高分子成型工艺学课程设计说明书.doc

《高分子成型工艺学课程设计说明书.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高分子成型工艺学课程设计说明书.doc（24页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、河 南 理 工 大 学万 方 科 技 学 院高分子成型工艺学课程设计说明书 系别:能源与材料工程系 摘要 随着塑料工业的飞速发展和通用塑料与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断地扩大，越来越普遍地采用塑料成型。塑料是一种新型工程材料，发展速度迅猛，塑料的加工和成型工艺也越来越得到重视，其中注射成型是最常用的塑料零件成型方法。由于模具的使用特点，决定了模具设计也区别与其他行业。模具设计要考虑的要点 ：塑件的物理力学性能,如强度、刚度、韧性、弹性、吸水性以及对应力的敏感性,不同塑料品种其性能各有所长,在设计塑件时应充分发挥其性能上的优点,避免或补偿其缺点；塑件结构能使模

2、具总体结构尽可能简化，特别是避免侧向分型抽芯机构和简化脱模结构，使模具零件符合制造工艺的要求。 生活用品的塑料模具占了很大比例，在市场竞争白热化的今天，电器外壳设计成为产品质量的重要一环，最为突出和典型的就是手机外壳，手机外壳注射模成为目前注射模制造行业之一。因此，研究手机外壳注射模具的设计制造，具有较高的生产实用价值。手机外壳外观要求不是很高，而且整机体积小，因而对注射成型模具和成型工艺的要求不是太高。其中，尺寸、数据和机械结构均来自工厂的实际图纸。主要阐述手机外壳的注塑模设计，提供了PRQ/E软件进行整个注塑模设计的流程，以及注塑模的CAE分析。关键词：注射模、模具设计制造、浇注系统、脱模

3、机构、手机外壳成型正文本文的主要研究内容手机外壳注射模设计制造不是太复杂，本课题来源企业实际生产，内容基于工厂的生产工程实践，以大量的手机外壳注射模设计制造为基础，结合多年从事注射模设计制造的工作经验，研究手机外壳注射模具的设计制造。文章从模具的整体结构设计，到浇注系统、脱模机构设计，详细探讨了实际设计制造的方法和关键点，以及实际生产中塑件可能出现缺陷的原因和解决方案，贯串文中介绍了手机外壳中面壳的典型注射模设计。论文总体的概述 一、总体结构设计，内容是成型零件、温度调节系统、排气系统、合模导向机构、支承零件的设计，探讨动模、定模以及整体结构的设计；二、浇注系统设计，系统研究手机外壳注射模浇注

4、系统中浇道、浇口的形式、位置选择，排溢系统的设计；三、制造工艺及质量的保证，介绍了手机注射模制造方法和关键工艺制作要点，探讨如何提高模具质量，保证塑料产品的成型要求；四、制造工艺及质量的保证；五、结论及感想。 一、总体结构设计整体结构方案确定，要根据手机塑件塑料品种，以及各生产厂家注射机的种类等众多因素来决定。但不论是简单还是复杂的模具，其基本结构都是由动模和定模两大部分组成，两者由导柱导套连接导向。定模安装在注射机的定模板上，动模安装在注射机的动模板上并能够随机器的合模系统运动，相对来说动模比定模结构要复杂得多”。本章讨论成型零件、温度调节系统、排气系统、合模导向机构的设计，最后以两个典型的

5、手机外壳注射模为实例，介绍整体结构设计。浇注系统和推出(脱模)机构在手机外壳注射模设计中很重要。11成型零件成型零件包括凹模、型芯等，工作时与塑料直接接触成型，要承受塑料熔体的高压和料流的冲刺，脱模时还会与塑件发生摩擦。因此，要求成型零件有几何形状、良好的尺寸精度、较低的表面粗糙度，以及较好耐磨性。设计成型零件时，应根据手机外壳塑件的特性、结构和使用条件，确定型腔的总体结构，凹模的结构可以设计为整体式。整体式凹模由整块材料制作而成，结构比较简单、不易变形，产品的质量好。在手机外壳模具设计中，选择合理、巧妙的组合镶拼结构非常重要，要保证塑件质量、简化模具加工，又要避免在塑件表面留下痕迹。12温度

