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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
開 題 報(bào) 告
學(xué)生姓名 崔銘博
學(xué) 號(hào) 1030060131
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) 機(jī)械10-1
指導(dǎo)教師 陶福春
2014年 3 月 1 日
課題題目及來源：
課題題目：十六芯插座蓋模具設(shè)計(jì)
課題來源：模擬生產(chǎn)實(shí)際課題
課題研究的意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：
伴隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，從整體來看，中國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進(jìn)步，但與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，中國塑料模具工業(yè)與世界先進(jìn)水平相比差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在塑料模具總量供不應(yīng)求的同時(shí)，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢(shì)。?
加入WTO，給塑料模具產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，同時(shí)帶來更多的機(jī)會(huì)。由于中國塑料模具以中低檔產(chǎn)品為主，產(chǎn)品價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯，有些甚至只有國外產(chǎn)品價(jià)格的1/5～1/3，加入WTO后，國外同類產(chǎn)品對(duì)國內(nèi)沖擊不大，而中國中低檔模具的出口量則加大；在高精模具方面，加入WTO前本來就主要依靠進(jìn)口，加入WTO后，不僅為高精尖產(chǎn)品的進(jìn)口帶來了更多的便利，同時(shí)還促使更多外資來中國建廠，帶來國外先進(jìn)的模具技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)培養(yǎng)中國的專業(yè)模具人才起到了推動(dòng)作用。?
??從市場(chǎng)情況來看，塑料模具生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展那些技術(shù)含量高的大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具，并大力開發(fā)國際市場(chǎng)，發(fā)展出口模具。隨著中國塑料工業(yè)，特別是工程塑料的高速發(fā)展，可以預(yù)見，中國塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工業(yè)的整體發(fā)展速度，未來幾年年增長率仍將保持20%左右的水平。
近年來，港資、臺(tái)資、外資企業(yè)在中國大陸發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量自產(chǎn)用塑料模具無確切的統(tǒng)計(jì)資料，因此未能計(jì)入上述數(shù)字之中。
在科技發(fā)展中，人是第一因素，因此我們要特別注重人才的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術(shù)創(chuàng)新，提高模具設(shè)計(jì)制造水平。在制造中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，逐步走向網(wǎng)絡(luò)化、智能化環(huán)境，實(shí)現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動(dòng)態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。我國模具工業(yè)一個(gè)完全信息化的、充滿著朝氣和希望而又實(shí)實(shí)在在的新時(shí)代即將到來。
課題研究的主要內(nèi)容和方法，研究過程中的主要問題和解決辦法：
1、研究內(nèi)容：?
（1）運(yùn)用塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，分析塑件的成分及性能要求，取澆口的類型做好了準(zhǔn)備；?
（2）估算塑件的體積，便于選取注塑機(jī)及確定型腔數(shù)量；?
（3）分析塑件的特征，確定模具的設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及推出裝置的選??；?
（4）注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分型面選擇，確定型腔的數(shù)目及排列方式，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
2、研究方法：
（1）選擇注塑機(jī)的類型。???
（2）根據(jù)塑料件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸精度要求等確定型腔數(shù)量和排列方式。???
（3）確定分型面。???
（4）確定澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)。?
（5）選擇頂出方式，決定側(cè)凹處理方式、抽芯方式。?
（6）確定主要成型零件，結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式。
（7）考慮模具各部分的強(qiáng)度，計(jì)算成型零件工作尺寸。
3、研究過程中的主要問題：?
（1）、對(duì)塑件進(jìn)行工藝性分析。?
（2）、計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量。?
（3）、塑件注塑工藝參數(shù)的確定。?
（4）、注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
4、研究過程中的解決辦法：
（1）查找相關(guān)資料和文獻(xiàn)，準(zhǔn)備概要設(shè)計(jì)方案。???
（2）塑件的工藝性分析，計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量。???
（3）塑件注塑工藝參數(shù)的確定，選取塑料成型設(shè)備。???
（4）注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。?
（5）繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖。
課題研究所需的參考文獻(xiàn)：
[1].高濟(jì).塑料模具設(shè)計(jì).械工業(yè)出版社，2003?
[2].于華.注射模具設(shè)計(jì)技術(shù)及實(shí)例.機(jī)械工業(yè)出版社，2004?
[3].鄭大中，房金妹，譚平宇等.模具結(jié)構(gòu)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，1998??
[4].塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組.塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社.1982?
[5].何銘新.錢可強(qiáng).機(jī)械制圖(第四版).高等教育出版社,1997?
[6].詹友剛.PRO/E2001教程,清華大學(xué)出版社，2003?
[7].鄭文緯，吳克堅(jiān).機(jī)械原理(第七版).高等教育出版社，1997?
[8].翁其金主編.塑料模具成型技術(shù).機(jī)械出社.2001
指導(dǎo)教師審查意見：
指導(dǎo)教師簽字：
20 年 月 日
指導(dǎo)委員會(huì)意見審核意見：
組長簽字：
20 年 月 日
哈爾濱理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
學(xué)生姓名： 崔銘博 學(xué)號(hào)：1030060131
學(xué) 院： 榮成學(xué)院 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
任務(wù)起止時(shí)間： 2014年02月24日至 2013年06月 20日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：
十六芯插座蓋模具設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)工作內(nèi)容：
1、翻譯外文資料、資料準(zhǔn)備和寫開題報(bào)告（第1至第3周）；
2、結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，制訂零件的加工工藝，并進(jìn)行相應(yīng)的工藝參數(shù)計(jì)算；（第4至第6周）；
3、設(shè)計(jì)所有的模具，畫出裝配圖以及所有零件的工作圖；（第7至第11周）；
4、模具加工過程的動(dòng)畫設(shè)計(jì)（第12至第14周）；
5、攥寫畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯；（第15周第16周）
注：要求全部用計(jì)算機(jī)繪圖和打印文稿（交打印件和電子稿）
資料：
1、機(jī)械制造工藝學(xué)；
2、模具設(shè)計(jì)及圖冊(cè)；
3、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)手冊(cè)；
4、相關(guān)的技術(shù)資料；
5、Pro/ENGINEER相關(guān)資料。
指導(dǎo)教師意見：
簽名：
2014年 02 月20 日
系主任意見：
簽名：
2014年02月22日
教務(wù)處制表
教務(wù)處制表
畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
題 目：十六芯插座蓋的模具設(shè)計(jì)
專業(yè)年級(jí)： 機(jī)械10-1班
學(xué)生姓名： 崔銘博
學(xué) 號(hào)： 1030060131
學(xué)校指導(dǎo)教師： 陶福春
機(jī)械工程系
2014 年 月 日
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)
題 目：
院、 系：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
系 主 任：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)檔案袋封面格式：（B5紙，三號(hào)宋體字加粗）
學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)：
專 業(yè)： 指導(dǎo)教師：
題 目：
內(nèi) 容
序號(hào)
文 件 名 稱
數(shù) 量
1
畢業(yè)論文
XX頁
2
XXX夾具圖紙
XX張
3
光盤
XX張
4
XXX
XXX
5
畢業(yè)設(shè)計(jì)底邊格式：（B5紙，三號(hào)宋體字加粗）
學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)：
專 業(yè)： 指導(dǎo)教師：
設(shè)計(jì)題目：
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明
1、要嚴(yán)格按照任務(wù)書的要求完成相應(yīng)的工作量；
2、補(bǔ)齊設(shè)計(jì)的零件圖；
3、論文一定要按照模板，嚴(yán)格注意字體（宋體小四）、間距(單倍)、紙張（B5）,每個(gè)圖都要喲普?qǐng)D號(hào)和名稱，表格也要有表號(hào)和名稱，表格應(yīng)該是三線表形式，左右兩邊最外邊的線沒有，每個(gè)章都要從新起頁，每章也都要有小結(jié)等。
4、圖紙，要規(guī)范，標(biāo)題欄一定要用國家標(biāo)準(zhǔn)的，線條要準(zhǔn)確，要設(shè)層，尺寸標(biāo)注要齊全，要有相應(yīng)的尺寸公差、形位誤差和表面質(zhì)量要求，材料和相應(yīng)的技術(shù)要求要準(zhǔn)確。
5、要按時(shí)完成，爭(zhēng)取在六月初就基本完成，交給我審核。然后準(zhǔn)備答辯。
哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文
十六芯插座蓋模具設(shè)計(jì)
摘 要
