插头模具制造项目设计说明书

插头模具 制造项目 设计 说明书 一、插头结构工艺性分析 1、塑件结构分析 本例设计的是一普通两极电源插头（如图 1、图 2）。 图 1 图 2 从图中分析可知，电源插头材质为酚醛塑料（电木），其整体尺寸较小，结构比较规则，没有内凹结构，其表面粗糙度和飞边要求都不高，但其产量较大，注塑前需要放置金属电极。根据以上分析，采用简易的固定式小型两形腔模具，安装嵌件和取下工件都由工人手动完成，在成本较低的情况下即可符合生产要求。 2、收缩性 塑料经成型后获得的制品从热模具中取出后，因冷却以及其它原因而引起尺寸减小或体积收缩的现象称为塑料的收缩性。收缩性是每一种塑料的固有特性之一 1 。为了得到符合图纸要求的塑件，在设计模具的时候，对于收缩性总是给以适当的补偿。本设计中的塑件原料 二、注塑机的选择 1、注射机规格 注射机是热塑性塑料和部分热固性塑料注射成形的主要设备，我们选择注射机型号为的技术规格如表 3 表 3号 螺杆直径（ 注射容量（ 注射压力（ 锁模力 (8 500 122 500 最大注射面积 （ 模板行程（ 定位孔直径（ 130 180 模具厚度 （ 喷嘴 顶出 两侧 中心孔径（ 最大 最小 球 半 径（ 孔半径（ 孔径（ 孔距（ 200 70 12 4 22 230 50 2、注射机校核 塑件成形所需的注射总量应小于所选注射机的注射容量。注射容量以容积（ 表示时，塑件体积（包括浇注系统）应小于注射机的注射容量，其关系按 2V 件 （ 2 式中 V 件 塑件与浇注系统的体积（ ; V 注 注射机注射容量（ ; 最大注射容量利用系数。 在这个设计中， V 件 = 29 注 =6090=48 所以注射机注射容量完全满足要求。 模具所需的最大锁模力应小于或等于注射机的额定锁模力，其关系按 2p 腔 FP 锁 （ 2 式中 p 腔 模具型腔压力，一般取 40 50 F 塑件与浇注系统分型面上的投影面积（ ; P 锁 注射机额定锁模力（ N）。 在这个设计中 p 腔 = 40 = 锁 = 500 kN p 腔 F = 40 10 6 10734. 2 10 500(所以注射机的锁模力也满足要求。 塑件所需的注射压力应小于或等于注射机的额定注射压力，其关系按 2p 成 P 注 （ 2 式中 p 成 塑件成形所需的注射压力（ ； P 注 所选注射机的额定注射压力 ( 在这个设计中 p 成 = 80 注 = 122然， 80 122此注射压力也满要求。 模具闭合时的厚度应在注射机动、定模板的最大闭合高度和最小闭合高度之间，其关系按 2H 最小 H 模 H 最大 （ 2 式中 H 最小 注射机所允许的最小模具厚度（ ； H 模 模具闭合厚度（ ； H 最大 注射机所允许的最大模具厚度（ 。 在这个设计中 H 最小 =70 模 = 80 最大 = 200 然， 7080200 所以注射机模具厚度也满足要求。 塑件所需的开模距应小于注射机的最大开模行程。对在液压机械联合锁模的立式、卧式注射机上使用的一般浇口模具，关系按 2 5 10 s （ 2 式中 脱模距离 (推出距离 )（ ； 塑件高度（包括 浇注系统）（ ； S 注射机模板行程（ 。 在这个设计中 25 2 = 65 = 1801 + 10 = 25 + 65 +10 = 100 00 180 因此，注射机模板行程也满足要求。 三、模具总体设计 1、形腔布置 模具是一模两腔，塑件 样既有利于提高生产率也能在浇注时平衡注塑力（如图 3） 图 3 2、分型面选择 由模具结构分析可知，电源插头为上下对称结构且没有内嵌结构，因而选择电源插头上下对称平面作为分型面 3、浇注系统设计 该模具有两个形腔，对称布置，因而浇注系统也选择左右对称平衡式浇注系统。