模具毕业设计6插座底座设计

摘要 (1)

前言 (2)

1.塑件工艺分析及塑料的选用 (3)

1.1 塑件工艺分析 (3)

1.2 塑料的选用 (3)

2.模具种类与模具设计的关系 (7)

3.模具的基本结构 (8)

3.1 模具的成形方法 (8)

3.2 型腔的布置 (8)

3.3 确定分型面 (8)

3.4 确定推出方式 (9)

3.5 模具的结构形式 (9)

4.注射机的选择 (11)

5.注塑机参数校核 (12)

5.1最大注射量校核 (12)

5.2 锁模力校核 (12)

5.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 (12)

5.4 模具闭合高度校核 (13)

5.5 开模行程校核 (13)

6.模具设计的有关计算 (14)

7.模具结构、尺寸的设计计算 (16)

7.1型腔结构 (16)

7.2型芯结构 (16)

7.3 选择浇注系统 (17)

7.4 冷却系统的设计 (21)

7.5导向机构 (24)

7.6拉料杆 (25)

7.7推出结构的计算 (26)

7.8模具排气槽设计 (27)

8.塑料注射模具技术要求及总装技术要求 (28)

8.1零件的技术要求 (28)

8.2总装技术要求 (28)

结论 (30)

致谢 (31)

塑料模具在当今社会越来越广泛的应用，从电脑、手机、饮料、台灯、水笔、水盆等方面应用极其广泛，可以说从我们的吃穿住行都离不开它。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。

本次的毕业设计是花插座底盘的注塑模的设计，该模具有重量轻、耐腐蚀老化、绝缘性好、强度高、使用寿命长，制作方便、价格低廉等特点，可用于双孔、三孔插座。

依据产品的数量和塑料的工艺性能确定了以双分型面注塑模的方式进行设计。模具的型腔采用一模四腔平衡布置，浇注系统采用点浇口成形，推出形式为四推杆推出机构完成塑件的推出。由于塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统，因此在模具设计中也进行了设计。本次的设计中参考了大量的文献，还在互联网上查找资料，设计过程比较完整。

关键词双分型面注射模具插座聚甲醛。

前言

通过在兴华模具公司的实习，使我对模具制造行业有了一定的了解和认识，故在这次做毕业论文选择课题时，我最终选择设计关于以塑模为课题的设计，说明塑模在兴华模具公司中的应用。

随着经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。期间其发展重点应该是既能满足大量需要，又具有较高的技术含量，特别是目前国内尚不能自给、需大量进口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具。又由于模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响。因此，一些重要的模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发展速度，这样才能不断提高我国的模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期及降低成本。由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展。而且应该是目前已有一定基础，有条件、有可能发展起来的产品。如：

1.大型精密塑料模具塑料模具占我国模具总量的比例正逐年上升，发展潜力巨大。目前虽然已有相当技术基础并正在快速发展，但技术水平与国外仍有较大差距，总量也供不应求，每年进口几亿美元。

2.主要模具标准件目前国内已有较大产量的模具标准件主要是模架、导向件、推杆推管、弹性元件等。这些产品不但国内配套大量需要，出口前景也很好，应继续大力发展。

3.大型精密塑料模具塑料模具占我国模具总量的比例正逐年上升，发展潜力巨大。目前虽然已有相当技术基础并正在快速发展，但技术水平与国外仍有较大差距，总量也供不应求，每年进口几亿美元。

4.主要模具标准件目前国内已有较大产量的模具标准件主要是模架、导向件、推杆推管、弹性元件等。这些产品不但国内配套大量需要，出口前景也很好，应继续大力发展。

1.塑件工艺分析及塑料的选用

1.1 塑件工艺分析

该产品用于电源插座上,要求具有绝缘性的作用。该产品精度及表面粗糙度要求为一般精度,但在加工制造过程中要求各部分有一定配合精度关系。该产品为大批量生产。故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能自动脱模，可采用点浇口自动脱模结构。由于该塑件要求批量大，所以模具采用一模四腔的结构，浇口形式采用点浇口，由于塑件相对较小，所以可以采用一点进料，以利于充满型腔。相对于大塑件可采用相对于小的塑件大的分流道，以达到同时充模的效果。化学性能稳定，绝缘性好，宜于成形加工等，闭弯折不容易产生损坏和断裂现象。塑件表面要求无飞边或缩孔现象。

