多功能充电器外壳注射模具设计【24张图纸】【带工序卡片】【带PROE三维】【优秀】
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多功能
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工序卡片
proe三维
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多功能充电器外壳注射模具设计
38页-15000字数+说明书+15张CAD图纸
A0-装配图.dwg
A2-充电器上盒.dwg
A3-冷却水管.dwg
A3-动模镶块.dwg
A3-定模镶块.dwg
A3-滑块1.dwg
A3-滑块2.dwg
a3工序卡片8张.dwg
A4-动模板.dwg
A4-压块.dwg
A4-型芯1.dwg
A4-型芯2.dwg
A4-挡块.dwg
A4-摆钩.dwg
A4-浇口.dwg
PROE三维图.rar
多功能充电器外壳注射模具设计说明书.doc
摘 要
本次毕业设计的题目是：多功能充电器外壳注射模具设计。本次设计主要是通过对塑件的形状、尺寸及其精度的要求来进行注射成型工艺的可行性分析。塑件的成型工艺性主要包括塑件的壁厚，斜度和圆角以及是否有抽芯机构。通过以上的分析来确定模具分型面、型腔数目、浇口形式、位置大小；其中最重要的是确定型芯和型腔的结构，例如是采用整体式还是镶拼式，以及它们的定位和固紧方式。此外还分析了模具受力，脱模机构的设计，合模导向机构的设计，冷却系统的设计等。最后绘制完整的模具装配总图和主要的模具零件土及编制成型零部件的制造加工工艺过程卡片。
关键词：分型面、浇口、型腔。
目 录
1 绪 论1
1.1模具工业的意义1
1.2中国模具工业的现状2
1.3中国模具工业的未来3
2 产品零件的工艺分析5
2.1塑件分析5
2.2塑件的成型特性6
2.3abs的工艺参数6
2.4塑件的工艺要求7
3 设备的选择8
3.1注射机的参数校核8
3.1.1注射量校核8
3.1.2注射压力的校核8
3.1.3锁模力校核8
3.1.4模具安装尺寸校核9
3.2 模具外形尺寸9
3.2.1模具厚度9
3.2.2开模行程的校核9
4 浇注系统的设计11
4.1主流道的设计11
4.1.1喷嘴形状11
4.1.2在设计主流道时的要点11
4.2分流道的设计11
4.2.1分流道断面形状12
4.2.2 分流道的布置12
4.3冷料穴的设计12
4.4浇口的形状13
5 成型零部件的设计与计算14
5.1凹模的设计与计算14
5.1.1 型腔的径向尺寸和深度尺寸14
5.2凸模的设计与计算15
5.2.1型芯的径向尺寸、高度尺寸和中心距尺寸15
5.3模具的装配工艺及零件工艺17
6 脱模机构的设计19
6.1脱模机构的设计19
6.2脱模机构的计算19
7 合模导向及抽芯的设计21
7.1合模导向机构的设计21
7.2侧抽芯机构的设计21
7.2.1抽芯距的确定21
7.2.2抽芯力得计算22
7.2.3斜导柱的设计22
7.2.4侧滑块与导滑槽的设计23
7.2.5楔紧块的设计23
7.2.6二次分型限位装置的设计23
7.2.7滑块的精确导向23
8 温度调节系统的设计24
9 模具材料的选择与经济性及环保分析25
9.1模具材料的选择25
9.2模具经济性与环保分析26
9.2.1模具生产周期26
9.2.2模具的生产成本27
9.2.3模具的寿命27
9.2.4绿色制造28
总 结29
致 谢29
参 考 文 献31
初步了解毕业设计的内容——多功能充电器外壳注射模具设计。分析零件的产品图，研究其尺寸、公差、技术要求等。初步拟订设计方案。此产品是充电器外壳，所以在设计时要注意其表面的粗糙度，要使表面光滑，达到效果。零件采用三向侧抽芯成型。塑件的尺寸精度要求一般。由于塑件表面光滑度较高,因此塑件采用潜伏浇口。此塑件的零件图如下图 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶材料。 三个单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。
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多功能充电器外壳注射模具设计摘 要本次毕业设计的题目是：多功能充电器外壳注射模具设计。本次设计主要是通过对塑件的形状、尺寸及其精度的要求来进行注射成型工艺的可行性分析。塑件的成型工艺性主要包括塑件的壁厚，斜度和圆角以及是否有抽芯机构。通过以上的分析来确定模具分型面、型腔数目、浇口形式、位置大小；其中最重要的是确定型芯和型腔的结构，例如是采用整体式还是镶拼式，以及它们的定位和固紧方式。此外还分析了模具受力，脱模机构的设计，合模导向机构的设计，冷却系统的设计等。最后绘制完整的模具装配总图和主要的模具零件土及编制成型零部件的制造加工工艺过程卡片。关键词：分型面、浇口、型腔。