插座壳的模具设计.docx
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插座壳的模具设计
五孔插座上壳的模具设计
摘要：
通过模具设计旨在深化和巩固所学课程知识，培养塑料模具的设计能力，通过塑件成型工艺分析，分型面及浇注系统的确定，塑料模具设计方案的论证，主要成型零部件的设计计算,熟悉塑料模具设计的一般流程，并在设计思路方面得到锻炼和提高，从而树立正确的设计思想。
关键词：
分型面确定塑件工艺设计计算查阅资料
一、设计任务
A卩—IA
技术要求：
（一）未注公差按MT5
（二）一模两件
大批量，材料为ABS
二、塑件的结构工艺性分析
（一）塑件的几何形状分析
熟读塑件的图样，在头脑中建立清晰的塑件三维形状，复杂的塑件可通过计算机
三维建模帮助理解其几何形状所做零件的三维图1—1如下所示：
图1—1五孔插座壳的三维图
（二）塑件原材料的成型特性分析
ABS是不透明的非结晶型聚合物，无毒，无味，密度1.02至1.05g/cm。
ABS具有突出的力学性能，坚固，坚硬，坚韧，具有一定的化学稳定性和良好的介电性能，并具有较好的尺寸稳定性，易于成型和机械加工。
成型塑件表面有较好的光泽，经过调色可配制成任何颜色，其缺点是耐热性差。
ABS可采用注射，挤出，压延，吹塑，真
空成型，电镀焊接及表面涂饰等多种成型加工方法。
ABS成型性能如下：
1、易吸水，成型前应进行干燥处理，表面要求高的塑件应进行长时间的预热干燥。
2、流动性中等，溢边值0.04mm左右。
3、壁厚和熔料温度对收缩率影响极小。
4、成型周期短。
5、易产生熔接痕，应尽量减少浇注系统对料流的阻力。
（三）塑件的结构工艺性分析
1、塑件的尺寸精度分析和成型零部件计算
该塑件尺寸均为未标注公差的自由尺寸，按MT5查取公差
如表1—2所示：
表1—2成型零部件尺寸计算
类别
模具零件名称
塑件尺寸
计算公式
工作尺寸
型腔计算
型腔长
96；
Lms=[（1+Scf）L&0.75△]0s
95.778+q33
宽
8601
85.723+0.33
高
r150.58
（H）0"=[（1+Scp）Hs-0.5△]0S
14.792+0.19
定模镶件
Q+0-28
80
L0s=[（1+Scf）Ls+0.75△]0s
8.25400.09
“厂+0.2
1.50
1.6580.07
ac+0・28
6.50
6.746-0.09
型芯计算
大型芯
~+1~
92。
If[（1+ScP）Is-0.75△]：
93.256-0.33
:
8201
83.20100.33
13+0058
13.5O700.19
动模小型腔截面尺寸
10°
1U-0.28
LmS=[（1+Scf）L&0.75△]0S
9.845+o09
3.5-0.24
Cccc+0.08
3.3390
8.5-0.28
Ccc一+0.09
8.3370
2、塑件的表面质量分析
对该塑件表面没有特殊要求。
一般情况下外表面要求光洁，表面粗糙度可以取
0.8um,没有要求的塑件内表面粗糙度Ra可取3.2um
3、塑件的生产批量
塑件的生产类型对注射模具结构均有重要影响。
在大批量生产中，由于注射模具价格在整个生产费用中所占比例较小，提高生产率和模具寿命问题比较突出，所以考虑使用自动化程度较高、精度寿命高的模具。
该塑件是大批量生产，因此在模具设计中要提高塑件的生产率，倾向于采用多型腔、高寿命、成型周期短、自动快速脱模模具，同时模具造价要适当控制。
（四）初选注射机
1、计算塑件体积
通过三维造型可获得圆形壳罩的体积V=25340.9846mmABS的密度取p
