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购买设计文档后加 购买设计文档后加 费领取图纸 毕业设计说明书 题 目 三孔面板插座塑料模具设计 专 业 班 级 学生姓名 指导教师 201X 年 X 月 X 日 购买设计文档后加 费领取图纸 要 在人们的日常生活中，塑料产品的应用随处可见，大到我们家用的冰箱，洗衣机，小到家庭用筷子和碗。都有塑料模具的影子。本论文以三孔面板插座为原型进行塑料模具的设计，包括其材料成型工艺的分析，分型面的选择，浇筑系统的设计，以及最后的注塑机的校核计算和注射量的计算等等，本文采用自上而下的模具设计方法，通过理论联系实际的工作方法，设计出合理的三孔面板插座注塑模具。 本次毕业设计主要是对三孔面板插座进行设计，通过对三孔面板插座塑料模具设计 ,能够全面的了解塑料模具设计的基本原则、方法 G、 件进行塑料模具设计 ,提高自己的绘图能力。 随着现代工业发展的 需要，塑料制品在工业、农业 、 日常生活 和军事等 各个领域 的 应用 范围 越来越广，质量要求也越来越高 ，塑料工业对我国的经济发展起着不可替代的作用。 关键词： 工艺方案；模具结构；注塑机；模具设计 购买设计文档后加 费领取图纸 is an of of be G, to in a of of in of is of s in s is on of a on of By to to of of 购买设计文档后加 费领取图纸 录 摘 要 . . 录 . 绪论 . 1 述 . 1 内研究现状 . 1 外研究现状 . 2 2 塑料制品分析 . 3 确制品设计要求 . 3 确制品批量 . 3 料选择及性能 . 3 料选择 . 3 料品种 . 4 型 设备 . 4 模斜度 . 4 算制品的体积和质量 . 4 面质量的分析 . 4 件的体积重量 . 4 3 注射机及成型方案的确定 . 5 射机的确定 . 5 4 型腔数的确定及分型面的选择 . 6 腔数的确定 . 6 型面的选择 . 6 型面的主要选择原则 . 错误 !未定义书签。 定型腔的排列方式 . 7 购买设计文档后加 费领取图纸 V 准模架的选用 . 8 架装配图 . 9 5 成型零部件的设计与计算 . 9 模设计 . 9 模的设计 . 9 型零件工作尺寸的计算 . 10 腔工作尺寸的计算 . 10 流道设计 . 12 口的设计 . 12 7 排气与冷却系统的设计 . 14 却系统设计的原则 . 14 却水路的计算 . 14 气系统的设计 . 15 8 顶出机构的设计 . 16 杆复位装置 . 16 件机构的设计 . 16 杆长度的计算 . 17 推杆的设计 . 18 推杆的设计要点 . 18 推杆倾斜角的确定 . 19 9 导向机构的设计 . 20 向、定位机构的主要功能 . 20 10 结论与展望 . 21 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 23 模具设计 1 1 绪 论 述 模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备。在汽车、电机、仪表、电器、电子、通信、家电和轻工业等行业中， 60% 80%的零件都依靠模具成形，并且随着近年来这些行业的迅速发展，对模具的要求越来越高，结构也越来越复杂。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产效率和低耗率，是其它加工制造方法所不能比拟的。随着塑料工业的飞速发展和通用塑料与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断地扩大，越来越普遍地采用塑料成型。 注射模的种类很多，其结构与塑料品种、塑 件的复杂程度和注射机的种类等很多因素有关，其基本结构都是由动模和定模两大部分组成的。定模部分安装在注射机的固定板上，动模部分安装在注射机的移动模板上，在注射成型过程中它随注射机上的合模系统运动。注射成型时动模部分与定模部分由导柱导向而闭合。一般注射模由成型零部件、合模导向机构、浇注系统、侧向分型与抽芯机构、推出机构、加热和冷却系统、排气系统及支承零部件组成。 内研究现状 20 世纪 80 年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开 放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以 15的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。 