毕业设计（论文）玩具手机后盖的塑件注射模具设计（含全套CAD图纸）

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1、 由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD图纸等，联系153893706玩具手机后盖的塑件注射模具设计 学 生指导老师： 摘 要：本文就手机后盖注塑模的设计过程作了详细的介绍，从制品的测绘、注塑机的选取到分型面的确定、模架结构的确定，每一步均作了详细地说明和精确到计算，特别是对型腔数、浇道结构、型腔、型芯尺寸等重要部分的确定，文中作了重点论述。通过本文读者可了解注塑模设计的基本步骤，掌握从模具材料的选取到模架结构的确定的基本方法。文章按注塑模设计的基本步骤层层展开、步步深入，在设计好模具结构的基础上，采用AutoCAD、Pro/E两种造型方法对各零件造型，使设计结果更加清晰、明了

2、。同时，作者还对型腔进行工艺分析，编写了工艺过程卡片，并在Mastercam环境下进行了仿真加工，实现了模具的制造。文章重点突出、结构分明，前半部分重点介绍注塑模结构的选取及各零件尺寸的确定，后面内容重点讲述了造型及仿真加工，使读者很容易理解。关键词：分型面；浇口；型腔；型芯；镶块；脱摸力；Design of Eellphone Back Cover Injection Mold Author: Tutor:(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstrac

3、t: This article describe on cell phone back cover design of injection molding process in detail, surveying of products, the selection from injection molding machine to parting surface, determination of model structure. For each step, make a detailed descriptions and closely calculation, especially o

4、n number of slide block，the gate structure，slide block，heel block dimension and some important part. Reader can understand note mould basic measure that design, grasp and choose to mould shelf from mould material through this text. Article mould according to note basic measure that design launch, de

5、epen step by step ring upon ring, on the basis of designing the good mould structure, adopt AutoCAD, Pro/E two modelling method to every part modelling, make and design result clearer, more clear.At the same time, the author also makes a technical assay of slide block, writing the card of technical

6、process, and having a simulating machining under Mastercam environment, enabling mould manufacturing. This article development direction is clear, focus, prominent, and well-delivered paper. The first part focuses on the selection of injection mold structure and determination of part dimensions, the

7、 last part emphasize on modeling and simulation of machining, so that the readers can easily understand Keyword:Parting Line；The Gate； Slide Block； Heel Block；Core-pulling； Core-pulling Distance1 前言 1.1 国际国内塑料模具发展概况模具是工业产品生产用得重要工艺装备，在现代工业生产中，60%到90%的工业产品需要使用模具，模具工业已经成为工业发展的基础，许多新产品的开发研制在很大程度上都依赖模具生产

8、，特别是汽车、摩托车、轻工、电子、航空的行业尤为突出。而作为制造基础的机械行业根据国际生产技术预测，21世纪机械制造工业的零件，其粗加工的75%和精加工的50%都依靠模具完成，因此，模具工业已经成为国民经济的重要基础工业。不论在经济繁荣时期还是在经济萧条时期，模具工业都不可或缺。经济发展快时产品畅销，自然要求模具能跟上，这样会对模具带来强劲的要求，因此模具被称为不衰的工业。 目前，世界模具市场供不应求，近年来，世界模具市场总量已超过700亿美元，其中美国、法国、瑞士等国一年出口模具总产值的1/3。因此，研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。美国工业界认

9、为“模具是美国工业的基石”，日本把模具荣誉为“进入富裕社会的原动力”。在欧美其他发达国家，模具被誉为“磁力工业”。由此可见模具工业在各国国民经济中的重要地位。模具是工业产品生产用得重要工艺装备。中国加入WTO以来，全球制造中心逐步向中国大陆转移，我国的汽车、电子、通信、仪器和家电等相关产业飞速发展。而这些领域的产品85%以上都是能靠模具成型，这势必会带动模具行业的突飞猛进发展。目前，我国模具行业总产值已达到400亿元以上，发展势头强劲。而已上海为龙头、江浙为两翼的长江三角洲地区，经济基础雄厚，区域条件优越，经济增长势头良好，发展潜力巨大。其中汇集了6万余家模具企业，增长势头猛，商业渠道覆盖海内

10、外的广阔市场领域，已成为全国模具产品的重要集散地。模具工业的发展对于制造模具机床和设备的研制和生产也带来了前所未有的机遇，国内模具制造设备的研制和生产也带来了前所未有的机遇，国内模具制造设备及机床也逐步走上了规模化、专业化、国际化的发展道路，反过来又为广大模具企业提供良好的发展契机。随着全球制造业中心加快向中国大陆地区的转移，我国将在10年内成为世界模具制造业的中心。中国积极发展汽车工业，并保持连续的增长势头，从而将带动模具工业的进一步繁荣。可以预见，随着工业生产的不断发展，模具工业在国民经济发展，模具工业在国民经济中的地位将日益提高，并在国民经济发展过程中发挥越来越重要的作用。1.2 我国模

