摘要：连接器属于汽车关键器件之一，在实施设计时需要全面确保使用性能和效果。对于汽车JST连接器来说，在设计期间需要分析器件结构特点和设计要求，此次研究主要是对连接器实施注塑模设计，在此基础之上提出镶拼式结构设计理念，合理选择分型面，计算流道和抽芯机构以及冷却水道设计等，希望通过优化设计能够全面提升连接器的使用寿命。按照设计试验结果能够看出，此次连接器设计较为合理，能够满足设计工艺要求。现将此次设计方案进行论述，希望能够对相关设计人员起到参考性价值。
关键词：汽车；JST连接器；注塑模设计；要点分析
在实施汽车连接器设计时需要全面注重各项设计流程，并且在此基础之上建立参数图形，优化设计汽车连接器，最大限度减少设计时间，此次设计采用立体化模型构造，加强连接器设计的弹性性能，并且全面重视理论计算重要性，避免对设计效果造成影响。
1、塑胶件材料和结构分析
此次所研究的主要是汽车JST连接器设计，如图1所示。所选用POM材料，该种材料弹性和韧性都较为良好，在实际使用期间连接器的插入力和拔出力均满足200N要求，由该种材料所设计的连接器表面光泽，在设计期间不能存在缩痕和毛刺等缺陷。在塑胶件中间的小孔不能存在油污，划痕等弊端，并且在线材去皮之后，铜线能够顺利插入孔中，严禁存在盲孔现象。由于此次设计所应用的材料收缩性较大，因此需要全面确保连接器设计精度。此次设计将塑胶件外形尺寸设计为（19×12×18）mm，最小壁厚和最大壁厚分别为0.4mm和1mm，该塑胶件外形比较小，外轮廓呈长方形。
2、汽车JST连接器浇口位置分析
塑胶件直接连接于浇口，其作用主要是对补料时间，料流速，避免料倒流等进行控制和调节。所以，在设计浇口位置时需要确保塑胶件成型质量，此次研究需要应用浇口位置分析模块，对浇口最佳位置实现自动化分析处理，这样在后期设计浇口位置时能够给予较多重要参考。在实际设计期间首先需要明确浇口位置，由于需要设计和制作模具结构，因此需要全面考虑浇口类型，此次研究所应用的模具主要是潜伏式浇口设计，采用隧道式设计将浇口嵌入到分型面的模板当中，这样能够沿着斜面将塑料熔体注入到定型容器当中，在开模时会自动将浇口切断，并且有效设计浇口位置。
3、汽车JST连接器注塑模设计分析
3.1流道设计
由于JST连接器对表面具有较高的要求，此次研究所选择的材料具有较强的收缩性，因此需要采用直浇口进料方式设计内部结构。连接器的浇口位置处于圆弧边缘，因此需要严格限制浇口尺寸。如果浇口尺寸比较小，则在通过浇口时会显著提升熔体流速，会加大入口前后的压差，显著加强充模速度，这样可以加强连接器表面质量。其次，如果熔体流过浇口位置时并产生摩擦，将会加大熔体温度，降低黏度，能够对熔体流动性起到改善作用，能够对定型容器实现充分充填。
3.2设计脱模推出机构
按照塑胶件表面字样和质量要求，此次研究所应用的模具主要是推件板脱膜机构，该种机构的优势主要表现在以下方面：较大的推出力，确保均匀性，实现稳定性运动，所设计制作的塑胶件不会出现变形情况，并且表面不会产生推痕。
3.3设计定位系统
在JST连接器注塑模设计当中为了确保各类型芯位置的精确度，在设计期间需要应用定位块实施定位处理，并且采用锥面定位方式设计动模板和推件板，采用该种设计方式能够全面确保连接器型芯的精确位置，防止在闭合模具或者安装型芯时发生不准确型芯定位方式，以免出现模具卡死现象。
3.4设计侧抽芯机构
此次所研究的连接器从抽芯方式为斜导柱侧滑块方式，采用L=S/sinα计算斜导柱的工作长度（L——斜导柱工作长度，S——抽芯距，α——斜导柱倾斜角），确保抽芯距离不变情况下，斜导柱倾斜角的取值越小，则需要相应增加斜导柱的开模行程和工作长度，然而工作长度超限将会在一定程度上降低斜导柱使用寿命，并且注塑机行程会相应限制开模行程，因此在设计期间需要将斜导柱倾斜角控制在22°左右。
