模具毕业设计84万能手机电池充电器外壳注塑模设计及编程

1、1注射成形的基本过程注射成形又称注射模塑，是热塑性塑料，是热塑性塑料制件的一种主要成形方法，除个别热塑性塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以用此方法成形。注射成形可成形各种形状的塑料制件，它的特点是成形周期短，能一次成形外形复杂，尺寸精密,带有嵌件的塑料制件，且生产效率高，易于实现自动化生产，所以广泛用于塑料制件的生产及批量较小的塑料制件的生产。注射成形所用的设备式注射机，目前的注射机种类很多，但普遍采用的是柱塞式注射机和螺杆式注射机。1.1注射成形的原理注射成形的原理是将颗粒状态成粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔融塑化成为粘流态熔体，在注射机柱塞或螺杆的高压推动下，以很人的流

2、速通过喷嘴注入模具型腔，经一定时间的保压冷却定型后可保持模具型腔所赋予的形状，然后开模分型获得成行塑件，这样就完成了一次注射工作循环。2注射成形的工艺过程注射成形工艺过程包括：成形前的准备、注射成形过程以及塑件的后处理三个阶段。2.1成形前的准备原料外观的检验和工艺性能的测定，检验内容包括对色泽、粒度及均匀性流动性、热稳定性及收缩率的检验。物料的预热和干燥，对于吸水性强的塑料，在成形前应进行干燥处理，不然塑料制件表面会出现斑纹和气泡等缺陷，甚至发生降解，严重影响塑料制件的外观和内在质量，故对物料应进行充分的预热和干燥。嵌件的预热，在成形带金属嵌件，特别是带较人的嵌件的塑件时，嵌件放入模具之前必

3、须预热，以减少物料和嵌件的温度差，降低嵌件周I韦I塑件的收缩应力，保证塑件质量。料筒的清洗，当改变产品，更换原料及颜色时均需清洗料筒，通常柱塞式料筒可拆卸清洗，而螺杆式料筒可采用对空注射法清洗。脱模剂的选用，塑料制件的脱模，主要依赖于合理的工艺条件和正确的模具设计，在生产上为顺利脱模，通常使用脫模剂。2.2注射成形过程注射成形过程包括加料、加热塑化、加压注射、保压、冷却定型、脱模等工序，但实质上将主要是塑化、注射充模和冷却定型等基本过程。（1）塑化是指粉状或粉状的物料在料筒内加热熔融成粘流态并具有良好的可塑性的全过程，对塑化的要求是：塑料在进入模腔之前，既要达到规定的成形温度，又要使熔体各点温

4、度均匀一致，并能在规定时河内提供上述质屋的足够熔融塑料，以保证生产连续顺利地进行。（2）注射成形与冷却定形注射成形与冷却定形是指从注射机柱塞或螺杆将熔融塑料注射入模开始，经过型腔充满及熔体冷却定形，直到塑件脫模为止的整个过程。这一过程时间不长，但合理的选择和控制该过程的温度、压力、时间等工艺参数，对塑料制件的质量却十分重要。根据塑料进入模腔的流动情况，这个过程可分为注射充模、保压补缩、倒流和浇II冻结后的冷却四个阶段。注射充模从注射机柱塞或螺杆快速推进，将塑料熔体注入模腔，至充满模腔为II为注射充模阶段，这一阶段压力变化为：当熔体未注入模具型腔时，模腔压力基本上为零，充满以后，随熔体量迅速增加

5、，模腔压力也迅速上升。保压补缩这一阶段是从塑料熔体充满型腔时起，至柱塞或螺杆退回时为止。在这段时间内，熔体因为冷却而收缩，但由于柱塞或螺杆继续缓慢向前移动，使料筒内熔体继续进入型腔，以补充因收缩而留出的空隙，从而保持模腔内熔体压力仍为最人值。倒流阶段这一阶段是从柱塞或螺杆开始后退时起，至浇II处塑料熔体冻结时为止，这时模腔内的压力比浇注系统流道内高，因此就会发生塑料熔体的倒流，从而使模腔内压力迅速下降。浇II冻结后的冷却这一阶段是从浇II处塑料完全冻结起到制件脱模取出时为止，这时，倒流不再继续进行，模腔内的塑料继续冷却并凝固定型，当脱模时，塑件应具有足够的刚度，不致产生翘曲或变形，在冷却阶段中

