使其回到初始位置。4.完成本课题的工作方案及进度计划第一阶段：（1-2 周）查阅资料，熟悉设计内容第二阶段：（3-4 周）撰写开题报告，毕业设计开题第三阶段：（5-6 周）结构方案设计与选择第四阶段：（7-10 周）装配图零件图设计第五阶段：（11-12 周）零件强度的校核第六阶段：（13-14 周）撰写毕业论文第七阶段：（15 周） 论文答辩参考文献1马忠臣，李强，杨秀琳.现代模具工业发展述评J.模具技术，2006,(3):23-242蒋美丽.合理选用塑料模具的材料与热处理.提高模具使用寿命J.机床与液压 20041 1421433陈志刚.塑料模具设计M.北京 机械工业出版社 2002.4武兵书.我国的模具材料及其应用技术J.机械工人 冷加工 2002（4）16-19.5李秦蕊 郭进宝塑料模具设计西安：西北工业大学出版社，2006105-2346李伟. CAE 在注射模优化设计中的应用于研究. 硕士学位论文. 青岛：青岛化工学院, 20007 张荣清. 模具设计与制造M. 北京: 高等教育出版社, 2006. 8 郭广思. 注塑成型技术M. 北京: 机械工业出版社, 2005.9 邓明. 现代模具制造技术M. 北京: 化学工业出版社, 2005. 10 张清辉 . 模具材料及表面处理 M. 北京: 电子工业出版社, 2005. 11 王华山. 塑料注塑技术与实例M. 北京: 化学工业出版社, 2006. 12 王兴天. 注塑技术与注塑机M. 北京: 化学工业出版社, 2005. 13 李群. 模具 CAD/CAE 的发展概况及趋势J. 模具工业, 2005, 12（3）: 27-30. 14 田学军. 注塑过程分析及工艺参数设定J. 机械工程师, 2005，16（2）: 12-16. 15 潘振鹏. 塑料模具材料的研制与应用J. 金属热处理, 1999, 1. 16 徐慧民. 模具制造工艺学M. 北京理工大学出版社, 2007, 8 17 Autodesk Co Ltd. Moldflow insight 2010 help System G. MA: Autodesk Co Ltd, 2009.18 Wynne H, Irene M. Current research in the conceptual design of mechanical productsJ. Computer-Aided Design, 1998, 3(7): 377-389.19 Dr M. S. Gadala, J. Wang. A practical procedure for mesh motion in arbitraryLagrangian-Eulerian methodJ. Engineering with Computers, 1998, 14(3): 91-96.20 CHIN, KWAI-SANG and T. N. WONG, Knowledge-based evaluation for the conceptualJ. Computer-Aided Design, 2003, 6(7): 12-22.5 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）指导教师： 年 月 日 6 所在系审查意见：系主管领导： 年 月 日毕业设计(论文) 题目：w619 手机外壳模具设计系 别: 专 业: 班 级： 姓 名： 学 号： 指导导师： 2015 年 3 月摘要本设计主要介绍的是智能手机外壳注塑模具的设计方法，手机外壳在市面上不断出现着各种款式，本设计选用一款 w619，天语手机外壳(ABS)进行模具设计。手机外壳是一类体积小，形状、结构复杂的塑料零件，对模具设计制造要求较高。根据手机外壳的结构，通过对塑件的结构分析，确定模具的结构方案，本设计选用两板式模具结构，采用斜滑块侧抽芯机构，采用潜浇口形式，实现手机外壳的生成。其内容包括塑料注塑模具的工作原理及应用，设计准则，塑料注塑模的设计计算，包括模具结构设计；注塑机的选用；浇注系统的设计；动、定模；浇注系统；脱模机构；顶出机构；冷却系统等设计等方面。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠。最终，此外还利用 CAD 绘制了模具装配图以及各种成型零件图。