毕业设计（论文）电动车充电器外壳注塑模具毕业设计

毕 业 设 计 说 明 书 毕业设计说明书题 目：电动车注塑注塑模模具设计学 号：姓 名：班 级：专 业：指导教师：学 院： 摘 要本文主要介绍的是电动车充电器外壳注塑模具的设计方法。首先分析了电动车充电器外壳制件的工艺特点，包括材料性能、成型特性与条件、结构工艺性等，并选择了成型设备。接着介绍了电动车充电器外壳注塑模的分型面的选择、型腔数目的确定及布置，重点介绍了浇注系统、成型零件、合模导向机构、脱模机构以及冷却系统的设计。接着选择标准注塑模模架和模具材料，校核了注射机的相关工艺参数。最后对模具的工作原理进行阐述，以及在安装调试过程中可能出现的问题进行总结、分析，并给出了相应的解决方法。本文论述的电动车充电器外壳注塑模具采用二板式结构，采用一模一腔的型腔布置，最后利用推杆将制件推出。关键词：充电器外壳，注塑模，浇注系统，脱模机构ABSTRACTThis topic mainly explain the injection mold design process about electric car charger shell. First ,the author analyzed the technological characteristics of charger shell parts, of which mainly including its material, forming characteristics and conditions, the process of the structure, what is more , the forming equipment and the parting line are selected, the number of cavities is determined. this topic laid on emphasis on gating system, cooling system,Molding parts, Steering mechanism, moulding mechanism and spacer parting institutions.In addition the standard mould bases and Mould materials are selected.and the technological parameters of the forming equipment is checked. Finally, problems that may emerge during the mold installation process are analysed and the appropriate solutions are provided. Plate mold is used on the design of charger shell, there are one cavities in this mould,finally a push rod is used to push off the charger shells.Keywords: charger shell，Injection mold，Gating system，Demoulding mechanism目 录第1章 引言5第2章 电动车充电器外壳工艺性分析62.1 塑件分析62.2 材料性能分析62.3 成型性能及条件72.4 结构工艺性分析82.5 零件体积及质量估算82.6 初选注塑机8第3章 模具的结构形式93.1 模具基本结构的确定93.2 型腔数量的确定103.3 塑件分型面位置的确定10第4章 注塑模浇注系统设计114.1 主流道的设计114.2 分流道设计144.3 浇口设计154.4 冷料井与拉料杆设计17第5章 注塑模具成型零件结构设计与计算175.1 成型零件结构设计175.2 成型零件工作尺寸计算175.3 型腔壁厚计算20第6章 注塑机的校核226.1 根据额定注射量选用226.2 根据额定锁模力选用226.3 根据注塑机安装部分的相关尺寸选用226.4 根据开模行程选用23第7章 注塑模具侧向分型和抽芯机构设计237.1 滑块和T形块的设计237.2 斜顶的设计24第8章 注塑模具结构件设计268.1 注射模模架设计268.2 推杆板复位弹簧298.3 定距分型机构308.4 定位圈318.5 螺钉32第9章 冷却系统的设计33第10章 注塑模具脱模系统设计3610.1 脱模系统的形式、组成和设计原则3610.2 推杆设计3810.3 复位杆39第11章 注塑模具导向系统设计4011.1 导柱4011.2 导套41第12章 模具的工作原理及调试4212.1 模具的工作原理4212.2 试模43第1章 引言模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国模具工业，正日益受到人们的关注。