基于UG的手机下盖注塑模具设计

基于UG的手机下盖注塑模具设计摘 要本设计详细地阐述了手机下盖零件注射工艺分析的参数化设计过程，给出了注射模具设计的一般步骤。列出了注射机选择所要的主要依据，并对主要此产品注射参数进行了数据的校核。在注塑模具基本结构设计的过程中，举出了各模具部分设计时应参照的原则，并结合本课题进行了具体的分析。在分型面的选择问题上，因为本产品较为复杂，本设计通过分析比较，选择了一种最佳方案。重点分析设计了调温系统，说明了调温系统对产品成型的重要性，详细计算了进、出模具所产生的热量，最终确定大概的散热面积、冷却水道直径、冷却水道长度等工艺参数。在设计完结构后，对模具的安装进行了大致的说明，对模具的开合动作做了必要的解释和分析，解释了试模的原理和操作方法，并提出了对应的解决方法。使用NX UG进行三维造型贯穿整个设计过程，使设计变得很轻松，也可以及时地发现模具中的干涉等问题。关键词：注射模；NX UG；成型机的选择；手机下盖造型；零件；模具设计IIAbstractThis paper has elaborated the injection mould parametric design of the Round Box, change during molding and forecast the filling quality. How to choose machine and check the main parameters is involved in this paper. During the structure design of the mold, the principle of each part is been listed out and analysised combining this title. The issue of designing parting plane, there list three programs and choose the best one at last. The determination of side cores parameters is referenced to the method of oblique guide. The design points of the side core is listed out. The temperature adjusting systems design and analysis is the focus in this paper. Here elaborated the importance of the temperature adjusting system, and detailed calculated the heat that enter and out the mold, then determined the parameters of cooling system. After the design of structure, this paper simply explains the assemble order, analyses the course of mold opening and closing. It analyses the problem that would appear during testing the mold and gives some blue print to solve those problem. NX UG is being used to built of three-dimensional model. It makes the design a easy work, and some problems like intervene has been found out in time. KEYWORDS: Injection Molding；NX UG； Plastic Molding Analysis；Round BoxIII目 录摘 要IIIAbstractIV第一章 绪 论11.1 注射成型模具的地位及发展趋势11.1.1 注塑成型模具的地位11.1.2 注塑成型模具的发展趋势11.2 毕业设计选题的背景、设计方法、目的和意义21.2.1 设计选题的背景和设计方法21.2.2 设计的目的和意义2第二章 塑件工艺性及成型工艺条件32.1手机下盖零件制品图32.2 塑件结构工艺性分析32.3 塑件成型工艺条件分析32.3.1 ABS的性能指标：42.3.2 塑件材料成型性能42.3.3注塑模工艺条件41.