手機外觀設計及其模具開發(fā)畢業(yè)設計

1、杭州電子科技大學信息工程學院本科畢業(yè)論文信息工程學院本科畢業(yè)論文（2013屆）題 目手機外觀設計及其模具開發(fā)系機械工程系專 業(yè)機械設計制造及其自動化班 級09090112學 號09901219學生姓名梅彬彬指導教師沈國強完成日期2013年5月摘要手機外觀設計是一部手機的重點，直接決定了手機的銷量，而手機的內部結構設計是手機的根本，在手機外觀設計和結構設計完成之后，需要進行手機塑件的模具設計，而注射成型是熱塑性塑料成型的主要方法之一，可以一次成型形狀復雜的精密塑件。本設計是用solid edge繪制出手機三維模型，利用ug nx的注塑模向導功能進行手機后蓋塑料模具的設計，對零件結構進行了工藝分析

2、，采用abs作為塑件的材料。這是一個比較普通的塑件，只需要采用單分型面，然后根據模具的型腔數目以及最大注塑量、鎖模力、注射壓力、模具的安裝尺寸等因素選擇了一臺合適的注射機，選擇成型零部件的尺寸；采用扇形澆口；利用直導柱導向，斜滑頂桿頂料,斜滑頂桿側抽，同時完成側抽和頂出完成脫模，并對模具的材料進行了選擇，如此設計出的結構可確保模具工作運行可靠。同時還要對模具結構與注射機的匹配進行校核。然后設計出模具的冷卻系統，可以大幅度提高模具的工效。關鍵詞：三維建模；solid edge；手機后蓋；注塑模具；ugabstract mobile phone design is a key, directly

3、determines the mobile phone sales, while the phone's internal structure of the fundamental design of the mobile phone in the mobile phone design and structural design is complete, the need for mobile phone mold design of plastic parts and injection molding is a thermoplastic molding one of the m

4、ain methods, can be a complex shape precision molded plastic parts. the design is drawn with a solid edge mobile three-dimensional model, using ug nx wizards injection mold plastic mold for mobile phone cover design, the structure of the part of the process analysis, using abs as plastic parts of th

5、e material. this is a relatively common plastic parts, only a single sub-surface, and then the mold cavity number and maximum injection volume, clamping force, injection pressure, mold mounting dimensions and other factors chosen a suitable injection machine select the size of molding parts; using f

6、an gate; utilize straight guide column-oriented, top-mast feed ramp, the ramp side ejector pump, while completing side ejector pump and complete release, and the mold material a choice, so the design of the structure of the mold to ensure reliable operation work. but also the structure of the mold a

7、nd injection machine matching be checked. then the design of the mold cooling system can greatly improve the efficiency of the mold.key words: three-dimensional modeling; solid edge; mobile cover; injection mold; ug;目錄摘要1abstract21緒論11.1手機外觀設計的發(fā)展歷程11.2該課題設計的任務、要求、技術難點及要達到的目標12手機外觀設計及其結構設計32.1手機的分類32

8、.2手機殼體材料的選擇32.2.1手機常用的材料分類：32.3手機殼體的涂裝工藝42.3.2噴涂方法42.3.3涂層厚度42.4手機前蓋的設計42.4.2 lcd與殼體的配合要求52.4.3扣位/止口的設計62.5手機后蓋的設計62.5.1后蓋設計要求62.6手機按鍵的設計72.6.1按鍵相關設計要求：72.7手機lcd鏡片的設計82.7.1屏幕相關設計要求：82.8渲染后的手機三維效果圖83手機后蓋模具設計93.1材料與塑件分析93.1.1塑件分析93.1.2塑件材料分析93.1.3確定塑件設計批量103.1.4計算塑件的體積和質量113.2選擇塑件的分型面113.3標準件的選擇133.3.

9、1注射模標準模架的選取133.3.2標準緊固件的選取133.4注塑機的選擇133.4.1注塑機的概述133.4.2注射機的選擇153.4.3注塑機的參數校核153.5澆注系統的設計183.5.1澆灌系統介紹和設計分析183.5.2流道設計183.5.3澆口設計213.6冷卻系統的設計223.6.1冷卻時間計算223.7冷卻參數計算233.7.1計算所需冷卻水體積流量：233.7.2求冷卻水在水孔內的傳熱速度243.7.3冷卻水孔總長度計算243.7.4冷卻水道孔數計算：243.8冷卻回路的設計25冷卻系統的設計原則：253.9頂出和導向機構的設計263.9.1頂出機構的設計263.9.2導向機

10、構的設計273.9.3復位機構的設計283.10成型零件的設計293.10.1凹模的設計293.10.2凸模的設計293.10.3成型零件工作尺寸計算293.11模具設計總圖303.11.1模具三維透視圖的繪制（詳見圖紙）304.結束語32致謝33參考文獻34任務書35361緒論1.1手機外觀設計的發(fā)展歷程在網絡化和數字化迅猛發(fā)展的今天，手機已經成為引領消費時尚的異軍突起的工業(yè)產品?，F今的手機已經不再是一個簡單的通訊工具，而是一個移動互聯網的終端，已經很大程度上可以替代電腦，手機的迅速發(fā)展也引起了同質化的問題的日益突出，面對日趨激烈的競爭市場和日益挑剔的消費者，如何推動手機業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，已

