7號(hào)電池充電器外殼注塑模設(shè)計(jì)【含14張CAD圖紙、說(shuō)明書(shū)、答辯稿、開(kāi)題報(bào)告】

7 號(hào)電池充電器外殼注塑模設(shè)計(jì)Designing of plastic injection mould for the 7th battery charge appearance學(xué)生姓名所在學(xué)院所在專業(yè)申請(qǐng)學(xué)位指導(dǎo)教師副 指 導(dǎo) 教 師答辯時(shí)間目錄目 錄設(shè)計(jì)總說(shuō)明 .1INTRODUCTION.21. 緒論： 31.1. 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用 31.2. 塑料成型及模具技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì) 31.2.1. 模具的標(biāo)準(zhǔn)化。 31.2.2. CAD/CAM/CAE 技術(shù)的發(fā)展。 31.2.3. 模具加工技術(shù)的創(chuàng)新和理論研究的加強(qiáng)。 .42. 塑件分析 42.1. 塑件成型工藝分析 .42.2. 材料性能分析 .53. 注射機(jī)的選擇與校核 53.1. 注射量校核 .63.2. 注射壓力的校核 .63.3. 鎖模力的校核 .63.4. 噴嘴尺寸校核 .73.5. 定位圈尺寸校核 .73.6. 模具外形尺寸校核 .73.7. 開(kāi)模行程校核 .74. 型腔數(shù)目的確定 85. 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì) 85.1. 澆口類型的選擇 .85.2. “香蕉式”潛伏澆口的設(shè)計(jì)與制造 .85.3. 噴嘴形狀 .95.4. 主澆道設(shè)計(jì) .95.5. 澆口套設(shè)計(jì) .95.6. 分澆道的設(shè)計(jì) .105.6.1. 分澆道尺寸的分析： 105.6.2. 分澆道位置的布置 105.7. 冷料穴的設(shè)計(jì) .115.8. 剪切速率的校核 .116. 成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 126.1. 凹模的徑向尺寸和深度尺寸 .126.1.1. 凹模的徑向尺寸計(jì)算 126.1.2. 凹模深度尺寸的計(jì)算 126.2. 型芯的徑向尺寸、高度尺寸 .136.2.1. 凸模的徑向尺寸計(jì)算 136.2.2. 型芯高度尺寸的計(jì)算 146.3. 型腔壁厚的計(jì)算 .14目錄6.3.1. 長(zhǎng)方形型腔的計(jì)算 147. 模架的選擇 158. 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 158.1. 導(dǎo)柱 .158.2. 導(dǎo)柱導(dǎo)套 .169. 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 169.1. 推桿 .169.2. 脫模力的計(jì)算 .1710. 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1710.1. 抽芯距的確定 .1810.2. 抽芯力的計(jì)算 .1810.3. 斜導(dǎo)柱設(shè)計(jì) .1810.4. 側(cè)滑塊與滑塊定位裝置的設(shè)計(jì) 1911. 冷卻系統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1912. 模具的裝配工藝 1913. 模具的試模與維修 1913.1. 模具的試模 .1913.2. 模具的維修 .2014. 結(jié)論 20鳴 謝 .21參考文獻(xiàn) .22設(shè)計(jì)總說(shuō)明 00設(shè)計(jì)總說(shuō)明本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是：7 號(hào)電池充電器外殼注塑模設(shè)計(jì)。本說(shuō)明書(shū)主要介紹了本次模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路、方法、步驟、模具結(jié)構(gòu)以及零部件模具設(shè)計(jì)的中常用的公式與數(shù)據(jù)等重要內(nèi)容。本次設(shè)計(jì)以注射成型的基本原理、單分型面注射模具的設(shè)計(jì)和工作原理為理論基礎(chǔ)，對(duì)塑件成型模具進(jìn)行設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)主要是通過(guò)對(duì)塑件結(jié)構(gòu)分析，根據(jù)其尺寸、幾何形狀以及精度的要求，對(duì)塑件件的注塑成型工藝可行性進(jìn)行分析。塑件的成型工藝性主要包括塑件的形狀、尺寸、精度等級(jí)、表面粗糙度要求以及是否需要添加側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)等。通過(guò)以上的分析，初步擬定設(shè)計(jì)方法與步驟：成型零部件設(shè)計(jì)；導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；模具的標(biāo)準(zhǔn)化；溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，對(duì)注塑成型工藝和注射模有初步了解，深入了解模具的結(jié)構(gòu)和工作原理，提高模具設(shè)計(jì)的能力。