这是第一次利用绘图软件对整套模具进行设计，对所学知识进行了全面巩固，意义重大!关键词： 注射模具 手机外壳 塑件 斜滑块 主要符号表公称压力 注射压力公P0P最大注射量 收缩率v公 S体积流量 锁紧块的斜角vq斜导柱倾斜角 开模行程机最大收缩率 模具制造公差maxSS模具制造公差 模具磨损量z c传热膜系数 斜导柱直径3hd抽芯距 材料的许用应力S抽 模具最大闭合高度 模具最小闭合高度maxHminH导滑槽施加的压力 模具型腔的总热量PQ总流道中各段流程的厚度 塑件包紧型芯的侧面积it AL 斜导柱的有效工作长度 流道中各段流程的长度iL塑料脱模温度0t抽拔阻力 Q目 录1 绪论 .11.1 前言 .11.2 模具发展现状及发展方向 .11.3 本课题的内容和具体要求 .21.3.1 本课题的设计内容 .21.3.2 具体要求 .32 模具方案的论证和选择 .42.1 ABS 注射成型的原理及工艺过程 .42.1.1 注射成型的原理 .42.1.2 注塑成型工艺过程 .42.2 注塑模具的基本组成 .52.2.1 基本组成 .52.3 研究方案 .53 注射机的选择和型腔数目的确定及分布 .73.1 塑件材料的选择 .73.2 塑件壁厚的确定 .73.3 ABS 注射工艺性 .73.4 型腔数目的确定及分布 .83.5 注射机的选择 .83.5.1 注射量的校核 .83.5.2 锁模力的校核 .93.5.3 注射压力校核 .93.5.4 开模行程的校核 .93.5.5 喷嘴尺寸 .93.6 分型面的选择原则 .103.6.1 分型面的选择原则 .103.6.2 分型面的分类 .113.6.3 分型面的确定 .114 排气系统的设计 .125 浇注系统的设计 .135.1 浇注系统的作用 .135.2 浇注系统的组成 .135.3 主浇道设计 .135.4 冷料穴设计 .155.5 分流道设计 .155.6 浇口设计 .165.6.1 浇口位置的选择原则 .165.7 浇口套的选择 .176 拉料杆的设计 .187 成型零件设计 .197.1 凹模结构设计 .197.2 整体结构的优缺点 .197.3 成形零件工作尺寸计算 .197.3.1 工作尺寸分类和确定 .197.4 成型零件工作尺寸的计算 .207.4.1 型腔径向尺寸计算 .207.4.2 型芯径向尺寸 .217.4.3 凹模深度 .217.4.4 型芯高度 .217.4.5 中心距 .217.5 动模垫板厚度计算 .228 顶出机构的设计 .238.1 顶出机构的基本要求 .238.2 顶出机构的设计原则 .238.3 顶出机构的确定 .238.4 脱模力的计算 .238.5 顶出机构的确定 .238.5.1 顶杆直径的确定 .248.5.2 顶杆直径的校核 .248.5.3 顶杆的形式 .258.5.4 顶杆的固定形式 .258.6 复位杆的设计 .258.6.1 复位杆的组合形式 .268.6.2 复位杆的尺寸 .269 导向机构的设计 .279.1 导向机构的作用和设计原则 .289.1.1 导向机构的作用 .28 9.1.2 导柱和导套的设计原则 .289.2 导柱导套的设计 .289.2.1 导柱的设计 .289.3 导套的设计 .299.4 导向孔的布局 .2910 抽芯机构的设计 .3010.1 抽芯机构概述 .3010.2 抽芯机构的确定 .3010.3 斜导柱抽芯机构的结构设计 .3010.3.1 斜导柱分型与抽芯机构 .3010.3.2 芯机构应具备的基本功能 .3010.4 斜导柱抽芯机构的有关参数计算 .3110.4.1 抽芯距 S.3110.4.2 斜导柱倾斜角 的确定 .3110.4.3 抽芯力的计算 .3110.4.4 斜导柱直径的计算 .3110.4.5 斜导柱长度的计算 .3210.5 斜导柱的结构 .3210.6 滑块的设计 .3210.7 楔紧块的设计 .3310.8 导滑槽的设计 .3310.8.1 设计要点 .3310.8.2 导滑槽的结构 .3411 温度调节系统 .3511.1 温度调节系统的要求 .3511.2 模具温度对制品质量的影响 .3511.3 模具冷却装置的设计 .3511.3.1 冷却装置的设计要点 .3511.3.2 水嘴的结构形式 .3511.3.3 冷却水道的结构分布 .3611.4 模具冷却装置的计算 .3611.4.