玩具手機下殼模具設計及型腔仿真加工說明書[帶圖紙]

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1前言1</b></p><p>　　2.注塑模結構設計3</p><p>　　2.1注塑?；究傮w結構方案的比較與選取3</p><p>　　2.2制品的測繪3</p><p>　　2.

2、2.1實體測繪3</p><p>　　2.2.2 制品材料的工藝分析4</p><p>　　2.3 注射機的選擇5</p><p>　　2.3.1注塑設備的確定5</p><p>　　2.3.2 注塑機有關工藝參數(shù)的校核6</p><p>　　2.3.3 注塑能力的校核7</p><p&

3、gt;　　2.4 分型面的選定8</p><p>　　2.5 脫模方式9</p><p>　　2.6 澆注系統(tǒng)的設計9</p><p>　　2.6.1 主流道的設計9</p><p>　　2.6.2 分流道的設計10</p><p>　　2.6.3 澆口的設計11</p><p>　

4、　2.6.4 冷料穴和拉料桿的設計11</p><p>　　2.7冷卻水道的設計11</p><p>　　2.8 頂出方式的設計12</p><p>　　2.9 型腔的設計13</p><p>　　3.0 成型零件工作尺寸的確定13</p><p>　　3.0.1型腔內徑尺寸計算13</p>

5、<p>　　3.0.2 型芯外徑尺寸計算14</p><p>　　3.0.3 型腔深度尺寸計算14</p><p>　　3.0.4 型芯高度尺寸計算14</p><p>　　3. 繪制注塑模裝配圖及三維造型圖15</p><p>　　4.腔零件的工藝分析16</p><p><b>　　5

6、 結論20</b></p><p><b>　　致 謝21</b></p><p><b>　　參考文獻22</b></p><p><b>　　附錄23</b></p><p>　　玩具手機下殼模具設計及型腔仿真加工</p><p&g

7、t;　　摘要：本文對手機下殼注塑模的設計過程作了詳細的介紹，從制品的測繪、注塑機的選取到分型面的確定、模架結構的確定，每一步均作了詳細地說明和精確地計算，特別是對型腔數(shù)、澆道結構、型腔、型芯尺寸等重要部分的確定，文中作了重點論述。通過本文讀者可了解注塑模設計的基本步驟，掌握從模具材料的選取到模架結構的確定的基本方法。文章按注塑模設計的基本步驟層層展開、步步深入，在設計好模具結構的基礎上，采用AutoCAD、Pro/E兩種造型方法對各零件

8、造型，使設計結果更加清晰、明了。同時，作者還對型腔進行工藝分析，編寫了工藝過程卡片，并在cimatron環(huán)境下進行了仿真加工，實現(xiàn)了模具的制造。文章重點突出、結構分明，前半部分重點介紹注塑模結構的選取及各零件尺寸的確定，后面內容重點講述了造型及仿真加工，使讀者很容易理解，可作為注塑模初學者的參考資料。 </p><p>　　關鍵詞： 注塑模；模架；注射機；仿真加工</p><p>　　To

9、y phone under the shell cavity mold design and simulation process </p><p>　　Abstract:In this paper, mobile phones under the shell injection mold made of the design process in detail, from the products of the

10、 mapping, the selection of injection molding machine to determine the surface, determining the mode structure, are made every step of detail and accurate calculation of , especially for the cavity number, runner structur

11、e, cavity, core size to determine an important part of the paper focuses on made. Through this article readers can learn the design of injection mold</p><p>　　Keyword: Injection molding; Moldbase; Injection

12、machine;Simulation processing.</p><p><b>　　1前言</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代工業(yè)技術的迅速發(fā)展，對零件的材料提出愈來愈苛刻的要求，一種材料不但要求某一種技術性能好，而且要求它同時具備多種優(yōu)良的技術性能，以滿足多種技術需要。</p><p>　　塑料作為現(xiàn)代工業(yè)中較為常見的材料之一，在性能

13、上具有質量輕、強度好、耐腐蝕、絕緣性好、易著色等特點，其制品可加工成任意形狀，且具有生產效率高、價格低廉等優(yōu)點，所以應用日益廣泛，在汽車、儀表、化工等工業(yè)中，塑料已經成為金屬零件的良好代用材料。與相同重量的金屬零件比，塑料件能耗小，且成型加工方法簡單，易組織規(guī)模生產，只需一臺自動化注射機，配上合適模具，就能進行大批量生產。</p><p>　　塑料模具是利用其形狀去成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的工具，它對塑料

14、零件的制造質量和成本起著決定性影響。在生產過程中，對塑料模具的要求是能生產出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面均能滿足使用要求的優(yōu)質制品。從模具使用的角度要求高效率、自動化、操作簡單；而從模具制造角度要求結構合理，制造容易，成本低廉。</p><p>　　現(xiàn)代塑料制品的生產中，合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是必不可少的三個重要因素，尤其是塑料模具對實現(xiàn)塑料加工工藝要求、塑料制品使用要求和造型設計起著重要的

15、作用。高效的自動化設備只有配上相適應的模具才能發(fā)揮作用，隨著塑料制品的品種和產品需求量的增大，對塑料模具也提出越來越高的要求，促使塑料模具不斷向前發(fā)展。目前，模具的設計已由經驗設計向理論設計的方向發(fā)展，采用高效率、自動化的模具結構以適應大量生產的需要，采用高精度模具的加工技術以減少鉗工等手工操作工作量。為減少加工后的修整，以“一次試模成功”為標準，模具測量向高精度、自動化方向發(fā)展。同時，在模具行業(yè)開展CAD/CAM的研究和應用，采用CA