6、调节系统注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率以及塑件的形状和尺寸精度都有极大的影响。每种塑料注射成型都有一个合理的模具温度区域，使熔体的流动性好容易充满型腔，塑件脱模后收缩和翘曲变形小、尺寸稳定，力学性能和表面质量也高。为控制模具的温度，必须设计温度调节系统，一般采用模具冷却或加热的方法，必要时两种兼有。冷却装置设计的要点：尽量保证塑件收缩均匀，维持模具热平蘅；冷却水孔的数量越多、孔径越大，塑件冷却越均匀；水孔与型腔表面各处应有相同的距离；浇口处应加强冷却；入水与出水的温差要低；要结合塑料的特性和塑件的结构，合理考虑冷却水道的排列形式；冷却水道要避免接近塑件的熔接痕部位，以免熔

7、接不牢影响强度；应该注意密封，保证冷却水道不泄漏；防止与其它部位发生干涉；冷却水道的进出口要低于模具的外表平面；冷却水道要利于加工和清理。13排溢系统排溢是指排出充模熔料中的前峰冷料和模具内的气体，广义的注射模排溢系统应包括浇注系统部分的排溢和成型部分的排溢。通常所说的排溢是指成型系统的排溢，浇注系统主流道和分流道末端的冷料穴也是一种溢排形式。模具型腔在塑料充填过程中，除了浇注系统和型腔内有空气存在外，还有塑料受热和凝固而产生的低分子挥发气体，尤其是在高速成型时，模具考虑排气是非常必要的。一般是在塑料充添的同时，将气体排出模外。否则，被压缩的气体所产生的高温，引起塑件局部碳化烧焦，或使塑件产生

8、气泡，或使塑件熔接不良而引起塑件强度降低，甚至阻碍塑件填充等。为了使这这些气体从型腔中及时排除，必要时可以采用开设排气槽等方法，有时排气槽还能溢出少量料流前锋的冷料。排气槽的开设位置应开设在型腔最后被充满的地方；最好开在分型面上；应尽量开在型腔的一面；最好开在开设在嵌件或壁厚最薄处；严禁开设在对着操作人员的方向。掌上电脑外壳的面盖类零件，一般利用模具的各种配合间隙，就可以满足成型时的排气要求。但是显示镜片类零件成型对排气的要求很严格，如果模具的排气不彻底，镜片上就会形成气泡、接缝、表面轮廓不清、充填缺料等缺陷，而且气体受压体积缩小后会产生高温，导致塑件局部碳化或烧焦。模具排气不良将给注塑成型带

9、来极大的困难，甚至导致镜片注射工艺过程无法完成。因此，镜片注射模具必须加强排气设计。通常情况下，可以在模具的四个角上设计排气槽，外加冷料穴也起到了排气作用，一般能够解决掌上电脑镜片注射模的排气问题。也可以采用面沟槽排气法，在距离型腔15m处四周，设计宽8mm、深08唧的沟槽通向模外，沟槽和型腔每隔80ram连接一条003深的槽。对于排气很困难的镜片，还可以在模具注射熔料的末端，设计宽1012咖深03O4mm的“z”形沟槽，用于排气。注意此槽一定为“z”形沟槽，不能设计成直接形，否则很容易产生溢料飞边。14合模导向机构合模导向机构是保证动模和定模合模时，正确定位、导向的零件。合模时，首先是模具的

10、导向零件接触引导动、定模准确闭合，保证动、定模位置正确，确保型腔的形状和尺寸精确无误，避免型芯先进入型腔，造成成型零件损坏。二、浇注系统设计浇注系统是指由注射机喷嘴中喷出的塑料进入型腔的流动通道。它的作用在于使塑料熔体平稳有序地填充型腔，并在填充和凝固过程中把注射压力充分传递到型腔的各个部分，以获得组织紧密的塑件。浇注系统的优劣，对产品的性能、外观以及生产效率有着直接的影响。浇注系统设计是手机外壳注射模设计的一项主要内容，必须引起设计人员的高度重视。从工厂大量的模具设计制造结果来看，只要掌握了浇注系统的设计要领，手机外壳注射模具的总体结构就不会出现大的缺陷。本章从分型面的选择，到浇道、浇口形式

11、、位置的设计，系统地研究浇注系统的设计。21浇注系统基本设计原则211保证塑件的质量浇注系统的设计，首先必须保证塑件的质量，避免常见的充填问题。尽量减少塑料熔体填充时的停滞现象，停滞现象容易使工件的某些部分过度保压，某些部分保压不足，从而使塑件的内应力增加；尽量避免出现熔接痕，熔接痕的存在不但会影响外观，使得产品的表面质量较差，而且出现熔接痕的地方强度也差：尽量避免过度保压和保压不足，过度保压会使产品密度较大，增加内应力，甚至出现飞边；尽量减少熔体流向杂乱，保证浇注系统和型腔内的气体顺利排出，流向杂乱会使工件强度较差，表面的纹路也较不美观。212尽量减小及缩短浇注系统的断面及长度在确保成型质量

