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手机外壳的注塑模具设计与加工【塑料注射模具含word文档+14张CAD图纸】

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手机外壳 注塑 模具设计 加工 塑料 注射 模具 word 文档 14 cad 图纸
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!【详情如下】【注塑塑料模具类】CAD图纸+word设计说明书.doc[21000字，54页]【需要咨询购买全套设计请加QQ97666224】.bat

2张A4图纸.dwg

6张A2图纸.dwg

主流道衬套.dwg

产品图A3.dwg

型芯型腔.dwg

定位环.dwg

斜顶.dwg

装配图.dwg

设计说明书.doc[21000字，54页]

相关资料开题报告.doc

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毕 业 设 计论 文 任 务 书

一、题目及专题：

１、题目       机械设备模具的计算机设计与加工      

２、专题       手机外壳的注塑模具设计与加工        

二、课题来源及选题依据

   该设计来源于某模具公司，该产品为手机背面外壳，要求设计一套模具来生产它，预估产量比较大，所以设计为一模两腔，在随着国民经济的高速发展的同时，市场对模具的需求量也不断的增长。人们已经越来越清楚认识到产品质量、成本和新产品开发能力的重要性。模具设计与制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定了企业的生存空间。现在，模具设计与制造行业追求的目标是提高产品质量及生产效率、缩短设计及制造周期，降低生产成本、最大限度提高模具制造业的应变能力，满足用户需求。而手机模具设计与加工更是模具设计与加工的主流。

三、本设计（论文或其他）应达到的要求：

1．熟悉模具设计与加工的发展历程；

2．熟练掌握模具设计所需`要的软件CAD、UG等；

3．熟练掌握模具各零件所用钢材的种类以及注塑原料种类与特性；

4．掌握模具设计与加工的一般流程并了解模具结构；

5．能够根据产品结构设计出符合要求的模具撰写毕业设计论文；


摘 要

随着经济全球化的不断深化，模具工业在一部分国民经济中起着越来越明显的作用。产品的质量的好坏以及生产效率的高低与模具水平的高低息息相关。

首先此次毕业设计主要完成手机外壳注射模具的设计，设计中分析了手机外壳零件的结构及工艺性，确定该塑件的注塑成型方案并进行了注射模设计方面的相关计算。其次利用UG软件的CAD模块对手机外壳注射模进行三维曲面造型。本模具主要难点是采用了侧抽芯。模具结构紧凑、工作可靠、操作方便、运转平稳、冷却效果好、劳动强度低、生产效率高、生产的塑件精度高、生产成本低。本文从型腔数量和布局的确定、注射机选择、流道的设计、模板及其标准件的选用、冷却系统、成型部件的设计等给出了详细的设计过程。

注射模具设计是一个需要很多的经验的模具设计，所以我们可以利用各种设计经验与理论相结合的方式使得该设计更加完美。UG软件是一个极好的工具，可用于现代的成型加工与模具设计。


关键词：注塑模；三维曲面造型；UG；CAD

Abstract

With the deepening of the economic globalization, the die industry Plays a more and more obvious part in the national economy. Closely related to the level of quality of the product is good or bad, as well as the level of production efficiency and the level of mold.

I finished the design of the injecting mold of Mobile phone shell firstly. The process includes the analyzing of the structure and crafts of the cellular Mobile phone shell, deciding the way of the injecting and doing certain calculation relating to the injecting-mold. Then make the modeling of the machinery in the way of three-dimension camber making use of the CAD part from UG The main difficulty of the mold is a side core. Advanced cohesive, working, reliable, easy to operate, smooth operation, good cooling effect, low labor intensity, production efficiency, the integrated production of high accuracy, low cost of production. The number and layout from Xingqiang identification, injection machine selection, flow Road design, the choice of standards and templates, cooling systems, shaped components of the design gives detailed design process.

The design of the injecting mold is one which need lots of experience, so we can make use of various of designing experience that must be combined with the theory ,which is the way making the design more perfect. The software of UG is a excellent tool used in the design of modern molding and machining.