干燥处理：42.4 成型设备的选择52.5 注射机基本参数的校核62.5.1 注射量的校核62.5.2 锁模力的校核62.5.3 最大注射压力的校核72.5.4 注射机安装模具部分的尺寸校核72.5.5 开模行程的校核7第三章 注塑模具结构设计83.1 型腔数目的确定和排列方式83.2 分型面的选择83.3 浇注系统的设计93.3.1 流道和浇口的设计93.4 成型零部件的设计113.4.1 型腔宽度尺寸的计算113.4.2 型腔长度尺寸的计算123.4.3 型腔高度尺寸的计算123.4.4 型芯宽度尺寸的计算123.4.5 型芯长度的计算123.4.6 型芯高度尺寸的计算133.4.7型腔设计133.4.7型芯设计133.4.8 成型型腔壁厚的计算143.5 脱模机构153.5.1 脱模力的计算153.5.2 推出零件尺寸的确定163.6 调温系统173.6.1 调温系统的重要性173.6.2 通过自然冷却所散发的热量173.6.3型芯所需冷却水管参数203.7导向机构223.7.1 成型部分的导向223.7.2 推出机构的导向233.8 排气系统23第四章 手机下盖模具的装配与调试244.1 模具的安装244.1.1 模具总装图244.1.2 模具的3D装配图254.2 模具的开合动作分析254.2.1 试模254.2.2 试模时可能出现的问题和解决办法264.2.3 试模时应注意的事项27结 论28致 谢29参考文献30 第1章 绪 论1.1 注射成型模具的地位及发展趋势塑料模具是当今世界工业领域非常极具活力的一门产业。塑料是当今社会主要的工业结构材料之一，非常广泛应用到汽车、生用品活、通信、仪器仪表外壳、文体用品、化工材料、纺织、医药卫生、建筑等各个领域。展望21世纪，高分子合成材料将进入质的飞跃发展时期。1.1.1 注塑成型模具的地位从2003年我国模具进口的海关统计资料可知，在冲压模具和注射模具当中，塑料模具占了模具进口量的57%，而注射成型模具是大头。注射成型模具设计是否合理，决定着注塑成型生产后质量优劣及成品率高低，通俗一点的讲，是否能加工出优质的塑胶制件，在很大程度上需要优秀的模具设计师通过合理的设计来完成这件事。 在现代塑料制件的生产过程中，较为合理的注塑成型工艺、先进的注塑成型模具及高精度、高效率的注塑设备是当代塑料成型加工中必不可少的三个重要因素。 在我国注塑模具产品水平从2004年开始，模具产业有了非常长足的进步。在大型注塑模具方面，可以生产1219mm这么大电视机的塑料外壳模具、包括6.5kg大容量洗衣机洗衣桶的模具以及汽车保险杠、整体仪表板等非常大要求非常高的塑料模具；在一些精密注塑模具方面，我国也达到了较高的国际化水平。这一些也显示了目前我国在注塑模方面的技术已达到了较高水平，并在国民经济发展中将也发挥越来越重要的作用。现在考察某个国家的科学与生产技术水平，塑料的生产与应用情况是重要标志之一。塑料的加工与应用和塑料工业发展的快慢，对国家科技与生产，以及国民经济的发展的巨大影响是不言而喻的。 1.1.2 注塑成型模具的发展趋势我们国家的注塑模具设计与制造方面，和国外的一个工业大国之间还存在一定的差距。但在国家新的发展格局和与之相配套的一系列国家经济政策的支持和改革开放方针引导下，水平大大提高。总体上来看注塑模具发展趋势，注塑成型模具正加深理论研究，加速推进标准化进程，深入研究和发展高精尖的注塑模具设计和制造艺术。1.2 毕业设计选题的背景、设计方法、目的和意义1.2.1 设计选题的背景和设计方法本次设计的手机下盖零件是一生活中常见的商品，我国现在使用量非常大，在日常工作当中很多的应用。由于它的生产批量大，精度要求高，又属于损耗性消费的产品，经常要坏要换，材料为塑料ABS，非常适合用注塑模具来进行生产。本次设计就是设计生产手机下盖的模具，其原理和诸多注射模具一样是将粒状塑料连续输入到成型机的料筒中加热熔融，然后由注射杆推进，由喷嘴和模具的浇注系统导入模具中，然后保压冷却，使之固化成型。为了增加效率，而且可以合理而快速的设计出模具，我们采用无参数化设计，这也是现在常用的模具设计方法。整个设计过程包括工艺分析、设计方案的确定、模具经历设计的简单，减少成本、然后模具二维和三维图的绘制。学习并使用UG软件三维建模和设计，CAD软件绘制2D的工程图，最后整理设计说明书，完成整个设计。1.2.2 设计的目的和意义通过这次毕业设计，预期可以达到以下目的：1）加深对塑料材料的组成及基本性能的了解。2） 用过查看资料了解注射成型的基本原理，慢慢学会正确分析成型工艺。3）掌握一类成型模具的结构特点及设计方法。4）具有初步分析、解决模具现场技术问题的能力。注塑成型是一门实践性很强的学问，若想对它真正的了解做到融会贯通，还需要长期的通过生产实践得到经验才能完成。