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畢業(yè)答辯設(shè)計(jì)題目 手機(jī)上殼的模具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)者 蔡書生班級 09模具2班指導(dǎo)老師 周德生 設(shè)計(jì)步驟 塑件的三維圖 成型工藝性分析 材料的選擇選用ABS塑料 中文全稱為 丙烯腈 丁二烯苯乙烯共聚物 英文全稱為 acrylonitrile butadiene styrenecopolymer 結(jié)構(gòu)分析塑件為手機(jī)的前蓋 具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求 殼的右端以及頂部共有四個(gè)倒鉤 頂部中間的倒鉤需用到斜頂機(jī)構(gòu) 其它倒扣用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 手機(jī)殼的上表面的粗糙度要求較高 需對模具的表面進(jìn)行特殊處理 該塑件的拔模角度為3 無需再設(shè)脫模斜度 即拔模角度與脫模角度相同 模流分析 用Moldflow軟件進(jìn)行模擬整個(gè)注塑過程 通過分析發(fā)現(xiàn)問題以及更改注塑工藝參數(shù) 來達(dá)到注塑過程最優(yōu)化 為我們設(shè)計(jì)以及制作模具提供方便 下圖是最佳澆口與填充時(shí)間的分析 注射模結(jié)構(gòu)的擬定 選擇分型面分型的位置直接影響模具使用 制造及塑件質(zhì)量 保證工件的表面精度要求 簡化模具設(shè)計(jì) 以及便于脫模等要求 分型面選擇如左圖 模腔數(shù)目由于該塑件的精度比較高 且是屬于大批量生產(chǎn)的 綜合考慮 為了提高塑件的精度以及結(jié)合模具結(jié)構(gòu)制造 初步擬定為一模一腔 注射機(jī)的選擇 1 塑件的體積 1 塑件的投影面積 利用Pro E分析得到該塑件的投影面積為3038 02mm 2 計(jì)算塑件的體積 利用Pro E建模分析質(zhì)量屬性得到體積 V 5869mm 5 869cm 3 計(jì)算塑件的重量 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊查得ABS的密度為 1 05g 則塑件的質(zhì)量為W V 5 869cm1 05g 6 162g 4 澆注系統(tǒng)冷凝料體積的初步估算 由于澆注系統(tǒng)的冷凝料在設(shè)計(jì)之前不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值 但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑料件體積的0 2 1倍來估算 由于本次采用的流道簡單 但塑件體積較小 因此按1倍來計(jì)算 則為5 869cm 注射機(jī)的選擇 5 所需塑料總體積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1個(gè)塑件體積之和 為V總 2 5 869 11 724cm2 注射機(jī)型號的確定 1 根據(jù)塑件的體積初步選定用海天SA600 100的A型型注塑機(jī) 2 SA600 100型注塑機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格如下表4 2 澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng) 一 澆注系統(tǒng)1 主流道的設(shè)計(jì)為了方便將凝料從主流道中拔出 將主流道設(shè)計(jì)為圓錐形式 主流道的表面粗糙度值Ra小于等于0 8 m 主流道長度L根據(jù)定模座板厚度確定 在能夠?qū)崿F(xiàn)成型的條件下盡量短 以減少壓力損失和塑料耗量 通常L不能超過60mm 本次設(shè)計(jì)L 60 符合要求 主流道如下圖 澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng) 2 分流道的設(shè)計(jì)分流道的形式和尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的體積 壁厚和形狀的復(fù)雜程度來確定分流道的長度的 為了方便加工 分流道截面形狀用圓形 根據(jù)分流道直徑推薦值4 7 9 5 該塑件體積較小 故取分流道直徑 6mm 分流道表面不要求太光潔 表面粗糙度取1 6 m左右即可 這可增加對外層塑料熔體流動阻力 使外層塑料冷卻皮層固定 3 澆口的設(shè)計(jì)根據(jù)方案的比對 選用頂針式潛伏澆口 其結(jié)構(gòu)形式如下圖 澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng) 4 冷料穴的設(shè)計(jì) 1 主流道冷料穴的設(shè)計(jì)主流道冷料井設(shè)計(jì)成帶有拉料桿桿的冷料井 底部由一根拉料桿組成 拉料桿桿裝于推桿固定板上 與拉料桿脫模機(jī)構(gòu)連用 冷料井的孔設(shè)計(jì)成倒Z形 便于將主流道凝料拉出 當(dāng)其被推出時(shí) 塑件和流料凝道能自動墜落 易于實(shí)現(xiàn)自動化操作 2 分流道冷料穴的設(shè)計(jì)在分流道的一端設(shè)計(jì)一個(gè)冷料穴 