MP3的前后盖的模具设计 模具专业毕业设计 毕业论文.doc

MP3的前后盖的模具设计摘要：本设计包括MP3的前后盖的模具设计。前盖：此产品的材料为ABS塑料，有利于提高制品的强度，采用一模两腔的布局方法，浇口的形式为侧浇口。模具结构为斜导杆内抽芯的结构。后盖：和前者一样也同样是ABS塑料。采用一模四腔的布局，浇口的形式为潜伏式浇口。模具的结构同样为斜导杆内抽芯的结构形式。通过以下的计算和设计，此设计是可行的，并可以用于实际生产当中。关键词：注射成型 模具设计 侧向抽芯 推出机构Rapid tooling analysis of Stereolithography injection mould toolingAbstractIncreasing competition in global markets is exerting intense pressure on companies to trim their product cycles continuously. As delivery times and costs of tools are on a downward trend, the modern tool manufacturer is under pressure to produce tools quickly, accurately and at a lower cost. Reducing the time to produce prototypes is a key to speed up the development of new products. Rapid tooling (RT) with particular regard to injection mould fabrication using rapid prototyping (RP) technology of Stereolithography (SL) may lead to savings in cost and time. In this paper, SL is used to directly build rapid injection mould tools for short run production. SL tools have been evaluated to analyse the maximum number of successful injections and quality of performance. SL epoxy tools were able to resist the injection pressure and temperature and 500 injections were achieved. The tool failure mechanisms during injection are investigated and tool failure either occurs due to excessive flexural stresses, or because of excessive shear stresses.Keywords: Rapid prototyping; Stereolithography; Rapid tooling; Injection moulding目录第二章 塑件的工艺分析72.1 工艺性分析72.1.1 前盖塑件成型工艺性分析72.1.2 后盖塑件成型工艺性分析72.2 塑件材料特性82.2.1 前盖的材料特性82.2.2 后盖的材料特性82.3 塑件成型工艺参数的确定82.3.1前盖塑件成型工艺参数的确定82.3.2 后盖塑件成型工艺参数的确定9第三章 模具结构方案及模架的选择103.1 模具的基本结构103.1.1 前盖模具的基本结构103.1.2 后盖模具的基本结构103.2确定型腔数目及布置103.2.1 前盖的确定103.2.2 后盖的确定103.3 分型面的选择113.3.1前盖分型面的选择113.3.2 后盖分型面的选择113.4 浇注系统的确定123.4.1 确定前盖浇注系统123.4.2确定后盖浇注系统143.5 成型零件结构设计。