6、，随着温度的迅速卜降，模腔内的塑料体积收缩，压力也逐渐下降。1.2.3塑件的后处理由于塑化不均匀或由于塑料在型腔内的结晶，取向和冷却不均匀，或由于金属嵌件的影响和塑件的二次加工不当等原因，塑件内部不可避免的存在一些内应力，从而导致塑件在使用过程中产生变形或开裂。为此，要对塑件进行适当的后处理。主要是退火和调湿处理。退火处理退火热处理是将塑件在定温度的加热液体介质或热空气循坏烘箱中静止一段时间，然后缓慢冷却至室温，从而消除塑件的内应力，提高塑件的性能。退火的温度应控制在塑件使用温度1020C,退火处理后冷却速度不能太快，以避免重新产生的内应力。调湿处理调湿处理是将刚脱模的塑件放入热水中，以隔绝空

7、气，防止对塑件的氧化，加快吸湿平衡速度的一种后处理方法，其目的是使塑件颜色、性能以及尺寸得到稳定，防止塑件使用中尺寸变化，使制品尽快达到吸湿平衡。1.3注射成形的工艺参数当选择了适当的塑件品种、成形方法及设备，设计了合理的成形工艺过程及模具结构之后，在生产中工艺条件的选择及控制就是保证成形顺利进行和塑件质屋的关键，注射成形最后主要的工艺参数是塑化流动和冷却的温度、压力以及相应的各个作用时间。3.1温度注射成形过程控制需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度等，前两种温度主要影响塑料的塑化和流动，而后一种温度主要影响塑料的充模和冷却定形。料筒温度料筒温度的选择应保证塑料塑化良好，能顺利实现猪

8、舍，又不引起塑料分解。料筒温度根据塑料的热性能确定各种塑料具有不同的流动温度，因此对非结晶性塑料而言，料筒末端最高温度应高于流动温度，而对结晶性塑料应高于熔点，但必须低于塑料的分解温度，否则将导致熔体分解。除了严格控制最高温度外，还应控制塑料在加热筒中停留的时间，因为时间过长时，塑料也会发生降解。喷嘴温度喷嘴温度通常率低于料筒的最高温度，这是为了防止熔料在喷嘴处产生的流涎现象。喷嘴低温产生的影响可从熔料的注射时所产生的摩擦得到一定程度的补偿。但是喷嘴温度不能过低，否则熔料在喷嘴处会出现早凝而将喷嘴堵塞，或者有早凝料注入模腔而影响塑件的质量。模具温度模貝温度对塑料熔体在型腔内的流动和塑料制品的内

9、性能与表面质量影响很大。模具温度的高低决定于塑料的特性，塑件尺寸与结构、性能要求及其他工艺条件等。模具温度通常是由通入定温的冷却介质来控制的也有靠熔料注入模具自然升温和自然散热得到平衡而保持一定的模温，不管是加热或冷却，对塑料熔体来说进行的都是冷却降温过程，以使塑件成形和脱模。1.3.2压力注射成形过程中的压力包括塑化压力和注射压力，他们关系到塑化和成形的质量。塑化压力塑化压力是指采用螺杆式注射机时，螺杆顶部塑料熔体在螺杆旋转后退时所受的压力，亦称嘴压，其人小可以通过液压系统中的溢流阀来调整，注射中，塑化压力的人小是随着螺杆的设计，塑件质量的要求以及塑料的种类不同而异的。如杲这些条件和螺杆的转