功能设计时要求塑件应具有满足使用目的功能，并达到一定的技术指标。 本次设计的课题是电动车充电器外壳的注塑成型模具设计，主要设计程序是：分析原始资料，进行塑件工艺性分析，确定模具的结构方案，进行模具设计的相关计算、绘制结构草图、绘制模具总装配和非标准零件工作图，完成本次设计说明书等文字材料。第2章 电动车充电器外壳工艺性分析2.1 塑件分析图2.1所示为电动车充电器外壳三维造型图，材料为ABS，精度等级为5级。制品要求外观表面光泽，无收缩痕迹，生产批量为大批量生产，设计注塑成型模具。图2.1 电瓶车充电器外壳立体图2.2 材料性能分析3，抗拉强度3050MPa，抗弯强度4179MPa，拉伸弹性模量15872277MPa，弯曲弹性模量13802690MPa，收缩率0.4%0.7%，常用收缩率为0.5%。ABS具有优越的综合性能，制品强度高，刚性好，成型加工性能优良，且其耐热耐低温和耐腐蚀性，是目前市场上产量最大、运用最广泛的一种塑料。2.3 成型性能及条件1）ABS吸湿性强，塑料在成型前必须充分预热干燥，其含水量应小于0.3%，对于要求表面光泽的零件，塑料在成型前更应进行长时间预热干燥。2）流动性等级为中级，溢边值为0.03mm0.05mm，一般取0.04mm。表2.1 ABS 塑料注塑成型的工艺参数树脂名称ABS注塑机类型螺杆式螺杆转速（r/min）3060喷嘴形式直通式喷嘴温度180190料筒温度（） 前200210 中210230 后18020050模具温度（）5070注射压力/MPa7090保压压力/MPa5070注射时间/s35保压时间/s1530冷却时间/s1530总周期/s40702.4 结构工艺性分析零件壁厚均匀，厚度为2mm，所有壁厚均大于塑件最小壁厚0.8mm，在注塑成型时不会发生填充不足的现象。该塑件侧面有通孔，内表面有倒扣及倒钩，故注塑模应具有抽芯机构。2.5 零件体积及质量估算根据UG，测量出单个塑件的体积。浇注系统凝料根据塑件体积的30%进行估算，则凝料体积为。塑件和浇注系统总体积，总质量。2.6 初选注塑机注塑机的主要参数有公称注射量、注射压力、注射速度、塑化能力、锁模力、合模装置的基本尺寸、开合模速度、空循环时间等。这些参数是设计、制造、购买和使用注塑机的主要依据：(1)公称注塑量。指在对空注射的时螺杆或柱塞做一次最大注射行程注射装置所能达到的最大注射量，体现注塑机的生产能力。(2)注射压力。施加的克服螺杆(或柱塞)熔料流经喷嘴，浇道和型腔时的流动阻力的压力称为注射压力。(3)注射速率。能够使熔料及时充满型腔的流动速率称为注射速率（或注射时间或注射速度）。这里从实际注射量在额定注射量的20%80%之间考虑，初选额定注射量在100cm的卧式注射机XS-ZY-500注塑机。该设备的技术规范见表2.2.表2.2 XS-ZY-500注塑机技术规范注射装置额定注射量（cm）500螺杆直径（mm）65注射压力（MPa）145注射转速(r/min)20、25、32、38、42、50、63、80注射行程（mm）200注射时间（s）喷嘴球头半径（mm）SR18喷嘴孔直径（mm）4合模装置锁模力（KN）3500最大合模行程（mm）500模具最大厚度（mm）450模具最小厚度（mm）300拉杆空间（mmmm）540440其他定位圈尺寸（mm）150第3章 模具的结构形式3.1 模具基本结构的确定经分析，该零件成型时必须采用侧向外抽芯，可能适合的模具结构有两种，即单分型面注塑模和双分型面注塑模。单分型面注塑模具，是最简单的也是最流行的一种分型结构，分型面将整个模具分为两部分：一部分固定在注塑机上称为定模，一部分可以运动称为动模。分模时塑件和浇注系统凝料随动模一起运动被带出，最后被设置在动模上的推出机构（推杆，推板，推管等）一同推出，实现脱模。双分型面注塑模 顾名思义，它有两个分型面，一个分型面用于取出流道内的凝料，另一个分型面用于取出塑件，又名为三板式注塑模。与单个分型面注塑模比较，三板式注塑模多加了一个中间板。它适合运用于采用点浇口进料的多种模具。在开模时中间板在定距拉杆的作用下，只能够分开一段距离，这段距离可方便的取出这两块板中间流道内的凝料，而利用推出机构（推板或推杆）将型芯上的塑件推出。由于电动车充电器外壳定模有抽芯，结构较复杂，综合考虑，该塑件选择双分型面注塑模，可以完成定模抽芯。