手机壳注塑模具设计说明书

手机壳注塑模具设计说明书本科毕业论文（设计）题目：手机壳模具设计与结构设计作者：机械工程学院专业：料成型与控制工程学院：二〇一六年二月二十二日指导教师：摘要：本次设计的模型是手机壳，以注塑模具的相关知识为基础，阐述了塑料注塑模具的整体设计过程。本文主要介绍了手机壳注塑模具的设计，材料为PC。通过对手机壳成型工艺的正确分析，确定了型腔的总体布局，选择了分型面，确定了脱模方式，设计了浇注系统等。同时，本文对注塑模具进行了简要介绍，并对注塑模具中的主要零件进行了设计计算，在设计过程中着重考虑了其生产实际中的经济性和合理性。关键词：注塑模具；注射成型；分型面Abstract：Thisdesignisbasedontheairrefreshingagentboxasadesignmodel,withinjectionmoldrelatedknowledgeasthebasis,elaboratingthewholedesignprocessofplasticinjectionmold.Thecontentofgraduationdesignistheinjectionmoldofairrefreshingagentbox,withPCasthematerial.Accordingtothestructurecharacteristicsandthecorrectanalysisoftheairrefreshingagentboxmoldingprocess,theoveralllayoutofthecavity,thechoiceofpartingsurface,gatingsystemdesigntodeterminethestrippingmethod,etc.aredetermined.Atthesametime,thispapergivesabriefintroductionabouttheinjectionmold,themainpartsofinjectionmolddesignandcalculation,andfocusesontheactualproductionintheeconomyandrationalityinthedesignprocess.3.3确定型腔数目3.3.1计算制品的体积和重量在确定型腔数目之前，需要先计算制品的体积和重量。这可以通过制品的CAD模型进行计算，也可以通过实际测量得到。这个步骤的目的是为了确定型腔的尺寸和数量。3.3.2型腔数目的确定型腔数目的确定主要考虑以下几点：生产周期、生产数量、模具成本和制品质量要求。在确定型腔数目时，需要综合考虑这些因素，以达到经济、高效、质量稳定的生产。4.1浇注系统的设计4.1.1型腔的布置型腔的布置应该考虑到浇注系统的布置，以便于浇注系统的设计。在确定型腔的布置时，需要考虑到制品的形状、尺寸和生产数量等因素，以便于实现高效、稳定的生产。4.1.2分型面的选择分型面的选择应该考虑到浇注系统的布置和制品的形状。在选择分型面时，需要考虑到制品的形状、尺寸和生产数量等因素，以便于实现高效、稳定的生产。4.2确定浇口形式及位置浇口的形式和位置应该考虑到制品的形状、尺寸和生产数量等因素。在确定浇口形式和位置时，需要综合考虑这些因素，以便于实现高效、稳定的生产。4.3主流道的设计主流道的设计应该考虑到浇注系统的布置和制品的形状。在设计主流道时，需要考虑到制品的形状、尺寸和生产数量等因素，以便于实现高效、稳定的生产。4.4流道的设计流道的设计应该考虑到浇注系统的布置和制品的形状。在设计流道时，需要考虑到制品的形状、尺寸和生产数量等因素，以便于实现高效、稳定的生产。4.5冷料穴的设计冷料穴的设计应该考虑到浇注系统的布置和制品的形状。在设计冷料穴时，需要考虑到制品的形状、尺寸和生产数量等因素，以便于实现高效、稳定的生产。5.1成型零部件的结构设计成型零部件的结构设计应该考虑到制品的形状、尺寸和生产数量等因素。在设计成型零部件时，需要综合考虑这些因素，以便于实现高效、稳定的生产。5.2成型零部件工作尺寸计算成型零部件的工作尺寸应该考虑到制品的形状、尺寸和生产数量等因素。在计算成型零部件的工作尺寸时，需要综合考虑这些因素，以便于实现高效、稳定的生产。