智能手机后盖的成型工艺及其模具设计毕业设计.docx
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智能手机后盖的成型工艺及其模具设计毕业设计.docx
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智能手机后盖的成型工艺及其模具设计毕业设计
毕业设计
题目智能手机后盖的成型工艺及其模具设计
学生姓名XXX
专业班级XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
学号XXXXXXXXXXX
院(部)XXXXXXXXXXX
指导教师(职称)XXXXXXXXX
完成时间2016年6月8日
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺:
所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:
日 期:
指导教师签名:
日 期:
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:
按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:
日 期:
学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
日期:
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:
日期:
年月日
导师签名:
日期:
年月日
注意事项
1.设计(论文)的内容包括:
1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)
2)原创性声明
3)中文摘要(300字左右)、关键词
4)外文摘要、关键词
5)目次页(附件不统一编入)
6)论文主体部分:
引言(或绪论)、正文、结论
7)参考文献
8)致谢
9)附录(对论文支持必要时)
2.论文字数要求:
理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括:
任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。
4.文字、图表要求:
1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写
2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画
3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印
4)图表应绘制于无格子的页面上
5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档
5.装订顺序
1)设计(论文)
2)附件:
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订
指导教师评阅书
指导教师评价:
一、撰写(设计)过程
1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
指导教师:
(签名)单位:
(盖章)
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价:
一、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
评阅教师:
(签名)单位:
(盖章)
年月日
教研室(或答辩小组)及教学系意见
教研室(或答辩小组)评价:
一、答辩过程
1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩:
□优□良□中□及格□不及格
教研室主任(或答辩小组组长):
(签名)
年月日
教学系意见:
系主任:
(签名)
年月日
智能手机后盖的成型工艺及其模具设计
摘要
塑料在当今世界使用非常广泛,塑料工业也在飞速发展,塑料工业的发展也带动了注塑模具的发展。
着重研究注塑模具对认识塑料产品的生产过程,以及提高产品质量有很大意义。
本次设计针对产品注射成型的基本过程。
首先选取合适的智能手机后盖,利用UG进行分模;方便模具制作滑块;设计浇注系统、冷却系统、顶出系统;制作模具装配图。
利用CAD绘制装配图及其零件图。
也相应的介绍了标准模架的选择。
另外有冲模时间,最佳浇口选择。
利用CAE软件及其CAD软件进行模具设计能够大大提高工作效率,在设计过程中可以提前预知设计效果,Moldflow可以预测产品性能,这些软件对今后模具设计依然有很大影响。
关键词:
塑料;注塑模具;模具结构
Smartphonebackcoverinjectionmolddesign
ABSTRACT
Plasticiswidelyusedintheworldtoday,theplasticsindustryisalsodevelopingrapidly,thedevelopmentoftheplasticsindustryhasalsoledtothedevelopmentofinjectionmolds.Itfocusesontheunderstandingoftheproductionprocessofplasticinjectionmoldplasticproducts,andimproveproductqualityhasagreatsignificance.
Thebasicdesignprocessforinjection-moldedproducts.First,selecttheappropriatesmartphonecover,useofUGparting;moldmakingeasyslider;designgatingsystem,coolingsystem,ejectionsystem;makingmoldassemblydrawing.TheuseofCADassemblydrawingandpartdrawing.Accordinglyitintroducedaselectionofstandardmold.DieAnothertime,choosethebestgate.
TheuseofCAEsoftwareandCADsoftwareformolddesigncangreatlyimproveefficiencyinthedesignprocess,designeffectscanbepredictedinadvance,Moldflowcanpredictproductperformance,molddesignsoftwareforthefuturestillhasagreatinfluence.
