智能手機(jī)殼模具設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS】

智能手機(jī)殼模具設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS】,說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS,智能,機(jī)殼,模具設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),說(shuō)明書(shū),仿單,cad,solidworks 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題目 手機(jī)殼模具設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 作者 學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè) 料成型與控制工程 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 二〇一六年二月二十二日 摘 要 本次設(shè)計(jì)就是將手機(jī)殼作為設(shè)計(jì)模型，將注塑模具的相關(guān)知識(shí)作為依據(jù)，闡述塑 料注塑模具的整體設(shè)計(jì)過(guò)程。 該畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是手機(jī)殼的注塑模具，材料為 PC，根據(jù)其結(jié)構(gòu)形狀特點(diǎn)以及通 過(guò)對(duì)手機(jī)殼成型工藝的正確分析，確定型腔的總體布局，選擇分型面，確定脫模方式， 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)等；同時(shí)本文對(duì)注塑模具進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，對(duì)注塑模具中的主要零件進(jìn)行 設(shè)計(jì)計(jì)算，在設(shè)計(jì)過(guò)程中著重考慮其生產(chǎn)實(shí)際中的經(jīng)濟(jì)性和合理性。 關(guān)鍵詞：注塑模具；注射成型；分型面 Abstract This design is the air refreshing agent box as a design model, the injection mold related knowledge as the basis, elaborated the whole design process of plastic injection mould. The content of graduation design is the injection mold of air refreshing agent box, the material is PC, according to the structure characteristics and the correct analysis of the air refreshing agent box molding process, to determine the overall layout of the ca vity, the choice of parting surface, gating system design to determine the stripping me thod, etc.; at the same time this paper gives a brief introduction about the injection m ould, the main parts of injection mold design and calculation, in the design process fo cuses on the actual production in the economy and rationality. Keywords：The plastic mold；the parametrization;；divides the profile 目 錄 摘 要 .........................................................I Abstract .....................................................II 第一章 緒論 .....................................................1 1.1 模具介紹 ...................................................3 1.2 模具在加工工業(yè)中的地位 .....................................3 1.3 模具的發(fā)展趨勢(shì) .............................................3 第二章 該塑件材料分析和工藝性分析 ............................4 2.1 材料分析 ...................................................6 2.2 工藝分析 ...................................................7 2.2.1 尺寸及精度 .............................................8 2.2.2 表面粗糙度 .............................................9 2.2.3 形狀 ...................................................9 2.2.4 斜度 ...................................................9 第三章 擬定成型工藝 ............................................10 3.1 制件成型方法 ...............................................10 3.2 制件的成型參數(shù) .............................................10 3.3 確定型腔數(shù)目 ...............................................11 3.3.1 計(jì)算制品的體積和重量 ..................................11 3.3.2 型腔數(shù)目的確定主要參考以下幾點(diǎn)來(lái)確定 ..................12 3.3.3 模具型腔數(shù)目的確定 ....................................12 第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ..........................................12 4.1 制件在模具中的位置 ...................................... 