16、D/CAM技術能夠減少試模、調整及修整工時、提高可靠性、簡化設計與制圖、縮短設計制造時間，從而使估價及成本合理化。顯然，今后的模具制造將以計算機信息處理和數(shù)控機床加工為中心。</p><p>　　注塑成型是塑料工業(yè)中最普遍采用的方法。該方法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，注塑成型加工產量高，適用于多種原料，能夠成批、連續(xù)到生產，并且具有固定的尺寸，可以實現(xiàn)自動化、高速化，因此具有極高的經濟效益。</p

17、><p>　　注塑模具作為注塑成型加工的主要工具之一，在質量、精度、制造周期以及注塑成型過程中的生產效率等方面水平的高低，直接影響產品的質量、產量、成本及產品的更新?lián)Q代，同時也決定著企業(yè)在市場競爭中的根本利益。模具制造業(yè)存在成本高、技術性強等特點，隨著計算機輔助設計和計算機輔助加工技術的發(fā)展，從根本上改變了模具生產的面貌，可靠地保證了模具所需要的精度和質量。另外，模具標準件和以標準件為基體的特殊定制零件的普及，明顯的

18、縮短了模具制造周期，使塑料模具的設計水平進入了新階段。</p><p>　　盡管模具工業(yè)本身的特殊性是模具制造顯得很復雜，但與其他行業(yè)一樣，它也有一定的規(guī)律。注塑模具設計之前首先應對塑料制品進行工藝分析，研究塑料制件的工藝性是否符合注塑加工原理，然后應設計模具結構，確定模具材料和選定標準件，最后進行零件加工、模具組裝和試模。</p><p>　　按照一般的設計步驟，應先對選取的塑件實體進行

19、測繪，確定其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，并對其進行工藝分析，確定模具各零件的結構、尺寸和精度要求，然后設計注塑模具，繪制出其裝配圖及零件圖，對各零件進行三維造型，并進行裝配，同時對模具中的主要零件進行工藝分析，編寫工藝卡，完成型腔的仿真加工。</p><p>　　通過以上工作的完成，我對一套模具從設計到加工的全過程有了清醒而直觀的認識，了解了注塑模的工作原理，對模具中型腔、型芯等主要零件的設計及精度的確定具備了

20、一定的經驗知識，能夠對模具設計中常出現(xiàn)的問題提出合理的解決方法，能夠正確地選取注射機、確定模架的結構及尺寸、確定型腔數(shù)。在模具設計中，精度要求的確定是至關重要的一步，要綜合考慮尺寸精度及配合要求，特別是各模板及型腔、型芯等配合精度要求高的部件，其精度確定的合理與否將影響到塑件的質量，從而對產品的使用性能及企業(yè)的經濟效益產生很大的影響。</p><p>　　2. 注塑模結構設計</p><p&

21、gt;　　2.1 注塑?；究傮w結構方案的比較與選取</p><p>　　注塑模的基本結構是由注塑機的形式和塑件復雜程度等因素決定的。注塑模的分類方法很多，按注塑模的總體結構可分為單分型面注塑模、雙分型面注塑模、帶活動鑲件的注塑模和自動卸螺紋的注塑模等，對于不同的塑件可選用不同的注塑結構。</p><p>　　單分型面注塑模是最簡單的一種。在該結構中，構成型腔的一部分在定模上，型芯部分在

22、動模上，主流道設在定模一側，分流道設在分型面上，開模后塑件與流道凝料一起留在動模一側。</p><p>　　雙分型面注塑模與單分型面注射模相比多了一個可移動的澆口板，它用于針點澆口進料的單（雙）型腔模具。開模時，澆口板與定模座板作定距離分型，以便取出凝料。</p><p>　　帶活動鑲件的注塑模上帶有活動螺紋型芯、側向型芯和活動鑲件等，開模時，活動鑲件連同塑件一起脫出模后，再通過人工使鑲件

23、與塑件分開。</p><p>　　當塑件有螺紋部分并要求自動脫模時，可采用自動卸螺紋的注射模。該結構利用注射機的旋轉運動帶動螺紋型芯或螺紋型環(huán)轉動，使塑件按規(guī)定的螺距推出。</p><p>　　在具體選用模具結構時，應綜合考慮塑件結構，盡量做到經濟、實用。設計中由于塑件實體是手機后蓋，其結構較復雜，側邊有孔需要側抽芯，所以可選單分型面模具結構，澆注系統(tǒng)采用普通澆注系統(tǒng)，澆口采用點澆口，冷卻

24、水路使用環(huán)形循環(huán)水路。</p><p><b>　　2.2制品的測繪</b></p><p>　　2.2.1 實體測繪</p><p>　　根據設計要求及設計方案，按照模具設計的基本步驟，首先應對制品實樣進行測繪分析，選擇合理的精度要求，確定分型面，選取正確的定位基準，為型腔及模具的設計建立最基本的條件。</p><p&g

25、t;　　由于制品實體為玩具手機外殼，所以其精度要求不算太高，表面粗糙度設定在Ra=1.6即可，根據設計任務書的要求，確定其長度方向尺寸精度小于0.50mm,厚度方向小于0.10mm,選用的測量器具為千分尺、螺旋測微器、平臺、高度尺、天平稱等，并根據測量的基本原理進行多次測量求平均值，這樣可測得制品長度方向最大尺寸為L=100.60mm,寬度方向最大尺寸為D=50.60mm,高度方向最大尺寸為H=18.59mm,制品重量m=6.69mg,

