网络端口插座面板注塑模设计.docx
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网络端口插座面板注塑模设计
网络端口插座面板的注塑模设计
摘要
此次设计的是常见的网络端口插座外壳注塑模设计，实用性好，外形美观，质轻，是常用的电器辅助工具。
塑料制品原料来源广，低廉的价格，优良的性能等特点。
它在汽车、电脑、电子、电机、仪表仪器，通讯产品制造不可缺少的作用，应用广泛。
成型热塑件的主要成型方法是注射成型，应用范围极广注射成型是将原料注入料筒中经加热熔化，使其成为高粘度流体，用螺杆或者其他工具作为加压工具，使流体通过喷嘴以较高的压力注入型腔中，经冷却，凝固，然后从模具中脱出，制成塑料制品。
关键词：
注射模具；浇注系统；设计。
目录
前言1
1产品分析2
1.1零件产品三维图2
1.2分析塑件使用材料种类及工艺特征用2
1.3分析塑件的结构工艺性3
2模具结构5
2.1工作原理5
2.2注射模具组成部分5
2.2.1零部件的成型5
2.2.2导向部分5
2.2.3浇注系统部分6
2.2.4冷却系统部分6
3分型面设计8
3.1分型面形式8
3.2分型面的选择8
4推出机构9
4.1推出机构组成9
4.2推出机构分类9
4.3推出机构设计原则9
5注射机的选用11
6注意设计中产生的问题12
7模架的选取13
8总图14
总结15
致谢16
附录17
参考文献18
前言
模具作为现代工业重要的装备，随着工业技术的飞速发展，新兴的产品不断的涌现，对于模具的设计与制造速度、质量，精度有了更高的要求。
塑料模的制造与生产是各种工业产品的重要的加工工艺之一，随着时代的进步，塑料加工行业也随之快速发展，以及塑料制品在航空、军用和汽车等领域的应用，产品的精度、外形对于模具的要求也越来越高，传统的模具设计方法已经无法适应当今社会快速发展的要求.与传统的模具设计相比，（CAE）技术无论是在提高生产率、保证产品无论是质量方面，还是在降低成本、减轻劳动强度方面，都具有极大的优越性。
一般周期越来越短，模具精度也越来越高，加速了新产品的生产以及更新换代，提高经济效益，拓展竞争力。
近些年来，很多企业认识到这些变化，都朝着这个方向不断发展。
收集、整理和总结工作中积累的一些有用的经验，将形成规范化，体系化的设计。
此设计是利用课本上的理论，通过对塑件的分析，确定使用一模两腔来注射成型。
本次设计依据模具设计的思路、基本规律严格进行，并根据相关的技术、精度要求进行设计：
分析塑件工艺性，确定型腔数量和分型面，设计浇注系统和成型零件等，整个程序下来，丰富了自己这方面的知识，同时对机械的相关知识有相当的了解：
看图、识图绘图、公差与配合、机械工艺制造等。
1产品分析
1.1零件产品三维图
此零件为常见的网络端口面板，见图1-1。
图1-1产品图
1.2分析产品所使用的材料种类及工艺特点
塑件的原材料选择ABS（丙烯-丁二烯共聚物）。
比例：
1.05g/cm3
鉴别方法：
将其燃烧、出现黄色火焰、有黑烟产生，有浅金盏草味。
实验：
环己酮可以被软化，溶剂无重要影响。
特点：
（1）有较高的冲击强度，稳定的化学性，良好的导电性，综合性较好。
见表1-1、表1-2、表1-3。
（2）有良好的熔接性，可制成多种颜色的塑件，表面可进行镀铬、镀漆处理。
（3）较高的耐热性、阻燃、增强、透明等。
（4）ABS的流动性比HIPS差些，比PC强，柔韧性较好。
表1-1热物理性
密度（g/cm3）
1.01-1.05
比热容（J·Kg-1K-1）
1245-1674
导热系数
W·m-1·K-1×10-2
13.6-31.2
线膨胀系数
（10-5K-1）
5.8-8.6
滞留温度（°C）
130-160
表1-2力学性能
屈服强度（MPa）
60
抗拉强度（MPa）
38
断裂伸长率（％）
35
拉伸弹性模量（GPa）
1.8
抗弯强度（MPa）
85
弯曲弹性模量（GPa）
1.6
抗压强度（MPa）
55
抗剪强度（MPa）
24
冲击韧度
（简支梁式）
无缺口261
缺口11
布氏硬度
9.7R121
表1-3电气性能
表面电阻率（Ω）
1.2×1013
体积电阻率（Ω·m）
6.9×1014
击穿电压（KV∕㎜）
﹨
介电常数（106Hz）
3.05
介电损耗角（106Hz）
0.007
耐电弧性（s）
50-75
1.3分析塑件的结构工艺性
为满足表面光滑的要求以及提高制品成型效率采用侧交口。
