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1、,題目 MP3上殼模具設計 學生姓名：黃銳 專業(yè)名稱：模具設計與制造 指導教師：梁豐 2011年6月6日,目錄,摘 要 第一章 緒論 第二章 零件工藝性分析 第三章 模具與注射機的關系 第四章 澆注系統(tǒng)的設計 第五章 成型零部件的計算和設計 第六章 導柱導向機構的設計 第七章 脫模機構的設計 第八章 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計 第九章 校核 第十章 結論 參考文獻 致 謝,摘 要,本設計是以MP3上殼為主題。其設計思路由參考多個生產事例而得出，設計內容是從零件的工藝分析開始的，根據工藝要求來確定設計的大體思路。在設計當中，很多東西都是自己原來所沒有接觸過的，尤其是前段時間所學的理論課知識

2、與現(xiàn)在的自己動手操作設計，設計順序開始是從零件的材料選擇，接下是成型參數(shù)、密度、收縮率的確定，模具種類與模具設計的關系、塑件的尺寸精度與結構、注射機的選擇、模具設計有關尺寸的計算（包括模具行腔型芯的計算及其公差的確定）、注塑機參數(shù)的校核、模具結構設計、模具冷卻、加熱系統(tǒng)計算、注射模標準件的選用及總裝技術要求等內容。 其次是模具的結構，在模具結構的設計當中，首先設計的是模具的型腔結構，接下來是型芯結構、斜導柱、滑塊、導向機構、復位桿、拉料桿、推件桿和推出機構，這樣做的目的是為了規(guī)范化，更重要的是為了以后與制造人員的配合。既讓自己有了良好的設計習慣，又能鍛煉自己的配合意識。為以后工作做一次演練，

3、這樣更能體現(xiàn)理論與實踐相結合的目的。 關鍵詞:型腔 型芯 注射模 推桿,第一章 緒論,模具是工業(yè)生產的重要工藝裝備，它被用來成型具有一定形狀和尺寸的各種制品。模具成型已成為當代工業(yè)生產的重要手段，成為多種成型工藝中最具潛力的發(fā)展方向。尤其是塑料模具，在所有模具的總產量中所占的比例越來越大，對經濟的發(fā)展起著十分重要的作用。 近年來塑料成型模具的產量和水平發(fā)展十分迅速，在工業(yè)生產中對塑料模具的要求是：能高效地生產出外觀和性能均符合使用要求的制品。它包括三個方面的內容。第一，制品方面要求精度高，外觀美，性能好。第二，制造方面要求結構合理，容易制造，而且成本要低。第三，使用方面要求操作簡單方便，效率

4、高，容易實現(xiàn)自動化，還有維護保養(yǎng)方便。隨著模具設計與制造技術的迅猛發(fā)展，塑料成型模具將趨向于高效率、自動化、大型、精密、長壽命的方向發(fā)展。 本次設計的題目是“手機電池卡扣模具設計”，其內容為： （1）學會觀察制品，判斷制件是否符合塑件的成形條件（如注意拔模斜度和影響開模的細部特征等）； （2）研究制件的排位方式和進澆方式，畫草圖確定模具的整體結構，保證結構能循環(huán)工作，穩(wěn)定可靠； （3）在深入研究制件的基礎上確定開模的分型面，以及確定各鑲塊或滑塊、斜頂?shù)姆指蠲娼M或體積塊； （4）用UGNX 4.0按照上步的結果把模具核心的部分：凸凹模分割出來，接著分出各鑲塊、滑塊和斜頂； （5）進一步完善凸凹模

5、和各細微結構； （6）調用適合的模架完成模架設計； （7）在UGNX 4.0中出模具轉配圖和模仁圖，以及對模架板塊需要再加工的各組件出工程圖； （8）把UGNX 4.0工程圖轉入AUTOCAD中進行完善。,第二章 零件工藝性分析,本產品為MP3上殼，該塑件材料選用ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。 ABS的特點： 1.綜合性能較好,沖擊強度較高,化學穩(wěn)定性,電性能良好. 2.與372有機玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理. 3.有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別。 4.流動性比HIPS差一點，比PMMA、PC等好，柔韌性好。 5.用途：適于制作一般機械零件,減磨耐磨

6、零件,傳動零件和電訊零件. 6.同PVC（聚氯乙烯）一樣在屈折處會出現(xiàn)白化現(xiàn)象。 ABS的成型特性： 1.無定形料,流動性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長時間預熱干燥80-90度,3小時. 2.宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為270度).對精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,對高光澤.耐熱塑件,模溫宜取60-80度. 3.如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變入水位等方法。 4.如成形耐熱級或阻燃級材料，生產3-7天后模具表面會殘存塑料分解物，導致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進行清理，同時模具表面需增加排氣位置。,ABS的主要技術指

