1、I摘 要当今社会，工业发展迅速，产品种类多，更新快，模具技术在生产中的作用越来越大，对高质量模具的需求不断增加。本文设计了一副 Nokia5230 手机后盖的注塑模具。首先用 UG6.0 画出塑件，对塑件进行结构分析，选择合适的注塑机，选用PC/ABS 塑料进行注塑。然后对模具的浇注系统，分型面的选用，脱模机构，冷却系统等的设计，成型零件以及模架和标准件的选用。用 AutoCAD 画出模具的装配图和零件图。关键词：注射模具 ；CAD；Nokia5230 手机后盖 IIAbstractNowadays, the development of industry is rapid; there ar
2、e many kind of industrial production, Shape continues to accelerate,so mould technology is more and more important in the role of manufacture,the need of high quality mould is increasing.A set of injection mould of the Nokia5230s backcover has been designed in this article.First of all,describe the
3、plastic part with UG6.0,choose the appropriate injection moud machine with the analysis of the back cover,then choose the PC/ABS to inject.describe the assembly drawing and part drawing by Auto CAD. The design process of inject system of the mould are specified in detail in this article.Keyword: inj
4、ection mould ；CAD ；Nokia5230 backcover of the cellphone目 录摘 要 .IAbstract.II第 1 章 绪 论 .1第 2 章 塑件的结构与工艺性分析 .42.1 塑件的概述 .42.2 塑件的结构与工艺性分析 .52.2.1 结构分析 .52.2.2 工艺性分析 .52.3 确定成型设备选择与模塑工艺规程编制 .72.3.1 塑件的几何特征 .72.3.2 确定型腔数量及布局形式 .72.3.3 初选注射机 .8第 3 章 分型面的机构设计 .93.1 注射模分型面基本总体结构方案 .93.2 分型面的选择 .93.2.1 分型面的形
5、式 .93.2.2 分型面的选择原则 .9第 4 章 浇注系统的设计 .114.1 浇注系统的组成及作用 .114.2 浇注系统的设计原则 .124.3 流道及浇口的设计 .124.3.1 主流道的设计 .124.3.2 分流道的设计 .154.3.3 浇口的设计 .174.3.4 浇注系统断面尺寸计算 .184.4 冷料穴和拉料杆的设计 .204.5 排气系统的设计 .214.6 浇注系统的平衡 .214.6.1 分流道的平衡 .214.6.2 浇口的平衡 .22第 5 章 成型零件的设计 .235.1 成型零件的选材 .235.2 凹模部分的结构设计 .235.3 凸模部分的结构设计 .2
6、5第 6 章 脱模与导向机构的设计 .276.1 设计原则及分类 .276.1.1 脱模机构的组成 .276.1.2 脱模机构的设计原则 .276.1.3 脱模机构分类 .276.2 脱模力计算 .286.3 简单脱模机构 .296.3.1 推杆脱模机构 .296.4 导向机构设计 .306.4.1 导向机构的功用 .306.4.2 导向机构设计 .31第 7 章 冷却系统设计 .327.1 模具温度调节的必要性 .327.1.1 模具温度调节对制品质量的影响 .327.1.2 模具温度调节对生产效率的影响 .327.2 冷却系统的计算 .327.2.1 冷却时间的分析 .327.2.2 冷却
7、系统的简略计算 .337.3 冷却系统的设计原则 .347.4 冷却回路的布置 .357.4.1 凹模冷却回路 .357.4.2 型芯冷却回路 .35第 8 章 模架及标准件的选用 .368.1 模架的选取 .368.2 标准件的选用 .36第 9 章 注射机有关参数的校核 .389.1 注射量的校核 .389.2 型腔数量的确定和校核 .389.3 塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核 .399.4 最大注射压力校核 .409.5 开模行程校核 .40结 论 .41参 考 文 献 .42致 谢 .431第 1 章 绪 论塑料作为现代工业中较为常见的材料之一，在性能上具有质量轻、强度好、耐腐蚀
8、、绝缘性好、易着色等特点，其制品可加工成任意形状，且具有生产效率高、价格低廉等优点，所以应用日益广泛，在汽车、仪表、化工等工业中，塑料已经成为金属零件的良好代用材料。与相同重量的金属零件比，塑料件能耗小，且成型加工方法简单，易组织规模生产，只需一台自动化注射机，配上合适模具，就能进行大批量生产 【1】 。模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，
9、航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中 6090的产品的零件，组 件和部件的生产加工。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
10、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 【2】 。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
11、机床加工为中心。2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 【3】 。注塑模具作为注塑成型加工的主要工具之一，在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面水平的高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代，同时也决定着企业在市场竞争中的根本利益。模具制造业存在成本高、技术性强等特点，随着计算机辅助设计和计算机辅助加工技术的发展，从根本上改变了模具生产的面貌，可靠地保证了模具所需要的精度和质量。另外，模具标准件和