3.2 型腔数量的确定确定型腔数量的方法有：一是根据技术参数来确定，综合考虑注塑机最大注塑量、额定锁模力以及塑件精度等，二是根据经济性来确定型腔的数目，它是根据总成型加工费最小原则，并忽略准备时间和试生产原材料费用，经考虑模具加工费和塑件成型加工费。本零件体积比较大，四周又有侧抽芯，结构又比较复杂，故主要从塑件精度及经济性来综合考虑型腔的数量，综上所分析，因此整个模具决定采用一模两出的结构分布，即一次注射成型两个塑料制件。3.3 塑件分型面位置的确定分型面是模具上用于取出塑件或浇注系统冷凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜。分型面的选择设计，主要是根据塑件的精度要求、结构形式、嵌件的位置及形状、塑料件在模具成形中的位置、浇注系统的形式及位置、排气的方式、脱模形式、模具的类型、模具加工制造的工艺等因素，进行全面考虑，作出合理选择。分型面选择合理与否，是塑件能否完好成型的先决条件。因此在选择分型面时应考虑周合，提供多种方案再从其中选出较为合理的方案。选择分型面的基本原则是：分型面应选择在塑件断面轮廓最大位置处，以便于顺利脱模，同时还应考虑以下几个因素1：1.符合塑件脱模的基本要求，就是能使塑件从模具中取出，分型面位置应设在塑件脱模方向最大的投影边缘部位。2.分型线不影响塑件外观，即分型面应尽量不破坏塑件光滑的外表面。3.确保塑件留在动模一侧。4.应尽量避免形成侧孔、侧凹，若需要滑块成型，力求滑块结构简单，尽量避免定模滑块。5.满足塑件锁紧要求。6.合理安排浇注系统，特别是浇口。7.有利于模具加工。图3.1 电动车充电器外壳分型面位置第4章 注塑模浇注系统设计浇注系统是指熔融的塑料由注射机喷嘴进入到型腔之间的进料通道。它的主要作用是使注射压力充分传递到模腔内的各个部位使熔融的塑料充满型腔，来保证塑件内部的致密组织、尺寸轮廓精度以及表面的光洁度，从而达到产品所需达到的要求。浇注系统设计主要包括主流道，分流道，浇口以及冷料穴的设计。4.1 主流道的设计主流道就是熔融塑料从注塑机到模具型腔内部的通道。它的直径过大或过小都会影响到熔体的流速以及填充时间，不合理的设计便会影响冷却速度，甚至还有可能出现浇不满产生缺陷或气孔，从而影响到整个塑件的质量。主流道的设计应符合以下几个原则：流道的长度L越短越好，可以减少流道凝料，缩短成型周期，减少熔体的能量损失。为了便于脱模，主流道在设计上大多数采用圆锥形。两板模主流道锥度取，三板模主流道锥度可取。粗糙度。主流道尺寸要满足装配要求。为了保证注塑成型时，主流道与注塑机喷嘴之间溢料而影响脱模，设计时要注意：主流道小端直径D2要比料筒喷嘴直径D11mm，一般情况下D2=3.24.5mm；大端直径应该比最大分流道直径大10%20%。一般在浇口套大端设置倒圆角,以利于料流。主流道应该设计在浇口套内。主流道应尽量和模具中心重合。4.11 主流道尺寸（1）主流道小端直径主流道小端直径D=注射机喷嘴直径+（0.51）=4+1=5mm（2）主流道球面半径主流道球面半径SR0=18+12 取SR0=19mm（3）球面配合高度球面配合高度为35mm 取h=5mm（4）主流道长度主流道长度L由标准模架及该模具结构，取L=110mm（5）主流道大端直径主流道大端直径D1=9mm（6）浇口套总长浇口套总厂L0=120mm4.12 主流道浇口套设计选用45钢，局部热处理，SR19mm球面硬度38-45HRC。其结构如图4.1所示。图4.1 浇口套由于模具的主流道长度较长，定位圈和浇口套设计成分体式，定位圈结构如图4.2所示。图4.2 定位环4.13 主流道浇口套的固定主流道的固定用台阶固定，用止动销防转，如图4.3所示。图4.3 主流道浇口套的固定4.2 分流道设计连接主流道与浇口的熔体通道叫分流道，分流道起分流和转向的作用。分流道设计时应该考虑一下因素：塑料的流动性及制品的形状型腔的数量壁厚及内在外观质量要求注塑机的压力及注射速度主流道及分流道的拉料和脱落方式。该塑件的体积比较大但是形状不复杂，且壁厚均匀，从便于加工方面考虑，采用截面形状为圆形的平衡式分流道，查表得D=Smax+1.5=4+1.5=5.5mm，取D=6mm。这种分流道表面积最小，故热量散失也比较小阻力也小。由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因而分流道的内表面粗糙度并不要求很低，一般取1.6m即可。这样表面稍不光滑有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。分流道形状如图4.4所示。