11、成為手機廠商要解決的迫在眉睫的問題。英國前首相撒切爾夫人對工業(yè)設計曾有一句非常精辟的論斷:“對于工業(yè)設計一分的投入，可以產生一千分的回報”。美國工業(yè)設計協會做過調查，美國平均工業(yè)設計每投入一美元，其銷售收入為二千五百美元；日本日立公司的統計數字也表明，每增加一千億日元的銷售額，工業(yè)設計的作用就占51%，而技術改造的作用僅占12%。十分顯然，工業(yè)設計的創(chuàng)新，必然會給產品帶來豐厚的利潤。實現手機工業(yè)設計的突破和創(chuàng)新正是大勢所趨。而手機外觀設計的針對性越來越明顯，手機的客戶群體分層越來越明顯，每款手機都有自身區(qū)別于其他款型的特色，而本課題需要設計的一款專為知識女性使用的手機，手機外觀設計特點會很鮮明

12、。1.2該課題設計的任務、要求、技術難點及要達到的目標隨著科技水平的不斷提高，給人們的生活帶來了日新月異的變化，尤其是電子產品的全球性普及，給大家的生活帶來了極大的便利，尤其是手機的出現和發(fā)展，對于大家的通訊聯系帶來了質的提升，無論是通訊的質量和速度都有了質的變化，手機在剛出現時僅僅是一個簡單的通訊工具，沒有多少附加功能，但是隨著科技水平的不斷提升，手機的功能也得到了極大的豐富，現階段的智能機已經基本取代的之前的功能機，智能機的普及也引發(fā)了一系列的問題，對于手機外觀來說，智能機普遍為大屏幕直板觸控機，手機外觀設計已經大同小異，手機的同質化已經非常嚴重，外觀設計成為了手機廠商的重中之重，是關乎手

13、機銷量的一個重要因素，如何設計一款外觀新穎，能吸引顧客的手機也成為了廠商的研究中心之一，本課題基于手機外觀設計及其模具開發(fā)展開研究。首先，要了解整個模具行業(yè)近十年來設計的發(fā)展概況以及應用水平，特別是注塑模具設計的先進技術和方法。其次，要熟練掌握ug應用軟件，還要了解目前應用較為廣泛的各種應用軟件，如pro/e、solid edge、autocad等軟件。再次，必須對成型材料的成型特性有足夠的了解；最重要的是掌握注塑模具的設計特點和結構特點。我要解決的主要問題是設計手機外殼的注塑模具（特別是結構設計），最后需要利用ug軟件繪出該零件注塑模具的三維圖，然后利用solid edge出工程圖，在用so

14、lid edge修改完善工程圖，以及利用ug對凸、凹模進行加工仿真。為了解決這些問題，我必須首先明確注塑模具的設計流程，并作出詳細的工作進度計劃，在其間應了解各種軟件的應用，特別要熟練掌握ug和ugcam軟件；掌握注塑模具的設計流程、規(guī)范及結構特點；充分了解模具的標準件，以提高模具設計效率，縮短模具設計周期。還需要掌握零件尺寸和公差與零件的設計的幾何要求等，因為在設計模具時，必須根據制件的尺寸和精度要求來確定相應的成型零件的尺寸和精度等級，獲得零件的工作尺寸；模具的制作是在高溫環(huán)境中進行的，所以應了解模具的各種材料屬性（要求其綜合性能表現較好，沖擊韌性強，力學強度較好，尺寸也穩(wěn)定，耐化學性、電

15、化學性能良好），特別是它的收縮率。很多資料都必須通過圖書館查找期刊文獻、會議文獻以及專業(yè)書籍得到，所以必須學會熟練的進行資料的檢索。 2手機外觀設計及其結構設計2.1手機的分類從外觀來分：直板機、翻蓋機、滑蓋機、旋蓋手機翻蓋式手機：翻蓋式手機是指，要翻開蓋才可見到主顯示屏或按鍵，且只有一個屏幕，則這種手機被稱為單屏翻蓋手機。目前，市場上還推出了雙屏翻蓋手機，即在翻蓋上有另一個副顯示屏，這個屏幕通常不大，一般能顯示時間、信號、電池、來電號碼等功能。直板式手機：直立式手機就是指手機屏幕和按鍵在同一平面，手機無翻蓋。直立式手機的特點主要是可以直接看到屏幕上所顯示的內容。滑蓋式手機：滑蓋式手機主要是指

