摘要

由于塑料产品具有多种有用的特性，因此在现代世界中对塑料产品的需求量很大。制造塑料产品的最流行方法之一是通过注塑工艺。而为了产生所需的形状，则需要模具。

本文的重点是电气外壳连接器的成型。组成材料为30%玻璃纤维填充的聚对苯二甲酸丁二醇酯。普通模制足以生产该器件。为了更好地理解，我们进行了第一部分的研究和设计。

在制造工具之前，要进行概念设计，因为制造需要设计和图纸作为参考。考虑到材料的物理和热特性，模具流动分析可以更好地理解模具设计所需的精确参数，例如良好的浇口位置，流道横截面等。

工具设计从提取芯腔和型腔开始，然后设计其他元素。用于设计的软件是NX.11，用于分析的软件是NX Easy Fill Advanced。工具设计应经济、准确并根据机器规格进行设计。因此，工具应为要求的生产和工具寿命生产准确的产品。

关键词

外壳连接器、母料、接触腔、引脚保护器、模具流动、埋线浇口。

简介

塑料是无数应用中使用最广泛的材料之一。它们用途广泛，重量轻且耐用。有几种将塑料原料转化为最终产品的工艺。最著名和最广泛使用的工艺是注射成型。原料塑料在注塑机中熔化，然后通过浇口注入模具中。然后冷却并固化，最终弹出成品。用于成型和成型器件的设备称为注塑模具。注塑成型的工艺周期主要包括四个阶段-熔融，注塑，冷却和注塑。

在熔化阶段，关闭模具，将料斗中的塑料颗粒重力送入加热的料筒和旋转螺杆中。颗粒是由于高压、摩擦和温度所导致。注射是将熔融塑料通过旋转螺杆强制注入模具腔中的阶段。全程要保持压力，直到材料充分填充并冷却。下一步是器件的冷却，通常是通过模具中的冷却回路实现的。水在这些回路中循环以固化器件并保持模具温度。随着螺杆向后退，最终的弹出阶段发生在模具打开的状态，弹出机构将器件从模具中推出。当模具关闭进行下一个循环时，这将完成一个完整的循环。

目标

详细研究和设计器件。

一幅全景图的设计和分析。

注塑模具的计算和概念设计。

生产没有重大缺陷的器件。

关于连接器

由于电气和电子产品的数量增加，因此电子工业正以指数方式增加对制成器件的需求。电路由许多器件和器件组成，包括电线和电缆。连接器是充当连接两个电路的接口的设备。公连接器称为插头，母连接器称为插座。连接器具有外壳和端子，其中用于稳定的外壳由塑料材料制成，端子由导电材料制成。本文着重于外壳连接器插座的注塑模具设计和验证。该器件由30%玻璃填充的聚对苯二甲酸丁二酯制成。添加黑色母料以产生相应颜色的成分。根据客户，再磨料可达到25%。

聚对苯二甲酸丁二醇酯30%GF的材料性能：

方法

1.器件模型研究与设计：

该模型是从2D图纸中研究的。该器件具有十个接触腔，一个插销保护器和对角线末端的两个导向柱腔。它在插座侧具有四个鳍，以提高稳定性和强度。3D模型是使用NX11.0软件完成的。除非在图纸中未提及任何吃水深度，否则必须将吃水深度垂直放置，以便于从模具中轻松弹出并避免卡住。该器件涉及的关键问题包括十个接触腔和引脚保护器。

图4.1：连接器芯侧

图4.2：连接器腔侧

图4.3：熔化前时间

图4.4：平均温度

2.模流分析：

模具流动分析是对塑料材料流动的模拟，有助于评估器件，参数和模具设计，从而生产出高质量的器件。该分析可以给出诸如填充时间、冷却时间、流动压力等结果，并可以指示诸如焊缝位置、气阱、短路、烧伤痕迹等缺陷。减少该器件中的焊缝是重要的之一因为关键区域中的这些缺陷可能会导致故障。焊接线是V型缺口，是由于靠近表面的粘合区域较差而产生的，并且由于在填充结束时引起的极高的分子取向而导致收缩。

图4.5：焊接线

使用流量分析软件，也可以确定最佳浇口位置。箭头显示门的大致位置。在这里，该软件用于确定浇口位置，以便该位置可完全填充器件并尽可能避免出现缺陷。我们进行了几次试验，将浇口位置放置在不同的位置，实现了提供最佳结果的位置。