關(guān)鍵詞：注塑模；型腔；型芯；側(cè)向抽芯；澆注系統(tǒng)INTRODUCTIONThe subject of this design mians: Designing of plastic injection mould for the 7th battery charge appearance. This manual mainly introduces the design idea, method, procedure, mold structure,the common formula and data of die 設(shè)計(jì)總說(shuō)明 11design for this manual.The basic principle of single are parting injection mold design and working principle for the theoretical basis for plastic parts molding mold design. This design is mainly based on the structure of plastic parts, according to the size, to shaping and accuracyying requirements, injection molding process feasibility of plastic pieces of analysis. Plastic parts of the forming process mainly includes the shape of plastic parts, size, accuracy grade, surface roughness requirements and whether it need to add side core pulling mechanism. Through the above analysis, tentatively methods and steps of the design: Design of molding parts; guiding and positioning mechanism design; demoulding mechanism design; side pumping core institutions design; the standardization of mold; temperature regulation system design.Through this design, injection molding process and injection mold have a preliminary understanding, in-depth understanding of the structure and working principle of the mold, improve the ability of die design.KEYWORDS: injection mold; cavity; core; side core pulling; Gating System2畢業(yè)設(shè)計(jì)題目畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1. 緒論：1.1.模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用在現(xiàn)在生產(chǎn)制造中，模具是一種極其重要又不可或缺的工藝成型設(shè)備。它以以特定的形狀通過(guò)某種工藝方法將原材料成型。其生產(chǎn)過(guò)程集數(shù)控制造、智能控制和高精密制造為一體，是一種高新技術(shù)的產(chǎn)品。模具更是重要的工業(yè)基礎(chǔ)，模具制造的水平?jīng)Q定著工業(yè)產(chǎn)品的水平 ，是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)產(chǎn)品國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的因素之一。我國(guó)目前的模具國(guó)產(chǎn)化率約為 60%，模具制造向高端發(fā)展的趨勢(shì)較為明顯，一些模具產(chǎn)品已達(dá)到世界先進(jìn)水平。在占模具總銷售額最大塑料模具中，已經(jīng)有單套模具重達(dá) 120t 的巨型模具，模具加工精度高達(dá) 0.002mm 的超精模具。當(dāng)然，能生產(chǎn)高水平模具的企業(yè)在我國(guó)模具制造企業(yè)中占的比例還是很小，綜合來(lái)看，我國(guó)模具行業(yè)總體的發(fā)展空間還是很大。1.2.塑料成型及模具技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)塑料作為 20 世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的新興材料，由于其優(yōu)良的物理和化學(xué)性能，成為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展不可缺少的人造化學(xué)材料。塑料已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中最重要的四種原材料之一。塑件最主要加工方法是塑料成型加工。常用的塑料成型工藝有壓縮成型、擠出成型、傳遞成型、注射成型、氣壓成型、真空成型與中空吹塑成型等。