Keywords:
Plastic;Injectionmould;Themouldstructure
1绪论
1.1国外模具发展现状
高新技术的成熟得到广泛运用,其中模具发达的国家欧美利用高新技术不断谱写新的篇章,充分利用高新技术快速生产出优质的模具。
随着CAD/CAE/CAM的广泛应用,实现了信息技术带动模具工业的发展,并且大大提高其优越性。
目前模具相对发达的国家有美国,德国,日本等,对于高精度模具的开发以及复合性模具的开发都遥遥领先于其他国家。
同时培养出一大批精干的技术研发人员。
由于CAD/CAE/CAM的广泛运用,已经可以越过二维图阶段,3D设计已经达到60%~90%。
PRO/E、UG等软件运用很广泛,这些软件既能完成2D绘制,又能完成3D建模。
把信息化带入到工业生产中显著提高了其生产效率,使制造业进入到自动化时代,对精度有了极大的提升。
随着计算机的广泛应用,硬件也在不断提升,工业发达的国家CAD/CAE/CAM技术也不断提升,在计算机上进行成型过程分析有效的减少了模具报废以及返修的情况,模具的质量得到了提高,成本逐渐减少。
1.2我国模具发展的现状及发展趋势
我国塑料模具的发展极其迅速。
越来越多的人认识到模具的重要性,模具技术水平的高低可以衡量一个国家制造业水平高低。
我国也逐渐广泛使用CAD/CAE/CAM,目前我国是世界上最大的模具进口国。
相比模具发达国家我国模具在其技术上还是比较落后,专用模具钢材料钢品种太少,很大程度限制了我国模具制造。
CAD、CAE、FlowCool常用软件应用比例并不高;专业的模具工厂少;目前企业缺乏专业性,多数企业追求大而全。
只有提高模具设计水平及其制造水平才能有更好的国际竞争力。
近年来,我国模具行业结构也在不断调整,体制改革也在加快步伐。
我国注重了精密模具、复杂模具、中高档模具、大型模具、长寿命模具及其模具标准件的发展,使得发展速度超过了一般模具。
压铸模和塑料模的比例增大;专业的模具厂也在增多,生产能力也在增加。
“三资”及其私营企业的迅速发展等。
1.3模具发展的主流方向
科学技术的不断进步促使模具发展的步伐越来越快,塑件质量的要求也不断提高,模具技术也在向高效率、高精度、微型、大型、自动化、精密、高寿命的方向发展。
主要表现在以下方面:
(1)成型塑料理论的研究进展;
(2)新的成型方法不断出现;
(3)塑件趋向于精密化、超大型化以及微型化;
(4)开发出新型模具材料;
(5)模具CAD/CAM/CAE技术发展迅速;
(6)模具大量采用标准化。
2制品的成型工艺
2.1智能手机后盖的选题背景
随着科技的发展通讯已经成为了全世界必不可少的部分,手机自然也成为了我们的必需品。
手机的出现使得我们通讯更加方便,相比固定电话更容易携带,手机发展速度极快,每年都会有大量的新手机出现在市场,手机功能也由原来的只是用来打电话发短信时代过渡到智能时代,只能手机很大程度的方便了我们的生活,也成为了我们生活中必不可少的工具。
随着我们对手机的功能要求不断提高,也对机身外观以及手感不断提高要求,只有自己感觉漂亮而且手感又好的手机才能成为自己最好的通讯工具。
由此可见,智能手机后盖也是机身并不能忽视的部分,后盖决定手感。
在如今手机科技不断发展的时代里,手机配置都达到了顶峰,所以外观漂亮并且手感完美的手机会成为人们最佳选择。
综上所述,智能手机已经必不可少,手机后盖工艺也要得到提高,制造出完美的手感才是当今手机市场竞争的最大法宝。
2.2手机后盖结构
此设计塑件是智能手机后盖造型,塑件为长方体形状,由于是用在外面,所以对精度,尺寸的要求并不高,经过对此智能手机后盖分析,选择一般精度等级13级精度即可。
智能手机后盖塑件的形状如图2-1所示。
可以看出,此塑件轮廓相对规则,相对容易容易模塑,分模方向相对容易选择,其厚度也较小,比较容易脱模即采用单分型面。
图2-1智能手机后盖塑件图
该塑件长度约126mm,宽约86mm,高度约6.8mm。
为了减小成型时流动阻力并且能充满型腔,不浪费原材料,也能提高固化效率,壁厚不宜过大也不宜过小,即选择塑件壁厚为1mm合适。
2.3塑料原材料
2.3.1塑件材料的选择
市面上适用于手机后盖的材料有很多,主要有PP,PE,PVC,ABS等,根据市场调查,智能手机后盖选取ABS作为材料。