7、標：,表1-1 熱物理性能,表1-2 力學性能,表1-3 電氣性能,為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用側澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面處，澆口橫向開設在模具的型腔處，從塑料件側面進料，因而塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質量與美觀效果。,工藝性分析,塑件的工藝參數(shù)： 干燥條件：80-90 2小時 成型收縮率:0.4-0.7% 模具溫度：25-70（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導致光潔度較低） 融化溫度：210-280（建議溫度：245） 成型溫度：200-240 注射速度：中高速度 注射壓力：500-1000bar,第三章 模具與注射機的關系,初步確定

8、型腔數(shù)目： 根據產品結構特點，此塑料產品在模具中的扣置方式有兩種:一種是將塑料制品的回轉軸線與模具中主流道襯套的軸線垂直；另一種是將此塑料制品的中心線與模具中主流道襯套的軸線平行。這里擬采用第一種方式，1模1件的結構。 塑件體積的計算 : 通過零件各尺寸大小的計算，得出零件塑件的體積 V1=8.3cm 根據三維模型，利用三維軟件計算，得出澆注系統(tǒng)的體積 V2=2.7cm 塑件與澆注系統(tǒng)的總體積為 V=8.3+2.7=11cm 塑件質量的計算: 塑件體積：V=11cm塑件質量，根據有關手冊查得：=1.05g/cm 所以，塑件的重量為：M=V=11cm1.05=1

9、1.55g,模具型腔能否充滿與注射機允許的最大注射量密切相關，設計模具時，應保證注射模內所需熔體總量在注射機實際的最大注射的范圍內。,確定型腔數(shù)目:,確定型腔數(shù)目應按注射機的最大注射量來決定 根據 得 K 注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般 取0.8; mp注射機最大注射量，cm或g; m1澆注系統(tǒng)凝料量，cm或g； m 單個塑件體積或質量，cm或g； 根據塑件的結構及尺寸精度要求,該塑件在注射時采用1模1腔,查資料得知應選用CJ80NC3型號注射機，其參數(shù)如下：,,,第四章 澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)的設計原則： 澆口位置應盡量選擇在分型面上，以便于模具加工及使用時澆口的清理；澆口位

10、置距型腔各個部位的距離應盡量一致，并使其流程為最短；澆口的位置應保證塑料流入型腔時，對著型腔中寬敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔時直沖型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能盡快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件變形;盡量避免使制件產生熔接痕,或使其熔接痕產生在之間不重要的位置;澆口位置及其塑料流入方向,應使塑料在流入型腔時,能沿著型腔平行方向均勻的流入,并有利于型腔內氣體的排出。,主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具處到分流道為止的塑料熔體流動通道。 為了便于將凝料從主流道中取出，將主流道設計成圓錐形，起斜度為26此處選用2，經換算得主流道大端直徑為6.91MM。,分流道是主流道

11、與澆口之間的通道，一般開設在分型面上，起分流和轉向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設計應盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。 分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形。要減少流道內的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成梯形流道。在該模具上取圓形斷面形狀。 分流道選用圓形截面：直徑D=4mm 流道表面粗糙度,,圖4-1 主流道示意圖,圖4-2 分流道示意圖,分型面的選擇,分型面是決定模具結構形式的重要因素，

12、它與模具的整體結構和模具的制造藝有密切關系，并且直接影響著塑料熔體的流動特性及塑料的脫模。該塑件的模具只有一個分型面，垂直分型 。 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設計、塑件的結構工藝性及精度、形狀以及摧出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時候應注意分析。,分型面的設計原則 ： 1.分型面應選在塑件外形最大輪廓處 2.確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模 3.保證塑件的精度 4.滿足塑件的外觀質量要求 5.便于模具制造加工 6.注意對在型面積的影響 7.對排氣效果 8.對側抽芯的影響,圖4-3 分型面示意圖,在實際設計中，不可能全部滿足上述原則，

13、一般應抓住主要矛盾，在此前提下確定合理的分型面。,,澆口的設計 根據澆口的位置選擇要求，盡量縮短流動距離，避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷，澆口應開設在塑件壁厚處等要求。采用側澆口可以保持產品外觀精度。 該模具采用側澆口，其有以下特性: 形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證； 試模時如發(fā)現(xiàn)不當，容易及時修改； 能相對獨立地控制填充速度及封閉時間； 對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。,冷料穴的設計 冷料穴是澆注系統(tǒng)的結構組成之一。冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入型腔同時還便于在該處設置主流道拉料桿的功能 。 注射結束模具分型時，在拉料桿的作用下，主

