手機(jī)電池面板塑料模具設(shè)計(jì)
50頁 15000字?jǐn)?shù)+論文說明書+任務(wù)書+13張CAD圖紙【詳情如下】
任務(wù)書 .doc
冷卻水管A4.dwg
動模板A4.dwg
動模鑲塊A3.dwg
壓塊A4.dwg
型芯2A4.dwg
型芯A4.dwg
外文翻譯--模流仿真在電子封裝中的應(yīng)用 原版.pdf
外文翻譯--模流仿真在電子封裝中的應(yīng)用.doc
定模鑲塊A3.dwg
手機(jī)電池面板塑料模具總裝配圖A0.dwg
手機(jī)電池面板塑料模具設(shè)計(jì)開題報(bào)告.doc
手機(jī)電池面板塑料模具設(shè)計(jì)論文.doc
擋塊A4.dwg
擺鉤A4.dwg
澆口A4.dwg
滑塊2A2.dwg
滑塊A2.dwg
手機(jī)電池面板塑料模具設(shè)計(jì)
目 錄
第一章 塑件的成形工藝性分析 2
1.1、塑件材料的選擇及其結(jié)構(gòu)分析 2
1.2、ABS的注射成型工藝 3
1.3、ABS性能分析 4
1.4、ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施： 6
第二章 模具結(jié)構(gòu)形式的擬定 7
2.1、確定型腔數(shù)量及排列方式 7
2.2、模具結(jié)構(gòu)形式的確定 8
第三章 注塑機(jī)型號的確定 9
3.1、有關(guān)塑件的計(jì)算 9
3.2、注射機(jī)型號的確定 9
3.3、注射機(jī)及型腔數(shù)量的校核 10
3.4、注射機(jī)及參數(shù)量的校核 10
第四章 分型面位置的確定 14
4.1分型面的形式 14
4.2分型面的確定 15
第五章 澆注系統(tǒng)的形式和澆口的設(shè)計(jì) 17
5.1、澆注系統(tǒng)的尺寸 17
5.2、主流道的設(shè)計(jì) 18
5.3、冷料井的設(shè)計(jì) 22
5.4、分流道的設(shè)計(jì) 23
5.5、澆口的設(shè)計(jì) 26
5.6、澆注系統(tǒng)的平衡 28
5.7、澆注系統(tǒng)斷面尺寸計(jì)算 29
第六章 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 32
第八章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 36
第九章 成型零件的設(shè)計(jì) 43
設(shè)計(jì)總結(jié) 49
參考文獻(xiàn) 50
第一章 塑件的成形工藝性分析
1.1、塑件材料的選擇及其結(jié)構(gòu)分析
1、塑件（手機(jī)電池面板）模型圖：
圖1-1 塑件圖
2、塑件材料的選擇：選用ABS（即丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物）。
3、色調(diào)：黑色。
4、生產(chǎn)批量：大批量。
5、塑件的結(jié)構(gòu)與工藝性分析：
（1）結(jié)構(gòu)分析
塑件為手機(jī)電池面板的上半部分，應(yīng)有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，由于中間有手機(jī)的按鍵及手機(jī)顯示屏，后面有與后蓋聯(lián)接的塑料倒扣，所以應(yīng)保證它有一定的裝配精度；由于該塑件為手機(jī)電池面板，因此對表面粗糙度要求不高。
（2）工藝性分析
精度等級：采用5級低精度
脫模斜度：塑件外表面 40′－1°20′ 塑件內(nèi)表面 30′－1°（脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)，塑件外形以型腔大端為準(zhǔn)，塑件內(nèi)形以型芯小端為準(zhǔn)。）
1.2、ABS的注射成型工藝
1、注射成型工藝過程
（1）預(yù)烘干--→裝入料斗--→預(yù)塑化--→注射裝置準(zhǔn)備注射--→注射--→保壓--→冷卻--→脫模--→塑件送下工序
（2）清理模具、涂脫模劑--→合模--→注射
2、ABS的注射成型工藝參數(shù)
（1）注射機(jī)：螺桿式
（2）螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）：30——60（選30）
（3）預(yù)熱和干燥：溫度（°C） 80——85
時間 (h) 2——3
（4）密度（g/ cm3）:1.02——1.05
（5）材料收縮率（℅）：0.3——0.8
（6）料筒溫度（°C）：后段 150——157
中段 165——180
前段 180——200
（7）噴嘴溫度（°C）：170——180
（8）模具溫度（°C）：50——80
（9）注射壓力（MPa）：70——100
（10）成形時間（S）：注射時間 20——90
高壓時間 0——5
冷卻時間 20——120
總周期 50——220
設(shè)計(jì)總結(jié)
通過三個多月對手機(jī)電池面板塑料模具設(shè)計(jì)，我注塑模具的設(shè)計(jì)方法與流程有了一個比較全面的了解。在這個不斷設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)、再設(shè)計(jì)的反復(fù)操作過程中，我們潛移默化地學(xué)習(xí)到了一種科學(xué)的設(shè)計(jì)思路和方法，這對我們以后的工作態(tài)度和方法將產(chǎn)生積極的影響。特別是在利用現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)上，我有了很多的自己的設(shè)計(jì)思想。
在設(shè)計(jì)的過程中，遇到了很多的問題，尤其是在流道的設(shè)計(jì)、抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及成型零件的計(jì)算等方面，費(fèi)了很多周折，也走了很多彎路。而在裝配圖的繪制中，又遇到了前面設(shè)計(jì)上的很多結(jié)構(gòu)錯誤，對細(xì)節(jié)的反復(fù)修改較多。經(jīng)過很長時間的思考和查閱資料，才成功地完成了本套模具的設(shè)計(jì)過程。
當(dāng)然，本模具的設(shè)計(jì)也存在了很多的問題，在實(shí)際中也許并沒有辦法正常運(yùn)作。畢竟是在學(xué)校做畢業(yè)設(shè)計(jì)，難免會存在各種各樣的問題
在模具的設(shè)計(jì)過程中，很多時候都是依靠同學(xué)們的幫助和老師的指導(dǎo)，才能順利地繼續(xù)往下設(shè)計(jì)，在這里要感謝同學(xué)的幫助，也向各位指導(dǎo)老師表示衷心的感謝！
參考文獻(xiàn)
1. 唐志玉.塑料模具設(shè)計(jì)師指南.國防工業(yè)出版社,1996.6.
2. 許鶴峰，陳言秋.注塑模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)與圖例.化學(xué)工業(yè)出版社.1999.7
3. 陳孝康，陳炎嗣，周興隆.實(shí)用模具技術(shù)手冊.中國輕工業(yè)出版社.2001.1
4. 四川大學(xué)，北京化工大學(xué)，天津輕工業(yè)學(xué)院.塑料成形模具.中國輕工業(yè)出版社.1982.6
5. 周炳堯等.模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1996.6
6. 廖念釗等.互換性與技術(shù)測量.中國計(jì)量出版社。1991.10
7. 保修成.高分子工程材料.北京航空航天大學(xué)出版社.1992.5
8. 中國機(jī)械工業(yè)協(xié)會熱處理分會.熱處理工程師手冊.機(jī)械工業(yè)出版社.1999.5
9. 黃圣杰等PRO/EGNGINEER2001高級開發(fā)實(shí)例.電子工業(yè)出版社.2002.2
10. 嚴(yán)烈.PRO/ENGINEER2000iNC加工實(shí)例寶典.冶金工業(yè)出版社.2001.6
11. 林清安.PRO/ENGINEER 2000i2模具設(shè)計(jì).北京大學(xué)出版社2001.8
12. 林清安.PRO/ENGINEER 2000i2零件設(shè)計(jì)實(shí)務(wù).北京大學(xué)出版社.2001.4
13. 鐘建琳. PRO/ENGINEER 2000i零件造型實(shí)用教程.機(jī)械工業(yè)出版社.2001.10
14. 林程，吳志成，張紅. PRO/ENGINEER 2000i2范例教程.2000.12
15. 柳迎春.PRO/ENGINEER 20001曲面設(shè)計(jì).北京大學(xué)出版社.2002.1
16. 林清安.PRO/ENGINEER 2000i零件組合.北京大學(xué)出版社2001.3
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 系 ： 機(jī)械工程 系 專 業(yè) ： 機(jī)械工程及自動化 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號： 設(shè)計(jì) (論文 )題目 ： 手機(jī)電池面板塑料模具設(shè)計(jì) 起 迄 日 期 : 2010年 2月 24 日 ~2010年 6月 10 日 設(shè)計(jì) (論文 )地點(diǎn) : 指 導(dǎo) 教 師 : 專業(yè)負(fù)責(zé)人 : 發(fā)任務(wù)書日期 : 2010 年 2 月 24 日 任務(wù)書填寫要求 1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng) 學(xué)生所在專業(yè) 的負(fù)責(zé)人 審查、系領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生； 2． 任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼； 3． 任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)及系主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫； 4． 任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“系”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號； 5． 任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫，應(yīng)按照國標(biāo) 714— 2005《文后參考文獻(xiàn) 著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性； 6． 有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo) 7408— 2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“ 2008 年 3 月 15 日”或“ 2008 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書 1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的： 1． 培養(yǎng)獨(dú)立運(yùn)用機(jī)械工程及自動化的理論知識進(jìn)行模具中機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力； 2． 較熟練使用 件進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)的能力； 3． 初步掌握使用 行塑料流動仿真的能力。 2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 1． 課題任務(wù) 本課題 針對手機(jī)電池面板設(shè)計(jì)一套塑料模具， 利用 術(shù)在計(jì)算機(jī)上對整個注塑成型過程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況， 從而為模具設(shè)計(jì)提供最佳方案 。 2． 課題要求 本課題根據(jù)已提供的手機(jī)電池面板三維 型，設(shè)計(jì)一套較高質(zhì)量的注塑模具。 首先使用 件進(jìn)行模具注塑仿真，從而選擇最 近的澆口位置。然后分別設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)、頂出機(jī)構(gòu)、側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向系統(tǒng)及固定和安裝裝置。 本課題要求學(xué)生具備較好機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)理論知識與實(shí)際應(yīng)用能力。