線路板外殼注塑模具設計
34頁 12000字數+論文說明書+9張CAD圖紙【詳情如下】
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上模座板.dwg
下模座板.dwg
動模支撐板.dwg
型芯板.dwg
復位桿.dwg
定位圈.dwg
推板.dwg
支撐件.dwg
線路板外殼注塑模具裝配圖.DWG
線路板外殼注塑模具設計答辯稿.ppt
線路板外殼注塑模具設計說明書.doc
摘 要
塑料成型制品是以塑料為主要結構材料經成型加工獲得的制品，又叫做塑料制件，簡稱塑件。塑料成型制品應用廣泛，特別是在電子儀表、電器設備、通信工具等方面獲得大量應用。如各種受力不大的殼體、支架、結構件、裝飾件等；作為塑料制品的主要生產基礎工藝裝備的塑料模具，在國民經濟占有重要的地位，模具技術也已成為衡量一個國家產品制造水平的重要標志。注射成型是塑料成型的一種重要方法，它主要適用于熱塑性的成型可以一次成型形狀復雜的精密塑件，本次設計就是將線路板外殼作為設計模型，將注塑模具的相關知識作為依據，闡述塑料注塑模具的整體設計過程。
本文設計的內容就是線路板外殼注塑模具，材料為PVC，根據其結構形狀特點以及通過對線路板外殼成型工藝的正確分析，確定型腔的總體布局，選擇分型面，確定脫模方式，設計澆注系統(tǒng)等；同時本文對注塑模具進行簡要介紹，對注塑模具中的主要零件進行設計計算，在設計過程中著重考慮其生產實際中的經濟性和合理性。
關鍵詞：注塑模具； 注射成型； 分型面
ABCTRACT
Plastic molding products are plastic as the main structural material. The processing of products.Referred to as the plastic parts.plastic molding products arewidely used.Especially in the electronic instrument electrical equipment ,communication tools ,etc to obtain a large number of applications . such as all kinds ofstress are shell stents structure decoration.Based process equipment as the main production of plastic products of plastic mold .occupies an important positionin national economy mould technology has also become to measure a national product manufacture level of important symbol.Injection molding plastic molding isan important method .it is mainly suitable for thermoplastic molding .and canbea complicated shape of precision plastic forming parts is the adsl surface hella a design model .This paper will be injection mold related knowledge as thebasis.the overall design process of plastic injection mould are expounded.
Design the content of this article is shell of plastic injection mould ,materials for PVC .According to the shape of the structure characteristics and throughthe analysis of the right across the shell molding process,determine the overall distribution of cavity choose the parting surface determine the demoulding way .The design of gating system,etc.
Keywords：Plastic mold；injection molding； the parting surface
目 錄
第一章 前言 2
1.1我國模具行業(yè)的發(fā)展方向和前景 2
1.2 注塑模具設計與制造技術 3
1.3 UG模具設計的基本流程 4
1.4課題意義 5
第二章 注塑件的設計 6
2.1 功能設計 6
2.2 材料選擇 6
2.3 結構設計 7
2.4 塑件的尺寸精度及表面質量 8
第三章 塑件3D建模及注射成型工藝分析 9
3.1塑件的3D模型 9
3.2塑件的注射成型工藝性分析 9
3.3注塑機 15
第四章 模具結構設計 16
4.1型腔數目的確定 16
4.2分型面的確定 17
4.3澆口的確定 17
4.4模具材料的確定 17
4.5澆注系統(tǒng)的設計 18
4.6成型零件結構設計 20
4.7 抽芯結構設計 21
4.8 模具成型尺寸設計計算 21
4.8.1 型腔尺寸 21
4.8.2 型腔深度尺寸 21
4.8.3 型芯徑向尺寸 22
4.8.4 型芯高度尺寸 22
4.9 模具加熱、冷卻系統(tǒng)的計算 22
4.9.1 模具加熱 23
4.9.2 模具冷卻 23
4.10推出機構的設計 24
第五章 注射機的校核 26
5.1最大注塑量的校核 26
5.2鎖模力的校核 26
5.3模具外形尺寸校核 26
5.4模具厚度校核 27
5.5模具安裝尺寸校核 27
5.6開模行程校核 27
第六章 模具總裝設計 28
6.1模具裝配及加工要求 28
6.2模具工作原理 30
謝辭 33
參考文獻 34
第一章 前 言
1.1我國模具行業(yè)的發(fā)展方向和前景
經過1990年代的高速發(fā)展，中國的模具產業(yè)已經達到一定的水平，生產能力也有了相當大的提高，模具市場的規(guī)模也正在逐步擴大。過去十年，中國模具工業(yè)（主要集中在汽車、電子信息以及電器）以每年15%左右的增長速度快速發(fā)展。
到2005年，全國模具生產廠點已達3萬多家，從業(yè)人員50多萬人；模具銷售總額高達610億元，比上年增長25%；模具生產企業(yè)總體上任務飽滿、訂單充足。2006年，業(yè)界預測中國汽車的年度銷售數量將會比前一年增長15%，年度銷售數量將會達到640萬臺。而汽車零部件市場比汽車整車的市場更大，可以預測汽車相關模具產業(yè)將會有高速發(fā)展。
