繼電器模具設計說明書

1、25繼電器模具設計蘇 州 市 職 業(yè) 大 學課程設計說明書 名稱 塑料模具cad 繼電器蓋 塑料模具設計 2013年 3月 25 日至 2013 年 4 月 7 日共 2 周院 系 機電工程系 班 級 11模具2班 姓 名 譚秀成 第 6 組 第 1 號系主任 陶亦亦 教研室主任 李耀輝 指導教師 李耀輝 蘇 州 市 職 業(yè) 大 學課程設計任務書 課程名稱： 塑料模具設計 起訖時間： 2013.3.252013.4.7 院 系： 機電工程系 班級： 11模具2 指導教師： 李耀輝 系 主 任： 陶亦亦 1目 錄課程設計任務書 1 1 塑料件的cad 41.1 塑料件的設計要點 41.2 塑料件

2、的設計過程 5 1.2.1塑件的工藝分析 .51.2.2 塑件的材料分析 . 52注射模具成型零件cad 62.1.1 型腔數(shù)目的確定. 6 2.1.2 型腔的布局. 7 2.1.3 分型面的設計. 7 2.2注射機的選擇. 8 2.2.1注射量的計算. 8 2.2.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算.8 2.2.3 選擇注射機.8 2.2.4注射機的相關參數(shù)的校核 .9 2.3凹模的結構設計.10 2.4凸模和型芯的結構設計.11 2.5 成型零件的工作尺寸計算.11 2.5.1 型腔尺寸計算.11 2.5.2 型芯尺寸計算 . 12 2.5.3中心距工作尺寸計算. 123模架選型 124功能系

3、統(tǒng)設計 164.1 澆注系統(tǒng)設計 164.1.1主流道設計.164.1.2分流道的設計.174.1.3澆口的設計.174.2 推出機構設計 18 4.2.1 推出機構的設計要求.18 4.2.2 推出機構的選擇.19 4.2.3 推出機構的導向與復位.194.3 導向機構設計 20 4.3.1導向裝置的設計及尺寸確定. 20 4.3.2導柱導向機構的設計. 21 4.3.3 導套結構和技術要求. 224.4 冷卻系統(tǒng)設計 225模具裝配 226三維轉二維工程圖 237小結 25 8 參考文獻 .253 一 塑料件的cad 圖一 如圖一零件圖所示，該塑件是繼電器的外殼蓋，該工件壁厚均勻為2mm，

4、塑件尺寸較小，結構較為簡單，壁厚均勻，要求大批量生產(chǎn)，其成型工藝采用注塑模具。 1.1 塑料件的設計要點 在設計注塑模時，首先應該確定加料室的總體結構，凹模和凸模之間的配合形式以及成形零件的結構，然后根據(jù)塑件尺寸確定型腔成形尺寸，根據(jù)塑件重量和塑料品種確定加料室尺寸：（1） 有利于壓力傳遞；（2） 便于加料；（3） 便于安放和固定嵌件；（4） 保證凸模強度；（5） 便于注塑流動；（6） 保證重要尺寸的精度；（7） 具有一定的拔模斜度，便于抽拔長型芯。 1.2 塑料件的設計過程 1.2.1塑件的工藝分析 圖二塑件的三維造型圖如圖二所示，該工件未注尺寸按mt6級，制件表面光滑，并且無毛刺。且不允許

5、出現(xiàn)裂紋，變形缺陷。1.2.2 塑件的材料分析 abs塑料（聚苯乙烯）是一種無定形的高聚物，它無色、無味、透明，密度1.05g/cm3容易染色和加工，尺寸穩(wěn)定，點絕緣性好。剛性較大，質地硬而脆，易見光分解。 abs塑料流動性較好，易成型且成品率高。由于其熱膨脹系數(shù)高，所以不宜采用嵌件。成型前進行干燥處理，達到表面光亮。查資料知其注塑工藝性能以及成型條件如表所示：abs塑料預熱干燥溫度/5570成 型 時 間注射時間/s03時間/h 12保壓時間/s1540料 筒 溫 度/后段140160冷卻時間/s1560中段 總周期/s4090前段170190噴嘴溫度/160170后 處 理方法紅外線燈模具

