Abstract: According to the structural characters of this part, the injection molding technology of parts was analyzed. And introduced structural design and calculation of system and flow system and the deciding method of pulling-core. And the key points in designing the injection mold were discussed in detail. Mold structure is simple and useful, rational and reliable. And it injection forming technique process stable and reliable.

Key words: Socket of Plug; Injection Mold; Molding Technology; Mold Structure;

1 前言

我国模具工业发展起步晚，20世纪80年代前，模具工业基础差，技术设备落后，管理水平低。随着我国改革开放的不断深入，经济建设的高速发展，1989年国务院颁布了《关于当前产业政策要点的决定》，模具被列为机械工业技术改造序列的首位，成为重点支持发展的产业；1997年以来，又相继把模具及其加工技术和设备列入《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》和《鼓励外商投资产业目录》，从而极大的促进了我国模具工业的快速发展。模具产品不断向着复杂、精密、高效、长寿命方向发展，模具工业逐渐成为技术密集、设备先进、管理科学的行业。

目前，电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电、通讯和军工等产品中，

60％－80％的零部件，都要依靠模具成型。用模具成型的制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所无法比拟。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和开发能力。??

虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但是许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAM/CAE技术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。

在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前，从事模具技术研究的机构和院校已达30余家，从事模具技术教育的培训的院校已超过50余家。其中，获得国家重点资助建设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室，上海交通大学CAD国家工程研究中心、北京机电研究所精冲技术国家工程研究中心和郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心等。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。

中国模具工业和技术的发展前景：巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。2007年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为900亿元，今后几年仍将以每年13%以上的速度增长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年10%的增幅。汽车、摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的一半左右。2007年，国内汽车年产量为888万辆，保有量为5180万辆，预计到2008年汽车年产量将达1000万辆。汽车、摩托车行业的发展将会大大推动模具工业的高速增长，特别是汽车覆盖件模具、塑料模具和压铸模具的发展。例如，到2007年汽车行业将需要各种塑料件50万吨，而目前的生产能力仅为30多万吨，因此发展空间十分广阔。家用电器，如彩电、冰箱、洗衣机、空调等，在国内的市场很大。目前，我国的彩电的年产量已超过8613万台，电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了2000万台。家用电器行业的发展对模具的需求量也将会很大。

国内模具技术的发展方向：虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括：提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平；在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；大力发展快速制造成形和快速制造模具技术；在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术；提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；发展优质模具材料和先进的表面处理技术；逐步推广高速铣削在模具加工的应用；进一步研究开发模具的抛光技术和设备。模具加工技术与设备的现代化发展，推进了模具行业企业向技术密集、专业化与柔性化相结合、高技术与高技艺相结合的方向发展。

2 塑件的工艺分析

塑件的设计内容主要包括塑件的形状、尺寸、精度、表面粗糙度、壁厚、斜度、加强肋、支撑面、圆角、孔、螺纹、齿轮、嵌件、文字、符号及标记等方面的设计。

设计塑件时必须考虑的以下几个方面的问题：

(1)塑料的物理机械性能，如强度，刚性，弹性，吸水性等。

(2)塑料的成型工艺性，如流动性、收缩率等。

(3)塑料成型所导致冲模流动，排气，补缩等。

(4)塑件在成型后的收缩情况以及收缩率差异。

(5)模具的总体结构，使模具型腔易于制造，抽芯和推出机构简单以及脱模的复杂程度。

(6)模具零件的形状和制造工艺。

2.1 尺寸和精度

该塑件主要用于水晶头的连接，塑件上有个双向水晶头接线口，与水晶头配合精度要求较高。因此，对塑件的制造也有比较高的精度要求。同时考虑到模具设计和制造的结构性、经济性与工艺性，经分析后选择一般精度等级4级精度。

2.2 塑件的形状

该塑件形状比较特殊，在相互垂直的方向上都有抽芯要求。因此，为实现双向的抽芯动作，模具将采用侧抽芯机构进行侧抽芯。由于塑件冷却后产生收缩，会紧紧地包住模具型芯和型腔中凸出的部分，为了使塑件顺利从模具内脱出，在该塑件的内外壁设置的脱模斜度，确保塑件顺利脱模。

