手機(jī)下蓋注塑模具設(shè)計(jì)

手機(jī)下蓋注塑模具設(shè)計(jì),手機(jī),注塑,模具設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯 系 別： 機(jī)電信息系 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 外文出處：材料加工技術(shù)雜志187-188（2007） 附 件： 1. 原文； 2. 譯文 2013年03月 自適應(yīng)系統(tǒng)溫度調(diào)節(jié)的電動(dòng)注塑模具 摘要 在開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)注塑模具的控制是否在模具溫度條件的控制是一個(gè)基本問(wèn)題。精確的研究在模具熱力學(xué)過(guò)程中表明,換熱可以操縱熱電。這樣的系統(tǒng)升級(jí)傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)在模具或可以是一個(gè)獨(dú)立應(yīng)用熱操縱。 論文中,作者將目前的研究項(xiàng)目的結(jié)果進(jìn)行了三個(gè)階段,其結(jié)果是在A686專(zhuān)利、2006專(zhuān)利。測(cè)試階段,原型階段和工業(yè)化階段將提出。項(xiàng)目的主要成果是總體加快在線溫度調(diào)節(jié)的模具的周期時(shí)間和總體影響強(qiáng)調(diào)變形控制的塑料產(chǎn)品的質(zhì)量。 應(yīng)用程序的提出是模具溫度和產(chǎn)品質(zhì)量控制在注射成型過(guò)程的一個(gè)里程碑。 關(guān)鍵詞：注塑模具冷卻；熱電模塊；有限元模擬 1.引言 開(kāi)發(fā)技術(shù)的冷卻模具通過(guò)熱電氣(TEM)意味著推動(dòng)工業(yè)實(shí)踐和發(fā)展，即在設(shè)計(jì)、工具制造和開(kāi)發(fā)工具。目前的冷卻技術(shù)有技術(shù)的局限性。其局限性的位置及與事先預(yù)測(cè)有限元分析(FEA)仿真包，但不是完全可以避免的。不同狀態(tài)的結(jié)果的藝術(shù)分析顯示所有現(xiàn)有的冷卻系統(tǒng)不提供可控的傳熱能力足以符合當(dāng)前聚合物加工要求的工藝窗口。 只有熱容操作功能的聚合物加工是當(dāng)今有限的(在任期短傳感器的生產(chǎn)周期時(shí)間內(nèi),降低成本)。其他方產(chǎn)品優(yōu)化功能已經(jīng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械和聚合物加工的局限性[3]。 1.1.熱過(guò)程在注模塑料的處理 塑料的處理是基于熱傳導(dǎo)塑料材料和模腔之間的。在計(jì)算傳熱時(shí)，應(yīng)該考慮兩個(gè)主要事實(shí):首先是所有使用能源，這是基于第一定律熱力學(xué)定律的能量保護(hù)[1]；第二是速度的傳熱。在傳熱分析的基本任務(wù)是隨時(shí)間和溫度計(jì)算其分布在研究系統(tǒng)。最后取決于速度之間的熱傳導(dǎo)的系統(tǒng)與環(huán)境和速度的傳熱系統(tǒng)內(nèi)部。基于傳熱可以作為熱傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射[1]。 1.2.冷卻時(shí)間 完成注射模塑過(guò)程周期包括模具閉合階段,注入融化成腔、包裝測(cè)定不同條件下動(dòng)物血壓相補(bǔ)償收縮效應(yīng)、冷卻階段,開(kāi)模階段和部分排出期。在大多數(shù)情況下,最長(zhǎng)時(shí)間的上述所有階段是冷卻時(shí)間。 冷卻時(shí)間在注射模塑過(guò)程被定義為時(shí)間需要冷卻塑料零件到彈射溫度[1]。 降低冷卻過(guò)程的主要目的是減少附加冷卻時(shí)間，但理論上是不必要的。在實(shí)踐中,它擴(kuò)展了從45% 到67%的整個(gè)周期時(shí)間[1,4]。 從文學(xué)與實(shí)驗(yàn)[1,4],它可以看到，模具溫度對(duì)脫模時(shí)間影響極大,因此冷卻時(shí)間(成本）。 注射成型過(guò)程是一個(gè)循環(huán)過(guò)程,模具溫度變化見(jiàn)圖1,溫度也有所不同,從平均價(jià)值通過(guò)整體周期時(shí)間。 圖1 模具在一個(gè)周期內(nèi)的溫度變化 2.塑料注射模具冷卻技術(shù) 因?yàn)樗呀?jīng)描述,已經(jīng)有幾種不同的技術(shù),讓用戶來(lái)冷卻模具[5]。最傳統(tǒng)的方法是用鉆井技術(shù),即生產(chǎn)模具的洞。通過(guò)這些孔(冷卻線),冷卻介質(zhì)流動(dòng),消除生成和積累的熱量從模具[1,2]。它也是非常方便的在不同的材料建造,不同的熱導(dǎo)率,目的是提高控制模具溫度條件。這樣的方法是所謂的被動(dòng)方法對(duì)模具溫度控制。 這個(gè)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)是使系統(tǒng)活躍,它可以改變熱條件,對(duì)于所需的方面,比如產(chǎn)品質(zhì)量或周期時(shí)間。對(duì)于模具，一個(gè)這樣的方法是集成熱電氣模塊(TEM),它可以改變熱條件期望的性質(zhì)。用這樣的方法,一個(gè)可以控制傳熱與時(shí)間和空間變量,那意味著什么,晝夜可以調(diào)節(jié)整個(gè)注塑周期,獨(dú)立于位置的模具。熱控制是通過(guò)控制單元,輸入變量是收到的人工輸入或從注塑仿真輸入。對(duì)于輸出值,控制單元模塊行為監(jiān)控TEM。 2.1.熱電模塊(TEM) 為需要的熱操作,TEM模塊集成到模具。熱量與電之間的交互變量對(duì)于換熱是基于珀?duì)柼?yīng)。珀?duì)柼?yīng)的現(xiàn)象是眾所周知的,但直到現(xiàn)在從未用于注塑應(yīng)用程序。TEM模塊(見(jiàn)圖2)是一個(gè)對(duì)P和N型半導(dǎo)體妥善安排的設(shè)備由,在兩個(gè)陶瓷板之間的位置形成的熱與冷溫差冷卻器的網(wǎng)站。傳熱的力度可以容易控制通過(guò)的大小和極性的提供的電力電流。 圖2 TEM框圖 2.2模具冷卻的應(yīng)用 應(yīng)用程序的主要想法是插入到墻壁的TEM模塊模腔作為主要傳熱單元。 這些基本的裝配中見(jiàn)圖3。二次傳熱是通過(guò)常規(guī)流體冷卻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),允許從模腔熱力學(xué)系統(tǒng)熱流入與流出。設(shè)備呈現(xiàn)在圖3，包括熱電模塊(A),使主要的傳熱來(lái)自可控表面模具腔(B)的溫度。二次傳熱是通過(guò)冷卻通道(C)啟用,在模具中提供恒溫條件。熱電模塊(A)作為熱泵運(yùn)行，像這樣的操縱與熱派生通過(guò)流體冷卻系統(tǒng)(C)到模具。系統(tǒng)二次加熱與冷卻通道操作作為熱交換器。減少熱容的可控區(qū)域保溫(D)安裝在模腔(F)和模具結(jié)構(gòu)板(E)之間。 整個(gè)應(yīng)用程序包括TEM模塊,一個(gè)溫度傳感器和電子裝置，來(lái)控制系統(tǒng)的完整。該系統(tǒng)的描述見(jiàn)圖4，包括一個(gè)輸入單元(輸入界面)和一個(gè)供應(yīng)單元(電子單元和電力電子供應(yīng)H橋單元)。 輸入和供應(yīng)單元與溫度傳感器回路信息附在一個(gè)控制單元,作為執(zhí)行單元試圖強(qiáng)加預(yù)定義的溫帶/時(shí)間/位置關(guān)系。使用珀?duì)柼?yīng),單元可以用于加熱或冷卻的目的。 二級(jí)除熱是通過(guò)流體冷卻媒體實(shí)現(xiàn)視為換熱器,如圖4。根據(jù)目前的冷卻技術(shù)和作為一個(gè)水槽或源的熱量第一單位。這允許完全控制過(guò)程從溫度、時(shí)間和位置通過(guò)整個(gè)周期。此外,它允許不同的溫度/時(shí)間/位置循環(huán)，也為起點(diǎn)和終點(diǎn)的過(guò)程。技術(shù)的描述可用于各種工業(yè)和研究目的,精確的溫度/時(shí)間/位置控制是必需的。 本文系統(tǒng)分析了從理論以及實(shí)踐的觀點(diǎn)見(jiàn)圖3和4。通過(guò)有限元模擬分析了理論方面,而實(shí)用的開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)的原型應(yīng)用到實(shí)際測(cè)試。 圖3 TEM冷卻裝配的結(jié)構(gòu) 圖4溫度檢測(cè)和監(jiān)管結(jié)構(gòu) 3.有限元分析模具冷卻 當(dāng)前的發(fā)展對(duì)注塑模具設(shè)計(jì)包括幾個(gè)階段[3]。其中還設(shè)計(jì)和優(yōu)化一個(gè)冷卻系統(tǒng)。這是通過(guò)使用定制的有限元法進(jìn)行模擬軟件包(模塑仿真分析[4]),可以預(yù)測(cè)冷卻系統(tǒng)功能,特別是其影響塑料。與這種模擬相似,模具設(shè)計(jì)師收集了關(guān)于在產(chǎn)品流變學(xué)和變形的信息，由于收縮作為生產(chǎn)時(shí)間周期信息。 這個(gè)熱信息通常是準(zhǔn)確的,但仍然存在不可靠的情況下的流變材料信息不足。高質(zhì)量的輸入為熱調(diào)節(jié)TEM,需要得到一個(gè)關(guān)于溫度分布在周期時(shí)間和整個(gè)模具表面和整個(gè)模具厚度的圖片。