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無錫太湖學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題目： 基于Pro/E的便攜式手機(jī)充電器
上蓋的注塑模設(shè)計(jì)
信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動化 專業(yè)
學(xué) 號： 0923225
學(xué)生姓名： 顧 亞 勵(lì)
指導(dǎo)教師： 曹亞玲 （職稱：講師）
（職稱： ）
2013年5月25日
無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
誠 信 承 諾 書
本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于Pro/E的便攜式手機(jī)充電器上蓋的注塑模設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。
班 級： 機(jī)械 95
學(xué) 號： 0923225
作者姓名：
2013 年 5 月 25 日
無錫太湖學(xué)院
信 機(jī) 系 機(jī)械工程及自動化 專業(yè)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書
一、題目及專題：
1、題目 基于Pro/E的便攜式手機(jī)充電器上蓋的注塑模設(shè)計(jì)
2、專題
二、課題來源及選題依據(jù)
模具是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備，用模具生成制件所表現(xiàn)出來的高精度、高一致性、高生產(chǎn)率和低能耗是其他加工制造方法所不能比擬的。在江浙滬地區(qū)模具制造企業(yè)占有相當(dāng)大的比例，近年來，中國模具工業(yè)將繼續(xù)朝著信息化、數(shù)字化、精細(xì)化、自動化的方向發(fā)展。Pro/E作為CAD/CAM技術(shù)的主流軟件，其模具解決方案涉及模具的設(shè)計(jì)、制造的整個(gè)流程，從而在這些模具企業(yè)當(dāng)中獲得廣泛的應(yīng)用。作為區(qū)域經(jīng)濟(jì)所亟需的機(jī)械（模具）類專業(yè)人才，應(yīng)用型本科高校畢業(yè)生掌握此類的CAD/CAM軟件是相當(dāng)重要的一項(xiàng)技能。
本課題旨在通過對手機(jī)上蓋板產(chǎn)品的模具設(shè)計(jì)，鞏固學(xué)生模具設(shè)計(jì)和模具計(jì)算能力；通過對三維實(shí)體模型的模具設(shè)計(jì)使學(xué)生掌握注塑模設(shè)計(jì)方法，建立一套與產(chǎn)品造型參數(shù)相關(guān)的三維實(shí)體模具，最終使學(xué)生能夠利用所學(xué)知識獨(dú)立分析與解決設(shè)計(jì)過程中產(chǎn)生的實(shí)際問題，為今后工作打下一定的基礎(chǔ)。
三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：
① 熟悉注塑模具發(fā)展歷程，以及當(dāng)前模具制造行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。
② 能綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識（如注塑模成型與模具設(shè)計(jì)）進(jìn)行中等復(fù)雜程度模具的設(shè)計(jì)和計(jì)算。
③ 熟練掌握CAD/CAM軟件Pro/E的三維造型、模具設(shè)計(jì)的原理和方法。在Pro/E的模具設(shè)計(jì)模塊中設(shè)計(jì)成型零件。
④ 熟練掌握利用專家系統(tǒng)(燕秀)設(shè)計(jì)整套標(biāo)準(zhǔn)模架的流程和方法。
⑤ 根據(jù)三維模架生成手機(jī)上蓋板塑件注塑模的二維工程圖。
⑥ 論文正文依據(jù)充分正確，有一定見解，文字通順，條理清楚。
四、接受任務(wù)學(xué)生：
機(jī)械 95 班 姓名 顧 亞 勵(lì)
五、開始及完成日期：
自2012年11月12日 至2013年5月25日
六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）：
指導(dǎo)教師 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學(xué)科組組長研究所所長〕 簽名
系主任 簽名
2012年11月12日
摘 要
本課題研究的是便攜式手機(jī)電源充電器上蓋注塑模設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)對手機(jī)電源充電器上蓋零件進(jìn)行了工藝分析，確定了手機(jī)電源充電器上蓋的分型面及成型方法。塑件的材料采用ABS，同時(shí)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，設(shè)計(jì)了一模兩腔的注塑模具，然后重點(diǎn)闡述塑料手機(jī)電源充電器上蓋零件注塑模的主要內(nèi)容部分，主要有：根據(jù)年產(chǎn)量等確定型腔數(shù)目及校核，注塑機(jī)類型和規(guī)格選擇及有關(guān)工藝參數(shù)的校對，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，成型零件設(shè)計(jì)，脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，冷卻機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)。并對模具結(jié)構(gòu)與注塑機(jī)的規(guī)格進(jìn)行了匹配校核。完成便攜式手機(jī)電源充電器上蓋板的注塑模具總體裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和相關(guān)主要零件的設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞 ：便攜式；手機(jī)電源充電器上蓋；側(cè)澆口；注塑模具
