手机充电器的模具设计概论.docx
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手机充电器的模具设计概论
前言
摘要
第一章概论…………………………………………………..5
第二章设计任务书…………………………………………..6
第三章产品零件的工艺分析………………………………..6
第一节塑件分析…………………………………………………..6
第二节塑件的成型特性…………………………………….7
第三节工艺参数…………………………………………….8
第四节塑件的工艺要求……………………………………..9
第四章设备的选择……………………………………………..10
第五章浇注系统的设计………………………………………..11
第一节主流道的设计………………………………………….11
第二节分流道的设计…………………………………………..12
第三节冷料穴的设计…………………………………………..13
第四节浇口的形状……………………………………………..13
第六章成型零部件的设计与计算………………………………14
第一节凹模的设计与计算………………………………………14
第二节凸模的设计与计算………………………………………16
第三节模具的装配工艺及零件工艺………………………..................19
第七章脱模机构的设计………………………………………….21
第一节脱模机构的设计…………………………………………21
第二节脱模机构的计算…………………………………………21
第八章合模导向及抽芯的设计………………………………….22
第九章温度调节系统的设计……………………………………26
设计小结
致谢
参考资料
前言
为了能够很好地了解本次毕业设计的设计过程，根据几年来的学习，编写了《模具设计说明书》。
以满足老师在评审的过程中能够更好地指导、评阅。
本说明书主要介绍了模具设计的一般方法、步骤、模具设计的中常用的公式与数据、模具结构及零部件等重要内容。
在塑件原材料转变为塑料制件过程中，塑件原材料的选用、成型设备的选择、成型模具的设计与成型工艺的的制定是塑件生产的四大环节。
而主要环节集中在成型工艺的制定和塑料模具的设计这两个方面。
在编写说明书过程中，我参考了《塑料模成型工艺与模具设计》、《实用注塑模设计手册》和《模具制造工艺》等有关教材。
引用了有关手册的公式及图表，并得到了老师同学的帮助。
但由于本人水平的有限，本说明书存在一些缺点和错误，希望老师多加指正，以达到本次设计的目的。
摘要
本次毕业设计的题目是：
5号电池充电器外壳的塑件注射模。
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，例如是采用整体式还是镶拼式，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土及编制成型零部件的制造加工工艺过程卡片。
关键词：
分型面、浇口、型腔，型芯，镶块，脱摸力。
Abstract
Thisgraduatethatdesignis:
Thepiecethatshouttheonboardcapinjectsthemold.Thisdesignprimarilypassesestopieceviabilityassessmentforrequestforofshape,sizeanditsaccuracycomingproceedinginjectingtypecraft.thepiecethewallforoftypecraftprimarilyincludingthepieceisthick,slopeandcircleangleandwhethertohavecore-pullingornotmechanism.Passtheaboveanalysistocomethecertainmoldingtoolcentthetypethesurface,typethenumber,gatetheform,placethesize;Theamongthemandmostimportantisacertaintypecoreandtheconstructionofthetype,forexampleadoptthewholethetypeoftypestill,andtheirfixedpositionandtightwayof.Inadditionandstillanalyzedthemoldingtooltosufferforce,moldthatdesignthatthedesignofthepatterndrawmechanism,matchthedesignetc.toleadtothemechanism,coolingsystem.Finallydrawtheproductionthatcompletemoldingtoolassemblethegeneraldrawingsumthesoilandestablishmentofprinipalmoldingtoolpartstypezerothepartsprocessthecraftprocessthecard.
Keywords:
partingline,thegate,slideblock,heelblock,core-pulling,core-pullingdistance,gate.
