毕业设计（论文）-连接器支架塑件的成型模具设计

1、连接器支架塑件的成型模具设计 系 别：材 料 工 程 系 学生姓名： 专业班级：模具设计与制造专业一班 学 号： 指导教师： 2011年3月4日独创性声明 本人声明所呈交的毕业论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出奉献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承当。论文作者签名：杨凯 日期：2021 年 3 月 4 日毕业论文版权使用授权书 本毕业论文作者完全了解学校有关保存、使用毕业论文的规定，即：学校有权保存并向有关部门或机构送交论

2、文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权郑州职业技术学院要以将本论文的全部或局部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。 保密，在_年解密后适用本授权书. 本论文属于 不保密。请在以上方框内打“毕业论文作者签名： 指导教师签名：日期： 年 月 日 日期： 年 月 日目 录 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc291602595 中文摘要I HYPERLINK l _Toc291602596 外文摘要II HYPERLINK l _Toc291602597 前 言1 HYPERLINK l _Toc291602598

3、第一章塑料模具的现状及展望2 HYPERLINK l _Toc291602599 1.1 模具工业在国民生产中的作用2 HYPERLINK l _Toc291602600 塑料模具工业的现状2 HYPERLINK l _Toc291602601 塑料模具工业的开展趋势3 HYPERLINK l _Toc291602602 第二章 塑件产品的分析5 HYPERLINK l _Toc291602603 2.1 产品材料的选用5 HYPERLINK l _Toc291602604 2.2 连接件塑件产品的测绘6 HYPERLINK l _Toc291602607 2.3 连接器支架塑件三维造型7 H

4、YPERLINK l _Toc291602608 第三章 成型设备的选用9 HYPERLINK l _Toc291602609 3.1 注塑机的选择9 HYPERLINK l _Toc291602610 3.2 模架的选择10 HYPERLINK l _Toc291602613 3.3 模具参数的校核11 HYPERLINK l _Toc291602614 第四章 模具结构形式的拟订13 HYPERLINK l _Toc291602615 4.1 确定型腔数量及排列方式13 HYPERLINK l _Toc291602616 4.2 注射模分型面的选择14 HYPERLINK l _Toc29

5、1602619 模具侧向分型与抽芯机构的分析与确定14 HYPERLINK l _Toc291602620 侧向抽芯机构的分类与组成14 HYPERLINK l _Toc291602622 4.3.2 抽芯力与抽芯距确实定16 HYPERLINK l _Toc291602623 4.3.3 侧滑块的设计16 HYPERLINK l _Toc291602624 4.3.4侧型芯的设计18 HYPERLINK l _Toc291602625 第五章 浇注系统形式和浇口的设计20 HYPERLINK l _Toc291602626 主流道设计20 HYPERLINK l _Toc291602627

6、5.2 分流道设计21 HYPERLINK l _Toc291602628 5.3 浇口设计23 HYPERLINK l _Toc291602629 第六章 成型零部件设计25 HYPERLINK l _Toc291602630 6.1 成型零部件的结构设计25 HYPERLINK l _Toc291602631 6.2 成型零部件尺寸的计算25 HYPERLINK l _Toc291602632 第七章 导向机构设计26 HYPERLINK l _Toc291602633 第八章 推出机构和复位机构的设计27 HYPERLINK l _Toc291602634 推出机构的设计27 HYPER

7、LINK l _Toc291602635 8.2 推杆设计28 HYPERLINK l _Toc291602636 第九章 模具冷却系统30 HYPERLINK l _Toc291602637 9.1 冷却水管管道的设置30 HYPERLINK l _Toc291602638 第十章 支承与连接零件的设计与选择32 HYPERLINK l _Toc291602639 10.1 固定板32 HYPERLINK l _Toc291602640 10.2 支承板和垫块32 HYPERLINK l _Toc291602641 10.3 模座32 HYPERLINK l _Toc291602642 第十

8、一章 应用 Moldflow进行注射阶段流动分析33 HYPERLINK l _Toc291602643 11.1 最正确浇口位置及数量确实定33 HYPERLINK l _Toc291602644 11.2 模拟结果分析34 HYPERLINK l _Toc291602645 第十二章 结论36 HYPERLINK l _Toc291602646 参考文献40 HYPERLINK l _Toc291602647 致 谢41摘要 本文分析了连接器支架塑件的成型特点，对模具结构各工艺参数，包括锁模力、流道截面尺寸等模具参数的进行了计算校核，设计了一模一腔含有两分型面的，带有侧向分型与抽芯机构并且

9、有很多小型芯所组成的点浇口注射模具。该模具的关键是解决分型面的选择、侧型芯的结构、点浇口位置确定、冷却系统的布局、塑件浇注系统布局等问题，以及在实现这个功能的情况下，如何使模具有效而可靠的运动。在这里，用到了顺序分型的方法，即在第一分型面完成的情况下，再分第二分型面，有严格的先后关系，同时在合模中也有严格的顺序。同时，并通过Moldflow模拟分析变形、填充、浇口、排气、冷却、压力和注射成型时间等，预测产品在成型过程中可能出现的问题。关键词 连接器支架 注射模具 双分型面 Moldflow前 言随着我国科技文化技术以及国民经济的迅速开展，模具行业的地位越来随着我国科技文化技术以及国民经济的迅速

