繼電器外殼注塑模具設計【14張CAD圖紙+PDF圖】

喜歡這套資料就充值下載吧。資源目錄里展示的都可在線預覽哦。下載后都有，請放心下載，文件全都包含在內，【有疑問咨詢QQ:1064457796 或 1304139763】 沖壓模具設計中側壁起皺的分析F.-k. Chen and Y.-C. Liao臺灣 臺北市國立臺灣大學機械工程部門在沖壓過程中，起皺一般發(fā)生在有錐度的方形杯子和帶有階梯的矩形杯子成形時。這兩種起皺類型的共同特征是起皺都發(fā)生在相對沒有支撐的側壁。在沖壓一個有錐度的方形杯子時，當發(fā)生起皺時，比如沖模間隙和沖壓毛壞的壓力大小等參數的影響通過有限元模擬方法被檢查到。模擬結果顯示沖模間隙越大，起皺的就越明顯，而且起皺不能通過增加沖壓力來被抑制。在研究帶有階梯的矩形杯子沖壓過程的起皺時，發(fā)現了一個有相似幾何類型的實際部分。在側壁被發(fā)現的起皺是因為介于沖頭和階梯邊緣的金屬板料不平衡伸展造成的。為減少起皺，一個最適宜的沖模設計方法就是利用有限元分析法。在無起皺產品中介于模擬結果和實測結果的好協(xié)議使有限元分析法生效，而且證實了利用有限元分析法去設計沖模的優(yōu)勢。關鍵詞：側壁起皺；沖模；階梯的矩形杯子；帶有錐度的主形杯子1 介紹起皺是在金屬板料成形中主要的缺陷之一。由于性能和視察的原因，在產品中起皺往往不能被接受。在金屬板料成形過程中，有三種形式的起皺頻繁的發(fā)生：邊緣起皺，側壁起皺和由于殘余的彈性壓力引起的未變形區(qū)域的彈性彎曲。在沖壓一個復雜形狀零件的操作時，側壁起皺意味著沖模腔中的起皺。由于側壁區(qū)域的金屬板料相對于其它區(qū)域的金屬板料不被工具所保征質量，側壁起皺的消除比邊緣起皺的抑制更難。很明顯，在未被加固的側壁區(qū)域中的金屬材料的額外拉伸可能防止起皺，而且在實際操作中也可以通過增加沖壓力來防止起皺，但是過度的拉力會通過裂痕導致失敗。因此，沖壓力必須處于一個狹小的范圍，一方面，要高于抑制起皺的力，另一方面，要低于產生破裂的力。沖壓力的狹小范圍很難計算。對于沖壓一個復雜形狀的零件，當起皺發(fā)生在中心區(qū)域時，有意義的沖壓力范圍甚至不存在。 為了檢查起皺的形成結構，Yoshida et al.發(fā)明了一種測試，在這種測試里，一塊薄板料不是均勻的沿著它的斜度被拉伸。他們也計劃一個近似的理論模型，在這種模型里面，起皺的開始取決于在壓力不均勻區(qū)域中有壓縮的側部力的彈性灣曲。Yu et al.從實驗性和分析性上研究起皺問題，通過理論分析，他發(fā)現帶有兩個圓周波的起皺可能發(fā)生，然而，實驗結果顯示是四到六個。當通過一個有錐度的模具畫出金屬板料時，Narayanasamy和sowerby用平底的沖頭和半球狀的沖頭檢查金屬板料的起皺。他們也試圖去把可以抑制起皺的道具分類。 那些努力都被聚中于和簡單形狀零件關聯(lián)的起皺問題上，例如：一個圓形的杯子。在90年代早期，金屬板料成形中三維動態(tài)軟件和有限元方法的成功運用使得分析包括在沖壓一個復雜形狀零件的起皺問題成為可能。在當前的研究中，三維有限元分析法被用來分析在沖壓一個帶有階梯的矩形部分的過程中，產生起皺的金屬流動制造參數上。 一個帶有階梯的方形杯子，在杯子的每一邊都有一個傾斜的側壁，在帶有錐度的杯子也相應的存在傾斜的側壁。在沖壓過程中，側壁上的金屬板料相對沒被支撐，因此，這個部位更容易起皺。在當前的研究中，起皺過程中的各種不同的制造參數的影響都在被研究。在沖壓一個帶有階梯的方形杯子時，就像圖1B顯示的一樣，可以觀測到另一種形式的起皺。為了評估分析的效力，在當前的研究中，一個確切階梯幾何形狀的物體被檢測。通過使用有限元分析法和用適宜的模具設計來減少起皺，起皺的原因被確定。在觀測一個實際產品成形時，通過有限元分析法得到的模具設計方法得到證實。圖1帶有錐度方形杯子的拉伸（a）和帶有階梯的矩形杯子的拉伸（b）2有限元模型包括沖頭、模具和毛壞固定器等工具幾何學是用CAD或PRO/E軟件來設計的。同樣用CAD軟件，三節(jié)點和四節(jié)點的外形元素被采用用來為以上工具生產網眼系統(tǒng)。對于有限元模擬來說，工具被認為是剛硬的，而且對應的網眼被用來定義工具幾何學而不是壓力分析。同樣CAD軟件使用四節(jié)點外形元素來為板形壞料構造網眼。圖2顯示工具的完整布置的網眼系統(tǒng)和用來沖壓帶有階梯方形杯子的板形壞料。由于對稱條件，方形杯子的四分之一被分析。在模擬中，板形壞料放在壓力機上，沖模向下移動，逆著壓力機夾緊板形壞料。然后沖模上升使得板形壞料按著模腔成形。圖2 有限元網眼 為了表演一個精確的有限元分析法，金屬板料的真實應力應變曲線被要求是輸入數據的一部分。在當前的研究中，拉深成形的金屬板料也被用來模擬。為在飛機上切割下的樣本測試被進行，它們依次從0度的旋轉方向到45度的旋轉方向，再到90度的旋轉方向進行著。平均的流動力，計算方程為=（0+245+90）/4，因為每一個方法真實應變通常用來模擬帶錐度方形杯子和帶階梯矩形的沖壓，就如圖3顯示的那樣。 當前研究中所有的模擬利用有限元程序PAM-STAMP涉及SGI Indigo2工作站。為了完成模似所需輸入數據的設置，沖頭的速度一般設置在10m/s，庫侖摩擦系數設置在0.1。圖3 金屬板料的應力應變關系3 錐度方形杯中的起皺 正像圖1a顯示的那樣，草圖暗示著一些有關錐度方形杯子的尺寸，方形沖頭每一面的長度（2WP）、模腔的尺寸（2Wd）和高度(H)被認為是影響起皺的至關重要尺寸。在當前研究中，模腔尺寸和沖頭尺寸的差距的一半稱作沖模間隙（記作G），G= Wd- WP。相關的在側壁沒被支撐的金屬板料的寬度取決于沖模間隙，起皺假想通過增加沖壓力來被抑制。相對于沖壓一個錐度方形杯子，沖模間隙和沖壓力兩方面的影響在接下來的部分被研究。3.1沖模間隙的影響為了檢查沖模間隙對起皺的影響，在沖壓一個錐度方形杯子時，分別用20mm，30mm，50mm大小的沖模間隙進行模擬沖壓。在每次模擬沖壓中，模腔的尺寸都是固定在200mm，而且杯子拉深的高度都是100mm。三次模擬中使用的金屬板料都是380X380的方形尺寸，厚度也都是0.7mm，金屬的應力應變曲線如圖3所示。圖4 G=50mm的帶有錐度的方形杯子 模擬結果顯示三次模擬中都發(fā)生起皺現象，沖模間隙為50mm沖壓出來的杯子模擬形狀如圖4。從圖4中可以看出，起皺分布在側壁，側壁拐角尤其明顯。這就說明在沖壓過程中，起皺是由于在側壁有大面積區(qū)域不被支撐，同樣，由于沖模間隙不一樣，沖頭各邊的長度和模腔尺寸也不一樣。由于橫向壓力的存大，在沖頭和模腔中拉深成形的金屬板料越來越不牢固。在壓縮下，側壁金屬板料不受限制的拉伸是起皺的主要原因。為了比較三種不同間隙沖壓出來的產品，兩個主要的應變比率被介紹，=min/max，這里的min和max分別是主要的和次要的應變。Hosford和Caddell已經展示了的實際值比的評論值大，假設當起皺發(fā)生時，的實際值越大，起皺的可能性就越大。 在三個沖模間隙不同的沖壓中，同一側壁高度，沿著橫截面M-N的值在圖4中標記出，在圖5中畫出。圖5中說明嚴重的起皺一般發(fā)生在拐角處，而對三個沖模間隙不同的沖壓，在側壁中心很少發(fā)生起皺。還說明了沖模間隙越大，的實際值就越大。因此，增加沖模間隙將增加在錐度方形杯子側壁處發(fā)生起皺的可能性。3.2沖壓力的影響眾所周知，在沖壓過程中，增加沖壓力可以幫助排除起皺。為了研究增加沖壓力的影響，沖模間隙為50mm與起皺是有關聯(lián)的，用沖模間隙為50mm的模具沖壓帶有錐度方形杯子被用不同的沖壓力來模擬了。沖壓從100KN增加到600KN，這兩個力分別產生0.33Mpa和1.98Mpa。在上述部分，剩下的模擬條件與給定的是一樣的。處于中間的300KN也被用來模擬。模擬結果顯示沖壓力的增加并沒有幫助消除發(fā)生在側壁的起皺。