Word版可编辑-模具毕业设计——基于UG的数码相机外壳塑料模具设计精心整理.doc

明本人所呈交的基于UG的数码相机外壳的模具设计，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名： 日期： 摘要当今世界上，电子产品发展迅速，越来越多的美观耐用的塑件被应用于电子产品中，而注射成型，是热塑性塑料生产的最主要方法之一，注射成型基本上都是基于注塑模具的基础上，首先对塑件的外形进行工艺分析，其可以采用ABS作为外壳的材料。采用单分型面设计，根据实际因素，现有注塑机，需求量的因素，校核模具的安装尺寸、注射压力、锁模力、最大注塑量等因素，制定型腔数目，选择模具材料，以确保模具运行可靠。设计完成后再一次校核注塑机参数。用UG NX绘制出模具三维图形。关键词 外壳 注塑模 UG 侧向抽芯 目录一 引言1二 塑件成型工艺分析2 （一）、塑件（数码相机外壳）分析.2 （二）、塑件外形设计.2三、注塑机的选用与校核4（一）注塑机的选用4（二）注塑机参数的校核41.最大注射量校核42.注塑压力校核53.锁（合）模力校核5四、模具设计7（一） 初始化与模具设计验证7 1.初始化设计.72.模具设计验证8（二）模具的分型9（三）模架的选择与校核111.模架的选择112. 模具尺寸的校核12（四）浇注系统的设计131.定位环和浇口套的设计与装配132.分流道和浇口的设计15（五） 推出机构的设计161.推出机构162. 侧向推出机构17（六） 冷却系统18总结19参考文献.20谢辞21一 引言模具工业作为生产工业的基础工艺装备，在国民经济中，占有重要的地位。模具技术，也已成为了衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一。 目前全球制造业的转移规模不断加大，速度不断加快，正向深度与广度延伸，而在我国的模具制造业，正是承接转移，较为理想的地方。加上“十一五”期间，政府将继续大力，支持我国模具行业的发展，在这么多有利条件下，我国模具行业的未来，将展现出一派美好景色。二 塑件成型工艺分析 （一）、塑件（数码相机外壳）分析该塑件为数码相机外壳，该塑件为外观件，要求表明有一定光泽度以及质感，并且材料要求有一定的强度、硬度、耐磨和耐热等特性，同时还必须具有一定的绝缘性，在一定范围内具有抗冲击性，综合考虑以上要求可选用ABS作为塑件原料。 （二）、塑件外形设计绘制三维模型：根据样品数码相机外壳，并对其中个别部位进行修改，以达到使相机外壳更贴和大部分人的手型的目的，更方便用户进行操作，并使得电池、SD卡拆卸方便，数据线插拔方便的目的。在UG/NX，Modeling（建模）模块下使用同步建模等命令创建见如图2-1、2-2、2-3、2-4所示的塑件三维模型。图2-1 塑件图2-2 塑件 图2-3 图2-41 塑件主要尺寸：使用UG中提供的分析工具可得到，塑件的最大截面尺寸为，长93.18mm，宽61.93mm，高22.94mm。查表得ABS密度为1.05g/mm3，则塑件质量约为11.849g。平均壁厚约为1.5mm左右。2 加强筋：为了使塑件具有更好的强度和刚度，同时有因为定位电池位置有许多辅助筋板，在塑件内边面增设加强筋。3 脱模斜度：为便于脱模，塑料制品壁在出模方向上应具有倾斜角度。根据脱模斜度确定要点，此塑件：精度要求较高刚性较好。所以应尽量选择较小的脱模斜度，有根据ABS性能，查表得选用1.5三、注塑机的选用与校核（一）注塑机的选用模型外形已经在前面确定，根据已知因素得模型体积为11.285cm3，总质量约为11.849g，根据模型的体积和质量查询相关手册选定XS-ZY-125卧式注射机。见表3-1表3-1注射机参数注射量（cm）125模具最大厚度（mm）300螺杆直径（mm）42模具最小厚度（mm）200注射压力（MPa）120拉杆空间（mm）290注射行程（mm）115模具定位孔径（mm）150锁模力（KN）900喷嘴孔直径（mm）4最大成型面积（cm）320喷嘴球孔径（mm）12模板最大行程（mm）300（二）注塑机参数的校核为了使注塑成型的过程可以顺利进行，必须对以下参数进行校核1.最大注射量校核在平时的生产加工中注塑机的实际注塑量最好为注塑机额定的最大注塑量的80%，所以，在本次设计中选用注塑机最大注塑量应为：0.8V机V塑件+V浇式中：V机注塑机的最大注塑量，单位：cm V塑塑件的体积，单位：cm，该产品V塑件=11.285cm V浇浇注系统体积，单位cm该产品V浇=5.535cm故V机（V塑件+V浇）/0.8=（11.285+5.535）/0.8=21.025cm在此选顶的注塑机注塑量为125cm，所以满足本次设计的要求。