电源插头外壳注射模设计本科设计

aaaa毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加 以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研 究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历 而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体， 均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名： 日期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电 子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名: 日期: 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名： 日期：年月 日导师签名： 日期：年月 日指导教师评阅书指导教师评价：一、 撰写（设计）过程1、 学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神□优口良口中口及格口不及格2、 学生掌握专业知识、技能的扎实程度□优 □良 口中 □及格 □不及格3、 学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力□优 □良 口中 □及格 □不及格4、 研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性□优 □良 口中 □及格 □不及格5、 完成毕业论文（设计）期间的出勤情况□优 □良 口中 □及格 □不及格二、 论文（设计）质量1、 论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优 □良 口中 □及格 □不及格2、 是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优 □良 口中 □及格 □不及格三、 论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良口中□及格□不及格aaaa2、2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意?优□良口中□及格□不及格3、3、论文（设计说明书）所体现的整体水平优□良口中□及格□不及格建议成绩：口优□良 口中□及格□不及格（在所选等级前的口内画“/')指导教师：（签名）单位•（盖章）年月日

评阅教师评阅书评阅教师评阅书评阅教师评价:一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范?□优□良口中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良口中□及格□不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□优□良口中□及格不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意?□优□优□良口中□及格不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□优□良口中□及格不及格建议成绩：口优□良 口中□及格□不及格（在所选等级前的口内画W)评阅教师：（签名）单位：（盖章）年月日教研室（或答辩小组）及教学系意见aaaa教研室（或答辩小组）评价：一、 答辩过程1、 毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况□优口良口中口及格□不及格2、 对答辩问题的反应、理解、表达情况□优 □良 口中 □及格 □不及格3、 学生答辩过程中的精神状态□优 □良 口中 □及格 □不及格二、 论文（设计）质量1、 论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优 □良 口中 □及格 □不及格2、 是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优 □良 口中 □及格 □不及格三、 论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良口中□及格不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意?□优□优□良口中□及格不及格不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良口中□及格不及格□不及格评定成绩：□优□良口中□□不及格（在所选等级前的口内画“/”）教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）

日教学系意见:系主任:（签名）aaaa1引言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。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。注射成型是热塑性塑料制件最重要的加工方法之一。用此方法加工成型的塑料制件，具有多品种与多样式的优势。注射成型模具则是这种生产方式中的关键工艺设备。由于塑料成型工艺十分复杂，设计模具时要考虑的因素比较多，因此传统的手工设计方法要求模具设计人员具有丰富的知识、经验和良好的技术。随着塑料产品在家电、电子、机械等产品和日常用品中的越来越广泛应用，对塑料模具的设计和制造的要求也越来越高。传统的手工设计与制造方式早已满足不了生产发展的需要，这些因素使工程设计人员更加清晰的认识到，注塑模计算机辅助设计技术是提高注射模设计与制造的有效途径。注塑模CAD的发展正适应了这种客观实际的要求。近年来，我们国家也十分重视模具工业的发展和模具人才的培养，使我的模具技术及其应用水平很快提高。模具毕业设计是一个重要的环节，在设计中掌握模具的设计步骤，设计制造工艺的编制，以及相关数据的计算和模具装配的规程。同时，设计除了重视书本的理论知识外，还要强调理论联系实际，注重实践。本课题目的在于利用Pro/E、AutoCAD计算机辅助软件完成对电源插头外壳的注射模具设计。论文包括零件的结构和原材料分析、工艺分析、注射模的结构设计、模具设计的有关计算、模具的方案设计、总体设计和及其主要零件设计。塑料成型加工技术发展很快，塑料模具的各种结构也在不断地创新，我们在学习成型工艺与模具设计的同时，还应注意了解塑料模具的新技术、新工艺和新材料的发展动态，学习和掌握新知识。通过设计使得我们进一步巩固了大学里所学的知识和技能，对大学四年所学的课程进行全面的总结，拓展自己在各方面的能力，为走上社会打下牢实的基础。1.1本课题的目的及研究意义注射成型是将热塑性或热固性塑料在注射机料筒中加热、塑化后经柱塞或螺杆推挤到闭合模具的模腔中成形的一种方法。注射成型方法能对形状复杂的塑料产品一次成型，是一种高效率、大批量的生产方式。注射成型是热塑性塑料制件最重要的加工方法之一。用此方法加工成型的塑料制件，其品种与样式之多是其他任何成型方法所无可比拟的。注射成型模具则是这种生产方式中的关键工艺设备。由于塑料成型工艺十分复杂，设计模具时要考虑的因素比较多，因此传统的手工设计方法对模具设计人员的知识、经验和技术要求很高。随着塑料产品在家电、电子、机械等产品和日常用品中的越来越广泛应用，对塑料模具的设计和制造的要求也越来越高。传统的手工设计与制造方式早已满足不了生产发展的需要，这些因素使工程设计人员更加清晰的认识到，注塑模计算机辅助设计技术是提高注射模设计与制造的有效途径。注塑模CAD的发展正适应了这种客观实际的要求。