电器外壳塑料模设计说明书

1 前 言 随着模具技术的迅速发展 ,在现代工业生产中，模具已经成为生产各种工业产品不可缺少的重要工艺装备。它在国民经济中占有越来越多重要的地位，发展前景十分广阔。模具毕业设计是工科类学校机械专业最重要的教学环节，它是学生对所学课程的理论和生产实际的综合运用。 毕业设计的主要目的有两个 : 一、让学生掌握模具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料与手册，熟悉标准和规范等能力 ,能够熟练运用CAD、 Preo/engineer 等绘图应用软件进行模具设计；二、在了解工艺基本知识的基础上掌握模具设计的 一般方法和步骤 ,了解模具的工艺加工过程，从而能够设计一般的模具。 我设计的是一副塑料注射模，通过这次设计， 对于一般塑模的结构特点和开模原理有了比较深刻的认识。在本次毕业模具设计过程中 ,我得到了老师的精心指导和同学大力帮助 ,在此，我一并致以衷心的感谢。 由于我理论水平和实践经验有限 ,对模具的不全面了解，再加上设计水平有限 ,在设计过程中，错误和不妥之处在所难免，希望各位老师批评指正 ,以便在今后的学习工作中吸取教训 ,本人十分感谢。 2 目 录 0 前言 一塑件结构工艺性分析 二注射成型机的选定 三型腔数目的确定 四型腔分型面的设计 五模架的选择 六模具材料的选用 七浇注系统的设计 八排气槽的设计 九成型零件的结构设计 十成型 零件的工作尺寸的计算 十一温度调节系统的设计 十二塑件脱模机构的设计 十三合模导向机构的设计 十四零部件图样和装配总图的绘制 十五后语 3 一 . 塑件结构工艺性分析 1. 1 尺寸精度的选用及塑件尺寸公差的确定 1.1.1 塑件的尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动和模具制造误差，该塑料制件套盖的材料为 ABS 料，其收缩率为 0.5% .查塑件精度等级的选用表3-1-2(模具制造手册 )可知 ,该塑件采用 5 级低精度 . 1.1.2 尺寸公差的确定 该制件采用 5 级精度，查塑件尺寸公差推荐表（模具制造手册）可知： 因受模具活动部分的影响的尺寸在查取表中公差值之后再加上 0.1mm(3-5 级精度选用 )。 1.2 脱模斜度的确定 脱模斜度的取向根据塑件的内外尺寸而定，塑件内孔以小型芯小端为准，斜度由扩大方向取得，因该塑件为 ABS 料，查表 3-1-3 塑件脱模斜度（模具制造手册）可知，型腔、型芯的脱模斜度均可取 1。 1.3 孔成型方法的确定 该塑件孔的直径为 6.2mm,孔深为 11.8mm，而且是盲孔，其深度至最大截面处。可采单独型芯来成型，这样既能起成型作用，又起着顶出作 4 用。 二、注射成型机的选定 选用 XS-ZY-250 型注射成型机，其主要技术规格为： 螺杆（柱塞）直径（） 50 最大注射面积（ mm2） 500 注射容量 (cm3 或 g) 250 模具厚度（） 最大 350 最小 250 注射压力（ 105 MPa ） 1300 模板行程（） 350 锁模力（ 104 N） 180 喷 嘴 球半径（） 18 孔直径（） 4 定位孔直径 125+0.06 顶 出 中心孔直径（） 50 两 侧 孔径 40 孔距 280 三、型腔数目的确定 以机床的注射能力为基础，每次注射量不超过注射机最大注射量的 80%。按公式： N=0.8S-W 浇 /W 件 计算， 式中： N -型腔数， S -注射机的注射量， W 浇 -浇注系统的重量（ g）， W 件 -塑件重量。 