【ZM057】MP3电池充电器插座的塑料[KT+FY][抽芯][侧浇口]
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【ZM057】MP3电池充电器插座的塑料[KT+FY][抽芯][侧浇口],zm057,mp3,电池充电器,插座,塑料,kt,fy,抽芯,浇口
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材料加工技术杂志 187 188（ 2007） 690 693 自适应电动温度调节系统 注射成型的模具 B. a, B. a, A. a, D. Z 具和模具开发中心的斯洛文尼亚 ,3000 斯洛文尼亚卢布尔雅娜 摘要 在模具的开发和生产过程中有一基本问题就是 是否 能够对注塑模具的温度条件进行控制 。精确的研究在模具热力学过 程表明 ,换热 是可以操纵热量 的手段。这样的系统升级传统冷却系统在模具或可以是一个独立的应用程序内部热操作。 在本文中，作者将目前的研究项目的结果，这是在三个阶段，其结果是在 2006 专利实施专利。测试阶段，原型阶段和产业化阶段将出现。该项目的主要结果是总的和快速在周期时间和整体 影响 重点变形的塑料产品质量在线的模具温度调节控制。 提出了应用程序可以提供一个里程碑，模具温度和产品质量控制的注射成型过程中的 领域 。 2006 留所有权利。 关键词 ：注射成型；模具冷却热电模块； 数值模拟； 义 的 问题 开发技术的冷却模具通过热电的 (味着推导的工业实践和存在的问题 ,即在设计、工具制造和开发工具。目前的冷却技术有技术的局限性。其局限性的位置及提前预测与有限元分析 (真包但不是完全可以避免的。结果一个多元化国家的最先进的分析显示 ,所有现有的冷却系统不提供可控的传热能力足以符合要求的工艺窗口当前聚合物加工技术。 聚合物加工是当今有限 (在任期缩短生产周期时间内 ,降低成本 )只与热容操作功能。其他生产优化功能已经驱动机械和聚合物加工的局限性 3。 过程中 注塑塑 料加工 塑料的处理是基于传热塑胶材料和模腔之间。在计算传热应该考虑两个主要事实 :首先是所有能源使用基于热力学定律的第一定律节能 1,第二是速度的传热。在传热分析的基本任务是随时间和温度计算其分布在研究系统。最后取决于速度之间的热传导的系统和环境和速度的传热系统内部。基于传热可以作为热传导、对流和辐射 1。 却时间 完成注射模塑过程周期由模 具闭合阶段 ,注入融化成腔 ,包装压力相位补偿收缩效应、冷却阶段 ,开模阶段和部分排出期。在大多数情况下 ,最长时间的上述所有阶段是冷却时间。 冷却时间在注射模塑 过程被 定义为时间需要冷却塑料零件到弹射温度 1。 图 1 模具温度变化在一个周期的 2 一个冷却过程的主要目的是降低额外冷却时间，在理论上是不必要的；在实践中，它延伸从 45 到 67%的整个周期时间的 1,4。 从文学与实验 1,4,它可以看到 ,模具温度影响极大 ,因此脱模时间冷却时间 (成本 )。 注射成型过程是一个循环过 程 ,模具温度变化见图 1,温度变化从平均价值通过整体周期时间。 因为它已经描述 ,已经有几 种不同的技术 ,让用户来冷却模具 5。最传统的方法是用钻井技术 ,即生产模具的洞。通过这些孔 (冷却介质流动 ,消除生成和积累的热量从模具 1,2。它也是非常方便的在不同的材料建造 ,不同的热导率 ,目的是提高控制模具温度条件。这样的方法是所谓的被动方法对模具温度控制。 这个具有挑战性的任务是使一个活跃的系统 ,它可以改变热条件 ,对于所需的方面 ,比如产品质量或周期时间。一个这样的方法是集成热电气模块 (它可以改变热条件期望的性质 ,对于模具。用这样的方法 ,一个可以控制传热与时 间和空间变量 ,什么手段 ,温度可以调节整个注塑周期 ,独立于位置的模具。热控制是通过控制单元 ,输入变量是收到的人工输入或输入从注塑仿真。与输出值 ,控制单元模块行为监控 电模块 (为需要的热操作 ,量与电之间的交互变量对于换热是基于珀尔帖效应。珀尔帖效应的现象是众所周知的 ,但它是直到现在从未用于注塑应用程序。 见图 2)是一个设备由妥善安排双 型半导体 ,放置两个陶瓷板之间形成热与冷热电冷却器网站。权力的传热可以容易控制通过的大小和极性的电流提供。 图 2 图 请模具冷却 应用程序的主要想法是插入 到墙壁的 块模腔作为主要传热单元。 这些基本的装配中可以看到 图 3。二次传热是通过常规流体冷却系统实现 ,允许热流入与流出从模腔热力学系统。 图 3 却组件结构 设备呈现在图。 3包括热电模块 (一个 ),使主要传热从或温度可控表面模具腔(B)。 二次传热是通过冷却通道启用 (C),提供恒温条件在模具。热电模块 (一 )操作作为热泵和这样操纵与热派生或者从模具由流体冷却系统 (C)。系统二次加热与冷却通道操作作为热交换器。减少热容的可控区域保温 (D)是安装在模腔 (F)和模具结构板 (E)。 图 4 温度的检测与调节结构 整个应用程序包括 一个温度传感器和电子装置控制系统的完整。该系统被描述在图 4和包括一个输入单元 (输入界面 )和一个供应单位 (单位为电子和电力电 子供应 。 输入和供应单位与温度传感器回路信息附在一个控制单元 ,作为执行单元试图强加预定义的温带 /时间 /位置关系。使用珀尔帖效应 ,单位可以用于加热或冷却的目的。 二级除热是通过流体冷却媒体实现视为换热器 ,如图 4。这单位是根据目前的冷却技术和作为一个水槽或源的热。这允许完全控制过程从温度、时间和位置通过整个周期。此外 ,它允许不同的温度 /时间 /位置概要文件在周期也为起点和终点的过程。描述技术可用于各种工业和研究目的 ,精确的温度 /时间 /位置控制是必需的。 本文所提出的系统在无花果。 3和 4的比较分析 ,从理论以及实践的观点。分析了理论方面通过有限元模拟 ,而实用的开发和实现的原型到实际应用测试。 当前的发展对注塑模具设计包括几个阶段 3。其中还设计和优化一个冷却系统。这是现在由模拟使用定制的有限元软件包 (模塑仿真分析 4),可以预测冷却系统功能 ,特别是其影响塑料。 与这种模拟 ,模具设计师收集信息在产品流变学和变形由于收缩作为魔法作为生产时间周期信息。 