手机外壳模具毕业设计说明书文档格式.docx

1、2013年4月-5月进行零件装配图、毕业设计说明书参考资料：1齐卫东.简明塑料模具设计手册M.北京：北京理工大学出版社.2008.22孙波.机械专业毕业设计宝典M.西安：西安电子科技大学出版社.2008.33屈华昌.塑料成型工艺与模具设计M.北京：高等教育出版社.2006.74党根茂.模具设计与制造.西安电子科技大学出版社.2004 .75杨占尧.塑料模具标准件及设计应用手册M.北京：化学工业出版社.2008.46夏兆彦.CimatronE9.0基础教程与案例实践M.北京：清华大学出版社.2011.77章飞.型腔模具设计与制造M.北京：化学工业出版社.2003.78李铭杰.模具结构设计M.北京

2、：机械工业出版社.2003.109宋丽华.UG NX6磨具设计与加工经典学习手册M.北京：兵器工业出版社.2009.110徐宏海.数控加工工艺M.北京：化学工业出版社.2008.2系专家组审核意见： 年 月 日摘要近年来，我国手机业的高速发展对模具工业，尤其是塑料的模具提出了越来越搞的要求，2004年，塑料模具在整个模具行业中所占比例已上升到35%左右，据有关专家估计，在未来这几年中，中国塑料模具业还将要继续保持年均增长速度达到12%以上的高速度的发展啊。国内塑料模具的市场中就以注塑模具需求量最大，其中发展重点为塑料模具。注射成型是塑料成型的一钟重要方法，它主要适用于热塑型塑料的成型，可以一次

3、成型形状复杂的很精密塑件。本课题就是将手机外壳的前盖作为设计的模型，将注射模具的相关知识作为依据，讲述塑料注射模具设计的过程。本设计对手机外壳前盖进行的注塑模设计，利用UG软件来对塑件进行了实体的造型，对塑件的结构进行了工艺分析。明确了设计思路，确定了注射成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计出的结构保证了与其他部件的配合，确保模具工作运用可靠。再继续用UG对其进行制图和CAM加工。本课题通过对手机外壳前盖的注射模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了满意的成绩，达到了之前期望的设计意图。 关键词 注塑模 、数控加工 、模具设计、UG Abstract In recent

4、years, the rapid development of Chinas home appliance industry, the mold industry, especially the plastic mold more and more engaged in the requirements, 2004, plastic mold in the mold industry proportion has risen to about 35%, according to the experts estimate that in the next few years, the plast

5、ic mold industry in China will continue to maintain an average annual growth rate of more than 12% of the high-speed development. Domestic plastic mold market demand for plastic injection molds, where the focus of development of plastic mold. Injection molding plastic molding of a bell, it is mainly

6、 applied to the the thermoplastic plastic molding, forming a complex shape precision plastic parts. The issue is the front cover of the mobile phone shell as a design model, the knowledge of the injection mold as the basis, about the process of plastic injection mold design.The design of the phone h

7、ousing front cover injection mold design, plastic parts using UG software solid modeling, process analysis of the structure of the plastic parts. Clear the design ideas, to determine the injection molding process and to each specific parts of detailed calculation and checking. Such a structure may b

8、e designed to ensure that the mold is the use of reliable, ensure cooperation with the other member. And then continue to use the UG its mapping and CAM processing.The subject before the cell phone case cover injection mold design, consolidate and deepen the knowledge, achieved satisfactory results,

9、 to achieve the desired design intent.key words injection mold 、nc machining mold design 、UG1、 绪论大规模生产模具在现代制造业中，不同的产品和日用品技术和重要设备和材料，通过某种方式创建一个特定的形状。铸造高品质，高效率，节能，成本低的材料，可在国民经济的各个领域，尤其是在汽车，拖拉机，航空航天，设备，机械，家电，石化，轻工，日用品等零件的应用范围非常广泛。塑料模具形成的一个重要的技术设备，模具生产的最终产品的价值，往往是自身价值的许多倍，甚至是一百倍，所以模具行业是国民经济水平的基础产业，模具制造技

10、术的高低，已成为国家措施制造水平的重要标志。中国塑料模具塑料模具行业未来的迅速发展和以上方面存在的差距，我国以后的模具发展肯定是高于模具行业的整体增长。塑料模具生产企业的发展，规模化和现代化的同时，小而精，小儿专，仍然是一个必然的发展趋势。从技术上讲，以满足生产模式，使用短时交货，精确，质量，低价格的要求。课题的主题是手机外壳前盖塑料材质，质量，体积的分析和计算，合理利用注塑机盖手机壳模具设计和数控加工的一部分。和每一个测试参数，要求设计一个合理的经济模塑料。 1.1设计题目：如图1所示的塑件实物为一个手机外壳前盖，该零件要求具有一定的强度与刚度，其中塑件两侧的圆柱状突出与其他的零件有配合要求