S=250（ g）， W 浇 =PV 因该塑件物料为 ABS 查表 3-2-12 塑件性能（模具制造手册）可知， P=1.15 ； V=r2 h r(分流道半径 )为 2.5mm; V”=R2 h R(主流道浇道半径 )为 2.5mm; V= r2 h = *2.52*30*2=1177.5mm3 V”= R2 h = *2.52*82=1609.25mm3 W 浇 =P(V+ V”)=1.15*(1177.5+1609.25)=56.52（ g） 5 W 件 =PV V1=r12 h1 + r22 h2 + r32 h3 + r42 h4 =*15.42*6+72*11.8+102*1.7 +14.42*2 =5364.3 mm3 V2=*3.22*11.8+2.5*13*4+1/2*1/3*2.95*5*4 +3.8*1.6*11.8*2 =662.73 mm3 W 件 =P(V1 -V2 )=1.15*(5364.3-662.73)=14.16（ g） N=0.8S-W 浇 /W 件 = 0.8*250-56.52/14.16=3.56 故 N 取 4，即一模四腔。 四、型腔分型面的设计 4.1 分型 面的确定对制件的质量、操作的难易、模具制造都有很大的影响，故分型面是否设计得当，应考虑以下点： 1） 塑件在型腔中的方位 该塑件采用一个与注射机开模方向相互垂直的分型面，因该塑件的结构并不复杂且无侧凹及抽芯机构。 2） 分型面的形状 该塑件的分型面是与注射机开模方向相互垂直的平面。 3） 分型面的位置确定 分型面必须开设在制件断面轮廓最大的地方才能保证制件顺利的从型腔中脱出来，不致使塑件受损伤。 4.2 因塑件的外表观质量要求较高，而分型面不可避免地要在制件上留下溢料痕迹或拼合缝的痕迹， 所以该分型不选在断面轮廓最大的倒角处，而是选择在断面轮廓最大的平面处，这样既不会影响制件的光亮平滑的外表面质量也便于脱模。 4.3 从制件的顶出考虑分型面的确定使制件留于动模一边。 五、模架的选择 4.1 模具坯料的选用 因该模具为一模四腔，且均匀的布置在坯料上，塑的最大外形尺寸为30.8mm，故该模具坯料选用 B L=120 120 mm，从分型面计算，后模中型腔深为 15.5mm。前模为 2.3mm 。 考虑钻冷却水等因素，后模选厚为 35 mm 的料，前模选厚为 30 mm 的 6 料。故前、后模坯料选择分 别为 120 x 120 x 30 mm; 120 x 120 x35 mm 各一件。 4.2 模架的选用 1） 因该模具采用直浇口进胶，故采用大水口系列。 2） 该模具为“一开式”模架，无须加板。由四块板，两条腿组成，即 j 静模板； d 动模板； A 凹模板； B 凸模板和两条 C 支撑块组成，故模架选用 CI 型（工字直身模）。 3） 已知制品的最大直径为 30.8mm，且排型一模四腔，则选用模架周界 B X L（ 200 X 200） mm 较为紧凑。 4） 已知制品在型芯固定板上成型高度为 15.5mm，坯料选用厚为 35 mm，考虑到型芯固定部 分和成型压力的作用，凸模板 B 板选用70 mm 较好。 5） 已知制品凹模部分成型高度为 2.3mm，坯料厚度为 30 mm。故凹模板 A 板选用 60 mm 适用。 6） 从塑件图上可知，脱模距 S=16 mm ，模具规格为 CI2020，其周界的模架上下顶出板厚 t=20+15=35mm，再加上余量 10 mm ，则支撑块方铁的高度为 C=16+35+10=56 mm ，故方铁高度可取 60 mm。 7） 由以上可知其模架选用大水口模架，周界尺寸 B X L 为（ 200X200）的模架，即其规格为 CI2020 的工字直身模。组合板件为：工字面板、 A 板、 B 板、面针板、底针板、方铁、工字底板。具体几何尺寸以及各模板的厚度，螺钉、导柱、导套、反推板的安装尺寸见附图（标准模架 CI2020 组装模板）。 