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诺基亚3120外壳注塑模设计及数控仿真加工【5张CAD图纸+毕业论文】

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程序

型腔程序.NC

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诺基亚3120外壳上盖.dwg

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关键词：: 诺基亚 3120外壳注塑模设计数控诺基亚3120外壳注塑模 cad 图纸毕业论文

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诺基亚3120外壳注塑模设计及数控仿真加工

36页 11000字数+论文说明书+任务书+开题报告+5张CAD图纸【详情如下】

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程序

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诺基亚3120外壳注塑模设计及数控仿真加工开题报告.doc

诺基亚3120外壳注塑模设计及数控仿真加工说明书.doc

诺基亚3120手机外壳注塑模设计及数控加工

摘要：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、生产成本低是注塑模设计的重要依据，利用三维CAD/CAM软件对模具型面进行CAD造型及生成数控加工程序可以优化上述过程。使设计出来的手机外壳表面光滑、外表美观。

塑料注射的设计过程，其中的设计内容有零件的工艺性编制：塑件的工艺性分析、塑件的体积和质量计算及注射机参数的确定；结构设计：分型面选择、型腔数确定、型腔的排列方式、浇口设计、侧向分型抽芯机构设计、推出及复位机构方式确定；型芯、型腔尺寸计算；模具加热和冷却系统计算；模具闭合高度确定；注射机有关参数的校核；如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠。

本次设计的制品为手机外壳，首先完成其注射模设计，本文从型腔数量和布局的确定、注射机选择、冷却系统、成型部件的设计等给出了详细的设计过程，然后利用Auto CAD来完成其零件图和装配图，最后利用Master CAM进行模具型面CAD造型，模拟加工部分进行仿真模拟加工，使用加工路径、曲面加工和实体操作管理等命令实现模拟加工和生成模具型面数控加工程序。

关键词：注塑模 CAD造型数控仿真加工

The injecting-mold design and NC emulator machining of Nokia 3120 cel’ outer shells

Abstract：The mould structure compact and reliable, easy operation, stable operation and good cooling effect, low labor strength, high production efficiency, the production of plastic parts with high precision, low production cost is the important basis of injection molding design, 3d CAD/CAM software to mould CAD model and face for nc program can optimize the process. Make the cell phone casing surface smooth, beautiful appearance.

Plastic Injection the design process, which is designed as part of the craft-oriented establishment : Plastic Parts of the Process Analysis, Plastic Parts of the size and quality of calculation and the injection parameters set; Structural design : Surface choice cavity determination, Cavity the arrangement, gate design, lateral type pulling mechanism design, launch and reattached body identified; Core, Cavity size calculation; Die heating and cooling system computation; Mold closing high set; Injection machine parameters in the verification; The design of such a structure can be used to ensure reliable die.

The design of products for cell phone casing plastic injection mould design, use CAD to complete its parts and assembly. The mould structure compact and reliable, easy operation, stable operation and good cooling effect, low labor strength, high production efficiency, the production of plastic parts with high precision, low production cost. From the cavity number and layout, injection machine, cooling system, forming parts design are detailed design process. And the use of Master tool CAM CAD model and numerical simulation, and produce mould processing of nc machining process.

Keywords: injecting mold CAD model Numerical control simulation machining

1 序言

1.1 我国塑料模工业的现状 (3)

1.2 CAD技术 (3)

2 塑件的分析与注塑成型工艺过程

2.1 塑件分析 (4)

2.1.1 结构分析 (4)

2.1.2 壁厚分析 (4)

2.1.3 塑件材料的分析与选择 (4)

2.2 注塑成型工艺过程 (5)

3 塑件模具的设计

3.1 塑件成型的工艺性能分析 (5)

3.2 注射机的确定 (6)

3.3 浇注系统的形式和浇口的设计 (6)

3.3.1 浇口形式及位置选择 (7)

3.3.2 浇口的设计 (8)

3.4 分型面的设计 (8)

3.5 推出机构和复位机构设计 (9)

3.6 其它机构的选择 (10)

3.6.1 合模导向机构的设计 (10)

3.6.2 排气和冷却机构 (11)

3.6.3 支承零件的设计 (11)

3.7 成型零件的设计 (12)

3.7.1 结构设计 (12)

3.7.2 成型零件工作尺寸计算 (12)

3.8 模具型腔侧壁和底板厚度的设计 (15)

3.8.1型腔壁厚的计算 (15)

3.8.2 底板厚度的计算 (16)

3.9 标准模架的选择 (16)

3.10 注射机的效核及浇口套的设计 (16)

3.10.1 注射机的效核 (16)

3.10.2 浇口套的设计 (17)

3.11 冷却系统的计算 (17)

3.12 脱模力和推杆直径的计算 (18)

3.13 模具装配图 (19)

4 模具型腔和型芯的三维造型与数控仿真加工

4.1 Mastercam9.0软件的应用 (19)

4.1.1设计方面 (19)

4.1.2加工方面 (20)

4.2塑件型腔三维CAD造型 (20)

4.3 型腔的数控仿真加工 (23)

4.4型芯曲面造型 (26)

4.5 型芯数控仿真加工 (27)

结论 (32)

参考文献 (33)

致谢 (33)