11、具设计技术发展方向 模具设计是决定模具开发制造能否成功的先决条件。模具设计技术大多数依赖个人的经验积累。模具设计长期以来一直依靠人的经验和机械制图来完成。自从20世纪80年代我国凡在模具计算机辅助设计（CAD）技术以来，这项技术已被大家认可，并且得到了越来越快的发展，已在模具制造中显现了巨大的优越性。90年代开始发展的模具计算机辅助工程分析（CAE）技术现在也已有许多企业应用，它对缩短模具制造周期及提高模具质量有着明显的作用。一些工业发达国家的模具企业应用CAD技术已从二维设计发展到三维设计，而且三维设计已达70%以上。我国大部分企业还停留在二维设计的水平上，能进行三维设计的企业还不到20%。

12、在国外，CAE软件的应用已较普遍，国内应用还比较少，而且在预测零件成型过程中可能发生的缺陷方面，CAE水平还比较低。模具设计技术及CAD和CAE软件今后应在以下几个方面得到发展，不断提高其水平。 1）模具设计资料库和知识库系统。 2）模具工程规划及方案设计。 3）模具材料和标准件的合理选用。 4）模具刚性、强度、流道及冷却通路的设计。 5）塑料模具材料成型过程的各种模拟分析（如注塑成型包括塑料充模、保压、冷却、翘曲、收缩、纤维取向等模拟分析）热传导和冷却过程的分析、凝固及结构应力分析等。计算浇注系统及模腔的压力场、温度场、剪切应变速率场和剪切应力场的分布及其结果分析是非常复杂和费时间的。这一模

13、拟技术已从中面流技术发展到了双面流技术，不久即可发展到既正确又快速的实体流技术，产生满足塑料件虚拟制造要求的三维注塑流动模拟软件。 6）提高设计和分析软件的快速性、智能化和集成化水平，并强化它们的功能，以适应模具的不断发展。除了模具CAD/CAE技术之外，模具工艺设计业非常重要。计算机辅助工艺设计（CAPP）技术已在我国模具企业中开始应用。由于大部分模具都是单件生产，其工艺规程有别于批量生产的产品，因此应用CAPP技术难度较大，也很难有适应于各类模具和不同模具企业的CAPP软件。为了较好地应用CAPP技术，模具企业自身必须搞好开发和研究。虽然CAPP技术的应用和推广难度比CAD和CAE难得多，

14、但这也是一个发展方向，应予重视。1.3 研究目的 通过对玩具手机后盖塑料注射模具的设计，了解注射模具的设计流程和初步具备塑料模具的设计能力。2 注射模总体设计2.1 注射模基本总体结构方案的比较与选取注射模的基本结构是由注射机的形式和塑件复杂程度等因素决定的。注射模的分类方法很多，按注射模的总体结构可分为单分型面注射模、双分型面注射模、带活动镶件的注射模和自动卸螺纹的注射模等，对于不同的塑件可选用不同的注塑结构。单分型面注射模是最简单的一种。在该结构中，构成型腔的一部分在定模上，型芯部分在动模上，主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上，开模后塑件与流道凝料一起留在动模一侧。双分型面注射模与单分

15、型面注射模相比多了一个可移动的浇口板，它用于针点浇口进料的单（双）型腔模具。开模时，浇口板与定模座板作定距离分型，以便取出凝料。带活动镶件的注射模上带有活动螺纹型芯、侧向型芯和活动镶件等，开模时，活动镶件连同塑件一起脱出模后，再通过人工使镶件与塑件分开。当塑件有螺纹部分并要求自动脱模时，可采用自动卸螺纹的注射模。该结构利用注射机的旋转运动带动螺纹型芯或螺纹型环转动，使塑件按规定的螺距推出。在具体选用模具结构时，应综合考虑塑件结构，尽量做到经济、实用。设计中由于塑件实体是手机后盖，其结构较简单，没有螺纹及需要侧向分型的结构，且不需要针点浇口，所以可选单分型面模具结构。2.2 制品的测绘2.2.1

16、 制品材料的工艺分析本注塑模设计中选用的制品材料为ABS，它是一种现代工业中经常用到的材料，具有高强度、耐腐蚀等优点，通常情况下其密度为1.0-1.0克/立方厘米，压缩比为1.8-2.0，比热容为0.35-0.4，其模具冷却温度范围在32-65之间。了解了ABS的以上性能，对我们进行模具结构设计及选材将大有帮助。2.2.2 实体测绘根据设计要求及设计方案，按照模具设计的基本步骤，首先应对制品实样进行测绘分析，选择合理的精度要求，确定分型面，选取正确的定位基准，为型腔及模具的设计建立最基本的条件。由于制品实体为玩具手机外壳，所以其精度要求不算太高，表面粗糙度设定在Ra=1.6即可，根据设计任务书