4.3 模板及组合精度 动模板孔位精度及与基准面的位置精度需达到互换要求，动模板、定模板的垂直度、平度、导柱导套孔距及基准边距尺寸精度和模架组合技术要求为： 1） 基准面垂直度误差为 300： 0.02。 2） 模板厚度方向两平面平行度误差 300： 0.02。 3） 导柱导套孔距偏差 0.02 mm。 4） 导柱孔至基准面边距偏差 0.02 mm。 5） 组装后动定模固定板上 下平面平行度误差 300： 0.05。 7 6） 组合后分型面贴合间隙 50,即 508=400mm 11.4 密封圈的选用 0 为防止漏水，影响塑件的质量及模具温度，需采用密封圈该冷却水管的孔选取用 8 ，故选用 12 的密封圈。 十二、塑件脱模机构的设计 12.1 脱模机构的选择原则 1） 使塑件脱模后致变形，推力分均匀，推力面尽可能靠近型芯。 2） 塑件顶出时不能造成碎裂，推力应设在塑件承力较大的地方，如筋部、凸缘、壳体壁等处。 3） 尽量不损伤塑件的外表观形状。 4） 顶出机构应动作可靠、运动灵活、制造方便、配换容易。 12.2 脱模机构形式的选择 1） 注射面的型号为 XS-ZY-250，故该脱模机构采用机动脱，即利用注射机的开模动作脱出塑件。在开模时，塑件先随动模一起移动，到一定的位置时，脱模机构被注射机上固定不动的顶杆顶住而不能随动模移动，动模继续移动时，塑件由脱模机构顶出型腔。 2） 因该塑的最小壁厚面都大于 1.5mm，且塑件的形状并不复杂，几何形状呈圆筒形，在盲孔处设置了一个成型杆，将成型杆固定在面针板上，故采用简单脱模机构中的顶杆脱模机构，其 回 19 定形式与成型杆的固定形式相同。 3） 顶出位置及顶针数量的确定 顶杆的顶出位置应设在脱模阻力大的地方，该塑件形为 套盖，几何形状呈圆筒形，下侧面的脱模脱力最大，因其距 分型最远，又因其中心部分由成型杆来顶出脱模。因此将顶 杆设计在最下端出。又因该塑件的几何形状呈几何对称的圆 筒形，故各处的脱模阻力相同，为保证塑件受力均匀，顶杆 应均匀设置。因该塑件下端的壁厚为 7.8mm，故采用 2.5mm 的顶杆。顶杆端面均匀分布在 14mm 与 6.2mm 之间的圆环 上。 每个塑件上只需设置 4 支顶杆既可。又因该 模具采用一模四 腔，所以顶杆的数共需 16 支。 为了不影响塑件的使用，在装配时，顶杆端的和型腔在 同一平面或比型腔的平面高出 0.051mm.查表 3-6-18 塑溢边值（塑料成型模具设计）可知，该塑件的溢边值为 0.03mm，所以在装配时注意顶杆与模体的配合间隙应不大于其塑件的溢边值 0.03mm，以免产生飞边。 12.4 顶杆的形状与尺寸 顶杆的材料选用钢 45，顶杆头部需淬火处理硬度达 HRC5055。光洁度为 7 以上，顶出的滑动配合部分光洁度为 7 即可，其它部位的光洁度还可以低一些，故可采 用 A 型顶杆，其结构形式为： 20 直径 d 与型腔部分顶杆孔的配合为 D3/dC3，装配部分应保证 D-d=4.6mm ，因 d 取 2.5 mm，故 D 可取 7 mm。轴肩厚一般为 46 mm ，故轴肩厚 H 取 5 mm，其长度为 119.17mm，或可高出 0.051mm。 10.5 顶杆与顶出固定板的连接形式 顶杆与顶出固定板的固定形式与成型杆相同，其结构简图为： 12.6 浇注系统凝料的脱落 因浇注系统的凝料与塑件连接在一起，所以在开模时 因浇注系统的凝料也会留在动模一侧，只要塑件脱模浇注系统的凝料也会随之脱。 12.7 弹簧的选用 该模具为模多腔的中小型模具，受到的注射力不是很大，故采用蓝色的轻载荷弹簧。外径为 30 。因其开模高度为 16 ，故弹簧的预压缩量为 16 。 十三、合模导向机构的设计 导向机构对于塑料模具是必不可少的部件，因为，模具在闭合时要求有一定的方向和位置， 所以，必须开设有导向机构。