1 序言

1.1 我国塑料模工业的现状

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。

成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。

在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。

1.2 CAD技术

CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。

本设计是设计手机外壳的注塑模。利用UG/CAD/CAM软件设计手机注塑模,并绘制注塑模模腔、模芯零件图及装配图，使其能够进行刀具轨迹仿真模拟加工。

在这次设计中，虽然遇到了很多困难，但是在指导老师的悉心指导和自己的努力下，我相信我能很好地完成毕业设计任务。由于学生缺乏经验，加之水平有限，本论文中必然会存在不少纰漏和错误，敬请评阅老师批评指正。

2 塑件的分析与注塑成型工艺过程

2.1 塑件分析

2.1.1 结构分析

塑件为手机外壳，应有一定的结构强度；其中上壳由于中间有手机的按键及手机显示屏，后面有与后盖联接的塑料倒扣，所以应保证它有一定的装配精度；由于该塑件为手机外壳，因此对表面粗糙度要求不高。

2.1.2 壁厚分析

手机面壳结构比较复杂，为了防止注塑件缩水，在结构设计时除了满足功能需求外，还要做到壁厚均匀，过渡圆滑。对塑件来说，除使用要求需采用尖角之外，其余所有内外表面转弯处都应尽可能采用圆角过渡，以减小应力集中。

内部倒角R≤0.3T，则应力急剧升高

内部倒角R≥0.8T，则无应力集中现象

转角处设计规范一般以达壁厚均匀为最佳，其内部倒角以0.5T为宜，外部倒角以1.5T为宜，其中T为成品壁厚。结论

经三个月对手机外壳塑料模具的设计，通过参考、查阅各种有关模具，Mastercam9.0方面的资料，请教老师有关模具，Mastercam9.0方面的问题，特别是模具在实际中可能遇到的具体问题，使我在这段时间里，对注塑模具的设计方法与流程有了个较为全面的认识。使我对塑料模具设计的各种成型方法，成型零件的设计和加工工艺，主要工艺参数的计算，产品缺陷及其解决办法，模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。

设计、学习、再设计，这种潜移默化的教学方式使我学到了一种科学的设计思路和方法，这都对我们以后工作产生积极的影响。特别是在利用现代化的设计上。

在设计的过程中，遇到了很多的问题，特别是在流道的设计，成型零件的计算等方面，一度走了很多弯路，浪费了不少时间。而在装配图的绘制中，对细节的反复修改较多。经过很长时间的思考和查阅资料，请教导师，才完成了本套模具的设计过程。

我对模具的认识从陌生到开始接触，从了解到熟悉。经过三个月的努力，我相信这次毕业设计一定能为四年的大学生涯划上一个圆满的句号，为将来的事业奠定坚实的基础。

参考文献

1 严烈主编. Mastercam 8模具设计超级宝典. 北京:冶金工业出版社，2000.

2 严烈主编. Mastercam 8模具设计制造. 北京:冶金工业出版社，2004.

3 彭建声主编. 模具技术问答. 北京:机械工业出版社，2003.

4 伊启中主编. 模具CAD/CAM . 北京:机械工业出版社，2001.

5 柳燕君秦涵. 型腔模具设计与制造实例高等教育出版社，2008.

6 John Lygers.Claire Tomlin.Shankarsastry Cemtrollers for reachability7

specifications for bybidstystems.Automatic(1999)349-3

7.Bress, Thomas J.;Dowling, David R. ;Visualization of injection molding.Journal of Reinforced Plastics and Composites v 17 n 15 1998. p 1374-1381