與2004年相比，2005年中國的模具生產值增加了125%，以610億人民幣居世界第三位。其中，出口比前一年增加了150%，達到了7.4億美元。目前，國內模具行業(yè)正隨著我國制造業(yè)特別是汽車和電子產業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展而逐漸步入“黃金期”。
近年來，模具行業(yè)結構調整步伐加快，主要表現為大型、精密、復雜、長壽命模具和模具標準件發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā)展速度；塑料模和壓鑄模比例增大；面向市場的專業(yè)模具廠家數量及能力增加較快。隨著經濟體制改革的不斷深入，“三資”及民營企業(yè)的發(fā)展較快。
在注塑模具方面，2006年，注塑模具比例進一步上升，熱流道模具和氣輔模具水平進一步提高，注塑模具在量和質方面都有較快的發(fā)展，我國最大的注塑模具單套重量已超過50噸，最精密的注塑模具精度已達到2微米。在 CAD/CAM技術得到普及的同時，CAE技術應用越來越廣，CAD/CAM/CAE一體化得到發(fā)展，模具新結構、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現，專利數量增多。
據業(yè)內人士分析，未來我國模具發(fā)展趨勢包括10個方面：
(1)模具日趨大型化。
(2)模具的精度將越來越高。10年前精密模具的精度一般為5微米，現已達到2-3微米，1微米精度的模具也將上市。
(3)多功能復合模具將進一步發(fā)展。新型多功能復合模具除了沖壓成型零件外，還擔負疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務，對鋼材的性能要求越來越高。
(4)熱流道模具在塑料模具中的比重也將逐漸提高。
(5)隨著塑料成型工藝的不斷改進與發(fā)展，氣輔模具及適應高壓注塑成型等工藝的模具也將隨之發(fā)展。
(6)標準件的應用將日益廣泛。模具標準化及模具標準件的應用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質量和降低模具制造成本。
(7)快速經濟模具的前景十分廣闊。
(8)隨著車輛和電機等產品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高。同時對壓鑄模的壽命和復雜程度也將提出越來越高的要求。
(9)以塑代鋼、以塑代木的進程進一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。由于機械零件的復雜程度和精度的不斷提高，對塑料模具的要求也越來越高。
(10)模具技術含量將不斷提高。
從應用趨勢方面分析，受用戶要求模具的生產周期縮短影響；快速經濟模具的開發(fā)將被重視，模具標準件的應用將日漸廣泛，且采用計算機控制和機械手操作的快速換模裝置、快速試模裝置技術也會得到發(fā)展和提高。
致 謝
首先對指導老師在這次設計中給予我的幫助和支持表示衷心的感謝。由于是第一次做模具設計，所以在開始的時候都不知道從何下手。XXX老師教會了我如何去搜集和查閱一些相關資料。在設計過程中遇到一些難以解決的問題，XXX老師都認真負責地給我分析講解，使我找到了解決問題的辦法。在撰寫論文的時候，XXX老師及時的給予我建議，指出不足之處，幫助我更好的分析數據和組織論文結構，使論文內容更加充實、合理、有序。在王老師的指導下，使我在這次模具設計中學到不少知識。在此再次對指導老師表示衷心感謝!
在跨越大學的學習過程中，我還得到了各科任課老師和各位領導的大力幫助。在你們的幫助下，我學到了豐富的專業(yè)知識，學會了如何對待學習、生活、如何從事設計研究工作，使我的學業(yè)順利的完成，給我的大學生活劃上一個圓滿的句號。在次對各位幫助我、教育我的領導和老師表示由衷的感謝!
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本科畢業(yè)設計 學生姓名： 學 號： 指導教師： 線路板外殼注塑模具設計 目 錄 一、課題來源及意義 二、國內外發(fā)展現狀 三、研究目標 四、研究內容 五、研究方法與手段 六、進度安排 七、方案可行性分析 八、主要參考文獻 一 、課題來源及意義 ? 塑料制品在我們的日常生活中扮演著越來越重要的角色，其種類也越來越多，制造加工也越來越精致美觀。如圖所示即為塑料制品的代表。本課題是線路板外殼注塑模的設計，該模具需保證模具生產成本低，生產效率較高。通過此次設計，能夠提升知識掌握程度，提升設計能力。 二、國內外發(fā)展現狀 1、國外的發(fā)展現狀 注塑模具是生產各種工業(yè)產品的重要工藝裝備，隨著塑膠模具設計工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑膠制品在航空、航太、電子、機械、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應用，產品對模具的要求越來越高，傳統(tǒng)的塑膠模具設計方法已無法適應產品更新?lián)Q代和提高質量的要求，以下為國外注塑模具的一些典型案例。 2、國內的發(fā)展現狀 關于全國塑料加工業(yè)區(qū)域分布，珠三角、長三角的塑料制品加工業(yè)位居前列，浙江、江蘇和廣東塑料模具產值在全國模具總產值中的比例也占到 70％?，F在，這 3個省份的不少企業(yè)已意識到塑模業(yè)的無限商機，正積極組織模具產品的開發(fā)制造。塑料制品在汽車、機電、儀表、航天航空等國家支柱產業(yè)及與人民日常生活相關的各個領域中得到了廣泛的應用。塑料制品成形的方法雖然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市場中塑料成形模具產量中約半數，其中國內注塑模具的典型案例有： 二、國內外發(fā)展現狀 三、研究目標 ? 通過學習 合掌握和應用塑料模具設計的基礎理論和專業(yè)知識，系統(tǒng)的掌握產品零件的成型工藝分析、模具結構設計的基本方法和步驟、非標準模具零件的設計等，通過所學的模具專業(yè)方面的知識，設計合理的模具，理論上能夠正常的進行生產，完成設計說明書。 四、研究內容 1、塑件基本信息 等批量生產 、研究內容 ? 1、塑件尺寸精度要求不高，形狀較為復雜。 ? 2、澆注系統(tǒng)設計，選擇注塑機，確定模具基本結構。 ? （ 1）分型面選擇，根據塑件的特點為了方便脫模，我們選擇分型面在底部，如下圖所示： ? （ 2）根據塑件的工藝特點，我們選擇一模兩腔。 ? （ 3）澆口的類型有多種，在這里，我們選擇直澆口。 四、研究內容 ? 3、進行理論計算，確定型腔型芯的尺寸。 ? 