目录
1 绪论 1
2 塑料制件的工艺分析 2
3 选择注射机 3
3.1 注射机的选择 3
3.2 注射机的分类 3
3.3 所选注射机的规格 3
4 确定型腔数目 4
5 型腔的布置方案 5
5.1 型腔的种类 5
5.2 型腔的排列原则 5
6 分型面的选择 6
6.1 分型面介绍 6
6.2 分型面的选择原则 6
7 浇注系统的设计 7
7.1 浇注系统的作用和种类 7
7.2 浇注系统的设计原则 7
7.3 定位圈 7
7.4 主流道 7
7.5 分流道 7
7.6 冷料穴的设计 8
8 成型零件的设计 10
8.1 成型零件的内容和作用 10
8.2 成型零件的设计与计算 10
8.3 型芯的径向尺寸的计算 11
8.4 型腔的深度计算 11
9 模具的厚度设计和计算 14
9.1 模具厚度计算的意义 14
9.2 成型型腔厚度的计算原则 14
9.3 根据刚度计算 14
10 温度调节系统设计 17
11 导向机构的设计 18
11.1 导向机构的作用 18
11.2 导向机构的种类和设计 18
12 脱模机构的设计 20
12.1 脱模机构的分类与设计 20
12.2 推杆的设计原则与计算 20
13 模架的设计 23
13.1 模架的作用和选取 23
13.2 框架系列尺寸 23
14 设计校核 26
14.1 注射量的校核 26
14.2 锁模力的校核 27
14.3 安装部分尺寸的校核 27
14.4 开模行程的校核 28
14.5 模具长度和宽度校核 28
15 结论 30
参考文献 31
致谢 32
附录 33

变压器外盖模具设计
摘要：本文设计了一副变压器外盖的注塑模具。详细介绍了对凸模，凹模，浇注系统，脱模机构，选择标准零件，设计非标件的设计过程。涉及模具结构、强度、寿命计算及熔融塑料在模具中流动预测等复杂的工程运算问题；运用CAD、solidworks等不同的软件分别对模具的设计、制造和产品质量进行分析。通过分析计算设计了注塑模具的成型结构、脱模机构、浇注系统等方面。塑料注塑模具的设计计算, 包括模具结构设计, 注射机的选用, 浇注系统设计等方面。在设计过程中采用了先进制造中的CAD/CAM技术，使用solidworks软件辅助设计了模具的三维造型。设计内容主要包括塑料注塑模具的工作原理及应用, 设计准则以及对产品的见解。通过本设计，我们可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理。

关键词：注塑模具；脱模机构；solidworks；注射机；浇注系统

Design of a plastic injection mould of
a transformer outside cover
Abstract: In this article, a plastic injection mould of a transformer outside cover is designed. A detailed introduction to the punch and die, gating system, the choice standard and demoulding mechanism design non-standard parts, parts of the design process. Involve the mould structure, strength calculation and molten plastic, life in the mold flow prediction of engineering operations such complex problems. Using different software such as CAD and SOLIDWORKS for mould design, manufacturing and quality analysis.The design includes the mould structure, the mould cavity, the pour system, and so on. The design calculation of the plastic mould includes the design of the mould,the selecting of plastic injection mould machine, and the pour system design，etc. Through the design, one of advanced manufacture technology ,known as CAD/CAM, is used. The software of solidworks is used to design the three-dimension model of the mould. It includes the working theory and application of a plastic injection mould, the design princible, and the introducing of the production. Through this design, we can understand injection mould primarily, and notice some detail in design process, then comprehend structure and operating principle of mould.
Key words: plastic injection mould；mould cavity；solidworks；plastic injection mould machine；pour system

一、设计内容
已知变压器外盖零件图及相关技术要求，完成一副变压器外盖模具的设计。
主要内容有：
1.分析零件的成形工艺性。
2.制品的基本参数的计算及注射机选用。
3.模具类型及结构的确定。
4.模具的结构草图的绘制。
5.模具和成型机械关系的校核。
6.模具零件的必要计算。
7.绘制模具装配图。
8.绘制模具零件图。
9.编写设计说明书。

二、设计依据
1．课题来源：江苏省宜兴市周铁镇华乐电子厂
2．产品名称：变压器外盖
3．被加工零件：变压器外盖（附零件图）
4．工件材料：ABS
5. 生产纲领：大批大量。
6. 批量：本模具设计、制造一副。

三、设计要求
1．模具应能满足加工要求，保证加工精度；
2．模具应工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整；
3．模具尽量能用通用件以便降低制造成本；
4．设计图样总量：折合成A0幅面在3张以上；工具要求：应用计算机软件绘图。过
程要求：装配图需提供手工草图；
5．毕业设计说明书按照学校规定的格式规范统一编排、打印，字数不少于1万字。
6．查阅文献资料10篇以上，并有不少于3000汉字的外文资料翻译；
7．到相关单位进行毕业实习，撰写不少于3000字实习报告；
8．撰写开题报告。

