手機(jī)電池后蓋注塑模具設(shè)計(jì)

手機(jī)電池后蓋注塑模具設(shè)計(jì),手機(jī)電池,注塑,模具設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)敘述了手機(jī)電池蓋注射模具設(shè)計(jì)全過程。通過對(duì)制件的工藝分析，確定了模具的設(shè)計(jì)方案，并繪制了裝配圖和零件圖。模具斜頂、頂針等推出機(jī)構(gòu)；并且詳細(xì)介紹了用專業(yè)軟件UG進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，用UG導(dǎo)出，最后利用AUTOCAD作模具的二維圖。 關(guān)鍵詞：手機(jī)電池蓋，UG注塑模設(shè)計(jì)，AUTOCAD作模具的二維圖。 1 目 錄 摘要…………………………………………………………..1 目 錄…………………………………………………………2 第1章 緒論……………………………………………….4 1.1 UG發(fā)展前景…………………………………………..4 1.2中國(guó)與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的差距………………………….5 1.3注射成型的原理……………………………………….5 1.4注塑模具工藝簡(jiǎn)介…………………………………….6 1.5本設(shè)計(jì)的意義和目地………………………………….8 第2章 塑件的工藝分析…………………………………10 2.1產(chǎn)品分析………………………………………………10 2.2塑件的使用要求………………………………………10 2.3塑件的材料分析………………………………………11 第3章 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式……………………………13 3.1分型面的選擇…………………………………………13 3.2型腔數(shù)目的確定…………………………………………13 3.3注射機(jī)的選擇…………………………………………14 第4章 模體總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………18 4.1標(biāo)準(zhǔn)模架選擇…………………………………………18 4.2澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………………………………………19 2 4.3合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………23 4.4成型零部件設(shè)計(jì)………………………………………24 4.5推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………25 第5章 模具上、下模，以及總裝圖……………………28 第6章 心得體會(huì)…………………………………………31 第7章 致 謝……………………………………………33 第8章 參考文獻(xiàn)…………………………………………34 第1章 緒論 1.1 UG發(fā)展前景 手機(jī)電池蓋是常用零件，塑料制品因其質(zhì)輕﹑成本低廉﹑絕緣性好、外觀精巧等特點(diǎn)，應(yīng)用越來越廣泛，特別在一些家庭用品、通信產(chǎn)品中，其應(yīng)用占到相當(dāng)大的比重?，F(xiàn)在，人們對(duì)各種產(chǎn)品的外觀、手感提出了更高的要求，從而要求手機(jī)的外觀更漂亮，手感更舒適。而應(yīng)用UG來設(shè)計(jì)可以縮短設(shè)計(jì)周期、生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，設(shè)計(jì)出優(yōu)美的造型。 模具設(shè)計(jì)人員一般是在接到客戶產(chǎn)品（一部分圖紙、一個(gè)樣品或現(xiàn)在還很少使用的產(chǎn)品的模型），便開始進(jìn)行新模具的設(shè)計(jì)階段，進(jìn)行產(chǎn)品分析，制品3D模型的建立，2D模具結(jié)構(gòu)草圖的繪制，3D模具圖的生成。在此過程中，要考慮到使用塑料的類型﹑模具使用的注塑機(jī)﹑模具的具體結(jié)構(gòu)形式﹑注塑生產(chǎn)時(shí)的工藝條件等。在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)前還要了解塑料特性、產(chǎn)量、制品應(yīng)用場(chǎng)合、可以選擇的注塑機(jī)的型號(hào)和性能參數(shù)。 在本次設(shè)計(jì)中，選擇用UG設(shè)計(jì)塑料注塑模。 Unigraphics(UG)是當(dāng)前世界上最先進(jìn)和緊密集成的﹑面向制造行業(yè)的CAID/CAD/CAE/CAM高端軟件。作為一個(gè)集成的全面產(chǎn)品工程解決方案：UG軟件家族使得用戶能夠數(shù)字化地創(chuàng)建和獲取三維產(chǎn)品定義。UG專門用于注塑模具的設(shè)計(jì)，是一個(gè)功能很大的注塑模具軟件。注塑模具設(shè)計(jì)中的分模﹑添加模架﹑鑲快﹑滑快﹑頂桿和定位環(huán)﹑為復(fù)雜型芯型腔創(chuàng)建電火花加工的電極，創(chuàng)建澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等都可以使用UG來完成。 4 1.2中國(guó)與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的差距 中國(guó)模具生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三，但設(shè)計(jì)制造水平在總體上要比德、美、日、法、意等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多，也比英國(guó)、加拿大、西班牙、葡萄牙、韓國(guó)、新加坡等國(guó)落后、其差距主要表現(xiàn)在下列幾方面。國(guó)內(nèi)自配率不足80％，其中中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率不足60％。