Keywords: injecting mold; three-dimention camber mold; UG; CAD


目 录

摘 要III

AbstractIV

目 录V

1 绪论1

1.1 本课题研究的内容和意义1

1.2 模具工业国内外发展的概况1

1.3 本课题应达到的要求2

2 手机外壳的设计及其成型工艺的分析3

2.1 产品功能分析3

2.2 塑件背面外壳分析3

2.2.1 结构分析如下4

2.2.2 成型工艺分析4

2.3 塑料的选材及性能分析4

2.3.1 使用特点：4

2.3.2 成型特性：4

2.3.3 ABS的主要性能指标4

2.4 ABS塑料的注射过程及工艺5

2.4.1 注射成型过程5

2.4.2 ABS的注射工艺参数5

2.5 ABS的主要缺陷及消除措施6

2.5.1 龟裂6

2.5.2 熔接缝6

2.5.3 收缩6

2.5.4 烧焦纹6

3 模具设计方案的确定8

3.1 分型面方案的确定8

3.1.1 分型面的选择原则8

3.1.2 分型面确定8

3.2 型腔数量确定及排列形式8

3.2.1 多型腔模具排列形式设计的要点：8

4 模具设计10

4.1 注塑机选型10

4.1.1 注射量计算10

4.1.2 注射机型号的选定10

4.1.3 型腔数量的校核及注射机有关工艺参数的校核11

4.2 模具浇注系统设计和浇口的设计13

4.2.1 主流道的设计13

4.2.2 分流道与浇口的设计15

4.3 成型零件工作尺寸的设计和计算15

4.3.1 型芯16

4.3.2 型腔17

4.3.3 型腔零件刚度和强度校核18

4.3.4 成型零件钢材的选用18

4.4 模架的确定和标准件的选用18

4.5 合模导向机构和定位机构19

4.5.1 导向机构的总体设计19

4.5.2 导柱设计20

4.5.3 导套设计20

4.6 脱模推出机构的设计21

4.6.1 推出机构的组成21

4.6.2 推出机构的分类21

4.6.3 脱模推出机构的设计原则21

4.6.4 塑件的推出机构21

4.6.5 脱模力的计算22

4.7 斜顶与抽芯机构设计23

4.7.1 侧向分型与抽芯机构类型的确定23

4.7.2 斜顶的设计23

4.7.3 各项尺寸的计算与校核23

4.8 排气系统设计24

4.9 冷却系统的优化设计24

4.9.1 加热系统24

4.9.2 冷却系统24

4.9.3 冷却装置布置方案26

4.10 模具材料例表27

4.11 尼龙胶钉27

4.11.1 特点27

4.11.2 型号28

5 塑胶模具的加工方法及工艺29

5.1 常用加工工具及机器29

5.2 加工方法及工艺29

6 模具装配30

6.1 塑料模具装配的技术要求30

6.2 塑料模具装配过程30

6.2.1 装配动模部分30

6.2.2 装配定模部分31

7 模具的试模与修模33

7.1 制品的粘着33

7.2 成型缺陷33

7.3 注射填充不足34

7.4 注射工艺不足34

7.5 次品分析35

8 结论与展望36

8.1 结论36

8.2 展望36

致 谢37

参考文献38

附  录39


内容简介：
编号 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 题目： 手机外壳的注塑模具设计与加工 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 0923275 学生姓名： 陈 兵 指导教师： 王士同 （职称： 教授 ） （职称： ） 2012年 5月 25 日 nts nts 无锡 太湖学院本科毕业设计（论文） 诚 信 承 诺 书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 手机外壳的注塑模具设计与加工 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械 96 学 号： 0923275 作者姓名： 2012 年 5 月 25 日 nts nts I 无锡太湖学院 信 机 系 机械工程及其自动化 专业 毕 业 设 计论 文 任 务 书 一、题目及专题： 、 题目 机械设备模具的计算机设计与加工 、专题 手机外壳的注塑模具设计与加工 二、课题来源及选题依据 该设计来源于 某模具公司，该产品为手机背面外壳，要求设计一套模具来生产它 ，预估产量比较大，所以 设计为一模 两腔，在随着国民经济的高速发展的同时，市场对模具的需求量也不断的增长。人们已经越来越清楚认识到产品质量、成本和新产品开发能力的重要性。模具设计与制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定了企业的生存空间。现在，模具设计与制造行业追求的目标是提高产品质量及生产效率、缩短设计及制造周期，降低生产成本、最大限度提高模具制造业的应变能力，满足用户需求。而手机模具设计与加工更是模具设计与加工的主流。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 1熟悉 模具设计与加工 的发展历程 ； 2熟练 掌握 模具设计所需 要的软件 CAD、 UG等； 3熟练掌握 模具各零件所用钢材的种类以及注塑原料种类与特性； nts II 4掌握 模具设计与加工的一般流程并了解模具结构； 5 能够 根据产品结构设计出符合要求的模具撰写毕业设计论文； 四、接受任务学生： 机械 96 班 姓名 陈兵 五、开始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、设计（论文）指导（或顾问）： 指导教师 签名 签名 签名 教 研 室 主 任 学科组组长研究所所长 签名 系主任 签名 2012 年 11 月 12nts III 摘 要 随着经济全球化的不断深化，模具工业在一部分国民经济中起着越来越明显的作用。产品的质量的好坏以及生产效率的高低与模具水平的高低息息相关。 首 先此 次毕业设计主要完成手机外壳注射模具的设计，设计中分析了手机外壳零件的结构及工艺性，确定该塑件的注塑成型方案并进行了注射模设计方面的相关计算。其次利用 UG 软件的 CAD 模块对手机外壳注射模进行三维曲面造型。本模具 主要难点是 采用了侧抽芯。模具结构紧凑、工作可靠、操作方便、运转平稳、冷却效果好、劳动强度低、生产效率高、生产的塑件精度高、生产成本低。本文从型腔数量和布局的确定、注射机选择、流道的设计、模板及其标准件的选用、冷却系统、成型部件的设计等给出了详细的设计过程。 注射模具设计是一个需要很多的经验的模具设计 ，所以我们可以利用各种设计经验与理论相结合的方式使得该设计更加完美。 UG 软件是一个极好的工具，可用于现代的成型加工与模具设计。 关键词 ：注塑模 ； 三维曲面造型 ； UG； CAD nts IV Abstract With the deepening of the economic globalization, the die industry Plays a more and more obvious part in the national economy. Closely related to the level of quality of the product is good or bad, as well as the level of production efficiency and the level of mold. I finished the design of the injecting mold of Mobile phone shell firstly. The process includes the analyzing of the structure and crafts of the cellular Mobile phone shell, deciding the way of the injecting and doing certain calculation relating to the injecting-mold. Then make the modeling of the machinery in the way of three-dimension camber making use of the CAD part from UG The main difficulty of the mold is a side core. Advanced cohesive, working, reliable, easy to operate, smooth operation, good cooling effect, low labor intensity, production efficiency, the integrated production of high accuracy, low cost of production. The number and layout from Xingqiang identification, injection machine selection, flow Road design, the choice of standards and templates, cooling systems, shaped components of the design gives detailed design process. The design of the injecting mold is one which need lots of experience, so we can make use of various of designing experience that must be combined with the theory ,which is the way making the design more perfect. The software of UG is a excellent tool used in the design of modern molding and machining. Keywords: injecting mold; three-dimention camber mold; UG; CAD nts V 目 录 摘 要 . III Abstract . IV 目 录 . V 1 绪论 . 