031-電池充電器底座的塑料注射模具設(shè)計
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畢業(yè)設(shè)計（論文）中期報告
題目：電池充電器底座的塑料注射模具設(shè)計
1.設(shè)計（論文）進(jìn)展?fàn)顩r
(1)收集和整理資料，參閱部分收集到的資料，對論文命題有了更深的認(rèn)識。
(2)查找與閱讀論文相關(guān)的合適的英文文獻(xiàn)，對其進(jìn)行翻譯并完成。
(3)通過文獻(xiàn)研究和實踐研究，對論文命題有了較為全面的理解后，結(jié)合前人的研究成果，繪制了模具裝配圖如圖1.1所示。
圖1.1 模具裝配草圖
(4)設(shè)計方案的確定：此次注塑模具方案初步?jīng)Q定為一模一腔，分型面為最大投影面上，前端使用斜滑塊抽芯，選用潛伏式澆口進(jìn)行澆注，使用頂管裝置將塑件頂出。但這種方案產(chǎn)品生產(chǎn)批量小，不利于開模，結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜，經(jīng)過上網(wǎng)查詢資料，已經(jīng)向老師和同學(xué)的請教，所以本次注塑模具方案確定為一摸兩腔，使用側(cè)澆口，采用斜導(dǎo)柱進(jìn)行側(cè)向抽芯，頂出裝置為頂桿頂出。
2.存在問題及解決措施
(1)對論文所涉及的知識認(rèn)識得不夠深刻，所以對命題的探討不過深入。
(2)研究中引入的數(shù)據(jù)不夠，對相關(guān)問題的支撐程度不足。
(3)論文的各部分之間的銜接不夠強，有的地方缺少邏輯。
導(dǎo)致上述問題主要有兩個原因，一是研究不夠深入，二是撰寫不夠嚴(yán)密。針對這兩個原因，解決方法有：
(1)對論文所涉及的知識以及前人的研究成果理解程度需要更加深刻，在這個基礎(chǔ)上才能得到有深度的結(jié)論。
(2)需要對已完成的內(nèi)容進(jìn)行多次審閱，從內(nèi)容、結(jié)構(gòu)及用語等方面給予調(diào)整。
(3)對于寫作過程中遇到的具體難題要多向指導(dǎo)老師請求援助。
3.后期工作安排
(1)通過閱讀和借鑒模具相關(guān)知識，完成注射機的選擇病進(jìn)行計算和校核注射機。
(2)進(jìn)行模具裝配圖中零件的計算，完成最后的裝配圖，把模具中相關(guān)零件單獨畫出，完成3張A0圖紙的工作。
(3)撰寫畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯。
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
題目：電池充電器底座的塑料注射模具設(shè)計
1 畢業(yè)設(shè)計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況）
1.1 題目背景和意義：
市場競爭的日趨激烈，使得產(chǎn)品的功能日趨多元化，產(chǎn)品的生命周期不斷縮短，塑料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)日趨多樣化和復(fù)雜化，客戶對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高。這在一定程度上決定了模具設(shè)計和注射成型過程的復(fù)雜性，有些注射成型問題連有經(jīng)驗的模具設(shè)計師和注射工藝師都很難把握。而傳統(tǒng)的注射模設(shè)計首先考慮的是模具結(jié)構(gòu)本身的需要，之后考慮的才是注射制品的需要。模具試模周期過長、試模成本過高嚴(yán)重影響了企業(yè)的競爭力。從塑料模的設(shè)計、制造、模具的材料以及成型技術(shù)等方面，塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢如下：CAD/CAE/CAM技術(shù)的快速發(fā)展和推廣應(yīng)用各種模具新材料的研制和使用；模具的標(biāo)準(zhǔn)化；塑料制件的微型化、超大型化和精密化。模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)是計算機輔助某一種類型模具的設(shè)計、計算、分析、繪圖以及數(shù)控加工自動編成等的有機集成，可以大大縮短產(chǎn)品研究周期、模具設(shè)計和加工周期，提高產(chǎn)品設(shè)計的準(zhǔn)確性，降低產(chǎn)品開發(fā)和模具成本。在模具材料方面，專用塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全，質(zhì)量尚不穩(wěn)定。因此，對塑料熔體的注射成型過程的計算機模擬對優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具設(shè)計以及注射成型工藝具有非常重要的指導(dǎo)意義。我國塑料模的發(fā)展極其迅速。塑料模的設(shè)計技術(shù)、制造技術(shù)、CAD技術(shù)、CAPP技術(shù)，以有相當(dāng)規(guī)模的開發(fā)和應(yīng)用。我國在塑料模設(shè)計技術(shù)上，與發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的差距，參見下表?？梢娢覈谒芰夏ＴO(shè)計的計算機輔助技術(shù)上的落后。在塑料之間的生產(chǎn)中，高質(zhì)量的模具設(shè)計、先進(jìn)的模具制造設(shè)備、合理的加工工藝、優(yōu)質(zhì)的模具材料和現(xiàn)代化的成型設(shè)備等是成型優(yōu)質(zhì)塑件的重要條件。
本題目來自實際的工業(yè)生產(chǎn)，具有一定的實用價值。在塑料制品的普及應(yīng)用的現(xiàn)代社中，塑料碗也成為我們?nèi)粘Ｉ钪械某Ｒ娪闷罚芰贤氲淖⑺苌a(chǎn)中成品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率主要取決于模具的質(zhì)量，而在傳統(tǒng)的塑料碗模具制造中一般是模具設(shè)計然后試模、在分析缺陷修改模具，而模具設(shè)計和注射成型過程中模具設(shè)計師和注射工藝師都很難把握，這樣模具的設(shè)計周期和成本都降低了企業(yè)的競爭力。在設(shè)計中應(yīng)用模CAD/CAE技術(shù)能很好解決這些不足，本題首先通過分析塑料碗的性能要求與成型工藝，確定塑件選用材料，采用注塑方法成型，運用專業(yè)模具設(shè)計軟件PRO/E對該塑件設(shè)計出一套完整的注塑模具, 再利用Moldflow 完成模具充型過程的模擬和仿真，確定和改善工藝參數(shù)，優(yōu)化塑料模設(shè)計。由此可以縮短塑料碗的研究周期、模具設(shè)計和加工周期，提高產(chǎn)品設(shè)計的準(zhǔn)確性，降低成本。
1.2 國內(nèi)外發(fā)展情況：
注塑模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著塑膠模具設(shè)計工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑膠制品在航空、航太、電子、機械、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應(yīng)用，產(chǎn)品對模具的要求越來越高，傳統(tǒng)的塑膠模具設(shè)計方法已無法適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求。電腦輔助工程（CAE）技術(shù)已成為塑膠產(chǎn)品開發(fā)、模具設(shè)計及產(chǎn)品加工中這些薄弱環(huán)節(jié)的最有效的途經(jīng)。
2 本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案。
2.1 過程流程圖：
塑件材料，尺寸，技術(shù)要求的確定
????
