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1、由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD图纸等，联系153893706电池充电器前盖塑件注射模 摘 要：本次毕业设计的题目是：电池充电器外壳的塑件注射模。本次设计主要是通过对塑件的形状、尺寸及其精度的要求来进行注射成型工艺的可行性分析。塑件的成型工艺性主要包括塑件的壁厚，斜度和圆角以及是否有抽芯机构。通过以上的分析来确定模具分型面、型腔数目、浇口形式、位置大小；其中最重要的是确定型芯和型腔的结构，例如是采用整体式还是镶拼式，以及它们的定位和固紧方式。此外还分析了模具受力，脱模机构的设计，合模导向机构的设计，冷却系统的设计等。最后绘制完整的模具装配总图和主要的模具零件土及编制成型零
2、部件的制造加工工艺过程卡片。 关键词：分型面；浇口；型腔；型芯；镶块；脱摸力； Dising of electric Battery Charger Former Cover Injeciong Mold Abstract:This graduate that design is:The piece that shout the on board cap injects the mold.This design primarily passeses to piece viability assessment for request for of shape, size and its accu
3、racy coming proceeding injecting type craft.the piece the wall for of type craft primarily including the piece is thick, slope and circle angle and whether to have core-pulling or not mechanism.Pass the above analysis to come the certain molding tool cent the type the surface, type the number, gate
4、the form, place the size;The among them and most important is a certain type core and the construction of the type , for example adopt the whole the type of type still , and their fixed position and tight way of .In addition and still analyzed the molding tool to suffer force, mold that design that
5、the design of the pattern draw mechanism, match the design etc. to lead to the mechanism, cooling system.Finally draw the production that complete molding tool assemble the general drawing sum the soil and establishment of prinipal molding tool parts type zero the parts process the craft process the
6、 card.Key words: Parting Line；The Gate； Slide Block； Heel Block；Core-pulling； Core-pulling Distance；Gate1 前言 1.1 国际国内塑料模具发展概况 模具是工业产品生产用得重要工艺装备，在现代工业生产中，60%到90%的工业产品需要使用模具，模具工业已经成为工业发展的基础，许多新产品的开发研制在很大程度上都依赖模具生产，特别是汽车、摩托车、轻工、电子、航空的行业尤为突出。而作为制造基础的机械行业根据国际生产技术预测，21世纪机械制造工业的零件，其粗加工的75%和精加工的50%都依靠模具完成，因
