手機殼注塑模具設計

手機殼注塑模具設計,機殼,注塑,模具設計 本科畢業(yè)設計本科畢業(yè)設計( (論文論文) )題目題目：手機外殼的注塑模具設計手機外殼的注塑模具設計系 別： 專 業(yè)： 班 級： 學 生： 學 號： 指導教師： 年 月I某三星手機外殼的注塑模具設計及數控加工某三星手機外殼的注塑模具設計及數控加工摘摘 要要隨著塑料制品在各行業(yè)的廣泛應用，導致對塑料模具的需求日益增加，塑料模具行業(yè)得到了很大的發(fā)展。同時，人們對產品的外觀要求更高，所允許的產品開發(fā)周期變得越來越短，使得我們必須有更高效的模具設計手段和分析工具來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的產品開發(fā)模式。本課題針對一個塑料制成的三星手機外殼塑件，通過三維軟件 UG，對三星手機外殼塑件進行模型的繪制，同時對模具的成型零件進行設計，并繪制出相關的零件圖紙文檔。設計過程中，模具選擇一模二腔的結構，采用側澆口以及環(huán)繞式冷卻的方法，對產品進行注塑。本課題設計的模具具有良好的工作穩(wěn)定性，結構比較緊湊，注塑過程比較平穩(wěn)，而且冷卻的效率也比較高，可以減輕工人的勞動強度，提高生產效率，降低生產成本，最重要可以保證產品的精度。除模具結構設計外，本文針對模具的布局確定、型腔與型芯、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等部件進行了詳細的設計。從文中可以體會到了零件的分析,模具的設計布局,同時也為本模具說明書做了鋪墊。設計完成注塑分析與設計,繪制一套完整的裝配圖和零件圖是很有必要的。關鍵詞關鍵詞：注射模具設計;三維建模;結構設計；校核IIA samsung mobile phone shell injection mold design and CNC processingAbstractWith the wide application of plastic products in various industries, leading to the increasing demand for plastic mold, plastic mold industry has been a great development. At the same time, people have higher requirements for the appearance of products, allowing the product development cycle is becoming shorter and shorter, so that we must have more efficient means of mold design and analysis tools to replace the traditional product development model. This project aims at a plastic samsung mobile phone shell plastic parts, through the three-dimensional software UG, samsung mobile phone shell plastic parts model drawing, at the same time to mold the molding parts design, and draw the relevant parts drawings document. In the design process, the mold chooses the structure of one mold and two cavities, USES the side gate and the method of surround cooling, carries on the injection molding to the product. The mold designed in this project has good working stability, relatively compact structure, relatively stable injection process, and high cooling efficiency, which can reduce the labor intensity of workers, improve production efficiency, reduce production costs, and most importantly, ensure the accuracy of the product. In addition