插座殼的模具設(shè)計(jì)

1、五孔插座上殼模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)旨在深化和鞏固課程知識(shí)，培養(yǎng)塑料模具設(shè)計(jì)能力。通過(guò)對(duì)塑料成型工藝的分析，分型面和澆注系統(tǒng)的確定，塑料模具設(shè)計(jì)方案的論證，主要成型零件的設(shè)計(jì)計(jì)算，熟悉塑料模具設(shè)計(jì)的一般過(guò)程，并訓(xùn)練和完善設(shè)計(jì)思想，建立正確的設(shè)計(jì)思想。關(guān)鍵詞：確定分型面；塑料零件工藝設(shè)計(jì)計(jì)算的參考數(shù)據(jù)第一，設(shè)計(jì)任務(wù)技術(shù)要求：(1)未指定的公差應(yīng)基于MT5(二)一模兩件質(zhì)量，材料是ABS二、塑料零件的結(jié)構(gòu)可制造性分析(一)塑料零件的幾何形狀分析熟悉塑料零件的圖紙，并在腦海中建立一個(gè)清晰的塑料零件三維形狀。復(fù)雜的塑料零件可以通過(guò)計(jì)算機(jī)三維建模幫助理解它們的幾何形狀。三維圖1-1如下：圖1-1五孔插座殼體三維

2、圖(2)塑料零件原材料的成型特性分析ABS是一種不透明的無(wú)定形聚合物，無(wú)毒無(wú)味，密度為1.02-1.05克/厘米。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物具有優(yōu)異的機(jī)械性能，如堅(jiān)固性、硬度、韌性、一定的化學(xué)穩(wěn)定性、良好的介電性能、良好的尺寸穩(wěn)定性以及易于成型和加工。塑料成型件表面有良好的光澤，配色后可制成任何顏色，但其缺點(diǎn)是耐熱性差。ABS可以通過(guò)注塑、擠出、壓延、吹塑、真空成型、電鍍焊接和表面處理來(lái)成型。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的成型性能如下：1、易吸水，成型前應(yīng)干燥，對(duì)表面要求高的塑料零件應(yīng)預(yù)熱并長(zhǎng)時(shí)間干燥。2.流動(dòng)性中等，溢出值約為0.04毫米3.壁厚和熔體溫度對(duì)收縮率影響不大。4.成型周期短。

3、5、容易產(chǎn)生焊縫，應(yīng)盡量降低澆注系統(tǒng)對(duì)材料流動(dòng)的阻力。(三)塑料零件的結(jié)構(gòu)可制造性分析1.塑料零件的尺寸精度分析和成型零件的計(jì)算塑料零件的尺寸為無(wú)公差的自由尺寸，公差按MT5檢查如表1-2所示：表1-2模塑件的尺寸計(jì)算種類(lèi)模具零件名稱塑料零件尺寸計(jì)算公式工作尺寸空腔計(jì)算空腔長(zhǎng)度960 -1lm=(1 SCP)LS-0.75095.778 0.33 0廣泛的860 -185.723 0.33 0高的150 - 0.58(Hm)0=(1 SCP)HS-0.5014.792 0.19 0固定模具鑲塊8 0.28 0L0-=(1 SCP)LS 0.750-8.2540 -0.091.5 0.2 01.

4、6580 0.076.5 0.28 06.7460 -0.09核心計(jì)算大核心92 1 0lm=(1 SCP)Ls-0.750-93.2560 -0.3382 1 083.2010 -0.3313 0.58 013.5070 -0.19動(dòng)模小腔截面尺寸100 -0.28lm=(1 SCP)LS-0.7509.845 0.09 03.50 -0.243.339 0.08 08.50 -0.288.337 0.09 02.塑料零件的表面質(zhì)量分析對(duì)塑料零件的表面沒(méi)有特殊要求。正常情況下，外表面應(yīng)光潔，表面粗糙度可取0.8um，無(wú)要求的塑料件內(nèi)表面粗糙度Ra可取3.2um3.塑料零件的生產(chǎn)批次塑件的生產(chǎn)

