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正文內(nèi)容

手機(jī)外殼及其模具設(shè)計(jì)(參考版)

2024-12-10 02:06本頁面
  

【正文】 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)與尺寸 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu),包。導(dǎo)套與安裝孔之間一般采用 H7/m6的過渡配合,再用側(cè)向螺釘防止其被拔出。 應(yīng)確保各導(dǎo)柱、導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線平行,以及同軸度要求。 為了確保合模后分型面良好貼合,導(dǎo)柱與導(dǎo)套在分型面處應(yīng)設(shè)置承屑槽;一般都是削去一個(gè)面,或在導(dǎo)套的孔口倒角。 導(dǎo)向零件應(yīng)合理分布在模具的周圍或靠近邊緣部位,導(dǎo)柱中心到模板邊緣的距離 δ 一般取導(dǎo)柱固定端的直徑的 1— 。大中型模具常設(shè)置三個(gè)或四個(gè)導(dǎo)柱,采取等徑不對稱布置,或不等徑對稱布置的形式。此外,在臥 式注塑機(jī)上的注塑模,其脫模機(jī)構(gòu)也需設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。冷料穴的位置和數(shù)量,應(yīng)該根據(jù) 外殼 的大小和各邊長而定。冷料穴可以容納冷料,鏡片注射模中巧妙地設(shè)計(jì)冷料穴,還可以起到排氣、塑件推出作用。對于沒有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者,一定要先利用 CAE 軟件模擬后再來確定澆口的位置。設(shè)計(jì)人員要多參考老模具的設(shè)計(jì),有時(shí)在試模后還要作少許修改。應(yīng)減少或避免塑件的熔接痕 。應(yīng)使塑料流程最短、料流變向最少 。尺寸及位置應(yīng)避免 產(chǎn)生噴射和蠕動 。澆口開設(shè)的位置對塑件的成形性能和質(zhì)量影響很大了,需要考慮的因素也多。因此,具體尺寸要綜合考慮有利充模和便于去除澆口兩方面因素來設(shè)計(jì)。鏡片模具通常選用扇形澆口,澆口面向型腔沿進(jìn)料方向的截面寬度逐漸變大,截面厚度逐漸變小。澆口的形式很多,每一種澆口都有各自的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。它能使分流道輸送過來的熔融塑料的流速產(chǎn)生加速度,形成理想的流態(tài),并迅速地充滿型腔,同時(shí)還起著封閉型腔防止熔料倒流的作用,并在成型 后便于使?jié)部谂c塑件分離。手機(jī)外殼注射模要求型腔與主澆道、分流道之間的距離盡可能短,并且使流道平衡、合理。平衡式進(jìn)料就是保證各個(gè)進(jìn)料口同時(shí)均 衡地進(jìn)料,非平衡式進(jìn)料就是各個(gè)進(jìn)料口不能同時(shí)均衡地進(jìn)料,一般要做模流分析來進(jìn)行評估。主流道的大小要根據(jù)塑料材料的流動特性來定,鏡片常用的制作材料流動性都不好,澆道的截面和尺寸設(shè)計(jì)一定要利于充模。 澆道的截面 澆道的截面直接影響到熔融塑料充模的流動性,主流道的端面形狀通常為圓形。 盡可能做到同步填充 在一模多腔情形下,要合理排列各型腔的位置,巧妙設(shè)計(jì)分澆道,讓進(jìn)入每一個(gè)型腔的熔料能狗同時(shí)到達(dá),而且使每個(gè)型腔入口的壓力相等。 盡量減小及縮短澆注系統(tǒng)的斷面 及長度 在確保成型質(zhì)量和滿足良好排氣的前提下,從澆口套到主澆道、分澆道、澆口,要盡量減小及縮短澆注系統(tǒng)的斷面及長度。盡量避免過度保壓和保壓不足,過度保壓會使產(chǎn)品密度較大,增加內(nèi)應(yīng)力,甚至出現(xiàn)飛邊 。盡量減少塑料熔體填充時(shí)的停滯現(xiàn)象,停滯現(xiàn)象容易使工件的某些部分過度保壓,某些部分保壓不足,從而使塑件的內(nèi)應(yīng)力增加 。因此,為保證模具具有良好的原始精度,制造過程中首先要合理選擇高精度的加工方法,如電火花、線切割、數(shù)控加工等等。各零部件的精度直接影響到模具整體裝配,除加工設(shè)備自身精度的影響外,需通過改善零件的加工方法,提高鉗工在模具磨配過程中的技術(shù)水平,來提高模具零件的加工精度。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要盡量考慮模具設(shè)計(jì)和制造的難度,提高注射生產(chǎn)的效率,最大限度地減低模具成本和生產(chǎn)成本,確定整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、檢測手段,保證產(chǎn)品的可靠性。