多功能轉(zhuǎn)化組合插頭模具的設計與優(yōu)化

1、武昌工學院畢業(yè)（設計）專用稿紙本科畢業(yè)論文（設計）論文題目：多功能轉(zhuǎn)化組合插頭的模具設計與優(yōu)化姓名：學號：班級：2011級年級：2班專業(yè)：材料成型及控制工程學院：機械工程學院指導教師：完成時間：2015年 月 日作者聲明畢業(yè)論文（設計）是在導師的指導下由本人獨立撰寫完成的，沒有剽竊、抄襲、造假等違反道德、學術規(guī)范和其他侵權行為。對本論文（設計）的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。因本畢業(yè)論文（設計）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔。畢業(yè)論文（設計）成果歸武昌工學院所有。特此聲明 作者專業(yè)：材料成型及控制工程作者學號：113004030233作者簽名： 2015年 月 日多功能

2、轉(zhuǎn)化組合插頭的模具設計XXDie Design and Optimization of Multi Function Conversion Combination PlugX,X 2015 年 月 日摘 要模具在產(chǎn)品的設計和各零部件的制造中有很重要的作用，尤其是在在現(xiàn)代大批量生產(chǎn)中。多功能轉(zhuǎn)化組合插頭把多種功能集合在一起，可以滿足人們在生活中的許多需求。在對插頭模具設計時首先要對塑件進行分析，了解插頭在人們?nèi)粘Ｉ钪械淖饔?。其次，要對生產(chǎn)插頭所使用的原料進行工藝性分析，了解材料的工藝性能和使用性能，并結(jié)合材料的實際特點選擇最優(yōu)良的生產(chǎn)方案，努力做到不浪費資源的情況下生產(chǎn)出合格、符合要求的制品。

3、對于大批量生產(chǎn)情況，選擇注射模具更能符合現(xiàn)的經(jīng)濟特點，能縮短產(chǎn)品的制造周期，滿足現(xiàn)今社會對產(chǎn)品的需求。模具是生產(chǎn)標準產(chǎn)品的核心，因此需要對模具有很深入的了解，這就需要知道各種成型設備的規(guī)格、性能和特點，主要從以下幾方面做起，塑件成型、型腔布置、選擇分型面、確定澆注系統(tǒng)、選擇脫模方式、確定主要零件的結(jié)構和尺寸等，然后選擇標準的模具和模具材料，并對選用的注射劑的相關工藝參數(shù)進行相關的校核。本文詳細對模具的制造和裝配進行了系統(tǒng)性的分析，包括各成形尺寸和實驗數(shù)據(jù)等，使模具能穩(wěn)定、有效的工作。 關鍵詞：注射模；插頭；多功能- 0 -AbstractThe mold has a very importan

4、t role in product design and manufacturing parts,especially in the modern production .Multi function conversion combination plug to a variety of functions together, can meet the needs of many in the life of the needs of the people .To plug the mold design should first of all plastic parts for analys

5、is, understanding of the plug in people's daily life. Secondly, to the use of raw materials production plug process analysis, to understand the process performance and use performance of the materials, and combined with the actual characteristics of the choice of materials production program bes

6、t, try not to waste resources under the condition of the production of qualified products, to meet the requirements of the. For the mass production of injection mold, more in line with the economic characteristics of the manufacturing cycle, can shorten the product, meet the demand for products of m

7、odern society. The mold is the core of the production of standard products, so we need to have a thorough understanding of the die, it needs to know the size, performance and characteristics of all kinds of molding equipment, mainly from the following aspects, plastic molding, cavity layout, selecti

8、on of parting surface, gating system, determine the selection, structure and size of stripping method determination of main components, and then select the mold and mold materials standards, and related parameters on the injection of the relevant check. This paper manufacturing and assembly of the d

9、ie are analyzed systematically, including the size and the shape of experimental data, the die can work effectively，stability.Key words:Injection mould; plug; multi-function- 0 -1目 錄1緒論12塑件工藝分析 2.1塑件分析22.2材料選取43注射機的選取 3.1注射機的初選53.2注射機的終選74模具結(jié)構分析及設計4.1型腔數(shù)目104.2選擇分型面104.3確定澆注系統(tǒng)115成型零件的設計5.1 成型零件材料的選擇1

10、55.2 成型零件機構設計155.3成形零部件尺寸設計165.4成形零部件工作尺寸的計算166分型機構的設計6.1側(cè)分型機構的分類196.2斜導柱的設計196.3側(cè)滑塊的設計237推出機構的設計7.1推出機構的分類227.2推出力的計算227.3 推出桿的設計228分模導向機構的設計8.1導套的設計248.2導柱的設計249 模流分析2610 致謝2811 參考文獻29附件301 緒 論 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著很重要的作用，各行各業(yè)和它緊密的聯(lián)系在一起。國家的發(fā)達程度也和模具行業(yè)的發(fā)展情況有關，模具是現(xiàn)代工業(yè)社會發(fā)展的結(jié)果，是工業(yè)生產(chǎn)必不可少的一部分，模具雖然用及其有限的材料、工時、人力，

