电器支架注塑模具设计说明书.docx
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电器支架注塑模具设计说明书
学校代码：
10410
序号:
20050440
本科毕业设计
题目：
电器支架注塑模具设计
电器支架注塑模具设计
摘要：
通模具按制造的产品分类，可以分为塑料模具（又分为注塑模具、铸压模具和吹塑模具）、冲压模具、铸造模具、橡胶模具和玻璃模具等。
其中，尤以注塑模具和冲压模具用途广、技术成熟、占据的比重大。
过对电器支架工艺的正确分析，设计了一副一模一腔的塑料模具。
详细的叙述了模具成型零件包括型腔、型芯等设计，重要零件的工艺参数的选择与计算，浇注系统、冷却系统以及其它结构的设计过程，模架的选择原则。
并利用PRO/E中的PlasticAdvisor（塑料顾问）对设计完成的塑料模具进行了塑料流动分析。
关键词：
电器支架注塑模具PRO/ECAD
DesignofPlasticInjectionMouldfor
Electricappliancesupport
Abstract:
Diebymanufacturingtheproductcategory,canbedividedintoplasticmolds（alsodividedintoinjectionmold,pressurediecastingandblowmould）,stampingdies,diecasting,rubbermoldsandmold,andotherglass.Amongthem,especiallyinjectionmoldsandstampingdie-use,technologicalmaturity,whichholdthemajority.
Asetofmouldwithonemoduleandonecavitieshadbeendesignedthroughthecorrectanalysisofthetechnologyofatoy’stopcrustinthegraduatedesign．Thedesignandmachiningtechnologyprocessofitsmoldingpartincludingtheconcavemoldingplate、theprotrudemoldingplate、themovingmouldplate、thefixmouldplate、themoldingseat，thechoiceandcalculationoftechnologyparametersoftheimportantpart，thedesignprocessofextrusionoutfit，injectsystemandothermakeupwerespecifiedindetail，mode-choiceprinciples.TheplasticmaterialflowanalysiswasalsodoneusingPlasticAdvisorofPro／E
Keywords：
ElectricappliancesupportinjectionmouldPro／ECAD
目录
第一章绪论1
1.1塑料成形模具在加工工业中的地位1
1.2塑料模具的发展趋势1
1.3CDA/CAE/CAM在塑料模具中的运用2
第二章塑料的成型特性4
2.1塑件制品的工艺分析与选材4
2.2ABS塑料的材料特性5
2.3ABS塑料的成型工艺参数5
第三章设计方案及参数的确定7
3.1注塑机的确定7
3.2浇注系统设计8
3.2.1主浇道设计8
3.2.2冷料井的设计9
3.2.3分流道的设计10
3.2.4浇口的设计11
3.3分型面的选择12
3.4排气系统的设计13
3.5冷却系统的设计14
第四章模具的结构设计16
4.1成型零件的设计16
4.2动、定模的工作尺寸计算16
4.3机构的设计18
4.3.1推出机构的设计18
4.3.2复位杆的设计20
4.3.3导向机构的设计20
4.3.4拉杆的设计21
4.4注射模标准模架的设计22
4.4.1动模板的设计23
4.4.2设计动模垫板23
4.4.3设计定模板24
4.4.4定模座板设计24
4.4.5动模座板设计25
4.4.6动模座垫块设计25
4.4.7推件固定板设计26
4.4.8推板的设计27
4.4.9中间板的设计27
4.5模具的整体设计28
致谢30
参考文献31
第一章绪论
1.1塑料成形模具在加工工业中的地位
模具是工业生产中的重要工艺装备，模具工业是国以经济各部门发展的重要基础之一。
塑料模是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一种类型。
模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱、模具质量的优劣，直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。
美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”，日本则称“模具是促进社会繁荣富裕的动力”。
事实上，在仪表仪器、家用电器、交通、通讯和轻工业等各行业的产品零件中，有70%以上是采用模具加工而成的。
工业先进的发达国家，其模具工业年产值早已超过机床行业的产值。
