導(dǎo)語(yǔ)：手機(jī)充電器模具設(shè)計(jì)管理論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

塑件工藝分析

1.1塑件的結(jié)構(gòu)要素

其內(nèi)腔存在很多孔和凸臺(tái)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。該塑件為手機(jī)允電器外殼，要求有一定的強(qiáng)度、剛度、耐熱和耐磨損等性能。同時(shí)作為手機(jī)充電器，必須滿足絕緣性。結(jié)合以上要求以及經(jīng)濟(jì)因素，故該塑件采用ABS塑料。

(1)脫模斜度。

脫模斜度足為了便于塑件的脫模，以免在脫模過(guò)程中擦傷制品表面，其大小取決于塑料的收縮率。脫模斜度的取向要根據(jù)塑件的內(nèi)外型尺寸而定。塑件內(nèi)孔以型心小端為準(zhǔn)，尺寸符合圖紙要求，斜度沿形狀擴(kuò)大方向標(biāo)出，塑件外形以型腔大端為準(zhǔn)，尺寸符合圖紙要求，斜度沿形狀減小方向標(biāo)出。要求開(kāi)模后塑件留在型芯上，塑件表面的脫模斜度應(yīng)小于外表面的脫模斜度。根據(jù)ABS的性能，型芯的脫模斜度取1º。

(2)加強(qiáng)筋。

為了使塑件有一定的強(qiáng)度和剛度，又能避免因壁過(guò)厚而產(chǎn)生成型缺陷，在塑件中部的凹坑與外壁之間增設(shè)兩個(gè)加強(qiáng)筋，厚度2mm。

(3)塑件的圓角。

為了防止塑件轉(zhuǎn)角外產(chǎn)生應(yīng)力集小，需要在塑件的轉(zhuǎn)角處或內(nèi)部連接處采用圓角過(guò)渡，內(nèi)外徑均取R5mm。塑件形狀工藝性非常復(fù)雜，沒(méi)有一個(gè)規(guī)則的外表面，里面又有很多螺釘柱和加強(qiáng)筋，使得脫模力增大，塑件的下平面又有僅1mm的臺(tái)階，采用推板推出必然導(dǎo)致螺釘柱拉斷，使得注塑工藝無(wú)法進(jìn)行。所以，在螺釘柱和加強(qiáng)筋附近必須設(shè)有推桿，以便推出塑件。

(4)塑件的壁厚。

塑件壁厚對(duì)塑件的成型、冷卻及變形會(huì)產(chǎn)生較大的影響。塑件壁厚不均，會(huì)導(dǎo)致各個(gè)部分固化收縮不均勻，易產(chǎn)生氣孔、裂紋、內(nèi)應(yīng)力等缺陷。根據(jù)手機(jī)充電器外殼的材料，結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度等方面的要求，壁厚取2mm。

(5)孔。

制品上各種孔的位置應(yīng)盡可能設(shè)置在不減弱制品的機(jī)械強(qiáng)度的部位，孔的形狀也應(yīng)力求不增加模具制造工藝的復(fù)雜性。

(6)支承面。

以制品的整個(gè)底面作為支承面是不合理的，因?yàn)橹破飞栽S翹曲或變形就會(huì)使底面不平。通常采用凸起的邊框或底腳(三點(diǎn)或四點(diǎn))來(lái)作支承。當(dāng)制品底部有加強(qiáng)筋時(shí)，筋的端部應(yīng)低于支承面約O.5mm左右。

1.2塑件尺寸公差與精度

該制品長(zhǎng)140mm，寬80mm，最高60mm，重83.6g，其粗糙度值為RaO.06mm。影響塑件公差的主要因素是：模具制造誤差及磨損誤差，尤其是成型零件的制造和裝配誤差以及使用中的磨損、塑料收縮的波動(dòng)、注射工藝條件的變化、塑件制品的形狀和飛邊厚度的波動(dòng)、脫校斜度及成型后制品的尺寸變化。手機(jī)充電器外殼上蓋的塑件選用的尺寸精度等級(jí)為6級(jí)，公差為GB1800-79尺小公差數(shù)值。

