《充电器外壳模具设计》15000字【论文】

充电器外壳模具设计目录TOC\o"1-2"\h\u14120充电器外壳模具设计 15526摘要 111068前言 2187291国内外塑料模具的发展现状 2158012我国未来模具设计技术发展方向 3297503本次设计的研究目的 322180一、产品零件的工艺分析 457191、一般性能 5307752、力学性能 6117393、热学性能 61504、电学性能 6238385、环境性能 6313111.2.3工艺参数 614223二、设备选型与注塑工艺参数确定 8311722.2.1.注射量校核 8235392.2.2.注射压力的校核 9140592.2.3.锁模力校核 928068三、浇注系统的设计 12199783.1.1喷嘴形状 12196743.1.2主流道设计 1210071四、成型零部件的设计与计算 14118484.3.1模具的装配工艺 20175794.3.2模具零件的装配工艺 2029840五、脱模机构的设计 2228066六、合模导向和侧向抽芯设计 23601七、温度调节系统的设计 2813790八、技术经济性分析 2912809九、总结 2930280参考文献 30摘要随着时代的发展和物质需求的增长，产品的更新换代日益加快，而在所有类型的产品中，注塑模产品占据了很大的一部分。注塑模产品已经渗透到了工作生活中的方方面面，所以注塑模技术的发展代表了生产力的提高和生活质量的提高，也代表了先进生产的底层支持和协助。本次设计主要是以一个较深的层次探究注塑模的设计、定型、生产以及测试全过程，以一个设计者的身份参与整个流水线过程，从而更好地理解并掌握模具设计的方法和技巧。通过本次毕业设计，可以随时地发现自己在每一个设计步骤当中的一些错误和不合理之处,并且会尽可能快地及时找出解决办法,从而让自己的毕业设计更加合理。同时也可以掌握最先进的产品设计,加工和材料分析操作技巧,提高了自己的实际学习工作兴趣和自主创新能力,使得本次毕业设计真正成为我们在进行实际操作前的一次全过程的学习模拟。明白了普通塑料制品的模具整体成型结构设计和整体成型模具工艺设计选择;大大提高了一般普通塑料制品整体成型塑料模具的工艺设计加工技术管理能力和对一般塑料制品生产质量的统计分析和控制工艺设计改善、塑料模具的整体结构化和工艺改进模具设计的理论综合性和应用技术能力。关键词:模具;成型;型芯;抽芯前言1国内外塑料模具的发展现状国外的塑料模具技术在当今已经达到了相当先进的技术。举个例子，模具在单体成型腔、圆锥形大型灌注嘴的入口、圆柱形的灌浇嘴等注塑模具中能够使用的各种注塑大型模具这些新兴的技术,都被普遍认为仅仅是为了能够大大降低注塑模具的批量生产和模具制造费用、缩短注塑模具的生产时间和成本。一个工业国家的模具生产制造工业体系已经成为了综合国力的体现，所以模具技术是个在提高国力的过程中非常重要的一环。国外机械模具制造行业目前能够达到的技术大致体现在以下三个发展阶段:(1)支持软件的功能集成。模具优化生产系统制造管理系统的数据集成化主要应用表现在即为对现有模具的生产数据库进行整合与优化模具生产管理。数据信息集成、产品制造信息的整合，能够使操作人员和管理人员更快更好的掌握生产信息，增加了信息的集合程度，减少了人力投入和维护成本，有效的提高了工作效率。(2)系统智能化发展。所谓的智能化就是从设计、生产、销售直到售后都要建立一套能够自主分析的系统，通过这个系统，我们可以得知整个生产线的运行情况，整合所有人员到一个平台当中，大家在一个平台当中设计和生产，加强了互动和联系，使平台运行更有效率。并且这个系统能够根据自己的判断来给出设计建议或者生产建议，从而使设计效率和生产效率大大提高，有效的减少了人力付出和成本消耗。(3)质量标准化。目前,国外企业仍然没有一个十分明确的规范,即对于模具工艺的设计和制作以及应用标准。模具生产工艺制作专业性比较强。我们国家的模具产业技术相比于国外，还是有一些优势的，并且在某些方面能够超越国外的技术，当前我国的模具业发展优势在于以下几个方面：（1）随着时代的发展，各式各样的产品层出不穷，其中有很大一部分属于注塑生产出来的，这些产品不仅丰富了我们的生活和工作，也为我们带来了诸多的便利。（2）为了提高产品的质量和数量，我们需要改善模具的技术，提高模具工艺技术可以有效的提高产品的品质和产量，并且加快推动产品的更新换代，模具业和制造业相互推进，有利于模具业的发展前景。（3）国内外技术的相互补充、相互利用，有利于新技术的突破和创新，使得整个行业有一个明显的进步。但是，相比于我们在模具业当中取得的优势，行业内更多的还是限制和劣势。