电器插头塑料模具设计

毕业设计电器插头模具设计说明书成都航空职业技术学院10556班作者李亚波1成都航空职业技术学院毕业设计（20092010学年第一学期）学校名称成都航空职业技术学院系别机械工程系专业模具设计与制造班级10556班学号053098学生姓名李亚波指导教师张老师完成时间2010年1月8日（档案号，手写）毕业设计电器插头模具设计说明书成都航空职业技术学院10556班作者李亚波2摘要摘要对电器插头的模具设计。分析塑件工艺性。塑件工艺分析主要从以下几个方面进行，塑件使用性能、制件技术要求和生产要求、塑件尺寸精度分析、塑件表面质量分析、塑件的结构工艺性分析、品种结构特点。再是对注塑机的选择，包括注射机的初选和注射机有关参数的校核，最后确定注射机。通过以上分析后在对注射模的结构进行设计分型面的选择和确定、型腔数目的确定及型腔的排列、浇注系统的设计、成型零件结构设计、抽芯机构设计、推出机构的选择、排气结构设计、冷却系统的设计、标准模架的选择。再就对成型零件尺寸进行计算，确定工艺参数。最后在设计中的体会和致谢。关键词塑料模具、工艺性分析、注塑机、注射模的结构ABSTRACTAPPEARANCESHELLMOULDSPIECEOFPLASTICMOULDDESIGNCARRYOUTMANUFACTURABILITYANALYSISONTOMOULDINGAPIECEFIRSTTHEINDUSTRIALANALYSISMOULDINGADOCUMENTCARRIESOUTTHESTRUCTURECHARACTERISTICUSINGAFUNCTIONPIECE,MAKINGPIECEOFSPECIFICATIONANDPRODUCINGTHEREQUEST,STRUCTUREMANUFACTURABILITYANALYSIS,BREEDMOULDINGPIECEOFDIMENSIONACCURACYANALYSIS,MOULDINGPIECEOFSURFACEQUALITYANALYSIS,MOULDINGADOCUMENT,MOULDSMAINLYFROMSEVERALTHEFOLLOWINGASPECTCHOICEBEINGANINJECTIONMACHINETHEN,SCHOOLABOUTPARAMETEREXAMINESINCLUDINGINJECTINGTHEMACHINEPRIMARYELECTIONANDINJECTINGMACHINEDESIGNTHATBYTHEFACTTHATALLABOVEANALYSESTHEQUEENINBEINGINPROGRESSTOTHESTRUCTUREINJECTINGAMODELTHEMARKOFTYPECHOICESOFTANDFLOURYSUMASCERTAINS,TYPECAVITYNUMBERASCERTAININGTHATANDTYPECAVITYARRANGEMENT,SYSTEMATICDESIGNOFTEEMING,MOLDINGPARTPHYSICALDESIGN,TAKECOREORGANIZATIONOUT。KEYWORDSPLASTICMOULD,MANUFACTURABILITYANALYSIS,INJECTIONMACHINE,THESTRUCTUREINJECTINGAMODEL。目录毕业设计电器插头模具设计说明书成都航空职业技术学院10556班作者李亚波3一、毕业设计任务书4二、塑件的工艺性分析3三、注射机的选择4（一）注射机的初选4（二）注射机有关参数的校核和最终选择5四、注射模的结构设计61分型面的选择和确定62型腔数目的确定及型腔的排列73浇口的选择84浇注系统的设计85成型零件结构设计106抽芯机构设计107推出机构的选择118排气结构设计129冷却系统的设计1210标准模架的选择12总结15致谢16参考文献17附录18成都航空职业技术学院机械工程系模具专业毕业设计任务书毕业设计电器插头模具设计说明书成都航空职业技术学院10556班作者李亚波4班级10556学号053098姓名李亚波设计题目电器插头塑料模具设计产品零件图材料ABS设计内容1、绘制模具总图；2、绘制指定模具零件图；3、编制指定模具零件的工艺规程；4、编写设计说明书。指导教师教研室主任系主任毕业设计电器插头模具设计课题毕业设计电器插头模具设计说明书成都航空职业技术学院10556班作者李亚波5工件名称电器插头工件简图如图所示材料ABS生产批量一模二腔料厚3MM二、塑件的工艺性分析1、使用性能、制件技术要求和生产要求该塑件为电器插头。根据要求，采用批量生产，注射成型，并进行一模二腔。2、塑料材料分析ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同质量的ABS材料。这些不同质量的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。3、塑件尺寸精度分析该零件重要尺寸精度为MT5精度，属高精度尺寸，在模具制造中要确保要求；其它尺寸无特殊要求，其尺寸公差按MT7精度查取。