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摘 要
本文研究了基于UG筆記本顯示器后蓋模具設(shè)計(jì)，分析了模具加工的工藝特點(diǎn)，主要闡述了注射模結(jié)構(gòu)和模具的工作過程。根據(jù)實(shí)際需要，選擇ABS這種材質(zhì)作為筆記本顯示器后蓋材料，分析了前殼的熱處理工藝，并對塑料件的尺寸公差和精度做出了合理的計(jì)算，按照時(shí)使用需求設(shè)計(jì)塑件的體積和質(zhì)量。
本文主要研究了注射模的設(shè)計(jì)整個(gè)流程，分析了注射成型過程、根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的注射機(jī)，并對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了校核、對模具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)、確定了模具的相關(guān)尺寸，并繪制了CAD圖紙（包括模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件工作圖的繪制等），本設(shè)計(jì)的重難點(diǎn)在于模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，需要選擇合適的成型位置和分型面，計(jì)算出模具型腔的數(shù)量，選擇合適的型腔的排列類型、適宜的流道布局、合理的澆口位置、推出機(jī)構(gòu)設(shè)置，拉料桿的類別，排氣方式設(shè)計(jì)等。
本文設(shè)計(jì)的筆記本顯示器后蓋方案合理，能夠達(dá)到批量生產(chǎn)、精度高、外形美觀的條件，借鑒了其他注射模具的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際情況，合理取長補(bǔ)短完成了本文的設(shè)計(jì)，采用了AutoCAD、UG繪制二維和三維繪圖圖像，能夠縮短生產(chǎn)周期時(shí)間，達(dá)到了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：筆記本顯示器后蓋；ABS塑料；塑料注射模；UG
I
Abstract
In this paper, the design of the front shell mold based on UG display is studied, and the process characteristics of the die are analyzed. According to the actual needs, choose ABS this material as the shell material display before the heat treatment process of front shell is analyzed, and the plastic parts of the size tolerance and precision to make reasonable calculation time in accordance with the needs of plastic volume and quality of the design.
This paper mainly studies the design of injection mold of the entire process, analysis of the injection molding process, according to the actual need to choose suitable injection machine, and the related parameters of the check, the mold structure design, determine the relevant dimensions of the die, and the mapping of CAD drawings (including the mold assembly drawing and parts drawing drawing), weight of the difficulty of this design is the design of die structure, need to choose the appropriate molding position and parting surface, calculate the number of die cavity, choose appropriate cavity array type, suitable channel layout, gate location, reasonable introduction of institutional settings, pulling rod type style design, exhaust.
The design of the display shell scheme is reasonable, to achieve mass production, high precision, beautiful appearance, the design experience of other injection mold, combined with the actual situation, a reasonable complement each other completed this design, using AutoCAD, UG drawing 2D and 3D graphics image, it can shorten the production cycle time, to achieve a good economic benefits.
