三孔面板插座的模具设计论文【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套 ， Q 号交流 401339828 或 11970985 毕业设计说明书 题 目 三孔面板插座塑料模具设计 专 业 班 级 学生姓名 指导教师 201X 年 X 月 X 日买文档就送您 纸全套 ， Q 号交流 401339828 或 11970985 要 塑料注射模具是成型塑料的一种重要工艺装备，通过对三孔面板插座塑料模具设计 ,能够全面的了解塑料模具设计的基本原则、方法 G、 件进行塑料模具设计 ,提高自己的绘图能力。为今后从事设计工作打下了坚实的基础。 随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业、农业 、 日常生活 和军事等 各个领域 的 应用 范围 越来越广，质量要求也越来越高 ，中国已经成为全球最大的塑料市场之一，塑料制品产量全球第二。 本次主要设计是对三孔面板插座注射模的设计 , 重点对塑件的成型原理、原料选用和注射技术进行分 析。通过根据形状、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果，确定所需的模塑成型方案，制品的后加工、分型面的选择、型腔的数目和排列、成型零件的结构、浇注系统等。 关键词： 工艺方案；模具结构；注塑机；模具设计 买文档就送您 纸全套 ， Q 号交流 401339828 或 11970985 is an of of be G, to in a of of in of is of s in s is on of a on of By to to of of 买文档就送您 纸全套 ， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . . 录 . 绪论 . 1 述 . 1 内研究现状 . 1 外研究现状 . 2 2 塑料制品分析 . 3 确制品设计要求 . 3 确制品批量 . 3 料选择及性能 . 3 料选择 . 3 料品种 . 4 型设备 . 4 模斜度 . 4 算制品的体积和质量 . 5 面质量的分析 . 5 件的体积重量 . 5 3 注射机及成型方案的确定 . 6 射机的确定 . 6 型方案的确定 . 6 型设备的选择 . 6 型的特点 . 7 型的原理 . 7 型过程 . 7 4 型腔数的确定及分型面的选择 . 8 腔数的确定 . 8 型面的选择 . 8 买文档就送您 纸全套 ， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 型面的主要选择原则 . 8 定型腔的排列方式 . 9 准模架的选用 . 10 架装配图 . 10 5 成型零部件的设计与计算 . 11 模设计 . 11 模的设计 . 11 型零件工作尺寸的计算 . 12 腔工作尺寸的计算 . 12 流道设计 . 14 口的设计 . 14 7 排气与冷却系统的设计 . 16 却系统设计的原则 . 16 却水路的计算 . 16 气系统的设计 . 17 8 顶出机构的设计 . 19 杆复位装置 . 19 件机构的设计 . 19 杆长度的计算 . 20 推杆的设计 . 21 推杆的设计要点 . 21 推杆倾斜角的确定 . 22 9 导 向机构的设计 . 23 向、定位机构的主要功能 . 23 向机构的设计 . 23 柱的设计 . 23 10 结论与展望 . 25 致谢 . 26 参考文献 . 27 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪论 述 注射成型也称为注射或注塑，是热塑性塑料的一种重要成型方法。 到现在 为止，有超过 1/3 的塑料原材料，是通过注射成型工业加工的，除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以采用此成型方法。它的特点是生产周期 短、生产效率高 的 、易自动化，因此广泛应用于塑料制品的生产。 现在塑料成型生产中，塑料制件的质量与塑料成型模具、塑料成型设备和塑料成型工艺密切相关。在这三要素中，塑料成型模具的质量最为关键，他的功能是双重的：赋予塑料熔体以期望的形状、性能、质量；冷却并推出成型的塑件。模具是决定最终产品的性能、规格、形状以及尺寸精度的载体，塑料成型模具是使塑料成型生产过程顺利进行、保证塑料成型质量不可缺少的工艺装备，是体现塑料成型设备高效率、高性能和合理先进塑料成型工艺的具体实施者，也是新产品开发的决定环节。