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無錫太湖學院
畢業(yè)設計（論文）
題目： 基于Pro/E的便攜式手機充電器
上蓋的注塑模設計
信機 系 機械工程及自動化 專業(yè)
學 號： 0923225
學生姓名： 顧 亞 勵
指導教師： 曹亞玲 （職稱：講師）
（職稱： ）
2013年5月25日
無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文）
誠 信 承 諾 書
本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 基于Pro/E的便攜式手機充電器上蓋的注塑模設計 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其內容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。
班 級： 機械 95
學 號： 0923225
作者姓名：
2013 年 5 月 25 日
無錫太湖學院
信 機 系 機械工程及自動化 專業(yè)
畢 業(yè) 設 計論 文 任 務 書
一、題目及專題：
1、題目 基于Pro/E的便攜式手機充電器上蓋的注塑模設計
2、專題
二、課題來源及選題依據(jù)
模具是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備，用模具生成制件所表現(xiàn)出來的高精度、高一致性、高生產(chǎn)率和低能耗是其他加工制造方法所不能比擬的。在江浙滬地區(qū)模具制造企業(yè)占有相當大的比例，近年來，中國模具工業(yè)將繼續(xù)朝著信息化、數(shù)字化、精細化、自動化的方向發(fā)展。Pro/E作為CAD/CAM技術的主流軟件，其模具解決方案涉及模具的設計、制造的整個流程，從而在這些模具企業(yè)當中獲得廣泛的應用。作為區(qū)域經(jīng)濟所亟需的機械（模具）類專業(yè)人才，應用型本科高校畢業(yè)生掌握此類的CAD/CAM軟件是相當重要的一項技能。
本課題旨在通過對手機上蓋板產(chǎn)品的模具設計，鞏固學生模具設計和模具計算能力；通過對三維實體模型的模具設計使學生掌握注塑模設計方法，建立一套與產(chǎn)品造型參數(shù)相關的三維實體模具，最終使學生能夠利用所學知識獨立分析與解決設計過程中產(chǎn)生的實際問題，為今后工作打下一定的基礎。
三、本設計（論文或其他）應達到的要求：
① 熟悉注塑模具發(fā)展歷程，以及當前模具制造行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。
② 能綜合運用所學的專業(yè)知識（如注塑模成型與模具設計）進行中等復雜程度模具的設計和計算。
③ 熟練掌握CAD/CAM軟件Pro/E的三維造型、模具設計的原理和方法。在Pro/E的模具設計模塊中設計成型零件。
④ 熟練掌握利用專家系統(tǒng)(燕秀)設計整套標準模架的流程和方法。
⑤ 根據(jù)三維模架生成手機上蓋板塑件注塑模的二維工程圖。
⑥ 論文正文依據(jù)充分正確，有一定見解，文字通順，條理清楚。
四、接受任務學生：
機械 95 班 姓名 顧 亞 勵
五、開始及完成日期：
自2012年11月12日 至2013年5月25日
六、設計（論文）指導（或顧問）：
指導教師 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學科組組長研究所所長〕 簽名
系主任 簽名
2012年11月12日
摘 要
本課題研究的是便攜式手機電源充電器上蓋注塑模設計。本設計對手機電源充電器上蓋零件進行了工藝分析，確定了手機電源充電器上蓋的分型面及成型方法。塑件的材料采用ABS，同時根據(jù)生產(chǎn)綱領，設計了一模兩腔的注塑模具，然后重點闡述塑料手機電源充電器上蓋零件注塑模的主要內容部分，主要有：根據(jù)年產(chǎn)量等確定型腔數(shù)目及校核，注塑機類型和規(guī)格選擇及有關工藝參數(shù)的校對，澆注系統(tǒng)的設計，成型零件設計，脫模機構設計，導向機構設計，側抽芯機構，冷卻機構設計以及排氣系統(tǒng)設計。并對模具結構與注塑機的規(guī)格進行了匹配校核。完成便攜式手機電源充電器上蓋板的注塑模具總體裝備結構設計和相關主要零件的設計。
關鍵詞 ：便攜式；手機電源充電器上蓋；側澆口；注塑模具
Abstract
This topic is the study of the portable mobile power charger cover injection mold design. In this paper, the mobile power charger cover parts are analyzed in technology, determined the mobile power charger cover forming method, using ABS plastic parts material, at the same time according to the production program, design a mold two cavity injection mouid, and then emphasis on mobile power charger cover plastic parts injection mold design, mainly include: determine the cavity number and checking, according to the annual selection types and specifications of injection molding machine and relevant process parameters of proofreading, the design of the gating system, molding parts design, mechanism design, demoulding mechanism, cooling mechanism design and the exhaust system design. Matching of mould structure and injection molding machine for checking. Complete portable mobile phone power charger cover overall equipment structure design of injection mold and parts design.