内容简介：: 毕业设计（论文）任务书 I、毕业设计 (论文 )题目：诺基亚 3120 外壳注塑模设计及数控仿真加工业设计 (论文 )使用的原始资料 (数据 )及设计技术要求：设计原始资料：诺基亚 3120 手机外形，统说明书；设计技术要求：芯零件图 ,符合塑件生产要求 ; 件对模具型面进行型及生成数控加工程序；合制图标准；计计算正确，论文格式规范。业设计 (论文 )工作内容及完成时间：文资料翻译（ 6000 字符），撰写开题报告 2 周机外壳塑件图 1 周具型腔、型芯零件图 4 周机外壳注塑模装配图 3 周维件的应用并进行曲面造型设计 3 周维件生成模具型面数控加工程序 1 周业论文）一份 3 周计审查、毕业答辩 1 周、主要参考资料： 1 模具设计超级宝典 . 北京 :冶金工业出版社， 2000. 2 模具设计制造 . 北京 :冶金工业出版社， 2004. 3 模具技术问答 . 北京 :机械工业出版社， 2003. 4 模具北京 :机械工业出版社， 2001. 57 999)3496. .;. of v 17 n 15 1998. p 1374航空工程系机械设计制造及其自动化专业学生（签名）：日期：自 2010 年 3 月 1 日至 2010 年 7 月 2 日指导教师（签名）：助理指导教师 (并指出所负责的部分 )：机械制造工程系（室）主任（签名）：万文 1 选题的依据及意义机外壳的发展意义在网络化和数字化迅猛发展的今天对日趋激烈的竞争市场和日益挑剔的消费者已成为手机厂商要解决的迫在眉睫的问题。英国前首相撒切尔夫人对工业设计曾有一句非常精辟的论断 :“对于工业设计一分的投入美国工业设计协会做过调查其销售收入为二千五百美元；日本日立公司的统计数字也表明工业设计的作用就占 51%2%。十分显然必然会给产品带来丰厚的利润。实现手机工业设计的突破和创新正是大势所趋。当前逐鹿中原。摩托罗拉、诺基亚、索尼爱立信、三星、家品牌占领了中国手机市场 75%的份额机牌照的放开、市场竞争者的不断涌入、市场竞争环境的恶化他们纷纷打起广告战、价格战、渠道战和产品战。这其中产品战是重头戏经过多年的努力着手机的不断普及多层次的需求越来越强烈们往往对外观设计平庸或雷同的手机不屑一顾此对市场的巨大挑战机的外观设计在适应功能设计的前提下彩及文化合理有机地融合性化、个性化和娱乐化势。主流仍是时尚化设计作为通信功能产品着手机普及程度的提高活中不可或缺的伴侣设计师们将外形设计重点转移到消费电子产品特征上。对于消费电子产品来说手机外观设计也应遵循这一规律。因此美情趣及时尚追求在造型、色彩、材质、功能搭配和装饰物等的选择上竭力突出其时尚化特征体现到手机的外观设计上。现如今媒体、游戏和商务等特征是消费者能普遍接受的功能今后几年手机外观可以千姿百态、风格多样通信技术和数字技术的发展日新月异对手机的外观设计更是提出了更高的要求性化、人性化和娱乐化的手机机的工业设计者有责任意义计算机辅助设计指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。简称在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。够减轻设计人员的劳动，缩短设计周期和提高设计质量。 2 国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：具的发展模具是工业生产中的重要工艺装备，模具工业是国民经济各部门发展的重要基础之一国经济往来十分频繁，世界各国经济高速发展，人类消费日趋增长，消费结构日趋复杂，消费的增长带来了全球经济的快速发展，中国也渐渐地转变为世界制造中心。目前中国模具有了较大的发展，但与先进国家相比还存在较大的差距。如：国产模具精度低、寿命短、制造周期长，成型设备较陈旧、规格品种少；新型模具材料研发运用力度不大，广应用程度还远远落后于工业发达国家。具术发展趋势 21 世纪模具制造行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化 ,追求的目标是提高产品质量及生产效率 ,缩短设计周期及制造周期 ,降低生产成本 ,最大限度地提高模具制造业的应变能力 ,满足用户需求。具体表现出以下几个特征。 1)标准化统可建立标准零件数据库 ,非标准零件数据库和模具参数数据库。标准零件库中的零件在计中可以随时调用 ,并采用组技术 )生产。非标准零件库中存放的零件 ,虽然与设计所需结构不尽相同 ,但利用系统自身的建模技术可以方便地进行修改 ,从而加快设计过程 ,典型模具结构库是在参数化设计的基础上实现的 ,按用户要求对相似模具结构进行修改 ,即可生成所需要的结构。 2)集成化技术现代模具设计制造系统不仅应强调信息的集成 ,更应该强调技术、人和管理的集成。在开发模具制造系统时强调 “多集成 ”的概念 ,即信息集成、智能集成、串并行工作机制集成及人员集成 ,这更适合未来制造系统的需求。 3)智能化技术应用人工智能技术实现产品生命周期 (包括产品设计、制造、使用 )各个环节的智能化 ,实现生产过程 (包括组织、管理、计划、调度、控制等 )各个环节的智能化 ,以及模具设备的智能化 ,也要实现人与系统的融合及人在其中智能的充分发挥。 4)网络技术的应用网络技术包括硬件与软件的集成实现 ,各种通讯协议及制造自动化协议 ,信息通讯接口 ,系统操作控制策略等 ,是实现各种制造系统自动化的基础。目前早已出现了通过现跨国界模具设计的成功例子。 5)多学科多功能综合产品设计技术未来产品的开发设计不仅用到机械科学的理论与知识 ,而且还用到电磁学、光学、控制理论等知识。产品的开发要进行多目标全性能的优化设计 ,以追求模具产品动静态特性、效率、精度、使用寿命、可靠性、制造成本与制造周期的最佳组合。 