在毕业设计中，需要对大学四年以来学过的知识进行综合应用，即可以加深对已学知识的理解，又可以通过查看资料从中发现不足同时，也可以加强创新以及动手能力的培养，加强独立分析和解决问题的能力，因此，本次手机下盖零件的设计有非常重要的现实意义。第二章 塑件工艺性及成型工艺条件2.1手机下盖零件制品图本此通过拆卸和实际测量手机下盖的外形尺寸，用UG无参数建模尽量做到和实物一样来构建模型，主要设计的部分为我们将要对其进行注射模具设计的，建模后的制品图如图所示。图 手机下盖零件制品图2.2 塑件结构工艺性分析本塑件为类似矩形薄壁商品，壁厚均匀，有利于各部分同时冷却，减缓内应力。将开口朝上放置可以看到，其底部有四个圆柱，其他地方都直身形状，但有足够的斜度，可以顺利脱模，经模流分析，气孔和熔结痕较少，且不在关键部位，充型质量很高，可以保证表面质量。塑件不允许有裂纹、变形缺陷，精度等级为高精度。综合以上几点考虑，可以成型合格的塑料制件来。2.3 塑件成型工艺条件分析ABS是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚而成的。这三种组分的各自特性，使ABS具有良好的综合理学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蚀性、耐热性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS价格便宜原料易得，是目前产量最大、应用范围最广的工程塑料之一。是一种良好的热塑性塑料。 ABS无毒，无气味，呈微黄色，成型的塑料有较好的光泽，、不透明，密度为1.02-1.05。既有较好的抗冲击强度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎没有影响， ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀，在酮，醛，酯，氯代烃中会溶解或形成乳浊液。ABS表面受冰醋酸，植物油等化学药品的侵蚀时会引起应力开裂， ABS有一定的硬度，他的热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸稳定性较好，易于成型加工，经过调色配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70左右，热变形温度约为93耐气候性差，在紫外线作用下ABS易变硬发脆。2.3.1 ABS的性能指标： 密度 1.021.05（），收缩率 ，熔点，弯曲强度80Mpa，拉伸强度3549Mpa，拉伸弹性模量1.8Gpa，弯曲弹性模量1.4Gpa，压缩强度1839Mpa，缺口冲击强度1120，硬度6286HRR，体积电阻系数，收缩率 范围内。ABS的热变形温度为93118，制品经退火处理后还可提高10左右。ABS在-40时仍能表现出一定的韧性，可在-40100的温度范围内使用。2.3.2 塑件材料成型性能ABS易吸水，使成型塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。因此，成型加工前应进行干燥处理；ABS在升温时黏度增高，黏度对剪切速率的依赖性很强，因此模具设计中大都采用侧浇口形式，成型压力较高，塑件上的脱模斜度宜稍大；易产生熔接痕，模具设计时应该注意尽量减小浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响及小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060，要求塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在6080。ABS比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。一般为1.82.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。2.3.3注塑模工艺条件1.干燥处理： 如果储存适当则不需要干燥处理。2.熔化温度：220275C，注意不要超过275C。模具温度：4080C，建议使用50C。结晶程度主要由模具温度决定。注射压力：可大到1800bar。3.注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。流道和浇口:对于冷流道，典型的流道直径范围是47mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是11.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。ABS材料完全可以使用热流道系统。