第一章概论
模具是工业生产中的重要工艺装备模具工业是国民经各部门发展的重要基础之一。
塑料模具是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一种类型。
模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱模具质量的优劣，直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。
在现代塑料制件的生产中，采用合理的加工工艺，高效设备，先进的模具。
塑料成型技术的发展趋势是：
一、模具的标准化。
在本次设计中，采用中小型标准注模架，标准件标准导向元件，标准模板等。
二、模具加工技术的革新。
三、各种新材料的研制和应用。
四、CAD/CAM/CAE技术的应用。
塑料成型加工技术发展很快，塑料模具的各种结构也在不断创新，所以我们在学习模具设计与成型工艺的同时还要了解塑料模具的新技术、新工艺、新材料的发展状态。
学习和掌握新知识，为振兴我国的塑料成型加工技术做出贡献。
第二章设计任务书
一设计题目
本次设计的题目是5号电池充电器外壳的注射模设计。
二设计任务书
1．一套产品零件图；
2．模具总装配图一张（A1图纸）；
3．所有非标准件图纸；
4．模具主要成型零件的加工工艺（凹模、凸模、型芯）；
5．说明书一份。
说明：
所有图纸和说明书一律用计算机打印，严格按照要求完成设计。
第三章产品零件的工艺分析
第一节塑件分析
初步了解毕业设计的内容——5号电池充电器外壳。
分析零件的产品图，研究其尺寸、公差、技术要求等。
初步拟订设计方案。
此产品是充电器外壳，所以在设计时要注意其表面的粗糙度，要使表面光滑，达到效果。
零件采用三向侧抽芯成型。
塑件的尺寸精度要求一般。
由于塑件表面光滑度较高,因此塑件采用潜伏浇口。
此塑件的零件图如下图（1—1）
图 （１——１）
第二节 塑件的成型特性
一 对零件的分析得塑件材料取ABS（丙烯腈-丁二-苯乙烯共聚物）。
二 ＡＢＳ的基本特性
１ ABS良好的综合力学性能，耐化学腐蚀性及表面硬度、韧性强，有良好的加工性和染色性能。
２ ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽；有极好的抗冲击强度，且在低温的情况下也不迅速下降。
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有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。
３ 其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70℃左右，热变形温度约为93℃左右。
耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。
４ ABS在升温是粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计是应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。
要求塑件精度高时，模具温度可控制在50～60℃，要求塑件光泽和耐热时，应控制在60～80℃。
第三节 工艺参数
ABS的工艺参数如下表：
塑料性能
ABS（苯乙烯共聚）
塑料性能
ABS（苯乙烯共聚）
屈服强度/Mpa
50
玻璃化温度/℃
拉伸强度/Mpa
38
熔点（粘流温度）/℃
130～160
断裂伸长率/%
35
热变形温度/℃
45N/cm
108N/cm
90～108
拉伸弹性模量/Gpa
1.8
83～103
弯曲强度/Mpa
80
线膨胀系数/（10¯5/℃）
7.0
弯曲弹性模量/Gpa
1.4
比热容 /[J/（kg·K）]
1470
简支架冲击强度/（kJ/m²）
无缺口
缺口
261
热导率 /[W/（m·K）]
0.263
11
燃烧性 /（cm/min）
慢
布氏硬度 HBS
9.7R121
体积电阻/Ω·cm
6.9×10
密度 /（g/cm³）
1.02～1.16
击穿电压/（Kv/mm）
比体积 /（cm²/g）
1.02～1.16
成型收缩率/%
0.4～0.7
吸水性/%（24h）
长时间
0.2～0.4
拉伸模量E/×10³
1.91～1.98
泊松比 µ
0.38
透明度或透光率
不透明
与钢的摩擦因子f
0.20～0.25
注意：
ABS为无定性料，流动性中等，吸湿性大，加工前必须充分干燥。
第四节 塑件的工艺要求
此塑件是5号电池充电器外壳，顾名思义对其表面光滑度要求较高。
设计出的产品不能采用中心浇口，表面凹凸不平等缺陷。
塑件的尺寸精度由零件图得到。
它是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度。
所以在设计时应注意模具的制造精度和模具的磨损程度。
塑件收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化，模具结构形状等。