由于現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，塑料成型技術(shù)正朝著精密化、微型化和超大型化發(fā)展。塑料模具結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、性能對(duì)塑料制件的質(zhì)量和成本有這重大影響。由于現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展對(duì)塑件的要求越來(lái)越高，如何制造出更精密、更簡(jiǎn)單、更節(jié)省成本的模具已是個(gè)重大的課題。模具制造工業(yè)在發(fā)展中，已經(jīng)逐漸形成規(guī)范的創(chuàng)新機(jī)制.1.2.1. 模具的標(biāo)準(zhǔn)化。加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用，縮短模具制造周期，降低模具制造成本和提高質(zhì)量。1.2.2. CAD/CAM/CAE 技術(shù)的發(fā)展。CAD/CAM/CAE 的應(yīng)用向三維化、集成化、智能化方向的發(fā)展，提高了模具制造的精度與效率技術(shù)。1.2.3. 模具加工技術(shù)的創(chuàng)新和理論研究的加強(qiáng)。一方面，模具加工技術(shù)的改進(jìn)和先進(jìn)設(shè)備的不斷研發(fā)，推動(dòng)了模具行業(yè)往技術(shù)密集、高科技生產(chǎn)、高技術(shù)和專業(yè)化的方向發(fā)展。另一方面，不斷豐富和成熟相關(guān)理論和數(shù)學(xué)模型的建立，在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮重大作用。32. 塑件分析 2.1.塑件成型工藝分析7 號(hào)電池充電器外殼由上盒、下盒以及上蓋三部分組成，本次設(shè)計(jì)以上盒為加工零件進(jìn)行注塑模具的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì) 7 號(hào)電池充電器外殼上盒零件圖的分析，按其產(chǎn)品尺寸，精度及技術(shù)要求，初步擬定設(shè)計(jì)。其對(duì)表面粗糙度和光滑度的要求較高，采用零件采用注塑成型工藝,側(cè)抽芯成型。塑件對(duì)尺寸的精度要求不高，但是其外表面的光滑度要求高，采用潛伏澆。為了方便塑件脫出，塑件內(nèi)外表面分別留有 5o 和3o 的拔模斜度。塑件零件圖為下圖（1-1）圖 1-1 塑件零件圖2.2.材料性能分析塑件的材料有 PC（聚碳酸酯）和 ABS（丙烯腈- 丁二烯-苯乙烯共聚物）兩種熱塑工程塑料材料滿足使用需求，這兩種材料也是充電器行業(yè)內(nèi)最常用的兩種材料。但 ABS 的流動(dòng)性和耐蠕變性比 pc 好，且價(jià)格相對(duì) PC 便宜。綜合考慮，塑件材料選取 ABS。 R39 0.28-45 0.28-763×Φ 251765132125861789 0.6-420. 0-9 0.4-90.4-Φ 3Φ×Φ4ABS 材料性能：ABS 的綜合力學(xué)性能良好，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、表面硬度 、韌性強(qiáng)良好，耐化學(xué)腐蝕性及電氣性能優(yōu)良。ABS 在升溫時(shí)粘度會(huì)增高 ，因此成型壓力比較高 ，塑料上的脫模斜度宜稍大 ； ABS 有吸水的特性，成型加工前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥處理；在正常的成型條件下，壁厚、 熔料溫度及收縮率的影響極小 。由于塑件表面光滑度的要求，模具型腔控制內(nèi)溫度應(yīng)控制在 60～ 80℃之間 。ABS 的工藝參數(shù)如下表： 表 2-1 ABS 主要工藝參數(shù)塑料性能 ABS(苯乙烯共聚) 塑料性能 ABS(苯乙烯共聚)拉伸強(qiáng)度 /Mpa 30 玻璃化溫度 /℃屈服強(qiáng)度 /Mpa 50 熔點(diǎn)（粘流溫度） /℃ 130～160 彎曲強(qiáng)度 /Mpa 80 90～108斷裂伸長(zhǎng)率 /% 35熱變形溫度/℃45 N/㎝108 N/㎝ 83～103拉伸彈性模量 /Gpa 1.8 擊穿電壓/(Kv/mm)彎曲彈性模量 /Gpa 1.4 比熱容 /[J/(kg·K)] 1470261 熱導(dǎo)率 /[W/(m·K)] 0.263 簡(jiǎn)單支架沖擊強(qiáng)度/（kJ/m2 ）無(wú)缺口缺口 11 燃燒性 /(㎝/min) 慢密度 /（g/㎝3） 1.02～1.16 體積電阻/Ω·㎝ 6.9×10 布氏硬度 HBS 9.7 R121 線膨脹系數(shù)/（10-5 /℃） 7.0比體積 /(㎝2/g) 1.02～1.16 成型收縮率/% 0.4～0.7 拉伸模量 E/×103 1.91～1.98 吸水性 /% （24h）長(zhǎng)時(shí)間0.2～0.4 泊松比 μ 0.38透明度或透光率 不透明 與鋼的摩擦因子 f 0.20～0.25 3. 注射機(jī)的選擇與校核該塑件采用 LY80A 臥式注射成型機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下表:5表 3-1 LY80A 主要參數(shù)項(xiàng)目 LY80A 項(xiàng)目 LY80A理論注射量 /㎝3 131 模板行程/mm 280螺桿（柱塞）直徑/mm Φ35最大模具厚度/mm 150最大注射壓力 /MPa 230 最小模具厚度/mm 350最大鎖模力 /kN 800 噴嘴球半徑/mm 10拉桿內(nèi)間距 /mm 350×350 噴嘴口半徑/mm Φ3頂出兩側(cè)孔徑/mm Φ23 定位孔直徑/mm Φ1003.1.