【塑料充电器下壳注塑模具设计10000字（论文）】

1塑料充电器下壳注塑模具设计目录 1 3 4 4 5 6 6第二章塑料材料分析 2.1原材料分析 72.1.1材料的成型性能 72.2.2材料的物理性能 72.2.3材料的主要用途 8 8第三章塑件的工艺分析 93.1塑件的结构设计 3.2塑件尺寸及精度 3.3塑件表面粗糙度 13.4塑件的体积和质量 第四章注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定 4.1注射成型工艺过程分析 4.2浇口种类的确定 4.3型腔数目的确定 4.4注射机的选择和校核 4.4.1注射量的校核 4.4.2塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核 4.4.3模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核 第五章注塑模具结构设计 25.1分型面的选择 5.3浇注系统的设计 5.3.1浇注系统组成 5.3.2主流道的设计 5.3.3分流道的设计 5.3.4浇□的设计 25.3.5冷料穴的设计 25.4注射模成型零部件的设计 5.4.1成型零部件结构设计 5.4.2成型零部件工作尺寸的计算 245.5排气结构设计 5.5.1排气的作用 5.5.2排气方式 5.6脱模机构的设计 5.6.1脱模机构的选用原则 5.6.2脱模机构类型的选择 5.6.3推杆机构具体设计 5.7注射模温度调节系统 5.7.1冷却水道的设计 5.8冷却系统之设计规则 5.9模架及标准件的选用 6.1斜顶侧向抽芯机构设计 6.2斜顶抽芯机构工作原理 第7章模具材料的选用与模具的装配 7.1成型零件材料选用 33……模具是国家的重点产业，也是制造业及制造业的基本国家的经济发展起到非常重要的作用，近些年来，我国的模具技术在不断的成熟，尤其是注塑模具的使用变得越来越普遍，塑料产品的使用场所也变的越来越广泛，使用在汽车生产，电子电器以及医疗器械等不同的方面，由于塑料产品的性能好，价格便宜，故而对于塑料产品的需求量不断增加，因此也通常增大了注塑模具的使用，我国目前在模具领域处于生产制本次设计的产品为塑料充电器下壳塑料产品，其注塑模具。设计通过对导风叶塑料件进行建构特征，选取材料为ABS。从产品的生产批量及模具的难度出发，综合考虑选取的为一模两腔的生产方式，浇注系统设计为侧浇□的方式。设计内容主要为对本次模具浇注系统设计，脱模机构以及成型机构设计，同时对本次模具需要使用的注射机进行参数和型号选取，以及对注射机做出参数校验。通过CAD4第一章前言模具是国家的重点产业技术，也长期以来被称作是“工业之母”,其在工业当中的地位非常的关键，模具是可以满足产低能耗要求，因此模具设备是符合可持续发展的，同时更能符合现在工业的快速发展要求。模具属于技术密集产业，其在我国的经济发地位，也被我国确定成正式产业，同时在“十五”发展规划中，将模具纳入到终点扶持的技术产业，模具能够满足产品的大批量加工具技术是否成熟也是一个重要标准。目前模具使用到各个产业中，也是属于高新技术的层次，同时也是作为重点攻坚产业项目。模具模具生的产品效率高，且产品的价格比较低廉，同时特殊的产品加工，在环保方面有较大的优势，尤其是现不便，选择模具进行加工制造也是个很好选择本更有市场竞争力，生产周期短。目前模具的种类也非常多，有很多种类型的模具，可满足不同材质物料进行加工，其中有分作冲裁模模具，玻璃模具以及陶瓷等类型，各种类型的模具对工艺所区别。就按照模具产品的占有率来看的话，其中冲裁模具占据总数大于50%,冲裁模具有根据工序分成很多种，比如落料模，冲孔以常的丰富，被广泛的用在对金属零件加工，覆盖电子加工，汽车部件，以及大模具产品的比例更是高达35%。