多功能轉(zhuǎn)化組合插頭模具的設(shè)計(jì)與優(yōu)化

1、武昌工學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計(jì)）專(zhuān)用稿紙本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文題目：多功能轉(zhuǎn)化組合插頭的模具設(shè)計(jì)與優(yōu)化姓名：學(xué)號(hào)：班級(jí)：2011級(jí)年級(jí)：2班專(zhuān)業(yè)：材料成型及控制工程學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院指導(dǎo)教師：完成時(shí)間：2015年 月 日作者聲明畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下由本人獨(dú)立撰寫(xiě)完成的，沒(méi)有剽竊、抄襲、造假等違反道德、學(xué)術(shù)規(guī)范和其他侵權(quán)行為。對(duì)本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。因本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成果歸武昌工學(xué)院所有。特此聲明 作者專(zhuān)業(yè)：材料成型及控制工程作者學(xué)號(hào)：113004030233作者簽名： 2015年 月 日多功能

2、轉(zhuǎn)化組合插頭的模具設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(mǎn)足人們?cè)谏钪械脑S多需求。在對(duì)插頭模具設(shè)計(jì)時(shí)首先要對(duì)塑件進(jìn)行分析，了解插頭在人們?nèi)粘Ｉ钪械淖饔?。其次，要?duì)生產(chǎn)插頭所使用的原料進(jìn)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(shí)際特點(diǎn)選擇最優(yōu)良的生產(chǎn)方案，努力做到不浪費(fèi)資源的情況下生產(chǎn)出合格、符合要求的制品。

3、對(duì)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(jì)特點(diǎn)，能縮短產(chǎn)品的制造周期，滿(mǎn)足現(xiàn)今社會(huì)對(duì)產(chǎn)品的需求。模具是生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的核心，因此需要對(duì)模具有很深入的了解，這就需要知道各種成型設(shè)備的規(guī)格、性能和特點(diǎn)，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(gòu)和尺寸等，然后選擇標(biāo)準(zhǔn)的模具和模具材料，并對(duì)選用的注射劑的相關(guān)工藝參數(shù)進(jìn)行相關(guān)的校核。本文詳細(xì)對(duì)模具的制造和裝配進(jìn)行了系統(tǒng)性的分析，包括各成形尺寸和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等，使模具能穩(wěn)定、有效的工作。 關(guān)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(jī)的選取 3.1注射機(jī)的初選53.2注射機(jī)的終選74模具結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)5.1 成型零件材料的選擇1

10、55.2 成型零件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)155.3成形零部件尺寸設(shè)計(jì)165.4成形零部件工作尺寸的計(jì)算166分型機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6.1側(cè)分型機(jī)構(gòu)的分類(lèi)196.2斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)196.3側(cè)滑塊的設(shè)計(jì)237推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)7.1推出機(jī)構(gòu)的分類(lèi)227.2推出力的計(jì)算227.3 推出桿的設(shè)計(jì)228分模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)8.1導(dǎo)套的設(shè)計(jì)248.2導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)249 模流分析2610 致謝2811 參考文獻(xiàn)29附件301 緒 論 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(guó)家的發(fā)達(dá)程度也和模具行業(yè)的發(fā)展情況有關(guān)，模具是現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)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(shí)、人力，

11、但它所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)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(jià)值往往是幾倍甚至幾百倍的增長(zhǎng)。因此模具產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步是國(guó)家的生產(chǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)，在中國(guó)模具又被稱(chēng)作是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的印鈔機(jī)，可見(jiàn)模具工業(yè)在我國(guó)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(jiàn)，它的主要成分是樹(shù)脂，但它的各種特性并不取決于樹(shù)脂本身，在生產(chǎn)中往往會(huì)添加各種化學(xué)用劑，使其更能滿(mǎn)足在生活中的應(yīng)用條件，因可以隨意改變其應(yīng)用特性而得到廣泛的應(yīng)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(chēng)為塑件。塑件的應(yīng)用也很廣泛，這是由于它的本身特點(diǎn)而決定的，其先對(duì)分子質(zhì)量較小，較

