099-手机后盖塑料模具设计,099,手机,塑料,模具设计
本科毕业设计(论文)
题目：手机后盖塑料模具设计
手机后盖塑料模具设计
摘 要
这次的毕业设计的内容是手机后盖的注塑模设计。
注射成形的过程是把塑料原料放入料筒中经过加热熔融塑化成为黏流态的流体，用柱塞或螺杆的高压推动下，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，冷却定形后，然后开模分型得成形塑件，得到塑料制品。
塑料模具注射成形的最大特点是：成形同期短，能一次成形外形复杂、尺寸精密等的塑料工件；对各种塑料的适应性强；生产效率高，产品质量稳定，易于实现自动化生产。
设计中主要进行的工作有首先是对塑料进行工艺性能的分析并画出塑件零件图，以及主流道的设计、模具型腔的分部以及型腔位置的选择，并要画出它们的零件图，模架的选择和校核、注塑机的选取和校核等，而其中最重要的一部就是对模具结构中型腔、型芯各径向尺寸和高度尺寸的计算，这些工作都要在查阅有关书籍后进行，总的设计，最后要画出模具设计的总装配图，并要对模具进行装配和试模，对其中出现的问题对模具进行改进，直到最后的零件符合设计要求。
关键词：注射模具；注射成型；型芯型腔计算
Mobile phone back cover plastic mould design
Abstract
The graduation design content is the design of injection mould for mobile phone back.
The process of injection molding is the plastic material into the barrel through the heating and melting into the viscosity of the fluid flow, using high pressure to push the plunger or screw, cavity melt through the nozzle into the higher pressure in the mold, after cooling, solidification, cooling, and then open type shaped plastic parts, get plastic products.
The biggest characteristic of plastic mold injection molding: forming period is short, the one-step molding plastic workpiece shape, size precision of the complex of all kinds of plastic; adaptability; high production efficiency, stable product quality, easy to realize automation production.
The main design work is firstly analyses the process performance of the plastic and painted plastic parts diagram, as well as the design, the main channel of mould cavity segment and location of cavity's choice, and to draw the part drawing, mold selection and verification, the selection of injection molding machine and checking, and one of the most important part is the calculation of the structure of die cavity, the core of the radial dimension and the height dimension, these are to be carried out in the access to the books, the total design, finally to draw the assembly drawing of die design, and to the mold assembly and test mode, improvement on the problems of mold, until the end of the parts meet the design requirements.
Key Words: Injection mol;Injection molding ,Core cavity calculation
主要符号表
材料的抗拉强度
安全系数
安装及导向系数
实际弹性模数
材料的弹性模数
材料组织缺陷系数
截面不均匀系数
目 录
1绪论 5
1.1我国塑料模具的发展现状 5
1.2国外塑料模的发展状况 6
2塑件注塑成型的工艺分析 8
2.1塑件的测绘与造型 8
2.2塑件分析 8
2.3塑件材料的成型工艺参数 9
2.3.1ABS塑料主要的性能指标 9
2.3.2ABS的注射成型工艺参数: 10
2.3塑件的体积和质量 10
3 注射机型号的确定 12
3.1注射量的计算 12
3.2注塑机的选择 12
4 注塑机的相关参数校核 13
4.1注射量的校核 13
4.2锁模力的校核 13
4.3注射机安装模具部分的尺寸校核 14
5 分型面的确定 15
5.1分型面的形式 15
5.2分型面的选择原则 15
5.3本设计分型面的选择 15
6 塑件工作尺寸的计算 16
6.1 型腔凹模尺寸的计算 17
6.2型芯凸模尺寸的计算 18
7浇注系统的设计 20
7.1主流道设计 20
7.2分流道的布置 21
7.3浇口的设计 22
8推出机构和导向机构的设计 24
8.1脱模推出结构的设计 24
8.2合模导向机构的设计 25
9温度调节系统和排气系统的设计 27
28
9.1温度调节系统的设计 27
9.2 排气系统的设计 28
10 绘制模具装配图及零件图 29
总结 30
参考文献 31
致谢.................................................................................................................................32毕业设计（论文）知识产权声明...........................................................................33
毕业设计（论文）独创性声明................................................................................34
1 绪论
80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产值为245亿，至2000年我国模具总产值预计为260-270亿元，其中塑料模约占30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。
1.1 我国塑料模具的发展现状
我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.02～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达10～30万次，淬火钢模达50～1000万次，交货期较以前缩短,但和国外相比仍有较大差距. 成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在29～34英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率