我们被限制的地方主要是下面的三个部分：（1）为了能够使模具的精准度进一步提高，不惜采用缩短模具寿命的方法。这样的方法无疑会大大加剧了制造成本，使利润点大幅降低。（2）模具中的模板是关键部分，创新性低和产权保护是一个大问题，并且模板的日常维护相当的费时费力。最大的问题就是品质不高，精确度不是很高，类型数量不是很多。（3）产品标准化能力不足，无法形成一个标准，大家各做各的，无法保证产品的质量和规格。并且市场混乱，甚至会出现信息不对称的现象。2我国未来模具设计技术发展方向随着当前我国工程塑料工业的持续进步与不断飞速发展以及我国通用与新型工程塑料在结构力学性和强度等各个方面的不断优化改善与逐步提高,塑料制品的应用广泛性和应用领域涉及范围也越来越广,塑料产品的实际使用量正在不断增加。据中国日报记者调查了解,目前现在我国塑料模具行业产品规格行业中所有金属塑料模具的产品规格数量占比最高,甚至已经超过30%,预计在未来的塑料模具产品市场中,塑料金属模具规格数量占所有塑料模具行业产品数量的规格比重还是可能会逐步出现上升,且其规格发展的加快速度也还是会远远快于其他塑料模具。数据分析统计,模具制造工业2000年以来以每年20%的增长速度已经实现了飞速经济增长,拉动了我国模具产品档次的不断上升,精良的新型模具工业生产设备制造技术设备已经为模具企业实现模具生产科学性和技术水平的进一步不断提升和广泛发展应用提供了更高安全性的技术保障。在国家高新技术研发和国家创新型经济支柱产业广泛应用发展的要求推动下，我国新型塑料模具形成了庞大的模具产业发展链条，从原辅材料模具制造业的上游产品加工业及相关零部件的生产加工、检验检测设备到汽车、摩托车、家电、通讯、建筑、室内装饰等主要应用领域的下游工程机械，塑料模具得到了蓬勃发展，显示出新的生命力。3本次设计的研究目的塑料模具的成形与加工技术的发展迅速,塑料模具的各类零部件及其结构正在进行着不断的创新,所以我们在深入地学习模具的设计和成形工艺的过程中,还要认真理解一下塑料模具的新技术、新工艺、新材料的发展现状。通过学习并熟练掌握了新的知识,为我国塑料成型生产加工技术的振兴作出了巨大贡献。一、产品零件的工艺分析1.1塑件分析本次零件如图所示图1-1零件三视图Figure1-1threeviewsofparts本次毕业设计的内容——5号电池充电器外壳,对其进行模具的设计。首先我们需要对零部件的生产图进行分析,这种产品属于日用品，会与人体接触，就需要特别注意它们表面的粗糙度,为了使握持感舒畅，必须使得产品表面光滑,从而达到良好的效果。零件上方开口采用抽芯连接成型。对塑件大小和精度有一定的要求。由于该类塑件的表面平整性和光滑程度相对较高,因此该类塑件一般选择潜伏式浇口。图1-2零件3D图Figure1-2part3Ddrawing1.2塑件的成型特性1.2.1选用材料此产品属于生活用品,与人体接触较多,在材料上要选择安全无毒、稳定性好的特性。经过挑选,选择ABS(丙烯腈-丁二-苯乙烯共聚物)。此材料比较符合要求。1.2.2材料特性1、一般性能abs新型工程塑料的基本外观原理是一种不透明或者内部呈现一种象牙状细小颗粒的透明材料,其加工制作后塑料可以随时随地着色变成各种五颜六色,并且可以具有较高的色彩光泽。abs的相对来说致密度大约在1.05左右,吸水性相对较低。abs同其它抛光材料相互作用结合得很好,易于手工进行产品表面的抛、磨、镀、涂等一系列的处理。此类材料易燃，点着时液体呈现淡淡金黄色,带有清淡的黑烟,并同时散发出独特的白色肉桂芳香气味。2、力学性能abs轴承具有优良的流体动力学控制特性,其对各种机械的受力冲击和抗强度极好,可以很容易地在极低的工作温度下直接进行机械使用:abs的轴承抗压和摩擦性优良,尺寸小和运动时的稳定性好,又因为它的抗磨耐油性等特点,可以非常适合于应用于各种较大载荷和中等扭矩转速下面的轴承。abs的弯曲部件强度与空气压缩机的强度在各种类型塑料制品中都可以属于相对较差。abs的气体动力学物理特性使其受到给定气体中的温度压力变化率的影响很大。3、热学性能abs的热处理变形制品温度作用范围一般是93~118℃,制品在进行高温退火、加热之后还是一定可以将其退火提高温度到10℃左右。abs产品在-40℃时，仍然已经能够很好地充分表现其一定的导热柔韧性,可以在-40~100℃的工作温度下同时进行保温使用。4、电学性能abs的使用导热频率电极比较优良,而且几乎没有任何受到室内温度、湿度及其导热频率波动变化的直接影响,可以在大多数使用情况下直接进行加热使用。