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对电器插头模具设计

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毕业设计电器插头模具设计说明书

（档案号，手写）

成都航空职业技术学院

毕业设计

（2009～2010学年第一学期）

学校名称：

成都航空职业技术学院系专班学别：

业：

级：

号：

机械工程系模具设计与制造

10556班李亚波

学生姓名：

指导教师：

张老师

成都航空职业技术学院10556班

-1-

作者：

李亚波

毕业设计电器插头模具设计说明书

完成时间：

2010

年1月8日

摘

要

摘要：

对电器插头的模具设计。

分析塑件工艺性。

塑件工艺分析主要从以下几个方面进行，塑件使用性能、制件技术要求和生产要求、塑件尺寸精度分析、塑件表面质量分析、塑件的结构工艺性分析、品种结构特点。

再是对注塑机的选择，包括注射机的初选和注射机有关参数的校核，最后确定注射机。

通过以上分析后在对注射模的结构进行设计：

分型面的选择和确定、型腔数目的确定及型腔的排列、浇注系统的设计、成型零件结构设计、抽芯机构设计、推出机构的选择、排气结构设计、冷却系统的设计、标准模架的选择。

再就对成型零件尺寸进行计算，确定工艺参数。

最后在设计中的体会和致谢。

关键词：

塑料模具、工艺性分析、注塑机、注射模的结构Abstract:

Appearanceshellmouldspieceofplasticmoulddesign.Carryoutmanufacturabilityanalysisontomouldingapiecefirst.Theindustrialanalysismouldingadocumentcarriesoutthe

structurecharacteristicusingafunctionpiece,makingpieceofspecificationandproducingtherequest,structure

manufacturabilityanalysis,breedmouldingpieceofdimensionaccuracyanalysis,mouldingpieceofsurfacequalityanalysis,mouldingadocument,mouldsmainlyfromseveralthefollowingaspect.Choicebeinganinjectionmachinethen,schoolabout

parameter

examines

including

injecting

the

machine

primary

electionandinjectingmachine.Designthatbythefactthatallaboveanalysesthequeeninbeinginprogresstothestructureinjectingamodel:

Themarkoftypechoicesoftandflourysumascertains,typecavitynumberascertainingthatandtypecavityarrangement,systematicdesignofteeming,moldingpartphysicaldesign,takecoreorganizationout。

成都航空职业技术学院10556班-2作者：

李亚波

毕业设计电器插头模具设计说明书

Keywords:

Plastic

mould

manufacturability

analysis

injectionmachine,thestructureinjectingamodel。

目

录

一、毕业设计任务书………………………………………………4二、塑件的工艺性分析……………………………………………3三、注射机的选择…………………………………………………4

（一）注射机的初选………………………………………………4

（二）注射机有关参数的校核和最终选择………………………5

四、注射模的结构设计……………………………………………6

1.分型面的选择和确定…………………………………………62.型腔数目的确定及型腔的排列………………………………73.浇口的选择……………………………………………………84.浇注系统的设计………………………………………………85.成型零件结构设计……………………………………………106.抽芯机构设计…………………………………………………107.推出机构的选择………………………………………………118.排气结构设计…………………………………………………129.冷却系统的设计………………………………………………1210.标准模架的选择……………………………………………12

总结…………………………………………………………………15致谢…………………………………………………………………16参考文献……………………………………………………………17附录………………………………………………………………18

成都航空职业技术学院10556班-3作者：

李亚波

毕业设计电器插头模具设计说明书

成都航空职业技术学院机械工程系模具专业毕业设计任务书

班级：

10556学号：

姓名：

李亚波

设计题目：

电器插头塑料模具设计产品零件图：

材料：

ABS

设计内容：

1、2、3、4、

绘制模具总图；绘制指定模具零件图；编制指定模具零件的工艺规程；编写设计说明书。

-4作者：

李亚波

成都航空职业技术学院10556班

毕业设计电器插头模具设计说明书

指导教师：

教研室主任：

系主任：

毕业设计电器插头模具设计课题

工件名称：

电器插头工件简图：

如图所示材料：

ABS生产批量：

一模二腔料厚：

3mm

二、塑件的工艺性分析

1、使用性能、制件技术要求和生产要求：

该塑件为电器插头。

根据要求，采用批量生产，注射成型，并进行一模二腔。

2、塑料材料分析：

ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单

体合成。

每种单体都具有不同特性:

丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。

从形态上看，ABS是非结晶性材料。

三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。

ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。

这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同质量的ABS材料。

这些不同质量的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。

ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。

3、塑件尺寸精度分析：

该零件重要尺寸精度为MT5精度，属高

精度尺寸，在模具制造中要确保要求；其它尺寸无特殊要求，其尺寸公差按MT7精度查取。

该零件尺寸精度中等，对应的模具尺寸加工容易得到保证。

4、塑件表面质量分析

（1）该零件的表面质量必须避免在塑件的分型面处出现毛边；

（2）要注意通孔处不出现锐角；（3）没有较高的表面质量要求。

成都航空职业技术学院10556班-5作者：

李亚波

毕业设计电器插头模具设计说明书

5、塑件的结构工艺性分析

（1）塑件厚度为3mm,壁厚较均匀，塑件成型性能良好；

（2）从塑件结构上看，需要设计一个平面分型面，使得模具分型和侧抽芯比较简单；（3）从塑件零件图上分析，该零件总体形状为圆筒形状，在中间有个矩形的通孔，要侧抽芯，此模具设计时必须设计侧向分型抽芯机构，需因该零件属于中等复杂程度。

A干燥处理：

BS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。

建议干燥条件为80~90C下最少干燥2小时。

材料温度应保证小于0.1%。

熔化温度：

210~280C；建议温度：

245C。

（模具温度：

25…70C。

模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。

注射压力：

500~1000bar。

注射速度：

中高速度。

化学稳定性：

较好；用途：

汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等）电冰箱，

大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。

结论:

1．熔融温度不高且熔体粘度不高，可应用螺杆式注射机成型，喷嘴宜用敞开式延伸喷嘴，并加热，严格控制模具温度，一般在25…70℃为宜，模具应用耐磨钢，并淬火；2.在加热过程中需加入光稳定剂,防其降解;3.严格控制成型条件,防止应力集中;4.成型收缩范围大，收缩率大，成型性能较好，易产生缩孔、凹痕、变形、取向性强，塑件壁不宜厚，避免有尖角、缺口和金属嵌件造成应力集中，脱模斜度宜取2℃。

三、注射机的选择

（一）注射机的初选

1．计算塑件的体积和重量

计算塑件的重量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。

计算塑件的体积：

v=41524.8mm3

成都航空职业技术学院10556班-6作者：

李亚波

毕业设计电器插头模具设计说明书

计算塑件的重量：

根据设计手册可查得ABS密度为ρ=1.05g/cm3故塑件的重量为：

w=v×ρ=41524.8mm3×1.04g/cm3=66.2872g本模具采用一模两件的模具结构，考虑其外形尺寸、注射时所需压力和现有设备等情况，初步选用注射机为AV120型。

2．塑件注射工艺参数的确定

查找附表H和参考实际应用情况，增强聚丙烯的成型工艺参数可作如下选择。

试模时，可根据实际情况作适当调整。

注射温度：

包括料筒温度和喷嘴温度。

料筒温度：

后段温度t1选用220℃；中段温度t2选用240℃；前段温度t3选用260℃；喷嘴温度：

选用220℃；注射压力：

选用100Mpa（相当于注射机表压35kg）；注射时间：

选用30s；保压：

选用72Mpa（相当于注射机表压25kg）；保压时间：

10（s）；冷却时间：

选用30（s）

2.注射机有关参数

AV120型注射机的主要参数：

标称注射量最大开模行程S′最大装模高度Hmax最小装模高度Hmin合模力200cm3320mm380mm152mm900KN定位孔直径喷嘴球头直径喷嘴孔直径中心顶杆直径注射压力Φ100mmΦ12mmΦ3mmΦ28mm15000N/cm3

4.模具安装部分的校核

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。

所以该模具的外形尺寸为300mm×150mm，AV120型注射机模板最大安装尺寸大于300mm×150mm,故能满足模具安装要求。

5.模具安装尺寸校核

成都航空职业技术学院10556班-7作者：

李亚波

毕业设计电器插头模具设计说明书

注塑机的动模板，定模板台面上有许多不同间距的螺钉孔或“T”形槽，用于安装固定模具。

模具固定安装方法有两种：

螺钉固定，压板固定。

采用螺钉直接固定时（大型模具常用这种方法）模具动，定模板上，的螺孔及其间距，必须与注塑机模板台面上对应的螺孔一致；采用压板固定时（中，小模具多用这种方法），只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有较大的灵活性。