11、，上表面多孔，该零件不透明，其形状主要由曲面与孔构成，左右基本对称，具有良好受力的性能。体积 = 41.43103mm3 长=120.65mm 宽=44.45mm 厚=0.75mm表面积 = 11355mm2密度 = 7.8310-6 g/ mm3质量 = 32.45g 设计要求： （1）确定塑件所用塑料品种； （2）设计成型塑件的注塑模具； （3）塑件的数控加工编程。图1-1 塑件三维图1.2任务分析 首先应确定的主题的设计，设计的要求，本设计中使用的各种塑料塑件，以确定的塑料片，塑料基本技术参数的精度水平。观察表明，塑件的结构：在光滑的表面多孔的，基本均匀的厚度的塑料部件，在设计时应注意的

12、设计，因此浇口的位置和它的大小，以避免缩痕和翘曲。2、塑件塑料品种的确定和结构工艺性2.1塑料品种的确定 所给塑件实物为红色不透明制件，根据塑件的要求，初步确定所用塑料应是工程塑料。在工程塑料中有很多品种满足塑件的使用要求，如ABS、聚甲醛、聚碳酸酯等。从成型工艺性和成本方面考虑聚甲醛的热稳定性较差，加工工艺要求较高；聚碳酸酯的分子链较刚硬，成型时的粘度较大，要求较高的注塑压力，制品中容易产生内应力等，加之两者的原料价格也较高，最终确定采用ABS塑料。2.2 ABS塑料的性能 ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表

13、面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。 ABS塑料的性质与材料功能：塑料ABS无毒、无味，外观呈象牙色半透明，或透明颗粒或粉状。密度为1.051.18g/3,收缩率为0.4%0.9%,弹性模量值为0.2Gpa,泊松比值为0.394，吸湿性250。 1. ABS塑料的成型特性：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

14、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。5. 冷却速度快，模具浇注系统应以粗，短为原则，宜设冷料穴，浇口宜取大，如：直接浇口，圆盘浇口或扇形浇口等，但应防止内应力增大，必要时可采用调整式浇口。模具宜加热，应选用耐磨钢。6. 料温对塑件质量影响较大，料温过低会造成缺料，表面无光泽，银丝紊乱料温过高易溢边，出现银丝暗条，塑件变色起泡。7. 模温

15、对塑件质量影响很大，模温低时收缩率，伸长率，抗冲击强度大，抗弯，抗压，抗张强度低。模温超过120度时，塑件冷却慢，易变形粘模，脱模困难，成型周期长。8. 成型收缩率小，易发生熔融开裂，产生应力集中，故成型时应严格控制成型条件，成型后塑件宜退火处理。参考XX百科 ABS塑件的性能2.3塑料精度塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度，即所获得塑件尺寸的准确度。影响塑件尺寸精度的因素是模具的制造精度和模具的磨损程度，其次是塑料的收缩率波动及成型时工艺条件的变化，塑件成型后的时效变化和模具的结构形状等。因此，塑件的尺寸精度往往不高，赢在保证使用要求的前提下尽可能选用低精度等级。塑件

16、的尺寸公差依据工程塑料模塑料件尺寸公差标准确定，改标准将塑件分成7个精度等级，其中MT1级精度要求较高，一般不采用。材料为ABS时，选取一般精度等级为MT3，未注公差尺寸的公差等级为MT5。2.4塑件的表面粗糙度 塑件的外观要求越高，表面粗糙度值应越低。在成型时从工艺上尽可能避免冷疤，云纹等疵点，除此之外，主要取决于模具型腔磨损而使表面粗糙度不断加大，所以应随时予以抛光复原。透明塑件要求型腔和表面粗糙度相同，而不透明塑件则根据使用情况决定他们的表面粗糙度。塑件的表面粗糙度可参照GB/T14232-1993塑料件表面粗糙度标准选取。参考书目1P42塑件的尺寸精度和表面粗糙度3、分型面及型腔的设计

17、3.1分型面选择分型面是模具结构中的基准面，它直接影响着成型塑件的质量、模具加工的工艺性以及注射成型的效率等等。因此确定模的分型面是模具设计中的重要环节之一。3.1.1选择模具分型面的基本原则：1、塑件脱模方便。不仅要求选取的分型面位置不会使塑件卡在型腔无法取出，也要求塑件在动定模打开时尽可能滞留在动模一侧，因为模具的脱模机构在动模一侧。2、模具结构简单。将分型面设计成平面，型腔底面不容易切削加工，不如将分型面设计为斜面，使型腔底面成为平面，便于加工。从简化模具考虑，对需要抽芯的塑件，应尽量避免在定模部分抽芯。3、型腔排气顺利。型腔气体的排除，除了利用顶出元件配合外间隙外，主要靠分型面，排气曹

