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1、充電器上蓋注塑模畢業(yè)設計
目錄
1 概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅰ
2 產(chǎn)品分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
2.1 塑件分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
2.2 塑件原材料分析．．．．．．．．．．．
2、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
3 擬定型腔布局.....．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
3.1 分型面設計．．．．．．．．．．．．．．．．.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
3.2 型腔數(shù)目的確定...．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
3、．．．．．．．7
3.3 型腔排布．．．．．．．．．．．．．．．．.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
4 塑件相關計算及注塑機的選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
4.1 塑件相關計算.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
4.2 注塑機選擇及注射工藝參數(shù)確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
4、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
5 澆注系統(tǒng)設計...．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
5.1 總體設計..．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
5.2 主流道設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
5.3 分
5、流道設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
5.4 進料口設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
5.5 冷料穴的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
5.6 澆口套及定位圈的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
6、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
6 模架選用及注射參數(shù)校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
6.1 模架..．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
6.2 開模行程校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
7 成型零部件設計..
7、.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
7.1 成型零件的材料選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
7.2 成型零件結構設計.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
8 側向分型抽芯機構設計..．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
8、．．．．．．．．．28
8.1 側向分型抽芯機構類型選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
8.2 抽芯距確定與抽芯力計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
8.3 斜滑塊分型與抽芯機構零部件設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29
9 合模導向機構設計.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
9、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
9.1 導向機構.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
9.2 定位裝置.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
10 脫模機構設計....．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
10.1 脫模
10、裝置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
10.2 推出機構設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
11 冷卻及排氣系統(tǒng)設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40
11.1 冷卻系統(tǒng)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
11、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40
11.2 排氣機構．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42
12 注射模具選材..．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44
13 模具的試模與修模..．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46
14 數(shù)控加工設計
12、..．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47
參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53
致謝詞..．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54
充電器注射模具設計
材料成型及控制工程 指導老師
摘要：隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料制品已深入到國民經(jīng)濟
13、的各個部門中，特別是在辦公用品、照相器材、汽車、儀器儀表、機械、航空、交通、通信、建材產(chǎn)品、日用品以及家用電器行業(yè)中的零件塑料化的趨勢不斷加強，并且陸續(xù)出現(xiàn)以塑代金屬的全塑產(chǎn)品。
本設計介紹了充電器注射模的設計與制造方法，應用CAD/CAE/CAM技術，提高了模具的使用壽命和制造技術。根據(jù)產(chǎn)品零件圖，使用Pro/ENGINEER軟件進行零件的分析、分型面的選擇、成型零件的設計。
關鍵詞：注塑成型；充電器；Pro/E
Battery charger injection mold design
Material Processing and Control Engineering:
14、 Instructor:
Abstract:With the development of plastic industry, plastic products has expanded in all sectors of the national economy, particularly in office supplies, photographic equipment, automobiles, instrumentation, machinery, aviation, transportation, communication, building materials prod
15、ucts, daily necessities and household appliances industries plastic parts of the growing trend, and come to shape metal behalf of the entire integrated products.
This design introduced the battery charger injects the mold the design and the manufacture method. Using the CAD/CAE/CAM technology, prov
16、e on the service life of the mould and manufacturing technologies.With Pro/ENGINEER ,the catity,to choice parting surf, design the shaped parts.
Keyword: plastics shaping ; Battery charger ; Pro/E;
2 產(chǎn)品分析
2.1 塑件分析
2.1.1 結構分析
本次設計任務所提供的零件為塑件實體，如下圖所示：
圖2－1 塑件草圖
由零件實體模型及二維草圖可知，塑件側孔及凸臺較多，表面有二
17、級管指示燈用孔和正常/快速充電選擇按鈕孔，側面有透明電池保護罩卡扣側孔，所有結構對稱布置。在模具設計時，表面小孔可采用鑲針成型，兩側孔必須設置側向分型抽芯機構。零件總體輪廓尺寸為101.7mm60.7mm24mm，總體看來，屬結構較簡單，故選一般精度等級：IT5級
2.1.2 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7－8級，屬于中等精度，對應的模具相關零件尺寸加工可以保證。
2.1.3 塑件厚度檢測
塑件的厚度檢測采用Pro/Engineer設計軟件的模型分析功能自動完成，如圖所示：
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
18、于0.7mm，大多處在2－3mm的范圍之內，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.