11、但它所帶來的經(jīng)濟效益遠不止這些可以平衡的，特別是在大型企業(yè)、大批量產(chǎn)品的生產(chǎn)中，模具生產(chǎn)的價值往往是幾倍甚至幾百倍的增長。因此模具產(chǎn)業(yè)的進步是國家的生產(chǎn)發(fā)展的基礎，在中國模具又被稱作是經(jīng)濟發(fā)展的印鈔機，可見模具工業(yè)在我國的地位是及其重要的1。塑料在人們生產(chǎn)生活中隨處可見，它的主要成分是樹脂，但它的各種特性并不取決于樹脂本身，在生產(chǎn)中往往會添加各種化學用劑，使其更能滿足在生活中的應用條件，因可以隨意改變其應用特性而得到廣泛的應用2。在一定的溫度和壓力的作用之下，它可以被塑造成各種形狀產(chǎn)品，以其為主要生產(chǎn)原料的產(chǎn)品被稱為塑件。塑件的應用也很廣泛，這是由于它的本身特點而決定的，其先對分子質(zhì)量較小，較

12、比現(xiàn)在應用普遍的鋼件，在許多方面比較容易生產(chǎn)加工。就其強度而言，塑件的拉伸強度甚至可以比鋼件還高，在一些產(chǎn)品中可以應用塑件而替代鋼件。塑件具有良好的絕熱絕電、耐腐蝕性、抗震性、耐磨性，也是現(xiàn)代工業(yè)中必不可少的一種材料，因此，文具用品、餐飲盒具、電器外殼、開關組合、生活盆碗，常能看到它的存在?，F(xiàn)代社會對各行各業(yè)的需求量很大，因此也對日用品的需求規(guī)模也較大，塑料模具能更快的解決這個問題。塑料模具是指運用和塑件尺寸、形狀一樣的型芯并組合標準的零部件生產(chǎn)合格產(chǎn)品的工藝裝備，根據(jù)成形方法又可以分為注射模、壓縮模、擠出模。但無論哪種模具，現(xiàn)代產(chǎn)品的生產(chǎn)都需要具有合格的生產(chǎn)工藝、標準的模具、合理的加工方法，

13、模具的好壞在很多方面都有舉足輕重的作用。一副模具往往都要生產(chǎn)運作上萬次，故而對模具的要求也是很高的，在設計模具的過程中，要設計出外觀尺寸、性能都能滿足使用標準的零部件，在模具制造時也要力求生產(chǎn)方便、操作簡單、節(jié)能省時、布置合理。塑料模具的制造要求在很大程度上都影響著塑件的質(zhì)量，因此合格的標準模具才是合格產(chǎn)品的基礎，首先要認真分析塑件的基本情況，包括塑件的形狀、基本尺寸、表面粗糙度，合適的材料也是必須的，所選用的材料必須能滿足產(chǎn)品的實際工作情況，這就包括它的各項物理特性，要認真分析這些基本參數(shù)。其次是對模具的初步探究，在對分析面的選擇以及澆注系統(tǒng)的設計中，要做到合理、精細，這關系到塑件脫模以及塑

14、件的表面質(zhì)量。最后就要設計出合格的零部件，各相關尺寸必須要符合模架的基本要求。模具的制造要求很高，因而所需要的成本也就很高，在設計模具時應在降低成本的要求下設計出合格的模具。2 塑件工藝分析2.1 塑件分析2.1.1 使用性能分析 該塑件為多功能轉(zhuǎn)化組合插頭，適用于三孔和二孔電源插頭，也附帶USB接口，由于屬于電器類產(chǎn)品，故要求材料有較好的絕緣性能，抗氧化性、耐熱性、抗拉強度、抗應力開裂性等都有較高的要求。根據(jù)在實際生活中的應用情況，該塑件為大批量生產(chǎn)。2.1.2 結(jié)構分析 本次模具設計的零件為塑料實體，其尺寸如下圖2.1和圖2.2所示： 圖2.1 多功能轉(zhuǎn)化組合插頭尺寸圖 圖2.2 多功能轉(zhuǎn)

15、化組合插頭尺寸圖 零件輪廓尺寸較小，機構比較簡單，故選用一般精度等級：IT3級。2.1.3 尺寸精度分析 塑件的精度應根據(jù)實際具體情況而定。該塑件屬于電器產(chǎn)品，無特殊精度要求，查閱塑料模具塑件與制造可知，PC材料選用的精度等級為MT3。 2.1.4 表面質(zhì)量分析 當塑件外觀要求很高時，其表面的粗糙度值相應的就越低。一般值為1.60.2mm，因該塑件表面粗糙度取一般值即可，故取=0.9，不能有表面缺陷狀態(tài)。 2.1.5 塑件結(jié)構工藝性分析由上圖2.1和圖2.2可知，該插頭結(jié)構為圓形殼體，側(cè)壁有凹槽，側(cè)壁較薄，上下底面較厚，塑件的尺寸屬于中下件，塑件材料PC能滿足沖模的流動要求。因為壁厚不均勻，為