26、測得的結果參見圖2-1所示手機后蓋零件圖。</p><p>　　圖2-1 手機后蓋零件測繪圖</p><p>　　圖2-2 手機后蓋三維造型圖</p><p>　　2.2.2 制品材料的工藝分析</p><p>　　本注塑模設計中選用的制品材料為ABS，它是一種現(xiàn)代工業(yè)中經常用到的材料，具有高強度、耐腐蝕等優(yōu)點，通常情況下其密度為1.0-1

27、.0克/立方厘米，壓縮比為1.8-2.0，比熱容為0.35-0.4，其模具冷卻溫度范圍在32-65之間。了解了ABS的以上性能，對我們進行模具結構設計及選材將大有幫助。</p><p>　　制品的收縮率一般是根據所用塑料收縮率的平均值來計算的，而實際上制品在成型過程中其塑件分子并不是在制品中任何方向上都是一樣收縮的，并且大多數(shù)塑件的收縮是在制品成型完成后再經過數(shù)小時才能安全穩(wěn)定下來，因此，制品的實際收縮與按其材料

28、平均值計算的收縮是有一定差距的。目前尚無準確計算制品成型過程中實際收縮率的方法，在模具設計時可采用比平均收縮率低1%的計算方法。</p><p>　　對于ABS塑件，其收縮率為0.4%~0.6%，設計中確定其收縮率為0.5%。另外，制品中1mm和小于1mm并帶有大于0.05mm公差的部位，以及2mm和小于2mm帶有大于0.1mm公差的部位不需要進行收縮率計算。</p><p>　　2.3

29、 注射機的選擇</p><p>　　除了模具的結構、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的有關性能參數(shù)密節(jié)相關，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數(shù)據進行較核，并通過較核來設計模具與選擇注射機型號。</p><p>　　2.3.1 注塑設備的確

30、定</p><p>　　塑料注塑機按用途可以分為熱塑性塑料通用注塑機和專用注塑機；按外形可以分為臥式注塑機、立式注塑機和直角式注塑機；按塑料在料筒內的塑化方式可以分為柱塞式注塑機和螺桿式注塑機。</p><p>　　A.由公稱注射量選定注射機</p><p>　　由注射量選定注射機.由PRO/E建模分析得（材料密度?。?</p><p>　　

31、總體積V=6.375cm3;</p><p>　　總質量M=6.69g;</p><p>　　曲面面積A=68.55cm2;</p><p>　　流道凝料V’=0.5V(流道凝料的體積(質量)是個未知數(shù),根據文獻[5]取0.5V(0.5M)來估算,塑件越大則比例可以取的越小)；</p><p>　　實際注射量為:V=6.375*1.5=9.

32、5625cm3;</p><p>　　實際注射質量為M=1.5M=6.69×1.5=10.035g；</p><p>　　根據實際注射量應小于0.8倍公稱注射量原則, 則由 </p><p>　　0.8V≧ V （2—1） </p><p>　　得到V＝9.56/0.8＝11.96

33、 cm3;</p><p>　　B.由鎖模力選定注射機</p><p>　　FF=A·P=2.04KN （2—2）</p><p>　　式中： F注射機的鎖模力（N）； </p><p>　　A塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和；</p><p>　　

34、P型腔壓力，取P=30MP ；</p><p>　　結合上面兩項的計算，初步確定注塑機為表2-1所示，查國產注射機主要技術參數(shù)表取G54-S-200/400,主要技術參數(shù)如下表:</p><p>　　表2-1 注塑機參數(shù)</p><p>　　2.3.2 注塑機有關工藝參數(shù)的校核</p><p>　　注射量是指注射機進行一次注射成型所能注射

35、出的最大容積，它決定了一臺注射機的所能成型塑件的最大體積。一臺注射機的最大注射量受注射成型工藝條件的影響而有些波動，因而在實際生產中常用公稱注射量或是理論注射量來間接的表示注射機的加工能力。</p><p>　　公稱注射量是指在對空注射條件下，注射機螺桿或柱塞作一次最大注射行程時注射機所能達到的最大注射量，它近似于注射機的實際能夠達到的最大注射量。</p><p>　　所以塑件及澆注系統(tǒng)的

36、總體積小于注射機最大注射量，該注射適合注射成型條件。</p><p>　　首先必須考慮采用單型腔還是多型腔模，并決定型腔數(shù)量的多少?？紤]的主要因數(shù)有：現(xiàn)有注塑機的規(guī)格、所要求的塑件的質量、塑件成本及交貨期。起決定作用的因數(shù)很多，它既有技術方面的因數(shù)，也有生產管理方面的因數(shù)。當尺寸精度要求很高時，應盡量減少型腔的數(shù)量。模具成本與型腔數(shù)目的關系。通常認為，模具中每增加一個型腔，所成型的制品的精度就會下降4％，對精度要

37、求高的制品，隨著型腔數(shù)目的增加，模具的制品精度也勢必隨之增加，因而導致其制造成本的加大。</p><p>　　以機床的注塑能力為基礎，每次注射量不超過注射機最大注射量的80%。</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中 N—型腔數(shù)；</p><p>　　S—注射機的注射量，g；</