16、手機要通過抽拉才能見到全部機身。有些機型就是通過滑動下蓋才能看到按鍵；而另一些則是通過上拉屏幕部分才能看到鍵盤。從某種程度上說，滑蓋式手機是翻蓋式手機的一種延伸及創(chuàng)新?？傮w來看，翻蓋式手機、滑蓋式手機和直立式手機各有各的優(yōu)勢，當然他們也都有各自的不足之處，例如：翻蓋式手機在用過一段時間后，由于反復翻開蓋，對手機的本身會造成一定的不良影響。而滑蓋式手機也因為在長期使用中，因為反復的推滑手機而對手機造成不可恢復性的傷害，降低手機的使用壽命。而直立式手機也有其自身的缺陷，即必須隨時鎖鍵盤，否則很容易在不知情的情況下撥出電話；同時這些直立式手機需要在解開按鍵鎖后才能使用，從某種程度上也無形中增加了手機

17、使用者的工作量。但是從現今手機的發(fā)展來看，直板手機的發(fā)展空間越來越大，手機功能的豐富，必須通過大屏幕來呈現，小屏幕的翻蓋手機和滑蓋手機已經無法滿足用戶的體驗，智能機的大范圍、多層次普及，也給小屏幕的翻蓋機和滑蓋機帶來了致命的打擊，在很短的時間里，大屏幕直板觸控智能機統治了絕大部分的市場，小屏幕的功能機已經漸漸退出了市場，手機市場也發(fā)展成為一個多媒體終端。所以，本課題的設計目標是為知識女性設計一款外觀靚麗，功能不弱的大屏幕智能觸控機。2.2手機殼體材料的選擇2.2.1手機常用的材料分類：1.pc（學名聚碳酸酯）的材料特性： 強度高，拉壓伸縮強度69mpa,抗彎曲強度96mpa。耐高溫，可在130

18、長期使用。透明度好，無毒。 適用范圍：高低溫特性好，強度好，多用于翻蓋機和惡劣壞境下使用的手機（如最近新出的多款三防手機）2.pc+abs： 適用范圍：綜合性能好，多用于直板機及對涂料色彩要求嚴格的手機。3.abs： 適用范圍：多用于裝飾件及電鍍件。2.3手機殼體的涂裝工藝2.3.1涂料1.底漆和面漆 塑件和金屬不同，必須采用低溫（一般6080）固化的涂料，常用面漆分為兩類：一類是聚氨酯（pu）類；還有一類是丙烯酸樹脂類。為了使手機外觀有金屬質感，還需要在透明色面漆下面噴涂一層銀色底漆。2.uv涂料 為了提高面漆的耐磨度，可以在面漆上噴涂一層uv涂料。2.3.2噴涂方法 塑件噴涂工藝有手工噴涂

19、和自動噴涂兩種。前者主要用于前期試制是的配色噴涂；后者可以保證噴涂顏色的厚度、精度，噴涂質量穩(wěn)定，適用于批量生產。2.3.3涂層厚度1.底漆厚度一般為35m2.面漆厚度一般為810m3.uv涂層厚度一般為810m2.4手機前蓋的設計 圖1手機前蓋初步三維模型2.4.1speaker聲腔的結構設計要點及其重要性 手機殼體里所構成的聲腔和泄漏孔對speaker音質和音量產生較大的影響，而speaker聲腔的設計是重中之重。聲腔設計如圖2所示。1.要用防塵墊把speaker與手機殼體密封，保證聲音不會泄漏到手機殼體里。2.speaker的發(fā)聲腔體高度必須要大于0.8mm。3.speaker的發(fā)聲孔面

20、積大小為喇叭面積的10-20。4.盡可能用筋把speaker圍住，這決定了傳出的音量大小。5.在speaker背面也要用海綿墊片壓緊，加強speaker的密封性。6.手機設計中的泄漏孔，如sim卡、電池蓋等無法密封的位置要遠離speaker，這是保證手機音質和音量的關鍵。 圖2聲腔設計三維圖2.4.2 lcd與殼體的配合要求有兩種方式：1.lcd有護框，護框要求高于lcd面0.05mm。2.lcd無護框。本課題選用lcd有護框的設計。如圖3所示。 圖3 lcd有護框的結構示意圖2.4.3扣位/止口的設計 扣位是指手機上下殼體卡扣的配合關系，扣位的數量和位置設計決定于手機的尺寸，該設計的原則是數

21、量平均、位置均衡。 止口是指手機上下殼之間的鑲嵌配合關系。止口設計的名義尺寸應該留0.05-0.1mm的間隙。嵌合面應該具備1.5°-2°的斜度。出于裝配需要，止口的端部需作倒角或倒圓角。上下殼圓角處的止口配合，需要增大配合面內側止口的圓角半徑，以增大圓角之間的間隙，預防圓角處的干涉。2.5手機后蓋的設計 圖4手機后蓋三維模型2.5.1后蓋設計要求1.因為手機后蓋的結構是屬于厚度小，但是面積較大的，一般選用pc+abs材料，該材料的綜合性能好，具有優(yōu)良的成型加工性能，具備了pc和abs兩者的優(yōu)點。同時，因為是給女性設計的設計，所以外觀對于色彩的要求會比較高，需要各種不同的涂

