毕业论文-手机外壳的模具设计及数控加工设计41551.doc
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1、吉林大学珠海学院本科毕业论文 毕 业 设 计Front cover零件模具设计及数控加工Frontcover parts die design and numerical control processing系别:机电工程系专业名称:机械设计制造及其自动化学生姓名:黄海湛学号:06090201指导教师姓名、职称:刘渭博完成日期 2013 年 4 月 15日- 34 -摘 要近年来,我国手机业的高速发展对模具工业,尤其是塑料的模具提出了越来越搞的要求,2004年,塑料模具在整个模具行业中所占比例已上升到35%左右,据有关专家估计,在未来这几年中,中国塑料模具业还将要继续保持年均增长速度达到12%
2、以上的高速度的发展啊。国内塑料模具的市场中就以注塑模具需求量最大,其中发展重点为塑料模具。 注射成型是塑料成型的一钟重要方法,它主要适用于热塑型塑料的成型,可以一次成型形状复杂的很精密塑件。本课题就是将手机外壳的前盖作为设计的模型,将注射模具的相关知识作为依据,讲述塑料注射模具设计的过程。 本设计对手机外壳前盖进行的注塑模设计,利用UG软件来对塑件进行了实体的造型,对塑件的结构进行了工艺分析。明确了设计思路,确定了注射成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计出的结构保证了与其他部件的配合,确保模具工作运用可靠。再继续用UG对其进行制图和CAM加工。 本课题通过对手机外壳前盖
3、的注射模具设计,巩固和深化了所学知识,取得了满意的成绩,达到了之前期望的设计意图。 关键词 注塑模 、数控加工 、模具设计、UG Abstract In recent years, the rapid development of Chinas home appliance industry, the mold industry, especially the plastic mold more and more engaged in the requirements, 2004, plastic mold in the mold industry proportion has risen t
4、o about 35%, according to the experts estimate that in the next few years, the plastic mold industry in China will continue to maintain an average annual growth rate of more than 12% of the high-speed development. Domestic plastic mold market demand for plastic injection molds, where the focus of de
5、velopment of plastic mold. Injection molding plastic molding of a bell, it is mainly applied to the the thermoplastic plastic molding, forming a complex shape precision plastic parts. The issue is the front cover of the mobile phone shell as a design model, the knowledge of the injection mold as the
6、 basis, about the process of plastic injection mold design.The design of the phone housing front cover injection mold design, plastic parts using UG software solid modeling, process analysis of the structure of the plastic parts. Clear the design ideas, to determine the injection molding process and
7、 to each specific parts of detailed calculation and checking. Such a structure may be designed to ensure that the mold is the use of reliable, ensure cooperation with the other member. And then continue to use the UG its mapping and CAM processing.The subject before the cell phone case cover injecti
