接线盒外壳塑料模具毕业设计

1、毕业设计课题名称 接线盒外壳塑料模具设计 专 业 模具设计与制造 姓 名 王 校 建 学 号 208404020549 指导老师 黄 雪 梅 完成时间 指导教师评语建议成绩：优 良 中 及格 不及格指导教师签字 年 月 日最终评定成绩：优 良 中 及格 不及格系主任签字 年 月 日目录前言 1第一章 塑料模具的简述 11.1模具工业在国民经济中的地位 11.2各种模具的分类和占有量 11.3我国模具工业的现状 21.4世界五大塑料生产国的产能状况 21.5我国模具技术的现状及发展趋势 4第二章 制品结构特征及成型工艺性分析 62.1塑件材料分析 62.2材料性能 72.3塑件尺寸和精度分析 8

2、2.4收缩率 92.5塑件形状分析 92.6塑件圆角 102.7零件体积及质量估算 10第三章 模具方案分析 123.1分型面的确定 123.2 型腔数目的确定 123.3浇注系统的设计 133.4推出机构设计 143.5冷却系统设计 153.6确定标准模架尺寸 16第四章 注塑机的设备选择 174.1注塑机的分类 174.2注塑机的主要参数 174.3选择注塑机 174.4注塑机的校核 18第五章 成型零件设计与计算 215.1成型零件工作尺寸计算 215.2成型零件的设计 215.3导向机构设计原则 235.4导柱、导套的结构设计 245.5 排气系统的设计 25第六章 模架及其它模具零件

3、设计 266.1模架尺寸的计算 266.2装配模架 27 27 27 28 29 30 30 32 33总结 34参考文献 35致谢 36前言近50年来，随着石油化学工业的发展世界塑料工业发展比较迅速，塑料已成为工业及民用产品的重要原料。塑料制品的使用日益广泛，对成型塑料制品用的模具品种和数量的需求愈来愈大，许多发达国家塑料模具的产值已居模具总产值的第1位。据统计我国塑料模用刚已占全部模具用刚的一半以上。模具是一种技术密集、资金密集型的产品，在我国国民经济中的地位非常重要。模具工业以被国家正式确立为正式产业，并在“十五”期间列为重点扶持产业。由于模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的

4、开发能力，因此模具生产水品的高低，以成为衡量一个国家产品制造水品高低的重要标志。改革开放20多年来，我国的模具工业获得了飞速发展，设计、制造加工水平、产品档次都有了很大的提高。据1997年的不完全统计，全国拥有模具产业生产厂、产品厂配套的模具车间近17000家，约60万从业人员，年模具总产值达200亿元。到2002年，模具年总产值已达360亿元，而2003年的总产值则达400亿元，短短纪念的时间，我国的模具行业产值就翻了一番。在不久的将来我国将是世界上模具的领袖，是模具行业中的佼佼者。第一章 塑料模具的简述1.1模具工业在国民经济中的地位模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料

5、（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的

6、主要工艺装备，它承担了这些工业领域中6090的产品的零件，组件和部件的生产加工。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加，2005年将达到170种。一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有80的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有14

7、种排量80多个车型，1000多个型号。单辆摩托车约有零件2000种，共计5000多个，其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000副模具，总价值为1000多万元。其他行业，如电子及通讯，家电，建筑等，也存在巨大的模具市场。目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。1.2各种模具的分类和占有量模具主要类型有：冲模，

8、锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。（1）冲模：冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占模具总数的50以上。按工艺性质的不同，冲模可分为落料模，冲孔模，切口模，切边模，弯曲模，卷边模，拉深模，校平模，翻孔模，翻边模，缩口模，压印模，胀形模。按组合工序不同，冲模分为单工序模，复合模，连续模。（2）锻模：锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。按锻压设备不同，锻模分为锤用锻模，螺旋压力机锻模，热模锻压力锻模，平锻机用锻模，水压机用锻模，高速锤用锻模，摆动碾压

9、机用锻模，辊锻机用锻模，楔横轧机用锻模等。按工艺用途不同，锻模可分为预锻模具，挤压模具，精锻模具，等温模具，超塑性模具等。（3）塑料模：塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的35，而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。（4）压铸模：压铸模是压力铸造工艺装备，压力铸造是使液态金属在高温和高速下充填铸型，在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。压铸模约占模具总数的6。（5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工艺分类粉末冶金模有：压模，精整模，复压模，热压模，粉浆浇注模，松装烧结模等。1.3我

