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充電器后蓋注射模設(shè)計
1 緒 論
1.1 模具工業(yè)在生產(chǎn)中的重要地位
隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，新的技術(shù)革命不斷取得新的進展和突破，技術(shù)的飛躍發(fā)展已經(jīng)成為推動世界經(jīng)濟增長的重要因素。市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，促使工業(yè)產(chǎn)品越來越向多品種、小批量、高質(zhì)量、低成本的方向發(fā)展，為了保持和加強產(chǎn)品在市場上的競爭力，產(chǎn)品的開發(fā)周期、生產(chǎn)周期愈來愈短，于是對制造各種產(chǎn)品的關(guān)鍵工藝裝備—模具的要求越來越苛刻，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的基礎(chǔ)之一。在儀器儀表、家用電器、交通、通訊、等各行各業(yè)中，有70%以上的產(chǎn)品是用模具來加工成型的。其中以塑料模成型工業(yè)在基礎(chǔ)工業(yè)中的地位和對國民經(jīng)濟的影響顯得日益重要。
1.2 塑料工業(yè)的發(fā)展歷程
塑料工業(yè)是新興的工業(yè)，是隨著石油工業(yè)的發(fā)展應運而生的，目前塑料制件幾乎已經(jīng)進入一切工業(yè)部門以及人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€領(lǐng)域。塑料工業(yè)又是一個飛速發(fā)展的工業(yè)領(lǐng)域。世界塑料工業(yè)從20世紀30年代前后開始研制到目前的塑料產(chǎn)品系列化、生產(chǎn)工藝自動化、連續(xù)化以及不斷開拓功能塑料新領(lǐng)域，它經(jīng)歷了初始階段（30年代以前）、發(fā)展階段（30年代）、飛速發(fā)展階段（50至60年代）和穩(wěn)定增長階段（70年代至今）等這樣幾個階段。塑料作為一種新的工程材料，其不斷被開發(fā)與應用，加之成型工藝的不斷成熟、完善與發(fā)展，極大地促進了塑料成型方法的研究與應用和塑料成型模具的開發(fā)與制造。隨著工業(yè)塑料制件和日用塑料制件的品種和需求量日益增加，這些產(chǎn)品的更新?lián)Q代的周期越來越短，因此對塑料的品種、產(chǎn)量和質(zhì)量都提出了越來越高的要求。
1.3 塑料成型技朮的發(fā)展趨勢
在塑料制品的生產(chǎn)中，高質(zhì)量的模具設(shè)計、先進的模具設(shè)備，合理的加工工藝、優(yōu)質(zhì)的模具材料和現(xiàn)代化的成型設(shè)備等是成型優(yōu)質(zhì)塑件的重要條件。一副優(yōu)良的注射?？沙尚蜕习偃f次，一副好的壓縮模能成型25萬次以上，這與上面的因素有很大的關(guān)系。下面從塑料模的設(shè)計、制造、模具的材料以及成型技朮等方面，簡述塑料成型技朮的發(fā)展趨勢。
1) CAD/CAE/CAM技朮的快速發(fā)展和推廣應用 塑料制件應用的日益廣泛和大型塑件及復雜曲面塑件的不斷開發(fā)，對塑料成型模具的設(shè)計與制造提出的要求愈來愈高，傳統(tǒng)的模具設(shè)計與制造方法已不能適應這樣的要求。CAD/CAE/CAM技朮給模具工業(yè)帶來了巨大的變革，成為模具技朮最重要的發(fā)展方向。目前，我們國家的一些重點企業(yè)、一些合資和獨資企業(yè)，在模具CAD/CAE/CAM技朮的推廣與應用方面已取得了初步的成功。但實事求用與推廣方面還存在著一定的差距，有待于進一步的改進與完善。
2) 各種模具新材料的研制和使用 模具材料的選用在模具的設(shè)計與制造中是一個比較重要的問題，它直接影響到模具的制造工藝、模具的使用壽命、塑件的成型質(zhì)量和模具的加工成本等。模具研究者對此進行了大量的研究分析，并且已開發(fā)出了許多具有良好使用性能和加工性能好、熱處理變形小的新型模具鋼種，取得了很大的成果。
3) 塑件制品的微型化、超大型化和精密化 為了滿足塑料制品在各種工業(yè)產(chǎn)品中的使用要求，塑料成型技朮正朝著微型化、大型甚至超大型化和精密化方向發(fā)展。微型化的塑料制件要求在微型化的設(shè)備上生產(chǎn)。國內(nèi)已經(jīng)能生產(chǎn)0.5g的微型注射機?？梢陨a(chǎn)0.1g左右的微型塑件。對于大型的注射塑件要求有大型，超大型的注射機。國內(nèi)的注射機的注射量也達到了3.5×100000g，合力達到80MN。
4) 模具的標準化 為了滿足大規(guī)模制造塑件成型模具和縮短模具制造周期的需要塑料模具的標準化工作就顯得十分重要。熱流道標準組件和模具的溫度控制標準以及精密標準模架和精密導向組件目前都正在進行重點研究和開發(fā)，已經(jīng)取得了一些成果并正在推廣應用。
2 充電器后蓋注塑模工藝規(guī)程的編制
2.1 明確設(shè)計任務書和準備必要的技術(shù)資料
注塑模設(shè)計工作必須以模具設(shè)計任務書作為依據(jù)，由設(shè)計任務書了解塑料制品的技術(shù)圖樣、生產(chǎn)綱領(lǐng)、使用要求，注塑成型工藝規(guī)程以及對模具質(zhì)量的要求和完成時間等內(nèi)容，明確設(shè)計任務之后，通過必要的技術(shù)資料進行初步設(shè)計。
2.2 塑件的工藝性分析
該塑件是充電器的一個后蓋，其塑件圖如圖所示，本塑件的材料采用苯乙烯-丁二烯-丙烯晴（ABS），生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。
2-1 塑件圖
2.2.1 塑件的原材料分析
塑件的材料采用ABS屬熱塑性塑料。它的成型特性為：
(1) 無定行料，其品種牌號很多，各品種的機電性能及成型特性也各有差異，應按品種確定成型方法及成型條件。
(2) 吸濕性強，含水量應小于0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應要求長時間預干燥。
(3) 流動性中等，溢邊料0.04mm左右。（流動性比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸脂、聚乙烯好）
