3408 手機(jī)充電器塑料模具設(shè)計(jì)

3408 手機(jī)充電器塑料模具設(shè)計(jì),手機(jī)充電器,塑料,模具設(shè)計(jì) 摘 要當(dāng)今社會(huì)，信息化日益發(fā)展，手機(jī)由于使用的方便，從而從之前的奢侈品變成了大眾化的日常用品，漸漸成了生活的必需品。伴隨著手機(jī)而產(chǎn)生的是五花八門的手機(jī)充電器。而模具制造業(yè)的發(fā)展，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可或缺的一部分，占有重要地位。本設(shè)計(jì)從日常生活出發(fā)，選擇了手機(jī)充電器注塑模模具設(shè)計(jì)這個(gè)課題。在結(jié)合實(shí)際的基礎(chǔ)上，分析了手機(jī)充電器結(jié)構(gòu)的工藝特點(diǎn)，介紹了手機(jī)充電器外殼上蓋注射模結(jié)構(gòu)及模具的工作過(guò)程。重點(diǎn)介紹了手機(jī)充電器外殼注射模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想和方法。分析和闡述了模具型芯零件及各標(biāo)準(zhǔn)件的選材、熱處理工藝，手機(jī)充電器外殼的塑件的結(jié)構(gòu)要素，塑件的尺寸公差和精度的選擇，塑件的體積和質(zhì)量的計(jì)算方法，注射機(jī)的選擇和校核，脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和相關(guān)計(jì)算，抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算以及校核，成型零件的工作尺寸的計(jì)算，以及模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，最后還對(duì)模具機(jī)構(gòu)中的導(dǎo)柱運(yùn)用MASTER/CAM 軟件進(jìn)行了參數(shù)化設(shè)計(jì)。此手機(jī)充電器外殼注射模設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是點(diǎn)澆口形式的單分型面的注射模，模具采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)，兩塑件平行放置，方向相反以便側(cè)向抽芯。儀用熱流道，可以消除廢料的產(chǎn)生，但流道過(guò)長(zhǎng)加熱較復(fù)雜，而且 ABS 塑料流動(dòng)性較好易產(chǎn)生涎流現(xiàn)象，改用 PP 等其它符合熱流道的塑料，不僅塑性能不能滿足制件功能要求，而且增加生產(chǎn)成本。本設(shè)計(jì)采用嵌入式型腔結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于中小型塑件的模具中。加工方法可采用普通機(jī)加工、數(shù)控機(jī)床、電火花、電鑄成型等方法。將一個(gè)整體型腔嵌入到型腔固定板中，嵌入的型腔材料可用低碳鋼或低碳合金鋼，滲碳淬火后拋光。該模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，降低了生產(chǎn)中操作的復(fù)雜性，延長(zhǎng)了模具使用壽命，塑件達(dá)到國(guó)家相關(guān)部門所規(guī)定的技術(shù)要求。并且在很大程度上實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的自動(dòng)化，使生產(chǎn)管理更加有效，提高了生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞：手機(jī)充電器外殼；注塑模具；型芯；型腔 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) AbstractToday, the world is becoming more and more information, mobile phones became popular the daily from the luxury articles introduced before, and became the necessities of life. And phone chargers, becomes necessary .The handset battery charger outer covering top head injection mold structure and the mold work process. introduced the handset battery charger outer covering injection mold structure design method with emphasis. Analyzed and elaborated the mold core components selection, the heat treatment craft, the handset battery charger outer covering model the member, model the size common difference and the precision choice, model a volume and the quality computational method. This handset battery charger outer covering injection mold designs the unique feature is the runner form three minute profiles injection molds, is lateral pulls out the coreiniection mold. Forming part of the calculation of the size and mold cooling system design, eventually die of the use of derivative-MASTER / CAM software for the design parameters. This cell phone charger shell injection mold design of the structure is characterized by the form of points runner-alone surface of the injection mold. Die using a two-cavity structure, two pieces of plastic placed parallel direction opposite to the lateral extracting core. Instrument Hot Runner and eliminate waste, but the excessive heat flow is more complicated, ABS plastics and better mobility easy to produce saliva flow, and other use of PP with Hot Runner of plastic, Not only plastic component performance can’t meet the functional requirements, and an increase in production costs. embedded design using the cavity structure. The structure widely used