143.6 确定推出方式153.7 确定侧向抽芯方式153.8 确定模温调节系统153.9 确定排气方式153.10 模具结构方案15第四章 制品的计算161 前盖的计算16411粗略计算制品的体积和质量。16412粗略计算浇注系统的体积和质量。16413总体积和总质量的计算。1642 后盖的计算17421粗略计算制品的体积和质量。17422 粗略计算浇注系统的体积和质量。17423 总体积和总质量的计算。18第五章 注射机和模架的选用2051 注塑机的选用20511 前盖的选择20512 后盖的选择2052 标准模架的选用20521 前盖的选用20522 后盖的选用20第六章 注射机的校核226.1 前盖的校核226.1.1 注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核226.1.2 开模行程的校核 注射机最大开模行程S226.1.3 模具在注射机上的安装226.2 后盖的校核226.2.1 注射量、锁模力、注射压力的校核226.2.2 开模行程的校核 注射机最大开模行程S236.3.3 模具在注射机上的安装23第七章 推出机构的设计247.1 前盖的设计247.1.1 推件力的计算247.1.2 确定顶出方式和顶杆位置247.2 后盖的设计247.2.1 推件力的计算247.2.2 确定顶出方式和顶杆位置25第八章 成型零件工作尺寸的计算268.1 前盖的计算：268.2 后盖的计算：26第九章 模温和排气方式的确定279.1 确定模温调节系统279.2 确定排气方式27结论27致谢27主要参考文献29毕业设计体会30附录1. 英文翻译2. 中文翻译3. 模具图纸前言此设计是根据目前MP3充电器的样式的不断跟新而设计的。随着现在电子产品外壳的不断的发展，其相关的配件也应该有所改进，此设计是将充电器的外侧变得曲面化。在计算过程中附有详细的公式和设计方法，按照生产实际要求和设计方法、步骤，较为详细的叙述了设计的过程本设计在编写过程中尽管注意了科学性、实用性、先进性的要求，尽肯能贴近实际生产。但由于编者水平有限，时间仓促，设计中欠妥之处在所难免，恳请读者批评指正。 第二章 塑件的工艺分析2.1 工艺性分析2.1.1 前盖塑件成型工艺性分析 塑件如图1-1所示图1-1名称：MP3充电器前盖材料：ABS塑料（抗冲击）数量：较大批量生产质量：6.3g颜色：黑色要求：塑件表面光滑，塑件允许最大的脱模角度为0.5度。2.1.2 后盖塑件成型工艺性分析 塑件如图1-1所示图1-1名称：MP3充电器后盖材料：ABS塑料（抗冲击）数量：较大批量生产质量：9.5g颜色：黑色要求：塑件表面光滑，塑件允许最大的脱模角度为0.5度2.2 塑件材料特性2.2.1 前盖的材料特性 ABS塑料（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）是在聚苯乙烯分子中导入了丙烯腈、丁二烯等异种单体后成为的改性共聚物，也可称改性聚苯乙烯，具有聚苯乙烯更好的使用性能和工艺性能。ABS塑料是一种常用的具有良好的综合力学性能的工程塑料。它具有的良好的机械强度，特别是抗冲击强度；具有一定的耐磨性、耐寒性、耐水性、耐油性、化学稳定性和电性能。一般为无定型料，不透明，无毒、无味，成型塑件的表面有较好的光泽。其缺点是耐热性不高，并且耐气候性较差，在紫外线作用下易变硬发脆，2.2.2 后盖的材料特性由于后盖所选的材料和前盖相同，所以材料特性也与前盖相同，不加以详细叙述。 2.3 塑件成型工艺参数的确定2.3.1 前盖塑件成型工艺参数的确定查相关手册得到ABS（抗冲）塑料成型工艺参数：密度 1.01.04收缩率 0.3 0.8预热温度 8085，预热时间23；料筒温度 后段150170，中段165180，前端180200。喷嘴温度 170180；模具温度 5080；注射压力 60100成型时间 注射时间2090，保压时间05，冷却时间20150。2.3.2 后盖塑件成型工艺参数的确定查相关手册得到ABS（抗冲）塑料成型工艺参数：密度 1.01.04收缩率 0.3 0.8预热温度 8085，预热时间23；料筒温度 后段150170，中段165180，前端180200。