1、需完整說明書和圖紙找扣扣 二五一一三三四零八目 錄1 序言1.1 我國塑料模工業的現狀(3)1.2 CAD技術(3)2 塑件的分析與注塑成型工藝過程2.1 塑件分析(4)2.1.1 結構分析(4)2.1.2 壁厚分析(4)2.1.3 塑件材料的分析與選擇(4)2.2 注塑成型工藝過程(5)3 塑件模具的設計3.1 塑件成型的工藝性能分析(5)3.2 注射機的確定(6)3.3 澆注系統的形式和澆口的設計(6)3.3.1 澆口形式及位置選擇(7)3.3.2 澆口的設計(8)3.4 分型面的設計(8)3.5 推出機構和復位機構設計(9)3.6 其它機構的選擇(10)3.6.1 合模導向機構的設計(1

2、0)3.6.2 排氣和冷卻機構(11)3.6.3 支承零件的設計(11)3.7 成型零件的設計(12)3.7.1 結構設計(12)3.7.2 成型零件工作尺寸計算(12)3.8 模具型腔側壁和底板厚度的設計(15)3.8.1型腔壁厚的計算(15)3.8.2 底板厚度的計算(16)3.9 標準模架的選擇(16)3.10 注射機的效核及澆口套的設計(16)3.10.1 注射機的效核(16)3.10.2 澆口套的設計(17)3.11 冷卻系統的計算(17)3.12 脫模力和推桿直徑的計算(18)3.13 模具裝配圖(19)4 模具型腔和型芯的三維造型與數控仿真加工4.1 Mastercam9.0軟件

3、的應用(19)4.1.1設計方面(19)4.1.2加工方面(20)4.2塑件型腔三維CAD造型(20)4.3 型腔的數控仿真加工(23)4.4型芯曲面造型(26)4.5 型芯數控仿真加工(27)結論(32)參考文獻(33)致謝(33)附錄(34) 1 序言1.1 我國塑料模工業的現狀 我國塑料模工業從起步到現在，歷經半個多世紀，有了很大發展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5Kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產照相機塑料件模具、多型腔小模數齒輪模具及塑封模具。 成型工藝方面，多材質塑料成型模

4、、高效多色注射模、鑲件互換結構和抽芯脫模機構的創新方面也取得較大進展。 在制造技術方面，CAD/CAM/CAE技術的應用水平上了一個新臺階，以生產家用電器的企業為代表，陸續引進了相當數量的CAD/CAM系統，在制造技術方面，CAD/CAM/CAE技術的應用水平上了一個新臺階，以生產家用電器的企業為代表，陸續引進了相當數量的CAD/CAM系統，這些系統和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業中，實現了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術對成型過程，如充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術經濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術的發展。1.2 CAD技術 CAD/CAM技

5、術已發展成為一項比較成熟的共性技術，近年來模具CAD/CAM技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業普遍可以接受的程度，為其進一步普及創造良好的條件；基于網絡的CAD/CAM/CAE一體化系統結構初見端倪，其將解決傳統混合型CAD/CAM系統無法滿足實際生產過程分工協作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業中發揮越來越重要的作用。本設計是設計手機外殼的注塑模。利用UG/CAD/CAM軟件設計手機注塑模,并繪制注塑模模腔、模芯零件圖及裝配圖，使其能夠進行刀具軌跡仿真模擬加工。在這次設計中，雖然遇到了很多困難，但是在指導老

6、師的悉心指導和自己的努力下，我相信我能很好地完成畢業設計任務。由于學生缺乏經驗，加之水平有限，本論文中必然會存在不少紕漏和錯誤，敬請評閱老師批評指正。2 塑件的分析與注塑成型工藝過程2.1 塑件分析2.1.1 結構分析 塑件為手機外殼，應有一定的結構強度；其中上殼由于中間有手機的按鍵及手機顯示屏，后面有與后蓋聯接的塑料倒扣，所以應保證它有一定的裝配精度；由于該塑件為手機外殼，因此對表面粗糙度要求不高。2.1.2 壁厚分析 手機面殼結構比較復雜，為了防止注塑件縮水，在結構設計時除了滿足功能需求外，還要做到壁厚均勻，過渡圓滑。對塑件來說，除使用要求需采用尖角之外，其余所有內外表面轉彎處都應盡可能采