7、此，模具工业已经成为国民经济的重要基础工业。不论在经济繁荣时期还是在经济萧条时期，模具工业都不可或缺。经济发展快时产品畅销，自然要求模具能跟上，这样会对模具带来强劲的要求，因此模具被称为不衰的工业。 目前，世界模具市场供不应求，近年来，世界模具市场总量已超过700亿美元，其中美国、法国、瑞士等国一年出口模具总产值的1/3。因此，研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。美国工业界认为“模具是美国工业的基石”，日本把模具荣誉为“进入富裕社会的原动力”。在欧美其他发达国家，模具被誉为“磁力工业”。由此可见模具工业在各国国民经济中的重要地位。模具是工业产品生产用
8、得重要工艺装备。中国加入WTO以来，全球制造中心逐步向中国大陆转移，我国的汽车、电子、通信、仪器和家电等相关产业飞速发展。而这些领域的产品85%以上都是能靠模具成型，这势必会带动模具行业的突飞猛进发展。目前，我国模具行业总产值已达到400亿元以上，发展势头强劲。而已上海为龙头、江浙为两翼的长江三角洲地区，经济基础雄厚，区域条件优越，经济增长势头良好，发展潜力巨大。其中汇集了6万余家模具企业，增长势头猛，商业渠道覆盖海内外的广阔市场领域，已成为全国模具产品的重要集散地。模具工业的发展对于制造模具机床和设备的研制和生产也带来了前所未有的机遇，国内模具制造设备的研制和生产也带来了前所未有的机遇，国内
9、模具制造设备及机床也逐步走上了规模化、专业化、国际化的发展道路，反过来又为广大模具企业提供良好的发展契机。随着全球制造业中心加快向中国大陆地区的转移，我国将在10年内成为世界模具制造业的中心。中国积极发展汽车工业，并保持连续的增长势头，从而将带动模具工业的进一步繁荣。可以预见，随着工业生产的不断发展，模具工业在国民经济发展，模具工业在国民经济中的地位将日益提高，并在国民经济发展过程中发挥越来越重要的作用。1.2我国模具设计技术发展方向 模具设计是决定模具开发制造能否成功的先决条件。模具设计技术大多数依赖个人的经验积累。模具设计长期以来一直依靠人的经验和机械制图来完成。自从20世纪80年代我国凡
10、在模具计算机辅助设计（CAD）技术以来，这项技术已被大家认可，并且得到了越来越快的发展，已在模具制造中显现了巨大的优越性。90年代开始发展的模具计算机辅助工程分析（CAE）技术现在也已有许多企业应用，它对缩短模具制造周期及提高模具质量有着明显的作用。一些工业发达国家的模具企业应用CAD技术已从二维设计发展到三维设计，而且三维设计已达70%以上。我国大部分企业还停留在二维设计的水平上，能进行三维设计的企业还不到20%。在国外，CAE软件的应用已较普遍，国内应用还比较少，而且在预测零件成型过程中可能发生的缺陷方面，CAE水平还比较低。模具设计技术及CAD和CAE软件今后应在以下几个方面得到发展，不
11、断提高其水平。 1)模具工程规划及方案设计。 2)模具材料和标准件的合理选用。 3)模具刚性、强度、流道及冷却通路的设计。 4)塑料模具材料成型过程的各种模拟分析（如注塑成型包括塑料充模、保压、冷却、翘曲、收缩、纤维取向等模拟分析）热传导和冷却过程的分析、凝固及结构应力分析等。计算浇注系统及模腔的压力场、温度场、剪切应变速率场和剪切应力场的分布及其结果分析是非常复杂和费时间的。这一模拟技术已从中面流技术发展到了双面流技术，不久即可发展到既正确又快速的实体流技术，产生满足塑料件虚拟制造要求的三维注塑流动模拟软件。提高设计和分析软件的快速性、智能化和集成化水平，并强化它们的功能，以适应模具的不断发
