插座零件塑料注塑模具设计【30张图纸】【工序卡】【优秀】
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插座零件塑料注塑模具设计
52页-24000字数+说明书+开题报告+中期报告+30张CAD图纸
中期报告.doc
动模型腔.dwg
动模板.dwg
塑料模塑件尺寸公差.xls
定位环.dwg
定模型芯.dwg
定模板.dwg
导套.dwg
导柱.dwg
小构件2张.dwg
工业插座零件参数计算.doc
拉料杆.dwg
推杆.dwg
推板.dwg
推板固定板.dwg
推板工序卡片12张.dwg
插座零件.dwg
插座零件塑料注塑模具设计开题报告.doc
插座零件塑料注塑模具设计论文.doc
斜导柱.dwg
胶口衬套.dwg
装配图.dwg
顶杆.dwg
目 录
1 绪论1
1.1前言1
1.2 模具发展现状及发展方向1
2 塑料材料分析5
2.1 塑件材料的选择5
2.2 塑件收缩率与模具尺寸的关系7
3 塑件的工艺分析9
3.1 塑件的结构设计9
3.2 塑件尺寸及精度10
3.3 塑件表面粗糙度11
3.4 塑件的体积和质量11
4 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定12
4.1 注射成型工艺过程分析12
4.2 浇口种类的确定13
4.3 型腔数目的确定13
4.4 注射机的选择和校核13
4.4.1 注射量的校核14
4.4.2 型腔数量的确定和校核15
4.4.3 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核15
4.4.4 模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核16
5 注射模具结构设计18
5.1 分型面的设计18
5.2 型腔的布局18
5.3 浇注系统的设计19
5.3.1 浇注系统组成19
5.3.2 确定浇注系统的原则19
5.3.3 主流道的设计20
5.3.4 分流道的设计21
5.3.5 浇口的设计21
5.3.6 冷料穴的设计21
5.4 注射模成型零部件的设计22
5.4.1 成型零部件结构设计22
5.4.2 成型零部件工作尺寸的计算23
5.5 排气结构设计24
5.6 脱模机构的设计24
5.6.1 脱模机构的选用原则24
5.6.2 脱模机构类型的选择25
5.6.3 推杆机构具体设计25
5.7 注射模温度调节系统26
5.7.1 温度调节对塑件质量的影响26
5.7.2 冷却系统之设计规则26
5.8 模架及标准件的选用27
5.8.1 模架的选用27
5.9 侧向抽芯机构类型选择28
5.10 斜导柱侧向抽芯机构设计计算以及抽芯结构28
5.11 导套的设计31
5.12 模具开合运作过程32
6 主要尺寸计算33
6.1 斜导柱尺寸计算33
6.1.1 斜导柱直径的计算33
6.1.2 斜导柱长度计算34
6.2 型芯垫板厚度计算35
7 模具材料的选用37
7.1 塑料模具用钢的必要条件37
7.2 选择钢材的条件37
7.3 模具选材37
7.4 模具的表面粗糙度38
7.5 注塑模具强度分析计算38
8 模具可行性分析和环境分析40
8.1本模具的特点40
8.2市场效益及经济效益分析40
8.3模具的环保分析40
附录40
总结41
参考文献44
致 谢45
摘 要
本文介绍了插座零件塑料注塑模具的设计，主要包括：塑件材料的分析；注塑机的选择；模具结构的设计；成型零件的设计；抽芯机构的设计等。
本文是关于注塑模具的设计，该模具结构简单，成型分型都非常简单。依据产品的数量和塑料的工艺性能确定了以双分型面注塑模的方式进行设计，采用一模一腔，采用了点浇口进行浇注，推出形式为推杆推出机构完成塑件的推出。在正确分析塑件工艺特点和ABS材料的性能的后。详细介绍了对凸模，凹模，浇注系统，脱模机构，侧抽芯系统，选择标准零件的设计与非标件的设计过程。
通过本设计，可以对注塑模具和绘图软件有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理；通过对CAD和PRO/e的学习，可以建立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率。
关键词：插座零件；注塑模具；侧抽芯机构；侧浇口
2 塑料材料分析
2.1塑件材料的选择
a. 塑件材料的选择
选用ABS（即丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物）
色调：浅象牙色不透明
生产批量：大批量。
b. 塑件的结构与工艺性分析
(1) 结构分析
塑件为插座类零件，应有一定的结构强度，由于需要与另外的塑件相互配合以及在中间安装导电部分，所以应保证它有一定的装配精度；由于该塑件为插座类零件，因此对表面粗糙度要求不高。
(2) 工艺性分析
精度等级：采用4级低精度
脱模斜度：塑件外表面40＇～1°20′ 塑件内表面30′～1°（脱模斜度不包括在塑件的公差范围内，塑件外形以型腔大端为准，塑件内形以型芯小端为准。）
c. ABS的注射成型工艺
（1）注射成型工艺过程
预烘干→装入料斗→预塑化→注射装置准备注射→注射→保压→冷却→脱模→塑件送下工序→清理模具、涂脱模剂→合模→注射
（2）ABS的注射成型工艺参数
注射机：螺杆式
螺杆转速（r/min）：30～60（选30）
预热和干燥：温度（℃） 80～85
时间 (h) 2～3
密度（g/cm3）:1.02～1.08
材料收缩率（%）：0.3～0.6（选0.5%）
料筒温度（℃）：前段 200～210
中段 210～230
后段 180～200
- 内容简介：
-
毕业设计（论文）中期报告题目：插座零件塑料注塑模具设计系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2013年 3 月 22 日1，设计（论文）进展状况 1) 本阶段的主要任务是完成外文文献的翻译，对塑件进行更深层次的分析和理解，包括塑件的几何特性与物理特性，以及塑件材料ABS的性能的了解和其塑性材料的特点等。 通过以上分析，基本上完成了塑件的二维图及三维图，同时深刻明白到Pro/e三维软件功能的强大；大概了解了注塑机在选用过程中所依据的原则，及所选注塑机的型号与参数；大概了解了注塑模具工艺过程与流程图。通过初步计算及校核，所选的注塑机型号为初选用海天110*1A型螺杆式注射机。该型号注射机参数如下： 型号参数单位1101A螺杆直径mm34理论注射容量cm3131注射重量PSg119注射压力Mpa206注射行程mm144螺杆转速r/min0215料筒加热功率KW5.7锁模力KN1100拉杆内间距(水平垂直)mm400400允许最大模具厚度mm410允许最小模具厚度mm160移模行程mm340移模开距(最大)mm750液压顶出行程mm100液压顶出力KN33液压顶出杆数量PC5油泵电动机功率KW13油箱容积l210机器尺寸(长宽高)m4.71.31.85机器重量t3.4最小模具尺寸(长宽)mm280280 2）进一步完善了零件二维图，如下图（1）所示 图（1）3）进一步完善了零件三维图，如下图（2）所示 图（2）4）初步完成了模具的装配图，如下图（3）所示：图（3）2，存在问题及解决措施 首先，不能熟练的运用Pro/E和CAD软件，在做装配图过程中总是出现很多操作上的问题，一些常用的快捷键都不知道，致使初期有些工作无法正常进行。其次，对零件结构的理解还不是很到位等。还有，确定零件的结构和尺寸以及模具设计中标准件的选用，缺少实际动手能力对相关的零件的加工制造的工艺过程没有很好的了解，在制作工艺卡片有很大问题。然后，在设计装配过程中未考虑冷却系统，冷却系统的相关知识很欠缺，资料书的有关内容没有很好的读懂和掌握。通过与同学的探讨及老师的指点，使我对自己的毕业设计有了更深一步的认识。我深深明白了设计与实际要紧密结合，要多动脑，勤思考。平时要多练习制作过程中需要的辅助软件。3,后期工作安排1）9-13周，先继续完善装配图，完成全部零件设计，并对模具进行三维解剖，作出模具开合结构图； 2）14周，撰写毕业设计论文； 3)15周，整理资料，准备答辩。 指导教师签字： 年 月 日表表1 1 模模塑塑件件尺尺寸寸公公差差表表来自中华人民共和国国家标准GB/T 14486-2008 单位:毫米 公差等级公差种类基 本 尺 寸03610141824304050658010012014016018020022525028031535540045050063080036101418243040506580100 120 140 160 180 200 225 250 280 315 355 400 450 500 630 800 1000标注公差的尺寸公差值MT1a0.070.080.090.100.110.120.140.160.180.200.230.260.290.320.360.400.440.480.520.560.600.640.700.780.860.971.161.39b0.140.160.180.200.210.220.240.260.280.300.330.360.390.420.460.500.540.580.620.660.700.740.800.880.961.071.261.49MT2a0.100.120.140.160.180.200.220.240.260.300.340.380.420.460.500.540.600.660.720.760.840.921.001.101.201.401.702.10b0.200.220.240.260.280.300.320.340.360.400.440.480.520.560.600.640.700.760.820.860.941.021.101.201.301.501.802.20MT3a0.120.140.160.180.200.220.260.300.340.400.460.520.580.640.700.780.860.921.001.101.201.301.441.601.742.002.403.00b0.320.340.360.380.400.420.460.500.540.600.660.720.780.840.900.981.061.121.201.301.401.501.641.801.942.202.603.20MT4a0.160.180.200.240.280.320.360.420.480.560.640.720.820.921.021.121.241.361.481.621.802.002.202.402.603.103.804.60b0.360.380.400.440.480.520.560.620.680.760.840.921.021.121.221.321.441.561.681.822.002.202.402.602.803.304.004.80MT5a0.200.240.280.320.380.440.500.560.640.740.861.001.141.281.441.601.761.922.102.302.502.803.103.503.904.505.606.90b0.400.440.480.520.580.640.700.760.840.941.061.201.341.481.641.801.962.122.302.502.703.003.303.704.104.705.807.10MT6a0.260.320.380.460.520.600.700.800.941.101.281.481.722.002.202.402.602.903.203.503.904.304.805.305.906.908.5010.60b0.450.520.580.660.720.800.901.001.141.301.481.681.922.202.402.602.803.103.403.704.104.505.005.506.107.108.7010.80MT7a0.380.460.560.660.760.860.981.121.321.541.802.102.402.703.003.303.704.104.504.905.406.006.707.408.209.6011.9014.80b0.580.660.760.860.961.061.181.321.521.742.002.302.602.903.203.503.904.304.705.105.606.206.907.608.409.8012.1015.00未注公差的尺寸允许偏差MT5a0.100.120.140.160.190.220.250.280.320.370.430.500.570.640.720.800.880.961.051.151.251.401.551.751.952.252.80 