Abstract
This topic is the study of the portable mobile power charger cover injection mold design. In this paper, the mobile power charger cover parts are analyzed in technology, determined the mobile power charger cover forming method, using ABS plastic parts material, at the same time according to the production program, design a mold two cavity injection mouid, and then emphasis on mobile power charger cover plastic parts injection mold design, mainly include: determine the cavity number and checking, according to the annual selection types and specifications of injection molding machine and relevant process parameters of proofreading, the design of the gating system, molding parts design, mechanism design, demoulding mechanism, cooling mechanism design and the exhaust system design. Matching of mould structure and injection molding machine for checking. Complete portable mobile phone power charger cover overall equipment structure design of injection mold and parts design.
Key word：portable type; Mobile power charger on the cover; side gate;
plastic injection mould
目 錄
摘 要 III
Abstract IV
目 錄 V
1 緒論 1
1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義 1
1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況[1] 1
1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 2
2 塑件材料與工藝分析 3
2.1 塑件工藝分析 3
2.1.1 設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮的問題[2] 3
2.1.2 尺寸和精度 3
2.1.3 塑件的圖形 3
2.1.4 塑件材料 4
2.2 型腔數(shù)目的確定 4
2.3 型腔數(shù)目的校核 4
3 塑件的體積估算和注射機(jī)型號的選擇 6
3.1 塑件體積 6
3.2 注射機(jī)的類型和規(guī)格選擇[3] 6
3.3 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校對 7
3.3.1 注塑量 7
3.3.2 鎖模力 7
3.3.3 注射機(jī)壓力的校核 7
4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8
4.1 主流道的設(shè)計(jì)[4] 8
4.2 冷料井和拉料桿的設(shè)計(jì) 8
4.3 分流道的設(shè)計(jì) 8
4.4 澆口的設(shè)計(jì) 9
5 成型零部件的設(shè)計(jì) 11
5.1 分型面的確立 11
5.2 排氣槽的設(shè)計(jì) 11
5.3 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11
5.3.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12
5.3.2 凹模的工作尺寸計(jì)算 12
5.3.3 凹模的外形尺寸計(jì)算 15
5.3.4 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17
5.3.5 凸模的外形尺寸計(jì)算 18
6 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20
6.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 20
6.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 20
7 塑件脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22
7.1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)[5] 22
7.2 復(fù)位的設(shè)計(jì) 24
7.3 模架的設(shè)計(jì) 24
8 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 26
8.1 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的確定 26
