手机壳模具设计研究
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手机壳注塑模具设计及仿真手机壳注塑模具设计及仿真近年来,手机已成为人们生活中不可或缺的一部分。
随着手机的普及,手机壳作为一种保护外壳也变得越来越重要。
手机壳的外观设计和注塑模具的精准制造对于手机壳的质量和功能起着关键作用。
本文将介绍手机壳注塑模具设计和仿真的过程及方法。
一、注塑模具设计的基本步骤1.确定产品要求:首先需要确定手机壳的设计要求,包括壳体形状、尺寸、配色等。
这些要求将为注塑模具的设计提供基本依据。
2.模具结构设计:根据手机壳的设计要求,进行模具结构设计。
模具结构设计包括注塑机的选择、模具的分型方式、流道系统设计等。
注塑机的选择根据产品尺寸和材料特性确定,模具的分型方式包括平板分型、拉伸分型、侧分型等。
3.模具零件设计:根据模具结构设计确定的分型方式,进行模具零件的设计。
模具零件包括模腔、模芯、顶出杆、定位销、模板等。
4.模具加工工艺设计:根据模具零件设计,确定模具的加工工艺。
加工工艺包括材料选择、加工方法、加工工艺参数等。
5.模具装配和调试:将模具的各个零件进行组装,进行模具调试。
模具调试包括合模试模、开模试模、调整流道系统等。
二、注塑模具的仿真分析注塑模具仿真分析是模具设计中的重要一步。
通过仿真分析,可以对模具的结构和工艺进行评估和优化,提高模具的性能和质量。
常用的注塑模具仿真分析软件有Moldex3D、ANSYS、AUTODYN等。
这些软件可以对注塑过程进行材料流动分析、温度场分析、残余应力分析等。
在注塑模具的仿真分析中,首先需要进行材料流动分析。
材料流动分析可以预测注塑过程中熔融塑料的流动情况,帮助优化流道设计。
流道设计的好坏直接影响产品的成型质量。
其次,进行温度场分析。
温度场分析可以预测注塑过程中的温度分布,帮助优化冷却系统设计。
冷却系统设计的好坏直接影响模具的冷却效果和产品收缩性能。
最后,进行残余应力分析。
残余应力分析可以预测注塑过程中的残余应力分布,帮助优化模具的结构设计。
编号:毕业设计(论文)说明书题 目: 手机外壳的注塑模设计学 院: 机电工程学院专 业: 机械设计制造及其自动化学生姓名: xxxx学 号: xxxx指导教师: xxxx职 称: 实验师题目类型: 工程设计 软件开发20xx 年 6 月 3 日随着科学技术的飞速发展,越来越多的人开始使用移动手机,因此手机外壳的生产也是也是一项重要的研究。
而且,模具现在在世界上发展的越来越迅速,发展前景很好。
在实际生产中大多数都采用注塑模,因此本文研究的就是手机外壳的注塑模设计。
本文介绍了制作手机外壳的注塑模的设计,对手机外壳进行相应的结构工艺分析、材料分析等;通过比较选择ABS工程塑料作为制作手机壳的原材料;利用SolidWorks 软件完成对塑件的建模。
对注射模进行了设计与计算,其中包括注射机的选择、注射模结构的设计以及模具中成型零部件、结构零部件、浇注系统、推出系统、冷却系统等的设计以及相关的模具材料的选用。
由于塑件较小,需求量较大所以在设计中采用了一模两腔的加工方法;在分析塑件结构时发现塑件在内侧有凸台,所以采用斜导柱内抽芯机构来对塑件进行内抽芯,方便了模具的开模。
在进行设计计算的过程中,利用AutoCAD 和CAXA电子图板绘制了模具的二维装配图以及各个零部件的二维图。
在本次毕业设计的过程中,复习和巩固了许多大学所学的机械知识,例如机械制图、塑料成型工艺及模具设计等课程,提升了自己的能力,取得了良好的效果。
关键词:ABS工程塑料;手机壳;斜导柱内抽芯With the rapid development of science and technology, more and more people start using mobile phone, so mobile phone casing production is also an important study. Moreover, the mold is now developing more and more rapidly in the world, the prospect of it is very gond. Injection molding is used in most of the actual production,so this study is to design injection mold of mobile telephone shell.This article describes the injection mold design of mobile phone shell, phone shell structure corresponding process analysis, materials analysis; By comparing with other materials, selected ABS plastic as raw material to product mobile phone shell; use SolidWorks software to complete the modeling of plastic parts. Injection mold is designed and calculated, including the choice of injection machine, injection mold structure design and mold forming components, structural parts, gating system, the introduction of the selection system, cooling system design and related mold material . Since the plastic parts is small, so the demand for larger processing methods used in the design of a two cavity mold; plastic parts in the analysis of structural plastic parts found on the inside there are bosses, so the use of the inner bevel pillar core pulling mechanism for pulling the plastic parts were inside, to facilitate the mold is open. During the course of the design calculations, using AutoCAD and CAXA electronic drawing board to draw a two-dimensional mold assembly drawing and two-dimensional map of the various components. In this graduation design process, review and consolidate the mechanical knowledge learned many universities, such as mechanical drawing, plastic molding process and mold design courses to enhance their ability to obtain good results.Keywords: ABS plastic; phone shell; bevel pillar inner core pulling目录引言 (1)1 塑料成型简介 (1)2 手机外壳的成型工艺设计分析 (1)2.1手机外壳塑件的材料的选用 (2)2.2塑件的结构工艺分析 (3)2.2.1塑件的壁厚 (3)2.2.2塑件的尺寸精度 (3)2.2.3塑件的脱模斜度 (4)2.2.4塑件的表面粗糙度 (4)2.2.5塑件的体积和质量 (5)2.3塑料材料的分析 (5)2.3.1塑件材料的力学性能 (5)2.3.2塑件材料的注射工艺参数 (6)3 注射模设计 (7)3.1注射成型工艺 (7)3.2注射模结构与注射机的选定 (8)3.2.1注射模具的结构组成 (8)3.2.2注射机的初步选择 (9)3.3注射机的参数的校核 (10)3.3.1最大注射量的校核 (11)3.3.2锁模力的校核 (11)3.3.3最大注射压力的校核 (13)3.3.4注射机与模具配合尺寸的校核 (13)3.3.5开模行程的校核 (14)3.3.6推出装置的校核 (15)3.4塑件在模具中的位置确定 (16)3.4.1型腔数量及其排列方式 (16)3.4.2分型面的设计 (17)3.5注射系统的设计 (18)3.5.1主流道的设计 (18)3.5.2冷料穴的设计 (19)3.5.3浇口的设计 (20)3.5.4浇注系统的平衡 (20)4 成型零部件的设计 (21)4.1成型零部件的结构设计 (21)4.1.1凹模的机构设计 (21)4.1.2 型芯的结构设计 (22)4.2成型零部件工作尺寸的计算 (22)4.2.1型腔和型芯径向尺寸的计算 (23)4.2.2型腔深度和型芯高度的尺寸计算 (24)4.3型腔侧壁和垫板厚度的计算 (25)5 结构零部件的设计 (27)5.1模架的选用 (27)5.2支撑零部件的设计 (28)5.3合模导向机构的设计 (28)6 推出机构设计 (29)6.1推出机构的设计要求 (29)6.2推出力的计算 (30)6.3一次推出机构 (30)7 侧向分型与抽芯机构设计 (31)7.1斜导柱设计 (31)7.2斜导柱长度计算 (31)7.3侧滑块的设计 (32)8 温度调节系统 (32)9 模具材料的选用 (33)10 结论 (33)谢辞 (34)参考文献 (35)附录 (36)桂林电子科技大学毕业设计(论文)报告用纸第1 页共42 页引言我国塑料工业在近二十年的时间内发展迅速,据调查显示,早就在2004年,塑料制品的年产量已经成为我国第一,按照生产物的体积来计算,塑料的早已超过有色金属以及钢铁的总和,成为我国第一大生产品。
手机壳注塑模具设计【摘要】本文主要介绍:注塑模的全部过程,包括成型零部件、推出机构、流道等一些设计。
在写论文期间,经过了一段时间对资料进行收集。
充分的考虑了模具的各种结构,并和指导老师进行讨论,完成了对论文中要写的模具结构的选择。
论文当中许多部分是我结合俩年所学的各方面的理论知识完成的,包括机械制图、机械基础、塑料成型模具设计模具材料等。
【关键词】:注塑模具,模具设计,浇口,注射机II目录引言 (1)一、塑料模具的发展史及发展趋势 (1)(一)模具工业的概况 (1)(二)设计的任务和它的要求 (2)二、塑件的分析 (2)(一)塑件的特性 (2)(二)选择塑件材料及介绍 (2)(三)塑件的形状及其尺寸 (3)三、分型面的选择及型腔的确定 (4)(一)分型面的选择原则 (4)(二)分型面的设计 (4)图2.1 分型面 (4)(三)型腔数目的决定及排布 (4)四、浇注系统的设计 (5)(一)注射模具浇注系统的组成及其设计原则 (5)(二)设计主流道 (5)(三)注射模具分流道的设计 (7)(四)浇口的设计 (7)图2.6 (8)(五)冷料穴和钩料脱模装置 (8)五、温度调节系统设计 (8)(一)塑料注射模具的温度调节系统的重要性 (8)(二)模具冷却系统的设计原则 (8)(三)模具的冷却系统设计 (8)六、模具成型零件和模体的设计 (9)(一)模具型腔的结构设计 (9)(二)注射模具型芯的结构设计 (9)(三)注射模具成型零件的尺寸确定 (9)(四)成型零件的强度、刚度计算 (10)七、顶出机构的设计 (12)(一)注射模具的顶出机构 (12)(二)设计原则 (12)(三)零件的复位 (12)(四)推杆推出机构 (12)八、排气槽设计 (13)(一)导柱导向机构的作用 (13)(二)导柱导套的选择 (13)十、注射机的参数校核 (14)(一)注射量的计算 (14)(二)初步选择的机器型号 (14)(三)XS-ZY-125型注射机的主要参数 (14)(四)塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核 (15)(五)开模行程校核 (15)(六)模具安装尺寸校核 (15)总结 (16)参考文献 (18)致谢 (19)IV引言一、塑料模具的发展史及发展趋势(一)模具工业的概况在中国古代,勤劳聪明的中国先民们就已经熟练掌握了用模具制造陶制品和青铜制品的工艺。
毕业设计——手机壳注塑模具设计一、选题背景随着智能手机的普及和人们对手机的需求不断增加,手机壳行业不断兴起。
手机壳的保护功能和个性化的设计越来越受到消费者的重视。
而手机壳的制作离不开注塑技术,因此设计一款手机壳注塑模具具有一定的实际意义。
本文将对手机壳注塑模具进行设计。
二、注塑模具设计流程1、确定产品设计要求确定手机壳的基本要求:大小、厚度、材质等方面的要求。
同时,研究市售手机壳的设计风格,在设计时要尽可能的符合市场需求。
2、模具结构设计手机壳注塑模具包含模具本体和模具部件两部分。
模具本体是模具的主要部分,其中包括模具底板、模腔、压条、定位、排气以及冷却通道等部分。
模具部件是辅助模具本体进行注塑成型的部分,主要包括开口部件和射出部件两大类。
在设计时要考虑到模具的可维护性以及生产效率的提高。
3、绘制模具零部件图根据模具设计要求完成模具各部件零件图的制作。
4、进行模具三维设计根据模具零部件图,通过3D建模软件进行模具的三维设计,同时对模具进行优化、调整和修改,直到达到设计目标要求为止。
5、进行模具加工根据手机壳注塑模具零部件图进行模具的加工,包括车、铣、钻、刨等。
6、进行模具装配和调试将已经加工好的模具零部件进行组装,同时进行注塑试模操作,检查模具是否满足设计要求,如果没有,则进行调整和修改。
直到模具能够正常生产出合格的手机壳为止。
三、模具设计思路1、模具材料的选择模具材料是模具设计的重要因素之一,模具材料的选择不仅关系到模具的寿命和维修成本,还关系到产品生产的成本。
本文中,为了保证模具质量,提高模具的使用寿命,采用H13钢作为模具材料。
2、模具结构的设计本文中的手机壳注塑模具采用单面四滑块+自动脱模结构。
在注塑成型时,四个滑块沿着方向板铰链方向向内滑动,使得塑料材料可以充分填充模腔,并保证产品的完整性和表面光滑度。
同时,采用自动脱模结构可以减少模具的脱模时间和工人劳动强度,提高生产效率。
3、模具冷却通道设计模具冷却通道的设计直接影响产品加工的质量和生产效率。
手机壳模具设计研究摘要随着制造业和计算机软硬件的发展,模具已经得到了快速发展和广泛的应用,因此对各种塑料制品的模具设计具有重要的理论意义和实际应用价值。
详细论述了热塑性材料成型塑件时所用的整套注塑模具的设计过程,包括塑件的成型工艺,分塑面的选择论证,浇注系统的设计、成型零件的尺寸计算、镶块的固定方式、脱模结构、推出机构、冷却系统以及排气系统等的设计。
论证了成型塑件的方式为注塑成型,采用浇注系统推杆推出的方式推出制件的好处,以及整套模具采用标准模架A1形式的好处。
关键词:手机外壳;注塑模;模具结构目录摘要.................................. 错误!未定义书签。
第1章绪论............................ 错误!未定义书签。
第2章塑件成形工艺性分析............... 错误!未定义书签。
2.1 设计任务............................ 错误!未定义书签。
2.2塑件的工艺性分析.................... 错误!未定义书签。
2.4塑料的成型特性分析及影响因素 ........ 错误!未定义书签。
第3章型腔数目的确定以及型腔型芯尺寸的确定错误!未定义书签。
3.1影响模具型腔数目的因素 .............. 错误!未定义书签。
3.2手机外壳注塑体积计算 ................ 错误!未定义书签。
3.3 型腔、型芯工作部位尺寸的确定........ 错误!未定义书签。
3.4 塑料模成型零部件的设计.............. 错误!未定义书签。
第4章浇注系统的设计................... 错误!未定义书签。
4.1确定浇住系统的原则 .................. 错误!未定义书签。
4.2主浇道的设计........................ 错误!未定义书签。
4.3分浇道的设计........................ 错误!未定义书签。
手机壳注塑成型工艺与模具设计随着手机成为人们生活中必不可少的伴侣,手机壳也成为了一个不可或缺的配件。
同时,手机壳也是一项广受欢迎的DIY 活动,许多人喜欢根据自己的喜好和风格来制作独一无二的手机壳。