5、环境性能abs虽然它们不受酸和水、无机盐、碱、及许多种酸的化学腐蚀性质影响,但是它有时却可以直接将水溶于诸如酚醛、苯和其他氯代烃中,在发生化学反应时会融化从而不易开裂。abs的液体抗温度和耐候冲击能力较弱,在不受紫外光直接照射的强烈作用下，容易被人体降解;在户外放置半年后,冲击力和的强度已经减弱了一半。1.2.3工艺参数ABS的工艺参数如下表:表1-1ABS的工艺参数Table1-1processparametersofABS塑料性能塑料性能屈服强度/Mpa50泊松比μ0.38拉伸强度/Mpa38熔点（粘流温度）/℃130~160断裂伸长率/%35线膨胀系数/（10-5/℃）7.0拉伸弹性模量/GPa1.8比热容/[J/(kg·k)]1470弯曲强度/MPa80热导性/[W/(m·k]0.263弯曲弹性模量/Gpa1.4燃烧性慢简支架冲击强度/（kj/m2）（无缺口）261热变形温度/℃（45N/cm）90~108简支架冲击强度/（kj/m2）（有缺口）11热变形温度/℃（108N/cm）83~103布氏硬度HBS9.7体积电阻/Ω·cm6.9×10密度/（g/cm3）1.02成型收缩率/%0.4~0.7吸水性/%0.2~0.4拉伸模量E/1031.91~1.98透明度不透明1.3塑件的工艺要求(1)塑件上表面和侧表面要求相对光滑,粗糙度为Ra1.6,内表面不做要求。(2)内部的固定柱用于固定上壳和下壳,同时起到固定电路板的作用,因此位置公差和尺寸公差均为IT5等级,其他部分的公差等级为IT7。(3)上侧面有Type-C接口开孔,需要采用抽芯的方法,为了能使脱模顺利,采用侧抽芯机构。(4)因为需要批量生产,所以采用一腔四模方案。

二、设备选型与注塑工艺参数确定2.1设备的选型采用xs-zy125/90注射机,其参数如下表表2-1注射机参数表Table2-1injectionmachineparameters项目参数项目参数螺杆直径/mm42注射容量/cm3125注射重量/g114注射压力/MPa116注射速率/g·s-172塑化能力/（kg·h-1）35注射方式螺杆式锁模力/KN900移模行程/mm300拉杆间距/mm260*290最大模厚/mm300最小模厚/mm200合模方式肘杆顶出行程/mm180顶出力/KN15定位孔径/mm100喷嘴移出量/mm20喷嘴球半径/mm10系统压力/MPa6电动机功率/KW15加热功率/KW52.2注射机的参数校核2.2.1.注射量校核为了使模具发挥最大能力,并且不能超过其最大承载能力,规定最大注塑量不得高于额定注塑量的80%,由下式计算:V件+V浇≤0.8V式中:V件—塑件的体积(cm3)；V浇—浇道的体积（cm3）；V注—注射机的额定注射量(cm3)。根据三维图的体积工具显示，V件=22.1cm3，V浇=5cm3经计算,V件≤0.8V注,注射量满足要求。2.2.2.注射压力的校核注射器的注入压力必须要超过成型工艺制品时所需要的注入压力。注射的压力不仅是由注射器的类型,而且有赖于注射器的类型,以及喷嘴的形式,还包括塑料的流动特性和模具型腔流动的阻力。abs的注射液流动性比较差,所以应该选择取大一些额定注射的压力,实际注射的压力应为额定注射液压力的80%,所以选择实际注射的压力应为92.8mpa。2.2.3.锁模力校核例如当一种高压塑料的熔融体被完全充满了模具的成形器型腔中,就会自然地产生一种可以使得模具的分型表面涨开的力,这个涨开力的程度就相当于塑件及其浇注系统的成形器分型表面上所投影到的面积总数之和,并乘以成形器型腔的压力。这个压力应该要小于注射机的额定锁模压力fp,才能够确保在进行注射过程中不会出现溢料。即:Fz=pnA+A1<式中:fz--熔融塑料于分型表面上的膨胀涨开应力(n);p--塑料熔体对于成型腔的主要注射压力(MPa),其尺寸和大小通常为注射时主要压力的80%;n--塑型腔的浇注容器压模数;A--单个浇注雕塑件在雕刻模具的单个分型成形表面上的额定投影精度范围以及面积(mm2);A1--单个浇注系统于雕塑模具的单个分型成形表面上进行投影所得到的范围面积(mm2);Fp-单个注射器的额定精度锁定压模力(N)。代入数据到式(3-2)中,计算为:Fz=p621480N<900000N,所以锁模力足够。