12、和满足良好排气的前提下，从浇口套到主浇道、分浇道、浇口，要尽量减小及缩短浇注系统的断面及长度。这样可以尽量减少塑料熔体的热量损失与压力损失，减小塑料用量和模具尺寸。213尽可能做到同步填充在一模多腔情形下，要合理排列各型腔的位置，巧妙设计分浇道，让进入每一个型腔的熔科能翔同时到达，而且使每个型腔入口的压力相等。214便于产品修整浇注系统设计要结合制品的大小、结构形状、壁厚及技术要求，综合考虑浇注系统的结构形式、浇口的数量和位置，尽量将浇口设计在产品的隐蔽处，作到切除和修整浇口方便，绝对不能影响产品的外观。22浇道的设计浇道分类有普通浇注系统即冷流道，以及无流道凝料浇注系统(包括热流道、绝热流道

13、)，手机外壳注射模采用冷浇道较少。浇道应该有良好的注射压力传递，使塑料熔体能够尽快地充满和均衡地分配到型腔，达到理想的填充状态，保证熔融塑料在流动过程中压力损失、热量损失尽可能小。221浇道的截面浇道的截面直接影响到熔融塑料充模的流动性，主流道的端面形状通常为圆形。为便于脱模，主流道一般设计有斜度，如果主流道同时穿过多块模板时，一定要注意每一块模板上孔的斜度及孔的大小。主流道的大小要根据塑料材料的流动特性来定，镜片常用的制作材料流动性都不好，浇道的截面和尺寸设计一定要利于充模。222浇道的形状浇道的形状取决于型腔的排布和浇注系统的总体设计，分流道的布置形式有平衡式进料和非平衡式进料两种形式。平

14、衡式进料就是保证各个进料口同时均衡地进料，非平衡式进料就是各个进料口不能同时均衡地进料，一般要做模流分析来进行评估。分流道是主流道与浇口之间的一段，它是熔融塑料由主流道流入型腔的过渡段，也是浇注系统中通过断面面积变化及塑料转向的过渡段，能使塑料得到平稳的转换。23浇口的设计浇口又称进料口或内流道，是分流道与塑件之间狭窄的部份。它能使分流道输送过来的熔融塑料的流速产生加速度，形成理想的流态，并迅速地充满型腔，同时还起着封闭型腔防止熔料倒流的作用，并在成型后便于使浇口与塑件分离。231浇口的形式浇口是连接浇道和型腔的通道，浇口的形式有：直接浇口，侧向浇口(包括内侧浇口、普通侧浇口、外侧浇口)，扇形

15、浇口，平缝式浇口，护耳式浇口，隙式浇口，点浇口，潜伏式浇口，盘环型浇口，轮辐式浇口，园环形浇口等。浇口的形式很多，每一种浇口都有各自的特点和应用范围。因此，具体尺寸要综合考虑有利充模和便于去除浇口两方面因素来设计。232浇口的位置在注射成形及模具设计中，浇口位置是个重要的设计变量。浇口开设的位置对塑件的成形性能和质量影响很大，需要考虑的因素也多。浇口位置的选择应注意：选择有阻挡物最近的距离；尺寸及位置应避免产生喷射和蠕动；浇口应开设在塑件断面最厚处：应使塑料流程最短、料流变向最少；应有利于型腔内气体的排出；应减少或避免塑件的熔接痕；应防止料流将型腔、型芯、嵌件挤压变形。设计人员要多参考老模具的

16、设计，有时在试模后还要作少许修改。注射模EE技术可以在模具投入制造之前，进行塑料熔体的充型和冷却过程模似，对塑件翘曲和收缩迸行预测，对潜在问题提出有效改迸方法，缩短模具制造周期并降低成本。对于没有经验的设计者，一定要先利用CAE软件模拟后再来确定浇口的位置。23.3冷料穴设计冷料穴又称冷料井，用来储臧注射间隔期间产生的冷料，防止冷料进入型腔而影响塑件质量，并使熔料能顺利地充满型腔，冷料穴可以容纳冷料。薄件类产品模具的排气系统很重要，如果薄型显示镜片模具的排气设计把握不准确，会给注射成型带来很大的困难，即使注射工艺中采取增大压力、提高速度等措施，效果也不是很好。为此，在可能出现熔接痕的位置，模具