注射量校核為了保證塑件成型的質(zhì)量（包括流道凝料質(zhì)量）和設(shè)備功能發(fā)揮的高效性，實(shí)際注射量應(yīng)在額定注射量的 20%-80%之間，校核公式如下：（3-1）注件 V8.0?式中：V 件 ——塑件和流道凝料的總體積（㎝ 3） ；V 注 ——注射機(jī)的額定注射量（㎝ 3） ；通過(guò) proe 三維建模分析功能對(duì)零件進(jìn)行體積及質(zhì)量的計(jì)算單個(gè)塑件的體積 V=22.82㎝ 3，質(zhì)量 m=Vρ=22.82×1.01g=23.05g；兩個(gè)塑件和澆注系統(tǒng)凝料總體積為：V 總 =2×V+0.3V=（2×22.82+0.3 ×22.82）㎝ 3 =52.48㎝ 3，總質(zhì)量 m 總 =53g。經(jīng)計(jì)算 V 件 V 注 ，選擇合理3.2.注射壓力的校核注射機(jī)的壓力必須大于制品成型所需的注射壓力。注射壓力又取決于注射機(jī)的型號(hào)、噴嘴形式以及塑料的流動(dòng)性等因素。由于 ABS 的流動(dòng)性較差注射壓力應(yīng)取大一些，綜合考慮所需注射壓力取120Mpa。3.3.鎖模力的校核在確定分型面后，注射機(jī)額定鎖模力按以下公式（3-2）校核：（3-2）ACpFav?式中：F ——為鎖模力（ KN） ；pav—— 為模腔平均壓力（pa） ；A ——為最大型腔面積（㎡）;C——位安全系數(shù)通常取 1.1~1.2;6則 F=CpavA=1.2×120×106×0.4275×10-3KN=247.8KNLY80A 注射機(jī)的額定鎖模力為 800KN，滿足要求3.4. 噴嘴尺寸校核在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，模具的主澆道襯套大端的球面半徑 R2 通常比注射機(jī)噴嘴 球面半徑 R1 大 1~2 ㎜ ，主澆道小端直徑 D 比注射機(jī)噴嘴直徑 d 大 0.5~1 ㎜。因此取R2=11㎝ ，D=4㎜。圖 3-1 噴嘴與澆口套3.5.定位圈尺寸校核注塑機(jī)定模座板的中心有一規(guī)定尺寸的定位孔。注塑模定位圈的臺(tái)階凸面須與定位孔成間隙配合，便于模具安裝，并使主澆道的中心線與噴嘴的中心線相重合。模具端面凸臺(tái)高度應(yīng)小于定位孔深度。3.6.模具外形尺寸校核模具厚度必須滿足下式（3-3）：Hmin≤H≤H max （3-3）式中：H——為模具的閉合厚度；Hmin——為動(dòng)定模最小間距；Hmax——?jiǎng)佣Ｗ畲箝g距;155260350,滿足要求 3.7.開(kāi)模行程校核開(kāi)模行程校核按下式 （3-4）：S≥H1+H2+H3+(5~10) （3-4）式中：S—— 注射機(jī)的最大開(kāi)模行程（ mm） ；H1——塑件的脫出距離（mm） ；H2——包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度（mm ） ；H3——側(cè)抽芯距離（mm） ；S≥H1+H2+H3+（5~10）= （27+27+6+8）mm=70mm所以，S=70mm74. 型腔數(shù)目的確定本次設(shè)計(jì)以注射機(jī)的最大注射量確定型腔的個(gè)數(shù) n，計(jì)算公式如下：（4-1）zjgVn??8.0式中：V g——式注射機(jī)最大注射量（㎝ 3） ；Vj——是澆注系統(tǒng)冷凝料量（㎝ 3） ；Vz——式單個(gè)塑件的容積（ ㎝ 3） 4261.38.0. ??????zjgVn由于每多一個(gè)型腔，塑件的精度就會(huì)降低 4%，根據(jù)塑件品質(zhì)要求、模具制造成本和經(jīng)濟(jì)效益本次設(shè)計(jì)取一模兩腔。即 n=25. 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)5.1.澆口類型的選擇澆口的形式、數(shù)量以及尺寸對(duì)塑件件成型的表面質(zhì)量影響很大。澆口應(yīng)設(shè)在制品斷面較厚的地方，另外，澆口不能設(shè)在應(yīng)力區(qū)域附近。由于該塑件對(duì)外表面光滑度的要求，澆口應(yīng)設(shè)在內(nèi)表面，因此采用潛伏澆口。傳統(tǒng)的潛伏澆口因?yàn)闈部诩?xì)長(zhǎng)、澆口截面很小，壓力損失大， ，在分澆道容易冷料，堵塞進(jìn)澆道，本次設(shè)計(jì)采用改進(jìn)型的新型潛伏澆口—“香蕉式”5.潛伏澆口。5.2.“香蕉式”潛伏澆口的設(shè)計(jì)與制造“香蕉式”潛伏澆口在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上通常設(shè)計(jì)成瓣合式的組合鑲件結(jié)構(gòu)。圖所示為瓣合鑲件的一半。在瓣合鑲件的組合面上，用電火花成型工藝加工出“香蕉式”潛伏澆口的一半，再將兩塊瓣合式鑲件組合在一起裝配到動(dòng)模板型腔鑲塊中去。圖 5-1 潛 伏 澆 口 鑲 塊5.3.噴嘴形狀如圖 5-2 所示為主澆道和噴嘴的連接圖， 2 為噴嘴。812圖 5-2 主澆道與噴嘴5.4.主澆道設(shè)計(jì)主澆道是連接噴嘴和分澆道通道，通道為圓錐形如圖 5-2 所示，1 為主澆道。它與注射機(jī)噴嘴在同一軸線上。注射機(jī)噴嘴頭部與主澆道襯套的球面半徑 R 相接觸，兩者必須完全匹配，無(wú)漏料。