The multifunctional charger shell injection mold designAbstractThis graduate that design is: The piece that shouts the on board cap injects the mold. This design primarily possesses to piece viability assessment for request for of shape, size and its accuracy coming proceeding injecting type craft. The piece the wall for of type craft primarily including the piece is thick, slope and circle angle and whether to have core-pulling or not mechanism. Pass the above analysis to come the certain molding tool cent the type the surface, type the number, gate the form, place the size; The among them and most important is a certain type core and the construction of the type , for example adopt the whole the type of type still , and their fixed position and tight way of .In addition and still analyzed the molding tool to suffer force, mold that design that the design of the pattern draw mechanism, match the design etc. to lead to the mechanism, cooling system. Finally draw the production that complete molding tool assemble the general drawing sum the soil and establishment of principal molding tool parts type zero the parts process the craft process the card.Key words: parting line, the gate, slide block.目 录1 绪 论1 1.1模具工业的意义1 1.2中国模具工业的现状2 1.3中国模具工业的未来32 产品零件的工艺分析5 2.1塑件分析5 2.2塑件的成型特性6 2.3abs的工艺参数6 2.4塑件的工艺要求73 设备的选择8 3.1注射机的参数校核8 3.1.1注射量校核8 3.1.2注射压力的校核8 3.1.3锁模力校核8 3.1.4模具安装尺寸校核9 3.2 模具外形尺寸9 3.2.1模具厚度9 3.2.2开模行程的校核94 浇注系统的设计11 4.1主流道的设计11 4.1.1喷嘴形状11 4.1.2在设计主流道时的要点11 4.2分流道的设计11 4.2.1分流道断面形状12 4.2.2 分流道的布置12 4.3冷料穴的设计12 4.4浇口的形状135 成型零部件的设计与计算14 5.1凹模的设计与计算14 5.1.1 型腔的径向尺寸和深度尺寸14 5.2凸模的设计与计算15 5.2.1型芯的径向尺寸、高度尺寸和中心距尺寸15 5.3模具的装配工艺及零件工艺176 脱模机构的设计19 6.1脱模机构的设计19 6.2脱模机构的计算197 合模导向及抽芯的设计21 7.1合模导向机构的设计21 7.2侧抽芯机构的设计21 7.2.1抽芯距的确定21 7.2.2抽芯力得计算22 7.2.3斜导柱的设计22 7.2.4侧滑块与导滑槽的设计23 7.2.5楔紧块的设计23 7.2.6二次分型限位装置的设计23 7.2.7滑块的精确导向238 温度调节系统的设计249 模具材料的选择与经济性及环保分析25 9.1模具材料的选择25 9.2模具经济性与环保分析26 9.2.1模具生产周期26 9.2.2模具的生产成本27 9.2.3模具的寿命27 9.2.4绿色制造28总 结29致 谢29参 考 文 献31III1 绪论1 绪 论1.1 模具工业的意义模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。 模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中6090的产品的零件，组件和部件的生产加工。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加，2005年将达到170种。一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有80的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有14种排量80多个车型，1000多个型号。单辆摩托车约有零件2000种，共计5000多个，其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000副模具，总价值为1000多万元。其他行业，如电子及通讯，家电，建筑等，也存在巨大的模具市场。目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。模具主要类型有：冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。模具所涉及的工艺繁多，包括机械设计制造，塑料，橡胶加工，金属材料，铸造（凝固理论），塑性加工，玻璃等诸多学科和行业，是一个多学科的综合，0毕业设计（论文）其复杂程度显而易见。自20世纪80年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大的动力。20世纪90年代以后，大陆的工业发展十分迅速，模具工业的总产值在1990年仅60亿元人民币，1994年增长到130亿元人民币，1999年已达到245亿元人民币，2000年增至260270亿元人民币。今后预计每年仍会以1015的速度快速增长。1.2 中国模具工业的现状目前，我国17000多个模具生产厂点，从业人数五十多万。除了国有的专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业，合资企业，独资企业和私营企业等，都得到了快速发展。其中，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家，成为我国国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制造的投入。例如，科龙，美的，康佳和威力等知名集团都建立了自己的模具制造中心。中外合资和外商独资的模具企业则多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。 在模具工业的总产值中，企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。其中，冲压模具约占50（中国台湾：40），塑料模具约占33（中国台湾：48），压铸模具约占6（中国台湾：5），其他各类模具约占11（中国台湾：7）。中国台湾模具产业的成长，分为萌芽期（19611981），成长期（19811991），成熟期（19912001）三个阶段。萌芽期，工业产品生产设备与技术的不断改进。由于纺织，电子，电气，电机和机械业等产品外销表现畅旺，连带使得模具制造，维修业者和周边厂商（如热处理产业等）逐年增加。在此阶段的模具包括：一般民生用品模具，铸造用模具，锻造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡胶模具等。1981年1991年是台湾模具产业发展最为迅速且高度成长的时期。有鉴于模具产业对工业发展的重要性日益彰显，自1982年起，台湾地区就将模具产业纳入“策略性工业适用范围”，大力推动模具工业的发展，以配合相关工业产品的外销策略，全力发展整体经济。随着民生工业，机械五金业，汽机车及家电业发展，冲压模具与塑料模具，逐渐形成台湾模具工业两大主流。从1985年起，模具产业已在推行计算机辅助模具设计和制造等CAD/CAM技术，所以台湾模具业接触CAD/CAM/CAE/CAT技术的时间相当早。成熟期，在国际化，自由化和国际分工的潮流下，1994年，1998年，由台湾地区政府委托金属中心执行“工业用模具技术研究与发展五年计划”与“工业用模具技术应用与发展计划”，以协助业界突破发展瓶颈，并支持产业升级，朝向开发高附加值与进口依赖高的模具。1997年11月间台湾凭借模具产业的实力，获得世界模具协会（ISTMA）认同获准入会，正式成为世界模具协会会员，。整体而言，台湾模具产业在这一阶段的发展，随着机械性能，加工技术，检测能力的提升，以及计算机辅助设计，台湾模具厂商供应对象已由传统的民用家电，五金业和汽机车运输工具业，提升到计算机与电子，通信与光电等精密模具，并发展出汽机车用大型钣金冲压，大型塑料射出及精密锻造等模具。 20世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以15的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48（约122CM）大屏幕彩电塑壳注射模具，6.5KG大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。1.3 中国模具工业的未来尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发 展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。 加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。33 2产品零件的工艺分析2 产品零件的工艺分析2.1 塑件分析初步了解毕业设计的内容多功能充电器外壳注射模具设计。分析零件的产品图，研究其尺寸、公差、技术要求等。初步拟订设计方案。此产品是充电器外壳，所以在设计时要注意其表面的粗糙度，要使表面光滑，达到效果。零件采用三向侧抽芯成型。塑件的尺寸精度要求一般。由于塑件表面光滑度较高,因此塑件采用潜伏浇口。此塑件的零件图如下图 图2.1 塑件平面工程图 图2.2 塑件三维图毕业设计(论文)2.2 塑件的成型特性ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶材料。 三个单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。 ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。吸湿性强，成型前需充分干燥，要求含水量不小于0.3%，对于表面光泽要求叫高的制品，需要长时间预热干燥；流动性一般，溢料间隙约0.4mm（流动性比PS和AS差，但比PC、RPVC好）；成型难度较聚苯乙烯大，宜采用较高的料温和模温（对耐热，高抗冲击型和中抗击型品种，应在允许范围内，将其料温去取最大值），料温对制品物性影响较大，若料温过高，很容易使熔体分解（分解温度约250C）。若制品精度要求过高，模温宜取50C60C，若制品表面要求具有光泽或对于耐热型品种，模温宜取600C80C；注射压力应比成型聚苯乙烯时高，采用柱塞式注射机时，料温可取180C330C、注射压力可取100Mpa140Mpa，采用螺杆式注射机时，料温可取160C220C，注射压力可取70Mpa100Mpa。