图4.4 分流道的截面形状4.3 浇口设计浇口是连接分流道和型腔的咽喉要道，是整个浇注系统中最为薄弱，也是最关键的环节。浇口尺寸过大会降低注射速率，温度降增加，塑件表面会产生云层现象等缺陷，尺寸过小会使在注射成型时压力降增大，冷凝快、补缩困难而造成塑件缺料或缩孔等缺陷。由于塑件外表面无明显浇口痕迹，选用潜伏式浇口，浇口位置设置在推杆的头部。该浇口在开模时，浇注系统凝料有推出机构推出，并与塑件从浇口处自动切断，省掉了切除浇口的工序。其结构和尺寸如图4.5所示。图4.5 潜伏式浇口在本设计中，针对浇口位置，利用模流软件Moldflow来进行分析是行之有效的方法。如下图4.6,4.7,4.8所示，当浇口选择在蓝色区域时，浇口匹配性可以达到最好，填充时间最短，填充区域也较好，并且避免了制品产生熔合纹的部位。图4.6 交口匹配性图4.7 填充时间图4.8 熔接线4.4 冷料井与拉料杆设计图4.9 拉料杆第5章 注塑模具成型零件结构设计与计算5.1 成型零件结构设计壳体模具成型零件采用整体嵌入式凹模和凸模，使用沉孔嵌入法，采用四个螺钉将镶块固定在固定块上，其中动模和定模的螺钉型号为M835，镶块和固定板之间均采用H7/m6配合。5.2 成型零件工作尺寸计算成型零件中与塑料熔体接触并决定制品几个形状的尺寸称为工作尺寸。它包括型腔尺寸、型芯尺寸、和中心距尺寸型腔尺寸属于包容尺寸，该类尺寸具有增大的趋势。型芯尺寸属于被包容尺寸，该类尺寸具有缩小的趋势。中心距尺寸一般指成型零件上某些对称结构制件的距离，这类尺寸通常不受摩擦磨损的影响，因此可视为不变的尺寸。对于上述型腔、型芯和中心距三大类尺寸，可分别采用三种不同的方法进行设计计算。在计算之前，有必要对他们的标注形式及偏差分布做如下规定。制品的外形尺寸采用单向负偏差，名义尺寸为最大值，与制品外形尺寸相对应的型腔尺寸采用单向正偏差，名义尺寸为最小值。制品的内形尺寸采用单向正偏差，名义尺寸为最小值，与制品内形尺寸相对应的型芯尺寸采用单向负偏差，名义尺寸为最大值。制品和模具上的中心距尺寸均采用双向等值正、负偏差，它们的基本尺寸均为平均值。ABS材料的收缩率在0.3%0.7%之间，其平均收缩率取0.5%，模具制造公差选。塑件除中心孔距95.1精度为MT3外，其余尺寸精度为MT5。表5.1 型芯型腔工作尺寸类别塑件尺寸制件公差计算公式工作尺寸型腔工作部分尺寸计算11型芯工作部分尺寸计算中心尺寸计算5.3 型腔壁厚计算注射模在工作过程中要承受诸如注射压力、保压力、锁模力等多种附加力。模具型腔如遇到强度不够的情况，将产生塑性变形甚至发生断裂破坏；如遇刚度不够的情况，将产生比较较大的弹性变形，这会使模具的贴合面处存在比较大的间隙，进而发生溢料与产生飞边。另外，当成型后成型压力消失时，型腔因弹性回复而收缩，当收缩量大于塑件的收缩时，型腔会紧紧包住塑件，造成开模困难或塑件残留在定模上而损坏塑件或塑件质量不良。因此，有必要对模具型腔进行强度和刚度计算。有刚度计算可得型腔最小壁厚为p -型腔内熔体压力，一般取2545MPa；(取25MPa)E -弹性模量，钢材取105MPa；-成型零件的许用变形量；(ABS 属于中粘度塑料，故取0.05mm)h -型腔侧壁壁厚(mm)；L1 -型腔侧壁长度(mm)，为86mm； A -型腔壁厚（mm），为40mm；a -型腔深度(mm)，为20mm；按刚度条件计算得：根据以上计算，取h=27mm符合要求。由刚度计算可得底板最小厚度为p -型腔内熔体压力，一般取2545MPa；(取25MPa)E -弹性模量，钢材取105MPa；-成型零件的许用变形量；(ABS 属于中粘度塑料，故取0.05mm)H -型腔底板厚度(mm)；L1 -型腔侧壁长度(mm)，为86mm； B -底板宽度（mm），为400mm；b -底板上承压部分宽度(mm)，为200mm；按刚度条件计算得根据以上计算，去H=20mm符合要求。第6章 注塑机的校核6.1 根据额定注射量选用（各腔塑料塑件总重+浇注系统凝料）注塑机额定注射量80%注塑机额定注射量，故校核合格。6.2 根据额定锁模力选用 查表得 ，故校核合格。 ：指各腔塑料塑件在分型面上的投影面积之和； 6.3 根据注塑机安装部分的相关尺寸选用（1）喷嘴尺寸 注射机喷嘴头一般为球面，其球面半径应与相接处的模具主流道始端凹下的球面半径相适应。注射机的喷嘴头球面半径为18mm，模具主流道始端凹下的球面半径为19mm满足要求，故校核合格（2）定位圈尺寸 为了使模具主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线相重合，模具定模板上凸出的定位圈必须与注射机定模板上的定位孔呈较松的间隙配合。定位孔的直径为150mm，定位环的尺寸为100mm，符合要求，校核合格。（3）模具厚度 所设计的模具总厚度应介于注射机可安装模具的最大模厚和最小模厚之间。同时，应该校核模具的外形尺寸，使得模具能从注射机的拉杆间装入。模具的厚度为341mm，注射机的最小模厚为300mm，最大模厚为450mm。满足要求，校核合格。 模具的长宽拉杆间距，模具长宽=400mm400mm拉杆空间=540mm440mm，故校核合格。6.4 根据开模行程选用 带入数据得 注塑机最大合模行程为500mm，故校核合格。第7章 注塑模具侧向分型和抽芯机构设计7.1 滑块和T形块的设计对于塑件侧面的通孔采用带T形块楔紧块和滑块的侧抽芯机构。利用开模作用，使带T形块楔紧块与滑块产生相对运动趋势，使滑块有沿开模方向及水平方向的两种运动形式，使之脱离通孔，完成抽芯，其结构如图7.1所示。图7.1 抽芯机构抽拔力计算公式L-活动型腔被塑件包紧的断面形状周长；h-成型部分的高度（mm），h=13.5mm；-侧孔或侧凹的拔模斜度；p2-塑件对型芯单位面积的挤压力；f2-塑料与钢的摩擦系数；带入得Q约为571N。S-限位螺钉控制的行程；S2制件需要抽出的距离。7.2 斜顶的设计斜顶侧向抽芯机构主要用于成型塑件内部的侧凹或凸起，同时具有推杆的功能。对于塑件内部的四个倒扣及一个倒钩的抽芯采用斜顶侧向抽芯。斜顶的倾斜角=515，常用角度为8，的值与塑件倒扣深度S和塑件的推出距离的关系为：式中HK为塑件推出距离。7.21 倒扣斜顶设计塑件倒扣的深度为1mm，塑件推出距离HK为35mm，带入公式得：取=8。其结构形式如图7.2所示。图7.2 倒扣斜顶7.22 倒钩斜顶设计 塑件倒钩的深度为2.6mm，塑件推出距离HK为35mm，带入公式得：取=8。其结构形式如图7.3所示。图7.3 倒钩斜顶第8章 注塑模具结构件设计8.1 注射模模架设计8.1.1 模架的选用二板模模架和三板模模架的选用a能用二板模模架是尽量不用三板模模架 b.当塑件必须采用点浇口时选用三板模模架 c.热流道模都用二板模模架。标准三板模模架和简化三板模模架的选用a.模架尺寸小于200mm250mm，不能采用标准三板模模架 b.若塑件需推板推出，不能采用简化三板模模架 c.对于有定模抽芯机构的模具，可采用简化三板模模架。由于塑件定模需要抽芯，且浇口类型为潜伏式浇口，故选用简化三板模模架。图8.1 简化三板模架8.12 模架尺寸的确定定模板、动模板的长宽尺寸。根据镶件的长宽尺寸为280mm200mm，且定模板和动模板内的嵌件确定定模板和动模板的长宽尺寸为400mm400mm。定模板、动模板的高度尺寸。定模板的高度尽量取小些。原因有两个:减小主流道长度，减轻模具的排气负担，缩短成型周期；定模安装在注塑机上生产时，紧贴注塑机定模板，无变形的后患。定模板高度 动模板高度尽量取大些，以增加模具的刚度和强度。动模板高度 图8.2 定模板图8.3 动模板方铁高度尺寸方铁高度=推杆固定板厚度+推杆底板厚度+限位钉高度+顶出距离+1020mm。限位钉高度通常为5mm;顶出距离制品需要顶出高度+510mm;推杆固定板厚度和推杆底板厚度由模架大小确定。方铁高度=25+30+5+30+15=105mm，由于模具有斜推杆抽芯，需要加大方铁的高度，根据标准选取方铁高度为120mm。方铁长宽尺寸。方铁的长宽尺寸取40068mm。定模座板和动模座板的尺寸定模座板长宽高=45040050mm，动模座板长宽高=45040030mm。图8.4 方铁8.2 推杆板复位弹簧复位弹簧的作用是在注塑机的顶棍退回后，模具的定模A板和动模B板合模之前，就将推杆板推回原位。复位弹簧常用矩形蓝色弹簧，但是如果模具较大、推杆数量较多时，则必须使用绿色或咖啡色的矩形弹簧。 自由长度的计算式中 E-推杆板行程，E=塑件推出的最小距离+1520mm； P-预压量，一般取1015mm，根据复位时的阻力确定，阻力小则预压小，通常情况下也可以按模架大小来选取，模架3030（含）以下，预压量为5mm，模架3030以上，压缩量为1015mm； S-压缩比，一般取30%40%,根据模具寿命、模具大小及塑件距离等因素确定。自由长度需向上取规格长度。推杆板复位弹簧的最小长度Lmin必须满足藏入动模B板或托板L2=1520mm，若计算长度小于最小长度Lmin，则以最小长度为准；若计算长度大于最小长度Lmin，则以计算长度为准。 自由长度必须按标准长度，不能切断使用，优先用10的倍数，不够时可两支接用。综合所述，8.3 定距分型机构8.31 限位螺钉在简化三板模中，限位螺钉用于限制定模板和面板之间的开模距离，在其他多分型面的模具中，它用于限制活动模板的开模距离。