这个热信息通常是准确的 ,但仍然可以不可靠的情况下的流变材料信息不足。高质量的输入为热调节 要得到一个图片关于温度分布在周期 时间和整个模具表面和整个模具厚度。因此 ,不同的过程模拟是必要的。 图 5 在有限元环境原型截面 有限 元分析 实现有限元分析为开发项目做是由于作者长期经历这样的包 4和可能性来执行不同的测试在虚拟环境。整个冷却系统设计了原型在有限元环境 (见图 5)通过温度分布在每个部分的原型和联系人之间的冷却系统进行了探讨。为模拟物理特性在一个样机 ,仿真模型构建了利用 果是一个有限元模型与真实的原型 (见图 7),通过它可以比较和评估结果。 探讨了有限元模型在术语 的 传热物理考虑两个热源 :水换热器与流体物理和热电模块与传热物理 (只有传导和对流辐射进行分析 ,忽略了由于低相对温度 ,因此低影响温度 )。 有限元分析的边界条件设定 目标达到相同的工作条件 ,在实际测试。周围的空气和水换热器被设定在稳定的温度 20C。 图 6 根据有限元分析的温度分布 有限元分析的结果中可以看到图 6,即通过模拟温度分布区域图 5所示。图 6表示稳态分析 ,非常准确的原型测试相比。为了模拟时域响应进行了瞬态仿真也 ,显示非常积极的结果对于未来的工作。才能够实现一个温差 200的时间(5 s),可能会导致一些问题在 些问题就都解决了几个解决方案 ,比如足够的安装 ,选择合适的材料和应用智能化电子透射监管。 因为它已经描述 ,原型制作和测试 (见图 7)。结果显示 ,设置的假设被证实。用 可以控制温度分布的不同部分的模具在整个周期的时间。与实验室测试 ,这是证明了的 ,可以是实际的热操纵监管与 试是在实验室 ,模拟真实的工业环境 ,注塑成型机克劳斯 0 C、温度传感器、红外摄像机和原型 应温度在 1.8 5 80C,代表一个广阔的区域内的热量控制在注塑周期。 图 7 在实际环境中的原型 利用热电模块与它直接连接输入和输出之间的关系是一个里程碑冷却应用程序。它的引入对注塑模具与它的问题和问题处理的冷却结构精密 ,高质量的塑料部分代表了很高的期望。 作者是假设使用珀尔帖效应可用于温度控制在模具注塑。的方法有基于仿真的工作和真正的生产实验室设备证明 ,假设被证实。仿真结果显示 ,一个广泛的领域可能的应用 块在注塑过程。 与功能的温度曲线提到跨周期时间 ,注射模塑 过程可以完全控制。工业的问题 ,如均匀冷却问题类表面及其后果的塑料件外观可以解决。填充墙的问题可以解决薄长与过热的一些表面在注射时间。此外 ,这样的应用程序控制流变特性的塑料材料可以获得。用适当的热调节 可能甚至控制熔体流动的模具 ,在充填阶段的模腔。这是做了适当的温度分布的模具 (更高的温度对薄壁零件的产品 )。 应用 可以显著减少周期时间在注塑过程。时间的限制可能减少在于框架的 10 - 25%的额外的冷却时间 ,在 应用 产品的翘曲和调节量的产品翘曲的方式来达到所需 的产品公差。 提出了 块冷却应用 注射模塑过程是一个优先的选择注意的专利 ,属于行。 参考文献 1 I. , u za i 2 I. , F. i ma s za i 3 B. K. Z. as an to 002: 2002. 4 996 2006. 5 et 004, 16 20 2004. 87188 (2007) 690693 of B. a, , B. a, , A. a , D. aj bz a 5, 3000 b ne of in of is of in of in be by or be a In of in 6862006 be of of on of on a in of 2006 . of of of of at of be in of a of do t of is in of to 3. in is on of is is of of 1, is of at is on of of be as 1. of of In of is in is as to to 1. +386 3 490920; +386 3 4264612. B. 0924 2006 . et 188 (2007) 690693 691 1. 2. 2. of a is to is in it 5 up 7% of 1,4. 1,4, it be on is a as 1 2. s it to 5. is in 1,2. It is to in to in so is to an to or of is in be of in is by or EM of EM is on is it in 2) is a of of a be of he of is EM of as a be 3. is in 3 of A) or to of B). is C) A) as as to or C). as To of D) is F) E). 3. EM 692 B. et 188 (2007) 690693 4. EM a an is 4 of an a to a as an to be or is as 4. is on as a or a of a of in of it be is 3 as as of by EM by of 3. of of of 3. is of a is by EM 4) on on to as as is be in of it is to a 5. of a EM EM to 4 to in EM 5) in of a a a to 7) it to in of a a to on EM to as in at 0 C. 6. EM B. et 188 (2007) 690693 693 7. in of EM be 6, 5. 6 in to In to It to a 00 C in a of 5 s), in EM by as EM s it 7). EM it is to on of it be EM in M 60 C, EM .8 s 5 up 0 C, a 4. se of a in of of be in on of a of EM in of a be as of of be be at of be EM it to ow in of is of on of EM it is to in of in 025% of EM it is to of to of in to EM is a of c1 I. , u za s i c2 I. , F. i s za i 3 B. K. Z. as an to 002: 2002. 