周影的手机外壳塑料模具毕业设计

1、毕业设计 调查报告题目 手机外壳塑料模具设计 学生姓名 周影 学号 班 级 专 业 模具设计与制造 分 院 工程技术分院 指导教师 赵洪波 2010 年 12月 15 日摘要 UGngineer包括三维实体造型，装配模拟，加工仿真NC自动编程，板金设计，电路布线，装配管路设计等专有模块，ID反求工程，CE并行工程等先进的设计方法和模式。其主要特点是参数化的牲造型；统一的能使各模块集成起来的数据库；设计修改的关联性，即一处修改，别的模块中的相应图形和数据也会自动更新。它的性能优良，功能强大，是一套可以应用于工业设计，机械设计，功能仿真，制造和管理等众多领域的工程自动化软件包。 关键词 手机 塑料

2、 模具设计 CAD 目录第一章 绪论 41.1 塑料成型模具在加工工业中的地位 .41.2 塑料成型模具发展趋势 .61.2.1 模具的“三化” .71.3 软件简介. 71.3.1 总装配图的建立. 71.3.2 零件模型设计与加工 .8第二章 制件分析 .92.1 手机外壳分析 92.2 零件材料选择及性能. 9第三章 模具制造143.1模具加工精度的确定 143.2模具结构分析.143.2.1 标准模架的选择. 143.2.2 模具闭合高度校核 .153.2.3 模板尺寸的校核. 163.2.4 喷嘴尺寸校核 163.2.5 浇注系统设计 163.2.6 浇注系统的设计原则： 163.2

3、.7 主流道的设计：. 183.2.8 分流道及浇口形式的设计. 193.2.9 成型零部件设计. 213.3.0 型腔分型面设计. 213.3.1 排气槽的设计 .223.3.2 成型零件设计计算. 223.3.3 型腔和型芯的高度尺寸计算 .233.3.4 型芯之间或成型孔之间中心距尺寸计算 .233.3.5 脱模机构设计和脱模力的计算 .253.3.6 侧壁厚度、底板厚度的计算 .263.3.7 侧壁厚度的计算 .263.3.8底板厚度的计算 .273.3.9制模特点. 283.4.0 复位机构与导向机构设计:. 283.4.1 复位机构设计: .283.4.2 导向机构设计: 283.

4、4.3 塑模温控系统设计:. 293.4.4 塑模温控制系统设计：. 293.4.5 冷却装置系统的设计要点：. 293.4.6 冷却系统的计算： 30第四章注射机的选择 .324.1注射量确定 .324.1.1 锁模力确定 334.2.2 成型压力. 33结论 37参考文献 38致谢 39第一章 绪论1.1 塑料成型模具在加工工业中的地位 塑料是以相对分子质量高的合成树脂为主要成分，并加入其他添加剂，在一定温度和压力下塑化成型的高分子合成材料。一般相对分子质量都大于一万，有的可达百万。在加热、加压条件下具有可塑性，在常温下为柔韧的固体。可以使用模具成型得到我们所需要的形状和尺寸的塑料制件。其

5、他的添加剂主要有填充剂、增塑剂、固化剂、稳定剂等其他配合剂。塑料工业是一门新兴的工业。塑料最初品种不多、对它们的本质理解不足，在塑料制品生产技术上，只能从塑料与某些材料 如橡胶、木材、金属和陶瓷等制品的生产有若干相似之处而进行仿制。从1910年生产酚醛塑料开始，塑料品种渐多，在生产技术和方法上都有显著的改进。虽然塑料工业的发展只有近100年的历史，但其发展速度却十分迅速，1910年世界塑料产量只有2万吨，到2003年产量达到了1.28亿吨我国的塑料工业起步于20世纪50年代初期，建国前夕，我国只有上海、广州、武汉等个别大城市有塑料制品加工厂，只有酚醛和赛璐珞两种塑料，1949年全国塑料总产量仅

6、有200吨，1958年我国第一次人工合成酚醛塑料开始，我国的塑料工业得到迅猛发展，1958年我国塑料产量为2.4万吨，1965年为13.9万吨，70年代中期引进的几套化工装置的建成投产，使塑料工业有了一次大的飞跃，1979年为94.8万吨，1988年猛增到135.42万吨，2000年已达到200万吨，近20年来产量和品种都大大增加，许多新颖的工程塑料已投入批量生产。目前，我国的塑料制品总产量在世界上已跃居第二位。据统计，在世界范围内，塑料用量近几十年来几乎每5年翻一番预计今后将以每8年翻一番的速度持续高速发展。今天，我国的塑料工业已形成具有相当规模的完整体系，据中国轻工信息中心统计，2002年

