諾基亞手機外殼前蓋注塑模具設計

諾基亞手機外殼前蓋注塑模具設計,諾基亞,手機外殼,注塑,模具設計 密級： 學號： 本科生畢業(yè)論文（設計） 諾基亞手機外殼前蓋注塑模具設計 學 院： 專 業(yè)： 班 級： 學生姓名： 指導老師： 完成日期： 學士學位論文原創(chuàng)性申明 本人鄭重申明：所呈交的論文（設計）是本人在指導老師的指導下獨立進行研究，所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文（設計）不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識到本申明的法律后果由本人承擔。 學位論文作者簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權江西科技學院可以將本論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 本學位論文屬于 保 密 □， 在 年解密后適用本授權書。 不保密 □。 （請在以上相應方框內打“√” ） 學位論文作者簽名（手寫）： 指導老師簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日 摘要 塑料成型產品在我們的日常生活中隨處可見。通過對塑件進行高溫高壓注射處理來獲得塑件的具體結構,也稱為塑料零件、塑料部件。其廣泛應用于生活中的角角落落,特別是在電子儀器,電氣設備,通信工具中。各種外殼,框架、結構、裝飾等;注射機是制造塑料模具的主要生產技術和設備,在國民經濟中占據重要的地位,模具技術也成為衡量一個國家產品制造水平的重要標志。塑料成型注塑是一個重要加工產品的方法,它主要用于熱塑性塑料的成型。本次設計的是諾基亞手機外殼前蓋注塑模具的設計,它是一個形狀比較復雜的精密塑料零件,本文以注塑模具的相關知識作為依據,闡述了塑料注塑模具的整體設計。 本文設計的內容就是諾基亞手機外殼前蓋注塑模具，材料為PC，根據其結構形狀特點以及通過對諾基亞手機外殼前蓋成型工藝的正確分析，來設計出正確的諾基亞手機外殼前蓋塑件。 關鍵詞：注塑模具； 注射成型； 分型面 ABSTRACT Plastic molding products are plastic as the main structural material. The processing of products.Referred to as the plastic parts.plastic molding products arewidely used.Especially in the electronic instrument electrical equipment ,communication tools ,etc to obtain a large number of applications . such as all kinds ofstress are shell stents structure decoration.Based process equipment as the main production of plastic products of plastic mold .occupies an important positionin national economy mould technology has also become to measure a national product manufacture level of important symbol.Injection molding plastic molding isan important method .it is mainly suitable for thermoplastic molding .and canbea complicated shape of precision plastic forming parts is the adsl surface hella a design model .This paper will be injection mold related knowledge as thebasis.the overall design process of plastic injection mould are expounded. Design the content of this article is shell of plastic injection mould ,materials for PC .According to the shape of the structure characteristics and throughthe analysis of the right across the shell molding process,determine the overall distribution of cavity choose the parting surface determine the demoulding way .The design of gating system,etc. Keywords：Plastic mold；injection