to mold structure design, this paper for mold layout, cavity and core, casting system, cooling system and other parts of the detailed design. From the text can understand the analysis of parts, mold design layout, but also for the mold specification to do the matting. Design injection analysis and design, drawing a complete set of assembly drawings and part drawings is very necessary.Key words: injection mold design; 3d modeling; Structural design; checkIII目目 錄錄1 1 緒論緒論.1 11.1 選題背景 .11.2 研究意義 .11.3 國內外發(fā)展現狀 .11.4 課題解決的主要問題 .21.5 課題設計思路 .22 2 塑件分析塑件分析.3 32.1 產品分析及其技術條件 .32.2 塑件材料的確定 .32.3 分析制件材料使用性能 .43 3 成型布局及注塑機選擇成型布局及注塑機選擇.6 63.1 型腔的布局及成型尺寸 .63.2 測量塑件體積質量 .63.3 注塑機的選擇和校核 .73.3.1 注射量的計算.73.3.2 注塑機選擇確定.73.3.3 注射力的校核計算.83.3.4 鎖模力的校核計算.84 4 注塑模具設計注塑模具設計.10104.1 模架的選用 .104.1.1 模架基本類型.104.1.2 模架的選擇.104.2 模具與注射機安裝模具部分相關尺寸校核 .104.2.1 模具長寬尺寸.114.2.2 模具高度（閉合高度）.114.2.3 開模行程（S）.114.3 導向與定位機構設計 .114.4 澆注系統(tǒng)的設計 .114.4.1 進料方式選擇.114.4.2 主流道設計.114.4.3 分流道的設計.124.4.4 澆口的設計.124.4.5 冷料穴及拉料桿設計.124.5 分型面的設計 .134.6 成型零部件的設計 .134.6.1 成型零部件結構.134.6.2 成型零部件工作尺寸的計算.14IV4.7 排氣系統(tǒng) .154.7.1 排氣的作用.154.7.2 排氣方式.154.7.3 排氣設計方法 .154.8 脫模及推出機構 .164.8.1 脫模力.164.8.2 推出機構.165 5 冷卻系統(tǒng)的設計與計算冷卻系統(tǒng)的設計與計算.18185.1 冷卻水道設計的要點 .185.2 冷卻水道在定模和動模中的位置 .185.3 冷卻水道的計算 .186 6 模具的裝配模具的裝配.20206.1 模具的裝配順序 .206.2 模具裝配圖 .20總結總結.2222參考文獻參考文獻.2323致致 謝謝.2424畢業(yè)設計（論文）知識產權聲明畢業(yè)設計（論文）知識產權聲明.2525畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明.26261 緒論11 1 緒論緒論1.11.1 選題背景選題背景模模具是從生產實際中慢慢發(fā)展起來的，可以直接為生產進行服務，模具是一種生產技術，它以塑料材質為研究對象，通過特殊的工藝將塑料顆粒制造成型，采用的工具被稱為模具，將塑料進行一定的手段塑造成人們想要的產品形狀被稱為注塑成型。近幾十年來，中國塑料的工業(yè)發(fā)展從空白期到高速發(fā)展期，取得了不小的成就，迄今為止，我國的塑料工業(yè)在世界大國中排名靠前，特別是最近幾年，塑料制品的種類不斷的增多，我國在塑料加工機械裝備的生產上位居世界第一，塑膠制品的產量占據世界第二，塑料的發(fā)展已經在我國的工業(yè)中不可缺少，也帶動了其他相關行業(yè)的發(fā)展，例如機械制造和模具設計的發(fā)展，注塑模具因為高效、快速、精密的優(yōu)勢在模具產量中占據較大的分量，但在技術方面與國外還有很大的差距，比如模具的精度相對較低、使用壽命不高、成型的時間長，注塑機的設備陳舊、規(guī)格不齊全，成型的塑料質量和模具使用的材料還達不到國外的水平，還有很長的一段路要走，因此需要對模具行業(yè)進行大力的發(fā)展與扶持，這樣才能改變我國的模具的相對滯后的狀況。塑料的成型工藝是將高分子的樹脂利用塑料的特性塑造成人們想要的形狀的過程，塑料的加工的方法一般有壓塑、擠塑、注塑和吹塑、壓延等工藝。1.21.2 研究意義研究意義通過本次設計可以使我掌握注塑模的模具結構機構的設計，對 CAD,UG 等一系列軟件的應用熟練，更快使用生產工作中。