那么,手机壳是如何注塑成型的呢?模具设计又是如何实现的呢?本文旨在介绍手机壳注塑成型工艺与模具设计。
首先,让我们来了解一下注塑成型工艺。
注塑成型是目前手机壳制造的主流工艺之一。
注塑成型是指将熔化的塑料注入到模具中,经过冷却凝固后,获得一定形状的制品的加工方法。
这种方法具有生产效率高、工艺稳定、产品质量好等优点。
注塑成型主要由以下几个步骤组成。
第一步:模具设计。
模具是注塑过程中必不可少的一部分,它直接决定了制品的形状、尺寸和质量。
模具的设计需要根据产品的功能要求、注塑机的型号、生产数量等因素进行综合考虑。
在设计模具时,需要考虑到产品的内部结构和外观,同时要充分考虑材料的流动性和收缩率,以保证制品的质量和尺寸精度。
第二步:原料准备。
在注塑成型中,制品是由熔化的塑料制成的。
因此,需要准备好所需的塑料原料,并在注塑机上设定合适的参数,如温度、压力等。
第三步:注塑成型。
将已经熔化的塑料注入到模具中,并进行冷却。
冷却时间取决于所使用的原料和模具的大小。
注塑成型过程需要保证原料的流动性和可塑性,同时要避免出现压力过大或过小的情况。
第四步:制品取出。
当制品冷却后,需要将其取出并进行后续处理。
这通常包括去除多余的料边、打磨表面、标记等。
虽然注塑成型的步骤比较简单,但涉及到的因素很多,如果要生产出高质量的手机壳,模具设计和原材料选择、注塑参数掌控、品控都需要得到严格管控和相关专业技术支持。
接下来,我们来了解一下手机壳注塑成型中模具设计的相关内容。
手机壳注塑模具主要由模具座、模具芯和模具套组成。
模具座是指固定模具芯、模具套的部分。
它需要具备一定强度和刚度,同时需要具备一定的加工精度。
模具芯是指制品的内部结构部分,它需要具备一定的刚度和硬度,保证制品结构的稳定性和协调性。
任务书玩具手机壳注塑模具设计一、课题来源、目标及意义二、毕业设计(论文)内容及要求三、毕业设计(论文)进程安排四、参考书及参考文献开题报告玩具手机壳注塑模具设计一、课题来源、选题依据、课题研究目的、应用价值二、课题研究的基本思路、研究的关键问题和研究手段(途径)三、论文的主体框架和主要内容概述四、论文工作进度与安排七、参考文献阅读清单(要求8篇以上)玩具手机壳注塑模具设计摘要本课题主要随着制造业和计算机软硬件的发展,模具制造业已经得到了快速发展和广泛的应用,因此对各种塑料制品的模具设计具有重要的意义和实应用价值。
此篇说明书讲述了热塑性材料成型塑件时所用的整套注塑模具的设计过程,包括塑件的成型工艺,分塑面的选择论证,浇注系统设计、成型零件的尺寸计算、脱模结构、推出机构冷却系统等的设计。
论证了成型塑件的方式为注塑成型,采用浇注系统推杆推出的方式推出制件的好处,以及整套模具采用细水口模架形式的好处。
本次设计的制品为玩具手机壳注射模设计,利用CAD来完成其装配图和零件图关键词:玩具手机壳成型方式目录前言 (1)1.塑件分析 (2)1.1功能分析 (2)1.1.1尺寸精度分析 (2)1.1.2表面质量分析 (2)1.2成型分析 (2)2.成型工艺分析 (3)2.1塑件选材 (3)2.2玩具手机壳成型工艺卡片 (4)3.模具结构设计 (5)3.1分型面的选择 (5)3.2型腔布局 (5)3.3浇注系统的结构 (6)3.3.1主流道的设计 (6)3.3.2分流道的设计 (6)3.3.3浇口的设计 (6)3.4推出机构设计 (7)3.5模架类型的选择 (8)3.6冷却系统设计 (8)3.7排气系统设计 (8)3.8开模顺序设计 (9)4.模具尺寸计算 (10)4.1型芯型腔结构尺寸计算 (10)4.2模具结构尺寸计算 (12)4.3.1开模行程 (12)4.3.2浇注系统尺寸计算 (13)5模具图绘制 (14)5.1装配图绘制 (14)5.2零件图绘制 (15)总结 (17)致谢 ......................................................................................... 错误!未定义书签。
手机壳注塑模具设计Iphone4s目录引言.................................................................................................................................... (1)一、iphone4s手机壳的工艺分析 (2)(一)塑件成型的工艺分析 (2)二、注塑机及模架选择 (2)(一)注塑机的选择 (2)(二)模架的选择 (3)三.浇注系统的设计. (7)(一).注射模具浇注系统组成及其设计原则...... .. (7)(二).主流道的设计...... . (8)(三).分流道的设计 (9)(四) .浇口的设计 (10)(五).冷料穴的设计 (10)(六).排气系统设计 (11)四.模具成型零件和模体的设制 (11)(一).注射模具型芯的结构设计 (11)(二).注射模具成型零件的尺寸确定 (12)(三).成型零件的强度、刚度计算 (13)五.推出机构 (14)六.导柱导套的选择 (15)(一).导柱结构 (15)(二).导套结构 (15)七.参数尺寸校核....................................................................................16(一).模具与注塑机安装部分相关尺寸校核尺寸 (16)(二).模具闭合高度校核 (16)(三).开模行程校核 (16)总结 (18)参考文献 ...........................................................19致谢 .............................................................20引言因为中国现在的经济条件发展的越来越好,苹果公司的手机被普遍应用在中国,这款手机功能很强大,造价蛮高的,而且外形狠漂亮,被广大群众所喜爱,但是对于手机这种经常要用,并且容易不小心磕磕碰碰的东西而言,很容易影响他美观的外表,因此,手机壳被人们所设计出来。
手机壳注塑模具设计及仿真1.确定产品需求:首先需要明确手机壳产品的需求,包括尺寸、形状、材料等方面的要求,这些要求将会对模具设计产生影响。
2.绘制产品草图:根据产品需求,绘制产品的草图,包括外形和内部结构等方面。
这些草图将作为模具设计的基础。
3.模具结构设计:根据产品草图,设计模具的结构。
手机壳注塑模具通常包括上模具、下模具、侧模板、顶针、顶针座等部分。
在设计模具结构时,需要考虑产品的开模方式、脱模方式、废料排出等因素。
4.模具零件设计:根据模具结构设计,进行模具零件的具体设计。
模具零件包括模板、拉杆、顶针、翻板、定位销等部分。
在设计模具零件时,需要考虑零件的材料选择、尺寸精度、加工工艺等因素。
5.仿真分析:进行模具的仿真分析,包括注塑工艺分析、模具流道分析、模具结构强度分析等。
通过仿真分析,可以评估模具的合理性和可行性,发现并解决可能存在的问题。
模具仿真分析主要包括以下几个方面:1.注塑工艺分析:通过仿真软件可以模拟注塑过程中的材料流动、充填模具的情况,以评估充填时间、充填压力、充填速度等参数的合理性,预测可能出现的缺陷,如短充、翘曲、气泡等。
2.模具流道分析:模具流道是将塑料熔体引导到模具腔内的通道,其设计合理与否对于产品的注塑质量具有重要影响。
通过仿真软件,可以优化流道设计,使得熔体在流道中保持稳定的流动状态,减少熔体的剪切、温度分布不均等问题。
3.模具结构强度分析:模具在使用过程中要承受高压力和高温的作用,所以模具的结构强度是非常重要的。
通过仿真软件,可以模拟模具在注塑过程中的受力情况,包括模板的变形、拉杆的应力等。
通过分析受力情况,可以判断模具是否存在强度不够、变形过大等问题。
总之,手机壳注塑模具设计及仿真是一项复杂的工艺,需要综合考虑产品需求、模具结构设计、模具零件设计等因素。
通过合理的设计和仿真分析,可以提高手机壳产品的质量和性能,同时降低模具开发和生产成本。
