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手機(jī)外殼的注射模具設(shè)計(jì)及其成型零件的工藝設(shè)計(jì)學(xué)生：湯龍琦 第1章 前 言 1.1模具行業(yè)及其產(chǎn)品發(fā)展方向在電子、汽車(chē)、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具制造能力的強(qiáng)弱和模具制造水平的高低，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一，直接影響著國(guó)民經(jīng)濟(jì)中許多部門(mén)的發(fā)展。1.2 選題意義本設(shè)計(jì)是通過(guò)對(duì)以手機(jī)充電器外殼的塑料產(chǎn)品以及其模具設(shè)計(jì)鍛煉了塑料制品的設(shè)計(jì)及成型工藝的選擇能力；塑料制品成型模具的設(shè)計(jì)能力、塑料制品的質(zhì)量分析及工藝改進(jìn)能力、塑料模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)能力，熟悉了模具設(shè)計(jì)的常用商業(yè)軟件。1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)以Pro/ENGINEER Wildfire和CAD（Computer Aided Design)兩種制圖軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的基本思維方式和過(guò)程，包括模具設(shè)計(jì)基本概念、模具設(shè)計(jì)流程、分型面的設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，成型零部件設(shè)計(jì)，頂出脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，模具零部件材料的設(shè)計(jì)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)得設(shè)計(jì)等。最終設(shè)計(jì)出能順利脫模的模具和模具零件。第2章 塑件的設(shè)計(jì)分析 2.1塑件模型建立塑件模型建立模型繪制采用PTC公司的產(chǎn)品Pro/ENGINEER Wildfire 2.0,最終繪制出來(lái)的3D結(jié)構(gòu)圖2-1所示:圖 2.12.2塑件參數(shù)設(shè)計(jì) ABS樹(shù)脂具有剛性好，沖擊強(qiáng)度高、耐熱、耐低溫、耐化學(xué)藥品性、機(jī)械強(qiáng)度和電器性能優(yōu)良，易于加工，加工尺寸穩(wěn)定性和表面光澤好，容易涂裝，著色，還可以進(jìn)行噴涂金屬、電鍍、焊接和粘接等二次加工。因?yàn)槠鋸?qiáng)度高、耐腐蝕、耐高溫，所以常被用于制造儀器的塑料外殼。主要應(yīng)用：汽車(chē)、器具、電子/電器、建材、ABS合金/共混物。2.5塑件的拔模斜度 由于塑件成型時(shí)冷卻過(guò)程中產(chǎn)生收縮,使其緊箍在凸?；蛐托旧?為了便于脫模,防止因脫模力過(guò)大而拉壞塑件或使其表面受損,與脫模方向平行的塑件內(nèi),外表面都應(yīng)具有合理的斜度.以下是PS的脫模斜度推薦值:制件外表面 制件內(nèi)表面 351.35 3012.4 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量 尺寸精度尺寸精度的選擇；塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)，然而，在滿(mǎn)足塑件使用要求的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。塑件的表面質(zhì)量 表面質(zhì)量是一個(gè)相當(dāng)大的概念，包括微觀的幾何形狀和表面層的物理-力學(xué)性質(zhì)兩方面技術(shù)指標(biāo)，而不是單純的表面粗糙度問(wèn)題。塑件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標(biāo)，包括缺料，溢料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個(gè)等級(jí)。第3章 注塑成型的準(zhǔn)備3.1注塑成型工藝簡(jiǎn)介注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過(guò)機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的保壓冷卻以后，開(kāi)啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為三個(gè)階段的工作。圖3-1 注塑成型壓力時(shí)間曲線 3.2 注塑成型工藝條件1）溫度：注塑成型過(guò)程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。2）壓力：注射成型過(guò)程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。3）時(shí)間：完成一次注塑成型過(guò)程所需要的時(shí)間稱(chēng)為成型周期。3.3注塑機(jī)的選擇注塑機(jī)的分類(lèi)方式很多,目前尚未形成完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分類(lèi)方法.常用的說(shuō)法有:（1）按設(shè)備外形特征分類(lèi):臥式,立式,直角式,多工位注塑機(jī)；（2）按加工能力分類(lèi):超小型,小型,中型,大型和超大型注塑機(jī)。