2.3.2塑件材料性能分析
ABS,热塑性塑料,英文全称为:
acrylonitrile-butadiene-styrenecopolymer,中文:
上研发出来的一种新型塑料。
它是三元共聚物,其中三个单体分别是丙烯晴、丁二烯以及苯乙烯。
在性能方面表现极其优异,在其坚固、坚硬、坚韧等方面都有优良性能。
塑件材料选择也要兼顾经济效益,该材料价格较低,并且供给量很大,已经是应用范围最广泛,产量最高的工程材料。
3模具设计
3.1选定型腔数量和排列方式
模具型腔数量的确定
(1)塑件制品均已批量生产为主,并且还要在合理的交货期内完成生产加工,另外还有塑件成本的考虑。
批量生产适合选用多型腔来提高生产效率,但是多型腔的选择会给制品精度带来影响,根据调查增加一个型腔,会影响制品尺寸精度的4%。
(2)在质量要求方面,根据制品精度要求的高低选定型腔数量,对于精度要求过高的产品使用一模多腔未必有利,对于精度较低的制品采用一模多腔更有效率,所以应该严格根据精度要求来确定模腔数量。
(3)注塑机的选择对型腔数量也有影响,注塑机的能力很大程度决定塑料塑化效率,使得塑化塑料可以迅速到达型腔。
(4)根据塑件本身形状尺寸的大小以及品种来确定型腔数目。
模具型腔数目决定其生产效率,基于经济性考虑,并不能盲目选择型腔数目,另一方面精度也要有一定的保证。
经过分析本设计选择一模四腔比较合适。
型腔排列方式
(1)从加工生产效率方面来说,应该保证各型腔压力能够平均分的型腔总压力。
为了保证其性能以及尺寸尽可能相同,各型腔要满足尽可能均匀充满,补料时要尽可能的均衡。
(2)加工生产中会产生很多废料,减少废料的出现也是重要环节,其主流道到各型腔流程短会有效解决废料较多的问题。
(3)每个型腔之间应该保证尽可能大的间距,方便在空间内安装冷却水道推杆等,注射时要有足够大的截面积来承受注射压力。
针对本设计采取一模四腔,其型腔布局如图3-1所示。
图3-1型腔布局
3.2分型面的确立
3.2.1分型面的选取原则
在模具上,用来使塑件和凝料脱离模具的接触面称为分型面,也叫作分模面。
模具的结构形式取决于分型面的设计。
分型面的类型、形状及位置与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺等有关,不仅直接关系到模具结构的复杂程度,也关系到塑件的成型质量。
其确立原则如下:
(1)避免模具结构复杂化,便于塑件脱模;
(2)确保塑件外形美观和尺寸准确;
(3)便于侧向抽芯和分型;
(4)利于模具排气;
(5)利于避免溢料,产生飞边;
(6)便于成型零件的加工
模具的分型面取决于分型线,分型线的选择可利用三维制图软件确定。
设计分型面时应尽可能避免复杂化,使塑件易于脱模以及模具制造简单。
按照分型面的设计原则和塑料制品的原料特性,确定分型面如图3-2所示。
图3-2分型面
3.2.2模仁尺寸的确定
模仁又叫镶块,英文全称DIECORE。
塑件的成型部分在模仁内部,它是注塑模具中至关重要的组成部分。
塑件的形状变化不一,其对照的镶件结构难易程度也就大不相同。
如今模具厂家大部分选用镶件结构,在模具部件加工方面看,其实模仁的加工花费了大多数时间。
镶件尺寸的设计是由产品的形状大小和布局确定的。
在确保钢料高强度的必要条件下,镶件越紧凑越好。
设计模仁尺寸下列两种方法:
(1)计算法:
该方法一般通过相关的复杂公式对模腔壁厚进行校核及计算,即可得到模仁尺寸。
此方法不足之处的是实行困难由于产品的形状各式各样,但公式对应的却是统一标准的模型。
(2)估算法:
这是根据工厂中的实际生产经验,结合产品形态估算出模仁的大小。
这种方法,虽然无法得到精准的模仁数值,但是在实际生产中却能够节省大量的设计时间,提高生产效率。
针对本次设计的模仁尺寸为220x140mm,可采用倒R角形式。
其模仁尺寸如图3-3所示。
图3-3模仁尺寸
3.3选取模架
模架的选择是模具设计的重要环节,模架的大小是否合理直接影响了模具的质量,所以选择合适的模架把模具各个部分联系在一起是关键。
如图3-4所示是标准模架,可以看出模架的基本组成部分,其中包括:
定模座板,导柱导套,动模板,垫块,动模座板等部分组成。