4 9962006. 5 et 004, 1620 2004. 毕业设计（论文）中期报告 题目： 池充电器插座的塑料注射模具设计 系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2013 年 3 月 18 日 一 文 ）进展状况 (1)收集和整理资料，参阅部分收集到的资料，对论文命题有了更深的认识。 (2)查找与阅读论文相关的合适的英文文献，对其进行翻译并完成。 (3)通过文献研究和实践研究，对论文命题有了较为全面的理解后，结合前人的研究成果，完成论文初稿的撰写。 二 (1)对论文所涉及的知识认识得不够深刻，所以对命题的探讨不过深入。 (2)研究中引入的数据不够，对相关问题的支撑程度不足。 (3)论文的各部分之间的衔接不够强，有的地方缺少逻辑。 导致上述问题主要有两个原因，一是研究不够深入，二是撰写不够严密。针对这两个原因，解决方法有： (1)对论文所涉及的知识以及前人的研究成果理解程度需要更加深刻，在这个基础上才能得到有深度的结论。 (2)需要对已完成的内容进行多次审阅，从内容、结构及用语等方面给予调整。 (3)对于写作过程中遇到的具体难题要多向指导老师请求援助。 三 在往后的论文写作中主要研究任务是在已完成的基础上给予完善，具体的方法是参阅更多的相关研究文章，尤其是研究较为完整系统的书籍，深度提取其成果，结合本文的研究方向与思路来 引用。另外，论文的进度方面，在初稿基础上进行修改，争取在五月初完成论文终稿。 指导教师签字： 年 月 日 - 1 - 西安工业大学北方信息工程学院 毕业设计 (论文 )开题报告 题目： 池充电器插座的塑料注射模具设计 系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2012 年 12 月 24 日 - 2 - 开题报告填写要求 1开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成。 2开题报告内容必须按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）填写并打印（禁止打印在其它纸上后剪贴），完成后应及时交给指导教师审阅。 3开题报告字数应在 1500 字以上，参考文献应不少于 15 篇（不包括辞典、手册，其中外文文献至少 3 篇），文中引用参考文献处应标出文献序号， “参考文献 ”应按附件中参考 文献 “注释格式 ”的要求书写。 4 年、月、日的日期一律用阿拉伯数字书写，例： “2008 年 11 月 26 日 ”。 3 一毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况） 1、课题的目的和意义 背景和意义：随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族 的伟大复兴”口号的指引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益， 因而引起了各国的高度重视和赞赏，我国对模具工业的发展也十分重视。 本设计题 目设计目标均为工程实际零件，通过对塑料 件的实体测绘，完成基本参数的采集，然后运用 塑料模具设计塑料成型工艺等知识， 利用 软件完成模具结构的设计，并进行相关的计算。本设计旨在锻炼学生在技术应用能力上达到培养目标的基本要求，在塑料成型工艺与塑料模 具设计技术方面得到全面提高。 近年来，国塑料模具发展速度相当快。目前，塑料模具整个模具行业中所占比重约为 30%。随着国汽车、家电、电子通讯、各种建材迅速发展，预计未来模具市场，塑料模具占模具总量的比例仍将逐步提高，且发展速度将快于其 他模具。以汽车为例，随着汽车产销量高速增长，汽车模具潜 在 市场十分巨大。据介绍，生产汽车时，各种功能性零部件都要靠模具成型，仅制造款普通轿车约需 200 件内饰件模具，而制造保险杠、仪表盘、油箱、方向盘等所需的型塑料模具，从模具行业生产能力看，目前满足率仅约 50%。建筑领域，塑料建材大量替代传统材料也大势所趋，预计 2010 年全国塑料门窗塑管普及率将达到 30% 50%，塑料排水管市场占 有 率将超过 50%，都大大增加对模具的需求量。应该说，塑料模具的应用潜力不可低估的。专家预测，型、精密、设计合理的注塑模具将受到市场普遍欢迎。 全国塑料加工业域分布相类似，珠三角、长三角的塑料制品加工业位居前列， 浙江、江苏广东塑料模具产值全国模具总产值中的比例也占到 70。现，这 3 个 省份的不少企业已意识到塑模的无限商机，正积极组织模具产品的开发制造。最 近，由杭州娃哈哈集团精密机械制造公司研制的腔防盗瓶盖注塑模具通过浙江省 省级鉴定。该模具采用的三次顶强制脱模技术、平衡式热流道系统、瓶盖模通用 模架具较强的创新性，模具性能质量达到国内领先水平。据宁海模具协介绍，去年以来，该县积极鼓励企业更新技术设备，全力推进工艺产品创新，引 导条件的企业从 生产环节向研发、销售高附加值模具拓展，型注塑模具制造又新的拓展 ， 现已能够生产成套的 8 千克双缸洗衣机、汽车保险杠、汽车整体仪表板、汽车内饰件等大型成套模具 65 英寸背投电视机壳模具。 然而，塑料模具尽管成时下最诱人的 “ 奶酪 ” ，但樱桃好吃树难栽。由于塑料零配件形状复杂、设计灵活，模具材料、设计水平及加工设备均较高要求，并不人人 都可以轻易涉足的。专家认为，目前中国国外水平相比还存在较大差距 ，眼前需尽快突破制约模具产业发展的三大瓶颈：是加大塑料材料注塑工艺的研发力度；二是塑模企业应向园区发展，加 快资源整合；三模具试模结果检验等装水平必须尽快跟上，否则塑料模具发展将受制约。 