12、比現(xiàn)在應(yīng)用普遍的鋼件，在許多方面比較容易生產(chǎn)加工。就其強(qiáng)度而言，塑件的拉伸強(qiáng)度甚至可以比鋼件還高，在一些產(chǎn)品中可以應(yīng)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(kāi)關(guān)組合、生活盆碗，常能看到它的存在?，F(xiàn)代社會(huì)對(duì)各行各業(yè)的需求量很大，因此也對(duì)日用品的需求規(guī)模也較大，塑料模具能更快的解決這個(gè)問(wèn)題。塑料模具是指運(yùn)用和塑件尺寸、形狀一樣的型芯并組合標(biāo)準(zhǔn)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(wú)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(biāo)準(zhǔn)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(yùn)作上萬(wàn)次，故而對(duì)模具的要求也是很高的，在設(shè)計(jì)模具的過(guò)程中，要設(shè)計(jì)出外觀尺寸、性能都能滿(mǎn)足使用標(biāo)準(zhǔn)的零部件，在模具制造時(shí)也要力求生產(chǎn)方便、操作簡(jiǎn)單、節(jié)能省時(shí)、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(biāo)準(zhǔn)模具才是合格產(chǎn)品的基礎(chǔ)，首先要認(rèn)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(mǎn)足產(chǎn)品的實(shí)際工作情況，這就包括它的各項(xiàng)物理特性，要認(rèn)真分析這些基本參數(shù)。其次是對(duì)模具的初步探究，在對(duì)分析面的選擇以及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要做到合理、精細(xì)，這關(guān)系到塑件脫模以及塑

14、件的表面質(zhì)量。最后就要設(shè)計(jì)出合格的零部件，各相關(guān)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(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)在降低成本的要求下設(shè)計(jì)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(lèi)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(qiáng)度、抗應(yīng)力開(kāi)裂性等都有較高的要求。根據(jù)在實(shí)際生活中的應(yīng)用情況，該塑件為大批量生產(chǎn)。2.1.2 結(jié)構(gòu)分析 本次模具設(shè)計(jì)的零件為塑料實(shí)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(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，故選用一般精度等級(jí)：IT3級(jí)。2.1.3 尺寸精度分析 塑件的精度應(yīng)根據(jù)實(shí)際具體情況而定。該塑件屬于電器產(chǎn)品，無(wú)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(jí)為MT3。 2.1.4 表面質(zhì)量分析 當(dāng)塑件外觀要求很高時(shí)，其表面的粗糙度值相應(yīng)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(gòu)工藝性分析由上圖2.1和圖2.2可知，該插頭結(jié)構(gòu)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(mǎn)足沖模的流動(dòng)要求。因?yàn)楸诤癫痪鶆?，?/p>

16、防止變形，應(yīng)強(qiáng)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(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒的熱塑性樹(shù)脂，具有非常優(yōu)異的物理、化學(xué)特性3，例如具有較高的強(qiáng)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(jià)格也及其低廉，根據(jù)塑件插頭在實(shí)際生活中的應(yīng)用，該材料可以滿(mǎn)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(yīng)用也很廣泛，在電子航空、家電配件、汽車(chē)零部件、醫(yī)療器材中應(yīng)用很普遍。2.2.2 塑件的成形工藝參數(shù)查塑料模具設(shè)計(jì)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(xiàng)目參數(shù)項(xiàng)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(yù)熱溫度/。C125135成形時(shí)間/S注射05預(yù)熱時(shí)間/h2保壓2080料筒溫度/。C前段270300冷卻2050中段-流動(dòng)速率g/min525g/10min后段260290最優(yōu)條件螺桿最少應(yīng)有15個(gè)直徑長(zhǎng)，其L/D為20：1最佳噴嘴尖端開(kāi)口最少有4.5mm直徑噴嘴溫度/。C240250前期處理熱風(fēng)干燥35h以上，溫度定為1203 注射機(jī)的選取3.1 注射機(jī)的初選3.1.1 計(jì)算塑件的的面積塑件的的投影面積可以通過(guò)Proe分析模塊自動(dòng)直接得出，如下圖3.1所示：圖3.1 塑件面積計(jì)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(jì)算 體積和質(zhì)量的計(jì)算也可以通過(guò)proe分析模塊自動(dòng)得出，塑件密度由塑料模具設(shè)計(jì)師指南7查得：=1.2018048g/cm3 ，如圖3.2所示： 圖3.2 塑件質(zhì)量計(jì)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(jī) 根據(jù)總體積V=32.29CM3，初步選取XS-Z-60柱塞式注射成型機(jī)XS

