河 南 理 工 大 學(xué)萬 方 科 技 學(xué) 院高分子成型工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 系別:能源與材料工程系 摘要 隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料與工程塑料在強(qiáng)度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷地?cái)U(kuò)大，越來越普遍地采用塑料成型。塑料是一種新型工程材料，發(fā)展速度迅猛，塑料的加工和成型工藝也越來越得到重視，其中注射成型是最常用的塑料零件成型方法。由于模具的使用特點(diǎn)，決定了模具設(shè)計(jì)也區(qū)別與其他行業(yè)。模具設(shè)計(jì)要考慮的要點(diǎn) ：塑件的物理力學(xué)性能,如強(qiáng)度、剛度、韌性、彈性、吸水性以及對應(yīng)力的敏感性,不同塑料品種其性能各有所長,在設(shè)計(jì)塑件時(shí)應(yīng)充分發(fā)揮其性能上的優(yōu)點(diǎn),避免或補(bǔ)償其缺點(diǎn)；塑件結(jié)構(gòu)能使模具總體結(jié)構(gòu)盡可能簡化，特別是避免側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)和簡化脫模結(jié)構(gòu)，使模具零件符合制造工藝的要求。 生活用品的塑料模具占了很大比例，在市場競爭白熱化的今天，電器外殼設(shè)計(jì)成為產(chǎn)品質(zhì)量的重要一環(huán)，最為突出和典型的就是手機(jī)外殼，手機(jī)外殼注射模成為目前注射模制造行業(yè)之一。因此，研究手機(jī)外殼注射模具的設(shè)計(jì)制造，具有較高的生產(chǎn)實(shí)用價(jià)值。手機(jī)外殼外觀要求不是很高，而且整機(jī)體積小，因而對注射成型模具和成型工藝的要求不是太高。其中，尺寸、數(shù)據(jù)和機(jī)械結(jié)構(gòu)均來自工廠的實(shí)際圖紙。主要闡述手機(jī)外殼的注塑模設(shè)計(jì)，提供了PRQ/E軟件進(jìn)行整個(gè)注塑模設(shè)計(jì)的流程，以及注塑模的CAE分析。關(guān)鍵詞：注射模、模具設(shè)計(jì)制造、澆注系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)、手機(jī)外殼成型正文本文的主要研究內(nèi)容手機(jī)外殼注射模設(shè)計(jì)制造不是太復(fù)雜，本課題來源企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)，內(nèi)容基于工廠的生產(chǎn)工程實(shí)踐，以大量的手機(jī)外殼注射模設(shè)計(jì)制造為基礎(chǔ)，結(jié)合多年從事注射模設(shè)計(jì)制造的工作經(jīng)驗(yàn)，研究手機(jī)外殼注射模具的設(shè)計(jì)制造。文章從模具的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，到澆注系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，詳細(xì)探討了實(shí)際設(shè)計(jì)制造的方法和關(guān)鍵點(diǎn)，以及實(shí)際生產(chǎn)中塑件可能出現(xiàn)缺陷的原因和解決方案，貫串文中介紹了手機(jī)外殼中面殼的典型注射模設(shè)計(jì)。論文總體的概述 一、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)容是成型零件、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、支承零件的設(shè)計(jì)，探討動模、定模以及整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；二、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)研究手機(jī)外殼注射模澆注系統(tǒng)中澆道、澆口的形式、位置選擇，排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；三、制造工藝及質(zhì)量的保證，介紹了手機(jī)注射模制造方法和關(guān)鍵工藝制作要點(diǎn)，探討如何提高模具質(zhì)量，保證塑料產(chǎn)品的成型要求；四、制造工藝及質(zhì)量的保證；五、結(jié)論及感想。 一、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)方案確定，要根據(jù)手機(jī)塑件塑料品種，以及各生產(chǎn)廠家注射機(jī)的種類等眾多因素來決定。但不論是簡單還是復(fù)雜的模具，其基本結(jié)構(gòu)都是由動模和定模兩大部分組成，兩者由導(dǎo)柱導(dǎo)套連接導(dǎo)向。定模安裝在注射機(jī)的定模板上，動模安裝在注射機(jī)的動模板上并能夠隨機(jī)器的合模系統(tǒng)運(yùn)動，相對來說動模比定模結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多”。