模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1方案的確定

方案一：1模2腔，購(gòu)塑件平行放置，方向相反以便側(cè)向抽芯。澆口設(shè)在零件的上表面，使用定距拉桿加導(dǎo)柱和彈簧，確保第一次分型面在定模座板和中間板之間分開(kāi)，凝料先被拉斷。第二次分型而在動(dòng)模板和中間板之間分開(kāi)，以便取出制品。這樣分型有利于模具加工、注射、排氣、脫模，同時(shí)使得操作簡(jiǎn)單方便。

方案二：1模2腔，兩塑件平行放置，方向相反以便側(cè)向抽芯。澆口設(shè)在零件的下表面，澆口道從推桿旁邊進(jìn)去，即做成潛伏澆口。但由于制品較高，流道太長(zhǎng)，容易有澆注不足的現(xiàn)象發(fā)生。使用定距拉板分型自動(dòng)脫落凝料和制品。但制品是殼體，下表面有臺(tái)階，而且多加兩塊推板使得本來(lái)就很長(zhǎng)的流道加長(zhǎng)，澆注不足的可能性就更大。

方案三：1模2腔，兩塑件平行放置，方向相反以便側(cè)向抽芯。儀用熱流道，可以消除廢料的產(chǎn)生，但流道過(guò)長(zhǎng)加熱較復(fù)雜，而且ABS塑料流動(dòng)性較好易產(chǎn)生涎流現(xiàn)象，改用PP等其它符合熱流道的塑料，不僅塑性能不能滿足制件功能要求，而且增加生產(chǎn)成本。

結(jié)合塑件注射可行性和經(jīng)濟(jì)性，對(duì)比以上3個(gè)方案，本次設(shè)計(jì)選擇方案一。

2.2確定型腔分型面及型腔數(shù)目

模具上用以取出制品及澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表而稱為分型面，在制品設(shè)計(jì)時(shí)，必須要考慮成型時(shí)分型面的形狀和位置，否則無(wú)法用模具成型。因側(cè)向合模鎖緊力較小，故對(duì)于投影畫(huà)較大的大型制品，應(yīng)將投影面積大的分型面放在動(dòng)、定模的合模主平面上，而將投影面積較小的分型面作為側(cè)向分型面。本模具的分型而選擇在塑件的大平面處。采用1模2腔結(jié)構(gòu)。

2.3型腔、型芯的結(jié)構(gòu)

(1)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：本設(shè)計(jì)采用嵌入式型腔結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于中小型塑件的模具中。加工方法可采用普通機(jī)加工、數(shù)控機(jī)床、電火花、電鑄成型等方法。將一個(gè)整體型腔嵌入到型腔固定板中，嵌入的型腔材料可用低碳鋼或低碳合金鋼，滲碳淬火后拋光。

(2)型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：型芯是用來(lái)成型塑料制品的內(nèi)表面的成型零件。本模具中型芯采用組合式型芯結(jié)構(gòu)。采用該種結(jié)構(gòu)可節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼，便于機(jī)加工和熱處理，也便于動(dòng)模和定模位置精度，即有利于型芯冷卻和排氣的實(shí)施。

2.4澆口的設(shè)計(jì)

澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。其主要作用有兩個(gè)：一是塑料熔體流經(jīng)的通道；二是澆口的適時(shí)凝固可控制保壓時(shí)間。在點(diǎn)澆口的限制性斷面前加工出圓弧，有利于延緩澆口處熔體凍結(jié)，對(duì)向型腔中補(bǔ)料有利。根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)要求，本設(shè)計(jì)采用點(diǎn)澆口形式。

點(diǎn)澆口的參數(shù)：由推薦值取點(diǎn)澆口直徑d=1.2mm，澆門(mén)長(zhǎng)度L=1mm。

2.5冷料穴的設(shè)計(jì)

當(dāng)分流道設(shè)計(jì)得比較長(zhǎng)時(shí)，其末端留有冷料穴。其作用是收集塑料熔體的前鋒冷料，以防前鋒冷料堵塞澆口或進(jìn)入型腔，造成充模不足或影響制品的熔接強(qiáng)度或形成冷疤等缺陷。常用的冷料穴主要有帶工形拉料桿的冷料穴、帶推桿的倒錐形冷料穴，帶推桿的圓形冷料穴、帶拉料桿的球頭形冷料穴、帶椎桿的菌形冷料穴、主澆道延長(zhǎng)式冷料穴。本次設(shè)計(jì)采用的是帶工形拉料桿的冷料穴，其特點(diǎn)是容易加工，而且有利于脫模時(shí)除去澆道口廢料，如圖3所示。

