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毕业设计说明书-手机后壳注射模设计

毕业设计说明书设计题目:手机后壳注射模设计

摘要

本人毕业设计的题目为手机后壳注射模设计,本设计从塑料产品的材料品种、性能、用途、模具零件结构尺寸设计等各方面详细分析了本产品的注塑加工工艺性,由于零件较小,又需大批量生产,故采用“一模二腔”。在参照塑件的体积、重量等参数后选择了注塑成型设备,并对注塑机的相关主要参数进行校核。本次设计模架采用的是标准模架,其中各模板尺寸都是通过详细的计算分析后参照标准选取的。对于各重要部件都选用了相应的精度。对于模具的浇注系统、推出机构都进行了详细的计算设计。

关键词

座块盖;注塑模;工艺分析;模具设计

Abstract

Oneself graduation design of topic for piece cover of inject and model molding tool design, this design is from the material species, function, use, the structure size of the molding tool spare parts design etc. everyone's noodles was detailed analysis note of this product Su process a craft, because of spare parts smaller, again need large quantity produce, past adoption"one mold two chambers". the weight and so on in the main parameter computed result foundation has carried on the choice to the injection molding machine equipment, and to chose after the injection molding machine to carry on the essential examination。Through models a analysis regarding this, and carried on the intensity examination to the main spare part. Poured the system regarding the mold, promotes the organization has all carried on the detailed computation design.Sprinkled to note system and released organization to all carry on to the molding tool detailed of calculation design.At main to the physical volume, weight...etc.

Keyword

Piece cover;Note a Su mold;Craft analysis;Molding tool design

目录

摘要、关键词 (2)

Abstrac Key word (3)

目录 (4)

1.引言 (6)

2.工艺分析 (6)

2.1分析材料性能 (6)

2.2分析塑件的结构工艺性 (7)

2.3塑件精度的确定 (7)

2.3.1塑件尺寸精度分析 (7)

2.3.2塑件的表面粗糙度分析 (8)

3.初选注射成型机的型号和规格 (8)

3.1估算制品体积及质量 (8)

3.2初选注射机 (9)

3.3所选注射机的主要参数 (9)

3.4注射成型工艺参数 (10)

4.确定模具基本结构 (10)

5.模具结构设计 (11)

5.1确定型腔数目及配置 (11)

5.2确定分型面 (12)

5.3确定浇注系统尺寸 (12)

5.3.1设计计算主流道尺寸 (12)

5.3.2设计计算分流道尺寸 (13)

5.3.3设计计算浇口尺寸 (14)

5.3.4冷料穴 (14)

5.4成型零件设计 (14)

5.4.1成型零部件结构设计 (14)

5.4.2计算成型零件工作尺寸 (15)

5.4.3计算型腔侧壁和底板厚度 (22)

5.5推出方式的设计 (22)

5.6确定导向机构 (24)

5.7排气机构的设计 (26)

5.8标准模架的选择 (26)

5.9注射机校核 (26)

5.9.1注射压力的校核 (26)

5.9.2锁模力的校核 (27)

5.9.3模具厚度H与注射机闭合高度的校核 (27)

5.9.4注射机开模行程的校核 (27)

5.9.5模具安装部分的校核 (28)

5.9.6顶出部分的校核 (28)

5.10模具材料 (28)

谢词 (29)

参考文献 (30)

1.引言

模具是人类社会发展到一定阶段所产生的一种先进工具,用模具成型制品与用别的方法成型制品相比具有效率高、质量好、原材料利用率高、加工费用低、操作简便等优点。当前无论是金属制品还是非金属制品,特别是以高分子材料为基础的各种塑料制品都广泛地采用各种模具来成型。模具是当今工业生产的基础装备,发展我国的模具工业日益受到人们的重视和关注,虽然模具行业在我国已经迅速的发展,但与外国那些先进国家相比还有许多不足之处,如何在短时间内缩这种差距,已成为我们面临的最大问题。

