诺基亚手机外壳前盖注塑模具设计 【含CAD图纸源文件】
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诺基亚手机外壳前盖注塑模具设计
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密级： 学号： 本科生毕业论文（设计） 诺基亚手机外壳前盖注塑模具设计学 院： 专 业： 班 级： 学生姓名： 指导老师： 完成日期： 学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文（设计）是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江西科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保 密 ， 在 年解密后适用本授权书。不保密 。（请在以上相应方框内打“” ）学位论文作者签名（手写）： 指导老师签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日摘要 塑料成型产品在我们的日常生活中随处可见。通过对塑件进行高温高压注射处理来获得塑件的具体结构,也称为塑料零件、塑料部件。其广泛应用于生活中的角角落落,特别是在电子仪器,电气设备,通信工具中。各种外壳,框架、结构、装饰等;注射机是制造塑料模具的主要生产技术和设备,在国民经济中占据重要的地位,模具技术也成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志。塑料成型注塑是一个重要加工产品的方法,它主要用于热塑性塑料的成型。本次设计的是诺基亚手机外壳前盖注塑模具的设计,它是一个形状比较复杂的精密塑料零件,本文以注塑模具的相关知识作为依据,阐述了塑料注塑模具的整体设计。 本文设计的内容就是诺基亚手机外壳前盖注塑模具，材料为PC，根据其结构形状特点以及通过对诺基亚手机外壳前盖成型工艺的正确分析，来设计出正确的诺基亚手机外壳前盖塑件。 关键词：注塑模具； 注射成型； 分型面ABSTRACT Plastic molding products are plastic as the main structural material. The processing of products.Referred to as the plastic parts.plastic molding products arewidely used.Especially in the electronic instrument electrical equipment ,communication tools ,etc to obtain a large number of applications . such as all kinds ofstress are shell stents structure decoration.Based process equipment as the main production of plastic products of plastic mold .occupies an important positionin national economy mould technology has also become to measure a national product manufacture level of important symbol.Injection molding plastic molding isan important method .it is mainly suitable for thermoplastic molding .and canbea complicated shape of precision plastic forming parts is the adsl surface hella a design model .This paper will be injection mold related knowledge as thebasis.the overall design process of plastic injection mould are expounded.Design the content of this article is