10、速都不变，则増加塑化压力会提高熔体的温度及其均匀性。使色料混合均匀，并排出熔体中的气体，但增加塑化压力会降低塑化速率，从而延长成形周期，而且增加了塑料分解的可能性。注射压力注射压力是指柱塞或螺杆顶部对塑料熔体所施加的压力，。其作用是克服熔体流动充模过程中的流动阻力，是熔体具有一定的充模速率，对熔体进行压实注射压力的人小取决于注射机的类型。塑料的品种，模具结构、模具温度、塑件的壁厚及流程的人小等。尤其是浇注系统的结构和尺寸，为了保证塑件的质量。对注射速率有一定要求，而注射速率与注射压力有直接关系。在同样条件卞，高压注射时，注射速率高；反之，低压注射时则注射速率低。1.3.3时间完成一次注射成形所

11、需要的时间，称为成形周期。它包括以卞几部分：注射时间a.充模时间（柱塞或螺杆前进的时间）b.保压时间（柱塞停留在前进位置的时间）:闭模冷却时间（柱塞后退的时间）：其它时间（指开模、脱模、涂拭脱模剂、安放嵌件和模具等）。成形周期直接影响生产效率和设备利用率，尽量在整个成形周期中，注射时间中的充模时间不长，一般不超过10s,保压时间较长，一般为20-120so冷却时间的长短应以保证塑料制品脱模时间不引起变形为原则，一般为30120so此外，在成型过程应尽可能缩短开模、脱模等其它时间，以提高率生产率。 图9-3斜导柱抽芯5侧向抽心力的计算塑件在模具中冷却定型时，由于体积收缩，而将型芯或凸模包紧，塑件

12、在脱模时，必须克服这一包紧力及抽芯机构所产生的摩擦力才能抽出活动型芯。抽心力可按卞列公式进行计算2icpEdikf(l+“+kJcos0式中：Q抽心力，N；E塑料的拉伸弹性模量，为O.89xlO3MPa：0塑料的平均成型收缩率，本设计为0.0055“一塑料的泊松比，为0.48：0型心的脫模斜度，本设计的为2，；h一型心脱模方向高度，本设计塑件的为1.88；kf脱模斜度修正系数；f一制品与钢材表面之间的静摩擦系数，经查表可得f=0.4：匕一厚壁制品的计算系数:l；p=li+13=5.16+|(5.16+3.48xtan/7)=5.19mm519芯而=4.255,因此属于厚壁制品。fcos0-si

13、n0+0.4cospsinP0.4cosl*-sinfl+0.4sinl*cosl*=0.36992A2cos/?+22cos/?2x4.252cosl+2x4.25xcosl=3.8228c2x3.14x5.19x0.98x103x0.0225x3.48x0.3699Q=；d+0.48+3.8228)cosl=144.397N斜导柱的弯曲力的计算f=?_.1-2frtana-(fr)2cosa144.397-l+2x0.1xtanl8-0.12cosl8*=164.122N式中：f钢材零件之间的摩擦系数，取r=o.i：sdna3.5sinl5*=13.7nim斜导柱的直径为：（叫%10 x1

14、64.122x13.7-140=4.82111111式中：N弯曲力，N；L抽心距，11M11:一许用弯曲应力，斜导柱用T8A制造，apb=140MPa:取斜导柱的直径为12.5mmo9.6斜导柱的长度计算斜导柱的有效长度L与抽距芯S、斜导柱的倾斜角Q及滑块与分型面倾角有关。斜导柱的总长度还与导柱的直径、固定板厚度有关，取固定斜导柱的D=1.66d=15.2nnn,取D=16nmio装斜导柱的定模板板厚h=32nmioDhdSL=tana+tana+515inn】cosa2sinaL=tan15+tanl5+5nun2cosl52sinl5=84.12nmi取斜导柱的长度L=84mmo9.7锁紧

15、楔的设计在塑料注射过程中。活动型在芯抽芯方向会受到塑料较人的推力作用，必须设计锁紧楔，使滑块不至于产生移动，一般4=&+(23),当滑块倾角0角度时，q可以不考虑0角度的本设计的c=15#+2=1710模架的选择10.1型腔强度及支撑板厚度计算1.1型腔侧壁厚度（按整体式矩形型腔计算）P型腔压力，取30MP8E材料的弹性模量，碳钢为2.lX105MPa/-刚度条件，即允许变形，ABS查表取0.045两型腔之间受力是人小相等方向相反，在合模状态卞不不会产生变形，因此两型腔壁之间的壁厚只要满足结构设计条件就好了。型腔与模周边之间的距离由模板外形尺寸来决定，因此模板的平面尺寸比型腔布置的尺寸要人的多