1.2 塑料的选用

（1）酚醛塑料(PF)

性能:一般工业电器用:具有良好可塑性,适用于一般压塑成型,工艺性良好,机电性良好,光泽性好；高电绝缘用:适宜于压缩成形,除力学性能良好外,有优良绝缘性及耐水性；耐水、耐热、耐油，耐腐蚀，防湿防霉用，有良好的机电性能；耐冲击用：有高抗冲击强度，电绝缘，防霉，防湿，耐水性能；自然放霉，耐湿，耐酸特性及具有高度防湿，防霉，耐高频特性。

用途：可做工业电器开关及零件,仪表壳,纺织机械零件、矿灯零件,旋纽灯头,开关,插座等日用电器零件；可作电绝缘性,耐水性要求较高的电器仪表及电讯工业零件,交通电工器材及无线电零件；可作耐高频的短波和超短波电讯器材,高绝缘试验仪器,无线电,雷达,电子管灯座等电器零件；可作要求耐热,耐水,防霉,防腐的各种电器零件,用于船舶,湿热带气候条件时。

（2）聚醚砜(PES)

性能:具有耐热性优越的聚醚类塑料,热变形温度磕打260℃,高温下其力学强度也不

降低，透明无毒,但易吸水。

用途:用于制造电器开关件,汽车变速器齿轮,线圈骨架,插座,医疗器械飞机窗框（3）聚甲醛(POM)。

性能:它是一种有侧链,高密度,高结晶性的线形聚合物,具有友谊的综合性能.力学强度较高,它的抗张强度达70Mpa,可在104℃下长期使用,脆化温度为-40℃,吸水性较小,缺点是热稳定性教差,所以必须严格控制温度.还有结晶性了熔融范围很窄,速度快,料温稍低与熔融温度即发生结晶化,流动性下降。流动性中等,溢边值为0.04mm,流动性对温度不敏感,但对注射压力敏感，结晶时体积变化大,成型收缩范围和收缩率大。

摩擦系数低,弹性高,浅侧凹槽可强迫脱膜,塑件表面可带有皱纹花样,但易产生表面缺陷,如毛斑,缩孔,凹痕等弊病。宜用螺杆式注塑机成型,余料不宜过多和滞留过长,一般塑件的注射量不应超过注塑机注射量的百分之七十五,或取注射容量与料筒容量之比为1:6到1:10左右,料筒嘴等务必防止有死角和间隙面滞料,预塑时螺杆转速宜取底值,并宜用单头,全螺纹,等距,压塑突变型螺杆.对喷嘴孔径应取最大值,并用直通式喷嘴,喷嘴孔可呈喇叭形,并设置单独控制的加热装置,以便控制喷嘴温度.必须严格控制成型条件,嵌件应预热,余料储存5到10个塑件重量的物料即可,料温不宜过高,一般取稍高与熔点100到150摄食度即可,模具对塑料的影响较大。提高模温可以改善表面凹痕,有助于容料流动,使塑件内外均匀冷却,防止溢料,缩孔,皱褶,模温对结晶度及收缩也有很大影响,必须严格控制,一般取(75-120) ℃,塑件壁厚大于4毫米时取(90-120) ℃,小于4毫米时取(75-90) ℃,宜用高压,高速注射,使塑件可以在较高温度情况下脱模,冷却时间也很短.但为了防止收缩变形,应力不均匀,脱模后将塑件放在90℃左右的热水中冷却或用整形夹具冷却。