38、p><p>　　—澆注系統(tǒng)的質量，g；</p><p><b>　　—塑件質量，g；</b></p><p>　　塑件體積=6.375cm3 ； 塑件質量=6.69 g ；澆注系統(tǒng)體積=15.79 cm3 ；</p><p>　　=15.79×1.1≈17.89 g ；</p><p>　

39、　經計算：N≤12 ，因此一模兩腔符合要求。</p><p>　　2.3.3 注塑能力的校核</p><p>　　注塑能力是指在一個成型周期中，注射機對給定塑料的最大注射容量或重量。本設計選用的注塑機屬于柱塞式注塑機，其注塑能力是以一次性注射聚苯乙烯的最大重量為準的。在注射聚苯乙烯時，塑料的總重量與澆注系統(tǒng)的塑料重量之和一般不超過注塑機注塑能力的80%，當注塑其它塑料時，注塑機的最大注射

40、重量應按下式換算：</p><p><b>　　m=m</b></p><p>　　式中 m-注射機注射其它塑料的最大重量（g）;</p><p>　　m-注塑機規(guī)定的最大注塑重量（g）;</p><p>　　-注射塑料在常溫下的密度（g/cm）;</p><p>　　-聚苯乙烯在常溫下的密

41、度（g/cm）.</p><p>　　已知ABS在常溫下的密度為1.0g/cm,注射機的最大注射量為15mg,所以ABS的最大注射重量為：</p><p><b>　　m=1514.2g</b></p><p>　　該模具所需注塑的重量約為m=2×6.69g=13.38g< m,所以改注塑機注塑能力符合要求。</p>

42、<p>　　2.4 分型面的選定</p><p>　　分型面的設計要便于模具加工制造，應盡量選擇平直的分型面，這樣的分型面壁較好處理，對于分型面不在同一平面的模具，為了避免合模時動、定模兩部分發(fā)生碰撞，以及減小模具制造的難度可以利用一些角度很小的角作為分型面發(fā)生變化的部位。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則：</p><p>　　A. 分型面應選在塑件外形最大輪廓處；<

43、;/p><p>　　B. 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊；</p><p>　　C. 保證塑件的精度要求；</p><p>　　D. 滿足塑件的外觀質量要求；</p><p>　　E. 便于模具加工制造；</p><p>　　F. 對成型面積的影響；</p><p>　　G. 對排氣

44、效果的影響；</p><p>　　H. 對側向抽芯的影響。</p><p>　　選擇分型面時應考慮減小由于脫模斜度所造成的塑件大小端的尺寸差異。若將分型面設在塑件中部，并選用較小的脫模斜度，將有利于脫模，但這種方式僅適用于塑件對外觀無嚴格要求的情況下。對于手機外殼這種對表面有一定精度要求的塑件，一般將型腔設在模具的一側，這樣可保證塑件外觀精美，使飛邊盡量留在殼內。綜上所述，可選擇機殼與機體

45、的配合面為分型面。見圖2-3所示：</p><p>　　圖2-3 分型面示意圖</p><p><b>　　2.5 脫模方式</b></p><p>　　為便于塑件脫模，應使塑件在脫模時留在下?；騽幽２糠?，因為塑件的頂出機構設置在下?；騽幽２糠帧?lt;/p><p>　　手機外殼外形較復雜，內部有較多的孔、槽結構，塑件成型

46、收縮后必然留在型芯上，此時，將型腔設定在定模上，開模后即可用推桿頂出塑件。</p><p>　　為使制品在成型過程中能夠順利地從型腔中脫出，以及能夠順利地從型心中被頂出，制品必須設有脫模斜度。脫模斜度的大小由制品表面粗糙度、制品形狀及尺寸而定，通常情況下不低于0.5°。</p><p>　　由于手機后蓋表面有一定的光亮度要求，在脫模過程中制品外表面不能被劃傷，其脫模斜度最小不應低

47、于2°。又由于在制品中有凹臺、凸臺、槽等結構，塑料對制品透孔的芯子有較大的抱緊力，因此可設定脫模斜度為2°。</p><p>　　2.6 澆注系統(tǒng)的設計</p><p>　　澆注系統(tǒng)是指模具中從噴嘴開始到型腔為止的塑料熔體的流動通道，它的作用是將塑料熔體順利地充滿到型腔的各個部位，以獲得所要的塑件。注射模澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。澆注系統(tǒng)設計內容包括

48、：根據塑件大小和形狀進行流道布置，確定流道截面尺寸，對澆口的數(shù)量、位置、形式進行優(yōu)化。</p><p>　　2.6.1 主流道的設計</p><p>　　主流道是指緊接在注塑機噴嘴到分流道為止的那一段流道，熔融塑料進入模具時首先經過它。它與注塑機噴嘴在同一軸線上，物料在主流道中不改變流動方向，主流道形狀一般為圓錐形或圓柱形。</p><p>　　主流道與噴嘴接觸處

49、多做成半球形的凹坑，二者應嚴密的配合，避免高壓塑料熔體溢出。主流道小端直徑應比注塑機噴嘴孔直徑約大0.5～2mm,視制品大小及補料要求而定。大端直徑應比分流道深度大1.5mm以上，其錐角不宜太長，一般取2°～6°。由于主流道與注塑機的高溫噴嘴反復接觸和碰撞，所以設計成獨立的澆口套，選用優(yōu)質鋼材制作并經熱處理提高硬度。澆口套要求承受交變應力，其外圓盤直徑不能太大，以避免肩部彎矩過大，配合段的直徑不宜過大，以免注入模內的

