无线电话外壳注塑模的设计1

PAGEPAGE-48-安徽机电职业技术学院毕业 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 说明书无线电话外壳注塑模的设计系（部）数控工程系专业数控技术班级数控3125姓名李贤学号1401123205指导教师杨磊老师2014～2015学年第2学期目录摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5第1章　　绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71.1　　本课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 研究的现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71.2　　本课题研究的内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．91.3　　本课题研究的的意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．91.4国内外对UgCAD/CAM的使用情况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10第2章注塑成型基础及塑件分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．112.1注塑成型基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．112.1．1影响注塑成型质量的原因．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．112.1．2影响注塑成型质量的因素．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．112.2塑件形状分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．112.2.1无线电话外壳零件尺寸图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．112.2.2无线电话外壳形状分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11第3章塑件工艺尺寸的计算与校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123.1型腔工艺尺寸计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123.1.1型腔的径向的尺寸计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123.1.2型芯的径向尺寸的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123.1.3型腔深度和型芯高度尺寸的算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．133.2塑件的性能指标和注射成型工艺参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．133.2.1塑件的性能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．133.2.2塑件ABS材料的成型特性及条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．153.3注塑设备的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．163.3.1估算塑件的体积与质量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．163.3.2选择注塑机．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．163.3.3注塑机参数的校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．173.3.4锁（合）模力校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．173.3.5模具与注塑机安装尺寸的校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．183.4浇筑系统的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．193.4.1浇筑系统的结构特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．193.4.2浇筑系统的设计原则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．193.4.2.1流道设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．193.5浇口的选用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．223.5.1浇口的结构选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．223.5.2浇口选择的作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．223.6分型面的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．243.6.1分型面的作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．