3.45b0.200.220.240.260.290.320.350.380.420.470.530.600.670.740.820.900.981.061.151.251.351.501.651.852.052.352.90 3.55MT6a0.130.160.190.230.260.300.350.400.470.550.640.740.861.001.101.201.301.451.601.751.952.152.402.652.953.454.25 5.30b0.230.260.290.330.360.400.450.500.570.650.740.840.961.101.201.301.401.551.701.852.052.252.502.753.053.554.35 5.40MT7a0.190.230.280.330.380.430.490.560.660.770.901.051.201.351.501.651.852.052.252.452.703.003.353.704.104.805.95 7.40b0.290.330.380.430.480.530.590.660.760.871.001.151.301.451.601.751.952.152.352.552.803.103.453.804.204.906.05 7.50注1：a为不受模具活动部分影响的尺寸公差值；b为受模具活动部分影响的尺寸公差值。注2：MT1级为精密级，具有采用严密的工艺控制措施和高精度的模具、设备、原料时才有可能选用。 表表2 2 常常用用材材料料模模塑塑件件尺尺寸寸公公差差等等级级的的选选用用来自中华人民共和国国家标准GB/T 14486-2008材料代号塑件材料公差等级标注公差尺寸未注公差尺寸高精度一般精度 ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)共聚物MT2MT3MT5CA乙酸纤维素MT3MT4MT6EP环氧树脂MT2MT3MT5PA聚酰胺无填料填充MT3MT4MT630%玻璃纤维填充MT2MT3MT5PBT聚对苯二甲酸丁二酯无填料填充MT3MT4MT630%玻璃纤维填充MT2MT3MT5PC聚碳酸酯MT2MT3MT5PDAP聚邻苯二甲酸二烯丙酯MT2MT3MT5PEEK聚醚醚酮MT2MT3MT5PE-HD高密度聚乙烯MT4MT5MT7PE-LD低密度聚乙烯MT5MT6MT7PESU 聚醚砜MT2MT3MT5PET聚对苯二甲酸乙二酯无填料填充MT3MT4MT630%玻璃纤维填充MT2MT3MT5PF苯酚-甲醛树脂无机填料填充MT2MT3MT5有机填料填充MT3MT4MT6PMMA聚甲基丙烯酸甲酯MT2MT3MT5POM聚甲醛150 mmMT3MT4MT6150 mmMT4MT5MT7PP聚丙烯无填料填充MT4MT5MT730%无机填料填充MT2MT3MT5PPE聚苯醚；聚亚苯醚MT2MT3MT5PPS聚苯硫醚MT2MT3MT5PS聚苯乙烯MT2MT3MT5PSU聚砜MT2MT3MT5PUR-P热塑性聚氨酯MT4MT5MT7PVC-P软质聚氯乙烯MT5MT6MT7PVC-U未增塑聚氯乙烯MT2MT3MT5SAN(丙烯腈-苯乙烯)共聚物MT2MT3MT5UF脲-甲醛树脂无机填料填充MT2MT3MT6有机填料填充MT3MT4MT6UP不饱和聚酯30%玻璃纤维填充MT2MT3MT5检验方法：模塑件的检验应在成型之后，在GB/T29181998规定的标准温度（232）和湿度（50%5%）状态下放置24h或经“后处理”后，在此温度和湿度条件下用千分尺或精度不低于0.02mm的游标尺按GB/T17037.42003进行测量，对于超小型或大型塑件还可用投影仪等光学方法测量，塑件上同一部位应随机抽样测量5次，取其平均值并提供附有制品图样的检验报告。2011.4.15表表1 1 模模塑塑件件尺尺寸寸公公差差表表来自中华人民共和国国家标准GB/T 14486-2008 单位:毫米 公差等级公差种类基 本 尺 寸03610141824304050658010012014016018020022525028031535540045050063080036101418243040506580100 120 140 160 180 200 225 250 280 315 355 400 450 500 630 800 1000标注公差的尺寸公差值MT1a0.070.080.090.100.110.120.140.160.180.200.230.260.290.320.360.400.440.480.520.560.600.640.700.780.860.971.161.39b0.140.160.180.200.210.220.240.260.280.300.330.360.390.420.460.500.540.580.620.660.700.740.800.880.961.071.261.49MT2a0.100.120.140.160.180.200.220.240.260.300.340.380.420.460.500.540.600.660.720.760.840.921.001.101.201.401.702.10b0.200.220.240.260.280.300.320.340.360.400.440.480.520.560.600.640.700.760.820.860.941.021.101.201.301.501.802.20MT3a0.120.140.160.180.200.220.260.300.340.400.460.520.580.640.700.780.860.921.001.101.201.301.441.601.742.002.403.00b0.320.340.360.380.400.420.460.500.540.600.660.720.780.840.900.981.061.121.201.301.401.501.641.801.942.202.603.20MT4a0.160.180.200.240.280.320.360.420.480.560.640.720.820.921.021.121.241.361.481.621.802.002.202.402.603.103.804.60b0.360.380.400.440.480.520.560.620.680.760.840.921.021.121.221.321.441.561.681.822.002.202.402.602.803.304.004.80MT5a0.200.240.280.320.380.440.500.560.640.740.861.001.141.281.441.601.761.922.102.302.502.803.103.503.904.505.606.90b0.400.440.480.520.580.640.700.760.840.941.061.201.341.481.641.801.962.122.302.502.703.003.303.704.104.705.807.10MT6a0.260.320.380.460.520.600.700.800.941.101.281.481.722.002.202.402.602.903.203.503.904.304.805.305.906.908.5010.60b0.450.520.580.660.720.800.901.001.141.301.481.681.922.202.402.602.803.103.403.704.104.505.005.506.107.108.7010.80MT7a0.380.460.560.660.760.860.981.121.321.541.802.102.402.703.003.303.704.104.504.905.406.006.707.408.209.6011.9014.80b0.580.660.760.860.961.061.181.321.521.742.002.302.602.903.203.503.904.304.705.105.606.206.907.608.409.8012.1015.00未注公差的尺寸允许偏差MT5a0.100.120.140.160.190.220.250.280.320.370.430.500.570.640.720.800.880.961.051.151.251.401.551.751.952.252.803.45b0.200.220.240.260.290.320.350.380.420.470.530.600.670.740.820.900.981.061.151.251.351.501.651.852.052.352.903.55MT6a0.130.160.190.230.260.300.350.400.470.550.640.740.861.001.101.201.301.451.601.751.952.152.402.652.953.454.255.30b0.230.260.290.330.360.400.450.500.570.650.740.840.961.101.201.301.401.551.701.852.052.252.502.753.053.554.355.40MT7a0.190.230.280.330.380.430.490.560.660.770.901.051.201.351.501.651.852.052.252.452.703.003.353.704.104.805.957.40b0.290.330.380.430.480.530.590.660.760.871.001.151.301.451.601.751.952.152.352.552.803.103.453.804.204.906.057.50注1：a为不受模具活动部分影响的尺寸公差值；b为受模具活动部分影响的尺寸公差值。注2：MT1级为精密级，具有采用严密的工艺控制措施和高精度的模具、设备、原料时才有可能选用。 课题：工业插座零件塑料注塑模具设计收缩率：1.005密度：1.05脱模斜度：1产品外形尺寸：16.5X50.1X24.5H数量：一出4模架：大水口模架，工字板，两板模模架型号:CI-2530A100-B70-C80型腔尺寸： 190X120X45H型芯尺寸：190X120X40H模架尺寸：300X300X300H分模间隙：1mm水口料高度：85mm产品顶出距离：40mm以下为计算数据，3D测量数据采用的是软件测量或类似于此零件的标准件，可做为计算参考数据产品重量：4.82g产品体积：4.56浇注系统重量：6.23 g浇注系统体积: 5.94注塑总质量为：25.51g注塑总体积为24.18产品投影面积：664流道投影面积：801锁模力：(4X664+801)= 3457X1.1X30X0.001=114.1KN浇注系统：侧浇口进浇成型系统：前后模仁成型与侧抽心排气系统：分型面自然排气冷却系统：前后模仁相同，环绕式冷却水路顶出系统：顶杆型号 参数单位1101A螺杆直径mm34理论注射容量cm3131注射重量PSg119注射压力Mpa206注射行程mm144螺杆转速r/min0215料筒加热功率KW5.7锁模力KN1100拉杆内间距(水平垂直)mm400400允许最大模具厚度mm410允许最小模具厚度mm160移模行程mm340移模开距(最大)mm750液压顶出行程mm100液压顶出力KN33液压顶出杆数量PC5油泵电动机功率KW13油箱容积l210机器尺寸(长宽高)m4.71.31.85机器重量t3.4最小模具尺寸(长宽)mm280280 塑件图片毕业设计(论文)开题报告题目：插座零件塑料注塑模具设计系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2012年 12 月 26 日1、 毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）1.1塑料注射模具的背景塑料注射模具是成型塑料制件的一种重要工艺装备，在塑料制品的生产中起着关键的作用。