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西
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
題目：快速插頭塑料模具設(shè)計(jì)
系 別： 機(jī)電信息系
專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)：
學(xué) 生：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師：
2013年05月
快速插頭塑料磨具設(shè)計(jì)
摘 要
隨著社會(huì)的發(fā)展，不同品種和功能的塑料的出現(xiàn)，塑料產(chǎn)品與我們的日常生活越來越密切。
RJ45水晶頭接線座是我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常接觸到的接口設(shè)備之一，其主要用于連接網(wǎng)卡端口、交換機(jī)、電話等；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用的RJ45接線座是標(biāo)準(zhǔn)的8位模塊化接口。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是“RJ-45水晶頭接線座注塑模設(shè)計(jì)”。該設(shè)計(jì)主要是通過對塑件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度和成型要求來進(jìn)行注射成型工藝的可行性分析，并完成注射模具的設(shè)計(jì)。其中，塑件的成型工藝分析主要包括：塑料的成型特性、塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、表面粗糙度、達(dá)到的使用要求和脫模分析。以此來確定型腔數(shù)目、分型面位置、澆注方式、脫模方式等。最后完成一幅完整的模具設(shè)計(jì)總圖，包含成型部分、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的過程包括了對成型零件的計(jì)算、抽芯機(jī)構(gòu)的校核計(jì)算等。在設(shè)計(jì)的過程主要應(yīng)用了PRO/E軟件完成對塑件的實(shí)體造型，并對塑件的體積、質(zhì)量等進(jìn)行分析，最后通過Auto CAD完成零件圖和裝配圖，并最終完成塑料模具的設(shè)計(jì)過程。
關(guān)鍵詞：塑料；成型工藝；注射模具設(shè)計(jì)；抽芯機(jī)構(gòu)；脫模機(jī)構(gòu)
I
Quick plug plastic tooling design
Abstract
With the development of society, different varieties and function plastic appearance in our lives, plastic productions have closer to our daily lives.
RJ-45 terminal block is one of the interface device in our daily life that we often come into contact with. It often used for network cards, switches, telephones, etc; Computer network wiring blocks using a standard 8-bit modular interface. The subject of the graduation project is “injection mould design for RJ-45 terminal block ” Through the feasibility analysis the plastic part structure and shape, the size and shape require for injection molding process, and complete the injection mold design. Analyze and determine the die's parting plane, the number of die cavity, gate’s forming, gate’s position and its size. Besides, we need to analysis the stress, the registration and the guide mechanism's design of the dies, the mould emptier design, the cooling system's design, etc. At last, we should finish the die's general assembly drawing. The design have mostly used the Pro/E soft to progress the solid modeling, then analysis the volume and quality of the plastic part. And it has been through the Auto CAD to finish de detail drawing and the assembly drawing, then finish the design processes of injection mold.
Key word: Plastic；mold forming；Inject mold design；core pulling mechanism；mould emptier
目錄
1 緒 論 1
2 RJ-45水晶頭接線座分析 2
3 塑料材料分析 3
3.1 PVC基本特性 3
3.2 PVC成型工藝分析 3
4 塑件的工藝分析 5
4.1 塑件的結(jié)構(gòu)分析 5
4.2 塑件尺寸及精度分析 6
4.3 塑件表面質(zhì)量分析 6
4.4 塑件脫模斜度分析 6
4.5 塑件的壁厚分析 7
4.6 塑件的體積和質(zhì)量 7
5 注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格選擇及校核 8
5.1 初選注射機(jī)規(guī)格 8
5.2 注射機(jī)工藝參數(shù)校核 8
5.3 注射機(jī)安裝部分與模具相關(guān)尺寸校核 9
6 塑料制件在模具中的位置 11
6.1 型腔數(shù)目的確定 11
6.2 型腔的布局 11
6.3 分型面的設(shè)計(jì) 11
7 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13
7.1 主流道設(shè)計(jì) 13
7.2 分流道設(shè)計(jì) 14
7.3 澆口設(shè)計(jì) 16
7.3.1 澆口的截面形狀和尺寸 16
7.3.2 澆口位置的選擇 17
7.4 冷料穴和拉料桿設(shè)計(jì) 18
8 成型零部件設(shè)計(jì) 19
8.1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19
8.1.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19
8.1.2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20
8.2 成型零部件工作尺寸計(jì)算 20
8.2.1 型腔和型芯徑向尺寸計(jì)算 21
8.2.2 型腔深度和型芯高度尺寸計(jì)算 24
8.2.3 中心距尺寸的計(jì)算 25