另外在推桿的下端也設(shè)計(jì)成一個(gè)小圓形的冷料穴 二 排氣系統(tǒng)本次設(shè)計(jì)的模具可由頂針 斜頂 分型面的間隙排氣 故無需另外設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng) 成型零件的設(shè)計(jì) 一 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于零件形狀比較復(fù)雜 為了方便加工以及凸凹模以后的更換 凸凹模的設(shè)計(jì)均采用整體嵌入式制造 并用螺絲固定 左圖為公模仁 右圖為母模仁 成型零件的設(shè)計(jì) 二 成型零件的工作尺寸計(jì)算 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 1 導(dǎo)柱導(dǎo)套在實(shí)際生產(chǎn)中 模具設(shè)計(jì)通常購買標(biāo)準(zhǔn)模架 其中包括了導(dǎo)柱導(dǎo)套 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)套和導(dǎo)柱 根據(jù)模架的尺寸結(jié)構(gòu)選用 20的導(dǎo)柱 然后選用相對應(yīng)的導(dǎo)套 其結(jié)構(gòu)如下圖 2 中托司也叫頂針板導(dǎo)柱 其主要作用是供頂針板頂出與復(fù)位時(shí)的導(dǎo)向 可以防止模具上的頂針磨損 卡死 燒壞等 一般情況小型模具是不用另設(shè)導(dǎo)向作用的 但本模具設(shè)計(jì)了斜頂抽芯機(jī)構(gòu) 為了保證斜頂?shù)倪\(yùn)動平穩(wěn) 設(shè)計(jì)四根中托司導(dǎo)向 規(guī)格為 其結(jié)構(gòu)如下圖 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 三 定位柱手機(jī)殼屬于高精度的產(chǎn)品 僅僅依靠導(dǎo)柱導(dǎo)套的配合定位是不夠的 所以為了保證動定模之間的高精度配合 本套模具設(shè)計(jì)了四個(gè)錐面定位柱對稱分布 錐面定位柱購買標(biāo)準(zhǔn)件 其結(jié)構(gòu)如圖7 3所示 推出機(jī)構(gòu) 該塑件的上端有一處倒鉤 故在該處設(shè)計(jì)斜頂機(jī)構(gòu)成型以及推出 中間的凸臺設(shè)計(jì)4根扁頂針推出 由于采用頂針潛伏式澆口 故應(yīng)采用特殊頂針放置在澆口的位置 特殊推桿的直徑 3 5 其他位置設(shè)計(jì)成普通頂針 其直徑為 3 所有頂針均用購買標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格 再根據(jù)實(shí)際情況加工出所需要的形狀 下圖扁推桿與特殊推桿的形狀 復(fù)位機(jī)構(gòu) 為了保證推出機(jī)構(gòu)在工作過程中靈活 平穩(wěn) 每次合模后推出元件能回到原來的位置 通常需要設(shè)計(jì)復(fù)位機(jī)構(gòu) 本次設(shè)計(jì)利用復(fù)位桿復(fù)位與彈簧復(fù)位 既是利用彈簧先復(fù)位裝置 買標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)已有復(fù)位桿 無需要自行設(shè)計(jì) 為了避免工作時(shí)彈簧扭斜 將彈簧裝在復(fù)位桿桿上 標(biāo)準(zhǔn)件壓縮彈簧的規(guī)格為TF30 16 70 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 一 斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)是利用斜導(dǎo)柱等零件把開模力傳遞給側(cè)型芯或側(cè)向成型塊 使之產(chǎn)生側(cè)向遠(yuǎn)動完成抽芯與分型動作 其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊 動作安全可靠 加工制造方便 本次設(shè)計(jì)的手機(jī)上殼 多處要用設(shè)計(jì)成抽芯機(jī)構(gòu) 其中手機(jī)上殼的頂部 有兩個(gè)大小 形狀一樣的方孔 形狀如左圖所示 兩孔之間的距離較近 為了簡化模具 將其兩個(gè)孔做成整體的型芯 并設(shè)計(jì)成斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 1 斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)2 滑塊的結(jié)構(gòu)形式3 導(dǎo)滑槽的結(jié)構(gòu)形式 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 3 楔緊塊的結(jié)構(gòu)形式4 滑塊定位裝置形式 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 二 彈簧側(cè)向抽芯設(shè)計(jì)彈簧側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)較簡單 是利用彈簧的彈力來實(shí)現(xiàn)側(cè)向抽拔運(yùn)動的 