设计模具时需注意：浇注系统的流动阻力应可能小，浇口形式及其位置应合理并能防止产生熔接痕，另外脱模斜度宜取2以上，顶出力不宜过大，否则，成型时或成型后对制品进行机械加工时，制品表面容易“发白”变浑，对于有发白现象的制品，需要在热水中加热，以消除发白现象。 2.3abs 的工艺参数毕业设计(论文)表2.1 ABS的工艺参数塑料性能ABS（苯乙烯共聚）塑料性能ABS（苯乙烯共聚）屈服强度 /Mpa50玻璃化温度/拉伸强度 /Mpa38熔点（粘流温度/130160断裂伸长率 /%35热变形温度/45N/cm108 N/cm90108拉伸弹性模量 /Gpa1.883103弯曲强度 /Mpa80线膨胀系数/（105/）7.0弯曲弹性模量 /Gpa1.4比热容/J/(kgK)1470简支架冲击强度/（kJ/m） 无缺口缺口261热导率/W/(mK)0.26311燃烧性/(cm/min)慢布氏硬度HBS9.7 R121体积电阻/cm6.910密度/（g/cm）1.021.16击穿电压/(Kv/mm)比体积/(cm/g)1.021.16成型收缩率/%0.40.7吸水性 /% （24h） 长时间0.20.4拉伸模量E/101.911.98泊松比0.38透明度或透光率不透明与钢的摩擦因子f0.200.25 注意：ABS为无定性料，流动性中等，吸湿性大，加工前必须充分干燥。2.4塑件的工艺要求此塑件是多功能充电器外壳注射模具设计，顾名思义对其表面光滑度要求较高。设计出的产品不能采用中心浇口，表面凹凸不平等缺陷。塑件的尺寸精度由零件图得到。它是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度。所以在设计时应注意模具的制造精度和模具的磨损程度。塑件收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化，模具结构形状等。零件图中的配合螺纹柱0+0.14，长短柱长度方向尺寸为500.20 ，270.16分别属于四级精度、三级精度、三级精度。在图中未注公差的尺寸按公差等级IT5计算。塑件表面粗糙度要求为Ra1.6um。塑件内外表面应有利于成型。此塑件表面有三个内孔。所以采用定模三向抽芯，为了便塑件型腔中脱出，抽出型芯，使塑件内外表面脱模方向留有30和50的脱模斜度。3设备的选择3 设备的选择表3.1卧式ZY60/450型号注射机，其主要的技术规格如下项目ZY-60/450（卧式）项目ZY-60/450（卧式）理论注射量 /cm105模板行程/mm220螺杆（柱塞）直径/mm35最大模具厚度/mm300注射压力 /MPa170最小模具厚度/mm100锁模力 /kN900喷嘴球半径/mm10拉杆内间距 /mm280x250喷嘴口半径/mm2.5顶出两侧孔径/mm22定位孔直径/mm553.1注射机的参数校核：3.1.1注射量校核：为了保证制品质量，又能充分发挥设备能力，注射机的最大注射量是额定注射量的80。即下式：m件0.8m注式中：件塑件与浇注系统的重量(g) 注注射机的额定注射量(g) 件=件 =21625.31.0110-3 =21.84经计算 件0.8注。所以选择合理。3.1.2注射压力的校核：注射机的注射压力必须大于成型制品所需的注射压力。注射压力取决于注射机类型、喷嘴形式、塑料流动性和型腔的流动阻力等因素。ABS的流动性比较差，所以应取大一些注射压力，所需注射压力取120Mpa3.1.3锁模力校核：F锁腔/1000 （4.1）式中：锁锁模力（）毕业设计（论文）腔型腔压力(MPa) 塑件及流道系统在分型面上的投影面积（mm2）F锁腔/1000=304998/1000=149.94 KN取锁=150 KN3.1.4模具安装尺寸校核：喷嘴尺寸 注射模主流道衬套始端凹坑的球面半径尺寸应大于注塑喷嘴球半径r，以保证同心和紧密接触，通常=r+（0.51） (4.2)=11 mm。主流道孔小端直径应大于注塑机喷嘴直径，通常取=+（0.51）mm=3 mm. 图3.1喷嘴3.2 模具外形尺寸 模具长宽尺寸应与注射机的拉杆间距相适应，以保证能从一个方向穿过拉杆间的空间安装在注射机上。3.2.1模具厚度注射模的厚度必须在所选注塑机的最大模厚到最小模厚之间，所以取模具厚度为228 mm，采用标准模架2型，即长宽为250200。3.2.2开模行程的校核开模取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。此塑件采用单分型面注射模，所以开模行程按下式校核。 SH1+H2+H3+(510) (4.3)式中 注塑机的最大开模行程（mm）H1塑件脱出距离（mm） H2包括流道凝料在内的塑件高度（mm） H3侧抽芯距离（mm） 26+26+6+8=66(mm)取=70(mm)4浇注系统的设计4 浇注系统的设计4.1主流道的设计 4.1.1喷嘴形状主流道是连接注射机的喷嘴与分流道通道断面为圆形，且带有一定的锥度，如图所示。 1浇口套 2机床喷嘴图4.1喷嘴形状4.1.2在设计主流道时有如下要点：a.为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料及考虑塑料熔体的膨胀，将主流道设计成圆锥形，其锥角=30，内壁粗糙度为Ra0.63 um.b.主流道大端呈圆角，其半径取r=2 mm，以减少料流转向过度时的阻力。c.在保证塑件成型良好的情况下，主流道的长度尽量短，取=25mmd.为了使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对接，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径2=1+（12） mm=11 mm,流道直径D=d+(0.51) mm=4.5 mm.凹坑深度取3.5 mm4.2分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般设计在分型面上，起分流和转向作用。