使自己綜合運用所學基礎和專業(yè)基礎理論、基本方法分析和解決測量與控制及其它相關工程實際問題的能力得到了加強，在獨立思考、獨立工作能力方面獲得培養(yǎng)和提高。隨著塑料制品在機械、電子、交通、國防、建筑、農業(yè)等各個行業(yè)廣泛應用，對塑料模具的需求日益增加，塑料模在工業(yè)生產中的重要性也日益突出。模具作為一種高附加值和技術密集型產品，技術水平的高低已是一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一。1.31.3 國內外發(fā)展現狀國內外發(fā)展現狀近年來，我國模具工業(yè)也發(fā)生了巨大的變化。在我國模具生產企業(yè)中，數字化設備比較齊全，模具 CAD/CAE/CAM 技術已經被廣泛應用，采用高速加工的先進技術的企業(yè)也逐漸增多。模具標準間使用覆蓋率及模具商品化率都已經有了較大幅度的提高。熱流道技術在塑料模具行業(yè)中應用比例越來越高。模具 CAD/CAE/CAM 是改造傳統(tǒng)模具生產方式的關鍵技術,是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工程。它以計算機軟件的形式,為企業(yè)提供一種有效的輔助工具,使工程技術人員借助于計算機對產品性能、模具結構、成形工藝、數控加工及生產2管理進行設計和優(yōu)化。模具 CAD/CAE/CAM 技術能顯著縮短模具設計與制造周期,降低生產成本和提高產品質量已成為模具界的共識。隨著 CAD/CAE/CAM 軟件及其他應用軟件的普及應用,計算機產生的各種類型、格式各異的數據資料,如市場分析報告、產品設計信息、加工圖紙、零件加工工藝、數控加工程序清單、仿真測試結果分析及各種說明書等,迅速增加。如何有效管理這些異構數據資料成為了企業(yè)面臨的一大難題。與此同時,設計人員在產品生命周期內的各個環(huán)節(jié)與產品過程相關的各個地方均能及時、準確地獲取產品的相關信息,并對產品數據進行一定權限范圍內的操作。這種產品數據的高度集成和共享,使得新產品的開發(fā)時間和成本大為縮減。1.41.4 課題解決的主要問題課題解決的主要問題本套模具采用標準模架，其中大部分成型零件采用標準件，考慮模具的互換性，有利于模具的修整，裝配。對于零件，零件表面不是很復雜，所以在模具的設計中，要充分考慮到各個成型零件的裝配問題，通過計算，本套模具中不可能存在干涉的問題。對于主流道、分流道、澆口等則按實際要求設計，特別是澆口位置、形狀選擇十分重要，還有各個零件的強度、剛度的校核，在模具的設計過程中已經校核過，本套模具的任何一個零件都符合強度、剛度要求，各零件加工工藝很好。要求模具結構合理，制造工藝簡單，方案具有一定的先進性和較強的實用性。1.51.5 課題設計思路課題設計思路本設計主要對進行注塑模具的設計，塑料零件是日常生活中常見的產品，本設計根據所給的零件進行測繪尺寸然后進行 3D 建模，最后再對其模具進行設計，需要完成的內容如下：（1）對其塑件進行結構和工藝的分析，分析其材料和年產量，并確定模具的結構；（2）對注塑機進行選取，并進行重要參數的校核；（3）選擇模具的分型面，對澆注系統(tǒng)進行設計，包括主流道、分流道和澆口的設計；（4）對冷卻系統(tǒng)和脫模機構進行設計；（5）完成模具的整體結構設計和圖紙的繪制；2 塑件分析2 2 塑件分析塑件分析2.12.1 產品分析及其技術條件產品分析及其技術條件根據塑料塑件零件實物進行測繪，利用 UG 軟件繪制出模型并生成二維工程圖，零件尺寸不是很大，屬于中小型塑料，整體是圓柱形，因此,該部分件，從零件圖上面來看,本零件的整體形狀就是個圓形具有中等復雜性。塑件三維模型下圖所示。圖 2-1 三星手機外殼產品 3D 視圖設計生產的塑件是一個配合使用的零件，所以外形尺寸不是很重要，而內孔的定位尺寸精度要求比較高，倒角是在零件的角部,可以防止缺陷,因為零件的尺寸是中等的,所以它是合理的。進行模具設計的目的是為了保證注塑出的塑料制品能夠滿足其使用功能和裝配要求，而且需要滿足塑件的一些相關的參數指標，由于塑料三星手機外殼零件是日常所用的產品，因此對這類產品的外觀質量和表面質量都有一定的要求，要求絕緣性要好以及塑件的強度和剛度要好，生產要求選用的塑件材料為 ABS，生產批次為大批量，精度等級為中等級 MT3。2.22.2 塑件材料的確定塑件材料的確定課題要求已給出塑件的材料為 ABS,ABS 塑料材料具有優(yōu)良的綜合性能，具有良好的沖擊強度、尺寸穩(wěn)定性、耐磨性、耐化學性、染色性、加工性和加工性較好。對常用的機械外殼，水表殼，加熱器點擊，電氣元件和家具制造等，適用于電水壺的生產基地。