本章討論成型零件、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，最后以兩個(gè)典型的手機(jī)外殼注射模為實(shí)例，介紹整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。澆注系統(tǒng)和推出(脫模)機(jī)構(gòu)在手機(jī)外殼注射模設(shè)計(jì)中很重要。11成型零件成型零件包括凹模、型芯等，工作時(shí)與塑料直接接觸成型，要承受塑料熔體的高壓和料流的沖刺，脫模時(shí)還會與塑件發(fā)生摩擦。因此，要求成型零件有幾何形狀、良好的尺寸精度、較低的表面粗糙度，以及較好耐磨性。設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)手機(jī)外殼塑件的特性、結(jié)構(gòu)和使用條件，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，凹模的結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)為整體式。整體式凹模由整塊材料制作而成，結(jié)構(gòu)比較簡單、不易變形，產(chǎn)品的質(zhì)量好。在手機(jī)外殼模具設(shè)計(jì)中，選擇合理、巧妙的組合鑲拼結(jié)構(gòu)非常重要，要保證塑件質(zhì)量、簡化模具加工，又要避免在塑件表面留下痕跡。12溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)注射模的溫度對塑料熔體的充模流動、固化定型、生產(chǎn)效率以及塑件的形狀和尺寸精度都有極大的影響。每種塑料注射成型都有一個(gè)合理的模具溫度區(qū)域，使熔體的流動性好容易充滿型腔，塑件脫模后收縮和翹曲變形小、尺寸穩(wěn)定，力學(xué)性能和表面質(zhì)量也高。為控制模具的溫度，必須設(shè)計(jì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，一般采用模具冷卻或加熱的方法，必要時(shí)兩種兼有。冷卻裝置設(shè)計(jì)的要點(diǎn)：盡量保證塑件收縮均勻，維持模具熱平蘅；冷卻水孔的數(shù)量越多、孔徑越大，塑件冷卻越均勻；水孔與型腔表面各處應(yīng)有相同的距離；澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻；入水與出水的溫差要低；要結(jié)合塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)，合理考慮冷卻水道的排列形式；冷卻水道要避免接近塑件的熔接痕部位，以免熔接不牢影響強(qiáng)度；應(yīng)該注意密封，保證冷卻水道不泄漏；防止與其它部位發(fā)生干涉；冷卻水道的進(jìn)出口要低于模具的外表平面；冷卻水道要利于加工和清理。13排溢系統(tǒng)排溢是指排出充模熔料中的前峰冷料和模具內(nèi)的氣體，廣義的注射模排溢系統(tǒng)應(yīng)包括澆注系統(tǒng)部分的排溢和成型部分的排溢。通常所說的排溢是指成型系統(tǒng)的排溢，澆注系統(tǒng)主流道和分流道末端的冷料穴也是一種溢排形式。模具型腔在塑料充填過程中，除了澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)有空氣存在外，還有塑料受熱和凝固而產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，尤其是在高速成型時(shí)，模具考慮排氣是非常必要的。一般是在塑料充添的同時(shí)，將氣體排出模外。否則，被壓縮的氣體所產(chǎn)生的高溫，引起塑件局部碳化燒焦，或使塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良而引起塑件強(qiáng)度降低，甚至阻礙塑件填充等。為了使這這些氣體從型腔中及時(shí)排除，必要時(shí)可以采用開設(shè)排氣槽等方法，有時(shí)排氣槽還能溢出少量料流前鋒的冷料。排氣槽的開設(shè)位置應(yīng)開設(shè)在型腔最后被充滿的地方；最好開在分型面上；應(yīng)盡量開在型腔的一面；最好開在開設(shè)在嵌件或壁厚最薄處；嚴(yán)禁開設(shè)在對著操作人員的方向。掌上電腦外殼的面蓋類零件，一般利用模具的各種配合間隙，就可以滿足成型時(shí)的排氣要求。但是顯示鏡片類零件成型對排氣的要求很嚴(yán)格，如果模具的排氣不徹底，鏡片上就會形成氣泡、接縫、表面輪廓不清、充填缺料等缺陷，而且氣體受壓體積縮小后會產(chǎn)生高溫，導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦。模具排氣不良將給注塑成型帶來極大的困難，甚至導(dǎo)致鏡片注射工藝過程無法完成。因此，鏡片注射模具必須加強(qiáng)排氣設(shè)計(jì)。通常情況下，可以在模具的四個(gè)角上設(shè)計(jì)排氣槽，外加冷料穴也起到了排氣作用，一般能夠解決掌上電腦鏡片注射模的排氣問題。也可以采用面溝槽排氣法，在距離型腔15m處四周，設(shè)計(jì)寬8mm、深08唧的溝槽通向模外，溝槽和型腔每隔80ram連接一條003深的槽。對于排氣很困難的鏡片，還可以在模具注射熔料的末端，設(shè)計(jì)寬1012咖深03O4mm的“z”形溝槽，用于排氣。注意此槽一定為“z”形溝槽，不能設(shè)計(jì)成直接形，否則很容易產(chǎn)生溢料飛邊。