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1、塑料模具设计- 4 -常州机电职业技术学院毕业设计（论文）任务书系 部：模具技术系专 业：模具设计与制造姓 名:学 号:题 目：充电器前壳注射工艺及模具设计起 迄 日 期:2010年 9月 24日 12月 28日设计(论文) 地点:常州机电职业技术学院模具技术系指 导 教 师:4主要参考文献：1 翁其金编. 塑料模塑成型技术. 机械工业出版社. 2007(1)2 史铁梁编. 模具设计指导. 机械工业出版社. 2007(1)3 许发樾编. 模具结构设计. 机械工业出版社. 2004(2)4 钱可强编. 机械制图. 高等教育出版社. 2005(7)5 邓明编. 实用模具设计简明手册. 机械工业出版
2、社. 2006(1)6 王晓江编. 模具设计与制造专业英语. 机械工业出版社. 2007(1)7 清华大学英汉技术词典英汉技术词典 国防工业出版社，1985 目 录11 绪论21 课题来源52 对塑件进行工艺性分析63 选择注射机确定型腔数84 型腔、型芯工作部位尺寸的确定125 确定成型方案166 校核注射机有关工艺参数187 抽芯机构的设计208 推出机构的选用219 总装图2411制定模具零件加工工艺2610 结论2913心得体会31参考文献34致 谢351 绪论 一、注塑成型技术发展概况注塑成型是一种注射兼模塑的成型方法，又称注射成型。通用注塑方法是将聚合物组分的粒料或粉料放入注塑机的
3、料筒内，经过加热、压缩、剪切、混合和输送作用，使物料进行均化和熔融。这一过程又称塑化。然后再借助于柱塞或螺杆向熔化好的聚合物熔体施加压力，则高温熔体便通过料筒前面的喷嘴和模具的浇道系统射入预先闭合好的低温模腔中，再经冷却定型就可开启模具，顶出制品，得到具有一定几何形状和精度的塑料制品。上述这种通用注塑方法，是塑料成型加工最普遍也是最早的成型方法。早在工业革命末期，塑料、橡胶才开始面世，而最初发明的成型方法就是注塑成型法。70年代以来是整个塑料工业发展的重要历史时期，从民用塑料开发转向工程塑料是这个时期的主要特征之一。推动这种转变的重要因素是世界能源危机和金属材料价格的上涨。因而迫使人们大力发展
4、过程塑料，实现“以塑代钢”、“以塑代木”、以石料代替其它非金属工业材料的愿望。在此期间除了对原有过程塑料进行共混改性外，还创造了许多新型高分子材料。这些新型高分子材料的诞生对注塑技术提出了更高的要求。现在世界工程塑料的销售量正以10%的速度增长。在工程塑料中由30%采用注塑成型，其产品虽然只占全部注塑制品产量的20%，但总产量却占40%。如ABS经共混改性后，如今已有40多个品种，其中绝大部分用于注塑成型，聚苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）、聚酯等类经过共混改性后可注塑成各种“塑料合金”制品，作各种结构零件，广泛地应用在汽车、机械、航空、宇航、建筑等行业中。由热弹性体TPR、TRE和“亚加力”
5、共混后，再加入不同的增塑剂，可注塑成各种电子工业零件；用玻璃纤维增强的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PETP）、聚对二甲酸丁二醇酯（PBTP）热塑性聚酯塑料可注塑成型各种轴套、齿轮、滚轮等机械零件，使其热变形温度可达224C，弯曲强度达176.5MPa（1800kgf/cm2）。俗称“赛钢”、“夺钢”的缩醛塑料是一种由聚甲醛衍生出来的甲醛环状三聚物；再加上25%玻璃纤维的增强填料，采用注塑法可加工出尺寸精度为0.1%的齿轮，以及弹簧、轴承和滚筒等精密零件。用注塑成型方法还能成功地生产出一些复合型材料的制品，如复合型导电塑料产品，是以不同树脂为基础，添加碳黑、金属氧化物、金属薄片、导电有机化合物或无机化
