某种手机外壳塑料模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀设计 图 书 分类号： 密 级： 毕业设计 (论文 ) 某种手机外壳塑胶模具设计 F 学生姓名 学院名称 专业名称 指导教师 20*年 5 月 27 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘要 本次的毕业设计是手机外壳的注塑模的设计，该模具有重量轻、耐腐蚀老化、使用寿命长，制作方便、价格低廉等特点 本课题采用 软件和 手机外壳及模具进行了三维造型和模架选取，采用 的 数值模拟技术和经验设计计算相结合的方法优化设计。该设计通过对多种相似塑件的模具结构参考，设计的是 件，采用的是一模双腔注射。该产品采用侧浇口注射和组合是式型腔设置。依据产品的数量和塑料的工艺性能确定了以单分型面注塑模的方式进行设计。由于塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统，因此在模具设计中也进行了设计。本次的设计中参考了大量的文献，还在互联网上查找资料，设计过程比较完整 关键词 模具 ；手机外壳； 件； 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he is is of D An by to to be a by to BS as of of in in in in of a of on to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘要 . I . 绪论 . 1 塑模具基本概念 . 1 料制件 . 1 文研究的外壳模型 . 3 塑模 结构的组成及分类 . 3 2 塑件的成型工艺分析 . 5 注塑工艺条件 . 5 件结构分析 . 8 3 注射设备的选择 . 9 关塑件的计算 . 9 塑机型号的确定 . 9 塑机及型腔数量的校核 . 10 塑机及参数量的校核 . 10 射量的校核 . 10 塑 模结构的组成及分类 . 10 件在分型面上的投影面积与锁模力校核 . 11 大注射压力校核 . 11 具与注射机安装部分的校 核 . 12 模行程校核 . 12 4 分型面的选择 . 13 型面的形式 . 13 型面的设计原则 . 13 5 浇注系统的形式和浇口的设计 . 15 流道的设计 . 15 流道的尺寸 . 15 流道衬套的形式 . 16 流道冷料井的设计 . 18 流道冷料 井设计 . 18 流道的设计 . 18 流道的截面形状 . 19 流道的截面尺寸 . 19 流道的长度 . 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 流道的表面粗糙度 . 20 流道的布置形式 . 20 流道向浇口过渡部分的结构 . 20 口的设计 . 21 口尺寸的确定 . 21 口位置的选择 . 21 注系统断面尺寸计算 . 22 定适当的剪切速率 . 22 定体积流率 Q . 22 6 标准件的选用和模架的确定 . 24 7 合模导向机构的设置 . 26 向结构的总体设计 . 26 柱的设计 . 26 套的设计 . 26 模推出机构的设计 . 27 8 成型零件的设计 . 29 型零件的选材 . 29 模部分的结构设计 . 29 模的结 构形式 . 29 模尺寸的计算 . 29 模的结构图 . 30 模尺寸的计算 . 32 模形状的确定 . 32 9 温度调节系统 . 34 具温度及其调节的重要性 . 34 具温度与塑料成型温度的关系 . 34 却系统的结构 . 34 见冷却系统的结构形式 . 34 却水路的布置 . 34 10 模具的装配 . 38 具的装配顺序 . 38 模过程分析 . 39 结论 . 40 致谢 . 41 参考文献 . 42 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 附录 . 43 附录 1 . 43 附录 2 . 44 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 绪论 塑模具基本概念 料制件 是现代新兴产品之一，犹如空气，塑料时刻围绕在人们的身旁。