手机电池面板塑料模具设计【13张CAD图纸+毕业论文+任务书+开题报告+外文翻译】

手机电池面板塑料模具设计50页 15000字数+论文说明书+任务书+13张CAD图纸【详情如下】任务书 .doc冷却水管A4.dwg动模板A4.dwg动模镶块A3.dwg压块A4.dwg型芯2A4.dwg型芯A4.dwg外文翻译-模流仿真在电子封装中的应用  原版.pdf外文翻译-模流仿真在电子封装中的应用.doc定模镶块A3.dwg手机电池面板塑料模具总装配图A0.dwg手机电池面板塑料模具设计开题报告.doc手机电池面板塑料模具设计论文.doc挡块A4.dwg摆钩A4.dwg浇口A4.dwg滑块2A2.dwg滑块A2.dwg手机电池面板塑料模具设计目 录第一章    塑件的成形工艺性分析21.1、塑件材料的选择及其结构分析21.2、ABS的注射成型工艺31.3、ABS性能分析41.4、ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施：6第二章    模具结构形式的拟定72.1、确定型腔数量及排列方式72.2、模具结构形式的确定8第三章    注塑机型号的确定93.1、有关塑件的计算93.2、注射机型号的确定93.3、注射机及型腔数量的校核103.4、注射机及参数量的校核10第四章    分型面位置的确定144.1分型面的形式144.2分型面的确定15第五章 浇注系统的形式和浇口的设计175.1、浇注系统的尺寸175.2、主流道的设计185.3、冷料井的设计225.4、分流道的设计235.5、浇口的设计265.6、浇注系统的平衡285.7、浇注系统断面尺寸计算29第六章模架的确定和标准件的选用32第八章 合模导向机构的设计36第九章 成型零件的设计43设计总结49参考文献50第一章    塑件的成形工艺性分析1.1、塑件材料的选择及其结构分析1、塑件（手机电池面板）模型图：图1-1  塑件图2、塑件材料的选择：选用ABS（即丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。3、色调：黑色。4、生产批量：大批量。5、塑件的结构与工艺性分析：（1）结构分析塑件为手机电池面板的上半部分，应有一定的结构强度，由于中间有手机的按键及手机显示屏，后面有与后盖联接的塑料倒扣，所以应保证它有一定的装配精度；由于该塑件为手机电池面板，因此对表面粗糙度要求不高。（2）工艺性分析精度等级：采用5级低精度脱模斜度：塑件外表面  40120   塑件内表面  301（脱模斜度不包括在塑件的公差范围内，塑件外形以型腔大端为准，塑件内形以型芯小端为准。）1.2、ABS的注射成型工艺1、注射成型工艺过程（1）预烘干-装入料斗-预塑化-注射装置准备注射-注射-保压-冷却-脱模-塑件送下工序（2）清理模具、涂脱模剂-合模-注射2、ABS的注射成型工艺参数（1）注射机：螺杆式（2）螺杆转速（r/min）：3060（选30）（3）预热和干燥：温度（C）  8085                     时间 (h)     23（4）密度（g/ cm3）:1.021.05（5）材料收缩率（）：0.30.8（6）料筒温度（C）：后段  150157                     中段  165180                     前段  180200（7）喷嘴温度（C）：170180（8）模具温度（C）：5080（9）注射压力（MPa）：70100（10）成形时间（S）：注射时间  2090                    高压时间  05                    冷却时间  20120                    总周期    50220     设计总结 通过三个多月对手机电池面板塑料模具设计，我注塑模具的设计方法与流程有了一个比较全面的了解。在这个不断设计、学习、再设计的反复操作过程中，我们潜移默化地学习到了一种科学的设计思路和方法，这对我们以后的工作态度和方法将产生积极的影响。特别是在利用现代化的设计上，我有了很多的自己的设计思想。在设计的过程中，遇到了很多的问题，尤其是在流道的设计、抽芯机构的设计以及成型零件的计算等方面，费了很多周折，也走了很多弯路。而在装配图的绘制中，又遇到了前面设计上的很多结构错误，对细节的反复修改较多。经过很长时间的思考和查阅资料，才成功地完成了本套模具的设计过程。当然，本模具的设计也存在了很多的问题，在实际中也许并没有办法正常运作。毕竟是在学校做毕业设计，难免会存在各种各样的问题在模具的设计过程中，很多时候都是依靠同学们的帮助和老师的指导，才能顺利地继续往下设计，在这里要感谢同学的帮助，也向各位指导老师表示衷心的感谢！ 参考文献1.唐志玉.塑料模具设计师指南.国防工业出版社,1996.6.2.许鹤峰，陈言秋.注塑模具设计要点与图例.化学工业出版社.1999.73.陈孝康，陈炎嗣，周兴隆.实用模具技术手册.中国轻工业出版社.2001.14.四川大学，北京化工大学，天津轻工业学院.塑料成形模具.中国轻工业出版社.1982.65.周炳尧等.模具设计与制造简明手册.上海科学技术出版社.1996.66.廖念钊等.互换性与技术测量.中国计量出版社。1991.107.保修成.高分子工程材料.北京航空航天大学出版社.1992.58.中国机械工业协会热处理分会.热处理工程师手册.机械工业出版社.1999.59.黄圣杰等PRO/EGNGINEER2001高级开发实例.电子工业出版社.2002.210.严烈.PRO/ENGINEER2000iNC加工实例宝典.冶金工业出版社.2001.611.林清安.PRO/ENGINEER 2000i2模具设计.北京大学出版社2001.812.林清安.PRO/ENGINEER 2000i2零件设计实务.北京大学出版社.2001.413.钟建琳. PRO/ENGINEER 2000i零件造型实用教程.机械工业出版社.2001.1014.林程，吴志成，张红. PRO/ENGINEER 2000i2范例教程.2000.1215.柳迎春.PRO/ENGINEER 20001曲面设计.北京大学出版社.2002.116.林清安.PRO/ENGINEER 2000i零件组合.北京大学出版社2001.3 毕业设计（论文）任务书 系 ： 机械工程 系 专 业 ： 机械工程及自动化 学 生 姓 名： 学 号： 设计 (论文 )题目 ： 手机电池面板塑料模具设计 起 迄 日 期 : 2010年 2月 24 日 2010年 6月 10 日 设计 (论文 )地点 : 指 导 教 师 : 专业负责人 : 发任务书日期 : 2010 年 2 月 24 日 任务书填写要求 1毕业设计（论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经 学生所在专业 的负责人 审查、系领导签字后生效。此任务书应在毕 业设计（论文）开始前一周内填好并发给学生； 2 任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴； 3 任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系主管领导审批后方可重新填写； 4 任务书内有关“系”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号； 5 任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标 714 2005文后参考文献 著录规则的要求书写，不能有随意性； 6 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 2005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2008 年 3 月 15 日”或“ 2008 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 1本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 1 培养独立运用机械工程及自动化的理论知识进行模具中机械机构设计的能力； 2 较熟练使用 件进行计算机辅助模具设计的能力； 3 初步掌握使用 行塑料流动仿真的能力。 2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 1 课题任务 本课题 针对手机电池面板设计一套塑料模具， 利用 术在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况， 从而为模具设计提供最佳方案 。 2 课题要求 本课题根据已提供的手机电池面板三维 型，设计一套较高质量的注塑模具。 首先使用 件进行模具注塑仿真，从而选择最 近的浇口位置。然后分别设计浇注系统、顶出机构、侧向抽芯机构、导向系统及固定和安装装置。 本课题要求学生具备较好机械设计专业理论知识与实际应用能力。并且能运用 三维件 进行机械辅助设计，从而培养学生较好的 力。同时应具备绘制和阅读机械图样能力。 要求学生积极、广泛地收集相关资料，查阅参考文献。翻译相关英文资料。 在做论文期间，要求学生抓紧有限时间，用于毕业设计。根据课题工作进度计划，按期完成相关工作。应有端正、严谨的工作态度，定期汇报工作成绩。 