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内容简介：: 湖南农业大学东方科技学院毕业设计中期检查表系部工程技术系学生姓名殷军学号200441914121年级专业及班级2004级机械设计制造及其自动化1班指导教师姓名莫亚武指导教师职称副教授论文（设计）题目双向水晶头接线座注射成型工艺研究及模具设计已完成的主要内容尚需解决的主要问题毕业论文（设计）工作进度塑件的工艺分析注射机的选定，型腔数的确定浇注系统的分析和设计分型面的确定抽芯机构的设计推出机构的的设计指导教师意见指导教师签名年月日检查小组意见检查小组组长签名年月日注1此表意见栏必须由相应责任人亲笔填写。湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）任务书学生姓名殷军学号200441914121年级专业及班级2004级机械设计制造及其自动化1班指导教师及职称莫亚武副教授20年月日填写说明一、毕业论文（设计）任务书是学院根据已经确定的毕业论文（设计）题目下达给学生的一种教学文件，是学生在指导教师指导下独立从事毕业论文（设计）工作的依据。此表由指导教师填写。二、此任务书必需针对每一位学生，不能多人共用。三、选题要恰当，任务要明确，难度要适中，份量要合理，使每个学生在规定的时限内，经过自己的努力，可以完成任务书规定的设计研究内容。四、任务书一经下达，不得随意更改。五、各栏填写基本要求（一）毕业论文（设计）选题来源、选题性质和完成形式请把合适的对应选项前的“”涂黑，科研课题请注明课题项目和名称，项目指“国家青年基金”等。（二）主要内容和要求1工程设计类选题明确设计具体任务，设计原始条件及主要技术指标；设计方案的形成（比较与论证）；该生的侧重点；应完成的工作量，如图纸、译文及计算机应用等要求。2实验研究类选题明确选题的来源，具体任务与目标，国内外相关的研究现状及其评述；该生的研究重点，研究的实验内容、实验原理及实验方案；计算机应用及工作量要求，如论文、文献综述报告、译文等。3文法经管类论文明确选题的任务、方向、研究范围和目标；对相关的研究历史和研究现状简要介绍，明确该生的研究重点；要求完成的工作量，如论文、文献综述报告、译文等。（三）主要参考文献与外文资料在确定了毕业论文（设计）题目和明确了要求后，指导教师应给学生提供一些相关资料和相关信息，或划定参考资料的范围，指导学生收集反映当前研究进展的近13年参考资料和文献。外文资料是指导老师根据选题情况明确学生需要阅读或翻译成中文的外文文献。（四）毕业论文（设计）的进度安排1设计类、实验研究类课题实习、调研、收集资料、方案制定约占总时间的20；主体工作，包括设计、计算、绘制图纸、实验及结果分析等约占总时间的50，撰写初稿、修改、定稿约占总时间的30。2文法经管类论文实习、调研、资料收集、归档整理、形成提纲约占总时间的60；撰写论文初稿，修改、定稿约占总时间的40。六、各栏填写完整、字迹清楚。应用黑色签字笔填写，也可使用打印稿，但签名栏必须相应责任人亲笔签名。毕业论文（设计）题目双向水晶头接线座注射成型工艺研究及模具设计选题来源结合科研课题课题名称生产实际或社会实际其他选题性质基础研究应用研究其他题目完成形式毕业论文毕业设计提交作品，并撰写论文主要内容和要求双向水晶头接线座形状特殊，在相互垂直的方向上都有抽芯要求，且与其它零件配合精度要求较高。本课题研究的目的是在研究双向水晶头接线座成型工艺的基础上，对其进行结构设计，保证有良好的成型性能，同时设计相应的模具，以满足该产品投产的要求。对双向水晶头接线座成型工艺进行分析研究；针对其特殊结构，研究塑料件成型工艺方法，设计相应的模具，以满足生产要求。基本要求1提出塑件在成型时存在的主要工艺问题，并进行分析研究；2应用PRO/E软件进行塑件的产品造型设计；3针对生产中具体塑件所用的模具，进行结构上的合理设计；4设计全套的模具工程图；5设计模具工作零件的制造工艺规程；6要求图纸总工作量不少于3张零号图，设计说明书不少于10000字。注此表如不够填写，可另加页。主要参考文献与外文资料1傅建军模具制造工艺M北京机械工业出版社，200472冯炳尧模具设计与制造简明手册M北京机械工业出版社，2001，63屈华昌塑料成型工艺与模具设计M北京高等教育出版社，2007，14王树勋等典型模具结构图册M广州华南理工大学出版社2005，45王广文等塑料注射模具设计技巧与实例M北京，化学工业出版社200416陈志刚塑料模具设计M，北京机械工业出版社，200387马正元基于虚拟现实的注塑模工作过程仿真J,沈阳工业大学学报2004，21138王卫卫材料成形设备M北京机械工业出版社，200619邹继强塑料制品及成型模具的设计M，北京清华大学出版社，2005310成大先机械设计手册M，北京化学工业出版社，20041工作进度安排阶段起止日期阶段工作内容12007111020071128选题22007112920071130下达任务书32007120120080106开题42008010720080416设计52008041720080420中期考核62008042120080513完善与总结课题72008051420080525提交正稿与预审82008052620080612答辩与修改要求完成日期2008年06月03日指导教师签名审查日期2007年11月10日专业负责人签名批准日期2007年11月12日系部负责人签名接受任务日期2007年11月30日；学生签名注签名栏必须由相应责任人亲笔签名。湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）选题审批表专业：机械设计制造及其自动化毕业论文（设计）题目双向水晶头接线座注射成型工艺研究及模具设计选题来源结合科研课题课题名称：生产实际或社会实际其他选题性质基础研究应用研究其他选题完成形式毕业论文毕业设计提交作品，并撰写论文指导教师姓名莫亚武职称副教授是否主持或参与过科研课题是否选题依据（科学性、可行性论证）和内容简要：双向水晶头接线座形状特殊，在相互垂直的方向上都有抽芯要求，且与其它零件配合精度要求较高。本课题研究的目的是：在研究双向水晶头接线座成型工艺的基础上，对其进行结构设计，保证有良好的成型性能，同时设计相应的模具，以满足该产品投产的要求。对双向水晶头接线座成型工艺进行分析研究；针对其特殊结构，研究塑料件成型工艺方法，设计相应的模具，以满足生产要求。对学生有无特殊要求：无有：专业委员会意见：签名： 20 年月日毕业论文（设计）工作领导小组意见：签名（公章）： 20 年月日注：1.请把选项的涂黑；意见栏必须由相应责任人亲笔填写，如不够填写，可另加页。湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计双向水晶头接线座注射成型工艺研究及模具设计INJECTIONMOLDINGTECHNOLOGYANDMOLDDESIGNFORTHESOCKETOFPLUG学生姓名殷军学号200441914121年级专业及班级2004级机械设计制造及其自动化（1）班指导老师及职称莫亚武副教授湖南长沙提交日期2008年5月湖南农业大学东方科技学院本科生毕业设计开题报告学生姓名殷军学号200441914121年级专业及班级2004级机械设计制造及其自动化1班指导教师及职称莫亚武副教授2008年2月24日毕业论文（设计）题目双向水晶头接线座注射成型工艺研究及模具设计文献综述（选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等）随着网络信息的日益发展，人们对信息的需求也不断提高，市场对水晶头接线座的需求量也在日益增加。生产简单易用，结构合理，价格低廉的水晶头接线座来赢得市场已成为每个通讯厂家迫切关心的问题，可见解决实际生产中水晶头接线座的注射成型工艺及模具设计的意义尤为重要。