10、国模具工业的现状自20世纪80年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大的动力。20世纪90年代以后，大陆的工业发展十分迅速，模具工业的总产值在1990年仅60亿元人民币，1994年增长到130亿元人民币，1999年已达到245亿元人民币，2000年增至260270亿元人民币。今后预计每年仍会以1015的速度快速增长。 目前，我国17000多个模具生产厂点，从业人数五十多万。除了国有的专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业，合资企业，独资企业和私营企业等，都得到了快速发展。其中，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具

11、制造的集体企业和私营企业多达数千家，成为我国国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制造的投入。例如，科龙，美的，康佳和威力等知名集团都建立了自己的模具制造中心。中外合资和外商独资的模具企业则多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。在模具工业的总产值中，企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。其中，冲压模具约占50（中国台湾：40），塑料模具约占33（中国台湾：48），压铸模具约占6（中国台湾：5），其他各类模具约占11（中国台湾：7）。1.4世界五大塑料生产国的产能状况美国塑料(

12、原料的产量多年来一直雄居各国之首。早在80年代前期，美国塑料产量就已达2000万吨之多，1986年增至23l0万吨，占全球总产量8100吨的28.5，此后美国塑料产量继续呈现稳定增长之势，1988年、1990年、1992年、1994年、1996年和1998年分别增加到2710万吨、2810万吨、3010万吨、3410万吨、4000万吨和4360万吨，占世界总产量的比例从1996年起提高到30以上。2001年美国塑料产量为4170万吨，其中以聚乙烯为最多，达1500多万吨。其次分别是氯乙烯650万吨、聚丙烯720万吨、聚苯乙烯对酞酸脂320万吨、聚苯乙烯280万吨。国内塑料消费量(产量+进口量一

13、出口量，美国也是全球最多的。美国的全部塑料消费量2001年为4280万吨。美国人均塑料消费量也是很高的，2000年为159公斤，2001年略减为155公斤 ，居全球第3位。美国现有各种大小塑料企事业单位1万多家，其中职工人数少于50人的占总数的53，50l00人的占21，100500人的占23，超过500人的占近4，职工总数近90万人。在美国塑料制品加工业的就职人数达110万，2001年的出货金额为2150亿美元，人均出货金额为195美元。德国是世界最大的塑料(原料生产国之一，上世纪90年代初的1991年、1992年和1993年，德国塑料产量都为990多万吨，1994年增达超过1000万吨的1

14、110万吨1998年达近1300万吨，1999年为近1400万吨，2000年增至1550万吨，超过日本为世界第2大塑料生产国，2001年上升为1580万吨，2002年已过1600万吨。2001年德国生产的种种塑料原料中，聚乙烯为285万吨(低密度聚乙烯160万吨，高密度聚乙烯125万吨，氯乙烯175万吨，聚丙烯160万吨。德国2001年的国内塑料消费量为1280万吨，其中聚乙烯265万吨，聚丙烯155万吨氯乙烯152万吨。德国人均塑料消费量2001年为160公斤，在世界上仅少于比利时的172公斤，高于美国的155公斤，排在世界第2位。德国塑料制品加工业的职工总计有近30万人，2001年的出货金

15、额为360亿美元，人均126美元。德国塑料制品加工企业中职工少于50人的占44，50100人的占28，100500人的占25，500人以上的占4。中国塑料工业多年持续高速增长，1991年产量仅为250万吨，1995年增为350万吨，1998年超过700万吨，到2002年已增达约1400万吨，超过日本而成为世界第3大塑料原料生产国。中国今年塑料制品市场将持续走强，在包装、工程、建材、农用和日用塑料制品等各个领域都将有较大幅度的增长，需求量将超过2500万吨。其中包装塑料制品今年需求量将超过850万吨，工程塑料制品需求量将达400万吨左右，建材塑料制品需求量将达300万吨以上，农用塑料制品需求量将

16、在500万吨左右，日用塑料制品需求量约为80万吨左右。日本在很长的时期内都是仅次于美国的世界第2大塑料生产国。一直到1997年，日本塑料产量曾经连续多年增长，年产量在70年代中期就已达500多万吨，1987年突破1000万吨，1991年达约1300万吨，1992年和1993年因受日本经济下滑的影响，产量略有减少，分别降至1258和1225万吨。从1994年起产量再度增长，1994年、1995年和1996年分别回升到1300万吨、1400万吨和1470万吨，1997年的产量又比上年增长3.7，达到1521万吨，首次超过1500万吨。但这种增势在1998年受到遏制，产量大幅度减少。1998年，日本

17、塑料产量为1390万吨，比上年减少了8.7。1999年和2000年日本塑料产量分别回升到1432万吨和1445万吨，但仍远未恢复到1997年的水平。2001年和2002年日本塑料产量再度下降至1400万吨以下的1364万吨和1361万吨。2002年日本塑料(原料产量减为1361万吨。而中国则增为1366万吨，日本又退居第4位。韩国塑料产量增长十分迅速，1986年超过200万吨，1990年增达300万吨，1992年突破500万吨，1994年、1996年和1997年分别上升到600多万吨、700多万吨和800多万吨，1998年产量增至850万吨，1999年突破900万吨，2001年达1200万吨，