4、確定模具結構，模架參數，繪制模具草圖。 ? 5、注射機的校核。 ? 6、繪制模具裝配圖及零件圖。 ? 7、編寫設計計算說明書。 五、研究方法與手段 1、利用繪圖軟件繪制模具的裝配圖及主要零件圖。 2、利用圖書館和網絡等資源進行對資料的查閱。 3、學校的工程創(chuàng)新實驗室可對模具進行拆裝等研究。 六、進度安排 ?1、 找資料，了解注塑模工藝的相關資料，完成開題報告及英文翻譯任務。 2、 論計算和分析階段。 3、 定設計總體方案，繪制完裝配草圖，參加中期答辯。 4、 制總裝配圖和非標準零件圖。 5、 寫畢業(yè)設計說明書。 6、 善細節(jié)問題準備答辯。 七、方案可行性分析 根據課題可知 ， 本次設計的塑件線路板外殼的材料為 們知道 ， 密度小 ， 其優(yōu)點很多 ， 適合作為各種塑件的材料 。 隨著模具工業(yè)的發(fā)展 ， 與此同時 ， 性能好 ， 同樣廣泛應用于人們日常生活中所使用的各種日用品等等 ， 所以本次選擇此塑件的材料為 該塑件為中等批量生產 ， 但結構較為復雜 ， 眾所周知 ，一模兩腔能夠滿足提高生產效率和減少制造成本的要求 ， 所以此次模具的結構方案我們選擇一模兩腔是可行的 。 八、主要參考文獻 [1] 趙華 . 模具設計與制作 [M]. 北京 : 清華大學出版社 , 20092] 黃平、朱文堅 . 機械設計教程 法與標準 [M]. 北京 : 清華大學出版社 , 20103] 郭鐵良 . 模具制造工藝學 [M]. 北京 :高等教育出版社 , 20084] 趙昌盛 . 實用模具材料應用手冊 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社 , 20055] 王煥庭、李茂華、徐善國 . 機械工程材料 [M]. 大連 ,大連理工大學出版社， 20006] 屈華昌 . 塑料成型工藝及模具設計 [M]. 北京 ,高度教育出版社， 20077] 吳兆祥、高楓 . 模具材料及表面處理 [M]機械工業(yè)出版社， 20028] 黃毅宏、李明輝 . 模具制造工藝 [M]. 北京 : 機械工業(yè)出版社 , 20039] 張克惠 M]西北大學出版社 ,200010] 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............................................. 5 第二章 注塑件的設計 ....................................... 6 能設計 ............................................. 6 料選擇 ............................................. 6 構設計 ............................................. 6 件的尺寸精度及表面質量 ............................. 8 第 三 章 塑件 3..................... 8 件的 3D 模型 ........................................ 8 件的注射成型工藝性分析 ............................. 9 塑機 .............................................. 10 第 四 章 模具結構設計 ...................................... 11 腔數目的確定 ...................................... 11 型面的確定 ........................................ 11 口的確定 .......................................... 12 具材料的確定 ...................................... 12 注系統(tǒng)的設計 ...................................... 13 2 型零件結構設計 .................................... 15 芯結構設計 ........................................ 16 具成型尺 寸設計計算 ................................ 21 腔尺寸 ...................................... 17 腔深度尺寸 .................................. 18 芯徑向尺寸 .................................. 18 芯高度尺寸 .................................. 19 具加熱、冷卻系統(tǒng)的計算 ............................ 19 具加熱 ....................................... 19 具冷卻 ....................................... 19 機構的設計 ...................... 錯誤 !未定義書簽。 第 五 章 注射機的校核 ...................................... 20 大注塑量的校核 .................................... 20 模力的校核 ........................................ 20 具外形尺寸校核 .................................... 21 具厚度校核 ........................................ 21 具安裝尺寸校核 .................................... 21 模行程校核 ........................................ 22 第 六 章 模具總裝設計 ...................................... 23 具裝配及加工要求 .................................. 23 具工作原理 ........................................ 25 謝辭 ...................................................... 27 3 參考文獻 .................................................. 