繼電器塑料外殼的注塑模具設計

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1、繼電器塑料外殼注塑模具設計摘要本設計為注射繼電器模具設計，繼電器模具設計中的零件形狀較復雜，要保證制品的質量。首先，模具型腔和型芯的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進澆口和排氣位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內應力大小、各向同性性、外觀質量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、澆口形式等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結構對操作難以程度影響很大。在大批量生產塑料制品時，應盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機構，在全自動生產時還要保證塑件能自動從模具中脫落。最后用計算機繪制了所有模具的裝配總圖和

2、部分模具零件的零件圖，并編寫了設計說明書。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，抽芯機構，冷卻和排氣系統(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：模具設計，復雜，質量，生產，注射，成型，澆口，型腔，型芯1ABSTRACT Design for injection mould design of relays, relays parts shaped in the mould design is more complex, to ensure the quality of products. First, mold type cavity

3、and type core of shape, and size, and surface finish, and points type surface, and into poured mouth and exhaust location and release way, on workpieces of size precision and shape precision and workpieces of physical performance, and machinery performance, and electric performance, and within stres

4、s size, and isotropic sexual, and appearance quality, and surface finish, and bubble, and au marks, and burn Coke, and poured mouth forms, are has is important of effect. Secondly, in the process, mold structure on the level of operation is difficult to determine a lot. When the mass production of p

5、lastic products, should try to reduce mold, mold and take the workpiece during the process of manual labor and, to that end, often using automatic clamping knockouts, in automatic production and a guarantee for plastic parts can automatically fall off from the mold. Finally computer drawing of the G

6、eneral layout and all the mold Assembly parts parts parts diagram and write design specification. Is the basic composition of the injection mould: mold, mold, gating systems, guides, knockouts, core-pulling mechanism, cooling and exhaust systems. Injection molding is widely used, it is my fundamenta

7、l starting point for the design. Keywords: The mold design ,complicated, The quality, The production，The injection，molding gate, cavity , coreIV 目 錄前言1第一章 塑件的工藝分析21.1塑件成型工藝分析21.2 繼電器零件原料（ABS）的成型特性與工藝參數(shù)21.2.1 ABS塑料主要的性能指標：31.2.2 ABS的注射成型工藝參數(shù):3第二章 注塑設備的選擇及型腔數(shù)的確定52.1 估算塑件體積及確定型腔數(shù)量52.2 選擇注射機52.3 最大注射壓力的

8、校核52.3.1最大注塑量的校核62.3.2鎖模力校核62.3.3模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核6第三章 分型面的選擇和澆注系統(tǒng)83.1 分型面的選擇83.1.1分型面的形式83.1.2分型面的設計原則83.1.3分型面的確定83.2 澆注系統(tǒng)的設計93.2.1澆注系統(tǒng)的設計原則：93.2.2主流道的設計93.2.3分流道的設計103.2.4澆口的設計11第四章 成型零部件的設計134.1影響塑件尺寸精度的因素134.2模具成型零件的工作尺寸計算134.2.1成形收縮率：144.2.2 模具成形零件的制造誤差144.2.3 零件的磨損144.2.4模具的配合間隙的誤差14第五章 側向分型與抽

9、芯機構165.1 斜導柱抽芯機構設計原則165.2 抽芯機構的確定165.3 斜導柱抽芯機構的有關參數(shù)計算165.3.1 抽芯距S165.3.2 斜導柱傾斜角的確定175.3.3 斜導柱直徑的確定185.3.4 斜導柱長度的計算185.4滑塊的設計195.5 導滑槽的設計205.6 滑塊定位裝置215.6.1 作用215.6.2 結構形式215.7 鏟基215.7.1鏟基的設計要點215.7.2 鏟基的結構形式22第六章 模架的選擇236.1模架的選擇原則236.2模架的選擇24第七章 合模導向機構的設計25第八章 推出機構的設計27第九章 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計289.1 模具冷卻系統(tǒng)的設計29

