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畢業(yè)答辯設計題目 手機上殼的模具設計設計者 蔡書生班級 09模具2班指導老師 周德生 設計步驟 塑件的三維圖 成型工藝性分析 材料的選擇選用ABS塑料 中文全稱為 丙烯腈 丁二烯苯乙烯共聚物 英文全稱為 acrylonitrile butadiene styrenecopolymer 結構分析塑件為手機的前蓋 具有一定的結構強度要求 殼的右端以及頂部共有四個倒鉤 頂部中間的倒鉤需用到斜頂機構 其它倒扣用側(cè)抽芯機構設計 手機殼的上表面的粗糙度要求較高 需對模具的表面進行特殊處理 該塑件的拔模角度為3 無需再設脫模斜度 即拔模角度與脫模角度相同 模流分析 用Moldflow軟件進行模擬整個注塑過程 通過分析發(fā)現(xiàn)問題以及更改注塑工藝參數(shù) 來達到注塑過程最優(yōu)化 為我們設計以及制作模具提供方便 下圖是最佳澆口與填充時間的分析 注射模結構的擬定 選擇分型面分型的位置直接影響模具使用 制造及塑件質(zhì)量 保證工件的表面精度要求 簡化模具設計 以及便于脫模等要求 分型面選擇如左圖 模腔數(shù)目由于該塑件的精度比較高 且是屬于大批量生產(chǎn)的 綜合考慮 為了提高塑件的精度以及結合模具結構制造 初步擬定為一模一腔 注射機的選擇 1 塑件的體積 1 塑件的投影面積 利用Pro E分析得到該塑件的投影面積為3038 02mm 2 計算塑件的體積 利用Pro E建模分析質(zhì)量屬性得到體積 V 5869mm 5 869cm 3 計算塑件的重量 根據(jù)設計手冊查得ABS的密度為 1 05g 則塑件的質(zhì)量為W V 5 869cm1 05g 6 162g 4 澆注系統(tǒng)冷凝料體積的初步估算 由于澆注系統(tǒng)的冷凝料在設計之前不能確定準確的數(shù)值 但是可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑料件體積的0 2 1倍來估算 由于本次采用的流道簡單 但塑件體積較小 因此按1倍來計算 則為5 869cm 注射機的選擇 5 所需塑料總體積故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積 即澆注系統(tǒng)的凝料和1個塑件體積之和 為V總 2 5 869 11 724cm2 注射機型號的確定 1 根據(jù)塑件的體積初步選定用海天SA600 100的A型型注塑機 2 SA600 100型注塑機的主要技術規(guī)格如下表4 2 澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng) 一 澆注系統(tǒng)1 主流道的設計為了方便將凝料從主流道中拔出 將主流道設計為圓錐形式 主流道的表面粗糙度值Ra小于等于0 8 m 主流道長度L根據(jù)定模座板厚度確定 在能夠?qū)崿F(xiàn)成型的條件下盡量短 以減少壓力損失和塑料耗量 通常L不能超過60mm 本次設計L 60 符合要求 主流道如下圖 澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng) 2 分流道的設計分流道的形式和尺寸應根據(jù)塑件的體積 壁厚和形狀的復雜程度來確定分流道的長度的 為了方便加工 分流道截面形狀用圓形 根據(jù)分流道直徑推薦值4 7 9 5 該塑件體積較小 故取分流道直徑 