具有复杂镶块插座外壳注射模具设计

1、具有复杂镶块的插座外壳注射模具设计摘要：本文以插座外壳为例，介绍产品从调研、市场分析到最后设计模具的整个注射模具的设计的流程：首先从调研和市场分析入手，通过对比，设计好自己的具有可行性的方案，再用POR/E对产品进行建模；然后对产品进行相关分析，确定产品满足手里要求之后，再设计模具，并通过POR/E外挂塑料顾问模块来分析，确定最佳浇注口，分析模流情况，以达到最佳冲模效果。通过POR/E外带的EMX模块，并进行模具的模架设计。最后把关键零部件的二位和立体图，还有模具的装配图和爆炸图以图纸的形式展现出来。关键词：插座；注射模；EMX； POR/EDesign of injection mold w

2、ith complex cubes socket shellABSTRACT: This message base on an example of the shell of a plug base, to introduce the whole flow of making a ready mold of a product,from the survey and research,to the market analysis,to the final design of the mold :first,begin with the survey and research, and desi

3、gn a plan of the highest feasibility for the new product by contrast then use POR/E materials to build the mould. From then on, anaysis it with EMX,make sure that it meets the demands under imposed strength, and design the mould.At last,put it through the related plastic conslant moulds for analysis

4、,searching for the best inject mouth and look into the circulation inside the mould, in order to achieve a best injection.Keywords: Shell of the plug base；Injection mould；Pro/Engineer；Plastic Advisor目 录第一章 概 述11.1 产品调研报告11.1.1塑料模具的发展趋势11.1.2 外形设计方案的选择11.2.1 材料的确定21.2.2 产品的工艺分析31.3.1 PRO/E 模具设计的环境5第二

5、章 模具设计62.1 模具简介62.1.1、塑料模具的分类62.1.3、注塑模具的生产过程82.2 模具设计与参数计算92.2.1、本塑件制品分析92.2.2、注塑机的确定102.2.3、注塑机参数校核102.3 浇注系统设计、关键零部件设计122.3.1 浇注系统的设计122.3.2 分型面的选择152.3.3 排气系统的设计182.3.4 型腔的侧壁和底板厚度计算182.3.5 导向零件的设计182.3.6 脱模机构192.3.7加热和冷却装置设计19第三章 模具装配图与爆炸图20参 考 文 献21致 谢2226第一章 概 述1.1 产品调研报告1.1.1塑料模具的发展趋势中国当前的经济形

6、势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡导下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。 近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具

7、在模具产量中所占比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。1.1.2 外形设计方案的选择下面介绍我们的设计理念：1、设计思路（见图 1.1）图 1.12、常见的设计方法1）开拓创新设计法：不受任何观点束缚，大胆设想、自由发挥而创造出全新的产品。2）产品开发设计法：采用新的技术和表现技法，创造出升级换代的新产品。3）改进提高设计法：在原有产品基础上经过改进，提高而区别于同类产品的新产品。3我的设计方法：方案：通过了解市场的需求，结合市场需求的现状，使设计出来的塑料插座能够

8、符合市场的需要。设计想法：以裕信电工品牌的插座（型号99k364）为依托，在此基础上加上自己的创意。设计出符合市场需求以及具有美学效果的高品质插座。插座造型如图1.2所示。图1.21.2 产品的工艺分析报告1.2.1 材料的确定在家用的电器的发展中，有各种优异性能的塑料材料的应用起着十分重要的作用，塑料具有质轻，比强度高，不锈蚀，绝缘性好等优点，而且，原料易得，成型方便，生产效率高，因此，用塑料材料代替金属，生产成本低，适合于大批量生产，而且，由于塑料加工性好，带来了简化和减少零部件的好处。根据塑料热行为的不同，可将塑料分为热塑性塑料和热固性塑料。1）热塑性塑料：热塑性塑料在加热到一定温度时可

9、软化甚至熔融流动，冷却后用又固化为一定形状，这个过程可反复进行。热塑性塑料中的合成树脂一般为线型高分子，成型时，在热作用下主要发生物理状态的变化，并且这种变化具有可逆性。热塑性塑料成型容易，成型效率高且经济性较好。常见的热塑性材料有：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚酰胺（PA）、聚甲醛（POM ）、饱和聚酯（SP）等，以上均为结晶型塑料；聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）、（丙烯烃/丁二烯/苯乙烯）共聚物（ABS）等，以上均为非结晶型塑料。除ABS 外，一般而言，非结晶型塑料是透明的。2）热固性塑料：热固性塑料受热时，其中的合成树脂将发生化学变化，树脂（或称聚合物）分子由

