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1、毕业设计辩论毕业设计辩论说明书章节前言插座上壳体结构与工艺性分析插座上壳体注塑模具的结构设计注射机相关参数校核 模具的工作原理及安装、调试设计总结四位插座上壳体注射四位插座上壳体注射模具设计模具设计姓名：豆保丽姓名：豆保丽班级：班级：2023065指导老师：张占哲、郑淑娟指导老师：张占哲、郑淑娟第1章 前言主要内容：主要内容：1.1 选题的依据及意义选题的依据及意义1.2 国外模具工业的现状及开展国外模具工业的现状及开展1.3 我国模具工业技术概况及其主要开展方向我国模具工业技术概况及其主要开展方向1.1 选题的依据及意义选题的依据及意义本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，但成型难度大，模具
2、结构较为复杂，对模具工作人员是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。本次设计以注射插座上壳体模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，模具零件尺寸的计算，模具总的装配等一系列模具设计的所有过程。能很好的到达学以致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件，把以前学过的基础课程融汇综合应用到本次设计当中来第2章 插座上壳体结构与 工艺性分析 本壳体底面平整，内外竖直外表各有四个卡扣，内部外表拉伸两个放平安衬套卡槽(厚度1mm)，壳体横面上设置四个插座孔，总体尺寸不大，长50m
3、m，宽50mm,高10mm,壳体厚度2mm。2.1 四位插座上壳体三视图2.1 制件图制件图1.1.塑件尺寸精度分析塑件尺寸精度分析 该塑件上未注精度要求的均按照该塑件上未注精度要求的均按照 SJ1372 SJ1372 中中 6 6 级精度公差值选取级精度公差值选取2.2.塑件外表质量分析塑件外表质量分析 该塑件要求外形美观，外外表外表光滑，没该塑件要求外形美观，外外表外表光滑，没有斑点及熔接痕，粗糙度可取有斑点及熔接痕，粗糙度可取Ra0.4mRa0.4m，下端外，下端外沿不允许有浇口痕迹，允许最大脱模斜度沿不允许有浇口痕迹，允许最大脱模斜度33，而，而塑件内部没有较高的外表粗糙度要求。塑件内
4、部没有较高的外表粗糙度要求。3.塑件的结构工艺性分析:A、从图纸上分析，该塑件的外形为回转体，壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。B、塑件型腔不大，适合批量生产。2.2 材料分析 通常，选择塑件的材料依据是它所处在的工作通常，选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求，以及原材料厂家提供的环境及使用性能的要求，以及原材料厂家提供的材料性能数据。材料性能数据。聚丙烯性能特点：性能特点：结晶度高，结构规整，因而具有优结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能化学稳定性很好良的力学性能化学稳定性很好，刚度好，耐水、，刚度好，耐水、耐热性强，良好的绝缘材料耐热性强，良好的绝缘材料成型特点：吸水性
5、小，熔料的流动性能较好，成型容易，但收缩率大，易产生缩孔、凹痕变形等缺陷，成型温度低时，方向性明显，凝固速度较快，易产生内应力ABS（非结晶型）性能特点：透明性好，优良的力学性能，冲击强度极好，耐磨性能优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，电性能好，抗拉强度高，质脆，抗冲击强度差，化学稳定性教好 成型性能好，成型前需枯燥，注射时应防止溢料，制品易产生内应力，易开裂有机玻璃（非结晶型）性能特点：透光率最好，质轻坚韧，电气绝缘性好/但外表硬度不高，质脆易开裂，化学稳定性较好，但不耐无机酸，易溶于有机溶剂成型特点：流动性差，易产生流痕，缩孔，易分解，透明性好，成型前要枯燥，注射时速度不能太高聚碳酸酯（非