18、跻身于世界5大塑料生产国之列。韩国塑料原料产品中以聚乙烯居首，2001年产量为340万吨(低密度聚乙烯160万吨，高密度聚乙烯180万吨，聚丙烯以238万吨排在第2位，其次分别是聚酯161万吨、氯乙烯124万吨、ABS·AS树脂86万吨、聚苯乙烯77万吨。韩国国内塑料消费量2001年420万吨，只相当于产量的1/3略高。人均塑料消费量2001年为106公斤，韩国塑料制品加工业的职工总数2001年为3.1万人，出货金额为85亿美元，人均276美元。塑料产量位居世界前10名的国家和地区还有法国660万吨、比利时600万吨、中国台湾598万吨、加拿大432万吨和意大利385万吨(均为200

19、1年产量。1.5我国模具技术的现状及发展趋势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

20、，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48"（约122CM）大屏幕彩电塑壳注射模具，6.5KG大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CAD/CAE/CAM技术，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。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

21、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；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。（2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。（3）推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制

22、造水平。（4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。第二章 制品结构特征及成型工艺性分析2.1塑件材料分析通常,选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求,以及原材料厂家提供的材料性能数据.对于常温工作状态下的结构件来说,要考虑的主要是材料的力学性能,如屈服应力,弹性模量,弯曲强度,表面硬度等.该接线盒的形状结构比较简单，深度为20mm。该制件是日常所用的接线盒，要求外观质量较好，有一定的强度且翘曲变形在一个较小的范围内。聚

23、乙烯树脂的密度为0.910.96g/cm3，有一定的机械强度，但表面硬度差。特征为白色或淡白色，无毒、无味、柔软、半透明，一般呈颗粒状，手触似腊，因而又称高分子石蜡。聚乙烯按合成方法不同，分低压、中压和高压三种。低压聚乙烯的分子链支链较少，相对分子质量、结晶度和密度均较高（故又称高密度聚乙烯），所以比较刚硬、耐磨、耐蚀、耐热及绝缘性较好，常用来制造塑料管、塑料板、接线盒、塑料绳以及承载不高的零件，如齿轮、轴承等。高压聚乙烯带有许多支链，因而相对分子质量较少，结晶度和密度较低（故又称低密度聚乙烯），且具有较好的柔软性、耐冲击性及透明性，成型加工性能也较好。它常用于制作塑料薄膜、软管和塑料瓶以及电

24、器工业中的支架、绝缘零件和包裹电缆等。聚乙烯的成型特点是流动性较好，质软易脱模，塑件有浅的侧凹时可强行脱模。但聚乙烯成型流动性对压力变化敏感，加热时间长易产生分解；聚乙烯收缩率大，方向明显，易变性、翘曲，产生缩孔，应控制模具温度。所以制品材料确定为聚乙烯。 图2-1接线盒工程图2.2 材料性能 聚乙烯的英文缩写PE。是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭、无毒，手感似腊，具有优良的耐低温性能（最低使用温度可达-70-1000C），化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具有氧化性质的酸）。常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性能优良。聚乙烯对于

25、环境应力（化学与机械作用）是很敏感的，耐热老化性能差。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。采用不同的生产方法可得不同的密度的产物。聚乙烯可用一般热塑性塑料的成型加工方法加工。用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、接线盒、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。随着石油化工的发展，聚乙烯生产得到迅速发展，产量约占塑料总产量的1/4。聚乙烯的成型时流动性较好，质软易脱模，塑件有浅的侧凹时可强行脱模。的成形性能1、结晶形塑料,吸湿性小,可能发生溶体破裂，长期与热金属接触易发生分解。2、流动性极好,但成形收缩范围和收缩值大，易发生缩孔、凹痕、变性、方向性强。

26、3、冷却速度快，浇注系统及冷却系统缓慢散热，并注意控制成形温度。料温低，方向性明显，低温高压时尤其明显。模具温度低于50时，塑件光泽差，易产生熔接不良、流痕，90oC以上易发生翘曲变形。4、塑件壁厚须均匀，避免缺口、尖角，以防应力集中。塑件要求生产批量大，采用注射成型易保证，PE适合注射成型。1.聚乙烯(高密度:密度0.941-0.965 g.cm-3,吸水率:<0.01%,抗拉强度21-38MPa,拉伸模量0.41.03GPa,断后伸长率:20100%,抗压强度:18.624.5MPa,冲击韧度:801067 J.m2,硬度:6070HSD,成型收缩率:1.54%,无负荷最高使用温度:

27、79121摄氏度,连续耐热温度:85摄氏度;2.3 塑件尺寸和精度分析(1塑件大小塑件长度尺寸为140mm,宽度尺寸50mm,高度尺寸10mm，该塑件尺寸适中。(2塑件尺寸公差该塑件用于日常生活，故尺寸精度要求较高.由于图中未标注公差。故根据SJ/T10628-1995,按一般精度要求, 聚乙烯公差等级为IT5。(3塑件表面质量由于塑件为常用接线盒,对外表面质量要求高,塑件表面质量可以稍低.因此塑件外表面粗糙度取1.6,内表0.8.2.4 收缩率常见塑料的收缩率如下表:常用塑料的收缩率塑料名称聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯聚苯乙烯尼龙ABS缩写PEPPPVCPSN6ABS收缩率1.53.61.02.50

28、.61.50.60.80.82.50.30.8对于该接线盒，材料为聚乙烯，理论收缩率为1.53.6，而实际与理论是有区别的。设计时常取收缩率为0.05。2.5塑件形状分析该塑件有侧孔，但模具结构简单，塑件形状对称，有利于型腔填充，适合注射成型。塑件厚度塑件厚度制品应有一定的厚度，这不仅是因为制品在使用中有足够的强度和刚度，而且也为了塑料在成型时有良好的流动性。有时制品在使用中需要的强度虽然很小，但是为了使制品便于从模具中顶出以及部件的装配，仍需要有适当的厚度。一般说来，塑件的厚度越厚就越能满足产品的强度和刚度的性能要求，但是从塑件的成型过程看来，塑件的壁厚越厚，冷却的时间就越长，整个塑件的成型

29、周期就要延长，提高了生产的成本，降低了生产的效率，同时，塑件的壁厚越厚，收缩率就增大，这样使的得产品的尺寸不稳定性增加，降低了产品的质量。因此产品的厚度必须得适中，根据材料的的特性，一般热塑性塑件的壁厚取1,该塑件在使用时对强度和刚度要求稍高，故最大壁厚取2mm。拔模斜度是为了便于脱模，防止塑件表面在脱模是划伤，擦毛，在设计塑件表面沿脱模方向应具有合理的脱模斜度。塑件的脱模斜度大小跟塑件的性质、收缩率、摩擦因素、塑件的壁厚和几何形状有关。为了使制品易于从模具内脱出，设计时必须保证制品的内外壁厚具有足够斜度，以保证塑件脱模。由于脱模斜度没有比较精确的计算公式。一般情况下脱模斜度取0.5º

30、;, 最小取15¹20¹.本设计选择的拔模斜度为20º. 2.6 塑件圆角塑料制品除了在使用上要求采用尖角之外,其余所有转角处均应尽可能采用圆角过度,因为带尖角的塑件,往往会在尖角处产生应力集中.在受力或受冲击振动时会发生破裂,甚至在脱模过程中由于成型应力而开列,特别是塑件的内角处.塑件上转角处采用圆弧过度, 有利于物料充模，同时也有利于融料在模具型腔内的流动和塑件的脱模。不仅避免了应力集中,而且还使塑件变的美观, 有利于塑料充型的流动。2.7 零件体积及质量估算 图2-2 体积分析单个塑件 V=19.4cm3 ,质量m=19.4g.图2-3体积分析塑件和浇注系统

31、凝料 总体积 V总=129.6cm3, 质量m=129.6g.第三章 模具方案分析3.1 分型面的确定塑料制品在成型模具中的位置，是由模具的分型面决定的。在注射模具的设计中，必须根据塑件的结构、形状，首先确定成型时塑件在模具中的位置，也即是确定分型面；再根据成形特点、塑件的生产批量，来确定一模成型件数(即一模几腔、浇口形式、排气系统及脱模方式等。分型面是模具上用于取出塑件和浇注系统冷凝料的可分离的接触表面。分型面决定着塑料制品在成型模具中的位置。按形状分类分型面可分为：平面分型面，曲面分型面，阶梯分型面，斜面分型面。按其位置与注射机开模运动方向的关系可分为：分型面垂直于注射机开模运动方向，平行

