电源插座上盖塑料模具设计

1、毕业设计（论文）课题名称： 电源插座上盖塑料模具设计目录1、前言11.1模具行业及产品发展现状11. 2选题意义21.3设计任务21.4设计要求32、塑件设计分析32.1塑件模型建立32.2塑件参数设计42.3 材料选择52.4塑件的壁厚62.5 塑件的脱模斜度62.6分型面设计72.7 确定型腔数量以及排列方式73、注塑设备和模架选择83.1 注塑设备选择83.2注塑机重要参数校核103.2.1型腔数量的确定和校核103.2.2 注塑容量校核103.2.3锁模力校核113.2.4注塑压力校核123.2.5开模行程校核123.2.6 推出装置校核133.3 模架选择133.3.1模架类型选择的

2、前提条件133.3.2模架系列的选择144. 浇注系统设计144.1 主流道设计144.1.1 浇口套设计144.1.2 浇口套的固定形式164.2 分流道的设计164.2.1 分流道的形状及尺寸选择164.2.2 分流道的长度174.2.3 分流道的布局174.3 浇口设计184.3.1.侧浇口的尺寸184.3.2.浇口位置选择194.4 冷料穴和钩料脱模装置204.5排气系统的设计：205. 成型零件设计加工工艺方案制订215.1 型腔的设计215.1.1 型腔模的设计215.1.2型芯、型腔的尺寸计算225.2 型芯设计245.3 加工工艺方案制订245.3.1 型腔加工工艺方案255.

3、3.2 型芯加工工艺方案制订255.4 型腔侧壁厚度及底板厚度的计算265.4.1组合式型腔侧壁的计算265.4.2组合式矩形型腔底板厚度计算276. 推出机构设计286.1推杆推出机构286.2 推出机构的复位296.3 推出机构的布局297. 冷却系统设计307.1 冷却管道的工艺计算307.1.1 冷却管道的直径计算307.1.2.求冷却水管道的孔数317.2 冷却水道的结构设计327.2.1 冷却形式327.2.2 定模水道结构设计327.2.3 动模冷却水道结构设计328模具装配图338.1模具装配图的绘制339总结36插座上盖的塑料模具设计曾江华浙江工贸职业技术学院汽机系，班级：模

4、具0802摘要：关于模具发展趋势，我认为这主要取决于两个方面，即一方面是模具为之服务的各行各业的发展趋势，另一方面是整个社会和世界科学技术的发展趋势，这实际上就是需要和可能。模具是为制件，也就是成形产品服务的，因此模具必然要以制件(成形产品) 的发展趋势为自己的发展趋势，模具必须满足他们的要求。制件发展趋势主要是轻巧、精美、快速高效生产、低成本与高质量，每一项都预示了模具发展趋势。此次设计利用Auto CAD 2004、Pro/Engineer Wildfire 4.0软件分别进行了二维、三维图形的设计。叙述了模具设计中的分型面设计、浇注系统设计、成型零件设计、顶出机构设计和冷却系统设计，最后

5、还对成型零件制订加工工艺方案。关键词：设计；插座上盖；塑料模；模具1、前言1.1模具行业及产品发展现状关于模具发展趋势，我认为这主要取决于两个方面，即一方面是模具为之服务的各行各业的发展趋势，另一方面是整个社会和世界科学技术的发展趋势，这实际上就是需要和可能。模具是为制件，也就是成形产品服务的，因此模具必然要以制件(成形产品) 的发展趋势为自己的发展趋势，模具必须满足他们的要求。制件发展趋势主要是轻巧、精美、快速高效生产、低成本与高质量，每一项都预示了模具发展趋势。现简要分析下：要轻巧就会增加使用塑料及开发新材料，包括各种新型塑料、改性塑料、金属塑料、镁合金、复合材料等等，这就要求有新的成形工

6、艺。要精美，就要求外形美观大方，内部无缺陷，这就要求有精细、精密和高质量模具与之相适应。目前我们在精细化方面差距很大，精细化往往被忽视，功亏一篑。快速高效生产，这一方面是要求模具企业要尽量缩短模具生产周期，尽快向模具用户交付模具，另一方面更重要的是要使用户能用你提供的模具来快速高效地生产制品。例如一模多腔多件生产、叠层模具、利用好热流道技术来缩短成形时间以及使用多层复合技术、模内装饰技术、高光无痕注塑技术、在线检测技术、多工序复合技术、多排多工位技术等等。同时制件成形过程智能化还要求有智能化的模具来适应。低成本，这既要通过模具生产的设计、加工、装配来实现模具的低成本制造和低成本供应，更重要的是