=1.03g/cm3，所得塑件质量m=26.1go
2、确定型腔数目
由于该塑件内部侧面有侧凸，加上塑件尺寸有一般精度要求，外表面有高光洁要求，不宜采用太多型腔数目，所以采用一模两腔，型腔平衡布置在型腔板两侧，以方便侧抽实现、浇口排列和模具的平衡。
3、确定注射成型的工艺参数
根据塑件结构和ABS的成型性能，查阅有关的资料初步确定塑件的注射成型工艺
参数，如表1—3所示:
表1—3注射成型工艺参数
工艺参数
内容
工艺参数
内容
预热和干燥
温度80~90/C
成型时间
/s
注射时间
3~5
时间2h
保压时间
15~30
料筒温度
/C
后段
180~200
冷却时间
15~30
中段
210~230
总周期
40~70
前段
200~210
螺杆转速/
（r/min）
30~60
喷嘴温度
/C
180~190
后处理
方法
红外线灯
烘箱
模具温度
/C
60~80
温度/C
70
注射压力
/MPa
70~90
时间/h
2~4
4、确定模具温度及冷却方式
ABS为非结晶型塑料，流动性中等，壁厚一般，因此在保证顺利脱模的情况下尽
量缩短冷却时间，提高生产效率。
所以考虑采用适当的冷却水循环，成型模具温度控
制在60~80°C。
5、初步确定成型设备
塑件采用注射成型加工，使用一模两腔分布，可计算出一次的塑料注射量：
W=2m+m废=57.42g。
根据一次注射量的分析以及考虑塑料品种，塑件结构，生产批量以及注射
工艺参数，注射模具尺寸大小等因素，参考设计手册初选SYZ-300参数如表1—4：
表1—4注塑机使用参数
序号
主要技术参数项目
参数值
1
最大注射量/cm
320
2
注射压力/MPa
125
3
锁模力/kN
1400
4
动定模板安装尺寸/mm
520*620
5
最大模具厚度/mm
355
6
最小模具厚度/mm
130
7
最大开模仃程/mm
340
8
喷嘴前端球面半径/mm
12
9
喷嘴孔直径/mm
4
10
定位圈直径/mm
125
三、分型面及浇注系统的设计
（一）分型面的确定
为保证塑料件顺利分型，主分型面应首先考虑在塑件的最大轮廓处。
开模后，塑件应留在动模上，便于顶出，综合考虑塑件的精度、表面质量、排气和模具的加工制造等。
选择如图1—5分型面：
（二）浇注系统的设计
图1—5分型面
较为敏感的原因，浇口采用方便加工修整、凝料去除容易且不会在塑件外壁留下熔接
痕的侧浇口，模具采用单分型面的两板模，模具成本易控制在合理的范围内，浇注系
统设计如下图1—6:
由于主流道与注射机的高温喷嘴反复接触碰撞。
故应设计成独立可更换拆卸的浇口套，查资料得SYZ-300型注射机喷嘴的有关尺寸：
SR=12mm喷嘴孔直径do=4mm定位孔直径为©125mm为保证模具主流道与喷嘴的紧密接触，避免溢料，主流道与喷嘴的关系为：
SR=S0+（1~2）,d=d0+0.5,因此主流道球面半径SR=14m，6位圈直径125mm主流道小端口直径d=4.5mm
2、分流道的设计
采用U型断面分流道，在一块模板上，切削加工较容易实现，且比面积不大。
查
有关资料ABS的分流道推荐直径为©4.8~9.5mm取①8mm分流道设计如图1—7所示：
图1—7分流道设计
3、浇口的设计
根据塑件的外观要求及型腔的分布情况选用如图1—8所示的测浇口。
从塑件的
底侧中部进料，去除凝料时不会在塑件的外壁留下浇口痕迹。
L1=（0.6~0.9）+b/2取L1=2.5mmL=2~3mn取L=2mm浇口深度t=0.5~2.0mm
取t=1.0mm浇口宽度b=（0.6+0.9）JA/30mn取b=1.5mm
图1—8浇口设计
4、冷料穴的设计
