老年手机外壳面板的注塑模具设计-[机械毕业设计论文A3337]
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老年
手机外壳
面板
注塑
模具设计
机械
毕业设计
论文
a3337
- 资源描述:
-
文档包括:
说明书一份。35页,18500字。
登记表一份。
申请表一份。
外文翻译一份。
图纸共14张,如下所示
A0-型腔板.dwg
A0-型芯板.dwg
A0-模具装配图.dwg
A1-上模座板.dwg
A1-下模座板.dwg
A1-型腔.dwg
A1-型芯.dwg
A2-产品图.dwg
A2-推杆固定板.dwg
A2-推板.dwg
A4-定位圈.dwg
A4-支撑柱.dwg
A4-浇口套.dwg
A4-限位柱.dwg















- 内容简介:
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毕业设计(论文) 外文翻译 塑料成型 (一)塑料注射成型 许多不同的加工过程习惯于把塑料颗粒、粉末和液体转化成最终产品。塑料材料用模具成型,并且适合用多种方式成型。在大多数情况下,热塑性材料可以用许多方法成型,但热固性塑料需要用其他方法成型。对于热塑性材料有这种事实的认识,它常常被加热成为另一种柔软状态,然后在冷却以前成型。对于热固性塑料,换句话说,在它加工以前还没有形成聚合物,在化学反应加工过程中发生变化,如通过加热、催化剂或压力处理。记住这个概念在学习塑料加工过程和聚合物的形成是很重要的。 塑料注射成型越来越广泛地运用于热塑性材料 的成型工艺。它也是最古老的一种方式。突然间,塑料注射成型材料占所有成型材料消费的 30%。塑料注射成型适合于大批量生产,当原材料被成单一的步骤转换成为塑料物品和单步自动化的复杂几何形状制品。在大多数情况下,对于这样的制品,精加工是不需要的。所生产的各种各样的产品包括:玩具、汽车配件、家用物品和电子消费物品。 因为塑料注射模具有很多易变的相互影响,那是一种复杂的虚慎重考虑的加工过程。塑料注射模具设备的成功是不依赖于机器变化到恰当的步骤,只有淘汰了需要注射变化的机器,才会导致适应液压变化、料筒温度变化和材料黏度变 化的机器的产生。增加机器重复注射的能力的变化可以帮助减少公差,降低次品等级和增加产品质量。 对于任何模具注射设备的操作人员目的是制造产品,成为特等品、用最短的时间、用重复精度和全自动化生产作为周期。模塑人员在生产过程中总是想尽办法降低或消除不合格产品。对于塑料注射模具有高要求的光学制品,或者有高附加值的制品如:家用电器制品,它的利润大大降低。 一种塑料注射模具的生产周期或顺序由五个阶段组成: ( 1)注射或填充模具( 2)补料或压缩( 3)保压( 4)冷却( 5)局部注射 塑料颗粒被投入料斗并且打开塑料注射料筒,在那 里颗粒被旋转螺杆带动进入料筒。螺杆的旋转强迫塑料颗粒在高压下挤压料筒筒壁导致它变成熔体。随着压力的增加,旋转螺杆被迫后退直到有足够的塑料被注射成为储料。塑料螺杆强迫熔融的塑料从料毕业设计(论文) 外文翻译 筒流到喷嘴、主流道经浇注系统,最终进入模具型腔。当注射模具型腔容积被充满。当塑料接触冷的模具表面,它被固化以减少表层。当模具保持熔融状态,塑料沿着模芯充满整个模具。,利用率特别高,在注射时型腔被充满 95%98%。接着成型过程进入补料阶段。 当型腔被充满,熔融塑料便开始冷却。冷却塑料的收缩,就增加了诸如凹痕、孔洞和尺寸不稳定等制品缺 陷的发生。为了补偿收缩,增加塑料压入型腔。当型腔被封裹,为防止的熔融状态塑料从型腔内流向出口,把压力应用于熔体。这种压力必须应用直到出口为固态。这种加工可分为两步(补料和保压)或可能包含成为一步(保压或第二阶段)。在补料时,熔体被补料压力收缩补偿压入型腔。在保压时,压力仅仅防止聚合物回流。 在保压阶段完成以后,冷却阶段开始。在冷却时,是制品在型腔内保持需具体说明的一个阶段。在冷却持久的阶段主要依靠材料的特性和制品的收缩率。典型的,制品温度必须冷却到材料的注射温度。在冷却制品时,这种机器塑料熔体被冷却到下一个 周期。聚合物是以剪切作用为主题的,如同加热圈获得能量一样。当注射开始,到塑料注射终止。聚合物会立刻出现在冷却阶段以前,直到模具打开和制品被注射。 当聚合物被编制成有用的文章,它们被称为:塑料、橡胶和纤维。许多聚合物,例如棉花和羊毛来自自然,但是绝大多数商业的产品都是人造的,都来源于此。一系列众所周知的材料包括酚醛塑料,涤纶,尼龙,聚硅氧烷,有机玻璃,纤维素,聚丙乙烯和特氟隆。 在 1930 年以前,商业用的聚合物没有广泛应用。然而它们本应该作为新材料在 19 世纪下半叶出名,却没有成功。在该期间,它们所以未能发展, 部分原因是不了解它们的性质,特别是,聚合物结构曾是许多无结果争论的主题。 二十世纪的两次事件使聚合物声名雀起,并且在世界范围内占据了很重要的地位。第一次是成功的商业塑料产品叫做酚醛塑料。它有用的工业价值在 1912 年表现得近乎疯狂,并且在以后许多年发挥着巨大的价值。今天,酚醛塑料仍然在一系列的人造的产品中占有一席之地。在 1912 年以前,由塑料制造的材料是有用的,但是那种材料的制造从未提供像发明了酚醛塑料以后,形成新聚合物的动力那样有价值。第二次事件与基础学科的自然聚合物有关,被欧洲的史涛丁格和美国的卡罗瑟夫发 现,他们在特达华州的杜邦公司工作。一些重要的研究在 20 世纪 20 年代被开展,史涛丁格主要从事基础工作。卡罗瑟夫的成功导致了我们目前巨大塑料工业的发展,引起了对化学聚合物的关注,并且在今天仍然引起了强烈而明显的关注。 毕业设计(论文) 外文翻译 (二)热力学的性质 热力学是工程科学最重要的领域之一。这门科学是用来解释大多数东西是如何做功的,有些东西为什么不按所预期的那样做功,另外一些东西又为什么根本不做功。热力学是工程师在设计汽车发动机、热泵、火箭发动机、发电站燃汽轮机、空气调节器、超导电输电线,太阳能加热系统等所用的科学知识的关键部分。 热力学以能的各种概念为中心,能量守恒这一概念是热力学的第一定律。