塑料頂塊的注塑模具設(shè)計(jì)【一模八腔】【說(shuō)明書(shū)+CAD】

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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 2013年 9 月 19 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 頂塊塑料模設(shè)計(jì) 題目來(lái)源 自擬 指導(dǎo)教師 職稱(chēng) 講師 所在部門(mén) 機(jī)械技術(shù)學(xué)院 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 19 班 級(jí) 模具11132 所屬院系專(zhuān)業(yè) 模具 外語(yǔ)翻譯要求 翻譯后中文字?jǐn)?shù)約2500字左右，內(nèi)容與課題相關(guān)。 課題需要完成的任務(wù) 【工程設(shè)計(jì)類(lèi)課題：】 根據(jù)導(dǎo)師下達(dá)的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料（不少于5本），綜合應(yīng)用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，填寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分型工藝分析，制訂完整的工藝方案，計(jì)算所需的工藝數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)合理的模具結(jié)構(gòu)，正確選用標(biāo)準(zhǔn)件和常用件。繪制裝配圖（1-2張）和主要工作部分零件圖（不少于5張）。編寫(xiě)注塑工藝卡片和主要工作部分零件加工工藝過(guò)程卡，撰寫(xiě)完整的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份（15000字以上）。 課題 計(jì) 劃 安 排 序號(hào) 內(nèi) 容 時(shí) 間 安 排 1 查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料填寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告 2013.9.23～9.29 2 制訂完整的塑料模具設(shè)計(jì)方案及計(jì)算工藝數(shù)據(jù) 2013.9.30～10.11 3 設(shè)計(jì)塑料模結(jié)構(gòu)，繪制裝配圖和零件圖 2013.10.14～11.1 4 整理塑料模設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2013.11.4～11.8 5 填寫(xiě)沖壓工藝卡、零件加工工藝過(guò)程卡、小結(jié) 打印所有資料并裝訂 2013.11.11～11.15 計(jì)劃答辯 時(shí)間 2014年4月20日 答辯提交資料 2014年4月18日 教研室主任審核意見(jiàn) 簽名： 無(wú)無(wú) 錫錫職職業(yè)業(yè)技技術(shù)術(shù)學(xué)學(xué)院院塑塑料料零零件件注注射射工工藝藝卡卡片片產(chǎn)品型號(hào)零部件圖號(hào)產(chǎn)品名稱(chēng)頂塊零部件名稱(chēng)共1頁(yè)第1頁(yè)材 料 名 稱(chēng)ABS材 料 牌 號(hào)材 料 顏 色每臺(tái)件數(shù)2零 件 凈 重1.79g零 件 毛 重 g 消 耗 定 額設(shè) 備SZ-68/40注射成形工藝料筒溫度第一段100-150注射成形時(shí)間S閉 模1-2秒模具編 號(hào)第二段150-180注 射5-7秒型腔數(shù)量2第三段保 壓附 件第四段冷 卻4-5秒第五段啟 模噴 嘴180-280總時(shí)間10-14妙總 高壓力MPa注 射70-90模 溫200頂 出 高保 壓70-90螺桿類(lèi)型螺桿式嵌件圖 號(hào)名 稱(chēng)數(shù)量螺桿轉(zhuǎn)速r/min10-160加 料 刻 度脫模劑零件成形后處理工 序 內(nèi) 容工 藝 裝 備工時(shí)準(zhǔn)終單件熱處理方式1加料勺子媒體編號(hào)加熱溫度2合模保溫溫度3注塑、保壓舊底圖總號(hào) 原料干燥處理使用設(shè)備烘箱加熱時(shí)間4開(kāi)模、取件盛料高度50Kg保溫時(shí)間5去澆口、分模底圖總號(hào)翻料時(shí)間3小時(shí)/次冷卻方式空冷6 修去飛邊小銼刀干燥溫度85-1007按工藝卡片檢測(cè)千分尺簽名干燥時(shí)間8小時(shí)8編制（日期）審核（日期）會(huì)簽（日期）批準(zhǔn)（日期）日期阮持興2014、4、10標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 名日 期摘要 進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)塑料工業(yè)取得了令世人矚目的成就，實(shí)現(xiàn)了歷史性的跨越。蓬勃發(fā)展的中國(guó)塑料工業(yè)，在中國(guó)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。塑料制品在人們的日常生活中隨處可見(jiàn)，因此其注塑模具的需求也日益增多，市場(chǎng)前景廣泛，而且因?yàn)椴煌芗耐庑尾煌?，注塑模具也就有了很大的不同? 本設(shè)計(jì)是關(guān)于頂塊的注塑模具設(shè)計(jì)，通過(guò)注塑機(jī)注塑成形零件。首先運(yùn)用UG對(duì)塑件進(jìn)行三維圖的繪制，然后轉(zhuǎn)成二維模型，進(jìn)行導(dǎo)出，再運(yùn)用AutoCAD軟件修改二維模型。介紹了注塑機(jī)的選用，塑件的選材，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，分型面及型腔數(shù)目的設(shè)計(jì)，導(dǎo)向、脫模及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等，以及對(duì)模具的校核。 隨著塑料加工工業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，塑料制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事及人民生活的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，塑料制品的研究、生成與應(yīng)用開(kāi)發(fā)得到迅速發(fā)展，塑料模具的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)也隨之不斷提高。塑料制品業(yè)是一個(gè)新興大行業(yè)。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展已逐步發(fā)展壯大，自上世紀(jì)90年代以來(lái)，塑料行業(yè)一直保持在10%以上的增長(zhǎng)速度，已成為輕工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。隨著CAD/CAM/CAE技術(shù)的引用，更是顯著提高了模具設(shè)計(jì)的效率，減少模具設(shè)計(jì)過(guò)程中的失誤，提高了模具和塑件的質(zhì)量，縮短了生產(chǎn)周期，降低了模具和塑件的成本。 關(guān)鍵詞: 模具設(shè)計(jì) 注塑模具 頂塊 Pro/E Abstract Into the 21th century, China's plastics industry has made achievements that attracted worldwide attention, achieved a historic leap. China's booming plastics industry, economic modernization in China is playing an increasingly important role. Plastic products in people's daily life everywhere, so the injection mold growing demand, broad market prospects, but also because of different shape with different plastic parts, injection molds will have a big difference. This design is about theTop block injection mold design, injection molding parts by injection molding machine. First use of UG on plasticPieces of three-dimensional mapping, and then turn into a two-dimensional model, export, re-use of AutoCAD software to modify the two-dimensional model. Describes the selection of injection molding machines, plastics material selection, design of gating system, the number of sub-surface and cavity design, direction, stripping and cooling system design, as well as checking on the mold. With the sustained and rapid development of plastic processing industry, plastic