16、防止變形，應強化冷卻。2.2 材料分析2.2.1 材料選取PC（聚碳酸酯）是一種無色、無味、無毒的熱塑性樹脂，具有非常優(yōu)異的物理、化學特性3，例如具有較高的強度和很好的絕緣性。在大批量生產(chǎn)的情況下，很容易加工成形，而且其價格也及其低廉，根據(jù)塑件插頭在實際生活中的應用，該材料可以滿足其使用性能和要求 。PC材料的收縮率也較低為0.1%0.3%，可以保證塑件能持久工作。目前該材料的應用也很廣泛，在電子航空、家電配件、汽車零部件、醫(yī)療器材中應用很普遍。2.2.2 塑件的成形工藝參數(shù)查塑料模具設計與制造得到PC塑料的成形工藝參數(shù)如下表2.1所示：表2.1 PC材料特性參數(shù)項目參數(shù)項目參數(shù)密度g/cm3

17、1.2模具溫度/。C80-100收縮率0.1%0.3%注射壓力/MPa100140MPA預熱溫度/。C125135成形時間/S注射05預熱時間/h2保壓2080料筒溫度/。C前段270300冷卻2050中段-流動速率g/min525g/10min后段260290最優(yōu)條件螺桿最少應有15個直徑長，其L/D為20：1最佳噴嘴尖端開口最少有4.5mm直徑噴嘴溫度/。C240250前期處理熱風干燥35h以上，溫度定為1203 注射機的選取3.1 注射機的初選3.1.1 計算塑件的的面積塑件的的投影面積可以通過Proe分析模塊自動直接得出，如下圖3.1所示：圖3.1 塑件面積計算 由分析可知，模型的投影

18、面積 S投1= 2496.74mm2,，S投2=2791.73mm23.1.2體積及質(zhì)量計算 體積和質(zhì)量的計算也可以通過proe分析模塊自動得出，塑件密度由塑料模具設計師指南7查得：=1.2018048g/cm3 ，如圖3.2所示： 圖3.2 塑件質(zhì)量計算結(jié)果如下：體積V=2.6868548+E04mm3曲面面積S曲=2.0+E04mm2平均密度=1.2018048g/cm3 質(zhì)量M1=32.29g流道凝料質(zhì)量M2=0.2M1注射質(zhì)量M=M1+M2=38.74g注射容量V1=M/=32.29cm33.1.3 選用注射機 根據(jù)總體積V=32.29CM3，初步選取XS-Z-60柱塞式注射成型機XS

19、-Z-60柱塞式注射成型機的主要參數(shù)如下表3.1所示：表 3.1 注射機參數(shù)項 目 參 數(shù)項 目參 數(shù)額定注射量/cm360模具最小厚度/mm70螺桿直徑/mm38噴嘴圓弧半徑/mm12注射壓力/MPa122噴嘴孔直/mm 4注射行程/mm170頂出形式機械頂出注射方式柱塞式動、定固定板尺寸/mm×mm330×440鎖模力/kN500拉桿空間/mm×mm190×300最大成形面積/cm2130合模方式液壓-機械最大開合模行程/mm180液壓泵流量L/min70、12壓力/MPa6.5模具最大厚度/mm200外形尺寸/mm×mm×mm3

20、160×850×15503.2 注射機的終選3.2.1 注射量的校核 查塑料模具設計與制造注射量的校核的校核公式為： （式3.1）式中 注射機的公稱注射量，cm3 澆注系統(tǒng)和塑件所需原料體積的總和，cm3 根據(jù)計算得，塑件和澆注系統(tǒng)所用的材料總體積為32.29cm3，比注射機的理論注射量60cm3小，因此可以滿足注射要求。3.2.2 模具閉合高度的校核1）標準模架的確定根據(jù)注射機的各相關參數(shù)，查塑料模具課程設計可選用的標準模架的型號為： 模架 DBT 1818-20×20×60 GB/T12555-20062）模具閉合高度的確定組成模具閉合高度的模板及其

21、他零件的尺寸有：定模板為H4=30mm型腔板為A=20mm推件板為H3=20mm型芯固定板為B=20mm支承板為H2=30mm墊板為C=60mm動模座板為H1=20則模具閉合高度為：H=H1+H2+H3+H4+A+B+C=20+30+20+30+20+20+60=200mm3）高度的校核根據(jù)XS-Z-60型塑料注射機的理論閉合高度為70200mm，而計算的模具閉合高度H=200mm，滿足的安裝條件，因此高度設計要求。3.2.3 模具安裝部分的校核根據(jù)塑料模具設計與制造表2-8得XS-Z-60型塑料注射機的最大安裝尺寸為190mm×300mm，而模具的外形最大部分尺寸L1×為