12 4.1.1 型腔的布置 ........................................... 13 4.1.2 分型面的選擇 ......................................... 13 4.2 確定澆口形式及位置 ...................................... 14 4.3 主流道的設(shè)計(jì) ............................................ 14 4.4 流道的設(shè)計(jì) ............................................... 14 4.5 冷料穴的設(shè)計(jì) ............................................. 15 第五章 成型零部件的設(shè)計(jì) ......................................15 5.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ......................................15 5.2 成型零部件工作尺寸計(jì)算 ....................................15 5.3 成型零部件的強(qiáng)度與剛度計(jì)算 ...............................16 第六章 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì) ......................................17 6.1 選用標(biāo)準(zhǔn)注射模架 .........................................17 6.2 定模板與動(dòng)模板的設(shè)計(jì) .....................................18 第七章 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ........................................18 第八章 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ..........................................19 第九章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ......................................19 第十章 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) ..........................................19 第十一章 注塑機(jī)參數(shù)校核 .......................................20 11.1 最大注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核 ............20 11.2 開(kāi)模行程的校核 ..........................................20 11.3 模具與注射機(jī)安裝相關(guān)部分尺寸校核 ........................21 第十二章 繪制圖紙并編寫(xiě)技術(shù)文件 ............................21 12.1 繪制各非標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙 ......................................23 12.2 編寫(xiě)加工工藝和裝配技術(shù) ....................................24 12.3 加工要求 .................................................25 12.4 裝配要求 .................................................26 結(jié)論 ............................................................27 參考文獻(xiàn) .......................................................28 致 謝 ..........................................................29 第一章 緒論 1.1 模具介紹 當(dāng)今社會(huì)，模具工業(yè)無(wú)所不在，各種各樣的的產(chǎn)品都需要模具來(lái)生產(chǎn)，因?yàn)槭褂?模具生產(chǎn)，可以大大地提高生產(chǎn)效率和制造成本，同時(shí)，產(chǎn)品的加工精度等等都能夠 得到保證。在各個(gè)行業(yè)應(yīng)用模具的場(chǎng)合非常廣泛，例如飛機(jī)，輪船，以及一個(gè)機(jī)械零 部件等各個(gè)領(lǐng)域都有用到。人類社會(huì)工業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)模具這樣一個(gè)重要的生產(chǎn)工具。 隨著社會(huì)的進(jìn)步，工業(yè)的發(fā)展，模具工業(yè)同樣會(huì)日新月異，隨著時(shí)間的推移，相信會(huì) 迎來(lái)一個(gè)新的革新時(shí)期。 1.2 模具在加工工業(yè)中的地位 在當(dāng)今社會(huì)，工業(yè)越來(lái)越發(fā)達(dá)，模具產(chǎn)業(yè)也在不斷地飛速發(fā)展著，隨著科技的發(fā) 展，模具工業(yè)的進(jìn)步，模具在當(dāng)今工業(yè)化大生產(chǎn)中起到了越來(lái)越重要的作用。