手机壳模型及其模具设计文档格式.docx
《手机壳模型及其模具设计文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《手机壳模型及其模具设计文档格式.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度，有良好的加工性和染色性能。
ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。
密度为1.02~l.05g/cn?
。
ABS有良好的机械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、碱和酸类对ABS儿乎无影响。
ABS不溶于大部分醇类及桂类溶剂，但与桂长期接触会软化溶胀。
ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易与成型加工，经过调色可配成任何颜色。
ABS的缺点是耐热性不高，连续工作温度为70°
C左右，热变形温度为93°
C左右,且耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。
ABS在升温时粘度增高，所以成型压力高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；
ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；
ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量少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极小。
ABS上要技术指标：
表1-1热物理性能
密度（g/cm3）
1.02—1.05
比热容（j・kg_ir）
1255—1674
导热系数
13.8—31.2
线膨胀系数
5.8—8.6
（W-m_1•rxio-2）
（10_5K_:
滞流温度（°
0
130
表1-2力学性能
屈服强度（MPa）
50
抗拉强度（MPa）
38
断裂伸长率（％）
35
拉伸弹性模量（GPa）
1.8
抗弯强度（MPa）
80
弯曲弹性模量（GPa）
1.4
抗压强度（MPa）
53
抗剪强度（MPa）
24
冲击韧度
无缺口
261
布氏硬度
9.7R121
（简支梁式）
缺口
11
表1-3电气性能
表面电阻率（Q）
1.2X1013
体积电阻率（Q・m）
6.9X101*
击穿电压（KY/mm）
\
介电常数（106Hz）
3.04
介电损耗角正切（106Hz）
0.007
耐电弧性（s）
50—85
2.2分析塑件的结构工艺性
该塑件尺寸中等，整体结构较简单•多数都为曲面特征。
除了配合尺寸要求精度较高外，其他尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度要求较高，再结合其材料性能，故选一般精度等级：
5级。
为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率釆用侧浇口。
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。
塑件的工艺参数：
干燥条件：
80-90°
C2小时
成型收缩率：
0.4-0.7%
模具温度：
25-70°
C（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°
C（建议温度：
245°
C）
成型温度：
200-240°
C
注射速度：
中高速度
注射压力：
500-1000bar
三初步确定型腔数目
3.1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2件的结构，采用侧向分模。
四注射机的选择
4.1塑件体积的计算
塑件:
零件塑件的体积V=3.45cm3
浇注系统的体积：
V2二2.13cn?
塑件与浇注系统的总体积为V二3.45*4+2.13二5.58cm
4.2计算塑件的质量：
查手册取密度p=l.O5g/cm5
塑件体积：
V=3.45cm3
塑件质量：
根据有关手册查得：
P=l.O5g/cm3
所以，塑件的重量为：
M=VXP=3.45cm3X1.05=3.62g
4.3按注射机的最大注射量确定型腔数目
根据
k叫-nt
n<
p1（4-1）
k
得
"
（4-2）
£
-注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8;
加卩-注射机最大注射量，cm3或g；
-浇注系统凝料量，cm3或g；
加一单个塑件体积或质量，cm3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2腔
—
JUUUU
90-mono
1
——
OOUUU
000000000
4.3计算浇注系统的体积，其初步设定方案如下
7/26
图4.1浇注系统意图
根据三维模型，利用三维软件直接可查询到浇注系统的体积V2=2.13cn?
4.4
查表文献4、2得选用CJ8NC3型号注射机，其参数如下:
注塑机型号CJ8011C3
射胶部分
注射重量
154
克
注射容量
173
立方厘米
注射压力
113
Mpa
注射行程
125
rr>
m
喷嘴半径
10
mm
喷嘴孔径
4
定位环直径
100
iniTi
喷嘴深入複具距离
?
