电器外壳注塑模设计

摘要

如今，模具设计与制造是一种非常有前景的行业。中国模具企业一般都是中小型企业，模具加工技术相对发达国家还有很大的差距。学习模具专业的大学生，不仅仅要学习模具的先进技术，也要学习先进的模具管理技术。中国模具现在还极度缺乏高素质的人才，正是这个因素阻碍了中国模具质量的提升。

模具是制造业的重要工艺基础，在我国模具制造属于专用设备制造业.该篇论文是对一外壳塑件的模具设计。根据塑件的结构，选用了两侧带有斜顶机构的两板模，运用机动完成塑件的顶出，采用侧浇口完成进料。在整个设计过程中，查阅了大量的参考资料，深入分析设计内容，包括运用Proe软件对产品进行壁厚和拔模斜度的分析。塑件成型工艺性分析；拟定模具结构形式。

注射机型号的确定；浇注系统形式和浇口的设计；成型零件的结构设计和计算；模架的确定和标准件的选用；合模导向机构的设计；脱模推出机构的设计；斜顶机构的设计；冷却系统的设计。

通过该外壳塑料模具的设计使自己对塑料模具的设计流程有了更深一层次的认识，进一步体会到如 Proe, Moldflow,emx,Autocad等软件在模具各阶段设计过程中所扮演的角色和带来的便利，也深刻的体会到强大的CAD软件在缩短模具设计、生产周期、降低成本方面起了不可或缺的作用。虽然CAD设计软件拥有强大的分析处理功能，但也要有扎实的理论基础和实际经验才能将其发挥到极至。

关键词：拔模斜度；浇注系统；斜顶机构；合模导向机构

ABSTRACT

Nowdays , Mold design and manufacture is becoming a promising industry. The truth is there are still a lot of small factories in China. Compared with the developed country, the technology of mold design and manufacture is still far behind the developed country. As a graduate whose major is Mold design and Manufacture, I think we not only need to learn some advanced technology, we also need to learn some advanced experience. In China, a lot of high quality workers are needed. This is the main reason why mold technology is not highly promoted in China.

The mold is the manufacturing industry important craft foundation, in our country, the mold manufacture belongs to the special purpose equipment manufacturing industry. According to the structure of the plastical piece chose to use the two plates mold with two sidecores. make use of inclined lead pillar completion side core-pulling of the plasticalpiece and adopt side gate completion injection .Checked a great deal of reference in the whole design process, thorough analysis the design contents, include usage Proe software to carry on wallthinckness and draft analysis for the product。The craft analysis of mold;Draft the mold structure form.

The assurance of injection machine model ;design of injection system and gate;Model structure design and calculation of mold parts; The assurance of mold base with standard piece of choose to use; mold match and guide organization’s design;ejector organization’ s design;The design of side core ejector’s organization;The design of cooling system.

Through the design process of outer shell plastics mold makes me have more deep one layer understanding of the design process to the plastics mold and realize further like Proe, Moldflow, emx, Autocad etc. software are in each stage of mold design the role play with ,and the convenience which bring back, also deeply realize the strong CAD softwares have a necessary function in the aspects of shortenning a mold design、producting period、reducing costly.Although the CAD design softwares own strong of analytical processing function, also only have firm theories foundation with actual experience then can develop it to the pole.

Key words Plasticalpiece Proe Wallthinckness Moldflow

目录

1电器外壳注塑模设计 (1)

1.1塑料模具的简单介绍 (1)

1.2塑料模具的意义 (2)

1.3塑料成型工艺及模具技术的发展 (2)

1.4该电器外壳注塑模的设计简单说明 (3)

2 塑件的分析及塑料的成型工艺性能 (4)

2.1塑件工艺性分析 (4)

2.2材料的成型工艺性能 (4)

3型腔数目的确定 (8)

4 分型面的设计 (9)

4.1分型面介绍与设计要点 (9)

4.2电器外壳分型面的分析与设计 (9)

5 浇注系统的设计 (10)

5.1主流道设计 (10)

5.2 分流道设计 (12)

5.3 浇口的设计 (13)

6 浇口套的设计 (14)

7 浇口的设计 (15)

8 冷料穴的设计 (17)

9 脱模机构的设计 (17)

10 排气系统的设计 (19)

11 冷却系统的设计 (19)

12 模架的选择 (20)

13 成型部分的尺寸设计 (21)

13.1型腔的内径计算 (22)

13.2型腔深度尺寸计算 (23)

