【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 殼后蓋的注塑模具設(shè)計(jì)。眾所周知，隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的迅速發(fā)展、計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，在電子產(chǎn)業(yè)中模具已經(jīng)成為生產(chǎn)各種塑件外殼不可缺少的重要工藝裝備。特別是在塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，塑料模具的應(yīng)用及其廣泛，在各類(lèi)模具中的地位也越來(lái)越突出，成為各類(lèi)模具設(shè)計(jì)、制造與研究中最具有代表意義的模具之一。 而注塑模具已經(jīng)成為制造塑料制造品的主要手段之一，且發(fā)展成為最有前景的模具之一。注射成型是當(dāng)今市場(chǎng)上最常用、最具前景的塑料成型方法之一，因此注塑模具作為塑料模的一種，就具有很大的市場(chǎng)需求量。 本課題的研究需要借助一些設(shè)計(jì)軟件如 Solidworks、 AutoCAD等進(jìn)行塑料模具的設(shè)計(jì)，能很好的鍛煉自身操作繪圖能力。也能通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，把所學(xué)知識(shí)運(yùn)充電器外殼后蓋的注塑模具設(shè)計(jì) 3 用到實(shí)際設(shè)計(jì)中。設(shè)計(jì)中需要借助圖書(shū)館及互聯(lián)網(wǎng)上大量的文獻(xiàn)資料，不但鍛煉了自我信息搜索過(guò)濾的能力，還能擴(kuò)充知識(shí)面，鍛煉分析解決問(wèn)題的能力，為以后的工作積累了經(jīng) 驗(yàn)。 設(shè)計(jì)的流程 分析設(shè)計(jì)塑件外形 分析客戶(hù)給出的塑件的實(shí)體樣品或二維圖、三維圖等文件。并了解客戶(hù)是否有特殊要求，特殊設(shè)計(jì)等。分析所提供的二維圖三維圖是否存在技術(shù)上或工藝上的錯(cuò)誤，并合理的改正。 確定塑件的材質(zhì)和分型面 根據(jù)客戶(hù)的要求，或者根據(jù)生產(chǎn)的可行性選擇塑件的材質(zhì)，并確定收縮率。根據(jù)塑件的外形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇合理的分型面 模仁部分的設(shè)計(jì) 這部分主要確定模具型腔和型芯的結(jié)構(gòu)，并根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定模仁的尺寸大小。 確定標(biāo)準(zhǔn)模架 根據(jù)模仁 的具體尺寸，確定是二模板還是三模板，明確模架、模仁、塑件的關(guān)系，并訂購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)模架的樣式。 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng) 根據(jù)客戶(hù)要求或者從成本考慮，設(shè)計(jì)主流道、分流道、澆口、冷料井的具體樣式和尺寸。如果是一模多腔的樣式，還要分析澆注的平衡性。 設(shè)計(jì)頂出系統(tǒng) 根據(jù)具體情況分析頂出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。如選用頂針頂出還是頂板頂出或者是司筒頂出。還要確保與其他機(jī)構(gòu)不發(fā)生沖突。 設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)決定了塑件的產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)周期，因此冷卻系統(tǒng)的合理性十分重要，要結(jié)合模仁內(nèi)部的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的冷卻 回路。 繪制塑件的組立圖 充電器外殼后蓋的注塑模具設(shè)計(jì) 4 組立圖的繪制采取的比例要盡量為 1:1，繪制模仁的結(jié)構(gòu)部分，繪制其他零件，要求結(jié)構(gòu)完整，配合正確，符合規(guī)范。標(biāo)注的尺寸要完整，合理。