根據(jù)造型要求確定制造工藝是否能實(shí)現(xiàn),包括模具制造、產(chǎn)品裝配、外觀的噴涂、絲印、材質(zhì)選擇、需采購的零件供應(yīng)等。在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮減少維修零部件時(shí)需拆裝的范圍,特別是易損件更 手機(jī)外殼及其模具設(shè)計(jì) 第 30 –頁 換時(shí),盡可能減少其拆裝零件的數(shù)量。在模具結(jié)構(gòu)允許時(shí),模具零件各表面的轉(zhuǎn)角應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)成圓角過渡,以避免應(yīng)力集中 。另外還需要考慮采用與制件親 和力較小的模具材料,以防粘模加劇模具零件的磨損,從而影響模具的質(zhì)量。塑件屬于高光潔度、透明的材料時(shí),可選耐蝕不銹鋼 。模具材料的選用既要滿足客戶對產(chǎn)品質(zhì)量的要求,還需考慮到材料的成本及其在設(shè)定周期內(nèi)的強(qiáng)度,當(dāng)然還要根據(jù)模具的類型、使用工作方式、加工速度、主要失效形式等因素來選材??梢哉f設(shè)計(jì)者的水平高低決定了產(chǎn)品的生命力和產(chǎn)品檔次高低,高檔次產(chǎn)品不一定是高造價(jià),運(yùn)用低造價(jià)設(shè)計(jì)出高檔次的產(chǎn)品,正是設(shè)計(jì)者高水平工作的綜合體現(xiàn)。手機(jī)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的關(guān)鍵,這不僅需要與產(chǎn)品外觀相協(xié)調(diào),更要考慮后序的生產(chǎn)裝配、噴涂、噴繪、模具設(shè)計(jì)制造等各方面。型腔的動、定模板鑲合后,分型面上要求緊密無縫。靠破用紅色粉來檢查零件表面的缺陷及零件間的密合度,一件噴上紅色,另一件靠上,觀察粘的均勻程度,不均勻表示不平。鉗工接到凸、凹鑲塊后,首先應(yīng)進(jìn)行測量,看其最大 外型尺寸是否符合公差要求,如果在公差范之內(nèi),開始裝配鑲塊,注意鑲塊的基準(zhǔn)角要與模框的基準(zhǔn)角一致,裝好后進(jìn)行凸、凹鑲塊靠破。 模具鑲塊的裝配 為了節(jié)省工時(shí),先加工鑲塊后加工入子、斜銷、滑塊等其它零件。 裝配基準(zhǔn) 在模具的加工過程中,各個(gè)零件都有統(tǒng)一的加工基準(zhǔn),在裝配的時(shí)候以基邊為基準(zhǔn)來進(jìn)行裝配,以保證模具的整體精度。所以模具裝配精度的高低及質(zhì)量的好壞,都直接影響注射生產(chǎn)是否正常,影響產(chǎn)品的尺寸、形狀精度和工廠成本。定模板座尺寸為: BLH= 200 200 20mm,如圖 56所示: 圖 56 動模座板 推桿固定板 推桿固定板用來固定推桿及導(dǎo)套,必須具有一定的強(qiáng)度和硬度,我的設(shè)計(jì)采用 45鋼,經(jīng)熱處理 42~ 48HRC。60mm,其頂出板導(dǎo)柱孔為 4— 248。16 的內(nèi)六角螺釘連接,定模座板應(yīng)有一定的厚度,并有足夠的強(qiáng)度,我的設(shè)計(jì)采用 45鋼,經(jīng)熱處理 42~ 48HRC。4 的內(nèi)六角螺釘及定位圈連接,因此定模座板應(yīng)有一定的厚度,并有足夠的強(qiáng)度,我的設(shè)計(jì)采用 45鋼,經(jīng)熱處理 42~48HRC。動模板尺寸為: B L H=200 200 20mm,如圖 54所示 手機(jī)外殼及其模具設(shè)計(jì) 第 26 –頁 圖 54 動模板 定模座板 定模座板用來固定定模板和澆口套,定模座板和定模板通過 4 個(gè) 248。我的設(shè)計(jì)采用 45鋼,經(jīng)熱處理 42~ 48HRC。在定模 板上開設(shè)了冷卻水道,定模板要具有較高的平行度和硬度、一定的厚度,并有足夠的強(qiáng)度。一般導(dǎo)向裝置由于受加工精度的限制或使用一段時(shí)間之后,其配合精度降低,會直接影響制品的精度,因此對精度要求較高的制品必須另行設(shè)計(jì)精密導(dǎo)向 定位裝置。當(dāng)然選用模架時(shí)要考慮到塑件的成型、流道的分布形式以及頂出機(jī)構(gòu)的形式,有抽芯的還要考慮滑塊的大小等等因素。再綜合我的塑件形狀的考慮,以及模具整體設(shè)計(jì)、制造、加工的要求,我選擇采用平面分模面,由于上表面要求較高,必須要求塑件留在動模一側(cè)。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則: 便于塑件脫模; 在開模時(shí)盡量使塑件留 在動模 ; 澆注系統(tǒng),特別是澆口能合理的安排; 使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上; 有利于排氣和模具的加工方便 ; 外觀不遭到損壞; 滿足模具的鎖緊要求。