Key words：Front panel; ABS plastic; plastic injection mold; UG
2
第一章 緒論
1.1筆記本顯示器后蓋設(shè)計(jì)方案
日常工藝過程中，因?yàn)樗芰袭a(chǎn)品的構(gòu)造復(fù)雜度、尺寸精度、加工批次等性能不一，故而模具設(shè)計(jì)加工需要按照實(shí)際所需要求，再聯(lián)系可供支持的加工環(huán)境，采用模具設(shè)計(jì)工藝的原理和方法，生產(chǎn)出經(jīng)濟(jì)合理且性能良好的模具。開發(fā)設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，需要根據(jù)生產(chǎn)制品的使用性能要求來確定生產(chǎn)加工工藝，且按照任務(wù)書列舉的要求進(jìn)行模具方案設(shè)計(jì)，并且根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境編制基本過程。
(1)分析調(diào)查、收集文獻(xiàn)，主要內(nèi)容：ABS工藝分析、成型工件設(shè)計(jì)方法、注射機(jī)參數(shù)選定和注射機(jī)類別選擇。根據(jù)所查詢的相關(guān)資料，掌握模具設(shè)計(jì)方法。
(2)擬定工藝流程，按照流程來設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，通過計(jì)算設(shè)計(jì)模具的機(jī)構(gòu)并確定了所需模具的總體方案設(shè)計(jì)和一些主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對注射機(jī)的相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行了校核。
(3).繪制CAD圖紙。
1.2發(fā)展現(xiàn)狀
1、發(fā)展?fàn)顩r
由于技術(shù)的不斷革新，液晶顯示器的價(jià)格也就持續(xù)下跌，大大加快了液晶顯示器的普及和推廣，廠家間的不斷競爭和社會(huì)美學(xué)的追求，大眾對于顯示器造型的美觀程度的要求也越來越高，所以顯示器也能夠充分體現(xiàn)了工藝的技術(shù)性和造型的美觀性。當(dāng)下，寬屏的優(yōu)點(diǎn)比較明顯，畫面比例接近于人眼睛視野的黃金比例，這樣的畫面比例在觀看的時(shí)候，人的感覺更加開闊，舒適性更加良好，所以寬屏液晶顯示器已經(jīng)占領(lǐng)了大部分市場。
2、液晶顯示屏的優(yōu)點(diǎn)：
一、機(jī)身較薄，集成度高，節(jié)約空間。
二、節(jié)能型低耗電，能做到完全不發(fā)熱的效果。
三、輻射小：液晶屏的輻射比以前CRT技術(shù)的輻射小很多，有益于人體的健康。
四、畫質(zhì)柔和，抗疲勞：區(qū)別于CRT的技術(shù)，液晶屏畫面沒有閃爍的現(xiàn)象，對眼睛的傷害小，抗疲勞性強(qiáng)。
液晶顯示器綠色環(huán)保，與CRT技術(shù)相比，需要的功率小，屬于節(jié)能型產(chǎn)品；另外，與以前的顯示器相比，長時(shí)間使用液晶屏，并不存在高發(fā)熱量的現(xiàn)象。
1.3設(shè)計(jì)過程
產(chǎn)品設(shè)計(jì)：筆記本顯示器后蓋
圖1-1 后蓋UG零件圖
本文設(shè)計(jì)的筆記本后蓋相關(guān)參數(shù)：
尺寸：450*400毫米；
表面粗糙度：2.5～3.6；
精度：IT5～～I(xiàn)T6之間；
厚度：4毫米。
1、設(shè)計(jì)要求
（1）表面無毛刺，無導(dǎo)電雜質(zhì)，材料選用ABS塑料；
（2）設(shè)計(jì)相應(yīng)的模具及其主要零部件，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須設(shè)置一定的拔模斜度。
（3）按照國家標(biāo)準(zhǔn)繪制模具圖和主要零部件圖；
2、總體方案設(shè)計(jì)
從生產(chǎn)效率和成型質(zhì)量角度出發(fā)，所設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)應(yīng)達(dá)到工藝技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性的條件。工藝技術(shù)性是指達(dá)到塑料制品的幾何形狀、尺寸公差和表面粗糙度的要求；生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性是指滿足成本低、效率高、壽命長，操作簡單、安全、方便等要求。