我国模具行业近年来发展很快，据不完全统计，目前模具生产厂点共有 2 万多家，从业人员约 50 万人，全国模具产值约 360 亿元，总量供不应求，出口约 2 4 亿美元，进口约 10 亿美元，目前，我国模具行业的发展具有如下特征：大型、 精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准发展速度快于行业总体发展水平；塑料模和压铸模成比例增长；展业模具厂家数量及其上产能力增加较快；“三资”企业及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。 随着塑 料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注塑成型等工艺的模具也将随之发展。标准件的应用将日益广泛。模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，还能提高模具的质量和降低模具制造成本 。 快速经济模具的前景十分广阔。 随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高。同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快，塑料模具的比例将不断增大。由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对塑料模具的要求也越来越高 。 二 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、 研究方法或措施 (1) 本设计是以工程实际零件 池充电器插座为对象，用于充电电池的安放，该零件 有多个型腔，结构复杂 ； (2) 确定模具的设计方案，进行整体设计； (3) 主要部件设计计算及校核并绘制塑料件零件图与模具装配图； (4) 编写设计说明书。 （ 1）对塑件分析 是对所要求成型的产品有个初步的了解，在接受设计社务书以后就要对塑料的品种和批量 的大小以及尺寸精度与技术条件，有个整体的概念。 （ 2）分型面设计 模具上用以取出制品和浇注系统凝料的，可分离的 接触表面称之为分型面。分型面的选择不仅关系到塑件的正常成型和脱模具，而且涉及模具结构与制造成本 应考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型 . 分型面的选择原则 分型面应选择在制品的最大截面处，无论塑件以何方位布置型腔，都应将此作为首要原则； 有利于保证制品的外观质量，分型面上型腔壁面稍有间隙，熔体就会在塑件上产生飞边； 尽可能使制品留在动模一侧，因为在动模一侧设置和制造脱模机构简便易行； 有利于保证制品的尺寸精度； 尽可能满足制品的使用要求； 尽可能减少制品在合模方向上的投影面积，以减小所需锁模力； 长型芯应置于开模方向，当塑件在相互垂直方向都需设置型心时，将较短的型心设置在侧抽芯方向，有利于减小抽拔距离； 有利于排气； 在选择非平面分型面时，应有利于型腔加工和制品的脱模方便； 对于该设计，在进行制品设计时已经充分考虑了上述原则，从所提供样品采用的分型面可知：第一分型面与开模方向垂直；进行模具设计时，在充分考 虑上述原则的基础上，可得出：第二分型面与第一制品推出方向平行。 5 （ 3）注射机的选择 （ 4）根据制品尺寸设计成型零部件 （ 5）型腔壁厚的计算 （ 6）浇注系统的设计 浇注系统与塑件在一起在分型面上，应有压降，流量和温度的分布的 均衡布置； 结合型腔布置考虑，尽可能采用平衡式分流道布置； 尽量缩短熔体的流程，以便降低压力损失和缩短充模时间； 浇口尺寸、位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体流动、避免产 生涡流和紊流，有利于排气和补缩，且应设在塑件较厚的部位，以使熔料 从后断面 移入薄断面，有利于补料； 避免高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移的产生； （ 7）推出机构的设计 （ 8）导柱导向机构的设计 （ 9）侧向分型于抽芯机构 （ 10）温度调节系统的设计与计算 （ 11）模架的选择 （ 12）模计说明 （ 13）模具的装配 （ 14）试模 （ 15）修模 此制品 用于 充电电池的安放 。制品材料为： 烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物），此材料有良好的耐化学腐蚀、表面硬度、加工性和染色性。制品的壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。 较强的抗冲击强度，且在低温下也 不迅速下降。 一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工，经过调色可配成任何颜色。 此制品是批量生产，所以我将设计一套塑料成型模具。在设计模具时需要考虑制品的一些特点。 制品的主要特点是 有多个型腔 ， 结构 复杂。 塑件的尺寸精度有一定的要求，外型需光洁不得有划伤，总体尺寸大小适中。取塑件的最大截面为分型面，大小两孔分别上下放置，左右相同孔位于两侧，需要抽芯。由于塑件尺寸较小，采用一模两件，能够适应生产的需要，侧浇口去除方便，模具结构孔不复杂，容易保证塑件的质量。开模后，塑件包紧动模型芯的力比较大，采用推管推出，推出力比较平稳，塑件不易发生变形。 三 完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写） 第 1周 ： 前期准备，查阅资料，了解课题 ； 第 2成开题报告，进行开题检查； 第 5成中期报告，进行中期检查； 第 9成结构设计和装配图的绘制； 第 12成三位建模，并进行模型装配； 6 第 14善装配模型，撰写毕业论文 第 16周 ： 毕业答辩。 参考文献： 1成都科技大学 ，北京化工学院，天津轻工业学院 型模具【 M】 国 7 轻工业出版社， 2塑料模具设计工作组 北京：四机部标准化研究所， 1974. 3马金骏 M】 工业出版社， 1984. 