注射成型作为塑料加工中重要的成型方法之一，已发展和运用得相当成熟，国民经济的各个领域都有广泛应用。国内研究现状我国在20世纪80年代初引进反应注射成型设备和原材料，同一个年代，瞿金平发明了聚合物电磁动态成型加工新方法。1994年，黎华明等研究了催化剂用量、活化剂用量、反应温度对聚合反应的影响，在温度为70100的条件下采用反应注射成型完成了双环戊二烯的聚合反应。同年我国开始应用气体辅助注射成型。1995年，华南理工大学成功地开发出世界上第一台电磁动态塑料注射机。同年，申开智等用统计实验方法研究了影响ABS力学性能的动态保压注射成型的工艺参数。1996年，王伟明等得出了聚氨醋反应往射成型流动阶段充模区域图。2003年，郭宇得到了一种物理性能较好的高分子材料，讨论了反应制备过程中的最佳配方以及工艺条件。同年，沈洪雷等利用正交设计法和模塑流动软件定量分析了气体辅助注射成型的四个主要工艺参数对成型制品的影响。2006年，魏常武等探讨了注塑过程中熔体注射温度和预注射量、气体注射压力和延迟时间，以及制品中气道对气辅注射成型的影响。同年，黄仁义等在不同的振动条件下，实验研究了注射成型短玻纤增强高密度聚乙烯复合材料。国外研究现状在1872年美国人发明了最早的柱塞式注塑机。之后相继出现了活塞式注塑机、全自动柱塞式卧式注塑机。1948年注塑机开始使用螺杆塑化装置。1956年世界上第一台往复螺杆式注塑机在美国也诞生了，这是注射成型技术的重大突破，它的出现使得更多的塑料可以通过比较经济的注射成型方法加工成各种塑料制件。1986年在德国国际塑料机械展览会上展出了气体辅助注射成型技术，2000年，CHAO等用非线性动力模型数值研究气辅注射成型过程的压力，并设计了气体压力控制系统的实验装置。2005年，SANTOS等研究了反应型注射机成型过程中的物料混合和化学反应的机理，讨论了操作工艺参数对传质效率的影响。主要参考文献1吴智华注射成型技术的发展动态J塑料包装，2001，11415262冯炳尧模具设计与制造简明手册M北京机械工业出版社，2001，63陈静波，等塑料注射成型新工艺J工程塑料应用，2002，30250534屈华昌塑料成型工艺与模具设计M北京高等教育出版社，2007，15王树勋等典型模具结构图册M广州华南理工大学出版社2005，46沈洪雷，董祥忠工艺参数对气体辅助注射成型结果的影响J工程塑料应用，2003，31227297王广文等塑料注射模具设计技巧与实例M北京，化学工业出版社200418陈志刚塑料模具设计M，北京机械工业出版社，200389马正元基于虚拟现实的注塑模工作过程仿真J沈阳工业大学学报2004，211310王卫卫材料成形设备M北京机械工业出版社，2006111邹继强塑料制品及成型模具的设计M，北京清华大学出版社，2005312成大先机械设计手册M，北京化学工业出版社，2004113余强，陆斐PRO/E模具设计基础教程M北京清华大学出版社，200514葛正浩PRO/ENGINEERWILDFIRE塑料模具设计入门与实践M北京化学工业出版社，200415查康，杨万能PRO/ENGINEERWILDFIRE完全自学手册M山东电子音影出版社,2004研究方案（研究目的、内容、方法、预期成果、条件保障等）研究目的研究双向水晶头接线座成型工艺，对其进行结构设计，设计相应的模具。研究内容1、塑件结构特点及工艺性分析2、模具结构设计（分型面的选择、浇注系统的设计、主要成型零件设计、侧向分型机构、冷却系统设计、脱模机构设计）3、注射模工作过程注此表如不够填写，可另加页。研究方法1、收集并整理资料2、对塑件尺寸及结构进行分析，设计出模具，并绘制总装图及零件图3、用PRO/E进行产品三维造型4、设计模具工作零件的制作工艺规程预期成果设计出结构合理、操作简单、动作可靠，使用寿命长的模具条件保障此次设计是在老师的指导下,并查阅学校图书馆相关手册及文献，利用网络资源进行设计。进程计划（各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度等）工作进度安排12007120120080314收集并整理资料22008031520080416完成初步计算和装配图草图32008041720080420中期考核42008042120080513完善图纸与说明书52008051420080525提交初稿与预审62008052620080612答辩与修改论证小组意见组长签名20年月日专业委员会意见签名20年月日毕业论文设计工作领导小组审核意见签名（公章）20年月日注1此表意见栏必须由相应责任人亲笔填写。湖南农业大学东方科技学院本科生毕业论文（设计）开题报告,学生姓名: 殷军学号 : 200441914121年级专业及班级: 2004级机械设计制造及其自动化(1)班指导教师及职称: 莫亚武副教授,2008年2月24日,毕业论文（设计）题目,双向水晶头接线座注射成型工艺研究及模具设计,文献综述,随着网络信息的日益发展，人们对信息的需求不断提高，市场对水晶头接线座的需求量也在日益增加。生产简单易用，结构合理，价格低廉的水晶头接线座来赢得市场已成为每个通讯厂家迫切关心的问题，可见解决实际生产中水晶头接线座的注射成型工艺及模具设计的意义尤为重要。注射成型作为塑料加工中重要的成型方法一，已发展和运用得相当成熟，国民经济的各个领域都有广泛应用。,我国在20世纪80年代初引进反应注射成型设备和原材料，同一个年代，瞿金平发明了聚合物电磁动态成型加工新方法。1994年，黎华明等研究了催化剂用量、活化剂用量、反应温度对聚合反应的影响，在温度为70-100的条件下采用反应注射成型完成了双环戊二烯的聚合反应。同年我国开始应用气体辅助注射成型。1995年，华南理工大学成功地开发出世界上第一台电磁动态塑料注射机。同年，申开智等用统计实验方法研究了影响ABS力学性能的动态保压注射成型的工艺参数。,国内研究现状,1996年，王伟明等得出了聚氨醋反应往射成型流动阶段充模区域图。2003年，郭宇得到了一种物理性能较好的高分子材料，讨论了反应制备过程中的最佳配方以及工艺条件。同年，沈洪雷等利用正交设计法和模塑流动软件定量分析了气体辅助注射成型的四个主要工艺参数对成型制品的影响。2006年，魏常武等探讨了注塑过程中熔体注射温度和预注射量、气体注射压力和延迟时间，以及制品中气道对气辅注射成型的影响。同年，黄仁义等在不同的振动条件下，实验研究了注射成型短玻纤增强高密度聚乙烯复合材料。,国外研究现状,在1872年美国人发明了最早的柱塞式注塑机。之后相继出现了活塞式注塑机、全自动柱塞式卧式注塑机。1948年注塑机开始使用螺杆塑化装置。 1956年世界上第一台往复螺杆式注塑机在美国也诞生了，这是注射成型技术的重大突破，它的出现使得更多的塑料可以通过比较经济的注射成型方法加工成各种塑料制件。1986年在德国国际塑料机械展览会上展出了气体辅助注射成型技术，2000年，Chao等用非线性动力模型数值研究气辅注射成型过程的压力，并设计了气体压力控制系统的实验装置。2005年，Santos等研究了反应型注射机成型过程中的物料混合和化学反应的机理，讨论了操作工艺参数对传质效率的影响。,主要参考文献,1 吴智华.注射成型技术的发展动态J.塑料包装，2001，11(4):15-262 冯炳尧.模具设计与制造简明手册M.北京：机械工业出版社，2001，63 陈静波，等.塑料注射成型新工艺J.工程塑料应用，2002，30(2):50-53.4 屈华昌.塑料成型工艺与模具设计M.北京：高等教育出版社，2007，15 王树勋等. 典型模具结构图册M.广州.华南理工大学出版社. 2005，4.6 沈洪雷，董祥忠.工艺参数对气体辅助注射成型结果的影响J.工程塑料应用，2003，31(2):27-29.7 王广文等. 塑料注射模具设计技巧与实例M. 