6、溫度/2060溫度/鼓風烘箱7080注射壓力/ma60100時間/h24備注1.對于較小的澆口選用低速注射,對其他類型的澆口采用高速注射2.盡可能的使用高注射壓力 二 注塑模結構設計 2.1 注射模分型面的確定 2.1.1 型腔數(shù)目的確定 型腔數(shù)目的確定，應根據(jù)塑件的幾何形狀及尺寸、質量要求、批量大小、交貨期長短、注射機能力、模具成本等要求來綜合考慮。由于注塑機型號還未選擇，需根據(jù)幾何形狀及尺寸、質量要求、批量大小等因素確定型腔數(shù)目。 由于該塑件的精度要求不高，尺寸也較小，并且為大批量生產(chǎn)，可采用一模兩腔的結構形式。同時，考慮到塑件尺寸、模具結構尺寸的關系，以及制造費用和各種成本費用等因素，初

7、步制定為一模兩腔形式。 2.1.2 型腔的布局 由于該模具采用一模兩腔，并且根據(jù)塑件的壁厚的原因，其排布按對稱排布，其分流道對稱分布,達到平衡進料的效果，不會出現(xiàn)縮孔內(nèi)部凹陷的缺陷。其三維圖如圖三所示： 圖三 2.1.3 分型面的設計 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件的結構工藝性及精度、模具的制造等因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較，選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則：1) 分型面應選在塑件外形最大輪廓處。2) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。3) 保證塑件的精度要求，滿足塑件的外觀質量要求。4) 便于模具加工制造，對側向抽芯的影響。5) 便于

8、模具加工制造，對側向抽芯的影響。6) 對成型面積的影響，對排氣效果的影響結合繼電器蓋本身的特點，分型面選擇最大輪廓處，選擇繼電器蓋的下底面做為主分型面，便于順利脫模。如圖四 圖 四2.2注射機的選擇 2.2.1注射量的計算塑件體積為：v塑=31.02（由proe計算得），查資料的abs塑料的密度為p=1.05g/塑件質量：m塑= v塑xp=32.57g 2.2.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算由于澆注系統(tǒng)的凝料在設計之前不能去定準確的數(shù)值，但是可根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的0.2倍到1倍來估算。由于本次設計采用的流道中等，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.4倍來估算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積

9、為v總=2x1.4v塑=1.4x31.02x2= 88 2.2.3 選擇注射機 根據(jù)以上的計算得出在一次注射過程中注入模具型腔的塑料的總體積為88，由參考文獻1式（4-18）v公= v總/0.8=88/0.8=110。根據(jù)以上的計算，初步選擇公稱注射量為初步選擇公稱注射量為125,注射機型號為xs-zy-125臥室注射機， 其圖片見圖五以及主要技術參數(shù)見表1-2。 圖五 xs-zy-125臥室注射機理論注射量/125拉桿空間/mm260x290螺桿柱塞直徑/mm42模板最大行程/mm300注射壓力/mpa120最大模具厚度/mm300注射速率/g120最小模具厚度/mm200塑化能力/kgh7

10、0鎖模形式液壓-機械螺桿轉速/r29101模具定位孔直徑/mm55鎖模力/kn900噴嘴球半徑/mmr12噴嘴孔直徑/mm4表1-2注射機主要參數(shù) 2.2.4注射機的相關參數(shù)的校核（1）注射壓力校核 查參考文獻3 表2-1可知，制件屬于薄壁件，ps所需注射壓力為60-100mpa，所以即使選用p0=100mpa，該注射機的公稱注射壓力p公=120mpa，注射壓力的安全系數(shù)k1=1.251.4,這里我們?nèi)1=1.3，則：k1p0=1.3x100=130。所以，注射機注射壓力合格。（2）鎖模力的校核塑件在分型面上的投影面積a塑=由proe得7674.65澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積a澆，a澆是每

11、個塑件再分型面上的投影面積a塑的0.20.5倍，本例中的流道較簡單。分流道也中等，所以選擇分流道凝料投影面積可適當取，這里選取a澆=0.3a塑 。a澆=0.3a塑=2302.395塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積為a總=n(a塑+a澆)=n（a塑+0.3a塑）=2x(7674.65+2302.395)=19954.09 模具型腔內(nèi)的脹型力f脹，則f脹=a總p模=9977x20=398.08kn上式中，p模是型腔的平均計算壓力值由文獻2查表的ps=20mpa由表1-2可知該注射機的公稱鎖模力為f鎖=500kn，鎖模力安全系數(shù)為k2=1.11.2,這里選擇k2xf脹=1.2xf脹=1.2x39