7、用圓角過渡，以減小應力集中。內部倒角R0.3T，則應力急劇升高內部倒角R0.8T，則無應力集中現象轉角處設計規范一般以達壁厚均勻為最佳，其內部倒角以0.5T為宜，外部倒角以1.5T為宜，其中T為成品壁厚。2.1.3 塑件材料的分析與選擇手機（以直板機為例）外殼主體部分（面殼、底殼、電池蓋）材料一般采用ABSPC。塑料材料的使用都是根據其本身的特性，在滿足使用性能和加工工藝的基礎上選擇的。常用塑料材料性能簡述如下：1）ABS（Acrylonitrile-butadiene styrene）：ABS在一定溫度范圍內具有良好的抗沖擊強度和表面硬度，有較好的尺寸穩定性、一定的耐化學藥品性和良好的電氣絕

8、緣性。它不透明，一般呈淺象牙色，能通過著色而制成具有高度光澤的其它任何色澤制品，電鍍級的外表可進行電鍍、真空鍍膜等裝飾。通用級ABS不透水、燃燒緩慢，燃燒時軟化，火焰呈黃色、有黑煙，最后燒焦、有特殊氣味，但無熔融滴落，可用注射、擠塑和真空等成型方法進行加工。2）PC（Polycarbonate）：物料性能 沖擊強度高，尺寸穩定性好，無色透明，著色性好，電絕緣性、耐腐蝕性、耐磨性好，但自潤滑性差，有應力開裂傾向，高溫易水解，與其它樹脂相溶性差。 適于制作儀表小零件、絕緣透明件和耐沖擊零件。3）ABSPC：即丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物/聚碳酸酯混合物。其性能如下：物理性能：抗沖擊性；高光澤；抗光性，

9、可電鍍，抗熱性；高彎曲強度。化學性能：僅有限的抗水解性能；不抗酮，酯，氯化碳氫化合物。4）PS（Polystyrene）：即聚苯乙烯,呈無色透明狀，透光性能僅次于有機玻璃，容易著色，并且具有良好的可塑流動性及較小的成型收縮率。其主要缺點是脆性大，形狀復雜制品成型后存在較大內應力。根據以上內容，我所設計的手機選擇的材料如下：材料： 聚碳酸脂（PC）顏色： 珍珠白生產批量： 中批量生產材料特性：諾基亞3120手機外殼，密度為1.29g/cm吸水率小于0.16%,透光率為75%90%，本色白,而有點透明的珍珠白塑料，韌而剛，抗沖擊性在熱塑性塑料中名列前矛，成型零件可達到很好的尺寸精度并在很寬的溫度變

10、化范圍內保持尺寸的穩定性。抗蠕變、耐磨、耐熱、耐寒。脆化溫度在-100°C以下，長期工作溫度可以達到120°C，其最大的特點是塑件易開裂，耐疲勞強度差。對熱、氧、大氣和紫外線均有良好的穩定性。2.2 注塑成型工藝過程（1） 預烘干裝入料斗預塑化注射裝置準備注射注射保壓冷卻脫模塑件送下工序（2） 清理模具,涂脫模劑合模注射3 塑件模具的設計3.1 塑件成型的工藝性能分析根據塑料模具指南中的塑件公差表可知，材料為聚碳酸脂（PC）的零件塑件精度為4級，模具制造精度為IT9。（1） 成型特點：雖然吸水性小，但高溫時對水分比較敏感，所以加工前必須干燥處理，否則會出現銀絲、氣泡及強度下

