【文章內(nèi)容簡介】 31 成型缺陷 32 注射填充不足 32 注射工藝不足 32 4 次品分析 33 5 模流分析 34 參考文獻 45 前 言 我國塑料模具工業(yè)現(xiàn)狀 我國塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個多世紀，有了很大的發(fā)展。模具水平有了較大提高。在大型模具方面，已經(jīng)生產(chǎn)大屏幕彩電塑殼注塑模具等。精密塑料模具方面，已經(jīng)生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。用這些模具生產(chǎn)的一些塑料制品制件達到了國外同類產(chǎn)品的水平，但總體和國外相比仍有較大差距。 在成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注塑模、抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進展。 氣輔注射成型技術(shù)的使用更加成熟。熱流道模具開始推廣，有些企業(yè)的采 用率達 20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位還采用了具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達不道 10%，與國外的 50%60%相比，差距較大。 在模具方面，我國模具總量雖已位居世界第三，但設(shè)計制造水平總體上比德、美、日、法、意等發(fā)達國家落后許多，模具商品化和標準化程度比國際水平低許多。在模具價格方面，我國比發(fā)達國家低許多，約為發(fā)達國家的 1/3～ 1/5，工業(yè)發(fā)達國家將模具向我國轉(zhuǎn)移的趨勢進一步明朗化。 我國塑料模的發(fā)展迅速。塑料模的設(shè)計、制造技術(shù)、 CAD 技術(shù) 、 CAPP 技術(shù)，已有相當(dāng)規(guī)模的確開發(fā)和應(yīng)用。在設(shè)計技術(shù)和制造技術(shù)上與發(fā)達國家和地區(qū)差距較大，在模具材料方面，專用塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全質(zhì)量尚不穩(wěn)定。模具標準化程度不高，系列化 ]商品化尚待規(guī)模化； CAD、 CAE、Flow Cool軟件等應(yīng)用比例不高；獨立的模具工廠少；專業(yè)與柔性化相結(jié)合尚無規(guī)劃；企業(yè)大而全居多，多屬勞動密集型企業(yè)。因此努力提高模具設(shè)計與制造水平，提高國際競爭能力，是刻不容緩的。 塑料模發(fā)展趨勢 (1) 出于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度的要求，而適應(yīng)高生產(chǎn)率而發(fā)展的一模多腔的原因，今后應(yīng) 該重點提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計水平及比例。 (2) 在模具設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用 CAD/CAM/CAE 技術(shù)。 (3) 推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)，氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。 (4) 開發(fā)新的成型工藝和快捷經(jīng)濟模具，以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。 (5) 提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。 (6) 應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進的表面處理技術(shù)來提高模具壽命和質(zhì)量 此次的畢業(yè)設(shè)計（ 手機外殼 模具設(shè)計）采用在 Pro/ENGINEER Wildfire 環(huán)境下完成設(shè)計，其中涉及到零件模塊、裝配模塊、工程圖模塊 、 Pro/Moldesign 模塊 。 在本次設(shè)計過程中，曾遇到了不少的困難，但在指導(dǎo)老師的細心指導(dǎo)下和同學(xué)的大力幫助下，都加以解決了。 但 本人知識水平 有限 ，設(shè)計中肯定會有不完善的地方，懇請老師指正。 手機外殼注塑模設(shè)計 機械設(shè)計制造及自動化 指導(dǎo)老師： 摘 要 : 本次設(shè)計的制品為 ABS 手機外殼注射模設(shè)計，利用 Pro/E 來完成制品模三唯模型，利用 CAD 來完成其裝配圖和零件圖。模具采用了側(cè)抽芯，使側(cè)向的筋和肋能更好的脫模。模具結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、操作方便、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、冷卻效果好、勞動強度 低、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)的塑件精度高、生產(chǎn)成本低。本文從型腔數(shù)量和布局的確定、注射機選擇、流道的設(shè)計、模板及其標準件的選用、冷卻系統(tǒng)、成型部件的設(shè)計等給出了詳細的設(shè)計過程。 