限位螺钉常用标准的内六角圆柱头轴肩螺钉，又称山打螺钉。图8.5 限位螺钉8.32 尼龙塞尼龙塞又称树脂开闭器，它是利用独特的锥形螺栓与尼龙塞套的紧锁，以调整和模板之间的摩擦力，增加模板的开模阻力。尼龙塞套采用良好的耐磨损和耐热的尼龙材料，寿命约为5万次。尼龙套的耐热温度为150，但在实际使用过程中，因其不断受到锥形螺栓锁紧应力的作用，会导致尼龙套的耐用性降低，故宜在80。另外在使用过程中，请勿在树脂上加油，否则会使摩擦力降低，减小开模阻力。图8.6 开闭器8.4 定位圈8.41 定位圈的形式定位圈的基本形式有两种。定位圈形式1装配时埋入模板5mm，直接压住浇口套。定位圈形式2装配时也埋入模板5mm，但不直接压住浇口套，浇口套由模板压住定位。该注塑模具选用定位圈形式1。定位圈规格型号DdHd1D1hP10035151003515711785图8.7 定位圈图8.8 定位圈的装配方式8.5 螺钉8.51 紧固螺钉（1）内六角螺钉内六角螺钉的优先规格：M4、M6、M10、M12。内六角螺钉主要前、后模模料，型芯，小镶件及其他一些结构组件。出前述定位圈、浇口套所用的螺钉外，其他如镶件、型芯、固定板等所用螺钉以适用为主，并尽量选用优先规格，用于动定模镶件紧固的螺钉，选用时应满足下列要求。大小和数量：紧固螺钉的大小及数量可查表确定。位置：螺孔应分布在四个角上，而且对称分布。螺孔到镶件边的尺寸可取螺钉直接的11.5倍。（2）外六角螺钉外六角螺钉在模具中较少适用，通常仅被当做垃圾钉使用，选用类型及规格单一。（3）内六角平端紧定螺钉无头螺钉主要用于型芯、拉料杆、司筒针的紧固。8.52 限位螺钉模具中限位螺钉常用内六角圆柱头轴肩螺钉，又称山打螺钉。 第9章 冷却系统的设计在塑料注射成型过程中，注入模腔中熔体的温度一般在200300之间，当制品从模具中取出时，温度一般在60左右，熔体释放出来的热量都传给了模具，为了保证模具正常工作，就必须对模具进行冷却，主要是用冷却水管进行冷却。在电动车充电器外壳注塑模具设计中，采用直径为6mm的冷却水管对模具进行冷却。冷却水管设计要点：1.在允许的条件下，冷却水道距离型腔壁不宜太远，也不宜太近，以勉影响冷却效果和模具的强度，通常在1220mm范围内。2.型腔、型芯或应分别冷却，并应保证其冷却平衡。3.水管连接处必须加密封圈密封，防止漏水。4.冷却水道不应闯过设有镶块或其接缝部位，以防漏水。图9.1 型芯冷却水道布置图9.2 型腔冷却水道布置在本设计中，针对水道位置，利用Moldflow来进行分析该位置是否合理。如下图9.3,9.4,9.5所示，图9.3 零件温度图9.4 回路管壁温度图9.5 回路冷却液温度第10章 注塑模具脱模系统设计10.1 脱模系统的形式、组成和设计原则10.1.1 脱模系统的形式脱模系统又称推出系统和顶出系统，脱模系统的形式很多，根据动力来源不同，它可以分为机械脱模、气动脱模、液压脱模和螺纹自动脱模四种形式；根据脱模的动作原理的不同，又可分为延时脱模、定模脱模、双向脱模、复合脱模和强制脱模等。 注塑模具塑件脱模系统由推出机构复位机构组成。其中推出机构包括推件和推件固定板，推件又主要包括圆推杆、扁推杆、推管、推板、推块、螺纹型芯和气阀等推出零件。推件固定板包括推杆固定板、推杆底板、螺纹型芯的轴承等。复位机构包括弹簧和复位杆等常规复位零件，螺纹型芯的来复位母线、液压油缸以及摆杆和蝴蝶夹等先复位零件。 塑件脱模是注塑成型的最后一个环节，脱模系统结构是否合理，对塑件质量的好坏起着至关重要的作用。10.1.2 脱模系统设计的原则（1）推出平稳原则：为使塑件或推件在脱模时不至于因受力不匀而变形，推件要均衡布置，尽量靠近塑件收缩包紧型芯，或者难以脱模的部位。在较大的平面上，即使没有包紧力也要加推杆，或者采用复合脱模或用透气钢排气。（2）推件给力原则：推力点不但应作用在包紧力大的地方，还应作用在塑件刚性和强度大的地方，避免作用在薄壁处。作用面应尽量大一些，在合理范围内，推杆“能大不小，能多不少”。（3）塑件美观原则：避免推件痕迹影响塑件外观，推荐位置应设在塑件隐蔽面或非外观面。对于透明塑件，在选择推件 位置时应更加小心。（4）安全可靠原则：脱模机构动作应安全、可靠、灵活，并且具有足够的强度和耐磨性。推出行程应保证塑件完全脱离模具。螺纹自动脱模时，塑件必须有可靠的防转措施。模具复位杆长度应保证在合模后与定模板有0.050.1mm的间隙，以避免合模时阻碍分型面贴合。复位杆和动模板至少应有30mm的导向配合长度。（5）方便加工原则：圆推杆和圆孔加工简单快捷，而扁推杆和方孔的加工难度大，应避免选用。