Key word：portable type; Mobile power charger on the cover; side gate;
plastic injection mould
目 錄
摘 要 III
Abstract IV
目 錄 V
1 緒論 1
1.1 本課題的研究內容和意義 1
1.2 國內外的發(fā)展概況[1] 1
1.3 本課題應達到的要求 2
2 塑件材料與工藝分析 3
2.1 塑件工藝分析 3
2.1.1 設計塑件時必須考慮的問題[2] 3
2.1.2 尺寸和精度 3
2.1.3 塑件的圖形 3
2.1.4 塑件材料 4
2.2 型腔數(shù)目的確定 4
2.3 型腔數(shù)目的校核 4
3 塑件的體積估算和注射機型號的選擇 6
3.1 塑件體積 6
3.2 注射機的類型和規(guī)格選擇[3] 6
3.3 注射機有關工藝參數(shù)的校對 7
3.3.1 注塑量 7
3.3.2 鎖模力 7
3.3.3 注射機壓力的校核 7
4 澆注系統(tǒng)的設計 8
4.1 主流道的設計[4] 8
4.2 冷料井和拉料桿的設計 8
4.3 分流道的設計 8
4.4 澆口的設計 9
5 成型零部件的設計 11
5.1 分型面的確立 11
5.2 排氣槽的設計 11
5.3 成型零件的結構設計 11
5.3.1 凹模的結構設計 12
5.3.2 凹模的工作尺寸計算 12
5.3.3 凹模的外形尺寸計算 15
5.3.4 凸模的結構設計 17
5.3.5 凸模的外形尺寸計算 18
6 合模導向機構的設計 20
6.1 導柱的設計 20
6.2 導套的設計 20
7 塑件脫模機構的設計 22
7.1 推出機構的設計[5] 22
7.2 復位的設計 24
7.3 模架的設計 24
8 側向分型與抽芯機構 26
8.1 側向抽芯機構的確定 26
8.2 斜導柱抽芯機構設計原則 26
8.3 斜導柱抽芯機構相關參數(shù)的計算[6] 26
8.3.1 抽芯距離 26
8.3.2 斜導柱傾斜角α的選擇 27
8.3.3 斜導柱直徑的確定 27
8.4 滑塊的設計 27
8.4.1 滑塊形狀設計 27
8.4.2 滑塊定位裝置設計 28
8.4.3 導滑槽的設計 28
8.5 鎖緊塊的確定 29
8.5.1 鎖緊塊的設計要點 29
8.5.2 鎖緊塊的結構設計 29
9 冷卻系統(tǒng)的設計 30
9.1 冷卻管道計算及開設原則 30
9.1.1 冷卻道開設原則 30
9.1.2 冷卻管道的計算 30
10 結論與展望 32
10.1 結論 32
10.2 不足之處與展望 32
致 謝 33
參考文獻 34
3
1 緒論
1.1 本課題的研究內容和意義
模具是汽車、電子、電器、航空、儀表、輕工、塑料、日用品等工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)。沒有模具，就沒有高質量的產(chǎn)品。用模具加工的零件，具有生產(chǎn)率高、質量好、節(jié)約材料、成本低等一系列優(yōu)點。因此已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。因此，模具技術，特別是制造精密、復雜、大型模具的技術，已成為衡量一個國家機械制造水平的重要標志之一。
自改革開放以來，到目前為此制造業(yè)在中國國民經(jīng)濟中占的比重已占到45%，制造業(yè)部門成為GDP增長的主要支撐力量。
目前世界模具市場供不應求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術水平高，勞動成本低，只要配備一些先進的數(shù)控制模設備，提高模具加工質量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿渠道，模具出口將會有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術，提高模具技術水平，對于促進國民經(jīng)濟的發(fā)展有著特別重要的意義。
現(xiàn)代模具行業(yè)是技術，資金密集性的行業(yè)，模具行業(yè)的發(fā)展，可以帶動制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，對國民經(jīng)濟的發(fā)展有著輻射性的影響。
1.2 國內外的發(fā)展概況[1]
隨著計算機軟件的發(fā)展和進步，CAD/CAE/CAM技術也日臻成熟，其現(xiàn)代模具中的應用將越來越廣泛。利用先進的CAD/CAM/CAE技術進行模具的設計與制造，不僅省時省力，實現(xiàn)了無圖紙化加工，而且制品的準確性，減少了試模的次數(shù)，縮短模具的設計及生產(chǎn)周期。模具制造技術將向集成化、智能化、益人化、高效化方向發(fā)展。最為重要的是保證了模具使用壽命。