12、展。 除了模具CAD/CAE技术之外，模具工艺设计业非常重要。计算机辅助工艺设计（CAPP）技术已在我国模具企业中开始应用。由于大部分模具都是单件生产，其工艺规程有别于批量生产的产品，因此应用CAPP技术难度较大，也很难有适应于各类模具和不同模具企业的CAPP软件。为了较好地应用CAPP技术，模具企业自身必须搞好开发和研究。虽然CAPP技术的应用和推广难度比CAD和CAE难得多，但这也是一个发展方向，应予重视。基于知识的工程（KBE）技术近年来已越来越受到重视。它是面向现代设计决策自动化的重要工具，已成为促进工程设计智能化的重要途径。KBE技术作为一种新型的智能设计思想，将对模具的智能、优化设
13、计产生重要的影响。1.3 研究目的通过对5号电池前盖注射塑料注射模具的设计，了解注射模具的设计流程和初步具备塑料模具的设计能力。2 电池充电器前盖零件的工艺分析2.1 塑件分析5号电池充电器外壳，此塑件的零件图如下图（11）塑件壁厚为2mm，内转角R1mm，外转角R3mm,精度等级为7级，要求粗糙度值为Ra=0.8um。零件壁厚基本均匀，所有壁厚均大于塑件的最小厚壁0.8mm,注射成型时应不会发生填充不足现象。此产品是充电器外壳，所以在设计时要注意其表面的粗糙度，要使表面光滑，达到效果。零件采用三向侧抽芯成型。塑件的尺寸精度要求一般。由于塑件表面光滑度较高,因此塑件采用潜伏浇口。图1 电池充电
14、器前盖零件图Figure 1 electric Battery Charger Former Cover parts2.1.1 塑件的成型特性 对零件的分析得塑件材料取ABS（丙烯腈-丁二-苯乙烯共聚物）。ABS的基本特性 1) ABS良好的综合力学性能，耐化学腐蚀性及表面硬度、韧性强，有良好的加工性和染色性能。 2) ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽；有极好的抗冲击强度，且在低温的情况下也不迅速下降。有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。3)其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70左右，热变
15、形温度约为93左右。耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。 4)ABS在升温是粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计是应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、熔料温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060，要求塑件光泽和耐热时，应控制在6080。2.1.2工艺参数ABS的工艺参数值见表1：2.1.3塑件的工艺要求此塑件是5号电池充电器外壳，顾名思义对其表面光滑度要求较高。设计出的产品不能采用中心浇口，表面凹凸不平等缺陷。塑件的尺寸精度由零件图得到，它是指所获得的塑件尺寸与产品
16、图中尺寸的符合程度。塑料制件的精度很大程度上取决于模具本身的制造精度，所以在设计时应注意模具的制造精度和模具的磨损程度。塑件收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化，模具结构形状等。零件图中的配合螺纹柱0+0.14，长短柱长度方向尺寸为500.20 ，270.16分别属于四级精度、三级精度、三级精度。在图中未注公差的尺寸按公差等级IT7计算。塑件表面粗糙度要求为Ra1.6um。塑件内外表面应有利于成型。此塑件表面有三个内孔。所以采用定模三向抽芯，为了便塑件型腔中脱出，抽出型芯，使塑件内外表面脱模方向留有30和50的脱模斜度。2.2 注射成型过程注射过程一般包括加料、塑化、注塑、冷却和脱模几个步骤。