6、结晶型）性能特点：透光率较高，介电性能好，吸水性小，力学性能好，抗冲击，抗蠕变性能突出，但耐磨性差，不耐碱，酮，酯成型特点：耐寒性好，熔融温度高，黏性大，成型前需枯燥，易产生剩余应力，甚至裂纹，质硬，易损模具，使用性能好 本插座上壳体外观颜色为白色，精度等级一般（6级精度）。制品底面平整，尺寸大小适中。宜采用ABS塑料，ABS材料是线型结构，非结晶型，ABS材料常用于电器外壳、汽车仪表盘、日用品等。ABS是由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组成。ABS是三元共聚物，因此兼有三种元素的共同性能，使其具有“坚韧、质硬、刚性”的材料ABS树脂具有较高冲击韧性和力学强度，尺寸稳定，耐化学性及电性能良好，易于成形
7、和机械加工等特点。ABS的性能指标密度/gcm-31.021.08比体积/cm3g-10.860.98吸水率（%）0.20.4熔点/。C 130160计算收缩率（%）0.30.8比热容/J（kgC）1470耐电弧性/（s)5085屈服强度/Mpa50拉伸强度/Mpa38拉伸弹性模量/Mpa1.810弯曲强度/Mpa80抗压强度/Mpa63弯曲弹性模量/Mpa 1.510热焓量/Jkg-1 3273962.3 零件结构分析（1）收缩率 ABS的收缩率为0.3%0.8%，在设计本产品时，结合产品的结构工艺特点和材料的特性，在本设计中，零件的收缩率为0.5%。（2）产品厚度 本产品的壁厚设置为2.0
8、mm，是通过实际测量，根据零件的工作要求、摆放位置和ABS的化学和流动特性确定的。（3）倒圆角 塑件在面与面之间都设计了圆角过渡，这样不仅可以防止塑件尖角处的应力集中，提高塑件强度，而且可以改善物料的流动状态，降低充模阻力，便于充模。2.4 零件体积及质量估算2.4.1 注射量的计算 借助于Pro/E软件，直接测量出：体积=8.5776317e+03 毫米3 曲面面积=9.8371770e+03 毫米2 密度=1.0500000e+00 公吨/毫米3 质量=9.0065132e+03 公吨 取单个塑件的体积：V=8.58cm；单个塑件的质量：M=V=1.058.58=9.0g；其中 的值根据材
9、料的性质，取1.05 g/cm。2.4.2 浇注系统凝料体积的初步估算浇注系统凝料按一个塑件体积的60%进行估算，则凝料体积V=8.5860%=5.15cm。四个塑件和浇注系统凝料 总体积V=8.584+5.15=39.47cm总质量M=V=1.0539.47=41.44g。2.5 初选注射机的型号和规格对于注射成型，应按塑料制品成型所需要的总体积或总质量选择相应最大注射量的注射机。设计模具时，应使成型塑件每次所需注射总量小于注射机的最大注射量，通常，要求注射成型时的总重量应是注射机最大注射量的80%以下。根据计算得出的一次模具型腔的塑料总体积，V总 =39.47cm3有：V总/0.8=39.
10、47/0.8cm3=49.34cm3根据以上的计算，初步选定公称注射量为125，注射机型号为XS-ZY-125卧式注射机。2.6 确定四位插座上壳体注塑工艺参数查常用热塑性塑料的注塑成型的工艺参数表，确定耐热ABS塑料的注射工艺参数第3章 插座上壳体注塑模具的结构设计3.1 塑件在模具中的位置 塑件在成型模具中的位置，是由模具的分型面决定的。在注射模具的设计中，必须根据塑件的结构、形状，首先确定成型时塑件在模具中的位置，亦即确定分型面，再根据成型塑料的性能特点、塑件的生产批量，确定一模中成型件数、浇口形式等。3.1.1 分型面设计根据分型面选择原则，结合塑件的各方面因素插座上壳体注塑模具的分型
11、面选择平直分型面，并且只需要一个，优点是结构简单，加工方便。插座上壳体的分型面形状及位置如下图。插座上壳体分型面形状及位置3.1.2 型腔布置 确定型腔数量的方法有：根据锁紧力确定，根据最大注塑量确定，根据塑件精度和经济性确定。可根据注射机的最大注射量确定型腔数n，根据公式 n(K*mN-m2)/m1 式（3.1）得：式中 K注射机的最大注射量的得用系数，一般取0.8；M N注射机允许的最大注射量；m 2浇注系统所需塑料的质量或体积（g或cm）；m 1单个塑件的质量或体积（g或cm）所以需要 n（0.8*125-5.15）/8.5811 本零件主要从精度考虑，该零件尺寸中等，为大批大量生产，可
12、采用一模多腔的结构形式。同时考虑到塑件尺寸的大小关系，以及制造费用和各种本钱费等因素，初步确定一模四腔，即一次注射成型四个塑料制件，型腔排列平衡，分流道设计简单插座上壳体型腔的布局图3.2 成型零部件设计3.2.1 凹模的结构设计 凹模也称为型腔，按结构不同可分为整体式、整体嵌入式、局部镶拼式和四壁拼合式四种类型。根据本塑件的结构特点，本课题采用整体式凹模，这种成型处塑件的质量较好，模具强度不高，不易变形。3.2.2 凸模和成型杆的设计 凸模又称型芯，是用以成型塑件内外表的零部件。成型杆是指能形成塑件孔、槽的小型芯。通常可以分为整体式和组合式两种类型。通过对塑件的结构分析可知，该塑件需要一个成