6)逆向工程技术的应用在许多情况下 ,一些产品并非来自设计概念 ,而是起源于另外一些产品或实物 ,要在只有产品原型或实物模型 ,而没有产品图样的条件下进行模具的设计和制造以便制造出产品。此时需要通过实物的测量 ,然后利用测量数据进行实物的何模型的重新构造 ,这种过程就是逆向工程逆向工程能够缩短从设计到制造的周期 ,是帮助设计者实现并行工程等现代设计概念的一种强有力的工具 ,目前在工程上正得到越来越广泛的应用。 7)快速成形技术快速成形制造技术基于层制造原理 ,迅速制造出产品原型 ,而与零件的几何复杂程度丝毫无关 ,尤其在具有复杂曲面形状的产品制造中更能显示其优越性。它不仅能够迅速制造出原型供设计评估、装配校验、功能试验 ,而且还可以通过形状复制快速经济地制造出产品模具 (如制造电极用于工、作为模芯消失铸造出模具等 ),从而避免了传统模具制造的费时、高成本的工 ,因而术在模具制造中日益发挥着重要的作用。三、研究内容及实验方案：内容：诺基亚 3120 外壳注塑模设计及数控仿真加工方案：芯零件图 ,符合塑件生产要求 ; 合制图标准；计计算正确，论文格式规范。四、目标、主要特色及工作进度文资料翻译，撰写开题报告 2 周计并绘制手机外壳塑件图 1 周计并绘制模具型腔、型芯零件图 4 周计并绘制手机外壳注塑模装配图 3 周应用并进行曲面造型设计 3 周成模具型面数控加工程序 1 周业论文）一份 3 周业答辩 1 周五、参考文献 1 严烈主编 . 模具设计超级宝典 . 北京 :冶金工业出版社， 2000. 2 严烈主编 . 模具设计制造 . 北京 :冶金工业出版社， 2004. 3 彭建声主编 . 模具技术问答 . 北京 :机械工业出版社， 2003. 4 伊启中主编 . 模具北京 :机械工业出版社， 2001. 5 柳燕君秦涵 . 型腔模具设计与制造实例高等教育出版社， 2008. 6 999)349.;. ;of v 17 n 15 1998. 8)其他方面技术。如采用氮气弹簧压边、卸料、快速换模技术、冲压单元组合技术、刃口堆焊技术及实型铸造冲模刃口镶块技术等。 4、模具材料及表面处理技术发展迅速模具工业要上水平，材料应用是关键。因选材和用材不当，致使模具过早失效，大约占失效模具的 45%以上。在模具材料方面，常用冷作模具钢有火焰淬火钢 ( 如日本的；常用新型热作模具钢有美国典；常用塑料模具用钢有预硬钢 (如美国时效硬化型钢 (如美国本 )、热处理硬化型钢 (如美国本典一胜白 136 等 )、粉末模具钢 (如日本；覆盖件拉延模常用铁等，大型模架用工位精密冲模常采用钢结硬质合金及硬质合金。在模具表面处理方面，其主要趋势是：由渗入单一元素向多元素共渗、复合渗 (如 )发展；由一般扩散向子渗入、离子注入等方向发展；可采用的镀膜有：，同时热处理手段由大气热处理向真空热处理发展。另外，目前对激光强化、辉光离子氮化技术及电镀 (刷镀 )防腐强化等技术也日益受到重视。 5、模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到了认同在成形工艺方面，主要有冲压模具功能复合化、超塑性成形、塑性精密成形技术、塑料模气体辅助注射技术及热流道技术、高压注射成形技术等。另一方面，随着先进制造技术的不断发展和模具行业整体水平的提高，在模具行业出现了一些新的设计、生产、管理理念与模式。具体主要有：适应模具单件生产特点的柔性制造技术；创造最佳管理和效益的团队精神，精益生产；提高快速应变能力的并行工程、虚拟制造及全球敏捷制造、网络制造等新的生产哲理；广泛采用标准件通用件的分工协作生产模式；适应可持续发展和环保要求的绿色设计与制造等。一、研究内容及实验方案 1. 分析手机塑件以及塑件成型工艺和过程。 2. 设计手机塑件图， 3. 利用注塑成型原理对手机塑件进行成型分析， 4. 并设计和绘制注塑模模具装配图及型腔、型芯等部分零件图。 5. 利用芯进行三维曲面造型与数控仿真加工，同时生成数控加工程序。 6. 设计过程可利用计算机模拟加工检验。四、目标、主要特色及工作进度 1目标设计并绘制注塑模装配图及模腔、模芯零件图并用系统的把大学里的专业知识复习应用到实际设计和生产中去，提高自己的动手能力和创新能力，掌握造型软件，锻炼自己的自主能力和查阅资料的能力 ,以此提高自己的综合素质来适应社会发展的需求。 2主要特色模具通用简单、制造成本较低。注射成型工艺可由机床按照一定程序完成，便于实现自动化 , 生产效率高，适于大批大量生产。注射一般可一次成形，减少了制品再加工程序。注射成形后的废品及废料可以重新加热注射，节约材料。操作易于掌握，不需要等级较高的技术操作。 3工作进度 1 查阅资料，英文资料翻译（ 6000字符），撰写开题报告（ 2周） 2月 23日 3月 6日 2 设计并绘制诺基亚 3120塑件图（ 1周） 3月 7日 3月 14日 3 设计并绘制模具型腔、型芯零件图（ 4周） 3月 15日 4月 10日 4 设计并绘制诺基亚 3120注塑模装配图（ 2周） 4月 11日 4月 24日 5 熟练掌握（ 3周） 4 月 25日 5月 15日 6 利用序（ 5月 16日 5月 26日 7 编写设计计算说明书（毕业论文）一份（ 5月 27日 6月 7日 8 毕业设计审查、毕业答辩（ 2周） 6月 8日 6月 19日五、参考文献 1. 何启中 . 模具北京：机械工业出版社， 2. 黎汉明 . 数控编程北京：人民邮电出版社， 2000 3. 屈华昌 . 塑料成型工艺与模具设计械工业出版社， 4. 严烈主编 . 模具设计制造冶金工业出版社， 2004 5. 陈剑鹤 . 模具设计基础械工业出版社， 6. 胡如夫 . 北京：人民邮电出版社， 7. 严烈主编 . 