畢業設計_充電器外殼注塑模具設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 角 10 L 主流道長度 21 D 主流道大端直徑 8 分流道截面設計及布局 分 流道是連接主流道與澆口的熔體涌道，分流道起著分流和轉向的作用。 分流道設計要求：一是使流道盡快充滿型腔，在流道內的壓力損失和熱量損失小；二是將塑料熔體均衡的分配到各個型腔；三是回料量小。 常用的流道截面形狀有圓形、梯形、 U行和六邊形等，在設計中，要減少流道內的壓力損失，就希望流道截面積大，要減少散熱損失，又希望面積小，故可第三章 充電器外殼注塑模具的結構 設計 10 用流到的截面積與表面積之比來表示流道的效率，其比值越大，效率越高，各種流道截面積的效率見表 32。 表 32 各種流道截面的效率 從上表中可以看出，截面為圓形和正方形的分流道截面效率最 大，應用效果應是最好的。但是圓形和正方形分流道工藝性較差。圓形分流道要求開設在分型面兩側，對稱分布加工難度大。正方形分流道脫出分流道凝料的阻力大，若去斜度，實質上久變為了梯形分流道，從應用觀點看，梯形分流道和 U形分流道是最佳選擇。在充電器外殼注塑模具設計中擬采用梯形截面。 在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡兩種，根據本模具的要求我們選取平衡式，也就是指分流道到各型腔澆口的長度，斷面形狀，尺寸都相同的布置形式。它要求各對應部位的尺寸相等。這種布置可實現均衡送料和同時充滿型腔的目的，是成型的塑件力學性能 基本一致。而且在此模具中不會造成份流道過長的缺點。 澆口設計及位置選擇 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細短通道，是澆注系統的最后部分，其作用是使塑料以較快速度進入并充滿型腔，它能很快冷卻封閉，防止型腔內還沒冷卻的熔體倒流。由于充電器外殼表面刻有精美圖案，表面成型質量要求較高，不能有澆口痕跡，且選用的是雙分型面注塑模具，故選用點澆口比較合理，點澆口是典型的小截面澆口，有如下優點： 對澆口的位置限制較小，可以比較自由的選擇進料部位。 有利于薄壁，長流程和表面帶精細花紋圖案的塑料件成型。 降低塑件內的殘余應力，特別是澆口附近。 ④ 容易從塑件上自行截開，易實現脫模時塑件的自動墜落，并且看不出澆口痕跡。 ⑤ 多型腔模具中，容易實現各型腔均衡進料。 澆口位置選擇應遵循以下幾個原則： 澆口位置應使填充型腔的流程最短。這樣的結構使壓力損失最小，易保第三章 充電器外殼注塑模具的結構 設計 11 證料流充滿整個型腔，同時流動比的允許值隨塑料熔體的性質，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們在考慮塑件的質量都要注意到這些適當值。 澆口設置應有利于排氣和補塑。 澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側澆口在進料時頂部形成 閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用點澆口，有利于排氣，整件質量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設在厚壁處，有利于補縮，可避免縮孔凹痕產生。 ④ 澆口位置的設置應減少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型時前端較冷的料流在型腔中的對接部位，它的存在會降低塑件的強度，所以設置澆口時應考慮料流的方向，澆口數量多，產生熔接痕的機會很多。流程不長時應盡量采用一個澆口，以減少熔接痕的數量。對于大多數框形塑件，澆口位置使料流的流程過長，熔接處料溫過低，熔接痕處強度低，會形成明顯的接縫，如果澆 口位置使料流的流程短，熔接處強度高。為了提高熔接痕處強度，可在熔接處增設溢溜槽，是冷料進入溢溜槽。筒形塑件采用環行澆口無熔接痕，而輪輻式澆口會使熔接痕產生。 ⑤ 澆口位置應避免側面沖擊細長型心或鑲件。 結合上述幾個原則綜合考慮，我選擇中心點澆口進料。 冷料穴設計 冷料穴位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是去除料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而影響塑件質量，開模時又能將主流道的凝料拉出。