该零件尺寸精度中等，对应的模具尺寸加工容易得到保证。4、塑件表面质量分析（1）该零件的表面质量必须避免在塑件的分型面处出现毛边；（2）要注意通孔处不出现锐角；（3）没有较高的表面质量要求。5、塑件的结构工艺性分析（1）塑件厚度为3MM,壁厚较均匀，塑件成型性能良好；（2）从塑件结构上看，需要设计一个平面分型面，使得模具分型和侧抽芯比较简单；（3）从塑件零件图上分析，该零件总体形状为圆筒形状，在中间有个矩形的通孔，需要侧抽芯，因此模具设计时必须设计侧向分型抽芯机构，该零件属于中等复杂程度。干燥处理ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为8090C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于01。熔化温度210280C；建议温度245C。模具温度2570C。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较毕业设计电器插头模具设计说明书成都航空职业技术学院10556班作者李亚波6低则导致光洁度较低）。注射压力5001000BAR。注射速度中高速度。化学稳定性较好；用途汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等）电冰箱，大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。结论1熔融温度不高且熔体粘度不高，可应用螺杆式注射机成型，喷嘴宜用敞开式延伸喷嘴，并加热，严格控制模具温度，一般在2570为宜，模具应用耐磨钢，并淬火；2在加热过程中需加入光稳定剂,防其降解3严格控制成型条件,防止应力集中4成型收缩范围大，收缩率大，成型性能较好，易产生缩孔、凹痕、变形、取向性强，塑件壁不宜厚，避免有尖角、缺口和金属嵌件造成应力集中，脱模斜度宜取2。三、注射机的选择（一）注射机的初选1计算塑件的体积和重量计算塑件的重量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。计算塑件的体积V415248MM3计算塑件的重量根据设计手册可查得ABS密度为105G/CM3故塑件的重量为WV415248MM3104G/CM3662872G本模具采用一模两件的模具结构，考虑其外形尺寸、注射时所需压力和现有设备等情况，初步选用注射机为AV120型。2塑件注射工艺参数的确定查找附表H和参考实际应用情况，增强聚丙烯的成型工艺参数可作如下选择。试模时，可根据实际情况作适当调整。注射温度包括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度后段温度T1选用220；中段温度T2选用240；前段温度T3选用260；喷嘴温度选用220；毕业设计电器插头模具设计说明书成都航空职业技术学院10556班作者李亚波7注射压力选用100MPA（相当于注射机表压35KG）；注射时间选用30S；保压选用72MPA（相当于注射机表压25KG）；保压时间10（S）；冷却时间选用30（S）2注射机有关参数AV120型注射机的主要参数标称注射量200CM3定位孔直径100MM最大开模行程S320MM喷嘴球头直径12MM最大装模高度HMAX380MM喷嘴孔直径3MM最小装模高度HMIN152MM中心顶杆直径28MM合模力900KN注射压力15000N/CM34模具安装部分的校核注塑模外形尺寸应小于注塑机工作台面的有效尺寸。模具长宽方向的尺寸要与注塑机拉杆间距相适应，模具至少有一个方向的尺寸能穿过拉杆间的空间装在注塑机的工作台面上。所以该模具的外形尺寸为300MM150MM，AV120型注射机模板最大安装尺寸大于300MM150MM,故能满足模具安装要求。5模具安装尺寸校核注塑机的动模板，定模板台面上有许多不同间距的螺钉孔或“T”形槽，用于安装固定模具。模具固定安装方法有两种螺钉固定，压板固定。采用螺钉直接固定时（大型模具常用这种方法），模具动，定模板上的螺孔及其间距，必须与注塑机模板台面上对应的螺孔一致；采用压板固定时（中，小模具多用这种方法），只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有较大的灵活性。该模具外形尺寸为300150属中小型模具，所以采用压板固定法（一般认为当尺寸在500500内为中小模具）。6注塑机的参数校核V型20642CM3最大注射量的校核计算校核式08085V公V型其中V型20642CM3（08085）V公086048CM3毕业设计电器插头模具设计说明书成都航空职业技术学院10556班作者李亚波8可见满足校核式，即所设计模具注射量满足AV120最大注射量要求。注射机压力的校核P机P塑P机注射机的最大注射压力（MPA；P塑成型塑件所需的注射压力（MPA）；一般ABS取70MPA，AV120注射机的最大注射压力P机1500MPA，可见AV120注射机满足PE注射压力的要求。