继电器外壳注塑模说明书Word文档下载推荐.docx

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模具标准件主要有冷冲模架、塑料模架、推杆和弹簧等。

新型弹性元件如氮气弹簧亦已在推广应用中。

4）模具材料与热处理

模具材料的质量、性能、品种和供货是否及时，对模具的质量和使用寿命以及经济效益有着直接的重大影响。

近年来，国内一些模具钢生产企业已相继建成和引进了一些先进工艺设备，使国内模具钢品种规格不合理状况有所改善，模具钢质量有较大程度的提高。

但国产模具钢钢种不全，不成系列，多品种、精料化、制品化等方面尚待解决。

另外，还需要研究适应玻璃、陶瓷、耐火砖和地砖等成型模具用材料系列。

模具热处理使关系能否充分保证模具钢性能的关键环节。

国内大部分企业在模具淬火时仍采用盐熔炉或电炉加热，由于模具热处理工艺执行不严，处理质量不高，而且不稳定，直接影响模具使用寿命和质量。

近年来，真空热处理炉开始广泛用于模具制造。

1.3模具技术的发展趋势

（1）模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化发展

1）模具软件功能集成化。

模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时个功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计，制造，装配，检验，测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的。

如英国Deleam公司的系列化软件就包括了曲面/实体几何造型，复杂形体工程制图，工业设计高级渲染，塑料模设计专家系统，逆向工程系统及复杂形体在线测量系统等。

集成化程度高的软件还包括：

Pro/E,UG和CATIA等。

2）模具设计，分析及制造的三维化。

传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。

模具设计，分析，制造的三维化，无纸化要求新一代模具软件以立体的，直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品的CAE分析，模具可制造性评价和数控加工，成形过程模拟及信息的管理与共享。

如Pro/E,UG和CATIA等软件具备参数化，基于特征，全相关等特点，从而使模具并行工程成为可能。

另外，Cimatran公司的Moldexpert,Deleam公司的Ps-mold及日立造船的Space-E/mold均是3D专业注射模设计软件，可进行交互式3D型腔，型芯设计，模架配置及典型结构设计。

澳大利亚Moldflow公司的三维真实感流动模拟软件MoldflowAdvisers已经受到用户广泛的好评和应用。

面向制造，基于知识的智能化功能是衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。

如Cimatron公司的注射模专家软件能根据脱模方向自动产生分型线和分型面，生成与制品相对应的型芯和型腔，实现模架零件的全相关，自动产生材料明细表和供NC加工的钻孔表格，并能进行智能化加工参数设定，加工结果校验等。

3）模具软件应用的网络化趋势。

随着模具在企业竞争，合作，生产和管理等方面的全球化，国际化，以及计算机软硬技术的迅速发展，模具软件应用的网络化的发展趋势是使CAD/CAE/CAM技术跨地区，跨企业，跨院所在整个行业中推广，实现技术资源的重新整合，使虚拟设计，敏捷制造技术成为可能。