6mm 分流道表面不要求太光潔 表面粗糙度取1 6 m左右即可 這可增加對外層塑料熔體流動阻力 使外層塑料冷卻皮層固定 3 澆口的設計根據(jù)方案的比對 選用頂針式潛伏澆口 其結構形式如下圖 澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng) 4 冷料穴的設計 1 主流道冷料穴的設計主流道冷料井設計成帶有拉料桿桿的冷料井 底部由一根拉料桿組成 拉料桿桿裝于推桿固定板上 與拉料桿脫模機構連用 冷料井的孔設計成倒Z形 便于將主流道凝料拉出 當其被推出時 塑件和流料凝道能自動墜落 易于實現(xiàn)自動化操作 2 分流道冷料穴的設計在分流道的一端設計一個冷料穴 另外在推桿的下端也設計成一個小圓形的冷料穴 二 排氣系統(tǒng)本次設計的模具可由頂針 斜頂 分型面的間隙排氣 故無需另外設計排氣系統(tǒng) 成型零件的設計 一 成型零件的結構設計由于零件形狀比較復雜 為了方便加工以及凸凹模以后的更換 凸凹模的設計均采用整體嵌入式制造 并用螺絲固定 左圖為公模仁 右圖為母模仁 成型零件的設計 二 成型零件的工作尺寸計算 導向機構 1 導柱導套在實際生產(chǎn)中 模具設計通常購買標準模架 其中包括了導柱導套 導向機構包括導套和導柱 根據(jù)模架的尺寸結構選用 20的導柱 然后選用相對應的導套 其結構如下圖 2 中托司也叫頂針板導柱 其主要作用是供頂針板頂出與復位時的導向 可以防止模具上的頂針磨損 卡死 燒壞等 一般情況小型模具是不用另設導向作用的 但本模具設計了斜頂抽芯機構 為了保證斜頂?shù)倪\動平穩(wěn) 設計四根中托司導向 規(guī)格為 其結構如下圖 導向機構 三 定位柱手機殼屬于高精度的產(chǎn)品 僅僅依靠導柱導套的配合定位是不夠的 所以為了保證動定模之間的高精度配合 本套模具設計了四個錐面定位柱對稱分布 錐面定位柱購買標準件 其結構如圖7 3所示 推出機構 該塑件的上端有一處倒鉤 故在該處設計斜頂機構成型以及推出 中間的凸臺設計4根扁頂針推出 由于采用頂針潛伏式澆口 故應采用特殊頂針放置在澆口的位置 特殊推桿的直徑 3 5 其他位置設計成普通頂針 其直徑為 3 所有頂針均用購買標準規(guī)格 再根據(jù)實際情況加工出所需要的形狀 下圖扁推桿與特殊推桿的形狀 復位機構 為了保證推出機構在工作過程中靈活 平穩(wěn) 每次合模后推出元件能回到原來的位置 通常需要設計復位機構 本次設計利用復位桿復位與彈簧復位 既是利用彈簧先復位裝置 買標準模架時已有復位桿 無需要自行設計 為了避免工作時彈簧扭斜 將彈簧裝在復位桿桿上 標準件壓縮彈簧的規(guī)格為TF30 16 70 側(cè)抽芯機構 一 斜導柱側(cè)向抽芯設計斜導柱側(cè)向分型抽芯機構是利用斜導柱等零件把開模力傳遞給側(cè)型芯或側(cè)向成型塊 使之產(chǎn)生側(cè)向遠動完成抽芯與分型動作 其特點是結構緊湊 動作安全可靠 加工制造方便 本次設計的手機上殼 多處要用設計成抽芯機構 其中手機上殼的頂部 有兩個大小 形狀一樣的方孔 形狀如左圖所示 兩孔之間的距離較近 為了簡化模具 將其兩個孔做成整體的型芯 并設計成斜導柱側(cè)向抽芯機構 側(cè)抽芯機構 1 斜導柱的結構2 滑塊的結構形式3 導滑槽的結構形式 側(cè)抽芯機構 3 楔緊塊的結構形式4 滑塊定位裝置形式 側(cè)抽芯機構 二 彈簧側(cè)向抽芯設計彈簧側(cè)向分型抽芯機構結構較簡單 是利用彈簧的彈力來實現(xiàn)側(cè)向抽拔運動的 