10、开展，模具行业的地位越来越重要，模具技术的开展也越来越先进。模具行业是一个对工作和实践经验要求非常强的专业，它要求我们在学校要掌握扎实的理论知识，并要求我们有充分的实践环境。大学三年的专科学习即将结束，在这大学三年里我完成了规定的课程，并取得了不错的成绩，熟练地掌握了机械制图、机械设计、互换性与技术测量根底、材料科学根底、模具制造工艺、塑料成型工艺与模具设计、塑性成型工艺等相关的根底课、专业根底课方面的知识，对模具行业的开展、模具技术的应用、模具结构的设计、模具材料的选用、公差配合的选用有了一个比拟系统和比拟全面的理解，根本上到达了学习的目的。毕业设计时大学学习过程中的最后一个环节，也是最重要

11、的一个环节，是对以前所学的根底理论知识及所掌握的技能的综合运用和检验，本论文以连接器支架注塑成型工艺分析及模具设计为主线，依据模具的根本组成局部，根底和设计技巧相结合，理论与实践相结合，对连接器支架模具结构设计中的关键之处以及可能出现的问题和处理方式进行详细地剖析。同时，从模具的加工工艺的角度出发，分析并提供便于加工的模具结构形式，使模具设计和加工更加紧密的结合在一起。在技术上，使用了计算机辅助设计来绘图三维与二维相结合到达优化设计的目的。在毕业设计的过程中，遇到了很多困难和许多疑惑，但是在指导教师黄老师的悉心指导和自己的努力下，克服了所有的困难，完满的完本钱次毕业设计，给大学生活画上一个圆满

12、的句号。由于我的水平有限，缺乏实际的模具设计经验，设计中肯定会存在错误和不妥之处，敬请各位老师批评指正。第一章塑料模具的现状及展望1.1 模具工业在国民生产中的作用模具技术是衡量一个国家制造水平的重要标志之一。模具技术能促进工业产产品的开展和质量的提高，并获得极大的经济效益。模具是效益的放大器，用模具生产的产品的价值往往是模具价值的几十倍、上百倍。在美国模具被称为点铁成金的磁力工业，德国那么认为其是所有工业中的关键工业，日本那么认为模具工业是促进社会繁荣富裕的动力。模具工业在我国几经成为国民经济开展的重要根底工业之一。国名经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石油化工和建筑都要求模具工业的开展相

13、适应，都需要大量模具，特别是汽车、电动机、电器、家电和通信等类产品中60%-80%的零部件都依靠模具成型。塑料模具技术是一门涉及面广、技术综合性强的精密根底工艺装备技术，包括：各类模具设计、制造、保管、修理、调试、标准化、专业化生产、“四新即：新技术、新工艺、新材料、新设备的开发与推广应用等方方面面，涉及到冶金、材料、理化、计量、摩擦与润滑、机械、电子、机电一体化、计算机等多门学科以及铸、锻、热处理、有削及无削加工、检测等有关工种，是一个要由上述众多学科和工种共同打造的庞大的系统工程。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大开展，模具水平有了较大提高。精密塑料模具方面，已能生产 照

14、相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展，气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大开展，模具水平有了较大提高。精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展，气体辅助注射成型技术的使用更趋

15、成熟，热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式。近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如:P20、3Cr2Mo、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已到达70%-80%相比，仍有很大差距。模具市场的总体趋热是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具的开展速度将高于其它模具，在模具行业中的比

16、例将逐步提高。随着塑料工业的不断开展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的。因此，塑料模的未来开展趋势主要为以下几个方面：1提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而开展的一模多控所致。2在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已开展成为一项比拟成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造了良好的条件;基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际

17、生产过程分工协作要求的问题;CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高;塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。3推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是开展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低本钱。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且其常用

18、于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。4开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。5提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的开展，为提高模具质量和降低模具制造本钱，模具标准件的应用要大力推广。6应用优质模具材料和先进的外表处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。7研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三

19、坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。8大力开展快速制造成形和快速制造模具技术。9逐步推广高速铣削在模具业务的应用。10进一步研究开发模具的抛光技术和设备。第二章 塑件产品的分析2.1 产品材料的选用 本次设计中的材料LCP,其聚合方法以熔融缩聚为主，全芳香族LCP多辅以固相缩聚以制得高分子量产品。非全芳香族LCP常采用一步或二步熔融聚合制取产品。近年连续熔融制取高分子量LCP的技术得到开展。液晶芳香族聚酯在液晶态下由于其大分子链式取向的，它有异常规整的纤维状结构，性能特殊，制品强度很高，并不亚于金属和陶瓷。拉

20、伸强度和弯曲模量可超过10年来开展起来的各种热塑性工程塑料。机械性能、尺寸稳定性、光学性能、电性能、耐化学药品性、阻燃性、加工性良好，耐热性良好，热膨胀系数较低。采用的单体不同，制得的液晶聚酯的性能、加工性和价格也不同。选择的填料不同、填料添加量的不同也都影响它的性能。LCP的用途将会更加广泛。液晶聚合物高分子LCP的特性简述如下1液晶高分子聚合物树脂一般为米黄色，也有呈白色的不透明的固体粉末。密度为1.41.7g/cm3。液晶聚合物具有高强度，高模量的力学性能，由于其结构特点而具有增强型，因而不增强的液晶塑料即可到达甚至超过普通工程塑料用百分之几十玻璃纤维增强后的机械强度及其模量的水平；如果