4.典型用途 ABS在机械工业上用来制造复印机、泵业轮、轴承、把手、管道、管连接件、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等，汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管等，还可用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还可用来制造水表壳，纺织器材，电子电器外壳，电器零件、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器，农药喷雾器及家具等。2.4 成型设备的选择选注射机应该考虑注塑容量、产品需要最大成型面积、产品的截面尺寸、模具的顶出、定位环、浇品套，闭合高度以及成型工艺等等，现通过产品大小初步选择一个注塑机，查资料后选择型号为HTF80XB。表 注射机基本参数 型号单位80A80B80C 参数螺杆直径mm343640理论注射容量cm3111124153注射重量PSg101113139注射压力Mpa206183149注射行程mm122螺杆转速r/min0220料筒加热功率KW5.7锁模力KN800拉杆内间距(水平垂直)mm365365允许最大模具厚度mm360允许最小模具厚度mm150移模行程mm310移模开距(最大)mm670液压顶出行程mm100液压顶出力KN33液压顶出杆数量PC5油泵电动机功率KW11油箱容积l200机器尺寸(长宽高)m4.31.251.8机器重量t3.22最小模具尺寸(长宽)mm240240 2.5 注射机基本参数的校核 2.5.1 注射量的校核根据生产经验，一般情况下注射机的最大注射量是额定注射量的百分之80，按公式计算体积的方法，必须 式中单个塑件容量，用NX.UG测得（取整数）是31.2；式中：-型腔数量 -单个塑件的重量（g） -浇注系统所需塑料的重量（g）本设计中：n=2 5.88g =2.5g m（2x5.88+2.5）/0.8 即m17.8g因而预选注塑机额定注塑量最少为17.8g以上故注射量符合要求。 2.5.2 锁模力的校核为防止模具分型面被胀模力顶开，必须对模具施加足够的锁模力，否则在分型面处将产生溢料现象。本设计中必须 （3.2）式中注射机额定锁模力（N）；塑料熔体在型腔内的平均压力，根据文献4第138页表4-1，取30；制品在分型面上的垂直投影面积，经计算得15077 mm。浇注系统在分型面上的垂直投影面积，经计算得1076 mm。则，故锁模力符合要求。 2.5.3 最大注射压力的校核本设计中成型时的注射压力为60100MPa，注射机额定注射压力为182MPa，故注射压力符合成型要求。 2.5.4 注射机安装模具部分的尺寸校核定位环尺寸：定位环必须与定位孔呈间隙配合，便于模具安装并使注流道中心线与注射机喷嘴中心线重合，定位环的高度小型模具取810mm，大型模具取1015mm，定位孔深度应大于定位环的高度。模具厚度：确定型腔尺寸后选定标准模架，查资料得模架的闭合厚度为260mm，在注射机允许的最大150mm、最小闭合厚度360mm之间。模具的长度与宽度：查资料得模板长度为320mm，宽度为300mm，而我们选择的注塑机的拉杆内距是360mm*360mm，故可以安装在注射机上，。 2.5.5 开模行程的校核开模行程应小于或等于注射机的模板行程，按下式校核 （3.3）式中注射机最大开模行程，670； 模具所需开模距离，； 抽芯距，0； 塑件脱模距离，15； 包括浇注系统凝料在内的塑件高度，80。 S=15+80+0+10=105 mm 可见，开模行程满足设计要求。第三章 注塑模具结构设计3.1 型腔数目的确定和排列方式确定型腔的数目有四种方法：按注射机的最大注射量、注射机的额定锁模力、制品的精度要求以及加工的经济性。现在根据注射机的最大注射量来确定型腔数目n 式中 注射机最大注射量，g浇注系统凝料量，g单个塑件的质量，g查注塑机参数表，前面通过测量3D体积，可以得出=124 g，=2.5g ，=5.88上面已算出=15 cm则：=16.4（个）所以，取n=2，即采用一模二腔形式。若为多型腔模具，则应使各型腔的排列尽量紧凑和对称，且尽量使用平衡进料方式。本模具为一模二腔，布置在上下既可。3.2 分型面的选择模具上用于取出塑件和（或）浇注系统凝料的可分离的接触面通称为分型面。通常按分型面的形状，将分型面分为平面型、曲面型和阶梯形三种。常把动定模分开的面称为主分型面。选择分型面的基本原则：便于脱模和简化模具结构；不影响外观；保证尺寸精度；有利于排气；便于模具零件加工；考虑注射机的技术规格；侧向分型应与主分型面协调。如下图，分形面选在凸台的下沿。