MP3上壳注塑模具设计答辩.ppt

,题目 MP3上壳模具设计 学生姓名：黄锐 专业名称：模具设计与制造 指导教师：梁丰 2011年6月6日,目录,摘 要 第一章 绪论 第二章 零件工艺性分析 第三章 模具与注射机的关系 第四章 浇注系统的设计 第五章 成型零部件的计算和设计 第六章 导柱导向机构的设计 第七章 脱模机构的设计 第八章 温度调节系统的设计 第九章 校核 第十章 结论 参考文献 致 谢,摘 要,本设计是以MP3上壳为主题。其设计思路由参考多个生产事例而得出，设计内容是从零件的工艺分析开始的，根据工艺要求来确定设计的大体思路。在设计当中，很多东西都是自己原来所没有接触过的，尤其是前段时间所学的理论课知识与现在的自己动手操作设计，设计顺序开始是从零件的材料选择，接下是成型参数、密度、收缩率的确定，模具种类与模具设计的关系、塑件的尺寸精度与结构、注射机的选择、模具设计有关尺寸的计算（包括模具行腔型芯的计算及其公差的确定）、注塑机参数的校核、模具结构设计、模具冷却、加热系统计算、注射模标准件的选用及总装技术要求等内容。 其次是模具的结构，在模具结构的设计当中，首先设计的是模具的型腔结构，接下来是型芯结构、斜导柱、滑块、导向机构、复位杆、拉料杆、推件杆和推出机构，这样做的目的是为了规范化，更重要的是为了以后与制造人员的配合。既让自己有了良好的设计习惯，又能锻炼自己的配合意识。为以后工作做一次演练，这样更能体现理论与实践相结合的目的。 关键词:型腔 型芯 注射模 推杆,第一章 绪论,模具是工业生产的重要工艺装备，它被用来成型具有一定形状和尺寸的各种制品。模具成型已成为当代工业生产的重要手段，成为多种成型工艺中最具潜力的发展方向。尤其是塑料模具，在所有模具的总产量中所占的比例越来越大，对经济的发展起着十分重要的作用。 近年来塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速，在工业生产中对塑料模具的要求是：能高效地生产出外观和性能均符合使用要求的制品。它包括三个方面的内容。第一，制品方面要求精度高，外观美，性能好。第二，制造方面要求结构合理，容易制造，而且成本要低。第三，使用方面要求操作简单方便，效率高，容易实现自动化，还有维护保养方便。随着模具设计与制造技术的迅猛发展，塑料成型模具将趋向于高效率、自动化、大型、精密、长寿命的方向发展。 本次设计的题目是“手机电池卡扣模具设计”，其内容为： （1）学会观察制品，判断制件是否符合塑件的成形条件（如注意拔模斜度和影响开模的细部特征等）； （2）研究制件的排位方式和进浇方式，画草图确定模具的整体结构，保证结构能循环工作，稳定可靠； （3）在深入研究制件的基础上确定开模的分型面，以及确定各镶块或滑块、斜顶的分割面组或体积块； （4）用UGNX 4.0按照上步的结果把模具核心的部分：凸凹模分割出来，接着分出各镶块、滑块和斜顶； （5）进一步完善凸凹模和各细微结构； （6）调用适合的模架完成模架设计； （7）在UGNX 4.0中出模具转配图和模仁图，以及对模架板块需要再加工的各组件出工程图； （8）把UGNX 4.0工程图转入AUTOCAD中进行完善。,第二章 零件工艺性分析,本产品为MP3上壳，该塑件材料选用ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。 ABS的特点： 1.综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好. 2.与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理. 3.有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 4.流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。 5.用途：适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件. 6.同PVC（聚氯乙烯）一样在屈折处会出现白化现象。 ABS的成型特性： 1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时. 2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度. 3.如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 4.如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。,ABS的主要技术指标：,表1-1 热物理性能,表1-2 力学性能,表1-3 电气性能,为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用侧浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面处，浇口横向开设在模具的型腔处，从塑料件侧面进料，因而塑件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。