手机保护壳工业分析与模具设计说明书-毕业论文

3南京工程学院专接本毕业设计说明书(论文)作者：李孟起学号：学院（系、部）：机电工程系专业：数控加工与模具设计题目：手机保护壳工艺分析与模具设计指导者：评阅者：2015年月南京南京工程学院毕业设计说明书（论文）摘要注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。本次的毕业设计是手机保护壳的注塑模的设计，依据产品的数量和塑料的工艺性能确定了以1次分型面注塑模的方式进行设计。模具的型腔采用一模2腔直线排列，浇注系统采用侧浇口成形，推出形式为推杆推出机构完成塑件的推出。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：1次分型面注射模具；侧浇口；推杆。AbstractInjectionmoldingistheplasticmaterialintothebarrelthroughtheheatingandmelting,makeitbecomethehighviscosityfluid,usedasaplungerorscrewcompressiontools,cavitymeltthroughthenozzlewithhighpressureinjectionmold,aftercooling,solidificationstage,andthenejectedfromthemould,aplasticproducts.Thisgraduationdesignisthedesignofmobilephoneprotectionshellinjectionmold,accordingtothenumberofproductsandplasticprocessperformancedeterminedthedesignwith1subtypesurfaceinjectionmoldway.Thecavityofthemoldusinga2cavityisarrangedinastraightline,pouringsystemusessomegateforming,rolloutintheformofforpushboardlaunchedinstitutionstocompletetheintroductionofplasticparts.Becausetheplasticpartsoftheprocessperformancerequirementsofinjectionmoldcoolingsystem,andthereforeinthemolddesigntodesign.Thedesignofthereferenceofalargenumberofliterature,isstillontheInternettofindinformation,thedesignprocessiscomplete.Keywords:1singleinjectionmoldpartingsurface;thesidegate;pushrod.目录TOC\o"1-3"\h\u31506摘要 127595Abstract 22115前言 5170581手机保护壳制件的分析 743861.1手机保护壳制件的工艺性分析 7261081.2手机保护壳制件的材料分析 9150561.2.1ABS塑料主要的性能指标 10176332注塑设备的选择 11176532.1估算塑件体积质量 115292.2注塑机的选择 1126003成型零件有关尺寸的计算 1334093.1型腔凹模尺寸的计算 13257193.2型芯凸模尺寸的计算 16256853.3侧型芯尺寸的计算 1879964浇注系统的设计 1981184.1分型面的选取 19104104.2浇口套的选用 20217164.3冷料井的设计 2222314.4分流道的设计 22234484.5分流道的布置 2341684.6浇口设计 23162384.7模架的选取 2427635利用MoldFlow对注塑件的验证过程 2774125.1产品网格划分 27198825.2网格的状态统计验证 27312755.4型腔的布置和设计验证 2872175.5浇注系统的设计验证 29218095.6注塑工艺参数的设定 29194325.7模拟结果验证 30178706合模导向机构的设计 33134196.1导柱的设计 33123736.2导套的设计 3439067脱模结构的设计 35155338侧向分型和抽芯机构的设计 36203018.1抽拔距的计算 3667778.2斜导柱的尺寸与安装形式 36298868.3锁紧楔形式 3791518.4斜导柱的受力分析及强度计算 38188759排气系统和温度调节系统的设计 39147159.1排气系统 3953959.2温度调节系统的设计 392098310绘制装配图 413166811注射机的校核 431201811.1注射量的校核 432016611.2锁模力的校核 438656结论 4413200参考文献 4513927致谢 46