22、裝要求，這也是選擇pc+abs的原因。2.為了加強手機的抗摔能力，在手機的后蓋四角采取了加強設計，可以在意外落地時，有效的加強多手機邊角的保護。3.為了加強手機的整體性，本后蓋使用了多排卡扣設計，通過十個獨立設計的卡扣和中板的扣位配合，可以保證手機在意外墜落的時候，不會四分五裂。4.手機使用了雙揚聲器設計，可以保證手機外放有著不錯的音質，這對于一個知識女性是非常需要，符合使用者的身份。如圖4所示。2.6手機按鍵的設計圖5 home鍵 返回鍵 菜單鍵 圖6手機音量鍵三維模型 圖7手機電源鍵三維模型2.6.1按鍵相關設計要求：1.為了保持手機的整體尺寸的輕薄，對于按鍵的厚度要求較高，一般采用pc按

23、鍵，可以更精確的控制按鍵的行程。2.按鍵上的字符采用除料的方式來標示，可以保持更久的耐用性，不會像噴涂鐳雕按鍵那樣容易磨損掉。2.7手機lcd鏡片的設計圖8手機lcd鏡片三維模型2.7.1屏幕相關設計要求：1.手機的屏幕是手機最為重要的一塊部分，首先，必須具備很好的耐磨性，硬度要求足夠高。有著良好的透光度。2.尺寸的要求，現在的手機作為一個多媒體終端，其本身通話和發(fā)信息的功能已經成為手機的基本功能，上網，玩游戲，運行軟件已經是手機的必備功能了，而這些功能都需要大屏幕來實現。2.8渲染后的手機三維效果圖 圖9手機渲染效果圖3手機后蓋模具設計3.1材料與塑件分析3.1.1塑件分析 如圖4所示為手機

24、后蓋件的三維立體圖，該產品用于手機電池的裝卸，對手機起固定和保護作用，該產品形狀如薄壁型零件，精度及表面粗糙度要求都較高，不允許存在非常明顯的熔接痕、飛邊等各種工藝痕跡，同時需要較高的配合精度要求。制品整體要有充分的脫模斜度，同時各處的脫模力比較合理。從整體結構分析：制品表面積較大、高度不大但是壁薄、零件的曲面不算復雜，型腔、型芯加工也具備一定的難度。從整體工藝性分析：根據制品外觀要求與結構特定要求選擇澆口位置在零件內部，可以保證手機后蓋的美觀，該制品由于薄而大，所以要求冷卻必須均勻而充分，脫模力設計合理，同時要求頂出機構頂出均勻。3.1.2塑件材料分析塑料成型原料的選取應從力學性能、加工性能

25、、熱性能、物理性能等多方面因素考慮來選取比較合適的塑料進行生產，本次設計材料的選擇是根據材料特性進行選擇的。根據塑料受熱后表現出來的性能和加入各種輔助料成分的不同可將其分為熱固性材料和熱塑性材料，通過比較分析可以知道熱固性塑料主要用于壓塑、擠塑成型，而熱塑性塑料更適合用于注塑成型，本次設計為注塑設計，所以采用熱塑性塑料。熱塑性塑料還分為很多種，如聚氯乙烯、聚丙稀、聚乙稀、聚苯乙烯和abs等等，為了選到合適的塑件材料，通過對塑件的分析和查閱有關資料可選擇以下材料見表1。表1 注塑塑料對比 塑料名稱abs聚乙烯材料特性較大的機械強度和良好的綜合性能。結晶部分多時，塑料硬度高、韌性大、抗拉強度高，但

26、整體尺寸變小，耐沖擊強度及斷裂強度底。 成型工藝特點abs的吸濕性和對水分子的敏感性較大，在加工前必須進行充分的干燥和預熱。原料控制水分在0.3%以下。聚乙烯制件最顯著的特點是收縮率大，這與材料的可結晶性和模具溫度有關。定型后塑件在強的收縮牽引作用下，可令制件變形和翹曲。 注射溫度abs塑料的溫度與熔融粘度的關系比較獨特，在達到塑化溫度后在繼續(xù)盲目升溫，必將abs的熱降解。聚乙烯的注射溫度一般在120310之間，溫度超過300時，收縮率會明顯增大。 注射速度及壓力abs采用中等注射速度效果較好，注射時需要采用較高的注射壓力，其溢邊料為0.04mm左右。并需要調配好保壓壓力和保壓時間。聚乙烯的注

27、射壓力一般選擇在68.6137.2mpa之間。注射速度不易過快，以保證結晶程度高。模具溫度abs的模具溫度相對較高，一般調節(jié)在7585。由于模具溫度對收縮率影響很大，因此要經常保持模具相對恒定的溫度，一般在4080之間。經以上兩種備選材料的性能對比，并考慮到制件的使用環(huán)境，本設計采用abs材料。由于材料的吸濕性強，含水量應小于0.3% ，所以原料應充分干燥。abs的技術指標、注射工藝參數具體看表2和表3。表2 abs技術指標 abs技術指標密度1.021.05比容0.860.98吸水率0.20.4%收縮率0.40.7%熔點130160硬度9.7 hb拉伸彈性模量1.8×mpa彎曲強度

