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手机内板塑料模设计说明书

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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: 622025
姓 名: 姚蕾
指导老师: 卞平

十堰职业技术学院机电工程系

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, 改进表面光泽、 防止出现分层, 熔接痕, 皱纹及分解。模温低于100度者, 特别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:
产品手机内壳能够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能够得到:
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, 能够采用一模二腔, 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

经过观察及测量知道, 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, 就能够到市场上购买到, 此模具采用细水口类型, 因此选用”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;
因此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