美国在其《21世纪制造企业战略》中指出，到2006年要实现汽车工业敏捷生产/虚拟工程方案，使汽车开发周期从40个月缩短到4个月。

（2）模具检测和加工设备向精密、高效和多功能方向发展

1）模具向着精密，复杂，大型的方向发展，对检测设备的要求越来越高。

目前国内厂家使用较多的有意大利，美国，日本等国的高精度三坐标测量机，并具有数字化扫描功能。

实现了从测量实物-建立数学模型-输出工程图纸-模具制造全过程，成功实现了逆向工程的开发和应用。

2）数控电火花加工机床。

日本沙迪克公司采用直线电机伺服器驱动的AQ325L，AQ550LIS-WEDM具有驱动反应快，传动及定位精度高，热变形小等优点。

瑞士夏米尔公司的NCEDM具有P-E3自适应控制，PCE能量控制及自动编程专家系统，另外有些EDM还采用混粉加工工艺，微精加工脉冲电源及模糊控制（FC）等技术。

3）高速铣削机床（HSM）

铣削加工是型腔模具加工的重要手段。

而高速铣削具有工件温升低、切削力小、加工平稳、加工质量好、加工效率高（为普通铣削加工的5-10倍）及可加工硬材料（<

60HRC）等诸多优点。

因而在模具加工中日益受到重视。

HSM主要用于大，中型模具加工，如汽车覆盖件模具，压铸模，大型塑料模等曲面加工。

4）模具自动加工系统的研制和发展。

随着各种新技术的迅速发展，国外已出现了模具自动加工系统，这也是我国长远发展的目标。

模具自动定位夹具或定位盘；

有完整的机具，刀具数控库；

有完整的数控柔性同步系统；

有质量检测控制系统。

（3）快速经济制模技术的广泛应用

缩短产品开发周期是赢得市场竞争的有效手段之一。

与传统模具加工技术相比，快速经济制模技术具有制模周期短，成本较底的特点，精度和寿命又能满足生产需求，是综合经济效益比较显著的模具制造技术。

快速原型制造（RPM）技术是集精密机械制造，计算机技术，NC技术，激光成型技术和材料科学与一体的新技术，是当前最先进的零件及模具成型方法之一。

RPM技术可直接或间接用于模具制造，具有技术先进的概念设计到制造完成仅为传统加工方法所需时间的1/3和成本的1/4左右。

现在是多品种，少批量生产的时代，到下一个世纪，这种生产方式占工业生产的比例将达75%以上。

一方面是制品使用周期短，品种更新快，另一方面制品的花样变化频繁，均要求模具的生产周期越快越好。

因此，开发快速经济模具越来越引起人们的重视。

例如，研制各种超塑性材料（环氧，聚脂等）制造（或其中填充金属粉末，玻璃纤维等）的简易模具，中，低熔点合金模具，喷涂成型模具，快速模架，快速凸模等也将日益发展。

另外，采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置，快速试模技术也会得到发展和提高。

（4）模具材料及表面处理技术的研究

因选材料和用材不当，致使模具过早失效，大约占失效模具的45%以上。

在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在20%-30%，因此，选用优质钢材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要，对于模具钢来说，要采用电渣重熔工艺，努力提高钢的纯净度，等向性，致密度和均匀性及研制更高性能或有特殊性能的模具钢，如采用粉末冶金工艺制造的粉末高速钢等。

粉末高速钢解决原来高速钢冶炼过程中产生的一次碳化物粗大和偏析，从而影响材质的问题。

其碳化物微细，组织均匀，没有材料方向性，因此，它具有韧性高，磨削工艺性好，耐磨性高，长年使用尺寸稳定等特点，特别对形状复杂的冲件及高速冲压的模具，其优越性更加突出，是一种很有发展前途的钢材。

模具钢品种规格多样化，产品精细化，制品化，尽量缩短供货时间亦是重要发展趋势。

热处理和表面处理是能否充分发展模具钢材性能的关键环节。

模具热处理的主要趋势是：

由渗入单一元素向多元素共渗，复合渗（如TD法）发展；

由一般扩散向CVD，PVD，PVCD，离子渗入，离子注入等方向发展；

可采用的镀膜有：

TiC,TiN,TiCN,TiAlN,CrN,Cr7c3,W2C等，同时热处理手段由大气热处理向真空热处理发展。

另外，目前对激光强化，辉光离子氮化技术及电镀（刷镀）防腐强化等技术也日益受到重视。

（5）模具研磨抛光将向自动化、智能化方向发展

模具表面的精加工中未能很好解决的难题之一。

模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观抛光为主，不仅效率低（约占整个制造周期的1/3），且工人劳动强度大，质量不稳定，制约了我国模具加工向更高层次发展趋势。

日本已研制了数控研磨机，可实现三维曲面模具研磨抛光的自动化、智能化。

另外，由于模具型腔形状复杂，任何一种研磨抛光方法都有一定局限性。

应发展特种研磨与抛光，如挤压磨、电化学抛光、超声波抛光以及复合抛光工艺与装备，以提高模具表面质量。

（6）模具标准件的应用将日渐广泛

使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。

因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。

为此，首先要制定统一的国家标准，并严格按标准生产；

其次要逐步形成规模生产，提高标准件质量、降低成本；

再次是要进一步增加标准件规格品种、发展和完善联销网，保证供货迅速。

（7）压铸模、挤压模及粉末锻模比例增加

随着汽车、车辆和电机产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高，对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。