4 张维合 注塑模具设计实用教程 北京 ：化学工业出版社 ,， 5 刘来英注塑成型工艺 械工业出版社， 6 杨占尧实用模具计算手册上海：上海科学技术出版社， 7 肖爱民、戴峰泽、袁铁军 注塑模具设计与制造北京 ：化学工业出 版社 8曹宏深，赵仲治主编 .塑料成型工艺与模具设计 械工业出版社， 1993 9李秦蕊主编 .塑料模具设计 1988 10任志华，吴琦主编 . 具设计 2007 11孙玲主编 .塑料成型工艺与模具设计 2008 12 高军、李熹平、高田玉、褚兴荣注塑成型工艺分析及模具北京 ：化学工业出版社 13 洪慎章 实用注塑模具结构图集北京 ：化学工业出版社 14 池成忠注塑成型工艺与模具设计北京 ：化学工业出版社 15 叶久新 王群塑料成型工艺及模具设计机械工业出版社 16 . og 17 48: 745753, 2009 18 V. T. K. J. J. of by 2010) 46:131 134 8 5 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日 6 所在系审查意见： 系主管领导： 年 月 日 I 池充电器插座的塑料注射模具的设计 摘 要 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，例如是采取整体式还是镶拼式，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图。 关键词 :注射成型；分型面；成型零件； 抽芯机构 2 is of of of to is to is to of In of of 3 目 录 1 绪论 . 1 2 产品分析 . 错误 !未定义书签。 件分析 . 错误 !未定义书签。 构分析 . 错误 !未定义书签。 寸精度分析 . 错误 !未定义书签。 件厚度检测 . 错误 !未定义书签。 件的原材料分析 . 错误 !未定义书签。 基本特性 . 错误 !未定义书签。 形特性 . 错误 !未定义书签。 射模方案的确定 . 错误 !未定义书签。 3 塑件相关计算及注塑机的选择 . 6 影面积计算 . 错误 !未定义书签。 积及质量计算 . 错误 !未定义书签。 件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算 . 错误 !未定义书签。 射工艺参数确定 . 错误 !未定义书签。 塑机选择及注射工艺参数确定 . 错误 !未定义书签。 腔数量及注射机有关工艺参数的校核 . 错误 !未定义书签。 腔数量的校核 . 错误 !未定义书签。 射机工艺与安装参数的校核 . 错误 !未定义书签。 4 模具结构分析及设计 . 10 定型腔布局 . 错误 !未定义书签。 型面位置的确定 . 错误 !未定义书签。 腔数目的确定 . 错误 !未定义书签。 腔的布局 . 错误 !未定义书签。 注系统设计 . 错误 !未定义书签。 体设计 . 错误 !未定义书签。 流道设计 . 错误 !未定义书签。 流道设计 . 错误 !未定义书签。 料穴设计 . 错误 !未定义书签。 料口设计 . 错误 !未定义书签。 口套及定位圈的设计 . 错误 !未定义书签。 4 架的确定及标准件的选用 . 错误 !未定义书签。 型零部件设计 . 错误 !未定义书签。 型零件的材料选择 . 错误 !未定义书签。 型零件结构设计 . 错误 !未定义书签。 型零部件的设计与计算 . 错误 !未定义书签。 向分型抽芯机构设计 . 错误 !未定义书签。 向分型抽芯机构类型选择 . 错误 !未定义书签。 芯距确定与抽芯力的计算 . 错误 !未定义书签。 导柱分型与抽芯机构零部件设计 . 错误 !未定义书签。 紧块的设计 . 错误 !未定义书签。 块的精确导向 . 错误 !未定义书签。 模导向机构设计 . 错误 !未定义书签。 向机构 . 错误 !未定义书签。 向零件的设计原则 . 错误 !未定义书签。 套的设计 . 错误 !未定义书签。 模机构设计 . 错误 !未定义书签。 出机构的设计原则 . 错误 !未定义书签。 杆的布置 . 错误 !未定义书签。 杆布置 . 错误 !未定义书签。 件力的计算 . 错误 !未定义书 签。 杆的设计 . 错误 !未定义书签。 却及排气系统设计 . 错误 !未定义书签。 却回路的布置 . 错误 !未定义书签。 冷却水的体积流量 V . 错误 !未定义书签。 却时间计算 . 错误 !未定义书签。 型周期计算 . 错误 !未定义书签。 气机构 . 错误 !未定义书签。 5 结论 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 错误 !未定义书签。 毕业设计（论文 )知识产权声明 . 错误 !未定义书签。 毕业设计（论文 )独创性声明 . 错误 !未定义书签。 附录 . 错误 !未定义书签。 本科毕业设计 (论文 ) 题目 ： 池充电器插座 的 塑料 注射模具 设计 系 别： 机电信息系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2013 年 05 月 I 池充电器插座的塑料注射模具的设计 摘 要 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，例如是采取整体式还是镶拼式，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图。 关键词 :注射成型；分型面；成型零件；抽芯机构 is of of of to is to is to of In of of 录 1 绪论 . 1 2 产品分析 . 32 件分析 . 2 构分析 . 2 寸精度分析 . 2 件厚度检测 . 3 件的原材料分析 . 3 基本特性 . 3 形特性 . 4 射模方案的确定 . 5 3 塑件相关计算及注塑机的选择 . 6 影面积计算 . 6 积及质量计算 . 6 件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算 . 7 射工艺参数确定 . 8 塑机选择及注射工艺参数确定 . 8 腔数量及注射机有关工艺参数的校核 . 