中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产 48（约 122屏幕彩电塑 壳注射模具， 容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。 模具设计 2 尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口 10 多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发 达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。 （ 1） 注重开发大型，精密，复杂模具 （ 2） 加强模具标准件的应用 （ 3） 推广术 （ 4） 重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期 。 外研究现状 在工业发达国家，据 1991 年统计，日本生产塑料模和生产冲压模的企业各占 40； 韩国模具专业厂中，生产塑料模的占 产冲压模的占 新加坡全国有 460 家模具企业， 60%生产塑料模， 35%生产冲模和夹具。 目前 ，国际市场的主要流行，应用最广泛的注塑模具流动模拟分析软件拥有澳大利亚 技， 华中科技大学美国 美国。该模流软件包括三部分组成： 料顾问（产品优化顾问（ 料洞察（注射（ 料 塑成型过程控制专家（ 仿真分析。 采用 术，可以完全代替试模， 术提供了从产品设计到生产的完整解决方案。 模具设计 3 2 塑料制品分析 确制品设计要求 图 塑料制品的 三 维图。 整个塑件呈现方形，该构件的表面的形状和整体的结构较其他塑件较为简单，在零件的内部有倒扣，由于是在零件的内部，需要斜顶出抽芯，表面粗糙度要求不太高，而且较为实用性零件 对其尺寸公差没有太严格的要求。 图 料制品的 三 维图 确制品批量 本次的塑件是三孔面板插座的设计，由于塑件制品的应用很广泛，所以我们采用批量生产，型腔数量拟定采用一模两腔来制作。 料选择及性能 料选择 三孔面板插座一般都是用在家具生活中，所以我 们采用塑性优良的 材料。 模具设计 4 料品种 下表 1即可说明 料的性能，从各个方面考虑，都能够符合三孔面板插座的具体要求。 表 1 料的部分技术指标 技术指标 值 密度 (g / 3) 缩率 (%) 明度 不透明 比热容 /(J 1 k1470 吸水性（ 24 小时）（ %） 服强度 /0 拉伸弹性模量 /压强度 /3 弯曲弹性模量 /点 130 160 型设备 通常情况下，卧式注塑机应用最为广泛，所以采用卧式注塑机是最好的选择。 模斜度 由于 零件深度很小，所以拔模角度为一度 。 算制品的体积和质量 面质量的分析 该零件的 表面质量要求很高各个成型面都得进行抛光处理 件的体积重量 计算塑件的重量是为了选用注射机及确定模具型腔数。 计算得塑件的体积： V 计算塑件的质量：公式为 W 据设计手册查得 密度为 g/塑件的重量为： 模具设计 5 W 算得 浇注系统 的体积： V 计算塑件的质量：公式为 W 据设计手册查得 密度为 g/塑件的重量为： W 注射机及成型方案的确定 射机的确定 根据注射所需的压力和塑件的重量以及其它情况 （主要考虑到模具的高度问题） ，可初步选用的注射机为 D（塑料成型工艺与模具设计）初步选用注射机海 天 110 注射机海天 110数： 额定注射量： 147最大成型面积： 320柱塞直径： 36射压力： 183板尺寸： 550 550（ 柱杆空间： 400锁模力： 1100嘴圆弧半径： 10嘴孔径： 大开模行程： 750调整型） 模具最大厚度： 410具最少厚度： 160具设计 6 4 型腔数的确定及分型面的选择 腔数的确定 以机床的注射能力为基础，每次注射量不超过注射机最大注射量的 80%计算： 件浇W X=式中： g） g） （ g） 因为， N= 所以，此模具型腔为一模 2 腔结构合理。 型面的选择 分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺等有关，因此，分型面的选择是注射模中的一个关键。 分型面的形式如图 示有平直分型面、倾斜分型面、阶梯分型面、，曲面分型面和瓣合分型面。 模具设计 7 图 分型面的形式 由于分型面受塑件在分型面中的成型位置、塑件的结构工艺性、浇注系统形式、推出方式、排气方式及制造工艺 等多种因素的影响，此零件并不复杂，为普通方形散热器，其中一个侧面有一个方形孔，考虑到塑件顺利脱模，选择平直分型面， 综上所述，合理的分型面应选择在下部。如图所示： 图 型面选择图 定型腔的排列方式 模板上的排列形式通常有圆形、 线型及复合型等。 