19、-Z-60柱塞式注射成型機(jī)的主要參數(shù)如下表3.1所示：表 3.1 注射機(jī)參數(shù)項(xiàng) 目 參 數(shù)項(xiàng) 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(jī)械頂出注射方式柱塞式動(dòng)、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(jī)械最大開(kāi)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(jī)的終選3.2.1 注射量的校核 查塑料模具設(shè)計(jì)與制造注射量的校核的校核公式為： （式3.1）式中 注射機(jī)的公稱(chēng)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(jì)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(jī)的理論注射量60cm3小，因此可以滿(mǎn)足注射要求。3.2.2 模具閉合高度的校核1）標(biāo)準(zhǔn)模架的確定根據(jù)注射機(jī)的各相關(guān)參數(shù)，查塑料模具課程設(shè)計(jì)可選用的標(biāo)準(zhǔn)模架的型號(hào)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(dòng)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(jī)的理論閉合高度為70200mm，而計(jì)算的模具閉合高度H=200mm，滿(mǎn)足的安裝條件，因此高度設(shè)計(jì)要求。3.2.3 模具安裝部分的校核根據(jù)塑料模具設(shè)計(jì)與制造表2-8得XS-Z-60型塑料注射機(jī)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(mǎn)足模具安裝要求。3.2.4 模具開(kāi)模行程的校核由于XS-Z-60型塑料注射機(jī)的最大開(kāi)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(diǎn)，確定該模具的開(kāi)模行程H應(yīng)滿(mǎn)足以下公式。模具開(kāi)模行程的校核公式為： （式3.2）式中 H模模具的開(kāi)模行程，mm； H注注射成型機(jī)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(kāi)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(jī)的開(kāi)模行程滿(mǎn)足要求。3.2.5鎖模力的校核在熔融熔體流入型

23、腔時(shí)，注射機(jī)會(huì)有一個(gè)軸向的推力作用，這個(gè)軸向力要比注射機(jī)的公稱(chēng)鎖模力更小，否則會(huì)產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，因?yàn)閄S-Z-60型塑料注射機(jī)的公稱(chēng)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(jī)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(shè)計(jì)與制造；安全系數(shù)，通常?。粚?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(jī)的的公稱(chēng)注射壓力要大于成形壓力，即： （式3.4）式中 公注射機(jī)的最大注射壓力注塑件成形所需要的實(shí)際注射壓力 安全系數(shù)，通常?。?因?yàn)樗芗?/p>

24、原料的注射壓力為MPa140MPa，而注射機(jī)的公稱(chēng)注射壓力122MPa，故滿(mǎn)足要求。結(jié)論：選取XS-Z-60型塑料注射機(jī)完全符合本模具的使用要求。4 模具結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計(jì)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(gè)端體結(jié)構(gòu)，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(shí)冷卻效果也好。3 模具開(kāi)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(yīng)該有足夠的壓力使塑料熔體能均勻地充滿(mǎn)兩個(gè)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(shè)計(jì)成最

25、短的，同時(shí)選擇合理的澆口尺寸以及恰當(dāng)?shù)牡睦鋮s系統(tǒng)。多型腔的合理設(shè)計(jì)可以使模具更加高效、塑件更加符合要求。根據(jù)塑件實(shí)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(dòng)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(yīng)以不破壞塑件為原則，在脫模時(shí)能夠順利的與型腔分開(kāi)。根據(jù)該塑件的特點(diǎn)，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(shè)計(jì)根據(jù)塑料模具設(shè)計(jì)向?qū)Р榈肵S-Z-60型注射機(jī)的有關(guān)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(guān)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(jī)注射量30g60g125g250g進(jìn)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(huì)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(huì)讓阻礙流體的流動(dòng)，因此可在分流道出料端設(shè)計(jì)半徑r=3mm，這樣能讓流體順利的填滿(mǎn)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(shè)計(jì)表4-16得標(biāo)準(zhǔn)定位圈如下圖4.4所示： 圖4.4 定位圈4.3.2 分流道設(shè)計(jì)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(gè)型腔，分流道開(kāi)設(shè)在動(dòng)、定模的結(jié)合處，其截面積應(yīng)盡保證凝料不會(huì)在主流道內(nèi)冷卻過(guò)快，因此應(yīng)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(jiàn)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(zhǎng)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(zhǎng)度較小的分流道，分流道的長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)會(huì)使凝料過(guò)早冷卻，不利于型腔熔體的填充，且不能設(shè)計(jì)成彎折形式，以便使熔體能順利流過(guò)并且可以相應(yīng)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(shè)計(jì)澆口連接著流道和型腔，熔體通過(guò)澆

29、口進(jìn)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(dǎo)熔體流入，并對(duì)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(shí)有利于凝料與塑件分開(kāi)。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(kāi)設(shè)在分型面上，而且長(zhǎng)度應(yīng)盡可能的小，同時(shí)也為了能使塑件達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，故此需連接型腔最厚處，這種澆口在模具設(shè)計(jì)中應(yīng)用很普遍。該塑件采用側(cè)向進(jìn)料的側(cè)澆口形式生產(chǎn)，因?yàn)樵撍芗儆谥行⌒蛯?shí)體，查塑料模具設(shè)計(jì)與制造，對(duì)于中小型塑件，一般深

30、度t=0.52mm，,寬度b=1.55mm，澆口的長(zhǎng)度取s=0.72mm。故取深度t=1mm，深度b=3mm,長(zhǎng)度s=1mm,其圖形如圖4.6所示： 圖4.6 側(cè)澆口設(shè)計(jì)4.3.4 冷料穴設(shè)計(jì)冷料穴也是澆注系統(tǒng)的重要組成部分之一，一般開(kāi)設(shè)在主流道的最末端，當(dāng)流體進(jìn)入型腔后，會(huì)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(huì)使這些熔體在型腔內(nèi)冷卻成工藝缺陷，在開(kāi)模時(shí)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(dòng)脫落。4.3.5 排氣槽設(shè)計(jì)由于型腔內(nèi)部中空，因此會(huì)有一部分氣體在合模時(shí)仍存在中間，另外塑料熔體在流動(dòng)時(shí)也會(huì)夾帶一部分氣體，如果這些氣體沒(méi)有及時(shí)從型腔內(nèi)排出，那么

31、在塑件成形時(shí)會(huì)因?yàn)闅怏w的存在而導(dǎo)致塑件內(nèi)部不夠充實(shí)，甚至在注射高壓的作用下，氣體發(fā)生嚴(yán)重的物理反應(yīng)而使塑件有缺陷存在。因?yàn)樵撍芗儆谥行⌒臀矬w，故利用配合間隙排氣，間隙值為0.030.05mm。5成形零部件設(shè)計(jì)5.1成型零件的材料選擇成型零件是指塑件在成形時(shí)所需要的零部件組合，模具成型零件包括凸凹模、導(dǎo)柱和導(dǎo)套。零件材料的選取應(yīng)根據(jù)塑料的種類(lèi)、塑件制品的尺寸和批量，因?yàn)楸舅芗捎肞C材料，屬于中小型制品，查塑料模具設(shè)計(jì)與制造，本設(shè)計(jì)成型零件選用CrWMn材質(zhì)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，其硬度55HRC,耐磨性號(hào)好且處理過(guò)程變形小。該材料能在高強(qiáng)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(gòu)設(shè)計(jì)凹凸模是模具最關(guān)鍵部分，一個(gè)合格的塑件對(duì)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(gòu)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(gòu)牢固，可以保證塑件成形形狀不受影響，在小型模具中應(yīng)用很普遍，但加工困難，所需要的鋼材也很多，常以車(chē)銑加工為主。組合式是指凸模型芯單獨(dú)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(duì)于組合式型芯，最常用的是用車(chē)銑加工出凸模，但其因?yàn)橹苯雨P(guān)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(guò)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(shí)際使用情況，該模具選用組合式結(jié)構(gòu)，這種形式加工能降低材料的損耗，而且當(dāng)型芯出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，能方便更換。凹模的設(shè)計(jì)方法大致和凸模一樣，以最高質(zhì)量要求為準(zhǔn)則，采用車(chē)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(shè)計(jì)成形零件尺寸主要是指型芯的尺寸，由于該塑件有兩個(gè)型芯和型腔，故需要單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)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(chǔ)，并且需要考慮各項(xiàng)影響尺寸的因素。塑件精度等級(jí)對(duì)模具的制造精度有關(guān)系，模具的制造難度及成本

34、也就越高，而塑件的報(bào)廢率也會(huì)增加，因此要合理選擇精度等級(jí)。根據(jù)該塑件的特性和該產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)要求，選用一般精度等級(jí)MT3，未標(biāo)注公差等級(jí)選用MT5。在實(shí)際制造模具的過(guò)程中，影響成形零件工作尺寸的因素很多，因此在設(shè)計(jì)成形尺寸時(shí)，仍需要有所考慮。5.4 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 5.4.1 成形零件工作尺寸計(jì)算 僅考慮塑件收縮率時(shí)模具成形零件基本公式為： （式5.1）式中 模具的實(shí)際尺寸，mm； 塑件在常溫下的實(shí)際尺寸，mm； S塑件的計(jì)算收縮率，查閱相關(guān)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(jì)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(jì)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(jì)算方法 工作尺寸X=0.75=0.001=0 -0.136分型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1 側(cè)分型機(jī)構(gòu)的分類(lèi)側(cè)分型機(jī)構(gòu)是用來(lái)塑造塑件側(cè)壁上的形狀位置的零部件，當(dāng)塑件表面有通孔或凸臺(tái)時(shí)，就需要設(shè)計(jì)一個(gè)分型機(jī)構(gòu)，通過(guò)機(jī)構(gòu)中的圓錐尖頂或凹孔與型腔配合而到達(dá)生產(chǎn)的目的，側(cè)分型機(jī)構(gòu)在模板凹槽內(nèi)來(lái)回移動(dòng)，合模時(shí)使頂端到達(dá)指定位置，開(kāi)模時(shí)自動(dòng)與型腔分離，這就需要模具為機(jī)構(gòu)提供一個(gè)動(dòng)力，根據(jù)動(dòng)力的來(lái)源可分為液壓、手動(dòng)、機(jī)動(dòng)。液壓抽芯機(jī)構(gòu)多用于抽拔力大、抽芯距離比較長(zhǎng)的場(chǎng)合，雖然相比其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)更

36、為方便，但裝置成本過(guò)高，所以本塑件不采用這種注塑方式。手動(dòng)機(jī)構(gòu)的加工成本低，操作也相對(duì)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(dòng)強(qiáng)度，因此不適合大批量生產(chǎn)的模具。最后本塑件選用機(jī)動(dòng)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，利用注射機(jī)的開(kāi)模力作為動(dòng)力，這類(lèi)機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但能提高生產(chǎn)效率。6.1.1 斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)在開(kāi)模和合模的過(guò)程中利用斜導(dǎo)柱的來(lái)回移動(dòng)使側(cè)抽芯做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，它主要的組成部分包括：斜導(dǎo)柱、側(cè)抽芯、導(dǎo)滑槽、限位裝置。6.2 斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算6.2.1 抽芯距與抽芯力的計(jì)算6.2.1.1 抽芯距的計(jì)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(dòng)的距離稱(chēng)為抽芯 距，用S表示。

37、抽芯距通常比塑件的側(cè)孔或凸臺(tái)的長(zhǎng)度大23mm。S=S1+（23），S1為取出塑件時(shí)，型芯滑塊移動(dòng)的最小距離，通過(guò)Proe自動(dòng)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(jì)算 側(cè)型芯的抽芯力的計(jì)算公式如下： （式6.1）式中 抽芯力(N)； c截面平均周長(zhǎng)(m) h成型部份的高度(m) ； p塑件收縮時(shí)對(duì)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(shí)對(duì)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(guān)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(shè)計(jì)6.3.1 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱多用碳素工具鋼制成，常有錐臺(tái)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(shè)計(jì)出錐臺(tái)形，錐角。由于在模具工作時(shí)經(jīng)常與滑塊摩擦，因此其強(qiáng)度應(yīng)大于55HRC，表面粗糙度低于0.8。6.3.1.1 斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.3.1.2 斜導(dǎo)柱傾斜角的確定斜導(dǎo)柱軸向方向與開(kāi)模方向存在一定的夾角，稱(chēng)為斜導(dǎo)柱的傾斜角，一般在設(shè)計(jì)時(shí)取<。，最常用為，暫取=20.。斜導(dǎo)柱工作長(zhǎng)度L=14.6mm （式6.2）開(kāi)模距=13.7mm （式6.3）開(kāi)模力Fw=0.134KN （式6.4）6.3.1.3 斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度的計(jì)算 由式（6-4）

39、知最大彎曲應(yīng)力Fw小于1KN，斜導(dǎo)柱傾斜角度為20，查閱塑料模具設(shè)計(jì)與制造選d=8mm，d2=14mm，h=20mm，s=5mm。斜導(dǎo)柱的工作長(zhǎng)度L為： （式6.5） 圖6.1斜導(dǎo)柱6.3.2 導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì) 成型滑塊在注射成型過(guò)程中在導(dǎo)滑槽內(nèi)沿來(lái)回移動(dòng)。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的實(shí)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(tái)肩的導(dǎo)滑槽。圖6.2導(dǎo)滑槽6.3.3楔緊塊的設(shè)計(jì) 在注射成型時(shí)，塑料熔體會(huì)對(duì)滑塊有力的作用，并且會(huì)通過(guò)滑塊作用在斜導(dǎo)柱上，因此應(yīng)在滑塊末端設(shè)計(jì)一個(gè)楔緊塊，以防止側(cè)滑塊的滑移，同時(shí)側(cè)滑塊與楔緊塊、斜導(dǎo)柱之間應(yīng)留有0.5mm的間隙，在合模時(shí)不致有碰撞的發(fā)生。7推出機(jī)

40、構(gòu)設(shè)計(jì)7.1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求推出機(jī)構(gòu)可以按照動(dòng)力來(lái)源分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、液壓三大類(lèi)，根據(jù)各動(dòng)力來(lái)源的特點(diǎn)，本塑件采用機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的要求隨制品的形狀、結(jié)構(gòu)的不同而變化，但總體還是得遵循以下設(shè)計(jì)要求：1 塑件要留在動(dòng)模，如果實(shí)在不能將制品留在動(dòng)模，就要在定模上設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)。2 塑件在推出的過(guò)程中不能變形、不損壞，這是推出機(jī)構(gòu)應(yīng)達(dá)到的最基本要求。3 不損壞塑件的外觀質(zhì)量，推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部，以免破壞塑件外觀。4 合模時(shí)應(yīng)使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位5 推出機(jī)構(gòu)動(dòng)作可靠6 推出機(jī)構(gòu)本身要有足夠的剛度和強(qiáng)度7.2 推出力計(jì)算注射動(dòng)作完成之后，由于塑件體積發(fā)生了收縮，因此會(huì)緊緊包住型芯，故當(dāng)型芯從模具

41、中推出時(shí)就必須克服壓力所產(chǎn)生的摩擦力。在計(jì)算脫模的時(shí)候，總是在計(jì)算剛開(kāi)始的脫模力。對(duì)于一般塑件，按下式計(jì)算 （式7.1）式中 L被包緊部分的截面周長(zhǎng)，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(shè)計(jì) 7.3.1推桿的強(qiáng)度計(jì)算 查塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)推桿強(qiáng)度校核如下： (式7.2)d圓形推桿直徑，cm；推桿長(zhǎng)度系數(shù)，取0.7L推桿

42、長(zhǎng)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(shè)計(jì)手冊(cè)推桿壓力校核如下： （式7.3）式中 材料的許用強(qiáng)度，N/mm 。查閱相關(guān)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?yàn)?，故推桿應(yīng)力合格。圖7.1 推桿8 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)8.1 帶頭導(dǎo)套的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱與導(dǎo)套配合使用，使上下模在開(kāi)模、合模的過(guò)程中能準(zhǔn)確對(duì)齊，不會(huì)產(chǎn)生偏離，由于導(dǎo)柱導(dǎo)套是標(biāo)準(zhǔn)件，查塑料模具課程設(shè)計(jì)表

43、4-9，取D=12mm，其圖形如下： 圖8.1 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)8.2 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱與導(dǎo)套要配合在一起使用，在開(kāi)模的時(shí)候起導(dǎo)向作用，使動(dòng)、定模處于的位置不會(huì)有偏差，同時(shí)也要能承受注射機(jī)所產(chǎn)生的側(cè)壓力，從而保證產(chǎn)品的精度。帶頭導(dǎo)套的常用結(jié)構(gòu)分為近頭端和滑動(dòng)端。選擇將導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模，在合模的過(guò)程中可以保護(hù)主型芯。導(dǎo)柱安裝時(shí)模板上與之配合的孔徑公差采用H7，安裝沉孔直徑按導(dǎo)柱直徑大小而定。一般可取D1+(12)mm。導(dǎo)柱長(zhǎng)度尺寸要大于使動(dòng)定模的厚度。 圖8.2 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)9 模流分析在塑件注射成型時(shí)，澆口與型腔相接處會(huì)受到眾多因素的影響，因此對(duì)塑件進(jìn)行模流分析可很清楚的了解各因素對(duì)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(shí)際參數(shù)對(duì)注射過(guò)程做出相應(yīng)的改善，使注射流程可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，進(jìn)而對(duì)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(shí)，塑件各處的溫度穩(wěn)定、無(wú)變化，最大溫度為240度。沒(méi)有超出材料的使用溫度（200280），故滿(mǎn)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(shí)間 由圖9.3可知，填充時(shí)間差為1.45S，在PC材料的填充周期05S之內(nèi)，滿(mǎn)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(dòng)不大且小于PC的注射壓力，可以滿(mǎn)足注射要

