MP4上下壳注塑模具设计.docx
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MP4上下壳注塑模具设计
广东机电职业技术学院
毕业设计说明书（论文）
设计（论文）题目:
MP4上下壳注塑模具设计专
业:
现代制造技术（CAD/CAM
班级:
学生姓名:
学号:
指导教师:
上交时间:
年
广东机电职业技术学院毕业设计（论文）任务书
学生
姓名
学号
班级
年级
专业
现代制
造技术
通信
地址
邮政
编码
E-mail
地址
电话
设计（或论文）题目
MP4上下壳注塑模具设计
选题背景（打算从事何工作，设计或论文
选题与所学专业及毕业实习有何关系）
指导教师组
成员姓名
职称
工作单位及所从事专业
联系方式
广东机电职业技术学院
设计（论文）内容（要求详细到章、节，有学生独立完成的内容）：
［注意：
选题要结合实际。
要求写明本设计（论文）所涉及的分析方法或技术手段（如定性、定量分析
的方法）；要求有学生独立的见解，设计（论文）内容要详细写明具体步骤］。
MP4上下壳注塑模具设计
一、绪论
二、造型设计
（1）产品主要尺寸的确定
（2）MP4的造型方法与步骤分析
（3）上壳造型过程（4）下壳造型过程
三、塑胶材料的选用
（1）塑料的基本概念
（2）影响聚合物取向的主要因素（以注射成型为例）
（3）常用塑料分析和数据和选取
四、模具设计
（1）确定型腔数量及排位
（2）分型面位置的确定
（3）成型零件的设计
五、成型零件的运动仿真
主要参考文献、资料（写清楚参考文献名称、作者、出版单位）:
参考文献
2002年5月
备注1、任务书由指导教师填写，一式二份。
其中学生一份，指导教师一份。
2、审批若不能通过，需重新填报此表。
不通过的原因如下：
（请画O标明）
A、设计（论文）内容不足，应增加内容；B、设计（论文）内容不明确，应以目录形式写明内容;
第1章绪论
1.1选题背景
1.2本产品造型特点
1.3MP4播放器的主要功能.
1.4计算机技术在模具中的应用
.3
1.5设计方法
第2章造型设计
13
第3章塑胶材料的选用
13
3.1塑料的基本概念
3.3常用塑料分析和数据和选取
16
第4章模具设计
4.1
确定型腔数量及排位
16
4.2
分型面位置的确定
16
4.3
成型零件的设计
17
成型零件的运动仿真
20
21
结束语
参考文献
22
本文主要阐述和说明MP4h下壳的造型设计和成形零件模具设计及其开模运动仿真的过程。
通过运用模具设计基础和PRO/ECAD等这些课程的知识去做一次模具
设计的实践，并在这次实践中锻炼自己用理论知识来解决实际问题的能力。
在这次模具设计的实践中，我运用PRO/E软件和CAD软件对MP4产品造型进行
了绘图设计及PRO/E和CAD软件间的3D与2D转换,同时运用到模具知识对产品造型
进行反馈,使产品结构更加合理，也积极查找资料对MP4上下壳的模具成形零件进行设计。
使我又进一步的了解注塑模具的知识，同时加深了对注塑模具的类型、结构、工作原理的理性知识；并掌握模具设计的关键要点和设计方法。
这个毕业设计是数码类产品的设计的典型实例，这对于我以后的设计水平有一定的提高与帮助，也相应带动了工业产品高速与持续发展。
希望以后能为人们设计出更多更好的产品，造福人类，造福社会。
关键词：
MP4、PRO/E、CAD、注塑模具、模具设计
第一章绪论
1.1选题背景
本人于番禹一家电子厂实习，从事结构助理工程师，常常接触很多的数
码产品，包括随身听、CD机、DVD机、MP4播放器、翻译机等等。
我选择
设计MP4播放器外壳（包括上下壳）。
这样有利于我的设计与实践更加紧密结合。
1.2本产品造型特点
1.4计算机技术在模具中的应用
模具是一种技术密集、资金密集型产品，在我国国民经济巾的地位也
非常重要。
模具工业已被我国正式确定为基础产业，并在“十五”中列为
重点扶持产业。
由于新技术、新材料、新工艺的不断发展，促使模具技术
不断进步，对人才的知识、能力、素质的要求也在不断提高。
计算机技术在注射模中的应用领域。
塑料产品从设计到成型生产是
个十分复杂的过程，它包括塑料制品设计、模具结构设计、模具加工制造