本文擬采用雙型腔設(shè)計(jì)，由于筆記本顯示器后蓋表面精度存在一定的要求且厚度較小，所以在脫模的時(shí)候會(huì)發(fā)生變形的情況，因此在設(shè)置推桿推出機(jī)構(gòu)的時(shí)候，需使用的推桿應(yīng)盡量大一點(diǎn)，且塑件受到的力均勻，速度較快，達(dá)到不發(fā)生變形的效果。
在設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)盡量做到結(jié)構(gòu)簡易且便于裝配，零件多使用標(biāo)準(zhǔn)件，這樣可以減少工序和避免提高成本。設(shè)計(jì)步驟如下：
（1）成型工藝：研究塑件成型工藝，根據(jù)成型工藝的特點(diǎn)來合理的確定成型設(shè)備。
（2）注射模結(jié)構(gòu)：主要包括確定分型面、選擇模具型腔數(shù)量、選擇型腔排列方、確定冷卻水道布局、設(shè)置澆口的位置、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
（3）模具相關(guān)計(jì)算：根據(jù)外殼尺寸設(shè)計(jì)，確定模具的裝配。
（4）校核。
第二章 塑料工藝規(guī)程的分析
2.1注塑材質(zhì)
塑料制件可用選擇的材料有多種如ABS、PPS、PES，我們需要根據(jù)實(shí)際需要，對比不同材料的使用性能和安全性能考慮，進(jìn)行分析后確定出最適宜的材料作為筆記本顯示器后蓋的材料。
將ABS、PPS、PES這3種塑料的特性總結(jié)在下表里：
表2.1.1三種塑料的特性比較
ABS
PPS
PES
注射機(jī)類型
螺桿式
螺桿式
螺桿式
噴嘴
形式
直通式
直通式
直通式
溫度（℃）
180～190
280～300
240～270
料筒溫度（℃）
前段
200～210
300～310
260～290
中段
210～230
320～340
280～310
后段
180～200
260～280
260～290
模具溫度（℃）
50～70
120～150
90～120
注射壓力（MPa）
70～90
80～130
100～140
保壓力（Mpa）
50～70
40～50
50～70
注射時(shí)間（s）
3～5
0～5
0～5
保壓時(shí)間（s）
15～30
10～30
15～40
冷卻周期（s）
15～30
20～50
15～30
成型周期（s）
40～70
40～90
40～80
從上表中可以看出：ABS模具溫度是50-70℃，而PPS是120-150℃，PES是90-120℃，ABS的模具溫度最低；ABS注射壓力是70-90MPa，而PPS是80-130MPa，PES是100-140MPa，ABS注射壓力是最小的，從這兩點(diǎn)考慮，ABS材質(zhì)能夠節(jié)約能源。比熱容較低，冷卻和成型的時(shí)間短，可以提高生產(chǎn)加工效率。根據(jù)分析來看，ABS材料無論從經(jīng)濟(jì)性還是科學(xué)性來講都是最為合適的材質(zhì)。
模具溫度：50—70°C；
注射速度：較快的速度；
流道和澆口：常規(guī)類澆口；
收縮率：0.4％～0.7％。
2.2注塑料制件設(shè)計(jì)的工藝分析
2.2.1結(jié)構(gòu)尺寸要求
尺寸：筆記本顯示器后蓋的總體尺寸，由于塑料流動(dòng)性對流動(dòng)性差的塑料或薄壁制件存在一定程度的負(fù)作用，所以在壓注成型時(shí)應(yīng)注意尺寸不能太大，塑料的容體無法充滿型腔，或者形成了低強(qiáng)度的熔接痕，導(dǎo)致塑件無法正常成型，不利于塑件的外觀和強(qiáng)度。
精度：本文選用的塑件材料為ABS，所以確定筆記本顯示器后蓋為5級精度。
形狀：顯示器的前殼形狀在滿足了使用要求后，其對應(yīng)的模具還應(yīng)該具有簡易性，這樣方便批量生產(chǎn)加工。
厚度：筆記本顯示器后蓋的厚度需依據(jù)使用要求、力學(xué)性能、電氣性能、美觀程度和經(jīng)濟(jì)性等確定，塑料工件的壁厚普遍是1－5mm。最小的厚度需要有足夠的強(qiáng)度和剛度，且在脫模的時(shí)候能夠經(jīng)受脫模機(jī)構(gòu)帶來的沖擊和振動(dòng)，在裝配的時(shí)候能夠承受足夠的緊固力。當(dāng)生產(chǎn)的塑料件厚度過大時(shí)，不僅浪費(fèi)了材料增加經(jīng)濟(jì)成本，還延長了壓塑和冷卻的時(shí)間，也會(huì)對產(chǎn)品的質(zhì)量帶來負(fù)面影響。在批量生產(chǎn)的時(shí)候，我們需要做到對于同一批次的筆記本顯示器后蓋的厚度必須一致，不然會(huì)因冷卻速度或固化速度不一致帶來了附加內(nèi)應(yīng)力，生產(chǎn)出來了次貨。根據(jù)分析，擬確定筆記本顯示器后蓋的壁厚為4毫米。