工藝分析
Pro/e建立塑料模型
空腔的數(shù)量和布局
Pro/e模塊設(shè)計模具成型部件
澆筑系統(tǒng)的選擇和設(shè)計
側(cè)向抽芯機構(gòu)設(shè)計
溫度系統(tǒng)設(shè)計
模具的裝配和模擬
CAD繪制總裝配圖
推出機構(gòu)設(shè)計
圖2.1 設(shè)計流程圖
2.2研究的主要內(nèi)容：
本次設(shè)計主要是通過對塑件的形狀、尺寸及其精度的要求來進(jìn)行注射成型工藝的可行性分析。塑件的成型工藝性主要包括塑件的壁厚，斜度和圓角以及是否有抽芯機構(gòu)。通過以上的分析來確定模具分型面、型腔數(shù)目、澆口形式、位置大??；其中最重要的是確定型芯和型腔的結(jié)構(gòu)，例如是采取整體式還是鑲拼式，以及它們的定位和固緊方式。此外還分析了模具受力，脫模機構(gòu)的設(shè)計，合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計等，最后繪制完整的模具裝配總圖和主要的模具零件圖。
3 本課題研究的重點及我認(rèn)為的難點，前期已開展工作。
3.1 重點：
a 分型面的位置的確定
b 型腔數(shù)目的確定
c 型腔的布局
d 確定型芯和型腔的結(jié)構(gòu)
3.2 難點：
分析模具受力，脫模機構(gòu)的設(shè)計等等。
3.3 已完成的工作：
a 塑件模型的三維繪制，二維圖的初步繪制。
圖3.1 零件圖 圖3.2 三維圖
b 了解了注射模具設(shè)計的一般步驟，認(rèn)識到分型面選擇的重要性和原則。
4 完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃（按周次）。
第 1-2 周： 查找相關(guān)資料，做好前期準(zhǔn)備工作，撰寫開題報告，并初步 選定設(shè)計方案。
第 3-4 周： 通過調(diào)查完成塑件材料，尺寸，技術(shù)要求的確定，建立模型。
第 5-6 周： 工藝分析
第 7-8 周： 塑料成型模具設(shè)計型腔的數(shù)量和布置澆注系統(tǒng)選擇和設(shè)計
第 9-10 周： 模具成型部件的設(shè)計
第11-12周： 用pro/e輔助模架的確定標(biāo)準(zhǔn)件選擇和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計
第13-14周： 選擇推出機構(gòu)，導(dǎo)向機構(gòu)。
第15-16周： 整理零件圖，總裝圖，cad出圖。
第17-18周： 撰寫畢業(yè)論文，論文修改，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。
指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見）
指導(dǎo)教師： 年 月 日
所在系審查意見
系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日
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本科畢業(yè)設(shè)計（論文）本科畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：手機充電器底座的塑料注射模具設(shè)題目：手機充電器底座的塑料注射模具設(shè)計計 I 手機充電器底座的塑料注射模具的設(shè)計手機充電器底座的塑料注射模具的設(shè)計摘摘 要要本文對手機充電器底座的塑料注射模具的設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)介紹。在完成塑料結(jié)構(gòu)分析，確定分型面，決定采用一模二腔，側(cè)澆口，進(jìn)料的二板式模具。針對塑料一側(cè)的凹，優(yōu)化設(shè)計了側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，并對該機構(gòu)的加工工藝，使用效果進(jìn)行了闡述。同時本文對成型零件，澆筑系統(tǒng)，脫模機構(gòu)，側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，和模導(dǎo)向機構(gòu)，側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞: :注射模具；分型面；成型零件；抽芯機構(gòu)IIPlastic Injection Mold Design of Mobile Charger Base Abstract This design on the base of the phone charger to plastic injection mold design is introduced in detail. At the completion of the plastic structure analysis, determine the parting surface, decided to adopt one module and two cavities, side gate, feed three plate mold. Optimization design in view of the concave plastic side, the side parting core-pulling mechanism, and the processing technology of the agency and using effect are expounded. In this paper, the forming parts at the same time, the casting system, demoulding mechanism, side parting core-pulling mechanism, and guide mechanism, side parting core-pulling mechanism, the design of temperature control system was introduced in detail.Key Words: Injectionmolding；Parting surface；Moulded parts；Core pulling mechanismIII目目 錄錄1 緒論緒論.11.1 概述.11.2 研究目的和意義.11.3 國內(nèi)外相關(guān)研究情況.21.4 論文的主要內(nèi)容.22 塑件分析及注塑模具方案的比較和確定塑件分析及注塑模具方案的比較和確定.32.1 塑件分析.32.1.1 結(jié)構(gòu)分析.32.1.2 尺寸精度分析.32.1.3 塑件厚度檢測.42.2 塑件的原材料分析.42.2.1 ABS 的基本特性.42.2.2 成形特性.52.3 注射模方案的確定.63 塑件相關(guān)計算及注塑機的選擇塑件相關(guān)計算及注塑機的選擇.73.1 投影面積計算.73.2 體積及質(zhì)量計算.73.3 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算.83.4 注射工藝參數(shù)確定.93.5 注塑機選擇及注射工藝參數(shù)確定.93.6 型腔數(shù)量及注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核.103.6.1 型腔數(shù)量的校核.103.6.2 注射機工藝與安裝參數(shù)的校核.104 模具結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計模具結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計.124.1 擬定型腔布局.124.1.1 分型面位置的確定.124.1.2 型腔數(shù)目的確定.134.1.3 型腔的布局.134.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計.15IV4.2.1 總體設(shè)計.154.2.2 主流道設(shè)計.154.2.3 分流道設(shè)計.164.2.4 冷料穴設(shè)計.174.2.5 進(jìn)料口設(shè)計.174.2.6 澆口套及定位圈的設(shè)計.184.3 模架的確定及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 .194.4 成型零部件設(shè)計.204.4.1 成型零件的材料選擇.204.4.2 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計.204.4.3 成型零部件的設(shè)計與計算.224.5 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)設(shè)計.244.5.1 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)類型選擇.244.5.2 抽芯距確定與抽芯力的計算.244.5.3 斜導(dǎo)柱分型與抽芯機構(gòu)零部件設(shè)計.254.5.4 楔緊塊的設(shè)計.274.5.5 滑塊的精確導(dǎo)向.274.6 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計.274.6.1 導(dǎo)向機構(gòu).274.6.2 導(dǎo)向零件的設(shè)計原則.284.6.3 導(dǎo)套的設(shè)計.284.7 脫模機構(gòu)設(shè)計.294.7.1 推出機構(gòu)的設(shè)計原則.294.7.2 頂桿的布置.304.7.3 推桿布置.304.7.4 推件力的計算.314.7.5 推桿的設(shè)計.314.8 冷卻及排氣系統(tǒng)設(shè)計.324.8.1 冷卻回路的布置.324.8.2 求冷卻水的體積流量 V.334.8.3 冷卻時間計算.344.8.4 成型周期計算.344.8.5 排氣機構(gòu).355 結(jié)論結(jié)論.36V參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).37致致 謝謝.38畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明.39畢業(yè)設(shè)計（論文畢業(yè)設(shè)計（論文) )獨創(chuàng)性聲明獨創(chuàng)性聲明.40附附 錄錄.4111 1 緒論緒論1.1 概述概述現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應(yīng)求，市場需求量維持在 600 億至 650 億美元，同時，我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇。近幾年，我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持 13%的年增長率。中國模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀：目前，中國 17000 多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約 50 多萬。1999 年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá) 245 億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占 6%，其它各類模具約占 11%。我國模具總量雖已位居世界第三，但設(shè)計制造水平總體上比德、美、日、法、意等發(fā)達(dá)國家落后許多，模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度比國際水平低許多。在模具價格方面，我國比發(fā)達(dá)國家低許多，約為發(fā)達(dá)國家的 1/31/5，工業(yè)發(fā)達(dá)國家將模具向我國轉(zhuǎn)移的趨勢進(jìn)一步明朗化。我國塑料模的發(fā)展迅速。塑料模的設(shè)計、制造技術(shù)、CAD 技術(shù)、CAPP 技術(shù)，已有相當(dāng)規(guī)模的確開發(fā)和應(yīng)用。在設(shè)計技術(shù)和制造技術(shù)上與發(fā)達(dá)國家和地區(qū)差距較大，在模具材料方面，專用塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全質(zhì)量尚不穩(wěn)定。模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，系列化商品化尚待規(guī)?；?；CAD、CAE、Flow Cool 軟件等應(yīng)用比例不高；獨立的模具工廠少；專業(yè)與柔性化相結(jié)合尚無規(guī)劃；企業(yè)大而全居多，多屬勞動密集型企業(yè)。因此努力提高模具設(shè)計與制造水平，提高國際競爭能力，是刻不容緩的。1.2 研究目的和意義研究目的和意義隨著中國當(dāng)前的經(jīng)濟形勢的日趨好轉(zhuǎn)，在“實現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號的指引下，中國的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟效益，因而引起了各國的高度重視和贊賞，我國對模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視。本設(shè)計題目設(shè)計目標(biāo)均為工程實際零件，通過對塑料件的實體測繪，完成基本參數(shù)的采集，然后運用塑料模具設(shè)計 塑料成型工2 產(chǎn)品分析2藝3等知識，利用 CAD 等軟件完成模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計，并進(jìn)行相關(guān)的計算。本設(shè)計旨在鍛煉學(xué)生在技術(shù)應(yīng)用能力上達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)的基本要求，在塑料成型工藝與塑料模具設(shè)計技術(shù)方面得到全面提高。1.3 國內(nèi)外相關(guān)研究情況國內(nèi)外相關(guān)研究情況 注塑模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著塑膠模具設(shè)計工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑膠制品在航空、航太、電子、機械、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應(yīng)用，產(chǎn)品對模具的要求越來越高，傳統(tǒng)的塑膠模具設(shè)計方法已無法適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求。電腦輔助工程（CAE）技術(shù)已成為塑膠產(chǎn)品開發(fā)、模具設(shè)計及產(chǎn)品加工中這些薄弱環(huán)節(jié)的最有效的途經(jīng)。1.4 論文的主要內(nèi)容論文的主要內(nèi)容本設(shè)計是以工程實際零件手機電池充電器底座為對象，用于充電電池的安放。論文詳細(xì)介紹了塑件分析，分型面設(shè)計，注射機的選擇，澆注系統(tǒng)的設(shè)計，推出機構(gòu)的設(shè)計，導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計，側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計等。42 2 塑件分析及注塑模具方案的比較和確定塑件分析及注塑模具方案的比較和確定2.1 塑件分析塑件分析2.1.1 結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析本次設(shè)計任務(wù)所提供的零件為塑件實體，如圖 2.1 所示： 圖 2.1 塑件草圖零件總體輪廓尺寸為 71mm36mm20mm，總體看來，結(jié)構(gòu)較簡單，故選一般精度等級：IT6 級。2.1.2 尺寸精度分析尺寸精度分析該零件的重要尺寸精度為 6 級，其它尺寸精度為 78 級，屬于中等精度，對應(yīng)的模具相關(guān)零件尺寸加工可以保證。52.1.3 塑件厚度檢測塑件厚度檢測塑件的厚度檢測采用 Pro/Engineer 設(shè)計軟件的模型分析功能自動完成，如圖 2.2 所示：圖 2.2 厚度檢測從塑件的壁厚上來看，壁厚的最大處為 3mm左右，最小處小于 0.7mm，大多處在 23mm的范圍之內(nèi)，并綜合其材料性能，注意控制成型溫度及冷卻速度，零件的成型并不困難。2.2 塑件的原材料分析塑件的原材料分析2.2.1 ABS 的基本特性的基本特性ABS 無毒、無味，呈微黃色，成型的塑料件有較好的光澤。有極好的沖擊強度，且在低溫下也不迅速下降。水、無機鹽、堿、酸類對 ABS 幾乎無影響，在酮、醛、酯、氯代烴中會溶解或形成乳濁液，不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS 表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥品的侵蝕會引起應(yīng)力開裂。ABS 有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過調(diào)色可6配成任何顏色。其缺點是耐熱性不高。性能：綜合性能較好，沖擊韌度、力學(xué)性能較高，尺寸穩(wěn)定而化學(xué)性、電氣性能良好；易于成形和機械加工。用途：適于制作一般機械零件、減磨耐磨零件、傳動零件以及化工、電器、儀表等零件。2.2.2 成形特性成形特性 ABS 樹脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將 PS，SAN，BS的各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，鋼相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。ABS 塑料的特點如下: (1) 無定形塑料，其品種很多，各品種的機電性能及成型特性也有差異，應(yīng)按品種確定成形方法及成形條件。 (2) 吸濕性強，含水量應(yīng)小于 0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時間預(yù)熱干燥。 (3) 流動性中等，溢邊料 0.04mm左右(流動性比聚苯乙烯、AS 差，但比聚碳酸脂,聚氯乙烯好)。 (4) 比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫(對耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高)。料溫對物性影響較大，料溫過高易分解（分解溫度為250左右，比聚苯乙烯易分解)，對要求精度較高塑件，模溫宜取 5060，要求光澤及耐熱型料宜取 6080。