在圖4中已標出沿著橫截面M-N的值與沖壓力為100KN和600KN的值作比較。模擬結果指出兩種情況下，沿著橫截面M-N的值是一樣的。為了檢查兩種不同沖壓力的起皺形狀，正如圖4和圖6標出的那樣，側壁上從底部向上有五處不同位置的橫截面。從圖6可以看出，兩個外殼的波浪形橫截面是相似的。這就說明在沖壓帶有錐度的方形杯子時，沖壓力不影響起皺的發(fā)生，這是因為起皺的原因主要是由于在有橫向壓力存在的側壁處有大面積區(qū)域不被支撐。沖壓力對沖頭和模腔之間材料不穩(wěn)定的模式并沒有影響。圖5 沿著橫截面M-N不同沖模間隙的值4階梯矩形杯子在沖壓一個階梯矩形杯子時，起皺發(fā)生在側壁即使沖模間隙并不是那么重要。輪廓1顯示沖壓階梯矩形杯子的沖頭草圖，在這張草圖中，側壁C沿臺階D-E而行。在近期的研究中，在一個實際的產品中檢查到了這種幾何形狀。這種產品使用的原材料的厚度是0.7mm，從拉力測試中獲得的應力應變關系如圖3所示。這種沖壓部分產品的程序包括通過清理焊縫的深拉。在這種深拉過程中，沒有焊縫被用在沖模表面來幫助幫助金屬的流動。但是，由于沖頭拐角處的半徑過小和其復雜的幾何形狀，如圖7顯示的那樣，在沖頭邊緣上部經常發(fā)生拉裂，在真實產品的側壁處經常發(fā)生起皺。從圖7中可以看出，皺紋發(fā)分布在側壁上，但是在階梯邊緣拐角處最為嚴重，就像圖1（b）中A-D，B-E顯示的那樣。在沖頭的上部邊緣，金屬往往被拉裂，就像圖7所示。為了進一步的了解沖壓過程中板料的變形，誕生了一種有限元的方法。這種有限元模擬方法被在最初的設計中。部分的模擬形狀如圖8所示。從圖8中可以看出，零件上部邊緣的網眼被拉深，皺紋分布在側壁上，類似真實零件中的那樣。圖6 從圖a的100KN到圖b的600KN不同側壁高度的橫截面線條圖7 產品零件中的拉裂和起皺圖8 產品拉裂和起皺的模擬形狀如圖1（b）就像A-B邊緣半徑和沖孔拐角處A的半徑一樣，沖孔的半徑也很小，這被認為是拉裂的最主要原因。但是，根據有限元分析的結果，拉裂可以通過增加以半徑來避免。這種理念在現實產品中通過增加半徑得到證實。個別的嘗試也被用來消除起皺。第一，沖壓力加到原來的2倍。但是，就像在拉深帶有錐度的杯子中得到的結果一樣，沖壓力對消除起皺現象沒有起有很大的效果。通過增加摩擦和毛坯尺寸也得到同樣的結論。于是我們推測，這種起皺不能通過增加沖壓力來得到抑制。由于在金屬屈服于過大壓力的區(qū)域，往往會因為大量的金屬流動而起皺，一種通過在起皺區(qū)域增加掛鉤用于消除起皺的簡單方法被用來吸收多余的材料。為了多余的金屬能有效的被吸收，掛鉤應該平衡的加在起皺位置?；谶@種理念，兩個掛鉤被加在鄰近在壁上吸收多余的材料，如圖9如示。模擬結果顯示，階梯拐角處的起皺正如想象的那樣被吸收，但是，一些起皺仍然沒被吸收。這說明在側壁處需要更多的掛鉤來吸收所有過量的材料，但是這在模具設計中是不允許的。利用有限元分析法分析沖壓工序的一個優(yōu)勢是沖壓過程中板料的變形形狀可以被監(jiān)測，而這在真實的產品沖壓過程中是不可能的。對沖壓過程中金屬流動的精密監(jiān)測顯示板料最開始通過沖頭的力按模腔的形狀成形，直到板料接觸到如圖1（b）階梯D-E邊緣才形成起皺。起皺的形狀如圖9 加到側壁的起皺圖10顯示的那樣。這就為模具設計的改進提供了有價值的信息。圖10 當板料接觸臺階邊緣的起皺形成圖11 切除了的臺階拐角對于起皺的發(fā)生，最初的一個猜想是沖頭拐角處范圍A和階梯拐角處范圍D之間的金屬板料處于不平坦的拉深，就如圖1（b）所示。階梯拐角處被切主要是為了改善拉深條件，這樣就允許通過增加階梯邊緣有更多的拉伸被應用到如圖11所示，從而使得模具設計的改進得到發(fā)展。但是，杯子側壁處仍然有起皺，這就意味著起皺是因為整個沖頭邊緣和整個階梯邊緣的不平坦引起的，不僅僅是沖頭拐角處和階梯拐角處之間的不平坦。為了證實這種說法，兩種改進過了的模具設計被用來實驗：為了描述想象中的形狀用兩種拉深操作，一種是切去整個階梯，而另一種是增加更多的拉深操作。前一個方法的模擬形狀所圖12所示。自從更低的階梯被切去后，拉深工序與圖12中的矩形杯子拉深工序性很相似。從圖12中可以看出起皺現象已被消除。在這兩種操作的拉深工序中，板料最初是被拉到很深的階梯處，如圖13（a）所示，然后，較低的階梯在第二步拉深操作中成形，同是，如圖13（b）所示的想象形狀也得到了。從圖13（b）可以清晰的看出，通過兩步拉深工序可以造出沒有起皺的階梯矩形杯子，同時也說明在兩步拉深工序中，如果相應的順序被應用，則更低一些的階梯處的成形是伴隨更深階梯處成形和最深階梯邊緣處成形的最早成形，如圖1(b)中的A-B，因為金屬不容易通過較低的階梯進入模具型腔。圖12改善模具設計的模擬形狀圖13 兩個操作步驟中的a第一步操作 b第二步操作有限元分析法說明用簡單的拉深操作來設計理想產品的沖壓模具設計是很難完成的。但是，由于額外的模具費用和操作費用，兩個操作的制造費用是很高的。為了保持較低的制造費用，零件的設計師對形狀做出了合適的改變，而且通過有限元模擬分析法結果去切除較低的臺階來改善模具設計，如圖12所示。隨著設計方法的改進，產品真實的沖壓模具被制造出來，而且零件還沒有起皺，如圖14所示。通過有限元模擬分析法得到的零件也沒有起皺。為了進一步驗證有限元模擬分析法的結果，有限元模擬分析法得到的沿橫截面G-H的厚度分布如圖14所示，這與產品的尺寸做了比較，比較的結果顯示在圖15。從圖15可以看出有限元模擬分析法得到的預想的厚度分布和產品得到的厚度分布是相符合的。這種吻合證實了有限元模擬分析法的效率。圖14 無缺陷產品零件圖15 G-H處模擬和測量厚度5概要和結束語通過有限元模擬分析法研究了兩種在沖壓過程中的起皺，而且還檢查了其起皺的原因和消除起皺的方法。第一種形式的起皺發(fā)生在沖壓帶有錐度的方形杯子的側壁上，這種起皺的原因是因為沖模間隙過大（沖模間隙就是模腔的尺寸和沖頭的尺寸的差距）。當金屬被拉至模腔中，在沖頭和型腔中有一有害的拉深時，大的沖模間隙導致金屬板料的大面積區(qū)域不被支撐，因此大面積區(qū)域不被支撐導致起皺。有限元模擬分析法顯示這種起皺不能通過增加沖壓力的方法來得到抑制。另一種形式的起皺發(fā)生在有階梯矩形的幾何形狀物體沖壓過程中。起皺往往發(fā)生在臺階以上的側壁，甚至沖模的間隙不是足夠的大。通過有限元模擬法得知，這種起皺主要是由于在沖頭和臺階邊緣存在不平坦的拉伸。在模具設計過程中，通過有限元模擬分析法單獨的嘗試被用來消除起皺，切除了臺階的模具被建立。通過無缺陷的零件證實了這種模具設計方法對消除起皺的作用。有限元模擬分析法得到的結果和真實產品中看到的結果相吻合說明了有限元模擬分析法的準確性，還證實了用有限元分析法代替真實的模具制造方法的效力。感謝作者希望感謝中國人民共和國民族科學委員會授于NSC-86-2212-E002-028編號才使得這個項目得到發(fā)展。他們也希望感謝KYM提供了產品零件。參考文獻1. K. Yoshida， H. Hayashi， K. Miyauchi， Y. Yamato， K. Abe， M. Usuda， R. Ishida and Y. Oike，在金屬板料，皺紋機械工具的效果取決于不均勻的拉深2. T.X.Yu，W.Johnson 和 W.J.Stronge， “圓形碟子在半球形模具中的沖壓成形”，機械學雜志，26，pp.131-148，19843. W.J.stronge，M.P.F.Sutcliffe和T.X.Yu，在沖壓期間，圓形碟子的塑性起皺。實驗的技巧，pp.345-353，1986.4. R.Narayanasamy和R.Sowerby，“當用一種圓錐形的沖模成形時的金屬板料起皺”，材料處理技術雜志，41，pp.275-290，1994.5. W.F.Hosford 和 R.M.Caddell，金屬成形:機械和冶金，1993年第二季。繼電器外殼注塑模具設計摘要：模具工業(yè)的發(fā)展，日益受到人們的重視和關注?！