模具设计与制造手机后盖的模具设计姓名:学号:班级:指导老师:大学摘要: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;本设计是手机后盖塑料模具的设计,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ProE绘制出模具三维图形,最后利用PROE对型芯和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:手机后盖; ABS;注塑模具;PROE;目录1绪论模具发展的现状存在问题和主要差距发展展望2材料与塑件分析塑件分析塑件材料分析确定塑件设计批量计算塑件的体积和质量3选择塑件的分型面4标准件的选择5 注塑机的选择6 浇注系统的设计7 冷却系统的设计8顶出和导向机构的设计顶出机构的设计导向机构的设计复位机构的设计9成型零件的设计10模具设计总图1 绪论模具发展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;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;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;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;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;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;存在问题和主要差距虽然我国模具总量目前已达到相当规模,模具水平也有很大提高,但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等工业发达国家许多;当前存在的问题和差距主要表现在以下几方面:一是总量供不应求,国内模具自配率只有70%左右;其中低档模具供过于求,中高档模具自配率只有50%左右;二是企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构均不合理,我国模具生产厂中多数是自产自配的模具车间分厂,自产自配比例高达60%左右,而国外模具超过70%属商品模具;专业模具厂大多是“大而全”、“小而全”的组织形式,而国外大多是“小而专”、“小而精”;国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足30%,而国外在50%以上;发展展望目前,我国经济仍处于高速发展阶段,国际上经济全球化发展趋势日趋明显,这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇;一方面,国内模具市场将继续高速发展,另一方面,模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显;因此,放眼未来,国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好,预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展,我国不但会成为模具大国,而且一定逐步向模具制造强国的行列迈进;随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展,各行各业对模具的需求量越来越大,技术要求也越来越高;虽然模具种类繁多,但其发展重点应该是既能满足大量需要,又有较高技术含量,特别是目前国内尚不能自给,需大量进口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具;模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响;因此,一些重要的模具标准件也必须重点发展,而且其发展速度应快于模具的发展速度,这样才能不断提高我国模具标准化水平,从而提高模具质量,缩短模具生产周期,降低成本;由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势,因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展;2 材料与塑件分析塑件分析如图1为手机后盖件的三维立体图,该产品形状如中空薄壁型零件,精度及表面粗糙度要求高,不允许有明显的熔接痕、飞边等工艺痕迹,需要一定的配合精度要求;制品整体有充分的脱模斜度,各处脱模力比较合理;从整体结构分析:制品表面积较大、高度不大但是壁薄、零件的曲面复杂,型腔、型芯加工困难;从整体工艺性分析:根据制品外观要求与结构特定要求选择浇口位置在零件内部,制品薄而大要求冷却必须均匀而充分,脱模力合理要求顶出机构顶出均匀;图1 塑件三维立体图塑件材料分析塑料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 注塑塑料对比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% ,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2 ABS技术指标表3 ABS的注射工艺参数周期15 ~ 30s红外线烘箱温度70℃时间 ~ 1h后处理方法备注原材料应预干燥以上确定塑件设计批量该产品为小批量生产,故设计的模具要有一定的注塑效率,由于塑件长宽度小,所以采用一模两腔结构,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;计算塑件的体积和质量该产品材料为ABS,查手册或产品说明得知其密度为1.03g—1.07g/cm3;收缩率为%—%;计算其平均密度为1.05g/cm3,平均收缩率为%;使用PROE软件画出三维实体图,软件能自动计算出所画图形的体积;当然也可根据形状手动几何计算得到该零件的体积;图2 塑件体积通过计算塑件的体积V塑=4.185cm3,可得塑件的质量为M塑=ρV塑=×=4.394g,因为一模两腔所以M=×2=8.788g式子中ρ塑料密度g/cm3;由浇注系统体积V浇=5.535cm3可计算出浇注系统质量为M浇=ρV浇=5.535g×=5.812g因为一模两腔故V总=2V塑+V浇= 13.905cm3M总=M塑+M浇= cm33选择塑件的分型面选择分型面时,应考虑到使模具结构简单,分型容易,并且应不影响塑件的外观及使用; 根据手机后盖件的特点,选取分型面;4 标准件的选择模具的标准化对于生产中提高效率,改善生产环节有着很重要的作用;近年来在模具行业,特别是塑料模具行业,标准件的大量运用使生产更趋于标准化、简单化,对于生产安全和高效起到很重要的作用,还有利于模具的国际交流和组织模具出口,打入国际市场;4.1标准模架的选取模架是设计制造塑料注射模的基础部件,其他部件的设计与制造均依赖于它,选择模架要根据制品的尺寸及大小,同时考虑注射机的参数,本次设计因参照生产实例采用如图3所示模架;图3模架的选择4.2标准紧固件的选用标准紧固件主要是螺钉;螺钉是日常生活中最常用的标准件,将螺杆直接旋入被连接件之一的螺孔内,螺钉头部即可将两被连接件紧固,其规格和尺寸均有相应的标准,本设计的塑件模架中主要采用内六角螺钉,包括M5,M6,M8和M10,M14不等,长度根据不同需要选取;5 注塑机的选择注塑机的概述注塑机的全称应为塑料成型机;注射机主要由注射装置、合模装置、液压传动系统、电器控制系统及机架等组成;如图所示,工作时模具的动、定模分别安装于注射机的移动模板和定模固定板上,由合模机构合模并锁紧,由注射装置加热、塑化、注射、待融料在模具内冷却定型后由合模机构开模,最后由推出机构将塑件推出;图4注塑机结构注射机的工作原理:注塑机的工作原理与打针用的注射器相似,它是借助螺杆或柱塞的推力,将已塑化好的熔融状态即粘流态的塑料注射入闭合好的模腔内,经固化定型后取得制品的工艺过程;注射成型是一个循环的过程,每一周期主要包括:定量加料—熔融塑化—施压注射—充模冷却—启模取件;取出塑件后又再闭模,进行下一个循环;注塑机根据塑化方式分为柱塞式注塑机和螺杆式注塑机;按机器的传动方式又可分为液压式、机械式和液压—机械连杆式;按操作方式分为自动、半自动、手动注塑机;其特点如表4:表4注射机的选择本次设计已计算出塑件的总体积为13.509cm3,总质量为14.6 g;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 XS-ZY-125卧式注射机性能参数注塑机的参数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;5.3.1 最大注塑量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/=+/=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;5.3.2 注射压力校核.