塑料模具工业从起步到现在，历经半个世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂家在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量上、技术和能力等方面都有了很大的进步，但是与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具确供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中高档塑料模具也有供过于求的趋势。1.2塑料注射模具的国际意思加入WTO，给塑料模具产业带来了巨大的挑战，同时带来更多的机会，由于中国塑料模具以中低档产品为主，产品价格优势明显，有些甚至只有国外价格的1513。加入WTO后，国外同类产品对国内冲击不大，而中国中低档模具的出口量则加大;在高精模具方面，加入WTO前本来就主要依靠进口，加入WTO后，不仅为高精尖产品的进口带来了更多的便利，同时还促使更多外资来中国建厂，带来国外先进的模具技术和管理经验，对培养中国的专业模具人才起到了推动作。 虽然 近几年模具出口增幅大于进口增幅，但所增加绝对量仍是进口大于出口，至使模具外贸逆差逐年增大。这一状况在2006年已得到改善，逆差略有减少。模具外贸逆差增大主要有两方面原因：一是国民经济持续高速发展，特别是汽车产业的高速发展带来了对模具的旺盛需求，有些高档模具国内实在生产不了，只好进口；但确实也有一些模具国内可以生产，也可以进口。这与中国现行的关税政策及项目审批制度有关。二是对模具出口鼓励不够。现在模具与其它机电产品一样，出口退税率只有13，而未达17。 1.3塑料注射模具的国内情况 从市场情况来看，塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、寿命高的模具，并大力开发国际市场，发展出口模具。随着中国塑料工业，特别是工程塑料的高速发展，可以预见，中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度，未来几年年增长率仍将保持20左右的水平。 近年来，港资、台资、外资在中国大陆发展迅速，这些企业中大量自产自用塑料模具无确切的统计资料，因此未能进入上述统计之中。 1.4塑料注射模具的研究意义在科技发展中，人是第一要素，因此我们特别注意人才的培养，实现产、学、研相结合，培养更多的模具人才，搞好技术创新，提高模具设计制造水平。在制造中积极采用多媒体与虚拟现实技术，逐步走向网络化、智能化环境，实现模具企业的敏捷制造、动态联盟与系统集成。我国模具工业一个完全信息化的、充满着朝气和希望而又实实在在的新时代即将到来。2、本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施 本次设计的零件如下图2.1所示: 2.1 零件图 2.1研究内容：塑件基本尺寸的计算和注射机的选用、模具类型及结构的确定、模具结构草图的绘制、模具与成型机械关系的校核、模具零件的必要计算、绘制模具装配图、绘制模具零件工作图；分型面的选择，导向机构的设计，推出机构的设计等。设计方案的拟定主要包括:(1)确定成型方法；(2)确定模具类型及型腔数；(3)型腔数；(3)型腔的布置；(4)选择注射机的规格；(5)确定分型面；（6）确定浇注系统和排气系统；(7)选择顶出方式及抽芯机构；(8)确定拉料杆的形式；(9)确定加热与冷却系统；(10)确定成型零件和结构零件形式等。设计计算。包括：成型零件的工作尺寸及公查；成型型腔的壁厚；型芯垫板厚度。模具典型零件的选材及热处理工艺路线分析。对设计方案和设计结果进行三维剖析，作出模具开合结构图。其中浇注口是浇注系统中塑料进入型腔前的关键部分。浇口按形式和大小分：直接浇口；侧浇口；点浇口；护耳式浇口；每一种都有起各自的优缺点。本次设计给定的塑件为薄壁零件，选择点浇口，其优点是去除浇口后，制品上留下的痕迹不明显，开模后可自动拉断，成型时可减少熔接痕，能够保证表面光滑，精度也有一定的保证。2.2研究方案、研究方法或措施： (1) 经过测量和计算，用Pro/E软件画出塑件的三维图，如下图2.2（a）,（b） （a） (b) 2.2图件三维图(2) 用Pro/E软件设计出插座的注塑模，再利用Pro/E或AUTOCAD软件模架构建，结合设计、计算的注塑模的主要尺寸，调用标准模架，完成插座整套模具的设计。(3) 用Pro/E等设计软件，结合文字说明、图片等方法详细说明插座注塑模具的设计过程。(4)总结以上成果，写出整个毕业设计的说明书。3、本课题研究的重点及难点，前期已开展工作（1） 选择注塑机的类型。（2）型腔布置，根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难以、模具成本等确定型腔数量和排列方式。（2）确定分型面。分型面的位置要有利于模具加工、排气、脱模及成型操作，塑料制件的表面质量等。（3）确定浇注系统（主浇道、分浇道及浇口的形状、位置、大小）和排气系统（排气的方法、排气槽位置、大小）。（4）选择顶出方式（顶干、顶管、推板、组合式顶出），决定侧凹处理方法、抽芯方式。（5）确定冷却、加热方式及加热冷却沟槽的形状、位置、加热元件的安装部位。（5）根据模具材料、强度计算或者经验数据，确定模具零件厚度及其外形尺寸，外形结构及所有连接、定位、导向件位置。（6）确定主要成型零件，结构件的结构方式。（7）考虑模具各部分的强度，计算成型零件工作尺寸。4、完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）对塑件进行工艺分析，完成有关零件图，初步拟定设计方案，对设计方案行确定，并进行经济分析和环保分析。最终对模具结构进行三维剖析，用Pro/E进行虚拟装配，完成模具的开合结构图。进度计划：1）1-4周，下达任务书，收集资料，撰写开题报告；2）5-6周，对给定的塑料进行测绘,绘出零件图；3）7-8周，完成方案设计、装配图设计，完成外文翻译、撰写中期报告，准备中期答辩；4）9-13周，完成全部零件设计，并对模具进行三维解剖，制作出模具开合结构图； 5）14周，撰写毕业设计论文； 6)15周，整理资料，准备答辩。 5 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日 6 所在系审查意见： 系主管领导： 年 月 日 参考文献1 曹宏深,赵仲治主编.塑料成型工艺与模具设计.北京:机械工业出版社,1993.2 马金俊编著.塑料模具设计.中国科学技术出版(第2版),1994.3 张克惠编著.注塑模设计.西安:西北工业大学出版社,1995.4 丁浩主编.塑料工业实用手册.北京:化学工业出版社,1995.5 模具实用技术丛书编委会编.塑料模具设计与应用实例(第2版).北京:机械工业出版社,2009 11.6 付宏生主编.塑料制品与塑料模具设计.北京:化学工业出版社,2007.7 付宏生主编.塑料成型模具.北京:化学工业出版社,2006.8 叶久新 王群主编.塑料成型工艺及模具设计.北京:机械工业出版社,2007.9 濮良贵,纪名刚主编.机械设计7版. 北京:高等教育出版社,2001.10 成大先.机械设计手册.4版.北京:化学工业出版社,2002.11 邹慧君主编.机构系统设计.上海:上海科学技术出版社，1996.12 藤森洋三.机构设计实用构思图册.贺相,译.北京:机械工业出版社,1990.13 刘鸿文主编.材料力学1.北京:高等教育出版社.14 大连理工大学工程图学教研室 编.机械制图(第6版).北京:高等教育社,2007,7.15 刘朝儒,等.机械制图.北京:高等教育出版社,2001.16 stic Composite Prototypes: A Materials Alternative for Recycling Plastic and Glass Waste. Volume 5, Number 3 ,159-16917 M. Heckele,W.BACHER,K.D. Mller, Springer Berlin / Heidelberg.Hot embossing-Thee molding technique for plastic microstructures. Volume 4, Number 3 ,122-12418 Coulter S. L.Bras B.A. Rosen D. W. Formulating and solving parametric design problems involving non-interference con straints.Engineering with Computers, Springer-Verlag New York Inc. 1997, 13 (2):112-124工业插座零件塑料注塑磨具设计摘 要本文介绍了插座零件塑料注塑模具的设计，主要包括：塑件材料的分析；注塑机的选择；模具结构的设计；成型零件的设计；抽芯机构的设计等。本文是关于注塑模具的设计，该模具结构简单，成型分型都非常简单。依据产品的数量和塑料的工艺性能确定了以双分型面注塑模的方式进行设计，采用一模一腔，采用了点浇口进行浇注，推出形式为推杆推出机构完成塑件的推出。在正确分析塑件工艺特点和ABS材料的性能的后。详细介绍了对凸模，凹模，浇注系统，脱模机构，侧抽芯系统，选择标准零件的设计与非标件的设计过程。通过本设计，可以对注塑模具和绘图软件有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理；通过对CAD和PRO/e的学习，可以建立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率。