12、以标准件为基体的特殊定制零件的普及，明显的缩短了模具制造周期，使塑料模具的设计水平进入了新阶段。尽管模具工业本身的特殊性是模具制造显得很复杂，但与其他行业一样，它也有一定的规律。注塑模具设计之前首先应对塑料制品进行工艺分析，研究塑料制件的工艺性是否符合注塑加工原理，然后应设计模具结构，确定模具材料和选定标准件，最后进行零件加工、模具组装和试模。表面缩坑是注塑过程中经常遇到的问题，如果制品的壁厚过大或明显的薄厚不均，再成型时会因固化速度不同而产生内应力，这是由于制品壁较厚的部位在表层的塑料已经冷凝时，其芯部的塑料仍然处于熔融状态，当芯部的塑料也固化后，会因其收缩而对表面的塑料施以拉力，导致制品表
13、面出现缩坑 【5】 。然而，在实际中要使制品的壁厚设计成完全一致是不大可能的。例如，许多制品由于要与其他零件装配或为加强本身的强度，往往没有筋、槽或柱等，这时制品的壁厚则出现明显不均。因此，为满足制品的要求，而又能使外观缺陷得到改善，除了在成型过程中采用增加保压压力和延长冷却时间等措施控制之外，在设计制品结构时，必须对这些筋、槽及柱有明确的限制。对于壁厚明显不均的制品，单单靠调整成型工艺来解决表面缩坑问题几乎是不可能的，因此在设计制品结构时，应充分重视这一问题。在本次设计中，由于手机后盖上有许多孔、槽结构，在模具中必须采用芯子，这一结构改变会给模具和成型在其他方面带来麻烦。按照一般的设计步骤，
14、应先对选取的塑件实体进行测绘，确定其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，并对其进行工艺分析，确定模具各零件的结构、尺寸和精度要求，然后设计注塑模具，绘制出其装配图及零件图，对各零件进行三维造型，并进行装配，同时对模具中的主要零件进行工艺分析，编写工艺卡，完成型腔的仿真加工。通过以上工作的完成，我对一套模具从设计到加工的全过程有了清醒而直观的认识，了解了注塑模的工作原理，对模具中型腔、型芯等主要零件的设计及精度的3确定具备了一定的经验知识，能够对模具设计中常出现的问题提出合理的解决方法，能够正确地选取注射机、确定模架的结构及尺寸、确定型腔数。在模具设计中，精度要求的确定是至关重要的一步，要综合考虑尺寸
15、精度及配合要求，特别是各模板及型腔、型芯等配合精度要求高的部件，其精度确定的合理与否将影响到塑件的质量，从而对产品的使用性能及企业的经济效益产生很大的影响。4第 2 章 塑件的结构与工艺性分析2.1 塑件的概述1、塑件产品的名称：nokia5230 手机后盖2、生产批量要求：大批量3、色调要求：蓝色4、塑件规格：105454mm5、塑件图示（2-1）如下：图 2-152.2 塑件的结构与工艺性分析2.2.1 结构分析该塑件外表面没有斑点及熔接痕，粗糙度可取 Ra0.4um，塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。外形左右对称，壁厚均匀，且符合最小壁厚要求，内部有数个卡勾。因此，塑件不易取出，需要考虑
16、侧抽芯装置。塑件为诺基亚手机 5230 后盖，应该有一定的结构强度和装配精度。2.2.2 工艺性分析1、尺寸精度分析：该塑件尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可通过查表 GB-T144862008 选用公差 MT5。2、塑件的原材料的分析：根据塑料的成型特点及常用性，决定本次设计的零件材料选用 PC/ABS。PC/ABS，聚碳酸酯 和丙烯腈 -丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物，它是由聚碳酸酯（Polycarbonate）和聚丙烯腈（ABS）合金而成的热可塑性塑胶，结合了两种材料的优异特性，ABS 材料的成型性和 PC 的机械性、冲击强度和耐高温性、抗紫外线（UV）等性质，可广泛使用在汽车内
17、部零件、事务机器、通信器材、家电用品及照明设备上 【6】 。PC/ABS应用范围：1）汽车内外饰：仪表板，饰柱，仪表前盖，格栅，内外饰件；2）商务设备机壳内置部件：笔记本/台式电脑，复印机，打印机仪；3）电信，移动电话外壳，附件以及智能卡（SIM 卡） ；4）电器产品，电子产品外壳，电表罩，家用开关，插头和插座；5）家用电器，如洗衣机，吹风机，微波炉内外部件。6性能特点：综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好；与 372 有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理；有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。流动性比 HIPS 差一点，比 PMMA、PC 等好，柔韧性
18、好；机械性能的卓越平衡；低温时也具备高冲击强度；室内紫外线稳定性；较高的热变形温度（80125） ；耐燃性（UL945VB） ；色彩范围广泛；易于注塑和挤塑，吹塑加工；良好的电镀性 【7】 。注塑模工艺条件：干燥处理：加工前的干燥处理是必须的。湿度应小于 0.04%，建议干燥条件为90110C，24 小时。熔化温度： 230300C；模具温度：50100C；注射压力：取决于塑件；注射速度：尽可能地高。化学和物理特性: PC/ABS 具有 PC 和 ABS 两者的综合特性。例如 ABS 的易加工特性和 PC 的优良机械特性和热稳定性。二者的比率将影响 PC/ABS 材料的热稳定性。PC/ABS
19、这种混合材料还显示了优异的流动特性。收缩率在 0.5%左右。表 2-1 PC/ABS 典型性能特性 测定标准 单位 测定条件 中耐热高流动拉伸强度 GB/T1040 MPa 23 50断裂伸长率 GB/T1040 % 23 80弯曲强度 GB 9341 MPa 23 72弯曲模量 GB 9341 MPa 23 2300简支梁冲击强度 GB/T1043 KJ/m2 23 NB简支梁缺口冲击强度 GB/T1043 KJ/m2 23 70热变形温度 GB 1634 0.455 MPa 119热变形温度 GB 1634 1.86 MPa 102维卡软化点 GB 1633 5.0Kgf 118收缩率 GB/T 15585 % 0.5-0.7熔融指数 GB/T 3682 g/10min 220,10Kgf 15密度 GB 1033 g/cm3 23 1.1燃烧性 GB 2408-1996 HB从表查得 PC/ABS 塑件的脱模斜度, 型腔为 30130, 型芯 351。脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚、及塑料的收缩率。成型型芯越长或型腔越深,则斜度应取偏小值；反之可选用偏大值 。(塑件内孔以型芯小端为准，塑件外形以型腔大端为准)