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100 MPa;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140 MPa;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180 MPa;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;5.3.3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,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 型腔内树脂平均压力/Mpa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:c T KP A式中 T ——注射机额定锁模力;A ——塑件和流道系统在分型面上的总投影面积mm2; K ——安全系数,通常取—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;A =+=6497.114mm 2K =;c KP A =×40×106××10-6== T=900KN >;故所选注射机满足此项要求;5.3.4模具安装尺寸的校核模具厚度闭合高度必须满足下式:式中:min H ——注射机允许的最小模具厚度mm ;m H ——所设计的模具厚度mm ; max H ——注射机允许的最大模具厚度mm ;min H = 200mm, m H = 290mm,max H = 300mm200<290<300所选本次选用的注射机满足此项要求;5.3.5开模行程的校核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+5~10mm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;6 浇注系统的设计概述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属于非牛顿流体,在流动过程中,其表观粘度随剪切速率的变化而发生显着的变化,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;流道设计浇注系统主要由主流道、分流道、进料浇口和冷料穴组成;6.2.1 主流道设计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:1d=d1+~1式中 d1—注射机喷嘴孔直径mmd—主流道口直径mm所以本设计采用d1为4mm,得出d取为5mm;2α=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3H—按具体情况选择,一般取3~8mm,H取为5mm;H—球面配合高度4R=R1+1~3式中R1—注射机喷嘴球面半径mm,R1为6mm,R取为8mm;5r—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;6L应尽量缩短,本设计取75mm;6.2.2分流道设计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;1. 分流道的设计要点: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;2.分流道的截面形状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μm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;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;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;因此,本塑件的分流道采用了平衡式布置;图5 分流道设计浇口设计浇口是主流道、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;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;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、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;综上所述,采用侧浇口;图6 侧浇口7 冷却系统的设计冷却时间计算注射模实质上是一种热交换器;确定恰当的热交换冷却时间,是模具设计者的重要任务;为此,首先分析影响冷却时间的因素;本次设计选用的模具材料为钢材;如只考虑材料的冷却效果时,若热率越高,从熔融塑料吸收热量越迅速,冷却得越快;本塑件采用冷却水做冷却介质;我们知道水的比热大,以冷却水出、入处口温差小为好,一般控制在5C以内;冷却水在通道中的流速,以尽可能高为好,其流动状态以湍流为佳,即雷诺系数Re>104为宜;塑料的热性能,对冷却时间有重大影响;绝大多数塑料的热导率和热扩散率都很低,但可通过加入添加剂、改性剂加以改善;根据表7确定冷却时间表7塑件壁厚与冷却时间的关系根据上表,本塑件材料为ABS,壁厚为1.2mm,故冷却时间为;冷却参数计算1.计算所需冷却水体积流量: 应用公式:V =1260()iG C t t ρ∆- 来计算;式中: V —冷却水的体积流量m 3/minG ——单位时间内注入模具的塑料质量kg/hi ∆——塑料成型时在模内释放的热量J/kgC ——冷却水的比热容J/kg ·Kρ——冷却水的密度kg/m 31t ——冷却水的出口温度℃ 2t ——冷却水的进口温度℃塑件质量M 塑=8.788g,用PROE 作出浇注系统的三维图,计算出浇注系统的总质量为5.812g,每小时注射240次,G =+⨯240/1000=3.504Kg ;计算得 V =1260()iG C t t ρ∆-=×3×105/60/103/4200/25-20==⨯m 3/min参考塑料模具技术手册,选定冷却水道直径为8mm ; 2.求冷却水在水孔内的传热速度vv =24V dπ=4××10-3/6/10002/60=m/s 3.求冷却水孔与冷却水间的传热系数αα=0.80.2()v dρΦ=×996×0.0020.2 =×103W/m 2·K Φ= 4.传热水孔总传热面积的计算:公式 A=3600()iw G T T θα∆-式中:A ——冷却水孔总传热面积m 2G ——单位时间内注入模具的塑料质量kg/hα——冷却水的传热系数W/m 2·K C ——冷却水的比热容J/kg ·Kρ——冷却水的密度kg/m 3T W ——模具温度℃T θ——冷却水的平均温度℃计算得: A =3600()iw G T T θα∆-=×3×105/3600/103/「40-25-20/2」 =m 2则传热水孔总传热面积应为0.009m 2 5.冷却水孔总长度计算公式 L=0.83600()()iw G vd T T θπφρ∆-式中 L ——冷却水孔总长度m L=0.83600()()iw G vd T T θπφρ∆-=1.51m则冷却水孔总长度应为1.51m6.冷却水道孔数计算:公式 n=A dl π 计算 n=Adlπ== 因为模具采用的设计是一模两腔设计,选用铜管以防止漏水,会降低冷却作用故采用14根水道; 冷却回路的设计根据本次设计的塑件形状及其所需冷却温度分布要求以及浇口位置等,设计出冷却回路;冷却通道之间也可采用内部钻孔法沟通,用堵头使之形成规定的冷却回路;冷却回路的水孔数量尽可能多、孔径尽可能大,一般的来说,冷却水孔中心线与型腔的距离应为冷却通道直径的1—2倍通常为12—15mm,冷却通道之间的中心距约为水孔直径的3—5倍,通道一般在8mm左右以上;冷却水孔至型腔表面的距离应尽可能相等当塑件壁厚均匀时,冷却水孔与型腔壁厚不均匀时,应在厚壁处强化冷却;合理确定冷却水接头位置,进出口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧面;为了不影响操作,通常应设在注射机的背面,水管接头多采用自动密封接头;综合以上冷却水孔的布置要点同时还要兼顾水道与其它件是否产生干涉,本次设计的冷却水道采用直通式,不会与其他零件产生干涉,水道中插入铜管防止漏水;8 顶出和导向机构的设计顶出机构的设计8.1.1 顶出机构的分类顶出机构按驱动形式分为:手动顶出、机动顶出、气动顶出;按模具结构形式分为:一次顶出、二次顶出、螺纹顶出、特殊顶出;8.1.2 顶出机构的设计原则1顶出机构应设置在动模一侧:因塑件一般均留在动模一侧以便顶出;2顶出时与塑件的接触应为塑件内表面及其他不明显的位置,以保证塑件外观;。