2.2.2加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
為達(dá)到增加塑件強(qiáng)度和剛度的目的，除了提高厚度以外，還可以改變筆記本顯示器后蓋部分結(jié)構(gòu)，可以通過加設(shè)加強(qiáng)筋的途徑來達(dá)到力學(xué)性能的要求。加設(shè)了加強(qiáng)筋以后，還能夠降低充模阻力，改善流動(dòng)性能，達(dá)到輔助澆道的功能。本文設(shè)計(jì)的筆記本顯示器后蓋加設(shè)加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋厚度為4毫米，每邊的斜角（θ）：0.4°～1.5°。
第三章 筆記本顯示器后蓋模具設(shè)計(jì)
目前塑料注射成型模具對塑料的適應(yīng)性廣，且通過該方法成型的塑料產(chǎn)品質(zhì)量好、效率高，所以注射成型模具逐漸走進(jìn)了行業(yè)的前沿，逐步成為成型塑料產(chǎn)品的不可或缺工藝裝備。模具結(jié)構(gòu)的合理性對塑件的成型質(zhì)量、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)成本具有直接的影響。
3.1 注射機(jī)的選型
注射機(jī)的選型主要根據(jù)以下兩個(gè)方面：一是要確定注射機(jī)的型號(hào)；二是調(diào)整注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)?？梢砸罁?jù)塑料產(chǎn)品的大小及生產(chǎn)批次確定注射機(jī)的規(guī)格。依據(jù)塑化率、注射量、鎖模力、有效面積、容模量、頂出形式及長度來確定適宜的注射機(jī)。
按照筆記本顯示器后蓋的體積和重量，查詢《塑料模具設(shè)計(jì)》手冊確定注射機(jī)為JPH150A。
注塑機(jī)的參數(shù)如下：
注塑機(jī)最大注塑量：186克 鎖模力：1500千牛
注塑壓力：194兆帕 最小模厚：180毫米
最大開距：800毫米 頂出行程：80毫米
注塑機(jī)定位孔：125毫米 注塑機(jī)拉桿的間距：410×410毫米
噴嘴球半徑：10毫米 噴嘴前端孔徑：3毫米
3.1.1 型腔數(shù)量
根據(jù)已經(jīng)確定的注射機(jī)型號(hào)，結(jié)合相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和塑件技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求，得到可以選取的型腔數(shù)量，從以下幾個(gè)方面出發(fā)：
（1）筆記本顯示器后蓋的批次和交貨周期。通常筆記本顯示器后蓋需大批量生產(chǎn)，故而采取多型腔模具生產(chǎn)能夠提高生產(chǎn)效率。
（2）質(zhì)量要求。筆記本顯示器后蓋質(zhì)量要求主要是指外殼的尺寸、精度、性能和表面粗糙度要求等。
（3）成型的塑料品種與塑件的形狀及尺寸。前殼的材質(zhì)、形狀與澆口位置和形式關(guān)聯(lián)，對分型面和脫模的位置也存在影響，因此確定型腔數(shù)量時(shí)應(yīng)考慮這方面的因素。
塑化速率、注射量和鎖模力等能夠決定型腔數(shù)量，同時(shí)精度和經(jīng)濟(jì)性也存在著一定影響。
根據(jù)注射機(jī)的最大注射量求解出型腔數(shù)量：
式中 ；
一個(gè)塑件的質(zhì)量約為130.9g；澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量約為3.9g，查表得注射機(jī)允許的最大注射量為186g，分別代入上式得：
根據(jù)分析，確定本文采用的型腔數(shù)量為1。
3.1.2 注射量校核
因?yàn)樾颓粩?shù)量是根據(jù)注射量來進(jìn)行求解的，且通常實(shí)際的型腔數(shù)量是小于最大型腔數(shù)量，所以注塑機(jī)的注射量一定符合條件。
3.1.3 注射壓力校核
注射壓力校核是指注射機(jī)的最大注射壓力是否達(dá)到了塑件成型的條件，注射機(jī)類型、噴嘴的形式、塑料的流動(dòng)性、澆注系統(tǒng)類型和型腔的流動(dòng)阻力對注射機(jī)存在著影響。
式中： ；
；
根據(jù)查表可得，需要的注射壓力最大為，現(xiàn)在采用的注射機(jī)額定注射壓力為194Mpa，100Mpa≤194Mpa，所以，選擇的注射機(jī)符合要求。
3.1.4塑件在分型面上的投影面積校核
