插座殼的模具設計畢業(yè)論文

1、四川理工學院成人教育學院畢業(yè)設計(論文)題 目 插座殼的模具設計 教學點 重慶科創(chuàng)職業(yè)學院 專 業(yè) 機械設計制造及自動化 年 級 2011級 姓 名 李 雪 陽 指導教師 唐 建 敏 定稿日期： 2014年4月 25 日四川理工學院成人教育學院畢業(yè)設計（論文）任務書學生姓名李雪陽專業(yè)班級機械模具BK311101設計（論文）題目插座殼的模具設計接受任務日期2013年12月18日完成任務日期2014年4月25日指導教師（簽名）唐建敏指導教師單位重慶科創(chuàng)職業(yè)學院設計(論文)內容目標通過畢業(yè)論文時間教學環(huán)節(jié)，使我們所學的基礎理論、專業(yè)知識、基本技能得到不同的鞏固、深化、提高，學會用文獻檢索、調查研究、

2、綜合分析等方法邊寫報告、寫作能力、口頭表達能力得到一定的提高。 培養(yǎng)正確的設計思想、理論聯(lián)系實際的工作和嚴肅認真的科學態(tài)度。進一步訓練和提高我的設計能力、計算能力、使用計算能力和文字表達等基本技能。設計(論文)要求（1） 設計插座殼模具的總體方案。（2） 各環(huán)節(jié)的儀表和器件的選型。（3） 根據(jù)計算要求用CAD、UG軟件的設計。（4） 實現(xiàn)對濕度檢測信號采集，單片機具有數(shù)據(jù)采集和處理能力。參考資料（1） 液壓與氣動技術 宋正和曹燕主編 北京交通大學出版社（2） 特種加工技術 郭淳欽主編 南京大學出版社（3） 模具專業(yè)英語 黃星主編 人民郵電出版社（4） 模具制造技術 林承全主編 清華大學出版社（

3、5） 模具CAD/CAM(UG NX 6.0)中文版 唐立山主編 中國海洋大學出版社注：此表由指導教師填寫后發(fā)給學生，學生按此表要求開展畢業(yè)設計（論文）工作。插座殼的模具設計摘 要塑料制品已在工業(yè)，農業(yè)，國防和日常生活中的方面得到廣泛應用。特別是在電子業(yè)中則為突出。電子產品的外客大部分是塑料制品，產品性能的提高要求高素質的塑料模具和塑料性能。成型工藝和制品的設計。塑料制品的成型方法很多。其主要用于是注射，擠出，壓制，壓鑄和氣壓成型等和氣壓成型等。而注射模，擠出約占成型總數(shù)的60%以上。注射成型分為加料，熔融塑料，注射制件冷卻和制件脫模等五個步驟。當然如利用電氣控制，可實現(xiàn)半自動化或自動化作業(yè)。

4、塑料注射模主要用于熱塑料制品的成型，已成功的用于成型熱固塑性塑料制品，它是塑料制品生產中十分重要的工藝裝置。注射模的基本組成是：定模機構、動模機構、澆注系統(tǒng)、導向裝置、頂出機構、芯機構、冷卻和加熱裝置、排氣系統(tǒng)。因注射模成型的廣泛適用，正是我這個設計的根本出發(fā)點。關鍵詞：塑料制品；塑料注射模；澆注；導向定位；推出；冷卻； SOCKET SHELL MOLD DESIGNABSTRACTPlastic products have been widely used in industry, agriculture, national defense and aspects of everyday

5、life . Especially in the electronics industry was outstanding. Most foreign visitors electronic products are plastic products, improve product performance requirements of high-quality plastic molds and plastic properties. Molding process and product design .Many plastics molding method . It is mainl

6、y used for injection , extrusion , pressing, die casting and pressure molding and pressure molding. The injection molding , extrusion accounting for over 60 % of the total molding. Injection molding into feeding, molten plastic injection mold parts such as cooling and parts of five steps . Of course

7、, such as the use of electrical control, semi-automatic or automatic operation .Plastic injection mold plastic products mainly for heat molding , has been successfully used thermosetting plastic molding plastic products, plastic products, which is the production of process equipment is very importan

8、t. Injection molding is a basic component : fixed mold agencies, organizations moving mold , pouring system , guiding device , the ejection mechanism , the core agencies, cooling and heating equipment , exhaust system.Due to the injection molding is widely used , it is the fundamental starting point

