手機(jī)外殼注塑模具的設(shè)計(jì)說明書

1、 結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)7.1導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱導(dǎo)套除了有導(dǎo)向的作用外，還有定位和承受側(cè)壓力的作用。其設(shè)計(jì)應(yīng)符合以下原則：1) 導(dǎo)向零件應(yīng)均勻合理地分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心線至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。2) 導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模板上，導(dǎo)套安裝在定模板上。3) 合模時(shí)應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免型芯先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致模具損壞，因此導(dǎo)柱應(yīng)高出型芯端面68mm。4) 為確保分型面很好的接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)制有承料槽，如在導(dǎo)套的孔口倒角。5) 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證模具具有足夠的抗彎強(qiáng)度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架選用的導(dǎo)柱和的導(dǎo)套。6) 導(dǎo)柱導(dǎo)套的

2、安裝形式：導(dǎo)柱滑動(dòng)部分，其與導(dǎo)套的配合為H7/f6，導(dǎo)柱的固定部分與模板孔采用H7/m6的配合，導(dǎo)套與模板孔采用H7/m6配合，另一端采用H7/e7配合鑲?cè)肽０濉?) 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬而耐磨的表面、堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼淬火處理或碳素工具鋼T8A或T10A經(jīng)淬火處理，導(dǎo)套采用淬火處理的T8A。7.2定位圈的設(shè)計(jì)定位圈與注射機(jī)定模固定板中心的定位孔相配合，其作用是為了使模具主流道與噴嘴和料筒對(duì)中。7.3墊塊的設(shè)計(jì)墊塊高度=推出行程+推板厚度+推管固定板厚度+嵌件定位桿固定板+（510）。根據(jù)計(jì)算墊塊厚度C取80mm。8 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)在注射成型的每一循環(huán)中，都必須使制品從模具型腔和型芯

3、上脫出，這種脫出制品的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)的原則有以下幾點(diǎn)：(1) 盡可能使制品滯留在動(dòng)模一側(cè)以便借助開模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作；(2) 防止制品變形或損失，正確分析制品對(duì)型腔的粘附力大小及其位置，有針對(duì)性的選擇，使推出重心與脫模阻力中心相重合；(3) 盡量選制品內(nèi)部或?qū)χ破吠庥^影響不大的部位；(4) 結(jié)構(gòu)合理可靠，運(yùn)動(dòng)靈活，制造方便，更換容易；8.1脫模力計(jì)算脫模力的大小是推出機(jī)構(gòu)確定的依據(jù)，是選擇合適推出機(jī)構(gòu)的保障。根據(jù)公式2.6-13知： (8.1)查表2.6-2知：E=2Gpa；f=0.45；T=95；t=6mm；h=26mm，故脫模力為： 8.2推出機(jī)構(gòu)的類型確定

4、推出機(jī)構(gòu)根據(jù)推出零件可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推板推出機(jī)構(gòu)、凹?；虺尚屯茐K（桿）推出機(jī)構(gòu)、多元綜合推出機(jī)構(gòu)等。推桿推出機(jī)構(gòu)是最簡(jiǎn)單、最常用的一種形式。因推桿加工簡(jiǎn)單，更換方便，推出效果好故在生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。推桿的設(shè)置應(yīng)保證塑件脫模時(shí)受力均勻，整件平穩(wěn)脫落。因此推桿設(shè)置在手機(jī)殼側(cè)壁、拐角，在較薄片下方設(shè)圓形推桿。8.3機(jī)動(dòng)分型抽芯機(jī)構(gòu)以設(shè)備的開模力或頂出力為動(dòng)力，自動(dòng)完成側(cè)向抽芯動(dòng)作的機(jī)構(gòu)叫做機(jī)動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)稱抽芯機(jī)構(gòu)。8.4 側(cè)抽機(jī)構(gòu)的分類 彈簧抽芯機(jī)構(gòu)、斜導(dǎo)柱分型抽芯機(jī)構(gòu)、斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)、斜推桿導(dǎo)滑塊分型抽芯機(jī)構(gòu)跟齒輪齒條抽芯機(jī)構(gòu)。本模具采用了斜滑塊外側(cè)分型抽芯機(jī)構(gòu)。工作原理：將側(cè)型