12、8.08=477.5knf鎖 =500kn2.3凹模的結構設計凹模的結構設計。凹模是成型制品外表面的成型零件。其結構可分整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。這里采用整體嵌入式，由于塑件有一個小孔采用小型芯可以利于制造防止工件報廢。對小型塑件采用多型腔模具成型時，各單個型腔采用機械加工、冷擠壓、電加工等方法加工制成，然后壓入模板中。該凹模形狀及尺寸的一致性好，更換方便，加工效率高，可節(jié)約貴重金屬。本次采用圖中的d），其凹模的三維結構圖如圖五所示： 圖 五2.4凸模和型芯的結構設計 凸模的結構設計。凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件。通常是整體式和組合式兩種類型。這里采用整體式型芯。如圖六所示：

13、圖 六2.5 成型零件的工作尺寸計算 成型零件的工作尺寸是指直接用來構成塑件型面的尺寸。但影響塑件的尺寸公差因素很多，其主要的有： （1） 塑件的收縮率：產(chǎn)品材料abs塑料，其收縮率0.60.8。塑件成型后的收縮率與多種因素有關，通常按平均收縮率計算， 即：=%=0.7% (2) 成型零件的制造誤差：一般取塑件總公差的1/31/4，現(xiàn)取z=/3。 (3) 磨損量：對于一般的中小型塑件，最大磨損量可取塑件公差的/6，對于大型塑件則取/6以下。但因為脫模方向垂直，故磨損量c=0。 采用相應公式的平均尺寸法計算成型零件尺寸，塑件尺寸公差安塑件零件圖給定的公差計算。（以下單位都為mm）2.5.1 型腔

14、尺寸計算（1）型腔的徑向尺寸84-1.48 lm1 =(1+s)l-x =（84+84x0.007-0.75x1.48)+0.49=83.48+0.4920+0.62 lm1 =(1+s)l-x =(20+20x0.007-0.75x0.26)+0.21=19.95+0.21115-1.72 lm1 =(1+s)l-x=(115+115x0.007-0.75x1.72)+0.57=114.52+0.57 （2）深度尺寸計算 由公式 24 23.87 2.5.2 型芯尺寸計算 （1）型芯的徑向尺寸8+0.38 l=(1+s)l+x=(1.007x8+0.5x0.38)-0.12=8.24-0.1

15、2111-1.72 l=(1+s)l+x=(1.007x111+1/3x1.72)+0.57=111.3+0.5780-1.28 l=(1+s)l+x=(1.007x80+1/3x1.28)+0.42=80.63+0.42（2）深度尺寸計算2.5+0.26 hm=(1+s)hs+x=（1.007x2.5+0.67x0.26)-0.09=2.69-0.09 2.5.3中心距工作尺寸計算 由公式： 199 200.393 三、模架選型 裝置是推桿推件機構，因此模架有推桿、復位桿、推桿固定板及推板。因此本設計中選用的模架結構，直接從模架庫調(diào)用，其結構如圖31所示： 圖31模架外形尺寸（bl）為500

16、mm600mm。（一）固定板定模板上安裝的工作零件主要是凸模，凸模的工作部分幾乎伸進了在動模板中的型腔中，因此定模板的厚度直接用默認值取20mm，但由于它和定模座板起固定齒條的作用，因此其輪廓尺寸與定模座板一樣大，為500mm600mm。定模板上安裝的工作零件主要是凹模型腔，凹模型腔是承受注射壓力的主要載體，因此動模板厚度相對于定模板要厚，取30mm。在國家標準中沒有30mm，可以將動模座板改成厚度為30加工時將其厚度銑到30mm，其外形尺寸為500mm600mm。（二）支承板支承板是墊在動模板下面的平板，它的作用是防止固定板固定的零部件脫出固定板，并承受固定部件（工作零件）傳遞的壓力，因此它