澳＞呤焦I(yè)生產的基礎工藝裝備”也已經取得了共識。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通信等產品中，6080的部件都要依靠模具成型。本論文介紹的是電磁繼電器外殼的注塑模具設計。本論文詳細介紹了整個模具的設計過程，對各機構和系統(tǒng)進行了詳盡的分析，包括模具結構設計、澆注系統(tǒng)的設計、冷卻系統(tǒng)設計、脫模機構設計、排氣系統(tǒng)設計、抽芯機構設計，合模機構設計，導向機構設計等。除此之外還介紹了注塑材料成型工藝和性能，以及注塑機的選用和對部分參數的校核。此設計多采用標準件，結構設計緊湊，目的為了降低模具的制造成本，提高生產效率。設計過程中使用了AutoCAD, UG等計算機輔助軟件繪制了各主要零件圖、制品圖、以及大量結構設計圖，大大縮短了設計的周期。關鍵詞：注塑模具PS繼電器外殼i畢業(yè)設計（論文）開題報告題目 繼電器外殼注塑模 一、選題的依據及意義：模具生產水平的高低已成為衡量一個國家產品水平高低的重要標志，因為模具在很大程度上決定著產品的質量、效益、和新產品的開發(fā)能力。隨著我國加入WTO，我國模具工業(yè)的發(fā)展將面臨新的機遇和挑戰(zhàn)。我國的模具工業(yè)的發(fā)展，日益受到人們的重視和關注?！澳＞呤焦I(yè)生產的基礎工藝裝備”也已經取得了共識。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通信等產品中，6080的部件都要依靠模具成型。用模具生產制件所具備的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產效率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效率放大器”，用模具生產的最終產品價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。目前全世界模具年產值約為1000億美元，日、美等工業(yè)發(fā)達國家的模具工業(yè)產值已超過機床工業(yè)。近幾年，我國模具工業(yè)一直以每年15左右的增長速度發(fā)展，2009年，我國模具總產值超過800億元人民幣。二、國內外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）：1. 國內外研究概況1） 塑料模今年來，我國塑料模有很大的進步。在大型塑料模方面，已能生產34英寸大屏幕彩電塑殼模具，6kg大容量洗衣機全套塑料模具及汽車保險桿和整體儀表板等塑料模具。在精密塑料模具方面，已能生產多型腔小模數齒輪模具和600腔塑封模具，還能生產厚度僅為0.08mm的1模2腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等。內熱式或外熱式熱流道裝置得以采用，少數單位采用了具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具，完全消除了制件的澆口痕跡。氣體輔助注射技術已成功得到應用。在精度方面，塑料模具制造精度可達0.020.05mm(國外可達0.0050.01mm),分型面接觸間隙為0.02mm,模板的彈性變形為0.05mm,型面的表面粗糙度值為Ra0.20.25g,塑料模具壽命已達100萬次（國外可達300萬次），模具制造周期仍比國外長24倍。這些標志著模具總體水平的參數指標與國外相比尚有較大差距。2） 模具CAD/CAE/CAM模具CAD/CAE/CAM技術是改造傳統(tǒng)模具生產方式的關鍵技術，能顯著縮短模具設計與制造周期，降低生產成本，提高生產質量。它使技術人員能借助于計算機對產品、模具結構、成形工藝、數控加工及成本等進行設計和優(yōu)化。以生產家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引僅了相當數量的CAD/CAM系統(tǒng)，實現了CAD/CAM集成，并采用了CAE技術對成型過程進行計算機模擬等，數控加工的使用率也越來越高，取得了一定的經濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAE/CAM技術的發(fā)展。近年來，我國自開發(fā)的有上海交大的沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)；北京北航海爾軟件有限公司的CAXA系列軟件；吉林金網絡模具工程研究中心的沖壓CAD/CAE/CAM系統(tǒng)等，為進一步普及模具CAD/CAM技術創(chuàng)造了良好條件。目前我國計算機輔助技術軟件開發(fā)，尚處于較低水平，需要知識和經驗的積累。3） 模具標準件模具標準件對縮短模具制造周期，提高質量，降低成本，能起很大作用。因此，模具標準件越來越廣泛地應得到采用。模具標準件主要有冷沖模架、塑料模架、推桿和彈簧等。新型彈性元件如氮氣彈簧亦已在推廣應用中。4） 模具材料與熱處理模具材料的質量、性能、品種和供貨是否及時，對模具的質量和使用壽命以及經濟效益有著直接的重大影響。近年來，國內一些模具鋼生產企業(yè)已相繼建成和引進了一些先進工藝設備，使國內模具鋼品種規(guī)格不合理狀況有所改善，模具鋼質量有較大程度的提高。但國產模具鋼鋼種不全，不成系列，多品種、精料化、制品化等方面尚待解決。另外，還需要研究適應玻璃、陶瓷、耐火磚和地磚等成型模具用材料系列。模具熱處理使關系能否充分保證模具鋼性能的關鍵環(huán)節(jié)。國內大部分企業(yè)在模具淬火時仍采用鹽熔爐或電爐加熱，由于模具熱處理工藝執(zhí)行不嚴，處理質量不高，而且不穩(wěn)定，直接影響模具使用壽命和質量。近年來，真空熱處理爐開始廣泛用于模具制造。2.發(fā)展趨勢 (1) 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網絡化發(fā)展1） 模具軟件功能集成化。模具軟件功能的集成化要求軟件的功能模塊比較齊全，同時個功能模塊采用同一數據模型，以實現信息的綜合管理與共享，從而支持模具設計，制造，裝配，檢驗，測試及生產管理的全過程，達到實現最佳效益的目的。如英國Deleam公司的系列化軟件就包括了曲面/實體幾何造型，復雜形體工程制圖，工業(yè)設計高級渲染，塑料模設計專家系統(tǒng)，逆向工程系統(tǒng)及復雜形體在線測量系統(tǒng)等。集成化程度高的軟件還包括：Pro/E,UG和CATIA等。2） 模具設計，分析及制造的三維化。傳統(tǒng)的二維模具結構設計已越來越不適應現代化生產和集成化技術要求。模具設計，分析，制造的三維化，無紙化要求新一代模具軟件以立體的，直觀的感覺來設計模具，所采用的三維數字化模型能方便地用于產品的CAE分析，模具可制造性評價和數控加工，成形過程模擬及信息的管理與共享。如Pro/E,UG和CATIA等軟件具備參數化，基于特征，全相關等特點，從而使模具并行工程成為可能。另外，Cimatran公司的Moldexpert,Deleam公司的Ps-mold 及日立造船的Space-E/mold均是3D專業(yè)注射模設計軟件，可進行交互式3D型腔，型芯設計，模架配置及典型結構設計。澳大利亞Moldflow公司的三維真實感流動模擬軟件Moldflow Advisers已經受到用戶廣泛的好評和應用。面向制造，基于知識的智能化功能是衡量模具軟件先進性和實用性的重要標志之一。如Cimatron公司的注射模專家軟件能根據脫模方向自動產生分型線和分型面，生成與制品相對應的型芯和型腔，實現模架零件的全相關，自動產生材料明細表和供NC加工的鉆孔表格，并能進行智能化加工參數設定，加工結果校驗等。