在不影响制品脱模和位置足够时，应尽量采用大小相同的推杆，以方便加工。10.1.3 脱模力的计算脱模力必须大于塑件对于模具的包紧力和粘附力。包紧力的大小与塑件的收缩率、塑件的壁厚和形状及大小所形成的塑件刚度有关，还与型芯和型腔表面的粗糙度及加工纹路等因素所形成的摩擦力、塑件材料以及注射压力、开模时间、脱模斜度等有关。粘附力的大小则与模具型腔的表面粗糙度、塑件和模具型腔的接触面积有关。在计算和确定脱模力时，一般只考虑主要因素，进行近似计算，并使确定的脱模力大于上述因素所形成的阻力。脱模力在开模瞬间最大，所以计算的脱模力为初始脱模力。脱模力的计算公式：式中 Q-初始脱模力； L-型芯或凸模被包紧部分的断面周长，mm； h-被包紧部分的深度，mm； p-由塑件收缩率产生的单位面积上的正压力，一般取7.8-11.8MPa； f-摩擦系数，一般取0.1-0.2； -脱模斜度，（）。带入数据得：10.2 推杆设计10.2.1 推杆设计的注意事项（1）推杆孔边与其他孔最少应保持2.5mm的距离。（2）推杆和推杆固定板配合孔的单边间隙取0.5mm。（3）推杆和模板配合孔的单边间隙取0.5mm。（4）所以推杆应用标准尺寸，推杆头不可沉入推杆固定板。（5）推杆和镶件导向孔按H7/f7配合。（6）装好全部推杆后，推杆固定板必须能够自行花落，不能有卡滞现象。（7）所以推杆及推杆固定板孔一一对应，并做好标记，以避免装错。（8）所有推杆成型部位为斜面或曲面时均应防转，以防止装错。（9）设计推杆位置时，除了要求脱模力量足够之外，还要确保塑件能被平行脱模。（10）推杆可分为两种：全硬推杆及氮化推杆。（11）当塑件高度或脱模斜度较大时，平面上要把最小轮廓线画出来。当塑件顶角有较大圆角时，平面图上要把圆角切线画出来，作为推杆位置的边界线。（12）推杆离塑件边不能太远、也不能太近，推杆直径6mm时，S取12mm；推杆直径为68mm，S取23mm；推杆直径8mm时，S取2.54mm。（13）推杆尽量放在塑件底部，并距离边沿至少0.5mm。（14）较深的圆柱最好在柱底加推杆，这样不但顶出效果好，而且可以改善排气，有利于熔体填充。对于短柱，可以在旁边加两支推杆，柱底是否需要加排气杆视情况而定。（15）对于定模包紧力大于动模的包紧力时，可将推杆头部磨成“Z”形，利用缺口上凝料的倒扣来保证开模时塑件留在有推出机构的一侧，但装配时推杆的“Z”形缺口必须一致，并且统一朝下，以方便塑件从推杆上取出。10.2.2 推杆的规格电动车充电器外壳推出机构形式较为简单，采用10根推杆推出，如图10.1所示。推杆与动模固定板的推杆孔采用0.5mm的间隙，与动模镶块采用H7/f6的配合。图10.1 推杆 推杆的装配图10.2 推杆装配10.3 复位杆图10.3 复位杆第11章 注塑模具导向系统设计注塑模导向系统的作用是保证注塑模在开模和合模过程中的动作安全、顺利、准确；注塑模定位系统的作用是保证注塑模在合模后注塑过程中的精度和刚度。在一般精度的小型模具中，导向系统往往可以兼起定位的作用，但在精密模具或大、中型模具中，必须有良好的定位系统，否则模具的精度和寿命都会受到严重影响。对注塑模导向定位系统的基本要求：导向安全稳定，定位精确可靠，具有足够的强度、刚度和耐磨性。本模具采用导柱导向机构。导柱机构形式为便于加工导柱导套安装孔，获得较好的技术经济效益，使用标准带头导柱。导柱的布置为确保动模和定模只按一个方向合模，采用等直径导柱对称布置。11.1 导柱 该模具采用标准带头导柱，加油槽如图11.1所示。 导柱的长度必须高于凸模断面高度一定距离。 导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7/m6过渡配合，导柱滑动部分按H7/f6间隙配合。 导柱应具有坚硬而耐磨的表面、坚韧而不易折断的内芯。多采用低碳钢经淬火后处理或碳素工具钢T10A、T8A经淬火处理，硬度为50HRC以上或45钢经调制、表面淬火、低温回火、硬度为50HRC以上。图11.1 带头导柱11.2 导套导套与导柱相配合，用以确定动、定模的相对位置，保证模具运动导向精度的圆套型零件。 结构形式。采用标准带头导套如图11.2，11.3所示。 导套的断面应倒圆角，导柱孔最好做成通孔，有利于排出孔内的剩余空气。 导柱孔的滑动部分按H7/f7配合，导套外景和模板采用H7/m6配合。 导套材料可用淬火钢或铜等耐磨材料制造，该模具采用T10A。图11.2 导套1图11.3 导套257第12章 模具的工作原理及调试12.1 模具的工作原理电动车充电器外壳注射模工作原理如图5.1所示。其具体工作原理如下：图12.1 模具总装配图模具安装在XS-ZY-500注射机上，定模部分固定在注射机的定模板上，动模部分固定在注射机的动模板上。