变压器外盖模具设计说明书.docx

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变压器外盖模具设计说明书

福建信息职业技术学院

毕业实习（论文、设计）

外罩塑料模设计

系别：

　机电工程系　　　

　　　　　专业：

　工模具设计与制造

　　　　　班级：

　模具0522　　　

　　　　　姓名：

　XXX　　　　　

前言

模具是一种技术密集、资金密集型产品，在我国国民经济中的地位也非常重要。

模具工业已被我国正式确定为基础产业，并在“十五”中列为重点扶持产业。

由于新技术、新材料、新工艺的不断发展，促使模具技术不断进步，对人才的知识、能力、素质的要求也在不断提高。

1、计算机技术在注射模中的应用领域

塑料产品从设计到成型生产是一个十分复杂的过程，它包括塑料制品设计、模具结构设计、模具加工制造和塑件生产等几个工要方面。

它需要产品设计师．模具设计师、模具加工工艺师及熟练操作工人协同努力来完成，它是一个设计、修改、再设计的反复迭代、不断优化的过程。

传统的手工设计已越来越难以满足市场激烈竞争的需要。

计算机技术的运用，正在各方面取代传统的手工设计方式，并取得了显著的经济效益。

计算机技术在注射模中的应用主要表现在以下几个方面：

（1）塑料制品的设计：

基于特征的三维造型软件为设计者提供了方便的设计平台，而且制品的质量、体积等各种物理参数为后续的模具设计和分析打下了良妤的基础。

（2）结构分析：

利用有限元分析软件可以对制品的强度、应力等进行分析，改善制品的结构设计。

（3）模具结构设计：

根据塑料制品的形状、精度、大小、工艺要求和生产批量，模具设计软件会提供相应的设计步骤、参数选择．计算公式以及标准模架等，最后给出全套模几结构设计图。

（4）模具开合模运动仿真：

运用CAD技术可对模具开模、合模以及制品被推出的全过程进行仿真，从而检查出模具结构设计的不合理处，并及时更正，以减少修模时间。

（5）注射过程数值分析：

采用CAE方法可以模拟塑料熔体在模腔中的流动与保压过程，其结果对改进模具浇注系统及调整注塑工艺参数有着重要的指导意义，同时还可检验模具的刚度和强度、制品的翘曲性、模壁的冷却过程等。

大专两年学习即将结束，毕业设计是其中最后一个环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。

在完成大专两年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。

对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。

经过三个月的毕业实习，我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。

在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下，同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。

并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。

在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。

由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正。

目录

1、拟定模具结构形式……………………………………………………………1

1.1产品模型与简介……………………………………………………………1

1.2塑件精度及表面质量…………………………………………………1

1.3模具结构形式的确定………………………………………………………2

1.4注射机型号的确定…………………………………………………………2

1.5分型面位置的确定…………………………………………………………2

2、浇注系统的设计……………………………………………………………3

2.1主流道设计……………………………………………………………………3

2.1.1主流道尺寸………………………………………………………………3

2.1.2主流道衬套的形式………………………………………………………3

2.1.3主流道衬套的固定………………………………………………………3

2.2分流道设计……………………………………………………………………3

2.2.1主分流道的形状及尺寸…………………………………………………3

2.2.2主分流道长度……………………………………………………………4

2.2.3分流道的表面粗糙度……………………………………………………4

2.3浇口的设计……………………………………………………………………5

2.3.1浇口的选用………………………………………………………………5

2.3.2浇口位置的选择…………………………………………………………5

3、确定模具结构形式及外形尺寸…………………………………………………………6

4、成型零件的设计…………………………………………………………………………6

4.1成型零件的结构设计…………………………………………………………7

4.1定模的设计………………………………………………………………7

4.2导柱侧抽芯机构的设计……………………………………………………………8

4.2.1滑块的设计…………………………………………………………………9

4.3成型零件加工工艺……………………………………………………………9

4.3.1定模的加工工艺………………………………………………………9

4.3.2滑块的加工工艺……………………………………………………………9

结束语………………………………………………………………………………………11

参考文献…………………………………………………………………………………12

外罩塑料模设计

福建信息职业技术学院机电工程系模具0522班XXX

摘要:

本产品名称外罩，选材料为ABS，因为产品的需求，我们选择采用一模一腔的排列方式，根据模具结构，我们应用了侧向分型与抽芯机构的设计和斜顶机构的设计。

关键词:

侧向分型抽芯机构斜顶机构一模一位ABS

：

1拟定模具结构形式

1.1产品模型与简介：

（1）名称：

塑料端盖

（2）二维如下图所示：

图

（1）制件的二维图

（3）材料：

塑件材料采用ABS，ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚物三种化学单位合成，每种单体都有不同特性；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，高光洁及高强度。

从形态上看，ABS是非结晶性材料。

三种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，另一个是聚丁二烯胶分散相。

这就决定了ABS材料的耐高温性、抗冲击性及易加工性等多种特性。

ABS的流动性中等，较易成形，收缩率为0.4%~~~0.7%，取平均值0.55%，变化范围大，吸湿性强，成形前必须充燥。

特别对于表面要求光泽的塑件要经过长时间的预热干燥。

ABS的表观黏度对剪切速率的依赖性强。

ABS的比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成形周期短。

1.2塑件精度及表面质量：

塑件对表面的精度要求较高，根据经验，ABS可取一般精度为3级精度，表面要光

滑。

因此在设计模具时应加以考虑。

1.3塑件的形状壁厚：

从图可知，塑件形状为一壳类塑件，其壁厚均匀，但是形状比较复杂，且需要双面抽芯加斜顶机构，给模具设计制造和加工成形工艺的确定都带来了不小的麻烦。

1.4拟定型腔数量及排列方式

型腔的数量是由于制件形状复杂,两侧需斜倒柱侧抽芯，为“一出一”即一模一位,主要考虑了本产品的生产数量和注射机型号。

模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计，又考虑到单分型面的成本相对较低，结构也较为简单，故初步设计为单分型面环行式浇口。

由于塑件形状复杂，重量一般，生产批量较大。

为了提高产品的效率，采用一模一位

1.5分型面位置的确定

如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。

由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。

选择分型面时一般应遵循以下几项原则：

a型面应选在塑件外形最大轮廓处。

b便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。

c保证塑件的精度要求。

d满足塑件的外观质量要求。

e便于模具加工制造。

f对成型面积的影响。

g对排气效果的影响。

h对侧向抽芯的影响。

综上所述，选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构简单制造容易。

当选定一个分型面方案后，可能会存在某些缺点，再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。

为了便于模具加工制造，应尽是选择平直分型面工易于加工的分型面.但由于本塑件形状复杂,不适合平直分型面,因此改用阶梯式分型分型面开设在底面位置最为合理。

这样选取的塑件的外表面可以在整体的定模型腔内成型，表面质量好。

图（4）分型面

2.浇注系统设计

浇注系统设计包括主流道的选择、分流道截面形状及尺寸的确定、浇口的位置的选择、浇口形式及浇口截面尺寸的确定。

2.1主流道设计

2.1.1主流道尺寸

主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。

主流道小端尺寸为3mm。

2.1.2主流道衬套的形式

主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式（俗称浇口套，这边称唧咀），以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。

唧咀都是标准件，只需去买就行了

2.1.3主流道衬套的固定

因为采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。

定位圈也是标准件，外径为Φ100mm，内径Φ70mm。

2.2分流道设计

2.2.1主分流道的形状及尺寸

为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形梯形U形半圆形及矩形等，工程设计中常采用梯形截面加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸：

（式1）

（式2）

式中B―梯形大底边的宽度（mm）

m―塑件的重量（g）

L―分流道的长度（mm）

H―梯形的高度（mm）

梯形的侧面斜角a常取5°－15°，在应用式（式1）时应注意它的适用范围，即塑件厚度在3.2mm以下，重量小于200g，且计算结果在3.2－9.5mm范围内才合理。

