充電器下蓋注塑模設(shè)計(jì)說明書

《模具CAD/CAE技術(shù)》題目:充電器下蓋注塑模設(shè)計(jì)系別:專業(yè):模具設(shè)計(jì)與制造班級：姓名:學(xué)號:2021年5月19日目錄模具設(shè)計(jì)任務(wù)書 3摘要 51塑件工藝性分析 62模具整體結(jié)構(gòu)形式的確定 72.1分型面位置的選擇 72.2型腔數(shù)量和布局 72.3初選注塑機(jī) 83成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 103.1型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 103.2型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 113.3成型零件鋼材選用 124標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 135澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 145.1主流道和定位圈設(shè)計(jì) 145.2分流道設(shè)計(jì) 145.3澆口設(shè)計(jì) 1516176頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 18197冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 208模具3D總裝圖及動(dòng)定模 218.1模具3D裝配圖 218.2動(dòng)模部分 228.3定模部分 229模具工作原理 23參考文獻(xiàn) 24總結(jié) 25

模具設(shè)計(jì)任務(wù)書產(chǎn)品三維圖產(chǎn)品工程圖3、設(shè)計(jì)要求（1）塑件材料：ABS；（2）縮放率；1.006；（3）技術(shù)要求：表面光潔無毛刺、無縮痕、澆口不允許設(shè)在產(chǎn)品外表面、有一定的強(qiáng)度硬度、具有環(huán)保要求、無毒；（4）模具布局：一模2件，平衡布置；（5）原始數(shù)據(jù)：參閱制件二維工程圖及三維數(shù)據(jù)模型。（6）其他：模具設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)模架及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件；在保證塑件質(zhì)量和生產(chǎn)效率的前提條件下，兼顧模具的制造工藝性及制造成本、使用壽命和修理維護(hù)方便；

摘要近年來，我國家電工業(yè)的高速發(fā)展對模具工業(yè)，尤其是塑料模具提出了越來越高的要求，2004年，塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)中所占比例已上升到30%左右，據(jù)有關(guān)專家預(yù)測，在未來幾年中，中國塑料模具工業(yè)還將持續(xù)保持年均增長速度達(dá)到10%以上的較高速度的發(fā)展。國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點(diǎn)為工程塑料模具。