零件图中的配合螺纹柱Φ５0+0.14，长短柱长度方向尺寸为50±0.20，27±0.16分别属于四级精度、三级精度、三级精度。
在图中未注公差的尺寸按公差等级IT5计算。
塑件表面粗糙度要求为Ra1.6um。
塑件内外表面应有利于成型。
此塑件表面有三个内孔。
所以采用定模三向抽芯，为了便塑件型腔中脱出，抽出型芯，使塑件内外表面脱模方向留有30和50的脱模斜度。
第四章设备的选择
一、此塑件采用卧式ZY—60/450型号注射机，其主要的技术规
1、
斜导柱的工作长度
L=S/Sinα
=3/Sin20º
=8.77mm
2、与抽芯距S对应的开模据
H=SCtgα
=3Ctg20º
=8.24mm
3、斜导柱的长度计算
Lz=L1+L2+L3+L4+L5
=d2/2tgα+h/Cos+d/2tgα+S/Sinα+5~10mm
=80mm
4、斜导柱的直径
d=（FwLw/0.1[δw]）
=10mm
考虑到滑块的摩擦力且结构允许，取d=12mm
（四）、侧滑块与导滑槽的设计
根据模具结构灵活性，且侧型芯在摩损后可以更换的情况下，滑块的结构形状为组合式，滑块与侧型芯联接方式为：
小型芯在非成型端尺寸放大后用H7/m6的配合镶入滑块，然后用一个圆柱销定位，滑块上放小型芯的孔为直通孔。
成型滑块在侧向分型抽芯和往复过程中，要求其必须沿一定的方向平移地往复移动，这一过程在导滑槽内完成的。
根据模具结构的具体要求，滑块与导滑槽的配合采用T形槽，T形槽采用压嵌式式，即在中间板上制出T形台肩的导滑部分。
（五）、楔紧块的设计
在注射成型过程中，侧向成型零件受到容融料很大的推力作用，这个力通过滑块传给斜导柱，而一般的斜导柱为一细长杆件，受力后容易变形，导致滑块后移，因此必须设置楔紧块，以便在和模后锁住滑块，承受熔融塑料给予侧向成型零件的推力。
楔紧块与模具的联接方式是把楔紧块用H7/n6配合整体镶入模板中锁紧角为22º
（六）、二次分型限位装置的设计
限位装置在开模过程中用来保证二次分型。
采用限位螺钉来实现。
用摆钩等装置来紧固动定模,实现定模抽芯的动作。
（七）、滑块的精确导向
滑块的精确导向形式为：
斜导柱与斜孔近侧型芯一侧的配合处一定要有0.5mm以上的孔隙，决不允许在模具闭合时斜导柱和滑块之间有碰撞现象产生。
第九章温度调节系统的设计
在设计冷却系统时，应注意以下原则：
1冷却水道应尽量多，截面尺寸应尽量大。
2冷却水道至型腔表面距离应尽量相等，此塑件壁厚相等，所以冷却水道到型腔表面距离相等，且距离应在20—25mm，这里取25mm。
3、浇口处加强冷却。
塑料熔体充填型腔时，浇口附近温度最高，所以要加强冷却浇口。
4、冷却水道出入口温差应最小，尽量缩短冷却水道长度，降低出入口冷却水的温差，提高冷却效果。
5、冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置，此外，在设计冷却水道时还要避免塑料的熔融部位，以免产生熔接痕，并且还要易于清理，冷却水道孔径取10mm。
定出装置在模具内往复运动，除滑动配合外其余部分处于浮动状态，顶出板和顶出固定板的重量不应作用在推杆上，而应由顶出系统的导向零件来支撑，此注射模增设导柱、导向，这样两根导柱可起支撑作用，防止支承板变形弯曲。
标准模架概述
本次设计采用标准模架（P1型）
模架的基本特点:
名称长度宽度厚度
定模座板25025025
定模板25020040
中间板25020025
动模板25020025
垫块2503263
动模座板25025025
推板25011816
推杆固定板25011812.5
总结
经过一个月的时间，我完成了毕业设计。
在这短短的一个月内，我学到了很多东西，可说是受益非浅。
虽说是短短的一个月，但我认为通过实践所得比从书本上学到的东西要有价值的多。
通过毕业设计使我真正做到了理论联系实际。
在张云老师耐心、认真的教导下，使我独立地完成了这次毕业设计。
在此设计中我还学会了如何查阅设计手册，如何对塑件的工艺分析，如何模具设计。
在梁老师的带领下，还看到了型腔、型芯、滑块等各种模具零部件。
这样在我脑海里有了一个深刻的印象，不至于对模具模棱两可。
同时也清楚的看到了实践与理论的差别。
更重要的是经过这次设计，使我更加牢固、扎实的掌握了专业理论知识，对我以后的学习工作上有了更大的帮助，并奠定了扎实的基础。
由于本人水平有限，时间仓促，本次设计难免有错误和欠妥之处，恳请老师们批评指正。
最后我诚挚的感谢老师们对我的教导。
致谢
在本次设计过程中，我得到了老师们的指导和帮助，在研究过程中，同学们给了我很多独特的见解和帮助。
使我有了很大的进步，在此本人一并表示诚挚的、衷心的感谢。
参考文献
（1）屈华昌主编,塑料成型工艺与模具设计。
北京：
机械工业出版社，2000
（2）贾润礼、程志远主编,实用注射模设计手册。
北京：
中国轻工业出版社，2000
（3）冯炳荛、韩泰荣、蒋文森主编,模具设计与制造简明手册。
上海：
上海科学技术出版社，1998
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