在设计时有以下原则： （ 1） 尽量采用对称式排布，确保制品质量的均一和稳定。 （ 2） 塑件结构简单，应尽量使型腔紧凑排列，而减小模具的外形尺寸。 （ 3） 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 。 （ 4） 为了避免 模具承受偏载而产生溢料现象，浇口开口部位与型腔布置应对称。 因为该塑件属大批量生产的小型塑件，但对产品的精度、表面粗糙度还是有较高的要求，通过前面算出的单个产品的体积 V 和质量 W, 综合考虑生产效率和生产成本及产品质量等各种因素，以及注射机的类型选择确定采用一模 1腔排布。 模具设计 8 本塑件在注射时采用一模 2 件。综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等因素采用如下 图 型腔排列方式。 具型腔排列方式 准模架的选用 模具的大小主要取决于塑件的大小和结构，对于模具而言，在保证 足够强度的前提下，结构越紧凑越好。模架尺寸参照装配图 模具采用的是 塑料模具设计指导 中的 标准模架， 如图所示： 模具设计 9 架装配图 5 成型零部件的设计与计算 模设计 凸模用于成型塑料的内表面，又称型芯、阳模或成型杆。结构分整体式和组合式两种。整体嵌入式结构，由整块金属材料直接加工成模仁 ， 其中公模仁的结构如下 图 模 的结构 模的设计 凹模用于成型塑件的外表面，又称阴模、型腔。按照结构的不同可以分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式、大面积镶嵌式 和四壁镶嵌式五种。为了便于加工和有利于排气，模具设计 10 运用 组合 式的型 腔 结构，其结构如下 图 模 的结构 型零件工作尺寸的计算 本设计中零件工作尺寸的计算均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算，已给出这 成型收缩率为 具的制造公差取 z=/3。 腔工作尺寸的计算 1. 凹模的內形尺寸： 3 1 3 / 4 L L k 凹 式中： L 凹为型腔內形尺寸 ( L 塑为塑件外径基本尺寸 (即塑件的实际外形尺寸； K 为塑料平均收缩率 (%)，此处取 s 为塑件公差，查表知 件精度等级取 5 级；塑件基本尺寸在 36围内取 824围内取 0100围内取 100120 140160差取 200225差取 280350差取 315355差 取 以型腔尺寸如下： 100 (1+(3/4) =腔深度的尺寸计算： 模具设计 11 +k)-(2/3) 3 （ 式中 ： 型芯高度尺寸 ( 即塑件的实际內形深度尺寸； s 、 K 含义如（ 1）式中。 3 (1+(2/3) =2=(1+(2/3) =）凸模的外形尺寸计算： 1+k)+(3/4) 3（ 式中 ： /型芯外形尺寸 ( 即塑件的实际內形尺寸； s 、 k 含义如（ 1）式中。 所以型芯的尺寸如下： 100（ 1+（ 3/4） 70（ 1+（ 3/4） 型芯的深度尺寸计算： +k)+ (2/3) 3（ 式中 ： 模 /型芯高度尺寸 ( 即塑 件的实际內形深度尺寸； s 、 k 含义如（ 1）式中。 型芯的高度分别为： 20（ 1+（ 2/3） 具设计 12 6 浇注系统的设计 浇注系统设计时，应注意与注射机的注射口相符合，主流道、浇口套、定位圈等的各项参数与注射机的规格密切相关，由于主流道要与高温塑料及喷嘴接触，所以模具的主流道部分通常设计成可拆卸更换的主流道衬套，即浇口套。 流道设计 设计手根据册查得 海天 110注射机喷嘴有关尺寸如下： 喷嘴前端孔径： 嘴前端球面半径： 10了使凝料能顺利拔出，主流道的小端直径 D 应稍大于注射 喷嘴直径 d。 D d+(1)3+流道的半锥角 通常为 1 2过大的锥角会产生湍流或涡流，卷入空气，过小的锥角使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大，此处的锥角选用 1。经换算得主流道大端直径 D 使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径 1圆弧过渡。 口的设计 本 塑件 的浇口设计为 直 浇口 ， 这里浇口的的断面形状设计为 矩 形 。由于塑件结构简单，厚度较小，所以 其截面厚度 h 通常取浇口处壁厚的 1/3 2/3， 这里取 h=1截面宽度 b 取 2h， b=2口长度取 L=2 模具设计 13 图 衡式浇注系统 模具设计 14 7 排气与冷却系统的设计 却系统设计的原则 1、冷却水孔数量尽可能多，尺寸尽可能的大。 