7、要使模具用户能使用模具来实现低成本生产。这就对模具提出了更高的要求。模具生产企业必须做到先使模具用户赚钱，然后才能使自己赚钱。在要求低成本的过程中，无论是模具生产企业还是使用模具的企业，不断改善管理，逐步实现信息化管理都是企业的共同要求及进步和发展的方向。高质量，要做到制品的高质量，首先必须是模具的高质量，模具的稳定性一定要好，保证。制品的一致性也要好，而且还要保证寿命。高质量模具与技术休戚相关除上述各点外，许多新领域、新兴产业、新制件和个性化要求也都会对模具不断提出新要求。所以发展。趋势的本身也是在不断发展的从科技发展趋势来看模具发展趋势可以先从下列最基本的六个方面进行分析：新材料模具新材料

8、及为成形产品新材料成形的新型模具新工艺新的成形工艺及模具加工的新工艺新技术技术进步带动模具生产逐步向超高速、超精和高度自动化方向发展信息化数字化生产、信息化管理、充分利用IT技术网络化溶入和利用好世界全球化网络循环经济与绿色制造一用尽量少的资源来创造尽量多的价值，包括回收再利用与环保等，不但模具要能这样，而且更要使模具用户也能这样。 1. 2选题意义 为了更好的理解模具，发展模具，和提高自己对模具的设计，这次我选择做插座上盖塑料模正式我从理论运用到实际当中，处理当中所遇到的困难。对自己以后发展模具垫上基础，也可以让我对一整套模具设计流程有更好的了解，为以后更快、更好地适应模具的设计工作岗位积累

9、一定的经验。从而更好提高模具高精度，低成本，高精美的发展，同时锻炼了塑料制品的设计及成型工艺的选择能力；塑料制品成型模具的设计能力、塑料制品的质量分析及工艺改进能力、塑料模具结构改进设计能力，增强自己操作能力。 1.3设计任务本课题是集模具加工工艺理论分析与模具结构设计的一项课题。它包括：塑件的设计分析；注塑设备和模架选择；浇注系统设计；成型零件设计加工工艺方案制订；顶出机构设计；冷却系统设计；模具装配图和零件图绘制；（1） 利用已学的软件，绘制出三维模型和二维图形（2） 掌握塑件的设计分析和成型工艺的选择；（3） 进一步熟悉模架和注塑设备的选择方法；（4） 掌握侧抽芯类塑件的成型工艺。（5）

10、 了解一整副模具的设计流程；1.4设计要求 （1）电源插座产品的设计：采用软件Pro/E设计出该产品的3D图，并导出2D图；同时还要选择该塑料件的材料；（2） 产品工艺性分析：分析电源插座的结构，看产品采用的塑料是否能顺利完成注射、冷却、脱模，成型强度、刚度以及使用寿命是否满足使用的要求，找出不足之处，对产品作出结构上的修正，直到满足这些条件为止；分析产品的最佳浇口位置，流动是否平衡； （3）注塑设备选择：根据现有的设备，从中选择合适的注塑设备； （4）确定分型面：根据产品塑料件的几何形状，尺寸精度要求，兼顾脱模方式等选择合适的分型面；（5）选择模架：模架为标准件，选择合适的即可；（6）浇道系

11、统设计：包括浇道的形状和位置的确定；（7）冷却系统设计与计算：冷却水孔的位置与数量与冷却效果有密切关系，在确定时，应尽可能地靠近型腔和尽可能地多，但不要发生干涉。（8）在模具模拟开模时对模具的动态碰撞进行模拟检查；（9）零部件加工工艺制定：为上面设计的模具零部件制定合理的加工工艺路线；（10）绘制2D模具图纸，包括模具的装配图纸和成型件图纸。2、塑件设计分析2.1塑件模型建立毕业设计的塑料件来自于市场插座上盖,毕业设计参考市场插座上盖，设计出经过改进的上盖产品，并且绘制出这个后固定盖的三维图，如图1所示： 图1 塑件三维图2.2塑件参数设计1塑件精度等级及尺寸公差该塑件尺寸中等，整体结构较简单

12、。精度要求相对一般，主要是配合的尺寸，再结合其材料性能，故选一般精度等级：MT5。2塑件的表面质量该塑件要求外形美观，外表面没有斑点及熔接痕，粗糙度可取Ra3.2m。而塑件内对粗糙度要求较高，取Ra1.6m。 表1塑件公差部位尺寸尺寸公差部位尺寸尺寸公差外形尺寸18外形尺寸2515403062310410173.582213215272060内型尺寸16内型尺寸3885312102.576孔尺寸5孔尺寸3R3.52.3 材料选择这个插座固定盖为一般的零件,属于盒盖类,没有特别的要求,根据以上的依据,选择PVC为塑料件的材料。中文名称:聚氯乙烯性能: 为白色粉末或白色微粒状，其平均密度：1.40