塑料产品与人们生活息息相关，有家用电器，电子数码产品，生活容器制品以及食品包装产品等，大部分也都是塑料模具加5工出来。其工序更是细分为注塑，吹塑以及挤压等塑料加工要求。模具种类丰富，技术也越来越成熟，产品更是直接关系人们生活等方面，市场前景更是非常好，其在经济发展中的地位也会越来越高，对模我国的模具产业整体来说起步晚，但是发展速度却很快，国内的模具真正发展可追溯于上世界70年代，此阶段国内模具才刚起步，不仅仅大量引进国外模具，且国家将模具纳入重点产业，大量扶持技术创新。几十年的发展过来，如今国内的模具产值是全球第一的，就2017年全国模具销量就高达2000亿的数值，且数据表明这两千亿的模具产值能够直接创造出超过27万亿的制造业生产，其延伸的产值高达一比一百，国内更是有很多优秀的仅在沿海城市进步快，内陆城市比如重庆，程度以及苏州等城市，也都相继出现模具工业园，形成较为完善的模具生产系统。虽然国内模具产业仍然有一定的不平衡，尤其是各个区域的发展还有一定的差距，中部地方若于东南地区，且北方发展较差于南方地区。且模具产品的品质存在不够高，标准化不够高，以及模具人才紧缺的问题，这些也都是需要不断改进与进步的地方，但是相信经过长期努力，未来我国模具还有很大发展空间，超具行业才发展了几十年，但是靠着一辈又一辈人努力有了如今显著的成果。注塑模具原理就是注射成型。首先配合注塑机生产，注塑机将熔融状态下的塑料通过浇口衬套进入型芯、型腔，再通过冷却降温成型、保压等等一系列动作完成的，再通过顶杆或者其他机构顶出产品，从而得到想要的塑件。注塑模具这这个行业也是非常具有技术含量的一个行业，因为其涉及的领域及其广泛，所以对产品要求现在也都越来越高了。而且注塑模具也需要相关高技术含量的设6计人员去完成，同时需要严谨的态度和非常仔细的工作状态，否则每一步失误都可能照成极大的损失。当然产品越复杂一般对于设计人员要求就高，模具结构也就相对于越复杂，同时对于机器设备要求也就越来越高，需要朝着超高精度去发展。尽管国内目前精度方面有很大的提高，但是对比国外还是有着明显的差距，很多产品都是组合而得到的，精度误差越小越好，要是都差那么一点点，那么很多零件组合起来就差的比较多了。因此，国内的注塑模具还需要再继续努力，做到更好。本次的模具设计中，主要是需要解决的问题为，对模具方案进行合理确定，保证模具的结构更为合理，结构尺寸比较紧凑，需要完成的主要为，包括对浇注系统的合理设计，确定最佳的浇口位置，以及对成型尺寸进行合理的计算，对脱模机构做出选取和设计，保证脱模顺利，工作可靠性高，同时在模架的选取方面，尽可能的选取标准件，降低模具的生产周期。总之需要保证模具结构可以符合生产的需求，同时模具的制造成本要更低，且有更好的可靠性，经济性好。1.4课题设计思路本次的注塑模具设计，主要是根据产品的结构做出分析，合理选取材料，且根据模具设计的相关书籍和手册，根据下面几个基本思路步骤来做出设计。1、要根据产品的特征和结构，拟定成型工艺要求。2、初步选定模具的基本方案，本次模具采取一模两腔的加工方式，且对型腔进行合理的布置，保证产品的生产效率高，且模具的制造成本要低，同时计算注射参数，合理选取注塑机，以及对注塑机的参数校核。3、需要确定模具的分型面位置，以及设计浇注系统。4、对冷却系统做出设计，以及冷却水道的布置。5、对模具的顶出机构做出设计，以及成型零件的尺寸计算。7第二章塑料材料分析热塑性材料的种类比较多，目前在注射生产中，比如ABS,PP,PE,PS,POM,PA这些塑料都是非常的料充电器下壳片，这种产品一般是用在室内，需要绝缘性比较好，且有很好的料成型的产品表面比较光滑，且耐磨性比较3,比水略重，材料的收缩率通常是1.005。该塑件为生活当中常见的塑件，对于材料要耐用，材料成型的塑件结构、质量稳定，强度高，柔性也好，该材料的材料特定为1.