1 1.1 本课题研究的内容和意义 . 1 1.2 模具工业国内外发展的概况 . 1 1.3 本课题应达到的要求 . 2 2 手机外壳的设计及其成型工艺的分析 . 3 2.1 产品功能分析 . 3 2.2 塑件背面外壳分析 . 3 2.2.1 结构分析如下 . 4 2.2.2 成型工艺分析 . 4 2.3 塑料的选材及性能分析 . 4 2.3.1 使用特点： . 4 2.3.2 成型特性： . 4 2.3.3 ABS 的主要性能指标 . 4 2.4 ABS 塑料的注射过程及工艺 . 5 2.4.1 注射成型过程 . 5 2.4.2 ABS 的注射工艺参数 . 5 2.5 ABS 的主要缺陷及消除措施 . 6 2.5.1 龟裂 . 6 2.5.2 熔接缝 . 6 2.5.3 收缩 . 6 2.5.4 烧焦纹 . 6 3 模具设计方案的确定 . 8 3.1 分型面方案的确定 . 8 3.1.1 分型面的选择原则 . 8 3.1.2 分型面确定 . 8 3.2 型腔数量确定及排列形式 . 8 3.2.1 多型腔模具排列形式设计的要点： . 8 4 模具设计 . 10 4.1 注塑机选型 . 10 4.1.1 注射量计算 . 10 4.1.2 注射机型号的选定 . 10 4.1.3 型腔数量的校核及注射机有关工艺参数的校核 . 11 4.2 模具浇注系统设计和浇口的设计 . 13 4.2.1 主流道的设计 . 13 nts VI 4.2.2 分流道与浇口的设计 . 15 4.3 成型零件工作尺寸的设计和计算 . 15 4.3.1 型芯 . 16 4.3.2 型腔 . 17 4.3.3 型腔零件刚度和强度校核 . 18 4.3.4 成型零件钢材的选用 . 18 4.4 模架的确定和标准件的选用 . 18 4.5 合模导向机 构和定位机构 . 19 4.5.1 导向机构的总体设计 . 19 4.5.2 导柱设计 . 20 4.5.3 导套设计 . 20 4.6 脱模推出机构的设计 . 21 4.6.1 推出机构的组成 . 21 4.6.2 推出机构的分类 . 21 4.6.3 脱模推出机构的设计原则 . 21 4.6.4 塑件的推出机构 . 21 4.6.5 脱模力的计算 . 22 4.7 斜顶与抽芯机构设计 . 23 4.7.1 侧向分型与抽芯机构类型的确定 . 23 4.7.2 斜顶的设计 . 23 4.7.3 各项尺寸的计算与校核 . 23 4.8 排气系统设计 . 24 4.9 冷却系统的优化设计 . 24 4.9.1 加热系统 . 24 4.9.2 冷却系统 . 24 4.9.3 冷却装置布置方案 . 26 4.10 模具材料例表 . 27 4.11 尼龙胶钉 . 27 4.11.1 特点 . 27 4.11.2 型号 . 28 5 塑胶模具的加工方法及工艺 . 29 5.1 常用加工工具及机器 . 29 5.2 加工方法及工艺 . 29 6 模具装配 . 30 6.1 塑料模具装配的技术要求 . 30 6.2 塑料模具装配过程 . 30 6.2.1 装配动模部分 . 30 6.2.2 装配定模部分 . 31 nts VII 7 模具的试模与修模 . 33 7.1 制品的粘着 . 33 7.2 成型缺陷 . 33 7.3 注射填充不足 . 34 7.4 注射工艺不足 . 34 7.5 次品分析 . 35 8 结论与展望 . 36 8.1 结论 . 36 8.2 展望 . 36 致 谢 . 37 参考文献 . 38 附 录 . 39 nts手机外壳的注塑模具设计与加工 1 1 绪论 近年来 ,我国塑料模具行业发展相迅猛，当前随着模具制造行业的不断发展，许多企业开始追求，缩短设计周期及制造周期 ,提高产品质量及生产效率 ,降低生产成本，最大限度地提高模具制造业的应变能力等目标。塑料模具在整个模具行业中约占 35%左右，而注塑模具在整个塑料 模具市场需求量最大。本课题研究的是手机外壳的注塑模具设计与加工！ 1.1 本课题研究的内容和意义 随着我国制造业的迅速发展，一些新兴产业取得了长足的进步。模具是工业生产的基石，在机械、汽车、航空以及通信等领 域有着广泛的应用。伴随着人民生活水平的提高，日常生活中使用的物品基本上都用到了模具。目前，模具生产水平的高低已经成为衡量一个国家制造水平高低的重要标志。 当前，计算机技术和网络技术取得了突破性的成就，模具技术的发展都离不开CAD/CAM/CAE 技术、数控加工技术以及快速成型技术提供的有力的技术支持。在此同时，模具材料当中的高分子塑料不断的被开放出来，这些材料种类繁多，性能优良，价格低廉，也为模具产业的发展提供了有力的帮助。 本设计主要是为让读者们能够清楚地了解到塑料注射模的设计过程，能够对模具设计过程中所使 用的各种基本工具，例如 UG， CAD 等等，具有一个详细的了解。本设计主要是对我设计的手机的后盖进行设计，从零件的尺寸确定，模具设计，模架设计，向读者们展示手机塑料模具的整个设计过程。 随着 UG 的不断完善，借助于 UG 设计软件，我们可以比较轻松地完成一些复杂的设计工作，同时也可以全面地提高设计效率和设计质量。 1.2 模具工业国内外发展的概况 在讨论注塑模设计之前，先要对国内外的塑料模具工业的状况、塑料模具工业的发展方向有一个较清晰的了解，这也就使我们对本课题的意义有所了解。首先要对模具有一个整体的认识。 模具成为 当今工业的最基本，它的使用寿命的长短，本身精密度的高低，以及质量的好坏，会对其他行业产生巨大的影响，肯定也会对国家经济产生一定的影响。 模具行业在世界各个发达国家的影响非常巨大，其中在美国被誉为工业上的基石，在德国被称作为最主要的工业；在欧洲则更是被给予更高的价值，说是可以比金子还贵，简直可以是点塑成金。当然在日本也拥有很高的地位，目前在日本就模具这一行业给其带来14000亿日元的年产值。 因此日本将其放在及其高的位置。由上我们可以看到模具行业的魅力所在，它虽然是一最基本的行业，但价值不可小觑。它而且还可是一 项高新技术产业。另外，在整个模具行业中，冲压模具基本上占据了半壁江山，然后就是塑料模具了，差不多是三分之一，剩下的就是压铸模具，差不多 6%，最后其他的剩 9%。 塑胶这一行业它算是比较新的行业的，它的发展还会影响着其他一些行业的发展，其中就很大程度的影响着塑料模具行业的发展。 塑料模具正是因为他的原料来源广泛，而且便宜，此外制作又非常的方便快捷，所以现在他的地位越来越高，越来越受人们的青睐，现在在某种程度上已经可以取代有色金属了，以及其他的一些黑色金属等等。当今在各行nts无锡太湖学院学士学位论文 2 各业发挥着不可或缺的作用，人们越来越离不开它 了。 现在这个社会在大多数部门，行业都使用者塑料制成的产品，小到学生用的笔，大到家里的家具，塑料制品在我们的生活中无处不在。 同时 它的工艺也越来越好，现在在航空行业也有大部分的塑料制品了，我们知道这一行业可是尖端高精密行业，由此可知，塑料制件的地位有何等的高 ，何等的重要。根据有关部门统计，现在塑料制品的产量都已经超过了金属的总产量了。 现代社会，模具行业的生产总值，在内地制造工业所占的比例相当之大，据统计，差不多在 2000年，其在模具市场差不多需求为 370 亿，而且还在不断增长。当今形势下，社会已经不满足于以前 的低精度，小质量，短寿命，超简单的模具了，它 趋于 向其反方向发展。 而且他的需求每年还在不断的增长。现在在我国家电这一行业，其市场份额相当之大，比如家里的彩电，空调，冰箱，电话，插头等等无一不跟其相关。他促使家电行业飞速发展，因为其使之可以实现自动化生产，提高的生产效率，还解放了大量的劳动力。其次，在其他行业如通讯，建筑，电子信息等行业所发挥的作用也越来越明显，其对模具行业的需求也日益增长，相信对我国的经济领域的发展以及生产技术的提高会产生极其巨大的影响 1。 1.3 本课题应达到的要求 大家知道现在人们出门 必带的三样东西是钥匙、手机、钱包。由此可知 手机 的重要性，它 已经成为人们的一个生活必须品，从最古老防身砖头到现在厚度不足 5.9mm 的超薄，从简单的通话功能，到能上网 、 能看电视、 手机电影， 视频聊天 等等。 手机的功能 在 不断增多，而 手机价格 则在不断下降，它已经从一个奢侈品成为一件生活必需品，现在如果谁没有手机在年轻人眼里是一件不可想象的事情。 本毕业设计首先对模具需有整体的了解，不管是模具发展史，还是以后模具发展的方向都需有很多的了解。