毕业设计（论文）连接器支架塑件的成型模具设计

1、1 连接器支架塑件的成型模具设计连接器支架塑件的成型模具设计 系系 别：别：材材 料料 工工 程程 系系 学生姓名：学生姓名： 专业班级：专业班级：模具设计与制造专业一班模具设计与制造专业一班 学学 号：号： 指导教师：指导教师： 20112011 年年 3 3 月月 4 4 日日 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 本文的研究做出贡献的个人和集体，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担。 论文作者签名：杨凯 日期

2、：2011 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留、使用毕业论文的规定， 即：学校有权保留并向有关部门或机构送交论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 的全部或部分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 目目 录录 中文摘要中文摘要.i i 外文摘要外文摘要.iiii 前前 言言.（1 1） 第一章第一章 塑料

3、模具的现状及展望塑料模具的现状及展望.（2 2） 1.1 模具工业在国民生产中的作用 .（2） 1.2 塑料模具工业的现状 .（2） 1.3 塑料模具工业的发展趋势 .（3） 第二章第二章 塑件产品的分析塑件产品的分析.（5 5） 2.1 产品材料的选用 .（5） 2.2 连接件塑件产品的测绘 .（6） 2.3 连接器支架塑件三维造型 .（7） 第三章第三章 成型设备的选用成型设备的选用.（9 9） 3.1 注塑机的选择 .（9） 3.2 模架的选择 .（10） 3.3 模具参数的校核 .（11） 第四章第四章 模具结构形式的拟订模具结构形式的拟订.（1313） 4.1 确定型腔数量及排列方式

4、 .（13） 4.2 注射模分型面的选择 .（14） 4.3 模具侧向分型与抽芯机构的分析与确定 .（14） 4.3.1 侧向抽芯机构的分类与组成 .（14） 4.3.2 抽芯力与抽芯距的确定 .（16） 4.3.3 侧滑块的设计 .（16） 4.3.4 侧型芯的设计 .（18） 第五章第五章 浇注系统形式和浇口的设计浇注系统形式和浇口的设计.（2020） 5.1 主流道设计 .（20） 5.2 分流道设计 .（21） 5.3 浇口设计 .（23） 第六章第六章 成型零部件设计成型零部件设计.（2525） 6.1 成型零部件的结构设计 .（25） 6.2 成型零部件尺寸的计算 .（25） 第七

5、章第七章 导向机构设计导向机构设计.（2626） 第八章第八章 推出机构和复位机构的设计推出机构和复位机构的设计.（2727） 8.1 推出机构的设计 .（27） 8.2 推杆设计 .（28） 第九章第九章 模具冷却系统模具冷却系统.（3030） 9.1 冷却水管管道的设置 .（30） 第十章第十章 支承与连接零件的设计与选择支承与连接零件的设计与选择.（3232） 10.1 固定板 .（32） 10.2 支承板和垫块 .（32） 10.3 模座 .（32） 第十一章第十一章 应用应用 moldflowmoldflow 进行注射阶段流动分析进行注射阶段流动分析 .（3333） 11.1 最佳浇

6、口位置及数量的确定 .（33） 11.2 模拟结果分析 .（34） 第十二章第十二章 结论结论.（3636） 参考文献参考文献.（4040） 致致 谢谢.（4141） 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

7、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发展，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发展，模具行业的地位越来越重 要，模具技术的发展也越来越先进。 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

8、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、互换性与技术测量基础、材料科学基础、 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基础课、 专业基础课方面的知识，对模具行业的发展、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较系统和比较全面的理 解，基本上达到了学习的目的。 毕业设计时大学学习过程中 的最后一个环节，也是最重要的一个环节， 是对以前所学的基础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 基本组成部分，基础和设计技巧相结合，理论与实践相结合，对连接器支架

9、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达到优化设计的目的。 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，完满的完成本次毕业 设计，给大学生活画上一个圆满的句号。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工业在国民生

10、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 业产产品的发展和质量的提高，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，德国则认为其是所有工业中的关键工业，日 本则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发展的重要基础工业之一。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发 展相适应，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。 1.2 塑料模具工业的现状塑

11、料模具工业的现状 塑料模具技术是一门涉及面广、技术综合性强的精密基础工艺装备技术， 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，有了很大发展，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

12、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，有了很大发展， 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成熟，热流道模具开始推广，有的厂采用率达 20%以上

13、，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达到 70%-80%相比，仍有很大差距。 1.3 塑料模具工业的发展趋势塑料模具工业的发展趋势 模具市场的总体趋热是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具的发 展速度将高于其

14、它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不 断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的。 因此，塑料模的未来发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发展 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 发展成为一项比较成熟的共性技术，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