如今我们可谓是生存在塑料世界里。 由于塑料具有密度小，化学稳定性好，电绝缘性能高，比强度大等优异性能，再加上原料丰富，制作方便及成本低廉等优点，所以在国民经济各领域等方面应用甚广。无论是工农业生产，交通运输，邮电通信，军事国防，仪器仪表，文体医卫及建筑五金，还是能源开发，海洋利用等，各行各业都有这种新颖，性能特异的塑料产品 1。 塑料是从石油生产出来的合成树脂加入增塑剂，稳定剂，填充剂及着色剂等物质而组成的，原料为小颗粒或粉状。将这些小颗粒塑料加热溶化成粘流状，注塑到一个具有所需产品形状的型腔中，待塑料冷却后取出来，就得到了与型腔形状一 样的塑件，这个具有型腔的东西称为模具，因为它专门用于制作塑料件，所以通常称为注塑模具。 塑成型模具的地位及发展趋势 塑料工业是当今极具活力的一门产业。塑料是现代主要的工业结构材料之一，广泛应用于汽车，宇航，电子通信，仪器仪表，文本用品，化工，纺织，医生卫生，建筑五金，家用电器等各个领域。至 2004年，我国塑料制件的年产量已突破 2500万 T。展望 21世纪，高分子合成材料将进入质的飞跃发展时期 2。 纵观世界经济的发展，经济发展较快时，产品畅销，自然要求模具的制造技术能跟上。目前。世界模具 市场仍供不应求，可见研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展具有特别重要的意义。在日本被誉为“进入富裕社会的原动力”，在德国则冠之为“金属加工业中的帝王”，在罗马尼亚视为“模具就是黄金”。可以断言，随着现代化技术的迅速发展，人们生存在“塑料世界”中，注塑模在国民经济发展过程中将处于十分重要的地位。 我国塑料模具工业起步晚，底子薄，与工业发达国家相比存在很大的差别。但在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和改革及开发方针引导下，我国注塑模得到迅速发展，高效率，自动化，大型，微 型，精密，无流道，气体辅助，高寿命模具在整个塑料模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造技术方面来看，注塑成型模具的发展趋势可归纳以下几方面。 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，模具设计已由经验设计已由经验设计阶段逐渐向理论计算设计方面发展，尤其是注塑时熔体流动引起的取向，这使塑件的质量会得到很大的提高。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2） 高效率，自动化 大量采用各种高效率，自动化的模具结构，高速自动化的注塑成型机械配以先进的模具，对改善制件质量，提高生产效率，降低产品成本起了很大的作用。 3） 大型，超小型及高精度 由于塑料具有异常的特性，应用范围十分广阔。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，导热性优异的模具材料。 4） 标准化 模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，且还能提高模具的质量及降低模具的制造成本。 5） 扩大研究各种特殊结构的注塑模具 为了满足塑料制件的功能要求，应进一步探索具有特殊性能的模具结构。 6） 全面推广 术 术是模具技术发展的一个重要里程碑，实践证明， 术是模具制造的发展方向。现在，全国普及 着计算机软件的发展和进步，技术培训工作也日趋简化。 7） 进一步加强快速原型制造技术 快速成型原理制造技术是美国首先推出的。 算机， 光成型技术和材料科学最新发展的高科技技术，被公认为是继 种方法制造模具具有技术先进，成本较低，设计制造周期短，精度适中等特点，从模具的概念设计到制造完成，仅为传统加工方法所需时间的 1/3 和成本的 1/4 左右。 术还可以解决石墨电极压力振动（研磨）成型法中母模制造的困难问题。 8） 超精加工和复合加工 航空航天等部门已应用纳米技术，必须要有超高精度的模具制造超精度的零件。随着具向精密化和大型化方向发展，加工精度超过 1 微米的超精度加工技术和集电，化学，超声波，激光等技术综合在一起的复合加工技术在今 后的模具制造中将有广泛的前景。 