in small and medium-sized plastic parts mold. Processing methods use ordinary machine, CNC machine tools, 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) EDM, LIGA methods. Will be embedded in a cavity of a whole cavity plate, Embedded in the cavity material available low-carbon or low alloy steel, carburizing quenching after polishing. After production confirmation, this mold structural design ingenious, the ease of operation, the service life is long, models to achieve the specification.keywords： handset battery charger outer；covering injection mold；slide；core. 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 摘 要 ...................................................IABSTRACT ..................................................11 緒 論 ......................................................31.1 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位 ....................................................................................31.2 我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) ................................................................................31.2.1 我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀 ..............................................................................................32 塑件工藝分析 ...............................................32.1 塑件的結(jié)構(gòu)要素 .............................................................................................................32.2 塑件尺寸公差與精度 ....................................................................................................33 模具設(shè)計(jì)要點(diǎn) ...............................................33.1 方案的確定 ....................................................................................................................33.2 確定型腔分型面及型腔數(shù)目 ........................................................................................33.3 型腔、型芯的結(jié)構(gòu) ........................................................................................................33.4 澆口的設(shè)計(jì) ....................................................................................................................33.5 冷料穴的設(shè)計(jì) ................................................................................................................34 模具結(jié)構(gòu)及其工作過(guò)程 .......................................35 注塑成型的準(zhǔn)備 .............................................35.1 注塑成型工藝簡(jiǎn)介 ........................................................................................................35.2 注塑成型工藝條件 ........................................................................................................35.3 注塑機(jī)的選擇 .................................................................................................................35.3.1 注塑機(jī)簡(jiǎn)介 .............................................................................................................35.3.2 注塑機(jī)基本參數(shù) .....................................................................................................35.3.3 選擇注塑機(jī) ..............................................................................................................35.4 注射機(jī)的校核 ................................................................................................................35.4.1 最大注塑量的校核 .................................................................................................35.4.2 鎖模力的校核 .........................................................................................................35.4.3 