22、180mm×230mm，因此可以滿足模具安裝要求。3.2.4 模具開模行程的校核由于XS-Z-60型塑料注射機的最大開模行程為Hmax=170mm。為了使塑件成型后能順利脫模，并結(jié)合該模具的分型面特點，確定該模具的開模行程H應滿足以下公式。模具開模行程的校核公式為： （式3.2）式中 H模模具的開模行程，mm； H注注射成型機移模行程，mm； H1 制件的推出距離，取20mm； H2 澆注系統(tǒng)中制品和凝料的高度和，取27mm； A 側(cè)抽芯在開模方向的距離，取5mm；代入數(shù)據(jù)得：H模 =20+27+5+30=72170 ，故該機的開模行程滿足要求。3.2.5鎖模力的校核在熔融熔體流入型

23、腔時，注射機會有一個軸向的推力作用，這個軸向力要比注射機的公稱鎖模力更小，否則會產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，因為XS-Z-60型塑料注射機的公稱鎖模力為，故其校核如下：鎖模力的校核公式為： （式3.3）其中 注射機的額定鎖模壓力，； 各部分在分型面上的投影面積總和，；由圖3.1可知 S投1= 2496.74mm2,，S投2=2791.73mm2 ； 型腔平均壓力，；查塑料模具設計與制造；安全系數(shù)，通常??；將數(shù)據(jù)代入公式得：F=，故符合要求。3.2.6注射壓力的校核 注射機的的公稱注射壓力要大于成形壓力，即： （式3.4）式中 公注射機的最大注射壓力注塑件成形所需要的實際注射壓力 安全系數(shù)，通常取； 因為塑件

24、原料的注射壓力為MPa140MPa，而注射機的公稱注射壓力122MPa，故滿足要求。結(jié)論：選取XS-Z-60型塑料注射機完全符合本模具的使用要求。4 模具結(jié)構分析及設計4.1 型腔數(shù)目4.1.1 型腔數(shù)目的確定該塑件為上下兩個端體結(jié)構，由邊緣凸起結(jié)合在一起，故采用一模兩腔，這樣可以：1 能保證產(chǎn)品的精度要求，使上下兩蓋可以很好的配合。2 方便安裝冷卻系統(tǒng)，同時冷卻效果也好。3 模具開模距離也很小。4.1.2 型腔的分布 多型的排布就要合理的排布澆注系統(tǒng)的位置。型腔應該有足夠的壓力使塑料熔體能均勻地充滿兩個型腔，從而使各型腔里塑造出的塑件在質(zhì)量上是相等的。這就需要將型腔與主流道之間的距離設計成最

25、短的，同時選擇合理的澆口尺寸以及恰當?shù)牡睦鋮s系統(tǒng)。多型腔的合理設計可以使模具更加高效、塑件更加符合要求。根據(jù)塑件實際情況。本模具采用一模兩腔的形式。 圖4.1 型腔的分布4.2 選擇分型面分型面一般選擇在動定模結(jié)合的地方，是塑件的最大橫截面積，因此在塑件成形后可以分方便的被取出。分型面的選擇應以不破壞塑件為原則，在脫模時能夠順利的與型腔分開。根據(jù)該塑件的特點，其分型面如下圖所示圖4.2 分型面的選擇4.3 確定澆注系統(tǒng)4.3.1主流道設計根據(jù)塑料模具設計向?qū)Р榈肵S-Z-60型注射機的有關尺寸噴嘴前段孔徑：D0=4mm噴嘴前段球面半徑R0=12mm根據(jù)主流道與噴嘴的關系：R=R0+（12）mm

26、 D=D0+(0.51)mm因此主流道的球面半徑可取R=14mm，最小端直徑D=5mm。主流道截面推件值如下表4.1所示：表4.1 各材料主流道截面尺寸注射機注射量30g60g125g250g進端D1出端D2 D1 D2 D1 D1 D2 D2 D1 D2聚乙烯3.554.564.564.57.5ABS、AS3.554.564.56.54.58PC44.556.55758.5 由于物體與物體之間存在摩擦阻力，圓柱形的流道會讓凝料不容易脫落，故而采取斜度為4。的圓錐形，直角的分流道也會讓阻礙流體的流動，因此可在分流道出料端設計半徑r=3mm，這樣能讓流體順利的填滿型腔流道便面粗糙度值Ra為0.0