本次我的毕业设计课题是板(框)类制品叠层式注射模具设计, 注塑模设计符合国内、特别是台州地区机械工业发展的方向,选择这个课题迎合了当今人才市场的需求。所以说这个课题的现实意义很大。通过对零件图的分析,可知此零件是长方形盖类体, 型腔长度尺寸为35mm,宽度尺寸为18mm,最大高度尺寸为10mm。总体尺寸不大,型体成型性能良好。用聚碳酸脂制造而成,为热塑性塑料,适合于注塑加工。

2 工艺分析

2.1 分析材料性能

PC即聚碳酸酯。它的基本特性:PC是一种性能优良的热塑性工程材料,密度为1.34~1.35g/cm。它本色微黄,如加点淡蓝色,可得到无色透明塑料,可见光的透光率接近90%。它抗蠕变、耐磨、耐热和耐寒性均较好,其脆化温度在-1000C以下,长期工作温度达1200C,它吸水率较低,能在较宽的温度范围内保持较好的电性能。可耐室温下的水、稀酸、氧化剂、还原剂、盐等。它具有良好的耐气候性,但其最大的缺点是易开裂,耐疲劳强度差。用玻璃纤维增强它,则可克服了上述缺点,使它具有更好的力学性能,更好的尺寸稳定性,更小的成型收缩率,并可提高耐热性和耐药性,降低成本。所以考虑到塑料强度问题,选用的聚碳酸酯含20%~30%短玻璃纤维。

PC主要用途:在机械方面主要用于制作各种齿轮、蜗轮、蜗杆、齿条、芯轴、滑轮、螺母、垫圈、泵叶轮、节流阀、润滑油输油管、各种外壳、盖板、容器、冷冻

和冷却装置零件等;在电器方面,用于制作电机零件、电话交换器零件、信号用继电器、风扇部件、仪表壳、接线板等。它还可以制作照明灯、高温透镜、视孔镜、防护玻璃等光学零件。

PC成型特点:PC虽然吸水性小,但高温时对水分比较敏感,所以加工前必须干燥处理,否则会出现银丝、气泡及强度下降现象;它熔融温度高,熔融黏度大,流动性差,所以,成型时要求有较高的温度和压力;由于它熔融黏度对温度比较敏感,所以一般用提高温度的办法来增加熔融塑料的流动性。

PC的收缩率为0.5%~0.7%,在成型零件的设计中,使用PC的平均收缩率0.6进行计算。

2.2分析塑件的结构工艺性

根据塑件的分析,所选的材料为PC。塑件成型性较好,它的流动性好,收缩率小,加上塑件的表面质量要求高、尺寸精度要求的问题,故适合采用潜伏浇口;

由于模具的结构简单,考虑注射机的各项规格及工作性能、制品的精度要求、模具制造费用、生产效率等,采用一模二腔模具。

2.3塑件精度的确定

2.3.1塑件的尺寸精度分析

由于塑件的尺寸精度主要决定于塑料收缩率的波动,而本塑件的配合精度不高,所以塑件公差数值根据《模具设计与制造简明手册》中表2-17确定。精度等级根据表2-18选择,由于所用材料为ABS所以确定其采用一般精度,为4级精度,无公差值者,按6级精度取值。

2.3.2塑件表面粗糙度分析

由于塑件的外观要求比较高,所以表面粗糙度有较高要求,一般模具的表面粗糙度要比塑件的要求高1~2级.所以塑件的表面粗糙度在a R 0.8~0.2之间。选取0.8。3.初

选注射成型机的型号和规格

3.1估算制品体积及重量

通过使用PRO/E 软件实体造型后知质量为9.8克,取材料密度为1.05g/cm 3,所以塑件体积:

362.4705.1/50cm m

V ===

ρ

3.2初选注射机

注射机的额定注射量G,需要满足α

M G ≥

,

(α为注射系数),

42.1785

.0809.14=≥G 。

从实际注射量应在额定注射量的20%~80%之间,及外形尺寸,注射所需的压力和工厂现有设备等情况,初步选用XS-Z-60型。

3.3所选注射机的主要参数

表3-1 注射机的主要参数

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3.4注射成型工艺参数

表3-2 PC塑料注射成型工艺参数

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4.确定模具基本结构

经分析,可能适合的模具结构有两种,即单分型面注射模和双分型面注射模。

方案一单分型面注射模

型腔(凹模)在定模上,主流道设在定模一侧,分流道设在分型面上,开模后塑件连同流道内的凝料一起留在动模一侧。动模设有顶出机构,用以顶出塑件和流道上的凝料。可能的浇口形式有:直接浇口、侧浇口、圆形浇口、扇形浇口、重叠式浇口、点浇口、潜伏式浇口等。

