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1、塑料成型模具与设备设计题目：手机内板塑料模设计专 业： 模具设计与制造 学 号： 2008622025 姓 名： 姚蕾 指导老师： 卞平 十堰职业技术学院机电工程系2010年6月 产品三维图：二维图：材料：PPO（聚苯醚）生产批量：大批量设计任务1. 出三维塑料模具图一张2. 制模具设计说明书一份 一、塑件的工艺性分析 1、塑料的原材料分析，如下表以所示： 表1 塑料的原材料分析塑件名称结构特点使用温度化学稳定性性能特点成型特点PPO（聚苯醚）非线性结构可在1000以下环境中工作1.对水、弱酸、弱碱及弱的无机酸，有机酸等性能稳定，无影响2.不耐汽油，在汽油中易开裂3.对子外线不稳定，不宜暴晒。
2、4.易溶于氢化烃、芳香烃中1.较好的抗冲击和几何稳定性，延展强度、抗疲劳强度较好，有较好的综合性能；2.绝缘性好，受温度及频率变化的影响很小；3.吸水性小，但易开裂，故用改性聚苯醚以消除应力，减小开裂；4.成型加工性能好，带耐热性略差5. 聚苯醚的成型温度为280-330度，改性聚苯醚的成型温度为260-285度6. 流动性差，为类似牛顿流体，粘度对温度比较敏感，制品厚度一般在0.8毫米以上。极易分解，分解时产生腐蚀气体。宜严格控制成型温度，模具应加热，浇注系统对料流阻力应小。1.易于成型，但需干燥处理；2.由于PPO流动性差，对温度变化敏感，凝固速度快，成形收缩小，故模具主流道锥度宜大及用拉
3、料钩，且浇注系统应对料流阻力小，进料口宜厚，浇道短粗，可采用用直接进料口或扇形、扁平进料口3. 模温取100150度为宜，可防止过早冷却，提高充模速度，降低料温及注压，改善表面光泽、防止出现分层，熔接痕，皱纹及分解。模温低于100度者，尤其对薄壁塑件易造成充模不足，分层，高于150度易出现气泡，银丝翘曲。4. 料温在300330度时有好的流动性可供加工，复杂及薄壁塑件，注射压力宜取高压，高速注射，保压及冷却时间不要太长。结论该塑件有较好的工艺性能，适宜注塑成型，成型前需要干燥处理2、塑件的尺寸精度分析：根据塑件上的尺寸标准，均无特殊要求，为自由尺寸，但要求与外壳有一定的配合精度，故可按MT5级
4、塑料件精度查取公差值。其主要尺寸公差标注如下（单位：mm）塑件外形尺寸：83+0.84 43 -0.64 内形尺寸：41+0.84 67 +1.06 孔尺寸：2.8+0.2 6 +0.24孔心距尺寸：51+_0.37 34 +_0.383、塑件表面质量分析：该塑件是手机内板，对表面质量没有特殊要求，因此表面粗糙度可取Ra1.5。4、塑件结构工艺性分析：（1）侧壁有4个侧孔及1个圆孔和1个方孔故需采用侧抽芯成型；（2）最小孔径2.8mm，最小孔心距34mm，最小孔边距34mm均符合制造要求；（3）该产品形状复杂，内壁有1个高1.3mm的内凸台，且壁厚不均匀，但最小壁厚0.6mm符合最小壁厚要求。
5、综上分析： 产品手机内壳可以采用带侧抽芯的塑料膜注射成型。二成型设备的选择与模具工艺参数的编制1、计算塑件的体积可利用三维软件直接可以得到：塑件的体积为：V1=4072.2mm3浇注系统的体积：V2=6492mm一次注射所需的塑件总体积为：V=V1+V2=10564.2 mm32、计算塑件的品质：查手册取密度=1.06塑件的品质：M1=V10.0124（Kg）=4.3g塑件与浇注系统的总质量：M=V11.198g3选用注塑机：根据产品的形状，取一模两件的模具结构，在书中找到相应的成型设备，选得螺杆式注射成型机：XSZS22.4、塑件注塑成型工艺参数如表2所示，表2 PPO塑件的注塑成型工艺参数
6、工艺参数规格工艺参数规格预热和干燥温度：100以内时间：2h成型时间注射时间：0-4s保压时间：25-65s冷却时间：40-70s总周期：55-110s料筒温度后段：200220中段：220-250前段：250270螺杆转速r/min3050喷嘴温度200230后处理方法：热风干燥温度：80-90时间：60100min模具温度60100注塑压力MPa90130MPa试模时，可根据实际情况做适当调整；模具成型工艺卡如表3所示。表3 手机内板模塑工艺卡 十堰职业技术学院手机内板模塑工艺卡质料编号车间模具教研室共 页第 页 零件名称 手机内板材料牌号PPO设备型号XSZS22 装配图号材料定额每模件
7、数 2 零件图号单件质量4.3g 工装号 材料干燥 设备温度 小于100 时间h h 2h 料 桶 温 度 后段 200220 中段 220-250 前段 250270 喷嘴 200230模具温度 60100时间 注射h04保温s 25-65s冷却s 40-70s 压 力注射压力MP 90180背压 后处理温度 80-90 时间 定额 辅助 时间min 60-100 单件检验 编制 校对审核 组长 车间主任 检验组长主管工程师 三、模具结构方案的确定1、分型面的选择分型面应选择在塑件截面最大处，尽量取在料流末端，利于排气，保证塑件表面质量，该零件的分型面如下图1所示，取塑件的底，图2为型芯和型