主澆道設(shè)計(jì)成圓錐形，錐度為 α=3o。主澆道內(nèi)表面要求光滑，表面粗糙度 Ra=6.3μm 。 主澆道長(zhǎng)度 L=80mm 。主澆道小端直徑 D2=4mm，主澆道大端直徑為 D3=8mm，大端處應(yīng)呈圓角以減少流料轉(zhuǎn)向處的阻力，圓角半徑 R=2。主澆道小端直徑應(yīng)比注塑機(jī)噴嘴孔直徑大 0.5~1mm,常取直徑為 4~8mm，在這里取 4mm。其主澆道大端直徑為 8mm，主澆道的大端處應(yīng)呈圓角，以減少料流轉(zhuǎn)向過(guò)渡時(shí)的阻力，主澆道的一端常設(shè)計(jì)成帶凸臺(tái)的圓盤(pán)，其高度為 5~10mm，并與注射機(jī)固定模板的定位孔間隙配合。澆注套做成鑲拼式,與注射機(jī)定模固定板上的定位孔之間采用 的間隙配合。9hH綜上所述，澆口尺寸如下：a=3°，錐孔 D2=4mm，D3=8mm。 5.5.澆口套設(shè)計(jì)由于主澆道經(jīng)常和高溫流料、注射機(jī)噴嘴發(fā)生接觸和碰撞，因此把澆口套設(shè)計(jì)成定位圈和主澆道澆口套兩部分的可拆卸形式，把定位圈和澆口分別獨(dú)立加工，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨(dú)經(jīng)行特定工藝處理。澆口套如圖 5-3 所示。9圖 5-3 澆口套與定位圈5.6.分澆道的設(shè)計(jì)5.6.1. 分澆道尺寸的分析：從減少熱量損失和提高成型效率的情況下，取分澆道長(zhǎng)度 L=18mm。該模具的分型面為平面，澆分澆道截面形狀采用圓形。分澆道斷面直徑要根據(jù)塑件的材料性能、成型總體積、塑件壁厚注射速率、剪切速率以及分澆道長(zhǎng)度等多種因素綜合考慮確定。綜合來(lái)看選擇斷面直徑 D=5mm5.6.2. 分澆道位置的布置分澆道的分布由模具型腔分布決定。分澆道布置形式有平衡式和非平衡式兩種，本次設(shè)計(jì)采用平衡式分布。采用“香蕉式”潛伏澆口的分澆道如圖 5-4 所示： 圖 5-4 分澆道 圖 5-5 冷料穴 5R218ΦΦ 4105.7.冷料穴的設(shè)計(jì)如圖 5-5 所示，冷料穴的形狀采用與推桿匹配的冷料穴，形狀為圓錐形，小段直徑與主澆道大端直徑相同，錐度與主澆道錐度相同。5.8.剪切速率的校核生產(chǎn)實(shí)踐中，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了注射模主澆道和分澆道的剪切速率分別為R=5×102~5×103S-1、澆口的剪切速率為 R=104~105S-1 時(shí)，塑件成型的質(zhì)量最高。對(duì)于一般的熱塑性塑件，以上面推薦的剪切速率作為計(jì)算依據(jù)，用以下的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：（5-1）3.nvRq??式中：q v——體積流量（㎝ 3/s） ；Rn——澆注系統(tǒng)截面當(dāng)量半徑（㎝） ；(1)主澆道剪切速率的校核 sQ/cm8.5.1783T.03v ???公主其中，T 為注射機(jī)注射時(shí)間，T=1.5s dRn .04.21?其中，R n 主澆道截面當(dāng)量半徑d1 主澆道小段直徑，d 1=0.4㎝ ；d2 主澆道大端直徑 d2=0.8㎝ 1333 064.2.0485.1??????ssRqnv?主(2)分澆道剪切速率的校核 sQ/cm9.273?主分Rn1=0.23 ㎝ 13331 0.2.04. 1?????ssqnv?分(3)澆口剪切速率的校核 1333 097042.1???ssRqv澆Q 澆 =Q 分 =27.9㎝ 3/s,澆口面積 S=1×3㎜ 3=㎜ 3 當(dāng)量面積 S=πR n2，取 Rn2=1㎜,從上面的計(jì)算結(jié)果可得出，流道與澆口的尺寸取值合理。116. 成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算注射模的成型零部件通常包括凹模、型芯以及推桿和成型鑲塊等。按功能的不同，分為安裝和工作兩個(gè)部分。安裝部分起定位、緊固成型零件的作用，其表面粗糙度一般為 Ra1.6μm 即可。工作部分是與塑件直接接觸的部分，用來(lái)成型產(chǎn)品，其表面粗糙度根據(jù)塑件原材料和表面質(zhì)量要求來(lái)決定，一般不超過(guò) Ra0.4μm。確定成型零部件的結(jié)構(gòu)形式、尺寸精度要合理，并保證它們具有足夠的強(qiáng)度、剛度。6.1.凹模的徑向尺寸和深度尺寸6.1.1. 凹模的徑向尺寸計(jì)算（6-1）zsmLL????????????0cp43S1）（式中：L s——塑件徑向尺寸（mm） ；Lm——突模徑向尺寸（ mm） ； Scp——塑料的平均收縮率（% ） ；Δ——塑件公差值（mm） ；δ z ——凹模制造公差（mm） ；由表 2-1 可知 ABS 的收縮率為 0.3% ~ 0.7%,取平均收縮率 Scp=0.5%Ls1=95mm Ls245mm則 IT9 級(jí)精度的塑件公差值：Δ 1 =0.22mm Δ 2=0.30mm實(shí)踐證明：成型零件的制造公差約占塑件總公差的 1/3～1/4, 這里我們?nèi)?1/4。即 δ z1= 1/4Δ 1=0.22×1/4 mm=0.05mmδ z2= 1/4Δ 2=1/4×0.30mm=0.08mm則 mm05.05.01cp1 642435%).(43S ??? ????????????????????zsmLL?）（mm08.08.02cp2 99).( ??? ????????????zs?）（6.1.2. 