5、芯鑲塊與斜向安裝的推桿（矩形或圓形斷面均可）相連接，斜桿的根部安裝在推出機(jī)構(gòu)上，推出時(shí)，斜桿沿著斜孔一面上升一面做側(cè)向移動(dòng)，完成抽芯動(dòng)作。此機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是站位小，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單缺點(diǎn)是斜桿剛度差，故在抽拔距短的場(chǎng)合下廣泛應(yīng)用。設(shè)計(jì)時(shí)，斜桿應(yīng)采用較小的傾角常取3度到15度。8.5復(fù)位桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8.5.1復(fù)位桿的作用 反推桿的作用是使推出機(jī)構(gòu)恢復(fù)原位，當(dāng)開模時(shí)推桿在推板的推動(dòng)下將塑料制品推出，反推桿也同時(shí)凸出模板表面12。當(dāng)再次注射時(shí)，在模具閉合過程中，定模表面與反推桿接觸，并使反推桿推動(dòng)推出機(jī)構(gòu)一起返回原始位置。8.5.2復(fù)位桿的結(jié)構(gòu) 桿復(fù)位桿的結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖8.1 復(fù)位桿9 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)模具的溫度對(duì)

6、塑料制品的質(zhì)量和生產(chǎn)率是至關(guān)重要的，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則如下：1) 盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡；2) 冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對(duì)塑件的冷卻效果越好；3) 盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經(jīng)驗(yàn)表明，冷卻水管中心距B大約為2.53.5D，冷卻水管壁距模具邊界和制件壁的距離為0.81.5B。最小不要小于10mm;4) 澆口處加強(qiáng)冷卻，冷卻水從澆口處進(jìn)入最佳；5) 應(yīng)降低進(jìn)水和出水的溫差，進(jìn)出水溫差一般不超過5；6) 冷卻水的開設(shè)方向以不影響操作為好，對(duì)于矩形模具，通常沿寬度方向開設(shè)水孔;7) 合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他

7、機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉。冷卻時(shí)熱量的途徑有冷卻水傳熱、模具向空氣對(duì)流傳熱、模具向空氣輻射傳熱、模具通過上下底板向注塑機(jī)傳熱。一般情況下，塑料熔體帶入熱量的90%95%由冷卻介質(zhì)帶走的，因此在作冷卻水道設(shè)計(jì)時(shí)可粗略地按照熔體帶入熱量全部由冷卻水道帶走進(jìn)行計(jì)算，這在工程計(jì)算中是合理的，所設(shè)計(jì)的冷卻系統(tǒng)比較安全。一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時(shí)其溫度在65以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對(duì)模具進(jìn)行有效冷卻，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。9.1冷卻介質(zhì)冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣，但用冷卻水較多，因?yàn)樗臒崛萘看?，傳熱系?shù)大，成本低。故用

8、水冷卻，即在模具凹模內(nèi)開設(shè)冷卻水道。冷卻水的體積流量計(jì)算 (9.1)式中：冷卻水的密度，為110kg/ m；冷卻水的比熱容，為4.187 kJ/（kg）；冷卻水出口溫度，取25(一般認(rèn)為普通模具出入水溫差應(yīng)在5范圍之內(nèi)，精密模具在2左右，如果出入水溫相差過大，會(huì)使模具溫度分布不均，特別是大型制品型腔和模板尺寸很大時(shí))。冷卻水入口溫度，取20；代入數(shù)據(jù)得： 為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取d=10mm求冷卻水在管道內(nèi)的流速 （9.2） 大于最低流速1.32m/s求冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù) （9.3）式中：水流速（m/s）水密度（kg/ m）d管內(nèi)徑（m）與冷卻介質(zhì)溫度有關(guān)的物理常數(shù)，取代入

9、數(shù)據(jù)得： 求冷卻管道總傳熱面積 (9.4)式中：模具溫度與冷卻水溫度之間的平均溫差（），模具溫度取80代入數(shù)據(jù)得：求模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻管道的孔數(shù) （9.5）式中：為模具長(zhǎng)度，在此取330mm從計(jì)算結(jié)果看，單位時(shí)間注射量小，所需冷卻水道也比較小，但一條冷卻水道是不可取的，會(huì)導(dǎo)致冷卻不均，所以這里在動(dòng)模板設(shè)計(jì)2條冷卻水道。9.2澆口的設(shè)計(jì) 澆口是連接分流道和型腔之間的一段細(xì)短流道（除直接澆口外），是塑料熔體進(jìn)入型腔的入口。它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、數(shù)量、位置及尺寸對(duì)塑件的成型性能及成型質(zhì)量影響很大。合理選擇澆口的位置是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，澆口位置不同，也將直接影響模具的結(jié)構(gòu)以及塑件的