13、g/cm。具有阻燃（阻燃值为40以上）、耐化学药品性高（耐浓盐酸、浓度为90的硫酸、浓度为60的硝酸和浓度20的氢氧化钠）、机械强度及电绝缘性良好的优点。但其耐热性较差，软化点为80，于130开始分解变色，并析出HCI。用途: 其化学稳定性高，可用于防腐蚀管道、管件、输油管、离心泵、鼓风机等。聚氯乙烯的硬板广泛应用于化学工业上制作各种贮槽的衬里，建筑物的瓦楞板、门窗结构、墙壁装饰物等。由于电气绝缘性能优良而在电气、电子工业中用于制造插座、插头、开关、电缆等。在日常生活中聚氯乙烯用于制造凉鞋、雨衣、玩具、人造革等。图2 塑件二维图2.4塑件的壁厚取决于制件使用要求，即强度、结构、重量、电气性能、

14、尺寸稳定性及装配等要求。工艺上、壁厚均匀、否则易产生翘曲、变形等缺陷壁厚太厚外部先冷、内部后冷，产生缩孔、凹陷、不仅浪费原料，还会延长冷却时间，降低生产效率壁厚太薄流动时阻力增大，充模困难一般情况下，塑料制品壁厚16mm 查表得聚碳酸酯的最小壁厚及常用壁厚推荐值，如表2所示： 表2壁厚推荐值名称50mm流程最小壁厚小型塑件推荐壁厚中型塑件推荐壁厚大型塑件推荐壁厚聚氯乙烯1.21.61.83.2-5.8由于采用侧浇口，中型塑件，故取t=2mm. 2.5 塑件的脱模斜度便于将塑件从型腔中取出或从塑件中抽出型芯.由于塑件在冷却后产生收缩，会紧紧抱在凸模型芯上，或由于粘附作用，塑料会紧贴在凹模型腔内。

15、为了便于从成型零件上顺利脱出塑件，防止塑件在脱模时划伤，在设计时塑件表面沿脱模方向应具有合理的脱模斜度。聚氯乙烯（PVC） 脱模斜度：型腔 2545；型芯 2045. P37页型腔取35，型芯取35，浇口位置如图3所示：图3 浇口位置2.6分型面设计塑件模具分型面的选择与设计，一般要满足：分型面选在塑件外形最大轮廓处。分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模。分型面的选择应保证塑件的精度要求。分型面的选择应满足塑件的外观质量要求。分型面的选择要便于模具的加工制造。分型面的选择应有利于排气。根据分型面应选在最大轮廓处，分型面的选择应有利于塑件顺利脱模，分型面的选择应有利于排气，分型面的选择应有利于模具

16、的加工。分型方案如图4所示： 图4分型面2.7 确定型腔数量以及排列方式由于闹钟后固定盖是一种生活用品的配件，对外观的质量有一定的要求，所以制件的上表面不能有浇口的痕迹,采用侧浇口浇注。同时分析塑件的成型方案，该塑件的一侧应用了滑块实现侧向成型，再就是为了提高生产效率，本次模具设计采用的是一模两腔，型腔的分布如图5所示:图5 排列方式3、注塑设备和模架选择3.1 注塑设备选择根据模具的锁模力选取余姚市三林机械有限公司生产的新型机HSG注塑机XS-ZY-125。图6为HSG注塑机的外形图。 图6注射机实图 由PRO-E计算出以下体积：体积 = 5.e+03 mm3，PC密度为1.40g/cm3。

17、=7.569 V=7.6 由、得： 10.64g 将腔数n定为2腔,即： n=2 由、得： g则 ，故 。故选125（注射机的额定注射量/）成立。参照教材塑料成型工艺与模具设计P60与P81可得出以下结果：是双色注射方式的，而此制件只需单色，采用柱塞式注射机，且28125,故选的注射机。因为本设计采用一模两腔的布局，故初步选择注射机为，如表3所示： 表3 注射机参数型号 项目XS-ZY-125额定注射量/cm3125螺杆直径/mm42注射压力/MPa120注射行程/mm115注射方式螺杆式锁模力/kN900最大成型面积/cm2320最大开合模行程/mm300模具最大厚度/mm300模具最小厚度