试验1：

图4.6：器件填充时间运行1

图4.7：器件焊接线运行1

在第一次试用中，浇口位置在器件的顶面上给出。从结果中可以看出，器件未完全填充，并且在关键区域中出现大量焊缝可能会导致器件失效。因此，浇口位置将移至器件的另一侧模拟运行完成。

试验2：

图4.8：器件填充时间运行2

图4.9：器件焊接线运行2

在第二次试验中，浇口位置在器件侧面给出。从结果中可以看出，通过减少焊缝数量可以实现完全填充。因此，该位置被认为是最佳的浇口位置，并已在设计中实现。

3.工具设计：

在设计器件工具时，请注意以下事项：

腔数：4

闸门类型：隧道/埋线闸门

工具类型：2盘

弹出系统：顶销

我们还需要考虑其他因素，例如设计外观、生产订单、收缩率、材料使用情况等。模具的固定部分和移动部分在分型线处分开。在研究了器件之后，最合适的是平面分割。

设计器件之后的第一步是提取单个器件的芯腔腔，然后将其乘以四个腔。提取也可以在NX11.0软件中使用图层和表面建模完成。重要的是要分别提取主插件和10个触点插件。这是由于高产量和高精确度所致，接触插件是单独制造的，并在主插件中配有凸肩。这些型腔插件同时存在于型腔和芯腔侧。接触插件的尺寸非常关键，如果它们破裂或磨损，则只能轻松更换特定的插件，而不必更换整个插件。

下一步是器件进料系统的设计。进料系统由浇道、流道、分流道和浇口组成。塑料材料首先通过浇道衬套从喷嘴流到芯腔和型腔，然后填充流道和浇口。

门：

浇口是熔融塑料从浇道流到器件腔体的通道。浇口的尺寸通常小于流道，使得塑料在高压下流动。这样可以避免形成焊缝、短填充和其他缺陷。闸门有各种类型，例如浇道、边缘、环形、埋线、风扇、精确定位等。

　　闸门的类型取决于各种因素。浇口不应位于具有器件功能的区域。这是因为从器件上剪下的浇口留下了认证标记。同样，认证标记的大小取决于闸门的类型和尺寸。客户在设计之前指定他是否不希望在区域上放置门认证标记。然后根据生产速度和认证允许的大小确定门的类型。接着进行流分析和缺陷分析，以确定最佳的浇口位置、类型和尺寸。

　　我们在该模具中使用了埋线(Submarine)浇口。这是为了避免额外的脱胶工作，并且自动脱胶系统可以并入两板模具中。浇口从直径更大的流道开始，然后以30至60度之间的角度与器件接触而减小。与其他浇口类型相比，留下的认证标记也较小。

浇口尺寸可以通过浇口计算或经验确定。但是，门的开口尺寸是从最小的角度考虑的，如果有任何缺陷，可以稍后增加。

图4.10：埋线闸门

4.芯腔和腔：

在注塑模具中，通常有两半，固定的一半容纳型腔插件，移动的一半容纳芯腔插件。由于弹出系统位于芯侧，因此器件应卡在同一侧。使用NX11.0软件提取芯腔，并分别提取十个接触腔。

图4.11：芯腔半腔

图4.12：半腔

5.弹出系统：

始终需要一种机制来将器件推出模具。这称为弹出系统。可以通过多种方式进行脱模，例如销脱模、套筒脱模、板脱模、空气脱模等。对于这种模具，使用普通类型的模具，即销脱模。这是通过顶销的圆形钢棒用力将器件推出。销钉朝向头部，并便于插入由弹出器后板支撑的弹出器板中。顶销以良好的滑动配合，在模板中滑动。

6.完整模具设计：

我们设计了完整的工具器件。定位环、浇道衬套、导向柱、导向衬套和浇道拉拔器等元件均根据可用的标准形状和尺寸进行设计，从可以引导元件便于移动以及精确引导。Z型浇道拉拔器用于在开模过程中将铸坯保持在模具的芯腔中。弹出按钮后板和底板之间有REST按钮，以在它们之间留出空隙，以免灰尘或其他颗粒引起阻塞。

图4.13：完整的工具组装

结论

本文在NX 11.0软件中完成了10种抽屉式外壳连接器的工具设计和分析。

根据设计制造完整的注塑模具，并根据给定条件设置参数。制造各种模具元件，例如顶板、底板、芯腔插入件、弹出板、导向柱和衬套。而一些标准器件是从市场上购买的。要进行试模，并检查器件是否有缺陷。如果由于模具有任何缺陷，请进行较小的更正并检查。