11、降的現象，熔融溫度高，熔融粘度大，流動性差，所以成型時要求有較高的溫度和壓力。（2）分析結構工藝性： 收縮率為0.65（取0.5到0.8的平均值）。 材料流動性較差。 不易分解，不脆。 該塑件結構較復雜，尺寸較小，壁厚幾乎均勻，過度圓半徑較大。 表面硬度較高、且韌。 易發生填充不良、縮孔、熔接痕。 溢邊值為0.06到0.08mm，高粘度。（3） 要求：根據以上特征及塑料性能。在工藝上宜采用高溫度高壓注射方法，以增加流動性、降低內應力。改善透明度。在模具設計和制造方面。要盡可能減小澆注系統的料流阻力，脫模斜度宜大，推出機構施力要均衡平穩，模具型腔表面粗糙度要小，注意排氣。3.2 注射機的確定 影

12、響射出機選擇的重要因素包括模具、產品、塑料、成型要求等。（1）模具尺寸(寬度、高度、厚度)、重量、特殊設計等； （2）使用塑料的種類及數量（單一原料或多種塑料）； （3）注塑成品的外觀尺寸（長、寬、高、厚度）、重量等； （4）成型要求，如品質條件、生產速度等。根據塑料模具設計大師中指出用塑件體積或重量可初選設備：再根據塑件的工藝性能，塑件重量為6.75克，采用單腔模，冷凝料重量約2.6克。因此每次注射需要的塑料重量約為15.5克,初選XS-Z60型注射機。3.3 澆注系統的形式和澆口的設計塑件模具采用普通流道澆注系統，普通澆注系統一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。主流道是熔體塑料

13、最先經過的流道，所以它的大小直接影響熔體的流動速度和充模時間。分流道是熔體由主流道流入型腔的過渡通道。設計狹窄短小的澆口既能由分流道流進的熔體產生加速，形成理想的流動狀態而充滿型腔，又便于注射成型后的制品與澆口分離。冷料穴 注射成型操作是周期性的。在間歇時間內，噴嘴處有冷料產生，為了防止在下一次注射成型時，把冷料帶進型腔而影響制品質量，一般在主流道或分流道的末端設置冷料穴，以儲藏冷料并使熔體順利地充滿型腔。澆注系統的尺寸是否合理不僅對塑件性能、結構、尺寸、內外在質量等影響效大，而且還在與塑件所用塑料的利用率、成型效率等相關。對澆注系統進行整體設計時，一般應遵循如下基本原則： 了解塑料的成型性能

14、和塑料熔體的流動性。 采用尺量短的流程，以減少熱量與壓力損失。 澆注系統的設計應有利于良好的排氣。 防止型芯變形和嵌件位移。 便于修整澆口以保證塑件外觀質量。 澆注系統應結合型腔布局同時考慮。 流動距離比和流動面積比的校核。3.3.1 澆口形式及位置選擇澆道及澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模后還需進一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設位置對塑件成型性能及質量影響很大，因此合理選擇澆口的開設位置是提高質量的重要環節，同時澆口位置的不同還影響模具結構。總之要使塑件具有良好的性能與外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項原則： 澆口應開設在塑件壁厚最大處。 盡量縮短流動距離

15、。 必須盡量減少熔接痕。 應有利于型腔中氣體排出。 考慮分子定向影響。 避免產生噴射和蠕動。 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。 注意對外觀質量的影響。設計方案：方案一：側面進澆，再采用分流道。方案二：從與底平面平行的上平面進澆，采用一主流道。分析方案：方案一因為塑件側面都是光滑的，這樣會影響表面質量。又根據上面的要求，確定用方案二。3.3.2 澆口的設計澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統中截面最小的部分，但卻是澆注系統的關鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對塑件性能和質量的影響很大。澆口形式有直接澆口、側澆口、重疊式澆口、扇形澆口、平縫形澆口、點澆口、潛伏式澆口、圓環

