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1、 . . 分线盒塑料模具设计说明书本- -日期： / 摘 要分析了分线盒的结构特征，使用Pro/E软件进行分模设计，利用注塑模设计专家(EMX)外挂进行其模架的设计。为了减少试模次数，降低设计成本，选用Moldflow软件对塑件进行模具设计的优化分析，并对分线盒注塑模进行了流动模拟分析。在进行塑件3D设计后，利用CAD进行2D的排位，制图和出图。主要注射模的定模机构、动模机构、浇注系统、导向装置、顶出机构、抽芯机构、冷却和加热装置、排气系统等的设计。塑件流动模拟分析容包括：充填分析、保压分析、残余应力分析。主要包括，充填时间、平均速度、气穴、熔接痕、体积收缩率、塑件变形等，由此获得满意合理的浇
2、口数量和位置。分析了降低塑件成本的方法，针对批量不大的不同规格结构形式的分线盒，设计成一模多用的模具。只需更换模具中的几个关键零件就可以生产多规格形式的塑件，减少模具数量，成本费大幅度减少。 关键词：分线盒； CAD/CAE； 流动分析； 一模多用； 滑动型芯目录1 绪论12 塑件工艺分析22.1 塑件分析22.2 塑件的原材料分析与工艺参数32.2.1 塑件的原材料分析32.3 HPVC的注射工艺参数42.4 HPVC的主要性能指标43 注塑机的选型53.1 所需注射量的计算53.1.1 塑件质量、体积计算53.2 注射机型号的选择53.3 型腔数量与注射机有关工艺参数的校核63.1.1 型
3、腔数量的校核63.1.2 注射机工艺参数的校核63.1.3 安装尺寸校核73.1.4 开模行程和推出机构的校核73.1.5 模具尺寸与拉杆间距校核84 分型面的选择94.1 确定型腔数量和排列方式105 浇注系统设计115.1 主流道的设计115.2 主流道衬套的形式115.3 浇口的结构形式125.4 浇注系统的平衡126 成型零件的结构设计和尺寸设计136.1 成型零部件的结构形式136.1.1 凸凹模的结构设计136.1.2 成型零部件的工作尺寸的计算136.1.3 型腔零件强度、刚度的校核147 脱模机构的设计167.1 脱模推出机构的设计原则167.2 推出机构的设计167.2.1
4、脱模力的计算167.2.2 确定顶出方式与顶杆位置177.2.3 推杆强度计算178 侧抽芯机构的设计188.1 滑动堵头与滑动型芯设计188.2 斜导柱长度的计算189 温度调节系统209.1 冷却系统的设计原则209.2 冷却介质的选用209.2.1 冷却系统的粗略计算2010 模架的确定2111 塑件的Mold flow分析2211.1 有限元法介绍2211.2 分线盒模型前处理2211.3 分线盒注塑模流动分析与改进23致 28参考文献291 绪论塑件的生产成本包括原料费、水电费、人工费、 模具费等，其中原料费、水电费、人工等与生产塑件的数量成正比关系，模具费分摊到每个塑件的费用与生产
5、塑件的数量密切相关，即模具生产塑件的数量越多，模具费分摊到每个塑件的费用就越少,注射模设计制造周期长，精度要求高，价格昂贵，因此注射模适合大批量生产，但如图1所示分线盒塑件，需求量不大或在一段时间需求量不大，而规格、型号较多，如每一个规格、型号塑件都做1副模具，模具数量多，生产周期长，制造费用高，成本高， 缺乏市场竞争力。现设计 1副一模多用的注射模，只需更换模具中的几个关键零件就可生产多种规格塑件，成本大幅度减少，提高了市场竞争力，企业经济效益也显著提高。2 塑件工艺分析2.1 塑件分析分线盒主要用于通讯、网络等的分线管接线。从使用要求看，分线盒具有高电绝缘性和难燃、阻燃特性，防尘防潮，因此
6、分线盒塑料选用硬聚氯乙烯(HPVC)。HPVC成型性能好，使用性能稳定，货源充足，价格合理，收缩率 0615，溢料值 0.06mm，可满足使用和成型要求。 图 (a)为四通分线盒，有 4个通路口， mm通路口与分线管相配，6402mm尺寸与分线盒盖相配，这2组尺寸精度要求较高，其余尺寸精度只作一般要求。塑件上4个通路mm与分线盒的主分型面垂直，为外侧凸起和侧孔，为便于开模取件必须设计侧抽芯结构，而且为节约制造成本，侧抽芯的结构必须实现一模多用，只需要更换其中的部分零件就可以生产5种不同规格的制品。要生产的制件如图2-1所示图2-1 分线盒二维图图2-2 分线盒三维图2.2 塑件的原材料分析与工
7、艺参数2.2.1 塑件的原材料分析塑件的原材料采用硬聚氯乙烯（HPVC）属热塑性塑料。从实用性能上看，有较好的抗拉、抗弯、抗压抗冲击性能，有较好的电器绝缘性能。但热稳定性较差，长时间加热会导致分解，放出氯化氢气体。从成型性能上看，易放出氯化氢，必须加入稳定剂和润滑剂，并严格控制温度与熔料的滞留时间，模具浇注系统应粗短，进料口截面易大，模具应有冷却装置。a) 尺寸精度分析b) 根据任务书的要求：该零件工作尺寸的制造精度为IT9级。塑件最大壁厚为3mm,最小为2mm,壁差为1mm,较均匀，有利于零件成型。从课本塑料成型加工与模具表4-2得：壁厚为2mm.c) 表面质量分析 d) 该零件的表面除要求