14合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動模和定模合模時(shí)，正確定位、導(dǎo)向的零件。合模時(shí)，首先是模具的導(dǎo)向零件接觸引導(dǎo)動、定模準(zhǔn)確閉合，保證動、定模位置正確，確保型腔的形狀和尺寸精確無誤，避免型芯先進(jìn)入型腔，造成成型零件損壞。二、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指由注射機(jī)噴嘴中噴出的塑料進(jìn)入型腔的流動通道。它的作用在于使塑料熔體平穩(wěn)有序地填充型腔，并在填充和凝固過程中把注射壓力充分傳遞到型腔的各個(gè)部分，以獲得組織緊密的塑件。澆注系統(tǒng)的優(yōu)劣，對產(chǎn)品的性能、外觀以及生產(chǎn)效率有著直接的影響。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是手機(jī)外殼注射模設(shè)計(jì)的一項(xiàng)主要內(nèi)容，必須引起設(shè)計(jì)人員的高度重視。從工廠大量的模具設(shè)計(jì)制造結(jié)果來看，只要掌握了澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要領(lǐng)，手機(jī)外殼注射模具的總體結(jié)構(gòu)就不會出現(xiàn)大的缺陷。本章從分型面的選擇，到澆道、澆口形式、位置的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)地研究澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。21澆注系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)原則211保證塑件的質(zhì)量澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，首先必須保證塑件的質(zhì)量，避免常見的充填問題。盡量減少塑料熔體填充時(shí)的停滯現(xiàn)象，停滯現(xiàn)象容易使工件的某些部分過度保壓，某些部分保壓不足，從而使塑件的內(nèi)應(yīng)力增加；盡量避免出現(xiàn)熔接痕，熔接痕的存在不但會影響外觀，使得產(chǎn)品的表面質(zhì)量較差，而且出現(xiàn)熔接痕的地方強(qiáng)度也差：盡量避免過度保壓和保壓不足，過度保壓會使產(chǎn)品密度較大，增加內(nèi)應(yīng)力，甚至出現(xiàn)飛邊；盡量減少熔體流向雜亂，保證澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的氣體順利排出，流向雜亂會使工件強(qiáng)度較差，表面的紋路也較不美觀。212盡量減小及縮短澆注系統(tǒng)的斷面及長度在確保成型質(zhì)量和滿足良好排氣的前提下，從澆口套到主澆道、分澆道、澆口，要盡量減小及縮短澆注系統(tǒng)的斷面及長度。這樣可以盡量減少塑料熔體的熱量損失與壓力損失，減小塑料用量和模具尺寸。213盡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，巧妙設(shè)計(jì)分澆道，讓進(jìn)入每一個(gè)型腔的熔科能翔同時(shí)到達(dá)，而且使每個(gè)型腔入口的壓力相等。214便于產(chǎn)品修整澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)要結(jié)合制品的大小、結(jié)構(gòu)形狀、壁厚及技術(shù)要求，綜合考慮澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式、澆口的數(shù)量和位置，盡量將澆口設(shè)計(jì)在產(chǎn)品的隱蔽處，作到切除和修整澆口方便，絕對不能影響產(chǎn)品的外觀。22澆道的設(shè)計(jì)澆道分類有普通澆注系統(tǒng)即冷流道，以及無流道凝料澆注系統(tǒng)(包括熱流道、絕熱流道)，手機(jī)外殼注射模采用冷澆道較少。澆道應(yīng)該有良好的注射壓力傳遞，使塑料熔體能夠盡快地充滿和均衡地分配到型腔，達(dá)到理想的填充狀態(tài)，保證熔融塑料在流動過程中壓力損失、熱量損失盡可能小。221澆道的截面澆道的截面直接影響到熔融塑料充模的流動性，主流道的端面形狀通常為圓形。為便于脫模，主流道一般設(shè)計(jì)有斜度，如果主流道同時(shí)穿過多塊模板時(shí)，一定要注意每一塊模板上孔的斜度及孔的大小。主流道的大小要根據(jù)塑料材料的流動特性來定，鏡片常用的制作材料流動性都不好，澆道的截面和尺寸設(shè)計(jì)一定要利于充模。222澆道的形狀澆道的形狀取決于型腔的排布和澆注系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，分流道的布置形式有平衡式進(jìn)料和非平衡式進(jìn)料兩種形式。平衡式進(jìn)料就是保證各個(gè)進(jìn)料口同時(shí)均衡地進(jìn)料，非平衡式進(jìn)料就是各個(gè)進(jìn)料口不能同時(shí)均衡地進(jìn)料，一般要做模流分析來進(jìn)行評估。分流道是主流道與澆口之間的一段，它是熔融塑料由主流道流入型腔的過渡段，也是澆注系統(tǒng)中通過斷面面積變化及塑料轉(zhuǎn)向的過渡段，能使塑料得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換。