243.6.2分型面的选择原则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．243.7排气槽的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24第4章塑件的建模．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．264.1无线电话外壳建模步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．264.2无线电话外壳建模步骤演示．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26第5章UGMoldWizard注塑模设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．355.1模具设计步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．355.2初始化设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．355.2.1项目初始化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．365.2.2设置模具坐标系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．365.2.3定义毛坯尺寸．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．365.3创建分型面．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．375.3.1曲面的修补．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．375.3.2创建分型面．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．375.4创建型腔与型芯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．385.4.1创建型腔．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．385.4.2创建型芯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．385.5加载 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．395.5.1模架的选定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．395.5.2安装定位圈．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．405.5.3添加浇口套．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．425.5.4添加顶杆．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．435.5.5添加浇口．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44第6章工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．446.1工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．446.1.1注塑机的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．446.1.2注塑机工作的三个阶段．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．456.2利用UG生成模具结构图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45总结谢辞．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47摘要在现在这个高速发展日新月异的的社会，电话，已是人们沟通必不可少的通讯设施，就无线电话而言，人们的消费水平提高后，开始了对精神上的满足提出了要求，要求其既要符合人们的要求，也要美观，给人赏心悦目的感觉，所以设计者就人们提出的要求和意见，设计符合大众的消费，这样才会有共同的利益。无线电话的材料主要来自塑料，即大部分的零件都是以注塑模而制造的，特别是无线电话的后壳，因此，注塑模在电子电话行业中显得尤为重要。这几年，模具的发展十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比例越来越大，而注塑模也是其中比例占的很大，从模具设计和制造角度来看，注塑模具有能一次成型结构复杂、尺寸精确、精度较高的产品。因此，适用于高效率、大批量生产制品的方式。注射成型是热塑性塑料成型的主要方法之一，可以一次成型形状复杂的精密塑件。本设计是无线电话上壳塑料模具的设计，对零件结构进行了工艺分析，采用ABS作为塑件的材料。采用单分型面，根据模具的型腔数目以及最大注塑量、注射压力、锁模力、模具的安装尺寸等因素选择了注射机，选择成型零部件的尺寸；采用扇形浇口；利用直导柱导向，斜滑顶杆顶料,斜滑顶杆侧抽，同时完成侧抽和顶出完成脱模，并对模具的材料进行了选择，如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠。对模具结构与注射机的匹配进行了校核。用UG绘制出模具三维图形及AutoCAD绘制了一套模具装配图和零件图，最后利用UG对型腔进行了加工仿真，制定了符合要求的数控加工工艺过程。