香蕉插头本体注射模设计.docx

1、香蕉插头本体注射模设计引 言本说明书为机械类塑料模注射模具设计说明书，是根据塑料模具设计手册上的设计过程及相关工艺编写的。本说明书的内容包括：毕业设计任务书，毕业设计指导书，毕业设计说明书，毕业设计体会，参考文献等。编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺，塑料脱模机构的设计。本说明书在编写过程中，得到有张蓉老师和相关同学的大力支持和热情帮助，在此谨以致意。由于本人设计水平有限，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位老师批评指正。 设计题目：香蕉插头-本体注射模 塑件图设计目的综合运用在学期间所学理论知识和技能，设计汽车仪表电

2、子计时器塑料模具，使学生熟悉设计开发模具的过程，培养学生独立思考能力，检验学生的学习效果和动手能力，提高学生工程实践能力，为将来实际工作打下坚实的基础。设计要求1、尽量选用标准模架。2、保证规定的生产率和高质量的塑胶制品的同时，力求模具成本低、寿命长。3、设计的塑料模必须保证操作维护安全、方便，与注射机能够匹配。4、在能够生产出性能、特性、质量符合要求的前提下，尽量降低制品的后加工成本。5、便于搬运、安装、紧固到注射机上，并且方便、可靠。6、保证模具强度前提下，注意外形美观，各部分比例协调。设计图纸模具总装图一张、动、定模板、凸模、凹模、定位圈、浇口套、型芯等所有非标准零件图及电子文件（即*.

3、doc/*.dwg/*.prt/*.asm文件，其中至少要有一张1号以上的计算机绘图）。图幅总量22.5张A0.设计说明书（要求不少于1.5万字，20页以上）1、资料数据充分，并标明数据出处。2、计算过程详细、完全。3、公式的字母含义应标明，有时还应标注公式的出处。4、内容条理清楚，按步骤书写。5、说明书要求用计算机打印出来。整个设计资料包括全套图纸、设计计算说明书、设计任务书、设计笔记、毕业实习及毕业设计体会。自选两个重要模具成型零件编制加工工艺过程卡。编制模塑成型工艺卡。参考资料：1、国家标准总局编。塑料模国家标准 中国标准出版社，19992、陈万林编著塑料模具设计与制作教程北京希望电子出

4、版社，20003、黄健求编模具制造 机械工业出版社，20014、黄毅宏编模具制造工艺学机械工业出版社，19965、王孝培编塑料成型工艺及模具简明手册机械工业出版社，20006、陈晓华、王秀英编典型零件模具图册机械工业出版社，20017、翁其金编 塑料模塑工艺与塑料模设计机械工业出版社，19998、塑料模具技术手册编委会 塑料模具技术手册机械工业出版社，19979、孙凤勤编 冲压与塑压设备机械工业出版社，199710、黄锐编 塑料工程手册机械工业出版社，200011、屈华昌编 塑料成型工艺与模具设计机械工业出版社，199512、甄瑞麟编模具制造工艺学清华大学出版社，2005毕 业 设 计 指 导

5、 书一题目：转速透光片塑料模设计二明确设计任务，收集有关资料1、了解毕业设计的任务、内容、要求和步骤，制定设计工作进度计划（一般需周）2、将Pro/E零件图,转化为AUTOCAD平面图，并标好尺寸3、查阅、收集有关的设计参考资料4、了解所设计零件的用途、结构、性能，在整个产品中装配关系、技术要求、生产批量5、塑胶厂车间的设备资料6、模具制造技能和设备条件及可采用的模具标准情况三工艺性分析 分析塑胶件的工艺性包括技术和经济两方面，在技术方面，根据产品图纸，主要分析塑胶件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性能等因素，是否符合模塑工艺要求；在经济方面，主要根据塑胶件的生产批