由此可见，周而复始地 获得符合技术经济要求及质量稳定的塑料制件，塑料成型模具的优劣是关键，它最能反映出整个塑料成型生产过程的技术含量以及经济效益。 因此，注射成型 的 模具设计制造成为当今社会模具发展的热点 ,己发展成为热塑性塑料最主要的成型加工方法。 内研究现状 20 世纪 80 年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以 15的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度 ，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。 中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，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（约 122屏幕彩电塑壳注射模具， 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，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数 齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口 10 多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。 （ 1） 注重开 发大型，精密，复杂模具 （ 2） 加强模具标准件的应用 （ 3） 推广术 （ 4） 重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期 。 外研究现状 在工业发达国家，据 1991 年统计，日本生产塑料模和生产冲压模的企业各占 40； 韩国模具专业厂中，生产塑料模的占 产冲压模的占 新加坡全国有 460 家模具企业， 60%生产塑料模， 35%生产冲模和夹具。 当今世界注射模具的基本格局是以日、美及欧洲各工业化国家作为世界模具技术的领头羊，占据了世界注射模具市场的半壁江山，他们拥有现代的设计方法和先进 的模具制造设备，特别是近几年来这些国家把 统作为模具工业发展的臂翼，其发展的趋势如日中天 6 。在注塑模具设计工业中，国外先进国家（日本、德国、美国等）从20 世纪 80 年代中期已广泛使用计算机对塑料模进行辅助设计（ 辅助制造（ 并对模具设计的各个环节进行定量计算机和数值分析（ 已由经验数据逐步过渡到计算机设计，对模具浇注系统和型腔的熔料流动行为以及温度调节系统的热量分布都采用了微机辅助设计 9。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 2 塑料制品分析 确制品设计要求 图 塑料制品的 三 维图。 整个塑件呈现方形，该构件的表面的形状和整体的结构较其他塑件较为简单，在零件的内部有倒扣，由于是在零件的内部，需要斜顶出抽芯，表面粗糙度要求不太高，而且较为实用性零件 对其尺寸公差没有太严格的要求。 图 料制品的 三 维图 确制品批量 该产品生产 量大 ，故设计的模具要求有较高的注塑效率， 又考虑到模具的结构， 模具采用一模 二 腔结构，浇口形式采用 侧 浇口。 料选择及性能 料选择 三孔面板插座该塑件 作为工业用品，要具备安全无毒，化学稳定性高，不易分解等特点和价格低廉的要求；同时，作为承重物件在一定的高度掉下或过载时，不会出现裂纹甚买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 至断裂，这就意味着塑件所使用的材料要有一定的机械强度。 料品种 根据 对塑件的分析要求，同时考虑原材料价格要低廉，现决定选用应用广泛的程塑料。 料是以丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种原料为单体经过共聚而成的一种热塑性塑料（可以反复加热软化冷却成型的塑料），因此兼有三种元素的共同性能，使其具有“坚韧、质硬、刚性”的性质。 料无毒、无味。 表 1 料的部分技术指标 技术指标 值 密度 (g / 3) 缩率 (%) 明度 不透明 比热容 /(J 1 k1470 吸水性（ 24 小时）（ %） 服强度 /0 拉伸弹性模量 /压强度 /3 弯曲弹性模量 /点 130 160 型设备 经比较 ， 成型设备采用卧式注射机较好 ， 其优点是机体较低 ,容易操作和加料 ， 塑件脱模后可以自动落下 可实现自动化操作 ， 注塑机的重心较低安装稳定 ， 适合大中型注射机的设计制造。 