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MP4上下壳注塑模具设计

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第二章 造型设计
2.1 产品主要尺寸的确定
产品上壳的尺寸如图2—1所示:

图2-1
上壳3D造型如图2-2所示:

图2—2
产品下壳的尺寸如图2—3所示：

图2—3
下壳3D造型如图2—4所示:

图2-4

2。2 MP4的造型方法与步骤分析:
1. 第一步：
画出MP4播放器上/下壳的基本轮廓,然后通过拉伸命令获得实体，并拔模.
2. 第二步：
进行边的倒直角和圆角、再切减材料。
3. 第三步：
进行抽壳并切减材料.
4. 第四步：
进行拉伸做扣位。
5. 第五步:
最后对产品设计的全过程进行检查及确定。
2.3 上壳造型过程
一、启动PRO/E，新建后选择零件部分并输入零件名为031241F.
二、1、先加材料，拉伸出零件大致外型。先点选Feature(特征) ——Greate(创建） ——Solid（实体） ——Protrusion(加材料） ——Extrude（拉伸) ——Soild ——Done(完成) ——One side(单侧） ——Done
2、选取或创建草绘平面（例如：TOP平面)——Okay(正向) ——Default（缺省)—-选取参考分别为F1(RIGHT）、F3（FRONT）—-利用创建直线再修改尺寸绘出如下图5—1所示的图形。长为58MM、宽为29MM的长方形.

图2—5
3、绘制后选择继续操作当前截面——选择拉伸方向——再选择Blind（盲孔）——DONE-—输入零件厚度值为6.5MM.这样就绘出了零件大致外型。
4、拔模。单击工具栏中的插入-—拔模--Neutral pln(中性面）——Done-—Tweak(扭曲）-—Nosplit（不分割)—-Constant(常数)——Done——指定和选取要拔模的曲面—-Done——选取或创建中性平面——选取将垂直于此方向的平面—-根据方向输入拔模角为1°.
三、倒直角。单击工具栏中的插入——倒角——边倒角——45°×d（其中d=2.5）和d1×d2(其中d1=2、d2=3) —-选择要倒直角的边。
同理从插入中选取倒圆角-—Simple（简单)——DONE（完成)--常数、边链——DONE——选取要倒圆角的边——输入R=2.5得如图2-6所示。

图2-6
四、减材料:Greate（创建） -—Solid（实体） ——Cut（切减材料) ——Extrude(拉伸） ——Soild(实体) ——Done（完成） ——One side（单侧) -—Done.再选择绘图平面(例如:零件上表面）——OKAY（正向）--Default（缺省)。进入草绘界面后,选取参照——利用工具条上和画圆、曲线、直线等绘图命令草绘出要切减的外形，再修改尺寸和定位并进行约束，绘出如图2—7所示的图形，3个小圆R=2.9和3个大圆R=7相切的图形。
选择继续操作当前截面，再选择截面内侧方向为正向，切减的深度方向为箭头指向工件的表面，再选择(Blind）盲孔并输入切减深度为0.8。
同理切减长为37,宽为20的长方形，切减深度为0。9MM。绘出如图2-8所示的图形。

图2—7 图2-8
五、抽壳.单击工具栏中的插入——壳--选取要抽壳的平面（例如:选取零件的下表面）--完成选取——输入零件壳的厚度为1MM。抽壳如图2-9所示.
图2—9
六、切减材料。
1、选择绘图平面为FRONT绘制长方形将零件上端部分切减。其操作方法如上第四步所示。
2、选取工件上表面为绘图平面，绘制切减图形（分别为一个长方形和3个圆），切减深度选取穿过所有。其操作方法大致如上第四步所示。
3、分别选取工件两侧为绘图平面，绘制切减图形，在两侧进行切减材料,切减深度为10。如图2-10所示。
一
三
二

图2-10
4、选取工件下表面为绘图平面,绘制切减图形如图2-11所示。
切减深度为2.
图2—11
七、薄壁切割。单击工具栏中的插入选取薄壁切割—-拉伸—-单侧——选择零件下表面为绘图平面，利用绘图工具“从边创建图元，选择边界(单个）,再利用偏距边来创建图元，选择偏距边（单个)根据方向输入数为0。6，从而构成封闭图形进行薄壁切割。选择继续操作当前截面，再选择截面内侧方向为正向,输入薄壁厚度为0。6.再选择薄壁切割的方向并输入数值为0。5MM.绘制薄壁切割图形如图2—12所示。

图2—12
八、拉伸扣位和切减扣孔。如下图2-13所示：
一
二

图2-13
1、拉伸扣位。先创建DTM1和DTM2两平面分别是平行TOP平面并偏距6和47MM。分别以两平面作绘图平面，选择两侧加材料，利用绘图工具绘出四个扣位.
2、切减材料（做扣孔）.以RIGHT平面为绘图平面创建边为1.3MM的正方形,切减扣位，选择两侧切减材料和切减深度为穿过所有.