（4）材料的确定及相关参数

方案一

采用酚醛塑料,它一般以(40~50)%的酚醛树脂作基本原料,加入(40~50)%填料、固化剂、催化剂、燃料、塑化剂及润滑剂等辅助料而组成，这样可以降低成本，另外换可以赋予他书性质以及材料的流动性，使之在高压下流入塑模时不致过多地溢出。

方案二

采用聚醚砜,虽然在高温下力学强度不降低,但是易吸水用在插座上,特别是在用电设备上不太安全。

方案三

因为它的熔融,凝固十分迅速,熔融速度快有利于成型,缩短了成型周期,按经济条件考虑,省时就是有利于提高生产率.另外它在常温下一般不溶于有机溶剂,能耐醛、酯、醚、烃及弱酸、弱碱，耐汽油及润滑油性能也很好，有较高的抗拉、抗压性能和突出的耐疲劳强度，尺寸稳定、吸水率小，具有优良的减摩、耐摩性能，能耐扭变，有突出的回弹能力；还有较好的电气绝缘性能。

由参献[14] POM的成形条件及相关参数:

注射成形机类型:螺杆式

密度(g/cm3):1.41～1.43

计算收缩率(%):1.2～1.0

预热:温度(℃)80～100

时间：(h)3～5

料筒温度(℃):后段 160～170

中段 170～180

前段 180～190

喷嘴温度(℃):170～180

模具温度(℃):90～120

注射压力(Mpa)80～130

成形时间(s):注射时间20～90

高压时间0～9

冷却时间20～60

总周期 60

适用注射机类型:螺杆式

后处理:方法红外线灯、烘箱温度(℃) 140～145

时间(h) 4

2.模具种类与模具设计的关系

不同种类的塑料其工艺性能、成形特性也不相同，因此为了确定塑料的工艺性能、成形特征，并在模具中充分利用以获得优质的塑料制件。

如表2-1 塑料种类与模具设计关系

塑件的成型要求：

化学性能稳定，绝缘性能优良，宜于成形加工等，闭弯折不容易产生损坏和断裂现象。塑件表面要求光滑无飞边或缩孔现象。

3.模具的基本结构

3.1 模具的成形方法

塑件采用注射成形法生产，为保证塑件表面质量,使用点浇口成形,因此模具应为双分形面注射模。

3.2 型腔的布置

塑件形状简单,质量较小,生产批量大，所以应使用多型腔注射模具。考虑到塑件的侧面有矩形孔(7X2),需侧向抽芯,所以模具采用一模四腔(计算方法如下),平衡布置.这样模具尺寸较小,制造加工方便,生产效率高,塑件成本较低。其布置如图1：

图1型腔分布图

3.3 确定分型面

塑件分型面的选择应保证塑件的质量要求,塑件的分型面有多种选择,图如下,分型面

选择在轴线上,这种选择会使塑件表面留下分型面痕迹,影响塑件表面质量.同时这种分型面也使侧向抽芯困难,假如分型面选择在下端面,这样的选择使塑件的外表面可以在整体凹模型腔内成型,塑件大部分外表面光滑,仅在侧向抽芯处留有分型面痕迹。同时侧向抽芯容易,而且塑件脱模方便。双分型面注射模注射成型塑件表面平整、没有较大的浇口痕迹。由于该塑件为多型腔注射模,浇注系统有分流道,即要实现分流道脱模,又要实现塑件脱模,所以应该应用双分型面。其结构如图2

图2 分型面简图

3.4 确定推出方式

由于塑件的形状为方形,采用推杆推出机构,推杆的推出机构是整个推出机构中简单,较常见的一种形式.由于设置推杆的自由度较大,而且推杆截面大部分为圆形,容易达到推杆与模板或型芯上推杆孔的配合精度,推杆推出是运动阻力小,推出动作灵活可靠,损坏后便于更换,因此在生产中广泛应用。

3.5 模具的结构形式

《中小型模架》标准中规定，并规定模架的形式为品种型号.塑料注射中小型模架标准GB/T12556.1～12556.2-90.其组合形式有A1,A2,A3,A4四种,根据条件选用A1其尺寸如下表。