隨著現(xiàn)代模具工業(yè)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在模具工業(yè)中應(yīng)用越來越多，其中PRO/E軟件為傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)帶來了巨大的便利。PRO/E是一套由設(shè)計(jì)至制造的機(jī)械自動(dòng)化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個(gè)參數(shù)化、基于特征的實(shí)體造型系統(tǒng)，并且具有單一數(shù)據(jù)庫功能。
在本文中，概述了CAD技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，介紹了CAD在模具工業(yè)中的使用和發(fā)展情況，介紹了在我國研究和發(fā)展模具CAD技術(shù)的必要性和迫切性；詳細(xì)介紹了模具的設(shè)計(jì)過程及利用PRO/E軟件制作的模具。通過了解和掌握塑料尼龍及十六芯插座蓋塑料模具設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，主要完成注射塑料模具的成型部分、澆注系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)、模體等部分的設(shè)計(jì)，并利用功能強(qiáng)大的CAD軟件PRO/E進(jìn)行三維造型及模具工過程的動(dòng)畫設(shè)計(jì)。
通過本次設(shè)計(jì)，不僅掌握了注射模具的基本設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)要領(lǐng)，并了解了塑料的基本成型工藝，以及軟件PRO/E的實(shí)體建模、裝配建模、制圖基礎(chǔ)、工過程動(dòng)畫設(shè)計(jì)等各個(gè)環(huán)節(jié)的基本操作規(guī)則及運(yùn)用方法，從而可以利用軟件PRO/E或其它三維設(shè)計(jì)軟件完成模具的整體設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞 注射模具；塑料；Pro/E軟件；
Sixteen core jack top design
Abstract
With the quick development of modern Injection Mould industry , Computer Aided Design (CAD) is used more and more, There into PRO/E software Brings huge advantage for traditional Injection Mould design. PRO/E is the mechanical automation software that the manufacturing is arrived in one set of cause design, and is the product modelling system of a new generation, and is the substance modelling system of the parameterization and characteristic baseded on, and possesses the single data base function.
In this paper, the Internal and overseas general situation is summarized. The appliance and development of CAD in Injection Mould industry is introduced. Essentiality and anxiety of developing and researching internal CAD in the field of Injection Mould are introduced; the process of Injection Mould design and got-up Injection Mould by PRO/E software are introduced detailed.In the design process, through the understanding and mastering the plastics Nylon and sixteen core jack top, primarily complete to the plastics mould of type part, injection system, and design the system for the plastics taking off and the frame of mold the etc. And make use of the PRO/E which is one of the CAD software with mighty functions to accomplish 3D shapes and Animation of worker's course.
After finishing this design, we not only control the basic process and the main points of the injection mould’s design, but also understood entity that the plastics's fundamental type craft, and the solid modeling, the assembly and the engineering drawing in PRO/E, Animation of worker's course, graphics the foundation to the basic operation rule and application method of the each link. Finally, we can make use of the Pro/E and other 3D soft ware to complete the mould overall design.
Keywords Plastics; The injection mould for plastics; PRO/E;
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目 錄
十六芯插座蓋模具設(shè)計(jì) I
摘 要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1 現(xiàn)代模具發(fā)展概況 1
1.2 中國模具發(fā)展概況 1
1.3 國內(nèi)外模具發(fā)展概況 2
1.4 線對(duì)板連接器 3
1.5 本章小結(jié)................................................................................................... 4
第2章 塑件與注射模具 5
2.1 塑料 5
2.1.1 塑料的結(jié)構(gòu)、成分 5
2.1.2 塑料的使用性能及用途 5
2.1.3 塑料的選用 5
2.2 塑件結(jié)構(gòu) 7
2.3 表面質(zhì)量 8
2.4 注射模具 8
2.4.1 注射模具設(shè)計(jì)的幾個(gè)部分 9
2.5 本章小結(jié)................................................................................................... 9
第3章 注射機(jī)的確定和型腔設(shè)計(jì) 10
3.1 注射機(jī)型號(hào)的確定 10
3.1.1 最大注射量的校核 10
3.1.2 鎖模力的校核 10
3.2成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11
3.2.1分型面位置的確定 11
3.2.2型腔數(shù)目的確定 12
3.2.3型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13
3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16
3.3.1 主流道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16
3.3.2 澆口套 16
3.3.3 分流道設(shè)計(jì) 17
3.3.4 分流道的形狀及尺寸 17
3.3.5 澆口的設(shè)計(jì) 18
3.4 澆注系統(tǒng)的平衡 19
3.5 冷料穴的設(shè)計(jì) 19
3.6 本章小結(jié)................................................................................................. 20
第4章 模具零部件設(shè)計(jì) 21
4.1 模體概述 21
4.2動(dòng)模固定板和定模固定板 21
4.3支承塊 21
4.4導(dǎo)向零件 22
4.4.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 22
4.4.2導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 22
4.5拉料桿 23
4.6動(dòng)模墊板設(shè)計(jì) 23
4.7彈簧 24
4.8頂板導(dǎo)柱 24
4.9本章小結(jié).................................................................................................. 24
第5章 模具工作過程的動(dòng)畫設(shè)計(jì) 25
5.1 裝配 25
5.1.1 子組的裝配 25
5.1.2 模具的整體裝配 26
5.2 動(dòng)畫設(shè)計(jì) 27
5.3 本章小結(jié)................................................................................................. 31
結(jié) 論 32
參考文獻(xiàn) 34
致 謝 33
附錄A英文翻譯 35
附錄B 46
附錄C 47
千萬不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行
- 46 -
第1章 緒論
1.1 現(xiàn)代模具發(fā)展概況
在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中，模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)中一個(gè)非常重要的行業(yè)。許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)在很大程度上依賴于模具的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，特別是在汽車、輕工、電子和航天等領(lǐng)域中尤為重要。模具制造能力的強(qiáng)弱和水平的高低，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志之一。它關(guān)系著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高，直接影響了國民經(jīng)濟(jì)中許多行業(yè)的發(fā)展。
1.2 中國模具發(fā)展概況
20世紀(jì)80年代以來，中國的模具工業(yè)發(fā)展十分迅速，一直以每年約15％的增長速度發(fā)展。目前，中國約有17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約50多萬。1999年中國的模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá)245億元人民幣，具體情況見表1-1。
表 1-1 中國模具工業(yè)進(jìn)出口情況
年份
生產(chǎn)廠家
產(chǎn) 值
（億元）
進(jìn)口模具
（萬美元）
出口模具
（萬美元）
1984
6000
15
2429
130
1994
10000
130
76500
3890
1999
17000
245
88274
13285
在過去的10余年間，我國的模具工業(yè)和模具技術(shù)得到了快速發(fā)展。但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，還不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需要。未來十年，中國模具工業(yè)和模具工業(yè)和模具技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)ǎ?