注射成型是塑料成型的一種重要方法，它主要適用于熱塑性塑料的成型，可以一次成型形狀復(fù)雜的精密塑件。本課題就是將小家電的榨汁機(jī)的料桶杯作為設(shè)計(jì)模型，將注射模具的相關(guān)知識作為依據(jù)，闡述塑料注射模具的設(shè)計(jì)過程。此模具產(chǎn)品設(shè)計(jì)采用UGNX8.0設(shè)計(jì)，產(chǎn)品使用ABS工程塑料注塑。通過對塑件進(jìn)行工藝的分析，最終設(shè)計(jì)出一副注塑模。該模具從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)。通過整個(gè)設(shè)計(jì)過程表明該模具能夠達(dá)到塑件要求的加工工藝。針對塑件的具體結(jié)構(gòu)，提高生產(chǎn)效率，設(shè)計(jì)一模兩件，該模具采用側(cè)澆口。將現(xiàn)行工作內(nèi)隱藏的無效工作量與無效時(shí)間，設(shè)法予以取消，或盡可能予以減少，或改進(jìn)作業(yè)辦法，以使整個(gè)工作時(shí)間得以縮短，降低出錯(cuò)率，減少成本，而提高效率，完成改善工作所需的目標(biāo)。關(guān)鍵詞：塑料模具；工藝分析；點(diǎn)澆口；一模兩件；工作效率；1塑件工藝性分析遙控器上蓋制品如圖1-1所示，工件采用ABS工程塑料制作。結(jié)構(gòu)分析：產(chǎn)品為矩形的上蓋，在上部開通孔，厚度小，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，便于成型，對模具和注塑機(jī)要求較小。產(chǎn)品制造精度低，故選擇一般精度等級。產(chǎn)品下側(cè)為平板，故設(shè)推桿推出機(jī)構(gòu)，產(chǎn)品分型面平直，因此直接在下部分型。（1）外形尺寸該塑件外形尺寸為78.631mmX55.374mmX10.563mm,壁厚為1.5mm，（2）脫模斜度ABS屬于無定型塑料，成型收縮率1.006，該塑件脫模斜度周圍均勻都為6o。（3）外觀要求技術(shù)要求：表面光潔無毛刺、無縮痕、無斑點(diǎn)、無氣孔和熔接痕，澆口不允許設(shè)在產(chǎn)品外表面。2模具整體結(jié)構(gòu)形式的確定2.1分型面位置的選擇通過對塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，根據(jù)分型面選擇原則，分型面應(yīng)選在產(chǎn)品截面積最大的位置，其具體分型位置如圖2-1。圖2-1分型面2.2型腔數(shù)量和布局（1）型腔數(shù)量的確定該塑件外形尺寸不大，考慮到經(jīng)濟(jì)性指定一模兩腔關(guān)系，以及制造方便和各種成本費(fèi)等因素，所以定為一模二腔的平衡布局結(jié)構(gòu)形式。如圖2-2圖2-2塑件布局（2）模具結(jié)構(gòu)形式的確定從上面的分析可知，本模具設(shè)計(jì)為一模二腔。塑件下底部平坦無精度表面度要求，可受力，因此可以推件桿頂出或推件板推出等的推出結(jié)構(gòu)。模架方面，由上綜合分析可確定為雙分型面模架,因此選用FUTABA-DE的EC型模架比較適合。由于該塑件澆口不允許設(shè)在產(chǎn)品外表面，澆口考慮設(shè)計(jì)在產(chǎn)品上面的點(diǎn)澆口進(jìn)料，方便修整處理。2.3初選注塑機(jī)（1）注射量的計(jì)算通過三維軟件建模設(shè)計(jì)分析計(jì)算得塑件體積；10.95g塑件質(zhì)量：12.045g式中，參考相關(guān)資料取1.1g/cm3。（2）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前是不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.2～1倍來計(jì)算。由于本次采用的是兩點(diǎn)進(jìn)澆，分流道簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.2倍來估算，估算一次注入模具型腔塑料的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料+塑件體積之和）為：46.816cm3（3）選擇注射機(jī)根據(jù)第二步計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量46.816cm3，要與注塑機(jī)理論注射量的0.8倍相比配，這樣才能滿足實(shí)際注塑的需要。注塑機(jī)的理論注射量為：59.712cm3因此初步選定注射機(jī)理論注射容量為60cm3，注射機(jī)型號為SZ-100/60臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見表2-1。表2-1注射機(jī)技術(shù)參數(shù)理論注射容量/cm3100/60開模行程/mm300螺桿直徑/mm35最大模具厚度/mm300注射壓力/MPa150最小模具厚度/mm170注射速率/g.s-185頂出行程/mm80鎖模力/KN600頂出力/KN15拉桿內(nèi)間距/mm320×320最大油泵壓力/MPa15噴嘴孔徑/mm3.5噴嘴球半徑/mm10

3成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型腔件是成型塑件的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。本設(shè)計(jì)中采用整體嵌入式凹模結(jié)構(gòu)。型腔的主體采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)，并用螺釘?shù)跹b。如圖3-1圖3-2。圖3-1型腔整體式圖3-2型腔整體嵌入式結(jié)構(gòu)3.2型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型芯是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通常可以分為整體式和組合式兩種類型。通過對塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計(jì)中采用整體嵌入式。主要分型面采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)，如3-3所示。采用螺釘固定型腔的方式。采用螺釘固定型芯的方式，如圖3-3所示。圖3-3型芯嵌入式圖3-4型芯螺釘固定3.3成型零件鋼材選用目前，塑料制品日益廣泛地應(yīng)用于日常生活，其中注射成型技術(shù)約占80％。注射成型因其一次成型、尺寸精確、可帶嵌件、生產(chǎn)率高、易于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、后加工量少等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、家用電器、食品、醫(yī)藥等諸多領(lǐng)域。塑料模具的選用，對于塑料工業(yè)生產(chǎn)能否收到好的經(jīng)濟(jì)效益非常關(guān)鍵，因此，模具設(shè)計(jì)者了解模具材料的基本要求和選擇恰當(dāng)?shù)牟牧舷喈?dāng)必要。

塑料模具的工作條件與冷沖模不同，一般須在150°C-200°C下進(jìn)行工作，除了受到一定壓力作用外，還要承受溫度影響。現(xiàn)根據(jù)塑料成型模具使用條件、加工方法的不同將塑料模具用鋼的基本性能要求大致歸納如下：