27 015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 1 第一章 前 言 國模具行業(yè)的發(fā)展方向和前景 經過 1990 年代的高速發(fā)展，中國的模具產業(yè)已經達到一定的水平，生產能力也有了相當大的提高，模具市場的規(guī)模也正在逐步擴大。過去十年，中國模具工業(yè)（主要集中在汽車、電子信息以及電器）以每年 15%左右的增長速度快速發(fā)展。 到 2005年，全國模具生產廠點已達 3 萬多家，從業(yè)人員 50多萬人；模具銷售總額高達 610 億元，比上年增 長 25%；模具生產企業(yè)總體上任務飽滿、訂單充足。 2006 年，業(yè)界預測中國汽車的年度銷售數量將會比前一年增長 15%，年度銷售數量將會達到 640 萬臺。而汽車零部件市場比汽車整車的市場更大，可以預測汽車相關模具產業(yè)將會有高速發(fā)展。 與 2004年相比， 2005 年中國的模具生產值增加了 125%，以 610 億人民幣居世界第三位。其中，出口比前一年增加了 150%，達到了 美元。目前，國內模具行業(yè)正隨著我國制造業(yè)特別是汽車和電子產業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展而逐漸步入“黃金期”。 近年來，模具行業(yè)結構調整步伐加快，主要表現為大型、 精密、復雜、長壽命模具和模具標準件發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā)展速度；塑料模和壓鑄模比例增大；面向市場的專業(yè)模具廠家數量及能力增加較快。隨著經濟體制改革的不斷深入，“三資”及民營企業(yè)的發(fā)展較快。 在注塑模具方面， 2006 年，注塑模具比例進一步上升，熱流道模具和氣輔模具水平進一步提高，注塑模具在量和質方面都有較快的發(fā)展，我國最大的注塑模具單套重量已超過 50 噸，最精密的注塑模具精度已達到 2 微米。在 術得到普及的同時， 術 應 用 越 來 越 廣 ，具新結構、新品種、新 工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現，專利數量增多。 據業(yè)內人士分析，未來我國模具發(fā)展趨勢包括 10 個方面： (1)模具日趨大型化。 (2)模具的精度將越來越高。 10 年前精密模具的精度一般為 5 微米，現已達到 2米， 1 微米精度的模具也將上市。 (3)多功能復合模具將進一步發(fā)展。新型多功能復合模具除了沖壓成型零件外，還擔負疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務，對鋼材的性能要求越來越高。 015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 2 (4)熱流道模具在塑料模具中的比重也將逐漸提高。 (5)隨著塑料成型工藝的不斷改進與發(fā)展，氣輔模具及適應高壓注塑成型等工藝的模具也將隨 之發(fā)展。 (6)標準件的應用將日益廣泛。模具標準化及模具標準件的應用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質量和降低模具制造成本。 (7)快速經濟模具的前景十分廣闊。 (8)隨著車輛和電機等產品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高。同時對壓鑄模的壽命和復雜程度也將提出越來越高的要求。 (9)以塑代鋼、以塑代木的進程進一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。由于機械零件的復雜程度和精度的不斷提高，對塑料模具的要求也越來越高。 (10)模具技術含量將不斷提高。 從應用趨勢方面分析，受用戶要求模具的生產周期 縮短影響；快速經濟模具的開發(fā)將被重視，模具標準件的應用將日漸廣泛，且采用計算機控制和機械手操作的快速換模裝置、快速試模裝置技術也會得到發(fā)展和提高。 塑模具設計與制造技術 質量、成本（價格）、時間（工期）已成為現代工程設計和產品開發(fā)的核心因素，現代企業(yè)大都以高質量、低價格、短周期為宗旨來參與競爭市場。先進制造技術的出現正急劇改變著制造業(yè)的產品結構和生產過程，對模具行業(yè)也是如此。模具行業(yè)必須在設計技術、制造工藝、生產模式等諸方面加以調整以適應這種要求。 塑模具的可視化設計 現在我們 對產品設計的要求是快速、準確。隨著軟件技術的發(fā)展，三維設計（ 3D）的誕生使模具實現了可視化、面向裝配的設計。模具由二維設計（ 2D）到三維（ 3D 實現了模具設計技術的重大突破。 模具三維設計直觀再現了未來加工出的模具本體，設計資料可以直接用于加工，真正實現了 體化和少、無圖樣加工； 模具三維設計解決了二維設計難以解決的一系列問題，如干涉檢查、模擬裝配、 析等； 模具三維設計能對模具的可制造性加以評價，大大減少了設計失誤。 015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 3 塑模具的快速制造 ⑴基于并行工程的模具快速制造 近些 年來，為了滿足工期的要求，模具企業(yè)大都在自覺與不自覺中應用“并行”的概念來組織生產、銷售工作。并行工程應用的明確提出是對現有模具制造生產模式的總結與提高。并行工程、分散化網絡制造系統(tǒng)為模具快速制造提供了有效的實施平臺。 并行工程的基礎是模具的標準化設計。標準化設計是由三方面要素組成：統(tǒng)一數據庫和文件傳輸格式是基礎；實現信息集成和數據資源共享是關鍵；高速加工等先進制造工藝是必備條件。 （ 2）應用快速原型技術制造快速模具（ T） 在快速原型（ P）技術領域中，目前發(fā)展最 迅速、產值增長最明顯的就是快速模具 (T)技術。應用快速原型技術制造快速模具（ T），在最終生產模具之前進行新產品試制與小批量生產，可以大大提高產品開發(fā)的一次成功率，有效地縮短開發(fā)時間、降低成本。這就是 T 技術產生根本原因。 （ 3）高速切削技術的應用 高速切削（ 模具領域的應用主要是在加工復雜曲面方面。其中高速銑削（也稱為硬銑削 M）可以把復雜形面加工得非常光滑，幾乎或者根本不再需要精加工，從 而節(jié)約了點火花（ 工和拋光時間及有關材料的消耗，及大地提高了生產效率，并且形面的精度不會遭到破壞。 造模式的改變 —— 信息流驅動的模具制造 先進制造生產模式對模具工業(yè)的影響主要體現在信息的流動。與制造活動有關的信息包括產品信息和制造信息，現代制造過程可以看作是原材料或毛坯所含信息量的增值過程，信息流驅動將成為制造業(yè)的主流。目前，面向模具開發(fā)的 絡集成等均是圍繞如何實現信息的提取、傳輸與物化，即使信息流得以暢通為宗旨。 