良好的流动性2.优异的抗冲击性3.易加工成型4.易着色、喷涂5.低气(1)、材料的流动性比较好，且有一定的吸水性，因此产品在要通过干燥处理，干燥的条件为80℃加热4个小时以上。(2)、材料的模具温度比较高，通常为65-85℃。(3)、物料的注射温度通常是在190-235度，如果温度大于270℃的话，(4)、成型注射压力通常需要位于120-140Mpa。可通过中等注射成型。(1)、材料有比较好的二次加工性能。(2)、材料的蠕动性能比较低，且成型产品的尺寸稳定性比较好。(3)、材料有比较高的抗冲击性，且还具备很好的韧性。(4)、材料的表面光洁度比较好，成型塑件的表面比较光亮。82.2.3材料的主要用途(1)、工程用途：产品多是用在电子电器，电器零件，以及汽车产品当中，同时也使用与人民的生活各个方面。(2)、3D打印领域：目前在3D打印领域ABS材料是非常常见的一类，且使用的需求量比较大。本次的塑件为外观塑料件，故而材料需要有很好的表面光亮度，且不可以有毛边的情况出现，表面的顶出痕迹不可太明显，材料的表面粗糙度通常位于9塑件分析是模具设计的首要步骤，本次设计的为塑料充电器下壳片的塑件，这种塑件是长条形的塑件，结构也比较简单，从产品分析可知，这种产品使用要求不高，故而精度要求采取普通的精度。塑件的表面要求光亮度比较好，故而模具的成型机构要通过抛光来加工，因此对型腔与型芯的部分表面粗糙度通常得为Ra0.8。本次塑件如下图所示，产品的结构难度中等，壁厚尺寸均匀，精度为普通的MT5的等级，符合注射加工要求。A图3.1塑件二维图/三维图塑件的结构部分，首先得确保塑件产品的壁厚要均匀，这样能够节约材料，也可以保证材料的强度比较高，在一些特殊位置还可以考虑设计加强筋的结构。本次的塑件尺寸为一般的尺寸，其精度要求为普通的MT5的精度等级。塑件的表面需要光滑度比较好，故而对于模具的型芯和型腔的表面位置要抛光加工，确保其表面粗糙度能够实现在Ra0.8um。。本次的塑料件产品，可通过三维软件对其体积做出策略，因而可知道每个产品的体积，以及产品的质量。通过测量可知一个塑件体积：V=1.55cm³,按照材料的密度可计算产品的质量：M=pV=1.05X1.55=1.62g图3.2塑件体积测量第四章注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定的产品及模具做出工艺参数的调整，比如烘干条件，温度以及注射保压参数这(1)、需要在温度为60-80℃进行烘干三至四个小时。(3)、需要在模具开始注射成型之前使用脱模剂进行涂抹。(4)、按照材料的种类，以及注塑机的吨位参数这些，合理的选定工艺参浇口为连接流道跟型腔部分一段较细的通道，此位，直接影响产品的质量以及外观特征，对于浇□的设计的切除，以及要在填充模具腔体之后，凝料与浇口位置最早凝结，浇口有直接浇□的选取需根据产品外观要求做出分析，本次型腔数量关系到产品的生产效率，本次选取浇口是侧浇□浇口，产品的尺寸不大，故而考虑到模具的成型效率以及模具的难度不会很高，因此可选取一注塑机是模具的重要成型设备，本次选取为一模两腔生产方式，前面有计天HTF86J/TJ。这种的注塑机是一种螺杆式的注塑机表一：海天HTF86J/TJ注塑机参数螺杆直径螺杆长径g注射压力合模力最大模厚最小模厚顶出力5其它最大油泵电热功率外形尺寸mt料斗容积初步选定了注塑机型号之后，需要对注塑机进行注射校核的方式为，注塑机额定注射量0.8倍要超过实际注射量，校核公式如下：式中n--型腔数量m₂--浇注系统所需塑料的体积(cm³)(cm³)M=2x1.55+7.24=10.33cm³本次初步选取注塑机，其额定注射量m为131cm³模具因为高压注射，这些物料通过注射机的高压作用进入到模具腔体，