15、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，是发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，大幅度降低成本。目前在汽车 和家电行

16、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，继续研究发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发 展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。 （6）应用

17、优质模具材料和先进的表面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）大力发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

18、步熔融聚合制取 产品。近年连续熔融制取高分子量lcp的技术得到发展。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。拉伸强度和弯曲模量可超过10年来发展起来 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

19、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达到甚至超过普通工 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。 （3）lcp 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。其燃烧等级达到 ul94v-0 级水平。lcp 是防火安全性最好 的特种塑料之一。 （4）lcp 具

20、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。 （5）lcp 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，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。 6）lcp 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

21、70100mpa,压缩比 2.54，成型收缩率 0.10.7%。 该材料用于连接器塑件，要求表面光滑，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： 图 2.1 连接件塑件二维产品 2.3 连接器支架塑件连接器支架塑件三维造型三维造型 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

22、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，表面粗糙度为 0.8。产品三维效果图见图 2.2：m 图2.2 塑件三维效果图 第三章 成型设备的选用 3.1 注塑机的选择注塑机的选择 对于模具设计，必须首先选则合适的注塑机型号，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规范后，才 能进行下面真正的模具设计。 根据塑件的形状及尺寸，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

23、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软件里打开三维模型，利用其质量属性分析对表面积、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： 1515.12mm2 塑件体积： v=7.22cm3 塑件密度： =1.5g/cm3 所以塑件的质量： m = 7.221.5=10.83g 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/cm3 140 最大开

24、合模行程/mm 270 螺杆直径/mm 40 模具最大厚度/mm 300 注射压力/mpa 126 模具最小厚度/mm 150 注射行程/mm 270 拉杆内向距/mm 370320 注射速度 g/s 110 锁模形式双曲肘 螺杆转数/(r/min) 14-200 喷嘴圆弧半径/mm 15 锁模力/kn 630 喷嘴孔直径/ 4 模具定位孔直径/mm 125 顶出形式两侧设有顶出，机械顶出，中心距为 230 mm 3.2 模架的选择模架的选择 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 p2型模架示意图

25、 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h3 256340326325 表3.3模架孔位置尺寸 导柱 b导柱ld螺钉 lm螺钉 b1推杆 lt推杆 b2 194265193200259108 h1=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 模具参数的校核模具参数的校核 （1）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

26、塑料熔体体积，选择注塑机时，必须保证塑件的注 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 n 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 0.8。 0.81407.22+4.3311.6 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

27、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（70100）mpa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+aj）pfn (1500+0.35 1500) 120 80%=194.4kn630kn 故：注射机锁模力满

28、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： 3

29、70320mm，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，否则塑件无法从模具中取出。sz-125/630型注射机的合模形 式为液压 -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 2

30、70mm，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， 模具设计时应合理的确定型腔数目。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，摆放位置如图所示。 4.2 注射模分型面的选注射模分型面的选择择 该塑

31、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。 4.3 模具侧向分型与抽芯机构的分析与确定模具侧向分型与抽芯机构的分析与确定 4 4. .3 3. .1 1 侧侧向向抽抽芯芯机机构构的的分分类类与与组组成成 在零件的侧面与主分型面的的运动方向有干涉的时候，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，

32、比如说采用机动的、液压的、 手动的等等。其中机动的用的比较广泛，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，成本低，生产效率高。而液压的需要设置 专门的设备，增加了成本，但因其动作可靠，调节灵活，故用的也比较广泛。 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 还是用的比较广泛的。 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

33、在动模 部分，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，否则将造成侧型芯复位时与 推杆干涉，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位个推杆的作用，模具 结构基本能够工作。但是模具结构

34、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 题则需增加一个锲紧装置但不能阻碍侧滑块的首先抽芯，改良后结构较为复 杂。 综综上上以以上上两两种种方方案案分分析析，再再结结合合本本次次设设计计的的特特点点，综综合合考考虑虑 后后，决决定定采采用用方方案案一一作作为为本本次次设设计计的的主主要要侧侧抽抽芯芯方方案案。 4 4. .3 3. .2 2 抽抽芯芯力力与与抽抽芯芯距距的的确确定定 本次设计中出现侧抽芯的部分见图 4.5，其抽芯力计算公式如下： 图4.5 侧抽芯位置

35、其抽芯力计算公式如下： cossin 0.5 0.5 4 682 75 43.5 75 2 15 55120.2 cos0.5sin0.5 4631.7 t fap u n 根据塑件的侧抽芯特点，确定本次设计的抽芯距为 s=68.5mm。 4 4. .4 4. .3 3 侧侧滑滑块块的的设设计计 （1） 侧滑块的设计 本次设计的侧滑块的 t形槽设置在底部，见图 4.7。 图 4.7 侧滑块的基本形式 （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

