099-手機(jī)后蓋塑料模具設(shè)計(jì),099,手機(jī),塑料,模具設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告
題目：手機(jī)后蓋塑料模具設(shè)計(jì)
注射成型工藝
注射成型工藝從聚烯烴顆粒在重力作用下進(jìn)入塑化/注塑機(jī)的注射單元開始。在溫度和壓力作用下聚烯烴樹脂融化并流動(dòng)，壓力迫使熔體注入模具并維持到型腔內(nèi)的熔體冷卻固化。當(dāng)制件溫度充分降低到材料分離溫度時(shí)，模具打開制件推出。
這一完整的過程被稱為一個(gè)成型周期。從熔體被注進(jìn)模具型腔到開模這段時(shí)間稱為合模時(shí)間?？傋⑺艹尚椭芷谟勺⑸鋾r(shí)間、保壓時(shí)間、推出時(shí)間和合模時(shí)間組成。
注射機(jī)的基本結(jié)構(gòu)：
1．注射/塑化機(jī)構(gòu)
2．夾緊機(jī)構(gòu)
3．注塑模具
4．控制系統(tǒng)
注射機(jī)構(gòu)
柱塞式注射機(jī)構(gòu)是最早應(yīng)用于注射模的注射機(jī)構(gòu)，但如今已很少采用。往復(fù)螺桿式注射是如今注塑模中最常見的注射方法。(圖16)注射裝置的主要作用是混合、塑化并將熱塑性熔料注入閉合的模具中。它由以下幾個(gè)步驟完成這些功能：
1．注射周期從螺桿位置處開始。
2．最初螺桿在加熱的料筒內(nèi)開始旋轉(zhuǎn)，樹脂顆粒在這一動(dòng)作下被迫沿著螺管向前移動(dòng)。
3．原料移動(dòng)時(shí)它們被攪拌、混合并隨著管道的變窄逐漸被壓縮聚集在一起。靠近料口的螺旋部分被稱為進(jìn)料區(qū)，在這里沒有壓縮的機(jī)構(gòu)。
4．當(dāng)顆粒沿著注射管道移動(dòng)時(shí)， 隨著原料移動(dòng)到管道的盡頭，它們被摩擦熱與外部的電子加熱板加熱。摩擦熱是由原料間的彼此滑動(dòng)以及原料在移動(dòng)過程中與管道內(nèi)壁的相互接觸產(chǎn)生。源于摩擦和傳導(dǎo)來的熱量使原料熔化。大多數(shù)原料熔化發(fā)生在聚合物被壓縮，螺旋管道的直徑變大的傳輸過程中。
5．其次熔融聚合物進(jìn)一步混合并在螺管內(nèi)計(jì)量。在計(jì)量段螺管內(nèi)根部直徑達(dá)到最大，這里也沒有壓縮機(jī)構(gòu)。
6. 聚合物熔料流動(dòng)到螺管的頂端時(shí)，由螺管前部聚合物產(chǎn)生的壓力促使螺桿在管道內(nèi)隨著進(jìn)一步的旋轉(zhuǎn)而被反向推動(dòng)，熔融的聚合物在螺管的測(cè)量部位進(jìn)一步被混合而均勻化。
7.當(dāng)聚集在螺桿尖端的熔料體積能完成模具型腔及流道系統(tǒng)（引入模具型腔部分的管道）的填充時(shí)，螺桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這部分總的材料被稱為注射量而螺桿回旋到料口的時(shí)間被稱為回程時(shí)間。
8．螺桿隨后向前施壓使熔料注入模具此時(shí)便進(jìn)入注射階段。
為了補(bǔ)償腔內(nèi)的材料由于冷卻導(dǎo)致的收縮，額外有一部分材料留在螺桿端部的注射口處。這些額外的材料被稱為補(bǔ)料。在成型階段，一些補(bǔ)料繼續(xù)緩慢地注入型腔內(nèi)以補(bǔ)償材料在壓縮過程中體積減少和塑料本身的收縮。
背壓是在螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)施加在其后端的液壓。通過螺旋注射管前面的調(diào)節(jié)螺絲可以控制背壓的大小，也可以通過改變管道前端的壓力來增加背壓。背壓可以加劇旋轉(zhuǎn)管道內(nèi)熔體之間的摩擦，這樣就減少了材料熔化所需的能量。增加壓力可以在不增加氣缸溫度和提高塑化機(jī)功率的前提下提高熔體溫度。不利的是背壓的增加降低了注塑機(jī)的成型率并且因增加了不必要的剪切(熱)導(dǎo)致高分子聚合物的降解。因此，除非是混合需要，通常應(yīng)當(dāng)設(shè)置最小的背壓值。
兩板模系統(tǒng)也稱為螺桿預(yù)塑機(jī)，被應(yīng)用于（圖17所示）的塑化機(jī)構(gòu)。該塑化機(jī)構(gòu)額外配有一個(gè)注射料筒被稱為蓄料筒，熔體通過蓄料筒中的蓄料器注入模具，配有蓄料筒的注塑化機(jī)可用于填補(bǔ)長(zhǎng)而狹窄的模具型腔或?qū)ψ⑸淞亢妥⑸鋲毫σ髧?yán)格的大形塑件的高速注射。
注射容量是以通用聚苯乙烯(PS)最大注射量盎司(安士)來定義的，其它樹脂按PS塑料注射容量的90% - 95%來定義。塑化率同樣以PS塑料為基準(zhǔn)，以磅/小時(shí)或盎司/秒為單位。由于不同的熔體參數(shù)和不同的應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)出的螺旋機(jī)構(gòu)存在著差異，將這些數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單地轉(zhuǎn)換以應(yīng)用于其它樹脂是不可能的。注射速度是在標(biāo)準(zhǔn)注射壓力下通過注射機(jī)噴嘴射出的最大量的塑化材料，通常它的單位是立方米/分鐘。
注射壓力通常表示為在注射過程中施加在螺桿內(nèi)的液壓，單位是帕斯卡(磅/平方英寸)?？呻S需要選擇最大的噴射壓力，而實(shí)際壓力取決于樹脂、熔體溫度、模具冷卻、零件及模具的設(shè)計(jì)。大多數(shù)注射機(jī)配有一張聚合物及其實(shí)際壓力明細(xì)表。
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
題目：手機(jī)后蓋塑料模具設(shè)計(jì)
題目：手機(jī)后蓋塑料模具設(shè)計(jì)
一、前言
1． 課題研究的意義；國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
1.1課題的研究意義
手機(jī)后蓋分很多種，在此只詳細(xì)介紹一款手機(jī)后蓋的模具設(shè)計(jì)，手機(jī)后蓋是采用注塑模具設(shè)計(jì)方法來實(shí)現(xiàn)的。不僅僅是手機(jī)后蓋，手機(jī)外殼，鼠標(biāo)殼等等都是采用此種辦法，此次選題的意義不僅僅在于如何設(shè)計(jì)出一套的手機(jī)后蓋的模具，更在于通過一個(gè)實(shí)例來學(xué)習(xí)注塑模具設(shè)計(jì)的方法，熟悉注塑模具設(shè)計(jì)的過程，了解三維設(shè)計(jì)軟件Pro/E，模具設(shè)計(jì)專家EMX5.0,塑性分析軟件MOLDFOLW等先進(jìn)CAD/CAE技術(shù)，并最終使三者融合來深化自己對(duì)注塑模具設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)。
1.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
我國(guó)在注塑模技術(shù)開發(fā)研究與應(yīng)用方面起步較晚。從20世紀(jì)80年代中期開始,國(guó)內(nèi)部分大中型企業(yè)先后引進(jìn)了一些國(guó)外知名度較高的注塑模系統(tǒng)。同時(shí),某些高等學(xué)校和科研院所也開始了注塑模系統(tǒng)的研制與開發(fā)工作,我國(guó)注塑模CAD/CAE/CAM研究始于07年代末,發(fā)展較為迅速多年來,我國(guó)對(duì)注塑模設(shè)計(jì)制造技術(shù)及其開發(fā)應(yīng)用十分重視,在“八五”期間,由北京航空航天大學(xué)、華中理工大學(xué)、四川聯(lián)合大學(xué)等單位聯(lián)合進(jìn)行了國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)課題“注塑模CAD/CAE/CAM集成系統(tǒng)”,并于1996年通過鑒定,部分成果己投入實(shí)際應(yīng)用,使我國(guó)的注塑模研究和應(yīng)用水平有了較大提高.目前擁有自主版權(quán)的軟件有,華中理工大學(xué)開發(fā)的塑料注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)HscZ0,鄭州工業(yè)大學(xué)研制的2一MOLD分析軟件等.這些軟件正在一些模具企業(yè)中推廣和使用,有待在試用中逐步完善。這些項(xiàng)目的成果對(duì)促進(jìn)我國(guó)注塑模技術(shù)的迅速發(fā)展起了重要作用,使我國(guó)注塑模技術(shù)及應(yīng)用水平很快提高。目前,我國(guó)經(jīng)濟(jì)仍處于高速發(fā)展階段。一方面,國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)將繼續(xù)高速發(fā)展,另一方面,模具制造也逐漸向我國(guó)轉(zhuǎn)移以及跨國(guó)集團(tuán)到我國(guó)進(jìn)行模具采購(gòu)趨向也十分明顯。因此,放眼未來,模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展,模具產(chǎn)品的技術(shù)含量不斷提高,模具制造周期不斷縮短,模具生產(chǎn)朝著信息化、無圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化的方向發(fā)展,模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)批品牌化、管理信息化、經(jīng)營(yíng)國(guó)際化的方向發(fā)展。這對(duì)我們新時(shí)代的年輕人來說是一個(gè)巨大的機(jī)會(huì)也是一次強(qiáng)大的挑戰(zhàn)。
1.3國(guó)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì):
近二十多年間,國(guó)外注塑模技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。70年代許多研究者對(duì)一維流動(dòng)進(jìn)行了大量研究,由最初的CAD技術(shù)和CAM技術(shù)以圖紙為媒介傳遞信息向CAD/CAM一體化方向發(fā)展。80年代初開展三維流動(dòng)與冷卻分析并把研究擴(kuò)展到保壓分子取向以及翹曲預(yù)測(cè)等領(lǐng)域。80年代中期注塑模進(jìn)入實(shí)用階段,出現(xiàn)了許多商品化注塑模CAD/CAE軟件,比較著名的有:1.澳大利亞MOLDFLOW公司的MOLDFLOW系統(tǒng);2.美國(guó)PTC公司的Pro/Engineer 軟件;3.美國(guó)UG公司的UGllUNIGRAPHICSl系統(tǒng)等等.這些先進(jìn)軟件的熟練掌握極大地促進(jìn)了國(guó)外模具行業(yè)的發(fā)展。因此,未來的一段時(shí)間內(nèi),他們將朝著大型、精密、復(fù)雜與長(zhǎng)壽命模具的方向發(fā)展。
2． 課題的研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題
2.1課題的研究目標(biāo)
合理編制模具零件的制造工藝。合理的設(shè)計(jì)塑件及模具成型零部件的結(jié)構(gòu)以及工藝。初步掌握側(cè)向分型機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝性分析，設(shè)計(jì)圖樣要求符合最新制圖標(biāo)準(zhǔn)，表達(dá)完整，布局合理。
圖：
2.2研究?jī)?nèi)容
計(jì)算設(shè)計(jì)出所需模具的型腔、分型面、澆注系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)、溫控系統(tǒng)、排氣方式、凹模與型芯的固定方式以及相對(duì)應(yīng)制件的模具尺寸
2.3擬解決的關(guān)鍵問題
（1）． 塑件成型位置及分型面選擇；
（2）． 模具型腔數(shù)的確定，型腔的排列和流道布局以及澆口位置設(shè)置；
（3）． 模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
（4）． 頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；
（5）. 側(cè)抽芯的設(shè)計(jì)
（5）． 拉料桿的形式選擇；
（6）． 冷卻水道的布置
二、設(shè)計(jì)方案的確定
1、分型面的選擇
1．分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處。否則，可能會(huì)無法脫模和加工型腔。無論塑件以何方位布置型腔，都應(yīng)將此作為首要原則。
2． 盡可能的將塑件留在動(dòng)模一側(cè)。因?yàn)樵趧?dòng)模一側(cè)設(shè)置和制造脫模機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單易行。
3．有利于保證塑件的尺寸精度。
4． 有利用保證塑件的外觀質(zhì)量。分型面上的型腔壁面稍有間隙，熔體就會(huì)在塑件上產(chǎn)生飛邊。飛邊影響塑件的外觀質(zhì)量。因此在光滑平整表面或圓弧曲面上，應(yīng)盡量避免選擇分型面。
2、澆注系統(tǒng)的布置
在多腔模中，分流道的布置有平衡式和非平衡式兩種，在本次設(shè)計(jì)過程中選取平衡式布置。
從平衡的角度來看應(yīng)盡量選擇H形排列 在本次設(shè)計(jì)中，一模2腔。
3、脫模結(jié)構(gòu)的選擇
1.推桿脫模機(jī)構(gòu)
它是一種最常用的脫模機(jī)構(gòu)，主要由推出部件上，推出導(dǎo)向部件和復(fù)位部件等組成。
設(shè)計(jì)要點(diǎn)：
（1） 推桿應(yīng)設(shè)置在脫模阻力大的地方
（2） 推桿應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度和承受推出力，以免推桿在推出時(shí)彎曲或折斷。
（3） 對(duì)于開有冷卻水道的模具，應(yīng)避免推桿通過冷卻水道，否則會(huì)出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)，再設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)并與冷卻水道保持一定距離，以保證加工。
綜合加工難度及成本，本塑件選用，推桿推出脫模機(jī)構(gòu) 且頂桿應(yīng)布置在制品最低點(diǎn)處同 。
4、側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
? 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的分類
側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)按動(dòng)力來源可以分為三大類
（一）：手動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)
1：模內(nèi)手動(dòng)抽芯
2：模外手動(dòng)抽芯
（二）：液動(dòng)或者氣動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)
（三）：機(jī)動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)
1：斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)
2：斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)
3：彎銷抽芯機(jī)構(gòu)
4：斜導(dǎo)槽抽芯機(jī)構(gòu)
5：彈簧抽芯機(jī)構(gòu)
6：齒輪齒條抽芯機(jī)構(gòu)
此次模具設(shè)計(jì)產(chǎn)品含有較小內(nèi)扣，因此，設(shè)計(jì)采用斜頂機(jī)構(gòu)。
三、本課題的主要研究?jī)?nèi)容（提綱）
合理編制模具零件的制造工藝。合理的設(shè)計(jì)塑件及模具成型零部件的結(jié)構(gòu)以及工藝。初步掌握側(cè)向分型機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝性分析，設(shè)計(jì)圖樣要求符合最新制圖標(biāo)準(zhǔn)，表達(dá)完整，布局合理。
內(nèi)容主要包括：
材料：ABS 生產(chǎn)批量：大批量
1、查找相關(guān)資料，進(jìn)行塑件成型工藝性（原材料，結(jié)構(gòu)和尺寸）分析；
2、注射機(jī)型號(hào)及工藝參數(shù)的選用;
3、擬定模具的結(jié)構(gòu)形式：（1）分型面的確定；（2）型腔數(shù)量和排列方式的確定
4、塑件的開模；
5、選取標(biāo)準(zhǔn)模架
6、注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等），繪制模具結(jié)構(gòu)草圖；
7、模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算（包括注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核）等；
8、運(yùn)用CAD繪制總裝圖和個(gè)成型零件的二維圖形；
9、制作說明書
四、指導(dǎo)教師審閱意見
指導(dǎo)教師： 2013年 12 月 7 日
所在系審查意見：
簽名
2013 年 12 月 7 日
五、參考文獻(xiàn)
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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
題目：手機(jī)后蓋塑料模具設(shè)計(jì)
手機(jī)后蓋塑料模具設(shè)計(jì)
摘 要
這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是手機(jī)后蓋的注塑模設(shè)計(jì)。
注射成形的過程是把塑料原料放入料筒中經(jīng)過加熱熔融塑化成為黏流態(tài)的流體，用柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，使熔體通過噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中，經(jīng)過冷卻、凝固階段，冷卻定形后，然后開模分型得成形塑件，得到塑料制品。
塑料模具注射成形的最大特點(diǎn)是：成形同期短，能一次成形外形復(fù)雜、尺寸精密等的塑料工件；對(duì)各種塑料的適應(yīng)性強(qiáng)；生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。
設(shè)計(jì)中主要進(jìn)行的工作有首先是對(duì)塑料進(jìn)行工藝性能的分析并畫出塑件零件圖，以及主流道的設(shè)計(jì)、模具型腔的分部以及型腔位置的選擇，并要畫出它們的零件圖，模架的選擇和校核、注塑機(jī)的選取和校核等，而其中最重要的一部就是對(duì)模具結(jié)構(gòu)中型腔、型芯各徑向尺寸和高度尺寸的計(jì)算，這些工作都要在查閱有關(guān)書籍后進(jìn)行，總的設(shè)計(jì)，最后要畫出模具設(shè)計(jì)的總裝配圖，并要對(duì)模具進(jìn)行裝配和試模，對(duì)其中出現(xiàn)的問題對(duì)模具進(jìn)行改進(jìn)，直到最后的零件符合設(shè)計(jì)要求。
關(guān)鍵詞：注射模具；注射成型；型芯型腔計(jì)算
Mobile phone back cover plastic mould design
Abstract
The graduation design content is the design of injection mould for mobile phone back.
The process of injection molding is the plastic material into the barrel through the heating and melting into the viscosity of the fluid flow, using high pressure to push the plunger or screw, cavity melt through the nozzle into the higher pressure in the mold, after cooling, solidification, cooling, and then open type shaped plastic parts, get plastic products.
The biggest characteristic of plastic mold injection molding: forming period is short, the one-step molding plastic workpiece shape, size precision of the complex of all kinds of plastic; adaptability; high production efficiency, stable product quality, easy to realize automation production.
The main design work is firstly analyses the process performance of the plastic and painted plastic parts diagram, as well as the design, the main channel of mould cavity segment and location of cavity's choice, and to draw the part drawing, mold selection and verification, the selection of injection molding machine and checking, and one of the most important part is the calculation of the structure of die cavity, the core of the radial dimension and the height dimension, these are to be carried out in the access to the books, the total design, finally to draw the assembly drawing of die design, and to the mold assembly and test mode, improvement on the problems of mold, until the end of the parts meet the design requirements.
Key Words: Injection mol;Injection molding ,Core cavity calculation
主要符號(hào)表
材料的抗拉強(qiáng)度
安全系數(shù)
安裝及導(dǎo)向系數(shù)
實(shí)際彈性模數(shù)
材料的彈性模數(shù)
材料組織缺陷系數(shù)
截面不均勻系數(shù)
目 錄
1緒論 5
1.1我國(guó)塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀 5
1.2國(guó)外塑料模的發(fā)展?fàn)顩r 6
2塑件注塑成型的工藝分析 8
2.1塑件的測(cè)繪與造型 8
2.2塑件分析 8
2.3塑件材料的成型工藝參數(shù) 9
2.3.1ABS塑料主要的性能指標(biāo) 9
2.3.2ABS的注射成型工藝參數(shù): 10
2.3塑件的體積和質(zhì)量 10
3 注射機(jī)型號(hào)的確定 12
3.1注射量的計(jì)算 12
3.2注塑機(jī)的選擇 12
4 注塑機(jī)的相關(guān)參數(shù)校核 13
4.1注射量的校核 13
4.2鎖模力的校核 13
4.3注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核 14
5 分型面的確定 15
5.1分型面的形式 15
5.2分型面的選擇原則 15
5.3本設(shè)計(jì)分型面的選擇 15
6 塑件工作尺寸的計(jì)算 16
6.1 型腔凹模尺寸的計(jì)算 17
6.2型芯凸模尺寸的計(jì)算 18
7澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 20
7.1主流道設(shè)計(jì) 20
7.2分流道的布置 21
7.3澆口的設(shè)計(jì) 22
8推出機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24
8.1脫模推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24
8.2合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 25
9溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 27
28
9.1溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 27
9.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 28
10 繪制模具裝配圖及零件圖 29
總結(jié) 30
參考文獻(xiàn) 31
致謝.................................................................................................................................32畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明...........................................................................33
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明................................................................................34
1 緒論
80年代以來，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2000年我國(guó)模具總產(chǎn)值預(yù)計(jì)為260-270億元，其中塑料模約占30%左右。在未來的模具市場(chǎng)中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。
1.1 我國(guó)塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺(tái)北極星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動(dòng)等要求都達(dá)到了國(guó)外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)10～30萬次，淬火鋼模達(dá)50～1000萬次，交貨期較以前縮短,但和國(guó)外相比仍有較大差距. ? 成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在29～34英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達(dá)20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率
達(dá)不到10%，與國(guó)外的50～80%相比，差距較大。 在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國(guó)EDS的UGⅡ、美國(guó)Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國(guó)CV公司的CADS5、英國(guó)Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國(guó)AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引
進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國(guó)模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對(duì)成型過程，如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動(dòng)了我國(guó)模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國(guó)自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國(guó)內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格較低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。?