浇口分流道位于模具分型面处，浇口横向开设在模具的型腔处，从塑件侧面进料，因此塑件外表面不受损伤，不会因浇口的痕迹而影响塑件的表面质量和美观效果。
塑料件工艺参数
干燥条件：
80-85℃2小时；
成型收缩率：
0.4-0.8％；
模具温度：
52-80℃（温度会影响塑件光洁度，较低温度会导致较低的光洁度）；
融化温度：
210-280℃（建议的温度：
245℃）；
成型温度：
200-400℃；
注射速度：
中高速度注射压力：
60-100MPa。
2模具结构
图2-1注塑模图
2.1工作原理
模具开合模的时候，定模与动模分别移动到相应的位置，将型芯推出，便于将注塑件推出，重复多次，制作出相应数量的注塑件。
2.2注射模具组成部分
2.2.1零部件的成型
型腔是成型塑件的重要组成部分，型芯、凹模、镶块，型芯或成型杆等构成。
2.2.2导向部分
为了将动模和定模合模时准确对中而设置的导向零件，一般会有导柱、导柱孔或是动、定模上分别设有的内外锥面相互吻合。
还有导向零件。
确保顶出板水平运动。
2.2.3浇注系统部分
将原料经由注射喷嘴流向型腔的流道称作浇注系统。
组成主要包括流道、浇口、冷料穴等。
详细DWG图纸请加：
三二③1爸爸五四0六
图2-2浇注示意图
2.2.4冷却系统部分
冷却是注塑的重要组成部分之一。
在注塑过程中，冷却的时间占到80%的时间，由于每个塑料制品所要求的冷却温度不同，成型的温度也不尽相同。
对冷却系统的合理设计可以节约成本。
冷却系统的设计要结合模具的设计结构、注塑件的尺寸、型腔与型芯的位置、产生接痕的位置。
一般浇口处要加强冷却时间，料经由注射喷嘴流向型腔的流道称作浇注系统。
它的组成包括主流道，浇口、冷料穴组成。
见图2-3。
冷却方式有：
普通冷却、内模转模坯冷却、隔水片冷却、立体环形冷却、螺旋式冷却等。
大多数情况下选择普通冷却中的平行冷却或者是连续性冷却。
图2-3冷却系统示意图
M=Q/Cp（t1-t2）式中：
M-每一次注射所需的单位时间用水量（Kg/s）；
Cp-水的比定压热容（J/Kg）；
t1-水的入口温度；t2-水的出口温度。
表2-1冷却直径选取表
产品壁厚mm（inch）
冷却水路直径mm（inch）
水路直径优先系列mm
1.5（0.06）
5-8（0.19-0.31）
6、8、11、14
2（0.08）
8-10（0.31-0.40）
2-4（0.08-0.16）
10-12（0.40-0.47）
4-6（0.16-0.24）
12-14（0.47-0.55）
3分型面设计
3.1分型面形式
分型面有主分型面和辅助分型面。
分模取出的分型面为主分型面，其余为辅助分型面。
如图3-1所示。
注塑模有的是一个分型面，还有的是多个分型面。
图3-1分型面
3.2分型面的选择
（1）保证塑件的外观质量。
（2）选在塑件外形最大轮廓处。
（3）使塑件留在动模一侧。
（4）保证塑件的尺寸精度。
（5）满足塑件的使用要求。
（6）便于加工制造证。
（7）有利于排气。
实际生产中，不可能完全满足上述要求，应该抓主要特征，在此情况下确定合理的分型面。
4推出机构
4.1推出机构组成
推出机构的祖成包括：
推出零件、零件固定板和推板，推出机构导向和复位部件组成。
常见的推出零件：
推杆、推管、成型推杆等。
推出的型腔或型芯叫作推出零件。
4.2推出机构分类
手动推出、机动推出、液压和气动推出机构。
推出机构以推出的零件分类：
推杆推出、推管推出、成型推杆等。
根据顶出方向可分为：
定模顶出、动模顶出或动、定模同时顶出。
模具结构特征分类：
简单推出、动定模双向推迟推出、顺序推出、二级推迟等。
4.3推出机构设计原则
（1）使塑件留在动模上；
（2）确保制品并不变形不损；
（3）保证制品外观良好；
（4）可靠的结构性。
因此，推出机构是推出各种塑件的一种工具。
推杆的截面形状依据各零件的具体情况而选择相应的推出机构。
这些推出机构可以设计成方形，圆形及其他形状。
圆形在各个模具设计中是最为常见的，因为圆形推出机构比较容易达到推杆和型芯上，并且圆形还可以减少阻力，摩擦力，防止卡死在模具中等，一旦出现问题，方便更换。
顶出零部件设计有园推杆设计、推管设计、推快设计等。
详细DWG图纸请加：
三二③1爸爸五四0六
图4-1推出机构
因此，推出机构一般选用大直径的推杆。
如图4-1，推杆直径为4mm。
长约140。
5注射机的选用
注塑机规格:
最大压力:
180.0000MPa
螺杆增强比率:
10.0000
注塑机响应时间:
0.010s
注塑机最大锁模力:
7000.2198tonne
温度设置
熔体温度:
220.0000C
模具型腔侧温度:
50.0000C
模具型芯侧温度:
50.0000C
注射设置
注射控制方法:
注射时间
注射时间:
1.4266s
名义流动速率:
19.3050cm^3/s
保压压力曲线
持续时间压力
（s）（MPa）
0.000010.1119
10.000010.1119
冷却时间:
20.0000s
流动分析的结果
零件和冷流道的总体积:
27.5403cm^3
切换压力:
12.6399MPa
6注意设计中产生的问题
如若气体无法顺利的排出，塑料零件由于填充不完整而导致的气泡、接缝或其他误差，或因气压不稳产生的高温，使的塑料焦化。
尤其是大的塑料零件及其他精密塑料零件，气体的排出对于它们的品质有很大的影响。
对于制造的塑件不是尺寸过大，而且零件的型腔不深，所以此方案在分型面设计、推杆模板之间进行排气。
（1）排气槽尺寸的不同选择。
（2）在流道的冷料槽末端要设计排气槽。
（3）依据CAE的分析，在产品的流动末端设计排气槽，而对于一些排气困难的筋位要设计镶件加排气。
（4）镶件及司筒根据实际需要加排气槽。
在合模时还会产生飞边、毛边等多余的废料，产生这样的原因一般是在合模的时候，合模力不足，力度相差太大；在模具设计的时候存在误差，型腔与型芯不能很好的配合；可能排气系统设计的不正确。
改进方案：
在设计模具时选择合理的正确方式，确保合模时能够紧闭，使其不产生裂缝；将模具固定在动模或是定模模板上，合模时不会伤到模具。
龟裂也是注塑模合模时常见的问题，它的产生是由于因力大小不均匀所导致的。
因力有残余因力、外因力和环境因力之分。
7模架的选取
图7-1模架图
选用模架如图7-1所示，由塑料零件的相关特点以及模具型腔的数量来选择适合的模架。
模架选用前首先确定成型件的尺寸。
根据塑料零件的进浇方式和结构的需求来选择合理的模架类型，优先选用大水口模架，当不能满足需求时选用细水口或是其他类型。
8总图
图8-1模具总图
改进方案：
在设计模具时选择合理的正确方式，确保合模时能够紧闭，使其不产生裂缝；确保模具固定在模板上，合模时不会伤到模具。
模具图如图8-1。
总结
本注塑模的特点：
（1）结构合理、良好的对称性、符合实际需求。
（2）塑件各个部分均采用不同的材质，使得模具利用率达到最佳状态，有利于节约生产成本。
（3）本次的塑件模具设计采用一模两腔，既提高了生产的效率，也提高了零件的尺寸精度。
（4）零件的部分加工缩短了生产周期。
此次设计过程中充分利用各种方式，同事也在不断思考，不断强化我们所学的理论知识的理解，不断完善自己的设计。
以电脑为介质，加之专业模具分析软件来设计自己的模具，通过调用数据库中相对应的模架，凭借几何造型及其他工具可以获得型腔、型芯、模板及尺寸来完成设计。
UG、CAD等软件技术是传统设计模具的方式，提高了模具的设计效率、精度，尤其是对塑料模具的生产效率有进一步的提高。
总的说来，通过这次的毕业设计又一次让自己发现自己的不足之处，画图感觉有些不太熟练，同时，在其他方面还是有点欠缺，在做毕业设计的同时，自己也在积累一定的经验，以设计出节约成本、原料，获得更大效益的模具。
详细DWG图纸请加：
三二③1爸爸五四0六
致谢
附录
1
图1-1
产品图
2
表1-1
热物理性
3
表1-2
力学性能
4
表1-3
电气性能
5
图2-1
注塑模图
6
图2-2
浇注示意图
7
图2-3
冷却系统示意图
8
表2-1
冷却直径选取表
9
图3-1
分型面
10
图4-1
推出机构
11
图7-1
模架图
12
图8-1
模具总图
参考文献
[1]许可.职业技术-职业资格培训教材.上海：
中国劳动社会保障出版社，2012.
[2]陈小兵.现代注塑模机构设计实用技术.北京：
机械工业出版社，2014.
[3]曹阳根.现代注塑模设计.北京：
化学工业出版社，2009.
[4]邹继强.模具设计师具设计.北京：
中国石油大学出版社，2014.
[5]夏江梅.塑料模设计与实践.北京：
机械工业出版社，2013.
[6]陈晓勇．塑料模设计． 北京：
机械工业出版社，2011．
[7]张杰．塑料模设计及案例．北京：
电子工业出版社，2011．
[8]黄晓燕．塑料模典型结构100例． 上海：
上海科学技术出版社，2008．
[9]翁其金．塑料模塑工艺与塑料模设计． 北京：
机械工艺出版社，2012．
[10]黄路明．塑料模制造技术． 北京：
中国铁道出版社，2012．
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