14、流道凝料從定模澆口套中被拉出，最后推出機構開始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外 。,圖4-4 澆口示意圖,圖4-5 冷料穴示意圖,第六章 成型零件的工作尺寸計算,型腔、型芯工作尺寸計算 ABS塑料的收縮率是0.3%--0.8% 平均收縮率: =（0.3%--0.8%）/2=0.55% 型腔內徑： = 90.49mm 型腔深度： =13.07mm 型芯外徑： =86.47mm 型芯深度： =11.06mm 型腔徑向尺寸（mm ）; - 塑件外形基本尺寸（mm）; -塑件平均收縮率； -塑件公差 -成形

15、零件制造公差，一般取1/41/6； -塑件內形基本尺寸（ mm）; -型芯徑向尺寸（mm）; -型腔深度（mm）；,,,,,,,,,,,,,,,-塑件高度（mm）,,-型芯高度（mm）；,,-塑件孔深基本尺寸（mm）；,側抽機構設計 1抽芯距的確定與抽拔力的計算 抽芯距的計算公式如下： （5-1） 式中 S抽芯距，mm； S1取出塑件最小尺寸，mm； R最外尺寸，mm； r滑塊內徑，mm。 S=2.01+2.99=5mm （2）斜導柱分型抽芯機構的設計 斜導柱分型抽芯是應用最廣的分型抽芯機構，它借助開模力完成側向抽芯，結構簡單，制造方便，動作可靠。其結構如

16、圖5-1所示，瓣合?；瑝K裝在T型導滑槽內，可沿著抽拔方向平穩(wěn)滑移，驅動滑塊的斜導柱與開模運動方向成斜角安裝，斜導柱與滑塊上對應的孔呈松動配合，開模時斜導柱與滑塊發(fā)生相對運動，斜導柱對滑塊產生一側向分力，迫使滑塊完成抽芯動作。,圖5-1 斜導柱分型抽芯機構示意圖,,,斜導柱的斜角一般為1520，最大不得超過25，本設計采用15，斜導柱的材料采用優(yōu)質鋼材T8A，淬火硬度HRC5560。 斜導柱的長度計算 當滑塊抽出的方向與開模方向垂直，斜導柱的長度計算公式如下： 式中 L 斜導柱的總長度，mm； D 大端的直徑，mm； S 抽拔距，mm； d 導滑段的直徑，mm

17、； h 固定模板厚度，mm； 斜導柱的傾斜度，15。 L = 72mm,,模架的選擇,注塑模模架國家標準有兩個，即GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技術條件和GB/T125551990塑料注射模大型模架。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國的部分地區(qū)形成了自己的標準，該設計采用龍記標準模架，型號為：CI2025A60B70,第六章 導柱導向機構的設計,為了保證注射模準確合模和開模，在注射模中必須設置導向機構 。 導向機構的作用是導向、定位以及承受一定的側向壓力。 .導柱應合理地均布在模具分型面的四周，導柱中心至模具外緣應有足夠的距離，以保證模具的強度。 .導柱的長度應

18、比型芯（凸模）端面的高度高出68mm，以免型芯進入凹模時與凹模相碰而損壞。 .導柱和導套應有足夠的耐磨度和強度。 .為了使導柱能順利地進入導套，導柱端部應做成錐形或半球形，導套的前端也應該倒角，導向孔作成通孔，以利于排出孔內的空氣。 .導柱的設置應根據需要而決定裝配方式。 .一般導柱滑動部分的配合形式按H8/f8，導柱和導套固定部分配合按H7/k6，導套外徑的配合按H7/k6。 .一般應在動模座板與推板之間設置導柱和導套，以保證推出機構的正常運動。,第七章 脫模機構的設計 在注射成型的每一循環(huán)中，都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出，模具中這種出塑件的機構稱為脫模機構。,脫模機構的

19、設計原則 ： 1）推出機構應盡量設置在動模一側 由于推出機構的動作是通過裝在注射機合模機構上的頂桿來驅動的，所以一般情況下，推出機構設在動模一側。正因如此，在分型面設計時應盡量注意，開模后使塑件能留在動模一側。 2）保證塑件不因推出而變形損壞 為了保證塑件在推出過程中不變形、不損壞， 設計時應仔細分析塑件對模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置。推力點應該作用在制品剛性好的部位，如筋部、凸緣、殼體形制品的壁緣處，盡量避免推力點作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如殼體形制件及筒形制件多采用推板推出。 從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。 3）機構簡單動作可靠 推出機構應