9 結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì) 27
9.1 標(biāo)準(zhǔn)注射模架的選取 27
9.2 支承件設(shè)計(jì) 28
9.3 限位釘設(shè)計(jì) 28
9.4 定模座板與動(dòng)模座板設(shè)計(jì) 29
9.5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 29
9.5.1 導(dǎo)柱設(shè)計(jì) 29
9.5.2 導(dǎo)套設(shè)計(jì) 30
10 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 32
10.1 推出方式的選取 32
10.2 推出力計(jì)算 32
10.3 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 33
10.3.1 推桿推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 33
10.3.2 推出機(jī)構(gòu)導(dǎo)向與復(fù)位 35
11 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 36
11.1 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的選擇 36
11.2 斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 37
11.2.1 斜導(dǎo)柱設(shè)計(jì) 38
11.2.2 側(cè)滑塊設(shè)計(jì) 40
11.2.3 側(cè)滑塊定位裝置設(shè)計(jì) 41
11.2.4 導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì) 42
11.2.5 楔緊塊設(shè)計(jì) 42
12 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 43
12.1 冷卻回路的尺寸確定 43
12.2 冷卻回路布置 44
13 模具可行性分析 46
13.1本模具的特點(diǎn) 46
13.2市場效益及經(jīng)濟(jì)效益分析 46
結(jié)論 47
致謝 49
參考文獻(xiàn) 50
IV
1 緒論
1 緒 論
在當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中，塑料工業(yè)業(yè)已形成從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢測到標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)的一整套完整的工業(yè)體系，這促進(jìn)了塑料產(chǎn)品的研發(fā)和使用范圍，塑料制品的應(yīng)用從航天領(lǐng)域到日常生活，無所不在。這其中，模具作為成型塑料制件的重要的工藝裝備，起到了至關(guān)重要的作用。由此可知，模具的設(shè)計(jì)制造在現(xiàn)今工業(yè)生產(chǎn)中至關(guān)重要。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是RJ-45接線座的注射模設(shè)計(jì)。所設(shè)計(jì)的RJ-45接線座是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用的標(biāo)準(zhǔn)8位模塊化接口。RJ-45水晶頭是網(wǎng)絡(luò)連結(jié)的重要接口，其應(yīng)用廣泛，價(jià)格低廉，市場需求量大；基于此，必須實(shí)現(xiàn)大批量的生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)周期，才能降低成本。注射模具的使用是實(shí)現(xiàn)高效率生產(chǎn)的一個(gè)非常好的途徑，在本次設(shè)計(jì)中就是要對RJ-45塑件的特性進(jìn)行分析，對成型工藝性的可行性進(jìn)行分析，完成其生產(chǎn)模具的設(shè)計(jì)。模具的設(shè)計(jì)過程綜合性很強(qiáng)，需要考慮的因素很多，需要一個(gè)整體的思維模式去考慮問題，才能設(shè)計(jì)出一個(gè)合格的作品。本此設(shè)計(jì)的目標(biāo)，就是通過確定成型零件、推出機(jī)構(gòu)等的合理結(jié)構(gòu)并進(jìn)行計(jì)算校驗(yàn)，設(shè)計(jì)出一個(gè)結(jié)構(gòu)合理、操作簡單、動(dòng)作可靠、使用壽命長的模具。
作為模具專業(yè)的畢業(yè)生，能綜合運(yùn)用多門學(xué)科理論知識(shí)、結(jié)合實(shí)踐，解決復(fù)雜的實(shí)際工程問題的能力很重要。經(jīng)過本次設(shè)計(jì)，在導(dǎo)師的耐心指導(dǎo)下，我可以在已有的對塑模設(shè)計(jì)知識(shí)的了解基礎(chǔ)上更深入的掌握其設(shè)計(jì)制造過程，并培養(yǎng)我獨(dú)立思考、分析解決問題的能力。
在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我得到了老師和同學(xué)的很多幫助，在此表示由衷的感謝。由于缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)的過程中難免會(huì)出現(xiàn)考慮不周的現(xiàn)象，望能得到同學(xué)和老師的批評指正。
1
2 RJ-45水晶頭接線座分析
2 RJ-45水晶頭接線座分析
RJ-45水晶頭接線座是網(wǎng)絡(luò)鏈接中的重要接口設(shè)備，主要用于連接網(wǎng)卡端口、交換機(jī)、電話等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的RJ-45接線座是8位模塊化接口。其外形如圖2.1所示。
圖2.1 RJ-45水晶頭接線座
分析RJ-45接線座，其網(wǎng)線接口位置有金屬嵌件，安裝金屬嵌件的地方塑件的尺寸很小，細(xì)小的金屬嵌件如果安放在模具中進(jìn)行一體成型的話，其定位困難，且在注射過程中因注射壓力產(chǎn)生移動(dòng)的可能性極大，所以其上的金屬嵌件應(yīng)在注射塑件完成后另行安裝，即可以保證產(chǎn)品質(zhì)量，也可以使模具的結(jié)構(gòu)簡便。
RJ-45接線座上接線槽位置與壓扣結(jié)構(gòu)是安裝配合的重要位置，其尺寸在零件設(shè)計(jì)和注射成型過程中都要優(yōu)先考慮。
我們常見的RJ-45接線座是無色透明的，主要材料是PVC(聚氯乙烯)。其主要的性能指標(biāo)如下：
a.電氣性能[1]：
額定電流：1.5AMPS
額定電壓：125V AC
絕緣電阻：最小1000MΩ
耐壓強(qiáng)度：AC1000V50Hz或60Hz 1分鐘
接觸電阻：最大20mΩ
b.機(jī)械性能[1]：
配合強(qiáng)度：插頭和插座之間最少7.7Kg
使用壽命：將插頭手柄以240次/分速度沖擊1000次，彈性良好無斷裂，裂痕。
3
3 塑料分析能力
3 塑料材料分析
3.1 PVC基本特性
純聚氯乙烯樹脂是堅(jiān)硬的熱塑性物質(zhì)，其分解溫度與塑化溫度極為接近，而且機(jī)械強(qiáng)度較差。因此，無法用聚氯乙烯樹脂來塑制產(chǎn)品，必須加入增塑劑、穩(wěn)定劑、填料等以改善性能，制成聚氯乙烯塑料，然后再加工成各類產(chǎn)品。