四、毕业设计物化成果的具体内容及要求

1．设计成果要求
1）毕业设计说明书 1 份
2）模具总装图 1 张
3）定模板及定模固定板图 2 张
4）动模板及动模固定板图 2 张
5）定位圈图 1 张
6）浇口套图 1 张
7）推杆固定板图 1 张
8）支撑板图 1 张
9）型腔和型芯图 2 张
2．外文资料翻译（英译中）要求
1）外文翻译材料中文字不少于3000字；
2）内容必须与毕业设计课题相关；
3）所选外文资料应是近10年的文章，并标明文章出处。
课题名称：变压器外盖模具设计
一、课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述
（一）课题来源
这次毕业设计课题来源于本人的工作实习单位-宜兴市周铁镇华乐电子厂，对变压器外盖进行模具设计及工艺分析。
（二）课题研究的主要内容
对变压器外盖的测绘、模具设计及加工工艺分析。
（三）塑料模具的国内外现状
作为工业生产基础工艺装备的模具，在国民经济中占有重要的地位，模具技术也已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。
在第十一五规划中指出，模具是工业生产的基础工艺装备，国民经济的五大支柱产业——机械、电子、汽车、石化、建筑都要求模具工业发展与之相适应。模具因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而获得广泛应用，与其他加工制造业所无法比拟的。从工业产品生产行业看，模具是现代工业，特别是汽车、摩托车、航空、仪表、仪器、医疗器械、电子通讯、兵器、家用电器、五金工具、日用品等工业必不可少的工艺装备。据资料统计，利用模具制造的零件数量，在飞机、汽车、摩托车、拖拉机、电机、电器、仪器仪表等机电产品中占80%以上；在电脑、电视机、摄像机、照相机、录像机、传真机、电话及手机等电子产品中占85%以上；在电冰箱、洗衣机、空调、微波炉、吸尘器、电风扇、自行车、手表等轻工业产品中占90%以上；在了弹、枪支等兵器产品中占95%以上。
我国模具工业在政府十分重视及关怀下，并提出相应的优惠政策进行模具技术开发，在模具工业中大量采用先进技术和设备，努力提高模具设计和制造水平，取得显著的经济效益。另外，从资料获悉，目前，美国、日本、德国等发达国家的模具总产值都已超过机床总产值。模具技术的进步极大地促进了工业产品的生产发展，模具是“效益放大器”，用模具生产最终产品的价值将超过自身价格的几十倍乃至百倍及上千倍。
据各国报导，模具工业在欧美等工业发达国家被称之“点铁成金”的“磁力工业”，如今世界模具工业的发展速度超过了新兴的电子工业，已实现了模具专业化、标准化和商业化，因而深受赞誉。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”，日本称模具工业为“进入富裕社会的原动力”，在德国，被冠之以“金属加工业中的帝王”之称号，而欧盟一些国家称“模具就是黄金”，新加坡政府则把模具工业作为“磁力工业”，中国模具权威经理称为“模具是印钞机”。可见模具工业在世界各国经济发展中具有重要的显著地位。模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。

二、本课题拟解决的问题

分析零件的成形工艺性，制品的基本参数的计算及注射机选用，模具类型及结构的确定。模具的结构草图的绘制，模具和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，绘制模具零件图，绘制模具零件图。

三、解决方案及预期效果

通过自己的实习考察，阅读参考资料，以及指导老师的悉心指导来逐步解决遇到的各种问题，课题设计完成以后，可以用于生产实际，生产出符合企业要求的合格产品。主要内容有编写设计说明书1份，绘制模具总装图1张以及相关零件图10张，使自己对模具的设计制造有一定的了解，为今后工作打下坚实的基础。

四、课题进度安排
3月1日～3月14日．毕业实习阶段。
毕业实习，查阅资料，到多个公司实践，撰写实习报告。
3月15日～3月31日．开题阶段。
提出总体设计方案及草图，填写开题报告。
4月1日～5月14日．设计初稿阶段。
完成总体设计图、部件图、零件图。
5月15日～5月31日．中期工作阶段。
完善设计图纸，编写毕业设计说明书，中期检查。
6月1日～6月2日．毕业设计预答辩。
6月3日～6月9日．毕业设计整改。
图纸修改、设计说明书修改、定稿，材料复查。
6月10日～6月11日．毕业设计材料评阅。
6月12日～6月13日．毕业答辩。
6月14日～6月15日．材料整理装袋。

