电源插头外壳注射模设计本科毕业设计(编辑修改稿)

电源插头外壳注射模设计本科毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

由于内 表面质量要求不高，无精度要求，只需在外表面尖角处设置圆弧过渡。 据 有关资料推荐，外壁圆角半径可取 倍壁厚。 本塑件具有两个内螺纹构件，由于螺纹直径 较小，无法使用硅橡胶螺纹型芯强制脱模。 螺 纹型芯固定在塑件 一起脱出型腔，然后旋出螺纹型芯， 这种方法生产效率低，仅适用于小批量生产。 本设计采用自攻螺纹方式制造螺纹。 塑件上的螺纹在使用时不经常拆卸且紧固力不大时，可采用自攻螺钉直接旋入装配即可，内螺纹孔设置成光孔，底孔的脱模斜度为1176。 ～ 2176。 查相关资料，采用 M3规格的自攻螺纹，光孔底部直径 d为 ,上部直径 d′为。 塑件的尺寸精度及表面质量 塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准，然而，在满足塑件使用要求的前提下，设计时总是尽量将其尺寸精度放低一些，以便 降低模具的加工难度和制造成本。 对塑件的精度要求，要具体分析，根据装配情况来确定尺寸公差，该塑件是一般民用品，精度要求低。 根据 GB10021996家用和类似用途单相插头插座型式、基本参数和尺寸标准，零件重要尺寸为：  ， 。 其平行度、垂直度、对称度等形位公差应为 GB1184中规定的公差 7级。 其余塑件尺寸采用标准中的 8级精度。 根据以上分析可见，该零件的尺寸精度较低，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。 表面质量是一个相当大的概念，包括微观的几何形状和表面层的物理 力学性质两方面技术指标，而不是单纯的表面粗糙度问题。 塑件的表观缺陷是其特有的质量指标，包括缺料，溢料与飞边，凹陷与缩瘪，气孔，翘曲等。 该零件要求 注出的制件表面光滑，第 12 页 共 46 页 无气泡和其它缺陷，无飞边或少飞边。 根据 GB10021996 家用和类似用途单相插头插座型式、基本参数和尺寸标准，塑件粗糙度全部为 。 4 注塑成型的准备 注塑成型工艺简介 注塑成型是利用塑料的可挤压性与可模塑 性，首先将松散的粒状或粉状成型物料从注塑机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流状态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段时间的保压冷却以后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。 一般分为三个阶段的工作。 (1)物料准备 ： 成型前应对物料的外观色泽、颗粒情况，有无杂质等进行检验，并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标。 对于吸湿性强的塑料，应根据注射成型工艺允许的含水量进行适当的预热干燥，若有嵌件，还要知道嵌件的热膨胀 系数，对模具进行适当的预热，以避免收缩应力和裂纹，有的塑料制品还需要选用脱模剂，以利于脱模。 (2)注塑过程 ： 塑料在料筒内经过加热达到流动状态后，进入模腔内的流动可分为注射，保压，倒流和冷却四个阶段。 当模腔充满熔体时，熔体压力迅速上升，达到最大值。 往后一段时间， 塑料仍处于螺杆（或柱塞）的压力下，熔体会继续流入模腔内以弥补因冷却收缩而产生的空隙。 由于塑料仍在流动，而温度又在不断下降，定向分子（分子链的一端在模腔壁固化，另一端沿流动方向排列）容易被凝结，所以这一阶段是大分子定向形成的主要阶段。 这一阶段的时间越长 ，分子定向的程度越高。 从螺杆开始后退到结束，由于模腔内的压力比流道内高，会发生熔体倒流，从而使模腔内的压力迅速下降。 倒流一直进行到浇口处熔体凝结时为止。 其中，塑料凝结时的压力和温度是决定塑料制件平均收缩率的重要因素。 (3)制件后处理 ： 由于成型过程中塑料熔体在温度和压力下的变形流动非常复杂，再加上流动前塑化不均匀以及充模后冷却速度不同，制件内经常出现不均匀的结晶、取向和收缩，导致制件内产生相应的结晶、取向和收缩应力，脱模后除引起时效变形外，还会使制件的力学性能，光学性能及表观质量变坏，严重时会开裂。 