经模流分析，产生的气孔和熔结痕主要集中在图所示截面上，且该面为料流未端，利于利用分型面排气，且比较容易达到表面质量，但是增加了侧型芯的制造难度。图 方案一分型面示意图综上，全面考虑到制品的成型质量和模具的制造工艺性，选择本设计最终的设计方案。3.3 浇注系统的设计普通浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成，其作用是使熔体顺利而平衡的充模、压实和保压。3.3.1 流道和浇口的设计主流道与熔体接触，应选用较好的材料制造，还要进行淬火处理，以提高硬度，常设计成浇口套，便于更换。为保证浇口套不被冲出定模，加定位环固定，同时也能让浇口套与喷嘴对中定位。主流道设计成锥形，ABS流动性好，可取较小的锥角，本设计中取=2。内壁表面粗糙度Ra=0.63。主流道半球形=+（12）mm，本设计=18mm，=18+1=19mm。小端直径=+(0.51)mm，=7.5mm, =7.5+0.5=8mm,取0.5是为了获得更小的截面积，从而有更大的充型速度，并且减小温降和压力降。凹坑深度取h=4mm.大端过渡圆角半径取r=2mm主流道长度根据模板厚度确定，暂取L=55mm 衬套和定模采用配合H7/m6,热处理后硬度为5560HRC。定位环与注射机定位孔采用H11/h11配合。图 浇口套结构示意图图 浇口套安装形式示意图本模具一模两穴，比较合适侧浇口进浇。该浇口流通途径短，压力、能量损失小，易于加工，补缩作用强，有利于充型。为防止冷料进入型腔，在浇口下顶针处开有冷料穴，主流道长度就尽量短，浇口直径应尽量小，一般D2t。图 浇口示意图3.4 成型零部件的设计模具在进行闭合以后，我们将塑料的成型制品放置的这个地方就叫做型腔。组成模具的型腔的零部件就叫做是成型的零部件。正常来说这个包含了型腔，型芯，型环还有镶块等等。我们已经加工出来的零部件跟塑料进行的是直接的接触，这个成型的塑件的一些地方受到塑料熔体的压力，这个加工的塑料产品的形状，精确度，都跟这个有关系，所以我们在对成型的零部件进行设计的时候也是关系到了注射模具。形状已经出来的零部件在进行注射加工成型的时候要受到温度还有压力还有塑料熔体对于它的冲击还有摩擦，在进行长时间的工作以后一定会出现磨损，变形还有劈裂，所以我们要在设计它的结构还有形式的时候一定要合理，计算它的大小还有公差一定要准确，这样才能够保证它的强度，刚度都能达到要求，表面质量是比较好的。对于成型的零部件进行设计的时候要能保证塑料产品的质量，还要加工起来很简单，装配起来方便，使用起来方便，维修的时候也没有那么复杂。3.4.1 型腔宽度尺寸的计算塑件尺寸的转换：LS1=450.05=45.23-0.70MM,相应的塑件制造公差，LM1=(1SCP)+LS1+X1P100.22=(10.005)+45+0.60.700.22=45.2300.22mm式中，是塑件的平均收缩率，ABS的收缩率为1%2%,所以平均收缩率；、是系数， 一般在0.50.8之间，此处取；分别是塑件上相应尺寸的公差（下同）；是塑件上相应尺寸制造公差对于中小型零件取（下同）。3.4.2 型腔长度尺寸的计算塑件尺寸的转换：LS1=1020.05=102.51.20MM，相应的塑件制造公差3=1.2MMLM1=(1+SCP)+LS1+X3P100.2=(1+0.005)+102+0.51.200.2=102.500.2MM式中，是系数，一般在0.50.8之间，此处取。3.4.3 型腔高度尺寸的计算塑件尺寸的转换：HS1=11.990.05=12.05-0.040MM,应的塑件制造公差0.1mmHM1=(1+SCP) +HS1+X1P1=(1+0.005)+11.99+0.70.400.067=12.0500.067MM。3.4.4 型芯宽度尺寸的计算塑件尺寸的转换HS=10.490.02=10.540O.4MM，相应的塑件制造公差o.4mmHM=(1+SCP)+H S+XP= (1+0.005)+10.49+0.60.4-0.170 =10.54.0670 MM式中，是系数，可知一般在0.50.7之间，此处取。3.4.5 型芯长度的计算塑件尺寸的转换LS=990.05=99.501.02MM：，相应的塑件制造公差1.02mmLM=(1+SCP)+LS+XP= (1+0.005)+99+0.651.02-0.170 =99.5-0.170 MM式中，是系数，知一般在0.50.7之间，此处取。3.4.6 型芯高度尺寸的计算塑件尺寸的转换HS=49.060.2=49.310O.4MM，相应的塑件制造公差3=0.4mmHM=(1+SCP)+H S+XP= (1+0.005)+49.06+0.60.4-0.170 =49.310.0670 MM式子里面，x代表的是系数，通常来说是之间，在这里我们选择的数值是。