模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，在我國(guó)，模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。中國(guó)雖然很早就開始制造模具和使用模具，但長(zhǎng)期未形成產(chǎn)業(yè)。企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)都不夠合理。中國(guó)模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間（分廠），專業(yè)模具廠也大多數(shù)是“大而全”、“小而全”的組織形式。國(guó)外模具企業(yè)大多是“小而?！?、“小而精”。模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上比國(guó)際先進(jìn)水平低許多，而模具生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低。與國(guó)際先進(jìn)水平相比，模具企業(yè)的管理落后更甚于技術(shù)。 1.3注射成型的原理 注射成型是原理是將顆粒狀態(tài)或粉狀塑料從注塑機(jī)的料斗送進(jìn)加熱的料筒中，經(jīng)過加熱熔融塑化成為粘流態(tài)熔體，在注射劑柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過噴嘴注入模具型腔，經(jīng)一定時(shí)間的保壓冷卻定型后可保持模具型腔所賦予的形狀，然后開模分型獲得成型塑件，這樣就完成了一次工作循環(huán)。如圖2.1所示。 5 1.4注塑模具工藝簡(jiǎn)介 模具是當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的主要工藝裝備，模具工業(yè)正在成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一。在現(xiàn)實(shí)生活中，模具是無處不在的。例如我們的手機(jī)、電視機(jī)的遙控器、塑料瓶等等都是我們身邊很常見的模具。為了應(yīng)付當(dāng)前市場(chǎng)多樣化的要求，縮短產(chǎn)品制造周期以取得最佳的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，所以大多數(shù)模具 公司都會(huì)引入CAD/CAE/CAM計(jì)算機(jī)一體化制造技術(shù)，這樣有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)的成本，增加在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。模具技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用，它已成為模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。 塑料工業(yè)是由塑料原料和塑料制品生產(chǎn)兩大系統(tǒng)組成，二者相輔相成，缺一不可，而塑料制品生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)塑料原料自身價(jià)值的唯一手段。塑料制品生產(chǎn)的目的就是根據(jù)各種塑料的性能，利用各種工藝方法，使其成為具有一定形狀而又有使用價(jià)值的物品或定型材料。塑料制品生產(chǎn)主要由成型、機(jī)械加工、表面裝飾、裝配等環(huán)節(jié)組成，其重要一環(huán)就是塑料成型。 塑料成型就是將各種形態(tài)的塑料原料（粉料、粒料、溶液或分散體）制成所需形狀的制品或胚件的過程。塑料成型的方法很多，如注塑、吹塑、擠出等等。而注塑成型以其能成型高尺寸精度、高復(fù)雜性的制品和高效率占有重要一席。 塑料注塑成型過程是，塑料原料從注塑機(jī)的料斗進(jìn)入加熱筒，經(jīng)塑化后由柱塞或螺桿的推動(dòng)，在一定壓力下通過噴嘴進(jìn)入模具型腔，經(jīng)冷卻固化后而開模獲得制品（塑件）。除少數(shù)幾種塑件外，幾乎所有的塑件都可以注塑成型。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，注塑制品占所有模塑件總產(chǎn)量的三分之一；注塑模具占塑料成型模具數(shù)量的二分之一以上。注塑成型制品的應(yīng)用已十分廣泛，并隨著塑料原料的不斷 6 改進(jìn)，已逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬和非金屬材料的制品，發(fā)展注塑模具大有可為。 近幾年來，我國(guó)的模具技術(shù)水平已經(jīng)有了較大的提高，但是我國(guó)的產(chǎn)需存在著矛盾，主要的矛盾是因?yàn)閷I(yè)化、標(biāo)注化程度低，加工企業(yè)管理的體制上存在的約束，使得模具制造周期不長(zhǎng)，不能適應(yīng)市場(chǎng)的需求，還有就是在設(shè)計(jì)上和工藝技術(shù)比較落后，才導(dǎo)致我國(guó)的產(chǎn)需矛盾。 注射模具又被稱為注塑模具，它主要用于熱塑性塑料制品的成型。注塑成型在塑料制品中占有很大的比重，世界上塑料成型模具的產(chǎn)量半數(shù)以上都是注塑模具，可見其在塑料制品的占得比例多重。注射模具的主要內(nèi)容主要有市場(chǎng)的調(diào)研、建模、塑料種類的選擇以及其設(shè)計(jì)的工藝分析，還有就是在我們做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)選擇的注射模架，并且進(jìn)行有關(guān)的參數(shù)計(jì)算。注射成型用的注射機(jī)可分為兩大類，分別是螺桿式注射機(jī)和柱塞式注射機(jī)，主要是由注射系統(tǒng)、塑模和鎖模系統(tǒng)三大部分組成。 塑料模具在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用很廣泛，它具有很多的優(yōu)點(diǎn)，質(zhì)量輕、不會(huì)銹 蝕、比強(qiáng)度較高、絕緣性好等等。