9、 of my design .Keywords : plastic products；plastic injection mold；casting；oriented positioning ；launch；cooling 目 錄第一章 緒論1第二章 設計任務2第三章 塑件的結構工藝性分析33.1 塑件的幾何形狀分析33.2 塑件原材料的成型特性分析33.3 塑件的結構工藝性分析33.3.1 塑件的尺寸精度分析和成型零部件計算33.3.2 塑件要求43.3.3 塑件的生產批量43.4 初選注射機53.4.1 計算塑件體積53.4.2 確定型腔數(shù)目53.4.3 確定注射成型的工藝參數(shù)53.4.4

10、確定模具溫度及冷卻方式53.4.5 初步確定成型設備5第四章 分型面及澆注系統(tǒng)的設計74.1 分型面的確定74.2 澆注系統(tǒng)的設計74.2.1 主流道和定位圈設計74.2.2 分流道的設計74.2.3 澆口的設計84.2.4 冷料穴的設計8第五章 模具設計方案105.1 型腔設置105.2 成型零件的結構確定105.2.1 凹模設計105.2.2 凸模設計115.3 導向定位機構設計115.4 推出機構設計115.5 冷卻系統(tǒng)設計12第六章 主要零部件的設計計算136.1 模具型腔壁厚的確定136.1.1 型腔側壁厚度S的計算136.1.2 型腔底板厚度T的計算146.2 斜頂機構的設計計算1

11、56.2.1 抽芯距S的計算156.2.2 抽芯力的計算156.2.3 確定斜頂?shù)膬A斜角156.2.4 標準模架的確定15第七章 注塑機有關參數(shù)的校核177.1 模具閉合高度的確定177.2 模具閉合。高度的校核177.3 模具開模行程的校核177.4 斜頂抽芯距的校核17第八章 繪制模具裝配圖19第九章 總結20參考文獻21致謝22第一章 緒論模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產品質量好，材料消耗低，生產成本低而廣泛應用于制造業(yè)中。模具工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè)，是國際上公認的關鍵工業(yè)。模具生產技術水平

12、的高低是衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，它在很大程度上決定著產品的質量，效益和新產品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關注。模具工業(yè)既是高新技術產業(yè)的一個組成部分，又是高新技術產業(yè)化的重要領域。模具在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔了這些工業(yè)領域中6090的產品的零件，組件和部件的生產加工。目前世界模具市場供不應求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術水平高，勞動成本低，只要配備一些先進的數(shù)控制模設備，提高模具加工質量，縮短生產周期，溝通外貿渠道，模具出

13、口將會有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術，提高模具技術水平，對于促進國民經濟的發(fā)展有著特別重要的意義。第二章 設計任務 圖2-1 插座上殼三視圖技術要求：（1） 未注公差按MT5（2） 一模兩件大批量，材料為ABS。 第三章 塑件的結構工藝性分析3.1 塑件的幾何形狀分析熟讀塑件的圖樣，在頭腦中建立清晰的塑件三維形狀，復雜的塑件可通過計算機三維建模幫助理解其幾何形狀所做零件的三維圖1-1如下所示： 圖1-1 五孔插座殼的三維圖3.2 塑件原材料的成型特性分析ABS是不透明的非結晶型聚合物，無毒，無味，密度1.02至1.05g/cm。ABS具有突出的力學性能，堅固，堅硬，堅韌，具有一定的化學穩(wěn)定性和

14、良好的介電性能，并具有較好的尺寸穩(wěn)定性，易于成型和機械加工。成型塑件表面有較好的光澤，經過調色可配制成任何顏色，其缺點是耐熱性差。ABS可采用注射，擠出，壓延，吹塑，真空成型，電鍍焊接及表面涂飾等多種成型加工方法。3.3 塑件的結構工藝性分析3.3.1 塑件的尺寸精度分析和成型零部件計算該塑件尺寸均為未標注公差的自由尺寸，按MT5查取公差如表12所示：表1-2 成型零部件尺寸計算類別模具零件名稱塑件尺寸計算公式工作尺寸型腔計算型腔長960 -1L+ m=(1+SCP)LS-0.75+ 095.778+0.330寬860 -185.723+0.330高150 - 0.58（Hm)+ 0=(1+S

