手机后盖壳注塑模设计斜抽芯三板模论文29655.doc
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1、西南科技大学毕业设计摘 要本文主要介绍了“手机后盖壳”零件“一模二穴”点浇口注塑模具设计的过程。包括零件塑料的工艺分析、零件结构分析、模具结构分析及模具设计等内容。首先利用UG NX软件对“手机后盖壳”零件进行三维实体造型,为模仁的设计做好准备,并对产品进行结构和尺寸分析。然后将“手机后盖壳”的3D图转换成2D图,利用AutoCAD进行成品图、缩水图、结构图、排样图以及组立图的绘制,并确定各种设计尺寸、公差。本次设计的难度在于带有斜抽芯机构,以及三板模的结构设计。设计过程中,使用了UGNX4.0与AUTOCAD等CAD软件。关键词:手机后盖壳 注塑模设计 斜抽芯 三板模SummaryThis
2、article mainly introduced “the mobile phone, overcrust” components “two mold base” runner injection mold design process. Including components contents and so on plastic process study, components structure analysis, mold structure analysis and mold design. First software is right “the mobile phone af
3、ter UG the NX the overcrust” the components carry on the three dimensional solid modeling, prepares for the mold kernels design, and carries on the structure and the size analysis to the product. After then “mobile phone, overcrust” the 3D chart transforms the 2D chart, carries on the end product ch
4、art, the shrinkage chart, the structure drawing, the platoon specimen map as well as the group using AutoCAD sets up the chart the plan, and determines each kind of design size, the common difference. This designs difficulty has pulled out the core organization slanting, as well as sampan molds stru
5、ctural design. Designs in the process, has used CAD softwares and so on UGNX4.0 and AUTOCAD.Keywords: cellphone back cover Shell Injection Mold Design Angle Core Pulling three formwork目 录引言.4第一章 毕业设计任务.7第二章“手机后盖壳”的工艺性分析.92.1 “手机后盖壳”成型工艺过程分析.92.2 “手机后盖壳”的质量和体积分析 9 2.3 “手机后盖壳”的材料成型工艺参数的分析9第三章“手机后盖壳”的结
6、构分析.113.1 “手机后盖壳”的结构分析113.2“手机后盖壳”的精度分析12第四章“手机后盖壳”模具设计方案论证.134.1分型面的设计 134.2 型腔布局144.3脱模机构14第五章“手机后盖壳”2D设计.15 5.1 零件图绘制 15 5.1.1 绘制“手机后盖壳”的3D转2D图 15 5.1.2 绘制“手机后盖壳”的缩水图 16 5.2 浇注系统设计 17 5.2.1 主流道的设计 17 5.2.2 分流道的设计 19 5.2.3 分流道的形状与尺寸设计 19 5.2.4 分流道的长度设计 19 5.2.5 浇口的设计 19 5.3 成型机构设计 21 5.3.1 成型部分设计
7、21 5.4 顶出及导向机构设计 5.4.1 设计顶出机构形式 5.4.2 顶出类型 5.4.3 顶针位置的选择 5.4.4 顶针的材料及热处理 5.4.5 合模导向机构的设计 5.4.6 导套的设计 5.4.7 导柱与导套的配合形式 5.5 冷却排气系统设计 5.5.1 水道直径的设计 5.5.2 冷却系统的方法 5.5.3 排气系统的设计 5.6 模架的选择 5.6.1 模架的选取 5.6.2 模具标准零部件的设计 5.7 结构图及组立图 5.7.1结构图 5.7.2组立图 第六章 “手机后盖壳”3D设计 .266.1 模仁3D设计 第七章 注塑机参数的校核.3311.1 最大注射量的校核
8、3311.2 锁模力的校核3411.3 模具与注塑机安装部分相关的校核3411.4 开模行程的校核 35第八章 附图.35参考文献.36致谢.37引 言机械工程师应能适应当今世界制造业全球化、信息化、绿色化、服务化的发展趋势,掌握机械制造技术,懂得经济、管理知识以及有关国际通则。上海市模具工业协会秘书长刘德普认为,未来我国的模具将呈现十大发展趋势:一、是模具日趋大型化。这是由于模具成型的零件日渐大型化和高生产效率要求而发展的一模多腔所造成的。二、是模具的精度越来越高。10年前,精密模具的精度一般为5微米,现在已达到23微米,不久1微米精度的模具将上市,这要求超精加工。三、是多功能复合模具将进一
9、步发展。新型多功能复合模具除了冲压成型零件外,还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务,对钢材的性能要求也越来越高。四、是热流道模具在塑料模具中的比重逐渐提高。由于采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量,并能大幅度节约制作的原材料,因此热流道技术的应用在外国发展很快,许多塑料模具厂生产的塑料模具一半以上采用了热流道技术,有的厂家使用率达到80%以上,效果十分明显。热流道模具在我国也已生产,有些企业使用率上升到20%30%。五、是随着塑料成型工艺的不断改进与发展,气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。这类模具要求刚性好,耐高压,特别是精密模具的型腔应淬火,浇口密封性好,模温能准确
10、控制,所以对模具钢的性能要求很严。 六、是标准件的应用将日渐广泛。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和降低模具制造成本。因此,模具标准件的应用在十五期间必将得到较大的发展。七、是快速经济模具的前景十分广阔。现在是多品种小批量生产时代,21世纪,这种生产方式占工业生产的比例将达到75%以上。由此,一方面是制品使用周期缩短,另一方面花样变化频繁,要求模具的生产周期愈短愈好。因此开发快速经济模具将越来越引起人们的关注。八、是随着车辆和电机等产品向轻量化发展,压铸模的比例将不断提高,同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。九、是以塑代钢、以塑代木的进
11、程进一步加快,塑料模具的比例将不断增大。同时,由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高,对塑料模具的要求也越来越高。十、是模具技术含量将不断提高,中、高档模具比例将不断增大,这也是产品结构调整所导致模具市场走势的变化。第一章 毕业设计任务制品名称:手机后盖壳制品材料:PC+ABS塑料模具类型:注塑模具CAV数目:一模一穴品数量:100万件表面要求:零件表面光整设计时间:60天 模具三维造型 第二章 “手机后盖壳”的工艺性分析2.1 “手机后盖壳”成型工艺过程分析根据设计指导书的设计要求模具的类型是“注塑模具”,故“手机后盖壳”的成形工艺过程是“注塑成型过程”,即:ABS预烘干-ABS装入料斗-预
12、塑化-注射装置准备注射-注射-保压-冷却-脱模-塑件送下工序-清理模具、涂脱模剂-合模-注射2.2 “手机后盖壳”的质量和体积分析(1)经Pro/E三维造型后测得单件实际体积约为4.208,浇注系统体积约为5.535;查 模具设计与制造实训 附录2的附表2-1得知其密度为1.031.07,收缩率为0.4%0.6%,计算出其平均密度为1.05,平均收缩率为0.5%。塑件的质量=1.054.208g4.418g式中 塑料密度,1.05浇注系统质量=5.5351.055.812故 =+=4.208+5.5359.743=+=4.418+5.812=10.232.3 “手机后盖壳”的材料成型工艺参数的
13、分析ABS的特性 ABS树脂是无毒的,不透水,但略透水蒸气,吸水率低,试样在室温先浸水一年吸水率不超过1%,而物理性能不起变化。ABS树脂制品的表面可以抛光,能得到高度光泽的制品。 ABS具有优良的综合物理和机械性能,极好的低温抗冲击性能,尺寸稳定性,电性能,耐磨性,抗化学药品性,染色性,成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水,无机盐,碱和酸类,不溶于大部份醇类和烃类溶剂,而容易溶于醛,酮,酯和某些氯代烃中。ABS树脂热变形温度较低,可燃,耐候性较差。熔融温度在217-237度,热分解温度在250度以上。 黑色颜料的ABS制品耐候性较好,它在室外暴露2年经太阳和大气侵蚀,其外观和性能都基本不变
14、。ABS的成型特点 无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时。宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度。如需解决夹水纹,需提高材料的流动性,采取高料温、高模温,或者改变入水位等方法。如成形耐热级或阻燃级材料,生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物,导致模具表面发亮,需对模具及时进行清理,同时模具表面需增加排气位置。第三章 “手机后盖壳”的结构分析3.1 “手机后盖壳”的结构分析从产品3D图和零件图可以看出该产品外形结构较复杂,塑件为外型复
15、杂类零件。壁厚为2.5,壁厚较均匀。产品所有边缘均带有圆角特征,圆角为1.3,该塑件的表面除要求没有流纹、缺陷、毛刺,没有特别的表面质量要求,故比较容易实现。 手机后盖壳零件图3.2“手机后盖壳”的精度分析根据模具任务书的要求精度等级:采用IT13级脱模斜度:由于制件厚度适中,脱模斜度取比较合适。第4章 “手机后盖壳”模具设计方案论证4.1 分型面选择分型面是决定模具结构形式的一个重要因素,它与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺等有关,因此分型面的选择是注射模设计中一个关键步骤。 (1)分型面的设计原则A、分型面应选在塑件外形最大轮廓处B、分型面的选择应有利于塑件的顺利
16、脱模C、分型面的选择应保证塑件的精度要求D、分型面的选择应满足塑件的外观质量要求E、分型面的选择要便于模具的加工制造除上述这些基本原则以外,分型面的选择还要考虑到弄腔在分型面上投影面积的大小,以避免接近或超过所选用注射机的最大注射面积而可能产生溢流现象。综上述分型面如图所示:PL分型面图4.2 型腔的布局 型腔数目n根据:n式中 : 注射机的额定锁力,N P : 塑料熔体在型腔中的成型力,MPa查表得30p65A :浇注系统在分型面上投影与型腔不重叠部分的体积mm2A :单个塑件在分型面上的投影面积mm2A=(0.20.5)A所以: n = 1.86 因为每增加一个型腔,塑件的尺寸精度将降低4
17、%,因此模具型腔为一模二穴。4.3 脱模机构顶针顶出机构是整个顶出机构中最简单、最常见的一种形式。顶针截面为圆形,容易达到顶针与模板或型芯上顶针孔的配合精度,顶针顶出时运动阻力小,顶出动作灵活可靠。合模导向机构具有定位、导向和承载的作用,能保证注射模的准确开合模。 第五章 “手机后盖壳”2D设计5.1 零件图绘制5.1.1 绘制“手机后盖壳”的3D转2D图用Por/E打开图档,转出工程图,调整比例因子为1:1,以“.dwg”为后缀名保存副本。再AutoCAD软件中,打开工程图文件,如图所示。 3D转2D图5.1.2 绘制“手机后盖壳”的缩水图由于塑料具有热胀冷缩的特性,塑料件从模具中取出冷却后
18、都会出现尺寸缩小的现象,导致注射后的产品比本身的尺寸更小,故需要对其进行缩水处理。根据设计指导书中的设计要求,“手机盒下盖”的材料PS。查塑料成型工艺与模具设计附录常用塑料的收缩率,得ABS的收缩率为0.5%。在AutoCAD中将3D转2D图复制,将复制图缩放1.005倍,得到“手机后盖”缩水图,如图所示。 手机后盖壳缩水图5.2 浇注系统设计5.2.1主流道的设计浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等组成。主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道。(1)主流道小端直径主流道小端直径注射机喷嘴直径 取 (
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