这是热力学以及工程分析的起点,热力学的第二个要领是熵;熵提供一种用以确定某一过程是否可行的手段。产生熵的过程是可行的,消灭熵的过程是不可行的,这个要领是热力学第二定律的基础。 他还为一种工程分析奠定了基础,在这种工程分析中,人们可以算出从给定的能源中所能获得的有用功率的最大值,或算出做某种工作所能获得的有用功率的最小值。 若要在工程分析中应用热力学,就必须对能和熵这些概念有一个清楚的了解。科学家关心的是利用这些数据,结合能量守恒及熵的产生这些 基本概念来分析复杂系统性能。 举一个工程师感兴趣的例子 一个大型中心发电站。在该发电站,能源是某种形式的石油,有时是天然气;该发电站的作用是把燃料能尽可能地转化成电能,并把电能沿输电线输送出去。 简单的说,该发电站的发电方式是:使水沸腾,利用蒸汽转动汽轮机,汽轮机再转动发电机。 这类发电站中最简单的只能把大约 25%的燃料转化成电能。但该发电站却能把大约 40%的燃料转化成电能,这是因为该发电站是经过精心设计的结果,把热力学的基本原理仔细的用于该系统内的数百个零部件。 进行这些计算的设计工程师,利用了由物理 学家研究出来的有关蒸汽特性的数据;而物理学家则是利用实验测得的数据,结合热力学理论,研究出这种特性的数据的。 目前在研究中的一些发电站,如果说的确按热力学分析所预测的那样工作,可以将多达 55%的燃料能转化成电能。 热始终是自发的从较热的物体流向较冷的物体,这一规律是一种新的物理概念。在能量守恒原理中或其他任何一种自然规律中,没有给我们规定热的方向。如果能量能自毕业设计(论文) 外文翻译 发的从冰块流向周围的水中,这可能和能量的守恒完全一致,但这一过程决不发生。这一概念是热力学第二定律的实质。很明显,冷冻机是一种物理系统,用于厨房的电冰 箱、冷场库和空调装置,它不仅必须遵从第一定律(能量守恒)也必须遵从第二定律。 为了弄清冷冻机为什么没有违背第二定律,必须对这一定律加以说明,热力学第二定律实质上是说:热不会自发地从较冷的物体流向较热的物体。 换句话说,热之所以能从较冷的物体流向较热的物体,是外界力量做功的结果,现在我们弄清了某一日常的自然过程。如水和冰之间的热流动和冷冻机热从里面向外面流动之间的区别。 在水、冰系统中,能量的交换是自发产生的,因而热的流动是水流向冰。水放出了能量从而变冷,而冰吸收热量从而融化。 另一方面,在冷冻机中,能量交换 不是自发产生的,而需要改变热的流动方向,并通过进一步加热较暖的周围环境而使冷冻机内部变冷,就必须依靠外力做功。 2 1 目前模具制造的发展现状和趋势 模具作为重要的工艺装备,在消费品、电器电子、汽车、飞机制造等工业部门中,占有举足轻重的地位。工业产品零件粗加工的 75%,精加工的 50%及塑料零件的 90%将由模具完成。目前中国模具市场需求已达 500 亿元之规模。汽车模具、特别是覆盖件模具年增长速度将超过 20 %;建材模具也迅速发展,各种异型材模具、墙面和地面模具成为模具的新增长点,今后几年塑料门 窗和塑料排水管增长将超过 30 %;家电模具年增长速度将超过 10 %; 业年均增长速度超过 20 % ,对模具的需求占模具市场的 20 %。 2004 年中国机床工具工业产值将继续增长。我国模具制造市场潜力巨大。根据资料统计,近年来,我国模具的年总产值达到 30 亿美元,进口超过10 亿美元,出口超过 1 亿美元。增长从 1995 年的 25% 增加到 2005 年的 50%。国外专家预言:亚洲在全球模具制造中占据的份额,将从 1995 年的 25%增加至 2005 年的 50%。 中国模具工业发展迅速,形 成了华东和华南两大基地,并且逐渐扩大到其他省份。(山东 ,安徽 ,四川 ) 1996 年 2002 年,模具制造业产值年平均增长 14%, 2003 年增长 25%。毕业设计(论文) 外文翻译 2003 年我国模具产值为 450 亿人民币。总产量位居世界第 3,出口模具 美元,比上年增长 但是,我国技术含量低的模具已供过于求,精密、复杂的高档模具很大部分依靠进口。每年进口模具超过 10 亿美元。出口超过 1 亿美元精密模具精度要求在 2 3 m,大型模具需要满足 8000模力注塑机的要求 ;小型模具需满足直径 1前,采用 高速切削生产模具已经成为模具制造的大趋势,在国外一些模具生产厂家,高速机床大面积取代电火花机床,高速切削大大提高了模具生产效率。机床企业瞄准模具生产企业,有的加工中心生产厂机床的 60%以上卖给模具加工企业。高速切削逐渐取代电火花精加工模具在国外的模具制造企业已经普遍采用,高速切削生产模具已经成为逐渐模具制造的大趋势,大大提高了模具生产效率和质量。采用高速切削替代电火花生产模具,可以明显提高效率、提高模具精度、使用寿命长。 2 2 高速加工在模具制造中的应用 2 2 1 高速切削的优点: 1) 刀 具的高转速和机床的高进给以及高加速度,大大提高金属切除率; 2) 高速切削减小切削力; 3) 高速切削热大部分由切屑带走,工件发热少; 4) 高速切削减少振动,提高加工质量; 2 2 2 高速加工应用于模具加工的效益 1) 快速粗加工和半精加工,提高加工效率; 2) 高速高精度精加工硬切削代替光整加工,表明质量高,形状精度提高,比 0%,减少手工修磨; 3) 硬切削加工最后成型表面,提高表面质量、形状精度, (不仅是表面粗糙度 低,而且表面光亮度高 ),用于复杂表面的加工更具优势; 4) 避免 工产生的表面损伤,提高模具寿命 20%; 5) 结合 术快速加工电极,特别是形状复杂、薄壁类电极。 2 3 采用高速切削加工模具需要解决的问题 毕业设计(论文) 外文翻译 在国内,由于资金、技术等方面的原因,应用高速切削生产模具还处于初期阶段。 还存在机床、刀具、工艺以及其他方面的一些问题需要逐步解决。 缺点是加工成本高,对刀具的使用有较高的要求,不能使用过大的刀具,要有复杂的计算机编程技术做支持,设备运行成本高。 (三)加工模具 的高速加工机床 模具精加工和硬切削加工需要数控高速机床 ,模板、模架加工需要精密、高效数控机床等。