18、也要设在分型面上。因此，分型面应该选择在熔体流动的末端。 4、确保塑件质量。例如，将有同轴度要求的胶件部分放到分模面的同一侧等5、合理利用设备。一般注塑模的侧向抽芯，都是借助模具打开时的开模运动。通过模具的抽芯机构进行抽芯，在有限的开模行程内，完成的抽芯距离有限。因此，对于带有互相垂直的两个方向都有孔或凹槽的塑件，应避免长距离抽芯。7、满足锁紧要求。将塑件投影面积大的方向，放在前、后模的合模方向上，而将投影面积小的方向作为侧向分模面；另外，分模面是曲面时，应加斜面锁紧。参考目录书【1】P71分型面的选择3.1.2分型面的确定 实际的模具结构不外乎如下三种： 1）型腔完全在前模一侧； 2）型腔完

19、全在后模一侧； 3）型腔各有一部分在前、后模。根据塑件的结构特点，主分型面位置完全在前模一侧，即第三种模具结构方案。 基于上述的选择分型面的原则，产品的分型面如图31所示。图3-1 产品的分型面图3.2型腔的确定 型腔数的确定，与所要求的塑件质量、塑件的几何形状、塑件成本及交货期等因素有关。从经济的角度出发，订货量大时可选用多型腔模具，对小型制件，型腔数量可由经验决定。当尺寸精度和重复性精度要求很高时，应尽量减少型腔的数目，在满足其他要求的前提下尽量采用单型腔模具。针对于本设计的塑件，由于尺寸精度和重复性精度要求不高，因而拟采用以模具中心对称的一模两腔较为合适。4、凹模、凸模厚度尺寸设计在注塑

20、成型过程中，型腔所受的力有塑料熔体的压力、合模时的压力，开模时的拉力等，其中最主要的是塑料熔体的压力，在塑料熔体压力作用下，型腔将产生内应力及变形。如果型腔侧壁和底壁厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料的许用应力时，型腔即发生强度破坏。于此同时，刚度不足则发生过大的弹性变形，从而产生溢料和影响塑件尺寸及成型精度，也可能导致脱模困难等，可见模具对强度和刚度都有要求。因此选用瑞典一胜百公司钢材718S为加工材料。其特点是抛光性好,耐磨性好,抗拉强度高,常用于高抛光度及高要求的内模镶件,适合PA、POM、PS、PE、PP和ABS等塑料模。凸模用于产品内表面的成型，后模材料较硬，表面质量一般情况

21、下比前模要求低一些，因此选用和前模一样的材料。由于此零件需一模两出，因此需要对零件进行排位，由于此零件型腔深度9.34mm，根据型腔至内膜镶件边经验数值（表1）可得型腔至内膜镶件边数值为15mm。表1 型腔至内膜镶件边经验数值型腔深度型腔至内膜镶件边数值/mm20mm1520304030352030mm2530403550注：1 零部件的前模和后模的长宽尺寸通常是一致的。2 内模镶件的长、宽尺寸应取整数，宽度应尽量和标准模架的推杆板宽度相等。内模镶件包括前模和后模，厚度与产品高度和产品在分型面上的投影面积有关，一般制品可参考下述经验数值选定。 凹模厚度A 一般在型腔深度基础上加10 20mm

22、，当产品在分型面上的投影面积大于200cm2 时，在型腔深度基础上加上25 30mm 。见图4-1 。图4-1 凸模厚度B 见图3 ，分以下两种情况。一是凸模无型腔：此时应保证凸模有足够的强度和刚度，凸模厚度取决于凸模的长宽尺寸。二是凸模有型腔：凸模的厚度B = 型腔深度a + 封料尺寸b（最小8mm） + 钢厚14mm左右。如果型芯镶通，则不用加14mm；如果按上式计算得到的厚度小于表2中凸模厚度B，则以表2中的厚度为准。表2凸模厚度经验确定法内模镶件的长宽凸模厚度B5050150150200200505010010020252004050100100150150注意事项：凹模厚度尽量取小一

23、些，以减小主流道的长度。凸模厚度是指分型面以下的厚度，不包括凸模型芯的高度。凸模型腔越深，封料尺寸的值就越要取小些；反之，则可取大些。由于零件长宽为12044。因此，根据凸模厚度经验确定法（表2）可以确定凸模厚度B为35mm，凹模厚度A为25mm。当确定了型腔至内膜镶件边数值和凹凸模厚度，就可以定义一个毛坯，再通过分型面的裁剪就可以得到凹模（图4-2）、凸模（图4-3）。图4-2 产品的凹模图图4-3产品的凸模图 由于这产品没有侧向的倒扣，所以就不用做侧向的抽芯。5、注塑机的选择 塑件采用一模两腔形式，注塑量为41.431032=83103mm3 。要求注射成型时的总注射量应是注射机最大注射量

24、的80%以下。 G80%Gmax （3-1）代入数据得：Gmax= G/0.8=（83103）/0.8=103.75 cm3 公式引自参考书目4P156公式（8-3）初选注射机为XS-ZY-125技术参数如 表3： 表3 XS-ZY-125注塑机技术参数理论容量/ cm3125螺杆直径/ mm42注射压力/ MPa120注射行程/ mm115锁模力/ KN900最大成型面积/ cm2320模具最大厚度/ mm300模具最小厚度/ mm最大开合模行程/mm动、定模固定板寸/mm428x458喷嘴圆弧半径/mm12喷嘴孔径/mm4拉杆空间/mm260x290顶出形式两侧设有顶杆，机械顶出6、 注射

25、机有关参数的校核61 最大注射量的校核在一个注塑成型周期内，注塑模具内所需要的塑料熔体总量与模具浇注系统的容积和型腔容积有关，其值用下式计算： NM+MjKMn （4-1）其中 N-型腔数量；M-单个制品的体积或质量,cm3或gMj-浇注系统和飞边所需的塑料质量或体积，cm3或g；Mn-注射机最大注射量，cm3或g；K-注射机最大注射量利用系数，一般取0.1-0.8；M=42 cm3 ，Mj=12cm3 ，KMn=0.8125=100 cm3将已知数据带入可得：NM+Mj=96cm3 KMn=100cm3 所以校核最大注射量满足要求。 公式引自参考书目1公式61（3-6）62 锁模力的校核 注

26、射时塑料熔体进入型腔内仍然存在较大压力，它会使模具从分型面张开。为了平衡塑料熔体的压力，锁紧模具保证塑件的质量，注射机必须提供足够的锁模力。涨模力等于塑件和浇注系统在分型面上不重合的投影面积之和乘于型腔的压力。 锁模力F应满足： kApF （4-2）式中：k-锁模力安全系数，一般取k=1.1; A-塑件与浇注系统在分型面上的投影面积，约为50cm2 P-型腔的平均压力，通常取2040MPa，对该模具取30MPa。经计算所需锁模力为900KN，小于注塑机的锁模力，符合要求。 公式引自参考书目2公式P83（5-5） 63 注射压力的校核塑料成型所需的注射压力是由塑料品种，注射机类型，喷嘴形式，塑件

27、形状以及浇注系统的压力损失等因素所决定的。对于粘度较大的塑料以及形状稀薄，流程长的塑件，注射压力应取大些。注射压力的校核是可定注射机的额定注射压力是否大于成型时所需的注射压力。 注射压力P应满足： k P0 P 式中：k-安全系数，一般取k=1.251.4； P0-塑件与成型时所需注塑压力，对ABS塑料，常取60100MPa。 由于所用塑件尺寸较小，平均壁厚0.8mm，所用注塑压力取60MPa，在安全系数去1.4时，经计算型腔成型压力为84MPa。注射机的注射压力为120Mpa，即注射压力型腔成型压力所以注射压力满足要求。 公式引自参考书目2P8464 模具闭合高度的确定本设计模具初步拟采用A

28、I模架。根据参考书目1P418表10-2和P419表10-8、P431表10-13查得：定模座板h1 =25mm；定模板A=30mm；动模板B=35mm；动模底版h1=25mm；推杆固定板 =35mm；推板 =80mm模具闭合高度：H=240mm。65 模具安装部分的校核模具外型尺寸校核：该模具外形尺寸为120mm44mm，一模两腔外形尺寸为190mm170mm，而XS-ZY-125型注射机模板最大安装尺寸为428mm458mm，所以能满足模具安装要求。模具厚度校核：XS-ZY-125型注射机所允许模具的最小厚度为 = 200mm，最大厚度为 =300mm，模具闭合高度满足 HminH Hmax 安装条件。66 开模行程的校核 S H1+ H2 +（510）mm （4-3）代入数据得S=9+65+10=84mm所以S=300mm84mm,开模行程足够.S注塑机最大开模行程，（mm）H1塑件脱模距离（mm）H2包括流道凝料在内的塑件高度，（mm）数据引自参考书目37、浇注系统的设计7