关键词：插座零件；注塑模具；侧抽芯机构；侧浇口Industrial socket parts plastic injection molding tool designAbstractThis paper introduces the design, sockets for plastic injection mold include: analysis of the plastic injection molding machine; selection; mould design; design of molding parts; core-pulling mechanism design.This paper is about the design of injection mold, the mold is simple in structure, forming type are very simple. Based on the technological properties of the number of products and plastic injection mold design to the parting surface of the methods were determined, using a mold cavity, using a runner for pouring out form of introduction mechanism for putting the completion of the introduction of plastic parts,. Plastic properties of materials and process characteristics of ABS in the correct analysis of the. A detailed introduction to the punch, die, casting system, stripping mechanism, the side core pulling system, selection of standard parts, non-standard pieces of the design process design. Through this design, can have a preliminary understanding of the injection mold and drawing software, pay attention to the details of the design, understanding the structure and working principle of mold; through the CAD and PRO/e learning, you can create a simple parts library, to improve work efficiency.Keywords: socket parts;injection mold; side core-pulling mechanism; the side gate目 录1 绪论1 1.1前言1 1.2 模具发展现状及发展方向12 塑料材料分析5 2.1 塑件材料的选择5 2.2 塑件收缩率与模具尺寸的关系73 塑件的工艺分析9 3.1 塑件的结构设计9 3.2 塑件尺寸及精度10 3.3 塑件表面粗糙度11 3.4 塑件的体积和质量114 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定12 4.1 注射成型工艺过程分析12 4.2 浇口种类的确定13 4.3 型腔数目的确定13 4.4 注射机的选择和校核13 4.4.1 注射量的校核14 4.4.2 型腔数量的确定和校核15 4.4.3 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核15 4.4.4 模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核165 注射模具结构设计18 5.1 分型面的设计18 5.2 型腔的布局18 5.3 浇注系统的设计19 5.3.1 浇注系统组成19 5.3.2 确定浇注系统的原则19 5.3.3 主流道的设计20 5.3.4 分流道的设计21 5.3.5 浇口的设计21 5.3.6 冷料穴的设计21 5.4 注射模成型零部件的设计22 5.4.1 成型零部件结构设计22 5.4.2 成型零部件工作尺寸的计算23 5.5 排气结构设计24 5.6 脱模机构的设计24 5.6.1 脱模机构的选用原则24 5.6.2 脱模机构类型的选择25 5.6.3 推杆机构具体设计25 5.7 注射模温度调节系统26 5.7.1 温度调节对塑件质量的影响26 5.7.2 冷却系统之设计规则26 5.8 模架及标准件的选用27 5.8.1 模架的选用27 5.9 侧向抽芯机构类型选择28 5.10 斜导柱侧向抽芯机构设计计算以及抽芯结构28 5.11 导套的设计31 5.12 模具开合运作过程326 主要尺寸计算33 6.1 斜导柱尺寸计算33 6.1.1 斜导柱直径的计算33 6.1.2 斜导柱长度计算34 6.2 型芯垫板厚度计算357 模具材料的选用37 7.1 塑料模具用钢的必要条件37 7.2 选择钢材的条件37 7.3 模具选材37 7.4 模具的表面粗糙度38 7.5 注塑模具强度分析计算388 模具可行性分析和环境分析40 8.1本模具的特点40 8.2市场效益及经济效益分析40 8.3模具的环保分析40附录40总结41参考文献44致 谢45III1论文1 绪论1.1前言模具制造是国家经济建设中的一项重要产业，振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广大业内人士的共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。模具是制造业的一种基本工艺装备，模具工业是国民经济各部门发展的重要基础之一，塑料模具是指用于成型塑料制作的模具，它是型腔模的一种类型，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。1.2 模具发展现状及发展方向整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。 虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅，但所增加的绝对量仍是进口大于出口，致使模具外贸逆差逐年增大。这一状况在2006年已得到改善，逆差略有减少。模具是工业生产的基础工艺装备，也是发展和实现少无切削技术不可缺少的工具。如汽车、拖拉机、电器、电机、仪器仪表、电子等行业有的零件大部分都需用模具加工，轻工业制品的生产中应用模具更多。螺钉、螺母、垫圈等标准零件，没有模具就无法大量生产。并且推广工程塑料、粉末冶金、橡胶、1毕业设计（论文）合金压铸、玻璃成型等工艺，全部需用模具来进行。由此看来，模具是工业生产中使用极为广泛的主要工艺装备，它是当代工业生产的重要手段和工艺发展一个国家工艺水平的重要标志之一。注射成型是根据金属压铸成型原理发展而来的，其基本原理是利用塑料的可挤压性和可模塑性。首先将松散的粒状或粉状成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过料筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制品。注射成型生产中使用的模具叫注射模，它是实现注射成型生产的工艺装备。注射模的种类很多，其结构与塑料品种、塑件的复杂程度和注射机的种类等很多因素有关，其基本结构都是由动模和定模两大部分组成的。定模部分安装在注射机的固定板上，动模部分安装在注射机的移动模板上，在注射成型过程中它随注射机上的合模系统运动。注射成型时动模部分与定模部分由导柱导向而闭合。一般注射模由成型零部件、合模导向机构、浇注系统、侧向分型与抽芯机构、推出机构、加热和冷却系统、排气系统及支承零部件组成 。注射模、塑料原材料和注射机通过注射成型工艺联系在一起。注射成型工艺的核心问题就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔体，并把它注射到型腔中去，在控制条件下冷却定型，使塑件达到所要求的质量。注射机和模具结构确定以后，注射成型工艺条件的选择与控制便是决定成型质量的主要因素。注射成型有三大工艺条件，即：温度、压力、时间。在成型过程中，尤其是精密制品的成型，要确立一组最佳的成型条件决非易事，因为影响成型条件的因素太多，有制品形状、模具结构、注射装备、原材料、电压波动及环境温度等。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.020.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达501000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距，成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟。 热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%。目前，我国模具工业的当务之急是加快技术进步，调整产品结构， 增加高档模具的比重，通过求品质来求效益，提高模具的国产化程度， 减少对进口模具的依赖。未来我国模具工业和技术的主要发展方向将是： 提高大型、精密、复杂与长寿命模具的设计与制造技术，逐步减少模具的进口量，增加模具的出口量； 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率； 发展快速制造成型和快速制造模具，以便迅速制造出产品的原型与模具，降低成本；开发优质模具材料和先进的表面处理技术，提高模具的可靠性； 研究和应用模具的高速测量技术、逆向工程与并行工程，最大限度地提高模具的开发效率与成功率；开发新的成型工艺与模具，以满足未来的多学科、多功能综合产品开发设计技术。 在模具的质量、交货周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将交货周期放在首位。要求模具公司尽快交货，这已成为一种趋势。企业千方百计提高自己的适应能力、提高技术水准、提高装备水平、提高管理水平及提高效率等都是缩短模具生产周期的有效手段。 大力提高开发能力，将开发工作尽量往前推，直至介入到模具用户的产品开发中去，甚至在尚无明确用户对象之前进行开发，变被动为主动。目前，电视机和显示器外壳、空调器外壳、摩托车塑件等已采用这种方法，手机和电话机模具开发也已开始尝试。这种做法打破了长期以来模具厂只能等有了合同，才能根据用户要求进行模具设计的被动局面。 随着模具企业设计和加工水平的提高，模具的制造正在从过去主要依靠钳工的技艺转变为主要依靠技术。这不仅是生产手段的转变，也是生产方式的转变和观念的上升。这一趋势使得模具的标准化程度不断提高，模具精度越来越高，生产周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促进了模具工业整体水平不断提高。中国模具行业目前已有10多个国家级高新技术企业，约200个省市级高新技术企业。与此趋势相适应，生产模具的主要骨干力量从技艺型人才逐渐转变为技术型人才是必然要求。当然，目前及相当长一段时间内，技艺型人才仍十分重要，因为模具毕竟难以完全摆脱对技艺的依靠。 2塑料材料分析2 塑料材料分析2.1塑件材料的选择 a. 塑件材料的选择选用ABS（即丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）色调：浅象牙色不透明生产批量：大批量。 b. 塑件的结构与工艺性分析(1) 结构分析塑件为插座类零件，应有一定的结构强度，由于需要与另外的塑件相互配合以及在中间安装导电部分，所以应保证它有一定的装配精度；由于该塑件为插座类零件，因此对表面粗糙度要求不高。 (2) 工艺性分析精度等级：采用4级低精度脱模斜度：塑件外表面40120 塑件内表面301（脱模斜度不包括在塑件的公差范围内，塑件外形以型腔大端为准，塑件内形以型芯小端为准。） c. ABS的注射成型工艺 （1）注射成型工艺过程预烘干装入料斗预塑化注射装置准备注射注射保压冷却脱模塑件送下工序清理模具、涂脱模剂合模注射 （2）ABS的注射成型工艺参数注射机：螺杆式螺杆转速（r/min）：3060（选30）预热和干燥：温度（） 8085 时间 (h) 23密度（g/cm）:1.021.08材料收缩率（%）：0.30.6（选0.5%）料筒温度（）：前段 200210 中段 210230 后段 180200 毕业设计（论文） 喷嘴温度（）：180190模具温度（）：5070注射压力（MPa）：7090成形时间（S）:注射时间 35 保压时间 1530 冷却时间 1530 总周期 4070k.