喷嘴温度 170180；模具温度 5080；注射压力 60100成型时间 注射时间2090，保压时间05，冷却时间20150。第三章 模具结构方案及模架的选择3.1 模具的基本结构3.1.1 前盖模具的基本结构塑件采用注射成型生产。因为塑件内有凸起的台阶，所以模具应用内抽芯的注射模具结构。并采用侧浇口浇注系统形式。3.1.2 后盖模具的基本结构塑件采用注射成型生产。因为塑件内有凸起的台阶，所以模具应用内抽芯的注射模具结构。并采用潜伏式浇口浇注系统形式。3.2确定型腔数目及布置3.2.1 前盖的确定 塑件形状较简单、质量较小、生产批量大，所以应使用多型腔注射模具。考虑到塑件内壁有突起的地方。需侧向抽芯，所以模具采用一模二腔，非平衡式型腔布置，这样模具结构尺寸较小，制造加工方便，生产效率高塑件成本低。型腔布置如图2-1所示。图2-13.2.2 后盖的确定 塑件形状较简单、质量较小、生产批量大，所以应使用多型腔注射模具。考虑到塑件内壁有突起的地方。需侧向抽芯，所以模具采用一模四腔，非平衡式型腔布置，这样模具结构尺寸较小，制造加工方便，生产效率高塑件成本低。型腔布置如图2-1所示。图2-13.3 分型面的选择 3.3.1前盖分型面的选择 塑件分型面的选择应保证塑件的质量要求，本塑件的分型面位置如图2-2所示。图2-2所示的分型面选择在塑件下端的最大分型面上，这样的选择使塑件外表面可以在整体凹模型腔内成型，塑件外表面光滑，同时侧向抽型容易，而且塑件脱模方便。如果分型面选择在其他位置，会在分型面处留下痕迹，则会影响塑件表面的质量，同时会使侧向抽芯困难，所以选择如图2-2所示的分型面位置。图2-23.3.2 后盖分型面的选择 塑件分型面的选择应保证塑件的质量要求，本塑件的分型面位置如图2-2所示。图2-2所示的分型面选择在塑件下端的最大分型面上，这样的选择使塑件外表面可以在整体凹模型腔内成型，塑件外表面光滑，同时侧向抽型容易，而且塑件脱模方便。如果分型面选择在其他位置，会在分型面处留下痕迹，则会影响塑件表面的质量，同时会使侧向抽芯困难，所以选择如图2-2所示的分型面位置。图2-23.4 浇注系统的确定3.4.1 确定前盖浇注系统 塑件采用侧浇口成型，其浇注系统如图2-3所示。侧浇口的厚度a=1.3mm,宽度b=4mm,长度L=1mm。分流道截面采用梯形截面，各个部分的尺寸如图2-4所示。主流道为圆锥形，主流道的锥角为2°6°，内壁的表面粗糙度为m小端直径d为3.5mm8mm,长度L通常由模板的长度决定，一般不超过60mm，为了防止主流道与注射机的喷嘴处产生溢料，而造成流道凝料脱出困难，主流道与注射机喷嘴处应紧密对接，为此主流道对接处应制成半球型凹坑，凹坑的深度h为35mm,凹坑半径SR应比喷嘴头半径大12mm，主流道小端直径也应比喷嘴直径大0.51mm，主流道衬套的结构如图2-6示图2-3图2-4分流道的尺寸大小，如图2-5所示。图2-5图2-6冷料穴的宽度和分流道相等，其长度根据经验可以取值为宽度的1.52倍。所以冷料穴的长度为取为8mm。3.4.2确定后盖浇注系统 塑件采用潜伏式浇口成型，其浇注系统如图2-3所示。分流道截面采用梯形截面，各个部分的尺寸如图2-5所示。主流道为圆锥形，主流道的锥角为2°6°，内壁的表面粗糙度为m小端直径d为3.5mm8mm,长度L通常由模板的长度决定，一般不超过60mm，为了防止主流道与注射机的喷嘴处产生溢料，而造成流道凝料脱出困难，主流道与注射机喷嘴处应紧密对接，为此主流道对接处应制成半球型凹坑，凹坑的深度h为35mm,凹坑半径SR应比喷嘴头半径大12mm，主流道小端直径也应比喷嘴直径大0.51mm，主流道衬套的结构如图2-6所示。图2-73.5 成型零件结构设计 包括凹模和型芯的结构设计。3.5.1前盖：凹模采用整体式结构，这样的结构可以保证塑件的外表面的质量，并且有利于塑件的抛光。型芯的结构是组合式结构，这样有利于加工的方便，并保证配合精密，防止塑件产生飞边。 3.5.2 后盖：由于后盖与前盖的的形式大体相同，所以成型零件的设计也与前者一样。