28、80mpa拉伸屈服強度50mpa溫度傳導系數1.3×10m/s表3 abs的注射工藝參數注射機類型螺桿式螺桿轉速30 60r/min噴嘴形式直通式噴嘴噴嘴溫度180190模具溫度50 70注射壓力60 100mpa保壓壓力5 10 mpa冷卻時間5 15s周期15 30s后處理方法紅外線烘箱溫度70時間0.3 1h備注原材料應預干燥0.5h以上3.1.3確定塑件設計批量該產品為小批量生產，故設計的模具要有一定的注塑效率，由于塑件薄而且長度較長，所以采用一模兩腔結構，澆口形式采用扇形澆口，采用兩點進料，以利于均勻充滿型腔。3.1.4計算塑件的體積和質量 該產品材料為abs,查手冊或產品

29、說明得知其密度為1.03g1.07g/cm³。收縮率為0.4%0.6%。計算其平均密度為1.05g/cm³,平均收縮率為0.5%。使用ug軟件導入solid edge st4軟件畫出三維實體圖，軟件能自動計算出所畫圖形的體積。當然也可根據形狀手動幾何計算得到該零件的體積。 圖10手機后蓋及澆灌系統的體積計算通過計算塑件的體積v塑=5.110cm³，可得塑件的質量為m塑=v塑=1.05×5.1=5.355g （3-1）式子中塑料密度單位為g/cm³。由澆注系統體積v澆=2.133cm³可計算出澆注系統質量為m澆=v澆=2.133g

30、15;1.05=2.240g. （3-2）因為一模兩腔 故：v總=v塑x2v澆= 12.353cm³ （3-3）m總=m塑m澆=12.950g （3-4）3.2選擇塑件的分型面選擇分型面時，應考慮到使模具結構簡單，分型容易，并且應不影響塑件的外觀及使用。 在ug中分型面的選擇操作如下： 圖11模仁三維線框圖及模具分模三維產品展示3.3標準件的選擇模具的標準化對于生產中提高效率，改善生產環(huán)節(jié)有著極大的促進作用。近幾年來在模具行業(yè)，尤其是塑料模具行業(yè)，標準件的大量運用使生產更趨于簡單化、標準化，對于生產的高效和標準起到很重要的作用，還有利于模具行業(yè)的國際交流和組織模具出口，打入國際市場。

31、3.3.1注射模標準模架的選取 模架是設計制造塑料注射模的基礎部件，其他部件的設計與制造都是依賴于它的，選擇模架要根據實際制品的尺寸，同時充分考慮注射機的參數，本設計可以參照生產實例，一般工廠中多采用上海龍記公司的模架，因此，本設計也選用該公司產品，其模架標記為：ai型，外觀尺寸446x396x270如圖12所示。 圖13內六角螺釘 圖12標準模架的選擇3.3.2標準緊固件的選取標準緊固件主要是螺釘將螺桿直接旋入被連接件之一的螺孔內，螺釘頭部即可將兩被連接件緊固，其規(guī)格和尺寸均有相應的標準，本設計的塑件模架中主要采用內六角螺釘，包括m5，m6,m8和m10 m14不等，但本設計一般用m10，m

32、14的螺釘較多，長度根據不同需要選取，如圖13所示為m10的典型結構。3.4注塑機的選擇3.4.1注塑機的概述 注射機主要是由注射裝置、液壓傳動系統、電器控制系統、合模裝置及機架等組成。如圖14所示，工作時模具的定、動模分別安裝在注射機的定模固定板和移動模板上，通過合模機構合模并鎖緊，由注射裝置加熱、塑化、注射、待融料在模具內冷卻定型后由合模機構開模，最后由推出機構將塑件推出。 圖14注塑機結構注射機的工作原理：注塑機的工作原理與注射用的注射器相似，它是依靠螺桿（或柱塞）的推力，將已塑化好的熔融狀態(tài)（即粘流態(tài)）的塑料注射進入閉合好的模腔內，經固化定型后獲得制品的一種工藝過程。注射成型是一個可循

33、環(huán)的過程，整個周期主要包括：定量加料熔融塑化施壓注射充模冷卻啟模取件。取出塑件后又再閉模，進行下一個循環(huán)。注塑機根據塑化方式分為柱塞式注塑機和螺桿式注塑機；按機器的傳動方式又可分為液壓式、機械式和液壓機械（連桿）式；按操作方式分為自動、半自動、手動注塑機。其特點如表4 表4注塑機對比形式立式臥式直角式容量一般為3060g熱塑性塑料注射機固性塑料注射機容量一般為2045g柱塞式3060g螺桿式60cm3以上100500g結構特性注射裝置一般為柱塞式、液壓機械式鎖模機構、頂出系統為機械頂出注射裝置以螺桿為主，液壓機械式鎖模，頂出系統采用機械、液壓或兩者兼?zhèn)涑芑訜嵯到y外，其他與熱塑性塑料用螺桿式