2.22主分流道长度

分流道要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。

2.2.3分流道的表面粗糙度

由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6μm左右既可。

实际加工时，用铣床铣出流道后，为了省抛光量，抛掉加工纹理就行了。

（抛模：

制造模具的一道很重要的工序，一般配备了专业的抛光人员，即用打磨机，沙纸，油石等打磨工具将模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。

）

2.3浇口的设计

浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。

当利用环行式浇口时，为了确保分流道的脱落还应注意脱浇口装置的设计、脱浇装置浇口机构。

2.3.1浇口位置的选择

在设计浇注系统时，首先是选择浇口的位置。

浇口位置选择直接关系到产品成型质量及注射过程的顺利进行,通常要考虑以下几项原则：

a尽量缩短流动距离。

b浇口应开设在塑件壁厚最大处。

c必须尽量减少熔接痕。

d应有利于型腔中气体排出。

e考虑分子定向影响。

f避免产生喷射和蠕动。

g浇口处避免弯曲和受冲击载荷。

h注意对外观质量的影响。

2.3.2浇口形状结构和尺寸如下图所示：

图（5）浇口

3、确定模具结构形式及外形尺寸：

模具结构为单分型面注射模，如图所示。

模具的开模距离应大于70mm，方便取出塑件和浇口。

选择模架为国标中小型模架（GB/T12556.1-1990），选择基本型的A2型，模具的外形尺寸160×160mm，其各板料厚度如图6所示：

。

图（6）

4.成型零件的设计

模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括型腔、型芯、动定模板,动定模镶块、滑块,斜顶等。

成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。

因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。

设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结

构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。

4.1成型零件的结构设计

4.1定模的设计

定模总体上就是凹形，底面是平的，其面积至少要能盖住一个型腔，由于有一个型腔，定模受的压力不大，据经验厚度需设计厚点，另外还要考虑到固定定模的螺丝孔的位置、斜导柱从定模穿过的斜孔以及定模固定到定模框中的固定形式等。

设计定模为160×160×65

定模设计图如下：

图（7）定模

4.2斜导柱侧抽芯机构的设计

1．斜导柱侧抽芯机构

斜导柱侧抽芯机构是利用斜导柱等零件把开模力传递给侧型芯或侧向成形块，使之产生侧向运动完成抽芯与分型动作。

这类侧抽芯机构的特点是结构紧凑、动作安全可靠、加工制造方便，是设计和制造注射抽芯时最常用的机构，但它的抽芯力和抽芯距受到模具结构的限制，一般适用于抽芯力不大及抽芯距小于60~80mm的场合。

本模具抽芯距为12mm，所以采用斜导柱侧抽芯机构。

具体如图（8）所示。

1．斜导柱侧抽芯机构的组成

斜导柱侧抽芯机构主要是由斜导柱、侧型芯滑块、导滑槽、紧楔块和型芯滑块定距限位装置等组成

2．斜导柱侧抽芯机构的工作过程

斜导信侧抽芯机构注射模的工作过程如图（8）所示。

图（8）中的塑件有一侧台阶，开模时，动模部分向后移动，开模力通过斜导柱驱动侧型芯滑块，迫使其在型芯固定板的导滑槽内向外滑动，直至滑块与塑件完全脱开，完成侧向抽芯动作。