凹模深度尺寸的計(jì)算深度尺寸計(jì)算按下式：（6-2）zsmH????????????0cp32S1）（12式中：Hs——凹模深度尺寸；δz ——凹模深度制造公差；其余同上由于 Hs1=27mm Hs2=23mm塑件公差值：Δ 1 =0.16mm Δ 2=0.14mm由 δ z1= 1/4Δ 1=0.16×1/4 mm=0.04mm δ z2= 1/4Δ 2=1/4×0.14mm=0.03mm則： 04.04.01cp1 71637%)5.(32S ?????????????????????zsmH?）（03.03.02cp2 22).(?zs?）（6.2.型芯的徑向尺寸、高度尺寸6.2.1. 凸模的徑向尺寸計(jì)算（6-3）0cp43S1zsmLL???????????）（式中： Ls——塑件徑向尺寸（mm）Lm——型芯徑向尺寸（ mm） Scp——塑料的平均收縮率（% ）Δ——塑件公差值（mm）δ z——凹模制造公差（mm）Ls1=91mm Ls2=41mm塑件公差值Δ 1 =0.30mm Δ 2=0.20mm即 δz1= 1/4Δ 1=0.30×1/4 mm=0.08mm δz2== 1/4 Δ 2=1/4×0.20mm=0.05mm 08.001cp1 391.4391%)5.(43S ??? ??????????????????? zzsmLL ??）（ 05.002cp2 42.).( ??? ???????????? zzs ??）（136.2.2. 型芯高度尺寸的計(jì)算（6-4）0cp32S1zsmH???????????）（式中：H s——型芯高度尺寸尺寸δ z——型芯高度制造公差其余同上由于 Hs1=2㎜ Hs2=8㎜ Hs3=20㎜ Hs4=24㎜塑件尺寸公差值：Δ 1 =0.08mm Δ 2=0.10mm Δ 3 =0.14mm Δ 4 =0.14mm由 δ z1= 1/4Δ 1=1/4 ×0.08mm=0.02mm δ z2= 1/4Δ 2=1/4×0.10mm=0.03mmδ z1= 1/4Δ 3=0.14×1/4 mm=0.04mm δ z2= 1/4Δ 4=1/4×0.14mm=0.04mm則 02.02.011cp1 6832%)5.(2S ??? ???????????????????zsmH?）（03.03.022cp2 1).(3 ??? ????????????zs?）（04.04.033cp3 9282)5.1(S1 ??? ???????????????????zsmH?）（04.04.044cp4 13%).(2 ??? ????????????zs?）（6.3. 型腔壁厚的計(jì)算6.3.1. 長(zhǎng)方形型腔的計(jì)算從剛度的角度出發(fā)，型腔的最小壁厚為：（6-5）3412?EHpaLSc?式中：p——型腔內(nèi)熔體壓力，取 p=35MPa 圖 6-1 矩形型腔示意圖L1——型腔側(cè)壁長(zhǎng)邊尺寸(㎜)H——型腔高度(㎜)14H4A3B2C156L432L1W76WM4xΦ D圖 - 標(biāo) 準(zhǔn) 模 架 a——受熔體壓力部分的高度 (㎜) E——式彈性模量，鋼材取 2.1×105MPa δ ——為允許變形量 ，取塑件允許公差的 1/5 左右 ，取 δ=0.04mEHpaLSc 85.904.271.325341 ????即型腔側(cè)壁厚要大于 9.85㎜7. 模架的選擇本次設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)模架，根據(jù)參考 GB/T 12555—2006，選擇標(biāo)準(zhǔn)模架 P1 型，其結(jié)構(gòu)如圖所示： 表 7-1 標(biāo)準(zhǔn)模架參數(shù)表名稱 長(zhǎng)度/ ㎜ 名稱 長(zhǎng)度/㎜W 250 H6 20L 350 W4 110W1 300 W5 130W2 48 W6 194W3 150 W7 200A 40 L1 330B 30 L2 298C 70 L3 204H1 25 L4 294H2 35 D1 25H3 25 D2 20H4 35 M1 4×M16H5 15 M2 4×M88. 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)8.1.導(dǎo)柱導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)和尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，結(jié)構(gòu)形式為帶頭導(dǎo)柱，直徑查表得 D1=25。導(dǎo)柱如圖 8-1 所示：15圖 8-1 導(dǎo)柱8.2.導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)形式為帶頭導(dǎo)套，形狀尺寸如圖 8-2 所示385092f7°2RR1a.4圖 8-2 導(dǎo)套9. 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)9.1.推桿此塑件采用推桿機(jī)構(gòu)脫模。為了保護(hù)塑件，布置推桿時(shí)，推桿應(yīng)設(shè)太脫模阻力大的地方，分布要均勻，且推桿應(yīng)設(shè)在塑件剛度強(qiáng)度較大的地方。推桿直徑采用直徑為 Φ 4，斷面為圓形，尾部有臺(tái)肩的形式。 圖 9-1 推桿 推桿與模板上的推桿孔之間的配合采用 H8/f4 的配合精度。推桿與推板固定板留有 0.5mm的間隙。推桿材料 T8A，熱處理為淬火工藝，硬度為 HRC54。3 0-.26+542954-0.812RaRa169.2.脫模力的計(jì)算塑件是斷面為矩形的薄壁制件，脫模力按一下公式（9-1）計(jì)算：（9-1）AkufESlF1.0)1()tancos82?????