6、量分析产品成本，阐明采用注射生产可取得的经济效益。1、塑胶件的形状和尺寸：塑胶件的形状和尺寸不同，对模塑工艺要求也不同。2、塑胶件的尺寸精度和外观要求塑胶件的尺寸精度和外观要求与模塑工艺方法、模具结构型式及制造精度等有关。3、生产批量生产批量的大小，直接影响模具的结构型式，一般大批量生产时，可选用一模多腔来提高生产率；小批量生产时，可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用。4、其它方面在对塑胶件进行工艺分析时，除了考虑上述因素外，还应分析塑胶件的厚度、塑料成型性能及模塑生产常见的制品缺陷问题对模塑工艺性的影响。一：拟定模具结构形式A确定型腔数量及方式 型腔的数量是由厂方给定，为“一出四”

7、即一模四腔，他们已考虑了本产品的生产批量（大批量生产）和自己的注射机型号。因此我们设计的模具为多型腔的模具。 考虑到模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计，模具的型腔排列方式如图（1）所示。 图表 1B模具结构形式的确定 由于塑件外观质量要求高，尺寸精度要求一般，且装配精度要求高，因此我们设计的模具采用多型腔多分型面。根据本塑件香蕉插头本体的结构，模具将会采用三个分模面，三个分型面。二注射机型号的确定 一般工厂的塑胶都拥有从小到大各种型号的注射机。中等型号的占大部分，小型和大型的只占一小部分。于是我们不必过多的考虑注射机型号。具体到这套模具，厂方提供的注射机型号和规格以及各参数如下所示： 容

8、量：270cm 最大模具厚度：550mm 锁模力：1250KN 最小模具厚度：150mm 模板大小：415X415mm 模具定位孔直径：160mm 开模大小；360mm 喷嘴球半径：SR15mm 喷嘴口孔径：3.0mm四注射机的选择 注塑机的额定注射量mg，每次注射量不得超过最大注射量的80%，即n=（0.8mgmj）/mz式中 n 型腔数mj 浇注系统重量（g）mz 塑件重量(g)mg 注射机额定注射量(g)浇注系统体积Vj,根据浇注系统初步设计方案进行计算。 V1=Rh=3.14335=989.1（mm） V2=Rh=3.142.530=588.75（mm） V3=4/3 R/2=4/32

9、.5/2=32.7（mm） V4=2114=8（mm） V总=1620.55（mm） mj=V=1620.551.18=1.912（g） mg=（nmz+mj）/0.8=（418.881.912）/0.8=96.79（g） vj= mg/=96.79/1.18=82.025（mm） 从计算结果并根据塑料注射机技术规格，查塑料制品成型及模具设计教程附录E，选用XSZY125型注射机。 主要技术参数：标称注射量（mm） 125螺杆（注塞）直径（mm） 30注射压力（Mpa） 150注射行程（mm） 160螺杆转速（r/min） 10140注射时间（s） 1.8注射方式 螺杆式合模力（N） 910最

10、大成型面积（mm） 360模板最大行程（mm） 300模板最大厚度（mm） 300模板最小厚度（mm） 200拉杆空间（mm） 260360合模方式 液压机械推出形式 两侧推出电动机功率（kw） 11螺杆驱动功率（kw） 4定位圈尺寸（mm） 100五型腔数目的确定与排列形式1、型腔数目的确定为了使模具与注射机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时应确定型腔数目。常用的方法有四种。（1） 根据经济性确定型腔数目 （2） 根据注射机的额定锁模力确定型腔数目。 （3） 根据注射机的最大注射量确定型腔数目。 （4）根据制品精度确定型腔数目。 本设计采用根据注射机的最大注射

11、量确定型腔数目的方法。 n 式中 n 型腔数 G 注射机的最大注射量（g） W 单个制件的质量（g） W 浇注系统的质量（g） n=6.15 由于本塑件为高精度制品，且多型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀一致，故通常推荐型腔数目不超过4个。 2、型腔的排列形式 多型腔在模板上排列形式通常有圆形、H形、直线形及复合形等，在设计时应注意以下几点： （1） 尽可能采用平衡式排列，确保制品质量的均一和稳定。 （2） 型腔布置与浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料现象。 （3） 尽量使型腔排列得紧凑，以便减小模具的外形尺寸。三分型面位置的确定 如何确定分型面，需要考虑的因数比较复杂。由