23澆口的設(shè)計(jì)澆口又稱進(jìn)料口或內(nèi)流道，是分流道與塑件之間狹窄的部份。它能使分流道輸送過來的熔融塑料的流速產(chǎn)生加速度，形成理想的流態(tài)，并迅速地充滿型腔，同時(shí)還起著封閉型腔防止熔料倒流的作用，并在成型后便于使?jié)部谂c塑件分離。231澆口的形式澆口是連接澆道和型腔的通道，澆口的形式有：直接澆口，側(cè)向澆口(包括內(nèi)側(cè)澆口、普通側(cè)澆口、外側(cè)澆口)，扇形澆口，平縫式澆口，護(hù)耳式澆口，隙式澆口，點(diǎn)澆口，潛伏式澆口，盤環(huán)型澆口，輪輻式澆口，園環(huán)形澆口等。澆口的形式很多，每一種澆口都有各自的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。因此，具體尺寸要綜合考慮有利充模和便于去除澆口兩方面因素來設(shè)計(jì)。232澆口的位置在注射成形及模具設(shè)計(jì)中，澆口位置是個(gè)重要的設(shè)計(jì)變量。澆口開設(shè)的位置對塑件的成形性能和質(zhì)量影響很大，需要考慮的因素也多。澆口位置的選擇應(yīng)注意：選擇有阻擋物最近的距離；尺寸及位置應(yīng)避免產(chǎn)生噴射和蠕動；澆口應(yīng)開設(shè)在塑件斷面最厚處：應(yīng)使塑料流程最短、料流變向最少；應(yīng)有利于型腔內(nèi)氣體的排出；應(yīng)減少或避免塑件的熔接痕；應(yīng)防止料流將型腔、型芯、嵌件擠壓變形。設(shè)計(jì)人員要多參考老模具的設(shè)計(jì)，有時(shí)在試模后還要作少許修改。注射模EE技術(shù)可以在模具投入制造之前，進(jìn)行塑料熔體的充型和冷卻過程模似，對塑件翹曲和收縮迸行預(yù)測，對潛在問題提出有效改迸方法，縮短模具制造周期并降低成本。對于沒有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者，一定要先利用CAE軟件模擬后再來確定澆口的位置。23.3冷料穴設(shè)計(jì)冷料穴又稱冷料井，用來儲臧注射間隔期間產(chǎn)生的冷料，防止冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，并使熔料能順利地充滿型腔，冷料穴可以容納冷料。薄件類產(chǎn)品模具的排氣系統(tǒng)很重要，如果薄型顯示鏡片模具的排氣設(shè)計(jì)把握不準(zhǔn)確，會給注射成型帶來很大的困難，即使注射工藝中采取增大壓力、提高速度等措施，效果也不是很好。為此，在可能出現(xiàn)熔接痕的位置，模具上必須設(shè)計(jì)冷料穴，這樣既可以避免熔接痕，又達(dá)到了排氣的目的，較好地解決了熔接痕和排氣兩大問題。三、制造工藝及質(zhì)量的保證31產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析手機(jī)殼的扣位本身的尺寸很小，而且和旁邊按鍵孔的距離很近，結(jié)構(gòu)上受到制約，沒有足夠的脫橫空間，因此斜頂?shù)某叽绾苄o法加大。按照傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，斜頂?shù)膶?shí)際寬度尺寸只有24m，而其長度從后模鑲塊一直到頂板大約有100唧，又細(xì)又長。顯然，細(xì)長的斜頂機(jī)械強(qiáng)度太差，容易損壞失效。32 主要尺寸的設(shè)計(jì)要保證模具有足夠的脫模行程，必須計(jì)算好斜頂?shù)男倍燃皬?fù)位針的行程。一般情況下，斜度設(shè)計(jì)為5度，行程為13咖，為了防止產(chǎn)品在頂出時(shí)，不會被斜頂頂塌(凹陷)，斜頂?shù)哪┒藨?yīng)選在B箭頭處即動模膠位的最大邊，而不能設(shè)計(jì)在A箭頭處。四、制造工藝及質(zhì)量的保證介紹掌手機(jī)外殼注射模的制造方法和關(guān)鍵工藝制作要點(diǎn)，模具的裝配、試模和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造的應(yīng)用。探討如何提高模具質(zhì)量，保證手機(jī)外殼的成型要求，并提出了實(shí)際生產(chǎn)中塑件可能出現(xiàn)缺陷的原因以及解決方法。41手機(jī)外殼模具的制造要點(diǎn)411典型加工方法加工方法在一定程度上保證了模具的制造質(zhì)量，隨著模具加工水平的急劇提高，模具精度完全取決于精密的機(jī)器加工。線切割利用火花放電使金屬融化或氣化，并把融化或氣化的金屬除掉，從而實(shí)現(xiàn)各種形狀金屬零件的加工?？熳呓z線切割所加工的工件表面粗糙度一般在Ra：12525um范圍內(nèi)，而慢走絲線切割所加工的工件表面粗糙度可達(dá)Ra：O16um，且慢走絲的圓度誤差、直線誤差和尺寸誤差都較快走絲好很多，所以在精加工零件時(shí)，慢走絲得到廣泛應(yīng)用。型腔電火花加工是利用工具電極與工件電極之間脈沖性的火花放電，產(chǎn)生瞬時(shí)高溫將金屬蝕除，將工具電極的形狀復(fù)印到模具坯件上，而形成型腔的復(fù)制成型加工新工藝。其電極可由車、銑、刨、磨、冷熱成型、火焰噴涂或電鑄等方法獲得。因此，可以用軟的材料制作形狀復(fù)雜的工具電極，對于難切削材料、特殊及復(fù)雜形狀零件，如模具復(fù)雜型腔等的加工有較大的優(yōu)勢，廣泛運(yùn)用于各種模具的型腔的加工。