后处理：方法 红外线灯、烘箱 温度（） 70 时间（h） 24 保压力（MPa）：5070 d. ABS性能分析及使用性能(1) 使用性能1）综合性能良好，冲击韧度、力学强度较高，且要低温下也不迅速下降；抗拉强度可达3550MPa，收缩率在0.4%0.8%之间。2）耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化学性和电气性能良好。3）水、无机盐、碱、酸对ABS几乎无影响。4）尺寸稳定，易于成型和机械加工，且着色性良好，可得到色彩鲜艳的各色制品。5）ABS的另一重要特点是其表面可以电镀、喷漆、印刷、真空镀膜和绘画，使其美观好看。 (2) 成型性能1）无定型塑料，其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种确定成型方法及成型条件。2）吸湿性强，含水量应小于0.3，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。3）流动性中等，溢边料0.04mm左右（流动性比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。4）比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高）。料温对物性影响较大、料温过高易分解（分解温度为250 左右比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高的塑件，模温宜取 5060，要求光泽及耐热型料宜取 6080；注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑机时料温为 180230，注射压力为 130150MPa，螺杆1式注塑机则取 160220，70100MPa为宜。5）易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对斜流的阻力，模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈“白色”痕迹（但在热水中加热可消失）。6）ABS在升温时粘度增高，塑料上的脱模斜度宜稍大，宜取1以上。7）在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。e. ABS的主要用途 ABS具有优良的综合性能，因此应用十分广泛，它可以制作多种机械零件，如齿轮、轴承、泵叶轮、把手、汽车零件等，还在家用电器方面得到了非常广泛的应用，如电视机、收音机、录音机、电冰箱、洗衣机等的壳体，以及电镀旋钮，电话机壳体、听筒、孔盘等。ABS还可制作汽车上的挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等；它还可以用来制作文体用品，玩具、乐器、邮箱、食品包装容器、家具、喷雾器等。 f. ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施：主要缺陷：缺料、气孔、飞边、出现熔接痕、塑件耐热性不高（连续工作温度为70左右热变形温度约为93）、耐气候性差（在紫外线作用下易变硬变脆）。消除措施：加大主流道、分流道、浇口、加大喷嘴、增大注射压力、提高模具预热温度。 2.2 塑件收缩率与模具尺寸的关系注塑件脱模后的尺寸要比模具零件的相应尺寸小。这是由于注塑成型过程中熔融塑料产生收缩造成的。成型塑件的收缩率是一个与多种因素有关的量。通常，塑料的收缩率是有生产厂家按照某一实验标准给定的成型工艺，经过实验后给出一个取值范围。实际过程中的成型工艺不可能完全与实验条件相同，因此，对具体的塑件，要根据其成型工艺选择收缩率范围内适当的值，一般是取塑件收缩率的平均值。在选择塑件收缩率值时要注意，厚壁塑件（壁厚在3mm以上）按给定收缩率范围的上限取值，而薄壁塑件（壁厚在1mm以下）按给定收缩绿范围的下限取值。成型收缩率与模具和塑件尺寸有下述关系式: （2.1）0式中，k为成型收缩率；为模具尺寸（mm）；为塑件尺寸（mm）。成型塑件尺寸及精度表2.1塑料常用壁厚推荐值塑料名称50mm流程最小壁厚小型塑件推荐壁厚中型塑件推荐壁厚大型塑件推荐壁厚聚乙烯0.61.251.62.43.2 成型塑件尺寸包括型腔尺寸、型芯尺寸，以及中心距尺寸。成型塑件的尺寸不仅与塑件尺寸和公差有关，而且还与塑料收缩率和收缩误差、模具磨磨损量和模具制造精度有关。在计算成型塑件尺寸时，还必须注意以下几点。 塑件在成型过程中，分型面处会产生飞边，飞边的产生会影响塑件的高度尺寸，因而在计算模具成型塑件深度尺寸时，要减去飞边的厚度。在计算塑件是收缩时，一般是取平均值收缩率进行计算。如果塑件实际收缩率为收缩率范围的上限或下限值，则为了防止收缩超差，可预先按下列关系进行验算：对正公差尺寸 （2.2）对负公差尺寸 （2.3）对正负公差尺寸 （2.4）式中，为塑件公差（mm）；为模具制造公差（mm），一般取（1/61/4）；D为成型轴类零件的模具型腔尺寸（mm）；d为成型孔类零件的模具型芯尺寸（mm）；L 为模具中心距尺寸（mm）；max为塑件收缩率上限值；min为塑件收缩率下限值。当塑件有较大的金属轴或金属套嵌件时，其成型尺寸计算应从外形尺寸减去金属轴或金属嵌件尺寸后再乘以收缩率。03 塑件的工艺分析3 塑件的工艺分析在模具设计之前需要对塑件的工艺性如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量要进行仔细研究和分析，只有这样才能恰当确定塑件制品所需的模具结构和模具精度。工业插座零件如图所示，具体结构和尺寸详见图纸，该塑件结构中等复杂程度，生产量大，要求较低的模具成本，成型容易，精度要求一般。图3.1 3D视图3.1 塑件的结构设计 a. 脱模斜度由于注射制品在冷却过程中产生收缩，因此它在脱模前会紧紧的包住模具型芯或型腔中突出的部分。为了便于脱模，防止因脱模力过大拉伤制品表面，与脱模方向平行的制品内外表面应具有一定的脱模斜度。脱模斜度的大小与制品形状、壁厚及收缩率有关。斜度过小，不仅会使制品尺寸困难，而且易使制品表面损伤或破裂，斜度过大时，虽然脱模方便，但会影响制品尺寸精度，并浪费原材料。通常塑件的脱模斜度约取0.51.5，塑件材料ABS的型腔脱模斜度为，型芯脱模斜度为1。 b. 塑件的壁厚塑件的壁厚是最重要的结构要素，是设计塑件时必须考虑的问题之一。塑3毕业设计（论文）件的壁厚对于注射成型生产具有极为重要的影响，它与注射充模时的熔体流动、固化定型时的冷却速度和时间、塑件的成型质量、塑件的原材料以及生产效率和生产成本密切相关。一般在满足使用要求的前提下，塑件的壁厚应尽量小。因为壁厚太大不仅会使原材料消耗增大，生产成本提高，更重要的是会延缓塑件在模内的冷却速度，使成型周期延长，另外还容易产生气泡、缩孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小则刚度差，在脱模、装配、使用中会发生变形，影响到塑件的使用和装配的准确性。选择壁厚时应力求塑件各处壁厚尽量均匀，以避免塑件出现不均匀收缩等成型缺陷。塑件壁厚一般在14mm，最常用的数值为23mm。该空调控制器壁厚均匀，周边和底部壁厚均为1.6mm左右。 c. 塑件的圆角为防止塑件转角处的应力集中，改善其成型加工过程中的充模特性，增加相应位置模具和塑件的力学角度，需要在塑件的转角处和内部联接处采用圆角过度。在无特殊要求时，塑件的各连接角处均有半径不小于0.51mm的圆角。一般外圆弧半径大于壁厚的0.5倍，内圆角半径应是壁厚的0.5倍。该塑料件表面圆角半径和内部转弯处圆角为3mm。 d. 孔塑料制品上通常带有各种通孔和盲孔，原则上讲，这些孔均能用一定的型芯成型。但当孔太复杂时，会使熔体流动困难，模具加工难度增大，生产成本提高，困此在塑件上设计孔时，应尽量采用简单孔型。由于型芯对熔体有分流作用，所以在孔成型时周围易产生熔接痕，导致孔的强度降低，故设计孔时孔时孔间距和孔到塑件边缘的距离一般都尖大于孔径，孔的周边应增加壁厚，以保证塑件的强度和刚度。3.2 塑件尺寸及精度塑料制品外形尺寸的大小主要取决于塑料品种的流动性和注射机规格，在一定的设备和工艺条件下流动性好的塑料可以成型较大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比较小。从节约材料和能源的角度出发，只要能满足制品的使用要求，一般都应将制品的结构设计的尽量紧凑，以便使制品的外形尺寸玲珑小巧些。该塑件的材料为ABS，流动性较好，适用于不同尺寸的制品。塑件的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制造精度。为降低模具的加工难度和模具的制造成本，在满足塑件要求的前提下尽量把塑件的尺寸精度设计得低一些。由于塑料与金属的差异很大，所以不能按照金属零件的公关等级确定精度等级。根据我国目前的成型水平，塑件尺寸公差可以依据塑件的尺寸与公关（SJ1372-1978）的塑料制件公差数值标准来确定。根据任务书和图纸要求，本次产品尺寸均采用MT4级精度，未注采用MT5级精度。 3.3 塑件表面粗糙度塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点来保证外，主要是取决于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般为Ra 0.021.25之间，模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的1/2，即Ra 0.010.63。模具在使用过程中由于型腔磨损而使表面粗糙度不断增加，所以应随时给以抛光复原。该塑件外部需要的表面粗糙度比内部要高许多，为Ra0.2 ，内部为0.4。3.4 塑件的体积和质量本次设计中，塑件的质量和体积采用3D测量，在PRO/E软件中，使用塑模部件验证功能，可以测得塑件的质量（ABS的密度为1.05），即可以得出该塑件制品的体积为质量为4.82g。4 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定4 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定4.1 注射成型工艺过程分析根据塑件的结构、材料及质量，确定其成型工艺过程为： a. 成型前对原材料的预处理根据注射成型对物料的要求，检验物料的含水量，外观色泽，颗粒情况并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标，对原材料进行适当的预热干燥，ABS材料吸水率极低，成型前一般不必进行干燥处理。如有需要，可在70 80 下干燥24 h。 b. 料筒的清洗在初用某种塑料或某一注射机之前，或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注射机（主要是料筒）进行清洗或拆换。柱塞式注射机料筒的清洗常比螺杆式注射机困难，因为柱塞式料筒内的存料量较大而不易对其转动，清洗时必须拆卸清洗或者采用专用料筒。对螺杆式通常是直接换料清洗，也可采用对空注射法清洗。 c. 脱模剂的选用脱模剂是使塑料制件容易从模具中脱出而敷在模具表面上的一种助剂。一般注射制件的脱模，主要依赖于合理的工艺条件与正确的模具设计。在和产上为了顺利脱模，常用的脱模剂有：硬脂酸锌，液体石蜡，硅油，对ABS材料，可选用硬脂酸锌，因为此脱模剂除聚酰胺塑料外，一般塑料都可使用。(1) 为使注射过程顺利和保证产品质量，应对所用的设备和塑料作好相应的准备工作。(2) 准备好注射所用的一切东西和道具以及在注射过程中可能发生的问题。再次检查注射机的情况。