北京，化学工业出版社. 2004.1.8 陈志刚.塑料模具设计M，北京：机械工业出版社，2003.89 马正元. 基于虚拟现实的注塑模工作过程仿真J.沈阳工业大学学报2004，2(1):13.10 王卫卫. 材料成形设备M. 北京：机械工业出版社，2006.1,11 邹继强.塑料制品及成型模具的设计M，北京：清华大学出版社，2005.312 成大先. 机械设计手册M，北京：化学工业出版社， 2004.113 余强，陆斐.Pro/E模具设计基础教程M.北京:清华大学出版社，2005.14 葛正浩.Pro/Engineer Wildfire塑料模具设计入门与实践M.北京化学工业出版社，2004.15 查康，杨万能.Pro/Engineer Wildfire完全自学手册M.山东电子音影出版社,2004.16 曹宏深，赵仲治.塑料成型工艺与模具设计M.北京：机械工业出版社，2000.17 屈华昌.塑料成型工艺与模具设计M.北京：机械工业出版社，2002.18 王兴天，钟道仙，罗克航，等.注塑成型技术M.北京:化学工业出版社，2003.,研究方案,研究目的：研究双向水晶头接线座成型工艺，对其进行结构设计，设计相应的模具。研究内容： 1、塑件结构特点及工艺性分析 2、模具结构设计（分型面的选择、浇注系统的设计、主要成型零件设计、侧向分型机构、冷却系统设计、脱模机构设计） 3、注射模工作过程,研究方法：收集并整理资料1、对塑件尺寸及结构进行分析，设计出模具，并绘制总装图及零件图2、用Pro/E进行产品三维造型，对注射模工作过程进行仿真3、设计模具工作零件的制造工艺规程并编写加工工艺卡片预期成果：设计出结构合理、操作简单、动作可靠，使用寿命长的模具。条件保障：此次设计是在老师的指导下,并查阅学校图书馆相关手册及文献，利用网络资源进行设计。,2007.12.012008.03.14 收集并整理资料2008.03.152008.04.16 完成初步计算和装配图草图 2008.04.172008.04.20 中期考核 2008.04.212008.05.13 完善图纸与说明书 2008.05.142008.05.25 提交正稿与预审 2008.05.262008.06.12 答辩与修改,进程计划,湖南农业大学东方科技学院毕业设计开题论证记录学院东方科技学院记录人学生姓名殷军学号200441914121年级专业及班级2004级机械设计制造及其自动化1班指导教师姓名莫亚武指导教师职称副教授论文（设计）题目双向水晶头接线座注射成型工艺研究及模具设计论证小组质疑学生回答简要记录论证小组成员签名论证地点论证日期年月日注记录、签名栏必须用黑色笔手工填写。1双向水晶头接线座注射成型工艺研究及模具设计学生殷军指导老师莫亚武湖南农业大学东方科技学院，长沙410128摘要根据该零件的结构特点，分析了零件的注射成型工艺，介绍了注射模系统结构设计、尺寸计算、流道系统、抽芯机构的确定方法，以及设计时要注意的一些问题。其模具结构简单实用，合理可靠，且注射成型工艺过程稳定可靠。关键词水晶头接线座；注塑模具；成型工艺；模具结构；INJECTIONMOLDINGTECHNOLOGYANDMOLDDESIGNFORTHESOCKETOFPLUGSTUDENTYINJUNTUTORMOYAWUORIENTALSCIENCETECHNOLOGYCOLLEGEOFHUNANAGRICULTURALUNIVERSITY,CHANGSHA410128ABSTRACTACCORDINGTOTHESTRUCTURALCHARACTERSOFTHISPART,THEINJECTIONMOLDINGTECHNOLOGYOFPARTSWASANALYZEDANDINTRODUCEDSTRUCTURALDESIGNANDCALCULATIONOFSYSTEMANDFLOWSYSTEMANDTHEDECIDINGMETHODOFPULLINGCOREANDTHEKEYPOINTSINDESIGNINGTHEINJECTIONMOLDWEREDISCUSSEDINDETAILMOLDSTRUCTUREISSIMPLEANDUSEFUL,RATIONALANDRELIABLEANDITINJECTIONFORMINGTECHNIQUEPROCESSSTABLEANDRELIABLEKEYWORDSSOCKETOFPLUGINJECTIONMOLDMOLDINGTECHNOLOGYMOLDSTRUCTURE1前言我国模具工业发展起步晚，20世纪80年代前，模具工业基础差，技术设备落后，管理水平低。随着我国改革开放的不断深入，经济建设的高速发展，1989年国务院颁布了关于当前产业政策要点的决定，模具被列为机械工业技术改造序列的首位，成为重点支持发展的产业；1997年以来，又相继把模具及其加工技术和设备列入当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资2产业目录，从而极大的促进了我国模具工业的快速发展。模具产品不断向着复杂、精密、高效、长寿命方向发展，模具工业逐渐成为技术密集、设备先进、管理科学的行业。目前，电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电、通讯和军工等产品中，6080的零部件，都要依靠模具成型。用模具成型的制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所无法比拟。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和开发能力。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但是许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAM/CAE技术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前，从事模具技术研究的机构和院校已达30余家，从事模具技术教育的培训的院校已超过50余家。其中，获得国家重点资助建设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室，上海交通大学CAD国家工程研究中心、北京机电研究所精冲技术国家工程研究中心和郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心等。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。中国模具工业和技术的发展前景巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。2007年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为900亿元，今后几年仍将以每年13以上的速度增长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年10的增幅。汽车、摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的一半左右。2007年，国内汽车年产量为888万辆，保有量为5180万辆，预计到2008年汽车年产量将达1000万辆。汽车、摩托车行业的发展将会大大推动模具工业的高速增长，特别是汽车覆盖件模具、塑料模具和压铸模具的发展。例如，到2007年汽车行业将需要各种塑料件50万吨，而目前的生产能力仅为30多万吨，因此发3展空间十分广阔。家用电器，如彩电、冰箱、洗衣机、空调等，在国内的市场很大。目前，我国的彩电的年产量已超过8613万台，电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了2000万台。