6、合物，具有防静电、消静电和电磁波屏蔽等性能的塑料构成的，其注塑制品可广泛应用与电子工业部门，做各种电器元件。用注塑法还可生产热塑料磁铁；这是由稀土类磁粉与聚酰胺等树脂经过混炼后在磁场中注塑的制品，磁粉最高充填密度可达95%。用注塑方法生产的塑料品种十分广泛，除了大多数热塑性树脂，如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、ABS、聚酰胺（PA）、有机玻璃（PMMA）等通用塑料和工程塑料外，还有它们的共混料，都可用注塑法生产出具有不同力学、物理、耐磨、耐腐蚀等性能的结构零件。近年来高分子材料的品种得到迅速的发展，而这些材料的特性差异很大，普通注塑已不再能适应这些材料的工艺要求，因此在通用
7、注塑成型基础上又发展了其他许多注塑方法，主要有：（1）、热固性塑料注塑；（2）、结构发泡注塑；（3）、多组发泡注塑；（4）、反应注塑成型。二、注塑成型设备的近况注塑机是注塑成型设备的主设备，注塑机的技术参数和性能与塑料性质和注塑成型工艺有着密切的关系。注塑成型设备的进一步完善和发展必将推动注塑成型技术的进步。为注塑制品的开发和应用创造条件。随着塑料和成型工艺的发展，注塑机无论从产量上还是从品种上都有很大的增长。从世界塑料机械主要生产国：美、德、日、意、来看，注塑机产量在逐年增长，并在整个塑料机械中占有很大比重。以意大利为例：1981年注塑机的生产吨位为9845吨。占塑料机械出口重量的24.7%
8、，占出口额 31.2%。日本的注塑机增长速度令人注目。70年代中期10000太，80年代为10500台，不到十年增长72%。新型工程材料的发展和应用必将对注塑成型机械和设备提出更高的要求，使之向品种多、规格全、高效、高速、高精度、省能和低噪音方向发展。从注塑机的大型化方面来说，在70年代中期还被认为是无发展前途的品种，而今大型注塑机有重新崛起。从注塑机生产的几个发达国来看，在70年代中期生产锁模力在600吨以上的注塑机占4%，千吨以上的占2%，但到70年代末期，由于过程塑料的发展，特别是结构泡沫塑料等制品在汽车、机械、大型家用电器、建筑、宇航、船舶等工业部门的广泛开发可应用，使注塑机又转向大型
9、化。这种情况，在美国反映的尤为明显：1980年初千吨锁模力以上的大型注塑机年产140台，而到1985年年产量增至500台。其中一半以上更用于生产汽车的大型部件。85年用在汽车制造业上塑料总消耗量已达140万吨，由此可推测大型注塑机需要量之大。美国市场常用的大型注塑机锁模力在3000吨和5000吨的居多，而万吨级的较多。欲生产制造万吨级以上的注塑机，需要55吨以上的吊车。美国、联邦德国、日本、意大利等具备生产大型注塑机的能力。注塑成型设备另一方面的发展就是一些特种注塑机和专用几的发展。由于注塑的物料十分广泛，而这些具有高聚物特性的物料，无论从高分子的内部结构，还是高分子的外部结构都有很大区别，使
10、之在注塑过程所表现出来的物理化学性质、流变性质、热性能有很大区别，对注塑成型工艺提出一些特殊要求，于是推出一些特殊的成型工艺和相应的成型设备。主要有下列几种：1.热固性塑料注塑机过去多用模压法或压铸发生产，现在也用注塑法生产。这样，生产率高，制品质量容易控制。可注塑酚醛塑料、三聚氰胺塑料，以及玻璃纤维增强的不饱和聚酯等热固性塑料。2.结构发泡注塑机这种注塑机是当今塑料机械中发展最快的机种之一。在“节能运动中”显示出生命力，因为用它可注塑发泡结构制品。除聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、尼龙等结构发泡塑料做成结构发泡塑料，注塑各种结构制品，特别是成型较大型制品，也可用来代替金属及其它非金属材料。3.多