6.1选用标准注射模架在选用注射模架时，应该考虑到制品的形状、尺寸和生产数量等因素。选用标准注射模架可以降低模具成本，提高生产效率。6.2定模板与动模板的设计定模板和动模板的设计应该考虑到制品的形状、尺寸和生产数量等因素。在设计定模板和动模板时，需要综合考虑这些因素，以便于实现高效、稳定的生产。第七章：推出机构的设计本章主要介绍了推出机构的设计，包括推出机构的结构、工作原理、选材和设计要点等方面。通过对推出机构的设计和优化，可以提高注塑机的生产效率和产品质量。第八章：抽芯机构设计本章主要介绍了抽芯机构的设计，包括抽芯机构的结构、工作原理、选材和设计要点等方面。通过对抽芯机构的设计和优化，可以实现注塑机对复杂产品的生产。第九章：温度调节系统设计本章主要介绍了温度调节系统的设计，包括温度调节系统的结构、工作原理、选材和设计要点等方面。通过对温度调节系统的设计和优化，可以保证注塑机在生产过程中的稳定性和可靠性。第十章：排气系统设计本章主要介绍了排气系统的设计，包括排气系统的结构、工作原理、选材和设计要点等方面。通过对排气系统的设计和优化，可以有效地排除注塑机生产过程中产生的气体，提高产品质量。第十一章：注塑机参数校核本章主要介绍了注塑机参数校核的方法和步骤，包括最大注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核、开模行程的校核和模具与注射机安装相关部分尺寸校核等方面。通过对注塑机参数的校核，可以保证注塑机在生产过程中的稳定性和可靠性。第十二章：绘制图纸并编写技术文件本章主要介绍了绘制图纸和编写技术文件的方法和步骤，包括绘制各非标准零件图纸、编写加工工艺和装配技术、加工要求和装配要求等方面。通过对图纸和技术文件的绘制和编写，可以保证注塑机生产过程中的准确性和规范性。结论通过对注塑机的设计和优化，可以提高注塑机的生产效率和产品质量，同时也可以减少生产成本和提高经济效益。参考文献致谢模具工业在当今社会中无处不在，各种产品的生产都需要模具的加工和制造。使用模具可以大大提高生产效率和制造成本，同时保证产品的加工精度等方面。模具在各个行业的应用非常广泛，例如飞机、轮船、机械零部件等领域都有应用。模具是工业发展中不可或缺的重要生产工具，随着社会和工业的不断进步，模具工业也在不断发展，相信会迎来新的革新时期。在当今工业化大生产中，模具的地位越来越重要。随着科技和模具工业的进步，模具可以保障工业产品的加工精度和效率，减少人工劳动强度，提高工业发展进程。随着工业的发展，模具工业也在飞速发展。模具的发展趋势主要体现在以下几个方面：模具的加工与制造的自动化程度将会继续提高；结构零部件的材料制造费用将会下降，同时加工设备的精度将会提高；模具样式将会越来越多，从单工序模具到复合模具；热流道模具在模具工业中的作用将会越来越突出，应用领域也将会越来越广泛；高压铸模具也会不断发展，模具生产工艺和加工工艺也会逐渐走向自动化；模具的结构零部件将会更多地利用标准零件来代替非标零部件，增加模具之间的互换性；压铸模具和冲压模具也将会越来越普遍地应用到各个生产加工领域。手机壳的材料为PC，该材料表面光泽度较好，没有毒，颜色为淡黄色，没有气味，非常适合成为人们日常需要经常接触到的产品的材料。PC材料轻盈，密度小，操作方便，随着模具工业的发展，PC材料在模具产品的制造中占有不可替代的地位。随着塑料工业的发展，PC材料的力学性能、表面光泽度等方面也会进一步发展。和流动性能，确定浇口的形式和位置；（2）浇口应尽可能地靠近产品的最厚部位，以便保证塑料充填充分；（3）浇口应尽可能地与分型面垂直，以便于塑料的充填和排气；（4）浇口的大小应适当，以便于塑料充填和冷却；（5）浇口应尽量少，以便于减少产品的缺陷。根据以上原则，我们对手机壳的浇注系统进行了设计。首先确定浇口的位置，根据手机壳的结构特点以及塑料的流动性能，我们决定将浇口设置在手机壳的最厚部位，同时与分型面垂直，以便于塑料的充填和排气。其次，确定浇口的形式，我们采用的是螺杆式50～70的浇口，以便于塑料的充填和冷却。最后，我们根据制品的成型时间和螺杆转数，确定了注射时间、保压时间、冷却时间和成型周期，以便于控制产品的品质和生产效率。