16、形澆口、輪輻式澆口、爪形澆口、護耳澆口。根據塑件工藝特性，選點澆口，并用澆注套。3.4 分型面的設計  分型面是指動模和定模相互接觸的表面。如何確定分型面，需要考慮的因素比較復雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統設計、塑件的結構工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較，從幾種方案中優選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則：1) 分型面應選在塑件的最大截面上，并力求采用平面。2) 應盡量減少分型面的數量，并盡量做到只有一個分型面。3) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊

17、。4) 保證塑件的精度要求。5) 滿足塑件的外觀質量要求。6) 便于模具加工制造。7) 對成型面積的影響。8) 對排氣效果的影響。9）對側向抽芯的影響。其中最重要的是第3）、第6）和第9）點。方案一：在塑件的底平面上。 方案二：在塑件的頂面。根據上面的要求容易看出方案二不合適，因為定面是個弧面。因此我們選擇方案一。3.5 推出機構和復位機構設計 制件推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個環節，推出質量的好壞將最后決定制品的質量，因此，制品的推出是不可忽視的。在設計推出脫模機構時應遵循下列原則：（1） 推出機構應盡量設置在動模一側 由于推出機構的動作是通過裝在注射機合模機構上的頂桿來驅動的，所以

18、一般情況下，推出機構設在動模一側。正因如此，在分型面設計時應盡量注意，開模后使塑件能留在動模一側。（2） 保證塑件不因推出而變形損壞 為了保證塑件在推出過程中不變形、不損壞，設計時應仔細分析塑件對模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置。推力點應作用在制品剛性好的部位，如筋部、凸緣、殼體形制品的壁緣處，盡量避免推力點作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如殼體形制件及筒形制件多采用推板推出。 從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。（3） 機構簡單動作可靠 推出機構應使推出動作可靠、靈活，制造方便，機構本身要有足夠的強度、剛度和硬度，以承受推出過程中的各種力的作用，確保塑件順利

19、脫模。（4） 良好的塑件外觀 推出塑件的位置應盡量設在塑件內部，或隱蔽面和非裝飾面，對于透明塑件尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外觀質量。（5） 合模時的正確復位 設計推出機構時，還必須考慮合模時機構的正確復位，并保證不與其他模具零件相干涉。推出機構的種類按動力來源可分為手動推出，機動推出，液壓氣動推出機構。 在推出機構完成制品脫模后，為了繼續注射成型，推出機構必須回到原來的位置，為此，除推件板脫模外，其他脫模形式一般均需設置復位零件。綜上所述設計方案：推出機構：由于開模后塑件留在型芯上, 故本模具采用了簡單的推桿頂出機構。復位形式采用復位桿復位。3.6 其它機構的選

20、擇3.6.1 合模導向機構的設計注射模的導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種類型。導柱導向用于動、定模之間的開合模導向和脫模機構的運動導向。錐面導向機構用于動、定模之間的精密對中定位。一、 機構的功用1、 導向機構的功用 定位作用； 導向作用； 承載作用； 保持運動平穩作用。2、 定位機構的功用對于薄壁、精密塑件注射模，大型、深型腔注射模和生產批量大的注射模，僅用導柱導向機構是不完善的，還必須在動、定模之間增設錐面定位機構，有保持精密定位和同軸度的要求。當采用標準模架時，因模架本身帶有導向裝置，一般情況下，設計人員只要按模架規格選用即可。若需采用精密導向定位裝置，則須由設計人員根據模具結構進行

