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模具设计与制造

——插头模具设计

姓名：陆峰峰

学号： 0701500226

院系：机械工程及其自动化

指导老师：黄晓华

日期： 2011-1-18

模具设计与制造——插头模具设计

陆峰峰 0701500226

20世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以15％的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。

中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48"（约122CM）大屏幕彩电塑壳注射模具，6.5KG大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。

尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。

（1）注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。

（2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。

（3）推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。

（4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。

一、插头结构工艺性分析

1、塑件结构分析

本例设计的是一普通两极电源插头（如图1、图2）。

图1

图2

从图中分析可知，电源插头材质为酚醛塑料（电木），其整体尺寸较小，结构比较规则，没有内凹结构，其表面粗糙度和飞边要求都不高，但其产量较大，注塑前需要放置金属电极。根据以上分析，采用简易的固定式小型两形腔模具，安装嵌件和取下工件都由工人手动完成，在成本较低的情况下即可符合生产要求。

2、收缩性

塑料经成型后获得的制品从热模具中取出后，因冷却以及其它原因而引起尺寸减小或体积收缩的现象称为塑料的收缩性。收缩性是每一种塑料的固有特性之一［1］。为了得到符合图纸要求的塑件，在设计模具的时候，对于收缩性总是给以适当的补偿。本设计中的塑件原料PS塑料的收缩率为1.005。

二、注塑机的选择

1、注射机规格

注射机是热塑性塑料和部分热固性塑料注射成形的主要设备，我们选择注射机型号为XS-Z-60,它的技术规格如表3-1所示。

2、注射机校核

2.1注射机容量校核

塑件成形所需的注射总量应小于所选注射机的注射容量。注射容量以容积（cm3）表示时，塑件体积（包括浇注系统）应小于注射机的注射容量，其关系按2-1式校核V件≤0.8V注（2-1）

式中

V件—塑件与浇注系统的体积（cm3）;

V注—注射机注射容量（cm3）;

0.8 —最大注射容量利用系数。

在这个设计中，

V件= 29 cm3

V注=60cm3

29<0.8*60=48

所以注射机注射容量完全满足要求。

2.2注射机锁模力校核

模具所需的最大锁模力应小于或等于注射机的额定锁模力，其关系按2-2式校核

p腔F≤P锁（2-2）

式中

p腔—模具型腔压力，一般取40～50Mpa；

F—塑件与浇注系统分型面上的投影面积（mm2）;

P锁—注射机额定锁模力（N）。

在这个设计中

p腔 = 40 Mpa

F = 10734.2mm2

P锁 = 500 kN

p腔F = 40 × 106×10734.2 × 10-6 = 429.368 (kN)< 500(kN)

所以注射机的锁模力也满足要求。

2.3注射机注塑压力校核

塑件所需的注射压力应小于或等于注射机的额定注射压力，其关系按2-3式校核

p成≤ P注（2-3）

式中

p成—塑件成形所需的注射压力（Mpa）；

P注—所选注射机的额定注射压力(Mpa)。

在这个设计中

p成 = 80 Mpa

P注 = 122Mpa

显然，80 <122Mpa，因此注射压力也满要求。

2.4注射机模具厚度校核

模具闭合时的厚度应在注射机动、定模板的最大闭合高度和最小闭合高度之间，其关系按2-4式校核

H最小＜ H模＜ H最大（2-4）

式中

H最小—注射机所允许的最小模具厚度（mm）；

H模—模具闭合厚度（mm）；

H最大—注射机所允许的最大模具厚度（mm）。