2.3浇口尺寸注射注塑模主流道注射衬套是在开始点末端或开口凹坑内的注射球面流体直径小的r及其尺寸必须能够达到比普通注塑模或浇口注射球流体直径小的r大,以便衬套能够有效保证与其流体同心及紧密的流体接触,通常:Ｒ=r+1~2=11mm 其中在主流通路孔上应有一个小端直径d,并且应该远远大于一个注塑机的浇口直径d,通常取:D=d+0.5~1mm=3mm 图2-1浇口样式Figure2-1nozzlestyle2.4模具外形尺寸(1)注意该安装模具在拉杆长宽两个长度方向上的拉杆大小和长度尺寸间距均应与方向注射机安装中的方向拉杆长度间距相同或适应,以便于用户能从一个长度方向通过贯通拉杆到两个方向拉杆之间的一定空间而将其分别安装在两个方向注射机上。(2)如何确定注射模具模架厚度因为注射模的模具厚度必须应该是在所抉择选用大型注塑机的最高模厚至最低注射模厚之间,所以我在设计时候所选择的注射模具模架厚度模型应该必须是228mm,采用国际标准的注射模架厚度a2型,即长×宽=250×250。(3)开模行程的校核从冲压开模中心机取出一个小注塑件时所用的需要连续进行的精度开模时间距离一定很重要不得小于整个冲压注塑机的最高精度开模距离行程。此类启动塑件开模为单位积分型流体表面塑料注射模,所以其在启动塑件开模时的校正行程为下列如下式首先进行开模校正,S≥H1+H2+式中:S—注塑机的最大开模行程(mm)H1—塑件脱出距离(mm)H2—塑件高度(mm)H3—侧抽芯距离(mm)S≥≥26+26+6+8≥66(mm)∴取s=70mm。

三、浇注系统的设计3.1主流道的设计3.1.1喷嘴形状其中的主流道口是用来连接注射器的喷嘴和分流道口的断面成一个椭圆形,并且带一定锥度。3.1.2主流道设计在设计主流道时有如下要点:1、为了便于从主流道中将塑料拉出后再浇注到该系统中,同时还需要充分考虑到塑料在主流道中对熔体的膨胀,需要把该系统的主流道设计得像一个圆锥形,其锥角、内壁的粗糙程度为Ra0.8。2、由于主流转向路口的两个大端转向形状为一个圆角形,其转向半径可供选择,以有效地大大减少转向材料在主流转向中产生过度的转向阻力。3、在能够保证注射机塑件整体成型良好的条件下,主流道长度l尽量缩小,取L=25mm。4、为了保证能够有效使已经熔融后的固体塑料从两个喷嘴完全地直接进入注射到塑料主流道而不至于完全溢出,应该使得塑料主流道和塑料注射机的两个喷嘴被紧密地相互对接,主流道在这一点上的紧密对接的两部分被分别设计为一个类似半球形的大小凹坑,其中心的长度R2=R1+（1~2）mm=11mm流道直径D=d+(0.5~1)mm=4.5mm (3-2)凹坑深度取3.5mm3.2分流道设计分流道是用于连接主流道和浇口的重要通道,一般都认为是设计为了使分型式的路面,起到了分流、转向的重要作用。分流道的裂缝长度和浇口裂缝部位断面面的大小:造型分流道的裂缝长度主要还是取决于各种造型模具和制成品的造型腔的浇口整体结构布置设计方案及其中的浇口裂缝部位。从对塑料输送注射塑料中的熔体长度进行联合加工过程减少了材料压力和流体热量的直接损失以及对用于减少输送塑料在分浇道中的冷凝料的加工技术应用要求长度入手,取得塑料分流道的熔体长度要求l=30mm.确定分流道塑料断面的整体尺寸及其大小长度应根据输送塑料的均匀成型率和体积、塑件的壁厚、塑料的整体形状、所用注射材料和输送塑料的联合加工过程工艺性能、注射料的速率及塑料分流道熔体长度等多种主要影响长度因素而综合进行测量确定。故图中采取直径断面法的直径法为d=6mm。1、分流道道路横向斜截面的具体形状:常见的几种分流道道路横向斜截面的具体形状主要类型有有椭圆形、矩型、梯形、v字型和六边三角形等,当一个分型面在主要面上作为一个垂直平面时,采用的是椭圆。2、分流道的布置:一般来说,分流道的布置主要依靠型腔的整体结构布局,两者是相互作用的,分流道按其布置方式可以划分为平衡式或非平衡式两种,这里我们主要采用平衡式进行布置。3.3冷料穴的设计冷料穴通常设在位于冷料主流道对面的一个相当于移动终点的模板上,或者是通常处于各个冷料分流道之间的移动终点。至于它的保护作用，主要在于防止储存料直接流向位于型腔的最前端的"冷料",防止储存冷料直接进入储存成品料的型腔。在每次开模灌注过程中又一定要把按照在主流道开模中的所有注塑材料全部拉出。采取了与气动推杆相连接适应的冷却水材料和孔洞。冷料穴道的形状大致呈一个z的十字形。3.4浇口的形状浇口通道是一种主要连接在塑料分流道和浇注模具的成型腔之间的一段小而细短的分流通道,浇注塑件系统设计中的关键组成部分,比如:塑件浇口的整体形状、数量、尺寸和浇口位置等这些因素对于浇注塑件整体质量的好坏影响相当大。浇口主要能够起到两个主要功能:一个就是用于确定各种塑料冷凝熔体在高温空气中均匀流动的固定通道;二个就是在冷凝砼浇口处适时防止凝结,并且这样能够有效控制冷凝砼的控温保压。因而在加工成型这种异形塑件时就需要经常使用潜伏式的热水浇口。潜伏式灌注口在一般情况下都是在推杆上开设,从注射机或塑件内侧面入口。侧浇口为典型的椭圆形截面式浇口,可以方便地自动调整填料充模过程中的剪切速度及浇口闭合的时间。潜伏式浇口的主要特点之一就是浇缝截面类型较为复杂;加工方便;并且可以对砼的浇口大小进行细致化的加工;接头位置的选取也相对比较灵活;以便于改善补强模量的状况;去除灌注嘴浇口方便,表面不粘结。

