手机内板塑料模设计要点.docx

塑料成型模具与设备

设计题目：手机内板塑料模设计
专 业： 模具设计与制造
学 号： 2008622025
姓 名： 姚蕾
指导老师： 卞平

十堰职业技术学院机电工程系

2010年6月

产品三维图：

二维图：

材料：PPO（聚苯醚）
生产批量：大批量
设计任务
1. 出三维塑料模具图一张
2. 制模具设计说明书一份

一、塑件的工艺性分析
1、塑料的原材料分析，如下表以所示：
表1 塑料的原材料分析
塑件名称

结构特点
使用温度
化学稳定性
性能特点
成型特点

PPO
（聚苯醚）

非线性结构

可在1000℃以下环境中工作
1.对水、弱酸、弱碱及弱的无机酸，有机酸等性能稳定，无影响2.不耐汽油，在汽油中易开裂
3.对子外线不稳定，不宜暴晒。4.易溶于氢化烃、芳香烃中
1.较好的抗冲击和几何稳定性，延展强度、抗疲劳强度较好，有较好的综合性能；
2.绝缘性好，受温度及频率变化的影响很小；
3.吸水性小，但易开裂，故用改性聚苯醚以消除应力，减小开裂；
4.成型加工性能好，带耐热性略差
5. 聚苯醚的成型温度为280-330度，改性聚苯醚的成型温度为260-285度
6. 流动性差，为类似牛顿流体，粘度对温度比较敏感，制品厚度一般在0.8毫米以上。极易分解，分解时产生腐蚀气体。宜严格控制成型温度，模具应加热，浇注系统对料流阻力应小。
1.易于成型，但需干燥处理；
2.由于PPO流动性差，对温度变化敏感，凝固速度快，成形收缩小，故模具主流道锥度宜大及用拉料钩，且浇注系统应对料流阻力小，进料口宜厚，浇道短粗，可采用用直接进料口或扇形、扁平进料口
3. 模温取100～150度为宜，可防止过早冷却，提高充模速度，降低料温及注压，改善表面光泽、防止出现分层，熔接痕，皱纹及分解。模温低于100度者，尤其对薄壁塑件易造成充模不足，分层，高于150度易出现气泡，银丝翘曲。
4. 料温在300～330度时有好的流动性可供加工，复杂及薄壁塑件，注射压力宜取高压，高速注射，保压及冷却时间不要太长。
结论
该塑件有较好的工艺性能，适宜注塑成型，成型前需要干燥处理

2、塑件的尺寸精度分析：
根据塑件上的尺寸标准，均无特殊要求，为自由尺寸，但要求与外壳有一定的配合精度，故可按MT5级塑料件精度查取公差值。其主要尺寸公差标注如下（单位：mm）
塑件外形尺寸：83+0.84 43 -0.64
内形尺寸：41+0.84 67 +1.06
孔尺寸：φ2.8+0.2 φ6 +0.24
孔心距尺寸：51+_0.37 34 +_0.38

3、塑件表面质量分析：
该塑件是手机内板，对表面质量没有特殊要求，因此表面粗糙度可取Ra1.5。
4、塑件结构工艺性分析：
（1）侧壁有4个侧孔及1个圆孔和1个方孔故需采用侧抽芯成型；
（2）最小孔径φ2.8mm，最小孔心距34mm，最小孔边距34mm均符合制造要求；
（3）该产品形状复杂，内壁有1个高1.3mm的内凸台，且壁厚不均匀，但最小壁厚0.6mm符合最小壁厚要求。
综上分析：
产品手机内壳可以采用带侧抽芯的塑料膜注射成型。

二成型设备的选择与模具工艺参数的编制
1、计算塑件的体积
可利用三维软件直接可以得到：
塑件的体积为：V1=4072.2mm3
浇注系统的体积：V2=6492mm
一次注射所需的塑件总体积为：V=V1+V2=10564.2 mm3
2、计算塑件的品质：查手册取密度=1.06
塑件的品质：M1=V10.0124（Kg）=4.3g
塑件与浇注系统的总质量：M=V11.198g
3选用注塑机：
根据产品的形状，取一模两件的模具结构，在书中找到相应的成型设备，选得螺杆式注射成型机：XS—ZS—22.
4、塑件注塑成型工艺参数如表2所示，
表2 PPO塑件的注塑成型工艺参数
工艺参数
规格