products in the industrial, agricultural, military and people's life has been widely used in various fields, plastic products, research, generation and application development is the rapid development, plastic mold design and manufacturing technology with S continues to increase. Plastic products industry is an emerging industry. With the rapid development of China's national economy has gradually grown since the last century, 90 years, the plastics industry has remained at over 10% growth rate, has become one of pillar industries in light industry. With the CAD / CAM / CAE technology, reference, but also significantly improve the efficiency of mold design, mold design process to reduce errors and improve the quality of molds and plastic parts, shortening the production cycle, reducing mold and plastic parts Costs. Keywords: Mold design Injection mold Voice switch Pro/E 無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱(chēng) 定模鑲塊 零（部）件名稱(chēng) 共 頁(yè) 第 頁(yè) 材料牌號(hào) CrWMn 毛胚種類(lèi) 方形 毛胚外形尺寸 75*85*25 每毛胚可制件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 備注 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 工序內(nèi)容 車(chē)間 工段 設(shè)備 工藝裝備 工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 1 備料 選擇毛坯外形75*85*25 2 粗加工 銑外形至71*81*21 3 半精加工 70.2*80.2*20.2 4 劃線打點(diǎn) 劃螺紋位置（根據(jù)實(shí)際情況加工圖紙未注初） 5 鉆孔 鉆螺紋底孔至圖紙要求 6 攻牙 攻螺紋孔 7 型芯加工 用3D模型進(jìn)行編程，留精加工余量20 8 淬火 55-60HRC 9 磨削 磨削外形至尺寸要求70*80*20 10 精加工 型芯加工到尺寸要求（利用3D建模編程） 11 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)是否符合尺寸和精度要求 編制（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱(chēng) 動(dòng)模固定板 零（部）件名稱(chēng) 共 頁(yè) 第 頁(yè) 材料牌號(hào) 45# 毛胚種類(lèi) 方形 毛胚外形尺寸 每毛胚可制件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 備注 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 工序內(nèi)容 車(chē)間 工段 設(shè)備 工藝裝備 工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 10 銑 銑模仁腔體和浮升銷(xiāo)導(dǎo)向裝置（留0.3的精加工余量） 20 劃線 劃螺紋位置（圖紙未注出）頂針孔位位置度不超過(guò)0.02 30 鉆孔 鉆螺紋底孔和頂針孔（頂針孔比頂針大1mm） 40 攻牙 攻固定螺紋螺紋 50 精加工 加工腔體至尺寸要求 編制（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱(chēng) 定模固定板 零（部）件名稱(chēng) 共 頁(yè) 第 頁(yè) 材料牌號(hào) 45# 毛胚種類(lèi) 方形 毛胚外形尺寸 每毛胚可制件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 備注 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 工序內(nèi)容 車(chē)間 工段 設(shè)備 工藝裝備 工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 10 半精加工 型模仁腔 20 劃線打點(diǎn) 劃螺紋位置（根據(jù)實(shí)際情況加工圖紙未注初） 30 鉆孔 鉆螺紋底孔 40 攻絲 攻固定螺牙 50 精加工 加工模仁腔體至尺寸要求加工流道 60 70 80 90 編制（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 分類(lèi)號(hào)： 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 開(kāi) 題 報(bào) 告 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 1030113219 班級(jí) 模具11132 所屬院系專(zhuān)業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 指導(dǎo)教師 職稱(chēng) 講師 所在部門(mén) 模具調(diào)研組 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 彎支架沖壓模具設(shè)計(jì) 題目類(lèi)型 工程設(shè)計(jì)（項(xiàng)目）□ 論文類(lèi)□ 作品設(shè)計(jì)類(lèi)□ 其他□ 一、選題簡(jiǎn)介、意義 21世紀(jì)模具制造行業(yè)的基本特征是高度集成化.智能化.柔性化和網(wǎng)絡(luò)化，追求的目標(biāo)是提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率.縮短設(shè)計(jì)及生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度的提高模具制造業(yè)的應(yīng)變能力，滿足用戶需求。 二、課題綜述（課題研究，主要研究的內(nèi)容，要解決的問(wèn)題，預(yù)期目標(biāo)，研究步驟、方法及措施等） 塑料作為高分子化學(xué)和材料科學(xué)發(fā)展的重要成果，早已為人們熟悉，塑料產(chǎn)品已經(jīng)成為人類(lèi)生產(chǎn)和生活中不可缺少的重要組成部分。多年來(lái)，塑料產(chǎn)品制造業(yè)一直在迅速發(fā)展，而當(dāng)前全球范圍的以塑料代替金屬的趨勢(shì)又進(jìn)一步加速了這一發(fā)展速度。塑料產(chǎn)品一般采用模塑成型方法生產(chǎn)，因而塑料模具早已成為一種重要的生產(chǎn)工藝裝備，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著越來(lái)越重要的作用。隨著塑料產(chǎn)品在家電、電子等產(chǎn)品和日常用品中的越來(lái)越廣泛應(yīng)用，對(duì)塑料模具的設(shè)計(jì)和制造的要求也越來(lái)越高。傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)與制造方式早已滿足不了生產(chǎn)發(fā)展的需要。CAD/CAM的發(fā)展正適應(yīng)了這種客觀實(shí)際要求。CAD/CAM可以顯著提高塑料產(chǎn)品和塑料模具的設(shè)計(jì)制造效率，提高設(shè)計(jì)制造質(zhì)量，減少試模修模時(shí)間，從而縮短從塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、模具制造到進(jìn)行產(chǎn)品模塑生產(chǎn)的整個(gè)周期。 目前，塑料模具設(shè)計(jì)、制造一般采用通用機(jī)械的CAD/CAM軟件與專(zhuān)用塑料模CAE軟件相結(jié)合。開(kāi)發(fā)與推廣專(zhuān)用模具CAD軟件是面臨的一個(gè)課題。CAE分析只能在設(shè)定條件下對(duì)塑料成型過(guò)程行模擬，還不能對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，更不能對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程作專(zhuān)家指導(dǎo)。集成專(zhuān)用的塑料模具CAD/CAE軟件，提高其智能化程度，是塑料模CAD/CAE技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。 三、設(shè)計(jì)（論文）體系、結(jié)構(gòu)（大綱） 檢驗(yàn)理論知識(shí)掌握情況，將理論與實(shí)踐結(jié)合。 初步掌握進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的方法.過(guò)程.為將來(lái)走向工作崗位進(jìn)行科技開(kāi)發(fā)工作和撰寫(xiě)好科研論文打下基礎(chǔ)。 培訓(xùn)自己的動(dòng)手能力.創(chuàng)新能力.