和塑件生产等几个工要方面。
它需要产品设计师．模具设计师、模具加工
工艺师及熟练操作工人协同努力来完成，它是一个设计、修改、再设计的
反复迭代、
不断优化的过程。
传统的手工设计已越来越难以满足市场激烈竞争的需
要。
计算机技术的运用，正在各方面取代传统的手工设计方式，并取得了
显著的经济效益。
计算机技术在注射模中的应用主要表现在以下几个方
面：
（1）塑料制品的设计：
基于特征的三维造型软件为设计者提供了方便的
设计平台，而且制品的质量、体积等各种物理参数为后续的模具设计和分
析打下了良妤的基础。
（2）结构分析：
利用有限元分析软件可以对制品的强度、析，改善制品的结构设计。
应力等进行分
（3）模具结构设计：
根据塑料制品的形状、精度、大小、产批量，模具设计软件会提供相应的设计步骤、参数选择．
工艺要求和生
计算公式以及
标准模架等，最后给出全套模几结构设计图。
（4）模具开合模运动仿真：
运用CAD技术可对模具开模、合模以及制品被推出的全过程进行仿真，从而检查出模具结构设计的不合理处，并及时
更正，以减少修模时间。
（5）注射过程数值分析：
采用CAE方法可以模拟塑料熔体在模腔中的流动与保压过程，其结果对改进模具浇注系统及调整注塑工艺参数有着重要的指导意义，同时还可检验模具的刚度和强度、制品的翘曲性、模壁的冷
却过程等。
（6）数控加工：
利用数控编程软件可模拟刀具在三维曲面上的实时加工过程并显示有关曲面的形状数据，同时还可自动生成数控线切割指令、曲
面的三轴，五轴数控铣削刀具轨迹等。
目前，国际上占主流地位的注射模CAD软件有Pro/E、I-DEAS、UG
n、SolidWorks等；结构分析软件有MSC、Analysis等；注射过程数值分
析软件有MoldFlow等；数控加工软件有MasterCAM、Cimatron等。
模具一般设计程序：
1）接受任务书2）搜集、分析和消化原始资料3）
设计成型工艺4）熟悉成型设备的技术规范5）确定模具结构6）模具设
计有关计算7）模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制8）校对、审图最
后用计算机出图。
5.5设计方法
1.
集产品资料及理清MP4外型设计的大概思路。
2.
定产品的外观、尺寸及用PRO/E绘出MP4的3D图和转换2D图。
3.
搜集模具设计资料及根据MP4外型设计出模具，并用PRO/E绘出型
芯的3D图和用CAD绘出模具的2D图。
4.利用PRO/E对型芯的3D图进行运动仿真。
第二章造型设计
2.1产品主要尺寸的确定
产品上壳的尺寸如图2-1所示:
1\雜£
B-e
图2-1
上壳3D造型如图2-2所示:
B
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㈱
产品下壳的尺寸如图2-3所示:
K
3
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F壳3D造型如图2-4所示:
图2-3
2.2MP4的造型方法与步骤分析
1.第一步:
画出MP4播放器上/下壳的基本轮廓，然后通过拉伸命令获得实体，并拔模。
2.第二步：
进行边的倒直角和圆角、再切减材料。
3.第三步：
进行抽壳并切减材料。
4.第四步：
进行拉伸做扣位。
5.第五步：
最后对产品设计的全过程进行检查及确定。
2.3上壳造型过程
031241F。
、启动PRO/E，新建后选择零件部分并输入零件名为
、1、先加材料，拉伸出零件大致外型。
先点选Feature特征）Greate创
建）——Solid（实体）——Protrusion（加材料）——Extrude（拉伸）
Soild——Done（完成）——Oneside单侧）——Done
2、选取或创建草绘平面（例如：
TOP平面）——Okay（正向）——Default（缺省）――选取参考分别为F1（RIGHT）、F3（FRONT）――利用创建直线再修改尺寸绘出如下图5-1所示的图形。
长为58MM、宽为29MM的长方形。
图2-5
3、绘制后选择继续操作当前截面一一选择拉伸方向一一再选择Blind（盲孔）