27、8m。由上表可知，主流道出口端最大直徑D=6.5mm圖4.3 澆口套4.3.1.1 主流道澆口套查模具課程設計表4-16得標準定位圈如下圖4.4所示： 圖4.4 定位圈4.3.2 分流道設計4.3.2.1 分流道的形狀與尺寸分流道連接著主流道與澆口，使流經(jīng)主流道的熔體分別流入兩個型腔，分流道開設在動、定模的結(jié)合處，其截面積應盡保證凝料不會在主流道內(nèi)冷卻過快，因此應盡量很小，圓形、梯形、U形、半圓形及矩形是分流道常用的形式，綜合因素考慮，本模具采用圓形截口，常見塑料材料截口取值范圍如下表4.2所示：表4.2 各材料分流道截面尺寸塑料分流道直徑塑料分流道直徑ABS 、AS4.8-9.5PP4.8-

28、9.5POM3.2-9.5PE1.6-9.5丙烯酸酯8-9.5PPO6.4-9.5耐沖擊丙烯酸酯8.0-12.7PS3.2-9.5PA61.6-9.5PVC3.2-9.5PC4.8-9.5因該塑件為PC材料，故取截口直徑R截=8mm，如下圖4.5所示： 圖4.5 截口直徑4.3.2.2 分流道的長度分流道根據(jù)型腔的排布而被分為多種形式，但大多都采用長度較小的分流道，分流道的長度過長會使凝料過早冷卻，不利于型腔熔體的填充，且不能設計成彎折形式，以便使熔體能順利流過并且可以相應的降低生產(chǎn)成本。根據(jù)模架具體情況暫取L=20mm，流道表面粗糙度: 。 4.3.3澆口設計澆口連接著流道和型腔，熔體通過澆

29、口進入型腔，通常有兩種形式即：限制性和非限制性，非限制性澆口引導熔體流入，并對塑件施壓使塑件更為緊湊，限制性澆口的的澆口截面積可以因塑料熔體的特性而改變，這種形式的加口有效的降低了的熔體的黏度，從而使熔體可以快速、順利的充入型腔內(nèi)部，而且還具有防止熔體倒流的作用，在脫模時有利于凝料與塑件分開。因該塑件上下兩端面皆要求不能出現(xiàn)表面缺陷，故采用側(cè)澆口形式，澆口和分流道一起開設在分型面上，而且長度應盡可能的小，同時也為了能使塑件達到合格標準，故此需連接型腔最厚處，這種澆口在模具設計中應用很普遍。該塑件采用側(cè)向進料的側(cè)澆口形式生產(chǎn)，因為該塑件屬于中小型實體，查塑料模具設計與制造，對于中小型塑件，一般深

30、度t=0.52mm，,寬度b=1.55mm，澆口的長度取s=0.72mm。故取深度t=1mm，深度b=3mm,長度s=1mm,其圖形如圖4.6所示： 圖4.6 側(cè)澆口設計4.3.4 冷料穴設計冷料穴也是澆注系統(tǒng)的重要組成部分之一，一般開設在主流道的最末端，當流體進入型腔后，會有一部分熔體屬于多余，故此冷料穴可以容納這部分熔體，不會使這些熔體在型腔內(nèi)冷卻成工藝缺陷，在開模時可以分離定模澆口套中的凝料，一般選擇Z型，這種形式可以使凝料自動脫落。4.3.5 排氣槽設計由于型腔內(nèi)部中空，因此會有一部分氣體在合模時仍存在中間，另外塑料熔體在流動時也會夾帶一部分氣體，如果這些氣體沒有及時從型腔內(nèi)排出，那么

31、在塑件成形時會因為氣體的存在而導致塑件內(nèi)部不夠充實，甚至在注射高壓的作用下，氣體發(fā)生嚴重的物理反應而使塑件有缺陷存在。因為該塑件屬于中小型物體，故利用配合間隙排氣，間隙值為0.030.05mm。5成形零部件設計5.1成型零件的材料選擇成型零件是指塑件在成形時所需要的零部件組合，模具成型零件包括凸凹模、導柱和導套。零件材料的選取應根據(jù)塑料的種類、塑件制品的尺寸和批量，因為本塑件采用PC材料，屬于中小型制品，查塑料模具設計與制造，本設計成型零件選用CrWMn材質(zhì)進行調(diào)質(zhì)處理，其硬度55HRC,耐磨性號好且處理過程變形小。該材料能在高強度、高溫度的作用下穩(wěn)定工作，其表面光潔度高可以保證塑件的表面質(zhì)量

32、要求，故可以選取該材料加工零部件。5.2凹凸模結(jié)構設計凹凸模是模具最關鍵部分，一個合格的塑件對凹凸模有很高的質(zhì)量要求。凸模成形塑件的內(nèi)表面，按結(jié)構可以分為整體式和組合式，整體式是型芯和模板一起建工，結(jié)構牢固，可以保證塑件成形形狀不受影響，在小型模具中應用很普遍，但加工困難，所需要的鋼材也很多，常以車銑加工為主。組合式是指凸模型芯單獨加工完成以后，再和兩塊模板組合在一起，用緊固螺釘加以固定，也能保證塑件的加工成形不受影響。對于組合式型芯，最常用的是用車銑加工出凸模，但其因為直接關系到塑件的質(zhì)量，故型芯必須能承受住高壓高溫，不能發(fā)生突變性質(zhì)的變形，其表面的也需具有一定的光潔度。組合式還需用電火花加