通过毕业设计首先巩固了所学的专业知识，熟悉有关软件，如 ： AUTOCAD,UG 等等，树 立正确的设计思想，掌握设计方法，培养学生的实际工作能力。本次设计主要难点为塑件内表面有凸出结构，其成型零件必须制成可侧向移动的，否则塑件无法脱模。在此就必须设计可带动侧向成型零件侧向移动的整个机构：侧向分型与抽芯机构。本抽芯为内部抽芯，可以设计斜顶柱或者内缩滑块，考虑到模具设计成本，难度，精度等等。此次设计用斜顶柱来解决侧向抽芯问题，使模具能顺利脱模，生产出符合要求的模具产品。 nts手机外壳的注塑模具设计与加工 3 2 手机外壳的设计及其成型工艺的分析 2.1 产品功能分析 下图为手机整体效果图，它的上面有开四个凹槽，其功 能从左向右依次为，手机电视信号接收器， 3.5MM 耳机孔，充电 /数据线接口，电源开关；其左侧从上往下分别为音量键，高清视频输出接口；其右侧为摄像头一键开关；背面分别为摄像头孔与扬声器孔，正面上方为摄像头，中间为 4.0 英寸的屏幕 ,该屏幕是当下一款概念手机的屏幕 ,整个屏幕有一定弧度 ,可以放大字体 ,并且真正拥有 240 度最大可视角度。因为屏幕弧度很小，使用者完全不会感到不适，手感非常好。 图 2.1 手机整体效果图 以上为该产品的整体设计效果图，不过在此我们主要研究该手机背面外壳。 2.2 塑件背面外壳分析 图 2.2 手机背面外壳 上图 2.1 所示是手机背面外壳零件。 nts无锡太湖学院学士学位论文 4 2.2.1 结构分析如下 该塑件为壳体，壳体具有一定的深度，表面光滑，在模具设计和制造上要有良好的加工工艺，确保成型零件具有一定的光洁度。另外手机背面外壳四周采用圆弧设计使使用者将手机握在手中时，手机与人体手掌拥有极大的接触面积，从而非常舒服，手感极佳。 除此之外，塑件的外观要求较高的表面粗糙度应该较低。这是除了从过程中尽可能地避免莫尔条纹的冷伤痕等缺陷，根据模具型腔的表面粗糙度，以确保外部的成型。粗糙度要求低 1 2 个，比一般塑 胶模具配件。塑料件，表面粗糙度一般为 0.8 0.2 米之间。因为在模腔的过程中留下的表面粗糙度增加磨损，应始终抛光恢复。透明塑料腔和型芯的表面粗糙度相同，并且不透明的塑料部件的要求，根据使用情况，以确定其表面粗糙度 壳体内部凹下的胶位是为了插入时能配合紧密，所以必须也具备一定的制造精度。 2.2.2 成型工艺分析 采用一般精度等级 5 级，大量生产。 该塑件壁厚约为 1.0mm 左右，考虑到壳体较浅，塑件内表面不设脱模斜度；由于有斜顶，型腔将被做成镶拼式所以塑件外形放了脱模斜度。 2.3 塑料的选材及性能分析 该壳 用于手机外壳，经常用手触摸，必须耐酸、对电绝缘，化学稳定性要好；抗拉强度、硬度、耐磨性要突出，综合机械性能要好。具备这些条件的塑料 一般 首选： 丙烯腈 -丁二烯 -苯乙烯 （ 英文名称 :Acrylonitrile Butadiene Styrene ，简称： ABS）。 2.3.1 使用特点： (1） 综合 力学 性能 好 ,抗 冲击强度 高 ,耐 化学稳定性 强 ,而且 电性能 非常优越 。 (2） 与有机玻璃的熔接性良好 ， 可表面镀铬 ,以及 喷漆处理 。 (3） 高抗冲、高耐热、 高 阻燃、 高 增强、 高 透明 。 (4） 流动性比 HIPS 差一点，比 PMMA、 PC 等好 ，柔韧性好。 2.3.2 成型特性： (1） 其 流动性 属于中等 ,吸湿 性比较 大 ,对于 表面要求光泽的塑件 ，使用前 须长时间预热干燥 。 (2） 适宜 取高料温 ,高模温 。 对 于 精度较高的塑件 ,模温宜取 50-60 度 ,对 于 高光泽耐热塑件 ,模温宜取 60-80 度 。 (3） 需提高材料的流动性或者改变入水位等方法 才能 解决夹水纹 。 (4） 要是 成形阻燃级材料， 在 生产 3-7 天 以 后模具表面会残存塑料 的 分解物， 这将 导致模具表面 变的很亮 ， 这时 需对模具 进行清理，同时模具表面 还 需增加排气位置 。 2.3.3 ABS 的主要性能指标 nts手机外壳的注塑模具设计与加工 5 表 2-1 ABS 的技术指标见下 2 密度 3/ ( )kgdm 1.02 1.16 比体积 31/ ( )v dm kg 0.86 0.98 吸水率 (2 4 ) 1 0 0pc 0.2 0.4 收缩率 s 0.4 0.7 熔点 tC 130 160 硬度 HB 9.7 R121 抗拉屈服 强度b MPa50 拉伸弹性模量1E MPa31.8 10 体积电阻率 ()V cm 166.9 10 弯曲强度w MPa80 热变形温度 t/c 0.46MP 90 1 08 冲击韧度 2()n kJm 2()k kJm 无缺口 261 0.185MP 83 103 缺口 11 2.4 ABS 塑料的注射过程及工艺 2.4.1 注射成型过程 (1） 成型制备，干燥 ABS。 ABS 塑料是水，在室温下， 24 小时的吸水率为 0.2 -0.35 ，虽然这个水不会对机械性能有显着的效果，但如果湿度超过 0.2 的喷射，在塑料表面将受大的影响，所以对 ABS 成型，一定要 预干燥少雨的水分含量应小于 0.2 。 ABS，干燥方法：在大气压力下的空气干燥 80-85 2-4 小时 ;真空空气干燥 80 1-2 小时。 (2） 注射过程中注塑机加热，塑化达到流动状态，到模腔中成型的压铸系统，模具填充过程可以划分，压实，压力，回流，冷却五个阶段 。 2.4.2 ABS 的注射工艺参数 (1)螺杆类别：标准螺杆（直通式喷嘴）。 (2)回料转速 ( 1minnr rpm)： 30。 (3)注射机料筒温度 :前段 180 200 ； 中段 165 180 ； 后段 150 170 。 (4）喷嘴： 170 180 。 (5）模具： 50 80 ，玻纤增强制品取 75 。 (6）注射压力 :60 100 。 (7）注射速度、注射压力 : 一般 ABS 制品采用高速及多级注射，但是对于阻燃品级，要慢速注射，可以避免注射料的分解，耐热 ABS 也要快速注射 (可减少内部应力 )，注射压力在 75MPa 左右，保压时可低些。 (8）熔胶温度 :190 。 (9）成型时间 ( /s ):注射时间 :20 90； 高压时间 :0 5；冷却时间 :20 120； 总周期 :50 220。 在 265 温度下，物料在机筒内停留时间最多不能超过 5-6 分钟，若温度为 280 ，则物料在机筒内停留时间就不能超过 2-3 分钟。 (10） 后处理 :把塑件放在红外线或者烘箱下 ,温度设为 70 度烘干 2 4 小时。 nts无锡太湖学院学士学位论文 6 2.5 ABS 的主要缺陷及消除措施 2.5.1 龟裂 残余应力引起开裂。然后，如果由残余应力引起的裂缝，可能是以下三个条件，即填充剥离剩余的发射和金属嵌件。如果开裂是由于产能过剩所造成的填充，我们可以从以下这些方面来解决这个问题： (1） 如果 因为 直浇口 产生压力很小时 ，则 我们可以采用 多点分布 的 点浇口 或者 侧浇口及潜伏浇 口方式。 (2）适当 的 提高 塑料 温度可以降低粘度，提高 塑料的 流动性，同时也可以降低注射压力以减小应力。 (3） 当 模温较低时 一般 容易产生应力， 这时适当提高温度。但如果注射速度较高时，即便 模温低，也可 降 低应力的产生。 (4）适当缩短 保压时间 或进行多次保压 3。 2.5.2 熔接缝 如焊缝通常形成由薄的熔体流和单独的地方连接在一起。主要的原因是因为流体方面是不统一的融合，从而在低光点。在此，聚合物可以被添加到产生的色素斑，这是因为有显着不同的取向。熔合线的数目和位置的数目和定位的栅极。流体前锋的角度遇到更 多的时间，焊缝更明显。在大多数情况下，不可能完全避免调编号 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 相 关 资 料 题目： 手机外壳的注塑模具设计与加工 信机 系 机械工程及其自动化 专业 学 号： 0923275 学生姓名： 陈 兵 指导教师： 王士同 （职称： 教 授 ） （职称： ） 2013 年 5 月 25 日 nts 目 录 nts 一、毕业设计（论文）开题报告 二、毕业设计（论文）外文资料翻译及原文 三、学生 “毕业论文（论文）计划、进度、检查及落实表 ” 四、实习鉴定表 nts nts无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 开 题 报 告 题目： 手机外壳的注塑模具设计与加工 信机 系 机械工程及其自动化 专业 学 号： 0923275 学生姓名： 陈 兵 指导教师： 王士同 （职称： 教 授 ） （职称： ） 2012 年 11 月 12 日 nts课题来源 某模具公司提供，该产品为手机背面外壳，要求设计一套模具来生产它，预估产量比较大，所以设计为一模两腔。 科学依据 （包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等） （ 1）课题科学意义 众所周知中国很早就开始制作模具和使用模具，但长期未形成产业。不过从上个世纪 80 年代 开始 ，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持 和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为 21%，至 2005 年我国模具总产值约为 610 亿元，其中塑料模 具 约 30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。 