10、第十章 模 具 的 裝 配3010.1 模具的裝配順序3010.2 開模過程分析31第十一章 模具三維裝配圖32致 謝33參 考 文 獻34 前言本次設計以繼電器模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具結構設計，模具裝配等一系列模具設計的所有過程。能很好的學習致用的效果。在設計該模具的同時總結了以往模具設計的一般方法、步驟，模具設計中常用的公式、數(shù)據、模具結構及零部件。把以前學過的基礎課程融匯到綜合應用本次設計當中來，所謂學以致用。在設計中也用到了CAD、UG（NX）等技術，使用Office軟件，力求達到減小勞動強度，提高工作效率的目的。 UG（NX）是當今最流行的CAD/CAM/CAE系列參數(shù)化

11、軟件之一。UG豐富的模塊、強大的功能與友好的界面使其成為當今世界運用最普遍的參數(shù)化軟件，被廣泛運用于汽車、船舶、機械、航天、IT、家電以及玩具等行業(yè)。因此此次設計主要運用UG軟件對其塑件的分模、部分零件間是否干涉等過程中起到了不可替代的作用。1第一章 塑件的工藝分析1.1塑件成型工藝分析如圖1.1所示： 繼電器零件的形狀較復雜，帶有很多不規(guī)則形狀，在保證其零件形狀時給模具的加工帶了很大的難度。繼電器零件的注塑材料首先選用ABS。要很好的處理該零件壁厚的均勻，成型后收縮率的不一致，這樣就必須有效的控制模具溫度來調節(jié)收縮率。繼電器零件的內部結構復雜給注塑帶來了一定的難度。但根據圖紙要求其尺寸精度低

12、（MT5）、粗糙度要求為Ra1.6、壁厚在1.21.5（較為均勻）大大的降低了我們的設計難度。通過以上分析零件結構一般復雜，制件尺寸精度中等，對應的模具零件的尺寸可以保證。注塑時，在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，制件的成型要求可以得到保證。1.2 繼電器零件原料（ABS）的成型特性與工藝參數(shù)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS樹脂微黃色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐熱，耐化學腐蝕，丁二烯使聚合物具有優(yōu)越的柔性，韌性；苯乙烯賦予聚合物良好的剛性和加工流動性。因此ABS樹脂具有突出的力學性能和良好的綜合性能。同時具有吸濕性強，但原料要干燥，它的塑件尺寸穩(wěn)定性好，塑

13、件盡可能偏大的脫模斜度。1.2.1 ABS塑料主要的性能指標：密度 (g/cm3) 1.081.2收縮率 % 0.40.6熔 點 130160熱變形溫度 45N/cm 6598彎曲強度 Mpa 80拉伸強度 MPa 3549拉伸彈性模量 GPa 1.8彎曲彈性模量 Gpa 1.4壓縮強度 Mpa 1839缺口沖擊強度 kJ/ 1120硬 度 HR R6286體積電阻系數(shù) cm 1013擊穿電壓 Kv/mm 15介電常數(shù) Hz 603.71.2.2 ABS的注射成型工藝參數(shù): 注塑機類型： 螺桿式噴嘴形式： 直通式 料筒一區(qū) 200210料筒二區(qū) 210230料筒三區(qū) 180210噴嘴溫度 18

14、0190模具溫度 5070注塑壓 7090保壓 5070注塑時間 35保壓時間 1530冷卻時間 1530周期 4070后處理 紅外線烘箱 溫度（70） 34第二章 注塑設備的選擇及型腔數(shù)的確定2.1 估算塑件體積及確定型腔數(shù)量1、塑件體積和質量：該產品材料為ABS，查書本得知其密度為1.08-1.2g/cm3，收縮率為0.4-0.6，計算其平均密度為1.14 g/cm3，平均收縮率為0.5。使用UG軟件畫出三維實體圖，軟件能自動計算出所畫圖形澆道凝料和塑件的體積。塑件的體積V=10 cm3 ； 澆道凝料 V=4 cm3 2、根據塑件的結構和塑件的批量此產品采用一模兩腔。2.2 選擇注射機根據

15、塑料制品的體積和質量以及型腔數(shù)量，查書可選定注塑機型號為XS-Z-125.注塑機的參數(shù)如下：注塑機最大注塑量：125 注塑壓力：120MPa注塑行程：115mm動定模固定板尺寸：428458 mm 鎖模力： 900KN拉桿空間：260290mm最大成型面積：320cm2 最小模厚：200mm最大模厚：300mm 最大開合模行程：300mm 噴嘴球半徑：SR12 2.3 最大注射壓力的校核鬧鐘后蓋的原料為ABS，所需注射為60-100MPa，而所選注射機壓力為120 MPa，所以注射壓力符合要求。2.3.1最大注塑量的校核注塑機的最大注塑量應大于制品的質量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常