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 3对本毕业设 计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等： 1. 完成模具总体方案设计 和 手机电池面板模流仿真分析报告 ； 2. 用 件 建立各零件实体和结构的装配体模型，并运用 制模具的装配图和主要零件的工程图； 3. 完成毕业论文的撰写。 4主要参考文献： 1 蒋桂芝，王丽 J. 机电产品开发与创新，2008， 21（ 4）： 1972 周其炎 M北京：电子工业出版社， 2007. 3 单岩，王蓓，王刚 M华大学出版社， 2004. 4 王刚，单岩 具分析应用实例 M华大学出版社， 2005. 5 俞华英 ， 金 杰 ， 吕 圣 薄壁注塑件的工艺参数的优化 J2008， 36（ 4）： 4606 张国强 . 塑料模具设计与生产应用 M. 北京：化学工业出社， 2005. 7 贺华波，邓益民，李红林 . 基于 薄壁注塑件成形工艺优化 设计 J. 电加工与模具：设计研究， 2006，（ 1）： 38241. 8 余卫东 . J. 2001，（ 6） . 9 恒盛杰 M北京：中国青年出版社， 2008 10 李翔鹏 M民邮电出版社， 2009. 11 丁国军 . J2008， 6： 1312 申长雨，李倩 M南科学技术出版社， 1998. 13 吴崇峰 国轻工业出版社， 2000. 14 杨裕国 M学工业出版社， 2003. 15 朱光力 M华大学出版社， 2005. 16 肖爱民，戴峰泽，袁铁军 注塑模具设计与制造 M学工业出版社，2007. 17 齐卫东 设计手册 M京理工大学出版社， 2008. 18 付宏生 M学工业出版社， 2006. 19 黄晓燕 M海科学技术出版社， 2007. 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 5本毕业设计（论文）课题工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 2010 年 2 月 24 日 3 月 19 日 3 月 20 日 3 月 31 日 4 月 1 日 4 月 14 日 4 月 15 日 4 月 30 日 5 月 1 日 5 月 25 日 5 月 26 日 6 月 5 日 完成开题报告、英文翻译 完成模具方案设计和模流分析 完成模具中各个机构的结构设计和零件的三维模型 完成工程图的绘制 完成毕业论文撰写 论文答辩 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 学院（系）意见： 院（系）领导： 年 月 日 毕业设计（论文）任务书 系 ： 机械工程 系 专 业 ： 机械工程及自动化 学 生 姓 名： 学 号： 设计 (论文 )题目 ： 手机电池面板塑料模具设计 起 迄 日 期 : 2010年 2月 24 日 2010年 6月 10 日 设计 (论文 )地点 : 指 导 教 师 : 专业负责人 : 发任务书日期 : 2010 年 2 月 24 日 任务书填写要求 1毕业设计（论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经 学生所在专业 的负责人 审查、系领导签字后生效。此任务书应在毕 业设计（论文）开始前一周内填好并发给学生； 2 任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴； 3 任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系主管领导审批后方可重新填写； 4 任务书内有关“系”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号； 5 任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标 714 2005文后参考文献 著录规则的要求书写，不能有随意性； 6 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 2005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2008 年 3 月 15 日”或“ 2008 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 1本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 1 培养独立运用机械工程及自动化的理论知识进行模具中机械机构设计的能力； 2 较熟练使用 件进行计算机辅助模具设计的能力； 3 初步掌握使用 行塑料流动仿真的能力。 2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 1 课题任务 本课题 针对手机电池面板设计一套塑料模具， 利用 术在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况， 从而为模具设计提供最佳方案 。 2 课题要求 本课题根据已提供的手机电池面板三维 型，设计一套较高质量的注塑模具。 首先使用 件进行模具注塑仿真，从而选择最 近的浇口位置。然后分别设计浇注系统、顶出机构、侧向抽芯机构、导向系统及固定和安装装置。 本课题要求学生具备较好机械设计专业理论知识与实际应用能力。并且能运用 三维件 进行机械辅助设计，从而培养学生较好的 力。同时应具备绘制和阅读机械图样能力。 要求学生积极、广泛地收集相关资料，查阅参考文献。翻译相关英文资料。 在做论文期间，要求学生抓紧有限时间，用于毕业设计。根据课题工作进度计划，按期完成相关工作。应有端正、严谨的工作态度，定期汇报工作成绩。 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 3对本毕业设 计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等： 1. 完成模具总体方案设计 和 手机电池面板模流仿真分析报告 ； 2. 用 件 建立各零件实体和结构的装配体模型，并运用 制模具的装配图和主要零件的工程图； 3. 完成毕业论文的撰写。 4主要参考文献： 1 蒋桂芝，王丽 J. 机电产品开发与创新，2008， 21（ 4）： 1972 周其炎 M北京：电子工业出版社， 2007. 3 单岩，王蓓，王刚 M华大学出版社， 2004. 4 王刚，单岩 具分析应用实例 M华大学出版社， 2005. 5 俞华英 ， 金 杰 ， 吕 圣 薄壁注塑件的工艺参数的优化 J2008， 36（ 4）： 4606 张国强 . 塑料模具设计与生产应用 M. 北京：化学工业出社， 2005. 7 贺华波，邓益民，李红林 . 基于 薄壁注塑件成形工艺优化 设计 J. 电加工与模具：设计研究， 2006，（ 1）： 38241. 8 余卫东 . J. 2001，（ 6） . 9 恒盛杰 M北京：中国青年出版社， 2008 10 李翔鹏 M民邮电出版社， 2009. 11 丁国军 . J2008， 6： 1312 申长雨，李倩 M南科学技术出版社， 1998. 13 吴崇峰 国轻工业出版社， 2000. 14 杨裕国 M学工业出版社， 2003. 15 朱光力 M华大学出版社， 2005. 16 肖爱民，戴峰泽，袁铁军 注塑模具设计与制造 M学工业出版社，2007. 17 齐卫东 设计手册 M京理工大学出版社， 2008. 18 付宏生 M学工业出版社， 2006. 19 黄晓燕 M海科学技术出版社， 2007. 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 5本毕业设计（论文）课题工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 2010 年 2 月 24 日 3 月 19 日 3 月 20 日 3 月 31 日 4 月 1 日 4 月 14 日 4 月 15 日 4 月 30 日 5 月 1 日 5 月 25 日 5 月 26 日 6 月 5 日 完成开题报告、英文翻译 完成模具方案设计和模流分析 完成模具中各个机构的结构设计和零件的三维模型 完成工程图的绘制 完成毕业论文撰写 论文答辩 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 学院（系）意见： 院（系）领导： 年 月 日 Y. P. . D. o., 123, 3, d., 27, he AE in C to MC C is a to In to is to to to of it is , of of of be to of By AE be be to is a a No or a to a An is a it of to of it is to an to A is to a A () is to to a & we of be be to or or is as is of to . he by we or to an A of be by it of us to 11. In to of of of be AE be as a to in 2000 l 30 00/$ 2000 F 2, 2009 5:07 he is on a to a to is by a s a an is an is to is a an or 4n is be by by or to to of 6. A is . . A 4L is to of of to to by of up to . to of as To of be to up of . 