达不到10%，与国外的50～80%相比，差距较大。 在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UGⅡ、美国Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引
进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。
近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20、3Cr2Mo、PMS、SM Ⅰ、SMⅡ等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%-80%相比，仍有很大差距。
据有关方面预测，模具市场的总体趋热是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具的发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时，由于近年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材管接头模具成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展速度也将高于总平均水平；以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大；而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点。
整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。
1.2 国外塑料模的发展状况
国外先进国家对发展塑料模很重视，塑料模比例一般占30%-40%。专业化、标准化程度高、设计和工艺技术先进，如模具CAD/CAM技术采用普遍，加工设备数控化率高等，模具生产效率高、周期短。国外，70%以上是商品化的。工艺装备水平CAE技术在欧美已经逐渐成熟。在注射模设计中应用CAE分析软件，模拟塑料的冲模过程，分析冷却过程，预测成型过程中可能发生的缺陷。CAE技术在模具设计中的作用越来越大，意大利COMAU公司应用CAE技术后，试模时间减少了50%以上。一些寿命高的和高精度的模具拿制作模具的原材料来说，国内的材料很难达到大型、精密模具所需要的性能要求、CAE CAD CAM.CAPP等软件很多都是国外的。拿塑封模具来说，国外一次可以加工出上百个型腔的模具，还有热流道技术、气辅成型这些工艺应用都很普遍。德国的模具很多采用热流道技术，使用热流道技术，产品的质量好，成型周期短，精度高。
本课题设计进度的安排如下：
1.了解目前国内外塑料模具的发展现状，所用时间15天；
2.确定加工方案，所用时间5天；
3.模具的设计，所用时间30天；
4.模具的调试．所用时间5天．
2 塑件注塑成型的工艺分析
2.1塑件的测绘与造型
本次设计以步步高V207手机后盖为设计对象，首先对塑件进行测绘，利用测量工具游标卡尺，偏差范围保持在0.1mm之内，利用三维制图软件UG 对塑件进行造型，主要利用 草图 拉伸，圆角等命令。
2.2塑件分析
2.2.1 外形尺寸分析
该制件外形尺寸不大，同时塑料熔体流程不太长；适合于注塑成型，如图所示：
图2.1 手机后盖外形
2.2.2精度等级分析
塑件精度等级为MT5，未注尺寸都是按照这一精度查取的，属于较低精度的塑件。
2.2.3脱模斜度
2.2.4参考《塑料成型工艺及模具设计》表2—10选择该塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为。
表2-1 常用塑料的脱模斜度
塑料名称
脱模斜度
凹模
型芯
聚乙烯、聚丙烯、软聚氯乙烯、氯酰胺、氯化聚醚
25′～45′
20′～45′
硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜
35′～40′
30′～50′
聚苯乙烯、有机玻璃、ABS、聚甲醛
35′～1°30′
30′～40′
热固性的塑料
25′～40′
20′～50′
2.3塑件材料的成型工艺参数
苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物（ABS）可认为是改性聚苯乙烯。
性能：综合性能较好、冲击韧、力学强度高，尺寸稳定，耐化学性、电性能良好：易于成型和机械加工，与有机玻璃的熔接性良好，可作双色成型塑件，且表面可镀络等装饰性颜色。
用途：适于制作一般机械零件、各类壳体、汽车配件、日用品、管材及文具等。
2.3.1ABS塑料主要的性能指标
密度 (Kg.dm-3) 1.02～1.16
收缩率 % 0.4～0.7
熔 点 ℃ 130～160
热变形温度 ℃ 65～98
弯曲强度 Mpa 80
拉伸强度 MPa 50
拉伸弹性模量 GPa 1.8×10³
弯曲弹性模量 Gpa 1.4
压缩强度 Mpa 18~39
缺口冲击强度 kJ/㎡ 11~20
硬 度 HR R62~86
体积电阻系数 Ωcm 1013
击穿电压 Kv.mm-1 15
介电常数 60Hz3.7
2.3.2 ABS的注射成型工艺参数:
注塑机类型：螺杆式
喷嘴形式： 通用式
料筒一区 150——170
料筒二区 180——190
料筒三区 200——210
喷嘴温度 180——190
模具温度 50——70
注塑压 60——100
保压 40——60
注塑时间 2——5
保压时间 5——10
冷却时间 5——15
周期 15——30
后处理 红外线烘箱
温度（70）
时间（0.3——1）
2.3.3 塑件的体积和质量
该产品材料为ABS，查书本得知其密度为1.02-1.10g/cm3，计算其平均密度为1.06 g/cm3，收缩率为0.3-0.8，平均收缩率为0.55﹪。
使用软件画出三维实体图，软件能自动计算出所画塑件的体积。如图所示：
图2.2 体积测量
因此估算塑件体积：V塑≈6787mm3
塑件质量: m塑＝ρV塑＝1.06×6787≈7.2g
3 注射机型号的确定
3.1注射量的计算
塑件质量: m塑＝ρV塑＝1.06×6787≈7.2g
3.2注塑机的选择
浇注系统凝料体积的初步估算
由于浇注系统的凝料在设计之前不能去定准确的数值，但是可根据经验按照塑件体积的0.2倍到1倍来估算。由于本次设计采用的流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.55倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和2个塑件体积之和）为 ： V总=1.6n V塑=1.6×2×6787=21.7
表3-1 注塑机数据
项目
XS-ZY125
结构形式
立
理论注射容量/cm3
125
螺杆（柱塞）直径/mm
42
注射压力/Mpa
119
锁模力/KN
900
拉杆内间距/mm
260×290
移模行程/mm
300
最大模具厚度/mm
300
最小模具厚度/mm
200
喷嘴球半径/mm
16
喷嘴口孔径/mm
Ф6
4 注塑机的相关参数校核
4.1注射量的校核
根据《模具设计与制造简明手册》可知：塑件的体积应小于注射机的注射容量，其公式按下式校核：
0.8=0.8125=100 (4.1)
式中：——塑件与浇注系统的体积总和
——注射机的注射量（）
0.8——最大注射量的利用系数
经估计算得： V总=1.6n V塑=1.6×2×6787=21.7 (4.2)
所以=21.7<100
故合格
4.2锁模力的校核
由
查《模具设计指导》表6-5ABS塑料成型时的注射压力=70~90MPa
pF
式中 p——塑料成型时型腔压力，ABS塑料的型腔压力p=90MPa
F——浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和（）
各型腔及浇注系统在分型面上的投影面积
F=48.2×114.6=5523.7
pF=905523.7/1000=497KN
因为=900KN> pF=497KN
故合格
4.3注射机安装模具部分的尺寸校核
喷嘴尺寸：喷嘴尺寸与浇口套相适应，浇口套是根据喷嘴尺寸来设计的；
定位环尺寸：定位环高度10mm，直径100mm（与定位孔相配合）；
模具厚度：Hmin=200mm<290Hm=
收藏