17、表1 ABS的工艺参数Table 1 ABS technological paramater塑料性能ABS塑料性能ABS（苯乙屈服强度 /Mpa50玻璃化温度 /拉伸强度 /Mpa38熔点（粘流温度） /130160断裂伸长率 /%35热变形温度/45 N/cm108 N/cm90108拉伸弹性模量 /Gpa1.883103弯曲强度 /Mpa80线膨胀系数/（105/）7.0弯曲弹性模量 /Gpa1.4比热容/J/(kgK)1470简支架冲击强度/（kJ/m） 无缺口缺口261热导率/W/(mK)0.26311燃烧性/(cm/min)慢布氏硬度HBS9.7 R121体积电阻/cm6.910密度
18、/（g/cm）1.021.16击穿电压/(Kv/mm)比体积/(cm/g)1.021.16成型收缩率/%0.40.7吸水性 /% （24h） 长时间0.20.4拉伸模量E/101.911.98泊松比0.38透明度或透光率不透明与钢的摩擦因子f0.200.25 注意：ABS为无定性料，流动性中等，吸湿性大，加工前必须充分干燥。2.2.1 加料 由于注射成型是一个间歇过程，因而须定量加料，以保证操作稳定，塑料塑化均匀，最终获得良好的塑件。加料过多、受热时间过长容易引起塑料的热降解，同时注射机功率消耗增多；加料过少，料筒内缺少传压介质，型腔中塑料熔体压力降低，难于补塑，容易引起塑件出现收缩、内陷、空
19、洞等缺陷。2.2.2 塑化加入的塑料在料筒中进行加热，由于固体颗粒转换成粘流态并且具有良好的可塑性的过程称为塑性。决定塑料塑化质量的主要因素是物料的受热情况和所受到的剪切作用。通过料筒对物料加热，使聚合物分子松弛，出现由固体向液体转变；一定的温度是塑料得以变形、熔融和塑化的必要条件；而剪切作用则以机械力的方式强化了混合和塑化过程，使混合和塑化扩展到聚合物分子的水平，它使塑料熔融体的温度分布、物料组成和分子形态都发生改变，并更趋于均匀；同时螺杆的剪切作用能在塑料中产生更多的摩擦热，促进了塑料的塑化，因而螺杆式注射机对塑料的塑化比柱塞式注射机要好的多。总之对塑料的塑化要求是：塑料熔体在进入型腔之前
20、要充分塑化，既要达到规定的成型温度，又要使塑化料在各处的温度尽量均匀一致，还要使热分解物的含量达到最小化；并能提供上述质量的足够的熔融塑料以保证生产连续并顺利进行，这些要求与塑料的特性、工艺条件的控制及注射机塑化装置的结构等密切相关。2.2.3 注射无论何种形式的注射机，注射的过程可分为充模、保压、倒流、浇口冻结后的冷却和脱模等几个阶段。1）充模 塑化好的熔体被柱塞或螺杆推挤到料筒前端，经过喷嘴及模具浇注系统进入并填满型腔，此时型腔内熔体压力迅速上升达到最大值，这一阶段称为充模。2）保压 在模具中熔体冷却收缩时，继续保持施压状态的柱塞或螺杆迫使浇口附近的熔料不断补充进入模具中，使型腔中的塑料能
21、成型出形状完整且致密的塑件，这一阶段称为保压。3）倒流 保压结束后，柱塞或螺杆后退，型腔中压力解除，这时型腔中的熔料压力将比浇口前方的高，如果浇口尚未冻结，就会发生型腔中熔料通过浇口流向浇注系统的倒流现象，使塑件产生收缩、变形及质地疏松等缺陷。如果保压结束之前浇口已经冻结，那就不存在倒流现象。4）浇口交结后的冷却。当浇注系统的塑料已经冻结后，继续保压已不再需要，因此可退回柱塞或螺杆，撤掉料筒内塑料的压力，并加入新料，同时通入冷却水、油或空气等冷却介质，对模具进行进一步的冷却，这一阶段称为浇口冻结后的冷却。实际上冷却过程从塑料流入型腔起就开始了，它包括从充模完成、保压到脱模前的这一段时间。5）脱
22、模 塑件冷却到一定的温度即可开模，在退出机构的作用下将塑料制件推出模外。2.3 设备的选择2.3.1 注塑机ABS加工性能良好，通用的柱塞式和螺杆式注塑机都可用。但当制品质量在60g以上时，最好采用螺杆式注塑机，这样不仅能使加工温度较柱塞式注塑机低1020C，而且能更好地塑化物料，制得尺寸稳定、表面光洁、性能良好的制品。所以这里选择螺杆式注塑机。螺杆通常为渐变形螺杆，长径比为1820，压缩比为1.62.5。采用比较大的螺杆能使物料更均匀地混炼和塑化，从而提高生产效率和产品质量。2.4 成型工艺2.4.1 成型前的准备1）原材料的预处理 为保证塑料制品质量，在成型前应做一些工艺准备工作；如对成型