對(duì)各個(gè)零件進(jìn)行編號(hào)，并列出表格，表達(dá)尺寸，材質(zhì)等等。另外要寫(xiě)明出技術(shù)要求，技術(shù)規(guī)范等。 檢查修正 完成以上設(shè)計(jì)流程，要從頭對(duì)每一步設(shè)計(jì)進(jìn)行檢查核算，確保每一步的設(shè)計(jì)合理，尺寸正確，裝配正常。對(duì)錯(cuò)誤的地方進(jìn)行修改，并以此為基礎(chǔ)確定以后的設(shè)計(jì)是否正確。確定正確后打印用于生產(chǎn)。 充電器外殼后蓋的注塑模具設(shè)計(jì) 5 2 充電器外殼后蓋的分析 充電器外殼后蓋的實(shí)物圖 外殼后蓋的實(shí)物圖如圖 21 所示。 圖 21 外殼后蓋的實(shí)物圖 充電器外殼后蓋的三維視圖 對(duì)實(shí)物圖進(jìn)行測(cè)量并記錄尺寸，根據(jù)尺寸利用 Solidworks 繪制充電器外殼后蓋的三維圖。如圖 22 所示。 充電器外殼后蓋的注塑模具設(shè)計(jì) 6 圖 22 充電器外殼后蓋 充電器外殼后蓋的測(cè)繪 立體圖雖然能直觀的表現(xiàn)出產(chǎn)品外形，但在 實(shí)際的生產(chǎn)中，設(shè)計(jì)模具需要零件的二維平面圖紙，更加清晰的表現(xiàn)出它的尺寸大小。經(jīng)過(guò)對(duì)充電器外殼后蓋的實(shí)際測(cè)繪，其平面二維圖如圖 23 所示。 圖 23 充電器外殼后蓋的平面二維圖 充電器外殼后蓋的結(jié)構(gòu)分析 確定塑件的表面精度 因充電器外殼后蓋為日常常用家用電器，外殼結(jié)構(gòu)外形要具有一定的強(qiáng)度；又要從外觀上看起來(lái)各部件配合緊密完整，所以要求裝配時(shí)有一定精度；要求外殼的表面盡量光整，所以采用的外形精度等級(jí)為一般，即 4 級(jí)精度等級(jí)。 確定塑件壁 厚 外殼的壁厚整體較為均勻，平均為 2mm，由仿真軟件分析零部件在塑料注射制品時(shí)不存在填充原料不足的現(xiàn)象。 設(shè)計(jì)枕位結(jié)構(gòu) 由圖 22 外殼的三維圖可知，側(cè)面的空洞需要設(shè)置枕位。枕位字面理解就是像充電器外殼后蓋的注塑模具設(shè)計(jì) 7 枕頭一樣位置放在模具上。為了更好的封膠，在缺口處后模仁上多拉出一段距離。這段距離取 5mm 到 8mm。本次設(shè)計(jì)采用 6mm，留 的避空。如圖 24 所示。 圖 24 枕位的結(jié)構(gòu) 確定碰穿結(jié)構(gòu) 由圖 22 外殼的三維圖可知，外殼上面有一個(gè)孔，需要采取碰穿這種結(jié)構(gòu)即前模碰后模，這部分在塑料填充時(shí)，會(huì)在產(chǎn)品中間產(chǎn)生圓孔。具體結(jié)構(gòu)設(shè)定下文具體論述。 確定鑲件結(jié)構(gòu) 由圖 22 外殼的三維圖可知，外殼內(nèi)部有兩個(gè)圓柱形中空的支撐住，需要采用鑲件的結(jié)構(gòu)。便于加工維修、成型和脫模。 設(shè)計(jì)圓角 外殼的邊不能為尖銳的直線(xiàn)和直角，不但影響美觀，塑料熔體在這些地方也不容易成型。故邊界連接處設(shè)置 C2 的圓角。 確定確定拔模斜度 在實(shí)際的生 產(chǎn)過(guò)程中，為了能使成型的塑件能更加容易的從模具中脫離出來(lái)，不會(huì)讓產(chǎn)品在頂出時(shí)出現(xiàn)整體的拉傷和變形的情況出現(xiàn)，對(duì)殼類(lèi)的外壁上增加一個(gè)細(xì)微的傾斜角度，這個(gè)角度通常被叫做拔模斜度。 模斜度的選擇需要注意的方面有： (1) 在外觀形狀和使用功能不產(chǎn)生影響的情況下，最好選取較大的拔模角度。 (2) 塑件制品的形狀越復(fù)雜，收縮率越大，最好選取較大的拔模角度。 (3) 塑件制品的外壁厚度越大，最好選取較大的拔模角度。 (4) 若塑件制品要求的制作精度較高，最好采取較小的的拔模角度。 充電器外殼后蓋的注塑模具設(shè)計(jì) 8 由上面的幾個(gè)拔模斜度的選擇標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)充電器外殼后蓋的拔模斜度的角度選擇為 1176。 確定分型面 合理的分型面可以有利于塑件脫離，還能保證塑件的質(zhì)量，更能很好的排氣。具體的設(shè)計(jì)將在下文具體的論述。 材料的選定 塑料簡(jiǎn)介 塑膠原料在英文中為 “PLASTIC”，原意為可塑造成各種形狀的材料。本質(zhì)上說(shuō)，塑料的主要成分是高分子化合物，或者叫做樹(shù)脂。