工艺参数
规格
预热和干燥
温度：100以内
时间：>2h
成型时间
注射时间：0-4s
保压时间：25-65s
冷却时间：40-70s
总周期：55-110s
料筒温度
后段：200~220
中段：220-250
前段：250~270
螺杆转速
r/min
30~50
喷嘴温度
200~230
后处理
方法：热风干燥
温度：80-90
时间：60—100min
模具温度
60~100
注塑压力MPa
90~130MPa

试模时，可根据实际情况做适当调整；模具成型工艺卡如表3所示。
表3 手机内板模塑工艺卡

十堰职业技术学院
手机内板模塑工艺卡

质料编号

车间
模具教研室
共 页
第 页
零件名称
手机内板
材料牌号
PPO
设备型号
XS—ZS—22
装配图号

材料定额

每模件数
2
零件图号

单件质量
4.3g
工装号

材
料
干燥
设备

温度℃
小于100℃
时间h
h ≥2h
料
桶
温
度
后段℃
200~220
中段℃
220-250
前段℃
250~270
喷嘴℃
200~230
模具温度℃
60~100
时

间
注射h
0~4
保温s
25-65s
冷却s
40-70s
压
力
注射压力MP
90~180
背压

后处理
温度℃
80-90
时间
定额
辅助

时间min
60-100
单件

检验

编制
校对
审核 组长
车间主任
检验组长
主管工程师

三、模具结构方案的确定
1、分型面的选择
分型面应选择在塑件截面最大处，尽量取在料流末端，利于排气，保证塑件表面质量，该零件的分型面如下图1所示，
取塑件的底，图2为型芯和型腔及零件的组合图。
图1 图2

2、型腔数量的确定及型腔的排列
该塑件的尺寸相对适中，可以采用一模二腔，型腔布置在模具的中间，有利于排气和模具的质量平衡，
但该塑件有6个侧孔，需要用到侧抽心。如图：

3、浇注系统的设计
模具浇口套主流道球面半径R与注塑机喷嘴球面半径R的关系为：R= R+(1～2)=12+2=14mm
模具浇口套主流道小端直径d与喷嘴出口直径d的关系为：d=d+（1～0.5）=3.5+0.5=4mm；流道呈圆锥形，其锥度取2；
流道取圆柱形，分流道取圆形，其半径R=4mm;
浇口采用点浇口，从塑件的中右端进料，如图3所示：

浇注系统的设计
4、型芯和型腔的结构确定
经过考虑，决定用整体式型芯和型腔的结构，因为其结构牢固，不易变形，不会使塑件产生拼接痕，满设计要求。
型芯如下：

型芯

型腔
5、推出方式的选择
此模具的型芯在动模，开模后，塑件包紧型芯留在动模一侧，根据塑件是壳类零件的特点，可采用推件板推出形式，这样推出平稳，有效地保证了推出后塑件的质量，模具结构也比较的简单。

6、侧型芯的选择与确定

通过观察及测量知道，零件两侧各需要两个侧型芯成型倒扣，左端应该是一个多型芯的侧滑块。
7、标准模架的选择
标准模架模架一经选定，就可以到市场上购买到，此模具采用细水口类型，所以选用“LKM-PP2550 20 35 35 80 ”，其中参数的含义是：

2550——模架的长和宽分别为500mm和250mm
20——R板厚20 mm
35——A板厚35 mm
35——B板厚35 mm
80——C板厚80 mm

模架的剖视图如下

型芯和型腔及零件的剖视图如下

四．成型零件工作尺寸的计算
工件的尺寸如下图所示：

由上面的零件图可知所有的尺寸都没有标注公差，尺寸精度要求比较低，在实际生产中，为了简化计算，这一类尺寸在计算时往往只加上它的收缩量，公差则按模具的经济制造精度取得。尺寸的计算如下表：