21、用玻璃纤维，碳纤维等增强，更远远超过其他工程塑料。2液晶聚合物还具有优良的热稳定性、耐热性及耐化学药品性，对大多数塑料存在的蠕变缺点，液晶材料可忽略不计，而且耐磨、减磨性均优异。3LCP的耐气候性、耐辐射性良好，具有优异的阻燃性，能熄灭火焰而不再继续进行燃烧。其燃烧等级到达UL94V-0级水平。LCP是防火平安性最好的特种塑料之一。4LCP具有优良的电绝缘性能。其介电强度比一般工程塑料高，耐电弧性良好。作为电器应用制件，有连续使用温度200300时，其电性能不受影响。而间断使用温度可达316左右。 5LCP具有突出的耐腐蚀性能，LCP制品在浓度为90%的酸及浓度为50%的碱存在下不会受到侵蚀，

22、对于工业溶剂、燃料油、洗涤剂及热水，接触后不会被溶解，也不会引起应力开裂。6LCP的成型温度高，因其品种不同，熔融温度在300425范围内。LCP熔体粘度低，流动性好，与烯烃塑料近似。LCP具有极小的线膨胀系数，尺寸稳定性好。成型加工条件参考为：成型温度300390；模具温度100260；成型压力70100Mpa,压缩比2.54，成型收缩率0.10.7%。该材料用于连接器塑件，要求外表光滑，具有一定的强度,不可有熔接痕，气孔，整体外观不变形。2.2 连接件塑件产品的测绘任何一个零件从传统意义上来说，它必须含有二维平面图纸，这样它的尺寸就一目了然了。本次的连接件塑件经测绘后的平面图见图2.1：

23、图2.1 连接件塑件二维产品 2.3 连接器支架塑件三维造型 连接器支架是工业上一种用的非常广泛的结构件。它可以满足两个或两个以上零件的连接问题，它具有连接可靠、拆装方便等优点。本次设计的产品为注塑机一次成型，外观主要有许许多多的孔和凸台组成。采用一模一腔的三点浇口进料机构，采用液压侧向分型与抽芯机构。精度采用一般精度3级，外表粗糙度为0.8。产品三维效果图见图2.2：图2.2 塑件三维效果图第三章 成型设备的选用3.1 注塑机的选择对于模具设计，必须首先选那么适宜的注塑机型号，以确定额定注射量、最大注射压力、最大锁模力、模具的安装尺寸及开模行程等技术标准后，才能进行下面真正的模具设计。根据塑

24、件的形状及尺寸，计算其在分型面上的投影面积和塑件以及浇注系统的质量，计算所需锁模力、总注射物料量，然后才能初选设备。由于制品的外观由许多孔和凸台组成，形状复杂，首先利用Pro/E软件的分析功能对制品的体积和在分型面上的投影面积进行计算与测量。在Pro/E软件里翻开三维模型，利用其质量属性分析对外表积、体积、质量进行分析与计算。根据软件计算得出结果如下：塑件在分型面上的投影面积：2塑件体积： V=3 塑件密度： =/cm3所以塑件的质量： m =1.5=g根据任务书的要求，该塑件采用点浇口形式，并且采用一模一腔的形式，加上浇注系统及冷凝料材料体积约为12cm3。所以初选设备为SZ-125/630

25、其主要技术规格见表3.1。表3.1 SZ-125/630设备主要技术规格额定注射量/cm3140最大开合模行程/mm270螺杆直径/mm40模具最大厚度/mm300注射压力/Mpa126模具最小厚度/mm150注射行程/mm270拉杆内向距/mm370320注射速度g/s110锁模形式双曲肘螺杆转数/(r/min)14-200喷嘴圆弧半径/mm15锁模力/KN630喷嘴孔直径/4模具定位孔直径/mm125顶出形式两侧设有顶出，机械顶出，中心距为230 mm3.2 模架的选择通过塑件的分析，以及注塑机的技术规格要求，选用P2型模架，该模架各模板以及相关尺寸见图3.1、表3.2和表3.3。图3.1

26、 P2型模架示意图表3.2 模架各板厚尺寸上模座H1 模板A模板B支撑板H2垫板C下模座H3256340326325架孔位置尺寸导柱 b导柱ld螺钉 lm螺钉 b1推杆 lt推杆 b2194265193200259108H1=25；A=63；B=40；H2=32；C=60；H3=25；所以模具的总厚度为：25+63+40+32+63+25=248mm，在注塑机的装模行程之内。3.3 模具参数的校核注射量的校核 要求注射量不超过注射机的最大注射量，在注塑生产中，注塑机每一个成型周期向模具腔内注入的塑料熔体体积或质量称为塑件的注射量，其中包括浇注系统内所存留的塑料熔体体积，选择注塑机时，必须保证塑