模具結(jié)構(gòu)及其工作過(guò)程

模具的分型面選擇在塑件的大平面處，1模2件。為減少澆口疤痕，采用點(diǎn)澆口注射。模具的結(jié)構(gòu)如圖4所示。

1動(dòng)模座板28122124263136螺釘31418導(dǎo)柱416導(dǎo)套5墊塊6支撐板7凸模板9凹模板10限位拉板11限位圓柱銷1328彈簧15定模座板17凸模型芯鑲塊19推桿固定板20推板2223推桿25限位擋塊27彈簧墊圈29滑塊30楔塊32斜導(dǎo)柱圓定板33斜導(dǎo)柱34定位圏35澆口套37拉料桿38復(fù)位桿39限位釘

由于模具的凸模部分存在很多孔和凸臺(tái)，本設(shè)計(jì)凹模采用整體式凹模結(jié)構(gòu)。凸模采用組合式凸模結(jié)構(gòu)，比較緊湊。針對(duì)側(cè)向抽芯距離比較短的情況，設(shè)計(jì)了二次分型滑動(dòng)抽芯結(jié)構(gòu)。注射成型后，先從I—I而進(jìn)行一次分型，完成側(cè)向抽芯動(dòng)作，當(dāng)限位圓柱銷碰到限位拉板的端頭時(shí)開(kāi)始從Ⅱ-Ⅱ面二次分型，目的是拉斷點(diǎn)澆口，塑件包緊在凸模型芯上，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到一定距離時(shí)，然后注射機(jī)推動(dòng)推桿固定板，推桿發(fā)生作用，推出塑件脫落。同時(shí)拉料桿將凝料推出自動(dòng)脫落。

模具的工作過(guò)程：注射成型后，開(kāi)模時(shí)，在彈簧13和凝料拉料桿37的拉緊作用下，從I—I面一次分型，定模底板15與凹棋板9分開(kāi)，凝料留在凹模板9一側(cè)；凹模板9帶動(dòng)滑塊29后移，在斜導(dǎo)柱33的作用下，滑塊29在凸模板7上沿著導(dǎo)軌作橫向移動(dòng)從而完成側(cè)向抽芯動(dòng)作。當(dāng)限位圓柱銷11的端頭碰到限位拉板的端頭時(shí)凹模板9停止不動(dòng)，一次分型結(jié)束，滑塊29與凸模板7繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，開(kāi)始從Ⅱ—Ⅱ而二次分型，首先拉斷點(diǎn)澆口，在塑件包緊凸模的包緊力作用下，塑件隨著凸模型芯17繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)到一定距離時(shí)，注射機(jī)的頂桿推動(dòng)推桿固定板19，帶動(dòng)推桿將塑件推出動(dòng)模，同時(shí)拉料桿37將疑料推出。

模具合模時(shí)，動(dòng)模運(yùn)動(dòng)到Ⅱ—Ⅱ分型面使型芯和型腔嚙合。推桿22、23和復(fù)位桿38首先復(fù)位；繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊29在楔塊30和斜導(dǎo)柱33的作用下，產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，壓制滑塊29沿導(dǎo)軌產(chǎn)生橫向運(yùn)動(dòng)，迫使滑塊復(fù)位，當(dāng)凹模板9、和定模座板15完全嚙合時(shí)，結(jié)束合模。

開(kāi)始下一個(gè)工作循環(huán)過(guò)程。

注塑成型工藝簡(jiǎn)介

注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過(guò)機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的保壓冷卻以后，開(kāi)啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為三個(gè)階段的工作。

（1）物料準(zhǔn)備；成型前應(yīng)對(duì)物料的外觀色澤、顆粒情況，有無(wú)雜質(zhì)等進(jìn)行檢驗(yàn)，并測(cè)試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)。對(duì)于吸濕性強(qiáng)的塑料，應(yīng)根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件的熱膨脹系數(shù)，對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，以避免收縮應(yīng)力和裂紋，有的塑料制品還需要選用脫模劑，以利于脫模。

