手機(jī)蓋注塑模具設(shè)計(jì)【一模四腔】【說明書+CAD】

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本文介紹了模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，接著大概闡述了塑料注射模具種類、材料、分類、分型面選擇及其它方面的知識(shí)，最后介紹了設(shè)計(jì)模具的要求。 關(guān)鍵詞 模具 塑料注射模 分型面 1 模具行業(yè)的發(fā)展 模具是機(jī)械制造業(yè)中技術(shù)先進(jìn)、影響深遠(yuǎn)的重要工藝裝備,具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量?jī)?yōu)良、工藝適應(yīng)性好等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。2007年中國模具工業(yè)產(chǎn)值達(dá)到710億元,增長(zhǎng)率保持在25%的高水平,行業(yè)的生產(chǎn)能力約占世界總量的10%,僅次于日本、美國而位列世界第三[1]。當(dāng)前，我國模具制造方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，差距較大主要表現(xiàn)在[2]： (1) 標(biāo)準(zhǔn)化程度低。 (2) 模具制造精度低、周期長(zhǎng)。 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、擴(kuò)大工藝應(yīng)用范圍；提高零件精度、減少制造周期、提高模具壽命；模具的標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化、管理的統(tǒng)一化及等級(jí)化；提高專業(yè)人員的技術(shù)水平。 2 塑料模具簡(jiǎn)介 2．1 塑料注射模的概念 所謂塑料注射模，就是預(yù)先在兩塊或者多塊模具專用金屬上面挖出一個(gè)空的腔體，然后通過高壓將融化的塑料粒子注入腔內(nèi)，冷卻后取出得到塑料制品所需的模具[3]。由于注射模有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。 2．2 塑料模具的種類 (1) 注射模 由注射機(jī)的螺桿或柱塞使料筒內(nèi)塑化熔融的塑料，經(jīng)注射機(jī)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)注入閉合的模具行腔，塑料在行腔內(nèi)保壓冷卻定型而成型，這種發(fā)法稱為注射成型[4]。其使用的模具稱為注射模。注射模主要用于熱塑性塑件的成形，也可用于熱固性塑件的成型。 壓縮模 借助加熱和加壓使直接放入行腔內(nèi)的塑料熔融并固化成型，這種成型方法稱為壓縮成型。其所使用的模具稱為壓縮模。壓縮模多用于熱固性塑件成型。 (2) 壓注模 用過柱塞使在加料腔內(nèi)受熱塑化的熔融熱固性塑件，經(jīng)澆注系統(tǒng)壓入被加熱的閉合行腔并固化成型，這種方法稱為壓注成型。其所使用的模具稱為壓注成型模具 (3) 擠出模 利用擠出機(jī)的加熱加壓裝置，使處于黏流狀態(tài)的塑料在高溫高壓下用過具有特定斷面形狀的機(jī)頭口模，并經(jīng)了冷卻定型而成型，以獲得具有所需斷面形狀的連續(xù)型材，這種成型法方稱為擠出成型。 (4) 中空吹塑模 將擠出或注射出來的處于半熔融狀的管狀型坯置于閉合的模具行腔內(nèi)，借助壓縮空氣使管狀型坯膨脹而緊貼于模具行腔壁，冷卻定型后獲得中空塑件，這種成型方法稱為氣壓成型。 2．3 塑料模具的生產(chǎn)過程 (1) 塑件的工藝性分析 (2) 塑料模具的設(shè)計(jì) (3) 塑料模具的制造 (4) 塑料模具的裝配與調(diào)試[5] 3 塑料概述 3．1 塑料的組成 塑料以合成樹脂為主要成分，根據(jù)不同需要添加不同添加劑組成的高分子化合物。 (1) 合成樹脂 合成樹脂是人們模仿天然樹脂的成分采用化學(xué)方法由人工制取得到的。它是塑件的基本成分，決定了塑料的基本性能，并將塑料中的其他成分黏合為一個(gè)整體，從而使其具有要求的機(jī)械性能。 (2) 填充劑 為了降低成本，在和成樹脂中加入一些廉價(jià)材料，稱為填充劑[6]。填充劑還可以改善塑料的某些性能，如塑料的硬度，剛度，沖擊強(qiáng)度等。 (3) 增塑劑 為了增加塑料的柔韌性，改善流動(dòng)性，常在聚合物中加入液態(tài)或低熔點(diǎn)的固態(tài)有機(jī)化和物，即增速記。增塑劑的加入會(huì)降低塑料的穩(wěn)定性，介電性能和機(jī)械強(qiáng)度。因此在塑料中應(yīng)盡可能的減少增塑劑含量。 (4) 穩(wěn)定劑 穩(wěn)定劑的作用是減緩或阻止塑料在成型加工和使用過程中產(chǎn)生降解。 (5) 潤(rùn)滑劑 潤(rùn)滑劑對(duì)塑料的表面起潤(rùn)滑作用，防止熔融的塑料在成型過程中黏附在成型設(shè)備或模具上，它還可以改善熔體的流動(dòng)性能。 (6) 著色劑 合成樹脂的本色都是白色半透明或無色透明的，在工業(yè)生產(chǎn)中常利用著色劑來增加塑件色彩。 3．2 塑料的分類 (1) 按合成樹脂的分子結(jié)構(gòu)及其熱性能分類[7] (a) 熱塑性塑料 主要有聚乙烯、聚丙烯、有機(jī)玻璃、聚甲醛、ABS等 (b) 熱固性塑料 主要有酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧塑料、不飽和聚酯塑料等 (2) 按塑料的性能及用途分類 (a) 通用塑料 主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯與氨基塑料等六大品種 (b) 工程塑料 主要有尼龍、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚四氟乙烯等 (c) 特殊塑料 氟塑料、有機(jī)硅樹脂、環(huán)氧樹脂等 4 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4．