关键词：无线手机上壳；UG；ABS；注塑模；Inthehigh-speeddevelopmentoftheever-changingsocietynow,phonecalls,isalreadypeoplecommunicationindispensablecommunicationfacilities,inthecaseofwirelessphone,people'sconsumptionlevelsincrease,demandbegantomentalsatisfaction,askitsshouldaccordwiththerequirementofpeoplealready,alsowanttobeautiful,giveapersonfeelcheerfulandpleasingtotheeye,sothedesignerputforwardopinionsanddemandsofthepeople,thedesignconformstothemassconsumer,suchabilitycanhaveacommoninterest.Wirelesstelephonematerialsmainlyfromplastic,thatis,mostofthepartsaremanufacturedininjectionmold,especiallyafterwirelessphoneshell,therefore,injectionmoldisparticularlyimportantintheelectronictelephoneindustry.Inrecentyears,thedevelopmentofthemouldisveryrapid,highefficiency,automation,large,miniature,highprecision,thelifeofthemoldinthemoldproductionandtheproportionofmoreandmorebig,andisalsoaccountedforalargeproportionofinjectionmoulds,fromtheAngleofmolddesignandmanufacturing,injectionmoldinghastoamoldingcomplexstructure,precisesize,highprecisionproducts.Therefore,suitableforhighefficiencyandmassproductionproducts.Injectionmoldingisoneofthekeywaysofthermoplasticityplasticmoldingwhichcanmoldpreciseplasticpartwithcomplexshape.Thedesignisaplasticmoulddesignofthebackoverofmobile,whichanalysispartstructuralwithABSasthematerialofplasticpart.Thedesignadoptsinglepartingsurface,chooseinjectionmachine,thedimensionofmoldingpartsaccordingtothefactorsofthenumberofmoldingdiecavityandthemaximuminjection,injectionpressure,lockingforceandsoon,adoptfangate,usestraightguidepillarguiding,slantingejectortoejectmaterialsandsidecorepullingtosidecorepullingandejecting,andchoosethematerialsofmold,whichcanensurethereliabilityofmolding.Thispapercheckthematchingofthestructureofmoldingandinjectionmachine,drawthethreedimensionofmoldingwithUGasetofmoldingassemblydrawingandpartdrawingwithAutoCAD,utilizeUGtosimulatemachiningofmouldcoreandmouldcavityandmakequalifiedworkingprocessofnumericalcontrolKeywords:Wirelessmobilephoneshell;UG;ABS;Injectionmould;Ncmachining第1章　　绪论1.1本课题研究的现状从第一个塑料产品赛璐珞诞生算起，塑料工业迄今已有120年的历史。其发展历史可分为三个阶段。天然高分子加工阶段,这个时期以天然高分子，主要是纤维素的改性和加工为特征。1869年美国人J.W.海厄特发现在硝酸纤维素中加入樟脑和少量酒精可制成一种可塑性物质，热压下可成型为塑料制品，命名为赛璐珞。1872年在美国纽瓦克建厂生产。当时除用作象牙代用品外，还加工成马车和汽车的风挡和电影胶片等，从此开创了塑料工业，相应地也发展了模压成型技术。　　合成树脂阶段，这个时期是以合成树脂为基础原料生产塑料为特征。1909年美国人L.H.贝克兰在用苯酚和甲醛来合成树脂方面，做出了突破性的进展，取得第一个热固性树脂──酚醛树脂的专利权。在酚醛树脂中，加入填料后，热压制成模压制品、层压板、涂料和胶粘剂等。这是第一个完全合成的塑料。1910年在柏林吕格斯工厂建立通用酚醛树脂公司进行生产。在40年代以前，酚醛塑料是最主要的塑料品种，约占塑料产量的2/3。主要用于电器、仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 、机械和汽车工业。　　大发展阶段，在这一时期通用塑料的产量迅速增大，聚烯烃塑料在70年代又有聚1－丁烯和聚4-甲基-1-戊烯投入生产。形成了世界上产量最大的聚烯烃塑料系列。同时出现了多品种高性能的工程塑料。1958～1973年的16年中，塑料工业处于飞速发展时期，1970年产量为30Mt。