關(guān)鍵字 : 塑料 注射模 Pro/E CAD Mechanical design and manufacturing automation: Wang Jun Chao Instructor : Chen Li Feng Xiao Si Wen, To pick : The current design of products for mobile phone casings ABS injection mould design, the use of products Pro/E to plete threestate model, the use of CAD to plete its assembly, and parts maps. Adjacent pumping core ponents used to scan the tendons and getting better drawing of patterns. Advanced cohesive, working, reliable, easy to operate, smooth operation, good cooling effect, low labour intensity, production efficiency, the integrated production of high accuracy, low cost of production. The number and layout from Xingqiang identification, injection machine selection, flow Road design, the choice of standards and templates, cooling systems, shaped ponents of the design gives detailed design process. Inter : plastic injection mould Pro/E CAD 1 塑件成型工藝性分 析 軟件簡介 本設(shè)計中主要為模具的設(shè)計與計算，為后面完成裝配圖作好資料準備。裝配圖用 AutoCAD來完成其三個視圖的顯示。零件為 某 手機可換機殼的 后 蓋，整體由不規(guī)則曲面構(gòu)成，殼內(nèi)有多處定位和固定結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)小型復(fù)雜零件，不能用一般的拉伸剪切就能達到要求。而零件圖的繪制在 AutoCAD中也較難畫出。 計算機輔助設(shè)計（ Computer Aided Design，簡寫為 CAD），是指利用計算機的計算功能和高效的圖形處理能力，對產(chǎn)品進行輔助設(shè)計分析、修改和優(yōu)化。它終合計算機知識和工程設(shè)計知識的成果，并隨計算機軟 硬件的不斷提高而逐漸完善。 AutoCAD的最大特點是讓設(shè)計者更為輕松，設(shè)計者或繪圖者幾乎可不必離開屏幕就能連續(xù)地完成工作。 AutoCAD適合于工程制造、建筑設(shè)計、裝潢設(shè)計等各行業(yè)技術(shù)人員作為設(shè)計依據(jù)，完成圖紙上的工作。 AutoCAD是美國 Autodesk公司開發(fā)的一種通用 CAD軟件。 1982年首次推出了 AutoCAD ，經(jīng)過十余次的版本更新， AutoCAD已從一個簡單的繪圖軟件發(fā)展成為包括三維建模在內(nèi)的功能十分強大的 CAD系統(tǒng)，是世界上最流行的 CAD軟件，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于機械、電子、建筑、化工、 汽車、造船、輕工及航空航天等領(lǐng)域 Pre/Engineer是美國 PTC參數(shù)技術(shù)公司推出，是國際上最先進也是最成熟使用參數(shù)化特征造型技術(shù)的大型 CAD/CAM/CAEA集成軟件。這是我們零件模型設(shè)計與加工過程中的主要工具。下面是一些簡單的介紹： Pre/Engineer包括三維實體造型，裝配模擬，加工仿真 NC自動編程，板金設(shè)計，電路布線，裝配管路設(shè)計等專有模塊， ID反求工程， CE并行工程等先進的設(shè)計方法和模式。其主要特點是參數(shù)化的牲造型；統(tǒng)一的能使各模塊集成起來的數(shù)據(jù)庫；設(shè)計修改的關(guān)聯(lián)性，即一處修改，別的模塊中 的相應(yīng)圖形和數(shù)據(jù)也會自動更新。它的性能優(yōu)良，功能強大，是一套可以應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計，機械設(shè)計，功能仿真，制造和管理等眾多領(lǐng)域的工程自動化軟件包。 Pre/Engineer自動化自 1988年問世以來， 10多年來已成為全世界最普及的 3DCAD/CAM系統(tǒng)的標準軟件， Pre/Engineer在今日儼然已成為 3DCAD/CAM系統(tǒng)的標準軟件，廣泛應(yīng)用于電子，機械，模具，工業(yè)設(shè)計，汽車，自行車，航天，家電，玩具等各行各業(yè)。 Pre/Engineer是一套由設(shè)計至生產(chǎn)的機械自動化軟件，是新一代產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個參數(shù)化，基于特 征的實體造型系統(tǒng)，并且具有單一的數(shù)據(jù)庫功能。 塑件（某手機外殼）分析 塑件的相關(guān)技術(shù)參數(shù)見零件圖紙 塑件所采用的塑料名稱 ——ABS 塑件的生產(chǎn)批量 ——中等批量 塑件的體積和重量 見表 11 表 11 塑件主要參數(shù) 材料密度 （ density） 體積 （ volume） 質(zhì)量 （ mass） g/cm3 ? mm3 g 零件結(jié)構(gòu)特征、塑料的性能、技術(shù)要 求及結(jié)構(gòu)工藝性的分析 塑料制品形狀如圖 11 圖 11 尺寸及精度 塑件尺寸的大小取決于塑料的流動性。