模具技术的进步极大地促进了工业产品的生产发展，模具是“效益放大器”，用模具生产最终产品的价值将超过自身价格的几十倍乃至百倍及上千倍。据各国报导，模具工业在欧美等工业发达国家被称之“点铁成金”的“磁力工业”，虽然我国模具行业已经驶入发展快车道，但由于在精度、寿命、制造周期及能力等方面，与国际水平和工业先进国家相比尚有较大差距，所以还不 能满足我国制造业发展的需求。特别是在精密、大型、复杂、长寿命模具方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年尚需大量进口。 不过当前全球制造业转移的规模不断加大，中国已成为世界上最大的制造业之地，并正向深度和广度延伸，而我国的模具制造业正是承接转移的较为理想之地。目前国家正在大力支持具工业的发展，在多重有利条件下，我国模具行业的未来将展现出一派美好景色。 nts研究内容 调查、研究、查阅文献和搜集资料； 阅读和翻译与研究内容有关的外文资料； 撰写开题报告 掌握 CAD,UG 等模具设计方面的软件； 详细设计内容（浇注系统，冷却系统，顶出系统，机构系统等）或研究方法 ； 设计或有关计算； 撰写毕业设计（论文）。 拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析 （ 1）实验方案 模具课题的研究很难用准确的数学模型来描述。他很大一部分靠设计人员的经验。所以我们从传统的将其分为四部分。 1 设计前准备工作：明确设计的要求以及必要的设计资料，研究材料的工艺成型性。 2方案设计：确定模具结构包括结构类型，型腔数目，分型面，浇注系统，排气方式，冷却系统等 3零部件的设计 ：排气结构设计，成型零件设计，温度调控系统设计，模架选择，顶出机构设计，模具材料选择等 4后期阶段：绘制零件图以及总装配图，使用说明书。 （ 2）研究方法 本课题的主要通过 AUTOCAD， UG 等软件的辅助设计将模具各个零件绘制出来以构成各个系统与结构，在通过对结构的分析修改以达到可以加工产品要求。 nts研究计划及预期成果 研究计划： 2012 年 12 月 12 日 -2012 年 12 月 25 日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。 2013 年 1 月 11 日 -2013 年 3 月 5 日：填写毕业实习报告。 2013 年 3 月 8 日 -2013 年 3 月 14 日：按照要求修改毕业设计开题报告。 2013 年 3 月 15 日 -2013 年 3 月 21 日：学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。 2013 年 3 月 22 日 -2013 年 4 月 11 日： 模具分模以及模具结构设计 。 2013 年 4 月 12 日 -2013 年 4 月 25 日： 模具相关 2D 图面绘制 。 2013 年 4 月 26 日 -2013 年 5 月 21 日： 毕业论文撰写和修改工作 。 预期成果： 利用设计出来的模具将产品生产出来，并达到预期效果 特色或创新之处 可以代替机床将产品生产出来，并实现自动化。 实现了对产 品的大批量复制性生产。 已具备的条件和尚需解决的问题 提高了生产效率。 该模具结构还需要改善，精度还有待提高。 指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日 教研室（学科组、研究所）意见 教研室主任签名： 年 月 日 nts系意见 主管领导签名： 年 月 日 nts英文原文 Automated surface finishing of plastic injection mold steel with spherical grinding and ball burnishing processes Abstract This study investigates the possibilities of automated spherical grinding and ball burnishing surface finishing processes in a freeform surface plastic injection mold steel PDS5 on a CNC machining center. The design and manufacture of a grinding tool holder has been accomplished in this study. The optimal surface grinding parameters were determined using Taguchis orthogonal array method for plastic injection molding steel PDS5 on a machining center. The optimal surface grinding parameters for the plastic injection mold steel PDS5 were the combination of an abrasive material of PA Al2O3, a grinding speed of 18 000 rpm, a grinding depth of 20 m, and a feed of 50 mm/min. The surface roughness Ra of the specimen can be improved from about 1.60 m to 0.35 m by using the optimal parameters for surface grinding. Surface roughness Ra can be further improved from about 0.343 m to 0.06 m by using the ball burnishing process with the optimal burnishing parameters. Applying the optimal surface grinding and burnishing parameters sequentially to a fine-milled freeform surface mold insert, the surface roughness Ra of freeform surface region on the tested part can be improved from about 2.15 m to 0.07 m. Keywords Automated surface finishing Ball burnishing process Grinding process Surface roughness Taguchis method 1 Introduction Plastics are important engineering materials due to their specific characteristics, such as corrosion resistance, resistance to chemicals, low density, and ease of manufacture, and have increasingly replaced metallic components in industrial applications. Injection molding is one of the important forming processes for plastic products. The surface finish quality of the plastic injection mold is an essential requirement due to its direct effects on the appearance of the plastic product. Finishing processes such as grinding, polishing and lapping are commonly used to improve the surface finish. ntsThe mounted grinding tools (wheels) have been widely used in conventional mold and die finishing industries. The geometric model of mounted grinding tools for automated surface finishing processes was introduced in. A finishing process mode of spherical grinding tools for automated surface finishing systems was developed in. Grinding speed, depth of cut, feed rate, and wheel properties