方案二双分型面注射模

它从不同的分型面分别取出流道内的凝料和塑件,又称为三板式注射模具。与单分型面注射模相比,三板式注射模具增加了一个可移动的中间板。在开模时由于定距拉板的限制,中间板与定模板作定距离的分开,以便取出这两块板之间流道内的凝料,而利用推板与推杆将型芯上的塑件脱出。合适的浇口形式有:直接浇口、侧浇口、扇形浇口、重叠式浇口、点浇口等。

由于点浇口不适合粘度高的塑料熔体成型,而本次设计的塑料为PC,黏性大,所以不适合。而如果采用双分型面注射模,为了顺利脱模,中间板必须采用点浇口。这与PC材料的黏性相冲突,所以本次设计采用单分型面注射模。而直接浇口仅适合

于单型腔模,残余应力大,易产生裂纹。而潜伏式浇口制造较为复杂。而侧浇口形状简单,加工方便,通过改变浇口尺寸,能有效调整充模时的剪切速率和冷凝时间,应用十分广泛。

综上所述,选择单分型面注射模,侧浇口进料,无侧向分型与抽芯机构。

5.模具结构设计

5.1确定型腔数目及配置

①按注射机的最大注射量确定型腔数量

1

2

M M KG N -≤

N 为型腔数, K 为注射机最大注射量的利用系数,一般取0.8, M 1为单个塑件的质量, G 为注射机允许的最大注射量,M 2为浇注系统凝料所需塑料质量

9628

.455

.5608.0≈??≤

N

②再根据经济性角度考虑,试制成小批量时,宜取单型腔,大批量是宜取多型腔,因此采用一模两腔。即一次注射成型两个塑料制件。

当所有的型腔不在同一时间充满时,是得不到正确的尺寸和物理性能良好的塑件的,为此必须对浇注系统进行平衡。平衡式浇注系统的特点是从分流道到浇口及型腔,其形状、长度、尺寸、模壁的冷却条件都相同。型腔的布置见图5-1

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图5-1 型腔的布置

5.2确定分型面

选择分型面的一般原则:

1.分型面应选在塑件外形最大轮廓处;

2.确定有利的留模方式,便于塑件顺利脱模;

3.保证塑件的精度要求;

4.满足塑件的外观质量要求;

5.便于模具加工制造;

6. 有利于排气;

7. 对成型面积的影响;

8.对侧向抽芯的影响。

综合以上的原则,分型面应该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,所以取塑件的底面为分型面。如图5-2所示

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图5-2 分型面

5.3确定浇注系统尺寸

浇注系统一般有主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成。其作用是使来自注射机喷嘴的塑料熔体,稳定而顺利地流入并充满全部型腔,同时,在充模的过程中将

注射压力传递到型腔的各个部分,以保证塑件的完整成型。

5.3.1设计计算主流道尺寸

根据设计手册查得XS-Z-60型注射机喷嘴的有关尺寸如下:喷嘴前端孔径d 0=Φ4,喷嘴端面球半径R 0=12mm 。模具浇口套主流道球面半径R 与注射机喷嘴球面半径R 0的关系为:R=R 0+(1~2)=12+1=13mm 。模具浇口套主流道小端直径d 与喷嘴出口直径d 0的关系为d=d 0+0.5=4+0.5=4.5mm 。

为了使凝料能从其中顺利拔出,需设计成圆锥形,锥角为??6~2,取3度,表面粗糙度m R a μ8.0<。模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式(俗称浇口套),以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢T10A ,热处理要求淬火50-55HRC 。主流道衬套应设置在模具的对称中心位置上,并尽可能保证与相联接的注射机喷嘴为同一轴线。为减少熔体充模时的压力损失和塑料损耗,应尽量缩短主流道的长度,L 取52mm 。h=4mm ,根据锥度和主流道小端直径则主流道的下端直径D=10mm 。