17、的要求，确定其长度方向尺寸精度小于0.50mm,厚度方向小于0.10mm,选用的测量器具为千分尺、螺旋测微器、平台、高度尺、天平称等，并根据测量的基本原理进行多次测量求平均值，这样可测得制品长度方向最大尺寸为L=63.24mm,宽度方向最大尺寸为D=39.98mm,高度方向最大尺寸为H=5.00mm,制品重量m=3mg,测得的结果参见图1所示手机后盖零件图。 图1 手机后盖零件测绘图Fig.1 Mobile phone back cover parts surveying and mapping figure2.3 注射机的选择在注塑模设计过程中，注射机的选择是必不可少的，也是至关重要的。根据

18、注塑模具的基本结构及注射机的尺寸与型号规格，本设计采用卧式注塑机，其注塑方向与给模方向一致，且占地面积小，安装、拆卸方便，嵌件便于安装。此外，注塑机型号的选择还应考虑以下几个方面：此处已删除始位置。4 绘制注塑模装配图及零件图 注塑模装配图及零件图的绘制是本次设计中的重点部分，它能够具体地反映出模具各零件的结构及各零件间的装配方式。一般情况下，注塑模零件图的绘制可通过AutoCAD、Pro/E两种方法进行，其中，AutoCAD主要用于二维图的绘制，它是当前主要的计算机辅助设计与绘图软件，在模具制造行业已得到广泛应用。AutoCAD为同一个零件的绘制提供了多种方法，并提供了多种自定义程序的方法，

19、可使用户随意的绘制各种图形，以满足用户的多种需求。通过AutoCAD软件我们可清楚地表达出手机后盖注塑模结构图，如图12所示。 图12 注塑模具结构简图 Fig.12 Mold structure diagram目前我们使用的AutoCAD2010比以前的版本增加了许多新的功能，而且运行速度也大为提高，但一般情况下它用于绘制二维平面图，尚不能较好到实现三维立体图的绘制。Pro/E是一套由设计到生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，能够实现参数化功能定义、实体零件及组装造型、实体着色、转化为二维图及仿真加工等多项功能。5 型腔零件的工艺分析5.1 零件的工艺性审查1） 零件的结构特点XQ

20、-01型腔（零件图见附图），该零件是注塑模的型芯部分，以矩形配合面与动模固定板配合，突出部分与定模镶件型芯形成闭合空间，注入熔融工程塑料ABS经冷却后形成所需玩具手机的后盖。零件的主要工作平面有矩形配合面、分模面、曲面型腔、镶块孔等；零件的形状较为复杂。由于型芯在注塑时需要承受一定的压力和温度，故该零件需要有足够的强度、刚度、耐磨性和韧性。2） 主要技术要求 零件图上的主要技术要求有：1、热处理：38-42HRC；2、锐角去毛刺倒钝；3、未注圆角R=0.25mm；4、孔与基准C的垂直度公差等级为7级。3） 加工表面及其要求 矩形配合面的表面粗糙度Ra=1.6m、与基准A的垂直度公差为0.03m

21、m； 分模面的平面度公差为0.01mm，与基准A的平行度公差为0.04mm； 内轮廓表面的粗糙度为Ra=1.6m；4） 零件材料零件的材料为45钢，可以通过热处理来获得所需的机械和力学性能。5.2 毛坯选择1）考虑到零件所需的性能，选用锻件作毛坯。 2）确定毛坯的形状、尺寸：选用45钢锻件806040（mm）。5.3 基准选择 加工中心的一次装夹希望能够进行在该基准下的全部加工，这样可以降低由于基准不重合而导致的基准不重合度误差。根据对工件的加工的初步分析在毛坯的初次装夹后可以完成加工，故选用毛坯的初始轮廓面为装夹基准。5.4 拟订机械加工工艺路线 1）各加工表面的加工方法及加工路径 该零件的

22、加工表面为71h7 48h7的配合表面、型腔内表面轮廓。 根据上述工艺分析，拟订工艺路径如下：工序：铣平面；工序：铣71h7 48h7的配合表面；工序：铣削型腔内表面；工序：清角处理工序：清洗；工序：检验；该方案按工序集中原则组织工序，在加工中心上一次装夹后完成上述工序的前三步的全部加工，最大程度上降低了工件的装夹次数，易于保证加工面相互间的位置精度，减少工件在工序间的运输次数，减少辅助时间和准备终结时间，提高了生产效率。5.5 仿真加工 对型腔的工艺分析完成后，便可以编写工艺卡片，并利用Mastercam软件进行仿真加工，从而可使我们更清楚到看到型腔的机械加工过程。6 总结 为期一个月的毕业