such as abrasive material and abrasive grain size, are the dominant parameters for the spherical grinding process, as shown in Fig. 1. The optimal spherical grinding parameters for the injection mold steel have not yet been investigated based in the literature. Fig.1. Schematic diagram of the spherical grinding process In recent years, some research has been carried out in determining the optimal parameters of the ball burnishing process (Fig. 2). For instance, it has been found that plastic deformation on the workpiece surface can be reduced by using a tungsten carbide ball or a roller, thus improving the surface roughness, surface hardness, and fatigue resistance. The burnishing process is accomplished by machining centers and lathes. The main burnishing parameters having significant effects on the surface roughness are ball or roller material, burnishing force, feed rate, burnishing speed, lubrication, and number of burnishing passes, among others. The optimal surface burnishing parameters for the plastic injection mold steel PDS5 were a combination of grease lubricant, the tungsten carbide ball, a burnishing speed of 200 mm/min, a burnishing force of 300 N, and a feed of 40 m. The depth of penetration of the burnished surface using the optimal ball burnishing parameters was about 2.5 microns. The improvement of the surface roughness through burnishing process generally ranged between 40% and 90%. nts Fig. 2. Schematic diagram of the ball-burnishing process The aim of this study was to develop spherical grinding and ball burnishing surface finish processes of a freeform surface plastic injection mold on a machining center. The flowchart of automated surface finish using spherical grinding and ball burnishing processes is shown in Fig. 3. We began by designing and manufacturing the spherical grinding tool and its alignment device for use on a machining center. The optimal surface spherical grinding parameters were determined by utilizing a Taguchis orthogonal array method. Four factors and three corresponding levels were then chosen for the Taguchis L18 matrix experiment. The optimal mounted spherical grinding parameters for surface grinding were then applied to the surface finish of a freeform surface carrier. To improve the surface roughness, the ground surface was further burnished, using the optimal ball burnishing parameters. nts Fig. 3. Flow chart of automated surface finish using spherical grinding and ball burnishing processes 2 Design of the spherical grinding tool and its alignment device To carry out the possible spherical grinding process of a freeform surface, the center of the ball grinder should coincide with the z-axis of the machining center. The mounted spherical grinding tool and its adjustment device was designed, as shown in Fig. 4. The electric grinder was mounted in a tool holder with two adjustable pivot screws. The center of the grinder ball was well aligned with the help of the conic groove of the alignment components. Having aligned the grinder ball, two adjustable pivot screws were tightened; after which, the alignment components could be removed. The deviation between the center coordinates of the ball grinder and that of the shank was about 5 m, which was measured by a CNC coordinate measuring machine. The force induced by the vibration of the machine bed is absorbed by a helical spring. The manufactured spherical grinding tool and ball-burnishing tool were mounted, as shown in Fig. 5. The spindle was locked for both the spherical grinding process and the ball burnishing process by a ntsspindle-locking mechanism. Fig.4. Schematic illustration of the spherical grinding tool and its adjustment device Fig.5. (a) Photo of the spherical grinding tool (b) Photo of the ball burnishing tool 3 Planning of the matrix experiment 3.1 Configuration of Taguchis orthogonal array The effects of several parameters can be determined efficiently by conducting matrix experiments using Taguchis orthogonal array. To match the aforementioned spherical grinding