4L . 4L of of no is to be as of of be as 13 ir 8 . to be 3 is no ). 8 , at of to us be as as to 2000 l 3 1 F 2, 2009 5:07 . of 3 b . 8 to of no is 6 is to be of ). it to . 16 is to of he of to A 08L is to of 08L 0 PH to a . 08L ue to of on PH is so to so it is 0 PH of of 1). 0. of a 6 PH 08L 1. 0 PH 08L is to 2 of of 000 l 32 F 2, 2009 5:07 to 2. as he of is a 3 & 4 of 56L of -1 o, . . 4 1 K 3. of 56L . . i 4. of 56L he is to of of ( ( is 5 to 56L an is as 5. HS 56L n 56L to a is no of 6). 2000 l 33 F 2, 2009 5:07 s 1995. 6. no 56L is as a to is of as he to o., r. (. 2. 3. 4. 5. L. T. “C 1993. u, u “1 54L 1998. u . K. “of a 1 s 1999. s 1995. “C in , 1997. 2000 l 34 F 2, 2009 5:07 毕业设计 (论文 )外文资料翻译 专 业： 机械工程及自动化 姓 名： 学 号： 外文出处： 2000 l 附 件： 指导教师评语： 文献翻译符合科技论文语法习惯 ，语句较通顺，用词较简练。但还需注意专业词汇的合理翻译。整篇文章翻译较好。 签名： 2011 年 3 月 15 日 注： 请将该封面与附件装订成册。 附件 1：外文资料翻译译文 模流仿真在电子封装中的应用 中华民国台湾台中县 427 潭子乡，大芳路， 3 区， 123 号 凯文蔡，维基刘， 矽品精密工业股份有限公司 摘要 在 装中的模具流动 术的应用已经发展了很多年。然而，由于它的内在局限性，精确 预测在 装过程中传递模塑的 动行为仍然是一个巨大的挑战 。 在本文中，分析在半导体封装中的模流的建模技术已经开发出来了。引导框架将整个成型腔从顶部到底部分成许多个腔。腔厚度是影响 模内流动 行为的最重要的因素。顶部和底部腔的大的厚度差异引起不平衡的流动，很容易造成气泡及下垫板倾斜。有些封装包，有较大的厚度差异，例如 1 至 3 厚度比的 列封装包，在成型时有严重不平衡的熔胶流动波前。根据观察大量的短 射样本的流动现象，发现型腔厚度，粘结线密度， L / F 开口的尺寸，和表面粗糙度都将影响到 流动行为。在建仿真模型时考虑到上述因素后 ,得到的数值结果与 装的实际实验结果极其一致。熔胶流动波前的数值模拟和实验结果将进行比较和显示。进一步调查，提高这种封装的 塑模性能 的更深入的研究也在进行中 。通过使用 件，模塑缺陷可以很容易地发现，这些 塑模性能的 问题能够有效地加以改进，以减少制造成本和设计周期。 导言 很长一段时间以来， 模铸法 是一个众所周知的来浇铸产品的技术。无论是热塑性还是热固性 材料， 模铸法 为消费性产品 提供一种统一的形式，快速，大量生产，容易复制，甚至是一种低成本的解决方案。对于 模铸法 稳定的流态是一个简单而重要的因素，它减少翘曲变形、 金线偏移 砂眼气孔和残留压力 的可能性。但由于封装设计和工艺参数的限制，在实际的生产条件中引入最优化的解决方案是非常困难 的。 件然后便成为提供一个更好的解决办案的提案。 应成型软件（见图 1 ）是用来预测模流结果，试图提供更好的封装设计与在这一点上的成型参数的。 拟的基本输入项包括三个部分。首先，我们创建塑封材料被引 入的型腔的几何模型。腔可划分为两个或三个作为引导框架或附加设计的散热片的建模分腔。其次，塑封材料的类型和它的物理及流动特性被选择来做流量特性模拟。生产过程情况，如熔体温度和转移时间，作为最后的输入项，是设置来模拟真实的成型结果。 图 1 应成型软件的控制面板 流态，成型压力，可能的空缺位，和线扫描百分比将在仿真结果中显示出来。然后我们可以修改工艺参数和 /或封装设计，以找到最优的解决方案。不同的封装设计也可以通过模拟比较出来，同时这也缩短了真正成型过程的时间和材料成本。通过模流仿真的输出数据，优化 的工艺参数也将提供给我们来注塑出具有良好的加工性和高性能的产品 1 。 在本文中，实际的短射样本的过程将和仿真的结果相比较以了解模流软件的准确性。也将比较不同的凹模厚度，散热片设计，引导框架垫开口和不同封装的引线架深高度的仿真结果的流态和空洞发生的位置及可能性。 件然后将被认可为一个快速，低成本和有效的工具来预测成型问题，并能够预先提供优化的解决方案2。 数值方法 基本理论 件的数值解是基于一种有限元 /有限差分混合的来解决压力和温度场以及跟踪移动的熔胶流动波前的控制 体积法的方法。充型模拟是按照没有加固区域的广义的 赫尔肖流 ，以及有增强纤维垫区域的达西定律。分析假设不可压缩的粘性聚合树脂填补非等温条件和对称热边界条件下的腔。定向流动行为也包括各向异性纤维垫（也称为执行区）被放置的区域。纤维垫和树脂之间相互作用的热效应被考虑到通过集中的物理特性方法。熔体可能经受一个诱导期和 /或在充型和后充填时期固化 4。 建模方法 为模流仿真创建一个定义好厚度模型的二维表面。几何形状可以塑造成被引导 框架分成顶部和底部的腔。有时散热片甚至会分开成顶部或底部空腔两部分。虚拟连接器用于 连接各个腔，并确保在相同条件下的开始和结束点 6 。典型的模流几何模型见图 2 。 图 2 模流仿真的典型的几何模型 个案研究 引导框架设计方向 图 3 所示的 4L 封装是研究来描述不合格的引导框架开口设计的气阱问题。塑封材料从图示的底部区域流入腔中，并流经到顶部区域。由于引导框架分开的两个分腔之间厚度分布不均，底部腔的熔胶流动波前的流行速度比顶部的快并且通过开口 1 和开口 2 向上流到顶部腔。熔体然后回流，和顶部腔的前部接触，形式气阱。图 4 表明，实验样本和仿真结果显示出同样的气阱位置。为了解决这个问 题，顶部区域的两个开口应密封起来，以避免熔体的上流。空气然后将从排气道排出。 图 3 4L 封装的引导框架设计 图 4 实验样本和仿真结果显示出 4L 封装的同样的气阱位置 凹模厚度的确定 图 5 显示了 装的不同的凹模厚度设计，没有空洞产生的最大凹模厚度的问题试图被找到作为晶圆研磨的建议。由于大的厚度差异，这种复合熔体在凹模附着区域周围会流动得比在上模快。气阱便可能在熔体回流的时候形成。 图 5 装几何图形的横截面 经过模流仿真，气阱发生的可能性和发生的地点就很容易被预测 了。对于 13 密尔凹模厚度的设计，即使熔体流动有一些不平衡也没有气阱发生（如图 6 所示 ） 。但如图 7 所示的 18 密尔凹模厚度的设计，由于熔胶流动波前的不平稳，上模区域的最后填充部分发生了气阱。这项研究告诉我们凹模厚度应尽可能小，以引入平稳的流态，减少空洞的产生。 图 6 13 密尔凹模厚度的 装的熔胶流动波前进程 图 7 仿真结果显示 18 密尔凹模厚度的 装的气阱 进一步的研究来预测不发生空洞的凹模厚度限制的问题也应用于 装，并且 16 密尔凹模厚度被发现是晶圆研磨的最大 值（参阅图 8 ） 。凹模厚度越厚，形成气阱的风险越高。 图 8 16 密尔是避免气阱的凹模厚度限制的最大值 散热片厚度的解决方案 散热片的厚度也影响到流态，而且由于不平稳的模流将引起气阱。 08垫板散热片）封装被研究来模拟熔胶流动波前的进程。图 9 显示了 086 和 10 密尔 度设计的分析结果进行了比较，以找到更好的解决办案。 图 9 08L 装的横截面 由于顶部和底部腔的厚度差异，熔体流动在上边更快并且通过垫开口到达底部腔。对于 6 密尔的 计，不稳定的流动没有严重到可以形成气阱（见图 10 ） ，因此它是可以接受的。但在 10 密尔 情况下，因为熔胶流动波前回流的影响，在散热片下便会形成气阱（图 11 ） 。 图 10 6 密尔 计的 08L 封装的 熔胶流动波前进程 图 11 10 密尔 计的 08L 封装形成气阱 短射样品也验证了仿真结果。图 12 显示了实验样品的气阱位置和模流预测的结果几乎是相同的。在真正的大规模生产前发现可能存在的问题，在这个方面，模流分析的精确性再一次被认可了。 图 12 实验样 本与模流仿真显示了相同的气阱位置 散热片的设计建议 不同的散热片设计的仿真在这里进行比较以找到一个更好的模流建议。图 13和图 14 显示了这项研究中的 装的引导框架外形和横截面图。 图 13 56L 装的引导框架的外形及横截面图 图 14 56L 装的引导框架的外形及横截面图 封装作模流仿真将分为三个区域。第一个区域（引导框架上面的分模腔）的熔胶流动波前的运行速度比区域二（引导框架和散热片之间的分模腔）的和区域三 （散热片下方的分模腔）的快 。