近年來，國(guó)內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20、3Cr2Mo、PMS、SM Ⅰ、SMⅡ等，對(duì)模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國(guó)產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度一般在30%以下，和國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家已達(dá)到70%-80%相比，仍有很大差距。? ?
??據(jù)有關(guān)方面預(yù)測(cè)，模具市場(chǎng)的總體趨熱是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場(chǎng)中，塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時(shí)，由于近年來進(jìn)口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口、提高國(guó)產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場(chǎng)上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材管接頭模具成為模具市場(chǎng)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，高速公路的迅速發(fā)展，對(duì)汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡(luò)模的發(fā)展速度也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)機(jī)頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場(chǎng)的增長(zhǎng)點(diǎn)。
整體來看，中國(guó)塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進(jìn)步，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時(shí)，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢(shì)。
1.2 國(guó)外塑料模的發(fā)展?fàn)顩r
國(guó)外先進(jìn)國(guó)家對(duì)發(fā)展塑料模很重視，塑料模比例一般占30%-40%。專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)先進(jìn)，如模具CAD/CAM技術(shù)采用普遍，加工設(shè)備數(shù)控化率高等，模具生產(chǎn)效率高、周期短。國(guó)外，70%以上是商品化的。工藝裝備水平CAE技術(shù)在歐美已經(jīng)逐漸成熟。在注射模設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAE分析軟件，模擬塑料的沖模過程，分析冷卻過程，預(yù)測(cè)成型過程中可能發(fā)生的缺陷。CAE技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的作用越來越大，意大利COMAU公司應(yīng)用CAE技術(shù)后，試模時(shí)間減少了50%以上。一些壽命高的和高精度的模具拿制作模具的原材料來說，國(guó)內(nèi)的材料很難達(dá)到大型、精密模具所需要的性能要求、CAE?CAD?CAM.CAPP等軟件很多都是國(guó)外的。拿塑封模具來說，國(guó)外一次可以加工出上百個(gè)型腔的模具，還有熱流道技術(shù)、氣輔成型這些工藝應(yīng)用都很普遍。德國(guó)的模具很多采用熱流道技術(shù)，使用熱流道技術(shù)，產(chǎn)品的質(zhì)量好，成型周期短，精度高。
本課題設(shè)計(jì)進(jìn)度的安排如下：
1.了解目前國(guó)內(nèi)外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間15天；
2.確定加工方案，所用時(shí)間5天；
3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間30天；
4.模具的調(diào)試．所用時(shí)間5天．
2 塑件注塑成型的工藝分析
2.1塑件的測(cè)繪與造型
本次設(shè)計(jì)以步步高V207手機(jī)后蓋為設(shè)計(jì)對(duì)象，首先對(duì)塑件進(jìn)行測(cè)繪，利用測(cè)量工具游標(biāo)卡尺，偏差范圍保持在0.1mm之內(nèi)，利用三維制圖軟件UG 對(duì)塑件進(jìn)行造型，主要利用 草圖 拉伸，圓角等命令。
2.2塑件分析
2.2.1 外形尺寸分析
該制件外形尺寸不大，同時(shí)塑料熔體流程不太長(zhǎng)；適合于注塑成型，如圖所示：
圖2.1 手機(jī)后蓋外形
2.2.2精度等級(jí)分析
塑件精度等級(jí)為MT5，未注尺寸都是按照這一精度查取的，屬于較低精度的塑件。
2.2.3脫模斜度
2.2.4參考《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》表2—10選擇該塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為。
表2-1 常用塑料的脫模斜度
塑料名稱
脫模斜度
凹模
型芯
聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯、氯酰胺、氯化聚醚
25′～45′