shell of plastic injection mould ,materials for PC .According to the shape of the structure characteristics and throughthe analysis of the right across the shell molding process,determine the overall distribution of cavity choose the parting surface determine the demoulding way .The design of gating system,etc. Keywords：Plastic mold；injection molding； the parting surface目 录第一章 前言1 1.1我国模具行业的发展方向和前景1 1.2 注塑模具设计与制造技术2第二章 注射成型工艺分析9 2.1塑件的注射成型工艺性分析9 2.2注塑机10第三章 模具结构设计11 3.1型腔数目的确定12 3.2分型面的确定12 3.3浇口的确定12 3.4模具材料的确定12 3.5浇注系统的设计13 3.6成型零件结构设计14 3.7 抽芯结构设计15 3.8 模具成型尺寸设计计算15 3.8.1 型腔尺寸15 3.8.2 型腔深度尺寸16 3.8.3 型芯径向尺寸16 3.8.4 型芯高度尺寸16 3.9 模具加热、冷却系统的计算18 3.9.1 模具加热19 3.9.2 模具冷却19 3.10推出机构的设计19第四章 注射机的校核20 4.1最大注塑量的校核20 4.2锁模力的校核21 4.3模具外形尺寸校核22 4.4模具厚度校核23 4.5模具安装尺寸校核24 4.6开模行程校核25结 论 26致 谢27参考文献281 第一章 前言1.1我国模具行业的发展方向和前景 1990年后中国模具工业的快速发展已达到一定水平,生产能力已大大提高,模具市场规模逐渐扩大。在过去的十年里,中国模具工业(主要集中在汽车、电子和信息家电)的迅速发展,年增长率约为15%。 到2005年,全国模具生产工厂有超过3个员工,大约有500000人死亡,总销售额达到610亿元,比上年增加25%;模具生产企业一般来说,完整的任务,足够的订单。2006年,中国汽车的行业预测年度销量将比上年增长15%,年销售额将达到600万40万辆。但汽车零部件市场比汽车大市场,可以预测相关的汽车模具行业高速发展。 与2004年相比,2005年中国的模具产值增长了125%到610亿元位居第三。其中,出口比上年增加了150%,达到7.4亿美元。目前,国内模具行业作为中国的制造业特别是汽车和电子行业持续快速发展,逐步进入了黄金时期。”1.2 注塑模具设计与制造技术质量、成本（价格）、时间（工期）已成为现代工程设计和产品开发的核心因素，现代企业大都以高质量、低价格、短周期为宗旨来参与竞争市场。先进制造技术的出现正急剧改变着制造业的产品结构和生产过程，对模具行业也是如此。模具行业必须在设计技术、制造工艺、生产模式等诸方面加以调整以适应这种要求。第二章 注射成型工艺分析2.1塑件的注射成型工艺性分析2.1.1初步分析通过UG对3D模型质量属性分析分析结果：单件体积= 33344.63 单件投影面积=11934.22 密度=1.05g/cm3 单件质量=0.04kg2.1.2塑件注射成型工艺性CAE分析利用Moldflow对塑件进行最佳浇口分析，塑料流动性分析，冷却质量分析，缩痕分析等。初始条件：PC 在Moldflow中搜索到此材料，可以查看材料的一些具体信息。以这些信息作为分析的初始条件。其中模具温度为，熔化温度为，材料融化温度范围：，模具温度范围：，塑料固体密度为1.053，融化密度为1.033，最大剪切应力为0.26MPa。2.2注塑机2.2.1注塑成型工艺参数查模具设计手册可知PC料注射成型的主要工艺参数如下表3-1表3-1PC料注射成型的主要工艺参数工艺参数 规格 工艺参数 规格 预热和干燥 温度t/: 8095 成型时间/s注射时间 05时间/h: 45保压时间 1530料筒温度t/ 后段 150170冷却时间 1530中段 165180总周期 4070前段 180200 螺杆转速n/()3060喷嘴温度t/ 170180后处理 方法 红外线灯烘箱 模具温度t/ 5080温度t/ 70 注射压力p/Mpa60100时间/h242.2.2注塑机的选择由公称注射量选定注射机由3.2.1分析已得出单个塑件体积V=685304.63 ，流道凝料V=45453实际注射量为:V=151442+4545=34.833cm；根据实际注射量应小于0.8倍公称注射量原则, 即： 0.8V V V= V/0.8 =34.8330.8=43.541cm；由上计算初步确定注塑机为SZ-60/60，查模具设计手册注塑机主要技术参数如下表3-2。