32、与开模方向，倾斜与开模方向。分型面的选择设计，主要是根据塑件的结构、精度要求、浇注系统形式、排气方式、脱模形式及模具的制造工艺等各种因素，进行全面考虑，做出合理选择。分型面选择设计的基本原则是，选择在塑件断面轮廓最大的位置，以便顺利脱模。同时还要考虑以下因素：（1）分型面的选择应便于脱模并简化模具结构。因此尽可能使塑件在动模分离后留在动模一侧。如塑件有侧孔或侧凹，选择分型面应尽可能将侧型心置于动模，以避免定模抽心，并使抽拔距离尽量短。（2）分型面的选择应考虑技术要求。当塑件的表面有同轴度、平行度等要求时，应尽可能将其置于同于半模内，否则，将会由于合模误差影响塑件精度。（3）分型面应尽量选择不在

33、影响塑件外观的位置，并使其产生的飞边易于清理和修整 由于分型面处不可避免地要在塑件上留有飞边和拼合缝的痕迹，因此分型面最好不要设在塑件光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处，以免影响塑件外观。（4）分型面的选择应有利于排气 为此应尽量使分型面与充模时型腔料流末端重合，以利于排气。（5）分型面的选择应便于模具零件加工。（6）分型面的选择应考虑注射机的技术参数 注射成型时所需的锁模力是与塑件在合模方向的投影面积成正比，所以选择分型面时，应尽量选择塑件在垂直合模方向上投影面积较小的表面，以减少锁模力。综合以上因素塑料盆的分型面选择在最大轮廓处,取塑料盆上边沿处.取该处分型面简单，模具也简单，也可以脱模顺利

34、。3.2 型腔数目的确定 注塑模的型腔数目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔。一般确定型腔数目有以下几种方法：（1） 按注射机的最大注射量确定型腔个数n；（2） 按注射机额定锁模力确定型腔个数n；（3） 按制品的精度要求确定型腔个数n；（4） 按经济性确定型腔个数n。型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素：（1）塑件的尺寸精度；（2）模具制造成本；（3）注塑成型的生产效益；该塑件属于大批量生产，精度要求一般，塑件尺寸适中，故有以下两种方案： （1）.一模一腔模具尺寸小，生产效率较低。（2）.一模两腔模具尺寸适中，生产效率较高。故选用方案（1）。3.3 浇注系统的设计浇注系统是指塑件熔体由注射

35、机喷嘴至型腔之间的进料通道，其作用是将塑件熔体充满型腔并将注射压力传递到型腔的各个部位，以获得组织致密、轮廓清晰、表面光洁、尺寸精确的塑件.浇注系统的设计合理与否将直接影响塑件的质量、成型工艺.浇注系统可分为普通浇注系统和无流道凝料浇注系统.浇注系统分为主流道、分流道、浇口及冷料穴。浇注系统设计是否合理,对注射成型过程和塑件质量都有影响,因此设计浇注系统时应注意以下问题:(1应考虑成型塑料的工艺特性。如成型塑料熔体的流动性，对压力、温度的敏感性，塑料溶体的收缩性、分子取向等性能。(2浇口位置、数量的设计要有利于熔体的流动，避免产生湍流、涡流、喷射等现象，有利于排气；设计时应预先分析熔接痕的位置

36、及对塑件质量的影响。(3应尽量缩短溶体到型腔的流程，以减少压力损失。(4避免高压熔体对型芯和嵌件的冲击，以防止型芯的变形或嵌件的位移。(5尽量减少浇注系统冷凝料的产生，减少原材料的损耗。（6）浇口的位置要便于冷凝料的去除，不影响塑件的外观。其中浇口是浇注系统的关键部位,由于该塑件对侧壁有外观要求,故可设计以下两种方案：(一侧浇口一般开设在模具的分型面,从塑件的边沿进料,故又称为边缘浇口, 它是浇口种类中使用最多的一种，因而又称普通浇口，其浇口截面形状一般为矩形, 由于侧浇口的尺寸一般都较小，所以截面形状与压力、热量损失的关系可忽略不计。矩形浇口的长一般为0.53mm，宽为1.55mm，浇口深为

37、0.52mm。侧浇口的形状简单,加工方便,特别是一模多腔的浇注系统,使用这种浇口非常方便,同时去除浇注系统冷凝料比较方便. 但是对于壳形塑件，采用这种浇口不易排气，还容易产生熔接痕、缩孔等缺陷。注射时压力损失较大，保压补缩作用比直浇口要小。（二）点浇口点浇口，又叫橄榄形浇口或菱形浇口，是一种截面尺寸特小的圆形截面浇口，如果点浇口开得太大，在开模时，浇口中的塑料很难被拉断，而且，制品受到浇口处塑料的拉力，其应力会影响塑件的形状。另外，如果点浇口的锥度太小，开模时，浇口中塑料在何位置拉断难以确定，会使制品外观不良。压力损失较大，对塑件的成型不利，也要求提供较高的注射压力。模具结构较复杂，一般要采用