1.提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計(jì)制造水平。
2.在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)。
3.大力發(fā)展快速制造原型和快速制造模具技術(shù)。
4. 在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。
5.提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。
6.發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)。
7.逐步推廣高速銑削在模具加工的應(yīng)用。
8.進(jìn)一步研究和開發(fā)模具的拋光技術(shù)和設(shè)備。
9.研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。
我國的模具行業(yè)與國外的差距見表1-2
表 1-2 我國的模具行業(yè)與國外的差距
國際
國內(nèi)
生
產(chǎn)
加
工
型腔加工
基本上采用數(shù)控加工，高速銑削應(yīng)用也比較普遍
通用機(jī)床為主，少量數(shù)控，高速銑削剛開始應(yīng)用
CAD/CAM/CAE技術(shù)
已基本普及
應(yīng)用面較小
三坐標(biāo)測(cè)量
已普及應(yīng)用
較少應(yīng)用
制造
精度
μm
塑料模
0.005~0.01
0.02~0.04
壓鑄模
0.01~0.03
0.02~0.05
沖壓模
0.002~0.005
0.005~0.02
生
產(chǎn)
周
期
汽車覆蓋件模具
半年左右
一年左右
大型塑料模具
3~4個(gè)月
8~10個(gè)月
高精度多工位級(jí)進(jìn)模
2~4個(gè)月
4~6個(gè)月
模 具 壽 命
同類同檔次模具，國內(nèi)約為國外的1/2~1/4
標(biāo) 準(zhǔn) 化
程 度
70%以上，標(biāo)準(zhǔn)件品種規(guī)格多、質(zhì)量高、交貨快
30%以下，標(biāo)準(zhǔn)件品種少、質(zhì)量低、交貨期長
專 業(yè) 化
水 平
專業(yè)廠生產(chǎn)的商品模具占行業(yè)總產(chǎn)值的70%以上
專業(yè)廠生產(chǎn)的商業(yè)模具占行業(yè)總產(chǎn)值的30%
經(jīng) 濟(jì) 效 益
工業(yè)先進(jìn)國家10萬~20萬美圓/年·人
3萬~5萬元人民幣/年·人
1.3 國內(nèi)外模具發(fā)展概況
根據(jù)國際專用工具協(xié)會(huì)和亞洲模具協(xié)會(huì)聯(lián)盟的綜合估計(jì)，全球的主要模具生產(chǎn)國家和地區(qū)如下：
1.日、美、德、法等工業(yè)發(fā)達(dá)國家
它們發(fā)展速度快，市場(chǎng)規(guī)模大，內(nèi)需充足，可吸納本國生產(chǎn)的各類模具。其技術(shù)檔次高，具備開發(fā)各種模具的能力。
2.發(fā)展中國家/地區(qū)
包括韓國、新加坡、馬來西亞、葡萄牙等國家和中國臺(tái)灣、香港地區(qū)。屬出口導(dǎo)向型，發(fā)展模式大致為由傳統(tǒng)勞動(dòng)密集產(chǎn)業(yè)開始從事工業(yè)化生產(chǎn)，漸漸步入技術(shù)岔集和資本密集產(chǎn)業(yè)的出口，模具工業(yè)已由初期的低精密度向較高精密度發(fā)展。
3.經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的大國
如中國大陸、印度等。其人口眾多，長期重視基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)展，模具工業(yè)技術(shù)主要集中在少數(shù)大型國有企業(yè)。我國自實(shí)行改革開放以來，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，帶動(dòng)模具工業(yè)迅速發(fā)展。
1.4 線對(duì)板連接器
本設(shè)計(jì)中的線對(duì)板連接器規(guī)格是：2.54系列；間距: 2.54mm；針數(shù): 16；端接方式: 壓接。
產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于：數(shù)碼相機(jī)、計(jì)算機(jī)主板、各種移動(dòng)存儲(chǔ)盤、讀卡器、無繩電話機(jī)、程控交換機(jī)、DVD、lcm/led顯示屏模塊、電子玩具及光電等諸多領(lǐng)域，液晶顯示器、汽車GPS導(dǎo)航領(lǐng)域、商用電子設(shè)備、家用電器和其它采用輔助電路的通用工商業(yè)領(lǐng)域。LPV 連接器，連接器被大量地應(yīng)用在硬盤驅(qū)動(dòng)器和處理器的界面中。
相關(guān)產(chǎn)品展示：
圖1-1 連接器應(yīng)用在硬盤驅(qū)動(dòng)器中
圖1-2 連接器應(yīng)用在處理器
圖1-3 ERNI 的DIN 41612/IEC 60603-2 歐式連接器產(chǎn)品
1.5 本章小結(jié)
本章介紹了現(xiàn)代模具發(fā)展概況、中國模具發(fā)展概況、國內(nèi)外模具發(fā)展概況、線對(duì)板連接器。講解了模具現(xiàn)在發(fā)展的情況，與國內(nèi)外的發(fā)展的對(duì)比，以及這些年我國模具發(fā)展概況，模具應(yīng)用在線對(duì)板連接器方向上的發(fā)展。
第2章 塑件與注射模具
2.1 塑料
2.1.1 塑料的結(jié)構(gòu)、成分
塑料的主要成分是樹脂，樹脂有天然樹脂和合成樹脂兩種。無論是什么種類的樹脂，都屬于高分子化合物，簡(jiǎn)稱高聚物。高聚物可分為線型高聚物、體型高聚物、網(wǎng)型高聚物。線型高聚物成型前具有可溶性和可熔性，成型后仍具有這種特性，因而可多次成型，體型高聚物成型前是可溶和可熔的，而成型硬化后，就變成既不溶解又不熔融的固體，所以不能再次成型。
樹脂是塑料中必不可少的部分，塑料之所以具有可塑性或流動(dòng)性，就是樹脂所賦予的。樹脂的主要作用是將塑料的其它成分加以粘合，并決定塑料的類型（熱塑性或熱固性）和主要性能，塑料中的樹脂主要是合成樹脂，其次是纖維素酯，樹脂在塑料中的比例約為40~50%，另外，塑料還包括填充劑、增塑劑、著色劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、阻燃劑、防靜電劑等多種成分，使塑料不但美觀，而且改善塑料及塑件的綜合性能，使其滿足不同塑件的使用要求。