手机壳注塑模具设计随着手机的普及,手机壳也成为了一种必需品,而手机壳的不同材质和设计不仅能保护手机,还能为手机增添了不少美感,使手机成为了人们手中最能体现个性的物品之一。
而手机壳的生产离不开手机壳注塑模具的设计和制造,下面我们来详细了解一下手机壳注塑模具设计。
一、手机壳注塑模具的意义1.提高生产效率使用注塑模具可以将生产效率提升数倍,可大大节省生产时间和成本。
2.保证产品质量模具的精度和质量直接影响到产品的质量,精度高的模具能够制造出高质量的产品,而且制品精度和稳定性也会提高。
3.提升企业竞争力注塑模具设计依据客户要求量身定制,能够生产出符合不同市场需求的产品,有相对的市场优势。
二、设计步骤1.收集信息和需求分析在开始设计注塑模具之前,需要先收集客户的需求信息,比如塑料材料、产品尺寸、颜色和造型设计等,以此为基础进行设计。
2.设计软件建模在进行设计之前,需要根据客户需求使用CAD(Computer Aided Design)软件进行3D模型建模,建立3D数字样机,确认模具的几何参数和构造方案。
3.制造模具在设计好模具之后,可以开始模具的制造,制造出来的模具必须要满足一定的质量要求和精度要求,以确保产品的精度和稳定性。
4.调试模具模具制造完成后,需要对模具进行调试,调试模具的目的是确保模具的准确性,使得模具的加工精度和质量符合要求。
5.试产并优化设计好注塑模具并进行调试之后,开始进行模具的大量生产,期间及时发现问题并进行优化。
三、手机壳注塑模具应用手机壳注塑模具通常适用于塑胶制品的生产,包括手机外壳、电器外壳等,除此之外,注塑模具在其他领域也有广泛的应用,如室内设施、汽车外壳等。
总之,手机壳注塑模具的设计和制造是保证手机壳生产质量和提高生产效率的关键。
在后续的生产中,注塑模具不仅能提高生产效率,同时还能大大提升手机壳的制品精度和质量,进一步提升企业的竞争力。
Inventor 手机模具设计专业:产品设计姓名:学号:成绩:1.实验名称手机外壳设计及注塑模具分析2.实验目的在学习塑料产品的加工工艺以及各部分结构设计后,将其应用在身边事物之上,对产品的不足之处进行分析,小组讨论解决问题,并运用Inventor软件对设计进行分析验证,为今后设计具体产品奠定制造方面的理论及实践经验,同时锻炼组员的团队协作性和解决问题能力。
3.实验过程3.1选择实际产品并对其进行问题分析3.1.1选择并分析产品此次实践选择对生活中常见的塑料产品——手机外壳进行改良设计,通过讨论,小组选择对华为G330进行分析改良(如图1)。
图1 产品外观首先,小组成员对手机外壳的各部分进行了仔细观察,将产品结构分为以下几大部分:手机前盖整体、手机后盖整体、侧边结构孔、平面结构孔、凹凸边、定位凹槽(如图2)。
(a)手机后盖(b) 手机前盖(c) 耳机孔和摄像头孔(d) 电源孔图2 各部分结构图根据前期对塑料加工工艺的学习,将对这款手机的外壳进行以下方面的改良设计:①手机外壳材料选用ABS塑料,流动性好,表面着色、电镀等加工性能好,具有较好的机械强度和耐腐蚀性;②根据材料的特性和制造工艺,手机外壳平均厚度取用ABS的较佳厚度1mm;③原本产品采用侧边开孔,生产时需要在模具中增加抽芯机构来完成制造,抽芯机构增加了模具的复杂度,也影响了开模的速率,另外,在侧边开孔要考虑更好的材料强度和结构问题,提高了成本;④简化凹凸边结构,原本产品凹凸边结构过于复杂,虽具有较好的美观性但使用材料多,在功能接近的情况下加工较繁复。
3.1.2讨论确定方案解决途径材料问题和壳体壁厚已在上一步中确定。
①侧边开孔问题采用开半孔结构方法,省去模具中的抽芯机构,简化开模过程,降低生产制造成本,同时也更便于增加结构强度(如图3)。
图3 孔结构②凹凸边复杂问题采用简化整体结构方法,使用简单几何线条状凹凸边,满足同样强度要求的情况下节省材料耗用,方便生产制造,此外,在后盖圆弧过渡到平面部分添加了结构凹凸边,增加壳体结构强度(如图4)。
摘要注塑模设计为手机壳的生产提供了一个简介、高效、低成本的途径。
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。
本设计是手机后壳塑料模具的设计,对零件结构进行了工艺分析,采用TPU作为塑件的材料。
手机外壳造型很多,市面上不断出现各种款式,选用魅族手机外壳进行模具设计与分析。
通过分析与研究,参照有关的技术文献,选定材料和有关技术参数,设计出这款手机外壳的模具。
本设计主要运用Pro/ENGINEER 5.0来对手机外壳进行零件设计及模具设计,先进行手机外壳的设计,然后利用Pro/E根据塑件的形状生成型心和型腔,最后在EMX标准模架系统下生成型心、型腔和标准模架的装配图,完成整个模具的设计。
最后运用Moldflow进行模流分析,在AUTOCAD中对装配图和零件图进行一定的完善。
关键词:模具设计, CAE,模流分析, Pro/ENGINEERIABSTRACTIn nowadays,the phone shell enter the life of the mobile phone lovers gradually . injection mold design provided an introduction, high efficiency, low cost production of mobile phone shell . Injection molding is the main method of thermoplastic plastic molding.and molding can be a complex shape of precision plastic parts.This design is a design of mobile phone shell plastic mold, the structure of parts of the process analysis, using TPU as the material of plastic part.Emerging a variety of styles in the market.so we select the Meizu mobile phone shell mold design and analysis .According to the related literature, selected materials and relevant technical parameters, design molds of the mobile phone.This design mainly uses Pro/ENGINEER 5 for mobile phone shell parts and die design, the first is design the mobile phone shell,and then Pro/E can be based on the shape of plastic parts generate angina and cavity, assembly drawing the last generation of angina,Assembly drawing the last generation of angina, cavity and standard mould baseon EMX standard mold system, completed the all design .Keywords: injection molding design, CAE, mold flow analysis Pro / ENGINEERI I1 绪论 (1)1.1 研究现状及研究意义 (1)1.2 注塑成形发展现状 (1)1.2.1注塑模具的分类 (2)1.3 采用注射模成型手机外壳的特点 (3)1.4注塑成型的工艺条件以及影响质量的因素 (4)1.4.1注塑成型工艺条件 (4)1.4.2 影响质量的因素 (4)1.5 采用成形和分析软件概述 (5)1.6本次选题的意义 (6)2 手机外壳(塑件)造型设计与工艺性分析 (7)2.1 零件的选择和尺寸精度的计算 (7)2.2塑件的材料性能 (8)2.3注塑机的确定和注射量的校核 (8)2.4塑件分型面的选择 (10)3.