除产量迅速猛增外，其特点是：①由单一的大品种通过共聚或共混改性，发展成系列品种。如聚氯乙烯除生产多种牌号外，还发展了氯化聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙烯－偏二氯乙烯共聚物、共混或接枝共聚改性的抗冲击聚氯乙烯等。②开发了一系列高性能的工程塑料新品种。如聚甲醛、聚碳酸酯、ABS树酯、聚苯醚、聚酰亚胺等。③广泛采用增强、复合与共混等新技术，赋予塑料以更优异的综合性能，扩大了应用范围。　　　21世纪,塑料工业以前所谓有的速度高速发展。塑料,在各个领域、各个行业乃至国民经济中已拥有举足轻重的不可替代的地位。市场经济的不断发展，促使工业产品越来越向多品种、高质量、低成本的方向发展，为了保持和加强产品在市场上的竞争力，产品的开发周期、生产周期越来越短，于是对制造各种产品的关键工艺装备—模具的要求越来越苛刻。一方面企业为追求规模效益，使得模具向着高速、精密、长寿命方向发展；另一方面企业为了满足多品种、小批量、产品更新换代快、赢得市场的需要，要求模具向着制造周短,成本低的快速经济的方向发展。计算机、激光、电子、新材料、新技术的发展，使得快速经济制模技术如虎添翼，应用范围不断扩大，类型不断增多，创造的经济效益和社会效益越来越显著。目前，我国塑料工业的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求。在2004年，塑料模具在整个模具行业中所占比例已上升到30％左右，未来几年中，塑料模具还将保持较高速度发展。模具是工业生产中使用极为广泛的重要装备，采用模具生产制品及零件，具有生产效率高，节约原材料，成本低廉，保证质量的一系列优点，是现代工业生产中的重要手段和主要发展方向。在我国塑料模具市场中，以注塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。有关数据表明，目前仅汽车行业就需要各种塑料制品36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台；彩电的年产量已超过3000万台。统计表明，家电行业所需模具量年增长率约为10％。一台电冰箱约需模具350副，价值约4000万元；一台全自动洗衣机约需模具200副，价值3000万元；一台空调器仅塑料模具就有20副，价值150万元；单台彩电大约共需模具约140副，价值约700万元，仅彩电模具每年就有约28亿元的市场。随着家电市场竞争的白热化，外壳设计成为重要的一环，对家电外壳的色彩、手感、精度、壁厚等都提出新要求。业内人士普遍认为，大型、精密、设计合理（主要针对薄壁制品）的注塑模具将得到市场的欢迎。汽车工业近年来增长速度惊人，因此汽车模具潜在市场巨大。每一种型号的汽车都需要几千副模具，价值上亿元，而我国大型精密模具的制造能力不足。据介绍，目前我国高档轿车的覆盖件模具几乎全部为进口产品。有专家预测，在未来的模具市场中，塑料模具在模具总量中的比例将步提高，其发展速度将高于其他模具。所以我们加强模具的设计就更加重要了工程塑料具有优异的机械性能、电性能、耐热性、耐磨性、耐化学性和尺寸稳定性等。工程塑料比金属材料轻，易成型加工，成型能耗少，可以代替某些金属做结构材料使用。近年来工程塑料已被广泛应用于电子电气、汽车、建筑、办公设备等行业，以塑代钢、以塑代木已成为国际流行趋势。    虽然我国塑料模具在数量、质量、技术等方面有了很大进步，但与国民经济发展的需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、复杂、长寿命的高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，造成极低的利润率。在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UG、美国Parametric Technology公司的Pro/Engineer等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。1.2本课题研究的内容本课题是对无线电话后壳生产所设计注塑模，能满足对其生产。对注塑模的工艺 设计方案 关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案 分析及确定工艺计算，模具结构设计计算等内容。1.3　　本课题研究的的意义塑料模具是利用其形状去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工具，它对塑料零件的制造质量和成本起着决定性影响。在生产过程中，对塑料模具的要求是能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面均能满足使用要求的优质制品。从模具使用的角度要求高效率、自动化、操作简单；而从模具制造角度要求结构合理，制造容易，成本低廉。现代塑料制品的生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三个重要因素，尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求、塑料制品使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的自动化设备只有配上相适应的模具才能发挥作用，随着塑料制品的品种和产品需求量的增大，对塑料模具也提出越来越高的要求，促使塑料模具不断向前发展。目前，模具的设计已由经验设计向理论设计的方向发展，采用高效率、自动化的模具结构以适应大量生产的需要，采用高精度模具的加工技术以减少钳工等手工操作工作量。为减少加工后的修整，以“一次试模成功”为标准，模具测量向高精度、自动化方向发展。同时，在模具行业开展CAD/CAM的研究和应用，采用CAD/CAM技术能够减少试模、调整及修整工时、提高可靠性、简化设计与制图、缩短设计制造时间，从而使估价及成本合理化。显然，今后的模具制造将以计算机信息处理和数控机床加工为中心。注塑成型是塑料工业中最普遍采用的方法。