ABS 的主要性能指標 具體見如下表（表 2-1）表 2-1 ABS 主要性能指標密度/g.cm-31.05屈服強度/Mpa50比體積/cm3.g-10.860.98拉伸強度/Mpa38吸水性（%）0.20.4拉伸彈性模量/Mpa1400熔點/130160抗彎強度/Mpa804計算收縮率（%）0.40.7抗壓強度/Mpa53比熱容/J.(Kg.)-11470彎曲彈性模量/Mpa1400ABS 的注塑工藝參數 具體見如下表（表 2-2）表 2-2 ABS 的注塑工藝參數1、注塑機類型：螺桿式7、保壓壓力/ MPa50702、噴嘴溫度/C1801908、注射時間/s353、螺桿轉速（r/min）30609、保壓時間/s15304、模具溫度507010、密度(g/cm3)1.055、料筒溫度/C料筒：前 200210中 210230后 18020011、冷卻時間/s15306、注射壓力/ MPa709012、成型周期/s40702.32.3 分析制件材料使用性能分析制件材料使用性能2.3.12.3.1 制件材料注塑性能制件材料注塑性能ABS 的吸濕性不大，因此成型前不必進行干燥處理。它的熔融溫度范圍小，熱穩(wěn)定性差，因此過熱或在允許溫度下長時間受熱均會引起分解，分解產物 ABS 對人體和設備都有害。ABS 在進行融化還有凝固的時候速度都是很快的。溫度對 ABS 的熔體黏度影響不大剪切速率對熔體黏度影響卻很大如欲提高 ABS 熔體的流動性最好增加成型壓力或螺桿轉速。ABS 在冷卻的時候收縮率是很大的，放慢冷卻的速度以后會讓加工的產品收縮的幅度小一點。ABS 的摩擦系數小彈性高淺側凹槽的塑件可強制脫模塑件表面可帶有皺紋花樣。噴嘴的這個孔的直徑還是大一些好，我們使用的噴嘴是直通式的。在用模具進行澆筑的時候還是要大一點，我們的模具要進行加熱。力學性能ABS 它的強度很高，剛度也很高，彈性還是非常好的，減模還有承受磨力的性能都是很好的。它的力學的性能是很好的，通過強度來進行比較可以達到、50.5MPa，通過剛度來比可以達到 2650MPa，這些都跟金屬很像。ABS 的力學性不會受到溫度的影響，受到的沖擊強ABSABS共聚比均聚的變化要大一點。ABS度是大一點的，但是一般來說沖擊力是比不上 ABS 和 PC；ABS 容易對缺口產生敏感，在有缺口的情況下，沖擊的強度會降低百分之九十這么多。ABS 的疲勞強度非常的明顯，不會受到溫度的影響 ABS 的摩2021MPa 3000h2.3%在、時只有，擦因數小，耐磨性好，極限 PV 值很大。ABS 加工的產品在進行互相摩擦的時候，2 塑件分析承受力很高的時候相互作用會有很刺耳的聲音發(fā)出來。電學性能ABS 的絕緣性是很好的，一般都不會因為溫度還有濕度有什么改變；在溫度范圍比較大的時候，濕度還有頻率的范圍也比較大的時候，介電常數還有介電損耗都是變化很小的；承受電弧的性能是非常好的，而且這種性能在溫度很高的時候也可以持續(xù)。ABS 的介電強度與厚度有關，厚度 0.127mm 時為 82.7kV/mm，厚度為1.88mm 時為 23.6kV/mm。環(huán)境性能ABS 不耐強酸和氧化劑，對烯酸及弱酸有一定的穩(wěn)定性。ABS 的耐溶劑性良好，可耐烴類、醇類、醛類、醚類、汽油、潤滑油及弱堿等，并可在高溫下保持相當的化學穩(wěn)定性。吸水性小，尺寸穩(wěn)定性好。如果長時間受到紫外線的作用的話，力學的性能就會降低很多，這個時候它表面就會出現粉化或者是龜裂。優(yōu)點1、具高機械強度和剛性；2、最高的疲勞強度；3、對環(huán)境有一定的抵抗力，可以承受有機溶劑的性能是很好的；4、耐反復沖擊性強；5、廣泛的使用溫度范圍(-40120)；6、良好的電氣性質；7、復原性良好；8、自己的潤滑性能是很好的，耐磨的性能也是很好的； 9、尺寸安定性優(yōu)。缺點一旦受到強酸進行腐蝕的時候，承受能力就很差了，粘合的性能也不好，進行熱分解的時候跟軟化時候的溫度都是很靠近的，限氧指數是很小的。塑件材料主要用途多 ABS 其實就是含量很高的一種固態(tài)的共聚物，它體現的是固體的一種顆粒，在進行貯存還有運輸的時候都很方便。在溫度很高的時候可以轉變成為 ABS蒸汽，可以用來替代高濃度的 ABS 進行各種實驗，方便在化工，制藥等等這些化學合成的領域進行使用，尤其是有要求沒有水的 ABS 做原料進行生產的方面，使用是很廣泛的。63 3 成型布局及注塑機選擇成型布局及注塑機選擇3.13.1 型型腔的布局及成型尺寸腔的布局及成型尺寸根據塑件形狀及尺寸大小，采用了一模兩腔的結構分布形式，填料的效果比較好，可以保證 2 個型腔同時進料。兩個腔體的距離一般在 20-50mm 之間，塑件到型腔的邊距離一般在 20-50mm 之間，其次，考慮冷卻水道、螺絲的固定位置。根據上面的方式，可以確定型腔的長寬尺寸取值為 130 x200mm：型腔布局如圖 3-1。圖 3-1 型腔布局3.23.2 測量塑件體積測量塑件體積質量質量使用 ug 三維軟件建模，直接測量塑件圖實體體積，體積為：3045.19，ABS 的密度為 1.05，質量約為 3.20g。