在抽拔過程中 彈簧力越來越小 故一般多用于抽拔力和抽拔距都不大的場合 該塑件的右邊有一處倒鉤 如下圖所示 其整體外形尺寸較小 抽芯距小 抽芯力也不大 所了為了簡化模具 采用彈簧側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 其抽芯原理是合模時(shí) 靠楔緊塊將側(cè)型芯滑塊鎖緊 開模后 楔緊塊與側(cè)型芯滑塊脫離 在壓縮彈簧的回復(fù)力作用下滑塊做側(cè)向短距離抽芯 滑塊的設(shè)計(jì)原理與斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)基本相同 所以設(shè)計(jì)的滑塊形式 導(dǎo)滑槽形式 楔緊塊形式以及定位裝置方式都相同 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 三 斜頂內(nèi)側(cè)抽芯設(shè)計(jì)當(dāng)塑件的內(nèi)側(cè)出現(xiàn)凹 凸形狀或制品頂端內(nèi)表面出現(xiàn)L型倒鉤等情況時(shí) 通常使用斜頂側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 該抽芯的特點(diǎn)是利用推出機(jī)構(gòu)的推力驅(qū)動斜銷頂向運(yùn)動 在塑件被推出脫模的同時(shí)由斜頂完成側(cè)分型與抽芯動作 其結(jié)構(gòu)也比斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)簡單的多手機(jī)上殼的上端的內(nèi)表面如下圖所示 有個(gè)L型的倒鉤 需設(shè)計(jì)斜頂機(jī)構(gòu) 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 2 倒鉤的結(jié)構(gòu)形式 冷卻系統(tǒng) 塑料模具的溫度直接影響到塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)率 為了塑料成型周期 需要對模具進(jìn)行冷卻 在注射 保壓完成后帶走塑件從熔融到模具所釋放的熱量 冷卻形式一般是在型腔 型芯等部位合理的設(shè)置水路 注射模具的溫度變化是一個(gè)多樣化的 各局部溫度的變化有明顯的不同 冷卻水道的位置 水道的結(jié)構(gòu)形式 孔徑 塑料 水的流速 模具材料等因素都會影響模具的熱量的傳遞 故冷卻系統(tǒng)的精確計(jì)算比較困難 在實(shí)際的生產(chǎn)中 往往根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來確定冷卻水孔的大小 再通過調(diào)節(jié)冷卻水流量及流速來達(dá)到控制模溫 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 a 冷卻水道應(yīng)盡可量多 截面尺寸應(yīng)盡量大 b 冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等 c 澆口處加強(qiáng)冷卻 d 冷卻水道出 入口溫差應(yīng)盡量小 e 冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置 f 冷卻水道的設(shè)計(jì)還必須盡量避免接近塑件的熔接部位 本次設(shè)計(jì)采用常用的循環(huán)冷卻水路 因?yàn)樵撝破返某叽巛^小以及制件的壁厚為1 2 所以水孔的直徑設(shè)計(jì)為6mm 根據(jù)上面的模流分析可知該模具的水路設(shè)計(jì)是比較合理的 標(biāo)準(zhǔn)模架 根據(jù)以上的分析 計(jì)算并考慮腔的尺寸 模架的壽命以及側(cè)抽芯強(qiáng)度 剛度的影響等 選用龍記大水口標(biāo)準(zhǔn)模架CI2330型模架 其結(jié)構(gòu)如下圖 定模板厚度 60mm動模板厚度 60mm墊塊厚度 80mm動模座板厚度 25mm定模板厚度 25mm推板固定板厚度 15mm推板厚度 20mm 其他零部件的設(shè)計(jì) 一 定位圈的結(jié)構(gòu)二 拉料桿的結(jié)構(gòu) 校核 一 最大注射量的校核二 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力校三 模具厚度H與注射機(jī)閉合高度的校核四 開模行程校核 主要零件加工工藝 一 公模仁 主要零件加工工藝 二 母模仁 總裝配圖 參考文獻(xiàn) 1 屈華昌 伍建國 塑料模具設(shè)計(jì) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社1993 2 屈華昌主編 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 第二版 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社2007 3 陸寧 實(shí)用注塑模具設(shè)計(jì) M 北京 輕工業(yè)出版社2000 4 夏巨諶 李志剛 中國模具設(shè)計(jì)大典 電子版 5 王衛(wèi)兵主編 Moldflow中文版注塑流動分析案例導(dǎo)航視頻教程 M 北京 清華大學(xué)出版社 2008 謝謝