9 腔数量的校核 . 9 射机工艺与安装参数的校核 . 9 4 模具结构分析及设计 . 10 定型腔布局 . 10 型面位置的确定 . 10 腔数目的确定 . 11 腔的布局 . 11 注系统设计 . 13 体设计 . 13 流道设计 . 13 流道设计 . 14 料穴设计 . 15 料口设计 . 15 口套及定位圈的设计 . 16 架的确定及标准件的选用 . 17 型零部 件设计 . 18 型零件的材料选择 . 18 型零件结构设计 . 18 型零部件的设计与计算 . 19 向分型抽芯机构设计 . 22 向分型抽芯机构类型选择 . 22 芯距确定与抽芯力的计算 . 22 导柱分型与抽芯机构零部件设计 . 23 紧块的设计 . 24 块的精确导向 . 25 模导向机构设计 . 25 向机构 . 25 向零件的设计原则 . 25 套的设计 . 26 模机构设计 . 27 出机构的设计原则 . 27 杆的布置 . 27 杆布置 . 28 件力的计算 . 29 杆的设计 . 29 却及排气系统设计 . 30 却回路的布置 . 30 冷却水的体积流量 V . 31 却时间计算 . 31 型周期计算 . 32 气机构 . 32 5 结论 . 32 参考文献 . 32 致谢 . 32 毕业设计（论文 )知识产权声明 . 32 毕业设计（论文 )独创性声明 . 32 附录 . 32 1 绪论 1 1 绪论 现代模具工业有 “ 不衰亡工业 ” 之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在 600 亿至 650 亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值 保持 13%的年增长率。 中国模具产业发展现状：目前，中国 17000 多个模具生产厂点，从业人数约 50 多万。 1999 年中国模具工业总产值已达 245 亿元人民币。工业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。在模具工业的总产值中，冲压模具约占 50%，塑料模具约占 33%，压铸模具约占 6%，其它各类模具约占 11%。 我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面，我国比发达国家低许多，约为发达国家的 1/3 1/5，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。 我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、 术、 术，已有相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化商品化尚待规模化； 件等应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划；企业大而全居多，多属劳动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力，是刻不容缓 的。 2 产品分析 2 2 产品分析 件分析 构分析 本次设计任务所提供的零件为塑件实体，如 图 1 所示： 图 1 塑件草图 零件总体轮廓尺寸为 7160体看来，结构较简单，故选一般精度等级： 。 寸精度分析 该零件的重要尺寸精度为 6 级，其它尺寸精度为 7 8 级，属于中等精度，对应的模具相关零件尺寸加工可以保证。毕业设计（论文） 3 件厚度检测 塑件的厚度检测采用 计软件的模型分析功能自动完成，如图 2 所示： 图 2 厚度检 测 从塑件的壁厚上来看，壁厚的最大处为 3右，最小处小于 多处在 2 3范围之内，并综合其材料性能，注意控制成型温度及冷却速度，零件的成型并不困难。 件的原材料分析 基本特性 毒、无味，呈微黄色，成型的塑料件有较好的光泽。有极好的冲击强度，且在低温下也不迅速下降。水、无机盐、碱、酸类对 乎无影响，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。 面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会毕业设计（论文） 4 引起应力开裂 。 一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高。 性能：综合性能较好，冲击韧度、力学性能较高，尺寸稳定而化学性、电气性能良好；易于成形和机械加工。 用途：适于制作一般机械零件、减磨耐磨零件、传动零件以及化工、电器、仪表等零件。 形特性 (1)无定形塑料，其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也有差异，应按品种确定成形方法及成形条件。 (2)吸湿性强，含水量应小于 必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。 (3)流动性中等，溢边料 右 (流动性比聚苯乙烯、 ，但比聚碳酸脂 ,聚氯乙烯好 )。 (4)比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温 (对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高 )。料温对物性影响较大，料温过高易分解（分解温度为250 左右，比聚苯乙烯易分解 )，对要求精度较高塑件，模温宜取 50 60 ，要求光泽及耐热型料宜取 60 80 。注射压力应比聚苯乙烯高，一般用柱塞式注射机时料温为 180 230 ，注射压力为 100 140螺 杆式注射机则取 160 230 ， 70 100宜。 模具设计时要注意浇注系统，分流道及浇口截面要大，选择好进料口位置、形式，推出力过大机械加工时塑料件表面呈现 “白色 ”痕迹，在成型时的脱模斜度 2，收缩率取 (5)成型条件 3(见表 1) 毕业设计（论文） 5 表 1 成型条件 注射成型机类型 螺杆式 密度 ( 3kg ) 算收缩率 热 温度 ( ) 80 85 时间 (S) 2 3 料筒温度 后段 ( ) 150 170 中段 ( ) 165 180 前段 ( ) 180 200 170 180 喷嘴温度 ( ) 模具温度 ( ) 50 80 注射压力 (60 100 成型时间 注射时间 (s) 20 90 高压时间 (s) 0 5 冷却时间 (s) 20 120 总周期 (s) 50 220 螺杆转速 (r/30 适用注射机类型 螺杆式、柱塞式均可 后处理 方法 红外线灯、烘箱 温度 ( ) 70 时间 (h) 2 4 说明：该成形条件为加工通用级 时所用，苯乙烯 即 形条件与上相似。 射模方案的确定 此次注塑模具方案初步决定为一模一腔，分型面为最大投影面上，前端使用斜滑块抽芯，选用潜伏式浇口进行浇注，使用顶管装置将塑件顶出。 但这种方案产品生产批量小，不利于开模，结构设计复杂，经过上网查询资料，已经向老师和同学的请教，所以本次注塑模具方案确定为一摸两腔，使用侧浇口，采用斜导柱进行侧向抽芯，顶出装置为顶杆顶出。 3 塑件相关计算及注塑机的选择 6 3 塑件相关计算及注塑机的选择 影面积计算 图 3 投影面积计算 塑件的投影面积可以通过 分析模块直接得出 ,如图 3 所示：由分析可得： 注塑件投影面积 S= 4789 2 积及质量计算 体积及质量的计算也利用 分析模块自动计算获得 (塑件密度由塑料模具设计师指南 7表 2 查得： 度 =如图4 所示： 毕业设计（论文） 7 图 4 体积及质量计算 结果如下： 体积 = 3 3曲面面积 = 4 2密度 = 0 吨 / 3质量 = 3 吨 故注塑件的体积为： V=16508 3 质量为：1m道凝料质量：射量： 1 2 11 . 6 2 9 . 1m m m m g 注射容量： 2 9 . 1 / 1 . 1 2 6 . 5 件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算 流道凝料 (包括浇口 )在分型面上的投影面积2据多型腔模的统计分析，大致是每个塑件在分型面上的投影面积的 以， A = 1 2A = 1A =根据塑料模具设计师指南 7表 用塑 料模腔平均压力可知一般毕业设计（论文） 8 制品平均压力为 40 所以，锁模力 F =610 40 610 = 射工艺参数确定 查中国模具网出品的模具助手 8， 成型工艺参数可作如下选择： 注射温度 ( ):200 260 注射压力 (兆帕 ):196 模具温度 ( ):40 60 壁厚范围 (毫米 ):模斜度 (型腔 ):40 120 脱模斜度 (型芯 ):35 1 塑机选择及注射工艺参数确定 根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算。可选用 注射机，技术参数参照查塑料模具设计向导 9表 表 2 表 2 注射 机主要技术参数 理论注射容量 ( 3 125 螺杆直径 (42 注射压力 ( 150 塑化能力 (g/s) 45 螺杆转速 (r/10140 喷嘴球半径 (12 锁模方式 双曲轴 锁模力 (900 拉杆内间距 (260360 移模行程 (300 最大模厚 (300 最小模厚 (200 模具定位孔直径 (100 喷嘴孔直径 (3 毕业设计（论文） 9 腔数量及注射机有关工艺参数的校核 腔数量的校核 由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数 n： 21/ 3 6 0 0 0 . 8 4 5 3 0 0 . 6 2 1 8 . 1 6 1 1 8 21 . 6 2 1 8 . 1 6 1k M t mn m (合格 ) 式中 k ：注射机最大注射量的利用系数，一般取 ：注射机的额定塑化量 (45g/s) 射机工艺与安装参数的校核 (1)注射量校核 。查塑料模具设计向导 9表 ， 注射机最大注射量 160模每次注射所需塑料的总质量约为 满足要求。 (2)锁模力校核 。查塑料模具设计向导 9表 ， 注射机最大锁模力 F=900 能满足 模。 (3)最大注射压力校核。查塑料模具设计向导 9表 ， 50 料成型时的注射压力 P 成型 =7090能满足 成型的要求。 (4)最大和最小模具厚度校核。查塑料模具设计向导 9表 ，注射机所允许模具的最小闭合厚度为00大闭合模厚为00 而 本 设 计 的 模 具 厚 度 为00 即 模 具 满足mH (5) 模具在注射机上的安装尺寸。从标准模架外形尺寸 40030000看，小于 注射机拉杆内向距 260360满足模具安装和拆卸要求。 (6)开模行程的校核。查塑料模具设计向导 9表 ， =300满足模具推出 制品所需开模距S =（ 5 10)10要求。 4 模具结构分析及设计 10 4 模具结构分析及设计 定型腔布局 型面位置的确定 模具上用以取出塑件或取出浇注系统凝料的可分离的接触表面称为分型面，分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切关系，并且直 接影响着塑料熔体的流动充填性及制品的脱模，分型面的位置也影响着成型零部件的结构形状，型腔的排气情况也与分型面的开设密切相关。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键内容。分型面的选择应注意以下几点 4： (1)分型面应选在塑件外形最大轮廓处； (2)当已经初步确定塑件的分型方向后分型面应选在塑件外形最大轮廓处； (3)保证制件的精度和外观要求； (4)考虑满足塑件的使用要求； (5)考虑注塑机的技术规格，使模板间距大小合适； (6)考虑锁模力，尽量减小塑件 在分型面的投影面积，确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模； (7)不妨碍制品脱模和抽芯； (8)有利于浇注系统的合理处置。 根据塑件结构形式，本设计分型面选在 AA 面 (如图 5 所示 )。毕业设计（论文） 11 图 5 分型面 腔数目的确定 型腔指模具中成形塑件的空腔，而该空腔是塑件的负形，除去具体尺寸比塑料大以外，其他都和塑件完全相同，只不过凸凹相反而己。注射成形是先闭模以形成空腔，而后进料成形，因此必须由两部分或（两部分以上 )形成这一空腔 型腔。其凹入的部分称为凹模，凸出的部分称为型芯 5。其数目 的决定与下列条件有关： (1)塑件尺寸精度； (2)模具制造成本； (3)注塑成形的生产效益； (4)制造难度。 该塑件精度要求一般 (又是大批量生产，可以采用一模多腔的形式。考虑到模具制造费用低一点，设备运转费用小一点，采用一模两腔的模具形式。这样比一模一腔模具的生产效率高，同时结构更为合理。 腔的布局 多型腔模具设计的重要问题之一就是浇注系统的布置方式，由于型腔的排布与浇注系统布置密切相关，因而型腔的排布在多型腔模具设计中应加以综合毕业设计（论文） 12 考虑。型腔的排布应使每一个型腔都通过浇注系统从总 压力中心中均等地分得所需的压力，以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能最短，同时采用平衡的流道和合理的浇口尺寸以及均匀的冷却等。合理的型腔排布可以避免塑件的尺寸差异、应力形成及脱模困难等问题。 平衡式型腔布局的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度、截面形状及尺寸均对应相同，可以实现均衡进料和同时充满型腔的目的；非平衡式型腔布局的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度不相等，因而不利于均衡进料，但可以缩短流道的总长度，为达到同时充满型腔 的目的，各浇口的截面尺寸制作得不相同 6。本塑件在注射时采用了一模两腔的形式，即模具需要两个型腔。考虑塑件带侧抽芯机构，现有两种排列方式选择： 图 6 型腔布局 如图 6 所示，这两种排列方式都采用平面对成布置，但第一种布局方式紧凑，模具设计较简单。综合以上两种方案考虑，故拟定第一种型腔布局方式。 毕业设计（论文） 13 注系统设计 体设计 在浇注系统设计之前，我们首先要选定进料口位置，为选择合适的进料口位置。分析塑件可知 , 该塑件外表面很光洁 ,为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用 侧浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面上，塑料熔体通过型腔的侧面注入型腔，因而塑件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。 采用侧浇口形式， 又模具设计为一模两腔，并且综合型腔布局，拟定浇注系统总体结构如 图 7 所示 (对成布置 )： 图 7 浇注系统 流道设计 主流道是连接注射机的喷嘴与分流道的通道，其断面为圆形，且带有一定的锥度。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喷嘴紧密对接，主流道对接处设计成半球形凹坑，根据选用的 号注射机的 相关尺寸得： 喷嘴前端孔径：0 4d 喷嘴前端球面半径：0 12R 根据模具主流道与喷嘴的关系 : 0 (1 2 )R R m m 0 ( 0 . 5 1 )d d m m 取主流道球面半径： 13R ； 取主流道小端直径： 5d ； 毕业设计（论文） 14 为了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，起斜度为 26 ，取其值为 3 ，内壁粗糙度为 m 。主流道大端呈圆角，其半径取 r=2减少料流转向过渡时的阻力，故主流道各部分直径如 图 8 所示 (其中 L 需根据模板厚度确定 )： 图 8 主流道各部分尺寸 流道 设计 分流道的设计原则即应使熔体较快地冲满整个型腔，流动阻力小，熔体温降小，并且能将熔体均衡地分配到各个型腔。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，这里采用平衡式布置分流道。 常见的分流道截面形状有圆形、半圆形、 U 形、梯形、矩形等，其中：圆形截面分流道比表面积最小，热量不容易散失，流动阻力最小，单位填充时间最短。综合各方面因素考虑，此处分流道截面为圆形形式。 分流道直径的计算，可由以下经验公式计算： 43 （ 塑料模设计手册 12公式 5 (4式中： D各级分流道的直径 ( W流经该分流道的熔体重量 (g)； 毕业设计（论文） 15 L流过 W 熔体的分流道长度 ( 经估算得分流道的直径 D=6分流道的尺寸如 图 9 所示： 图 9 分流道 流道表面粗糙度 : m。 查表塑料模设计手册 12表 5表 5知 许的最小分流道尺寸为 荐值为 以本 设计符合要求。 料穴设计 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。 料口设计 进料口也称浇口，浇口可分为限制性浇口和非限制性浇口两种。非限制性浇口起着引料、进料作用；限制性浇口一方面通过截面积突然变化使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，使其成为理想的流动状态，迅速而均衡地充满型腔，另一方面改善塑料熔体进入型腔时的 流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，毕业设计（论文） 16 同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑料分离的作用。侧浇口又称边缘浇口。侧浇口一般开在分型面上，从塑件边缘进料，这种浇口结构简单形式应用广泛。其断面形状多为矩形，可以通过改变其厚度和宽度来调整冲模时的接剪切速率和浇口封闭时间。侧浇口的三个尺寸中，以深度 h 最为重要。 H 控制了浇口畅通开放时间和补缩作用。浇口宽度 W 的大小控制了熔体充模流量。浇口长度 L，只要结构强度允许，以短为好，一般选用L=口 深度有经验公式： h= (4式中 h侧浇口深度 (中小型塑件常用 h=约为制品最大壁厚的 1/3 2/3； t塑件壁厚 ( n塑料材
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