計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力。 此塑件外表面不允許有印痕，并且要光滑。 要使注射模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且可自動(dòng)脫模。 流道設(shè)計(jì)合理，可保證產(chǎn)品質(zhì)量冰球額又節(jié)約生產(chǎn)原材料。 了解聚乙烯的性能.特性和設(shè)計(jì)時(shí)的要求。 指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 簽字： 年 月 日 院（系）審批意見(jiàn)： 簽章： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 2013年 9 月 19 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 頂塊塑料模設(shè)計(jì) 題目來(lái)源 自擬 指導(dǎo)教師 職稱(chēng) 講師 所在部門(mén) 機(jī)械技術(shù)學(xué)院 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 19 班 級(jí) 模具11132 所屬院系專(zhuān)業(yè) 模具 外語(yǔ)翻譯要求 翻譯后中文字?jǐn)?shù)約2500字左右，內(nèi)容與課題相關(guān)。 課題需要完成的任務(wù) 【工程設(shè)計(jì)類(lèi)課題：】 根據(jù)導(dǎo)師下達(dá)的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料（不少于5本），綜合應(yīng)用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，填寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分型工藝分析，制訂完整的工藝方案，計(jì)算所需的工藝數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)合理的模具結(jié)構(gòu)，正確選用標(biāo)準(zhǔn)件和常用件。繪制裝配圖（1-2張）和主要工作部分零件圖（不少于5張）。編寫(xiě)注塑工藝卡片和主要工作部分零件加工工藝過(guò)程卡，撰寫(xiě)完整的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份（15000字以上）。 課題 計(jì) 劃 安 排 序號(hào) 內(nèi) 容 時(shí) 間 安 排 1 查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料填寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告 2013.9.23～9.29 2 制訂完整的塑料模具設(shè)計(jì)方案及計(jì)算工藝數(shù)據(jù) 2013.9.30～10.11 3 設(shè)計(jì)塑料模結(jié)構(gòu)，繪制裝配圖和零件圖 2013.10.14～11.1 4 整理塑料模設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2013.11.4～11.8 5 填寫(xiě)沖壓工藝卡、零件加工工藝過(guò)程卡、小結(jié) 打印所有資料并裝訂 2013.11.11～11.15 計(jì)劃答辯 時(shí)間 2014年4月20日 答辯提交資料 2014年4月18日 教研室主任審核意見(jiàn) 簽名： 盒蓋的塑料成型與模具設(shè)計(jì) 摘要：塑料作為高分子化學(xué)和材料科學(xué)發(fā)展的重要成果，早已為人們熟悉，塑料產(chǎn)品已經(jīng)成為人類(lèi)生產(chǎn)和生活中不可缺少的重要組成部分。多年來(lái)，塑料產(chǎn)品制造業(yè)一直在迅速發(fā)展，而當(dāng)前全球范圍的以塑料代替金屬的趨勢(shì)又進(jìn)一步加速了這一發(fā)展速度。塑料產(chǎn)品一般采用模塑成型方法生產(chǎn)，因而塑料模具早已成為一種重要的生產(chǎn)工藝裝備，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著越來(lái)越重要的作用。隨著塑料產(chǎn)品在家電、電子等產(chǎn)品和日常用品中的越來(lái)越廣泛應(yīng)用，對(duì)塑料模具的設(shè)計(jì)和制造的要求也越來(lái)越高。傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)與制造方式早已滿足不了生產(chǎn)發(fā)展的需要。CAD/CAM的發(fā)展正適應(yīng)了這種客觀實(shí)際要求。CAD/CAM可以顯著提高塑料產(chǎn)品和塑料模具的設(shè)計(jì)制造效率，提高設(shè)計(jì)制造質(zhì)量，減少試模修模時(shí)間，從而縮短從塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、模具制造到進(jìn)行產(chǎn)品模塑生產(chǎn)的整個(gè)周期。 關(guān)鍵詞：塑料；建模；注塑模具；CAD Lid plastic molding and mold design Abstract：Plastic as an important achievement of polymer chemistry and materials science, has long been familiar, plastic products have become an important part of the human life and production. Over the years, the plastic products manufacturing industry has been developing rapidly, and the current global plastic instead of metal trend and accelerate the pace of development. Plastic products are generally produced by molding, thus the plastic mold has become an important technique of production equipment, plays a more and more important role in the national economy. Along with the plastic products in home appliances, electronics and other products and daily necessities in the increasingly widespread application, the plastic mold design and manufacturing requirements are also getting higher and higher. Traditional manual design and the manufacture way already cannot satisfy the needs of production development. The development of CAD/CAM is adapted to the objective and actual requirements. CAD/CAM can significantly improve the design of plastic products and plastic mold manufacturing efficiency, improve the quality of design and manufacture, reduce mold repair time, thus shortening the plastic products design, mold design, mold manufacturing to product molding production in the whole cycle. Keywords：plastic, modeling, injection mold, CAD 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 盒蓋的塑料成型與模具設(shè)計(jì) 5 一． 前 言 7 1.1.1 概述 7 1.1.2 國(guó)外的發(fā)展情況 7 1.1.3 國(guó)內(nèi)的發(fā)展情況 8 1.2本課題的研究?jī)?nèi)容.要求.目的及意義 8 1.2.2本課題的研究要求 8 1.2.3 研究意義 8 二．塑件成型工藝分析 9 1.塑件的分析 9 2.ABS的性能分析 9 三．?dāng)M定模具的結(jié)構(gòu)形式 10 1.分型面位置的確定 10 2.型腔數(shù)目與排列方式的確定 11 3.注射機(jī)型號(hào)的確定。 12 四．澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 1.主流道的設(shè)計(jì) 13 2.分流道的設(shè)計(jì) 14 3.澆口的設(shè)計(jì) 15 4.校核主流道的剪切速率 16 5.冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算 16 四．成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 17 1.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 2.成型零件鋼材的選用 17 3.成型零件工作尺寸的計(jì)算。 17 五．模架的確定 23 1.各模板尺寸的確定 23 2.模架各尺寸的校核 23 六．排氣槽的設(shè)計(jì) 23 七．脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24 1.