锁模部分
800
KN
锁模力
側更行程
270
开模行程
570
模板尺寸（HXV）
540X490
导柱间距OCXV）
355X300
摄小容模厚度
最大容模厚度
300
顶出力
18
Kff
顶出行程
60
五浇注系统的设计
浇注系统的设汁原则：
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、壁卑位置，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。
5.1主流道的设计
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塑料熔体流动通道
根据选用的CJ80NC3型号注射机的相关尺寸得
喷嘴前端孔径：
dO二4.Omm；
喷嘴前端球面半径：
R0二10mm；
根据模具主流道与喷嘴的关系
R=R）+（1~2）mm
（1=〃（）+（0.5~1）mm
取主流道球面半径：
R二11mm；
取主流道小端直径：
d二4.5mm
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2~6,此
处选用2°
经换算得主流道大端直径为7.44MM。
图5.1主流道示意图
5.2分流道的设计
分流道是连接主流道和塑件的那一部分流道，主要设讣在分型面上，山于本设计是利用瓣合模形式，所以分流道设讣在瓣合模的分型面，分流道的断面为半圆形，这样有利于加工和熔料的流动。
分流道选用圆形截面：
直径D二6mm
流道表面粗糙度Ra=\.6pm
图5.2分流道示意图
5.3
、
分型面的选择设计原则
分型面是决定模具结构形式的至要因素，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。
分型面的形式
该塑件的模具只有一个分型面，垂直分型。
分型面的设计•原则
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应综合分析。
选择分型面时一般应遵循以下儿项基本原则：
①
②
③
分型面应选在塑件外形最大轮廓处
确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模
保证塑件的精度
④
⑤
满足塑件的外观质量要求
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
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。
其分型面如图3.3.1
图5.3・1分型面示意图
5.4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。
采用扇形浇口可以保持产品外观精度。
本设计采用边缘浇口，边缘浇口（乂名为标准浇口、侧浇口）该浇口相对于分流道来说断面尺寸较小，属于小浇口的一种。
边缘浇口一般开在分型面上，具有矩形或近矩形的断面形状，其优点是浇口便于机械加工，易保证加工精度，而且试模时浇口的尺寸容易修整，适用于各种塑料品种，其最大特点是可以分别调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间。
浇口设计如图5.4
图5.4浇口示意图
5.5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。
这些冷料既影响熔体充填的速度，有影响成型塑件的质量，另外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。
其设计如下图
图5.5冷料穴示意图
六确定主要零件结构尺寸选模架、成型零部件的设计
6.1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：
Qy二（0.3%~0.8%）/2=0.55%
型腔内径：
3
Dfl.=（D+DQr=228.59mm
型腔深度：
2
H、、=（H+HQy一一△严二8.04mm
型芯外径：
3、
d代=（d+dQ.y+-A）.（J=221・58mm
9
型芯深度：
hn=（h+hQv+-A=6.92mm
D模-型腔径向尺寸（mm）;
D~塑件外形基本尺寸（mm）;
©
，■-塑件平均收缩率；
△-塑件公差
5-成形零件制造公差，一般取1/4-1/6A;
〃-塑件内形基本尺寸（mm）;
〃”：
厂型芯径向尺寸（mm）;
//氏-型腔深度（mm）；
塑件高度（mm）
如，-型芯高度（mm）；
型腔：
钢材选用P20,型腔尺寸采用三维造型计算得出，使用数控精雕及电火花加工成型,
无需热处理；
型芯：
钢材选用P20,型腔尺寸采用三维造型计算得岀，使用数控精雕及电火花加工成型,无需热处理。
6.2侧抽机构设计
6.2.1抽芯距的确定与抽拔力的计算
（1）抽芯距的计算公式如下：
S=S|+2~3（6.1）
式中S—抽芯距，mm；
S\—取出塑件最小尺寸，mm；
R一最外尺寸，mm；
I—滑块内径，mm。
S二1.13+2.87二4mm
6.2.2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621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6.2.1斜导柱分型抽芯机构示意图
斜导柱本设计•采用10。
，斜导柱的尺寸如图6.3所示，材料釆用优质钢材T8A,淬火硬度HRC55〜60。
（1）斜导柱的长度计算
当滑块抽出的方向与开模方向垂直（图8.6所示）斜导柱的长度计算公式如下:
厶=|£
±
1（加+_Jl_+_A_+io~]5（6.7）I2丿cosasina
式中厶一斜导柱的总长度，mm；
D一大端的直径，mm；
S—抽拔距，mm；
d—导滑段的直径，mm；
h一固定模板厚度，mm；
a—斜导柱的倾斜度，10。
L=3limn
6.3模架的选择
产品投影凤积S
A
B
H
*E
100-900
40
20
30
900-2500
40-45
20-24
30-40
2500-6400
45-50
24<
40-50
24-28
24-30
6400-14400
50-55
30-36
50-65
28-32
14400-25600
55-65
36-42
65-80
32-36
25600-40000
65-75
42-48
80-95
36-40
40000-62500
75-85
48-56
95-115
40-44
48-54
模架的选择，釆用龙记大水口系列标准模架CI2325A60B70,材料为45钢
图6.1模架模型图
八导向机构的设计
导向机构的作用：
1）定位作用；
2）导向作用；
3）承受一定的侧向压力
8.1导柱的设计
8.1.1长度导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出8-12cm,以免岀现导柱末导
正方向而型芯先进入型腔的悄况。
8.1.2形状导柱前端应做成锥台形，以使导柱能顺利地进入导向孔。
8.1.3材米斗导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯，因此多采用20钢（经
表面渗碳淬火处理），硬度为50—ooHRCo
8.2导套的结构设计
8.2.1材料用与导柱相同的材料制造导套，其硬度应略低与导柱硬度，这样可以减轻磨损，一防止导柱或导套拉毛。
8.2.2形状为使导柱顺利进入导套，导套的前端应倒圆角。
导向孔作成通孔，以利于排出孔内的空气。
8.3推出机构的设计
根据塑件的形状特点，模具型腔在定模部分，型心在动模部分。
其推出机构可采用推杆推出机构、推件板推出机构。
山于分型面有台阶，为了便于加工，降低模具成本，我们釆用推杆推出机构，推杆推出机构结构简单，推出平稳可鼎，虽然推出时会在塑件上留下顶出痕迹，但塑件底部装配后使用时不影响外观，设立五个推杆平衡布置，既达到了推出塑件的□的，乂降低了加工成本。
注：
推杆推出塑件，推杆的前端应比型腔或型心平面高出0.1-0.2mm
采用推杆推出，推杆截面为圆形，推杆推出动作灵活可鼎，推杆损坏后也便于更换。
结合制品的结构特点，模具型腔的结构采用了整体式型腔板，这种结构工作过程中精度高，并且在此模具中容易加工得到，在推出机构中釆用厂组合式推杆，如图中，这种结构主要是防止推杆在于作过程中受到弯曲力或侧向压力而折断，因为产品较小，另外折断后也易于更换。
这里采用设计•推杆，全部固定在顶杆固定板。
推杆的位置选择在脱模阻力最大的地方，塑件各处的脱模阻力相同时需均匀布
置，以保证塑件推出时受力均匀，塑件推出平稳和不变形。
根据推杆本身的刚度和
强度要求，推杆装入模具后，起端面还应与型腔底面平齐或搞
出型腔0.05—0.lcm.