10、线型或支链型结构通过交联反应变为体型结构，塑料也因此固化定型。固化后的热固性塑料遇热不再熔融，也不熔于有机溶剂，所以不能反复加工。常见的热固性塑料品种有：酚醛（PF）塑料、环氧（EP）塑料、脲醛塑料、氨基塑料等。注射成型中应用多的是热塑性材料，热固性材料则次之，且从经济、环保角度出发，本设计塑件材料从热塑性材料中选取。本设计中选用ABS材料。1.2.2 产品的工艺分析1）产品的尺寸和表面质量塑件尺寸的大小受到塑料材料流动性好坏的制约，塑件尺寸越大，要求材料的流动性越好，流动性差的材料在模具型腔未充满前就已经固化或熔接不牢，导致制品缺陷和强度下降。由于受塑料流动性的影响，对流动性差的塑料或薄壁制

11、件，在注射或压住成型时塑件的尺寸不能太大，以免塑料熔体充不满模具型腔或使产生的熔接痕强度过差，从而使塑件不能正常成型或对塑件的外观和强度产生影响。我们所设计的插座外壳的尺寸较为合理（约 180mm60mm20mm），和已经投入市场的插座进行比较，尺寸比较接近。不会出现塑料熔体充不满模具型腔或使塑件不能正常成型的情况。其详细尺寸大小可见工程图。尺寸精度：塑料制件尺寸公差：塑件图上无公差要求的默认为 8 级精度，我们设计的插座外壳所选塑件材料为 ABS/PC，参考塑料成型加工与模具P53塑件的尺寸公差表，选定塑件的等级为：5 级精度。2）壁厚塑料制品的壁厚是最重要的结构要素，热塑性塑料制品的壁厚一

12、般为 2mm4mm制品的最小壁厚与塑料材料的流动性有关。塑件的壁厚应根据塑件的使用要求，如强度，刚度，尺寸大小，电气性能及装配要求等确定。调节产品壁厚将决定材料的流动性能和制件模量。制品的壁厚太大，塑料在模具中需要冷却的时间越长，产品的生产周期也会延长制品的壁厚太薄，刚性差，不耐压，在脱模、装配、使用中容易发生损伤及变形；另外壁厚太薄，模腔中流道狭窄，流动阻力加大，造成填充不满，成型困难。制品的壁厚原则上要求一致，壁厚不均匀，成型时收缩会不均匀，产生缩孔和内部应力，以致发生变形或者开裂。因此，在没有特殊要求的情况下，尽量选择壁厚均匀。根据我们对市场上的塑料插座的调查，外壳厚度一般为 1mm2.

13、5mm.我们在建模阶段选用的厚度为：1.5mm。3) 拔模斜度为了便于塑件从模腔中脱出，在平行于脱模方向的制品表面上，必须设有一定的斜度。根据所选的材料为 ABS/PC 和插座外壳的尺寸特点，最后选择的拔模斜度为：1.5u12290X4)加强筋等防止变形的结构加强筋可定义为塑件上长的突起物，用来改善制品的强度和刚度。加强筋应设计得矮一些，多一些，深而狭窄的沟槽会给模具加工带来困难。高而厚会使加强筋所在处的壁厚不均易形成缩孔和表面凹陷。加强筋的方向应与模压方向或模具的开模方向一致，便于脱模。在我们所设计的插座外壳中，建模阶段就增加了加强筋，以增强插座的刚度和强度。5）圆角塑料制品的内外表面的交接

14、转折处，均应设计成圆角，可以避免因尖角引起的应力集中，改善制品的强度。转折处圆弧过渡可以减少塑料流动的阻力，改善制品的外观。塑件转角处的圆角半径通常不要小于 0.51mm，在不影响塑件使用的前提下应尽量取大些，综合考虑以上的的各种因素后，选定所设计的塑件的圆角半径为 0.5mm、1mm 或 2mm。6）小结以上部分为所设计的插座外壳的工艺分析，目的是为了使所设计的插座外壳达到成型工艺的要求，使其所对应的模具结构简单合理。由于能力有限，还有些工艺没有设计得很完善，但是还是达到了插座外壳的主要部件的使用要求。1.3 模具设计流程1.3.1 注射模人工设计流程分析此次注射模具设计的人工设计流程可分为

