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1、手机下盖塑料模具设计摘要：本设计为手机外壳零部件下转盘的注塑模具设计。此制品的材料为ABS塑料，有较好的抗冲击强度以及良好的机械强度和耐磨性。采用一腔四模的布局方法，浇口的形式为侧浇口。成型零件结构中凹模采用整体式结构，型芯采用组合式结构，通过对成型制品的计算及分析，选用了合适的注射机，说明此设计是可行的，可以用于实际生产当中。关键词：塑件；模具设计；注射成型；手机下盖目录前言此设计是根据目前手机的样式不断更新而设计的。综合考虑了它在实际运用中的要求，将其结构不断优化，在计算过程中附有详细的设计方法和公式，按照生产要求和设计方案，步骤较为详细地叙述了设计的过程。本设计在编写过程中尽管注意了科学
2、性，实用性，先进性的要求。尽可能贴切实际生产。1 塑件的工艺分析1.1 工艺性分析 图11产品名称：下转盘产品材料：ABS产品质量：约40克产品数量：中大批量生产1.2塑件材料特性 ABS是一种热塑性工程材料，由丙烯腈，丁二烯，苯乙烯共聚而成的。无毒无味，呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽，密度为1.02g1.05g/.ABS有较好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降，有良好的机械强度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化学稳定性和电器性能。水，无机盐，碱，酸类对其几乎无影响。在酮，酯中会融化形成乳浊液。不溶于大部分醇类及烃类溶剂。ABS塑料表面受水醋酸，植物油等化学药品的侵蚀会引起开裂。A
3、BS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，热变形温度为93左右，耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。1.3塑料成型工艺参数的确定密度：1.021.05g/cm3收缩率：0.55料筒温度：前段：200210 中段：210230 后段：180200喷嘴温度：180190 直通式喷嘴注射压力：7090MPa连续工作温度：70左右热变形温度：93左右保压压力：5070Mpa注射时间：35S保压时间：1530S冷却时间：1530S成型周期：4070S模具温度：要求塑件精度高时，温度应控制在5060左右，强调塑件光泽与耐热时，应控制在60802 模具结构方案
4、2.1 模具的基本结构该塑件为注塑成型单分型面塑件，注塑成型侧壁有凸台等塑料制品，因此需要侧向抽芯，并采用侧浇口浇注系统。2.2 确定型腔数目及布局此塑件质量较小，生产批量大，所以采用一模四腔模具，平衡式布局。这样模具结构尺寸较小，制造加工方便，生产效率高，塑件成本低。2.3 分型面的选择选择分型面总的原则是保证塑件质量且便于脱模和简化模具结构。所以一般将分型面选在塑件外形最大的轮廓处。因此对于本塑件选在如图23处，箭头所示为开模方向。图232.4 浇注系统设计图241主流道 2分流道3浇口 4型腔5型腔 浇注系统是指模具中由注塑机喷嘴到型腔之间的进料通道。其作用是将塑料熔体充满型腔并将注射压
5、力传递到模腔的各个部件，以获得组织致密，外形清晰，表面光洁和尺寸精确的塑件，本塑件采用侧浇口浇注系统。2.4.1 主流道设计 图241 主流道为圆锥形，主流道的锥角为26，内壁的表面粗糙度为Ra0.8um,小端的直径d为3.5mm8mm,长度L通常由模板的长度决定，一般不超过60mm，为了防止主流道与注射机的喷嘴处产生溢料而造成流道凝料脱模困难。主流道与注射机喷嘴处应紧密对接。为此主流道处应制成半球形凹坑，凹坑深度为35mm，凹坑半径SR应比喷嘴头半径大12mm，主流道小端直径也应比喷嘴直径大0.51mm。2.4.2 分流道设计图242 采用U型截面分流道。此分流道加工容易且热量损失和流动阻力