50、塑料產生過大的反壓力，使?jié)部谔缀笸?。為補償再注塑機噴嘴沖擊力作用下澆口套變形，可以將它的長度設計得比模板厚度短0.02mm。當主流道貫穿幾塊模板時，必須采用澆口套，以避免在模板間的拼縫處溢料，以致主流道凝料無法脫出。本設計中為便于凝料從主流道中拔出，主流道設計成圓錐形，錐角α=3°，內壁粗糙度為Ra=0.63，大端處呈圓角，其半徑為r=2.5mm,以減小料流轉向過渡時的阻力。另外，為使熔融塑料從噴嘴完全進入主流道而不溢出，應使

51、主流道和注射機的噴嘴緊密對接，為此，選取其半徑為R=4mm,小端直徑d=2mm。澆口套如圖2-8所示：</p><p>　　圖2-4 澆口套示意圖</p><p><b>　　分流道的設計</b></p><p>　　分流道是主流道與澆口之間的部分，是指塑料熔體從主流道進入四腔模的四個型腔的通道，起分流和轉向的作用。在分流道的設計過程中，應注

52、意使塑件熔體在流動中熱量和壓力損失最小，同時使流道中的塑料量最小。</p><p>　　由于在等面積的條件下，圓形的周邊最短，所以將分流道的形狀做成圓形，令其直徑D=5mm，而且圓形分流道易于散熱。</p><p>　　分流道的分布取決于型腔的分布，對于一模二腔的注塑模，分流道一般采用均衡分布，其主要特點是各個型腔同時均衡進料，因此要求從主流道到各個型腔的分流道，其長度、形狀、端面尺寸都必

53、須對應相等，否則就達不到均衡進料的目的。</p><p>　　另外，分流道的尺寸不必要求很光，表面粗糙度一般在12.5即可，這樣有利于保溫。分流道如圖2-5所示</p><p>　　圖2-5 分流道示意圖</p><p>　　2.6.3 澆口的設計</p><p>　　澆口又稱進料口,是分流道與型腔之間的狹窄部分,也是澆注系統(tǒng)中最小的部分,

54、它是塑料熔體的流速產生加速度,以利于迅速充滿型腔,同時還起封閉型腔防止熔體倒流的作用,并在成型后使?jié)部谀吓c塑件易于分離。澆口的理想尺寸很難計算,一般可根據經驗估算,澆口斷面積約為分流道斷面積的3%～9%,斷面形狀常為矩形或圓形,澆口的長度約為1～1.5mm。在設計澆口時往往先取較大的尺寸值,以便在試模后逐步加以修正。澆口的形式有多樣:側澆口、點澆口、潛伏澆口和直接澆口等等。本設計中采用點澆口點澆口垂直設于制品的平面上，其優(yōu)點是：開模時

55、澆口可自動切斷實現(xiàn)全自動成型，澆口周圍殘留應力小。根據制品實體的特殊結構，本設計采用點澆口，以避免塑件外表面受到損傷。</p><p>　　2.6.4 冷料穴和拉料桿的設計</p><p>　　冷料穴是用來儲藏注射間隔期內由于噴嘴端部溫度低造成的冷料，因為冷料進入型腔會影響塑件質量。</p><p>　　拉料桿采用Z形拉料桿，其頭部做成Z形的，可將主流道凝料鉤住，開

56、模時即可將該凝料從主流道中拉出。拉料桿固定在頂桿固定板上，在塑件頂出時凝料一起被頂出。拉料桿如圖2-6所示：</p><p>　　圖2-6 拉料桿示意圖</p><p><b>　　冷卻水道的設計</b></p><p>　　在注射成型過程中,模具溫度直接影響塑料的充模和塑件的定型,從而影響塑件的質量,因此,必須進行模具的冷卻，使其溫度保持在一

57、定范圍內。</p><p>　　要達到有效的模具冷卻效果，就要設計合理的冷卻系統(tǒng)，在設計過程中應使冷卻孔道的中線與塑件表面的距離為冷卻孔道直徑的1-2倍，冷卻孔道中心距應為冷卻直徑的3-5倍，如果冷卻孔道間距較大，模具表面溫度就不均勻，從而影響冷卻效果。</p><p>　　制造過程中應使冷卻孔道距型腔壁不宜太遠，也不宜太近，通常在12-20毫米范圍內，以免影響冷卻效果和模具的機械強度。由

58、經驗知識可知，冷卻孔道直徑應不小于9毫米，且凹模、凸模應分別冷卻，并保證其冷卻平衡。進、出水水嘴接頭設在定模板兩端處，這樣布置將避免影響其他操作，同時還應保證水嘴和水管連接處密封，不能漏水。</p><p>　　由于制品材料為ABS,其注塑溫度在45℃左右，溫度不是太高，所以一般采用水冷卻。水路分布如圖2-7所示：</p><p>　　圖2-7 冷卻水道示意圖</p><

59、;p>　　2.8 頂出方式的設計</p><p>　　注射模頂出系統(tǒng)用于制品的脫模，如前所述，當凹、凸模在分型面處分型后，制品將留在型芯上，這時為保證不使制品產生變形及卡滯現(xiàn)象，需用頂出系統(tǒng)將其頂出。</p><p>　　頂出系統(tǒng)必須設置在制品所滯留的模具部分，即動模板的一側，并使被頂出的制品脫離模具5-10mm。由于圓柱形頂桿及其頂桿孔的加工比其它形狀的頂桿和頂桿孔的加工更容易些