16、，（315-158）/2二78.5,所以完全满足刚度和强度的要求。1.2支撑板的厚度支撑板厚度和所选模架两垫块之间的跨度有关，根据前面的型腔布置，模架应选在250315这个人范I韦I之间的跨度大约为180mm左右，根据型腔布置及型芯对支撑板的压力，就可以计算得到支撑板的厚度。=0.54x18卑匚30;22965_二56.37mmV2.1x105x310 x0.054式中支撑板刚度计算许应变形量%=25i=25X216二54/dll=0.054ironi=0.35XW1/3+0.001XW=2.16/ZmL、W两垫块之间的距离（约180）L-支撑板的长度取315耳x24个型芯投影到支撑板上的面积

17、4XA1二22965.96mm2此支撑板厚度计算尺寸为56.37,对于中小型还可以取小一点，因此支撑板的厚度可取得稍薄一点，取标准厚度50。10.2模架的确定根据型腔的布局可看出，型腔分布尺寸为160X220,又根据型腔的侧壁最小厚度，再考虑到导柱，导套及联接螺钉布置应占的位置和采用的推杆推出及外侧抽芯等方面来确定选用模架序号为315*315,模架结构为的形式。如图10-1所示令令令图101模架结构10.3各个模板的确定1）A板是定模型腔板，塑件高度18.5,在模板还要开设冷却水道，冷却水道离型腔应有一定的距离，因此A板的厚度取32mm。）B板是凸模固定板，考虑到还要进行内侧抽芯，因此B板厚度

18、取25nun。）C垫块尺寸垫块二推出行程+推板厚度+推板固定板+（510）=10.7+0+45+（510）=55.760.7根据计算，垫块厚度C圆整到标准尺寸为63上述尺寸确定之后，就可以确定模架序号为7号，板面为315X315,模架结构形式为A：,编号为8号的标准模架。如图10-2所示图102标准模架11排气系统设计排气系统对确保制品成型质量起着重要的作用，排气方式一般有利用排气槽，利用型芯、镶件、推杆等的配合间隙，利用分型面上的间隙。本次设计的模具是在分型面上开设排气槽，排气槽即为使模具型腔内的气体排出模具外面在模具上开设的气流通槽或孔，排气槽若设计不合理，将回产生如下弊病：增加熔体充模流

19、动的阻力，使型腔无法被充满，导致制品棱边不清晰。在制品上呈现明显的流动痕和熔接痕，使制品的力学性能降低。滞留气体使制品产生银纹，气孔，剥层等表面质量缺陷。型腔内气体受到压缩后产生瞬时的局部高温，使熔体分解变色，甚至炭化烧焦。由于排气不良，降低了熔体的充模速度，延长了注射成形周期。排气槽的形式与尺寸如图7-1所示：由于h的范围为0.010.02mm,h取0.015mm图11T排气槽形式与尺寸12温度调节系统的设计在注射成型过程中，模具的温度直接影响到塑件成型的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型的性能和型工艺要求不同，模具的温度也要求不同。一般注射到模具内的塑料温度在60度以下。温度降低是由

20、于模具通入冷却水，将热量带走，模具冷却剂常用水，此外还有压缩空气，冷冻水冷却,而水冷却最为普通，使水在其中循坏，带走热量，维持所需的模温，水的热容量犬，导热系数人，成本低。对于粘度低、流动性好的塑料（例如：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龙66等），因为成型工艺要求模温都不太高，所以常用常温水对模具进行冷却。ABS的成型温度和模具温度分别为200260C、4060C。冷却水道的开受模具上镶块和顶出杆等零件几何形状的限制，必须根据模具的特点，灵活地设置冷却装置，其设计要点如下：实验表明冷却水孔的数量愈多，对制品的冷却也就愈均匀。水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，水孔边距型腔的距离常用12J5M。进