该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料，注塑成型加工产量高，适用于多种原料，能够成批、连续到生产，并且具有固定的尺寸，可以实现自动化、高速化，因此具有极高的经济效益。1.4国内外对UgCAD/CAM的使用情况模具CAD/CAM技术HYPERLINK"http://www.studa.net/fazhan/"发展很快，应用范围日益扩大。在冲模、锻模、挤压模、注射模和压铸模等方面都有比较成功的CAD/CAM系统。采用CAD/CAM技术是模具技术、生产革新化的措施，是模具技术发展的1个显著特点。  目前我国模具行业应用的模具CAD/CAM软件可以分为两大类：1是机械行业内通用的的CAD/CAM，如前面介绍的Unigraphics(UG)、SOLIDEDGE、AutoCAD、SolidWorks、Pro/Engineer等。2是专门针对模具行业开发的模具CAD/CAM系统，如： 上海交大模具CAD国家工程中心开发的冷冲模CAD系统等。   (1) 国外模具CAD/CAM技术的应用现状。   工业发达国家较大的模具生产厂家在CAD/CAM上进行了较大的投资，正大力开发这1技术。如法国FOS模具公司已购买了大型CAD/CAM系统，日本黑田精工株式会社已大力投资开发CAD/CAM系统，瑞士法因图尔公司采用大型CAD/CAM系统设计加工模具已占30%。目前，应用CAD/CAM技术较普遍的为美、日、德等国。例如，日本丰田汽车公司于1965年将数控用于模具加工。 20世纪80年代初期开始采用覆盖件冲模CAD/CAM系统。该系统包括设计覆盖件的NTDFB和CADEIT软件和加工凸、凹模的TINCA软件。利用三坐标测量仪测量粘土模型，并将数据送入计算机。将所得图形经平滑处理后，再把这些数据用于覆盖件设计、冲模的设计与制造。该系统有较强的三维图形功能，可在屏幕上反复修改曲面形状，使工件在冲压成形时不致产生工艺缺陷，从而保证了模具和工件的质量。模具型面的模型保存在数据库中，TINCA软件可利用这些数据，进行模具型面的数控加工。   (2) 国内模具CAD/CAM技术的应用现状   经过近几十年的发展，我国模具CAD/CAM有了长足的发展，在国内的模具生产中，CAD/CAM技术已经得到广泛的应用。模具行业已引进相当数量的国外CAD/CAM系统，如： Unigraphics(UG)、SOLIDEDGE、AutoCAD、SolidWorks、Pro/Engineer等。并配置了运行速度快、性能高的计算机。    但是对于国内1些大型模具企业，它们的CAD/CAM应用状况多停留在从国外购买先进的CAD/CAM系统和设备，但在其上进行的2次开发较少，资源利用率低;对于国内1些中小型模具企业，它们的CAD/CAM应用很少，有些仅停留在以计算机代替画板绘图。所以有必要改善国内模具企业的CAD/CAM应用状况，使它们真正做到快速、准确地对市场做出反应，并使制造的模具产品质量高、成本低，即达到敏捷制造的目的。第2章注塑成型基础及塑件分析2.1注塑成型基础2.1．1影响注塑成型质量的原因注塑成型是一门工程技术，它所涉及的内容是将塑料转变为有用并能保持原有性能的制品。注射成型的重要工艺条件是影响塑化流动和冷却的温度，压力和相应的各个作用时间。注塑零件的质量优劣受其成型过程中的工艺条件的影响很大。注射成型的工艺条件主要包括注射量，注射温度，注射压力，注射速度等。工艺参数合理与否，对制品的质量影响很大，注射过程中，如果注射温度过低，就需要较大的注射压力来迫使塑料填满型腔；如果注射温度过高则会引起塑料的化学分解；如果注射压力过低，则容易出现填充不足，发生短射现象；而压力过高，则易产生飞边。因此合理的搭配注射工艺参数是关系注射成型质量的重要因素。合理的工艺参数必须同时考虑特定的模具结构和所采用的树脂材料。目前多数厂家采用经验加试模定工艺的方法，由于缺乏量化指标指导，有时会出现废品率高和质量不稳定等缺陷，特别是对于精密注射成型，这种方法显然不适应现代生产对制品高质量高效率的要求2.1．2影响注塑成型质量的因素影响注射成形工艺质量的因素很多，比如：注射温度；注射压力；设置螺杆行程转换HYPERLINK"http://www.51muju.com/sca_vlist.asp?id=61"\t"_blank"开关位置；设置注射速度及排气。2.2塑件形状分析2.2.1无线电话外壳零件尺寸图2.2图12.2.2无线电话外壳形状分析该塑件为无线手机上壳，零件的结构模型如图所示，该产品的尺寸精度和表面粗糙度要求为一般精度，但在加工制造过程中要求各部分有一定的配合精度关系。产量为大批量生产，所以采用一模一腔结构，浇口形式采用扇形浇口，采用两点进料，以利于均匀充满型腔。使塑件的外表面不受损伤，冲模效果好。塑件材料为APS。2.2图2第3章塑件工艺尺寸的计算与校核3.1型腔工艺尺寸计算3.1.1型腔的径向的尺寸计算假设塑件外形的基本尺寸L是最大尺寸，其公差为负偏差，模具型腔的基本尺寸为L是最小尺寸，可得公式：取,可得出3.1.2型芯的径向尺寸的计算塑件孔的径向基本尺寸是最小尺寸，其公差为正偏差，型芯的基本尺寸是最大尺寸，制造公差为负偏差，经过与上面型腔径向尺寸相类似的推导，可得：取，可得出：3.1.3型腔深度和型芯高度尺寸的计算计算型腔深度和型芯高度尺寸是，由于型腔的底面或型芯的端面磨损很小，所以可以不考虑磨损量，由此推导出型腔深度公式为：型芯高度公式为：取所以，根据公式可得：3.2塑件的性能指标和注射成型工艺参数3.2.1塑件的性能塑件成型原料的选取应从加工性能、力学性能、热性能、物理性能等多方面因素考虑来选取合适的塑料进行生产，本次设计材料的选择是根据材料特性进行选择的。根据塑料受热后表现的性能和加入各种辅助料成分的不同可分为热固性材料和热塑性材料，通过比较分析可以看出热固性塑料主要用于压塑、挤塑成型，而热塑性塑料还适合注塑成型，本次设计为注塑设计，所以采用热塑性塑料。热塑性塑料还分为很多种，如聚乙稀、聚丙稀、聚氯乙烯、聚苯乙烯和ABS等等，为了选到合适的塑件材料，通过对塑件的分析和查阅有关资料可选择以下材料见表1表1塑料名称ABS聚乙烯材料特性较大的机械强度和良好的综合性能。结晶部分多时，塑料硬度高、韧性大、抗拉强度高，但整体尺寸变小，耐冲击强度及断裂强度底。