在注射成型過程中，流動性差的塑料及薄壁塑件等的尺寸不能設(shè)計的過大。大而薄的塑件在塑料尚未充滿型腔時已經(jīng)固化，或勉強能充滿但料的前鋒已不能很好的熔合而形成冷接縫影響塑件的外觀和結(jié)構(gòu)強度。 塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度，即所獲塑件尺寸的準確度。影響塑件的精度的因素很多，首先是模具的制造精度和模具的磨損程度，其次是塑料收縮率的波動以及成型是工藝條件 的變化、塑件成型后的時效變化和模具的結(jié)構(gòu)等。因此，塑件的尺寸精度一般不高，應(yīng)在保證使用要求的前提下盡可能選用低級精度。根據(jù)我國目前塑件的成型水平，塑件的尺寸公差可依據(jù) SJ137278塑料制件公差數(shù)值標準確定。該標準將塑件分成 8個等級，每種塑料可選其中三個等級，即高精度、一般精度、低級精度。 2級精度要求較高，一般 不采用。此外，對塑件圖上無公差要求的自由尺寸，建議采用標準中的 8級精度。對孔類尺寸數(shù)值冠以（ +）；對于軸類尺寸數(shù)值冠以（ ）；對于中心距尺寸幾其他位置尺寸可取表中數(shù)值之半冠以（）號。 在本設(shè)計 中根據(jù) 《中國模具設(shè)計大典》 可查得： 手機后蓋選用的精度等級為一般精度選用 4級。 壁厚 塑料制件規(guī)定它的最小壁厚值，它隨塑件大小不同而異。塑件過厚不但造成原料浪費，而且對熱塑性塑料增加了冷卻時間，降低了生產(chǎn)率，另外也影響了產(chǎn)品的質(zhì)量，如產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。 熱塑性塑料易于成型薄壁塑件，最小壁厚達到 ，但一般不宜小于 ～ ，常取 2～4mm。在本設(shè)計中，壁厚取 1mm 左右。同時同一塑件的壁厚應(yīng)盡可能一致，否則因冷卻或固化的速度不同產(chǎn)生附加內(nèi)應(yīng)力，使塑件產(chǎn)生翹曲、縮孔、裂紋甚至 開裂等的缺陷。 脫模斜度 為了便于脫模，防止脫模是拉傷塑件在設(shè)計時必須使塑件塑料封頭內(nèi)外表面沿脫模方向留有足夠的脫模斜度。脫模斜度取決于塑件的形狀、壁厚及塑料收縮率。一般取 30ˊ ~1186。30ˊ , 取斜度的方向一般內(nèi)孔以小端為準，符合圖樣要求斜度由擴大方向取得；外形以大端為準，符合圖樣要求，斜度由縮小方向取得，而且脫模斜度不包括在塑料制品公差范圍內(nèi) ，脫模斜度見表： 表 12 常用塑料的脫模斜度 塑料名稱 脫模斜度 型腔 型芯 聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯、氯化聚醚 25180?！?45180。 20180?！?45180。 硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜 35180。～ 40180。 30180?！?40180。 聚苯乙烯、有機玻璃、 ABS、聚甲醛 35180?！?1 186。30180。 30180。～ 40180。 熱固性塑料 25180?！?40180。 20180?！?40180。 圓角 在塑料制品設(shè)計中，制品的轉(zhuǎn)角處應(yīng)盡可能采用圓弧過渡。因為帶有尖角的塑件，往往會在尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊振動時會發(fā)生破裂，甚至在脫模過程由于成型內(nèi)應(yīng)力而開裂，特別是塑件的內(nèi)角處，理想的內(nèi)圓角半徑應(yīng)為壁厚的 1/3 以上。這樣避免應(yīng)力集中，提高塑料制品的強度，改善制品成型時的塑料流動情況及脫模 。此外，有了圓角，模具在淬火或使用時不致因應(yīng)力集中而開裂。但是，采用圓角會使凹模型腔加工復(fù)雜化，使鉗工勞動量增大。通常內(nèi)壁圓角半徑應(yīng)是壁厚的一半，而外壁圓角半徑可為壁厚的 倍，一般圓角半徑不應(yīng)小于 。 粗糙度 塑件的外觀要求越高，表面粗糙度應(yīng)越低。這除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤云紋等疵點來保證外，主要取決于模具型腔表面粗糙度。一般模具粗糙度要比塑件的要求低 1~2級。塑料制件表面粗糙度一般為 ~。模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷加大，所以應(yīng)隨時給以 拋光復(fù)原。透明塑件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同，而不透明塑件則根據(jù)使用情況決定他們的表面粗糙度。 塑料性能的分析 塑料的選用及相應(yīng)特征的說明： 選擇的塑料的要求價格合適，具有較好的加工性能、機械性能 。，該塑料制品選用的是 ABS塑料，ABS是丙烯晴、丁二烯和苯乙烯三種單體的三元共聚物， ABS具有較高的強度、硬度、耐熱性及耐化學(xué)腐蝕性；具 有彈性和較高的沖 擊強度；它具有優(yōu)良的介電性能及成型加工性能等綜合的優(yōu)良性能，且價格便宜，原料易得。 ABS的主要技術(shù)指針 見表 23 表 13 ABS各項性能參數(shù)表 密度（ g/3cm） 1． 05 抗拉屈服強度（ mpa） 50 比容（3/g） 0． 92 拉伸彈性模量（ mpa） ? 吸水率 24h（ %） 0． 3 2m 無缺口 261 收縮率（ %） 130160 缺口 11 熔點（C?） 130~160 彎曲強度（ mpa） 80 ? 90~108 強度（ hb） 83~103 體積電阻率（2m??） ? 2 模具的設(shè)計 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 36H7/n626H7/f7 圖 21 確定型腔數(shù)量及排列形式 根據(jù)任務(wù)書的設(shè)計要