3mm3/cmg3 成型布局及注塑機選擇圖 3-2 塑件體積測量3.33.3 注塑機的選擇和校核注塑機的選擇和校核選擇注射機的依據，可以根據注射機型號主要技術參數選定，通過計算塑件的體積容量對照注射機的注射量來參考初步選定注射機，選擇注射機時必須使得制品所需要的塑料溶體的容量在所選注射機額定注射量的 80以內。此外，計算一次注射成型周期內需要注射進模具內的塑件溶體容積，其容積為制品和澆注系統(tǒng)兩部分容量的總和。因此，可以根據一般經驗公式做相關參數計算以及校核。3.3.13.3.1 注射量的注射量的計算計算有前面得知塑件的體積：= 3.05澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算，采用塑3一模二腔對稱分布結構的澆注系統(tǒng)，澆注系統(tǒng)的凝料可根據經驗按照塑件體積的0.2 和 1 之間的倍數計算。故一次注入模具型腔塑料溶體的總體積為： V=V12+V2=3.05*2+ 1.67=7.7733.3.23.3.2 注塑機選擇確定注塑機選擇確定根據以上計算，每次注入模具型腔的塑料總體積=7.77，則注射機的注V總3射量為機= 總 0.8 = 7.77 0.8 = 9.713因此選擇的注塑機注射量必須要大于 9.71gcm3以上，查表1,初步選擇注射機型號為 HT-80XB。注射機主要參數如下表格：表 3-1 注塑機參數(部分) 型號 參數單位80A80B80C螺桿直徑mm343640理論注射容量cm3111124153注射重量 PSg101113139注射壓力Mpa206183149注射行程mm122螺桿轉速r/min02208料筒加熱功率KW5.7鎖模力KN800拉桿內間距(水平垂直)mm365365允許最大模具厚度mm360允許最小模具厚度mm150移模行程mm310移模開距(最大)mm670液壓頂出行程mm100液壓頂出力KN33液壓頂出桿數量PC5油泵電動機功率KW11油箱容積l200機器尺寸(長寬高)m4.31.251.8機器重量t3.22最小模具尺寸(長寬)mm2402403.3.33.3.3 注射力的校核計算注射力的校核計算所選的注射機的最大注射壓力必須大于成型制品所需的注射壓力。一般塑料件的成型壓力在 70150Mpa 之內，初步選定的注射機的公稱注射壓力 P=183Pma，因此注射機的壓力是合格的。3.3.43.3.4 鎖模力的鎖模力的校核計算校核計算為防止在注射時模具分型面被模腔壓力撐開，造成在分型面上有溢料產生，必須對模具施加足夠的鎖模力，所以在設計模具時要使注射機的鎖模力大于模腔內的脹開力。校核分析如下。最大外形的下平面截面投影積最大，有利于開模取出塑料件，所以選擇此處下表面為分型面。如圖 3-3 所示：圖 3-3 分型面的選擇通過軟件計算出塑料件在分型面上的投影面積為：2760.1933 成型布局及注塑機選擇澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，包括流道凝料和澆口在分型面上的投影澆面積，一般取每一塑料件在分型面上投影面積 A 塑的 0.20.5 倍，此處取 0.3 倍，則塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 A 總為：總= （塑+ 澆）= （塑+ 0.3塑）= 2 1.3 2760.192= 7176.492根據經驗，模具型腔內的脹型壓力 P 模通常取 2540Mpa。對于粘性較大的塑料件則取較大值，ABS 屬于中低粘度，故 P 模取=35MPa。則模具型腔內的脹型壓力為：脹脹= 總模= 7176.49 35 = 251.18F 脹F 鎖，因此注射機鎖模力合格，所選的注射機合適。根據以上的校核參數計算，結合模具尺寸等綜合考慮，最終選定了國產注射機型號為 HT-80XB。104 4 注塑模具設計注塑模具設計4.14.1 模架的選用模架的選用4.1.14.1.1 模架基本類型模架基本類型注塑模具的結構種類多樣，典型結構有單分型面注射模、雙分型面注射模、角式注射機用注射模、斜導柱側向分型與抽芯注射模、斜滑塊側向分型與抽芯注射模等。考慮到模具造價，模架的選擇滿足塑件的注塑成型要求即可。4.1.24.1.2 模架的選擇模架的選擇結合塑件形狀、型腔布局等綜合情況，選擇中小型的單分型面的模具模架，在 ug 軟件中的標準模架庫，選擇型號為龍記 CI 模架，如下圖 4-1 所示：圖 4-1 模架結構圖根據所選擇模架的基本型可以計算模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸，分析計算如下：模架的長 L=型腔長度（180）復位桿直徑+螺釘直徑+模板壁厚=300mm模架的寬 W=型腔寬度（190）+導向桿直徑+模板厚度=300mm此外動定模板的厚度，以及頂出行程墊塊的高度尺寸，需要考慮冷卻水道、一般定模板的厚度為型腔尺寸加上 30-50mm，取值 50mm，動模板的厚度尺寸取值為 40-60mm 之間，取值 60mm。