分流道的长度和断面尺寸：毕业设计（论文）分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置。从输送熔体时减少压力和热量损失及减少浇道凝料的要求出发，取分流道长度l=21 mm.分流道断面尺寸应根据塑件的成型体积、塑件壁厚、塑件形状、所用塑料的工艺性能、注射速率和分流道的长度等因素来决定。所以取断面直径=5.5 mm 4.2.1分流道断面形状：常用的分流道截面形状有圆形、矩形、梯形、字形和六角形等，当分型面为平面时，采用圆形。4.2.2 分流道的布置：分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响，分流道的布置形式分为平衡式和非平衡式两种，这里采用非平衡式布置分流道。如下图。 图4.2分流道4.3 冷料穴的设计 冷料穴一般位于主流道对面的动模板上，或处于分流道的末端。其作用是存放料流前端的“冷料”，防止冷料进入型腔而形成冷接缝。开模时又能将主流道中的凝料拉出。采用与推杆匹配的冷料穴。冷料穴的形状为字形，其结构如下图。图4.3冷料穴4.4 浇口的形状浇口是连接分流道与型腔的一段细短通道，它是下图。图4.4浇口浇注系统的关键部分，浇口形状、数量、尺寸和位置对塑件的质量影响很大。浇口主要有两个作用：一是塑料熔体流径的通道；二是浇口的适时凝固可控制保压时间。所以成型此塑件时采用潜伏浇口。潜伏浇口一般开设在推杆上，从塑件的内侧面进料。侧浇口是典型的圆形截面浇口，能方便地调整充模时的剪切速度和浇口封闭时间。潜伏浇口的特点是浇口截面形较复杂；加工方便；能对浇口尺寸进行精密加工；浇口位置选择比较灵活；以便改善充模状况；去除浇口方便，表面无痕迹。 5 成型零部件的设计与计算5 成型零部件的设计与计算成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用来构成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸(包括矩形和异形零件的长和宽)，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的位置尺寸等。任何塑料之间都有一定的几何形状和尺寸的要求，如在使用中有配合要求的尺寸，则精度要求较高。在模具设计时，应根据塑件的尺寸精度等级确定模具成型零件的工作尺寸及精度等级。5.1 凹模的设计与计算5.1.1 型腔的径向尺寸和深度尺寸a、型腔径向尺寸的计算：L+z =（1+Scp）LS-3/4+z (5.1)L凹模径向尺寸（mm）LS塑件径向公称尺寸（mm）Scp塑料的平均收缩率（）塑件公差值（mm）z 凹模制造公差（mm）查1表得：ABS的收缩率为0.40.7。则塑料的平均收缩率Scp =0.5%由：LS1=51 mm Ls2=98 mm 又查表知IT3级精度时塑件公差值 1= 0.22mm 2= 0.30 mm实践证明：成型零件的制造公差约占塑件总公差的1/31/4，因此在确定成型零件工作尺寸公差值时可取塑件公差的1/31/4。为了保持较高精度选1/4。由于： z= 1/4 (5.2)得： z1=1/40.22=0.05 mm z2=1/40.30=0.08 mm则： L1+z=（1+Scp）LS-3/4+z (5.3)毕业设计（论文）=（1+0.5%）51-3/40.22+0.05 =51.09+0.05 mm L2+z=（1+Scp）LS-3/4+z =（1+0.5%）98-3/40.30+0.08=98.27+0.03 mmb、型腔深度尺寸的计算：凹模深度尺寸同样运用平均收缩率法： H+z =（1+Scp）LS-2/3+ z H凹模深度尺寸（mm）z凹模深度制造公差（mm）其余符号同上由：HS1=26 mm HS2=23 mm 取IT3精度时1=0.16 mm 2=0.14 mm 由z=1/4得： z1=0.04 mm z1=0.03 mm则：H1+z =（1+Scp）LS-2/3+z =（1+0.5%）26-2/30.16+0.04 =26.02 +0.04 mmH2+z =（1+Scp）LS-2/3+z =（1+0.5%）23-2/30.14+0.03 =23.02 +0.03 mm5.2 凸模的设计与计算5.2.1 型芯的径向尺寸、高度尺寸和中心距尺寸a 型芯径向尺寸的计算运用平均收缩率法：Lz =（1+Scp）LS+3/4 z L 型芯径向尺寸（mm）z 型芯径向制造公差（mm）其余符号同上由：LS1=94mm LS2=47 mm 取IT3精度时1=0.30 mm 2=0.20 mm由z=1/4得：z1=0.08 mm z2= 0.05 mm 则：L1z =（1+Scp）LS+3/4z =（1+0.5%）94+3/40.300.08 =94.550.08 mmL2z =（1+Scp）LS+3/4z =（1+0.5%）47+3/40.200.05 =47.390.05 mmb. 型芯高度尺寸的计算运用平均收缩率法： Hz =（1+Scp）LS+2/3z H型芯高度尺寸（mm）z型芯高度制造公差（mm）其余符号同上由：H1=2 mm H2=8 mm H3=20 mm H4=24 mm 取IT3精度时 1=0.08 mm 2=0.10 mm 3=0.14 mm 4=0.14 mm由z=1/4得：z1=0.02 mm z2=0.03 mm z3=0.04 mm z4=0.04 mm则：H1z =（1+Scp）LS+2/3z =（1+0.5%）2+2/30.080.02 =2.060.02 mmH2z =（1+Scp）LS+2/3z =（1+0.5%）8+2/30.100.03 =8.11 0.03 mmH3z =（1+Scp）LS+2/3z =（1+0.5%）20+2/30.140.04 =20.190.04 mmH4z =（1+Scp）LS+2/3z =（1+0.5%）24+2/30.140.04 =24.210.04 mmc. 