表3-2 国产注射机SZ-60/60技术参数表特性内容特性内容结构类型卧拉杆内间距(mm)320520理论注射容积（cm）60移模行程(mm)300螺杆直径(mm)40最大模具厚度(mm)350注射压(MP)145最小模具厚度(mm)170注射速率(g/s)锁模形式(mm)液压塑化能力(g/s)11.7模具定位孔直径(mm)125螺杆转速(r/min)20200喷嘴球半径(mm)35锁模力(KN)600喷嘴口直径（mm）4第三章 模具结构设计3.1型腔数目的确定注塑模的型腔数目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素：（1）塑件的尺寸精度；（2）模具制造成本；（3）注塑成型的生产效益；（4）模具制造难度。考虑到该塑件是一般日用品，根据生产批量和经济因素，初步确定该模具为一模四腔。3.2分型面的确定 由于塑料零件在模具成型位置、浇注系统设计、塑料零件工艺结构和尺寸精度和预埋件的位置,塑料部分,分型面排气和许多因素影响,所以在表面点的选择应综合分析。除了这些基本原则,选择分型面应考虑投影面积的分型面腔大小。为了确保侧核心的位置布置和抽芯动作平稳,有浅侧凹洞或短侧凸平台为核心方向,和深凹洞或更高的老板放置在模具打开和关闭的方向。3.3浇口的确定 PC料的流动性好,可适用于各种浇口,为了不影响外观,确定使用潜伏浇口。浇口位置已经在3.2.2分析中确定。3.4模具材料的确定 现有模具模架已经标准化,所以在模具材料的选择时主要是根据制品的特性和使用要求选择合理的型腔和型芯材料.如何合理的选择模具钢,是关系到模具质量的前提条件,如果选材不当，则所有的精密加工所投入的工时,设备费用将浪费。3.5浇注系统的设计注塑模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，它由主流道，分流道，冷料穴和浇口组成。它向型腔中的传质，传热，传压情况决定着塑件的内、外表质量，它的布置和安排影响着成型的难易程度和模具设计及加工的复杂程度，所以浇注系统是模具设计中的重点内容之一。3.5.1主流道设计主流道是一端与注塑机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有有锥度的流动通道。根据注塑机型号设计主流道尺寸，具体尺寸详见图纸。由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道浇口套，以便选用优质的钢材单独加工和热处理。浇口套结构设计如图4.1所示采用两颗M520L螺钉固定。由注塑机确定定位圈的尺寸，定位圈采用两颗M620L螺钉固定，如图4.2所示。 图4.1浇口套 图4-2定位圈3.5.2分流道设计 分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形，U形和六角形。浇道的截面积越大，压力的损失就越大；浇道的表面积越小，热量的损失就越少。用浇道的截面积和表面积的比值来表示浇道的效率，效率越高，浇道的设计越合理。考虑热量损失和浇道加工性能等因素，查6P151表4-3，选择圆形截面的分浇道。具体详见图4.3所示。3.5.3冷料井冷料井一般位于主流道对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料进入型腔而形成冷接缝，此外，开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出，冷料井的尺寸，宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径。该模具的冷料井设计锥形的冷料井。冷料井如图4.3所示：3.5.4 浇口浇口是连接分流道与型腔的一段细短的通道，它是浇注系统的关键部分，浇口的形状，数量，尺寸和位置对塑件的质量影响很大，浇口的主要作用有两个，一是塑料熔体流经的通道，二是浇口的适时凝固可控制保压时间。