聚氯乙烯有較好的電氣絕緣性能，可以用作低頻絕緣材料。其化學(xué)穩(wěn)定性也較好，但是其耐熱性能較差，長時(shí)間加熱會(huì)導(dǎo)致分解，使用溫度一般在15o~50o之間。在工業(yè)中PVC用于制造插座、插頭、開關(guān)和電纜[1]。PVC塑料的密度=1.15~2.00 g/cm3，收縮率=0.2~0.6%，融化溫度185~205 oC；拉伸強(qiáng)度40~52，彎曲強(qiáng)度80，壓縮強(qiáng)度22~39；擊穿電壓15 KV/mm[1]。
3.2 PVC成型工藝分析
聚氯乙烯的成型特點(diǎn)：聚氯乙烯在成型溫度下容易分解放出氯化氫，因此，在成型時(shí)必須加入穩(wěn)定劑和潤滑劑，并嚴(yán)格控制溫度及熔料的滯留時(shí)間。因?yàn)榫勐纫蚁┑哪蜔嵝院蛯?dǎo)熱性能不好，柱塞式注射機(jī)需要將料筒內(nèi)的物料溫加熱到166o~193o，所以不能用一般的柱塞式注射成型聚氯乙烯塑料，而應(yīng)該采用帶預(yù)塑化裝置的螺桿式注射機(jī)注射成型，模具澆注系統(tǒng)也應(yīng)粗短，進(jìn)料口截面宜大，模具應(yīng)有冷卻裝置。
5
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
表3.2 PVC塑料注射工藝參數(shù)[1]
名稱
參數(shù)名稱及單位
參數(shù)
工藝參數(shù)
注射機(jī)類型
-
螺桿式
螺桿轉(zhuǎn)速
20~30
噴嘴
溫度
150~170
形式
-
直通式
料筒溫度
前段
170~190
中段
165~180
后段
160~170
模具溫度
30~60
注射壓力
80~130
保壓壓力
40~60
注射時(shí)間
s
2~5
保壓時(shí)間
s
15~40
冷卻時(shí)間
s
15~40
成型周期
s
40~90
4 塑件的工藝分析
4 塑件的工藝分析
塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析的內(nèi)容主要包括：塑件的結(jié)構(gòu)分析、尺寸和精度分析、表面粗糙度分析、塑件壁厚和脫模斜度分析等。另外還有圓角、孔、嵌件、加強(qiáng)筋、支承面等，在模具設(shè)計(jì)過程中，因分析主要因素，并和所設(shè)計(jì)塑件有關(guān)。
4.1 塑件的結(jié)構(gòu)分析
若要獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制件，首先要合理選用塑件的原材料，其次就是要考慮塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性，對塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析，不僅能使設(shè)計(jì)者很好掌握塑件的特征，使成型工藝得以順利進(jìn)行，而且還能滿足塑件和模具的經(jīng)濟(jì)性要求，設(shè)計(jì)出合格、合理、優(yōu)質(zhì)的模具。
標(biāo)準(zhǔn)8位的RJ-45水晶頭接線座，外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜，沒有螺紋金屬嵌件與文字標(biāo)識(shí)符號(hào)等，其有側(cè)凹部分，必須采用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。其零件結(jié)構(gòu)如下圖所示：（注：具體尺寸詳見零件圖）
圖4.11 塑件結(jié)構(gòu)圖
從以上分析可以看出RJ45作為接口設(shè)備，要求零件有一定的強(qiáng)度和剛度，有耐磨性，絕緣性；該制件結(jié)構(gòu)屬于中等復(fù)雜程度，結(jié)構(gòu)工藝性合理，不需要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，制件尺寸精度中等，對應(yīng)零件尺寸容易加工，精度易保證，注射時(shí)在參數(shù)控制好的情況下，能成型合格制件。
6
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
4.2 塑件尺寸及精度分析
塑件尺寸的大小取決于塑料的流動(dòng)性。影響塑料制件尺寸精度的因素有：
a. 塑料收縮率的波動(dòng)；
b. 成型工藝條件的變化；
c. 塑件成型后的時(shí)效變化；
d. 模具結(jié)構(gòu)形狀；
e. 模具的制造精度和使用磨損。
塑件的尺寸精度一般不高，因此，在保證使用要求的前提下盡可能選用低精度等級(jí)。塑件的尺寸公差可依據(jù)SJ1372—78塑件公差值標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。塑料公差等級(jí)的選用與塑料品種有關(guān)，根據(jù)各種塑料收縮率的變化不同，塑料的精度等級(jí)可分為：高精度、一般精度和低精度。參見表3.2。
表4.2 精度等級(jí)的選用[2]
塑料品種`
公差等級(jí)
標(biāo)注尺寸公差
未注公差尺寸
高精度
一般精度
硬聚氯乙烯（RPVC）
MT2
MT3
MT5
軟聚氯乙烯（SPVC）
MT5
MT6
MT7
4.3 塑件表面質(zhì)量分析
塑料制件的表面粗糙度是決定其表面質(zhì)量的主要因素。塑件的表面粗糙度主要與模具型腔表面的粗糙度有關(guān)，一般要求模具型腔表面的粗糙度比塑件低1~2級(jí)。塑件的表面粗糙度Ra一般為0.8~0.2μm。透明塑件PVC來說，要求型芯和型腔的表面粗糙度相同。
對于RJ-45接線插座而言，其表面質(zhì)量一般要求如下：表面沒有缺陷、毛刺，而且有較好的光潔度；曲線光滑，必要圓角，避免尖角；塑件表面具有良好的耐磨性。
4.4 塑件脫模斜度分析
塑件在冷卻的過程中會(huì)產(chǎn)生收縮現(xiàn)象，因此，脫模前會(huì)緊緊地包住凸模(型芯)或模腔中其他凸起的部分。為了便于脫模，防止塑件表面在脫模時(shí)劃傷、擦毛等，在設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須提出脫模斜度的要求。
7
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
影響塑件脫模斜度大小的因素：塑件的性質(zhì)；收縮率大??；摩擦系數(shù)大小；塑件壁厚和幾何形狀等。硬質(zhì)塑料的脫模斜度比軟質(zhì)塑料大；常用塑料的脫模斜度見表3.41。
表4.41 常用塑料的脫模斜度[2]
塑料名稱
脫模斜度
型腔
型芯
PE、PP、LPVC、PA、CPT
25′~45′
20′~45′
HPVC、PC、PSU
35′~40′
30′~50′
PS、PMMA、ABS、POM
35′~1°30′
30′~40′
熱固性塑料
25′~40′
20′~50′
塑件的脫模斜度與塑料的品種有關(guān)，一般區(qū)0.5°，最小為15′～20′。結(jié)合表4.41和分析塑件的形狀，最終決定，型腔的脫模斜度為40′，型芯脫模斜度為45′。
4.5 塑件的壁厚分析
塑件有一定的壁厚，可以使塑料制件在使用過程中有足夠的強(qiáng)度和剛度，而且可以使塑件在成型時(shí)報(bào)紙良好的流動(dòng)狀態(tài)。同時(shí)，塑件有一定的壁厚可以承受脫模推出力。同一塑件的壁厚應(yīng)該一致，否則會(huì)因?yàn)槔鋮s或固化速度不同產(chǎn)生應(yīng)力，使塑件產(chǎn)生變形、縮孔及凹陷等缺陷。熱塑性塑件的壁厚一般推薦在1~4mm。
塑件壁厚受使用要求、材料性能、塑件尺寸和成型工藝等諸多因素制約。為滿足成型工藝條件，應(yīng)盡量使制件各部分壁厚均勻，不同壁厚的比例控制在1：3之間。經(jīng)過測量，該零件的壁厚較為均勻，大致為2.5~3mm，其值在推薦值之間，易于成型。
4.6 塑件的體積和質(zhì)量