10、成型質(zhì)量。 澆口作用：澆口對(duì)充模流動(dòng)和補(bǔ)料時(shí)間起著控制性作用。澆口斷面面積約為分流道斷面面積的3%9%，澆口越小，即比表面積越大大，熔體流經(jīng)澆口時(shí)的熱量損越大，澆口處的流動(dòng)阻力也越大，但由于澆口尺寸很小，導(dǎo)致熔體流經(jīng)澆口時(shí)剪切速率明顯升高，這使得熔體表觀粘度降低，從而又使流體流動(dòng)變得容易，一定程度上抵消了因澆口尺寸變小而增加的流動(dòng)阻力，另外因熔體通過澆口時(shí)有明顯的粘性發(fā)熱現(xiàn)象，使進(jìn)入型腔的熔體溫度升高，反而使充模更容易，充模效果優(yōu)于大澆口。常見的澆口形式及各自優(yōu)缺點(diǎn)。6 a側(cè)澆口（又名標(biāo)準(zhǔn)澆口、邊緣澆口）：屬小澆口的一種，斷面接近矩形，便于機(jī)械加工且易保證精度；可以分別調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和澆

11、口封閉時(shí)間。 b扇形澆口和平縫式澆口：能使物料在橫向得到均勻分配，降低了塑件的內(nèi)應(yīng)力，特別是減少應(yīng)取向而產(chǎn)生的翹曲，常用于成型寬度較大的薄片狀制品，但成型后去除澆口后加工量大。 c點(diǎn)澆口：澆口尺寸很小，開模時(shí)容易自動(dòng)切斷，熔接痕小。點(diǎn)澆口適用于表觀粘度對(duì)剪切速率敏感的塑料熔體和粘度較低的塑料熔體。 d護(hù)耳澆口：適用于用小尺寸澆口會(huì)產(chǎn)生噴射場(chǎng)合，但成型后加工余量大。 e直澆口：注塑壓力和熱量損失最小，固化時(shí)間長(zhǎng)，延長(zhǎng)了補(bǔ)料時(shí)間，補(bǔ)縮效果好。但澆口附近容易產(chǎn)生殘留內(nèi)應(yīng)力，澆口處易產(chǎn)生縮孔。澆口的選擇分析：由于塑件表面質(zhì)量的要求和模具結(jié)構(gòu)的要求，澆口采用點(diǎn)澆口。通常，采用小尺寸澆口填棄薄型腔比采用大

12、尺寸澆口更為有力。10 標(biāo)準(zhǔn)模架選擇模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu)，對(duì)于模具而言，在保證足夠強(qiáng)度和剛度的條件下，結(jié)構(gòu)越緊湊越好。為節(jié)約模具鋼材和便于熱處理，根據(jù)產(chǎn)品的外形尺寸，可以確定鑲件（模仁）的外形尺寸，確定鑲件的尺寸后，就可以大致確定模架的大小。模架如下圖：圖10.1 標(biāo)準(zhǔn)模架11 注射機(jī)工藝參數(shù)及安裝尺寸校核11.1鎖模力校核鎖模力是指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力，其必須大于型腔內(nèi)熔體壓力與塑料制品以及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積，故： （11.1）式中：F注射機(jī)的最大鎖模力P型腔內(nèi)的熔體平均壓力（ABS取0.3-0.48MP）A塑料制品以及澆注系統(tǒng)在分型

13、面上的投影面積之和查表5-2知：本設(shè)計(jì)中P取34Mpa，鎖模力為：故設(shè)備滿足使用要求。11.2最大注射容量校核最大注射量和制品的質(zhì)量或體積有直接關(guān)系，兩者必須相適應(yīng)，不然會(huì)影響制品的產(chǎn)量和質(zhì)量。為保證正常的注射成型，注射機(jī)的最大注射量應(yīng)稍大于制品的質(zhì)量或體積，通常注射劑的實(shí)際注射量最好在注射劑最大注射量80%以內(nèi)。按體積校核： （11.2） 在初選設(shè)備時(shí)，用Pre/E已經(jīng)計(jì)算出體積為：；故設(shè)備滿足使用要求。11.3安裝尺寸以及有關(guān)尺寸的校核11.3.1模具閉合高度校核模具安裝在設(shè)備上，模具的閉合高度必須在設(shè)備允許的最大和最小模具高度之間，即；本設(shè)計(jì)中的模具高度為250mm,所選的設(shè)備允許的模具