在充電器外殼注塑模具設計中，采用底部帶有拉料桿的冷料穴，這類冷料穴的底部由一個 拉料桿構成。拉料桿裝在面板上，因此它不能隨脫模機構運動。利用球頭形的拉料桿配合冷料穴。專用于推件板脫模機構中。塑料進入冷料穴后，緊包在拉料桿的球形頭上，拉料桿固定在面板上，開模時將主流道凝料拉出定模，然后靠推板頂出塑料制件時，強行將其從拉料桿上刮下脫模。 其形狀如圖 33 所示： 第三章 充電器外殼注塑模具的結構 設計 12 圖 33 帶拉料桿的冷料穴 澆口套的設計 由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以模具的主流道部分通常設計成拆卸更換的襯套，簡稱澆口套。澆口套的作用： 使模具安裝時進入定位孔方便而在注塑機上很好的定位 并與注塑機噴嘴孔吻合，并能經受塑料的反壓力，不致被推出模具。 作為澆注系統的主流道，將料筒的塑料過渡到模具內，保證料流有力暢通的到達型腔，在注射過程中不應有塑料溢出，同時保證主流道凝料脫出方便。 三板模澆口套較大，主流道較短，模具不在需要定位圈 [7]，其形式和尺寸見圖 34 所示： 34 澆口套形狀尺寸 注塑模成型零部件設計 型腔、型芯結構設計 型腔是指模具閉合時用來填充塑料成型制件的空間，按型腔的結構不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四個結構形式。為提高模具剛度、第三章 充電器外殼注塑模具的結構 設計 13 強 度，型腔采用整體式結構。成型塑料件內表面的零件統稱凸模或型芯，為節省優質鋼材和便于加工及熱處理，型芯采用整體嵌入式結構，型芯的固定采用螺釘固定。 成型零件工作尺寸計算 成型零件中與塑料熔體接觸并決定制品幾個形狀的尺寸稱為工作尺寸。它包括型腔尺寸、型芯尺寸、和中心距尺寸。其中型腔尺寸可分為深度尺寸和徑向尺寸，型芯尺寸可分為高度尺寸和徑向尺寸。型腔尺寸屬于包容尺寸，當型腔與塑料熔體或制品制件產生摩擦磨損后，該類尺寸具有增大的趨勢。型芯尺寸屬于被包容尺寸，當凸模與塑料熔體或制品制件之間產生摩擦磨損后， 該類尺寸具有縮小的趨勢。中心距尺寸一般指成型零件上某些對稱結構制件的距離，如孔間距、型芯間距、凹槽間距和凸塊間距等，這類尺寸通常不受摩擦磨損的影響，因此可視為不變的尺寸。 對于上述型腔、型芯和中心距三大類尺寸，可分別采用三種不同的方法進行設計計算。在計算之前，有必要對他們的標注形式及偏差分布做如下規定。 制品的外形尺寸采用單向負偏差，名義尺寸為最大值，與制品外形尺寸相對應的型腔尺寸采用單向正偏差，名義尺寸為最小值。 制品的內形尺寸采用單向正偏差，名義尺寸為最小值，與制品內形尺寸相對應的型芯尺寸采用單向負 偏差，名義尺寸為最大值。 制品和模具上的中心距尺寸均采用雙向等值正、負偏差，它們的基本尺寸均為平均值。 目前，成型零件的工作尺寸主要用兩種方法計算，一種稱為平均值法，另一種稱為公差帶法。對平均收縮率較小的塑件一般采用平均值法。 ABS 材料的收縮率在 %%，其平均收縮率 cS =%，考慮到工廠模具加工制造的現有條件，模具制造公差選δ z=Δ /4。塑件為一般等級精度，即四級精度（ sj137278）。 型腔、型芯工作尺寸計算見表 33[5]。 表 33 型腔、型芯工作尺寸計算 類別 塑件尺寸 制品公差△ 計算公式 工作尺寸 型 腔 0 ? ? ?1 0 .5 ZSSH ??? ? ????? ? 0 ? 錯誤 !未 ? 第三章 充電器外殼注塑模具的結構 設計 14 工 作 尺 寸 的 計 算 找到引用源。 0 ? ? ? ? 0 ?R ? 0 ?R ? 0 ? ? ? 21 3 ZSSH ????? ? ????? ? 0 ? ? 0 ? ? 型 芯 工 作 部 分 尺 寸 ? ? ?zsHS ???????? ??? 321 0 ? ? 0 ? ? 0 ? ? 0 ? ?R 0 ? ? ? ? 11 2ZSSH ????? ? ????? 0 ? ? 0 ? ? 0 ? 中心距類尺寸 ? ? ?12SZSC ??????? ? ? ? 合模導向機構設計 導向合模機構對于塑料模具是必不可少的部分，因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置，所以必須設有導向機構，導柱安裝在動模一邊或定模一邊均 可，但更多的是安裝在動模一側，因為作為成形零件的主型芯一般都安裝在動模一側。