18、/mm200喷嘴圆弧半径/mm12喷嘴孔直径/mm4顶出形式两侧设有顶出，机械顶出动定模固定板尺寸/mm428X4583.2注塑机重要参数校核3.2.1型腔数量的确定和校核型腔数量的确定是模具设计的第一步，型腔数量与注射机的塑化速率、最大注射量等参数有关，另外型腔数量还直接影响塑件的精度和生产的经济性，计算如下： N-模具的型腔数目；- 单个塑件的容积或质量（）； - 浇注系统和飞边所需要塑料的容积（）；K-注射机最大注射量的利用系数，一般去0.8M-注射机的额定塑化量，g/h或cm/hT-成型周期，s 2X7.6+100.8X125X3600X40/3600 25.2 480从而可确定该型腔

19、数量符合要求。3.2.2 注塑容量校核国产标准注塑机的标准规定，以注塑聚氯乙烯时在对空注塑的条件下，注塑机螺旋杆或柱塞做一次最大行程时所能达到的最大容量()。注塑容量是选择注塑机的重要参数。它在一定的程度上反映了注塑机的注塑能力，标志着注塑机能成型最大体积的注塑制品。最大注射量是指注射机对空注射的条件下，注射螺杆或柱塞作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量。设计模具时，应满足注射成型塑件所需的总注射量小于所选注射机的最大注射量。注射模内的塑料及浇注系统凝料的总容量应在注射机额定注射量的80%以内，即 : 式中：- 单个塑件的容积或质量（）； n - 模具的型腔数目； - 浇注系统和

20、飞边所需要塑料的容积（）； -注射机额定注射量(cm)； K -注射机最大注射量利用系数，一般取0.8在之前的步骤中已算得 ：=7.6 n=2 =15 cm =125 cm计算过程 ： 得：27.6+150.8125=100 经计算得： 从而可确定该注射机的额定注射量符合要求3.2.3锁模力校核当高压的塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注塑机轴向的很大的推力，其大小等于制件与浇注系统在份型面上的垂直投影之和乘与型腔内塑料熔体的平均压力。该推力应该小于注塑机额定的锁模力F，否则在注塑成型时会因锁模不紧而发生溢边跑料现象。注射模从分型胀开的力（锁模力）应小于注射机额定锁模力，即： F；式中：F 注射

21、机额定锁模力（N）；分别为塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面积 塑料熔体在模内的平均压力n 型腔个数查塑料成型工艺与模具设计（第二版）表4.2得： F=900 KN 经计算得：=2408 ，=514，=40Mpa ，n=2 =213.200KM 因此该注射机的锁模力符合要求。 3.2.4注塑压力校核注塑压力的校核是校验注塑机的最大注塑压力能否满足制品成型的需要。只有在注塑机额定的注塑压力内才能调整出某一制件所需的要的注塑压力，因此注塑机的最大压力要大于该制件所要求的注塑压力。制件成型时所需的注塑压力，与塑料的品种，注塑机的类型，喷嘴形式，制件的复杂程度以及浇注系统等因素有关。在本次模具设计中

22、，参考了制件的材料PVC的一些参数以及Mold flow分析的结果，确定制品所需的注塑压力为20MPa。而注塑机的注塑压力可以达到120MPa，也就是注塑机的注塑压力符合要求。3.2.5开模行程校核模具开模后为了能取出塑胶件，要求有足够的开模距离，本次模具使用的注塑机的开模行程是给定的，不受模具厚度的影响，当模具的厚度变化时，可由其调模装置调整。只要使得注塑机最大开模行程大于模具所需的开模距离就符合注塑的要求。 mm校核式中：注射机最大开模行程，mm；塑件脱模所需顶距离，mm；塑件高度，mm；考虑到本模具的型腔均布于动、定模板，顶杆顶出工件后，仍留在动模部分的型腔中，故其不影响开模行程的大小，

23、可忽略。查塑料成型工艺与模具设计（第二版）表.得：注射机最大开模行程300 mm ,而H1=20 76 mm ,可求得：+(510)mm(101106)mm300mm 所以，所选注射机的开模行程符合所选的模具。3.2.6 推出装置校核查GB/T12555-2006得：垫块高度推板厚度推板固定板厚度由此可得：推杆自由活动的距离为55，而推出制件的距离为20mm,故符合要求。3.2.7 模具外形尺寸校核模具的长度宽度应使模具可以穿过拉杆空间在注射机动模固定板和定模固定板上安装。查GB/T12555-2006得模具的长度与宽度为250mm250mm查塑料成型工艺与模具设计（第二版）表.得注射机的拉杆