12、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：1） 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。2） 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。3） 保证塑件的精度要求。4） 满足塑件的外观质量要求。5） 便于模具加工制造。6） 对成型面积的影响。7） 对排气效果的影响。8） 对侧向抽芯的影响。其中最重要的是第5）和第2）；第8）点。为了便于模具加工制造，应尽量选择平直分型面易于加工的分型面。如图（2

13、）所示，采用这样一个平直的分型面，前模（定模）和后模（动模）做成平的就行了，胶位在动模、定模上各一半,AA分型面也是整个模具的主分模面。下图中虚线所示的BB和CC分型面是行位（即滑快）的分型面。这样选择行位分型面，有利于行位以及后模仁和后模镶件等这些成型零件的加工。分型面的选择应尽可能使塑件在开模后留在后模一边，这样有助于后模设置的推出机构动作，在下图中，从AA分型时，BB处的行位向左移动，CC处的行位向右移开后，由于塑件在拉料杆的作用下留在动模上，依靠注射机的顶出装置和模具的推出机构推出塑件。图表 2四浇注系统形式和浇口的设计A主流道设计1. 主流道尺寸 主流道是一端与注射机嘴相接触，另一端

14、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3.5mm。2. 主流道衬套的形式主流道小端入口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，工厂里称唧咀），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。常用唧咀分为有托唧咀和无托唧咀两种,下图为后者，装配时用定位环压紧唧咀，再用螺钉固定即可。唧咀的规格有12，16，20等几种。由于注射机的喷嘴半径为SR15，所以唧咀的直径为16,其结构如图（3）所示。图表 33. 主流道衬套的固定因为采用的为无托唧咀，所以定位圈压紧无托唧咀后，用螺钉固定在

15、模具的面板上。B. 分流道设计1.分流道的形式及尺寸从塑料模设计手册查得知：尼龙适合采用截面为圆形浇道形式，且由工厂的经验数据取得分流道的直径为8mm。2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，减少压力和热量损失,同时还要考虑到流道应避免与侧向抽芯机构发生干涉，所以将分流道设计成弯的，总长为168mm。 3副分流道的设计 副分流道即图（6）中主分流道以下的两个一字形的流道。 其截面与分流道一样也采用圆形，且直径为4，取的都是经验值，总长为30mm，且其与浇口、分流道都圆滑过度。 4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，

16、只有中心部位的塑料熔体的流体状态为理想，因而分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6um左右即可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。 实际加工时，用铣床铣出流道后，稍微省一下模，省掉加工纹理就行了。（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配备了专业的省模女工，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。）5分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布置形式，但应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑，缩小模具板面尺寸

17、：另一方面流程尽量短，锁模力求平衡。 本模具的流道布置形式采用平衡式，如图（4）所示。 图表 4C.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能和质量的影响很大。1 浇口的选用 浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。我们将采用限制性浇口。限制性浇口一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，使其成为理想的流动状态，迅速而均衡地充满型腔，另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控制填充时间，冷却时间及塑件表面

18、质量，同时还起着封闭型腔,防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分离的作用。从图（4）中可看出，我们采用的是侧浇口。侧浇口又称边缘浇口,国外称之为标准浇口。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝，调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。这灯浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强；但有浇口痕迹存在，会形成熔接痕，缩孔，气孔等塑件缺陷，且注射压力损失大，对深型腔塑件排气不便。具体到这套模具，其浇口及尺寸如图（5

19、）所示。浇口各部分尺寸取的都是经验值。实际加工中，是先用圆形铣刀铣出直径为6的分流道，再将材料进行热处理，然后做一个铜公（电极）去放电，用电火花打出这个浇口来的。图表 52 浇口位置的选择模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：1）尽量缩短流动距离。 2）浇口应开设在塑件壁厚最大处。 3）必须尽量减少熔接痕。 4）应有利于型腔中气体排