13、型零件内外表的大型心，因塑件抱紧力较大，所以设在动模局部，同时有利于简化模具结构。3.3 成型零件工作尺寸的计算 目前，成型零件的工作尺寸主要用两种方法计算，一种称为平均值法，另一种称为公差带法。对平均收缩率较小的塑件一般采用平均值法。ABS材料的收缩率在0.3%0.8%，其平均收缩率=0.5%。塑件为一般等级精度，即六级精度。3.3.1 凹模的尺寸计算(1)凹模型腔径向尺寸的计算根据以下公式计算凹模的径向尺寸 LM=(1+Sc)Ls-x0+z 式（3.2）塑件的平均收缩率Sc为：Sc=0.5%。X是系数，一般在0.5到0.8之间，此处取0.75。是塑件上相应尺寸的公差。塑件上相应的尺寸制造公
14、差，中小型塑件z=/4。(2)凹模深度的计算根据以下公式计算凹模的高度尺寸：HM=(1+Sc)Hs-x0+z 式（3.3）塑件的平均收缩率Sc为：Sc=0.5%X是系数，此处取0.6 是塑件上相应尺寸的公差塑件上相应的尺寸制造公差，中小型塑件z=/43.3.2 型芯尺寸计算(1)型芯径向尺寸的计算由下公式计算型芯的径向尺寸：lM=(1+Sc)ls+x-z0 式（3.4）塑件的平均收缩率Sc为：Sc=0.5%。X是系数，此处取0.75。是塑件上相应尺寸的公差。塑件上相应的尺寸制造公差，中小型塑件 z=/4。(2)型芯高度尺寸的计算 由下公式计算型芯高度尺寸hM=(1+Sc)hs+x-z0 式（3
15、.5）塑件的平均收缩率Sc为：Sc=0.5%。X是系数，此处取0.6。是塑件上相应尺寸的公差。塑件上相应的尺寸制造公差，中小型塑件z=/4 3.4 浇注系统设计 浇注系统的作用是使熔融塑料平稳、有序的填充到型腔中去，且把压力充分地传递到型腔的各个部位，以获得组织致密、外形清楚、美观的塑件。3.4.1 主流道的设计 主流道与注射机喷嘴在同一轴心线上。在卧式或立式注射机用模具中，主流道垂直于分型面。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流速和冲模时间。另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的交口套。（1）
16、主流道长度 为减少塑料熔体冲模时的压力损失和塑料损耗，应尽量缩短主流道的长度，一般主流道长度L，应尽量小于60mm。为减小料流转向时的阻力，主流道的出口端应做成圆角，圆角半径r=0.53mm，主流道的出口端应与定模分型面齐平，以免出现溢料。根据该模具结构，取L=50mm进行设计。(4)主流道锥度 主流道锥角一般应在26，取=5，所以流道锥度为/2=2.5。(5)主流道的球半径主流道的球半径 SR=喷嘴球半径+（12）mm =12+（12）mm=14mm (6)球面配合高度球面配合高度h为 38 取 6mm。以下是插座上壳注塑模具根据模具设计与制造公式计算的主流道的各个尺寸。（1）主流道长度 为
17、减少塑料熔体冲模时的压力损失和塑料损耗，应尽量缩短主流道的长度，一般主流道长度L，应尽量小于60mm。为减小料流转向时的阻力，主流道的出口端应做成圆角，圆角半径r=0.53mm，主流道的出口端应与定模分型面齐平，以免出现溢料。根据该模具结构，取L=50mm进行设计。（2）主流道小端直径 主流道小端直径 d=注射机喷嘴直径+(0.51)mm =4+(0.51)mm=（4+1）=5mm (3)主流道大端直径 主流道大端直径 D=d+2Ltan（/2）（=5）8.5mm 主流道结构图3.4.2 主流道衬套的设计 主流道局部在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔要冷热交换地反复
18、接触，属易损件，对材料要求较高，因而模具的主流道局部常设计成可拆卸更换的衬套式（俗称浇口套）。主流道衬套的形式有两种：一是主流道衬套与定位圈设计成整体式，一般用于小型模具；二是主流道衬套与定位圈设计成两个零件，然后配合在固定在模板上。浇口套一般采用碳素工具钢如T8A、T10A等，热处理要求淬火5357 HRC，保证足够的硬度，但是其硬度应低于与注射机喷嘴的硬度，以防止喷嘴被破坏。右图是此壳体的浇口套结构形式。3.4.3 分流道的设计(1)分流道的截面设计常用的流道截面形状有圆形、梯形、U形、半圆形和矩形等 考虑到加工简单，热量损失与压力损失都不大，所以在插座外壳注塑模具设计中拟采用梯形截面，其