15、以下几个步骤：1、要明确注射模的设计要求：即分析设计出来的注射模应保证注射成型的制件（塑料制品）符合图纸的形状与尺寸要求；模具结构简单，安装牢固，工作安全可靠，便于制造，价格低廉。2、收集资料，分析制件的工艺性，如发现制件的工艺性差，则在不影响制件的使用性能的情况下，提出便于制件的修改意见，使制件设计、制件的工艺、注射模设计与制造生产，相互协调。本过程工作内容包括：1）检查制件视图完备性、制件或样件的技术要求明确与否。并对制件的形状、尺寸大小、精度要求以及装配关系（制件的使用环境情况）等有全面的了解。2）了解制件前后工序间的互相关系、各工序间必须相互保证的工艺要求。3）掌握制件的生产性质（试制

16、或批量或大量生产）。4）制件材料。5）制件的注射成型设备资源。6）了解最大限度地提供各种模具标准件（厂标、部标、行业标准和国家、国际标准）的可能性（括资制和外购件）。3、确定制件分模面。4、收缩率确定。5、浇道系统设计与计算。6、冷却系统设计与计算。7、模具结构设计与分析计算8、确定模具设计图纸的绘制方法，并绘制模具的设计图纸。1.3 模具设计环境与工具1.3.1 PRO/E 模具设计的环境Pro/E 是基于单一数据库、参数化、特征、全相关及工程数据再利用等概念基础上开发出的一个功能强大的 CAD/CAE/CAM 软件，它能将产品从设计到生产加工的过程集成在一起，让所有用户同时进行同一产品的设

17、计与制造工作。模具设计于 pro/engineer 环境下进行，所用到的外挂工具是 Pro/E+MB+EMX，Pro/ENGINEER 是第一套使用 3D 实体模型的设计工具，彻底改变了传统的设计理念。由于其强大的功能，已风靡欧美、日本及港台地区，大有取代传统CAD/CAM/CAE 系统而成为新一代的业界标准之势。Pro/E 的模具设计提供了方便实用的三维环境下塑料模具设计与分析工具。利用这些工具，我们可由塑料制件的三维实体模型建立起模具装配模型，设计分型面、浇注系统及冷却系统，生成模具成型零件的三维实体模型，从而可方便且准确地完成塑料模具核心部分的设计工作。再利用 Pro/E 系统的布局及装

18、配模块，我们还可以进行模具的顶出系统和三维总装配设计，并最终利用工程图模块生成二维工程图。Pro/E 模具设计模块还提供了一些模具设计过程中非常实用的分析检测功能，其中包括拔模检测、厚度检测、分型面检测、投影面积计算，充模仿真、开模仿真、干涉检测等。在模具设计过程中，适当地应用这些分析检测功能，可使模具设计更为合理、准确，且能避免设计中不必要的重复劳动。利用 Pro/E 的外挂软件塑料顾问，还可以对已设计完成的模具的流动及充填情况进行分析研究，以便在模具投入制造之前就发现存在的设计问题，并有目的地进行改进设计，减少设计失误造成的不必要损失。基于 Pro/E 设计塑料模具，可使模具的设计制造周期

19、大大缩短，而且模具的设计与制造都是建立在一个统一的几何模型之上，保证了模型数据的统一性和正确性。随着 CAD/CAM 技术的进一步推广应用及数控加工机床的普及，这种设计制造工艺路线一定会越来越显示出其优越性，并被更加广泛地应用与模具制造领域。1.3.2 PRO/E 外挂工具及其功能Pro/ENGINEER 能够仿真注塑模设计的过程。它能让注塑模具设计人员创建、修改和分析模具构件，并在模具设计变化时，快速更新它们。其外挂工具Pro/ENGINEER EMX 能大大缩短模具设计人员花费在创建、定制和细化模架部件以及注塑模具和压铸模具所需的模具组件上的时间。Pro/ENGINEER EMX 提供了智

20、能、自动化模架和模具组件。组件就位后，系统会自动完成相邻板材和组件上的余隙切口以及钻孔和螺纹孔的操作。该过程把模具设计人员从耗时的、重复性的模具细化工作中解放出来。另外，该工具还简化了复杂的设计工作，并通过一个全新的用户界面，从根本上缩短了学习进程。总体来说，使用 EMX 插件来设计模架有如下特点：1）通过 2D 的特定的图形用户界面（GUI），快速实时预览、添加、修改模架部件；2）内建大量模架库，支持 15 个模型组件供应商信息；3）智能模具组件及组装；4）自动生成各模板的 2D 工程图，自动创建 BOM 表；5）可进行干涉检查及开模仿真。Pro/ENGINEER EMX 中的模具设计功能：