16、注塑機的實際注塑量最好是注塑機的最大注塑量的80%。所以選用的注塑機最大注塑量應滿足：0.8 V機 V塑V澆式中 V機 注塑機的最大注塑量，125cm3 V塑塑件的體積，該產品V塑210cm3 V澆澆注系統(tǒng)體積，該產品V澆22.5cm3 故 0.8V機（20+4）cm3 所以最大注塑量滿足要求。2.3.2鎖模力校核 F鎖pA式中 p熔融型料在型腔內的壓力，該產品 A塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和，經計算A=2960 mm3F鎖注塑機的額定鎖模力。 故 F鎖pA=200Mpa2960 mm3選定的注塑機的壓力為900KN，滿足要求。 2.3.3模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核A 模具閉合高

17、度長寬尺寸要與注塑機模板尺寸和拉桿間距相合適模具長模具寬23，否則斜導柱無法帶動滑塊運動；5、滑塊完成抽芯運動后，仍停留在導滑槽內，留在導滑槽內的長度不應小于滑塊全長的2/3，否則，滑塊在開始復位時容易傾斜而損壞模具；6、防止滑塊和推出機構復位時的相互干涉，盡量不使推桿和活動型芯水平投影重合；7、滑塊設在定模的情況下，為保證塑料制品留在定模上，開模前必須先抽出側向型芯，最好采取定向定距拉緊裝置。5.2 抽芯機構的確定由于該模具比較簡單，抽芯力不大，故采用斜導柱外側抽芯機構。5.3 斜導柱抽芯機構的有關參數(shù)計算5.3.1 抽芯距S側向抽芯距一般比塑件上側凹、側孔的深度或側向凸臺的高度大23mm，

18、用公式表示 S=S+2 S 抽芯距，mm； S 塑件上側凹、側孔的深度或側向凸臺的高度。 所以 S=（S）+2 mm=5.68+2 mm8mm5.3.2 斜導柱傾斜角的確定斜導柱的傾斜角是決定斜導柱抽芯機構工作效果的一個重要參數(shù)，它不僅決定了抽芯距離和斜導柱的長度，更重要的是它決定著斜導柱的受力狀況。斜導柱受到的抽拔阻力和彎曲力的關系如5.3.2-a圖所示。（不考慮斜導柱與滑塊的摩擦力）。 圖5.3.2-a 斜導柱受力圖 圖5.3.2-b 抽芯距的計算 F=Fcos （5.3.2） 式中 P1-開模力； F-拔模阻力（與拔模力大小相等方向相反）； F-斜導柱所受的彎曲力。由上式可以看出，當所需

19、的拔模力確定以后，斜導柱所受的彎曲力F與cos成反比，即角增大時，cos減小，彎曲力F也增大，斜導柱受力狀況變壞。 另外，從抽芯距S與角的關系來看，如圖5.3.2-b所示。S=H tg=L sin式中 L-斜導柱的有效工作長度。當S確定以后，開模行程H及斜導柱工作長度L與成反比，即角增大，tg也增大，則為完成抽芯所需的開模行程減小，另外，角增大時sin增大，斜導柱有效工作長度可減小。綜上所述，當斜導柱傾斜角增大時，斜導柱受力狀況變壞，但為完成抽芯所需的開模行程可減?。环粗?，當角減小時，斜導柱受力狀況有所改善，可是開模行程卻增加了，而且斜導柱的長度也增加了。這會使模具厚度增加。因此，斜導柱傾斜角

20、過大或過小都是不好的，一般角取1020，最大不超過25。對于該模具，由于拔模力不大，綜合考慮斜導柱的傾斜角取=20。5.3.3 斜導柱直徑的確定拔模力對于本塑件，側向分型力應按下式計算：F=Ahq(cos-sin) （5.3.3-a）F-最大脫模力（N）；A-活動型芯被塑件包緊斷面形狀周長（mm）；h-成形部分深度（mm）；q-單位面積擠壓力一般取812M；-摩擦系數(shù)0.10.2；-脫模斜度（）。所以F=Ahq(cos-sin)=1375（N）斜導柱的有效工作長度LL=S/ sin=8/ sin2023.5mm (5.3.3-b) 斜導柱直徑d的確定查表10.1可知，最大彎曲力F=2（KN）查