定位圈尺寸校核 .....................................................................................................35.4.4 模具外形尺寸校核 .................................................................................................35.4.5 模具厚度校核 ..........................................................................................................35.4.6 模具安裝尺寸校核 .................................................................................................35.4.7 開模行程校核 .........................................................................................................36 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...............................................3 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 6.1 主流道 .............................................................................................................................36.2 分流道 .............................................................................................................................37 模架的確定 .................................................37.1 模仁尺寸的確定 .............................................................................................................37.2 凸、凹模尺寸的確定 .....................................................................................................37.3 模具高度尺寸的確定 .....................................................................................................48 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu) .............................................49 頂出系統(tǒng)與脫模力 ...........................................49.1 頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .............................................................................................................410 推桿脫模機(jī)構(gòu) ..............................................410.1 推桿脫模機(jī)構(gòu) ...............................................................................................................410.2 推板脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .......................................................................................................411 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ..............................................411.1 確定抽芯機(jī)構(gòu)形式 .......................................................................................................411.2 斜導(dǎo)柱抽芯的結(jié)構(gòu)尺寸 ...............................................................................................412 成型零件工作尺寸的計(jì)算 ....................................412.1 凹模工作尺寸的計(jì)算 ...................................................................................................412.2 凸模工作尺寸的計(jì)算 ..................................................................................................413 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) ..............................................413.1 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 .......................................................................................413.2 對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 ...............................................................................................413.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)： ...........................................................................................................413.4 模具的加熱 ...................................................................................................................413.5 模具的冷卻 ...................................................................................................................4致謝 .........................................................4參考文獻(xiàn) .....................................................4 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 1 緒 論1.1 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，重復(fù)使用率高，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。近幾年，其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的比重逐步上升。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在 1989 年 3 月中國(guó)政府頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中 60％-90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場(chǎng)的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場(chǎng)為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場(chǎng)，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，這一市場(chǎng)占整個(gè)模具市場(chǎng)一半左右。汽車工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2015 年將達(dá)到 250 種。一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，汽車將不斷換型，汽 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 車換型時(shí)約有 80％的模具需要更換。中國(guó)摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)摩托車共有 14 種排量 80 多個(gè)車型，1000 多個(gè)型號(hào)。單輛摩托車約有零件 2000 種，共計(jì) 5000 多個(gè)，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個(gè)型號(hào)的摩托車生產(chǎn)需 1000 副模具，總價(jià)值為 1000 多萬(wàn)元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場(chǎng)。目前世界模具市場(chǎng)供不應(yīng)求，模具的主要出口國(guó)是美國(guó)，日本，法國(guó)，瑞士等國(guó)家。中國(guó)模具出口數(shù)量極少，但中國(guó)模具鉗工技術(shù)水平高，勞動(dòng)成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。1.2 我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1.2.1 我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)提出了越來(lái)越高的要求，同時(shí)為模具的發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。這些年來(lái)，中國(guó)模具發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)一直以 15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。振興和發(fā)展中國(guó)的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”已經(jīng)取得了共識(shí)。目前，中國(guó)有 17000 多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約 50 多萬(wàn)。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占 6%，其他各類模具約占 11%。近年來(lái)，中國(guó)模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了變化。除了國(guó)有專業(yè)廠家外，還有集體企業(yè)、合資企業(yè)、獨(dú)資企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)，他們都得到了迅速的發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α４送?，許多研究機(jī) 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。中國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn) 48in（約 122cm）大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM 技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。進(jìn)入 21 世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢(shì)下，隨著資本、技術(shù)和勞動(dòng)力市場(chǎng)的重新整合，中國(guó)裝備制造業(yè)在加入 WTO 以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無(wú)論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來(lái)越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對(duì)模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)正廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)來(lái)加速模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，這是各行各業(yè)對(duì)模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求。1.2.2 我國(guó)模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，模具技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：（1）模具 CAD/CAE/CAM 正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的發(fā)展方向，模具和工件的檢測(cè)數(shù)字、模具軟件功能集成化、模具設(shè)計(jì)、分析及制造的三維化、模具產(chǎn)業(yè)的逆向工程以及模具軟件應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化是主趨勢(shì)。新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺來(lái)設(shè)計(jì)模具，所采用的三維數(shù) 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 字化模型能方便地用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的分析、模具可制造性評(píng)價(jià)和數(shù)控加工、成形過(guò)程模擬（CAE）及信息的管理與共享。值得強(qiáng)調(diào)的是，模具數(shù)字化不是孤立的計(jì)算機(jī)輔助功能或數(shù)控技術(shù)的集合，其關(guān)鍵是它們與人工智能的有機(jī)集成，不僅可以整理知識(shí)、保存知識(shí)，還可以挖掘知識(shí)、繁衍知識(shí)。新一代的模具數(shù)字化將是一個(gè)集工程師的智慧和經(jīng)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)的硬件和軟件、數(shù)值模擬和數(shù)控技術(shù)、工藝及工程管理為一體的模具優(yōu)化的開發(fā)、設(shè)計(jì)和認(rèn)證的系統(tǒng)工程。（2）模具制造向精密、高效、復(fù)合和多功能方向發(fā)展精密數(shù)控電火花加工機(jī)床（電火花成形機(jī)床、快走絲線切割和慢走絲線切割機(jī)床）不斷在加工效率、精度和復(fù)合加工上取得突破，國(guó)外已經(jīng)將電火花銑削用于模具加工。加工精度誤差小于 1μm 的超精加工技術(shù)和集電、化學(xué)、超聲波、激光等技術(shù)綜合在一起的復(fù)合加工將得到發(fā)展。國(guó)外近年來(lái)發(fā)展的高速銑削技術(shù)和機(jī)床（HSM）開始在國(guó)內(nèi)應(yīng)用，將大幅提高加工效率。模具拋光的自動(dòng)化、智能化也是發(fā)展趨勢(shì)之一，日本已研制了數(shù)控研磨機(jī)，可實(shí)現(xiàn)三維曲面模具的自動(dòng)化研磨拋光。此外，特種研磨方法如擠壓研磨、電化學(xué)拋光、超聲拋光也應(yīng)是發(fā)展趨勢(shì)。其他方面，如采用氮?dú)鈴椈蓧哼叀⑿读?、快速換模技術(shù)、沖壓?jiǎn)卧M合技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)及實(shí)型鑄造沖模刃口鑲塊技術(shù)等。（3）快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)得到應(yīng)用快速制模主要從以下四方面加快制模速度：一是提高加工速度（如高速銑削）；二是基于快速原型的快速制模技術(shù)；三是選擇易切削模具材料（如鋁合金）來(lái)加快制模速度；四是采用復(fù)合加工、多軸加工提高加工效率。 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 快速原型制造技術(shù)（RPM）被公認(rèn)為是繼數(shù)控（NC）技術(shù)之后的一次技術(shù)革命，基于快速原型的快速制模技術(shù)是現(xiàn)在和未來(lái)的一個(gè)熱點(diǎn)。此外表面成形制模技術(shù)、澆鑄成型制模技術(shù)、冷擠壓及超塑性成形制模技術(shù)、無(wú)模多點(diǎn)成形技術(shù)和 KEVRON 鋼帶沖裁落料制模術(shù)也在蓬勃發(fā)展。（4）特種加工技術(shù)有了進(jìn)一步的發(fā)展電火花加工向著精密化、微細(xì)化方向發(fā)展。在簡(jiǎn)化電極準(zhǔn)備、簡(jiǎn)化編程和操作、提高加工速度以及不斷降低設(shè)備制造成本上也做了大量研究和實(shí)踐。在其他機(jī)械特種加工（如磨料流動(dòng)加工、噴水加工、低應(yīng)力磨削、超聲波加工等）和特種加工（如電子束加工、電火花磨削、激光加工、等離子束加工等）已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用階段，在各自的特殊加工領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。（5）模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展隨著各種新技術(shù)的迅速發(fā)展，國(guó)外已出現(xiàn)了模具自動(dòng)加工系統(tǒng)。這也應(yīng)是中國(guó)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有如下特征：多臺(tái)機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫(kù)；有完整的數(shù)控系統(tǒng)同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。（6）模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速在模具材料方面，一大批專用于不同成形工藝的模具材料相繼問(wèn)世并投入使用。在模具表面處理方面，其主要趨勢(shì)是：由滲入單一元素向多元素共滲、復(fù)合滲（如 TD 法）發(fā)展；由一般擴(kuò)散向 CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向發(fā)展；同時(shí)熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外，目前激光強(qiáng)化、輝光離子氮化技術(shù)及電鍍（刷鍍）防腐強(qiáng)化等技術(shù)也日益受到重視。 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) （7）模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認(rèn)同由于車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，許多輕型材料和輕型結(jié)構(gòu)用于汽車業(yè)，如以鋁代鋼，非全密度成形，高分子材料、復(fù)合材料、工程陶瓷、超硬材料。新型材料的采用使得生產(chǎn)成形和加工工藝發(fā)生了根本變革，相應(yīng)地出現(xiàn)了液態(tài)（半固態(tài)）擠壓模具及粉末鍛模、沖壓模具功能復(fù)合化、超塑性成形、塑性精密成形技術(shù)、塑料模氣體輔助注射技術(shù)及熱流道技術(shù)、高壓注射成型技術(shù)等。另一方面，隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高，在模具行業(yè)出現(xiàn)了一些新的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理理念與模式。主要有：適應(yīng)模具單件生產(chǎn)特點(diǎn)的柔性制造技術(shù)；創(chuàng)造最佳管理和效益的精益生產(chǎn)；提高快速應(yīng)變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)制造等新的生產(chǎn)模式；模具標(biāo)準(zhǔn)件的日漸廣泛應(yīng)用（模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，且還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本） ；廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件的分工協(xié)作生產(chǎn)模式；適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設(shè)計(jì)與制造等。 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 2 塑件工藝分析2.1 塑件的結(jié)構(gòu)要素分析手機(jī)充電器的機(jī)構(gòu)，其內(nèi)腔存在很多孔和凸臺(tái)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。該塑件為手機(jī)充電器外殼，要求有一定的強(qiáng)度、剛度、耐熱和耐磨損等性能。同時(shí)作為手機(jī)充電器，必須滿足絕緣性。結(jié)合以上要求以及經(jīng)濟(jì)因素，故該塑件采用 ABS 塑料。圖 2-1 手機(jī)充電器外殼 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) (1)脫模斜度脫模斜度足為了便于塑件的脫模，以免在脫模過(guò)程中擦傷制品表面，其大小取決于塑料的收縮率。脫模斜度的取向要根據(jù)塑件的內(nèi)外型尺寸而定。塑件內(nèi)孔以型心小端為準(zhǔn)，尺寸符合圖紙要求，斜度沿形狀擴(kuò)大方向標(biāo)出，塑件外形以型腔大端為準(zhǔn)，尺寸符合圖紙要求，斜度沿形狀減小方向標(biāo)出。要求開模后塑件留在型芯上，塑件表面的脫模斜度應(yīng)小于外表面的脫模斜度。根據(jù) ABS 的性能，型芯的脫模斜度取 3o。(2)加強(qiáng)筋為了使塑件有一定的強(qiáng)度和剛度，又能避免因壁過(guò)厚而產(chǎn)生成型缺陷，在塑件中部的凹坑與外壁之間增設(shè)兩個(gè)加強(qiáng)筋，厚度 2mm。(3)塑件的圓角為了防止塑件轉(zhuǎn)角外產(chǎn)生應(yīng)力集小，需要在塑件的轉(zhuǎn)角處或內(nèi)部連接處采用圓角過(guò)渡，內(nèi)外徑均取 R5mm。塑件形狀工藝性非常復(fù)雜，沒有一個(gè)規(guī)則的外表面，里面又有很多螺釘柱和加強(qiáng)筋，使得脫模力增大，塑件的下平面又有僅 1mm 的臺(tái)階，采用推板推出必然導(dǎo)致螺釘柱拉斷，使得注塑工藝無(wú)法進(jìn)行。所以，在螺釘柱和加強(qiáng)筋附近必須設(shè)有推桿，以便推出塑件。(4)塑件的壁厚塑件壁厚對(duì)塑件的成型、冷卻及變形會(huì)產(chǎn)生較大的影響。塑件壁厚不均，會(huì)導(dǎo)致各個(gè)部分固化收縮不均勻，易產(chǎn)生氣孔、裂紋、內(nèi)應(yīng)力等缺 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 陷。根據(jù)手機(jī)充電器外殼的材料，結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度等方面的要求，壁厚取2mm。(5)孔制品上各種孔的位置應(yīng)盡可能設(shè)置在不減弱制品的機(jī)械強(qiáng)度的部位，孔的形狀也應(yīng)力求不增加模具制造工藝的復(fù)雜性。(6)支承面以制品的整個(gè)底面作為支承面是不合理的，因?yàn)橹破飞栽S翹曲或變形就會(huì)使底面不平。通常采用凸起的邊框或底腳(三點(diǎn)或四點(diǎn) )來(lái)作支承。當(dāng)制品底部有加強(qiáng)筋時(shí)，筋的端部應(yīng)低于支承面約 O.5mm 左右。2.2 塑件尺寸公差與精度該制品長(zhǎng) 120mm，寬 60mm，最高 40mm，重約 63g，其粗糙度值為RaO.06mm。影響塑件公差的主要因素是：模具制造誤差及磨損誤差，尤其是成型零件的制造和裝配誤差以及使用中的磨損、塑料收縮的波動(dòng)、注射工藝條件的變化、塑件制品的形狀和飛邊厚度的波動(dòng)、脫模斜度及成型后制品的尺寸變化。手機(jī)充電器外殼上蓋的塑件選用的尺寸精度等級(jí)為 6 級(jí)，公差為 GB1800-79 尺寸公差數(shù)值。 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 3 模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.1 方案的確定采用 1 模 2 腔的方案，兩塑件平行放置，方向相反以便側(cè)向抽芯。澆口設(shè)在零件的上表面，使用定距拉桿加導(dǎo)柱和彈簧，確保第一次分型面在定模座板和中間板之間分開，凝料先被拉斷。第二次分型而在動(dòng)模板和中間板之間分開，以便取出制品。這樣分型有利于模具加工、注射、排氣、脫模，同時(shí)使得操作簡(jiǎn)單方便。 3.2 確定型腔分型面及型腔數(shù)目模具上用以取出制品及澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表而稱為分型面，在制品設(shè)計(jì)時(shí)，必須要考慮成型時(shí)分型面的形狀和位置，否則無(wú)法用模具成型。因側(cè)向合模鎖緊力較小，故對(duì)于投影畫較大的大型制品，應(yīng)將投影面積大的分型面放在動(dòng)、定模的合模主平面上，而將投影面積較小的分型面作為側(cè)向分型面。本模具的分型而選擇在塑件的大平面處。采用 1 模 2 腔結(jié)構(gòu)。3.3 型腔、型芯的結(jié)構(gòu)(1)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：本設(shè)計(jì)采用嵌入式型腔結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于中小型塑件的模具中。加工方法可采用普通機(jī)加工、數(shù)控機(jī)床、電火花、電鑄成型等方法。將一個(gè)整體型腔嵌入到型腔固定板中，嵌入的型腔材料可用低碳鋼或低碳合金鋼，滲碳淬火后拋光。 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) (2)型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：型芯是用來(lái)成型塑料制品的內(nèi)表面的成型零件。本模具中型芯采用組合式型芯結(jié)構(gòu)。采用該種結(jié)構(gòu)可節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼，便于機(jī)加工和熱處理，也便于動(dòng)模和定模位置精度，即有利于型芯冷卻和排氣的實(shí)施。3.4 澆口的設(shè)計(jì)澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。其主要作用有兩個(gè)：一是塑料熔體流經(jīng)的通道；二是澆口的適時(shí)凝固可控制保壓時(shí)間。在點(diǎn)澆口的限制性斷面前加工出圓弧，有利于延緩澆口處熔體凍結(jié)，對(duì)向型腔中補(bǔ)料有利。根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)要求，本設(shè)計(jì)采用點(diǎn)澆口形式。點(diǎn)澆口的參數(shù)：由推薦值取點(diǎn)澆口直徑 d=1.2mm，澆門長(zhǎng)度 L=1mm。具體尺寸見零件圖。3.5 冷料穴的設(shè)計(jì)當(dāng)分流道設(shè)計(jì)得比較長(zhǎng)時(shí)，其末端留有冷料穴。