浇口的类型有很多，有点浇口，侧浇口，直接浇口，潜伏式浇口等，各浇口的应用和尺寸按塑件的形状和尺寸而定。该模具采用潜伏式浇口，已在4.3中得到确定。其有以下特性:形状简单，去除浇口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保证；试模时如发现不当，容易及时修改；能相对独立地控制填充速度及封闭时间；对于壳体形塑件，流动充填效果较佳。浇口的截面形状和分流道的一样都采用圆形截面，与分流道的连接方式见图4.3所示。图4.3 主流道、分流道、浇口的连接情况3.6 成型零件结构设计 成型的部分是塑料零件的几何形状和尺寸决定部分死亡,包括死亡,核心,插入成型,成型杆和环等。成型部分的工作,和塑料接触,高压力,在塑料熔体流动冲刷下,剥离塑料部件之间的摩擦。因此,成型零件需要一个正确的几何、较高的精度和较低的表面粗糙度。此外,还要求结构合理,成型部分高强度、刚度和良好的耐磨性。 成型零件的设计,应根据结构的塑料和塑料零件的特点和应用需求,确定型腔的总体结构,然后根据成型零件加工的要求,热处理和装配成型零部件结构设计、形成工作的一部分尺寸计算,形成部分密钥强度和刚度校验。以下是成型零件的结构设计。根据产品特征，为了便于加工制造，型腔采用整体镶嵌式，型腔靠用8颗M840L螺钉固定于型腔板，如图4.4所示；型芯也采用整体镶嵌式，型芯用8颗M830L螺钉固定，如图4.5所示；图4.4型腔3.7 抽芯结构设计内侧分型与抽芯机构用来成型具有内侧凹槽和孔的塑件；成型壳体制品的局部凸起、凹槽和肓孔。因为抽芯机构的注射模，其可动零件多，动作复杂。因此，侧抽机构的设计应尽量可靠、灵活和高效。本产品图需要抽芯位置如图4.6所示平面所示： 图4.6本设计采用斜顶结构来成型内侧抽芯a.斜顶及其组件的性能要求斜顶有相对于其他零件的运动而且行位还是产品成型结构部分，因此行位及与其想配合的零件不仅满足一定的耐磨性要求还必须具有一定成型零件的性能。斜顶及其组件的具体性能必须满足以下几点：（1）高表面硬度：表面淬火或者渗碳或渗氮处理到HRC50。（2）各相配合的零件不可为相同材料以防粘着磨损。（3）配合要求：与固定在B板上的耐磨片采用H7/f7间隙配合；与B板避空即可；与下模镶件采用H7/f7配合。详细的配合情况见模具总装的配合要求。b. 斜顶的尺寸计算（1）斜顶的抽芯距离斜顶的抽芯距离为0.72，所以S1.5mm（2）斜顶的顶出行程 由HS/tan解得：H15mm；式中：-为斜顶的倾斜角度；为5。斜顶的具体结构如图4.7所示，其性能要求以及详细尺寸见斜顶零件图。3.8 模具成型尺寸设计计算 取PC的平均成型收缩率为0.7 %，塑件未注公差按照SJ1372中7级精度公差值选取。3.8.1 型腔尺寸 模具最大磨损量取塑件公差的1 / 6；模具的制造公差z = /3；取x=0.75。1）10+0.1 10 2）24+0.04 24-0.4 3.8.2 型腔深度尺寸 模具最大磨损量取塑件公差的1 / 6；模具的制造公差z = /3；取x=0.5。1）20+1.2 21.2-1 2）18+1.2 19.2-13.8.3 型芯径向尺寸 模具最大磨损量取塑件公差的1 / 6；模具的制造公差z = /3；取x=0.75。1）32 32+0.3 2）24+0.2 24+0.23.8.4 型芯高度尺寸 模具最大磨损量取塑件公差的1 / 6；模具的制造公差z = /3；取x=0.5。1）38+1.2 38+1.2 2）32+0.68 32+0.68 3.9模具加热、冷却系统的计算3.9.1 模具加热 一般生产PC材料塑件的注射模具不需要外加热。3.9.2 模具冷却模具的冷却分为两部分，一部分是型腔的冷却，另一部分是型芯的冷却。型腔的冷却是由在定模板（中间板）上的两条10mm的冷却水道完成。3.10推出机构的设计注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称顶出机构。本设计使用简单的推杆脱模机构和利用斜顶设计推出机构的类型为一次推出机构。因为该塑件的分型面简单，结构也不复杂，采用推简单的脱模机构可以简化模具结构，给制造和维护带来方便。顶出机构如图4.8所示。图4.10 推出结构 第四章 注射机的校核4.1最大注塑量的校核根据生产经验，注射机的最大注射量是其额定注射量的80%。所以，一个周期内所需的塑料溶体的总量必须在注射机的额定注射量的80%以内。V =34.833cmV=60 mm（见注塑机参数表）V80%=600.8=48cm V，校验合格。