变压器外盖模具设计

内容简介：: 锻压装备与制造技术!# 年第 ! 期!#$%$ 引言注塑模在模具设计中占有重要地位。注塑模设计包含的内容广泛，包括塑料性能分析、制品工艺性分析、模具设计及制品后续成型缺陷分析等。为了简化设计过程，减少人工劳动，充分利用计算机辅助设计的优势，在 &()&* +,-./ 平台上，利用其内嵌的 0123 语言及对话框编程语言 4*0 语言 5编写程序，并结合 $6$0 电子表格储存数据，实现了数据的查询调用、对话框显示与操作、模具零件参数化绘图、装配图自动生成、明细表生成等多种功能。为了方便在其他版本的 &()&* 平台上使用，对数据来源还编写了另一个相应的数据文件，用户在使用时，可根据需要选择其中任一种数据来源，所以本软件可以在 &()&* 上通用。由于 0123 语言和 *0 语言是 &()&* 的内嵌语言，学习和使用均较方便，因此，这套软件也便于掌握。同时，也便于根据需要进一步补充和完善。! 程序的组成根据注塑模设计的内容及一般流程，该系统软件包含几大功能模块，在设计时按先后次序选择执行。在各功能模块中，均采用了对话框显示、数据查询功能。用户可以根据需要选择数据，并可对选择的数据进行修改。模块之间可进行数据传递。如图 , 所示，程序设计选项可直接在屏幕菜单中调用，每一个选项即是一个功能模块。图 7 为程序的组成模块框图。本系统的几大模块的作用如下：（ ,）塑料性能分析模块。该模块包含了常用的热塑性塑料和热固性塑料。通过选择不同的塑料名称，可查询调用其性能参数和成型性能对模具设计的要求。（ 7）制品工艺性分析模块。该模块采用交互方式，从屏幕上选择所要判别的类型及所获取的数据，然后与查询所得的数据比较，从而对制品的工艺性进行判别。（ -）制品质量分析与注射机预选模块。该模块可提取制品的体积和质量属性，通过体积或质量预选注射机，也可根据需要自行选择合适的注射机。（ 8）浇注系统设计模块，包括布排方式选择模块。该模块列举了常用的多种平衡式和非平衡式布排形式，可直接选用这些形式，也可根据需要，自行设计绘制布排方式。程序可提取其边界尺寸数据，以备选择模架之用。该模块还包括：浇口套及定位圈形式确定和尺寸查询，从而实现参数化绘图；分流道截面形式和尺寸选择、长度选择，可自动生成实体图；浇口形式及尺寸确定。若为非平衡式布排，可先确定最接近主流道的一个浇口的尺寸，然后自动计算其文章编号： ,9:7;/,7,（ 7/-） /7;/,.:7； %?99 文献标识码：收稿日期： 7/7;,7;78作者简介：越中华（ ,:/;），男，讲师从事数控编程及数值模拟的教学与科研图 , 注塑模设计程序结构组成!#$%&( )*+ +,*-. / #).%0)!&%(*?;= E 调用对话框帮助文件和信息文件L E E 对话框结束（ +） 4 言编写的对话框驱动程序（ 65;1 ）（ ?B ；定义推杆对话框驱动主程序:?5G :N?;=加载对话框:;Q :=;?5 对话框界面:G “ ?” “ :O=” 径构件付驱动程序:=6;7G “ 65” “ :?7=0&“ %? “ ” 偏差下偏差483(0” 56 查材料、规格、热处理& =4(2.+. &(.+0+S =4(2.+. &(.+ 取数据&=1)5 6 关闭数据文件从 $:$; 表格中读取数据&2 “ =710 56加载函数& =.3“ 0X=01” “ ” “ =1” 55 6打开 $:$; 表格建立通道& - C . &(0=Q+(=.+ “ (”&(+)Q - D =C5 55 6读取直径数据& &Q+(=.+ &(+)Q 2 D Z(55 6判断是否等于 2不等再查& - & - &(0=Q+(=.+ “ (” &(+)Q 5 “ =C” 555） 6查询结束& . &(0=+(=.+ “ (D=” =)8* 其他数据9999995# 程序的应用如图 H、 L 所示。图 H 为根据制品尺寸计算出的相应型芯和型腔的尺寸列表和图形绘制。图 L 为模具总图。模具采用圆形平衡式方式布排一模五腔，为采用点浇口的三板式模具。注塑件以$ 塑料套筒为例，图中注塑件按。布排的有关参数在选择布排方式时确定。选用的模具为点浇口型。模具总装图绘制出来以后，还要进行适当的修改，如删掉多余的连接线，各零件打剖面线，零件标号指引线等，还要对明细表进行适当补充和修改。$ 结束语这套软件简单直观，采用了对话框设计和参数化绘图，方便使用和修改，不仅可以用来进行注塑模模具设计，同时也可用于教学，也为设计更加方便直表 C 推杆尺寸数据2O ! # 尺寸极限偏差 M M M 8?9:2? 2B #,1?C=,A $9:=9?C=9: *8,9:8,= =?9?G :8,= &8=9, J?)310:3K%8? :?9?C,A L?E=:9 2B =9N?1=9: ,E -?9 ,9,) ? 2B =9N?1=29 ,C,O?=9: ,=L L?E=:9 ). 8,E -?9 L?D? -,E?L 29 )012). R+H/ ,9L =1E 1S=9 T=,9:0,:? ,9L .:0,:? ,9L 2?L P=18 $;$T 1,1=29 ,C,O?1?C=9: =9:V T=,9:0,:?V .A A,9:0,:?图 X 运用程序绘制模具图形示例!