21、表10.2，由最大彎曲力F和高度H (此模具H=18mm)與斜導柱直徑的關系可知斜導柱直徑為d=12（mm）,由手冊查得標準斜導柱直徑為14（mm），所以此模具斜導柱直徑選用14（mm）。5.3.4 斜導柱長度的計算 圖5.3.4-a 斜導柱長度示意圖L=L+L+L+L （5.3.4） = h/cos +（d/2）tg+S/sin+(510)(mm)60（mm）L-斜導柱總長L-斜導柱大端斜面中心至滑塊端面點長度L2-滑塊孔半徑在斜導柱上投影長度L3-斜導柱工作長度L4-斜導柱錐度長度，一般取510由以上計算過程，可最終確定斜導柱的的尺寸如下圖所示： 圖5.3.4-b 斜導柱外形尺寸5.4滑塊

22、的設計 滑塊是斜導柱機構中的可動零件，滑塊與側型芯既可做成整體式的；也可做成組合式的，由于該塑件的側孔比較規(guī)則，故選擇滑塊與側型芯做成整體式的。其結構如下圖所示： 圖5.4 滑塊5.5 導滑槽的設計斜導柱驅動滑塊是沿著導滑槽移動的，故對導滑槽提出如下要求： 1.滑塊在導滑槽內運動要平穩(wěn)； 2.為了不使滑塊在運動中產生偏斜，其滑動部分要有足夠的長度，一般為滑塊寬度的一倍以上； 3.滑塊在完成抽拔動作后，仍留在導滑槽內，其留下部分的長度不應小于滑塊長度的2/3，否則，滑塊在開始復位時容易發(fā)生偏斜，甚至損壞模具； 4.滑塊與導滑槽間應上、下與左、右各有一對平面呈動配合，配合精度可選H7/f6，其余各

23、面均應留有間隙； 5.導滑槽應有足夠的硬度（HRC5256）。 基于以上要求，且該塑件不大所需開模行程也不大，故導滑槽采用組合式，由壓塊和動模還有螺釘，其結構及與滑塊的配合如下圖所示： 圖5.5 動模與斜滑塊配合示意圖5.6 滑塊定位裝置5.6.1 作用開模后，滑塊必須停留在剛剛脫離斜導柱的位置上，不可任意移動，否則，合模時斜導柱將不能準確進入滑塊上的斜孔，致使模具損壞。而定位裝置可以保證滑塊離開斜導柱后，可靠地停留在正確的位置上。它起著保障完全的作用。5.6.2 結構形式 其結構形式如右圖所示： 圖5.6.2 滑塊定位裝置示意圖5.7 鏟基5.7.1鏟基的設計要點鏟基的斜角應1導柱的傾斜角。

24、一般1=+（23）。這樣在開模時鎖緊塊能很快離開滑塊的壓緊面，避免壓緊塊與滑塊間摩擦過大。另外，合模時，只是在接近合模終點時，鎖緊塊才接觸滑塊，并最后壓緊滑塊，使斜導柱與滑塊的斜孔壁脫離接觸，以免注射時斜導柱受過大的力。因此本設計鏟基的傾斜度1=235.7.2 鏟基的結構形式 鏟基設在模板內，采用螺釘固定的形式。其結構如右圖所示： 圖5.7.1 鎖緊塊結構形式第六章 模架的選擇6.1模架的選擇原則 模架選取基本原則模架類型選擇條件大水口模架制造結構簡單、外觀要求不嚴格、允許側邊有澆口痕跡，無其他特殊結構能用大水口模架時不用細水口模架，大水口模架用于一次分型的模具 細水口模架單型腔和成型制件在分

