手机外壳塑料模设计毕业设计任务书+开题报告+论文文档格式.docx
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学生（签名）年月日
指导教师（签名）年月日
教研室主任（签名）年月日
系主任（签名）年月日
毕业设计（论文）开题报告
设计（论文题目）
手机外壳塑料模设计
一、选题的背景和意义：
模具技术是上世纪下半叶制造业中发展最快的技术之一，由于模具的设计和制造是一个非常复杂的过程，并且是一个不断反复的过程，目前，采用具有三维参数化特征造型功能的CAD支撑软件，在模具设计中应用并行工程原理，实现模具管理、工艺分析与设计及模具结构设计的一体化是一种较有代表性也很有应用前景的模具CAD系统开发方法。
在现代工业生产中,模具是重要的工艺装备之一,他在铸造、锻造、冲压、塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生产行业中得到了广泛的应用。
由于采用模具进行生产能提高生产效率、节约原材料、降低成本，并可保证一定的加工质量要求，所以，汽车、飞机、拖拉机、电器等的产品的零部件很多都采用模具进行加工。
塑料模具设计则是模具的主要部分，塑料模具的设计与制造水平的普及及提高，是塑料成型加工工业发展必不可少的重要条件。
通过导向轮注射模具设计有利于熟练巩固所学的知识，使更熟练掌握模具的知识和对应用软件的操作。
二、课题研究的主要内容：
利用宏程序可以大大简化NC程序,简化操作,提高加工效率.由于大部分CNC程序采用自动编程,目前国内实际应用较少.本课题的研究基于宏程序的数控加工.自主选择模型,利用参数编制适用于FANUCOI系统和SIEMENS840D系统的宏程序,同时利用。
UG,PRO-E或SOLIDWORKS建模生成CNC程序,两者进行比较分析,记录结果.选择数控防真软件对程序进行轨迹模拟,防真加工,记录加工结果.条件许可的话,选择合适的刀具夹具,进行实体加工.要求包括车削类零件和铣削类零件,零件具有一定的代表性。
三、主要研究（设计）方法论述：
对塑料模具的设计一般从五个方面进行，即：
塑件的成型分析；
注塑机的选择；
模具的基本结构设计；
注塑机的校核；
绘制出装配图。
使用UG软件来设计出模具的三维造型。
因此可先查阅文献资料、图册手册，对塑件进行结构分析，确定型腔的布局，从各方面考虑其结构布局，到模具企业进行模具制造现场学习，积累模具生产实际经验，了解本课题一些相关技术要求及注意事项。
在设计过程充分利用了各种可以利用的方式，在反复的思考中不断深化对各种理论知识的理解，同时用模具设计软件为工具设计模具。
模具CAD技术是模具传统设计方式的革命，可以大大提高模具的设计效率。
四、设计（论文）进度安排：
时间
工作内容
8.1——8.3
接受毕业设计任务书，搜集毕业设计资料，完成毕业设计开题报告；
8.4——8.5
通过调研、阅读资料，构思总体技术方案，进行方案分析比较和论证；
8.6——8.8
确定总体设计方案；
8.9——8.13
按毕业设计任务书要求进行设计计算；
8.14——8.19
完成塑料模具设计草图和设计说明书初稿；
8.20——8.22
毕业设计的初步审查，修改完善；
8.23——8.25
完成毕业设计全套图纸和设计说明书正稿；
8.26——8.29
进行毕业答辩前的准备；
8.30
毕业答辩。
五、指导教师意见：
指导教师签名：
年月日
六、系部意见：
系主任签名：
目录
摘要---------------------------------------------------------------------------------------6
前言---------------------------------------------------------------------------------------6
1塑件的零件图---------------------------------------------------------------------7
2产品的注塑模具结构分析----------------------------------------------------8
2.1零件的注塑工艺分析-----------------------------------------------------------8
2.2模具的结构方案设计------------------------------------------------------------9
2.2.1分型面的选择------------------------------------------------------------------9
2.2.2模具整体结构-----------------------------------------------------------------10
2.2.3成型零件设计-----------------------------------------------------------------10
2.2.4选择标准模架-----------------------------------------------------------------12
2.2.5注射机的校核-----------------------------------------------------------------18
3使用UGMOLDWIZARD进行模具的三维结构设计-------------------18
3.1模具结构详细设计-------------------------------------------------------------19
3.2模具工程图-----------------------------------------------------------------------20
答谢辞---------------------------------------------------------------------------------21