60、，所以本頂出系統(tǒng)選用圓柱形頂桿。同時，考慮到頂桿強度及制品表面精度要求，將頂桿直徑設定為4mm,長度設定為103mm。</p><p>　　由于制品內表面無裝配要求，所以其精度要求相對較低，在裝配中可使頂桿端面低于型腔平面0.05-1mm。另外，頂桿應設置在頂出阻力大的地方，為避免頂出過程中導致塑件變形，頂出位置應設定在手機殼體的周邊部分，并對稱分布，如圖2-8所示：</p><p>　　

61、圖2-8 頂桿分布示意圖</p><p>　　2.9 型腔的設計</p><p>　　構成型腔的零件，由于它直接與高溫、高壓的熔融塑料相接觸，因此要有足夠的強度、剛度、硬度和耐磨性，型腔還要有較高的尺寸精度和表面粗糙度。</p><p>　　在本設計中，成型機構選用整體式凹模，因為它具有牢固、不易變形等優(yōu)點，主要用于形狀簡單的塑件。</p><

62、p>　　3.0 成型零件工作尺寸的確定</p><p>　　成型零件工作尺寸是指直接成型零件的尺寸，設計過程應考慮塑件公差、模具制造公差、模具磨損量等，具體可通過以下公式計算：</p><p>　　3.0.1 型腔內徑尺寸計算</p><p>　　由測繪可知，制品塑件長度方向標稱尺寸為D。=100.60mm,寬度方向最大標稱尺寸為D′=50.60mm,最小

63、標稱尺寸為D″=36.00mm,塑件平均收縮率可由收縮率公式計算，即S=(Smax-Smin)/2=0.5%,塑件公差△=0.025mm,型腔制造公差為δz=0.025mm,所以據文獻[2]公式型腔長度方向尺寸為：</p><p>　　D=[D。(1+S)-3/4△] =[100.60(1+0.5%)-3/4X0.025]</p><p>　　=101.08 (mm)</p&

64、gt;<p>　　型腔最大寬度方向尺寸為：</p><p>　　D´=[D(1+S)-]=[50.60]</p><p>　　=50.83(mm)</p><p>　　型腔最小寬度方向尺寸為：</p><p>　　D´´=[D(1+S)-]=[36(1+0.5%)-]</p><

65、p>　　=36.16(mm)</p><p>　　3.0.2 型芯外徑尺寸計算</p><p>　　由測量可知，制品塑件長度方向標稱尺寸d=100.60mm,寬度方向最大標稱尺寸為dmm,寬度方向最小尺寸為d=36mm,型芯制造公差為=0.025mm,所以，型芯長度方向尺寸為：</p><p>　　d=[d(1+S)+] =[100.60</p>

66、<p>　　=101.12(mm)</p><p>　　型芯最大寬度方向尺寸為：</p><p>　　d’=[d (1+S)+ ]=[50.60+]</p><p>　　=50.87(mm)</p><p>　　型芯最小寬度方向尺寸為：</p><p>　　d’’=[d(1+S)+=[36</p&g

67、t;<p>　　=36.20(mm)</p><p>　　3.0.3 型腔深度尺寸計算</p><p>　　由測量知，塑件深度基本標稱尺寸為H13.09mm,</p><p>　　型腔深度尺寸為： H=[H=[13.09</p><p>　　=13.14(mm)</p><p>　　3.0.4 型芯

68、高度尺寸計算</p><p>　　根據以上計算出的數(shù)據，可由下式計算型芯尺寸：</p><p>　　h=[h+=[18.59</p><p>　　=18.70(mm)</p><p>　　3. 繪制注塑模裝配圖及三維造型圖</p><p>　　注塑模裝配圖及零件圖的繪制是本次設計中的重點部分，它能夠具體地反映出模具各零

69、件的結構及各零件間的裝配方式。一般情況下，注塑模零件圖的繪制可通過AutoCAD、Pro/E兩種方法進行，其中，AutoCAD主要用于二維圖的繪制，它是當前主要的計算機輔助設計與繪圖軟件，在模具制造行業(yè)已得到廣泛應用。AutoCAD為同一個零件的繪制提供了多種方法，并提供了多種自定義程序的方法，可使用戶隨意的繪制各種圖形，以滿足用戶的多種需求。通過AutoCAD軟件我們可清楚地表達出手機后蓋注塑模結構圖。

70、 </p><p>　　目前我們使用的AutoCAD2008比以前的版本增加了許多新的功能，而且行速度也大為提高，但一般情況下它用于繪制二維平面圖，尚不能較好到實現(xiàn)三維立體圖的繪制。Pro/E是一套由設計到生產的機械自動化軟件，是新一代的產品造型系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)參數(shù)化功能定義、實體零件及組裝造型、實體著色、轉化為二維圖及仿真加工等多項功能。模具裝配圖及爆炸圖如圖3-1、3-2所示：</p>

71、<p><b>　　3-1 總裝配圖</b></p><p><b>　　3-2 爆炸圖</b></p><p><b>　　型腔零件的工藝分析</b></p><p>　　(1)零件的工藝審查</p><p>　　A. 零件結構特點：</p><