23、设计已接近尾声，在这一个月的时间里，我结合自己的设计课题和任务书要求，首先进行了毕业实习，做好了实习记录，并撰写了实习报告，对所设计内容有了感性认识，为毕业设计奠定了基础。同时，我还针对注塑模的设计与制造进行了文献检索，了解了模具设计的基本步骤与发展现状，完成文献综述一份，并制定了设计方案和具体的进度计划。 按照设计进度安排，我先对选取的塑件实体进行了测绘，确定其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，并对其进行了工艺分析，确定了模具各零件的结构、尺寸和精度要求，设计出注塑模具一套，绘制出了模具装配图及各零件图，对各零件进行了三维造型，完成了各零件间的装配，并对模具中的主要零件进行工艺分析，编写了工序卡

24、，实现了型腔的仿真加工。通过以上工作的完成，我对一套模具从设计到加工的全过程有了清醒而直观的认识，了解了注塑模的工作原理，对模具中型腔、型芯等主要零件的设计及精度的确定具备了一定的经验知识，能够对模具设计中常出现的问题提出合理的解决方法，能够正确地选取注射机、确定模架的结构及尺寸、确定型腔数。在模具设计中，精度要求的确定是至关重要的一步，要综合考虑尺寸精度及配合要求，特别是各模板及型腔、型芯等配合精度要求高的部件，其精度确定的合理与否将影响到塑件的质量，从而对产品的使用性能及企业的经济效益产生很大的影响。由于知识及实践经验的缺乏，在设计过程中，零件加工精度的确定尚存在许多不足之处，在以后的工作

25、、学习中还有待改进。由于采用了Pro/E进行实体造型，并进行了仿真加工，使得生产出的制品质量好，减少了次品率，有效到提高了生产效率和经济效益。参考文献1 李德群。 塑料成形工艺及模具设计M.北京：机械工业出版社，2005.2-102 王桂萍。邱以云，塑料模具的设计与制造M.北京：机械工业出版社，2006.15-563 于华。注塑模具设计技术实例M.北京：机械工业出版社，2008.34-554 魏万璧。塑料模具制造技术M.广州：广东科技出版社，2009.4-205 李德群。塑料成型模具设计M.武汉：华中理工大学出版社，2009.5-166 卓迪仕。数控技术及应用M.北京：国防工业出版社，2007

26、.7-187 秦宝荣。机械制造工艺学与机床夹具设计M.北京：中国建材工业出版社，2008.3-208 刘瑞新。Mastercam应用教程M.北京：机械工业出版社，2002.77-909 猛少农。机械加工工艺手册M.北京：机械工业出版社，2001.80-10010 陆剑中，孙家宇。金属切削原理与刀具M.北京：机械工业出版社，2000.30-5011 薛彦成。数控原理与编程M.北京：机械工业出版社，2008.80-9012 黄圣杰,张益三 ，洪立群。Pro/E2001高级开发实例M.北京：电子工业出版社，2002.2-3513 李德群。精密多腔注射模CAD/CAE/CAM系统N.武汉: 华中理工大

27、学学报，2010年10期.3-1514 刘光斌。单片机系统实用抗干扰技术M.北京:人民邮电出版社,2003.10-2115 杨旭,王兆安。开关电源技术M.北京:机械工业出版社,2004.3-1816 张阳天,韩异凡。Protel DXP电路设计M.北京:清华大学出版社,2005.6-2017 戴永。微机控制技术M.长沙:湖南大学出版社,2004.7-2818 纪名刚，濮良贵。机械设计M.北京：高等教育出版社，2006.5-20 19 Phipp s L J. Mechanics in agriculture. Third edit ion,The Interstate Printers and

28、 Publishing,2007.10 20 Claude Culpin.Farm machinery.11th edition,BSP Professional Books,2000.56-72 致 谢 本次毕业设计历时一个多月，选用的塑件为玩具手机的后盖，要求设计出注塑模具一套，生产的塑料制品应达到一定的质量要求，设计出的模具应结构合理、工艺性好、出模方便、安全可靠、便于维修。另外，还要对模具的型腔进行工艺分析，设计出在加工中心上加工的数控程序等。 从测绘到精度的确定、工艺分析、模架结构设计、浇注系统的设计、冷却系统的设计，每一步都需要理论和经验的相互结合，但在实际设计过程中，经验的不足是我最大的缺点。为避免因经验不足带来的问题，在设计中除经常去企业参观实习外，我还把遇到的问题总结、归类，并及时向老师询问，以求将可能出现的问题减至最小。 在设计过程中得到了陈力航老师的热心指导和其他专业老师的修改建议，并得到同组同学的大力支持和帮助，在此表示衷心感谢。由于作者实践经验与理论水平有限，时间较短促，书中缺点和不足之处敬请读者批评指正。