molding； the parting surface 目 錄 第一章 前言 1 1.1我國模具行業(yè)的發(fā)展方向和前景 1 1.2 注塑模具設計與制造技術 2 第二章 注射成型工藝分析 9 2.1塑件的注射成型工藝性分析 9 2.2注塑機 10 第三章 模具結構設計 11 3.1型腔數目的確定 12 3.2分型面的確定 12 3.3澆口的確定 12 3.4模具材料的確定 12 3.5澆注系統(tǒng)的設計 13 3.6成型零件結構設計 14 3.7 抽芯結構設計 15 3.8 模具成型尺寸設計計算 15 3.8.1 型腔尺寸 15 3.8.2 型腔深度尺寸 16 3.8.3 型芯徑向尺寸 16 3.8.4 型芯高度尺寸 16 3.9 模具加熱、冷卻系統(tǒng)的計算 18 3.9.1 模具加熱 19 3.9.2 模具冷卻 19 3.10推出機構的設計 19 第四章 注射機的校核 20 4.1最大注塑量的校核 20 4.2鎖模力的校核 21 4.3模具外形尺寸校核 22 4.4模具厚度校核 23 4.5模具安裝尺寸校核 24 4.6開模行程校核 25 結 論 26 致 謝 27 參考文獻 28 1 第一章 前言 1.1我國模具行業(yè)的發(fā)展方向和前景 1990年后中國模具工業(yè)的快速發(fā)展已達到一定水平,生產能力已大大提高,模具市場規(guī)模逐漸擴大。在過去的十年里,中國模具工業(yè)(主要集中在汽車、電子和信息家電)的迅速發(fā)展,年增長率約為15%。 到2005年,全國模具生產工廠有超過3個員工,大約有500000人死亡,總銷售額達到610億元,比上年增加25%;模具生產企業(yè)一般來說,完整的任務,足夠的訂單。2006年,中國汽車的行業(yè)預測年度銷量將比上年增長15%,年銷售額將達到600萬40萬輛。但汽車零部件市場比汽車大市場,可以預測相關的汽車模具行業(yè)高速發(fā)展。 與2004年相比,2005年中國的模具產值增長了125%到610億元位居第三。其中,出口比上年增加了150%,達到7.4億美元。目前,國內模具行業(yè)作為中國的制造業(yè)特別是汽車和電子行業(yè)持續(xù)快速發(fā)展,逐步進入了黃金時期?！? 1.2 注塑模具設計與制造技術 質量、成本（價格）、時間（工期）已成為現代工程設計和產品開發(fā)的核心因素，現代企業(yè)大都以高質量、低價格、短周期為宗旨來參與競爭市場。先進制造技術的出現正急劇改變著制造業(yè)的產品結構和生產過程，對模具行業(yè)也是如此。模具行業(yè)必須在設計技術、制造工藝、生產模式等諸方面加以調整以適應這種要求。 第二章 注射成型工藝分析 2.1塑件的注射成型工藝性分析 2.1.1初步分析 ⑴通過UG對3D模型質量屬性分析 分析結果：單件體積= 33344.6㎜3 單件投影面積=11934.2㎜2 密度=1.05g/cm3 單件質量=0.04kg 2.1.2塑件注射成型工藝性CAE分析 利用Moldflow對塑件進行最佳澆口分析，塑料流動性分析，冷卻質量分析，縮痕分析等。 初始條件：PC 在Moldflow中搜索到此材料，可以查看材料的一些具體信息。以這些信息作為分析的初始條件。其中模具溫度為，熔化溫度為，材料融化溫度范圍：，模具溫度范圍：，塑料固體密度為1.05㎜3，融化密度為1.03㎜3，最大剪切應力為0.26MPa。 2.2注塑機 2.2.1注塑成型工藝參數 查模具設計手冊可知PC料注射成型的主要工藝參數如下表3-1 表3-1PC料注射成型的主要工藝參數 工藝參數 規(guī)格 ? 工藝參數 規(guī)格 預熱和干燥 溫度t/℃: 80～95 ?成型時間/s 注射時間 0～5 時間/h: 4～5 保壓時間 15～30 料筒溫度t/℃ 后段 150～170 冷卻時間 15～30 中段 165～180 總周期 40～70 前段 180～200 螺桿轉速n/() 30～60 噴嘴溫度t/℃ 170～180 后處理 方法 紅外線燈烘箱 模具溫度t/℃ 50～80 溫度t/℃ 70 注射壓力p/Mpa 60～100 時間/h 2～4 2.2.2注塑機的選擇 由公稱注射量選定注射機 由3.2.1分析已得出單個塑件體積V=685304.6㎜3 ，流道凝料V’=4545㎜3實際注射量為:V=15144×2+4545=34.833cm； 根據實際注射量應小于0.8倍公稱注射量原則, 即： 0.8V≧ V V= V/0.8 =34.833÷0.8 =43.541cm； 由上計算初步確定注塑機為SZ-60/60，查模具設計手冊注塑機主要技術參數如下表3-2。 表3-2 國產注射機SZ-60/60技術參數表 特性 內容 特性 內容 結構類型 臥 拉桿內間距(mm) 320×520 理論注射容積（cm） 60 移模行程(mm) 300 螺桿直徑(mm) 40 最大模具厚度(mm) 350 注射壓(MP) 145 最小模具厚度(mm) 170 注射速率(g/s) 鎖模形式(mm) 液壓 塑化能力(g/s) 11.7 模具定位孔直徑(mm) 125 螺桿轉速(r/min) 20~200 噴嘴球半徑(mm) 35 鎖模力(KN) 600 噴嘴口直徑（mm） 4 第三章 模具結構設計 3.1型腔數目的確定 注塑模的型腔數目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔數目的確定時主要考慮以下幾個有關因素： （1）塑件的尺寸精度； （2）模具制造成本； （3）注塑成型的生產效益； （4）模具制造難度。 