模斜度 由于 零件深度很小，所以拔模角度为一度 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 算制品的体积和质量 面质量的分析 该零件的 表面质量要求很高各个成型面都得进行抛光处理 件的体积重量 计算塑件的重量是为了选用注射机及确定模具型腔数。 计算得塑件的体积： V 计算塑件的质量：公式为 W 据设计手册查得 密度为 g/塑件的重量为： W 算得 浇注系统 的体积： V 计算塑件的质量：公式为 W 据设计手册查得 密度为 g/塑件的重量为： W 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 3 注射机及成型方案的确定 射机的确定 根据注射所需的压力和塑件的重量以及其它情况 （主要考虑到模具的高度问题） ，可初步选用的注射机为 D（塑料成型工艺与模具设计）初 步选用注射机海天 110 注射机海天 110数： 额定注射量： 147最大成型面积： 320柱塞直径： 36射压力： 183板尺寸： 550 550（ 柱杆空间： 400锁模力： 1100嘴圆弧半径： 10嘴孔径： 大开模行程： 750调整型） 模具最大厚度： 410具最少厚度： 160型方案的 确定 型设备的选择 柱塞式成型机中，塑料熔化成黏流态的热量主要由筒外部的加热器提供。在柱塞的平稳推动下，料流是一种平缓的滞流态势。料筒内同一横截面上不同径距的质点有着梯度变化的流速，结果靠料筒轴心的流速快，靠近料筒壁的流速慢。料筒同一截面上的温度分布也有差异，靠近筒壁的料，因流速慢，又直接接受外壁的电热圈加热，所以温度高；而靠近轴心的料，因流动快，且又与料筒加热圈隔了一层热阻很大的塑料层，所以温度低。可见在柱塞式料筒内，塑料的塑化程度很不均匀。 该 三孔面板插座 选用螺杆式注塑机，型号为 海天 110 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 型的特点 注射成型又称注射模塑 ,成型周期短 ,能一次成型外形复杂 ,尺寸精密 ,带有嵌件的塑料制件。制品无需修整或仅需少量修正 ,可得到较窄的公差 ,废料损耗最小 ,且生产效率高 ,易于实现自动化生产 ,适于多件批量较大的塑件生产等优点。但是 ,产品质量有时难短期稳定 ,模具的结构有时不宜高效成型等缺点。 型的原理 注射成型工艺是塑料成型的一种最常用的方法。它将粒状或粉状的塑料原料加入到注射机的料筒中，经过加热到流动状态，在注射机的柱塞或螺杆的推动下，以一定的流速，通过喷嘴和闭合模具的 浇注系统而充满型腔，经过一定的时间的冷却定型，打开模具，从模内取出成型的塑件。 型过程 注射成型工艺过程包括成型前的准备、注射过程和制品的后处理。 为了使注射成型顺利进行，保证塑件质量，一般在注射之前要进行如下准备工作 1： (1)原料的检验和预处理； (2)料筒的清洗； (3)嵌件的预热； (4)脱模剂的选用； 完整的注射过程包括加料、塑化、注射、保压、冷却和脱模等几个步骤。但实质上只有在料筒中的塑化与在注射过程中的流动两个过程。所谓塑化即塑料熔融，是指 塑料在料筒中经加热达到黏流状态并具有良好可塑性的全过程。所谓流动是指塑料熔体在注射进入模具型腔后的流动。该流动情况有可分为充型、保压、倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段。 塑件在成型过程中，由于塑化不均匀或由于塑料在型腔中的结晶、定向、以及冷却不均匀而造成塑件各部分收缩不一致，或因其他原因使塑件内部不可避免地存在一些内应力而导致在使用过程中变形或开裂。因此，应该设法消除掉。消除的方法有退火处理和调湿处理 1。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 4 型腔数的确定及分型面的选择 腔数的确定 以机床的注射能力为基础，每 次注射量不超过注射机最大注射量的 80%计算： 件浇W X=式中： g） g） g） 因为， N= 所以，此模具 型腔为一模 2 腔结构合理。 型面的选择 型面的主要选择原则 分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，它与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺的有关， 一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面 ,分型面可以是垂直于合模方向 ,也可以与合模方向平行或倾斜。 因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键。 