并且能運(yùn)用 三維件 進(jìn)行機(jī)械輔助設(shè)計(jì)，從而培養(yǎng)學(xué)生較好的 力。同時應(yīng)具備繪制和閱讀機(jī)械圖樣能力。 要求學(xué)生積極、廣泛地收集相關(guān)資料，查閱參考文獻(xiàn)。翻譯相關(guān)英文資料。 在做論文期間，要求學(xué)生抓緊有限時間，用于畢業(yè)設(shè)計(jì)。根據(jù)課題工作進(jìn)度計(jì)劃，按期完成相關(guān)工作。應(yīng)有端正、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，定期匯報(bào)工作成績。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書 3．對本畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、圖表、實(shí)物樣品等〕： 1. 完成模具總體方案設(shè)計(jì) 和 手機(jī)電池面板模流仿真分析報(bào)告 ； 2. 用 件 建立各零件實(shí)體和結(jié)構(gòu)的裝配體模型，并運(yùn)用 制模具的裝配圖和主要零件的工程圖； 3. 完成畢業(yè)論文的撰寫。 4．主要參考文獻(xiàn)： [1] 蔣桂芝，王麗 J]. 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2008， 21（ 4）： 197[2] 周其炎． M]．北京：電子工業(yè)出版社， 2007. [3] 單巖，王蓓，王剛 M]華大學(xué)出版社， 2004. [4] 王剛，單巖 具分析應(yīng)用實(shí)例 [M]華大學(xué)出版社， 2005. [5] 俞華英 ， 金 杰 ， 呂 圣 薄壁注塑件的工藝參數(shù)的優(yōu)化 [J]2008， 36（ 4）： 460[6] 張國強(qiáng) . 塑料模具設(shè)計(jì)與生產(chǎn)應(yīng)用 [M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出社， 2005. [7] 賀華波，鄧益民，李紅林 . 基于 薄壁注塑件成形工藝優(yōu)化 設(shè)計(jì) [J]. 電加工與模具：設(shè)計(jì)研究， 2006，（ 1）： 38241. [8] 余衛(wèi)東 . J]. 2001，（ 6） . [9] 恒盛杰 M]．北京：中國青年出版社， 2008． [10] 李翔鵬 M]民郵電出版社， 2009. [11] 丁國軍 . J]2008， 6： 13[12] 申長雨，李倩 M]南科學(xué)技術(shù)出版社， 1998. [13] 吳崇峰 ]國輕工業(yè)出版社， 2000. [14] 楊裕國 M]學(xué)工業(yè)出版社， 2003. [15] 朱光力 M]華大學(xué)出版社， 2005. [16] 肖愛民，戴峰澤，袁鐵軍 注塑模具設(shè)計(jì)與制造 [M]學(xué)工業(yè)出版社，2007. [17] 齊衛(wèi)東 設(shè)計(jì)手冊 [M]京理工大學(xué)出版社， 2008. [18] 付宏生 M]學(xué)工業(yè)出版社， 2006. [19] 黃曉燕 M]?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2007. 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書 5．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃： 起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容 2010 年 2 月 24 日 ~ 3 月 19 日 3 月 20 日 ~ 3 月 31 日 4 月 1 日 ~ 4 月 14 日 4 月 15 日 ~ 4 月 30 日 5 月 1 日 ~ 5 月 25 日 5 月 26 日 ~ 6 月 5 日 完成開題報(bào)告、英文翻譯 完成模具方案設(shè)計(jì)和模流分析 完成模具中各個機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和零件的三維模型 完成工程圖的繪制 完成畢業(yè)論文撰寫 論文答辯 所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 學(xué)院（系）意見： 院（系）領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 Y. P. . D. o., 123, 3, d., 27, he AE in C to MC C is a to In to is to to to of it is , of of of be to of By AE be be to is a a No or a to a An is a it of to of it is to an to A is to a A () is to to a ~ ~~ ~~ ~ & we of be be to or or is as is of to . he by we or to an A of be by it of us to 11. In to of of of be AE be as a to in 2000 l 30 00/$ 2000 F 2, 2009 5:07 he is on a to a to is by a s a an is an is to is a an or 4n is be by by or to to of 6]. A is . . A 4L is to of of to to by of up to . to of as To of be to up of . 4L . 4L of of no is to be as of of be as 13 ir 8 . to be 3 is no ). 8 , at of to us be as as to 2000 l 3 1 F 2, 2009 5:07 . of 3 b . 8 to of no is 6 is to be of ). it to . 16 is to of he of to A 08L is to of 08L 0 PH to a . 08L ue to of on PH is so to so it is 0 PH of of 1). 0. of a 6 PH 08L 1. 0 PH 08L is to 2 of of 000 l 32 F 2, 2009 5:07 to 2. as he of is a 3 & 4 of 56L of -1 o, ............................................ ...... 4 1 K 3. of 56L . ... i 4. of 56L he is to of of ( ( is 5 to 56L an is as 5. HS 56L n 56L to a is no of 6). 2000 l 33 F 2, 2009 5:07 s 1995. 6. no 56L is as a to is of as he to o., r. (. 2. 3. 4. 5. L. T. “C 1993. u, u “1 54L 1998. u . K. “of a 1 s 1999. s 1995. “C in , 1997. 2000 l 34 F 2, 2009 5:07 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )外文資料翻譯 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動化 姓 名： 學(xué) 號： 外文出處： 2000 l 附 件： 指導(dǎo)教師評語： 文獻(xiàn)翻譯符合科技論文語法習(xí)慣 ，語句較通順，用詞較簡練。但還需注意專業(yè)詞匯的合理翻譯。整篇文章翻譯較好。 簽名： 2011 年 3 月 15 日 注： 請將該封面與附件裝訂成冊。 附件 1：外文資料翻譯譯文 模流仿真在電子封裝中的應(yīng)用 中華民國臺灣臺中縣 427 潭子鄉(xiāng)，大芳路， 3 區(qū)， 123 號 凱文蔡，維基劉， 矽品精密工業(yè)股份有限公司 摘要 在 裝中的模具流動 術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)發(fā)展了很多年。然而，由于它的內(nèi)在局限性，精確 預(yù)測在 裝過程中傳遞模塑的 動行為仍然是一個巨大的挑戰(zhàn) 。 在本文中，分析在半導(dǎo)體封裝中的模流的建模技術(shù)已經(jīng)開發(fā)出來了。引導(dǎo)框架將整個成型腔從頂部到底部分成許多個腔。腔厚度是影響 模內(nèi)流動 行為的最重要的因素。頂部和底部腔的大的厚度差異引起不平衡的流動，很容易造成氣泡及下墊板傾斜。有些封裝包，有較大的厚度差異，例如 1 至 3 厚度比的 列封裝包，在成型時有嚴(yán)重不平衡的熔膠流動波前。根據(jù)觀察大量的短 射樣本的流動現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)型腔厚度，粘結(jié)線密度， L / F 開口的尺寸，和表面粗糙度都將影響到 流動行為。在建仿真模型時考慮到上述因素后 ,得到的數(shù)值結(jié)果與 裝的實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果極其一致。熔膠流動波前的數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果將進(jìn)行比較和顯示。進(jìn)一步調(diào)查，提高這種封裝的 塑模性能 的更深入的研究也在進(jìn)行中 。通過使用 件，模塑缺陷可以很容易地發(fā)現(xiàn)，這些 塑模性能的 問題能夠有效地加以改進(jìn)，以減少制造成本和設(shè)計(jì)周期。 導(dǎo)言 很長一段時間以來， 模鑄法 是一個眾所周知的來澆鑄產(chǎn)品的技術(shù)。無論是熱塑性還是熱固性 材料， 模鑄法 為消費(fèi)性產(chǎn)品 提供一種統(tǒng)一的形式，快速，大量生產(chǎn)，容易復(fù)制，甚至是一種低成本的解決方案。對于 模鑄法 穩(wěn)定的流態(tài)是一個簡單而重要的因素，它減少翹曲變形、 金線偏移 砂眼氣孔和殘留壓力 的可能性。但由于封裝設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)的限制，在實(shí)際的生產(chǎn)條件中引入最優(yōu)化的解決方案是非常困難 的。 件然后便成為提供一個更好的解決辦案的提案。 應(yīng)成型軟件（見圖 1 ）是用來預(yù)測模流結(jié)果，試圖提供更好的封裝設(shè)計(jì)與在這一點(diǎn)上的成型參數(shù)的。 擬的基本輸入項(xiàng)包括三個部分。首先，我們創(chuàng)建塑封材料被引 入的型腔的幾何模型。腔可劃分為兩個或三個作為引導(dǎo)框架或附加設(shè)計(jì)的散熱片的建模分腔。其次，塑封材料的類型和它的物理及流動特性被選擇來做流量特性模擬。生產(chǎn)過程情況，如熔體溫度和轉(zhuǎn)移時間，作為最后的輸入項(xiàng)，是設(shè)置來模擬真實(shí)的成型結(jié)果。 圖 1 應(yīng)成型軟件的控制面板 流態(tài)，成型壓力，可能的空缺位，和線掃描百分比將在仿真結(jié)果中顯示出來。然后我們可以修改工藝參數(shù)和 /或封裝設(shè)計(jì)，以找到最優(yōu)的解決方案。不同的封裝設(shè)計(jì)也可以通過模擬比較出來，同時這也縮短了真正成型過程的時間和材料成本。通過模流仿真的輸出數(shù)據(jù)，優(yōu)化 的工藝參數(shù)也將提供給我們來注塑出具有良好的加工性和高性能的產(chǎn)品 [1] 。 在本文中，實(shí)際的短射樣本的過程將和仿真的結(jié)果相比較以了解模流軟件的準(zhǔn)確性。也將比較不同的凹模厚度，散熱片設(shè)計(jì)，引導(dǎo)框架墊開口和不同封裝的引線架深高度的仿真結(jié)果的流態(tài)和空洞發(fā)生的位置及可能性。 件然后將被認(rèn)可為一個快速，低成本和有效的工具來預(yù)測成型問題，并能夠預(yù)先提供優(yōu)化的解決方案[2。 數(shù)值方法 基本理論 件的數(shù)值解是基于一種有限元 /有限差分混合的來解決壓力和溫度場以及跟蹤移動的熔膠流動波前的控制 體積法的方法。充型模擬是按照沒有加固區(qū)域的廣義的 赫爾－肖流 ，以及有增強(qiáng)纖維墊區(qū)域的達(dá)西定律。分析假設(shè)不可壓縮的粘性聚合樹脂填補(bǔ)非等溫條件和對稱熱邊界條件下的腔。定向流動行為也包括各向異性纖維墊（也稱為執(zhí)行區(qū)）被放置的區(qū)域。纖維墊和樹脂之間相互作用的熱效應(yīng)被考慮到通過集中的物理特性方法。熔體可能經(jīng)受一個誘導(dǎo)期和 /或在充型和后充填時期固化 [4。 