电脑显示器前壳注射成型工艺及模具设计.docx
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电脑显示器前壳注射成型工艺及模具设计
摘要…………………………………………………………………………….………2
一、拟定模具的结构形式……………………………………………….…………6
二、浇注系统的设计………………………………………………………………11
三、成型零件的设计………………………………………………………………15
四、模架的确定……………………………………………………………………18
五、排气槽的设计…………………………………………………………..………20
六、温度调节系统设计……………………………………………………………20
七、注射模主要零件加工工艺规程的编制………………………………..………21
八、模架三维爆炸图………………………………………………………………26
参考文献…………………………………………………………………………28
设计总结…………………………………………………………………………29
摘要
为了使电脑显示器前壳注射更精确，达到优良的外观和使用效果，设计了从侧面直接采用小浇口进浇，以及循环冷却水冷却成型，该方案基于HOD129（25）P/TSDL（LCD）的经典结构，采用多顶杆推出的方法，在分型推出中具有平稳的动作，实际生产中表明，这种设计方法具有外形美观，尺寸精准制造方便等优点。
毕业设计是在大学设计理论教学之后进行的大学实践性教学重要环节。
毕业设计是在学完大学所有学科后进行的一个设计，它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行成型工艺设计及模具总装设计，另外，也为以后走上社会，寻求工作进行一次综合训练和准备。
学生通过毕业设计设计，使学生在塑料工艺性分析、塑料工艺方案论证、塑料工艺计算、塑料模零件结构设计、编写技术文件和查阅技术文献等方面受到一次综合训练。
作为一个模具专业的学生,在即将完成三年学业,在老师的指导和自己努力下,应达到下述各方面锻炼：
1.能熟练运用三年来所学的成型工艺及模具设计课程中的基本理论及模具拆装等所学知识,正确进行工艺参数的制定，制件尺寸和模具尺寸计算转换，制件结构工艺性分析，最终保证成型制件质量。
2.提高模具设计能力。
模具结构千变万化，学生通过设计，在掌握其基本设计方法、步骤，以及标准的应用情况，归于模具零件之间的关系熟练掌握。
3.学会适用手册、图册及图标资料。
掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。
4．毕业之后能够更好地从事社会工作，为社会作出更大贡献奠定好基础。
一拟定模具的结构形式
（一）塑件成型工艺分析
该塑件是电脑显示器的外壳,如图所示,塑件壁厚属薄壁塑件,生产批量很大,材料为ABS（具有良好的综合力学性能）,成型工艺好,可注射成型.
ABS塑料的注射成型工艺参数
工艺参数
规格
工艺参数
规格
预热和干燥
温度：
80～85℃
时间：
2～3h
成型时间S
注射时间：
20～90
保压时间：
0～5
冷却时间：
20～120
总周期：
50～220
料筒温度℃
后段：
150～170
中段：
165～180
前段：
180～200
螺杆转速r/min
30
喷嘴温度℃
170～180
后处理
方法：
红外线、烘箱
温度℃：
70
时间h：
2～4
模具温度℃
20～80
注射压力MP
60～100
二）分型面的确定
根据塑件的结构形式,分型面选择在外壳的上平面,如图所示:
（三）确定型腔数量和排列方式
1型腔数量的确定
该塑件精度要求不高,又是大批量生产,可以采用一模二腔的形式。
如图：
2型腔的排列方式的确定
排列方式如图所示。
因为塑件面积不大和产品的厚度分析（可见“电脑前盖注塑模设计前分析（11模具1班黄培）.PPT”），采用扁顶针和圆顶针直接推出的脱模方式。
如图：
（四）模具结构形式的确定
从上面分析可知，本模具拟采用一模二腔，双列直排推出，流道采用旋转对称式流道，潜浇口，因此基本上可确定模具结构形式为A，B板单分型面分模。
如图：
（五）注射机型号的选定
1注射量的计算
通过UG建模分析，塑件质量为m1为51g，塑件体积为v1=6612mm。
流道凝料的质量m2还是个未知数。
可按塑件质量的0.3倍计算。
从上述分析中确定一模一腔，所以注射量为：
m=1.6nm1=1.3x51=66.3
V=m/p=66.3/1.02=65cm
2塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及锁模力的计算
流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A2，在模具设计前是个未知值。
根据多型腔模的统计分析，A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.2—0.5倍，因此可用0.2nA1来进行估算，所以
A=nA1+A2=nA1+0.2nA1=1.2x10623=12747.6mm
式中A1的投影面积由UG建模分析可得。
查塑件所需的注射压力70-100Mpa，而型腔的平均压力是注射压力的30%-65%，因塑件为薄壁塑件，且浇口为潜浇口，其压力损失比较大，所以取大一些，则
3选择注射机
根据每一生产周期的注射量和锁模力计算。
可选用XS-ZY-1000卧式注射机参考[2]P100表2-1：
注射机主要参数表
额定注射量/cm
1000
最大（合）模行程/mm
700
螺杆直径/mm
85
最大模厚/mm