而且其成型方便，原料很容易得到，生產(chǎn)效率有較高并且生產(chǎn)的成本也較低，很適合大批量的生產(chǎn)，這就是它在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用廣泛的原因。根據(jù)塑料熱行為的不同，可分為兩大類：（1）熱塑性塑料（2）熱固性塑料。前者是在加熱到一定的溫度是塑料熔融流動(dòng)，冷卻后會(huì)固化為某種形狀，這個(gè)過程是可以反復(fù)進(jìn)行的。然而后者同時(shí)也是加熱到一定的溫度是塑料熔融流動(dòng)，冷卻后固化定型，但是熱固性塑料在固化后遇熱將不再熔融，也不溶于有機(jī)溶劑，所以熱固性塑料不能反復(fù)進(jìn)行加工，這也是這兩種塑料的主要不同之處。熱塑性塑料的材料有很多，可分為結(jié)晶型塑料和非結(jié)晶型塑料。結(jié)晶型塑 7 料主要有：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚酰胺（PA）、飽和聚酯(SP)、聚甲醛(POM)。非結(jié)晶型塑料主要有：聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、（丁二烯、苯乙烯）共聚物（ABS）。常見的熱固性塑料主要有：酚醛（PF）塑料、環(huán)氧（EP）塑料、氨基塑料、脲醛塑料。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是檢驗(yàn)大學(xué)本科畢業(yè)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力的重要手段，可以說是我們?cè)诖髮W(xué)期間的“最后一次考試”。作為一名即將畢業(yè)的材料成型專業(yè)的學(xué)生，須通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，將所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐，在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，通過獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)、用UG畫模具的三維圖，加深了對(duì)模具結(jié)構(gòu)及相關(guān)的設(shè)計(jì)、制造、模具與UG的聯(lián)系等方面知識(shí)的理解。同時(shí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)又具有聯(lián)系理論和實(shí)際的紐帶功能，在設(shè)計(jì)的過程中，我們初步嘗試著將所學(xué)的知識(shí)聯(lián)系起來。譬如，在設(shè)計(jì)中充分考慮到零件制造難易程度﹑裝配的可行性﹑工藝的合理性等問 題，而不是將他們相互孤立，努力做到知識(shí)的融會(huì)貫通，為今后走上工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 本人設(shè)計(jì)的是手機(jī)電池蓋，它也是現(xiàn)實(shí)生活中非常常見的一種塑料產(chǎn)品。 1.5本設(shè)計(jì)的意義和目地 本人設(shè)計(jì)的是手機(jī)電池蓋，它在生活中是無處不在的，這個(gè)產(chǎn)品相對(duì)來說是比較簡(jiǎn)單的，但是在做的整個(gè)過程中，我遇到了許多的困難，比如說該選用什么樣的模架、斜頂?shù)脑O(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這些都是要經(jīng)過自己去做去嘗試，才能發(fā)現(xiàn)你在做什么的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)較大的問題，其實(shí)這也是我們做畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的。就是希望我們能更好的應(yīng)用UG，讓我們更熟悉的調(diào)入 8 模架、設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)等等。經(jīng)過這一次的自己的設(shè)計(jì)我也發(fā)現(xiàn)自己對(duì)這一項(xiàng)的水平有了較大的提高，很多以前不會(huì)的，經(jīng)過這一次的設(shè)計(jì)，本人也學(xué)會(huì)了，并且已經(jīng)掌握的較好了。其中有一點(diǎn)比較重要的也是我們很容易忽略的，就是頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，也就是斜頂?shù)脑O(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)斜頂時(shí)，我們要注意斜頂?shù)膬A斜角度，這個(gè)傾斜角度會(huì)關(guān)系到你的這套模具是否夠頂出行程，經(jīng)過本人詢問過指導(dǎo)老師，才知道應(yīng)該要怎么去設(shè)計(jì)。總而言之，經(jīng)過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，本人已經(jīng)達(dá)到了真實(shí)的目地，對(duì)三維UG設(shè)計(jì)以及CAD二維設(shè)計(jì)都有了較高的提升。在此，也要謝謝我的指導(dǎo)老師。 9 第2章 塑件的工藝分析 2.1產(chǎn)品分析 該產(chǎn)品是手機(jī)電池蓋，如下圖所示。產(chǎn)品壁厚為1mm，外形尺寸長(zhǎng)為115mm，寬為58mm，高度為9mm。如下圖所示該產(chǎn)品外表面平整光滑，產(chǎn)品相對(duì)來說較為簡(jiǎn)單，該產(chǎn)品都有4個(gè)倒鉤。所以在導(dǎo)入模架后需要做斜頂?shù)脑O(shè)計(jì)。 2.2塑件的使用要求 該產(chǎn)品是手機(jī)的電池蓋，因?yàn)樗c人體的接觸較多（比如會(huì)有汗水或者在日常的生活中有些油殘留在手機(jī)電池蓋上面），所以我們就需要保證塑件有一定的抗腐蝕性以及不會(huì)銹蝕。