接线盒外壳塑料模具毕业设计方案

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2018.4.30 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 月曰 最终评定成绩： 优良中及格不及格 系主任签字 年 月曰 目录 前言 1 第一章塑料模具的简述 1 1.1 模具工业在国民经济中的地位 1 1.2 各种模具的分类和占有量 1 1.3 我国模具工业的现状 2 1.4 世界五大塑料生产国的产能状况 2 1.5 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 6 2.1 塑件材料分析 . 6 2.2 材料性能

2、. 7 2.3 塑件尺寸和精度分析 8 2.4 收缩率. 9 2.5 塑件形状分析 . 9 2.6 塑件圆角 . 10 2.7 零件体积及质量估算 10 第三章模具方案分析 12 3.1 分型面的确定 . 11 3.2 型腔数目的确定 11 3.3 浇注系统的设计 . 12 3.4 推出机构设计 . 13 3.5 冷却系统设计 . 错误！未定义书签。 3.6 确定标准模架尺寸 15 第四章 注塑机的设备选择 17 4.1 注塑机的分类 . 17 4.2 注塑机的主要参数 17 4.3 选择注塑机 . 17 4.4 注塑机的校核 . 18 第五章 成型零件设计与计算 21 5.1 成型零件工作尺

3、寸计算 21 5.2 成型零件的设计 . 错误！未定义书签。 5.3 导向机构设计原则 23 5.4 导柱、导套的结构设计 错误！未定义书签。 5.5 排气系统的设计 25 第六章模架及其它模具零件设计 26 6.1 模架尺寸的计算 . 26 6.2 装配模架 . 27 6.2.1 新建组件工程 27 6.2.2 载入模具装配元件 27 6.2.3 定义模具模架 28 6.2.4 添加设备 29 6.2.5 加入复位销 30 6.2.6 在模座中挖出放置型腔的凹槽 30 6.2.7 设计冷却系统 32 6.2.8 加载所有组件 33 总结 32 参考文献 错误！未定义书签。 致谢 错误！未定义

4、书签。 .、八、一 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 2

5、0 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固态或液态）的流动， 使之形成所需要的

6、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主 要工艺装备，

7、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

8、车共有 14 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

9、。 1.2 各种模具的分类和占有量 模具主要类型有：冲模，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 0 / 41 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

10、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

11、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10 % 15%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

12、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

13、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

14、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，

15、 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 1110万吨 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

16、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

17、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

18、吨以上，农用塑料制品需求量将在 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

19、 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 20

20、0 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，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

21、 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2001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

22、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，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

23、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

24、 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/CA技术；模具CAD/CAM/CA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/CA技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模 具设计制造水平。 坐标系边框之悄性 X Y Z 0. JCWCDOe-OO 2. 5020912 图2-2体积分析 单个塑件 V=19.4cm 3,质量m=19.4g. 分析定义特征 类塑 .已存的 O艇 结

25、果 _1 = 袒両均量 体曲平质 .2960000 a+06 毫米与 =2. 1460852 e+015 毫米2 二 1,0000000 e+00 公吨 /毫米 .2960000 8-KJ6 M 根爵MOLD BEF CY坐标边庭确定重的： X T Z 0. OOOOOXi+OO 0. OOWOOO + 相对TMOLD DEF_CSYS坐标粟边框之惯理. 書”士 =】总 Ixx Iwy Ixi 3. 7043999e+09 0 0000000 图2-3体积分析 塑件和浇注系统凝料总体积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

26、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 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

27、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

28、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。 3.2 型腔数目的确定 注塑模的型腔数目 ,

29、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 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

30、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。 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

31、长一般为 0.53mm宽为1.55mm浇口深为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

32、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

33、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。 推板推出

34、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0.25m m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圆形；推杆 又分为普通推杆和成型推杆两种，前者只是起到

35、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200 C左右，塑件从型腔中取出的温度在 60 C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是热量带走。根据模具冷

36、 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离相等。

37、 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2 C,普通模具不应超过5 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

38、熔体温度进一步降低，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/T12551990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BX L 560mrX 900mm 后者的模板尺寸 BX L 为630mrX 630mrh 1250mX 2000mm。中小 型注射模架按结构

39、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: 京験高度440 行程15 Jg. 107 贬 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。

40、不同的注射成型设备的要求及其装置配置是不同的。用于注射成型的设 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 公称注塑量；指在对空注射的情况下 , 注射螺

41、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,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

42、；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 (1按照前面提供的方法查询模塑件的

43、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 F 锁 _PA 式中F 锁模力，N A制品和流道在分型面上的投影面积之和，卅 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=140X 50=7000mm2=72cm2, pm=25Mpa故 46 F=70X 10 X 25X 10 =175kN （3最大注射压力计算 Pma皋 kpo 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=1.4X 70