根據(jù)RJ-45接線座的尺寸和技術(shù)要求，由工程圖繪制其三維實(shí)體模型，通過Pro/E實(shí)體建模分析后，其體積為：；PVC的密度為；
從而塑件的質(zhì)量：。
9
5 注射機(jī)型號(hào)和規(guī)格選擇及校核
5 注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格選擇及校核
選擇合適的注射機(jī)是注塑加工正常進(jìn)行的前提，通常影響注射機(jī)選擇的重要因素包括模具、產(chǎn)品、塑料、成型要求等，所以在選擇注射機(jī)前應(yīng)先對一些相關(guān)的要點(diǎn)進(jìn)行匯總分析，如：
a 模具尺寸(寬度、高度、厚度)、重量以及特殊設(shè)計(jì)等；
b 使用塑料的種類及數(shù)量(單一原料或者多種塑料)；
c 注塑成品的外觀尺寸；
d 成型要求，如產(chǎn)品品質(zhì)，生產(chǎn)速度、批量等。
5.1 初選注射機(jī)規(guī)格
已知PVC注射壓力80~130MPa；塑件體積V=1.128103mm3；質(zhì)量Vg=1.5792g。根據(jù)PVC塑料的注射特性，以及RJ45接線座塑件設(shè)計(jì)要求，綜合模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，包括澆口套、模架、推出機(jī)構(gòu)等尺寸，可以初步選定注射機(jī)的型號(hào)：HTF86/TJ(B)。其規(guī)格參數(shù)列如表5.1中：
表5.1 注射機(jī)的參數(shù)表
額定注射量
(）
147
柱塞直徑
()
36
注射壓力
()
183
注射行程
()
170
注射方式
螺桿式
最大成型面積
（）
160
鎖模力
()
860
拉桿有較距離
()
360360
開模行程
()
310
模具最大厚度
()
360
模具最小厚度
()
150
頂出形式
中心設(shè)頂桿，機(jī)械頂出
頂出力
()
33
噴嘴球半徑
()
12
噴嘴口孔徑
()
3
模板尺寸
()
535×535
5.2 注射機(jī)工藝參數(shù)校核
5.2.1 最大注射量校核
最大注射量是指注塑機(jī)一次注射塑料的最大容量，在選擇注射機(jī)是，一定要保證注射機(jī)的最大注射量大于成型塑件所需的總注射量。一般來說，注射模一次成型的塑料重量（塑件和流道凝料之和）應(yīng)在注射機(jī)理論注射量的10%~80%之間；如果要保證產(chǎn)品的品質(zhì)，又能充分發(fā)揮注射機(jī)的性能，則應(yīng)選
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
在50%~80%之間為好[8]。即：
式中為注射機(jī)允許的最大注射量（g或），K為利用系數(shù)，一般K=0.8。
由軟件對模具的澆注系統(tǒng)和塑件的體積進(jìn)行分析，其一次成型需要的塑料體積為V=20.62，所選的注射機(jī)最大注射量為=48，所選注射機(jī)額定注射量147符合要求。
5.2.2鎖模力的校核
當(dāng)注射高壓熔融塑料時(shí)，在模具型腔內(nèi)會(huì)產(chǎn)生使模具分型面漲開的力，在選擇注射機(jī)時(shí)，這個(gè)力應(yīng)當(dāng)小于注射機(jī)的額定鎖模力[8]，這樣才能保證不發(fā)生溢料現(xiàn)象，即：
式中Fz是熔融塑料在分型面上的漲開力，p為型腔內(nèi)的壓力，一般取20~40MPa。
對塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積分析，其面積約為2881.28，則其漲開力，所選注射機(jī)的鎖模力為。所以所選設(shè)備滿足要求。
5.2.3注射壓力校核
塑料成型所需要的注射壓力通常由注射機(jī)的類型、噴嘴的形式、澆注系統(tǒng)的壓力損失、塑料的品種、塑件的形狀等因素決定。校核注射壓力是核定注射機(jī)的額定注射壓力是否大于成型時(shí)所需要的注射壓力。通常來說粘度較大、形狀細(xì)薄、流程較長的塑件注射壓力取大些；而柱塞式比螺桿式的注射壓力損失大，所以其注射壓力也應(yīng)相對取大些。在成型PVC塑料時(shí)，其注射壓力一般在80~120MPa，RJ45接線座塑件壁厚均勻，流程短，其注射壓力取中等值能滿足成型要求。
HTF86/TJ(B)的額定注射壓力為183MPa，滿足成型要求。
5.3 注射機(jī)安裝部分與模具相關(guān)尺寸校核
注射機(jī)與模具相關(guān)尺寸的配合是為了保證模具能順利安裝到注射機(jī)上并生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。其通常包括噴嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大和最小厚度以及模板的安裝螺孔尺寸等。
a. 噴嘴尺寸校核
模具設(shè)計(jì)中，主流道始端球面（澆口套大端球面）必須比注射機(jī)噴嘴頭部球面略1~2mm；主流道小端直徑要比噴嘴直徑略大0.5~1mm以防止脫模困難。
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HTF86/TJ(B)注射機(jī)的噴嘴圓弧半徑為12mm，噴嘴直徑為3mm；在本次設(shè)計(jì)中澆口套的球面半徑為14mm，小端直徑為4.2mm，所選注射機(jī)參數(shù)符合要求。
b. 定位圈尺寸校核
模具的主流道中心線應(yīng)與注射機(jī)噴嘴的中心線重合，為此，模具定模板上定位圈與注射機(jī)固定模板上的定位孔呈松動(dòng)的間隙配合。
c. 最大最小模厚校核
模具的總厚度應(yīng)位于注射機(jī)可安裝模具的最大模厚與最小模厚之間。同時(shí)模具的外形尺寸應(yīng)能能從注射機(jī)的拉桿之間裝入。所選注射機(jī)的拉桿空間為360360mm，模具外形尺寸為300350mm；模具合模厚度為325mm，注射機(jī)，，模具的厚度在最大模厚與最小模厚之間。所以所選注射機(jī)滿足要求。
d. 開模行程校核
對于單分型面模具來說，其開模行程校驗(yàn)公式[8]：
式中 S——注射機(jī)最大開模行程；
H1——推出距離；
H2——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度。
在此次設(shè)計(jì)中，所設(shè)計(jì)模具需要利用開模動(dòng)作完成側(cè)向抽芯，所以其開模行程要考慮側(cè)向抽芯所需的開模行程Hc，當(dāng)時(shí)，Hc對開模行程沒有影響，反之，則應(yīng)用Hc代替H1+H2[8]。
HTF86/TJ(B)注射機(jī)的開模行程為310mm，H1=22.5mm，H2=84.6mm，Hc=59.7mm；
即有Smax=31022.5+84.6=107.1,所選注射機(jī)符合要求。
綜合參數(shù)校驗(yàn)和尺寸校核，HTF86/TJ(B)注射機(jī)符合成型要求。
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6 塑件制件在模具中的位置
6 塑料制件在模具中的位置
6.1 型腔數(shù)目的確定
在多型腔模具的實(shí)際設(shè)計(jì)中，型腔數(shù)目的確定方法主要有兩種：
a. 首先確定注射機(jī)的型號(hào)，在根據(jù)注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)和塑件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求，計(jì)算出要求選取型腔的數(shù)目。
b. 先根據(jù)生產(chǎn)效率的要求和制件的精度要求確定型腔的數(shù)目，然后再選擇注射機(jī)或?qū)ΜF(xiàn)有的注射機(jī)進(jìn)行校核。