在進(jìn)行注射成型時(shí)，模具分型面上的投影面積決定了鎖模力的大小，面積越大，則鎖模力也就越大。當(dāng)投影面積大于注射機(jī)所規(guī)定的最大成型面積時(shí)，就會(huì)造成漲模溢料等情況。所以，在進(jìn)行注射模的方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循下列關(guān)系：
式中 ；
；
；
根據(jù)分析估算，得出筆記本顯示器后蓋在模具的分型面上投影面積，澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，選定注射機(jī)能夠使用的最大成型面積，將A1、A2、A代入上式得：
所以，塑件在分型面上的投影面積符合要求。
3.1.5塑件在分型面上鎖模力校核
為了能夠鎖模成功，避免溢料情況的發(fā)生，需滿足下式條件，即：
式中
所需注射壓力最大為，注射機(jī)的額定鎖模力F=1500KN，即：
所以，對塑件的鎖模力進(jìn)行了校核，滿足條件。
3.2 分型面設(shè)計(jì)
將模具合理化分解為若干個(gè)部分，各個(gè)部分的表面在分開時(shí)可以取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料，在成型的時(shí)候又能夠接觸封閉，這些表面稱之為分型面。分型面是設(shè)計(jì)注射模的關(guān)鍵，分型面能夠決定模具的構(gòu)造，和模具的構(gòu)造以及加工工藝有著緊密的聯(lián)系，同時(shí)能夠直接影響著塑料熔體的流動(dòng)充填特性。
筆記本顯示器后蓋注塑模具主分型面如圖3-1和3-2所示。
圖3-1 分型面UG正面圖
圖3-2 分型面UG反面圖
本文研究的筆記本顯示器后蓋分型面選擇在外部最大輪廓處，且便于選擇合適的留模方式，有利于前殼成功脫模，能夠保證精度要求，方便模具生產(chǎn)，可以減少塑件在分型面上的投影面積，從而成功鎖模，不會(huì)出現(xiàn)漲模溢料。
確定合理的分型面決定了整個(gè)模具的設(shè)計(jì)，所以在選擇分型面時(shí)需要注意以下事項(xiàng)：
（1）、可選擇塑件尺寸最大處為分型面。
（2）、分型面應(yīng)使塑件留在動(dòng)模部分。
（3）、可選定塑件中間部位為分型面便于脫模。
（4）、需便于確保塑件的外觀質(zhì)量。
（5）、需便于生產(chǎn)成型零件。
（6）、需便于側(cè)向抽芯。
3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本文在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，主要是根據(jù)塑料的成型性能和塑料熔體的流動(dòng)特性，從而來確保筆記本顯示器后蓋的質(zhì)量；流程盡量控制的少一點(diǎn)，并且需保持好流道的粗糙度，減少熱量和壓力損失，避免由于過多熱量和過大壓力損失帶來的缺陷，盡可能的減少填充時(shí)間和成型周期，提高成型的質(zhì)量，減少澆注系統(tǒng)的凝料量；有利于良好的排氣，使塑件獲得良好的成型質(zhì)量；確保塑料熔體能夠同時(shí)充滿各個(gè)型腔，且控制型腔和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積總重心與注射機(jī)鎖模機(jī)構(gòu)的鎖模力作用中心相互重合。
3.3.1主流道設(shè)計(jì)
本文選用的是JPH150A型注射機(jī)，查詢設(shè)計(jì)手冊得注射機(jī)噴嘴的尺寸：
前端孔徑：d0 = 3毫米；
前端球面半徑：R0 = 10 毫米；
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系
所以主流道球面半徑R = R0＋（1～2）= 12毫米
主流道的小端直徑d = d0＋（0.5～1）= 4 毫米
將主流道設(shè)計(jì)成斜度為1°～3°的圓錐形，使凝料從主流道中順利撥出，經(jīng)過換算得到主流道大端直徑D =6毫米。為達(dá)到熔融塑料順利進(jìn)入分流道的目的，可在主流道出料端口設(shè)計(jì)半徑r =3毫米的圓弧過渡。
3.3.2澆口設(shè)計(jì)
澆口又可以稱之為進(jìn)料口，功能是連接分流道和型腔。除了直接澆口以外，它是澆注系統(tǒng)中截面積最小的部分，但又是關(guān)鍵的組成部分。澆口的位置、形狀及尺寸對塑件的性能和質(zhì)量的影響很大。
澆口是連通分流道和型腔之間的流道，截面積大約為分流道的0.03～0.09，長度約為0.5mm～2mm。澆口主要存在直澆口、側(cè)澆口、點(diǎn)澆口和潛伏性澆口等形式。澆口有限制性和非限制性澆口兩類，不同類別的澆口功能不同。非限制性澆口的功能主要是引料和進(jìn)料，限制性澆口可以通過截面積的突然變化，讓理料熔體速度有了加速度，加快剪切的速度，使從而能夠達(dá)到理想狀態(tài)，立刻均勻布滿型腔，另外能夠改善流動(dòng)特性，調(diào)節(jié)尺寸，多型腔能夠在一個(gè)時(shí)間內(nèi)被充滿。