因?yàn)橛?了模具，使工業(yè)產(chǎn)品的加工精度和效率得到了保障，大大減少了人工繁雜的勞動(dòng)強(qiáng)度， 提高了工業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。 1.3 模具的發(fā)展趨勢(shì) 隨著工業(yè)的發(fā)展，模具工業(yè)也在飛速發(fā)展著，針對(duì)當(dāng)今社會(huì)的工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，模 具的發(fā)展主要體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面： (1)模具的加工與制造的自動(dòng)化程度將會(huì)繼續(xù)提高。 (2)結(jié)構(gòu)零部件的材料的制造費(fèi)用將會(huì)慢慢下降，同時(shí)加工結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)備的精度將 會(huì)提高很多。 (3)模具的樣式將會(huì)越來(lái)越多，從單工序模具到復(fù)合模具，一次性成型復(fù)雜工件的模具 將會(huì)越來(lái)越多地被應(yīng)用和生產(chǎn)。 (4)熱流道模具在模具工業(yè)中的位置和作用將會(huì)越來(lái)越突出，應(yīng)用的領(lǐng)域也將會(huì)越來(lái)越 廣泛。 (5)工業(yè)的發(fā)展將會(huì)引領(lǐng)高壓鑄模具也不斷地發(fā)展，模具生產(chǎn)工藝和加工工藝也會(huì)逐漸 走向自動(dòng)化。 (6)模具的結(jié)構(gòu)領(lǐng)部件將會(huì)更多地利用標(biāo)準(zhǔn)零件來(lái)代替非標(biāo)零部件，這樣就增加了模具 之間的互換性。同時(shí)，也可以更好地保證模具加工出來(lái)的產(chǎn)品的精度，維修和使用也 更加方便快捷。 (7)隨著社會(huì)的發(fā)展和工業(yè)的進(jìn)步，車(chē)輛的不斷增多，所以壓鑄模具，沖壓模具也將會(huì) 越來(lái)越普遍地應(yīng)用到各個(gè)生產(chǎn)加工領(lǐng)域。從單工序模到復(fù)合模的過(guò)渡是模具發(fā)展的必 然趨勢(shì)。 第二章 該塑件材料分析和工藝性分析 2.1 材料分析 手機(jī)殼的零件圖如下圖所示，該塑件的材料為 PC，我們知道，PC 材料的表面光 澤度較好，且沒(méi)有毒，顏色呈淡黃色，沒(méi)有氣味，非常適合成為人們?nèi)粘Ｐ枰?jīng)常接 觸到的產(chǎn)品的材料。從相關(guān)資料可知，PC 材料輕盈，密度小，所以操作起來(lái)很方便， 不費(fèi)力，隨著模具工業(yè)的發(fā)展，PC 材料在模具產(chǎn)品的制造中占有不可替代的地位。相 信不久的將來(lái)，塑料工業(yè)的發(fā)展也會(huì)帶來(lái) PC 材料的進(jìn)一步發(fā)展，包括它的力學(xué)性能， 表面光澤度等等各個(gè)方面。 圖 2-1 產(chǎn)品圖 2.2 工藝分析 本次設(shè)計(jì)的工件是手機(jī)殼，根據(jù)圖 2-1，我們可以知道，該塑件比較復(fù)雜，所以我 們要盡可能保證設(shè)計(jì)出的模具能夠注塑出無(wú)裂痕，劃傷，缺陷等等因素的合適的產(chǎn)品 出來(lái)。 2.2.1 尺寸及精度 從零件圖可知，手機(jī)殼不大，材料為 PC，密度較小，所以采用一般精度等級(jí)來(lái)制 造該產(chǎn)品，具體的技術(shù)指標(biāo)和工藝參數(shù)件一下表格： 表 2.1 PC 主 要 技 術(shù) 指 標(biāo) 和 工 藝 參 數(shù) 密 度 ｇ ／ ㎝ 3 1.02～ 1.16 注 射 機(jī) 類 型 螺 桿 式 比 容 ㎝ 3／ ｇ 0.86～ 0.98 預(yù) 熱 度 ℃ 80～ 95 吸 水 率 ％ 0.2～ 0.4 干 燥 時(shí) 間 ｈ 4～ 5 糾 縮 率 ％ 0.4～ 0.7 后 段 150～ 170 熔 點(diǎn) ℃ 130～ 160 中 段 165～ 180 0.45MPa 90～ 108 料 簡(jiǎn) 溫 度 ℃ 前 段 180～ 200熱 變 形 溫 度 ℃ 1.8MPa 83～ 103 噴 嘴 溫 度 ℃ 170～ 180 抗 拉 屈 服 強(qiáng) 度 MPa 50 模 具 溫 度 ℃ 50～ 80 拉 伸 彈 性 模 量 MPa 1.8×103 注 射 壓 力 MPａ 60～ 100 彎 曲 強(qiáng) 度 MPａ 80 高 壓 時(shí) 間 0～ 5 硬 度 HB 9.7 保 壓 時(shí) 間 15～ 30 方 法 紅外線燈、 烘箱 冷 卻 時(shí) 間 15～ 30 溫 度 ℃ 70 成 型 時(shí) 間 S 成 型 周 期 40～ 70 后 處 理 時(shí) 間 ｈ 2～ 4 螺 桿 轉(zhuǎn) 速 ｒ /min 0.4～ 0.7 2.2.2 表面粗糙度 塑件的外觀要求越高，表面粗糙度應(yīng)越低。一般模具表面粗糙度,要比塑件的要求 低 1～2 級(jí)。塑件的表面粗糙度一般為 Ra 0.8～0.2μm 。 2.2.3 形狀 產(chǎn)品外形尺寸為 140㎜×70×10㎜。塑件的內(nèi)外表面形狀應(yīng)盡可能保證有利于成型。 2.2.4 斜度 為了便于從塑件中抽出型心或從型腔中脫出塑件，防止脫模時(shí)拉傷塑件，在設(shè)計(jì) 時(shí)必須使塑件內(nèi)外表面沿脫模方向留有足夠的斜度。PC 在升溫時(shí)粘度增高，所以成型 壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大，要有足夠的脫模斜度 防止頂角。5??。 第 3 章 擬定成型工藝 3.1 制件成型方法 根據(jù)工件的特征以及所使用的材料，我們選擇注射成型來(lái)加工這個(gè)產(chǎn)品。 