,工艺性分析,塑件的工艺参数： 干燥条件：80-90 2小时 成型收缩率:0.4-0.7% 模具温度：25-70（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低） 融化温度：210-280（建议温度：245） 成型温度：200-240 注射速度：中高速度 注射压力：500-1000bar,第三章 模具与注射机的关系,初步确定型腔数目： 根据产品结构特点，此塑料产品在模具中的扣置方式有两种:一种是将塑料制品的回转轴线与模具中主流道衬套的轴线垂直；另一种是将此塑料制品的中心线与模具中主流道衬套的轴线平行。这里拟采用第一种方式，1模1件的结构。 塑件体积的计算 : 通过零件各尺寸大小的计算，得出零件塑件的体积 V1=8.3cm 根据三维模型，利用三维软件计算，得出浇注系统的体积 V2=2.7cm 塑件与浇注系统的总体积为 V=8.3+2.7=11cm 塑件质量的计算: 塑件体积：V=11cm塑件质量，根据有关手册查得：=1.05g/cm 所以，塑件的重量为：M=V=11cm1.05=11.55g,模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切相关，设计模具时，应保证注射模内所需熔体总量在注射机实际的最大注射的范围内。,确定型腔数目:,确定型腔数目应按注射机的最大注射量来决定 根据 得 K 注射机最大注射量的利用系数，一般 取0.8; mp注射机最大注射量，cm或g; m1浇注系统凝料量，cm或g； m 单个塑件体积或质量，cm或g； 根据塑件的结构及尺寸精度要求,该塑件在注射时采用1模1腔,查资料得知应选用CJ80NC3型号注射机，其参数如下：,第四章 浇注系统的设计浇注系统的设计原则： 浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使其流程为最短；浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能尽快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件变形;尽量避免使制件产生熔接痕,或使其熔接痕产生在之间不重要的位置;浇口位置及其塑料流入方向,应使塑料在流入型腔时,能沿着型腔平行方向均匀的流入,并有利于型腔内气体的排出。,主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止的塑料熔体流动通道。 为了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，起斜度为26此处选用2，经换算得主流道大端直径为6.91MM。,分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。 分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形，U形和六角形。要减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，因此，可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，其中圆形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脱模困难，所以一般是制成梯形流道。在该模具上取圆形断面形状。 分流道选用圆形截面：直径D=4mm 流道表面粗糙度,图4-1 主流道示意图,图4-2 分流道示意图,分型面的选择,分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动特性及塑料的脱模。该塑件的模具只有一个分型面，垂直分型 。 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、形状以及摧出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时候应注意分析。,分型面的设计原则 ： 1.分型面应选在塑件外形最大轮廓处 2.确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模 3.保证塑件的精度 4.满足塑件的外观质量要求 5.便于模具制造加工 6.注意对在型面积的影响 7.对排气效果 8.对侧抽芯的影响,图4-3 分型面示意图,在实际设计中，不可能全部满足上述原则，一般应抓住主要矛盾，在此前提下确定合理的分型面。,浇口的设计 根据浇口的位置选择要求，尽量缩短流动距离，避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷，浇口应开设在塑件壁厚处等要求。采用侧浇口可以保持产品外观精度。 