成型工艺特点ABS的吸湿性和对水分子的敏感性较大，在加工前必须进行充分的干燥和预热。原料控制水分在0.3%以下。聚乙烯制件最显著的特点是收缩率大，这与材料的可结晶性和模具温度有关。定型后塑件在强的收缩牵引作用下，可令制件变形和翘曲。注射温度ABS塑料的温度与熔融粘度的关系比较独特，在达到塑化温度后在继续盲目升温，必将ABS的热降解。聚乙烯的注射温度一般在120～310℃之间，温度超过300℃时，收缩率会明显增大。注射速度及压力ABS采用中等注射速度效果较好，注射时需要采用较高的注射压力，其溢边料为0.04mm左右。并需要调配好保压压力和保压时间。聚乙烯的注射压力一般选择在68.6～137.2Mpa之间。注射速度不易过快，以保证结晶程度高。模具温度ABS的模具温度相对较高，一般调节在75～85℃。由于模具温度对收缩率影响很大，因此要经常保持模具相对恒定的温度，一般在40～80℃之间。经以上两种备选材料的性能对比，并考虑到制件的使用环境，本设计采用ABS材料。由于材料的吸湿性强，含水量应小于0.3%，所以原料应充分干燥。ABS的技术指标、注射工艺参数具体看表2和表3.表2ABS技术指标密度1.02~1.05比容0.86~0.98吸水率0.2~0.4%收缩率0.4~0.7%熔点130~160℃硬度9.7HB拉伸弹性模量1.8×Mpa弯曲强度80Mpa拉伸屈服强度50Mpa温度传导系数1.3×10m/s表3注射机类型螺杆式螺杆转速30~60r/min喷嘴形式直通式喷嘴喷嘴温度180~190℃模具温度50~70℃注射压力60~100Mpa保压压力5~10Mpa冷却时间5~15s周期15~30s后处理方法红外线烘箱温度70℃时间0.3~1h备注原材料应预干燥0.5h以上3.2.2塑件ABS材料的成型特性及条件本设计采用ABS材料，如表2表4中文名称: 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 英文全称: Acrylonitrile-Butadiene-Styrene 典型应用范围: 汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱，大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。 注塑模工艺条件: 干燥处理： ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为80~90C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。 熔化温度： 210~280C；建议温度：245C。 模具温度: 25…70C。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。 注射压力： 500~1000bar。 注射速度： 中高速度。流道和浇口:  性质： 化学和物理特性: 缩小率: 0.5～0.6 密度(g/cm): 1～1.2 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度3.3注塑设备的选择3.3.1估算塑件的体积与质量由于制品实体为无线手机上壳，所以需要大批量生产，表面粗糙度设定在Ra＝0.6即可，根据设计任务书的要求，确定其长度方向尺寸精度小于0.05mm,厚度方向小于0.10mm,选用的测量器具为千分尺、螺旋测微器、平台、高度尺、天平称等，并根据测量的基本原理进行多次测量求平均值，这样可测得制品长度方向最大尺寸为L=154.95mm,宽度方向最大尺寸为D=49.2mm,高度方向最大尺寸为H=15mm,制品重量m=5mg,测得的结果参见图1图2所示手机后盖零件图3.3.2选择注塑机本次设计已计算出塑件的总体积为13.509cm³，总质量为14.6g。根据塑料制品的体积或质量查有关手册选定XS-ZY-125卧式注射机。表5注射量（cm³）125模具最大厚度（mm）300螺杆直径（mm）42模具最小厚度（mm）200注射压力（MPa）120拉杆空间（mm）290注射行程（mm）115模具定位孔径（mm）Ф150锁模力（KN）900喷嘴孔直径（mm）Ф4最大成型面积（cm²）320喷嘴球孔径（mm）12模板最大行程（mm）3003.3.3注塑机参数的校核为使注塑成形过程顺利进行，须对以下工艺参数进行校核。我们通过学习知道注塑机的最大注塑量应大于制件的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好为注塑机的最大注塑量的80%，所以，本次设计选用注塑机最大注塑量应0.8V机≥V塑件+V浇式中：V机—注塑机的最大注塑量cm³V塑—塑件的体积，cm³该产品V塑件=8.37cm³V浇—浇注系统体积，cm³该产品V浇=5.535cm³故V机≥（V塑件+V浇）/0.8=（8.37+5.535）/0.8=17.3812cm³在此选顶的注塑机注塑量为125cm³，所以满足本次设计的要求。所选用的注射机的注射压力必须大于成型塑件所需的注射压力。成形所需注射压力与塑料品种、塑件的形状及尺寸、注射机类型、喷嘴及模具流道的阻力等因素有关。根据经验，现在对塑件的流动性和黏度做比较，可知道成形所需注射压力大致如下：1．塑料熔体流动性好，塑件形状简单，壁厚者所需注射压力一般小于70MPa。2．塑料熔体粘度较低，塑件形状一般，精度要求一般者，所需注射压力通常选为70至100MPa。3．塑料熔体具有中等粘度（PS、PE等），塑件形状一般，有一定精度要求者，所需注射压力选为100至140MPa。4．塑料熔体具有较高粘度（PMMA、PPO、PC、PSF等），塑件壁薄、尺寸大，或壁厚不均匀，尺寸精度要求严格的塑件，所需注射压力约在140至180MPa。本次的产品设计为手机后盖的塑件，整体结构为小型零件，对粘度的要求不高，所以本次注射机的注射压力为120MPa，应能满足此项要求。3.3.4锁（合）模力校核高压塑料熔体充满模腔时，会产生使模具沿分型面分开的胀模力，此胀力等于塑件和流道系统在分型面上的投影面积与型腔压力的乘积。胀模力必须小于注射机额定锁模力，常用塑料品种及塑件复杂程度不同，或精度不同，可选用的型腔压力也不同。