綜上所述所選擇的模架的型號為：CI-3030-A70-B80-C90。4.24.2 模具與注射機安裝模具部分相關尺寸校核模具與注射機安裝模具部分相關尺寸校核4 注塑模具設計4.2.14.2.1 模具長寬尺寸模具長寬尺寸模具平面尺寸 350mm300mm365mm365mm（拉桿內間距） ，校核尺寸合格。4.2.24.2.2 模具高度（閉合高度）模具高度（閉合高度）模具高度尺寸 150mm290360mm（360mm 是最大模具厚度，150mm 是最小模具厚度） ，校核合格。4.2.34.2.3 開模行程（開模行程（S S）模具的開模行程 S=H1+H2+(510)310mm， （H1 是塑料脫模需推出 = 3 + 85 +(510) =(98)的距離，H2 是塑料件高度，H2 包括澆注系統(tǒng)凝料）校核合格。4.34.3 導向與定位機構設計導向與定位機構設計導向機構一般包含了導柱、導套、注塑模具通常采用的是四角導柱結構形式，即四個導柱在模架的四個邊角上面，該方式定位準確，導向順暢，導套一般安裝在定模板，導柱一般安裝在動模板上面。4.44.4 澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)包含了主流道、分流道、澆口這幾個特征，主流道的尺寸一般是由澆口襯套標準件決定的。分流道和澆口的尺寸，根據塑件的大小尺寸和結構選擇，澆口要選擇在合適的位置進澆。4.4.14.4.1 進料方式選擇進料方式選擇根據零件的結構特點和課題要求以及型腔布局方式來設計合適的澆口位置和進料方式，一方面可以節(jié)約材料，另一方面能提高注塑成型工藝性和縮短注塑成型周期。因此，澆口的設計是否合理，影響到模具最終的塑件成型效果。在設計澆注系統(tǒng)的時候，應考慮以下幾點：a.主流道和分流道應盡量短、節(jié)省填充時間縮短成型周期，提高生產效率。b. 澆口的進料位置要均衡，溶體充填末端的時間應該保持一致。c.選擇澆口的時候最好不要影響塑件的外觀質量和結構。d. 澆口應該不影響模具的整體結構形式。4.4.24.4.2 主流道設計主流道設計根據 HT-80XB 型號的注射機的主要技術參數，做如下計算：即注射機噴嘴前段孔徑和球面半徑與主流道襯套的小端直徑和球面半徑需滿足以下關系。主流道小端直徑 D=d+（0.51） （取 0.5）=4+0.5=4.5mm主流道球面半徑 R=r+（12） （取 1）=12+1=13mm12球面配合高度 h=3mmd 為噴嘴直徑，見注射機技術參數；r 為噴嘴球半徑，見注射機技術參數。4.4.34.4.3 分流道的設計分流道的設計由于制品的形狀較為簡單，所以熔融塑料填充型腔比較容易，為了盡可能避免溶體溫度降低以及減小流道內的壓力損失，減小分流道的容積，分流道長度應該可能短，盡可能的采用直管道，減少彎曲。分流道的表面粗糙度要求較高，采用 Ra0.8，才能保證融料的流動性能，分流道的設計如圖所示：圖 4-2 流道布局4.4.44.4.4 澆口的設計澆口的設計澆口是流道與腔體之間的一個連接,澆口用于控制溶體進入空腔的流速，且由于塑料的快速冷卻以及小端細口便能封閉型腔內的塑料溶體不倒。澆口設計應該考慮以下原則：a.能量損失最小。b.澆口位置選取要考慮料流進入型腔后能排出模具型腔內的氣體;d.使用拼鑲結構的模具,在選擇澆口位置時,要避免溶體在進入型腔時沖擊鑲嵌件,同時澆口布置盡可能的離鑲嵌件近些,太遠的話,溶體未到達鑲嵌件部位時已經冷卻,會產生熔接痕。e.要避免溶體直接沖擊模具型芯,降低模具壽命。綜合以上基本原則，由于澆口的形狀、位置和尺寸都會對制品的質量產生很大影響，因而需要根據制品的成型要求以及型腔的布置方式來選擇澆口的類型。在設計澆口是一般先選取較小的尺寸，方便在試模是做修改。因塑料件的外形為簡單的圓柱狀實體件，而且塑件為中小型塑件，可以采用側澆口。4.4.54.4.5 冷料穴及拉料桿設計冷料穴及拉料桿設計4 注塑模具設計塑料制品表面要求不高，可以使用推件桿推出，冷料穴開設在主流道的末端，在澆口襯套的下面，冷料穴結構設計為 Z 形的拉料桿冷料穴，開模易于將凝料拉出。冷料穴的設計如圖所示：圖 4-3 冷料穴4.54.5 分型面的設計分型面的設計分型面的選擇一般根據以下原則。在零件的最大的端面處。不影響塑件的外觀質量。澆口能夠合理的進料。頂出脫模簡單可靠。4.64.6 成型零部件的設計成型零部件的設計4.6.14.6.1 成型零部件結構成型零部件結構本次設計中，采用了鑲嵌式的整體型腔、型芯結構，該結構加工簡單，制造周期短，更換維修方便。結構安全可靠。