建模方法 為模流仿真創(chuàng)建一個定義好厚度模型的二維表面。幾何形狀可以塑造成被引導(dǎo) 框架分成頂部和底部的腔。有時散熱片甚至?xí)珠_成頂部或底部空腔兩部分。虛擬連接器用于 連接各個腔，并確保在相同條件下的開始和結(jié)束點(diǎn) [6] 。典型的模流幾何模型見圖 2 。 圖 2 模流仿真的典型的幾何模型 個案研究 引導(dǎo)框架設(shè)計(jì)方向 圖 3 所示的 4L 封裝是研究來描述不合格的引導(dǎo)框架開口設(shè)計(jì)的氣阱問題。塑封材料從圖示的底部區(qū)域流入腔中，并流經(jīng)到頂部區(qū)域。由于引導(dǎo)框架分開的兩個分腔之間厚度分布不均，底部腔的熔膠流動波前的流行速度比頂部的快并且通過開口 1 和開口 2 向上流到頂部腔。熔體然后回流，和頂部腔的前部接觸，形式氣阱。圖 4 表明，實(shí)驗(yàn)樣本和仿真結(jié)果顯示出同樣的氣阱位置。為了解決這個問 題，頂部區(qū)域的兩個開口應(yīng)密封起來，以避免熔體的上流?？諝馊缓髮呐艢獾琅懦?。 圖 3 4L 封裝的引導(dǎo)框架設(shè)計(jì) 圖 4 實(shí)驗(yàn)樣本和仿真結(jié)果顯示出 4L 封裝的同樣的氣阱位置 凹模厚度的確定 圖 5 顯示了 裝的不同的凹模厚度設(shè)計(jì)，沒有空洞產(chǎn)生的最大凹模厚度的問題試圖被找到作為晶圓研磨的建議。由于大的厚度差異，這種復(fù)合熔體在凹模附著區(qū)域周圍會流動得比在上?？?。氣阱便可能在熔體回流的時候形成。 圖 5 裝幾何圖形的橫截面 經(jīng)過模流仿真，氣阱發(fā)生的可能性和發(fā)生的地點(diǎn)就很容易被預(yù)測 了。對于 13 密爾凹模厚度的設(shè)計(jì)，即使熔體流動有一些不平衡也沒有氣阱發(fā)生（如圖 6 所示 ） 。但如圖 7 所示的 18 密爾凹模厚度的設(shè)計(jì)，由于熔膠流動波前的不平穩(wěn)，上模區(qū)域的最后填充部分發(fā)生了氣阱。這項(xiàng)研究告訴我們凹模厚度應(yīng)盡可能小，以引入平穩(wěn)的流態(tài)，減少空洞的產(chǎn)生。 圖 6 13 密爾凹模厚度的 裝的熔膠流動波前進(jìn)程 圖 7 仿真結(jié)果顯示 18 密爾凹模厚度的 裝的氣阱 進(jìn)一步的研究來預(yù)測不發(fā)生空洞的凹模厚度限制的問題也應(yīng)用于 裝，并且 16 密爾凹模厚度被發(fā)現(xiàn)是晶圓研磨的最大 值（參閱圖 8 ） 。凹模厚度越厚，形成氣阱的風(fēng)險(xiǎn)越高。 圖 8 16 密爾是避免氣阱的凹模厚度限制的最大值 散熱片厚度的解決方案 散熱片的厚度也影響到流態(tài)，而且由于不平穩(wěn)的模流將引起氣阱。 08墊板散熱片）封裝被研究來模擬熔膠流動波前的進(jìn)程。圖 9 顯示了 086 和 10 密爾 度設(shè)計(jì)的分析結(jié)果進(jìn)行了比較，以找到更好的解決辦案。 圖 9 08L 裝的橫截面 由于頂部和底部腔的厚度差異，熔體流動在上邊更快并且通過墊開口到達(dá)底部腔。對于 6 密爾的 計(jì)，不穩(wěn)定的流動沒有嚴(yán)重到可以形成氣阱（見圖 10 ） ，因此它是可以接受的。但在 10 密爾 情況下，因?yàn)槿勰z流動波前回流的影響，在散熱片下便會形成氣阱（圖 11 ） 。 圖 10 6 密爾 計(jì)的 08L 封裝的 熔膠流動波前進(jìn)程 圖 11 10 密爾 計(jì)的 08L 封裝形成氣阱 短射樣品也驗(yàn)證了仿真結(jié)果。圖 12 顯示了實(shí)驗(yàn)樣品的氣阱位置和模流預(yù)測的結(jié)果幾乎是相同的。在真正的大規(guī)模生產(chǎn)前發(fā)現(xiàn)可能存在的問題，在這個方面，模流分析的精確性再一次被認(rèn)可了。 圖 12 實(shí)驗(yàn)樣 本與模流仿真顯示了相同的氣阱位置 散熱片的設(shè)計(jì)建議 不同的散熱片設(shè)計(jì)的仿真在這里進(jìn)行比較以找到一個更好的模流建議。圖 13和圖 14 顯示了這項(xiàng)研究中的 裝的引導(dǎo)框架外形和橫截面圖。 圖 13 56L 裝的引導(dǎo)框架的外形及橫截面圖 圖 14 56L 裝的引導(dǎo)框架的外形及橫截面圖 封裝作模流仿真將分為三個區(qū)域。第一個區(qū)域（引導(dǎo)框架上面的分模腔）的熔膠流動波前的運(yùn)行速度比區(qū)域二（引導(dǎo)框架和散熱片之間的分模腔）的和區(qū)域三 （散熱片下方的分模腔）的快 。因 此，頂部和底部型腔之間的模流是不穩(wěn)定的。圖 15表明， 56L 裝的塑封材料從頂部區(qū)域通過大開口向下流動到區(qū)域三模具復(fù)合流往區(qū)域 3。然后如標(biāo)記所示一個氣阱在散熱片的下方形成了。 56L 封裝的 計(jì)也同樣有不穩(wěn)定的流態(tài)。但是由于更優(yōu)的散熱片設(shè)計(jì)，這種封裝并沒有產(chǎn)生氣阱（如圖 16 所示 ） 。 結(jié)論 模流軟件被證明是預(yù)測熔體流態(tài)，空洞和氣阱位置，甚至是 金線偏移 和擋板轉(zhuǎn)移性能（這個本文不研究）的 一個很好的仿真工具。短射樣本也顯示了預(yù)測熔膠流動波前的準(zhǔn)確性。 通過使用模流仿真軟 件，人們可以降低制造成本，縮短開發(fā)周期時間，并在大規(guī)模生產(chǎn)前找到潛在的問題。最優(yōu)的成型工藝參數(shù)，如成型壓力，側(cè)面沖擊速度，模內(nèi)固化時間也在數(shù)值分析后得到。 致謝 作者要感謝 矽品精密工業(yè)股份有限公司 的 工藝工程師，因?yàn)樗麄兲峁┝硕躺錁颖?。還要感謝 綺城科技股份有限公司 （ 模流 公司亞太區(qū)辦事處）的黃大衛(wèi)先生，因?yàn)樗峁┑?應(yīng)成型軟件的數(shù)據(jù)資料。 附件 2：外文原文 （復(fù)印件） Y. P. . D. o., 123, 3, d., 27, he AE in C to MC C is a to In to is to to to of it is , of of of be to of By AE be be to is a a No or a to a An is a it of to of it is to an to A is to a A ) is to to a we of be be to or or as is of to . he by we or to an A of be by it of us to 1]. In to of of of be AE be as a to in 2 he is on a to a to is by a s a an is an is to is a an or 4 is be by by or to to of 6]. is . . A 4L is to of of to to by of up to . to of as To of be to up of . 4L . 4L of of no is to be as of of be as . to be 3 is no ). 8 , at of to us be as as to . of 3 . 8 to of no is 6 is to be of ). it to . 16 is to of he of to A 08L is to of 08L 0 to a . 08L ue to of on PH is so to so it is 0 PH of of 1). 0. of a 6 PH 08L 0 PH 08L is to 2 of of is to 2. as he of is a 3 & 4 of 56L of 3. of 56L 4. of F 256L he is to of of ( ( is 5 to 56L an is as 5. HS 56L n 56L to a is no of 6). 6. no 56L is as a to is of as he to o., r. (. L. T. “C 1993. 2. u, u “I 54L 1998. 3. u “of a I s 1999. 4. s 1995. 5. “C in , 1997. 6. s 1995. 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )開題報(bào)告 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號： 專 業(yè) ： 機(jī)械工程及自動化 設(shè)計(jì) (論文 )題目 ： 基于模流分析的 手機(jī)主面板塑料模具設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 教 師 : 2011 年 03 月 11 日 開題報(bào)告填寫要求 1．開題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效； 2．開題報(bào)告內(nèi)容必 須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見； 3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報(bào)告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于 15篇（不包括辭典、手冊）； 4． 有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo) 7408— 2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“ 2007 年 3 月 15 日”或“ 2007 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫 2000 字左右的文獻(xiàn)綜述： 文 獻(xiàn) 綜 述 注塑成型是塑料成型加工的主要方法 ,其制品具有高精度、高復(fù)雜程度和高一致性等優(yōu)點(diǎn) ,同時該成型方法效率高而且消耗低 ,對各種塑料的加工適用性強(qiáng) ,因此有很大的市場需求和良好的發(fā)展前景 . 而近年來 ,筆記本電腦、移動電話和個人數(shù)字助理 ( 等 3C( 產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度非?？?,這類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理 念正朝著“輕、薄、短、小”方向發(fā)展 ,同時人們對這些產(chǎn)品的需求也在快速增長 ,于是在常規(guī)注塑成型技術(shù)的基礎(chǔ)上 ,薄壁注塑成型 在市場經(jīng)濟(jì)條件下，產(chǎn)品的質(zhì)量與成本已成為企業(yè)生存發(fā)展的生命線。實(shí)踐證明，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及 術(shù)的迅速發(fā)展 ,特別是 件的推出與應(yīng)用 ,可以在模具加工前 ,通過計(jì)算機(jī)對整個注塑成形過程進(jìn)行模擬分析 ,準(zhǔn)確預(yù)測熔體的填充、保壓、冷卻等情況 ,幫助工藝人員在試模前對可能出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行預(yù)測 ,找出缺陷產(chǎn)生的原因并加以改進(jìn) ,減少試模次數(shù)，加快產(chǎn)品研發(fā)，提高企業(yè) 效率。 運(yùn)用 件分析薄壁塑件的成形工藝 ,并結(jié)合正交試驗(yàn)法 ,對不同工藝條件下的薄壁注塑過程進(jìn)行模擬 . 首先以模具溫度、熔體溫度、注射壓力及注射速率為工藝參數(shù)水平 ,獲得注塑時間 ,再以注射時間、保壓壓力、保壓時間及冷卻時間為工藝參數(shù) ,獲得塑件成型后的體積收縮率、翹曲量兩個數(shù)值 ,對所得到的數(shù)值運(yùn)用信噪比和方差分析方法來進(jìn)行處理 ,確定最佳成形工藝參數(shù)組合 . 預(yù)測最優(yōu)參數(shù)組合成型所得的體積收縮率和最大翹曲值 ,最后通過軟件模擬驗(yàn)證其正確性。 對于塑料注射成型來說 , 最重要的是 控制塑料在模具中的流動方式。制品的許多缺陷 , 如氣穴、熔接痕、短射乃至制品的變形、冷卻時間等 , 都與樹脂在模具中的流動方式有關(guān)。 可以預(yù)測和顯示熔體流動前沿的推進(jìn)方式、填充過程中的壓力和溫度變化、氣穴和 熔接痕的位置等 , 幫助工藝人員在試模前對可能出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行預(yù)測 , 找出缺陷產(chǎn)生的原因并加以改進(jìn) ,提高一次試模的成功率。 設(shè)計(jì)分析解決方案是全球塑料注射成型行業(yè)中使用最廣泛、技術(shù)最先進(jìn)的軟件產(chǎn)品。