CAD是ComputerAidedDesign的简称，也称做计算机辅助设计。是用计算机进行产品及零件的体积、面积、质量、强度的计算和装配图、零件图等各种图面的绘制。将计算机技术引入模具设计工作中，由设计人员在计算机上进行塑件的描述，其中包括塑件的几何形状、色彩、塑料的收缩率等，再根据塑件形状自动生产型腔及部分模具结构。从而摆脱了以前设计人员一笔一划进行模具设计工作的方式。注塑模CAD是改造传统注塑模设计与制造方式的关键技术。应用CAD技术进行注塑产品开发，不仅可缩短注塑产品及其模具的设计和制造周期，同时还可增强计算分析能力，优化设计结果，提高注塑产品质量。而且设计、分析、制造和检测都基于同一产品模型，从而有利于保证整个产品开发过程的正确、可靠和完整，并最终实现设计、分析和制造过程的自动化。据统计，注塑模具约占整个模具的38.2%，而国外模具行业中，在注塑模设计和制造中采用CAD技术的约占整个模具CAD技术的75%。1.2本课题的国内外的研究现状二十多年来，国外注射模CAD技术发展相当迅速。70年代已开始应用计算机对熔融塑料在圆形、管形和长方形型腔内的流动情况进行分析。80年代初，人们成功的采用有限元分析三维型腔的流动工程，使设计人员可以根据理论分析并结合自身的经验，在模具制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。近十多年来，注射模CAD技术在不断进行理论和实验研究的同时，十分注意实用化阶段发展，一些商品化软件逐步推出，并在推广和实际使用中不断改进、提高和完善。目前，比较流行的的用于注射模设计的CAD/CAM/CAE软件系统主要有：1、澳大利亚MOLDFLOWPTY公司的Moldflow系统；2、美国ACTechnology公司的C_Mold系统；3、美国UG公司的UGII(UNIGRAPHICSII)系统，它具有强大的曲面造型、实体造型和CAM功能,是一个通用的CAD/CAM系统;4、美国SPRC公司的I-DEAS系统；5、美国PTC公司的Pro/Engineering系统，它也是一个通用的CAD/CAM系统，具有很强的参数化特征造型功能，另外它还包含一个专用的模具设计模块，使模具设计更为方便和直观。可以看出，在国外先进工业国家，注射模CAD/CAM/CAE技术的应用已非常普遍。从80年代中期开始，国内部分大中型企业先后引进了一些国外知名度较高的注塑模CAD系统。同时，某些高等学校和科研所也开始了注塑模CAD系统的研制与开发工作。多年来，我国对注射模设计制造技术及其CAD的开发应用十分重视，安排了“八五”重点科技攻关项目“塑料注射模CAD/CAM/CAE集成系统研究”。不少省份也在这方面安排了攻关项目或重点科研课题。这些项目的成果对促进我国注射模CAD技术的迅速发展起了重要作用，使我国注射模CAD的技术和应用水平很快提高。下面是我国研究开发情况：华中理工大学是国内较早自行开发研究注射模系统的单位，推出了HSC-1系统，取得了较好的效果，现已实现商品化。浙江大学基于工作站的UGH系统开发出精密注射模CAD/CAM系统。上海交通大学将人工智能技术引入注射模CAD系统中，于1988年开发出集成化注射模智能CAD系统，现在在工作站UGH平台上进一步开发智能CAD/CAE/CAM系统。北京航空航天大学华正模具研究所研制的注射模CAD/CAM/CAE系具有塑料产品线框造型、曲面造型、分析模拟和数控仿真与数控加工程序生成等项功能，具有很高的技术水平与使用价值。合肥工业大学在注射模结构CAD技术方面进行了多年的研究与开发工作，先后研制出微机注塑模CAD系统IPMCAD和微机注塑模CAD三维系统IPMCADV3.0,取得了较好的成绩，现在以AutoCADR13.0和MDT作为环境，进一步采用参数化特征模型、特征建模技术和装配模型技术，研制出注射模CAD三维参数化系统IPMCADV4.0,在技术水平和实用性与通用性方面都达到较高水平。总的来说，国内注塑模CAD技术起步晚，基础差，因此不论是从应用范围的广度和深度，还是从系统的开发能力和质量上与工业发达国家相比都有着较大的差距。2概论2.1设计基本过程在实际生产中，由于塑料制品结构的复杂程度、尺寸大小、精度高低、生产批量以及技术要求等各有不同，所以模具的设计是不可能一成不变的，应该根据具体情况，结合实际生产条件，综合运用模具设计基本原理和基本方法，设计出合理、经济性能好的成型模具。塑料制品设计时应该要保证制品质量要求，尽量减少后加工，模具应具有最大的生产能力，而且经久耐用，制造方便，价格合理。在设计中要明确设计者对塑件制品的要求，明确任务。并根据任务书提出的要求完成模具的设计方案，有条件可以进行实地调研，下面就以任务书的要求和自己的实际情况编制模具设计的基本过程。(1)课题调研、获取相关的资料，包括：选用塑料的工艺分析、成型零件的计算方式、注射机参数的选择和注射机的选用。确定成型工艺规程，并根据工艺规程进行注射模的结构设计，对模具设计进行相关计算，确定模具设计的方案、总体设计和及其主要零件设计，注射机有关参数的校核,在设计中要明确模具在实际运用中的使用情况，熟悉成型工艺的流程，认真完成每一个细节的设计。绘制模具总装图和非标准零件工作图。对模具主要零件进行加工规程的编制。2.2插头外壳注射模设计总体方案2.2.1毕业设计的要求确定电源插头外壳的尺寸和结构，选择材料并确定其收缩率。塑件成型时无变形,注出的制件表面光滑，无气泡和其它缺陷，无飞边或少飞边。 该零件属于相对简单程度，在深入分析零件的结构和工艺的基础上，给出不同的工艺方案，经方案比较后择优；设计相应的模具及其主要部件，模具设计时必须设置自攻螺纹机构，制定出主要零件的工艺规程；(4)绘制模具总装图和主要零件图，图纸要求符合有关的国家标准；(5)编制注射模主要零件加工工艺规程。2.2.2设计总体方案根据设计要求，为了提高生产效率，保证塑件的成型质量，理想的模具设计结构要满足塑件成型工艺技术要求和生产经济性能要求，技术要求是要保证塑料制品的几何形状、尺寸公差及表面粗糙度；生产经济性能要求是要使生产的成本低，生产效率高，模具寿命长，操作简单、安全、方便。设计采用四型腔设计，由于零件具有内螺纹，无质量与精度要求，因此采用自攻螺纹机构。塑件为腔体外壳，设置推出机构时考虑到外形表面的质量问题，采用推杆机构内表面顶出，并且要求推杆的布置力求均匀，在设计中每个型腔设置4个推杆，使塑件在推出的过程中受力均匀，推出迅速，保证塑件在推出过程中不发生变形。为了便于热处理和节约优质模具钢，型腔采用整体镶块式结构；另外，为便于制造，型芯除整体采用镶块式外，局部还采用镶拼结构。使设计结构简单，装配方便。设计中零件尽量采用标准件，以便减少加工工序和加工成本。为了更好的设计出插头外壳零件塑料注射模，本论文将进一步对设计进行分析说明，以下是设计的具体步骤：成型工艺分析：为注射所用的材料提供选择依据，分析塑件成型工艺以便合理的选择成型设备；注射模结构分析：分型面选择、模具型腔数目的确定及其型腔的排列方式和冷却水道的布局以及浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、自攻螺纹机构的设计、推出机构的设计等内容;模具设计的有关计算：成型零件的主要尺寸计算，为模具装配提供依据；模具系统相关参数校核：模具加热和冷却系统的计算、模具闭合高度的确定、注射机有关参数的确定；注射模具重要零件加工工艺规程的编制与装配：编制重要零件的加工规程，为装配提供良好的硬件基础。3注塑件的设计3.1功能设计功能设计是要求塑件应具有满足使用目的功能，并达到一定的技术指标。该塑件是连接电源与电器的桥梁，使用的材料必须有良好的绝缘性能，保证塑件有足够的绝缘电阻和电气强度(耐较高电压冲击的能力)；塑件必须具备良好的耐热、耐燃性能，这是非常重要的指标；塑件在使用中，由于电流作用或非正常工作、故障等原因，可能导致产生较高的温度，甚至使带电金属产生红热，这就要求塑件在一定的温度条件下应不变形、不软化，遇到明火时导致火焰蔓延；从外观上来说，要求塑件的质地较为坚硬，很难划伤，成形后结构严密；作为一种日用品，生产批量应该是大批大量生产，必须考虑生产成本和模具寿命，在材料的选择时要综合各种因素。