型芯中心距尺寸的计算同样运用平均收缩率法： z/2=（1+Scp）LSz/2模具中心距尺寸（mm）模具中心矩尺寸（mm）z模具中心矩尺寸制造公差（mm）其余符号同上由： LS1=13 mm LS2=46 mm LS3=50 mm LS4=40 mm 取IT3精度时：1=0.13 mm 2=0.20 mm 3=0.20 mm 4=0.20 mm 由z=1/4得：z1=0.03 mm z2=0.05 mm z3=0.05 mm z4=0.05 mmL1 z/2=（1+Scp）LS z/2 =（1+0.5%）130.02 =13.07 0.02 mmL2 z/2=（1+Scp）LS z/2 =（1+0.5%）460.03 =46.23 0.05 mmL3 z/2=（1+Scp）LS z/2 =（1+0.5%）500.03 =50.250.03 mmL3 z/2=（1+Scp）LS z/2 =（1+0.5%）400.03 =40.20.03 mm5.3 模具的装配工艺及零件工艺模具装配是把模具零件，组件或部件组装成一副完整模具的过程。有组件装配部件装配和总装三个步骤。模具装配既要保证配合精度，还要保证零件之间的位置精度，对于彼此有相对运动的零件应该保证运动精度。a. 装配前的准备(1) 研究分析装配图零件图，了解各零件的作用特点和技术要求，掌握关键装配技术；(2) 检查待装配的零件，确定哪些零件有装配加工内容；(3) 确定装配基准；(4) 清理模具零件；b. 装配工艺(1) 模架装配：当模板加工量较大时，或多或少会引起模板的一些变化，模板上下表面最终需要平磨修平，同时为保证导柱 导套间运转灵活，这时需要对导柱 导套进行修磨。(2) 成型零件装配：保证分型面密合，一般使型腔型芯镶块的分型面处高于定动模板上表面0.020.004mm，这样可以使锁模力相对集中作用在分型面上，避免塑件产生飞边或毛刺，首次试模后在需要的地方加开排气槽。(3) 脱模机构装配：要保证在推出时，推杆或推件板动作必须保持同步，各孔之间基本同心，推杆在孔中反复运动灵活。一般情况下，装配时要保证推杆顶面高出型芯表面0mm0.1mm，复位杆顶面应低于分型面0mm0.05mm，斜推杆顶面应低于型芯表面0.01mm0.2mm（保证斜推杆在推出过程中不损伤塑件内表面），以推杆底部台肩厚度为准，配作推杆固定板的沉孔深度，保证装配后有0mm0.05mm的轴向间隙，避免推杆过大的轴向串动。5.3.3 模具的装配顺序塑件的结构形状是型芯、型腔在合模后很难找正相对位置,模具还设有斜滑块机构,所以,模具要先装号导柱、导套作为模具的装配基准。a. 凸模和型芯的装配 凸模镶块采用埋入式结构,并采用过渡配合的方式连接。 小型芯也采用压入式结构, 采用过渡配合的方式连接。b. 型腔的装配为了节省模具钢,型腔采用镶拼式结构,过渡方式配合,用螺钉和固定板紧固。5.3.4试模和修配将模具装入注塑机，并开始动作，在保压一段时间后开模，凝料由拉料杆从浇口套中脱出并自动坠落，推杆顶出塑件，塑件推出后，由复位杆实现复位，并锁紧动定模板，以便进行下一次注塑。6 脱模机构的设计6 脱模机构的设计6.1 脱模机构的设计 在注射成型完之后，塑件要从模具的型腔或型芯上脱出。此塑件脱模时采用推杆推出机构。为了不使塑件产生变形或破坏，应该合理布置推杆位置，布置推杆时有如下要点：a.推杆应设在脱模阻力大的地方。b.推杆应均匀布置。c.推杆应设在塑件强度、刚度较大处。推杆直径采用5，截面为圆形，尾部采用台肩的形式。推杆直径d与模板上的推杆孔采用8/f7间隙配合。推杆固定端与推杆固定板通常采用单边0.5mm的间隙。推杆材料采用8，经淬火处理，硬度为HRC5458。图6.1推杆6.2 脱模机构的计算 此塑件属于薄壁壳体形塑件，断面为矩环形，所以脱模力按下式计算： =8tLCoS（f-tg）/（1-u）K1 (6.1)式中 塑料的拉伸模量（MPa） 取=1.8103塑料成型平均收缩率 取0.5%毕业设计（论文）t塑件的平均壁厚（mm） 取2.8L塑件包容型芯的长度（mm） 取66.4u 塑件的泊松比 取0.38脱模斜度 取30 f 塑料与钢材之间的摩擦因数 取0.38 K1 由f和决定的因次数 取0.22 K1 =1+fSinCoS=1.006将数据代入公式中得1=8.26 KN由L2=26 mm 得 2=5.32 KN塑件壁厚与其内孔长度之比大于1/20时，采用如下公式： =2（a+b）EL(f-tg)/(1+u+K2)K1 (7.2)式中 a矩形型腔的短边长度（mm） 取51b矩形型腔的长边长度（mm） 取98K2由（=r/）和决定的因次数 K2=22/CoS2+2CoS=1.63将以上数据代入公式中得 3=9.48 KN 7 合模导向及抽芯的设计7 合模导向及抽芯的设计7.1 合模导向机构的设计模导向机构是保证动定模合模时，正确定位和导向零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。在此采用导柱导向定位。导向机构有如下作用：1、定位作用2、导向作用。导柱导向机构的主要零件是导柱和导套。在此模具中采用直径16的导柱，材料是T8A钢，经淬火处理，硬度为HRC50-55。导柱固定部分表面粗糙度Ra为0.8um,导向部分表面粗糙度Ra为0.80.4um。采用4个等直径的导柱对称布置。如右图所示。导柱固定端与模板之间一般采用7/m6过渡配合，导柱的导向部分通常 采用7/f7间隙配合。在此模具中采用带头导套，直径35，材料与导柱材料相同，此导套用7/m6配合，镶入定模板内，并且采用中小型标准模架。 