對于厚度方向沒有臺階而直接連接兩外表面的塑件,分型面應(yīng)該選擇在產(chǎn)品厚度的中間合適位置,而且要保證澆料距離外表面 以上 分型面的設(shè)計(jì) 如何確定分型面,需要考慮的因素比較復(fù)雜。一般情況下,不宜將分型面設(shè)在產(chǎn)品厚度方向的邊緣 (如圖 所示 ),否則澆口去除加工時(shí)容易傷及外觀面,造成廢品增多,而且成型時(shí)也容易形成溢料飛邊。還應(yīng)考慮模具是否便于加工,便于成品取出,分模面應(yīng)盡量選擇在產(chǎn)品的棱線上面。分型面要有利于脫模,有利于保證塑件質(zhì)量,有利于簡化模 具結(jié)構(gòu),有利于模具成型零件的加工。當(dāng)然,對于中間有空腔的鏡片,當(dāng)生產(chǎn)批量不大時(shí),可以一模一件設(shè)計(jì)單型腔,這時(shí)型腔的中心位置不在模具的中心,要注意根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)關(guān)系精確計(jì)算。由于目前市場的外觀流行潮流變化非???,產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期短,有些工廠的生產(chǎn)批量不是很大,一般也設(shè)計(jì)為單型腔。因此,型腔數(shù)目的選擇要綜合考慮塑件的技術(shù)質(zhì)量要求,產(chǎn)品批量大小和交貨周期,塑料的種類與塑件的形狀及尺寸大小,塑件成型加工的成本,注射機(jī)的額定注射量和鎖模力等因素。與多型腔相比,單型腔模具的優(yōu)點(diǎn)是 :塑件形狀和尺寸的一致性好,成型工藝參數(shù)容易控制,模具結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)自由度大,成本低、生產(chǎn)周期短等。本人先設(shè)想為一模二型腔,其具體將通過注塑機(jī)的最大注塑量校核。一般來說,精度要求高的小型塑件和中大型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu),對于精度要求不太高的小型塑件,是大批量生產(chǎn)時(shí),若采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件,使生產(chǎn)效率大為提高。 一般來說,大中型塑件和精度要求高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu),但對于精度要求不高的小型塑件(沒有配合精度要求),形狀簡單,又是大批量生產(chǎn)時(shí),若采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件,使生產(chǎn)效率大為提高。 型腔數(shù)目的確定 注塑模的型腔數(shù)目 ,可以是一模一腔 ,也可以是一模多腔 ,在型腔數(shù)目的確定時(shí)主要考慮以下幾個(gè)有關(guān)因素: ( 1) 塑件的尺寸精度; ( 2) 模具制造成本; ( 3) 注塑成型的生產(chǎn)效益; ( 4) 模具制造難度。通常有凸模、型芯、成型桿、凹模、成型環(huán)、鑲件等零件。根據(jù)模具上各個(gè)零件的不同功能 ,可由以下幾個(gè)系統(tǒng)或機(jī)構(gòu)組成:成型零部件、澆注系統(tǒng)、開合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、排氣系統(tǒng)、其他零部件。注射充模時(shí)動模和定模閉合,構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng);開模時(shí)動模和動模分離,取出制件。2 ) 8+5≈6cm3 所以: Vn(Vs+Vj) =2(4+6) =20cm3 而注射機(jī)理論注塑容量為 16~ 630cm3 20cm3 ,故滿足要求。 注射容量校核 注射機(jī)的理論注量,指在對空注射時(shí)能完成一次注射熔料的體積量 (cm3 ).模具安裝后,對模腔注射容量的計(jì)算 ,可以制件產(chǎn)品為主 ,計(jì)算其體積量,然后確認(rèn)總體積注射量,從而可得 : 手機(jī)外殼及其模具設(shè)計(jì) 第 20 –頁 Vgn(Vs+Vj)(cm3 ) 式中: Vg注射機(jī)額定注射量 (cm3 ); Vs單個(gè)塑件的容積量 (cm3 ); Vj澆注系統(tǒng)和飛邊所需要的容積量 (cm3 ); N型腔數(shù)。因此,在選用注射機(jī)時(shí) ,要對其合模力進(jìn)行計(jì)算。鎖模力與注射容量全面地反映了設(shè)備的主要特征和加工能力。