注射壓力應(yīng)比聚苯乙烯高，一般用柱塞式注射機時料溫為 180230，注射壓力為 100140，螺桿式注射機MPa則取 160230，70100為宜。MPa模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng)，分流道及澆口截面要大，選擇好進(jìn)料口位置、形式，推出力過大機械加工時塑料件表面呈現(xiàn)“白色”痕跡，在成型時的脫模斜度2，收縮率取0.5。 (5) ABS 的成型條件3(見表 1)7表 1 ABS 的成型條件注射成型機類型螺桿式密度()3kg dm1.031.07計算收縮率0.30.8溫度()8085預(yù)熱時間(S)23后段()150170中段()165180料筒溫度前段()噴嘴溫度()180200170180模具溫度()5080注射壓力(MPa)60100注射時間(s)2090高壓時間(s)05冷卻時間(s)20120成型時間總周期(s)50220螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)30適用注射機類型螺桿式、柱塞式均可方法紅外線燈、烘箱溫度()70后處理時間(h)24說明：該成形條件為加工通用級 ABS 料時所用，苯乙烯-丙烯腈共物(即 AS)成形條件與上相似。2.3 注射模方案的注射模方案的確定確定 方案一：采用一模一腔，分型面為最大投影面上，前端使用斜滑塊抽芯，選用潛伏式澆口進(jìn)行澆注，使用頂管裝置將塑件頂出。 方案二：采用一模兩腔，使用側(cè)澆口，采用斜導(dǎo)柱進(jìn)行側(cè)向抽芯，頂出裝置為頂桿頂出。 經(jīng)過研究和論證，方案一生產(chǎn)批量小，不利于開模，且結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜。所以本次注塑模具方案采用方案二更為合理。83 塑件相關(guān)計算及注塑機的選擇塑件相關(guān)計算及注塑機的選擇3.1 投影面積計算投影面積計算 圖 3.1 投影面積計算塑件的投影面積可以通過 PRO/ENGINEER 的分析模塊直接得出,如圖 3.1所示：由分析可得：注塑件投影面積 S= 2394.3224789mm2。3.2 體積及質(zhì)量計算體積及質(zhì)量計算體積及質(zhì)量的計算也利用 PRO/ENGINEER 的分析模塊自動計算獲得(塑件密度由塑料模具設(shè)計師指南7表 2.22 查得：ABS 密度 =1.1g/cm3)，如圖3.2 所示：9圖 3.2 體積及質(zhì)量計算結(jié)果如下：體積= 8.2538305e+03mm3曲面面積 = 1.2326095e+04mm2密度 = 1.1000000e+00 噸/mm3質(zhì)量 = 9.0792136e+03 噸故注塑件的體積為：V8254.02=16508mm3 質(zhì)量為: 16.511.118.16g1m流道凝料質(zhì)量: m2=0.6m1 注射量: m=m1+m2=1.6m1=29.1g注射容量: v=29.1/1.1=26.5g3.3 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算流道凝料(包括澆口)在分型面上的投影面積在模具設(shè)計前是個未知數(shù)，2A根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計分析，大致是每個塑件在分型面上的投影面積的 0.20.5倍,因此可用來進(jìn)行估算，所以，10.35nA=+=+0.35=1.35=1.3522394.32=6464.644mm2A1nA2A1nA1A1nA根據(jù)塑料模具設(shè)計師指南7表 15.2-1 常用塑料模腔平均壓力可知一般10制品平均壓力為 40 ；MPa所以，鎖模力=6464.64440=258.587。FAP610610kN3.4 注射工藝參數(shù)確定注射工藝參數(shù)確定查中國模具網(wǎng)出品的模具助手81.01 版，ABS 的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：注射溫度():200260 注射壓力(兆帕):78.4196模具溫度():4060 壁厚范圍(毫米):1.55.0脫模斜度(型腔):401。20 脫模斜度(型芯):351。3.5 注塑機選擇及注射工藝參數(shù)確定注塑機選擇及注射工藝參數(shù)確定根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計算?？蛇x用 XS-ZY-125 型注射機，技術(shù)參數(shù)參照查塑料模具設(shè)計向?qū)?表 13.1 得表 2表 2 注射機主要技術(shù)參數(shù)理論注射容量()3cm125螺桿直徑(mm)42注射壓力(MPa)150塑化能力(g/s)45螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)10140噴嘴球半徑(mm)12鎖模方式雙曲軸鎖模力(kN)900拉桿內(nèi)間距(mm)260360移模行程(mm)300最大模厚(mm)300最小模厚(mm)200模具定位孔直徑(mm)100噴嘴孔直徑(mm)3113.6 型腔數(shù)量及注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核型腔數(shù)量及注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核3.6.1 型腔數(shù)量的校核型腔數(shù)量的校核由注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù) n： (合格)21/36000.8 45 300.6 2 18.1611821.6 2 18.161kMtmnm 式中 ：注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取 0.8k ：注射機的額定塑化量(45g/s)M3.6.2 注射機工藝與安裝參數(shù)的校核注射機工藝與安裝參數(shù)的校核 (1) 注射量校核注射量校核 查塑料模具設(shè)計向?qū)?表 13.1 知，XS-ZY-125 型注射機最大注射量1601.10.8=140.8g，本模每次注射所需塑料的總質(zhì)量約為 29.1g，能滿足要求。 (2) 鎖模力校核鎖模力校核 查塑料模具設(shè)計向?qū)?表 13.1 知，XS-ZY-125 型注射機最大鎖模力F=900kN，而=258.587kN，故能滿足。F模FF鎖模 (3) 最大注射壓力校核最大注射壓力校核查塑料模具設(shè)計向?qū)?表 13.1 知，XS-ZY-125 型注射機額定注射壓力為 150MPa，而 ABS 塑料成型時的注射壓力 P 成型=7090MPa，故能滿足成型的要求。PP注 (4) 最大和最小模具厚度校核最大和最小模具厚度校核查塑料模具設(shè)計向?qū)?表 13.1 知，XS-ZY-125 型注射機所允許模具的最小閉合厚度為=200mm，最大閉合模厚為=300mm，而本設(shè)計的模具minHmaxH厚度為=300mm，即模具滿足的安裝要求。mHminHmHmaxH (5) 模具在注射機上的安裝尺寸模具在注射機上的安裝尺寸從標(biāo)準(zhǔn)模架外形尺寸 400mm300mm300mm 上看，小于 XS-ZY-125 型注射機拉桿內(nèi)向距 260mm360mm，能滿足模具安裝和拆卸要求。 (6) 開模行程的校核開模行程的校核 查塑料模具設(shè)計向?qū)?表 13.2 知，XS-ZY-1250 型注射機的最大開模12行程為 S=300mm，能滿足模具推出制品所需開模距=+（510)Sh件h澆mm=110mm-115mm的要求。4 模具結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計13144 模具結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計模具結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計4.1 擬定型腔布局?jǐn)M定型腔布局4.1.1 分型面位置的確定分型面位置的確定模具上用以取出塑件或取出澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面稱為分型面，分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動充填性及制品的脫模，分型面的位置也影響著成型零部件的結(jié)構(gòu)形狀，型腔的排氣情況也與分型面的開設(shè)密切相關(guān)。因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計中的一個關(guān)鍵內(nèi)容。分型面的選擇應(yīng)注意以下幾點4： (1) 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處； (2) 當(dāng)已經(jīng)初步確定塑件的分型方向后分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處； (3) 保證制件的精度和外觀要求； (4) 考慮滿足塑件的使用要求； (5) 考慮注塑機的技術(shù)規(guī)格，使模板間距大小合適； (6) 考慮鎖模力，盡量減小塑件在分型面的投影面積，確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模； (7) 不妨礙制品脫模和抽芯； (8) 有利于澆注系統(tǒng)的合理處置。根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形式，本設(shè)計分型面選在 AA 面(如圖 4.1 所示)。