2.1.2 塑料的使用性能及用途
塑料的優(yōu)點(diǎn)：重量輕、比強(qiáng)度（強(qiáng)度與密度之比）比剛度高、優(yōu)良的耐磨、自潤滑和吸震性能、粘結(jié)能力強(qiáng)、優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性、優(yōu)良的電絕緣性能、有些塑料具有優(yōu)良的光學(xué)性能和著色范圍寬，可染成各種色調(diào)。由于塑料具有這些優(yōu)點(diǎn)，因此在現(xiàn)代工業(yè)和日用產(chǎn)品中，越來越多用到塑料制品，特別應(yīng)用于光學(xué)儀器和包裝工業(yè)方面，發(fā)展尤為迅速。但是由于要求其耐磨性要高，抗沖擊韌性要好，因此對(duì)塑料的成份，注塑整個(gè)過程的工藝，設(shè)備，模具等，都要作出大量工作，以保證塑件的表面質(zhì)量良好，從而達(dá)到使用的要求。
2.1.3 塑料的選用
常用塑料可分為：熱塑性塑料和熱固性塑料兩種。熱塑性塑料的合成樹脂都是線型或支鏈型高聚物，因而受熱變軟，甚至成為可流動(dòng)的穩(wěn)定粘稠液體，在此狀態(tài)時(shí)具有可塑性，可塑成一定形狀的塑件，冷卻后保持既得的形狀，如再加熱又可變軟塑制成另一形狀，如此可以反復(fù)進(jìn)行多次。節(jié)省原料又可減小污染，因此選用熱塑性塑料。
考慮到該塑件的應(yīng)用場(chǎng)合，要有一定的硬度和剛性，綜合考慮各種塑料的綜合性能，選用尼龍66塑料。
尼龍66樹脂：
1．名稱為聚己內(nèi)酰胺，俗名尼龍66；
2．結(jié)構(gòu)式為[NH（CH2）6CO]；
3．分子量達(dá)到15000～22000；
4．性能如表2-1所示。
表2-1尼龍66性能表
序號(hào)
指 標(biāo) 名 稱
指 標(biāo)
型號(hào)
Ⅰ型
Ⅱ型
Ⅲ型
1
外 觀
乳白色均勻顆粒
3
相對(duì)密度(20℃)
1.10～1.15
4
熔 點(diǎn)(℃)
250～260
5
顆 粒 度 (N/g)
≥40
6
燃燒性
HB
7
熱變形溫度(1.81MPa，℃)
60～70
8
成型收縮率(%)
1～2
9
體積電阻(Ω.cm)
1013
10
體積電阻(Ω)
1013
11
相對(duì)粘度
2.7～2.8
2.8～2.9
≥2.9
12
拉伸強(qiáng)度
≥60
≥65
≥70
13
靜彎曲強(qiáng)度( MPa)
≥80
≥90
≥100
14
缺口沖擊強(qiáng)度(KJ/m2)
≥7
≥8
≥9
5．產(chǎn)品為半透明或不透明乳白色結(jié)晶形聚合物。具有優(yōu)良的耐磨性，自潤滑性，機(jī)械強(qiáng)度較高。耐酸、堿以及鹵代烷、烴類、酯類和酮類溶劑，易溶于極性溶劑如苯酚、甲酸、硫酸等。
6．成型工藝尼龍66較易受熱氧化而發(fā)黃，采用真空干燥，避免高溫氧化分解，也有利于除去微量水分。干燥溫度（85±5）℃，干燥時(shí)間5～8小時(shí)。
注射成型溫度240～290℃，注射壓力60～220MPa，模具溫度為20～90℃。
2.2 塑件結(jié)構(gòu)
2.2.1 幾何形狀
十六芯插座蓋的結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。
圖2-1十六芯插座蓋的結(jié)構(gòu)圖
塑件的幾何形狀應(yīng)盡可能保證有利于成型的原則，即在開模取出時(shí)，盡可能不采用復(fù)雜的瓣合分型與側(cè)抽芯。因此，塑件的內(nèi)外表面形狀要盡量避免旁側(cè)凹陷部分。本塑件為線對(duì)板連接器的頂蓋部分。
2.2.2 脫模斜度
由于塑料冷卻后產(chǎn)生收縮，會(huì)使塑件緊緊包住模具型芯或型腔中的凸起部分，為了便于從塑件中抽出型芯或型腔中取出塑件，防止脫模時(shí)拉傷或擦傷塑件，因此塑件內(nèi)外表面沿脫模方向應(yīng)具有足夠的脫模斜度。Error! No bookmark name given.
2.2.3 壁厚
塑件厚度要盡可能均勻,否則會(huì)因硬化或冷卻速度不同而引起收縮率不一致,結(jié)果在塑件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,致使塑件產(chǎn)生翹曲、縮孔、裂紋，甚至開裂等缺陷。本設(shè)計(jì)符合要求，成型部分的壁厚為一環(huán)形。
2.2.4 圓角
帶有尖角的塑件，往往會(huì)在尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中，影響塑件強(qiáng)度；同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)凹痕或氣泡，影響塑件外觀質(zhì)量。為此，塑件除了使用上要求必須采用尖角之處外，其余所有轉(zhuǎn)角處均應(yīng)盡可能采用圓弧過渡。這樣，不僅避免了應(yīng)力集中，提高了強(qiáng)度，而且還增加了塑件的美觀，有利于塑件充模時(shí)的流動(dòng)。
2.3 表面質(zhì)量
該塑件粗糙度選為6.3,表面光滑平整，表面缺陷必須避免。
2.4 注射模具
1.選材 表面淬火鋼最適合來制造模具。這種模具實(shí)用且不昂貴，其費(fèi)用所占比例小，通過表面淬火、碳化、和滲碳，模具可以形成像玻璃一樣硬的表面，同時(shí)形成柔韌、可延展的芯部結(jié)構(gòu)。堅(jiān)硬的表面為模具提供了耐磨損性，而其韌性芯部可以承受振動(dòng)以及交變載荷。
2.塑料注塑模具成型方法 注射成型可成型各種形狀的塑料制品。它的特點(diǎn)是成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜，尺寸精密，帶有嵌件的制品，生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，應(yīng)用廣泛。所用設(shè)備是各種類型的注射機(jī)，作用是將料筒內(nèi)的塑料加熱，使其塑化，然后對(duì)熔融塑料實(shí)施高壓，使其由噴嘴注入模具型腔。
3.塑料注射過程中應(yīng)注意的共同問題 由于對(duì)塑料制品的表面質(zhì)量要求很高，不能有任何斑紋、氣孔等缺陷，因而在整個(gè)注塑過程對(duì)原料、設(shè)備、模具、甚至產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，都要十分注意和提出嚴(yán)格甚至特殊的要求。 尼龍是無定形塑性材料，流動(dòng)性中等，因此充模能力可以滿足塑件的成型要求。但會(huì)到其他方面因素的影響，所以應(yīng)注意以下幾項(xiàng)。