DONE――输入零件厚度值为6.5MM。
这样就绘出了零件大致外型。
Tweak（扭曲）Nosplit（不分割）Constant（常数）Done—
将垂直于此方向的平面一一根据方向输入拔模角为1
d=2.5）和d1Xd2（其中d1=2、d2=3）——选择要倒直角的边。
数、边链一一DONE――选取要倒圆角的边一一输入R=2.5得如图2-6所
示。
图2-6
四、减材料：
Greate创建）——Solid（实体）——Cut（切减材料）——Extrude（拉伸）——Soild（实体）——Done（完成）——Oneside（单侧）——Done。
再选
Default（缺省）。
进入草绘界面后，选取参照一一利用工具条上和画圆、曲线、直线等绘图命
令草绘出要切减的外形，再修改尺寸和定位并进行约束，绘出如图2-7所示
的图形，3个小圆R=2.9和3个大圆R=7相切的图形。
选择继续操作当前截面，再选择截面内侧方向为正向，切减的深度方向为箭
头指向工件的表面，再选择（Blind）盲孔并输入切减深度为0.8。
同理切减长为37,宽为20的长方形，切减深度为0.9MM。
绘出如图2-8所
示的图形。
的下表面）一一完成选取一一输入零件壳的厚度为1MM。
抽壳如图2-9所示。
图2-9
六、切减材料。
1、选择绘图平面为FRONT绘制长方形将零件上端部分切减。
其操作方法如
上第四步所示。
2、选取工件上表面为绘图平面，绘制切减图形（分别为一个长方形和3个圆），
切减深度选取穿过所有。
其操作方法大致如上第四步所示。
3、分别选取工件两侧为绘图平面，绘制切减图形，在两侧进行切减材料，切
图2-10
切减深度为2。
图2-11
七、薄壁切割。
单击工具栏中的插入选取薄壁切割拉伸单侧选择零
件下表面为绘图平面，利用绘图工具“从边创建图元，选择边界（单个），再
利用偏距边来创建图元，选择偏距边（单个）根据方向输入数为0.6,从而构
成封闭图形进行薄壁切割。
选择继续操作当前截面，再选择截面内侧方向为正
向，输入薄壁厚度为0.6。
再选择薄壁切割的方向并输入数值为0.5MM。
绘制
薄壁切割图形如图2-12所示。
图2-12
八、拉伸扣位和切减扣孔。
如下图2-13所示:
图2-13
1、拉伸扣位。
先创建DTM1和DTM2两平面分别是平行TOP平面并偏距6和
47MM。
分别以两平面作绘图平面，选择两侧加材料，利用绘图工具绘出四个扣位。
2、切减材料（做扣孔）。
以RIGHT平面为绘图平面创建边为1.3MM的正方形,
切减扣位，选择两侧切减材料和切减深度为穿过所有。
九、上壳的最终造型为图2-14
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:
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回
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"T
FEon
伸出顶标识射倒角标识阴倒圆常蒜识册倒角标识輻9倒圜角标识526切聖标识3片倒角标识35&切曹标识丁£1盍标识頭切S标识于曲切靈标识跖9切翦标^994倒圆;％标识ID書1倒圆角标识1115切S掠识□跖切S标识化4切四标识1他DTHl
DTH2切聖标识25T3伸岀项标识2TZ5伸出项标识対凸切再标识晋£1
图2-14
经过全面检查，MP4的上壳设计无误，所以上壳设计造型完成。
2.4下壳造型过程:
F壳造型方法大致与上壳造型方法相同。
在这里省略下壳造型过程。
F壳的最终造型为图2-15
口UlJ
Eion;
TOP
J
■T
:
T
屮
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图2-15
经过全面检查，MP4的下壳设计无误，所以下壳设计造型完成。
第三章塑胶材料的选用
3.1塑料的基本概念
1、塑料的定义及组成：
塑料是指以高分子合成树脂为主要成份、在一定温
度和压力下具有塑性和流动性，可被塑制成一定形状，且在一定条件下保持
形状不变的材料。
组成：
聚合物合成树脂（40〜100%）
辅助材料：