浇注系统的分析及设计计算 (12)3.1浇注系统的设计 (12)3.1.1浇注系统的组成和作用 (12)3.1.2浇注系统各部件设计 (13)3.1.3排气槽的设计 (15)4 EMX模架的设计 (16)4.1 模架的加载 (16)4.2 脱模机构导向机构设计冷却系统的创建(其它零件见图纸) (19)5 Moldflow分析 (23)5.1 划分网格、充填、保压、浇口的分析 (23)5.2流动分析结果 (24)III5.3冷却分析结果 (27)5.4翘曲分析结果 (29)6 总结 (31)参考文献 (33)致谢 (34)IV1 绪论1.1 研究现状及研究意义在我国,近些年随着国民经济整体稳定健康发展塑料工业实现了跨越式发展,连续十年经济技术指标稳步大幅递增,总产值居轻工行业第三位,已成为中国国民经济持续发展重要的支柱产业之一。
手机外壳注射成形塑料模具设计手机外壳注射成形塑料模具设计是一个复杂的工艺过程,主要用于生产手机外壳等产品的制造。
这种工艺过程需要高质量的塑料模具设计,才能生产出坚固、美观的产品。
在本文中,我们将探讨手机外壳注射成形塑料模具的具体设计过程,以及需要注意的一些技术问题。
一、注塑模具的设计注塑模具是指用于注射成形过程中压制塑料的模具。
它由模具座、模具芯、模具板和塑料泄露沟组成。
注塑模具设计的这些部分都需要达到高精度的设计,以确保塑料的压制能够顺利进行,保证良好的产品质量。
在设计注塑模具时,必须考虑产品的尺寸、形状和材料。
特别是对于细节部分的要求,要使用CAD等专业软件进行模具设计,保证精度和可靠性。
二、产品外壳的注塑成形有了高质量的注塑模具设计后,就可以进行塑料注射成形的工艺流程了。
对于注塑成形过程,首先需要将塑料颗粒加热融化,然后喷射到模具中,冷却后,取出模具即可。
在这个过程中,关键的是要控制塑料喷射的时间和温度。
如果时间太短或者温度太低,产品的质量就会受到影响。
因此,在生产的时候要对喷射的时间和温度进行精确控制,确保产品的质量达到标准。
三、手机外壳注塑成形的特殊要求与其他注塑成形的工艺过程相比较,手机外壳注塑成形还需要应对一些特殊要求,包括:1、合格率高:对于手机外壳等产品,外观尺寸要求非常高,因此对于合格率的要求也要更高,达到99%以上。
2、外形精细:手机外壳需要具备高精度、多样化的外观设计,表面必须光滑,不能有水波纹、气泡、棱镜等问题,需要充分考虑这些问题。
3、使用环境特殊:手机外壳在使用中会受到很多因素的影响,如温度、湿度、耐磨性等,因此需要使用特殊的材料和工艺来满足这些需求。
四、技术难点手机外壳注塑成形是一个技术难点较高的生产过程。
具体表现在以下几个方面:1、塑料的选择:不同的手机外壳有不同的塑料选择,需要根据外形、功能和适用环境进行选择,如ABS、PC、PP等等。
2、模具设计:手机外壳注塑成形需要高质量的注塑模具设计,要求精度高,特别是对于外壳的细节部分的设计非常重要。
手机壳塑料模具设计摘要:通过分析手机壳成型材料的特性和结构特点,制定出相应的模具设计思路。
该模具设计巧妙、结构合理,适用于大批量的产品生产,值得推广。
另外本文详细介绍了内侧抽芯和潜伏式浇口的设计要点。
关键词:手机塑料模内侧抽芯潜伏式浇口1 塑件结构特点与工艺分析以某品牌手机外壳套件中的两件为例,如图1所示,分别为面盖和背盖。
有图可知面盖尺寸为13.1mm×55.2mm ×88.0mm,形状为三面封闭一面开口的盒形,其中开口面边缘有两个卡勾(如图g处);两个侧面(e,f处)凹入,相互对称深度为2.5mm;顶部圆弧(d处)凹入,其深度达15mm。
背盖外形尺寸为21.3mm×64.4mm×98.6mm,形状为四面闭合的盒形,顶部有两个互通的孔洞(h,i处);尾部圆弧边内形凹入(j处),深度为3.5mm,弧面上有一个长方孔(k处)。
两个塑胶件的厚度要求为 1.3~1.4mm。
外观方面,要求不能出现气纹、缩孔、银丝、熔接痕等外观不良;性能方面要求有具有较高的耐磨、耐热、韧性和刚度,同时要求防腐性能良好;尺寸方面需与手机卡和件组装到位。
材料选择为PC+ABS合成塑料,这是当前手机外壳制品应用最为广泛的材料,此材料不仅具备PC料的强韧性同时具备ABS料的质感和延展性,更利于注塑成型。
2 塑料模具设计2.1 总体构思从生产需求考虑,面盖和背盖属于同一款手机外壳组件,因此需求数量为1:1,产量需求不高,从塑料件自身要求考虑,面盖和背盖大小形状相近,用料量差不多,且材质、颜色、用料都一样,所以综合以上两点,可用同一套模具成型,模具设计成一模两腔,每次成产面盖和背盖个一只。
进浇方式选择潜伏式进浇设计,这样进浇点处于产品内侧,不影响外观。
对于背盖的抽芯设计,由于尾部圆弧上的长方孔比较规范,因此选择局部外抽芯,而头部圆弧处结构较为复杂,存在一个异形缺口和两个异型孔,因此选择整体外抽芯,这样不仅能够保证产品外观而且便于后续加工,两侧都利用T形滑块抽芯机构;面盖的抽芯设计,考虑到尾部存在两个卡勾,因此需要三面抽芯,抽芯机构有3个滑块组合完成,按顺序完成三面抽芯动作,首先在开模过程中,由于T形块抽芯机构的带动,直接抽出中间的滑块,然后通过斜顶动作完成两侧滑块的抽芯。
手机壳模具设计研究摘要随着制造业和计算机软硬件的发展,模具已经得到了快速发展和广泛的应用,因此对各种塑料制品的模具设计具有重要的理论意义和实际应用价值。
详细论述了热塑性材料成型塑件时所用的整套注塑模具的设计过程,包括塑件的成型工艺,分塑面的选择论证,浇注系统的设计、成型零件的尺寸计算、镶块的固定方式、脱模结构、推出机构、冷却系统以及排气系统等的设计。
论证了成型塑件的方式为注塑成型,采用浇注系统推杆推出的方式推出制件的好处,以及整套模具采用标准模架A1形式的好处。
关键词:手机外壳;注塑模;模具结构目录摘要................................................. I I 第1章绪论.. (1)第2章塑件成形工艺性分析 (2)2.1 设计任务 (2)2.2塑件的工艺性分析 (2)2.4塑料的成型特性分析及影响因素 (6)第3章型腔数目的确定以及型腔型芯尺寸的确定 (7)3.1影响模具型腔数目的因素 (7)3.2手机外壳注塑体积计算 (8)3.3 型腔、型芯工作部位尺寸的确定 (9)3.4 塑料模成型零部件的设计 (10)第4章浇注系统的设计 (12)4.1确定浇住系统的原则 (12)4.2主浇道的设计 (13)4.3分浇道的设计 (13)4.4主浇道和分浇道的几何形状 (14)4.5 浇口的设计 (14)4.5.1浇口形式及位置 (15)4.5.2 浇口的形式的确定和位置选择 (16)4.5.3浇口直径计算 (17)4.6 排溢系统设计 (17)第5章注射机的选择和校核 (18)5.1 注射机的分类 (18)5.2 初选注射机 (19)5.3 校核注射机 (21)第6章推出机构设计 (22)6.1脱模机构的选用原则 (22)6.2推出力计算 (22)6.3 导向机构 (26)6.3.1导柱的设计 (27)6.3.2导向孔与导套 (27)第7章冷却系统的设计 (28)7.1水路分布原则 (29)7.2冷却的基本原理 (29)7.2.1设置冷却水路的原则与注意事项 (31)7.2.2本设计的冷却水道计算 (34)参考文献 (39)致谢.................................. 错误!未定义书签。
第1章绪论高分子材料科学是现代自然科学的结晶、是物质科学中的新科学和增长点。
高分子材料的问世改变了20世纪的物质文明,推动了人类社会的进步。
高分子材料已经在人们的衣食住行和国防建设,生态环境等众多领域得到了广泛的应用,并为21世纪物质文明谱写着更辉煌的篇章。
高分子材料包括塑料、合成塑胶和合成纤维。
作为高分子材料之一的塑料,集原料丰富,制造方便,加工容易、质地优良、轻巧耐用、用途广泛和投资效益显著等众多优点于一身,在人们的日常生活中及现代工业生产领域中占有很重要的地位。
采用模具成型的工艺代替传统的切削加工工艺,可以提高生产效率,保证零件质量,节约材料,降低生产成本,从而取得很高的生产效率。