831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）：
Q=Llip（/cos-sina）（8~1）
式中厶一型芯或凸模被包紧部分的断面周长（cm）;
力一被包紧部分的深度（cm）;
卩--山塑件收缩率产生的单位面积上的正压力，一般取
7.8——ll.SMPa；
/一磨擦系数，一般取0.T1.2；
a--脱模斜度（）；
L二221.58MM
H二6.92MM
Q二221.58MM*6.92W*10MPA（0.1*COSO.5-SINO.5）*2
二306.67（N）
8.3.2推杆的设计
①推杆的强度计算查《塑料模设计手册之二》山式5-97得
d二（64x£
2<
rxe）I（8-2）
11X7TXE
d圆形推杆直径cm
0——推杆长度系数心0.7
1推杆长度cm
n——推杆数量
E——推杆材料的弹性模量\/。
亦（钢的弹性模量E二2.lx107X/c/zr）
Q——总脱模力
取D二3MM。
②推杆压力校核査《塑料模设计•手册》式5-98
<
7二_40戸"
（8-3）
nTrxd
6取320N/mm2
j推杆应力合格，硬度HRC50~63
九冷却系统的设计
冷却水回路布置的基本原则：
a）冷却水道应尽量多，b）截面尺寸应尽量大；
c）冷却水道离模具型腔表面的距离应适当；
d）适当布置水道的出入口；
e）冷却水道应畅通无阻；
f）冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位；
山以上原则我们可以确定冷却水道的布置情况，以及冷却水道的截面积
浇注系统中的分流道布置如图所示，釆用非平衡式布置，从主流道末端到每个浇口的距离不相等，但是分流道的截面形状和尺寸大小完全相同，这样的设计可以使进人每一型腔的流程最短，减少了热量散失，缩小了模具的体积，对于该小型什的注射成型来说，并不影响制品的使用性能。
分流道的横截面形状为梯形，浇口的类型采用侧浇口。
冷却系统的设计•对于成型小型件的1模多腔模具来说是十分重要的。
如果冷却不好或冷却不均匀，必然导致收缩不均匀，特别是非平衡式分流道的结构。
放为了使冷却效果好，在模具的定模型腔板和动模利腔板内开没了如图所示的水道，横向穿过这两块模板，这样使塑件各处的冷却均匀，模具的模温均匀
本塑件在注射成型机时不要求有太高的模温因而在模具上可不设加热系统。
是否需要冷却系统可作如下设计算计。
设定模具平均工作温度为60/C,用常温20/C的水作为模具冷却介质，其出口温度为
30/Co
9.1求塑件在硬化时每小时释放的热量0
查表3-26得ABS的单位流量为35xl04//^
依据塑件体积可知所需的冷却水管直径较小。
设计冷却水道直径为6mm符合要求。
冷却水示意图：
十.模具排气槽的设计
当塑料熔体充填型腔时，必须顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。
如果气体不能被顺利排出，塑料会山于填充不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清等缺陷，其至气体受压而产生高温，使塑料焦化。
特别是对大型塑件、容器类和精密塑件，排气槽将对它们的品质带来很大的影响，对于在高速成行中排气槽的作用更为重要。
我们的塑件并不是很大，而且不属于深型腔类零件，因此本方案设讣在分型面之间、推杆预模板之间及活动型芯与模板之间的配合间隙进行排气，间隙值取0.04mmo
十一、校核
注射机有关工艺参数的校核
1）锁模力与注射压力的校核
F>
p（nA+A｝）（10-4）
卩--注射时型腔压力查参考文献得113MP&
A—塑件在分型面上的投影面积
人一浇注系统在分型面上的投影面积（c加彳）
F—注射机额定锁模力，按CJ80nc-3型注射机额定锁模力为800W
10.4模具厚度H与注射机闭和高度
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
SnH|+H2+（5〜10）（10-5）
式中S--注射机最大开模行程，mm：
厲一推出距离（脱模聚居），mm：
丹2—包括浇注系统在内的塑件高度，mm：
Sk二45mm+98.
升级会员 