此外還有按用途分類(lèi)和按合模裝置的特征分類(lèi),但日常生活中用的較少。注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱(chēng)注射量,注射壓力,注射速度,塑化能力,鎖模力,合模裝置的基本尺寸,開(kāi)合模速度,空循環(huán)時(shí)間等.這些參數(shù)是設(shè)計(jì),制造,購(gòu)買(mǎi)和使用注塑機(jī)的主要依據(jù).3.4 注射機(jī)的校核3.4.1 最大注塑量的校核3.4.2 鎖模力的校核 3.4.3 塑化能力的校核3.4.4 噴嘴尺寸校核3.4.5 定位圈尺寸校核 3.4.6 模具外形尺寸校核3.4.7 模具厚度校核3.4.8 模具安裝尺寸校核3.4.9 開(kāi)模行程校核第4章 模具設(shè)計(jì) 4.1 塑料配方說(shuō)明塑料配方設(shè)計(jì)是塑料制品成型加工中在加工設(shè)備和工藝參數(shù)確定之后所必須進(jìn)行的重要環(huán)節(jié),設(shè)計(jì)水平的高低直接關(guān)系到塑料制品的最終使用性能的優(yōu)劣,也是應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)對(duì)塑料進(jìn)行改性的過(guò)程,其技術(shù)含量極高.一個(gè)成功配方的產(chǎn)生是多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與應(yīng)用高新技術(shù)的結(jié)局.4.2 分型面的確定 根據(jù)分型面的選擇原則：（1）便于塑件脫模；（2）在開(kāi)模時(shí)盡量使塑件留在動(dòng)模；（3）外觀不遭到損壞；（4）有利于排氣和模具的加工方便。結(jié)合該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),分型面確定在塑件的最大投影面積上.如圖4-1所示。圖4-2 型腔的排布形式 4.3型腔數(shù)目的確定 注塑模的型腔數(shù)目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔數(shù)目的確定時(shí)主要考慮以下幾個(gè)有關(guān)因素：（1）塑件的尺寸精度；（2）模具制造成本；（3）注塑成型的生產(chǎn)效益；（4）模具制造難度。4.4澆口確定PS料的流動(dòng)性好,可適用于各種澆口,為了不影響外觀,簡(jiǎn)化模局結(jié)構(gòu),確定使用側(cè)澆口。4.5模具材料的選擇現(xiàn)有的模具模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,所以在模具材料的選擇時(shí)主要是根據(jù)制品的特性和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料.如何合理的選擇模具鋼,是關(guān)系到模具質(zhì)量的前提條件,如果選材不當(dāng)則所有的精密加工所投入的工時(shí),設(shè)備費(fèi)用將浪費(fèi)。4.6澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔入口為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。4.7模架的確定 圖4-4 模具結(jié)構(gòu)形式4.8導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類(lèi)型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開(kāi)合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的精密對(duì)中定位。圖4-8 推桿的安裝圖 4.9推桿脫模機(jī)構(gòu) 推桿脫模機(jī)構(gòu)是最簡(jiǎn)單、最常用的一種形式，具有制造簡(jiǎn)單、更換方便、推出效果好等特點(diǎn)。推桿直接與塑件接觸，開(kāi)模后將塑件推出。圖4-9 推管的安裝圖 4.10成型零件工作尺寸的計(jì)算成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。4.11排氣設(shè)計(jì) 在塑料熔體填充注射模腔過(guò)程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸汽，塑料局部分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，塑料助劑揮發(fā)（或化學(xué)反應(yīng)）所產(chǎn)生的氣體以及熱固性塑料交聯(lián)硬化釋放的氣體等；這些氣體如果不能被熔融塑料順利地排出模腔，將在制件上形成氣孔，接縫，表面輪廓不清，不能完全充滿(mǎn)型腔，同時(shí)，還會(huì)因?yàn)闅怏w被壓縮而產(chǎn)生的高溫灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕，色澤不佳等缺陷。圖4-11 型腔 圖4-11 塑件 圖4-11 型芯 4.12溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)在注塑成型過(guò)程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具的溫度要求也不同。流動(dòng)性差的塑料如PC，POM等，要求模具溫度高，溫度過(guò)低會(huì)影響塑料的流動(dòng)，增大流動(dòng)剪切力，使塑件內(nèi)應(yīng)力增大，出現(xiàn)冷流痕，銀絲，注不滿(mǎn)等缺陷。