在抽拔過程中 彈簧力越來越小 故一般多用于抽拔力和抽拔距都不大的場合 該塑件的右邊有一處倒鉤 如下圖所示 其整體外形尺寸較小 抽芯距小 抽芯力也不大 所了為了簡化模具 采用彈簧側(cè)抽芯機構 其抽芯原理是合模時 靠楔緊塊將側(cè)型芯滑塊鎖緊 開模后 楔緊塊與側(cè)型芯滑塊脫離 在壓縮彈簧的回復力作用下滑塊做側(cè)向短距離抽芯 滑塊的設計原理與斜導柱的設計基本相同 所以設計的滑塊形式 導滑槽形式 楔緊塊形式以及定位裝置方式都相同 側(cè)抽芯機構 三 斜頂內(nèi)側(cè)抽芯設計當塑件的內(nèi)側(cè)出現(xiàn)凹 凸形狀或制品頂端內(nèi)表面出現(xiàn)L型倒鉤等情況時 通常使用斜頂側(cè)向抽芯機構 該抽芯的特點是利用推出機構的推力驅(qū)動斜銷頂向運動 在塑件被推出脫模的同時由斜頂完成側(cè)分型與抽芯動作 其結構也比斜導柱側(cè)向分型與抽芯機構簡單的多手機上殼的上端的內(nèi)表面如下圖所示 有個L型的倒鉤 需設計斜頂機構 側(cè)抽芯機構 2 倒鉤的結構形式 冷卻系統(tǒng) 塑料模具的溫度直接影響到塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)率 為了塑料成型周期 需要對模具進行冷卻 在注射 保壓完成后帶走塑件從熔融到模具所釋放的熱量 冷卻形式一般是在型腔 型芯等部位合理的設置水路 注射模具的溫度變化是一個多樣化的 各局部溫度的變化有明顯的不同 冷卻水道的位置 水道的結構形式 孔徑 塑料 水的流速 模具材料等因素都會影響模具的熱量的傳遞 故冷卻系統(tǒng)的精確計算比較困難 在實際的生產(chǎn)中 往往根據(jù)經(jīng)驗來確定冷卻水孔的大小 再通過調(diào)節(jié)冷卻水流量及流速來達到控制模溫 冷卻系統(tǒng)的設計原則 a 冷卻水道應盡可量多 截面尺寸應盡量大 b 冷卻水道至型腔表面距離應盡量相等 c 澆口處加強冷卻 d 冷卻水道出 入口溫差應盡量小 e 冷卻水道應沿著塑料收縮的方向設置 f 冷卻水道的設計還必須盡量避免接近塑件的熔接部位 本次設計采用常用的循環(huán)冷卻水路 因為該制品的尺寸較小以及制件的壁厚為1 2 所以水孔的直徑設計為6mm 根據(jù)上面的模流分析可知該模具的水路設計是比較合理的 標準模架 根據(jù)以上的分析 計算并考慮腔的尺寸 模架的壽命以及側(cè)抽芯強度 剛度的影響等 選用龍記大水口標準模架CI2330型模架 其結構如下圖 定模板厚度 60mm動模板厚度 60mm墊塊厚度 80mm動模座板厚度 25mm定模板厚度 25mm推板固定板厚度 15mm推板厚度 20mm 其他零部件的設計 一 定位圈的結構二 拉料桿的結構 校核 一 最大注射量的校核二 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力校三 模具厚度H與注射機閉合高度的校核四 開模行程校核 主要零件加工工藝 一 公模仁 主要零件加工工藝 二 母模仁 總裝配圖 參考文獻 1 屈華昌 伍建國 塑料模具設計 M 北京 機械工業(yè)出版社1993 2 屈華昌主編 塑料成型工藝與模具設計 第二版 M 北京 機械工業(yè)出版社2007 3 陸寧 實用注塑模具設計 M 北京 輕工業(yè)出版社2000 4 夏巨諶 李志剛 中國模具設計大典 電子版 5 王衛(wèi)兵主編 Moldflow中文版注塑流動分析案例導航視頻教程 M 北京 清華大學出版社 2008 謝謝