主流道在动模（上模腔）的衬套中，垂直分型面，如图 4； 图 4 分流道在定模（下模腔）中，浇口位置选择在插头尾部侧边，该处不影响插头外观及表面质量。分流道截面为半圆形结构，这种形式加工简单，成本低，由于该塑件成形要求不高，故选择该种形式即可符合要求（如图 5、图 6）。 图 5 图 6 冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上（也即塑料流动的转向处），其标称直径与主流道大 端直径相同或略大一些，深度约为直径的 1 ，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积。 因为该模具没有塑件顶出机构，塑件的取出由工人手工即可轻松完成，因而该模具的冷凝穴是主流道在定模板（下模板）的一段延伸，如图 6中分流道对称中心向下突出的一段。 4成型零件总体结构 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件 ， 包括凹模 、 型芯 、 镶块 、 成型杆和成型环等。 成型零件工作尺寸的计算 成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用来构成塑件的尺寸 ， 主要有型腔和型芯的径向尺寸（包括矩形和异形零件的长和宽） ， 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等。 规定 ： 塑件外形最大尺寸为基本尺寸 ， 偏差为负值 ， 与之相对应的模具型腔最小尺寸 ，偏差为正值 ； 塑件内形最小尺寸为基本尺寸 ， 偏差为正值 ， 与之相对应的模具型芯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。 型腔径向尺寸 当塑料制件尺寸较小、精度级别较高时可用以下公式计算 ： （ z0=(1+s ) z0 式中 s 型腔深度尺寸和型芯高度尺寸的计算 在型腔深度尺寸和型芯高度尺寸的计算中 ， 由于型腔的底面或型芯的端面磨损很小 ， 所以可不考虑磨损 ， 由此可用以下公式计算 ： （ z0=(1+s ) z0(0z=(1+s ) 0z式中 Z s 10 中心距尺寸的计算 由于模具上中心距尺寸和塑件中心距公差都是双向等值公差 ， 同时磨损的结果不会使中心距尺寸发生变化 ， 在计算中心距尺寸时不必考虑磨损量。因此，塑件中心距的基本尺寸 于是 ： （ Z/2 = (1+s ) Z/2 式中 s Z 本次设计中的成型部分零件尺寸利用 软件计算。塑件的原料为酚醛树脂，其收缩率约为 在 软件中设置好收缩率后则会自动将产品三维图尺寸放大 ，所得尺寸即为模具型腔的尺寸。然后采用拷贝面切割实体的方式在模胚上分出型腔（ 3D 分模），由此得到的模具尺寸即为模具的加工尺寸（上形腔如图 7、下形腔如图 8）。 图 7 图 8 普通插头有两个电极，电极必须作为镶嵌件在浇注前固定放置在指定位置。固定镶嵌件可以有两种方式：一、把镶嵌件直接固定在形腔中，镶嵌件的对称平面与上下形腔分型面重合；二、把镶嵌件固定在一块板上，再通过板与形腔的配合固定镶嵌件。 对于第一种方式，由于镶嵌件与形腔直接相连，形腔与镶嵌件之间必须是间隙配合才可能把电极插入形腔中。但由于是间隙配合，浇注时，熔融塑料就会从形腔与镶嵌件的缝隙中溢出造成比较大的飞边，因而此种方式不合适。 第二种方式，镶嵌件先固定在一块板上（如图 9），再通过 该板与形腔的配合，即可把电极固定在合适位置（如图 10、图 11）。