8、没有缺陷、毛刺、部不得有导电杂质外，没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。2.3 HPVC的注射工艺参数（a）、注射机：螺杆式（b）、螺杆转速(r/min)：1525（c）、料筒温度（）： 后段：150160 中段：165170 前段：170180（d）、喷嘴温度（）： 180200 ；喷嘴形式：通用型。（e）、模具温度（）： 3060 （f）、注射温度（）： 190215（g）、注射压力（MPA）：80130 （h）、保压压力（MPA）：4060 （i）、成型时间（S）：注射25；保压1540；成型周期4090；冷却1540。2.4 HPVC的主要性能指标表2-1 HPVC的主要性能指标密
9、度（g/cm3）1.35-1.45屈服强度/Map35-50质量体积（cm/g）0.69-0.74抗拉强度/Map35-50吸水率24h/%0.07-0.4拉弯弹性模量/Gap2.4-4.2玻璃化温度/87抗弯强度/Map90熔点/160-212弯曲弹性模量/Map0.05-0.09计算收缩率/%抗弯强度/Map比热容/（j/(kg*k)）1260抗剪强度/Map3 注塑机的选型注射机为塑料注射成型所用的主要装备，因此设计注射模是应该详细了解注射机的技术规，才能设计出符合要求的模具。注射机规的确定是根据素件的大小与型腔的数目和排列方式，再确定模具结构形式与初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对
10、模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出形程，开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相配的注射机。3.1 所需注射量的计算3.1.1 塑件质量、体积计算根据任务书提供的塑件图样，建立塑件模型并对此模型分析得： 塑件体积 ： 塑件质量： （1） 浇注系统凝料体积的初步计算可按塑件体积的0.6倍计算，由于该模具采用一模一腔，所以浇注系统凝料体积为：（2） 该模具一次注射所需塑料 体积： （3-1） 质量： （3-2）3.2 注射机型号的选择近年来我国引进注射机型号很多，国注射机生产厂的新机型也日益增多。掌控使用设备的技术参数是注射模型设计和
11、生产所必需的技术准备。在设计模具时。最好查阅注射机生产厂家提供的注射机使用说明书上标明的技术参数。根据以上初步计算初步选定型号为XSZY250型卧式注射机。 表3-1 注射机的主要技术参数螺杆直径/mm50拉杆间距/mm448x370螺杆长径比最大模具厚度/mm350理论容量/cm3250最小模具厚度/mm250注射质量/g推出行程/mm注射速率(g/s)顶出力/ken塑化能力(g/s)顶出杆根数额定注射压力/Mpa1300定位孔直径/mm螺杆转速/(r/min)顶出中心孔直径/mm40锁模力/ken180喷嘴球半径SR/mm18开模行程/mm350喷嘴孔半径/mm43.3 型腔数量与注射机有
12、关工艺参数的校核3.1.1 型腔数量的校核（1）由注射机额定注射量确定型腔数量（3-1）注射机额定注射量浇注系统工程凝料量单个塑料的容积或质量（2）按注射机额定锁模力进行校核 （3-2）式中： -注射机的额定锁模力，N -单个塑件在模具分型面上的投影面积， -浇注系统在模具分型面上的投影面积， -塑料熔体对型腔的成型压力，MPa（其大小一般是注射压力的80）3.1.2 注射机工艺参数的校核（1）注射量校核注射量以容积表示，最大注射容积为（3-3）式中：-模具型腔和流道的最大容积（）-指定型号和规格的注射机注射量容积（）-注射系数，取0.75倘若实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥塑料在料
13、桶中停留时间过长，所以最小注射量容积：.故每次注射的实际注射量容积V应满足,而V44,符合要求。（2）最大注射压力校核注射机的额定注射压力即为该机器的最高压力，应该大于注射成型时所需调用的注射压力P 即（3-4）式中： -安全系数，常取 =1.25-1.4实际生产中，该塑件成型时所需注射压力为70Mpa-100Mpa,代值计算，符合要求。3.1.3 安装尺寸校核（1） 主流道小端直径D大于注射机喷嘴d，通常为D=d+ (0.5-1) mm对于该模具d=4mm,取D=4.5mm,符合要求（2） 主流道入口的凹面半径SR0应大于注射机喷嘴球半径SR，通常为 SR0=SR+（1-2mm）对于该模具SR=12mm,取SR0=13mm,符合要求。 （3） 定位圈尺寸注射机定位孔尺寸为H7，定位圈尺寸取f6，两者之间呈较松动的间隙配合，符合要求。（4）最大与最小模具厚度模具厚度应满足Hmin H Hmax式中Hmin=200mm，Hmax=300mm而该套模具厚度H=90+32+50+63=235mm,符合要求。3.1.4 开模行程和推出机构的校核开模行程的校核 HH1+H2 （3-5） HH1+H2+（5-10）mm 式中 H注射机