17、上必须设计冷料穴，这样既可以避免熔接痕，又达到了排气的目的，较好地解决了熔接痕和排气两大问题。三、制造工艺及质量的保证31产品结构分析手机壳的扣位本身的尺寸很小，而且和旁边按键孔的距离很近，结构上受到制约，没有足够的脱横空间，因此斜顶的尺寸很小无法加大。按照传统的设计，斜顶的实际宽度尺寸只有24m，而其长度从后模镶块一直到顶板大约有100唧，又细又长。显然，细长的斜顶机械强度太差，容易损坏失效。32 主要尺寸的设计要保证模具有足够的脱模行程，必须计算好斜顶的斜度及复位针的行程。一般情况下，斜度设计为5度，行程为13咖，为了防止产品在顶出时，不会被斜顶顶塌(凹陷)，斜顶的末端应选在B箭头处即动模

18、胶位的最大边，而不能设计在A箭头处。四、制造工艺及质量的保证介绍掌手机外壳注射模的制造方法和关键工艺制作要点，模具的装配、试模和计算机辅助设计制造的应用。探讨如何提高模具质量，保证手机外壳的成型要求，并提出了实际生产中塑件可能出现缺陷的原因以及解决方法。41手机外壳模具的制造要点411典型加工方法加工方法在一定程度上保证了模具的制造质量，随着模具加工水平的急剧提高，模具精度完全取决于精密的机器加工。线切割利用火花放电使金属融化或气化，并把融化或气化的金属除掉，从而实现各种形状金属零件的加工。快走丝线切割所加工的工件表面粗糙度一般在Ra：12525um范围内，而慢走丝线切割所加工的工件表面粗糙度

19、可达Ra：O16um，且慢走丝的圆度误差、直线误差和尺寸误差都较快走丝好很多，所以在精加工零件时，慢走丝得到广泛应用。型腔电火花加工是利用工具电极与工件电极之间脉冲性的火花放电，产生瞬时高温将金属蚀除，将工具电极的形状复印到模具坯件上，而形成型腔的复制成型加工新工艺。其电极可由车、铣、刨、磨、冷热成型、火焰喷涂或电铸等方法获得。因此，可以用软的材料制作形状复杂的工具电极，对于难切削材料、特殊及复杂形状零件，如模具复杂型腔等的加工有较大的优势，广泛运用于各种模具的型腔的加工。数控加工是指在数控机床上用数字信息对工件的加工过程予以控制，使其自动完成切削加工的一种工艺方法。数控加工能够将零件在计算机

20、上三维建模后转入加工软件模块中，编译为代码然后传到加工机床上，直接加工出零件。而且可利用软件对复杂曲面进行模似加工。当前，模具制造企业越来越倾向于以数控加工为主来制造模具，并以数控加工为核心进行工艺流程的安排。412模具制造材料模具材料必须具有的特性：良好的加工性能，良好的耐磨性和耐腐蚀性能；足够的强度、硬度、韧性；良好的耐热性、热稳定性、热疲劳性；良好的尺寸稳定性、良好的淬透性，热处理变形小。特别是模具成型部分的零件，肩负了成型的全部工作，从注射、进浇到排溢、固化成型，工作温度相当高，塑料对模又具有腐蚀作用，材料选用好坏直接决定了模具的质量，必须从严要求。例如，模具制造材料要求较高的是定模和

21、动模镶块，要求全部采用ASSAB公司生产的S136(类似于AISl420)钢材，并经过了ESR电渣重焊处理。粗加工后进行热处理，硬度必须达到HRC54以上。413模具型腔的加工手机外壳表面不能有任何麻点，必须高度平滑。因此，模具对型腔的表面质量要求相当高，模具型腔表面的镜面抛光程度直接关系到产品的质量效果，加工过程要特别注意，不能有任何疵点。根据工厂生产经验，其关键加工工艺和注意点是：先用电火花机床进行粗加工，粗加工的电极材料可以采用普通红铜：接下来的工序是热处理：之后再用镜面电火花机完成精加工，此时的电极材料要求很严格，必须采用镜面电火花机所用的合金铜，不能使用普通材料；如果镜面火花机设备比