许多机床企业瞄准模具生产,有的加工中心生产厂机床的 60%以上卖给模具企业。模具行业今后几年年均有 50 亿元的固定资产投入,其中 80%是购买模具加工设备,也就是说每年有 40 亿元人民币要购买金切机床。目前我国数控机床的平均利用率大约20%,高速机床的利用率 3 5%。模具企业也有相当的单位购买高速机床,从 600040000都有。 3 1 高速机床的技术参数要求 加工中心主轴大功率、高转速,满足粗精 加工;精加工模具要用小直径刀具,机床一般要达到 15000 20000常主轴转速在 10000下的机床可以进行粗加工和半精加工,达不到精加工的精度;无法达到 400m/上的切削速度。 3 2 五轴机床的应用增加趋势 1)加工路线灵活,表面形状复杂; 2)加工范围大,适合多种类型模具加工; 3)切削条件好,减少刀具磨损,提高刀具寿命; 3 3 购买 件和高速机床配套 据统计,每年有几十亿美元用于进口机床,大部分电加工机床和高速机床需要进口。 (四)高速切 削模具的刀具技术 高速切削加工还需配备适宜高速切削的刀具。高速加工刀具材料的进展促使了高速加工的发展。硬质合金涂层刀具、聚晶增强陶瓷刀具使得兼顾高硬度的刀刃部和高韧性的基体成为可能。聚晶立方氮化硼 (片 ,其硬度可达 3500 4500晶金刚石 (硬度可达 6000 10000年来德国 本三菱 (神钢 )及住友、瑞士山特维克、美国肯纳飞硕等国外著名刀具公司都先后推出了各自的高速切削刀具,不仅有毕业设计(论文) 外文翻译 高速切削普通结构钢的刀具 ,还有能直接高速切削淬硬钢的陶瓷刀具等超硬刀具 ,尤其是涂层刀具异军突起 ,在淬硬钢的半精加工和精加工中发挥着巨大作用。新刀具材料和刀具技术的出现已经使高速加工上的瓶颈问题不再会出现在刀具上。 但是,进口刀具的昂贵价格也阻碍高速切削模具的重要因素。 一般来说 ,刀具以及刀夹的加速度达到 3g 以上,刀具的径向跳动要小于 刀的长度不能大于 4 倍的刀具直径。根据 司的实际统计,在使用碳氮化钛(层的整体硬质合金立铣刀 (58行高速铣削时 ,粗加工刀具线速度约为100m/精加工和超精加工时 ,其线速度超过了 280m/样对刀具的材料 (包括硬度、韧性、红硬性 (高温状态下保持切削性能 )、刀具的形状 (包括排屑性能、表面精度、动平衡性等 )以及刀具寿命都有很高的要求。根据国内模具高速精加工的经验,采用小直径球头铣刀进行模具精加工时,线速度超过了 400 800m/择足够高速度的机床硬切削模具精加工。 采用 径的刀具加工窄槽,转速 40000度,进给速度 30m/. 1 选择刀具参数,如负前角刀具等。刀具要求比普通加工要求抗冲击韧性更高,还要 求抗热冲击能力强; 2 采取多种方法提高刀具寿命,降低刀具成本。 3 采用高速刀柄,目前应用最多的是 柄,热压装夹刀具。注意刀具装夹后的整体动平衡; 4 当前的刀具企业在解决高速切削刀具技术方面已经做了很多工作,面向加工的刀具服务会帮助解决很多问题,刀具生产厂家成为主体,参考刀具生产厂家提供的技术参数。 (五)提高高速切削模具效率的工艺技术 1 刀具直径和长度的选择 2 选择 3 干切削和润滑冷却 4 进给选择:通常进给量 铣刀直径 10%,进给宽度 铣刀直径 40%。 毕业设计(论文) 外文翻译 根据材料情况合理选择加工工艺参数 国外高速铣削加工零件材料质量较,材料质量标准相同 ,加工性能比较稳定;而国外公司生产的刀具也是以他们的材料标准做试验;推荐的加工参数一般比较适合他们的标准,如果使用他们的刀具,与国内的零件材质有一定的区别 ,在高速铣削时 ,这种差别表现得较为明显,有些参数可以直接应用,但有些效果就比较差。而国内企业一般选用零件材质有一定的标准 ,所使用的零件材料,特别是能用高速加工的零件材质,一般会局限在某些零件材料范围内 ,这对我们应用高速加工 技术也提供了有利的条件,会在较少的加工材料范围内应用。这里要强调的是,一定要在这些材料上选取优化出一套适合本企业的加工工艺参数,并且纳入企业标准。选用国产刀具 ,很少有推荐高速铣削的技术参数的 ,有必要做试验 ,取得比较满意的参数 ,最好选用固定的刀具生产厂家 ,减少试验的次数 ,形成加工技术标准 ,这样可以提高设备有效利用率 ,降低生产成本 ,可以取得较好的经济效益。 (六)高速切削的加工刀具路径和编程 1) 平面进给路径选择 2) 轮廓加工路径选择 3) 保持切削载荷平稳 4) 保 持相对平稳的进给量和进给速度 5) 在平面切削中保持园拐角 6) 合理选择精加工余量 加工对 编程要求 : 1)尽量避免拐角的铣削运动; 2)尽量避免工件外的进刀与退刀运动,直接从轮廓进入下一个深度。或者采用螺旋线或斜向进给切入; 3)恒定每刃进给,提高质量,延长刀具寿命; 4)轮廓加工保持在水平面上等。高速切削 件: 公司几年前就开始毕业设计(论文) 外文翻译 了高速切削加工编程技术的研究,开发了高速切削自动编程软件模块;最近, 司也开发了高速切削自动编程软件模 块;国内北航海尔也在开发高速切削自动编程软件模块; 六、 高速机床数控系统的特点 1) 高速数据处理 2) 拐角预测处理 3) 有理样条插补曲线加工 七、 高速切削模具的安全问题 1) 刀具磨损和破坏的监测; 2) 刀片连接的强度; 3) 和普通机床加工不同,安全防护和开机前对机床和刀具的严格检查非常重要。 八、 目前我国在采用高速加工模具技术中存在的问题 8 1 机 床 1) 国产高速机床整体性能尚有差距,功能部件性能还不 能满足要求。包括电主轴的功率和转速,进口机床价格高; 2) 机床的高速下动态特性研究还不够,因而影响整机的性能; 3) 五轴机床还不够成熟,进口机床价格太高; 4) 配套技术和设备还不完全。 8 2 刀 具 : 1) 国产刀具还不能够适应高速切削的应用,特别是高速硬切削光整加工。进口刀具价格高。刀具技术是影响高速切削加工模具的一个重要因素。 2) 配套技术还不够,包括刀柄、成套在线动平衡等。 