3.4.7型腔设计 型腔的作用是用来将确定加工的零部件的外部轮廓的，它的结构跟需要加工的产品的外形，大小，使用的要求还有生产的批量，模具的加工办法都是有密切的关系的，一般经常可以看到的结构形式主要有整体的，嵌入的，镶拼的还有瓣合式的这几种。我们这篇论文里面使用的是嵌入式，它的特点就是结构不复杂，型腔的结构式很牢固的，可靠地，不会发生变形，加工出来的产品的表面不会出现拼接的痕迹的，还可以将注射模里面加工的产品的数量降低，让整个模具的外形都缩小很多。但是进行模具的加工是很复杂的，在加工的时候还需要用数控还有电火花来进行。图 型腔设计3.4.7型芯设计我们这篇论文里面涉及的零件的结构没有多复杂，深度也没有多大，我们在对这个塑料件的实体进行额分析以后，我们将塑料件的型芯使用的是嵌入式的，选择这样的型芯是因为在加工的时候很方便，在对于模具的维护很方便，在型芯还有动模板进行互相配合的时候使用的是。图 型芯设计3.4.8 成型型腔壁厚的计算成在对加工的塑料产品注射成型的时候，在型腔里面主要承受的是塑料熔体的压力，所以这个时候模具的型腔里面的强度还有刚度是很大的。计算公式如下：S长代表的是：S长 = S 短 1.15ph/(E) = 1.1530x1.5(2.1x10x0.03) = 0.433按强度条件计算:S长 r/( -2p) -1 = 102x2500(2500-2x30) -1 = 1.246S 短 r/( -2p) -1 = 65x2500(2500-2x30) -1 = 0.794按照厚度的数值还有校核的结构，选择侧面的内壁的厚度是可以的，所以我们论文里面的模具的型腔的侧壁的厚，除此之外动模的型芯进行一样的计算，那么它的厚度的值就是注： E模具材料的弹性模量（MPa），碳钢为2.1x x10；分别计算。3.5 脱模机构脱模机构设计原则：保证塑件不因顶出而变形损坏及影响外观；尽量将塑件留在动模；推出机构运动要准确、灵活、可靠，无卡死现象，机构本身应有足够的刚度、强度和耐磨性。因本产品为手机下盖的，材料ABS质硬，且一模二腔，为不使塑件变形，可利用推杆推出。3.5.1 脱模力的计算本次设计的产品为薄壁制件（t/d=2/116=0.0170.05）,所需脱模力按以下公式计算： 式中形制品的壁厚，2mm；产品的弹性模量，3000；产品平均成型收缩率,1.8%；塑件对型芯的包容长度，21；模具的脱模斜度，1；塑料的泊松比，0.32；无量纲系数，随和而异，取1.0084；制件与型芯间的磨擦系数，0.12；盲孔制品型芯在垂直于脱模方向上的投影面积，7688。 =2174.483.5.2 推出零件尺寸的确定本次设计时使用推杆推出成型零部件脱模，只需计算推杆即连接杆的尺寸。根据压杆稳定公式，可得推杆直径（）的公式 式中推杆的最小直径，；安全系数，可取；推杆的长度，115，脱模力，456312.32；推杆数目，1；钢材的弹性模量，3000；=19.37,取20；推杆直径确定后，按以下公式进行强度校核 式中推杆材料的许用应力，200；推杆所受的应力，； 其它符号同前。=4.22200，符合受力要求。推出机构形式如图所示：图 推出机构示意图3.6 调温系统3.6.1 调温系统的重要性模具温度对塑料制件的质量及生产效率有极大的影响，主要表现在以下几个方面：（1） 改善成形性（2） 成型收缩率（3） 塑件变形（4） 尺寸稳定性（5） 力学性能（6） 外观质量3.6.2 通过自然冷却所散发的热量 1. 单位时间型腔内的总热量Q（kJ/h） 式中每小时注射次数；每次塑料的注射量，kg；单位热流量，。本设计中成型周期为20s，=3600/20=180次；每次塑料的注射量包括塑件的质量和浇注系统的质量，本设计前面已经计算了总的注塑量所以得出=73.71g=0.0737kg。查文献1第222页图10-2，取=160.8=21331.7 2. 由冷却系统带走的热量 （）= 1525.2552应分别由凹模和型芯的冷却回路带走，采用资料1式（10-41）的分配方案，=610.10=915.18 3.计算冷却回路有关参数、凹模所需冷却水管参数 式中冷却水入口温度，设定20；冷却水出口温度，本设计要求精度较高，设定出口温度为21（精度为3级时进出口温差应小于2）；冷却水平均温度时水的密度，998.2； 冷却水平均温度时水的比热容，4.187；所需冷却水的体积流量，= 2.43则冷却水的平均流速=1.61将冷却管道设计成螺旋形半圆水道，直径设为0.08，则冷却水流速应是计算的一倍，即3.22。凹模冷却水道长度:模具热阻按以下公式计算 式中模具的热传导阻力，表现为温差，；进入模具的熔体的总热含量，922.1W；水孔中心至型腔的距离，取12；型腔表面积，122783；模具材料的传热系数，查资料2P215表5-55，一般钢材取；=K可见，冷却水管壁与型腔壁温差几乎为零，即整个型腔温度可视为相等。