电话机外壳注塑模具设计专科论文..pdf
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1、1 毕业设计(论文) (成教) 题目: 院 ( 系) : 专业: 姓名: 学号: 指导教师: 2 毕业设计(论文)任务书 摘要 分析了电话机外壳上盖的塑件工艺特点, 介绍了电话机外壳上盖注射成型模结 构及模具的工作过程。重点介绍了电话机外壳上盖注射模结构的设计方法。分析和 阐述了模芯零件的选材、热处理工艺, 电话机外壳上盖的塑件的结构要素, 塑件的尺 寸公差和精度的选择 , 塑件的体积和质量的计算方法。 此电话机外壳注射模设计的结 构特点是点浇口形式的单分型面的注射模。经过生产验证, 该模具结构设计巧妙 , 操 作方便 , 使用寿命长 , 塑件达到技术要求。 关键词 :电话机外壳上盖 ; 注射
2、模 ; Abstract : The technological characteristics of the above shell of telephone were analyzed. The die structure and working process of injection forming were introduced. The design methods of injection structure of above shell of telephone were mainly introduced. The selection of material for moul
3、d core ,the heat treatment of mould ,the main parts of structure of the spare parts of the plastics of the above shell of telephone ,the selection of size tolerance and accurate degree of the spare parts of the plastics ,the calculate method of volume and quality of the spare parts of the plastics w
4、ere analyzed and stated. The structure peculiarity of the project is simple minutes to touch the runner shape the standard injecting ,and the cross range is whipped the rush pith and is injected the standard. Production proved that the mould structure was designed cleverly ,the mould can be operated
5、 easily ,the service life of mould is long and plastic parts products meet technical requirement. Keywords : Above Case of Telephone Shell ; Injection Mould ; 3 目录 第节塑件工艺分析 3 第2节模具设计要点 5 第3节模具结构设计 7 第4节模具结构零件设计 7 第5节型腔的设计 9 第6节注射机的选择 13 第7节排气16 第8节冷却系统 17 第9节脱模机构 18 第10节模具结构及工作过程 19 第11节模具的按装说明 22 第
6、12节模具的特点 22 参考文献 ,23 4 电话机外壳上盖注射模的设计 塑料成形性能 塑料是以高分子量的合成树脂为主要成分,在一定条件下(如温度,压力等) 可塑制成一定形状且在常温下保持形状不变的材料。 塑料按受热后表现的性能,可分为热固性塑料和热塑性塑料两大类。热固性塑 料的特点是在一定温度下,经一定时间加热、加压或加入硬化剂后,发生化学反应 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、加热也不在软 化,如果温度过高则就分在解。热塑性塑料的特点为受热后发生物态变化,由固体 软化或融化成粘流体状态,但冷却后又可变硬而成固体,且过程可多次重复,塑料 本身的分子结构则不发生变化。