17、要具有較高的平行度和剛強度。一般用45鋼制成，經(jīng)熱處理235hbs，或結構鋼q235，其厚度在計算成型零件尺寸的時候已經(jīng)計算過，取60mm，外形尺寸和動模板一樣大，為500mm600mm。支承板與固定板之間通常采用螺栓來連接，當兩者需要定位時，可加插定位銷。（三）支承件 用常見的支承件墊塊，其作用主要是在動模墊板與動模座之間形成頂出機構所需的動作空間。另外，也起到調(diào)節(jié)模具總厚度，以適應注射機的模具安裝厚度要求的作用。墊塊的高度應符合注射機的安裝要求和模具的結構要求。其尺寸根據(jù)實際情況而定，在模具組裝時，應注意墊塊高度須一致，否則由于負荷不均勻會造成相關模板的損壞，墊塊與動模墊板和動模座之間一般

18、用螺栓連接，要求高時可用銷釘定位。 四）模座設計模座時，必須要保證它們的輪廓形狀和尺寸與注射機上的動定固定模板相匹配，所以其外形尺寸為500mm600mm。另外，在模座上開設的安裝結構（如螺栓孔、壓板臺階等）也必須與注射機動定固定模板上的安裝螺孔的大小和位置相適應。模座在注射成型過程中起著傳遞合模力并承受成型力，為保證模座具有足夠的剛強度，模座也應具有一定的厚度，一般對于小型模具，其厚度最好不小于13mm。模座的材料多用碳素結構鋼或合金結構鋼，經(jīng)調(diào)質達230270hbs。 定模座板 動模座板 四、功能系統(tǒng)設計4.1 澆注系統(tǒng)設計4.1.1主流道設計主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道

19、相連的一段帶有錐度的流動通道。主流道小端尺寸為3.56mm。主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，形狀一般為圓錐形，便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。由于主流道和高溫塑料熔體以及注射機噴嘴反復接觸，故再設計時常設。計為可拆卸更換的澆口套（1） 主流道的長度 一般由模具結構確定，對于小型模具l應盡量小于60mm。（2） 主流道小端直徑 d=注射機噴嘴尺寸=6mm（3） 主流道大端直徑 d=d+l主tan（a/2）=8，其中式中a選取3。（4） 主流道球面半徑sr=注射機噴嘴球頭半徑14mm。球面的配合高度 h=3mm。 定位圈 澆口套4.1.2分流道的設計 分流道設計原則有：1) 盡

20、量保證各型腔同時充滿，并均衡的補料，以保證同模各塑件的性能，尺寸盡可能一致。2) 在滿足以上的要求的情況下盡量縮短流道長度，降低澆注系統(tǒng)凝料重量。3) 型腔和澆注系統(tǒng)投影面積的重心應盡量接近注射機鎖模力的中心，一般在模板的中心上。此外分流道截面形狀一般為圓形、梯形、u形、半圓形及矩形等，如圖2-12所示。 在流道設計中要減少在流道內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面積大；要減少傳熱損失，有希望流道的表面積小，因此可用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率，該比值大則流道的效率高。此模具選擇梯形截面。2）分流道的截面形狀及優(yōu)缺點：此副注射模分流道的布置形式為平衡式，其主要特征是從主流道到各個型腔的分

21、流道，其長度、端面形狀及尺寸均相等，以達到各腔能同時均衡進料。分流道截面尺寸視塑料品種、塑料尺寸、成型工藝條件以及流道的長度等因素來確定，其中圓形截面比面積較小，半圓形斷面分流道直徑d一般在212mm范圍內(nèi)。此處取4mm。分流道的長度一般在830mm之間，一般根據(jù)型腔布置適當加長或縮短。分流道的最短長度不宜小于8mm，否則會給塑件修磨和分割帶來困難。本模具流道深度為3mm,側角度為13度，拐角半徑為1mm。3） 分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面粗糙度ra并不要求很低，一般取1.6m左右既可，這樣表面稍不光

22、滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。4.1.3澆口的設計本次設計采用側澆口，如圖4-1所示。側澆口一般開設在分型面上，塑料熔體從內(nèi)側或外側充填模具型腔，其截面形狀多為矩形（扁槽），改變澆口的寬度與厚度可以調(diào)節(jié)熔體的剪切速率及澆口的凍結時間。這類澆口可以根據(jù)塑件的形狀特征選擇其位置，加工和修整方便，因此它是應用較廣泛的一種澆口形式，普遍用于中小型塑件的多型腔模具，且對各種塑料的成型適應性均較強。 圖4-1澆口的設計與計算側澆口尺寸計算的經(jīng)驗公式如下：b=t= （2-3）式中 b側澆口的寬度，mm；a塑件的外側