21、1）轻松设计、定制和细化模架部件和组件 ；2）自动完成诸如余隙切口、螺纹孔、组件安装、顶杆修饰等工作；3）由于组件和部件可以被自动放置在模架中，所以在自动放置之前，设计人员可以轻松地实时选择和预览 3D 组件和部件；4）可以从 15 个以上的模架和组件供应商预先定制组件和部件，因此没有必要建立模型库；5）自动创建部件和组件图形，其中包括带有圆圈标注和孔类图表的物料清检验整个模具的开启顺序，其中包括滑块、提钩和顶杆等的动作。第二章 模具设计2.1 模具简介2.1.1、塑料模具的分类塑料成型模具系保证塑件形状、尺寸、精度与表面质量的主要工具，是模塑工艺三大要素之一。根据塑料类型、塑料结构、生产批量

22、、成型方法与加工设备的不同，采用各种不同形式的模具。塑料成型模具的种类繁多，分类方法不尽相同，常用的有以下几种分类方式:1、按成型材料分:1）热固性塑料模:成型热固性塑料件时用的模具。2）热塑性塑料模:成型热塑性塑料件时用的模具。2、按成型工艺分 压缩模:用与压缩模塑工艺。它是借助加压和加热，使直接放入型腔内的塑料熔融并固化成型用的模具，该模具主要用与热固性塑料的成型，也可用于热塑性塑料。 压注模:用于压注模塑工艺。它是通过柱塞，使在加料腔内受热塑化熔融的热固性塑料，经浇注系统，压入被加热的闭和型腔，固化成型所用的模具，该模具主要用于热固性塑料的成型。 注射模:用于注射模塑工艺。它是由注射机的

23、螺杆或活塞，使料筒内塑化熔融的塑料，经喷嘴、浇注系统注入型腔，固化成型所用的模具，该模具大多用于热塑性塑料的成型，也可用于热固性塑料。按成型工艺分，除了上述三种主要的塑料模外，还有吹塑成型模具，真空或压缩空气成型模具及低发泡塑料成型的发泡模具等。3、按模具装卸方式分 移动式模具:又称作机外装卸式模具，是将成型中的辅助作业如装料、安装嵌件、合模、开模、卸件和清理模具等移动设备工作台面外进行的模具。移动式模具进行的机外操作均为手工操作，劳动强度大，模具重量受工人体力限制，生产效率低，同时，模具自然冷却，模具温度的变化对塑件质量有一定的影响。但模具结构简单，制造周期短，适合于成型批量小的中小型塑件，

24、以及形状复杂，嵌件多、加料困难和带有螺纹等塑件。 固定式模具:又称机上装卸式模具。它是固定在设备工作台面上，模具的全部成型作业均在设备上进行的模具.这种模具重量不受工人体力限制，能够成型的塑件大小仅受设备能力的限制。根据设备类型和规格，可以成型不同生产批量和大小的塑件，可制成多腔模具，易实现自动化生产。设备利用率高，热能浪费小，成型温度波动不大，模具磨损小，使用寿命长，工人劳动强度低。但模具结构复杂，造价高，不能成型嵌件较多的塑件，更换产品时换模与调整都比较麻烦。4、按型腔数目分1）单型腔模具:这是一副模具只有一个型腔，一个模塑周期只生产一个塑件的模具，这种模具结构简单，造价较低，但生产率不高

25、，设备潜力不能充分发挥，主要用于大型塑件和嵌件较多的塑件，或者批量不大的试制产品。2）多型腔模具:一副模具具有两个以上型腔，一个模塑周期能同时生产两个以上塑件的模具，生产效率高，一般来说结构复杂，造价高。它主要用于塑件较小，生产批量较大的场合。2.1.2、模具的组成1、塑料模具的组成任何一幅塑料模具的基本结构可看成由动模（下模）和定模（上模）两部分组成，都可将其组成零件按其用途进行分类。设计模具时，可根据各类零件的用途和要求，在结构及几何参数的设计计算上找到共同的规律。塑料模的组成零件按其用途可分为成型零件与结构零件两大类：成型零件一般指与塑料接触的决定塑料形状和尺寸精度的零件，即构成型腔的零