21、水管直径的选择应使水流速度不超过冷却水道的水流速度.避免产生过人的压力降.冷却水道直径一般不小于6mm,常用8-12mm,但也必根据模具的具体大小和产品人小状况而定。进出II冷却水温差不应过人，以免造成模具表面冷却不均。缩短成型周期有各种方法，而最有效的是制造冷却效果良好的模具，如呆不能实现均一的快速的冷却，则会使制品内部产生应力而造成制品变形成形或开裂，所以我们必须根据制品的形状及壁厚设计,制造能实现均一的而且高效的冷却回路.一般在冷却回路的布置上应遵循如下原则：a、模具上有数组冷却回路时，冷却水应首先接近主流道的部位。b、对于聚乙桶等收缩率较人的成型树脂，必须沿制品收缩人的方向设置冷却回路

22、。c、水道之间的中心距离一般为水道直径的35倍，水道的外周离模具型腔表面的距离一般为1015mm。12.1冷却水的体枳流量计算在单位时间内溶体凝固时所放出的热量应等于冷却水所带走的热量，模具温度设为40CwQ1wQ1（&1一&2）0,05x360.871000 x4.187(26.5-25)=2.87xl03m3/min式中W单位时间（每分钟）内注入模具中的塑件质量（km/min），按成型周期为60s,就每分钟注1次，即12.5gX4=50g/min=0.5kg/minQ单位质量的塑件制品在凝固时所放岀的热量，PE为6.4X102KJ/Kg;p冷却水的密度（1000kg/cm3）q冷却水的比热

23、容（4187KJ/k昇C）q冷却水的出II温度（取26.5C）2冷却水的入II温度取（25C）12.2确定冷却管道的直径d为使冷却水处于湍流状态，查资料模具设计手册取d二6nun.12.3确定冷却水在管道的流速v,由式4n4x2S7xl03V=1.69m/S最低流速l66m/s,达到湍流状态，所选管道直径合加？3.14x（6/100Q-60理。12.4求冷却管道孔壁与冷却水之间的传热系数h,查表取f=7.22（水温为30C）,因此H二3.6f（叮）=3.6x7.22乂山叮=2764JkJ伽?xhxc）d02（6/1OOQ0212.5冷却管道的总传热面积A600A=H&=02/VI=00694I

24、n?=69411111?27642x40（265+25）212.6求模具上应开设的冷却水孔数n从计算结果看，因单位时间注射量小，所需冷却水道也比较小，但一条冷却水道对模具来说是不可取的，因为冷却不均匀。根据塑件的结构（型腔深度浅，壁薄，面积较大），采用往返式水道，只在型腔上开设冷却道，水孔开设见图12-1所示图121水道布置图13模具动作过程13.1模具总图如图:)1121514151617图131装配图主视图2728图132装配图左视图1-动模座板2-垫块3-推件板4-推板固定板5-支撑板6、1仁19、23、27、34-六角螺钉7-弹簧8-动模板9-定模板10-定模座板12、13、15、16

25、、24-镶件14-定位圈18-斜导柱20-楔紧块21-滑块22-锁紧块23-复位弹簧25、26-推杆28-主流道衬套29-水嘴30-带头导套31-带头导柱32-锥型拉料杆33-复位杆13.2模具动作过程开模时，在导柱31的导向作用下，模具从分型面分开，主流道凝料从流道中脱出；在推出过程中流道推杆与塑件推杆分别推动浇门凝料和制品，两者共同把浇I沏断，接着推杆将流道凝料和塑件制品推出而自动脱落下来。斜滑块开模时，在斜导柱的作用下向外侧移动，由于侧型芯深度为l5mm,高只有1nun,而斜导柱带动滑块的滑出行程有24nun,它的抽芯距为6.5mm，所以斜滑块和塑件之间不会产生干涉。14模具的试模与修模

