论述手机外壳塑料模具设计过程

摘要第1章绪论相比也很低，仅有1/3,甚至1/5左右。当前，为降低劳动成本，工业发达国家逐渐将模第2章塑件成型工艺性分析软件包，它在工业设计和制造中具有强大的应用功能和优越稳定的性能。自1988年诞生2.2塑件(某手机外壳)分析材料密度(density)体积(volume)质量(mass)2.3.1尺寸及精度件，即使精度较低也没有影响。我国当前的塑件成型2.3.2壁厚2.3.3脱模斜度2.3.4粗糙度2.3.5塑料性能的分析第3章模具的设计3.1拟定模具结构形式3.2确定型腔排列方式3.3分型面的确定3、塑料熔体容易产生飞边，对塑件的外形美观有不利的影响。因此，分型面的确定应尽量避免为弧形或光滑面。3.4注射机型号的确定表2-1住注射机主要参数理论注射容积注射压力注射时间注射速率螺杆转速锁模力拉杆内间距开模行程最大模具厚度最小模具厚度喷嘴孔直径定位孔直径喷嘴球半径3.4.3注塑机的校核F胀=(nA塑件+A浇)×P=(2×2989+2092)×30=242KN3.5浇注系统设计3.5.1浇注系统设计3.5.2浇注系统的组成3.5.3浇注系统的作用3.5.4浇注系统各部件设计(1)主流道设计1)主流道圆锥角α=2°~6°,内壁粗糙度为Ra=0.63Hm;2)主流道大端成圆角，半径r=1～3mm;3)主流道长短应尽量小于60mm,否则会使熔体的充型受到影响；4)主流道衬套与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合；号名称尺寸取值d主流道小端注射机喷嘴直径(0.5～1)5R主流道球面半径喷嘴球面半径(1～2)h球面配合高度30主流道锥角2°~6°L主流道长度尽量小于或等于60D主流道大端直径r主流道大端倒圆角IDD率D=3.5.5浇口的设计宽度w注：源自参考文献注塑成型及模具实用技术李海梅，申长雨主编北京：化学工业出版社，20023.5.6浇注系统的平衡道的距离、形状和尺寸应相等；或者实现平衡浇注系统，即通过调整浇口、保证成型过程和浇口流量一致。本设计使用平衡式流道布置，浇注系统处于平衡状态。3.5.7浇注系统凝料体积计算1)主流道凝料体积2)分流道凝料体积3)浇口凝料体积由于浇口部分体积很小，可取为04)冷料穴体积5)浇注系统凝料体积1)流过浇口的体积2)流过分流道的体积3)流过主流道的体积2.5.8注塑时间的计算1)确定适当的剪切速率注射时间根据注塑机的有关参数，可知t≥注射机最短注射时间2s,所选时间合理。3.5.8排气系统设计3.6成型零件的结构设计和计算注射模具中的成型杆、凹模、型芯等零件称为成型零件。作为一种高压容器，成型零件的工3.6.1成型零件钢材的选用钢号特性和用途价格低廉、机械加工性能好，用于日用杂品、玩具等塑料制品的模具硬度比SM45高，用于性能要求一般的塑料模具淬透性好、强度比SM50好，用于较大型的、性能要求一般的塑料模具塑性好，用于需冷挤压反印法压出型腔的塑料模具制作SM45钢的成分同45钢(高强中碳优质结构钢)相似，属于碳素塑料模具钢。但钢材3.6.2成型零件工作尺寸计算产品的尺寸是否符合设计要求与型腔和型芯的尺寸密切相关。成型件尺寸的计算方法有很多，主要以塑料的平均收缩率计算。计算包括型腔和型芯的径向、高度和中心距尺寸。(1)型腔内径尺寸计算D—制品的最大尺寸(mm)Q—塑料的平均收缩率(%),ABS的平均收缩率为0.5%按矩形计算，手机后盖长度、宽度上的最大尺寸分别为(2)计算型芯尺寸(3)计算型腔尺寸(4)计算型芯高度尺寸(5)计算型腔壁厚与底板厚度确定型腔壁厚时，要考虑到操作是否便捷、模具的结构、强度和刚度是否符合要求。只有以上条件都符合，注射时型腔才能承受熔体的高压作用，不会产生损坏、变形、溢料等现象，使制件的精度降低，从而造成脱模困难。在计算刚度时，要注意以下几个方面：1)最大间隙为0.05mm,ABS方可不溢料；2)使制品能够顺利脱模；型腔的弹性变形低于制品的固化收缩率，使制品脱模顺利。