1．

足夠的表面硬度和耐磨性

塑料模的硬度通常在50-60HRC以下，經(jīng)過熱處理的模具應(yīng)有足夠的表面硬度，以保證模具有足夠的剛度。模具在工作中由于塑料的填充和流動(dòng)要承受較大的壓應(yīng)力和摩擦力，要求模具保持形狀的精度和尺寸精度的穩(wěn)定性，保證模具有足夠的使用壽命。模具的耐磨性取決于鋼材的化學(xué)成分和熱處理硬度，因此提高模具的硬度有利于提高其耐磨性。

2．

良好的熱穩(wěn)定性

塑料注射模的零件形狀往往比較復(fù)雜，淬火后難以加工，因此應(yīng)盡量選用具有良好的熱穩(wěn)定性的，當(dāng)模具成型加工經(jīng)熱處理后因線膨脹系數(shù)小，熱處理變形小，溫度差異引起的尺寸變化率小，金相組織和模具尺寸穩(wěn)定，可減少或不再進(jìn)行加工，即可保證模具尺寸精度和表面粗糙度要求。

3．

50牌號的碳素鋼具有一定的強(qiáng)度與耐磨性，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后多用于模架材料。高碳工具鋼、低合金工具鋼經(jīng)過熱處理后具有較高的強(qiáng)度和耐磨性，多用于成型零件。但高碳工具鋼因其熱處理變形大，僅適用于制造尺寸小、形狀簡單的成型零件。

隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料制品的復(fù)雜性、精度等要求愈來愈高，對模具材料也提出更高要求。對于制造復(fù)雜、精密和耐腐蝕性的塑料模，可采用預(yù)硬鋼（如PMS）、耐蝕鋼（如PCR）和低碳馬氏體時(shí)效鋼（如18Ni-250），均具有較好的切削加工、熱處理和拋光性能及較高強(qiáng)度。

4標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇根據(jù)整體嵌入式的外形尺寸，塑件進(jìn)澆方式為直流道側(cè)澆口進(jìn)澆，又考慮導(dǎo)柱、導(dǎo)套的布置、型腔型芯的大小、塑件類型等，再同時(shí)參考注射模架的選擇方法，可確定選用大水口LKM_SGCI型(即長×寬為350mm×300mm)模圖4-1標(biāo)準(zhǔn)模架圖4-2預(yù)覽圖 5澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)由主流道，分流道，交口，冷料井4個(gè)部分組成，考慮到塑件的外觀要求較高，外表面不允許有成型斑點(diǎn)和熔接痕，以及一模兩件的布置，交口采用方便修整，凝料取出容易且不會(huì)在塑件上留下痕跡的側(cè)澆口。模具采用分型面結(jié)構(gòu)兩板模，模具制造成本比較容易控制，在合理的范圍內(nèi)，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如下圖所示：5.1主流道和定位圈設(shè)計(jì)主流道與注射機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸碰撞，故應(yīng)設(shè)計(jì)成獨(dú)立，可拆卸更換的澆口套，采用優(yōu)質(zhì)鋼材制作，并經(jīng)熱處理提高硬度，定位圈與澆口套分開設(shè)計(jì)如下圖（如圖5-1）。查資料得到，SZ-100/60型注射機(jī)與噴嘴的有關(guān)尺寸噴嘴前端球面半徑r=10圖5-1澆口套定位圈5.2分流道設(shè)計(jì)分流道就是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上起分餾和轉(zhuǎn)向的作用，多型腔模具必定設(shè)計(jì)分流道，單行腔大型塑件在使用多個(gè)點(diǎn)澆口時(shí)也要設(shè)置分流道。分流道的截面形狀：通常分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，u形和六角形，為了減少流道內(nèi)的壓力損失和熱傳損失，提高效率，我們這里就選用圓形分流道，其加工也比較簡單如圖5-2，因?yàn)閳A形截面分流道的效率是分流到中效率最高的，故選它。圖5-2分流道5.3澆口設(shè)計(jì)澆口是連接分流到塑件之間的一段細(xì)短通道，它是澆筑系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，交口的形狀位置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大。澆口的形狀很多：按照澆口的形狀可以分為點(diǎn)澆口，扇形澆口，側(cè)澆口，盤形澆口，以及薄片式澆口等，而我們這里選用的是點(diǎn)澆口，澆口的截面一般只取分流到截面積的3%~9%。如圖5-3。圖5-36頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)在注射成型的每一個(gè)循環(huán)中，都必須使塑件由模具型腔中推出，模具中這種推出塑件的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)，或稱為脫模機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)按驅(qū)動(dòng)方式分為手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，機(jī)動(dòng)推出機(jī)退出。機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)具有生產(chǎn)效率高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低且推動(dòng)力大的優(yōu)點(diǎn)，本模具采用推件桿推出機(jī)構(gòu)。推出過程包括開模，推出，取件，閉模，模推出機(jī)構(gòu)復(fù)位等，推出零件有推桿，復(fù)位桿，推桿固定板和推板。如圖6-1圖6-2圖6-1頂桿位置圖6-2頂桿參數(shù)

7冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的作用是在于將熔融塑料傳給模具的熱量，盡可能迅速的全部帶走，以縮短成型周期并獲得最佳的塑件質(zhì)量。模具的冷卻方式有水冷卻，空氣冷卻和油冷卻，此模具采用水冷卻結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)冷卻水道，通常需要考慮模具結(jié)構(gòu)形式，模具大小，鑲塊位置以及數(shù)件熔接痕位置等諸多因素，如下圖7-2圖7-2三維圖形8模具3D總裝圖及動(dòng)定模一副模具包含定模部分和動(dòng)模部分，下面兩圖將用3d立體顯示動(dòng)定模細(xì)節(jié)。8.1模具3D裝配圖圖8-1整合3D圖模具總體尺寸為230mm×300mm×350mm，制件因?yàn)橥獗砻婢纫筝^高，制件較薄，不宜采用大的澆口，所以采用平衡式側(cè)澆口，一模兩件，制件下底面平直，宜采用推桿或推件板推出，最后采用推桿推出。模具整體設(shè)計(jì)簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，便于加工，對加工生產(chǎn)要求不高。整體結(jié)構(gòu)自動(dòng)化程度較高，結(jié)構(gòu)精簡，模具壽命長可反復(fù)使用。8.2動(dòng)模部分圖8-28.3定模部分圖8-39模具工作原理圖9-1隨著保壓的時(shí)間結(jié)束，鎖模機(jī)構(gòu)卸載力，動(dòng)模板和定模板分開帶動(dòng)流道廢料被拉出后，在限位桿的作用下，動(dòng)模板停止運(yùn)動(dòng)，流道廢料和塑件在注料口處拉斷，塑件和廢料在拉料桿力的作用下隨型芯向后移動(dòng)，在注塑機(jī)頂桿的作用下推件板機(jī)構(gòu)工作，塑件和廢料逐漸被推出型芯脫落，在注塑機(jī)的合模運(yùn)動(dòng)下，模架各個(gè)部位復(fù)位，準(zhǔn)備下一次填充。

總結(jié)經(jīng)過了一個(gè)星期的CAD\CAM實(shí)習(xí)，雖然說時(shí)間不長，可是對于我來說收獲卻是很多的。首先對CAD\CAM知識較以前來說有所提高，比以前全面了，以前生疏的操作命令在這一個(gè)星期的實(shí)習(xí)磨練下能夠熟練的運(yùn)用了。當(dāng)然在畫圖及編程的時(shí)候還是遇到了不少的困難，通過老師的講解與自己的理解畫了出來，有些問題還是要通過自己的思考，自我思考的能力是不可缺少的，能夠讓自己獨(dú)立的解決難題，獨(dú)立的思考才能把不會(huì)的知識轉(zhuǎn)變?yōu)樽约旱?，在以后遇到難題的時(shí)候就能夠很好的解決，這也是一種能力，在CAD、CAM的實(shí)習(xí)中我學(xué)會(huì)了這一點(diǎn)，這是我的一大收獲。

畫圖的時(shí)候心要靜下來，才能畫好每一幅圖。在畫圖中有時(shí)候遇到麻煩就感覺很煩，周一的時(shí)候圖畫好了，由于電腦的死機(jī)圖沒有保存下來，付出的努力白費(fèi)了。特別的是在最后的一幅裝配圖上的錯(cuò)誤，心里不能平靜下來。過了一段時(shí)間感覺圖還是要畫出來啊！現(xiàn)在煩什么用，只要之后面的時(shí)候抓緊時(shí)間做就好了，于是就靜下心來畫圖，心靜下來后畫圖的速度快了很多。

這次的實(shí)習(xí)作業(yè)不算輕松，這就需要有足夠的耐心，能夠坐下來畫好每一幅圖，不要像小貓釣魚