玩具手机壳注塑模具设计【全套含有CAD图纸三维建模】
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全套含有CAD图纸三维建模
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摘要本课题主要随着制造业和计算机软硬件的发展，模具制造业已经得到了快速发展和广泛的应用，因此对各种塑料制品的模具设计具有重要的意义和实应用价值。此篇说明书讲述了热塑性材料成型塑件时所用的整套注塑模具的设计过程，包括塑件的成型工艺，分塑面的选择论证，浇注系统设计、成型零件的尺寸计算、脱模结构、推出机构冷却系统等的设计。论证了成型塑件的方式为注塑成型，采用浇注系统推杆推出的方式推出制件的好处，以及整套模具采用细水口模架形式的好处。本次设计的制品为玩具手机壳注射模设计，利用CAD来完成其装配图和零件图关键词：玩具手机壳 成型方式 目录前言11.塑件分析21.1功能分析21.1.1尺寸精度分析21.1.2表面质量分析21.2成型分析22.成型工艺分析32.1塑件选材32.2玩具手机壳成型工艺卡片43.模具结构设计53.1分型面的选择53.2型腔布局53.3浇注系统的结构63.3.1主流道的设计63.3.2分流道的设计63.3.3浇口的设计63.4推出机构设计73.5模架类型的选择83.6冷却系统设计83.7排气系统设计83.8开模顺序设计94.模具尺寸计算104.1型芯型腔结构尺寸计算104.2模具结构尺寸计算124.3.1开模行程124.3.2浇注系统尺寸计算135模具图绘制145.1装配图绘制145.2零件图绘制15总结17致 谢18附录19参考文献20I前言模具是中国国民经济的基础工业，是制造业的重要基础工艺装备，随着社会的不断进步、经济的不断发展，各种各样的商品被不断生产出来，其中大多数商品的生产都依赖于模具的多样化。随着塑料制品在社会中的用途越来越广，对塑料模具提出了更高的要求。三年学习的结束，使自己对模具的认识有了清晰的了解。这次设计的题目是玩具手机壳塑件进行注塑设计，通过对塑件进行分析、对模具结构的设计和计算。用Auto/CAD软件对主要的零部件与装配图进行绘制，虽然对模具的结构有一些感性的认识和理性的认识，也进行过实践和相应的课程设计，但这次设计是对三年学习的一个总结，由于缺乏真正的工作实践经验，这次毕业设计的过程中遇到了很多困难，但是通过详细的查阅资料和老师的指导，以及和同学们的讨论，解决了多数的问题。相信这次设计能够符合要求，完成设计的任务。由于知识不够完善，在设计的过程中存在着一些不完善的地方，恳请老师指出。1.塑件分析本塑件为玩具手机壳，作为玩具手机的保护壳使用 图1-1塑件3D图1.1功能分析1.1.1尺寸精度分析该塑件为玩具手机壳，结构简单，生产批量大，塑件尺寸精度塑件中的各个尺寸精度要求为MT7，尺寸精度不高，容易生产。1.1.2表面质量分析（1）该塑件表面质量要求表面光泽，塑件不允许有飞边毛刺， 缩孔，等工艺缺陷。（2）通孔处不能出现锐边；（3）表面粗糙度只有塑件外形要求Ra3.3，其它部位没有较高粗糙 度要求。1.2成型分析使用性能、制件技术要求和生产要求该塑件外形矩形，材料为： ABS。要求材料有较好的机械性能，如抗拉强度、抗应力开裂性、弹性模量都要求较高。根据产品要求，该塑件为大批量生产，采用注塑成型。17- -2.成型工艺分析2.1塑件选材塑料的主要成分合成树脂。它在相应的温度和压力的条件下具有较好可塑性，能够流动变形，其被塑造成制品之后，在一定环境条件之下，能保持形状、尺寸不变，并满足一定的使用性能要求的材料。塑料受热后的表现性能，可以分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。热塑性塑料的特点是在一定的温度下，经过一定时间加热、加压或加入硬化剂后，发生化学反映而硬化。硬化后的塑料化学结构发生变化，质地坚硬，不溶于溶剂，加热也不再软化，如果温度过高就分解。热固性塑料的特点为受热后发生物态变化，由固体软化或者熔化成粘流体状态，但冷却后又可变硬而成为固体。且过程可以多次反复，塑料本身的分子结构则不发生变化。