22、较先进，放电完成后一般都能达到理想的质量，否则还要采用激光进行抛光处理，来达到表面技术要求。加工中一定要注意，掌上电脑镜片模具的镜面不可以用手工抛光处理。42辅助设计制造的应用随着计算机的应用发展，将其应用于模具的设计与制造，已成为快速制造模具的有力保证。在开始大规模生产前，由于仅凭经验设计模具，模具装配完毕后，通常需要几次试模，发现问题后，不仅要工艺师重新设置工艺参数，甚至还要设计师调整塑料制品和模具设计方案，修改模具。重复各个步骤增加了生产成本，影响模具质量，同时延长了制品生产时间。因此，用计算机进行辅助设计制造，对模具的设计制造具有重要的作用。相对其它行业，我国的模具业是应用CADCAE

23、CAM较早的一个领域，但就整个行业而言，至今具有较完备集成环境的企业仍然较少，大都是在设计、制造及管理等部门部分或单独采用CADCAEcAM技术。虽然这些技术在应用初期对提高产品设计水平、增加企业活力起到了积极的促进作用，但随着产品更新换代速度不断加快、同行业竞争加剧及市场不断扩大，客户对产品质量、成本、制造周期要求不断提高，原来分散独立使用已不适应发展需要。在电脑外壳注射模设计制造过程中，利用CADCAECAM一体化软件能够弥补传统设计的许多缺陷，大大提高模具设计制造效率，取得显著的经济效益。MasterC软件是美国CNCSoftware公司开发的Pc级CADPCAM系统，它集二维绘图、三维

24、建模、曲面设计、体素拼合、刀具路径模拟、数控仿真等功能于一体，对系统运行环境要求低。利用MasterCJ蛐t软件，进行注射模三维造型与数控仿真加工的简单过程是：先利用MasterCt软件中的CAD模块对掌上电脑外壳注射模进行三维曲面造型设计，之后根据模具型腔及型芯的曲面特点，拟定数控加工工艺，输入加工参数，再利用MasterCAM软件中的CAM模块自动生成数控加工程序，同时进行数控仿真加工“”。当然利用MasterC61数控铣不一定能完成所有的加工，有时还得借助模具制造常用的加工方法，如线切割、电火花来完成部分加工。43装配在模具装配过程中，既要保证配合零件的配合精度，又要保证零件之间的位置精

25、度，对于具有相对运动的零件，还必须保证它们之间的运动精度。所以模具装配精度的高低及质量的好坏，都直接影响注射生产是否正常，影响产品的尺寸、形状精度和工厂成本。数控机床的普遍应用，能够保证模具零件的加工精度和质量要求，采用数控加工的零件，可直接进行模具装配，减轻了钳工的工作量。431装配基准在模具的加工过程中，各个零件都有统一的加工基准，在装配的时候以基边为基准来进行装配，以保证模具的整体精度。每个零件均设计了基准角，即为装配基准，零件加工要按图纸保证基准角的精度，装配时都要在一个方向基准角上，不能装反。432模具镶块的装配为了节省工时，先加工镶块后加工入子、斜销、滑块等其它零件。待镶块加工完毕

26、后，交给钳工进行装配。钳工接到凸、凹镶块后，首先应进行测量，看其最大外型尺寸是否符合公差要求，如果在公差范之内，开始装配镶块，注意镶块的基准角要与模框的基准角一致，装好后进行凸、凹镶块靠破。目的是保证模具达到注射成型的要求，防止模具在注射成型时出现塑料溢边等情况发生。靠破用红色粉来检查零件表面的缺陷及零件间的密合度，一件喷上红色，另一件靠上，观察粘的均匀程度，不均匀表示不平。 433滑块的装配镶块装配完毕后，开始装配滑块或斜销，注意不能同时装配，以免配合不良导致斜销被撞坏。滑块抽芯机构装配后，应保证滑块型芯与凹模达到所要求的配合间隙，保证滑块运动灵活、行程足够、正确的起始位置。滑块装配一般要以

27、凹模的型面为基准，所以要在凹模装配后进行嘲。由于成型面为曲面，不便测量尺寸，在装配前应对其表面进行抛光，只有将其装在凹模上与镶块配合后才能达到精度要求。抛光完毕后进行靠破，为了便于装配，要求一个一个地靠破，才能达到精度要求。434斜销的装配加工后的斜销与镶块配合很紧，钳工在装配过程中要对斜销进行修磨，使其与镶块配合良好。另外，斜销的杆部四周均匀布置油稽，以利于润滑，在靠破时应在斜销侧壁的油槽内涂润滑油，以减小摩擦力，并储存摩擦产生的铁屑，油槽开设的范围以斜销完全顶出后油槽不露出型腔为准，以免污垢污染型腔。 435顶针、入子的装配以上工序完成后装配顶针和入子。装配入子时应注意不要装反，保护入子的