该模具外形尺寸为300×150属中小型模具，以采用压板固定法一所（般认为当尺寸在500×500内为中小模具）。

6.注塑机的参数校核

V型=20.642cm3

①最大注射量的校核计算

校核式：

（0.8～0.85）V公≥V型3其中：

V型＝20.642cm（0.8～0.85）V公=0.8×60=48cm3可见满足校核式，即所设计模具注射量满足AV120最大注射量要求。

②注射机压力的校核

P机≥P塑P机——注射机的最大注射压力（Mpa）；P塑——成型塑件所需的注射压力（Mpa）；一般ABS取70Mpa，AV120注射机的最大注射压力P机=1500Mpa，可见AV120注射机满足PE注射压力的要求。

7.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。

所以选定的是AV120型注射机，定位圈的直径为100mm，高为15mm，凸出上模座板10mm。

综合验证，AV120型注射机完全能满足此模具的注射要求。

8．冷却系统设计校核

塑件熔体的单位热流量Q2=[c2（t1-t2）+G]式中：

c2--塑料的比热容（J/（kg.C））；G—结晶形塑料的熔化潜热，（J/kg）；t1—冷却介质的出口温度（℃）；t2—冷却介质的入口温度（℃）。

成都航空职业技术学院10556班-8作者：

李亚波

毕业设计电器插头模具设计说明书

塑件熔体的单位热流量：

Q2=[c2（t1-t2）+G]=12.8×10J/kg通过手册表3-26查得：

Q2=69~81×10J/kg。

塑件热流量Q2=12.8×10J/kg＜塑料实际热流量Q2=69~81×10J/kg所以不需要设计冷却系统。

4444

四、注射模的结构设计

1.分型面的选择和确定

按塑件结构，分型面方案

由于型心留在动模一方所有如图的方案比较合理。

2.型腔数目的确定及型腔的排列

根据批量生产要求，本模具采用一模二腔，塑件型腔设置在模具对称中心成型。

如图所示：

3.浇口的选择

成都航空职业技术学院10556班

-9-

作者：

李亚波

毕业设计电器插头模具设计说明书

分析：

由于一模二腔，将浇注系统设在两塑件中央孔处，如果采用潜伏式浇口，虽然浇口能自动切断，但对于一模二件的模具来说，加工浇注系统复杂。

如果采用侧浇口，模具结构简单，易于加工，提高了经济效益，塑件质量也容易得到保证，简化模局结构,符合图纸要求。

因此确定采用侧浇口。

4.浇注系统的设计

注塑模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，它由主流道，分流道，冷料穴和浇口组成。

它向型腔中的传质，传热，传压情况决定着塑件的内在和外表质量，它的布置和安排影响着成型的难易程度和模具设计及加工的复杂程度，以浇注系统所是模具设计中的主要内容之一。

浇注系统结构如下图：

浇注系统

①主流道尺寸设计

主流道是连接注塑机的喷嘴与分流道的一段通道，常和注塑机的通喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，有一定的锥度，目的是便于冷料的脱模，同时也改善料流的速度，为要和注塑机相配，以其尺寸与注塑机有关，因所如图所示：

主要参数：

锥角α=3°；内表面粗糙度Ra=0.63m；小

端直径D=d+（0.5~1）mm；半径R2=R1+（1~2）mm；材料T8A；

由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道浇口套，便选用优质的钢材单独加工和以

成都航空职业技术学院10556班作者：

李亚波

-10-

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热处理。

查AV120型注射机参数得知喷嘴孔直径d0=Φ3mm、喷嘴球半径R0=6mm，故取模具浇口套主流道小端直径为：

d=d0+1=3+1=5mm模具浇口套主流道球面半径为：

R=R0+（1～2）mm=6+2=8mm0将主流道设计成圆锥形，锥度取3。

②分流道的形状及尺寸

分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作用，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分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形，U形和六角形。

要减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，因此，可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，所以一般是制成梯形流道。

但由于制件结构不复杂、PE成型性能较好，并且考虑加工方便，分流道截面取半圆形，半圆形半径R=3mm，分流道设置在分型面的凹模上。

③进料位置的确定

采用侧浇口采取对称分布，流动性好，浇口设在型芯固定板上。

5.成型零件结构设计

①考虑到塑件的外形有点复杂，采取整体镶嵌式型腔结构，外形完整有点拼缝，但