其作用是收集塑料熔體的前鋒冷料，以防前鋒冷料堵塞澆口或進(jìn)入型腔，造成充模不足或影響制品的熔接強(qiáng)度或形成冷疤等缺陷。常用的冷料穴主要有帶工形拉料桿的冷料穴、帶推桿的倒錐形冷料穴，帶推桿的圓形冷料穴、帶拉料桿的球頭形冷料穴、帶椎桿的菌形冷料穴、主澆道延長(zhǎng)式冷料穴。本次設(shè)計(jì)采用的是帶工形拉料桿的冷料穴，其特點(diǎn)是容易加工，而且有利于脫模時(shí)除去澆道口廢料。 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 4 模具結(jié)構(gòu)及其工作過(guò)程模具的分型面選擇在塑件的大平面處，1 模 2 腔。為減少澆口疤痕，采用點(diǎn)澆口注射。模具的結(jié)構(gòu)如圖 4-1，4-2 所示。 圖 4-1 裝配圖 a 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 圖 4-2 裝配圖 b1 動(dòng)模座板 2 8 13 21 24 27 30 36 螺釘 3 螺釘套 4 導(dǎo)套 5 墊塊 6 支撐板 7 凸模板 9 凹模板 10 定模板 11 限位擋板 12 限位圓柱銷 14 26彈簧 15 定位銷 16 凸模型芯鑲塊 18 導(dǎo)柱 19 推桿 20 推桿固定板 22 23 推桿 25 限位擋塊 26 彈簧墊圈 29 楔塊 31 斜導(dǎo)柱固定板 33 斜導(dǎo)柱 32 定位圏 34 澆口杯 35 主流道襯套 37 拉料桿 38 復(fù)位桿 39 限位釘。由于模具的凸模部分存在很多孔和凸臺(tái)，本設(shè)計(jì)凹模采用整體式凹模結(jié)構(gòu)。凸模采用組合式凸模結(jié)構(gòu)，比較緊湊。針對(duì)側(cè)向抽芯距離比較短的情況，設(shè)計(jì)了二次分型滑動(dòng)抽芯結(jié)構(gòu)。注射成型后，先從 I—I 而進(jìn)行一次分型，完成側(cè)向抽芯動(dòng)作，當(dāng)限位圓柱銷碰到限位拉板的端頭 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 時(shí)開始從Ⅱ-Ⅱ面二次分型，目的是拉斷點(diǎn)澆口，塑件包緊在凸模型芯上，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到一定距離時(shí)，然后注射機(jī)推動(dòng)推桿固定板，推桿發(fā)生作用，推出塑件脫落。同時(shí)拉料桿將凝料推出自動(dòng)脫落。模具的工作過(guò)程：注射成型后，開模時(shí)，在彈簧 13 和凝料拉料桿37 的拉緊作用下，從 I—I 面一次分型，定模底板 15 與凹棋板 9 分開，凝料留在凹模板 9 一側(cè)；凹模板 9 帶動(dòng)滑塊 29 后移，在斜導(dǎo)柱 33 的作用下，滑塊 29 在凸模板 7 上沿著導(dǎo)軌作橫向移動(dòng)從而完成側(cè)向抽芯動(dòng)作。當(dāng)限位圓柱銷 11 的端頭碰到限位拉板的端頭時(shí)凹模板 9 停止不動(dòng)，一次分型結(jié)束，滑塊 29 與凸模板 7 繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，開始從Ⅱ—Ⅱ而二次分型，首先拉斷點(diǎn)澆口，在塑件包緊凸模的包緊力作用下，塑件隨著凸模型芯 17 繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)到一定距離時(shí)，注射機(jī)的頂桿推動(dòng)推桿固定板 19，帶動(dòng)推桿將塑件推出動(dòng)模，同時(shí)拉料桿 37 將疑料推出。模具合模時(shí)，動(dòng)模運(yùn)動(dòng)到Ⅱ—Ⅱ分型面使型芯和型腔嚙合。推桿22、23 和復(fù)位桿 38 首先復(fù)位；繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊 29 在楔塊 30 和斜導(dǎo)柱 33 的作用下，產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，壓制滑塊 29 沿導(dǎo)軌產(chǎn)生橫向運(yùn)動(dòng)，迫使滑塊復(fù) 位，當(dāng)凹模板 9、和定模座板 15 完全嚙合時(shí)，結(jié)束合模。開始下一個(gè)工作循環(huán)過(guò)程。 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 5 注塑成型的準(zhǔn)備5.1 注塑成型工藝簡(jiǎn)介注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過(guò)機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的保壓冷卻以后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為三個(gè)階段的工作。圖5-1 注塑成型壓力—時(shí)間曲線（1）物料準(zhǔn)備；成型前應(yīng)對(duì)物料的外觀色澤、顆粒情況，有無(wú)雜質(zhì)等進(jìn)行檢驗(yàn)，并測(cè)試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)。對(duì)于吸濕性強(qiáng)的塑料，應(yīng)根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件的熱膨脹系數(shù)，對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，以避免收縮應(yīng)力和裂紋，有的塑料制品還需要選用脫模劑，以利于脫模。（2）注塑過(guò)程；塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，進(jìn)入模 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 腔內(nèi)的流動(dòng)可分為注射，保壓，倒流和冷卻四個(gè)階段，注塑過(guò)程可以用如圖所示3.1所示。圖中T0代表螺桿或柱塞開始注射熔體的時(shí)刻；當(dāng)模腔充滿熔體（T=T1）時(shí)，熔體壓力迅速上升，達(dá)到最大值P0。從時(shí)間T1到T2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會(huì)繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補(bǔ)因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在流動(dòng)，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔壁固化，另一端沿流動(dòng)方向排列）容易被凝結(jié)，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段。這一階段的時(shí)間越長(zhǎng)，分子定向的程度越高。從螺桿開始后退到結(jié)束（時(shí)間從T2到T3） ，由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會(huì)發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓力迅速下降。倒流一直進(jìn)行到澆口處熔體凝結(jié)時(shí)為止。其中，塑料凝結(jié)時(shí)的壓力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素。