23、表面積，mmt側澆口的厚度，mm；澆口處塑件的壁厚，mm。由于塑件結構特殊，考慮到塑件的成型工藝，采用側澆口形式，澆口搭接在塑件上。利用pro/e軟件中的測量功能，查的塑件的外側表面積為a=14697.1898mm，塑件的平均壁厚t=2mm，澆口處塑件的壁厚為2mm，所以b=本模具選3mm.t=2=mm 取1.2mm4.2 推出機構設計4.2.1 推出機構的設計要求 1設計推出機構時應盡量使塑件留于動模一側 2. 塑件在推出過程中不發(fā)生變形和損壞 3. 不損壞塑件的外觀質量 4. 合模時應使推出機構正確復位 5. 推出機構應動作可靠 6.推出機構的運動要準確、可靠、靈活，無卡死現(xiàn)象 4.2.2

24、 推出機構的選擇由于設置推桿的自由度較大，而且推桿截面大部分為圓形，制造和維修方便，容易達到推桿和模板或型芯上推桿孔的配合精度，推桿推出時運動阻力小，推出動作靈活可靠，推桿損壞后也便于更換，因此，推桿推出機構是推出機構中最簡單，最常見的形式，故選用推桿推出機構。因制品的幾何形狀及型腔結構等的不同，所用推桿的截面形狀夜不盡相同，常用推桿的截面形狀為圓形。推桿又分為普通推桿和成型推桿兩種，這里選用普通推桿，其三維圖如圖4-2所示： 圖4-24.2.3 推出機構的導向與復位推出機構在注射模工作時，每開合模一次，就往返運動一次，除了推桿和復位桿與模板的滑動配合以外，其余部分處于浮動狀態(tài)。推桿固定板與推

25、桿的重量不應作用在推桿上，而應該有導向零件來支承，這對大中型注射模尤其如此。另外，考慮到推出機構往返運動的靈活和平穩(wěn)，必須設計推出機構的導向裝置。推出機構在開模推出塑件后，為下一次的注射成型，還必須使推出機構復位，本模具采用彈簧式復位機構，如下圖4-3為復位桿。 圖4-34.3 導向機構設計 導向機構避免成型零件先接觸而可能造成成型零件的損壞，承受一定的側向壓力。導柱導向機構是比較常用的一種形式，其主要零件是導柱和導套，直接根據(jù)模具模板的大小選用標準件。 4.3.1導向裝置的設計及尺寸確定 模具在閉合時要求有一定的方向和位置，所以必須導向。導向機構主要有定位、導向、承受一定側壓力三個作用：定位

26、作用指為避免模具裝配時方位搞錯而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確的形狀，不至因為位置的偏移而引起塑件壁厚不均，或者模塑失敗。導向作用則是在動定模合模時，首先導向機構接觸，引導動模、定模正確閉合，避免凸模或型芯撞擊型腔，損壞零件。承受一定側壓力指塑料注入型腔過程中會產(chǎn)生單向側壓力，或由于注射機精度的限制，使導柱在工作中承受了一定的側壓力。當側壓力很大時，需要增設錐面定位裝置。且導柱的布置應保證動定模只能按一個方向合模，以防止裝配或合模時因弄錯方位而使模具損壞。導柱的材料多采用低碳鋼（鋼 20）經(jīng)滲碳淬火處理，或碳素工具鋼（t8a,t10）經(jīng)淬火處理，硬度為 hrc5055。本次設計采用四

27、導柱模架，四導柱模架具有4個沿四角分布的導柱導套，不但受力均衡，導向能力強，且剛度大：如下圖4-4為導向柱導向的示意圖，圖4-5為導柱導套的三維效果圖。圖4-4 圖4-54.3.2導柱導向機構的設計導柱導向機構應用最普遍，其主要零件時導柱和導套。導柱既可以設計在動模一側，也可以設計在定模一側，應根據(jù)模具結構來確定。標準模架的導柱一般設計在動模部分。此次模具設計即選在定模一側。導柱結構的技術要求: a.長度 導柱導向部分的長度應比凸模端面的高度高出812mm，以免出現(xiàn)導柱未導正方向而型芯先進入型腔的情況。 b.形狀 導柱前端應做成錐臺型或半球形，以使導柱能順利地進入導向孔。由于半球形加工困難，所以導柱前端形式以錐臺形為多。c材料 導柱應該具有耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用20鋼或者t8、t10鋼