文章编号： +&+（ &H） &SIS&机械压力机多连杆机构优化设计与动画仿真陈伶，胡范文，周桓（济南二机床集团有限公司，山东济南 &X&）摘要：介绍了机构分析优化软件 )#*) 以及与 U.$)*%U 的接口。应用 %U 对多连杆机构进行运动分析与动态仿真。关键词：机械压力机；优化设计；机构仿真中图分类号： %3； %H+X/X 文献标识码：收稿日期： &S+&SX!#$%&( )*+ +,*-. / #).%0)!&%(* 文献资料专业机械设计制造及其自动化学生姓名冯利彬班级 B 机制 051 学号 0510110114 指导教师朱效波文献资料 1 机械原理第六版孙恒陈作模编高等教育出版社， 2000. 2 机械加工工艺师手册杨叔子编机械工程出版 2000 3 组合机床主轴箱的计算机辅助设计王敏 2007 4 组合机床设计大连组合机床研究所编机械工程出版社 1975 5 实用机械加工工艺手册陈宏钧主编机械工业出版社 2004 6 车床主轴箱模态分析刘小东主编航空工业出版社， 2007 7 机械加工工艺手册李洪主编北京出版社 8 机械制造工艺设计手册王绍俊主编哈尔滨工业大学出版社 1984 9 机械设计课程设计指导书罗圣国等高等教育出版社， 1982 10 公差与检测刘克明主编机械工艺出版社 1995 11 机械制造工艺及设备手册机械制造工艺设备设计手册编写组编机械工业出版社 1992 !过程中会出现镀层的冲后脱落，其原因是：在深冲变形过程中镀层和钢带所受应力的大小也不同，在二者结合面上也产生了层间切应力，但此层间切应力较小，产生的切应变也较小，故在深冲时不会造成了镀层脱落；但在深冲外力撤除后，由于低碳钢和镍的弹性模量不同且二者厚度差别太大，外力撤除后因镀层的弹性回缩受制于钢带的弹性回缩，从而在镀层上产生过大的残余拉应力，在随后的存放过程中，正是因为这个残余拉应力的缓慢释放而造成了镀层的冲后脱落，这和试验的结果也是一致的。由此可见：无论采用冷扎钢带直接镀镍还是采用退火钢带直接镀镍的方法来制备的镀镍钢带都不能满足深冲要求，因此要制备满足深冲要求的镀镍深冲钢带，必须改进工艺来进一步提高镀层与钢带之间的附着强度，减小或消除深冲时结合面上的切应力和深冲后镀层上残余拉应力。尽管该分析是在把深冲变形简化成拉伸变形的基础上进行的，但理论分析与实验结果是完全相符的。同时，上述分析方法也适用于镶嵌金属的深冲变形或拉伸变形，也为镶嵌金属的深冲或拉伸变形提供了分析方法和理论参考。参考文献沈宁一 J 2000， 30（ 6）： 249 2 褚亮，卢险峰，张朝阁 J 2003， 21（ 4）： 339 3 尹纪龙，罗应兵，李大永，等 J 2004， 38（ 7）： 1065 4 孟会林，孙新利，王少龙 J 2002， 20（ 5）： 15 5 丹尼斯 J K，萨奇 T M 玉华，苏效轼，译科学技术文献出版社， 1990:101 6 刘鸿文 M 高等教育出版， 2004. 7 束德林 M 械工业出版社， 1986. 8 吴人杰 M 津大学出版社， 2002:2 9 用实例与分析 M 学技术出版社， 2006.（编辑启迪）作者简介：邓启超（ 1969-），男，讲师，硕士，主要从事教学和应用性研究。汪建利，男，教授，黄山学院院长。收稿日期： 2008安徽省高校青年教师资助项目（ 2008!基于术的阅读器注塑模具优化设计张远斌，徐斌（合肥学院机械系，合肥 230022）1 引言实现浇注系统的平衡流动一直是一模多腔或组合型腔注塑模具设计中的一个重点和难点。在传统模具设计中，浇注系统平衡的实现，更多的是依靠设计者的经验和直觉，并通过反复的试模、修模来达到最终塑料熔体的平衡流动。这种处理方式不仅增加了模具的生产周期和成本，而且质量也很难保证。实践证明，可利用术，借助模流分析软件模拟塑件的充填过程，优化模具结构设计，可有效实现浇注系统的平衡流动1，这样不仅大大减少试模、修模的盲目性，缩短开发周期，而且提高了模具的一次试模成功率。2 问题的提出图 12 为卡片阅读器上、下盖的塑件模型。根据塑件的结构特点，采用一模两腔并用对接式侧浇口进料的模具结构形式。上、下盖需要装配在一起构成卡片阅读器的外壳，因此上、下盖塑件之间存在一定的尺寸配合关系，如果上、下盖两个型腔流动不平衡，那么，欠压型腔的塑摘要：针对浇注系统平衡流动对组合型腔注塑模具的重要性，采用术对充填过程进行模拟，并根据模拟结果优化模具浇注系统尺寸，实现阅读器组合型腔模具浇注系统的平衡流动。关键词：注塑模具；流动模拟；平衡分析；优化设计中图分类号：献标识码：文章编号：（） 74230022, ： In of of of AE in to ：建模 / / 年第 1 期74!图 5 填充时间分布（优化前）浇口位置压力变化曲线图 7 v/P 填充时间分布（优化后）图 9 浇口位置压力变化曲线图 1 卡片阅读器上盖模型图 2 卡片阅读器下盖模型图 3 阅读器上盖最佳浇口位置图 4 阅读器下盖最佳浇口位置件尺寸将会偏小，过压型腔的塑件尺寸则会偏大，并且由于欠压或过压引起的产品的非均匀取向增加，将使塑件内部产生较大的残余应力，从而导致塑件产生较大的变形。无论是产品尺寸偏差还是变形，都将影响卡片阅读器的整体质量。因此，实现卡片阅读器上、下盖型腔熔体平衡流动是此模具设计的关键。3 卡片阅读器模具优化设计过程采用专用拟软件塑件注射过程进行模拟，并根据模拟结果优化设计模具结构，以实现卡片阅读器上、下盖型腔熔体的平衡流动。