24、空间为260290,故所选注射机的尺寸合格。综合以上校核结果，选择HSG注塑机是符合要求的。3.3 模架选择 3.3.1模架类型选择的前提条件1、根据此制件的结构比较简单，根据制件外观可以确定为它是采用侧浇口来浇注的。2、分型面选择单分型面。3、因这个制件壁厚中等，为2mm，为简单推出，故采用推杆的推出方式。4、根据经济性及实用性这两方面：其一：考虑到此型芯不是很大，而且又可减少些不必要的材料浪费；其二：便于型芯的更换及加工修理，因此型芯及型腔均采用组合式中的“整体组合式”。根据型腔排列的方式以及初步确定的壁厚，推杆推出、选直浇口、侧浇口、型芯整体型、。综合以上几点可以的出选择C型模架是比较合

25、适的。3.3.2模架系列的选择根据已经确定的型芯型腔的各个工作部分的尺寸，可计算出如下结果： W=S+S+B+C+B+安全距离 =44+20+43+40+43+50=240 S为模套壁厚和型芯、型腔壁厚 B为制件尺寸 C为浇注系统尺寸查GBT/T12555-2006，A板壁厚为60mm，B板厚度为45mm，C板90mm。其结构以及一些重要尺寸如图7所示: 图7模架图 4. 浇注系统设计4.1 主流道设计4.1.1 浇口套设计浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。对浇注系统进行设计时，一般遵循以下基本原则：1、 了解塑料的

26、成型性能、2、 尽量避免或减少产生熔接痕3、 有利于型腔中气体的排除4、 防止型芯的变形和嵌件的位移5、 尽量采用较短的流程充满型腔6、 流动距离比的校核为了便于浇注凝料从主流道取出,主流道采用的圆锥孔；浇口套与注塑机喷嘴嘴头的接触球面必须吻合。注塑机的喷嘴是球面,其半径R是固定的,为了浇口套端面的凹球面与注塑机的端凸球面接触良好,一般取半径RR=R+(0.51)mm设计中取R=12mm,取余量1mm，所以R=18+1=19mm；而浇口套的圆锥孔的小端直径d应该大于喷嘴内孔直径d,即d= d+(0.51),浇口套的端面凹球深度L=5。流道的表面粗糙度。浇口套一般采用碳素工具钢(如T8A、T10

27、A)材料制造，热处理淬硬度5357HRC.浇口套与模板配合采用H7/m6的过渡配合。浇口套的尺寸如图8所示： 图8 浇口套的尺寸4.1.2 浇口套的固定形式设计中,浇口套的端部设一个与注塑机定位孔相配的定位环,注塑机的定位孔是给定的,这里取,具体的固定形式如图9所示:图9 浇口套的固定形式4.2 分流道的设计4.2.1 分流道的形状及尺寸选择分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。分流道的作用是改变熔体流向，使以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。分流道的截面形状常用的有圆形，梯形，和矩形如图, 其中圆形截面的分流道效率最高,也就是分流道流过相同的塑料流量,其分流道的内表面积最小。

28、这样可以减少注塑过程中散热面积,即熔料的温度降低最小，同时使得摩擦力变小，减少压力损失。其缺点就是制造起来比较麻烦,应为它必须将分流道分设在模板的两侧,在对合时容易产生错口现象。当分型面为平面时,常采用圆形截面流道,设计中,分型面基本为平面,综上所述,采用圆形截面的分流道比较合适。 h= b-梯形大底边宽度，mm m-塑件的质量 L-分流道的长度，mm h-梯形的高度，mm分流到的截面尺寸视塑料品种、塑件尺寸、成型工艺条件以及流道的长度等因素确定。通常圆形分流道直径为210mm。综合考虑塑料液的流动性与材料的利用效率，取常用圆形分流道直径的中间值，所以设计的分流道直径确定为5mm。4.2.2

29、分流道的长度根据行腔在分型面上的排布情况，分流道可分为一次分流道、二次分流道、甚至三次分流道。由于此次设计排布较简单只需一次分流道就可以。其取值原则：分流道长度尽可能短，且弯折少，以便减少压力与热量的损失，再着节约塑料原材料和降低能耗。本次设计根据分流道的布局,大概可以计算出分流道的长度总长如图10所示：图10 侧浇口流道计算其中L1= L2= L3= L的尺寸根据型腔的多少和型腔的大小而定的。 所以L=20+5=25mm4.2.3 分流道的布局本次模具设计为一模两腔,分流道的布局对塑料件的成型影响也较大的,由于前面已经将型腔的布局确定,设计分流道的布局既要跟型腔的布局协调,同时还应该注意一些