一般可以按以下幾點(diǎn)對型腔數(shù)目進(jìn)行確定：①按注射機(jī)的最大注射量ｍp；②按注射機(jī)的額定鎖模力Fp；③按塑件的精度要求；④根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。
考慮到RJ-45接線座屬于日用品，為單塑件；綜合以上因素，這里考慮采用方案(2)的方法確定型腔數(shù)目，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，以及提高生產(chǎn)效率，考慮采用一模八腔的形式。
6.2 型腔的布局
多型腔模具的模具分型面上的排布形式可以分為平衡式和非平衡式，平衡式布置，其特點(diǎn)為：主流道到各型腔澆口的分流道的長度、截面形狀和尺寸均對應(yīng)相同，可實(shí)現(xiàn)各型腔均勻進(jìn)料和達(dá)到同時(shí)充滿型腔的目的；非平衡式布置，其特點(diǎn)為：主流道到各型腔澆口分流道的長度不同，不利于均衡進(jìn)料；非平衡是布局能明顯縮短分流道的長度，節(jié)約塑件的原材料。
6.3 分型面的設(shè)計(jì)
分型面設(shè)計(jì)是注射模的一個(gè)關(guān)鍵步驟，分型面的選擇影響塑件的成型與脫模、模具的結(jié)構(gòu)與制造等。在設(shè)計(jì)分型面時(shí)，應(yīng)遵循以下原則[2]：
a. 分型面應(yīng)該選在塑件外形的最大輪廓處；
b. 分型面的選擇應(yīng)該有利于順利脫模；
c. 分型面的選擇應(yīng)該保證塑件的精度要求和外觀要求；；
d. 分型面的選擇應(yīng)該方便模具的加工制造
e. 分型面的選擇應(yīng)該有利于排氣。
RJ-45接線座塑件的外形最大輪廓為其外表面輪廓，以其上表面作為分型面不僅容易分型，而且也有利于抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其具體分型面選擇如下圖6.31所示，
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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
圖6.31 分型面的選擇
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7 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
7 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。臥式注射機(jī)的澆注系統(tǒng)一般為直澆口式，即其主流道垂直于模具分型面。澆注系統(tǒng)對塑件性能、尺寸、質(zhì)量，原材料利用率和模具結(jié)構(gòu)有很大影響。設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)一般考慮的內(nèi)容有：塑料的成型性能、有無熔接痕產(chǎn)生、是否有利于排氣、如何能縮短流程等。
7.1 主流道設(shè)計(jì)
主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。一個(gè)好的主流道應(yīng)該能使溫度降和壓力損失最小。主流道通常設(shè)計(jì)在澆口套中，如下圖5.11所示。為了能使凝料能順利從主流道中脫出，主流道應(yīng)該設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角=2°～6°，小端直徑d比注射機(jī)噴嘴直徑達(dá)0.5～1mm。主流道球面半徑應(yīng)該比噴嘴球面半徑大1～2mm。流道的表面粗糙度≤0.8。
1—注射機(jī)噴嘴 2—澆口套
圖7.11 主流道形式與注射機(jī)噴嘴關(guān)系
澆口套一般采用碳素工具鋼，如T8A、T10A等材料制造，熱處理淬火硬度為53~57HRC。澆口套的結(jié)構(gòu)形式如圖5.12所示，圖5.12a)為定位圈與澆口套制作成整體式，用螺釘固定在定模座板上，用于小型模具；圖5.12b)澆口套以臺(tái)階形式固定在定模座板上，澆口套穿過定模座板與定模板。其固定形式對應(yīng)于圖7.12c)、d)。
注：澆口套與模板間的配合采用H7/m6過渡配合；澆口套與定位圈采用H9/f9配合。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
a) b)
c)
d)
c) d)
圖7.12 澆口套形式與固定形式
經(jīng)過對澆口套結(jié)構(gòu)形式的對比，與對塑料成型性能的分析，考慮模具結(jié)構(gòu)的合理性。最終決定本設(shè)計(jì)采用b)方案，即臺(tái)階固定形式。其參數(shù)具體設(shè)計(jì)如下：(GB/T 4169.19 —2006)
錐角；
表面粗糙度；
澆口套球面半徑；
主流道小端直徑；
噴嘴窩的深度；
流道的長度，由模板決定。
流道大徑；
7.2 分流道設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)多型腔模具時(shí)，應(yīng)該設(shè)計(jì)分流道。分流道是指主流道末端到澆口間的一段塑料熔體的流動(dòng)通道。分流道的作用是改變塑料熔體的流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個(gè)型腔。設(shè)計(jì)分流道時(shí)，應(yīng)該注意減少熔體的熱量損失和壓力損失。
a. 分流道的形狀和尺寸
分流道設(shè)計(jì)在動(dòng)?；蚨５囊粋?cè)或兩側(cè)，在設(shè)計(jì)時(shí)，其截面形狀應(yīng)盡量使其比表面積小，可以使其熱量損失減少。常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、U形、半圓形和矩形等幾種形式[3]，如圖5.21所示。
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圖5.21 分流道截面形狀
圓形截面的比面積最小，但是需要開設(shè)在分型面的兩側(cè)，制造時(shí)要保證模板上兩部分的對中吻合，加工不是很方便；梯形和U形截面加工比較容易，熱量損失和壓力損失也較小，為常用的截面形式；半圓截面加工需球頭銑刀，表面積比梯形和U形略大，也是設(shè)計(jì)中嘗使用的形式；矩形截面比面積大，流動(dòng)阻力大，不常用。
在本設(shè)計(jì)中，經(jīng)對比，初選分流道的截面為圓形形狀。常用圓形截面分流道直徑為；流動(dòng)性較好的塑料，在分流道較短時(shí)可以取2mm，流動(dòng)性差的塑料可取10mm。大多數(shù)塑料分流道截面直徑常取5~6mm。PVC塑料的流動(dòng)性一般，所以本設(shè)計(jì)中取分流道直徑為。
b. 分流道的長度
分流道的長度應(yīng)盡可能短，且折彎少，以便減少壓力損失和熱量損失，節(jié)約塑料原材料和降低能耗。分流道長度設(shè)計(jì)參數(shù)如圖5.22所示。
圖7.22 分流道的長度
其中，，，L的長度根據(jù)型腔的多少和型腔大小決定。本設(shè)計(jì)中分流道的尺寸設(shè)置為：，；；。
c. 分流道的表面粗糙度
分流道中，熔體塑料與模具接觸后迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動(dòng)狀態(tài)比
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較理想，因此，分流道的表面粗糙度要求不能太低，一般Ra取1.6左右，這樣可以使外塑料冷卻后形成皮層，間接起到絕熱層的作用。
7.3 澆口設(shè)計(jì)