8、腔及零件的组合图。图1 图2 2、型腔数量的确定及型腔的排列 该塑件的尺寸相对适中，可以采用一模二腔，型腔布置在模具的中间，有利于排气和模具的质量平衡，但该塑件有6个侧孔，需要用到侧抽心。如图：3、浇注系统的设计模具浇口套主流道球面半径R与注塑机喷嘴球面半径R的关系为：R= R+(12)=12+2=14mm模具浇口套主流道小端直径d与喷嘴出口直径d的关系为：d=d+（10.5）=3.5+0.5=4mm；流道呈圆锥形，其锥度取2； 流道取圆柱形，分流道取圆形，其半径R=4mm;浇口采用点浇口，从塑件的中右端进料，如图3所示： 浇注系统的设计4、型芯和型腔的结构确定经过考虑，决定用整体式型芯和型腔
9、的结构，因为其结构牢固，不易变形，不会使塑件产生拼接痕，满设计要求。型芯如下：型芯 型腔5、推出方式的选择 此模具的型芯在动模，开模后，塑件包紧型芯留在动模一侧，根据塑件是壳类零件的特点，可采用推件板推出形式，这样推出平稳，有效地保证了推出后塑件的质量，模具结构也比较的简单。6、侧型芯的选择与确定通过观察及测量知道，零件两侧各需要两个侧型芯成型倒扣，左端应该是一个多型芯的侧滑块。7、标准模架的选择标准模架模架一经选定，就可以到市场上购买到，此模具采用细水口类型，所以选用“LKM-PP2550 20 35 35 80 ”，其中参数的含义是：2550模架的长和宽分别为500mm和250mm20R板
10、厚20mm 35A板厚35 mm 35B板厚35 mm 80C板厚80 mm模架的剖视图如下型芯和型腔及零件的剖视图如下四成型零件工作尺寸的计算 工件的尺寸如下图所示：由上面的零件图可知所有的尺寸都没有标注公差，尺寸精度要求比较低，在实际生产中，为了简化计算，这一类尺寸在计算时往往只加上它的收缩量，公差则按模具的经济制造精度取得。尺寸的计算如下表：类型塑件上的尺寸计算公式制造公差收缩率Scp计算结果型腔尺寸83L=(L+LS-3/4)+z0MT 5级成型收缩率: 0.4-0.7%82.674342.744L=(L+LS-2/3)+z03.7665.73型芯尺寸6L=(L+LS+3/4)+z0M
11、T 5级成型收缩率: 0.4-0.7%6.222.83.125L=(L+LS+2/3)+z05.233.2中心距尺寸34L=（L=Ls）+-1/2MT5级成型收缩率: 0.4-0.7%34.17+-0.265151.23+-0.37五注射机有关工艺参数的校核XSZS22.注射机的主要参数如下表所示：标称注射量90cm定位孔直径55mm最大开模行程S80mm喷嘴球头直径12mm最大装模高度H180mm喷嘴孔直径2mm最小装模高度H60mm中心顶杆直径16mm模板最大安装尺寸250mm*280mm顶出行程0110mm1.注射量的校核塑件与浇注系统的总体积V=27510.7215mm=27.5107
12、215cm远小于注塑机的标称注射量90cm；2.模具闭和高度的校核由装配图可知模具的闭和高度：H=260mm，最小装模高度H=60mm，最大装模高度H=180mm，不能够满足HH H的安装条件；所以XSZS22注射机不满足要求，应该从选注射机。经过查阅设计手册决定选用XSZS22注射机。 XSZS22.注射机的主要参数如下表所示：标称注射量125cm定位孔直径55mm最大开模行程S300mm喷嘴球头直径12mm最大装模高度H300mm喷嘴孔直径4mm最小装模高度H200mm中心顶杆直径50mm模板最大安装尺寸428mm*428mm顶出行程0110mm1.注射量的校核塑件与浇注系统的总体积V=2
13、7510.7215mm=27.5107215cm远小于注塑机的标称注射量125cm；2.模具闭和高度的校核由装配图可知模具的闭和高度：H=260mm最小装模高度H=200mm，最大装模高度H=300mm，能够满足HH H的安装条件，3.模具安装部分的校核 该模具的外形尺寸为：280*230，注射机模板最大安装尺寸为428*428，故能满足安装要求； 模具定位圈的直径为100mm注塑机定位孔直径55mm，但不影响实际工作；浇口套的球面半径为R7喷嘴球头半径R4，符合要求； 4.模具开模行程的校核 如图所示，模具的开模行程S=塑件的高度+浇注系统的高度+顶杆的高度+（510）=10+60+35+5
14、=110mm 注塑机的最大开模行程S=300mm S=110mm5.顶出部分的校核 模具上顶杆孔的直径为814mm 注塑机中心顶杆直径50mm 注塑机最大顶出距离为110mm模具上所需要的最小顶出距离10mm模具装配图如下：结论：根据校核XS-ZY125注射机完全能满足该模具的使用要求。六、模具装配图及模具零件明细表19型腔12CrNi3A218型芯12CrNi3A217复位杆9SiCr416推杆45615推杆固定板45114推杆垫板Q235113连接螺钉45612下模座HT210111垫块Q275210型芯垫板4519导滑槽Q235108型芯套板Q23517型腔套板Q23516流道板4515限位圈4514浇口套Cr1213限位圈固定螺钉4522紧固螺钉4561上模座HT2101序号名称材料件数