以樹(shù)脂為主要原料，然后添加各種輔助作用的材料或者其他添加成分，已達(dá)到在一定的溫度和特定的壓力使固態(tài)的塑膠材料具有流動(dòng)性，又在一定條件個(gè)可變成并保持固態(tài)的特性。 塑膠材料可分為兩類(lèi)，一種是熱固性塑料（不可逆變化），常見(jiàn)的有環(huán)氧樹(shù)脂（ EP）、酚醛樹(shù)脂（ PF）等。另一種是熱塑性材料（可逆變化），其中有常用的五大通用的塑料，分別是聚乙烯（ PE ）、聚氯乙烯（ PVC）、聚丙烯（ PP ）、聚苯乙烯（ PS ）、丙烯腈－丁二烯－ 苯乙烯（ ABS） [3]。結(jié)合本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，選定充電器外殼后蓋設(shè)計(jì)的材料為丙烯腈－丁二烯－苯乙烯（ ABS）。 ABS 簡(jiǎn)介 ABS 的性能特點(diǎn)為綜合性能穩(wěn)定，熔體的流動(dòng)性較好，形成的塑件表面質(zhì)量好。耐沖擊，耐高熱，良好的柔韌性，表面硬度大，成型性良好。有較好的耐腐蝕性。還具有良好的電氣性能。質(zhì)量較輕而且使用壽命較長(zhǎng)。是目前用途最廣泛，范圍最廣的一種工程塑料 [4]。以上優(yōu)良特性是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選材的重要依據(jù)。 生產(chǎn)中用到的 ABS 塑膠材料如圖 25 所示。 圖 25 ABS 塑膠材 料 充電器外殼后蓋的注塑模具設(shè)計(jì) 9 ABS 塑料的工藝參數(shù) ABS 塑料擁有良好的綜合性能，它的注射工藝參數(shù) [5]在實(shí)際的設(shè)計(jì)生產(chǎn)中可以靈活修改。 如表 21所示。 表 21 ABS 注射工藝參數(shù) 名稱(chēng) 參數(shù) 單位 塑 料 熔 體 溫 度 噴 嘴 溫 度 模 具 溫 度 注 射 壓 力 保 壓 壓 力 注 射 時(shí) 間 保 壓 時(shí) 間 冷 卻 時(shí) 間 210 ～ 280 170 ～ 190 50 ～ 70 70 ～ 90 50 ～ 70 3 ～ 5 15 ～ 30 15 ～ 30 ℃ ℃ ℃ MPa MPa s s s 設(shè)備的選擇 注射機(jī)的規(guī)格型號(hào)要根據(jù)設(shè)計(jì)的模具參數(shù)選擇，就需要注意注射機(jī)的具體基本參數(shù)。如注射量、注射溶體速度和壓力、模具鎖緊力、模具開(kāi)閉時(shí)間等。注射量或者叫做公稱(chēng)注塑量， 是指螺桿做一次完整的注射，所能對(duì)模具注射的最大的注塑量，直接決定了注塑機(jī)的注射規(guī)格。 注塑速度與壓力是決定塑料熔體能夠充分的填充型腔的根本，壓力太小填充不完整，具體表現(xiàn)為塑件成品殘缺。速度太小，塑料熔體還未填充完整就已經(jīng)冷卻。模具鎖緊力又可以叫做鎖模力，鎖模力太小塑件容易出現(xiàn)飛邊。結(jié)合本次設(shè)計(jì)，選擇額定注射量為 125cm3 的臥式注塑機(jī)，型號(hào)為 ZY125/90，它的主要技術(shù)參數(shù) [6]如表 22 所示。 充電器外殼后蓋的注塑模具設(shè)計(jì) 10 表 22 ZY125/90 注塑機(jī)的主要參數(shù) 名稱(chēng) 參數(shù) 單位 螺 桿 直 徑 注 射 容 量 注 射 壓 力 注 射 速 率 注 射 方 式 鎖 模 力 頂 出 力 拉 桿 內(nèi) 間 距 模 板 行 程 最 大 模 具 厚 度 最 小 模 具 厚 度 噴 嘴 球 半 徑 定 位 孔 直 徑 電 機(jī) 功 率 電 熱 功 率 42 125 116 72 螺 桿 式 9 1 0 5 15 1 0 3 260290 300 300 200 10 100 15 5 mm cm3 MPa N N mm mm mm mm mm mm Kw Kw 充電器外殼后蓋的注塑模具設(shè)計(jì) 11 3 模具模仁的設(shè)計(jì) 分型面的選擇 分型面的定義為模具在閉合式動(dòng)定模接觸的面。分型面的選擇最基本的遵循的規(guī)律是塑件的脫模方向上斷面輪廓的最大投影位置處。而且為了使塑件產(chǎn)品在脫模時(shí)更加的容易，通常還參考以下幾個(gè)方面 [7]： (1) 為方便產(chǎn)品的順利脫模 ，塑件制品要盡量留在動(dòng)模。 (2) 為保證產(chǎn)品的表面質(zhì)量，分型面最好避免在塑件制品的外表面上。 (3) 分型面的選擇要盡量使塑件制品的模