前言模具是工业生产的重要装备，是国民经济的基础设备，是衡量一个国家和地区工业水平的重要标志。模具在电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，是工业发展的基石，被人称为“工业之母”和“磁力工业”。模具是制造业的重要基础装备，是工业化国家实现产品批量生产和新产品研发所不可缺少的工具。用模具生产制品所表现出来的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高复杂程度是其他任何制造方法所不及的。换句话说，没有高水平的模具就不会有高水平的工业产品。模具业是否强盛也反映出一个国家工业的强弱。(1)塑料制品和注射成形在模具业的重要地位塑料制品具有原料来源丰富,价格低廉,性能优良等特点。它在电脑、手机、汽车、电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，应用极其广泛。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。塑料注射成形工艺的最大特点是复制，能够复制出所需任意数量的可直接使用或稍作处理即可使用的制品，是一种适宜大批量生产的工艺。虽然在设备上投入较大，但是可以生产制品的数量非常大，实属一种经济快捷的生产方式，因此得到广泛的应用和快速的发展。(2)模具在我国的发展历程过去在我国工业中，模具长期未受到重视。改革开放以来，塑料成形、家用电器、仪表、汽车等行业进入大批量生产，模具工业有了一定的发展。随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业、农业和日常生活等各个领域的应用越来越广泛，质量要求也越来越高。当今社会的进步和发展，使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求，然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来，因此，模具的发展与人们的生活关系越来越紧密，如我们使用的电脑、手机、汽车等产品都要依靠模具。在塑料制品的生产中，高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的成形设备等都是成形优质塑件的重要条件。我国模具工业虽然有了长足的发展，取得了巨大进步，但是我们也要清醒地看到，我国模具工业总体水平比工业发达国家要落后很多，这与我国制造业发展的要求相比差距还很大；我们的企业技术装备还比较落后，劳动生产率也较低；模具生产专业化、商品化、标准化程度也不够高；模具产品主要还是以中低档为主，技术含量较低，高中档模具多数要依靠进口，产品结构调整的任务很重；人才紧缺，管理滞后的状况依然突出，等等。可见，我国模具工业的发展任重而道远。(3)前景展望我国进入实施国民经济和社会发展的第十三个五年规划期，模具工业的发展也将进入一个关键时期。在这一时期，模具行业的主要任务是，在党中央关于把我国建设成为创新型国家的战略思想指引下，进一步推进改革，调整结构，开拓市场，苦练内功，提升水平，使我国模具工业在整体上再上一个新台阶。不断提升模具制造水平，振兴我国装备制造业，为实现把我国建设成为制造业强国的宏伟目标而奋斗。1手机保护壳制件的分析1.1手机保护壳制件的工艺性分析通过对塑件外部造型、工艺结构的设计、对塑件进行计算仿真和生产验证，也通过对分模线、塑件的壁厚、圆角、塑件的尺寸精度、脱模斜度进行了综合的考虑，手机保护壳尺寸和形状如图1.1。图1.1手机保护壳形状和尺寸根据产品的要求，塑件的尺寸在0～149mm的尺寸精度要求为0.13mm，因此该产品的所有尺寸的精度要求都是0.13mm。从塑件厚来看，总的来讲塑件壁厚变化比较均匀，有利于零件成型。脱模斜度分析,当塑件成型后因塑料收缩而包紧型芯，若塑件外形较复杂时，塑件的多个面与型芯紧贴，从而脱模阻力较大。为防止脱模时塑件的表面被檫伤和推顶变形，需设脱模斜度。一般来说，塑件高度在25mm以下者可不考虑脱模斜度。但是，如果塑件结构复杂，即使脱模高度仅几毫米，也必须认真设计脱模斜度。(1)斜度作用：便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度，在模具上称为脱模斜度。(2)脱模斜度选取:取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率，一般取30′～1°30′。塑件脱模斜度的选取应遵循以下原则：①塑料的收缩率大，壁厚，斜度应取偏大值，反之取偏小值。②塑件结构比较复杂，脱模阻力就比较大，应选用较大的脱模斜度。③当塑件高度不大（一般小于2mm）时，可以不设斜度，对型芯长或深型腔的塑件，斜度取偏小值。但通常为了便于脱模，在满足制件的使用和尺寸公差要求的前提下可将斜度值取大些。④一般情况下，塑件外表面的斜度取值可比内表面的小些，有时也根据塑件的预留位置（留于凹模或凸模上）来确定制件内外表面的斜度。⑤热固性塑料的收缩率一般较热塑性塑料的小一些，故脱模斜度也相应取小一些。⑥一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。综合以上的原则，由于塑件高度不是很大，收缩率一般，本设计中采用30′的脱模斜度。表面粗糙度分析,塑料制件的表面粗糙度，除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等痴点外，主要取决于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度值要比塑件的低1～2级，塑料制件的表面粗糙度Ra值一般为1.6～0.2um，在模具使用中，由于型腔磨损而使表面粗糙度值不断加大，应随时给以抛光复原。