700
注射压力/Mpa
121
最小模厚/mm
300
螺杆转数/r/min
15--90
喷嘴球半径/mm
20
定位孔直径/mm
55
喷嘴孔直径/mm
3
合模方式
液压—机械
动、定模固定尺寸/mm
900X1000
注射机有关参数的校核
1、注射量的校核
如前所述，塑件与浇注系统的总体积约为V＝100cm3小于注射机的额定注射量1000cm3。
（2）注射压力的校核
pP0=1.3x80=104Mpa,而p=121Mpa,注射压力校核合格。
式中—取1.3[1]
P0—取90Mpa参考[1]P8
（3）锁模力校核
F≥KAp=1.2x611.8=3902KN,而F=734.16KN，锁模力校核合格。
其他安装尺寸的校核要等待模架选定，结构尺寸确定以后才可进行。
二浇注系统的设计
（一）主流道设计
1主流道尺寸
根据所选注射机，则主流道小端尺寸为：
d=注射机喷嘴尺寸+（0.5—1）=3.5+0.5=4mm
主流道球面半径为：
SR=喷嘴球面半径+（1—2）=20+2=22mm
主流道衬套选用SJAC型号，材料用T10A钢，热处理后淬火后的表面硬度为53HRC—57HRC
2分流道设计
（1）分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔，因此，采用平衡式分流道。
（2）分流道长度
分流道L=553mm
（3）分流道的形状、截面尺寸及凝料体积
①形状及截面尺寸。
为了便于机械加工及凝料脱模，本设计的分流道设置在分型面上定模一侧，截面形状采用加工工艺性比较好的半球截面，半球截面对塑料熔体及流动阻力均不大。
一般采用下面经验公式来确定截面尺寸。
即:
B=0.2654（5—5）———参考资料[2]
=0.2654
=9.72mm
根据参考文献[2]取B=10mm
H=B=x10=6.67;取H=7mm
从理论上L2分流道可比L1截面小10%，但是为了刀具的统一和加工方便，在分型面上的流道采用一样的截面。
②凝料体积
分流道长度L=553mm
分流道半径：
2
分流道截面积A=2=25.12mm
凝料体积q分=25.12x553=13891.36mm=14cm
④分流道的表面粗糙度
分流道的表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.8μm—1.6μm即可，在此取1.6μm
3浇口的设计
根据外部特征、外观表面质量要求比较高，应看不到明显的浇口痕迹，因此采用侧浇口。
在开模时浇口自行剪断，几乎看不到浇口的痕迹。
对于这类型薄壁塑件，几乎所有工厂都是这样做的，若采用侧浇口，不太符合工程实践。
（1）潜伏式浇口尺寸的确定
由经验公式[3]得：
d=nC=0.45x0.242=1.8
式中A——A=21246mm（塑件表面积，UG建模分析可得）
n——塑料材料系数取0.45
c——塑料壁厚的函数值取0.242
浇口截面形状如图所示，浇口先取∅1.5mm，在试模时根据填充情况再进行调整。
4冷料穴的设计
1）主流道冷料穴
采用Z字形拉料杆形式的冷料穴,是最常用的一种冷料穴.拉料杆头部的侧凹能将主流道凝料钩住,开模时留在动模一侧。
如下图
2）分流道冷料穴
在分流道端部加长5mm作分流道冷料穴。
三成型零件的设计
模具中确定塑件的几何形状和尺寸精度的零件称为成型零件。
在本设计中成型零件就是数码相机的外表面的凹模（型腔）、成型内表面的凸模（型芯）
1成型零件的结构设计
液晶显示器前壳比较简单，所以型腔、型芯可以制成整体式，可以用机械加工方法直接可得。
2成型零件钢材的选用
液晶显示器前壳是大批量生产，成型零件所选用钢材耐磨性和抗疲劳性能应该良好；机械加工性能也应良好根据参考资料[4]，选用GD钢。
GD钢也是近年新推广的一种淬硬型塑料模具钢。
由于该钢强韧性高，淬透性和耐磨性好，淬火变形小，成本低，用此钢代替Cr12MoV钢或基本钢制造高耐磨、高精度的塑料模，不仅降低成本，而且提高了模具的使用寿命。
淬火后表面硬度为58HRC—62HRC。
3成型零件工作尺寸的计算
塑件尺寸公差按SJ1372—78标准中的5级精度选择
1.成型零件工作尺寸的计算
塑件尺寸公差按5级精度选取。
由ABS的收缩率为（0.4%~0.7%）可取出ABS的收缩率为0.6%
1）型腔尺寸
计算公式为：
其中为塑件外径尺寸；为塑件高度尺寸；
为修正系数（取）；为塑件公差值；为制造公差（取）。
2）主型芯尺寸
计算公式为：
其中为塑件内径尺寸；为塑件孔深尺寸；
为修正系数（取）；为塑件公差值；为制造公差（取）。
四模架的确定
根据型腔的布局可看出，型腔嵌件分布尺寸为320X160，在UG的EMX模架库里确定选用模架序号为Futaba-2PSC-Type（450X320），模架结构为A4的形式，如图所示。
从选定模架可知，模架外形尺寸：
长X宽X高=450X320X280。
模具平面尺寸450X270<450X280（动、定模固定尺寸），合格；模具高度280，200<280<500，合格；模具开模所需行程=13（塑件高度）+6（型芯高度）+（5—10）+100=（114—129）<700（注射机开模行程），合格；其他各参数在前面校核均合格，所以本模具所选注射机完全满足使用要求。
五排气槽的设计
排气利用配合间隙排气，可利用推杆、活动型芯以及双支点固定型芯端部与模板的配合间隙进行排气，其间隙为0.02—0.03mm。
六温度调节系统设计：
水道直径取10MM，在连接处加防水圈。
定模
动模
七注射模主要零件加工工艺规程的编制
型腔
型腔加工工艺清单
序号
工序名称
工序内容
1
锻造毛坯
330mm*170mm*55mm
2
热处理
退火
3
刨
刨六
升级会员 