根据分型面的选择原则： （ 1）分型面应选在塑件外形最 大轮廓处； （ 2）在开模时尽量使塑件留在动模； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 （ 3）分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量； （ 4）有利于排气和模具的加工方便； （ 5）有助于避免侧抽芯或便于侧抽芯。 该塑件对美观不太要求，无斑点和熔接痕，表面质量要求一般。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件， 属于薄壁壳小型塑件，塑件冷却时会因为收缩作用而包覆在凸模上，所以，应有利于塑件滞留在动模一侧，以便于脱模，并不影响塑件的质量和尺寸精度，以及外观形状。 综上所述，合理的分型面应选择在下部。如 图所示： 图 型面选择图 定型腔的排列方式 模板上的排列形式通常有圆形、 线型及复合型等。 在设计时有以下原则： （ 1） 尽量采用对称式排布，确保制品质量的均一和稳定。 （ 2） 塑件结构简单，应尽量使型腔紧凑排列，而减小模具的外形尺寸。 （ 3） 分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短 。 （ 4） 为了避免 模具承受偏载而产生溢料现象，浇口开口部位与型腔布置应对称。 因为该塑件属大批量生产的小型塑件，但对产品的精度、表面粗糙度还是有较 高的要求，通过前面算出的单个产品的体积 V 和质量 W, 综合考虑生产效率和生产成本及产品质量等各种因素，以及注射机的类型选择确定采用一模 1腔排布。 本塑件在注射时采用一模 2 件。综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等因素采用如下 图 型腔排列方式。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 具型腔排列方式 准模架的选用 模具的大小主要取决于塑件的大小和结构，对于模具而言，在保证足够强度的前提下，结构越紧凑越好。模架尺寸参照装配图 模具采用的是 塑料模具设计指导 中的 标准模架， 如图所示： 架 装配图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 5 成型零部件的设计与计算 模设计 凸模用于成型塑料的内表面，又称型芯、阳模或成型杆。结构分整体式和组合式两种。整体嵌入式结构，由整块金属材料直接加工成模仁 ， 其中公模仁的结构如下 图 模 的结构 模的设计 凹模用于成型塑件的外表面，又称阴模、型腔。按照结构的不同可以分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式、大面积镶嵌式和四壁镶嵌式五种。为了便于加工和有利于排气，运用 组合 式的型 腔 结构，其结构如下 图 模 的结构 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 型零件工作尺寸的计算 本设计 中零件工作尺寸的计算均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算，已给出这 成型收缩率为 具的制造公差取 z=/3。 腔工作尺寸的计算 1. 凹模的內形尺寸： 3 1 3 / 4 L L k 凹 式中： L 凹为型腔內形尺寸 ( L 塑为塑件外径基本尺寸 (即塑件的实际外形尺寸； K 为塑料平均收缩率 (%)，此处取 s 为塑件公差，查表知 件精度等级取 5 级；塑件基本尺寸在 36围内取 824围内取 0100围内取 100120 140160差取 200225差取 280350差取 315355差取 以型腔尺寸如下： 100 (1+(3/4) =腔深度的尺寸计算： +k)-(2/3) 3 （ 式中 ： 型芯高度尺寸 ( 即塑件的实际內形深度尺寸； s 、 K 含义如（ 1）式中。 3 (1+(2/3) =2=(1+(2/3) =）凸模的外形尺寸计算： 1+k)+(3/4) 3（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 式中 ： 型芯外形尺寸 ( 即塑件的实际內形尺寸； s 、 k 含义 如（ 1）式中。 所以型芯的尺寸如下： 100（ 1+（ 3/4） 70（ 1+（ 3/4） 型芯的深度尺寸计算： +k)+ (2/3) 3（ 式中 ： 模 /型芯高度尺寸 ( 即塑件的实际內形深度尺寸； s 、 k 含义如（ 1）式中。 