式中：S ——塑料的平均收縮率（ %） ；E——塑料的彈性模量（MPa） ，取 E=1.8×103；——是塑件對(duì)型芯的包容長(zhǎng)度（ ㎜） 摩擦因素取 f=0.2；l f——模具型芯的脫模斜度（ o） ；?u ——塑料泊松比 ；——塑件的平均壁厚；?A——塑件盲孔在脫模方向上的投影面積；是無(wú)因關(guān)系數(shù)。1cosin12????fk代入數(shù)據(jù)得 F=8.26KN10. 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)如圖 10-1 所示：圖 10-1 斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯1710.1. 抽芯距的確定為了保證安全，側(cè)向抽芯距離通常情況下比側(cè)孔或側(cè)凹深 2㎜。 ，S=15.5㎜。10.2. 抽芯力的計(jì)算抽芯力的計(jì)算一般按一下公式（10-1）（10-1）)sinco(2???flhpQ式中： ——活動(dòng)型芯被塑件包包緊的斷面形狀周長(zhǎng)（㎜） ；l——成型部分的的深度（㎜） ；h——拔模斜度（°） ；?——塑件對(duì)型芯單位面積的擠壓力，取 =10MPa；2p 2p——塑料與鋼材的摩擦因素，取 =0.2；f 2f由于 =7.85㎜， =20°， =1㎜l?h則抽芯力為： KNflhpQ oo46.0)2sin0c2.(185.7)sinco( 72 ???????10.3. 斜導(dǎo)柱設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱工作部分為錐臺(tái)形，錐臺(tái)斜度為 18o，與其固定板之間采用過(guò)渡配合 H7/m6，滑導(dǎo)塊斜導(dǎo)孔與斜導(dǎo)柱之間留有 0.5mm 的間隙。斜導(dǎo)柱傾角取 α=20°。其工作部分的長(zhǎng)度為：L=S/sinα=15.5/sin20°=33.75㎜與抽芯距對(duì)應(yīng)的開(kāi)模距L= =19.5×ctg20°=31.21㎜?Sctg斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度Ld=L+H=33.75+64.25=98㎜斜導(dǎo)柱的直徑㎜??12.0?wF?1810.4. 側(cè)滑塊與滑塊定位裝置的設(shè)計(jì)滑塊的滑動(dòng)配合長(zhǎng)度通常大于滑塊寬度的 1.5 倍，由于滑塊寬度為 W=21㎜，配合長(zhǎng)度取 50㎜?；瑝K和型芯作為整體式裝配到導(dǎo)滑槽中。滑塊與倒滑槽的配合的采用 T 形槽，T 形槽用鑲嵌式鑲塊固定在模板上。楔緊塊的設(shè)計(jì)：楔緊塊以 H7/.n6 配合整體式鑲?cè)肽０逯?，鎖緊角度為 22°。11. 冷卻系統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的遵循以下原則：（1）合理地確定冷卻水道的數(shù)量和截面尺寸。本次設(shè)計(jì)取水道截面面積為 8㎜（2）盡量使每條冷卻管道與型腔壁之間的距離相等，利于塑件冷卻速度均勻。取距離為 20㎜。（3）澆口出加強(qiáng)冷卻。流料由澆口進(jìn)入型腔，澆口處的溫度是型腔中最高的，因此澆口處要加強(qiáng)冷卻。（4）冷卻水道應(yīng)便于加工和清理。進(jìn)出水管接頭應(yīng)盡量設(shè)在模具同一側(cè)。12. 模具的裝配工藝由于塑件的形狀結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，使得型芯和型腔在合模相對(duì)位置的要求較高，而且該模具還有斜滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。因此裝配模具時(shí)要先裝導(dǎo)柱和導(dǎo)套，再以它們?yōu)檠b配基準(zhǔn)，裝配其他部分。模具的主要裝配工藝如下：（1）凸模鑲塊和型芯采用埋入式結(jié)構(gòu)并且采用過(guò)渡配合。（2）型腔板采用鑲拼式的結(jié)構(gòu)，配合方式為過(guò)渡配合。用緊固螺釘將其與模板固定。（3）模具模板的平面平行度偏差不能超過(guò) 0.05㎜，模板之間的接觸面和型芯與模板之間的接觸必須精確。（4）推桿用推板通過(guò)螺釘固定板固定在推板上，使推桿和推板的動(dòng)作保持一致。13. 模具的試模與維修13.1. 模具的試模試模前，要對(duì)模具進(jìn)行清理和清潔，并對(duì)其仔細(xì)地檢查。在檢查完沒(méi)有問(wèn)題后再進(jìn)行試模。19試模的過(guò)程中，要實(shí)時(shí)詳細(xì)地觀察和記錄模具的狀態(tài)和成型情況，判斷它是否合格，是否存在問(wèn)題和隱患。試模結(jié)束后，要再對(duì)模具進(jìn)行清理，涂上防銹油。13.2. 模具的維修模具在使用過(guò)程中，會(huì)不斷地磨損甚至損壞。在通常情況下，磨損到一定程度，就要對(duì)其進(jìn)行局部修復(fù)。修復(fù)模具的工作應(yīng)交由專門(mén)的模具維修工進(jìn)行。在進(jìn)行修模前，應(yīng)該先理解模具圖樣，包括模具的形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)和精度要求以及模具的材料和熱處理狀態(tài)。如果是零件損壞，可選擇更換零件。型腔磨損的，當(dāng)其還沒(méi)進(jìn)行熱處理的，可用電焊或鑲嵌的方式修復(fù)。 