快速插头塑料模具设计【CAD图纸全套】

买文档就送全套 纸 交流资料 14951605 最新最全优秀毕业设计 含全套 纸和答辩论 文 西 本科毕业设计 (论文 ) 题目： 快速插头塑料模具设计 系 别 ： 机电信息系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2013 年 05 月 买文档就送全套 纸 交流资料 14951605 I 快速插头塑料磨具设计 摘 要 随着社会的发展，不同品种和功能的塑料的出现，塑料产品与我们的日常生活越来越密切。 晶头接线座是我们日常生活中经常接触到的接口设备之一，其主要用于连接网卡端口、交换机、电话等；计算机网络用的 线座是标准的 8 位模块化接口。本次毕业设计的题目是“ 晶头接线座注塑模设计”。该设计主要是通过对塑件的结构形状、尺寸精度和成型要求来进行注射成型工艺的可行性分析，并完成注射模具的设计。其中，塑件的成型工艺分析主要包括：塑料的成型特性、塑件结构特点、表面粗糙度、达到的使用要求和脱模分析。 以此来确定型腔数目、分型面位置、浇注方式、脱模方式等。最后完成一幅完整的模具设计总图，包含成型部分、合模导向机构、推出机构、侧向分型抽芯机构、冷却系统等的设计，设计的过程包括了对成型零件的计算、抽芯机构的校核计算等。在设计的过程主要应用了 软件完成对塑件的实体造型，并对塑件的体积、质量等进行分析，最后通过 成零件图和装配图，并最终完成塑料模具的设计过程。 关键词： 塑料；成型工艺；注射模具设计； 抽芯机构；脱模机构 买文档就送全套 纸 交流资料 14951605 of in to is of in we It a of s of s s we to s of s At we s to of it AD to de of 文档就送全套 纸 交流资料 14951605 录 1 绪 论 . 1 2 晶头接线座分析 . 4 3 塑料材料分析 . 5 本特性 . 5 型工艺分析 . 5 4 塑件的工艺分析 . 7 件的结构分析 . 7 件尺寸及精度分析 . 8 件表面质量分析 . 8 件脱模斜度分析 . 8 件的壁厚分析 . 9 件的体积和质量 . 9 5 注射机的型号和规格选择及校核 . 10 选注射机规格 . 10 射机工艺参数校核 . 10 射机安装部分与模具相关尺寸校核 . 11 6 塑料制件在模具中的位置 . 13 腔数目的确定 . 13 腔的布局 . 13 型面的设计 . 13 7 浇注系统的设计 . 15 流道设计 . 15 流道设计 . 16 口设计 . 18 口的截面形状和尺寸 . 18 口位置的选择 . 19 料穴和拉料杆设计 . 20 8 成型零部件设计 . 21 型零部件结构设计 . 21 模结构设计 . 21 芯结构设计 . 22 型零部件工作尺寸计算 . 22 买文档就送全套 纸 交流资料 14951605 型腔和型芯径向尺寸计算 . 23 腔深度和型芯高度尺寸计算 . 26 心距尺寸的计算 . 27 9 结构零部件设计 . 29 准注射模架的选取 . 29 承件设计 . 30 位钉设计 . 30 模座板与动模座板设计 . 31 模导向机构设计 . 31 柱设计 . 31 套设计 . 32 10 推出机构设计 . 34 出方式的选取 . 34 出力计算 . 34 出机构设计 . 35 杆推出机构设计 . 35 出机构导向与复位 . 37 11 侧向分型与抽芯机构的设计 . 38 向分型与抽芯机构的选择 . 38 导柱侧向分型与抽芯机构的设计 . 