21、具體設計。此模具為小型模具，對精度要求也不是很高，所以不需要用定位機構，可直接由導向機構定位。二、 導向結構的總體設計1、導向零件應合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應有足夠的距離，以保證模具的強度，防止導柱和導套壓入后變形；2、該模具采用4根導柱，其布置為等直徑導柱不對稱布置；3、該模具導柱安裝在動模固定板上，導套安裝在定模固定板上；4、為了保證分型面很好的接觸，導柱和導套在分型面處應制有承屑板，即可削去一個面或在導套的孔口倒角；5、各導柱、導套及導向孔的軸線應保證平行；6、在合模時，應保證導向零件首先接觸，避免凸模先進入型腔，導致模具損壞；7、當動定模板采用合并加

22、工時，可確保同軸度要求。三、導柱的設計1、該模具采用帶頭導柱，且不加油槽；2、導柱的長度必須比凸模端面高度高出68mm；3、為使導柱能順利地進入導向孔，導柱的端部常做成圓錐形或球形的先導部分；4、導柱的直徑應根據模具尺寸來確定，應保證具有足夠的抗彎強度（該導柱直徑由標準模架知為ø20；5、導柱的安裝形式，導柱固定部分與模板按H7/m6配合。導柱滑動部分按H7/f7或H8/f7的間隙配合；6、導柱工作部分的表面粗糙度為Ra0.4m；7、導柱應具有堅硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的內芯。多采用低碳鋼經滲碳淬火處理或碳素工具鋼T8A、T10A經淬火處理，硬度為55HRC以上或45#鋼經調質

23、、表面淬火、低溫回火，硬度55HRC以上。四、導套的設計1、結構形式：采用帶頭導套（型），導套的固定孔與導柱的固定孔可以同時鉆，再分別擴孔，以保證其配合精度；2、導套的端面應倒圓角，導柱孔最好做成通孔，利于排出孔內剩余空氣；3、導套孔的滑動部分按H8/f7或H7/f7的間隙配合，表面粗糙度為Ra0.4m。導套外徑按H7/m6或H7/k6配合鑲入模板；4、導套材料可用淬火鋼或銅（青銅合金）等耐磨材料制造，但其硬度應低于導柱的硬度，這樣可以改善摩擦，以防止導柱或導套拉毛。詳細結構見模具裝配圖。3.6.2 排氣和冷卻機構排氣可以用間隙排氣，利用模具結構之間的間隙把型腔內的空氣排出，不需要用排氣孔。

24、冷卻機構采用直流循環式水冷，加快開模。冷卻水道直徑為2。3.6.3 支承零件的設計動模座板和定模座板、動模板和定模板、支承板和墊塊都根據選取的標準模架確定。3.7 成型零件的設計3.7.1 結構設計凸、凹模均采用整體式，凸、凹模均采用臺階式固定方式。3.7.2 成型零件工作尺寸計算塑件精度取4級（模具設計基礎）,塑件收縮率為（0.50.8%，取平均值為0.65%，機械設計指導手冊）。由塑料模具指南查得模具制造精度為IT9精度。根據附錄,表3.7.2-1和3.7.2-2中的公式計算動模和定模的尺寸：尺寸計算塑料尺寸塑料尺寸公差塑件等級SJ1372-78模具等級GB1800-79模具尺寸公差m以上

25、公式或表系數X模具計算結果尺寸規范化型腔長寬尺寸型腔長寬尺寸計算1000.87490.0870.75240.21490.0520.75150.13490.0430.7580.09490.0360.75550.48490.0740.75261.52.27490.130.75259.52.25490.130.7531.40.25490.0620.7550.05490.030.7536.40.29490.0620.7540.40.24490.0620.7555.760.48490.0740.75100.11490.0360.657.760.5490.0740.75280.27490.0520.75

26、70.06490.0360.6 19.20.17490.0520.75 35.210.12490.0620.75 67.50.32490.0740.75 700.45490.0740.75 43.230.3490.0620.75 38.80.34490.0620.75 34.80.2490.0620.75 200.17490.0520.75 型腔深度50.05490.032/35.480.05490.032/360.06490.0362/34.430.04490.032/3100.2490.0362/33.950.04490.032/390.09490.0362/38.350.08490.03

27、62/3凸模型芯長寬尺寸凸模型芯長寬尺寸25.40.6490.0520.7510.23490.0250.75340.2490.0620.756.6750.88490.0360.7595.750.13490.0870.7543.8750.32490.0620.7514.8750.57490.0430.75961.23490.0870.75271.25490.0520.7570.06490.0360.75110.1490.0430.75100.09490.0360.75230.2490.0520.7580.7490.0360.7550.4490.030.75210.18490.0520.7540.