數(shù)控加工是指在數(shù)控機(jī)床上用數(shù)字信息對工件的加工過程予以控制，使其自動完成切削加工的一種工藝方法。數(shù)控加工能夠?qū)⒘慵谟?jì)算機(jī)上三維建模后轉(zhuǎn)入加工軟件模塊中，編譯為代碼然后傳到加工機(jī)床上，直接加工出零件。而且可利用軟件對復(fù)雜曲面進(jìn)行模似加工。當(dāng)前，模具制造企業(yè)越來越傾向于以數(shù)控加工為主來制造模具，并以數(shù)控加工為核心進(jìn)行工藝流程的安排。412模具制造材料模具材料必須具有的特性：良好的加工性能，良好的耐磨性和耐腐蝕性能；足夠的強(qiáng)度、硬度、韌性；良好的耐熱性、熱穩(wěn)定性、熱疲勞性；良好的尺寸穩(wěn)定性、良好的淬透性，熱處理變形小。特別是模具成型部分的零件，肩負(fù)了成型的全部工作，從注射、進(jìn)澆到排溢、固化成型，工作溫度相當(dāng)高，塑料對模又具有腐蝕作用，材料選用好壞直接決定了模具的質(zhì)量，必須從嚴(yán)要求。例如，模具制造材料要求較高的是定模和動模鑲塊，要求全部采用ASSAB公司生產(chǎn)的S136(類似于AISl420)鋼材，并經(jīng)過了ESR電渣重焊處理。粗加工后進(jìn)行熱處理，硬度必須達(dá)到HRC54以上。413模具型腔的加工手機(jī)外殼表面不能有任何麻點(diǎn)，必須高度平滑。因此，模具對型腔的表面質(zhì)量要求相當(dāng)高，模具型腔表面的鏡面拋光程度直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量效果，加工過程要特別注意，不能有任何疵點(diǎn)。根據(jù)工廠生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，其關(guān)鍵加工工藝和注意點(diǎn)是：先用電火花機(jī)床進(jìn)行粗加工，粗加工的電極材料可以采用普通紅銅：接下來的工序是熱處理：之后再用鏡面電火花機(jī)完成精加工，此時(shí)的電極材料要求很嚴(yán)格，必須采用鏡面電火花機(jī)所用的合金銅，不能使用普通材料；如果鏡面火花機(jī)設(shè)備比較先進(jìn)，放電完成后一般都能達(dá)到理想的質(zhì)量，否則還要采用激光進(jìn)行拋光處理，來達(dá)到表面技術(shù)要求。加工中一定要注意，掌上電腦鏡片模具的鏡面不可以用手工拋光處理。42輔助設(shè)計(jì)制造的應(yīng)用隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用發(fā)展，將其應(yīng)用于模具的設(shè)計(jì)與制造，已成為快速制造模具的有力保證。在開始大規(guī)模生產(chǎn)前，由于僅憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)模具，模具裝配完畢后，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問題后，不僅要工藝師重新設(shè)置工藝參數(shù)，甚至還要設(shè)計(jì)師調(diào)整塑料制品和模具設(shè)計(jì)方案，修改模具。重復(fù)各個(gè)步驟增加了生產(chǎn)成本，影響模具質(zhì)量，同時(shí)延長了制品生產(chǎn)時(shí)間。因此，用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)制造，對模具的設(shè)計(jì)制造具有重要的作用。相對其它行業(yè)，我國的模具業(yè)是應(yīng)用CADCAECAM較早的一個(gè)領(lǐng)域，但就整個(gè)行業(yè)而言，至今具有較完備集成環(huán)境的企業(yè)仍然較少，大都是在設(shè)計(jì)、制造及管理等部門部分或單獨(dú)采用CADCAEcAM技術(shù)。雖然這些技術(shù)在應(yīng)用初期對提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平、增加企業(yè)活力起到了積極的促進(jìn)作用，但隨著產(chǎn)品更新?lián)Q代速度不斷加快、同行業(yè)競爭加劇及市場不斷擴(kuò)大，客戶對產(chǎn)品質(zhì)量、成本、制造周期要求不斷提高，原來分散獨(dú)立使用已不適應(yīng)發(fā)展需要。在電腦外殼注射模設(shè)計(jì)制造過程中，利用CADCAECAM一體化軟件能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的許多缺陷，大大提高模具設(shè)計(jì)制造效率，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。MasterC軟件是美國CNCSoftware公司開發(fā)的Pc級CADPCAM系統(tǒng)，它集二維繪圖、三維建模、曲面設(shè)計(jì)、體素拼合、刀具路徑模擬、數(shù)控仿真等功能于一體，對系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境要求低。利用MasterCJ蛐t軟件，進(jìn)行注射模三維造型與數(shù)控仿真加工的簡單過程是：先利用MasterCt軟件中的CAD模塊對掌上電腦外殼注射模進(jìn)行三維曲面造型設(shè)計(jì)，之后根據(jù)模具型腔及型芯的曲面特點(diǎn)，擬定數(shù)控加工工藝，輸入加工參數(shù)，再利用MasterCAM軟件中的CAM模塊自動生成數(shù)控加工程序，同時(shí)進(jìn)行數(shù)控仿真加工“”。