3.2材料的选择通常，选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求，以及原材料的性能数据。该塑件对材料的要求首先必须是绝缘性能好，其次才是材料的力学性能,如屈服应力、弹性模量、弯曲强度、表面硬度等，再后考虑成型难易和经济性问题。以下是对几种绝缘性能较好材料的性能对比，如表3—1所示。考虑到加工工艺问题，模具成型过程需要考虑到材料的注塑特性，在各特点都相差无几的情况下，好的成型特性是选择材料的主要标准，以下是三种材料的性能和成型特性比较。聚酰胺6：电性能较好，优异的耐磨性和自润滑性，良好的耐热和力学性能，低温性能突出，能自熄，刚度小，吸水率高，但尺寸稳定性差。成型前需干燥避免高温成型时起泡和制品强度下降，为了使注塑产品尺寸稳定，需要进行调湿处理，易产生内应力。螺杆端必须安装止逆环，采用梯形流道和U形流道，浇口设计以圆形浇口为宜，浇口设在塑件最厚部位，应开设排气槽。聚酰胺6主要用于轴承，圆柱齿轮，凸轮，各种辊子，辊轴，输油管，活塞，电缆护套，绝缘插座，外壳，支撑架等。30%玻璃纤维聚碳酸脂：电绝缘性优良，冲击韧性极好，而且耐蠕变，使用范围宽,尺寸稳定性好，耐候性、无毒性。缺点是对缺口比较敏感，易产生应力开裂，耐疲劳性和化学稳定性也稍差。要求模具的流道、浇口短而粗，以减少流体的压力损失，同时需要较大的注射压力，树脂在成型加工前需要进行充分的干燥处理，使其控制含水量控制在0.02%以下。由于热膨胀系数间的差别，要求尽可能少用金属嵌件。制品必须进行后处理，以消除其内应力。3。％玻璃纤维聚碳酸脂主要用于电绝缘零件，断路器，配电板,电动工具外壳，精密仪器零件，电子计算机零件，插头等。增强聚对苯二甲酸丁二酯（3。％玻璃纤维）：良好的电性能，温度、湿度变化范围很光时电性能能保持基本不变，机械强度高，耐热性、难燃性都良好，良好的尺寸稳定性，磨耗量低，突出的耐老化。成型性好，能直接成型具有复杂形状制品的外壳，成型前需干燥，模塑周期短，容易出模，温度至熔融温度以上时，具有较低的溶体粘度，良好的流动性。成型性好，对模具没有特殊要求，采用螺杆式注射机最佳，模具表面应进行电镀、抛光或淬火。增强PBT主要用于插头，连接器，开关，配线零件，熔断器，线圈骨架，阴极射线管，手柄，支承，外壳等。表3—1材料的特性塑料名称PA6增强PC增强PBT拉伸强度/MPa68.9~78.89130~140132~137弯曲强度/MPa110170~180167~196压缩强度/MPa89.57~110.120~130118~12725缺口冲击强度（kJ/m）6.310~137洛氏硬度R119M95R121介电常数（106Hz）3.83.453.8热变形温度/°C(1.82MPa)68~85146155205~212(0.45MPa)185~190215~220介电强度（kV/mm）181928断裂伸长率/%200~3004~62.5~4体积电阻率/€-cm7X10141.5X10152.5X1014介电损耗/（106Hz）0.030.0070.002吸水率％3.0~4.20.100.06~0.07耐电弧性/s/120140~145收缩率/%。0.6~1.60.2~0.30.2~0.8可燃性（UL94）/V—0HB以上的性能分析对比中看出，在绝缘性能方面三种材料相差不大，成型特性上以3。％玻璃纤维增强PBT最好，其英文名为：Polybutyleneterephtha-late，最终选定热塑性塑料增强PBT为塑件材料，其特性符合塑件的要求。3.3结构设计塑料制件的结构工艺性是指塑件结构对成型工艺方法的适应性。在塑料生产过程中，一方面成型会对塑件的结构，形状，尺寸精度等诸方面提出要求，以便降低模具结构的复杂程度和制造难度，保证生产出价廉物美的产品；另一方面，模具设计者通过对给定塑件的结构工艺性进行分析，弄清塑件生产的难点，为模具设计和制造提供依据。塑件图及塑件说明如图3—1所示。图3—1插头外壳零件图图3—1插头外壳零件图3.3.1壁厚各种塑件，不论是结构件还是板壁，根据使用要求具有一定的厚度，以保证其力学强度，因此，合理的选择塑件的壁厚是很重要的。塑件壁厚不能过小，否则熔融塑料在模具型腔中的流动阻力加大，尤其是形状复杂的塑件。在满足力学性能的前提下厚度不宜过厚，不仅可以节约原材料，降低生产成本，而且使塑件在模具内冷却或固化时间缩短，提高生产率；其次可避免因过厚产生的凹陷，缩孔等质量上的缺陷。增强阻燃PBT在注塑过程中，当温度至熔融温度以上时，具有较低的溶体粘度，良好的流动性，因而可制造形状复杂，厚度较薄的制品。当壁厚为0.5mm时，流动距离与制品厚度的比值（L/t）为100;壁厚为2mm时，比值为300。3.3.2脱模斜度由于塑料冷却后产生收缩，会使塑件紧紧包住模具型芯或型腔中的凸起部分，为了便于从塑件中抽出型芯或型腔中取出塑件，防止脱模时拉上或擦伤塑件，设计塑件时必须考虑塑件内外表面沿脱模方向均应具有足够的脱模斜度。查阅相关资料可得：增强阻燃PBT的脱模斜度一般取2°至3。。3.3.3加强肋用增加壁厚的方法来提高塑件的强度通常是不合理的，因为壁的厚度在工艺上受到一定的限制，此时可采用设置加强筋的办法来增加塑件的强度。塑件上适当设置的加强肋可以防止塑件的翘曲变形；沿着物料流动方向的加强肋还能降低充模阻力，提高融体流动性，避免气泡，缩孔和凹陷等现象的产生。在该塑件中的加强肋起到引导物料流动的作用同时又对插销进行定位。通常加强肋的设计原则为高度低（过高时容易在弯曲和冲击负荷作用下受损），宽度小，而数量多为好（塑件形状所允许的情况下）。3.3.4圆角带有尖角的塑件，往往会在尖角处产生应力集中，影响塑件强度；同时还会出现凹痕或气泡，影响塑件外观质量。为此，塑件上除了使用要求必须采用尖角之处外，其余所有转角尽可能采用圆弧过渡。这样，不仅避免了应力集中，提高了强度，而且还增加了塑件的美观，有利于塑料充模时的流动。在本塑件中，由于内表面质量要求不高，无精度要求，只需在外表面尖角处设置圆弧过渡。据有关资料推荐，外壁圆角半径可取1.5倍壁厚。3.3.5螺纹本塑件具有两个内螺纹构件，由于螺纹直径较小，无法使用硅橡胶螺纹型芯强制脱模。螺纹型芯固定在塑件一起脱出型腔，然后旋出螺纹型芯，这种方法生产效率低，仅适用于小批量生产。本设计采用自攻螺纹方式制造螺纹。塑件上的螺纹在使用时不经常拆卸且紧固力不大时，可采用自攻螺钉直接旋入装配即可，内螺纹孔设置成光孔，底孔的脱模斜度为1°〜2°。查相关资料，采用M3规格的自攻螺纹，光孔底部直径d为2.3mm,上部直径d为2.6mm。3.4塑件的尺寸精度及表面质量3.4.1尺寸精度塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准，然而，在满足塑件使用要求的前提下，设计时总是尽量将其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工难度和制造成本。对塑件的精度要求，要具体分析，根据装配情况来确定尺寸公差，该塑件是一般民用品，精度要求低。根据GB1002-1996家用和类似用途单相插头插座型式、基本参数和尺寸标准，零件重要尺寸为：Eh。，12.7±0.135。其平行度、垂直度、对称度等形位公差应为GB1184中规定的公差7级。其余塑件尺寸采用标准中的8级精度。根据以上分析可见，该零件的尺寸精度较低，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。3.4.2表面质量表面质量是一个相当大的概念，包括微观的几何形状和表面层的物理-力学性质两方面技术指标，而不是单纯的表面粗糙度问题。塑件的表观缺陷是其特有的质量指标，包括缺料，溢料与飞边，凹陷与缩瘪，气孔，翘曲等。该零件要求注出的制件表面光滑,无气泡和其它缺陷，无飞边或少飞边。根据GB1002-1996家用和类似用途单相插头插座型式、基本参数和尺寸标准，塑件粗糙度全部为0.8卩m。