手机保护壳塑料模具设计【全套含有CAD图纸三维建模】
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购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396摘 要本次设计为手机壳的模具，首先分析零件工艺性，然后确定合适的注塑模具，进行模仁尺寸的确定，通过模仁尺寸来计算模架。在设计过程中，我们还需要考虑到模具的加工成本、模具的使用寿命等等，确保生产出来的模具能够发挥最大效用。关键词：模仁;一模一腔;流道购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396目 录前 言 .11 产品要求介绍 .21.1 产品材料特性分析 .21. 2 模具设计要求 .32 模具的设计 .42.1 设计分型面 .42.2 浇注部分设计 .42.3 浇口的设计 .52.4 定位环设计 .62.5 型芯型腔尺寸设计 .62.6 模架选择 .93 抽芯机构 .114 其他系统 .134.1 冷却系统 .134.2 推出系统 .134.3 导向系统 .144.4 排气系统 .155 模具工作原理 .16总结 .17致谢 .18参考文献 .19购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163961前 言塑料模具在模具中占了很大一个比例，在我国，其产值大约占到了我国模具整个行业产值的 1/3，我们生活的方方面面都要涉及到塑料模，例如我们用盆、夏天吹的小风扇、平时用的手机等等都有塑料在上面，本次着重讲一下手机塑料壳，智能手机越来越普及，我们很多人都有，淘汰更新也很快，对于此，我按照我使用的一款手机设计了一套手机壳的塑料模具。在这之前，我们已经学过一些关于塑料模具的一些理论知识，了解塑料的基本特点，但是只有通过理论和实践的相结合，我们才能更好的了解塑料模。21 产品要求介绍本次设计的手机壳如下图 1-1 所示，结构较为简单，要求要有一定的减震抗摔作用，同时要保证握在手里手感舒适，同时要保证手机的散热性能良好。图 1-1 塑件图1.1 产品材料特性分析成形：本产品大批量生产，且由于本次设计精度要求不是太高，故采用注塑成型工艺。材料选取：为了满足产品的设计要求，本次设计采用的材料为 PMMA，因为该材料具有优越的透光性能，材料柔软，满足产品要求，PMMA 收缩率为 1.002. 下图 1-2 为材料收缩率。图 1-2 材料收缩3生产：根据本次产品的外形，设计了两板模模具，采用一模一腔。选用卧式注塑机生 产。本次采用的是两点进胶，分流道结构简单且距离较短，节约材料。根据商家提供的注塑机标准，我们计算出生产数据塑件的体积：V88000mm 3塑件质量：M=v0.0546218kg 查表 2-7【1】得 =1.27浇注系统的凝料：在设计之前虽然不能确定准确的数值，但是按照以往经验，可以按照塑件体积的 0.31 倍来计算，由于本次设计的分流道较短，且采用的是两点式进胶，所以浇注系统的凝胶可以按塑件体积的 0.25 倍估算。一次入模的总体积=浇注系统的凝料体积+ 塑件体积V 总=V（1+0.25）110cm 3工作一次打入模具型腔的材料总质量 V 总=11，输入量要是注塑机理论注射量的 0.8倍，来满足生产要求。通过查阅资料注塑机的理论注射量为：V 注塑机=110x0.8=88cm 3。由此选注塑机注射量是 220cm3，客户提供的注塑机型号满足生产要求。PMMA 的注塑技术参数：干燥温度 80 度，干燥时间 23h 模具温度 4070 度， 溶胶温度 215240，注射压力在 100170，锁模力为 4（ton/in 2）。1. 2 模具设计要求本次设计采用的是一模一腔，相对来说较为简单，型芯型腔为沉坑嵌入式，不需要推件板和垫板，推杆推出复位杆复位(可使用强拉)，Z 型拉料杆，有斜顶和侧抽芯，CI 型模架，冷却系统采用环绕型水路，因为材料柔韧性较好，且高度较小，因此可以采用顶块强推的落料方式。行芯行腔表面粗糙度采用 IT7 级，排气采用末端排气，和排气镶件组合的方式。为延长模具的使用寿命，模架材料我们选用 P20 的料,因为 P20 的料较硬，模仁选用718H 钢材，该材料适用于高抛光度的内模件，因为材料的硬度不一样，而且有相对运动，为了防止插烧，延长模具使用寿命，我们在两者之间放置硬度较高的 9CrWMn，HRC54-56。42 模具的设计2.1 设计分型面分型面需要用产品的最大截面处才可以，这样可以方便后期的拆模和打料。因为该产品为手机外壳，所以分型面的设计不仅要满足塑件外观美观，也要保证塑件留着后模单侧。根据产品外观特性我们选用台阶型分型面，可以满足上述要求。见图 2-1 分型面。图 2-1 分型面2.2 浇注部分设计1）符合产品材料的特性；2）排气系统要做好，不然容易困气，产生气纹；3）分流道不宜过长，浪费材料；4）不能让熔融状态的料直接冲击模仁及镶件，磨损工件；5）维修更换方便；6）避免产品发生变形；7）浇注系统在分型面上的投影面积、容积不宜过大，伤害外观面；8）浇注系统的位置在模具的轴线上，浇注系统与型腔的布局尽可能减小。根据上述分析我们采用一模一腔的设计主流道的轴线垂直于分型面，采用直浇注系统，我们设计满足上述要求，为便于流道凝料的顺利落料，内壁粗糙度 Ra 设计为50.4m，主流道设计成圆锥形，其锥度 =2，这是为了顺利脱模。唧嘴小端直径 d 取 36mm，我们采用 3mm, 主流道的长度由 A 板厚度决定，一般长度不超过 60mm，唧嘴大端与分流道相接处应有过渡圆角以减少料流转向时的阻力，同时防止困气。为了提高生产效率，我们采用半圆形分流道横切面，进浇点尺寸 0.5 。唧嘴小端直径 d 比注射机喷嘴直径大 0.51mm，防止溢料。根据产品的外形特点及尺寸分析，我们选用该种标准唧咀满足设计要求：d=2.9 长度=60，见图 2-2 浇口套。图 2-2 浇口套2.3 浇口的设计产品外形简单，表面结构参数无特殊要求，故选择采用侧浇口。侧浇口开设在模具的分型面上，从产品中间进料。是广泛采用的一种浇口形式。浇口设计不合理容易出现气纹，熔接线在外观面等问题。为了提高生产效率，我们采用圆形流道和矩形胶口，在浇口处加上小矩形块，既保证了胶的流速，又防止气纹的产生，加工方便。见图 2-3 分流道浇口。6图 2-4 分流道浇口2.4 定位环设计根据客户提供的注塑机，我们采用设计定位环，厂内可以互换使用，保证生产效率，定位环大直径径：100 沉入前面板 5mm,定位角度 45 度，总厚度 15mm，小直径：36mm，见图 2-5 定位环。图 2-5 定位环2.5 型芯型腔尺寸设计7图 2-6 模具剖视图如图 2-6、2-7，根据塑件的面积、体积和结构我们确定模架的大小，要保证足够的强度。A:模仁单侧到模板单侧的距离(前模宽度)；B:定模模仁底部到定模板底部的距离(前模厚度)；C:动模模仁底部到动模板底部的距离(后模厚度)；D:产品到模仁单边的距离；H:动模支承板的厚度;X:产品的高度。图 2-7 产品面积我们通过测量产品的投影面积约为 13000mm；通过查阅资料，为了结构更为紧凑且8满足使用要求我们取值如下:A=51mm B=29mm C=49mm D=27mm E=39mm H=52mm塑件尺寸图 2-8。图 2-8 塑件尺寸模仁总长为：139+2D=193 模仁宽总为：69+2D=123.模仁总高为：2(8.5+E)=95见图 2-9 模仁尺寸。9图 2-9 模仁尺寸2.6 模架选择模架的结构包括型芯型腔固定板、动模和定模座板垫块以及一部分零部件等等，查表 3-6【 1】 具体数据。我们常见的模架的形式有三种，分别是细水口、大水口和简化版的细水口模架，大水口就是我们平时说的两板模，细水口就是三板模。10大水口模架又分为三种形式，分别为工字模、直身有面板 H 模和无面板 T 模。细水口一般用于对产品精度要求过高的模具，简化版的细水口一般用于 500MM 以下的模具，根据上面所述的尺寸，设定模架为大水口的两板模，根据模仁的尺寸。