44、=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

45、及飞边在内德质量一般不应 超过注射机最大注射量的80% 33 因采用SZ-300/160型注塑机，理论注射量为300cm ,而模塑件的总体积为129.6 cm ,注 塑机满足要求. 1600 理论注射容积 1300X 1300 螺杆（柱塞直径 （mm 150 移模行程（mm 1500 注射压力（MPa 140 最大模具厚度 （mm 1500 注射速率（g/s 1130 最小模具厚度 （mm 750 塑化能力（g/s 535 模具定位孔直径 （mm 250 螺杆转速 （r/mi n 080 喷嘴球半径（mm SR35 国产注射机 SZ- 10000/1600 技 术参数表 第五章成型零件设计与计

46、算 5.1 成型零件工作尺寸计算 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： 50 图5-1塑件零件图 1)型腔尺寸计算： Am z =(1 S)As -x ：z 其中Zs塑件外形尺寸S塑件的收缩率 x 磨损系数 -z 模具制造公差厶一塑件公差 查有关资料可知140

47、的公差 =0.018，60的公差厶=0.013 140 型腔长度尺寸： AMz X 140-0.5 X 0.018 =140.591+0.006 50型腔宽度尺寸： AMz =(1 S)As- z +0 13/3 =(1+0.005 X 50-0.5 X 0.013 . =50.24+0.04 X 10-2/3 X 0.006 +0.006/3 =9.81 +0.002 X 138+0.5 X 0.015 -0.018/3 =138.69-0.006 58 型芯径向尺寸：B =(1 S) Bs x J _z =(1+0.005 X 48+0.5 X 0.013 -0.013/3 =48.25

48、-0.004 (4型芯高度尺寸计算：h M r.z二(1 S) hs x J_z 其中hs 高度尺寸S 塑件的收缩率 x 磨损系数 z 模具制造公差厶一塑件公差 查有关资料可知8=10-2的公差.*=0.006, 18 型芯高度尺寸：hMpz=(S) hs x J_-z =(1+0.005 X 8+0.5 X 0.006 -0.006/3 =8.043-0.002 5.2成型零件的设计 本节通过PRO/E MOLDESIGI模块来进行模具成型零件的设计. 5.2.1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 5.2.2创建毛坯工件 模具毛坏的尺寸大小取决于

49、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 X 240 X 80。 523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 5.2.4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5-4定模块图5-5动模块 525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

50、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。 5.2.6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

51、。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定位机构，只需设置导向机构。导柱导向机构是 利用导柱和导柱之间的间隙配合来保证模具的对合精度。导向机构由导柱和导套组成。 导柱和导套的设计原则： 导柱应合理均布在模具分型面四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离。 导柱一般设在有型芯的一边，便于保护型芯不受损坏。导柱设在定模一边，便于脱 模。 导柱长度应比凸模端面的高度高出68mm以保证在导柱伸入导套后型芯才进入型 腔，从而避免型芯与型腔相碰而损坏。 为使导柱能顺利进入导套，导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前

52、端面也应有倒 角。 导柱和导套应有足够的耐磨度，多采用 20低碳钢渗碳淬火处理。导柱与导套配合部 分的表面粗糙度为Ra0.85 5.4导柱、导套的结构设计 1.导柱的结构设计 导柱的结构和尺寸已标准化，常见的结构形式有带头导柱和有肩导柱。有时为了减 少导柱和导柱孔之间的摩擦，在导柱的工作部分设置储油槽来储存润滑剂。由模架800 x 8000,查有关数据可知导柱直径为.20，台阶圆、30，台阶高度10mm储油槽宽度4mm, 导柱前端锥形长度为5mm锥度为10。导柱采用20号钢渗碳或 T8A钢，淬硬50 55HRC配合段粗糙度值为0.4m，非配合段粗糙度值为0.84m，其长度按模具尺寸决 2.导套

53、的结构设计 导套的结构和尺寸也已标准化，常见有带头导套和直导套 .这里选择有肩导柱。导套 采用20号钢渗碳或T8A钢，淬硬5055HRC外表面粗糙度值为0.8m，内表面粗糙度 值为0.4m，长度由设计的模具尺寸决定。 导套内孔与导柱的配合是H7/f7,外圆、60与模板的配合是H7/m6台阶与模板没配合, 台阶起到固定作用，与模板的间隙是 1mm。 5.5 排气系统的设计 排气槽是为模具型腔中的气体排出而在模具上开设的通气槽或通气孔。 排 气是注射模设计中一个主要问题。塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出强及 流道原有的空气，除此以外，塑料熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时排 出。否