72、p>　　該零件是注塑模的型腔，矩形外表面和動模板配合，型腔結構以曲面為主加工比較復雜。由于型芯在注塑時需要承受一定的壓力和溫度，故該零件需要有足夠的強度、剛度、耐磨性和韌性。</p><p>　　B. 主要技術要求：</p><p>　　零件圖上的主要技術要求有：a. 熱處理：HB230～270；b. 銳角去毛刺倒鈍；c. 未注圓角R=0.25mm；d. 孔與基準C的垂直度公差等級為

73、7級。</p><p>　　加工表面及其要求:矩形配合面的表面粗糙度Ra=1.6μm、與基準A的垂直度公差為0.01mm；分模面的平面度公差為0.01mm，與基準A的平行度公差為0.015mm；內輪廓表面的粗糙度為Ra=0.8μm。</p><p><b>　　C. 零件材料：</b></p><p>　　由于大批量生產及型腔結構簡單，成型零件

74、的材料選用淬硬性模具鋼9Mn2V。</p><p><b>　　(2)毛坯選擇</b></p><p>　　1）考慮到零件所需的性能，選用鍛件作毛坯。</p><p>　　2）確定毛坯的形狀、尺寸：選用45鋼鍛件200×160×50（mm）。</p><p><b>　　(3)基準選擇<

75、;/b></p><p>　　加工中心的一次裝夾希望能夠進行在該基準下的全部加工，這樣可以降低由于基準不重合而導致的基準不重合度誤差。根據對工件的加工的初步分析在毛坯的初次裝夾后可以完成加工，故選用毛坯的初始輪廓面為裝夾基準。</p><p><b>　　(4)機床的選擇</b></p><p>　　根據本設計的生產綱領，本模具的加工機床

76、選擇通用機床。本模具中加工平面選用通用銑床，加工孔時選用通用鉆床。由于定模具型腔比較復雜，用普通機床難以加工，所以本設計中還選用數(shù)控銑床。</p><p><b>　　(5)刀具的選擇</b></p><p>　　本設計中，加工平面時選用端銑刀和砂輪；加工直孔時選用麻花鉆，擴孔刀和鉸刀；加工與斜導柱配合的斜孔時，因此孔中有沉孔，為了保證其同軸度，所以選用組合刀具（鉆刀

77、與平刀的組合）；加工分流倒槽時，由于其截面為圓狀，所以選用球形銑刀；加工型腔時選用立式銑刀。</p><p><b>　　(6)夾具的選擇</b></p><p>　　考慮其經濟性，本設計中除加工型腔抽芯處的矩形槽時選用專用夾具外，其他的都選通用夾具。</p><p><b>　　(7)仿真加工</b></p>

78、<p>　　cimatron E7.0是一套被模具行業(yè)廣泛采用的CAD/CAM軟件系統(tǒng)，Cimatron強大的粗加工程序及其超乎想像的高效加工策略提高了使用者的生產效率，精確的剩余毛坯模型始終貫穿在整個加工程序中，有效地減少了空切。強大的3軸精加工程序提供了基于模型特征的多種加工策略，幾何形狀的分析帶給我們高效率及高質量的曲面精度。Cimatron高速銑削提供了多種高級刀路特征來滿足用戶的加工過程，這些包括智能開粗、智能進

79、刀以及二次加工能力，另外還包括螺旋進刀、圓角走刀、圓角連接、擺線加工、NURBS插補、進給速率優(yōu)化以及切削載荷恒定等特征。手機后蓋型腔形狀較復雜，型腔內部有球面、曲面、凹槽，見圖4-1所示：</p><p><b>　　4-1 型腔示意圖</b></p><p><b>　　加工步驟：</b></p><p>　　1刀具的

80、選擇，刀具可根據加工的精度來設定。如圖4-2所示：</p><p><b>　　4-2 刀具選擇圖</b></p><p>　　2粗加工，粗加工是以快速切除毛坯余量為目的，在粗加工時應選用大的進給量和盡可能大的切削深度，以便在較短的時間內切除盡可能多的切屑。粗加工對表面質量的要求不高。刀路圖如4-3所示:</p><p><b>　　

81、4-3 粗加工圖</b></p><p>　　3半精加工，半精加工的主要目的是保證精加工時雨量均勻，最常用的方法是先算出殘留材料的邊界輪廓，然后選用較小的道具來加工這些三維輪廓區(qū)域，而不用重新加工整個模型。一般用沿面銑削方法加工殘留材料區(qū)域內部。刀路圖如圖4-4所示：</p><p><b>　　4-4 半精加工圖</b></p><p

82、>　　4精加工，精加工目的是使零件達到加工精度，使零件符合使用要求。刀具圖如圖4-5所示：</p><p><b>　　4-5 精加工圖</b></p><p><b>　　4-6 加工效果圖</b></p><p><b>　　5 結論</b></p><p>　　為期

83、三個月的畢業(yè)設計已接近尾聲，在這三個月的時間里，我結合自己的設計課題和任務書要求，首先進行了畢業(yè)實習，做好了實習記錄，并撰寫了實習報告，對所設計內容有了感性認識，為畢業(yè)設計奠定了基礎。同時，我還針對注塑模的設計與制造進行了文獻檢索，了解了模具設計的基本步驟與發(fā)展現(xiàn)狀，完成文獻綜述一份，并制定了設計方案和具體的進度計劃。</p><p>　　按照設計進度安排，先對選取的塑件實體進行了測繪，確定其尺寸精度要求和表面粗