3.2 制件的成型參數(shù) 根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及選定的原料 PC，可擬定如下工藝參數(shù) 塑料名稱： PC 密度（g/cm3）：1.02～1.05 計(jì)算收縮率（%）：0.5 模具溫度（℃）： 50～60 注射壓力（MPa）：60～100 適應(yīng)注射機(jī)類型：柱塞式 料筒溫度 噴嘴溫度 /℃ 模具溫度 /℃ 注射壓力 /MPa 注射機(jī)類 型 后/℃ 中/℃ 前/℃ 180～19 0 50～70 70～90 螺桿式 150～1 70 180～190 200～2 10 成 型 時(shí) 間 螺桿轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）注射時(shí)間 /s 保壓時(shí)間 /s 冷卻時(shí)間 /s 成型周期 /s3～5 5～15 5～15 15～40 30～60 后 處 理 備 注方 法 溫度/℃ 時(shí)間/ h 紅外線烤箱 70 0.3～1 原材料應(yīng)干燥 0.5h以 3.3 確定型腔數(shù)目 3.3.1 計(jì)算制品的體積和重量 通過(guò)三維制圖 UG 軟件測(cè)量得: 單件塑件投影面積 S=5541.26㎜ 2 ；單件塑件體 V=19381.67㎜ 3 查有關(guān)資料可知 PC 的密度為 1.02～1.05g/cm 3 則單件塑件重量 m=20.06g 3.3.2 模具型腔數(shù)目的確定 1）由于該工件較小，然后考慮到注射機(jī)的成型鎖模力，我們采用一模兩腔的設(shè)計(jì) 思路來(lái)設(shè)計(jì)該模具。 2）同時(shí)考慮到注射機(jī)的額定注射量以及產(chǎn)品的制作精度，模具的型腔數(shù)不能太多， 所以在這里綜合以上因素，決定采用一模兩腔來(lái)制作該產(chǎn)品，故模具的型腔數(shù)目為兩 個(gè)。 3.3.3 模具型腔數(shù)目的確定 一模兩腔的模具所需要的鎖模力和注射量都在注射機(jī)額定的范圍內(nèi)，且制作出來(lái) 的產(chǎn)品精度比較容易控制，外形不易變形，所以采用一模兩腔來(lái)制作加工手機(jī)殼這個(gè) 產(chǎn)品。 第 4 章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.1 制件在模具中的位置 4.1.1 型腔的布置 主要考慮制件在分型后能保留在動(dòng)模上以便脫模，并結(jié)合制件的結(jié)構(gòu)特征應(yīng)將型 腔設(shè)置在定模側(cè)，型芯設(shè)置在動(dòng)模側(cè)。 4.1.2 分型面的選擇 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及 尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí) 應(yīng)綜合分析，應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)的設(shè)計(jì)原則： 1）分型面應(yīng)選擇在塑件外形最大輪廓處 2）分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模 3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求 4）分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 5）分型面的選擇要便于模具的加工制造 6）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣 從以上幾條分型原則可知，我們應(yīng)該選擇最大的投影面積來(lái)作為分型面，同時(shí)還 要考慮到模具所制造出來(lái)產(chǎn)品的加工精度以及外形尺寸，本次設(shè)計(jì)的是手機(jī)殼，通過(guò) 該工件的零件圖可知，我們選擇手機(jī)殼最大的投影面作為分型面，其中分型線如圖 4— 1 紅色線所示。 圖 4—1 分型面的確定 4.2 確定澆口形式及位置 對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循如下基本原則： （1）了解塑料的成型性能 （2）盡量避免或減少熔接痕 （3）有利于型腔中氣體排出 （4）防止型芯的變形和嵌件的位移 （5）盡量采用較短的流程充滿型腔 （6）流動(dòng)距離比和流動(dòng)面積比的校核 為了提高成型效率和綜合考慮以上的基本設(shè)計(jì)原則并結(jié)合制件質(zhì)量要求，本模具 應(yīng)采用潛伏澆口，由產(chǎn)品底部進(jìn)料。澆口位置如圖 4—2 所示 澆口直徑可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 d=（0.14 ～0.20） 24A? 式中 d—澆口直徑（mm） —塑件在澆口處的壁厚（ mm） A—型腔的表面積㎜ 2 d=（0.14～0.20） ×20303.8≈1.0mm 41.5 (澆口直徑也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值取 d=1.0mm) 澆口錐角取 03?? 澆口傾斜角取 ? 圖 4—2 流道設(shè)計(jì) 4.3 主流道的設(shè)計(jì) 主流道是連接注射機(jī)噴嘴與流道的一段通道，通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸線上， 斷面為圓形，帶有一定錐度 1）主流道設(shè)計(jì)成圓錐型，其錐角為 1°～6°，內(nèi)壁粗糙度 Ra 取 0.4um 2）主流道大端成圓角，半徑 r=1～3mm，以減小料轉(zhuǎn)向過(guò)度時(shí)的阻力 3）在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道盡可能短，一般小于 100mm，過(guò)長(zhǎng)則會(huì)影 響流體的順利充型 4）對(duì)于小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式，但在大多數(shù)情況下將主 流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，主流道襯套與定模板采用 H7/m6 過(guò)度配合與定位 圈的配合采用 H9/f9 間隙配合 根據(jù)系統(tǒng)工況，我們決定使模具與澆口套的配合公差為 H9/f9 的配合。定位圈在 模具安裝調(diào)試時(shí)應(yīng)插入注射機(jī)定模板的定位孔內(nèi)，用于模具與注射機(jī)的安裝定位。定 位圈外徑比注射機(jī)定模板上的定位孔徑小 0.2mm 以下。澆口套與模板的配合為 H7/m6 4.4 流道設(shè)計(jì) 流道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減少流動(dòng)過(guò)程中的熱量損失與壓力損失。 4.4.1 流道的形狀與尺寸 該注塑模的流道的形狀與尺寸和所需要注塑產(chǎn)品的大小有直接關(guān)系，如果需要加 工出來(lái)的產(chǎn)品很大的話，流道的截面就要大，相反地，如果需要注塑出來(lái)的產(chǎn)品很小 的話，流道的截面就要窄，可以說(shuō)，流道的大小與產(chǎn)品的大小，以及注射機(jī)的注射量， 鎖模力等等各個(gè)方面都有著密切的關(guān)系。