则会有一个很大的胀型力，此力作用在模具的分型面位置迫于模具的上下模部分需要有个锁紧力，此力即为锁式中n--型腔数目A₂--浇注系统在模具分型面上的投影面积nA₁+A₂=2x3864+905=86式中：P—塑料熔体对型腔的成型压力(MPa)F—注射机额定锁模力(N)通常普通塑料的型腔成型压力数值为25-35Mp(nA₁+A₂)P=(2X3864+905)X35X0.001=图4.1塑件投影面积测量4.4.3模具与注射机安装模具部分相关(1)、模具厚度(闭合高度)Hmin<H<Hmax式中Hmin--注射机允许的最大模厚Hmax--注射机允许的最小模厚本模具厚度是296mm150<H<360符合要求(2)、开模行程(S)的校核模具在开模以后，要保证产品顶出脱模之后产品高度的尺寸要求，有如下的校核：式中H₁--推出距离H₂--包括浇注系统凝料在内的塑件高度H₂-—(浇注系统的长度+20～30)本设计中Smax=310mmH₁=20mm总开模距离需要H=150mm以上校核可知，能满足。(3)、顶出装置的校核顶出机构是注塑机中的顶棍机构，用于对脱模机构顶出的，查询注射机的质量可知顶出行程是S=100mm,远远大于塑料产品的高度尺寸，因此符合需求。第五章注塑模具结构设计分型面是产品的结合位置，也是模具打开的地方，故而分型面需要合理选取，关系到模具结构，以及产品的外形尺寸等要求，一旦分型面位置选取错误的话，那么就可能造成模具是不能符合要求了。对于分型面的选取，需要符合几个基本的要求：1、尽可能选取在产品端面位置最大的地方。2、确保塑料产品与模具打开以后位于动模的位置。3、不可以对产品的外观有影响。4、能够方便浇注系统进行进浇注射。5、要保证模具的脱模机构更为简单，工作可靠度搞，尽可能的让顶出机构顶在产品的背面。5)分型面的选择，综上分型面如图所示：图5.1分型面的选择型腔的布置方式比较多，通常有阵列布置，旋转布置，以及环形的布置方式。对于怎么选取型腔的布置，需要分析下面几个关键的条件因素：(1)、浇注系统要到各个型腔的位置尽可能的短，降低凝料的损失及压力的损失。(2)、确保溶体到个型腔中压力机温度都要一致。(3)型腔的排布还要考虑分析冷却系统，顶出机构及侧向成型机构设计，不可出现干涉的情况。(4)、型腔的排布还需要分析排气系统，方便模具进行排气。型腔的布置要综合以上的各种因素考虑，要确保浇筑系统填充要平衡，同时还要考虑各个模具的机构能够方便布置，不可以出现干涉的情况，故而本次采取平衡的布置类型，如下图：图5.2型腔布局方式浇注系统是非常重要的部分，也属于模具几个重要系统之一，故而是模具设计的关键，也是物料进行填充注射的通道，关乎到产品的注射压力，成型质量及生产效率，浇注系统需要确保产品的物料浪费少，效率高。浇注系统的通道分作前中后的几个部分，各个部分需要合理的设计，才能保证物料的压力损失比较小，结构包括有主流道，分流道，浇□及冷料穴几个基本的部分。如下图所示。图5.3浇注系统(1)、主流道尺寸本模具选取注射机的型号为HTF86J/TJ,查其喷嘴直径3.5mm,球面半径为16mm,主流道及浇注系统设计如下图，各参数如下：H=3mmL=70mm图5.4浇注系统与定位环、浇口套(2)、浇口衬套与定位环的固定浇口套跟型腔安装是采取过度配合H₇/m₆。图5.5定位环与浇□衬套的固定要分析降低压力跟温度损失的需求，通常可采取分流道的长度尽量不要设计太长，本次设计的为28mm.按照经验计算公式，通常分流道尺寸是设计的主流道大端直径80%,也就是为D=0.8×7.13=5.7mm,则选取因6mm的分流道直径。(6)水口料(凝料)体积3)水口料体积V分=A分L分=70×28.3mm³=1981mm³=1.98cm³(7)校核剪切速率①取注射时间为t=1.6s通过做出计算得分流道剪切塑料是复合最佳剪切速率5×10²-5×10³s-1(8)分流道的表面粗糙度对于分流道来说，其表面的精度要求一般，通常选取的为Ra1.6μm。