塑成型原理 注塑成型业称注射成型，它是目前塑料加工中最普遍采用的方法之一，可用来生产空间几何形状非常复杂的塑料制件。由于它具有应用面广，成型周期短，花色品种多，制 件尺寸稳定，产品易更新换代，生产效率高，模具服役条件好，塑件尺寸精度高，生产操作容易实现机械化和自动化等诸方面的优点，因此，在整个 塑料制件生产行业中，注塑成型占有非常重要的地位。目前，除了少数几种塑料品种外，几乎所有的塑料（即全部热塑性塑料和部分热固性塑料）都可采用注塑成型。据统计，注塑制件约占所有塑料制件总产量的 30%，全世界每年生产的注塑数量约占所有塑料成型模具数量的 50%3。 注塑成型原理：将塑料颗粒定量加入到注塑机的料筒内，通过料筒的传热，以及螺杆转动时产生的剪切摩擦作用使塑料逐步熔化呈粘流 状态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推挤下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注入到温度低的闭合模具的型腔中。由于模具的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 冷却作用，使模腔内的熔融塑料逐渐凝固并定型，最后开启模具便可从模腔中推出具有一定形状和尺寸的注塑件。上述过程大致可以归纳为： 加料 塑料熔融 冷却定型 塑件脱模。 文研究的外壳模型 当今世界，随着通信行业的发展，手机已经是日常生活中的必需品，由于手机的大量需求，手机塑料外壳也需要批量生产，而且现在很多消费者都注重手机的美观性，外壳作为手机的一部分，它的美观性也是很重要的。本设计正是 基于 手机外壳的注塑模具设计，利用 术在较短模具开发周期，较低模具生产成本，使整个产品更具市场竞争力 4。 手机模型 图 1-1 机模型图 塑模结构的组成及分类 注塑成型生产中使用的模具简称注塑模，它具有实现注塑成型生产的工艺装备。注塑模，塑料原材料和注塑机通过成型工艺联系在一起，形成注塑成型生产单元。注塑模具主要用来成型热塑性塑料制件，但近年来越来越广泛地用于成型热固性塑料制件。 1） 从模具的使用和注塑机上的 安装来看 每一付注塑模都可分成两大部分，即定模部分和动模部分。成型时动模与定模闭合构成型腔和浇注系统，开模时动模与定模分离取出塑件。 2） 从模具上各个部件所起的作用来看 根据模具上各个部件的不同作用，可细分为以下几个部分： （ 1）成型零部件 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 2） 浇注系统 （ 3）导向部件 （ 4）脱模机构 （ 5）侧向分型抽芯机构 （ 6）温度调节系统 （ 7）排气系统 （ 8）其他零部件 注塑模的分类方法很多，按照不同的划分依据，通常有以下几类 5： 1） 按塑料成型材料类别分为热塑性注塑模，热 固性塑料注塑模。 2） 按模具型腔数目分为单型腔注塑模，多型腔注塑模。 3） 按模具安装方式分为移动式注塑模，固定式注塑模。 4） 按注塑机类型分为卧式注塑模，立式注塑模和直角式注塑模。 5） 按塑件尺寸精度分为一般注塑模，精度注塑模。 6）按注塑模的总体结构特征，可分为以下几种： （ 1）单分型面注塑模（二板式注塑模） （ 2）双分型面注塑模 （三板式注塑模） （ 3）带活动成型零部件的注塑模 （ 4）带侧向分型抽芯的注塑模 （ 5）自动卸螺纹注塑模 （ 6）定模设推出装置的注塑模 （ 7）无流道注塑模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 塑件的成型工艺分析 聚酰胺 (称尼龙，由二元胺和二元酸通过缩聚反应制取或氨基酸自聚而成。它有以下成型特性 6： 1）成型时流动性好 2）易吸湿，成型后尺寸变化大 3）成型时制品的收缩率范围大收缩率大，制品易翘曲变形 4）熔融温度范围窄。 尼龙有良好的力学性能，其抗冲击强度比一般塑料有显著提高，本身无毒，无味，不霉烂其吸水性强，收缩率大，常常因吸水而引起尺寸变化。尼龙具有良好的消音效果和自润滑性能，耐化学性能良好，对酸、碱、盐性能稳定，耐溶剂性能和耐油性也好，但电性能不是良好，稳定性差。成型加工 时，尼龙具有较低的熔融粘度和良好的流动性，生产的制件容易产生飞变。因其吸水性强，成型加工前必须进行干燥处理。熔融状态的尼龙热稳定性较差。