3） 模具軟件應用的網絡化趨勢。隨著模具在企業(yè)競爭，合作，生產和管理等方面的全球化，國際化，以及計算機軟硬技術的迅速發(fā)展，模具軟件應用的網絡化的發(fā)展趨勢是使CAD/CAE/CAM技術跨地區(qū)，跨企業(yè)，跨院所在整個行業(yè)中推廣，實現技術資源的重新整合，使虛擬設計，敏捷制造技術成為可能。美國在其21世紀制造企業(yè)戰(zhàn)略中指出，到2006年要實現汽車工業(yè)敏捷生產/虛擬工程方案，使汽車開發(fā)周期從40個月縮短到4個月。(2)模具檢測和加工設備向精密、高效和多功能方向發(fā)展1） 模具向著精密，復雜，大型的方向發(fā)展，對檢測設備的要求越來越高。目前國內廠家使用較多的有意大利，美國，日本等國的高精度三坐標測量機，并具有數字化掃描功能。實現了從測量實物-建立數學模型-輸出工程圖紙-模具制造全過程，成功實現了逆向工程的開發(fā)和應用。2） 數控電火花加工機床。日本沙迪克公司采用直線電機伺服器驅動的AQ325L，AQ550LIS-WEDM具有驅動反應快，傳動及定位精度高，熱變形小等優(yōu)點。瑞士夏米爾公司的NCEDM具有P-E3自適應控制，PCE能量控制及自動編程專家系統(tǒng)，另外有些EDM還采用混粉加工工藝，微精加工脈沖電源及模糊控制（FC）等技術。3） 高速銑削機床（HSM）銑削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質量好、加工效率高（為普通銑削加工的5-10倍）及可加工硬材料（60HRC）等諸多優(yōu)點。因而在模具加工中日益受到重視。HSM主要用于大，中型模具加工，如汽車覆蓋件模具，壓鑄模，大型塑料模等曲面加工。4） 模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展。隨著各種新技術的迅速發(fā)展，國外已出現了模具自動加工系統(tǒng)，這也是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動定位夾具或定位盤；有完整的機具，刀具數控庫；有完整的數控柔性同步系統(tǒng)；有質量檢測控制系統(tǒng)。(3) 快速經濟制模技術的廣泛應用縮短產品開發(fā)周期是贏得市場競爭的有效手段之一。與傳統(tǒng)模具加工技術相比，快速經濟制模技術具有制模周期短，成本較底的特點，精度和壽命又能滿足生產需求，是綜合經濟效益比較顯著的模具制造技術?？焖僭椭圃欤≧PM）技術是集精密機械制造，計算機技術，NC技術，激光成型技術和材料科學與一體的新技術，是當前最先進的零件及模具成型方法之一。RPM技術可直接或間接用于模具制造，具有技術先進的概念設計到制造完成僅為傳統(tǒng)加工方法所需時間的1/3和成本的1/4左右?，F在是多品種，少批量生產的時代，到下一個世紀，這種生產方式占工業(yè)生產的比例將達75%以上。一方面是制品使用周期短，品種更新快，另一方面制品的花樣變化頻繁，均要求模具的生產周期越快越好。因此，開發(fā)快速經濟模具越來越引起人們的重視。例如，研制各種超塑性材料（環(huán)氧，聚脂等）制造（或其中填充金屬粉末，玻璃纖維等）的簡易模具，中，低熔點合金模具，噴涂成型模具，快速模架，快速凸模等也將日益發(fā)展。另外，采用計算機控制和機械手操作的快速換模裝置，快速試模技術也會得到發(fā)展和提高。(4) 模具材料及表面處理技術的研究因選材料和用材不當，致使模具過早失效，大約占失效模具的45%以上。在整個模具價格構成中，材料所占比重不大，一般在20%-30%，因此，選用優(yōu)質鋼材和應用的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要，對于模具鋼來說，要采用電渣重熔工藝，努力提高鋼的純凈度，等向性，致密度和均勻性及研制更高性能或有特殊性能的模具鋼，如采用粉末冶金工藝制造的粉末高速鋼等。粉末高速鋼解決原來高速鋼冶煉過程中產生的一次碳化物粗大和偏析，從而影響材質的問題。其碳化物微細，組織均勻，沒有材料方向性，因此，它具有韌性高，磨削工藝性好，耐磨性高，長年使用尺寸穩(wěn)定等特點，特別對形狀復雜的沖件及高速沖壓的模具，其優(yōu)越性更加突出，是一種很有發(fā)展前途的鋼材。模具鋼品種規(guī)格多樣化，產品精細化，制品化，盡量縮短供貨時間亦是重要發(fā)展趨勢。熱處理和表面處理是能否充分發(fā)展模具鋼材性能的關鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的主要趨勢是：由滲入單一元素向多元素共滲，復合滲（如TD法）發(fā)展；由一般擴散向CVD，PVD，PVCD，離子滲入，離子注入等方向發(fā)展；可采用的鍍膜有：TiC,TiN,TiCN,TiAlN,CrN,Cr7c3,W2C等，同時熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外，目前對激光強化，輝光離子氮化技術及電鍍（刷鍍）防腐強化等技術也日益受到重視。(5) 模具研磨拋光將向自動化、智能化方向發(fā)展模具表面的精加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質量對模具使用壽命、制件外觀拋光為主，不僅效率低（約占整個制造周期的1/3），且工人勞動強度大，質量不穩(wěn)定，制約了我國模具加工向更高層次發(fā)展趨勢。日本已研制了數控研磨機，可實現三維曲面模具研磨拋光的自動化、智能化。另外，由于模具型腔形狀復雜，任何一種研磨拋光方法都有一定局限性。應發(fā)展特種研磨與拋光，如擠壓磨、電化學拋光、超聲波拋光以及復合拋光工藝與裝備，以提高模具表面質量。(6)模具標準件的應用將日漸廣泛使用模具標準件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質量和降低模具制造成本。因此，模具標準件的應用必將日漸廣泛。為此，首先要制定統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產；其次要逐步形成規(guī)模生產，提高標準件質量、降低成本；再次是要進一步增加標準件規(guī)格品種、發(fā)展和完善聯(lián)銷網，保證供貨迅速。(7) 壓鑄模、擠壓模及粉末鍛模比例增加隨著汽車、車輛和電機產品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高，對壓鑄模的壽命和復雜程度也將提出越來越高的要求。同時擠壓模及粉末鍛模比例也將有不同程度的增加，而且精度要求也越來越高。(8) 模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式在成形（型）工藝方面，主要有沖壓模具多功能復合化、超塑性成形（型）、塑性精密成形（型）技術、塑料模氣體輔助注射技術及熱流道技術、高壓注射成形（型）技術等。另一方面，隨著先進制造技術的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高，在模具行業(yè)出現了一些新的設計、生產、管理理念與模式。具體主要有：適應模具單件生產特點的柔性制造技術；創(chuàng)造最佳管理和效益的團隊精神，精益生產；提高快速應變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網絡制造等新的生產哲理；廣泛采用標準件、通用件的分工協(xié)作生產模式；適應可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保要求的綠色設計與制造等。三、研究內容及實驗方案： 1. 