14、高度為175425mm之間，故設(shè)備符合要求。11.3.2最大開模行程校核模具的開模行程為塑件的頂出距離加上澆注系統(tǒng)和塑件的總高度再加510mm；本設(shè)計(jì)中模具的開模行程為117mm，設(shè)備允許的開模行程為350mm，故設(shè)備符合要求。12 典型零件加工工藝過程動(dòng)模板的加工工藝過程材料：45 硬度：230-270HRC表12.1 加工工藝過程序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容1備料備30525535的矩形板料2銑削銑削基準(zhǔn)面3鉗工劃線確定各孔的位置4鉆削鉆直徑15的孔鉆導(dǎo)柱孔鉆型腔孔，留0.3-0.5mm磨削余量5銑削銑削型芯放置長(zhǎng)方形型腔留余量0.3-0.5進(jìn)行精加工6熱處理調(diào)質(zhì)硬度達(dá)到230-270HRC7磨削

15、磨內(nèi)型腔孔，達(dá)尺寸要求磨削上下表面8檢驗(yàn)13 結(jié)論通過對(duì)手機(jī)外殼注塑模具的塑料模具設(shè)計(jì)，使我對(duì)常用塑料在成型過程中對(duì)模具的工藝要求有了更深一層的理解，掌握了塑料注射模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算方法，對(duì)獨(dú)立設(shè)計(jì)模具具有了一次新的鍛煉。本次手機(jī)外殼注塑模具的塑料模具設(shè)計(jì)，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能達(dá)到較好學(xué)以致用的效果。在設(shè)計(jì)該模具的同時(shí)總結(jié)了以往模具設(shè)計(jì)的一般方法、步驟，模具設(shè)計(jì)中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件。把以前學(xué)過的基礎(chǔ)課程融匯到綜合應(yīng)用本次設(shè)計(jì)當(dāng)中來。在設(shè)計(jì)該次設(shè)計(jì)中使用到了AutoCAD、Pro/E等機(jī)械設(shè)計(jì)軟件，使我能更好熟練的使用這些軟件為以后的工作和學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)

16、。本次模具設(shè)計(jì)的難點(diǎn)：因塑件含有側(cè)孔，需增設(shè)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)中提出了三種可行的設(shè)計(jì)方案，雖然理論上都是可行的，但各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，最終選擇方案三。選取原則如下：確保塑件的成型質(zhì)量；盡量使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化以降低制模成本；確保能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化，以降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。隨著設(shè)計(jì)的逐步進(jìn)行，會(huì)發(fā)現(xiàn)先前確定的很多尺寸（如模仁大小，模架大?。?huì)出現(xiàn)問題，必須對(duì)該尺寸做相應(yīng)調(diào)整或重新設(shè)計(jì)，如我們可能需要重新設(shè)計(jì)模仁大小，重新選擇模架型號(hào)。這因?yàn)槲覀儧]有經(jīng)驗(yàn)，不可能在一開始就把所以的可能出項(xiàng)的問題都預(yù)見，這是我們需要通過的更多設(shè)計(jì)來加強(qiáng)的。另外，在設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)的過程中一定要考慮到工藝問題，用軟件

17、設(shè)計(jì)的再完美，如果無法加工也是枉然，所以切忌不可脫離實(shí)際，應(yīng)讓設(shè)計(jì)出來的模具元件既能滿足性能要求又便于加工。在這次設(shè)計(jì)中我覺得最值得我們?nèi)ニ伎嫉氖敲撃C(jī)構(gòu)的可行性方案設(shè)計(jì)，因?yàn)檫@是最能夠發(fā)揮我們的想象力和創(chuàng)造了的地方，當(dāng)然這也是本次設(shè)計(jì)中最困難的地方，需要我們加倍努力的地方。參考文獻(xiàn)翁其金塑料模塑成型技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.11塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組編著.塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社李德群，唐志玉，中國(guó)模具協(xié)會(huì)，中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì).模具工程大典第三卷.電子工業(yè)出版社魏春雷，朱三武，章南.模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)手冊(cè).天津：天津大學(xué)出版社，2010.1徐秀娟.互換性與測(cè)量技術(shù).

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