23、物料进行外观检验，对其工艺性能进行测试；ABS的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前进行充分的干燥和预热，不单能消除水气造成的制品表面烟花状气泡带、银丝，而且还有助于塑料的塑化，减少制品表面色斑和云纹。2）料筒的清洗 在塑料生产过程中，经常需要更换原料、调换颜色，或用于温度升高会造成原材料分解，所有这些情况发生时，都需对注塑机的料筒进行清洗。3）脱模剂的选用 为了使制品能顺利脱模，在合模注射前要在模具型腔表面涂一层脱模剂。但涂脱模剂时，应注意涂层不可过厚或涂层不均匀，都会影响注塑后制件的表面质量。所以应尽量少涂或涂在脱模困难的部位，尽量采用雾化脱模剂。因为雾化脱模剂即均匀又薄，脱模效果也好。2
24、.4.2 成型温度在注射成型过程中需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度等。前两种温度主要影响塑料的塑化和流动，而后一种温度主要影响塑料的流动和冷却。料筒温度 料筒温度的选择与塑料的特性有关。每一种塑料都具有不同的粘流温度T，为了保证塑料熔体的正常流动，不使塑料在料筒中发生热降解，料筒温度需要控制在粘流温度Tf与热分解温度Td之间。料筒温度的分布，一般是从料斗一侧起至喷嘴的前段止逐步升高，以使塑料温度平衡地上升以达到均匀塑化的目的。对于螺杆式注射机，因剪切摩擦热有助于塑化，因而前段的温度也可略低于中段，以防止塑料的过热分解。此处已删除2) 型腔的装配 为了节省模具钢,型腔采用镶拼式结构,
25、过渡方式配合,用螺钉和固定板紧固。9.2 模具零件的装配工艺模具精度是影响塑料成型件精度的重要因素之一。为了保证模具精度，制造时要达到如下要求：塑料模具的所有零件，在材料、加工精度和热处理质量等方面均应符合相应图样的要求。 1）组成模架的零件应达到规定的加工要求，装配成套的模架应活动自如，并达到规定的平行度和垂直度等要求。 2）模具的功能必须达到设计要求。 3）为了鉴别塑料成型件的质量，装配好的模具必须在生产条件下试模很大，并根据试模存在的问题进行修整，直至试出合格的成型件为止。 定模镶块的加工 型腔的形状往往比较复杂，而且要求尺寸精度高和表面粗糙度小，所以型腔的加工程序为：铣加工-平面磨削-
26、热处理-电火花加工-电火花穿孔-钻孔-线切割-电镀 滑块的加工 加工程序：铣加工-平面磨削-热处理-平面磨削-钻孔-镗-研磨抛光 动模镶块的加工 加工程序：铣加工-平面磨削-热处理-电火花加工-平面磨削-钻孔-研磨抛光9.3 模具的试模与维修9.3.1 模具的试模 试模前，对模具进行仔细的检查，在试模过程中应作详细的记录观察模具是否合格，有什么问题存在。试模后，将模具情理干净，涂上防锈油。9.3.2 模具的维修 模具在使用过程中，会产生正常的磨损或不正常的损坏。不正常的磨损绝大多数是由于操作不当所致，这是并不需要将整个模具报废，只需局部修复即可。局部修复应由专门的模具工进行。修模以前，应研究模
27、具图样，以了解模具结构、材料和热处理状态。对于零件损坏的，可将坏的拆下，另外加工一个新的零件装上。型腔打缺的，当其未经热处理硬化时，可用铜焊或镶嵌的方法来修复。 模具应注意经常检查维修，不要等到损坏严重了才来修复。10 总结 毕业设计是大学教学的最后一个环节，也是对毕业生的最后一次检查和培训。认真对待毕业设计，对大学生综合能力提有很大作用，以此，我对毕业设计的每一个环节都全力以赴，争取做的更好。在做好毕业设计的日子里，遇到了很多的难题，也感觉到自己在很多方面知识的欠缺，但想到自己一点一滴的收获，每天的辛苦也值得。温故而知新，可以为师矣，简单的一句话，却说出了我这次毕业论文的感受，通过毕业设计，
28、我对以前的知识又有了进一步的学习和更深入的了解，特别是对塑料注塑模具，从简单的了解，到现在的深入学习，在学习的过程中找到了学习塑料模具的快乐。 通过这次的毕业设计，主要收获归结起来有以下几点： 首先，自己的设计能力有很大提高，特别是对塑料模具有了更深入的了解和认识。通过本次的毕业设计，让我更好的把书本东西和实践联系起来，使原本在书上学到的“死知识”变的更活，这样为自己将来从事相关行业的工作打下了基础。通过本次的设计，相信我能够更好、更快的融入社会。 其次，锻炼了自己分析问题，解决问题的能力。刚开始做毕业设计的时候，拿着设计要求开了几天都不知道如何下手，有时想用这种方法，但仔细一想有觉得这方法不