考慮到該塑件是一般日用品，根據生產批量和經濟因素，初步確定該模具為一模四腔。 3.2分型面的確定 由于塑料零件在模具成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑料零件工藝結構和尺寸精度和預埋件的位置,塑料部分,分型面排氣和許多因素影響,所以在表面點的選擇應綜合分析。 除了這些基本原則,選擇分型面應考慮投影面積的分型面腔大小。為了確保側核心的位置布置和抽芯動作平穩(wěn),有淺側凹洞或短側凸平臺為核心方向,和深凹洞或更高的老板放置在模具打開和關閉的方向。 3.3澆口的確定 PC料的流動性好,可適用于各種澆口,為了不影響外觀,確定使用潛伏澆口。澆口位置已經在3.2.2分析中確定。 3.4模具材料的確定 現有模具模架已經標準化,所以在模具材料的選擇時主要是根據制品的特性和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料.如何合理的選擇模具鋼,是關系到模具質量的前提條件,如果選材不當，則所有的精密加工所投入的工時,設備費用將浪費。 3.5澆注系統(tǒng)的設計 注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳質，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內、外表質量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設計及加工的復雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設計中的重點內容之一。 3.5.1主流道設計 主流道是一端與注塑機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有有錐度的流動通道。根據注塑機型號設計主流道尺寸，具體尺寸詳見圖紙。 由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復接觸和碰撞，所以主流道部分常設計成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質的鋼材單獨加工和熱處理。澆口套結構設計如圖4.1所示采用兩顆M5×20L螺釘固定。由注塑機確定定位圈的尺寸，定位圈采用兩顆M6×20L螺釘固定，如圖4.2所示。 圖4.1澆口套 圖4-2定位圈 3.5.2分流道設計 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設在分型面上，起分流和轉向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設計應盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形。澆道的截面積越大，壓力的損失就越大；澆道的表面積越小，熱量的損失就越少。用澆道的截面積和表面積的比值來表示澆道的效率，效率越高，澆道的設計越合理?？紤]熱量損失和澆道加工性能等因素，查[6]P151表4-3，選擇圓形截面的分澆道。具體詳見圖4.3所示。 3.5.3冷料井 冷料井一般位于主流道對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料進入型腔而形成冷接縫，此外，開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出，冷料井的尺寸，宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑。該模具的冷料井設計錐形的冷料井。冷料井如圖4.3所示： 3.5.4 澆口 澆口是連接分流道與型腔的一段細短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，澆口的形狀，數量，尺寸和位置對塑件的質量影響很大，澆口的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。澆口的類型有很多，有點澆口，側澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定。該模具采用潛伏式澆口，已在4.3中得到確定。其有以下特性: ①形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證； ②試模時如發(fā)現不當，容易及時修改； ③能相對獨立地控制填充速度及封閉時間； ④對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。 澆口的截面形狀和分流道的一樣都采用圓形截面，與分流道的連接方式見圖4.3所示。 圖4.3 主流道、分流道、澆口的連接情況 3.6 成型零件結構設計 成型的部分是塑料零件的幾何形狀和尺寸決定部分死亡,包括死亡,核心,插入成型,成型桿和環(huán)等。成型部分的工作,和塑料接觸,高壓力,在塑料熔體流動沖刷下,剝離塑料部件之間的摩擦。