口位置确定由于给出的卡片阅读器上、下模型为非对称产品，因此在进行组合型腔布局设计之前，需要利用浇口位置（析找出上、下盖的最佳浇口位置，初步保证熔体可以在单独腔体内合理的流动。结果如图 34所示。图中蓝色的区域是最佳浇口位置区域，红色的区域为最不理想的浇口位置区域，绿色则是介于两者之间。从分析结果中可以看出，在上、下盖边缘处设置侧浇口，可以实现塑料熔体的完全充填。32 初始设计完成浇口位置分析后，即可进行浇注系统的设计。在进行组合型腔浇注系统平衡设计时，首先需要按照传统的经验公式进行初始设计，并在初步分析的基础上，寻找设计中存在的问题，了解流道不平衡究竟达到什么程度。初步分析同时也为后续的平衡分析提供了必要的参数及约束条件。平衡分析可以以初步分析结果为基础，对初步分析设计方案进行调整和改进，以达到最终的平衡目的。初始尺寸设置如下：分流道直径为 5度为 25口尺寸宽 2 1 置相应的工艺过程参数后即可进行充填模拟分析，结果如图 5 所示。分析结果表明上、下盖在初始设计中虽然都可以充满，但两型腔却存在着明显的充填不平衡现象，盖充填完全只需动不平衡性达到 22。从浇口位置压力变化曲线上也可以看出（如图 6 所示），浇口位置的压力在熔体充满阅读器下盖时压力仅有 50，然后急剧增加，在阅读器上盖填充结束时最大达到 70从塑件 99%被充满时的 v/P 转换点（注塑机螺杆由速度控制向压力控制的转换点）压力分布图中可以同样显示下盖由于过早充满，整体型腔压力远高于上盖型腔压力，如图 7 所示。因此，有必要对浇注系统进一步优化设计。化设计在初步分析基础上，设置相应工艺参数及约束条件，如目标压力、迭代次数、收敛目标等，即可对卡片阅读器模具进行流道平衡分析，以优化流道尺寸，实现整个浇注系统的平衡流动。优化后结果如下：通向下盖的分流道直径尺寸为向上盖的分流道直径尺寸为时上、下盖可实现平衡流动，并在约可同时完全填充，如图 8 所示。并且上、下盖型腔压力分布比较平衡，整个注塑过程浇口位置压力变化均匀，从结果上看，优化后流道较理想。图 9 为优化后的浇口位置的压力变化情况。4 结语通过拟结果，模具设计人员无需试模即可充分了解塑料熔体在模具型腔的充填情况，可及时发现设计中的不合理部分，实现复杂多型腔塑件浇注系统的合理设计，这些对于提高模具设计质量，缩短模具开发周期具有较大的帮助。参考文献 1 黄娜斌，江波，等术对注塑制品流动模拟及缺陷分析 2007， 36（ 4）： 99102. （编辑启迪）作者简介：张远斌（ 1974），男，博士研究生，主要从事电物理装置设计及模具设计等方面工作。收稿日期： 2008 年第 1 期制造业信息化仿真 / 建模 / / 文章编号 : 1001 - 4934 - (2003) 06 - 0025 - 03接插座注塑模具设计伍先明 1 , 唐浚源 2(11 湖南科技大学湖南省机械设备健康维护重点实验室 , 湖南湘潭 411201 ;21 湖南长丰汽车塑料制品有限公司 , 湖南永州 425000)摘要 : 接插座是一类体积小 ,形状复杂的塑料零件 ,对模具设计制造要求较高。该文通过对该零件成型工艺性的详细分析 ,根据型芯多、且布置密的特点 ,在模具结构设计中 ,采用了顺序分型和二级推出的结构 ,第一次分型从塑件中脱松部分型芯 ,第二次分型塑件从定模型腔中脱出。为了把塑件从动模中推出 ,采用了双级推板二级推出方式 ,从而确保了塑件质量 ,并对制造工艺和所用材料进行了说明。关键词 : 接插座 ; 成型工艺分析 ; 模具结构中图分类号 : 文献标识码 : is a of to is of to of is to of is to In to of is It of of 引言在电子通讯工程行业中 ,用注射成形塑料件作电子线路连接的接插件是非常普遍的 ,尤其是计算机之类的电子设备接插件 ,插针孔非常密、非常小 (孔和孔间距有的仅 1 右 ) ,都是一些精密塑件。除此以外在别的一些工程领域 ,也不乏有大量的小型复杂塑件 ,掌握这些塑件的设计技巧 ,对塑料模具的设计和教学具有一定的意义。1 塑件工艺性分析如图 1 所示为一接插座零件图 ,内外形比较复杂 ,尤其是型芯多 ,在这 21 面积上要布置26 个型芯和一个型腔凸模 ,成形最窄的槽长宽深 = 32 0. 9 6. 8型芯之间最小间隙才 0. 6型芯最大成形高度达 16内外表面质量、尺寸精度要求较高 ,型芯挨着型芯 ,塑件大多数壁厚是由型芯之间的间隙而形成的 ,塑件在模中冷凝后 ,对型芯的包紧力较大 ,给塑件脱模带来了一定的困难 ,动模部分的型芯比较多 ,因此动模部分各型芯的脱出 ,必须采取有效的脱膜顺序 ,否则很难得到表面质量较高、尺寸精度高的塑件。2 模具设计及工作过程从塑件的成形工艺性分析中 ,已明确指出 ,要得到质量合格的塑件 ,关键是动模部分 19 个型芯收稿日期 : 2003 - 08 - 20作者简介 : 伍先明 (1955 ) ,男 ,副教授。52模具技术 2003. 