澆口是連接分流道與型腔的熔體通道，澆口形狀和位置設(shè)計(jì)影響到塑件的成型質(zhì)量。澆口分限制性澆口和非限制性澆口，限制性澆口能是熔體流速增加，提高其剪切速率，降低粘度，使流體稱為理想的流動(dòng)狀態(tài)，從而迅速均衡地充滿型腔，多型腔模具采用限制性澆口能使非平衡布置的型腔達(dá)到同時(shí)進(jìn)料的目的，提高塑件質(zhì)量。
7.3.1 澆口的截面形狀和尺寸
按澆口的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)，常用的澆口形式可以分為以下幾種形式：直接澆口、中心澆口、側(cè)澆口、環(huán)形澆口、輪輻澆口、爪形澆口、點(diǎn)澆口等，圖5.30為側(cè)澆口形式。
圖7.30 側(cè)澆口的形式
直接澆口用于成型大中型，長流程深型腔筒形或殼形塑件，適宜高粘度塑料成型，而且適于單型腔模具。側(cè)澆口一般開在分型面上，塑料熔體從外側(cè)或內(nèi)側(cè)充填模具型腔，其截面形狀多為矩形；側(cè)澆口可以根據(jù)塑件外形特征選擇其位置，形狀多為矩形，加工休整比較方便，是一種廣泛使用的澆口形式，普遍適用于中小型塑件的多型腔模具。輪輻式澆口主要用于成型圓筒形無底塑件，澆注系統(tǒng)耗料多，家口較難去除，澆口痕跡明顯。點(diǎn)澆口的截面尺寸很小，點(diǎn)澆口有助于增大塑料熔體的剪切速率并產(chǎn)生較大的剪切熱，從而塑料的表觀粘度下降，流動(dòng)性增強(qiáng)，有助于型腔的充填；設(shè)計(jì)點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)時(shí)，必須增設(shè)一個(gè)分型面，用于取出澆注系統(tǒng)凝料。
根據(jù)常用塑料所適應(yīng)的澆口形式查表，并對塑件的外形分析，本設(shè)計(jì)采用澆口形式為側(cè)澆口，分流道、澆口和塑件在分型面同一側(cè)的結(jié)構(gòu)形式。
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圖7.31 側(cè)澆口尺寸
側(cè)澆口尺寸計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式[3]：
式中：—側(cè)澆口的寬度，mm；
A—塑件外側(cè)表面積，；
—側(cè)澆口厚度，mm；
—澆口處塑件厚度，mm。
由塑件的Pro/E實(shí)體模型分析得之，外側(cè)表面積；澆口處塑件壁厚。
則側(cè)澆口寬度：
；
側(cè)澆口厚度：
；
對于澆口和塑件在分型面同一側(cè)的結(jié)構(gòu)形式而言，一般寬度，厚度，澆口長度。由計(jì)算結(jié)果知，所設(shè)計(jì)的家口尺寸在誤差允許的范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)符合要求。其最終確定的澆口設(shè)計(jì)參數(shù)如下：
；
；
。
7.3.2 澆口位置的選擇
澆口開設(shè)位置對塑件成型性能及成型質(zhì)量有很大影響，合理設(shè)計(jì)澆口位置，可以提高塑件的質(zhì)量。不同的澆口設(shè)計(jì)還會(huì)對模具結(jié)構(gòu)有影響，所以選擇澆口位置時(shí)應(yīng)該參詳塑件的結(jié)構(gòu)與工藝特性和成型的質(zhì)量要求。
確定澆口的位置的基本原則可歸納如下：
a. 盡量縮短流動(dòng)距離比，保證迅速充模并考慮分析定向的影響；
b. 避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件缺陷，可適當(dāng)加大澆口截面尺寸；
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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
c. 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚處，保證熔體收縮時(shí)能得到及時(shí)補(bǔ)縮；
d. 減少熔接痕提高塑件強(qiáng)度。
根據(jù)以上理論，結(jié)合塑件的結(jié)構(gòu)，RJ-45塑件的澆口位置設(shè)置如圖5.32所示。
圖7.32 澆口位置的選擇
7.4 冷料穴和拉料桿設(shè)計(jì)
冷料穴是澆注系統(tǒng)的重要組成部分，開設(shè)在主流道末端。冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中的料流的前鋒冷料，以免冷料進(jìn)入型腔，影響塑料充填速度和塑件成型質(zhì)量。冷料穴的另外的作用是便于在此設(shè)置主流道拉料桿。拉料桿的作用是在注射結(jié)束后，將注射系統(tǒng)的凝料和塑件一起推出模外。
a. 冷料穴設(shè)計(jì) 冷料穴一般開設(shè)在主流道末端的動(dòng)模板上，冷料穴的標(biāo)稱直徑與主流道末端大徑相等或稍大。深度約為直徑的1~1.5倍，要保證冷料穴足夠容納前鋒冷料。本設(shè)計(jì)中，冷料穴直徑D與主流道末端大徑一致，深度為1.5D。
b. 拉料桿設(shè)計(jì)
主流道拉料桿有兩種基本形式，一種是推桿形式的拉料桿，典型結(jié)構(gòu)就是Z字形拉料桿；另一種是僅適于推件板脫模的拉料桿，其典型形式為球字頭拉料桿。Z字形拉料桿固定在推桿推半固定板上，球字頭拉料桿固定在動(dòng)模板上。
根據(jù)模具結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計(jì)中不使用推件板推出機(jī)構(gòu)，所以應(yīng)該采用第一種拉料桿形式，第一種拉料桿形式有Z字形拉料桿，和動(dòng)模板反錐度穴拉料結(jié)構(gòu)。
Z字形拉料桿靠Z形鉤將凝料拉出澆口套，反錐度穴拉料靠動(dòng)模板錐度穴將凝料拉出后，由推桿在后面強(qiáng)制將其推出。經(jīng)過比對分析之后本設(shè)計(jì)采用Z字形拉料桿形式。
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8 成型零部件設(shè)計(jì)
8 成型零部件設(shè)計(jì)
成型零部件不僅要有正確的幾何形狀、較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，還要求有合理的結(jié)構(gòu)，交夠的強(qiáng)度、剛度和較好的耐磨性。
在設(shè)計(jì)成型零部件時(shí)，應(yīng)該根據(jù)塑料的性能、塑件的結(jié)構(gòu)，充分考慮分型面和澆口的位置、脫模方式和排氣等。模具型腔的總體結(jié)構(gòu)還要考慮到機(jī)械加工制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。
設(shè)計(jì)成型零部件包括確定型腔組合方式、成型零件尺寸計(jì)算、成型零件的加工工藝規(guī)程，校核關(guān)鍵部位強(qiáng)度和剛度等。
8.1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
成型零部件決定了塑件的幾何形狀和尺寸，成型零件通常包括凹模、凸模和型芯，成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是確定模具型腔的組合形式。
8.1.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凹模通常也稱之為型腔是成型塑件外表面的主要零件，按其結(jié)構(gòu)不同可以分為整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)。