该模具采用侧浇口，其有以下特性: 形状简单，去除浇口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保证； 试模时如发现不当，容易及时修改； 能相对独立地控制填充速度及封闭时间； 对于壳体形塑件，流动充填效果较佳。,冷料穴的设计 冷料穴是浇注系统的结构组成之一。冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料，以免这些冷料注入型腔同时还便于在该处设置主流道拉料杆的功能 。 注射结束模具分型时，在拉料杆的作用下，主流道凝料从定模浇口套中被拉出，最后推出机构开始工作，将塑件和浇注系统凝料一起推出模外 。,图4-4 浇口示意图,图4-5 冷料穴示意图,第六章 成型零件的工作尺寸计算,型腔、型芯工作尺寸计算 ABS塑料的收缩率是0.3%-0.8% 平均收缩率: =（0.3%-0.8%）/2=0.55% 型腔内径： = 90.49mm 型腔深度： =13.07mm 型芯外径： =86.47mm 型芯深度： =11.06mm 型腔径向尺寸（mm ）; - 塑件外形基本尺寸（mm）; -塑件平均收缩率； -塑件公差 -成形零件制造公差，一般取1/41/6； -塑件内形基本尺寸（ mm）; -型芯径向尺寸（mm）; -型腔深度（mm）；,-塑件高度（mm）,-型芯高度（mm）；,-塑件孔深基本尺寸（mm）；,侧抽机构设计 1抽芯距的确定与抽拔力的计算 抽芯距的计算公式如下： （5-1） 式中 S抽芯距，mm； S1取出塑件最小尺寸，mm； R最外尺寸，mm； r滑块内径，mm。 S=2.01+2.99=5mm （2）斜导柱分型抽芯机构的设计 斜导柱分型抽芯是应用最广的分型抽芯机构，它借助开模力完成侧向抽芯，结构简单，制造方便，动作可靠。其结构如图5-1所示，瓣合模滑块装在T型导滑槽内，可沿着抽拔方向平稳滑移，驱动滑块的斜导柱与开模运动方向成斜角安装，斜导柱与滑块上对应的孔呈松动配合，开模时斜导柱与滑块发生相对运动，斜导柱对滑块产生一侧向分力，迫使滑块完成抽芯动作。,图5-1 斜导柱分型抽芯机构示意图,斜导柱的斜角一般为1520，最大不得超过25，本设计采用15，斜导柱的材料采用优质钢材T8A，淬火硬度HRC5560。 斜导柱的长度计算 当滑块抽出的方向与开模方向垂直，斜导柱的长度计算公式如下： 式中 L 斜导柱的总长度，mm； D 大端的直径，mm； S 抽拔距，mm； d 导滑段的直径，mm； h 固定模板厚度，mm； 斜导柱的倾斜度，15。 L = 72mm,模架的选择,注塑模模架国家标准有两个，即GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技术条件和GB/T125551990塑料注射模大型模架。由于塑料模具的蓬勃发展，现在在全国的部分地区形成了自己的标准，该设计采用龙记标准模架，型号为：CI2025A60B70,第六章 导柱导向机构的设计,为了保证注射模准确合模和开模，在注射模中必须设置导向机构 。 导向机构的作用是导向、定位以及承受一定的侧向压力。 .导柱应合理地均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度。 .导柱的长度应比型芯（凸模）端面的高度高出68mm，以免型芯进入凹模时与凹模相碰而损坏。 .导柱和导套应有足够的耐磨度和强度。 .为了使导柱能顺利地进入导套，导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应该倒角，导向孔作成通孔，以利于排出孔内的空气。 .导柱的设置应根据需要而决定装配方式。 .一般导柱滑动部分的配合形式按H8/f8，导柱和导套固定部分配合按H7/k6，导套外径的配合按H7/k6。 .一般应在动模座板与推板之间设置导柱和导套，以保证推出机构的正常运动。,第七章 脱模机构的设计 在注射成型的每一循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种出塑件的机构称为脱模机构。,脱模机构的设计原则 ： 1）推出机构应尽量设置在动模一侧 由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推出机构设在动模一侧。正因如此，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。 2）保证塑件不因推出而变形损坏 为了保证塑件在推出过程中不变形、不损坏， 设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，合理的选择推出方式及推出位置。推力点应该作用在制品刚性好的部位，如筋部、凸缘、壳体形制品的壁缘处，尽量避免推力点作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如壳体形制件及筒形制件多采用推板推出。 从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。 