傳統(tǒng)的注射模設(shè)計(jì)基本憑借設(shè)計(jì)人員個人的 知識和經(jīng)驗(yàn)，模具設(shè)計(jì)、加工完畢后，需要花費(fèi)大量的時間進(jìn)行調(diào)試、修改，甚至可能由于無法挽回的一點(diǎn)失誤使得整個設(shè)計(jì)報(bào)廢，模具設(shè)計(jì)、加工的成本高，效率低。 20 世紀(jì) 70 年代以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和普及，注射模 術(shù)也隨之推廣。注射模 術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用使模具設(shè)計(jì)、加工的成本大大降低，效率則成倍提高，該技術(shù)的社會地位已得到充分的認(rèn)可和重視。其中以 件的應(yīng)用最具代表性，它不僅能夠模擬分析熱塑性塑料熔體進(jìn)入模具的流動過程，而且可以對塑料的澆口位置、壓力分布、冷卻過程以 及注射工藝條件等進(jìn)行模擬分析。 傳統(tǒng)的注塑模設(shè)計(jì)和制造過程中很大程度上依賴于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和制造工人的技巧，設(shè)計(jì)的正確性只有通過試模才能知道，制造的缺陷主要靠修模來糾正，有時還可能導(dǎo)致整套模具的報(bào)廢，這樣的設(shè)計(jì)和制造過程不僅使模具的質(zhì)量難以保證，而且也使得模具設(shè)計(jì)和制造周期增加，成本提高。 為目前應(yīng)用廣泛的專業(yè)注塑模，將豐富的注塑經(jīng)驗(yàn)帶進(jìn)制件和模具設(shè)計(jì)，并將注塑分析與實(shí)際注塑機(jī)控制相 聯(lián)系，自動監(jiān)控和調(diào)整注塑機(jī)參數(shù)。 是一個 塑料制件和模具設(shè)計(jì)分析的軟件包，它提供強(qiáng)大的分析功能、可視化功能和項(xiàng)目管理工具。 可 以對制件的幾何形狀、材料的選擇、模具設(shè)計(jì)及加工工藝參數(shù)設(shè)置進(jìn)行深入的分析和優(yōu)化以獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。 手機(jī)主面板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性、模具設(shè)計(jì)合理性以及成型工藝等因素常常會導(dǎo)致產(chǎn)品研發(fā)周期延長，成本增加。借助計(jì)算機(jī)輔助工程模擬流動分析軟件 綜合分析的基礎(chǔ)上對塑料件幾何尺寸和成型工藝進(jìn)行優(yōu)化， 可以在設(shè)計(jì)階段有效地解決可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題， 降低研發(fā)成 本。手機(jī)殼體注塑分析包括：澆口位置分析優(yōu)化、充填分析和翹曲分 析。 定出對實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的影響最大的實(shí)驗(yàn)參數(shù)。 用以確定實(shí)驗(yàn)參數(shù)的最佳實(shí)驗(yàn)水平組合。首先使用 后使用 別對填充 (流動 (行優(yōu)化。 優(yōu)化目標(biāo)為確定手機(jī)主面板 的最佳壁厚，保證設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)性，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。設(shè)計(jì)變量為注射時間、膨脹／壓縮注射設(shè)置、壁厚增量。 針對手機(jī)產(chǎn)品的特點(diǎn)，研究了將澆口位置分析、充填分析、翹曲分析和 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析 )相結(jié)合的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，在設(shè)計(jì)前期避免將來成型時產(chǎn)品可能出現(xiàn)的缺陷，利用 術(shù)，優(yōu)化了制件的結(jié)構(gòu)和平均壁厚，在保證制件性能和功能的前提下，節(jié)省了材料，從而提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。 因此，我們今后要利用現(xiàn)有的模擬分析結(jié)果，縮短設(shè)計(jì)周期降低成本。 參考文獻(xiàn) [ 1 ] 張國強(qiáng) . 塑料模具設(shè)計(jì)與生產(chǎn)應(yīng)用 [M] . 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2005. [ 2 ] 宋滿倉 ,顏克輝 . 薄壁注塑成型數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 [J ] 2006 , (34) :51254. [ 3 ] 賀華波 ,鄧益民 ,李紅林 . 基于 薄壁注塑件成形工藝優(yōu)化設(shè)計(jì) [J ] . 電加工與模具 :設(shè)計(jì)研究 ,2006 , (1) :38241. [ 4 ] 王剛 ,單巖 . 具分 析應(yīng)用實(shí)例 [M] . 北京 :清華大學(xué) 出版社 ,2005. [ 5 ] 王萬中 . 試驗(yàn)的設(shè)計(jì)與分析 [M] . 北京 :高等教育出版社 ,2004. [ 6 ] 李海梅，高鋒，申長雨．注塑中的 ．工程塑料應(yīng)用， 2004， 32(1)：59, [ 7 ]單巖，王蓓，王剛． M]．北京：清華大學(xué)出版社， 2004. [8 ]賀華波 ,李紅林 ,劉軍 ,等 對講機(jī)天線零件注塑成形中的應(yīng)用 [J ] . 輕工機(jī)械 ,2005 (1) :33 - 35. [9 ]王剛 ,單巖 具分析應(yīng)用實(shí)例 [M] . 北京 :清華大學(xué)出版社 ,2005. [10 ]黃圣杰 . 實(shí)戰(zhàn) 具設(shè)計(jì) [M] . 北京 :中國鐵道出版社 ,2002. [11] 吳崇峰 . 實(shí)用注射模 ] . 北京 : 輕工出版社 ,2000. [ 12 ] 譚文勝 , 周建忠 . 閥式澆注系統(tǒng)優(yōu)化控制技術(shù)在注塑模中的應(yīng)用 [J ]. 輕工機(jī)械 , 2004 (4) : 982101. [13] F, L , G, et A n to of fo r J ]. A l, 2003 (21) : 6622668. [14] 詹春毅 , 岑運(yùn)福 . 塑料注射成型中充模階段熔體流動的研究 [J ]. 輕工機(jī)械 , 2006, 24 (2) : 26229. [ 15 ] 單巖 , 王剛 . Mo 具分析技術(shù)基礎(chǔ) [M ]. 杭州 : 浙大旭日科技出版社 , 2004. [1 6 ] 賀華波 , 李紅林 , 鄧益民 , 等 . Mo 電話聽筒上蓋零件注塑成型中的應(yīng)用 [J ]. 輕工機(jī)械 , 2006, 24 (2) : 38240. [1 7 ] 黃先 , 董祥忠 , 莫健華 . 汽車儀表板注塑模具的 優(yōu)化分析與設(shè) 計(jì) [J ]. 中國機(jī)械工程 , 2005 (10) : 1752176 [ 18 ] 周大路 , 何柏林 , 黃薇 注塑模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 [J ]. 計(jì)算 機(jī)應(yīng)用技術(shù) , 2005, 3 (8) : 26234. [ 19 ] 陳蘭貞 . 基于 技術(shù)的注塑件翹曲變形分析 [ J ]. 輕工機(jī)械 ,2006, 24 (3) : 27229. [20] 李啟炎，李光耀 . 003 三維設(shè)計(jì)教程 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003. [21] 塑料模具設(shè)計(jì)手冊編寫組編著 . 塑料模具設(shè)計(jì)手冊 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004. [22] 李學(xué)鋒 . 塑料模具設(shè)計(jì)及制造 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2001. 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）： 本課題根據(jù)已提供的手機(jī)主面板三維 型，設(shè)計(jì)一套較高質(zhì)量的注塑模具。 利用 術(shù)在計(jì)算機(jī)上對整個注塑成型過程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測熔體的填充、保壓、冷卻 和收縮等 情況， 在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)塑料模具的澆注系統(tǒng)、抽芯機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)等機(jī)械裝置，并對模具的開模過程進(jìn)行仿真，從而為手機(jī)主面板的模具自動化設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)，也為同類模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考與借鑒。 首先使用 件進(jìn)行模具注塑仿真，從而選擇最近的 澆口位置。然后分別設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)、頂出機(jī)構(gòu)、側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向系統(tǒng)及固定和安裝裝置。 A 圖 B 圖 C 圖 D 圖 二．本課題擬采用的技術(shù)路線 1. 調(diào)研、收集資料，并閱讀、消化資料； 2. 構(gòu)思手機(jī)主面板注塑?？傮w設(shè)計(jì)方案；使用 件進(jìn) 行模流仿真，確定各個最佳設(shè)計(jì)參數(shù)； 3. 設(shè)計(jì)模具中各個機(jī)構(gòu)，并用 軟件構(gòu)建模具整體結(jié)構(gòu)； 4. 使用 件繪制零、部件工程圖； 5. 進(jìn)行其他相關(guān)設(shè)計(jì)分析與計(jì)算，并按照要求撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告 指導(dǎo)教師意見 ： 1．對“文獻(xiàn)綜述”的評語： 文獻(xiàn)綜述 能基本總結(jié)塑料注射模具設(shè)計(jì)及其 術(shù)發(fā)展史與研究現(xiàn)狀，思路清晰，條理清楚。反映了該生有較好的專業(yè)基礎(chǔ)知識和閱讀科研文獻(xiàn)的能力。 2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計(jì)（論 文）結(jié)果的預(yù)測： 從開題報(bào)告看， 該生能較好的理解本課題所要研究的對象和擬解決的主要問題，并給出了較可行的技術(shù)路線。本課題以 手機(jī)主面板 的塑料模具作為研究對象，并在模具設(shè)計(jì)之前進(jìn)行模流仿真，有較好的深度和廣度。設(shè)計(jì)要求用 軟件得到塑料模具的三維零件實(shí)體和裝配體，并繪制出結(jié)構(gòu)的裝配圖和主要非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖，有較合理的設(shè)計(jì)工作量。預(yù)測畢業(yè)論文能按正常進(jìn)度完成。 指導(dǎo)教師： 2011 年 3 月 14 日 所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 2011 年 3 月 26 日 - 1 - 手機(jī)電池面板塑料模具設(shè)計(jì) 目 錄 第一章 塑件的成形工藝性分析 ..................................................................................................................件材料的選擇及其結(jié)構(gòu)分析 .........................................................................................................注射成型工藝 ........................................................................................................................