非配合表面和隐蔽面可取较大的表面粗糙度值，除塑件外表面有特殊要求以外，一般型腔的表面粗糙度值要低于型芯的。此外，塑件的表面粗糙度与塑料的品种有关。一般，型腔表面粗糙度要求达到0.2～0.4mm。1.2手机保护壳制件的材料分析丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS树脂微黄色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强，但原料要干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度。ABS无毒、无味、呈微黄色，成型塑件有较好光泽。密度为1.02～1.05g/cm³。ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、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ABS几乎无影响。ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS有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。ABS的缺点是耐热性不高，连续工作温度为70ºC左右，热变形温度为93ºC左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。ABS在升温时粘度增高，所以成型压力高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，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。1.2.1ABS塑料主要的性能指标使用注射成形塑料制品时，由于其熔体黏度较高，所需的注射成形压力较高，因此塑件对型芯的包紧力较大，故塑件应采用较大的脱模斜度。另外熔体黏度较高，使制品易产生熔接痕，所以模具设计时应注意尽量减少系统对料流的阻力。易吸水，成形加工前应进行干燥处理。在正常的成形条件下，ABS制品的尺寸稳定性较好如表1.1材料属性常数材料属性常数密度1.13—1.14Kg.dm介电常数60Hz3.7收缩率0.3-0.8%击穿电压15Kv.mm-1熔点130-160℃体积电阻系数1013Ωcm热变形温度65-9845N/cm硬度R62-86HR弯曲强度80Mpa缺口冲击强度11-20J/㎡拉伸强度35-49MPa压缩强度18-39Mpa拉伸弹性模量1.8GPa弯曲弹性模量1.4pa表1.1ABS制品的尺寸稳定性1.2.2ABS的注射成型工艺参数注射成型工艺参数如表1.2注塑机类型螺杆式喷嘴形式通用式料筒一区150s——170s喷嘴温度180℃——190℃料筒二区180s——190s模具温度50℃——70℃料筒三区200s——210s注塑压60℃——100℃保压时间40s——60s注塑时间2℃——5℃冷却时间5s——15s周期15℃——30℃保压时间5s——10s后处理红外线烘箱表1.2注射成型工艺参数2注塑设备的选择2.1估算塑件体积质量利用UG软件。进行三维实体建模，并可直接通过软件进行测量：如图2.1体积说明图2.1体积说明V=8594mm³2.2注塑机的选择注射机的类型和规格很多，分类方法各异，按结构型式可分为立式、卧式、直角式三类，国产卧式注射机已经标准化和系列化。这三类不同结构形式的注射成型机各特点如下：立式注射机的注射柱塞（或螺杆）垂直装设，锁模装置推动模板也沿垂直方向移动，这种注射成型机主要优点是占地面积小，安装或拆卸小型模具很方便，容易在动模上（下模）。安放嵌件，嵌件不易倾斜或坠落。其缺点是制品自模具中顶出以后不能靠重力下落。需人工取出，有碍于全自动操作，但附加机械手取产品后，也可以实现全自动操作，此类注射机注射量一般均在60克以下。卧式注射机是目前使用最广、产量最大的注射成型机，其注射柱塞或螺杆与合模运动均沿水平方向装设，并且多数在一条直线上（或相互平行）。优点是机体较低，容易操纵和加料，制件顶出模具后可自动坠落，故能实现全自动操作，机床重心较低安装稳妥，一般大中型注射机均采用这种形式。缺点是模具安装比较麻烦嵌件放入模具有倾斜或落下的可能，机床占地面积较大。直角式注射机的柱塞或螺杆与合模运动方向相互垂直，主要优点是结构简单，便于自制适于单件生产者，中心部位不允许留有浇口痕迹的平面制件，同时常利用开模时丝杠的转动来拖动螺纹型芯或型环旋转，以便脱下塑件。缺点是机械传动无准确可靠的注射和保压压力及锁模力，模具受冲击振动较大。根据实际情况，注塑机的实际注塑量是理论注塑量的80％左右。即有Vs≦aV1式中:V1—理论注塑容量，cm3;Vs—实际注塑容量，g;A——注塑系数，一般取值为0.8。经计算可得实际注塑量V=2×1.2×8594mm³≈20625mm³根据以上计算《模具设计与制造简明手册》表2-40选择注射机XS-ZY-125螺杆式注射机参数如表2.1额定注射量125cm3螺杆直径42mm注射压力150Mpa锁模力900KN模板行程300mm模板尺寸450×420mm模具最大厚度300mm模具最小厚度200mm拉杆空间260×290mm定位孔直径100mm合模方式液压—机械表2.1注射机XS-ZY-1253成型零件有关尺寸的计算该塑件的材料ABS是一种收缩范围较大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法计算。