33、工其嵌入的通孔，為了保證其牢固性，通孔和凸模之間采用過盈配合。由于該塑件采用小型模具，而且選擇一模兩腔，再根據(jù)實際使用情況，該模具選用組合式結(jié)構，這種形式加工能降低材料的損耗，而且當型芯出現(xiàn)問題時，能方便更換。凹模的設計方法大致和凸模一樣，以最高質(zhì)量要求為準則，采用車銑加工。其圖形如圖5.1和圖5.2所示：圖5.1 下底圖凸凹模圖5.2 上蓋凸凹模5.3 成形零件的尺寸設計成形零件尺寸主要是指型芯的尺寸，由于該塑件有兩個型芯和型腔，故需要單獨進行設計計算，這主要包括徑向尺寸和軸向尺寸，以塑件基本尺寸為基礎，并且需要考慮各項影響尺寸的因素。塑件精度等級對模具的制造精度有關系，模具的制造難度及成本

34、也就越高，而塑件的報廢率也會增加，因此要合理選擇精度等級。根據(jù)該塑件的特性和該產(chǎn)品的實際生產(chǎn)要求，選用一般精度等級MT3，未標注公差等級選用MT5。在實際制造模具的過程中，影響成形零件工作尺寸的因素很多，因此在設計成形尺寸時，仍需要有所考慮。5.4 成型零部件工作尺寸的計算 5.4.1 成形零件工作尺寸計算 僅考慮塑件收縮率時模具成形零件基本公式為： （式5.1）式中 模具的實際尺寸，mm； 塑件在常溫下的實際尺寸，mm； S塑件的計算收縮率，查閱相關資料可知，PC材料的收縮率 為:0.1-0.3%； PC原料的平均收縮率=0.1%5.4.2 尺寸的計算模具成形零件尺寸決定塑件尺寸如下表5.1

35、所示：表5.1 塑件下底尺寸取值 塑件尺寸 計算方法 工作尺寸X=0.75=0.001=表5.2 塑件上蓋尺寸 取值 塑件尺寸 計算方法 工作尺寸X=0.75=0.001=0 -0.136分型機構設計6.1 側(cè)分型機構的分類側(cè)分型機構是用來塑造塑件側(cè)壁上的形狀位置的零部件，當塑件表面有通孔或凸臺時，就需要設計一個分型機構，通過機構中的圓錐尖頂或凹孔與型腔配合而到達生產(chǎn)的目的，側(cè)分型機構在模板凹槽內(nèi)來回移動，合模時使頂端到達指定位置，開模時自動與型腔分離，這就需要模具為機構提供一個動力，根據(jù)動力的來源可分為液壓、手動、機動。液壓抽芯機構多用于抽拔力大、抽芯距離比較長的場合，雖然相比其他傳動機構更

36、為方便，但裝置成本過高，所以本塑件不采用這種注塑方式。手動機構的加工成本低，操作也相對比較方便，但其生產(chǎn)效率也大打折扣，也增加了操作工人的勞動強度，因此不適合大批量生產(chǎn)的模具。最后本塑件選用機動側(cè)抽芯機構，利用注射機的開模力作為動力，這類機構雖然結(jié)構復雜，但能提高生產(chǎn)效率。6.1.1 斜導柱側(cè)抽芯機構該機構在開模和合模的過程中利用斜導柱的來回移動使側(cè)抽芯做往復運動，它主要的組成部分包括：斜導柱、側(cè)抽芯、導滑槽、限位裝置。6.2 斜導柱側(cè)抽芯機構的設計與計算6.2.1 抽芯距與抽芯力的計算6.2.1.1 抽芯距的計算將側(cè)型芯從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動的距離稱為抽芯 距，用S表示。

37、抽芯距通常比塑件的側(cè)孔或凸臺的長度大23mm。S=S1+（23），S1為取出塑件時，型芯滑塊移動的最小距離，通過Proe自動分析得塑件側(cè)壁最薄處為2mm。故取S=5mm。6.2.1.2 抽芯力的計算 側(cè)型芯的抽芯力的計算公式如下： （式6.1）式中 抽芯力(N)； c截面平均周長(m) h成型部份的高度(m) ； p塑件收縮時對側(cè)型芯的作用力，一般情況下模內(nèi)冷卻的塑件， ； 塑件在熱狀態(tài)時對鋼的模擦系數(shù)，一般=0.150.20； 側(cè)型芯的脫模斜度或傾斜角(º)。將塑件的相關參數(shù)代入公式得：Ft=××1.2×107×（0.2×cos2-