而且原料要比較容易得到，造價(jià)低、資源豐富。塑料的抗腐蝕性好、不銹蝕，并且有較好的絕緣性、造價(jià)又低，所以在平常的生活當(dāng)中我們見到的手機(jī)外殼、手機(jī)電池蓋、電視機(jī)的遙控器等等都是屬于塑料模具。 10 2.3塑件的材料分析 該產(chǎn)品選用的材料是尼龍，因?yàn)樵诜帜r(shí)，材料只能選擇尼龍和NONE。所以選擇了尼龍。因?yàn)椴煌乃芗哂胁煌奈锢怼⒒瘜W(xué)性能、工藝特性和成形性能，它對(duì)于模具的實(shí)際具有重要的影響。對(duì)此應(yīng)注意塑件的材料的分析，并明確所選塑料的各種性能，如塑料的收縮率、流動(dòng)性、結(jié)晶性、吸濕性。熱敏性等。其實(shí)該產(chǎn)品最好就選擇塑料的原料為工程塑料PP。 通過有關(guān)的參考資料我們可以了解PP的性能。以下就是PP的有關(guān)資料。 PP塑料 基本特性：聚炳烯外觀上是白色蠟狀體,密度約在0.9~0.91 g/cm3之間,是塑料材料中除了聚4-甲基-1-戊烯和聚異質(zhì)同晶體之外最輕的品種.由于聚丙烯的晶無定形相與無定形相的密度差別較小,使聚己烯略顯透明些。 主要用途：PP主要用于醫(yī)療器具，一般用途機(jī)械零件中的車載結(jié)構(gòu)件，汽車零部件，家用電器零件和一般家用件等。 成型特點(diǎn)：聚丙烯成型加工性具有以下特點(diǎn)：（1）吸濕性小，僅0.01%~0.03%成型加工前不需對(duì)粒料進(jìn)行干燥。（2）適用于多種成型方法。（3）熔體粘度小易成型出薄壁長(zhǎng)流程制品，不需要采用很高的成型壓力。（4）具有結(jié)晶性，收縮率絕對(duì)值及其變化范圍都較大，在1%~3%范圍內(nèi)，且具有較明顯的后收縮性。工藝參數(shù)對(duì)制品結(jié)晶度有較大影響，對(duì)制品性能和尺寸變化也較大影響。（5）熔體具有，較明顯的非年頓性，粘度對(duì)剪切速率和溫度都比較敏感。（6）熔體彈性大， 11 冷卻凝固速度快，制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。（7）受熱時(shí)容易氧化降解，應(yīng)盡量減少受熱時(shí)間，并盡量減少受熱時(shí)間，并盡量避免受熱時(shí)與氧接觸。 PP的注射工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 取值范圍 工藝參數(shù) 取值范圍 料筒溫度/℃ 后部 160~180 模具溫度/℃ 20~60 中部 180~200 注射壓力/MPa 70~100 前部 200~230 螺桿轉(zhuǎn)速 ≤80 噴嘴溫度℃ 180~190 12 第3章 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 3.1分型面的選擇 一套模具中可以只有一個(gè)分型面，也可以同時(shí)設(shè)定兩個(gè)或多個(gè)分型面。常見的取出塑件的主分型面與開模方向垂直，也有采用與開模方向一致的側(cè)向主分型面。 分型面的位置關(guān)系到成型零部件的結(jié)構(gòu)形狀、塑件的正常成型與脫模以及模具制造成本，因此，在選擇分型面時(shí)，盡量遵守以下原則： （1）分型面位置應(yīng)設(shè)在塑件截面尺寸最大的部位，便于脫模和加工型腔，這是分型面選擇的首要原則。 （2）有利于保證塑件尺寸精度。 （3）有利于保證塑件的外觀質(zhì)量。 （4） 考慮滿足塑件的使用要求。 （5）盡量減小塑件在分型面上的投影面積，以減小所需合模力。 （6）有利于塑件脫模。 （7）長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開模方向。 3.2型腔數(shù)目的確定 模具型腔數(shù)目的確定主要是根據(jù)制品的投影面積、幾何形狀（有無側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)）、制品精度、批量及經(jīng)濟(jì)效益來確定的。 13 型腔數(shù)量主要依據(jù)以下因素進(jìn)行確定： 1、 制品重量與注射機(jī)最大注射量。 2、 制品投影面積與注射機(jī)的鎖模力。 3、 模具外形尺寸與注射機(jī)安裝模具的有效面積。(即注射機(jī)拉桿內(nèi)間距) 4、 制品精度。(數(shù)量提高，塑件精度相應(yīng)降低，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，每增加一個(gè)型腔，塑件尺寸精度降低4％～8％) 5、 制品有無側(cè)抽芯及其處理方法。 6、 制品的生產(chǎn)批量。(月批量或年批量) 7、 經(jīng)濟(jì)效益。（每一模的生產(chǎn)值） 以上因素有時(shí)是相互制約的，因此在確定方案時(shí)，必須進(jìn)行協(xié)調(diào)，以保證其主要因素。 因此，根據(jù)上述要點(diǎn)所確定的型腔數(shù)目，既要保證最佳的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性，技術(shù)上又要充分保證產(chǎn)品的質(zhì)量，也就是應(yīng)保證塑件制件最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。由于塑件外形尺寸較小，注射量不大，因此采用一模兩腔。 3.3注射機(jī)的選擇 注射機(jī)的選用包括兩方面的內(nèi)容：一是確定注射機(jī)的型號(hào)（初選并校核后確定），使塑件、塑料、注射模、及注射工藝等所要求的注射機(jī)的規(guī)格參數(shù)在所選的注射機(jī)規(guī)格參數(shù)可調(diào)的范圍內(nèi)；二是調(diào)整注 射機(jī)的技術(shù)參數(shù)至所需要的參數(shù)。 14 （1）注射機(jī)類型的選擇：根據(jù)塑料的品種、塑件的結(jié)構(gòu)、成形方法、成形批量、現(xiàn)有設(shè)備及注射工藝等進(jìn)行選擇。 （2）注射機(jī)規(guī)格的初選：根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)、注射模的大小、塑件和澆道凝料質(zhì)量（澆道凝料為估計(jì)值）等。 （3）有關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算和注射機(jī)的初選 a．鎖模力 注射成型時(shí)，塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素，其數(shù)值越大，需要的鎖模力與塑件在水平分型面上的投影面積有關(guān)，為了可靠地鎖模，不使成型過程中出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，應(yīng)使塑料熔體對(duì)形腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力，即： F > (nA1 + A2) P = 22137.75× 90 × 80% =1593.918kN 其中n=2 A1=10413.6mm2 A2=1310.55mm2 式中：F－注射機(jī)的額定鎖模力（N） P－塑件熔體對(duì)形腔的成型壓力（MPa）其大小一般是注射壓力的80%。PP的注射壓力取90MPa。 15 b、注射量 模具型腔能否充滿與注射機(jī)允許的最大注射量密切相關(guān),設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機(jī)實(shí)際的最 大注射量的范圍內(nèi)，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)最大注射量是其允許最大注射量（額定注射量）的80%，由此有： m≥（nm1+m2) / 80% = 125 / 80% =127.45g 其中n=2 m1=46.73g m2=8.5g 式中：m－注射機(jī)允許的最大注射量（g） c．開模行程 S（合模行程）指模具開合過程中動(dòng)模固定板的移動(dòng)距離，它的大小直接影響模具所能成型的塑件高度，注射機(jī)最大開模行程Smax應(yīng)大于開模行程S： Smax≥S = H1 + H2 + 5~10mm = 30 +80+ 10 = 120 mm 式中：H1－推出距離（脫模距離）（mm) H2－包澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度（mm) d．模具的厚度 L=235mm 根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)和塑件所用塑料的有關(guān)參數(shù)，選用注射機(jī)為： 億利達(dá)精密機(jī)器有限公司 E-180（710/180） 16 名稱 數(shù)據(jù) 螺桿直徑(mm) 50 每次注射量(g) 350 注射壓力(KN) 176 鎖模力(KN) 1800kn 模具厚度 (mm) max 400 min 200 模板行程（mm） 400 模板最大開距(mm) 880 頂出力(KN) 43．6 頂出行程（mm） 100 17 第4章 模體總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 本產(chǎn)品選用的模架是龍記——大水口——2735。A板：70、B板：70、C板：80。詳細(xì)如下圖所示： 18 4.2澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) a、主流道部分在成型過程中,其小端入口處與注射機(jī)噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交替地反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料的要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套式，以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。此澆口套采用碳素工具鋼T8A加工，熱處理要求淬火53~57HRC。其應(yīng)設(shè)置在模具的對(duì)稱中心位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機(jī)噴嘴為同一軸心線。 為了便于流道凝料從主流道襯套中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形 。一般錐角取2°~ 4°粗糙度Ra≤0.63 與噴嘴對(duì)接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑，球半徑略大于噴嘴頭半經(jīng)?？紤]到本模具主流道比較長(zhǎng),主流道的圓錐孔采用1:50錐度,加工時(shí)采用1:50的鉸刀加工出來,加工方便,也不會(huì)導(dǎo)致主流道過大。 注射量 10g 30g 60g 125g 250g 500g 1000g 主流道直徑 D2 D3 D2 D3 D2 D3 D2 D3 D2 D3 D2 D3 D2 D3 PE PS 3 4. 5 3 .5 5 4. 5 6 4. 5 6 4. 5 6. 5 5. 5 7 .5 5. 5 8 .5 ABS、AS 3 4 .5 3. 5 5 4 .5 6 4. 5 6 4. 5 6 .5 5. 5 7. 5 5. 5 8. 5 PSU、PC 3 .5 5 4 5. 5 5 6 .5 5 7 5 7 5 6 8. 5 6 9 19 b、澆口設(shè)計(jì)：澆口的斷面形狀常用圓形和矩形，而矩形澆口用得比較廣泛。澆口尺寸一般憑經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取。澆口斷面積與分流道斷面積之比約為0.03～0.09，澆口長(zhǎng)度約為0.5～2mm。通常，矩形斷面的澆口厚度a＝（1/3~2/3）s(s為澆口處塑件的厚度)，對(duì)中小型塑件澆口寬度b＝（5～10）a，對(duì)大型塑件取b>10a左右。澆口的設(shè)計(jì)應(yīng)取較小值，以便在試模時(shí)逐步修正。澆口的表面粗糙度不能高于Ra0.4，否則易產(chǎn)生摩擦阻力。 在此主要講側(cè)澆口設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)，采用這種形式的澆口主要為了防止在塑件外側(cè)留有澆口的痕跡。