同时挤压模及粉末锻模比例也将有不同程度的增加，而且精度要求也越来越高。

（8）模具工业新工艺、新理念和新模式

在成形（型）工艺方面，主要有冲压模具多功能复合化、超塑性成形（型）、塑性精密成形（型）技术、塑料模气体辅助注射技术及热流道技术、高压注射成形（型）技术等。

另一方面，随着先进制造技术的不断发展和模具行业整体水平的提高，在模具行业出现了一些新的设计、生产、管理理念与模式。

具体主要有：

适应模具单件生产特点的柔性制造技术；

创造最佳管理和效益的团队精神，精益生产；

提高快速应变能力的并行工程、虚拟制造及全球敏捷制造、网络制造等新的生产哲理；

广泛采用标准件、通用件的分工协作生产模式；

适应可持续发展的环保要求的绿色设计与制造等。

2.电磁继电器外壳注塑模具设计

2.1制品工艺性分析

本制品是电磁继电器外壳。

材料选用透明PS，其形状如图

图2-1

图2-2

制品的形状、尺寸和精度要求与注射成型工艺和模具结构的适应性称为制品的工艺性/现在的注射生产，几乎能成型所有正式形状和尺寸的塑料件。

但科学地设计注塑件并非易事。

设计者必须熟悉注射材料和工艺，了解注射机和模具，注意注塑件与金属零件在结构上的区别。

必须考虑塑料熔体在模具流道和模具形腔内的流动充模特性，考虑塑件冷却固化中存在收缩、取向和残余应力。

注塑件必须采用薄壁件的组合形体，保证壁厚均匀，必须考虑模具结构的简化和脱模的可行。

该制品的特点是轻薄，小巧，表面质量、尺寸精度要求较高。

故制品设计时要考虑以下几个方面：

（1）在保证制品使用要求的前提下，应力求使用价格低廉和成型性能较好的塑料，同时还应力求制品形状、结构简单和壁厚均匀。

注塑性的壁厚是塑料件结构的最基本要素。

其他的形体和尺寸如圆角等，都是以壁厚为参照。

注塑件的壁厚均匀的薄板组合的形体。

如果壁厚不均匀，会使塑料熔体的充模速率与冷却收缩不均匀。

由此产生许多质量问题，如凹陷、真空泡、翘曲，甚至开裂，壁厚均匀一致是注塑件设计的重大原则。

通常热塑性之间的壁厚在1~5mm范围选择。

本制品平均壁厚为0.8mm。

另外，在取较小的壁厚时还要考虑制品在脱模顶出过程中，塑件变形损伤的限制和制品在使用装配坚固时的强度和刚度。

（2）制品的脱模斜度

在确定脱模斜度过程中，要注意下面三点。

第一，在必须保证塑件尺寸精度，脱模斜度造成的制品尺寸误差必须必须限制在该尺寸精度的公差之内。

第二，为避免或减少脱模力过大而损伤注塑件，对于收缩较大，形状复杂，对型芯包紧较大的塑件，应考虑较大的脱模斜度。

第三，为使塑件在开模后仍留在动模一侧的的型芯上，可以考虑塑件的内表面脱模斜度取略大于外表面。

一般情况，塑件沿脱模方向的脱模斜度为1~1.5°

，塑件沿脱模方向有几个孔使脱模阻力较大时，宜采用4~5°

的斜度。

该制品为PS材料，由于制品在型芯侧有较多凸台与凹孔，内表面的脱模斜度取1.5°

表2-1常用塑料成型的脱模斜度推荐值

塑料种类

脱模斜度

凹模（型腔）

凸模（型芯）

聚酰胺

25′~40′

20′~40′

ABS

40′~1°

20′

35′~1°

聚乙烯

25′~45′

20′~45′

聚碳酸酯

30′~50′

聚苯乙烯

30′

30′~1°

聚甲醛

有机玻璃

氯化聚醚

（3）转角处以圆角过渡

在塑件设计过程中，为了避免应力集中，提高塑件强度，改善塑件的流动情况，便于脱模。

塑件除了使用上要求必须采用尖角外，其余所有转角处均应尽可能采用圆角过渡。

一般采用R0.5mm，就能使塑件的强度大为增强。

在塑件结构无特殊要求时，各连接处的圆角半径均不应小于0.5~1mm。

采用圆角过度时，其外壁R=0.5mm。

还应注意，在分型面上，在顶杆和推块的运动配合表面上，通常不设置圆角，以防止漏料和飞边。

本制品由于壁厚平均只有0.8mm,故采用较小圆角R=0.2mm。

（4）选择合适的精度

注塑件的设计图用公差标明尺寸和形状位置精度。

这关系到塑料制品装配时的互换性和使用性能，也关系到模塑工程的经济性。

本品为高档产品，因此表面和尺寸精度要求较高，但是过分强调精度会给模具生产和加工带来不必要的麻烦。

本制品采用3级精度，查参考文献[6]表2-3得公差值为0.26mm。

（5）设计制品时还应考虑成型进的分子取向问题，除特殊要求应尽量避免出现明显的各向异性。

（6）设计出的制品形状应利于模具分型、排气、补缩和冷却，同时在成型以后最好不要在进行机械加工。

2.2PS的加工工艺及成型性能

化学和物理特性

大多数商业用的PS都是透明的、非晶体材料。