3)良好的模腔精度可以保证产品零件的尺寸精度也同样符合要求。侧壁厚度计算：y₁—凹模长边侧壁的允许弹性变形量(mm),一般塑件Y₁=0.005mm底板厚度计算，根据公式L3.6.3成型零件强度、刚度的校核本设计的计算依照强度条件，校核依照刚度条件。其相关参数如表2-6。表2-6SM50主要参数材料名称对侧壁的厚度校核首先按强度条件对塑件的壁厚进行计算按刚度条件对塑见的壁厚进行校核各参数介绍如下：P——模腔的压力，一般取30～50MPa,本次取大值P=30MPaE——材料的弹性模量，取E=200×10°Paδ成型零件的许用变形量3.7模架的确定和标准件的选用确定成型零件后要选取模架。要尽量选择标准模架。模具标准件是指推杆、弹簧、导套、浇口套、加热和冷却元件、定位标准件和顺序分模机构等都是具有统一标准的零件。由于标准件的商业性很强，方便从市场上购买，缩短制造时间并减少制造成本，有效提高公司的经营效益。因此模具的设计要尽可能使用标准模架和标准件。3.8合模导向机构的设计3.8.1合模导向零件机构的作用1)定位作用2)导向作用3)承受一定的侧向压力4)保持机构运动平稳5)承载作用3.8.2导向机构的设计导柱类型总长度/mm导套的设计见表2-8导套类型3.9脱模推出机构的设计3.9.1推出机构的组成4、良好的塑件外观3.9.4脱模力的计算E—塑料的弹性模量(N/cm²)m—泊松比Q=8×0.12×1.8×10³×0.005×4.0×0F正---因塑件收缩对型芯产生的正压力(N)3.9.5合模导向机构的设计2、导向作用3.10设计侧向抽芯机构3.10.2设计侧抽芯(1)斜导柱侧抽芯开模时，滑块在斜导柱的作用下在导槽内(移动模板内)向上移动，推杆将塑料从型腔中(2)斜导柱抽拔力与抽芯距的计算3.10.3斜滑块侧抽芯机构块的推出长度必须比导滑总长小2/3;2)导滑槽与斜滑块间有合理的间隙；3)为了使斜滑块与动模套的配合面始终紧密贴合，溢料不会发生，两者的间隙应保导柱侧抽芯机构，另一方向的抽芯只有3.48mm,距离过短，因此使用能使模架结构更加紧凑的斜滑块。(2)计算抽芯力与抽芯距斜导柱角度a与弯曲力、抽拔力密切相关，a越大，两种力对斜导柱的影响也会增大。因此，a角不宜过大。但如果a角过小，在一定的脱模距下，会加大斜导柱的工作强度，使其刚性受到影响。因此，a角的确定需要同时兼顾弯曲力与脱模距的因素。实践证明，斜角a通常低于25,通常采用15°~20°。当脱模距较长而适当增大a角即可满足脱模距时，也可略增大a角，但也需相应增加斜导柱直径和固定部分长度，以便能承受较大的弯曲力。另外，为了满足滑块锁紧楔先开模，斜导柱后抽芯的动作要求，斜滑块锁紧角的角度也应比斜导柱的角度大2'~3”。本设计中，取a=20°,楔紧块的角度为21°C。侧芯的脱模斜度，常取10～20.F=8×10³×1×10³×10S—最大脱模距离(mm)α—斜导柱斜角(。)H—最大脱模距为S时所需的开模行程(mm)(3)锁紧滑块塑件在成型时，为避免侧型芯受力产生移位，要用将滑块与型芯用锁紧楔紧缩住。开3.11设计温度调节系统3.11.2冷却系统的简单计算Q¹=nmC(I¹-I₂)(kJ/h)式中Q1—单位时间内塑料传给模具的热量(kJ/h)n—每小时的注射次数，取n=50C—塑料的比热容(J/kg·℃),C=10冷却孔道的孔数：△T—模温与冷却介质之间的平均温差，△T=30°℃式中A—冷却装置总的传热面积(m²)d—冷却水道管道直径(m)L—冷却管道长度(m)因此，可以通过冷却水道取动、定模板各一，来促进冷却效果的实现。因为塑料材质是ABS,所以不需要模具加热。第4章模具的试模与修模4.1制品的粘着4.2成型缺陷4.3注射填充不足1)熔料流动阻力过大2)型腔排气不良4.4注射工艺不足1)尺寸变大2)尺寸变小[4]叶久新.王群.塑料制品成型与模具设计[M].湖南科学技术出版社，2005[8]周凤云.工程