因此,不同的過(guò)程模擬是必要的。 3.1物理模型,有限元分析 有限元分析為開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)是由于作者長(zhǎng)期經(jīng)歷這樣的包裝[4]和在虛擬環(huán)境中執(zhí)行不同測(cè)試的可能性。整個(gè)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)了原型在有限元環(huán)境(見(jiàn)圖5)通過(guò)溫度分布在每個(gè)部分的原型和聯(lián)系人之間的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了探討。為在一個(gè)樣機(jī)上模擬物理特性機(jī),仿真模型構(gòu)建了利用COMSOL軟件多重物理量。結(jié)果是一個(gè)有限元模型與真實(shí)的原型(見(jiàn)圖7),通過(guò)它可以比較和評(píng)估結(jié)果。 就有限元模型在術(shù)語(yǔ)的傳熱物理的探討考慮兩個(gè)熱源:一個(gè)水換熱器與流體物理和熱電模塊與傳熱物理(只有傳導(dǎo)和對(duì)流輻射進(jìn)行分析,忽略了由于低相對(duì)溫度,因此低影響溫度)。 在實(shí)際測(cè)試中，有限元分析的邊界條件設(shè)定目標(biāo)達(dá)到相同的工作條件。周?chē)目諝夂退畵Q熱器被設(shè)定在穩(wěn)定溫度20 ℃。 有限元分析的結(jié)果中可以看到，如圖6,即晝夜分布通過(guò)模擬區(qū)域顯示在圖5。圖6表示穩(wěn)態(tài)分析,非常準(zhǔn)確的原型測(cè)試相比。為了模擬時(shí)域響應(yīng)進(jìn)行了瞬態(tài)仿真,對(duì)于未來(lái)的工作也顯示非常積極的結(jié)果。在很短的時(shí)間(5s)能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)溫差200℃,可能會(huì)在TEM結(jié)構(gòu)導(dǎo)致一些問(wèn)題。這些問(wèn)題通過(guò)幾個(gè)方案就都解決了,如充足的安裝,選擇合適的材料和應(yīng)用TEM智能電子監(jiān)管。 圖5 一個(gè)原型在有限元環(huán)境的橫截面 圖6 有限元分析的溫度分布 3.2.實(shí)驗(yàn)室測(cè)試 因?yàn)樗呀?jīng)描述,原型制作和測(cè)試(見(jiàn)圖7)。結(jié)果顯示,設(shè)置的假設(shè)被證實(shí)。用TEM模塊,可以在整個(gè)周期的時(shí)間控制溫度分布的不同部分的模具。與實(shí)驗(yàn)室測(cè)試,這是證明了的,可以是實(shí)際的熱操縱監(jiān)管與TEM模塊。測(cè)試是在實(shí)驗(yàn)室,模擬真實(shí)的工業(yè)環(huán)境,注塑成型機(jī)克勞斯?馬斐公里60 ℃、溫度傳感器、紅外攝像機(jī)和原型TEM模塊。反應(yīng)溫度在1.8 s反應(yīng)溫度從5℃到80℃，這代表了一個(gè)在注射成型周期廣闊的區(qū)域內(nèi)的熱量控制。 圖7 現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的原型 4.結(jié)論 利用熱電模塊與它直接連接輸入和輸出之間的關(guān)系是冷卻應(yīng)用程序一個(gè)里程碑。對(duì)注塑模具的引入與冷卻結(jié)構(gòu)精密問(wèn)題的處理,部分高質(zhì)量的塑料代表了很高的期望。 作者是假設(shè)使用珀?duì)柼?yīng)可用于溫度控制在模具注塑?；诜抡婀ぷ鞯姆椒ê驼嬲纳a(chǎn)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備證明,假設(shè)被證實(shí)。仿真結(jié)果顯示,在注塑過(guò)程中一個(gè)廣泛的領(lǐng)域可能應(yīng)用TEM模塊。 提到的溫度曲線跨周期時(shí)間的功能,注射模塑過(guò)程可以完全控制。工業(yè)的問(wèn)題,如均勻冷卻問(wèn)題類(lèi)表面及其后果的塑料零件的外表可以解決。在注射時(shí)間過(guò)熱的一些表面可以解決薄長(zhǎng)填充墻的問(wèn)題。此外,這樣的應(yīng)用程序控制流變特性的塑料材料可以獲得。在充填階段的模腔，用適當(dāng)?shù)臒嵴{(diào)節(jié)TEM是可能甚至控制熔體流動(dòng)的模具。這是做了適當(dāng)?shù)臏囟确植嫉哪＞?更高的溫度對(duì)薄壁零件的產(chǎn)品)。 應(yīng)用TEM模塊,可以顯著減少周期時(shí)間在注塑過(guò)程。時(shí)間的限制可能減少在于框架的額外的冷卻時(shí)間10% 25%,在1.2節(jié)描述。 應(yīng)用TEM模塊可以積極控制產(chǎn)品的翹曲和產(chǎn)品翹曲調(diào)節(jié)量的方式來(lái)達(dá)到所需的產(chǎn)品公差。 本文提出了TEM模塊冷卻應(yīng)用注射模塑過(guò)程，這是是一個(gè)優(yōu)先的選擇專(zhuān)利,屬于TECOS舉行。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 I 摘 要 本次設(shè)計(jì)的題目是手機(jī)下蓋產(chǎn)品造型與模具設(shè)計(jì) 要求設(shè)計(jì)出用于生產(chǎn)的注射模 具 初步對(duì)該塑件的結(jié)構(gòu)分析可知 由于該塑件的面積較小 因此采用側(cè)澆口澆注 并且采取一模兩腔的結(jié)構(gòu)形式 由于塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 故而需要采用斜頂機(jī)構(gòu) 本次設(shè)計(jì)的具體過(guò)程如下 首先對(duì)塑件的成型工藝性能進(jìn)行分析 這包括對(duì)塑件 的結(jié)構(gòu)尺寸的分析和成型塑件的材料各項(xiàng)性能的分析 其次 就是如何合理的選擇注 射機(jī) 選擇正確的注射機(jī)是本次設(shè)計(jì)的基礎(chǔ) 再次 就是擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 模具 的結(jié)構(gòu)形式必須根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)尺寸 通過(guò)計(jì)算進(jìn)行合理的選擇 第四步就是澆注系 統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第五步是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn) 成型零部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算 第六步是斜頂機(jī)構(gòu) 的設(shè)計(jì)和計(jì)算 通過(guò)本次設(shè)計(jì) 使我對(duì)注塑模具的結(jié)構(gòu)和性能有了全面的了解 并且鞏固和學(xué)到 了模具設(shè)計(jì)的基本知識(shí) 為以后踏入社會(huì)工作打下了基礎(chǔ) 可以說(shuō)是受益匪淺 關(guān)鍵詞 塑料模具 注射機(jī) 澆注系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 II 目 錄 摘 要 1 緒論 1 1 1 綜述 1 1 1 1 塑料模的功能 1 1 1 2 我國(guó)塑料模具現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1 1 1 3 未來(lái)塑料模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向 1 1 2 本設(shè)計(jì)的意義及目的 2 2 手機(jī)下蓋設(shè)計(jì)及其成型工藝的分析 3 2 1 塑件分析 3 2 2 塑料的選材及性能分析 4 2 3 ABS 塑料的注射過(guò)程及工藝 5 2 4 ABS 的主要缺陷及消除措施 6 3 模具設(shè)計(jì)方案的確定 7 3 1 分型面方案的確定 8 3 2 型腔數(shù)量確定 8 4 模具設(shè)計(jì) 9 4 1 注塑機(jī)選型 9 4 2 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)和澆口的設(shè)計(jì) 13 4 3 成型零件工作尺寸的設(shè)計(jì)和計(jì)算 15 4 4 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 17 4 5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu) 19 4 6 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 III 4 7 斜頂與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 22 4 8 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 4 9 冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 23 4 10 模具材料例表 25 5 模具裝配 25 5 1 