模具设计超级宝典冶金工业出版社， 2000 8. v 50 n 9 004. p 589. . of v 118 n 6 997. p 68, 7010. 严烈 . 应用基础教程金工业出版社， 11. 陈志刚 . 塑料模具设计械工业出版社， 12. 杨占尧 . 塑料注塑模结构与设计华大学出版社， 13. 孙江宏 . 北京：科学出版社， 14. 彭建声 . 模具技术问答 . 机械工业出版社， 2003 15. 伊启中 . 模具机械工业出版社， 2001 南昌航空大学科技学院学士学位论文 1 诺基亚 3120 手机外壳注塑模设计及数控加工摘要：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、生产成本低是注塑模设计的重要依据，利用三维件对模具型面进行型及生成数控加工程序可以优化上述过程。使设计出来的手机外壳表面光滑、外表美观。塑料注射的设计过程，其中的设计内容有零件的工艺性编制：塑件的工艺性分析、塑件的体积和质量计算及注射机参数的确定；结构设计：分型面选择、型腔数确定、型腔的排列方式、浇口设计、侧向分型抽芯机构设计、推出及复位机构方式确定；型芯、型腔尺寸计算；模具加热和冷却系统计算；模具闭合高度确定；注射机有关参数的校核；如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠。本次设计的制品为手机外壳，首先完成其注射模设计，本文从型腔数量和布局的确定、注射机选择、冷却系统、成型部件的设计等给出了详细的设计过程，然后利用完成其零件图和装配图，最后利用行模具型面型，模拟加工部分进行仿真模拟加工，使用加工路径、曲面加工和实体操作管理等命令实现模拟加工和生成模具型面数控加工程序。关键词：注塑模型数控仿真加工 C 120 南昌航空大学科技学院学士学位论文 2 of is of 3d AM to AD nc is as of of of of in of a be to of AD to of AD of nc 录南昌航空大学科技学院学士学位论文 3 1 序言国塑料模工业的现状 . (5) . (5) 2 塑件的分析与注塑成型工艺过程件分析 . (5) 构分析 . (6) 厚分析 . (6) 件材料的分析与选择 . (6) 塑成型工艺过程 . (7) 3 塑件模具的设计件成型的工艺性能分析 . (7) 射机的确定 . (8) 注系统的形式和浇口的设计 . (8) 口形式及位置选择 . (9) 口的设计 . (10) 型面的设计 . (10) 出机构和复位机构设计 . (10) 其它机构的选择 . (11) 模导向机构的设计 . (11) 气和冷却机构 . (13) 承零件的设计 . (13) 型零件的设计 . (13) 构设计 . (14) 型零件工作尺寸计算 . (14) 具型腔侧壁和底板厚度的设计 . (17) 腔壁厚的计算 . (17) 板厚度的计算 . (18) 准模架的选择 . (18) 射机的效核及浇口套的设计 . (18) 射机的效核 . (18) 口套的设计 . (19) 却系统的计算 . (19) 模力和推杆直径的计算 . (20) 具装配图 . (21) 4 模具型腔和型芯的三维造型与数控仿真加工件的应用 . (21) 计方面 . (21) 工方面 . (21) . (22) 腔的数控仿真加工 . (25) 南昌航空大学科技学院学士学位论文 4 . (28) 芯数控仿真加工 . (29) 结论 . (34) 参考文献 . (35) 致谢 . (35) 1 序言南昌航空大学科技学院学士学位论文 5 国塑料模工业的现状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、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。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。在制造技术方面，台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的统，在制造技术方面，术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的统，这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了集成，并能支持术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具术术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具其进一步普及创造良好的条件；基于网络的体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型料制件及模具的 3D 设计与成型过程的 3 本设计是设计手机外壳的注塑模。利用计手机注塑模 ,并绘制注塑模模腔、模芯零件图及装配图，使其能够进行刀具轨迹仿真模拟加工。在这次设计中，虽然遇到了很多困难，但是在指导老师的悉心指导和自己的努力下，我相信我能很好地完成毕业设计任务。由于学生缺乏经验，加之水平有限，本论文中必然会存在不少纰漏和错误，敬请评阅老师批评指正。 2 塑件的分析与注塑成型工艺过程件分析南昌航空大学科技学院学士学位论文 6 构分析塑件为手机外壳，应有一定的结构强度；其中上壳由于中间有手机的按键及手机显示屏，后面有与后盖联接的塑料倒扣，所以应保证它有一定的装配精度；由于该塑件为手机外壳，因此对表面粗糙度要求不高。厚分析手机面壳结构比较复杂，为了防止注塑件缩水，在结构设计时除了满足功能需求外，还要做到壁厚均匀，过渡圆滑。对塑件来说，除使用要求需采用尖角之外，其余所有内外表面转弯处都应尽可能采用圆角过渡，以减小应力集中。