推出方式的確定 24 2.脫模力的計(jì)算 24 3.校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上得單位壓應(yīng)力 24 八．冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 25 1.冷卻介質(zhì) 25 2.冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算 25 九．導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26 十．總裝配圖和零件圖的繪制 26 十一.設(shè)計(jì)總結(jié)與心得體會(huì) 27 參考文獻(xiàn) 28 致謝 29 一． 前 言 1.1 本研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀和國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì) 1.1.1 概述 21世紀(jì)模具制造行業(yè)的基本特征是高度集成化.智能化.柔性化和網(wǎng)絡(luò)化，追求的目標(biāo)是提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率.縮短設(shè)計(jì)及生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度的提高模具制造業(yè)的應(yīng)變能力，滿足用戶需求。 1.1.2 國(guó)外的發(fā)展情況 國(guó)外的模具發(fā)展?fàn)顩r具體表現(xiàn)為以下七個(gè)特征 （1） 集成化技術(shù) 現(xiàn)代模具制造系統(tǒng)不僅應(yīng)強(qiáng)調(diào)信息的集成，更應(yīng)該強(qiáng)調(diào)技術(shù)人員和管理的集成。在開(kāi)發(fā)模式制造系統(tǒng)時(shí)強(qiáng)調(diào)“多集成”的概念，即信息集成.智能集成 .串并行工作機(jī)制集成及人員集成，這更適合未來(lái)制造系統(tǒng)的需要。 （2） 智能化技術(shù) 應(yīng)用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化，以及模具設(shè)備的智能化，也要實(shí)現(xiàn)人與系統(tǒng)的融合及人在其中智能的充分發(fā)揮。 （3） 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括硬件和軟件的集成實(shí)現(xiàn)。各種通訊協(xié)議及制造自動(dòng)化協(xié)議，信息通訊接口，系統(tǒng)操作控制策略等，是實(shí)現(xiàn)各種制造系統(tǒng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)，目前早通過(guò)了Internet實(shí)現(xiàn)跨國(guó)界模具設(shè)計(jì)的成功例子。 （4）多學(xué)科多功能綜合產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù) 產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)不僅用到機(jī)械科學(xué)的理論和知識(shí)，還用到了電磁學(xué).光學(xué).控制理論等，甚至要考慮到經(jīng)濟(jì).心理.環(huán)境.衛(wèi)生及社會(huì)等各方面的因素。產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)要進(jìn)行多目標(biāo)全性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以追求模具產(chǎn)品的動(dòng)靜態(tài)特性.效率.精度.使用壽命.可靠性與制造周期的最佳組合。 （5） 虛擬現(xiàn)實(shí)與多媒體技術(shù)的應(yīng)用 虛擬現(xiàn)實(shí)在21世紀(jì)整個(gè)制造中都將有廣泛的應(yīng)用，可以用于培訓(xùn).制造系統(tǒng)仿真的實(shí)現(xiàn)基于制造仿真的世紀(jì)與制造.集成設(shè)計(jì)與制造.實(shí)現(xiàn)集成人的設(shè)計(jì)等。美國(guó)已于1999年借助于VR技術(shù)成功地修復(fù)了哈勃太空望遠(yuǎn)鏡。多媒體技術(shù)采用多種介質(zhì)來(lái)存儲(chǔ).表達(dá)處理多種信息，融文字.語(yǔ)音.圖像與一體，給人一種真實(shí)感。 （6） 反求技術(shù)的應(yīng)用 在許多情況下，一些產(chǎn)品并不是來(lái)自設(shè)計(jì)概念，而是起源于另外一些產(chǎn)品或?qū)嵨?，要在只有產(chǎn)品原型或?qū)嵨锬Ｐ?，而沒(méi)有產(chǎn)品圖樣的條件下進(jìn)行模具設(shè)計(jì)和制造以便制造出產(chǎn)品，此時(shí)需要通過(guò)實(shí)物的測(cè)量，然后利用測(cè)量數(shù)據(jù)畸形實(shí)物的CAD幾何模型的重新構(gòu)造。這種過(guò)程就是反求工程PE。建立了CAD幾何模型后，就可以依據(jù)這種數(shù)字化的幾何模型用于后續(xù)的許多操作。 （7） 快速成型制造技術(shù) 快速成型制造技術(shù)RPM基于層制造原理，迅速制造出產(chǎn)品原型，而與零件的集合復(fù)雜程度無(wú)關(guān)，尤其在具有復(fù)雜曲面形狀的產(chǎn)品制造中更能顯示其優(yōu)越性它不僅能夠迅速制造出原型供設(shè)計(jì)評(píng)估.裝配校驗(yàn).功能試驗(yàn)。而且還可以通過(guò)形狀復(fù)制，快速經(jīng)濟(jì)地制造出產(chǎn)品模具，從而避免了傳統(tǒng)模具制造的費(fèi)時(shí)和耗成本的NC加工，因而RPM技術(shù)在模具制造中發(fā)揮著重要的作用。 1.1.3 國(guó)內(nèi)的發(fā)展情況 目前國(guó)內(nèi)模具行業(yè)的反展情況是，隨著輕工業(yè)及汽車(chē)制造業(yè)的迅速發(fā)展，模具設(shè)計(jì)制造日漸受到人們廣泛關(guān)注，已經(jīng)成為一個(gè)行業(yè)，但是我國(guó)模具行業(yè)缺乏技術(shù)人員，存在品種少，精度低，制造周期長(zhǎng)，壽命短，供不應(yīng)求的情況。一些大型.精密.復(fù)雜的模具還不能自行制造.需要每年花幾百萬(wàn).上千萬(wàn)美元從國(guó)外進(jìn)口，制約了工業(yè)的發(fā)展，所以在我國(guó)大力發(fā)展模具行業(yè)勢(shì)在必行。 為了提高模具企業(yè)的設(shè)計(jì)水平和加工能力，中國(guó)模具協(xié)會(huì)向全國(guó)模具行業(yè)推薦適合于模具企業(yè)用的CAD/CAM系統(tǒng)。但是國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的CAD/CAM系統(tǒng)很少，只有少數(shù)適合模具行業(yè)應(yīng)用。而國(guó)外購(gòu)買(mǎi)的雖有強(qiáng)大的三維曲面造型能力.強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)有限元分所能力.強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)輔助制造能力.產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理能力等，但是價(jià)格昂貴，一般企業(yè)難以支持。 1.2本課題的研究?jī)?nèi)容.要求.目的及意義 1.2.1本課題的研究?jī)?nèi)容 做盒蓋的模具設(shè)計(jì)，使盒蓋注射模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，型芯.型腔.推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，并可自動(dòng)脫模。并書(shū)寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，和模具說(shuō)明說(shuō)。根據(jù)說(shuō)明書(shū)畫(huà)模具CAD圖。 1.2.2本課題的研究要求 檢驗(yàn)理論知識(shí)掌握情況，將理論與實(shí)踐結(jié)合。 初步掌握進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的方法.過(guò)程.為將來(lái)走向工作崗位進(jìn)行科技開(kāi)發(fā)工作和撰寫(xiě)好科研論文打下基礎(chǔ)。 培訓(xùn)自己的動(dòng)手能力.創(chuàng)新能力.計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力。 此塑件外表面不允許有印痕，并且要光滑。 要使注射模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且可自動(dòng)脫模。 流道設(shè)計(jì)合理，可保證產(chǎn)品質(zhì)量冰球額又節(jié)約生產(chǎn)原材料。 了解聚乙烯的性能.特性和設(shè)計(jì)時(shí)的要求。 1.2.3 研究意義 （1） 對(duì)于模具的設(shè)計(jì)可以從選材到設(shè)計(jì)到成型有一個(gè)完整的了解和初步的掌握。以進(jìn)一步的熟練掌握AuToCAD的運(yùn)用。 （2） 鍛煉自己的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)造能力，為更好更快的適應(yīng)工作作準(zhǔn)備。 二．塑件成型工藝分析 1.塑件的分析 （1） 外形尺寸 該塑料件外形尺寸不大，塑料熔體流程不長(zhǎng)，適合于注射成型。 （2） 精度等級(jí) 每個(gè)尺寸的公差不一樣，有的屬于一般精度，有的屬于高精度，就按實(shí)際公差進(jìn)行計(jì)算 （3） 脫模斜度 ABS屬于無(wú)定型塑料，成型收縮率較小，參考表2-10選擇該塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為1度。 2.ABS的性能分析 （1） 使用性能 綜合性能好，沖擊強(qiáng)度，力學(xué)強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性，電氣性能良好；易于成型和機(jī)械加工，其表面可鍍鉻，適合制作一般機(jī)械零件，減摩零件，傳動(dòng)零件和結(jié)構(gòu)零件。 （2） 成型性能 1.無(wú)定型塑料。其品種很多，各品種的機(jī)電性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種來(lái)確定成型方法及成型條件。 2.吸濕性強(qiáng)。含水量應(yīng)小于0.3%（質(zhì)量），必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥。 3.流動(dòng)性中等。溢邊料0.04mm左右。 4.模具設(shè)計(jì)方面。 a． 需要采用較高的料溫與模溫，澆注系統(tǒng)的流動(dòng)阻力要小。為了在較高注射壓力下避免澆口附近產(chǎn)生較大應(yīng)力導(dǎo)致制品翹曲變形，可采取護(hù)耳式澆口。 B．注意選擇澆口位置，避免澆口與熔接痕位于影響制品外觀的部位。 C．合理設(shè)計(jì)頂出脫模結(jié)構(gòu)，推出力過(guò)大時(shí)，制品表面易“發(fā)白”，“變渾”。 （3）ABS的主要性能指標(biāo) 如下表 密度/g. 1.02-1.08 屈服強(qiáng)度/MPa 50 比體積/ 0.86-0.98 拉伸強(qiáng)度/MPa 38 吸水率（%） 0.2-0.4 拉伸彈性模量/MPa 1.4X 熔點(diǎn)/ 130-160 抗彎強(qiáng)度/MPa 80 計(jì)算收縮率（%） 0.4-0.7 抗壓強(qiáng)度/MPa 53 比熱容/J. 1470 彎曲彈性模量/MPa 1.4X 1. ABS的注射成型過(guò)程及工藝參數(shù) 1. 注射成型過(guò)程 A成型前的準(zhǔn)備。 對(duì)ABS的色澤，粒度和均勻性等進(jìn)行檢驗(yàn)，由于ABS吸水性較大，成型前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥。 B．注射過(guò)程。 塑件在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱，塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過(guò)程可分為充模，壓實(shí)，保壓，倒流和冷卻五個(gè)階段。 C．成型后處理。處理的介質(zhì)為空氣和水，處理溫度60-75，處理時(shí)間為16-20s。 2.注射工藝參數(shù) A 注射機(jī)：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為30r/min. B．料筒溫度（）：后段 150-170；中段 165-180；前段180-200 C噴嘴穩(wěn)定（）：170-180 D模具溫度（）：50-80 E注射壓力(MPa)：60-100 F成型時(shí)間（s）：30（注射時(shí)間取1.6，冷卻時(shí)間取20.4，輔助時(shí)間取8） 三．?dāng)M定模具的結(jié)構(gòu)形式 1.分型面位置的確定 通過(guò)對(duì)塑件結(jié)構(gòu)的分析，分型面應(yīng)該選擇在投影面積最大且利于開(kāi)模取出塑件的平面。這里有兩種選擇，第一種：如圖1-1（UG 軟件設(shè)計(jì)） 圖1-1 這種類(lèi)型設(shè)計(jì)使的推出機(jī)構(gòu)需要很大的力使得塑件順利脫模，而且兩個(gè)異形空的側(cè)向抽芯的對(duì)稱(chēng)位要求較高，需要兩個(gè)側(cè)抽芯才能脫模。 第二種選擇（圖1-2） （圖1-2） 這種選擇所需要的推出力較小，符合塑件最大投影面積在分型面上，只要一個(gè)側(cè)抽芯便可以脫模。不過(guò)對(duì)中的分型面使得塑件公模仁和母模仁有高的配合精度。 綜合考慮，選擇第二種分型面。即如下圖1-3 圖1-3 2.型腔數(shù)目與排列方式的確定 A． 型腔數(shù)量的確定 該塑件精度等級(jí)在3-4級(jí)之間，且大批大量生產(chǎn)，可采用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時(shí)考慮塑件的尺寸比較少，以及制造費(fèi)用和各種成本費(fèi)用等因素，初步定為一模八腔結(jié)構(gòu)形式。 B． 型腔的排列方式。 多型腔模具盡可能采用平衡式排列布置，且要力求緊湊，并與澆口開(kāi)設(shè)的部位對(duì)稱(chēng)。采用直線對(duì)稱(chēng)排列，如下圖（1-4）所示 圖1-4 C． 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 從上面分析可知道，本模具設(shè)計(jì)為一模兩腔，對(duì)稱(chēng)直線排列，根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)形狀，推出機(jī)構(gòu)擬用頂針推出形式。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，流道采用對(duì)稱(chēng)形式，澆口采用側(cè)澆口，且開(kāi)設(shè)在分型面上。因此，定模部分不需要單獨(dú)開(kāi)設(shè)分型面取出凝料，動(dòng)模部分只需要型芯。 3.注射機(jī)型號(hào)的確定。 （1） 注射量的計(jì)算 通過(guò)NX軟件分析計(jì)算得 塑件的體積： ； 塑件的質(zhì)量： ； 式中，參考表4-44可取1.02g/ （2） 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前是不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.2-1倍來(lái)估算。由于本次流道簡(jiǎn)單比較遠(yuǎn)，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件的體積的0.5倍計(jì)算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為 ; (3)選擇注射機(jī) 根據(jù)第二步計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總體積；并結(jié)合式（4-18）則有：；根據(jù)以上的計(jì)算，初步選定公稱(chēng)注射量為37；注射機(jī)型號(hào)為SZ-68/40臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)表4-45. 理論注射容量/ 37 最大行程/mm 220 螺桿柱塞直徑/mm 26 最大模具厚度/mm 240 V注射壓力/MPa 170 最小模具厚度/mm 110 注射速率/g. 43 鎖模形式 雙曲肘 塑化能力/g. 3.6 模具定位孔直徑/mm 100 螺桿轉(zhuǎn)速/r. 10-160 噴嘴孔半徑/mm 10 鎖模力/KN 320 噴嘴口孔徑/mm 3 拉桿內(nèi)間距/mm 300X300 （3） 注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核 1. 注射壓力校核 查表4-1可知，ABS所需注射壓力為80-110MPa。這里取=100MPa，該注射機(jī)的公稱(chēng)注射壓力=170MPa；注射壓力安全系數(shù)=1.25-1.4，這里取=1.3，則： =1.3X100=130<，所以，注射機(jī)壓力合格。 2. 鎖模力的校核 A． 塑件在分型面上的投影面積； B． 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，即流道凝料（包括澆口在分型面上的投影面積）數(shù)值，可以按照多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析來(lái)確定。是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積的0.2-0.5倍。這里取. C． 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積； D． 模具型腔內(nèi)的脹型力=； 式中，是型腔的內(nèi)的壓力，注射壓力的20%-40%，大致范圍為34-68Mpa。對(duì)于粘度較大哦塑制品應(yīng)取較大值。ABS屬于中等粘度塑料及有精度要求的塑件，故50MPa。 查表4-45可得該注射機(jī)的公稱(chēng)鎖模力鎖模力安全系數(shù)為；這里取，則 =189.732KN<320KN=，所以注射機(jī)鎖模力合格。 對(duì)于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行。 四．澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1.主流道的設(shè)計(jì) 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動(dòng)和開(kāi)模時(shí)主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計(jì)中常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套。 （1） 主流的尺寸 主流道長(zhǎng)度： 小型模具應(yīng)盡量小于60mm,本次設(shè)計(jì)中初取50mm進(jìn)行設(shè)計(jì)。 