這需要根據(jù)產(chǎn)品的具體形狀尺寸來(lái)確定。 4.4.2 流道的長(zhǎng)度 具體尺寸根據(jù)型腔的太小而定 4.4.3 流道的表面粗糙度 流道是注塑模具中影響到產(chǎn)品外觀以及結(jié)構(gòu)的重要因素，可以說(shuō)流道系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 的好與壞直接關(guān)系到該模具加工出來(lái)的產(chǎn)品的好與壞，所以設(shè)計(jì)出合理的流道是一個(gè) 優(yōu)秀模具必須具備的。設(shè)計(jì)流道的過(guò)程中，需要考慮到流道的散熱性能，以及塑料的 流動(dòng)性能等等多方面的因素。 4.4.4 流道在分型面的布置形式 流道在分型面的布置形式如上圖 4-2 根據(jù)以上設(shè)計(jì)參數(shù)校核流動(dòng)比 /iLt??? 式中 —流動(dòng)比距離? Li—模具中各段料流通道及各段型腔的長(zhǎng)度（mm） ti—模具中各段料流通道及各段型腔的截面厚度（mm） =60/3.5+37/5+4.5/5+2 /2+140/2=98mm3 因?yàn)橛绊懥鲃?dòng)比的因素主要是塑料的流動(dòng)性，PC 塑料的流動(dòng)性為中等，經(jīng)查有關(guān) 資料可知 PC 允許的流動(dòng)比 [ ]=210～110，所以 〈[ ]?? 4.5 冷料穴設(shè)計(jì) 通常情況下，冷料穴位于該注塑模的動(dòng)模板上面，這樣更近地接近工件，當(dāng)塑料 被注射進(jìn)型腔后，冷料穴就開(kāi)始發(fā)揮作用了，可以使注塑出的塑件很快冷卻，從而起 到了冷卻塑件，保證其力學(xué)性能的作用。流道冷料穴當(dāng)流道較長(zhǎng)時(shí)，可將流道的盡頭 沿料流前進(jìn)方向延長(zhǎng)作為流道冷料穴，以貯存前鋒冷料，其長(zhǎng)度為流道直徑的 1.5～2 倍。 本模具采用 Z 形拉料桿，具體設(shè)計(jì)的圖 4-3 所示。 圖 4-5 拉料桿 第五章 成型零部件的設(shè)計(jì) 5.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零部件是注塑模具設(shè)計(jì)中起到?jīng)Q定因素的一部分，產(chǎn)品的外觀，綜合力學(xué)性 能，精度，表面光潔度等等方面都是依靠成型零部件的精度來(lái)控制的，例如型腔、型 芯、凹模板，墊板等等都屬于成型零部件，在注塑模的設(shè)計(jì)中，成型零部件的作用非 常重要，把握好成型零部件之間的配合，精度等等因素是決定一副模具好與壞的根本 所在，其中，成型零部件的設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)方面： 5.1.1 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)課題我們知道，型腔的結(jié)構(gòu)形式就決定了手機(jī)殼外部的結(jié)構(gòu)形式，通過(guò)分析 手機(jī)殼這個(gè)產(chǎn)品，我們可以選擇整體鑲?cè)胧叫颓唬驗(yàn)檎w鑲?cè)胧叫颓豢梢杂行У毓?jié) 約成型零部件的制作成本，并且其力學(xué)性能滿足工況要求，更換方便快捷。 5.1.2 型芯及鑲件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 我們知道，型芯和鑲件主要是用來(lái)成型手機(jī)殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)的成型零部件，通過(guò)分析手 機(jī)殼這個(gè)產(chǎn)品，我們知道，其內(nèi)部凸臺(tái)較多，所以我們可以選擇把凸臺(tái)做成較大的鑲 件來(lái)減少模具鋼的使用率，從而進(jìn)一步來(lái)節(jié)省原材料，降低成本。 5.2 成型零部件工作尺寸計(jì)算 5.2.1 成型零部件性能 成型由于成型零件直接與高溫高壓的塑料熔體接觸，它必須有以一些性能： 1、必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度，以承受塑料熔體的高壓； 2、有足夠的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨損； 3、通常進(jìn)行熱處理，使其硬度達(dá)到 HRC45。 以上； 4、切削加工性能好，熱處理變形小，可淬性良好； 5、熔焊性能要好,以便修理； 5.2.2 型腔、型芯工作部位尺寸計(jì)算 經(jīng)查有關(guān)資料可知 PC 塑料的收縮率是 0.3%～0.8% 平均收縮率為: S=（0.3%+0.8%）/2=0.55% 型腔工作部位的尺寸： 型腔徑向尺寸 ??001zzmsLSL???????????? 型腔深度尺寸 H 型芯徑向尺寸 z zsll???? 型芯高度尺寸 ??00mhh???? 中心距尺寸 /2(1)/2zszCSC???? 式中 L—塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm） l—塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm） H—塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm） h—塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm） C—塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm） x—修正系數(shù)，取 0.5～0.75 △—塑件公差（mm） —模具制造公差，?。?/3～1/4）△。? 各工作部位尺寸計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)相應(yīng)零件圖紙所標(biāo)明 5.3 成型零部件的強(qiáng)度與剛度計(jì)算 為了方便加工和熱處理，其型芯整體鑲嵌式，型腔為整體鑲嵌式。因此，型腔的 強(qiáng)度和剛度按型腔整體式計(jì)算。由于型腔壁厚計(jì)算比較麻煩，也可參考經(jīng)驗(yàn)推薦數(shù)據(jù)。 5.3.1 強(qiáng)度、剛度計(jì)算 設(shè)計(jì)好一套模具，必須考慮到它的強(qiáng)度和剛度方面，因?yàn)槟＞呤窃诟邷叵旅孀鳂I(yè) 的，并且高壓，所以校核各個(gè)結(jié)構(gòu)零部件的強(qiáng)度和剛度是必須的。