15、CP)HS-0.5+ 014.792+0.190定模鑲件8 +0.280 L0 -=(1+SCP)LS+0.750-8.2540 -0.091.5 +0.201.6580 0.076.5 +0.2806.7460 -0.09型芯計算大型芯92 +10lm=(1+SCP)lS-0.750 -93.2560 -0.3382 +1083.2010 -0.3313 +0.58013.5070 -0.19動模小型腔截面尺寸100 -0.28L+ m=(1+SCP)LS-0.75+ 09.845+0.0903.50 -0.243.339+0.0808.50 -0.288.337+0.0903.3.2 塑件

16、要求對該塑件表面沒有特殊要求。一般情況下外表面要求光潔，表面粗糙度可以取0.8um，沒有要求的塑件內表面粗糙度Ra可取3.2um。3.3.3 塑件的生產批量塑件的生產類型對注射模具結構均有重要影響。在大批量生產中，由于注射模具價格在整個生產費用中所占比例較小，提高生產率和模具壽命問題比較突出，所以考慮使用自動化程度較高、精度壽命高的模具。該塑件是大批量生產，因此在模具設計中要提高塑件的生產率，傾向于采用多型腔、高壽命、成型周期短、自動快速脫模模具，同時模具造價要適當控制。3.4 初選注射機3.4.1 計算塑件體積通過三維造型可獲得圓形殼罩的體積V=25340.9846mm3，ABS的密度取=1

17、.03g/cm3，所得塑件質量m=26.1g。3.4.2 確定型腔數(shù)目由于該塑件內部側面有側凸，加上塑件尺寸有一般精度要求，外表面有高光潔要求，不宜采用太多型腔數(shù)目，所以采用一模兩腔，型腔平衡布置在型腔板兩側，以方便側抽實現(xiàn)澆口排列和模具的平衡。3.4.3 確定注射成型的工藝參數(shù)根據(jù)塑件結構和ABS的成型性能，查閱有關的資料初步確定塑件的注射成型工藝參數(shù)，如表1-3所示：表1-3 注射成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)內容工藝參數(shù)內容預熱和干燥溫度8090/成型時間/s注射時間35時間2h保壓時間1530料筒溫度/后段180200冷卻時間1530中段210230總周期4070前段200210螺桿轉速/（r/

18、min)3060噴嘴溫度/180190后處理方法紅外線燈烘箱模具溫度/6080溫度/70注射壓力/MPa7090時間/h243.4.4 確定模具溫度及冷卻方式ABS為非結晶型塑料，流動性中等，壁厚一般，因此在保證順利脫模的情況下盡量縮短冷卻時間，提高生產效率。所以考慮采用適當?shù)睦鋮s水循環(huán),成型模具溫度控制在6080。3.4.5 初步確定成型設備塑件采用注射成型加工，使用一模兩腔分布，可計算出一次的塑料注射量：W=2m+m廢=57.42g。根據(jù)一次注射量的分析以及考慮塑料品種，塑件結構，生產批量以及注射工藝參數(shù)，注射模具尺寸大小等因素，參考設計手冊初選SYZ-300，參數(shù)如表1-4：表1-4 注

19、塑機使用參數(shù)序號主要技術參數(shù)項目參數(shù)值1最大注射量/cm33202注射壓力/MPa1253鎖模力/kN14004動定模板安裝尺寸/mm520*6205最大模具厚度/mm3556最小模具厚度/mm1307最大開模行程/mm3408噴嘴前端球面半徑/mm129噴嘴孔直徑/mm410定位圈直徑/mm125第四章 分型面及澆注系統(tǒng)的設計4.1 分型面的確定為保證塑料件順利分型，主分型面應首先考慮在塑件的最大輪廓處。開模后，塑件應留在動模上，便于頂出，綜合考慮塑件的精度表面質量排氣和模具的加工制造等。選擇如圖1-5分型面：圖1-5 分型面4.2 澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)由主流道分流道分流道冷料穴四個部分組