(1).原料的準(zhǔn)備與干燥。由于尼龍極易吸濕，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷，因此在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、加料過程中，必須注意密封，盡量避免尼龍吸收水分。加熱前一定要干燥，并在注塑時(shí)，加料必須使用干燥料斗。還要注意一點(diǎn)的是干燥過程中，輸入的空氣最好應(yīng)經(jīng)過濾、除濕，以便保證不會(huì)污染原料。
(2).機(jī)筒、螺桿及其附件的清潔。為防止原料污染和在螺桿及附件凹陷處存有舊料或雜質(zhì)，特別熱穩(wěn)定性差的樹脂存在，因此在使用前、停機(jī)后都應(yīng)用螺桿清洗劑清洗干凈各件，使其不得粘有雜質(zhì)，當(dāng)臨時(shí)停機(jī)時(shí)，為防止原料在高溫下停留時(shí)間長，引起解降，應(yīng)將干燥機(jī)和機(jī)筒溫度降低。
(3).在模具設(shè)計(jì)上應(yīng)注意的問題（包括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)）。為了防止出現(xiàn)回流動(dòng)不暢，或冷卻不均造成塑料成型不良，產(chǎn)生表面缺陷和變質(zhì)，一般在模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。壁厚應(yīng)盡量均勻一致，脫模斜度要足夠大；過渡部分應(yīng)逐步。圓滑過渡，防止有尖角；澆口，流道盡可能寬大、粗短，且應(yīng)根據(jù)收縮冷凝過程設(shè)置澆口位置，必要時(shí)應(yīng)加冷料井；模具表面應(yīng)光潔，粗糙度低（最好低于0.8）。
(4).注塑工藝方面應(yīng)注意的問題(包括注塑機(jī)的要求）。為了減少內(nèi)應(yīng)力和表面質(zhì)量缺陷，在注塑工藝方面應(yīng)注意以下幾方面的問題。應(yīng)選用專用螺桿、帶單獨(dú)溫控射嘴的注塑機(jī)；注射溫度在塑料樹脂不分解的前提下，宜用較高注射溫度；注射壓力：一般較高，以克服熔料粘度大的缺陷，但壓力太高會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力造成脫模困難和變形；注射速度：在滿足充模的情況下，一般宜低，最好能采用慢—快—慢多級(jí)注射；保壓時(shí)間和成型周期：在滿足產(chǎn)品充模，不產(chǎn)生凹陷、氣泡的情況下；宜盡量短，以盡量減低熔料在機(jī)筒停留時(shí)間；螺桿轉(zhuǎn)速和背壓：在滿足塑化質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量低，防止產(chǎn)生解降的可能；模具溫度：制品的冷卻好壞，對(duì)質(zhì)量影響極大，所以模溫一定要能精確控制其過程，有可能的話，模溫宜高一些好。
2.4.1 注射模具設(shè)計(jì)的幾個(gè)部分
注射?？煞譃閯?dòng)模和定模兩大部分，注射時(shí)動(dòng)模與定模閉合構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng)，開模時(shí)動(dòng)模和定模分離，取出塑件。定模安裝在注射機(jī)固定模板上，而動(dòng)模則安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上。
注射模的總體功能結(jié)構(gòu)分為：
成型部分——作為塑件的幾何邊界，包容塑件，完成塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸等的成型。
澆注系統(tǒng)——將注射機(jī)噴嘴過來的熔融塑料過渡到型腔中，起了輸送管道的作用。
排氣系統(tǒng)——充模時(shí)，排除熔料進(jìn)入后模腔中多余的氣體或料流末端冷料等。
溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)——控制模具的溫度，使熔融塑料在充滿模腔后迅速可靠定型。對(duì)于不同的塑料和塑件，溫度調(diào)節(jié)的方法不一樣，在本例中，不設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，詳細(xì)情況見溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分。
脫模機(jī)構(gòu)——把模腔中定型后的塑件從模具中脫分并取出的部件。
模體（模架）——是整個(gè)模具的主骨架，通過它將模具的各個(gè)部分有機(jī)地結(jié)合在一起，并在使用時(shí)，通過它與注射機(jī)聯(lián)系在一起。
2.5 本章小結(jié)
本章介紹了塑料的結(jié)構(gòu)、成分，塑料的使用性能及用途，塑料的選用，塑料結(jié)構(gòu)分為幾種形狀，塑料的表面要求，塑料模具的選材，成型方法，設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題，簡(jiǎn)單的介紹了注塑模設(shè)計(jì)中具體的幾部分。
第3章 注射機(jī)的確定和型腔設(shè)計(jì)
3.1 注射機(jī)型號(hào)的確定
一般工廠的塑膠部都擁有從小到大各種型號(hào)的注射機(jī)。中等型號(hào)的占大部分，小型和大型的只占一小部分。所以我們不必過多的考慮注射機(jī)型號(hào)。具體到這套模具，采用注射機(jī)型號(hào)為中型的SYS-10和規(guī)格以及各參數(shù)如附錄A。
3.1.1 最大注射量的校核
按(3-1)式校核
KVOV=+V澆 (3-1)
式中: VO——為射成型機(jī)最大注射量 （cm）
V—為塑料制品的體積（包括制品、澆道凝料和飛邊）（cm3）
Vi—為一個(gè)塑料制品的體積（cm3）
V澆—為澆道澆道凝料和飛邊的體積（cm3）
n —為型腔數(shù)
K—為利用系數(shù)，K=0.8
利用式(3-1)得
0.8×10000=8000
即 8000＞5497.8
注射成型機(jī)的注射量合適。
3.1.2 鎖模力的校核
用式(3-2)
FOP模A分×100 (3-2)
式中 FO — 為注射成型機(jī)的公稱鎖模力(N)
P模 —為模內(nèi)壓力(型腔內(nèi)熔休壓力)(MPa)
P模 =25～40 MPa;
A分 —為塑料制品及澆注系統(tǒng)在分型面是的投影面積之和( cm3).