38、三板式模具（双分型面模具），才能顺利脱模, 对于大型塑件或易于变形塑件，采用一个点浇口易产生翘曲变形。总上所述:选择侧浇口最为合适.3.4 推出机构设计从模具中推出塑件及浇注系统凝料的机构为推出机构,在设计推出脱模机构时应遵循下列原则。（1）推出机构应尽量设置在动模一侧由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推出机构设在动模一侧。所以在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。（2）保证塑件不因推出而变形损坏为了保证塑件在推出过程中不变形、不损坏，设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，合理的选择推出方式及推出位置。推力点应作用在制品刚性

39、好的部位，如筋部、凸缘、壳体形制品的壁缘处，尽量避免推力点作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如壳体形制件及筒形制件多采用推板推出.从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。（3）机构简单动作可靠推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要有足够的强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利脱模。（4）良好的塑件外观推出塑件的位置应尽量设在塑件内部，或隐蔽面和非装饰面，对于透明塑件尤其要注意顶出位置和顶出形式的选择，以免推出痕迹影响塑件的外观质量。（5）合模时的正确复位设计推出机构时，还必须考虑合模时机构的正确复位，并保证不与其他模具零件相干涉。由于该塑件浇注时采用了

40、侧浇口,属于分型面注射模,且塑件结构对称,故有以下两种方案：(一推板推出机构推件板顶出特点是顶出力均匀、力量大、运动平稳.推板推出机构主要用于支撑面很小的壳类塑件。另外，在不允许留有推杆痕迹的情况下。在使用推件板时：应注意推件板在顶出过程中必须处于被导向状态，通常靠导柱导向，导柱长度应大于推件板的顶出距离。为减少推件板与型芯的摩擦，在推件板与型芯间留0.25mm间隙。(二推杆推出机构推杆脱模机构是最简单、最常用的一种形式，具有制造简单、更换方便、推出效果好等特点。推杆直接与塑件接触，开模后将塑件推出。推杆的截面形状；可分为圆形，方形或椭圆形等其它形状，根据塑件的推出部位而定，最常用的截面形状为

41、圆形；推杆又分为普通推杆和成型推杆两种，前者只是起到将塑件推出的作用，后者不仅如此还能参与局部成型，所以，推杆的使用是非常灵活的。综合可知选择推杆推出机构.3.5 冷却系统设计冷却系统对温度的控制直接影响塑件的尺寸精度、形状精度、力学性能及表面质量,模具的冷却时间约占整个注射时间的66%左右，它体现着模具温调节系统对生产率的影响。通常注射到型腔内的塑料熔体的温度为左右，塑件从型腔中取出的温度在以下。熔体在成型时释放的热量约有5%以辐射、对流的形式散发到大气中，其余95%需由冷却介质带走，否则，由于反复注入的高温熔体带来的热量将使模具的温度升高。为保持模温恒定，在每一循环中，必须有冷却系统把熔体

42、是热量带走。根据模具冷却系统设计原则：冷却水孔数量尽量多，尺寸尽量大的原则可知，冷却水孔数量大于或等于3根都是可行的。这样做同时可实现尽量降低入水与出水的温度差的原则。根据书上的经验值取4根，在本次设计中采用4根就可以满足要求。另外，模具冷却系统的设计过程中，还应同时遵循：冷却系统设计原则（1） 冷却系统的布置应先于脱模机构，这是为了保证足够的空间来布置冷却回路。冷却回路的设计应与脱模机构相互协调，以获得良好的冷却效果。（2） 合理确定冷却管道的直径中心距以及与型腔的距离。冷却管道的直径与间距直接影响模温的分布。冷却管道间距布置应合理，保证型腔表面温度分布均匀；冷却管道孔分别道各处型腔表面的距

43、离相等。（3） 降低进出口温差。冷却系统两端进出口温差小，有利于型腔表面温度分布。通常可通过改变冷却管道的排列形式来降低进出口水温差，同时可以减少冷却回路的长度。一般精密模具的进出水温差在C，普通模具不应超过C（4） 浇口处加强冷却。塑料熔体充模时，经过浇口的剪切、摩擦使熔体的温度升高，同时也使浇口附近的温度提高。一般来说，离浇口越远温度越低，因此在浇口附近应加强冷却，通常是将冷却回路的入口设在浇口附近，使浇口在较低的水温下冷却。（5） 应避免将冷却水道开设在塑件熔接痕处，并注意干涉及密封等问题。当采用多点进料或型腔较复杂时，多股料流汇合处将产生熔接痕。该处的温度通常较其他位置要低，为不使熔体