表3-1 导柱于模架相对位置的确定

其结构形式如图3。

图3 装配图

4.注射机的选择

由给出的工件可称得工件的质量为80g ，可计算浇注系统的体积为315cm 。 所以：3374.5641.180cm cm g g

m V ===σ塑件

浇塑件总V V V +=

374.7115

74.56cm =+=

选用XS-ZY-125型卧式注射机，其性能参数如下：

额定注射量： 3125cm

注射压力： Mpa 120

锁模力： KN 900

最大注射面积： 2320cm

最大开模行程： mm 300

模具最大厚度： mm 300

模具最小厚度： mm 200

拉杆间距： mm 290260?

喷嘴直径： mm 4

喷嘴圆弧半径： mm 12

5.注塑机参数校核

5.1最大注射量校核

注射机的最大注塑量应大于制品的重量或体积（包括流道及流口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好在注塑机的最大注塑量80%。

所以，选用的注塑机最大注塑量应

浇塑件机V V V +≥8.0

式中机V ——注塑机的最大注塑量：单位 3cm

塑料V ——注塑机的体积，单位 3cm

该产品：V 塑件=803cm

浇V ——浇注系统体积，单位 3cm

该产品：浇V =153cm

故 31188

.015808.0cm V V V =+=+≥浇塑件机 确定的注塑机注塑量为：1183cm 。所以，满足要求。

5.2 锁模力校核

锁机F >A P 模

模P ——熔融型料在型腔内的压力（70—100 Mpa ）80％

A ——塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和：计算为9782mm 2

锁机F ——注塑机的额定锁模力

故 锁机F ＞A P 模 =68 x 9782=665（KN ）

所以选定的注塑机为：900（KN ） 满足条件

5.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核

即 模具长×宽＜拉杆间距

模具的长宽为200×250＜注塑机拉杆间距260×290

5.4 模具闭合高度校核

模具实际厚度H 模=245mm

注塑机最小闭合厚度H 最小=200 mm

即 H 模＞H 最小 故满足要求

5.5 开模行程校核

我们所选的注塑机的最大行程与模具厚度有关，故注塑机的开模行程应满足下式： ()最小模机H H S -->()mm H H 10521-++

因为 ()最小模机H H S --()200245300--=

mm 255=

()mm H H 161101253510521=++=-++

H 1——推出距离 单位mm

H 2——包括注射系统在内的塑件高度 单位mm

S 机——注射机最大开模行程

故 满足要求。

6.模具设计的有关计算

模具成形尺寸设计计算

在计算型腔的尺寸之前，首先要确定使用塑料的成形收缩率，查表得：取POM 的成型收缩率为3%，根据精度等级的选用，采用6级。

依精度等级而定的计算法，一般塑件（SJI1372—78 5-6级精度）

凹模 M C S L L δδ+-+=])1('[

凸模 M C S L L δδ-++=])1('[

中心距2/)1('M S L L δ±+=

磨损严重时 2/?=c δ

磨损轻微时 8/5/??=—c δ

不考虑磨损时 可去掉上列各式中的c δ

L`为塑件的基本尺寸，为塑件的公差，为模具制造公差，为模磨损量。因考虑到塑件是大批量生产，磨损严重取2/?=c δ,查表塑件精度与模具制造精度的关系δM 取Δ/4。

表6-1尺寸公差表

型腔相关尺寸: 4/64.0]2/64.0)03.015.62[5.62+-+?