则型腔散热面积 式中型腔的散热面积，；冷却水平均温度，20.5；=0.0037，制件与型腔的接触面积为0.047，与计算的散热面积比较接近。则型芯冷却水管长度=179.96凹模冷却水道参数校核冷却水流动状态的校核校核公式为 式中水的运动黏度，查资料1P229图10-8，取=则故水的流动属于稳定湍流，有良好的冷却效果。冷却回路压降计算 式中水在时的密度，993.2；冷却回路因孔行变化或改变方向引起的局部阻力的当量长度，型腔中有一次90转弯，得=0.24=671.6Pa该压力远小于一般自来水的压力，故该方案可靠。3.6.3型芯所需冷却水管参数式中冷却水入口温度，设定20；冷却水出口温度，本设计要求精度较高，设定出口温度为21；冷却水平均温度时水的密度，998.2； 冷却水平均温度时水的比热容，4.187；所需冷却水的体积流量，= 3.65将冷却管道设计成圆形水道，直径设为0.008，则冷却水的平均流速=2.42半圆形水道流速应为4.82。型芯冷却水道长度:与型腔设计时同理，整个型芯温度可视为相等。则型腔散热面积式中型芯的散热面积，；冷却水平均温度，20.5；=0.0055制件与型芯的接触面积为0.048，与计算的散热面积比较接近。则型芯冷却水管长度=267.51型芯冷却水道参数校核冷却水流动状态的校核校核公式为式中水的运动黏度，查资料1P229图10-8，取=则故水的流动属于稳定湍流，有良好的冷却效果。冷却回路压降计算式中水在时的密度，993.2；冷却回路因孔行变化或改变方向引起的局部阻力的当量长度，型腔中有一次90转弯，得=0.24=1220.74Pa该压力远小于一般自来水的压力，故该方案可靠。图 冷却回路三维图3.7导向机构导向机构主要有导柱导向和锥面导向两种形式，其设计基本要求是导向精确，定位准确，并具有足够的刚度、强度和耐磨性。模具的导向机构的作用：主要用于保证动模和定模两大部分以及模内其他零部件之间的准确对合，对模具起定位和导向作用。3.7.1 成型部分的导向本设计中塑件的尺寸较大，成型压力会使型芯和型腔偏移，且型腔较深，精度要求较高，故采镶嵌式成型型芯和型腔。此种设计还可以提高模具的刚性。具体结构见型芯型腔图。3.7.2 推出机构的导向为保证塑件的准确推出与复位，同时也为了使复位杆的运动不至于偏离预定路径，本设计中采用了四根复位杆来保证推出机构的运动精确。3.8 排气系统模具一般的困气位置为分布在与浇口对应的位置；熔体中水分蒸发产生的气泡一般成呈不规则的分布；熔体分解后所产生的气泡一般主要分布在厚壁部分。通过观察产品的外观，可据此判断气泡来源，前期我们也要做事合理的预判。排气方式很多： 利用分型面排气； 利用型芯与模板的配合间隙排气； 利用推杆或侧型芯的间隙排气； 开设排气槽。经过我们分析，本塑件中气泡大部分都是产生有分型面上，所以在生产前，我们先可利用分型面排气，到时若还不足够排气成功，则加大侧型芯运动间隙来排气。第四章 手机下盖模具的装配与调试4.1 模具的安装4.1.1 模具总装图图 模具2D总装图4.1.2 模具的3D装配图图 模具装配图3D图4.2 模具的开合动作分析1.模具安装上注塑机，通过定位环定位2.注塑机喷嘴对准浇口衬套3.注射，保压，冷却，成型4.模具分型面开模，5.停止开模6.注塑机顶棍通过顶棍孔顶向顶针底板，7.继续顶出运动，顶针底板带动顶针顶出塑件。8.塑件脱模，取出塑件9.注塑机顶棍退回，在复位杆和弹簧的作用下，模具顶出和斜顶抽芯系统复位。10.模具合模，准备下一次注塑过程4.2.1 试模试模是模具生产的最后阶段.试模的一般过程是：先将擦干净的模具按常规安装到注射机上，然后调整合模、开模和顶出，在空载情况下合模开模来回活动几下，若没发现模具有异常或不灵活等问题，就开始试打样件。料筒的塑料应符合要求并存放一定的量，由注射机加热塑化，打样件时注射量，注射压力锁模力通过试模确定最佳值，此时塑件应符合外形和表面质量达到产品设计要求。试模工作即告结束。4.2.2 试模时可能出现的问题和解决办法注射填充不足：产生原因：熔体流动阻力过大；型腔排气不良；锁模力不足。改进措失：正确的设计流道或分流道使其合理；合理的安排顶杆、镶块，利用间隙充分排气调大锁模力，保证正常制件料量。制品尺寸超差：产生原因：注射压力过高，保压时间过长；注射压力偏低，保压时间不足。 改进措失：提高模具温度；降低注射压力，缩短保压时间；调整工艺参数。制品产生飞边：产生原因：注射过量；锁模力不足；模具局部配合不佳。 改进措失：调整工艺参数；加大锁模力；省模。翘曲变形： 产生原因：物料带有杂质灰尘，未干燥；排气系统不佳；型腔表面粗糙度不高。改进措失：加大喷嘴、改变冷却水道和推出杆的位置或延长保压时间。