近年来，我国各行各业对模具工业的发展十分重视，1989年，国务院颁布了“当前产业政策要点的决定”，在后果点支持技术改造的产业、产品中，把模具制造列为机械工业技术改造序列的第一位，它确定了模具工业在国民经济中的重要地位，也提出了振兴模具工业的主要任务。
总之要尽快提高我国模具工业的整体技术水平并迎头赶上发达国家的模具技术水平。
1.2塑料模具的发展趋势
（1）模具产品将向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方向发展；模具生产将朝着信息化、无图化、精细化、自动化方向发展；模具企业将向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。
（2）模具CAD/CAE/CAM/PDM正向集成化、三维化、智能化、网络化和信息化方向发展。
快捷高速的信息化时代将带领模具行业进入新时代。
（3）模具的质量、周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将周期放在首位，要求模具尽快交货，因此模具生产周期将继续不断缩短。
（4）大力提高开发能力，将开发工作尽量往前推，直至介入到模具用户的产品开发中去，甚至在尚无明确的用户对象之前进行开发（这需要在有较大把握和敢冒一定风险的情况下进行），变被动为主动。
以及“你给我一个概念，我还你一个产品”的一站式服务模式都已成为发展趋势。
（5）随着模具企业设计和加工水平的提高，过去以钳工为核心，大量依靠技艺的现象已有了很大变化。
在某种意义上说：
“模具是一种工艺品”的概念正在被“模具是一种高新技术工业产品”所替代，模具“上下模单配成套”的概念正在被 “只装不配"的概念所替代。
模具正从长期以来主要依靠技艺而变为今后主要依靠技术。
这不但是一种生产手段的改变，也是一种生产方式的改变，更是一种观念的改变。
这一趋向使得模具标准化程度不断提高，模具精度越来越高，生产周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促使整个模具工业水平不断提高。
（6）高速加工、复合加工、精益生产、敏捷制造及新材料、新工艺、新技术将不断得到发展。
1.3CDA/CAE/CAM在塑料模具中的运用
随着塑料工业的飞速发展，塑料注射模传统的手工设计与制造已无法适应当前的形势。
实践表明，缩短模具设计与制造周期提高塑料制造精度与性能的正确途径之一是采用CAD/CAE/CAM技术。
80年代以来，注射模CAD/CAM技术已从实验室研究阶段进入了实用化阶段，并在生产中取得了明显的经济效益。
21世纪已进入通讯时代，像手机这样的高端通讯产品，更新换代的周期越来越短，对产品外观、功能要求越来越苛刻，相应地对模具设计制造的周期、质量、成本的要求也越来越高，因此应用CAD/CAE/CAM技术必将带来巨大的经济效益。
在国外，70年代末期CAD技术就大量的应用在塑料机械工业中。
首先是在模具设计和制造部门。
目前国外的模具CAD/CAM/CAE技术已经达到相当高的水平。
据前西德联邦贸易部在1981年的报导，西德25%的模具是采用CAD/CAM技术设计和生产的。
美国塑料行业的CAD/CAM技术的发展也极为迅速，其CAD软件销售量以每年30%的增长率上升。
英国67%的塑料模具是用CAD技术设计的。
MOLDFLOW软件是世界上第一套塑料模具CAD软件，是澳大利亚MOLDFLOW公司于1976年推出的。
目前MOLDFLOW已经发展得比较完善，实现了对注塑过程的模拟、设计原理的应用和精确计算，并逐步优化模拟过程，使设计工程师在产品设计阶段可以在计算机上“制造”塑料产品，并能灵活地适应市场需求的变化。
塑料模具CAD/CAE/CAM的应用带来了巨大的社会效益，据报导，美国Protetype&PlasticMold公司采用了Computool公司的CAD/CAE/CAM系统后，一年内生产效率提高了一倍，节省了35%的准备时间，制造周期平均缩短了30%，材料节省了10%，模具成本降低了10%～30%。
国内部分科研单位、大专院校也在塑料行业开展了CAD/CAE/CAM技术的研制和开发工作。
华中理工大学国家重点实验室研制成功了“实用化注塑模CAD/CAE/CAM微机系统HSC1.1”；北京化工学院进行了注塑冲模过程计算机仿真；其他部分企业科研单位也做了一些探讨工作，并且收到了一定的经济效益。
近年来，随着计算机硬件和软件技术的迅猛发展，CAD/CAM技术的发展和应用越来越普遍，出现了很多可以用于注塑模具设计和制造的软件，其中PRO/ENGINEER技术近年来在中国应用的最广泛的模具设计软件之一。
由于模具和制造之间的关系密切，可以说，制造是设计的延续。
而采用人工设计方法比较迟缓，不可能实现模具设计与制造一体化，也不可达到优化设计的要求。
实践证明，模具CAD/CAM技术是当代最合理的模具生产方式。
模具生产也将可以实现高度标准化、通用化和系统化，有利于采用先进设计与制造技术，使模具越做越精，同时，有利于缩短生产周期，降低生产费用。
为了适应市场激烈竞争的需要，不断提高模具设计计制造的质量，进而改善注塑产品的外观品质、尺寸精度，降低成本，缩短交货期，提高效率，CAD/CAE/CAM技术的进展正是适应这种需要而得以不断完善和发展，必将在塑料注塑模具的领域内得到更加广泛的应用。
第二章塑料的成型特性
2.1塑件制品的工艺分析与选材
本课题设计的塑料制品为电器支架，本实体如图2-1：
图2-1塑件实体图
由图可知，该制品的内部有三个小的圆柱形支脚，成型要用型芯，从图2-2中可知三个小圆柱支脚的尺寸，内孔直径为