30、分流道布局的设计要点:1分流道和型腔的分布原则是排列紧凑,间距合理,应该采用轴对称或者中心对称,使其平衡,尽量缩小成型区域的总面积。2最好使型腔和分流道在分型面上的总投影面积的几何中心和锁紧力的中心重合；在可能的情况下,分流道的长度尽可能的缩短,以减少压力损失,避免模体压力过大的影响成本。3在多型腔模具中,各型腔的分流道长度应该尽量相等,以达到注塑时压力传递的平衡。分流道的设计一半考虑注射压力的大小要求，压力的对称要求；原材料的经济要求等。所以计采用对称分布分流道。其布局如图11所示。图11分流道布局4.3 浇口设计浇口整个浇注系统的关键部分一般浇口可分为直浇口、侧浇口、环形浇口、轮辐式浇口、

31、点浇口潜伏浇口、爪形浇口等，综合考虑制件的成型与工艺等特点，设计采用的浇口为矩形侧浇口, 边缘浇口（最常用），各种形状制件其优点有:1）侧浇口多为扁平状,可以缩短浇口的冷却时间,从而缩短成型周期；2）易于去除浇注系统的凝料而不影响塑件的外观；3）可根据塑胶件的形状特点灵活地设置浇口的位置；4）浇口位于分型面上,易于加工；5）适用一模多腔的模具,提高注塑效率。4.3.1.侧浇口的尺寸如图12侧浇口计算尺寸： 图12 侧浇口计算图 b-侧浇口宽度，mm A-塑件外侧表面积，t-侧浇口深度，mm -侧浇口处塑件壁厚，mm根据经验数据,一般的侧浇口的厚度t=0.52mm,这里选1mm；宽度b=1.55

32、.0mm,这里选3mm；而浇口的长度k=0.72mm，这里选择2mm。 4.3.2.浇口位置选择浇口位置的选择主要考虑：1） 尽量缩短流动距离；2） 避免熔体破裂现象引起塑胶的破坏；3） 浇口应开在塑件壁厚处；4） 有益于塑件的成型；5） 减少熔接痕提高熔接强度根据以上要求最终浇口位置选择如图13所示。图13浇口位置示意图4.4 冷料穴和钩料脱模装置采用顶杆式钩料装置：由冷料穴和顶杆组成，在冷料穴的底部设有一顶杆，顶杆固定在固定板上，与顶出系统联动。其基本尺寸如图14所示，其中冷料穴的直径要比主流道的稍大，主流道末端的半径大约为6mm，所以冷料穴的直径设为7mm，此处的顶杆直径也为7mm。 图

33、14拉料杆4.5排气系统的设计：（1）利用配合间隙排气 对于简单型腔的小型模具，可以利用推杆、活动型芯、活动镶件以及双支点固定的型芯端部与模板的配合间隙进行排气。这种类型的排气形式，其配合间隙不能超过0.05mm，一般为0.030.05mm，视成型塑料的流动性性能的好差而定。 （2）在分型面上开设排气槽 分型面少年宫开设排气槽是注射模排气的主要形式。 （3）利用排气塞排气 如果型腔最后充填的部位不在分型面上，而其附近又没有活动型芯或推杆，可在型腔处镶入排气塞；排气塞也可以用烧结金属块制成。这里利用间隙排气，在注射模具时，让型芯和模板之间留0.030.05mm的配合间隙。 综上所述可得，选用第一

34、种5. 成型零件设计加工工艺方案制订5.1 型腔的设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件即成型零件设计，包括凹模、型芯和成型杆等。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键零件进行强度和刚度校核。5.1.1 型腔模的设计型腔分整体式和组合式两种。整体式型腔的优点是，强度和刚度相对较高，且不易变形，对塑件的上表面不会产生拼模缝的痕迹；缺点是切削量大，模具成本高，同时给热处理和表面处理带来一定的困难；组合式型腔的优点是，组合

35、式型腔可以简化复杂型腔的加工工艺，减少热处理变形，拼接处有间隙有利于排气，便于模具的维修，节省贵重的模具钢；缺点是尺寸及形位公差等级要求高，嵌入块的机械工艺要求高。由于本产品在生产的过程中要求模具强度刚度不怎么高，且在经济方面要节省。所以采用组合式型腔，也就是由组合材料加工而成的型腔。型腔依靠四个面和上表面分别和动模及定模座板相配合，而跟定模座板的固定采用四个对称的螺钉固定，依据国家标准，螺钉的直径分别为12mm、8mm型腔的外形尺寸长宽高：270mm270 mm60mm塑件的几何行状和尺寸，直接与塑料接触，承受塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑料间还发生摩擦。因此，成型模具要求有正确几何