合模后，注射机通过喷嘴将ABS熔料经流道注入型腔，经过保压冷却后塑件成型。开模时，动模部分随注射机动模板一起运动，楔紧块装在定模上，T形块通过螺钉安装在楔紧块上，滑块装在动模上，当动模住后运动时，由于开闭器的作用，定模板和面板之间先分型，大滑块被楔紧块带动横向运动，实现侧孔的抽芯。因为限位螺钉作用，当面板和定模板分开一定距离后，动模板和定模板分开，通过斜顶和推杆的共同作用下，同时实现倒扣的抽芯和塑件脱模。合模时，注射机推力的作用下，抽芯机构通过过楔紧块实现复位，脱模机械通过复位杆和弹簧实现复位，待模具完全闭合后，完成合模动作，至此一个成型周期完成，进入下一个循环周期。12.2 试模试模时，塑件上常可能出现各种缺陷，为此必须进行原因分析，排除故障。表12.1是热塑性塑料制品侧常见缺陷及产生原因。在试模时，如果塑件上出现上述各种缺陷，需按成型条件、成型设备、模具结构及形状等因素逐个分析其中的主要矛盾，然后再采取调整工艺参数、修正模具等方法加以解决。表12.1 热塑性塑料制品侧常见缺陷及产生原因制品缺陷产生原因制品填充不足料筒、喷嘴及模具温度偏低；加料量不足；注射压力太小；注射速度太慢；流道和浇口的尺寸太小；浇口数量不够或位置不恰当；型腔排气不良；注射时间太短；浇注系统发生堵塞；塑料的流动性太差。制品有溢边料筒、喷嘴及模具温度太高；注射压力太大，锁模力太小；模具密封不严，有杂物或模板已变形；型腔排气不良；从加料端带入空气；黑点及条纹料温高，并分解；料筒或喷嘴接合不严；模具排气不良；染色不均与；物料中有深色物；制品脱皮、分层原料不纯；同一塑料不同级别或不同牌号相混；配入润滑剂过量；塑化不均与；混入异物气疵严重；进料口太小，摩擦力大；制品有明显的熔接痕料温过低；模温低；擦脱模剂太多；注射压力低；注射速度慢；加料不知；模具排气不良；制品表面有裂纹模具太冷；冷却时间太长；塑料和金属嵌件收缩率不一样；顶出装置倾斜或不平衡，顶出截面积小或分布不当；之间斜度不够，脱模难；制品表面有波纹物料温度低，粘度大；注射压力；模具温度低；注射速度太慢；浇口太小； 制品翘曲变形 冷却时间短；顶出受力不够；模温太高；制品内压力太大；通水不良，冷却不均；制品薄厚不均；制品尺寸不稳定机器电路或油路系统不稳；成型周期不一致；温度、时间、压力变化；塑料颗粒大小不一；制品黏膜模具顶出装置结构不良；模腔脱模斜度不够；模腔温度不合适；模腔有接缝或存料；成型周期太短或太长；模芯无进气孔；结论此次毕业设计对我来说意义重大，在整个独立完成设计的过程中，我经历了从迷茫，畏惧，到着手开始做，到最终顺利的完成毕业设计，感觉从中受益良多。在设计过程中，我感觉自己的各项综合能力得到大幅度提升，一方面为了满足设计需要，需要查阅大量的的资料数据，查找资料的的能力相比以前大有提高，另一方面通过对模具各零件的理论计算，提高了自己在机械方面的素养。在此期间与同学之间互相讨论，互帮互助，并且都能够从力彼此身上取长补短，相互鼓励共同面对毕业设计当中遇到的困难。另外在这过程当中我也充分的认识到自己在基础知识和新思维方面的不足，在设计的过程中还是很保守的利用现有存在结构，很少设计过新的非常巧妙的机构。书山有路勤为径，学海无涯苦作舟，深感自己的学习之路还很长，但是通过这次毕业设计的体验让我明白了，只有勇敢的去面对压力，迎难而上，我们才能战胜自我，使自己真正立于不败之地。参考文献1叶久新,王群主编塑料成型工艺及模具设计M. 北京：机械工业出版社，2009.062塑料模具技术手册编委会编塑料模具技术手册M北京：机械工业出版社，1997 3 M4 陈锡栋，周小玉主编实用模具技术手册M北京：机械工业出版社，2005 张国强.注塑模设计与生产应用M.北京：化学工业出版社，20056 骆志高，陈嘉真.塑料成型工艺及模具设计M.北京：工业出版社，20097 张维和.注塑模具设计实用教程M.北京：化学工业出版社，20078 胡凤兰.互换性与技术测量基础M.北京：高等教育出版社，20079 孙锡红. 我国塑料模具发展现状及发展建议A. 电加工与模具, 201010 王孝培. 塑料成型工艺及模具简明手册M. 机械工业出版社, 200011 黄晓燕. 简明塑料成型工艺与模具设计手册M. 上海: 科学技术出版社, 200612 党根茂. 模具设计与制造M. 西安: 电子科技大学出版社, 200413 王永平. 注塑模具设计经验点评M. 北京: 机械工业出版社, 200514 邹继强. 塑料模具设计参考资料汇编M. 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