四、成型零部件的设计与计算成型机械零件的具体工作高度尺寸一般是广泛指直接设计用来制作成型雕塑的零件的工作高度尺寸，主要用于成形此类机械零件的工作尺寸一般包括型腔和型口与型芯相似的零件的径向长度和宽度（型腔包括型芯矩形和与型芯异形机械零件的径向长度和宽度相似的型腔），型腔零件的深度距离尺寸和型腔零件与型芯相似的高度距离尺寸型芯和型腔类似于型芯之间的零件高度距离尺寸等。任何一种类型塑料之间都必须分别具备一定的对于塑料几何立体形态和塑料尺寸的质量要求,若在实际塑料使用生产过程中没有达到符合要求的几何尺寸,则对于塑料精度的质量要求就比较高。在加工进行模具设计时,应根据各种注塑件的尺寸大小和设计精度控制程序等来确定各种注塑模具一体成型以及机械零件的具体工作结构尺寸和设计精度控制程序。4.1凹模的尺寸计算(1)凹模侧壁厚度的计算整体式对于矩形或凸凹模板的侧壁涂层厚度的基本计算公式为其表示方法为:H=3Cpa4Eδ式中:C—常数;H—型腔侧壁厚度(mm);p—型腔内压力(MPa);l1,l2—侧壁内边的长边、短边长度(mm);a-承受塑料压力部分的侧边高度(mm);A-侧壁的全高(mm);[δ]--侧壁允许最大变形量(mm);E—弹性模量(MPa),碳钢取E=2.1×105MPa;[σ]—模具材料的许用应力(MPa)。其中,常数C由l(l1,l2),a来确定,之间的关系为:C≈123+32a4l4代入l1=75.5mm,l2=68mm求出C1=1.06,C2=0.92mm将C1和C2代入到(5-1)中H1=H2=(2)凹模型腔底板厚度的计算底板主要压力比侧壁小得多,因此不对其进行计算,取底板厚度为17mm。(3)型腔径向尺寸的计算型腔径向尺寸的计算公式为:Lm0+δz式中:lm--模具成形体型腔的径向公称大小(mm);s—塑料的平均收缩率(%);ls--注塑件的尺寸外形径向尺寸公称长度尺寸(mm);δz—模具制造公差(mm);Δ--塑件的外形径向尺寸公差(mm)。查表得:ABS的收缩率为0.4~0.7%,则塑料的平均收缩率=0.5%。由Ls1=68mm,Ls2=75.5mm又查表知IT3级精度时塑件公差值Δ1=Δ2=0.26mmδ取塑件相应的尺寸公差的百分比查表得δ=1/4Δδ1=δ2=1/4Δ=1/4×0.26=0.07mm则:（=1+0.5%=（==(4)型腔深度尺寸的计算型腔深度方向尺寸的计算公式为（Hm）0+δ式中:Hm—凹模深度公称尺寸(mm);Hs--是注塑件的高度凸起连接处部分高度标准公称测量尺寸(mm)。由Hs=23mm取IT3精度时Δ=0.14mm,由δz=1/4Δ,得δ=0.03mm则:

（==4.2凸模的尺寸计算(1)凸模支撑板厚度计算整体式凸模支撑板计算公式分为刚度条件和强度条件,其中刚度条件计算公式为:ℎ=35p1L432E强度条件的计算公式为:ℎ=3p1L24σ式中:p1—支撑板承受的压力(MPa);L—两个支撑板内侧间距(mm);E—弹性模量(MPa),碳钢取E=2.1×105MPa;[δ]—支撑板允许最大变形量(mm);[σ]—模具材料的许用应力(MPa)。p1的数值与受力面积有关,其关系为:p1=pfLB 式中:p—型腔内压力(MPa);f--铝塑件在一个分型面上的矩形投影反射面积(mm2);L--两个支撑板内侧间距(mm);B—支撑板的宽度(mm)。代入计算:

p=190×=62.43MPa刚度条件下的计算：ℎ===121.97mm强度条件下的计算：ℎ===160.93mm(2)型芯径向尺寸计算型芯径向尺寸的计算公式为（lm）−δz0式中:lm—凸模径向公称尺寸(mm);ls--注塑件的内部和表面厚度径向尺寸公称长度尺寸(mm);Δ--塑件内部的表面径向尺寸公差(mm)。由ls1=64,ls2=71.5取IT3精度时Δ1=0.22mm,Δ2=0.26mm由δz=1/4Δ得:δz1=0.06mm,δz2=0.07mm则:

（==（==(3)型芯高度尺寸的计算型芯高度尺寸的计算公式为:（ℎm）−δz0式中:hm—型芯高度尺寸(mm);hs--从从塑件的最小孔或凹槽内的深度测量公称塑件尺寸(mm);Δ--为塑件孔或凹槽的深度大小尺寸公差(mm)。由hs=21.2mm取IT3精度时Δ=0.14mm由δz=1/4Δ得:δz=0.04mm则:（ℎm）==21.40mm(4)型芯中心距尺寸的计算运用平均收缩率法,计算公式为:Cm±δz2=1+式中:Cm--模具的中心间距基本尺寸(mm);Cs—塑件中心距基本尺寸Cm4.3模具的装配工艺及零件工艺4.3.1模具的装配工艺(一)注射模装配的主要要求如下:1、模具上下水平面之间的平行程度偏差应小于0.05mm,进行分模,并且之间一定密合。2、推出工件时推杆和卸料板动作要保持同步。3、上、下模型芯必须要精密接触。(二)不同模具的塑件安装操作顺序由于不同塑件的模具整体搭接结构和内部形状不同决定了型芯、型腔很难在模具合模后及时找到一个正确或相应的搭接位置,模具也需要设有斜板和滑块搭接机构,所以,模具塑件安装前我们需要首先将模具导柱、引线和护套等部分塑件安装的完成作为模具的塑件安装和模具搭接时的基准。(1)型芯装配装置凸模与型芯的连接安装装置凸模与嵌镶块型芯是可以采用一种埋入式的连接结构,并且型芯是可以采用一种相互过渡的或相互配合的连接形式用来进行型芯连接。而且小型芯亦已经是完全采用了一种压入式的组合结构,采用了一种过渡式的相互配合。(2)成型腔的安装为使得成型零件尺寸精密,型腔上下板均采用整体式式结构,过渡形式相互配合,与上下板之间均采用螺钉和固定板进行紧固。4.3.2模具零件的装配工艺模具的精度问题是直接影响塑料成型件的精度问题中最主要的因素。为了有效地保证模具的精度,在制造过程中需要严格地达到这样一个要求:(一)对于塑料模具中的所有部件,在原材料、加工精度、以及热处理品质等各个环节上均应满足相应画面的要求。1、组合成型模架各主要部件的安装应严格保证满足各种加工工艺尺寸和质量要求。组装成套组合模架时，应注意保持模架不移动，高度应保证满足各种水平、垂直排距和横向垂直度的要求。模具的基本功能和主要功能必须能够满足客户控制设计的各种要求。2、为了准确地及时识别和有效保证装配塑料模具成型件的质量品质,装配好的塑料模具必须是需要在一定的塑料生产工艺环境下和条件下试模进行。若试模很大,并根据所有试模中随时可能发现存在的质量问题对其品质进行相应调整,直到试模测试试验结果完全合格的称为塑料模具成型件。(二)定模镶块的加工型腔的材料结构及其纹理形状往往比较复杂,而且由于需要材料尺寸大小精度高和材料表面的处理粗糙度小,所以在型腔中的加工过程一般可以细分为:镗铣材料加工-机床平面铣削研磨-加工热处理研磨-加工电镀磁火花材料加工-切割电火花材料穿孔-加工钻孔打洞-焊接线条加工切割-电镀(三)切削机滑块加工-切削加工-零件切削-平面打磨-热处理-切削平面打磨-钻孔-研究切削抛光(四)自动模具镶块加工和切削加工操作程序:镗铣加工-平面磨削-电火花切割加工-平面磨削-钻孔-切割机研磨和抛光

4.3.3模具试模与保养(一)进行模具加工试模前,对于整个模具本身要定期做仔细的模具安装和试验检查,在进行模具加工试制的整个过程中模具要定期做详细的模具安装和试验检查,并且模具要定期作详细的模具安装和检查观察,看看整个模具内部是否完全安装合格,还有哪些安全问题。试模后,将金属模具的所有情理部件清洗干净,涂刷一层白色防锈油。(二)模具维护模具在使用过程中，会产生正常磨损或异常损坏。异常磨损大多是由于操作不当造成的，不需要报废整个模具，只需要维修零件。局部修理应由专门的模具工进行。为了了解模具的结构、材料和热处理状况，需要对模具的拉深进行研究。对于损坏的零件，可以拆下损坏的零件，然后加工和安装新零件。如果空腔中有间隙，可在未经热处理的情况下进行硬化后，通过钎焊或镶嵌进行修复。模具应经常检查和维修，不可在损坏严重后才维修。

五、脱模机构的设计5.1设计脱模机构模具注射和脱出成型两个工作进行完之后,注塑机要进行从模具中的型腔或型芯里的注射部分当中抽出的工作，像这样的大中型塑件，在将其进行脱模作业的工作过程中可以采用多种手动或推杆方式进行自动脱模。为了尽量不让这些将要推出塑件的推杆变形或者遭到一定程度的破坏，提高推出机构的可靠性和减少不必要的损失，我们应该在设计时就应该正确、合理的放置这些推杆的位置，确定其合适的位置公差，所以，我们要在使用过程中应该有着以下的注意要点:1、推杆一定要合理的放置在脱模阻力区域比较大的地方。2、推杆的布置应该均匀的散布在投射面上。3、推杆应该直接安装于所用塑件的劳动强度和机械刚度相对较高的特定地方。推杆靠近推板的上半部分直径一般可以直接采用φ5,其截面一般是一个椭圆形,尾部一般都是圆形的形状，并且有一个平台肩。推杆的孔径长度d、e与推杆两端的孔在传动模板倾斜方向两侧应紧密配合，这样才能够保证推杆与固定端之间的间隙。