根據(jù)手機(jī)殼的造型尺寸 80x42x8mm,按注塑機(jī)加工能力和注塑量分類選用小型 注塑機(jī),型號選用 SZ系列的 SZ— 200/120,合模力 160~ 2021KN,理論注塑容量 16630cm3 。從模具設(shè)計(jì)角度考慮,需要了解注射機(jī)的主要技術(shù)規(guī)范有:額定注射量、額定注射壓、額定鎖模力、模具安裝尺寸以及開模行程等。 退火是為 了消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力,此外,退火還可以對制件進(jìn)行解除取向,并降低制件硬度和提高韌性,溫度一般在塑件使用溫度以上的 10~ 20度至熱變形溫度以下 10~ 20度之間;調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后處理工序,主要用于吸濕性很強(qiáng)、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件 .調(diào)濕處理所用的加熱介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀溶液(沸點(diǎn)為 121℃ ,加熱溫度為 100~ 121℃ ,保溫時(shí)間與制件厚度有關(guān),通常取 2~ 9小時(shí)。 ( 3)制件后處理;由于成型過程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動非常復(fù)雜,再加上流動前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同,制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶、取向和收縮,導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力,脫模后除引起時(shí)效變形外,還會使制件的力學(xué)性能,光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞,嚴(yán)重時(shí)會開裂。倒流一直進(jìn)行到澆口處熔體凝結(jié)時(shí)為止。這一階段的時(shí)間越長,分子定向的程度越高。從時(shí)間 T1 到 T2,塑料仍處于螺桿(或柱塞)的壓力下,熔體會繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補(bǔ)因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。 ( 2)注塑過程;塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過加熱達(dá)到流動狀態(tài)后,進(jìn)入模腔內(nèi)的流動可分為注射,保壓 ,倒流和冷卻四個(gè)階段,注塑過程可以用如圖所示 所示。 如圖 41 所示: 圖 41 注塑成型壓力 — 時(shí)間曲線 ( 1)物料準(zhǔn)備;成型前應(yīng)對物料的外觀色澤、顆粒情況,有無雜質(zhì)等進(jìn)行檢驗(yàn),并測試其熱穩(wěn)定性,流動性和收縮率等指標(biāo)。 手機(jī)外殼及其模具設(shè)計(jì) 第 17 –頁 4 注塑成型機(jī)的選擇 注塑成型工藝簡介 注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性,首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化,使之成為粘流狀態(tài)熔體,然后在柱塞或螺桿的高壓推動下,以很大的流速通過機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中,經(jīng)過一段時(shí)間的保壓冷卻以后,開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。塑件的形狀應(yīng)有利于提高塑件的強(qiáng)度和剛度,薄殼狀塑件可設(shè)計(jì)成球面或拱形面 。本課題與齒輪、嵌件、飛邊、文字與符號及制品表面彩飾等的設(shè)計(jì)無關(guān),故不作考慮。 孔的設(shè)計(jì) 孔的極限尺寸原則上講,這些孔均能用一定的型芯成型,在注射成型時(shí),型芯受到高速流動的塑料熔體的沖擊,如果型芯的直徑太小或太長,則會因?yàn)楦邏簺_擊而彎曲,所以對孔的最小直徑和孔的最大深度加以限制。圓角不僅有利于物料充模,同時(shí)也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動和塑件的脫模。 圓角 塑件上各處的輪廓過度和壁厚連接處,一般
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