8.2 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 26
8.3 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)相關(guān)參數(shù)的計(jì)算[6] 26
8.3.1 抽芯距離 26
8.3.2 斜導(dǎo)柱傾斜角α的選擇 27
8.3.3 斜導(dǎo)柱直徑的確定 27
8.4 滑塊的設(shè)計(jì) 27
8.4.1 滑塊形狀設(shè)計(jì) 27
8.4.2 滑塊定位裝置設(shè)計(jì) 28
8.4.3 導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì) 28
8.5 鎖緊塊的確定 29
8.5.1 鎖緊塊的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 29
8.5.2 鎖緊塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 29
9 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 30
9.1 冷卻管道計(jì)算及開設(shè)原則 30
9.1.1 冷卻道開設(shè)原則 30
9.1.2 冷卻管道的計(jì)算 30
10 結(jié)論與展望 32
10.1 結(jié)論 32
10.2 不足之處與展望 32
致 謝 33
參考文獻(xiàn) 34
3
1 緒論
1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義
模具是汽車、電子、電器、航空、儀表、輕工、塑料、日用品等工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。沒有模具，就沒有高質(zhì)量的產(chǎn)品。用模具加工的零件，具有生產(chǎn)率高、質(zhì)量好、節(jié)約材料、成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。因此，模具技術(shù)，特別是制造精密、復(fù)雜、大型模具的技術(shù)，已成為衡量一個(gè)國家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志之一。
自改革開放以來，到目前為此制造業(yè)在中國國民經(jīng)濟(jì)中占的比重已占到45%，制造業(yè)部門成為GDP增長的主要支撐力量。
目前世界模具市場供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞動成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。
現(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)，資金密集性的行業(yè)，模具行業(yè)的發(fā)展，可以帶動制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著輻射性的影響。
1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況[1]
隨著計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，CAD/CAE/CAM技術(shù)也日臻成熟，其現(xiàn)代模具中的應(yīng)用將越來越廣泛。利用先進(jìn)的CAD/CAM/CAE技術(shù)進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)與制造，不僅省時(shí)省力，實(shí)現(xiàn)了無圖紙化加工，而且制品的準(zhǔn)確性，減少了試模的次數(shù)，縮短模具的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)周期。模具制造技術(shù)將向集成化、智能化、益人化、高效化方向發(fā)展。最為重要的是保證了模具使用壽命。
模具制造技術(shù)迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分。在塑料成型生產(chǎn)中，先進(jìn)的模具設(shè)計(jì)、高質(zhì)量的模具制造、優(yōu)質(zhì)的模具材料、合理的加工工藝和現(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)良的注射模具可以成型上百萬次，一副優(yōu)良的壓縮模具可以成型25萬次以上，這與上述因素有很大的關(guān)系。具體表現(xiàn)在模具的CAD/CAM技術(shù)，模具的精密成形技術(shù)，模具的超精密加工技術(shù)，模具的激光快速成型技術(shù)，模具在設(shè)計(jì)中采用有限元法、邊界元法進(jìn)行流動、冷卻、傳熱過程的動態(tài)模擬技術(shù)，模具的CIMS技術(shù)，已在開發(fā)的模具DNM技術(shù)以及數(shù)控技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)方面。
由于塑料模具工業(yè)快速發(fā)展及上述各方面差距的存在，因此我國今后塑料模具的 發(fā)展必將大于模具工業(yè)總體發(fā)展速度。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)?；同F(xiàn)代化發(fā)展的同時(shí)，“小而專”、“小而精” 仍舊是一個(gè)必然的發(fā)展趨勢。從技術(shù)上來說，為了滿足用戶對模具制造的“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求，以下的發(fā)展趨勢也較為明顯。
一方面發(fā)展專業(yè)模具廠的技術(shù)優(yōu)勢，使之進(jìn)一步提高對某一類模具的設(shè)計(jì)制造水平；另一方面要不斷采用新技術(shù)、新工藝，提高模具產(chǎn)品的技術(shù)含量。要提高我國的模具技術(shù)水平，必須在以下方面加大努力：