36、形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，模具还要求结构合理，有较高强度、刚度及较好的耐磨性能。 为了提高零件的加工效率，装拆方便，保证型腔形状，尺寸不变，采用整体式型腔模结构。在型腔模与定模板间的配合用。 影响塑件的尺寸因素有：1. 塑件的收缩率，其计算公式为s=（Smax-Smin ）Ls式中 s塑料收缩率波动所引起的塑件尺寸误差； Smax塑料的最大收缩率； Smin塑料的最小收缩率； Ls 塑件的基本尺寸。2. 模具成型零件的制造误差；参考塑料成型工艺与模具设计所列出的经验值，成型零件的制造公差约占塑件总公差的,或取IT5级作为模具制造公差。模具成型零件制造公差用z表示。收缩率的波

37、动引起塑件尺寸误差随塑件的尺寸增大而增大。在计算成型零件时，所用到的收缩率均用平均收缩率来表示= 100%式中 塑件的平均收缩率； Smax塑料的最大收缩率； Smin塑料的最小收缩率。根据设计手册可查得PVC保塑料收缩率为0.62.5%平均收缩率 =(0.6+2.5)/2=0.0155 (LM)z =(1+ )LSxz式中 表示塑料的平均收缩率；(=1.55%) LS表示塑件的基本尺寸； 表示塑件尺寸的公差；X 修正系数，取0.50.75Z取/3。当制件的尺寸较大、精度级别较低时式中x取0.75，当精度级别较高时式中x取0.5。本塑件为电源插座的外壳，其精度要求不高，故在设计中取X0.75。

38、5.1.2型芯、型腔的尺寸计算表4型芯、型腔的尺寸计算类型基本尺寸/mm公差值/mm计算公式平均收缩率计算结果型腔径向尺寸1601.441.55%620.743 0.2050.2450.24200.441001.00400.64型腔轴向尺寸360.76180.58100.4480.4420.40型芯径向尺寸200.44190.44160.387 0.2850.2430.2420.20360.5640.20120.3860.24100.281601.641001.00型芯轴向尺寸100.4840.4480.48160.58410.8420.40另：外表面的倒角尺寸R2,内表面的倒角尺寸R1。还有

39、部分尺寸较小，对模具设计与制造没有大的影响，可忽略不计。5.2 型芯设计3D结构如图15所示。图15型芯示意图5.3 加工工艺方案制订塑料模具的加工方法大体上可以分为切削机床加工、钳加工和特殊加工三大类。切削机床加工是指采用不同的切削机床，如车床、铣床、磨床等进行粗加工或精加工等。钳加工是指采用锉、铲、研等手工措施去除切削机床所预留的加工余量，将模具半成品加工成符合蓝图的要求尺寸，形状以及表面粗糙度的合格零件，并通过组装总装成符合要求的模具。当模具零件使用普通机床或人工的传统的方法很难加工或者耗时很大时，则往往采用特殊加工的方法，如电火花，线切割以及等。5.3.1 型腔加工工艺方案工序工序名称

40、工序内容设备1备料端铣坯料的六个端面铣床2钻削钻镶件孔、浇口套孔、螺孔钻床3CNC粗加工粗加工成型面CNC 4热处理退火5钳工划线划出对称中心线，固定孔、倒角，攻丝6加工余量加工固定孔及销孔7CNC精加工精加工成型面CNC8热处理按热处理要求保证工艺要求9磨平面磨上、下面及其基准面达到要求磨床 10型孔加工在坐标磨床孔，留研磨型孔 11研磨型孔钳工研磨型孔达到规定技术要求注：型腔上标志最后用电火花加工。5.3.2 型芯加工工艺方案制订型芯加工工艺方案工序工序名称工序内容设备1备料端铣坯料的六个端面铣床2钻削钻顶料孔、螺孔钻床3CNC粗加工粗加工成型面CNC 4热处理退火5钳工划线、抛光、倒角，

41、攻丝6磨削磨下端面磨床7CNC精加工精加工成型面CNC8热处理按热处理要求保证工艺要求9电火花加工小孔电火花机床 10型孔加工在坐标磨床孔，留研磨型孔 11研磨型孔钳工研磨型孔达到规定技术要求5.4 型腔侧壁厚度及底板厚度的计算5.4.1组合式型腔侧壁的计算1） 按刚度条件计算： 在熔体压力作用下，侧壁外向膨胀产生弯曲变形，使侧壁与底板之间出现间隙，间隙过大将发生溢料或影响塑件尺寸精度，将侧壁每一边看成是受力均匀载荷的端部固定梁，边的最大扰度在梁的中间，其值是 设允许最大变形量为，其壁厚按刚度条件的计算式为 式中 s-矩形型腔侧壁厚厚度，mm; P-型腔内熔体的压力，MPa; -承受熔体压力的

