毕业设计论文充电宝外壳注塑模具设计.docx

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1、充电宝外壳注塑模具设计第1章绪论6第2章塑料材料分析72. 1塑料材料的基本特性72.2.ABS的性能指标723塑件材料成型性能82.4.塑件材料主要用途8第3章塑件的工艺分析93. 1塑件的结构设计93. 2塑件尺寸及精度103. 3塑件表面粗糙度103. 4塑件的体积和质量10第4章注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定114.1、注射成型工艺过程分析114. 2浇口种类的确定114. 3型腔数目的确定114. 4注射机的选择和校核114.4.1注射量的校核124.4.2塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核134.4.3、模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核13第5章注射模具结构设计15

2、5.1分型面的设计155. 2型腔的布局165. 3浇注系统的设计175. 3.1浇注系统组成175. 3.2确定浇注系统的原则175. 3.3主流道的设计176. 3.4分流道的设计187. 3.5浇口的设计188. 3.6冷料穴的设计195. 4注射模成型零部件的设计195. 4.1成型零部件结构设计195. 4.2成型零部件工作尺寸的计算195. 5排气结构设计225. 6脱模机构的设计225. 6.1脱模机构的选用原则226. 6.2脱模机构类型的选择225. 6.3推杆机构具体设计225. 7注射模温度调节系统235. 7.1温度调节对塑件质量的影响236. 8.2冷却系统之设计规则

3、245. 9模架及标准件的选用245. 9.1模架的选用245. 10两分型面的开模顺序与控制机构25第六章总结27参考文献28致谢29第1章绪论模具制造是国家经济建设中的一项重要产业，振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广大业内人士的共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具工业是制造

4、业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。塑料简介塑料是以树脂为主要成分的高分子材料，它在一定的温度和压力下具有流动性。可以被模塑成型为一定的几何形状和尺寸，并在成型固化后保持其既得形状而不发生变化。塑料有很多优异性能，广泛应用于现代工业和日常生活，它具有密度小，质量轻，比强度高,绝缘性能好，介电损耗低，化学稳定性高，减摩耐磨性能好，减振隔音性能好等诸多优点。另外，许多塑料还具有防水、防潮、防透气、防辐射及耐瞬时烧蚀等特殊性能1。塑料以从代替部分金属、木材、皮革及无机材料发展成为各个部门不可缺少的一种化学材料，在国民经济中，塑料制作已成为各行各业不可缺少的重

5、要材料之一。注塑成型及注塑模将塑料成型为制品的生产方法很多，最常用的有注射，挤出，压缩，压注，压延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氨塑料外，几乎的有的热塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精度较高、易于实现全自动化生产等一系列优点。因此广泛用于塑料制件的生产中，其产口占目前塑料制件生产的30%左右。但注射成型的设备价格及模具制造费用较高，不适合单件及批量较小的塑料件的生产。要了解注射成型和注射模，首先得了解注射机的一些基本知识，注射机是注射成型的主要设备，依靠该设备将粒状塑料通过高压加热等工序进行注射。注射机为热塑性或热固性塑料注

6、射成型所用的主要设备，按其外形可分为立式、卧式、直角式三种，由注射装置、锁模装置、脱模装置，模板机架系统等组成。第2章塑料材料分析2. 1塑料材料的基本特性ABS是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚而成的。这三种组分的各自特性，使ABS具有良好的综合理学性能。丙烯曙使ABS有良好的耐腐蚀性、耐热性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS价格便宜原料易得，是目前产量最大、应用范围最广的工程塑料之一。是一种良好的热塑性塑料。ABS无毒，无气味，呈微黄色，成型的塑料有较好的光泽，、不透明，密度为1.02-1.05gc既有较好的抗冲击强度和一定的耐磨性，耐寒性，耐

7、油性，耐水性，化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎没有影响，ABS不溶于大部分静类及妙类溶剂，但与烧长期接触会软化溶胀，在酮，醛，酯，氯代燃中会溶解或形成乳浊液。ABS表面受冰醋酸，植物油等化学药品的侵蚀时会引起应力开裂，ABS有一定的硬度，他的热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸稳定性较好，易于成型加工，经过调色配成任何颜色。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。C耐气候性差，在紫外线作用下ABS易变硬发脆。2.2. ABS的性能指标密度1.021.05收缩率0.05%弯曲强度80Mpa,拉伸强度3549Mpa,拉伸弹性模量1.8Gp

8、a,弯曲弹性模量1.4Gpa,压缩强度1839Mpa,缺口冲击强度1120,硬度6286HRR,体积电阻系数，ABS的热变形温度为93-118,制品经退火处理后还可提高Ioe左右。ABS在-40C时仍能表现出一定的韧性，可在-40-100C的温度范围内使用。2.3. 塑件材料成型性能ABS易吸水，使成型塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。因此，成型加工前应进行干燥处理；ABS在升温时黏度增高，黏度对剪切速率的依赖性很强，因此模具设计中大都采用点浇口形式，成型压力较高，塑件上的脱模斜度宜稍大；易产生熔接痕，模具设计时应该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、熔料温度对收缩率影响及

9、小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060C,要求塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在6080C。ABS比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。2.4. 塑件材料主要用途ABS在机械工业上用来制造空调涡轮、泵业轮、轴承、把手、管道、管连接件、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等，汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管等，还可用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还可用来制造水表壳，纺织器材，电器零件、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器，农药喷雾器及家具等。第3章塑件的工艺分析在模具设计之前需要对塑件的工艺性如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量要进行仔细研究和分析，只有这样才

10、能恰当确定塑件制品所需的模具结构和模具精度。安装垫板如图所示，具体结构和尺寸详见图纸，该塑件结构比较简单，生产量大，要求较低的模具成本，成型容易，精度要求一般。3. 图(1)3D视图4. 1塑件的结构设计(1)、脱模斜度由于注射制品在冷却过程中产生收缩，因此它在脱模前会紧紧的包住模具型芯或型腔中突出的部分。为了便于脱模，防止因脱模力过大拉伤制品表面，与脱模方向平行的制品内外表面应具有一定的脱模斜度。脱模斜度的大小与制品形状、壁厚及收缩率有关。斜度过小，不仅会使制品尺寸困难，而且易使制品表面损伤或破裂，斜度过大时，虽然脱模方便，但会影响制品尺寸精度，并浪费原材料。通常塑件的脱模斜度约取0.51.

11、5%根据文献山，塑件材料ABS的型腔脱模斜度为0.35/IFOz,型芯脱模斜度为30z1(2)、塑件的壁厚塑件的壁厚是最重要的结构要素，是设计塑件时必须考虑的问题之一。塑件的壁厚对于注射成型生产具有极为重要的影响，它与注射充模时的熔体流动、固化定型时的冷却速度和时间、塑件的成型质量、塑件的原材料以及生产效率和生产成本密切相关。一般在满足使用要求的前提下，塑件的壁厚应尽量小。但如果壁厚太小则刚度差，在脱模、装配、使用中会发生变形，影响到塑件的使用和装配的准确性。选择壁厚时应力求塑件各处壁厚尽量均匀，以避免塑件出现不均匀收缩等成型缺陷。塑件壁厚一般在13加，最常用的数值为13加加。该安装垫板壁厚均

12、匀，因安装垫板要在工作时受到极大的压力.所以些产品取周边0.7mm,和底部壁厚均为1mm左右。(3)、塑件的圆角为防止塑件转角处的应力集中，改善其成型加工过程中的充模特性，增加相应位置模具和塑件的力学角度，需要在塑件的转角处和内部联接处采用圆角过度。在无特殊要求时,塑件的各连接角处均有半径不小于0.51mm的圆角。一般外圆弧半径大于壁厚的0.5倍,内圆角半径应是壁厚的0.5倍。5. 2塑件尺寸及精度塑件的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制造精度。为降低模具的加工难度和模具的制造成本，在满足塑件要求的前提下尽量把塑件的尺寸精度设计得低一些。由于塑料与金属的差异很大，所以不能按照金属零件的公

13、关等级确定精度等级。根据我国目前的成型水平，塑件尺寸公差可以参照文献表3-2塑件的尺寸与公关(SJ1372-1978)的塑料制件公差数值标准来确定。根据任务书和图纸要求，本次产品尺寸均采用MT5级精度，未注采用MT5级精度。6. 3塑件表面粗糙度塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点来保证外，主要是取决于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般为RaO.O2125k之间，模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的1/2,即Ra0.010.63“九。模具在使用过程中由于型腔磨损而使表面粗糙度不断增加，所以应随时给以抛光复原。该塑件外部需要的表面粗糙度比内部要

14、高许多，为Ra0.2“，内部为0.47. 4塑件的体积和质量本次设计中，塑件的质量和体积采用3D测量，在UG软件中，使用塑模部件验证功能,可以测得塑件的质量(ABS的密度为1.05gc),即可以得出该塑件制品的体积为12.62CW?质量为13.25克。第4章注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定8. 1、注射成型工艺过程分析根据塑件的结构、材料及质量，确定其成型工艺过程为：第一步：为使注射过程顺利和保证产品质量，应对所用的设备和塑料作好以下准备工作。(1)、成型前对原材料的预处理根据注射成型对物料的要求，检验物料的含水量，外观色泽，颗粒情况并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标，对原材料进行适

15、当的预热干燥，成型前一般不必进行干燥处理。如有需要，可在7080C下干燥24h。第二步：注射成型过程完整的注射过程表面上共包括加料、塑化、注射入模、稳压冷却和脱模几个步骤,但实际上是塑化成型与冷却两个过程。4.2浇口种类的确定注射模的浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。其作用是将塑料熔体充满型腔并使注射压力传递到各个部分。浇注系统设计的好坏对塑件性能、外观及成型难易程度影响很大。它由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。其中浇口的选择与设计恰当与否直接关系到制品能否完好的成型。由于本设计中安装垫板外表面质量要求一般，顶面没有外观要求所以选用点浇口。点浇口直接在端面处进。点浇口主流道需要设置钩针，分流道与产品相连，顶出产品包含流道连接在一起。4.3型腔数目的确定因为本设计中采用点浇口，塑件的尺寸较小，但需要做哈弗结构.为提高塑件成功概率，并从经济型的角度出发，节省生产成本和提高生产效率，采用一模四腔，进行加工生产。4.4注射机的选择和校核由于采用一模四腔，单个零件需要至少注射量为13.25g,流道水口废料10.1g,总注塑量达到63.1g,再根据工