型芯的高度分别为： 20（ 1+（ 2/3） 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 6 浇注系统的设计 浇注系统设计时，应注意与注射机的注射口相符合，主流道、浇口套、定位圈等的各项参数与注射机的规格密切相关，由于主流道要与高温塑料及喷嘴接触，所以模具的主流道部分通常设计成可拆卸更换的主流道衬套，即浇口套。 对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循如下原则： A、了解塑料的成型性能 B、尽量避免或减少产生熔接痕 C、有利于型腔中气体的排出 D、防止型心的变形和嵌件的位移 E、尽量采用较短的流程充满型腔 流道设计 设计手根据册查得 海天 110注射机喷嘴有关尺寸如下： 喷嘴前端孔径： 嘴前端球面半径： 10了使凝料能顺利拔出，主流道的小端直径 D 应稍大于注射 喷嘴直径 d。 D d+(1)3+流道的半锥角 通常为 1 2过大的锥角会产生湍流或涡流，卷入空气，过小的锥角使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大，此处的锥角选用 1。经换算得主流道大端直径 D 使熔料顺 利进入分流道，可在主流道出料端设计半径 1圆弧过渡。 口的设计 浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的熔体通道，它是浇注系统的关键部分。 其主要作用是： （ 1）熔体充模后，浇口处首先凝固，可防止其倒流； （ 2）熔体在流经狭窄的浇口时产生摩擦热，使熔体升温，有助于充模； （ 3）易于在浇口切除浇注系统的凝料。浇口截面积的 口的长度约为买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 口的具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值。 当塑料熔体通过浇口时，剪切速率增高，同时熔体的内摩擦加剧，使料流的温度升 高，粘度降低，提高了流动性能，有利于充型。 根据浇口的成型要求及型腔的排列方式，选用 侧 浇口较为合适。 图 衡式浇注系统 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 7 排气与冷却系统的设计 塑料在成型过程中，模具温度会直接影响塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以到达理想的温度要求。 一般注射模内的塑料熔体温度为 200左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效地冷却，以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。 对于熔融黏度低、流动性比较好的塑料，如聚丙烯、有机玻璃等等，当塑件是小型薄壁时，如我们的塑件，则模具课简单地进行冷却或利用自然冷却不设定冷却系统：当塑件是大型的制品时，则需要对模具进行人工冷却。 通过比较最终确定本次设计的冷却系统采用循环水冷却方法。 却系统设计的原则 1、冷却水孔数量尽可能多，尺寸尽可能的大。 2、冷却水孔与型腔表面各处最好有相同间距，一般水孔边离型腔的距离大于 10用 12 15 3、降低入水与出水的温度差，防止制品变形。 4、水道的开设便于加工和清理 ，一般孔径为 6 10 5、采用并流流向，加强浇口处的冷却。 却水路的计算 在注射过程中，塑件的冷却时间是指塑料熔体从充满模具型腔起到可以开模取出塑件时为止的这段时间。这一时间标准常以制品已充分固化定型而且具有一定的强度和刚度为准，确定生产周期： 脱冷注 式中 t 为生产周期（ s） ,t 注为注射时间， t 冷为冷却时间， t 浇为脱模时间 ,由塑料制品成型及模具设计 第 237 页附录 D 可查得 t 注 2t 冷 15周期 t 为 30单 位热流量： 单位热流量 590kJ/小时需要注射的次数 N=3600/t; 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 取 t=30s，可求得 N=120 次 . 每小时的注射量： 从型腔内发出的总热量 总 650kJ/入式中得 1560/650/根据塑件产品在模具中的位置和模板的布置，确定水路图 如 图 示 图 路图 气系统的设计 如果型腔内因各种原因产生的气体不能被排除干净，塑件上就会形成气泡、产生熔接不牢、表面轮廓不清及充填不满等成型