7、中国塑料制品行业中，年销售额达500万元以上规模企业共计7480家，其中大中型企业约占10%，产品销售收入亿元以上企业397家。开发新产品，掌握新技术己经得到企业的普遍重视。一般企业每年都有23个新产品，有的高达1020个新产品通过不同级别的鉴定，投入市场。 新产品产值一般占企业工业总产值的2030，有的高达5060。中国塑料机械技术通过消化吸收国外先进制造技术，开发具有国际先进水平的产品，新产品新技术开发速度加快。进行重大创新，也取得了显着成绩。总之，在塑料材料的消耗量上，塑料新产品、新工艺、新设备的研究、开发与应用上都取得了可喜的成就。塑料已渗透到人们生活和生产的各个领域，在家用电器、仪器

8、仪表、机械制造、化工、医疗卫生、建筑器材、汽车工业、农用器械、日用五金以及兵器、航空航天和原子能工业中，塑料已成为替代部分钢铁、木材、皮革等材料的发展成为各个行业中不可缺少的一种化学材料，并和钢铁、木材、水泥一起成为现代社会中的四大基础材料。塑料制件已成为国民经济中不可缺少的重要材料之一。1.2 塑料成型模具发展趋势塑料模具对塑料加工工艺的实现，保证塑料制品的形状、尺寸及公差起着极重要的作用。高效率全自动的设备只有配备了适应自动化生产的塑料模才有可能发挥其效能，产品的生产和更新都是以模具制造和更新为前提的。由于工业塑料制品和日用塑料制品的品种和产量需求日益增加，对塑料模具也提出了越来越高的要求

9、，因此推动了塑料模具不断向前发展。 （1）提高模具的使用寿命模具材料的选用直接影响模具的加工成本、使用寿命、及塑件成型的质量等。因此，不断地采用新材料、新技术、新工艺，以提高模具的质量。（2）模具加工技术的革新 为了提高加工精度，缩短模具的制造周期，塑料模具的加工已经广泛地应用了仿形加工、电加工、数控加工、以及微机控制加工等先进的加工技术，并且使用了坐标镗、坐标磨和三坐标测量仪等精密加工和测量设备，超塑性成型和电铸成形型腔以及简易制模工艺等先进的型腔加工新工艺。（3）推广应用CAD/CAM采用CAD/CAM进行产品设计以及模具设计、制造，比传统方式更迅捷、更方便、更合理，在缩短模具设计制造周期

10、的同时可以更容易保证模具的制造质量。1.2.1模具的“三化”为适应模具工业的发展必须大力发展模具的标准化、系列化、以及专业化，其中模具的标准化是前提条件，实现模具的三化“有利于分工明确、配套协作、进一步提高模具的制造质量和缩短模具的生产制造周期。 在现代塑料制件的生产中，影响产品生产和质量的三个重要因素有合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具。因此，从塑料模的设计、制造、模具的材料等方面考虑，塑料成型技术的主要发展方向。（一）塑料成型理论和成型工艺（二）模具的标准化（三）塑料制件的精密化、微型化、超大型化（四）生产的高效率、自动化1.3 软件简介本设计中主要为模具的设计与计算，为后面完成装配图

11、作好资料准备。装配图用AutoCAD来完成其三个视图的显示。零件为本人设计的触屏手机的上壳和下壳的上盖，整体由曲面构成。零件图的绘制在AutoCAD中也较难画出。在此，采用UG绘图软件来形成三维图，最后将得到的三维图转换成二维文件，在AutoCAD中生成其三视图，再作修改。1.3.1 总装配图的建立 计算机辅助设计（Computer Aided Design，简写为CAD），是指利用计算机的计算功能和高效的图形处理能力，对产品进行辅助设计分析、修改和优化。它终合计算机知识和工程设计知识的成果，并随计算机软硬件的不断提高而逐渐完善。AutoCAD的最大特点是让设计者更为轻松，设计者或绘图者几乎可