(4) 比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對耐熱，高抗沖擊和中抗沖擊性樹脂料溫更宜取高）。料溫對物性影響較大，料溫過高宜分解（分解溫度為250℃，比聚苯乙烯宜分解）。對要求精度高的塑件模溫宜取50℃～60℃ ，要求光澤及耐熱塑料宜取60℃～80℃。注射壓力應比加工聚苯乙烯的高，一般用柱塞式注射機時料溫為180℃～230℃，注射壓力為100℃～140℃，螺桿式注射機宜取160℃～220℃，注射壓力70℃～100℃。
(5) 模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng)對料流阻力小，澆口處外觀不良宜發(fā)生熔接痕，應注意選擇澆口位置、形式，頂出力過大或機械加工時塑件表面顯現(xiàn)“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失），脫模斜度宜取2°以上。
成型時注意事項：
(1) 因ABS原料粒料及宜吸潮，致使制品出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷，因此成型前需充分干燥，含水率控制在0.1%以下。
(2) ABS流動性好，流動距離比，即流動長度L與該處制品壁厚T之比達190，因而不易出現(xiàn)飛邊、熔痕等溫度低，有利于成型，但含橡膠組分多的ABS流動性較差。
(3) 耐熱級和電鍍級ABS的料筒溫度要稍高，而阻燃級和抗沖擊級稍低。
2.2.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析
(1) 結(jié)構(gòu)分析 要想獲得合格的塑料制件除選用塑料的原材料外，還必須考慮塑件的結(jié)構(gòu)工藝性，塑件的結(jié)構(gòu)工藝性與模具設(shè)計有直接關(guān)系，只有塑件設(shè)計滿足成型工藝要求，才能設(shè)計出合理的模具結(jié)構(gòu)以防止成型時產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷、及開裂等缺陷，達到提高生產(chǎn)率和降低成本的目的。
從零件圖上分析，模具設(shè)計時必須設(shè)置側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，該零件屬于中等復雜程度。
(2) 尺寸精度分析 塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸相符合程度，即所獲得塑件尺寸的準確度。塑件的尺寸精度與模具的制造精度，模具的磨損程度，塑件收縮率的波動及成型時工藝條件的變化，塑件成型后的時效變化和模具的結(jié)構(gòu)形式等有關(guān)，因此，塑件 的尺寸精度往往不高，應在保證使用要求的前提下盡可能選用低精度等級。
由于該塑件上尺寸公差均為未注尺寸公差。查表可知ABS材料的制件為MT5級。即：mm,mm,mm,mm,mm,mm, mm,
mm,mm,mm,mm,mm,mm,mm。
以上分析可見，該零件的尺寸精度中等偏上，對應的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。
從零件的壁厚上來看，壁厚最大處為1.5mm，最小處為0.8mm，較均勻，有利于成型。
(3) 表面質(zhì)量分析 該零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺、內(nèi)部不得有導電介質(zhì)外，零件外表面要求表面粗糙度為Ra6.3，且要有光澤。除此外沒有特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實現(xiàn)。
綜上分析可以看出，注塑時在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。
2.2.3 計算塑件的體積和質(zhì)量
計算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)。
計算塑件的體積：
V=1330 (由PRO/E量得)
計算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計手冊查得ABS的密度為P=1.46g/
故零件的質(zhì)量為：
W=VP
=1330×1.46×
=2g
2.3 成型設(shè)備的選擇
注射模具是安裝在注射機上的，模具與注射機應當相適應，這將關(guān)系到制件的質(zhì)量，均勻性及成型周期。一副模具放在許多型號和規(guī)格的注射機上使用，均可能獲得令人滿意的效果，但是只有該模具的注射量、鎖模力、注射速度和總的循環(huán)操作都與預想值相同的情況下才能取得最佳效果。選擇注塑機時，必須保證制品的注射量小于注射機允許的最大注射量。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，制品注射量一般不超過注射機最大注射量的80%，此模具采用一模兩腔。
2.3.1 注射量的校核
模具型腔能否充滿與注射機允許的最大注射量密切聯(lián)系，設(shè)計模具時應保證注塑模內(nèi)所需融體總量在注射機實際的最大注射量；根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，注射機的最大注射量是允許最大注射量的80%。
由+ ≤80%
計算可得滿足使用要求。
2.3.2 注射壓力校核及鎖模力校核
注射壓力校核是檢驗注射機的最大注射壓力能否滿足制品成型的需要，注射壓力的大小與制品的復雜程度、模具結(jié)構(gòu)、塑件品種、注射速度、流動比、噴嘴及模具流道系統(tǒng)以及注射機類型等因素有關(guān)。ABS的注射壓力為60MPa～100MPa，而XS-ZY-125型注射機的注射壓力為119MPa。故滿足注射壓力的需要。
注射成型時，模具所需的鎖模力與塑件在水平分型面上的投影面積有關(guān)，為了可靠的鎖模，不使成型過程中出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，應使塑料融體時型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機額定鎖模力。
即（+）P
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