44、温度进一步降低，保证融合处的质量，应尽量步在这些部位开设冷却管道。（6） 冷却水道应便于加工和清理。为了便于加工和操作，进出水管接头应尽量设在模具同一侧，并在注射机背面，同时水管接头处应密封，以免漏水。该塑件外表面质量要求较高,生产批量大，故在定模设置冷却系统即可.3.6 确定标准模架尺寸注塑模模架国家标准有两个，即GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技术条件和GB/T125551990塑料注射模大型模架。前者适用于模板尺寸为B×L560mm×900mm；后者的模板尺寸B×L为（630mm×630mm）（1250mm×2000mm

45、）。中小型注射模架按结构可分为基本型和派生型.基本型有A1,A2,A3,A4. 派生型有P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8,P9;按导柱和导套的安装形式可分为正装和反装.基本型模架用于单分型面,派生型P1-P4用于点浇口.由于该塑件有推件板推出,故选择P2型模架.由于先分析大体结构尺寸，再采用Pro/E Wildfire 3.0进行设计，故模架采用2P生产厂家SA型摸架。结构图如下：第四章 注塑机的设备选择4.1 注塑机的分类注塑机又名注射成型机或注射机。它是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。不同的注射成型设备的要求及其装置配置是不同的。用

46、于注射成型的设备有：通用注射机;热固性塑料注射机；特种注射成型工艺用注射机等类别。注塑机的分类方式很多,目前尚未形成完全统一标准的分类方法.常用的有: （1）按设备外形特征分类:卧式,立式,角式。（2）按注射装置分类，可以分为以下三类：螺杆式、柱塞式、螺杆预塑化型。（3）按照锁模装置分类，可以分为以下两类：直压式、肘拐式。此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类,但日常生活中用的较少。4.2 注塑机的主要参数注射模具是安装在注射机上的。在设计注射模时，必须了解注射机的技术规格（基本参数），正确处理好注射模与注射机的关系，才能设计出合乎要求的模具。注塑机的主要参数有公称注射量,注射压力,注射速度

47、,塑化能力,锁模力,合模装置的基本尺寸,开合模速度,空循环时间等.这些参数是设计,制造,购买和使用注塑机的主要依据.(1 公称注塑量；指在对空注射的情况下,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力.(2 注射压力；为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力.(3 注射速率；为了使熔料及时充满型腔,除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度.(4 塑化能力；单位时间内所能塑化的物料量.塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调

48、,若塑化能力高而机器的空循环时间长,则不能发挥塑化装置的能力,反之则会加长成型周期.(5 锁模力；注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开.(6 合模装置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉杆空间,模板间最大开距,动模板的行程,模具最大厚度与最小厚度等.这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围.(7 开合模速度；为使模具闭合时平稳,以及开模,推出制件时不使塑料制件损坏,要求模板在整个行程中的速度要合理,即合模时从快到慢,开模时由慢到快在到停.(8 空循环时间；在没有塑化,注射保压,冷却,取出制件等动作的情况下,完成一次循环所需的时间.4.3 选择注塑机

49、(1按照前面提供的方法查询模塑件的质量属性，得其体积为V=131.4cm3 ,质量m=118.4g.(2 模具所需锁模力的计算式中 F锁模力，NA制品和流道在分型面上的投影面积之和，p型腔的平均计算压力，Pa,一般取2040 Mpa;制品和流道在分型面上的投影面积之和为 A=140×50=7000=72，pm=25Mpa,故F=70××25×=175kN(3 最大注射压力计算Pmaxkpo式中 Pmax最大注射压力K安全系数，通常取K=1.251.4;Po成型时所需的注射压力，在实际生产中，Po大致在70100Mpa范围内。故Pmax=1.4×

50、70=98Mpa。 根据生产效率，生产成本等各方面的计算，考虑经济因素，该模具的设计采用一模四腔。另外从实际注射量应在额定注射量的20%85%之间考虑，结合上面的计算，初步确定注塑机为SZ-300/160。4.4 注塑机的校核（1） 注射压力的校核注射压力的校核是额定注射机的最大注射压力能否满足该塑件成型的需要，塑件成型所需要的压力是由注射机的类型、喷嘴形式、塑料流动性和模具结构等因素决定的。聚乙烯的注射压力为98Mpa,预选注塑机为 SZ-300/160 该注塑机的注射压力为150MPa,所以该注塑机满足材料的注塑要求.（2）最大注射量的校核为了保证注射成型的正常进行，塑料制品连同浇道凝料及