26、件。它是塑料模具的关键零件。结构零件一般指在模具中其安装、定位、导向、装配等作用的零件。根据作用功能的不同，塑料模零件可细分成九个部分，即成型零件，支承与固定零件、抽芯零件、导向零件、定位和限位零件、推出零件、冷却和加热零件、浇注系统或加料室等零件及模架等。下面我将重点介绍注塑模具的结构。2、注塑模的结构组成注塑模的结构是根据所选用的注塑机的种类、塑件的结构特点及一次注塑成型塑件的数量所决定的。注塑模的结构形式很多，但每副注塑模都是由动模和定模两大部分组成、动模安装在注射机的移动模板上，定模安装在注射机的固定模板上。注射时动模与定模闭合构成型腔和浇注系统，开模时动模与定模分离以便取出塑件。根据

27、模具中各零部件所起的作用，一般注射模又可细分为以下几个基本组成部分。1）型腔它通常由凸模或型芯（成型塑件的内形）、凹模（成型塑件的外型）以及螺纹型芯、螺纹形环、镶件等组成。2）浇注系统它是将熔融塑料由注射机喷嘴引向型腔的通道。通常，浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴 4 个部分组成。3）导向机构它通常由导柱和导套（或导向孔组成），此外，对多腔或较大型注射模，其推出机构也设置有导向零件，以避免推板运动时发生偏移，造成推杆的弯曲和折断或顶坏塑件。4）推出机构在开模过程中将塑件及浇注系统凝料推出或拉出的装置。5）分型抽芯机构当塑件上有侧孔或侧凹时，开模推出塑件以前，必须先进行侧向分型，将侧型芯从

28、塑件中抽出，方能顺利脱模，这个动作过程是又分型抽芯机构实现。6）排气系统在注射过程中为将型腔内的空气以及塑料在受热和冷凝过程中产生的气体排除出去而开设的气流通道。排气系统通常是在分型面处开设排气槽，有的也可利用活动零件的配合间隙排气。7）支承与紧固零件主要起装配、定位和连接的作用。包括动模和定模座板、型芯或凹模固定板、垫块、支撑板、定位圈、销钉和螺钉等。2.1.3、注塑模具的生产过程对注塑模具制造大致可分为以下几个步骤：1、塑料制品的工艺分析在模具设计之前，设计者应充分分析研究其塑料制件的工艺性是否符合注塑成型加工原理，需要与制品的设计者仔细协商，以达成共识，其中包括对制品的几何形状、尺寸精度

29、以及外观要求，进行必要的讨论，尽量避免模具制造中不必要的复杂。2、模具结构设计3、确定模具材料和选择标准件关于模具材料的选用，设计人员在考虑制品精度和产量外，结合本企业加工及热处理的实际能力给予正确的选择。此外，为了减短制造周期，尽量选用现有标准件。4、零件加工与模具组装模具的精确度除了在设计时给予最佳的结构与合理的公差配合之外，零件加工和模具组装是致关重要的。因此，加工精度与加工方法的选择在模具制造中占有绝对主导的地位。根据英国塑料协会（BPF）的成型件尺寸误差分配，可知：1）模具的制造误差约 1/32）模具磨损的误差约 1/63）成型件收缩不均所产生的误差约 1/34）预定收缩与实际收缩不

30、一致所产生的误差约 1/6总误差=1）2）3）4）5、试模一副模具从设计开始到组装完毕，只不过完成其全部制造过程的 70%-80%对于预定收缩与实际收缩不一致所产生的误差，脱模的顺利与否，冷却效果如何，尤其是浇口的尺寸，位置，型制对制件精度及外观的影响等问题，必须通过试模来检验，因此，试模是检验模具是否合格及选择最佳成型工艺不可缺少的步骤。2.2 模具设计与参数计算2.2.1、本塑件制品分析1、产品要求：从对本产品进行的工艺分析中可以得知，所设计的塑件材料为 ABS/PC，材料收缩率为：0.0050.007；经过比较我们选择了 0.005。（参考塑料成型加工与模具P66）收缩的程度主要取决于塑

31、料的品种和模具的温度。一般来说，提高模具温度可以使制品收缩率增大。由于模具的温度已经确定为 4080u65292X可见温度比较低，故选择 0.005。进行模具设计时，产品的精度要求一般，选择一次注塑 2 个，采用对称布置。2、计算制品的体积和重量：该产品为插座外壳，材料采用丙烯晴-丁二烯-苯乙烯（ABS）和聚碳酸酯（PC），查有关资料得知其综合密度为 1.1 g/cm (前表)，收缩率为 0.5%。使用 pro/engineer 软件对三维试题产品自动计算出产品的体积.下面是部分计算过程（如图2.1所示）：图2.12.2.2、注塑机的确定根据制品的体积和重量查塑料模具设计表 53 选定注塑机型