因 此，顶部和底部型腔之间的模流是不稳定的。图 15表明， 56L 装的塑封材料从顶部区域通过大开口向下流动到区域三模具复合流往区域 3。然后如标记所示一个气阱在散热片的下方形成了。 56L 封装的 计也同样有不稳定的流态。但是由于更优的散热片设计，这种封装并没有产生气阱（如图 16 所示 ） 。 结论 模流软件被证明是预测熔体流态，空洞和气阱位置，甚至是 金线偏移 和挡板转移性能（这个本文不研究）的 一个很好的仿真工具。短射样本也显示了预测熔胶流动波前的准确性。 通过使用模流仿真软 件，人们可以降低制造成本，缩短开发周期时间，并在大规模生产前找到潜在的问题。最优的成型工艺参数，如成型压力，侧面冲击速度，模内固化时间也在数值分析后得到。 致谢 作者要感谢 矽品精密工业股份有限公司 的 工艺工程师，因为他们提供了短射样本。还要感谢 绮城科技股份有限公司 （ 模流 公司亚太区办事处）的黄大卫先生，因为他提供的 应成型软件的数据资料。 附件 2：外文原文 （复印件） Y. P. . D. o., 123, 3, d., 27, he AE in C to MC C is a to In to is to to to of it is , of of of be to of By AE be be to is a a No or a to a An is a it of to of it is to an to A is to a A ) is to to a we of be be to or or as is of to . he by we or to an A of be by it of us to 1. In to of of of be AE be as a to in 2 he is on a to a to is by a s a an is an is to is a an or 4 is be by by or to to of 6. is . . A 4L is to of of to to by of up to . to of as To of be to up of . 4L . 4L of of no is to be as of of be as . to be 3 is no ). 8 , at of to us be as as to . of 3 . 8 to of no is 6 is to be of ). it to . 16 is to of he of to A 08L is to of 08L 0 to a . 08L ue to of on PH is so to so it is 0 PH of of 1). 0. of a 6 PH 08L 0 PH 08L is to 2 of of is to 2. as he of is a 3 & 4 of 56L of 3. of 56L 4. of F 256L he is to of of ( ( is 5 to 56L an is as 5. HS 56L n 56L to a is no of 6). 6. no 56L is as a to is of as he to o., r. (. L. T. “C 1993. 2. u, u “I 54L 1998. 3. u “of a I s 1999. 4. s 1995. 5. “C in , 1997. 6. s 1995. 毕业设计 (论文 )开题报告 学 生 姓 名： 学 号： 专 业 ： 机械工程及自动化 设计 (论文 )题目 ： 基于模流分析的 手机主面板塑料模具设计 指 导 教 师 : 2011 年 03 月 11 日 开题报告填写要求 1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2开题报告内容必 须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 15篇（不包括辞典、手册）； 4 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 2005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2007 年 3 月 15 日”或“ 2007 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 注塑成型是塑料成型加工的主要方法 ,其制品具有高精度、高复杂程度和高一致性等优点 ,同时该成型方法效率高而且消耗低 ,对各种塑料的加工适用性强 ,因此有很大的市场需求和良好的发展前景 . 而近年来 ,笔记本电脑、移动电话和个人数字助理 ( 等 3C( 产品更新换代的速度非常快 ,这类产品的设计理 念正朝着“轻、薄、短、小”方向发展 ,同时人们对这些产品的需求也在快速增长 ,于是在常规注塑成型技术的基础上 ,薄壁注塑成型 在市场经济条件下，产品的质量与成本已成为企业生存发展的生命线。实践证明，随着计算机技术及 术的迅速发展 ,特别是 件的推出与应用 ,可以在模具加工前 ,通过计算机对整个注塑成形过程进行模拟分析 ,准确预测熔体的填充、保压、冷却等情况 ,帮助工艺人员在试模前对可能出现的缺陷进行预测 ,找出缺陷产生的原因并加以改进 ,减少试模次数，加快产品研发，提高企业 效率。 运用 件分析薄壁塑件的成形工艺 ,并结合正交试验法 ,对不同工艺条件下的薄壁注塑过程进行模拟 . 首先以模具温度、熔体温度、注射压力及注射速率为工艺参数水平 ,获得注塑时间 ,再以注射时间、保压压力、保压时间及冷却时间为工艺参数 ,获得塑件成型后的体积收缩率、翘曲量两个数值 ,对所得到的数值运用信噪比和方差分析方法来进行处理 ,确定最佳成形工艺参数组合 . 预测最优参数组合成型所得的体积收缩率和最大翘曲值 ,最后通过软件模拟验证其正确性。 对于塑料注射成型来说 , 最重要的是 控制塑料在模具中的流动方式。制品的许多缺陷 , 如气穴、熔接痕、短射乃至制品的变形、冷却时间等 , 都与树脂在模具中的流动方式有关。 可以预测和显示熔体流动前沿的推进方式、填充过程中的压力和温度变化、气穴和 熔接痕的位置等 , 帮助工艺人员在试模前对可能出现的缺陷进行预测 , 找出缺陷产生的原因并加以改进 ,提高一次试模的成功率。 设计分析解决方案是全球塑料注射成型行业中使用最广泛、技术最先进的软件产品。传统的注射模设计基本凭借设计人员个人的 知识和经验，模具设计、加工完毕后，需要花费大量的时间进行调试、修改，甚至可能由于无法挽回的一点失误使得整个设计报废，模具设计、加工的成本高，效率低。 20 世纪 70 年代以来，随着计算机技术的迅猛发展和普及，注射模 术也随之推广。注射模 术的发展和应用使模具设计、加工的成本大大降低，效率则成倍提高，该技术的社会地位已得到充分的认可和重视。其中以 件的应用最具代表性，它不仅能够模拟分析热塑性塑料熔体进入模具的流动过程，而且可以对塑料的浇口位置、压力分布、冷却过程以 及注射工艺条件等进行模拟分析。 传统的注塑模设计和制造过程中很大程度上依赖于设计者的经验和制造工人的技巧，设计的正确性只有通过试模才能知道，制造的缺陷主要靠修模来纠正，有时还可能导致整套模具的报废，这样的设计和制造过程不仅使模具的质量难以保证，而且也使得模具设计和制造周期增加，成本提高。 为目前应用广泛的专业注塑模，将丰富的注塑经验带进制件和模具设计，并将注塑分析与实际注塑机控制相 联系，自动监控和调整注塑机参数。 是一个 塑料制件和模具设计分析的软件包，它提供强大的分析功能、可视化功能和项目管理工具。 可 以对制件的几何形状、材料的选择、模具设计及加工工艺参数设置进行深入的分析和优化以获得高质量的产品。 手机主面板结构设计合理性、模具设计合理性以及成型工艺等因素常常会导致产品研发周期延长，成本增加。借助计算机辅助工程模拟流动分析软件 综合分析的基础上对塑料件几何尺寸和成型工艺进行优化， 可以在设计阶段有效地解决可能出现的质量问题， 降低研发成 本。手机壳体注塑分析包括：浇口位置分析优化、充填分析和翘曲分 析。 定出对实验目标的影响最大的实验参数。 用以确定实验参数的最佳实验水平组合。首先使用 后使用 别对填充 (流动 (行优化。 优化目标为确定手机主面板 的最佳壁厚，保证设计的强度和经济性，提高设计质量。设计变量为注射时间、膨胀压缩注射设置、壁厚增量。 针对手机产品的特点，研究了将浇口位置分析、充填分析、翘曲分析和 实验设计分析 )相结合的优化设计方法，在设计前期避免将来成型时产品可能出现的缺陷，利用 术，优化了制件的结构和平均壁厚，在保证制件性能和功能的前提下，节省了材料，从而提高了产品设计的质量和效率。 因此，我们今后要利用现有的模拟分析结果，缩短设计周期降低成本。 参考文献 1 张国强 . 塑料模具设计与生产应用 M . 北京 :化学工业出版社 ,2005. 2 宋满仓 ,颜克辉 . 薄壁注塑成型数值模拟技术的发展现状 J 2006 , (34) :51254. 3 贺华波 ,邓益民 ,李红林 . 基于 薄壁注塑件成形工艺优化设计 J . 电加工与模具 :设计研究 ,2006 , (1) :38241. 4 王刚 ,单岩 . 具分 析应用实例 M . 北京 :清华大学 出版社 ,2005. 5 王万中 . 试验的设计与分析 M . 北京 :高等教育出版社 ,2004. 