能分析 ....................................................................................................................................型塑件的主要缺陷及消除措施： ........................................................................................二章 模具結(jié)構(gòu)形式的擬定 ......................................................................................................................定型腔數(shù)量及排列方式 .................................................................................................................具結(jié)構(gòu)形式的確定 .........................................................................................................................三章 注塑機(jī)型號的確定 ..........................................................................................................................關(guān)塑件的計(jì)算 .................................................................................................................................射機(jī)型號的確定 .............................................................................................................................射機(jī)及型腔數(shù)量的校核 ...............................................................................................................射機(jī)及參數(shù)量的校核 ...................................................................................................................四章 分型面位置的確定 ........................................................................................................................型面的形式 ......................................................................................................................................型面的確定 ......................................................................................................................................五章 澆注系統(tǒng)的形式和澆口的設(shè)計(jì) ..........................................................................................................注系統(tǒng)的尺寸 ...............................................................................................................................流道的設(shè)計(jì) ...................................................................................................................................料井的設(shè)計(jì) ...................................................................................................................................流道的設(shè)計(jì) ...................................................................................................................................口的設(shè)計(jì) .......................................................................................................................................注系統(tǒng)的平衡 ...............................................................................................................................注系統(tǒng)斷面尺寸計(jì)算 ...................................................................................................................六章 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 ............................................................................................................八章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................九章 成型零件的設(shè)計(jì) ..................................................................................................................................計(jì)總結(jié) ............................................................................................................................................................考文獻(xiàn) ............................................................................................................................................................ - 2 - 第一章 塑件的成形工藝性分析 件材料的選擇及其結(jié)構(gòu)分析 1、塑件（ 手機(jī)電池面板 ）模型圖： 圖 1塑件圖 2、塑件材料的選擇：選用 丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物）。 3、色調(diào)：黑色。 4、生產(chǎn)批量：大批量。 5、塑件的結(jié)構(gòu)與工藝性分析： （ 1）結(jié)構(gòu)分析 塑件為 手機(jī)電池面板 的上半部分，應(yīng)有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，由于中間有手機(jī)的按鍵及手機(jī)顯示屏，后面有與后蓋聯(lián)接的塑料倒扣，所以應(yīng)保證它有一定的裝配精度；由于該塑件為 手機(jī)電池面板 ，因此對表面粗糙度要求不高。 （ 2）工藝性分析 - 3 - 精度等級：采用 5 級低精度 脫模斜度：塑件外表面 40′－ 1° 20′ 塑件內(nèi)表面 30′－ 1° （脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)，塑件外形以型腔大端為準(zhǔn)，塑件內(nèi)形以型芯小端為準(zhǔn)。） 注射成型工藝 1、注射成型工藝過程 （ 1）預(yù)烘干 入料斗 塑化 射裝置準(zhǔn)備注射 射 壓 卻 模 件送下工序 （ 2）清理模具、涂脫模劑 模 射 2、 （ 1）注射機(jī)：螺桿式 （ 2）螺桿轉(zhuǎn)速（ r/ 30—— 60（選 30） （ 3）預(yù)熱和干燥：溫度（° C） 80—— 85 時間 (h) 2—— 3 （ 4）密度（ g/ : 5）材料收縮率（℅）： 6）料筒溫度（° C）：后段 150—— 157 中段 165—— 180 前段 180—— 200 （ 7）噴嘴溫度（° C）： 170—— 180 （ 8）模具溫度（° C）： 50—— 80 （ 9）注射壓力（ ： 70—— 100 （ 10）成形時間（ S）：注射時間 20—— 90 高壓時間 0—— 5 冷卻時間 20—— 120 總周期 50—— 220 - 4 - （ 11）適應(yīng)注射機(jī)類型：螺桿、柱塞均可 （ 12）后處理：方法 紅外線燈、烘箱 溫度（° C） 70 時間（ h） 2—— 4 能分析 1、使用性能： ①綜合性能良好，沖擊韌度、力學(xué)強(qiáng)度較高，且要低溫下也不迅速下降。 ②耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化學(xué)性和電氣性能良好。 ③水、無機(jī)鹽、堿、酸對 ④尺寸穩(wěn)定，易于成型和機(jī)械加工，與 372 有機(jī)玻璃的熔接性良好，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色，且可作雙色成型塑件，且表面可鍍 鉻。 2、成型性能： ①無定型塑料，其品種很多，各品種的機(jī)電性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成型方法及成型條件。 ②吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于 必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時間預(yù)熱干燥。 ③流動性中等，溢邊料 右（流動性比聚苯乙烯、 ，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。 ④比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高）。料溫對物性影響較大、料溫過高易分解（分解溫度為 250 ° C 左右比聚苯乙烯易分解），對要求精度較高的塑件，模溫宜取 50—— 60 ° C，要求光澤及耐熱型料宜取 60—— 80 ° C。注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑機(jī)時料溫為 180—— 230 ° C，注射壓力為 100—— 140 桿式注塑機(jī)則取 160—— 220 ° C， 70—— 100 ⑤易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對斜流的阻力，模具設(shè)計(jì)時要- 5 - 注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)料口位置、形式。摧出力過大或機(jī)械加工時塑件表面呈“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失）。 ⑥ 料上的脫模斜度宜稍大，宜取 1 °以上。 ⑦在正常 的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。 3、 表 1熱物理性能 密度 (g/ 1． 