毕业设计--充电器外壳的注塑模具设计

模具设计课程设计 充电器外壳的注塑模具设计塑料模具毕业设计由于文档太多，还包括下面几个文档，下载这个文档后，直接发站内信留下你的邮箱好让我发其它文档给你，我一般3-5天上一次网。设计题目：充电器外壳的注塑模具设计机电工程学院 模具设计与制造专业目 录一、设计题目 1二、零件注塑结构分析 21、零件材料分析 22、模流分析 2三、注塑模具设计 91、模具型腔设计 92、浇注系统与模架设计 103、铸模测试与合模干涉分析 15四、绘制模具工程图 16小 结 17参考文献 18一、设计题目某电器生产企业设计了一种AA电池充电器，充电器的外壳使用ABS工程塑料制成，现在要为充电器的上盖设计注塑模具。上盖的外形及工程图如图1-1、图1-2所示。脱模斜度2，尺寸精度IT6，壁厚1.5mm，最小圆角R1。表面涂银色涂料，生产批量：大。图1-1图1-2二、零件注塑结构分析1、零件材料分析 ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的聚合物，因此ABS具有良好的综合力学性能。ABS外观为粒状或粉状，呈浅象牙色，不透明但成型的塑料件有较好的光泽。它无毒、无味，密度为1.081.2g/cm3。ABS具有较高的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降；有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。ABS具有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工，且易着色。ABS几乎不受酸、碱、盐及水和无机化合物的影响，溶于酮、醛、酯、氯代烃中。ABS的热变形温度为93，脆化温度为27，使用的温度范围为40100，ABS的耐候性差，紫外线作用下容易氧化降解，会导致制件变硬变脆。ABS具有良好的成型和综合力学性能，因此用体广泛，可用来制造水箱外壳、管道、仪表壳、齿轮、汽车壳板、玩具、家用电器及家俱等。充电器是一种在室内使用的小型电器，工作温度范围小，不受阳光直接照射，ABS良好的抗腐蚀行和力学性能可以保护充电器内部零件，其易着色的特性可以保证充电器的视觉效果。因此使用ABS材料制造是十分合适的。查表获得ABS塑料的参数：收缩率0.5%，注射温度：230，模具温度：60，后处理温度：70；注射压力： 140MPa，保压压力： 70MPa。2、模流分析在塑料注射到模具后，它的流动性是否均匀将影响到成品的质量，开模后若局部温度冷却状态不好或温度太高，将造成拔出后的零件变形或有缩痕。另外，浇口的位置也对零件质量有很大影响。利用计算机上的模流分析软件，可以协助设计人员在制造之前，就先行了解这些可影响制造的关键因素，将减少模具的试制成本、加快塑料件和模具的设计速度，并提高产品的合格率。Pro/ENGINEER的Plastic Advisor就是一套模流分析系统，它可以通过软件中的经验数据库分析塑料零件结构的注塑性能。使用Plastic Advisor对充电器上壳进行模流分析，从而预知零件在注塑过程中可能出现的问题，并通过改进零件的结构和注射工艺来解决这些问题，以便在一个可行的注塑方案上进一步设计注塑模具。浇口分析 浇口分析可得出塑料件的最佳浇口位置，结果如图2-1所示。蓝色区域内是浇口的最佳位置，因此将浇口设置在蓝色区域内，在图中用黄色箭头表示。图2-1流动分析 可报告注射时间、注射压力、锁模力、注射量等。 填充时间。可分析得到填充时间并演示整个填充的过程。如图2-2，中心红色区代表最先填充的区域，外围蓝色区代表最后填充的区域。填充时间0.85秒。图2-2 注射压力。对注射过程中各个区域的压力进行评估，从而预知注射工艺的可行性，防止过保压等现象。图2-3 波前温度。波前温度是塑料流体刚刚流动到某一位置的温度，研究波前温度，可以防止迟滞和短射现象。从图2-4中可看出最低波前温度为225.6，满足流动要求。图2-4 表面流动方向。通过表面流动方向的分析结果，可以判断是否会产生潜流现象和失衡流动现象，也能预知注射期间塑料流体与模具表面摩擦的情况。如图2-5。图2-5 填充可信度与填充质量。Plastic Advisor会根据流动分析的各个结果综合判断此模型的填充可信度与填充质量，提供对模型的综合评价。图2-6图2-7图2-6和图2-7为填充可信度与填充质量的结果，从图中可以看出整个模型都为绿色，图例标识为“High”，即整个模型的填充可信度与填充质量都为高。因此，此模型在选定的工艺下非常容易注射，型腔能够完全填充，填充质量高。冷却分析 可报告表面温度变化、冷却时间变化、冷却质量、缩痕和空隙位置等。冷却时间变化。当某个区域冷却时间大于正常值时，冷却补偿将集中在这个区域，造成零件不合格。而当某个区域的冷却时间小于正常值时，则此区域易出现迟滞或短射。图2-8是冷却时间变化报告。图2-8表面温度变化。高的表面温度变化表示该区域需要冷却，这将是设计模具冷却系统的依据。图2-9冷却质量。Plastic Advisor可以提供对冷却质量的综合判断。从图2-10可看出整个模型的冷却质量都为“High”，可以满足冷却要求。图2-10缩痕分析。可预测冷却后缩痕的位置和缩痕的凹陷深度。从分析结果可看出凹陷位置在外壳两侧的边缘上，凹陷深度最大0.016mm，肉眼是不易察觉的，不影响成品外观。图2-11焊接线和逃气分析 焊接线是塑料流体汇合形成的，会影响外壳的机械强度；逃气会在外壳表面形成微小气泡，影响外壳的美观。因此有必要分析焊接线和逃气的规模。