只有這樣，才能更 好地使模具應(yīng)用的時(shí)間長(zhǎng)，使用方便，維修少。 （1） 塑件成型過(guò)程中不產(chǎn)生溢料 粘度特性 塑料品種 允許變形值 [δ] 中粘度塑料 PC ≤0.05 （2） 保證塑件的尺寸精度 塑件尺寸 經(jīng)驗(yàn)公式[δ] 10～50 Δ i/[3(1+Δ i)] >50～200 Δ i/[5(1+Δi)] （3） 保證塑件順利脫模 [δ]〈tS=1.4×0.8%=0.0112 式中 [δ] —保證塑件順利脫模的型腔允許彈性變形量； t —塑件壁厚，mm; S—塑件的收縮率。 5.3.2 型腔的側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 組合式矩形型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算 對(duì)于小尺寸的模具型腔，在發(fā)生大的彈性變形前，其內(nèi)應(yīng)力往往超過(guò)了模具材料 的許多應(yīng)力，因此，強(qiáng)度不夠是主要矛盾，設(shè)計(jì)型腔側(cè)壁厚應(yīng)以強(qiáng)度為準(zhǔn)。 δmax= pH l4/32Ehs3 s=12.7mm 設(shè)允許最大變形量為 δmax≤[δ] ，，其壁厚按剛度條件的計(jì)算式為： s= ][32 41?HElP? s=25mm （2）組合式矩形型腔底板厚度的計(jì)算 按強(qiáng)度條件，型腔底板厚度計(jì)算式為： h= ????BLbP43 2 式中：h ————矩形底板的厚度 （mm） B————底板總寬度 （mm） L————雙支腳間距 （mm） P————型腔內(nèi)塑料熔體壓力 （MPa） [σ] ————模具材料的許用應(yīng)力 （MPa） h≥25 mm 第六章 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì) 6.1 選用標(biāo)準(zhǔn)注射模架 6.1.1 初選注射機(jī) 1）注射量：該塑料制件單件重量 m=20.06g 澆注系統(tǒng)重量的計(jì)算可以根據(jù)澆注系統(tǒng)尺寸先計(jì)算澆注系統(tǒng)的體積 V= 1.888 3cm 粗略計(jì)算澆注系統(tǒng)重量為 1.888×1.035 1.95gjjV????? 總體積 V 塑件 =（19.38+1.95）=21.33 3 總重量 M=21.33×1.035≈22.08g 聚苯乙烯的密度為 1.054g/cm3 ，PC 的密度為 1.02～1.05g/ 3cm 滿足注射量 V 機(jī) ≥V 塑件 /0.80 式中 V 機(jī) —額定注射量（ ）3cm V 塑件 —塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和（ ）3c ≈ 26.6621.0.8V?塑 件 3 或滿足注射量 M 機(jī) ≥M 塑件 12/(0.8)?? 式中 M 機(jī) —額定注射量（g） M 塑件 —塑件與澆注系統(tǒng)凝料的重量和（g） —聚苯乙烯的密度（ g/cm3）1? —塑件采用塑料的密度（g/cm 3）2 g21.081527..4.????塑 件 2）注射壓力： P 注 ≥P 成型 經(jīng)查有關(guān)資料可知 PC 塑料成型時(shí)的注射壓力 P 成型 =70～90MPa 3）鎖模力： P 鎖模力 ≥1.3pF 式中 p—塑料成型時(shí)型腔的壓力，PC 塑料的型腔壓力 p=30MPa F—澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（ ）2m 各型腔及澆注系統(tǒng)及各型腔在分型面上的投影面積 F=5541.26 2m PF=1.3×30×5541.26=216109.14K 根據(jù)以上的分析、計(jì)算，查相關(guān)資料初選注射機(jī)型號(hào)為：XS-Z-30,其有關(guān)技術(shù)參 數(shù)如下： 理論注射容量（cm3） 30 螺桿直徑（mm） 48 注射壓力（MPa） 319 注射行程（㎜） 330 注射方式 注塞式 鎖模力（KN） 650 拉桿內(nèi)向距（mm） 550 移模行程（mm） 200 最大模具厚度（mm） 600 最小模具厚度（mm） 250 噴嘴圓弧半徑（mm） 12 噴嘴孔直徑（mm） 3.5 最大開(kāi)合模行程（mm） 160 動(dòng)、定模板尺寸（㎜） 320×301 拉桿空間（㎜） 435 6.1.2 選標(biāo)準(zhǔn)模架 根據(jù)以上分析、計(jì)算以及型腔尺寸及位置可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格。通過(guò)調(diào) 用 Auto CAD 的燕秀工具箱模架選用。 定模板厚度：A=25 ㎜ 動(dòng)模板厚度：B=40 ㎜ 墊塊厚度： C=61 ㎜ 模具厚度： H 模=282㎜ 模具外形尺寸：320㎜×301 ㎜×282㎜ 6.2 定模板與動(dòng)模板的設(shè)計(jì) 本模具的模架是 Auto CAD 的燕秀工具箱調(diào)出拉，已經(jīng)設(shè)計(jì)好動(dòng)定各模板的相關(guān) 參數(shù)。具體看圖 6-1 模架參數(shù) 第七章 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無(wú)誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮觯瓿擅?出塑件的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu)，也稱頂出機(jī)構(gòu)。 本設(shè)計(jì)使用簡(jiǎn)單的推桿脫模機(jī)構(gòu)和利用斜頂設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的類型為一次推出機(jī)構(gòu)。 因?yàn)樵撍芗姆中兔婧?jiǎn)單，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，采用此類的脫模機(jī)構(gòu)可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)， 給制造和維護(hù)帶來(lái)方便，推出位置如圖 7-1所示。 