84、糙度要求，并對其進行了工藝分析，確定了模具各零件的結構、尺寸和精度要求，設計出注塑模具一套，繪制出了模具裝配圖及各零件圖，對各零件進行了三維造型，完成了各零件間的裝配，并對模具中的主要零件進行工藝分析，編寫了工序卡，實現(xiàn)了型腔的仿真加工。</p><p>　　通過以上工作的完成，本人對一套模具從設計到加工的全過程有了清醒而直觀的認識，了解了注塑模的工作原理，對模具中型腔、型芯等主要零件的設計及精度的確定具備了一定

85、的經驗知識，能夠對模具設計中常出現(xiàn)的問題提出合理的解決方法，能夠正確地選取注射機、確定模架的結構及尺寸、確定型腔數(shù)。在模具設計中，精度要求的確定是至關重要的一步，要綜合考慮尺寸精度及配合要求，特別是各模板及型腔、型芯等配合精度要求高的部件，其精度確定的合理與否將影響到塑件的質量，從而對產品的使用性能及企業(yè)的經濟效益產生很大的影響。由于知識及實踐經驗的缺乏，在設計過程中，零件加工精度的確定尚存在許多不足之處，在以后的工作、學習中還有待改進

86、。</p><p>　　由于采用了Pro/E進行實體造型，并進行了仿真加工，使得生產出的制品質量好，減少了次品率，有效到提高了生產效率和經濟效益。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次畢業(yè)設計歷時三個月，課題名稱為“玩具手機下殼模具設計及型腔仿真加工”，選用的塑件為玩具手機的后蓋，要求設計出注塑模具一套，生產的

87、塑料制品應達到一定的質量要求，設計出的模具應結構合理、工藝性好、出模方便、安全可靠、便于維修。另外，還要對模具的型腔進行工藝分析，設計出在加工中心上加工的數(shù)控程序等。</p><p>　　從測繪到精度的確定、工藝分析、模架結構設計、澆注系統(tǒng)的設計、冷卻系統(tǒng)的設計，每一步都需要理論和經驗的相互結合，但在實際設計過程中，經驗的不足是我最大的缺點。為避免因經驗不足帶來的問題，在設計中除經常去企業(yè)參觀實習外，我還把遇到的

88、問題總結、歸類，并及時向老師詢問，以求將可能出現(xiàn)的問題減至最小。</p><p>　　在設計過程中得到了劉道標老師的熱心指導，并得到同組同學的大力支持和幫助，在此表示衷心感謝。在利用AutoCAD、Pro/E兩種方式造型時得到了加工中心各位老師的指導，在此一并表示感謝。</p><p>　　由于本人實踐經驗與理論水平有限，時間較短促，許多缺點和不足之處敬請老師批評指正。</p>

89、<p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]李德群.塑料成形工藝及模具設計[M].機械工業(yè)出版社，1994年.</p><p>　　[2]王桂萍.邱以云，塑料模具的設計與制造[M].機械工業(yè)出版社，1996.</p><p>　　[3]于華.注塑模具設計技術實例[M].機械工業(yè)出版社，1998.</p&g

90、t;<p>　　[4]魏萬璧.塑料模具制造技術[M].廣東科技出版社，1990.</p><p>　　[5]李德群.塑料成型模具設計[M].華中理工大學出版社，1990年.</p><p>　　[6]卓迪仕.數(shù)控技術及應用[M].國防工業(yè)出版社，1997.</p><p>　　[7]秦寶榮.機械制造工藝學與機床夾具設計[M].中國建材工業(yè)出版社，199

91、8.</p><p>　　[8]猛少農.機械加工工藝手冊[M].機械工業(yè)出版社，1991.</p><p>　　[9]陸劍中,孫家宇.金屬切削原理與刀具[M].機械工業(yè)出版社，1990.</p><p>　　[10]薛彥成.數(shù)控原理與編程[M].機械工業(yè)出版社，1998.</p><p>　　[11]黃圣杰，張益三 ,洪立群.Pro/E200

92、1高級開發(fā)實例[M].電子工業(yè)出版社，2002.</p><p>　　[12]李德群.精密多腔注射模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)[M].華中理工大學學報，1991. </p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　序號 圖名 圖號 圖幅 張數(shù)<

93、;/p><p>　　1 模具總裝圖 SJXK-00………………A0 1張 </p><p>　　2 動模座板 SJXK-14………………A3 1張 </p><p>　　3 定

94、模板 SJXK-07………………A3 1張 </p><p>　　4 動模板 SJXK-17………………A3 1張 </p><p>　　5 定模座板 SJXK-1……

95、………… A3 1張 </p><p>　　6 推板 SJXK-12………………A2 1張 </p><p>　　7 支撐板 SJXK-16………………A2 1張 </p><p>　　8

96、 推桿固定板 SJXK-11………………A3 1張 </p><p>　　9 澆口套 SJXK-05………………A4 1張 </p><p>　　10 導套 SJXK-23………………A4 1張 </p

97、><p>　　11 導柱 SJXK-24………………A4 1張 </p><p>　　12 墊塊 SJXK-13………………A3 1張 </p><p>　　13 型芯 SJXK-

98、20………………A2 1張 </p><p>　　14 型腔 SJXK-21………………A2 1張 </p><p>　　15 定位圈 SJXK-04………………A4 1張 </p><p>　　16

99、 復位桿 SJXK-22………………A4 1張 </p><p>　　17 塑件 SJXK-08………………A3 1張 </p><p>　　18 模具零件加工工序卡片集 1份</p>&l