塑料模具裝配的技術(shù)要求 25 5 2 塑料模具裝配過(guò)程 26 總 結(jié) 28 參考文獻(xiàn) I 致 謝 II 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 1 1 緒論 1 1 綜述 1 1 1 塑料模的功能 模具是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)用的重要工藝裝備 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中 60 90 的工業(yè)產(chǎn) 品需要使用模具 模具工業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ) 許多新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和研制在很 大程度上都依賴于模具生產(chǎn) 特別是汽車(chē) 摩托車(chē) 輕工 電子 航空等行業(yè)尤為突 出 而作為制造業(yè)基礎(chǔ)的機(jī)械行業(yè) 根據(jù)國(guó)際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)的預(yù)測(cè) 21 世紀(jì)機(jī)械將會(huì) 有進(jìn)一步的創(chuàng)新改進(jìn) 制造工業(yè)的零件 其粗加工的 75 和精加工的 50 都將依靠模 具完成 因此 模具工業(yè)已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)工業(yè) 模具工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵是 模具技術(shù)的進(jìn)步 1 1 2 我國(guó)塑料模具現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 近年來(lái) 我國(guó)的模具工業(yè)一直以每年 13 左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展 據(jù)預(yù)測(cè) 我 國(guó)模具行業(yè)在 十五 期間的增長(zhǎng)速度將達(dá)到 13 15 模具鋼的需求量也將以年 12 的速度遞增 全國(guó)年需求量約 70 萬(wàn)噸左右 而國(guó)產(chǎn)模具鋼的品種只占現(xiàn)有國(guó)外模 具鋼品種的 60 每年進(jìn)口模具鋼約 6 萬(wàn)噸 我國(guó)每年進(jìn)口模具約占市場(chǎng)總量的 20 左右 已超過(guò) 10 億美元 其中塑料與橡膠模具占全部進(jìn)口模具的 50 以上 沖壓模具 占全部進(jìn)口模具約 40 1 2 1 1 3 未來(lái)塑料模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向 目前 全世界模具的年產(chǎn)值約為 650 億美元 我國(guó)模具工業(yè)的產(chǎn)值在國(guó)際上排名 位居第三位 僅次于日本和美國(guó) 未來(lái)我國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⑹?大力普及 廣泛應(yīng)用 CAD CAM CAE 技術(shù) 逐步走向集成化 現(xiàn)代模具設(shè)計(jì) 制造不僅應(yīng)強(qiáng)調(diào)信息的集成 更應(yīng)該強(qiáng)調(diào)技術(shù) 人和管理的集成 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 2 提高大型 精密 復(fù)雜與長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 逐步減少模具的進(jìn) 口量 增加模具的出口量 在塑料注射成型模具中 積極應(yīng)用熱流道 推廣氣輔或水輔注射成型 以及 高壓注射成型技術(shù) 滿足產(chǎn)品的成型需要 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率 模具標(biāo)準(zhǔn)件是模具基礎(chǔ) 其大 應(yīng)用可縮短模具設(shè)計(jì)制造周期 同時(shí)也顯著提高模具的制造精度和使用性能 大大地 提高模具質(zhì)量 發(fā)展快速制造成型和快速制造模具 即快速成型制造技術(shù) 迅速制造出產(chǎn)品 的原型與模具 降低成本推向市場(chǎng) 積極研究與開(kāi)發(fā)模具的拋光技術(shù) 設(shè)備與材料 滿足特殊產(chǎn)品的需要 推廣應(yīng)用高速銑削 超精度加工和復(fù)雜加工技術(shù)與工藝 滿足模具制造的需 要 開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù) 提高模具的可靠性 研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù) 逆向工程與并行工程 最大限度地提高模 具的開(kāi)發(fā)效率與成功率 1 2 本設(shè)計(jì)的意義及目的 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)所學(xué)知識(shí)做的一次總測(cè)驗(yàn) 是鍛煉也是檢驗(yàn)自己所學(xué) 并掌握運(yùn)用知識(shí)的能力 是我們高等院校學(xué)生的最后的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié) 通過(guò)這次設(shè)計(jì) 學(xué) 到許多原本未能學(xué)到的東西 對(duì)過(guò)去沒(méi)有掌握的知識(shí)得到了更進(jìn)一步鞏固 目的在于 需要獨(dú)立思考 綜合運(yùn)用所掌握理論知識(shí)的能力得到很大的提高 學(xué)會(huì)從生產(chǎn)實(shí)際出 發(fā) 針對(duì)實(shí)際課題解決實(shí)際問(wèn)題 掌握如何綜合使用各種設(shè)計(jì)手冊(cè) 圖冊(cè) 資料的等 方法 提高個(gè)人電腦繪圖水平 同時(shí)也為我們即將參加工作所做的必要準(zhǔn)備 打下基 礎(chǔ) 更是我們?cè)谛W(xué)習(xí)模具設(shè)計(jì)與制造等專(zhuān)業(yè)知識(shí)的一次綜合考驗(yàn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 3 2 手機(jī)下蓋設(shè)計(jì)及其成型工藝的分析 2 1 塑件分析 圖 2 1 手機(jī)下蓋 上圖 2 1 所示是手機(jī)下蓋零件 2 1 1 結(jié)構(gòu)分析如下 該塑件為殼體 殼體具有一定的深度 表面光滑 在模具設(shè)計(jì)和制造上要有良好 的加工工藝 確保成型零件具有一定的光潔度 殼體內(nèi)部凹下的膠位是為了插入時(shí)能配合緊密 所以必須具備一定的制造精度 2 1 2 成型工藝分析 采用一般精度等級(jí) 5 級(jí) 大量生產(chǎn) 該塑件壁厚約為 1mm 左右 考慮到殼體較淺 塑件內(nèi)表面不設(shè)脫模斜度 由于有斜頂 型腔將被做成鑲拼式所以塑件外形沒(méi)有放脫模斜度 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 4 2 2 塑料的選材及性能分析 該殼用于手機(jī)底殼 經(jīng)常用手觸摸 必須耐酸 對(duì)電絕緣 化學(xué)穩(wěn)定性要好 抗 拉強(qiáng)度 硬度 耐磨性要突出 綜合機(jī)械性能要好 具備這些條件的塑料首選 丙烯 腈 丁二烯 苯乙烯 英文名稱 Acrylonitrile Butadiene Styrene 簡(jiǎn)稱 ABS 2 2 1 使用特點(diǎn) 1 綜合性能較好 沖擊強(qiáng)度較高 化學(xué)穩(wěn)定性 電性能良好 2 與 372 有機(jī)玻璃的熔接性良好 制成雙色塑件 且可表面鍍鉻 噴漆處理 3 有高抗沖 高耐熱 阻燃 增強(qiáng) 透明等級(jí)別 4 流動(dòng)性比 HIPS 差一點(diǎn) 比 PMMA PC 等好 柔韌性好 3 2 2 2 成型特性 1 無(wú)定形料 流動(dòng)性中等 吸濕大 必須充分干燥 表面要求光澤的塑件須長(zhǎng)時(shí)間 預(yù)熱干燥 80 90 度 3 小時(shí) 2 宜取高料溫 高模溫 但料溫過(guò)高易分解 分解溫度為 270 度 對(duì)精度較高的 塑件 模溫宜取 50 60 度 對(duì)高光澤 耐熱塑件 模溫宜取 60 80 度 3 如需解決夾水紋 需提高材料的流動(dòng)性 采取高料溫 高模溫 或者改變?nèi)?