課題研究的主要內容本課題主要是繼電器外殼注塑模的設計， 分析繼電器外殼注塑模的制造工藝，分流道、注塑量等工藝的計算，課題研究的實驗方案。1) 繼電器外殼注塑模設計的初步方案盡可能利用校內外所有的條件，并由指導老師講解，對及其工藝流程的認識，計算出有效尺寸，然后繪制出繼電器外殼注塑模的裝配圖和零件圖。2) 繼電器外殼注塑模各部件的初步設計方案 該模具包含澆注系統(tǒng)、合模導向機構的設計、頂出機構的設計以及復位等機構的設計，要使得設計的價格低廉、成型性能較好。四、目標、主要特色及工作進度1.目標設計出一個能夠滿足社會生產要求的、具備結構相對簡單、成本較低、安裝和拆卸操作方便，故障率低，常見故障易處理，維護方便的繼電器外殼注塑模，并且能根據市場的要求，應用模具設計的基本原理和方法，學會擬定繼電器外殼注塑模的設計方案，設計出高效、實用、經濟，提高結構設計能力。在合模導向機構的設計過程中熟悉并應用有關手冊、圖表等技術資料的能力以及進一步培養(yǎng)識圖、制圖、編寫技術文件等基本技能。2.主要特色1） 熟練應用UG及AutoCAD計算機繪圖軟件2） 了解模具的基礎知識3） 與實際聯(lián)系緊密為今后走上崗位打下良好基礎3.工作進度1) 開題報告 2周2) 總體設計 2周3) 常規(guī)設計 9周4) 編寫畢業(yè)設計說明書 3周 5) 外文資料翻譯 1周五、參考文獻1秦蕊. 塑料模具設計. 西北工業(yè)大學出版社,1988,122唐志玉編. 大型注塑模設計基礎. 成都科技大學出版社，19873于華編. 注塑模具設計技術及實例. 機械工業(yè)出版社，1999.54塑料模設計手冊編寫組. 塑料模設計手冊（第三版）. 機械工業(yè)出版社，2002年8月5張文華.塑膠模具設計制圖實務.航空工業(yè)出版社, 1999年5月6丁浩. 塑料工業(yè)實用手冊（下冊）. 化學工業(yè)出版社, 1996,37王以華、李明堯、榮焯、陸鎮(zhèn)毅. 現代模塑成形手冊. 上海交通大學出版社, 1993,3 8楊可楨、程光蘊. 機械設計基礎. 高等教育出版社(第四版). 1999,49德 G.曼格斯 P.墨蘭 . 李玉泉 譯 張蔭朗 校. 塑料注射成型模具的設計與制造. 中國輕工業(yè)出版社, 1993.210邱建新、李發(fā)根等. 模具工業(yè)發(fā)展終述. CAD/CAM與制造業(yè)信息化，2003.1211周永泰. 模具產品目前水平及今后發(fā)展趨勢, 1998.212周雄輝. 現代模具設計制造理論. 上海交通大學出版社. 2000年目錄1 引言1.1 模具生產的重要性.11.2 我國塑料模具技術現狀.11.3 模具技術的發(fā)展趨勢.22 電磁繼電器外殼注塑模具設計2.1 制品工藝性能分析.72.2 PS的加工工藝及成型性能.92.3 分型面的選擇.102.4 型腔數目的確定112.5 澆注系統(tǒng)的設計.11 2.5.1 澆注系統(tǒng)的組成11 2.5.2 澆注系統(tǒng)的布置12 2.5.3 主流道的設計12 2.5.4 分流道的設計13 2.5.5 澆口的設計132.6 注塑機的選擇14 2.6.1 最大的注塑量14 2.6.2 注塑壓力14 2.6.3 鎖模力15 2.6.4 模板尺寸的確定16 2.6.5 模具安裝板的校核17 2.6.6 開模行程的校核172.7 側抽芯與側分型面機構的設計172.8 排氣問題182.9 合模導向機構的設計19 2.9.1 導向機構的作用19 2.9.2 模架的選擇20 2.9.3 導柱導向機構的設計202.10 頂出機構的設計21 2.10.1 頂出機構的驅動方式22 2.10.2 頂出機構的設計原則22 2.10.3 頂出行程23 2.10.4 頂出位置的設置23 2.10.5 脫模力的計算24 2.10.6 導向裝置24 2.10.7 頂桿的形式242.11 復位機構的設置24 2.12 溫度調節(jié)系統(tǒng)對塑料件質量的影響25 2.13 模具的作用原理27結論 28致謝 29參考文獻. 30畢業(yè)設計（論文）任務書I、畢業(yè)設計(論文)題目：繼電器外殼注塑模設計II、畢 業(yè)設計(論文)使用的原始資料(數據)及設計技術要求： 1. 塑件產品零件圖一張。 2根據產品結構特點合理設計模具結構。3CAD繪圖完成零件裝配圖（一張壹號圖，零件圖不少于4張）。4.本制品材料為PS，密度為1.05g/cm3PS允許的最小分流道直徑為3.2mm 修正系數為f=1.2制品的脫出距離為33mm 包括流道凝料在內的制品高度為51mm本制品的注射壓力為 100Mpa設計要求：制品形狀一般，有一定的精度要求，熔體粘度中等III、畢 業(yè)設計(論文)工作內容及完成時間：1、開題報告 2周2、總體設計 2周3、常規(guī)設計 9周4、編寫畢業(yè)設計說明書 3周5、外文資料翻譯 1周 、主 要參考資料：1秦蕊. 塑料模具設計. 西北工業(yè)大學出版社,1988,122唐志玉編. 大型注塑模設計基礎. 成都科技大學出版社，19873于華編. 注塑模具設計技術及實例. 機械工業(yè)出版社，1999.54塑料模設計手冊編寫組. 塑料模設計手冊（第三版）. 機械工業(yè)出版社5張文華.塑膠模具設計制圖實務.航空工業(yè)出版社, 1999年5月6丁浩. 塑料工業(yè)實用手冊（下冊）. 化學工業(yè)出版社, 1996,37楊可楨、程光蘊. 機械設計基礎. 高等教育出版社(第四版). 1999,48邱建新、李發(fā)根等. 模具工業(yè)發(fā)展終述. CAD/CAM與制造業(yè)信息化，2003.1211周永泰. 模具產品目前水平及今后發(fā)展趨勢, 1998.2 1.引言1.1 模具生產的重要性模具生產水平的高低已成為衡量一個國家產品水平高低的重要標志，因為模具在很大程度上決定著產品的質量、效益、和新產品的開發(fā)能力。隨著我國加入WTO，我國模具工業(yè)的發(fā)展將面臨新的機遇和挑戰(zhàn)。我國的模具工業(yè)的發(fā)展，日益受到人們的重視和關注?！澳＞呤焦I(yè)生產的基礎工藝裝備”也已經取得了共識。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通信等產品中，6080的部件都要依靠模具成型。用模具生產制件所具備的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產效率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效率放大器”，用模具生產的最終產品價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。目前全世界模具年產值約為1000億美元，日、美等工業(yè)發(fā)達國家的模具工業(yè)產值已超過機床工業(yè)。近幾年，我國模具工業(yè)一直以每年15左右的增長速度發(fā)展，2009年，我國模具總產值超過800億元人民幣。1.2 我國塑料模具技術現狀1） 塑料模今年來，我國塑料模有很大的進步。在大型塑料模方面，已能生產34英寸大屏幕彩電塑殼模具，6kg大容量洗衣機全套塑料模具及汽車保險桿和整體儀表板等塑料模具。在精密塑料模具方面，已能生產多型腔小模數齒輪模具和600腔塑封模具，還能生產厚度僅為0.08mm的1模2腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等。內熱式或外熱式熱流道裝置得以采用，少數單位采用了具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具，完全消除了制件的澆口痕跡。氣體輔助注射技術已成功得到應用。