圖3-3 澆口套
3.4 排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
熔體進(jìn)入型腔的時(shí)候，應(yīng)該按照次序擠出型腔和澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣，同時(shí)排出因受熱和凝固造成的氣體。當(dāng)由于某些原因造成了氣體沒有徹底清空，就會(huì)在塑件上導(dǎo)致缺陷，如氣泡、接縫、表面輪廓不清等。另外，氣體由于收到壓迫，導(dǎo)致體積變小，這個(gè)過程中會(huì)帶來溫度升高，高溫會(huì)給塑件表面帶來碳化現(xiàn)象，氣體帶來的反向壓力會(huì)減緩充模的速率，因此氣體在做型腔的設(shè)計(jì)的時(shí)候需要全部排空。在設(shè)計(jì)筆記本顯示器后蓋時(shí)，采取推桿、型芯以及模板的配合間隙的方式將空氣排空，設(shè)計(jì)的間隙小于0.05毫米。
3.5 成型零件工作尺寸
1、型腔的尺寸的計(jì)算
圖3-3 模具成型零件工作尺寸與塑件尺寸的關(guān)系
ABS收縮率=0.005，根據(jù)精度等級的選用。選5級精度。
（1）徑向尺寸
模具型腔的基本尺寸最小尺寸:
和是和有關(guān)的量；
（2）型腔深度尺寸
式中，修正系數(shù)，如果產(chǎn)品的尺寸大且精度低時(shí)可以取小值，不然就取大值。計(jì)算如表3-1。
2、型芯尺寸
（1）型芯徑向尺寸
（2）型芯高度計(jì)算公式：
（3）型芯之間或成型孔之間中心距的計(jì)算：
計(jì)算如表3-2
3.型腔和型芯的計(jì)算
圖3-4 型腔 圖3-5 型芯
表3-1：型腔的計(jì)算
類別
模具零件名稱
塑件尺寸
計(jì)算公式
型腔工作尺寸
型
腔
的
計(jì)
算
型腔深度尺寸
10
9
型腔徑向尺寸
285
432
392
245
429
282
表3-2：型芯的計(jì)算
類別
序號(hào)
塑件尺寸
計(jì)算公式
型芯的工作尺寸
型
芯
的
計(jì)
算
型芯高度
3
4
15
徑向尺寸
245
392
279
426
251
398
第四章 模具主要零件設(shè)計(jì)
4.1合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要功能是在定模和合模的時(shí)候能夠起到精準(zhǔn)定位和導(dǎo)向作用。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要可以分為兩類：導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位，本文選擇的是導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。
4.1.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用
筆記本顯示器后蓋模具中，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要起著定位和導(dǎo)向功能，與此同時(shí)還承受些許側(cè)向壓力。模具閉合后，保證動(dòng)定模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精確，便于裝配和調(diào)整。使動(dòng)定模準(zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。塑料熔體在充型過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或者由于成型設(shè)備精度低的影響，使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)向壓力，以保證模具的正常工作。
4.1.2導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。
本文設(shè)計(jì)的導(dǎo)柱長度為65mm，形狀為錐臺(tái)形，材料選擇硬度為50～55HRC的T8鋼，表面祖糙度為，內(nèi)表面粗糙度為，將導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模一端，試用的是H7/f7的間隙配合。
本文設(shè)計(jì)的導(dǎo)套前端倒圓角，導(dǎo)柱孔為通孔，便于排出孔內(nèi)雜質(zhì)空氣。材料選擇硬度為50～55HRC的T8鋼，表面祖糙度為，采用H7/m6配合鑲?cè)肽０濉?
