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1、沧州职业技术学院 模具制造工艺实训报告专 业： 模具设计与制造 班 级： 模具1102班 姓 名： 学 号： 指导教师： 张 军 完成日期： 年 月 日 沧州职业技术学院一、实习地点：北实训楼1楼模具加工区二、设计任务：手机后壳 保护壳在规定时间内完成模具图纸及设计任务书的书写（A4） 第一章 绪论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。随着手机市场的兴起人们对手机的追求日趋完美，本次设计针对手机保护壳，因为是薄壁件（0.5mm），所以在选材时应选择高强度、凝固性较快的材料。通过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
2、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；由于型腔侧壁开有耳机孔和按键孔的补片，所以我们在型腔上进行侧抽芯和型芯底部的平行顶出完成脱模，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UG8.0绘制出模具三维图形，最后利用UG8.0 CAM模块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：注塑模、侧抽芯、手机保护壳、ABS、UG8.0- 28 -沧州职业技术学院第二章 材料与塑件分析2.1 塑件分析本次设计的产品如图1所示手机保护壳，作为手机保护壳对其精
3、度及表面粗糙度要求不高，因为是薄壳零件且注射过程中冷却较快，在不影响使用的前提下允许存在较少飞边和熔痕工艺痕迹，因为有曲面的存在所以需要一定的配合精度要求。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、型芯加工困难因此采用侧抽芯和平衡顶出机构。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 手机保护壳2.2 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
4、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 注塑塑料聚乙烯塑料名称聚乙烯材料特性结晶部分多时，塑料硬度高、韧性大、抗拉强度高，但整体尺寸变小，耐冲击强度及断裂强度底。成型工艺特点聚乙烯制件最显著的特点是收缩率大，这与材料的可结晶性和模具温度有关。定型后塑件在强的收缩牵引作用下，可令制件变形和翘曲。
5、注射温度聚乙烯的注射温度一般在120310之间，温度超过300时，收缩率会明显增大。注射速度及压力聚乙烯的注射压力一般选择在68.6137.2Mpa之间。注射速度不易过快，以保证结晶程度高。模具温度聚乙烯的模具温度相对较高，一般调节在7585。通过对聚乙烯材料的分析，并考虑到制件注塑温度和高的抗拉强度，本设计采用聚乙烯材料。聚乙烯的技术指标、注射工艺参数具体看表2表2聚乙烯的注射工艺参数注射机类型螺杆式螺杆转速30 60r/min喷嘴形式直通式喷嘴喷嘴温度180190模具温度50 70注射压力60 100Mpa保压压力5 10 Mpa冷却时间5 15s周期15 30s后处理方法红外线烘箱温度7
6、0时间0.3 1h备注原材料应预干燥0.5h以上2.3 确定塑件设计批量该产品为批量生产，故设计的模具要有一定的注塑效率，由于塑件长宽度小，所以采用一模四腔结构，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。2.3 确定塑件设计批量该产品为批量生产，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。2.4 计算塑件的体积和质量该产品材料为聚乙烯,查手册或产品说明得知其密度为0.921 g.cm-3 -31.02g.cm-3。收缩率为0.4%0.6%。计算其平均密度为0.94g.cm-3缩率为0.5%。（1）
7、使用UG6.0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。通过计算塑件的体积V塑=3.64cm，可得塑件的质量为M塑=V塑=0.943.64 = 3.42该模具为一模四腔所以M= 3.424=13.68g式子中塑料密度0.94g/cm。（2）浇注系统凝料体积的初步估算。浇注系统的凝料在设计之前不能确定精确地数值，但是可以根据经验按照塑料体积的0.21倍来估算。有体育本次设计采用的流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.2倍来估算，故以此注入模具型腔塑料熔体的总体积（既浇注系统的凝料和两个塑件体积之和）为V总=V塑（1+0.2）2
8、=3.641.22cm3=8.74 cm3M浇=8.740.94=8.2gM总=M塑+M浇=16.94g2.5 注塑机的选择（1）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4.1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2 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，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
9、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3形式立式卧式直角式容量一般为3060g热塑性塑料注射机固性塑料注射机容量一般为2045g柱塞式3060g螺杆式60cm3以上100500g结构特性注射装置一般为柱塞式、液压机械式锁模机构、顶出系统为机械顶出注射装置以螺杆为主，液压机械式锁模，顶出系统采用机械、液压或两者兼备除塑化加热系统外，其他与热塑性塑料用螺杆式注射机相似注射装置与合模装置的轴线互相成垂直排列，优点介于立卧两种注射机之间优点1.拆
10、装方便2.安装嵌件、活动型芯方便1.开模后，塑件自动落下便于实现自动化操作2.塑化能力大、均匀，注射压力大，注射压力损失小，塑件内应力，定向性小，可减小变形，开裂倾向3.螺杆式可采用不同的螺杆，调节螺杆转数、背压等用来加工不同的塑料及不同要求的塑件1.开模后，塑件自动落下2.使用双模，可以减小循环周期，提高生产力缺点1.人工取件2.注射压力损失大，加工高粘度塑料薄壁塑件时要求成型压力高，塑件内应力大，注射速度均匀，塑化不均匀1.装模麻烦，安放嵌件及活动型芯不便，易发生分解2.螺杆式加工低粘度塑料，薄壁，形状复杂塑件时易发生回流，螺杆不易清洗，贮料清洗不净，易发生分解3.柱塞式结构也有立式结构所
11、具有的特性1.嵌件、活动型芯安放不便，易倾斜落下2.有柱塞式结构的缺点适用范围1.易于加工小，中型及分两次进行双色注射加工的塑件2.柱塞式不宜加工流动性差，热敏性、对应力敏感的塑料及大面积，薄壁塑件，宜加工流动性好的中小性塑件1.螺杆式适应加工各种塑料，小型设备易加工薄壁、精密塑件2.螺杆式适应于掺和料、有填料，干着色料的直接加工3.柱塞式也具有立式注射机中柱塞式结构具有的加工特点1.适用加工小型塑件，并装有侧浇口模具2.适用加工塑件中心部位不允许有浇口痕迹的平面塑件（2）注塑机的选择根据上述计算的塑件总体积V总=V塑（1+0.2）2=3.641.22cm3=8.74 cm3，依公式（V公=V
12、总/0.8）则有：V总/0.8=8.74/0.8cm3=10.93 cm3本次设计已计算出塑件的总体积为10.93cm，总质量为17.65g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4 XS-ZY-125卧式注射机性能参数注射量（cm）125模具最大厚度（mm）300螺杆直径（mm）42模具最小厚度（mm）200注射压力（MPa）150拉杆空间（mm）260.360注射行程（mm）160模具定位孔径（mm）150锁模力（KN）900喷嘴孔直径（mm）4最大成型面积（cm）360喷嘴球孔径（mm）12模板最大行程（mm）3002.6注塑机的参数校核为使注塑成形过程顺
13、利进行，须对以下工艺参数进行校核。2.6.1 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0.8V机V塑件+V浇式中：V机注塑机的最大注塑量/cm V塑塑件的体积/cm该产品V塑件=7.28cmV浇浇注系统体积/cm该产品V浇=8.47cm故V机（V塑件+V浇）/0.8=（7.28+8.47）/0.8=19.69cm在此选择的注塑机注塑量为125cm，所以满足本次设计的要求。2.6.2 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
14、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70100 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保护壳的塑件，整体结构为大型薄壁零件，对粘度的要求不高，需要提高注塑压力，所以本次注射机的注射压力为120MPa，应能满足此项要求。2.6.3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。