3.4设计冷却系统
在此次设计当中主要是应用一模八腔成型，由于型板腔具有较大的尺寸，在实施冷却时会采用环形方式对型腔板实施冷却。由于在动模部存在较多型芯，并且具有较多其他零件，例如定位块，导柱和螺钉等，以上型芯和零件都密布在动模部，为了确保模具结构较为密集，不需要将冷却水道设置在动模部。由于此次研究的塑胶件比较小，所以将冷却水道设置在定模部门能够符合设计要求。
在设计期间为了加强塑胶件成型质量，避免在开模之后发生变形情况，需要对塑胶件实施冷却设计，在塑胶件成型期间塑料能够给予模具热量，塑料所提供的热量通过以下公式能够进行计算：
Q1=nmC（T1-T2）
在上述公式当中，Q1——塑料提供的热量，n——注射次数/h；m——塑料注射量/次；C——塑料比热容；T1——塑料熔融入模腔温度；T2——连接器脱模温度。
将注射次数设置为48次/h，塑料比热容设置为1036J/kg℃，塑料熔融入模腔温度设置为175℃，连接器脱模温度设置为58℃，塑料注射量设置为0.0136kg/次，则塑料提供的热量为0.79×105kJ/h。
计算塑胶件冷却期间所需要应用的冷却水量的计算公式如下所示：
W1=Q1/λ(T3-T4)
在上述公式当中，W1——模具所需冷却水质量；λ——导热系数；T3——进水温度；T4——出水温度；
将塑料提供的热量为0.79×105kJ/h，导热系数设置为1.44，将进出水温差设置为2℃，则模具所需冷却水质量为27.43kg。
3.5设计成型零件结构
由于塑胶件的内部形态比较小，如果在设计期间需要制作为整体式，型芯之间的距离比较短，因此在加工模具时存在较多难度。所以需要使用镶拼式结构进行设计。切割型芯并且进行对接设计，采用此种设计方式能够单独加工型芯，在完成各型芯加工之后再进行镶拼，这样能够在较大程度上降低模具加工难度。
此次设计采用整体式结构设计型腔，并且将型芯镶件安装在型腔当中，在加工制作期间可以应用线切割方式对镶件孔进行加工，确保设计精度。
3.6注塑模设计要点分析
在制造模具过程中需要全面确保各成型组件组装之后的精度，特别是动模各型芯需要安装固定在模板上，因此在模板上对型芯位置精度具有较高的要求，避免在安装完成之后出现卡死情况，对分型脱模造成影响。在完成冷却水道，抽芯组件和成型组件安装配置之后，就能够得到模具内部结构图（图2），将模具架开腔安装配置之后能够得到整体装配图（图3）。
图1 汽车JST连接器外观图 图2 模具内部结构图 图3 整体装配图
4、结束语
综上所述，此次所研究的塑胶件材料选用POM材料，该种材料的主要优势在弹性和韧性都较为良好，能够确保塑胶件表面光泽。在设计期间不会出现缩痕和毛刺等缺陷，并且在去皮之后，铜线能够顺利插入孔中。由于此次设计所应用的材料收缩性较大，因此需要全面确保连接器设计精度。此次研究主要是分析了定位装置和加工方法，全面确保型芯的位置精度，避免在安装型芯时出现卡死现象，按照设计试验结果能够看出，此次连接器设计较为合理，能够满足设计工艺要求。
参考文献
[1]许伯勇.基于UG6.0注塑模设计的手动分模方法[J].南方农机,2018,49(09):33-35.
[2]洪慎章.注塑工艺及模具设计 第五讲 注塑模设计(8)[J].橡塑技术与装备,2018,44(06):1-8.
[3]黄贤页,郝彦琴,赵利平.基于定模抽芯的某大型工具箱面盖注塑模设计[J].模具技术,2018,15(01):10-15.
论文作者:蔡进,周良海
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/10/1
标签：浇口论文; 连接器论文; 塑胶论文; 模具论文; 位置论文; 塑料论文; 设置为论文; 《基层建设》2018年第23期论文;