家用电器行业的发展对模具的需求量也将会很大。国内模具技术的发展方向虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平；在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；大力发展快速制造成形和快速制造模具技术；在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术；提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；发展优质模具材料和先进的表面处理技术；逐步推广高速铣削在模具加工的应用；进一步研究开发模具的抛光技术和设备。模具加工技术与设备的现代化发展，推进了模具行业企业向技术密集、专业化与柔性化相结合、高技术与高技艺相结合的方向发展。2塑件的工艺分析塑件的设计内容主要包括塑件的形状、尺寸、精度、表面粗糙度、壁厚、斜度、加强肋、支撑面、圆角、孔、螺纹、齿轮、嵌件、文字、符号及标记等方面的设计。设计塑件时必须考虑的以下几个方面的问题11塑料的物理机械性能，如强度，刚性，弹性，吸水性等。2塑料的成型工艺性，如流动性、收缩率等。3塑料成型所导致冲模流动，排气，补缩等。4塑件在成型后的收缩情况以及收缩率差异。5模具的总体结构，使模具型腔易于制造，抽芯和推出机构简单以及脱模的复杂程度。6模具零件的形状和制造工艺。21尺寸和精度该塑件主要用于水晶头的连接，塑件上有个双向水晶头接线口，与水晶头配合精度要求较高。因此，对塑件的制造也有比较高的精度要求。同时考虑到模具设计和制造的结构性、经济性与工艺性，经分析后选择一般精度等级4级精度。22塑件的形状该塑件形状比较特殊，在相互垂直的方向上都有抽芯要求。因此，为实现双4向的抽芯动作，模具将采用侧抽芯机构进行侧抽芯。由于塑件冷却后产生收缩，会紧紧地包住模具型芯和型腔中凸出的部分，为了使塑件顺利从模具内脱出，在该塑件的内外壁设置的脱模斜度，确保塑件顺利脱模。0523塑件的壁厚塑件的壁厚对塑件的质量影响很大，壁厚过小，成型时流动阻力大，大型复杂制品就难以充满型腔，壁厚过大，不但造成原料的浪费，而且对热固性材料成型来说增加了压塑的时间，而且容易造成固化不完全，对热塑性材料来说就会增加冷却时间。该塑件的壁厚均匀，初步估计该塑件壁厚为25MM。24塑件的材料对材料的选择主要考虑的是材料的力学性能以及使用性能和经济性能，考虑到实际使用情况。塑件采用ABS，该材料有很好的抗冲击强度和良好的机械强度2以及一定的耐磨性，其成型特点流动性中等，吸湿性大，注塑时若湿度超过02，塑料表面质量会受大的影响，所以对ABS进行成型加工时，一定要预先干燥，而且干燥后的水分含量应小于02，表面要求光泽的塑件至少要经过约2小时的预热干燥，适合取高料温，高模温，但是料温过高容易分解；对精度的要求较高的塑件，模温适合取5060摄氏度，对光泽，耐热塑件，模温控制在6090摄氏度。注射压力高于聚苯乙烯，注射压力一般控制在1500BAR，而在保压阶段可在750BAR左右。使用螺杆式注射机成型时，料温为180230摄氏度。收缩率为0407。质量密度为1022克每立方厘米。塑件的3D图与2D图见图1，图2。5图1塑件3D图FIG1PLASTICPARTS3DVIEW图2塑件2D图FIG2PLASTICPARTS2DVIEW3塑件的体积估算和注射机型号的选择631估算塑件体积塑件的体积采用公式（31）1VNVV（31）总塑浇式中V整个塑料实心体积；塑V分流道和浇口等浇注系统所需塑料体积；浇V塑件所需塑料的体积。总用PRO/ENGINEER的模型分析功能测得V5365CM塑3初步估计（借助于PRO/E分析）V7353CM浇3初步确定此模具为一模四腔，即N4，故所得的总体积为V45365735328813CM总3因为ABS塑料的密度为103107G/CM取平均密度105G/CM故有公式（32）3（32）MV105283054G总32注射机的类型和规格注射机的类型和规格有很多，按结构形式可分为机的类型和规格有很多，按结构形式可分为立式，卧式和直角式三类，国产卧式注射机已标准化和系列化。这三类不同的结构形式的注射机的特点如下立式注射机的螺杆垂直装设，锁模装置推动动模板也沿垂直方向移动，优点是占地面积小，安装或拆卸小型模具很方便，容易在动模上安放嵌件，嵌件不容易倾斜或坠落。缺点是制品自模中顶出后不能靠重力下落，需要靠人工取出，有碍于全自动操作。此类注射机注射量一般均在60克以下。卧式注射机是目前使用最广，产量最大的注射成型机，其注射柱塞与螺杆合模运动均沿水平方向布置，并且多数在一条线上。优点是机体比较低，容易加料和操作，制件顶出模具后可自动坠落，所以容易实现全自动操作，机床中心比较低，安装稳妥。其缺点是模具的安装比较麻烦，嵌件放入模具有倾斜或下落的可能，机床的占地面积大。直角式注射机的注射螺杆或柱塞与合模运动方向相互垂直，这种注射机的重要优点是结构简单，便于自制，适合单件生产，中心不允许留有浇口痕迹的平面制件，同时常利用开模时丝杆的转动来拖动螺纹型芯或螺纹型环旋转，以便脱下塑件。缺点是机械传动无准确可靠的注射和保压压力和锁模力，模具受冲击震动比较大。根据注射机注射成塑件所用的塑料起量，选择最少不小于76G的注射机。同时7考虑到塑件于分流道有比较大的投影面积，需要比较大的锁模力。两者结合起来选择型号为JPH80B的注塑机，JPH系列机型为我国独创的新产品，领先于世界先进水平，它的锁模装置采用四缸直压式锁模，具有锁紧力大、开模行程长、无需调节闭模厚度和回杆不必另注润滑油等优点。其工艺参数如下表14表1注射机的工艺参数TABLE1INJECTIONOFTHETECHNICALPARAMETERS分类项目参数螺杆直径/MM36理论注射容量/CM3127理论注射质量/G115螺杆最大转速/R/MIN150塑化能力/KG/H38注射装置注射速率/G/S105锁模装置锁模力/KN800续表1分类项目参数拉杆间距HV/MMMM360310模板行程/MM540模具最小厚度/MM160定位孔直径/MM100定位孔深度/MM25喷嘴伸出量/MM25喷嘴球半径/MMSR10顶出行程/MM80顶出力/KN800锁模形式全液压式锁模装置最大开距/MM700油泵电机功率/KW11电气加热功率/KW5833型腔数目的校核根据公式（33）48N（KMM）/M（33）N21K注射机最大注射量利用的系数；M注射机允许最大的注射量；NM浇注系统所需的体积；2M单个塑件的体积。1所以有N（081278794）/536518936由此可知N4符合要求。4浇注系统与排溢系统的设计浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大，而且还与塑件所用塑料的利用率、成型生产效率等相关，因此浇注系统设计是模具设计的重要环节。对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循如下基本原则（1）了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动性能；（2）采用尽量短的流程，以减少热量和压力损失；（3）浇注系统的设计应有利于良好的排气；（4）防止型芯变形和嵌件位移；（5）便于修整浇口以保证塑件外观质量；（6）浇注系统应结合型腔布局同时考虑。41主流道衬套的设计在卧式注射机的模具中，主浇道应设计成垂直的分型面，为了使凝料从主流道拔出，故设计成圆锥形，其锥角一般为，内壁表面粗糙度为，其024063ARM小端直径常见为4MM8MM，看制品重量和补料需要而定，但是小端直径应大于喷嘴直径约1MM，否则主流道中的凝料将无法顺利脱出。