281 塑料电话接线盒注射模设计

1、 目 录摘 要Abstract3第一章 模具设计概论 5第二章 产品工艺性分析7第一节 产品材料分析7第二节 塑件结构和尺寸精度分析 8第三章 模具结构设计 14第一节 总体方案拟订14第二节 成型零件的设计及计算17第三节 浇注系统设计24第四节 模具温度调节系统29第五节 顶出系统的设计30第六节 导向机构的设计32第七节 排气系统的设计33第八节 侧向抽芯结构34第九节 脱模机构设计 34第四章 成型设备选择36第一节 估算塑件体积36第二节 初选注射机36第三节 注射机的校核36第五章 模具材料的选择39第一节 模具的动作过程40设计总结 41参考文献 43摘要：本次设计分析了 接线盒

2、的塑件工艺特点，详细介绍了 接线盒的结构设计和模具设计的过程以及要点。重点介绍了 接线盒的塑件结构的设计方法，分析和阐述了注射机的选择，模具型腔数目确实定，模架的选择方法，模具分型面，排气系统，浇注系统等的设计过程。该塑件注射模设计的结构特点是点浇口形式的双分型面注射模。 关键词： 接线盒塑料注射模模具结构点浇口Abstract: The injection technological characteristics of the telephone connects the line box are analyzed, and the design of structure of The t

3、elephone connects the line box and the design main points of mould are also introduced. The most advanced technology of mold design is adopted. The design method of plastic structure is mainly introduced. The selection of sidewall thickness, the decision of the mould cavity number, the selection of

4、injection machine, and the designing process of the parting plane, the exhaust system and feed system are stated.The design structure characteristics of the telephone connects the line box are two times parting planes with pin gate style, and side core-drawing structure.Key words: The telephone conn

5、ects the line box Plastic injection mould Mould structure mould structure Pin gate 第一章模具设计概论塑料是20世纪才开展起来的新材料，目前世界上塑料的体积产量已经赶上和超过了钢材，成为当前人类使用的一大类材料。我国的塑料工业正在飞速开展，塑料制品的应用已深入到国民经济的各个部门。塑料工程通常是指塑料制造与改性，塑料成型与制品加工。塑料制品与模具设计是塑料工程中的重要局部，是塑料工业中不可少的环节。模具是工业生产的重要工艺装备，它被用来成型具有一定形状和尺寸的各种制品。在各种材料加工工业中广泛地使用着各种模具，如

6、金属制品成型的压铸模，锻压模，浇铸模，非金属模制品成型的玻璃模，陶瓷模，塑料模等。采用模具生产制件具有生产效率高，质量好，切削少，节约能源和原材料，本钱低等一系列优点，模具成型已成为当代工业生产的重要手段，成为多种成型工艺中最具有潜力的开展方向。模具是机械，电子等行业的根底工业，它对国民经济和社会的开展起着越来越大的作用。一个国家模具生产能力的强弱，水平的上下，直接影响着许多工业部门的新产品开发和老产品更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。我国为了优先开展模具工业，制订了一系列优惠政策，并把它放在国民经济开展十分重要的战略地位。对塑料模具的全面要求就是能高效地生产出外观和性能均符合使用要求

7、的制品。塑料成型模具是成型塑料制品的工具。塑料成型模具应能生产并满足给定的形状、尺寸、外观和内在性能要求的制品。要求模具能被高效率的应用，且操作简便，并到达自动化水平。要求模具有合理的结构，制造容易且本钱低廉。也要求模具有足够的使用寿命。近年来塑料成型模具的产量和水平开展十分迅速，高效率，自动化，大型，精密，长寿命模具总产量中所占比例越来越大，在各种塑料模具中来看，注射模具在生产中占的比例是最大的，在生产中起着重要的作用。注射成型模具是塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔融后，在注射机的螺杆式活塞推动下，经喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔，塑料在模具型腔内固化定型，这就是注塑成型的简单过程

8、。注塑成型所用的模具叫注塑模具。注塑模具主要用于热塑性塑料制品的成型，但是近几年来也越来越多的用于热固性塑料成型。注塑成型在塑料制件成型中占有很大的比重，世界塑料成型模具产量中的约半数以上为注塑模具。在这次设计中充分运用了所学的专业知识，将所学的知识运用到实践中来，在设计的塑料件也是利用注射模具来成型的，本套设计说明书主要放在塑件结构和模具设计这一环节，如注射机的选择和校核、分型面的选择、模具的结构设计、分流道的设计、浇注系统和冷却系统的设计等方面。在设计过程中主要用到的设计软件有Pro/ENGINEE和AutoCAD。首先用Pro/ENGINEE进行产品的结构设计，进行三维造型，然后根据三维