2.注塑压力校核据经验，对塑件的流动性、黏度做比较，可知道大致所需注射压力如下：(1)塑料熔体流动性好，塑件形状简单，所需注射压力一般小于70MPa。(2)精度要求不高者，塑料熔体粘度低，塑件形状普通，所需压力通常选为70到100 Mpa。本次的产品设计为数码相机后盖的塑件，整体结构是小型零件，对粘度要求不高，故此次注射机的注射压力选择为120MPa，能满足此项要求。3.锁（合）模力校核在注塑模具的使用中会产生使动模与定摸分开的胀模力，这个胀力可以通过计算，流道系统和塑件，在分型面上的投影和型腔压力的积得到。注射机的额定锁模力必须大于胀模力。表3-2-2 型腔内树脂平均压力/Mpa树脂名称一般成型重视表面质量的成型硬质PVC3040软质PVC2535ABS3040PC4055PP3040根据表3-2-2，本塑件的材料为ABS，可选择型腔压力Pc=40Mpa，型腔平均压力Pc=40MPa决定后，可以按下式校核射机的额定锁模力： 式中 注射机的额定锁模力； 塑件、流道系统分型面上的总投影面积（mm2）； 安全系数，常取1.11.2 本次设计所选注射机T=900KN；塑件在分型面上的投影面积为6049.092mm2；流道系统在分型面上的总投影面积为552.4157mm2；=6049.092+552.4157=6497.114mm2 =1.2；=1.2401066497.11410-6=311861.472N=311.86KNT=900KN 311.86KN; 故所选注射机满足此项要求。 四、模具设计（一） 初始化与模具设计验证 1.初始化设计UG/NX8.0提供了强大且方便的塑料模具设计板块，从开始菜单中勾选塑料模向导模块的选项，就会出现注塑模向导工具栏。见图4-1。图4-1注塑模向导工具栏点击初始化项目按钮，进入初始化菜单，在初始化菜单中可以方便的选择初始化模型，与需要使用的材料，设置模型单位以及材料的收缩比，省去麻烦的收缩尺寸计算，如图4-1-2所示。点击确定后，系统将自动创建模具装配下属名称菜单以及凸凹摸块体。 图4-1-2初始化项目 2.模具设计验证模具设计验证，是UG/NX注塑模向导中提供的一种可以用来检查侧孔，模型需要注意的复杂位置，以及模型是否有坏面、烂面，模型是否可用的一种工具，本设计中使用了模具设计验证的两个功能选项，分别是Product Quality(产品质量）选项下的Mold Part Quality(铸造质量分析）和Model Quality(模型质量分析），如图3-2-1。检验结果如图3-2-2，表明模型有28处侧孔以及复杂结构，经分析大致有3个侧面需要使用抽芯结构，3处必须设置拔模角度，且模具无坏面、烂面可以进行下面模具设计步骤。见图4-1-2、4-1-3 图4-1-2模具设计验证 图4-1-3验证结果（二）模具的分型分型是注塑模设计中最重要的一环，它是使用分型面将模具的包含块进行分割分割成动模型芯，定摸型腔与滑块型芯。而分型面就是型芯与型腔的接触面。在UG/NX软件的Mold Wizard模块中，提供了方便快捷的自动分型工具。一般分摸步骤为：设置模具坐标；设置工件块；补片；设置型芯型腔区域；遍历分型线；生成分型面；完成分型。过程如图4-2-1所示。分型线以及分型面如图4-2-2、图4-2-3所示。 图4-2-1 分型步骤示意图图4-2-2 分型线图4-2-3 分型面 （三）模架的选择与校核 1.模架的选择根据之前的型腔布局可以看出，型腔件的外形尺寸为110mm*140mm，凸模高度为30mm.凹模高度为20mm，在考虑到导柱、导套、紧固螺钉、冷却水通道应该占有的位置、以及斜滑块等各方面的因素，外形尺寸定为2025，A板高度为60mm，B板高度为70mm。又因为工件需求量较小，为节约成本，模具设计为单型腔，为了尽可能的选用较小的注塑机所以选用直身模结构。综上所述采用上海龙记模架公司，CH大水口2025模架。如图4-3-1所示。 图4-3-1模架2. 