6、均不大。深度h2rAr为圆弧半径斜角a510,分流道长度Lf通常为主流道大端直径的12.5倍，一般取830mm。2.4.3 浇口设计 图2-4-3 该塑件采用侧浇口，形状为矩形，侧浇口的厚度a1.3mm，宽度b4mm，长度L1mm2.4.4 冷料穴设计 冷料穴的宽度和分流道的长度根据经验可以取值为宽度的1.52倍，所以冷料穴的长度取为8mm.2.5 开模行程的确定 此外，该模具结构为单分型面模具，模具打开时距离应大于塑件高度，以便能顺利推出制品。 对于单分型面注塑模具，其模具行程可按下式校核。 SH1H2510mm 式中 S注射机最大开模行程 mm H1推出距离脱模距离 mm H2包括浇注系统
7、在内的塑件高度 mm 所以 ：S530824.74mm三 推出机构设计3.1 推出力的计算推件力：FtApucosasinaqA1式中： A塑件包拢型芯的面积 P塑件对型芯面积上的包紧力 a脱模斜度 q大气压力0.09Mpa u塑件的摩擦系数，约为0.10.3 A1制作垂直于脱模方向的投影面积Ft100350.81071.21070.3cos40sin40/1060.0910035N 13546.58N3.2确定推出方式和顶杆位置由于塑件形状为圆壳型零件，所以可以采用推杆一次推出机构完成塑件推出，这种方法结构简单，推出力均匀，塑件在推出时变形较小，推出可靠。根据制品结构特点，确定在制品内抽芯区
8、域设置顶出装置。按GB4169.11987标准选用4根普通圆顶杆。均匀分布在内抽芯区域，由于制品较小，推出机构可以不设置导向机构。四 模温系统和排气方式的确定 由于是ABS材料塑件的注塑模具，制品的平均厚度只有4mm，制品尺寸较小，利用分型面和推杆的配合间隙排气即可。五 成型零件工作尺寸的计算S-平均收缩率 LS,HS-工件尺寸 -塑件尺寸公差 类别尺寸塑件尺寸计算公式成型零件尺寸型腔径向尺寸1000-0.44Lmodz1+SLs3/4+ dz0100.220+015960-0.4496.200+0.15深度尺寸20-0.12Hmodz1+SHs-2/3+ dz01.930+0.04型芯径向尺
9、寸1000+0.44L0m- dz1+SLs+3/40dz100.880-0.15980+0.4498.870-0.15960+0.4496.860-0.15350+0.2635.390-0.09高度尺寸10+0.12h0m- dz1+SHs+2/30dz1.090-0.0420+0.122.090-0.04型芯图5-1型腔图5-2注：ABS塑料的平均收缩率取为0.55%本制品要求精度一般，按照ABS塑件在SJ137278塑件精度等级选用中选用4级精度来确定塑件未注公差值。成型零件制造公差选用IT10级精度，公差值约为塑件公差的1/36 制品的计算6.1 粗略计算制品的体积和质量 V制品(24
10、兀)+(35-22) 兀2+(100-22) 兀2+(100-22) (35-22) 2+(121) 6+26=5976+262兀6799.10 mm36.80 cm3ABS的密度通常取1.03g/cm3 M制品V制品6.801.037.004g7g6.2 粗略计算浇注系统的体积和质量 V主流道兀22500.628cm3 V分流道433/2500.503cm3 V浇1.13cm3 M浇V浇1.16g6.3总体积和总质量的计算 V总V制品4V浇6.8041.1328.33cm3 M总M制品4M浇741.1629.16g7 注射机和模架的选用7.1 注射量及锁模力的确定注射量： V机V模/0.80
11、 V机-额定注射量 V塑件-塑件与浇注系统凝料体积和 V机V塑件/0.80 28.33/0.80 cm335.41 cm3锁模力： P锁模力PF P塑件成型时型腔压力，ABS塑料型腔压力为30MPa F浇注系统和塑件在分型面上的投影面积 P锁PF303.5105N 注射压力P注P成型 ABS塑料成型压力为7090MPa7.2 注射机和模架的选用注射机： 由V注35.41cm3 P锁模力105 N P注射70 查表初选注射机型号为XS-Z-60注射机XS-Z-60有关技术参数如下：注射方式：螺杆式最大成型面积：130cm2最大开合模行程：180mm模具最大厚度:200mm模具最小厚度:70mm喷
12、嘴圆弧半径:12mm喷嘴直径:4mm动定模板尺寸330440mm拉杆空间:190300mm 模架： 由以上数据分析选用此规格模架注射模模架选择一、注射模标准模架目前，国内外有许多标准注射模架产品在市场出售，我国注射模标准模架共有两个国家标准，一是适用于模板尺寸B L560mm 900mm的中小型模架（GB/T12556.1-1990）；二是适用于模板尺寸B L为630mm 630mm1250mm 2000mm的大型模架（GB/T12555.1-1990）。美国DME公司的标准模架共有七种系列，它们是A、AR、B、X5、X6、AX、T系列。在这七种系列中，A、AR、B系列属于两板结构（单分型面）
13、，X5、X6、AX属于三板结构（双分型面），T系列属于四板结构（三分型面）。在两板结构中，A系列和B系列结构相同，只是A系列设置了上、下垫板，AR系列与A系列相似，只是导柱与导套倒装。在三板结构中，X5、X6系列在A系列上增加了推件板，X6与X5系列的区别在于X6系列设置有动模板。AX系列与A系列的不同点在于AX系列具有一块中间活动板，可以形成两个分型面，分别脱出流道凝料和塑件制品。在T系列中有两块活动板，可以形成三个分型面，用于一些特殊场合。标准模架的选择是注射模CAD系统的一个重要步骤。标准模架系列应在设计工作开始之前，就已经存放在数据库中。二、标准模架CAD标准模架CAD设计过程描述如下
14、：系统根据选择模板决策进行推理（顶出板宽度大于型腔总宽度、导柱中心距大于型腔总长度），一旦顶出板宽度确定，模板宽度随之确定。当模板长度和宽度确定后，系统可搜索到所有与模板尺寸对应的模具零件信息。用户的交互式选择结束后，模架零件被自动计算和建立，并以各自的位置和姿态组装。在模架选定，型腔周边尺寸确定后，可以利用模具CAD系统选用合适的模具标准件的尺寸。注射模标准件包括：导柱导套、浇口套、顶杆、回程杆、水嘴等。最后利用CAD系统的集合能力，将型腔、型芯、浇注系统、顶出杆、冷却水孔等与模架组合起来生成模具图。（1）标准模架系列选择流程图使用下列流程图，用戶可以方便地选择所需要的标准模架系列，以DME
15、公司标准模架为例，其选择流程图如图5-7所示。（2）标准模架模具零件尺寸选择标准模架系列确定后，接下来需要选择改该系列中合适的模具零件尺寸。各种标准模架系列中全部模具零件尺寸，均存储在数据库中。1） 模板类零件选择原则：顶出板宽度尺寸应大于型腔的总宽度；在长度尺寸上，导柱的中心距应大于型腔的总长度。2）杆类零件模板尺寸确定后，各种杆类零件的长度可按注射模结构设计预定的原则选定，例如回程杆选择：回程杆长顶杆固定板厚度+垫板厚度+动模板厚度+顶杆最大行程。杆的直径、数量、位置等可以人机交互确定。（3） 标准模架的选择在SolidWorks中可以使用MoldBase选择标准模架，在模架数据库中存储了