28、成型面不要被撞坏。装配顶针时应注意有些顶针的表面为曲面，装配后应在顶针的尾部加防转措施，并刻上编号、标记，防止以后修模时装错。全部零件安装完毕后，应该检查各零件配合是否顺畅，并在配合部分如导柱导套、斜销，滑块等处加高温润滑油，注意镶块内不能有润滑油存在。44试模模具的设计和制造有可能会发生错误，必须通过试模来修改和验证。试模的结果，特别是塑件注射成型参数的选择，是保证以后正常注射生产顺利进行的重要依据。试模前要了解模具的有关资料，熟悉模具的设计图，并约请模具技师参加试模工作。先在工作台上检查模具的机械配合动作，注意有否刮伤、缺件及松动等现象，模向滑板动作是否确实，水道及气管接头有无泄漏。选择注

29、射机时应考虑射出容量、导杆的宽度、最大的开程，并检查配件是否齐全。吊挂时应注意在锁上所有夹模板及开模之前吊钩不要取下，以免夹模板松动或断裂造成模具掉落。模具装妥后应再仔细检查模具各部份的机械动作，如滑板、顶针、退牙结构及限制开关等。合模动作时应将关模压力调低，在手动及低速的合模动作中，注意观察、讯听模具是否有不顺畅动作及异声。可以依据成品所用塑料性能及模具大小选用适当的模温，先将模具温度提高至生产时所须的温度，待模温提高之后须再次检查各部份的动作。因为钢材因热膨胀之后可能会引起卡模现象，因此须注意各部分的滑动，以免有拉伤及颤动的产生。由于受热膨胀的原因，试模中应注意顶杆高度会发生变化，等热稳定

30、后再作调整。 45提高模具质量的措施衡量模具的质量，首先要看成型制品的质量，制品尺寸的稳定性、符合性，制品表面的光洁度、制品材料的利用率等。第二是模具的使用寿命，在确保制品质量的前提下，模具所能完成的工作循环次数或生产的制件数量。第三是模具的使用维护、维修成本、维修周期性等，是否属最方便使用、脱模容易、生产辅助时间尽可能的短。提高模具质量的基本途径，有以下几个方面。a产品设计:塑件的产品设计要合理，尽可能选用最好的结构方案，制件的设计者要考虑到制件的技术要求及其结构，必须符合模具制造的工艺性和可行性。手机外壳产品的结构设计是实现产品功能的关键，这不仅需要与产品外观相协调，更要考虑后序的生产装配

31、、喷涂、喷绘、模具设计制造等各方面。手机产品的形体结构设计牵扯知识范围十分广泛，主要有材料的选用、模具结构设计、表面处理、加工手段、包装装演等方面，这些因素的运用直接影响着掌上电脑产品的生命和外观形象。可以说设计者的水平高低决定了产品的生命力和产品档次高低，高档次产品不一定是高造价，运用低造价设计出高档次的产品，正是设计者高水平工作的综合体现。b模具设计:模具的设计是提高模具质量最重要的一环，需要考虑到很多因素，包括模具材料的选用，模具结构的可靠性及安全性，模具零件的可加工性及模具维修的方便性，这些在设计之初应尽量考虑得周全些。模具材料的选用既要满足客户对产品质量的要求，还需考虑到材料的成本及

32、其在设定周期内的强度。当然还要根据模具的类型、使用工作方式、加工速度、主要失效形式等因素来选材。当塑件为ABS、PP、PC之类材料时，注射模模具材料可选择预硬调质钢；塑件属于高光洁度、透明的材料时，可选耐蚀不锈钢；塑件批量较大时，可选择淬火回火钢。另外还需要考虑采用与制件亲和力较小的模具材料，以防粘模加剧模具零件的磨损，从而影响模具的质量。模具结构设计时，尽量使结构紧凑、操作方便，还要保证模具零件有足够的强度和刚度；在模具结构允许时，模具零件各表面的转角应尽可能设计成圆角过渡，以避免应力集中；对于凹模、型腔及部分凸模、型芯，可采用组合或镶拼结构来消除应力集中，细长凸模或型芯，在结构上需采取适当