9、造型通过AutoCAD来设计注射模具。在设计的过程中由于经验缺乏，难免会出现错误，敬请原谅，并给出指正。 第二章产品工艺性分析第一节 产品材料分析该塑件材料选用的是工程塑料ABS，ABS是广泛使用的工程塑料。ABS属热塑性塑料，它是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚而成。它是一种坚韧而有刚性的非结晶性工程塑料。具有良好的综合力学性能，良好的机械强度和一定的成型性、机加工性和耐冲击性，以及较好的韧性和耐温性等。ABS常用来制造各种壳体和结构件，以及经电镀等外表处理的装饰件。1、其成型特点为： 树脂吸水性较大，在加工前应对ABS树脂进行预枯燥处理，使其含水量下降至以下。的流动性较好，溢边值为左右，易于充

10、模。ABS的最大流动长度与制品的厚度之比为190:1。的使用温度为40100，260时即分解产生有毒的挥发性物质，其热变形温度在载荷为a时约为93。d.当模具温度为40时，成型收缩率最小，故模温控制在40左右为宜。料温应低于260。e.为了获得内应力较小的制品，要求保力不宜过高。ABS树脂注射压力对于薄壁、长流程、小浇口的制品或耐热、阻燃等品级，要求较高些；对于厚壁、大浇口的制品那么可低些。f.模具设计时要注意浇注系统对料流阻力较小，进口处外观不良，易发生熔接痕，应注意选择进料口位置、形式，顶出力过大或机械加工时外表呈现白“色痕。2注射成型工艺参数：预热和枯燥：8085 螺杆转速：3060r/

11、min料筒温度：前部200210中部210230后部180200模具温度：5070 注射压力：7090MPa保压压力：5070MPa 注射时间：35S保压时间：1530S 冷却时间：1530S总周期：4070S3其它参数：相对密度：1.06 密度：1.1g/cm3收缩率：查?塑料成型与模具设计?表2-1比热容单位热流量导热率注射压力1047 J/kg30-40 104 J/kg1055 J/mh60-100 M Pa表2-2工艺参数注射机类型螺杆式密度Kg/dm3收缩率第二节 塑件结构和尺寸精度分析塑件结构工艺性，直接关系到其成形模具结构、类型、生产周期与本钱。只有符合模塑工艺要求塑件设计，才

12、能顺利成形，确保内在与外观质量，到达高效率生产和低本钱的目地。一、其塑件的产品结构图如下：图2-1技术说明：1.材料为ABS 2.按自由公差3.外表不允许有流纹二、产品形状分析1侧孔与侧凹在塑件设计时，应尽量防止侧孔与侧凹，从产品图图1可以看出，产品的两侧壁上各有一大凹方孔和一小凸台。这些孔是无法防止的，它们与其它零件都有装配关系，是 接线盒的必要局部。故在设计模具时必须给予充分的考虑和重视，针对本产品的凹孔与凸台，模具结构采用了镶块配和型芯机构，从而实现塑件的完整和功能要求。2） 脱模斜度由于制品在冷却后产生收缩，会紧紧包住型心或行腔突出的局部，为了使制件能够顺利从模具中取出或者脱模，必须对

13、塑件的设计提出脱模斜度的要求，要求在塑件设计时或者在模具设计时给予充分的考虑，设计出脱模斜度。目前并没有精确的计算公式，只能靠前人总结的经验资料。塑件的脱模斜度与塑料的品种，制件形状以及模具结构均有关，一般情况下取度，最小为15分到20分。下表为常用的脱模斜度： 表2-3 几种塑料的常用脱模斜度制品斜度聚酰胺通用聚酰胺增强聚乙稀聚甲基丙稀酸甲脂聚丙烯聚碳酸脂ABS塑料脱模斜度型腔20-4020-5020-4520-4025-4535-135-130型心25-4020-4020-4530-120-4530-5035-1由于塑料制品的产品图可知，塑件四壁均有1的自带斜度，此结构本身就在常用的脱模斜

14、度范围内，此结构本身就有利于脱模，且此塑料制品的材料为ABS，故我们在脱模1的自带斜度在经验的35-130和301之间，故无需另行设计。3塑件壁厚 塑料制品应该有一定的厚度，这不仅是为了塑料制品本身在使用中有足够的强度和刚度，而且也是为了塑料在成型时有良好的流动状态。塑件壁厚受使用要求、塑料材料性能、塑件几何尺寸以及成型工艺等众多因素的制约。根据成型成型工艺的要求，应尽量使制件各局部壁厚均匀，防止有的部位太厚或者太薄，否那么成型后会因收缩不均匀而使制品变形或产生缩孔，凹陷烧伤或者填充缺乏等缺陷。热塑性塑料的壁厚应该控制在1mm4mm之间。太厚，会产生气泡和缺陷，同时也不易冷却。由产品图可知，其