圖 7-1 頂出機(jī)構(gòu) 第八章 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 抽芯機(jī)構(gòu)在模具的應(yīng)用中非常廣泛，主要用來(lái)加工塑件的突起或者凹下去的凸臺(tái) 或者孔等等特征。 將型芯從成型位置抽至不妨礙塑件脫模的位置，型芯或滑塊所移動(dòng)的距離稱為抽 芯距。一般來(lái)說(shuō)，抽芯距等于脫模行程加 1mm～3mm 的安全距離。測(cè)得脫模行程最大 為 1.74mm?？扇〕樾揪酁?=2.5mm。S軸 通常情況下，工件內(nèi)部的凸起或者凹進(jìn)去的特征都是由斜頂頂出來(lái)的，這樣就可 以更方便地加工出合適的產(chǎn)品出來(lái)。 如下圖 8-1 所示，斜頂參數(shù)設(shè)計(jì)參考圖 8-2 的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。斜頂具體尺寸詳見(jiàn)零件圖。 圖 8-1 斜 頂 計(jì) 算 參 數(shù) 圖 8-2 斜頂設(shè)計(jì)參數(shù) 第九章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 通常情況下，注塑機(jī)注射到型腔里的溫度通常在 200 度左右，而注射完成的工件 的溫度在 60 度左右，所以設(shè)計(jì)冷卻水道是必須要的，特別在工件比較大的情況下。在 設(shè)計(jì)冷卻水道的過(guò)程中，我們必須注意一下幾個(gè)方面： ①.冷卻水道盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大； ②.冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等； ③.澆口處加強(qiáng)冷卻； ④.冷卻水道出入中溫差盡量小； ⑤.冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置； 第十章 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 由于本次設(shè)計(jì)的手機(jī)殼比較小，我們可以通過(guò)在分型面上面設(shè)置排氣槽排氣，此 次我們?cè)O(shè)計(jì)的分型面排氣槽與型腔的距離為 5～6㎜，深度為 0.03㎜。利用間隙排氣， 其配合間隙一般為 0.03～0.005㎜，在這里，我們選擇 0.06mm。 第十一章 注塑機(jī)參數(shù)校核 11.1 最大注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核 注塑模具的設(shè)計(jì)步驟已經(jīng)在上述部分有計(jì)算，校核，所以根據(jù)工況，注塑機(jī)是符合 系統(tǒng)要求的。 11.2 開(kāi)模行程的校核 注射機(jī)最大的開(kāi)模行程 S S≥h 件 +h 澆+（5～10）=116<160 式中 h 件 —塑料制品高度（mm） h 澆—澆注系統(tǒng)高度 故滿足要求。 11.3 模具與注射機(jī)安裝相關(guān)部分尺寸校核 根據(jù)工況可知，模具與注射機(jī)的相關(guān)部分都能夠滿足要求，并且操作起來(lái)也很方 便，快捷。 第十二章. 繪制圖紙并編寫(xiě)技術(shù)文件 12.1 繪制各非標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙 詳見(jiàn)裝配圖紙和非標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙 附本模具的工作原理： 開(kāi)模時(shí)，動(dòng)模部分向后移，這時(shí)塑件包在型芯上隨動(dòng)模繼續(xù)后移，直至注射機(jī)頂 桿與模具推板接觸，推出機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作，此時(shí)斜頂作用于內(nèi)側(cè)抽芯滑塊，完成內(nèi)側(cè)抽 芯動(dòng)作，推桿將塑件從型芯上推出。合模時(shí)，復(fù)位桿使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位。 12.2 編寫(xiě)加工工藝和裝配技術(shù) 模具精度是影響塑料成型件精度的重要因素之一，為了保證模具精度，塑料模具 制造時(shí)應(yīng)達(dá)到以下技術(shù)要求： a、組成塑料模具的所有零件，在材料加工精度和熱處理質(zhì)量等方面均應(yīng)符合相應(yīng) 圖樣的要求。 b、組成模架的零件應(yīng)達(dá)到規(guī)定的加工要求，裝配成套的模架應(yīng)活動(dòng)自如，并達(dá)到 規(guī)定的平行度和垂直度要求 c、模具的功能必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求 d、為了鑒別塑料成型件的質(zhì)量，裝配好的模具必須在生產(chǎn)條件下試模，并根據(jù)試 模存在問(wèn)題進(jìn)行修整，直至試出合格的成型件為止。 12.2.1 加工要求 1）模具分型面及組合件的結(jié)合面應(yīng)很好貼合，局部間隙不大于 0.02mm 2）模具成型表面的內(nèi)外銳角、尖邊、圖樣上未注明圓角時(shí)允許不大于 0.5mm 圓 角（分型面及結(jié)合面除外） 。當(dāng)不允許有圓角時(shí),應(yīng)在圖樣上注明。 3）圖樣中未注明公差的一般尺寸其極限偏差按 GB1804 標(biāo)準(zhǔn)即孔按 H13，軸按 h13，長(zhǎng)度按 J14 來(lái)加工。 4）模具中各承壓板（模板）的兩承壓面的平行度公差按 GB1184 附錄一的 5 級(jí)。 5）導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔對(duì)模板平面的垂直度公差按 GB1184 附錄一的 4 級(jí)。導(dǎo)柱、導(dǎo)套 之間的配合按 H8/f8。 6）模具中安裝鏍釘（鏍栓）之螺紋孔及其通孔的位置公差不大于 2mm，或相應(yīng) 各孔配作。 7）導(dǎo)柱(直導(dǎo)柱、臺(tái)肩導(dǎo)柱)其配合部位的大徑與小徑的同軸度公差 t 按 GB1184 附錄一的 5 級(jí)。 8）導(dǎo)套（直導(dǎo)套、帶頭導(dǎo)套）外圓與內(nèi)孔的同軸度公差 t 按 GB1184 附錄一的 5 級(jí)。 9）主流道襯套的中心錐孔應(yīng)研磨拋光，不得有影響脫澆口的各種缺陷。 10）成型零部件：為了保證導(dǎo)向作用，動(dòng)、定模的導(dǎo)柱，導(dǎo)套孔的孔距精度應(yīng)控 制在 0.01mm 以內(nèi)。