4注塑成型的准备4.1注塑成型工艺简介注塑成型是利用塑料的可挤压性与可模塑性，首先将松散的粒状或粉状成型物料从注塑机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流状态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段时间的保压冷却以后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。一般分为三个阶段的工作。物料准备：成型前应对物料的外观色泽、颗粒情况，有无杂质等进行检验，并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标。对于吸湿性强的塑料，应根据注射成型工艺允许的含水量进行适当的预热干燥，若有嵌件，还要知道嵌件的热膨胀系数，对模具进行适当的预热，以避免收缩应力和裂纹，有的塑料制品还需要选用脱模剂，以利于脱模。注塑过程：塑料在料筒内经过加热达到流动状态后，进入模腔内的流动可分为注射，保压，倒流和冷却四个阶段。当模腔充满熔体时，熔体压力迅速上升，达到最大值。往后一段时间，塑料仍处于螺杆(或柱塞)的压力下，熔体会继续流入模腔内以弥补因冷却收缩而产生的空隙。由于塑料仍在流动，而温度又在不断下降，定向分子(分子链的一端在模腔壁固化，另一端沿流动方向排列)容易被凝结，所以这一阶段是大分子定向形成的主要阶段。这一阶段的时间越长，分子定向的程度越高。从螺杆开始后退到结束，由于模腔内的压力比流道内高，会发生熔体倒流，从而使模腔内的压力迅速下降。倒流一直进行到浇口处熔体凝结时为止。其中，塑料凝结时的压力和温度是决定塑料制件平均收缩率的重要因素。制件后处理：由于成型过程中塑料熔体在温度和压力下的变形流动非常复杂，再加上流动前塑化不均匀以及充模后冷却速度不同，制件内经常出现不均匀的结晶、取向和收缩，导致制件内产生相应的结晶、取向和收缩应力，脱模后除引起时效变形外，还会使制件的力学性能，光学性能及表观质量变坏，严重时会开裂。故有的塑件需要进行后处理，常用的后处理方法有退火和调湿两种。 退火是为了消除或降低制件成型后的残余应力，此外，退火还可以对制件进行解除取向，并降低制件硬度和提高韧性，温度一般在塑件使用温度以上的1。~2。度至热变形温度以下1。~2。度之间；调湿处理是一种调整制件含水量的后处理工序，主要用于吸湿性很强、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件.调湿处理所用的加热介质一般为沸水或醋酸钾溶液(沸点为121°C，加热温度为1。。〜121C，保温时间与制件厚度有关，通常取2〜9小时。4.2注塑成型工艺条件温度：注塑成型过程中需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。喷嘴温度通常略微低于料筒的最高温度，以防止熔料在直通式喷嘴口发生“流涎现象”；模具温度一般通过冷却系统来控制；为了保证制件有较高的形状和尺寸精度，应避免制件脱模后发生较大的翘曲变形，模具温度必须低于塑料的热变形温度。增强PBT塑料与温度的经验数据如表4—1所示。表4—1温度的经验数据料筒温度/C喷嘴温度模具温度 热变形温度料筒温度/C/C /C1.82MPaQ.45MPa后段 中段 前段1.82MPaQ.45MPa21Q~22Q24Q~26Q23Q~24Q21Q~23Q 7Q~11Q 2QQ~21221Q~22Q表4-2成型周期与壁厚关系制件壁厚/mm成型周期/s制件壁厚/mm成型周期/sQ.51Q2.5351.。153.。451.5223.5652.0284.085表4—3制品成型工艺参数初步确定特性内容特性内容注塑机类型螺杆式螺杆转速(r/min)20~40喷嘴形式直通式模具温度70喷嘴温度(°C)210~230后段温度(C)210~220中段温度(C)240~260前段温度(C)230~240注射压力MPa80~100保压力MPa40~50注射时间s2~5保压时间s10~20冷却时间s15~30成型周期s30~55成型收缩(%)0.5干燥温度(C)120~135干燥时间(h)2由于PBT流动性好，分子链柔性也较好，制品内残留应力较小，通常无需后处理。只有对制品尺寸稳定要求较咼时，才作适当处理，因此本设计无需后处理。压力：注射成型过程中的压力包括注射压力，保压力和背压力。注射压力用以克服熔体从料筒向型腔流动的阻力，提供充模速度及对熔料进行压实等。保压力的大小取决于模具对熔体的静水压力，与制件的形状，壁厚及材料有关。对于像PS流动性好的料，保压力应该小些，以避免产生飞边，保压力可取略低于注射压力。背压力是指注塑机螺杆顶部的熔体在螺杆转动后退时所受到的压力，背压力除了可驱除物料中的空气，提高熔体密实程度之外，还可以使熔体内压力增大，螺杆后退速度减小，塑化时的剪切作用增强，摩擦热量增大，塑化效果提高，根据生产经验，背压的使用范围约为3.4~27.5MP。时间：完成一次注塑成型过程所需要的时间称为成型周包括注射时间，保压时间，冷却时间，其他时间(开模，脱模，涂脱磨剂，安放嵌件和闭模等)，在保证塑件质量的前提下尽量减小成型周期的各段时间，以提高生产率，其中，最重要的是注射时间和冷却时间，在实际生产中注射时间一般为3~5秒，保压时间一般为20~120秒,冷却时间一般为30~120秒(这三个时间都是根据塑件的质量来决定的，质量越大则相应的时间越长)。确定成型周期的经验数值如表4—2所示。经过上面的经验数据和推荐值，可以初步确定成型工艺参数，因为各个推荐值有差别，而且有的与实际注塑成型时的参数设置也不一致，结合两者的合理因素，初定制品成型工艺参数如表4一3所示。4.3注塑机的选择aaaa⑴由公称注射量选定注射机aaaa由注射量选定注射机。由PRO/E建模分析得(材料密度p取1.53g/cm3)总体积卩=5998mm3；总质量m=pv，9.18g；流道凝料V'=0.5V (流道凝料的体积(质量)是个未知数，根据手册取0.5V(0.5M)来估算，塑件越大则比例可以取的越小)；实际注射量为：V=5998X1.5=8.99cm3；实实际注射质量为：m=1.5M=18.4X1.5=13.77g;实根据实际注射量应小于0.8倍公称注射量原则，即：0.8V建V (4-1)公实V=V/0.8公实=8.99:0.8=11.23cm3；(2)由锁模力选定注射机F„F=A-P (4-2)锁 分型=2010X30X106=60.3(KN)式中F一注射机的锁模力(N)；锁A一塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和；分P一型腔压力。型由PRO/E建模分析得：A=2010mm2。分结合上面两项的计算，初步确定注塑机，查国产注射机主要技术参数表取SZ-60/45,0主要技术参数如下：结构类型：卧式拉杆内间距mm)280X250理论注射容积cm3)：78~106移模行程mm)220螺杆(柱塞直径(mm)30~35最小模具厚度mm)100最大模具厚度mm)300注射压MP。)：170~125注射速率(g/s)：60~75锁模形式mm)双曲轴塑化能力g/s)5.6~10模具定位孔直御m)55螺杆转速r/min)10~150