图7.1定模版7.2 侧抽芯机构的设计注射机采用斜导柱侧向分型与抽芯机构，如图所示。图7.2斜导柱毕业设计（论文）7.2.1抽芯距的确定为了安全起见，侧向抽芯距离通常比塑件上的侧孔的深度为2mm即抽芯距S=3mm。7.2.2抽芯力得计算抽芯力得计算同脱模力计算相同。对于侧向凸起较小的塑件的抽芯力往往是比较小的，仅仅是克服塑件与侧型腔的粘附力和侧型腔滑块移动时的摩擦力。对于侧型芯的抽芯力，往往采用如下的公式进行估算：Fc=chp(Cos-Sin) (7.1)式中 Fc-抽芯力(N)；c-侧型芯成型部分的截面平均周长(m) ；h-侧型芯成型部份的高度(m) ；p-塑件对侧型芯的收缩力(包紧力)，其值与塑件的几何形状及塑料的品种、成型工艺有关，一般情况下模内冷却的塑件，p=(0.81.2)Pa；-塑件在热状态时对钢的模擦系数，一般=0.150.20；-侧型芯的脱模斜度或倾斜角()。将数据代入公式中得 Fc =7.85x1x1x107x(0.2xCos200-Sin200)=0.46 KN7.2.3斜导柱的设计取斜导柱的工作端部设计成锥台形，锥台的斜角为17。斜导柱与其固定的模板之间采用过渡配合H7/m6。由于斜导柱在工作过程中主要用来驱动侧滑块作往复运动，侧滑块运动的平稳性由导滑槽与滑块之间的配合精度保证，而核模时滑块的最终准确位置由楔紧块决定，因此，为了运动的灵活，滑块上斜导孔与斜导柱之间可以采用较松的间隙配合H11/b11，或者两者之间保留0.51mm的间隙。由于抽芯距较小，取斜导柱倾斜角取20。由此计算斜导柱下列尺寸：a. 斜导柱的工作长度L=S/Sin (7.2)=3/Sin20=8.77mmb. 与抽芯距S对应的开模据 H=SCtg (7.3)=3Ctg20=8.24mmc. 斜导柱的长度计算 Lz=L1+L2+L3+L4+L5 (7.4) =d2/2tg+h/Cos+d/2tg+S/Sin+510mm= 80mmd. 斜导柱的直径 d=(FwLw/0.1w) (7.5)=10mm考虑到滑块的摩擦力且结构允许，取d=12 mm7.2.4侧滑块与导滑槽的设计根据模具结构灵活性，且侧型芯在摩损后可以更换的情况下，滑块的结构形状为组合式，滑块与侧型芯联接方式为：小型芯在非成型端尺寸放大后用H7/m6的配合镶入滑块，然后用一个圆柱销定位，滑块上放小型芯的孔为直通孔。成型滑块在侧向分型抽芯和往复过程中，要求其必须沿一定的方向平移地往复移动，这一过程在导滑槽内完成的。根据模具结构的具体要求，滑块与导滑槽的配合采用T形槽，T形槽采用压嵌式式，即在中间板上制出T形台肩的导滑部分。7.2.5楔紧块的设计在注射成型过程中，侧向成型零件受到容融料很大的推力作用，这个力通过滑块传给斜导柱，而一般的斜导柱为一细长杆件，受力后容易变形，导致滑块后移，因此必须设置楔紧块，以便在和模后锁住滑块，承受熔融塑料给予侧向成型零件的推力。楔紧块与模具的联接方式是把楔紧块用H7/n6配合整体镶入模板中锁紧角为227.2.6二次分型限位装置的设计限位装置在开模过程中用来保证二次分型。采用限位螺钉来实现。用摆钩等装置来紧固动定模, 实现定模抽芯的动作。7.2.7滑块的精确导向滑块的精确导向形式为：斜导柱与斜孔近侧型芯一侧的配合处一定要有0.5mm以上的孔隙，决不允许在模具闭合时斜导柱和滑块之间有碰撞现象产生。8温度调节系统的设计8 温度调节系统的设计在设计冷却系统时，应注意以下原则：a. 冷却水道应尽量多，截面尺寸应尽量大。b. 冷却水道至型腔表面距离应尽量相等，此塑件壁厚相等，所以冷却水道到型腔表面距离相等，且距离应在15mm左右。c. 浇口处加强冷却。塑料熔体充填型腔时，浇口附近温度最高，所以要加强冷却浇口。d. 冷却水道出入口温差应最小，尽量缩短冷却水道长度，降低出入口冷却水的温差，提高冷却效果。e. 冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置，此外，在设计冷却水道时还要避免塑料的熔融部位，以免产生熔接痕，并且还要易于清理，冷却水道孔径取6 mm。定出装置在模具内往复运动，除滑动配合外其余部分处于浮动状态，顶出板和顶出固定板的重量不应作用在推杆上，而应由顶出系统的导向零件来支撑，此注射模增设导柱、导向，这样两根导柱可起支撑作用，防止支承板变形弯曲。9模具材料的选择与经济性及环保分析9 模具材料的选择与经济性及环保分析9.1模具材料的选择根据模具的生产条件和模具懂得工作条件需要,结合模具材料的基本性能和相关的因素,来选择适合模具需要的,经济上合理、技术上先进的模具材料。对于一种模具,如果单纯从材料的基本性能考虑,可能几种模具材料都能符合要求,然而必需综合考虑模具的使用寿命、模具制造工艺过程的难易程度、模具制造费用以及分摊到制造的每一个工件上的模具费用等多种因素,进行综合分析评价,才能得出符合生产要求的材料。模具材料选择的原则:a. 机械加工性能良好。要选用易于切削，且在加工以后能得到高精度零件的钢种。b. 抛光性能优良。钢材的显微组织应均匀致密，极少杂质，无疵斑和针点。c. 耐磨性和抗疲劳性能好。注射模型腔不仅受高压塑料熔体冲刷，而且还受冷热温度交变应力作用。一般的高碳合金钢可经热处理获得高硬度，但韧性差易形成表面裂纹，不以采用。所选的钢类型应使注塑模能减少抛光、修模次数，能长期保持型腔的尺寸精度，达到所计划批量生产的使用寿命期限。d. 具有耐腐蚀性。对有些塑料品种，如聚氯乙稀和阻燃性的塑料，必须考虑选用有耐腐蚀性能的钢种。以下成型零件材料就根据以上原则选择。