2.2玩具手机壳成型工艺卡片表2-1玩具手机壳成型卡片塑料品种结构特点使用温度化学稳定性性能特点成型特点结晶性结构15130较好具有优良的耐热性、化学稳定性、电性能和力学性能，易于成型尺寸精度低、刚性不足、耐候性差，它具有后收缩现象，脱模后，易老化健雄职业技术学院资料编号零件名称玩具手机壳材料牌号PP设备型号XS-ZY-250A装配图号Naifenshao00材料定额每模件数2零件图号Naifenshao单件质量30g工装号 材料干燥设备XS-ZY-200400温度87590时间h2.5H料筒温度后段1900220中段170210前段165185喷嘴模具温度55时间注射S35S保压S3S冷却S18.5S压力注射压力MP100MPa背压MP525MPa3.模具结构设计3.1分型面的选择塑件分型面的选择应保证塑件的表面质量要求，本模具塑件的分型面有多种选择，如图3-1所示。图3（a）的分型面选择手机壳下表面上，这种方法会使塑件下表面留下分型面痕迹，影响塑件表面质量；图3（b）的分型面选择在上表面面，这样的选择使塑件的外表面可以在整体凹模型腔内成型，大部分的塑件外表面光滑，确保下表面没有毛刺。因此塑件分型面的选择如图3（b）所示。 图3-1 分型面的选择 3.2型腔布局该塑件精度要求不高，尺寸不大，所以我采用一模多腔的形式。考虑到模具制造成本和生产效率，初步采用一模两腔的模具形式。 图3-2型腔布局图 3.3浇注系统的结构3.3.1主流道的设计 （1）主流道通常位于模具中心线上，主流道的断面为圆 形，带有一定锥度，与注塑机的轴线重合。（2）主流道设计成圆锥形，便于凝料从直浇道中拔出 。 （3）主流道进口端与喷嘴头部采用弧面接触定位，其目的是为了防止主流道与喷嘴处溢料拉出。（4）主流道衬套的设置如图3-3所示。（5） 为防止产生模具合模难，不严密，产生溢料等问题，浇口套的度应与模板厚度一致。 图3-3主流道衬套3.3.2分流道的设计 分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状复杂程度、注射速率等因素有关。该塑件的体积一般，形状不算太复杂，且壁厚均为1mm。又由于该模具为一模两穴式，所以采用平衡式布置。所以分流道的断面应为半圆形。 3.3.3浇口的设计 塑件质量的好坏取决于浇口的选择，塑件质量差，缺陷多的原因多数是因为浇口设计不合理造成的。浇口的作用：控制塑料熔体流入型腔；防止未冷却的固化塑料倒流。本模具采用的浇口方式是点浇口，它是最典型的小断面浇口。优点在于浇口位置限制小，可以自由选择进料补位；容易实现各型腔均匀进料。图3-4 浇口布局图3.4推出机构设计推出机构主要由推出零件、推出零件固定板和推板、推出机构的导向与复位部件等组成。推出机构中，凡直接与塑件相接触、并将塑件推出型腔的零件称为推出零件。常用的推出零件有推杆、推管、推件板、成型推杆等。机构简单动作可靠推出机构应使推出灵活，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，确保塑件顺利地脱模。图3-5 推杆推出设计3.5模架类型的选择由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，在根据成型零件尺寸结合标准模架，选用形状细水口EBI型。3.6冷却系统设计冷却系统的作用：缩短成型周期；提高塑件质量；适应特殊需要。模具的却系统运作时热量的传导有以下几种方式：（1）冷却水传热；（2）模具零件间空隙空气对流传热；（3）模具整体向空气辐射传热；（4）模具通过上下板向注塑机传热。注塑时，模具内温度一般在200-300摄氏度，而塑件成型取出时温度通常在70摄氏度以下 ，所以在开模时必须对模具进行有效快速的冷却，确保塑件顺利脱模。根据模具结构，本模具采用6根冷却管进行冷却。3.7排气系统设计在塑料熔体填充注射模腔过程中，模腔内除了原有的气体外， 有塑料含有的水分在注射温度下蒸发形成水蒸汽，塑料局部分解产生的低分子挥发气体等；这些气体如果不能顺利地排出模腔，将在制件上形成气孔，接缝，表面轮廓不清，不能完全充满型腔，同时，还会因为气体被压缩而产生的高温灼伤制件，使塑件产生焦痕，色泽不佳等缺陷。