喷嘴球半径(mm)：20锁模力(KN)：4505注射模的结构设计5.1分型面、型腔数量的选择5.1.1分型面的选择选择分型面时一般应遵循以下几项原则：分型面应选在塑件外形最大轮廓处；便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边；保证塑件的精度要求；⑷满足塑件的外观质量要求；便于模具加工制造；对成型面积的影响；⑺对排气效果的影响；⑻对侧向抽芯的影响；为了将塑件和浇注系统凝料等从密闭的模具内取出，以及为了安放嵌件，将模具适当地分成两个或若干个主要部分，这些可以分离部分的接触表面，通称分型面。在设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。因此，应根据分型面的选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。分型面的选择如图5—1,不影响塑件的表面质量，有利于排气，而且在分型面产生的飞边易于修整加工。塑件开模时留于动模部分，便于脱模,使模具结构简单。图5—1分型面的选择5.1.2型腔数量的确定型腔数量的确定和校核按注射机的最大注射量确定型腔数量〃:(5-1)KM—m(5-1)n< n 1m2式中K一注射机最大注射量的利用系数一般取0.8;M一注射机允许的最大注射量nm一单个塑件的质量或体积（g或cm3）1m一浇注系统所需塑料质量或体积2在设计中根据塑件的特性和塑料的成型工艺，以及注射机的性能、设计工艺的要求和提高生产率，保证塑件的表面精度，取〃=2。塑件在成型采用四型腔，排列方式如图5-2,这种平衡式排列最大的优点就是保证各个进料口同时均衡地进料。一模两腔对称布置，生产效率适中，适应中等批量生产的需要。图5-2型腔排列方式5.2浇注系统的设计注塑模的浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴进入模具开始到型腔为止所流经的通道。它的作用是将熔体平稳地引入模具型腔，并在填充和固化定型过程中，将型腔内气体顺利排出，且将压力传递到型腔的各个部位，以获得组织严密，外形清晰，表面光洁和尺寸稳定的塑件。因此，浇注系统设计的正确与否直接关系到注塑成型的效率和塑件质量。浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。5.2.1主流道设计主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道。熔融塑料首先经过主流道，所以它的大小直接影响塑料的速度及填充时间。主流道截面面积过小，塑料在流动过程中冷却面积相对增加，热量损失大，粘度增加，流动性降低，成型压力损失大，造成成型困难；如主流道截面面积过大，会使流道容积加大，塑料耗量增多，而且会使塑料流动过程中压力减弱，冷却时间延长，容易产生紊流或涡流，使塑件产生气孔，影响塑件质量。一般对于流动性好，塑件较小，主流道要设置得小些。主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及一定、温度、压力的塑料熔体要冷热交替地反复接触，属于容易损坏的部件，对材料的要求较高，因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式，即浇口套。设计中采用优质钢材单独进行加工和热处理。根据标准推荐值取喷嘴前端孔径d=4mm，查得SZ-60/450喷嘴前端面半径R=20mmo1根据模具主流道与喷嘴R=R+(1~2)mm以及D=d+(0.5〜l)mm,取主流道球面半径2 1R=21mm，小端直径D=4mm。2设计中采用的是卧式注射机，为了使凝料能从其中顺利拨出，主流道设计成圆锥形,锥角为2°，表面粗糙度表面粗糙度小于0.63〜1.25卩m.在保证塑件成型良好的前提下，主流道的长度L尽量短，通常主流道的长度L可小于或等于60mm，经过换算的主流道大端直径D=8mmo为了使熔料顺利的进入分流道，可在主流道出料端设计半径r=3mm的圆弧过渡。5.2.2分流道设计表5—1流道断面尺寸推荐值塑料名称分流道断面直径mm塑料名称分流道断面直径mmABS，AS4.8~9.5聚苯乙烯3.5~10聚乙烯1.6~9.5软聚氯乙烯3.5~10尼龙类1.6~9.5硬聚氯乙烯6.5~16聚甲醛3.5~10聚氨酯6.5~8.0丙烯酸8~10热塑性聚酯3.5~8.0抗冲击丙烯酸8~12.5聚苯醚6.5~10醋酸纤维素5~10聚砜6.5~10聚丙烯5~10离子聚合物2.4~10异质同晶体8~10聚苯硫醚6.5~13分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段，因此在设计中要求分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔料尽快地流经分流道充满型腔，并且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小，能使塑料熔料体均衡地分配到各个型腔。分流道一般开设在分型面上。分流道的形状及尺寸，应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率、分流道长度因素来确定。分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。常用分流道断面尺寸推荐如表5—1所示。5.2.3浇口设计浇口是连接分流道与型腔的一段细短的通道，它是浇注系统的关键部分，浇口的形状，数量，尺寸和位置对塑件的质量影响很大，浇口的主要作用有两个，一是塑料熔体流经的通道，二是浇口的适时凝固可控制保压时间。浇口的类型有很多，有点浇口，侧浇口，直接浇口，潜伏式浇口等，各浇口的应用和尺寸按塑件的形状和尺寸而定该模具采用截面为矩形的普通侧浇口，即标准浇口，开设在分型面上，从塑件的侧面进料。它是广泛使用的一种浇口形式。查相关资料得：尺寸一般取宽1.5-5mm,厚0.5-2.Omm,长0.7~2mm。本设计中取尺寸2mmx2mmxlmm(bx1xh)o其有以下特性：形状简单，去除浇口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保证；试模时如发现不当，容易及时修改；能相对独立地控制填充速度及封闭时间；⑷对于壳体形塑件，流动充填效果较佳。5.3冷料穴与拉料杆设计在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一小段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约10~25mm的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里温度相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。冷料穴一般位于主流道对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料进入型腔而形成冷接缝。其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的1—1.5倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积。 在设计中采用钩形(Z形)拉料杆，如图5—3—a所示，钩形拉料杆固定在动模一侧的推板上。拉料杆头部的侧凹能将主流通凝料钩住，开模时、主流通凝料将从定模中拉出。在其后的脱模过程中，再将凝料从动模中推出。开模后，稍许将制品作侧向移动,即可将制品连同凝料一道从拉料杆上取下。在采用钩形拉料杆时特别注意手工定向取出凝料的可操作性。例如，当制品在取出时若受到型芯或型芯杆限制时，凝料将无法取出。 图5—3底部带抓料秆的拉料方式 在设计中要充分根据增强聚丙烯的成型工艺特性，使增强塑料熔融体在流道内流动顺畅，流动均匀，保持良好的充模状态，同时拉料杆在开模时也具有保护塑件的作用， 拉料杆拉出的时，也可将分流道内成型塑料拉出，使在分流道内成型的熔料与成型塑件 分离，使塑件顺利脱出，避免塑件有杂质，影响塑件表面质量。与其它拉料方式相比较, a)样式结构合理、简单，满足塑件成型要求。5.4排气系统的设计 在塑料熔体填充注射模腔过程中，模腔内除了原有的空气外，还有塑料含有的水分 在注射温度下蒸发而形成的水蒸汽，塑料局部分解产生的低分子挥发气体，塑料助剂挥发(或化学反应)所产生的气体以及热固性塑料交联硬化释放的气体等；这些气体如果 不能被熔融塑料顺利地排出模腔，将在制件上形成气孔，接缝，表面轮廓不清，不能完 全充满型腔，同时，还会因为气体被压缩而产生的高温灼伤制件，使之产生焦痕，色泽不佳等缺陷。为了使这些这些气体从型腔中及时排出，可以采用开设排气槽等办法。有 时排气槽还能溢出少量料流前锋的冷料，有利于提高塑件熔接强度。