在推杆板、底板推杆的固定作用端与端之间一般均匀的分布间隙或采用单侧0.5mm大小的材料间隙。推杆一般由碳钢制成，经过耐热淬火和高温热固化。硬度测量范围一般为HRC54-58。5.2脱模机构的计算计算脱模力F=8EεtLcosφf−tgφ1−uk1式中:E—ABS材质制成工件的拉伸模量(MPa);ε—ABS材质制成工件成型平均收缩率;t—ABS材质制成工件的平均壁厚(mm);L—ABS材质制成工件型芯的长度(mm);u—ABS材质的泊松比;φ—能够顺利脱模时需要用到的的斜度;f—ABS材质制成工件与钢材之间的摩擦因数;K1—由ABS材质制成工件与钢材之间的摩擦因数f和能够顺利脱模时需要用到的的斜度φ决定的因次数,K1在此工件上的情况下，根据查表可取1.006。F=8EεtLcosφ六、合模导向和侧向抽芯设计6.1设计合模导向机构模具上的导向机构主要的作用就是，在模具合模的时候，引导模具的合模部分正确的落到应该到达的位置，从而使模具正确的合模，为接下来的工作做准备。同时导向机构还有自动定位和引导、牵引导向的作用。导向机构的分类有两种，分别是小型导柱式导向定位与大型圆锥体面板式。在此方案中，我们选择使用自动引线定位导向系统来做本次设计。在导向机构中，主要有以下两种作用:（1）定位作用（2）导向作用。导柱式导向传动机构主要由导柱、引线套这两种零件组成。在此种模具中,我们经过分析，最后选择采用了一根直径约为φ16的半长型类型的导柱,使用了T8A钢材料,经过一系列加固淬火加热处理,加固后的导柱硬度范围能够达到HRC50−55。导柱固定部位表面的粗糙度为Ra0.8um,导向部位表面的粗糙度为Ra0.8um。为了能够使受力均匀，我们设计了采用4根等直径的引线进行对称安装的方案，最大程度保证能够使受力均匀减小磨损。导柱的固定端和引脚模板之间，因为我们需要使其能够以一个宽松的配合方式，减少其受力挤压，我们采用了直接使用H7/m6的过渡配合式焊接配合方案,同理，对于导柱的引脚和模板导向焊接部位，我们通常可以采用直接使用m或H7/f7的间隙配合式焊接配合的方案。在我们选择设计的这款中型模具中,其使用的中型模架是一种采用了小型带头式导套工具,直径能够小于φ35,因为我们选用的这些材料与选用的工具导柱的主体材质大致相同,此类导套工具可在使用后与h7/m6配合,镶嵌装进到一个指定的工具模板内,并且我们设计制作的模架是一种符合中小型模具的标准，并且符合标准化、流程化的模架。6.2设计侧向抽芯机构为了能够使侧孔标准化、可控化成型，我们设计的此款注射机采用抽芯机构的方案，同时还配套斜导柱侧向分型的方案，来辅助侧型芯运动工作方案使其可行。(一)、抽芯距离的确定在进行抽芯工序时，为了保证零件间（侧抽芯滑块、斜导柱、型芯、型腔等内部接触零件）不会相互碰撞，保证零件的完整和精度，同时不会因为损坏导致不可控事件，我们将侧向方向上的抽芯距离设置在了2mm,换算成相当于抽芯距离为S=3mm。(二),抽芯时所用的力的计算抽芯力的计算其实跟脱模时求的脱模抽芯力的计算公式差不多一样，我们需要在之前的脱模抽芯力计算公式的基础上进行进一步的改进，同时，我们要考虑到以下几点：（1）塑件与侧向上的腔壁产生侧向黏着力；（2）滑块滑行时产生的侧向摩擦力；（3）对型芯的抽芯传动压力。在加入了以上信息之后，我们改进了原来的公式，最后得出了以下公式：F=Apμcosα−sinα式中:F—抽芯力(N);A—塑件型芯的侧表面面积(mm2);p-塑件在相同的型芯形状下对型芯在一定单位以内表面积的高度包紧抗压能力(MPa);μ—塑件对钢的摩擦系数;α—脱模斜度(°)。F=Apμcos(三)、斜导柱的设计斜导柱的内部工作机构端部被特别设计为一个圆锥形平台型,其倾斜角大约为20°。在斜导柱与直接固定的模板之间的连接配合上，我们采用H7/m6的配合公差工艺。在模具进行作业当中，每个滑块零件的工作任务主要是直接控制每个侧滑的运动，使其进行往复运动，斜导槽与各滑道之间的运动协调和操作精度，充分保证了侧滑道在正常运行中往复运动的稳定性和平稳性，而且在单组合模操作过程中，在最后的滑块运动中，为了能够使运动保持精确，我们采用了一个形状为楔形的小方块夹紧来保证其准确性；为了保证滑块运行灵活，我们在配合公差上采用H11/b11的方案，保证了其宽松的配合，使其能够轻松移动，再者也可以在并排时应留0.5~1mm的连接缝隙。取斜导柱倾斜角度为20°。(1)斜导柱长度计算其长度为:L=L1+L2根据三角函数关系得:L=d22式中:L—斜导柱总长度(mm);α—斜导柱倾斜角(°);d2--斜导柱固定的部分最大长度端面的直径(mm);h—斜导柱固定板厚度(mm);d—斜导柱工作部分直径(mm);s—侧向抽芯距离(mm)。L=d2(2)斜导柱直径计算斜导柱的直径计算十分复杂,为了简便,通过查表得知斜导柱的直径为10mm。(四)侧滑块主要尺寸设计(1)滑块宽度和高度的确定C=a+15~20mm （6-4）