16、DME, PCS, Progressive, Superior和HASCO等国际一流的模架供应商提供的标准模架和模具零部件，操作者不仅可以通过它选取零部件，更重要的是它包含模具零部件的装配关系，在使用中当一个零部件被修改时，其他相关零件将会被自动修改更新。例如，在模架中增加一个顶杆，它所经过的所有模板都将自动增加必要的通孔并具有所需要的间隙。设计体会我的毕业设计已经顺利完成，再此我非常感谢苏州经贸职业技术学院的王老师在这段时间内所给与我的帮助和建议。为期一个月的毕业设计即将结束，也就意味着我的大学生活即将结束，但在这时间里特别是我在完成毕业设计的过程中我学到了很多知识和技能。 我们这个专业是不
17、开设模具课程的，所以在我进行毕业设计之前，我对它是很生疏的，在个人的心理上也是抗拒的。在这短时间里，在王老师的指导下，我已经了解了很多知识，并且通过自己的努力真正地完成了设计。虽然平时每学期都安排了课程设计或者实习，但是没有一次像这样的课程设计能与此次相比，设计限定了时间长，而且是一人一个课题要求更为严格，任务更加繁多、细致、要求更加严格、设计要求的独立性更加高。要我们充分利用在校期间所学的课程的专业知识理解、掌握和实际运用的灵活度。在对设计的态度上的态度上是认真的积极的。但是由于个人知识结构的有限，在设计过程中出现错误也是在所难免的。恳请读者予以改正。通过这次设计让我感受很多，我觉得做任何的
18、事情最重要的是一个人的信心和毅力，刚开始，我对模具是一点都不了解，我很担心，我怕我学不会。但是就是因为我很有信心，让我一步步的走了下来。我花了很多时间在上面，这是和其人都不好比的，毕竟在知识点上，我就比那些选自己学过课题的学生要困难的多。知识点不熟悉，就不知道从哪入手，我用了很多时间来自学，来接受老师的指导。其次是一个人对待事情的毅力，当你遇到困难时，你会放弃吗？我不会，因为我觉得我已经踏出了第一步，我就没有任何的理由再退回去，这是我做事一贯的原则也是我做事的作风。在这个月里，我查阅了很多的资料，我选用了在模具方面没有任何解析的例子作为我设计的范例，这样我觉得我可以不要依赖书本上固有的知识来减
19、轻我设计上的负担，有时当我计算不出一个结果的时候，没有谁能想象出当时我的心情是多么的糟糕，因为我付出了很多，所以我知道当一个人屡次尝试却得不到预期效果时的伤心，一个没有付出的人当他走到最后一步的时候，也许你的结果和别人一样，但他却不会感觉到过程中的喜怒哀乐。当然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。对于这次设计的顺利完成，我总结出来几点经验。一个良好的心态去对待事情是很重要的，比如有的同学可能会选到一个自己喜欢
20、并且擅长的课题，这样他就可以很快完成，那么如果你不是这样的话，你多少在心理上是有点不平衡的，致使减慢了论文进度，其实不是这样的，如果你把做论文当成是你接受知识的一个过程，那么无论你选到的课题是难是易，你都会欣然接受的。其次是你个人的学习作风，你可以以前学过很多知识也可以没学到多少，关键在于你现在能不能认真的接受，你要有一个很好的态度去学你所不会的，去学你在论文中要用到的，那么怎么去学呢？你可以看书，问老师。上网看在线教学，去图书管。很多的途径都是可以让你获得知识的，不要怕知识点要勇敢的去接受它，当你是通过自己的思考获得的新知识是你一辈子都忘不了的，如果你照搬照抄，而不用自己的头脑那么你一辈子都
21、不会学到什么。论文它是独立的，虽然你可以请教同学，老师，但是还是需要你独立完成的，不像以前，我们可以几个人一起完成一个项目，这次是有区别的。那么你必须要有一个坚强的毅力去顺利完成论文。在设计过程中，我通过自学，查阅资料，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，最后我还是要真诚的感谢王老师在这次设计中给予我的帮助。参考文献1吴光绪塑料成型模具设计手册机械工业出版社刘昌祺 塑料模具设计 机械工业出版社屈华昌 塑料成型工艺与模具设计 高等教育出版社 2006申开智 塑料模具设计与制造 化学工业出版社 2006骏毅 UG NX3注塑模具设计实例精解 清华大学出版社 2008