通常，选择排气槽的开设位置时，应遵循以下原则： 排气口不能正对操作者，以防熔料喷出而发生工伤事故；最好开设在分型面上，如果产生飞边易随塑件脱出； 最好设在凹模上，以便于模具加工和清模方便； 开设在塑料熔体最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的终端； 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；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；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。 模具的排气可以利用排气槽排气，分型面排气，利用型芯，推杆，镶件等的间隙排 气。在大都情况下可利于模具分型面或模具零件间的配合间隙排气，这时可不另设排气槽。在设计中，由于凸模采用局部镶拼结构，利用分型面以及间隙排气已经满足要求，不需设计排气槽。5.5冷却系统的设计 在注塑成型过程中，模具的温度直接影响到塑件成型的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具的温度要求也不同。流动性差的塑料如PC,POM等，要求模具温度高，温度过低会影响塑料的流动，增大流动剪切力，使塑件内应力增大，出现冷流痕，银丝，注不满等缺陷。普通的模具通入常温的水进行冷却，通过调节水的流量就可以调节模具的温度，为了缩短成型周期，还可以把常温的水降低温度后再通入模内，可以提高成型效率。对于高熔点，流动性差的塑料，流动距离长的制件，为了防止填充不足，有时也在水管中通入温水把模具加热。30%增强纤维PBT推荐的成型温度为210~260C，模具温度为70C。模具的冷却系统是控制模具温度和制品质量的重要手段，也是减少成型周期提高生产率的重要措施，它还关系到模具的结构、复杂程度、能耗和制造成本等问题。因此合理的规划与设计模具的冷却系统具有重要意义。模具设置冷却装置的目的，一是防止塑件脱模变形；二是缩短成型周期；三是使结晶性塑料冷凝形成较低的结晶度，以得到柔软性、翘曲性、伸长率较好的塑件。PBT的结晶很迅速，这将导致因冷却不均匀而造成弯曲变形，因此要很好地设计模具的冷却腔道以减小塑件的弯曲，热量的散失一定要快而均匀。图5—4循环式冷却冷却形式一般在型腔、型芯等部位合理的设置通水冷却水路，并通过调节冷却水流量及流速来控制模温。冷却水一般为室温冷水(在设计中采用)，必要时也有采用强迫通水或低温水来加强冷却效率。冷却系统的设计原则如下：尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡；冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越好；尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，与制件的壁厚距离相等，经验表明,冷却水管中心距B大约为2.5~3.5D冷却水管壁距模具边界和制件壁的距离为0.8~1.5B最小不要小于10。浇口处加强冷却，冷却水从浇口处进入最佳；应降低进水和出水的温差，进出水温差一般不超5过3冷却水的开设方向以不影响操作为好对于矩形模具,通常沿宽度方向开设水孔。合理确定冷却水道的形式，确定冷却水管接头位置，避免与模具的其他机构发生干涉。冷却系统的结构如图5—4所示。5.6导向机构的设计注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。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。导柱：国家标准规定了两种结构形式，分为带头导柱和有肩导柱，大型而长的导柱应开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩擦。若导柱需要支撑模板的重量，特别对于大型、精密的模具，导柱的直径需要进行强度校核。导套：导套分为直导套和带头导套，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构，带头导柱轴向固定容易。5.6.1导柱如图5—5所示，在设计中导向机构主要零件是导柱和导套。导柱的结构和技术要求如下：长度导柱导向部分的长度应比凸模端面高出8〜12mm,以避免出现导柱未导正而型芯先进入型腔。形状导柱前端应做成锥台形，以使导柱顺利进入导向孔。材料导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的型芯，因此设计中采用T8钢经过淬火处理，硬度为50〜55HRC。导柱固定部分表面粗糙度Ra为0.8€m，导向部分表面粗糙度Ra为0.8〜0.4€m。数量及布置导柱应合理布置在模具分型面的四周，在设计中采用4个导柱均匀分布在模具分型面四周，导柱中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度(导柱中心到模具边缘距离通常为导柱直径的1〜1.5倍)。导柱既可以设置在动模一侧，也可以设置在定模一侧，应根据模具具体结构来确定。在不妨碍脱模取件的条件下，导柱通常设置在型芯高出分型面较多的一侧，在设计中导柱放置在动模一侧。配合精度在设计中，导柱固定端与模板之间采用H7/k6的过度配合；导柱的导向部分通常采用H7/f7的间隙配合。导柱型号选用设计中采用直径为16mm的标准件，其的一些尺寸根据实际操作中模具的体形进行调整，因此，在设计中将会对导柱的具体尺寸进行分析和计算。图5—5导柱导向机构5.6.2导套形式导套要求结构简单，加工方便，用于简单模具或导套后面有垫板的场合。在设计中导套安放在动模固定板上。结构和技术要求形状为使导柱顺利进入导套，在导套的前端应到圆角。导柱孔最好做成通孔，以利于排出孔内的空气及残渣废料。材料导套用与导柱相同的材料制造，其硬度一般应低于导柱硬度，以减少磨损，防止导柱或导套拉毛。导套固定的部分和导滑部分的表面粗糙度一般为Ra0.8卩m。固定形式及配合精度设计中导套采用H7/k6配合镶入模板。5.7顶出系统的设计注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称顶出机构。脱模机构的设计一般遵循以下原则：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；由于塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度最大的部位；结构合理可靠，便于制造和维护。一般顶出机构的顶出元件有顶杆、顶管、推板、推块、活动镶块或凹模等。本设计使用简单的顶杆(推杆)脱模机构，因为该塑件的分型面简单，结构也不复杂，采用简单的脱模机构可以简化模具结构，给制造和维护带来方便。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，本设计推杆采用最常用的圆形截面形状。设计中每个型腔采用4个推杆，均匀布置,以便更好的保证塑件的表面质量和使塑件顺利推出。推杆尺寸计算本设计采用的是推管和推杆推出，在求出脱模力的前提下可以对推杆做出初步的直径预算并进行强度校核。本设计采用的是圆形推杆，圆形推杆的直径由欧拉公式简化为：L2F /匸d=k(脱)=2.55mm (5-2)nEd一推杆直径；n一推杆的数量，n取8；L一推杆长度(参考模架尺寸，估取L=15。)；E一推杆材料的弹性模量，取E=2.1X105MPa；k一安全系数，取k=1.5；F一总的脱模力。脱实际推杆尺寸直径为3mm，可见是符合要求的。但为了安全起见，再对其进行强度校核，强度校核公式为：■4Fd> 脱—=2.18mm (5-3)5压][b]一推杆材料的许用压应力，Q]=150MPa。压 压推杆的固定形式推杆的固定形式有多种，但最常用的是推杆在固定板中的形式，即固定在推杆固定板中。推出机构的复位脱模机构完成塑件的顶出后，为进行下一个循环必须回复到初始位置，目前常用的复位形式主要有复位杆复位和弹簧复位。本设计采用弹簧复位机构，弹簧复位机构是一种最简单的复位方式。推出时弹簧被压缩，而合模时弹簧的回力就将推出机构复位。