4.2锁模力的校核在确定了型腔压力和分型面面积之后，可以按下式校核注塑机的额定锁模力：FF=K APA=59542； P=30MPa；K安全系数，通常取1.11.2，取K=1.2。F=K AP=1.2595430=214.344KN可知F=600KN，所以F F,锁模力满足要求。4.3模具外形尺寸校核注塑模具的尺寸应该不到注塑机的有效尺寸表。模具必须的长度和宽度方向的注塑机适应距离,至少一个方向杆之间的空间的大小可以安装在注塑机的工作表。注塑机的拉杆间距可以从表3 - 2是320 * 520毫米,和模板的大小Z的座位是250 * 450毫米。4.4模具厚度校核 模具厚度必须满足下式：H H H 150270350 满足要求。式中 H所设计的模具厚度 270 mm； H注塑机所允许的最小模具厚度150 mm； H注塑机所允许的最大模具厚度350mm；4.5模具安装尺寸校核注塑机动态模板，模板表有很多不同的螺杆孔间距或“不”形槽，用于安装固定模。固定装置的固定装置有2种：螺钉、加压钢板固定。使用螺丝固定（大模具通常采用这种方法），模具，设置螺丝孔的模板和它的间距，必须与相应的螺丝孔注塑机模板台面一致。用钳位固定（小模具是多用的方法），只要有螺丝孔在模具的固定板附近，有较大的弹性。模具的形状尺寸为200200是一个很小的模具，所以压力板固定的方法。4.6开模行程校核所选注塑机为全液压式锁模机构，最大开模行程受模具厚度影响。此时最大开模行程S等于注塑机移动、固定模板台面之间的最大距离减去模具厚度。SH+H+（510）mm 30020+104+10 300134 满足要求。 式中 S注塑机移模行程300 mm； H推出距离20 mm； H流道凝料与塑件高度104 mm。总 结在最近的一段时间的毕业设计，使我们充分把握的设计方法和步骤，不仅复习所学的知识，而且还获得新的经验与启示，在各种软件的使用找到的资料或图纸设计，会遇到不清楚的作业，老师和学生都能给予及时的指导，确保设计进度，本文所设计的是诺基亚手机外壳前盖注塑模具设计，通过初期的定稿，查资料和开始正式做毕设，让我系统地了解到了所学知识的重要性，从而让我更加深刻地体会到做一门学问不易，需要不断钻研，不断进取才可要做的好，总之，本设计完成了老师和同学的帮助下，在大学研究的最感谢帮助过我的老师和同学，是大家的帮助才使我的论文得以通过。在相关的实际问题的讨论中，我的导师总是孜孜不倦的引导着我，帮助着我。每周一次的进度检查和问题讨论，促使我在正确的道路上大步前进，不仅工作的按时保质保量的完成得到了保证，我本人的研究能力，工作的态度也得到了充分的锻炼和提高。这些宝贵的品质影响着我，毫无疑问，它们对我以后的工作，学习，生活都会起到深远而长久的良好影响。也能为人生打下一个夯实地基础！在具体的研究设计过程中，同学们也在平日的学习与生活中提供了无私与周到的帮助，充分用他们的工作热情感染着我，鼓励着我，让我少走了很多弯路，再次一并致谢！另外也感谢我的父母，朋友和同学们的帮助。在做设计感觉受挫，枯燥与迷茫时，是他们在悉心的为我释放压力，鼓励我不要气馁，勇敢面对。每周一次和父母的通话，与朋友和同学的长谈后都使我精神放松，斗志倍增，以饱满的热情重新投入到工作中去，感谢他们，正是他们的不懈支持和充分理解才能使我顺利完成毕业设计。致 谢现在，我的心里感到特别高兴和激动，在这里，我打心里向我的导师和同学们表示衷心的感谢！因为有了老师的谆谆教导，才让我学到了很多知识和做人的道理，由衷地感谢我亲爱的老师，您不仅在毕业设计上对我精心指导，在生活上面也给予我无微不至的关怀支持和理解，给了我许多在毕业设计中的灵感和启发，所以我才能顺利地完成大学阶段的毕业设计，也学到了很多有用的知识，同时我的生活中的也有了一个明确的目标。使我懂得了：“纸上学来终觉浅，绝知此事要躬行”的道理。并且在做毕业设计过程中，我想了很多，关于以后规划的问题，知道想要什么，我不再是过去的那个懵懂少年和调皮的我啦。导师严谨的指导的态度，耐心细致中的讲解，认真负责，无私奉献，宽容豁达的教学态度都是我们应该学习和提倡的。通过近半年的设计计算和查找资料，查找各类注塑模具设计的相关资料，毕业设计终于完成了，我感到非常兴奋和高兴。虽然它是不完美的，也不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因为我是怎么想的，
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