查手册得的收缩率为0.4%-0.6%,平均收缩率为0.5%。精度等级如表表3.1。类别塑件种类建议采用的精度等级高精度一般精度低精度ABS表3.1精度尺寸的选用根椐塑件的要求，由以上两表可查得：该塑件可按精度等级为级精度选取。此产品采用级精度，属于一般精度制品。因此，凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造与作用修正系数x取值可在0.5-0.75的范围之间，凸凹模各处工作尺寸的制造公差，因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达到IT7-IT8级，综合参考，相关计算具体如下。3.1型腔凹模尺寸的计算（相关公式参见《塑料制品成型及模具设计》第79-80页）如图3.1型腔图3.1型腔(1)型腔径向尺寸的计算：LＭ+δz0=[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz0LＭ——凹模径向尺寸（mm）LS——塑件径向公称尺寸(mm)Scp——塑料的平均收缩率（％）δz——凹模制造公差（mm）由：LS1=116.6mmLs2=60.3mm又查表知4级精度时塑件公差值查书本公差数值表得：Δ1=0.50mmΔ2=0.32mm实践证明：成型零件的制造公差约占塑件总公差的1/3～1/4，因此确定成型零件工作尺寸公差值时可取塑件公差的1/3～1/4。为了保持较高精度选1/4。由于：δz=1/4Δ得：δz1=1/4×0.50=0.125mmδz2=1/4×0.32=0.08mm则：LＭ1+δz0=[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz0=[（1+0.55%）×116.6-3/4×0.5]+0.01250=116.8663+0.01250mmLＭ2+δz0=[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz0=[（1+0.55%）×60.3-3/4×0.32]+0.080=60.39+0.080mm(2)型腔深度尺寸的计算：凹模深度尺寸同样运用平均收缩率法：HＭ+δz0=[（1+Scp）LS-2/3Δ]+δz0HＭ——凹模深度尺寸（mm）δz——凹模深度制造公差（mm）其余符号同上由：HS1=10.1mm取4级精度时Δ1=0.18mm由δz=1/4Δ得：δz1=0.045mm则：HＭ1+δz0=[（1+Scp）LS-2/3Δ]+δz0=[（1+0.55%）×10.1-2/3×0.18]+0.0450=10.035+0.0450mm3.2型芯凸模尺寸的计算如图3.2型芯图3.2型芯（1）型芯尺寸计算运用平均收缩率法：LＭ0-δz=[（1+Scp）LS+3/4Δ]0-δzLＭ——型芯径向尺寸（mm）δz——型芯径向制造公差（mm）其余符号同上由：LS1=116.6mmLS2=58.3mm取4级精度时Δ1=0.5mmΔ2=0.32mm由δz=1/4Δ得：δz1=0.125mmδz2=0.08mm则：LＭ10-δz=[（1+Scp）LS+3/4Δ]0-δz=[（1+0.55%）×116.6+3/4×0.5]0–0.125=117.61630–0.125mmLＭ20-δz=[（1+Scp）LS+3/4Δ]0-δz=[（1+0.55%）×58.3+3/4×0.32]0–0.08=58.860–0.08mm(2)型芯高度尺寸的计算运用平均收缩率法：HＭ0-δz=[（1+Scp）LS+2/3Δ]0-δzHＭ——型芯高度尺寸（mm）δz——型芯高度制造公差（mm）其余符号同上由：HＳ1=9mmHＳ1=10.1mm取4级精度时Δ1=0.16mmΔ2=0.18mm由δz=1/4Δ得：δz1=0.04mmδz2=0.045mm则：HＭ10-δz=[（1+Scp）LS+2/3Δ]0-δz=[（1+0.55%）×9+2/3×0.16]0–0.04=9.1560–0.04mmHＭ20-δz=[（1+Scp）LS+2/3Δ]0-δz=[（1+0.55%）×10.1+2/3×0.18]0–0.045=10.2750–0.045mm3.3侧型芯尺寸的计算侧型芯如右图3.3LＭ0-δz=[（1+Scp）LS+3/4Δ]0-δzLＭ——型芯径向尺寸（mm）δz——型芯径向制造公差（mm）其余符号同上由：LS1=1mm取4级精度时Δ1=0.12mm由δz=1/4Δ得：δz1=0.03mm则：LＭ10-δz=[（1+Scp）LS+3/4Δ]0-δz=[（1+0.55%）×1+3/4×0.12]0–0.03=1.09550–0.03mm图3.3侧型芯图3.3侧型芯4浇注系统的设计4.1分型面的选取分型面的形式与塑件的几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件等有关，常见的形式有：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面和平面、曲面分型面。