表面质量差：产生原因：物料带有杂质灰尘，未干燥；排气系统不佳；型腔表面粗糙度不高等。改进措失：通过对物料的充分清洁干燥；改进排气系统；研磨型腔表面等。制品粘模:产生原因：浇口尺寸太大，且位置不当、型腔的表面粗糙度太高了、脱模斜度太小或推出位置不恰当。改进措失：增加浇口尺寸、改正它的位置；抛光型腔的表面；增加脱模斜度；选择合适的推出位置来达到要求。主流道粘模:产生原因：主流道衬套的表面粗糙度太高、主流道脱模斜度太小、喷嘴的孔径大于主流道的直径、主流道衬套的弧度与喷嘴的弧度不吻合。改进措失：减低主流道粗糙度、增加主流道的斜度、减小喷嘴直径、使喷嘴和主流道的尺寸相同并对准。气泡:产生原因：原料含水分、溶剂或易挥发物、塑料温度太高或受热时间太长，已降解或分解、注射压力太大、注射螺杆退回太早、模具温度太低、注射速度太快、在机筒加料端混入空气等。改进措失：干燥原料、降低成型温度，或拆机换新料、降低注射压力、延长退回时间或增加预塑时间、提高模温、降低注射速度、适当增加背压排气，或对空注射。凹痕：产生原因：流道浇口太小、制品太厚或薄厚悬殊太大、浇口位置不适当、注射及保压时间太短、加料量不够、机筒温度太高、注射压力太小、注射速度太低。改进措失：增加流道浇口尺寸、改进制件工艺设计使制件薄厚相差小、浇口开在制件的厚壁处改进浇口位置等。4.2.3 试模时应注意的事项做试模参数表，记录成型工艺，记录模具的工作状态。如需返修，著明产品的缺陷，最好能附上加工出来的制品，以供参考。试模后，将模具清理干净，涂上防锈油，然后入库或返修。结 论XX学院四年的学习学到了很多东西，通过本次毕业设计，使我对产品分析、注塑模具设计及装配、模具制造工艺模具材料的选用、二维及三维画图等知识有了系统的认识和把握。同时，在这个忙碌充实的探索过程中我非常享受，也暴露出了自己某些方面的不足，简单的总结如下：（1）刚开始设计时思路比较混乱，对模具的设计流程不清楚，该做的工作没做，甚至还有顺序颠倒的情况，导致走了很多没必要的弯路，在此需要检讨。（2）对模具各种数据相关性认识不够，不懂得利用数据，以至于做了很多繁琐反复的计算。（3）解决问题角度过于单一，缺乏多方案分析的意识，老是一个人冥思苦想，效率太低。毕业设计是工作前的一次非常重要的实战演练，通过这次的毕业设计，不但完成设计任务，还使我处理问题的方法，领悟了设计规范和设计标准的运用的重要性，也使让我在语言组织能力上了有全面地提升，相信这为我以后从事本专业实际工作和研究工作奠定了重要的思想基础。44致 谢经过了几个月的时间，终于比较圆满完成了毕业设计任务。此时此刻，我要特别感谢我的导师的精心指导，想想这几个月，感觉经受一场艰苦的跋涉，同时也感觉自己的专业水平也有了一个较大的提升。整个设计过程中，通过查阅各类专业参考书籍，进一步拓宽了自己的知识面，也加深了自己专业知识的理解，也加强了对本专业知识的运用能力。老师指导我解决了关键性的技术难题，给我传输了模具设计的思路，使我对模具设计的整个流程有了深刻的把握，从而使我设计过程中始终保持着清晰的思维而少走了很多弯路，更重要的是教会了我分析问题的方法，提高了我独立分析和解决实际问题的能力，这在以后的人生中将长期受用。这次毕业设计的顺利完成，同时也要感谢本小组其他同学的热心帮助，感谢院系领导对我们毕业设计的重视和关心，使我们能够全身心的投入到设计中去，为更好、更快的完成毕业设计提供了重要保障。参考文献1李建军，李德群主编 模具设计基础及模具CAD M机械工业出版社，2005 2邓明等编著现代模具制造技术M化学工业出版社，20053二代震工作室编著PRO/MOLDESIGN Wildfire 2.0 模具设计M电子工业出版社，20054 模具实用技术丛书编委会塑料模具设计制造与应用实例北京：机械工业出版社，2002：136-2205 王文广，田宝善，田雁晨塑料注射模具设计技巧与实例北京：化学工业出版社，2003：120-2106 中国机械工程学会：中国模具设计大典编委会中国模具设计大典数据库存PDF20037 海钦，向俞，刘松林，侯庆元，尹松君中国工业材料大典上卷黑色金属 上海：科学技术文献出版社，1999年版：788 王巍机械制图北京：高等教育出版社，2003：115-1419 甘永立几何量公差与检测6版上海：上海科学技术出版社，2004：30-6010 陈为，谢玉书PRO/ENGINEER塑料模具设计实例北京：国防工业出版社，2006：110-25011 杨峰Pro/ENGINEER中文野火版20教程塑料模具设计北京：清华大学出版社，2005：46-12012 林清安Pro/ENGINEER Wildfire 零件设计进阶篇（上）北京：中国铁道出版社，2004：1-13513. 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