12、不必离开屏幕就能连续地完成工作。AutoCAD适合于工程制造、建筑设计、装潢设计等各行业技术人员作为设计依据，完成图纸上的工作。AutoCAD是美国Autodesk公司开发的一种通用CAD软件。1982年首次推出了AutoCAD R1.0版本，经过十余次的版本更新，AutoCAD已从一个简单的绘图软件发展成为包括三维建模在内的功能十分强大的CAD系统，是世界上最流行的CAD软件，现已广泛应用于机械、电子、建筑、化工、汽车、造船、轻工及航空航天等领域。1.3.2 零件模型设计与加工UGngineer是美国PTC参数技术公司推出，是国际上最先进也是最成熟使用参数化特征造型技术的大型CAD/CAM/

13、CAEA集成软件。这是我们零件模型设计与加工过程中的主要工具。下面是一些简单的介绍：UGngineer包括三维实体造型，装配模拟，加工仿真NC自动编程，板金设计，电路布线，装配管路设计等专有模块，ID反求工程，CE并行工程等先进的设计方法和模式。其主要特点是参数化的牲造型；统一的能使各模块集成起来的数据库；设计修改的关联性，即一处修改，别的模块中的相应图形和数据也会自动更新。它的性能优良，功能强大，是一套可以应用于工业设计，机械设计，功能仿真，制造和管理等众多领域的工程自动化软件包。 第二章 制件分析2.1 手机外壳分析在进行手机外壳注塑模具设计之前，首先对制品图及形状结构分析，其内容主要包括

14、以下几个方面：制品的尺寸精度和表面粗糙度：塑料的尺寸精度主要决定于塑料收缩率的波动和模具制造误差。本次塑料制品的尺寸按4级精度取值。塑件的表面粗糙度主要取决于模具粗糙度，一般情况下，塑件的表面粗糙度比模具成型部分的粗糙度高12级。制品的脱模斜度：脱模斜度的取向根据塑件的内外形尺寸而定，以塑件内孔型芯小端为准，尺寸符合图纸要求，斜度由扩大方向取得；塑件外形，以型腔大端为准，尺寸符合图纸要求，斜度由缩小方向取得。一般情况，脱模斜度不包括塑件的公差范围内。本设计采用1脱模斜度。2.2 零件材料选择及性能ABS是由丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)和苯乙烯(Styren

15、e)三种化学单体合成。其中A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。其化学分子结构方式如下：每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相， 另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS不透明，外观除薄膜外都呈浅象牙色、无毒、无味、兼有韧、硬、刚特性，燃烧缓慢，离火后仍继续燃烧，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落。ABS具有优良的综合性能，由于组分、牌号和生产厂家生产方法的不同，使

16、之在性能上存在较大差异，因此以下的试验数据仅供参考。（1）物理力学性能 ABS具有优良的物理力学性能，如不透水，但略透水蒸气，冲击强度较高，尺寸稳定性好等。ABS有极好的冲击强度，即使在低温也不迅速下降。但是它的冲击性能与树脂中所含橡胶的多少、粒子大小、接枝率和分散状诚有关，同时也与使用环境有关、如温度越高则冲击强度越大。（2）热性能。ABS制品的负荷变形温度约为93，若能对制品进行退火处理，则还可增加10左右。（3）电性能。ABS聚合物的电绝缘性受温度和湿度的影响很小，且在很大频率变化范围内保持恒定。（4）耐环境性 ABS聚合物几乎不受水、无机盐、碱、酸类的影响，但在酮、醛、氯代烃中会溶解或

17、形成乳浊液，它不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但长期与烃接触会发生软化溶胀。（5）耐候性 ABS聚合物的最大不足之处是耐候性较差，这是由于分子中丁二烯所产生的双键在紫外线作用下易受氧化降解的缘故。经受350nm以下波长的紫外线照射，氧化作用更甚。氧化速度与光的强度及波长的对数成正比。（6）ABS的流变性 ABS聚合物在熔融状态下流动特性属于假塑型液体。虽然ABS的熔体流动性与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感。因此在成型过程中可以采用提高剪切速率来降低熔体粘度，改善熔体流动性。（7）ABS的吸水性 ABS具有一定的吸水性，含水量在0.3%0.8%范围。成型时如果聚合物中含有水分，制品

18、上就会出现斑痕、云纹、气泡等缺陷，因此在民型前，需将聚合物进行干燥处理，使其含水量降到0.2%左右。（8）ABS制品的后处理 一般情况下很少出现应力开裂，所以除了使用要求较为苛刻的制品，通常不作制品的后处理。注射速度对ABS的熔体流动性有一定影响，注射速度快，制品表面光洁度不佳；注射速度慢，制品表面易出现波纹、熔接痕等现象表2.2 ABS的主要性能指标力学性能屈服强度/Mpa50热性能及电性能玻璃化温度/C拉伸强度/Mpa38熔点（粘流温度）/C130160断裂伸长率/%35热变形温度/C45 N/cm3180 N/cm39010883103拉伸弹性模量/Gpa1.8线膨胀系数/（10-5/C

19、）7.0弯曲强度/Mpa80比热容/1470弯曲弱性模理/Gpa1.4热导率/0.263件质量冲击强度/kJ/m2无缺口缺口261燃烧性/（cm/min）慢11体积电阻/*cm6.9*1016布氏硬度/HBS9.7R121击穿电压/（kV/mm）物理性能密度/（g/cm3）1.021.16吸水性/%（24h）0. 20.4比体积/（cm2/g）1.021.06透明度或透光率不透明ABS的成型工艺参数温度料筒一区/150-170二区/180-190三区/200-210喷嘴/180-190模具/50-70压力注射/Mpa60-100保压/Mpa40-60时间注射/s2-5保压/s5-10冷却/s5

20、-15周期/s15-30后处理方法红外线烘箱温度/70时间/h0.3-1第三章 模具制造3.1模具加工精度的确定本次设计的手机是日常用品，其外壳要能承受磨损。对于制件的外观要求合表面精度等级要求比较高。现初定制品精度等级为4级。经分析，现确认模具的制造加工精度为IT7级，而型芯和型腔的加工精度均为IT6，型腔采用机械粗加工后电火花精加工，其它采用机械加工。3.2模具结构分析3.2.1 标准模架的选择上壳选用的模架尺寸： 表3.2.1.1上壳模架尺寸 单位: mm模板宽度300模板长度300动模板厚度40座板宽度350座板厚度25定模板厚度40垫块宽度58垫块厚度70推板厚度20推板宽度180推

21、杆固定板厚度25导柱直径30导套直径30复位杆直径8沉头螺钉8-M14下壳所选用的模架尺寸：表3.2.1.2上壳模架尺寸 单位: mm模板宽度300模板长度300动模板厚度35座板宽度350座板厚度25定模板厚度35垫块宽度58垫块厚度60动模垫板35推板厚度30推板宽度180推杆固定板厚度20导柱直径30导套直径30复位杆直径20沉头螺钉4-M14拉杆直径30浇口板厚度203.2.2 模具闭合高度校核根据注射机的参数， 而根据所选标准模架组合尺寸所得，对于手机上壳而言：H=25+70+40+40+25=200mmH因此，满足要求。对于手机下壳：H=25+60+35+35+35+20+25=2

22、35mmH根据节根据V、S及塑件的尺寸选择卧式注射机，其型号为XS-Z-500，主要参数如下： 表4.2.2 XS-Z-500注射机参数螺杆直径/mm65注射容量/cm3 500注射压力/MPa104锁模力/kN3500最大注射面积cm2 1000模具厚度/mm最大450最小200模板行程/mm700喷嘴球半径/mm18孔直径/mm7.5定位孔直径/mm顶出孔径/mm24.5孔距/mm530图4.2.3 装配图(a)图 4.2.4 装配图（b）结论毕业设计就快要结束了，在这段时间里，我觉得我的专业知识、查找资料和独立思考的能力有了一定的提高，也从中学会了遇到困难时应当如何去解决，这对我走进社会从事工作有着重要的影响。现在就本次毕业设计谈谈我的体会： 首次，我学会拿到任务时应当如何去解决。当拿到自己毕业设计的题目时，心里一片茫然，不知如何入手。后来翻阅很多有关的专业书籍，如：塑料模具设计手册、塑料成型工艺及模具简明手册、实用塑料注射模设计与制造等等。也在这个的设计过程是学会了如何针对设计任务进行查找资料和独立思考。专业知识也有了一定的提高。在画图的和开模的过程中，一定程度上掌握了PRO/E和Autocad这两个软件的应用。由于缺少很多模具设计的实践经验，本次设计的模具仍然存在一定的不足需要改进，