42、侧高度，mm； l-型腔侧壁长边长，mm； E-钢的弹性模量，取； H-型腔侧壁总高度，mm； -允许变形量，mm2） 按强度条件计算 ： 矩形型腔侧壁每边都受到拉应力和弯曲应力的联合作用，按端部固定梁计算，梁的两端弯曲应力的最大值 由相邻侧壁受载所引起的拉应力为 式中 b-型腔侧壁的短边长，mm；总应力应小于模具材料的许用应力，即； +为计算简便，略去较小的，按强度条件型腔侧壁的计算为 综上，型腔壁厚取20mm。5.4.2组合式矩形型腔底板厚度计算1） 按刚度计算 组合式型腔底板厚度实际上式支撑板的厚度。 式中 h-矩形底板的厚度； B-底板总宽度，mm； L-双支脚间距，mm。应使，按刚度

43、计算，底板厚度为 9.75mm2） 按强度计算简支梁的最大弯曲应力也出现在板的中间最大变形处，按强度条件计算，底板厚度为： 12.61mm综上，型腔底板厚度取18mm。6. 推出机构设计6.1推杆推出机构每次注射模在注射机上合模注射结束后，都必须将模具打开，然后把成型后的塑料制件及浇注系统的凝料从模具中脱出，完成推出的脱模的机构称为推出机构。因此，设计时要合理。推出机构一般由推出、复位、和导向等三大元件组成。推出机构的设计要求设计推出机构时尽量使塑件保留在动模一侧；塑件在推出过程中部发生变形或损坏；不损坏塑件的外观质量；合模时应使推出机构正确复位；推出机构应动作可靠综上所要求本设计中的顶出系统

44、采用顶杆顶出机构，将顶杆设立在动模部分配合准确的导向机构使得推出机构不仅准确的完成推出制件而且保证了产品的外观质量要求。本设计采用圆柱型推杆。优点：由于圆柱形状的顶杆和顶杆孔最容易加工，而且很容易保证其与模板火型芯上的推杆孔的配合精度，易于保证其互换性，并且易于更换，而且它还具有滑动阻力小，不易于卡滞等。顶杆结构形式如图16（a）所示；顶杆的固定形式如图16（b）：（a）顶杆结构（b）固定方式图16顶杆的固定6.2 推出机构的复位在推杆固定板上安装复位杆，复位杆在装配后其端与动模分型面其平，推出机构推出后，复位杆便高出分型面一定距离，合模时，复位杆先于推杆与定模分型面接触，在动模向定模逐渐合拢

45、时，推杆机构被复位杆顶住，从而与动模产生相对移动直至分型面合拢时，推出机构就回复到原来的位置。最后完成合模过程，准备下次的注射成型。6.3 推出机构的布局顶杆的布局如图17所示，其中红色圆圈标示均为顶杆位置。图17 推杆位置7. 冷却系统设计模具的冷却是将注塑成型过程中产生的、并传导给模具的热量尽可能迅速、并最大程度地导出，以使塑件以较快的速度冷却固化。不论是对热塑性塑料还是热固性塑料的模型成型，模具温度对塑料制件的质量和生产率都有很大的影响。调节模具温度的主要目的是：缩短成型周期；提高塑件质量，提高生产率。模具的冷却主要采用的是循环水冷却方式，而此次设计中采用的冷却方式就是采用的循环水冷却方

46、式。7.1 冷却管道的工艺计算已知：塑件材料为聚氯乙烯：塑件的成型周期为4090s；成型周期内塑件的质量为m21.25；水的密度为。7.1.1 冷却管道的直径计算-冷却水体积流量， M-单位时间注射入模具内的树脂质量，Kg/hq-单位时间内树脂在模具内释放的热量，J/Kg c-冷却水的比热容，J/(Kg.K) -冷却水的密度，Kg/ -冷却水出口温度， -冷却水入口处温度，求塑件在固化时每小时释放的热量Q塑件的产量为 查表104得PVC的单位热流量 所以 =确定冷却水孔的直径时应注意，无论多大的模具，水孔的直径不能大于14mm，否则冷却水难以成为瑞流状态，以至降低热交换效率。一般水孔的直径课根据塑件的平均壁厚来确定。平均壁厚为2mm时，水孔直径可取8mm；平均24mm时，水孔直径可取1012mm；平均壁厚为46mm时，水孔直径可取1014mm求冷却水管道直径d，为了使冷却水处于湍流状态，取d = 10mm7.1.2.求冷却水管道的孔数（1）求冷却水在管道内的流速由式得 （2）求冷却管道孔壁与冷却介质之间的传热系数h取（水温为25时），再由式得 （3）求冷却管道的中传热面积A由式 （4）求模具上应开设的冷却管道的孔数由式（10-17）得 2所以模具上开设的管道孔数为2