水位等方法 4 如成形耐熱級(jí)或阻燃級(jí)材料 生產(chǎn) 3 7 天后模具表面會(huì)殘存塑料分解物 導(dǎo) 致模具表面發(fā)亮 需對(duì)模具及時(shí)進(jìn)行清理 同時(shí)模具表面需增加排氣位置 2 2 3 ABS 的主要性能指標(biāo) 4 ABS 的技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)下表 2 1 密度 3 kgdm 1 02 1 16 比體積 31 vdmkg 0 86 0 98 吸水率 2410pc 0 2 0 4 收縮率 s 0 4 0 7 熔點(diǎn) tC 130 160 硬度 HB 9 7 R121 抗拉屈服強(qiáng)度 bMPa 50 拉伸彈性模量 1EMPa31 80 體積電阻率 Vcm 16 90 彎曲強(qiáng)度 w 80 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 5 0 46MP 90 108 無(wú)缺口 261熱變形溫度 t c 0 185MP 83 103 沖擊韌度 2 nkJm 2 k 缺口 11 2 3 ABS 塑料的注射過(guò)程及工藝 2 3 1 注射成型過(guò)程 1 成型前準(zhǔn)備 對(duì) ABS 進(jìn)行干燥 ABS 是吸水的塑料 于室溫下 24 小時(shí)可 吸收 0 2 0 35 水分 雖然這種水分不至于對(duì)機(jī)械性能構(gòu)成重大影響 但注塑時(shí)若 濕度超過(guò) 0 2 塑料表面會(huì)受大的影響 所以對(duì) ABS 進(jìn)行成型加工時(shí) 一定要事先 干燥 而且干燥后的水分含量應(yīng)小于 0 2 ABS 的干燥方法 常壓熱風(fēng)干燥 80 85 2 4 小時(shí) 真空熱風(fēng)干燥 80 1 2 小時(shí) 2 注射過(guò)程 塑料在注射機(jī)內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱 塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后 由模具的澆注系 統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型 起過(guò)程可分為充模 壓實(shí) 保壓 倒流 和冷卻 5 個(gè)階段 2 3 2 ABS 的注射工藝參數(shù) 1 螺 桿 類(lèi) 別 標(biāo) 準(zhǔn) 螺 桿 直 通 式 噴 嘴 2 回 料 轉(zhuǎn) 速 rpm 301minr 3 注射機(jī)料筒溫度 前段 180 200 中段 165 180 后段 150 170 4 噴嘴 170 180 5 模具 50 80 玻纖增強(qiáng)制品取 75 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 6 6 注射壓力 60 100 7 注射速度 注射壓力 一般 ABS 制品采用高速及多級(jí)注射 但是對(duì)于阻燃品級(jí) 要慢速注射 可以避 免注射料的分解 耐熱 ABS 也要快速注射 可減少內(nèi)部應(yīng)力 注射壓力在 75MPa 左 右 保壓時(shí)可低些 8 熔膠溫度 190 9 成型時(shí)間 s 注射時(shí)間 20 90 高壓時(shí)間 0 5 冷卻時(shí)間 20 120 總周期 50 220 在 265 溫度下 物料在機(jī)筒內(nèi)停留時(shí)間最多不能超過(guò) 5 6 分鐘 若溫度為 280 則物料在機(jī)筒內(nèi)停留時(shí)間就不能超過(guò) 2 3 分鐘 10 后處理 把塑件放在紅外線或者烘箱下 溫度設(shè)為 70 度烘干 2 4 小時(shí) 4 2 4 ABS 的主要缺陷及消除措施 2 4 1 殘余應(yīng)力引起的龜裂 殘余應(yīng)力主要由于以下三種情況 即充填過(guò)剩 脫模推出和金屬鑲嵌件造成的 作為在充填過(guò)剩的情況下產(chǎn)生的龜裂 其解決方法主要可在以下幾方面入手 1 由于直澆口壓力損失最小 所以 如果龜裂最主要產(chǎn)生在直澆口附近 則可 考慮改用多點(diǎn)分布點(diǎn)澆口 側(cè)澆口及柄形澆口方式 2 在保證樹(shù)脂不分解 不劣化的前提下 適當(dāng)提高樹(shù)脂溫度可以降低熔融粘度 提高流動(dòng)性 同時(shí)也可以降低注射壓力 以減小應(yīng)力 3 一般情況下 模溫較低時(shí)容易產(chǎn)生應(yīng)力 應(yīng)適當(dāng)提高溫度 但當(dāng)注射速度較高 時(shí) 即使模溫低一些 也可減低應(yīng)力的產(chǎn)生 4 注射和保壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力 將其適當(dāng)縮短或進(jìn)行 Th 次保壓切換效果 較好 2 4 2 熔接痕 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 7 熔接痕是由于來(lái)自不同方向的熔融樹(shù)脂前端部分被冷卻 在結(jié)合處未能完全融合 而產(chǎn)生的 一般情況下 主要影響外觀 對(duì)涂裝 電鍍產(chǎn)生影響 嚴(yán)重時(shí) 對(duì)制品強(qiáng) 度產(chǎn)生影響 可參考以下幾項(xiàng)予以改善 l 調(diào)整成型條件 提高流動(dòng)性 如 提高樹(shù)脂溫度 提高模具溫度 提高注射壓 力及速度等 2 增設(shè)排氣槽 在熔接痕的產(chǎn)生處設(shè)置推出桿也有利于排氣 3 盡量減少脫模劑的使用 4 設(shè)置工藝溢料并作為熔接痕的產(chǎn)生處 成型后再予以切斷去除 5 若僅影響外觀 則可改變燒四位置 以改變?nèi)劢雍鄣奈恢?2 4 3 銀線 銀線產(chǎn)生的主要原因是由于材料的吸濕性引起的 因此 一般應(yīng)在比樹(shù)脂熱變形 溫度低 10 15C 的 條件下烘干 特別是在使用自動(dòng)烘干料斗時(shí) 需要根據(jù)成型周期 成型量 及干燥時(shí)間選用合理的容量 還應(yīng)在注射開(kāi)始前數(shù)小時(shí)先行開(kāi)機(jī)烘料 另 外 料簡(jiǎn)內(nèi)材料滯流時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生銀線 不同種類(lèi)的材料混合時(shí) 例如聚苯乙烯 和 ABS 樹(shù)脂 AS 樹(shù)脂 聚丙烯和聚苯乙烯等都不混合 2 4 4 白化 白化現(xiàn)象最主要發(fā)生在 ABS 樹(shù)脂制品的推出部分 脫模效果不佳是其主要原因 可采用降低注射壓力 加大脫模斜度 增加推桿的數(shù)量或面積 減小模具表面粗糙度 值等方法改善 當(dāng)然 噴脫模劑也是一種方法 但應(yīng)注意不要對(duì)后續(xù)工序 如燙印 涂裝等產(chǎn)生不良影響 3 模具設(shè)計(jì)方案的確定 3 1 分型面方案的確定 分型面是模具上用來(lái)取出塑件和澆注系統(tǒng)料可分離的接觸面稱為分型面 分型面的 選擇對(duì)模具設(shè)計(jì)方式影響最大 分型面設(shè)計(jì)是否合理對(duì)塑件質(zhì)量和模具復(fù)雜程度具有很 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 8 大的影響 基本上是一種分型面對(duì)應(yīng)著一種模具設(shè)計(jì)方案 所以分型面的選擇決定著 模具總體的設(shè)計(jì)方案 3 1 1 分型面的選擇原則 3 1 保證塑料制品能夠脫模 2 使分型面容易加工 3 盡量避免側(cè)向抽芯 4 使側(cè)向抽芯盡量短 5 有利于排氣 6 有利于保證塑件的外觀質(zhì)量 7 盡可能使塑件留在動(dòng)模一側(cè) 8 盡可能滿足塑件的使用要求 9 盡量減少塑件在合模方向的投影面積 10 長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開(kāi)模方向 11 有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu) 3 1 2 分型面確定 分型面與開(kāi)模方向垂直 如圖 3 1 所示 定模型芯利用開(kāi)模動(dòng)作從塑件中抽出 塑件雙耳式側(cè)孔利用滑塊或者斜導(dǎo)柱來(lái)成型 整個(gè)塑件成型精度比較高 模具結(jié)構(gòu)還 算簡(jiǎn)單 只需要雙向抽芯 圖 3 1 分型面形式與位置 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 9 3 2 型腔數(shù)量確定 由于生產(chǎn)批量大 本套模具采用一模兩腔如圖 3 2 所示 圖 3 2 型腔排列方式 4 模具設(shè)計(jì) 4 1 注塑機(jī)選型 注射機(jī)是安裝在注射機(jī)上使用的設(shè)備 因此設(shè)計(jì)注射模應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技 術(shù)規(guī)范 才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具 注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的的大小及型腔的模具和排列方式 在確定模 具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下 設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需的注射量 鎖模力 注射壓力 拉桿間距 最大和最小模具厚度 推出形式 推出位置 推出行程 開(kāi)模 距離進(jìn)行計(jì)算 根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺(tái)和模具相匹配的注射機(jī) 倘若用戶自己提供型 號(hào)和規(guī)格 設(shè)計(jì)人員必須對(duì)其進(jìn)行校核 若不能滿足要求 則必須自己調(diào)整或與用戶 取得商量調(diào)整 4 1 1 注射量計(jì)算 