5、類(lèi)型對(duì)注塑模具的結(jié)構(gòu)有著重要的影響。在大批量生產(chǎn)中，由于注塑模具的價(jià)格在整個(gè)生產(chǎn)成本中所占的比例很小，提高生產(chǎn)率和模具壽命的問(wèn)題更加突出，因此考慮使用自動(dòng)化程度更高、精度壽命更長(zhǎng)的模具。塑料零件被大量生產(chǎn)。因此，為了提高塑料件在模具設(shè)計(jì)中的生產(chǎn)率，我們傾向于采用多腔、長(zhǎng)壽命、短成型周期、自動(dòng)快速脫模的模具，同時(shí)對(duì)模具成本也要進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂啤?4)注塑機(jī)的初步選擇1、計(jì)算塑料零件的體積通過(guò)三維建?？梢缘玫綀A殼的體積V=25340.9846mm3，ABS的密度取為=1.03g/cm3，得到的塑件質(zhì)量為m=26.1 g2.確定空腔的數(shù)量由于塑料件的內(nèi)側(cè)是凸起的，并且塑料件的尺寸有一般的精度要求，外表

6、面有很高的光潔要求，所以不能使用太多的型腔。因此，采用一模兩腔，腔在t型兩側(cè)平衡表1-3注射成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)內(nèi)容工藝參數(shù)內(nèi)容預(yù)熱和干燥溫度8090/成型時(shí)間注射時(shí)間35時(shí)間2h保壓時(shí)間1530桶溫/一段時(shí)間后180200冷卻時(shí)間1530中段210230總周期4070前段200210螺桿速度/(轉(zhuǎn)/分)3060噴嘴溫度/180190后加工方法紅外線燈烤箱模具溫度/6080溫度/70注射壓力/MPa7090時(shí)間/小時(shí)244.確定模具溫度和冷卻模式ABS是一種非晶態(tài)塑料，具有中等流動(dòng)性和平均壁厚，在保證脫模順利的同時(shí)，可以縮短冷卻時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。因此，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)睦鋮s水循環(huán)，成型模具的溫度應(yīng)

7、控制在6080。5.成型設(shè)備的初步確定塑料件采用注塑成型，一模兩腔分布。塑料的注射量可計(jì)算一次：W=2m m廢料=57.42 g。根據(jù)對(duì)一次注射量的分析，考慮到塑料品種、塑件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批次、注射工藝參數(shù)、注射模尺寸等因素，參照設(shè)計(jì)手冊(cè)，初步選擇了SYZ-300的參數(shù)，如表1-4所示。表1-4注塑機(jī)操作參數(shù)序列號(hào)主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)值1最大注射體積/cm33202注射壓力/MPa1253夾緊力/千牛14004動(dòng)態(tài)模板安裝尺寸/毫米520*6205最大模具厚度/毫米3556最小模具厚度/毫米1307最大開(kāi)模沖程/毫米3408噴嘴前端的球形半徑/毫米129噴嘴孔直徑/毫米410定位環(huán)直徑/毫米125

8、3.分型面和澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(a)分型面的確定為了保證塑件的順利分型，主分型面應(yīng)首先考慮塑件的最大輪廓。開(kāi)模后，塑料件應(yīng)留在動(dòng)模上，以便于脫模，塑料件的精度、表面質(zhì)量、排氣和模具加工制造應(yīng)綜合考慮。選擇如圖1-5所示的分型面：圖1-5分型面(2)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)由四部分組成：主澆道、分澆道、分澆道和冷料腔?？紤]到塑料件外觀要求高，外表面無(wú)成型斑點(diǎn)和焊接痕跡，一模兩腔的布局，以及ABS對(duì)剪切速率敏感的原因，采用了便于加工和修整、易去除冷凝水、不會(huì)在塑料件外壁留下焊接痕跡的側(cè)澆口，模具采用兩塊單分型面的板材，因此模具成本可以很容易地控制在合理的范圍內(nèi)。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如下圖1-6所示：圖1-6澆