34、注射機相似注射裝置與合模裝置的軸線互相成垂直排列，優(yōu)點介于立臥兩種注射機之間優(yōu)點1.拆裝方便2.安裝嵌件、活動型芯方便1.開模后，塑件自動落下便于實現自動化操作2.塑化能力大、均勻，注射壓力大，注射壓力損失小，塑件內應力，定向性小，可減小變形，開裂傾向3.螺桿式可采用不同的螺桿，調節(jié)螺桿轉數、背壓等用來加工不同的塑料及不同要求的塑件1.開模后，塑件自動落下2.使用雙模，可以減小循環(huán)周期，提高生產力缺點1.人工取件2.注射壓力損失大，加工高粘度塑料薄壁塑件時要求成型壓力高，塑件內應力大，注射速度均勻，塑化不均勻1.裝模麻煩，安放嵌件及活動型芯不便，易發(fā)生分解2.螺桿式加工低粘度塑料，薄壁，形狀復

35、雜塑件時易發(fā)生回流，螺桿不易清洗，貯料清洗不凈，易發(fā)生分解3.柱塞式結構也有立式結構所具有的特性1.嵌件、活動型芯安放不便，易傾斜落下2.有柱塞式結構的缺點適用范圍1.易于加工小，中型及分兩次進行雙色注射加工的塑件2.柱塞式不宜加工流動性差，熱敏性、對應力敏感的塑料及大面積，薄壁塑件，宜加工流動性好的中小性塑件1.螺桿式適應加工各種塑料，小型設備易加工薄壁、精密塑件2.螺桿式適應于摻和料、有填料，干著色料的直接加工3.柱塞式也具有立式注射機中柱塞式結構具有的加工特點1.適用加工小型塑件，并裝有側澆口模具2.適用加工塑件中心部位不允許有澆口痕跡的平面塑件3.4.2注射機的選擇本次設計已計算出塑件

36、的總體積為12.353cm³，總質量為12.95 g。根據塑料制品的體積或質量查有關手冊選定xs-zy-125臥式注射機。 注射量（cm³）125模具最大厚度（mm）300螺桿直徑（mm）42模具最小厚度（mm）200注射壓力（mpa）120拉桿空間（mm）290注射行程（mm）115模具定位孔徑（mm）150鎖模力（kn）900噴嘴孔直徑（mm）4最大成型面積（cm²）320噴嘴球孔徑（mm）12模板最大行程（mm）3003.4.3注塑機的參數校核為使注塑成形過程順利進行，須對以下工藝參數進行校核。3.4.1.1最大注塑量校核：我們通過學習知道注塑機的最大注塑量

37、應大于制件的質量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機的實際注塑量最好為注塑機的最大注塑量的80%，所以，本次設計選用注塑機最大注塑量應0.8v機v塑件+v澆式中：v機注塑機的最大注塑量125cm³v塑塑件的體積，cm³該產品v塑件=10.220cm³v澆澆注系統體積，cm³該產品v澆=2.133cm³v機（v塑件+v澆）/0.8=（10.22+2.133）/0.8=15.441cm³ （3-5）在此選頂的注塑機注塑量為125cm³，所以滿足本次設計的要求。3.4.1.2注射壓力校核我所選用的注射機的注射壓力必須大于

38、成型塑件所需要的注射壓力。成形所需注射壓力與塑件的形狀、塑料品種及尺寸、噴嘴及模具流道的阻力、注射機類型等因素有關。根據經驗，我需要對塑件的流動性和黏度進行比較，可得知成形所需注射壓力大致如下：1塑料熔體流動性較好，塑件形狀也比較簡單，壁厚所需注射壓力也一般小于70mpa最合適。2塑料熔體粘度比較低，塑件形狀比較普通，精度要求一般的，所需注射壓力通常選為70至100 mpa。3塑料熔體如果具有中等粘度（ps、pe等），塑件形狀比較普通的，同時有一定精度要求者，所需注射壓力需要選為100至140 mpa。 4塑料熔體如具有較高粘度（pmma、ppo、pc、psf等），塑件壁薄、尺寸大，或者壁厚不

39、均勻，尺寸精度要求非常嚴格的塑件，所需注射壓力大概在140至180 mpa。 本次的產品設計為一個手機后蓋的塑件，整體結構是一個小型零件，對粘度的要求不高，所以本次注射機的注射壓力為120mpa，完全可以滿足此項要求。3.4.1.3鎖（合）模力校核 高壓塑料熔體充滿模腔的時候，會產生使模具沿分型面分開的脹模力，此脹力等于塑件和流道系統在分型面上的投影面積與型腔壓力的乘積。脹模力必須小于注射機額定鎖模力，常用塑料品種及塑件復雜程度不同，或精度不同，可選用的型腔壓力也不同。型腔壓力可根據經驗取值，常取型腔壓力為2040mpa，常用塑料品種及塑件復雜程度不同，或精度不同，現在為了方便我們對鎖模力校核

