分线盒塑料模具设计说明书

摘 要分析了分线盒的结构特征，使用 Pro/E软件进行分模设计，利用注塑模设计专家(EMX)外挂进行其模架的设计。为了减少试模次数，降低设计成本，选用 Moldflow软件对塑件进行模具设计的优化分析，并对分线盒注塑模进行了流动模拟分析。在进行塑件 3D设计后，利用 CAD进行 2D的排位，制图和出图。主要注射模的定模机构、动模机构、浇注系统、导向装置、顶出机构、抽芯机构、冷却和加热装置、排气系统等的设计。塑件流动模拟分析内容包括：充填分析、保压分析、残余应力分析。主要包括，充填时间、平均速度、气穴、熔接痕、体积收缩率、塑件变形等，由此获得满意合理的浇口数量和位置。分析了降低塑件成本的方法，针对批量不大的不同规格结构形式的分线盒，设计成一模多用的模具。只需更换模具中的几个关键零件就可以生产多规格形式的塑件，减少模具数量，成本费大幅度减少。关键词：分线盒； CAD/CAE； 流动分析； 一模多用； 滑动型芯2目录1 绪论 .12 塑件工艺分析 .22.1 塑件分析 .22.2 塑件的原材料分析及工艺参数 .32.2.1 塑件的原材料分析 .32.3 HPVC 的注射工艺参数 .42.4 HPVC 的主要性能指标 .43 注塑机的选型 .53.1 所需注射量的计算 .53.1.1 塑件质量、体积计算 .53.2 注射机型号的选择 .53.3 型腔数量及注射机有关工艺参数的校核 .63.1.1 型腔数量的校核 .63.1.2 注射机工艺参数的校核 .63.1.3 安装尺寸校核 .73.1.4 开模行程和推出机构的校核 .73.1.5 模具尺寸与拉杆内间距校核 .84 分型面的选择 .94.1 确定型腔数量和排列方式 .105 浇注系统设计 .115.1 主流道的设计 .115.2 主流道衬套的形式 .115.3 浇口的结构形式 .125.4 浇注系统的平衡 .126 成型零件的结构设计和尺寸设计 .136.1 成型零部件的结构形式 .136.1.1 凸凹模的结构设计 .136.1.2 成型零部件的工作尺寸的计算 .136.1.3 型腔零件强度、刚度的校核 .147 脱模机构的设计 .167.1 脱模推出机构的设计原则 .167.2 推出机构的设计 .167.2.1 脱模力的计算 .167.2.2 确定顶出方式及顶杆位置 .177.2.3 推杆强度计算 .178 侧抽芯机构的设计 .188.1 滑动堵头与滑动型芯设计 .188.2 斜导柱长度的计算 .189 温度调节系统 .209.1 冷却系统的设计原则 .2039.2 冷却介质的选用 .209.2.1 冷却系统的粗略计算 .2010 模架的确定 .2111 塑件的 Mold flow 分析 .2211.1 有限元法介绍 .2211.2 分线盒模型前处理 .2211.3 分线盒注塑模流动分析及改进 .23致 谢 .28参考文献 .2911 绪论塑件的生产成本包括原料费、水电费、人工费、 模具费等，其中原料费、水电费、人工等与生产塑件的数量成正比关系，模具费分摊到每个塑件的费用与生产塑件的数量密切相关，即模具生产塑件的数量越多，模具费分摊到每个塑件的费用就越少,注射模设计制造周期长，精度要求高，价格昂贵，因此注射模适合大批量生产，但如图 1 所示分线盒塑件，需求量不大或在一段时间内需求量不大，而规格、型号较多，如每一个规格、型号塑件都做 1 副模具，模具数量多，生产周期长，制造费用高，成本高， 缺乏市场竞争力。现设计 1 副一模多用的注射模，只需更换模具中的几个关键零件就可生产多种规格塑件，成本大幅度减少，提高了市场竞争力，企业经济效益也显著提高。22 塑件工艺分析 2.1 塑件分析分线盒主要用于通讯、网络等的分线管接线。从使用要求看，分线盒具有高电绝缘性和难燃、阻燃特性，防尘防潮，因此分线盒塑料选用硬聚氯乙烯(HPVC)。HPVC 成型性能好，使用性能稳定，货源充足，价格合理，收缩率 0615，溢料值 0.06mm，可满足使用和成型要求。 图 (a)为四通分线盒，有 4 个通路口， mm+0.2通路口与分线管相配， 6402mm 尺寸与分线盒盖相配，这 2 组尺寸精度要求较高，其余尺寸精度只作一般要求。塑件上 4 个通路 mm 与分线盒的主分型面垂直，为+0.2外侧凸起和侧孔，为便于开模取件必须设计侧抽芯结构，而且为节约制造成本，侧抽芯的结构必须实现一模多用，只需要更换其中的部分零件就可以生产 5 种不同规格的制品。