在精度方面，塑料模具制造精度可達0.020.05mm(國外可達0.0050.01mm),分型面接觸間隙為0.02mm,模板的彈性變形為0.05mm,型面的表面粗糙度值為Ra0.20.25g,塑料模具壽命已達100萬次（國外可達300萬次），模具制造周期仍比國外長24倍。這些標志著模具總體水平的參數指標與國外相比尚有較大差距。2） 模具CAD/CAE/CAM模具CAD/CAE/CAM技術是改造傳統(tǒng)模具生產方式的關鍵技術，能顯著縮短模具設計與制造周期，降低生產成本，提高生產質量。它使技術人員能借助于計算機對產品、模具結構、成形工藝、數控加工及成本等進行設計和優(yōu)化。以生產家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引僅了相當數量的CAD/CAM系統(tǒng)，實現了CAD/CAM集成，并采用了CAE技術對成型過程進行計算機模擬等，數控加工的使用率也越來越高，取得了一定的經濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAE/CAM技術的發(fā)展。近年來，我國自開發(fā)的有上海交大的沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)；北京北航海爾軟件有限公司的CAXA系列軟件；吉林金網絡模具工程研究中心的沖壓CAD/CAE/CAM系統(tǒng)等，為進一步普及模具CAD/CAM技術創(chuàng)造了良好條件。目前我國計算機輔助技術軟件開發(fā)，尚處于較低水平，需要知識和經驗的積累。3） 模具標準件模具標準件對縮短模具制造周期，提高質量，降低成本，能起很大作用。因此，模具標準件越來越廣泛地應得到采用。模具標準件主要有冷沖模架、塑料模架、推桿和彈簧等。新型彈性元件如氮氣彈簧亦已在推廣應用中。4） 模具材料與熱處理模具材料的質量、性能、品種和供貨是否及時，對模具的質量和使用壽命以及經濟效益有著直接的重大影響。近年來，國內一些模具鋼生產企業(yè)已相繼建成和引進了一些先進工藝設備，使國內模具鋼品種規(guī)格不合理狀況有所改善，模具鋼質量有較大程度的提高。但國產模具鋼鋼種不全，不成系列，多品種、精料化、制品化等方面尚待解決。另外，還需要研究適應玻璃、陶瓷、耐火磚和地磚等成型模具用材料系列。模具熱處理使關系能否充分保證模具鋼性能的關鍵環(huán)節(jié)。國內大部分企業(yè)在模具淬火時仍采用鹽熔爐或電爐加熱，由于模具熱處理工藝執(zhí)行不嚴，處理質量不高，而且不穩(wěn)定，直接影響模具使用壽命和質量。近年來，真空熱處理爐開始廣泛用于模具制造。1.3 模具技術的發(fā)展趨勢(1) 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網絡化發(fā)展1） 模具軟件功能集成化。模具軟件功能的集成化要求軟件的功能模塊比較齊全，同時個功能模塊采用同一數據模型，以實現信息的綜合管理與共享，從而支持模具設計，制造，裝配，檢驗，測試及生產管理的全過程，達到實現最佳效益的目的。如英國Deleam公司的系列化軟件就包括了曲面/實體幾何造型，復雜形體工程制圖，工業(yè)設計高級渲染，塑料模設計專家系統(tǒng)，逆向工程系統(tǒng)及復雜形體在線測量系統(tǒng)等。集成化程度高的軟件還包括：Pro/E,UG和CATIA等。2） 模具設計，分析及制造的三維化。傳統(tǒng)的二維模具結構設計已越來越不適應現代化生產和集成化技術要求。模具設計，分析，制造的三維化，無紙化要求新一代模具軟件以立體的，直觀的感覺來設計模具，所采用的三維數字化模型能方便地用于產品的CAE分析，模具可制造性評價和數控加工，成形過程模擬及信息的管理與共享。如Pro/E,UG和CATIA等軟件具備參數化，基于特征，全相關等特點，從而使模具并行工程成為可能。另外，Cimatran公司的Moldexpert,Deleam公司的Ps-mold 及日立造船的Space-E/mold均是3D專業(yè)注射模設計軟件，可進行交互式3D型腔，型芯設計，模架配置及典型結構設計。澳大利亞Moldflow公司的三維真實感流動模擬軟件Moldflow Advisers已經受到用戶廣泛的好評和應用。面向制造，基于知識的智能化功能是衡量模具軟件先進性和實用性的重要標志之一。如Cimatron公司的注射模專家軟件能根據脫模方向自動產生分型線和分型面，生成與制品相對應的型芯和型腔，實現模架零件的全相關，自動產生材料明細表和供NC加工的鉆孔表格，并能進行智能化加工參數設定，加工結果校驗等。3） 模具軟件應用的網絡化趨勢。隨著模具在企業(yè)競爭，合作，生產和管理等方面的全球化，國際化，以及計算機軟硬技術的迅速發(fā)展，模具軟件應用的網絡化的發(fā)展趨勢是使CAD/CAE/CAM技術跨地區(qū)，跨企業(yè)，跨院所在整個行業(yè)中推廣，實現技術資源的重新整合，使虛擬設計，敏捷制造技術成為可能。美國在其21世紀制造企業(yè)戰(zhàn)略中指出，到2006年要實現汽車工業(yè)敏捷生產/虛擬工程方案，使汽車開發(fā)周期從40個月縮短到4個月。(2)模具檢測和加工設備向精密、高效和多功能方向發(fā)展1） 模具向著精密，復雜，大型的方向發(fā)展，對檢測設備的要求越來越高。目前國內廠家使用較多的有意大利，美國，日本等國的高精度三坐標測量機，并具有數字化掃描功能。實現了從測量實物-建立數學模型-輸出工程圖紙-模具制造全過程，成功實現了逆向工程的開發(fā)和應用。2） 數控電火花加工機床。日本沙迪克公司采用直線電機伺服器驅動的AQ325L，AQ550LIS-WEDM具有驅動反應快，傳動及定位精度高，熱變形小等優(yōu)點。瑞士夏米爾公司的NCEDM具有P-E3自適應控制，PCE能量控制及自動編程專家系統(tǒng)，另外有些EDM還采用混粉加工工藝，微精加工脈沖電源及模糊控制（FC）等技術。3） 高速銑削機床（HSM）銑削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質量好、加工效率高（為普通銑削加工的5-10倍）及可加工硬材料（60HRC）等諸多優(yōu)點。因而在模具加工中日益受到重視。HSM主要用于大，中型模具加工，如汽車覆蓋件模具，壓鑄模，大型塑料模等曲面加工。4） 模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展。隨著各種新技術的迅速發(fā)展，國外已出現了模具自動加工系統(tǒng)，這也是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動定位夾具或定位盤；有完整的機具，刀具數控庫；有完整的數控柔性同步系統(tǒng)；有質量檢測控制系統(tǒng)。(3) 快速經濟制模技術的廣泛應用縮短產品開發(fā)周期是贏得市場競爭的有效手段之一。與傳統(tǒng)模具加工技術相比，快速經濟制模技術具有制模周期短，成本較底的特點，精度和壽命又能滿足生產需求，是綜合經濟效益比較顯著的模具制造技術?？焖僭椭圃欤≧PM）技術是集精密機械制造，計算機技術，NC技術，激光成型技術和材料科學與一體的新技術，是當前最先進的零件及模具成型方法之一。RPM技術可直接或間接用于模具制造，具有技術先進的概念設計到制造完成僅為傳統(tǒng)加工方法所需時間的1/3和成本的1/4左右。現在是多品種，少批量生產的時代，到下一個世紀，這種生產方式占工業(yè)生產的比例將達75%以上。一方面是制品使用周期短，品種更新快，另一方面制品的花樣變化頻繁，均要求模具的生產周期越快越好。因此，開發(fā)快速經濟模具越來越引起人們的重視。例如，研制各種超塑性材料（環(huán)氧，聚脂等）制造（或其中填充金屬粉末，玻璃纖維等）的簡易模具，中，低熔點合金模具，噴涂成型模具，快速模架，快速凸模等也將日益發(fā)展。