导向机构主要起定位、导向及承受一定侧压力三个方面的作用，以避免模具在装配时方位搞错而损坏模具；引导动定模正确闭合，以保证成型零件不受损伤，并且在模具闭合后使型腔保持正确的形状，不致因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均匀。因塑料注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机精度的限制，使导柱在工作过程中承受了一定的侧压力 。 因该模具为小型模具，其所产生的侧压力可以由导柱来承担，故该模具采用导柱导向。 13.1 导柱结构的选用 21 因该模具的结构简单，且生产批量较小，故导柱结 构形式采用 A型。 13.2 对导柱结构的要求 1） 长度：导柱的长度必须比凸模端面的高度要高出 68mm， 以免导未导正而凸模先进入型腔与其相碰而损坏。 2） 形状：导柱的端部做成锥形或球形的先导部分，使导柱能顺利的进入导向孔。 3） 材料：导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，故该导柱采用低碳钢（ 20 号），渗碳淬火处理，硬度为 HRC5055。 4） 配合精度：导柱装入模板采用二级精度过渡配合，再用 接固定起来，或用工字面板挡固起来。 5）光洁度：配合部分光洁度要求为 7 。 13.3 导柱尺寸的确定 因该模架选用的规格为 CI2020的工字直身模 ,与之相配的导柱尺寸选用为 :dDHL3wL4 为 2530612325 其结构简图为： 13.4 导向孔的结构及要求 因为该模具的精度要求不是很高，且生产批量较小，所 以导向孔本可以直接开设在模板上，这样加工起来也就简单， 但为了检查方便，保证导向机构的精度，故导抽向 孔采用镶 22 入导套的形式。选择 A 型导套其结构形式为： 对导向孔的结构要求为： 1） 形状：为了使导柱顺利进入导套，在导套的前端倒一圆角 R。导柱孔在模板上直接开通，以免导柱进入未打通的导柱孔时，孔内空气无法逸出，而产生反压力，给导柱的进入造成阻力。 3） 材料：可用耐磨材料淬火钢来制造，其硬度应低于导柱硬度，淬火处理硬度达到 HRC3338。这样可以改善摩擦、防止导柱拉毛。 3） 导柱的精度与配合： A 型导套采用二级精度过渡配合，螺钉固定方 式。因导套在淬火时右能产生裂纹，最好将环形槽底部做成圆角，以弥补此缺陷。 4） 光洁度：配合部分的光洁度为 7。 13.5 导柱的布置 导柱的布置的原则：必须保证动定、模只能按一个方向 合模，不要在装配时或合模因为方位搞错使模具损坏，该模 架选用 CI2020 的工字直身模，其所选用的导柱布置形式为四 根直径相同的导柱对称分布在模架上，其布置简图形式为： 23 十四、零部件图样和装配总图的绘制 具体的零部件图样和 装配总图见图纸。 参考文献 1. 孙凤勤主编 . 模具制造工艺与设备 . 北京：机械工业出版社， 1999 2. 五树勋主编 . 模具实用技术设计综合手册 . 广州：华南理工大学出版社， 1995 10 3. 温松明主编 . 互换性与测量技术基础 . 长沙：湖南大学出版社， 1998 4. 丁仁亮主编 . 金属材料及热处理 . 北京：机械工业出版社。 1999 5. 塑模设计组主编 . 塑模设计手册 . 北京：机械工业出版社 1999 24 工 装 工 艺 卡 片 共 3 页 第 2 页 工装图号 件号 5 零件名称 型芯 数量 1 材料牌号 45 单件毛坯尺寸 125*125*40 单件总工时 25 序号 工种 工序的主要内容 工作者 定额时 （分） 检验结果 1 下料 锯床下料 2 锻造 锻六方 3 热处理 退火 , HBS 241 4 立铣 铣六方 5 平磨 磨上下面 6 钳工 划线 ,去毛刺，做螺纹孔 . 7 仿形铣 铣型腔及外形 8 线切割 割 通孔 9 钳 研成型部