手机后盖

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1、1 基于基于 UGUG 平台的手机后盖的模具毕业设计平台的手机后盖的模具毕业设计 摘 要 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。 本设计是手机后盖塑料模具的设计，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；利用直导柱 导向，斜滑顶杆顶料,斜滑顶杆侧抽，同时完成侧抽和顶出完成脱模，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 UG 绘制出模具三维图形

2、及 AutoCAD 绘制了一套模具装配图和零件图，最后 利用 UG 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。 关键词关键词：手机后盖； UG；扇形浇口；数控加工； ABS；注塑模具； 2 目 录 1 材料与塑件分析 .3 1.1 塑件分析 .3 1.2 塑件材料分析 .3 1.3 确定塑件设计批量 .5 1.4 计算塑件的体积和质量 .5 2 选择塑件的分型面 .6 3 标准件的选择 .7 3.1 标准模架的选取 .7 3.2 标准紧固件的选用.7 4 注塑机的选择.8 4.1 注塑机的概述 .8 4.2 注塑机的选择 .9 5 浇注系统的设计10 5.1 概述 10 5

3、.2 流道设计 10 5.2.1 主流道设计 10 5.2.2 分流道设计 11 5.3 浇口设计 13 6 成型零件的设计 15 6.1 凹模的设计 15 6.2 凸模的设计 15 6.3 成型零件工作尺寸计算 15 结 论15 1 1 材料与塑件分析材料与塑件分析 3 1.11.1 塑件分析塑件分析 如图 1.1,图 1.2 分别为手机后盖件的三维立体图和二维工程图，该产品用于抽风机 上，对抽风机起固定和保护作用，该产品形状如中空薄壁型零件，精度及表面粗糙度要 求较高，不允许有明显的熔接痕、飞边等工艺痕迹，需要一定的配合精度要求。制品整 体有充分的脱模斜度，各处脱模力比较合理。从整体结构分

4、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。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 1.1 塑件三维立体图 图 1.2 塑件二维图 1.21.2 塑件材料分析塑件材料分析 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。 4 根据塑料受热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，

5、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 2.1。 表 2.1 注塑塑料对比 塑料名称ABS聚乙烯 材料特性 较大的机械强度和良好的综 合性能。 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 ABS 的吸湿性和对水分子的 敏感性较大，在加工前必须 进行充分的干燥和预热。原 料控制水分在 0.3%以下。 聚乙烯制件最显著的特点是收缩 率大，这与材料的可结

6、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。 注射温度 ABS 塑料的温度与熔融粘度 的关系比较独特，在达到塑 化温度后在继续盲目升温， 必将 ABS 的热降解。 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 ABS 采用中等注射速度效果 较好，注射时需要采用较高 的注射压力，其溢边料为 0.04mm 左右。并需要调配好 保压压力和保压时间。 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 ABS 的模具温度相对较高， 一般调节在 7585。 由

7、于模具温度对收缩率影响很大， 因此要经常保持模具相对恒定的 温度，一般在 4080之间。 经以上两种备选材料的性能对比，并考虑到制件的使用环境，本设计采用 ABS 材料。 由于材料的吸湿性强，含水量应小于 0.3% ，所以原料应充分干燥。ABS 的技术指标、注 射工艺参数具体看表 2.2 和表 2.3。 表 2.2 ABS 技术指标 密度1.021.05比容0.860.98 5 吸水率0.20.4%收缩率0.40.7% 熔点130160硬度9.7 HB 拉伸弹性模 量 1.8Mpa 3 10弯曲强度80Mpa ABS 技术指标 拉伸屈服强 度 50Mpa温度传导系 数 1.310m 72 /s

8、 表 2.3 ABS 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 70时间 0.3 1h 备注原材料应预干燥 0.5h 以上 1.31.3 确定塑件设计批量确定塑件设计批量 该产品为小批量生产，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。 1.41.4 计算塑件的体积和质量计算塑件的体积和质量 该产品材料为 ABS,查手

9、册或产品说明得知其密度为 1.03g1.07g/cm。收缩率为 0.4%0.6%。计算其平均密度为 1.05g/cm,平均收缩率为 0.5%。 使用 UG 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=4.185cm，可得塑件的质量为 M 塑=V 塑 =1.055.24=4.394g，因为一模两腔所以 M=4.3942=8.788g 式子中 塑料密度 g/cm。 6 由浇注系统体积 V 浇=5.535cm可计算出浇注系统质量为 M 浇=V 浇=5.535g1.05=5.812g 因为一模两腔 故 V 总=2V

10、塑V 浇= 13.905cm M 总=M 塑M 浇=14.6 2 2 选择塑件的分型面选择塑件的分型面 选择分型面时，应考虑到使模具结构简单，分型容易，并且应不影响塑件的外观及 使用。 在 UG 中分型面的选择操作如下： 7 3 3 标准件的选择标准件的选择 模具的标准化对于生产中提高效率，改善生产环节有着很重要的作用。近年来在模 具行业，特别是塑料模具行业，标准件的大量运用使生产更趋于标准化、简单化，对于 生产安全和高效起到很重要的作用，还有利于模具的国际交流和组织模具出口，打入国 际市场。 3 31 1 标准模架的选取标准模架的选取 模架是设计制造塑料注射模的基础部件，其他部件的设计与制造

11、均依赖于它，选择 模架要根据制品的尺寸及大小，同时考虑注射机的参数，本次设计因参照生产实例，工 厂中多采用上海龙记公司的模架，因此，本次设计也选用该公司产品，其模架标记为： AI 型，外观尺寸 315300290 如图 3.1 所示。 图 3.1 模架的选择 3 32 2 标准紧固件的选用标准紧固件的选用 标准紧固件主要是螺钉。螺钉是日常生活中最常用的标准件，将螺杆直接旋入被连 接件之一的螺孔内，螺钉头部即可将两被连接件紧固，其规格和尺寸均有相应的标准， 本设计的塑件模架中主要采用内六角螺钉，包括 M5，M6,M8 和 M10 M14 不等，但本设计 一般用 M10，M14 的螺钉较多，长度根

12、据不同需要选取，如图 3.2 所示为 M10 的典型结构。 8 图 3.2 内六角螺钉 4 4 注塑机的选择注塑机的选择 4.14.1 注塑机的概述注塑机的概述 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 4.1 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，它是借助螺杆（或 柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状

13、态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经 固化定型后取得制品的工艺过程。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 3.1 表 3.1 立式卧式直角式 形 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 9 柱塞式 3060g 螺杆式 60cm3以 上 100500g 结 构 特 性 注射装置一般 为柱塞

14、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，

15、 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

16、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 4.24.2 注射机的选择注射机的选择 10 本次设计已计算出塑件的总体积为 13.509cm，总质量为 14.6 g。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。 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） 120 拉杆空间（mm） 290 注射行程（mm） 115 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） 320 喷嘴球孔径（mm） 12 模板最大行程（mm）