9、注系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.主澆道和定位環(huán)的設(shè)計(jì)由于主澆道和注射機(jī)的高溫噴嘴之間的反復(fù)接觸和碰撞。因此，它應(yīng)該設(shè)計(jì)成一個(gè)獨(dú)立的可更換和可拆卸的澆口套。根據(jù)數(shù)據(jù)，SYZ-300注塑機(jī)的噴嘴尺寸如下：SR0=12毫米，噴嘴孔徑d0=4毫米，定位孔直徑 125毫米。為了保證主流道與噴嘴的緊密接觸，避免溢流，主流道與噴嘴的關(guān)系為SR=SR0 (1 2)，D=D0.52.分流器的設(shè)計(jì)采用U型截面分流，切割可在模板上輕松實(shí)現(xiàn)，且比表面積不大。檢查相關(guān)數(shù)據(jù)。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)分流器的直徑修正值為4.8 9.5毫米， 8毫米。分流器設(shè)計(jì)如圖1-7所示。圖1-7分流器設(shè)計(jì)3.閘門(mén)設(shè)計(jì)根據(jù)塑件外觀要求和型腔分布，選擇圖1-8所示的

10、測(cè)量門(mén)。當(dāng)移除冷凝物時(shí)，從塑料部件底側(cè)的中部進(jìn)料不會(huì)在塑料部件的外壁上留下澆口痕跡。L1=(0.60.9) b/2，L1=2.5毫米；L=2 3毫米，l=2毫米；閘門(mén)深度t=0.5 2.0mm毫米，t=1.0毫米；柵極寬度b=(0.60.9)毫米，b=1.5毫米。圖1-8閘門(mén)設(shè)計(jì)4.冷料腔的設(shè)計(jì)如圖1-9所示，Z頭拉桿的冷喂料腔設(shè)置在主澆道的末端，它不僅起到冷喂料腔的作用，而且在開(kāi)模和分型時(shí)，將冷凝液從主澆道中抽出并留在動(dòng)模的一側(cè)。圖1-9冷料腔的設(shè)計(jì)四.模具設(shè)計(jì)方案(a)空腔設(shè)置在恩的前提下成型件與高溫高壓塑料直接接觸，其質(zhì)量直接影響塑料件的質(zhì)量。這種塑料零件的材料是ABS，它要求高的表面粗

11、糙度和精度，因此它需要足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度和耐磨性。它應(yīng)由優(yōu)質(zhì)模具鋼制成，并經(jīng)過(guò)熱處理，使其硬度達(dá)到5055HRC。1.模具設(shè)計(jì)采用整體預(yù)埋模具，放置在固定模板的一側(cè)，主要從節(jié)約材料、便于熱處理、便于日后更換和維護(hù)等方面考慮。在設(shè)計(jì)型腔模具時(shí)，除了考慮壁厚的剛度和強(qiáng)度外，還應(yīng)預(yù)留足夠的冷卻水通道，并在四角設(shè)計(jì)虎口，以起到鎖模的作用。凹模的設(shè)計(jì)如圖1-10所示：圖1-10模具設(shè)計(jì)2.沖床設(shè)計(jì)與凹模一樣，凸模也采用如圖1-11所示的組合結(jié)構(gòu)。圖1-11沖頭設(shè)計(jì)(3)導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由于塑料件基本對(duì)稱，沒(méi)有單向側(cè)向壓力，直導(dǎo)柱可以滿足要求。為了防止導(dǎo)柱在不引導(dǎo)前型芯的情況下進(jìn)入型腔，容易對(duì)成型件造

12、成損壞，導(dǎo)柱應(yīng)高出主型芯6 8 mm，如圖1-12所示：圖1-12導(dǎo)柱導(dǎo)套(四)制度設(shè)計(jì)的引入推出機(jī)構(gòu)一般由推出、復(fù)位和導(dǎo)向三部分組成。推出機(jī)構(gòu)按其動(dòng)力源可分為手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)、電動(dòng)推出機(jī)構(gòu)、液壓推出機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。電動(dòng)推出機(jī)構(gòu)通過(guò)機(jī)械注塑機(jī)的開(kāi)啟動(dòng)作驅(qū)動(dòng)模具上的推出機(jī)構(gòu)。根據(jù)塑件上殼體的形狀特點(diǎn)，為降低成本，選用簡(jiǎn)易電動(dòng)普通桿推出。雖然推出時(shí)會(huì)在塑料件的內(nèi)表面留下彈出痕跡，但不會(huì)影響塑料件的外觀。如圖1-13所示：圖1-13普通推桿(5)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)冷卻水用于冷卻，凹模的冷卻水通道采用與型芯相同的環(huán)繞冷卻水回路。打開(kāi)水道時(shí)，堆芯應(yīng)避免傾斜頂部和頂桿。如圖1-13所示：圖1-13冷卻水通道三維

13、示意圖V.主要部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算(一)模具型腔壁厚的確定塑料模具的型腔在成型過(guò)程中受到熔體的高壓，并應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。該模具的凹模是整體嵌入的，因此型腔側(cè)壁的厚度s和型腔底板的厚度t可以由整體矩形型腔壁厚的計(jì)算公式確定，如圖1-14所示。圖1-14腔體示意圖l型腔長(zhǎng)度，值為96毫米；b型腔的寬度，值為80毫米；h型腔深度，值為40毫米；t型腔底板厚度，mm。s形腔底板厚度，mm；b模板的寬度，mm1.空腔側(cè)壁厚度的計(jì)算(1)、根據(jù)剛度條件:C型由h/l確定的系數(shù)，查閱表9-22，得到c=1.5P型腔內(nèi)的最大熔體壓力，可為注射成型壓力的25% 50%，p為30Mah-空腔深度，h=15 模具

14、剛度計(jì)算的允許變形，通過(guò)檢查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)計(jì)算出=29.65；模具鋼的彈性模量，E=2.2*105(2)根據(jù)強(qiáng)度條件其中，p為型腔中的最大熔體壓力，p為30Mah-空腔深度，h=15W-彎曲截面系數(shù)，由h/l確定，見(jiàn)教科書(shū)塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表4-6，W=0.108-空腔邊長(zhǎng)比，a=b/l=0.9；模具強(qiáng)度計(jì)算的容許應(yīng)力，預(yù)硬化塑料模具鋼as=300Ma毫安2.空腔底板厚度t的計(jì)算(1)、根據(jù)剛度條件公式中，-由表9-23中的空腔邊長(zhǎng)比l/b系數(shù)計(jì)算得出=0.024P型腔中的最大熔體壓力，p為30MaB空腔的寬度，b=80模具鋼的彈性模量，E=2.2*105模具剛度計(jì)算的允許變形，=32.

15、3，通過(guò)檢查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)計(jì)算。(2)根據(jù)強(qiáng)度條件在公式：中，從空腔邊長(zhǎng)比l/b的系數(shù)中，可查閱textboo的表4-7h-側(cè)芯成型部分的高度，h為1.5毫米。2.抽芯力的計(jì)算其中：c倒置成型件橫截面的平均周長(zhǎng)，c為37.68毫米；h-倒置成型部分的高度，h為1.5毫米；-塑料與模具鋼的摩擦系數(shù)為0.2；倒扣的剝離斜度和傾斜角度，塑料件為03.確定傾斜屋頂?shù)膬A斜角度內(nèi)抽芯距離小，抽芯力小，斜頂傾角為5o4.標(biāo)準(zhǔn)模架的確定考慮一模兩腔的平衡布局、側(cè)澆口一次分型結(jié)構(gòu)、型腔壁厚要求、塑件尺寸、內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)、冷卻水通道布置等因素，估算出型腔模板的大致尺寸。模板尺寸為查表選擇的23*35，選擇P4-230350-43-Z1標(biāo)準(zhǔn)模架，如圖1-16所示。圖1-16標(biāo)準(zhǔn)模板六.注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)的校準(zhǔn)(一)合模高度的確定構(gòu)成模具閉合高度的模板和其他部件的尺寸如下：H1=25毫米，用于固定模具和制