7定位圈尺寸校核注塑机固定模板台面的中心有一规定尺寸的孔，称之为定位孔。注塑模端面凸台径向尺寸须与定位孔成间隙配合，便于模具安装，并使主流道的中心线与喷嘴的中心线相重合。模具端面凸台高度应小于定位孔深度。所以选定的是AV120型注射机，定位圈的直径为100MM，高为15MM，凸出上模座板10MM。综合验证，AV120型注射机完全能满足此模具的注射要求。8冷却系统设计校核塑件熔体的单位热流量Q2C2T1T2G式中C2塑料的比热容（J/（KGC）；G结晶形塑料的熔化潜热，（J/KG）；T1冷却介质的出口温度（）；T2冷却介质的入口温度（）。塑件熔体的单位热流量Q2C2T1T2G128104J/KG通过手册表326查得Q26981104J/KG。塑件热流量Q2128104J/KG塑料实际热流量Q26981104J/KG所以不需要设计冷却系统。四、注射模的结构设计1分型面的选择和确定按塑件结构，分型面方案毕业设计电器插头模具设计说明书成都航空职业技术学院10556班作者李亚波9由于型心留在动模一方所有如图的方案比较合理。2型腔数目的确定及型腔的排列根据批量生产要求，本模具采用一模二腔，塑件型腔设置在模具对称中心成型。如图所示3浇口的选择分析由于一模二腔，将浇注系统设在两塑件中央孔处，如果采用潜伏式浇口，虽然浇口能自动切断，但对于一模二件的模具来说，加工浇注系统复杂。如果采用侧浇口，模具结构简单，易于加工，提高了经济效益，塑件质量也容易得到保证，简化模局结构,符合图纸要求。因此确定采用侧浇口。4浇注系统的设计注塑模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，它由主流道，分流道，冷料穴和浇口组成。它向型腔中的传质，传热，传压情况决定着塑件的内在和外表质量，它的布置和安排影响着成型的难易程度和模具设计及加工的复杂程度，所以浇注系统是模具设计中的主要内容之一。浇注系统结构如下图毕业设计电器插头模具设计说明书成都航空职业技术学院10556班作者李亚波10浇注系统主流道尺寸设计主流道是连接注塑机的喷嘴与分流道的一段通道，通常和注塑机的喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，有一定的锥度，目的是便于冷料的脱模，同时也改善料流的速度，因为要和注塑机相配，所以其尺寸与注塑机有关，如图所示主要参数锥角3；内表面粗糙度RA063；小端直径MDD051MM；半径RR12MM；材料T8A；21由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道浇口套，以便选用优质的钢材单独加工和热处理。查AV120型注射机参数得知喷嘴孔直径D03MM、喷嘴球半径R06MM，故取模具浇口套主流道小端直径为DD01315MM模具浇口套主流道球面半径为RR0（12）MM628MM将主流道设计成圆锥形，锥度取30。分流道的形状及尺寸分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作用，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，以减少压力损失，热量损失和流道凝料分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形，U形和六角形。要减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，因此，可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，所以一般是制成梯形流道。但由于制件结构不复杂、PE成型性能较好，并且考虑加工方便，分流道截面取半圆形，半圆形半径R3MM，分流道设置在分型面的凹模上。进料位置的确定采用侧浇口采取对称分布，流动性好，浇口设在型芯固定板上。毕业设计电器插头模具设计说明书成都航空职业技术学院10556班作者李亚波115成型零件结构设计考虑到塑件的外形有点复杂，采取整体镶嵌式型腔结构，外形完整有点拼缝，但加工容易，容易保证塑件的精度。由L/B18B5060MM得,壁厚S3035MM取S30MM则长度L307030130MM取标准L200MM宽度N303050110MM取标准B180MM塑件在分型面上的投影面积A16913415MM2,当A1050MM2时，型腔底厚度H2025MM,取H20MM则型腔总厚度为35MM,取标准为32MM。由于小批量生产，塑件小且结构简单，采用整体式凹模，其结构简单牢固、强度高、成型塑件质量较好，加工工艺性也比较好。设计时，考虑到斜楔的安装位置和强度，把它与型腔板设计为一体。型芯形状由于易磨损，为方便更换，将型芯以台阶连接方式固定在支撑板上，连接牢固可靠。6抽芯机构设计塑件侧壁有一方孔，垂直于脱模方向，阻碍成型后塑件从模具脱出。即须设置抽芯机构。本模具采用斜销抽芯机构。（1）确定抽芯距一般抽芯距等于塑件侧孔深度加23MM的安全距离，即S抽3（23）MM6MM（2）确定倾斜角它与抽拔力以及抽芯距有直接关系，一般取150200,其设计选取160。