这时塑件包在型芯上随动模继续后移，直到注射机顶杆与模具推板接触，推出机构开始工作，推杆将塑件从型芯上推出。

合模时，复位便推出机构复位，斜导柱侧型芯滑块向内移动复位，最后由紧楔块锁紧。

图（8）

1-紧楔块；2-滑块；3-斜导柱；

4.2.1滑块的设计

1．斜导柱的结构设计

斜导柱其工作端的端部可以设计成锥台形。

设计成锥台形时必须注意斜角应＆大于斜导柱倾斜角ａ，一般＆=ａ+（2°~3°），以免端部锥台也参与侧抽芯，导致滑块停留位置不符合原设计要求。

2．滑块是斜导柱侧抽芯机构中的一个重要零部件，它上面安装有侧向型芯或侧身成形块，注射成型时塑件尺寸的准确性和移动的可靠性都需要靠它的运动精度保证。

滑块的结构形状可以根据具体塑件和模具结构灵活设计，它可分为整体式和组合式两种。

在本次的模具设计中，用到的是整体式，这种结构公适于形状十分简单的侧向移动零件。

3．导滑槽的设计

成形滑块在侧向分型抽芯和复位过程中，要求其必须沿一定的方向平稳地往复移动，这一过程是在导滑槽内完成的。

根据模具上侧型芯大小、形状和要求不同，以及各工厂的具体使用情况也不同，所以本次设计的模具用的导滑槽是T形槽导滑的整体式。

4．楔紧块的设计

在注射成型过程中，侧向成型零件受到熔融塑料很大的推力作用，这个力通过滑块传给斜导柱。

而一般的斜导柱为一细长杆件，受力后容易变形，导致滑块后移，因此必须设置楔紧块，以便在全模后锁住滑块，承受熔融塑料给于侧向成形零件的推力。

4.4滑块的设计

（1）个滑块形状设计成下图所示的样子，总长60.2mm总高48.5mm，这副模具有左右两个滑块，由于我们设计的斜导柱的倾斜角α为15º，所以行位的锁紧角α‘＝α+2º～3º＝15º+3º＝18º。

（2）其他尺寸如下图所示，其他的尺寸在看详细的零件图

图（9）滑块

4.5推出机构的设计

塑件的推出形式，有机械推出、液压推出、气动推出三大类，常用为机械推出。

它包括推杆推出、推管推出、推板推出、推块推出及复合推出，推杆推出是最广泛的应用形式。

制品推出是注射成型过程中最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定制品的质量，因此制品的推出是不可忽视的环节。

因为此制品比不大且壁薄又加上有内抽机构,相对来说推出机构设计就比较重要，如果没做好容易产生毛边和拉裂。

那么对后加工来说会有一定难度，所以我们的设计从整体全面的考虑推出机构的设计，所以选择斜顶推出机构。

斜顶如图10

图（10）

到此为止，本次塑料模具设计计算过程就完成了，下面就可以根据确定的各个零件尺寸绘制模具图纸装配图绘制（图11）

如图（11）

结束语

历经近三个月的毕业设计即将结束，敬请各位老师对我的设计过程作最后检查。

在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，请教工厂中极具经验的模具设计人员和工人师傅以及各位老师有关模具方面的问题，特别是模具在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。

使我对塑料模具设计的各种成型方法，成型零件的设计，成型零件的加工工艺（如线切割、电火花加工、CNC电脑数控加工），主要工艺参数的计算，产品缺陷及其解决办法，模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。

模具在当今社会生活中运用得非常广泛，掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。

从陌生到开始接触，从了解到熟悉，这是每个人学习事物所必经的一般过程，我对模具的认识过程亦是如此。

经过三个月的努力，我相信这次毕业设计一定能为大专三年生涯划上一个圆满的句号，为将来的事业奠定坚实的基础。

在这次设计过程中得到了张老师的悉心指导，师傅以及许多同学的帮助，使我受益匪浅。

在此，对关心和指导过我各位老师和帮助过我的同学表示衷心的感谢!

参考文献

1、塑料成型工艺与模具设计.高等教育出版社，2006

2、塑料模设计手册.机械工业出版社，1994

3、模具制造工艺.机械工业出版社，1999

4、模具设计与制造简明手册.上海科学技术出版社，1998

5、塑料模具设计与制造齐卫东高等教育出版社2004

6、<塑料模设计>课程设计指导书张清辉张伯楠