（1）复合塑件脱模的基本要求，就是能使塑件从模具中取出，分型面应设在脱模方向最大的投影边缘部位；（2）分型线不影响塑件外观，即分型面应尽量不破坏塑件光滑的外表面；（3）确保塑件留在动模一侧，利于推出且推杆痕迹不显露于外观面；（4）确保塑件质量；（5）要你管尽量避免成型孔、侧凹，若需要滑块成型，力求滑块结构简单，尽量避免定模滑块；（6）满足模具的锁紧要求，将塑件投影面积大的方向放在定动模的合模方向上，而将投影面积小的方向作为侧向分型面；另外，分型面是曲面的，应加斜面锁紧；（7）合理安排浇注系统特别是浇口位置，有利于开模；通过对塑件结构形式的分析，同时根据以上分型面的选择原则综合考虑，决定将分型面选在塑件截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上，其位置如图4.1分型面所示。图4.1分型面4.2浇口套的选用浇注系统它是获得优良性能和理想外观的塑件以及最佳的成型效率有直接影响。此塑件采用普通流道系统，它是由主流道、分流道、浇口、冷料穴组成的。浇注系统是一副模具的重要的内容之一。从总体来说，它的作用可以作如下归纳：它是将来自注塑机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输教送到型腔，同时使型腔的气体能及时顺利排出，在塑件熔体填充凝固的过程中，将注塑压力有效地传递到型的各个部位，以获得形完整、内外在质量优良的塑件制件。浇注系统的设计的一般原则：了解塑件的成型性能和塑件熔料的流动特性。采用尽量短的流程，以降低热量与压力损失。浇注系统的设计应该有利于良好的排气，浇注系统应能顺利填充型腔。便于修整浇口以保证塑件外观质量，确保均匀进料。主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于其与高温熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损，对材料要求较严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时，也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。设计中常采用碳素工具钢（T8A或T10A），热处理淬火表面硬度为50～55HRC，浇口套属于标准件，在选够浇口套时应注意：浇口套进料口直径和球面坑半径。因此，所选浇口套如图4.2所示图4.2浇口套4.3冷料井的设计根据实际,采用底部带有拉料杆的冷料井，推杆装于推杆固定板上，具体结构如图4.3冷料井。图4.3冷料井4.4分流道的设计分流道截面形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比表面积最小（流道表面积与体积之比称为比表面积），塑料熔体的温度下降少，阻力亦小，流道的效率最高。但加工较困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U形。本次设计采取圆形截面。截面直径d=6mm，如图4.4分流道截面所示。图4.4分流道截面4.5分流道的布置（1）在保证足够的注塑压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下，分流道截面面积与长度尽量取小值，分流道转折处应圆弧过度。（2）分流道较常时，在分流道的末端应开设冷料井。（3）分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动、定模板上，合模后形成分流道截面形状。（4）分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。在单腔模中，常不设分流道，而在多腔模中，一般都设置有分流道，塑料沿分流道流动时，要求通过它尽快地充满型腔，流动中温度降低尽可能小，阻力尽可能低。同时，应能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。从前两点出发，分流道应短而粗。但为了减少浇注系统的加回料量，分流道亦不能过粗。过粗的分流道冷却缓慢，还倒增长模塑的周期。而该设计中使用了圆形断面形状的分流道。截面直径为6mm。4.6浇口设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。它是整个浇注系统的关键的部位，也是最薄点。其形状、大小及位置应根据塑件大小、形状、壁厚、成型材料及塑件技术要求等进行而确定。浇口分限制性浇口和非限制性浇口，该塑件采用的是限制性浇口，它一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，有利于塑料进入，使其充满型腔。另一方面改善塑料熔体进入型腔的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分开的作用。设计中，浇口的位置及尺寸的要求是比较严格的，初步试模，必要时还需要修改。因此浇口的位置的开设，对成型性能及成型质量的影响是很大的。一般在选择浇口位置时，需要根据塑件的结构工艺及特征，成型质量和技术要求，综合分析。一般要满足以下原则：(1)尽量缩短流动距离。(2)浇口应开设在塑件的壁厚。(3)必须尽量减少或避免产生熔接痕。(4)应有利于型腔中气体的排除。(5)考虑分子定向的影响。(6)避免产生喷射和蠕动。(7)不在承受弯曲冲击载荷的部位设置浇口。(8)浇口位置的选择应注意塑件的外观质量。浇口的形状和尺寸对制品质量影响很大，浇口在多情况下，系整个流道断面尺寸最小的部分（除主流道型的浇口外），一般汇报口的断面积与分流道的断面积之比约为0.03～0.09。