2.1.4 工藝性分析
為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用潛伏式澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面上，而澆口卻斜向開設在模具的隱蔽處。塑料熔體通過型腔的側面或推桿的端部注入型腔，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量與美觀效果。
2.2塑件的原材料分析
給定的塑件材料選用ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）塑料。
2.2.1 ABS的基本特性
ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯3種單體合成的。每種單體都具有不同性能：丙烯腈有高強度、熱穩(wěn)
19、定性及化學穩(wěn)定性，使ABS有良好的耐化學腐蝕性及表面硬度；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性，使ABS堅韌；苯乙烯具有易加工、高光潔度、高強度，使ABS有良好的加工和染色性能。
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、植物油等化學藥品的侵蝕會引起應力開裂。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過調色可配成任何顏色。其缺點是耐熱性不高，
性能：綜合性能較好，沖擊韌度、力學性能較高
20、，尺寸穩(wěn)定而化學性、電氣性能良好；易于成形和機械加工，與此相反372有機玻璃的熔接性良好，可作雙色成形塑件，且表面可鍍鉻。
用途：適于制作一般機械零件、減摩耐摩零件、傳動零件以及化工、電器、儀表等零件。
2.2.2 成形特性
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，應按品種確定成形方法及成形條件。
2） 吸濕性強，含水量應小于0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應要求長時間預熱干燥。
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
21、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50℃～60℃，要求光澤及耐熱型料宜取60℃～80℃。注射壓力應比聚苯乙烯高，一般用柱塞式注射機時料溫為180℃～230℃，注射壓力為100～140MPa，螺桿式注射機則取160℃～230℃，70～100MPa為宜。
5） 模具設計時要注意澆注系統(tǒng)，分流道及澆口截面要大，選擇好進料口位置、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。
2.2.3 ABS的成型條件
見表1—1
表2—1 ABS的成型條件
22、
注射成型機類型
螺桿式
密度（）
1.03——1.07
計算收縮率
0.3——0.8
預熱
溫度(℃)
80——85
時間(s)
2——3
料筒溫度
后段(℃)
150——170
中段(℃)
165——180
前段(℃)
180——200
續(xù)表2-1
噴嘴溫度(℃)
170——180
模具溫度(℃)
50——80
注射壓力(MPa)
60——100
成型時間
注射時間(s)
20——90
高壓時間(s)
0——5
冷卻時間(s)
20——120
總周期(s)
50——220
螺桿轉速（r/min）
30
23、適用注射機類型
螺桿式、柱塞式均可
后處理
方法
紅外線燈、烘箱
溫度（℃）
70
時間（h）
2～4
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。
3 擬定型腔布局
3.1 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構形式的重要因素，它與模具的整體結構和模具的制造工藝有密切關系，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構形狀，型腔的排氣情況也與分型面的開設密切相關。因此，分型面的選擇是注射模設計中的一個關鍵內容。
分
24、型面的選擇應注意以下幾點：
1） 分型面應選在塑件外形最大輪廓處
當已經(jīng)初步確定塑件的分型方向后分型面應選在塑件外形最大輪廓處，即通過該方向塑件的截面
積最大，否則塑件無法從形腔中脫出。
2） 保證制件的精度和外觀要求
與分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求較高，或同軸度要求較高的外形或內孔，為保證其精
度，應盡可能設置在同一半模具腔內。因分型面不可避免地要在制件中留下溢料痕跡或接合縫的痕跡，故分型面最好不選在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉角處。
3） 考慮滿足塑件的使用要求
注塑件在成型過程中，有一些難免的工藝缺陷，如脫模斜度、推桿及澆口痕跡等，選擇分型面時，
應從使用
25、角度避免這些工藝缺陷影響塑件功能。
4） 考慮注塑機的技術規(guī)格，使模板間距大小合適
5） 考慮鎖模力，盡量減小塑件在分型面的投影面積
6） 確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模
從制件的頂出考慮分型面要盡可能地使制件留在動模邊，當制件的壁相當厚但內孔較小時，則對
型芯的包緊力很少常不能確切判斷制件中留在型芯上還是在凹模內。這時可將型芯和凹模的主要部分都設在動模邊，利用頂管脫模，當制件的孔內有管件（無螺紋連接）的金屬嵌中時，則不會對型芯產(chǎn)生包緊力。
7） 不妨礙制品脫模和抽芯
在安排制件在型腔中的方位時，要盡量避免與開模運動相垂直方向的側凹或側孔。一般機械式分型面抽芯機構的側向抽拔
26、距都較小，因此選擇的分型面應使抽拔距離盡量短。
8） 有利于澆注系統(tǒng)的合理處置。
盡可能與料流的末端重合，以利于排氣。
9） 分型面應使模具分割成便于加工的部件，以減少機械加工的困難。
根據(jù)塑件結構形式，本設計分型面選在A—A面。如圖3—1所示。
圖3—1 分型面
3.2 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。
其數(shù)目的決定與下列條件有關：
27、1) 塑件尺寸精度
型腔數(shù)越多時，精度也相對地降低。
2) 模具制造成本
多腔模的制造成本高于單腔模，但不是簡單的倍數(shù)比。從塑件成本中所占的模具費比例看，多腔
模比單腔模具低。
3) 注塑成形的生產(chǎn)效益
多腔模從表面上看，比單腔模經(jīng)濟效益高。但是多腔模所使用的注射機大，每一注射循環(huán)期長而
維持費較高，所以要從最經(jīng)濟的條件上考慮一模的腔數(shù)。
4) 制造難度
多腔模的制造難度比單腔模大，當其中某一腔先損壞時，應立即停機維修，影響生產(chǎn)。
塑料的成形收縮是受多方面影響的，如塑料品種，塑件尺寸大小，幾何形狀，熔體溫度，模具溫度，注射壓力，充模時間，保壓時間等。影響最顯著的是塑件的
28、壁厚和形狀的復雜程度。
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，設備運轉費用小一點，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，同時結構更為合理。
3.3 型腔的布局
多型腔模具設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，因而型腔的排布在多型腔模具設計中應加以綜合考慮。型腔的排布應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，使各型腔的塑件內在質量均一穩(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
29、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相同，可以實現(xiàn)均衡進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，因而不利于均衡進料，但可以縮短流道的總長度，為達到同時充滿型腔的目的，各澆口的截面尺寸制作得不相同。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]塑件帶側抽芯機構，現(xiàn)有兩種排列方式選擇：
圖3－2 型腔布局
如圖3－2所示，這種方式采用平面對成布置，第一種布局方式緊湊，模具設計較簡單。
綜合以上兩種方案考慮，故擬定第一種型腔布局方式，其尺寸計算將在后面的設計中完成。
XI
模具專業(yè)畢業(yè)設計（論文）充電器上蓋注塑模設計