（3）确定斜销尺寸斜销直径取决于抽拔力及其倾斜度，取斜导柱直径D16MM；斜销长度根据抽芯距，固定端模板的厚度、斜销直径及斜角大小确定L3735MM。（4）滑块与导滑槽设计滑块与侧型芯的连接方式设计由于侧向孔的尺寸较小，考虑到型芯强度和型腔板的加工，采用整体式结构。（见总装图）滑块的导滑方式为了确保侧型芯可靠地抽出和复位，保证滑块在移动过程中平稳，无上下窜动和卡死现象，滑块在导滑槽内要有很好的配合和导滑。设计形式如图所示毕业设计电器插头模具设计说明书成都航空职业技术学院10556班作者李亚波12滑块的导滑长度和定位装置设计由于侧抽芯距离较短，且满足滑块在完成抽拔动作后，留在导滑槽中的长度不小于导滑槽总长度的2/3，长度方向设计尺寸50MM。设计斜导柱为倒装的，并且它的工作位置在侧面，设计用压块来对滑块进行定位。7推出机构的选择该塑件是下表面是平面型的塑件，分布比较均匀，所以可以采用推件板，对塑件的质量问题没有很大的影响。8排气结构设计在塑料熔体填充注射模腔过程中，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形成的水蒸汽，塑料局部分解产生的低分子挥发气体，塑料助剂挥发（或化学反应）所产生的气体以及热固性塑料交联硬化释放的气体等；这些气体如果不能被熔融塑料顺利地排出模腔，将在制件上形成气孔，接缝，表面轮廓不清，不能完全充满型腔，同时，还会因为气体被压缩而产生的高温灼伤制件，使之产生焦痕，色泽不佳等缺陷。模具的排气可以利用排气槽排气，分型面排气，利用型芯，推杆，镶件等的间隙排气。而热塑性塑料模具排除的气体量比较少，所以利用模具分型面的间隙排气。9冷却系统的设计通过对冷却系统设计校核，得到塑件热流量小于塑料所要求的热流量，所以无须设计冷却系统。侧抽芯部分装配图（压块与滑块的配合）毕业设计电器插头模具设计说明书成都航空职业技术学院10556班作者李亚波1310标准模架的选择选中小型模架A4GB/T12556190200X150LXB通过相关计算和分析，选择GB/T125561，定模由两块模板组成，动模由四块模板组成；采用推板推出制件。定模座板厚20MM，垫块厚70MM,支撑板厚30MM,动模座板厚20MM。总装配图零件名称尺寸零件名称尺寸定模座板200X300X20型腔固定板150X300X40型芯固定板150X300X30支撑板150X300X30垫块28X300X70推杆固定板90X300X13推板90X300X15动模座板200X300X20毕业设计电器插头模具设计说明书成都航空职业技术学院10556班作者李亚波14总结在电器插头的模具设计的过程中，才了解到以前学习的知识不够扎实，很都学过的东西都忘的，这次的设计使我又从温了我以前对模具设计所学的知识，也把以前上课和实训时没有搞懂的知识都得到了理解和了解。因为这次有专门的老师的辅导，这次毕业设计来设计模具是让我们亲手设计和制造模具，来检测我们大学三年来所学的知识的一个综合的运用，这样使我们知道自己在学习模具设计是否真正学到了东西，能单独的去设计一套模具。第二次设计模具，开始就能上手，但主要是对一些小的地方，和该考虑的地方，我们是否考虑，或者忽略了，这样就只能通过老师的指导，我们才能知道，毕竟他们的经验要比我们充足很多，知道很多的，这样一来又对于在设计和制造时一些细节的问题得到体会，以后在设计中就回考虑到，不会犯这些小的错误。毕业设计是每一个大学生必须要经历的，看你是否能从大学毕业，一个主要的东西就是要看这个，目的主要是检测我们大学几年来是否学到了的东西。毕业设计共进行了几周的时间，从时间上，是很充足了的，但是要计算，绘图等等是很花时间的，因为在你画到很多了，在某一步，或者某一个小的地方出现问题了，修改的时间就要用很多，以前的很多时间就等于浪费了，所以说在以后的设计模具中，要仔细，把问题考虑全面，减少从中出现的错误，避免白费时间，但设计中出现错误是必然的，因为我们现在还是起初，我们可以在草图上进行各出的修改后，再进行零件图的绘出，零件图需要根据装配图来进行绘出，并保证各零件配合时尺寸。绘完后进行尺寸的标注，其加上公差和表面粗糙度。这样就会减少时间了，效率也是比较高的。设计主要是对塑件的分析，该塑件主要设计在各边缘的小的圆角的设计，我所采用的是镶嵌式，所以要保证各圆角的制造，不应该成在尖角，以免磨损。另一方面就是在侧抽芯机构上进行设计，需要有好的滑动配合。推出机构的设计，由于塑件的壁厚比较薄，所采用的推杆的直径比较小，所以增加了导向机构，来对推杆进行导向，并承受一定的力，避免推杆折断。单分型面注射模是最为简单和常见的一种结构形式，约占全部注射模具的70左右，但目前传统冷流道模具设计还是以经验为主，很难对注射各参量进行严密的数学建模，因为各参量相互影响，关系复杂。随着科技的进步及注射理论的突破，热流道模具发展的越来越迅速，随着技术的成熟，热流道模的生产控制将会变得比以前更为轻松，产品毕业设计电器插头模具设计说明书成都航空职业技术学