（2）注塑過(guò)程；塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，進(jìn)入模腔內(nèi)的流動(dòng)可分為注射，保壓，倒流和冷卻四個(gè)階段，注塑過(guò)程可以用如圖所示3.1所示。圖中T0代表螺桿或柱塞開(kāi)始注射熔體的時(shí)刻；當(dāng)模腔充滿熔體（T=T1）時(shí)，熔體壓力迅速上升，達(dá)到最大值P0。從時(shí)間T1到T2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會(huì)繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補(bǔ)因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在流動(dòng)，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔壁固化，另一端沿流動(dòng)方向排列）容易被凝結(jié)，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段。這一階段的時(shí)間越長(zhǎng)，分子定向的程度越高。從螺桿開(kāi)始后退到結(jié)束（時(shí)間從T2到T3），由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會(huì)發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓力迅速下降。倒流一直進(jìn)行到澆口處熔體凝結(jié)時(shí)為止。其中，塑料凝結(jié)時(shí)的壓力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素。

（3）制件后處理；由于成型過(guò)程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動(dòng)非常復(fù)雜，再加上流動(dòng)前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力，脫模后除引起時(shí)效變形外，還會(huì)使制件的力學(xué)性能，光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)開(kāi)裂。故有的塑件需要進(jìn)行后處理，常用的后處理方法有退火和調(diào)濕兩種。

退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力，此外，退火還可以對(duì)制件進(jìn)行解除取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的10~20度至熱變形溫度以下10~20度之間；調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強(qiáng)、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件.調(diào)濕處理所用的加熱介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀溶液（沸點(diǎn)為121℃，加熱溫度為100～121℃，保溫時(shí)間與制件厚度有關(guān)，通常取2～9小時(shí)。

注塑機(jī)基本參數(shù)

注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱注射量,注射壓力,注射速度,塑化能力,鎖模力,合模裝置的基本尺寸,開(kāi)合模速度,空循環(huán)時(shí)間等.這些參數(shù)是設(shè)計(jì),制造,購(gòu)買(mǎi)和使用注塑機(jī)的主要依據(jù).

(1)公稱注塑量；指在對(duì)空注射的情況下,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時(shí),注射裝置所能達(dá)到的最大注射量,反映了注塑機(jī)的加工能力.

(2)注射壓力；為了克服熔料流經(jīng)噴嘴,澆道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力,螺桿(或柱塞)對(duì)熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力.

(3)注射速率；為了使熔料及時(shí)充滿型腔,除了必須有足夠的注射壓力外,熔料還必須有一定的流動(dòng)速率,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注射速度.

常用的注射速率如表3-4所示。

表4-4注射量與注射時(shí)間的關(guān)系

注射量/CM125250500100020004000600010000

注射速率/CM/S125200333570890133016002000

注射時(shí)間/S11.251.51.752.2533.755

(4)塑化能力；單位時(shí)間內(nèi)所能塑化的物料量.塑化能力應(yīng)與注塑機(jī)的整個(gè)成型周期配合協(xié)調(diào),若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時(shí)間長(zhǎng),則不能發(fā)揮塑化裝置的能力,反之則會(huì)加長(zhǎng)成型周期.

(5)鎖模力；注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力,在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開(kāi).

(6)合模裝置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉桿空間,模板間最大開(kāi)距,動(dòng)模板的行程,模具最大厚度與最小厚度等.這些參數(shù)規(guī)定了機(jī)器加工制件所使用的模具尺寸范圍.

(7)開(kāi)合模速度；為使模具閉合時(shí)平穩(wěn),以及開(kāi)模,推出制件時(shí)不使塑料制件損壞,要求模板在整個(gè)行程中的速度要合理,即合模時(shí)從快到慢,開(kāi)模時(shí)由慢到快在到停.

(8)空循環(huán)時(shí)間；在沒(méi)有塑化,注射保壓,冷卻,取出制件等動(dòng)作的情況下,完成一次循環(huán)所需的時(shí)間.