15、形状较为规那么，结构不太复杂：从产品的壁厚上来看，壁厚最大处为，最小处为1.0 mm，壁厚较均匀，有利于零件的成型；为便于脱模，产品内外表设30的脱模斜度，这里采用half模具，因此外外表不需设脱模斜度；该产品的孔边距约为2mm，符合要求。4加强肋 支撑面 为使塑件具有一定的强度和刚性，又不使塑料件截面壁太厚，而产生成型缺陷，行之有效的方法就是，在塑件结构允许的位置适当设置加强肋或者增设防止变形结构。加强肋不仅可防止塑件变形，而且有利于改善塑件模塑成型的充模状况。设置加强肋后，可能出现背部塌坑，但只要位置设置得当，壁厚适宜，既可防止。5） 圆角 塑件的边缘和边角带有圆角，可以增强塑件某部位或者

16、整个塑件的机械强度从而改善成型时塑料在模腔内流动条件，也有利于塑件的顶出和脱模。因此塑件除了使用上的要求采用尖角或者不能出现圆角外，应该尽量采用圆角特征。塑件上采用还可以使模具成型零部件加强，排除成型零部件热处理或使用时可能产生的应力集中问题。由塑件的产品图可知：产品所有边缘均带有圆角特征，最大圆角特征R=1mm，最小圆角特征r=从理论分析，边缘圆角特征与塑件壁厚存在如下的关系：图2-2图2-3p_外力负荷，T_厚度，R_圆角半径。由于边缘修饰与张力集中图我们可知：边缘圆角对塑件的影响，圆角应尽量使壁厚平滑过渡，使壁厚均匀一致，对于 c03产品图季提供了圆角，考虑了塑件受应力的影响，和它的外观

17、要求符合模具设计和产品的要求，故而，即依据c03塑件产品图设计模具型芯和型腔，而不另行设计计算。6尺寸精度分析塑件的尺寸精度是指成型后所获得的塑件产品尺寸和图纸中尺寸的符合程度。一般而言，塑件尺寸精度是取决于塑料因材质和工艺条件引起的塑料收缩率范围大小，模具制造精度、型腔型芯的磨损程度以及工艺控制因素。而模具的某些结构特点又在相当大程度的影响塑件的尺寸精度。故而，塑件的精度应尽量选择的低些。对于本产品，图纸未注明尺寸精度，我们取IT10级精度。IT8=.此值由下表查知：表2-4 精度等级选用推荐值：类别塑料品种建议采用的等级高精度 一般精度 低精度1PS3 4 5ABS聚甲苯丙烯酸甲脂PCPS

18、U 聚砜PF氨基塑料30玻璃纤维增强塑料2聚酰胺6.66 610 9.10 104 5 6氯化聚乙醚PVC硬3POM5 6 7PPPE低密度4PVC6 7 8PE高密度由于没有规定制品尺寸精度，查表3-2取4-5级精度。7外表质量分析 该零件的外表除要求没有流纹、缺陷、毛刺，没有特别的外表质量要求，故比拟容易实现。第三章模具结构设计此处生咯.第八节 侧向抽芯结构模具抽芯机构有斜导柱抽芯与液压抽芯两种：一、斜导柱抽芯机构。这种结构简单，加工方便，动作可靠，劳动强度小，生产效率高。借助机床开模力和开模行程来完成抽芯动作，广泛用于延时抽芯或接近分型面抽芯力不大的型芯。二、液压抽芯机构。这种形式的抽芯

19、距及抽拔力较大，抽芯动作平稳，但必须设置液压装置。一般用于外表积大，端面几何形状复杂的大型塑件的抽芯。该模具结构较为简单，两侧凹台与凸耳均设计镶块和型芯配合来成型。所以不需设计侧向抽芯结构。第九节脱模机构设计一、设计原那么1、塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作，致使模具结构简单。2、正确分析塑件对模腔的粘附力的大小及其所在部位，有针对性的选择适宜的脱模装置，使推出重心与脱模阻力中心相重合。由于塑料收缩时包紧型芯，因此推出力作用点应尽量靠近型芯，同时推出力应施与塑件刚性和强度最大的部位，作用面积也应尽可能大一些，以防塑件变形或损坏。3、保证良好的外观。在选择顶出位置时，