1 注射模的結(jié)構(gòu)組成 (1) 成型零件 (2) 澆注系統(tǒng) (3) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) (4) 推出機(jī)構(gòu) (5) 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) (6) 模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng) (7) 排氣系統(tǒng) (9) 標(biāo)準(zhǔn)模架[8] 4．2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機(jī)噴嘴射出后到達(dá)行腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道，其主要作用是使來自注射機(jī)噴嘴的塑料熔體平穩(wěn)而順利的充模、壓實(shí)和保壓。普通流道澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴組成[9]。 (1) 主流道設(shè)計(jì) 由于主流道部分與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，所以常常將主流道部分設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套，以便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)加工和熱處理，延長(zhǎng)其使用壽命。 (2) 分流道設(shè)計(jì) 分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體流動(dòng)的通道。用于一模多腔或單型多澆口的場(chǎng)合。在分流到的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮盡量減小在流道內(nèi)的壓力損失和盡肯能避免熔體溫度的降低，同時(shí)還應(yīng)考慮減小流道的容積。 (3) 澆口設(shè)計(jì) 澆口的尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，斷面面積約為分流道斷面積的3%～9%，斷面形狀為矩形或圓形，澆口的長(zhǎng)度約為1mm～1.5mm。在設(shè)計(jì)澆口時(shí)往往先取較小的尺寸值，以便試模時(shí)逐步加以改正。 (4) 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴一般設(shè)計(jì)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上，其底部常制作成曲折的鉤型或下陷凹槽，公稱直徑與主流道大端直徑相同或略大些，深度約為直徑的1倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積。 4．3 分型面的設(shè)計(jì) 選擇分型面的總的原則是保證塑件質(zhì)量，且便于塑件脫模和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，所以一般將分型面選在塑件外形最大輪廓處[10]。分型面的選擇還應(yīng)考慮以下幾方面。 (1) 有利于塑件脫模和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu) (2) 有利于保證塑件質(zhì)量和尺寸精度 (3) 有利于側(cè)向抽芯 (4) 有利于防止溢料 (5) 有利于排氣 (6) 有利于成型零件加工 4．4 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) (1) 推桿的設(shè)計(jì) 推桿推出機(jī)構(gòu)是最簡(jiǎn)單、最常用的一種形式，由于設(shè)置推桿的位置自由度較大，其截面大部分為圓形，容易制造，推出時(shí)阻力小，推出動(dòng)作靈活可靠，損壞后更換方便，因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用[11]。 (2) 推管的設(shè)計(jì) 推管的固定形式應(yīng)適用于型芯的固定形式，內(nèi)徑與型芯配合，外徑與模板配合，一般均采用間隙配合，對(duì)于小直徑推管取為H8/f7。推管與型芯的配合長(zhǎng)度比推出行程s大3mm到5mm，推管與模板的配合長(zhǎng)度為推管外徑的2倍，其余部分?jǐn)U孔，間隙為0.5mm。 (3) 推板件設(shè)計(jì) 推板件與型芯按一定配合精度向配合，能夠在塑件的整個(gè)周邊端面上進(jìn)行推出。但由于推板件和型芯有摩擦，所以推板件也必須進(jìn)行淬火處理，以提高其耐磨性。 (4) 復(fù)位桿設(shè)計(jì) 復(fù)位桿一般設(shè)置在推桿固定辦的四周，以保證推出機(jī)構(gòu)和模復(fù)位時(shí)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。 (5) 導(dǎo)向零件設(shè)計(jì) 一般的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是將所推板導(dǎo)柱固定在動(dòng)模座板上，導(dǎo)柱同時(shí)還起支撐作用，以減少支撐板的彎曲變形。 5 模具的計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)技術(shù) 模具的計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)技術(shù)主要應(yīng)用在數(shù)控銑削加工、線切割加工、電火花加工等方面[12]。CAM技術(shù)尤其是在復(fù)雜模具的型腔、型芯及電極的銑削加工中起著更加重要的作用。利用模具CAM技術(shù)在電腦上模仿機(jī)床的加工過程, 能直觀反映加工的結(jié)果, 能直接評(píng)估加工后零件的質(zhì)量, 能檢查出加工的錯(cuò)誤。在檢查加工后零件的質(zhì)量時(shí), 可在電腦上對(duì)加工后的實(shí)體模型進(jìn)行任意的剖切, 直接測(cè)量其尺寸和精度。因此, 它能把錯(cuò)誤消除在加工工藝編程設(shè)計(jì)階段, 減少加工后的修補(bǔ)和返工, 大大提高模具的制造效率和質(zhì)量。 綜上所述, 模具CAD集成技術(shù)就是應(yīng)用于模具制造各個(gè)環(huán)節(jié)的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)和實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)信息集成的技術(shù)[13]。