FO=15 kN
P模A分×100=30×4.5×100
=13.5
即鎖模力的校核合適。
3.2 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2.1 分型面位置的確定
如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則。
1.件質(zhì)量考慮
(1).確保塑件尺寸精度。選擇分型面時(shí)，應(yīng)考慮減小由于脫模斜度造成塑件的大小端尺寸差異。由于本塑件相對(duì)高度較小，而且有自身斜度，所以可以上面為分型面。
(2).確保塑件表面要求。分型面應(yīng)盡可能選擇在不影響塑件外觀的部位以及塑件外觀的要求，而且分型面處所產(chǎn)生的飛邊應(yīng)容易修整加工。
(3).分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。
2.技術(shù)規(guī)格考慮
(1).鎖模力考慮。即盡可能減少塑件在分型面上的投影面積。當(dāng)塑件在分型面上的投影面積接近于注射機(jī)的最大注射面積時(shí)，有產(chǎn)生溢料的可能。模具的分型面尺寸在保證一定的型腔不溢料邊距的情況下，應(yīng)盡可能減小分型面接觸面積，從而可以增加分型面的接觸應(yīng)力，防止溢料，并簡(jiǎn)化分型面的加工。
(2).模板間距考慮。在該模具中，動(dòng)模的高度約為20mm，定模的高度約調(diào)20mm,.模具的閉合高度為40mm，脫模時(shí)，分型面需要打開1mm才能離開凹模，接著繼續(xù)開模約32mm才能讓出塑件及澆注系統(tǒng)脫模時(shí)需要占用的空間。這樣要求注射機(jī)在開模結(jié)束后動(dòng)、定模板之間的最小間距為35mm，附錄A中注射機(jī)的移模行程為100mm，滿足要求。
3. 模具結(jié)構(gòu)考慮
(1).盡量簡(jiǎn)化脫模部件。為便于塑件脫模，應(yīng)使塑件在開模時(shí)盡可能留于動(dòng)模部分（因?yàn)樗芗捻敵鰴C(jī)構(gòu)通常都設(shè)在動(dòng)模部分）。
(2).方便澆注系統(tǒng)的布置。
(3).便于排溢，為了有利于氣體的排出，分型面盡可能與料流的末端重合，即底座底面。
(4).模具總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，盡量減少分型面數(shù)目，盡量采用平直分型面。
(5).便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模一邊。
(6).便于模具加工制造。
(7).對(duì)側(cè)向抽芯的影響。
(8).模具制造難易性考慮。
綜上所述，由于該件外觀質(zhì)量要求高，尺寸精度要求較高，且裝配精度要求高，但結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，模具將會(huì)采用一個(gè)分模面，一個(gè)分型面。為了便于模具加工制造，應(yīng)盡可能選擇平直分型面，易于加工，易于成型。如圖2-1所示，采用A－A 這樣一個(gè)平直的分型面， A－A上面為上型腔成型部分 ，A－A下面為下型腔成型部分，并且應(yīng)當(dāng)保證上下型腔在分型面處的齒廓線配合在一起，這樣才能保證整個(gè)的塑件成型，本設(shè)計(jì)的型腔單獨(dú)設(shè)計(jì)成一個(gè)模塊 ，固定在模板上，固定時(shí)應(yīng)加一個(gè)銷釘，防止旋轉(zhuǎn)。
圖3-1 分型面結(jié)構(gòu)圖
3.2.2 型腔數(shù)目的確定
型腔數(shù)目的確定可以有多種原則。
1.用的注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)；
2.注射機(jī)最大鎖模力確定型腔數(shù)；
3.塑件精度確定型腔數(shù)；
4.性確定型腔數(shù)。
本設(shè)計(jì)的型腔的數(shù)量為“一出四”即一模四腔，已考慮了本產(chǎn)品的生產(chǎn)批量（大批量生產(chǎn)）和注射機(jī)型號(hào)。因此我們?cè)O(shè)計(jì)的模具為多型腔的模具?？紤]到模具成型零件和抽芯結(jié)構(gòu)以及出模方式的設(shè)計(jì)，模具的型腔排列方式如圖3-2所示。
圖3-2模具的型腔排列方式圖
在本例中，我們采用第一種方法來確定型腔數(shù)目：
(3-1)
式中：為型腔數(shù)
為注射機(jī)公稱注射量的利用系數(shù),般取0.75～0.85,
這里取0.80。
為注射機(jī)的質(zhì)量公稱注射量，g。
為澆注系統(tǒng)及飛邊等的塑料質(zhì)量，g。
為單個(gè)型腔中的塑件質(zhì)量，g。
在本設(shè)計(jì)中由于所選的注射成型機(jī)的最大注射量比所需的大出很多，所以確定型腔數(shù)為四是可以的了。
3.2.3 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
成型零件在工作時(shí)是直接與塑料接觸，并成型塑件的，其形狀復(fù)雜，精度與光潔度要求較高。因此在選擇結(jié)構(gòu)時(shí)要既考慮保證成型塑件，又要便于制造加工。成型零件整體方式強(qiáng)度、剛度好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而鑲拼式成型零件的剛性不如整體式成型零件，且易在塑件表面留下鑲拼線痕跡，而且模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。考慮本塑件的待塑部分和嵌件的結(jié)構(gòu)，動(dòng)模采用鑲拼組合方式，但采用這方式可以使便于加工，保證精度。所以采用鑲拼組合方式的動(dòng)模模具的模具結(jié)構(gòu)，使模具型腔的加工簡(jiǎn)化。動(dòng)定模型腔結(jié)構(gòu)如圖3-3、圖3-4所示。
圖3-3定模結(jié)構(gòu)圖
圖3-4動(dòng)模結(jié)構(gòu)圖
成型工作尺寸計(jì)算。
a．頂圓直徑尺寸
利用公式：
(3-2)
式中，為型腔內(nèi)形長尺寸，mm
為塑件外徑長度基本尺寸，mm。
為塑件公差，=0.46 mm。
為塑料平均收縮率，已知為2%。
為綜合修正系數(shù)，一般情況，=1/2。
為模具成型尺寸設(shè)計(jì)公差，
一般
=(1/8～1/4)
=0.058～0.115。
以塑件的基本外形尺寸25.164 mm為例，得
=（25.164+25.164×2%-1/2×0.46）
=25.437mm
同理，型腔的其它內(nèi)形部分也應(yīng)用式（3-2）計(jì)算。
b．型腔深度尺寸公式
（3-3）
式中，為型腔深度尺寸，mm。
為塑件高度基本尺寸，mm。
其它各項(xiàng)同上，下同。
以塑件的基本高度尺寸7mm為例，得：
H=(7+7×2％-1/2×0) =7.14mm
同理，型腔的其它深度尺寸也應(yīng)用式（3-3）計(jì)算。
矩形凹模壁厚計(jì)算：
式中：t —凹模壁厚;
P —模內(nèi)壓力，一般取25-45MPa；
H —凹模側(cè)壁高度；
E —彈性模量，鋼為；
—常數(shù)。
動(dòng)模墊板厚度計(jì)算
式中：F —?jiǎng)幽|板所受的總壓力；
L —支撐塊的距離；
B —?jiǎng)幽|板寬度;
—許用抗彎強(qiáng)度;
K —修正系數(shù)，一般取0.6-0.75 .