PS具有非常好的几何稳定性、热稳定性、光学透过特性、电绝缘特性以及很微小的吸湿倾向。

它能够抵抗水、稀释的无机酸，但能够被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀，并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。

典型的收缩率在0.4~0.7%之间。

注塑模工艺条件:

干燥处理：

除非储存不当，通常不需要干燥处理。

如果需要干燥，建议干燥条件为80℃、2~3小时。

熔化温度：

180~280℃。

对于阻燃型材料其上限为250℃。

模具温度：

40~50℃。

注射压力：

200~600Mpa。

注射速度：

建议使用快速的注射速度。

流道和浇口:

可以使用所有常规类型的浇口。

典型用途:

产品包装，家庭用品（餐具、托盘等），电气（透明容器、光源散射器、绝缘薄膜等）。

2.3分型面的选择

在注射模具中，用于取出塑料件或浇注系统凝料的面，通称为分型面。

常见的取出塑料件的主分型面与开模方向垂直，也有采用与开模方向一致的分型面。

分型面大都是平面，也有倾斜面，曲面或阶梯面。

分型面的选择不仅关系到塑料件的正常成型和脱模，而且还关系到模具的结构与制造成本，在选择分型面时，应遵守以下原则：

（1）分型就选择在塑料件的最大截面处。

（2）尽可能将塑件留在动模一侧。

（3）有利于保证塑料件的尺寸精度。

（4）有利于保证塑料件的外观质量。

（5）考虑满足塑料件的要求。

（6）长型芯应位于开模方向。

（7）尽量减少塑料件在合模平面上的投影面积，以减少所需的锁模力。

（8）有利于排气。

应将分型面置于熔体充模流动的末端。

（9）有利于简化模具结构。

（10）非平面分型面的选择，就有利于型腔加工和脱模方便。

基于以上原则，该制品的分型面选择在制品的下底面。

如图

图2-3

2.4型腔数目的确定

最经济型腔数的确定，实质上是注塑件的生产成本核算。

但在注射模设计初始方案决定阶段，由于浇注系统等技术参数尚属未知，型腔数的确定只能根据经验进行估算预测，在模具设计完成后，可根据这个方法再细化，进行生产总成本和每个塑料制品成本的核算。

考虑到本制品体积较小，且需要在两侧侧抽，导致模具结构复杂，经过综合分析，宜采用一模两腔。

2.5浇注系统的设计

浇注系统的作用，是将塑料熔体顺利地充满到模腔深处，以获得外形轮廓清晰，内在质量优良的塑料制品。

因此要求充模过程快而有序，压力损失小，热量损失小，排气条件好，浇注系统中凝料容易与制品分离或切除。

2.5.1浇注系统的组成

本模具的浇注系统由主流道、分流道、侧浇口和冷料穴组成。

（1）主流道

主流道是连接注射机的喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机的喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度。

（2）分流道

分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的作用。

多型腔模具中应具有一定设置的分流道。

（3）浇口

指分流道末端与型腔入口之间狭窄且短小的段流道。

它的功能是使塑料熔体加快流速注入模腔内，并有序地填满型腔，且对补缩有控制的作用。

2.5.2浇注系统的布置

在多型腔模中，分流道的的布置有平衡式和非平衡式两类，一般以平衡式布置为佳。

平衡式布置就是从主流道末端到各个型腔的分流道，其长度、断面形状和尺寸都是对应相等的。

这种设计可使塑料均衡地充满各个型腔。

考虑到本模具采用一模两腔，模流动距离较长且制品的尺寸精度和表面精度要求较高，故分流道应采用平衡式布置。

2.5.3主流道的设计

主流道的设计要点如下：

（1）便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设计成圆锥形，其锥角为2~4°

，对流动性差的凝料，也可取3~6°

过大会造成流速减慢，易成涡流，内壁粗糙度为Ra0.63um。

（2）主流道大端呈圆角，其半径常取r=1~3mm，以减少料流转向过渡时的阻力。

（3）在成型良好的情况下，主流道的长度尽量短，否则将会使主流道的凝料增多，且增加压力损失，使塑料熔体降温过多而影响注射成型。

（4）为了使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对接，主流道对接设计成半球形凹坑，其半径r=r+（1~2mm），凹坑深度常取3~4mm。