36、 楔紧块的结构形式 4 4. .4 4. .4 4 侧侧型型芯芯的的设设计计 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 图4.11侧抽芯的结构二维图 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，则会出现型腔充 填不满或塑件外观质量差、尺寸精度低等缺陷。浇注系统一般都由四部分 组成：主流道、分流道、浇口、冷料穴。 5.1 主流道设计主流道设计 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具浇口套接

37、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部分，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 5.1 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，小端直径比注射机喷嘴直径大0.51mm,小端的前面是球面， 其深度为 35

38、mm，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。流道的表面粗糙度 ra0.8um。 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15.5mm。 配合形

39、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 0.021 0 20.07()h 0.021 0.08 20.0 6()m 。20.00.01 5.2 分流道设计分流道设计 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

40、开设在动定模分型面的两侧或任意一侧,其截面尽量使其比表面 积(流道表面积与其体积之比 )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。 若分流道长，则流程长，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，表面积 /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

41、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部分优点，且在单边加工时比较容 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，其比表面积比梯形、u 形截面略大；矩 形截面比表面积较大，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： 4 2654 . 0 lmb bh 3 2 式中 -梯形大底边的宽度 (mm)b -塑件的重量 (g)m

42、 -分流道的长度 (mm)l -梯形的高度 (mm)h 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 3.2mm 以下，重量小于 200g，且计算结果在 3.29.5mm 范围内才合理。 本次设计的连接件塑件的体积为 7.22mm3，质量大约 10.82g，分流道的 长度预计设计成 120mm，所以： （取为 8mm） 4 0.2654 10.82 1203bmmb （取为 5mm） 2 85 3 h h （2）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 个原则 ，一是排列尽量紧凑，缩小模板尺寸；二是尽量使流程

43、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。 因此，根据塑件的结构分流道在分型面上的布置形式如图5.2所示 图5.2 分流道在分型面上的布置形式 （3）分流道的表面粗糙度 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，因面分流道的内表面粗糙度ra 不宜太小，以防将冷 料带入型腔，一般取 1.6m 左右即可，这样表面稍不光滑，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

44、，分流道与浇口的连接处既在浇口进料口端倒圆过渡。 5.3 浇口设计浇口设计 浇口是模具浇注流道的最后一部分，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，造成产品充填不足，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 整个模具型腔，浇口与模具型腔的接触位置也需要注意

45、，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 5.3 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合适尺寸。 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1.5mm;a一般取6。15。 之间，本次 a取6。 图5.4 本次设计浇口尺寸的示意图

46、第六章 成型零部件设计 6.1 成型零部件的结构设计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。它是模具的主要部分， 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 型腔周边形状比较复杂，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

47、，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，则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，若收缩量大于塑料的收缩率时，则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

48、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则应采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） 。

49、图 7.1 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。 图 7.2 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 8.1 推出机构的设计推出机构的设计 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，

50、该装置还必须保证在模具闭合时，不会与模具其它零部件 产生干涉地回到初始顶出位置，以便进行重复不断的成型加工。 推出机构的设计原则： 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； 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

51、机构。塑料制品的脱 模装置如图 8.1 所示。 图 8.1 推出机构 8.2 推杆设计推杆设计 （）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 （）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，否则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 推杆工作部分与模板或型芯

52、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，应尽可能地选择在壁厚和凸缘等处，否则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 8.4

53、 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，其余部分均处于浮动状态。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。 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8.5推出机

54、构的导向和复位 第九章 模具冷却系统 9.1 冷却水管管道冷却水管管道的设置的设置 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合适的 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

55、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 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 钢，推出固定板采用 235 钢。 10.2 支承板和垫块支承板和垫块 支承板也叫垫板，对固定板上模具的各零件起着支

56、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。本套模具的模座厚度为 25，达到了使用要求，模座材料采用 235 钢。

57、 第十一章 应用 moldflow 进行注射阶段流动分析 11.1 最佳浇口位置及数量的确定最佳浇口位置及数量的确定 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 出浇口的最佳位置。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，从而避免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： 表 11.1 注塑条件 分析的最佳浇口位置结果如图 11.1： 注射压力（mpa）熔体温度（）模具温度（） 15026060 图

58、 11.1 最佳浇口位置分析 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 于分析出的最佳浇口位置（如图 11.2 所示） 。 11.2 模拟结果分析模拟结果分析 （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，即等值线间距比较均匀，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

59、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 ；否则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成本。 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 ,并绘制了二维模具装配图、三维装配图