得出面板的数据如下：模仁长:193，宽 123，高 95。A 板：长度=193+2A=241 宽度=123+2A=225 厚度=95+B=124B 板：长度 =193+2A=241 宽度=123+2A=225 厚度 =95+C=124根据上述数据可以确定大水口的两板模适合本次注塑模的模架。图 2-10 三维结构图11图 2-11 模架结构3 抽芯机构本产品的侧面由于含有侧孔和内凸，从而使塑件脱模受到影响，而本产品外观要求光滑无死角，因此不能有结合线，所以考虑到在动模部分添加斜顶和侧抽芯。根据模具的设计，我们设计的抽芯尺寸如下图 3-1 和 3-2：图 3-1 抽芯 3D 图121 .图 32 抽芯机构尺寸134 其他系统4.1 冷却系统我们常见的冷却系统有环绕式和直通式两种类型。为了提高冷却效果我们采用环绕式水路，环绕式水路加工起来比较困难（但冷却到位），水通道到顶针和螺钉应该大于 3mm-4mm，运水塞头在 10mm 以上，运水胶位10mm15mm 之间才合适。我们把水接头放在地侧，保证安全，节约成本，模温机在下方见图 4-1 水路。图 4-1 上模水路4.2 推出系统常见的推出机构有推板推出和推杆推出两种类型，本产品为一模一腔，结合尺寸，我们采用的方式有推杆，顶块和斜顶强推组合模式（保证顺利脱模，不损伤产品）。因为该产品材料允许强推，强推可以节约成本，所以采用 Z 形拉料杆进行拉料。如图 4-2。14图 4-2 推出机构4.3 导向系统导向系统具有重要作用，保证零件正常对合，保证塑件壁厚均匀，我们采用导柱导套导向，外设精定位均具有导向作用，如图 4-3。图 4-3 导向机构154.4 排气系统由于型腔注塑时会产生气体，影响零件尺寸，故而需要设计排气系统，排气系统就是为了把气体排出去，因为排气系统会影响产品的质量，所以必须设计，由于本次设计塑件体积不大，所以并没有设计排气槽，但是我们在顶杆和模仁的配合间隙上两侧各留有 0.02 的空隙，PMMA 的料流不出去，也不会产生飞边，分型面也留有间隙用来排气。165 模具工作原理注塑模具是在成型过程中赋予塑料形状和尺寸的部件，模具结构可能因为塑件的形状或者结构等而变化不一，但是其基本结构是一样的，由浇筑系统和成型零件和结构零件三部分组成。浇筑系统与成形零件是与塑件直接接触部分，随着塑料和制品的变化而变化。模具工作时，侧抽芯进入型腔，注塑机通过浇口套把熔料打入分流道和型腔，冷却结束后，在侧抽芯推出处开模，推板和斜顶推出产品，由勾料针顶出，最后浇注系统落料。我们设计的模具动作是合模-注塑-冷却保压-开模- 抽心退出-顶出-合模。17总结经过紧张的几周忙碌，在自己的辛劳和老师同学的提示，毕业论文终于完成了。在设计过程中，反复查阅了以前的学的一些书，像塑料模具加工基础、塑料模具设计与项目实践等，在老师的指导下，一步步完成了设计。加深了对塑料模具这块的认知，加深了对模具各部件的认识，而 UG、CAD 等制图软件的应用越来越普及，这方面在设计过程中充分的体会到了。这次毕业设计就是在理论与以后的工作中架起了一座桥梁，所以很重视。在这次毕业设计中，也深深体会到“凡事必躬亲”很多知识的不牢固，只有通过实践才知道。这对我们以后的生活和工作具有莫大的帮助。在此设计中还有许多的不足和问题，希望老师给予指导和纠正。18致谢我的毕业设计完成了，在此过程中，我遇到了很多棘手的问题，还好有我们专业老师老师的帮助和自己的认真仔细，克服了一个个困难，顺利完成了毕业论文。也要感谢之前教我们 CAD 的老师，如果没有他们所教的 CAD 知识，不会那么熟练运用 CAD 软件，也就不会那么快完成设计了。做了这份设计，也让我加深了对专业的认知和对知识的巩固。也要感谢舍友在平时我遇到难题时的提点和帮助，在此由衷感谢大家。19参考文献1李勇.塑料注塑模具经典结构 180 例.浙江：浙江大学出版社，2014.2刘朝福. 注塑成型实用
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