因此,成型零件需要一個正確的幾何、較高的精度和較低的表面粗糙度。此外,還要求結構合理,成型部分高強度、剛度和良好的耐磨性。 成型零件的設計,應根據結構的塑料和塑料零件的特點和應用需求,確定型腔的總體結構,然后根據成型零件加工的要求,熱處理和裝配成型零部件結構設計、形成工作的一部分尺寸計算,形成部分密鑰強度和剛度校驗。 以下是成型零件的結構設計。 根據產品特征，為了便于加工制造，型腔采用整體鑲嵌式，型腔靠用8顆M8×40L螺釘固定于型腔板，如圖4.4所示；型芯也采用整體鑲嵌式，型芯用8顆M8×30L螺釘固定，如圖4.5所示； 圖4.4型腔 3.7 抽芯結構設計 內側分型與抽芯機構用來成型具有內側凹槽和孔的塑件；成型殼體制品的局部凸起、凹槽和肓孔。因為抽芯機構的注射模，其可動零件多，動作復雜。因此，側抽機構的設計應盡量可靠、靈活和高效。本產品圖需要抽芯位置如圖4.6所示平面所示： 圖4.6 本設計采用斜頂結構來成型內側抽芯 a.斜頂及其組件的性能要求 斜頂有相對于其他零件的運動而且行位還是產品成型結構部分，因此行位及與其想配合的零件不僅滿足一定的耐磨性要求還必須具有一定成型零件的性能。 斜頂及其組件的具體性能必須滿足以下幾點： （1）高表面硬度：表面淬火或者滲碳或滲氮處理到HRC50。 （2）各相配合的零件不可為相同材料以防粘著磨損。 （3）配合要求：與固定在B板上的耐磨片采用H7/f7間隙配合；與B板避空即可；與下模鑲件采用H7/f7配合。詳細的配合情況見模具總裝的配合要求。 b. 斜頂的尺寸計算 （1）斜頂的抽芯距離 斜頂的抽芯距離為0.72，所以S≥1.5mm （2）斜頂的頂出行程 由H≥S/tan 解得：H≥15mm； 式中：----為斜頂的傾斜角度；為5°。 斜頂的具體結構如圖4.7所示，其性能要求以及詳細尺寸見斜頂零件圖。 3.8 模具成型尺寸設計計算 取PC的平均成型收縮率為0.7 %，塑件未注公差按照SJ1372中7級精度公差值選取。 3.8.1 型腔尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的1 / 6；模具的制造公差δz = Δ /3；取x=0.75。 1）Φ10+0.1 →Φ10 2）24+0.04 → 24-0.4 3.8.2 型腔深度尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的1 / 6；模具的制造公差δz = Δ /3；取x=0.5。 1）20+1.2 → 21.2-1 2）18+1.2 → 19.2-1 3.8.3 型芯徑向尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的1 / 6；模具的制造公差δz = Δ /3；取x=0.75。 1）Φ32 → Φ32+0.3 2）24+0.2 →24+0.2 3.8.4 型芯高度尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的1 / 6；模具的制造公差δz = Δ /3；取x=0.5。 1）38+1.2 → 38+1.2 2）32+0.68 → 32+0.68 3.9模具加熱、冷卻系統(tǒng)的計算 3.9.1 模具加熱 一般生產PC材料塑件的注射模具不需要外加熱。 3.9.2 模具冷卻 模具的冷卻分為兩部分，一部分是型腔的冷卻，另一部分是型芯的冷卻。型腔的冷卻是由在定模板（中間板）上的兩條ф10mm的冷卻水道完成。 3.10推出機構的設計 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤地從模具的凹模或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構，也稱頂出機構。 本設計使用簡單的推桿脫模機構和利用斜頂設計推出機構的類型為一次推出機構。因為該塑件的分型面簡單，結構也不復雜，采用推簡單的脫模機構可以簡化模具結構，給制造和維護帶來方便。頂出機構如圖4.8所示。 圖4.10 推出結構 第四章 注射機的校核 4.1最大注塑量的校核 根據生產經驗，注射機的最大注射量是其額定注射量的80%。所以，一個周期內所需的塑料溶體的總量必須在注射機的額定注射量的80%以內。 V =34.833cm V=60 mm（見注塑機參數表） V×80%=60×0.8=48cm> V，校驗合格。 4.2鎖模力的校核 在確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機的額定鎖模力： F＞F=K A·P A=5954㎜2； P=30MPa； K安全系數，通常取1.1~1.2，取K=1.2。 F=K A·P=1.2×5954×30=214.344KN 可知F=600KN，所以F> F,鎖模力滿足要求。 4.3模具外形尺寸校核 注塑模具的尺寸應該不到注塑機的有效尺寸表。模具必須的長度和寬度方向的注塑機適應距離,至少一個方向桿之間的空間的大小可以安裝在注塑機的工作表。注塑機的拉桿間距可以從表3 - 2是320 * 520毫米,和模板的大小Z的座位是250 * 450毫米。 4.4模具厚度校核 模具厚度必須滿足下式： H H H 150270350 滿足要求。 