39 导柱设计 . 40 滑块设计 . 42 滑块定位装置设计 . 43 滑槽设计 . 44 紧块设计 . 44 12 温度调节系统的设计 . 45 却回路的尺寸确定 . 45 却回路布置 . 46 13 模具可行性分析 . 48 模具的特点 . 48 场效益及经济效益分析 . 48 结论 . 49 致谢 . 51 参考文献 . 52 1 绪论 1 1 绪论 2 1 绪 论 在当今工 业生产中，塑料工业业已形成从设计、生产、检测到标准和教学的一整套完整的工业体系，这促进了塑料产品的研发和使用范围，塑料制品的应用从航天领域到日常生活，无所不在。这其中，模具作为成型塑料制件的重要的工艺装备，起到了至关重要的作用。由此可知，模具的设计制造在现今工业生产中至关重要。 本次毕业设计的课题是 线座的注射模设计。所设计的 线座是计算机网络用的标准 8 位模块化接口。 晶头是网络连结的重要接1 绪论 3 口，其应用广泛，价格低廉，市场需求量大；基于此，必须实现大批量的生产、提高生产效率，降低 生产周期，才能降低成本。注射模具的使用是实现高效率生产的一个非常好的途径，在本次设计中就是要对 件的特性进行分析，对成型工艺性的可行性进行分析，完成其生产模具的设计。模具的设计过程综合性很强，需要考虑的因素很多，需要一个整体的思维模式去考虑问题，才能设计出一个合格的作品。本此设计的目标，就是通过确定成型零件、推出机构等的合理结构并进行计算校验，设计出一个结构合理、操作简单、动作可靠、使用寿命长的模具。 作为模具专业的毕业生，能综合运用多门学科理论知识、结合实践，解决复杂的实际工程问题的能力 很重要。经过本次设计，在导师的耐心指导下，我可以在已有的对塑模设计知识的了解基础上更深入的掌握其设计制造过程，并培养我独立思考、分析解决问题的能力。 在本次毕业设计中，我得到了老师和同学的很多帮助，在此表示由衷的感谢。由于缺少实践经验，在设计的过程中难免会出现考虑不周的现象，望能得到同学和老师的批评指正。 2 晶头接线座分析 4 2 晶头接线座分析 晶头接线座是网络链接中的重要接口设备，主要用于连接网卡端口、交换机、电话等。计算机网络的 线座是 8 位模块化接口。其外形如图 示。 图 晶头接线座 分析 线座，其网线接口位置有金属嵌件，安装金属嵌件的地方塑件的尺寸很小，细小的金属嵌件如果安放在模具中进行一体成型的话，其定位困难，且在注射过程中因注射压力产生移动的可能性极大，所以其上的金属嵌件应在注射塑件完成后另行安装，即可以保证产品质量，也可以使模具的结构简便。 线座上接线槽位置与压扣结构是安装配合的重要位置，其尺寸在零件设计和注射成型过程中 都要优先考虑。 我们常见的 线座是无色透明的，主要材料是 氯乙烯 )。其主要的性能指标如下： 1： 额定电流： 定电压： 125V 缘电阻：最小 1000耐压强度： 60 分钟 接触电阻：最大 201： 配合强度：插头和插座之间最少 用寿命：将插头手柄以 240 次 /分速度冲击 1000 次，弹性良好无断裂，裂痕。 3 塑料分析能力 5 3 塑料材料分析 本特性 纯聚氯乙烯树脂是坚硬的热塑性物 质，其分解温度与塑化温度极为接近，而且机械强度较差。因此，无法用聚氯乙烯树脂来塑制产品，必须加入增塑剂、稳定剂、填料等以改善性能，制成聚氯乙烯塑料，然后再加工成各类产品。 聚氯乙烯有较好的电气绝缘性能，可以用作低频绝缘材料。其化学稳定性也较好，但是其耐热性能较差，长时间加热会导致分解，使用温度一般在 1550之间。在工业中 于制造插座、插头、开关和电缆 1。 