3.6 确定推出方式 3.6.1前盖 由于塑件形状为方壳型零件，所以可以使用推竿推出机构完成塑件的推出，这种方法结构简单、推出力均匀，塑件在推出时变形小，推出可靠。3.6.2 后盖 与前盖相同。3.7 确定侧向抽芯方式 3.7.1 前盖 塑件的侧面有矩形的小孔，因此模具应设置侧向抽芯机构，由于抽芯距离较短，抽芯力较小，并且应为内抽芯，所以选用滑块抽芯机构。3.7.2 后盖 与前盖相同3.8 确定模温调节系统 由于两者都式ABS材料塑件的注射模具,由于制品平均厚度只有2毫米，制品尺寸较小，所以都不必增加冷却和加热装置 3.9 确定排气方式 由于两个制品的尺寸比较小，利用分型面和推杆的配合间隙排气即可。3.10 模具结构方案 模具结构都为单分型面侧向抽芯模具，模具打开的距离应大于塑件的高度，以便能够顺利去出制品。第四章 制品的计算1 前盖的计算411粗略计算制品的体积和质量。=5712=5.712=×=6.2832gABS塑料的密度，通常取1.1g/412粗略计算浇注系统的体积和质量。=2×2××60（5+6）×4/2×50 =2060 =2.06=× =2.3g413总体积和总质量的计算。=×2+ =13.484=×2+ =14.8664g聚苯乙烯的密度为1.054g/,ABS塑料的密度为1.021.05g/满足注射量 /0.80式中 额定注射量（）塑件与浇注系统凝料体积和（）/0.80=13.484/0.80=16.855注射压力查表可得ABS塑料成型是的注射压力：查表可以得到ABS塑料成型时的注射压力=7090MPa锁模力：pF 式中 p塑料成型时型腔压力，ABS塑料的型腔压力p=30 MPa;F浇注系统和塑件在分型面上的投影面积（）各型腔及浇注系统及在分型面上的投影面积（） F=40×6640×666×50=5580pF=30×5580=167400N=168KN42 后盖的计算421粗略计算制品的体积和质量。=8748=8.5=×=9.5gABS塑料的密度，通常取1.1g/422 粗略计算浇注系统的体积和质量。=(5+4)×3.5÷2×（66+66+20）9×60 =（2394+1696） =4.1=× =4.31g423 总体积和总质量的计算。=×4+ =39=×2+ =41g聚苯乙烯的密度为1.054g/,ABS塑料的密度为1.021.05g/满足注射量 /0.80式中 额定注射量（）塑件与浇注系统凝料体积和（）/0.80=41/0.80=49.8注射压力查表可得ABS塑料成型是的注射压力：查表可以得到ABS塑料成型时的注射压力=7090MPa锁模力：pF 式中 p塑料成型时型腔压力，ABS塑料的型腔压力p=30 MPa;F浇注系统和塑件在分型面上的投影面积（）各型腔及浇注系统及在分型面上的投影面积（） F=40×66×4152×5=11320pF=30×11320=340000N=320KN第五章 注射机和模架的选用51 注塑机的选用511 前盖的选择根据以上分析、计算，查表可以得到初选注射机的型号为XS-Z-60。注射机XS-Z-60的有关技术参数如下：最大开合模行程S 180mm模具最大厚度 200mm模具最小厚度 70mm喷嘴圆弧半径 12mm喷嘴孔直径 4mm动定模板尺寸 428mm×458mm拉料空间 260mm×290mm512 后盖的选择根据以上分析、计算，查表可以得到初选注射机的型号与前盖相同。52 标准模架的选用 521 前盖的选用根据以上分析，计算以上分析，计算以及型腔尺寸及位置可以确定模架的结构形式和规格。查表选用： -160250-27-Z2 GB/T12556.11990定模板厚度：A=32mm动模板厚度：B=25mm垫块厚度： C=50mm模具厚度：=72+A+B+C=(72+32+25+50)mm=179mm522 后盖的选用根据以上分析，计算以上分析，计算以及型腔尺寸及位置可以确定模架的结构形式和规格。