塑件成型时，塑料填充型腔的时间极短，为了迅速排清型腔内部的空气和塑料的挥发气体，模具必须具备优良的排气功能但因该模具类型较小，气体可通过分型面与型芯之间的间隙排出，故排气系统可以放弃。3.8开模顺序设计开模时，A板不动，A和B之间弹簧让A和B板先分开，B和C板一起运动。此时浇口套及流道凝料被拉出，自动脱落，开到一定程度B板由于限位停止运动，C继续原来的运动，B和C板分开，塑件一般在C板上跟随一起运动，开到一定程度，C板停止运动，后面的打杆在弹簧作用下推动顶针板，进而使顶针或推件板运动将塑件顶出脱落。 图3-5开闭器 图3-6小拉杆4.模具尺寸计算4.1型芯型腔结构尺寸计算图4-1 型腔图型腔径向尺寸及深度尺寸计算： LM=(LS+LSSCP-3/4)+ 0 HM=(HS+HSSCP-2/3)+ 0 由以上公式可算出,具体数值参照附录模具零件图图4-2型芯图型芯径向尺寸及深度尺寸计算：LM=(LS+LSSCP+3/4)0 - HM=(HS+HSSCP+2/3)0 - 具体尺寸由上公式所得，具体数值参照附录零件图4.2模具结构尺寸计算塑件投影面积120000平方毫米 表4-1 型腔长度L=2(D+D) 型腔宽度I=2(D+D) 型腔高度H=X+E 型腔的尺寸具体见图4-1 型腔模板的长度： L=S+A+t+A+S 型腔模板宽度 N=S+B+t+B+S 式中：L=型腔模板长度；N=型腔模板宽度 S=壁厚； A=型腔长度；B=型腔宽度 t=型腔件壁厚 模架详细尺寸见附录模具装配图4.3.1开模行程注塑机开模行程是指注塑机两模板间移动的距离。可由公式： SH=H1+H2+a+(5一10)mm算出开模行程为500mm230.5mm4.3.2浇注系统尺寸计算 图4-3主流道锥度为2.5度详细尺寸参照附录模具总装图5模具图绘制5.1装配图绘制 图5-1模具总装图此模具采用一模两穴的模具结构，浇口方式采用点浇口，浇口位置在与塑件上方正中间位置该塑件表面质量要求表面光泽，必须避免在塑件有飞边毛刺， 缩孔，流痕等工艺缺陷。注意通孔处不出现锐边；表面粗糙度只有塑件外形要求Ra3.2，其它部位没有较高粗糙 度要求。开模时，A板不动，A和B之间弹簧让A和B板先分开，B和C板一起运动。此时浇口套及流道凝料被拉出，自动脱落，开到一定程度B板由于限位停止运动，C继续原来的运动，B和C板分开，塑件一般在C板上跟随一起运动，开到一定程度，C板停止运动，后面的打杆在弹簧作用下推动顶针板，进而使顶针或推件板运动将塑件顶出脱落。 5.2零件图绘制 图5-2型芯 技术要求： 1.除与塑件接触部分，其余部分表面粗糙度为Ra1.6 2.零件制造公差等级为IT10,未注公差按自由公差取值 3.零件热处理至HRC55材料：Cr12 图5-3型腔技术要求 1. 未注倒角为R0.5mm 2. 零件热处理至HRC55 3.除与塑件接触的面，其余面的表面粗糙度为Ra0.8 4.冷却水道的布局参考附录装配图加工 材料： Cr12 零件较多具体见附页总结辗转三年，大学生活即将结束，这次的毕业设计标志着我们即将进入社会，也是对三年来的学习成果进行检测、总结。几个礼拜的努力，毕业设计终于接近尾声，心中的紧张，与激动也慢慢的平息下来。毕业设计中也是困难重重，但在老师和同学的帮助下都顺利解决，即使如此本次设计还是有较多的不足之处，通过文献、网络得到的资料毕竟有他的局限性，这是我的缺陷，实际经验太少。这一点我会在今后工作中慢慢弥补。这次的毕业设计，是对大学三年所学的总结，并进行复习，巩固，加强了对知识的运用能力，这次设计为我们以后走向社会，走上工作岗位打下了坚实的基础。致 谢经过几个礼拜的努力，我的毕业设计终于可以画上一个句号了。 在此要感谢我的指导老师对我悉心的指导，感谢老师给我这样的机会锻炼。在整个毕业设计过程中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中的探索的艰难和成功的喜悦。虽然这个项目还不是很完善，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大
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