該產(chǎn)品為 ABS 查書(shū) 設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn) 得知其密度為 1 08 1 10g cm 3 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 10 收縮率為 0 4 0 7 計(jì)算其平均密度為 1 09 平均收縮率為 0 55 通過(guò)計(jì)算得 兩塑件體積為 V 塑 97 5 cm 3 兩塑件的質(zhì)量 M 塑 106 3g 澆注系統(tǒng)體積 V 澆 0 955 cm 3 澆注系統(tǒng)質(zhì)量 M 澆 1 04g 故得總體積和總質(zhì)量為 V 總 98 5 M 總 107 34g 4 1 2 注射機(jī)型號(hào)的選定 根據(jù)以上的計(jì)算初步選定型號(hào)為 SZ 125 630 型臥式注射機(jī) 其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn) 表 4 1 表 4 1 SZ 125 630 型注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 4 螺桿直徑 mm 40 拉桿內(nèi)間距 mm 370 x320 推動(dòng)行程 mm 550 最大模具厚度 mm 300 理論容量 3cm140 最小模具厚度 mm 150 注射速度 g s 110 頂出桿根數(shù) 1 塑化能力 g s 16 8 定位孔直徑 mm 125 額定注射壓力 MP 126 頂出中心孔直徑 mm 35 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 14 200 頂出力 KN 1500 鎖模力 KN 530 球半徑 SR mm 15 開(kāi)模行程 mm 270 噴 嘴 孔直徑 mm 4 1 3 型腔數(shù)量的校核及注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 6 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 11 1 型腔數(shù)量的校核 1 由注射機(jī)料筒塑化速率校核型腔數(shù)量 4 1 210 861 0473KMtmn t 取 60s 符合要求 71 右 邊 式中 K 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù) 非結(jié)晶型塑料一般取 0 8 M 注射機(jī)的額定塑化量 改注射機(jī)為 16 8g s T 成型周期 因塑件還比較大 壁厚 取 30s m1 單個(gè)塑件的質(zhì)量 取 106 3g m2 澆注系統(tǒng)的質(zhì)量 取 1 04g 2 按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量 210 841 04163nKm 符合要求 式中 注射機(jī)允許的最大注射量 該注射機(jī)為 140g Nm 其他符號(hào)意義與取值同前 3 按注射機(jī)的額定鎖模力校核型腔數(shù)量 殼體正反兩面產(chǎn)生的脹模力由內(nèi)模殼抵消 左右兩行位壓力由導(dǎo)柱和前模板的斜 面抵消 取這兩處力的一半為正壓力 21286 730 8Am 分型面合模處的作用面積 塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力是 一般是注射壓力的 30 65 0aMP 取平均壓力為 4 2 3 1865 0412 型 aP 4 3 12 31 78 FnPA 型 符合要求 2 注射機(jī)工藝參數(shù)的校核 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 12 1 注射量的校核 注射量以容積表示最大注射容積為 3max0 85149Vvcm 最少注射容積 3in 2 而 miax 98 5Vc 符合要求 2 鎖模力的校核 前面計(jì)算過(guò) 符合要求 3 最大注射壓力的校核 注射機(jī)的額定注射壓力即為該機(jī)器的最高壓力 max126PM 應(yīng)該大于注射成型所需調(diào)用的注射壓力的 即0ax k 式中 1 254k 為 70 90 0PaM 代入數(shù)據(jù)計(jì)算 符合要求 3 安裝尺寸的校核 最大與最小模具厚度 模具厚度 H 應(yīng)滿足 minaxH 式中 minax150 30 該套模具厚度 H 25 70 90 90 1 25 301mm 很明顯 選擇該注射機(jī)能滿足模具設(shè)計(jì)的要求 4 開(kāi)模行程校核 12 50 Hm 注射機(jī)動(dòng)模板的開(kāi)模行程 取 270mm 見(jiàn)表 4 2 H 塑件推出行程取 30mm 1 為包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 13 2307 51 0Hm 代值計(jì)算發(fā)現(xiàn)開(kāi)模行程能滿足 4 2 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)和澆口的設(shè)計(jì) 為了使塑料熔體平穩(wěn)有序地填充到型腔中 把注射壓力充分傳遞到型腔的各個(gè)部 位 以獲得組織致密 外形清晰的塑件 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理與否影響塑件的內(nèi)在性能質(zhì)量 尺寸精度 外觀質(zhì)量 成型效 率 塑料利用率等 對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí) 一般應(yīng)遵循以下基本原則 1 適應(yīng)塑料的成型工藝性能 2 結(jié)合型腔布局考慮 3 熱量及壓力損失要小 4 有利于型腔中氣體的排出 5 防止型芯變形和嵌件位移 6 保證塑件外觀質(zhì)量 7 降低成本 提高生產(chǎn)效率 4 2 1 主流道的設(shè)計(jì) 4 主流道是連接注射機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道 通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸線 上 斷面為圓形 具有一頂?shù)腻F度 以便熔體的流動(dòng)和開(kāi)模時(shí)主流到凝料的順利拔除 1 主流道尺寸和澆口的設(shè)計(jì) 1 主流道的小端直徑 D 注射機(jī)噴嘴直徑 0 5 1 3 0 5 1 取 D 3 5mm 2 主流道的球面半徑 SR 注射機(jī)噴嘴球頭半徑 1 2 15 1 2 取 SR 16mm 3 球面的配合高度 取 h 3mm 35hm 4 主流道的長(zhǎng)度 取 L 15 52 5 67 5mm 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 14 主流道大端直徑 半錐角 2tan6 54DL 1 取 5 8m 澆口套總長(zhǎng) 07370 hm 2 澆口套的設(shè)計(jì) 主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸 屬易損件 對(duì)材料要求比較嚴(yán) 因而 模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套 以便有效的選用優(yōu) 質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理 常采用碳素工具鋼 如 T8A T10A 等 熱處理硬度 為 50HRC 55HRC 如圖 4 1 所示 圖 4 1 主流道襯套 3 定位圈的設(shè)計(jì)與固定 由于該模具主流道比較長(zhǎng) 定位圈和襯套設(shè)計(jì)成分體式 注射機(jī)定位孔尺寸為 定位圈尺寸取 兩者之間呈較松的間隙配合 0 125 0 2415 定位圈結(jié)構(gòu)尺寸如圖 4 2 所示 定位圈和襯套的固定形式如圖 4 3 所示 圖 4 2 定位圈 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 15 圖 4 3 主道襯套的固定形式 1 內(nèi)六角螺紋 2 定位圈 3 定模座板 4 主流道襯套 5 定模板 4 2 2 澆口的設(shè)計(jì) 采用梯形側(cè)澆口如圖 4 4 塑料熔體通過(guò)主流道然后到分流道流入型腔 圖 4 4 側(cè)澆口的設(shè)置形式 4 3 成型零件工作尺寸的設(shè)計(jì)和計(jì)算 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件 包括凹模 型芯 鑲塊 成型桿和成型環(huán)等 成型零件工作時(shí) 直接與塑料接觸 塑料熔體的高壓 料流的沖 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 16 刷 脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦 因此 成型零件要求有正確的幾何形狀 較高的尺 寸精度和較低的表面粗糙度 此外 成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理 有較高的強(qiáng)度 剛度 及較好的耐磨性能 設(shè)計(jì)成型零件時(shí) 應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求 確定型腔的總體 