插座盒模具设计

第五章插座盒的设计及工艺分析5.1 延时复位开关式插座盒设计Pro/E 三维造型图

三维造型图如图 5-1、图 5-2。

图 5-1 插座盒上座Pro/E 三维造型图

图 5-2 插座盒内盒Pro/E 三维造型图

5.2 插座盒设计尺寸图

图 5-3插座盒设计尺寸图

图 5-4插座盒内盒主视图剖视图

（注：插座盒上座尺寸图见下面分型面设计部分。）

5.3 插座盒设计思路概述

本插座盒的设计是基于普通插座盒的外形结构进行改造的。出于外形美观的考虑，外形大小大体相当于两倍的普通插座盒。

内盒部分结构和普通插座盒基本相同，包括四个侧面各有两个直径20mm 的孔，供实际线路的接入接出；左右两端有供螺钉连接的孔。

与普通插座的区别在于，带延时复位控制的插座，需要在内盒里嵌入起控制

作用的电路板。因此在盒内相应的位置增加了两个带螺孔的圆柱台，可以通过螺钉连接将电路板固定与盒内。圆柱台为对角设计，使电路板的固定更为牢靠。电路板的大小设计应在65*50*20mm 3范围之内。螺钉可以选择直径3mm 的螺钉。可以根据实际情况，电路板的实际布局等，选择更小号的螺钉。

插座盒上座的设计稍显麻烦，除了正常的电冰箱专用插孔，考虑到电路板的输出部分，包括数码管显示屏，蜂鸣器；输入部分，包括 6 个按钮；另外，还有电池盒的设置。

正常的插座盒插孔布局在左半部分。插孔占用的上下高度小，因此，电路板布局在其下方。

中间一排 6 孔为按键孔，电路板在实际布局时应该考虑到按键的位置，将按钮设置在相应的位置。

右边部分主要是电池盒的布置和，数码管显示的开口。单片机采用的三节5

号电池供电，提供 4~5V 的电压。电池盒占用的空间相对较大，因此将其单独布

局在了右边。按照 3 节 5 号电池的大小设计。

5.4 塑件的成型工艺性分析

插座盒上座结构相对较为复杂，因此选用上座作为塑件进行模具设计。

塑件如图 5-5 所示。

图5-5 塑件 pro/E 实物模型图

产品名称：智能延时复位开关式插座上座；

产品材料： ABS ；

产品数量：较大批量生产；

塑件尺寸：如图6-1~图 6-4 所示；

塑件重量：约 15 克；

塑件颜色：白色；

塑件要求：塑件外侧表面光滑，下端外沿不允许有浇口痕迹。塑件允许最大

脱模斜度 0.5°；

结构特点：该塑件大体是一个 2~3mm 厚的壳体，因为壳体外部在实际安装中，出于美观考虑，还会添加保护壳，用与遮盖电池盒和阶梯孔。所以壳体外部光洁度要求不高。壳体表面带有几种不同形状的孔，在保证孔间距和孔的形状时给模具的加工带来了一定的难度。产品的精度要求不高，从成本上考虑，可以采用一模一腔，单分型面的模架。材料采用 ABS（丙烯腈 -丁二烯 -苯乙烯共聚物），丙烯腈 -丁二烯-苯乙烯共聚物无毒、无味，呈微黄色，成型的塑料件有较好的光泽。

5.5 塑件材料 ABS的使用性能

综合性能较好，冲击韧度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性、电气性能

良好；易于成形和机械加工，与有机玻璃的熔接性良好，可作双色成形塑件，且

表面可镀铬。

适于制作一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和电信结构零件。

5.6 塑件材料 ABS的加工特性

无定型塑料，其品种很多，各品种的机电性能及成形特性也各有差异，应按

品种确定成形方法及成形条件。

吸湿性强，含水量应小于 0.3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求

长时间预热干燥。

流动性中等，溢边料0.04 mm 左右（流动性比聚苯乙烯）。

比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型

树脂，料温更宜取高）。料温对物性影响较大、料温过高易分解（分解温度为 250℃左右，比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高塑件，模温宜取50～60℃，要求光

泽及耐热型料宜取 60～80℃。注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注

塑机时料温为 180～ 230℃，注射压力为 100～ 140 MPa，螺杆式注塑机则取160～ 220℃， 70～100 MPa 为宜。

模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械

加工时塑件表面呈现“白色”痕迹（但在热水中加热可消失）。脱模斜度宜取 2°以上。

5.7塑件的成型工艺参数确定

适用注射机类型螺杆式

密度 1.01 ～ 1.07 g/cm3；

收缩率0.3 ～ 0.8% ；

预热温度80C°～ 85C°，预热时间 2 ～ 3 h ；

料筒温度后段 150C°～ 170C°，中段 165C°～ 180C°，前段 180C°～200C°；

喷嘴温度170C°～ 180C°；

模具温度50C°～ 80C°；

注射压力60 ～ 100 MPa ；

成型时间注射时间 20 ～ 90s ，保压时间0 ～5s ，冷却时间20 ～120s 。

第六章模具整体设计

6.1 注塑设备的选择

6.1.1 估算塑件体积

估算塑件体积和质量：

该产品材料为 ABS ，查书本得知其密度为 1.13-1.14g/cm3，计算其平均密度为1.135 g/cm3，平均收缩率为 0.55﹪。

使用 PRO/E 软件画出三维实体图，软件能自动计算出所画图形浇道凝料和塑件的体积。软件计算塑件体积为 7.58 cm3。另预置浇道凝料和飞边所需塑料为 2 cm3因此估算塑件体积为 9.58 cm3。

6.1.2 选择注射机

根据塑料制品的体积或质量，查书可选定注塑机型号为SZ-40/25。

注塑机的参数如下：

注塑机最大注塑量： 40cm3

注塑压力： 200/Mpa

注塑速率： 50(g/s)

塑化能力： 20(Kg/h)

锁模力： 2500KN

注塑机拉行间距： 250×250mm

顶出行程： 55mm

最小模厚： 130mm

最大模厚： 220mm

模板行程： 230mm

注塑机定位孔直径： 55 mm

喷嘴球半径： SR10

6.1.3 注射量校核

在设计模具时，为确保塑件质量，应保证注射模内所需注射量在注射机实际