料的密度 =g/收缩率 S =融化温度 185205 C；拉伸强度4052弯曲强度 80压缩强度 2239击穿电压 15 KV/。 型工艺分析 聚氯乙烯的成型特点：聚氯乙烯在成型温度下容易分解放出氯化氢，因此，在成型时必须加入稳定剂和润滑剂，并严格控制温度及熔料的滞留时间。因为聚氯乙烯的耐热性和导热性能不好，柱塞式注射机需要 将料筒内的物料温加热到 166193，所以不能用一般的柱塞式注射成型聚氯乙烯塑料，而应该采用带预塑化装置的螺杆式注射机注射成型，模具浇注系统也应粗短，进料口截面宜大，模具应有冷却装置。毕 业设计（论文） 6 表 料注射工艺参数 1 名称 参数名称及单位 参数 工艺参数 注射机类型 - 螺杆式 螺杆转速 1r 2030 喷嘴 温度 C 150170 形式 - 直通式 料筒温度 前段 C 170190 中段 C 165180 后段 C 160170 模具温度 C 3060 注射压力 80130 保压压力 4060 注射时间 s 25 保压时间 s 1540 冷却时间 s 1540 成型周期 s 4090 4 塑件的工艺分析 7 4 塑件的工艺分析 塑件的结构工艺性分析的内容主要包括：塑件的结构分析、尺寸和精度分析、表面粗糙度分析、塑件壁厚和脱模斜度分析等。另外还有圆角、孔、嵌件、加强筋、支承面等，在模具设计过程中，因分析主要因素，并和所设计塑件有关。 件的结构分析 若要获得优质的塑料制件，首先要合理选用塑件的原材料，其次就是要考虑塑料制件的结构工艺性，对塑件的结构工艺性进行分析，不仅能使设计者很好掌握塑件的特征，使成型工艺得以顺利进行，而且还能满足塑件和模具的经济性要求，设计出合格、合理、 优质的模具。 标准 8 位的 晶头接线座，外形和内部结构稍微复杂，没有螺纹金属嵌件与文字标识符号等，其有侧凹部分，必须采用侧抽芯机构。其零件结构如下图所示：（注：具体尺寸详见零件图） 图 件结构图 从以上分析可以看出 为接口设备，要求零件有一定的强度和刚度，有耐磨性，绝缘性；该制件结构属于中等复杂程度，结构工艺性合理，不需要对结构进行修改，制件尺寸精度中等，对应零件尺寸容易加工，精度易保证，注射时在参数控制好的情况下，能成型合格制件。 毕业设计（论文） 8 件尺寸及 精度分析 塑件尺寸的大小取决于塑料的流动性。影响塑料制件尺寸精度的因素有： a. 塑料收缩率的波动； b. 成型工艺条件的变化； c. 塑件成型后的时效变化； d. 模具结构形状； e. 模具的制造精度和使用磨损。 塑件的尺寸精度一般不高，因此，在保证使用要求的前提下尽可能选用低精度等级。塑件的尺寸公差可依据 78 塑件公差值标准进行设计。塑料公差等级的选用与塑料品种有关，根据各种塑料收缩率的变化不同，塑料的精度等级可分为：高精度、一般精度和低精度。参见表 表 度等级的选用 2 塑料品种 公差等级 标注尺寸公差 未注公差尺寸 高精度 一般精度 硬聚氯乙烯（ 聚氯乙烯（ 件表面质量分析 塑料制件的表面粗糙度是决定其表面质量的主要因素。塑件的表面粗糙度主要与模具型腔表面的粗糙度有关，一般要求模具型腔表面的粗糙度比塑件低12 级。塑件的表面粗糙度 般为 m。透明塑件 说，要求型芯和型腔的表面粗糙度相同。 对于 线插座而言，其表面质量 一般要求如下：表面没有缺陷、毛刺，而且有较好的光洁度；曲线光滑，必要圆角，避免尖角；塑件表面具有良好的耐磨性。 件脱模斜度分析 塑件在冷却的过程中会产生收缩现象，因此，脱模前会紧紧地包住凸模 (型芯 )或模腔中其他凸起的部分。为了便于脱模，防止塑件表面在脱模时划伤、擦毛等，在设计塑件时必须提出脱模斜度的要求。 毕业设计（论文） 9 影响塑件脱模斜度大小的因素：塑件的性质；收缩率大小；摩擦系数大小；塑件壁厚和几何形状等。硬质塑料的脱模斜度比软质塑料大；常用塑料的脱模斜度见表 表 用塑料的脱模斜度 2 塑料名称 脱模斜度 型腔 型芯 545 2045 540 3050 5130 3040 热固性塑料 2540 2050 塑件的脱模斜度与塑料的品种有关，一般区 最小为 15 20。结合表 分析塑件的形状，最终决定，型腔的脱模斜度为 40，型芯脱模斜度为 45。 件的壁厚分析 塑件有一定的壁厚，可以使塑料制件在使用过程中有 足够的强度和刚度，而且可以使塑件在成型时报纸良好的流动状态。同时，塑件有一定的壁厚可以承受脱模推出力。同一塑件的壁厚应该一致，否则会因为冷却或固化速度不同产生应力，使塑件产生变形、缩孔及凹陷等缺陷。热塑性塑件的壁厚一般推荐在 14 塑件壁厚受使用要求、材料性能、塑件尺寸和成型工艺等诸多因素制约。为满足成型工艺条件，应尽量使制件各部分壁厚均匀，不同壁厚的比例控制在 1： 3之间 。 经过测量，该零件的壁厚较为均匀，大致为 值在推荐值之间，易于成型。 件的体积和质量 根据 线座的尺寸和技术要求，由工程图绘制其三维实体模型，通过 实体建模分析后，其体积为： 3310128.1 ； 密度为3/4.1 ； 从而塑件的质量： 。5 注射机型号和规格选择及校核 10 5 注射机的型号和规格选择及校核 选择合适的注射机是注塑加工正常进行的前提，通常影响注射机选择的重要因素包括模具、产品、塑料、成型要求等，所以在选择注射机前应先对一些相关的要点进行汇总分析，如： a 模具尺寸 (宽度、高度、厚度 )、 重量以及特殊设计等； b 使用塑料的种类及数量 (单一原料或者多种塑料 )； c 注塑成品的外观尺寸； d 成型要求，如产品品质，生产速度、批量等。 选注射机规格 已知 射压力 80130件体积 V= 10质量据 料的注射特性，以及 线座塑件设计要求，综合模具结构特点，包括浇口套、模架、推出机构等尺寸，可以初步选定注射机的型号： J(B)。其规格参数列如表 ： 表 射机的参数表 额定注射量 ( 3 147 柱塞直径 ( 36 注射压力 ( 183 注射行程 ( 170 注射方式 螺杆式 最大成型面积 （ 3 160 锁模力 ( 860 拉杆有较距离 ( 360 360 开模行程 ( 310 模具最大厚度 ( 360 模具最小厚度 ( 150 顶出形式 中心设顶杆，机械顶出 顶出力 ( 33 喷嘴球半径 ( 12 喷嘴口孔径 ( 3 模板尺寸 ( 535 535 射机工艺参数校核 大注射量校核 最大注射量是指注塑机一次注射塑料的最大容量，在选择注射机是，一定要保证注射机的最大注射量大于成型塑件所需的总注射量。一般来说，注射模一次成型的塑料重量（塑件和流道凝料之和）应在注射机理论注射量的10%80%之间；如果要保证产品的品质，又能充分发挥注射机的性能，则应选毕业设计（论文） 11 在 50%80%之间为好 8。即： 1式中g 或 3， K 为利用系数，一般 K= 由软件对模具的浇注系统和塑件的体积进行分析，其一次成型需要的塑料体积为 V=所选的注射机最大注射量为8 3所选注射机额定注射量 147 3合要求。 模力的校核 当注射高压熔融塑料时，在模具型腔内会产生使模具分型面涨开的力，在选择注射机时，这个力应当小于注射机的额定锁模力，这样才能保证不发生溢料现象，即： )( 1式中 熔融塑料在分型面上的涨开力， p 为型腔内的压力，一般取2040 对塑件和浇注系统在分型面上的投影面积分析，其面积约为 则其涨开力 M P aF z ，所选注射机的锁模力为p 860 。所以所选设备满足要求。 射压力校核 塑料成型所需要的注射压力通常由注射机的类型、喷嘴的形式、浇注系统的压力损失、塑料的品种、塑件的形状等因素决定。校核注射压力是核定注射机的额定注射压力是否大于成型时所需要的注射压力。通常来说粘度较大、形状细薄、流程较长的塑件注射压力取大些；而柱塞式比螺杆式的注射压力损失大，所以其注射压力也应 相对取大些。在成型 料时，其注射压力一般在80120线座塑件壁厚均匀，流程短，其注射压力取中等值能满足成型要求。 J(B)的额定注射压力为 183足成型要求。 射机安装部分与模具相关尺寸校核 注射机与模具相关尺寸的配合是为了保证模具能顺利安装到注射机上并生产出合格的产品。其通常包括喷嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大和最小厚度以及模板的安装螺孔尺寸等。 a. 喷嘴尺寸校核 模具设计中，主流道始端球面（浇口套大端球面）必须比注射机喷嘴头部球面略 12流道小端直径要比喷嘴直径略大 防止脱模困难。毕业设计（论文） 12 J(B)注射机的喷嘴圆弧半径为 12嘴直径为 3本次设计中浇口套的球面半径为 14端直径为 选注射机参数符合要求。 b. 定位圈尺寸校核 模具的主流道中心线应与注射机喷嘴的中心线重合，为此，模具定模板上定位圈与注射机固定模板上的定位孔呈松动的间隙配合。 c. 最大最小模厚校核 模具的总厚度应位于注射机可安装模具的最大模厚与最小模厚之间。同时模具的外形尺寸应能能从注射机的拉杆之间装入。 所选注射机的拉杆空间为360 360具外形尺寸为 300 350具合模厚度为 325射机360H ， 150H ，模具的厚度在最大模厚与最小模厚之间。所以所选注射机满足要求。 d. 开模行程校核 对于单分型面模具来说，其开模行程校验公式 8： 105(21 式中 S 注射机 最大开模行程； 推出距离； 包括浇注系统在内的塑件高度。 在此次设计中，所设计模具需要利用开模动作完成侧向抽芯，所以其开模行程要考虑侧向抽芯所需的开模行程 21 c 时， 开模行程没有影响，反之，则应用 替 28。 J(B)注射机的开模行程为 310c= 即有 10 选注射机符合要求。 综合参数校验和尺寸校核， J(B)注射机符合成型要求。 6 塑件制件在模具中的位置 13 6 塑料制件在模具中的位置 腔数目的确定 在多型腔模具的实际设计中，型腔数目的确定方法主要有两种： a. 首先确定注射机的型号，在根据注射机的技术参数和塑件的技术经济要求，计算出要求选取型腔的数目。 b. 先根据生产效率的要求和制件的精度要求确定型腔的数目，然后再选择注射机或对现有的注射机进行校核。 一般可以按以下几点对型腔数目进行确定： 按注射机的最大注射量 p； 按注射机的额定锁模力 按塑件的精度要求； 根据生产经济性。 考虑到 线座属于日用品，为单塑件；综合以上因素，这里考虑采用方案 (2)的方法确定型腔数目，为保证产品质量，以及提高生产效率，考虑采用一模八腔的形式。 腔的布局 多型腔模具的模具分型面上的排布形式可以分为平衡式和非平衡式，平衡式布置，其特点为：主流道到各型腔浇口的分流道的长度、截面形状和尺 寸均对应相同，可实现各型腔均匀进料和达到同时充满型腔的目的；非平衡式布置，其特点为：主流道到各型腔浇口分流道的长度不同，不利于均衡进料；非平衡是布局能明显缩短分流道的长度，节约塑件的原材料。 