40、，對一些樹脂平均壓力作簡單的比較。 表5 樹脂名稱一般成型重視表面質量的成型硬質pvc3040 軟質pvc2535 abs3040 pc4055 pp3040根據表5所示，本塑件的材料為abs，可選擇型腔壓力pc=40mpa，型腔平均壓力pc=40mpa決定后，可以按下式校核射機的額定鎖模力： （3-6）式中 注射機額定鎖模力； 塑件和流道系統在分型面上的總投影面積（mm2）； 安全系數，通常取1.11.2 本次設計所選注射機t=900kn；兩個塑件在分型面上的投影面積為6590.5mm2；流道系統在分型面上的總投影面積為515.525mm2；=6590.5+515.525=7106.025m

41、m2 （3-7）=1.2；=1.2×40×106×7106.025×10-6 （3-8）=341089.2n=341.1knt=900kn >341.1kn故所選注射機滿足此項要求。3.4.1.4模具安裝尺寸的校核模具厚度（閉合高度）必須滿足下式： （3-9） 式中：注射機允許的最小模具厚度（mm）； 所設計的模具厚度（mm）； 注射機允許的最大模具厚度（mm）； = 200mm， = 270mm，= 300mm 200<270<300所選本次選用的注射機滿足此項要求。3.4.1.5開模行程的校核注射機的最大開模行程必須大于開模取出塑件

42、所需的開模距離。本設計所選用的注塑機的最大行程與模具厚度有關，故注塑機的開模行程滿足下式:smaxh1+h2+(510)mm單分型面式中：smax注射機最大開模行程，mm h1塑件脫模所需頂出距離，mm h2塑件脫模所需頂出的距離，mm本設計的塑件高度h1=5mm，h2=80mm,h1+h2+(510)=5+80+10=95mm, （3-10）smax=300mm95mm （3-12）所選注射機滿足此項要求。通過對以上工藝參數的校核，本次設計所選用的注射機滿足要求。3.5澆注系統的設計3.5.1澆灌系統介紹和設計分析澆注系統是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道，由主流道、分流道、

43、進料澆口和冷料穴組成。設計澆注系統應注意：1.澆注系統力求距型腔距離近、一致，并首先進入制品的厚壁部位，不宜直沖型芯鑲嵌件。2.其位置力求在分型面上，便于加工并易于快速、均勻、平穩(wěn)地充滿型腔；主流道入口應在模具中心位置。3.有利于制品的外觀，并易于清除。4.排氣良好。本次設計中的材料abs屬于非牛頓流體，在流動過程中，其表觀粘度隨剪切速率的變化而發(fā)生顯著的變化，對假塑性流體而言，剪切速率增大時，表觀粘度會降低，溫度對abs的表觀粘度也有很大影響，跟普通液體相比，abs又具有很大的可壓縮性，當壓力增高時，其表觀粘度增加，由于塑料在注射模澆注系統中和型腔內的溫度、壓力和剪切速率是隨時變化的，在設計

44、澆注系統時，綜合加以考慮，以期在充模以盡可能低的表觀粘度和較快的速度充滿型腔，在保壓階段，又能通過澆注系統使壓力充分傳遞到型腔各部分，此外，制件的外形、尺寸和對外觀的要求也影響整個澆注系統的形狀和尺寸，本制件上表面要求光滑，所以，不宜在表面開設澆道，而應采用內澆口。3.5.2流道設計澆注系統主要由主流道、分流道、進料澆口和冷料穴組成3.5.2.1主流道設計主流道是指熔融塑料由注射機噴嘴噴出后最先經過的部位，與注射機噴嘴同軸，因為與熔融塑料、注射機噴嘴反復接觸、碰撞，一般不直接開設在定模板上，為了制造方便，都制成可拆卸的澆口套，用螺釘或配合形式固定在定模板上。熔料注入模具最先經過的一段流道，直接

45、影響到填充時間及流動速度。其澆口選擇不能太大和太小。澆口太小，熔料流動過程中冷卻面相對增大，熱量消耗大，注射壓力損失也大，但澆口太大，會造成材料的浪費。因此，合理的主澆道參數，一般情況下取值如下：1）d=d1+(0.51) （3-12）式中 d1注射機噴嘴孔直徑（mm）d主流道口直徑（mm）所以本設計采用d1為3mm，得出d取為4mm。2）=2º4對流動性較差的塑料可取36。本設計采用=3°。 主流道錐角3）h按具體情況選擇，一般取38mm，h取為3mm。 h球面配合高度 圖15澆注系統圖4）r=r1+（13） （3-13）式中r1注射機噴嘴球面半徑（mm），r1為6mm，