8、on mold design, consolidate and deepen the knowledge, achieved satisfactory results, to achieve the desired design intent.key words injection mold 、nc machining mold design 、UG目 录1、 绪论- 4 -1.2任务分析- 6 -2、塑件塑料品种的确定和结构工艺性- 6 -2.1塑料品种的确定- 6 -2.2 ABS塑料的性能- 6 -2.3塑料精度- 7 -2.4塑件的表面粗糙度- 8 -3、分型面及型腔的设计- 8 -3
9、.1分型面选择- 8 -3.1.1选择模具分型面的基本原则:- 8 -3.1.2分型面的确定- 9 -3.2型腔的确定- 9 -4、凹模、凸模厚度尺寸设计- 10 -5、注塑机的选择- 13 -6、 注射机有关参数的校核- 13 -61 最大注射量的校核- 13 -62 锁模力的校核- 14 -63 注射压力的校核- 14 -64 模具闭合高度的确定- 15 -65 模具安装部分的校核- 15 -66 开模行程的校核- 15 -7、浇注系统的设计- 16 -7.1 主流道的设计- 16 -7.2分流道的设计- 17 -73冷料穴和拉料杆的设计- 18 -74 浇口的设计- 19 -7.5排气系
10、统的设计- 20 -8、 成型零件设计- 20 -9、 结构零部件的设计- 20 -9.1 注射模标准模架的选择- 20 -9.2 支承零部件设计- 21 -9.2.1 垫块选择- 21 -9.2.2 动定模坐板- 22 -9.3 合模导向装置- 22 -9.3.1导柱导向机构- 22 -9.3.2 导套- 23 -9.4推板、推杆固定板- 23 -10、模具的数控加工- 24 -10.1 凹模的加工- 24 -10.1.1凹模的加工事项- 24 -10.1.2编凹模的加工刀路- 25 -10.1.3刀路的仿真和验证- 25 -10.2后模的加工- 27 -10.2.1后模的加工事项- 27
11、-10.2.2编后模的加工刀路- 27 -10.2.3刀路的仿真和验证- 27 -致谢- 29 -附电子文档- 30 -参考资料- 32 -1、 绪 论大规模生产模具在现代制造业中,不同的产品和日用品技术和重要设备和材料,通过某种方式创建一个特定的形状。铸造高品质,高效率,节能,成本低的材料,可在国民经济的各个领域,尤其是在汽车,拖拉机,航空航天,设备,机械,家电,石化,轻工,日用品等零件的应用范围非常广泛。塑料模具形成的一个重要的技术设备,模具生产的最终产品的价值,往往是自身价值的许多倍,甚至是一百倍,所以模具行业是国民经济水平的基础产业,模具制造技术的高低,已成为国家措施制造水平的重要标志
12、。中国塑料模具塑料模具行业未来的迅速发展和以上方面存在的差距,我国以后的模具发展肯定是高于模具行业的整体增长。塑料模具生产企业的发展,规模化和现代化的同时,小而精,小儿专,仍然是一个必然的发展趋势。从技术上讲,以满足生产模式,使用短时交货,精确,质量,低价格的要求。课题的主题是手机外壳前盖塑料材质,质量,体积的分析和计算,合理利用注塑机盖手机壳模具设计和数控加工的一部分。和每一个测试参数,要求设计一个合理的经济模塑料。 1.1设计题目:如图1所示的塑件实物为一个手机外壳前盖,该零件要求具有一定的强度与刚度,其中塑件两侧的圆柱状突出与其他的零件有配合要求,上表面多孔,该零件不透明,其形状主要由曲
13、面与孔构成,左右基本对称,具有良好受力的性能。体积 = 41.43103mm3 长=120.65mm 宽=44.45mm 厚=0.75mm表面积 = 11355mm2密度 = 7.8310-6 g/ mm3质量 = 32.45g 设计要求: (1)确定塑件所用塑料品种; (2)设计成型塑件的注塑模具; (3)塑件的数控加工编程。 图1-1 塑件三维图1.2任务分析 首先应确定的主题的设计,设计的要求,本设计中使用的各种塑料塑件,以确定的塑料片,塑料基本技术参数的精度水平。观察表明,塑件的结构:在光滑的表面多孔的,基本均匀的厚度的塑料部件,在设计时应注意的设计,因此浇口的位置和它的大小,以避免缩
14、痕和翘曲。2、塑件塑料品种的确定和结构工艺性2.1塑料品种的确定 所给塑件实物为红色不透明制件,根据塑件的要求,初步确定所用塑料应是工程塑料。在工程塑料中有很多品种满足塑件的使用要求,如ABS、聚甲醛、聚碳酸酯等。从成型工艺性和成本方面考虑聚甲醛的热稳定性较差,加工工艺要求较高;聚碳酸酯的分子链较刚硬,成型时的粘度较大,要求较高的注塑压力,制品中容易产生内应力等,加之两者的原料价格也较高,最终确定采用ABS塑料。2.2 ABS塑料的性能 ABS树脂是五大合成树脂之一,其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良,还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点,容易涂装、着色,还可以
15、进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工,广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域,是一种用途极广的热塑性工程塑料。 ABS塑料的性质与材料功能:塑料ABS无毒、无味,外观呈象牙色半透明,或透明颗粒或粉状。密度为1.051.18g/3,收缩率为0.4%0.9%,弹性模量值为0.2Gpa,泊松比值为0.394,吸湿性250。 1. ABS塑料的成型特性:无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时.2. 宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽
16、.耐热塑件,模温宜取60-80度.3. 如需解决夹水纹,需提高材料的流动性,采取高料温、高模温,或者改变入水位等方法。4. 如成形耐热级或阻燃级材料,生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物,导致模具表面发亮,需对模具及时进行清理,同时模具表面需增加排气位置。5. 冷却速度快,模具浇注系统应以粗,短为原则,宜设冷料穴,浇口宜取大,如:直接浇口,圆盘浇口或扇形浇口等,但应防止内应力增大,必要时可采用调整式浇口。模具宜加热,应选用耐磨钢。6. 料温对塑件质量影响较大,料温过低会造成缺料,表面无光泽,银丝紊乱料温过高易溢边,出现银丝暗条,塑件变色起泡。7. 模温对塑件质量影响很大,模温低时收缩率,伸长
17、率,抗冲击强度大,抗弯,抗压,抗张强度低。模温超过120度时,塑件冷却慢,易变形粘模,脱模困难,成型周期长。8. 成型收缩率小,易发生熔融开裂,产生应力集中,故成型时应严格控制成型条件,成型后塑件宜退火处理。参考百度百科 ABS塑件的性能2.3塑料精度塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度,即所获得塑件尺寸的准确度。影响塑件尺寸精度的因素是模具的制造精度和模具的磨损程度,其次是塑料的收缩率波动及成型时工艺条件的变化,塑件成型后的时效变化和模具的结构形状等。因此,塑件的尺寸精度往往不高,赢在保证使用要求的前提下尽可能选用低精度等级。塑件的尺寸公差依据工程塑料模塑料件尺寸公差标
18、准确定,改标准将塑件分成7个精度等级,其中MT1级精度要求较高,一般不采用。材料为ABS时,选取一般精度等级为MT3,未注公差尺寸的公差等级为MT5。2.4塑件的表面粗糙度 塑件的外观要求越高,表面粗糙度值应越低。在成型时从工艺上尽可能避免冷疤,云纹等疵点,除此之外,主要取决于模具型腔磨损而使表面粗糙度不断加大,所以应随时予以抛光复原。透明塑件要求型腔和表面粗糙度相同,而不透明塑件则根据使用情况决定他们的表面粗糙度。塑件的表面粗糙度可参照GB/T14232-1993塑料件表面粗糙度标准选取。参考书目1P42塑件的尺寸精度和表面粗糙度3、分型面及型腔的设计3.1分型面选择分型面是模具结构中的基准
19、面,它直接影响着成型塑件的质量、模具加工的工艺性以及注射成型的效率等等。因此确定模的分型面是模具设计中的重要环节之一。3.1.1选择模具分型面的基本原则:1、塑件脱模方便。不仅要求选取的分型面位置不会使塑件卡在型腔无法取出,也要求塑件在动定模打开时尽可能滞留在动模一侧,因为模具的脱模机构在动模一侧。2、模具结构简单。将分型面设计成平面,型腔底面不容易切削加工,不如将分型面设计为斜面,使型腔底面成为平面,便于加工。从简化模具考虑,对需要抽芯的塑件,应尽量避免在定模部分抽芯。3、型腔排气顺利。型腔气体的排除,除了利用顶出元件配合外间隙外,主要靠分型面,排气曹也要设在分型面上。因此,分型面应该选择在
20、熔体流动的末端。 4、确保塑件质量。例如,将有同轴度要求的胶件部分放到分模面的同一侧等5、合理利用设备。一般注塑模的侧向抽芯,都是借助模具打开时的开模运动。通过模具的抽芯机构进行抽芯,在有限的开模行程内,完成的抽芯距离有限。因此,对于带有互相垂直的两个方向都有孔或凹槽的塑件,应避免长距离抽芯。7、满足锁紧要求。将塑件投影面积大的方向,放在前、后模的合模方向上,而将投影面积小的方向作为侧向分模面;另外,分模面是曲面时,应加斜面锁紧。参考目录书【1】P71分型面的选择3.1.2分型面的确定 实际的模具结构不外乎如下三种: 1)型腔完全在前模一侧; 2)型腔完全在后模一侧; 3)型腔各有一部分在前、
21、后模。根据塑件的结构特点,主分型面位置完全在前模一侧,即第三种模具结构方案。 基于上述的选择分型面的原则,产品的分型面如图31所示。图3-1 产品的分型面图3.2型腔的确定 型腔数的确定,与所要求的塑件质量、塑件的几何形状、塑件成本及交货期等因素有关。从经济的角度出发,订货量大时可选用多型腔模具,对小型制件,型腔数量可由经验决定。当尺寸精度和重复性精度要求很高时,应尽量减少型腔的数目,在满足其他要求的前提下尽量采用单型腔模具。针对于本设计的塑件,由于尺寸精度和重复性精度要求不高,因而拟采用以模具中心对称的一模两腔较为合适。4、凹模、凸模厚度尺寸设计在注塑成型过程中,型腔所受的力有塑料熔体的压力
22、、合模时的压力,开模时的拉力等,其中最主要的是塑料熔体的压力,在塑料熔体压力作用下,型腔将产生内应力及变形。如果型腔侧壁和底壁厚度不够,当型腔中产生的内应力超过型腔材料的许用应力时,型腔即发生强度破坏。于此同时,刚度不足则发生过大的弹性变形,从而产生溢料和影响塑件尺寸及成型精度,也可能导致脱模困难等,可见模具对强度和刚度都有要求。因此选用瑞典一胜百公司钢材718S为加工材料。其特点是抛光性好,耐磨性好,抗拉强度高,常用于高抛光度及高要求的内模镶件,适合PA、POM、PS、PE、PP和ABS等塑料模。凸模用于产品内表面的成型,后模材料较硬,表面质量一般情况下比前模要求低一些,因此选用和前模一样的
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