25、型面上投影面積較大，要求多點進膠時常用細水口一模多腔，其中有個別制件客戶要求必須多點進膠或者制件必須中心進膠一模多腔，個別型腔大小懸殊較大，用大水口時澆口襯套要偏離模具中心齒輪模，多型腔的輪胎吹氣模等高度尺寸大的桶形、殼形或盒形制品制品精度高，尺寸公差范圍小，壽命要求高的模具應使用細水口模架簡化型細水口模架兩側較大的側抽機構，用細水口模架時間很長，此時可以用簡化細水口模架母模側有滑塊的大水口模具常用簡化型細水口模架 6.2模架的選擇根據對塑件的綜合分析，確定該模具是單分型面的模具，由塑料注射模中小型模架可選擇CI-2330-A40-B70-C80模架，其基本結構如下：第七章 合模導向機構的設計

26、導向合模機構對于塑料模具是必不可少的部分，因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置，所以必須設有導向機構，導柱安裝在動模一邊或定模一邊均可，通常導柱設在主型腔周圍。為避免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形狀，不至因為位置的偏移而引起塑件壁厚不均。動定模合模時，首先導向機構接觸，引導動定模正確閉合，避免凸?；蛐托鞠冗M入型腔，產生干涉而壞零件。由于注塑壓力的各向性就會對導柱進行徑向的剪力，導致導柱容易折斷。對型芯和型腔改進后，其的配合可以進行定位。導柱、導套零件如下： 圖7.1 導套 圖7.2 導柱第八章 推出機構的設計在對繼電器塑件進行脫模是必須遵循以下原則：1、推出機構設

27、計時應盡量使塑件留于動模一側 由于推出機構的動作是通過注射機動模一側的頂桿或液壓缸來驅動的，所以一般情況下模具的推出機構設置在動模一側。正是由于這種原因，在考慮塑件在模具中的位置和分型面的選擇時，應盡量能使模具分型后塑件留在動模的一側，這就要求動模部分所設置的型芯被塑件包絡的側面積之和要比定模部分的多。2、塑件在推出的過程中不發(fā)生變形和損壞 為了是塑件在推出的過程中不發(fā)生變形和損壞，設計模具是應仔細進行塑件對模具包緊力和粘附力大小的分析和計算，合理地選出推出的方式、推出的位置、推出零件的數(shù)量和推出面積等。3、不損壞塑件的外觀質量 對于外觀質量要求較高的塑件，盡量不選塑件的外部表面作為推出位置，

28、即推出塑件的位置盡量設在塑件內部。對于塑件內外表面均不允許出現(xiàn)推出痕跡時，應改變推出機構的形式或設置專為推出用的工藝塑料塊，在退出后再與塑件分離。4、合模時應使推出機構真確復位 設計推出機構時，應考慮合模時推出機構的復位，在斜導桿和斜導柱側向抽芯及帶有活動鑲件的模具設計時，在活動零件后面設計推桿等特殊的情況下還應考慮推出機構的預先復位問題等。5、推出機構應動作可靠 推出機構在推出與復位的過程中，結構應盡量簡單，動作可靠、靈活，制造容易。為了縮短頂桿與型芯配合長度以減少磨擦，可以將頂管配合孔的后半段直徑減少，一般減少35mm.這是最常用的一種脫模機構，這些頂桿一般只起頂出作用。有時根據塑件的需要

29、，頂桿還可以參加塑件的成型，這時可以將頂桿做成與塑件某一部分相同形狀或作為型芯。頂桿多用T8A材料，頭部淬火硬度達50HRC以上，表面粗糙度取Ra值小于0.8微米。 第九章 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質量如收縮率、翹曲變形、耐應力開裂性和表面質量等，并且對生產效率起到決定性的作用，在注射過程中，冷卻時間占注射成型周期的約80%，然而，由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具溫度的要求有盡相同，因此，對模具冷卻系統(tǒng)的設計及優(yōu)化分析在一定程度上決定了塑件的質量和成本，模具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件質量，而模具溫度的高低取決于塑料結晶性，塑件尺寸與結構、性能要求以及其它工藝條件如熔料溫度、注射速度、注射壓力、模塑周期等。影響注射模冷卻的因素很多，如塑件的形狀和分型面的設計，冷卻介質的種類、溫度、流速、冷卻管道的幾何參數(shù)及空間布置，模具材料、熔體溫度、塑件要求的頂出溫度和模具溫度，塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。低的模具溫度可降低塑件的收縮率。模具溫度均勻、冷卻時間短、注射速度快，可降低塑件的翹曲變形。對結