(3) 注射成型过程完整的注射过程表面上共包括加料、塑化、注射入模、稳压冷却和脱模几个步骤，但实际上是塑化成型与冷却两个过程。(4) 制件的后处理注射制件经脱模或机械加工后，常需要进行适当的后处理，目的是为了消除存在的内应力，以改善和提 高制件的性能及尺寸稳定性。(5) 制件的后处理主要有退火和调湿处理。该塑料制件材料为ABS，就采用退火处理13h。毕业设计（论文）4.2 浇口种类的确定注射模的浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。其作用是将塑料熔体充满型腔并使注射压力传递到各个部分。浇注系统设计的好坏对塑件性能、外观及成型难易程度影响很大。它由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。其中浇口的选择与设计恰当与否直接关系到制品能否完好的成型。由于本设计中工业插座零件塑件外表面质量要求较高，所以选用侧浇口。侧浇口直接在中间的圆端面处进，工业插座零件组装后，浇口被遮挡起来。侧浇口主流道需要设置钩针，分流道与产品相连，顶出产品包含流道连接在一起。4.3 型腔数目的确定因为本设计中采用侧浇口，且塑件的尺寸不大，为提高塑件成功概率，并从经济型的角度出发，节省生产成本和提高生产效率，采用一模四腔，进行加工生产。4.4 注射机的选择和校核注射机一般有立式和卧式两种形式的。立式注射机，容量一般在1060g，其结构特点是，注射装置及定模板设置于上面，锁模装置及动模板、顶出装置设置于下面，互成竖立一线排列。注射装置一般为柱式，液压机械式锁模机构，动模板后设有顶杆机械顶出塑件，使用立式注射模工作，且立式注射机有装拆模具方便、安装嵌件或活动型芯简便可靠等优点。按注射机的注射方向和模具的开合方向，可分为三类。a. 卧式注射机：这种注射机成型物料的注射方向与合模机构开合方向均沿水平方向。其特点是重心低、稳定，加热、操作及维修均很方便，塑件推出后可自行脱落，便于实现自动化生产。其缺点是模具安装较麻烦，嵌件放入模具有倾斜和脱落的可能，机床占地面积较大。目前，大、中型注射机一般采用这种形式。b. 立式注射机：成型物料的注射方向与合模机构开合方向均垂直于地面。其主要有点是占地面积小，安装和拆卸模具方便，安装嵌件较容易。缺点是重心高、不稳定，加料较困难，推出的塑件要人工取出，不易实现自动化生产。这种机型一般为小型的，最大注射量在60g以下。c. 角式注射机：成型物料的注射方向与合模机构开合方向相互垂直，又成为直角式注射机。目前国内使用最多的角式注射机采用沿水平方向开合模，沿垂直方向注射。其主要优点是结构简单，便于自制。主要缺点是不能准确可靠地控制注射压力、保压压力和锁模力，模具受冲击和震动较大。 由于采用一模四，需要至少注射量为4.82x4=19.28g，流道水口废料6.23g，总注塑量达到25.51g，再根据工艺参数（主要是注射压力），综合考虑各种因素，选定注射机为XS-ZY110X1A。注射方式为螺杆式，其有关性能参数为： 表4.1 XS-ZY110X1A型号 参数单位1101A螺杆直径mm34理论注射容量cm3131注射重量PSg119注射压力Mpa206注射行程mm144螺杆转速r/min0215料筒加热功率KW5.7锁模力KN1100拉杆内间距(水平垂直)mm400400允许最大模具厚度mm410允许最小模具厚度mm160移模行程mm340移模开距(最大)mm750液压顶出行程mm100液压顶出力KN33液压顶出杆数量PC5油泵电动机功率KW13油箱容积l210机器尺寸(长宽高)m4.71.31.85机器重量t3.4最小模具尺寸(长宽)mm2802804.4.1 注射量的校核为确保塑件质量,注塑模一次成型的塑料质量（塑件和流道凝料质量之和）应在公称注塑量的30%85%范围内。在一个注射成形周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量，应为制件和浇注系统两部份容量或质量之和，即 （4.1）或 （4.2）式中 V（M） 一个成形周期内所需射入的塑料总容积或质量(cm或g）； n 型腔数目 Vz（Mz）单个塑件的容量或质量(cm或g）； Vj（Mj）浇注系统凝料和飞边所需塑料的容量或质量(cm或g）。故应使 （4.3） 或 （4.4）式中 Vg（Mg）注射机额定注射量(cm或g）模具设计时，必须使得在一个注射成型的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的80%以内。校核公式为： 式中 -型腔数量 -单个塑件的体积（） -浇注系统所需塑料的体积（）本设计中：n=4 4.56 =5.94 注塑机额定注塑量为131g 注射量符合要求4.4.2 型腔数量的确定和校核型腔数量与注射机的塑化率、最大注射量及锁模力等参数有关，此外，还受塑件的精度和生产的经济性等因数影响。可根据注射机的最大注射量确定型腔数n (4.5)式中 K 注射机的最大注射量的常用系数，一般取0.8； mN 注射机允许的最大注射量； m1 单个塑件的质量或体积（g或cm）； m2 浇注系统所需塑料的质量或体积（g或cm）。 在设计时选择了n=4，符合要求。4.4.3 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核注射成型时塑件的模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素。如果这一数值超过了注射机所允许的最大成型面积，则成型过程中会出现涨模溢料现象，必须满足以下关系。 (4.6) 式中: n -型腔数目 -单个塑件在模具分型面上的投影面积 -浇注系统在模具分型面上的投影面积n=4 =664 =801 =4x664+801=3457注射成型时为了可靠的锁模，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力。即：（）P F (4.7)式中 P塑料熔体对型腔的成型压力（MPa） F注射机额定锁模力（N） 其它意义同上根据教科书，型腔内通常为20-40MPa，一般制品为24-34MPa，精密制品为39-44MPP=3457X30x1.1X0.001=114.1KN1100KN锁模力符合要求4.4.4 模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核a. 模具厚度（H）的校核喷嘴尺寸注射机头为球面，其球面半径与相应接触的模具主流道始端凹下的球面半径相适应。模具厚度模具厚度H（又称闭合高度）必须满足： （4.8）式中 Hmin注射机允许的最小厚度，即动、定模板之间的最小开距； Hmax注射机允许的最大模厚。初步确定模具的厚度为300mm，在注射机的允许范围内（注射机的允许范围是160mm410mm）,符合要求。本设计中模具厚度为300mm 160H410 符合要求b. 开模行程（S）的校核模具开模后为了便于取出制件，要求有足够的开模距离，所谓开模行程是指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注塑机的开模行程是有限的，设计模具必须校核所选注射机的开模行程，以便与模具的开模距离相适应。对于卧式注射机，其开模行程与模具厚度有关，对于多分型面注射模应有： (4.9)式中 - 推出距离 -包括浇注系统凝料在内的塑件高度 =（水口料的长度+2030）本设计中 =750 =40mm =85+20=105 mm总的开模距离需要H=145mm以上经计算，符合要要求。 c. 顶出装置的校核在设计模具推出机构时，需校核注射机顶出的顶出形式，要注意在两侧顶出时模具推板的面积应能覆盖注射机的双顶杆，注射机的最大顶出距离要保证能将塑件从模具中脱出。查上表得XS-ZY110X1A型注射机为两侧推出机构。经检查能满足将模具脱出的要求。5 注射模具结构设计5 注射模具结构设计5.1 分型面的设计将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，它们的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为分型面，它是决定模具结构的重要因素，每个塑件的分型面可能只有一种选择，也可能有几种选择。合理地选择分型面是使塑件能完好的成型的先决条件。选择分型面时，应从以下几个方面考虑： a. 分型面应选在塑件外形最大轮廓处；b. 使塑件在开模后留在动模上(特殊情况下留在定模上)；c. 分型面的浇注痕迹不影响塑件的美观；d. 浇注系统设计（特别是浇口能合理的安排）；e. 推杆痕迹不表现在塑件外观上；f. 塑件易于脱模。综上各种因素，并根据本模具制件的外观特点，受用平面分型面，并择在塑件的最大截面处，开模后塑件留在动模一侧，图5.1 分型面的选择5.2 型腔的布局型腔的布局与浇注系统的布置密切相关,型腔的排布应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等的分得所需的压力,以保证塑料熔体均匀地充满每个型腔,使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能短，同时采用平衡流道。型腔布局由图所示。由于本设计中塑件是上下两部分配毕业设计（论文）合装配使用，需要相同的注射工艺参数，以达到高的成功率，模具采用侧浇口，并采用对称式布局，以求达到良好的浇注质量。图5.2 型腔布局方式5.3 浇注系统的设计浇注系统是指注射模中从主流道始端到型腔之间的熔体进料通道，浇注系统可分为普通流道浇注系统和无流道凝料浇注系统两类，本设计中采用普通点浇口浇注系统。5.3.1 浇注系统组成普通流道浇注系统的组成一般包括以下几个部分。1主浇道 2第一分浇道 3第二分浇道 4第三分浇道5浇口 6型腔 7冷料穴5.3.2 确定浇注系统的原则在设计浇注系统时应考虑下列有关因素：a. 塑料成型特性：设计浇注系统应适应所用塑料的成型特性的要求，以保证塑件质量。 b. 模具成型塑件的型腔数：设置浇注系统还应考虑到模具是一模二腔或一模多腔，浇注系统需按型腔布局设计。c. 塑件大小及形状：根据塑件大小，形状壁厚，技术要求等因素，结合选择分型面同时考虑设置浇注系统的形式、进料口数量及位置，保证正常成型，还应注意防止流料直接冲击嵌件及细弱型芯受力不均以及应充分估计可能产生的质量弊病和部位等问题，从而采取相应的措施或留有修整的余地。d. 塑件外观：设置浇注系统时应考虑到去除、修整进料口方便，同时不影响塑件的外表美观。e. 冷料：在注射间隔时间，喷嘴端部的冷料必须去除，防止注入型腔影响塑件质量，故设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施。 5.3.3 主流道的设计流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部分开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道。 a. 主流道的尺寸设计中选用的注射机XS-ZY110X1A，其喷嘴直径为3.5mm，喷嘴球面半径为16mm，根据图（4），主流道各具体尺寸如下：图中：R=R0+12mm，d=d0+0.51mm，=24，Ra=0.63m，H=37mm，r=13mm，L85mm。 (5.1) 图5.3 浇注系统与定位环、浇口套 b. 主流道衬套的形式选用如图所示类型的衬套，这种类型可防止衬套在塑料熔体反作用下退出定模。将主流道衬套和定位球设计成两个零件，然后配合固定在模板上，衬套与定模板的配合采用。 图5.4 主流道衬套及其固定形式c. 主流道衬套的固定 主流道衬套的固定，采用2个M5X20的螺丝直接锁附固定。5.3.4 分流道的设计分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道，分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态。