45、求。9 致謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)跟以前的課程設(shè)計(jì)在很多地方是相似的，這在很大程度上為這次設(shè)計(jì)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(duì)我的指導(dǎo)，也得感謝身邊同學(xué)的幫助。我此次的課題是多功能轉(zhuǎn)換組合插頭的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，插頭這個(gè)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(lái)卻不是一件容易的事。一件合格的產(chǎn)品對(duì)生產(chǎn)者、甚至是設(shè)計(jì)者有很高的要求，我這次以一個(gè)設(shè)計(jì)者的身份親臨制品生產(chǎn)的前線(xiàn)，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(shí)也對(duì)自己所學(xué)有了新的一番回顧。模具設(shè)計(jì)在很多地方都要有耐心，也必須擁有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。首先就得要求自己對(duì)模

46、具有深刻的認(rèn)識(shí)，在課堂上看書(shū)總覺(jué)得這些設(shè)計(jì)工作很簡(jiǎn)單，但事實(shí)上并沒(méi)那么簡(jiǎn)單，優(yōu)秀的模具要對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)有很強(qiáng)的理解，同時(shí)要能熟練的運(yùn)用繪圖軟件，CAD/Proe/SolidWorks是最基本的要求。此設(shè)計(jì)繪圖時(shí)，我發(fā)現(xiàn)自己無(wú)論是知識(shí)還是軟件都有些生疏，可能是因?yàn)闆](méi)有經(jīng)常溫習(xí)的緣故吧，以至于在設(shè)計(jì)中很是吃力，因此在以后的日子里需加強(qiáng)聯(lián)系，因?yàn)樵趯W(xué)校里的設(shè)計(jì)性質(zhì)跟在社會(huì)里不一樣。在很多地方我們也需要多查閱相關(guān)知識(shí)，無(wú)論哪種途徑都是對(duì)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(lái)我們能很容易的運(yùn)用它們。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們常常會(huì)覺(jué)得那些冗長(zhǎng)的公式、復(fù)雜的圖表很是惱人，因?yàn)橛袝r(shí)候覺(jué)

47、得它們很是陌生，但不管怎么樣，我們還是得認(rèn)真、細(xì)心地去理解，這時(shí)合格模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，很多第一手參數(shù)都靠它們而而來(lái)。此次設(shè)計(jì)，可能并不能那么優(yōu)秀，但卻是我認(rèn)真匯算而來(lái)的，這也對(duì)我以前所學(xué)的不足有了重新的認(rèn)識(shí)，也對(duì)所有相關(guān)知識(shí)有了很大的回顧，我相信在未來(lái)的設(shè)計(jì)工作中，我會(huì)設(shè)計(jì)出更加優(yōu)秀的模具。參考文獻(xiàn)1鄧志久塑料成型模具（第二版）北京理工大學(xué)出版社，2009；96-1802張子成，邢繼綱塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì)國(guó)防工業(yè)大學(xué)出版社，2006,101-3243翟震，塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)（第二版）機(jī)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(shè)計(jì)和加工工程M. 吳南橋，吳洪武，晉剛等譯，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000,134-1585劉細(xì)芬 張帆 CAD/CAE技術(shù)在注射模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 現(xiàn)代塑料加工應(yīng)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(shè)計(jì)，趙樹(shù)高等譯，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000,111-1297劉彩英,塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版），機(jī)械工業(yè)出版社，2002；219-3548齊衛(wèi)東，塑料模具設(shè)計(jì)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(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)手冊(cè).天津：天津大學(xué)出版社，2010；202-35710楊占堯，塑料模具課程設(shè)計(jì).北京：化