20、出。 5）考虑分子定向影响。 6）避免产生喷射和蠕动。 7）浇口处避免弯曲和受冲击载荷。 8）注意对外观质量的影响。根据本塑件的特征，综合考虑以上几项原则，每个型腔设计的进浇点如图所示：D浇注系统的平衡对于中小型塑件的注射模具已广泛使用一模多腔的形式，设计应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达成一致，这就是浇注系统的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同。E.冷料穴的设计 在完成一次注射循环的间隔，考虑

21、到注射机喷嘴和主流道入口这一小段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约1025mm的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里温度相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料的井穴称为冷料穴。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上（也即塑料流动的转向处），其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的11.5倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积，冷料穴有六种形式，常用的是端部为Z字形拉料杆的形式，具体要根据塑料性能合理选用。本模具中的

22、 冷料穴的具体位置和形状如图（4）中所示。实际上只要将分流道顺向延长一段距离就行了。五成型零件的设计与加工工艺 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括定模型芯、动模型芯、小型芯镶件等，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，脱模时与塑件还发生磨擦，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、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

23、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。A. 成型零件的结构设计本套模具的成型零件包括定模型芯、动模型芯、两个行位、四个镶件。由前面分析分型面的确定可知，成型零件总体上可分为定模型芯，即图（2）中AA分型面以上的部分，左边一个行位，即图（2）中BB分型面以左的部分，右边一个行位，即图（2）中BB，CC分型面以下的部分这三大部分，另外在动模型芯上必须镶八个镶件上来碰穿小型芯镶件，以形成香蕉插头本体中间部位的长方形孔。1. 定模型芯的设计定模型芯总体上就是一长方形，底面是平的，其面积至少要能盖住四个型腔，型芯受的压力较大，根据经验厚度需设计厚点，另外还要考虑到固定型芯的螺丝孔的位

24、置，运水（冷却水道）的布置，两个分流道孔浇注衬套从型芯穿过以及型芯固定到A板中的固定形式等，设计定模型芯的长：242mm，宽95mm,厚30mm.最终设计结构如下图，上面对称有四条运水，两个运水盲孔，在A板上钻对应四条运水，形成两个运水循环,也就是说，先把型芯上的八个通孔堵塞，长型的水咀穿过A板的运水孔通过型芯的运水盲孔进入四个运水孔，其成型部分的尺寸放一个缩水率即可，这是指产品图上未注公差的尺寸而言的。更详细的结构参见零件图。2. 行位1的设计行位1，即成型塑件内形的成形零件。整个行位截面形状设计成下图所示的样子，总长98mm,总高50mm,由于我们设计的斜导柱的倾斜角为19度，所以行位的锁

25、紧角为19+2=21度。每个行位上有四个小型芯镶件通过小型芯固定板固定在行位上，其装配后如下图所示：图表 6下图是上图从左边方向看过去的样子，即表达了行位长度方向的情况，总长为176mm,每边还有6mm导向用的。 图表 7另外，行位上面定位的孔，由于定位珠是标准件，定位孔是随着定位珠来设计的，其截面形状和尺寸如图(6)所示：最后，还要设计斜导柱孔，因为斜导柱选用的标准件，直径为16mm而斜导柱孔要比斜导柱单边大0丝，所以直径为mm,斜度为度。更详细的情况请参见零件图纸。B. 成型零件的加工工艺：1定模型芯 定模型芯是主要的工作零件，这套模具的生产批量为大批量，且塑件成型时有一定的腐蚀性，因此选

26、用的材料要具有良好的耐磨性，由于客户已明确提出成型零件的材料要选用瑞典一百腾公司的S136钢材（注：此种钢材的性能特好，是做塑料的专用材料，具有良好的耐磨性，耐腐蚀性，它的价格为一百多元人民币一斤），因此我们选用S136的材料。 同时考虑到此塑料对尺寸精度要求一般，但对表面要求较高，根据本工厂的实际设备情况，在对材料进行粗加工后，留0.5mm的单边，淬火，低温回火后，用电火花机放电到位，最后还需要对成型表面进行抛光，省模（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配备了专业的省模女工，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）。 其浇道衬套孔要与衬套配合，在粗加