采用Z型头拉料杆的冷料穴，如图1—9所示，将其设置在主流道的末端，既起
到冷料穴的作用，又兼起开模分型时将凝料从主流道中拉出留在动模一侧。
图1—9冷料穴的设计
四、模具设计方案
（一）型腔设置
在保证浇注系统分流道的流程短，模具结构紧凑，正常工作的前提下，尽可能使模具型腔对称，均衡，取件方便。
本塑件采用一模两腔，型腔平衡布置在五孔插座型腔板中心。
（二）.成型零件的结构确定
成型零件直接与高温高压的塑料接触，它的质量直接影响塑件的质量。
本塑件材料为ABS，对表面粗糙度和精度要求较高，因此要求成型有足够的强度，刚度，硬度和耐磨性，应选用优质模具钢制作，还应进行热处理，以使其具备50~55HRC的硬度
1、凹模设计
采用整体嵌入式凹模，放在定模板一侧，主要从节省材料，方便热处理，便于日后更换维修等方面考虑。
在设计凹模仁时除了考虑壁厚的刚度和强度外，还要留有足够的冷却水道位置，并在四角设计虎口，起到锁模作用，凹模设计如图1—10：
图1—10凹模设计
2、凸模设计
凸模和凹模一样也采用组合式的结构如图1—11所示:
（三）导向定位机构设计
由于塑件基本对称，且无单向侧压力，所以采用直导柱即可满足要求。
为防止导
柱未导向前型芯进入型腔，易造成成型部位的损坏，所以导柱要比主型芯高出6~8伽
如图1—12所示：
图1—12导柱导套
（四）推出机构设计
推出机构一般由推出、复位、导向三大部件组成，推出机构按其推出机构的动力来源可分为手动推出机构、机动推出机构和液压推出机构与气动推出机构等。
机动推出机构是依靠机注塑机的开模动作驱动模具上的推出机构。
根据本塑件上壳罩的的形
状特点，为降低成本选用制造简单的机动普通杆推出，虽然推出时会在塑件内表面留下顶出痕迹，但不影响塑件外观。
如图1—13所示：
图1—13普通推杆
（五）冷却系统设计
采用冷却水冷却，凹模冷却水道采用同型芯一样的环绕型冷却水回路，型芯在开设水道时应避开斜顶、顶杆等。
如图1—13所示：
五、主要零部件的设计计算
（一）模具型腔壁厚的确定
塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应有足够的强度和刚度，本模具的凹模采用的是整体嵌入式，因此可用整体式矩形型腔壁厚计算公式来确定型腔侧壁厚度S和型腔底板厚度T如图1—14所示：
—
—
乡
L—型腔长度，取值为96mm;b型腔宽度，取值为80mm;h型腔深度，取值为40mm;T型腔底
板厚度，mm;S型腔底板厚度，mm;B模板宽度，mm
1、型腔侧壁厚度S的计算
（1）、按刚度条件计算
s刚>3/-P—1.8伽
YE3
式中:
C—由h/l决定的系数，查表9-22得c=1.5;
p—型腔内最大熔体压力，可取注射成型压力的25%~50%,p取30Ma;
h—型腔深度，h=15;
[3]—模具刚度计算许用变形量，查《机械零件设计手册》计算得[3]=29.65;
E—模具钢的弹性模量，E=2.2*105
（2）按强度条件计算
gi'3ph2（1Wa）dOC
S虽丿185mm
a
式中:
p—型腔内最大熔体压力，p取30Ma;
h—型腔深度，h=15;
W—抗弯截面系数，由h/l决定，查教材《塑料成型工艺与模具设计》表4-6
得W=0.108
a—型腔的边长比，a=b/l=0.9;
a—模具强度计算许用应力，预硬化塑料模具钢取a=300Ma
2、型腔底板厚度T的计算
（1）、按刚度条件计算
%」，Cpb2.04m
\E3
式中：
c—由型腔边长比l/b的系数，查表9-23得c=0.024
p—型腔内最大
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