模具制造技術迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)代制造技術的重要組成部分。在塑料成型生產(chǎn)中，先進的模具設計、高質量的模具制造、優(yōu)質的模具材料、合理的加工工藝和現(xiàn)代化的成型設備等是成型優(yōu)質塑件的重要條件。一副優(yōu)良的注射模具可以成型上百萬次，一副優(yōu)良的壓縮模具可以成型25萬次以上，這與上述因素有很大的關系。具體表現(xiàn)在模具的CAD/CAM技術，模具的精密成形技術，模具的超精密加工技術，模具的激光快速成型技術，模具在設計中采用有限元法、邊界元法進行流動、冷卻、傳熱過程的動態(tài)模擬技術，模具的CIMS技術，已在開發(fā)的模具DNM技術以及數(shù)控技術等先進制造技術方面。
由于塑料模具工業(yè)快速發(fā)展及上述各方面差距的存在，因此我國今后塑料模具的 發(fā)展必將大于模具工業(yè)總體發(fā)展速度。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)?；同F(xiàn)代化發(fā)展的同時，“小而?！?、“小而精” 仍舊是一個必然的發(fā)展趨勢。從技術上來說，為了滿足用戶對模具制造的“交貨期短”、“精度高”、“質量好”、“價格低”的要求，以下的發(fā)展趨勢也較為明顯。
一方面發(fā)展專業(yè)模具廠的技術優(yōu)勢，使之進一步提高對某一類模具的設計制造水平；另一方面要不斷采用新技術、新工藝，提高模具產(chǎn)品的技術含量。要提高我國的模具技術水平，必須在以下方面加大努力：
1、開發(fā)精密、大型、復雜、長壽命的模具，實現(xiàn)模具國產(chǎn)化；
2、.加速模具標準化、專業(yè)化、商品化生產(chǎn)；
3、大力發(fā)展CAD／CAM／CAE、RPM等先進模具設計和制造技術；
4、加大人才培養(yǎng)的力度，使他們盡快掌握模具設計和制造中的先進技術。
1.3 本課題應達到的要求
模具畢業(yè)設計是模具專業(yè)最為重要的環(huán)節(jié)之一，同時它也是最后的一個關鍵教學環(huán)節(jié)。它是由學生過渡到生產(chǎn)的一步，由學校走向工廠的橋梁。是我們第一次系統(tǒng)地把所學理論應用在實際生產(chǎn)。通過此次的畢業(yè)設計制造的各個環(huán)節(jié)有了更加深入明確的了解從而培養(yǎng)和提高設計的能力。
畢業(yè)設計的目的有兩個，第一個目的是讓我們掌握模具設計的基本技能，如繪圖，計算，查閱設計資料和手冊。熟悉國標和各種標準的能力，能夠熟練運用三維軟件進行繪圖。第二個目的是了解和掌握模具設計與制造的工藝，從而獨立的設計一般的塑料模具，為走出學校走向社會打下基礎。
本人設計的這副模具是塑料成型模具，塑料手機外殼塑料模具設計，這是一種方形狀的塑料外殼。在設計過程中我是按照循序漸進的方法，嚴格按照設計要求去做，力求數(shù)據(jù)準確，結構合理，在保證合乎塑料件要求的同時，力求結構簡單。但是由于本人的實踐經(jīng)驗不足，因此考慮的問題可能有些地方不是很全面，設計中難免會出現(xiàn)錯誤，還望各位老師和同學指正。在此，我在這里衷心的感謝導師對我的指導和同學對我的幫助。
2 塑件材料與工藝分析
2.1 塑件工藝分析
2.1.1 設計塑件時必須考慮的問題[2]
①塑料的物理機械性能，如強度，彈性，剛性，吸水性等。
②塑料的成型工藝性。
③塑料成型所導致沖模流動，排氣 ，補縮等。
④塑件在成型后的收縮情況以及收縮率差異等。
⑤模具的總體結構 ，以及脫模的復雜程度。
⑥模具零件的形狀和制造工藝。
塑件的設計主要包括塑件的形狀，尺寸，精度，壁厚，表面光潔度，斜度，以及塑件上的加強筋等的設計。
2.1.2 尺寸和精度
塑料的尺寸精是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品要求尺寸的符合程度，即所獲塑件尺寸的準確度。影響塑件尺寸精度的因素十分復雜，首先是模具制造的精度和塑件收縮率的波動，其次是模具的磨損程度。另外，在成型時工藝條件的變化、塑件成型后的時效變化、塑件的飛邊等都會影響塑件的精度。因此，塑件尺寸精度的確定應該合理選擇，盡可能選用低精度等級。
由于該塑件是方形外殼，所以尺寸和精度要求不是很高，所以經(jīng)分析選擇一般精度等級3級精度。
2.1.3 塑件的圖形
該塑件形狀雖然有不規(guī)則輪廓，但在分模方向沒有阻礙，容易模塑，所以采用單分型面，而且該塑件外表面本身帶有一定的斜度，這樣也更易脫模。
圖 2.1 塑料件
圖 2.2 塑料件
2.1.4 塑件材料
該塑件采用ABS樹脂，起成型特點流動性中等，吸濕性打算，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件必須經(jīng)過長時間的預熱干燥，溢邊值0.04mm，適合取高料溫，高模溫，但是料溫過高容易分解，對精度的要求較高的塑件，模溫適合取50~60 °C，對光澤，耐熱塑件，模溫取60~80 °C。注射壓力高于聚苯乙烯。用螺桿式注射機成型時，料溫為180~230 °C。注射壓力也比較大。而且有很好的抗沖擊強度和良好的機械強度以及一定的耐磨性。收縮率為0.3%~0.8%。質量密度為1.14 g/cm2。
確定型腔數(shù)目應考慮技術和經(jīng)濟兩方面的因素，這些因素包括注射機的規(guī)格、塑件質量要求、成本及交貨周期等。在本次畢業(yè)設計中要求是年產(chǎn)量40萬件，屬于中批量生產(chǎn)，所以初步確定采用多型腔模具。