8 3 高速模具加工工艺技术及实验 1) 由于高速 加工模具的历史比较短,缺乏应用经验积累; 2) 对高速切削工艺研究比较少,投入不够,立项比较困难; 3) 缺少高速切削数据库或手册,目前还是空白; 4) 模具生产厂家对高速切削的认识不够,缺乏长期效益的分析对比; 毕业设计(论文) 外文翻译 to is in is to In of is by to a on a or It is to is by of It is of 0% of be by a is of of In is a of it is a of of is in of in of of 毕业设计(论文) 外文翻译 of is of to a in to or in of or a as of is A or of 1. or . or . 4. . an in by of of to As is to or is it to in to is 5%98% is to as is to or it to as To is is to be be or be in or by 业设计(论文) 外文翻译 of is is in of on s is to as as of is of is to as of in A of of 930 of be as of in of to in to a of of in of of of of a of of of in is on of 912 in as of u A of 920s. s s to of by an of in an is 毕业设计(论文) 外文翻译 is of of to do at It is a of to of is is of It is of is a if a is is of It an in of be a or of to do a A of of is to in in to of in of to of is an of of of to a In is in of or is to as of as to to by to a an to 5 of to 0 it of of to of in 毕业设计(论文) 外文翻译 on of by in in to as 5 of to if as by of is to is a is in or in of us of If to a of to a of in a is of of a is a in as To is by a we be in of of in a to a a to a as a of by an We an as of to of a In of of to up In a on of is by an is to of at of 1 at he is in as 业设计(论文) 外文翻译 is in as 5%, 0% 0% be 00 at o 长春理工大学光电信息学院 毕业设计(论文)题目申报表 院 别 机 电 工 程 分 院 教 研 室 机 械 工 程 教 研 室 指导教师 张广杰 职称 讲 师 职称 2013 年 月 日 题目名称 手机面板注塑模设计 题目类别 设计 类 题目性质 结合实际 专业 机 械 设 计 参加本题目学生人数 1 人 论文类 虚拟题目 题目来源、教师准备情况、主要培养学生哪些能力 1本题目来源于指导教师的命题。 2指导教师对此课题有理论基础及实际经验,在师生共同努力下定能顺利、按期完成该课题设计。 3本课题主要培养学生对已有知识的运用能力、查找资料和阅读能力、英译汉的能力、工程机械的设计、制造能力。 题 目 内 容 及 要 求 一、内容: 对模具行业的发展状况、现代注塑模具设计制造技术、注塑模具的设计方法及过程 进行了阐述。采用计算机辅助设计( 以大大提高设计的精确性;计算机辅助工程( 可以提高塑料模具的设计制造水平及塑件质量;利用计算机辅助加工( 以把设计师的意图准确的反映在产品上。 。 二、要求: 论文内容包括 : 1 合理选择模具结构,正确确定模具成型零件的结构形状、尺寸及其技术要求。使所涉及的模具制造工艺性良好,造价便宜。 2 充分利用塑料成型优良的特点,尽量减少后加工。 3 涉及的模具应当高效、优质、安全可靠的生产,且模具使用寿命长 实 践 环 节 安 排 实习 长春第一机床长 实验 金工实习基地 计算机应用 计算机绘图 中、外文参考资料: 1我 国塑料模具行业发展日趋大型化精度越来越高 J 2008,( 06) 9锐 . 2孙安垣 我国塑料模具行业发展日趋大型化 J 2008,( 04) . 3陈勇,韦玉屏 塑料模具材料的种类及应用 J 2007,( 09) 964杨俊秋 . 塑料模具新型材料的种类与发展动向 J 2007,( 03) 595塑料模具业持续高速发展 J 2007,( 08) 676塑料模具 模具业未来的佼佼者 J 2006,( 4) . 7刘保臣,李雪娜,申 长雨 热流道注射模具设计 J 2007,( 02) 588孙锡红 J 2010,( 319周永泰 J 2000,( 06) 2310塑 料模具发展迅速,高档模具成为主流市场 展望“ 2008 国际橡塑展” J2008,( 03) . 11申开 智 第二版 M . 北京:中国轻工业出版社, 2006 12杨占尧 M . 北京:化学工业出版社, 2005 教研室主任 审 批 签 字 分 院 院 长 审 批 签 字 注:题目类别和题目性质请用符号填在相应栏内。 长春理工大学光电信息学院学生毕业设计(论文)登记表 分院 机电工程分院 专业 机械设计制造及其自动化 班级 0951214 学生姓名 张永姜 指导教师 张广杰 设计(论文)起止日期 教研室主任 题目名称(包括主要技术参数)及要求 一、 1. 题目名称: 手机面板注塑模具设计 二、 2. 要求: 论文内容包括 : 1 合理选择模具结构,正确确定模具成型零件的结构形状、尺寸及其技术要求。使所涉及的模具制造工艺性良好,造价便宜。 2 充分利用塑料成型优良的特点,尽量减少后加工。 