研究手機(jī)蓋注射模CAD是順應(yīng)當(dāng)前模具制造行業(yè)發(fā)展需要的，具有重大的意義。 6 總結(jié) 由此可得，我國模具制造，應(yīng)該向以下所述的幾點(diǎn)進(jìn)行實(shí)行。這樣對(duì)我國的模具行業(yè)有巨大的歷史意義，這影響著我國能不能走到世界的前列和引領(lǐng)模具技術(shù)潮流。一是CAD/CAE/CAM計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、模擬、制造一體化。二是先進(jìn)設(shè)備在現(xiàn)代模具制造中的作用。三是模具材料及表面處理技術(shù)[14]。模具技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì)主要是朝信息化、高速化生產(chǎn)與高精度化發(fā)展。 模具制造產(chǎn)業(yè)是制造產(chǎn)業(yè)之一，而制造產(chǎn)業(yè)標(biāo)志著一個(gè)國家的綜合國力及技術(shù)水平。因此大力發(fā)展模具制造產(chǎn)業(yè)是國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中所必須計(jì)劃到的[15]。本次設(shè)計(jì)塑料模具雖然不能為整個(gè)行業(yè)做出什么貢獻(xiàn)，但我希望能夠通過本次的設(shè)計(jì)制作有所體會(huì)和認(rèn)識(shí)，發(fā)現(xiàn)一些問題，提供一些有用的資料。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 邱建新，李發(fā)根，李國祿.模具工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)綜述[M].模具產(chǎn)業(yè),2005. [2] 徐政坤.沖壓模具設(shè)計(jì)與制造.機(jī)械工業(yè)出版社，1998. [3] 翁其金.塑料模具設(shè)計(jì)與制造.北京工業(yè)出版社，1999. [4] 武良臣.塑料成型加工與模具.化學(xué)工業(yè)出版社，1986. [5] 濮良貴，紀(jì)名剛.塑料成型基礎(chǔ)及模具設(shè)計(jì)[M].第八版，北京：高等教育出版社，2006. [6] 王先逵.塑料模設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004. [7] 章飛.實(shí)用模具材料[J].產(chǎn)品與技術(shù)，1999，11（4）：92～93. [8] 徐發(fā)仁.模具設(shè)計(jì)與制造.重慶大學(xué)出版社，2006. [9] 徐璉，邱宣懷.模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[S].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991. [10] 歐陽德.雙分型面注射模中的幾種定距分型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).北京工業(yè)出版社，1986 [11] 陸寧.實(shí)用注塑模具設(shè)計(jì).西安工業(yè)出版社，1995 [12] 朱光力，高峰.三維機(jī)械設(shè)計(jì)[M].第七版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006. [13] 劉友才，肖繼德.Pro/ENGINEER塑料模具設(shè)計(jì)入門與實(shí)踐.機(jī)械工業(yè)出版社，2002. [14] 齊衛(wèi)東.國內(nèi)外模具技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)[J].中國機(jī)械工程1998. [15] 機(jī)械工程手冊(cè)編輯組.模具工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及企業(yè)特征[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.  畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告 ２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 一、本課題要研究及解決的問題 本課題主要研究手機(jī)蓋的設(shè)計(jì)。具體工作要求如下： (1) 手機(jī)蓋殼體的工藝性分析。 (2) 模具結(jié)構(gòu)方案。 (3) 選擇注射機(jī)。 (4) 注射模具圖的繪制。 二、本課題擬采用的研究手段（途徑） (1) 通過手機(jī)蓋的塑件圖或塑件三維實(shí)體模型，充分了解它的形狀的特征、用途、使用要求、透明度、尺寸公差、表面粗糙度、表面質(zhì)量以及應(yīng)許的變形范圍等內(nèi)容，檢查其成型工藝性，確認(rèn)各個(gè)細(xì)節(jié)符合注射成型的工藝條件。 (2) 根據(jù)手機(jī)蓋的結(jié)構(gòu)行確定為一模四腔 (3) 塑件采用側(cè)澆口成型 (4) 熟悉生產(chǎn)手機(jī)蓋塑件可供選用的注射機(jī)的性能、規(guī)格、特點(diǎn)及模具設(shè)計(jì)有關(guān)的技術(shù)參數(shù)（如最大注射力、鎖模力、注射壓力、裝模高度、噴嘴尺寸、頂出裝置及尺寸、模具安裝尺寸、開模行程等），并根據(jù)塑件及澆注系統(tǒng)凝料的總體積或重量，初步確定所選注射機(jī)的規(guī)格型號(hào)。 (5) 繪制手機(jī)蓋裝配圖，繪制手機(jī)蓋零件圖，復(fù)核設(shè)計(jì)樣圖。  畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告 指導(dǎo)教師意見： 1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語： 2．對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日