主流道的长度由定模板厚度而定，为了减少熔体充模时的压力损失和塑料损耗，应尽量缩短主流道的长度，一般流道的长度控制在60MM内。由于主流道要与高温的塑料和喷嘴反复的接触和碰撞，所以模具的主流道部分常设计成可以拆卸更换的主流道衬套，以便选用优质钢材进行加工和热处理。主流道衬套常用T10或T8钢材制作，并淬火处理到洛氏硬度5055HRC。主流道与喷嘴接触处多作成半球形的凹坑，二者严密的配合，以避免高压以至塑料从缝隙处溢出。一般凹坑的半径R2应比R1大12毫米。主流道衬套大端的圆凸出定模端面510毫米，并与注射机定模板的定位孔成功配合，起定位环作用，结合以上条件设计的浇口套结构如图3所示。9图3浇口套FIG3GATESETS42分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的进料通道，在多型腔模具中分流道是必不可少的。421分流道的截面形状本次设计中采用半圆形截面的分流道。为半圆形流道具有较高的效率，同时也易于加工。在设计中常将分流道的表面加工得比较粗糙，一般取，125ARM以加大对外层塑料的流动阻力，使外层塑料凝固层固定。422分流道的截面尺寸分流道的直径采用公式（41）计算如下14140265DGL取整为4MM。402654398D式中D分流道直径（MM）；G制品重量（G）；L分流道长度（MM）。423分流道的布置采用平衡式分布10分流道的布置，如图4。图4分流道FIG4SHUNT43冷料井和拉料杆的设计冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或者在分流道的末端。其作用是收集熔体前锋的冷料，防止进入型腔而影响塑件的质量。431设在分流道末端的冷料穴根据冷料穴的长度为15D2D，可计算出分流道上的冷料穴长度为72MM。如图5所示。图5分流道冷料穴FIG5STREAMINGCOLDEXPECTEDPOINTS432设在主流道的冷料穴注射机用模具的冷料井，设立在主流道正对面的动模上，该模具采用带Z型头拉料杆的冷料井，分模时，就可以将该凝料从主流道中拉出，拉料杆的根部是固定在顶出板上的，所以在制件顶出时，冷料也一同被顶出。制造也方便。其形状与尺寸如图6所示。11图6拉料杆FIG6MATERIALPULLER44型腔的布局型腔的布局与浇注系统布置密切相关，同时型腔的排布应尽量满足型腔的压力相同，以保证塑料容体同时，均布地充满每个型腔使各型腔的塑件内在质量均一稳定。也就是说型腔的分布尽量对称，这样有利于模具的设计有利于保证塑件的质量，同时也有利于注塑机锁模。考虑到该模具的实际情况，决定采用平衡式的设计，这样设计的好处是从主流道到各型腔浇口的长度相等，能达到同时充满型腔的目的，各浇口的截面尺寸要制作得相同。模具型腔布局如图7所示。12图7型腔布局FIG7CAVITYLAYOUT45浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，浇口的位置、形状及尺寸对塑件的性能和质量的影响很大。浇口又可分限制性浇口和非限制性浇口，非限制性浇口起着引料、进料的作用；限制性浇口一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速度，使其成为理想的流动状态，迅速而均衡的充满型腔，另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控制填充时间，冷却时间及塑件表面质量，同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流并便于浇口凝料与塑件分离的作用。本次设计选用侧浇口。侧浇口的形状简单，加工方便，通过改变浇口的尺寸能有效调整充模时的剪切速率和浇口的冷凝时间，所以这种浇口的应用非常广泛。特别是一模多腔的浇注系统，使用这种浇口非常方便，同时去除浇注系统冷凝料比较方便。侧浇口的截面形状是矩形，尺寸如图8所示，浇口的深度H决定着浇口冷凝时间（即型腔的补料时间），在此取H1；浇口宽度B一般根据塑件的质量来决定，在此取B2；浇口的长度L在结构允许的情况下以短为好，在此取L1。13图8浇口FIG8GATE46排溢系统的设计本次设计通过分型面之间的配合间隙以及推杆与型芯之间的配合间隙进行排气（包括型腔和浇注系统内的空气及塑料变热或凝固产生的低分子挥发气体）。以防止塑件形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面防止固气体高压，体积缩小而产生高温度使塑件局部碳化成烧焦（褐色斑纹）。以及气体受压产生反向压力降低充模速度。如果排气系统经方式模后，没有出现以上成型缺陷，则无须增设其它排气方式；反之，则可适当排气方式以利于成型。5零部件的设计51分型面的确定将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，这些可以分离部分的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为分型面。分型面的确定原则主要有1分型面应选在塑件外型最大轮廓处；2确定有利的留模方式有利于顺利脱模；3保证塑件的精度要求；4满足塑件的外观质量要求；5便于模具加工制造；6对成型面积的影响；7对排气效果；8对侧向抽芯的影响。考虑上述因素该分型面选择在塑件的敞口的最大轮廓处。52影响塑件尺寸精度的主要因素521塑件收缩率的影响收缩率的偏差和波动都会引起塑件尺寸误差，其尺寸变化后为公式（51）2（51）MAXINSSL式中塑料收缩率波动所引起的塑件尺寸误差；14塑件的最大收缩率；MAXS塑件的最小收缩率；IN塑件的基本尺寸。SL按照一般要求塑件收缩率波动所引起的误差小于塑件公差的三分之一。本次设计塑料平均收缩率为百分之零点五。但其波动率极小可视为零，故满足要求。522模具成型零件的制造误差成型零件加工精度愈低，成型塑件的尺寸精度也愈低。实践表明成型零件的制造公差约占塑件总公差的1314，因此在确定成型零件工作尺寸公差值时可取塑件公差的1314或取IT56级作为模具制造公差。本设计成型零件工作尺寸公差为塑件13或取IT5级作为模具制造公差。5523模具零件的磨损模具在使用过程中由于塑料溶体流动的冲刷，脱模时与塑件的摩擦成型过程中可能产生腐蚀性气体的锈蚀以及由于上述原因造成的成型零件表面粗糙度提高而重新打磨抛光等均造成了成型零件尺寸的变化。这种变化称为成型零件的磨损，磨损的结果是型腔尺寸变大，型芯尺寸变小。磨损大小还占塑件的品种和模具材料及热处理有关其中以脱模时塑件对成型零件的摩擦磨损为主。为简化计算，凡与脱模方向垂直的成型零件表面，可以考虑磨损与脱摸方向平行的成型零件表面考虑磨损。同时，对于批量较小，磨损量取小值，甚至可以不考虑；玻璃纤维等增强塑料对成型零件磨损严重，磨损量取最大值；摩擦系数较小的热塑性塑料对成型零件磨损较小，磨损量取小值；模具材料而磨性好，表面进行镀铬急化处理的，磨损量取小值；对于中小塑性件，最大磨损两可去公差的16；对于大型塑件应取16以下。本设计取磨损量差的16。524模具安装配合的误差模具成型零件装配误差以及在成型零件过程中成型零件配合间隙的变化，都会引起塑件尺寸的变化。塑件在成型过程中产生的最大尺寸误差应该上述各种误差的总和,即为公式（52）2ZCSIA（52）式中塑件的成型误差；Z模具成型零件制造误差；C模具成型零件在使用过程中的最大磨损量；15S塑料收缩波动所的塑料尺寸误差；I模具成型零件同配合间隙变化而引起塑件尺寸的误差；A因安装固定成型零件而引起的塑件尺寸误差。由此可见由于影响因素多，累计误差较大，因此塑件的尺寸精度往往较低。为了保证精度及性能（包含使用性能）必须规定其公差值，大于或等于以上各项因素所引起的累计误差，即累计误差不超过塑件规定的公差值通过查表的对模具结构和制造的估计和分析12。所以，符设计的要求。