3 涉及的模具应当高效、 优质、安全可靠的生产,且模具使用寿命长 论文开题报告(设计方案论证) 应包括以下几方面的内容: 1、 本课题研究的意义; 2、调研(社会调查)情况总结; 3、查阅文献资料情况(列出主要文献清单); 4、拟采取的研究路线; 5、进度安排。 ( 1) 对模具行业的发展状况、现代注塑模具设计制造技术、注塑模具的设计方法及过程进行了阐述。采用计算机辅助设计( 以大大提高设计的精确性;计算机辅助工程( 可以提高塑料模具的设计制造水平及塑件质量;利用计算机辅助加工( 以把设计师的意图准确的 反映在产品上。 ( 2)调研情况总结: 综合了成型工艺分析,模具结构设计,最后到模具零件的加工方法,模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤,模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来,所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外,同时引用了 软件,使用 件,力求达到减小劳动强度,提高工作效率的目的 。 ( 3) 1我 国塑料模具行业发展日趋大型化精度越 来越高 J2008,( 06) 9锐 .2孙安垣 我国塑料模具行业发展日趋大型化 J2008,( 04) . 3陈勇,韦玉屏 塑料模具材料的种类及应用 J2007,( 09) 964杨俊秋 . 塑料模具新型材料的种类与发展动向 J2007,( 03) 595塑料模具业持续高速发展 J2007,( 08) 67 6塑料模具 模具业未来的佼佼者 J2006,( 4) . 7刘保臣,李雪娜,申长雨 热流道注射模具设计 J2007,( 02) 588孙锡红 J2010,( 319周永泰 J 2000,( 06) 2310塑 料模具发展迅速,高档模具成为主流市场 展望“ 2008 国际橡塑展 ” J008,( 03) . 11申开智 第二版 M 国轻工业出版社, 2006 12杨占尧 M 学工业出版社, 2005 ( 4) 指导老师下达任务充分理解本课题要解决的问题查阅文件和素材(图书馆、上网)翻译英文资料(吉林省图书馆,长春市图书馆,达新校区图书馆)到长春精诚机械参观撰写论文(吉林省图书馆,长春市图书馆,达新校 区图书馆) 图指导教师审查修改、完善、定稿准备答辩。 5进度安排: 2 月 28 日 3 月 15 日 查阅文件,书籍材料。 3 月 16 日 3 月 29 日 翻译英文材料。 3 月 30 日 4 月 26 日 写课题论文,写初稿。 4 月 27 日 5 月 17 日 完善论文,定稿。 5 月 18 日 6 月 7 日 绘制设计草图、打印。 6 月 8 日 6 月 17 日 整理,熟悉文件 ,准备答辩 指导教师审阅意见: 年 月 日 记事: 指导教师审阅意见: 年 月 日 1 长春理工大学光电信息学院毕业设计(论文)登记表 分院 机电工程分院 专业 机械设计制造及其自动化 班级 0951214 学生姓名 张永姜 指导教师 张广杰 设计(论文)起止日期 2013 年 3 月 2 6 月 21 教研室主任 题目名称(包括主要技术参数)及要求 一、 1. 题目名称: 手机面板注塑模 具 设计 二、 2. 要求: 论文内容包括 : 1 合理选择模具结构,正确确定模具成型零件的结构形状、尺寸及其技术要求。使所涉及的模具制造工艺性良好,造价便宜。 2 充分利用塑料成型优良的特点,尽量减少后加工。 3 涉及的模具应当高效、优质、安全可靠的生产,且模具使用寿命长 论文开题报告(设计方案论证) 应该包括以下几方面内容: 1、本课题研究的意义; 2、调研(社会调查)情况总结; 3、查阅文献资料情况(列出主要文献清单); 4、拟采取的研究路线; 5、进度安排。 ( 1) 对模具行业的发展状况、现代注塑模具设计制造技术、注塑模具的设计方法及过程进行了阐述。采用计算机辅助设计( 以大大提高设计的精确性;计算机辅助工程( 可以提高塑料模具的设计制造水平及塑件质量;利用计算机辅 助加工( 以把设计师的意图准确的反映在产品上。 ( 2) 综合了成型工艺分析,模具结构设计,最后到模具零件的加工方法,模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤,模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来,所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外,同时引用了 软件,使用 件,力求达到减小劳动强度,提高工作效率的目的 ( 3) 1我 国塑料模具行业发展日趋大型化精度越来越高 J2008,( 06) 9锐 .2孙安垣 我国塑料模具行业发展日趋大型化 J2008,( 04) . 3陈勇,韦玉屏 塑料模具材料的种类及应用 J2007,( 09) 964杨俊秋 . 塑料模具新型材料的种类与 发展 动向 J2007,( 03) 595塑料模具业持续高速发展 J2007,( 08) 676塑料模具 模具业未来的佼佼者 J2006,( 4) . 2 7刘保臣,李雪娜,申长雨 热流道注射模具设计 J2007,( 02) 588孙锡红 J2010,( 319周永泰 J 2000,( 06) 2310塑 料模具发展迅速,高档模具成为主流 市场 展望“ 2008 国际橡塑展” J008,( 03) . 11申开智 第二版 M 国轻工业出版社, 2006 12杨占尧 M 学工业出版社, 2005 4 拟采取的研究路线 ,: 指导老师下达任务充分理解本课题要解决的问题查阅文件和素材(图书馆、上网)翻译英文资料(吉林省图书馆,长春市图书馆,达新校区图书馆)到长春精诚机械参观撰写论文(吉林省图书馆,长春市图 书馆,达新校区图书馆) 图指导教师审查修改、完善、定稿准备答辩。 5 进度安排: 3 月 2 日 3 月 15 日 查阅文件,书籍材料。 3 月 16 日 3 月 29 日 翻译英文材料。 3 月 30 日 4 月 26 日 写课题论文,写初稿。 4 月 27 日 5 月 17 日 完善论文,定稿。 