另外，采用計算機控制和機械手操作的快速換模裝置，快速試模技術也會得到發(fā)展和提高。(4) 模具材料及表面處理技術的研究因選材料和用材不當，致使模具過早失效，大約占失效模具的45%以上。在整個模具價格構成中，材料所占比重不大，一般在20%-30%，因此，選用優(yōu)質鋼材和應用的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要，對于模具鋼來說，要采用電渣重熔工藝，努力提高鋼的純凈度，等向性，致密度和均勻性及研制更高性能或有特殊性能的模具鋼，如采用粉末冶金工藝制造的粉末高速鋼等。粉末高速鋼解決原來高速鋼冶煉過程中產生的一次碳化物粗大和偏析，從而影響材質的問題。其碳化物微細，組織均勻，沒有材料方向性，因此，它具有韌性高，磨削工藝性好，耐磨性高，長年使用尺寸穩(wěn)定等特點，特別對形狀復雜的沖件及高速沖壓的模具，其優(yōu)越性更加突出，是一種很有發(fā)展前途的鋼材。模具鋼品種規(guī)格多樣化，產品精細化，制品化，盡量縮短供貨時間亦是重要發(fā)展趨勢。熱處理和表面處理是能否充分發(fā)展模具鋼材性能的關鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的主要趨勢是：由滲入單一元素向多元素共滲，復合滲（如TD法）發(fā)展；由一般擴散向CVD，PVD，PVCD，離子滲入，離子注入等方向發(fā)展；可采用的鍍膜有：TiC,TiN,TiCN,TiAlN,CrN,Cr7c3,W2C等，同時熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外，目前對激光強化，輝光離子氮化技術及電鍍（刷鍍）防腐強化等技術也日益受到重視。(5) 模具研磨拋光將向自動化、智能化方向發(fā)展模具表面的精加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質量對模具使用壽命、制件外觀拋光為主，不僅效率低（約占整個制造周期的1/3），且工人勞動強度大，質量不穩(wěn)定，制約了我國模具加工向更高層次發(fā)展趨勢。日本已研制了數控研磨機，可實現三維曲面模具研磨拋光的自動化、智能化。另外，由于模具型腔形狀復雜，任何一種研磨拋光方法都有一定局限性。應發(fā)展特種研磨與拋光，如擠壓磨、電化學拋光、超聲波拋光以及復合拋光工藝與裝備，以提高模具表面質量。(6)模具標準件的應用將日漸廣泛使用模具標準件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質量和降低模具制造成本。因此，模具標準件的應用必將日漸廣泛。為此，首先要制定統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產；其次要逐步形成規(guī)模生產，提高標準件質量、降低成本；再次是要進一步增加標準件規(guī)格品種、發(fā)展和完善聯(lián)銷網，保證供貨迅速。(7) 壓鑄模、擠壓模及粉末鍛模比例增加隨著汽車、車輛和電機產品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高，對壓鑄模的壽命和復雜程度也將提出越來越高的要求。同時擠壓模及粉末鍛模比例也將有不同程度的增加，而且精度要求也越來越高。(8) 模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式在成形（型）工藝方面，主要有沖壓模具多功能復合化、超塑性成形（型）、塑性精密成形（型）技術、塑料模氣體輔助注射技術及熱流道技術、高壓注射成形（型）技術等。另一方面，隨著先進制造技術的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高，在模具行業(yè)出現了一些新的設計、生產、管理理念與模式。具體主要有：適應模具單件生產特點的柔性制造技術；創(chuàng)造最佳管理和效益的團隊精神，精益生產；提高快速應變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網絡制造等新的生產哲理；廣泛采用標準件、通用件的分工協(xié)作生產模式；適應可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保要求的綠色設計與制造等。2.電磁繼電器外殼注塑模具設計 2.1制品工藝性分析本制品是電磁繼電器外殼。材料選用透明PS，其形狀如圖 圖 2-1圖 2-2制品的形狀、尺寸和精度要求與注射成型工藝和模具結構的適應性稱為制品的工藝性/現在的注射生產，幾乎能成型所有正式形狀和尺寸的塑料件。但科學地設計注塑件并非易事。設計者必須熟悉注射材料和工藝，了解注射機和模具，注意注塑件與金屬零件在結構上的區(qū)別。必須考慮塑料熔體在模具流道和模具形腔內的流動充模特性，考慮塑件冷卻固化中存在收縮、取向和殘余應力。注塑件必須采用薄壁件的組合形體，保證壁厚均勻，必須考慮模具結構的簡化和脫模的可行。該制品的特點是輕薄，小巧，表面質量、尺寸精度要求較高。故制品設計時要考慮以下幾個方面：（1）在保證制品使用要求的前提下，應力求使用價格低廉和成型性能較好的塑料，同時還應力求制品形狀、結構簡單和壁厚均勻。注塑性的壁厚是塑料件結構的最基本要素。其他的形體和尺寸如圓角等，都是以壁厚為參照。注塑件的壁厚均勻的薄板組合的形體。如果壁厚不均勻，會使塑料熔體的充模速率與冷卻收縮不均勻。由此產生許多質量問題，如凹陷、真空泡、翹曲，甚至開裂，壁厚均勻一致是注塑件設計的重大原則。通常熱塑性之間的壁厚在15mm范圍選擇。本制品平均壁厚為0.8mm。另外，在取較小的壁厚時還要考慮制品在脫模頂出過程中，塑件變形損傷的限制和制品在使用裝配堅固時的強度和剛度。（2）制品的脫模斜度在確定脫模斜度過程中，要注意下面三點。第一，在必須保證塑件尺寸精度，脫模斜度造成的制品尺寸誤差必須必須限制在該尺寸精度的公差之內。第二，為避免或減少脫模力過大而損傷注塑件，對于收縮較大，形狀復雜，對型芯包緊較大的塑件，應考慮較大的脫模斜度。第三，為使塑件在開模后仍留在動模一側的的型芯上，可以考慮塑件的內表面脫模斜度取略大于外表面。一般情況，塑件沿脫模方向的脫模斜度為11.5，塑件沿脫模方向有幾個孔使脫模阻力較大時，宜采用45的斜度。該制品為PS材料，由于制品在型芯側有較多凸臺與凹孔，內表面的脫模斜度取1.5表2-1 常用塑料成型的脫模斜度推薦值塑料種類脫模斜度塑料種類脫模斜度凹模（型腔）凸模（型芯）凹模（型腔）凸模（型芯）聚酰胺25402040ABS40120351聚乙烯25452045聚碳酸酯3513050聚苯乙烯35130301聚甲醛35130301有機玻璃35130301氯化聚醚25452045（3）轉角處以圓角過渡在塑件設計過程中，為了避免應力集中，提高塑件強度，改善塑件的流動情況，便于脫模。塑件除了使用上要求必須采用尖角外，其余所有轉角處均應盡可能采用圓角過渡。一般采用R0.5mm，就能使塑件的強度大為增強。在塑件結構無特殊要求時，各連接處的圓角半徑均不應小于0.51mm。采用圓角過度時，其外壁R=0.5mm。還應注意，在分型面上，在頂桿和推塊的運動配合表面上，通常不設置圓角，以防止漏料和飛邊。本制品由于壁厚平均只有0.8mm,故采用較小圓角R=0.2mm。（4）選擇合適的精度注塑件的設計圖用公差標明尺寸和形狀位置精度。這關系到塑料制品裝配時的互換性和使用性能，也關系到模塑工程的經濟性。本品為高檔產品，因此表面和尺寸精度要求較高，但是過分強調精度會給模具生產和加工帶來不必要的麻煩。本制品采用3級精度，查參考文獻6表2-3得公差值為0.26mm。（5）設計制品時還應考慮成型進的分子取向問題，除特殊要求應盡量避免出現明顯的各向異性。