主流的小端直徑：d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.5-1）mm=（3+0.5）mm=3.5mm； 主流道大端直徑：=d+2=7mm，式中=. 主流道球面半徑：S注射機(jī)噴嘴球頭半徑+(1+2)mm=（10+2）mm=12mm； 球面的配合高度：h=3mm。 （2） 主流道的凝料體積 ； （3） 主流道當(dāng)量半徑 =mm=2.625mm。 （4） 主流道澆口套的形式。 主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購(gòu)。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對(duì)材料的要求較嚴(yán)格，因而盡管小型注射模可以將主流道澆口套與定位圈設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開(kāi)來(lái)設(shè)計(jì)，以便于拆卸更換。同時(shí)也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼件進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。設(shè)計(jì)中常采用碳素鋼（T8A或者T10A），熱處理淬火表面硬度為50-55HRC，如下圖（3-1）所示。 主流道澆口套的結(jié)構(gòu)形式（3-1） 2.分流道的設(shè)計(jì) （1） 分流道的布置形式 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能 避免熔體溫度降低，同時(shí)還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。 （2） 分流道的長(zhǎng)度 由于流道設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，根據(jù)八個(gè)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分流道較長(zhǎng)。單邊分流道的長(zhǎng)度； （3） 分流道的直徑 由推薦的分流道直徑直接取;=(80%-90%);??； （4） 分流道的截面形狀 常用的分流道截面形狀有圓形，梯形，U形，六角形，為了便于加工和凝料的脫模，分流道大多設(shè)計(jì)在分型面上。為了有助于熔融材料的流動(dòng)和減少其溫度傳到模具中，本設(shè)計(jì)采用圓形流道，廣泛應(yīng)用于側(cè)澆口模具中。 （5） 分流道的截面尺寸 ;; （6） 凝料的體積 1. 分流道的長(zhǎng)度=75X2X==;=17X8X==; (7)校核剪切速率 1. 確定注射時(shí)間：查表，可取T=1.0S 2.計(jì)算分流道體積流量：5.82; 由式（4-20）可得剪切速率 =6.37X; 該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率5X-5X之間，所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。 (8)分流道的表面粗糙度和脫模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取Ra1.25-2.5um即可，此處取1.6um。另外，其脫模斜度一般取；這里取. 3.澆口的設(shè)計(jì) 該塑膠件表面質(zhì)量要求較高，采用一模兩腔注射，為了便于調(diào)整沖模時(shí)的剪切速率和封閉時(shí)間，因此采用側(cè)澆口。其截面形狀簡(jiǎn)單，易于加工，便于試模后修正，且開(kāi)設(shè)在分型面上，從型腔的邊緣進(jìn)料。 （1） 側(cè)澆口尺寸的確定 1.計(jì)算側(cè)澆口的深度 根據(jù)表4-10，可得側(cè)澆口的深度h計(jì)算公式為 H=nt=0.7X3.5mm=2.45mm； 式中，t是塑件平均壁厚，這里t=3.5mm，n是塑料成型系數(shù)，對(duì)于ABS，其成型系數(shù)n=0.7. 在工廠進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)。澆口深度常常先取小值，以便今后試模時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行修模處理，并根據(jù)表4-9中推薦的ABS側(cè)澆口的厚度為0.25-0.5mm，故此處澆口深度取0.4mm。 2. 計(jì)算側(cè)澆口的寬度。 根據(jù)表10-2，可得側(cè)澆口的寬度B的計(jì)算公式為 ； 式中，n是塑料成型系數(shù)，對(duì)于ABS其n=0.7；A是凹模的內(nèi)表面積（約等于塑件的外表面積）。 由表10-2側(cè)澆口有關(guān)參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值 取B=1mm。 側(cè)澆口剪切速率的校核 計(jì)算澆口的長(zhǎng)度。根據(jù)表10-2，可得側(cè)澆口的長(zhǎng)度一般選用0.7-2.5mm，這里取=1.1mm。 圖3-2 （2） 側(cè)澆口的剪切速率的校核。 1. 計(jì)算澆口的當(dāng)量半徑 由面積相等可得由此矩形澆口的當(dāng)量半徑。 2. 校核澆口的剪切速率 確定注射時(shí)間，查表4-8，可取t=1s； 計(jì)算澆口的體積流量：; 計(jì)算澆口的剪切速率：由式（4-20）可得：=3.83 該矩形側(cè)澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率5X-5X之間，所以，澆口的剪切速率校核合格。 4.校核主流道的剪切速率 上面分別求出了塑件的體積，主流道的體積，一級(jí)分流道的體積，二級(jí)分流道的體積，以及主流道的當(dāng)量半徑，這樣就可以校核主流道熔體的剪切速率。 計(jì)算主流道的體積流量 ; 計(jì)算主流道的剪切速率 =2.08X； 主流道內(nèi)熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率5X之間，所以主流道的剪切速率校核合格。 5.冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算 冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，其作用主要是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量。本設(shè)計(jì)有主流道和分流道冷料穴，采用頂針推出，開(kāi)模時(shí)，利用凝料對(duì)球頭的包緊力使凝料從主流道襯套中脫出。 四．成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 1.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模時(shí)成型制品的外表面的成型零件。按凹模的結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式，整體嵌入式，組合式和鑲拼式四種。這里選擇鑲拼式凹模。 （2）凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸?？煞譃檎w式和組合式，由對(duì)中性，此是模具的凹模和凸模具有相同的截面形狀，故只需要設(shè)計(jì)凹?；蛘咄鼓Ｒ环N結(jié)構(gòu)既可以。 2.成型零件鋼材的選用 根據(jù)對(duì)成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件由足夠的剛度，強(qiáng)度，耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時(shí)考慮它的機(jī)械加工性能和拋光性能。又因?yàn)樵撍芗榇笈罅可a(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的鑲拼式凹模鋼材選用NAK80（美國(guó)牌號(hào)）。對(duì)于成型塑件凸模選用NAK55做動(dòng)模鑲件。此兩種鋼材均來(lái)自日本大同公司。 3.成型零件工作尺寸的計(jì)算。 采用表4-15中的平均尺寸法計(jì)算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照塑件零件圖中給定的公差計(jì)算。 （1） 凹模徑向尺寸的計(jì)算 塑件外部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換：;相應(yīng)的塑件制造公差；；相應(yīng)的塑件制造公差； ; ; 式中，,是塑件的平均收縮率，查表1-2知道ABS的收縮率為0.3%-0.8%，所其平均收縮率；是系數(shù)，查表4-15可知道x一般在0.5-0.8之間，此處選擇；分別是塑件上相應(yīng)的尺寸的公差（下同）；是塑件上相應(yīng)尺寸的制造公差，對(duì)于中小型塑件取（下同）。 （2） 凹模的深度尺寸的計(jì)算 塑件高度方向上尺寸的轉(zhuǎn)換：塑件的最大尺寸（對(duì)中?。﹎m=；相應(yīng)的;塑件最低處的高度尺寸mm=，相應(yīng)的； ； ； 式中，是系數(shù)，由查表4-15可知道一般在0.5-0.7之間，此處?。? 圖4-1 （3） 凹模小型芯的設(shè)計(jì)。 小型芯的徑向尺寸 ; ; ; 圖4-2 凸模鑲件和小型芯的設(shè)計(jì)。 對(duì)于這種對(duì)稱(chēng)性零件，凸模與凹模的截面尺寸基本一致，高度上可以適當(dāng)?shù)脑黾樱梢栽黾幽＞叩膹?qiáng)度，延長(zhǎng)模具的使用壽命。 圖4-3 圖4-4 （4） 滑塊（側(cè)向抽芯設(shè)計(jì)） 由于本鑲件是小型（尺寸比較?。┕蔬x用的抽芯機(jī)構(gòu)為滑塊+斜導(dǎo)柱的側(cè)向抽芯。為了便于后期的修模，現(xiàn)在選用以下的結(jié)構(gòu)， 圖4-5 1. 