05 比熱容 (J· 1255— 1674 導(dǎo)熱系數(shù) (W· 10膨脹系數(shù) (10流溫度 (° C) 130 表 1力學(xué)性能 屈服強(qiáng)度（ 50 抗拉強(qiáng)度 (38 斷裂伸長率 (﹪ ) 35 拉伸彈性模量 (彎強(qiáng)度 (80 彎曲彈性模 量 (壓強(qiáng)度 (53 抗剪強(qiáng)度 (24 沖擊韌度 (簡支梁式 ) 無缺口 261 布氏硬度 口 11 表 1電氣性能 表面電阻率（ Ω ） 1013 體積電阻率（ Ω · m） 1014 - 6 - 擊穿電壓（ KV/ \ 介電常數(shù)（ 106 電損耗角正切（ 106 電弧性 (s) 50— 85 型塑件的主要缺陷及消除措施： 主要缺陷：缺料、氣孔、飛邊、出現(xiàn)熔接痕、塑件耐熱性不高（連 續(xù)工作溫度為 70°3° C）、耐氣候性差（在紫外線作用下易變硬變脆）。 消除措施：加大主流道、分流道、澆口、加大噴嘴、增大注射壓力、提高模具預(yù)熱溫度。 - 7 - 第二章 模具結(jié)構(gòu)形式的擬定 定型腔數(shù)量及排列方式 一 般來說，精度要求高的小型塑件和中大型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)；對于精度要求不高的小型塑件（沒有配合精度要求），形狀簡單，又是大批量生產(chǎn)時，若采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。型腔的數(shù)目可根據(jù)模型的大 小情況而定。 該塑件對精度要求不高，為低精度塑件，再依據(jù)塑件的大小，采用一模兩型的模具結(jié)構(gòu)。型腔的排列方式如下圖： 圖 2型腔排列方式 - 8 - 具結(jié)構(gòu)形式的確定 件外觀質(zhì)量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此結(jié)構(gòu)。 件外觀質(zhì)量要求高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此結(jié)構(gòu)。 該塑件 外觀質(zhì)量要求不高，是尺寸精度要求較低的小型塑件，因此可采用多型腔單分型面的設(shè)計(jì)。 從塑件上容易看出模具的分型面位置、摧出機(jī)構(gòu)的設(shè)置以及澆口的位置。分型面 為單分型面垂直分型。 最常用的澆口形式有：第一是側(cè)澆口。這種澆口形式注射工藝工人比較熟悉，在制造上加工比較方便，但不得因素是澆道流程長，熱量損耗大，因此容易產(chǎn)生明顯的拼料痕跡。如果要得到改善，則需加大澆道尺寸，但隨之澆道部份的回料增多。其次塑料的進(jìn)料口部分需去毛刺，這樣既增加了去毛刺的工時，又損壞了周圍的美觀。第二是點(diǎn)澆口。塑料注射時，在點(diǎn)澆口以高速注入型腔，一部份動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽虼怂芰显跁蠒r的熱量損耗比側(cè)澆口少，所以會合處熔合較好，熔接痕不太明顯。其缺點(diǎn)是塑件的正面將留下點(diǎn)燒口的痕跡，影響塑件的美觀， 并且為了取出點(diǎn)澆口的澆道剩料，型腔必須移動。由于型腔重量較大，所以不方便移動。第三種是綜合上述兩種澆口形式的優(yōu)缺點(diǎn)，采用剪切澆口。因?yàn)樗芗?cè)壁距離橫澆道較遠(yuǎn)，因直接在側(cè)壁進(jìn)料是很難實(shí)現(xiàn)的，因此又增設(shè)了工藝輸助澆口，從而使?jié)沧⑾到y(tǒng)進(jìn)一步完善。這種澆口形式主要有以下優(yōu)點(diǎn)：一是塑件表面無澆口痕跡，并且外表面無明顯的熔接痕，所以外觀質(zhì)量較好。二是澆口的位置和數(shù)量可視塑件的質(zhì)量而增加、減少或改變澆口的位置、模具修改也比較方便。三是在塑件頂出的同時，澆口剪斷并脫落，可節(jié)省去毛刺工序，并有得于機(jī)床自動化。從塑料流程盡量一 致的原則出發(fā)，采用了兩個剪切澆口處都設(shè)有頂桿，用以切斷剪切澆口，其工藝輔助澆口可手工去除。 - 9 - 第三章 注塑機(jī)型號的確定 除了模具的結(jié)構(gòu)、類型和一些基本參數(shù)和尺寸外，模具的型腔數(shù)、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時需要的合模力、注射壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開模行程等都與注射機(jī)的有關(guān)性能參數(shù)密節(jié)相關(guān)，如果兩者不相匹配，則模具無法使用，為此，必須對兩者之間有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行較核，并通過較核來設(shè)計(jì)模具與選擇注射機(jī)型號。 關(guān)塑件的計(jì)算 1、體積 = （ 曲面面積 = （ 密度 = (g/ 質(zhì)量 = (g) 射機(jī)型號的確定 根據(jù)塑件的體積初步選定用 式）型注塑機(jī)。 0（臥式）型注塑機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格如下表： 表 3注塑機(jī)的主要參數(shù) 理論注射容積 ( 60 螺桿直徑 (30 注射壓力 (180 注射速率 (g/s) 70 塑化能力 (g/s) 35 螺桿轉(zhuǎn)速 (r/0— 200 鎖模力 (400 拉桿有較距離 (220× 300 - 10 - 移模行程 (250 模具最大厚度 (250 模具最小厚度 (150 鎖模形式 雙曲肘 模具定位孔直徑 (￠ 80 噴嘴球半徑 (嘴口孔徑 (￠ 3 模板尺寸 (200× 315 射機(jī)及型腔數(shù)量的校核 1、主流道的體積約為： V( = 、分流道與澆口的體積約為： V( = 13× = 、該模具總共需填充塑件的體積約為： V( = 2 × 射機(jī)及參數(shù)量的校核 1、注射量的校核 注射機(jī)一個注射周期內(nèi)所需注射量的塑料熔體的總量必須在注射機(jī)額定注射量的 80%以內(nèi)。 在一個注射成形周期內(nèi)，需注射入模具內(nèi)的塑料熔體的容量或質(zhì)量，應(yīng)為制件和澆注系統(tǒng)兩部份容量或質(zhì)量之和，即 V = M = 中 V（ m） —— 一個成形周期內(nèi)所需射入的塑料容積或質(zhì)量 ( g）； n —— 型腔數(shù)目 - 11 - —— 單個塑件的容量或質(zhì)量 ( g）。 —— 澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需塑料的容量或質(zhì)量 ( g）。 故應(yīng)使 中 —— 注射機(jī)額定注射量 ( g）。 根據(jù)容積計(jì)算 見注射機(jī)的注射量符合要求 2、型腔數(shù)量的確定和校核 型腔數(shù)量與注射機(jī)的塑化率、最大注射量及鎖模力等參數(shù)有關(guān)，此外，還受塑件的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因數(shù)影響。 可根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù) n 12m n ?? 式中 K—— 注射機(jī)的最大注射量的得用系數(shù)，一般取 注射機(jī)允許的最大注射量； m 2—— 澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量或體積（ g或 ； m 1—— 單個塑件 的質(zhì)量或體積（ g或 。 所以需要 ? ??n n=2 符合要求 3、塑件在分型面上的投影面積與鎖模力校核 注射成型時，塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素，其數(shù)值越大，需要的鎖模力也就越大。如果這一數(shù)值超過了注射機(jī)允許使用的最大成型面積，則成型過- 12 - 程中將會出現(xiàn)溢漏現(xiàn)象。因此，設(shè)計(jì)注射模時必須滿足下面關(guān)系： A 式中 A—— 注射機(jī)允許使用的最大成型面積 ( 其他符號意義同前。 注射成型時，模具所需的鎖模力與塑件 在水平分型面上的投影面積有關(guān)，為了可靠地鎖模，不使成型過程中出現(xiàn)溢漏現(xiàn)象，應(yīng)使塑料熔體對型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力，即： ( A2)p ﹤ F 式中符號意義同前。 所以需要 2× 40× 95+9× 80=83200﹤ A 查得 0（ （ 2× 4× 8）× 30=30=F 符合要求 4、最大注射壓力校核 注射機(jī)的額定注射壓力即為它的最高壓力 該大于注射機(jī)成型時所調(diào)用的注射壓力， 即： 明顯，上式成立，符合要求。 5、模具與注射機(jī)安裝部份的校核 噴嘴尺寸 注射機(jī)頭為球面，其球面半徑與相應(yīng)接觸的模具主流道始端凹下的球面半徑相適應(yīng)。 模具厚度 模具厚度 H（又稱閉合高度）必須滿足： H﹤ 中 注射機(jī)允許的最小厚度，即動、定模板之間的最小開距； 注射機(jī)允許的最大模厚。 - 13 - 注射機(jī)允許厚度 150﹤ H﹤ 250 符合要求。 6、開模行程校核 開模行程 s（合模行程）指模具開合過程中動模固定板的移動距離。注 射機(jī)的最大開模行程與模具厚度無關(guān)，對于單分型面注射模： s = 5— 10中 摧出距離（脫模距離）（ 包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度（ 開模距離取 20 包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度取 40 余量取 8 則有： s = 20+20+28 =68 符合要求。 - 14 - 第四章 分型面位置的確定 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體 結(jié)構(gòu)和模具的制造藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動特性及塑料的脫模。 型面的形式 該塑件的模具只有一個分型面，垂直分型。 一、 分型面的設(shè)計(jì)原則 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(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)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應(yīng)綜合分析。 選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則： ① 分型面應(yīng)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(zhì)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(cè)抽芯的影響 在實(shí)際設(shè)計(jì)中，不可能全部滿足上述原則，一般應(yīng)抓住主要矛盾，在此前提下確定合理的分型面。 - 15 - 型面的確定 根據(jù)以上原則，可確定該模具的分型面如下圖： 第一次分型： 圖 4第一分型面 第二次分型： - 16 - 圖 4第二分型面（ 1） 分型面圖 4第二分型面料（ 2） - 17 - 第五章 澆注系統(tǒng)的形式和澆口的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指凝料熔體從注射機(jī)噴嘴射出后到達(dá)型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道。 澆注系統(tǒng)分為普通流道的澆注系統(tǒng)和熱流道的澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)的一個很重要的環(huán)節(jié)，它對獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑料制件以及最佳的成型效率有直接的影響。 該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。 注系統(tǒng)的尺寸 是否合理不僅對塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響效大，而且還在與塑件所用塑料的利用率、成型效率等相關(guān)。 對澆注系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)時，一般應(yīng)遵循如下基本原則： ① 了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動性。 ② 采用尺量短的流程，以減少 熱量與壓力損失。 ③ 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)有利于良好的排氣。 ④ 防止型芯變形和嵌件位移。 ⑤ 便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量。 ⑥ 澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔布局同時考慮。 ⑦ 流動距離比和流動面積比的校核。 - 18 - 流道的設(shè)計(jì) 主流道的形狀和尺寸最先影響著塑料熔體的流動速度及填充時間，必須使熔體的溫度降低和壓力降最小，且不損害其把塑料熔體輸送到最“遠(yuǎn)”位置的能力。 在臥式注射機(jī)上使用的模具中，主流道垂直于分型面，為使凝料能從其中順利拔出，需設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角為 2° —— 6°。 1、主流道的尺寸 （ 1） 主流道小端直徑 主流道 小端直徑 d = 注射機(jī)噴嘴直徑 + 2 ～ 3 = 3 + 2 ～ 3 取 d = 5（ 。 （ 2） 主流道的球半徑 主流道的球半徑 10 + 1 ～ 2 取 12（ 。 （ 3） 球面配合高度 球面配合高度為 3 ～ 5 取 3（ 。 （ 4） 主流道長度 主流道長度 L，應(yīng)盡量小于 60上標(biāo)準(zhǔn)模架及該模具結(jié)構(gòu)，取 L = 32（ （ 5） 主流道錐度 主流道錐角一般應(yīng)在 2° —— 6°，取 α = 4°，所以流道錐度為 α /2=2°。 （ 6） 主流道大端直徑 主流道大端直徑 D = d+2α /２）（ α =4° ） ≈ （ 7） 主流道大端倒圓角 倒角 D/8 ≈ 根據(jù)以上數(shù)據(jù)和注射機(jī)的有關(guān)參數(shù)，設(shè)計(jì)出主流道如下圖： - 19 - 圖 5主流道形式 2、主流道襯套的形式 主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機(jī)噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交換地反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求 較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的襯套式（俗稱澆口套），以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼如 處理要求淬火 53 ～ 57 流道襯套應(yīng)設(shè)置在模具對稱中心位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機(jī)噴嘴同一軸心線。 - 20 - 圖 5主流道的位置 主流道襯套的形式有兩種：一是主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式，一般用于小型模具；二是主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成兩個零件，然后配合在固定在模板上。 該模具尺寸較小，主流道襯套可以選用整體式。 設(shè)計(jì)出主流道 襯套的尺寸如下圖： - 21 - 4°圖 5主流道的具體尺寸 主流道襯套的固定形式如下圖： 圖 5襯套的固定形式 - 22 - 料井的設(shè)計(jì) 在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約 10～ 25深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動性能及成型性能不佳，如果這里相對較低的冷料進(jìn)入型腔，便會產(chǎn)生次品。為 克服這一現(xiàn)象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料井（冷料穴）。 1、 主流道冷料井的設(shè)計(jì) 主流道冷料井設(shè)計(jì)成帶有摧桿的冷料井，底部由一根摧桿組成，摧桿裝于摧桿固定板上，與摧桿脫模機(jī)構(gòu)連用。冷料井的孔設(shè)計(jì)成倒錐形，便于將主流道凝料拉出。當(dāng)其被摧出時，塑件和流料凝道能自動墜落，易于實(shí)現(xiàn)自動化操作。 主流道冷料井的設(shè)計(jì)如下圖所示： 拉料桿動模板冷料井定模座板圖 5主流道冷料井的設(shè)計(jì) 2、分流道冷料井的設(shè)計(jì) 當(dāng)分流道較長時，可將分流道的端部沿料流前進(jìn)方向延長作為分流道冷料井，以儲存- 23 - 前鋒冷料，其長度為分流道直徑的 2倍。 流道的設(shè)計(jì) 該模具為一模兩腔的結(jié)構(gòu)，應(yīng)設(shè)置分流道。分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動過程中壓力損失及熱量損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。 1、 分流道的截面面形狀 常用分流道的截面面形狀有圓形、梯形、 U 字形和六角形等。要減少流道內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面積大，流道的表面積 小，以減少傳熱損失，因此可用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率。圓形截面效率最高（即比表面最?。?，由于正方形流道凝料脫模困難，實(shí)際使用側(cè)面具有斜度為 5° ～ 10° 的梯形流道。淺矩形及半圓形截面流道，由于其效率低（比表面大），通常不采用，當(dāng)分型面為平面時，可采用梯形或 U 字型截面的分流道。 從上述分析，為了減少流道的熱量損失考慮到流道的效率，該模具分流道截面采用圓型截面。 2、 分流道的截面尺寸 分流道的截面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形體積、塑件壁厚、塑件形狀、所用塑料的工藝性能、注射速率以及分流道的長度等因素來確定 。 （ 1）對于壁厚小于 3量在 200用下述公式確定分流道的直徑： D = 41 其中 D—— 流道直徑（ W—— 塑件的質(zhì)量（ g）； L—— 分流道的長度（ 此式計(jì)算的分流道直徑限于 9.5 根據(jù)前面的計(jì)算數(shù)據(jù)，有 - 24 - D = × 5541 ≈ 故不在適應(yīng)范圍。 （ 2）根據(jù)分流道截面形狀與流動理論長度的關(guān)系和《塑料成形工藝與模具設(shè)計(jì)》表5考慮到 確定分流道直徑為 6因此，分流道截面形狀如下圖所示： 圖 5分流道截面 3、分流道的長度 分流道的長度應(yīng)盡量短，且少彎折。 分流道長度為 L = (50 + 15) × 2 = 110 （ 4、分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷 卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度 不要求很低，一般取 m，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。 - 25 - 5、分流道的布置形式 分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響，該模具為一模兩腔，采用平衡式布置。 平衡式布置要求從主流道至各個型腔的分流道，其長度、形狀、斷面尺寸等都必須對應(yīng)相等，達(dá)到各個型腔的熱平衡和塑料平衡。因此各個型腔的澆口尺寸也可以相同，達(dá)到各個型腔均衡地進(jìn)料。 該模具分流道為圓形截 面，在定模座板和定模板上都開有分流道。其形式如下圖： 分流道動模板主流道襯套定模板定模座板圖 5分流道的設(shè)計(jì) 6、 分流道向澆口過渡部分的結(jié)構(gòu)見下圖： 圓形分流道與矩形澆口的連接形式 - 26 - 圖 5澆口形狀 口的設(shè)計(jì) 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)流道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對塑件質(zhì)量影響很大。 澆口的主要作用是： ① 型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流； ② 易于切除澆口凝料； ③ 對于多型腔的模具，用以平衡進(jìn)料； 澆口的面積 通常為分流道面積的 口的截面有矩形和圓形兩種。澆口長度約為 2 右。澆口的尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定，取其下限值，然后在試模時逐步修正。 1、 澆口的形式及特點(diǎn) 綜合點(diǎn)澆口呼側(cè)澆口兩種澆口形式的優(yōu)缺點(diǎn)，采用剪切澆口。因?yàn)樗芗?cè)壁距離橫澆道較遠(yuǎn)，因直接在側(cè)壁進(jìn)料是很難實(shí)現(xiàn)的，因此又增設(shè)了工藝輸助澆口，從而使?jié)沧⑾到y(tǒng)進(jìn)一步完善。這種澆口形式主要有以下優(yōu)點(diǎn)：一是塑件表面無澆口痕跡，并且外表面無明顯的熔接痕，所以外觀質(zhì)量較好。二是澆口的位置和數(shù)量可視塑件的質(zhì)量而增加、減少或- 27 - 改變澆 口的位置、模具修改也比較方便。三是在塑件頂出的同時，澆口剪斷并脫落，可節(jié)省去毛刺工序，并有得于機(jī)床自動化。從塑料流程盡量一致的原則出發(fā)，采用了兩個剪切澆口處都設(shè)有頂桿，用以切斷剪切澆口，其工藝輔助澆口可手工去除。 2、 澆口尺寸的確定 澆口結(jié)構(gòu)尺寸可由經(jīng)驗(yàn)公式，并由《塑料模具技術(shù)手冊》之《輕工模具手冊之一》中圖 3得，澆口深度 h = 2.0 h = n t = h = 1 （ 式中 h—— 澆口深度（ ; n—— 塑料系數(shù)，由塑料性質(zhì)決定； t—— 塑件壁厚（ . 澆口寬度 b = ?? 取 b = 式中 A—— 塑件型腔表面積。 澆口長度 l = 了去除澆口方便，澆口長度 l 也可取 以可取 l = 注：其尺寸實(shí)際應(yīng)用效果如何，應(yīng)在試模中檢驗(yàn)與改進(jìn)。 3、 澆口位置的選擇 澆口位置的選擇對塑件質(zhì)量的影響極大。選擇澆口位置時應(yīng)遵循如下原則： ① 避免塑件上產(chǎn)生缺陷； ② 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件截面最厚處； ③ 有利于塑 料熔體的流動； ④ 的利于型腔的排氣； ⑤ 考慮塑件受力情況； ⑥ 增加熔接痕牢度； ⑦ 流動定向方位對塑件性能的影響； - 28 - ⑧ 澆口位置和數(shù)目對塑件變形的影響； ⑨ 校核流動比； ⑩ 防止型芯或嵌件擠壓位移或變形。 此外，在選擇澆口位置和形式時，還應(yīng)考慮到澆口容易切除，痕跡不明顯，不影響塑件外觀質(zhì)量，流動凝料少等因素。 注系統(tǒng)的平衡 對于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證所有的型腔同時得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個型腔的分流道設(shè)計(jì)成長度相等、形狀及截面尺 寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達(dá)到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。 1、 分流道的平衡 在多腔模具中，熔體在主流道與各分流道，或各分流道之間的體積流量是不會相同的，但可以認(rèn)為他們的流速是相等的，以此達(dá)到各型腔同時充滿的目的。為此各流道之間應(yīng)以不同的長度或截面尺寸來達(dá)到流量不等，經(jīng)分析可推導(dǎo)，可用下式進(jìn)行平衡計(jì)算： 212121 ?式中 熔融樹脂分別在流道 1和流道 2中的流量， s； d1, 分流道 1和分流道 2的直徑， 分流道 1和分流道 2的長度， 上式?jīng)]有考慮分流道轉(zhuǎn)彎局部阻力的影響，以及模具溫度不均的影響。實(shí)際上尚須對這些因素作校正，才能達(dá)到充模時間相等的目的。 當(dāng)分流道作平衡布置，且各型腔所需之填充量又相等時，則各流道的長度變化、長度尺寸等均應(yīng)相同。 2、 澆口的平衡 - 29 - 在多型腔非平衡分流道布置時，由于主流道到各型腔的分流道長度或各型腔所需填充流量不同，也可采用調(diào)整各澆口截面尺寸的方法，使熔融體同時充滿各型腔。 澆口平衡簡稱為 ,只要 做到各型腔 相同，基本上能達(dá)到平衡填充。 