15圖 4.1 分型面4.1.2 型腔數(shù)目的確定型腔數(shù)目的確定型腔指模具中成形塑件的空腔，而該空腔是塑件的負(fù)形，除去具體尺寸比塑料大以外，其他都和塑件完全相同，只不過凸凹相反而己。注射成形是先閉模以形成空腔，而后進(jìn)料成形，因此必須由兩部分或（兩部分以上)形成這一空腔型腔。其凹入的部分稱為凹模，凸出的部分稱為型芯5。其數(shù)目的決定與下列條件有關(guān)： (1) 塑件尺寸精度； (2) 模具制造成本； (3) 注塑成形的生產(chǎn)效益； (4) 制造難度。該塑件精度要求一般(MT5)，又是大批量生產(chǎn)，可以采用一模多腔的形式?？紤]到模具制造費用低一點，設(shè)備運轉(zhuǎn)費用小一點，采用一模兩腔的模具形式。這樣比一模一腔模具的生產(chǎn)效率高，同時結(jié)構(gòu)更為合理。4.1.3 型腔的布局型腔的布局多型腔模具設(shè)計的重要問題之一就是澆注系統(tǒng)的布置方式，由于型腔的排布與澆注系統(tǒng)布置密切相關(guān)，因而型腔的排布在多型腔模具設(shè)計中應(yīng)加以綜合16考慮。型腔的排布應(yīng)使每一個型腔都通過澆注系統(tǒng)從總壓力中心中均等地分得所需的壓力，以保證塑料熔體同時均勻地充滿每個型腔，使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能最短，同時采用平衡的流道和合理的澆口尺寸以及均勻的冷卻等。合理的型腔排布可以避免塑件的尺寸差異、應(yīng)力形成及脫模困難等問題。平衡式型腔布局的特點是從主流道到各型腔澆口的分流道的長度、截面形狀及尺寸均對應(yīng)相同，可以實現(xiàn)均衡進(jìn)料和同時充滿型腔的目的；非平衡式型腔布局的特點是從主流道到各型腔澆口的分流道的長度不相等，因而不利于均衡進(jìn)料，但可以縮短流道的總長度，為達(dá)到同時充滿型腔的目的，各澆口的截面尺寸制作得不相同6。本塑件在注射時采用了一模兩腔的形式，即模具需要兩個型腔?？紤]塑件帶側(cè)抽芯機構(gòu)，現(xiàn)有兩種排列方式選擇： 圖 4.2 型腔布局如圖 4.2 所示，這兩種排列方式都采用平面對成布置，但第一種布局方式緊湊，模具設(shè)計較簡單。綜合以上兩種方案考慮，故擬定第一種型腔布局方式。174.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計澆注系統(tǒng)設(shè)計4.2.1 總體設(shè)計總體設(shè)計在澆注系統(tǒng)設(shè)計之前，我們首先要選定進(jìn)料口位置，為選擇合適的進(jìn)料口位置。分析塑件可知, 該塑件外表面很光潔,為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用側(cè)澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面上，塑料熔體通過型腔的側(cè)面注入型腔，因而塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果。采用側(cè)澆口形式，又模具設(shè)計為一模兩腔，并且綜合型腔布局，擬定澆注系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖 4.3 所示(對成布置)： 圖 4.3 澆注系統(tǒng)4.2.2 主流道設(shè)計主流道設(shè)計主流道是連接注射機的噴嘴與分流道的通道，其斷面為圓形，且?guī)в幸欢ǖ腻F度。為了使熔融塑料從噴嘴完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注射機噴嘴緊密對接，主流道對接處設(shè)計成半球形凹坑，根據(jù)選用的 XS-ZY-125 型號注射機的相關(guān)尺寸得： 噴嘴前端孔徑：d0=4mm； 噴嘴前端球面半徑：R0=12mm； 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系: mm mm)21 (00 RR) 15 . 0(0 dd 取主流道球面半徑：mm；13R18 取主流道小端直徑：mm；5d 為了便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料及考慮塑料熔體的膨脹，將主流道設(shè)計成圓錐形，起斜度為，取其值為，內(nèi)壁粗糙度為0.63。主2 63Ram流道大端呈圓角，其半徑取 r=2mm,以減少料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力，故主流道各部分直徑如圖 4.4 所示(其中 L 需根據(jù)模板厚度確定)：圖 4.4 主流道各部分尺寸4.2.3 分流道設(shè)計分流道設(shè)計分流道的設(shè)計原則即應(yīng)使熔體較快地沖滿整個型腔，流動阻力小，熔體溫降小，并且能將熔體均衡地分配到各個型腔。分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響，分流道的布置形式分為平衡式和非平衡式兩種，這里采用平衡式布置分流道。常見的分流道截面形狀有圓形、半圓形、U 形、梯形、矩形等，其中：圓形截面分流道比表面積最小，熱量不容易散失，流動阻力最小，單位填充時間最短。綜合各方面因素考慮，此處分流道截面為圓形形式。分流道直徑的計算，可由以下經(jīng)驗公式計算： （塑料模設(shè)計手冊12公式 557.P188) (4-1)43.7WLD式中：D各級分流道的直徑(mm)；19 W流經(jīng)該分流道的熔體重量(g)； L流過 W 熔體的分流道長度(mm)。經(jīng)估算得分流道的直徑 D=6mm,故分流道的尺寸如圖 4.5 所示：圖 4.5 分流道流道表面粗糙度: 。1.6R m查表塑料模設(shè)計手冊12表 5-39 與表 5-40 可知 ABS 允許的最小分流道尺寸為 7.6mm,推薦值為 4.89.5mm,所以本設(shè)計符合要求。4.2.4 冷料穴設(shè)計冷料穴設(shè)計冷料穴一般位于主流道對面的動模板上，或處于分流道的末端。其作用是存放料流前端的“冷料”，防止冷料進(jìn)入型腔形成冷接縫。開模時又能將主流道中的凝料拉出，采用與推桿匹配的冷料穴，冷料穴的形狀為字形。4.2.5 進(jìn)料口設(shè)計進(jìn)料口設(shè)計進(jìn)料口也稱澆口，澆口可分為限制性澆口和非限制性澆口兩種。非限制性澆口起著引料、進(jìn)料作用；限制性澆口一方面通過截面積突然變化使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動狀態(tài)，迅速而均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時的流動特性，調(diào)節(jié)20澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質(zhì)量，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑料分離的作用。側(cè)澆口又稱邊緣澆口。側(cè)澆口一般開在分型面上，從塑件邊緣進(jìn)料，這種澆口結(jié)構(gòu)簡單形式應(yīng)用廣泛。其斷面形狀多為矩形，可以通過改變其厚度和寬度來調(diào)整沖模時的接剪切速率和澆口封閉時間。側(cè)澆口的三個尺寸中，以深度 h 最為重要。H 控制了澆口暢通開放時間和補縮作用。澆口寬度 W 的大小控制了熔體充模流量。澆口長度 L，只要結(jié)構(gòu)強度允許，以短為好，一般選用L=0.51.5mm。澆口深度有經(jīng)驗公式：h=nt (4-2)式中 h側(cè)澆口深度(mm)，中小型塑件常用 h=0.52mm，大約為制品最大壁厚的 1/32/3； t塑件壁厚(mm)； n塑料材料系數(shù)。這里直接查塑料模設(shè)計手冊12表 546，得 h1.0mm4.2.6 澆口套及定位圈的設(shè)計澆口套及定位圈的設(shè)計定位圈是使?jié)部谔缀妥⑸錂C噴嘴孔對準(zhǔn)定位所用。定位圈直經(jīng) D 為與注射機定位孔配合直經(jīng)，應(yīng)按選用注射機的定位孔直經(jīng)確定。直經(jīng) D 一般比注射機孔直經(jīng)小 0.10.3mm，以便裝模。定位圈一般采用 45 號鋼或 Q275 鋼。定位圈內(nèi)六角螺釘固定在模板時，一般用兩個以上的 M6M8 的內(nèi)六角螺釘，本設(shè)計采用四個 M6 螺釘固定14。澆口套的材料為 T10、硬度 HRC45；定位圈的材料為 45 鋼，硬度 HRC50,其尺寸如圖 4.6 所示：21圖 4.6 澆口套與定位圈4.3 模架的確定及標(biāo)準(zhǔn)件的選用模架的確定及標(biāo)準(zhǔn)件的選用通過前面的設(shè)計及計算工作，便可以根據(jù)所定內(nèi)容確定模架。模架部分可以自己設(shè)計，也可以選用標(biāo)準(zhǔn)模架；在生產(chǎn)現(xiàn)場模具設(shè)計過程中，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式，規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號，因為標(biāo)準(zhǔn)件有很大一部分已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，隨時可在市場上買到，這對縮短制造周期，降低制造成本時極其有用的。 設(shè)計模具時，開始就要選定模架。當(dāng)然選用模架時要考慮到塑件的成型、流道的分布形式以及頂出機構(gòu)的形式等因素。圖 4.7 標(biāo)準(zhǔn)模架22此模架為標(biāo)準(zhǔn)模架，規(guī)格 GCI2540A70B90，其具體參數(shù)如圖 4.7 所示。4.4 成型零部件設(shè)計成型零部件設(shè)計4.4.1 成型零件的材料選擇成型零件的材料選擇構(gòu)成型腔的零件統(tǒng)稱為成型零件，本例的模具成型零件包括凸模、凹模和側(cè)抽芯部件。由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸，它的質(zhì)量直接關(guān)系到制件質(zhì)量，因此要求它有足夠的強度、剛度、硬度、耐磨力以承受塑料的擠壓力和料流的磨擦力和足夠的精度和表面光潔度，以保證塑料制品表面光高美觀，容易脫模，一般來說成型零件都應(yīng)進(jìn)行熱處理，使其具有 HRC40 以上的硬度，如成型產(chǎn)生腐蝕性氣體的塑料如聚氯已烯等。還應(yīng)選擇耐腐蝕的鋼材。 根據(jù)塑件表面質(zhì)量要求，查塑性成型工藝與模具設(shè)計16附錄 G（常用模具材料與熱處理)，本設(shè)計成型零件選用 3Cr2Mo 調(diào)質(zhì)處理，硬度55HRC,耐磨性號好且處理過程變形小。還有較好的電加工及耐腐蝕性。 4.4.2 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1) 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模是成型塑件外表面的部件，凸模按其結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式兩大類，而組合式又可分為嵌入式組合、鑲拼式組合及瓣合式等。整體結(jié)構(gòu)的成型零件一般都是在淬硬后在進(jìn)行加工，所以整體結(jié)構(gòu)的模具采用電火花成型加工為主、銑削加工、磨削加工、電火花線切割為輔的加工方法，并且在先進(jìn)的型腔加工機床還未普遍應(yīng)用之前，整體式型腔一般只用在形狀簡單的小形塑件的成型。組合式型腔的組合形式很多，常見的有嵌入式、鑲拼式及瓣合式幾種。對于小型塑件采用多型腔塑料模成型時，各單個型腔一般采用冷擠壓、電加工、電鑄等方法制成，然后整體嵌入模中。為了加工方便或由于型腔某一部位容易磨損，需要更換者采用局部鑲嵌的辦法。由以上的比較容易看出，當(dāng)塑件較小，形狀較為復(fù)雜式，并且一模多腔成23型時，采用嵌入式組合型腔是較為合理的選擇，故此例選用的凸模形式即為整體鑲嵌式，兩個型腔分為兩個鑲塊。其結(jié)構(gòu)如圖 4.8 所示：圖 4.8 凸模與型腔 (2) 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模設(shè)計的方法與凸模設(shè)計方法基本一樣，由塑件的結(jié)構(gòu)形式可知，凹模也采用局部鑲嵌形式。其結(jié)構(gòu)如圖 4.9 所示： 圖 4.9 凹模與型芯244.4.3 成型零部件的設(shè)計與計算成型零部件的設(shè)計與計算 成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸,主要有型腔和型芯的徑向尺寸(包括矩形和異形零件的長和寬)，型腔的深度尺寸和型芯的高度 尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等任何塑料之間都有一定的幾何形狀和尺寸的要求，如在使用中有配合要求的尺寸，則精度要求較高。在模具設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸精度等級確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級。 (1) 型腔徑向尺寸的計算型腔徑向尺寸的計算 =（1+)-3/4 (4-3)zMLcpSSLz凹模徑向尺寸(mm)ML 塑件徑向公稱尺寸(mm)SL 塑料的平均收縮率()cpS 塑件公差值(mm)凹模制造公差(mm)z 查表，得：ABS的收縮率為0.40.7，則塑料的平均收縮率 =0.5%，cpS 由：=71 mm,=36 mm1SL2SL 又查表知 IT6 級精度時塑件公差值 1= 0.76mm，2=0.52mm， 實踐證明：成型零件的制造公差約占塑件總公差的 1/31/4，因此在確定成型零件工作尺寸公差值時可取塑件公差的 1/31/4。為了保持較高精度選1/4。 由于： = 1/4z得：=1/40.76=0.19 mm ,=1/40.30=0.13 mm1z2z則： =(1+)-3/4 1zMLcpS1SLz =(1+0.5%)71-3/40.760.19 =70.79 mm0.19=(1+)-3/4 2zMLcpS2SLz =(1+0.5%)36-3/40.520.13 =35.79 mm 0.1325 (2) 型腔深度尺寸的計算：型腔深度尺寸的計算： 凹模深度尺寸同樣運用平均收縮率法： =(1+)-2/3 (4-4)zMHcpSsHz 凹模深度尺寸(mm)MH 凹模深度制造公差(mm)z 其余符號同上 由：=17 mm SH取 IT6 精度時=0.40mm 由=1/4得： =0.10 mm zz則：=(1+)-2/3 zMHcpSsHz =(1+0.5%)17-2/30.40 0.10 = mm0.1016.82 (3) 型芯徑向尺寸的計算型芯徑向尺寸的計算 運用平均收縮率法： =(1+)+3/4 (4-5)MzLcpSSLz 型芯徑向尺寸(mm)ML 型芯徑向制造公差(mm)z其余符號同上由：=71mm ,=34mm1SL2SL 取 IT6 精度時1=0.76 mm 2=0.52 mm 由=1/4得：=0.19 mm = 0.13 mmz1z2z 則： =(1+)+3/4 1zMLcpSSLz =(1+0.5%)71+3/40.76 0.19 =71.93 mm0.19 =(1+)+3/4 2zMLcpSSLz =(1+0.5%)34+3/40.52 0.13 =34.56 mm0.13 (4) 型芯高度尺寸的計算型芯高度尺寸的計算 運用平均收縮率法：=(1+)+2/3 (4-6)MHzcpSsHz型芯高度尺寸(mm)MH26型芯高度制造公差(mm)z其余符號同上由：=20 mm,=19 mm,=2 mm,=17 mm1SH2SH3SH4SH取 IT6 精度時 1=0.44 mm,2=0.44 mm,3=0.24 mm,4=0.40 mm由=1/4得：=0.11 mm,=0.11 mm,z3=0.06 mm,z4=0.10 mmz1z2z則：=(1+)+2/3 1MHzcpS1SHz =(1+0.5%)20+2/30.44 0.11 =20.39 mm0.11 =(1+)+2/3 2MHzcpS2SHz =(1+0.5%)19+2/30.44 0.11 =19.39 mm0.11 =(1+)+2/3 3MHzcpS3SHz =(1+0.5%)2+2/30.24 0.06 =2.17 mm0.06 =(1+)+2/3 4MHzcpS4SHz =(1+0.5%)17+2/30.40 0.10 =17.35 mm0.104.5 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)設(shè)計側(cè)向分型抽芯機構(gòu)設(shè)計4.5.1 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)類型選擇側(cè)向分型抽芯機構(gòu)類型選擇側(cè)向分型抽芯機構(gòu)根據(jù)動力來源的不同,一般可將其分為機動、液壓或氣動以及手動等三大類型。機動抽芯按傳動方式又可分為斜導(dǎo)柱分型與抽芯機構(gòu)、斜滑塊分型與抽芯機構(gòu)、齒輪齒條抽芯機構(gòu)和其它形式抽芯機構(gòu),本設(shè)計選用斜導(dǎo)柱分型與抽芯機構(gòu)。4.5.2 抽芯距確定與抽芯力的計算抽芯距確定與抽芯力的計算 (1) 抽芯距的確定抽芯距的確定 為了安全起見，側(cè)向抽芯距離通常比塑件上的側(cè)孔的深度為 2mm，即抽芯距 S=4mm。 27 (2) 抽芯力的計算抽芯力的計算 抽芯力得計算同脫模力計算相同。對于側(cè)向凸起較小的塑件的抽芯力往往是比較小的，僅僅是克服塑件與側(cè)型腔的粘附力和側(cè)型腔滑塊移動時的摩擦 力。對于側(cè)型芯的抽芯力，往往采用如下的公式進(jìn)行估算：=chp(Cos-Sin) (4-7)cF式中抽芯力(N)；cFc側(cè)型芯成型部分的截面平均周長(m)h側(cè)型芯成型部份的高度(m) ；p塑件對側(cè)型芯的收縮力(包緊力)，其值與塑件的幾何形狀及塑料的品種、成型工藝有關(guān)，一般情況下模內(nèi)冷卻的塑件，p=(0.81.2)Pa；塑件在熱狀態(tài)時對鋼的模擦系數(shù)，一般=0.150.20；側(cè)型芯的脫模斜度或傾斜角()。將數(shù)據(jù)代入公式中得 =18.5x2x120 x(0.2xCos200-Sin200)=0.68 KNcF4.5.3 斜導(dǎo)柱分型與抽芯機構(gòu)零部件設(shè)計斜導(dǎo)柱分型與抽芯機構(gòu)零部件設(shè)計 (1) 斜導(dǎo)柱的設(shè)計斜導(dǎo)柱的設(shè)計 取斜導(dǎo)柱的工作端部設(shè)計成錐臺形，錐臺的斜角為 17。斜導(dǎo)柱與其固定的模板之間采用過渡配合 H7/m6。由于斜導(dǎo)柱在工作過程中主要用來驅(qū)動側(cè)滑塊作往復(fù)運動，側(cè)滑塊運動的平穩(wěn)性由導(dǎo)滑槽與滑塊之間的配合精度保證，而核模時滑塊的最終準(zhǔn)確位置由楔緊塊決定，因此，為了運動的靈活，滑塊上斜導(dǎo)孔與斜導(dǎo)柱之間可以采用較松的間隙配合 H11/b11，或者兩者之間保留0.51mm 的間隙。由于抽芯距較小，取斜導(dǎo)柱傾斜角取 20。由此計算斜導(dǎo)柱下列尺寸： (2) 斜導(dǎo)柱的工作長度斜導(dǎo)柱的工作長度L=S/Sin=4/Sin20=11.70mm28 (3) 與抽芯距與抽芯距 S 對應(yīng)的開模距對應(yīng)的開模距H=SCtg=4Ctg20=10.99mm (4) 斜導(dǎo)柱的長度計算斜導(dǎo)柱的長度計算=L1+L2+L3+L4+L5zL=d2/2tg+h/Cos+d/2tg+S/Sin+510mm= 98mm (5) 斜導(dǎo)柱的直徑斜導(dǎo)柱的直徑d=(/0.1)wFwLw=11mm考慮到滑塊的摩擦力且結(jié)構(gòu)允許，取 d=12mm (6) 斜滑塊與導(dǎo)滑槽的設(shè)計斜滑塊與導(dǎo)滑槽的設(shè)計 圖 4.10 T 型槽根據(jù)模具結(jié)構(gòu)靈活性，且側(cè)型芯在摩損后可以更換的情況下，滑塊的結(jié)構(gòu)形狀為組合式，滑塊與側(cè)型芯聯(lián)接方式為：小型芯在非成型端尺寸放大后用H7/m6 的配合鑲?cè)牖瑝K，然后用一個圓柱銷定位。 成型滑塊在側(cè)向分型抽芯和往復(fù)過程中，要求其必須沿一定的方向平移地往復(fù)移動，這一過程在導(dǎo)滑槽內(nèi)完成的。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的具體要求，滑塊與導(dǎo)滑槽的配合采用 T 形槽，T 形槽采用壓嵌式式，即在中間板上制出 T 形臺肩的導(dǎo)滑部分，如圖 4.10 所示。294.5.4 楔緊塊的設(shè)計楔緊塊的設(shè)計在注射成型過程中，側(cè)向成型零件受到熔融料很大的推力作用，這個力通過滑塊傳給斜導(dǎo)柱，而一般的斜導(dǎo)柱為一細(xì)長桿件，受力后容易變形，導(dǎo)致滑塊后移，因此必須設(shè)置楔緊塊，以便在合模后鎖住滑塊，承受熔融塑料給予側(cè)向成型零件的推力。楔緊塊與模具的聯(lián)接方式是把楔緊塊用 H7/n6 配合整體鑲?cè)肽０逯墟i緊角為 224.5.5 滑塊的精確導(dǎo)向滑塊的精確導(dǎo)向滑塊的精確導(dǎo)向形式為：斜導(dǎo)柱與斜孔近側(cè)型芯一側(cè)的配合處一定要有0.5mm 以上的孔隙，決不允許在模具閉合時斜導(dǎo)柱和滑塊之間有碰撞現(xiàn)象產(chǎn)生。4.6 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計4.6.1 導(dǎo)向機構(gòu)導(dǎo)向機構(gòu)導(dǎo)向機構(gòu)對于塑料模具是必不可少的部件，因為模具在閉合時有一定的方向和位置，所以必須設(shè)有導(dǎo)向機構(gòu) 導(dǎo)向機構(gòu)的主要作用一般包括定位、導(dǎo)向、承受一定側(cè)壓等。 在對導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須考慮以下要求： (1) 長度。導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面要高出 68 毫米。以免導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而凸模先進(jìn)入型腔與其相碰而損壞。 (2) 形狀。導(dǎo)柱的端部做成錐形或球形的先導(dǎo)部分，使導(dǎo)柱能順利進(jìn)入導(dǎo)柱孔。 (3) 材料。導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面、堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此，多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理。或碳素工具鋼(T8、T10)經(jīng)淬火處理硬度HRC5055，導(dǎo)柱滑動部位按需要可設(shè)油槽。 (4) 配合精度。 (5) 光潔度。配合部分光潔度要求 7 級，此外，導(dǎo)柱的選擇還應(yīng)跟椐模架來30確定。4.6.2 導(dǎo)向零件的設(shè)計原則導(dǎo)向零件的設(shè)計原則模具中導(dǎo)向元件主要是指導(dǎo)柱、導(dǎo)套，另外還有錐面定位結(jié)構(gòu)。起模具閉合過程中導(dǎo)向、定位的作用。導(dǎo)柱的設(shè)計原則如下： (1) 導(dǎo)向機構(gòu)類型的選用。本設(shè)計導(dǎo)向機構(gòu)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向。 (2) 導(dǎo)柱數(shù)量。塑料注射成型模具導(dǎo)柱數(shù)量一般需要 24 個。尺寸較大的成型模具一般需要 4 個導(dǎo)柱，本設(shè)計中模具屬于中小型模具，采用 4 根導(dǎo)柱導(dǎo)向。 (3) 模具型腔及尺寸。導(dǎo)柱直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸選用，必須保證有足夠的強度、剛度和足夠大的抗彎強度。 (4) 導(dǎo)柱在模具上的布置方式。 (5) 導(dǎo)柱零件的設(shè)置位置。導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔的位置應(yīng)避開型腔板在工作時應(yīng)力最大的部位。導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔中心至模板邊緣應(yīng)具有足夠的距離，以保證模具強度和導(dǎo)向剛度。 (6) 導(dǎo)向裝置必須有良好的工藝性。如果固定導(dǎo)柱的孔徑與固定導(dǎo)套的孔徑相等，便于加工，則有利于保證同軸度和尺寸精度。 (7) 導(dǎo)向裝置必須具有良好的導(dǎo)向性能。為了使導(dǎo)向裝置具有良好的導(dǎo)向性能，除了必須按上述原則設(shè)置導(dǎo)向裝置之外，還應(yīng)注意導(dǎo)向零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及制造要求。導(dǎo)柱如圖 4.11 所示：圖 4.11 導(dǎo)柱314.6.3 導(dǎo)套的設(shè)計導(dǎo)套的設(shè)計 模具中導(dǎo)向元件主要是指導(dǎo)柱、導(dǎo)套，另外還有錐面定位結(jié)構(gòu)。起模具閉合過程中導(dǎo)向、定位的作用。導(dǎo)套的設(shè)計原則如下： (1) 結(jié)構(gòu)形式。采用帶頭導(dǎo)套(型)，導(dǎo)套的固定孔與導(dǎo)柱的固定孔可以同時鉆，再分別擴孔。 (2) 導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好做成通孔，利于排出孔內(nèi)剩余空氣。 (3) 導(dǎo)套孔的滑動部分按 H8/f7 或 H7/f7 的間隙配合，表面粗糙度為Ra0.4m。導(dǎo)套外徑按 H7/m6 或 H7/k6 配合鑲?cè)肽０濉?(4) 導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅(青銅合金)等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱的硬度，這樣可以改善摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?導(dǎo)套如圖 4.12 所示：圖 4.12 定模板和動模板上的導(dǎo)套4.7 脫模機構(gòu)設(shè)計脫模機構(gòu)設(shè)計4.7.1 推出機構(gòu)的設(shè)計原則推出機構(gòu)的設(shè)計原則把注塑成型后的塑件及澆注系統(tǒng)的凝料從模具中推出的機構(gòu)稱為推出機構(gòu)。推出機構(gòu)的設(shè)計是注塑模具設(shè)計中一個重要的環(huán)節(jié)，直接影響到成型塑件的質(zhì)量。本設(shè)計推出機構(gòu)的設(shè)計原則如下： (1) 塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作，致使模具結(jié)構(gòu)簡單。 (2) 防止塑件變形或損壞，正確分析塑件對模腔的粘附力的大小及其所在部位，有針對性地選擇合適的脫模裝置，使推出重心與脫模阻力中心相重合。由于塑料收縮時包緊型芯，因此推出力作用點應(yīng)盡量靠近型芯，同時推出力應(yīng)施32于塑件剛性和強度最大的部位，作用面積也應(yīng)盡課能大一些，以防塑件變形或損壞。 (3) 力求良好的塑件外觀，在選擇頂出位置時，應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位。 (4) 結(jié)構(gòu)合理可靠，脫模機構(gòu)應(yīng)工作可靠，運動靈活，制造方便，更換容易且具有足夠的剛度和強度。從塑件結(jié)構(gòu)考慮，本設(shè)計采用的頂出機構(gòu)是頂桿頂出機構(gòu)。由于設(shè)置推桿位置的自由度較大因而推桿推出機構(gòu)是最常用的推出機構(gòu)，常被用來推出各種塑件。推桿推出機構(gòu)的特點：推桿加工簡單，更換方便，脫模效果好。常用的推桿形式有圓形、矩形、D 形。其中圓形結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用最廣。推桿直經(jīng) d 與形腔部分推桿孔一般為采用 H7/e7H8/f8 的間隙配合，配合部分應(yīng)保證 D-d=46 毫米；軸肩厚約 46 毫米。4.7.2 頂桿的布置頂桿的布置頂桿加工簡單，更換方便，脫模效果好。根據(jù)塑件的形狀特點， 模具型腔在定模部分。其推出機構(gòu)可采用推桿推出機構(gòu)、推件板推出機構(gòu)。由于分型面有臺階，為了便于加工，降低模具成本，我們采用推桿推出機構(gòu)，推桿推出機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時會在塑件上留下頂出痕跡，但塑件底部裝配后使用時不影響外觀，設(shè)立 18 個推桿平衡布置，既達(dá)到了推出塑件的目的，又降低了加工成本。本設(shè)計采用推桿推出，推桿截面為圓形，推桿推出動作靈活可靠，推桿損壞后也便于更換。推桿的位置選擇在脫模阻力最大的地方，塑件各處的脫模阻力相同時需均勻布置，以保證塑件推出時受力均勻，塑件推出平穩(wěn)和不變形。根據(jù)推桿本身的剛度和強度要求，采用四根推桿推出。推桿裝入模具后，起端面還應(yīng)與型腔底面平齊或高出型腔 0.050.1cm。4.7.3 推桿布置推桿布置考慮塑件結(jié)構(gòu)，本設(shè)計采用推桿推出機構(gòu)，在每個塑件上布置直徑大小不等的 9 根推桿，具體結(jié)構(gòu)如圖 4.13、圖 4.14 所示：33 圖 4.13 推桿布置圖 圖 4.14 推桿4.7.4 推件力的計算推件力的計算對于一般塑件和通孔殼形塑件，按下式計算，并確定其脫模力(Q) 12： (4-8)(cossin)QLhp f式中 L型芯或凸模被包緊部分的斷面周長(cm)； h被包緊部分的深度(cm)； p由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積上的正壓力，一般取MPa；8 .118 . 7 f磨擦系數(shù)，一般??；0.1 0.2 脫模斜度； 所以 L=188.432=376.86mm；H=19mm Q=376.861910(0.1cos0.5-sin0.5)=6.535(kN)344.7.5 推桿的設(shè)計推桿的設(shè)計 (1) 推桿的強度計算推桿的強度計算 查塑料模設(shè)計手冊12由式 5-97 得 (4-9) 1224364LdQnE d圓形推桿直徑 cm推桿長度系數(shù)0.7L推桿長度 cmn推桿數(shù)量 E推桿材料的彈性模量 N/cm2(鋼的彈性模量 E=2.1107N/cm2) Q總脫模力代入數(shù)據(jù)，得 d=2.4mm。 (2) 推桿壓力校核推桿壓力校核 查塑料模設(shè)計手冊12式 5-98 (4-10)24sQnd其中取 320N/mm；，所以推桿應(yīng)力s224 8212.8163.5/44N mms合格，硬度 HRC5065。4.8 冷卻及排氣系統(tǒng)設(shè)計冷卻及排氣系統(tǒng)設(shè)計4.8.1 冷卻回路的布置冷卻回路的布置縮短成型周期有各種方法,而最有效的是制造冷卻效果良好的模具,如果不能實現(xiàn)均一的快速的冷卻,則會使制品內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力而造成制品變形成形或開裂,所以我們必須根據(jù)制品的形狀及壁厚設(shè)計,制造能實現(xiàn)均一的且高效的冷卻回路。本設(shè)計由于采用整體嵌入式型腔，故水道布置在模板上，其具體結(jié)構(gòu)如圖4.15 所示：35圖 4.15 冷卻水道本塑件在注射成型機時不要求有太高的模溫因而在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下設(shè)計計算：設(shè)定模具平均工作溫度為，用常溫的水作為模具冷卻介質(zhì)，60 /C20 /C其出口溫度為。30 /C查表 3-26 得 ABS 的單位流量為J/kg；41035得J/kg 421103526. 0WQQ J/kg 4101 . 9 4.8.2 求冷卻水的體積流量求冷卻水的體積流量 V由 (4-11)111QVCp tt 433339.1 10 /600.14 10/ min)1.047 1010 3020m（）36查表 3-27 可知所需的冷卻水管直徑較小。由上述可知，設(shè)計冷卻水道直徑為 8mm 符合要求。4.8.3 冷卻時間計算冷卻時間計算由塑料模設(shè)計手冊12，冷卻時間依塑件種類、塑件壁厚而異，一般用下式計算： (4-12)2228ln( )MWceffEWttsTstt 式中： 最低冷卻時間(s)；cT 塑件平均壁厚(mm)；s 塑件平均熱擴撒率(mm2/s)；eff 模具平均溫度()；Wt 熔體平均溫度()；Mt 塑件脫模時平均溫度()。Et代入數(shù)據(jù)計算得：=8.26s。cT由塑料模設(shè)計手冊12表 14，取20s。cT4.8.4 成型周期計算成型周期計算注射成型周期一般用下式計算： (4-13)( )incrTTTTT s式中： 沖模時間，由 PROE 計算總注塑質(zhì)量(包括澆注系統(tǒng))為 61.9g，iT查塑料模設(shè)計手冊12表 549，取=0.5s；iT保壓時間，取 20s；nT 冷卻時間；cT 其余時間，包括脫模區(qū)間及開閉模時間，取 Tr=40s。rT代入數(shù)據(jù)計算得：T=80.5s。374.8.5 排氣機構(gòu)排氣機構(gòu)當(dāng)塑料熔體注入型腔時，如果型腔內(nèi)原有的氣體，蒸汽不能順利地排出，將在制品上形成氣孔、接縫、表面輪廓不能完全充分滿型腔，同時還會因氣體被壓縮而產(chǎn)生焦痕，而且型腔內(nèi)汽體被壓縮產(chǎn)生的反氣壓會降低充模速度，影響注塑周期和產(chǎn)品質(zhì)量22。排氣機構(gòu)的設(shè)置，一般有如下幾種方法： (1) 用分型面排氣； (2) 利用推桿排氣； (3) 利用鑲件排氣； (4) 利用燒結(jié)合金排氣。本方案設(shè)計在分型面之間、推桿預(yù)模板之間及活動型芯與模板之間的配合間隙進(jìn)行排氣，間隙值取 0.04mm。385 結(jié)論結(jié)論 在這次的畢業(yè)設(shè)計中，通過查閱資料和在老師的指導(dǎo)下完成的手機充電器底座的注射模具設(shè)計后，自己了解了模具的設(shè)計過程大體是：需要了解塑件的工藝結(jié)構(gòu)和特點；熟悉塑件，包括其幾何形狀；塑件的使用要求；塑件的原料；檢查塑件的成型工藝性；明確注射機的型號和規(guī)格；注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計等等的步驟。利用 Pro/E5.0 軟件完成了塑件的造型和對其的模具設(shè)計。在此次的畢業(yè)設(shè)計中是我對以前所學(xué)的知識有了進(jìn)一步的了解，并且知道了模具的設(shè)計流程和上網(wǎng)查找資料了解了模具的制造流程，對所學(xué)專業(yè)知識掌握得更加牢固，這使我的學(xué)識得到了質(zhì)的飛躍。通過對手機充電器底座的模具設(shè)計了解了模具從設(shè)計到制造的完成過程，現(xiàn)代化的模具設(shè)計到制造都是沿著自動化，高效率的生產(chǎn)的方式進(jìn)行的，這些都能提高模具的制造效率，還能節(jié)約模具成本，我們還需要更多更全面的了解模具的設(shè)計到制造，這樣我們才能更好的去適應(yīng)現(xiàn)代模具的發(fā)展。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，找出了自己的不足之處，也有許多的地方要在今后實踐工作中去補充。當(dāng)然，經(jīng)過這段時間在老師的指導(dǎo)下完成的畢業(yè)設(shè)計，我相信大學(xué)這段時間所學(xué)到的知識也能將其畫上一個完美的句話。 39參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 賈潤禮，程志遠(yuǎn)主編. 實用注塑模設(shè)計手冊. 第1版. 北京：中國輕工業(yè)出版社, 20002 模具實用技術(shù)叢書編委會編. 塑料模具設(shè)計制造與應(yīng)用實例. 第1版 北京：機械工業(yè)出版社，2002 3 李海梅，審長雨主編. 注塑成型及模具設(shè)計實用技術(shù). 第1版. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20024 凌繩，王秀芬，吳友平編著. 聚合物材料. 第1版. 北京：中國輕工業(yè)出版社， 20005 徐配弦編著. 塑料制品與模具設(shè)計M. 第1版. 北京：中國輕工業(yè)出版社，20016 吳宗澤，羅圣國主編. 機械設(shè)計課程設(shè)計手冊. 第2版. 北京：高等教育出版社， 20017 申開智主編. 塑料成型模具M(jìn). 第2版. 北京：中國輕工業(yè)出版社， 20038 黃虹主編. 塑料成型加工與模具M(jìn). 第1版. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20039 成都科技大學(xué)等合編. 塑料成型模具M(jìn). 北京：中國輕工業(yè)出版社， 199410 王貴恒主編. 高分子材料成型加工原理M. 第1版. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 198211 宋玉恒主編. 塑料注射模具實用手冊. 北京：航空工業(yè)出版社，1994，472-58112 張克惠編著. 注塑模設(shè)計M. 西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1995，160-16213 屈華昌主編. 塑料成型工藝與模具設(shè)計M. 北京：機械工業(yè)出版社，199414 李秦蕊主編. 塑料模具設(shè)計M. 西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社， 199715 唐志玉等主編. 塑料制品設(shè)計
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