parameters, the abrasive material of the grinder ball (with the diameter of 10 mm), the feed rate, the depth of grinding, and the revolution of the electric grinder were selected as the four ntsexperimental factors (parameters) and designated as factor A to D (see Table 1) in this research. Three levels (settings) for each factor were configured to cover the range of interest, and were identified by the digits 1, 2, and 3. Three types of abrasive materials, namely silicon carbide (SiC), white aluminum oxide (Al2O3, WA), and pink aluminum oxide (Al2O3, PA), were selected and studied. Three numerical values of each factor were determined based on the pre-study results. The L18 orthogonal array was selected to conduct the matrix experiment for four 3-level factors of the spherical grinding process. Table1. The experimental factors and their levels 3.2 Definition of the data analysis Engineering design problems can be divided into smaller-the better types, nominal-the-best types, larger-the-better types, signed-target types, among others 8. The signal-to-noise (S/N) ratio is used as the objective function for optimizing a product or process design. The surface roughness value of the ground surface via an adequate combination of grinding parameters should be smaller than that of the original surface. Consequently, the spherical grinding process is an example of a smaller-the-better type problem. The S/N ratio, , is defined by the following equation: =10 log10(mean square quality characteristic) =10 log10 ni iyn 1 21where: yi : observations of the quality characteristic under different noise conditions n: number of experiment After the S/N ratio from the experimental data of each L18 orthogonal array is calculated, the main effect of each factor was determined by using an analysis of variance (ANOVA) technique and an F-ratio test. The optimization strategy of the smaller-the better problem is to maximize , as defined by Eq. 1. Levels that maximize will be selected for the factors that have a significant effect on . The optimal conditions for spherical grinding can then be determined. 4 Experimental work and results The material used in this study was PDS5 tool steel (equivalent to AISI P20), which is commonly used for the molds of large plastic injection products in the field of automobile components and domestic appliances. The hardness of this material is about HRC33 (HS46). One specific advantage of this material is that after machining, the mold can be directly used for further finishing processes without heat treatment due to its special pre-treatment. The specimens were ntsdesigned and manufactured so that they could be mounted on a dynamometer to measure the reaction force. The PDS5 specimen was roughly machined and then mounted on the dynamometer to carry out the fine milling on a three-axis machining center made by Yang-Iron Company (type MV-3A), equipped with a FUNUC Company NC-controller (type 0M). The pre-machined surface roughness was measured, using Hommelwerke T4000 equipment, to be about 1.6 m. Figure 6 shows the experimental set-up of the spherical grinding process. A MP10 touch-trigger probe made by the Renishaw Company was also integrated with the machining center tool magazine to measure and determine the coordinated origin of the specimen to be ground. The NC codes needed for the ball-burnishing path were generated by PowerMILL CAM software. These codes can be transmitted to the CNC controller of the machining center via RS232 serial interface. Fig.6. Experimental set-up to determine the optimal spherical grinding parameters Table 2 summarizes the measured ground surface roughness alue Ra and the calculated S/N ratio of each L18 orthogonal array sing Eq. 1, after having executed the 18 matrix experiments. The average S/N ratio for each level of the four actors is shown graphically in Fig. 7. ntsTable2. Ground surface roughness of PDS5 specimen Exp. Inner array (control factors) Measured surface roughness value (Ra) Response no A B C D my1 my 2 my 3 