结束语---------------------------------------------------------------------------------21
参考文献------------------------------------------------------------------------------21
附图-------------------------------------------------------------------------------------22
摘要：
塑料制品的广泛应用使注塑模具得到了迅猛发展，对注塑模具设计和制造的要求也越来越高。
而传统的手工设计与制造方式已经大大地制约了生产的发展。
计算机辅助设计/计算机辅助分析/计算机辅助制造（CAD/CAE/CAM）技术的发展满足了这种客观实际的要求，并取得了显著的经济效益。
本文以手机外壳为研究对象对塑件的注塑成型过程进行分析，确定了分型面、模架、成型零件设计、最佳浇口位置、浇注系统形式、推出机构、冷却系统、排气系统以及成型工艺参数。
基于UG进行产品的三维分模，确定了型腔和型芯结构，并在此基础上进行了分析、设计、出图、总结。
关键词：
塑料模、UG（CAD/CAM）。
ABSTRACT：
Extensiveuseofplasticinjectionmoldmakinghasbeentherapiddevelopmentofinjectionmolddesignandmanufacturingisgettinghigherandhigherrequirements.Thetraditionalmanualdesignandmanufacturinghasbeengreatlyrestrictedthedevelopmentoftheproduction.Computer-aideddesign/computer-aidedanalysis/computeraidedmanufacturing（CAD/CAE/CAM）technologytomeettherequirementsofthisobjectivereality,andhaveachievedsignificanteconomicbenefits.Thispaperstudiesthephoneshellplasticpartsforinjectionmoldingprocessanalysis,identifiedthesurface,mold,moldingpartdesign,bestgatelocation,theformofgatingsystem,theintroductionagencies,coolingsystem,exhaustsystemandmoldingprocessparameters.UG-basedproductsatthethree-dimensionalmodetodeterminethecavityandcorestructureonthebasisofananalysis,design,andamap,summingup.
KEYWORD:
plasticmold、UG（CAD/CAM）、parameters
前言
模具是工业生产的基础工艺装备，被称为“工业之母”，现代模具行业是技术、资金密集型的行业。
作为国民经济的基础工业，模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业，应用十分广泛，绝大部分塑料制品由模具成型。
如今，模具因生产效率高、产品质量高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而在各行各业得到广泛的应用；
特别是在制造业中，它起着其他行业无可取代的支撑作用，对地区经济的发展发挥着辐射性的影响。
近年来，模具行业结构调整步伐加快，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命模具和模具标准件发展速度高于行业的总体发展速度。
本次设计是针对以上形势所设计的一个利用UG完成的一个玩具塑料设计过程。
在设计过程中，本人力求做到结构完整，内容实用、技术先进、使用可靠。
在设计的过程我也遇到了很多的问题，有的都是以前也学习过的东西都忘记了，这样的话也可以回顾我一前所学的东西。
让我对自己一前所学的东西有一层更深的认识。
也在整个设计过程中不知道该怎么进行下去，然后借助了软件的使用，使我顺利的完成了，所以利用先进的设计工具也可以是一个很有效的手段。
1塑件零件图
图1
图2
技术要求：
ABS
3万件
3）.未注公差尺寸：
4）.表面应光滑、完整、厚度均一、无飞边毛刺、无银丝、无波浪、无缩痕、无气泡、无划伤和白斑等外观缺陷
2产品的注塑模具结构分析
2.1零件的注塑工艺性分析
（1）.塑件的材料特性
结构特性:
线性结构非结晶型.
使用温度:
小于70℃.
性能特点:
ABS塑料是在聚苯乙烯分子中导入了丙烯睛、丁二烯等异种单体后成为的改性共聚物，具有比聚苯乙烯更好的使用和工艺性能.
ABS是一种常用的具有良好的综合力学性能的工程塑料，ABS塑料为无定型料，一般不透明.ABS无毒、无味，成型塑件有好的光泽。
机械强度较好,有一定的耐磨性,但耐热性较差,吸水性较大.
（2）.材料的成型性能分析:
成型性能较好,成型前原料要干燥.
结论:
该塑料有良好的工艺性能,适宜注射成型,成型前后原料要干燥处理.
（3）.塑件尺寸精度,表面质量要求:
该塑件未标注公差尺寸,故公差等级取MT5级.
该塑件为手机外壳,要求外表美观,无斑点,无熔接痕,表面粗糙度取Ra1.6,而塑件内部无较高的粗糙度要求.
（4）.模具的基本结构：
因为塑件内表面没有一定的要求，所以可以采用直浇口成形，因此
模具为模具为单分型面注射模（两板模）
塑件的形状较简单，因此选用一模两腔注射模具，这样模具尺寸较小，制造加工方便.
形状为方壳形而且壁厚较厚，使用推板推出容易推出痕迹，所以宜采用推杆推出机构.