20、使推出動作可靠、靈活，制造方便，機構本身要有足夠的強度、剛度和硬度，以承受推出過程中的各種力的作用，確保塑件順利脫模。 4）良好的塑件外觀 推出塑件的位置應盡量設在塑件內部，或隱蔽面和非裝飾面，對于透明塑件，尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外觀質量。 5）合模時的正確復位 設計推出機構時，還必須考慮合模時機構的正確復位，并保證不會與其他模具零件相干涉。,推出機構的計算,推件力的計算： 對于一般塑件和通孔殼形塑件，按下式計算，并確定其脫模力（Q）： (7-1) 式中 --型芯或凸模被包緊部分的斷面周長（cm）; --被包緊部分的深度（cm

21、）; --由塑件收縮率產生的單位面積上的正壓力，一般取 7.811.8MPa； --磨擦系數(shù)，一般取0.11.2； --脫模斜度 L=269.5MM H=11.07MM Q=269.5MM*11.07MM*10MPA(0.1*COS0.5-SIN0.5)=298.3(N),推桿的設計： 推桿的強度計算 查塑料模設計手冊之二由式5-97得 (7-2) d圓形推桿直徑cm 推桿長度系數(shù)0.7 l推桿長度cm n推桿數(shù)量 E推桿材料的彈性模量N/(鋼的彈性模量E=2.1107N/) Q總脫模力 取 D=3MM。 推桿壓

22、力校核 查塑料模設計手冊式5-98 (7-3) 取320N/mm < 推桿應力合格，硬度HRC5065,,,,,,,（,）,,,d=,,,=,,第八章 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計 冷卻系統(tǒng)設計原則,、盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡 、冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越均勻。 、盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等。 、澆口處加強冷卻。 、應降低進水與出水的溫差。 、合理選擇冷卻水道的形式。 、合理確定冷卻水管接頭位置。 、冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機構發(fā)生干涉現(xiàn)象。 、冷卻水管進出接頭應埋入模板內，以免模具在搬運過程中造成損壞。,圖8-1

23、水路示意圖,圖8-2 冷卻示意圖,第九章 校核,鎖模力與注射壓力的校核 Fp（nA+A1） p --注射時型腔壓力 查參考文獻得 113MPa A --塑件在分型面上的投影面積（cm2） A1 --澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（cm2） F--注射機額定鎖模力，按CJ80NC2型注射機額定鎖模力為800KN 注射機開模行程應大于模具開模時，取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需的開模距離 即滿足下式 SK H1+H2+（510） 式中 S --注射機最大開模行程，mm； H1--推出距離（脫模聚居），mm； H2--包括澆注系統(tǒng)在內的塑件高度，mm； S

24、k=35+81.17mm=116.17mm SkS=570mm 因此條件成立,第十章 結論,三年的大學生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要劃上句號，心中是無盡的難舍與眷戀。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個新的征程，要把所學的知識應用到實際工作中去。 回首三年，取得了些許成績，生活中有快樂也有艱辛。感謝老師三年來對我孜孜不倦的教誨，對我成長的關心和愛護。 學友情深，情同兄妹。三年的風風雨雨，我們一同走過，充滿著關愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。 在我的十幾年求學歷程里，離不開父母的鼓勵和支持，是他們辛勤的勞作，無私的付出，為我創(chuàng)造良好的學習條件，我才能順利完成完成學業(yè)，感激

25、他們一直以來對我的撫養(yǎng)與培育。 最后，我要特別感謝梁豐老師。是他在我畢業(yè)的最后關頭給了我們巨大的幫助與鼓勵,使我能夠順利完成畢業(yè)設計，在此表示衷心的感激.梁豐老師認真負責的工作態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。他無論在理論上還是在實踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學習都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導。,參考文獻,1. 劉力主編機械制圖 高等教育出版社 2. 賈潤禮主編實用塑料模設計手冊 機械工業(yè)出版社 3. 王孝培主編 塑料成型工藝及模具簡明手冊 機械工業(yè)出版社 4. 孫學強主編機械制造基礎 機械工業(yè)出

26、版社 5. 陳立德主編機械設計基礎 機械工業(yè)出版社 6. 黃毅宏主編 模具制造工藝 上?？茖W技術出版社 7. 陳孝康等編 實用模具技術手冊 中國輕工業(yè)出版社 8. 顧曉勤主編 工程力學 機械工業(yè)出版社 9. 潘雪增主編 現(xiàn)代模具設計制造理論與技術 清華大學出版社 10.黃毅宏主編 模具制造工藝 機械工業(yè)出版社 11.繆德建主編 CAD/CAM應用技術 東南大學出版社 12.屈華昌主編 塑料成型工藝與模具設計 機械工業(yè)出版社 13.胡瑢華，甘澤新主編 公差配合與測量 清華大學出版社 14.周文玲主編互換性與測量技術 機械工業(yè)出版社,淘麥刷 麥樂刷 w911211,謝謝觀看！,