51、飞边在内德质量一般不应超过注射机最大注射量的80%。因采用 SZ-300/160 型注塑机,理论注射量为300,而模塑件的总体积为129.6,注塑机满足要求.（3） 锁模力的校核当高压塑料熔体充满模具型腔时，会产生很大的压力，使模具沿分型面涨开。该压力等于制品与浇注系统在垂直于锁模方向的分型面上的投影面积之和乘以型腔内熔体的压力。作用在这个面积上的总力，应小于注射机的额定锁模力，否则在注射成型时会因锁模不紧而发生溢边跑料现象。在3.2中计算得锁模力为175KN,而SZ-300/160 该注塑机的锁模力160KN, 所以该注塑机不能满足材料的注塑要求.由于该注塑机的最大锁模力不能满足要求；所以以

52、下的塑化能力模具厚度开模行程模具安装尺寸就不用在校核了，必须从新选择注塑机。查国产注射机主要技术参数表可选取SZ-10000/1600,主要技术参数如下。特性内容特性内容结构类型卧式锁模力(KN1600理论注射容积（cm）10000拉杆内间距(mm1300×1300螺杆(柱塞直径(mm150移模行程(mm1500注射压力(MP140最大模具厚度(mm1500注射速率(g/s1130最小模具厚度(mm750塑化能力(g/s535模具定位孔直径(mm250螺杆转速(r/min080喷嘴球半径(mmSR35国产注射机SZ-10000/1600技术参数表第五章 成型零件设计与计算5.1 成型

53、零件工作尺寸计算成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影响塑件的精度。成型零件中与塑件接触并决定塑件几何形状的各处尺寸,称为工作尺寸,它包括型腔深度与型芯高度尺寸、型腔和型芯径向尺寸、成型零件中心距.通过对塑件尺寸公差的分析，该塑件尺寸精度等级为一般精度，故选取模具制造公差为零件公差的1/4，模具磨损系数为0.5。模具工作部分尺寸计算过程为：图5-1 塑件零件图（1）型腔尺寸计算:其中 塑件外形尺寸 S塑件的收缩率 x磨损系数模具制造公差 塑件公差查有关资料可知140的公差=0.018，60的公差=0.013140 型腔长度尺寸：=(1+0.005

54、15;140-0.5×0.018+0.018/3=140.591+0.00650 型腔宽度尺寸：=(1+0.005×50-0.5×0.013+0.13/3=50.24+0.04（2）型腔深度尺寸计算其中 塑件高度尺寸 S塑件的收缩率 x磨损系数模具制造公差 塑件公差查有关资料可知10的公差=0.00620 型腔深度尺寸 ：=(1+0.005×10-2/3×0.006+0.006/3=9.81+0.002（3）型芯径向尺寸计算其中 外形尺寸 S塑件的收缩率 x磨损系数模具制造公差 塑件公差查有关资料可知138=140-2的公差=0.018，48=

55、50-2的公差=0.013118 型芯径向尺寸：=(1+0.005×138+0.5×0.015-0.018/3=138.69-0.00658 型芯径向尺寸：=(1+0.005×48+0.5×0.013-0.013/3=48.25-0.004(4型芯高度尺寸计算：其中 高度尺寸 S塑件的收缩率 x磨损系数模具制造公差 塑件公差查有关资料可知8=10-2的公差=0.006, 18 型芯高度尺寸：=(1+0.005×8+0.5×0.006 -0.006/3=8.043-0.0025.2成型零件的设计本节通过PRO/E MOLDESIGN 模

56、块来进行模具成型零件的设计.设置收缩率根据第一章塑件收缩率的分析，确定收缩率为0.005。方式为按比例收缩创建毛坯工件模具毛坏的尺寸大小取决于零件模型的大小，同时还可以参考国家标准模架上动模板和定模板的厚度来进行设计。参考该塑件的尺寸确定毛坏尺寸为：340×240×80。设计分型面此塑件接线盒模具运用PRO/E3.0中的复制分型面（复制接线盒内形）和拉伸分型面（主分型面），通过合并分型面，完成分型面设计。图5-3 创建合并分型面创建模具体积块在分型面创建完成后，再以分型面为界线将毛胚工件分割为新的模具体积块，即为动模和定模(无质量的空心体积。分割后所得的模具体积块如下： 图

57、5-4 定模块 图5-5动模块创建模具元件模具体积块创建完成后，这时所得到的体积块是由若干面围成的三维区域，并不是实体。因此下一步要在体积块基础上建立实体的型腔组件。抽取模具体积块以生成模具元件，抽取完毕后模具元件即成为功能齐全的Pro/E零件。流道与浇口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，目的是便于冷料的脱模，同时也改善料流的速度,主流道的大小直接影响熔体的流动速度和充模时间。图56主流道与浇口5.3导向机构设计原则注射模导向与定位机构，主要用来保证动模和定模两大部分或模内其他零件之间的准确配合和可靠地分开，以避免模内各零件发生碰撞和干涉，并确保塑件的形状和尺寸精度。注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。该塑件简单不需设置专门的