计算模具成型零件最基本的公式（53）为2ABBS53式中A模具成型零件在常温下的实际尺寸；B塑件在常温下的实际尺寸；S塑件的计算收缩率。以上仅考虑塑件收缩率似的计算模具成型零件工作尺寸的公式，若考虑其他因素时，则公式就有所不同。按平均收缩率、平均磨损量和模具平均制造公差为基准计算则有不同的公式（54）2SSS/2100（54）MAXIN式中S塑料的平均收缩率；S塑料的最大的收缩率；MAXS塑料的最小的收缩率。IN本设计塑料为ABS经查塑料模具技术手册中表21得S086MAX，S03。MIN故，。083/2105为了使成型零件尺寸更准确更满足生产塑件的要求，以后的计算；偏差为负值，与之相对应的模具型腔最小尺寸为基本尺寸；偏差为正值；塑件内形最小尺寸为基本尺寸，偏差为正值，与之相对应的模具型芯最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值；中心距偏差为双向对称分布。53成型零件的结构设计成型零件主要包括型腔，型芯，各种形环的设计，由于型腔直接关系到塑件的质量，因此要求有足够的强度，刚度，硬度和耐磨性，还有要受塑料的挤压和料流的摩擦力，所以要求成型零件要有足够的精度和表面光洁度，一般表面粗糙度为16以上，以保证所需的塑料产品的质量以及脱模方便。04M531定模的结构设计由于塑件的的几何形状复杂，为了便于对定模型腔进行机械加工、研磨抛光和热处理等操作。本次设计采用局部镶拼组合式定模。其镶块用螺钉固定，以便于装配。如图9。图9定模FIG9FIXEDHALF532型芯的结构设计型芯是用于成型塑料内表面的零件。该模具的型芯；比较分散，而且是一模四腔，所以该模具采用嵌入式的型芯。其型芯结构如图10。图10型芯17FIG10CORE533成型零件的尺寸计算塑料制品的尺寸精度一般是根据使用要求确定的，但还必须充分考虑塑料的性能及成型工艺的特点，过高的精度要求是不恰当的。根据塑件的尺寸，查文献中6表314得出塑件的尺寸公差并绘图如图11所示。图11塑件零件图FIG11MOLDINGPARTVIEW根据塑件零件图，计算动定模工作尺寸如下1相对于塑件的定模工作尺寸计算模具的径向尺寸，采用公式（55）60（55）1KL塑件模具3（）4式中模具制造尺寸；L模具塑件外形尺寸；塑件18K塑件的平均收缩率；塑件的尺寸公差；模具制造公差，取塑件尺寸公差的1/31/6。对于塑件尺寸，02631；01301357269L模具对于塑件尺寸，027；010114模具对于塑件尺寸，06；0808757692L模具对于塑件尺寸，021；0101653模具对于塑件尺寸，01435。07075469L模具模具的中心距尺寸，采用公式（56）（56）KC塑件模具（1）式中模具制造尺寸；模具塑件尺寸。塑件对于塑件尺寸，017；0505179C模具对于塑件尺寸，09。0230231模具模具的深度尺寸，采用公式（57）6570KH塑件模具（）式中模具制造尺寸；模具塑件尺寸；塑件对于塑件尺寸，01435。03503525142H模具（）（2）相对于动模的工作尺寸计算19模具的径向尺寸，采用公式（58）6（58）01KL塑件模具3（）4式中模具的制造尺寸；模具塑件尺寸。L塑件对于塑件尺寸，1208；009957182L模具对于塑件尺寸，3018；00993L模具对于塑件尺寸，95016；008875167L模具对于塑件尺寸，401；0077542L模具对于塑件尺寸，2018。00119596L模具模具的深度尺寸，采用公式（59）（59）01KH塑件模具（）3对于塑件尺寸，2508。009921826模具54模具型腔侧壁与底板厚度的计算在注射过程中，模具型腔将受到熔体的高压作用，所以应具有足够的强度和刚度，如型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至开裂，或因刚度不足而产生扰曲变形，导致溢料和出现飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模，所以应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚。理论分析和生产实践表明，大尺寸的模具型腔，刚度不足是主要问题，型腔壁厚应以满足刚度条件为准7；由于设计的塑件属于小型塑件，故因以型腔的壁厚的强度为准。由于型腔的形状,结构形式是多种多样的。同时在成型过程中模具受力状态也很复杂，一些参数难以确定，因此对型腔壁厚做精确的力学计算几乎是不可能的。20只能从实用观点出发，对具体情况具体分析，建立接近实际的力学模型，所以对于本塑件可以简化为整体式圆形型腔进行近似计算。541型腔侧壁厚度计算按刚度计算，采用公式（510）6（510）2/ERPUSR式中弹性模量，钢材取MPA；510R型腔内径；P型腔内熔体压力；伯松比，钢材取025。故298MMS152210475347124按强度计算，采用公式（511）6（511）12SRP式中为模具材料的许用应力，其他符号同前。故S125047386M542型腔底板厚度计算整体式矩形型腔的底板，如果后部没有支承板，直接支承在模脚上，中间是悬空的，底板可以看成是周边固定的受均匀载荷的矩形板，由于溶体的压力，板中心将产生最大的变形量，按刚度条件，型腔底板厚度为按刚度计算采用公式（512）6（512）43PR017HSE式中为允许变形量，其他符号同前。故HS4357017515982021按强度计算采用公式（513）6（513）23PR4HS故237514940HSM55模架型号与尺寸的选择根据该模具定模板与型腔宽度的尺寸可以选择3030模架。8其中30模架的宽度为30CM；30模架的长度为30CM。而且该模架有H50、H60两种型号，根据该模具的要求，选择H50的型号的模架。551垫块的选择考虑到推出行程，垫块的高度选为H70MM。552定模座板厚度的选择因为定模座板上要装斜导柱，同时考虑到定模镶件安装的问题，定模座板厚度选35MM。553动模座板厚度的选择动模座板上需要安装动模镶件，故动模座板选为30MM。结合以上选择绘制出模架如图12。22图12模架FIG12DIESET6推出机构的设计塑件在从模具上取下以前，还有一个从模具成型零件上脱出的过程，使塑件上脱出的机构称为推出机构。推出机构一般由推杆、推件板等组成。推出机构可按其推出动作的动力分为手动推出机构、机动推出机构、液压和气动推出机构。推出机构的设计原则是推出机构应尽量设置在动模一侧；保证塑件不因推出而变形损坏；机构简单动作可靠；良好的塑件外观；合模的正确复位。61脱模力的计算注射成型后，塑件在模具内冷却定型，由于体积的收缩，对型芯产生包紧力，塑件要从模腔中脱出，就必须要克服因包紧力而产生的摩擦阻力。一般而论，塑料制件刚开始脱模时，所需克服的阻力最大，所以选择此时作为临界条件。脱模力的计算公式（61）如下（61）122TAN01ABESLFFAUK式中、矩形型芯的端面尺寸（MM）；E塑料的弹性模量（MPA）；23模具型芯的脱模斜度（）；0塑料的伯松比；1K2COSS（无因次系数）；2IN1FA盲孔塑件型芯在脱模方向上的投影面积。查文献得出121293497COSSCO05417COS05KS00045，E1800MPA，L10MM，F02，6M，K1。3254176R故098045102TAN5163197F89965KN因为此脱模力较小。通过对塑件结构的分析以及模具的结构特征，本次设计采用推杆推出机构。62推杆机构的设计621推杆的形状及固定形式由于推出部位受限制、尺寸较小，而又要求推杆有足够大的刚度。故在本次设计中选用阶梯式推杆。推杆与模板采用H8/F8间隙配合，同时为了不影响塑件的使用性能，通常推杆装入模具后，端面应与型腔底面平齐，或高出型腔底面00501MM，推杆固定端与推杆固定板通常采用05MM的间隙，推杆材料用T10碳素工具钢，热处理淬火，低温回火至硬度HRC5060，工作端融合部分表面粗糙度RA08UM。