澆口與分流道部分開設(shè)在型腔對(duì)面的模板上。這類澆口不是在塑件邊緣部位而是在塑件端部開設(shè)，因此一般的側(cè)澆口更需要注意澆口的處理。 澆口位置的選置主要遵守以下幾點(diǎn)： （1）、澆口位置距型腔各個(gè)部位的距離應(yīng)盡量一致，并使起流程最短。 （2）、澆口的位置應(yīng)保證塑料流入型腔時(shí)，對(duì)著型腔中寬暢、厚壁部位，以便塑料順利地流入。 （3）、避免塑料在流入型腔時(shí)直沖型腔壁、型心或鑲件，使塑料能盡快流入到型腔部位，并避免型心或嵌件變形。 （4）盡量避免使制品產(chǎn)生熔接痕,或使其熔接痕產(chǎn)生在制品不需要的部位。 （5）、澆口位置及其流入方向，應(yīng)使塑料在流入型腔時(shí)，能沿著型腔平行方向均勻地流入，并有利于型腔內(nèi)氣體排出。 20 （6）、澆口位置應(yīng)在制品最易清除的部位，同時(shí)，盡可能不影響制品的外觀。 c、分流道設(shè)計(jì)：分流道的截面形狀有圓形、半圓形、梯形、U形、正方形、正六邊形等。從增大傳熱面積考慮，截面最好采用正方形；從減少散熱面積考慮，截面最好采用圓形；從壓力損失上考慮，截面亦最好采用圓形；但從加工方便的條件出發(fā)，常用U形、梯形、正六邊形截面。各截面的分流道設(shè)計(jì)之參數(shù)在此不一一贅述了，現(xiàn)只對(duì)圓形分流道端面的設(shè)計(jì)特點(diǎn)加以說明如下： 圓形端面直徑D一般在2～12mm的范圍內(nèi)變動(dòng)。對(duì)于流動(dòng)性很好的聚丙烯、尼龍等，當(dāng)分流道很短時(shí)，其直徑可小到2mm；對(duì)流動(dòng)性很差的聚碳酸脂、聚砜等，直徑可達(dá)12mm。常用塑料的分流道直徑可參考表（1－2） 塑料品種 分流道直徑/mm 塑料品種 分流道直徑/mm ABS、AS 聚甲醛 丙烯酸酯 耐沖擊丙烯酸脂 尼龍6 聚酸碳酯 4.8～9.5 3.2～9.5 8.0～9.5 8.0～12.7 1.6～9.5 4.8～9.5 聚丙烯 聚乙烯 聚苯醚 聚苯乙烯 聚氯乙烯 4.8～9.5 1.6～9.5 6.4～9.5 3.2～9.5 3.2～9.5 實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)多數(shù)塑料來說，分流道在5～6mm以下時(shí)，對(duì)流動(dòng)性影響較大，但直徑在8mm以上時(shí)，對(duì)流動(dòng)性的影響不大。 d、澆口套設(shè)計(jì)：由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸，所以模具的主流道部分通常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套，即澆口套。以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材（如T8A等）單獨(dú)加工和熱處理，（硬度為HRC53～57），或選用45＃、50#、55#等表面淬火≥55HRC。然后用三個(gè)螺釘用來定位和固定。本副模具澆口套設(shè)計(jì)，如圖1-2所示： 圖1-2 本套模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)和在塑件澆口位置的選擇如圖所示： 22 4.3合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)定?；蛏舷履：夏r(shí)，正確定位和導(dǎo)向的零件。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，本套模具也是采用導(dǎo)柱導(dǎo)向。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)作用主要有三點(diǎn)：（1）定位作用：模具閉合后，保證動(dòng)定?；蛏舷履Ｎ恢谜_，保證型腔形狀和尺寸精確；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具裝配過程中也起了定位作用，便于裝配和調(diào)整。（2）導(dǎo)向作用：合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件的接觸，引導(dǎo)動(dòng)定模或上下模準(zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。（3）承受一定的側(cè)向力：塑料熔體在充型過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)力，或者由于成型設(shè)備精度低的影響，使導(dǎo)柱受了一定的側(cè)向力，以保證模具的正常工作。若側(cè)壓力很大時(shí)，不能單靠導(dǎo)柱來承擔(dān)，需設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要零件導(dǎo)柱和導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求： 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)技術(shù)要求：（1）長(zhǎng)度：導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度應(yīng)比凸模端面的高度高出8~12mm，以避免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔。（2）形狀：導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺(tái)形或半球形，以使導(dǎo)柱順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。（3）材料：導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用20鋼給滲碳淬火處理或T8、T10鋼淬火處理，硬度為50~55HRC。（4）數(shù)量及布置：導(dǎo)柱應(yīng)合理均布在模具分型面的四周（一般為4根），導(dǎo)柱中心到模具邊緣應(yīng)有足夠的距離， 23 以保證強(qiáng)度。（5）配合精度：導(dǎo)柱固定端與模板之間一般采用H7/m6或H7/k6的過渡過配合：導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分通常用H7/f7或H8/f7間隙配合。 導(dǎo)套結(jié)構(gòu)技術(shù)要求：（1）形狀：為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，在導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)柱最好作成通孔，以利于排出孔內(nèi)空氣及殘?jiān)鼜U料。（2）：村料：導(dǎo)套用導(dǎo)柱相同的材料或銅合金等耐磨材料制造，其硬度一般應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，以減輕磨損，防止導(dǎo)柱或?qū)桌１靖蹦＞卟捎玫膶?dǎo)柱導(dǎo)套為四根向上導(dǎo)柱，在動(dòng)定模各有四個(gè)導(dǎo)套。 4.4成型零部件設(shè)計(jì) 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。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、排氣部分等，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。 24 4.5推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 推出機(jī)構(gòu)主要由推出零件、推出零件固定板和推板、推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位部件等組成。推出機(jī)構(gòu)分為：一次推出機(jī)構(gòu)，也叫簡(jiǎn)單推出機(jī)構(gòu)；和二級(jí)推出機(jī)構(gòu)。其中一次推出機(jī)構(gòu)的主要形式有以下幾種：1 推桿推出機(jī)構(gòu)。2 推管推出機(jī)構(gòu)。3 推件板推出機(jī)構(gòu)。4 多元件聯(lián)合推出機(jī)構(gòu)。5 氣壓推出機(jī)構(gòu)。 本副模具采用推桿推出機(jī)構(gòu)，復(fù)位桿復(fù)位的結(jié)構(gòu)。所在在設(shè)置推桿位置的自由度較大，推桿為圓形推桿，推桿材料采用T8A經(jīng)淬火處理后達(dá)HRC 50以上。因?yàn)閳A形推桿，容易達(dá)到推桿和模板或型芯上推孔的配合精度，另外圓形推桿還具有減少運(yùn)動(dòng)阻力、防止卡死現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)，損壞后還便于更換。如下圖所示： 25 本副模具還有8個(gè)斜頂，斜頂也是屬于頂出機(jī)構(gòu)的。在設(shè)計(jì)斜頂?shù)臅r(shí)候，出現(xiàn)過很多問題，不過經(jīng)過指導(dǎo)老師的教導(dǎo)，也知道因該要怎么去設(shè)計(jì)。主要問題是斜頂?shù)膬A斜角度，這關(guān)系到斜頂?shù)捻敵鼍嚯x，關(guān)系到是否能夠頂出模具。這是這套模具的8個(gè)斜頂，它們都有一定的傾斜角度，如下圖所示： 經(jīng)過計(jì)算，斜頂?shù)膶挾仁?mm，也就是斜頂?shù)膹?qiáng)度，這樣才能保證斜頂不容易斷。并且，斜頂?shù)膬A斜角度要大于或等于10度，這樣才能保證斜頂能夠頂出模具。 26 另外，還有在耐磨塊上的設(shè)計(jì)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)耐磨塊的時(shí)候必須得保證眾多斜頂?shù)哪湍K不互相干涉。所以在設(shè)計(jì)耐磨塊的時(shí)候一定要調(diào)好耐磨塊的那些數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)見下圖： 27 第5章 模具上下模和總裝圖以及零件圖 上模： 下模： 總裝圖： 28 裝配圖： 底板、頂板： 定模板、動(dòng)模板： 29 定模仁、動(dòng)模仁： 頂針板、斜頂、澆口、定位環(huán)： 30 第6章 心得體會(huì) 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)所帶給我的經(jīng)驗(yàn)以及精神將會(huì)給我以后的工作帶來極大的幫助。通過這次注射模的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)了解大學(xué)三年來所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，尤其是模具設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容，進(jìn)一步了解注射模的設(shè)計(jì)步驟，在整個(gè)設(shè)計(jì)中，充分學(xué)習(xí)了UG中的實(shí)體造型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還學(xué)習(xí)了很多裝配部分的知識(shí)，在整個(gè)設(shè)計(jì)中，糾正了許多以前的習(xí)慣錯(cuò)誤，這為今后的工作有極大的幫助。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們材料成形與控制工程專業(yè)的重要組成部分，通過這次注塑模的設(shè)計(jì),學(xué)會(huì)了如何使用UG設(shè)計(jì)模具。在整個(gè)設(shè)計(jì)中，糾正了許多以前的習(xí)慣錯(cuò) 誤，并且在頭腦里有了一個(gè)清晰、系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)體系。使我們的專業(yè)理論知識(shí)達(dá)到了一個(gè)質(zhì)的飛躍，從而為我們過渡到實(shí)踐動(dòng)手能力方面打下了堅(jiān)定的基礎(chǔ)，并且能夠使我們樹立正確的設(shè)計(jì)思想，加強(qiáng)了設(shè)計(jì)基本功的訓(xùn)練，培養(yǎng)我們?cè)谝院蟮墓ぷ髦心軌颡?dú)立擔(dān)負(fù)起模具設(shè)計(jì)的任務(wù) ，為我們以后參加工作打下了良好的基礎(chǔ)。這些對(duì)于我們這些即將畢業(yè)走向工作崗位的畢業(yè)生來說，無疑是受益終生的。 本人的這一次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在同學(xué)的幫助和老師的指導(dǎo)下以及加上自己的努力完成的。剛開始的時(shí)候感覺自己什么都不會(huì)，不知道從什么地方開始著手去做 畢業(yè)設(shè)計(jì)。平常上課時(shí)，一步一步的跟著老師做三維UG設(shè)計(jì)斜頂、頂針、水路、耐磨塊等等，感覺好像很容易，可一到要自己一個(gè)人去做的時(shí)候，才發(fā)現(xiàn)有很多都是自己不會(huì)的，遇到的很多問題自己也發(fā)現(xiàn)不了。雖然說這一次的畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的很困難，但是，通過這一次畢業(yè)設(shè)計(jì)卻讓我鞏固了自己在大學(xué)三年所學(xué)習(xí)的 31 一些課程，以及具有了初步設(shè)計(jì)模具的能力。經(jīng)過畢業(yè)設(shè)計(jì)也更加讓我知道了模具加工在實(shí)際生產(chǎn)中的重要性，而且也為以后自己找工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 在這一次的設(shè)計(jì)中，我通過查閱很多模具的有關(guān)資料。如《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》、《塑料注射模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》、《CAD、CAM技術(shù)與應(yīng)用》、《模具制造》、《機(jī)械制圖》等等。本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)基本上的工作安排在計(jì)算機(jī)上用AutoCAD、三維設(shè)計(jì)UG等軟件上完成，同時(shí)也鞏固了以前我們所學(xué)習(xí)的《機(jī)械制圖》、《機(jī)械制造基礎(chǔ)》、《冷沖壓與塑料模具》等課程。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，在設(shè)計(jì)方面遇到了很多問題。如分模的時(shí)候分型面的選擇、型腔數(shù)目的確定、導(dǎo)入模架時(shí)模架的選擇、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、合模導(dǎo)向機(jī) 構(gòu)的設(shè)計(jì)，當(dāng)然還有就是斜頂?shù)脑O(shè)計(jì)。在論文中本人也提到過很多次在斜頂設(shè)計(jì)方面的問題，經(jīng)過本人求教指導(dǎo)老師，已經(jīng)讓我指導(dǎo)怎么去設(shè)計(jì)斜頂，指導(dǎo)在設(shè)計(jì)斜頂時(shí)應(yīng)該注意哪些方面。在此，我要感謝我的指導(dǎo)老師。 經(jīng)過這一次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，從開始的彷徨不知所措已經(jīng)逐漸的邁向了成功，使我受益匪淺。不僅使我的專業(yè)技能有所發(fā)揮并且也鞏固了以前所學(xué)習(xí)的課程以及對(duì)AutoCAD、UG等軟件更加的熟悉了。提高了我解決問題、計(jì)算、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的能力，培養(yǎng)了我設(shè)計(jì)時(shí)的分析、判斷的能力。對(duì)我來說，這也是學(xué)校安排的畢業(yè)前的一次很好的鍛煉。 32 第7章 致謝 至此，畢業(yè)設(shè)計(jì)就算完成了，第一次嘗試了應(yīng)用UG設(shè)計(jì)模具，在設(shè)計(jì)的過程中遭遇了很多困難,而每一次都在絕境中重獲新生。日子過得很累，但很充實(shí)，而且學(xué)到了很多很多的東西，即使在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)還有許多不當(dāng)之處，但我依然無怨無悔。在設(shè)計(jì)中鍛煉了自己的意志與毅力，每次遭遇失敗的時(shí)候總想放棄，但卻堅(jiān)持了下來，也許今后無論面對(duì)什么，我都不會(huì)輕言放棄，因?yàn)槭∈浅晒χ浮? 經(jīng)過幾個(gè)月的緊張艱辛，終于換來了畢業(yè)設(shè)計(jì)的一個(gè)完美的句號(hào)，通過這次的設(shè)計(jì)，我也發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足之處，我相信我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)、工作中來彌補(bǔ)我的不足之處，更好的提升自己，讓自己有更好的發(fā)展空間。在此，我真心的感謝我的指導(dǎo)老師xxx老師和幫助過我的同學(xué)，因?yàn)槟銈兊膸椭?，我才有了今天的進(jìn)步，我才能夠順利的完成這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，所以，真的很謝謝你們，謝謝你們對(duì)我的幫助。 同時(shí)，因?yàn)槲业哪芰Ρ容^有限，所以希望各位老師、領(lǐng)導(dǎo)能提出寶貴的意見和建議。 33 第8章 參考文獻(xiàn) [1] 沖壓與塑料成型設(shè)備；程燕軍 柳舟通（主編） [2] 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)；劉彥國(guó)（編著） [3] 模具制造技術(shù)；張信群 王雁彬（主編） [4]AutoCAD 2008 機(jī)械繪圖；陳靜（主編）. 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