4.2模架設(shè)計(jì)
本文選擇標(biāo)準(zhǔn)的模架，能夠簡化模具的加工，根據(jù)模架的尺寸可以確定模板尺寸，螺釘型號(hào)和安裝位置。根據(jù)型腔模板的尺寸可以確定模架尺寸，對于模架也有一定的要求：
(1)、模架表面無毛刺、擦傷等缺陷。
(2)、經(jīng)過組合的模架，導(dǎo)柱與導(dǎo)套間移動(dòng)平穩(wěn)，不存在卡頓情況發(fā)生，可靠性高。
(3)、使用的緊固螺釘?shù)臋C(jī)械性能滿足GB/T 3098.1—2000規(guī)定的8.8級。
(4)、在標(biāo)準(zhǔn)面上進(jìn)行標(biāo)記。
(5)、平行度應(yīng)滿足GB/T 1184—1996中規(guī)定的7級。
(6)、模架分型面的貼合間隙為應(yīng)小于等于0.03mm；
(7)、垂直度應(yīng)滿足GB/T 1184—1996中規(guī)定的5級。
(8)、模架關(guān)閉的時(shí)候，導(dǎo)向端面應(yīng)凹進(jìn)去，達(dá)到模板孔的端面。螺釘?shù)母叨葢?yīng)該低于相應(yīng)的安裝平面。
(9)、模架組裝后復(fù)位桿端面需要保持統(tǒng)一。
4.3模具裝配圖
通過設(shè)計(jì)最終設(shè)計(jì)出筆記本顯示器后蓋的模具結(jié)構(gòu)圖，如圖所示。
圖4-6 筆記本顯示器后蓋模具結(jié)構(gòu)圖
第五章 模具分析
5.1溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)
注射模的溫度對塑料熔體的充模流動(dòng)、固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀和尺寸精度都有重要的影響。注射模中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的，就是要通過控制模具溫度，使注射成型具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率。
塑料?？梢钥闯墒且环N熱交換器，如果冷卻介質(zhì)不能及時(shí)有效地帶走必須帶走的熱量，則在一個(gè)成型周期內(nèi)就不能維持熱平衡，從而就無法進(jìn)行穩(wěn)定的模塑成形。
對于塑料模具來說，只有進(jìn)行高效率的熱交換，才有可能進(jìn)行快速成型，從而提高生產(chǎn)效率。在這里，冷卻時(shí)間是關(guān)鍵，所謂冷卻時(shí)間通常是指熔體充滿型腔到制品最厚壁部中心溫度降到熱變形溫度所需要的時(shí)間或制品斷面內(nèi)平均溫度降到脫模溫度所需要的時(shí)間。
根據(jù)《實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊》433頁，式6-31
W＝
其中W根據(jù)《注射模典型結(jié)構(gòu)100例》P201附表3中查得85g／s，
W＝＝1236.5g
W＝，
V＝＝＝986.4cm3，
取直徑d＝20mm，L＝＝＝4.8m，
式中：W－通過模具的冷卻水重量，
a－每可塑料的熱容量，
K－熱傳導(dǎo)系數(shù)，
V－冷卻水道體積，
L－冷卻水道長度，
d－冷卻水道直徑。
5.2注塑機(jī)各項(xiàng)行程校核
5.2.1注塑機(jī)開模行程的校核
開模行程校核公式：
―
代入數(shù)據(jù)式得：
S=15+70+10=95mm
注塑機(jī)的參數(shù)如下：JPH150A
注塑機(jī)最大注塑量：186g 鎖模力：1500KN
注塑壓力：194MPa 最小模厚：180mm
最大開距：800mm 頂出行程：80mm
注塑機(jī)定位孔直徑： 125mm 注塑機(jī)拉桿的間距：410×410(mm×mm)
噴嘴球半徑：10mm 噴嘴前端孔徑：3mm
5.2.2 注塑機(jī)開模固定板及厚度的校核
模具尺寸為560×400×244mm
由S=s+h=95+244=339mm<800mm