G 模具設計的基本流程 015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 4 目前，國際上占主流地位的注射模 件有 ；結構分析軟件有 ；注射過程數值分析軟件有 ；數控加工軟件有 。本次是運用行模具設計的 ,下面簡單介紹以下 具設計流程。 具設計的基本流程如圖 件成品 ( 零件設計 （ 零件裝配（ 模具裝配 （ 參照零件 （ 工件（ 模型檢驗 （ 厚度檢驗 （ 拔模檢驗（ 設置收縮率 （ 模流分析（ 015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 5 圖 具設計的基本流程 題意義 在傳統(tǒng)塑料模具設計中，設計周期長，一般要二到三個月的時間；設計成本高，需要往返數次制模，修模；產品質量不能保證，對流體在模腔內的流動狀態(tài)，冷卻狀況缺乏了解。 本文以 線路板外殼 的注塑模具設計為例，運用 件智能分模，不但保證了模具的精確性，而且分模簡單，是設計者可以節(jié)約時間，集中精力拆模做型腔；運用 析功能，對塑料注塑過程進行模擬分析，包括充模流動模擬、保壓過程模擬、冷卻過程模擬及翹曲模擬分析。通過模擬分析可以預測制品填充不足、熔接線、氣泡和翹曲變形等缺陷，還可以測定最佳澆口數量和位置，測定 注塑時注射壓力以及注射時間，溶體流動前鋒的溫度變化等系列參數；運用專家模架系統(tǒng)，根據設計參數直接選取標準模架，構造模具三維實體。這樣設計出來的模具具有更高的質量，更大的準確性。 現代的模具設計在計算機的平臺上，運用 軟件，使現建立模具體積塊 (建立或分割 （ 模具開啟 （ 干涉檢驗 （ 專 家 模 具 系 （ 2程圖 (建立分模面 （ 015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 6 代模具設計具有了高質量，高效率，低成本等特點。 第二章 注塑件的設計 能設計 功能設計是要求塑件應具有滿足使用目的功能 ,并達到一定的技術指標 路板外殼 ,承受外力的幾率不大 ,如沖擊載荷 ,振動 ,摩擦等情況比較少 ;塑件的工作溫度是室溫 ,這使 得在材料選擇時對熱變形溫度 ,脆化溫度 ,分解溫度的要求降低 ;作為一種日用品 ,生產批量應該是中批中量或大批大量生產 ,這樣 ,就必須考慮生產成本和模具壽命 ,在材料的選擇時要綜合各種因素。 料選擇 通常選擇塑件的材料依據是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求 ,以及原材料廠家提供的材料性能數據 要考慮的主要是材料的力學性能 ,如屈服應力 ,彈性模量 ,彎曲強度 ,表面硬度等 有什么特別的要求，因此主要從容易成型方面選擇材料。 膠，聚碳酸酯英文 名稱為 稱 非結晶性熱塑性塑料。它是一類分子鏈中含有碳酸酯結構的高分子化合物及以它為基礎而制得的各種材料的總稱。按分子結構中所帶酯基不同可以分為脂肪族、脂環(huán)族、芳香族和脂肪－芳香族等幾大類。并以雙酚 A 型聚碳酸脂為最重要，分子量通常為 3－ 10 萬。在無特別說明情況下，通常所說的聚碳酸脂都指雙酚 A 型聚碳酸酯及其改性品種。由于其優(yōu)良的機械性能，俗稱防彈膠。 碳酸酯的英文是 稱 程塑料， 料其實就是我們所說的工程塑料中 的一種，作為被世界范圍內廣泛使用的材料， 有優(yōu)異的電絕緣性、延伸性、尺寸穩(wěn)定性及耐化學腐蝕性，較高的強度、耐熱性和耐寒性；還具有自熄、阻燃、無毒、可著色等優(yōu)點，在你生活的各個角落都能見到 料的影子，大規(guī)模工業(yè)生產及容易加工的特性也使其價格極其低廉。 構設計 塑料制件的結構工藝性是指塑件結構對成型工藝方法的適應性。在塑料生產過程中 ,一方面成型會對塑件的結構 ,形狀 ,尺寸精度等諸方面提出要求 ,以便降低模具結構的 復雜程度和制造難度 ,保證生產出價廉物美的產品 ;另一方面 ,模具設計者通過對給定塑件的結構工藝性進行分析 ,弄清塑件生產的難點 ,為模具設計和制造提供依據。 015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 7 厚 塑料制品的壁厚對制品的質量有至關重要的影響。壁厚過厚，不但用料多，容易產生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷，而且冷卻時間長生產效率低；壁厚過薄，成型困難，流動阻力大。在此主要是分析壁厚對成型的影響，所以只驗證產品在脫模頂出時保證不變形。該產品的壁厚 此材料的推薦壁厚 范圍內。所以本次產品的壁厚值能滿足工藝要求。 模斜度 由于塑件成型時冷卻過程中產生收縮 ,使其緊箍在凸?；蛐托旧?,為了便于脫模 ,防止因脫模力過大而拉壞塑件或使其表面受損 ,與脫模方向平行的塑件內 ,外表面都應具有合理的斜度。在塑件的高度比較小時也可以不需要脫模斜度 。 脫模斜度為 。， 1~30 ，由此確定塑件的脫模斜度。 強肋 塑件上適當設置的加強肋可以防止塑件的翹曲變形；沿著物料流動方向的加強肋還能降低充模阻力，提高熔體流動性，避免氣泡，縮孔和凹陷等現象的產生。 角 塑件上各處的輪廓過度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求時才采用尖角結構。尖角容易產生應力集中，在受力或受沖擊載荷時會發(fā)生破裂。圓角不僅有利于物料充模，同時也有利于融料在模具型腔內的流動和塑件的脫模。 015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 8 件的尺寸精度及表面質量 寸精度 影響制品精度的因素較多。首先是模具的制造精度和模具的磨損量，其次是成型工藝條件的變化所引起的塑料收縮率的波動。另外，成型后的時效率變化和模具結構形狀對尺寸精度也有一定的影響。因此，對塑料制品的精度要求不能太高，應在保證使用功能 的條件下，盡可能選擇低精度等級。 該 產 品 零 件 圖 所 有 尺 寸 為 未 注 公 差 尺 寸 ， 根 據 國 家 推 薦 標 準（ 14486定的 精度選取作為塑料制品的尺寸公差等級。已注尺寸公差等級也在 以該產品注射成型能夠達到此精度要求。表 2國家推薦標準的工程塑料模塑塑件尺寸公差，該表只取了在產品尺寸范圍內的數據。 件的表面質量 塑件的表面粗糙度，除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤，波紋等疵點外，主要的由模具的表面的粗糙度決定。塑件的表觀缺陷是其特有的質量 指標，包括缺料，溢料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個等級。由于該制品為一般日常生活用品，對表面粗糙度要求不高，取塑件表面粗糙度為 m。 