13.3型腔成型中心矩尺寸 (23)

13.4型芯底板径向尺寸计算 (24)

13.5型芯底板深度尺寸计算 (24)

13.6型芯1径向尺寸计算 (25)

13.7、型芯1高度尺寸计算 (26)

13.8型芯1中心到成型面之间间距计算 (26)

13.9型芯2径向尺寸计算 (27)

13.10型芯2高度尺寸计算 (27)

13.11型芯2中心到成型面之间间距计算 (28)

13.12型芯3径向尺寸计算 (28)

13.13型芯3高度尺寸计算 (29)

13.14型芯3中心到成型面之间间距计算 (29)

13.15型芯4径向尺寸计算 (30)

13.16型芯6高度尺寸计算 (30)

13.17型芯4中心到成型面之间间距计算 (31)

13.18型芯5径向尺寸计算 (31)

13.19动模镶件1径向尺寸计算 (32)

13.20动模镶件3圆柱体尺寸计算 (33)

13.21动模镶件4高度尺寸计算 (34)

13.22动模镶件6径向尺寸计算 (34)

14 注射机的选择 (36)

14.1注射量 (36)

14.2 注射压力 (37)

14.3 锁模力 (37)

15 注塑机的校核 (38)

15.1注射量，注射压力，锁模力的校核 (38)

15.2模具厚度的校核 (38)

15.3注射机开模行程的校核 (38)

16 零件的加工工艺： (39)

16.1 动模型芯1 (39)

16.2动模型芯3 (40)

16.3行位 (40)

17 模具加工工艺流程 (41)

17.1凸模加工工艺过程如下 (41)

17.2凹模加工工艺过程如下 (41)

17.3模架的装配 (41)

18.模具表面强化处理工艺特点及应用 (42)

19总装的技术要求 (42)

19.1试模 (42)

参考文献 (43)

设计体会 (44)

致谢 (45)

1电器外壳注塑模设计

图1 塑件图

1.1塑料模具的简单介绍

（1）塑料工业在国民经济中的地位

塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一。自从1927年聚乙烯塑料问世以来，随着高分子化学技术的发展以及高分子合成技术、材料改进技术的进步，愈来愈多的具有优异性能的高分子材料不断涌现，从而促进塑料工业飞跃发展。新型塑料品种的增加以及塑料成型技术的发展，为塑件的应用开拓了广阔的领域。目前塑料制品已深入到国民经济的各个部门中。特别是办公用品、照相器材、汽车、仪器仪表、机械、航空、交通、等行业中的零件塑料化的趋势不断增强，并且出现以塑料代替金属的全塑产品。就全世界而言，按照体积和质量计算，塑料的消耗量也超过了钢材。我国自改革开发以来，塑料工业发展也很快，表现在不仅塑料产量增加而且品种更为增多，其产量已经上升到世界第四位。由此可见，塑料工业已在我国国民经济中的各个部门中发挥了愈来愈大的作用。

（2）塑料模具在塑料工业中的重要性

塑料模具是当今工业生产中利用特定的形状，通过一定的方式来成型塑料制品的工艺装备或工具，它在型腔模的范围。通常情况下，塑件质量的优劣及生产效率的高低，其模具的因素约占80%。可以说，模具技术，特别是设计与制造大型、精密、长寿命的模具，便成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。

1.2塑料模具的意义

塑料模产品无处不在，可以说我们身边塑料模产品无处不在。像茶杯，电器外壳，家电外壳，汽车零件，塑料瓶等。塑料模产品已经成为了我们日常生活的一个部分，我们几乎离不开塑料模产品。塑料工业包括塑料原材料生产和塑料制品生产两个体系。没有塑料原材料生产也就没有塑料制品生产。反之，没有塑料制品的生产，塑料也就不会成为生产、生活资料。两者是相辅相成的。然而，塑料制品生产是一个既复杂而又烦琐的过程，其生产系统主要由成型、机械加工、修饰及装配四个连续的过程组成。其中，成型是将各种形态的塑料制成所需形状的制品或毛坯的过程。它是这四个过程中的首位，也是一切塑料制品或型材生产的必经过程。

1.3塑料成型工艺及模具技术的发展

随着科学技术的进步以及对塑料质量要求的提高，塑料模塑成型技术正向高精度、高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的方向发展。具体表现在以下几个方面：（1）新的成型方法不断的涌现。在实验、研究的基础上，热流道浇注系统实际应用更为广泛；热固性塑料注射成型技术更为完善；气体辅助注射成型及双色共注成型技术获得实际应用。