由于尼龙的较好力学性能，被广泛地使用在工业上制作各种机械，化学和电气零件。 对模具和成型条件的要求 7： 1）对模具结构要求。模具刚度大，排气孔要浅，冷却系统良好。 2）成型工艺条件。 1）温度。熔料温度： 230C 280C。模具温度 80C 90C，当壁厚大于 3议使用 20C 40筒温度： 30C， 270C。 2）注射压力： 751253）注射速度：高速。 3） 成型前应充分干燥。 烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物）。 ，有良好的加工性和染色性能。 毒、无味、呈微黄色，成型的 塑件有较好的光泽。密度为 寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对 乎无影响。溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。 一定的硬度和尺寸稳定性，易与成型加 工，经过调色可配成任何颜色。 缺点是耐热性不高，连续工作温度为 70变形温度为 93耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。升温时粘度增高，所以成型压力高，故塑件上的脱模斜度宜稍大； 吸水，成型加工前应进行干燥处理； 产生熔接痕，模具设计时应注意尽量少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。因此， 般用来制作水表壳，纺织器材，家用电器外壳，文育用品教体，玩具，电子琴及家具等。 经过两种材料各方面地对比，该塑件使用 注塑工艺条件 1）温度 在注射成型过程中需要控制的温度又料筒温度、喷嘴温度和模具温度等三种温度。其中料筒温度、喷嘴温度主要影响塑料的塑化和流动，模具温度则影响塑料的流动和冷却定买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 型。 （ 1）干燥处理： 料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为 80 90 小时。材料温度应保证小于 （ 2）料筒温度：料筒温度的选择与塑料的品种、特性有关。不同的塑料具有特定的粘流态温度或熔点，为了保证塑料熔体的正常流动，不使物料发生过热分解，料筒最适合的温度范围应在粘流温 度或熔点温度和热分解温度之间。但应注意，料筒温度太高时塑料易产生低分子化合物和分解成气体，使使塑料表面变色，产生气泡 、银丝及斑纹，导致性能下降。料筒温度太高还会使得模腔中塑料内外冷却不一致，塑件易产生应力和凹痕。同时，熔料的温度高，流动性好，易产生溢料、溢边等缺陷。料筒温度太低时。熔体流动性差。易产生熔接痕、充填不足、波纹等缺陷。同时，由于料筒温度太低，塑料冷却时易产生应力，塑件容易产生变形或开裂等现象。料筒的温度分布一般采用前高后低的原则，即料筒的加料口（后段）处温度最低，喷嘴处的温度最高。料筒后段温度应 比中段、前段温度低510 C。在注射同一种塑料时，螺杆式注射机料筒温度可比柱塞式注射机料筒温度低1020 须控制熔料在料筒中内的滞留时间。通常，提高料筒温度以后，都要适当缩短熔体在料筒内的滞留时间。一般料筒温度：后段150170 C，中段 165180 C，前段 180200 C。 （ 3）喷嘴温度：喷嘴温度一般略低于料筒的最高温度。喷嘴温度太高，熔料在喷嘴处产生流延象，塑料容易产生热分解现象。但喷嘴温度也不能太低，否则易产生冷块或僵块，使熔体产生早凝，其结果是凝料堵 塞喷嘴，或是将冷料注入模具型腔，导致成品缺陷。一般喷嘴温度 170180 C。 （ 4）模具温度：模具温度对熔体的充模流动能力、塑件的冷却速度和成型后的塑件性能等有直接影响。模具温度选择取决于塑料的分子结构特点、塑件的结构及性能要求和其他成型工艺条件（熔体温度、注射温度、注射压力和模塑周期等）。对塑料熔体来说，注射过程都是冷却过程。为了使塑料成型和顺利脱模，模具的温度应低于塑料的玻璃化温度和工业上常用的热变形温度。在满足注射过程要求的温度下，采用尽可能低的模具温度，以加快冷却速度，缩短冷却时间，还可以把模具温 度保持在比热变形温度稍低的状态下，使塑件在比较高的温度下脱模，然后自然冷却，可以缩短塑件在模内的冷却时间。