此种方式的好处就是镶嵌件与板配合的部分是间隙配合，方便电极插入板中；而镶嵌件与形腔配合的部分是过渡配合，但由于过渡配合的长度比较短，不会引起装拆不便但可以有效防止塑料溢出，因而此种方式比较合适。 图 9 图 10 图 11 5排气方式的选择 插头整体尺寸比较小，注塑时产生的气体也比较少；镶嵌件与形腔间是过渡配合，有一定的间隙可以让气体溢出；同时，插头塑件的尺寸精度、表面质量要求不高，因而总的来说，该模具不需要排气部分即可符合生产要求。 6水线设计 模具整体尺寸不大，因而注塑时释放的热量不会很大，所以设计的水线无需很复杂，只要在左右两形腔下方各设计两条水线即能符合散热要求（如图 12、图 13）。 图 12 图 13 7定位、导向机构设计 该套模具的导向柱有两种，一是上下形腔配合导向柱；二是安装镶嵌件的板和下形腔定位的定位键。 上下形腔导向柱有两根，对称布置，这样即可起到精确定位的作用。导向柱安装在上模腔中，通过过渡配合相连接（如图 14）；下模腔中安装导套，这样可防止多次开合模后定位不准确，导套与下模腔也是过渡配合（如图 15）。 图 14 图 15 安装镶嵌件的板与形腔间也需要精确的定位，因而它们之间需要定位钉定位（如图 16、图 17）。 图 16 图 17 8顶出机构设计 由于安装有镶嵌件，模具单纯上下开模并不能把塑件取出，工人卸下安装镶嵌件的板的同时即可把塑件取出，而且该类模具力求降低成本，因而不需要开模及顶出机构，采用人工的方式更加简便、廉价。 9浇注系统凝胶的脱出方式 浇注系统设计时，主流道的设计是进口窄出口宽，上下有 3的斜度；分流道只在下形腔中，且镶嵌件在开模时也只会留在下形腔中，因而开模时浇注系统的凝胶只会随塑件一起留在下形腔中。在从下形腔中取出塑件及凝胶后，采用人工削刮的方式就可把多余凝胶去除。 四、模具结构总装图与铸件结构图 模具总装图 开模状态图 铸件 五、结语 经过一个学期模具课的学习，通过课上黄老师的讲解，在模具认识、设计、制造方面有了一点初步的认识，也对实际生产工作有了一点了解，虽然上课时间很长，自己设计模具也不容易，但最终坚持下来，我认为还是学到了不少东西。 首先，最基本的就是让我认识了机械行业十分热门的一个专业 模具。可以说，在上这门模具课之前，对模具的了解知之甚少，对模具的了解仅仅是自己以前看过鞋厂的鞋模和金工实习时了解到的一点知识。真正接触了模具后才发现，原来模具不仅只是两个形腔，还有很多其他辅助机构，其中最有意思的当属侧向分型机构，这里面的机构很简单但又很巧妙，这类机构的认识与积累对于我们机械设计专业同学来说是很有必要的。选择模具课，不仅了解了模具这个专业，同时也从模具中找到机械相关的很多知识，如设计、制造、测量、绘图、各种软件等，若认真深入下去确实有 很多东西值得学习。 其次，最让我感兴趣的是黄老师独家传授的经验。作为机械行业的一位工作者，黄老师以其自己经历给我们讲解了一般机械从业者的工作状况，职业规划。对于我们这帮即将踏入社会的年轻机械工程师来说，这些经验弥足珍贵。虽然机械行业是一门经验性很强的专业，而我们大学毕业生最欠缺的就是动手能力与经验，这方面其实我们之前很是担忧。但黄老师以其自身经历告诉了我们，虽然大学毕业生一开始没有经验，但我们有较强学习能力及计算机软件操作能力，这两方面足以弥补目前经验和动手能力的不足，随着时间的积累，经验也会随之增加。听了 黄老师的经验传授，我对自己的未来更有信心了，同时我也认识到了目前我该努力的方向：趁着自己在学校，多学些机械专业软件，等到了工作时再留心观察积累经验。 最后，对于模具课程设计，虽然学了一学期的模具课，但真正自己设计模具确实难度不小。整个插头模具都是我自己亲手做的，但我未能很好很认真地完成，对于这点我承认也很惭愧。一开始我甚至不知道原来 有专门模具设计模块，它还能外挂 家系统。但真正接触了