20′～45′
硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜
35′～40′
30′～50′
聚苯乙烯、有機(jī)玻璃、ABS、聚甲醛
35′～1°30′
30′～40′
熱固性的塑料
25′～40′
20′～50′
2.3塑件材料的成型工藝參數(shù)
苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物（ABS）可認(rèn)為是改性聚苯乙烯。
性能：綜合性能較好、沖擊韌、力學(xué)強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性、電性能良好：易于成型和機(jī)械加工，與有機(jī)玻璃的熔接性良好，可作雙色成型塑件，且表面可鍍絡(luò)等裝飾性顏色。
用途：適于制作一般機(jī)械零件、各類殼體、汽車配件、日用品、管材及文具等。
2.3.1ABS塑料主要的性能指標(biāo)
密度 (Kg.dm-3) 1.02～1.16
收縮率 % 0.4～0.7
熔 點(diǎn) ℃ 130～160
熱變形溫度 ℃ 65～98
彎曲強(qiáng)度 Mpa 80
拉伸強(qiáng)度 MPa 50
拉伸彈性模量 GPa 1.8×103
彎曲彈性模量 Gpa 1.4
壓縮強(qiáng)度 Mpa 18~39
缺口沖擊強(qiáng)度 kJ/㎡ 11~20
硬 度 HR R62~86
體積電阻系數(shù) Ωcm 1013
擊穿電壓 Kv.mm-1 15
介電常數(shù) 60Hz3.7
2.3.2 ABS的注射成型工藝參數(shù):
注塑機(jī)類型：螺桿式
噴嘴形式： 通用式
料筒一區(qū) 150——170
料筒二區(qū) 180——190
料筒三區(qū) 200——210
噴嘴溫度 180——190
模具溫度 50——70
注塑壓 60——100
保壓 40——60
注塑時(shí)間 2——5
保壓時(shí)間 5——10
冷卻時(shí)間 5——15
周期 15——30
后處理 紅外線烘箱
溫度（70）
時(shí)間（0.3——1）
2.3.3 塑件的體積和質(zhì)量
該產(chǎn)品材料為ABS，查書本得知其密度為1.02-1.10g/cm3，計(jì)算其平均密度為1.06 g/cm3，收縮率為0.3-0.8，平均收縮率為0.55﹪。
使用軟件畫出三維實(shí)體圖，軟件能自動(dòng)計(jì)算出所畫塑件的體積。如圖所示：
圖2.2 體積測(cè)量
因此估算塑件體積：V塑≈6787mm3
塑件質(zhì)量: m塑＝ρV塑＝1.06×6787≈7.2g
3 注射機(jī)型號(hào)的確定
3.1注射量的計(jì)算
塑件質(zhì)量: m塑＝ρV塑＝1.06×6787≈7.2g
3.2注塑機(jī)的選擇
澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算
由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前不能去定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.2倍到1倍來估算。由于本次設(shè)計(jì)采用的流道簡(jiǎn)單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.55倍來估算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和2個(gè)塑件體積之和）為 ： V總=1.6n V塑=1.6×2×6787=21.7
表3-1 注塑機(jī)數(shù)據(jù)
項(xiàng)目
XS-ZY125
結(jié)構(gòu)形式
立
理論注射容量/cm3
125
螺桿（柱塞）直徑/mm
42
注射壓力/Mpa
119
鎖模力/KN
900
拉桿內(nèi)間距/mm
260×290
移模行程/mm
300
最大模具厚度/mm
300
最小模具厚度/mm
200
噴嘴球半徑/mm
16
噴嘴口孔徑/mm
Ф6
4 注塑機(jī)的相關(guān)參數(shù)校核
4.1注射量的校核
根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》可知：塑件的體積應(yīng)小于注射機(jī)的注射容量，其公式按下式校核：
0.8=0.8125=100 (4.1)
式中：——塑件與澆注系統(tǒng)的體積總和
——注射機(jī)的注射量（）
0.8——最大注射量的利用系數(shù)
經(jīng)估計(jì)算得： V總=1.6n V塑=1.6×2×6787=21.7 (4.2)
所以=21.7<100
故合格
4.2鎖模力的校核
由
查《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表6-5ABS塑料成型時(shí)的注射壓力=70~90MPa
pF
式中 p——塑料成型時(shí)型腔壓力，ABS塑料的型腔壓力p=90MPa
F——澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（）
各型腔及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積
F=48.2×114.6=5523.7
pF=905523.7/1000=497KN
因?yàn)?900KN> pF=497KN
故合格
4.3注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核
噴嘴尺寸：噴嘴尺寸與澆口套相適應(yīng)，澆口套是根據(jù)噴嘴尺寸來設(shè)計(jì)的；
定位環(huán)尺寸：定位環(huán)高度10mm，直徑100mm（與定位孔相配合）；
模具厚度：Hmin=200mm<290Hm=
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