當(dāng)然利用MasterC61數(shù)控銑不一定能完成所有的加工，有時(shí)還得借助模具制造常用的加工方法，如線切割、電火花來完成部分加工。43裝配在模具裝配過程中，既要保證配合零件的配合精度，又要保證零件之間的位置精度，對于具有相對運(yùn)動的零件，還必須保證它們之間的運(yùn)動精度。所以模具裝配精度的高低及質(zhì)量的好壞，都直接影響注射生產(chǎn)是否正常，影響產(chǎn)品的尺寸、形狀精度和工廠成本。數(shù)控機(jī)床的普遍應(yīng)用，能夠保證模具零件的加工精度和質(zhì)量要求，采用數(shù)控加工的零件，可直接進(jìn)行模具裝配，減輕了鉗工的工作量。431裝配基準(zhǔn)在模具的加工過程中，各個(gè)零件都有統(tǒng)一的加工基準(zhǔn)，在裝配的時(shí)候以基邊為基準(zhǔn)來進(jìn)行裝配，以保證模具的整體精度。每個(gè)零件均設(shè)計(jì)了基準(zhǔn)角，即為裝配基準(zhǔn)，零件加工要按圖紙保證基準(zhǔn)角的精度，裝配時(shí)都要在一個(gè)方向基準(zhǔn)角上，不能裝反。432模具鑲塊的裝配為了節(jié)省工時(shí)，先加工鑲塊后加工入子、斜銷、滑塊等其它零件。待鑲塊加工完畢后，交給鉗工進(jìn)行裝配。鉗工接到凸、凹鑲塊后，首先應(yīng)進(jìn)行測量，看其最大外型尺寸是否符合公差要求，如果在公差范之內(nèi)，開始裝配鑲塊，注意鑲塊的基準(zhǔn)角要與模框的基準(zhǔn)角一致，裝好后進(jìn)行凸、凹鑲塊靠破。目的是保證模具達(dá)到注射成型的要求，防止模具在注射成型時(shí)出現(xiàn)塑料溢邊等情況發(fā)生?？科朴眉t色粉來檢查零件表面的缺陷及零件間的密合度，一件噴上紅色，另一件靠上，觀察粘的均勻程度，不均勻表示不平。 433滑塊的裝配鑲塊裝配完畢后，開始裝配滑塊或斜銷，注意不能同時(shí)裝配，以免配合不良導(dǎo)致斜銷被撞壞。滑塊抽芯機(jī)構(gòu)裝配后，應(yīng)保證滑塊型芯與凹模達(dá)到所要求的配合間隙，保證滑塊運(yùn)動靈活、行程足夠、正確的起始位置?；瑝K裝配一般要以凹模的型面為基準(zhǔn)，所以要在凹模裝配后進(jìn)行嘲。由于成型面為曲面，不便測量尺寸，在裝配前應(yīng)對其表面進(jìn)行拋光，只有將其裝在凹模上與鑲塊配合后才能達(dá)到精度要求。拋光完畢后進(jìn)行靠破，為了便于裝配，要求一個(gè)一個(gè)地靠破，才能達(dá)到精度要求。434斜銷的裝配加工后的斜銷與鑲塊配合很緊，鉗工在裝配過程中要對斜銷進(jìn)行修磨，使其與鑲塊配合良好。另外，斜銷的桿部四周均勻布置油稽，以利于潤滑，在靠破時(shí)應(yīng)在斜銷側(cè)壁的油槽內(nèi)涂潤滑油，以減小摩擦力，并儲存摩擦產(chǎn)生的鐵屑，油槽開設(shè)的范圍以斜銷完全頂出后油槽不露出型腔為準(zhǔn)，以免污垢污染型腔。 435頂針、入子的裝配以上工序完成后裝配頂針和入子。裝配入子時(shí)應(yīng)注意不要裝反，保護(hù)入子的成型面不要被撞壞。裝配頂針時(shí)應(yīng)注意有些頂針的表面為曲面，裝配后應(yīng)在頂針的尾部加防轉(zhuǎn)措施，并刻上編號、標(biāo)記，防止以后修模時(shí)裝錯(cuò)。全部零件安裝完畢后，應(yīng)該檢查各零件配合是否順暢，并在配合部分如導(dǎo)柱導(dǎo)套、斜銷，滑塊等處加高溫潤滑油，注意鑲塊內(nèi)不能有潤滑油存在。44試模模具的設(shè)計(jì)和制造有可能會發(fā)生錯(cuò)誤，必須通過試模來修改和驗(yàn)證。試模的結(jié)果，特別是塑件注射成型參數(shù)的選擇，是保證以后正常注射生產(chǎn)順利進(jìn)行的重要依據(jù)。試模前要了解模具的有關(guān)資料，熟悉模具的設(shè)計(jì)圖，并約請模具技師參加試模工作。先在工作臺上檢查模具的機(jī)械配合動作，注意有否刮傷、缺件及松動等現(xiàn)象，模向滑板動作是否確實(shí)，水道及氣管接頭有無泄漏。選擇注射機(jī)時(shí)應(yīng)考慮射出容量、導(dǎo)桿的寬度、最大的開程，并檢查配件是否齊全。吊掛時(shí)應(yīng)注意在鎖上所有夾模板及開模之前吊鉤不要取下，以免夾模板松動或斷裂造成模具掉落。模具裝妥后應(yīng)再仔細(xì)檢查模具各部份的機(jī)械動作，如滑板、頂針、退牙結(jié)構(gòu)及限制開關(guān)等。合模動作時(shí)應(yīng)將關(guān)模壓力調(diào)低，在手動及低速的合模動作中，注意觀察、訊聽模具是否有不順暢動作及異聲?？梢砸罁?jù)成品所用塑料性能及模具大小選用適當(dāng)?shù)哪?，先將模具溫度提高至生產(chǎn)時(shí)所須的溫度，待模溫提高之后須再次檢查各部份的動作。因?yàn)殇摬囊驘崤蛎浿罂赡軙鹂，F(xiàn)象，因此須注意各部分的滑動，以免有拉傷及顫動的產(chǎn)生。由于受熱膨脹的原因，試模中應(yīng)注意頂桿高度會發(fā)生變化，等熱穩(wěn)定后再作調(diào)整。 45提高模具質(zhì)量的措施衡量模具的質(zhì)量，首先要看成型制品的質(zhì)量，制品尺寸的穩(wěn)定性、符合性，制品表面的光潔度、制品材料的利用率等。第二是模具的使用壽命，在確保制品質(zhì)量的前提下，模具所能完成的工作循環(huán)次數(shù)或生產(chǎn)的制件數(shù)量。