故 有的塑 件需要进行后处理，常用的后处理方法有退火和调湿两种。 退火是为了消除或降低制件成型后的残余应力，此外，退火还可以对制件进行解除取向，并降低制件硬度和提高韧性，温度一般在塑件使用温度以上的 10~20度至热变形温度以下 10~20度之间；调湿处理是一种调整制件含水量的后处理工序，主要用于吸湿性很强、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件 .调湿处理所用的加热介质一般为沸水或醋酸钾溶液（沸点为 121℃ ，加热温度为 100～ 121℃ ，保温时间与制件厚度有关，通常取 2～9小时。 第 13 页 共 46 页 注塑成型工艺条件 (1)温度 ： 注塑成型过程 中需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。 喷嘴温度通常略微低于料筒的最高温度，以防止熔料在直通式喷嘴口发生 “ 流涎现象 ”；模具温度一般通过冷却系统来控制；为了保证制件有较高的形状和尺寸精度，应避免制件脱模后发生较大的翘曲变形，模具温度必须低于塑料的热变形温度。 增强 PBT塑 料与温度的经验数据如表 4— 1所示。 表 4— 1 温度的经验数据 料筒温度 /℃ 喷嘴温度 /℃ 模具温度 /℃ 热变形温度 /℃ 后段 中段 前段 210~220 240~260 230~240 210~230 70~110 200~212 210~220 表 4— 2 成型周期与壁厚关系 制件壁厚 /mm 成型周期 / s 制件壁厚 / mm 成型周期 / s 10 35 15 45 22 65 28 85 表 4— 3 制品成型工艺参数初步确定 特性 内容 特性 内容 注塑机 类型 螺杆式 螺杆转速（ r/min） 20~40 喷嘴形式 直通式 模具温度 70 喷嘴温度 (℃ ) 210~230 后段温度 (℃ ) 210~220 中段温度 (℃ ) 240~260 前段温度 (℃ ) 230~240 注射压力 MPa 80~100 保压力 MPa 40~50 注射时间 s 2~5 保压时间 s 10~20 冷却时间 s 15~30 成型周期 s 30~55 成型收缩 (%) 干燥温度 (℃ ) 120~135 干燥时间 (h) 2 由于 PBT 流动性好，分子链柔性也较好，制品内残留应 力较小，通常无需后处理。 只有对制品尺寸稳定要求较高时，才作适当处理，因此本设计无需后处理。 (2)压力 ： 注射成型过程中的压力包括注射压力，保压力和背压力。 注射压力用以克服熔体从料筒向型腔流动的阻力，提供充模速度及对熔料进行压实等。 保压力的大小取决于模具对熔体的静水压力，与制件的形状，壁厚及材料有关。 对于像 PS 流动性好的料，保压力应该小些，以避免产生飞边，保压力可取略低于注射压力。 背压力是指注塑第 14 页 共 46 页 机螺杆顶部的熔体在螺杆转动后退时所受到的压力，背压力除了可驱除物料中的空气，提高熔体密实程度之外，还可以使熔体内压力 增大，螺杆后退速度减小，塑化时的剪切作用增强，摩擦热量增大，塑化效果提高，根据生产经验，背压的使用范围约为~。 (3)时间 ： 完成一次注塑成型过程所需要的时间称为成型周期。 包括注射时间，保压时间，冷却时间，其他时间（开模，脱模，涂脱磨剂，安放嵌件和闭模等），在保证塑件质量的前提下尽量减小成型周期的各段时间，以提高生产率，其中，最重要的是注射时间和冷却时间，在实际生产中注射时间一般为 3~5 秒，保压时间一般为 20~120 秒，冷却时间一般为 30~120 秒（这三个时间都是根据塑件的质量来决定的，质 量越大则相应的时间越长）。 确定成型周期的经验 数值 如表 4— 2 所示。 经过上面的经验数据和推荐值，可以初步确定成型工艺参数，因为各个推荐值有差别，而且有的与实际注塑成型时的参数设置也不一致，结合两者的合理因素，初定制品成型工艺参数如表 4— 3 所示。 注塑机的选择 (1)由公称注射量选定注射机 由注射量选定注射机。 由 PRO/E建模分析得（材料密度  取 3/gcm ） 总体积 V =5998mm3 ； 总质量 m=   ； 流道凝料 V’= (流道凝料的体积 (质量 )是个未知数 ,根据手册取 ()来估算，塑件越大则比例可以取的越小 )； 实际注射量为： V实 =5998= cm3 ； 实际注射质量为： m实 ===； 根据实际注射量应小于 ，即： ≧ V实 （ 41） V公 = V实 / = = cm3 ； (2)由锁模力选定注射机 F锁 F= A分 P型 （ 42） =20xx30106 = （ KN） 式中 F锁 — 注射机的锁模力（ N） ； A分 — 塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和 ； P型 — 型腔压力。 第 15 页 共 46 页 由 PRO/E建模分析得： A分 =20xx 2mm。 结合上面两项的计算，初步确定注塑机，查国产注射机主要技术参数表取 SZ60/450，主要技术参数如下 ： 结构类型：卧 式 拉杆内间距 (mm)： 280 250 理论注射容积 (cm3 )： 78 ~106 移模行程 (mm)： 220 螺杆 (柱塞 )直径 (mm)： 30 ~35 最小模具厚度 (mm)： 100 最大模具厚度 (mm)： 300 注射压 (MPa )： 170 ~125 注射速率 (g/s) ： 60 ~75 锁模形式 (mm)：双曲轴 塑化能力 (g/s)： ~10 模具定位孔直径 (mm)： 55 螺杆转速 (r/min)： 10~150 喷嘴球半径 (mm)： 20 锁模力 (KN)： 450 5 注射模的结构设计 分型面、型腔数量的选择 分型面的选择 选择分型面时一般应遵循以下几项原则： (1)分型面应选在塑件外形最大轮廓处； (2)便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边； (3)保证塑件的精度要求； (4)满足塑件的外观质量要求； (5)便于模具加工制造； (6)对成型面积的影响； (7)对排气效果的影响； (8)对侧向抽芯的影响； 为了将塑件和浇注系统凝料等从密闭的模具内取出，以及为了安放嵌件，将模具适当地分成两个 或若干个主要部分，这些可以分离部分的接触表面，通称分型面。 在设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。 因此，应根据分型面的选择原则和塑第 16 页 共 46 页 件的成型要求来选择分型面。 分型面的选择如图 5— 1，不影响塑件的表面质量，有利于排气，而且在分型面产生的飞边易于修整加工。 塑件开模时留于动模部分，便于脱模，使模具结构简单。 图 5— 1 分型面的选择 型腔数量的确定 型腔数量的确定和校核 按注射机的最大注射量确定型腔数量 n ： 12nKM mn m （ 51） 式中 K — 注射机最大注射量的利用系数 一般取 ； nM — 注射机允许的最大注射量 1m — 单个塑件的质量或体积（ g或 cm3 ） 2m — 浇注系统所需塑 料质量或体积 在设计中根据塑件的特性和塑料的成型工艺，以及注射机的性能、设计工艺的要求和提高生产率，保证塑件的表面精度，取 2n。 塑件在成型采用四型腔，排列方式如图 5— 2，这种平衡式排列最大的优点就是保证各个进料口同时均衡地进料。 一模两腔对称布置，生产效率适中，适应中等批量生产的需要。 图 5— 2 型腔排列方式 第 17 页 共 46 页 浇注系统的设计 注塑模的浇注系统是指 塑料熔体从注射机喷嘴进入模具开始到型腔为止所流经的通道。 它的作用是将熔体平稳地引入模具型腔 ，并在填充和固化定型过程中，将型腔内气体顺利排出，且将压力传递到型腔的各个部位，以获得组织严密，外形清晰，表面光洁和尺寸稳定的塑件。 因此，浇注系统设计的正确与否直接关系到注塑成型的效率和塑件质量。 浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。 主流道设计 主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道。 熔融塑料首先经过主流道，所以它的大小直接影响塑料的速度及填充时间。 主流道截面面积过小，塑料在流动过程中冷却面积相对增加，热。