在后处理方面，我们采用了红外线烤箱来对制品进行烘干，以确保制品的干燥度和质量稳定。同时，我们还确定了制品的体积和重量，并根据注射机的成型锁模力和额定注射量，确定了模具的型腔数目和浇注系统的设计方案。在浇注系统的设计方面，我们遵循了基本原则，确定了浇口的形式和位置，并根据制品的结构特点和塑料的流动性能进行了优化设计。通过以上的设计和优化，我们成功地制作出了高质量的手机壳产品。为了提高成型效率并保证制件质量，注塑模具的设计应遵循以下基本原则：尽量避免或减少熔接痕；有利于型腔中气体排出；防止型芯的变形和嵌件的位移；尽量采用较短的流程充满型腔；流动距离比和流动面积比的校核。在考虑以上原则的基础上，本模具应采用潜伏浇口，由产品底部进料。浇口直径可根据经验公式计算，取值为1.0mm。浇口锥角和倾斜角分别为30度和15度。主流道的设计应注意以下几点：设计成圆锥型，锥角为1度至6度，内壁粗糙度Ra取0.4um；大端成圆角，半径r为1至3mm；尽可能短，一般小于100mm；主流道衬套与定位圈设计成两个零件，采用不同的配合方式。在流道设计时，应尽量减少热量和压力损失。流道的形状和尺寸与所需要注塑产品的大小有关系，需要根据具体形状尺寸来确定。流道的长度根据型腔大小而定。流道的表面粗糙度应控制在一定范围内。5.2.1成型零部件性能成型零部件直接与高温高压的塑料熔体接触，因此必须具备以下性能：1.具有足够的强度和刚度，以承受塑料熔体的高压；2.具备足够的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨损；3.进行热处理，使其硬度达到HRC45以上；4.具备良好的切削加工性能，热处理变形小，可淬性良好；5.具备良好的熔焊性能，以便修复。5.2.2型腔、型芯工作部位尺寸计算经查有关资料可知，PC塑料的平均收缩率为0.55%，范围在0.3%～0.8%之间。根据此数据，可以计算出型腔、型芯工作部位的尺寸，具体公式如下：-型腔径向尺寸L：z=[L(1+S)-△]/m+δ-型腔深度尺寸H：z+δ=[1+SH-△]H/m-型芯径向尺寸l：(m-δ)z=[l(1+S)+△]/s-型芯高度尺寸h：m=[1+Sh+△]/(z-δ)-中心距尺寸C：(m±δ)z/2=(1+S)C/s±δ/2其中，L为塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸（mm），l为塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（mm），H为塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm），h为塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（mm），C为塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm），x为修正系数，取0.5～0.75，△为塑件公差（mm），δ为模具制造公差，取（1/3～1/4）△。具体工作部位尺寸计算结果详见相应零件图纸所标明。5.3成型零部件的强度与刚度计算为了方便加工和热处理，型芯为整体镶嵌式，型腔也为整体镶嵌式。因此，型腔的强度和刚度按照整体式计算。由于型腔壁厚计算比较麻烦，也可以参考经验推荐数据。5.3.1强度、刚度计算设计好一套模具，必须考虑到它的强度和刚度方面，因为模具是在高温高压下工作，所以校核各个结构零部件的强度和刚度是必须的。只有这样，才能更好地使模具使用时间长，使用方便，维修少。1.塑件成型过程中不产生溢料粘度特性中粘度塑料塑件尺寸<10>10～50>50～200塑料品种PC经验公式[δ]Δi/3Δi/[3(1+Δi)]Δi/[5(1+Δi)]允许变形值[δ]≤0.052.保证塑件的尺寸精度；3.保证塑件顺利脱模。其中，[δ]〈tS=1.4×0.8%=0.0112。5.3.2型腔侧壁和底板厚度的计算计算组合式矩形型腔侧壁厚度：在小尺寸的模具型腔中，内应力往往超过了模具材料的许多应力，因此强度不够是主要矛盾。设计型腔侧壁厚应以强度为准。