27、工后，留单边0.20.5mm的余量，热处理后采用慢走丝割出即可。 综上所述，定模型芯加工工艺如下：1 材料：S1362 加工工艺：1) 开料：开出长x宽x高为241x96x31mm的毛坯。2) 磨基准：按照零件图基准方位在平面磨床上磨出基准面，同时磨平各平面，留0.10.3mm单边余量。3) 按照图样，在铣床上钻螺纹孔，运水孔。4) 在数控铣床上采用Mastercam9.0软件，采用直径为6的铣刀，铣出两条浇道，采用直径为4的铣刀铣出分流道，同时，按照图样要求铣出四个型腔的形状，单边留0.20.5mm的余量。5) 送热处理车间进行热处理：淬火（油淬+低温回火），使其表面硬度达到5660HRC。

28、6) 按照图样要求加工型芯各表面，保证型芯的平行度，垂直度，要求型芯磨后六面见光。7) 电火花放电：a) 工件准备：模块材料为S136钢，铣、磨按图纸要求加工成型，热处理5660HRC 后，六面见光，保证平行度及垂直度，同时加工两块模板，保证尺寸的一致电性。b) 电极制作：电极材料为紫铜，最好选用铜钨合金，根据型腔的形状，为了便于铜公的加工，将铜公分体做成三个依次放电到位（注：两边侧抽芯的型腔各一个，中间型腔做一个铜公，同时考虑到铜公的装夹，将其铣成两边各一半的外形，中间为方形，便于装夹，每挡加工制作一个铜公，可连续放电四个型腔，利用铜公的别一边用来放电动模型腔.c) 校正、装夹、安装合格。d

29、) 使用设备：使用北京易通电加工技术研究所制造的ETD7125电火花成形机床。脉宽/us间歇/us双边间隙/mm粗糙度/Ra2001000.206.360500.113.220500.040.061.6e) 加工规准：如上表所示（注：以上规准只供参考，具体规准应根据机床的性能，及其加工工人的经验来确定，确保最后一档放电加工到位）。8)用慢走丝割出直径为20k6的浇口衬套孔，镶件孔。9)对成型面进行研磨达到图样表面粗糙度的技术要求。10)最后用激光在型芯上刻出产品上的文字。3.动模型芯同定模型芯一样。4行位a) 材料：45#b) 加工工艺：1) 开料：在45#钢板上割出一块长x宽x高为100x1

30、77x51mm的毛坯。2) 在平面磨床上磨基准。3) 在铣床上有角度分度头调好角度，粗铣如下图所示左侧的斜面。4) 在铣床上铣出如图所示右侧的形状及其导滑部分。5) 在铣床上铣出用分度头调好角度，用镗刀镗出如下图所示的直径为17mm的斜孔。6) 钻螺钉固定孔。7) 热处理：淬火+低温回火，淬硬表面硬度为5458HRC。8) 磨削基准平面及其斜面，使各部分的尺寸加工到位。9) 用电火花机放电打出滑块两个R7的定位孔。10) 在滑块斜面磨出45度，宽大10mm,深0.2mm的储油槽，其它的零件在此就不一一叙述。六：脱模机构设计在注射成型的每一个循环中，塑件必须由模具型腔是或凸模/型芯上松动分离（即脱出），脱出塑件的脱出机构，就叫塑件脱出机构。脱出机构设计基本考虑：1) 保证塑件质量2) 脱出机构的结构3) 所需顶出行程、开模行程计算根据以上原则，在后模仁设计顶针孔的大小与位置，顶针就是脱模推出机构，即将塑件从后模上顶出。如图(8)所示图中顶针布置，顶出时受力均衡，直径都为3mm。顶针孔在高度方向的形式与尺寸如图（8）所示，图中高度为10mm的部分直径为3mm ，用于与顶针相配合，这样做的目的是为了减少配合的接触面积，15mm以下的部分直径才是4mm。七：温度调节系统设计注射模设计温