S/N(dB) Mean my_ 1 1 1 1 1 0.35 0.35 0.35 9.119 0.350 2 1 2 2 2 0.37 0.36 0.38 8.634 0.370 3 1 3 3 3 0.41 0.44 0.40 7.597 0.417 4 2 1 2 3 0.63 0.65 0.64 3.876 0.640 5 2 2 3 1 0.73 0.77 0.78 2.380 0.760 6 2 3 1 2 0.45 0.42 0.39 7.530 0.420 7 3 1 3 2 0.34 0.31 0.32 9.801 0.323 8 3 2 1 3 0.27 0.25 0.28 11.471 0.267 9 3 3 2 1 0.32 0.32 0.32 9.897 0.320 10 1 1 2 2 0.35 0.39 0.40 8.390 0.380 11 1 2 3 3 0.41 0.50 0.43 6.968 0.447 12 1 3 1 1 0.40 0.39 0.42 7.883 0.403 13 2 1 1 3 0.33 0.34 0.31 9.712 0.327 14 2 2 2 1 0.48 0.50 0.47 6.312 0.483 15 2 3 3 2 0.57 0.61 0.53 4.868 0.570 16 3 1 3 1 0.59 0.55 0.54 5.030 0.560 17 3 2 1 2 0.36 0.36 0.35 8.954 0.357 18 3 3 2 3 0.57 0.53 0.53 5.293 0.543 Fig.7. Plots of control factor effects The goal in the spherical grinding process is to minimize the surface roughness value of the ground specimen by determining the optimal level of each factor. Since log is a monotone decreasing function, we should maximize the S/N ratio. Consequently, we can determine the optimal level for each factor as being the level that has the highest value of . Therefore, based on the matrix experiment, the optimal abrasive material was pink aluminum oxide; the optimal feed was 50 mm/min; the optimal depth of grinding was 20 m; and the optimal revolution was 18 000 ntsrpm, as shown in Table 3. The optimal parameters for surface spherical grinding obtained from the Taguchis matrix experiments were applied to the surface finish of the freeform surface mold insert to evaluate the surface roughness improvement. A perfume bottle was selected as the tested carrier. The CNC machining of the mold insert for the tested object was simulated with Power MILL CAM software. After fine milling, the mold insert was further ground with the optimal spherical grinding parameters obtained from the Taguchis matrix experiment. Shortly afterwards, the ground surface was burnished with the optimal ball burnishing parameters to further improve the surface roughness of the tested object (see Fig. 8). The surface roughness of the mold insert was measured with Hommelwerke T4000 equipment. The average surface roughness value Ra on a fine-milled surface of the mold insert was 2.15 m on average; that on the ground surface was 0.45 m on average; and that on burnished surface was 0.07 m on average. The surface roughness improvement of the tested object on ground surface was about (2.150.45)/2.15 = 79.1%, and that on the burnished surface was about (2.150.07)/2.15 = 96.7%. Fig.8. Fine-milled, ground and burnished mold insert of a perfume bottle 5 Conclusion In this work, the optimal parameters of automated spherical grinding and ball-burnishing surface finishing processes in a freeform surface plastic injection mold were developed successfully on a machining center. The mounted spherical grinding tool (and its alignment components) was designed and manufactured. The optimal spherical grinding parameters for surface grinding were determined by conducting a Taguchi L18 matrix experiments. The optimal spherical grinding parameters for the plastic injection mold steel PDS5 were the combination of the abrasive material of pink aluminum oxide (Al2O3, PA), a feed of 50 mm/min, a depth of ntsgrinding 20 m, and a revolution of 18 000 rpm. The surface roughness Ra of the specimen can be improved from about 1.6 m to 0.35 m by using the optimal spherical grinding conditions for surface grinding. By applying the optimal surface grinding and burnishing parameters to the surface finish of the freeform surface mold insert, the surface roughness improvements were measured to be ground surface was about 79.1% in terms of ground surfaces, and about 96.7% in terms of burnished surfaces. nts中文译文 基于注塑模具钢研磨和抛光工序的自动化表面处理 摘要 这篇文章 研究 了 注塑模具钢自动研磨与球面抛光 加工工序 的 可能性 ，它可以在 数控加工中心 完成 注塑模具钢 PDS5 的 塑 性 曲面 。 这项研究已经完成了磨削刀架 的 设计 与 制造 。 最佳表面研磨参数 是在 钢铁 PDS5 的 加工中心测定 的。 对于 PDS5 注塑模具钢 的最佳球面研磨参数是以下一系列的组合：研磨 材料的磨料 为 粉红氧化铝 ，进给量 50 毫米 /分钟 ， 磨削深度 20 微米，磨削转速为 18000RPM。 表面粗糙度 Ra 值 可由大约 1.60 微米改善至
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