，外圆直径为
，由此可知型芯比较细小，在浇注过程中要注意其强度，防止型芯变弯。
从图
（2）中可知塑件的最大外形尺寸为
，可见制件的尺寸较大，为防止模具过大，过于笨重，应该设计一模一腔结构。
图2-2塑件尺寸
该制品的材料为ABS。
ABS树脂为微黄色或白色不透明颗粒料，无毒无味；是丙烯腈丁-丁二烯-苯乙烯共聚物。
丙烯腈使聚合物耐油、耐热、耐化学腐蚀；丁二烯使聚合物具有卓越的柔性，韧性；苯乙烯赋以聚合物良好的刚性和加工流动性。
因此，ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能，ABS塑料的表面可以电镀。
但它的使用温度不高，不超过80°C。
ABS塑料广泛用于制造汽车内饰件、电器外壳、手机、电话外壳、旋钮、仪表盘、容器乖，也可以生产板材，管材等产品。
2.2ABS塑料的材料特性
1）、使用ABS塑料成型塑件时，由于溶体的黏度值较高，注射成形的压力值高，所以塑件对型芯的包紧力较大，为便脱模，塑件应采用较大的脱模斜度；
2）、ABS塑料的溶体黏度高，制品易产生熔接痕，设计模具时应减少浇注系统对料流的阻力，流道长度短一些；
3）、ABS塑料吸湿性强，易吸水，成型前应进行干燥处理；
4）、在正常成型条件下，ABS塑件的尺寸稳定性好。
2.3ABS塑料的成型工艺参数
ABS塑料的成型工艺参数如表2—1所示：
参数
取值范围
选取数值
密度ρ
1.02～1.05g/cm³
1.03g/cm³
收缩率S
0.3%～0.8%
0.5%
温度/℃
喷嘴
180-190
180
料筒
210-230
220
模具
50-70
60
压力MPa
注射
70-90
80
保压
50-70
60
时间/S
注射
3-5
3
保压
15-30
20
冷却
15-30
25
总计
40-70
48
第三章设计方案及参数的确定
3.1注塑机的确定
该产品的材料为ABS，查手册可知其密度
～
收缩率为：
0.4﹪～0.7﹪,计算出其平均密度为
平均收缩率为0.55﹪.
使用PRO/E软件计算出图形的体积，可以得出塑件的体积为
根据塑件的密度可以计算出塑件的质量
浇注系统内的凝料的体积计算大约为
可以计算出浇注系统内凝料的质量为
由此可以得出所需塑料的总体积和总质量
根据所需塑料的总体积查表可以选择注射机的型号为：
XS-ZY-500（螺杆式）
注射机的参数为：
注射容量为：
注射压力为：
合模力为：
最大成型面积为：
模具最大厚度为：
模具最小厚度为：
最大开（合）模行程：
动定模固定板拉杆尺寸为：
喷嘴的孔径为：
喷嘴球半径为：
定位圈的直径为：
注射机的参数校核：
1）最大注射量的校核
注射机的额定注射量为500cm³
塑件体积：
143.8cm³，每次成型1个塑件。
浇道凝料为12.4cm³。
实际注射量＝143.8+12.4=156.20cm³<500X80%=400cm³
2）注射压力的校核
ABS塑料的注射压力为70～90MPa,取80MPa;
SX-ZY-500注射机的注射压力为145MPa
注射机的注射压力满足要求。
3）锁模力的校核
注射机的锁模力为3500KN；
ABS塑料的注射压力为70～90MPa,取80MPa;
单个塑件在分型面上的投影面积为415.2
;
注射时模具的膨胀力＝
锁模力满足要求。
4）最大注射成型面积的校核
SX-ZY-500注射机的最大注射成型面积为1000
；
塑件和浇注系统在分型面上的总投影面积为415.2
;
注射时模具的成型面积＝
最大注射成型面积满足要求。
因上面四方面校核都满足要求，选用XS-YZ-500型螺杆式注射机合适。
3.2浇注系统设计
浇注系统是塑料熔体自注射机的喷嘴射出后，到进入模具型腔以前所流经的一段路程的总称。
普通浇注系统由主流道、分流道、冷料穴和浇口组成。
浇注系统的设计原则：
（1）型腔的布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象
（2）型腔和浇口的排列要尽可能减小模具外形尺寸
（3）系统流道应尽可能短，断面尺寸适当；尽可能减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小。
（4）对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，即分流道尽可能采用平衡式布置。
（5）满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽可能小，以减小塑料的耗量
（6）浇品位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小的型芯，防止型芯变形，浇口的残痕不应影响塑件的外观
3.2.1主浇道设计
主浇道是塑料熔体进入模具型腔时最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔。
其尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间。
由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模板上，而是将它单独设计成主流道衬套镶入定模板内。
浇口套的设计尺寸如图3-1：
图3-1浇口套
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