推杆与模体的配合推杆和模体的配合性质一般为H8/f7或H7/f7,本设计采用H8/f7配合性质。配合间隙值以熔料不溢料为标准。配合长度一般为直径的1.5-2倍，至少大于15mmo5.8成型零件结构设计5.8.1凹模的结构设计在设计中模具采用双型腔的结构形式，考虑加工的难易程度和材料的价值利用率等因素，凹模采用整体式结构，同时局部镶嵌圆形镶件，以便于凹模的加工，凹模由定模模仁和定模圆形镶件组成。根据分流道和浇口的设计要求，分流道和浇口均设置在凹模镶块上。5.8.2凸模结构设计凸模只要是与凹模结合构成模具的型座腔，由动模模仁、动模圆形镶件、动模矩形镶件和动模异形镶件组成。凸模也采用整体式加局部镶嵌式结构，先把动模固定板加工出来，在动模固定板上加工出两个与凹模型腔对应型腔，然后把加工好的型芯配合镶嵌入凸模，最后镶嵌进动模镶块，在设计中为了保证塑件尺寸精度，务必在装配时保护零件工作部分的加工精度，同时位置精度也要有明确的控制。5.9标准模 架的选用CC图5-6标准模架的选用注塑模模架国家标准有两个，艮IGB/T1255 1990«塑料注射模中小型模架及其技术条件》和GB/T12555——1990《塑料注射模大型模架》。前者适用于模板尺寸为BXL<560mmX900mm;后者的模板尺寸BXL为(630mmX630mm)〜(1250mmX2000mm)o选用标准注射模架时要遵循最小原则，即在满足各种要求的情况下选用最小的模架。本设计采用A2-180250-28-Z2中小型注射模架，基本规格为A2型，模板BXL为180X250,规格编号为28,即模板A为32mm，模板B为32mm，垫块C为63mm,有肩导柱、正装、导柱公称直径€16mm。如图5—6所示。6成型零件工作尺寸的计算成型零部件中与塑料直接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(如孔间距、型芯间距、孔或凸台到型腔侧表面的距离等)。成型零件工作尺寸计算方法一般有两种：一种是平均值法，即按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算；另一种是按极限收缩率、极限制造公差和磨损量进行计算；前一种方法简便，但不适合精密塑件的模具设计，后一种复杂，但能较好的保证尺寸精度。本设计采用平均值法。6.1型腔和型芯工作尺寸的计算成型零件工作尺寸计算方法一般有两种：一种是平均值法，即按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算；另一种是按极限收缩率、极限制造公差和磨损量进行计算。前一种方法简便，但不适合精密塑件的模具设计，后一种复杂，但能较好的保证尺寸精度。本设计采用平均值法。由于影响因素较多，累积的误差较大，因此塑件的尺寸精度往往较低。设计塑件时，其尺寸精度选择不仅要塑件的使用和装配要求，而且要考虑塑件在成型过程中产生的误差，模具的制造公差和成型零件的磨损，是影响塑件尺寸精度的主要因素，所以，应提高模具精度等级和减少磨损。在设计中采用以平均收缩率、平均磨损量和平均制造公差为基准的计算方法。查表可得增强PBT在实际计算中，以上计算是仅考虑塑料收缩率时计算模具成型零件工作尺寸的公式，由于生产中要考虑诸多因素，所以模具成型零件工作尺寸的计算公式就有不同的形式，设计中采用常用的按平均收缩率、平均磨损量和模具的平均制造公差为基准的计算方法，有查表可得，增强塑料的平均收缩率为：_s+SS=—maxminX100% (6-1)2式中S一塑料的平均收缩率；S—塑料的最大收缩率；maxaaaaS一塑料的最小收缩率;minaaaa经查表可得增强PBT的s=0.8%,S=0.2%,于是可得:max min0.8%+0.8%+0.2%2X100%=0.5% 在以下的计算中，塑料的收缩率均为平均收缩率。对塑件图上没有公差要求的自由 尺寸，采用标准中的8级精度。塑件外型最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值，与之对应 的模具型腔最小尺寸为基本尺寸，偏差为正值，塑件内形最小尺寸为基本尺寸，偏差为 正值，与之相对应的模具型芯最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值，中心距偏差为双向对称分布。在以下计算中均采用平均计算方法。6.1.1型腔和型芯的径向尺寸的计算⑴型腔径向尺寸计算 综上所述，塑件的基本尺寸L是最大尺寸，其公差△为负偏差，如果塑件上原有的 S公差与此不相符，则按此规定转换为单向负偏差，因此，塑件的平均径向尺寸为L-A S/2。模具型腔的基本尺寸Im是最小尺寸，公差值为正偏差，型腔的平均尺寸则为lm+6/2。型腔的平均磨损量为6/2，在设计中，6c取A/6,6z取A/3,x=1/2。考虑平均 收缩率后，则可列的如下等式:(L)+(L)+8zM0=l+S)L-0.5A-S+8z0(6-2)由此可计算模具型腔的径向尺寸，在计算中采用平均尺寸法。(2)型芯径向尺寸计算 采用平均尺寸法。塑件孔的径向基本尺寸ls是最小尺寸，其公差A为正偏差，型芯 的基本尺寸lm是最大尺寸，制造公差为负偏差，经过与上面的型腔径向尺寸相类似的计算公式:TOC\o"1-5"\h\z(Z》=「＜+§)l+0.5A＜0 (6-3)M-8L S」＜z —8z由此可计算模具型腔的深度，在计算中采用平均尺寸法。 6.1.2型腔深度和型芯高度的计算(1)型腔深度 在型腔深度尺寸计算中，由于型腔的底面磨损很小，所以可不考虑磨损，设计中x=1/2，由此可得：(H)€8z=「(+S)H-1A伫 (6-4)M0LS2 0由此可计算模具型腔的深度，在计算中采用平均尺寸法。 (2)型芯高度 在型芯高度尺寸计算中，由于型芯的端面磨损很小，所以可不考虑磨损，设计中x=1/2,由此可得:0-0-Sz(6-5)(h》M一,z由此可计算模具型芯的高度，在计算中采用平均尺寸法。根据以上计算公式可根据塑件尺寸计算得模具主要零件的尺寸。在计算中，为了使设计方便、快捷，以便在绘图时及时得到参考数据，因此要把塑件上所给的尺寸逐个进行分析计算，并且对进行计算的尺寸进行分类，保证在计算时运用的公式没有错误。计算如下表6—1所示。6.1.3中心距尺寸的计算由于模具上中心距和塑件中心距公差都是双向等值公差，同时磨损的结果不会使中心距发生变化，在计算中中心距尺寸时不必考虑模损量。因此，塑件中心距的基本尺寸C和模具上成型零件中心距基本尺寸C均为平均值尺寸。TOC\o"1-5"\h\zs M于是得计算公式：C=(+S)C (6-6)M s标注制造公差后得：(C)±,/2=<+S)C±8/2Mz sz塑件型孔之间的中心距为13±0.36mmmm,于是可计算得：C±,/2=(1+S)C±,/2M5z sz=(1+0.005)13±0.36/2=13.07±0.18mm表6—1型腔和型芯工作尺寸的计算模具零件名称塑件尺寸计算公式型腔或型芯的工作尺寸280-096(L)+8z=(1+S)L—0.5A +8zM0 L S 」027.66+0.320370-1.0436.67+0.35030-0.482.78+0.160aaaa11.7+0.2411.7+0.24-0.7260i-/ 、 「-0.61(HX=(1+S/H-1A+5zM0 1 S205.73+o.2o080—0.617.73+0.200动模镶块镶件135.5+1.04036.20—0.3525+0.9609+0.61012+0.7209.5+0.6102.5+0.4801+0.4801.5+0.4801.5+0.10013+0.7206.5+0.6109.5+0.6104+0.56015+0.8004.5+0.560巾3+0.560巾6+0.6103+0.56032+1.040e2.3+0.48025.60-0.329.350-02012.420-0.249.850—0.20l+0.5AS-s2.750-0.161.240—0.161.740-0.161.550-0.0313.420-0.246.840-0.209.850-020(h》M-„zhs+2A-Sz4.30-0.1915.480-0.274.80-0.19)0=「＜+s)M-zl+0.5AS-Sze3.290-0196.340-0.20(h》M-„zhs+2A-Sz3.290-0.1932.680-0.35(i》=「(t+S)M-S-zl+0.5AS■0-Se2.550-0.16€€2.6+0.48€2.85o-0.16aaaa镶件338.5+1.0404+0.5609.3+0.610巾4.5+0.5604+0.56038.5+1.040(1》=「(1+S)M_S-zl+0.5AS—Sz39.210—0.354.30—0.199.650—0.20巾4.8。