充电器外壳注射模具设计【带三维】【10张图纸】【优秀版本】
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充电器
外壳
注射
模具设计
10
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摘 要
塑料注射模是成型塑料的一种重要工艺。通过对充电器外壳注射模具设计,能够基本地、全面地了解注射模具设计的基本原则、方法。在模具结构设计过程中，我大胆尝试提出各种不一样的成型的方案，并与老师探讨对方案进行了比较。在比较的过程中，发现大量的问题，也了解模具设计的要求和基本原则，最后在查阅大量书籍的帮助下完成没一个数据的选择。在设计中分析了常用日用品充电器的工艺特性，并介绍了ABS材料成型工艺特点、成型过程、开模过程以及成型后加工工艺。同时，分析了模具结构与计算，掌握如何设计一个完整的模具生产结构。通过本次设计，能较为熟练的使用Auto-CAD、Pro-E等软件进行模具辅助设计,提高自己的计算机绘图能力。本次毕业设计充分地为今后从事模具设计行业打下了扎实的基础。
本次主要设计是对充电器外壳注射模的设计, 重点对塑件的成型原理、材料的选用和注射技术进行分析。通过前期指导老师安排的任务，我先对任务书进行了分析了解，并查阅了大量的书籍、手册和文献，对模具有了一定的了解并且清楚自己的所要完成的任务量。进过对ABS充电器的了解，要满足制品大批量生产、高精度、外形复杂等要求，我首先主要把时间花费在确定所需的模塑成型方案、制品的后加工、分型面的选择、型腔的数目和排列、成型零件的结构等。既然以实际生产为目的，设计就要涵盖了注塑模具的主要系统包括有注射机、浇注系统、排气系统、冷却系统、顶出系统、导向系统等。对于要实际生产的模具，我们考虑的东西还有很多，为此我积极询问我的指导老师关于现实工厂中模具的生产过程及可能遇到的问题。设计时，尝试使用了侧向抽芯机构，增加模具的复杂性以及实用性。设计时参考了以往注射模具的设计经验，并结合制品的实际要求，通过简化设计结构、优化各个系统性能，尽最大限度实现美观、实用性高、长的使用寿命、短的生产周期和良好的经济性能。
关键词：塑料注射模；充电器外壳；计算机绘图
目 录
引言1
1 绪论2
1.1 模具概述2
1.1.1 模具种类2
1.1.2注射模具概述3
1.1.3 模具设计中面临的难题和要求3
1.1.3国内研究现状4
1.1.4国外研究现状5
1.2 课题的目的及意义5
1.3课题的主要内容和工作方法6
1.4解决的重点问题与创新8
2 塑料制品分析9
2.1 明确制品设计要求9
2.2 明确制品批量9
2.3 材料选择及性能9
2.3.1 材料选择9
2.3.2 材料品种10
2.4 成型设备10
2.5 拔模斜度10
2.6 计算制品的体积和质量11
2.6.1表面质量的分析11
2.6.2塑件的体积重量11
3 注射机及成型方案的确定11
3.1 注射机的确定12
3.2 成型方案的确定12
3.2.1 成型设备的选择12
3.2.2 成型的特点12
3.2.3 成型的原理13
3.2.4 成型过程13
4 型腔数的确定及分型面的选择13
4.1 型腔数的确定14
4.2 分型面的选择14
4.2.1 分型面的主要选择原则14
4.3确定型腔的排列方式15
4.4标准模架的选用16
5 成型零部件的设计与计算17
5.1 凸模设计17
5.2 凹模的设计17
5.3 成型零件工作尺寸的计算18
5.3.1 模腔工作尺寸的计算18
6 浇注系统的设计20
6.1浇注系统设计的原则20
6.2主流道设计20
6.3分主流道的设计20
6.4浇口的设计21
6.5平衡进料21
6.6冷料穴设计21
7 排气与冷却系统的设计22
7.1 冷却系统设计的原则22
7.2 冷却水路的计算22
7.3 排气系统的设计23
8 顶出与抽芯机构的设计24
8.1 推杆复位装置24
8.2 抽芯机构的选择25
8.3 抽芯距的计算25
8.4 斜导柱抽芯的设计25
8.5滑块的设计26
9 导向机构的设计26
9.1 导向、定位机构的主要功能27
9.2 导向机构的设计27
9.2.1 导柱的设计27
9.2.2 导套的设计27
10 注射机与模具各参数的校核28
10.1 工艺参数的校核29
10.2 模具安装尺寸的校核29
10.2.1 喷嘴的校核29
10.2.2 定位圈尺寸的校核29
10.2.3 模具外形尺寸的校核30
10.2.4 模具厚度的校核30
10.2.5 安装参数的校核30
10.3 开模行程的校核30
11 结论31
谢 辞32
参考文献33
附录 34
- 内容简介：
-
编号： 毕业设计 (论文 )开题报告 题 目： 充电器外壳注 射 模具设计 院 （系）： 国防生 学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 郑波 学 号： 1000110532 指导教师单位： 机电工程学院 姓 名： 郭 中玲 职 称： 讲 师 题目类型 ： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2013 年 12 月 23 日 nts- 1 - 1毕业设计的主要内容、重点和难点等 毕业设计的主要内容： 毕业设计课题为时尚艺术塑料板凳注塑模具设计。近几年，我国塑料模具工业有了很大的发展，塑料制品在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色，其种类也越来越多，制造加工也越来越精致美观。在未来的模具市场中，塑料模具发展的速度将高于其它模具，在模具 行业中的比例将逐步提高。并且随着注塑模具技术的发展，在工程机械和工业机械、电子、汽车、家电、玩具等产品中， 60%以上的零部件，可以依靠模具成型。 随着国内经济发展，居民生活水平的提高，塑料板凳已经成为日常生活中常备的用品。塑料板凳也出现了多种样式，其中更多的板凳以其精美的外观，低廉的价格，以及耐用的特点而受到企业和广大消费者的欢迎。塑料板凳虽然看似简单，但是其注塑模具的设计制造所涉及的知识面和知识点比较多，能比较全面的反应一些注塑模具设计的特点。本课题应用性强，知识面覆盖较广，并且来自生活，所以容易激发我 学习研究的兴趣，所以选择了这个课题 ,其主要内容如下： 1、参观调研，查阅资料。到模具制造相关企业调研，了解模具设计、生产、制造及加工情况。结合本次毕设课题，查阅模具相关资料； 2、 撰写开题报告； 3、通过对产品的性能分析，完成相关的模具结构与零件设计； 4、设计的模具结构要求完整、合理； 5、合理选择尺寸、公差、表面粗糙度和制件材料，绘制的产品图样完整； 6、认真分析制件图，确定模具型腔、模具结构、分型面和进料口形式，计算含收缩率的相关尺寸和模具的强度和刚度； 7、 翻译专业外语文献。 8、 撰写毕业设计（论文）说明书； 9、 绘制模具总装图、零件图； 毕业设计的重点难点： 1、 脱模推出机构和侧 抽芯机构的设计； 2、塑件的合理性设计及结构工艺性分析； 3、材料选择及相关参数的计算； 4、模具型腔数的确定，模具结构、分型面和进料口形式的选择； 5、保证 塑件成型时无变形，注出的制件表面光滑，无气泡和其它缺陷，无飞边或少飞边。 6、绘制模具总装图、零件图及尺寸标注。 nts- 2 - 2准备情况（查阅过的文献资料及调研情况、现有设备、实验条件等） 1、模具技术的现状 模具是汽车、电子、电器、航空、仪表、轻工、塑料、日用品等工业部门极其重要的工 艺装备。没有模具、就没有高质量的产品。模具不是一般的工艺装备，而是技术密集型的产品，工业发达国家把模具作为机械制造方面的高科技产品来对待。他们认为：“模具是发展工业的一把钥匙；模具是一个企业的心脏；模具是富裕社会的一种动力”。 近年来 ,我国塑料模具业发展相当快，目前，塑料模具在整个模具行业中约占 30%左右，而在整个塑料模具市场以注塑模具需求量最大。随着模具制造行业的发展，许多企业开始追求提高产品质量及生产效率 ,缩短设计周期及制造周期 ,降低生产成本，最大限度地提高模具制造业的应变能力等目标。新兴的模具 CAD 技术很大程度上实现了企业的愿望。近年来， CAD 技术的应用越来越普遍和深入 , 大大缩短了模具设计周期 , 提高了制模质量和复杂模具的制造能力。 目前， 美国、日本、德国等工业发达国家模具工业的产值均已超过机床工业总产值。美国模具年产值已超过 100 亿美元；日本从 1957 年到 1984 年二十七年间， 模具工业增长 100 倍； 1987 年台湾地区模具出口达一亿二千万美元。香港的模具年产值为 30 亿港币，我国的模具年产值为人民币 30 亿元。 从整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很多进步， 但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍然很大。主要缺陷明显的表现在精度不高，技术含量低、复杂程度低等缺点。严重的阻碍着国内模具业的发展。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。因此中国塑料模具行业和国外先进水平相比，主要存在一下问题：发展不平衡，产品总体水平较低；工艺装备落后，组织协调能力差；大多数企业开发能力弱，创新能力明显不足；供需矛盾短期难以缓解；体制 和人才问题的解决尚需时日。这些都严重的阻碍着国内电子业的发展。设计出好的产品却无法做出是我模具业的最大不足。因此，注重科技含量，借助了国外的先进理论技术则尤为重要。 大型化、高精密度、节能复合型模具将是未来注塑模具的发展方向。随着国际化，市场竞争越来越激烈，短周期、高质量、长寿命的高档塑料模具也会加大研制与开发。同时，注塑模具将与并行工程、精益生产、敏捷制造等多种生产模式密切结合，最终使塑料模具行业发生重大变革。 在工业高速变革的时期，更新模具技术成了关键的课题。 nts- 3 - 2、注塑模简介 注塑成型又称注塑 模具，是热塑性塑料制件的一种主要成型方法，并且能够成功地将某些热固性塑料注塑成型。 注塑成型可成型各种形状的塑料制品，其优点包括成型周期短， 能一次成型外形复杂、尺寸精密、带有嵌件的制品，且生产效率高易于实现自动化，因 而广泛应用在塑料制品生产当中。 3、注塑成型原理及特点 塑料的注塑成型过程，就是借助螺杆或柱塞的推力，将已塑化的塑料熔体以一定的压 力和速度注入模具型腔内，经过冷却固化定型后开模而获得制品。因此，可以说注塑成型 在塑料装配生产中具有重要地位。 4、注塑成型原理 注塑成型所用的模具即为注塑模（也称为 注 射 模 ）， 注 塑 成 型 的原 理（ 以 螺 杆 式 注 射 机为例） 。首先将颗粒或粉状的塑料加入料斗，然后输送到侧装有电加热的料筒中塑化。 螺杆在料筒前端原地转动，使被加热预塑的塑料在螺杆的转动作用下通过螺旋槽输送至料 筒前端的喷嘴附近。螺杆的转动使塑料进一步化，料温在剪切摩擦热的作用下进一步提 高并得以均 匀 化。 当料 筒前 端堆 积的 体对 螺杆产生一定的压力时（称为螺杆的背压） ， 螺杆将转动后退，直至整好的行程开关接触，从而使螺母与螺杆锁紧。具有模具一次 注射量的塑料预塑和储过程结束。 这时，马达带动气缸前进，与液压缸活塞相连接的螺杆以一定的速度 和压力将熔料通 过料筒前端的喷嘴注入温度较低的闭合模具型腔中。熔体通过喷嘴注入闭合模具腔后，必须经过一定时间的保压，熔融塑料才能冷却固化，保持模具型腔所赋予形状和尺寸。当合模机构打开时，在推出机构的作用下，即可顶出注塑成型的塑料制品。 5、充电器 外壳注塑模具设计注塑模具设计 的流程 ： (1)思考与创新， 绘 制 草图，确 定充电器 外壳的 外观 形式； (2)实践 操作 ： 通过 Pro-e 软件 画出 充电器 外壳的 三维模型； （ 3)用 Pro-e 做出内部的结构，实现外观 要求； (4)将 Pro-e 做的图导入 AutoCAD 中； (5)修改结构图 ，优化结构图 。 6、注射模具的设计过程 (1)对塑料零件的材料、形状和功能进行分析 (2)确定型腔的数目 确定型腔的数目条件有：最大注射量、锁模力、产品的精度要求和经济性等。 (3)选择分型面 nts- 4 - 分型面的选择应以模具结构简单、分型容易，且不破坏已成型的塑件为原则。 (4)型腔的布置方案 型腔的布置应采用平衡式排列，以保证各型腔平衡进料。型腔的布置还要注意 与冷却管道、推杆布置的协调问题。 (5)确定浇注系统 浇注系统包括主流道、分流道、浇口和冷料穴。浇注系统的设计应根据模具的类型、型腔的数 目及布置方式、塑件的原料及尺寸等确定。 (6)确定脱模方式 脱模方式的设计应根据塑件留在模具的部分而同。由于注射机的推出顶杆在动模部分，所以，脱模推出机构一般都设计在模具的动模部分。因此，应设计成使塑件能留在动模部分。设计中，除了将较长的型芯安排在动模部分以外，还常设计拉料杆，强制塑件留在动模部分。但也有些塑件的结构要求塑件在分型时，留在定模部分，在定模一侧设计出推出装置。推出机构的设计也应根据塑件的不同结构设计出不同的形式，有推杆、推管和推板等结构。 (7)确定调温系统结构 模具的调温系统主要由塑料种类决 定。模具的大小、塑件的物理性能、外观和尺寸精度都对模具的调温系统有影响。 (8)确定凹模和型心的固定方式 当凹模或型心采用镶块结构时，应合理地划分铁块并同时考虑镶块的强度、可加工性及安装固定。 (9)确定排气尺寸 一般注射模的排气可以利用模具分型面和推杆与模具的间隙；而对于大型和高速成型的注射模，必须设计相应的排气装置。 (10)确定注射模的主要尺寸 根据相应的公式，计算成型零件的工作尺寸，以及决定模具型腔的侧壁厚度、动模板的厚度、拼块式型腔的型腔板的厚度及注射模的闭合高度。 (11)选用标准模架 根据设计 、计算的注射模的主要尺寸，来选用注视模的标准模架，并尽量选择标准模具零件。 (12)绘制模具的结构草图 在以上工作的基础上，绘制注射模的完整的结构草图，绘制模具结构图是模具设计十分重要的工作，其步骤为先画俯视图（顺序为：画模架、型腔、冷却管道、支撑柱、推出机构），再画出主视图。 (13)校核模具与注射机有关尺寸 对所使用的注射机的参数进行校核：包括最大注射量、注射压力、锁模力及模 nts- 5 - 具的安装部分的尺寸、开模行程和推出机构的校核。 (14)注射模结构设计的审查 对根据上述有关注视模结构设计的各项要求设计出来的 注射模，应进行注射模 结构设计的初步审查，同时，也有必要对提出的要求加以确认和修改。 (15)绘制模具的装配图 装配图是模具装配的主要依据，因此应清楚地表明注视模的各个零件的装配关系、必要的尺寸（如外形尺寸、定位圈直径、安装尺寸、活动零件的极限尺寸等）、序号、明细表、标题栏及技术要求。 (16)绘制模具的零件图 由模具装配图拆绘零件图的顺序为：先内后外，先复杂后简单，先成型零件后结构零件。 (17)复核设计图样 注射模具设计的最后是审核所设计的注射模，应多关注零件的加工、性能。 7、已查阅的文献资料 1 李学 峰 .塑料模设计及制造 .M.北京：机械工业出版社 ,2001 2 翁其金 .塑料模塑成型技术 . M.北京：机械工业出版社 ,2002. 3 冯炳尧 等 .模具设计与制造简明手册（第二版 )M.上海科学技术出版社 ,2008. 4 钱泉森 .塑料成型工艺及模具设计 . M.济南：山东科学技术出版社 ,2004 5 塑料模设计手册编著组 .塑料设计手册 .北京：机械工业出版社 ,2002 6 陈剑鹤 .模具设计基础 . M.北京：机械工业出版社 ,2004 7 王文广等 .塑料注塑模具设计技巧与实 .M.北京：化学工业出版社 ,2004 8 章飞 .型腔模具设计与制造 . M.北京：化学工业出版社 ,2003 9 田宝善等 .塑料注射模设计实例及技巧 . M.北京：化学工业出版社 ,2009 10 朱光 .塑料注塑模中小型模架及其技术条件 .M.北京：清华大学出版社 ,2003 11 宋满仓等 .注塑模具设计 . M.北京：电子工业出版社 ,2010 12 许鹤峰 .注塑模设计要点与图例 . M.北京：化学工业出版社 ,2003 13 cunha,L,et.al.,performance of chromium nitride and titanium nitride coatings during platics injection moulding. Surface and coating Technology,2002.153(2-3):p.160-165. 现有设备及实验条件：计算机一台，使用软件为 Pro/Engineer5.0 及 Auto nts- 6 - CAD2008、 Moldflow insight，以上实验条件可满足本次毕业设计的要求。 3、 实施方案、进度实施计划及预期提交的毕业设计资料 一、 2013 年 12 月 17 日 至 2013 年 12 月 30 日 ，理解消化毕设任务书要求并收集、分析、消化资料文 献，根据毕设内容完成并交开题报告； 二、 2013 年 1 月 6 日至 2014 年 1 月 13 日，开展调研，了解塑件结构，对原材料进行分析，考虑塑件的成型工艺性、模具的总体结构的形式，并完成部分英文摘要翻译。 三、 2014 年 3 月 4 日至 2013 年 3 月 31 日，查阅资料，熟悉注射模的结构及有关计算，拟定模具的方案设计、总体设计及主要零件设计，拟定成型工艺过程，查阅有关手册确定适宜的工艺参数，注射机的选择及确定注射设备及型号规格； 四、 2014 年 4 月 1 日至 2014 年 4 月 21 日，完成设计计算任务，总体结构的设计和完成总装配图及零件图 的设计；
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