类型
塑件上的尺寸
计算公式
制造公差
收缩率Scp％
计算结果
型腔尺寸
83
L=(L+LS-3/4△)+σz0
MT 5级
成型收缩率: 0.4-0.7%
82.67
43
42.74
4
L=(L+LS-2/3△)+σz0
3.76
6
5.73
型芯尺寸
6
L=(L+LS+3/4△)+σz0
MT 5级
成型收缩率: 0.4-0.7%
6.22
2.8
3.12
5
L=(L+LS+2/3△)+σz0
5.2
3
3.2
中心距尺寸
34
L=（L=Ls）+-1/2△
MT5级
成型收缩率: 0.4-0.7%
34.17+-0.26
51
51.23+-0.37

五．注射机有关工艺参数的校核
XS——ZS—22.注射机的主要参数如下表所示：
标称注射量
90cm
定位孔直径
Φ55mm
最大开模行程S
80mm
喷嘴球头直径
Φ12mm
最大装模高度H
180mm
喷嘴孔直径
2mm
最小装模高度H
60mm
中心顶杆直径
16mm
模板最大安装尺寸
250mm*280mm
顶出行程
0—110mm
1.注射量的校核
塑件与浇注系统的总体积V=27510.7215mm=27.5107215cm远小于注塑机的标称注射量90cm；
2.模具闭和高度的校核
由装配图可知模具的闭和高度：H=260mm，
最小装模高度H=60mm，最大装模高度H=180mm，不能够满足HH H的安装条件；
所以XS——ZS—22注射机不满足要求，应该从选注射机。经过查阅设计手册决定选用XS—ZS—22注射机。

XS—ZS—22.注射机的主要参数如下表所示：
标称注射量
125cm
定位孔直径
Φ55mm
最大开模行程S
300mm
喷嘴球头直径
Φ12mm
最大装模高度H
300mm
喷嘴孔直径
4mm
最小装模高度H
200mm
中心顶杆直径
50mm
模板最大安装尺寸
428mm*428mm
顶出行程
0—110mm
1.注射量的校核
塑件与浇注系统的总体积V=27510.7215mm=27.5107215cm远小于注塑机的标称注射量125cm；
2.模具闭和高度的校核
由装配图可知模具的闭和高度：H=260mm
最小装模高度H=200mm，最大装模高度H=300mm，能够满足HH H的安装条件，
3.模具安装部分的校核
该模具的外形尺寸为：280*230，注射机模板最大安装尺寸为428*428，故能满足安装要求；
模具定位圈的直径为Φ100mm>注塑机定位孔直径Φ55mm，但不影响实际工作；
浇口套的球面半径为R7>喷嘴球头半径R4，符合要求；
4.模具开模行程的校核
如图所示，模具的开模行程S=塑件的高度+浇注系统的高度+顶杆的高度+（5～10）=10+60+35+5=110mm
注塑机的最大开模行程S=300mm> S=110mm
5.顶出部分的校核
模具上顶杆孔的直径为8×Φ14mm >注塑机中心顶杆直径Φ50mm
注塑机最大顶出距离为110mm>模具上所需要的最小顶出距离10mm
模具装配图如下：

结论：根据校核XS-ZY—125注射机完全能满足该模具的使用要求。

六、模具装配图及模具零件明细表

19
型腔
12CrNi3A
2
18
型芯
12CrNi3A
2
17
复位杆
9SiCr
4
16
推杆
45
6
15
推杆固定板
45
1
14
推杆垫板
Q235
1
13
连接螺钉
45
6
12
下模座
HT210
1
11
垫块
Q275
2
10
型芯垫板
45
1
9
导滑槽
Q235
10
8
型芯套板
Q235
1
7
型腔套板
Q235
1
6
流道板
45
1
5
限位圈
45
1
4
浇口套
Cr12
1
3
限位圈固定螺钉
45
2
2
紧固螺钉
45
6
1
上模座
HT210
1
序号
名称
材料
件数