33、的保护措施。此外，还要考虑如何减少滑动配合件在长期使用中磨损对模具质量的影响。在设计中应考虑减少维修零部件时需拆装的范围，特别是易损件更换时，尽可能减少其拆装零件的数量。对模具结构设计分析时，要审查造型设计是否合理可靠，包括制造方法、塑件的出模方向、出模斜度、抽芯、结构强度、电路安装和电子工程人员配合等是否合理。根据造型要求确定制造工艺是否能实现，包括模具制造、产品装配、外观的喷涂、丝印、材质选择、需采购的零件供应等。结构设计要尽量考虑模具设计和制造的难度，提高注射生产的效率，最大限度地减低模具成本和生产成本，确定整个产品的生产工艺、检测手段，保证产品的可靠性。c模具加工：模具的制造过程也是确

34、保模具质量的重要一环，模具制造过程中的加工方法和加工精度会影响到模具的使用寿命。各零部件的精度直接影响到模具整体装配，除加工设备自身精度的影响外，需通过改善零件的加工方法。提高钳工在模具磨配过程中的技术水平，来提高模具零件的加工精度。若模具整体装配效果达不到要求，对模具的总体质量将会有很大影响。因此，为保证模具具有良好的原始精度，制造过程中首先要合理选择高精度的加工方法，如电火花、线切割、数控加工等等。同时，应注意模具的精度检查，包括模具零件的加工精度、装配精度，通过试模验收工作综合检查模具的精度，在检查时还需尽量选用高精度的测量仪器，对于那些成型表面曲面结构复杂的模具零件，若用普通的直尺、游

35、标卡无法达到精确的测量数据，就应该选用三坐标测量仪之类的精密测量设备，来确保测量数据的准确性。要根据不同用途的模具，选用不同的强化方法，对模具主要成形零部件进行表面强化，这样可以提高模具零件表面耐磨性，从而更好地提高模具质量。d使用维护:模具的正确使用与维护，也是提高模具质量的一大因素。例如：模具的安装调试方式应恰当，在有热流道的情况下，电源接线要正确，冷却水路要满足设计要求，模具在生产中注塑机、压铸机、压力机的参数需与设计要求相符合等等。除J下确使用模具外，还需对模具进行定期维护保养，模具的导柱、导套等有相对运动的部位应经常加注润滑油。对模具进行有计划的防护性维护，并通过维护过程中的数据处理

36、，不但可以预防模具在生产中可能出现的问题，还可提高维修工作效率。46塑件产生缺陷原因及解决方法在实际生产中，手机外壳塑件注射成型会产生许多缺陷，甚至导致产品报废，要准确分析缺陷产生的原因，有针对性地提出解决方法。461龟裂龟裂是产品较常见的一种缺陷，产生的主要原因是残余应力、外部应力和外部环境所产生的应力变形。a残余应力引起的龟裂:残余应力主要是由填充过剩、脱模推出和金属镶件造成的，作为在填充过剩的情况下产生的龟裂，其解决方法主要可以从下几方面如手：由于直浇口压力损失最小，所以，如果龟裂最主要产生在直浇口附近，则可考虑改用多点进料方式，侧进料等。在保证塑料不分解、不劣化的前提下，适当提高成型温

37、度可以降低熔融粘度，提高流动性能，同时也可以降低注射压力，以减少应力的产生。一般情况下，模具温度较低时容易产生应力，应适当提高温度，但当注射速度较高时，即使模温低一些，也可降低应力的产生。注射和保压时间过长也会产生应力，将其适当缩短或进行多次保压力效果较好。b外部应力引起的龟裂:主要是因为设计不合理而造成应力集中，必须改进产品的结构设计，特别是改善尖角。c外部环境引起龟裂:有化学药品、吸潮等引起的水降解，应该予以隔离。462填充不足填充不足的主要原因是塑料容量不足、模腔内加压不够、塑料流动性不好、排气效果不好等。主要可以从以下几个方面入手解决：延长注射时间，防止由于成型周期过短，造成浇口固化前

38、熔料倒流而难于充满模腔；提高注射速度；提高熔料温度，温度低，塑料流动性差；提高模具温度，模温低，沿成型表面流过的塑料很快冷却，而失去流动性；提高注射压力；扩大浇口尺寸；浇口设置在制品壁厚最大处；设置排气槽；加润滑剂。463溢边造成溢边的主要原因是：合模力不足：零件的高度误差；接触面积大小，模具分型面精度差；模板的变形；温度的不均匀；工艺条件差，加料量调的不准。可以分析具体原因，有针对地提出改善措施。464翘曲变形翘曲是由于制品收缩不均匀而产生的，这种缺陷在薄壁外壳成型时很容易出现。其主要原因包括：塑件内部温度不均匀：塑件凝固时，沿壁厚方向的压力差异和冷却速率差异；塑件在项出、脱模斜度不当等造成