46、r取為8mm。5）r為主澆道與分澆道過渡處采用的圓角半徑， 按具體情況選擇，一般取13mm，現在選擇其為1.5mm。6）l應盡量縮短，本設計取75mm。在ug設計中主流道在澆口套里，在選擇澆口套時候就已經選擇了主流道了，如步驟： 圖16 澆注主流道布置3.5.2.2分流道設計分流道是主流道與澆口之間的通道。多型腔模具一定設置分流道，大型塑件由于使用多澆口進料也需設置分流道。1.分流道的設計要點： （1）流經分流道的熔體溫度和壓力的損失要少。為此，分流道一要短，二要使粗糙度降到最低，三是容積要小，四是少彎折。 （2）要使分流道的固化時間稍慢于制品的固化時間，以利保壓、補縮和壓力傳遞。 （3）要使

47、熔料能迅速而又均勻地進入各型腔，故在多型腔設計時，在保證模具結構強度前提下，力求采用平衡進料，而且在保證模具結構強度前提下，力求緊湊、集中。 （4）便于加工，便于使用標準刀具，免于制造專用刀具。2.分流道的截面形狀： 分流道的截面類型有圓形、梯形、u形、半圓形等，根據塑件的材料流動性較好，長度較短，可以采用圓形分流道且呈直線布置。由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因此分流道的內表面粗糙度ra并不要求很低，一般取1.6m左右即可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜

48、的剪切速率和剪切熱。3.分流道的布置 分流道的布置取決于型腔的布局，兩者互相影響。分流道的布置形式分平衡式和非平衡式兩種。（1）平衡式布置平衡式布置要求從主流道至各個型腔的分流道，其長度、形狀、斷面尺寸等都必須對應相等，達到各個型腔的熱平衡和塑料流動平衡。因此各個型腔的澆口尺寸可以相同，達到各個型腔同時均衡進料。（2）非平衡式布置非平衡式布置的主要特點是主流道至各個型腔的分流道長度各不相同（或加上型腔大小不同）。為了使各個型腔同時均衡進料，各個型腔的澆口尺寸必定不相同。本塑件的分流道采用了平衡式布置，扇形結構。在ug中的步驟： 圖17 澆注分流道布置3.5.2.3 冷料穴和拉料桿的設計3.5.

49、2.3冷料穴和拉料桿的設計1.冷料穴 冷料穴在塑件模架設計中起到重要作用。本次設計冷料穴的位置：模具的冷卻道設在上下型腔所在的動定模板上，主流道的末端（主流道正對面的動模板上）或分流道的末端。起到了儲存注射間歇期間噴嘴前端的冷料，以防其進入流道，阻塞或減緩流料或進入型腔，在塑件上形成冷疤或冷斑和將主流道凝料拉出的作用。其設計尺寸是：直徑稍大于主流道大端直徑，長度約為主流道大端直徑。2.拉料裝置本次設計采用的的拉料桿頭部的型腔處有一圓形凹環(huán)槽，凹環(huán)槽在主流道凝料上形成凸環(huán)，分模時即可將該凝料從主流道里拉出。在ug中步驟： 圖18 拉料裝置的設計3.5.3澆口設計澆口是主流道、分流道和型腔之間的連

50、接部分，是澆注系統的最終端，很短，截面積很小。當熔融的料流在高壓下經過澆口時，因截面積小而流速加快，因摩擦作用而溫度升高，黏度降低，流動性提高，有利于充滿型腔。故澆口是澆注系統的關鍵部位，其位置、形狀及尺寸等決定著塑件質量、注射效果及注射效率。澆口的作用：快速充型，保壓補縮；防止熱料回流；使塑件與澆注系統分離。澆口截面形狀和尺寸的確定要根據制品的尺寸大小、壁的厚薄、塑料的品種以及制品的結構和相應的澆口形式而定。先取小值，試模后根據情況在修正。總的要求是使熔料以較快的速度進入并充滿型腔，同時在充滿后能適時的冷卻封閉，因此，澆口的截面要小，長度要短，這樣可增大料流速度，快速冷卻封閉，且便于塑件與澆

51、口凝料分離，不留明顯的澆口痕跡，保證塑件外觀質量。澆口的形式和特點澆口也稱進料口，是連接分流道和型腔的熔體通道。澆口分為限制性澆口和非限制性澆口，一般采用限制性澆口，限制性澆口特點：第一，所受剪切速率大，使熔體粘度降低。第二，熔體通過時受到摩擦力，可以提高自身溫度。第三，熔體通過小澆口時，壓力損失大，可以有效降低型腔壓力，有利于模具的鎖緊。第四，澆口處截面尺寸小，熔體凝固快，減少了由于長時間補料造成的內應力。第五，澆口痕跡小，不影響塑件外觀。第六，由于阻力大，易于實現各澆口處的平衡進料。注射模具的澆口形式較多，其形式和安放位置有直接澆口、盤形澆口（或中心澆口）、側澆口、點澆口等，具體采用的形式可以綜合各種影響因素，本設計采用扇形澆口。扇形澆口：流動速度快，比較容易進