设允许最大变形量为δmax≤[δ]，其壁厚按刚度条件的计算式为：δmax=pHl/4Ehs^3s=12.7mms=P·H·l^4/32·E·H[δ]s=25mm计算组合式矩形型腔底板厚度：按强度条件，型腔底板厚度计算式为：h=3·P·b·L^2/4·B·[σ]h≥25mm6.1结构零部件的设计6.1.1初选注射机：注射量计算：该塑料制件单件重量m=20.06g浇注系统重量的计算可以根据浇注系统尺寸先计算浇注系统的体积：V=1.888cm^3粗略计算浇注系统重量为m_j≈V_j·ρ=1.888×1.035≈1.95g总体积V_塑件=(19.38+1.95)=21.33cm^3总重量M=21.33×1.035≈22.08g聚苯乙烯的密度为1.054g/cm^3，PC的密度为1.02～1.05g/cm^3满足注射量V_机≥V_塑件/0.80或满足注射量M_机≥M_塑件·ρ_1/(ρ_2·0.8)式中V_机—额定注射量（cm^3）V_塑件—塑件与浇注系统凝料体积和（cm^3）M_机—额定注射量（g）M_塑件—塑件与浇注系统凝料的重量和（g）ρ_1—聚苯乙烯的密度（g/cm^3）ρ_2—塑件采用塑料的密度（g/cm^3）得到注射量V_机≥26.66cm^3或M_机≥27.1g注射压力和锁模力计算：PC塑料成型时的注射压力P_成型=70～90MPa锁模力P_锁模力≥1.3pF第九章温度调节系统设计通常情况下，注塑机注射到型腔里的温度通常在200度左右，而注射完成的工件的温度在60度左右。因此，在设计冷却水道时，特别是对于较大的工件，必须注意以下几个方面：1.冷却水道应尽量多，截面尺寸应尽量大；2.冷却水道至型腔表面距离应尽量相等；3.在浇口处加强冷却；4.冷却水道出入中温差应尽量小；5.冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置。第十章排气系统设计由于本次设计的手机壳比较小，我们可以通过在分型面上设置排气槽来排气。我们设计的分型面排气槽与型腔的距离为5～6㎜，深度为0.03㎜。利用间隙排气，其配合间隙一般为0.03～0.005㎜，在这里，我们选择了0.06mm。第十一章注塑机参数校核11.1最大注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核根据工况，注塑模具的设计步骤已经在上述部分进行了计算和校核。因此，注塑机符合系统要求。11.2开模行程的校核注射机最大的开模行程S为：S≥h件+h浇+（5～10）=116<160其中，h件为塑料制品的高度（mm），h浇为浇注系统高度。因此，满足要求。11.3模具与注射机安装相关部分尺寸校核根据工况，模具与注射机的相关部分都能够满足要求，并且操作起来也很方便快捷。第十二章绘制图纸并编写技术文件12.1绘制各非标准零件图纸详见装配图纸和非标准零件图纸。附本模具的工作原理：开模时，动模部分向后移，这时塑件包在型芯上随动模继续后移，直至注射机顶杆与模具推板接触，推出机构开始工作，此时斜顶作用于内侧抽芯滑块，完成内侧抽芯动作，推杆将塑件从型芯上推出。合模时，复位杆使推出机构复位。12.2编写加工工艺和装配技术模具精度是影响塑料成型件精度的重要因素之一。为了保证模具精度，塑料模具制造时应达到以下技术要求：a.组成塑料模具的所有零件，在材料加工精度和热处理质量等方面均应符合相应图样的要求。b.组成模架的零件应达到规定的加工要求，装配成套的模架应活动自如，并达到规定的平行度和垂直度要求。c.模具的功能必须达到设计要求。d.为了鉴别塑料成型件的质量，装配好的模具必须在生产条件下试模，并根据试模存在问题进行修整，直至试出合格的成型件为止。12.2.1加工要求1）模具的分型面和组合件的结合面应紧密贴合，局部间隙不得超过0.02mm。2）模具成型表面的内外锐角、尖边和图样上未注明圆角时，允许的圆角不得超过0.5mm（分型面和结合面除外）。如果不允许有圆角，必须在图样上注明。3）图样中未注明公差的一般尺寸，其极限偏差按照GB1804标准来加工，即孔按H13，轴按h13，长度按J14。4）模具中各承压板（模板）的两个承压面的平行度公差按照GB1184附录一的5级标准来确定。5）导柱、导套孔对模板平面的垂直度公差按照GB