綜上要求選用注塑機(jī)合理，能達(dá)到要求。
結(jié)論
本文研究了基于UG筆記本顯示器后蓋模具設(shè)計(jì)，分析了模具加工的工藝特點(diǎn)，主要闡述了注射模結(jié)構(gòu)和模具的工作過程。根據(jù)實(shí)際需要，選擇ABS這種材質(zhì)作為筆記本顯示器后蓋材料，分析了前殼的熱處理工藝，并對塑料件的尺寸公差和精度做出了合理的計(jì)算，按照時(shí)使用需求設(shè)計(jì)塑件的體積和質(zhì)量。在經(jīng)過幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我深刻學(xué)習(xí)了模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，根據(jù)個(gè)人體會(huì)發(fā)現(xiàn)模具的設(shè)計(jì)是根據(jù)在校期間我們學(xué)習(xí)的機(jī)械制圖、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、公差與測量等的專業(yè)課知識(shí)來完成的，并且在設(shè)計(jì)的過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題并采用學(xué)習(xí)的知識(shí)解決問題，經(jīng)過本次設(shè)計(jì)我對在校期間學(xué)習(xí)的知識(shí)又進(jìn)行了全面的復(fù)習(xí)并從中又學(xué)到了新的知識(shí)，受益匪淺。
本文主要研究了注射模的設(shè)計(jì)整個(gè)流程，從注射成型的分析、注射機(jī)的選擇及相關(guān)參數(shù)的校核、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、注射模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算、模具總體尺寸的確定與結(jié)構(gòu)草圖的繪制、模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件工作圖的繪制等。重難點(diǎn)主要是模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其中有成型位置的及分型面的確定，模具型腔數(shù)的計(jì)算及型腔的排列和流道布局和澆口位置的確定，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，拉料桿的形式選擇，排氣方式設(shè)計(jì)等。
經(jīng)過幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對模具設(shè)計(jì)有了新的理解，使即將走上工作崗位的我學(xué)會(huì)了在設(shè)計(jì)的過程中謹(jǐn)慎、細(xì)心、專注，對我人生的道路影響遠(yuǎn)大。
17
致謝
本文的選題、課題研究及論文撰寫均是在老師的悉心指導(dǎo)下完成的。至此，感謝學(xué)校，感謝老師們對我的諄諄教導(dǎo)，讓我充實(shí)的度過了大學(xué)生活，你們的教誨將是我最寶貴的財(cái)富。
同時(shí)，我還要感謝班級和宿舍的同學(xué)們，他們也給予了我很大的幫助，向他們表示深深的謝意。
最后，衷心的感謝我的父母和親人們，感謝他們對我在學(xué)業(yè)上支持和理解，感謝他們對我無微不至的關(guān)愛，感謝他們對我一如既往的鼓勵(lì)，讓我能夠順利的完成學(xué)業(yè)，他們是我持續(xù)奮發(fā)向上的動(dòng)力。
對在百忙之中抽出時(shí)間和精力審閱文章的諸位專家、教授和學(xué)者們表示衷心感謝。
向所有給予我?guī)椭呐笥驯硎靖兄x！
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