6 李海梅，高锋，申长雨注塑中的 工程塑料应用， 2004， 32(1)：59, 7 单岩，王蓓，王刚 M北京：清华大学出版社， 2004. 8 贺华波 ,李红林 ,刘军 ,等 对讲机天线零件注塑成形中的应用 J . 轻工机械 ,2005 (1) :33 - 35. 9 王刚 ,单岩 具分析应用实例 M . 北京 :清华大学出版社 ,2005. 10 黄圣杰 . 实战 具设计 M . 北京 :中国铁道出版社 ,2002. 11 吴崇峰 . 实用注射模 . 北京 : 轻工出版社 ,2000. 12 谭文胜 , 周建忠 . 阀式浇注系统优化控制技术在注塑模中的应用 J . 轻工机械 , 2004 (4) : 982101. 13 F, L , G, et A n to of fo r J . A l, 2003 (21) : 6622668. 14 詹春毅 , 岑运福 . 塑料注射成型中充模阶段熔体流动的研究 J . 轻工机械 , 2006, 24 (2) : 26229. 15 单岩 , 王刚 . Mo 具分析技术基础 M . 杭州 : 浙大旭日科技出版社 , 2004. 1 6 贺华波 , 李红林 , 邓益民 , 等 . Mo 电话听筒上盖零件注塑成型中的应用 J . 轻工机械 , 2006, 24 (2) : 38240. 1 7 黄先 , 董祥忠 , 莫健华 . 汽车仪表板注塑模具的 优化分析与设 计 J . 中国机械工程 , 2005 (10) : 1752176 18 周大路 , 何柏林 , 黄薇 注塑模设计中的应用 J . 计算 机应用技术 , 2005, 3 (8) : 26234. 19 陈兰贞 . 基于 技术的注塑件翘曲变形分析 J . 轻工机械 ,2006, 24 (3) : 27229. 20 李启炎，李光耀 . 003 三维设计教程 M. 北京：机械工业出版社，2003. 21 塑料模具设计手册编写组编著 . 塑料模具设计手册 M. 北京：机械工业出版社，2004. 22 李学锋 . 塑料模具设计及制造 M. 北京：机械工业出版社， 2001. 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 本课题根据已提供的手机主面板三维 型，设计一套较高质量的注塑模具。 利用 术在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却 和收缩等 情况， 在此基础上设计塑料模具的浇注系统、抽芯机构、顶出机构等机械装置，并对模具的开模过程进行仿真，从而为手机主面板的模具自动化设计打下基础，也为同类模具的优化设计提供参考与借鉴。 首先使用 件进行模具注塑仿真，从而选择最近的 浇口位置。然后分别设计浇注系统、顶出机构、侧向抽芯机构、导向系统及固定和安装装置。 A 图 B 图 C 图 D 图 二本课题拟采用的技术路线 1. 调研、收集资料，并阅读、消化资料； 2. 构思手机主面板注塑模总体设计方案；使用 件进 行模流仿真，确定各个最佳设计参数； 3. 设计模具中各个机构，并用 软件构建模具整体结构； 4. 使用 件绘制零、部件工程图； 5. 进行其他相关设计分析与计算，并按照要求撰写毕业设计说明书 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 指导教师意见 ： 1对“文献综述”的评语： 文献综述 能基本总结塑料注射模具设计及其 术发展史与研究现状，思路清晰，条理清楚。反映了该生有较好的专业基础知识和阅读科研文献的能力。 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论 文）结果的预测： 从开题报告看， 该生能较好的理解本课题所要研究的对象和拟解决的主要问题，并给出了较可行的技术路线。本课题以 手机主面板 的塑料模具作为研究对象，并在模具设计之前进行模流仿真，有较好的深度和广度。设计要求用 软件得到塑料模具的三维零件实体和装配体，并绘制出结构的装配图和主要非标准件零件图，有较合理的设计工作量。预测毕业论文能按正常进度完成。 指导教师： 2011 年 3 月 14 日 所在专业审查意见： 负责人： 2011 年 3 月 26 日 - 1 - 手机电池面板塑料模具设计 目 录 第一章 塑件的成形工艺性分析 .件材料的选择及其结构分析 .注射成型工艺 .能分析 .型塑件的主要缺陷及消除措施： .二章 模具结构形式的拟定 .定型腔数量及排列方式 .具结构形式的确定 .三章 注塑机型号的确定 .关塑件的计算 .射机型号的确定 .射机及型腔数量的校核 .射机及参数量的校核 .四章 分型面位置的确定 .型面的形式 .型面的确定 .五章 浇注系统的形式和浇口的设计 .注系统的尺寸 .流道的设计 .料井的设计 .流道的设计 .口的设计 .注系统的平衡 .注系统断面尺寸计算 .六章 模架的确定和标准件的选用 .八章 合模导向机构的设计 .九章 成型零件的设计 .计总结 .考文献 . - 2 - 第一章 塑件的成形工艺性分析 件材料的选择及其结构分析 1、塑件（ 手机电池面板 ）模型图： 图 1塑件图 2、塑件材料的选择：选用 丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。 3、色调：黑色。 4、生产批量：大批量。 5、塑件的结构与工艺性分析： （ 1）结构分析 塑件为 手机电池面板 的上半部分，应有一定的结构强度，由于中间有手机的按键及手机显示屏，后面有与后盖联接的塑料倒扣，所以应保证它有一定的装配精度；由于该塑件为 手机电池面板 ，因此对表面粗糙度要求不高。 （ 2）工艺性分析 - 3 - 精度等级：采用 5 级低精度 脱模斜度：塑件外表面 40 1 20 塑件内表面 30 1 （脱模斜度不包括在塑件的公差范围内，塑件外形以型腔大端为准，塑件内形以型芯小端为准。） 注射成型工艺 1、注射成型工艺过程 （ 1）预烘干 入料斗 塑化 射装置准备注射 射 压 却 模 件送下工序 （ 2）清理模具、涂脱模剂 模 射 2、 （ 1）注射机：螺杆式 （ 2）螺杆转速（ r/ 30 60（选 30） （ 3）预热和干燥：温度（ C） 80 85 时间 (h) 2 3 （ 4）密度（ g/ : 5）材料收缩率（）： 6）料筒温度（ C）：后段 150 157 中段 165 180 前段 180 200 （ 7）喷嘴温度（ C）： 170 180 （ 8）模具温度（ C）： 50 80 （ 9）注射压力（ ： 70 100 （ 10）成形时间（ S）：注射时间 20 90 高压时间 0 5 冷却时间 20 120 总周期 50 220 - 4 - （ 11）适应注射机类型：螺杆、柱塞均可 （ 12）后处理：方法 红外线灯、烘箱 温度（ C） 70 时间（ h） 2 4 能分析 1、使用性能： 综合性能良好，冲击韧度、力学强度较高，且要低温下也不迅速下降。 耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化学性和电气性能良好。 水、无机盐、碱、酸对 尺寸稳定，易于成型和机械加工，与 372 有机玻璃的熔接性良好，经过调色可配成任何颜色，且可作双色成型塑件，且表面可镀 铬。 2、成型性能： 无定型塑料，其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种确定成型方法及成型条件。 吸湿性强，含水量应小于 必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。 流动性中等，溢边料 右（流动性比聚苯乙烯、 ，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。 比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高）。料温对物性影响较大、料温过高易分解（分解温度为 250 C 左右比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高的塑件，模温宜取 50 60 C，要求光泽及耐热型料宜取 60 80 C。注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑机时料温为 180 230 C，注射压力为 100 140 杆式注塑机则取 160 220 C， 70 100 易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对斜流的阻力，模具设计时要- 5 - 注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。摧出力过大或机械加工时塑件表面呈“白色”痕迹（但在热水中加热可消失）。 料上的脱模斜度宜稍大，宜取 1 以上。 在正常 的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。 