3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道，其由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。
3.3.1 主流道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
主流道是指從注射機(jī)噴嘴與模具接觸的部位起，到分流道為止的這一段。熔融塑料首先經(jīng)過主流道，，主流道的斷面形狀常為圓形。主流道截面面積過小，塑料在流動(dòng)過程中冷卻面積相對(duì)增加，熱量損失大，黏度增加，流動(dòng)性降低，成型壓力損失大，造成成型困難；如主流道截面面積過大，會(huì)使流道容積增大，塑料耗量增多，而且會(huì)使塑料流動(dòng)過程中壓力減弱，冷卻時(shí)間延長，容易產(chǎn)生紊流或渦流，使塑件產(chǎn)生氣孔，影響塑件質(zhì)量。
為了便于凝料從主流道中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其半錐角～內(nèi)壁必須光滑，表面粗糙度應(yīng)有Ra0. 24。其小端直徑D2=D1+（0.5~1）mm,常取4~8mm。主流道大端處應(yīng)呈圓角，其半徑常取r=1~3 mm，以減小料流轉(zhuǎn)向時(shí)的阻力。主流道的一端常設(shè)計(jì)成帶凸臺(tái)的圓盤，高度為5~10mm,并與注射機(jī)固定模板的定位孔間隙配合，襯套的球形凹坑深度常取3~5mm,R2=R1+（1~2mm）。在保證塑件成型良好的前提下，主流道的L盡量短，否則將會(huì)使主流道凝料增多，塑料損耗量大，且增加壓力損失，使塑料降溫過多而影響注射成型。通常主流道L可小于或等于60 mm,詳見圖3-7所示。
3.3.2 澆口套
由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以模具的主流道部分通常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套，簡(jiǎn)稱澆注套或澆口套，可用45#表面淬火。澆注套的主要作用是：a.使模具安裝時(shí)進(jìn)入定位孔方便而在注射機(jī)上很好的定位，與注射機(jī)噴嘴孔吻合，并能經(jīng)受塑料的反壓力，不致被推出模具。b.作為澆注系統(tǒng)的主流道，將料筒內(nèi)的塑料過渡到模具內(nèi)，保證料流有力暢通地達(dá)到型腔，在注射過程中不應(yīng)有塑料溢出，同時(shí)保證主流道凝料脫出方便。結(jié)構(gòu)如圖3-7所示。
圖3-7澆口套
3.3.3 分流道設(shè)計(jì)
在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時(shí)應(yīng)設(shè)置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此分流道設(shè)計(jì)應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動(dòng)過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。
3.3.4 分流道的形狀及尺寸
分流道是裝配線圖中定模腔板下的水平的流道。為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等，本塑件采用圓形截面，圓形截面加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失流動(dòng)阻力小，因此分流道設(shè)計(jì)成圓形截面，便于分流道和主流道凝料脫模，取干道直徑為6mm，其與干道垂直的分澆道直徑為4 mm。
1.分流道的表面粗糙度
由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra 并不要求很低，一般取1.6μm 左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動(dòng)時(shí)具有適宜的剪切速率和剪切熱。實(shí)際加工時(shí)，用銑床銑出流道后，稍微省一下模，省掉加工紋理就行了。（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配備了專業(yè)的省模女工，即用打磨機(jī)，沙紙，油石等打磨工具將模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。）
2.分流道的布置形式
流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形式，但應(yīng)遵循兩方面原則：即一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。本模具的流道布置形式采用平衡式，如圖3-2所示。
3.3.5 澆口的設(shè)計(jì)
澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對(duì)塑件性能和質(zhì)量的影響很大，因此合理選擇澆口位置是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。選擇澆口位置時(shí)應(yīng)遵循以下原則，并根據(jù)具體情況決定：澆口的位置選擇應(yīng)盡量避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)；澆口應(yīng)開設(shè)在塑件斷面最厚處，以利于塑料添充及補(bǔ)料；澆口位置的選擇應(yīng)使塑料的流程最短，料流變向最少，以減少流動(dòng)能量的損失；應(yīng)有利于型腔內(nèi)的氣體排出，以免由于氣體被壓縮產(chǎn)生高溫，使塑件局部碳化燒焦；應(yīng)減少或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢度，無特殊需要，最好不要開設(shè)一個(gè)以上的澆口，否則會(huì)增加熔接痕的數(shù)量；應(yīng)防止料流將型腔、型芯、嵌件擠壓變形，對(duì)于有細(xì)長型芯的圓筒形塑件，應(yīng)避免偏心進(jìn)料，以防止型芯彎曲。
1.澆口的選用
澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種。我們將采用限制性澆口。限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，迅速均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時(shí)的流動(dòng)特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時(shí)充滿，可控制填充時(shí)間、冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量，同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。我們采用的是側(cè)澆口。側(cè)澆口又稱邊緣澆口，國外稱之為標(biāo)準(zhǔn)澆口。側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體于型腔的側(cè)面充模，其截面形狀多為矩形狹縫，調(diào)整其截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時(shí)的剪切速率及澆口封閉時(shí)間。這種澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進(jìn)料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且對(duì)各種塑料的成型適應(yīng)性均較強(qiáng)；但注射壓力損失大，對(duì)深型腔塑件排氣不便。具體到這套模具，澆口各部分尺寸都是取的經(jīng)驗(yàn)值。實(shí)際加工中，是先用圓形銑刀銑出直徑為Φ4 的分流道，再將材料進(jìn)行熱處理，然后做一個(gè)銅公（電極）去放電，用電火花打出這個(gè)澆口來的。
2.澆口位置的選擇
模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項(xiàng)原則。
(1).盡量縮短流動(dòng)距離；
(2).澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處；
(3).必須盡量減少熔接痕；
(4).應(yīng)有利于型腔中氣體排出；
(5).考慮分子定向影響；
(6).避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)；
(7).澆口處避免彎曲和受沖擊載荷；
(8).注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響。
根據(jù)本塑件的特征，綜合考慮以上幾項(xiàng)原則，每個(gè)型腔設(shè)計(jì)一個(gè)進(jìn)澆點(diǎn)如圖3-8所示。
3.4 澆注系統(tǒng)的平衡
對(duì)于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證所有的型腔同時(shí)得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達(dá)到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。顯然，我們?cè)O(shè)計(jì)的模具是平衡式的，即從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸都相同。
3.5 冷料穴的設(shè)計(jì)
在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約10－25mm 的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動(dòng)性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對(duì)較低的冷料進(jìn)入型腔，便會(huì)產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個(gè)井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。
冷料穴一般開設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上（也即塑料流動(dòng)的轉(zhuǎn)向處），其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的1－1.5 倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積，冷料穴有六種形式，常用的是端部為Z字形和拉料桿的形式，具體要根據(jù)塑料性能合理選用。本模具中的冷料穴的具體位置和形狀如圖3-8所示.
圖3-8澆注系統(tǒng)圖
3.6 本章小結(jié)
本章主要介紹注塑機(jī)的選定和型腔設(shè)計(jì)，通過注射機(jī)的最大注射量的校核，鎖模力的校核確定注射機(jī)型號(hào)。確定成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)分型面位置、型腔數(shù)目、型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定。對(duì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為主流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、澆口套、分流道、分流道形狀尺寸、澆口的設(shè)計(jì)過程及計(jì)算。確定澆注系統(tǒng)的平衡。最后對(duì)冷料穴的設(shè)計(jì)。
第4章 模具零部件設(shè)計(jì)
4.1 模體概述
模具除了型腔模以外一般還包括定模型板、定模固定板、動(dòng)模墊板（或叫支承板）、墊塊（或叫墊腳、模腳、支承塊）、動(dòng)模固定板、頂出固定板、頂出墊板（或叫頂出底版）、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、等組成。 一般定模型板與定模固定板要用銷釘定位，動(dòng)模固定板與動(dòng)模墊板要用銷釘定位。模具上所用的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘。模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹漆防銹。
4.2 動(dòng)模固定板和定模固定板
動(dòng)模固定板和定模固定板是模具的最外層裝置，動(dòng)模固定板的作用是固定連接動(dòng)模部分和為了安裝在注射機(jī)上的板，定模固定板的作用是固定連接定模部分和為了安裝在注射機(jī)上的板，因此要有一定的厚度，并有一定的強(qiáng)度。根據(jù)已設(shè)計(jì)的型腔和型芯模塊的尺寸，可選用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)模板。即定模固定板的外形尺寸為160×215mm，厚度為12mm。動(dòng)模固定板外形尺寸為160×191mm，厚度為15mm。
4.3 支承塊
它的主要作用是為了推板能完成推頂動(dòng)作而形成空間所用，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求，對(duì)于該模具，采用平行墊塊。由于它主要是承受壓力，所以材料可選用HT200。支承塊的長度應(yīng)該為推板的長度+頂桿的長度+底板下面嵌件的長度+一定的間隔。墊塊的高度計(jì)算式如下：
（4-1）
式中，h支為支承塊的高度，mm。
h推為推板的高度，mm。
h固為推板固定板的高度，mm。
∴h支 =8+10+28=46mm
取h墊塊=45mm。
墊塊與動(dòng)模固定板和動(dòng)模墊板（動(dòng)模板）之間可用螺釘定位，如圖4-1所示。
圖 4-1 墊塊與底板連接
4.4 導(dǎo)向零件
在動(dòng)、定模之間脫模系統(tǒng)中，都要用到導(dǎo)向零件。導(dǎo)向零件的作用是：保證模具在進(jìn)行裝配和調(diào)模試機(jī)時(shí)，保證動(dòng)、定模之間一定的方向和位置。導(dǎo)向零件要承受一定的側(cè)向力，起了導(dǎo)向和定位的作用。
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套等。導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則為。
1．導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度。
2．根據(jù)模具的大小和形狀，一副模具一般需要2~4個(gè)導(dǎo)柱。
3．為了保證分型面很好地接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)有承屑槽，可在導(dǎo)套的孔口倒角。
4．各導(dǎo)柱、導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保持平行，否則將影響合模的準(zhǔn)確性，甚至破壞導(dǎo)向零件。
5．合模時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致?lián)p壞成型零件。
4.4.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
導(dǎo)柱的長度必須比凹模端面的高度高出2mm以上，以免分模后上模沒有完全脫離成型件而擦傷凸模成型表面，脫離后可按任何利于操作的位置放在工作臺(tái)上，為了使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的端部有一定倒角，也可做成圓錐形或球形；導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按H7/f6配合，導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度可為Ra0.4；導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此可采用碳素工具鋼（T8）經(jīng)淬火處理使其硬度提高，硬度為HRC55以上。
4.4.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)
采用臺(tái)階式導(dǎo)套，檢修更換方便，能保證導(dǎo)向精度。為使導(dǎo)柱比較順利地進(jìn)入導(dǎo)套孔，在導(dǎo)套孔的前端應(yīng)有倒角；導(dǎo)套孔的滑動(dòng)部分按H8/f8間隙配合，表面粗糙度為Ra0.4；導(dǎo)套的材料硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱的硬度，這樣可以改善摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?
導(dǎo)柱及導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式及裝配關(guān)系如圖4-2所示
圖 4-2導(dǎo)向結(jié)構(gòu)圖
4.5 拉料桿
拉料桿有澆口拉料桿及澆道拉料桿，為了使?jié)部谔變?nèi)的塑料在開模時(shí)脫出澆口套或使?jié)驳狼袛噙M(jìn)料口脫離模具時(shí)所用。另外也常用在拉料桿端開設(shè)冷料穴作貯存冷料所用。拉料部分的形式應(yīng)按塑料種類，澆注系統(tǒng)的尺寸形式及模具結(jié)構(gòu)而定。在本設(shè)計(jì)中由于推板為單板，所以用螺釘將拉料桿固定在推板上，澆口拉料桿的組合形式見圖，由于分澆道不是特別長，所以在此不設(shè)計(jì)澆道拉料桿。
4.6 動(dòng)模墊板設(shè)計(jì)
為了防止鑲嵌在動(dòng)模型板上的型腔或其它零件后退用的板。動(dòng)模板的厚度h可用下面計(jì)算公式：
h=K×100
F=pA
式中： F為動(dòng)模墊板受的總壓力 (N)；
A為塑料制品及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積(mm2);
B為動(dòng)模墊板寬度（mm）;
L為支承塊距離（mm）;
p 為凹模壓力，一般取25～45MPa;
[] 為抗彎許用應(yīng)力（MPa）;
K 為修正系數(shù)，取0.6～0.75。
動(dòng)模墊板厚度參考尺寸如表4-1所示。
表4-1動(dòng)模墊板厚度參考尺寸
塑料制品澆注系統(tǒng)投影面積A (cm3)
墊 板 厚 度 (mm)
≤5
<15
>5～10
15～20
>10～50
20～25
>50～100
25～30
>100～200
30～40
>200
>40
塑料制品及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A為：
動(dòng)模墊板的厚度外形尺寸選用160×191mm，厚度為20mm。
4.7 彈簧
在熱塑性塑料注射模具中，利用彈簧使推桿復(fù)位，這在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用較多。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝和更換都很方便。缺點(diǎn)是容易失效，要經(jīng)常更換。在本設(shè)計(jì)中采用彈簧復(fù)位結(jié)構(gòu)。
4.8 頂板導(dǎo)柱
為推板動(dòng)作導(dǎo)向，成滑動(dòng)配合，并且增加了動(dòng)模部分的強(qiáng)度，在動(dòng)模墊板和固定板之間起到支柱的作用，可以防止動(dòng)模板固定板變形，可以減少動(dòng)模板固定板厚度。
4.9 本章小結(jié)
本章介紹了模具零部件的設(shè)計(jì)。首先對(duì)模體總體概述，對(duì)動(dòng)模固定板和定模固定板的確定。對(duì)支撐塊高度的計(jì)算。模具需要導(dǎo)向，對(duì)導(dǎo)柱及導(dǎo)套選定設(shè)計(jì)。確定是否需要拉料桿。對(duì)動(dòng)模墊板進(jìn)行數(shù)據(jù)確認(rèn)。最后，確認(rèn)模具零部件設(shè)計(jì)中需要的彈簧和頂板導(dǎo)柱。
第5章 模具工作過程的動(dòng)畫設(shè)計(jì)
5.1 裝配
將模具分成三個(gè)部分進(jìn)行裝配：上模板部分，下模板部分，推板部分。
5.1.1 子組的裝配
步驟1 單擊菜單文件-新建命令，打開新建對(duì)話框，選擇組件類型，輸入新建文件名稱“jing”,然后確定，進(jìn)入組件工作環(huán)境，選擇子組件，進(jìn)行裝配。
步驟2 插入-元件-裝配，在文件夾中選擇定模型板，彈出元件放置對(duì)話框，選擇放置-固定當(dāng)前位置，單擊確定如圖5-1。接著重復(fù)步驟2操作插入第二個(gè)元件導(dǎo)柱，在元件放置對(duì)話框中單擊添加約束，相應(yīng)選擇組件和元件的裝配參考，使其符合條件。重復(fù)添加約束，直至符合要求的裝配定位，單擊確定。重復(fù)以上步驟，完成整個(gè)上模板子組件的裝配如圖5-1所示。
圖5-1上模板子組件的裝配圖
重復(fù)子組件1的裝配過程，完成下模板部分，最后將塑件與動(dòng)模型腔做成圓桿連接，約束類型中軸對(duì)齊元件參照選擇塑件的中心軸，組件選擇動(dòng)模型腔的中心軸顯示完全連接單擊確定，選擇元件和組件的互相平行的兩個(gè)基準(zhǔn)面作為他們的選轉(zhuǎn)約