32、号为：JPH150A。注塑机的参数如下：注塑机最大注塑量：186g 锁模力：1500KN注塑压力：194MPa 最小模厚：180mm模板行程：620mm 最大开距：800mm顶出行程：80mm 注塑机定位孔直径： 125mm注塑机拉杆的间距：410410(mmmm)喷嘴球面半径：SR10mm 喷嘴前端孔径：3mm2.2.3、注塑机参数校核1、最大注塑量：注塑机的最大注塑量应大于制品的重量或体积（包括流道及浇口凝料飞边），通常注塑机的实际注塑量最好在注塑机的最大注塑量的 80%。所以选用的注塑机最大注塑量应 0.8M 机M 塑件+M 浇式中：M 机注塑机的最大注塑量，单位 g。M 塑件塑体的重量

33、，单位 g，上盖：塑件的重量：M1=.V1=1.1 g/cm18.792 cm3 41.338 gM 浇浇注系统重量，单位 g，上盖：浇注系统重量：M2=.V2=1.1 g/cm202 cm 44 g其中浇注系统的体积为估算值。M 机(M 塑件+M 浇)/0.8上盖：M 机(M 塑件+M 浇)/0.8（41.338+22）/0.8 =79.1725 g我们选定的注塑机注塑量为：186g，所以满足要求。2、锁模力校核：锁模力是注射机锁模装置施加于模具的最大夹紧力。锁模力的作用在于平衡和克服模腔压力产生的使模具沿分型面张开的力，保持模具紧密锁合，防止溢料。注射机锁摸力与模腔压力的关系可用下式表示：

34、F0 KP 模AF0注射机锁模力，单位：kN；K安全系数，一般取 1.11.2；P 模熔融型料在型腔内的压力，单位：Mpa。（4060MPa）；A 塑 件 和 浇 注 系 统 在 分 型 面 上 的 投 影 之 和 , 单 位 ： mm2（ 上盖:7800.6mm2；下盖:14424.2mm2）；F 锁KP 模A上盖:F 锁1.16035911/10002474.012kN；本人选定的注塑机为：1500kN，满足要求。3、模具与注塑机安装部分相关尺寸校核：1）模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相适合。即模具长u23485X拉杆面积模具长u23485X为 400400(mmmm)H

35、 最小，故满足要求4、开模行程校核：所选用的注塑机的最大行程与模具厚度有关（如全液压合模机构的注塑机），故注塑机开模行程应满足下式：S 机-（H 模-H 最小）H1+H2+（510）mm因为 S 机- (H 模-H 最小)620-（255-180）=545mmH1H2（510）30+70+10=115mm即S 机-（H 模-H 最小）H1+H2+（510）mm故满足要求H1推出距离，单位 mm；H2包括浇注系统在内的塑件高度，单位 mm；S 机注塑机最大开模行程。2.3 浇注系统设计、关键零部件设计2.3.1 浇注系统的设计浇注系统是指模具中从注射机喷嘴接触处到型腔为止的塑料熔体的流动通道。作

36、用：1）输送流体；2）传递压力。1、浇注系统的组成及设计原则组成：由主流道，分流道，浇口，冷料穴等结构组成。浇注系统的设计原则：1）考虑塑料的流动性，保征流体流动顺利，快，不紊乱。2）避免熔体正面冲出小直径型芯或脆弱的金属镶件。3）一模多腔时，防止大小相差悬殊的制件放一模内。4）进料口的位置和形状要结合塑件的形状和技术要求确定。5）流道的进程要短，以减少成型周期及减少废料。浇口如图2.3所示图2.3 浇注系统图2、主流道设计主流道是塑料熔融体进入模具型腔时最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔。其形状为圆锥形，便于熔体顺利地向前流动，开模时主流道凝料又能顺利地拉出来。由于

37、主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模板上，而是将它单独设计成主流道衬套镶入定模板内。浇口套的选用：进料口直径：D=d+(0.51)mm=30.53.5mm式中 d 为注塑机喷嘴口直径。球面凹坑半径：R=r+(0.51)mm=10+0.510.5mm式中 r 为注塑机喷嘴球头半径。其中流道设计如图2.4所示 图2.4 流道设计图 3、冷料井设计冷料穴与拉料杆的设计常用的冷料穴及拉料杆形式有以下几种：带 Z 型头拉料杆的冷料穴带球形头拉料杆的冷料穴无拉料杆的冷料穴本设计由于无需拉料杆，冷料穴用的是半圆形形式。4、分流道设计指塑料熔体从主流道进入多腔模各个型腔的通道，对熔