查表选用： -315250-27-Z2 GB/T12556.11990定模板厚度：A=32mm动模板厚度：B=25mm垫块厚度： C=63mm模具厚度：=25+25+40+A+B+C =210mm模具外形尺寸 315×250×210第六章 注射机的校核 6.1 前盖的校核6.1.1 注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核 由于在初选注射机和选用模架时是根据以上四个技术参数及计算壁厚等因素选用的，所以注射量、锁模力、注射压力、模具厚度不必进行校核，已符合所选注射机要求。6.1.2 开模行程的校核 注射机最大开模行程S式中 塑料制品的高度（mm）； 浇注系统的高度（mm）。=2×14+60+10=94mm故 满足要求。6.1.3 模具在注射机上的安装 从标准模架外型尺寸看小于注射机拉杆空间，并采用压板固定模具，所以所选注射机规格满足要求。推出机构的设计6.2 后盖的校核 待添加的隐藏文字内容36.2.1 注射量、锁模力、注射压力的校核 由于在初选注射机和选用模架时是根据以上三个技术参数及计算壁厚等因素选用的，所以注射量、锁模力、注射压力不必进行校核，已符合所选注射机要求。模具厚度的校核 由于模具的最大厚度小于模具的外型尺寸，所以必须重新选择。可选择型号为XS-ZY-125注射机XS-Z-60的有关技术参数如下：最大开合模行程S 300mm模具最大厚度 300mm模具最小厚度 200mm喷嘴圆弧半径 12mm喷嘴孔直径 4mm动定模板尺寸 428mm×458mm拉料空间 260mm×290mm6.2.2 开模行程的校核 注射机最大开模行程S式中 塑料制品的高度（mm）； 浇注系统的高度（mm）。=2×10.5+60+10=91mm故满足要求。6.3.3 模具在注射机上的安装 从标准模架外型尺寸看小于注射机拉杆空间，并采用压板固定模具，所以所选注射机规格满足要求。第七章 推出机构的设计7.1 前盖的设计7.1.1 推件力的计算 推件力 式中 A塑件包络型芯的面积（） 塑件对型芯面积上的包紧力，取0.8×1.2×Pa; 脱模斜度； 大气压力0.09Mpa; 塑件对刚的摩擦系数，约为0.10.3； 制件垂直于脱模方向的投影面积（）。A（66×1466×1440×1440×14）=2968=2968×1.2××（0.3cos40sin40）/0.09×66×40×N =10684.6+237.6N =10922.2N =10922.2N7.1.2 确定顶出方式和顶杆位置 根据制品结构特点，确定制品在除内抽芯区域外都有顶出装置，并在塑件长边的中间有两根顶杆，长度为40的边有两根，并都是普通的圆顶杆。对于流道的固化塑料也设置拉料杆和顶出杆。普通的圆形顶杆按GB4169.11984选用，均可满足顶杆刚度要求。查表选用6×125型号的圆形顶杆12根。由于制件较小，推出机构可以不设置导向装置。模具设计的有关计算7.2 后盖的设计7.2.1 推件力的计算 推件力 式中 A塑件包络型芯的面积（） 塑件对型芯面积上的包紧力，取0.8×1.2×Pa; 脱模斜度； 大气压力0.09Mpa; 塑件对刚的摩擦系数，约为0.10.3； 制件垂直于脱模方向的投影面积（）。A（66×8.5×236×8.5×2）=1666=1666×1.2××（0.3cos40sin40）/0.09×62×36N =(5997.6+200.88)N =6198.48N7.2.2 确定顶出方式和顶杆位置 根据制品结构特点，确定制品在除内抽芯区域外都有顶出装置，并在塑件长边的中间有两根顶杆，长度为40的边有两根，并都是普通的圆顶杆。对于流道的固化塑料也设置拉料杆和顶出杆。普通的圆形顶杆按GB4169.11984选用，均可满足顶杆刚度要求。查表选用6×125型号的圆形顶杆24根。由于制件较小，推出机构可以不设置导向装置。模具设计的有关计算第八章 成型零件工作尺寸的计算取ABS塑料的平均收缩率为0.55%，塑件未注公差按照SJ1372种的8级精度公差选取，即R25为R、50为、45为、10为、15为、48.4为，根据计算公式得凹模、型芯工作尺寸（过程略），结果见表8.1 前盖的计算：类别零件名称塑件尺寸计算公式凹模的工作尺寸凹模径向尺寸深度尺寸型芯径向尺寸高度尺寸中心距中心距尺寸8.2 后盖的计算：类别零件名称塑件尺寸计算公式凹模的工作尺寸凹模径向尺寸深度尺寸型芯径向尺寸高度尺寸中心距中心距尺寸第九章 模温和排气方式的确定9.1 确定模温调节系统 由于两者都式ABS材料塑件的注射模具,由于制品平均厚度只有2毫米，制品尺寸较小，所以都不必增加冷却和加热装置 9.2 确定排气方式 由于两个制品的尺寸比较小，利用分型面和推杆的配合间隙排气即可。