38、sin2）=126.24N6.3 側(cè)滑塊的設計6.3.1 斜導柱的設計斜導柱多用碳素工具鋼制成，常有錐臺形和半球形兩種，但由于半球形加工工藝難度大，因此選擇設計出錐臺形，錐角。由于在模具工作時經(jīng)常與滑塊摩擦，因此其強度應大于55HRC，表面粗糙度低于0.8。6.3.1.1 斜導柱的結(jié)構設計6.3.1.2 斜導柱傾斜角的確定斜導柱軸向方向與開模方向存在一定的夾角，稱為斜導柱的傾斜角，一般在設計時取<。，最常用為，暫取=20.。斜導柱工作長度L=14.6mm （式6.2）開模距=13.7mm （式6.3）開模力Fw=0.134KN （式6.4）6.3.1.3 斜導柱長度的計算 由式（6-4）

39、知最大彎曲應力Fw小于1KN，斜導柱傾斜角度為20，查閱塑料模具設計與制造選d=8mm，d2=14mm，h=20mm，s=5mm。斜導柱的工作長度L為： （式6.5） 圖6.1斜導柱6.3.2 導滑槽的設計 成型滑塊在注射成型過程中在導滑槽內(nèi)沿來回移動。根據(jù)模具結(jié)構的實際要求，一般采用T形槽，T形槽選擇壓嵌式的，即在定模板板上制出T形臺肩的導滑槽。圖6.2導滑槽6.3.3楔緊塊的設計 在注射成型時，塑料熔體會對滑塊有力的作用，并且會通過滑塊作用在斜導柱上，因此應在滑塊末端設計一個楔緊塊，以防止側(cè)滑塊的滑移，同時側(cè)滑塊與楔緊塊、斜導柱之間應留有0.5mm的間隙，在合模時不致有碰撞的發(fā)生。7推出機

40、構設計7.1 推出機構的設計要求推出機構可以按照動力來源分為手動、機動、液壓三大類，根據(jù)各動力來源的特點，本塑件采用機動推出機構。推出機構的要求隨制品的形狀、結(jié)構的不同而變化，但總體還是得遵循以下設計要求：1 塑件要留在動模，如果實在不能將制品留在動模，就要在定模上設計推出機構。2 塑件在推出的過程中不能變形、不損壞，這是推出機構應達到的最基本要求。3 不損壞塑件的外觀質(zhì)量，推出機構應盡量設在塑件內(nèi)部，以免破壞塑件外觀。4 合模時應使推出機構復位5 推出機構動作可靠6 推出機構本身要有足夠的剛度和強度7.2 推出力計算注射動作完成之后，由于塑件體積發(fā)生了收縮，因此會緊緊包住型芯，故當型芯從模具

41、中推出時就必須克服壓力所產(chǎn)生的摩擦力。在計算脫模的時候，總是在計算剛開始的脫模力。對于一般塑件，按下式計算 （式7.1）式中 L被包緊部分的截面周長，取L=16.42cm； h被包緊部分的深度，h=1.95cm； p由塑件在單位面積上的正壓力，取p=1.2×107MPA； f磨擦系數(shù)，取f=0.2； 脫模斜度，取=2；所以=16.642×1.95×1.2×107×（0.2cos2-sin2)=6.2KN7.3 推桿的設計 7.3.1推桿的強度計算 查塑料模設計手冊推桿強度校核如下： (式7.2)d圓形推桿直徑，cm；推桿長度系數(shù)，取0.7L推桿

42、長度，cm：初定L=11cmn推桿數(shù)量，取n=7E推桿材料的彈性模量，(鋼的彈性模量E=2.1×107)Q總脫模力，N；代入數(shù)據(jù)，得d=0.27cm=2.7mm7.3.2推桿壓力校核 查塑料模設計手冊推桿壓力校核如下： （式7.3）式中 材料的許用強度，N/mm 。查閱相關資料，取320N/mm²； n 推桿的數(shù)量； d推桿的直徑，由（式7.2）可知，d=2.8mm；代入公式得： 因為，故推桿應力合格。圖7.1 推桿8 合模導向機構的設計8.1 帶頭導套的設計導柱與導套配合使用，使上下模在開模、合模的過程中能準確對齊，不會產(chǎn)生偏離，由于導柱導套是標準件，查塑料模具課程設計表

43、4-9，取D=12mm，其圖形如下： 圖8.1 導套的設計8.2 導柱的設計導柱與導套要配合在一起使用，在開模的時候起導向作用，使動、定模處于的位置不會有偏差，同時也要能承受注射機所產(chǎn)生的側(cè)壓力，從而保證產(chǎn)品的精度。帶頭導套的常用結(jié)構分為近頭端和滑動端。選擇將導柱安裝在動模，在合模的過程中可以保護主型芯。導柱安裝時模板上與之配合的孔徑公差采用H7，安裝沉孔直徑按導柱直徑大小而定。一般可取D1+(12)mm。導柱長度尺寸要大于使動定模的厚度。 圖8.2 導柱的設計9 模流分析在塑件注射成型時，澆口與型腔相接處會受到眾多因素的影響，因此對塑件進行模流分析可很清楚的了解各因素對塑件的影響，這主要包括