本设计中由于塑件排布比较紧凑,且采用侧浇口。如图5.5所示。图5.5 主流道和侧浇口的位置5.3.5 浇口的设计浇口又叫进料口，是连接分流道与型腔的通道。它有两个功能：一是对塑料熔体流入型腔起着控制作用；另一个是当注射压力撤销后封锁型腔，使型腔中尚未固化的塑料不会倒流。常向的浇口形式有直接浇口，侧浇口，点式浇口，扇形浇口，圆盘式浇口，环形浇口等。浇口的位置与塑件的质量有直接影响。在确定浇口位置时，应考虑以下几点：a. 熔体在型腔内流动时，其动能损失最小，要做到这一点必须使(1) 流程为最短；(2) 每一股分流都能大致同时到达其最远端；(3) 应先从壁厚较厚的部位进料；(4) 考虑各股分流的转向越小越好。b. 有效地排出型腔内的气体根据浇口选用原则和为保证塑件表面质量及美观效果，采用侧浇口。浇口尺寸如相应的制图所示，根据此图结合实际选用适当值。5.3.6 冷料穴的设计主流道的末端需要设置冷料穴以往上制品中出现固化的冷料。因为最先流入的塑料因接触温度低的模具而使料温下降，如果让这部分温度下降的塑料流入型腔会影响制品的质量，为防止这一问题必须在没塑料流动方向在主流道末端设置冷料穴以便将这部分冷料存留起来。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上，其标称直径与主流道直径相同或略大一些，这里取为6mm，最终要保证冷料体积小于冷料穴体积。冷料穴的z形式有多种，这里采用倒锥形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它与推杆配用，开模时倒锥形的冷料穴通过内部的冷料先将主流道凝料拉出定模，最后在拉料杆的作用下将冷料和和主流道凝料随制品一起被顶出动模。如上图5.5所示。5.4 注射模成型零部件的设计模具闭合时用来填充塑料成型制品的空间称为型腔。构成模具型腔的零部件称成型零部件。一般包括凹模、凸模、型环和镶块等。成型零部件直接与塑料接触，成型塑件的某些部分，承受着塑料熔体压力，决定着塑件形状与精度，因此成型零部件的设计是注射模具的重要部分。成型零部件在注射成型过程中需要经常承受温度压力及塑料熔体对它们的冲击和摩擦作用，长期工作后晚发生磨损、变形和破裂，因此必须合理设计其结构形式，准确计算其尺寸和公差并保证它们具有足够的强度、刚度和良好的表面质量。5.4.1 成型零部件结构设计成型零部件结构设计主要应在保证塑件质量要求的前提下，从便于加工、装配、使用、维修等角度加以考虑。a. 凹模的设计凹模也称为型腔，是用来成型制品外形轮廓的模具零件，其结构与制品的形状、尺寸、使用要求、生产批量及模具的加工方法等有关，常用的结构形式有整体式、嵌入式、镶拼组合式和瓣合式四种类型。本设计中采用整体式凹模，其特点是结构简单，牢固可靠，不容易变形，成型出来的制品表面不会有镶拼接缝的溢料痕迹，还有助于减少注射模中成型零部件的数量，并缩小整个模具的外形结构尺寸。不过模具加工起来比较困难，要用到数控加工或电火花加工。图5.6 型腔3D图b. 凸模的设计本设计中零件结构较为简单，深度不大，但经过对塑件实体的仔细观察研究发现，塑件采用的是整体式型芯。这样的型芯加工方便，便于模具的维护，型芯与动模板的配合可采用H7/P6。图5.7 型芯3D图5.4.2 成型零部件工作尺寸的计算成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的位置尺寸，以及中心距尺寸等。在模具设计时要根据塑件的尺寸及精度等级确定成型零部件的工作尺寸及精度等级。影响塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收缩率，模具成型零部件的制造误差，模具成型零部件的磨损及模具安装配合方面的误差。这些影响因素也是作为确定成型零部件工作尺寸的依据。由于按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量计算型芯型腔的尺寸有一定的误差（因为模具制造公差和模具成型零部件在使用中的最大磨损量大多凭经验决定），这里就只考虑塑料的收缩率计算模具盛开零部件的工作尺寸。塑件经成型后所获得的制品从热模具中取出后，因冷却及其它原因会引起尺寸减小或体积缩小，收缩性是每种塑料都具有的固有特性之一，选定ABS材料的平均收缩率为0.5%，刚计算模具成型零部件工作尺寸的公式为： （5.2）式中 A 模具成型零部件在常温下的尺寸 B 塑件在常温下实际尺寸成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1/31/4，或取IT78级作为模具制造公差。在此取IT8级，型芯工作尺寸公差取IT7级。模具型腔的小尺寸为基本尺寸，偏差为正值；模具型芯的最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值，中心距偏差为双向对称分布。各成型零部件工作尺寸的具体数值见图纸。5.5 排气结构设计排气是注射模设计中不可忽视的一个问题。在注射成型中，若模具排气不良，型腔内的气体受压缩将产生很大的背压，阻止塑料熔体正常快速充模，同时气体压缩所产生的热使塑料烧焦，在充模速度大、温度高、物料黏度低、注射压力大和塑件过厚的情况下，气体在一定的压缩程度下会渗入塑料制件内部，造成气孔、组织疏松等缺陷。特别是快速注射成型工艺的发展，对注射模的排气系统要求就更为严格。在塑料熔体充模过程中，模腔内除了原有的空气外，还有塑料含有的水分在注射温度下蒸发而成的水蒸气、塑料局部过热分解产生的低分子挥发性气体，塑料中某些添加剂挥发或化学反应所生成的气体。常用的排气方式有利用配合间隙排气，在分型面上开设排气槽排气，利用推杆运动间隙排气等。由于本次设计中模具尺寸不大，本设计中采用间隙排气的方式，而不另设排气槽，利用间隙排气，以不产生溢料为宜，其值与塑料熔体的粘度有关。5.6 脱模机构的设计塑件从模具上取下以前还有一个从模具的成型零部件上脱出的过程，使塑件从成型零部件上脱出的机构称为脱模机构。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出机构的导向和复位部件等组成。5.6.1 脱模机构的选用原则(1) 使塑件脱模时不发生变形；(2) 分型面选择的合理性；(3) 推力分布依脱模阻力的的大小要合理安排；(4) 定出机构的合理性；(5) 推杆的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部产生隙裂；(6) 推杆的强度及刚性应足够，在推出动作时不产生弹性变形；(7) 推杆位置痕迹须不影响塑件外观。5.6.2 脱模机构类型的选择推出机构按其推出动作的动力来源分为手动推出机构，机动推出机构，液压和气动推出机构。根据推出零件的类别还可分为推杆推出机构、套管推出机构、推板推出机构、推块推出机构、利用成型零部件推出和多元件综合推出机构等。本设计中采用推板加推杆推出机构使塑料制件顺利脱模。5.6.3 推杆机构具体设计 a. 推杆布置和拉料杆的形式该塑件采用了8支1.3mm大小有托推杆，其分布情况如图5.9所示，这些推杆均匀的分布在产品边缘处，使制品所受的推出力均衡。 图5.8 拉料杆示意图 图5.9 推杆布置 b. 推杆的设计本设计采用台肩形式的圆形截面推杆，设计时推杆的直径根据不同的设置部位选用不同的直径，见图5.10。推杆端平面不应有轴向窜动。推杆与推杆孔配合一般为，其配合间隙不大于所用溢料间隙，以免产生飞边，ABS塑料的溢料间隙为。 5.7 注射模温度调节系统在注射模中，模具的温度直接影响到塑件的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，对模具温度的要求也不相同。一般注射到模具内的塑料粉体的温度为200C左右，熔体固化成为塑件后，从60C左右的模具中脱模、温度的降低是依靠在模具内通入冷却水，将热量带走。对于要求较低模温（一般小于80C）的塑料，如本设计中的聚苯乙烯ABS，仅需要设置冷系统即可，因为可以通过调节水的流量就可以调节模具的温度。模具的冷却主要采用循环水冷却方式，模具的加热有通入热水、蒸汽，热油和电阻丝加热等。5.7.1 温度调节对塑件质量的影响注射模的温度对于塑料熔体的充模流动、固化成型、生产效率以及制品的形状和尺寸精度都有影响，对于任一个塑料制品，模具温度波动过大都是不利的。过高的模温会使塑件在脱模后发生变形，若延长冷却时间又会使生产率下降。过低的模温会降低塑料的流动性，使其难于充模，增加制品的内应力和明显的熔接痕等缺陷。图5.10 模具冷却水路图 5.7.2 冷却系统之设计规则采用较低的模温可以减小塑料制品的成型收缩率；即收缩率小，变形小，尺寸稳定，机械强度高，耐应力开裂性好和表面质量好；模温均匀，冷却时间短，注射速度快可以减小塑件的变形，其中均匀一致的模温尤为重要。 a. 对温度调节系统的要求根据选用的塑料品种，确定温度调节系统是采用冷却方式还是加热方式；希望模温均匀，塑件各部分同时冷却，以提高生产率和塑件质量；采用较底的模温，快速、大流量通水冷却一般效果比较好；温度调节系统要尽量做到结构简单，加工容易，成本低廉。 b. 冷却装置的设计要点 (1) 冷却水孔的数量愈多，对塑件的冷却也就愈均匀；(2) 水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即将孔的排列与型腔形状相吻合； c. 水嘴的结构形式由模具设计与制造简明手册查得水嘴的结构如下图所示： 图5.11 水管和水嘴的结构形式 5.8 模架及标准件的选用5.8.1 模架的选用a. 确定模具的基本类型注射模具的分类方式很多，此处是介绍的按注射模具的整体结构分类所分的典型结构如下： 单分型面注射模、双分型面注射模、带有活动成型零件的模、侧向分型抽芯注射模、定模带有推出机构的注射模、自动卸螺纹的注射模、热流道注射模。b. 模架的选择根据对塑件的综合分析，确定该模具是单分型面的模具，由塑料注射模中小型模架可选择CI型的模架，其基本结构如下：图5.12 A2型标准模架参考尺寸CI型模具定模采用两块模板，动模采用一块模板，又叫两板模，大水口模架，适合侧浇口，潜伏式浇口，采用斜导柱侧抽芯的注射成形模具。由分型面分型面的选择而选择模具的导柱导套的安装方式，经过考虑分析，导柱导套选择选正装。根据所选择的模架的基本型可以选出对应的模板的厚度以及模具的外轮廓尺寸，经过计算可以知道该模具是一模四腔的模具，而型腔之间的距离在30-35mm之间把型腔排列成一模四腔可侧得长为，模架的长模架的宽根据内模仁的尺寸，在计算完模架的长宽以后，还需要考虑其他螺丝导柱等零件对模架尺寸的影响，在设计中避免干涉。 所以就取BL=25x30的模架，塑件的厚度为24.5mm，塑件的全部胶位都留在定模部分，该模具型腔结构简单，型芯、型腔的固定是固定总高度的加30-50mm，B板的厚度取70mm，满足强度要求，A板为100mm，C板为80m（C的选择应考虑推出机构的推出距离是否满足推出的高度）。 在本设计中，因为采用DCI2530模架，其标准模脚的高度为80mm，完全满足顶出要求。 图5.13 板与板的连接方式 5.9 侧向抽芯机构类型选择 一般指的模具的行位机构，即凡是能够获得侧向抽芯或侧向分型以及复位动作来拖出产品倒扣，低陷等位置的机构。 从作用位置分为下模行位、上模行位、斜行位（斜顶）。 从动力来分，为机动侧向行位机构和液压（气压）侧向行位机构。5.10 斜导柱侧向抽芯机构设计计算以及抽芯结构a. 是利用成型的开模动作用，使斜撑梢与滑块产生相对运动趋势，使滑块沿开模方向及水平方向的两种运动形式，使之脱离倒勾 （1）侧向分型与抽芯机构的类型 1）手动抽芯 2）液压或气动抽芯 3）机动抽芯 （2）抽心距：S=H+(3-5)其中：S为抽芯机构需要行走的总距离， H为通过测量出来的产品抽芯距离（可以通过游标卡尺进行实际测量）3-5mm为产品抽芯后的安全距离此零件，抽芯距离较小，抽芯6-10mm即可，取8mm。 （3）抽芯力：将塑料制品从包紧的侧型芯上脱出时所需克服的阻力称为抽芯力抽芯力 ， F=PA(f *cos+sin) p-塑料制品收缩对型芯单位面积的正压力，通常取812Mpa A-塑料制品包紧型芯的侧面积， f-磨擦系数，取0.10.2 -脱模斜度，一般就是几度而已。 F-单位为N b. 斜导柱抽芯机构 (1) 斜导柱的设计 1) 斜导柱的形状，在此套模具中，我们采用标准的斜导柱形式；2) 斜导柱的材料：45钢、T8、T10或者20钢经渗碳处理，淬火硬度在42HRC以上，表面粗糙度为Ra0.8mRa1.6m； 3) 斜导柱与其固定的模板之间采用过渡配合H7/m6（过度配合）； 4) 斜导柱倾斜角的确定：通常取1520，一般不大于25； 5) 斜导柱的长度计算； 6) 斜导柱直径的计算。 （2）滑块的设计 滑块设计的要点在于滑块与侧向型芯连接以及注射成型时制品尺寸的准确性和移动的可靠性，滑块分为整体式和组合式两种。 滑块材料常用45钢或T8、T10等制造，要求硬度在HRC40以上。 （3）导滑槽设计 1）导滑槽与滑块导滑部分采用间隙配合，一般采用H8/f8（间隙配合）； 2）滑块的滑动配合长度通常要大于滑块宽度的1.5倍，而保留在导滑槽内的长度不应小于导滑配合长度的2/3； 3）导滑槽材料通常用45钢制造，调质至HRC 42HRC53； 4）滑块定位装置设计，由于我们采用的是后模行位的形式，根据生产的实际情况，采用行位压板的方式，主要作用为固定与导向作用； 5）楔紧块设计楔紧角应比斜导柱的倾斜角大23。 （4）斜导柱抽芯机构的结构形式 1）斜导柱在定模上、滑块在动模上的结构设计时必须注意，滑块与推杆在合模复位过程中不能发生“干涉”现象。所谓干涉现象是指滑块的复位先于推杆的复位致使活动侧向型芯与推杆相碰撞，造成活动侧向型芯或推杆损坏。 如果发生干涉，常用的先复位附加装置有弹簧先复位、楔形滑块先复位、摆杆先复位等多种形式。2）斜导柱在动模上、滑块在定模上的结构。 3）斜导柱和滑块同在定模上。 4）斜导柱和滑块同在动模上。 图5.14 斜导柱示意图 c. 斜滑块抽芯机构 斜滑块侧向抽芯的特点是利用推出机构的推力驱动斜滑块斜向运动，在制品被推出脱模的同时由斜滑块完成侧向抽芯动作。一般分为外侧抽芯和内侧抽芯两种。 (1) 斜滑块抽芯机构适用于制品具有侧孔或较浅侧凹，成型面积较大的场合； (2) 特点：在制品被推出脱模的同时由斜滑块完成侧向抽芯动作； (3) 斜滑块的导滑形式； (4) 倾斜角通常不超过30； (5) 进行斜滑块抽芯机构设计时，若定模一侧有成型型芯，则需设置销钉锁紧或压紧的止动装置，保证制品与定模型芯分离而留在动模一侧。 图5.15 模具侧抽滑块图中: = +2 3 ( 防止合模产生干涉以及开模减少磨擦 ) 30 ( 为斜撑销倾斜角度，本设计中采用15)L=1.5D (L 为配合长度 ) S=T+2 5mm=4.5+3.5=8mm (S 为滑块需要水平运动距离； T 为成品倒勾 ) 产品的底部跟随后模一起运动，所以不计算在倒扣距离之内S=(L1xsina- )/cos ( 为斜撑梢与滑块间的间隙, 一般为 0.5mm ； 为斜撑梢在滑块内的垂直距离 )5.11 导套的设计a. 导套形状 为了使导柱进入导套比较顺利，在导套的前段倒一圆角R。导柱孔最好打通，否则导柱进入未打通的导柱孔（不通孔）时，孔内空气无法逸出，而产生发反压力，给导柱的进入造成阻力。当结构需要开不通孔时，就要在不通孔的侧面增加通气孔或在导柱的侧壁磨出排气槽。b. 导套材料 可用淬火钢或铜等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱硬度，这样可以改善摩擦，以防止导柱或导套拉毛。其二维图和三维图如下图5.16如下：图5.16 导套示意图 5.12 模具开合运作过程本设计中.采用的结构是工字两板模，前后模与滑块成型成型只需要打开前后模与滑块就可以完成整个开合过程.图5.17 模具主视图在前模与后模分离的同时，滑块在缓迟3-6秒后在斜导柱的牵引作用下，与后模同步脱离产品.但导柱与滑块上的斜孔完全分离后，滑块在弹簧的撑力下下，停止暂时固定，等后模完全和前模分离后（有足够产品顶出的距离），推杆将产品顶出，模具将上面的步骤反过来运行，这就形成了一个完整的开合过程。6 主要尺寸计算6 主要尺寸计算6.1 斜导柱尺寸计算 图6.1 斜导柱的受力及侧抽芯距与斜导柱的关系6.1.1 斜导柱直径的计算a. 正压力的计算 （6.1）式中， 因塑件收缩对型芯产生的正压力（即包紧力）（N）； 塑件对型芯产生的单位正压力（包紧力），一般=812MPa；薄件取小值，厚件取大值； 塑件包紧型芯的侧面积（）。本次设计中的A265.05mm，因此： b. 脱模力的计算本次设计时的脱模力可以根据塑料制品成型及模具设计计算： （6.2）式中，脱模力（N）； 摩擦系数，一般取=0.151.0； 脱模斜率，一般为12。 取=0.4；=1。则： 2120.4（0.41-0.013）=820.6（N）对于不通孔的壳形塑件脱模时，还需克服大气压力造成的阻力，其值为： 故总的脱模力应为：毕业设计（论文） c. 斜导柱弯曲力计算由于拔模方向与开模方向垂直，因此斜导柱承受的弯曲力计算公式为： （6.3） 式中，N 斜导柱所受弯曲力（N）； Q抽拔阻力（N）； 钢材之间的摩擦因数，一般取=0.15。 其中抽拔阻力Q等于脱模力 ， 因此： d. 斜导柱直径的计算斜导柱常用截面形状有圆形和矩形两种。圆形制造方便，装配容易，应用广泛；矩形截面制造不便，但强度高，承受的作用力大。在本次设计中选择了圆形截面的斜导柱，其直径d（mm）为： （6.4）式中，许用弯曲应力（MPa），对于碳钢=137.2MPa； 斜导柱最大弯曲力（N）； 斜导柱有效长度（mm）。 （S为抽芯距，斜导柱的倾角，此处S=9，=20），则： 考虑到具体的结构问题，可以取d=12mm，查表选择D=20mm。6.1.2 斜导柱长度计算 斜导柱的长度主要根据抽芯距离、斜导柱直径及倾斜角的大小而确定。其长度（mm）计算公式为： （6.5）式中：L斜导柱总长度（mm）； D斜导柱固定部分大端直径（mm）； h斜导柱固定板厚度（mm）； d斜导柱直径（mm）； 斜导柱的倾角（）。 其中称斜导柱的伸出长度；称斜导柱头部长度，常取815mm,也可取截锥长度为d/3 ，半球形头取d/2。则： 100（mm）6.2 型芯垫板厚度计算 计算公式如下： （6.6）式中 支承板的厚度 (cm)； 支承板在垫块之间的跨度 (cm)； 型腔的内压力 (MPa)； 凹模型腔长度 (cm)； 凹模型腔宽度 (cm)； 支承板在方向的长度（=）(cm)； 钢材的弹性模量； 支承板允许的最大变形量 (cm)。 取=35(MPa)；E=2.1105(MPa)；=0.008(cm)。已知 L=15.4cm；=19cm；=12cm；B=19cm。所以： =7cm 取 H =7cm。6.3 成型零件的工作尺寸计算成型零件工作尺寸及精度应根据塑件的尺寸、精度来确定，它主要有型腔和型芯的径向尺寸（包括矩形和异形的长度和宽度尺寸）、型腔的深度和型腔的高度尺寸、型腔与型芯的位置尺寸。随着模具材料的不断改进和产品更新换代步伐的加快，在设计中，型腔、型芯的磨损对成形尺寸计算的影响可以忽略不计，可按照以下公式计算： （6.7）式中 成形尺寸； 塑件尺寸； 成形收缩率。ABS的平均收缩率为0.6%。以下对塑件的部分成形尺寸做出计算：（mm） a. 型腔尺寸计算（塑件为矩形和圆柱体的组合，模具亦为） 型腔的长和宽：=51mm = 51（1+0.006）=51.306mm =16.4 = 16.4（1+0.006）=16.5mm型腔的深度： =24.13 = 24.13（1+0.006）=24.27mm b. 型芯的尺寸 型芯尺寸： =119.2 = 119.2 （1+0.006）=120mm 型心高度： =39.7 = 39.7（1+0.006）=40mm c. 成型型腔尺寸计算矩形型腔侧壁受内压作用发生膨胀变形的情况与圆形型腔不同。矩形型腔在受内压作用时，型腔不仅向四面膨胀，而且型腔侧壁还会发生弯曲变形。变形最大处为模具型腔侧壁中间处。矩形型腔侧壁厚度的确定，如果按照实际受力与变形状态计算，是非常复杂的，通常是对矩形型腔受力与变形情况进行简化，然后由简化模型来计算。在这三种简化模型中，第二种模型未考虑型腔角部对侧壁变形的限制，因此计算出的型腔侧壁厚度值偏大。第三种模型虽然是一种较理想的计算模型，但计算过程复杂，使其应用受到限制。因此，实用上常按第一种模型计算。本次所设计注射模具，模具的型腔和底部不是一体的，所以，可按照以下公式计算： S() （6.8）C与型腔深度对型腔侧壁长边边长之比h/L有关的系数；查表C=1； 型腔压力，取30MP； 型腔深度，=45mm；E模具材料的弹性模量（MP），E取2.110；刚度条件，即允许变形量(mm)，取=0.04; S()=25mm7模具材料的选用07 模具材料的选用 模具材料的选用正确选用模具各部分零件的材料，是注射模具设计过程中的一项重要工作，它直接影响模具的使用寿命，加工成本以及制品的成型质量。选择模具材料时，需要根据模具工作条件，从使用性能和加工性能两方面对材料提高要求。7.1 塑料模具用钢的必要条件（1）机械加工性能良好；（2）抛光性能良好 注射成型零件工作表面，多需抛光达到镜面，要求钢材硬度3540HRC为宜，过硬表面会使抛光困难；（3）耐磨性和抗疲劳性能好；（4）具有耐腐蚀性能。7.2 选择钢材的条件 （1）塑件的生产批量； （2）塑件的尺寸精度； （3）制件的复杂程度； （4）制件的体积大小； （5）制件的光观要求。7.3 模具选材本模具根据其结构、加工工艺性和使用条件选择材料如下：热塑性注射模成型零件的毛坯，凹模和主型芯以板材和模具供应，本设计中，采用45钢的预硬模具钢，型芯和型腔由于采用了该预硬型塑料模具钢，且工业插座零件为廉价大量产品，表面有一定光洁度要求，所以型芯料无需淬火,需要长寿命，选择Cr12，预硬型抛光塑料模具钢，预硬硬度达到42-53HRC45钢具有切削加工性能好，调制后有较高的强度和韧性，如：定模板 ，动模具板，动模固定板，定模固定板，型芯，顶杆固定板，顶杆垫板，支撑板。T8A、Cr12具有可淬性高，但淬透性差，淬火变形大，需进行磨削加工，用于制造耐磨性结构零件。如：导杆、顶杆、斜导柱、导套型芯，。模具的淬火硬度一般的成型零件和塑料接触的零件和型腔、型芯、浇口套4毕业设计（论文）等，已经起导滑作用的滑块导柱导套的淬火硬度为HRC4045。常用45钢制造的大部分模具构零件淬火也应达到HRC4045。7.4 模具的表面粗糙度通常模具成型零件的工作面及与塑料接触的模具零件的表面粗糙度为56级，对于配合精度来讲，粗糙度越小，使静配合的固定更为可靠，使动配合的滑块面更光滑，不宜摩擦损伤，因此凡是相配合的孔与轴或者平面与平面之间需要粗糙度为34级，其它非重要模具零件表面的粗糙度一般为79级。模具成型零件表面的粗糙度愈高，则要求成型零件的硬度愈高，例如要求模具零件的粗糙度为Ra0.320.08，模具成型零件的必需硬度为HRC5961。7.5 注塑模具强度分析计算注塑成型过程中,模具承受有注塑机施加的锁模力和熔融塑料作用于型腔内壁的压力。锁模力因受到模具型腔内轴向力的平衡,因而实际轴向力并不大,主要受的力是型腔内压力模具型腔受到内压力的作用会发生膨胀变形,这个变形一方面会影响到塑件尺寸精度,另一方面可能在模具型腔的配合面处产生飞边。为了使注塑模在成型塑件的过程中不发生以上问题,就需要计算模具型腔侧壁所允许的最小厚度。只要实际的型腔侧壁厚度大于计算所得的允许最小厚度,成型时模型腔就不会发生问题。一般情况下,若从塑件成型尺寸精度考虑,则模具型腔侧壁的最大允许变形量取塑件公差的1/5。若从模具型腔不发生飞边考虑,则模具型腔配合处的间隙的最大允许值随塑料的种类不同而异。对于尼龙、聚乙烯、聚丙烯等低粘度塑料,最大间隙值取0.020.04mm,对
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