對于多型腔相同制品的模具，其澆口平衡計(jì)算公式如下： 中 澆口的截面積， 澆口的長度， 分流道的長度， 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時一般澆口的截面積與分流道的截面積之比 該模具，從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸都相同，顯然是平衡式的。 注系統(tǒng)斷面尺寸計(jì)算 對工業(yè)上使用較合理的 30 多副注射 模具，根據(jù)所用注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格，作了幾種塑料熔體的充模計(jì)算，結(jié)果認(rèn)為主流道和分流道的剪切速率 γ =5? 102～ 5? 103口剪切速率 γ =104~105 衡系統(tǒng)的充模過程近似于等溫流動。 γ =f（ Q， 關(guān)系式可用如下的經(jīng)驗(yàn)公式表達(dá)： ?式中 γ —— 熔體在流道中的剪切速率（ Q—— 熔體在流道中的體積流率（ s） 澆注系統(tǒng)斷面 當(dāng)量半徑（ 澆注系統(tǒng)各段的 γ 值如下： - 30 - （ 1）主流道： γ s=5? 103 2）分流道： γ r=5? 102 3）點(diǎn)澆口： γ Q=105 4）其它澆口： γ Q=5? 103～ 5? 104 、確定體積流率 Q 澆注系統(tǒng)中各段的 （ 1） 主流道的 據(jù)模具成型塑件的 體積和所用注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格，由下式計(jì)算： ?/Q ? (s) 式中 主流道的體積流率 (s)； ? —— 注射時間 （ s）； 模具成型塑件的體積，通常取 = （ 注射機(jī)的分稱注射量。 由《塑料模具技術(shù)手冊》之《輕工模具手冊之一》中表 3可根據(jù)注射機(jī)的公稱注射量查得注射時間 ? = 所以 ?/Q ? =≈ s) （ 2） 分流道的 G 對于多點(diǎn)進(jìn)料的單腔模，或各型腔相同的多腔模，若分流道采用平衡式布置，則各分流道及澆口中的體積流率為： m (s) 式中 分流道或澆口中的體積流率 (s)； m—— 分流道的數(shù)目。 所以 =s) 由上述經(jīng)驗(yàn)公式可算出 - 31 - （ 1） 主流道 2 6 4 ??? ? （ 2） 分流道 5 2 2 ??? ? （ 3） 澆口 7 4 0 ?? ?（ 以上澆注系統(tǒng)斷面的確定也可以根據(jù) γ — Q— 系曲線圖直接查得。 - 32 - 第六章 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 在學(xué)校作設(shè)計(jì)時，模架部分要自行設(shè)計(jì)；在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)計(jì)中，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式，規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號。 模架尺寸確定之后，對模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度計(jì)算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其 時對大型模具，這一點(diǎn)尤為重要。 標(biāo)準(zhǔn)件包括通用標(biāo)準(zhǔn)件及模具專用標(biāo)準(zhǔn)件兩大類。通用標(biāo)準(zhǔn)件如緊固件等。模具專用標(biāo)準(zhǔn)件如定位圈、澆口套、推桿、推管、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件，順序分型機(jī)構(gòu)及精密定位用標(biāo)準(zhǔn)組件等。 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，可選用標(biāo)準(zhǔn)模架 200× L，其中 15符合要求。 模架上要有統(tǒng)一的基準(zhǔn)，所有零件的基準(zhǔn)應(yīng)從這個基準(zhǔn)推出，并在模具上打出相應(yīng)的基準(zhǔn)標(biāo)記。一般定模座板與定模固定板要用銷釘定位；動、定模固定板之間通過導(dǎo)向零件定位；脫出固定板通過導(dǎo)向 零件與動?；蚨９潭ò宥ㄎ?；模具通過澆注套定位圈與注射機(jī)的中心定位孔定位；動模墊板與動模固定板不需要銷釘精確定位；墊快不需要與動模固定板用銷釘精確定位；頂出墊板不需與頂出固定板用銷釘精確定位。 模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹油。 兩模板之間應(yīng)有分模隙，即在裝配、調(diào)試、維修過程中，可以方便地分開兩塊模板。分模隙常見形式如下： - 33 - 圖 6分模隙（ 1） 圖 6分模隙（ 2） 一、定模固定板（定模座板）（ 250? 315，厚 25 主流道襯套固定孔與其為 H7/ 通過 6個 ?10的內(nèi)六角螺釘與定模固定板連接； 定模墊板通常就是模具與注射機(jī)連接處的定模板。 二、定模板（ 200? 315，厚 25 上面的型腔為整體式； 有四個型芯固定孔； 其導(dǎo)柱固定孔與導(dǎo)柱為 H7/ - 34 - 三、動模固定板（ 250? 315，厚 25 用于固定型芯（凸模）、導(dǎo)套。為了保證凸模或其它零件固定穩(wěn)固，固定板應(yīng)有一定 的厚度，并有足夠的強(qiáng)度，一般用 45鋼或 成，最好調(diào)質(zhì) 230～ 270 導(dǎo)套孔與導(dǎo)套為 H7/ H7/ 型芯孔與其為 H7/渡配合。 四、動模板（ 200? 315，厚 32 其注射機(jī)頂桿孔為 ?50 其上的推板導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱采用 H7/ 五、動模墊板（又稱支承板）（ 200? 315，厚 32 墊板是蓋在固定板上面或墊在固定板下面的平板，它的作用是防止型腔、型芯、導(dǎo)柱或頂桿等脫出固 定板，并承受型腔、型芯或頂桿等的壓力，因此它要具有較高的平行度和硬度。一般采用 45 鋼，經(jīng)熱處理 235 50 鋼、 4040調(diào)質(zhì) 235結(jié)構(gòu)鋼起到了支承板的作用，其要承受成型壓力導(dǎo)致的模板彎曲應(yīng)力。 六、墊塊（ 40? 315，厚 63 1、主要作用：在動模座板與動模墊板之間形成頂出機(jī)構(gòu)的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。 2、結(jié)構(gòu)型式：可為平行墊塊、拐角墊塊。（該模具采用平行墊塊）。 3、墊塊 一般用中碳鋼制造，也可用 造，或用 墨鑄鐵等。 4、墊塊的高度計(jì)算： h 墊塊 =h 推出距離 +h 推板 +h 推桿固定板 +Δ =15+16+20+12 =63（ 式中 Δ — 頂出行程的余量，一般為 5～ 10免頂出板頂?shù)絼幽|板。 5、模具組裝時，應(yīng)注意左右兩墊塊高度一致，否則由于負(fù)荷不均勻會造成動模板損壞。 七、推桿固定板 （ 118? 315，厚 16 固定推桿。 - 35 - 八、推板（ 118? 315，厚 20 - 36 - 第八章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向用于動、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動導(dǎo)向。錐面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動、定模之間的精密對中定位。 機(jī)構(gòu)的功用 1、 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用 ① 定位作用； ② 導(dǎo)向作用； ③ 承載作用； ④ 保持運(yùn)動平穩(wěn)作用。 2、 定位機(jī)構(gòu)的功用 對于薄壁、精密塑件注射模，大型、深型腔注 射模和生產(chǎn)批量大的注射模，僅用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是不完善的，還必須在動、定模之間增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)，有保持精密定位和同軸度的要求。 當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計(jì)人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導(dǎo)向定位裝置，則須由設(shè)計(jì)人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。 此模具為小型模具，對精度要求也不是很高，所以不需要用定位機(jī)構(gòu)，可直接由導(dǎo)向機(jī)構(gòu)定位。 一、 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 1、 導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止導(dǎo)柱和導(dǎo)套壓入后 變形； 2、 該模具采用 4根導(dǎo)柱，其布置為等直徑導(dǎo)柱不對稱布置； 3、該模具導(dǎo)柱安裝在動模固定板上，導(dǎo)套安裝在定模固定板上； 4、為了保證分型面很好的接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)制有承屑板，即可削去一個面或在導(dǎo)套的孔口倒角； - 37 - 5、各導(dǎo)柱、導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保證平行； 6、在合模時，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致模具損壞； 7、當(dāng)動定模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。 三、 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 1、 該模具采用帶頭導(dǎo)柱，且不加油槽； 2、導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面高度高出 6～ 8 3、為使導(dǎo)柱能順 利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的端部常做成圓錐形或球形的先導(dǎo)部分； 4、導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證具有足夠的抗彎強(qiáng)度（該導(dǎo)柱直徑由標(biāo)準(zhǔn)模架知為 ?20； 5、導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按 H7/合。導(dǎo)柱滑動部分按 H7/H8/ 6、導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為 m； 7、導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼 淬火處理，硬度為 55上或 45#鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、表面淬火、低溫回火，硬度 55上。 四、 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 1、 結(jié)構(gòu)形式：采用帶頭導(dǎo)套（Ⅰ型），導(dǎo)套的固定孔與導(dǎo)柱的固定孔可以同時鉆，再分別擴(kuò)孔，以保證其配合精度； 2、導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好做成通孔，利于排出孔內(nèi)剩余空氣； 3、導(dǎo)套孔的滑動部分按 H8/ H7/間隙配合，表面粗糙度為 m。導(dǎo)套外徑按 H7/7/合鑲?cè)肽０澹? 4、導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅（青銅合金）等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱的硬度，這樣可以改善摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌? 五、導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合形式 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配用形式要根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)要求 而定，該模具采用的配合