28、04490.030.75220.2490.0520.75200.17490.0520.7512.60.12490.0360.7511.70.13490.0360.75290.25490.0520.7580.05490.0360.7550490.030.7520.02490.0250.75型芯高度尺寸5.50.14490.032/35.920.14490.0362/36.120.14490.0362/37.850.14490.0362/31.660.12490.0252/35.870.14490.0362/33.830.12490.032/33.8 模具型腔側壁和底板厚度的設計塑料模型腔壁厚及底

29、板厚度的計算常用的計算方法有按強度和按剛度計算。但實際的塑料模卻要求既不允許因強度不足而發生明顯變形甚至破壞，也不允許因剛度不足而發生過大變形，因此，要求對強度和剛度加以綜合考慮。3.8.1型腔壁厚的計算由資料可知，凹模材料選45鋼。E=19.6XMPa =75 MPa 。（1）型腔許用剛度的確定塑料溢邊值，即0.060.08。 =/5（1+），而型腔最大尺寸為100，為0.5。 ，即=0.0065mm所以取最小值。即=0.0065。此處省略 NNNNNNNNNNNN字圖15 模具型芯成形(2)對型芯的后處理，如圖16圖17 后處理實體切削驗證刀具路徑無誤后，可對型芯刀具路徑進行后置

30、處理，生成數控加工程序（具體見電子文檔），如下：%O0000(PROGRAM NAME - Q)(DATE=DD-MM-YY - 06-06-10 TIME=HH:MM - 09:25)N100G21N102G0G17G40G49G80G90/N104G91G28Z0./N106G28X0.Y0./N108G92X0.Y0.Z0.(16. BALL ENDMILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 16.)N110T1M6N112G0G90X0.Y0.A0.S0M5N114G43H1Z60.N116Z40.982N118G1Z33.982F5.N12

31、0X150.N122G0Z38.982N124Z50.N126X0.Y5.中間省略N2858X45.669Y121.5N2860Z33.565N2862G1Z28.565N2864X34.333N2866G0Z33.565N2868Z50.N2870X35.77Y121.7N2872Z33.54N2874G1Z28.54N2876X44.224N2878G0Z33.54N2880Z50.N2882X42.404Y121.9N2884Z33.516N2886G1Z28.516N2888X37.609N2890G0Z33.516N2892Z60.N2894M5N2896G91G28Z0.N2898

32、G28X0.Y0.A0.N2900M30%結論經三個月對手機外殼塑料模具的設計，通過參考、查閱各種有關模具，Mastercam9.0方面的資料，請教老師有關模具，Mastercam9.0方面的問題，特別是模具在實際中可能遇到的具體問題，使我在這段時間里，對注塑模具的設計方法與流程有了個較為全面的認識。使我對塑料模具設計的各種成型方法，成型零件的設計和加工工藝，主要工藝參數的計算，產品缺陷及其解決辦法，模具的總體結構設計及零部件的設計等都有了進一步的理解和掌握。 設計、學習、再設計，這種潛移默化的教學方式使我學到了一種科學的設計思路和方法，這都對我們以后工作產生積極的影響。特別是在利用現代化的設計上。在設計的過程中，遇到了很多的問題，特別是在流道的設計，成型零件的計算等方面，一度走了很多彎路，浪費了不少時間。而在裝配圖的繪制中，對細節的反