第三章 塑件 3D 建模及注射成型工藝分析 件的 3D 模型 運用 圖軟件繪制塑件的 3D 圖，如圖 示下： 015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 9 圖 線路板外殼 件的注射成型工藝性分析 步分析 ⑴通過 3D 模型質量屬性分析 分析結果：單件體積 = 3 單件投影面積 = 2 密度 = 單件質量 = 塑件注射成型工藝性 析 利用 塑件進行最佳澆口分析，塑料流動性分析，冷卻質量分析，縮痕分析等。 初始條件： 在 搜索到此材料 ， 可以查看材料的一些具體信息。以這些信息作為分析的初始條件。其中模具溫度為 C。38 ，熔化溫度為 C。240 ，材料融化溫度范圍： 。 280~200 ，模具溫度范圍：。 57~20 ，塑料固體密度為 3，融化密度為 3，最大剪切應力為 015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 10 塑機 塑成型工藝參數 查模具設計手冊可知 注射成型的主要工藝參數如下表 3 3工藝參數 規(guī)格 工藝參數 規(guī)格 預熱和干燥 溫度 t/℃ : 80～ 95 成型時間 /s 注射時間 0～ 5 時間 /h: 4～ 5 保壓時間 15～ 30 料筒溫度 t/℃ 后段 150～ 170 冷 卻時間 15～ 30 中段 165～ 180 總周期 40～ 70 前段 180～ 200 螺桿轉速n/( ) 30～ 60 噴嘴溫度 t/℃ 170～ 180 后處理 方法 紅外線燈烘箱 模具溫度 t/℃ 50～ 80 溫度 t/℃ 70 注射壓力p/0～ 100 時間 /h 2～ 4 塑機的選擇 由公稱注射量選定注射機 由 析已得出單個塑件體積 V= 3 ，流道凝料 V’=4545 ㎜ 3 實際注射量為 :51443 2+4545= 根據實際注射量應小于 公稱注射量原則 , 即： =015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 11 = 由上計算初步確定注塑機為 0，查模具設計手冊注塑機主要技術參數如下表 3 表 3國產注射機 0技術參數表 特性 內容 特性 內容 結構類型 臥 拉桿內間距 (3203 520 理論注射容積（ 60 移模行程 (300 螺桿直徑 (40 最大模具厚度 (350 注射壓 (145 最小模具厚度 (170 注射速率 (g/s) 100? 鎖模形式 (液壓 塑化能力 (g/s) 具定位孔直徑 (125 螺桿轉 速 (r/20~200 噴嘴球半徑 (35 鎖模力 (600 噴嘴口直徑（ 4 第四章 模具結構設計 腔數目的確定 注塑模的型腔數目 ,可以是一模一腔 ,也可以是一模多腔 ,在型腔數目的確定時主要考慮以下幾個有關因素： （ 1） 塑件的尺寸精度 ； （ 2）模具制造成本； （ 3）注塑成型的生產效益； （ 4）模具制造難度。 考慮到該塑件是一般日用品，根據生產批量和經濟因素，初步確定該模具為一模兩腔。 型面的確定 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設計、塑 件結構工藝性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析，應遵循以下幾項的設計原則： 015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 12 1）分型面應選擇在塑件外形最大輪廓處 2）分型面的選擇應有利于塑件的順利脫模 3）分型面的選擇應保證塑件的精度要求 4）分型面的選擇應滿足塑件的外觀質量要求 5）分型面的選擇要便于模具的加工制造 6）分型面的選擇應有利于排氣 除了以上這些基本原則以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上的投影面積的大小。為了保證側向型芯的位置的放置及抽芯機構的動作順利，應以淺的側向凹孔或短的側向凸 臺作為抽芯方向，而將較深的凹孔或較高的凸臺放置在開合模方向。 口的確定 的流動性好 ,可適用于各種澆口 ,為了不影響外觀 ,確定使用潛伏澆口。澆口位置已經在 析中確定。 具材料的確定 現有模具模架已經標準化 ,所以在模具材料的選擇時主要是根據制品的特性和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料 是關系到模具質量的前提條件 ,如果選材不當，則所有的精密加工所投入的工時 ,設備費用將浪費。 在選擇模具鋼時 ,首先必須考慮材料的使用性能和工藝性能 ,從使用性能考慮 :硬度是 主要指標之一 ,模具在高應力作用下欲保持尺寸不變 ,必須有足夠的硬度 ,當承受沖擊載荷時還要考慮折斷 ,崩刃問題 ,所以韌性也是一重要指標 ,耐磨性是決定模具壽命的重要因素。從工藝性能考慮 :要熱加工工藝好 ,加工溫度范圍寬 ,冷加工性能如切削 ,銑削 ,拋光等加工性能好 ,此外還要考慮淬透性和淬硬性 ,熱處理變形和氧化脫碳等性能 要求材料來源廣 ,價格低。 模仁的材料為 。 屬優(yōu)質碳素塑料模具鋼，與普通優(yōu)質 45碳素鋼相比，其鋼中硫，磷含量低，鋼材純度好。制造小型塑料模具，用調質處理可獲得較高的硬度和較好的 強韌性。 削加工性好，淬火后具有較高的硬度，調質處理后具有良好的強韌性和一015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 13 定的耐磨性，被廣泛用于制造中、低擋的塑料模具。 材料預備熱處理： 斷后退火；⑵高溫回火；⑶正火 推薦回火規(guī)范：回火溫度為 500~560 C。 ，空冷，硬度為 25~33 注系統(tǒng)的設計 注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳質，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內、 外表質量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設計及加工的復雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設計中的重點內容之一。 流道設計 主流道是一端與注塑機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有有錐度的流動通道。根據注塑機型號設計主流道尺寸，具體尺寸詳見圖紙。 由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復接觸和碰撞，所以主流道部分常設計成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質的鋼材單獨加工和熱處理。澆口套結構設計如圖 53 20注塑機確定定位圈的尺寸，定位圈采用兩顆 20L 螺釘 固定，如圖 示。 