3）机构简单动作可靠 推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要有足够的强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利脱模。 4）良好的塑件外观 推出塑件的位置应尽量设在塑件内部，或隐蔽面和非装饰面，对于透明塑件，尤其要注意顶出位置和顶出形式的选择，以免推出痕迹影响塑件的外观质量。 5）合模时的正确复位 设计推出机构时，还必须考虑合模时机构的正确复位，并保证不会与其他模具零件相干涉。,推出机构的计算,推件力的计算： 对于一般塑件和通孔壳形塑件，按下式计算，并确定其脱模力（Q）： (7-1) 式中 -型芯或凸模被包紧部分的断面周长（cm）; -被包紧部分的深度（cm）; -由塑件收缩率产生的单位面积上的正压力，一般取 7.811.8MPa； -磨擦系数，一般取0.11.2； -脱模斜度 L=269.5MM H=11.07MM Q=269.5MM*11.07MM*10MPA(0.1*COS0.5-SIN0.5)=298.3(N),推杆的设计： 推杆的强度计算 查塑料模设计手册之二由式5-97得 (7-2) d圆形推杆直径cm 推杆长度系数0.7 l推杆长度cm n推杆数量 E推杆材料的弹性模量N/(钢的弹性模量E=2.1107N/) Q总脱模力 取 D=3MM。 推杆压力校核 查塑料模设计手册式5-98 (7-3) 取320N/mm 推杆应力合格，硬度HRC5065,（,）,d=,=,第八章 温度调节系统的设计 冷却系统设计原则,、尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡 、冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。 、尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等。 、浇口处加强冷却。 、应降低进水与出水的温差。 、合理选择冷却水道的形式。 、合理确定冷却水管接头位置。 、冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构发生干涉现象。 、冷却水管进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。,图8-1 水路示意图,图8-2 冷却示意图,第九章 校核,锁模力与注射压力的校核 Fp（nA+A1） p -注射时型腔压力 查参考文献得 113MPa A -塑件在分型面上的投影面积（cm2） A1 -浇注系统在分型面上的投影面积（cm2） F-注射机额定锁模力，按CJ80NC2型注射机额定锁模力为800KN 注射机开模行程应大于模具开模时，取出塑件（包括浇注系统）所需的开模距离 即满足下式 SK H1+H2+（510） 式中 S -注射机最大开模行程，mm； H1-推出距离（脱模聚居），mm； H2-包括浇注系统在内的塑件高度，mm； Sk=35+81.17mm=116.17mm SkS=570mm 因此条件成立,第十章 结论,三年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。 回首三年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师三年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。 学友情深，情同兄妹。三年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。 在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。 最后，我要特别感谢梁丰老师。是他在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励,使我能够顺利完成毕业设计，在此表示衷心的感激.梁丰老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。,参考文献,1. 刘力主编机械制图 高等教育出版社 2. 贾润礼主编实用塑料模设计手册 机械工业出版社 3. 王孝培主编 塑料成型工艺及模具简明手册 机械工业出版社 4. 孙学强主编机械制造基础 机械工业出版社 5. 陈立德主编机械设计基础 机械工业出版社 6. 黄毅宏主编 模具制造工艺 上海科学技术出版社 7. 陈孝康等编 实用模具技术手册 中国轻工业出版社 8. 顾晓勤主编 工程力学 机械工业出版社 9. 潘雪增主编 现代模具设计制造理论与技术 清华大学出版社 10.黄毅宏主编 模具制造工艺 机械工业出版社 11.缪德建主编 CAD/CAM应用技术 东南大学出版社 12.屈华昌主编 塑料成型工艺与模具设计 机械工业出版社 13.胡瑢华，甘泽新主编 公差配合与测量 清华大学出版社 14.周文玲主编互换性与测量技术 机械工业出版社,淘麦刷 麦乐刷 w911211,谢谢观看！,