3、 表 1热物理性能 密度 (g/ 1 05 比热容 (J 1255 1674 导热系数 (W 10膨胀系数 (10流温度 ( C) 130 表 1力学性能 屈服强度（ 50 抗拉强度 (38 断裂伸长率 ( ) 35 拉伸弹性模量 (弯强度 (80 弯曲弹性模 量 (压强度 (53 抗剪强度 (24 冲击韧度 (简支梁式 ) 无缺口 261 布氏硬度 口 11 表 1电气性能 表面电阻率（ ） 1013 体积电阻率（ m） 1014 - 6 - 击穿电压（ KV/ 介电常数（ 106 电损耗角正切（ 106 电弧性 (s) 50 85 型塑件的主要缺陷及消除措施： 主要缺陷：缺料、气孔、飞边、出现熔接痕、塑件耐热性不高（连 续工作温度为 703 C）、耐气候性差（在紫外线作用下易变硬变脆）。 消除措施：加大主流道、分流道、浇口、加大喷嘴、增大注射压力、提高模具预热温度。 - 7 - 第二章 模具结构形式的拟定 定型腔数量及排列方式 一 般来说，精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构；对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。型腔的数目可根据模型的大 小情况而定。 该塑件对精度要求不高，为低精度塑件，再依据塑件的大小，采用一模两型的模具结构。型腔的排列方式如下图： 图 2型腔排列方式 - 8 - 具结构形式的确定 件外观质量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。 件外观质量要求高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。 该塑件 外观质量要求不高，是尺寸精度要求较低的小型塑件，因此可采用多型腔单分型面的设计。 从塑件上容易看出模具的分型面位置、摧出机构的设置以及浇口的位置。分型面 为单分型面垂直分型。 最常用的浇口形式有：第一是侧浇口。这种浇口形式注射工艺工人比较熟悉，在制造上加工比较方便，但不得因素是浇道流程长，热量损耗大，因此容易产生明显的拼料痕迹。如果要得到改善，则需加大浇道尺寸，但随之浇道部份的回料增多。其次塑料的进料口部分需去毛刺，这样既增加了去毛刺的工时，又损坏了周围的美观。第二是点浇口。塑料注射时，在点浇口以高速注入型腔，一部份动能转变为热能，因此塑料在会合时的热量损耗比侧浇口少，所以会合处熔合较好，熔接痕不太明显。其缺点是塑件的正面将留下点烧口的痕迹，影响塑件的美观， 并且为了取出点浇口的浇道剩料，型腔必须移动。由于型腔重量较大，所以不方便移动。第三种是综合上述两种浇口形式的优缺点，采用剪切浇口。因为塑件侧壁距离横浇道较远，因直接在侧壁进料是很难实现的，因此又增设了工艺输助浇口，从而使浇注系统进一步完善。这种浇口形式主要有以下优点：一是塑件表面无浇口痕迹，并且外表面无明显的熔接痕，所以外观质量较好。二是浇口的位置和数量可视塑件的质量而增加、减少或改变浇口的位置、模具修改也比较方便。三是在塑件顶出的同时，浇口剪断并脱落，可节省去毛刺工序，并有得于机床自动化。从塑料流程尽量一 致的原则出发，采用了两个剪切浇口处都设有顶杆，用以切断剪切浇口，其工艺辅助浇口可手工去除。 - 9 - 第三章 注塑机型号的确定 除了模具的结构、类型和一些基本参数和尺寸外，模具的型腔数、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面积、成型时需要的合模力、注射压力、模具的厚度、安装固定尺寸以及开模行程等都与注射机的有关性能参数密节相关，如果两者不相匹配，则模具无法使用，为此，必须对两者之间有关数据进行较核，并通过较核来设计模具与选择注射机型号。 关塑件的计算 1、体积 = （ 曲面面积 = （ 密度 = (g/ 质量 = (g) 射机型号的确定 根据塑件的体积初步选定用 式）型注塑机。 0（卧式）型注塑机的主要技术规格如下表： 表 3注塑机的主要参数 理论注射容积 ( 60 螺杆直径 (30 注射压力 (180 注射速率 (g/s) 70 塑化能力 (g/s) 35 螺杆转速 (r/0 200 锁模力 (400 拉杆有较距离 (220 300 - 10 - 移模行程 (250 模具最大厚度 (250 模具最小厚度 (150 锁模形式 双曲肘 模具定位孔直径 ( 80 喷嘴球半径 (嘴口孔径 ( 3 模板尺寸 (200 315 射机及型腔数量的校核 1、主流道的体积约为： V( = 、分流道与浇口的体积约为： V( = 13 = 、该模具总共需填充塑件的体积约为： V( = 2 射机及参数量的校核 1、注射量的校核 注射机一个注射周期内所需注射量的塑料熔体的总量必须在注射机额定注射量的 80%以内。 在一个注射成形周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量，应为制件和浇注系统两部份容量或质量之和，即 V = M = 中 V（ m） 一个成形周期内所需射入的塑料容积或质量 ( g）； n 型腔数目 - 11 - 单个塑件的容量或质量 ( g）。 浇注系统凝料和飞边所需塑料的容量或质量 ( g）。 故应使 中 注射机额定注射量 ( g）。 根据容积计算 见注射机的注射量符合要求 2、型腔数量的确定和校核 型腔数量与注射机的塑化率、最大注射量及锁模力等参数有关，此外，还受塑件的精度和生产的经济性等因数影响。 可根据注射机的最大注射量确定型腔数 n 12m n 式中 K 注射机的最大注射量的得用系数，一般取 注射机允许的最大注射量； m 2 浇注系统所需塑料的质量或体积（ g或 ； m 1 单个塑件 的质量或体积（ g或 。 所以需要 n n=2 符合要求 3、塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核 注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。如果这一数值超过了注射机允许使用的最大成型面积，则成型过- 12 - 程中将会出现溢漏现象。因此，设计注射模时必须满足下面关系： A 式中 A 注射机允许使用的最大成型面积 ( 其他符号意义同前。 注射成型时，模具所需的锁模力与塑件 在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢漏现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即： ( A2)p F 式中符号意义同前。 所以需要 2 40 95+9 80=83200 A 查得 0（ （ 2 4 8） 30=30=F 符合要求 4、最大注射压力校核 注射机的额定注射压力即为它的最高压力 该大于注射机成型时所调用的注射压力， 即： 明显，上式成立，符合要求。 5、模具与注射机安装部份的校核 喷嘴尺寸 注射机头为球面，其球面半径与相应接触的模具主流道始端凹下的球面半径相适应。 模具厚度 模具厚度 H（又称闭合高度）必须满足： H 中 注射机允许的最小厚度，即动、定模板之间的最小开距； 注射机允许的最大模厚。 - 13 - 注射机允许厚度 150 H 250 符合要求。 6、开模行程校核 开模行程 s（合模行程）指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注 射机的最大开模行程与模具厚度无关，对于单分型面注射模： s = 5 10中 摧出距离（脱模距离）（ 包括浇注系统凝料在内的塑件高度（ 开模距离取 20 包括浇注系统凝料在内的塑件高度取 40 余量取 8 则有： s = 20+20+28 =68 符合要求。 - 14 - 第四章 分型面位置的确定 分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体 结构和模具的制造艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动特性及塑料的脱模。 型面的形式 该塑件的模具只有一个分型面，垂直分型。 一、 分型面的设计原则 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、形状以及摧出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析。 选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则： 分型面应选在塑件外形最大轮廓处 确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模 保证塑件的精度 满足塑件的外观质量要求 便于模具制造加工 注意对在型面积 的影响 对排气效果 对侧抽芯的影响 在实际设计中，不可能全部满足上述原则，一般应抓住主要矛盾，在此前提下确定合理的分型面。 - 15 - 型面的确定 根据以上原则，可确定该模具的分型面如下图： 第一次分型： 图 4第一分型面 第二次分型： - 16 - 图 4第二分型面（ 1） 分型面图 4第二分型面料（ 2） - 17 - 第五章 浇注系统的形式和浇口的设计 浇注系统是指凝料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的通道。 浇注系统分为普通流道的浇注系统和热流道的浇注系统两大类。浇注系统的设计是注射模具设计的一个很重要的环节，它对获得优良性能和理想外观的塑料制件以及最佳的成型效率有直接的影响。 该模具采用普通流道浇注系统，普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。 