39、的；塑件具有弯曲或不对称的几何形状。465气泡产生气泡的原因较多，不同原因可根据气泡产生的原因对应解决。由于塑件壁厚产生的气泡，要确定合理的浇口、浇道尺寸：由于挥性气体的产生而造成的气泡，解决方法是充分进行预干燥、降低塑科融熔温度，避免产生分解气体，模具采取排气设计。466烧伤模具型腔在填充过程中，除原有型腔空气外，还有在成型过程中塑料形成的挥发气体，高速注射时，气体被压缩产生高温，引起塑件局部碳化或烧焦。可采用开设排气槽等方法解决。467银线由于料筒温度过高、注射时问太长、加强肋处不合理等原因产生的。应注意调整注射工艺参数。468喷流纹由于浇口断面过小，且正对个宽度及厚度都较大的型腔，由浇口

40、开始的注射速度过高引起喷射，因此，应该采取增大浇口横截面或降低注射速度等措施。469缩孔产生原因与填充相同，可以用填充过剩来解诀，但却会有产生应力的危险，应在设计上注意壁厚均匀，尽可能地减少加强肋等。4610白化白化现象主要发生在塑件的脱模推出部分，脱模效果不好是其主要原因。可采用降低注射压力，加大脱模具斜度，增加推杆的数量或面积，降低模具表面粗糙度等方法改善，当然，喷脱模剂也是一种方法，但应用时注意不要对后续工序，如涂装等产生不良影响。五、结论及感想手机外壳结构件大多数为塑料件，注射成型是其主要的生产方法。模具及其注射成型成为手机外壳制造的难点，从目前工厂的手机模具设计制造实际情况来看，面盖

41、模具、镜片模具又是其中关键并具有代表性的模具。为了便于模具的设计制造和注射成型，在保证整机外观的前提下，外壳塑件设计一定要充分考虑生产的加工工艺性。厚度要保证均匀，外形要简洁，结构应尽量简单。产品表面的装饰设计要考虑注塑的缺陷和二次加工，可以用巧妙的装饰来掩盖产品制造过程中的一些缺陷。在许多手机外壳注射模具中，特别是镜片注射模，模具的轻微变形难以发现，带来许多难以解决的质量问题，必须注意模具整体结构的刚度设计。手机外壳注射模设计的关键点在于浇道、浇口的形式、位置选择，排气系统的设计，以及塑件的推出方式。浇口形式一般采用扇形浇口，对于经验不足的设计者，最好先利用CAE软件模拟来确定浇口的位置。进

42、料处浇口厚度尺寸必须与产品相吻合，浇口深度应该刚好到产品的倒角处，浇口处一定要预留切除浇口的刀口位置。要巧妙设计冷料穴，兼顾冷料、排气、项出几大功能，既可以避免熔接痕，又达到了排气的目的，还是脱模顶出机构的理想项出点，以防止熔融塑料直接冲向型腔，也可以避免在浇道的末端产生冷料穴。为了保证加工时的定位和装夹，需要增设工艺把手，注射生产时与浇道同时成型，待所有加工完成后再予以去除，以满足手机外形的设计和厂家的要求。通过本次的课程设计让我们从中学到了许多的知识，也让我们明白了从书本知识到实际的生产过程中所面临的问题。做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，这次课程设计让我学到不少的东西，也加强了我

43、动手、思考和解决问题的能力。以前学到的只是基本的操作，远足我对这个软件的运用的渴望，在整个课程设计过程中，总会碰到或大或小的问题，于是我会问同学、查资料、问老师来解决问题，无形中我的技术也在慢慢提高，多软件的操作也相对熟练。其强大的建模、渲染系统，让我重新从更深的层次认识到该软件的专业性和重要性。 虽然这次课程设计花费了不少的时间，但我学到了很多，培养了我处理问题的能力，提高了我的专业技能。同时我们也学到很多实用的知识，我对给过我帮助的所有同学和老师表示忠心的感谢.参考文献1柯旭贵基于实例推理的冲裁模智能CAD系统：硕士学位论文合肥：合肥工业大学，2002 42卢义强，李德群注塑模冷却模拟系统华中理：大学学报，1997(25)