（2）塑件更趋向精密化、微型化及超大化

（3）开发出新型模具材料。如采用粉末冶金及喷射成型工艺制作出硬质合金，陶瓷材料及复合材料。

（4）模具表面强化热处理新技术的应用

（5）模具大量的采用标准化。模具的标准化对于提高模具的质量、缩短制模周期、降低生产成本表现出极大的优势，我国近几年在模具发达的地区相继开设了许多模具标准件企业，对我国模具行业的发展起到了积极的推动作用。

（6）模具CAD/CAM/CAE技术发展迅速。我国许多大型国有企业及沿海地区的模具民营企业，都纷纷采用了计算机辅助设计、模拟分析及利用CAD生产的几何模型，

自动给加工机床提供NC加工程序。

1.4该电器外壳注塑模的设计简单说明

此次设计的产品是电器外壳的塑料模设计，根据产品结构的特点，体积大小等特点，选择合适的注塑机，确定型腔的数量和排列方式，设计分型面，技术开模行程，校核尺寸，设计浇注系统，设计主流道，分流道，设计浇口，设计冷料穴，设计动模和定模固定板等等。其中绘制图纸需要熟练使用AUTOCAD和Proe等制图和设计软件。比如分模需要使用Proe的制造模块。模架的使用需要使用EMX模块等。详细过程将在每一个设计章节会讲到。在此，不再赘述。

2 塑件的分析及塑料的成型工艺性能

2.1塑件工艺性分析

1）塑件的尺寸稍大，精度等级高精度，性能要求一般，为大批生产，采用一模多腔来提高生产率。塑件壁薄，对制品不进行后加工。

2）浇口采用侧浇口，适用于一模多腔，大大提高生产率，浇口截面为矩形。

3）了方便加工和热处理，型腔与型芯部分用镶拼结构。

2.2材料的成型工艺性能

1）塑件采用ABS，ABS的主要工艺性能有：

①具有硬，韧，刚相均衡的优良力学性能，绝缘性好，耐化学腐蚀性好，适于注射成型。

②成型收缩率小，尺寸稳定性高，表面光泽性好，易涂装和着色，但耐热性不太好，耐候性较。

③为热塑性塑料

2）ABS 注塑成型条件

密度（g/cm3） 1.05

计算收缩率（%）0.3~0.8

预热温度（℃）70～80

预热时间（h） 4

料筒温度（℃）前段200~210 中段210~230

后段180~200

模具温度（℃）50~70

注射压力（Mpa）70~90

保压力（Mpa）30~40

保压时间（s）15~30

冷却时间（s）15~30

成型周期（s）40~70

适用注射机类型螺杆式

由于塑件采用ABS，ABS的主要工艺性能有：

（1）不同品级的原料塑化温度略有差异，机筒温度可控制在160～220℃范围内，喷嘴温度在170~180℃范围内。

（2）注塑压力在60~120Mpa，壁厚、浇口截面较大时，注塑压力可略低一些；而薄壁、流道较长时，注塑压力可提高至130~150Mpa。

（3）注塑熔体流速缓慢一些为好，这对保证制品外观质量，改善制品强度有利。

（4）模具温度在60~70℃。较高的冷却温度，制品外表光泽，内应力小，但收缩率较大。由于流道截面较大，制品固化时间有些延长，为了缩短成型周期，一般制品的模具温度应低一些。

（5）制品的收缩率不大（0.3%~0.8%），但内应力较高。必要时应进行热处理，在70℃左右的热风循环中处理2~3h，缓慢冷却至室温，以消除制品的内应力。表1为常用塑料的收缩率。

表1 常用塑料的收缩率（部分）

塑料种类收缩率

聚乙烯 1.5%~3.5%

聚丙烯 1.0%~2.5%

ABS(抗冲) 0.3%~0.8%

ABS(抗压) 0.3%~0.8%

关于注射成型过程

（1）成型前的准备工作。对ABS的色泽、细度和均匀度等进行检验。由于ABS 吸水率低，在室温水中浸泡一年，吸水率也不超过1%，所以在成型前不需要进行干燥。

（2）注射过程。塑料在注射料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可以分为充模、压实、包压、倒流和冷却5个阶段。

（3）塑件的后处理。制品的收缩率不大，但应力较高。必要时应进行热处理，在70℃左右的热循环中处理2～3h,缓慢冷却至室温，以消除制品的内应力。表2为常用塑料注射工艺参数（部分）