38、体流动起分流转向作用，要求熔体压力和热量在分流道中损失小。其原则如下：1）分流道的截面形状圆形断面：比表面积小（流道表面积与其体积之比），热损失小，但加工制造难，直径 510mm梯形：加工较方便，其中 h/D = 2/34/5 边斜度 515u 形：加工方便，h/R=5/4半圆形：h/R=0.9分流道如图2.7所示图2.7 分流道示意图2）流道的断面尺寸要视塑件的大小，品种注射速度及分流道的长度而定。一般分流道直经在 56mm 以下时，对流动性影响较大，当直径大于 8mm 时，对流动性影响较小。3）多腔模中，分流道的排布平衡式和非平衡式：平衡式：分流道的形状尺寸一致。非平衡式：a、靠近主流道浇

39、口尺寸设计得大于远离主流道的浇口尺寸。分流道不能太细长，太细长，温度，压加体大会使离主流道较远的型腔难以充满。即使达到料流和填充平衡，但材料不相同，制品出来的尺寸和性能有差别，对要求高的制品不宜采用。非平衡式分布，分流道长度短 。如果分流道较长，可将分流道的尺寸头沿熔体前进方向稍征长作冷料穴，使冷料不至于进入型腔。分流道和型腔布置时，要使用塑件投影面积总重心与注塑机锁模力的作用线重合。根据以上原则对本制件进行了分流道设计：采用平衡式分布。分流道截面形状选较常用的圆形分流道截面形状。分流道的尺寸：分流道尺寸由塑料品种、塑件的大小及流道长度确定。对于重量在 200g 以下，壁厚在 3mm 以下的塑

40、件可用以下经验公式计算分流道的直径。D=0.2654W1/2L1/4式中：D分流道的直径，mm；W塑件的质量，g；L分流道的长度，mm；由于所设计的塑件的质量小于 200g，故按以上公式确定其直径。上盖： D=0.2654W1/2L1/4=0.265420.669/2521/4=3.2mm由于此式计算的分流道直径限于 3.2mm9.5mm，而所算出来的结果小于此范围，故参考塑料模具设计p78 表 6-1 中 ABS 的分流道推荐值，定出分流道直径为 4mm。5、浇口设计浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道，其截面积约为分流道的 0.030.09，长度约为 0.5mm2mm。浇口

41、形式有直浇口、侧浇口、点浇口和潜伏性浇口等，通过 Pro/Engineer 塑料顾问分析可知选用侧浇口较为合理。侧浇口的端面为圆形，根据成型的需要，定尺寸如下：直径 d1mm，长度 L1mm。2.3.2 分型面的选择 定模和动模相接触的面称为分型面，分型面的形状有平面、斜面、阶梯面和曲面等。结合分析塑件的形状，可知分型面为曲面，而为了有利于脱模，设置分型面时应使塑件留在动模的一侧。对于分模面的选择，由于手机外壳上盖比较复杂，曾尝试就用上表面作为分模面，但是最后无法分模，经过查找，最后发现，由于屏幕和按键处都有圆角，如果选择上表面作为分模面，将有一部分无法脱模。如下图所示。最后只好选择下表面作为

42、分模面。具体的操作方法如下：1新建模具文件。启动por/e4.0软件。单击【新建】，然后在打开的对话框中创建文件。2定义布局坐标系。在【布局】对话框中单击【参照模具的起点和定向】选项组中的按钮，并在打开的【坐标系类型】菜单中选择【动态】选项，分别执行旋转和移动到点操作来定义坐标系位置。3设置收缩率。单击右侧的【按比例收缩】按钮，选择坐标系并设置收缩率为0.005。如图2.8所示。图2.8 收缩率设置图4创建工件。单击窗口右侧的【创建工件】按钮。单击【确定】按钮完成自动工件的创建。5定义侧面影像去曲线方向。单击【基准曲线】按钮，打开【曲线选项】菜单。此时选择【侧面影像】【完成】选项，并在打开的【