19、加工性能好，而且塑料熔体的热量散失，流动阻力均不大。图3.7为插座上壳体分流道的截面图。插座分流道截面图插座分流道截面图3.4.4 浇口的设计 浇口是指连接分流道和型腔的进料通道，它是浇注系统中截面尺寸最小且长度最短的局部。浇口的种类分为:直接浇口、侧浇口、点浇口、潜伏浇口、耳形浇口等。该塑件要求颜色均匀一致，无黑点、杂质等缺陷，外表质量要求较高，采用一模四腔注射，为便于调整充模采用侧浇口。开设在模具的分型面上，去浇口方便，残留痕迹小；熔体流速高；其截面形状简单，易于加工，便于试模后修正。(1)侧浇口尺寸确实定侧浇口的深度 根据塑料注射模结构与设计侧浇口的深度h计算公式 得 h=n t=0.7
20、2=1.4mm式中 t是塑件的厚度；n是塑料成型系数，对于ABS材料，其成型系数n=0.7。在工厂进行设计时，浇口深度常常先取小值，以便今后在试模的时候可以调整，并根据塑料注射模结构与设计 中推举的ABS侧浇口的厚度为1.21.4mm，故此处的深度取1.3mm。侧浇口的宽度 B=3.174mm侧浇口的长度 根据塑料注射模结构与设计可得侧浇口的长度一般选用0.72.5，这里取=1mm。3.4.5 冷料穴的设计 冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端。其作用是捕集料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又能将主流道的凝料拉出。在插座上壳注塑模具设计中，采用底部带有
21、Z形拉料杆的冷料穴。在冷料穴底部有一Z形头拉料杆，由侧凹将主流道凝料钩住，开模时随塑件一起留在动模上。脱模时拉料杆与推杆其推出机构配合使用，二者同步运动，拉料杆将浇注系统凝料推出模外。形状如下图3.5 斜导柱的设计 塑件的侧面有孔和凸起,因此模具应有侧向抽芯机构3.6 排气系统的设计为了在注射成型过程中将型腔内原有的空气和塑料熔体中逸出的气体排出，在模具分型处常开设排气槽。当型腔内的排气量不大时，可直接利用分型面之间的间隙自然排气，也可利用模具的推杆与配合孔之间的活动间隙排气3.7 脱模机构设计脱模机构的设计原则1.要求在开模过程中塑件留在动模一侧。2.推出力作用点应靠近塑件对凸模包紧力最大的
22、位置，同时也应应是塑件刚度与强度最大的位置；力的作用面尽可能大一些，以防止塑件在被推出过程中变形或损坏。3.推出位置应尽可能设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位，以力求良好的塑件外观。4.推出机构应结构简单，动作可靠（即：推出到位、能正确复位且不与其他零件相干预，有足够的强度与刚度），远动灵活，制造及维修方便。3.8 合模导向机构的设计导柱的选择本模具采用导柱导向机构。导柱机构形式为便于加工导柱导套安装孔，获得较好的技术经济效益，使用带头导柱。导柱的布置为确保动模和定模只按一个方向合模，采用等直径导柱对称布置。导套的选择导套的选择为了使导柱可以顺利的进入导套，在导套的前端倒一圆角R，导向孔最
23、好打通，否则，导柱进入未打通的导柱孔时，孔内空气无法逸出，而产生反压力，给导柱的进入带来阻力3.9 冷却系统的设计模具冷却剂可以用水、压缩空气和冷冻水冷却，而水冷最为普遍。推杆推出机构的设计第4 章 注射机相关参数校核 最大注射量的校核 注射压力校核锁模力校核模具厚度的校核模架及模具材料的选择根据塑件和型腔的大小，初选模架模板的宽和长（WL）为315mm315mm，模架结构选择A2型。模具安装在 XS-ZY-125注射机上，定模局部通过定位圈定位，安装固定在注射机的定模板上，在注射成型过程中始终保持静止不动；动模局部固定在注射机的动模板上，在注射成型过程中可随注射机上的合模系统运动。开始注射成
24、型时，合模系统带动动模朝着定模方向移动，并在分型面处与定模对合。合模后，注射机通过喷嘴将ABS熔料经主流道注入模具，再经由分流道和浇口进入型腔，待熔体充满模腔并经过保压冷却定型之后，合模系统便带动动模后撤复位，从而使动模和定模两局部从分型面处开启。当翻开到一定距离后，动模停止运动，在注射机顶出装置的作用下与动模其他局部产生相对运动，于是制品和浇口及流道中的凝料将会被他们从凸模上以及从动模一侧的分流道中顶出脱落，就此完成一次注射成型过程5.3 试模试模时，塑件上常可能出现各种缺陷，为此必须进行原因分析，排除故障。谢谢观看/欢送下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH