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1、本科畢業(yè)設計(論文)題目：WPDB接線端子塑料注射模具設計院（系） 機電學院 專 業(yè) 機械制造及其自動化 班 級 120205 姓 名 劉海洋 學 號 120205111 導 師 張新運 2016年6月WPDB接線端子塑料注射模具設計摘要塑料行業(yè)是20世紀發(fā)展最快的行業(yè)，也是21世紀最有前途的行業(yè)之一。塑料的發(fā)展直接導致了注塑模具的發(fā)展。塑料模具是用來生產塑料制品的工具。本課題主要是針對接線端子的模具設計，涵蓋了澆注系統、模具成型部分的結構、頂出系統、冷卻系統，注塑機的選擇及有關參數等的詳細設計，并進行了簡單的加工工藝的編制。通過塑料模具的設計，能夠全面的了解塑料模具設計的基本原則，熟練使用S
2、olidworks、AutoCAD軟件進行模具設計，為以后的工作奠定了基礎。關鍵詞：接線端子；塑料模具；澆注系統；澆口。Design of Plastic Injection Moldfor WPDB TerminalAbstractSummary of plastics is a 20th century development of the industrys fastest-growing industries of the 21st century one of the most promising industries. The development led directly to
3、 the development of injection mould of plastic. Plastic mould tool is used in the production of plastic products. This topic is the main terminal of mold design, covering the gating system, forming part of the structure, ejection systems, cooling systems, injection molding machine selection and para
4、meters of the detailed design and preparation of simple process. Plastic mold design, so as to understand the basic principles of plastic mould design, skilled use of Solidworks for die design, AutoCAD software, laid the Foundation for future work.Key words: Terminal; plastic mold;injection system；g
5、ate.III目 錄摘要IIAbstractIII主要符號表VII1.緒論81.1 前言81.2模具發(fā)展現狀及國內外發(fā)展方向81.3本課題的內容和基本要求91.3.1 本課題的內容91.3.2 基本要求92.零件材料分析112.1零件的材料及材料的特性112.1.1 ABS塑料的特點112.1.2 ABS的技術指標112.1.3 ABS 注射成形工藝參數113.方案的論證133.1.1 注射成型的原理133.1.2熱塑性注射成型工藝過程133.2注射模具的基本組成143.2.1基本組成143.3 方案的論證和初步確定144.注射成型機的選擇164.1 估算零件體積及質量164.1.1 估算零件
6、體積164.2選擇注射機及注射機的主要參數164.2.1選擇注射機164.3注塑機的校核174.3.1注射基本壓力校核174.3.2 鎖模力的校核174.3.3安裝部分相關尺寸的校核174.3.4模具厚度校核174.3.5開模行程的校核185.澆注系統的設計195.1 澆注系統的作用195.2澆注系統設計的設計原則195.3 澆注系統的組成195.4主流道設計195.5冷料井設計205.6分流道設計205.6.1分流道的布置形式205.6.2分流道長度205.6.3分流道截面形狀215.6.4分流道的截面尺寸215.4澆口設計216.成型零件設計226.1分型面的設計226.1.1分型面的分類
7、及選擇原則226.1.2分型面的確定22圖6.1塑件圖226.3成型零件結構設計236.3.1成型零件具備的性能236.3.2凹模結構設計246.3.3凸模的結構設計246.3.4影響塑件尺寸和精度的因素247.導向機構設計257.1 導向機構的作用和設計原則257.1.1導向機構的作用257.1.2導向機構的設計原則257.2導柱、導套設計257.2.1導柱的設計25圖7.1導柱267.2.2導套設計268.脫模機構的設計278.1脫模機構的設計原則278.2 頂出機構的確定278.3脫模力的計算278.4簡單脫模機構288.4.1頂桿脫模機構的設計要點288.4.2頂桿的形狀298.5復位
8、裝置299.抽芯機構設計319.1 抽芯機構的概述319.2抽芯機構的設計319.3滑塊+斜導柱的側向抽芯機構319.3.1斜導柱外側抽芯機構319.3.1.1 斜導柱外側抽芯機構設計原則329.3.1.2 斜導柱的設計329.3.1.3 滑塊的設計339.3.1.4鎖緊塊的設計3310.溫度調節(jié)系統設計3410.1溫度調節(jié)系統的作用3410.1.1溫度調節(jié)系統的要求3410.1.2溫度調節(jié)系統對塑件質量的影響3410.2冷卻系統的機構3411.塑料模具用鋼3511.1注塑模材料應具備的要求3511.2模具材料選用的一般原則3511.3本模具所選鋼材及熱處理3512.模具裝配圖3712.1模具
9、裝配二維圖3713.模具可行性和環(huán)保分析3913.1本模具的特點3913.2市場效益及經濟效益分析3913.3環(huán)保分析3914.總結40致謝41參考文獻42畢業(yè)設計（論文）知識產權聲明44畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明45主要符號表公稱壓力 注射壓力最大注射量 收縮率體積流量 鎖緊塊的斜角模具最大閉合高度 斜導柱傾斜角模具最小閉合高度 斜導柱傾斜角開模行程 最大收縮率 模具制造公差模具制造公差 模具磨損量傳熱膜系數 斜導柱直徑材料的許用應力 導滑槽施加的壓力抽芯距 塑件對型芯產生的單位正壓力流道中各段流程的厚度 塑件包緊型芯的側面積模具型腔的總熱量 為脫模板中心允許的最大變形量L斜導柱的有效工作長
10、度 結晶型塑料溶解潛熱導滑槽與滑塊之間的摩擦阻力 斜導柱與滑塊之間的摩擦阻力塑料脫模溫度 抽拔阻力流道中各段流程的長度131.緒論1.緒論1.1 前言近年來，塑料制品在工業(yè)、電器、醫(yī)藥、交通運輸等行業(yè)的應用越來越廣泛，是材料工業(yè)中發(fā)展最快的領域之一。塑料廣泛應用得益于它自身的性能與特點，首先塑料的質量輕，密度小，這使得在相同體積下與其他金屬制品相比較，塑料制品的重量就要比金屬材料制品的重量輕得多。第二得益于塑料比強度高，能夠更大程度滿足設計需要。塑料注射模具是生產塑料制品的一種工具，也是賦予塑料制品精準尺寸和完整結構的工具。用塑料注射模具生產的零件，具有生產率高、質量好、成本低等一系列優(yōu)點。因
11、此塑料注塑模具發(fā)展水平的高低，是一個國家機械水平的重要標尺。1.2模具發(fā)展現狀及國內外發(fā)展方向塑料制品是采用塑料為主要原料加工而成的生活用品，工業(yè)用品的統稱塑料的出現給人類帶來了極大地便利，由于其有成本低廉、抗腐蝕能力強、可塑性強、還可用于制備燃料油和燃料氣，降低原油消耗等無可替代的優(yōu)點，自發(fā)明之日起就廣受歡迎，隨著加工工藝的進步和技術的突破，塑料制品滲透進我們生活的方方面面，成為最重要的必需品1。塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。近年來，人們對各種設備和用品輕量化及美觀和手感的要求越來越高，這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場塑料制品要發(fā)展，必然要求塑料模具隨之發(fā)展2。注塑成型時將融
12、化的塑料由高壓射入模具，經冷卻凝固，得到塑料制品的一種加工形式。它具有成型率高、塑件質量穩(wěn)定、自動化程度高、成本低等優(yōu)點，在塑料生產中占十分重要的地位。注塑模具時注塑成型的一種重要工藝裝備，其在注塑成型中處于核心地位。據統計。注塑模具在整個模具的總量中占50%以上3。通過對塑料制品的注塑模具的設計，能夠熟悉和掌握塑料制品的設計全過程，能夠根據塑件材料的不同性能，不同的結構特點，選擇適合的模具結構，使我們在塑件結構設計，塑料成型工藝分析等方面有綜合提升，為以后從事模具相關工作奠定基礎4。大型注塑、精密注塑和薄壁注塑是當前存在的三種主要的注塑形式，由于其注塑工藝的小同，對模具的要求也小同5。隨著工
13、業(yè)技術的快速發(fā)展，“以塑代鋼”的零件在電子、電信、醫(yī)療、汽車、儀表等行業(yè)的應用越來越多,對塑料制品的品質要求也越來越高6。我國的塑料模具工業(yè)從起步到現在，歷時半個世紀之久，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高7。近年來，隨著汽車，家電，電子通訊設備的迅猛發(fā)展，在未來的模具市場中，塑料模具占總模具的比例將逐步提高，且發(fā)展將會快于其他模具8。先進西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）制造技術的出現正急劇改變著模具業(yè)的產品結構和生產過程，對模具的要求越來越苛刻9?，F如今，模具正向著兩個方向發(fā)展:高速、精密、長壽命;短周期、低成本、高產出10。計算機技術、軟件技術、新材料、新技術的發(fā)展使得快速經濟制模技術如虎添翼
14、，應用范圍不斷擴大，類型不斷增多，創(chuàng)造的經濟效益和社會效益越來越顯著11。我國注塑模具未來的發(fā)展趨勢: CAD /CAM /CAE 技術將廣泛應用于注塑模具設計；熱流道模具在 注塑模具中的比重將逐漸提高；專用和優(yōu)質模具材料將不斷推陳出新,智能化、自動化研磨拋光將得到應用;模具標準化程度將不斷提高12。國外注塑成型技術在向多工位，高效率，自動化，連續(xù)化，低成本方向發(fā)展。因此，模具向高精度復雜，多功能的方向發(fā)展13。目前，歐洲模具業(yè)已經能感受到來自中國同行所帶來的影響和壓力，預計到2018年，中國將一躍成為全球最大的模具制造業(yè)基地之一。據相關研究部門調查得知，歐洲模具設計和生產的時間要分別比中國快
15、44%和61%左右，但中國模具設計和生產的成本卻只有歐洲同行的91%，因為中國的勞動力成本低廉，對部分國外客戶有著很強的吸引力。同時，歐洲及世界各國之間的模具競爭也相應加劇，像德國近兩年半內的模具整體價格就下降了25%左右。據統計,前些年全球58%的模具是由德國等西歐國家生產，中國等亞洲國家的比例只占到1%，但今后東歐國家的模具將會有較大幅度的增長，而亞洲國家的生產比例將提高至22%左右14。據統計日本一萬多家模具企業(yè)中生產塑料模和沖壓模的各40%左右;韓國模具專業(yè)廠中生產塑料模的占43.9%生產沖壓模的占44.8%。在塑料模具中由于注塑模具能夠一次成型形狀復雜、尺寸精確的制品適用于高效率、大
16、批量的自動化生產方式使其在塑料模中的占用量超過了5%15。1.3本課題的內容和基本要求1.3.1 本課題的內容1.根據塑件進行測繪，畫出二維及三維零件圖且進行結構分析； 2.確定分型面，型腔數目、澆注系統；初步擬訂模具結構方案； 3.選擇設備、確定有關工藝參數； 4.方案論證,型腔等結構設計，強度等計算； 5.繪制模具裝配圖及零件圖； 6.應用Pro/E或其他三維繪圖軟件做出模具三維結構圖。1.3.2 基本要求（1）繪圖要求（用AutoCAD和Pro/E軟件或其他相應軟件）測繪塑料零件圖 （二維及三維圖）； 模具動模、定模鑲塊等主要型腔零件圖及模具總裝配圖（二維及三維圖）； （2）根據所設計的
17、模具，編寫說明書，具體內容如下：（編寫格式和裝訂要求按教務處統一規(guī)定） 分析塑料件的材料、形狀、結構對注塑成型的影響； 分析所采用模具結構方案，著重分析難點（側抽型、型腔、哈佛模、點澆口、二次頂出機構等）； 分析所有分型面，選出最佳分型面； 確定哪些面有脫模斜度 ，確定各種配合的形式并說明理由；分析澆口位置、澆口形式及所采用的理由并說明所采用推頂裝置設置的位置及其理由； 對該設計方案各部分應作環(huán)保、經濟技術分析； 對所選注射機進行校核； 說明該模具的開合模動作過程；注：（以上說明均要有相應的插圖） （3）計算下列尺寸有關成型零件工作尺寸的計算 ; 斜導柱長度及抽拔力的計算； 成型型腔壁厚、動模
18、墊板厚度校核計算;冷卻水道面積計算； （4）對設計中典型零件編制工藝規(guī)程過程卡（至少2個零件每個零件10道以上的工序）； （5）外文資料翻譯 2000英文字符左右 （原文第一作者為非中國人的PDF文件格式） （6）生產批量：50萬件； 2.零件材料分析2.零件材料分析2.1零件的材料及材料的特性該接線端子的材料是ABS塑料2.1.1 ABS塑料的特點ABS是丙烯腈-丁二苯-苯乙烯共聚物的縮寫。它的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結構。ABS制品強度高、剛度好，硬度、耐沖擊性、制品表面光澤性好，耐磨性好。有優(yōu)良的成型加工性，尺寸穩(wěn)定性，電鍍性能好。用途廣泛，在機械行業(yè)用來制造齒輪、泵
19、葉輪、把手、管道、電機外殼等；在汽車工業(yè)ABS制造汽車儀表板，工具艙門，車輪蓋，反光鏡盒等，還可以用ABS夾層制造小轎車車身，還可以制造水表殼，電氣零件等。2.1.2 ABS的技術指標密度 1.02-1.16g/cm3 比體積 0.86-0.98 cm/g吸水性 0.2-0.4% 收縮率 0.4-0.7% 熔點 130-160C熱變形溫度 90-108C抗拉屈服強度 830-1030 Pa 拉伸彈性模強 5000 Pa 彎曲強度 180Pa 硬度 9.7HBS 2.1.3 ABS 注射成形工藝參數注射機類型：螺桿式螺桿轉速： 30-60r/min 料筒溫度：后段 150-157C中段 165-
20、180C前段 180-200C噴嘴溫度： 170-180C西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）預熱溫度： 80-85C模具溫度： 50-80C注射壓力： 70-100Pa 注射時間： 20-90 s 高壓時間： 0-5 s 冷卻時間： 20-120 s2.1塑件圖3.方案的論證3.方案的論證3.1 ABS注射成型的原理及工藝過程3.1.1 注射成型的原理利用塑料的可擠壓性和可模塑性，將粉狀成型物料或松散的顆粒從注射機的料斗送入高溫的機筒內加熱熔融塑化，使之成為黏流態(tài)熔體，在柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過機筒前端的噴嘴注射進入溫度較低的閉合模具中，經過一段保壓冷卻定型時間后，開啟模具便可從模腔
21、中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。3.1.2熱塑性注射成型工藝過程注射成型工藝過程包括成型前的準備、注射過程和制品的后處理。（1）成型前的準備原料外觀的檢驗和工藝性能的測定；物料的預熱和干燥；嵌塊的預熱；料筒的清洗；脫模劑的選擇。（2）注射過程注塑過程可簡寫為：加料塑化注射保壓冷卻脫模。加熱、預塑化螺桿在傳動系統的驅動下，將來自料斗的塑料向前輸送，壓實，在料筒外加熱器、螺桿和機筒的剪切、摩擦的混合作用下，塑料逐漸熔融，在料筒的頭部已積累了一定量的熔融塑料，在熔體的壓力下，螺桿緩慢后退。合模和鎖緊鎖模機構推動模板及安裝在動模板上的模具動模部分與定模板上的模具定模部分合模并鎖緊，以保證成型時可提
22、供足夠的夾緊力使模具鎖緊。注塑裝置前移當合模完成后，整個料筒遷移，使注射機噴嘴與模具主流道口完全貼合。注射、保壓在鎖模和噴嘴完全貼合模具以后，注射液壓缸進入高壓油，推動螺桿相對料筒前移，將積聚在料筒的頭部的熔體以足夠壓力注入模具的型腔，因溫度降低而使塑料體積產生收縮，為保證塑料制品的致密性、尺寸精度和力學性能，需對模具型腔內的熔體保持一定的壓力，以補充熔體。卸壓當模具澆口處的熔體凍結時，即可卸壓。同時熔體在型腔內冷卻固化51西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）成為塑料制品。開展、推出塑料制品模具型腔內的塑料制品經過冷卻定性后，鎖模機構開模，并且推出模具內的塑料制品。(3)塑件后處理塑件在成型過程中，由
23、于塑化不均勻或由于塑料在型腔中的結晶、定向、以及冷卻不均勻而造成塑件各部分收縮不一致，或因其他原因使塑件內部不可避免地存在一些內應力而導致在使用過程中變形或開裂。因此，應該設法消除掉。消除的方法有退火處理和調濕處理。（1）退火處理退火處理的目的a.消除或降低塑料制品成型后的殘余應力；b.降低塑料制品的硬度，提高塑料制品的韌度；退火工具烘箱或液體介質（如熱水、熱油等）；退火溫度塑料制品使用溫度加10-20.或塑料制品變形溫度減10-20。退火時間退火時間與塑料制品壁厚有關，通常可按每毫米厚度約需半小時的原則估算。（2）調濕處理調濕目的調濕處理主要是針對吸濕性很強，且易氧化的尼龍類制品，用于消除內
24、應力打到吸濕平衡，以穩(wěn)定尺寸。調濕介質一般為沸水或醋酸鉀溶液（沸點為121）。調濕溫度100-120。調試時間保濕時間與壁厚無關，通常為2-9h。3.2注射模具的基本組成3.2.1基本組成a.成型零件b.排氣系統c.結構件d.側向抽芯機構e.溫度調節(jié)系統f.脫模系統g.導向定位系統3.3 方案的論證和初步確定a、 第一種 采用斜導柱和滑塊同在動模一側，利用斜導柱實現斜抽芯，由于滑塊始終不脫離斜導柱，結構比較簡單。適用于抽拔力不大，抽芯距不長的情況。b、 第二種 采用三板式結構，斜導柱安裝在定模型板上，利用斜滑塊六面抽芯機構成型塑件六個滾珠凹槽。利用彈簧分型實現第一個分型面的打開，定距拉桿實現第
25、二個分型的打開，利用推板頂出機構頂出塑件、實現脫模。本模具采用第一種方案。4.注射成型機的選擇4.注射成型機的選擇4.1 估算零件體積及質量4.1.1 估算零件體積a.計算零件的體積由天平稱得塑件質量為v塑=m塑=3.72g1.05gcm3=3.8cm3 (3-1)加上飛邊及流道損失，選澆口及流道損失=4=+=3.8cm3+4cm3=7.8cm3 (3-2)在加工過程中考慮到塑料的利用率，取利用系數=0.8故注射成型最大注射量應大于或等于即: =7.8cm3/0.8=9.43cm3 (3-3)4.2選擇注射機及注射機的主要參數4.2.1選擇注射機根據注射容積初選注射機型號為HTF86/TJ西安
26、工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）表4.1注射機參數螺桿直徑/mm36模板最大行程/mm310注射壓力/Mpa183模具最大厚度/mm360鎖模力/kN860模具最小厚度/mm150 理論注射量/cm3147拉桿空間（長寬）/mm3603604.3注塑機的校核4.3.1注射基本壓力校核校核所選注塑機的注射壓力能否滿足塑件成型時所需要的注射壓力。即: 。查得ABS的注射壓力56-176 ；根據所選注塑機的公稱壓力為183；滿足要求4.3.2 鎖模力的校核當高壓的塑料熔體充填模腔時，會沿鎖模方向產生一個很大的脹型力，即脹型力。脹型力大小等于塑料制品和澆注系統在分型面上的投影面積之和乘以型腔的壓強，它應小于注
27、射劑的額定鎖模力，通常取額定鎖模力的80%左右，以保證不出現溢料的現象。即：F鎖F脹0.8=A分P型 (3-4)兩腔總的投影面積為：=2765=1755mm2由于通常為2040所以取=40計算其所需鎖模力為：F鎖 F脹0.8=2.279104N滿足要求4.3.3安裝部分相關尺寸的校核為了使注塑模能順利地安裝在注射機上并生產出合格的塑料制品，在選用注射機時，還必須校核注射機與模具安裝有關的尺寸。模具的寬度必須小于注射機拉桿間距，即，這樣模具才能進入注射機。360mm350mm，滿足要求。4.3.4模具厚度校核模具厚度必須滿足下式：HminHHmax式中H模具閉合厚度，mm；注塑機所允許的最小模具
28、厚度，150mm；注塑機所允許的最大模具厚度，360mm；根據結構草圖，初選的模具厚度為300mm。則滿足要求。4.3.5開模行程的校核選用注射機時，應使注射機動模板的開模行程與模具的開模行程相適應。開模取出塑件所需的開模距離必須小于注塑機的最大開模行程。對于單分型面的注塑模具，其開模行程按下式效核SH1+H2+510 mm（3-5）式中S注塑加工機最大開模行程(移動模板臺面行程)，mm;H1塑件脫模距離，此模具中為40mm; H2包括流道凝料在內的塑件高度，此模具中為50mm, S=40+50+10=100mm圖4.2二板模開模行程由于動板模的開模行程310mm大于最小開模行程100mm，所
29、以開模行程校核合理5.澆注系統的設計5.澆注系統的設計5.1 澆注系統的作用模具澆注系統是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔入口為止的一段熔體通道。它的作用是讓高溫熔體在高壓下高速進入模具型腔，實現型腔填充。5.2澆注系統設計的設計原則（1）保證制品的外觀質量（2）保證制品的內部質量（3）阻力最?。?）不影響自動化生產5.3 澆注系統的組成澆注系統是由主流道、分流道、冷料穴和澆口組成。5.4主流道設計主流道通常位于模具的中心，是塑料熔體的入口，其形狀為圓錐形，便于熔融塑料的順利進入，開模時又能使主流道的凝料順利拔出。熱塑性塑料的主流道一般由澆口套構成。主流道設計如下：小口直徑主流道錐度長度倒角故主
30、流道的結構形式如圖5.1。西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）圖5.1主流道5.5冷料井設計冷料井的位置正對主澆道的動模上，它的作用是將物料前端的“冷料”收集起來，防止“冷料”進入型腔而影響塑件的質量。開模時冷料井起到將主流道的冷凝料拉出。冷料井有帶Z形拉料勾的冷料井；帶球頭形拉料的冷料井；倒錐形冷料井等。本方案采用的是帶Z形拉料勾的冷料井。5.6分流道設計主流道與澆口之間的通道稱為分流道。5.6.1分流道的布置形式為了盡量減少在流道內的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同事還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。如圖所示。圖 5.2分流道布置形式5.6.2分流道長度根據兩個型腔的結
31、構設計，分流道長度適中，如圖5.2。5.6.3分流道截面形狀常用的分流道截面形狀有圓形、正方形、梯形、U形、半圓形和正六角等。考慮加工工藝，裝配和經濟性，本模具采用圓形截面分流道。5.6.4分流道的截面尺寸根據塑件的體積、形狀、壁厚、所用塑料的工藝性能、注射速率以及澆道的長度等因素來確定。對于壁厚小于3mm（本塑件厚度為2mm），質量在200g(本塑件質量3.72g)以下的塑件可用一下經驗公式確定分流道的直徑15。 （4.1）式中D分流道的直徑，mm；W流經分流道的塑料量，g；L分流道長度，mm。5.4澆口設計澆口的形式眾多，通常都有邊緣澆口、圓環(huán)澆口、點澆口、潛伏式澆口、護耳澆口、直澆口等。
32、該塑件采用一模兩腔注射，側澆口。位置在塑件的頂端中心位置。6.成型零件設計6.成型零件設計模具生產時用來填充塑料熔體，成型制品的空間叫型腔，構成注塑模模具部分的模具零件統稱為成型零件，又叫內模鑲件。內模鑲件包括凹模、凸模、內模小鑲件、側向抽芯機構、斜推桿及推出零件等。6.1分型面的設計6.1.1分型面的分類及選擇原則在模具中，能夠取出制品或流道凝料的可分離的接觸面，都叫分型面。分型面有兩種：一種是模具分開時，分型面兩邊的模板都做移動；另一種是模具分開時，其中一邊的模板不動，另一邊模板作移動。分型面選擇的原則（1）有利于脫模（2）必須確保塑料制品尺寸精度（3）必須保證塑料制品外觀質量要求（4）有
33、利于簡化模具結構（5）方便模具制造（6）分型面上盡量避免尖角利邊（7）滿足注射機技術規(guī)格的要求6.1.2分型面的確定該模具中分型面設在截面尺寸最大的部位，如圖A-A截面圖6.1塑件圖西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）6.2型腔分布模具型腔在模板上的排列方式有圓形排列、H形排列、直線排列、對稱排列及復合排列等。該模具有簡單的抽芯結構，綜合考慮模具設計為一模兩腔，零件采用對稱排列，有利于節(jié)約材料，簡化結構。具體排布如圖5.2。圖6.2分流道示意圖6.3成型零件結構設計6.3.1成型零件具備的性能由于成型零件質量直接影響到塑件的質量，且與高溫高壓的塑料熔體接觸，所以必須具備一下性能：（1）具有足夠的強度和
34、剛度，以承受塑料熔體的高溫和高壓；（2）具有足夠的硬度和耐磨性，以承受流料的摩擦和磨損；（3）具有良好的拋光性能和耐腐蝕性能；（4）零件的加工性能好，可淬性良好，熱處理變形?。唬?）成型部位須有足夠的位置精度和尺寸精度。6.3.2凹模結構設計凹模用于成型塑件的外表面，又稱為型腔。按其結構的不同可分為整體式、整體嵌入式、局部鑲嵌式和四壁鑲嵌式5種?？傮w上說，整體是強度、剛度好，但不適于復雜的型腔。鑲嵌式采用組合的模具結構，是復雜型腔加工相對容易，可避免采用同一材料，可利用拼接間隙排氣，但剛度較差易在塑件表面留下鑲嵌塊的拼接痕跡，模具結構復雜。由于該模具結構簡單，又屬于中小型模具，所以凹模板采用整
35、體式。6.3.3凸模的結構設計凸模用于成型塑件的內表面，又稱型芯。凸模按結構分為整體式和鑲拼組合式兩類。由于凸模的加工相對凹模容易，所以大多數的凸模是整體式的，尤其是在小型模具中型芯、模板常做成一體5。凸模板采用整體式。6.3.4影響塑件尺寸和精度的因素工作尺寸是成型零部件上直接決定塑件形狀的有關尺寸，主要包括：凹模、凸模的徑向尺寸與高度尺寸等。為了保證塑件質量，模具設計時必須根據塑件的尺寸與精度等級確定相應的成型零部件工作尺寸與精度。其中影響模具尺寸和精度的因素很多，主要包括以下幾個方面7：（1）成形收縮率：在實際工作中，成形收縮率的波動很大，從而引起塑件尺寸的誤差很大，塑件尺寸的變化值為式
36、中：s為塑件收縮波動而引起的塑件尺寸誤差，mm；Smax為塑料的最大收縮率，%；Smin為塑料的最小收縮率，%；Ls為塑件尺寸，mm。一般由收縮率引起的塑件尺寸誤差要求控制在塑件尺寸公差的1/3以內。（2）模具成形零件的制造誤差：實踐證明，如果模具的成形零件的制造誤差在IT7IT8級之間，成型零件的制造公差占塑件尺寸公差的1/3。（3）零件的磨損：模具在使用過程中，由于種種原因會對型腔和型芯造成磨損，對于中小型塑件，模具的成形零件最大磨損應取塑件公差的1/6，而大型零件，應在1/6之下。（4）模具的配合間隙的誤差：模具的成形零件由于配合間隙的變化，會引起塑件的尺寸變化。模具的配合間隙誤差不應該
37、影響成形零件的尺寸和位置精度。綜上所述，在模具型腔與型芯的設計中，應綜合考慮各種影響成型零件尺寸的因素，在設計時進行有效的補償。由于影響因素很不穩(wěn)定，補償值應在試模后進行逐步修訂。7.導向機構設計7.導向機構設計7.1 導向機構的作用和設計原則7.1.1導向機構的作用（1）定位作用模具閉合后，保證動定模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精度。導向機構在模具裝配過程中也會起到定位作用，即便于模具的裝配和調整。（2）導向作用合模時，首先是導向零件接觸，引導動定模準確閉合、避免型芯先進入型腔造成成型零件的損壞。（3）承受一定的側向壓力塑料熔體在充模過程中可能產生單向側向壓力或受成型設備精度低的影響，導柱
38、將承受一定的側向壓力，以保證模具的正常工作。若側向壓力很大或精度要求很高時，不能單靠導柱來承擔，需增設定位機構來承擔側向壓力。（4）承受模具重量模具上的活動件，如推桿固定板和推桿底板、點澆口模架中的流道推板和A板、大水口模架中的推板等，它們開模時及開模后都懸掛在導柱上，須由導柱支撐其重量。7.1.2導向機構的設計原則主要設計原則（1）導柱（導套）應對稱分布在模具分型面的四周，其中心至模具外緣應有足夠的距離，以保證模具強度和防止模板發(fā)生變形；（2）導柱（導套）的直徑應根據模具尺寸選定，并應保證有足夠的抗彎強度；（3）導柱固定端的直徑和導套的外徑應盡量相等，有利于配合加工，并保證了同軸度要求；（4
39、）導柱和導套應有足夠的耐磨性；（5）為了便于塑料制品脫模，導柱最好裝在定模板上，但有時也要裝在定模板上，這就要根據具體情況而定。7.2導柱、導套設計導柱導向是指導柱與導套采用間隙配合使導柱在導套內滑動，配合間隙一般采用H7/f7級配合。7.2.1導柱的設計導柱的基本結構形式有兩種。一種是除安裝部分的凸肩外，其余部分直徑相同，成為帶頭導柱GB4169.4-84；另一種是除安裝部分的凸肩外，安裝的配合部西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）分直徑比外伸的工作部分直徑大，成為有肩導套GB4169.5-84。為了減小導柱導套的摩擦，有的導柱開設油槽 18。本模具采用加油槽的帶頭導柱，根據GB4169.4-84選
40、用直徑為30mm長度為186mm的導柱。其示意圖6.1圖7.1導柱7.2.2導套設計由于導柱已選定所以由機械設計手冊可查的與之相配的導套為。為了使導柱進入導套比較順利，在導套的前段倒一圓角R。根據導柱選擇直徑為30mm的導套，其結構如圖6.2.圖7.2導套8.脫模機構的設計8.脫模機構的設計在注塑模中，將冷卻固化后的塑料制品及澆注系統凝料從模具中安全無損地推出的機構成為脫模機構。8.1脫模機構的設計原則塑件滯留于動模，模具開啟后應以使塑件及澆口凝料滯留于帶有脫模裝置的動模上，以便模具脫模裝置在注射機頂桿的驅動下完成脫模動作。保證塑件不變形損壞，這是脫模機構應達到的基本要求。首先要正確分析塑件對
41、型腔或型芯的附著力的大小以及所在的部位，有針對性地選擇何時的脫模方法和脫模位置，使頂出中心和脫模阻力中心相重合。型芯由于塑件收縮時對其包緊力最大，因此頂出的作用應該竟可能地靠近型芯，頂出力應該作用于塑件剛度、強度最大的部位，作用面盡可能大一些。影響脫模力大小的因素很多，當材料的收縮率大，塑件壁厚大，模具的型芯形狀復雜，脫模斜度小以及型腔（型芯）粗糙度高時，脫模阻力就會增大，反之則小。力求良好的塑件外觀，頂出塑件的位置應該盡量設在塑件內部或對外觀影響不大的部位，在采用頂桿脫模時尤其要注意這個問題。8.2 頂出機構的確定頂出機構的功能是在任何正常的情況，頂出機構都能確實可靠的將成型塑件從模板一側頂
42、出，并在合模時其相關的頂出零件確保不與其它模具零件相干擾的恢復到原來的位置。頂出機構的設計原則：開模時應留在動模的一側；塑件在成型頂出后，一般都有痕跡，但應盡量使頂出殘留痕跡不影響塑件的外觀，一般頂出機構應設在塑件內表面以及不顯眼的位置；頂出裝置力求均勻分布，頂出力作用點應在塑件承受頂出力最大的部位，即不易變形或損傷的部位，盡量避免頂出力作用于最薄的位置，防止塑件在頂出過程中的變形和損傷；頂出機構應平穩(wěn)順暢，靈活可靠。頂出機構有多種類型，本設計采用頂桿中心頂出。采用段面形狀為圓柱形的頂桿，圓柱型頂桿是最常用的一種，由于這個形狀的頂桿和頂桿孔最容易加工，且容易保證其配合精度，易于保證其互換性，并
43、易于更換，而且它還具有滑動阻力小，不易卡滯等優(yōu)點，因此，我們采用圓柱形頂桿頂出。8.3脫模力的計算西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）經過注射機的高壓注射塑料在模具內冷卻定型，此時塑料收縮將型芯包緊，這一包緊力是開模后塑件脫出時所必須克服的，此外還有不通孔帶來的大氣壓力，塑料及型芯的粘附力，摩擦力及機構本身運動時所產生的摩擦阻力。開始脫模時的瞬時阻力最大，稱為初始脫模力。脫模力的計算一般總是計算初始脫模力。塑件的脫模力計算公式如下所示。F總脫=pAcosf-tan1+fsincos+0.1A (8-1)式中p塑件對型芯產生的單位正壓力，一般p=；本塑件是薄件，所以取8MPa；A塑件包緊型芯的側面積，。
44、克服大氣壓力造成的阻力，其值為：F阻=0.1A(A為型芯端面面積mm2)故總的脫模力應為：F總脫=F脫+F阻F總脫=pAcosf-tan1+fsincos+0.1Af取1.0，取2F總脫=1.3104N8.4簡單脫模機構在所有模具的脫模機構中，簡單脫模機構是最常用的一種形式，即在動模一邊施加一次頂出力，就可將塑件從模具中脫出的機構，通常包括頂桿脫模機構，頂管脫模機構，推板脫模機構，活動鑲件或凹模脫模機構，多元件聯合脫模機構和氣動脫模機構等。本模具方案采用頂桿脫模機構。8.4.1頂桿脫模機構的設計要點（1）頂出的頂出位置應該設在脫模阻力大的部位。（2）頂桿不設置在塑件薄壁處，一面塑件變形破損。（
45、3）頂桿直徑不宜過小，有足夠的剛度。（4）頂桿與型芯或型腔板頂桿孔的配合一般為H8/h7或H7/h7，配合間隙可參考塑料不溢料間隙值。（5）頂桿材料多用45鋼或T8、T10等碳素工具鋼制造，采用頭部局部淬火，淬火硬度在50HRC以上，局部淬火長度為1.5倍推出行程與配合長度之和，表面粗糙度在Ra1.6m。（6）在一般情況下頂桿已基本作為模具標準出現，但是在特殊情況下，需要對頂桿作出進一步的加工。8.4.2頂桿的形狀（b）頂桿1三維圖頂桿的形狀多種多樣，最常見的是截面為圓形的圓形頂桿。其尺寸可參照GB4169.1-1984。本模具采用頂桿為截面為圓形的圓形頂桿如圖7.1，特殊頂桿如圖7.2。圖
46、7.1頂桿1（a）頂桿1二維圖圖 7-2頂桿2（b）頂桿2三維圖（a）頂桿2二維圖8.5復位裝置脫模機構將塑件脫模后，在進行下一次成型前，除推板脫模機構以外，必須先行回到初始位置，尤其是有側向分型的模具，頂桿與側向抽出型芯之間會相互干擾，這就更要求頂出機構必須在閉模前回到初始狀態(tài)。常用的復位形式有：復位桿復位，頂出桿兼復位桿復位，彈簧復位。本模具采用復位桿復位，復位桿的工作端面頂在定模的固定板上，由于定模固定板沒有熱處理，為防止在模具工作中復位桿將定模固定板頂出凹坑，一般在固定板上鑲入淬火墊塊，復位桿的另一工作面與固定頂桿的頂出固定板相連，在模具閉模時，由復位桿推動頂桿固定板，帶動頂桿回程。復
47、位桿結構形式如圖7.3所示。（b）復位桿三維圖（a）復位桿二維圖圖 7-3復位桿9.抽芯機構設計9.抽芯機構設計9.1 抽芯機構的概述當塑件具有與開模方向不同的內側孔、外側孔或側凹穴時，除少數情況可以強制脫模外，一般都必須將成型側孔或側凹穴的零件做成可動的機構，在塑件脫模前，先將其抽出，然后再從型腔中和型芯上脫出塑件。完成側向活動型芯抽出和復位的機構就叫側向抽芯機構。此類模具脫出塑件的運動有兩種情況：一是開模時優(yōu)先完成側向分型或抽芯，然后推出塑件；二是側向抽芯分型與塑件的推出同時進行。側向分型與抽芯機構按其動力來源分為手動、機動、氣動或液壓三類。其中機動側向分型抽芯是指開模時，依靠注塑機的開模
48、動力，通過側向抽芯機構改變運動方向，將活動零件抽出。機動抽芯具有操作方便、生產效率高、便于實現自動化生產的優(yōu)點，雖然模具結構復雜，但仍在生產中廣為采用。9.2抽芯機構的設計注射成型帶有側凹或者側孔的塑料制品是，模具必須帶有側向分型或者側抽芯機構，以便在脫模之前先抽掉側向成型零件，否則無法脫模。側抽芯分為內側抽芯和外側抽芯。當塑件的側凹較淺，抽芯距不大，且抽芯力也不大，本模具采用滑塊+斜導柱機構進行側向分型與抽芯?；瑝K+斜導柱的側向分型機構是利用成型后的開模動作，使斜導柱與滑塊產生相對運動，滑塊在斜導柱的作用下一邊沿開模方向運動，一邊側向運動，其中沿側向的運動使模具的側向成型零件脫離塑件倒勾。9
49、.3滑塊+斜導柱的側向抽芯機構9.3.1斜導柱外側抽芯機構斜導柱外側分型機構如圖8-1所示，一般有五部分組成：（1） 動力部分，如斜導柱等（2） 鎖緊部分，如鎖緊塊等（3） 定位部分，如滾珠+彈簧，擋塊+彈簧等（4） 導滑部分，如模板上的導向槽、壓塊等（5） 成型部分，如側抽芯，滑塊等西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）圖9.1斜導柱外側分型機構9.3.1.1 斜導柱外側抽芯機構設計原則側抽芯一般比較小，應牢固裝在滑塊上，防止在抽芯時松動滑脫。型芯與滑塊連接應有一定的強度和剛度。如果加工方便，側抽芯和滑塊可做為一體。滑塊在導滑槽中滑動要平穩(wěn)，不要發(fā)生卡滯，跳動等現象，滑塊與導滑槽的配合為H7/f7?；?/p>
50、塊限位裝置要可靠，保證滑塊在斜導柱離開后不能隨意滑動。鎖緊塊要能承受注射時的脹型力。選用可靠的連接方式與模板連接。滑塊完成抽芯運動后，仍應停留在導滑槽內，留在導滑槽內的長度不應小于滑塊全場的3/4。盡量避免定模抽芯，因為定模抽芯會讓模具更復雜。9.3.1.2 斜導柱的設計（1）斜導柱傾斜角斜導柱傾斜角與脫模力及抽芯距有關。角度越大則斜導柱所受彎曲力就越大，所需開模力也增大。斜導柱傾角最常用的是18和20?；瑝K斜面的鎖緊角度比斜導柱傾斜角大23。斜導柱斜傾角為18，滑塊斜面的鎖緊角度為20。（2）抽芯距S1抽芯距S1為側向滑動型芯需要抽出的最小安全距離。一般規(guī)定： S1=制品側向凹凸深度+25m
51、m，25mm為安全距離。（8-1）所以抽芯距S1=15mm+3mm=18mm（3）斜導柱長度L 計算法斜導柱的長度L可按下列公式計算：L=L1+L2=Ssin+Hcos（8-2）式中 H固定板的厚度； S抽芯距；斜導柱傾角。L=15sin18+83cos18=136mm（4）斜導柱的大小和數量 8-1表所列是斜導柱大小和數量的經驗確定法。表8-1 斜導柱大小和數量滑塊寬度/mm2030305050100100150150斜導柱直徑/mm6.5101013131613161625斜導柱數量11122滑塊寬117.5mm，斜導柱直徑為16mm，斜導柱數量為2個8.3.1.3 滑塊的設計滑塊的寬度為
52、55mm，滑塊滑離導滑槽的長度為10mm，滑塊定位采用滾珠定位。8.3.1.4鎖緊塊的設計鎖緊塊的固定是定模外側抽芯鎖緊塊固定在定模面板上10.溫度調節(jié)系統設計10.溫度調節(jié)系統設計塑料注射模溫度調節(jié)能力，直接影響到塑件的質量，也決定著生產效率的高低，塑件在型腔內的冷卻力求做到均勻、快速，以減少塑件的內應力，使塑件的生產做到優(yōu)質高效率。10.1溫度調節(jié)系統的作用溫度調節(jié)系統在模具中的作用非常重要的，尤其對厚壁塑件和平整度有要求的大型薄壁塑件來講更為重要。10.1.1溫度調節(jié)系統的要求質量優(yōu)良的塑件應滿足一下六方面的要求，即收縮率小，變形小，尺寸穩(wěn)定，沖擊強度高，耐應力開裂性好和表面粗糙度低。1
53、0.1.2溫度調節(jié)系統對塑件質量的影響塑料熔體注入型腔后，釋放大量熱量。不同的塑料，需要模腔維持在某一適應溫度。模溫對塑件質量的影響主要表現在如下六個方面：（1）改善成形性；（2）成型收縮率；（3）塑件變形；（4）尺寸穩(wěn)定性；（5）力學性能；（6）外觀質量。10.2冷卻系統的機構冷卻水道形式大體分為，溝道式冷卻、管道式冷卻和導熱桿式冷卻。本模具采用的是溝道式冷卻；冷卻水道的連通方式有串聯和并聯兩種；型腔的冷卻；本模具采用的是沿型腔邊緣設置若干并聯或串聯的循環(huán)水路。由于該塑件體積比較小，所以水道采用直水道直徑為6mm，其分布如下圖圖10.1水路11.塑料模具用鋼11.塑料模具用鋼由于難加工成型材
54、料的不斷出現以及產品零件形狀的日益復雜化和鍛壓生產的高速化，對模具耐磨性、耐熱性、強度與韌性等使用性能的要求也隨之提高。因此，按照模具的性能要求與生產過程，正確選用模具材料，并施以適當的熱處理，以充分發(fā)揮其最大潛力。11.1注塑模材料應具備的要求塑模材料必須具備以下條件：（1）機械加工性能良好；（2）耐磨性和韌性等機械性能良好；（3）加工和時效處理的變形微??；（4）難化學侵蝕和難腐蝕性能良好；（5）較好的淬火性能和熱處理變形極小；6）焊接修補性能良好；（7）不易產生電加工硬化層。11.2模具材料選用的一般原則選用模具材料的一般原則是：(1) 滿足模具使用性能要求；(2) 具有良好的工藝性能；(
55、3) 適當考慮經濟性。11.3本模具所選鋼材及熱處理我國模具用鋼一般采用工具鋼，如T8A、T10A、CrWMn、Cr12MoV鋼等，這些鋼由于切削加工性一般較差，難以制造成復雜型腔的模具，而且一旦熱處理變形超差即難以修復使用。因此，近年來模具制造業(yè)采用退火或正火狀態(tài)的45鋼及預硬剛做塑料模具用鋼2。塑料膜型腔模具用于較高溫度狀態(tài)下，一般要求具有耐熱性、一定的機械強度、耐磨性、耐腐蝕性、鏡面加工性。塑料膜對強韌性方面的要求不高，但要求較高的耐蝕性。本模具所用鋼材及熱處理如下表11.1所示。西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）頂桿、拉料桿頭部耐磨，桿部有一定強度45局部淬火+低溫回火固定模板、墊板一般強度
56、45正火型芯、型腔高精度、高拋光性、高壽命40Cr淬火表11.1本模具所用鋼材及熱處理零件名稱主要性能要求材料熱處理澆口套、定位環(huán)耐磨性T8A淬火+低溫回火導柱、導套表面耐磨，心部有一定韌性T8A滲碳+淬火+低溫回火12.模具裝配圖12.模具裝配圖12.1模具裝配二維圖圖12.1模具裝配圖1.動模固定板 2.內六角螺釘1 3.墊塊 4.推桿支撐板 5.推桿固定板 6.3頂桿1 7.型芯固定板8.內六角螺釘2 9.型芯 10.水路 11.塑件 12.開閉器13.型腔14.型腔固定板 15.內六角螺釘3 16.推料板 17.定模座板 18.導套2 19.導套1 20.導柱 21.支撐釘 22.內六
57、角螺釘4 23.滑塊24.復位桿 25.彈簧 26.斜頂桿 27.3頂桿2 28.拉料桿 29.內六角螺釘5 30.內六角螺釘6 31.定位環(huán) 32.澆口套 33.內六角螺釘7 34.定位拉桿 35.內六角螺釘8 36.固定塊13.模具可行性和環(huán)保分析13.模具可行性和環(huán)保分析13.1本模具的特點（1）本模具結構合理、緊湊，符合客戶的生產要求；（2）模具的設計不僅解決了一些形狀復雜的零件無法加工成型的問題，還使得生產實現自動化，提高了生產效率，降低了生產成本，在精度方面也有一定的提高。13.2市場效益及經濟效益分析首先，該產品的市場需求量很大，有著廣闊的市場前景；其次，采用注塑成型不僅可以實現自動化生產，提高生產效率，節(jié)約勞動力，降低成本。綜上所述，該設計方案是一個可行的經濟合理。13.3環(huán)保分析在生產過程中產生的廢品和澆口套分流道中的凝料，可以回收利用，可以成為下次制作的原料，這樣不僅環(huán)保而且減少浪費。14.總結14.總結本文主要針對接線端子，對其進行塑料模具設計。
注塑模具設計畢業(yè)論文.docx