14圖 4-4 型腔 3D 圖圖 4-5 型芯 3D 圖4.6.24.6.2 成型零部件工作尺寸的計算成型零部件工作尺寸的計算型芯尺寸確定(1) 主型芯徑向尺寸計算型心徑向尺寸計算公式如下：= + +340 帶入數據計算得：0.0120.0121001061 0.0053/ 4) 0.08106.54L（）+（0.0120.012200441 0.0053/ 4) 0.0844.23L（）+（式中：4 注塑模具設計 ml塑料模具型芯基本數據尺寸； sl塑件內形基本尺寸；S 一一塑料平均收縮率，1.005 塑件尺寸公差；/3 z型芯制造公差，取。主要型心的軸向尺寸型心軸向的公式如下：= + +140式中 mh型芯基本尺寸； sh塑件內形基本尺寸； 1.005cpS塑料平均收縮率，；x修正系數, ； 塑件尺寸公差； z型芯制造公差，取3/。0.0120.0120031 0.005/ 4) 0.083.02mL（）+（1查表可知，ABS 的收縮率為 1.005，根據精度等級選用，采用 5 級三星手機外殼主要尺寸的公差要求：(2) 注塑模具的凹模內形基本尺寸：3/)4/3k1（）（塑凹LL式中：凹L塑料零件外徑的基本尺寸（mm） ，即塑料零件的實際尺寸；塑L為三星手機外殼外徑基本尺寸(mm),即三星手機外殼的實際外形尺寸； K 塑性收縮率（%） ，取 1.005；s 為公差，查表知 ABS 三星手機外殼為一般精度等級取 4 級；則下型腔成型計算如下：0.060.06001041 0.0053/ 4) 0.18104.39mL（） （0.0600.18/3421 0.0053/ 4) 0.1842.08mL（） （型腔深度尺寸計算：3/)3/2k1hh（）（塑凹0.1100.34/3=21 0.0151/3) 0.081.98h凹（） （4.4.7 7 排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)在模具的型芯、型腔合理的位置開設排氣槽，能很大程度的使得注塑壓力、注塑時間降低。同時減少保壓時間和鎖模力，使得成型更簡單，提高生產效率，降低生產成本。4.7.14.7.1 排氣的作用排氣的作用排氣主要作用有：一是使得熔融的塑料填充進腔體時排除模腔內的空氣；二16是能排除在注塑保壓成型過程中物料本身產生的氣體。排氣槽的合理設計以及合理的布置排氣槽，可以保證制品表面精度要求和注塑時排出氣體。4.7.24.7.2 排氣方式排氣方式讓模腔內的氣體排除的方式很多,在設置排氣的方式時需要注意:通常將排氣槽設置在分析面上,在排氣槽排氣的同時,還要保證在保壓成型的過程中物料不能溢出,還可以在分流道的末端和頂桿的四周加大間隙的方式設置排氣槽。排氣槽的尺寸和位置需要合理的選擇,如果選擇不合理。對于精度要求特別高的制件,通常,下列方法用于排氣:(1)填充保護氣體在充、放電的空氣;其次,使用碳化硅磨料粒徑200 #使噴丸分面上。4.7.34.7.3 排氣設計方法排氣設計方法相對于形狀復雜的制件,模具腔的排氣槽最好在多個試驗模型之后按照具體條件打開。整體型腔模芯通常有以下幾種排氣方式:(1)空腔的凹槽或插入物被人體部分使用。利用側面的嵌件接縫;局部制成螺旋形狀;在縱向位置,安裝有槽的板芯開孔。當模腔很難排氣的時候,模具的轉角處又很難開設排氣槽,可以考慮在不影響產品的外觀和尺寸精度的情況下,將模具型芯、型腔改成鑲拼結構,這樣可以幫助排氣工作,減少加工難度,以后的維修也方便。排氣系統(tǒng)的設計，可以保證快速的排除型腔內的多余氣體，本次設計中采用分型面自然排氣。4.84.8 脫模及推出機構脫模及推出機構4.8.14.8.1 脫模力脫模力塑件在經過充填冷卻成型收縮之后，會對型芯產生包裹力，包緊在型芯上面，需要采用頂出機構來脫模，通常情況下，脫模力指的是頂出機構的瞬時頂出作用力。4.8.24.8.2 推出機構推出機構推出機構是注塑模具設計中的非要重要的一點，推出機構能夠保證塑件的最后一步順利脫模。在推出機構的設計上，需要遵循以下幾個原則。推出頂出需要均勻的分布在塑件上面。推桿的局部應力不可以過于集中，以免造成頂白、頂穿塑件。推桿頂桿的自身強度要足夠，在頂出的時候不能發(fā)生彎曲變形。頂出的時候，不能影響塑件的外觀質量。頂出塑件之后，塑件不會因頂出而發(fā)生變形或者翹曲。4 注塑模具設計結合以上頂出設計原則，最后設計推管和推桿頂出機構布局如圖 4-6 所示，ABS 塑料的溢料間隙為mm06. 004. 0。圖 4-6 推桿布局185 5 冷卻系統(tǒng)的設計與計算冷卻系統(tǒng)的設計與計算5.15.1 冷卻水道設計的要點冷卻水道設計的要點a.冷卻水道應該越多越好。b. 冷卻水道之間的間隔應該要均勻。c.冷卻水道應該先冷卻周邊，最后冷卻流道。d. 冷卻水道要考慮塑件的實際結構。e.冷卻水道要形成完整的閉合回路，有進有出。f.冷卻水道不同零件的交接區(qū)域應該采用密封圈進行防水處理，防止漏水。g. 考慮模具冷卻水管進出水的安裝，應該把進出水的水嘴設計在背面，不能影響操作工的操作。