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图5-3 浇口套

5.3.2设计计算分流道尺寸

为了便于机械加工及凝料脱模,分流道设置在型芯上。根据型腔在分型面上的排

布情况,分流道可分为一次分流,二次分流甚至三次分流道。分流道的长度要尽可能短,且弯折少,以便在流动过程中尽量减少压力及热量的损失,节约塑料的原材料和能耗。选择U形分流道,因为它加工较方便,且热量损失和流动阻力不大,流道的效率也较高.如图5-4所示,D=产品壁厚+1.5mm=3+1.5=4.5mm;B=10mm;长度l在1~2.5D 之间,取10mm。

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图5-4 分流道截面

5.3.3设计计算浇口尺寸

侧浇口形状简单,加工方便,通过改变浇口尺寸,能有效调整充模时的剪切速率和冷凝时间,应用十分广泛。,所以本次设计采用矩形侧浇口。查表得,h取1mm,L取1.2mm,b取1mm。

图5-5 浇口

5.3.4冷料穴

本模具采用Z型冷料穴,C=D=10mm。

5.4成型零件设计

5.4.1成型零部件结构设计

①凹模的结构设计(型腔)

根据塑件形状及复杂程度,选用整体式凹模。

②凸模的结构设计(型芯)

根据塑件形状及复杂程度,选用镶拼组合式凸模。

5.4.2计算成型零件工作尺寸

模具的成型尺寸是指成型塑件部位的尺寸,主要有型腔和型芯的径向尺寸(包括矩形或异形型芯的长和宽),型腔和型芯的深度或高度尺寸,中心距尺寸等。在设计模具的时候必须根据制品的尺寸和精度要求来确定成型零件的相应尺寸和精度等级,给出正确的公差值。在计算型腔和型芯工作尺寸前,对塑件的各重要尺寸应按机械设计中的最大实体原则进行。则塑件外形尺寸为最大尺寸,其公差Δ为负值;塑件内形尺寸为最小尺寸,其公差Δ为正值;中心距尺寸为公称尺寸,其公差为正负Δ值。任何塑件都有一定的尺寸精度,同一塑件来说,塑件上的各个尺寸的精度要求也有很大的差异,在使用过程中有配合要求的尺寸,其精度要求较高应作详细计算。