式中 H——所設計的模具厚度 270 mm； H——注塑機所允許的最小模具厚度150 mm； H——注塑機所允許的最大模具厚度350mm； 4.5模具安裝尺寸校核 注塑機動態(tài)模板，模板表有很多不同的螺桿孔間距或“不”形槽，用于安裝固定模。固定裝置的固定裝置有2種：螺釘、加壓鋼板固定。使用螺絲固定（大模具通常采用這種方法），模具，設置螺絲孔的模板和它的間距，必須與相應的螺絲孔注塑機模板臺面一致。用鉗位固定（小模具是多用的方法），只要有螺絲孔在模具的固定板附近，有較大的彈性。模具的形狀尺寸為200×200是一個很小的模具，所以壓力板固定的方法。 4.6開模行程校核 所選注塑機為全液壓式鎖模機構，最大開模行程受模具厚度影響。此時最大開模行程S等于注塑機移動、固定模板臺面之間的最大距離減去模具厚度。 S≧H+H+（5~10）mm 300≧20+104+10 300≧134 滿足要求。 式中 S——注塑機移模行程300 mm； H——推出距離20 mm； H——流道凝料與塑件高度104 mm。 總 結 在最近的一段時間的畢業(yè)設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度，本文所設計的是諾基亞手機外殼前蓋注塑模具設計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 在相關的實際問題的討論中，我的導師總是孜孜不倦的引導著我，幫助著我。每周一次的進度檢查和問題討論，促使我在正確的道路上大步前進，不僅工作的按時保質保量的完成得到了保證，我本人的研究能力，工作的態(tài)度也得到了充分的鍛煉和提高。這些寶貴的品質影響著我，毫無疑問，它們對我以后的工作，學習，生活都會起到深遠而長久的良好影響。也能為人生打下一個夯實地基礎！在具體的研究設計過程中，同學們也在平日的學習與生活中提供了無私與周到的幫助，充分用他們的工作熱情感染著我，鼓勵著我，讓我少走了很多彎路，再次一并致謝！另外也感謝我的父母，朋友和同學們的幫助。在做設計感覺受挫，枯燥與迷茫時，是他們在悉心的為我釋放壓力，鼓勵我不要氣餒，勇敢面對。每周一次和父母的通話，與朋友和同學的長談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設計。 致 謝 現在，我的心里感到特別高興和激動，在這里，我打心里向我的導師和同學們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導，才讓我學到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在畢業(yè)設計上對我精心指導，在生活上面也給予我無微不至的關懷支持和理解，給了我許多在畢業(yè)設計中的靈感和啟發(fā)，所以我才能順利地完成大學階段的畢業(yè)設計，也學到了很多有用的知識，同時我的生活中的也有了一個明確的目標。使我懂得了：“紙上學來終覺淺，絕知此事要躬行”的道理。并且在做畢業(yè)設計過程中，我想了很多，關于以后規(guī)劃的問題，知道想要什么，我不再是過去的那個懵懂少年和調皮的我啦。導師嚴謹的指導的態(tài)度，耐心細致中的講解，認真負責，無私奉獻，寬容豁達的教學態(tài)度都是我們應該學習和提倡的。通過近半年的設計計算和查找資料，查找各類注塑模具設計的相關資料，畢業(yè)設計終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，也不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因為我是怎么想的，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學四年知識的運用和總結。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，明白了一個重要道理，切勿紙上談兵，更重要的是來自老師和同學的潛移默化讓我學到很多有用的知識，在這里，謝謝老師以及所有關心我和幫助我的人，謝謝大家。在以后的工作中，我們將繼續(xù)努力，爭取把自己的本職工作做好。 另外也感謝我的父母，朋友的幫助。在做設計感覺受挫，枯燥與迷茫時，是他們在悉心的鼓勵為我釋放壓力，鼓勵我不要氣餒，不忘來時的路，勇敢面對。每周一次和父母的通話，與朋友和同學的長談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到完成畢業(yè)設計的工作上來，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設計。 最后，感謝我的導師，祝愿導師在以后的日子了工作順利，心想事成；祝同學早日找到自己滿意的工作，事業(yè)有成。 參考文獻 [1]胡學編著.塑料模具設計技術及其應用.北京：電子工業(yè)出版社，2000。 [2]何發(fā)昌著，邵遠編著.塑料模具設計的原理及應用.北京：高等教育出版社，1996。 [3]宋學義著. 塑料模具設計速查手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，1995.3。 [4]陳奎生著. 氣與氣壓傳動. 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