導柱與主型芯安裝在同一側，在合模時可以起保護作用。 第三章 充電器外殼注塑模具的結構 設計 15 導向機構的作用 是保證動、定模能夠對準，使動模和定模上的成形表面在模具閉合后形成形狀和尺寸準備的腔體。從而保證塑料件形狀、壁厚和尺寸。導向機構出了其導向和定位的作用外，還可以增加承受側壓力的能力，保證模具運動平穩。 本模具采用導柱導向機構。 1 導柱機構形式為便于加工導柱導套安裝孔，獲得較好的技術經濟效益，使用有肩導柱。 ，采用 等直徑導柱不對稱布置。為確保型芯不損壞，導柱設在定模一側，即反裝。 脫模機構設計 為保證塑料件成形后從模腔或型芯上順利脫出，模具結構中必須設計可靠有效的脫模機構。充電器外殼由于壁厚很小，所以采用推板脫模機構，該機構運動平穩 且推出力大，推出力在塑料件整個周邊均勻分布。推件板脫模機構是在型芯根部（制品外型側壁）安裝一與它密切配合的推板或推塊，推板或推塊通過復位桿或推桿固定在推桿板上，以與開模相同的方向將制品推出。在推板脫模機構中，為了減小推板與型芯的摩擦，推板與型芯間留 ～ 的間隙，并且錐 面配合以防止推板因偏心而溢料。 脫模力計算 脫模力是指將塑件從包緊的型芯上脫出所需克服的阻力。對于薄壁距環形斷面的塑件，其脫模力的計算公式為： 上式中， 2? 是距環形塑件的平均壁厚， 2? =2mm； E是塑料的彈性模量， E=1800MPa ； S是塑料的平均收縮率，這里取 %； L是塑件對型芯的包容長度， l=9mm； ? 是模具型芯的脫模斜度， ? =o3 ； f是塑件與型芯之間的精摩擦系數，對于 ABS 塑料取 ； 228 c os ( ta n ) (1 )E Sl fFAk? ? ?? ???? （式 31） 第三章 充電器外殼注塑模具的結構 設計 16 ? 是塑件的泊松比， ? =； 2k 是無因次因素， 2 1 s in c o s 1kf ??? ? ?； A是盲孔塑件型芯在脫模機構方向上的投影面積， A= 2mm ； 將上述數值代入公式（ 31）得到脫模力 F= 澆注系統凝料脫出機構 三板模優于二板模的突出點就是，能自動脫出澆注系統凝料，提高了自動化程度。充電器外殼注塑模具采用流道板將凝料推出的方法來實現凝料的自動脫落。其工作原理是 :模具開模時，首先利用拉料桿將凝料拉斷，使凝料與塑件分離，然后在利用定居分型機構的反向運動，推動流道板運動，推出凝料，然后在重力的作用下 脫落。這樣就不需像二板模那樣，要手動取出凝料。 定距分型機構設計 保證模具的開模順序和開模距離的結構，叫定距分型機構哦。定距分型機構有很多種，主要可分為內置式定距分型機構和外置式定距分型機構兩種。 三板模的開模順序如下 : 在彈簧、開閉器和拉料桿的綜合作用下，模具首先打開流道推板和定模板，流道凝料和制品分離。 其次是流道推板和面板打開，澆口拉料桿從流道凝料中強行脫出，流道凝料在重力和振動的作用下自動脫落。 注射機動模板繼續后移，模具將定模板和動模板打開，最后推出機構將制品推離模具。 這樣的 開模順序，可以讓制品在模具內的冷卻時間與流道推板和動模板打開時間及流道推板和面板打開時間重疊，從而縮短了模具的注射周期。 三板模的開模距離通過定居分型機構來保證 [7] 流道推板和定模打開的距離 B=流道凝料總高度 +25～ 30mm=50mm。 流道推板和面板打開的距離 C=6～ 10mm。 定距分型機構中限位桿移動的距離 =流道推板和定模板打開的總距離。 定距分型機構形狀和尺寸見圖 35。 第三章 充電器外殼注塑模具的結構 設計 17 圖 35 定距分型機構 冷卻系統設計 在塑料注射成型過程中，注入模腔中熔體的溫度一般在 200～ 300℃之間 ，當制品從模具中取出時，溫度一般在 60℃左右，熔體釋放出來的熱量都傳給了模具，為了保證模具正常工作，就必須對模具進行冷卻，主要是用冷卻水管進行冷卻。在充電器外殼注塑模具設計中，采用直徑為 8mm 的冷卻水管對模具進行冷卻。 冷卻水管設計要點： 在允許的條件下，冷卻水道距不型腔壁不宜太遠，也不宜太近，一面影響冷卻效果和模具的強度，通常在 12～ 20mm 范圍內。 型腔、型芯或應分別冷卻，并應保證其冷卻平衡。 水管連接處必須加密封圈密封，防止漏水。 ④ 冷卻水道不應闖過設有鑲塊或其接縫部位，以防漏水。 ⑤ 澆 口部位是模具上最熱的部位，應加強冷卻，一般將冷卻水的入口設在