该零件的材料为象牙色聚碳酸酯,从有关的手册查到该塑件选用标准尺寸一般精度MT3,未标注公差尺寸精度为MT5。查表得PC的平均收缩率约为0.6%。

⑴型腔尺寸计算

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图5-6 型腔

① 型腔径向尺寸

零件图5-6尺寸35,其公差△=0.36,则δz=△/3=0.12

L M =[(s L +s L ×Scp%)-0.75×△]Z

δ+0

L M =[(35+35×0.006)-0.75×0.36]12

.00+

L M =34.9412

.00

+

零件图5-6尺寸Ф15,其公差△=0.24,则δz=△/3=0.08

L M =[(s L +s L ×Scp%)-0.75×△]Z δ+0

L M =[(15+15×0.006)-0.75×0.24]08

.00+

L M =14.9108

.00+

零件图5-6尺寸18,其公差△=0.24,则δz=△/3=0.08

L M =[(s L +s L ×Scp%)-0.75×△]Z δ+0

L M =[(18+18×0.006)-0.75×0.24]08

.00

+

L M =17.92808

.00+

零件图5-6尺寸Ф5,其公差△=0.1,则δz=△/3=0.03 L M =[(s L +s L ×Scp%)+0.75×△]0

Z δ- L M =[(5+5×0.006)+0.75×0.1]0

03.0- L M =5.1050

03.0-

零件图5-6尺寸Ф6,其公差△=0.1,则δz=△/3=0.03 L M =[(s L +s L ×Scp%)+0.75×△]0

Z δ- L M =[(6+6×0.006)+0.75×0.1]0

03.0- L M =6.1110

03.0-

②型腔深度尺寸

零件图5-6尺寸10,其公差△=0.1,则δz=△/3=0.03

H M =[(H S +H S ×Scp%)-2/3×△]Z

δ+0

H M =[(10+10×0.006)-2/3×0.1]03

.00+ H M =9.9903.00+

零件图5-6尺寸9,其公差△=0.20,则δz=△/3=0.07

H M =[(H S +H S ×Scp%)-2/3×△]Z δ+0

H M =[(9+9×0.006)-2/3×0.2]07

.00+ H M =8.92107.00+

零件图5-6尺寸0.5,其公差△=0.16,则δz=△/3=0.05 h M =[( h s +h s ×Scp%)+2/3×△]0

Z δ-

h M =[(0.5+0.5×0.006)+2/3×0.16]-0.05 h M =0.61005.0-

⑵ 型芯尺寸计算

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图5-7 型芯总图

考虑到尺寸较多,在计算时把中间的型芯与左右两个相同的型芯分开来计算。 ① 型芯一的尺寸计算

零件图5-8尺寸Ф5,其公差△=0.1,则δz=△/3=0.03 L M =[(s L +s L ×Scp%)+0.75×△]0

Z δ- L M =[(5+5×0.006)+0.75×0.1]-003.0- L M =5.105003.0-

零件图5-8尺寸Ф6,其公差△=0.1,则δz=△/3=0.03 L M =[(s L +s L ×Scp%)+0.75×△]0Z δ- L M =[(6+6×0.006)+0.75×0.1]003.0-

L M =6.111003.0-

零件图5-8尺寸9,其公差△=0.20,则δz=△/3=0.067 h M =[( h s +h s ×Scp%)+2/3×△]0

Z δ- h M =[(9+9×0.006)+2/3×0.1]0067.0- h M =9.1870067.0-

零件图5-8尺寸9.5,其公差△=0.20,则δz=△/3=0.067 h M =[( h s +h s ×Scp%)+2/3×△]0Z δ- h M =[(9.5+9.5×0.006)+2/3×0.1]0067.0- h M =9.690067.0-

② 型芯二的尺寸计算

零件图5-9尺寸Ф3.5,其公差△=0.18,则δz=△/3=0.06 L M =[(s L +s L ×Scp%)+0.75×△]0Z δ- L M =[(3.5+3.5×0.006)+0.75×0.18]006.0- L M =3.656006.0-

零件图5-9尺寸8.5,其公差△=0.20,则δz=△/3=0.067 L M =[(s L +s L ×Scp%)+0.75×△]0Z δ- L M =[(8.5+8.5×0.006)+0.75×0.20]0067.0- L M =8.7010067.0-

零件图5-9尺寸12,其公差△=0.22,则δz=△/3=0.073 L M =[(s L +s L ×Scp%)+0.75×△]0Z δ-

L M =[(12+12×0.006)+0.75×0.22]0073.0- L M =12.2370073.0-

零件图5-9尺寸R1,其公差△=0.16,则δz=△/3=0.053 L M =[(s L +s L ×Scp%)+0.75×△]0

Z δ- L M =[(1+1×0.006)+0.75×0.16]0053.0- L M =1.1260053.0-

零件图5-9尺寸R3.5,其公差△=0.18,则δz=△/3=0.06 L M =[(s L +s L ×Scp%)+0.75×△]0Z δ- L M =[(3.5+3.5×0.006)+0.75×0.18]006.0- L M =3.656006.0-

零件图5-9尺寸9,其公差△=0.20,则δz=△/3=0.067 L M =[(s L +s L ×Scp%)+0.75×△]0Z δ- L M =[(9+9×0.006)+0.75×0.20]0067.0- L M =9.2040067.0-

零件图5-9尺寸3.1,其公差△=0.18,则δz=△/3=0.06 L M =[(s L +s L ×Scp%)+0.75×△]0Z δ- L M =[(3.1+3.1×0.006)+0.75×0.18]006.0- L M =3.254006.0-

零件图5-9尺寸9,其公差△=0.20,则δz=△/3=0.067