模具的设计主要是形成塑件外形的动、定模零部件以及脱模顶出机构的设计,几乎模具上的所有零部件都是选择一定尺寸的标准件,尤其是模架。
图3-4模架
模架有严格的技术标准,主要在模具的设计过程中,模具的制造过程中,应该遵循其技术规范,还有基准及其准则。
它具有以下定义:
(1)可以减少很多设计人员的重复工作;
(2)打破了模具制造业追求“全”的生产局面,专业生产越来越多;
(3)标准化模具有利于CAD/CAM技术的运用;
(4)标准化模具更有国际地位,更有利于出口,也有利于国际交流。
查询资料,针对本设计选取模架。
具体数据如下:
模宽B1=300mm,模长L=350mm;
模板A=80mm,材料45钢;
模板B=90mm,材料45钢;
垫块C=9mm,材料45钢;
型芯固定板厚度25mm,推件板厚度20mm。
动模板材料选取45钢,高度为25mm,定模扳材料依然用45钢,高度为25mm。
模架的总高度计算得:
H=300
经过以上刚度和强度校核,可以看出都是满足要求的,所以选取标准模架作为本设计模架合适,其标准模架图如图3-5所示。
图3-5标准模架
3.4浇注系统
3.4.1主流道的设计
机台喷嘴至分流道口的一段料流道被称为主流通道,其通常被定位于模具的中心,是熔料进入腔体内部最先经过的部位.主流道就是浇口衬套里面的那个锥形通道。
一般情况下浇口套和定位环是结合使用的。
其设计原则:
(1)使凝料能够从主流通道中不受阻碍的被拔出来,主流道设计成
=2°~6°的圆锥状,锥度适当即可,太大会造成压力减小,容易混进空气产生气孔,锥度过小的话,会使液体的流速增大,造成注射的困难。
内壁光洁度应该小于Ra=0.8
,小端直径通常为4~8mm,凹坑R比喷嘴头半径大
,小端的直径应该大于喷嘴直径约
,否则主流道中的凝料将会无法顺利拔出。
(2)为了避免主流通道与熔融状态的材料和喷嘴重复的接触和撞击而损坏,主流道的设计要求是能够耐高温和摩擦,所以有必要设计成可拆卸衬里,因此,有必要使用高质量的材料来进行主流道的加工。
(3)套不同的模具结构考虑的选择,当浇口套与塑料接触面积比较大时,会造成腔衬里的抗压力很容易转向或退出模具,所以设计的房子。
(4)主流通道要尽量的减少拼块结构,以防止有液态塑料进入接缝中,使脱模时难度加大。
(5)流道要尽量设计的短一些,这样不仅能够节省材料,减少冷料的回收,还能减小压力和热量的损失。
(6)流道和喷雾相接触面积最大的地方,需要一个半球形的凹坑,深度一般取3-5mm,同时浇口直径一般比机喷嘴大约1至2mm,以防止过多的的材料残存积压,造成压力减小、溢胶以及浇口破裂。
针对本设计定位圈和衬套的工程图如图3-5所示
图3-6定位圈和衬套的工程图
3.4.2冷料井和拉料杆的设计
冷料存储通常被设计在动模板与主流通道向对的位置,避免冷料在腔体填充时因存在温差而使注塑零件的生产质量受到影响,同时也使存储的冷料具有在分模时将主流通道中凝固的材料从衬套中脱离,并残留在动模上。
本次冷料储存采用Z形拉料杆,其设计尺寸如图3-6所示。
图3-7冷料穴
3.4.3分流道浇口的设计
分流道是连接主流道与塑件腔的一段流道,它的存在是为了在最小压力损失的情况下,将黏流态原料速度很快的送到浇口处以便充模并减少回收的冷料量。
所以,分流道的截面积不会很大,同时也不能太小。
若分流道的截面积太小,会降低单位时间内输送的原料量,导致充模时间增长,塑件会出现烧焦、缺料、波纹、甚至产生前陷;而如果分流道的截面积太大,在模具型腔内容易残留气体,会造成产品上有缺陷,还会使冷料回收量增加,同时还加长了产品的冷却时间,会使生产效率产生很大程度的降低。
在实际应用中比较常用的类型有:
圆形、半圆形(U形)、矩形和梯形。
本次设计中分流道选择圆形,其直径为6mm,其结构如图3-8所示
图3-8分流道
3.4.4浇口的设计
浇注系统的结束部分就是浇口,浇口的形状一般为一段细而短的通道。
浇口的设计主要是为了使熔体能够迅速均匀的充满各个腔体,保证注塑零件的成型密度均匀,同时,浇口处的液态塑料能够在较短的时间内冷却凝固,防止熔体逆流,使凝料在塑件成型后能够容易分开,也不会产生特别明显的浇口,是零件外观质量受到影响.
另
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