冷却水回路的模具是缩短成型周期、提高生产效率最有效的办法。
如果不能实现均匀的快速冷却，则会使塑件内部产生应力而导致产品的变形或开裂，所以应根据塑件的形状、壁厚及塑料的品种，设计与制造能实现均一、高效的回路。
型腔中开有冷却水孔，用来强制冷却型腔。
（5）.塑件成型工艺参数:
查有关手册得到ABS塑件的成型工艺参数:
密度1.02～1.05g/cm3
收缩率0.3%～0.8%
预热温度80℃～85℃,预热时间2～3h
料桶温度后段180℃～200℃,中段210℃～230℃,前段200℃～210℃
喷嘴温度190℃～200℃
模具温度50℃～80℃
注射压力80～130MPa
成型时间注射时间20～90s,保压时间0～5s,冷却时间20～150s
（6）.塑件的体积和重量:
密度:
1.02～1.05g/cm3
塑件的体积:
根据通过对UG所绘制的三维实体测量质量属性得体为:
10349.43mm^3
塑件的质量:
M=ｐ*v=1.02g/cm3*10349.43*10-3=10.6g
（7）.注射机的选择:
根据公式Vmax≥（n·
Vs+Vj）/K
式中Vmax注射机的最大注射量（cm3）
n——型腔数量
Vs——塑件体积（cm3）
Vj——浇注系统凝料体积（cm3）
K——注射机最大注射量利用系数，一般取K=0.8
已知n=2，Vs=10.349cm3，估计Vj=5cm3
则Vmax≥（10.349*2+5）/0.8
=32.1cm3
查教材中表2-8，初步选择注射机XS-ZY-125。
其有关参为:
最大注射量125cm3
注射压力120MPa
最大开模行程300mm
模板尺寸428mm×
458mm
锁模力900kN
模具厚度最大300mm、最小200mm
拉杆空间260mm×
290mm
喷嘴尺寸圆弧半径R12mm、孔直径φ4mm
定位孔直径φ100mm
顶出形式两侧顶出，孔径φ22mm，孔距230mm
2.2模具的结构方案设计
2.2.1分型面的选择
模具分型面应选择在塑件外形最大轮廓处，否则，产品无法从型腔中脱出，这是基本的原则。
分型面的选取应有利于塑件的留模方式，便于塑件顺利脱模。
拿到产品后首先分析产品的分模线的位置，确定模具的大结构。
模具分型面确定后一定要对每一个零部件进行脱模斜度分析检查，尤其是表面蚀纹的产品，包括滑块等所有部件必须分析检查，确保分型面等模具大的结构准确无误。
确定模具的开模方向为塑件的内孔的倾斜方向，这样模具能够顺利脱模，使得模具结构简单，无倒钩现象，整体结构更加紧凑。
则此塑件的分型面选在如图所示。
图3
2.2.2确定模具总体结构类型
由于塑件结构稍具复杂，且表面有特殊要求：
表面应光滑、完整、厚度均一、表面应光滑、完整、厚度均一、无飞边毛刺、无银丝、无波浪、无缩痕、无气泡、无划伤和白斑等外观缺陷。
方案一:
采用三板模结构形式，，而点浇口的进料平面不在分型面上，而且点浇口为一倒椎形。
所以模具必须专门设置一个分型面作为取出浇注系统凝料所用，而三板模是无法采用这类浇口的。
方案二:
采用最普通的两板模结构，此结构也是注塑模中最简单的一种结构形式，种模具只有一个分型面。
由于塑件形状的特殊性，该塑件适宜采用侧浇口等形式。
因此就有采用两板模模具的必要。
综上所述，采用第二种方案，这样可以满足塑件的表面要求，得到外光更加平整、光滑的塑件，而且表面还不会有过大的浇口痕迹。
2.3.3成型零件设计
型腔和型芯的结构有两种基本形式，即整体式与组合式。
考虑到塑件大批量生产，则应选用优质模具钢，由于塑件整体结构对称，虽然细微结构较多，但是都是相同的。
方案一.
如果采用组合式的型芯型腔，可以减少加工工艺，减少热处理，拼合处有间隙，利于排器，便于模具的维修，节省贵重的模具刚。
但是会有很大的安装难度，而且镶件的尺寸、形位公差极高。
方案二.