27、件的注射量小于注塑机的最大注射量的8085%，最小注射量不小于注塑机注射量的20%，根据式kMmaxM，M=Mi+m式中 Mmax-注塑机最大注射量/ cm3； Mi-浇注系统凝料的质量或体积/ cm3； m-单个制件质量或体积/ cm3； n-型腔数目/个； k-注射机最大注射量利用系数，一般取。140+ cm3。故：注射机注射量满足要求。2注射压力的校核塑料成型所需要的注射压力是由塑料品种、注射机类型、喷嘴形式、塑件形状以及浇注系统的压力损失等因素决定的。注射压力的校核是检验注射机的最大注射压力能否满足制品的成型要求。所选的塑料原料为LCP，制件结构合理，流体流动性能好，其注射压力在701

28、00Mpa之间，其值在所选的注射机成型范围之内，故能满足要求。3锁模力的校核注射时塑料熔体充满型腔的时候，存在较大的压力，它会使模具从分型面涨开，该压力等于塑件和浇注系统在分型面上不重合的投影面积之和乘以型腔的压力，它应小于注射机的最大锁模力，才能使注射时不发生溢料和涨模现象。为了保证注射成型过程当中型腔能够可靠的锁闭，必须满足：nA1+AjpFn1500) 12080%=194.4kN630kN故：注射机锁模力满足要求。4模具厚度校核由于注射机的动模和定模固定板之间的距离都有一定的调节量H，因此，对安装使用的模具厚度有一定的限制，一般情况下，模具的实际厚度H必须在注射机允许安装的最大模具厚度

29、和最小模具厚度之间。所选用的注射机的模具最大厚度Hmax为300mm，最小模具厚度Hmin为150mm。所设计的模具总厚度H为248mm，所以满足关系：HminHHmax。因此，设计的模具厚度满足注射机对模具的合模要求。5 模具的长度和宽度校核本副模具采用压板紧固的方式，将模具的固定板安放在压板外侧附近就能够固定，模具为P2型模架，大小为315315，注射机的装夹空间为：370320mm，因此所设计的模具在注射机的装夹范围内，满足要求。6模具开模行程的校核注射机的开模行程是受合模机构限制的，注射机的最大开模行程必须大于脱模距离，否那么塑件无法从模具中取出。SZ-125/630型注射机的合模形式

30、为液压-机械式，其最大开模行程不受模具厚度的影响。对于具有侧向抽芯机构的注射模具，校核公式为：SH1+H2+(510)mm式中 S-注射机最大开模行程/mm；H1-推出距离脱模距离/mm；H2-包括浇注系统在内的塑件高度/mm。即，开模行程要求： S18.7+91.5+(510)mm=115.2110.2mm而注射机最大开合模行程为270mm，所以模具所需要的开模距离与注射机的最大开合模行程相适应。综上分析，本副模具与所选的注射机完全相互适应，模具的最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、模具安装尺寸及开模行程都在所选的注射机技术规格之内。因此，所选的SZ-125/630型注射机完全能够符合本次

31、模具设计要求。第四章 模具结构形式的拟订4.1 确定型腔数量及排列方式为了使模具与注射机相匹配以提高生产率和经济性，并保证塑件的精度，模具设计时应合理确实定型腔数目。根据以上内容及塑件的结构分析将该模具设计成一模一件成型，摆放位置如下图。4.2 注射模分型面的选择该塑件是采用点浇口形式，考虑到浇注系统凝料的方便取出，本次模具设计采用两分型面设计即图4.2中的A-A和B-B分型面，A-A分型面实现了浇注系统凝料的拉断，B-B分型面即主分型面实现了塑件的推出，具体结构见图通过分析，确定的分型面如图4.2所示，选在塑件最大轮廓处。且使塑件留在动模一侧，便于推出机构推出。 侧向抽芯机构的分类与组成在零

32、件的侧面与主分型面的的运动方向有干预的时候，就要用到侧向分型与抽芯机构，该类机构有很多的组成种类，比方说采用机动的、液压的、手动的等等。其中机动的用的比拟广泛，主要特点是不需要设置专门的设备，是利用模具本身分型时产生的力，本钱低，生产效率高。而液压的需要设置专门的设备，增加了本钱，但因其动作可靠，调节灵活，故用的也比拟广泛。而手动的主要是增加了工人的劳动强度，且效率较低，但在某些特殊的场合还是用的比拟广泛的。经过综合考虑，本次设计根据该塑件抽芯距长、抽芯力大的特点采用液压侧向分型与抽芯机构。利用液压缸拉杆与侧滑块的运动来实现。其中需要解决液压缸的固定与侧滑块的安装问题。下面列举三种方案来讨论这

33、个问题：方案一：液压机构和侧滑块安装在动模。此种方案是将液压机构和侧滑块安装在动模局部，但是存在一个问题，模具合模时，必须首先保证各个推杆首先复位，否那么将造成侧型芯复位时与推杆干预，然而由于模具中锲紧装置的作用，导致模具结构中的复位杆的不能起到推杆首先复位的效果。此时的模具结构将无法正常工作，为了解决这一问题，此时应在支撑板与推板之间的复位杆上加四根强力弹簧,以保证推杆首先复位。图4.4所示结构就解决推杆先复位的问题。图4.4 安装弹簧后的模具结构方案二：液压机构和侧滑块安装在定模。图略此模具结构的工作原理为开模时先抽芯在分模，合模时，先复位侧型芯然后再合模，在此结构中复位杆能够起到很好的复

34、位个推杆的作用，模具结构根本能够工作。但是模具结构将出现另一个问题侧滑块的锲紧问题， 解决此问题首先考虑在动模板上增加一块锲紧块，但是增加锲紧块后，导致开模时侧滑块不能完成首先抽芯，所以时模具不能正常开模。解决此问题那么需增加一个锲紧装置但不能阻碍侧滑块的首先抽芯，改进后结构较为复杂。综上以上两种方案分析，再结合本次设计的特点，综合考虑后，决定采用方案一作为本次设计的主要侧抽芯方案。 抽芯力与抽芯距确实定本次设计中出现侧抽芯的局部见图4.5，其抽芯力计算公式如下：图4.5 侧抽芯位置其抽芯力计算公式如下：根据塑件的侧抽芯特点，确定本次设计的抽芯距为 S=。 侧滑块的设计1 侧滑块的设计本次设计

35、的侧滑块的T形槽设置在底部，见图4.7。图4.7 侧滑块的根本形式2 导滑槽的设计本次设计的导滑槽见图4.8。图4.8 导滑槽的结构形式采用整体形式，采用T形铣刀在动模板上铣一个T形槽。3 楔紧块的设计 见图4.9所示。图4.9 楔紧块的结构形式侧型芯的设计本次设计侧型芯结构，如图4.10所示。图4.10 侧抽芯的结构立体图第五章 浇注系统形式和浇口的设计浇注系统的作用是，将来自注塑机喷嘴的熔融塑料输送到各型腔中。浇注系统的形状和尺寸将对熔融塑料的充填产生很大的影响。浇注系统设计得好，熔融塑料就能顺利地充满型腔；浇注系统设计不合理，那么会出现型腔充填不满或塑件外观质量差、尺寸精度低等缺陷。浇注

36、系统一般都由四局部组成：主流道、分流道、浇口、冷料穴。 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具浇口套接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流进模具的局部，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响。为了方便损坏时更换和维修，主流道通常单独开设在主流道衬套上，为了防止熔体反压力对衬套的反作用力并使其退出，由于定位圈紧压于它，所以不会退出，其结构如图5.1所示。 图浇口套主流道垂直于分型面，通常设计于模具的浇口套中，为了让主流道凝料能顺利的从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形，锥角26，为了让熔融的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，小端

37、直径比注射机喷嘴直径大1mm,小端的前面是球面，其深度为35mm，注射机的球面在此与浇口套接触并且贴合，浇口套前端球面半径比喷嘴球面半径大12mm，为了减少料流转向过渡时的阻力，主流道大端处采用圆角过渡，其半径这里取3mm，在保证制品成型的条件下，主流道的长度应尽可能的短，以减少压力损失及费料，一般取小于或等于60mm。流道的外表粗糙度Ra。材料：碳素工具钢如T8A、T10A，热处理淬火硬度5357HRC。根据所选择的注塑机型号SZ-125/630得出：注射机喷嘴圆弧半径=15mm;喷嘴孔直径=4mm。 所以，主流道小端直径d为5mm；深度取3mm；锥角取3；主流道前端球面半径r为mm。 配合

38、形式：流口套与定模座板采用过渡配合H7/m6, 所以定模座板尺寸为, 流口套的尺寸为，配合长度为。5.2 分流道设计在多型腔或单型腔多浇口塑件尺寸大时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。1 分流道的截面形状及尺寸分流道开设在动定模分型面的两侧或任意一侧,其截面尽量使其比外表积(流道外表积与其体积之比)小，使温度较高的塑料熔体和温度相对较低的模具

39、之间提供较小的接触面积，以减少热量损失。分流道的形状尺寸主要取决于制品的大小，模具结构以及所加工塑料的种类。一般来讲，随着制品尺寸及壁厚的增加，由于熔体在大截面流道内比在小流道内流动时产生的阻力小，因此大截面流道更能促进模具的填充过程。假设分流道长，那么流程长，塑件的粘度应更小一些。常用的分流道截面形式有圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等几种形式。圆形截面，外表积/体积比最小，冷却速度最低，热量及摩擦损失小；进料流道中心冷凝慢，有利于保压；但要求同时在两半模上加工圆形凹槽，加工难度大，费用高；抛物线截面与之相比，热损失大，冷凝料多，由于截面近似于圆弧，所以继承了圆形截面的大局部优点，且在单边加工

40、时比拟容易；梯形截面有时可用来代替抛物线截面，但热损失和冷凝料更多；半圆形截面分流道需要用球头铣刀加工，其比外表积比梯形、U形截面略大；矩形截面比外表积较大，且流动阻力也大，在设计中一般不使用。综合考虑各种因素，确定本设计采用梯形截面。为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸： 式中 -梯形大底边的宽度(mm)-塑件的重量(g)-分流道的长度(mm)-梯形的高度(mm)梯形的侧面斜角a常取515，在应用上式时应注意它的适用范围，即塑件厚度在以下，重量小于200g，且计算结果在9.5mm范围内才合理。本次设计的连接件塑件的体积为m3，质量大约g，分

41、流道的长度预计设计成120mm，所以： 取为8mm取为5mm2分流道在分型面上的布置形式 分流道常用的布置形式有平衡式和非平衡式两种，排布一般遵循以下两个原那么 ，一是排列尽量紧凑，缩小模板尺寸；二是尽量使流程短，对称布置，是胀模力的中心与注塑机锁模力的中心相一致。 图 分流道在分型面上的布置形式3分流道的外表粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有内部塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内外表粗糙度Ram左右即可，这样外表稍不光滑，可增大外层塑料熔体的流动阻力，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，减小流速，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切

42、速率和剪切热。此外，为了有利于塑料的流动和填充，防止产生反压力，消耗动能，分流道与浇口的连接处既在浇口进料口端倒圆过渡。5.3 浇口设计 浇口是模具浇注流道的最后一局部，它一端与浇注流道中的其他流道相连接，熔融材料就是从这端流入浇口的；它的另外一端直接与模具型腔相连接，这一端非常重要，如果与模具的型腔接触面积过大，将直接导致生成的零件与设计的零件条件不相符；但是如果与模具型腔接触太小，可能导致熔融材料无法及时补充进入模具型腔，前面的已经冷却凝固，而后面的熔融材料还没有补充进来，造成产品充填缺乏，导致零件产品出现缺陷。浇口的位置 浇口的位置选择是非常重要的，最好能够保证材料能够同时均匀的填满整个

43、模具型腔，浇口与模具型腔的接触位置也需要注意，最好是平面接触。初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。根据塑件结构的特点，本次设计浇口的形式采用点浇口，见图5.3。 图 点浇口在塑件上位置的示意图2浇口尺寸一般情况下，浇口的开始尺寸做得小一点通过试模逐步修整到适宜尺寸。根据经验，点浇口的直径d通常在0.51.5mm内选取，本模具的浇口直径取1mm;l通常在0.52mm之间，本次设计l取;a一般取6。15。之间，本次a取6。图 本次设计浇口尺寸的示意图第六章 成型

44、零部件设计6.1 成型零部件的结构设计成型零部件是决定塑件几何形状和尺寸的零件。它是模具的主要局部，主要包括凹模、凸模及镶件、成型杆和成型环等。由于塑料成型的特殊性，塑料成型零件的设计冷冲模有所不同。1型芯和型腔的结构设计。由于模具属于中小型模具，所以采用组合式凹、凸模结构，组合式凹、凸模结构是指由两个或两个以上的零件组合而成的凹模或凸模。因为凹模即型腔周边形状比拟复杂，为了便于加工，生产中常采用这种方式。其中型腔和定模板之间采用H7/m6配合。凸模设计参照凹模设计方案，采用H7/m6过渡配合压入模板中。这种结构加工效率高、装拆方便，容易保证形状和尺寸精度。详细见装配图纸。2注射模强度要求注射

45、模在工作的时候要承受各种作用力，所以要求注射模各零件必须有足够的强度和刚度，因此，设计时必须对注射模的主要零件以必要的强度和刚度计算，并对其结构进行合理的设计。注射模的型腔在成型压力作用下容易发生变形，其变形量必须在允许范围之内，如果变形量过大，那么将会导致型腔的扩大而易出毛边，并使塑件尺寸增大，甚至造成型腔破裂，另外，当塑件成型后成型压力消失，型腔又会应弹性恢复而收缩，假设收缩量大于塑料的收缩率时，那么又会使型腔紧紧包住塑件而造成开模困难，或因此使塑件残留在定模上而使脱模困难，甚至损坏塑件或塑件质量下降。注射模的强度要求，对于小型注射模可凭经验预估确定尺寸，大型注射模的型腔等主要零件那么应采

46、取理论计算进行设计为宜。本设计采用为小型注塑模，型腔采用组合式，侧壁厚度101.2，通过经验完全可以保证型腔的强度。6.2 成型零部件尺寸的计算 塑模型芯及型腔的成型尺寸是根据塑件形状及其尺寸来确定的。因此，塑模型芯及型腔的成型尺寸主要与塑件形状、尺寸公差，塑料的收缩率及收缩误差、塑模磨损量及模具制造公差等因素有关。第七章 导向机构设计由于本次设计中所采用的是P型标准模架，导柱和导套参考国家标准为GB4169.4-1984导柱和GB4169.3-1984导套。图 推板导柱示意图由于本次设计的模具较大，为了增加在推出过程和复位过程中的稳定性，故需在推板上增加推板导柱和推板导套。结构如图7.2所示

47、。图 推板导柱示意图此导柱和导套需要自己加工。导柱和导套采用H7f6的配合，导柱和模板之间采用H7n6的配合，导套和模板之间采用H7m6的配合。第八章 推出机构和复位机构的设计注射模具的推出系统即推出机构，当熔融塑料在模具型腔当中固化后，要由特定的方式切实可靠的将其从模具的一侧将其推顶出来，在这个过程当中，不能使制品发生变形，而达不到成型要求、“白化以及卡滞现象。除此之外，该装置还必须保证在模具闭合时，不会与模具其它零部件产生干预地回到初始顶出位置，以便进行重复不断的成型加工。推出机构的设计原那么：设计推出机构时应尽量时塑件留于定模一侧；塑件在推出过程中不发生变形和破坏；不损坏塑件的外观质量；