从图2-12可看出焊接线数量不多且长度较短，对充电器外壳的强度影响不大；逃气点大部分分布在零件的内侧和底部，不影响外壳美观。图2-12模流分析报告 除了上述图形结果外，还有很多重要的参数，这些参数有的是分析模型结构和工艺的重要依据，还有的是设计模具时用得到的数据。将模流分析生成报告，以便进一步分析。以下是报告的部分内容： 注射工艺：Part Name:chargerMaterial Supplier（供应商）:GenericMaterial Grade（材料类型）:ABS - Acrylonitrile-butadiene-styreneMax Injection Pressure（最大注射压力）:140.00 MPaMold Temperature（模具温度）:60.00 deg.CMelt Temperature（熔料温度）:230.00 deg.CModel Suitability（模型分析适合度）:Part model was highly suitable for analysis.填充分析：Filling AnalysischargerMoldability（模塑工艺性）:Your part can be easily filled with acceptable quality using the current injection locations.Confidence（可信度）:HighInjection Time（填充时间）:0.85 secInjection Pressure（注射压力）:27.91 MPaWeld Lines（焊接线）:YesAir Traps（逃气）:YesShot Volume （注射量）:19.48 cu.cm Filling Clamp Force（填充锁模力）:9.82 tonnePacking Clamp Force Estimate 20%:（预估保压锁模力）( 5.58 )MPa 3.68 tonnePacking Clamp Force Estimate 80%:( 22.33 )MPa 14.72 tonnePacking Clamp Force Estimate 120%:( 33.50 )MPa 22.07 tonneClamp Force Area（锁模力面积）:64.63 sq.cmCycle Time（循环时间）:11.33 sec冷却分析：Cooling QualitychargerCooling Quality（冷却质量）:Your part can be easily cooled.Surface Temperature Variance Range（表面温度变化）-4.29 deg.C to 3.00 deg.CFreeze Time Variance Range（冷却时间变化）-0.36 sec to 0.54 sec模流分析总结：由分析结果可以判定，此模型结构和采用的注射工艺能保证塑料熔体良好塑化，顺利充模、冷却与定型，生产出的塑料件质量和外形尺寸都合格，完全满足产品的要求。三、注塑模具设计1模具型腔设计使用Pro/ENGINEER的模具设计模块进行模具型腔设计，模具工件尺寸为14010060mm。将零件模型加载后，设定收缩率为0.005。型腔上有一个分型面，复制零件内侧的曲面作为分型面，零件上的八个靠破孔使用曲面工具补齐，并延伸至模具工件以外，以便顺利拆模。分型面如图3-1所示。模具工件按照分型面被分割成两个模具体积块，并将模具体积块抽取为零件，即凸模和凹模。如图3-2。模具形腔材料选用德国产2311预硬塑胶模具钢，成本适中，耐磨性好，适合ABS注塑成型。使用中注意防酸。图3-1 图3-22浇注系统与模架设计零件的浇口位置决定了该零件的注塑模具必须使用两板式结构，因此这里采用一模多穴的设计比较合适，可以提高效率、降低成本，多个型腔共享主流道，两板式结构得到了充分利用。考虑注射量和尺寸精度的因素，这里选用一模两穴结构。使用Pro/ENGINEER的专家模具基体扩展模块，即EMX模块。利用其中的模架数据库，可以方便地设计模架系统，将模具设计自动化。使用EMX4.1创建一个新模具组件项目后，将上一步设计好的模具形腔组件装配进来，装配两组形腔并进行排模，以便满足一模两穴的要求。如图。图3-3之后即可设计模架组件。模架选择。根据形腔组件大小，选择模架库中Futaba_3P的DA型三板式模架，尺寸为270350275mm，行程35mm，重量259Kg。如图3-4。图3-4注射机。注射机选择库中arburg公司生产的220_S_150/60注射机，长度2840mm，宽度850mm，最大注射压力500Mpa。浇口套。选用SBSM系列，尺寸外形如下图。图3-5动模定位环。选用LRJS系列动模定位环，尺寸外形如下图。图3-6导柱导套。选用模架默认的尺寸即可满足要求。既可满足导向要求，也不会与其它零件发生干涉。导柱导套尺寸外形如图3-7、3-8。图3-7图3-8顶板。选用的顶板如下图。图3-9顶杆固定板。选用的顶杆固定板如图3-10。图3-10顶杆。共设置8个顶杆，每个形腔4个，对称布置。选用的类型为：带肩的圆柱头顶盖。顶杆尺寸外形如下图：图3-11 水线。共设置两条直线水线，贯穿模具凹模，共四个接头，将一端的两个接头用软管相连，另一端的两个接头用于冷却液体的流入和流出。接头型式为喷嘴型，外形尺寸如图3-12所示，钻孔直径10mm。图3-12设计好模架组件后，可通过再生模型得到整个模架系统的三维装配模型，如图3-13。图3-13 定义开模后如图3-14。图3-14模具系统爆炸图：图