内部倒角 R 应力急剧升高内部倒角 R 无应力集中现象转角处设计规范一般以达壁厚均匀为最佳，其内部倒角以部倒角以中件材料的分析与选择手机（以直板机为例）外壳主体部分（面壳、底壳、电池盖）材料一般采用料材料的使用都是根据其本身的特性，在满足使用性能和加工工艺的基础上选择的。常用塑料材料性能简述如下： 1）较好的尺寸稳定性、一定的耐化学药品性和良好的电气绝缘性。它不透明，一般呈浅象牙色，能通过着色而制成具有高度光泽的其它任何色泽制品，电镀级的外表可进行电镀、真空镀膜等装饰。通用级透水、燃烧缓慢，燃烧时软化，火焰呈黄色、有黑烟，最后烧焦、有特殊气味，但无熔融滴落，可用注射、挤塑和真空等成型方法进行加工。 2）物料性能冲击强度高，尺寸稳定性好，无色透明，着色性好，电绝缘性、耐腐蚀性、耐磨性好，但自润滑性差，有应力开裂倾向，高温易水解，与其它树脂相溶性差。适于制作仪表小零件、绝缘透明件和耐冲击零件。 3）丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物 /聚碳酸酯混合物。其性能如下：物理性能：抗冲击性；高光泽；抗光性，可电镀，抗热性；高弯曲强度。南昌航空大学科技学院学士学位论文 7 化学性能：仅有限的抗水解性能；不抗酮，酯，氯化碳氢化合物。 4）即聚苯乙烯 ,呈无色透明状，透光性能仅次于有机玻璃，容易着色，并且具有良好的可塑流动性及较小的成型收缩率。其主要缺点是脆性大，形状复杂制品成型后存在较大内应力。根据以上内容，我所设计的手机选择的材料如下：材料：聚碳酸脂（颜色：珍珠白生产批量：中批量生产材料特性：诺基亚 3120手机外壳，密度为吸水率小于透光率为 75% 90%，本色白 ,而有点透明的珍珠白塑料，韧而刚，抗冲击性在热塑性塑料中名列前矛，成型零件可达到很好的尺寸精度并在很宽的温度变化范围内保持尺寸的稳定性。抗蠕变、耐磨、耐热、耐寒。脆化温度在期工作温度可以达到 120 C，其最大的特点是塑件易开裂，耐疲劳强度差。对热、氧、大气和紫外线均有良好的稳定性。塑成型工艺过程（ 1）预烘干装入料斗预塑化注射装置准备注射注射保压冷却脱模塑件送下工序（ 2）清理模具 ,涂脱模剂合模注射 3 塑件模具的设计件成型的工艺性能分析根据塑料模具指南中的塑件公差表可知，材料为聚碳酸脂（零件塑件精度为 4级，模具制造精度为（ 1）成型特点：虽然吸水性小，但高温时对水分比较敏感，所以加工前必须干燥处理，否则会出现银丝、气泡及强度下降的现象，熔融温度高，熔融粘度大，流动性差，所以成型时要求有较高的温度和压力。（ 2）分析结构工艺性：收缩率为材料流动性较差。南昌航空大学科技学院学士学位论文 8 不易分解，不脆。该塑件结构较复杂，尺寸较小，壁厚几乎均匀，过度圆半径较大。表面硬度较高、且韧。易发生填充不良、缩孔、熔接痕。溢边值为粘度。（ 3）要求：根据以上特征及塑料性能。在工艺上宜采用高温度高压注射方法，以增加流动性、降低内应力。改善透明度。在模具设计和制造方面。要尽可能减小浇注系统的料流阻力，脱模斜度宜大，推出机构施力要均衡平稳，模具型腔表面粗糙度要小，注意排气。射机的确定影响射出机选择的重要因素包括模具、产品、塑料、成型要求等。（ 1）模具尺寸 (宽度、高度、厚度 )、重量、特殊设计等；（ 2）使用塑料的种类及数量（单一原料或多种塑料）；（ 3）注塑成品的外观尺寸（长、宽、高、厚度）、重量等；（ 4）成型要求，如品质条件、生产速度等。根据塑料模具设计大师中指出用塑件体积或重量可初选设备：再根据塑件的工艺性能，塑件重量为用单腔模，冷凝料重量约此每次注射需要的塑料重量约为初选注系统的形式和浇口的设计塑件模具采用普通流道浇注系统，普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。主流道是熔体塑料最先经过的流道，所以它的大小直接影响熔体的流动速度和充模时间。分流道是熔体由主流道流入型腔的过渡通道。设计狭窄短小的浇口既能由分流道流进的熔体产生加速，形成理想的流动状态而充满型腔，又便于注射成型后的制品与浇口分离。冷料穴注射成型操作是周期性的。在间歇时间内，喷嘴处有冷料产生，为了防止在下一次注射成型时，把冷料带进型腔而影响制品质量，一般在主流道或分流道的末端设置冷料穴，以储藏冷料并使熔体顺利地充满型腔。南昌航空大学科技学院学士学位论文 9 浇注系统的尺寸是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响效大，而且还在与塑件所用塑料的利用率、成型效率等相关。对浇注系统进行整体设计时，一般应遵循如下基本原则：了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动性。采用尺量短的流程，以减少热量与压力损失。浇注系统的设计应有利于良好的排气。防止型芯变形和嵌件位移。便于修整浇口以保证塑件外观质量。浇注系统应结合型腔布局同时考虑。流动距离比和流动面积比的校核。口形式及位置选择浇道及浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：浇口应开设在塑件壁厚最大处。尽量缩短流动距离。必须尽量减少熔接痕。应有利于型腔中气体排出。考虑分子定向影响。避免产生喷射和蠕动。浇口处避免弯曲和受冲击载荷。注意对外观质量的影响。设计方案：方案一：侧面进浇，再采用分流道。方案二：从与底平面平行的上平面进浇，采用一主流道。分析方案：方案一因为塑件侧面都是光滑的，这样会影响表面质量。又根据上面的要求，确定用方案二。南昌航空大学科技学院学士学位论文 10 口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。