48、合模时应时推出机构正确复位；推出机构应动作可靠。根据塑件的结构特点我们设置了一次推出机构。一次推出机构又称简单推出机构，它是指开模后在动模一侧用一次推出动作完成塑件的推出。一次推出机构包括推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、活动镶块或凹模推出机构和多元推出机构等，这类推出机构最长见，应用最广泛。根据塑件的结构特点，在这里我选择了最简单的推杆推出机构。塑料制品的脱模装置如图8.1所示。图 推出机构8.2 推杆设计推出行程推出行程如图8.2一般规定使顶出的制品脱离模具510mm，在成型一些形状简单或桶形制件时，也可以取其深度的2/3。本模具的推出距离为18mm。 图8.2 推出行程示意图

49、推杆的形状、尺寸与固定形式推杆是标准件，在市场上可以直接买到。在设计时应考虑到要由足够的刚性，以承受推出力，否那么就可能在推出时变形。 由于由许多推杆端部不是平的，所以这些推杆的端部就要进行线切割加工，使形状与塑件的外形相贴，如图8.3所示。图8.3 推杆的固定形式推杆工作局部与模板或型芯上推杆孔的配合常采用H8/f7H8/f8的间隙配合，视推杆直径的大小与不同的塑料品种而定。推杆位置的选择推杆的位置应该选择在脱模阻力最大的地方。推杆位置选择是应注意，当塑件各处的脱模阻力相同时需均匀布置，以保证塑件推出时受力均匀，塑件推出平稳和不变形。推杆位置选择还应注意塑件本身的强度和刚度，尤其是薄壁塑件，

50、应尽可能地选择在壁厚和凸缘等处，否那么很容易是塑件变形甚至破坏，在必要时，可以通过增大推杆的面积，降低塑件单位面积上所受的推出力。对于这个塑件，由于四周和对型芯的包紧力较大，脱模阻力较大，所以在四周附近设置推杆，如图8.4所示，共设置了19根推杆。 图推杆的布置推出机构的导向与复位推出机构在注射模工作时，每开合模一次，就往复运动一次，除了推杆和复位杆与模板的滑动配合以外，其余局部均处于浮动状态。推杆固定板与推杆的重量不应作用在推杆上，而应该由导向零件来支承。另外，考虑到推出机构往复运动的灵活和平稳，必须设计推出机构的导向装置。推出机构在开模推出塑件后，为下一次的注射成型，还必须使推出机构复位。

51、在本次设计的模具中，推出机构的先复位采用复位杆上添加强力弹簧来实现。推出机构的导向采用在动模座板上固定两个导柱来实现，复位杆的大小为是16的，长度是115mm。推出机构的导向和复位机构如图8.5所示。图第九章 模具冷却系统9.1 冷却水管管道的设置 由于在成型的过程中，会产生大量的热量，为保证塑件的质量和适宜的冷却时间，需要在模具上开设冷却水管的管道。开设的水孔如图9.1所示：图9.1 冷却水管位置示意图本次设计的模具型腔是采用的镶块的形式，所以如果冷却水管要从边缘通过的话就需要加密封圈。但是有一个问题是如果从上下方向钻冷却水管的话，密封圈是很容易安装的，但是，我设计的从左右方向钻的，密封圈不

52、容易安装。所以采用了如图9.2所示的结构。图9.2 冷却水管位置示意图在型腔镶块的外面钻过孔，螺纹攻在镶块上，过孔里安装长水嘴。第十章 支承与连接零件的设计与选择注射模中的各种固定板、支承板、支承块以及模座等都称为支承零部件，将它们与合模导向机构和推料脱模机构等组装，便可组成注射模架。模架的作用是用来安装和固定注射模中的各种功能机构，设计时各种支承零件必须具有足够的强度和刚度。10.1 固定板固定板在模具中起着固定成型零部件、合模导向机构及推出脱模机构等各种结构功能的作用，如动、定模固定板，推件板，推出固定板等。固定板在模具中的工作条件与结构形式和注射成型工艺条件有关。动、定模固定板，采用45

53、钢，推出固定板采用235钢。10.2 支承板和垫块支承板也叫垫板，对固定板上模具的各零件起着支承作用。垫板垫靠在支承板和模座之间，形成推出脱模机构的运动空间。变更支承板和垫块的厚度，可改变模具的封闭高度，以保证闭合高度和开模行程与注射机规格的匹配。支承板应具有一定的强度和刚度，以免发生变形，引起注射成型时发生溢料或制品偏差。垫块、模座与支承板间可采用六角螺钉固定。支承板和垫块的材料分别采用45钢和235钢。10.3 模座与注射机相联的模具底板称为模座。模座是整个注射模中支承所有零部件的底板，在注射成型过程中传递合模力并承受成型力，应具有足够的强度和刚度，即应具有足够的厚度，不能低于13。本套模