（5）由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套，以便先用优质钢材单独加工和热处理。

如大端兼作定位环则圆盘突出定模端面的H=5~10mm，也常有将模具定位环与主流道衬套分开设计的。

本模具安装在卧式的注射机中，故主流道垂直于分型面，且呈圆锥形，具有2°

的锥角，其大端直径为6.8mm，小端直径大于喷嘴直径的3mm，它的长度取决于定模板及脱流道板的厚度。

由于主流道要与高浊的塑料和喷嘴反复接触和碰撞，所以模具的主流道部分常设计成可拆卸的浇口套，以便选用优质钢材单独进行加工和热处理。

本模具采用的浇口套如图2－4所示。

图2-4

2.5.4分流道的设计

常用的分流道的断面形状有圆形、矩形、梯形、U字形和六角形等。

要减少流道内的压力损失，希望流道的截面大，表面积小，以减少传热损失。

因此可用流道的截面积与周长之比来表示流道的效率。

其中圆形截面的效率最高（即表面最小）。

本模具的分流道采用U形分流道。

分流道的长度取决于模具型腔的总体方案和浇口的位置，从输送熔体时的减少压力损失和热量损失及减少浇道凝料的要求出发，应力求缩短。

对于壁厚小于3mm，质量在200g以下的制品，可用以下经验公式确定分流道的直径：

mm

式中：

D—各级分流道的直径（mm）；

W—流经该分流道的熔体重量（g）；

L—流过W熔体的分流道长度（mm）。

由于本制品的材料为PS，密度为1.05g/cm3，用测出制品的体积为W=2.879g，L在这里取10mm，那么

，其修正系数为f=1.2，则分流道直径为D′=D×

f=0.98mm，但PS允许的最小分流道直径为3.2mm，分流道直径取3.5mm。

2.5.5浇口的设计

浇口是连接分流道与型腔的一段细短的通道，它是浇注系统的关键部分。

浇口的形状、数量、尺寸和位置对制品的质量影响很大。

浇口的主要作用有两点：

一是塑料熔体流经的通道，二是浇口的适时凝固可控制保压时间。

浇口有点浇口、潜伏式浇口、侧浇口、重叠式浇口、扇形浇口等多种形式。

由于侧浇口保压补缩作用较好，且不易产生塑件残余应力变形，翘曲，易成型薄壁，复杂形状的塑件。

所以本制品采用侧浇口比较好。

值得注意的是：

侧浇口注射压力损计模失大，融料流速高，对壳型塑件排气不便，易产生熔接痕，缺料。

缩孔，气孔等弊病。

在设计的时候要尽量不让这些弊病产生。

2.6注塑机的选择

选择合适的注塑机是注塑加工进行的的前提，在选择注塑机时要以下列参数校核为依据

2.6.1最大注塑量

注塑模集一次成型的塑料重量（制品和流道凝料之和）应在注塑机理论注射量的10~80%之间为宜；

既能保证制品质量，又可充分发挥设备的能力，则选在50~80%之间为好。

柱塞式注塑机按一次注射聚苯乙烯（PS）塑料的最大克数为标准。

螺杆式注塑机的最大注射量通常以螺杆在料筒内最大推进容积M（mm3）来表示。

本模具所采用的是螺杆式注塑机。

计算零件的体积、质量是为了选择注塑机。

本次设计的制品的体积和投影面积由UG直接得出：

投影面积为560mm2，体积为2741mm3，浇道的体积计算如下：

冷料穴和主流道的体积：

分流道体积：

212.68mm2

流道总体积：

373.02mm2

每次注射体积：

5855mm2

PS密度为1.05g/cm3，则制品的质量为：

M=ρV=6.15g

则注射量为：

V注=V/80%=7.68g

2.6.2注射压力

注射加工时