冷却计算 .3612 其它结构零部件设计 .3813 模具的材料 .3913.1 塑料模具常用材料 .39 13.2 塑料模具表面粗糙度 .3913.3 模具材料性能分析 .3914 模具的可行性分析 .4014.1 模具的特点 .4014.2 经济效率和市场前景分析 .4014.3 环保性分析 .40总结 .41参考文献 .42致谢 .430第一章 绪论1.1 前言塑料模具作为工业生产的基础工艺设备。在汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活用品电等产品中被广泛应用。据统记，75%的粗加工零部件、50%的精加工零件都由模具成形。家电行业的 80%零件、机电行业 50%以上零件也都要依靠模具成形。因此，模具又被称为“百业之母”。模具生产的供应水平及科技含量的高低，成为了一个国家科技与产品制造水平的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力 1。1.2 模具发展现状及发展方向a. 塑料模具工业的发展现状及方向塑料工业从 1872 年开始萌芽，已有一百多年的历史，塑料的增长率在四大材料(即混凝土、金属、木材和塑料)中占第一位。在美国，塑料按体积计算，在四大材料中占第二位。我国塑料的年平均增长率大于 30%。塑料工业高速发展的原因：广阔的应用领域，主要用于农业、电器工业、化工、航空航天、家具、日常用品。目前，我国 17000 多个模具生产厂点，从业人数五十多万。除了国有的专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业，合资企业，独资企业和私营企业等，都得到了快速发展。其中，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速，中外合资和外商独资的模具企业则也多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。工业产品生产设备与技术的不断改进。由于纺织，电子，电气，电机和机械业等产品外销表现畅旺，连带使得模具制造，维修业者和周边厂商（如热处理产业等）逐年增加。在此阶段的模具包括：一般民生用品模具，铸造用模具，锻造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡胶模具等。1981 年1991 年是台湾模具产业发展最为迅速且高度成长的时期。有鉴于模具产业对工业发展的重要性日益彰显，1自 1982 年起，台湾地区就将模具产业纳入“策略性工业适用范围”，大力推动模具工业的发展，以配合相关工业产品的外销策略，全力发展整体经济。随着民生工业，机械五金业，汽机车及家电业发展，冲压模具与塑料模具，逐渐形成台湾模具工业两大主流。从 1985 年起，模具产业已在推行计算机辅助模具设计和制造等CAD/CAM 技术，所以台湾模具业接触 CAD/CAM/CAE/CAT 技术的时间相当早。在国际化，自由化和国际分工的潮流下，1994 年，1998 年，由台湾地区政府委托金属中心执行“工业用模具技术研究与发展五年计划”与“工业用模具技术应用与发展计划”，以协助业界突破发展瓶颈，并支持产业升级，朝向开发高附加值与进口依赖高的模具。1997 年 11 月间台湾凭借模具产业的实力，获得世界模具协会(ISTIM)认同获准入会，正式成为世界模具协会会员。整体而言，台湾模具产业在这一阶段的发展，随着机械性能，加工技术，检测能力的提升，以及计算机辅助设计，台湾模具厂商供应对象已由传统的民用家电，五金业和汽机车运输工具业，提升到计算机与电子，通信与光电等精密模具，并发展出汽机车用大型钣金冲压，大型塑料射出及精密锻造等模具2。b. 我国塑料模具的发展方向随着我国国民经济的快速发展，带给模具制造行业前所未有的机遇，也让我们的行业面临新的挑战，如产生了模具制造业自主知识产权的缺乏，高新技术的应用，材料能源消耗高，人才奇缺，等一系列亟待解决的问题。模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在 1989 年 3 月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用2最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中 6090的产品的零件，组件和部件的生产加工。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加，2005 年将达到 170 种。一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有 80的模具需要更换，其他行业，如电子及通讯，家电，建筑等，也存在巨大的模具市场。目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只 要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义3。1.3 本课题的内容和具体要求1.3.1 本课题的设计内容根据给出的智能手机外壳塑件，设计其注塑模具。对手机外壳做结构分析，零件图过程由 pro/E 图导出，再做结构尺寸的分析和修改，手机外壳的零件结构图如图 1.1，三维图如图 1.2。3图 1.1图 1.2 手机外壳三维图1.3.2 具体要求一般塑件的精度在 78 级；若将模具型腔、芯型尺寸的制造公差提高，有选用收缩率小，且变化范围小的塑料，则成型塑件尺寸精度可达 6 级，在特殊情况下，4塑件上各项单独尺寸精度可达 4 级,而手机外壳的塑件精度一般 35 级4。通过该塑料零件的注塑模具设计，能够熟悉和掌握塑料零件注塑模具的设计全过程，能够根据不同塑料的性能，塑料结构的特点，选择适当的模具结构。本设计要求手机外壳应具有满足使用目的功能,并达到一定的技术指标，作为一种广泛的民用品，生产批量应该是大批大量生产，这样就必须考虑生产成本和模具寿命，在材料的选择时要综合各种因素，塑料都会老化，还要考虑其氧化性。 通过本次设计，检查外语翻译及理解能力，能熟练运用 CAD 进行设计和绘图。通过本次设计，能够完全独立完成中等难度以上塑料注射模具设计，并能在选材结构设计等方面进行环保，经济技术分析。5第二章 模具方案的论证和选择2.1 ABS 注射成型的原理及工艺过程2.1.1 注射成型的原理利用塑料的可挤压性和可模塑性，将颗粒状态或粉状塑料从注射机的料斗送进加热高温的机筒中，经过加热熔融塑化为粘流态熔体，在注射机柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过喷嘴注入模具型腔，经一定时间的保压冷却定型后，可保持模具型腔所赋予的形状，然后开模分型获得成形塑件5。2.1.2 注塑成型工艺过程注射成型工艺过程包括成型前的准备、注射过程和制品的后处理。a. 成型前的准备为了使注射成型顺利进行，保证塑件质量，一般在注射之前要进行如下准备工作：(1)原料的检验和预处理。(2)充分的预热和干燥。(3)料筒的清洗。(4)对模具进行预热。b. 注射过程完整的注射过程包括加料、塑化、注塑、冲模、保压、倒流、浇口冻结后的冷却、脱模。所谓塑化是成型塑料在注塑机料筒内经过加热、压实以及混料等作用后由松散的船状物颗粒或粒状的固态状变成连续的均化熔体的过程。指塑料熔体在注射进入模具型腔后的流动。该流动情况有可分为充型、保压、倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段6。c. 塑件后处理塑件在成型过程中，由于塑化不均匀或由于塑料在型腔中的结晶、定向、以及冷却不均匀而造成塑件各部分收缩不一致，或因其他原因使塑件内部不可避免地存6在一些内应力而导致在使用过程中变形或开裂。因此，应该设法消除掉。消除的方法有退火处理和调湿处理。退火温度一般在塑件使用温度以上 1020 至热变形温度以下 1020 之间C C进行选择和控制。调湿处理是一种调整塑件含水量的后处理工序，主要用于吸湿性很强且又容易氧化的聚酰胺等塑件制造。一般用的介质为沸水或醋酸甲溶液（沸点为 121 ）。2.2 注塑模具的基本组成2.2.1 基本组成a. 浇注系统；b. 成型零件（包括凹模、凸模和型芯）；c. 脱模系统（包括推出和抽芯机构）；d. 导向系统；e. 冷却系统；f. 固定和安装部分等。2.3 研究方案该零件为一个不规则的长方体壳，基本尺寸为 120*64*9mm，表面的孔、侧孔和外形尺寸较小，用在批量生产中，主要作用保护手机零件和美化手机，在实际应用中十分普遍，故选用多型腔模具（一模四腔）。塑料成型模具选用固定式模具。零件制品上有一个长方形侧孔、一组表面圆孔和长方形孔，表面圆孔和长方形孔采用对开式凸模成型，模塑后分离凹模取出制品。侧孔的成型采用单侧滑块抽芯。方案一：该零件以侧面为分型面，使用单向侧抽芯，采用顶杆推出，侧浇口。优点是流程短，进料快，阻力小等；缺点去除浇口不便，在塑件上容易留下浇口痕迹，不利于塑件脱模。浇口形状选用圆形。方案二：该零件以上表面为分型面，侧孔使用单向侧抽芯，采用顶杆推出，使用潜伏式浇口，不会在制品表面留有浇口痕迹，截面尺寸选用圆形。方案二中选用上表面为分型面，符合模具制造分型面的选择要求，对于本设计7要求手机外壳的精度要求，还需要进行机加工，增加了工时，不利于大批量生产。方案二中选用上表面面为分型面，使用单向侧抽芯，使用潜伏式浇口成型，不需要考虑精度要求，大大缩短了工时，提高了工作效率。图 2.1 模具总体结构综上所述：从经济性和生产效率等方面考虑方案二优于方案一，故采用方案二。8第三章 注射机的选择和型腔数目的确定及分布3.1 塑件材料的选择塑件的体积较小，通过测量知塑件的质量为 10g。手机外壳用途很广，主要用途是保护手机和美化手机的零部件，要求配合精度等级高，耐热耐压能力强，不易磨损，热变形小等特点，综合各方面因素考虑选取塑件材料为 ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）聚合物。ABS 为热塑性塑料，流动性较好，易于成型，无毒、无味，呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。密度为 1.021.16 g/ 。有较好的抗冲击强度，且在低温也3cm不迅速下降。ABS 为三元聚合物，具有较高的冲击韧性和力学强度，尺寸稳定，耐化学性及点性能良好，易于成型和机械加工等，此外，表面还可镀铬，是制造塑料塑件最常用的材料。3.2 塑件壁厚的确定塑件的壁厚是最重要的结构因素，是设计塑件时必须注意的问。壁厚均匀为塑料制品设计的第一原则，塑件壁厚不均匀，导致塑件各部分固化收缩不均匀，易在塑件上产生气孔、裂纹、引起内应力及变形等缺陷。塑件壁厚与流程有关。ABS 最小壁厚为 0.75。(3.1)6.051LS式中：S壁厚(mm)；L流程(mm)熔融物料由进料口流向型腔各处的距离，约 120mm。通过计算得 S=1.02mm。3.3ABS 注射工艺性ABS 应用很广泛（俗称超不碎胶），制品强度高、刚性好、硬度、耐冲击性、表面光泽性好。耐热可达 90 （甚至可以在 110115 使用），有优良的成形加C C工性，尺寸稳定性好，着色性能、电镀性能都好，缺点是耐有机溶剂，耐气候性差，9在紫外线下易老化。ABS 注塑的工艺条件：a. 在 8090 下最少干燥两小时要求塑件光泽和耐热时，材料温度应保证c小于 0.1%。b. 料筒温度：210280 ；建议温度：245 。C Cc. 模具温度 4090 （模具温度将影响塑件的光泽度，温度较低则导致光洁度较低。d. 注射压力：50100MPa。e. 注射速度；中高速度 7。表 3.1 ABS 注射工艺参数参数 数值范围 参数 数值范围注射机类型 螺杆式 模具温度( ) 4090c密度(g/ ) 1.011.163cm螺杆转速( ) 3060min/r收缩率(%) 0.40.9 注射压力( ) 50100paM喷嘴形式 直通式 喷嘴温度( ) 170180c料筒前端温度( ) 180200c注射时间(s) 35料桶中端温度( ) 165180 保压时间(s) 1530料筒末端温度( ) 150170c冷却时间(s) 15303.4 型腔数目的确定及分布本设计确定一模四腔，在确定模具型腔数量时，必须兼顾经济及技术各方面诸多因素，由于塑件尺寸小，结构一般，有一个侧抽芯机构，成批量生产，生产效率要求高。所以设计时确定型腔数为四腔。分布如下图 3.1： 10图 3.1 型腔分布图3.5 注射机的选择注射机的大小必须与模具大小相匹配。注射机太小，难以生产出合格的制品；注射机太大，运转费用贵，且动作缓慢，增加了模具的生产成本。在选用注射机时，一般要校核其额定注射量、锁模力、注射压力、模具在注射机安装部分的相关尺寸。根据手机外壳塑件的基本尺寸：120*64*9mm，质量为 10g，选择注射机型号为 XS-ZY-500，为螺杆式注射机。注射机参数如下表：表 3.2 注射机技术规范参数项目 参数 项目 参数额定注射量( ) 5003cm模板最大行程(mm) 500螺杆直径(mm) 65 模具最大厚度(mm) 450注射压力(Mpa) 104 模具最小厚度(mm) 300注射行程(mm) 200 喷嘴球半径(mm ) 18螺杆转速(r/min) 50 最大成型面( 2cm) 1000注射方式 螺杆式 注射时间(s) 2.7合模力(KN) 3500 顶杆中心距(mm) 2303.5.1 注射量的校核在设计模具时，为确保塑件质量，应保证注射模内所需注射量在注射机实际的最大注射量的范围内。根据生产经验，注射机的最大注射量是其额定注射量得80%，也就是说，一个注射周期内所需注射的塑料熔体的总量必须在注射机额定注射量的 80%以内8。11+znVjg8.0+ mj(3.2)式中： V(m)个成形周期内所需注射的塑料容积或质量，( 或 g)；3cmN型腔数目；( )单个塑件的容量或质量，( 或 g)；ZVzm3cm( )浇注系统凝料和飞边所需的塑料容量或质量，约为 20( 或 g)；jj 3c该设计采用一模四腔，单个塑件的体积和质量分别为 9.524 和 10g。3mV=4 9.524=38.095 ，58.095 远远小于其额定注射量的 80%，质量等3cm3c同。满足要求。3.5.2 锁模力的校核锁模力又称合模力，指注射机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力，注射机的锁模力必须大于型腔内熔体压力与塑件及浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积，即： = 0F模P分A(3.3)式中： 注射机的公称锁模力 (N)；模内的平均压力（型腔内的熔体平均压力）；模塑件与浇注系统在分型面上的投影面积之和( )；分 2cmF注射压力在型腔内所产生的作用力(N)。查表得： =2040 ，经过计算的 =312.32 。模PMa分A2所以， 3500KN312.3 40KN=N=1249.2KN，满足要求。3.5.3 注射压力校核注射压力过低会导致型腔压力不足，熔体不能顺利充满型腔；反之，注射压力12过大，不仅会造成制品溢料，甚至系统过载。螺杆式注射机 ABS 注射压力一般是60100MPa，取 80Mpa。注射机注射压力为 104MPa，满足要求。模具厚度的校核：本注射机所允许的最小厚度和最大厚度分别为 300 和 450mm，所选模架的闭合高度为 450mm，满足要求。3.5.4 开模行程的校核所选注射机的最大开模行程为 500mm，模具结构为斜导柱侧抽芯的单分型面注射模，其开模距为：(3.4) mHs)105(21max式中 H 1 -脱模距离(mm)，为 11；H 2 -包括浇注系统在内的塑件高度(mm)，为 140mm；所以，开模行程大概为 151mm300mm，满足要求。3.5.5 喷嘴尺寸塑料注射成型模具主流道衬套小端的孔径 D 和球面半径 R 要与塑料注射成形机喷嘴前端孔径 d 和球面半径 r 满足下面关系：R=r+（12）=18mm； (3.5)D=d+（0.51）=3mm。 (3.6)3.6 分型面的选择原则合理的选择分型面是注塑模具设计的一个重要环节，不仅有利于浇注系统的布置，而且可以简化模具结构提高尺寸精度和表面质量。分型面简单的说就是动模和定模的接触面，模具由此分开可取出塑件和浇注系统9。3.6.1 分型面的选择原则a. 分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处，只有这样才能使塑件从模具中顺利地脱模。b. 有利于塑件的脱模，一般模具的脱模机构通常设置在动模一侧，模具开模后塑件应该停留在动模一边，以便塑件顺利脱模。c. 确保证塑件的尺寸精度精度要求，塑件光滑的表面不应设计成分型面，以13避免影响外观质量。d. 分型面的选择还应考虑模具的侧向抽拔距，由于模具侧向分型是由机械式分型机构来完成的，所以抽拔距都比较小，选择分型面时应将抽芯或分型距离长的方向置于开合模的方向，将小抽拔距作为侧向分型或抽芯。e. 便于排气，应将分型面设计在熔融塑料的流动末端，以利于模具型腔内气体的排出。f. 便于加工，使分型面容易加工，要使模具加工工艺最简单 10。3.6.2 分型面的分类实际的模具结构基本上有三种情况：a. 型腔完全在动模一侧；b. 型腔完全在定模一侧；c. 型腔各有一部分在动定、模中。3.6.3 分型面的确定根据以上的要求，在该模具中分型面设在塑件上表面，是该塑件分型面的一个好的选择，本例为潜伏式浇口。本例应该用如下图示分型面：图 3.2 分型面的结构14第四章 排气系统的设计注塑模属于型腔模，腔中有大量空气，熔体快速进入型腔时，需要将这些空气顺序地排出型腔和浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。本设计中塑件的分型面与塑件结合的地方较多，因此，可以利用分型面的间隙配合进行排气。同时，在本结构中有 32 根推杆。也利用推杆与凸模之间的间隙进行排气，同时，侧抽芯机构也可以排气，所以可以不必单独设计排气槽。15第五章 浇注系统5.1 浇注系统的作用浇注系统的作用是让高温熔体在高压下高速进入模具型腔，实现型腔填充。因此它应该保证熔体迅速顺利有序地充满型腔各处，获得外观清晰、内在质量优良的塑料件。a. 模腔的填充迅速有序，并可同时充满各个型腔；b. 热量和压力损失较小，尽可能消耗较少的塑料；c. 能够使型腔顺利排气；d. 浇主流道凝料容易与塑料制品分离或切除，浇口痕迹对塑料件外观影响较小；e. 冷料不能进入模具型腔。5.2 浇注系统的组成浇注系统组成是：主流道、分流道、浇口、冷料穴。5.3 主浇道设计主浇道通常位于模具的中心，是塑料熔体的入口，其形状为圆锥形，便于熔融塑料的顺利流入，开模时又能使主浇道的凝料顺利拔出。主流道垂直于分型面。主流道的设计原则如下：a. 主流道的长度越短越好，主流道越短，模具排气负担越轻，流道料越少，缩短了成型周期，减少了熔体的能量损失。b. 为了便于脱模，在设计上大多采用圆锥形，两板模主流道锥度取 24，三板模可取 510。c. 主流道尺寸要满足装配要求，主流道小端直经 D 要比料筒喷嘴直径 D 大0.5mm1mm，一般情况下，D=3.2mm4.5mm。d. 主流道应该设计在浇口套内，应该尽量与模具中心重合，避免浇口套位置偏心或采用倾斜式主流道8。注射机的喷嘴和浇口套的配合及尺寸关系见图 5.1 所示：16图 5.1 喷嘴与浇口套的尺寸关系浇口套的尺寸设计要求：(1) 浇口套与注射机喷嘴接触处球面的圆弧度必须吻合。设模具浇口套球面半径为 R，注射机球面半径为 r，其关系式如下：= +(0.51) ;rm(2) 浇口套进口的直径 d 应比注射机喷嘴孔 d0，图 5.1 喷嘴与浇口套尺寸关系直径大 1-2 。(3) 主流道的尺寸（如图 5.2）计算图 5.2 主流道尺寸根据(1)可知 =4 。dm当注射模主流道和分流道的剪切速率 。浇口的剪切速率2103r&31-sr 时，所成型的塑件质量较好。由此，对一般热塑性塑料，将以上推41051S荐的剪切速率值作为计算依据，则可用以下经验公式表示：= (5.1)r3.vnqR17式中体积流量 浇注系统断面当量半径3/cmsnRcm确定主流道的体积流量：取主流道 =1500 。由式(5.1)得r1s= = = =0.55cmR3nvq.n3vq.r31504.2=2 0.55=1.1cm=11mm。2Dn5.4 冷料穴设计冷料穴是浇注系统中，用以在注塑过程中储存熔融塑料的前端冷料，直接对着主流道孔或分流道延伸段的槽。作用是防止冷料进入浇注系统的流道和型腔。冷料穴一般开设在主流到对面的动模板上（亦即塑料流动的转向处），其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的 11.5 倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积 11。本设计中，设计的是分流道冷料穴。如下图 5.35.3 分流道和冷料穴位置关系5.5 分流道设计分流道是连接主流道和浇口的进料通道，在一模成型多个制件的多腔模中，30.8.50=2c/t16Qs公主18为了把主流道的物料分配到各个
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