54、具的模座厚度为25，到达了使用要求，模座材料采用235钢。第十一章 应用 Moldflow进行注射阶段流动分析11.1 最正确浇口位置及数量确实定Moldflow软件可以根据模型几何形状以及相关材料参数、工艺参数分析出浇口的最正确位置。用户可以在设置浇口位置之前进行浇口位置分析，根据这个分析结果设置浇口位置，从而防止由于浇口位置设置不当可能引起的制件缺陷。材料及工艺参数设置在进行分析之前，必须指定材料。此次所设计的产品为连接器支架，材料选择为LCP。设定注塑条件见表11.1：注射压力Mpa熔体温度模具温度15026060表11.1 注塑条件分析的最正确浇口位置结果如图11.1： 图11.1 最

55、正确浇口位置分析 设计时为了便于浇口的设置，采取了三个成120。均匀排布的点浇口，环绕于分析出的最正确浇口位置如图11.2所示。11.2 模拟结果分析 1充模时间图11.2所示为充模时间的分析结果。它主要通过不同的颜色显示了熔体流动时的形状变化以及充模过程 ，查看该结果可以知道型腔是否充满 ，充模过程是否平衡等。图11.2 充模时间图示显示的颜色过渡较为均匀，即等值线间距比拟均匀，所以分析结果满足要求。2压力分布图11.3显示了整个支架连接器塑件的压力分布。根据图可知，充模所需要的成型压力、压力降是否均匀、哪些位置容易发生溢边等情况。图11.3 压力分布如图各颜色变化均匀，压力等值线分布满足要

56、求。气泡分布图11.显示了气泡分布的位置和数量。气泡应位于分型面或通气良好的地方,这样才能将气体从模腔中排出 ；否那么就需修改浇口位置或修改制件设计等,从而改变排气困难的情况，以防制件出现气泡、焦痕等缺陷。图11. 气泡分布熔接痕分布图11. 熔接痕分布通过以上采用注射模 CAE技术 , 在模具制造前对塑件的填充和冷却过程进行模拟,以便于及时地发现问题，改进设计方案和工艺方案, 从而有效提高了模具的设计效率和质量, 降低了试模修模的费用和生产本钱。第十二章 结论经过四个多月的钳工实习，使理论更好的融入到了实践中，我顺利的完成了预期的设计目标, 测绘了产品的二维工程图，制定了连接件塑件的成型工艺

57、 ,并绘制了二维模具装配图、三维装配图及主要成型零部件图，同时完成了相关的局部CAE分析。主要工作和结论如下：1.对塑料产品的结构设计、模具设计、注塑过程、装配过程等各个工艺环节有了较为全面的认识。Pro/E的三维建模，分模，装配的等相关功能。Pro/E工程图的根底上，利用Auto CAD软件完成了从模具三维装配图到2D图的转化，并绘制出装配图和零件图。4.利用 moldflow对已设计完成的产品进行了浇口最正确开设位置，流动及充模情况分析。主要成果如下：图 模具二维装配图1浇口套； 2销钉；3定位环；4、8、16螺钉； 4定模座板； 5型腔； 6侧型芯；7楔紧块；9侧滑块；10销钉；11定模

58、板；12拉杆；13连接器；14液压缸；15支架；17导柱；18推板；19推板固定板；20导套；21动模座板；23推杆1；5推杆2；26推杆3；27复位杆；28复合型芯1；29支承板；30动模板；31型芯；32小型芯2；33定距拉杆；34弹簧1；35小型芯3；36-定模座板；37复合型芯2图 模具三维装配图模具的工作原理和工作过程如下： 开模时，动模局部向后移动，在强力弹簧3的作用下，A-A分型面首先分开，熔料从主流道中被拉出，此时,由于强力弹簧3和侧型芯5的共同作用，使的B-B分型面无法分开；随着动模局部的继续向后移动，A-A分型面在限位拉杆34的作用下，A-A分型面分型结束，此时B-B主分型

59、面由于限位拉杆的作用，强迫使其开始分型，此时点浇口被拉断，当运动到侧滑块上外表脱离楔紧块底面时，此时，液压缸拉杆9和侧滑块8开始动作，使侧型芯完成抽芯 ，动模局部继续向后移动，注射机的顶杆作用于推板17，通过上面的推杆将塑件从下型芯顶出。至此，整个开模过程完成。合模时，在强力弹簧的作用下，实现推杆的复位，然后液压缸拉杆使侧滑块复位，B-B主分型面开始合拢，楔紧块6将侧滑快锲紧，最后A-A分型面合拢，至此，整个合模过程完成，为下一次注射做好准备。利用Moldflow在设置浇口位置之前进行浇口位置分析，根据这个分析结果设置浇口位置，从而防止由于浇口位置设置不当可能引起的制件缺陷，图Moldflow分析中浇口和冷却水道的建模。图 CAE中浇口和冷却水道的建模参考文献8 陈万年等. 实用塑料注射模设计与制造M. 北京：机械工业出版社，20009 郝松涛. 我国塑料模具钢的开展和应用J. 机械管理开发，No.3SNM No.7810 洪慎章编