—0.194.30—0」939.210—0.356.2模具壁厚及其它参数计算在注塑成型过程中，型腔主要承受塑料熔体的压力，因此模具型腔应该具有足够的强度和刚度。如果型腔壁厚和底版的厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料本身的许用应力g]时，型腔将导致塑性变形，甚至开裂。与此同时，若刚度不足将导致过大的弹性变形，从而产生型腔向外膨胀或溢料间隙。因此，有必要对型腔进行强度和刚度的计算，尤其对重要的，精度要求高的大型塑件的型腔，不能仅凭经验确定。理论分析和实践证明，模具对强度以及刚度的要求并非要同时兼顾。对大尺寸型腔,刚度不足是主要问题，应按刚度条件计算；对小尺寸型腔，强度不足是主要问题，应按强度条件计算。强度计算的条件是满足各种受力状态下的许用应力。刚度计算的条件则由于模具特殊性，可以从防止卸料，保证塑件精度，有利于脱模三个方面加以考虑。6.2.1下凹模具型腔侧壁厚度及底板厚度的计算下凹模型腔侧壁厚度的计算下凹模镶块型腔为整体式矩形型腔，根据组合式矩形侧壁厚度的计算公式：(6-7)t= =11.77mm(6-7)c E[S]式中c一与型腔深度对型腔侧壁长边边长之比h/L有关的系数；查表c=1；1p一型腔压力，p取30MPa；h一型腔深度，h=25；E一模具材料的弹性模量(MPa)，E取2.1X105；[S]一刚度条件，即允许变形量(mm)，取[S]=0.04;考虑到冷却系统的放置，取下凹模镶块的外形尺寸为160X100mm。下凹模底板厚度的计算根据组合式型腔底板厚度计算公式:=3.31mmth==3.31mmth=0.31mmth(6-8)式中c一由底板短边与长边边长之比L/L决定的系数；查表c=0.026;2 1 1p一型腔压力,取p=30MPa；L—40mm;2E一模具材料的弹性模量(MPa),E取2.1X105；[€]一刚度条件，即允许变形量(mm),取[€]=0.04;在设计中考虑到模具的饿整体协调结构，可设置H=32mm。6.2.2上凹模型腔侧壁厚及底板厚度的确定(1)上凹模型腔侧壁厚度的计算上凹模镶块型腔为整体式矩形型腔,根据整体式矩形侧壁厚度的计算公式:(6-9)c-h4=2.44mmE[€](6-9)式中C一与型腔深度对型腔侧壁长边边长之比h/L有关的系数；查表C=0.93;1p—型腔压力，p取30MPa；h一型腔深度，h=8mm;E一模具材料的弹性模量(MPa)，E取2.1X105；[€]一刚度条件，即允许变形量(mm)，取[€]=0.04;(2)上凹模底板厚度的计算根据组合式型腔底板厚度计算公式：(6-10)式中c一由底板短边与长边边长之比L/L决定的系数；查表c=0.0209;2 1 1p—型腔压力，p取30MPa；L—8mm；2E一模具材料的弹性模量(MPa),E取2.1X105；[€]一刚度条件，即允许变形量(mm),取[[€]=0.04；在设计中考虑到模具的饿整体协调结构，可设置H=32mm。6.2.3模具加热和冷却系统的计算(1)冷却水体积流量的计算6-11)WQ_6-11)q= —=4.2x10-3m3/minvpc(0-0)1 1 2式中p—水的密度103KG/m3；c—水的比热容4.187X103J/kg・C;1

€一水管出口温度，€取25C;1€一水管入口温度，€取20C;2W一单位时间(每分钟)内注入模具中的塑料溶体质量(kg/min),Q一单位质量的塑料溶体在凝固时所放出的热量(kJ/kg)；1冷却管道总传热面积的计算A=6°WQi=7X10-3m2 (6-12)h,€式中W一单位时间(每分钟)内注入模具中的塑料溶体质量(kg/min);Qi一单位质量的塑料溶体在凝固时所放出的热量(kJ/kg),为1.3x1°2kJ/kg;爲一模具温度与冷却水温度之间的平均温差(°C),为47.5C;h一冷却管道孔壁与冷却水之间的热传膜系数[kJ/(kg-C)],取1.6kJ/(kg-C)。冷却水管的平均流速的计算6-13)v=■ „4.2x10-3mgm/s6-13)…d23.14x°.°°82式中d—冷却管道的直径(m),结合q查表得d=8mm;v冷却管道的孔数的计算=1.75(6-14)A 7x1°=1.75(6-14)n= = …dL3.14x°.°°8x°.16式中L一冷却管道开设方向上模具宽度(m);取n=2,即应开设2跟冷却水道。6.2.4模具闭合高度的确定根据支承与固定零件的设计中提供的经验数据，可以确定定模座板高度为20mm;上固定板32mm;下固定板高度为32mm;支承板高度为32mm;动模座板高度为32mm;根据推出行程和推出机构的机构尺寸可确定垫块63mm。6.2.5注射机有关参数的校核(1)最大注塑量的校核为确保塑件质量，注塑模一次成型的塑件质量(包括流道凝料质量)应在公称注塑量的35%~75%范围内，最大可达80%，最小不小于10%。为了保证塑件质量，充分发挥设备的能力，选择范围通常在50%~80%。V=8.99cm3;V=78cm3;实 公899满足要求—x1°°%=11.5%满足要求78⑵锁模力的校核aaaa在确定型腔压力和分型面面积之后，可以按下式校核注塑机的额定锁模力:aaaaF>KA•P分型>1.2x2010x30x106>76.36KN式中F注塑机额定锁模力：450KN;K安全系数，通常取1.1~1.2,取K=1.2;满足要求。⑶塑化能力的校核由主4一2初定的成型周期为30秒计算实际塑化能力为每次实际注射量 即.田表42初定的成型周期为30杪计算，头际塑化冃能力为 ,即：成型周期78=2.6(g/s),小于注塑机的塑化能力5.6(g/s),说明注射机能完全满足塑化要求。30喷嘴尺寸校核在实际生产过程中，模具的主流道衬套始端的球面半径R2取比注射机喷嘴球面半径R1大1~2mm,主流道小端直径D取比注射机喷嘴直径d大0.5~1mm,以防止主流道口部积存凝料而影响脱模，所以，注射机喷嘴尺寸是标准，模具的制造以它为准则。定位圈尺寸校核注塑机固定模板台面的中心有一规定尺寸的孔，称之为定位孔。注塑模端面凸台径向尺寸须与定位孔成间隙配合，便于模具安装，并使主流道的中心线与喷嘴的中心线相重合。模具端面凸台高度应小于定位孔深度。模具外形尺寸校核注塑模外形尺寸应小于注塑机工作台面的有效尺寸。模具长宽方向的尺寸要与注塑机拉杆间距相适应，模具至少有一个方向的尺寸能穿过拉杆间的空间装在注塑机的工作台面上。模具厚度校核模具厚度必须满足下式：H,H,H (6-15)minmmax100,199,300式中H一所设计的模具厚度199mm;H一注塑机所允许的最小模具厚度100m minmm;H一注塑机所允许的最大模具厚度300mm;满足要求。max开模行程校核所选注塑机为双曲轴式锁模机构，最大开模行程受模具厚度影响。此时最大开模行程S开等于注塑机移动、固定模板台面之间的最大距离减去模具厚度。

S€H1+H2+(5~10)mm开(6-16)220€20+64+10(6-16)220€89 满足要求式中S一注塑机移模行程220mm;开H1一推出距离20mm;H2—流道凝料与塑件高度64mm。7模具重要零件加工规程编制成型零件与塑料直接接触并决定塑件几何形状和尺寸精度，因此在设计中主要对定模镶块、动模镶块、动模镶件和定模镶件的加工工艺进行分析。在设计中零件的尺寸可以根据实际的配合情况情况进行调整，试模后如出现配合不准确还可以在进行调整。因此在设计中要保留一定的配合公差，以便在调整时可以进行补救。(1)定模镶块加工工艺规程的编制 定