因此，必須用坐標(biāo)鏜床對(duì)動(dòng)、定模鏜孔。在缺少坐標(biāo)鏜床的情況 下，較普遍采用的方法是將動(dòng)、定模合在一起，在車(chē)床、銑床或鏜床上進(jìn)行鏜孔。成 型零部件采用優(yōu)質(zhì)模具鋼，強(qiáng)度高，耐磨性好，熱處理變形小，要求耐腐蝕，調(diào)質(zhì)淬 火低溫回火≥55HRC 。 型芯的加工：把成型面的曲面圖通過(guò)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生刀具加工路徑進(jìn)行數(shù)控銑外形加 工，再銑小型芯孔和凹臺(tái)，鉆推桿孔，加工澆口。再用電火花加工成型。 型腔的加工：把成型面的曲面圖通過(guò)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生刀具加工路徑，留余量在數(shù)控銑 上加工成型，再用電火花加工成型。 12.2.2 裝配要求 1）頂出制品的推桿的端面與所在的相應(yīng)型面保持齊平，允許推桿端面 高出型面不大于 0.1mm。 2）注射模的復(fù)位桿，其端面應(yīng)與模具分型面齊平，允許低于分型面大 大于 0.03mm。 3）型芯、凸模、鑲件等，其尾部高度尺寸未注明公差時(shí)，其端面應(yīng)在 裝配后與其配合的零件齊平。 制品同一表面的成型腔分布在上、下模或兩模時(shí)，裝配后沿分型面的錯(cuò)邊不 大于 0.05mm，并其組合尺寸不超過(guò)型腔允許的極限尺寸。 5）凸模與凹模裝配后的配合間隙，應(yīng)保持周?chē)鶆颉?6）需保持同軸的兩個(gè)以上零件，其同軸度必須保證裝配要求，使各配合零件 能順利裝卸，活動(dòng)自如。 7）模具導(dǎo)向件的導(dǎo)向部分，裝配后保證滑動(dòng)靈活，無(wú)卡滯現(xiàn)象。 8）模具中供兩次分型用的拉桿、拉板裝配后，各工作面應(yīng)在同一平面內(nèi)，允許 其極限偏差為±0.1mm。 9）模具裝配后兩安裝平面應(yīng)保持平，其平行度公差按按 GB1184 附錄一的 6 級(jí)。 12.2.3 綜合要求 1）模具、模架及其零件的工件表面，不應(yīng)有碰傷、凹痕、裂紋、毛刺、銹蝕等缺 陷。 2）經(jīng)熱處理后的零件，硬度應(yīng)均勻，不允許有脫碳、軟點(diǎn)、氧化斑點(diǎn)及裂紋等缺 陷。熱處理后應(yīng)清除氧化皮，臟物油污。 3）配通用模架模具，裝配后兩側(cè)面應(yīng)進(jìn)行同時(shí)磨削加工，以保證模具能順利裝入 模架。 4）模具的冷卻水道應(yīng)保證暢通。 總 結(jié) 在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所 學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)， 會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度，本文所設(shè)計(jì) 的是手機(jī)殼注塑模設(shè)計(jì)，通過(guò)初期的定稿，查資料和開(kāi)始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了 解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門(mén)學(xué)問(wèn)不易，需要不斷鉆 研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究 的最感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過(guò)。 致 謝 至此在論文完成之際，向我的導(dǎo)師表示由衷的感謝！真心的感謝我的導(dǎo)師這幾年 來(lái)對(duì)我的諄諄教導(dǎo)，感謝我敬愛(ài)的老師，您不僅在學(xué)習(xí)學(xué)業(yè)上給我以精心的指導(dǎo)，同 時(shí)還在思想給我以無(wú)微不至的關(guān)懷支持和理解，給予我人生的啟迪，使我在順利地完 成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)同時(shí)，也學(xué)到了很多有用的做人的道理，明確了人生目標(biāo)。知道自 己想要什么了，不再是從前那個(gè)愛(ài)貪玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，銳意創(chuàng)新 的學(xué)術(shù)作風(fēng)，認(rèn)真加負(fù)責(zé)，公而忘私的敬業(yè)精神，豁達(dá)開(kāi)朗的寬廣胸懷，平易近人。 經(jīng)過(guò)近半年努力的設(shè)計(jì)與計(jì)算，查找了各類的模具設(shè)計(jì)資料，論文終于可以完成了， 我的心里無(wú)比的激動(dòng)和開(kāi)心。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里， 它是我最珍惜的，因?yàn)槲易约阂呀?jīng)盡力的做了，它是我用心、用汗水成就的，也是我 在大學(xué)四年來(lái)對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用和體現(xiàn)。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)， 而且鍛煉了我的個(gè)人能力，更重要的是從周?chē)睦蠋熀屯瑢W(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了 許多有用的知識(shí)，在此對(duì)所有關(guān)心我?guī)椭业谋磉_(dá)我由衷敬意，謝謝各位同學(xué)老師。 參考文獻(xiàn) [1]塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組編著.塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè).（第 2 版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2002 [2]模具實(shí)用技術(shù)叢書(shū)編委會(huì). 塑料模具設(shè)計(jì)制造與應(yīng)用實(shí)例.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2002 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