6图 1 接插座零件图和一个型腔凸模不能同时脱出 ,要按一定的顺序脱模 ,因此选择了图 2 所示的模具结构 ,因塑件小采用了一模 4 腔、流道系统采用平衡式布置和潜伏式浇口 ,这样在开模分型后浇口自动剪断 ,使塑件外表不留下明显的浇口痕迹 ,为了减小动模部分的推出力 ,模具设计设置了两个分型面来达到顺序分型 ,在 A - A 分型面之间布置了 4 组蝶形弹簧和定距螺钉 ,开模时 ,在蝶形弹簧的作用下 ,首先在 A - A 分型面分型 ,在定距螺钉的作用下 ,分型距离为 6固定在型芯固定板的型芯 7、14、 18、 20、 40、 41、 42 共 7 个型芯先行脱模 (松 ) ,继续开模在 B - B 分型面 (模具的主分型面 ) 分型 ,塑件在动模 12 个型芯和 1 个型腔凸模的作用下 ,克服塑件对定模型芯包紧力及塑件对型腔的粘附力 (定模型芯有 7 个 ,包紧型芯的面积比较小 ) ,把塑件从定模型腔中脱出。当动模退到终点时 ,顶出系统工作 ,注塑机顶杆顶推出系统的推板 2 ,推杆 1、 2 和推件板同时对塑件推出 ,使动模型芯全部从塑件中脱出 ,在推出过程中 ,当摆钩尾部碰到销钉 4 时 ,摆钩偏转一个角度 ,推板 31、 32 与 33、34 脱开 ,这时顶杆继续推 33、 34 ,使塑件从推件板的凸模上脱出 ,但因塑件包住了凸模 ,推件板跟着继续运动不能脱模 ,当推件板螺钉固定板被上一组挡销 4 挡住时 ,推件板不再运动 ,塑件在顶杆的作用下 ,最终从凸模上推出 ,同时浇注系统凝料也从推件板的冷料井中推出而自动坠落。这样二级推出可达到推出力均匀 ,塑件变形小的目的。3 模具制造工艺及所用材料模具制造的关键是保证各成形型芯组装以后的精度 ,尤其是动模各型芯分别固定在两块模板上 ,所以这两块模板上型芯位置精度要求很高 ,否则型芯装上去可能发生干涉而卡死 ,影响分型脱模。型芯固定板 6、动模板 8、定模板 9 是共用一组导柱导向 ,推件板 12 与动模板 8 用锥面定位 ,因此为保证塑件精度 ,这 3 块板的型芯固定孔或型芯孔一次编程 ,然后在一个工装上装夹分次割62 o. 6 2003图 2 模具结构图1、 11、 16、 351 螺钉 21 动模座板 31 垫块 41 挡销 51 支承板 61 型芯固定板 7、 13、 14、 17、 18、 20、 40、 41、 42、 43、441 型芯 81 动模板 91 定模板 101 定模座板 121 推件板 151 定位圈 191 主流套 211 导柱 22、 271导套 231 水嘴 241 蝶形弹簧 251 定距螺钉 261 拉料杆 281 摆钩 291 弹簧 301 销轴 311 推板导柱321 推板 1 331 推件板螺钉固定板 341 推板 2 361 推杆固定板 371 推件板螺钉 381 推杆 1 39 推杆 2出 (用线切割 ,最好用慢走丝线切割 ) ,最后铣出型芯固定的两边台阶 ,也可在线切割之前铣出 ,为保证制造过程中各型芯的加工工艺性 ,以及各型芯的脱模斜度 (为 2 左右 ) 和表面抛光 ,各型芯也用线切割切出 ,型芯的成形部分要抛光 ,型芯和型腔的材料可用具钢 ,构成型腔的表面抛光至2 m ,主流套采用外购 ,其余材料可用 45 # 钢调质处理。4 模具的冷却因定模部分型芯较多 ,只好在定模型腔外布置简易冷却水道 ,在动模部分的型芯很多 ,再加上推杆、螺钉、导柱和弹簧之类的零件 ,在动模部分布置得很密 ,为了使模具结构比较紧凑 ,动模部分没有设置水道 ,因塑件小而且壁薄 ,所以在定模部分设置了水道基本能满足冷却要求。5 结束语对这类多型芯塑件 ,模具设计时 ,动模部分采用两次推出 ,因塑件包住型芯面积大 ,即使首先用推板推出 ,塑件内腔会被擦伤 ,同时塑件有可能会变形 ,只有首先采用 A - A 分型面分型 ,使部分型芯从塑件中脱出 ,从而减小了塑件对其他型芯的包紧力 ,这样在推件板推出时减小了推出力 ,也就避免了塑件的变形 ,这样动模部分采用一次脱模两次推出的模具结构。经生产验证 ,该模具结构合理 ,塑件脱模顺利 ,表面质量好 ,尺寸精度较高 ,完全达到了产品的质量要求。 (下转第 38 页 )72模具技术 2003. 6图 1 热室浇注系统示意图4 结束语面对日益激烈的全球市场竞争 ,对镁合金压铸件的高质量要求迫使设计人员必须不断提高设计质量 ,缩短开发周期。在大多数情况下 ,镁合金压铸生产的产品与其它合金压铸件设计相类似。但在设计中对镁合金所具有的一些独特特性应该予以重视 ,使压铸件的结构和模具设计适合产品特点 ,做到既充分发挥镁合金的优良压铸性能 ,而又避免不合理设计所带来的一些问题 ,确保获得复杂而又高质量的镁合金压铸件。图 2 冷室浇注系统示意图参考文献 :1 朱祖芳 . 有色金属的耐蚀性及其应用 M :化学工业出版社 ,1995.2 潘宪曾 . 压铸模设计手册 M :机械工业出版社 ,2001.(上接第 27 页 )参考文献 :1 塑料模设计手册编写组 . 塑料模具设计手册 M机械工业出版社 ,1999.2 朱锡坤等 . 底座精密注射模设计 J 工业 ,2001 , (1) :31 39.3 刘易凡等 . 控制器面板注射模设计 J 工业 ,2000 , (1) :43 45.(上接第 35 页 )弯 U 型工位 ,此工位采用导正销导正。第十工位为空位。第十一工位为冲裁工位 ,第十一工位完成零件冲压 ,出件。6 结论本套模具与现有的生产工艺相比较 ,产品的质量、精度、生产率和材料利用率都得到了提高 ,在大批量生产中降低了产品的成本。参考文献 :1 姜奎华 . 冲压工艺与模具设计 M :机械工业出版社 ,2000.2 王俊彪 . 多工位级进模设计 M :西北工业大学出版社 ,1999.3 王树勋 . 冲压模具结构图 M :华南理工大学出版社 ,1994.4 徐进 . 模具材料应用手册 M :机械工业出版社 ,o. 6 2003 文献资料专业机械设计制造及其自动化学生姓名冯利彬班级 B 机制 051 学号 0510110114 指导教师朱效波文献资料 1 李晶机械自动化软件在注塑模具设计中的应用 J 能源技术与管理， 2008， (6)： 111 2 徐盛林，杨俊杰，李三岗 . 薄壁塑胶制品的模具型腔和型芯的电火花套料加工的实验探讨 J. 机床与液压， 2008， (12)： 163 张远斌，徐斌 . 基于术的阅读器注塑模具优化设计 J. 机械工程师，2009， (1)： 744 袁丽，安彩玲 . 模具对射成型制件作用效应的初步探讨 J. 甘肃石油和化工， 2007， (3)： 415付伟 . 注塑模具的排位设计 J. 工程塑料应用， 2008， (4):606 伍先明，唐浚源 . 接插座注塑模具设计 J. 模具技术 ,2003,(6):257 宋满仓，王敏杰，赵丹阳 2003,(10):308 赵中华，徐新成 . 参数化设计方法在注塑模模具设计中的应用研究 J. 2003， (2)： 579 黎秋萍，赵龙志，赵明娟 . 汽车锁扣盖注塑模具设计 J. 工程塑料应用，2008， (6)： 6410 张赐成 . 基于内扣塑件模具设计 J. 益阳职业技术学院学报， 2008， (1)： 44收稿日期 :2007 - 01 - 29。作者简介 :袁丽 (1961 - ) ,女 ,山东青岛人 ,工程师 ,从事化工分析工作。模具对射成型制件作用效应的初步探讨袁丽 , 安彩玲(中国石油兰州石化分公司质检部 , 甘肃兰州 730060)摘要 :采用 80 注射机分别安装两种不同尺寸试样的模具 ,一种为符合际标准的模具 ,另一种为符合准的模具 ,在熔融温度、注射压力、螺杆转速、模具温度等工艺参数相同条件下 ,探讨脂熔体在注射成型时模具效应的作用。结果表明 ,模具的浇口及型腔尺寸不同 ,注射制件的拉伸强度不同。关键词 :模具 ;注射成型 ;效应 ;拉伸1 概述注射成型是将粒状或粉状的料加入注塑机料筒 ,在热和机械剪切力的作用下塑化成具有良好流动性能的熔体 ,随后在柱塞或螺杆的推动下熔体快速进入温度较低的模具内 ,冷却固化而得到塑料制品。注射成型是工中重要的成型方法之一 ,注塑制品的质量主要取决于注射成型过程。成型材料、成型模具、注塑机、辅助设备、成型环境等诸多因素影响着注塑制品的内在及外观质量 ,其中成型模具在决定制品质量方面具有头等重要意义 ,因此很有必要对模具对型制件效应进行探讨。本文作者采用 80 注射机分别安装两种不同尺寸的模具 ,一种是符合标准的模具 ,另一种为符合准的模具 ,在熔融温度、注射压力、螺杆转速、模具温度等工艺参数相同条件下 ,初步探讨注射成型时模具效应的作用 ,发现模量的浇口及型腔尺寸不同 ,注射制件的拉伸强度不同 ,这可以引导用户在使用同一型号的脂时 ,可根据制件大小、难易程度确定模具的浇口大小及最佳的成型工艺参数 ,从而得到最好的制作。2 试验部分2. 1 原料脂 :301 型 ,兰州石化分公司橡胶厂生产。2. 2 设备德马格 80 精密注射成型机 ;日本岛津 A G - 500 万能电子拉力试验机。2. 3 模具准模具见图 1。模腔深度 D = 4. 0 浇口处长 L = 20 高 H = 3. 0 准模具见图 2。模腔深度 D = 3. 2 浇口处长 L = 9. 0 高 H = 3. 2 . 4 试验过程2. 4. 1 试验方法采用 B 92B 标准 ,进行拉伸屈服强度的测定 ,其中拉伸试验速度为 500 42007 年第 3 期甘肃石油和化工 2007 年 9 月S P 主流道 ,模塑体积 V M 30 000 G 浇口 ,投影面积 A p 6 500 130 型标准模具型腔板S P 主流道 ,模塑体积 V M 30 000 G 浇口 ,投影面积 A p 6 500 标准模具型腔板图 3 模型周期示意2. 4. 2 试验过程无论是采用准模具还是采用准模具 ,其注塑模塑循环周期描述见图 3 ,描述一个模型循环有下列参数 : 熔体温度 , 模具温度 , 平均注射速率 , 注射时间 , 注射压力 , 保压压力 , 保压时间 , 冷却时间或循环时间 ,其中循环时间等于注射时间、冷却时间和开模时间之和。注射速度按公式 (1)计算 :V I = V )式中 : V I 注射速度 ,s ; A c 关键部位横截面积 , V M 模塑体积 , t I 注射时间 ,s ;n 模具型腔数。对于注射成型最佳工艺条件的选择采用正交试验确定。考虑到 2. 2 丙烯 / 丁二烯 / 苯乙烯 ( 塑和挤出材料第二部分 :试样制备和性能测定标准中对注射成型的熔体温度、模具温度和平均注射速度已确定 ,但在成型过程中影响注射制件的工艺参数很多 ,从所了解和掌握的情况来看 ,注射压力、保压压力、注射周期和保压时间也对成型工艺的影响24生产工艺甘肃石油和化工 2007 年第 3 期较大 ,因此 ,着重以上述 4 个条件作为对象 ,根据正交试验方案 ,采用三水平 ,四要素进行正交试验的确定 ,见表 1。