7、 热塑性塑料品种极多,即使同一品种也由于树脂分子量及附加物配比不同而使 其使用及工艺特性也有所不同,另外,为了改变原有品种特性,常用共聚、铰链等 各种化学聚合方法在原有的树脂结构中导入一定百分比量的异种单体或高分子相等 树脂,以改变原有树脂的结构成为具有新的使用及工艺特性的改性品种。例如, 即为在聚苯乙烯分子中导入了丙烯腈、丁二烯等异种单体后成为改性共聚物, 也可称为改性聚苯乙烯优越的使用,工艺特性。所以本塑料采用为原料。 1 塑件工艺分析 塑件的结构要素 跟据电话机外壳上盖的实体画出如塑件如图1、图2 所示, 其内腔存在很多孔和 凸台, 结构相当复杂 。 塑件的几何形状与成形方法、模具分型面
8、的选择、塑件是否能顺利成形和出模 等有直接关系。所以在设计塑件时应认真考虑,使塑件的几何形状能满足其成形工 艺要求。 (1) 脱模斜度 塑件冷却时的收缩率会使它紧包住模具型芯或型腔中的凸起部分。因此, 为了 便于从塑件中抽出型芯或从型腔中脱出塑件, 防止脱模时拉伤塑件 ; 在设计时 , 必 须使塑件内外表面沿着脱模方向留有足够的斜度, 从表查得 ABS 塑件的脱模斜度 , 5 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 3 。因此 , 此次设计的电话机外壳的脱模斜度型腔取1, 型芯取 40
9、。 (2) 加强筋 为了使塑件有一定的强度和刚度, 又能避免因壁厚过大而产生成型缺陷, 行之有 效的办法是在塑件的适当部位设置加强筋。为防止出现背部塌坑 , 加强筋的尺寸应设 计得当。 ()塑件的表面粗糙度 塑件的外观要求越高 , 其表面粗糙度应越低。一般模具表面粗糙度要比塑件的 要求低 12 级。塑料制件的表面粗糙度一般为Ra 018012m3 之间。此次电话 机外壳设计取 Ra 015m 。 () 塑件的圆角 为防止塑件转角处的应力集中, 改善其成型加工过程中的充模特性, 增加相应位 置模具和塑件的力学强度, 需在塑件的转角处和内部联结处, 采用圆角过渡。在无特 殊要求时 , 制品的各连接
10、处均应有半径不小于0151mm 的圆角。一般外圆弧半径应 是壁厚的 115 倍, 内圆角半径应是壁厚的 015 倍。 () 塑件的壁厚 塑件的壁厚是最重要的结构要素, 是设计塑件时必须考虑的问题之一。 塑件的厚 度对 6 (典型) 图2 电话机外壳上盖 熔体对充满模具型腔的流程影响较大。 壁太厚就很难达到完全均匀的硬化, 且易产生 气泡、缩孔等缺陷 ; 太薄则刚度差 , 在脱模、装配 , 使用中会发生变形 , 影响塑件的使 用和装配的准确性。塑件不均匀, 导致塑件各个部分固化收缩不均匀, 易在塑件上产 生气孔、裂纹, 引起内应力及变形等缺陷。 塑件壁厚一般在 13mm 范围内 , 最常用数 值
11、为23mm ,大型塑件也有 6mm 或更大的。根据所设计的电话外壳的材料、结构、 强度等方面要求 , 取壁厚 2mm 。 () 孔 制品上各种孔的位置应尽可能开始在不减弱制品的机械强度的部位, 孔的形状 也应力求不增加模具制造工艺的复杂性。 () 支承面 以制品的整个底面作为支承面是不合理的, 因为制品稍许翘曲或变形就会使底 面不平。通常采用凸起的边框或底脚( 三点或四点 ) 来作支承。当制品底部有加强肋 时, 肋的端部应低于支承面约015mm 左右。 7 112 塑件尺寸公差与精度 电话机塑料外壳和下壳配合选用的尺寸精度等级为级, 其余尺寸精度等级为 10级,公差为 GBPT14486 -
12、93 尺寸公差数值。 113 塑件的体积和质量 经天平测量 , 测得塑件的质量 m = 131g根据手册知 ABS 的密度 = 1. 03 1. 07gPcm3 可计算得 :V = mP= 131P1. 05 = 124. 76cm3 2 模具设计要点 211 型腔数目的确定 本设计采用一模一腔方案。 212 确定型腔分型面 模具上用以取出制品及浇注系统凝料的可分离的接触表面称为分型面。在制品 设计时 , 必须要考虑成型时分型面的形状和位置, 否则无法用模具成型。因侧向合模 锁紧力较小 , 故对于投影面较大的大型制品, 应将影面积大的分型面放在动、定模的 合模主平面上 , 而将投影面积较小的分
13、型面作为侧向分型面。 本模具的分型面选择在塑件的大平面处。 213 凹凸模结构 (1) 凹模的结构设计 : 本设计采用整体嵌入式凹模结构。 该种结构广泛应用于中 小型塑件的模具中。加工方法可采用普通机加工、数控机床、电火花、电铸成型等 方法。 将一个整体凹模 , 嵌入到凹模固定板中 , 嵌入的凹模可用低碳钢或低碳合金钢。 渗碳淬火后抛光。 (2) 凸模的结构设计 : 用来成型塑料制品的内表面的成型零件。 这里采用组合式 凸模结构 , 采用该种结构可节省优质模具钢, 便于机加工和热处理 , 也便于动模和定 模对准 , 也有利于凸模冷却和排气的实施。 214 浇口的设计 浇口是连接流道与型腔之间的
