1、电器支脚注射模设计学校代码：10410序 号：050425本 科 毕 业 设 计 题目： 电器支脚注射模设计 摘 要本文分为两大部分，第一部分是机械结构设计，内容包括塑料模具的工作原理及应用，设计准则以及产品的简介。塑料注塑模的设计计算，包括模具结构设计，注射机的选用，浇注系统设计等方面。第二部分是介绍 CAD/CAM 在模具上的应用，包括 CAXA 制造工程师，CAXA 实体设计，PRO/E.关键词：CAD/CAM ，塑料，注射模，注射机。电器支脚注射模设计AbstractIn this paper,it is diveded into two parts.The first part is
2、 about the design of the structure of the mold.It is including the working theory and application of a plastic injection mold,the design princible,and the introducing of production.The design calculation lf the plastic mold is including the desing of the mold ,the selecting of plastic injection mold
3、 machine,and the pour system design etc.The second part is about the application of the CAD/CAM inplastic injection mold.It include the software of CAXA,PRO/E and so on.Key words: CAD/CAM,Plastic,Plastic inject mold ,plastic injection mold machine.电器支脚注射模设计目 录1 引言 .- 1 -2 本次设计内容 .- 2 -3 本次设计的目的 .- 2
4、 -4 塑件成型的基本过程 .- 3 -41 塑化过程 .- 3 -42 充模过程 .- 3 -4.3 冷却凝固过程 .- 3 -4.4 脱模过过程 .- 3 -5 塑件制品分析 .- 4 -6 注射机的选择与校核 .- 7 -6.1 注射机的选择 .- 7 -62 注射机的校核 .- 7 -621 注射量的校核 .- 7 -622 锁模力得校核 .- 7 -623 注射机安装模具部分的尺寸校核 .- 8 -7 分型面的确定 .- 9 -8 浇注系统设计 .- 10 -81 浇注系统的组成 .- 10 -82 浇口套和定位圈的设计 .- 10 -8.2.1 浇口套的设计，如图 8-2.- 10
5、 -8.2.2 定位圈的设计 .- 11 -83 流道设计 .- 12 -8.3.1 流道的截面形状 .- 12 -8.3.2 流道的布置 .- 13 -9 排溢系统 .- 14 -10 型腔、型芯设计 .- 15 -10.1 设计型芯和型腔的结构形式 .- 15 -10.1.1 型腔结构设计 .- 15 -10.1.2 型芯结构设计 .- 16 -10.2 型芯和型腔设计 .- 16 -10.2.1 型芯设计 .- 16 -10.2.2 型腔设计 .- 17 -10.3 型腔、型芯工作尺寸的计算 .- 17 -11 型腔壁厚计算 .- 19 -11.1 型腔的强度及刚度要求 .- 19 -电
6、器支脚注射模设计12 导向定位机构设计 .- 20 -13 脱模与复位机构设计 .- 21 -13.1 脱模机构设计 .- 21 -13.2 复位机构设计 .- 21 -14 冷却系统设计 .- 22 -15 整个设计 .- 24 -致 谢 .- 26 -参 考 文 献 .- 27 -电器支脚注射模设计1 引言近年来我国模具技术有了很大的发展，模具设计与制造水平有了很大的提高，大型、精密、复杂、高效和长寿命模具的需求量大幅度发增加。模具质量明显提高；模具 CAD/CAM 技术相当广泛的得到了应用。机械零部件中 60%的粗加工，80%的精加工需要由模具来完成。可以说，模具是工业之母。依照塑件的成
7、型方法分类，可以将塑料加工模具分为三类：()压缩模压缩模是将塑料装在受热的型腔或加料室内，然后加压。也可称为压塑模或压模。在压制时直接对型腔内的塑料施加压力。这类模具的加料室一般与型腔是一体的，主要用于热固性塑件的成型，有时也用于热塑性塑件的成型。(2)压注模压注摸是将塑料在加料室内受热成为黏流状态，在柱塞压力的作用下使熔料经过注射系统进入并充满闭合的型腔。也称为传递模、挤扭模。这种棋具结构比压缩模复杂，造价较高。(3)注射模注射模又称为注塑模.塑料在注射机上装有螺杆搅拌的料筒内受热开始熔化.当达到半熔性状态时、在压力的作用下，熔料通过模具的浇注系统进人到有一定深度的型腔内固化成塑件.该工艺成
8、型周期短，生产效率高。这种模具在热固性塑料注射机上使用，结构比较复杂，造价较高。 除了上述塑料成型模具外，还有中空吹塑模、热成型模、发泡模、浇铸模、挤出机头口模等。电器支脚注射模设计2 本次设计内容电器支脚注射模。对产品（图 1-1）设计一副注射模。图 1-13 本次设计的目的21 掌握注射模设计的一般方法；22 了解注射机的工作原理；23 了解模具加工方法；24 进一步掌握设计的一般方法，熟练设计的一般过程。电器支脚注射模设计4 塑件成型的基本过程注塑成型是把塑料原料（一般经过造粒、染色、添加剂等处理之后的颗粒）放入料间当中，经过加热熔化使之成为高粘度的流体熔体用柱塞或螺杆作为加压工具，使得