型腔压力可根据经验取值，常取型腔压力为20～40Mpa，常用塑料品种及塑件复杂程度不同，或精度不同，现在为了方便我们对锁模力校核，对一些树脂平均压力作简单的比较。表6树脂名称一般成型重视表面质量的成型硬质PVC3040软质PVC2535ABS3040PC4055PP3040根据上表，本塑件的材料为ABS，可选择型腔压力Pc=40Mpa，型腔平均压力Pc=40MPa决定后，可以按下式校核射机的额定锁模力：式中——注射机额定锁模力；——塑件和流道系统在分型面上的总投影面积（mm2）；——安全系数，通常取1.1—1.2本次设计所选注射机T=900KN；两个塑件在分型面上的投影面积为6049.092mm2；流道系统在分型面上的总投影面积为552.4157mm2；=6049.092+552.4157=6497.114mm2=1.2；=1.2×40×106×6497.114×10-6=311861.472N=311.86KNT=900KN>311.86KN;故所选注射机满足此项要求。3.3.5模具与注塑机安装尺寸的校核模具厚度（闭合高度）必须满足下式：式中：——注射机允许的最小模具厚度（mm）；——所设计的模具厚度（mm）；——注射机允许的最大模具厚度（mm）；=200mm，=290mm，=300mm200<290<300所选本次选用的注射机满足此项要求。注射机的最大开模行程必须大于开模取出塑件所需的开模距离。本设计所选用的注塑机的最大行程与模具厚度有关，故注塑机的开模行程满足下式:Smax≥H1+H2+(5～10)mm单分型面式中：Smax——注射机最大开模行程，mmH1——塑件脱模所需顶出距离，mmH2——塑件脱模所需顶出的距离，mm本设计的塑件高度H1=5mm，H2=80mm,所以H1+H2+(5～10)=5+80+10=95mm,Smax=300mm≥95mm所选注射机满足此项要求。通过对以上工艺参数的校核，本次设计所选用的注射机满足要求3.4浇筑系统的设计3.4.1浇筑系统的结构特征浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道，由主流道、分流道、进料浇口和冷料穴组成。设计浇注系统应注意：1,浇注系统力求距型腔距离近、一致，并首先进入制品的厚壁部位，不宜直冲型芯镶嵌件。2，其位置力求在分型面上，便于加工并易于快速、均匀、平稳地充满型腔；主流道入口应在模具中心位置。3，有利于制品的外观，并易于清除。4，排气良好。本次设计中的材料ABS属于非流动流体，在流动过程中，其表观粘度随剪切速率的变化而发生显著的变化，对假塑性流体而言，剪切速率增大时，表观粘度会降低，温度对ABS的表观粘度也有很大影响，跟普通液体相比，ABS又具有很大的可压缩性，当压力增高时，其表观粘度增加，由于塑料在注射模浇注系统中和型腔内的温度、压力和剪切速率是随时变化的，在设计浇注系统时，综合加以考虑，以期在充模以尽可能低的表观粘度和较快的速度充满型腔，在保压阶段，又能通过浇注系统使压力充分传递到型腔各部分，此外，制件的外形、尺寸和对外观的要求也影响整个浇注系统的形状和尺寸，本制件上表面要求光滑，所以，不宜在表面开设浇道，而应采用内浇口。3.4.2浇筑系统的设计原则3.4.2.1流道设计1浇注系统主要由主流道、分流道、进料浇口和冷料穴组成主流道是指熔融塑料由注射机喷嘴喷出后最先经过的部位，与注射机喷嘴同轴，因为与熔融塑料、注射机喷嘴反复接触、碰撞，一般不直接开设在定模板上，为了制造方便，都制成可拆卸的浇口套，用螺钉或配合形式固定在定模板上。熔料注入模具最先经过的一段流道，直接影响到填充时间及流动速度。其浇口选择不能太大和太小。浇口太小，熔料流动过程中冷却面相对增大，热量消耗大，注射压力损失也大，但浇口太大，会造成材料的浪费。因此，合理的主浇道参数，一般情况下取值如下：（1）d=d1+(0.5～1)式中d1—注射机喷嘴孔直径（mm）d—主流道口直径（mm）所以本设计采用d1为4mm，得出d取为5mm。（2）α=2º～4о对流动性较差的塑料可取3о～6о。本设计采用α=3°。α—主流道锥角（3）H—按具体情况选择，一般取3～8mm，H取为5mm。H—球面配合高度（4）R=R1+（1～3）式中R1—注射机喷嘴球面半径（mm），R1为6mm，R取为8mm。（5）r—为主浇道与分浇道过渡处采用的圆角半径，按具体情况选择，一般取1～3mm，现在选择其为1.5mm。（6）L应尽量缩短，本设计取75mm。在UG设计中主流道在浇口套里，在选择浇口套时候就已经选择了主流道了，如步骤：2分流道是主流道与浇口之间的通道。多型腔模具一定设置分流道，大型塑件由于使用多浇口进料也需设置分流道。分流道的设计要点是：（1）流经分流道的熔体温度和压力的损失要少。为此，分流道一要短，二要使粗糙度降到最低，三是容积要小，四是少弯折。（2）要使分流道的固化时间稍慢于制品的固化时间，以利保压、补缩和压力传递；（3）要使熔料能迅速而又均匀地进入各型腔，故在多型腔设计时，在保证模具结构强度前提下，力求采用平衡进料，而且在保证模具结构强度前提下，力求紧凑、集中。（4）便于加工，便于使用标准刀具，免于制造专用刀具。分流道的截面类型有圆形、梯形、U形、半圆形等，根据塑件的材料流动性较好，长度较短，可以采用圆形分流道且呈直线布置。由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因此分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6μm左右即可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。3分流道的布置取决于型腔的布局，两者互相影响。分流道的布置形式分平衡式和非平衡式两种。（1）平衡式布置平衡式布置要求从主流道至各个型腔的分流道，其长度、形状、断面尺寸等都必须对应相等，达到各个型腔的热平衡和塑料流动平衡。因此各个型腔的浇口尺寸可以相同，达到各个型腔同时均衡进料。（2）非平衡式布置本塑件的分流道采用了平衡式布置，扇形结构。非平衡式布置的主要特点是主流道至各个型腔的分流道长度各不相同（或加上型腔大小不同）。为了使各个型腔同时均衡进料，各个型腔的浇口尺寸必定不相同。4冷料穴在塑件模架设计中起到重要作用。本次设计冷料穴的位置：模具的冷却道设在上下型腔所在的动定模板上，主流道的末端（主流道正对面的动模板上）或分流道的末端。起到了储存注射间歇期间喷嘴前端的冷料，以防其进入流道，阻塞或减缓流料或进入型腔，在塑件上形成冷疤或冷斑和将主流道凝料拉出的作用。其设计尺寸是：直径稍大于主流道大端直径，长度约为主流道大端直径。本次设计采用的的拉料杆头部的型腔处有一圆形凹环槽，凹环槽在主流道凝料上形成凸环，分模时即可将该凝料从主流道里拉出。在UG中步骤3.5浇口的选用3.5.1浇口的结构选择浇口是主流道、分流道和型腔之间的连接部分，是浇注系统的最终端，很短，截面积很小。当熔融的料流在高压下经过浇口时，因截面积小而流速加快，因摩擦作用而温度升高，黏度降低，流动性提高，有利于充满型腔。故浇口是浇注系统的关键部位，其位置、形状及尺寸等决定着塑件质量、注射效果及注射效率。3.5.2浇口选择的作用浇口的作用：⑴快速充型，保压补缩；⑵防止热料回流；⑶使塑件与浇注系统分离。浇口截面形状和尺寸的确定要根据制品的尺寸大小、壁的厚薄、塑料的品种以及制品的结构和相应的浇口形式而定。先取小值，试模后根据情况在修正。总的要求是使熔料以较快的速度进入并充满型腔，同时在充满后能适时的冷却封闭，因此，浇口的截面要小，长度要短，这样可增大料流速度，快速冷却封闭，且便于塑件与浇口凝料分离，不留明显的浇口痕迹，保证塑件外观质量。浇口截面形状和尺寸的确定要根据制品的尺寸大小、壁的厚薄、塑料的品种以及制品的结构和相应的浇口形式而定。先取小值，试模后根据情况在修正。总的要求是使熔料以较快的速度进入并充满型腔，同时在充满后能适时的冷却封闭，因此，浇口的截面要小，长度要短，这样可增大料流速度，快速冷却封闭，且便于塑件与浇口凝料分离，不留明显的浇口痕迹，保证塑件外观质量。浇口也称进料口，是连接分流道和型腔的熔体通道。浇口分为限制性浇口和非限制性浇口，一般采用限制性浇口，限制性浇口特点：第一，所受剪切速率大，使熔体粘度降低。第二，熔体通过时受到摩擦力，可以提高自身温度。第三，熔体通过小浇口时，压力损失大，可以有效降低型腔压力，有利于模具的锁紧。第四，浇口处截面尺寸小，熔体凝固快，减少了由于长时间补料造成的内应力。第五，浇口痕迹小，不影响塑件外观。第六，由于阻力大，易于实现各浇口处的平衡进料。注射模具的浇口形式较多，其形式和安放位置有直接浇口、盘形浇口（或中心浇口）、侧浇口、点浇口等，具体采用的形式可以综合各种影响因素，本设计采用扇形浇口。扇形浇口：流动速度快，比较容易进浇，但增加熔接痕.在UG中的步骤：3.6分型面的选择3.6.1分型面的作用分型面为了将已成型好的塑件从模具型腔内取出或为了满足安放嵌件及排气等成型的需要，根据塑料件的结构，将直接成型塑件的那一部分模具分成若干部分的接触面。分为水平分型面、垂直分型面和复合分型面。3.6.2分型面的选择原则分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构，分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较具体可以从以下方面进行选择。1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处。2）便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。3）保证塑件的精度要求。4）满足塑件的外观质量要求。5）便于模具加工制造。6）对成型面积的影响。7）对排气效果的影响。8）对侧向抽芯的影响。3.7排气槽的设计在注射模试模生产中常会出现填充不足。压缩空气灼伤、制品内部很高的内应力、表面流线和熔合线等现象。对于这些现象除了应首先调整注塑工艺外，还要考虑模具浇口是否合理。当注塑工艺和浇口这两个问题都排除以后；那么模具的排气就是主要的问题了，解决这一问题的主要手段是开设排气槽。1排气槽的作用排气槽的作用主要有两点。一是在注射熔融物料时，排除模腔内的空气；二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。越是薄壁制品，越是远离浇口的部位，排气槽的开设就显得尤为重要。另外对于小型件或精密零件也要重视排气槽的开设，因为它除了能避免制品表面灼伤和注射量不足外，还可以消除制品的各种缺陷，减少模具污染等。那么，模腔的排气怎样才算充分呢？一般来说，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上却未留下焦斑，就可以认为模腔内的排气是充分的。2排气方式模腔排气的方法很多，但每一种方法均须保证：排气槽在排气的同时，其尺寸设计应能防止物料溢进槽内；其次还要防止堵塞。因此从模腔内表面向模腔体外缘方向测量，长6~12mm以上的排气槽部分，槽高度要放大约0.25—0.4mm。另外,排气槽数量太多是有害的。因为如果作用在模腔分型面未开排气槽部分的锁模压力很大，容易引起模腔材料冷流或裂开，这是很危险的。除了在分型面上对模腔排气外，还可以通过在浇注系统的料流末端位置设排气槽，以及沿顶出杆四周留出间隙的方式达到排气的目的。因为排气槽开的深度、宽度以及位置的选择；如果不适当，产生的飞边毛刺，将影响制品的美观和精度。因此上述间隙的大小以防止顶出杆四周出现飞边为限。这里应特别注意的是：齿轮这样的制件在排气时，可能连最微小的飞边也是不希望有的。这一类制件最好采用以下方式排气：①彻底清除流道内气体；②用粒度为200＃的碳化硅磨料对分型面配合表面进行喷丸处理。另外，在浇注系统料流末端开设排气槽主要是指分流道末端位置的排气槽，其宽度应等于分流道的宽度，高度视材料而异。3设计方法根据多年注射模设计和产品试模的经验；本文简单介绍几种排气槽的设计，如图1所示。对于复杂几何形状的产品模具，排气槽的开设；最好在几次试模后再去断定。而模具结构设计中的整体结构形式，其最大缺点就是排气不良。对整体模腔模芯有以下几种排气方法：①利用型腔的槽或嵌件被人部位；②利用侧面的嵌件接缝；③局部制成螺旋形状②在纵向位置上装上带槽的板条心开工艺孔；⑤当排气极困难时采用镶拼结构等、如果有些模具的死角不易开排气槽，首先应在不影响产品外观及精度的情况下适当把模