43、侧面影像曲线】对话框中选择【方向】【定义】选项，系统弹出【选取方向】菜单，选择工件上表面为基准面定义投影方向，然后选择菜单中的【正向】按钮。6设置环路。单击【侧面影像曲线】对话框中的【预览】按钮查看影像曲线效果。即可取消位置不正确，可选择该对话框中的【环路选择】【定义】选项，在打开的对话框中定义链位置。7创建裙边分型面。选择菜单管理器中【特征】【型腔组件】【曲面】【完成】选项，然后在【曲面选项】菜单中选择【裙边】【新建】【完成】选项，系统弹出【链】菜单，默认【特征曲线】对话框中【确定】按钮，即可获得裙边分型面。8分割模具体积块。单击【模具】工具栏中按钮，然后在打开的【分割体积块】菜单中选择【两

44、个体积块】【所有工件】【完成】选项。这是系统栏提示：为分割工件选取分型面，同时弹出【选取】对话框中的【分割】对话框，选取裙边分型面并单击【选取】对话框中的【确定】按钮。9创建第一模具体积块。完成上述操作后，打开【属性】对话框，在该对话框中输入的体积块名称，单击【着色】按钮，将显示分割而成的第一模具体积块。10创建第二模具体积块。单击【属性】对话框中的【确定】按钮后，将再次打开【属性】对话框，在该对话框中输入另一个体积块的名称，单击【着色】按钮，将显示分割而成的第二模具体积块，单击【确定】按钮确认操作。11创建模具元件，为创建模具元件，遮蔽所有的模具环境中所有的对象。然后选择【创建模具元件】按钮

45、，打开【创建模具元件】对话框，选中所有的体积块，这些体积块将显示在【高级】列表框中，此时单击【确定】按钮，即可获得两个模具元件。12生成铸件。选择菜单管理器中的【铸模】选项，打开【铸模】菜单。然后选择【创建】选项，并在信息栏中输入铸件的名称，接着单击【确定】按钮，即可完成铸件的创建。13定义上模。单击【模具】工具栏中的【执行模具开模分析】按钮，打开【模具孔】菜单。此时选择【定义间距】【定义移动】选项，并在打开的【选取】对话框时选取上模体积块，然后在【选取】对话框中的单击【确定】按钮确认操作。如图2.9所示。图2.9 插座凹模14. 定义下模。同理可以定义下模。如图2.10所示。图2.10 插座

46、凸模15.仿真开模。完成以上操作之后，选择【定义间距】菜单中的【完成】选项即可完成开模。如图2.11所示。图2.11 插座开模图2.3.3 排气系统的设计利用型芯、顶杆、镶拼件等的间隙排气，具体结构见模具装配图。2.3.4 型腔的侧壁和底板厚度计算通常模具设计中，型腔壁厚及支承板厚度不通过计算确定，而是凭经验确定。参考塑料模具设计中的经验数据表可以得知：型腔侧壁厚度 S 的经验值为：S0.2L+17=0.2100+1737mm支承板厚度 h 的经验数据：h0.12b0.1210012mm2.3.5 导向零件的设计作用：定位，导向及承受测压的作用 。类型：导柱导向，锥面导向及斜面导向等。采用的导

47、向机构零件主要是 FUTABA 提供的模架中的标准件。导套 导柱图2.10 导套与导柱2.3.6 脱模机构使塑件从模具上脱出来的机构称脱模机构或称顶出机构脱模机构的动作方向与模具的开模方向是一致的。要求脱模时塑件不变形，不损坏，顶件位置位于制件不明显处。在本设计中采用顶杆脱模机构。顶杆脱模机构:一般用于脱模力小的腔类塑件：1）顶杆的导向配合部分较短。2）筋部由于局部脱模力大，需加筋位。3）顶出盘式的顶出。4）顶杆材料：45 钢，T8 或 T10 钢，HRC 50 以上。5）与顶杆孔的配合间隙配合。6）顶杆的固定形式。7）顶杆的结构形式。2.3.7加热和冷却装置设计加热装置设计：塑料模具的温度直

48、接影响到塑件的成型质量和生产率。参考塑料模具设计表 6-10 常用热塑料的模具温度表可以得知所选塑件材料聚苯乙烯的模具温度为：40C60C；模具温度在 80C 以下，所以可以不设置加热装置。冷却装置设计：为了缩短成型周期，需要对模具进行冷却，常用水对模具进行冷却，即在注塑完后通循环冷水到靠近型腔的零件上或型腔零件上的孔内，以便迅速使模具冷却。设计原则：1） 冷却水孔数量尽可能的多，孔径尽可能大；2） 冷却水孔至型腔表面的距离应尽可能相等；3） 浇口处要加强冷却；4） 冷却水孔道不应穿过镶块或其接缝部位，以防漏水；5） 冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处；6） 进出口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧，通常应设在注塑机的背面；根据以上原则设计出模具的