11、组分注塑机在普通发泡注塑机的基础上，又发展一种专门有俩生产夹层结构发泡塑料制品的注塑机，又称共注塑机或多组分注塑机。其特点是备有两个以上的料筒和一个配料用的特殊喷嘴。双组分注塑机首先由英国ICI发明。采用注塑法可以得到致密、光滑、平整的制品外表面和轻质无内应力的内芯制品，并克服了单组分结构发泡制品表面经常出现旋涡的缺点。4.反应注塑成型设备反应成型设备又称RIM注射成型机。这种注射成型设备同普通注塑机 有很大区别。这是七十年代中期发展起来的品种。用RIM注射成型设备生产的制品很广。主要是以环氧树脂，和聚氨酯的弹性体及起泡沫体为对象。5.排气注塑机这类注塑机的特点是在料筒中部开设有排气口，并备有
12、特殊的螺杆。排气口能使螺杆的放气区和真空装置相连，利用真空泵造成负压使卷入物料中的气体、水分和挥发物逸出，排出筒外。大多数生产排气注塑机的厂家都要给机器上配上一根标准螺杆，便于成型加工厂家使用：只要将排气口堵上，安装上标准螺杆，就可以当常规注塑机使用。近年来，除了注塑机自身的标准化、系列化、通用化、受到重视外，对一些配套设备，如注塑机的自动供料、干燥设备，模控设备，浇口柄取出和切割装置，机械手以及和注塑机联机的其它自动化设备都受到普遍的重视。1 课题来源（制品图1）所示塑料制品，材料为ABS，收缩率为0.3%O.8%，在卧式注射机上用的注射模设计。（制品图1）对塑件进行工艺分析 选择注塑机 确
13、定型腔数一、对塑料进行工艺分析1分析塑件使用的材料的种类及工艺特性该塑件材料为ABS塑料，属于热塑性塑料，成型性能较好，流动性能较好，成型收缩率小（0.40.7）。ABS塑料比热容较低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固也较快，模塑周期短，但ABS塑料吸水性大，成型前必须充分干燥，表面要求光泽的制品应进行较长时间的干燥。ABS的容重r=1.021.16 g/cm,取r=1.1g/cm。ABS塑件采用一般精度，查模具设计指导表6-9选IT4级精度。2分析塑件的结构工艺性塑件尺寸适中，为壳体形状，外形基本规则，壳体上有两处对称的突出部分，其上有侧孔，必须安排侧向抽芯机构，其它特征符合塑件的设计要求。
14、二、选择注射机 确定型腔数1根据塑件形状，估算其体积和质量。塑件体积计算可把壳体分为两个部分：设壳体四壁的体积为V，壳体底面体积为V，如图所示： 塑件体积计算图V=（6.524.02）1.00.2=4.2cmV=6.54.00.2=5.2cm塑件总体积V= VV=4.25.2=9.4 cm塑件重量W=v=1.19.4=10.34g2.根据塑件的计算重量或体积 选择设备型号规格 确定型腔数当未限定设备时，须考虑以下因素：注射机额定注射量m,每次注射量不超过最大注射量的80%，即n= 式中：n型腔数;m浇注系统重量(g) ;m塑件重量(g);m注射机额定注射量; (g)设n =2，即模具为一模二腔
15、。确定成型方案及成型零部件结构一、确定成型方案即确定模具总体结构形式，其内容包括：确定成型位置，确定分型面，侧孔、侧凹的成型方法，脱模方式，浇注系统形式，进浇点位置，排气方式，成型温度和模具温度调节以及确定成型零部件结构形式等。1.确定成型位置由于塑件外侧有侧孔，需将侧抽芯位置安排在垂直分型面上，故塑件成型位置如整体装配图所示。2. 确定分型面考虑塑件的外观质量，同时为使侧抽芯处于动模部分，将分型面设在塑件的BB面上如下图所示，模具总图A-A面上。3.侧孔的成型方法该制件的侧孔深度不大，采用斜导柱抽芯机构，将同样塑件上的两个侧型芯固定在同一滑块上，用一根斜导柱抽芯，使模具结果简单。4.脱模方式从塑件结构形状看，