=（L 16.001.64+=

4/56.0]2/56.0)03.015.45[5.45+-+?=（L

14.006.46+=

4/52.0]2/52.0)03.01(39[39+-+?=L

13.009.39+=

4/52.0]2/52.0)03.01(36[36+-+?=L 13.008.36+= 4/44.0]2/44.0)03.0119[19+-+?=（L 11.004.19+= 4/40.0]2/40.0)03.0116[16+-+?=（L 10.003.16+= 4/36.0]2/36.003.0110[10+-+?=）（L 09.001.10+= 4/32.0]2/32.0)03.019[9+-+?=（L 08.001.9+= 4/32.0]2/32.0)03.018[8+-+?=（L 08.001.8+= 型芯相关尺寸: 4/56.0]2/56.003.0142[42-++?=）（L

14.005.43-=

4/52.0]2/52.003.0136[36-++?=）（L

13.003.37-=

4

/52.0]2/52.0)03.015.31[5.31-++?=（L

13.007.32-=

4/36.0]2/36.0)03.0111[11-++?=（L

09.006.11-=

4/32.0]2/32.0)03.018[8-++?=（L

09.004.8-=

7.模具结构、尺寸的设计计算

7.1型腔结构

型腔板是由滑块、4个凹模、4个导柱孔、1个推料杆和分流道及点浇口组成。其尺寸如图4。

图4 型腔图

7.2型芯结构

型芯板是由4个凸模、16个推件孔、4个导柱孔、4个回程杆孔和一个推料杆孔以及4个螺纹孔组成.其尺寸如图5。

图5 型芯图

7.3 选择浇注系统

浇注系统是指模具中从注射机喷嘴起到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道。

1）主流道的设计

指喷嘴口起折分流道入口处止的一段，与喷嘴在一轴线上，料流方向不改变。主流道为直接与注塑机的喷嘴连接的部分。熔体从喷嘴中以一定的动能喷出.由于熔体在料筒内已被压缩,此时流入模的空腔内,其体积必然要增大,流速也略为减小。便于流道凝料从主流道衬套中拔出，主流道设计成圆锥形。锥角 4~2=粗糙度63.0≤Ra 与喷嘴对接处设计成半球形凹坑，球半径略大于喷嘴头半径。

主流道设计应注意的问题：

（1）便于流道凝料从主流道衬套中拔出，主流道设计成圆锥形，锥角 4~2=粗糙度63.0≤Ra 与喷嘴对接处设计成半球形凹坑，球半径略大于喷嘴头半径。

（2）主流道要求耐高温和摩擦，要求设计成可拆卸的衬套，以便选 用优质材料单独加工

和热处理。

（3）衬套大端高出定模端面mm 10~5，并与注射机定模板的定位孔成间隙配合，起定位隙作用。

（4）主流道衬套与塑料接触面较大时，由于腔体内反压力的作用使衬套易从模具中退出，可设计定住 。

（5）直角式注射机中，主流道设计在分型面上，不需沿轴线上拔出凝料可设计成粗的圆柱形。

主流道直径计算的经验公式：

)(4mm K

V D π= 式中 D ——主浇道大头直径 mm

V ——流经主浇道的熔体体积 3cm

K ——因熔体材料而异的常数

故 mm D 1.121

.214.32004=??= 主流道衬套的材料常用T8A 、T10A 制造，热处理后硬度为50—55HRC 。主流道衬套与定模板采用H7/m6的过渡配合，主流道衬套与定位圈采用H9/m9的过渡配合。由于受型腔或分流道的反压力作用，主流道衬套会产生轴向定位移动，所以主流道衬套的轴向定位要可靠其结构形式如图6。

图6 主流道简图

2)分流道的设计

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。

1、分流道的截面形状有：圆形、梯形、u形、半圆形、矩形；分流道的长度应尽可能的短，少弯折的减少压力损失和热量损。

失；分流道的表面粗糙度为R a<1.6mm 。

如表7-1 分流道截面形状和特征比较

通过以上截面形状的对比，显然圆形截面形状效果最佳，但其加工较难，梯形截面形状为最佳选择。

2、分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mm

8时，对流动性影5以下时，对流动性影响较大，当直经大于mm

~

6

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、靠近主流道浇口尺寸设计得大于远离主流道的浇口尺寸。

b、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。

c、一般需要多次修复，调理达到平衡。

d、即使达到料流和填充平衡，但材料时间不相同，制品出来的尺寸和性能有差别，对要求高的制品不宜采用。

e、非平衡式分布，分流道长度短。

f、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，使冷料不致于进入型腔。