浇口形式有直接浇口、侧浇口、重叠式浇口、扇形浇口、平缝形浇口、点浇口、潜伏式浇口、圆环形浇口、轮辐式浇口、爪形浇口、护耳浇口。根据塑件工艺特性，选点浇口，并用浇注套。型面的设计分型面是指动模和定模相互接触的表面。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) 分型面应选在塑件的最大截面上，并力求采用平面。 2) 应尽量减少分型面的数量，并尽量做到只有一个分型面。 3) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。 4) 保证塑件的精度要求。 5) 满足塑件的外观质量要求。 6) 便于模具加工制造。 7) 对成型面积的影响。 8) 对排气效果的影响。 9）对侧向抽芯的影响。其中最重要的是第 3）、第 6）和第 9）点。方案一：在塑件的底平面上。方案二：在塑件的顶面。根据上面的要求容易看出方案二不合适，因为定面是个弧面。因此我们选择方案一。出机构和复位机构设计制件推出（顶出）是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将南昌航空大学科技学院学士学位论文 11 最后决定制品的质量，因此，制品的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时应遵循下列原则：（ 1）推出机构应尽量设置在动模一侧由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推出机构设在动模一侧。正因如此，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。（ 2）保证塑件不因推出而变形损坏为了保证塑件在推出过程中不变形、不损坏，设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，合理的选择推出方式及推出位置。推力点应作用在制品刚性好的部位，如筋部、凸缘、壳体形制品的壁缘处，尽量避免推力点作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如壳体形制件及筒形制件多采用推板推出。从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。（ 3）机构简单动作可靠推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要有足够的强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利脱模。（ 4）良好的塑件外观推出塑件的位置应尽量设在塑件内部，或隐蔽面和非装饰面，对于透明塑件尤其要注意顶出位置和顶出形式的选择，以免推出痕迹影响塑件的外观质量。（ 5）合模时的正确复位设计推出机构时，还必须考虑合模时机构的正确复位，并保证不与其他模具零件相干涉。推出机构的种类按动力来源可分为手动推出，机动推出，液压气动推出机构。在推出机构完成制品脱模后，为了继续注射成型，推出机构必须回到原来的位置，为此，除推件板脱模外，其他脱模形式一般均需设置复位零件。综上所述设计方案：推出机构：由于开模后塑件留在型芯上 , 故本模具采用了简单的推杆顶出机构。复位形式采用复位杆复位。其它机构的选择模导向机构的设计南昌航空大学科技学院学士学位论文 12 注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。锥面导向机构用于动、定模之间的精密对中定位。一、机构的功用 1、导向机构的功用定位作用；导向作用；承载作用；保持运动平稳作用。 2、定位机构的功用对于薄壁、精密塑件注射模，大型、深型腔注射模和生产批量大的注射模，仅用导柱导向机构是不完善的，还必须在动、定模之间增设锥面定位机构，有保持精密定位和同轴度的要求。当采用标准模架时，因模架本身带有导向装置，一般情况下，设计人员只要按模架规格选用即可。若需采用精密导向定位装置，则须由设计人员根据模具结构进行具体设计。此模具为小型模具，对精度要求也不是很高，所以不需要用定位机构，可直接由导向机构定位。二、导向结构的总体设计 1、导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止导柱和导套压入后变形； 2、该模具采用 4根导柱，其布置为等直径导柱不对称布置； 3、该模具导柱安装在动模固定板上，导套安装在定模固定板上； 4、为了保证分型面很好的接触，导柱和导套在分型面处应制有承屑板，即可削去一个面或在导套的孔口倒角； 5、各导柱、导套及导向孔的轴线应保证平行； 6、在合模时，应保证导向零件首先接触，避免凸模先进入型腔，导致模具损坏； 7、当动定模板采用合并加工时，可确保同轴度要求。三、导柱的设计 1、该模具采用带头导柱，且不加油槽；南昌航空大学科技学院学士学位论文 13 2、导柱的长度必须比凸模端面高度高出 6 8 3、为使导柱能顺利地进入导向孔，导柱的端部常做成圆锥形或球形的先导部分； 4、导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度（该导柱直径由标准模架知为 20； 5、导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按 H7/柱滑动部分按H7/8/间隙配合； 6、导柱工作部分的表面粗糙度为 m； 7、导柱应具有坚硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢淬火处理，硬度为 55上或 45#钢经调质、表面淬火、低温回火，硬度 55 四、导套的设计 1、结构形式：采用带头导套（型），导套的固定孔与导柱的固定孔可以同时钻，再分别扩孔，以保证其配合精度； 2、导套的端面应倒圆角，导柱孔最好做成通孔，利于排出孔内剩余空气； 3、导套孔的滑动部分按 H8/7/m。