浇口台阶长1～1.5㎜左右。虽然浇口长度比分流道的长度短的多，但因为其断面积甚小，浇口处的阻力与分流道相比，浇口的阻力仍然是主要的，故在加工浇口时，更应注意其尺寸的准确性。然而，根据塑件的样品图、生产的批量等，采用一模两腔结构。浇口采用侧浇口，具体尺寸见总装图10.1。4.7模架的选取通过前面的设计及计算工作，便可以根据所定内容确定模架。模架部分可以自己设计，也可以选用标准模架；在生产现场模具设计过程中，尽可能选用标准模架，确定出标准模架的形式，规格及标准代号，因为标准件有很大一部分已经标准化，随时可在市场上买到，这对缩短制造周期，降低制造成本时极其有用的。塑料注射模标准模架共有两种，即GB/T12556.1-12556.2—1990《塑料注射模中小型模架》和GB/T12555.1-12555.15—1990《塑料注射模大型模架》。两种标准模架的区别主要在于适用范围。中小型标准模架的模板尺寸BCL≤500mmC900mm,而大型模架的模板尺寸BCL为630mmC630mm-1250mmC2000mm。所以根据塑件的大小我只能选用小型模架。而塑料注射模中小型模架的结构形式可按照结构特征分为基本型和派生型。选用标准模架，可以大大缩短模具的制造周期，提高企业的经济效益。由于用的是点浇口自动脱料的形式再根据前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，综合考虑了塑件的结构和大小结合标准模架，选用模架为龙记CI-4045-A60-B70-C120，如图所示。模架尺寸为450×450mm。而标准件则包括通用标准件及模具专用标准件两大类。通用标准件如紧固件等。模具专用标准件如定位圈、浇口套、推杆、导柱、导套、模具专用弹簧、冷却及加热元件等。如图4.5所示模架。图4.5模架5利用MoldFlow对注塑件的验证过程5.1产品网格划分对塑件的划分采用表面网格，表面网模型是由三角形单元组成的，与中面不同，中面网格创建在模型壁厚的中间处，而表面网格创建在模型的上下表面，对于一般的薄壁塑件，都采用表面网格进行划分。而该制件采用表面网格进行划分如图5.1。图5.1网格划分5.2网格的状态统计验证通过调整和诊断后得到网格的状态，见图5.2网格状态。。图5.2网格状态5.4型腔的布置和设计验证Moldflow软件提供了型腔复制向导来进行型腔的布置设计，我们也可以利用移动镜像功能来设计型腔布置,如图5.3型腔分布。图5.3型腔分布5.5浇注系统的设计验证Moldflow软件提供了流道设计向导，可以根据模型自动设计流道，但是在本例中，我们使用手工方式设计流道，手工设计的优点就是可以根据自己的需求设计主流道和分流道的长度、直径、角度等。流道设计见图5.4流道创建。图5.4流道创建5.6注塑工艺参数的设定（1）模具温度。模具表面温度为80℃（2）熔体温度。熔料温度，选择温度为260℃。（3）本例模拟采用“自动控制方式”进行。（4）速度/压力切换。速度和压力控制转换点的设置，在充填阶段，首先对注塑机的螺杆进行速度控制，等充填到某个状态时，将速度控制方式转变为压力控制。本例采用“充填体积%”来设置速度/压力切换点，当充填体积达到99%的时候进行速度与压力的切换。（5）保压控制。保压及冷却过程中的压力控制。包括保压压力与充填时间。液压压力与时间、最大机器压力百分比、充填压力百分比与时间。本例采用充填压力百分比与时间的关系进行控制，保压压力为充填压力的80%，保压时间选择10s。（6）开模时间。是指顶出产品时模具打开的时间。本文设置开模时间为5s。5.7模拟结果验证对于塑料注射成型来说,最重要的是控制塑料在模具中的流动方式。制品的许多缺陷,如气穴、熔接痕、短射乃至制品的变形、冷却时间等,都与树脂在模具中的流动方式有关。MPI/Flow通过对熔体在模具中的流动行为进行模拟,可以预测和显示熔体流动前沿的推进方式、填充过程中的压力和温度变化、气穴和熔接痕的位置等,帮助工艺人员找出缺陷产生的原因并加以改进工艺参数。充填时间图5.5：图5.5充填时间模具总体温度图5.6：图5.6模具总体温度气穴位置图5.7:图5.7气穴位置熔接痕如图5.8:图5.8熔接痕所有因素引发的变形如图5.9:图5.9所有因素引发的变形6合模导向机构的设计6.1导柱的设计在对导柱结构设计时，必须考虑以下要求：（1）长度导柱的长度必须比凸模端面要高出一些。以免导柱未导正方向而凸模先进入型腔与其相碰而损坏。在这里我设计的是把导柱装在定模那边。（2）形状导柱的端部做成锥形或球形的先导部分，使导柱能顺利进入导柱孔。（3）材料导柱应具有硬而耐磨的表面、坚韧而不易折断的内芯，因此，多采用低碳钢经渗碳淬火处理。或碳素工具钢（T8、T10）经淬火处理硬度HRC50-55。（4）配合精度导柱装入模板多用七级精度过渡配合。（5）光洁度配合部分光洁度要求7级，此外，导柱的选择还应跟椐模架来确定。加工个导柱、导套孔时，应将定模板、推件板、动模板合在一起，一次性加工出来，以保证孔的同心度，然后再在定模板、动模板上加工沉头孔。导柱导套的具体结构见图6.1图6.1导柱6.2导套的设计(1）分类导套有直导套和带头导套，直导套结构简单，加工方便，用于简单模具或导套后面没有垫板的场合；带头导套结构较复杂，用于精度较高的场合，导套的固定孔便于与导柱的固定孔同时加工。也可以直接在模板上开设导向孔，而不用独立的导套，这种形式的孔加工简单，适用于生产批量小，精度要求不高的模具。在设计中两种导套都有用到。（2）形状为了使导柱进入导套比较顺利，在导套的前端倒圆角，导柱孔最好打通，否则导柱进入未打通的导柱孔时，孔内空气无法逸出而产生压力，给导柱的进入造成阻力。（3）长度导套的长度应根据模板的厚度确定，其长度一般比板厚少2-3mm。（4）材料可用淬火铜或铜等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱硬度，这样可以改善磨擦，以防止导柱或导套拉毛。导套的选择应根据模板的厚度来确定，材料为T8A,硬到HRC50～55,或采用20钢渗碳0.5～0.8，淬硬到HRC56～60。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为Ra0.8μm。（5）导套的选择导套的选择应根据模板的厚度和以上各个因素来确定，本设计在脱浇道板、定模板和动模板以及顶针板上各设置一套导套，典型的导套可分为直导套合带头导套，直导套结构简单，加工方便，用于简单模具或导套后面没有垫板的场合，带头导套结构较复杂，用于精度较高的场合，由于导套配合导柱使用其具体结构与布局导套如图6.2所示。图6.2导套7脱模结构的设计在注塑成型的每一个循环中，塑件必须由模具型腔中脱出，在该设计中，为了使符合脱模机构的要求：（1）使塑件留于动模。（2）塑件不变形损坏。这是脱模机构应当达到的基本要求。要做到这一点首先必须分析塑件对模腔的附着力的大小和所在部位，以便选择合适的脱模方式和脱模位置，使脱模力得以均匀合理的分布。（3）良好的塑件外观。顶出塑件的位置应尽量设在塑件内部，以免损坏塑件的外观。（4）结构可靠。因此，根据装配图，其模具结构的脱模机构主要推杆将产品推出模外，还有在设计主型芯时也会有一定的拨模作斜度1°～2°。推杆的设计如图7.1所示。图7.1推杆8侧向分型和抽芯机构的设计当塑件上具有与开模方向不同的内外侧孔时，塑件不能直接脱模，必须将成型侧孔的零件做成可动的，在塑件脱模前先将活动型芯抽出，然后再自模中通过顶杆顶出塑件。而此次的设计完全符合以上要求，因此，也采用了侧向分型抽芯机构。该塑制品是大批量的生产，故也使用了机动侧向分型抽芯。8.1抽拔距的计算因为抽拔距等于侧孔深加2～3mm的安全系数，而当结构比较特殊时，如成型圆形制件的设计时抽拔距不能等于制件凹模深度S2，因为滑块抽至S2时塑件的外径仍不能脱出滑块的内径，必须抽出S１的距离再加上(2～3)mm，塑件才能脱出。故抽拔距为：S=S1+(2～3)=1+(2～3)mm=3～4mm式中 S—抽拔距；S1—抽拔的极根尺寸（此为塑件最大的外形尺寸）；8.2斜导柱的尺寸与安装形式斜导柱的形状与基本尺寸；斜导柱的基本尺寸主要以长度尺寸为主，斜导柱的长度计算为如下式：L=1/2Dtanα+h×1/cosα+1/2dtanα+S/sinα+(10～15)mm≈88mm式中L—斜导柱的长度；D—斜导柱固定部分大端直径；h—斜导柱固定板厚度；斜导柱的安装固定形式：如图所示，斜导柱倾斜角a为15°，而一般来说锁紧块的角度a′=a+(2～3)mm,斜导柱与固定板之间用三级精度第三种过渡配合。由于斜导柱只起驱动滑块的作用，滑块运动的平稳性由导滑槽与滑块间的配合精度保证，滑块的最终位置由锁紧块保证，因此为了运动灵活，斜导柱和滑块间采用比较松的配合，斜导柱的尺寸为Φ16，头部做成球形。那么固定形式如图8.1滑块所示：图8.1滑块8.3锁紧楔形式在塑料的注塑过程可中，型芯受到塑料很大的推力作用，这个力通过滑块传给斜导柱，而一般斜导柱为细长杆件，受力后容易变形，因此必须设置锁紧楔，以便在模具闭模后锁住滑块，承受塑料给予型芯的推力，锁紧楔与模件的边连接可以根据推力的大小，选取不同的方式，而该设计所选取的是整体式结构，牢固可靠，侧向力较大。它直接与定模固定，可见装配图可知。而锁紧楔的角度在斜导柱的固定形式已讲述了，这里不再重复。具体形状如上图8-1滑块所示。8.4斜导柱的受力分析及强度计算导柱的受力分析；根据斜导柱的形式，可以按公式:Fw=Ft/cosαFk=Ft·tanα式中：Fw—侧抽芯时斜导柱所受的弯曲力；Ft—侧抽芯的脱模力，其大小等于抽芯力；Fk—侧抽芯时所需要的开模力；综合以上分析可知，从斜导柱的结构考虑，希望斜角α值大一些好；而从斜导柱受力情况考虑，希望斜角α值小一些好。因此，该斜导柱的斜角取了15°，经过用上述公式的核算，满足了模具结构要求。9排气系统和温度调节系统的设计9.1排气系统塑料在熔化时，会产生气体，所以当塑料在充满型腔时及浇注系统内的空气，如果在型腔中不及时排除干净，可以会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面气体的受压产生反向压力而降低充模速度，还可能造成塑件碳化或烧焦。注射成型时的排气可采用如下四种方式排气：（1）利用配合间隙排气；（2）在分型面上开设排气槽排气；（3）利用排气守排气；（4）强制性排气；该模具是采用利用配合间隙排气，其间隙值约为0.03～0.05mm。它常用于中小型的简单模具。9.2温度调节系统的设计冷却装置的目的，主要是防止塑件在脱模时发生变形，缩短成型周期及提高塑件质量。一般在型腔，型芯等部位设置合理的冷却水路，通过调节冷却水流量和流速来控制模温。冷却水孔开孔的原则：（1）冷却水孔的数量应尽可能的多，直径应尽量大；（2）每个冷却水孔至型腔表面的距离应相等，一般保持在0～15mm范围内，距离太近则冷却不易均匀，太远则效率低。水孔直径一般保持在8～12mm。