14、一段细短的通道。它是浇注系统的关键部分。浇 口的设计或选择恰当与否, 直接关系到制品能否被完好的注射成型。 浇口的种类有直 浇口侧浇口 , 扇形浇口 , 环行浇口及点浇口。根据制品的结构要求 , 本设计采用侧浇口 形式。 215 冷料穴的设计 冷料穴一般位于主流道对面的动模板上, 或处于分流道的末端。其作用就是存放 8 料流前端的“冷料” , 防止“冷料”进入型腔而形成冷接缝, 开模时又能将主流道中 的凝料拉出。冷料穴的尺寸应大于主流道大端的直径, 长度约为主流道大端的直径, 如图3 所示。 图3 冷料穴 11 浇口套21 定模底板31 凹模板 模具结构设计 注射模具的工作状态是长时间的承受交
15、变负荷,同时也伴有冷热的交替。现代 的注射模使用寿命至少几十万次,多至几百万次,因此,模具必须具有足够的强度 和刚度。工作状态下所发生的弹性变形,对塑件的质量有很大的影响,尤其是对于 尺寸精度高的塑件。模具的刚度是很重要的。 (1) 凹模型腔的强度 由于注射压力的作用,凹模型腔有向外胀出的变形产生。当变形量大于塑件在 壁厚方向的成形收缩时,会造成脱模困难。严重时还会不能开模。另外,也由于成 型过程中各种工艺因素的影响,型腔内的实际受力情况往往非常复杂,不可能为一 种简单的模式。因此,在强度计算上采取比较宽容的做法,宁可有余而不可不足。 即是安全系数较大。 中小型模具是模板的长度和宽度在500m
16、m 以下的模具。这类模具 的强度,只要模板的型腔长宽尺寸不大于其长度和宽度的60% ,深度不超过其长度的 10% 时,可以不用通过计算。该模具选用的标准模架的模板为500*500mm ,可以做成 9 300*300*50mm 的凹模型腔。 (2) 支承板的强度 在动模下有一支承板。该模具的结构凹模做在定模板上,型芯做在动模板上, 因此支承板的弹性变形量必须控制在允许的范围之内。 支承板的厚度的计算式 3 1 21 ) 32 5 ( EBy lpl LH 取H=40mm完全满足要求 模具结构零件设计 结构零件是指用于安装、定位、导向以及成型时完成各种动作的零件 .1 导柱 用于动模与定模间或推出
17、机构零件间的定位和导向。导柱可设计成各种形式。 根据,塑料模设计手册 的表5-2为国家标准 GB/T4169.4-1984带头导柱的规格, 表5-3为国家标准 GB/T4169.4-1984有肩导柱的规格。 导柱材料为 T8A 淬硬到 5055HRC 。 4. 进料口套 进料口套采用塑料模设计手册的表5- 。配合的模板孔的极限偏差为H7 4.3 拉料杆 综合ABS 的收缩率,脱模力等的考虑,该套模具不必用拉料杆。 4.4 推杆 该套模具使用塑料模设计手册4169.11984 推杆固定板上的固定方式如图所示 推杆一般采用钢, 端部淬硬到 50-55HRC 。推杆端部与模板配合孔的极限 偏差采用
18、H 图 10 4.5 复位杆 复位杆用于使推杆复位。可用塑料模设计手册表5-10所示的推杆作为复位 杆。模板与复位杆配合的孔的极限偏差取H7. 塑件无侧孔所以该套模具不需抽芯零件。 型腔的设计 型腔的基本结构 所谓型腔是指模具中成形塑件的空腔,而该空腔是塑件的负形。除去具体尺寸 比塑料大以外,其他都和塑件完全相同,只不过凸凹相反而已。注射成形是先闭模 以形成空腔,而后进料成形,因此必须由两部分形成空腔型腔。其凹入的部分 称为凹模,凸出的部分称为型芯。由型芯与凹模构成的型腔形式,基本有种,该 模具使用的为形成壳体的一般形式,定模为凹模,动模为型芯如图所示 图 型腔数目的决定 注射模的型腔数目,可
19、以是一模一腔,每一次注射生产一个塑件,也可以是多 腔,每一次注射生产多个塑件。跟据塑料模设计手册中选择出该模具采用一模 一腔。 型腔的尺寸记算设计: 型腔的制造尺寸是包括了塑料的成形收缩在内的。因此,在计算尺寸之前,首 先要确定使用塑料的成形收缩率。该塑件使用的是苯乙烯一丁二烯一丙烯腈共聚体 (ABS )的收缩率为 0.3-0.8. 11 塑料的成形收缩是受我方面影响的,如塑料品种、塑件尺寸大小、几何形状, 熔体温度,模具温度、注射压力、充模时间、保压时间等,其影响关系如塑料模 设计手册中表。其中,影响最显著的是塑件的壁厚和几何形状的复杂程 度。 ,塑料的成形收缩率 理论的盛开收缩率是: 型腔
20、在 20C 温度下的容积塑件在 20C 温度下的体积成形收缩率 也就是体积的收缩。在设计型腔时,要按线性收缩来计算即按长度收缩计 算。 各种塑料的收缩依品种不同。在同一品种中,又因塑料的组成不同而有差异。 塑料生产厂家提供收缩率,是在自由收缩的条件下测得的,试件为一来板,收缩时 不受任何拘束。实际塑件的形状复杂,收缩受到各方面的拘束。所以由一般厂家提 供的成形收缩率资料不能直接引用。 成形收缩中最大的收缩是结晶收缩。结晶性塑料的收缩又因结晶程度而异。非 结晶性塑料的收缩小,基本上是热胀冷缩的收缩。 ,型腔尺寸计算的原则 型腔尺寸包括凹模和凸模及中心距三类尺寸这三类尺寸的性质不同。 凹模尺寸 凹
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