结论通过以上的计算和设计，结果表明此套模具可以开发出来，同样也可以有其他的设计方法，比如将前、后盖放在同一模具中生产出来，也可以将前盖设计为一模四腔结构，并采用潜伏式浇口。主要参考文献1、翁其金主编塑料成型工艺与塑料模设计北京：机械工业出版社，20042、塑料模具设计手册编写组塑料模具设计手册北京：机械工业出版社，20023、机械设计手册编委会机械设计手册北京：机械工业出版社，20044、孟少农主编机械加工工艺手册北京：机械工业出版社，19985、王晓江主编模具设计与制造专业英语北京：机械工业出版社，20016、清华大学英汉技术词典编写组英汉技术词典北京：国防工业出版社，19857、肖祥芷，王孝培. 中国模具设计大典. 南昌：江西科学工业出版社，2003设计体会为期一个学期的毕业设计即将结束，也就意味着我的大学生活即将结束，但在这一个学期的时间里我学到了很多知识和技能。 虽然每学期都安排了课程设计或者实习，但是没有一次像这样的课程设计能与此次相比，设计限定了时间长，而且是一人一个课题要求更为严格，任务更加繁多、细致、要求更加严格、设计要求的独立性更加高。要我们充分利用在校期间所学的课程的专业知识理解、掌握和实际运用的灵活度。在对设计的态度上的态度上是认真的积极的。 通过近一学期毕业设计的学习，给我最深的感受就是我的设计思维得到了很大的锻炼与提高。作为一名设计人员要设计出有创意而功能齐全的产品，就必须做一个生活的有心人。多留心观察思考我们身边的每一个机械产品，只有这样感性认识丰富了，才能使我们的设计思路具有创造性。我选择了mp3充电器这一课题来作为我的毕业设计这是对我的三年知识能力考查，也是对我应用这些知识能力的考查，我尽力使自己的设计减少错误，但我知道由于许多知识和能力的欠缺，肯定有一定的错误。通过本次设计我学到的不仅仅是对mp3充电器的设计这单一方面的了解，让我熟悉了设计的各个方面的流程，学会了把自己大学四年所学的知识运用到实际工作中的方法。从以前感觉学的许多科目没有实际意义，到现在觉得以前的专业知识不够扎实，给自己的设计过程带来了很大的麻烦。特别感谢我的导师胡斌老师给我的悉心指导，还有其他老师给我在设计方面给予的帮助。我觉得通过这次设计，让我了解了设计的整个流程，在设计过程中发现了自己的不足和不少的漏洞让我自己能够在以后加以改正在今后的工作中能够更好的发挥在大学三年中的知识，在我能够在以后的分工作中做的更好。通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面、太偏激了。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。下面我对整个毕业设计的过程做一下简单的总结。 第一，接到任务以后进行选题。选题是毕业设计的开端，选择恰当的、感兴趣的题目，这对于整个毕业设计是否能够顺利进行关系极大。好比走路，这开始的第一步是具有决定意义的，第一步迈向何方，需要慎重考虑。否则，就可能走许多弯路、费许多周折，甚至南辕北辙，难以到达目的地。因此，选；题时一定要考虑好了。 第二，题目确定后就是找资料了。查资料是做毕业设计的前期准备工作，好的开端就相当于成功了一半，到图书馆、书店、资料室去虽说是比较原始的方式，但也有可取之处的。总之，不管通过哪种方式查的资料都是有利用价值的，要一一记录下来以备后用。 第三，通过上面的过程，已经积累了不少资料，对所选的题目也大概有了一些了解，这一步就是在这样一个基础上，综合已有的资料来更透彻的分析题目。 第四，有了研究方向，就应该动手实现了。其实以前的三步都是为这一步作的铺垫。一步步地做下去之后，你会发现要做出来并不难。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。 在此要感谢我的指导老师对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富