表9-1 模具材料选择零件材料 热处理方式定模底板45钢动模底板45钢推杆固定板45钢浇口套45钢推杆T8A 热处理至4550HRC导柱T8A 热处理至5058HRC导套T8A 热处理至5660HRC推板T8A 热处理调质HB230270定模板T8A 热处理调质HB230270斜滑块T8A 调质230270HBS动模板45钢 热处理调质HB230270推杆固定板45钢 热处理5055HRC型芯20钢 渗炭0.50.8 淬硬5660HRC斜导柱T8A 热处理要求硬度HRC559.2模具经济性与环保分析往往对于一个零件的塑料注射模具，可以拟订出几个不同的方案，这些方案都能满足该零件的技术要求。但是它们的经济性是不同的，因此要进行经济性分析，选择一个在给定的生产条件下最为经济的方案。对模具技术经济分析的主要指标有：模具精度和表面质量、模具的生产周期、模具的生产成本和模具的寿命。它们相互制约，又相互依存。在模具生产过程中应根据设计要求和客观情况，综合考虑各项指标。9.2.1模具生产周期模具的生产周期是指从接受模具订货任务开始到模具试模鉴定后交付合格模具所有的时间。当前，模具使用单位要求模具的生产周期长短是衡量一个模具企业生产能力和技术水平的重要指标之一，也关系到一个模具企业在激烈的市场竞争中有无立足之地。同时模具的生产周期长短也是衡量一个国家模具技术管理水平高低的标志。影响模具生产周期的主要因素有：a. 模具技术和生产的标准化程度：模具标准化程度是一个国家模具技术和生产发展到一定水平的产物。目前，我国模具技术的标准化已有良好的基础，有模具基础技术标准、各种模具设计标准、模具毛坯标准以模具和半成品件标准以及模具检验和验收标准等。由于我国企业的小而全和大而全状况，使得模具标准件的商品化程度还不高，这是影响模具生产周期的重要因素。b. 模具企业的专门化程度：现代工业发展的趋势是企业分工越来越细，企业的专门化程度越高，越能提高产品质量和经济效益，并有利于缩短产品生产周期。目前，我国模具企业的专门化程度还较低。只有各模具企业生产自己最擅长的模具类型，有明确和固定服务范围，同时各模具企业互相配合搞好协作化生产，才能缩短模具生产周期。c. 模具生产技术手段的现代化：模具设计、生产、检测手段的现代化也我影响模具生产周期的重要因素。只有大力推广和普及模具CAD/CAM技术和网络技术，才能使模具的设计效率得到大幅度提高；模具的机械加工中，毛坯下料采用高速锯床、阳极切割和砂轮切割等高效设备，粗加工要采用高速铣床、强力高速磨床；精密加工采用高精度的数控机床，如数控仿形铣床、数控光学曲线磨床、高精度数控电火花线切割机床、数控连续轨迹坐标磨床等等；推广先进快速制模技术，使模具生产技术手段提高一个新水平。d. 模具生产的经营和管理水平：从管理上要效率，研究模具企业生产的规律和特点，采用现代化的管理手段和制度管理企业，也是影响模具生产周期的重要因素。9.2.2模具的生产成本模具的生产成本是指企业为生产和销售模具所支付的总和。模具生产成本分为生产成本，非生产成本和生产外成本，这里所讲的模具生产成本是指模具生产过程有直接关系的生产成本。影响模具生产成本的主要因素有：a. 模具结构的复杂程度和模具功能的高低；b. 模具精度的高低；c. 模具材料的选择；d. 模具加工设备；e. 模具的标准化程度和企业生产的专门化程度。9.2.3模具的寿命模具寿命是指模具在保证所加工产品零件质量的前提下，所能加工的制件的总数量，它包括工作面的多次修磨和易损件更换后的寿命。一般在模具设计阶段就应明确该模具所使用的生产纲领或模具生产制件的总数（即模具的设计寿命）。不同类型的模具正常损坏的形式也不一样，但总的来说工作表面损坏的形式有摩擦损坏、塑件变形、开裂、疲劳损坏、啃伤等等。影响模具寿命的主要因素有：A、模具的结构；B、模具材料；C、模具加工质量；D、模具的工作状态；E、产品零件的状况。要有效的提高塑料注射模的寿命，应从注射模的设计、制造、使用和维护等多方面进行综合性考虑：科学设计，确保注射模的结构合理；合理选用模具材料及热处理方法，保证注射模的使用要求；优化制造工艺，保证注射模的制造质量；实施表面强化，提高注射模工作零件的表面质量；正确使用与维护，优化注射模的工作条件。9.2.4绿色制造模具在制造过程中要考虑到环保性问题，所以在本次设计中也应该对“绿色制造”进行考虑。20世纪70年代以来，工业污染所导致的全球性环境恶化达到了前所未有的程度。整个地球面临资源短缺、环境恶化、生态系统失衡的全球性危机。20世纪的100年消耗了几千年甚至上亿年才能形成的自然资源。工业部门已逐步认识到，工业生产对环境质量的损坏不仅严重地影响了企业形象，而且不利于市场竞争，直接制约着企业的发展。绿色制造是综合考虑环境影响资源利用效率的现代制造模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期内，废弃资源和有害排放物最少，即对环境的负面影响最小，对健康无害，资源利用率最高。绿色制造的核心内容是：用绿色材料、绿色能源，经过绿色的生产过程（绿色设计、绿色工艺技术、绿色包装、绿色管理等）生产出绿色产品。随着绿色的概念逐渐深入人心，绿色制造的发展呈现出全球化、社会化、集成产业化、并行化、智能化等特点。绿色制造的实施将导致一批新兴产业的形成，它对未来制造业的发展将有着极其重要的作用。总结总 结经过一个学期的时间，我完成了毕业设计。在这短短的一个学期内，我学到了很多东西，可说是受益非浅。虽说是短短的一个学期，但我认为通过实践所得比从书本上学到的东西要有价值的多。通过毕业设计使我真正做到了理论联系实际。在张云老师耐心、认真的教导下，使我独立地完成了这次毕业设计。在此设计中我还学会了如何查阅设计手册，如何对塑件的工艺分析，如何模具设计。在梁老师的带领下，还看到了型腔、型芯、滑块等各种模具零部件。这样在我脑海里有了一个深刻的印象，不至于对模具模棱两可。同时也清楚的看到了实践与理论的差别。更重要的是经过这次设计，使我更加牢固、扎实的掌握了专业理论知识，对我以后的
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