注系统的尺寸 是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响效大，而且还在与塑件所用塑料的利用率、成型效率等相关。 对浇注系统进行整体设计时，一般应遵循如下基本原则： 了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动性。 采用尺量短的流程，以减少 热量与压力损失。 浇注系统的设计应有利于良好的排气。 防止型芯变形和嵌件位移。 便于修整浇口以保证塑件外观质量。 浇注系统应结合型腔布局同时考虑。 流动距离比和流动面积比的校核。 - 18 - 流道的设计 主流道的形状和尺寸最先影响着塑料熔体的流动速度及填充时间，必须使熔体的温度降低和压力降最小，且不损害其把塑料熔体输送到最“远”位置的能力。 在卧式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面，为使凝料能从其中顺利拔出，需设计成圆锥形，锥角为 2 6。 1、主流道的尺寸 （ 1） 主流道小端直径 主流道 小端直径 d = 注射机喷嘴直径 + 2 3 = 3 + 2 3 取 d = 5（ 。 （ 2） 主流道的球半径 主流道的球半径 10 + 1 2 取 12（ 。 （ 3） 球面配合高度 球面配合高度为 3 5 取 3（ 。 （ 4） 主流道长度 主流道长度 L，应尽量小于 60上标准模架及该模具结构，取 L = 32（ （ 5） 主流道锥度 主流道锥角一般应在 2 6，取 = 4，所以流道锥度为 /2=2。 （ 6） 主流道大端直径 主流道大端直径 D = d+2 /）（ =4 ） （ 7） 主流道大端倒圆角 倒角 D/8 根据以上数据和注射机的有关参数，设计出主流道如下图： - 19 - 图 5主流道形式 2、主流道衬套的形式 主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔要冷热交换地反复接触，属易损件，对材料要求 较高，因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的衬套式（俗称浇口套），以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢如 处理要求淬火 53 57 流道衬套应设置在模具对称中心位置上，并尽可能保证与相联接的注射机喷嘴同一轴心线。 - 20 - 图 5主流道的位置 主流道衬套的形式有两种：一是主流道衬套与定位圈设计成整体式，一般用于小型模具；二是主流道衬套与定位圈设计成两个零件，然后配合在固定在模板上。 该模具尺寸较小，主流道衬套可以选用整体式。 设计出主流道 衬套的尺寸如下图： - 21 - 4图 5主流道的具体尺寸 主流道衬套的固定形式如下图： 图 5衬套的固定形式 - 22 - 料井的设计 在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约 10 25深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为 克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料井（冷料穴）。 1、 主流道冷料井的设计 主流道冷料井设计成带有摧杆的冷料井，底部由一根摧杆组成，摧杆装于摧杆固定板上，与摧杆脱模机构连用。冷料井的孔设计成倒锥形，便于将主流道凝料拉出。当其被摧出时，塑件和流料凝道能自动坠落，易于实现自动化操作。 主流道冷料井的设计如下图所示： 拉料杆动模板冷料井定模座板图 5主流道冷料井的设计 2、分流道冷料井的设计 当分流道较长时，可将分流道的端部沿料流前进方向延长作为分流道冷料井，以储存- 23 - 前锋冷料，其长度为分流道直径的 2倍。 流道的设计 该模具为一模两腔的结构，应设置分流道。分流道的设计应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔，并且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。 1、 分流道的截面面形状 常用分流道的截面面形状有圆形、梯形、 U 字形和六角形等。要减少流道内的压力损失，则希望流道的截面积大，流道的表面积 小，以减少传热损失，因此可用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率。圆形截面效率最高（即比表面最小），由于正方形流道凝料脱模困难，实际使用侧面具有斜度为 5 10 的梯形流道。浅矩形及半圆形截面流道，由于其效率低（比表面大），通常不采用，当分型面为平面时，可采用梯形或 U 字型截面的分流道。 从上述分析，为了减少流道的热量损失考虑到流道的效率，该模具分流道截面采用圆型截面。 2、 分流道的截面尺寸 分流道的截面尺寸应根据塑件的成形体积、塑件壁厚、塑件形状、所用塑料的工艺性能、注射速率以及分流道的长度等因素来确定 。 （ 1）对于壁厚小于 3量在 200用下述公式确定分流道的直径： D = 41 其中 D 流道直径（ W 塑件的质量（ g）； L 分流道的长度（ 此式计算的分流道直径限于 9.5 根据前面的计算数据，有 - 24 - D = 5541 故不在适应范围。 （ 2）根据分流道截面形状与流动理论长度的关系和塑料成形工艺与模具设计表5考虑到 确定分流道直径为 6因此，分流道截面形状如下图所示： 图 5分流道截面 3、分流道的长度 分流道的长度应尽量短，且少弯折。 分流道长度为 L = (50 + 15) 2 = 110 （ 4、分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷 却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因此分流道的内表面粗糙度 不要求很低，一般取 m，这样表面稍不光滑，有助于增大塑料熔体的外层流动阻力。避免熔流表面滑移，使中心层具有较高的剪切速率。 - 25 - 5、分流道的布置形式 分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响，该模具为一模两腔，采用平衡式布置。 平衡式布置要求从主流道至各个型腔的分流道，其长度、形状、断面尺寸等都必须对应相等，达到各个型腔的热平衡和塑料平衡。因此各个型腔的浇口尺寸也可以相同，达到各个型腔均衡地进料。 该模具分流道为圆形截 面，在定模座板和定模板上都开有分流道。其形式如下图： 分流道动模板主流道衬套定模板定模座板图 5分流道的设计 6、 分流道向浇口过渡部分的结构见下图： 圆形分流道与矩形浇口的连接形式 - 26 - 图 5浇口形状 口的设计 浇口是连接分流道与型腔之间的一段细流道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、数量、尺寸和位置对塑件质量影响很大。 浇口的主要作用是： 型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流； 易于切除浇口凝料； 对于多型腔的模具，用以平衡进料； 浇口的面积 通常为分流道面积的 口的截面有矩形和圆形两种。浇口长度约为 2 右。浇口的尺寸一般根据经验公式确定，取其下限值，然后在试模时逐步修正。 1、 浇口的形式及特点 综合点浇口呼侧浇口两种浇口形式的优缺点，采用剪切浇口。因为塑件侧壁距离横浇道较远，因直接在侧壁进料是很难实现的，因此又增设了工艺输助浇口，从而使浇注系统进一步完善。这种浇口形式主要有以下优点：一是塑件表面无浇口痕迹，并且外表面无明显的熔接痕，所以外观质量较好。二是浇口的位置和数量可视塑件的质量而增加、减少或- 27 - 改变浇 口的位置、模具修改也比较方便。三是在塑件顶出的同时，浇口剪断并脱落，可节省去毛刺工序，并有得于机床自动化。从塑料流程尽量一致的原则出发，采用了两个剪切浇口处都设有顶杆，用以切断剪切浇口，其工艺辅助浇口可手工去除。 2、 浇口尺寸的确定 浇口结构尺寸可由经验公式，并由塑料模具技术手册之轻工模具手册之一中图 3得，浇口深度 h = 2.0 h = n t = h = 1 （ 式中 h 浇口深度（ ; n 塑料系数，由塑料性质决定； t 塑件壁厚（ . 浇口宽度 b = 取 b = 式中 A 塑件型腔表面积。 浇口长度 l = 了去除浇口方便，浇口长度 l 也可取 以可取 l = 注：其尺寸实际应用效果如何，应在试模中检验与改进。 3、 浇口位置的选择 浇口位置的选择对塑件质量的影响极大。选择浇口位置时应遵循如下原则： 避免塑件上产生缺陷； 浇口应开设在塑件截面最厚处； 有利于塑 料熔体的流动； 的利于型腔的排气； 考虑塑件受力情况； 增加熔接痕牢度； 流动定向方位对塑件性能的影响； - 28 - 浇口位置和数目对塑件变形的影响； 校核流动比； 防止型芯或嵌件挤压位移或变形。 此外，在选择浇口位置和形式时，还应考虑到浇口容易切除，痕迹不明显，不影响塑件外观质量，流动凝料少等因素。 注系统的平衡 对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺 寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。 