5 月 18 日 6 月 7 日 绘制设计草图、打印。 6 月 8 日 6 月 21 日 整理,熟悉文件。 指导教师审阅意见: 年 月 日 记事: 指导教师审 阅意见: 年 月 日 3 长春理工大学光电信息学院毕业设计 编号 本科生毕业 设计 手机面板注塑模具设计 生 姓 名 张永姜 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 0951214 指 导 教 师 张广杰 分 院 机电工程分院 2013 年 6 月 长春理工大学光电信息学院毕业设计 手机面板注塑模具设计 摘 要 塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一,而注塑模具是其中发展较快的种类,因此,研究注塑模具对了解塑料产品的生产过 程和提高产品质量有很大意义。 本文对模具行业的发展状况、现代注塑模具设计制造技术、注塑模具的设计方法及过程进行了阐述。采用计算机辅助设计( 以大大提高设计的精确性;计算机辅助工程( 可以提高塑料模具的设计制造水平及塑件质量;利用计算机辅助加工( 以把设计师的意图准确的反映在产品上。本文阐述了手机面板注塑模具的设计计算过程。 首先运用传统的模具设计方法,进行手机面板的产品设计,确定塑件结构尺寸;然后用 塑件进行结构工艺性和成型工艺性分析,确定塑件结构尺寸 和成型方案。 运用 塑 模 块 对产品 建立工件、创建分型、分割工件、抽取得到型腔和型芯文件;进行模具成型零件尺寸的计算,通过计算确定 注射系统、温度调节系统、导向与定位机构、脱模机构 中各个零部件的外形尺寸。 运用 块,输入各部分的尺寸和形状参数,生成三维模型,不仅可以直观的了解产品的外形,还可以进行干涉检测等;对注塑机进行校核,包括注塑容量、锁模力、模具外形尺寸、模具厚度尺寸、模具安装尺寸等校核; 运用 模以及 塑件 被 脱模 的全过程进行仿真,从而检查出模具结构设计的不合理处,并及时更 正,以减少修模时间。 关键词: 塑料模具;注射成型; 长春理工大学光电信息学院毕业设计 is in of is to to to be to s on of of G to G of a a of a of of of of on so on to so on AD to as as is on to be G. 长春理工大学光电信息学院毕业设计 目 录 摘 要 . . 录 . - 1 - 第一章 绪 论 . 1 具在加工工业中的地位 . 1 具的发展趋势 . 1 计在学习模具专业中要求 . 2 第二章 塑件的工艺分析 . 3 . 3 . 3 型特性 . 3 型工艺参数: . 4 第三章 成型方案的选择 . 5 . 5 流道模具 . 5 传统模具 . 6 . 6 第四章 注塑设备的选择 . 7 算塑件体积 . 7 架的选定 . 7 . 8 第五章 模具结构设计 . 9 注系统的设计 . 9 . 9 . 10 . 11 . 11 . 13 长春理工大学光电信息学院毕业设计 . 13 . 13 型零部件设计 . 14 芯结构设计 . 15 . 16 . 17 . 17 柱导向机构设计要点 . 17 3导柱的设计 . 18 4导套的设计 . 18 . 19 . 19 . 19 第六章 温度调节系统的设计 . 21 . 22 . 23 第七章 注射机及各个参数的校核 . 24 大注射压力的校核 . 24 . 24 具与注塑机安装部分相关尺寸校核 . 24 模 行程校核 . 25 第八章 模具的装配 . 26 . 26 模过程分析 . 27 结 论 . 29 致 谢 . 30 参考资料 . 31 第 I 条 长春理工大学光电信息学院毕业设计 1 第一章 绪 论 具在加工工业中的地位 模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸塑件的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。 对模具的全面要求 是:能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制塑件。以模具使用的角度,要求高效率、自动化操作简便;从模具制造的角度,要求结构合理、制造容易、成本低廉。 模具影响着塑件的质量。首先,模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次,在加工过程中,模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料塑件时,应尽量 减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动,为此,常采用自动开合模自动顶出机构,在全自动生产时还要保证塑件能自动从模具中脱落。另外模具对塑件的成本也有影响。当批量不大时,模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大,这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具,以降低成本。 现代生产中,合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素,尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用,产品的生产和更新都是以模 具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大,对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展 具的发展趋势 近年来,模具增长十分迅速,高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看,模具的发展趋势可分为以下几个方面: ( 1) 加深理论研究 在模具设计中,对工艺原理的研究越来越深入,模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展,使得产品的产量和质量都得到很大的提高。 ( 2) 高效率、自动化 大量采用各种高效率、自动化的模具结构。高 速自动化的成型机械配合以先进的模具,对提高产品质量,提高生产率,降低成本起了很大的作用。 长春理工大学光电信息学院毕业设计 2 ( 3) 大型、超小型及高精度 由于产品应用的扩大,于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具,为了满足这些要求,研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。 ( 4) 革新模具制造工艺 在模具制造工艺上,为缩短模具的制造周期,减少钳工的工作量,在模具加工工艺上作了很大的改进,特别是异形型腔的加工,采用了各种先进的机床,这不仅大大提高了机械加工的比重,而且提高了加工精度。 ( 5) 标准化 开展标准化工作,不 仅大大提高了生产模具的效率,而且改善了质量,降低了成本。 计在学习模具专业中要求 ( 1)塑件的工艺分析及工艺方案的确定 ( 2)模具结构的总体方案设计 ( 3)模具的结构参数及工艺性能参数的设计计算 ( 4)模具的装配图、零件工作图的设计 ( 5)编写设计说明书和技术文件 长春理工大学光电信息学院毕业设计 3 第二章 塑件的工艺分析 塑件为 手机面板 ,三维图如图 2件结构为圆形,壁厚均匀,结构简单,造型不难。从 手机面板 的用途上分析, 手机面板 通过高速的流体,所以要求有抗冲击性,那么就需要低流动率的 用 为了完成注塑,对于低流动率 塑时必须提高注射压力,且浇口要适当的加大,则对注塑机的要求也较高。 图 2品图 型特性 突出的性能是具有高冲击强度,能长期在 00 环境下使用,同时具有质硬、刚性等优异力学性能,有良好的电绝缘性。 长春理工大学光电信息学院毕业设计 4 型收缩率为 可以制得尺寸精度较高的制品,表面经抛光后具有很好的光泽。因其具有 如此良好的综合性能,故广泛用于电器外壳的生产。但 紫外线和热、氧作用下易发生氧化降解,使制品发硬发脆 1。 有均衡的刚性和韧性,有突出的冲击强度。同时具有吸水率低、成型收缩率小、尺寸精度高等性能,并且有优良的耐化学腐蚀性以及自熄、易着色等性能。 体粘度大流动性差,使成型制品参与应力大,易产生应力开裂;耐溶剂、耐碱性差,高温时易水解等 3。 它们的缺点也限制了进一步的推广应用,因此,对它们进行混合改 性成为引人注目的项目。 型性、可电镀性及外观性;与 主要提高了耐热性、抗冲性及薄壁制品的刚性。但从总的改性目标而言,获得良好成型性,外观性及降低 有了两者的综合特性, 如 合金材料的力学性能高,尺寸稳定性、耐高低温性和加工工艺性好,适用于制造大型薄壳、中空、高刚性、高冲击韧性的制件,如各种电器外壳、汽车仪表盘等。 型工艺参数: 塑料名称: C 密度( g/: 计算收缩率( %): 模具温度(): 50 60; 注射压力( 60 100; 成型时间( s): 15 30;注射时间 15 60;加压时间 0 3;冷却时间 2090; 总周期 50 160。 适应注射机类型:柱塞式 表 艺参数表 工艺参数 通用型 桶后部温度 160 170 料桶中部温度 200 220 料桶前部温度 180 200 喷嘴温度 / 170 190 模具温度 / 40 80 长春理工大学光电信息学院毕业设计 5 第三章 成型方案的选择 当塑件设计完成之后就进入了模具设计,首先必须考虑采用单型腔还是多型腔模,并决定型腔数量的多少。考虑的因数主要有:现有的注塑机的规格,所要求的塑件质量,塑件成本及交货期,起决定作用的因素有很多,它既有技术方面的因数,也有生产管理方面的因数。一般来说,从经济的角度出发,订货量大时可选用大型机,多型腔模具。当尺寸精度和重复性精度要求很高时应尽量减少型腔的数目,在满足其它的各项要求 的前提下尽量采用单型腔模具。 案一:热流道模具 热流道模具是利用加热装置使流道内熔体始终不凝固的模具。因为它比传统模具成形周期短,而且更节约原料,所以热流道模具在当今世界各工业发达国家和地区均得到极为广泛的应用 。 ( 1)优点: 缩短制件成型周期 因没有浇道系统冷却时间的限制,制件成型固化后便可及时顶出。许多用热流道模具生产的薄壁零件成型周期可在 5秒钟以下。 节省塑料原料 在纯热流道模具中因没有冷浇道,所以无生产费料。这对于塑料价格贵的应用项目意义尤其重大。事实上,国 际上主要的热流道生产厂商均在世界上石油及塑料原料价格昂贵的年代得到了迅猛的发展。因为热流道技术是减少费料降低材料费的有效途径。 减少废品,提高产品质量 在热流道模具成型过程中,塑料熔体温度在流道系统里得到准确地控制。塑料可以更为均匀一致的状态流入各模腔,其结果是品质一致的零件。热流道成型的零件浇口质量好,脱模后残余应力低,零件变形小。所以市场上很多高质量的产品均由热流道模具生产。如人们熟悉的 消除后续工序,有利于 生产自动化 制件经热流道模具成型后即为成品,无需修剪浇口及回收加工冷浇道等工序。有利于生产自动化。国外很多产品生产厂家均将热流道与自动化结合起来以大幅度地提高生产效率。 许多先进的塑料成型工艺是在热流道技术基础上发展起来的。如 模具中多色共注,多种材料共注工艺, 长春理工大学光电信息学院毕业设计 6 ( 2) 热流道模具的缺点 尽管与冷流道模具相比,热流道模具有许多显著的优点,但模具用户亦需要了解热流道模具的缺点。概括起来有以下几点。 模具成本上升 热流道元件价格比较贵,热流道模具成本可能会大幅度增高。如 果零件产量小,模具工具成本比例高,经济上不花算。对许多发展中国家的模具用户,热流道系统价格贵是影响热流道模具广泛使用的主要问题之一。 热流道模具制作工艺设备要求高 热流道模具需要精密加工机械作保证。热流道系统与模具的集成与配合要求极为严格,否则模具在生产过程中会出现很多严重问题。 如塑料密封不好导致塑料溢出损坏热流道元件中断生产,喷嘴镶件与浇口相对位置不好导致 塑件 质量严重下降等。 