44、溫度、壓力和填充的可行性，然后根據(jù)各實際參數(shù)對注射過程做出相應的改善，使注射流程可以滿足設計要求，進而對模具做出優(yōu)化措施。 圖9.1 分流道前沿溫度由圖9.1可知，在塑件成型時，塑件各處的溫度穩(wěn)定、無變化，最大溫度為240度。沒有超出材料的使用溫度（200280），故滿足要求 圖9.2 填充可行性由圖9.2可知，塑件整體顯示為綠色，填充可行性高。圖9.3 填充時間 由圖9.3可知，填充時間差為1.45S，在PC材料的填充周期05S之內(nèi)，滿足要求。圖9.4 壓力降圖9.5 注射壓力 由圖9.4和圖9.5可知，模腔填充的最大壓力為3.61MPA，壓力變化波動不大且小于PC的注射壓力，可以滿足注射要

45、求。9 致謝本次畢業(yè)設計跟以前的課程設計在很多地方是相似的，這在很大程度上為這次設計提供了很多幫助，因此這首先得感謝以前在課堂上老師們對我的指導，也得感謝身邊同學的幫助。我此次的課題是多功能轉(zhuǎn)換組合插頭的設計與優(yōu)化，插頭這個小電器在我們?nèi)粘Ｉ钪惺潜夭豢缮俚?，用電器的地方都有它的影子，然而這電器雖然小巧，但生產(chǎn)出來卻不是一件容易的事。一件合格的產(chǎn)品對生產(chǎn)者、甚至是設計者有很高的要求，我這次以一個設計者的身份親臨制品生產(chǎn)的前線，已深深感受到它的不易，在很多地方我能感受到自己自身的不足，但同時也對自己所學有了新的一番回顧。模具設計在很多地方都要有耐心，也必須擁有較強的專業(yè)素質(zhì)。首先就得要求自己對模

46、具有深刻的認識，在課堂上看書總覺得這些設計工作很簡單，但事實上并沒那么簡單，優(yōu)秀的模具要對專業(yè)知識有很強的理解，同時要能熟練的運用繪圖軟件，CAD/Proe/SolidWorks是最基本的要求。此設計繪圖時，我發(fā)現(xiàn)自己無論是知識還是軟件都有些生疏，可能是因為沒有經(jīng)常溫習的緣故吧，以至于在設計中很是吃力，因此在以后的日子里需加強聯(lián)系，因為在學校里的設計性質(zhì)跟在社會里不一樣。在很多地方我們也需要多查閱相關知識，無論哪種途徑都是對自己有幫助的，但這并不是純粹的借鑒，我們要把它轉(zhuǎn)化成自己的，也許在未來我們能很容易的運用它們。在設計的過程中，我們常常會覺得那些冗長的公式、復雜的圖表很是惱人，因為有時候覺

47、得它們很是陌生，但不管怎么樣，我們還是得認真、細心地去理解，這時合格模具設計的基礎，很多第一手參數(shù)都靠它們而而來。此次設計，可能并不能那么優(yōu)秀，但卻是我認真匯算而來的，這也對我以前所學的不足有了重新的認識，也對所有相關知識有了很大的回顧，我相信在未來的設計工作中，我會設計出更加優(yōu)秀的模具。參考文獻1鄧志久塑料成型模具（第二版）北京理工大學出版社，2009；96-1802張子成，邢繼綱塑料產(chǎn)品設計國防工業(yè)大學出版社，2006,101-3243翟震，塑料成型工藝與模具設計（第二版）機械工業(yè)出版社，2011；156-2804哈羅德·貝羅夫斯基著. 塑料產(chǎn)品設計和加工工程M. 吳南橋，吳洪武，晉剛等譯，北京：化學工業(yè)出版社，2000,134-1585劉細芬 張帆 CAD/CAE技術在注射模設計中的應用 現(xiàn)代塑料加工應用2009 年第21 卷第4期 156-2826羅伯特A.馬洛伊，塑料注塑制件設計，趙樹高等譯，北京：化學工業(yè)出版社，2000,111-1297劉彩英,塑料模設計手冊（第三版），機械工業(yè)出版社，2002；219-3548齊衛(wèi)東，塑料模具設計與制造（第二版），北京，高等教育出版社，2008:82-1529魏春雷，朱三五，模具專業(yè)畢業(yè)設計手冊.天津：天津大學出版社，2010；202-35710楊占堯，塑料模具課程設計.北京：化