20、应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。4、结构合理可靠。脱模机构应工作可靠，运动灵活，制造方便，更换容易，具有足够的强度和刚度。二、顶出部件1推出部件的设计：推出部件由推杆支承板、推杆固定板、以及推杆组成。针对该塑件可知，使用推杆推出是适宜的，且这种推杆易于加工。但其中有多根推杆的头部是弧面，要想单独加工到精确尺寸是比拟困难的，所以选择在装配时进行加工。并且在设计时尽量使用标准推杆，在目前的生产中都采用英制顶针，该模具所用推杆均为大同标准顶针。本套模具采用顶杆脱模机构。顶杆适用于筒形塑件或塑件带孔局部的推出，由于顶杆以圆形接触塑件，故推顶塑件力量均匀，塑件不易变形，也不会留下明显的推出

21、痕迹。顶杆的组合形式如下列图，其外径与模板配合： 图3-6顶出机构第四章成型设备选择一、估算塑件体积经Pro/E三维造型后测得实际体积约为3，因需要采用一模四腔。初步设计浇注系统，并估算凝料体积约为6cm3，因此一次注射需要的物料体积约为27.4 cm3。二、初选注射机根据物料体积初选注射机为XS-Z-60其工艺参数如下：注射压力：1220105Pa锁模力：5010KN最大注射面积：130 cm2模具厚度：70-200 mm范本行程：180mm喷嘴：球半径R12孔径R2三、 注射机的校核 1注射量的校核 根据注射机的使用性能以及经验，模具设计是，必须使得在一个注射周期内所需注射的塑料熔体的容量

22、或质量在注射机额定注射量的80%以内。在一个注射成型周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量为制品和浇注系统两局部容量或质量之和。即： V = n经CAD分析知：浇口凝料的体积为 =3所以，注射总量 V= n=2103103 mm3 3104104 mm3即注射量符合注射机的要求2 锁模力的校核注射时，为防止模具分型面被模腔压力顶开，必须对模具施加足够的锁紧力，否那么在分型面处产生溢料。因此，模具设计时应使注射机的锁模力大于模具将分型面胀开的力。 即 式中 F为锁模力N分别为制品和浇注系统在分型面上的垂直投影面积 为塑料熔体在型腔内的平均压力Mpa经CAD分析可知：制品在分型面上的垂直投影

23、面积为540，浇注系统在分型面上的垂直投影面积32注射机注入的塑料熔体流经喷嘴，流道，浇口，和型腔，将产生压力损耗，一般型腔内平均压力仅为注射压力的25%50% 取100=40 Mpa 所以， =40102540+3210=44480N 250KN 故锁模力在要求的范围内。3最大注射压力校核ABS的流动性一般，塑件形状复杂度一般，精度要求较低，因此根据经验值注射压力取70100 Mpa 122符合要求4开模行程的校核模具开模后为了便于取出塑料件，要求有足够的开模距离，而注射机的开模行程是有限制的，因此模具设计时必须进行注射机开模行程的校核。对于本套模具，由于是双分型面注射模，因此 s=H1+H

24、2+a+(510)mm 式中a为取出浇注系统凝料所需固定模板与浇口板之间的距离 在第一章中分析可知，塑件在脱模方向的高度为23mm，塑料件脱模需推出的距离为30mm。取出浇注系统凝料所需固定模板与浇口板之间的距离为67mm。 所以 s=23+30+67+10=130160mm故开模行程合符要求。图4-1第五章 模具材料的选择定模底板，动模底板选用45号钢。脱料板选用3Gr2Mo.支承板选用T7A.推杆固定板选用45号钢。浇口套选用CrWMn.复位杆选用T10A。拉料杆选用T10A.推杆选用50CrV，热处理至4550HRC。滑块选用40CrNiMo，热处理至3540HRC。限位钉选用45号钢，

25、热处理至3035HRC。导柱，导套选用T10A，热处理至5560HRC。图5-1模具的动作过程经过以上的过程，经过全面的考虑最终可以设计出该塑件的模具结构图。在图中设定在上模板与水口推板之间的分开面为1，水口推板与凹模之间的分开面为2。其完全的工作过程是首先将模具安装在注塑机上夹紧，并要注意注射机喷嘴和模具中心的位置。在充塑结束后，模具在注射机的作用下开始开模，1分型面先随动模动作开始分型，拉料杆随着动模的下行将浇口凝料拉出，与定模贴和静止不动。凝料在拉料杆作用下与制品别离并留在定模侧，当限位拉杆的凸台碰到中间板而停止运动后，第二次分型开始，随动模一起运动流道凝料从点浇口处被拉断，从而使凝料从主流道及拉料杆上脱落。此时即为分型面的翻开。当开到一定的距离后停止，接着在注射机顶杆的作用下带动顶针顶出塑件，到此模具的一个过程全部完成。到现在为止模具的设