a. 整體式凹模是在整塊金屬模板上加工而成，其優(yōu)點(diǎn)是牢固、不易變形，不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。但是整體式凹模加工困難，熱處理不方便，其使用場合一般是形狀簡單的中小型模具。
b. 組合式凹模的結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)以上的零部件組合而成的，按組合方式不同組合式凹模結(jié)構(gòu)可以分為：整體嵌入式、局部鑲拼式、底部鑲拼式、側(cè)壁鑲拼式和四壁拼合式等結(jié)構(gòu)形式。如圖6.10所示。
a) 整體嵌入式凹模 b) 底部鑲拼式凹模
圖8.10 組合式凹模結(jié)構(gòu)
整體嵌入式凹模如圖8.10a) 所示，在多型腔成型小型塑件時(shí)，整體嵌入式凹模的單個(gè)型腔采用機(jī)械加工、冷擠壓、電加工等方法制成，然后擠入模板之中，這種結(jié)構(gòu)加工效率高，拆裝方便，可以保證各個(gè)型腔的形狀尺寸一致。
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底部鑲拼式結(jié)構(gòu)可以保證機(jī)械加工、研磨、拋光、熱處理的方便。四壁拼合式凹模結(jié)構(gòu)適用于大型和形狀復(fù)雜的塑件。
對于本次設(shè)計(jì)，從簡化凹模的加工工藝，減少熱處理變形和節(jié)約貴重金屬模具鋼出發(fā)，將采用組合式凹模結(jié)構(gòu)。經(jīng)過分析RJ-45接線座的結(jié)構(gòu)和模具澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)的型腔數(shù)目為一模八腔，對比組合結(jié)構(gòu)不同形式的優(yōu)缺點(diǎn)，最終確定采用整體嵌入式凹模結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖6.11所示。
圖8.11 整體嵌入式凹模結(jié)構(gòu)
8.1.2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
成型塑件內(nèi)表面的零件成凸?；蛐托?。主要有主型芯、小型芯、側(cè)型芯、螺紋型芯和螺紋型環(huán)等，對于結(jié)構(gòu)簡單的容器、殼體、蓋類塑件，成型主要內(nèi)表面的零件稱凸模或主型芯，成型其他小孔、側(cè)凹的型芯稱為小型芯或側(cè)型芯。
a. 主型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
按結(jié)構(gòu)主型芯可以分為整體式和組合式兩種。
整體式結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)牢固，但不便加工，消耗的模具鋼材較多，主要用于工藝試驗(yàn)或小型模具上形狀簡單的型芯。
組合式結(jié)構(gòu)對于形狀復(fù)雜的型芯，可以使模具的加工過程更加方便。其主要是將型芯單獨(dú)加工完成之后再鑲拼入模板中。本次設(shè)計(jì)選用鑲拼組合式結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)為通孔臺(tái)肩式，凸模用臺(tái)肩和模板相連，再用墊板、螺釘緊固。
b. 小型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
小型芯用于成型塑件上的小孔或凹槽，小型芯單獨(dú)制造后再嵌入模板中，小型芯的固定方法通常有：臺(tái)肩固定式、圓柱墊固定、螺塞固定、鉚接固定等。
本次設(shè)計(jì)考慮到主型芯結(jié)構(gòu)和塑件的外形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用臺(tái)肩固定的形式。
8.2 成型零部件工作尺寸計(jì)算
在設(shè)計(jì)模具過程中，應(yīng)該根據(jù)影響塑件尺寸精度的因素對塑件的成型零件尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。這些因素一般包括塑件材料、幾何形狀、精度等級(jí)等。
計(jì)算成型零部件尺寸使用到的公式[3]：
收縮率波動(dòng)誤差：
塑件的成型誤差：
成型零件實(shí)際尺寸：
24
塑料的平均收縮率：
上式式中 ——塑件基本尺寸；——制造誤差；——磨損誤差
——間隙誤差； ——裝配誤差
塑料收縮率波動(dòng)誤差應(yīng)該小于塑件公差/3。模具成型零件制造誤差一般取塑件公差的1/3~1/4，或取IT7~IT8級(jí)作為制造公差。成型零件磨損誤差主要原因是脫模磨損，磨損使得型腔尺寸加大，型芯尺寸減小，一般與脫模方向垂直的表面不考慮磨損，平行方向才考慮磨損。
對于小型塑件，如RJ-45接線座，其主要的誤差來源是收縮率波動(dòng)誤差、模具制造誤差和磨損誤差，其他誤差在計(jì)算成型尺寸時(shí)一般可以忽略。在計(jì)算成型零件尺寸過程中，無論是塑件尺寸或成型零件尺寸標(biāo)注都是按照規(guī)定的方法標(biāo)注的。凡是孔都是按照基孔制公差下限為零，公差等于上偏差()；凡是軸都是按照基軸制公差上限為零，公差等于下偏差()[5]。
一般取/3，在計(jì)算過程中，只要使成型零件的累積誤差小于塑件公差，即，則設(shè)計(jì)合格[1]。
8.2.1 型腔和型芯徑向尺寸計(jì)算
a. 型腔徑向尺寸計(jì)算 如圖6.21所示。
圖 6.21 型腔尺寸計(jì)算
塑件的公差等級(jí)為MT3級(jí)，查塑件公差值表(GB/T 14486—1993)，可得塑件尺寸的公差值。
模具型腔的基本尺寸是最小尺寸，公差為正偏差，型腔的平均尺寸為
25
。型腔的平均磨損為，考慮到平均收縮率，則型腔基本尺寸公式[3]：
略去較小的與，取，取。則有：
已知塑件尺寸：
；；；；。
型腔尺寸：
=
???? =????
=
=
=
將各尺寸的、、的累積誤差與各尺寸的公差值比較：
經(jīng)驗(yàn)證，其它尺寸的累積誤差值亦有；均合格，設(shè)計(jì)符合要求。
b. 型芯徑向尺寸計(jì)算 如圖6.22所示：
26
圖 8.22 型芯尺寸計(jì)算
已知塑件基本尺寸：
、、、、、、。
型芯尺寸：
=
=
=
=
=
=
27
=
將各尺寸的、、的累積誤差與各尺寸的公差值比較：
經(jīng)驗(yàn)證，其它尺寸的累積誤差值亦有；均合格，設(shè)計(jì)符合要求。
8.2.2 型腔深度和型芯高度尺寸計(jì)算
塑件成型時(shí)對型腔底部和型芯端面的磨損量很小，所以計(jì)算型腔深度尺寸和型芯高度尺寸時(shí)，其磨損量可以不予考慮。
型腔深度公式[3]：
型芯高度公式[3]：
式中，修正系數(shù)，尺寸越大，精度等級(jí)較低時(shí)取小值，反之取大值。計(jì)算所用標(biāo)號(hào)、尺寸如上圖6.21與圖6.22所示，計(jì)算如下：
a. 型腔深度尺寸計(jì)算
已知塑件基本尺寸：；；；；
型腔深度尺寸：
? =
=
=
=
將各尺寸的、、的累積誤差與各尺寸的公差值比較：
28
經(jīng)驗(yàn)證，其累積誤差值；均合格，設(shè)計(jì)符合要求。
b. 型芯高度尺寸計(jì)算
已知塑件基本尺寸：；
型芯高度尺寸：
=
=
8.2.3 中心距尺寸的計(jì)算
塑件上凸臺(tái)之間、凹槽之間或凸臺(tái)與凹槽之間中心線的距離稱中心距。中心距的公差是雙向等值公差，磨損不會(huì)對中心距尺寸產(chǎn)生影響，在計(jì)算中心距尺寸時(shí)不必考慮磨損因素。由此可知，塑件上的中心距基本尺寸和模具上的中心距基本尺寸均為平均尺寸。則有公式[3]：
如圖8.23所示：已知塑件基本尺寸：；；
圖8.23 中心距尺寸計(jì)算
?。?
29
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
＝
?。?