（3）水孔通过镶块时，防止镶套管等漏水。（4）冷却管路一般不宜设在型腔内塑料熔接的地方，以免影响塑件的强度。（5）水管接头应设在不影响操作的一侧。该注塑模的冷却系统设计为环绕型运水，具体分布方式见总装图9.1运水系统。图9.1运水系统10绘制装配图模具整体设计也就是模体的设计，随着现代工业的发展，模体设计已接近标准化，可以从市场上购买相应的模体。标准模体一般包括定模板、动模板、垫块、顶出固定板、顶板、导柱、导套、复位杆等。标准模架有12种结构，15876种规格。在本次设计中，浇口套、导柱、导套、顶杆、水嘴都采用标准件，可以外购。总装图主视图如图10.1所示图10.1总装图1-动模座板；2-定位螺钉；3-推杆座板；4-推杆固定板；5-推杆；6-定位螺钉；7-定位螺钉；8-动模板；9-定模板；10-定位螺钉；11-定位螺钉；12-型腔；13-型芯；14-定位螺钉；15-导柱；16-导套；17-定位螺钉；18-斜紧块；19-斜导柱；20-滑块座；21-侧型芯；22-定位螺钉；23-浇口套；24-定位圈；25-限位螺钉；26-档位螺钉；27-耐磨块；28-定位螺钉；29-复位杆；30-购料针；31-定位螺钉；11注射机的校核11.1注射量的校核根据《模具设计与制造简明手册》可知：塑件的体积应小于注射机的注射容量，其公式按下式校核：0.8=0.8125cm3=100cm3式中：—塑件与浇注系统的体积总和—注射机的注射量（cm3）0.8—最大注射量的利用系数经估计算得：V=2×1.2×8992mm³≈21580mm³所以：=21.58mm³<100cm3故合格11.2锁模力的校核由查《模具设计指导》表6-5塑料成型时的注射压力=30~60MppF式中：p—塑料成型时型腔压力塑料的型腔压力p=60MpaF—浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和（）各型腔及浇注系统在分型面上的投影面积F=（60×116×2）=13920pF=6014245≈835.2KN因为：=900KN>pF=854.7KN故合格结论为期一个学期的毕业设计即将结束，也就意味着我的大学生活即将结束，但在这一个学期的时间里我学到了很多知识和技能。通过近一学期毕业设计的学习，给我最深的感受就是我的设计思维得到了很大的锻炼与提高。作为一名设计人员要设计出有创意而功能齐全的产品，就必须做一个生活的有心人。多留心观察思考我们身边的每一个机械产品，只有这样感性认识丰富了，才能使我们的设计思路具有创造性。我选择了手机保护壳这一课题来作为我的毕业设计这是对我的三年知识能力考查，也是对我应用这些知识能力的考查，我尽力使自己的设计减少错误，但我知道由于许多知识和能力的欠缺，肯定有一定的错误。通过本次设计我学到的不仅仅是对手机保护壳的设计这单一方面的了解，让我熟悉了设计的各个方面的流程，学会了把自己大学四年所学的知识运用到实际工作中的方法。从以前感觉学的许多科目没有实际意义，到现在觉得以前的专业知识不够扎实，给自己的设计过程带来了很大的麻烦。特别感谢我的导师给我的悉心指导，还有其他老师给我在设计方面给予的帮助。我觉得通过这次设计，让我了解了设计的整个流程，在设计过程中发现了自己的不足和不少的漏洞让我自己能够在以后加以改正在今后的工作中能够更好的发挥在大学三年中的知识，在我能够在以后的分工作中做的更好。参考文献[1]陆劲昆编著.UGNX注塑模具设计[M].北京：北京大学出版社.2002[2]王群主编著.塑料模具设计指导[M].北京：国防工业出版社.2006[3]康亚鹏主编.UGMoldWizard模具设计基础教程[M].北京：人民邮电出版社，2003[4]王群主编著.UGNX8.0注塑模具设计实例教程[M].北京：机械工业出版社出版.2006[5]朱英彪主编.UGNX8三维建模精彩实例导航[M].北京：机械工业出版社出版.2006[6]党根茂编著.模具设计与制造[M].西安：西安电子科学出版社.2001[7]袁海东编著.塑料模具设计与制造教程[M].北京：北京希望电子出版社.2000[8]刘昌祺主编.塑料模具设计[M].北京：机械工业出版社出版.2001[9]徐炜炯主编.模具设计[M].北京：中国轻工业出版社.[10]王荣桥主编.UG零件设计进阶教程[M].北京：北京希望电子出版社.2002[11]UnigraphicsSolutionsInc编.UG注塑模设计培训教程[M].北京：清华大学出版社.2002[12]夏巨谌,李志刚编著.《中国模具设计大典》第2卷(轻工模具设计分册)[M].江西科学技术出版社.2003[13]王文广编著.塑料注射模具没计技巧与实例[M].北京：化学工业出版社.2004致谢大学生活一晃而过，回首走过的岁月，心中倍感充实，当我写完这篇论文的时候，有一种如释重负的感觉，感慨良多。首先诚挚的感谢我的论文指导老师刘老师。他在忙碌的教学工作中挤出时间来审查，修改我的论文。还有教过我的所有老师们，你们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习的榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。感谢四年中陪伴在我身边的同学、朋友感谢他们为我提出的有益的建议，有了他们的支持、鼓励和帮助，我才能充实的度过了四年的学习生活。 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究\t