型面的设计 分型面设计是注射模的一个关键步骤，分型面的选择影响塑件的成型与脱模、模具的结构与制造等。在设计分型面时，应遵循以下原则 2： a. 分型面应该选在塑件外形的最大轮廓处； b. 分型面的选择应该有利于顺利脱模； c. 分型面的选择应该保证塑件的精度要求和外观要求； d. 分型面的选择 应该方便模具的加工制造 e. 分型面的选择应该有利于排气。 线座塑件的外形最大轮廓为其外表面轮廓，以其上表面作为分型面不仅容易分型，而且也有利于抽芯机构的设计，其具体分型面选择如下图 毕业设计（论文） 14 图 型面的选择 7 浇注系统的设计 15 7 浇注系统的设计 普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。卧式注射机的浇注系统一般为直浇口式，即其主流道垂直于模具分型面。浇注系统对塑件性能、尺寸、质量，原材料利用率和模具结构有很大影响。设计浇注系统时一般考虑的内容有：塑料的成型性能、有无熔接痕产生、是否有利于排气、如何能缩短流程等。 流道设计 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道。一个好的主流道应该能使温度降和压力损失最小。主流道通常设计在浇口套中，如下图 示。为了能使凝料能顺利从主流道中脱出，主流道应该设计成圆锥形，其锥角 =2 6，小端直径 d 1流道球面半径应该比喷嘴球面半径大 1 2道的表面粗糙度0.8 m 。 1 注射机喷嘴 2 浇口套 图 流道形式与注射机喷嘴关系 浇口套一般采用碳素工具钢，如 材料制造，热处理淬火硬度为 5357口套的结构形式如图 示，图 定位圈与浇口套制作成整体式，用螺钉固定在定模座 板上，用于小型模具；图 口套以台阶形式固定在定模座板上，浇口套穿过定模座板与定模板。其固定形式对应于图 d)。 注：浇口套与模板间的配合采用 H7/渡配合；浇口套与定位圈采用H9/合。 毕业设计（论文） 16 a) b) c) d) c) d) 图 口 套形式与固定形式 经过对浇口套结构形式的对比，与对塑料成型性能的分析，考虑模具结构的合理性。最终决定本设计采用 b)方案，即台阶固定形式。其参数具体设计如下： ( 2006) 锥角 5 ； 表面粗糙度 ； 浇口套球面半径 4 ； 主流道小端直径 1 ； 喷嘴窝的深度 ； 流道的长度 模板长l ，由模板决定。 流道大径2； 流道设计 设计多型腔模具时，应该设计分流道。分流道是指主流道末端到浇口间的一段塑料熔体的流动通道。分流道的作用是改变塑料熔体的流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。设计分流道时，应该注意减少熔体的热量损失和压力损失。 a. 分流道的形状和尺寸 分流道设计在动模或定模的一侧或两侧，在设计时，其截面形状应尽量使其比表面积小，可以使其热量损失减少。常用的分流道截面形状有圆形、 梯形、U 形、半圆形和矩形等几种形式 3，如图 示。 毕业设计（论文） 17 图 流道截面形状 圆形截面的比面积最小，但是需要开设在分型面的两侧，制造时要保证模板上两部分的对中吻合，加工不是很方便；梯形和 U 形截面加工比较容易，热量损失和压力损失也较小，为常用的截面形式；半圆截面加工需球头铣刀，表面积比梯形和 U 形略大，也是设计中尝使用的形式；矩形截面比面积大，流动阻力大，不常用。 在本设计中，经对比，初选分流道的截面为圆形形状。常用圆形截面分流道直径为 02 ；流动性较好的塑