9、熔体通过喷嘴以较高的压力（约 2085mpa） ，溶入模具的型腔中以过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。41 塑化过程现代式的注射机基本上采取螺杆式的塑化设备，塑料原粒（称为物料）自从送料头以定容方式送入料筒，通过料筒外的点加热装置和料筒内的螺杆旋转所产生的摩擦热，使物理融化达到一定温度后即可注射，注射动作是由螺杆的推进来完成的。42 充模过程溶体自注射机的喷嘴喷出来后，进入模具的型腔内，将型内的空气排出，并满型腔，然后升到一定压力，使熔体的密度增加，充实型腔的每一个角落。充模过程使注射成型的最主要过程，由于塑料熔体的流动是非牛顿流动，而且粘度很大，所以在压力损耗，粘度变化，多般
10、汇流等现象，左右塑件的质量，因此充模过程的关键问题浇注系统的设计就成为注射模具设计过程中的重点，现代的设计方法已经运用了计算机辅助设计以解决浇注系统设计中疑难问题。4.3 冷却凝固过程热塑性塑料的注射成型过程是热交换过程，即：塑化注射充模固化成型加热理论上绝热散热热交换效果的好坏决定了塑件的质量，包括外表质量和内在质量。因此，模具设计时，散热交换也要充分考虑，在现代的设计方法中也采用了计算机辅助设计来解决问题。4.4 脱模过过程塑件在型腔内固化后，必须采用机械的方式把它从型腔内取出，这个动作由脱模机构来完成。不合理的脱模机构对塑件的质量影响很大，但塑件的几何形状是千变万化的，必须采用最有效和最
11、好的脱模方式。因此，脱模机构的设计也是注射模具设计的一个主要环节。由于标准化的推广，许多标准化的脱模机构零部件也有商品供应。由 1.1 至 1.4 形成了一个循环,就完成了一次成型一个乃至数十个塑件.电器支脚注射模设计5 塑件制品分析本塑料制品是电器支脚壳体,形状尺寸如图 5-1 所示:剖 面B- 剖 面A-A BAB Rx1902Ry405图 2塑料制件的设计主要根据使用要求进行,由于塑料有特殊的物理性能,在设计塑件时必须考虑一下几个方面的因素:(1)塑料的物理性能,如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性以及对力的敏感性;(2)塑料的成型工艺性,如流动性;(3)塑料形状应有利于充模流动、排气、补缩
12、,同时能适应高效冷却硬化(热塑性塑料制品)或快速受热固化(热固性塑料制品);(4)塑件在成型后收缩情况及各向收缩率差异;(5)模具的总体结构,特别是抽心与脱出塑件的复杂程度;(6)模具零件的形状机器制造工艺。(7)影响聚合物取向的主要因素（以注射成型为例）:温度的影响：如果熔体温度很高，则与凝固温度之间范围宽，聚合物大分子松弛时间延长，解取向能力加强，取向程度减小。非结晶聚合物熔体温度下降到 TG 温度的松弛时间大于结晶聚合物熔体温度下降到 TM 的松弛时间，因此结晶聚合物的冷却速度快，容易冻结大分子，获得较高的取向程度。注射压力和保压压力：增大注射压力和保压压力，提高剪切应力和剪切速度，有利
13、于取向程度的提高。浇口冻结时间，采用大浇口时，浇口冻结较晚，流动过延时，在一定程度上抵消了因分子热运动而引起的解取向因此浇口附近取向显著。模具温度：模具温度较低时，聚合物大分子运动容易冻结，因此解取向能力减小，取向程度提高，高于慢速充模。电器支脚注射模设计(8)常用塑料分析和数据的选取:常用塑料缩水率塑 胶 材 料 缩 水 率ABS、PMMA、HIPS825 5/1000PP+PE 8/1000SAN 3/1000POM 15/1000结合本身情况，塑胶材料选用 ABS，其缩水率取 5/1000。常用塑料成型性能塑料 最小壁厚 小型塑件推荐壁厚中型塑件推荐壁厚大型塑件推荐壁厚HIPS 075
14、125 16 3254ABS 075 15 2 33.5PP 0.85 1.45 1.75 2.43.2分类塑 料 名 称 收缩率 逃气孔适宜深度模具温度成型温度(C)PP 聚丙烯 20 0.010.02 4060 205288结晶 PE 聚乙烯 20 0.02 2060 149371HIPS825 聚苯乙烯 5 0.02 2060 163316ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯5 0.03 5060 220AS(SAN) 丙烯腈-苯乙烯 2 0.03 5070 191316PMMA 聚甲基丙烯酸甲脂5 4070 204254非结晶性PVC 聚氯乙烯 5 1060 170210为减小解取向能力,获
15、得较高的取向程度。模具温度选取 50C，成型温度为 220 C 逃气孔适宜深为 0.03。常用塑料拔模角度型腔塑料名称型腔 型芯ABS 40120 351PE 2545 2045PMMA 35130 301POM 35130 301PC 351 3550根据经验常用塑料拔模角度取值为：型腔为 1 ，型芯为 1。综合考虑以上的因素，本塑件采用 ABS 做材料。其缩水率取 5/1000。模具温度选取 50 ，成型温度为 220 。逃气孔适宜深为 0.03。塑料拔模角度取值为：型腔为 1 ，型芯 1。ABS 是由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性，使 ABS 具有良好的综合力学性能。电器支脚注射模设计特点：它无毒，无味，显微黄色，冲击韧性较好，机械强度较高，尺寸稳定，耐化学性，电性能良好；易于成型和机械加工，与 372 有机玻璃的熔接性良好。成型的塑料件有较好的光泽。吸湿性为：0.05%0.06%密度为:1.031.07g/cm其成型特性有:1. 无定性料,流动性中等,溢边值为 0.04 毫米左右.2. 吸湿性强,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须经长时间的预热干燥.3. 成型时宜取高料温,高模温.注射压力为 10001400 公斤力/厘米。