1、開發(fā)精密、大型、復(fù)雜、長壽命的模具，實(shí)現(xiàn)模具國產(chǎn)化；
2、.加速模具標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、商品化生產(chǎn)；
3、大力發(fā)展CAD／CAM／CAE、RPM等先進(jìn)模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)；
4、加大人才培養(yǎng)的力度，使他們盡快掌握模具設(shè)計(jì)和制造中的先進(jìn)技術(shù)。
1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求
模具畢業(yè)設(shè)計(jì)是模具專業(yè)最為重要的環(huán)節(jié)之一，同時(shí)它也是最后的一個(gè)關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)。它是由學(xué)生過渡到生產(chǎn)的一步，由學(xué)校走向工廠的橋梁。是我們第一次系統(tǒng)地把所學(xué)理論應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)。通過此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)制造的各個(gè)環(huán)節(jié)有了更加深入明確的了解從而培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)的能力。
畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的有兩個(gè)，第一個(gè)目的是讓我們掌握模具設(shè)計(jì)的基本技能，如繪圖，計(jì)算，查閱設(shè)計(jì)資料和手冊。熟悉國標(biāo)和各種標(biāo)準(zhǔn)的能力，能夠熟練運(yùn)用三維軟件進(jìn)行繪圖。第二個(gè)目的是了解和掌握模具設(shè)計(jì)與制造的工藝，從而獨(dú)立的設(shè)計(jì)一般的塑料模具，為走出學(xué)校走向社會打下基礎(chǔ)。
本人設(shè)計(jì)的這副模具是塑料成型模具，塑料手機(jī)外殼塑料模具設(shè)計(jì)，這是一種方形狀的塑料外殼。在設(shè)計(jì)過程中我是按照循序漸進(jìn)的方法，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求去做，力求數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)合理，在保證合乎塑料件要求的同時(shí)，力求結(jié)構(gòu)簡單。但是由于本人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，因此考慮的問題可能有些地方不是很全面，設(shè)計(jì)中難免會出現(xiàn)錯(cuò)誤，還望各位老師和同學(xué)指正。在此，我在這里衷心的感謝導(dǎo)師對我的指導(dǎo)和同學(xué)對我的幫助。
2 塑件材料與工藝分析
2.1 塑件工藝分析
2.1.1 設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮的問題[2]
①塑料的物理機(jī)械性能，如強(qiáng)度，彈性，剛性，吸水性等。
②塑料的成型工藝性。
③塑料成型所導(dǎo)致沖模流動，排氣 ，補(bǔ)縮等。
④塑件在成型后的收縮情況以及收縮率差異等。
⑤模具的總體結(jié)構(gòu) ，以及脫模的復(fù)雜程度。
⑥模具零件的形狀和制造工藝。
塑件的設(shè)計(jì)主要包括塑件的形狀，尺寸，精度，壁厚，表面光潔度，斜度，以及塑件上的加強(qiáng)筋等的設(shè)計(jì)。
2.1.2 尺寸和精度
塑料的尺寸精是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品要求尺寸的符合程度，即所獲塑件尺寸的準(zhǔn)確度。影響塑件尺寸精度的因素十分復(fù)雜，首先是模具制造的精度和塑件收縮率的波動，其次是模具的磨損程度。另外，在成型時(shí)工藝條件的變化、塑件成型后的時(shí)效變化、塑件的飛邊等都會影響塑件的精度。因此，塑件尺寸精度的確定應(yīng)該合理選擇，盡可能選用低精度等級。
由于該塑件是方形外殼，所以尺寸和精度要求不是很高，所以經(jīng)分析選擇一般精度等級3級精度。
2.1.3 塑件的圖形
該塑件形狀雖然有不規(guī)則輪廓，但在分模方向沒有阻礙，容易模塑，所以采用單分型面，而且該塑件外表面本身帶有一定的斜度，這樣也更易脫模。
圖 2.1 塑料件
圖 2.2 塑料件
2.1.4 塑件材料
該塑件采用ABS樹脂，起成型特點(diǎn)流動性中等，吸濕性打算，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件必須經(jīng)過長時(shí)間的預(yù)熱干燥，溢邊值0.04mm，適合取高料溫，高模溫，但是料溫過高容易分解，對精度的要求較高的塑件，模溫適合取50~60 °C，對光澤，耐熱塑件，模溫取60~80 °C。注射壓力高于聚苯乙烯。用螺桿式注射機(jī)成型時(shí)，料溫為180~230 °C。注射壓力也比較大。而且有很好的抗沖擊強(qiáng)度和良好的機(jī)械強(qiáng)度以及一定的耐磨性。收縮率為0.3%~0.8%。質(zhì)量密度為1.14 g/cm2。
確定型腔數(shù)目應(yīng)考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面的因素，這些因素包括注射機(jī)的規(guī)格、塑件質(zhì)量要求、成本及交貨周期等。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中要求是年產(chǎn)量40萬件，屬于中批量生產(chǎn)，所以初步確定采用多型腔模具。