側(cè)抽芯的設(shè)計(jì) 本塑件的鑲件較小，抽芯較長(zhǎng)，可做成拼接滑塊，滑塊結(jié)構(gòu)如上圖（4-5） 設(shè)計(jì)要點(diǎn)是，通過(guò)UG NX的“斜率分析”（如圖4-6） 圖4-6 該圖紅色區(qū)域表示型腔部分，藍(lán)色區(qū)域表示型芯部分面。而分型面上得區(qū)域有藍(lán)色區(qū)域表示該區(qū)域存在倒扣，需要側(cè)抽芯脫模。分型面以下存在紅色區(qū)域表示存在倒扣位置，需要側(cè)抽芯脫模。 為了便于抽芯，需要在端部做個(gè)脫模斜度，取雙邊的脫模斜度，然后真身位取經(jīng)驗(yàn)值11mm，用螺釘鎖緊在滑塊上。如下圖（4-7）所示 圖4-7 2. 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 直徑取D=6mm 確定斜導(dǎo)柱的斜度：在取值，初取斜導(dǎo)柱的角度； 滑塊的鎖緊角為； 抽芯距離；?。? 斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度L,,由于模具的模仁高度并沒(méi)有確定，故現(xiàn)在只需要確定斜導(dǎo)柱伸入滑塊的長(zhǎng)度即可，剩余長(zhǎng)度可以由模仁高度直接確定。 （49-56）mm取50mm 滑塊的斜導(dǎo)柱內(nèi)孔單邊留有0.5mm的避空位。 3. 滑塊和鎖緊塊的設(shè)計(jì) 鎖緊塊的角度取 由于滑塊要保證一定的強(qiáng)度，設(shè)計(jì)參考表9-6和9-7滑塊和鎖緊塊的經(jīng)驗(yàn)值。 側(cè)抽芯用螺釘連接在滑塊上。 其具體尺寸如下圖4-7所示 圖4-8 其配合精度為H7/f7（滑塊與導(dǎo)滑槽）滑塊頂?shù)膱A角可以減少應(yīng)力集中。 圖4-9 彈簧的選擇：因?yàn)槌樾揪嚯x較長(zhǎng)，故選擇黑色圓彈簧，其規(guī)格如下表 彈簧規(guī)格 TL8X4X30 彈簧行程 7mm 最大壓縮量 14.4mm 剩余壓縮量 2.4mm 當(dāng)前壓縮量 12mm 壓縮狀態(tài)長(zhǎng)度 18mm 擴(kuò)孔直徑 9.5mm 五．模架的確定 根據(jù)模具型腔的布局的中心和凹模鑲件的尺寸可以知道平面尺寸為220X110mm，又考慮到滑塊的抽芯距離和滑塊，鎖緊塊，側(cè)抽芯的徑向總長(zhǎng)。同時(shí)參考選型公式，可確定選用模架為龍記（LKM），（WXL=250mmX300mm），類(lèi)型為CI兩板模。 1.各模板尺寸的確定 A板尺寸，由于考慮冷卻水道的加入，取40mm B板尺寸 ，鑲件對(duì)稱(chēng)，可比A板取稍大一點(diǎn)，取50mm； C板的尺寸，C板高度=限位釘高度+推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+（10-15）mm=（4+5+25+25+10-15）mm=（69-74）mm，初步選擇70mm（標(biāo)準(zhǔn)）； 經(jīng)過(guò)上述確定，知道模架的尺寸如圖4-7所示。 圖4-8 2.模架各尺寸的校核 根據(jù)所選注射機(jī)來(lái)校核模具設(shè)計(jì)的尺寸 1. 模具平面尺寸250X300mm<300X300mm(拉桿間距)，校核合格。 2. 模具高度尺寸220mm,130mm<220mm<240mm,校核合格。 3. 模具的開(kāi)模行程S==4+65+5-10mm=（74-79）mm<220mm(開(kāi)模行程)，校核合格。 六．排氣槽的設(shè)計(jì) 該塑件由于采用側(cè)澆口進(jìn)料，直接在公母模仁開(kāi)排氣槽，同時(shí)鑲件和推桿配合間隙進(jìn)行排氣。 七．脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1.推出方式的確定 本塑件采用推桿推出，便于修模和減少阻力。 2.脫模力的計(jì)算 由于該塑件為厚壁塑件 端面是矩形形狀，脫模力計(jì)算公式為 ; 式中，F(xiàn)是脫模力（N），E是塑料的彈性模量（MPa），查表4-24；S是塑料的平均收縮率（%），查表4-24得；t是塑件的壁厚（mm）；L是被包型芯的長(zhǎng)度（mm）；是塑料的泊松比；是脫模斜度；f是塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù)。查表4-24；r是型芯的平均半徑（mm）；a是矩形的短邊長(zhǎng)度（mm）；b是矩形型芯的長(zhǎng)邊長(zhǎng)度（mm）；A是塑件在與開(kāi)模方向垂直的平面上的投影面積（），當(dāng)塑件底部有通孔時(shí)，A項(xiàng)視為零；是由和決定的無(wú)因次數(shù)，；； 所以1030.5+26.35N=1056.85N 3.校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上得單位壓應(yīng)力 推出面積 A=263.6;推出應(yīng)力 <128MPa(抗壓強(qiáng)度)合格。 推桿的設(shè)計(jì) 根據(jù)塑件的分型面大小，本設(shè)計(jì)采用兩種推桿具體尺寸如圖7-1所示 其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 支撐柱設(shè)計(jì) 為了防止鎖模力，或注塑時(shí)的注塑壓力（脹型力）將動(dòng)模板壓彎變形而造成成型制品的品質(zhì)不能達(dá)到要求，需要在模具底板和動(dòng)模板之間加撐柱，以提高模具的剛性和壽命。撐頭（支撐柱）必須用螺絲或管針與底板固定，撐頭直徑一般在25-50mm之間，撐頭孔需要大于撐頭2mm左右。撐頭用高碳鋼制造。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值選用直徑30mm的兩個(gè)撐頭，避空單邊1mm，用螺釘固定。 限位釘?shù)脑O(shè)計(jì) 在推桿固定板和模具底板之間按模架大小和高度加設(shè)小圓形支承柱，作用是減少推桿底板和模具底板的接觸面積，防止因掉入垃圾或模板變形，導(dǎo)致推桿復(fù)位不良。限位釘大端直徑一般取經(jīng)驗(yàn)值10mm，16mm和20mm.本設(shè)計(jì)取16mm；四個(gè)垃圾釘。 八．冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算很麻煩，在此只進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。設(shè)計(jì)時(shí)忽略模具因空氣對(duì)流，輻射以及與注射機(jī)接觸所散發(fā)的熱量，按單位時(shí)間內(nèi)塑料熔體凝固時(shí)所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水所帶走的熱量。 1.冷卻介質(zhì) ABS屬于中等粘度材料，其成型溫度及模具溫度分別為200和50-80，所以，模具初步選定為。用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。 2.冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算 （1） 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W A． 塑料制品的體積 ； B．塑料制品的質(zhì)量 ; C.塑件的平均厚度為3.5mm，可以查表4-34得；取注射時(shí)間；脫模時(shí)間；則注射周期：=30s。由此得每小時(shí)注射次數(shù)：N=（3600/30）次=120次。 D．單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量：W=Nm=2.38KG/H。 （2）確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量， 查表4-35直接可知道ABS的單位熱流量的范圍在（310-400）KJ/KG,之間，可取. （3）計(jì)算冷卻水的體積流量 設(shè)冷卻水道入水口的水溫為，出水口的水溫為；取水的密度；水的比熱容.則根據(jù)公式可得： ; (4)確定冷卻水路的直徑d 直接按照經(jīng)驗(yàn)值 取d=6mm； （5）冷卻水在管內(nèi)的流速v ； （6）求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù)h 因?yàn)槠骄疁貫?，查?-31可得，則有： (7)計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積A 0.00175; (8)計(jì)算模具所需冷卻水管的總長(zhǎng)度L ； （9）冷卻水路的根數(shù)x 設(shè)每條水路的長(zhǎng)度l=100mm，則冷卻水路的根數(shù)為 根。 由上述計(jì)算可以看出，一條冷卻水道可以滿足要求，不過(guò)，該設(shè)計(jì)為多腔模具，為了冷卻充分，可以增加一根冷卻水道。故采用兩根冷卻水道。 冷卻水道的設(shè)計(jì)。 由上面的計(jì)算可以得出冷卻水道的大致尺寸，其設(shè)計(jì)分布可以按照模具型腔的分布和模具的大小來(lái)設(shè)計(jì)。型腔和型芯對(duì)稱(chēng)布置，模板和型腔，模板和型芯的交界處用密封圈進(jìn)行密封。冷卻水道的布置如圖8-1 圖8-1 九．導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)，定模之間的開(kāi)合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。按作用分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過(guò)定位圈使模具的澆口套能與注射機(jī)噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機(jī)構(gòu)則通過(guò)導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行合模定位。