1、 分流道的平衡 在多腔模具中，熔体在主流道与各分流道，或各分流道之间的体积流量是不会相同的，但可以认为他们的流速是相等的，以此达到各型腔同时充满的目的。为此各流道之间应以不同的长度或截面尺寸来达到流量不等，经分析可推导，可用下式进行平衡计算： 212121 式中 熔融树脂分别在流道 1和流道 2中的流量， s； d1, 分流道 1和分流道 2的直径， 分流道 1和分流道 2的长度， 上式没有考虑分流道转弯局部阻力的影响，以及模具温度不均的影响。实际上尚须对这些因素作校正，才能达到充模时间相等的目的。 当分流道作平衡布置，且各型腔所需之填充量又相等时，则各流道的长度变化、长度尺寸等均应相同。 2、 浇口的平衡 - 29 - 在多型腔非平衡分流道布置时，由于主流道到各型腔的分流道长度或各型腔所需填充流量不同，也可采用调整各浇口截面尺寸的方法，使熔融体同时充满各型腔。 浇口平衡简称为 ,只要 做到各型腔 相同，基本上能达到平衡填充。 对于多型腔相同制品的模具，其浇口平衡计算公式如下： 中 浇口的截面积， 浇口的长度， 分流道的长度， 浇注系统设计时一般浇口的截面积与分流道的截面积之比 该模具，从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同，显然是平衡式的。 注系统断面尺寸计算 对工业上使用较合理的 30 多副注射 模具，根据所用注射机的技术规格，作了几种塑料熔体的充模计算，结果认为主流道和分流道的剪切速率 =5 10 5 10口剪切速率 =104105 衡系统的充模过程近似于等温流动。 =f（ Q， 关系式可用如下的经验公式表达： 式中 熔体在流道中的剪切速率（ Q 熔体在流道中的体积流率（ s） 浇注系统断面 当量半径（ 浇注系统各段的 值如下： - 30 - （ 1）主流道： s=5 10 2）分流道： r=5 10 3）点浇口： Q=105 4）其它浇口： Q=5 10 5 104 、确定体积流率 Q 浇注系统中各段的 （ 1） 主流道的 据模具成型塑件的 体积和所用注射机的技术规格，由下式计算： /Q (s) 式中 主流道的体积流率 (s)； 注射时间 （ s）； 模具成型塑件的体积，通常取 = （ 注射机的分称注射量。 由塑料模具技术手册之轻工模具手册之一中表 3可根据注射机的公称注射量查得注射时间 = 所以 /Q = s) （ 2） 分流道的 G 对于多点进料的单腔模，或各型腔相同的多腔模，若分流道采用平衡式布置，则各分流道及浇口中的体积流率为： m (s) 式中 分流道或浇口中的体积流率 (s)； m 分流道的数目。 所以 =s) 由上述经验公式可算出 - 31 - （ 1） 主流道 2 6 4 （ 2） 分流道 5 2 2 （ 3） 浇口 7 4 0 （ 以上浇注系统断面的确定也可以根据 Q 系曲线图直接查得。 - 32 - 第六章 模架的确定和标准件的选用 在学校作设计时，模架部分要自行设计；在生产现场设计中，尽可能选用标准模架，确定出标准模架的形式，规格及标准代号。 模架尺寸确定之后，对模具有关零件要进行必要的强度或刚度计算，以校核所选模架是否适当，尤其 时对大型模具，这一点尤为重要。 标准件包括通用标准件及模具专用标准件两大类。通用标准件如紧固件等。模具专用标准件如定位圈、浇口套、推杆、推管、导柱、导套、模具专用弹簧、冷却及加热元件，顺序分型机构及精密定位用标准组件等。 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再结合标准模架，可选用标准模架 200 L，其中 15符合要求。 模架上要有统一的基准，所有零件的基准应从这个基准推出，并在模具上打出相应的基准标记。一般定模座板与定模固定板要用销钉定位；动、定模固定板之间通过导向零件定位；脱出固定板通过导向 零件与动模或定模固定板定位；模具通过浇注套定位圈与注射机的中心定位孔定位；动模垫板与动模固定板不需要销钉精确定位；垫快不需要与动模固定板用销钉精确定位；顶出垫板不需与顶出固定板用销钉精确定位。 模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉；模具外表面尽量不要有突出部分；模具外表面应光洁，加涂防锈油。 两模板之间应有分模隙，即在装配、调试、维修过程中，可以方便地分开两块模板。分模隙常见形式如下： - 33 - 图 6分模隙（ 1） 图 6分模隙（ 2） 一、定模固定板（定模座板）（ 250 315，厚 25 主流道衬套固定孔与其为 H7/ 通过 6个 10的内六角螺钉与定模固定板连接； 定模垫板通常就是模具与注射机连接处的定模板。 二、定模板（ 200 315，厚 25 上面的型腔为整体式； 有四个型芯固定孔； 其导柱固定孔与导柱为 H7/ - 34 - 三、动模固定板（ 250 315，厚 25 用于固定型芯（凸模）、导套。为了保证凸模或其它零件固定稳固，固定板应有一定 的厚度，并有足够的强度，一般用 45钢或 成，最好调质 230 270 导套孔与导套为 H7/ H7/ 型芯孔与其为 H7/渡配合。 四、动模板（ 200 315，厚 32 其注射机顶杆孔为 50 其上的推板导柱孔与导柱采用 H7/ 五、动模垫板（又称支承板）（ 200 315，厚 32 垫板是盖在固定板上面或垫在固定板下面的平板，它的作用是防止型腔、型芯、导柱或顶杆等脱出固 定板，并承受型腔、型芯或顶杆等的压力，因此它要具有较高的平行度和硬度。一般采用 45 钢，经热处理 235 50 钢、 4040调质 235结构钢起到了支承板的作用，其要承受成型压力导致的模板弯曲应力。 六、垫块（ 40 315，厚 63 1、主要作用：在动模座板与动模垫板之间形成顶出机构的动作空间，或是调节模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求。 2、结构型式：可为平行垫块、拐角垫块。（该模具采用平行垫块）。 3、垫块 一般用中碳钢制造，也可用 造，或用 墨铸铁等。 4、垫块的高度计算： h 垫块 =h 推出距离 +h 推板 +h 推杆固定板 + =15+16+20+12 =63（ 式中 顶出行程的余量，一般为 5 10免顶出板顶到动模垫板。 5、模具组装时，应注意左右两垫块高度一致，否则由于负荷不均匀会造成动模板损坏。 七、推杆固定板 （ 118 315，厚 16 固定推杆。 - 35 - 八、推板（ 118 315，厚 20 - 36 - 第八章 合模导向机构的设计 注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。锥面导向机构用于动、定模之间的精密对中定位。 机构的功用 1、 导向机构的功用 定位作用； 导向作用； 承载作用； 保持运动平稳作用。 2、 定位机构的功用 对于薄壁、精密塑件注射模，大型、深型腔注 射模和生产批量大的注射模，仅用导柱导向机构是不完善的，还必须在动、定模之间增设锥面定位机构，有保持精密定位和同轴度的要求。 当采用标准模架时，因模架本身带有导向装置，一般情况下，设计人员只要按模架规格选用即可。若需采用精密导向定位装置，则须由设计人员根据模具结构进行具体设计。 此模具为小型模具，对精度要求也不是很高，所以不需要用定位机构，可直接由导向机构定位。 一、 导向结构的总体设计 1、 导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止导柱和导套压入后 变形； 2、 该模具采用 4根导柱，其布置为等直径导柱不对称布置； 3、该模具导柱安装在动模固定板上，导套安装在定模固定板上； 4、为了保证分型面很好的接触，导柱和导套在分型面处应制有承屑板，即可削去一个面或在导套的孔口倒角； - 37 - 5、各导柱、导套及导向孔的轴线应保证平行； 6、在合模时，应保证导向零件首先接触，避免凸模先进入型腔，导致模具损坏； 7、当动定模板采用合并加工时，可确保同轴度要求。 三、 导柱的设计 1、 该模具采用带头导柱，且不加油槽； 2、导柱的长度必须比凸模端面高度高出 6 8 3、为使导柱能顺 利地进入导向孔，导柱的端部常做成圆锥形或球形的先导部分； 4、导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度（该导柱直径由标准模架知为 20； 5、导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按 H7/合。导柱滑动部分按 H7/H8/ 6、导柱工作部分的表面粗糙度为 m； 7、导柱应具有坚硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢 淬火处理，硬度为 55上或 45#钢经调质、表面淬火、低温回火，硬度 55上。 四、 导套的设计 1、 结构形式：采用带头导套（型），导套的固定孔与导柱的固定孔可以同时钻，再分别扩孔，以保证其配合精度； 2、导套的端面应倒圆角，导柱孔最好做成通孔，利于排出孔内剩余空气； 3、导套孔的滑动部分按 H8/ H7/间隙配合，表面粗糙度为 m。导套外径按 H7/7/合镶入模板； 4、导套材料可用淬火钢或铜（青铜合金）等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱的硬度，这样可以改善摩擦，以防止导柱或导套拉毛。 五、导柱与导套的配合形式 导柱与导套的配用形式要根据模具的结构及生产要求 而定，该模具采用的配合