29、行，几天下来没动笔。后来通过与老师和同学的交流，且查阅大量的资料和观看设计实例，逐渐形成了自己的整体思路，对毕业设计的感觉也没有了开始的恐怖感，且对自己解决问题能力的提升感到自豪。 最后，毕业设计磨练了自己的意志。在设计过程中，我遇到了很多以前没遇到过的困难，但通过日夜思考，和老师、同学的指导和帮助，我一步步完成了设计计算，说明书的撰写，以及CAD图纸的绘制。说明书和CAD图纸一次次的修改和完善，让我感到要想完成一篇优秀毕业论文必须付出十二分的努力，因此在设计过程中，曾有些天必须挑灯夜战，以按期完成该阶段任务。面对挫折勇于克服，这是对毅力的极大锻炼，在一次次的设计历练中，我得到了更多的锻炼。总
30、之，通过毕业设计我的知识得到扩展、能力得到加强意志得到磨练。由于知识及实践经验的缺乏，在设计过程中，零件加工精度的确定尚存在许多不足之处，在以后的工作、学习中还有待改进。参 考 文 献1 屈华昌。塑料成形工艺及模具设计M。北京：高等教育出版社，2007:65-243.2 张淑娟，全腊珍。画法几何与机械制图M。北京：中国农业出版社，2007：49-54.3 于华。注塑模具设计技术实例M。北京：机械工业出版社，1998:34-36.4 魏万璧。塑料模具制造技术M。广州：广东科技出版社，1990：25-27.5 李德群。塑料成型模具设计M。武汉：华中理工大学出版社，1990：18-21.6 卓迪仕。
31、数控技术及应用M。北京：国防工业出版社，1997:42-44.7 秦宝荣。机械制造工艺学与机床夹具设计M。北京：中国建材工业出版社，1998：46-49.8 刘瑞新。Mastercam应用教程M。北京：机械工业出版社，2002:33-36.9 猛少农。机械加工工艺手册M。北京：机械工业出版社，1991:24-28.10 陆剑中。孙家宇，金属切削原理与刀具M。北京：机械工业出版社，1990:35-58.11 薛彦成。数控原理与编程M。北京：机械工业出版社，1998:98-102.12 黄圣杰。张益三 ，洪立群，Pro/E2001高级开发实例M。北京：电子工业出版社，2002：134-136.13
32、 李德群。精密多腔注射模CAD/CAE/CAM系统J。武汉: 华中理工大学学报，1991，10（3): 6-9.14 刘光斌。单片机系统实用抗干扰技术M.北京:人民邮电出版社,2003.10-2115 杨旭,王兆安。开关电源技术M.北京:机械工业出版社,2004.3-1816 张阳天,韩异凡。Protel DXP电路设计M.北京:清华大学出版社,2005.6-2017 戴永。微机控制技术M.长沙:湖南大学出版社,2004.7-2818 纪名刚，濮良贵。机械设计M.北京：高等教育出版社，2006.5-20 19 Phipp s L J. Mechanics in agriculture. Thi
33、rd edit ion,The Interstate Printers and Publishing,2007.10 20 Claude Culpin.Farm machinery.11th edition,BSP Professional Books,2000.56-72致 谢本次毕业设计历时一个多月，设计名称为“电池充电器塑料模具的设计”，选用的塑件为五号电池充电器前盖，要求设计出注塑模具一套，生产的塑料制品应达到一定的质量要求，设计出的模具应结构合理、工艺性好、出模方便、安全可靠、便于维修。从测绘到精度的确定、工艺分析、模架结构设计、浇注系统的设计、冷却系统的设计，每一步都需要理论和经验的相互结合，但在实际设计过程中，经验的不足是我最大的缺点。为避免因经验不足带来的问题，在设计中除经常询问同学外，我还把遇到的问题总结、归类，并及时向陈力航老师询问，以求将可能出现的问题减至最小。在设计过程中得到了陈力航老师的热心指导和其他专业老师的修改建议，并得到班上同学的大力支持和帮助，在此表示衷心感谢。由于本人实践经验与理论水平有限，时间较短促，书中缺点和不足之处敬请读者批评指正。12