9622推杆位置的设置本塑件的围周紧紧包在型芯上面，此处的脱模力相对来说比较大，故在塑件的四周应均匀布置推杆，从而受力平衡，使塑件均匀地推出。623推杆的尺寸推杆在推塑件时，应具有足够的刚性，以承受推出力。推杆D直径的确定可根24据推杆稳定公式（62）10（62）124LFDNE查设计手册可得15，L取85，推杆数目为每腔4根。得出。由此确定推杆小端直径为148596D15276M025MM。如图51所示。图13推杆FIG13STRIPPER63推出机构导向与复位的设计631推出机构的导向推板在推出的过程中由于推板的尺寸较大，容易发生推板不水平运动，也就是常说的推板S形运动。要解决这个问题就必须设计推板的导向机构，也就是为推板设计导柱，导套。考虑到该零件并不复杂所以设计的尺寸忽略。具体形状如图14，图15。图14推板导套FIG14GUIDEBUSHOFSTRIPPER25图15推板导柱FIG15PILLAROFSTRIPPER632推出机构的复位由于模具中采用斜导柱安装在定模，滑块安装在动模的侧向抽芯机构。因此，为了避免复位干涉，在设计时采用弹簧先复位机构，以保证推杆顺利地复位。7侧向分型与抽芯机构设计抽芯机构有三大类型手动抽芯机构、液动或气动抽芯机构和机动抽芯机构。为了提高生产效率降低生产成本，本次设计采用机动抽芯机构。在定模板上装斜导柱，用斜导柱来实现侧抽芯。71抽拔力的计算根据公式（71）1（71）2LHPFCOSINQ（）式中L活动型芯被塑件包紧的断面形状周长（MM）；H成型部分的深度（MM）；侧孔或侧凹的脱模斜度（）；0塑件对型芯单位面积的挤压力，一般取812MPA；2P塑料与钢的摩擦系数，一般取0102。F由此可得007510COS5INQ（）2N72抽芯距的计算抽芯距的计算按公式（72）（72）12S3计算得取7MM。47526S73斜导柱的设计与计算731斜导柱的安装形式斜导柱与滑块上导柱孔之间应保持051MM的双边间隙，这样，斜导柱只起驱动滑块的作用，它们之间的松动配合有利于滑块灵活运动。滑块运动的平稳性由导滑槽与滑块之间的配合精度保证；滑块的最终位置由压紧块保证。斜导柱的安装形式如图16所示。126图16斜导柱的安装形式FIG16INSTALLATIONFORMOFBEVELEDPILLAR732斜导柱的结构形式及尺寸（1）斜导柱所受弯曲力的计算斜导柱所受的弯曲力P主要取决于抽拔力Q和倾斜角，其简化计算公式（73）为1（73）COSQP代入数据得出。052768COSPN（2）开模行程计算为保证侧向型芯完全从塑件拔出，模具的最小开模行程为，取整为20MM。071923TANTSHM（3）斜导柱直径根据斜导柱直径计算公式（74）1（74）301COSPHD弯代入数据得出。3056829M7259根据以上计算所得的数据设计出斜导柱，如图1727图17斜导柱FIG17BEVELEDPILLAR8冷却系统的设计冷却系统的设计原则有12（1）冷却系统的布置应先于脱模机构；（2）合理地确定冷却管道的直径中心距以及与型腔壁的距离；（3）降低进出水的温度差；（4）浇口处应加强冷却；（5）应避免将冷却水道开设在塑件熔接痕处，并注意干涉及密封等问题；（6）冷却水道应便于加工和清理。由于该零件外型比较小，定模与动模都装有镶件，模具中没有足够的空间开冷却水道，同时钢铁具有比较大的传热系数，故本此设计的模具采用间接冷却的方式。考虑到加工工艺与冷却效果的问题，采用直通式的冷却水道，其直径为10MM。9注塑机与模具的参数校核91最大注塑量校核注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好为注塑机的最大注射量的80，所以，根据注塑机最大注塑量公式（91）得139108V塑件浇机式中注塑机的最大注塑量（）；V机3CM塑件的体积，该产品；塑件332146C塑件浇注系统体积（），该产品。浇75V浇故60塑件浇机V21475080828而选定的注塑机注塑量为127，所以满足要求。3CM92模具与注射机安装部分相关尺寸的校核921喷嘴尺寸注射机喷嘴头应与其相接触的模具交流道始端凹下部分相适应。922定位圈尺寸定位圈应保证模具中心线与料筒，喷嘴的中心线相重合这就要求定位圈与注射机定模板上的定位孔之间采用一定的配合。923模具厚度模具厚度H（A称为闭合高度）必须满足HHMIN式中HMIN注射机允许的最小模厚，即为定模板之间的最小开距；根据文献第2章知道JPH80C的H160MM，经计算H2535203070240MM1MIN240MM200MM即HHMIN，故满足要求。模具常用的安装方法有两种一种是用螺钉互接固定；另一种是用螺钉、压板固定。采用前者，动定模部分的底版尺寸应与注射机对应模板上所开设的螺孔的尺寸和位置相适应；若用后者，则自由度取大限制少；一般情况下不需考虑螺孔尺寸。本设计只要模板不超过注射机最大允许尺寸即可，即是属后者。924模具长度与宽度模具的长度与宽度必须与注塑机模板尺寸和拉杆间距相适合模具的长宽拉杆面积模具的长宽为300300（MMMM）注塑机拉杆的间距360310（MMMM）；故满足要求。93锁模力的校核模具的锁模力必须满足，40391576FPAKN锁模13选定的注塑机的锁模力为800KN，故满足要求。94开模行程的校核开模行程与（合模行程）指模具开合过程中动模固定板的移动距离。它的大小互接影响模具所能成型的塑件高度。故必须对注射机的开模行程校核。本设计是开模行程校核的三种情况中的第二种的双分型面注射模，故采用此种方式进行校核即29必须满足以下关系式（92）SMAXSKHMH1H2A（510）MM92式中SMAX注射机最大开模行程（MM）；SK注射机动模固定板和定模板的最大间距（MM）；HM模具厚度（MM）；H1推出距离（MM）；H2包括浇注系统在内的塑件高度（MM）；A浇注系统在子模方向上的高度（MM）。计算得H168MM，H270MM，A29MM。H1H2A（510）MM687029（510）172177MM根据第2章可知道JPH80C注塑机的最大开模行程为560MM因为，177MM560MM，故SMAXH1H2A（510）MM满足要求95顶出装置的校核本次设计是采用JPH80C型注射机，其顶出装置是中心顶出杆液压顶出，满足设计的要求。10标准件的选择101定位销钉定位销钉在模具装配中，对与模具的定位极为重要，它能使模具各板定位准确，同时也对模具起保护作用。本设计选用的是圆柱定位销钉。在使用定位销钉前，需要在圆柱定位销钉上钻孔，然后攻上螺纹。其目的是方便拆模具时，使用拔模器把销钉从模具中拔出来。选用的定位销钉，如图18所示。图18定位销FIG18LOCATINPIN定位销钉与模具之间的配合采用的小过盈量配合。因此它能保证模具各板76HP30之间定位准确，从而提高产品的质量。对于顶针板与面针板的定位，本次设计因为选用了在顶针与面针板上做导柱和导套。而因为导套与顶针板和面针板之间采用的过渡配合，如此能在顶针板与76HM面针板之间起到定位的作用。因此就无须再选用定位销钉。102螺钉的选用用于固定定模与定模嵌入块的内六角螺钉（GB1T701995）如图19D6，DKMAX10，KMAX6，S5，B24，L1260取L30。图19内六角螺钉FIG19BOLT用于固定动摸部分D16，DK24，K16，S12，B80，L160MM；用于固定定模部分D16，DK24，K16，S12，B50，L80MM。103弹簧选用圆钢的旋压图形弹簧钢丝D3，弹簧中径218，节距613，F338N；H045，N4个。11模具的装配根据模具装配图，该模具以模板相邻侧面作为装配基准，磨削模板相邻两侧

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