（3）制件后處理；由于成型過(guò)程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動(dòng)非常復(fù)雜，再加上流動(dòng)前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力，脫模后除引起時(shí)效變形外，還會(huì)使制件的力學(xué)性能，光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)開裂。故有的塑件需要進(jìn)行后處理，常用的后處理方法有退火和調(diào)濕兩種。退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力，此外，退火還可以對(duì)制件進(jìn)行解除取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的10~20度至熱變形溫度以下10~20度之間；調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強(qiáng)、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件.調(diào)濕處理所用的加熱介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀溶液（沸點(diǎn)為121℃，加熱溫度為100～121℃，保溫時(shí)間與制件厚度有關(guān)，通常取2～9小時(shí)。 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 5.2 注塑成型工藝條件（1）溫度；注塑成型過(guò)程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生“流涎現(xiàn)象” ；模具溫度一般通過(guò)冷卻系統(tǒng)來(lái)控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。PS料與溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表5-1所示。表5-1 溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)料筒溫度 /℃ 噴嘴溫度/℃ 模具溫度/℃熱變形溫度 /℃后段 中段 前段 1.82MPA 0.45MPA150~210 170~230 190~250 240~250 5~75 65~96 ——｛2）壓力；注射成型過(guò)程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動(dòng)的阻力，提供充模速度及對(duì)熔料進(jìn)行壓實(shí)等。保壓力的大小取決于模具對(duì)熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對(duì)于像 PS 流動(dòng)性好的料，保壓力應(yīng)該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。背壓力是指注塑機(jī)螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)所受到的壓力，背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣，提高熔體密實(shí)程度之外，還可以使熔體內(nèi)壓力增大，螺桿后退速度減小，塑化時(shí)的剪切作用增強(qiáng)，摩擦熱量增大，塑化效果提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，背壓的使用范圍約為 3.4~27.5MPA。（3）時(shí)間；完成一次注塑成型過(guò)程所需要的時(shí)間稱為成型周期。包括注射時(shí)間，保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間，其他時(shí)間（開模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等） ，在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 的各段時(shí)間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時(shí)間和冷卻時(shí)間，在實(shí)際生產(chǎn)中注射時(shí)間一般為 3~5 秒，保壓時(shí)間一般為 20~120 秒，冷卻時(shí)間一般為 30~120 秒（這三個(gè)時(shí)間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來(lái)決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時(shí)間越長(zhǎng)） 。確定成型周期的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值如表 5-2 所示。表 5-2 成型周期與壁厚關(guān)系制件壁厚 /mm 成型周期 / s 制件壁厚/ mm 成型周期 / s0.5 10 2.5 35 1.0 15 3.0 45 1.5 22 3.5 65 2.0 28 4.0 85 經(jīng)過(guò)上面的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因?yàn)楦鱾€(gè)推薦值有差別，而且有的與實(shí)際注塑成型時(shí)的參數(shù)設(shè)置也不一致，結(jié)合兩者的合理因素，初定制品成型工藝參數(shù)如表 4-3 所示。表 5-3 制品成型工藝參數(shù)初步確定特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容注塑機(jī)類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 48 噴嘴形式 直通式 模具溫度 50噴嘴溫度(℃) 230 后段溫度(℃) 150~210中段溫度(℃) 170~230 前段溫度(℃) 190~250 注射壓力 MPa 90 保壓力 MPa 80注射時(shí)間 s 1.5 保壓時(shí)間 s 5冷卻時(shí)間 s 20 其他時(shí)間 s 3成型周期 s 30 成型收縮(%) 0.6 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 干燥溫度(℃) 60~80 干燥時(shí)間(℃) 1~3 后處理溫度 70℃，保溫時(shí)間 2 小時(shí)。5.3 注塑機(jī)的選擇5.3.1 注塑機(jī)簡(jiǎn)介1956年制造出世界上第一臺(tái)往復(fù)螺桿式注塑機(jī),這是注塑成型工藝技術(shù)的一大突破,目前注塑機(jī)加工的塑料量是塑料產(chǎn)量的30%;注塑機(jī)的產(chǎn)量占整個(gè)塑料機(jī)械產(chǎn)量的50%.成為塑料成型設(shè)備制造業(yè)中增長(zhǎng)最快,產(chǎn)量最多的機(jī)種之一.注塑機(jī)的分類方式很多,目前尚未形成完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分類方法.常用的說(shuō)法有:（1）按設(shè)備外形特征分類:臥式,立式,直角式,多工位注塑機(jī)；（2）按加工能力分類:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑機(jī)。此外還有按用途分類和按合