图5.6分流道与浇□的设计(1)、浇□截面尺寸极可能小，且长度也要选取小一些。(2)、要可以加大溶体的流速。(3)、浇口产生的痕迹要比较小，不会造成产品的外观影响。(4)、浇口要方便进行加工。(5)、后期的处理要方便，容易把浇□去除。本次设计的是侧浇□,将浇口设计在产品的中间位置，此种设计方案是在模流分析之后，判定产品的最佳浇□位置，又根据需要进浇口匹配性最好最差冷料穴也叫做是为冷料井，此种结构是位于主流道对模具的前端的冷料进行收集，防止这些冷料进入模腔，常可设计为Z形的冷料杆。如下图所示：图5.7冷料穴设计成型零件是构成模具的腔体的重要部分，因此成型零件非常的重要，也是跟高温的物料接触的，故而对于模具成型材料要求比较本次的结构采取的为整体的型腔机型芯的机构来说，加工比较简单，加工的周期也比较短，装方面，跟模板的配合为H7/P6公差配合装配。图5.8型腔2D图图5.9型芯3D图5.4.2成型零部件工作尺寸的计算成型零件的尺寸计算，需要结合塑件的收缩率，以及磨具的制造公差等因素来做出分析和计算，通常来说ABS材料的平均收缩率是0.005,因此计算可按照平均值的计算方式，一下是关于成型部件的尺寸计算：根据公式：式中：s塑料的平均收缩率，ABS为0.5%;L——塑件外径尺寸(取45mm);x——修正系数(取0.75);△——塑件尺寸公差，见上塑料尺寸公差值；δ——模具制造误差。排气系统是用于对模具的型腔内部气体排出的功能部件，也是模具的主要结构，通常有分作间隙自然排气以及排气槽等结构。5.5.1排气的作用由于物料在加热以后会有很多气体挥发，同时模具当中也一样存在很多的气体，这些气体就需要模具的排气系统来排出，排气的作用就是很好的引导气体出来，避免这些气体存在在模具，造成塑件的表面烧灼以及烧焦，同时内不出现气孔的情况。本次的模具为一般的尺寸模具，因而通过综合分析跟考虑，可以采取间隙排气的方式，就可以满足要求，不需要在设计排气槽的机构。模具在成型以后，模具打开的过程需要去除塑件，此部分的机构是依靠脱模机构来实现的，脱模机构包括了推出零件，以及固定板和复位机构这些组成。对于推出机构的设计，需要保证动作顺利，运动平稳性比较好，故而对于脱模推出机构要遵循几个基本的原则；1、推出机构的布置要平衡布置在产品的各个位置。2、推杆的布置不可以太集中，要防止塑件出现顶穿的情况。3、顶杆的强度需要满足要求，避免出现顶出的时候出现弯曲变形。4、顶出过程，不可以对产品的外观造成影响。5、顶出塑件时候，塑件不能有出现结构变形及翘曲的情况。脱模机构包括了顶杆，顶杆底版和面板，以及复位杆及弹簧等部分，本次的产品简单，可以采取推杆推出的方式，推杆可以选取标准件。(1)、推杆及斜顶布置综合分析模具的顶出机构要求，本次采取顶杆推出的方式，将各个顶杆设计在不同的位置，达到顶出平衡的要求。图5.10顶杆顶出机构(2)、推杆的设计顶杆采取的是标准件，设计的为圆形的截面形状，配合一般为模具的温度控制非常的关键，因为成型的时间中，个模具成型周期40%,故而需要合理的设计冷却，才能确保模具的生产周期更冷却系统采取的是自来水水冷的方式，在模具上下模都设计冷却水道，以图5.11模具冷却水路图冷却计算：单位时间内进入模具应除去的总热量Q,可以用参考文献中的公式计算[5:T₃—出水温度℃T₄—入水温度℃d—冷却水道直径cm经计算d≈9.32cm,取10mm5.9模架及标准件的选用目前的模具制造行业发展快，模具的制造周期都比较短，也形成了标准化的生产要求，通常来说中小的模架都可以依据尺寸选取，因此不需要单独设计本次的模具尺寸小，可选取标准的模架，根据图5.12模架结构图模架的长L=产品长度