操作维修复杂 与冷流道模具相比,热流道模具操作维修复杂。如使用操作不当极易损坏热流道零件,使生产无法进行,造成巨大经济损 失。对于热流道模具的新用户,需要较长时间来积累使用经验。 案二 :传统模具 传统模具在社会生产上比较常用,较之热流道模具,模具制造成本低,维修方便,工艺要求低。 比较两种方式模具方案,我选择传统模具。 型腔数目的确定主要参考以下几点来确定: ( 1)根据经济性确定型腔数目和总成型加工费用最小的原则,并略准备时间试生产原材料费用,仅考虑模具加工费和塑件成型加工费 ( 2)根据注射机的额定锁模力确定型腔数目,当成型大型平板塑件时常用这种方法 ( 3)根据注射机的最大注射量确定型腔数目,根 据经验,每加一个型腔制品尺寸精度要降低 4%,对于高精度制品,由于多型腔模具难以保证各型腔的成型条件一致,故推荐型腔数目不超过 4个。 分析塑件外形尺寸为 105 合分型方式如采用一模两腔结构,从经济上和效率上比较并结合型腔数目确定原则是比较合适。 长春理工大学光电信息学院毕业设计 7 第四章 注塑设备的选择 算塑件体积 该产品材料为 C,查模具设计手册得知其密度为 /缩率为 计算塑件的体积和质量是为了选用注塑机,提高设备利用率,确定模具型腔数。使用 件能自动计算出所画图形塑件的体积。 单件塑件体积 =10517 3 单件塑件投影面积 =3764 3 单件塑件重量 = 流道凝料 V = 实际注射体积为 :V =2+ 实际注射质量为 M = 根据实际注射量应小于 即: V V / = 由锁模力选定注射机 =3764 2 100 = 式中 注射机的锁模力( N); 塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和 型腔压力,查资料可知 射压力为 70 120,则取 P=100 型腔压力为注射压力的 80%,故 80%*P=80 架的选定 根据塑件粗步选定为大水口二板模 长春理工大学光电信息学院毕业设计 8 图 4架示意图 结合上面两项的计算,初步确定注塑机为表 4国产注射机主要技术参数表取 00,主要技术参数如下 : 表 400技术参数表 特 性 内容 特性 内容 结构类型 卧 拉杆内间距 ( 530 530 理论注射量( 50 移模行程 (250 螺杆 (柱塞 )直径 (40 最大模具厚度 (450 注射压 力 ( 180 最小模具厚度 (150 注射 速率 (g/s) 70 锁模形式 (双曲肘 塑化能力 (g/s) 35 定位 孔 直径 ( 100 螺杆转速 (r/0嘴球 头 半径 (模力 (1000 喷嘴口直径 ( 3 长春理工大学光电信息学院毕业设计 9 第五章 模具结构设计 注系统的设计 普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置,可以才用一模两腔,浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节,它对注塑成型周期和塑件质量(如外观,物理性能,尺寸精度)都有直接的影响,设计时必须按如下原则: (1)型腔布置和浇口开设部位力求对称,防止模具承受偏载而造成溢料现象。 (2)型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。 (3)系统流道应尽可能短,断面尺寸适当(太小则压力及热量损失大,太大则塑料耗费大):尽量减少弯折,表面粗糙度要低,以使热量及压力损失尽可能小。 (4)对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落,及分流道尽可能平衡布置。 (5)满足型腔充满的前提下,浇注系统容积尽量小,以减少塑料的耗量。 (6)浇口位置要适当,尽量避免冲击嵌件和细小型芯,防止型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观。 流道设计 主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位,它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔, 其形状为圆锥形,便于熔体顺利的向前流动,开模时主流道凝料又能顺利拉出来,主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间,由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞,通常不直接开在定模上,而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内。主流道套通常又高碳工具钢制造并热处理淬硬。塑件外表面不许有浇口痕,又考虑取料顺利,对塑件与浇注系统联接处能自动减断。采用带直流道与分流道的侧浇口,为了方便于拉出流道中的凝料,将主流道设计成锥形,锥度为 100,内表面的粗糙度为 米。 主流道的设计要点如下: ( 1)为便 于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀,主流道设计成圆锥形,因 C 的流动性为一般,故其锥度取 10度,过大会造成流速减慢,易成涡流,内壁粗糙度为 ( 2)在保证塑件成形良好的情况下,主流道的长度应尽量短,否则会使主流道的 长春理工大学光电信息学院毕业设计 10 凝料增多,且增加压力损失,使塑料熔体降温过多影响注射成形。 ( 3)为使熔融塑料完全进入主流道而不溢出,应使主流道与注射机的喷嘴紧密对接,主流道对接处设计成半球形凹坑,其半径为 r2=1 2),其小端直径 D=d+(),凹坑深度常取 3 4此 模具中取 1 12 ( 4)由于主流道要与高温高压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
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