圖 圖 4015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 14 流道設計 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設在分型面上，起分流和轉向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設計應盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形， U 形和六角形。澆道的截面積越大，壓力的損失就越大；澆道的表面積越小，熱量的損失就越少。用澆道 的截面積和表面積的比值來表示澆道的效率，效率越高，澆道的設計越合理。考慮熱量損失和澆道加工性能等因素，查 [6] 4擇圓形截面的分澆道。具體詳見圖 示。 料井 冷料井一般位于主流道對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料進入型腔而形成冷接縫，此外，開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出，冷料井的尺寸，宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑。該模具的冷料井設計錐形的冷料井。冷料井如圖 示： 口 澆口是連接分流 道與型腔的一段細短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，澆口的形狀，數量，尺寸和位置對塑件的質量影響很大，澆口的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。澆口的類型有很多，有點澆口，側澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定。該模具采用潛伏式澆口，已在 得到確定。其有以下特性 : ① 形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證； ② 試模時如發(fā)現不當，容易及時修改； ③ 能相對獨立地控制填充速度及封閉時間； ④ 對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。 澆口的截面形狀和分流道的一樣都采用圓形截面，與分流道的連接方式見圖 示。 015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 15 圖 主流道、分流道、澆口的連接情況 型零件結構設計 所謂成型零件是模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件，它包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作 時，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生磨擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結構合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。 設計成型零件時，應根據塑料的特性和塑件的結構及使用要求，確定型腔的總體結構，然后根據成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結構設計，計算成型零件的工作尺寸，對關鍵的成型零件進行強度和剛度校核。以下是成型零件的結構設計。 根據產品特征，為了便于加工制造，型腔采用整體鑲嵌式，型腔靠用 8顆 40圖 芯也采用整體鑲嵌式，型芯用 8 顆 30L 螺釘固定，如圖 示； 015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 16 圖 圖 芯結構設計 內側分型與抽芯機構用來成型具有內側凹槽和孔的塑件；成型殼體制品的局部凸起、凹槽和肓孔。因為抽芯機構的注射模，其可動零件多，動作復雜。因此，側抽機構的設計應盡量可靠、靈活和高效。本產品圖需要抽芯位置如圖 示平面所示： 015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 17 圖 設計采用斜頂結構來成型內側抽芯 求 斜頂有相對于其他零件的運動而且行位還是產品成型結構部分，因此行位及與其想配合的零件不僅滿足一定的耐磨性要求還必須具有一定成型零件的性能。 斜頂及其組件的具體性能必須滿足以下幾點： （ 1）高表面硬度：表面淬火或者滲碳或滲氮處理到 （ 2）各相配合的零件不可為相同材料以防粘著磨損。 （ 3）配合要求：與固定在 B 板上的耐磨片采用 H7/隙配合；與 下模鑲件采用 H7/合。詳細的配合情況見模具總裝的配合要求。 b. 斜頂的尺寸計算 （ 1）斜頂的抽芯距離 斜頂的抽芯距離為 所以 S≥ 2）斜頂的頂出行程 由 H≥ S/ 解得： H≥ 15 式中： ? 5°。 斜頂的具體結構如圖 示，其性能要求以及詳細尺寸見斜頂零件圖。 具成型尺寸設計計算 取 平均成型收縮率為 ，塑件未注公差按照 7 級精度公差值選取。 腔尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的 1 / 6；模具的制造公差δ z = Δ /3；取 x= 1）Φ 10+Φ 10 015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 18 0]1)1[(0)1(?????????????? 2） 24+ 24%)0]2)1[(0)2(?????????????? 腔深度尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的 1 / 6；模具的制造公差δ z = Δ /3；取x= 1） 20+ 0]1)1[(0)1(?????????????? 2） 18+ 0]2)1[(0)2(????????????? 芯徑向尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的 1 / 6；模具的制造公差δ z = Δ /3；取x= 1）Φ 32 → Φ 32+015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 19 0]1)1[(0)1(???????????????2） 24+ 24+0]2)1[(0)2(???????????????芯高度尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的 1 / 6；模具的制造公差δ z = Δ /3；取x= 1） 38+ 38+0]1)1[(0)1(???????????????2） 32+ 32+0]2)1[(0)2(???????????????具加熱、冷卻系統(tǒng)的計算 具加熱 一般生產 料塑件的注射模具不需要外加熱。 