导套外径按 H7/7/合镶入模板； 4、导套材料可用淬火钢或铜（青铜合金）等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱的硬度，这样可以改善摩擦，以防止导柱或导套拉毛。详细结构见模具装配图。气和冷却机构排气可以用间隙排气，利用模具结构之间的间隙把型腔内的空气排出，不需要用排气孔。冷却机构采用直流循环式水冷，加快开模。冷却水道直径为 2。承零件的设计动模座板和定模座板、动模板和定模板、支承板和垫块都根据选取的标准模架确定。型零件的设计南昌航空大学科技学院学士学位论文 14 构设计凸、凹模均采用整体式，凸、凹模均采用台阶式固定方式。型零件工作尺寸计算塑件精度取 4 级（模具设计基础） ,塑件收缩率为（取平均值为机械设计指导手册）。由塑料模具指南查得模具制造精度为根据附录 ,表尺寸计算塑料尺寸塑料尺寸公差塑件等级具等级具尺寸公差 m 以上公式或表系数 X 模具计算结果尺寸规范化型腔长宽尺寸型腔长宽尺寸计 100 9 24 9 15 9 8 9 55 9 9 9 9 5 9 9 9 9 10 9 9 南昌航空大学科技学院学士学位论文 15 算 28 9 7 9 9 9 9 70 9 9 9 9 20 9 型腔深度 5 9 2/3 9 2/3 6 9 2/3 9 2/3 10 9 2/3 9 2/3 9 9 2/3 9 2/3 凸模型 9 1 9 34 9 9 南昌航空大学科技学院学士学位论文 16 芯长宽尺寸凸模型芯长宽尺寸 9 9 9 96 9 27 9 7 9 11 9 10 9 23 9 8 9 5 9 21 9 4 9 22 9 20 9 9 9 29 9 8 9 5 0 4 9 2 9 9 2/3 0 南昌航空大学科技学院学士学位论文 17 型芯高度尺寸 9 2/3 9 2/3 0 9 2/3 0 9 2/3 0 9 2/3 0 9 2/3 0 具型腔侧壁和底板厚度的设计塑料模型腔壁厚及底板厚度的计算常用的计算方法有按强度和按刚度计算。但实际的塑料模却要求既不允许因强度不足而发生明显变形甚至破坏，也不允许因刚度不足而发生过大变形，因此，要求对强度和刚度加以综合考虑。腔壁厚的计算由资料可知，凹模材料选 45钢。 E=10 =75 （ 1）型腔许用刚度的确定 1 塑料溢边值，即1 = i /5（ 1+ i ），而型腔最大尺寸为 100，为 3 43 5 ( / 3 )32p b ，即 3 1 =以取最小值。即 = （ 2）整体式矩形型腔的侧壁厚度计算 1 按刚度条件计算： S= 413 由于 1： C 取射机压力 40 则： 140 80%=112以： S= 43 40 . 9 3 1 1 2 91 9 . 6 1 0 0 . 0 0 6 5昌航空大学科技学院学士学位论文 18 2 按强度条件计算因为 1以：用公式 213 (1 )P H W W= a=b/l=45/103=以： 23 1 1 2 5 ( 1 0 . 1 0 8 0 . 3 5 )75 = 3 比较 1 和 2 计算结果，选择较大的值照资料选 25 板厚度的计算公式： 43 5 ( / 3 )3 2 pb B 其中： 50mm 0 为两垫块的间距 150 ： 43 45 1 1 2 5 0 ( 1 5 0 / 3 )3 2 1 9 . 6 1 0 0 . 0 0 6 5 2 5 0X X X X X 25准模架的选择根据以上的分析、计算以及型腔尺寸及位置尺寸可确定模架的结构形式和规格。查表 77（模具设计指导）： 1 模板厚度： A=50 动模板厚度： B=20; 垫块厚度： C=50具厚度： +B+C+50=50+20+63+50=183 模具的外形尺寸： 250250183射机的效核及浇口套的设计射机的效核初选为。由于在初选注射机和选用标准模架时是根据注射量、锁模力、注射压力、模具厚度及计算厚壁等因素选用的，所以以上四个技术参数不必进行效核，已南昌航空大学科技学院学士学位论文 19 符合所选注射机要求。下面就是要对开模行程进行效核。注射机最大开模行程 S S 2h件+5 10)中塑料制品高度浇注系统高度如装配图所式，所以： S 2h件+5 10)=2 5+（ 32+20+10= 62 机 =180 62 开模行程满足要求，所以注射机确定为口套的设计该型号注射机的参数有：模具最大高度为 200具的最小高度为 70 动、定模固定板尺寸为 330 440。最大开模行程为 180 最大成型面积为 130 3 根据注射机参数设计浇口套：注射机喷嘴圆弧半径为 R=12嘴孔径 d=4位圈尺寸为 55。按标准设计浇口套得，如图 d=注射机喷嘴直径 +1=5R=12+2=14=504 ;L=25 2D d L = 口套却系统的计算塑料的成型周期为 120s，即 2 分钟。 1) 求塑件在固化是每小时释放的热量 Q Q=查资料塑料模具指南，得料的单位热量： 1Q=10 KJ/ W 为每分钟注入模具中的塑料质量，每次注入塑料约 15 克南昌航空大学科技学院学士学位论文 20 则 W= Q=0=）求冷却水的体积流量： 11 1 2() = 32 . 0 2 51 0 4 . 1 8 7 ( 2 5 2 0 ) = 31 0 / m 为冷却介质密度 310 /kg m 。 10187KJ/2为介质出口、进口温度。 3）求冷却水管直径：根据以上 Q 和资料得

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