結(jié)構(gòu) 選擇分型面和澆口位置 確定脫模方式 排氣部位等 然后根據(jù)成型零件的加 工 熱處理 裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 計(jì)算成型零件的工作尺寸 對(duì)關(guān)鍵 的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核 工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分的尺寸 主要有型腔和型芯的徑向尺寸 型腔深度和型芯高度尺寸和中心距尺寸等 ABS 的成型收縮率為 0 4 0 7 所以平均收縮率取 s 0 55 塑件尺寸公差按 SJ1372 78 標(biāo)準(zhǔn)中的 5 級(jí)精度成型 4 3 1 長(zhǎng)方體型芯 見(jiàn)圖 4 7 圖 4 7 型芯 1 采用臺(tái)肩固定的形式 下底面用模珂與動(dòng)模壓緊 2 塑件的尺寸公差源自 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 的塑件公差數(shù)值表 塑件尺寸 0 417sl 0 8217sl 0 86495sh 01 24 1 5 6Mldx 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 17 0 0022 258 2 1 1 5 6 7 69Msllx 17Sh 式中 s 塑料的平均收縮率 ABS 為 0 55 塑件外徑尺寸 取 25 64mm sd 修正系數(shù) 取 0 75 x 塑件尺寸公差 見(jiàn)上塑料尺寸公差值 模具制造誤差 其他誤差忽略 當(dāng)尺寸小于 50mm 時(shí) 當(dāng) 4 塑件尺寸大于 50mm 時(shí) 5 4 3 2 動(dòng)模模仁 見(jiàn)圖 4 8 圖 4 8 動(dòng)模型腔 1 模仁為鑲?cè)胧?通過(guò)沉頭螺釘固定在動(dòng)模板上 2 尺寸計(jì)算 塑件的尺寸公差源自 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 的塑件公差數(shù) 值表 3 1 01 574sL 02 8617s 01 152H 0 298 4 5 151 4 73Mx 0 25860 2220s 1 411 5 2 7 H 0 250 522098Msx 式中各符號(hào)同前 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 18 4 3 3 型腔零件剛度和強(qiáng)度校核 由于塑件成型部分采用模仁 再?gòu)哪０迳祥_(kāi)框把模仁鑲?cè)?用螺絲吃緊 成型部 分離模仁有滿足條件的規(guī)定距離 20 25mm 而模仁離模板四周也有滿足條件的規(guī) 定距離 所以成型時(shí)型腔零件完全滿足強(qiáng)度和剛度的要求 在這里就不一一校核 在 動(dòng)模板上 由于成型壓力很大部分垂直壓在其上 底部為了節(jié)約材料不打算采用支撐 板 在這里我們采用四個(gè)中托司支撐 尺寸位置大小和中托司布局請(qǐng)見(jiàn)模具組裝圖 4 4 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 根據(jù)前面型腔的布局以及互相位置尺寸 再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架 選 用結(jié)構(gòu)形式為 CI3030 70 90 90 01 S 即采用數(shù)量為 1 的標(biāo)準(zhǔn)模架 1 定模座板 300mm x 350mm 厚為 25mm 定模座板是模具與注射機(jī)連接固定的板 材料為 45 鋼 通過(guò) 4 個(gè) M12 的內(nèi)六角圓柱螺釘與定模固定板連接 定位圈通過(guò) 2 個(gè) M6 的內(nèi) 六角圓柱螺釘與其連接 定模座板與澆口套為 H8 f8 配合 7 2 定模板 300mm x 300mm 厚 70mm 用于固定型芯 導(dǎo)套 固定板應(yīng)有一定的厚度 并有足夠強(qiáng)度 一般用 45 號(hào)鋼 調(diào)質(zhì)到 230HB 270HB 其上的導(dǎo)柱和導(dǎo)套一端采用 H7 k6 配合 另外一段采用 H7 f7 配合 定模板與澆口套采用 H7 m6 配合 7 3 動(dòng)模座板 300mm x350mm 厚為 25mm 材料為 45 鋼 其上的注射機(jī)頂孔為 50 4 動(dòng)模板 300mm x 300mm 厚 90mm 行位滑塊通過(guò)矩形導(dǎo)滑槽在模套中滑動(dòng) 以完成側(cè)向分型和合模復(fù)位 材料為 45 鋼 其上的導(dǎo)柱和導(dǎo)柱孔為 H7 k6 配合 7 5 墊塊 58mm x 300mm 厚 90mm 1 主要作用 在動(dòng)模座板與支撐板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作空間 或是調(diào)節(jié)模具的總厚度 以 適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求 2 結(jié)構(gòu)形式 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 19 可以是平行墊塊或拐角墊塊 該模具采用平行墊塊 3 墊塊材料 墊塊材料為 Q235A 也可以用 HT200 球墨鑄鐵等 改套模具采用 Q235A 制 造 6 推板 180mm x 300mm 厚度 20mm 材料為 45 鋼 其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用 H7 k6 配合 用 M6 的內(nèi)六角 圓柱螺釘與推桿固定板固定 7 推桿固定板 180mm x 300mm 厚度 25mm 鋼材為 45 鋼 其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用 H7 f9 配合 7 模架如圖 4 11 所示 圖 4 11 模架 4 5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu) 采用標(biāo)準(zhǔn)模架 模架本身帶有導(dǎo)向裝置 按模架規(guī)格選取即可 4 5 1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 1 導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周?chē)蚩拷吘壍牟糠?其中心至模具 邊緣應(yīng)有足夠的距離 以保證模具的精度 防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形 2 該導(dǎo)套采用 4 根導(dǎo)柱 其布置為等直徑導(dǎo)柱不對(duì)稱布置 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 20 3 導(dǎo)柱安裝在支承板和模套上 導(dǎo)套安裝在定模固定板上 4 為了保證分型面很好的接觸 導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)只有承屑槽 在導(dǎo)柱 孔口倒角 5 在合模時(shí) 保證導(dǎo)向零件首先接觸 避免凸模先進(jìn)入型腔 導(dǎo)致模具損壞 6 動(dòng)定模板采用合并加工時(shí) 可確保同軸度要求 4 5 2 導(dǎo)柱設(shè)計(jì) 1 采用帶頭導(dǎo)柱 加油槽 如圖 4 12 所示 2 導(dǎo)柱長(zhǎng)度必須比凸模端面高度高出 6mm 8mm 3 為了使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔 導(dǎo)柱端部常做成圓錐形的先導(dǎo)部分 4 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來(lái)確定 應(yīng)保證有足夠的抗彎強(qiáng)度 5 導(dǎo)柱的安裝形式 導(dǎo)柱固定部分與模板按 H7 k6 配合 導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按 H7 f7 或 H8 f7 間隙配合 7 6 導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為 0 2um 7 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬耐磨的表面 不易折斷的內(nèi)芯 多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處 理或碳素工具鋼 T8A T10A 經(jīng)淬火處理 硬度為 50HRC 以上或 45 鋼經(jīng)調(diào)質(zhì) 表 面淬火 低溫回火 硬度為 50HRC 以上 圖 4 12 導(dǎo)柱 4 5 3 導(dǎo)套設(shè)計(jì) 導(dǎo)套與安裝在另外一半模上的導(dǎo)柱相配合 用以確定動(dòng) 定模的相對(duì)位置 以保 證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓套形零件 導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)形式有兩種 直導(dǎo)套 帶頭導(dǎo)套 1 采用帶頭導(dǎo)套 如圖 4 13 所示 2 導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角 導(dǎo)柱孔最好做成通孔 利于排出孔內(nèi)剩余空氣 3 導(dǎo)套孔的的滑動(dòng)部分按 H8 f7 H7 f7 的間隙配合 表面粗糙度為 0 4um 導(dǎo)套外徑與模板一端采用 H7 k6 配合 另外一端采用 H7 e7 配合鑲?cè)肽０?畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 21 4 導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅等耐磨材料制造 該模具中采用 T8A 圖 4 13 導(dǎo)套 4 6 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射成型每一循環(huán)中 塑件必須準(zhǔn)確無(wú)誤地從模具的凹模中或型芯上脫出 完成 脫出塑件的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu) 也常稱為推出機(jī)構(gòu) 4 6 1 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 8 塑件推出 頂出 是注射成型過(guò)程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié) 推出質(zhì)量的好壞將最后決 定塑件的質(zhì)量 因此 塑件的推出是不可忽視的 應(yīng)遵循以下原則 1 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)近盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè) 2 保證塑件不因推出而變形損壞 3 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單 動(dòng)作可靠 4 良好的塑件外觀 5 合模時(shí)的準(zhǔn)確復(fù)位 4 6 2 塑件的推出機(jī)構(gòu) 該套模具的塑件采用推板推出 推桿的形式為圓形 1 推桿如圖 4 14 所示 共 8 根推桿 圖 4 14 帶肩圓筒推桿 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 22 2 推桿應(yīng)設(shè)置在脫模阻力大的地方 3 推桿應(yīng)布置均勻 4 推桿應(yīng)設(shè)在塑件強(qiáng)度 剛度較大的地方 5 推桿直接與模板上的推桿空采用 H8 f8 間隙配合 6 通常推桿裝入模具后 其端面應(yīng)與型腔地面平齊或高出型腔底面 0 05mm 0 10mm 7 推桿與推桿固定板 通常采用單邊 0 5mm 的間隙 這樣可以降低加工要求 又能在多推桿的情況下 不因各板上的推桿孔加工誤差引起軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn) 象 8 推桿的材料常用 T8 T10 碳素工具鋼 熱處理要求硬度 50HRC 以上 工作 端配合部分的表面粗糙度為 u 0 8um 4 7 斜頂與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 當(dāng)在注射成型的塑件上與開(kāi)合模方向不同的內(nèi)側(cè)或外側(cè)有孔 凹穴或凸臺(tái)時(shí) 塑 件就不能直接由推桿等推出機(jī)構(gòu)推出脫模 此時(shí) 模具上成型該處的零件必須制成可 側(cè)向移動(dòng)的活動(dòng)型芯 以便在塑件脫模推出之前 先將側(cè)向成型零件抽出 然后在把 塑件從模內(nèi)推出 否則就無(wú)法脫模 4 7 1 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)類(lèi)型的確定 殼體下面的雙耳式側(cè)孔需要用到抽芯機(jī)構(gòu) 在這里運(yùn)用斜頂抽芯 該塑件的側(cè)凹 較淺 所需的抽芯距不大 側(cè)凹的成型面積也不大 所以采用斜頂抽芯足夠 一般將主型芯 和滑塊位置設(shè)于動(dòng)模 這樣在脫模過(guò)程中 側(cè)向分型時(shí)對(duì)塑件有限制側(cè)向移動(dòng)的作用 脫模比較順利 4 7 2 斜頂?shù)脑O(shè)計(jì) 斜頂設(shè)置在動(dòng)模 有足夠的強(qiáng)度 斜頂中部用管位控制 底部固定在推桿固定板 上可以左右擺動(dòng) 斜頂角度為 5 度 4 7 4 各項(xiàng)尺寸的計(jì)算與校核 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 23 斜頂?shù)南鄬?duì)位置以及脫模推出完成后的相對(duì)位置如圖 4 15 所示 圖 4 15 側(cè)向分型與抽芯分析 4 8 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 模板分型面上設(shè)置 1mm 深的排氣槽用于排氣 而且在成型殼體內(nèi)腔的型芯上設(shè) 置了 12 推桿 排氣條件足夠 4 9 冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 10 4 9 1 加熱系統(tǒng) 該套模具的模溫要求在 70 以下 又是小型模具 所以無(wú)需設(shè)置加熱裝置 C 4 9 2 冷卻系統(tǒng) ABS 塑料注射到模具內(nèi)的塑料溫度為 180 190 左右 而塑料固化后C 從模具型腔中取出時(shí)其溫度在 60 以下 熱塑性塑料在注射成型后 須對(duì)模具進(jìn)行 有效的冷卻 使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具 以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫 模 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 24 ABS 的成型溫度和模具溫度分別為 180 190 50 70 用常溫C C 水對(duì)模具進(jìn)行冷卻 1 冷卻介質(zhì) 冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣 但用冷卻水比較多 因?yàn)槔鋮s水熱容量大 傳熱 系數(shù)大 成本低 用水冷卻 即使在模具型腔周?chē)蛘邇?nèi)部開(kāi)設(shè)冷卻水道 2 冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)略計(jì)算 如果忽略模具因空氣對(duì)流 熱輻射以及與注射機(jī)接觸所散發(fā)的熱量 不考慮模具金屬 材料的熱阻 可對(duì)模具冷卻系統(tǒng)進(jìn)行初步的簡(jiǎn)略計(jì)算 1 求塑料固化時(shí)每分鐘釋放的熱量 Q 查表得 ABS 單位質(zhì)量放出的熱量 故2170 kJg 10 49QWkgjj 式中 W 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量 kj min 模具每分鐘注射 1 次 2 冷卻水的體積流量 4 7 33127 490 58min 018 2 v kjqPC 式中 冷卻水的密度 為 3 gm 冷卻水出口溫度 取 25 1 冷卻水進(jìn)口溫度 取 20 2 C C 冷卻水的比熱容 為 4 187 kjg 3 冷卻管道的直徑 為使冷卻水處于湍流狀態(tài) 查資料取 d 8mm 4 冷卻水在管道內(nèi)的流速 4 8 32240 5810 95 3 6vqmsd 5 冷卻水管道水孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù) 查參考文獻(xiàn)中的表取 f 7 22 水溫為 25 時(shí) 因此C 4 9 0 832 3 61679 vhkjmhd 6 冷卻管道的總傳熱面積 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 25 4 10 24260 084715 6019 6 QAmh 7 模具上應(yīng)開(kāi)設(shè)的冷卻水孔數(shù) 孔 4 11 45 023 14 8 1 ndl 式中 l 模珂長(zhǎng)度 為 150mm 4 9 3 冷卻裝置布置方案 理論上算得兩孔 型芯和型腔上各分布一方形水管 具體分布見(jiàn)裝配圖 4 10 模具材料例表 表 4 7 該模具的選材及熱處理見(jiàn)表 零件名稱 材料牌號(hào) 熱處理 硬度 說(shuō)明 型腔 718H 預(yù)硬化 36HRC 38HRC 保證加工后獲得較高的形狀和 尺寸精度 易于拋光 斜頂 T7A 淬火 52HRC 55HRC 型芯 718H 淬火 42HRC 54HRC 保證加工后獲得較高的形狀和 尺寸精度 沿脫模方向拋光 動(dòng)定模座板 45 調(diào)質(zhì) 230HB 270HB 墊塊 Q235 調(diào)質(zhì) 230HB 270HB 支撐柱 S50C 調(diào)質(zhì) 225HB 240HB 推板固定板 45 調(diào)質(zhì) 230HB 270HB 主流道襯套 T10A 淬火 50HRC 55HRC 導(dǎo)柱導(dǎo)套 T10A 淬火 54HRC 58HRC 定位圈 45 調(diào)質(zhì) 230HB 270HB 復(fù)位桿 45 淬火 43HRC 48HRC 