一般模具温度： 25 70 C（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低。） 2）压力 注射成型过程中的压力包括塑化压力、注射压力和保压压力三种，它们直接影响塑料的塑化和塑件质量。 （ 1）塑化压力：塑化压力又称螺杆背压，它是指采用螺杆式注射机注射时，螺杆头部熔料在螺杆转动时所受到的压力。这种压力的大小可以通过液压系统中的溢流阀调整。注射中，塑化压力的大小是随螺杆的设计、塑件质量的要求以及塑料的种 类等的不同而确定的。一般操作中，在保证塑件质量的前提下，塑化压力越低越好，其具体数值随塑料的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 品种而定，一般为 620 （ 2）注射压力：就是指柱塞或螺杆轴向移动时其头部对塑料熔体所施加的压力。在注射机上常用压力表指示出注射压力的大小，一般在 40130力的大小可通过注射机的控制系统来调整。注射压力的大小取决于注射机的类型、塑料的品种以及模具浇注系统的结构、尺寸与表面粗糙度、模具温度、塑件的壁厚及流程的大小等，关系十分复杂，目前难以作出具有定量关系的结论。 （ 3）保压压力：型腔充满后，继续 对模内熔料施加的压力称为保压压力。保压压力的作用是使熔料在压力下固化，并在收缩时进行补缩，从而获得健全的塑件。保压大小也会对成型过程产生影响，保压压力太高，易产生溢料、溢边，增加塑件的应力；保压压力太低，会造成成型不足。保压压力等于或小于注射时所用的注射压力。 3）时间（成型周期） 完成一次注射成型过程所需的时间称成型周期。它包括合模时间、注射时间、保压时间、模内冷却时间和其他时间等。 （ 1）合模时间：合模时间是指注射之前模具闭合的时间。合模时间太长，则模具温度过低，熔料在料筒中停留时间过长；合模时间太短， 模具温度相对较高。 （ 2）注射时间：注射时间是指注射开始到充满模具型腔的时间。在生产中。小型塑件注射时间一般为 35s，大型塑件注射时间可达几十秒。注射时间中的充模时间与充模速度成反比；注射时间缩短、充模速度提高，取向下降、剪切速率增加，绝大多数塑料的表现粘度均下降，对剪切速率敏感的塑料尤其这样。 （ 3）保压时间：保压时间是指型腔充满后继续施加压力的时间，一般为 2025s，特厚塑件可高达 510压时间过短，塑件不紧密，易产生凹痕，塑件尺寸不稳定等；保压时间过长，加大塑件的应力，产生变形、开裂、脱 模困难。 （ 4）模内冷却时间：模内冷却时间是指塑件保压结束至开模以前所需的时间。冷却时间主要决定于塑件的厚度、塑料的热性能、结晶性能以及模具温度等。冷却时间的长短应以脱模时塑件不引起变形为原则，冷却时间一般在 30120却时间过长，不仅延长生产周期，降低生产效率，对复杂塑件还将造成脱模困难、易变形、结晶度高等；冷却时间过短，塑件易产生变形等缺陷。 （ 5）其他时间：其他时间是指开模、脱模、喷涂脱模剂、安放嵌件等时间。 模具的成型周期直接影响到生产率和注射机使用率，因此，生产中在保证质量的前提下应尽量 缩短成型周期中各个阶段的有关时间。整个成型周期中，以注射时间和冷却时间最重要，他们对塑件的质量均有决定性影响。 4）注射速度：中高速度。 分析塑件的结构工艺性 该塑件尺寸中等，整体结构较简单。由于上表面為工作表面对其精度要求較高，下表面为非工作面，精度要求相对较低，再结合其材料性能，故选一般精度等级：四级。具体 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 2塑机主要参数 注射机类型 螺杆式 螺杆转速 /(r 3060 喷 嘴 形式 直通式 温度 / 180190 料筒温度 / 前段 200210 中段 210230 后段 180200 模具温度 / 5070 注射压力 /090 保压压力 /070 注射时间 /s 35 保压时间 /s 1530 冷却时间 /s 1530 成型周期 /s 4070 件结构分析 （ 1）结构分析 塑件为手机外壳的上半部分，应有一定的结构强度，由于中间有手机的按键及手机显示屏，后面有与后盖联接的塑料倒扣，所以应保证它有一定的装配精度；由于该塑件为手机外壳，因此对表面粗糙度要求不高。 （ 2）工艺性分 析 精度等级：采用 5级低精度 脱模斜度： 在塑料制