2、冷却水孔与型腔表面各处最好有相同间距，一般水孔边离型腔的距离大于 10用 12 15 3、 降低入水与出水的温度差，防止制品变形。 4、水道的开设便于加工和清理，一般孔径为 6 10 5、采用并流流向，加强浇口处的冷却。 却水路的计算 生产周期： 脱冷注 式中 t 为生产周期（ s） ,t 注为注射时间， t 冷为冷却时间， t 浇为脱模时间 ,由塑料制品成型及模具设计 第 237 页附录 D 可查得 t 注 2t 冷 15周期 t 为 30单位热流量： 单位热流量 590kJ/小时需要注射的次数 N=3600/t; 取 t=30s，可求得 N=120 次 . 每小时的注射量： 从型腔内发出的总热量 总 650kJ/入式中得 1560/650/根据塑件产品在模具中的位置和模板的布置，确定水路图 如 图 示 模具设计 15 图 路图 气 系统的设计 如果型腔内因各种原因产生的气体不能被排除干净，塑件上就会形成气泡、产生熔接不牢、表面轮廓不清及充填不满等成型缺陷，另外气体的存在还会产生反压力而降低充模速度，因此设计模具时必须考虑型腔的排气问题。 注射模通常以如下三种方式排气 1） 利用配合间隙排气 2） 在分型面上开设排气槽 3） 利用排气塞排气 对于简单型腔的小型模具，可以利用推杆、活动型芯、活动镶件以及双支点鼓固定的型芯端部与模板的配合间隙进行排气。其配合间隙不能超过 0.5 一般为 设计采用利用配合间隙排气 的方式排气。模具设计 16 8 顶出机构的设计 在注射成型的每一循环中，都必须便塑件从模具型腔中型芯上脱出 ,模具中这种脱出机构称为脱模机构（或推出机构、顶出机构）。脱模机构的作用包括脱出、取出两个动作，即首先将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离，称为脱出，然后把其脱出物从模具内取出。 (1)推出机构应尽量设在动模一侧以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作； (2)保证塑件不因推出而变形损坏 ,外形良好； (3)结构简单可靠 :机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度； 用推件板推出机构中，为了减少推件板与型芯的 摩擦，间隙，并用锥面配合，防止推件因偏心而溢料。 杆复位装置 推出机构用可用多种方式复位，如弹簧复位，强制回位和回针复位，一般模具设计追求安全可靠，同时采用这三种方法。复位杆应对称布置，长取 24 根，长度与推杆相同。 弹簧复位是一种简单复位方法，它具有先行复位功能，数跟弹簧装在动模板与推板之间，推出塑件时弹簧被压缩，当注射机的顶杆后退，弹簧即将推板推回。其结构如下图 件机构的设计 推出机构 把塑件及浇注系 统从从型腔中或型芯上脱出来的机构。 推出机构组成：推出部件（推杆、拉料杆、复位杆、推杆固定板、推杆垫板、限位钉）、推出导向部件（推杆导柱、推杆导套）、复位部件（复位杆）。 采用塑料模具约 10果脱模斜度较大的塑料件，可以弹出深度的 2/3。本套模具的推出机构为机动推出，形式较为简单，其布置形式见图 模具设计 17 图 杆的分布 杆长度的计算 顶杆总长度为 ： h 杆 =h 凸 +h 动垫 +S 顶 +h 顶固 式中 ： h 杆 为 推 杆的总长 度； 模具设计 18 h 凸 为凸模的总高度； h 动垫 为动模垫板的厚度； S 顶 为顶出行程； h 顶固 为顶杆固定板的厚度； 1为富裕量，一般为（ 示顶杆端面应比腔型的平面高出； 2为顶出行程富裕量，一般为 3 6 根据以上公式计可得， 推 杆的总长度为 190 推杆的设计 此塑件的主体型芯位于动模一侧，开模后，塑件包紧型芯留在动模一侧，所以只在动模部分设计推出机构即可。且塑件为散热器零件，表面不允许有推出痕迹，所以采用推杆板推出方式。既然使用推杆板推出，就不存在干涉现象，也就不 必设计先行复位机构了。 斜推杆有整体式和二段式，二段式主要用于长而细的 斜推杆，此时采用整体式的斜推杆于弯曲变形。 图 推杆抽芯机构 1 推杆的设计要点 （ 1） 要保证复位可靠。 （ 2）在斜推杆近型腔一端，须做 610直身位，并做一 23挂台起定位作用，以避免注塑时斜推杆受压而移动。设计挂台亦方便加工、装配及保证内侧凹凸结构的精度。 （ 3）斜推杆上端面应比动模镶件底 保证推出时不损坏制品。 （ 4）斜推杆上端面侧向移动时，不能与制品内的其他结构（入圆柱、 加强筋或型芯模具设计 19 等）发生干涉； （ 5）沿抽芯方向制品内表面有下降弧度时，斜推杆侧移时会损坏制品。解决方案有：须征得客户同意； 斜推杆延迟推出。 （ 6）当斜推杆上端面和镶件接触时，推出时不应碰到另一侧制品。 （ 7）斜推杆在推杆固定板上的固定方式见上图 （ 8）当斜推杆较长或较细时，在动模板上加导向块，帮助顶出及回位时的稳定性。加装导向块时其动模必须和内模镶件组合一起切割。 （ 9）斜推杆与内模的配合公差取 H7/推杆与模架接触处避空。 推杆倾斜角 的确定 斜推杆的倾斜角度取决于侧向抽芯距离和推杆板推出的距离 H。它们的关系见图 算公式如下： S/H 其中： S=侧向凹凸深度 2 3) 何关系 斜推杆的倾斜角度不能太大，否则，在推出过程中斜推杆会受到很大的扭矩的作用，从而导致斜推杆磨损，甚至卡死或断裂。 斜推杆的斜角一般为 3 15 ,常用 5 10。在设计过程中，这一角度能小不大。 本设计的斜推杆如图 模具设计 20 图 推杆 9 导向机构的设计 向、定位机构的主要功能 1、定位作用 导向装置直接保证动模、定模位置的正确性，保证模具型腔的形状和尺寸的精确性，从而保证塑料制品的精度。同时，在模具装配的过程中便于装配和调整。 2、导向作用 合模时引导动模按序正确闭合，防止损坏型芯，并承受一定的侧压力。 3、承载作用 塑料熔体在充模过程中，或由于成型设备精度低的影响，可能产生单向的侧压力，故需导向装置能产生一定的单向侧压力，以保证模具的正常工作。 模具设计 21 10 结论与展望 本次毕业设计的题目是三孔面板插座注塑模具的设计，直到今天，毕业设计总算接近尾声了，通过这次对于三孔面板插座 注塑模具的设计，使我们充分把握的设计方法和步骤，不仅复习所学的知识，而且还获得新的经验与启示，在各种软件的使用找到的资料或图纸设计，会遇到不清楚的作业，老师和学生都能给予及时的指导，确保设计进度，本文所设计的是甘蔗自动剥皮切断机的设计，通过初期的方案的制定，查资料和开始正式做毕设，让我系统地了解到了所学知识的重要性，从而让我更加深刻地体会到做一门学问不易，需要不断钻研，不断进取才可要做的好，总之，本设计完成了老师和同学的帮助下，在大学研究的最感谢帮助过我的老师和同学，是大家的帮助才使我的论文得以通过。 回忆 过去，展望未来，我感概良深，觉得以后还有很长一段路要走，我必须努力工作，用自己的实际行动来回报社会和父母。 模具设计 22 致谢 在此论文完成之际，我的心里感到特别高兴和激动，在这里，我打心里向我的导师和同学们表示衷心的感谢！因为有了老师的谆谆教导，才让我学到了很多知识和做人的道理，由衷地感谢我亲爱的老师，您不仅在学术上对我精心指导，在生活上面也给予我无微不至的关怀支持和理解，在我的生命中给予的灵感，所以我才能顺利地完成大学阶段的学业，也学到了很多有用的知识，同时我的生活中的也有了一个明确的目标 。知道想要什么，不再是过去的那个爱玩的我了。导师严谨的治学态度，创新的学术风格，认真负责，无私奉献，宽容豁达的教学态度都是我们应该学习和提倡的。通过近半年的设计计算，查找各类甘蔗自动剥皮切断机的相关资料，论文终于完成了，我感到非常兴奋和高兴。虽然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因为我是怎么想的，这是我付出的汗水获得的成果，是我在大学四年的知识和反映。四年的学习和生活，不仅丰富了我的知识，而且锻炼了我的个人能力，更重要的是来自老师和同学的潜移默化让我学到很多有用的知识，在这里，谢谢老师 以及所有关心我和帮助我的人，谢谢大家。 另外也感谢我的父母，朋友和同学们的帮助。在做设计感觉受挫，枯燥与迷茫时，是他们在悉心的为我释放压力，鼓励我不要气馁，勇敢面对。每周一次和父母的通话，与朋友和同学的长谈后都使我精神放松，斗志倍增，以饱满的热情重新投入到工作中去，感谢他们，正是他们的不懈支持和充分理解才能使我顺利完成毕业设计。 模具设计 23 参考文献 1塑料成型工艺与模具设计钱泉森主编北京人民邮电出版社， 2006 年 2塑料模具设计与制造实训教程 张景黎 主编北京：化学 工业出版社， 3塑料模具设计手册 谭雪松主编 . 北京：人民邮电出版社， 4模具设计与制造简明手册（第二版）冯炳尧、韩泰荣、蒋文森编上海科学技术出版社， 5完全精通 火 文版模具设计高级应用 . 林清安主编 . 北京 : 电子工业出版社， 6注塑模设计要点与图例许鹤峰 编著北京：化学工业出版社， 2003 年 7塑料模具设计制造与应用实例模具实用技术丛书编委会北京：机械工业出版社， 8塑料注射模设计技巧与实例田宝善等主编北京：化学工业出版社， 9实用注塑模设计实用手册张维合主编北京：化学工业出版社， 10注塑模具设计宋满仓等主编北京：电子工业出版社， 2010.3
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