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 26 5 模具裝配 5 1 塑料模具裝配的技術(shù)要求 塑料模具種類(lèi)較多 結(jié)構(gòu)差異很大 裝配的具體內(nèi)容與要求也不同 一般注射 壓縮和擠出模具結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜 裝配環(huán)節(jié)多 工藝難度大 其他類(lèi)型的塑料模具結(jié)構(gòu) 較為簡(jiǎn)單 無(wú)論哪種類(lèi)型的模具 為保證成形制品的質(zhì)量 都應(yīng)具有一定的技術(shù)要求 1 模具裝配后各分型面應(yīng)貼合嚴(yán)密 主要分型面的間隙應(yīng)小于 0 05mm 在模具 適當(dāng)?shù)钠胶馕恢脩?yīng)裝有吊環(huán)或起吊孔 模具的外形尺寸 閉合高度 安裝固定及定位尺 寸 推出方式 開(kāi)模行程等均應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖樣要求 并與所使用的設(shè)備條件相匹配 模具應(yīng)有標(biāo)記 各模板應(yīng)打印順序編號(hào)及加工與裝配時(shí)使用的基準(zhǔn)標(biāo)記 2 導(dǎo)向或定位精度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求 動(dòng) 定模開(kāi)合運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 導(dǎo)向準(zhǔn)確 無(wú)卡阻 咬死或刮傷現(xiàn)象 安裝精定位元件的模具時(shí) 應(yīng)保證定位精度 可靠 且不得與導(dǎo)柱 導(dǎo)套發(fā)生干涉 3 成型零件的形狀與尺寸精度及表面粗糙度應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖樣要求 表面不得有碰 傷 劃痕 裂紋 銹蝕等缺陷 拋光方向應(yīng)與脫模方向一致 成形表面的文字 圖案 與脫模方向一致 活動(dòng)成形零件或鑲件應(yīng)定位可靠 配合間隙適當(dāng) 活動(dòng)靈活 不產(chǎn) 生溢料 4 澆注系統(tǒng)表面光滑 尺寸與表面粗糙度符合設(shè)計(jì)要求 5 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)運(yùn)動(dòng)靈活 工作平穩(wěn) 可靠 推出元件不應(yīng)承受側(cè)向力 既不允許 放生溢料 也不得有卡阻現(xiàn)象 6 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)應(yīng)運(yùn)動(dòng)靈活 平穩(wěn) 斜導(dǎo)柱不應(yīng)承受側(cè)向力 滑塊鎖挈應(yīng) 固定可靠 工作時(shí)不得產(chǎn)生變形 7 模具加熱元件應(yīng)安裝可靠 絕緣安全 無(wú)破損 能達(dá)到設(shè)定溫度要求 模具冷 卻水道應(yīng)通暢 無(wú)堵塞 連接部位密封可靠 5 2 塑料模具裝配過(guò)程 塑料模的總裝過(guò)程因模具結(jié)構(gòu)的不同而不同 但其主要的總裝配順序不變 具體如 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 27 下 1 確定裝配基準(zhǔn) 2 安裝導(dǎo)柱導(dǎo)套和型芯 型腔并使間隙均勻 3 安裝側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)和推出機(jī)構(gòu)等 4 其他零件的裝配 5 檢驗(yàn) 試模 下面以裝配圖上的編號(hào)為準(zhǔn) 裝配時(shí)以導(dǎo)柱 導(dǎo)套為基準(zhǔn)件 裝配過(guò)程如下 5 2 1 裝配動(dòng)模部分 1 裝配模仁 型芯 先把圓柱型芯 12 和長(zhǎng)方塊型芯 09 壓入動(dòng)模仁 16 使 09 和 11 的底部與 16 持 平 并高出 12 有 0 01 0 02mm 的間隙 以防止型芯松動(dòng) 再把動(dòng)模仁 16 放入動(dòng)模 板并壓平 用穿過(guò)動(dòng)模板的內(nèi)六角螺絲把模珂吃緊在動(dòng)模板上 2 裝配推出機(jī)構(gòu) 推板放在動(dòng)模固定板上 將推桿套裝在固定板上推桿孔內(nèi)并穿入型芯固定板的推桿 孔內(nèi) 在套裝到推板導(dǎo)柱上 使推板和推桿固定板重合 在推桿固定板板螺孔內(nèi)涂紅 丹粉 將螺釘孔復(fù)印到推板上 然后 取下推板固定板 在推板上鉆孔攻絲后 重新 合攏并擰緊螺釘固定 裝配后 進(jìn)行滑動(dòng)配合檢查 經(jīng)調(diào)整使其滑動(dòng)靈活 無(wú)卡阻現(xiàn) 象 最后 將卸料板拆下 把推板放到最大極限位置 檢查推桿在型芯固定板上平面 露出的長(zhǎng)度 將其修磨到與型芯固定板上平面平齊或低 0 02mm 5 2 2 裝配定模部分 總裝配前澆口套 導(dǎo)套都已裝配結(jié)束并經(jīng)驗(yàn)合格 裝配時(shí) 將定模板套在導(dǎo) 柱上并與已裝澆口套的定模座板合攏 找正位置 用平行夾頭夾緊 以定模座板上的 螺釘孔定位 對(duì)定模板鉆錐窩 然后拆開(kāi) 在定模板上鉆孔 攻絲后重新合攏 用螺 釘擰緊固定 最后鉆 鉸定位銷(xiāo)釘孔打入定位銷(xiāo)釘 經(jīng)以上裝配后 要檢查定模板和澆口套的澆道錐孔是否對(duì)正 如果在接逢處有錯(cuò) 位 需要進(jìn)行鉸削修整 使其光滑一致 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 28 總 結(jié) 本次設(shè)計(jì)要求是設(shè)計(jì)出一個(gè)注塑模具 主要裝配視圖如圖 I 所示 通過(guò)對(duì)該塑件 的外形尺寸分析可知 塑件外形尺寸小 塑料熔體流程短 適合注射成型 制件是手 機(jī)下蓋 蓋體內(nèi)有 4 出內(nèi)側(cè)突出 需分別由 4 個(gè)內(nèi)側(cè)斜頂抽芯成型 經(jīng)過(guò)對(duì)模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算校核 本次設(shè)計(jì)基本能夠滿足要求 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 29 圖 I 模具裝配主視圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 I 參考文獻(xiàn) 1 張儀 中國(guó)模具發(fā)展趨勢(shì) 中華機(jī)械網(wǎng) 2009 2 俞芙芳 塑料成形工藝與模具設(shè)計(jì) 華中科技大學(xué)出版社 2007 3 劉鴻義 材料力學(xué) 高等教育出版社 1991 4 伍先明 塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) M 北京 國(guó)防工業(yè)出版社 2006 5 葉久新 王群 塑料成形工藝及模具設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 6 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 編寫(xiě)組 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 7 廖念釗 互換性與技術(shù)測(cè)量 M 北京 中國(guó)計(jì)量出版社 1991 8 黃虹 塑料成形加工與模具 化學(xué)工業(yè)出版社 2003 9 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 10 夏巨諶 李志剛 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 11 張榮清 模具制造工藝 M 北京 高等教育出版社 2006 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 II 致 謝 在畢業(yè)論文將要完成時(shí) 我忠心地感謝 xxx 指導(dǎo)老師給我的細(xì)心的指導(dǎo) 本設(shè)計(jì) 從開(kāi)題 收集資料 撰寫(xiě)到結(jié)構(gòu)的修改直至全部完成歷時(shí)近三個(gè)多月 在這段時(shí)間里 都得到 xxx 等老師的支持 關(guān)懷和幫助下 我的論文不僅在邏輯結(jié)構(gòu)上 而且在內(nèi)容 上都得到很大的改善 所及畢業(yè)論文得以順利完成都和老師的悉心指導(dǎo)是分不開(kāi)的 其次就是要感謝我的同學(xué)和朋友 在我需要查找資料 參考文獻(xiàn)的時(shí)候 他們提 供了及時(shí)的信息和幫助 節(jié)省了我的大量時(shí)間和精力 使我能全身心地投入到設(shè)計(jì)工 作中去 直至順利完成了 ABS 塑料手機(jī)下蓋注射成型工藝與模具設(shè)計(jì) 的設(shè)計(jì)任務(wù) 在這里我向所有幫助過(guò)我的人致以忠心的感謝 由于本人的水平和時(shí)間的限制 錯(cuò)誤之處在所難免 殷切希望各位老師和同學(xué)對(duì) 本設(shè)計(jì)提出批評(píng)和改進(jìn)意見(jiàn) 謝謝 2013年x月x日