32
9 結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì)
9 結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì)
注射模的結(jié)構(gòu)零部件主要包括，起支承作用的模架；支承板、墊塊、支承柱、限位釘；還包括動(dòng)模座板和定模座板，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等。
9.1 標(biāo)準(zhǔn)注射模架的選取
模架是設(shè)計(jì)和制造注射模的基礎(chǔ)部件，在設(shè)計(jì)注射模時(shí)選用標(biāo)準(zhǔn)注射模架，可以有效地提高模具質(zhì)量，縮短模具制造周期。
中小型模架標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 12555—2006)中規(guī)定了模架的結(jié)構(gòu)形式，還規(guī)定了中小型模架的周界尺寸范圍≤560 mm×900 mm。
基本型標(biāo)準(zhǔn)模架分為 4個(gè)品種。具體結(jié)構(gòu)見圖7.1所示，模架的組成、功能及用途見表9.1。
表9.1 基本型模架的組成、功能及用途[1]
型號(hào)
組成、功能及用途
中小模架型
（大型模架A型）
定模采用兩塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，無支承板，設(shè)置以推桿推出塑件的機(jī)構(gòu)組成模架。適用于立式與臥式注射機(jī)，單分型面一般設(shè)在合模面上，可設(shè)計(jì)成多個(gè)型腔成型多個(gè)塑件的注射模。
中小模架型
（大型模架B型）
定模和動(dòng)模均采用兩塊模板，有支承板，設(shè)置以推桿推出塑件的機(jī)構(gòu)組成模架。適用于立式與臥式注射機(jī)上，用于直澆道，采用斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯、單型腔成型，其分型面可在合模面上，也可設(shè)置斜滑塊垂直分型脫模式機(jī)構(gòu)的注射模。
中小模架型
(大型模架型)
型（型）的定模采用兩塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，他們之間設(shè)置一塊推件板連接推出機(jī)構(gòu)，用以推出塑件，無支承板。
型（型）的定模和動(dòng)模均采用兩塊模板，他們之間設(shè)置一塊推件板連接推出機(jī)構(gòu)，用以推出塑件，有支承板。
、型均適用于立式與臥式注射機(jī)上，使用于薄壁殼體形塑件、脫模力大，以及塑件表面不允許留有頂出痕跡的塑件注射成型的模具。
在模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑件圖樣及技術(shù)要求，分析、計(jì)算、確定塑件形狀類型、尺寸范圍、壁厚、孔形及孔位、尺寸精度及表面性能要求以及材料性能等。根據(jù)這些參數(shù)就可以制訂塑件成形工藝，確定進(jìn)料口的位置、塑件重量以及型腔數(shù)，并選定注射機(jī)的型號(hào)及規(guī)格。選定的注射機(jī)須滿足塑件注射量以及成型壓力等要求。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文)
選用模架應(yīng)該符合塑件及其成型工藝的技術(shù)要求，保證塑件質(zhì)量和模具的使用性能及可靠性，選用模架后，須對模架組合零件的力學(xué)性能，特別是強(qiáng)度和剛度進(jìn)行準(zhǔn)確的校核及計(jì)算，以確定動(dòng)、定模及支承板的長、寬、厚度尺寸，這樣選用的模架才能達(dá)到最優(yōu)性能。
由本設(shè)計(jì)的情況可知，本設(shè)計(jì)是一模八腔，推桿推出，斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯，單分型面，設(shè)計(jì)選用的注射機(jī)為臥式注射機(jī)。由以上條件可以確定選用型標(biāo)準(zhǔn)模架。
模架標(biāo)記為：
模架 GB/T 12555—2006
9.2 支承件設(shè)計(jì)
在A2型基本模架中支承件包括支承板和墊塊。
a. 支承板設(shè)計(jì)
支承板又稱動(dòng)模墊板，是安裝在動(dòng)模板下面的一塊平板，對支承板的設(shè)計(jì)要求是有較高的平行度、硬度和強(qiáng)度，可以防止成型時(shí)產(chǎn)生的扭曲變形，保證模具結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。表7.2 是支承板厚度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，本設(shè)計(jì)中采用的支承板厚度為。
表7.2 動(dòng)模支承板厚度[4]
塑件在分型面上投影面積/
支承板厚度/mm
＜5
5~10
10~50
50~100
100~200
＞200
15
15~20
20~25
25~30
30~40
＞40
b． 墊塊設(shè)計(jì)
用于支撐動(dòng)模成型部分，并形成推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)空間的零件稱為墊塊，又稱支承塊。墊塊的設(shè)計(jì)通常采用的結(jié)構(gòu)式與動(dòng)模座板設(shè)計(jì)為一體。在本設(shè)計(jì)中，不采用整體結(jié)構(gòu)，墊塊和動(dòng)模座板分開設(shè)計(jì)，采用材料為45#鋼，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB 4169.6—84。具體尺寸參見零件圖。
9.3 限位釘設(shè)計(jì)
限位釘?shù)淖饔檬鞘雇瓢搴蛣?dòng)模座板制件有一定的間隙，使廢料能方便清除，同時(shí)能保證推板和推桿制件有一段緩沖的距離，保證推板和動(dòng)模座板制件的平行，這還有利于模具的安裝。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB 4169.9—84，材料45#鋼，HRC45~50。具體尺寸參見零件圖。
9.4 定模座板與動(dòng)模座板設(shè)計(jì)
定模座板的作用是使定模固定在注射機(jī)的固定工作臺(tái)面上；動(dòng)模座板的作用是使動(dòng)模固定在注射機(jī)的移動(dòng)工作臺(tái)面上。
這兩塊模板的設(shè)計(jì)原則包括與注射機(jī)有關(guān)的安裝和模板的厚度尺寸。模板的外形尺寸不受注射機(jī)拉桿間距的影響。
小型模具一般只在定模座板上開設(shè)定位孔，設(shè)備的定位孔徑與模具的定位圈尺寸需配合良好。動(dòng)、定模座板分別與注射機(jī)的移動(dòng)和固定工作臺(tái)面接觸，強(qiáng)度和剛度要求不高，一般模具材料選擇Q235或45鋼，不需要熱處理；動(dòng)、定模座板的兩側(cè)須比動(dòng)、定模板的外形尺寸加寬25~30mm。設(shè)計(jì)參照GB/T 4169.8—2006。
模板尺寸標(biāo)記如下：
定模座板： 模板 B GB/T 4169.8—2006。
動(dòng)模座板： 模板 B GB/T 4169.8—2006。
9.5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)、定模或在上、下模合模時(shí)，正確的定位和導(dǎo)向的零件。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式，一般情況下常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。
合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有三大作用：(1) 定位作用；(2) 導(dǎo)向作用；(3) 承受一定側(cè)向壓力作用。
導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)應(yīng)用普遍，主要零件為導(dǎo)柱和導(dǎo)套，結(jié)構(gòu)較簡單；錐面定位機(jī)構(gòu)對合精度很高，能承受很大的側(cè)向壓力。本設(shè)計(jì)中成型的側(cè)向壓力不高，導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)能滿足設(shè)計(jì)要求。所以采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。
9.5.1 導(dǎo)柱設(shè)計(jì)
導(dǎo)柱既可以設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，也可以設(shè)置在定模一側(cè)，主要是根據(jù)模具結(jié)構(gòu)來確定。在本次設(shè)計(jì)中導(dǎo)柱設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。
a. 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式
如圖9.51所示，本設(shè)計(jì)采用帶頭導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)形式，帶頭導(dǎo)柱除臺(tái)肩外，長度部分基本尺寸一致，只是各部分公差不同。導(dǎo)柱設(shè)計(jì)符合GB 4169.4—84要求。
圖 9.51 帶頭導(dǎo)柱
導(dǎo)柱標(biāo)記： 導(dǎo)柱 25 GB 4169.4—84
b. 導(dǎo)柱的技術(shù)要求
導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度L應(yīng)比凸模端面高度高8~12mm；導(dǎo)柱的