因此,在机电、仪表、化工、汽车和航天航空等领域,塑料已成为金属的良好代用材料并得到了广泛的应用,出现了金属材料塑料化的趋势。
在工业发达国家,据最近数据统计,日本生产塑料模和生产冲压模的企业各占40%;韩国模具专业厂中,生产塑料模的43.9% ,生产冲压模的占44.8%;新加坡全国有460家模具企业,60%生产塑料模,35%生产冲模和夹具。
作为最有效的塑料成型方法之一的注射成型技术具有可以一次成型各种结构复杂和尺寸精密的塑件。
成型周期短、生产率高、大批生产时成本低廉、易于实现自动化或自动化生产等优点,因此,世界塑料成型模具产量中约半数以上是注射模具。
在我国,模具制造属于专用设备制造业。
中国虽然很早就开始制造模具和使用模具,但长期未形成产业。
直到20世纪80年代后期,中国模具工业才驶入发展的快车道。
近年,不仅国有模具企业有了很大发展,三资企业、乡镇(个体)模具企业的发展也相当迅速。
由此可见,虽然中国模具工业发展迅速,但与需求相比,显然供不应求,其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。
由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面,中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距,因此,每年需要大量进口模具。
中国模具产业除了要继续提高生产能力,今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。
结构调整方面,主要是企业结构向专业化调整,产品结构向着中高档模具发展,向进出口结构的改进,中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。
目前,塑料塑件在国民经济和日常生活中的应用日趋广泛,发挥着举足轻重的作用,塑料塑件的加工基本上是通过模具一次成型的。
在众多的成型方法中,注射成型占主导地位,塑料塑件的质量、生产的效率和成本和模具的结构、使用性能密切相关,因此,设计制造出结构合理,使用性能优良的注射成型模具已成为塑料生产厂家关注的焦点。
第2章塑件成形工艺性分析2.1 设计任务如图所示(图2.1)为手机外壳的塑料制件,材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS),收缩率0.3%~0.8%,其形状,尺寸如上图所示。
生产批量不大,为中小批生产。
该塑件为中小尺寸,一般精度等级,为保证精度,兼顾经济性,采用一模两腔,并不对制品进行后续加工。
为满足制品高光亮的要求与提高成型效率采用潜伏浇口。
为了方便加工和热处理,型腔与型芯部分采用拼镶结构。
图2.1 手机外壳零件图2.2塑件的工艺性分析一、使用性能、制件技术要求和生产要求该塑件外形矩形,材料为:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。
要求材料有较好的机械性能,如抗拉强度、抗应力开裂性、弹性模量都要求较高。
根据产品要求,该塑件为大批量生产,采用注塑成型。
二、塑件尺寸精度塑件中的各个尺寸精度要求为IT3,各尺寸可以按照自由尺寸的精度查取公差等级,因此在模具设计和制造中要按照IT3~IT4精度要求设计制造。
三、塑件表面质量分析1、该塑件表面质量要求表面光泽,必须避免在塑件有飞边毛刺,缩孔,流痕等工艺缺陷。
2、注意通孔处不出现锐边;3、表面粗糙度只有塑件外形要求Ra3.2,其它部位没有较高粗糙度要求。
2.3原材料的选择以及原材料的工艺性分析塑料是以高分子量的合成树脂为主要成分。
它在一定的温度和压力的条件下具有可塑性,能够流动变形,其被塑造成制品之后,在一定的使用环境条件之下,能保持形状、尺寸不变,并满足一定的使用性能要求的材料。
塑料中的必要和主要成分是树脂,树脂是由高分子物质所组成,它是通过聚合反应而制成的,所以又叫聚合物或称高聚物。
塑料的主要成分是合成树脂,并加入填料、增塑剂、燃料、稳定剂等各种辅料组成。
其多组成分有:树脂、填充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、固化剂、着色剂、抗静电剂、发泡剂、阻燃剂等。
塑料具有:1.质量轻;2.化学稳定优越;3.电绝缘性能好;4.比强度高;5.减摩、耐磨性能优良,自润滑性好;6.成型加工方便;7.粘结性能好;8.光学性能好;9.着色性能较强;10.导热率低的特性。
但是在目前塑料的应用中,塑料也存在着一些缺点,使其应用受到一定限制。
一般塑料的机械强度均不如金属。
塑料成型时收缩率较高。
塑料对温度的敏感性远比金属或其它非金属材料的大,塑料的使用温度范围远较其它材料的窄。
塑料若长期受载荷作用,即使温度不高,其形状会产生“蠕变”,塑料这种渐渐产生的塑件流动是不可塑的,导致塑件尺寸精度丧失。
所以,在选择塑料时要注意扬长避短。
塑料按照受热后的表现性能,可以分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。
前者的特点是在一定的温度下,经过一定时间加热、加压或加入硬化剂后,发生化学反映而硬化。
硬化后的塑料化学结构发生变化,质地坚硬,不溶于溶剂,加热也不再软化,如果温度过高就分解。
后者的特点为受热后发生物态变化,由固体软化或者熔化成粘流体状态,但冷却后又可变硬而成为固体。
且过程可以多次反复,塑料本身的分子结构则不发生变化。
热塑性塑料和热固性塑料的性能对比如下表。
根据手机的外壳的对强度,刚度,柔韧性,热塑性等众多方面的考虑,决定塑件的材料采用ABS材料。
ABS材料特性如下:ABS(丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物),于热塑性塑料,韧性大、脆性小,适用广泛,但是尺寸稳定性差和热稳定性差一、ABS物理和化学特性ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚物三种化学单位合成,每种单体都有不同特性;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,高光洁及高强度。
从形态上看,ABS是非结晶性材料。
三种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,另一个是聚丁二烯胶分散相。
这就决定了ABS材料的耐高温性、抗冲击性及易加工性等多种特性。
缩水率为0.5%所有手机类轻巧系列产品都提供ABS作为选项,而接近90%的轻巧类塑件产品都是由这种材料制造的。
使用者报告说ABS的原型可以达到注塑ABS成型强度的80%,而它的属性,例如耐热性与抗化学性,也是近似或是相当于注塑成型的工件,其耐热度为93.3℃,这让ABS成为功能性测试应的广泛使用材料。
ABS材料的典型用途:汽车(仪表板、工具船门、车轮盖、反光镜盒等),电冰箱,大强度工具(头发烘干机、搅拌机、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、及喷气式雪橇车等)等众多领域。
塑料按照受热后的表现性能,可以分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。
abs 为热塑性塑料,其特点是受热后发生物态变化,由固体软化或者熔化成粘流体状态,但冷却后又可变硬而成为固体,其过程可以多次反复,塑料本身的分子结构则不发生变化。
但热固性塑料在一定的温度下,经过一定时间加热、加压或加入硬化剂后,发生化学反映而硬化,硬化后的塑料化学结构发生变化,质地坚硬,不溶于溶剂,加热也不再软化,如果温度过高就分解。
2.4塑料的成型特性分析及影响因素一、流动性塑件形状复杂、壁薄或尺寸较大的制品时,产品设计者应考虑在满足制品使用性能的前提下,优先选择流动性好的塑料来成型。
流动性的优劣以流动性等级衡量,测定流动性的方法用标准测仪器测量,测定值越高,表明流动性越好。
人们习惯引用与塑料流动性相关的塑料溢料间隙(溢边值)概念,所谓溢料间隙是指熔体塑料在成型高压下不得流过的最大间隙值,流动性越好,溢料间隙要求越小。
二、收缩性、收缩率、比容和压缩收缩率与:热胀冷缩、塑料品种、成型工艺(压力、温度、时间)、模具和塑件结构有关,所以设计模具时,需根据模塑收缩率来计算型腔的尺寸。
比容是单位重量的松散塑料所占有的体积。
压缩率是松散塑料的体积与同重量塑料的体积之比。
用它们可计算出每模塑料需要的注射量(cm3)或模具加料腔的容积尺寸。