增塑剂、填充剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、发泡剂、增强材料。
3.2影响聚合物取向的主要因素（以注射成型为例）
1、温度的影响：
如果熔体温度很高，则与凝固温度之间范围宽，聚合物大分子松弛时间延长，解取向能力加强，取向程度减小。
非结晶聚合物熔体温度
下降到TG温度的松弛时间大于结晶聚合物熔体温度下降到TM的松弛时间,
因此结晶聚合物的冷却速度快，容易冻结大分子，获得较高的取向程度。
2、注射压力和保压压力：
增大注射压力和保压压力，提高剪切应力和剪切速度，有利于取向程度的提高。
3、浇口冻结时间，采用大浇口时，浇口冻结较晚，流动过延时，在一定程度
上抵消了因分子热运动而引起的解取向因此浇口附近取向显著。
4、模具温度：
模具温度较低时，聚合物大分子运动容易冻结，因此解取向能力减小，取向程度提高，高于慢速充模。
3.3常用塑料分析和数据和选取
、根据以下表格和结合实际情况选取数据:
1常用塑料缩水率
塑胶材料
缩水率
ABS、PMMA、HIPS825
5/1000
PP+PE
8/1000
SAN
3/1000
POM
15/1000
塑料
最小壁厚
小型塑件
推荐壁厚
中型塑件
推荐壁厚
大型塑件
推荐壁厚
结合本身情况，塑胶材料选用ABS，其缩水率取5/1000。
2、常用塑料成型性能
分類
塑料名稱
收縮
率
逃气孔适
宜深度
模具温
度
成型溫度
CC）
結晶
PP
聚丙烯
（0/00）
20
（mm）
0.01~0.02
40~60
205~288
PE
聚乙烯
20
0.02
20~60
149~371
性
非
結晶性
HIPS825
聚苯乙烯
5
0.02
20~60
163~316
ABS
丙烯晴一丁=烯一苯乙烯
5
0.03
50~60
220
AS（SAN）
丙烯睛苯乙烯
2
0.03
50~70
191~316
PMMA
聚甲基丙烯酸甲脂（壓克力）
5
40~70
204~254
PVC
聚氯乙烯
5
10~60
170~210
为减小解取向能力，获得较高的取向程度。
模具温度选取50°，
成型温度为220°。
逃气孔适宜深为0.03。
3、常用塑料的壁厚值（MM）
HIPS
0.75
1.25
1.6
3.2~5.4
ABS
0.75
1.5
2
3~3.5
PP
0.85
1.45
1.75
2.4~3.2
根据塑料为ABS、产品为小型塑件和商家要求:
壁厚取1MM，大于最小壁厚0.75MM。
（四）常用塑料拔模角度
塑料名稱
型腔
型腔
型芯
ABS
40'~1°20'
35'~1°
PE
25'~45'
20°~45'
PMMA
35'~1°30'
30'~1°
POM
35'~1°30'
30'~1°
PC
35'~1°
30'~50'
根据经验常用塑料拔模角度取值为：
型腔为1°,型芯为1°。
总结以上情况：
我选用的塑胶材料是ABS，其缩水率取5/1000。
模具温
度选取50°，成型温度为220°。
逃气孔适宜深为0.03。
壁厚取1MM，大
于最小壁厚0.75MM。
塑料拔模角度取值为：
型腔为1°,型芯为1°。
通过壁厚取1MM，大于最小壁厚0.75MM，我可对前一章节的造型设计进行反
馈。
同时对后一章节提供条件。
第四章模具设计
4.1确定型腔数量及排位
1、型腔的数量是由厂方给定，为“一出二”，他们已考虑了本产品的生产批量（大
批量生产）和注射机型号。
因此我设计的模具为多型腔的模具。
2、排位。
制品在内模的排位应以最佳效果形式排放位置，要考虑入水位置和分型因素，要与制品的外形大小、深度成比例。
考虑到模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计，模具的型腔排位如下图
4-1所示:
图4-1
4.2分型面位置的确定
选择分型面时一般应遵循以下几项原则:
1.分型面应选在塑件外形最大轮廓处。
根据以上的1、2、5、8四点。
为了便于模具加工制造，应尽是选择外形最
大轮廓为分型面工和易于加工的分型面。
如下图4-2所示，米用A—A和B—B
之间的虚线所示这样一个外形最大轮廓的分型面，A—A方向为上模分离的方