在平時(shí)模具的使用過(guò)程中，要經(jīng)常對(duì)模具進(jìn)行檢查維修，不要使模具出了重大問(wèn)題時(shí)才來(lái)維修，以提高模具的使用壽命、提高經(jīng)濟(jì)效益14. 結(jié)論本次設(shè)計(jì)主要是以一般注塑模具的設(shè)計(jì)原則為基礎(chǔ)，完成對(duì) 7 號(hào)電池外殼注射模的設(shè)計(jì)。透過(guò)此次設(shè)計(jì)，介紹了對(duì)塑件工藝分析內(nèi)容和冷流道注射模具的四大系統(tǒng)：澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、側(cè)向分型系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)。在完成注射模主要的設(shè)計(jì)后，介紹了模具的標(biāo)準(zhǔn)化，說(shuō)明了標(biāo)準(zhǔn)架的選擇和外形尺寸的選取，又介紹了模具裝配和加工的過(guò)程和內(nèi)容。在此次的設(shè)計(jì)過(guò)程中，也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題和不足。在設(shè)計(jì)時(shí)要選用一些經(jīng)驗(yàn)公式，但經(jīng)驗(yàn)公式有不一致的情況發(fā)生，選用不同公式計(jì)算的結(jié)果有時(shí)有較大差別。在完成本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)圖后發(fā)現(xiàn)有些地方的設(shè)計(jì)太符合實(shí)際也不太合理。例如把塑件中裝配上蓋的孔獨(dú)立成單獨(dú)的沖孔工藝，在實(shí)際上，當(dāng)生產(chǎn)量不大的時(shí)候會(huì)增加生產(chǎn)成本，不利于企業(yè)的贏利。目前傳統(tǒng)的冷流道注塑模設(shè)計(jì)很難對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)建模，其設(shè)計(jì)過(guò)程主要以經(jīng)驗(yàn)為主，由于其中各種參數(shù)相互影響的復(fù)雜關(guān)系，使得其技術(shù)的提高較難。雖然冷流道模具占了注塑模具的大部分，但隨著科技的發(fā)展和理論的豐富與成熟，熱流道模具的應(yīng)用越來(lái)越多，產(chǎn)品質(zhì)量也在快速提高，因此，往后的注射模研究會(huì)以熱流道模具為主。20鳴 謝經(jīng)過(guò)為期三個(gè)多月的辛勤努力后，終于完成了本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，好似胸口有塊大石終于搬掉一樣心中有種解放的感覺(jué)。本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，遇到了許多問(wèn)題和困難，在眾多老師和同學(xué)的幫助下最終得到解決。首先要感謝老師對(duì)我的指導(dǎo)和督促，張老師給我指出了正確的設(shè)計(jì)思路，使我對(duì)本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容有了深刻和正確的理解，令我在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中少走了不少?gòu)澛?。在張老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的指導(dǎo)下，才使我能按時(shí)保質(zhì)保量地完成本次設(shè)計(jì)。其次要感謝班里的同學(xué)和機(jī)械系的同學(xué)們，是大家積極和認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度營(yíng)造了良好的學(xué)習(xí)氛圍，在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程能互相幫助，也讓我在本次設(shè)計(jì)中學(xué)會(huì)了很多東西。大學(xué)的旅程到這里注定要結(jié)束，自四年前踏進(jìn)大學(xué)這片揮灑熱血與青春的土地后，在這塊土地上我健康快樂(lè)的成長(zhǎng)。我永遠(yuǎn)不會(huì)忘記在這片大地上令人欽佩的老師和可愛(ài)的同學(xué)。最后，衷心感謝在百忙之中抽出時(shí)間審閱本論文的各位敬愛(ài)的老師！21參考文獻(xiàn)[1]李建軍，李德群主編 ．模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及模具 CAD [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005． [2]鄧明等編著．現(xiàn)代模具制造技術(shù)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005．[3]夏巨諶,李志剛 .中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典[M]. 江西:江西科學(xué)技術(shù)出版社,2003．[4]機(jī)械電子工業(yè)部編．模具公差與檢測(cè)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社．[5]詹友剛主編．PRO/EENGINEER 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