如果采用整体式的型芯型腔，这种结构加工效率高，拆装方便，可以保证各个型腔型芯的形状尺寸一致。
综上所述，采用整体式的型芯型腔。
选择盲孔式型腔嵌入固定板，用螺钉固定，这样加工简单方便。
其结构形式见图。
图4
选择盲孔式型芯嵌入固定板，用螺钉固定，这样加工简单方便。
图5
型腔侧壁和底板厚度计算
此模具采用整体式矩形型腔，查表得3-22，则整体式型腔壁厚为30mm。
查表3-35，已知p=40MPa，r=67.5mm，[σ]=300MPa,，带入公式t≥（pr2/[σ]）0.87=（40×
67.52/300）0.5×
0.87=21.44mm
2.2.4选择标准模架
此设计中采用龙记（LKM）标准模架。
1）.确定模架组合形式
由于采用侧浇口，因此，选择大水口模胚。
考虑到模具结构中有流道推板、动模没有支承推杆推出塑件。
2）.计算型腔模板周界
长度L=245.45
宽度N=415.45
3）.选取标准的型腔模板周界尺寸·
首先确定模架宽度，N=400，选标准尺寸550，L=245.45
选标准尺寸370。
最终确定模架规格为550X370。
4）.确定模板厚度
A板定模板，用来嵌入型腔镶块，因型腔镶块采用盲孔式，则A板厚度=型腔深度+2×
底板厚度，选取标准中A板厚度HA=94mm。
B板动模板，用来固定型芯，采用盲孔式，，则型芯嵌入B板厚度在型芯高度0.5～1倍之间，B板厚度=2×
型芯嵌入B板厚度，标准化取HB=160mm。
C板垫块，选标准Hc=90mm。
5）.选定模架
采用侧浇口的两板模，可以把制品和浇注系统凝料在模内分型，为此应该设计浇注系统凝料的脱出机构，保证将侧浇口拉断，还要可靠的将浇注系统凝料从定模板或型腔中间板上脱出。
图6
6）.检验模架与注射机的关系
模具外形尺寸450X400，拉杆空间650×
550，显然450＜650，合理。
最大模具厚度700＞模具厚度470＞最小模具厚度300，合理。
开模行程小于最大开合模行程700，合理。
7）.浇注系统
浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。
其作用是将塑料溶料充满型腔，且将注射压力传递到型腔的各个部位，以获得组织致密、外形清晰、表面光滑和尺寸精密。
型腔布局为一模两腔，侧浇口浇注系统。
浇注系统组成为主流道、分流道、浇口、冷料井。
由于塑件上的小孔较多，面积稍大。
如果只有两支分流道，塑料流动性能不好，塑件表面容易产生缺陷，熔接痕等。
所以采用多支分流道，多点注塑，这样既提高了效率又有利于成型。
主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道。
主流道是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。
如图所示：
圆锥形，锥角a=3°
，表面粗糙度Ra0.63um。
主流道进口端直径D1=62mm，长度L为226mm，完整尺寸见附录浇口套零件图。
设计成浇口套形式，节约优质钢材，便于拆卸和更换。
如图所示。
图7
分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。
分流倒作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。
设计时应注意尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失。
宽为4mm，相对长度为52mm。
图8
浇口亦称进料口，是连接分流倒与型腔的熔体通道。
浇口设计与位置的选择恰当与否，直接关系到塑件能否被完好、高质量的注射成形。
浇口可分为限制性浇口和非限制性浇口两类。
单分型面注射模的浇口可以直接采用直接浇口、中心浇口、侧交口、环形浇口、轮辐式浇口和爪行浇口。
本人选用侧交口。
侧交口长7mm,宽度11mm。
图9
8）.推出机构
推出机构设计的合理性与可靠性直接影响到塑件的质量，因此推出机构应有足够的强度和刚度，推出动作应灵活可靠，推出位置影响塑件的质量等。
A:
尽量使塑件留在动模上，以便利用动模的动力完成推出过程。
B:
塑件在推出过程中不发生变形和损坏、损坏塑件外观质量，合理选择退出位置、顶出零件的数量和顶出面积等。
C:
合模的时候推出机构应正确复位。
D:
推出机构在推出和复位的过程中，结构应尽量简单灵活、可靠、制造容易等。
顶出位置要尽可能设在产品刚度、强度最大的部位，以避免顶出时损坏产品表面。
综合本塑件，塑件内部基本上均由一个个的栅格组成，空心部位较大，只能设在栅格的交接处，而且接口处面积较小，这样推力不够。
所以在塑件的大多数的栅格交接处设置了推管。
如图所示一个型芯采用4根推杆，根据产品的实存要求，每根推杆的直径为6mm。
图10
9）.温度调节系统
在模具内设置冷却系统是控制模温的有效措施。
为了缩短周期，总是希望模具温度低一些，但是模温太低，会使塑件产生料流痕迹，熔接痕，强度差或严重缺料等问题。
模温过高，虽溶料流动性好产品表面粗糙度小，力学性能好，但成型周期长并产生后收缩变形大。
因此，模具保持一定的模温，这就必须靠模具的加热，冷却系统来调节。
注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定形、生产效率以及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响，因此应设置冷却系统。
此模具设计中采用人工冷却，冷却系统设计如图所示。
图11
10）.排气系统
由于此模具属于中小型模具，且模具结构较为简单，可利用模具分型面和模具零件间的配合间隙自然地排气，间隙通常为0.02～0.03mm，不必设排气槽。
2.2.5注射机的校核
（1）.最大注射量
已知Vmax=32.1cm3，K取0.8Vmax≥（2×
25.33+5）/0.8
则Vs＋Vj＜KVmax，适合。
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