表 1 正交试验 34)试验序号因素 A (注射压力 / 因素 B (注射周期 / s) 因素 C(保压时间 / s) 因素 D (保压压力 / 1 (3. 0) 1 (50) 1 (25) 1 (0180 1 (3. 0) 2 (60) 2 (30) 2 (0185 1 (3. 0) 3 (70) 3 (35) 3 (0190 2 (3. 3) 1 (50) 3 (35) 3 (0190 2 (3. 3) 2 (60) 1 (25) 1 (0180 2 (3. 3) 3 (70) 2 (30) 2 (0185 3 (3. 6) 1 (50) 2 (30) 2 (0185 3 (3. 6) 2 (60) 1 (25) 3 (0190 3 (3. 6) 3 (70) 3 (35) 1 (01800 (4. 0) (60) (30) (01851 (5. 0) (60) (30) (01852 (6. 0) (60) (30) (0185 : 低注射压力。在成型过程中发现所选定的因素 A ,注射压力偏低 ,注射成型机的自控系统出现注射压力偏低的信号报警 ,因此 ,增加了 3 组试验 ,以便确定最佳的成型工艺 ,根据表 1 所确定的试验条件进行拉伸屈服强度的试验 ,其结果见附表 1。附表 1 采用正交试验测定 301 样品的物性结果试验批号成型条件熔体温度/ 模具温度/ 注射速率/ 注射压力/ 压力/ 时间/ 周期/ 屈服强度/ 50 60 200 100 3. 0 2. 4 25 50 43172 3. 0 2. 6 30 60 44103 3. 0 2. 7 35 70 43194 3. 3 3. 0 35 50 44105 3. 3 2. 6 25 60 44126 3. 3 2. 8 30 70 44117 3. 6 3. 1 30 50 44118 3. 6 3. 2 25 60 44109 3. 6 3. 6 35 70 441010 4. 0 3. 4 30 60 441411 5. 0 4. 3 30 60 441412 6. 0 5. 1 30 60 4415从成型的过程和测定的数据结果看 10 号条件的情况最好。因此 ,选择 10 号的成型条件 ,进行重复性试验 ,其结果见附表 2。从分析数据上看 ,10 次试验结果发现拉伸屈服强度的最高值为 4419 最低为 4316 结果的误差约为 3 % ,说明成型条件的选择是有效的 ,并可采纳。上述分析中所确定的 80 注塑机注射成型工艺参数 ,进行 2 种模具的试验 ,见表 2。3 结果及讨论准模具和准模具拉伸强度的测试结果 ,见表 3。342007 年第 3 期袁丽等 :模具对成型制件作用效应的初步探讨生产工艺附表 2 重复 10 批测定 301 样品的物性结果试验批号成型条件熔体温度/ 模具温度/ 注射速率/ 注射压力/ 压力/ 时间/ 周期/ 屈服强度/ 4182 44163 44194 44185 431867 250 60 200 100 4. 0 3. 4 30 60431644118 44109 441310 4417 44136S 01465表 2 80 注塑机注射试样工艺条件材料采用料标准规定的条件熔体温度/ 模具温度/ 平均注射速率/ s - 1经正交试验选择的条件注射压力/ 压力/ 周期/ 时间/ 250 60 200 100 410 315 60 20表 3 模具和准模具测试拉伸屈服强度的数据准模具准模具1 4418 48182 4416 48133 4419 47194 4418 48145 4318 48136 4316 47167 4411 48138 4410 48179 4413 471510 4417 4719 44136 48117对同一牌号两种不同的模具其结果差异较大 ,从上述结果来看 , 准模具测试的结果比采用准模具测试结果高出约 4 增加约 8 % ,这表明模具结构对制件的测试结果影响较大 ,本人认为主要表现在模具浇口的大小 ,模具在外力的作用下 ,取向程度增加 ,一般来讲 ,高聚物材料在取向方向上强度随取向程度增加得很快 ,而这时分子量和结晶度的影响较小 ,其性能主要由取向的状况决定 ,晶粒的取向一般较早地完成。拉伸强度的急剧上升主要是和非晶态中链段的取向程度的提高相关联 ,因此 ,浇口小的模具有利于拉伸性能的提高。由此可见 ,由于浇口及模具型腔的尺寸不同 ,注射制件的强度性能不同 ;浇口小的模具所产生的强度效应大 ;浇口大的模具所产生的强度效应小。型腔尺寸也可能对其结果产生影响 ,但影响最大的主要取决于浇口的大小。导致塑料熔体的流动行为发生变化 ,当在型腔中的塑料熔体在外力的作用下发生流动时 ,由于各点流速不同 (靠近模壁处流动速度最低 ) ,必然存在着剪切力。对于塑料制品浇口小有一定的优势 ,小浇口可以增加物料通过时的流速 ,同时浇口前后两段有较大的压力差 ,这样可以明显地降低一些非牛顿塑料熔体的表观黏度 ,使充模容易 ,尤其对一些敏感性较强的塑料 (聚苯乙烯、脂等 ) ,采用小浇口往往是成功的。另外 ,小浇口处有较大的摩擦阻力 ,塑料熔体通过时 ,一部分能量转化成摩擦热 ,使塑料熔体的温度明

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