5.25.2 冷卻水道在定模和動模中的位置冷卻水道在定模和動模中的位置本次設計中，塑件比較簡單，采用常見的環(huán)繞式冷卻水道就可以滿足冷卻要求。冷卻水路排布如圖 5-1 所示：圖 5-1 模具冷卻水路圖5 冷卻系統(tǒng)的設計與計算5.35.3 冷卻水道的計算冷卻水道的計算冷卻計算：單位時間內進入模具應除去的總熱量 Q，可以用參考文獻中的公式計算：1 QWa 式中 1Wg單位時間內進入模具的塑料的重量/aJg克塑料的熱容量經計算：Q=72.8411161306510.08J則帶走上述熱量，所需的冷卻水量按下式計算：134()WaWK TT式中 /Wg h通過模具冷卻水的重量3T出水溫度4T入水溫度K熱傳導系數；經計算 W146.21 g/h由下式可以計算出冷卻水道的直徑：WdL式中 3/kg cm冷卻液容重0 001 /kg cm ，;16.8Lcm Lcm冷卻水道長度dcm冷卻水道直徑經計算 d7.68 cm，取 8mm206 6 模具的裝配模具的裝配注塑模具的裝配，是設計、制造的最后一個環(huán)節(jié)。要求開合模順利。各個零件之間的裝配順序按照從內到位，先型芯型腔、后模板的原則，定模、動模部分先獨立組裝，然后再合模組裝。6.16.1 模具的裝配順序模具的裝配順序1.首先清潔模具每個零件。2.按照裝配圖明細表，擺放好對應的模具零件，準備相應的裝配工具。3.確定好裝配基準。4.先對型芯和型腔打上紅丹配模，保證紅丹滿配。5.安裝冷卻水道銅塞、水嘴并且加水打壓測試不漏水。6.組裝定模板、動模板、導柱、導套。7.組裝前模板、澆口襯套8.組裝面針板、底針板、墊塊、底板9.前后模合模組裝，紅丹配模測試。6.26.2 模具裝配圖模具裝配圖圖 6-1 模具二維總裝圖6 模具的裝配圖 6-2 三維裝配圖22總結總結對于本次三星手機外殼塑件的模具設計，所給的塑件外觀結構簡單，而且結構均勻，所用的材質為 ABS，年產量為 60 萬件/年，本設計采用的模具布局為一模二腔的結構，采用側澆口進行澆注，分型面選擇塑件的最大截面處，通過本次設計使我學會了怎樣去分析和設計塑膠模，并學會了選擇注塑機，利用 UG 軟件進行模具的設計。親手經過整個畢業(yè)設計，才能確實發(fā)現自己所積累的知識遠遠不夠，在持續(xù)的認真查閱資料，紛紛彌補了這些年的不足，讓我確實的了解到了真正的設計。在本次三星手機外殼塑件的設計中，反復地運用 CAD、UG 等軟件，也認識到了自己的缺點，會繼續(xù)努力，讓自己需要盡快掌握復雜結構的設計。參考文獻23參考文獻參考文獻1李萍.汽車異形上蓋類注塑件斷裂行為分析及工藝研究D.南昌大學,2016.2段聰杰.基于 Moldflow 的麻纖維增強 ABS 汽車內飾件注塑成型研究D.吉林大學,2016.3吳光輝.手機外殼注塑成型澆注系統(tǒng)及工藝參數的優(yōu)化研究D.中南林業(yè)科技大學,2016.4劉杰.汽車門內板注塑工藝優(yōu)化與模具設計D.江蘇大學,2016.5湯修平.汽車前端模塊注塑過程仿真分析和模具的結構優(yōu)化D.合肥工業(yè)大學,2016.6王磊.基于長纖維增強反應注射成型的客車儀表臺的開發(fā)D.南京理工大學,2016.7張景.接觸器基座注塑成型數值模擬及工藝優(yōu)化研究D.沈陽理工大學,2016.8李海霞.基于 Solidworks 的熔融成型工藝參數影響快速原型產品表面質量研究D.山東大學,2015.9李銳傳.發(fā)動機散熱風扇罩注塑成型工藝優(yōu)化設計與研究D.華南理工大學,2016.10李帥.氣體反壓技術對注塑熔體填充過程和塑件性能影響規(guī)律的研究D.山東大學,2015.11陳黎.轎車后保險杠注塑件工藝參數優(yōu)化及再生率提高的研究D.中南林業(yè)科技大學,2015.12譚鵬.長玻纖增強 ABS 制品成型模擬工藝優(yōu)化及應用研究D.湖南大學,2015.13張適.纖維增強塑料制品的纖維取向、殘余應力、翹曲變形及溫熱老化的數值模擬D.華中科技大學,2015.14程明科.薄壁防水墊片注塑模具設計與注塑成型 CAE 分析D.西京學院,2015.15王芳.含纖聚合物充模過程的多尺度數學模型研究與過程模擬D.太原科技大學,2015.24致致 謝謝在論文寫作過程中，得到了老師的親切關懷和耐心的指導。他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，老師不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。在論文即將完成之際，我要感謝許多讓我分享他們寶貴經驗和知識的同學們。通過一同的研究和探討，他們?yōu)槲艺撐牡耐瓿商岢隽嗽S多寶貴建議，我從中得到了很多有益的啟發(fā)。我還要衷心感謝父母多年來的撫養(yǎng)和教誨，正是他們的資助、鼓勵和支持，我才能得以完成大學學業(yè)和本論文。25