54、则，被压缩的空气产生高温，会引起塑件局部碳化烧焦，或塑件产生气泡，或 使塑件熔接不良引起强度下降，甚至充模不满。在注射成型过程中，熔体注入型腔 时。必须将型腔中的空气和从熔体中溢出的挥发性气体顺利排出型腔，否则会影响塑 件质量。排气方式通常有：利用分型面排气，利用活动零件之间的间隙排气，开设排 气槽等。 如果排气槽设计的不合理，将会给注射加工带来以下问题 ： （5）由于排气不顺而增加了熔体流动阻力，使型腔无法充满，造成塑件轮廓不 清。 （6）在塑件上可见明显的流动痕迹、熔接痕，使塑件的力学性能降低。 （7）滞留的气体会在塑件的表面留下银纹、气孔、剥层等缺陷。 （8）型腔内气体受压压缩后产生瞬时

55、局部高温，使熔体降解甚至烧焦。 （9）当排气不良时，降低了注射速度，不能实现快速充模。 排气槽的设计应注意以下问题： （ 1） 排气槽应尽量设置在分型面上，并依靠在凹模一侧，以便于模具制造和清理。 （ 2） 排气槽应设在塑料熔体最后充满处和塑件厚壁处。 （ 3） 排气槽的排气方向不要朝向操作人员，以避免注射时漏料伤人；排气槽最好是呈 曲线状。 选择排气槽的开设位置时，应遵循以下原则： 1）排气口不能正对操作者，以防熔料喷出而发生工伤事故。 2）最好开设在分型面上，如果产生飞边易随塑件脱出。 3）最好设在凹模上，以便于模具加工和清模方便。 4）开设在塑料熔体最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴

56、的终端。 5）开设在靠近嵌件和制件壁最薄处，因为这样的部位最容易形成熔接痕。 6）若型腔最后充满部位不在分型面上，其附近又无可供排气的推杆或活动的型心时， 可在型腔相应部位镶嵌烧结的多孔金属块，以供排气。 7）高速注射薄壁型制件时，排气槽设在浇口附近，可使气体连续排出。 该塑件不需开设排气槽，利用分型面和活动零件之间的间隙就可以排气。若在试模 时发现排气不良，再开设排气槽。 排气槽的截面尺寸，以既有利于排气又不溢料为原则。排气槽的深度 h 根据塑料熔 体的粘度而定，一般h=0.0150.04mm熔体粘度低时取小值，粘度高时取大值。排气槽 的宽度一般取 W=1.56mm排气槽的后续导气沟应适当增

57、大，以减小排气阻力。其深度 h =0.8 1.6mm 宽度 WW 第六章模架及其它模具零件设计 塑料注射模架结构 模架也称模体，模具的每一部分都寄生其中，也是型腔未加工的组合体。模架的主 要零件，除凹模和型芯取决于塑件外，模架的其余部分都及其相似。这就使得模架的标准 化成为可能。 模具标准化的意义： (1模具标准化的实施，能有助于稳定提高和保证模具设计质量和制造中心须达到的质量 规范，使工业产品零件的不合格率减少到最低程度。 (2模具标准化可以提高专业化协作生产水平，缩短模具生产周期，提高模具制造质量和 使用性能。实现模具标准化后，模具标准件和标准模架可由专业厂大批量生产和供应。 (3模具标准

58、化可使模具工作者摆脱大量重复的一般性设计，将主要精力用来改进模具设 计，解决模具关键技术问题，进行创造性的劳动。 (4模具标准化，是采用现代化模具生产技术和装备，实现模具CAD/CA技术的基础。 (5模具标准话有利于模具技术的国际交流和组织模具出口外销。 因此，模具标准化对于提高模具设计和制造水平，提高模具质量，缩短制模周期，降低 成本，节约材料和采用高新技术，都有十分重要的意义。 本次设计运用EMX4.1专家模架库)来设计塑料盆模具模架，参考了连接模具模架的设计 方法。由于PRO/E为国外研发的软件，因此在 EMX4.1中没有符合我国国家标准的模架， 制作中常选用与GB类似的模架。下面为设计过程。 6.1模架尺寸的计算 模具型腔在塑料成型的过程中受到塑料熔体高温 ，高压的作用，其应具有足够的强度 和刚度.理论分析及实践证明，中小型模具的破坏以强度不足为主要原因，大型的模具的 破坏则以刚度不足为主要原因.因此在模具设计过程中小型模具应以保证其强度为主, 而大型模具则以保证其刚度为主.本模具从尺寸上来看应该属于中 小型模具，在设计过 程中必须保证其强度. 设计模具为整体嵌入式. 1整体嵌入式模具型腔侧壁厚度的计算： 式中p 型腔的压力，p=70MPa h型腔深度