模具尺寸的校核（1）模具安装尺寸的校核模具厚度（闭合高度）必须满足下式： H minH mH max 式中：H min注射机允许的最小模具厚度（mm）； H m 所设计的模具厚度（mm）； H max注射机允许的最大模具厚度（mm）； H min= 200mm， H m= 226mm，H max= 300mm 200mm226mm300mm（2）开模行程的校核注塑机动模板的最大运动距离，即为注塑机的开模行程，模具开模时，塑件取出的距离必须小于注塑机的开模行程，由表可知本次选用的注塑机的最大开模行程为300mm，最小为200mm，装上模具后实际，模板可运动距离为300-（226-200）=274mm，故必须满足以下公式SH1+H2+(510)mm单分型面式中：S注射机开模行程，mm H1塑件脱模所需顶出距离，mm H2塑件脱模所需顶出的距离，mm本设计的塑件高度H1=22.8mm，H2=80mm,所以 H1+H2+(510)=22.8+80+10=112.8mm,S=274mm112.8mm综上所述，本次模具的选用满足注射机尺寸要求。（四）浇注系统的设计1.定位环和浇口套的设计与装配浇口套又叫唧嘴、灌嘴、浇口灌等，是让熔融的塑料材料从注塑机的喷嘴注射到模具内部的流道组成部分，既通俗意义上的主流道部分。因为在实际的生产生活中，考虑到浇口套部分与注塑机的喷嘴反复接触与碰撞，直接承受熔融塑料的侵蚀，浇口套多做成可拆卸式，使用螺钉或者配合的方式安装在定模板上，本次设计才用配合的方式设计浇口套。如图4-4-1所示。 图4-4-1 浇口套定位环的作用是在模具安装到注塑机上时，保证浇口套与注塑机喷嘴位置水平和完全重合。定位环的大小选择应根据注塑机的型号进行确定，根据相关参数定位环外直径应选择100mm。定位环分为配合固定与螺钉固定两种，本次才用螺钉固定的方式，如图4-4-2所示。 图4-4-2 定位环在UG/NX软件的Mold Wizard模块中，通过调用标准件库就可以很方便的在生成好的标准模架上添加定位环和浇口套，因为此次设计为了节省成本，同时为了使电池部分更容易填充完整，浇口位置选择不在中心位置，需要对浇口套以及定位环进行重定位设置，装配完成如图4-4-3、4-4-4所示。 图4-4-3 浇口套和定位环 图4-4-4 浇口套和定位环2.分流道和浇口的设计 （1）流道截面形状选择流道的截面形状影响塑料在流道中的流动以及流动内部中的熔融塑料的体积。本次选用U形截面。U形截面仅需在单面加工，加工方便，切因为此次设计分流道较短，热算较大的缺点较不明显。（2） 分流道尺寸选择分流道的尺寸应选择适中，过大：浪费材料，增加冷却时间，延长成型周期，造成成本上的浪费。过小：材料的流动阻力过大，容易造成填充不充足，或者必须增加注射压力才能填充。综合上述两点分流道直径选用4mm。在UG中流道的构建可以使用Mold Wizard中提供的自动构建功能，也可以使用建模中的各项命令手动进行流道的构建工作，因为此次设计中的分流道设计构建较为简单，故才用手动构建的方法，方便快速的进行创建。（3） 浇口浇口是分流道与塑件的连接桥梁，同时也是浇注系统中最关键的一个环节。浇口的作用有很多，其中主要的几点有：熔融的塑料经过狭小的浇口，速度、压力都会增加；注射保压后浇口部位首先凝固封闭型腔，可有效减小塑件的变形与破裂；方便后续的加工处理，不容易留下痕迹。分流道与浇口，如图4-4-5所示。 图4-4-5 分流道和浇口（5） 推出机构的设计推出机构一般由推出、复位和导向三大部件组成。1.推出机构推出机构按模具的结构特征可分为一次推出机构、定摸推出机构，二次推出机构、浇注系统推出机构、带螺纹的推出机构等。根据设计特征，本次设计内部对外观要求不高，可直接使用最简单的一次推出顶杆推出机构。如图5-1-1所示。5-1-1 推出机构2. 侧向推出机构本产品的侧孔行程较小，所以可以直接才用斜导柱侧向分型与抽芯机构。具体如下，图5-2-1。图5-2-1 侧向分型与抽芯机构（6） 冷却系统本系统中对冷却系统要求不高，只要不发生干涉就可以满足设计要求，水路具体布置如下。如图6-1所示。图6-1总结这次毕业论文的设计，使我对大学三年的知识回顾了很多，也重新了解了很多。本来作为接本的学生没有实习的经验，但是在一些其他的因素下在某个模具厂打了一段时间的临工，接触到了一些模具方面的素材。使得论文有了题材。在面临考试与论文的双重压力下，这篇论文完善的有点匆忙，但对我来说，最重要的在于过程，在完善论文的同时，我脑海里也不断的回顾书本上的知识，慢慢的思考自己曾经学到了什么，懂得了什么。从过程中我体会到了温故而知新。知识就是力量，毕业论文的完善使我树立了自己的信心，我坚信即使困难重重，只要不懈努力，终究会柳暗花明！参考文献1 李学锋. 塑料模设计及制造.北京.机械工业出版社，2009.2 洪慎章. 实用注塑成型及模具设计.北京：机械工业出版社，2006.3 福井雅彦等. 精密塑料模具与成型技术.北京: 模具技术协会.20064 邹继强. 塑料制品及其成型模具设计.北京：清华大学出版社，2005.5 李学