20、成?？紤]塑件的外觀要求較高，外表面不允許有成型斑點和熔接痕，以及一模兩腔的布置ABS對剪切速率較為敏感的原因，澆口采用方便加工修整凝料去除容易且不會在塑件外壁留下熔接痕的側澆口，模具采用單分型面的兩板模，模具成本易控制在合理的范圍內。4.2.1 主流道和定位圈設計由于主流道與注射機的高溫噴嘴反復接觸碰撞。故應設計成獨立可更換拆卸的澆口套，查資料得SYZ-300型注射機噴嘴的有關尺寸：SR0=12mm,噴嘴孔直徑d0=4mm,定位孔直徑為125mm，為保證模具主流道與噴嘴的緊密接觸，避免溢料，主流道與噴嘴的關系為：SR=SR0+(12),d=d0+0.5,因此主流道球面半徑SR=14mm，定位圈

21、直徑125mm，主流道小端口直徑d=4.5mm。4.2.2 分流道的設計采用U型斷面分流道，在一塊模板上，切削加工較容易實現(xiàn)，且比面積不大。查有關資料ABS的分流道推薦直徑為4.89.5mm，取8mm，分流道設計如圖1-6所示： 圖1-6 分流道設計4.2.3 澆口的設計根據(jù)塑件的外觀要求及型腔的分布情況選用如圖1-7所示的測澆口。從塑件的底側中部進料，去除凝料時不會在塑件的外壁留下澆口痕跡。L1=（0.60.9）+b/2取L1=2.5mm；L=23mm取L=2mm；澆口深度t=0.52.0mm取t=1.0mm；澆口寬度b=(0.6+0.9)mm取b=1.5mm。圖1-7 澆口設計4.2.4

22、冷料穴的設計采用Z型頭拉料桿的冷料穴，如圖1-8所示，將其設置在主流道的末端，既起到冷料穴的作用，又兼起開模分型時將凝料從主流道中拉出留在動模一側。 圖1-8 冷料穴的設計第五章 模具設計方案5.1 型腔設置在保證澆注系統(tǒng)分流道的流程短，模具結構緊湊，正常工作的前提下，盡可能使模具型腔對稱，均衡，取件方便。本塑件采用一模兩腔，型腔平衡布置在五孔插座型腔板中心。5.2 成型零件的結構確定成型零件直接與高溫高壓的塑料接觸，它的質量直接影響塑件的質量。本塑件材料為ABS，對表面粗糙度和精度要求較高，因此要求成型有足夠的強度，剛度，硬度和耐磨性，應選用優(yōu)質模具鋼制作，還應進行熱處理，以使其具備5055

23、HRC的硬度。5.2.1 凹模設計采用整體嵌入式凹模，放在定模板一側，主要從節(jié)省材料，方便熱處理，便于日后更換維修等方面考慮。在設計凹模仁時除了考慮壁厚的剛度和強度外，還要留有足夠的冷卻水道位置，并在四角設計虎口，起到鎖模作用，凹模設計如圖1-9： 圖1-9 凹模設計5.2.2 凸模設計凸模和凹模一樣也采用組合式的結構如圖1-10所示：圖1-10 凸模設計5.3 導向定位機構設計由于塑件基本對稱，且無單向側壓力，所以采用直導柱即可滿足要求。為防止導柱未導向前型芯進入型腔，易造成成型部位的損壞，所以導柱要比主型芯高出68如圖1-11所示：圖1-11 導柱導套5.4 推出機構設計推出機構一般由推出

24、、復位、導向三大部件組成，推出機構按其推出機構的動力來源可分為手動推出機構、機動推出機構和液壓推出機構與氣動推出機構等。機動推出機構是依靠機注塑機的開模動作驅動模具上的推出機構。根據(jù)本塑件上殼罩的的形狀特點，為降低成本選用制造簡單的機動普通桿推出，雖然推出時會在塑件內表面留下頂出痕跡，但不影響塑件外觀。如圖1-12所示：圖1-12 普通推桿5.5 冷卻系統(tǒng)設計采用冷卻水冷卻，凹模冷卻水道采用同型芯一樣的環(huán)繞型冷卻水回路，型芯在開設水道時應避開斜頂、頂桿等。如圖1-13所示：圖1-13 冷卻水道三維示意圖第六章 主要零部件的設計計算6.1 模具型腔壁厚的確定塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓

25、作用，應有足夠的強度和剛度，本模具的凹模采用的是整體嵌入式，因此可用整體式矩形型腔壁厚計算公式來確定型腔側壁厚度S和型腔底板厚度T如圖1-14所示：圖6-1 模具型腔壁厚圖 圖6-2 型腔示意圖L型腔長度，取值為96mm；b型腔寬度，取值為80mm；h型腔深度，取值為40mm。6.1.1 型腔側壁厚度S的計算（1） 按剛度條件計算式中:C由h/l決定的系數(shù)，查表9-22得c=1.5； p型腔內最大熔體壓力，可取注射成型壓力的2550，p取30Ma; h型腔深度，h=15； 模具剛度計算許用變形量，查機械零件設計手冊計算得=29.65；模具鋼的彈性模量，E=2.2*105（2） 按強度條件計算式

26、中:p型腔內最大熔體壓力，p取30Ma; h型腔深度，h=15； W抗彎截面系數(shù)，由h/l決定，查教材塑料成型工藝與模具設計表4-6得W=0.108 型腔的邊長比，a=b/l=0.9; 模具強度計算許用應力，預硬化塑料模具鋼取=300Ma。6.1.2 型腔底板厚度T的計算（1） 按剛度條件計算式中:由型腔邊長比l/b的系數(shù)，查表9-23得=0.024p型腔內最大熔體壓力，p取30Ma;b型腔寬度，取b=80E模具鋼的彈性模量，E=2.2*105模具剛度計算許用變形量，查機械零件設計手冊計算得=32.3（2） 按強度條件計算式中:由型腔邊長比l/b的系數(shù)，查教材塑料成型工藝與模具設計表4-7得=

27、0.4974。p型腔內最大熔體壓力，p取30Ma;b型腔寬度，取b=80；模具強度計算許用應力，預硬化塑料模具鋼取=300Ma。根據(jù)以上剛度、強度的計算，得出型腔的壁厚要求為：型腔側壁厚度S18.5,；型腔底板厚度T18.65。6.2 斜頂機構的設計計算斜頂機構如圖6-3所示：圖6-3 斜頂機構三維示意圖6.2.1 抽芯距S的計算S=H+1=2.5mm式中：h側型芯成型部分高度，h為1.5。6.2.2 抽芯力的計算c倒扣成型部分截面平均周長，c為37.68；h倒扣成型部分高度，h為1.5；塑料對模具鋼的摩擦系數(shù)，為0.2；倒扣的脫模斜度和傾角，該塑件為0o6.2.3 確定斜頂?shù)膬A斜角該件內抽芯

28、距小，抽芯力不大，斜頂?shù)膬A斜角取5o6.2.4 標準模架的確定綜合考慮本塑件采用一模兩腔平衡布置、側澆口一次分型結構、型腔的壁厚要求、塑件尺寸大小、內部抽芯機構、冷卻水道的布置等多項因素，估計型腔模板的概略尺寸，查表選取模板尺寸為23*35，選用P423035043Z1型標準模架如圖6-4所示：圖6-4 標準模架第七章 注塑機有關參數(shù)的校核7.1 模具閉合高度的確定組成模具閉合高度的模板及其它零件的尺寸有：定模做板為H1=25型腔板為H2=70；型芯固定板H3=60;墊鐵H4=70;動模座板H5=25；則模具的閉合高度H=250。7.2 模具閉合。高度的校核由于SYZ-300型注塑機所允許的模

29、具最小厚度=150；模具最大厚度=300，而計算所得模具閉合高度H=250，所以模具閉合高度滿足H的安裝條件。7.3 模具開模行程的校核開模行程也叫做合模行程，指模具開合過程中動模座板的移動距離，用符號S表示。SYZ-300型注塑機最大開模行程=340。為了使塑件成型后順利脫模，并結合該模具斜頂?shù)奶攸c，確定該模具的開模行程應滿足：H+H塑+H推+（1015）=310式中：H模具的閉合高度250H塑塑件的高度15H推塑件的推出距30因310，故注塑機的開模行程滿足要求。7.4 斜頂抽芯距的校核=H推=2.625L倒=1.5斜頂?shù)乃匠樾局?；H推塑件的推出距離2.625；斜頂?shù)膬A斜角5o；L倒倒扣的長度；因為L倒，所以斜頂抽芯機構滿足使用要求。第八章 繪制模具裝配圖8-1 總裝配圖圖8-2 模具裝配圖第九章 總結通過對旋紐塑料成型模具的設計，對常用塑料在成型過程中對模具的工