錐面定位則用于動(dòng)定模之間的精密定位，還有使用了側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)中的導(dǎo)向槽定位機(jī)構(gòu)，滑塊與導(dǎo)向槽，斜導(dǎo)柱與滑塊的定位。其他的定位可采用模架本身所帶的定位機(jī)構(gòu)。 十．總裝配圖和零件圖的繪制 經(jīng)過(guò)上述的計(jì)算，把設(shè)計(jì)結(jié)果用總裝配圖來(lái)表示模具結(jié)構(gòu)，主要零件圖的繪制如附圖，附三維模型。 十一.設(shè)計(jì)總結(jié)與心得體會(huì) 本次模具設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)，使自己了解到了注射模具設(shè)計(jì)的基本步驟。提高了自己對(duì)模具設(shè)計(jì)的感性認(rèn)識(shí)，跨越了書(shū)本內(nèi)容的局限性。從實(shí)際例子中去提高了自己各個(gè)方面的設(shè)計(jì)能力，包括提高自己的繪圖能力，提高了查閱手冊(cè)解決問(wèn)題的速度。能吸取網(wǎng)上的前輩實(shí)際例子中得出經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。總結(jié)了模具設(shè)計(jì)的基本步驟與內(nèi)容：注塑模具設(shè)計(jì)之前的準(zhǔn)備：分析塑料產(chǎn)品的外觀與尺寸要求，制造要求，模具要求和結(jié)構(gòu)分析，進(jìn)料分析，側(cè)向凹凸分析，脫模分析，澆注系統(tǒng)分析，模具機(jī)構(gòu)，側(cè)向抽芯分析，推出系統(tǒng)設(shè)計(jì)，溫度控制系統(tǒng)分析，排氣問(wèn)題分析以及加工上的問(wèn)題。總之設(shè)計(jì)關(guān)于模具質(zhì)量方面的問(wèn)題都要考慮。模具裝配圖包括2D和3D圖的繪制使自己繪圖能力得到很大的提高，特別是UG三維圖形的繪制，模架及其他標(biāo)準(zhǔn)件的調(diào)用等。雖然現(xiàn)在與一名合格的模具設(shè)計(jì)師還有很大的距離，不過(guò)相信有志者事竟成。 此次課程設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)好塑料模具這門(mén)課程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是對(duì)整個(gè)課程的一個(gè)全面的考察，也是對(duì)我們以前學(xué)過(guò)的機(jī)械制圖，公差與技術(shù)測(cè)量，機(jī)械原理，材料成型原理，材料成型工藝，材料成型設(shè)備，等一系列課程的綜合考察。使我們能夠更好的分析和解決塑料模具設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，進(jìn)一步鞏固，加深和拓寬我們所學(xué)的知識(shí)。 通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐，逐步樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)思路，和流程。掌握塑料模具設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析和解決問(wèn)題的能力。通過(guò)計(jì)算，繪圖和運(yùn)用各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，設(shè)計(jì)手冊(cè)等有關(guān)資料，對(duì)設(shè)計(jì)一整套模具的方法有了充分的認(rèn)識(shí)，為畢業(yè)設(shè)計(jì)做好了準(zhǔn)備。 在設(shè)計(jì)工程中所涉及到的公式，都是從各個(gè)參考文獻(xiàn)中經(jīng)過(guò)比較而選取的，選擇上來(lái)講，還是較為合理的，計(jì)算結(jié)果正確，能滿足塑件的制造要求。 模具在選材過(guò)程中，在滿足要求的前提下盡量采用性?xún)r(jià)比高而又滿足要求的的材料，主要的零部件都是較為常用的制造方便，能夠使用標(biāo)準(zhǔn)件的盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件。 在這次的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我學(xué)到了很多書(shū)本上沒(méi)有學(xué)到的東西，在老師的指點(diǎn)和同學(xué)的幫助下，順利的完成了這次任務(wù)。也使我發(fā)現(xiàn)了自身很多不足的地方。在選取某些材料，配合公差時(shí)，經(jīng)常是和參考文獻(xiàn)上的一樣，不是特別的熟練。使我認(rèn)識(shí)到自己水平的有限和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的欠缺，另外就是缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在思考某些東西的時(shí)候要查閱很多的書(shū)籍才能搞懂，為我以后的學(xué)習(xí)指明了方向。 總之，本次課程設(shè)計(jì)使我受益匪淺，我會(huì)在今后的學(xué)習(xí)和工作中繼續(xù)努力，為我的不足得到更好的完善。在此，感謝老師的指導(dǎo)！ 參考文獻(xiàn) [1]屈華昌主編.塑料成型加工工藝與模具設(shè)計(jì) 北京:高等教育出版社.2006.7 [2]陳劍鶴主編.模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社 2009.3 [3]王善勤主編.塑料注射成型工藝與設(shè)備 北京:中國(guó)輕工出版社.2000.3 [4]洪慎章主編.塑料加工速查手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社2009.9 [5]胡建國(guó)主編.機(jī)械工程圖學(xué) 機(jī)械工業(yè)出版社 2004.8 [6]塑料模具技術(shù)手冊(cè)編委會(huì).塑料技術(shù)手冊(cè) 北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1997.6 [7]何忠保等編.典型零件模具圖冊(cè) 北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2000.11 [8]馮愛(ài)新主編.塑料模具工程師手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 2009.2 [9]錢(qián)可強(qiáng).機(jī)械制圖 北京:高等教育出版社.2003.6 [10]廖念釗.古瑩庵等.互換性與技術(shù)測(cè)量 北京:中國(guó)計(jì)量出版社.2000.1 [11]伍先明.王群等.塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 國(guó)防工業(yè)出版社.2008.2 [12]劉瑾主編.機(jī)械制造 機(jī)械工業(yè)出版社 2008.2 [13]徐學(xué)林主編.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 湖南大學(xué)出版社，2009.8 [14]馮愛(ài)新主編.塑料模具工程師手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 2009.2 [15]陳國(guó)香主編.機(jī)械制造與模具制造工藝學(xué) 清華大學(xué)出版社 2006.5 致謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)即將要結(jié)束了，此刻的我，心情不能平靜?；貞浽趯W(xué)院學(xué)習(xí)的三年中，令我難忘的是我們機(jī)械系的老師們，他們那治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，品德高尚，平易近人，使我在學(xué)習(xí)期間不僅得到了做學(xué)問(wèn)的道理，更懂得了做人的準(zhǔn)則，這些都將使我終生受益。 在做畢業(yè)設(shè)計(jì)最后的半年期間，無(wú)論是在理論學(xué)習(xí)階段，還是在論文的選題、資料查詢(xún)、開(kāi)題、研究及繪圖過(guò)程的每一個(gè)環(huán)節(jié)，無(wú)不得到我的指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和幫助。他嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，待人以誠(chéng)的寬廣胸懷以及淵博的知識(shí)為我們樹(shù)立了榜樣，做學(xué)問(wèn)的楷模。 我愿借此機(jī)會(huì)向在這三年里關(guān)心我們的機(jī)械系老師們表示衷心的感謝！同時(shí)，也對(duì)我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)做出大量輔導(dǎo)的材料成型教研室老師的辛勤栽培表示由衷感謝。 時(shí)光匆匆而逝，我的大學(xué)生活馬上也要結(jié)束。仍清楚記得第一次走進(jìn)學(xué)院時(shí)憧憬，在這三年的學(xué)習(xí)和生活中，我沒(méi)有忘記過(guò)我的諾言，沒(méi)有放棄過(guò)我的追求，我一直在堅(jiān)持著奮斗著。大學(xué)生活的酸甜苦辣總是深刻的留在我的腦海里。 我愿在未來(lái)的學(xué)習(xí)和研究過(guò)程中，以更加豐厚的成果來(lái)答謝曾經(jīng)關(guān)心、幫助和支持過(guò)我的學(xué)院所有領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)、和朋友們。 第 28 頁(yè) 共 28 頁(yè)