向，B—B方向为下模分离的方向。
下图中虚线所示的E—E和F—F是行位（即
滑块）的分模时的运动方向。
分型面的选择应尽可能使塑件在开模后留在后模一边，这样有助于后模设置的推出机构动作，在下图中，从A—A和B—B分型时,
E-E处的行位向左移开，F—F处的行位向右移开后，由于塑件收缩会包在后模
仁和后模镶件上，依靠注射机的顶出装置和模具的推出机构推出塑件。
A
缜丨—
叩Lk|L
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图4-2
4.3成型零件的设计
本套模具的成型零件包括前模仁，后模仁，两个镶件，四个行位。
1、镶件和模仁的设计
小型拄射棋具的壁厚道常是根据经验确定的。
因为小型注射棋具在模板中经常嵌有淬硬的镶件，模板注射压力的作用而弯曲或破裂的现象很少发生。
2、镶件的设计
制品到精框边的距离，对本产品的外形大小尺寸的制品一般是距离边为35-50MM有镶件最小为35MM所以镶件宽度为100MM长度为226MM其余
尺寸如图4-3所示。
3、模仁的设计
型芯到模仁的距离,型芯到上模仁距离一般要大于35MM到下模仁距离一般要
大于50MM到两侧长度和宽度方向的距离一般都要大于或等于50MM所以模
仁的宽度为200MM长度为376MM其余尺寸如图4-4所示。
■
f\
T
TJ
行0
图4-3
图4-4
4、行位的设计
整个行位截面形状设计成下图4-5所示的样子，由于行位斜銷的锁紧角角度一般為150~250,最大不能超過250，因为滑塊斜銷角度太小則模具厚度增加，角度太大則斜銷受力太大，減低斜銷壽命。
斜导柱的倾斜角比行位小20
〜3°,—般盡量不采用細小的斜銷，以保証行位運動的順利。
我们设计的斜导柱的倾斜角a为15°，所以行位的锁紧角a=a+2°〜3°=150+20=17°。
一般取
Stroke的三倍（滑動Stroke距離後，仍能保持2/3滑塊長以上的滑動接觸距離，
M>=2/3L），為使滑動部份減少磨耗，滑塊長度取寬度的1.3-1.5倍。
现取滑塊
長度为58MM,寬度为42MM,高度为26MM。
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h
菖j門5
I
图4-5
第五章成型零件的运动仿真
、利用PRO/E软件对成型零件进行分模的运动仿真:
图5-1
:
資
图5-2
图5-3
分模时，上下型芯分别向上下两方向拉开，同时行位也向两边移动。
最后由
顶针把塑件顶出。
结束语
首先，我的论文主要是MP4播放器上下壳的造型设计和其成型零件的模
具设计，并主要是通过PRO/E、CAD等软件去进行设计。
通过这次毕业论文,使我对软件方面运用有更熟练，同时通过查找资料让我对模具的认识更深一步的了解，也让我发现了很多自己的不足和设计要注意的很多问题。
其次，在造型设计方面，因为时间问题不能将产品的装配图绘出，只能在
这里简单介绍一下。
我设计的MP4播放器应有3个壳（上中下三壳）。
中壳是
用于扣紧上下壳和对内部电器元件的支撑。
在成型零件的模具设计方面，我想谈谈自己在设计中遇到的一些困难和感想。
因为是一出二的模具，在做分型面时较为复杂。
分型面的选择和连接变得更为重要。
分模时不要只学用一种方法，因为分模有很多种方法，而且实际的分模过程不一定种种方法都能将零件分出，即使你的分模过程没有错误。
所以
要通过多次的练习和多种方法去分模。
在这里很感谢我的导师匡老师、胡老师、同学们和在公司里的肖师傅，多
得他们的指导和帮助才使我能完成本论文。
我会在以后的工作中为社会作出贡
献去回报他们对我的教导。
希望每个人都和我一样，通过做毕业设计，能够学
到很多的知识与道理，大家都能用一颗热诚的心去投身未来的工作，报效祖国、
父母、老师。
参考文献
1.苏厚合，黄俊贤黄圣杰.PRO/ENGINEER2001入门指南.北京：
人民邮电出
版社.2002年5月
陈剑鹤.模具设计基础.北京：
机械工业出版社.2005年1月.
10.作者不详.塑料成型工艺.网上资料.
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