九、上壳的最终造型为图2—14

图2-14

经过全面检查,MP4的上壳设计无误，所以上壳设计造型完成。

2.4 下壳造型过程：
一、下壳造型方法大致与上壳造型方法相同。在这里省略下壳造型过程。
下壳的最终造型为图2—15

图2—15
经过全面检查，MP4的下壳设计无误，所以下壳设计造型完成。

第三章 塑胶材料的选用
3．1塑料的基本概念
1、塑料的定义及组成 :塑料是指以高分子合成树脂为主要成份、在一定温度和压力下具有 塑性和流动性，可被塑制成一定形状，且在一定条件下保持形状不变的材料。
组成：聚合物合成树脂（40 ~ 100%）
辅助材料：增塑剂、填充剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、发泡剂、增强材料.
3．2影响聚合物取向的主要因素(以注射成型为例)
1、温度的影响：如果熔体温度很高,则与凝固温度之间范围宽，聚合物大分子松弛时间延长,解取向能力加强,取向程度减小.非结晶聚合物熔体温度下降到TG温度的松弛时间大于结晶聚合物熔体温度下降到TM的松弛时间，因此结晶聚合物的冷却速度快,容易冻结大分子，获得较高的取向程度。
2、注射压力和保压压力：增大注射压力和保压压力，提高剪切应力和剪切速度，有利于取向程度的提高。
3、浇口冻结时间,采用大浇口时，浇口冻结较晚，流动过延时,在一定程度上抵消了因分子热运动而引起的解取向因此浇口附近取向显著。
4、模具温度：模具温度较低时，聚合物大分子运动容易冻结，因此解取向能力减小，取向程度提高，高于慢速充模。
3．3常用塑料分析和数据和选取
一、根据以下表格和结合实际情况选取数据：
1、常用塑料缩水率
塑 胶 材 料
缩水率
ABS 、PMMA、 HIPS825
5/1000
PP+PE
8/1000
SAN
3/1000
POM
15/1000

结合本身情况，塑胶材料选用ABS，其缩水率取5/1000。
2、常用塑料成型性能
分類
塑 料 名 稱
收縮率
（ 0/00 ）
逃气孔适宜深度
（ mm ）
模具温度
（℃）
成型溫度
(℃)

結
晶
性

PP
聚丙烯
20
0。01～0.02
40～60
205~288
PE
聚乙烯
20
0.02
20~60
149～371
非
結
晶
性
HIPS 825
聚苯乙烯
5
0.02
20~60
163～316
ABS
丙烯晴―丁=烯―苯乙烯
5
0.03
50～60
220
AS（SAN）
丙烯睛―苯乙烯
2
0。03
50～70
191~316
PMMA
聚甲基丙烯酸甲脂(壓克力）
5

40~70
204~254
PVC
聚氯乙烯
5

10~60
170～210
为减小解取向能力，获得较高的取向程度。模具温度选取50°，
成型温度为220°.逃气孔适宜深为0。03。
3、常用塑料的壁厚值（MM）
塑 料
最小壁厚
小型塑件
推荐壁厚
中型塑件
推荐壁厚
大型塑件
推荐壁厚
HIPS
0.75
1。25
1。6
3.2~5.4
ABS

0.75
1.5
2
3～3。5
PP
0.85
1.45
1。75
2。4~3.2
根据塑料为ABS、产品为小型塑件和商家要求：
壁厚取1MM，大于最小壁厚0。75MM。
（四)常用塑料拔模角度
塑料名稱
型 腔
型 腔
型 芯
ABS
40’～1°20’
35’~1°
PE
25'~45'
20°~45'
PMMA
35’~1°30'
30'~1°
POM
35’～1°30'
30’～1°
PC
35'~1°
30'~50’
根据经验常用塑料拔模角度取值为： 型 腔为1°，型 芯为1°.

总结以上情况：我选用的塑胶材料是ABS，其缩水率取5/1000。模具温度选取50°，成型温度为220°。逃气孔适宜深为0.03。壁厚取1MM，大于最小壁厚0。75MM.塑料拔模角度取值为: 型 腔为1°，型 芯为1°.通过壁厚取1MM，大于最小壁厚0。75MM，我可对前一章节的造型设计进行反馈。同时对后一章节提供条件。

第四章 模具设计
4。 1确定型腔数量及排位
1、型腔的数量是由厂方给定，为“一出二"，他们已考虑了本产品的生产批量（大批量生产）和注射机型号.因此我设计的模具为多型腔的模具.
2、排位。
制品在内模的排位应以最佳效果形式排放位置，要考虑入水位置和分型因素，要与制品的外形大小、深度成比例。
考虑到模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计，模具的型腔排位如下图 4—1 所示：

图4-1
4。 2分型面位置的确定
选择分型面时一般应遵循以下几项原则：
1. 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。
2. 便于塑件顺利脱模,尽量使塑件开模时留在动模一边。
3. 保证塑件的精度要求。
4. 满足塑件的外观质量要求。
5. 便于模具加工制造。
6. 对成型面积的影响.
7. 对排气效果的影响。
8. 对侧向抽芯的影响。
根据以上的1、2、5、8四点.为了便于模具加工制造，应尽是选择外形最大轮廓为分型面工和易于加工的分型面。如下图4-2所示，采用A－A和B－B之间的虚线所示这样一个外形最大轮廓的分型面, A－A方向为上模分离的方向， B－B方向为下模分离的方向。下图中虚线所示的E－E和F－F是行位（即滑块）的分模时的运动方向。分型面的选择应尽可能使塑件在开模后留在后模一边，这样有助于后模设置的推出机构动作，在下图中,从A－A和B－B分型时,E－E处的行位向左移开，F－F处的行位向右移开后,由于塑件收缩会包在后模仁和后模镶件上，依靠注射机的顶出装置和模具的推出机构推出塑件。

　 图4-2
4. 3成型零件的设计
本套模具的成型零件包括前模仁，后模仁，两个镶件，四个行位.
1、镶件和模仁的设计
小型拄射棋具的壁厚道常是根据经验确定的。因为小型注射棋具在模板中经常嵌有淬硬的镶件，模板注射压力的作用而弯曲或破裂的现象很少发生。
2、镶件的设计
制品到精框边的距离，对本产品的外形大小尺寸的制品一般是距离边为35-50MM，有镶件最小为35MM，所以镶件宽度为100MM，长度为226MM。其余尺寸如图4-3所示.
3、模仁的设计
型芯到模仁的距离,型芯到上模仁距离一般要大于35MM,到下模仁距离一般要大于50MM，到两侧长度和宽度方向的距离一般都要大于或等于50MM。所以模仁的宽度为200MM，长度为376MM.其余尺寸如图4—4所示.

图4-3

图4—4
4、行位的设计
整个行位截面形状设计成下图4—5所示的样子，由于行位斜銷的锁紧角角度一般為15 o ～25 o，最大不能超過25 o ，因为滑塊斜銷角度太小則模具厚度增加，角度太大則斜銷受力太大，減低斜銷壽命。 斜导柱的倾斜角比行位小20～30，一般盡量不采用細小的斜銷,以保証行位運動的順利。我们设计的斜导柱的倾斜角α为150，所以行位的锁紧角α‘＝α+20～30＝150+20＝170.一般取Stroke的三倍（滑動Stroke距離後，仍能保持2/3滑塊長以上的滑動接觸距離，M>=2/3L)，為使滑動部份減少磨耗，滑塊長度取寬度的1。3—1.5倍.现取滑塊長度为58MM, 寬度为42MM，高度为26MM。

行位这部分结构的最终结构如下图4-5:

　 图4-5

第五章 成型零件的运动仿真
一、利用PRO/E软件对成型零件进行分模的运动仿真：

图5—1 图5-2

图5—3
分模时,上下型芯分别向上下两方向拉开，同时行位也向两边移动。最后由顶针把塑件顶出。

结 束 语

首先，我的论文主要是MP4播放器上下壳的造型设计和其成型零件的模具设计，并主要是通过PRO/E、CAD等软件去进行设计.通过这次毕业论文，使我对软件方面运用有更熟练,同时通过查找资料让我对模具的认识更深一步的了解，也让我发现了很多自己的不足和设计要注意的很多问题。
其次，在造型设计方面，因为时间问题不能将产品的装配图绘出，只能在这里简单介绍一下。我设计的MP4播放器应有3个壳（上中下三壳）。中壳是用于扣紧上下壳和对内部电器元件的支撑。
在成型零件的模具设计方面，我想谈谈自己在设计中遇到的一些困难和感想。因为是一出二的模具，在做分型面时较为复杂。分型面的选择和连接变得更为重要.分模时不要只学用一种方法，因为分模有很多种方法，而且实际的分模过程不一定种种方法都能将零件分出，即使你的分模过程没有错误。所以要通过多次的练习和多种方法去分模。
在这里很感谢我的导师匡老师、胡老师、同学们和在公司里的肖师傅,多得他们的指导和帮助才使我能完成本论文。我会在以后的工作中为社会作出贡献去回报他们对我的教导。希望每个人都和我一样，通过做毕业设计，能够学到很多的知识与道理，大家都能用一颗热诚的心去投身未来的工作，报效祖国、父母、老师。

参 考 文 献

1。 苏厚合 ,黄俊贤 ，黄圣杰。 PRO/ENGINEER2001入门指南. 北京：人民邮电出版社。 2002年5月
1. 陈剑鹤。 模具设计基础. 北京：机械工业出版社. 2005年1月.
2. 彭建声。 简明模具工实用技术手册. 北京：机械工业出版社. 1993年
3. 屈华昌. 塑料成型工艺与模具设计. 北京:机械工业出版社，1995年
4. 冯炳尧。 模具设计与制造简明手册. 上海：上海科学技术出版社，1998年
5. 作者不详. 塑料成型工艺. 网上资料.