26、试模是根据塑料制品所设计制造的模具在相应塑料注射机上进行试模的过程，它是模具制造过程的重要环节，用以检验模具的可生产型、注射的制品是否符合质量要求以及合格品率，并依据试模结构对模具提出修改意见，同时也为模具投入正常生产运行模索最佳工艺参数。14.1注射机选定原则上试模必须在模具设计时选定的同型号规格的注射机上进行，以保证试模与模具最终应用的一致性。在实际生产中，如不能满足上述要求，允许先用注射量稍犬的注射机，但顶出方式和注射机类型必须一致，注射螺杆与注射机控制水平应尽可能接近。对于壁厚特别厚、特别薄、透明的注塑件,以及表观质量、重量、力学性能要求高的注塑件，应特别注意，试模用注射机与最终使用的

27、注射机差别应尽可能小。14.2试模用注塑料试模用料应力求于制品一致，但对于新开发产品，其原料配方往往尚未确定，此时可用同一类型原料中选取类似产品用途，想同原料特点（如保压、玻纤増强等）的原料，但须特别关注原料的熔点、熔体指数、力学性能、收缩率应与制品要求相适应。14.3试模工艺首先烘干原料，然后参照上述的注射工艺条件，之后预热模具。对于小模具不须加热，注射几次模温即可升高，对于大型制品注塑模，为节省原料，提高试模效率，需设法将模具加热，有条件者可采用全自动模温控制器，也町采用活动电热板夹在模具上临时加温，模具温度一般应小于50C。14.4试模在多数情况下，试模是一个需多次、反复进行的过程，试模

28、过程中可能出现任何问题，对出现的问题应作详细地记录和仔细分析，查找问题原因，提出调整措施，逐渐调整修改直到制品合格。查找原因的次序为：注射工艺条件、注射机、原料，最后是模具，即出现问题后首先从工艺、设备、原料方面找原因，先逐步调整工艺条件、调整设备、处理或更换原料，最后无法解决时才从模具考虑，准备修模。14.5修模注塑模的修整是一件正常的事情，模具修改主要为结构和尺寸修改，如顶出和脱模方向的修改、滑块修改、轴孔位置与尺寸修改、型腔修改、壁厚修改、排气修改、浇道与浇II修改、加强筋修改、粗糙度修改等。模具修改后再进行试模，如呆还不行，则再修改，直到试模合格。15NC编程图15-1动模座板如图所示

29、,该板件是所设计模具的动模座板。有四个对称的通孔直径24,用于放置螺钉。中间孔为注射机上的人推杆径为50,开模后推动推件板。工件尺寸：X正向二125,X负向=-125Y正向=125,Y负向=-125Z正向二0,Z负向二25刀具半径为5以上单位均为亳米G00X0Y0Z0G92X0Y0Z0G90GOOZ250T01M08G43Z0H01S50M03G98G81X0Y0Z-30R-8R-8F70M05G49Z250T02M06G43Z0H02S200M03G99G81X129。5Y80Z-30R-8F-100Y-80X-1295G98Y80GOOXOYOMO5G49Z25OTO3M06G43ZOHO

30、3S15OMO3G99G82X129.5Y80Z-3OR-8F80Y-80X-129.5G98Y80GOOXOYOZ-3OMO5Ml9ZOMO2总结该塑件结构特点决定了其模具结构必须采用外侧向抽芯结构，因为是一模四腔，所以将型芯作成镶件形式，这样不但有利于加工及其质量，而且合理利用了模具材料，降低了模具的生产成本。该模具结构设计合理、紧凑，开合模顺畅，生产效率高。致谢词本次毕业设计，我是在参照模具典型图例和模具手册及相关教材下完成的，虽然有许多不足之处,但也做的很累，经常通宵达旦，但在这次毕业设计中，我还是学到了不少东西，使我对模具的设计有了一定的了解，从中我学到了如何选材，如何一步一步的来确定模具结构，如何校对和检验，根据不同的思路如何确定和选取好的结构等等。虽然是困难重重，但是经过了这段时间的艰苦努力，我还是按时把这毕业设计给做完了。从选定毕业设计题目起，我每天总在查阅书籍，寻找相关资料，但是由于缺乏实际经