第三是模具的使用維護(hù)、維修成本、維修周期性等，是否屬最方便使用、脫模容易、生產(chǎn)輔助時(shí)間盡可能的短。提高模具質(zhì)量的基本途徑，有以下幾個(gè)方面。a產(chǎn)品設(shè)計(jì):塑件的產(chǎn)品設(shè)計(jì)要合理，盡可能選用最好的結(jié)構(gòu)方案，制件的設(shè)計(jì)者要考慮到制件的技術(shù)要求及其結(jié)構(gòu)，必須符合模具制造的工藝性和可行性。手機(jī)外殼產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的關(guān)鍵，這不僅需要與產(chǎn)品外觀相協(xié)調(diào)，更要考慮后序的生產(chǎn)裝配、噴涂、噴繪、模具設(shè)計(jì)制造等各方面。手機(jī)產(chǎn)品的形體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)牽扯知識范圍十分廣泛，主要有材料的選用、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、表面處理、加工手段、包裝裝演等方面，這些因素的運(yùn)用直接影響著掌上電腦產(chǎn)品的生命和外觀形象?？梢哉f設(shè)計(jì)者的水平高低決定了產(chǎn)品的生命力和產(chǎn)品檔次高低，高檔次產(chǎn)品不一定是高造價(jià)，運(yùn)用低造價(jià)設(shè)計(jì)出高檔次的產(chǎn)品，正是設(shè)計(jì)者高水平工作的綜合體現(xiàn)。b模具設(shè)計(jì):模具的設(shè)計(jì)是提高模具質(zhì)量最重要的一環(huán)，需要考慮到很多因素，包括模具材料的選用，模具結(jié)構(gòu)的可靠性及安全性，模具零件的可加工性及模具維修的方便性，這些在設(shè)計(jì)之初應(yīng)盡量考慮得周全些。模具材料的選用既要滿足客戶對產(chǎn)品質(zhì)量的要求，還需考慮到材料的成本及其在設(shè)定周期內(nèi)的強(qiáng)度。當(dāng)然還要根據(jù)模具的類型、使用工作方式、加工速度、主要失效形式等因素來選材。當(dāng)塑件為ABS、PP、PC之類材料時(shí)，注射模模具材料可選擇預(yù)硬調(diào)質(zhì)鋼；塑件屬于高光潔度、透明的材料時(shí)，可選耐蝕不銹鋼；塑件批量較大時(shí)，可選擇淬火回火鋼。另外還需要考慮采用與制件親和力較小的模具材料，以防粘模加劇模具零件的磨損，從而影響模具的質(zhì)量。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，盡量使結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便，還要保證模具零件有足夠的強(qiáng)度和剛度；在模具結(jié)構(gòu)允許時(shí)，模具零件各表面的轉(zhuǎn)角應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)成圓角過渡，以避免應(yīng)力集中；對于凹模、型腔及部分凸模、型芯，可采用組合或鑲拼結(jié)構(gòu)來消除應(yīng)力集中，細(xì)長凸?；蛐托?，在結(jié)構(gòu)上需采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。此外，還要考慮如何減少滑動配合件在長期使用中磨損對模具質(zhì)量的影響。在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮減少維修零部件時(shí)需拆裝的范圍，特別是易損件更換時(shí)，盡可能減少其拆裝零件的數(shù)量。對模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析時(shí)，要審查造型設(shè)計(jì)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、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、電路安裝和電子工程人員配合等是否合理。根據(jù)造型要求確定制造工藝是否能實(shí)現(xiàn)，包括模具制造、產(chǎn)品裝配、外觀的噴涂、絲印、材質(zhì)選擇、需采購的零件供應(yīng)等。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要盡量考慮模具設(shè)計(jì)和制造的難度，提高注射生產(chǎn)的效率，最大限度地減低模具成本和生產(chǎn)成本，確定整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、檢測手段，保證產(chǎn)品的可靠性。c模具加工：模具的制造過程也是確保模具質(zhì)量的重要一環(huán)，模具制造過程中的加工方法和加工精度會影響到模具的使用壽命。各零部件的精度直接影響到模具整體裝配，除加工設(shè)備自身精度的影響外，需通過改善零件的加工方法。提高鉗工在模具磨配過程中的技術(shù)水平，來提高模具零件的加工精度。若模具整體裝配效果達(dá)不到要求，對模具的總體質(zhì)量將會有很大影響。因此，為保證模具具有良好的原始精度，制造過程中首先要合理選擇高精度的加工方法，如電火花、線切割、數(shù)控加工等等。同時(shí)，應(yīng)注意模具的精度檢查，包括模具零件的加工精度、裝配精度，通過試模驗(yàn)收工作綜合檢查模具的精度，在檢查時(shí)還需盡量選用高精度的測量儀器，對于那些成型表面曲面結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具零件，若用普通的直尺、游標(biāo)卡無法達(dá)到精確的測量數(shù)據(jù)，就應(yīng)該選用三坐標(biāo)測量儀之類的精密測量設(shè)備，來確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。要根據(jù)不同用途的模具，選用不同的強(qiáng)化方法，對模具主要成形零部件進(jìn)行表面強(qiáng)化，這樣可以提高模具零件表面耐磨性，從而更好地提高模具質(zhì)量。d使用維護(hù):模具的正確使用與維護(hù)，也是提高模具質(zhì)量的一大因素。例如：模具的安裝調(diào)試方式應(yīng)恰當(dāng)，在有熱流道的情況下，電源接線要正確，冷卻水路要滿足設(shè)計(jì)要求，模具在生產(chǎn)中注塑機(jī)、壓鑄機(jī)、壓力機(jī)的參數(shù)需與設(shè)計(jì)要求相符合等等。除J下確使用模具外，還需對模具進(jìn)行定期維護(hù)保養(yǎng)，模具的導(dǎo)柱、導(dǎo)套等有相對運(yùn)動的部位應(yīng)經(jīng)常加注潤滑油。對模具進(jìn)行有計(jì)劃的防護(hù)性維護(hù)，并通過維護(hù)過程中的數(shù)據(jù)處理，不但可以預(yù)防模具在生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問題，還可提高維修工作效率。46塑件產(chǎn)生缺陷原因及解決方法在實(shí)際生產(chǎn)中，手機(jī)外殼塑件注射成型會產(chǎn)生許多缺陷，甚至導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢，要準(zhǔn)確分析缺陷產(chǎn)生的原因，有針對性地提出解決方法。461龜裂龜裂是產(chǎn)品較常見的一種缺陷，產(chǎn)生的主要原因是殘余應(yīng)力、外部應(yīng)力和外部環(huán)境所產(chǎn)生的應(yīng)力變形。a殘余應(yīng)力引起的龜裂:殘余應(yīng)力主要是由填充過剩、脫模推出和金屬鑲件造成的，作為在填充過剩的情況下產(chǎn)生的龜裂，其解決方法主要可以從下幾方面如手：由于直澆口壓力損失最小，所以，如果龜裂最主要產(chǎn)生在直澆口附近，則可考慮改用多點(diǎn)進(jìn)料方式，側(cè)進(jìn)料等。在保證塑料不分解、不劣化的前提下，適當(dāng)提高成型溫度可以降低熔融粘度，提高流動性能，同時(shí)也可以降低注射壓力，以減少應(yīng)力的產(chǎn)生。一般情況下，模具溫度較低時(shí)容易產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)適當(dāng)提高溫度，但當(dāng)注射速度較高時(shí)，即使模溫低一些，也可降低應(yīng)力的產(chǎn)生。注射和保壓時(shí)間過長也會產(chǎn)生應(yīng)力，將其適當(dāng)縮短或進(jìn)行多次保壓力效果較好。b外部應(yīng)力引起的龜裂:主要是因?yàn)樵O(shè)計(jì)不合理而造成應(yīng)力集中，必須改進(jìn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，特別是改善尖角。c外部環(huán)境引起龜裂:有化學(xué)藥品、吸潮等引起的水降解，應(yīng)該予以隔離。462填充不足填充不足的主要原因是塑料容量不足、模腔內(nèi)加壓不夠、塑料流動性不好、排氣效果不好等。主要可以從以下幾個(gè)方面入手解決：延長注射時(shí)間，防止由于成型周期過短，造成澆口固化前熔料倒流而難于充滿模腔；提高注射速度；提高熔料溫度，溫度低，塑料流動性差；提高模具溫度，模溫低，沿成型表面流過的塑料很快冷卻，而失去流動性；提高注射壓力；擴(kuò)大澆口尺寸；澆口設(shè)置在制品壁厚最大處；設(shè)置排氣槽；加潤滑劑。463溢邊造成溢邊的主要原因是：合模力不足：零件的高度誤差；接觸面積大小，模具分型面精度差；模板的變形；溫度的不均勻；工藝條件差，加料量調(diào)的不準(zhǔn)?？梢苑治鼍唧w原因，有針對地提出改善措施。464翹曲變形翹曲是由于制品收縮不均勻而產(chǎn)生的，這種缺陷在薄壁外殼成型時(shí)很容易出現(xiàn)。其主要原因包括：塑件內(nèi)部溫度不均勻：塑件凝固時(shí)，沿壁厚方向的壓力差異和冷卻速率差異；塑件在項(xiàng)出、脫模斜度不當(dāng)?shù)仍斐傻模凰芗哂袕澢虿粚ΨQ的幾何形狀。465氣泡產(chǎn)生氣泡的原因較多，不同原因可根據(jù)氣泡產(chǎn)生的原因?qū)?yīng)解決。由于塑件壁厚產(chǎn)生的氣泡，要確定合理的澆口、澆道尺寸：由于揮性氣體的產(chǎn)生而造成的氣泡，解決方法是充分進(jìn)行預(yù)干燥、降低塑科融熔溫度，避免產(chǎn)生分解氣體，模具采取排氣設(shè)計(jì)。466燒傷模具型腔在填充過程中，除原有型腔空氣外，還有在成型過程中塑料形成的揮發(fā)氣體，高速注射時(shí)，氣體被壓縮產(chǎn)生高溫，引起塑件局部碳化或燒焦?？刹捎瞄_設(shè)排氣槽等方法解決。467銀線由于