具冷卻 模具的冷卻分為兩部分，一部分是型腔的冷卻，另一部分是型芯的冷卻。型腔的冷卻是由在定模板（中間板）上的兩條ф 10冷卻水道完成 。 出機構的設計 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤地從模具的凹模或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構，也稱頂出機構。 本設計使用簡單的推桿脫模機構和利用斜頂設計推出機構的類型為一次推出機構。因為 該塑件的分型面簡單，結構也不復雜，采用推簡單的脫模機構可以簡化模具結構，給制造和維護帶來方便。頂出機構如圖 示。 015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 20 圖 推出結構 第五章 注射機的校核 大注塑量的校核 根據生產經驗，注射機的最大注射量是其額定注射量的 80%。所以，一個周期內所需的塑料溶體的總量必須在注射機的額定注射量的 80%以內。 0 見注塑機參數表） 80%=603 8 驗合格。 模力的校核 在確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機的額定鎖模力： F＞ 954 ㎜ 2； 0 K 安全系數，通常取 K= 015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 21 59543 30=知 F=600以 F> 模力滿足要求。 具外形尺寸校核 注塑模外形尺寸應小于注塑機工作臺面的有效尺寸。模具長寬方向的尺寸要與注塑機拉桿間距相適應，模具至少有一個方向的尺寸能穿 過拉桿間的空間裝在注塑機的工作臺面上。由表 3得注塑機的拉桿間距為 3203 520模板 Z 座的尺寸為 2503 450滿足要求。 具厚度校核 模具厚度必須滿足下式： 270? 350 滿足要求。 式中 所設計的模具厚度 270 — 注塑機所允許的最小模具厚度 150 注塑機所允許的最大模具厚度 350 具安裝尺 寸校核 注塑機的動模板，定模板臺面上有許多不同間距的螺釘孔或“ T”形槽，用于安裝固定模具。模具固定安裝方法有兩種：螺釘固定，壓板固定。采用螺釘直接固定時（大型模具常用這種方法），模具動，定模板上的螺孔及其間距，必須與注塑機模板臺面上對應的螺孔一致；采用壓板固定時（中，小模具多用這種方法），只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有較大的靈活性。該模具外形尺寸為 2003 200 屬小型模具，所以采用壓板固定法。 015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 22 模行程校核 所選注塑機為全液壓式鎖模機構，最大開模行程受模具厚度影響。此時最大開模行程 定模板臺面之間的最大距離減去模具厚度。 （ 5~10） 300≧ 20+104+10 300≧ 134 滿足要求。 式中 — 注塑機移模行程 300 — 推出距離 20 — 流道凝料與塑件高度 104 015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 23 第六章 模具總裝設計 具裝配及加工要求 模具精度是影響塑料成型件精度的重要因素之一，為了保證模具精度，塑料模具制造時應達到以下技術要求： a、組成塑料模具的所有零件，在材料加工精度和熱處理質量等方面均應符合相應圖樣的要求。 b、組成模架的零件應達到規(guī)定的加工要求，裝配 成套的模架應活動自如，并達到規(guī)定的平行度和垂直度要求 c、模具的功能必須達到設計要求 d、為了鑒別塑料成型件的質量，裝配好的模具必須在生產條件下試模，并根據試模存在問題進行修整，直至試出合格的成型件為止。 工要求 1）模具分型面及組合件的結合面應很好貼合，局部間隙不大于 ）模具成型表面的內外銳角、尖邊、角（分型面及結合面除外）。當不允許有圓角時 ,應在圖樣上注明。 3）圖樣中未注明公差的一般尺寸其極限偏差按 準即孔按 按 度按 加工。 4）模具中各承壓板（模板）的兩承壓面的平行度公差按 錄一的 5 級。 5）導柱、導套孔對模板平面的垂直度公差按 錄一的 4 級。導柱、導套之間的配合按 H8/ 6）模具中安裝鏍釘（鏍栓）之螺紋孔及其通孔的位置公差不大于 2相應各孔配作。 7）導柱 (直導柱、臺肩導柱 )其配合部位的大徑與小徑的同軸度公差 錄一的 5 級。 8）導套（直導套、帶頭導套）外圓與內孔的同軸度公差 t 按 錄一的 5 級。 9）主流道襯套的中心錐孔應研磨拋光，不得 有影響脫澆口的各種缺015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 24 陷。 10）成型零部件：為了保證導向作用，動、定模的導柱，導套孔的孔距精度應控制在 內。因此，必須用坐標鏜床對動、定模鏜孔。在缺少坐標鏜床的情況下，較普遍采用的方法是將動、定模合在一起，在車床、銑床或鏜床上進行鏜孔。成型零部件采用優(yōu)質模具鋼，強度高，耐磨性好，熱處理變形小，要求耐腐蝕，調質淬火低溫回火≥ 55 型芯的加工：把成型面的曲面圖通過計算機產生刀具加工路徑進行數控銑外形加工，再銑小型芯孔和凹臺，鉆推桿孔，加工澆口。再用電火花加工成型。 型腔的加工：把成型面的曲面 圖通過計算機產生刀具加工路徑，留余量在數控銑上加工成型，再用電火花加工成型。 配要求 1）頂出制品的推桿的端面與所在的相應型面保持齊平，允許推桿端面 高出型面不大于 2）注射模的復位桿，其端面應與模具分型面齊平，允許低于分型面大 大于 3）型芯、凸模、鑲件等，其尾部高度尺寸未注明公差時，其端面應在 裝配后與其配合的零件齊平。 制品同一表面的成型腔分布在上、下模或兩模時，裝配后沿分型面的錯邊不大于 其組合尺寸不超過型腔允許的極限尺寸。 5）凸模與凹模裝配后的配合間隙，應保持周圍均勻。 6）需保持同軸的兩個以上零件，其同軸度必須保證裝配要求，使各配合零件能順利裝卸，活動自如。 7）模具導向件的導向部分，裝配后保證滑動靈活，無卡滯現象。 8）模具中供兩次分型用的拉桿、拉板裝配后，各工作面應在同一平面內，允許 其極限偏差為± 9）模具裝配后兩安裝平面應保持平，其平行度公差按按 錄一的 6 級。 合要求 1）模具、模架及其零件的工件表面，不應有碰傷、凹痕、裂紋、毛015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 25 刺、銹蝕等缺陷。 2）經熱處理后的零件，硬度應均 勻，不允許有脫碳、軟點、氧化斑點及裂紋等缺陷。熱處理后應清除氧化皮，臟物油污。 3）配通用模架模具，裝配后兩側面應進行同時磨削加工，以保證模具能順利裝入模架。 4）模具的冷卻水道應保證暢通。 具工作原理 (1)開模過程：注塑機開模時，移動板帶動動模部分向遠離定模部分的方向移動，模具由分型面分型，塑件由于拉料桿和型