B=b+15~20mm 式中:C—侧滑块的宽度(mm);B—侧滑块的高度(mm);a—侧向型芯的宽度(mm);b—侧向型芯的高度(mm)。侧向型芯的尺寸为10mm×10mm,根据公式得出C=30mm,B=30mm。(2)滑块滑道宽度尺寸的确定C1=C+8~20mm 式中:C1—滑块滑道宽度(mm)。代入得C1=40mm。(3)滑块长度的确定L=L1+L2+式中:L1—侧向型芯的固定长度(mm);L2—取5mm到10mm之间;L3—斜导柱的移动距离在平面上的投影长度;L4—取10mm到15mm之间。代入L1=10mm,L3=10mmL=L1(4)锁紧角的确定θ=α+2°~3° （6-8）代入α=20°,取值为2°所以θ=22°。(5)滑块在导滑槽内的导滑长度L`≥23L+s 式中:L`-导滑槽最小配合长度(mm);L—滑块实际长度(mm);s—侧向抽芯距离(mm)。(五)、侧滑块与导滑槽的设计为了使滑块运动方便，我们要对滑道进行一下设计。首先，滑块的组合方式根据我们目前的情况可以设计为组合式，这样的组合方式可以使滑块的结构提升灵活性，在滑块磨损较大时可以很方便的更换，有效节省时间和成本。滑块与侧型芯之间的配合公差为H7/m6通用公差，在配合进入后，使用圆柱销进行定位并锁死，这样可以有效保证位置准确性。而且处于压制成型的导滑块，一般是在每次进行抽芯操作的移动操作中，必须保证它们的角度相同且均匀，并且必须要使其进行安全、平稳的运动,这一类的操作一般是通过在侧向导滑块的槽内抽芯进行移动完成。根据对大型模具整体结构的研究特点和具体应用需求,滑块和其主导滑槽之间的配套结构应该做的是一个t形槽,t形槽一般采用的是挤压式和嵌入式,即在模具中心板上可以做出一个t形而与台面平肩的只有主导槽和滑块。(六)、固定方块的设计在注射成型过程中,侧向成型零件受到容融料很大的推力作用,这个力通过滑块传给斜导柱,而一般的斜导柱为一细长杆件,其缺点是受力后容易变形,导致滑块后移,因此必须设置固定方块,以便其合模后锁住滑块,然后承受浇注时熔融塑料给予侧向成型零件的推力。固定方块和模具之间的联接工作方式为将固定方块采用H7/m6配合一个整体地镶嵌在模板内,其锁紧角度为22°

(七)、二次分型装置的设计进行二次开模作业的时侯，行业内使用最多的工具是限位器控制装置，这样可以用来保证能够使二次开模分型顺利运行。其实现方法是可以通过安装并使用中小型手动驱动限位固定螺钉，利用齿轮摆动挂钩等机械设备运动来抽芯进行自动紧固定模运动进行定模的操作,从而可以在进行固定模工作时能够起到自动抽芯的作用。

七、温度调节系统的设计设计与此模具相配套的冷却系统是一件相当重要的事,因为这关系到成型零件的最终品质，过热会使成型零件的强度不够导致变形开裂，以下是在设计冷却系统时需要考虑的几个典型问题:1冷却水管的数量应在可行的情况下要多铺设一些,并且要尽可能的加大其截面积和尺寸。2冷却水管与周围的距离应尽可能的相等,此时的整体塑件壁厚与整体型腔基本相等,所以从从冷却油管水道出口到塑件型腔的中间距离一般应尽量保持基本相等,且其中间距离宜为20-25mm,我们在此方案中采用25mm。3、冷却输送水管与出入口之间的流动温差宜为最小,尽量减少水管冷却输送水管的管道长度,保证冷水流入时的温度和流出时的温度不要相差太多，保证冷却工作的效果达到一个较好的程度。4、冷却上下水道角度应沿着使塑料快速收缩的角度方向固定进行自动设置,此外,在建筑施工中应当设计塑料冷却上下水道时,还要尽量避免直接使用一些塑料容易熔融的过热部位,以免过热使其内部产生塑料熔化后的接缝,并且也可能需要进行易于冲洗清理,冷却上下水道的出口我们采用了10mm的尺寸方案。同时，整个系统的重量应由用于顶入定出系统的两根新型导向支撑元件连起来同时进行导向支撑,此次在两个注射模中又分别增设了一根引向导柱、两根推杆导向,这样两根引向导柱就因为可以同时使用起到导向支撑的重要作用,防止同时支撑轴承器的两根导柱高度发生较大变形或者弯曲。

八、技术经济性分析在本次设计中，为了有效的降低加工成本、有效利用资源，我们使用了如下方法：（1）为了降低模具设计与制造的成本，我们在选择零件时尽可能的选择标准件。因为标准件的价格较低，较易获得，不需要为其专门开模制造，节