要生产的制件如图 2-1 所示常州工学院毕业设计3图 2-1 分线盒二维图图 2-2 分线盒三维图2.2 塑件的原材料分析及工艺参数2.2.1 塑件的原材料分析塑件的原材料采用硬聚氯乙烯（HPVC）属热塑性塑料。从实用性能上看，有较好的抗拉、抗弯、抗压抗冲击性能，有较好的电器绝缘性能。但热稳定性较差，长时间加热会导致分解，放出氯化氢气体。从成型性能上看，易放出氯化氢，必须加入稳定4剂和润滑剂，并严格控制温度及熔料的滞留时间，模具浇注系统应粗短，进料口截面易大，模具应有冷却装置。a) 尺寸精度分析b) 根据任务书的要求：该零件工作尺寸的制造精度为 IT9 级。塑件最大壁厚为3mm,最小为 2mm,壁差为 1mm,较均匀，有利于零件成型。从课本塑料成型加工与模具表 4-2 得：壁厚为 2mm.c) 表面质量分析 d) 该零件的表面除要求没有缺陷、毛刺、内部不得有导电杂质外，没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。2.3 HPVC 的注射工艺参数（a） 、注射机：螺杆式（b） 、螺杆转速(r/min)：1525（c） 、料筒温度（）： 后段：150160中段：165170前段：170180（d） 、喷嘴温度（）： 180200 ；喷嘴形式：通用型。（e） 、模具温度（）： 3060 （f） 、注射温度（）： 190215（g） 、注射压力（MPA）：80130 （h） 、保压压力（MPA）：4060 （i） 、成型时间（S）：注射 25；保压 1540；成型周期 4090；冷却 1540。2.4 HPVC 的主要性能指标表 2-1 HPVC 的主要性能指标密度（g/cm3） 1.35-1.45 屈服强度/Map 35-50质量体积（cm/g） 0.69-0.74 抗拉强度/Map 35-50吸水率 24h/% 0.07-0.4 拉弯弹性模量/Gap 2.4-4.2玻璃化温度/ 87 抗弯强度/Map 90熔点/ 160-212 弯曲弹性模量/Map 0.05-0.09计算收缩率/% 抗弯强度/Map比热容/（j/(kg*k)） 1260 抗剪强度/Map常州工学院毕业设计53 注塑机的选型注射机为塑料注射成型所用的主要装备，因此设计注射模是应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。注射机规范的确定是根据素件的大小及型腔的数目和排列方式，再确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出形程，开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相配的注射机。3.1 所需注射量的计算3.1.1 塑件质量、体积计算根据任务书提供的塑件图样，建立塑件模型并对此模型分析得：塑件体积 ： 3127.5cmV塑件质量： 40g（1） 浇注系统凝料体积的初步计算可按塑件体积的 0.6 倍计算，由于该模具采用一模一腔，所以浇注系统凝料体积为：3210.6.5cmV（2） 该模具一次注射所需塑料体积： （3-1）3012=7.+=4质量： （3-2）0156.8MPg3.2 注射机型号的选择近年来我国引进注射机型号很多，国内注射机生产厂的新机型也日益增多。掌控使用设备的技术参数是注射模型设计和生产所必需的技术准备。在设计模具时。最好查阅注射机生产厂家提供的注射机使用说明书上标明的技术参数。根据以上初步计算初步选定型号为 XSZY250 型卧式注射机。 表 3-1 注射机的主要技术参数螺杆直径/mm 50 拉杆内间距/mm 448x370螺杆长径比 最大模具厚度/mm 3506理论容量/cm3 250 最小模具厚度/mm 250注射质量/g 推出行程/mm注射速率(g/s) 顶出力/ken塑化能力(g/s) 顶出杆根数额定注射压力/Mpa 1300 定位孔直径/mm 125螺杆转速/(r/min) 顶出中心孔直径/mm 40锁模力/ken 180 喷嘴球半径 SR/mm 18开模行程/mm 350 喷嘴孔半径/mm 43.3 型腔数量及注射机有关工艺参数的校核3.1.1 型腔数量的校核（1）由注射机额定注射量确定型腔数量（3-1）0.84.17gjnV注射机额定注射量gV浇注系统工程凝料量j单个塑料的