（6）設計出的制品形狀應利于模具分型、排氣、補縮和冷卻，同時在成型以后最好不要在進行機械加工。2.2 PS的加工工藝及成型性能 化學和物理特性 大多數商業(yè)用的PS都是透明的、非晶體材料。PS具有非常好的幾何穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、光學透過特性、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向。它能夠抵抗水、稀釋的無機酸，但能夠被強氧化酸如濃硫酸所腐蝕，并且能夠在一些有機溶劑中膨脹變形。典型的收縮率在0.40.7%之間。 注塑模工藝條件 :干燥處理：除非儲存不當，通常不需要干燥處理。如果需要干燥，建議干燥條件為80、23小時。熔化溫度：180280。對于阻燃型材料其上限為250。模具溫度：4050。注射壓力：200600Mpa。注射速度：建議使用快速的注射速度。流道和澆口: 可以使用所有常規(guī)類型的澆口。典型用途: 產品包裝，家庭用品（餐具、托盤等），電氣（透明容器、光源散射器、絕緣薄膜等）。2.3 分型面的選擇在注射模具中，用于取出塑料件或澆注系統(tǒng)凝料的面，通稱為分型面。常見的取出塑料件的主分型面與開模方向垂直，也有采用與開模方向一致的分型面。分型面大都是平面，也有傾斜面，曲面或階梯面。分型面的選擇不僅關系到塑料件的正常成型和脫模，而且還關系到模具的結構與制造成本，在選擇分型面時，應遵守以下原則：（1）分型就選擇在塑料件的最大截面處。（2）盡可能將塑件留在動模一側。（3）有利于保證塑料件的尺寸精度。（4）有利于保證塑料件的外觀質量。（5）考慮滿足塑料件的要求。（6）長型芯應位于開模方向。（7）盡量減少塑料件在合模平面上的投影面積，以減少所需的鎖模力。（8） 有利于排氣。應將分型面置于熔體充模流動的末端。（9）有利于簡化模具結構。（10）非平面分型面的選擇，就有利于型腔加工和脫模方便。基于以上原則，該制品的分型面選擇在制品的下底面。如圖圖 2-32.4 型腔數目的確定最經濟型腔數的確定，實質上是注塑件的生產成本核算。但在注射模設計初始方案決定階段，由于澆注系統(tǒng)等技術參數尚屬未知，型腔數的確定只能根據經驗進行估算預測，在模具設計完成后，可根據這個方法再細化，進行生產總成本和每個塑料制品成本的核算?？紤]到本制品體積較小，且需要在兩側側抽，導致模具結構復雜，經過綜合分析，宜采用一模兩腔。2.5 澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)的作用，是將塑料熔體順利地充滿到模腔深處，以獲得外形輪廓清晰，內在質量優(yōu)良的塑料制品。因此要求充模過程快而有序，壓力損失小，熱量損失小，排氣條件好，澆注系統(tǒng)中凝料容易與制品分離或切除。2.5.1 澆注系統(tǒng)的組成本模具的澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、側澆口和冷料穴組成。（1） 主流道主流道是連接注射機的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度。（2） 分流道分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開在分型面上，起分流和轉向的作用。多型腔模具中應具有一定設置的分流道。（3）澆口指分流道末端與型腔入口之間狹窄且短小的段流道。它的功能是使塑料熔體加快流速注入模腔內，并有序地填滿型腔，且對補縮有控制的作用。2.5.2 澆注系統(tǒng)的布置在多型腔模中，分流道的的布置有平衡式和非平衡式兩類，一般以平衡式布置為佳。平衡式布置就是從主流道末端到各個型腔的分流道，其長度、斷面形狀和尺寸都是對應相等的。這種設計可使塑料均衡地充滿各個型腔?？紤]到本模具采用一模兩腔，模流動距離較長且制品的尺寸精度和表面精度要求較高，故分流道應采用平衡式布置。 2.5.3主流道的設計主流道的設計要點如下：（1）便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹，主流道設計成圓錐形，其錐角為24，對流動性差的凝料，也可取36過大會造成流速減慢，易成渦流，內壁粗糙度為Ra0.63um。（2）主流道大端呈圓角，其半徑常取r=13mm，以減少料流轉向過渡時的阻力。（3）在成型良好的情況下，主流道的長度盡量短，否則將會使主流道的凝料增多，且增加壓力損失，使塑料熔體降溫過多而影響注射成型。（4）為了使熔融塑料從噴嘴完全進入主流道而不溢出，應使主流道與注射機的噴嘴緊密對接，主流道對接設計成半球形凹坑，其半徑r=r+(12mm)，凹坑深度常取34mm。（5）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襯套，以便先用優(yōu)質鋼材單獨加工和熱處理。如大端兼作定位環(huán)則圓盤突出定模端面的H=510mm，也常有將模具定位環(huán)與主流道襯套分開設計的。本模具安裝在臥式的注射機中，故主流道垂直于分型面，且呈圓錐形，具有2的錐角，其大端直徑為6.8mm，小端直徑大于噴嘴直徑的3mm，它的長度取決于定模板及脫流道板的厚度。由于主流道要與高濁的塑料和噴嘴反復接觸和碰撞，所以模具的主流道部分常設計成可拆卸的澆口套，以便選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處理。本模具采用的澆口套如圖24所示。圖 2-42.5.4 分流道的設計常用的分流道的斷面形狀有圓形、矩形、梯形、U字形和六角形等。要減少流道內的壓力損失，希望流道的截面大，表面積小，以減少傳熱損失。因此可用流道的截面積與周長之比來表示流道的效率。其中圓形截面的效率最高（即表面最?。?。本模具的分流道采用U形分流道。分流道的長度取決于模具型腔的總體方案和澆口的位置，從輸送熔體時的減少壓力損失和熱量損失及減少澆道凝料的要求出發(fā)，應力求縮短。對于壁厚小于3mm，質量在200g以下的制品，可用以下經驗公式確定分流道的直徑：mm式中：D各級分流道的直徑(mm)； W流經該分流道的熔體重量（g）； L流過W熔體的分流道長度（mm）。由于本制品的材料為PS，密度為1.05g/cm3，用測出制品的體積為W=2.879g， L在這里取10mm，那么，其修正系數為f=1.2，則分流道直徑為D=Df= 0.98mm，但PS允許的最小分流道直徑為3.2mm，分流道直徑取3.5mm。2.5.5 澆口的設計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、尺寸和位置對制品的質量影響很大。澆口的主要作用有兩點：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。澆口有點澆口、潛伏式澆口、側澆口、重疊式澆口、扇形澆口等多種形式。由于側澆口保壓補縮作用較好，且不易產生塑件殘余應力變形，翹曲，易成型薄壁，復雜形狀的塑件。所以本制品采用側澆口比較好。值得注意的是：側澆口注射壓力損計模失大，融料流速高，對殼型塑件排氣不便，易產生熔接痕，缺料?？s孔，氣孔等弊病。在設計的時候要盡量不讓這些弊病產生。2.6注塑機的選擇選擇合適的注塑機是注塑加工進行的的前提，在選擇注塑機時要以下列參數校核為依據2.6.1最大注塑量注塑模集一次成型的塑料重量（制品和流道凝料之和）應在注塑機理論注射量的1080%之間為宜；既能保證制品質量，又可充分發(fā)揮設備的能力，則選在5080%之間為好。柱塞式注塑機按一次注射聚苯乙烯（PS）塑料的最大克數為標準。螺桿式注塑機的最大注射量通常以螺桿在料筒內最大推進容積M（mm3）來表示。本模具所采用的是螺桿式注塑機。計算零件的體積、質量是為了選擇注塑機。本次設計的制品的體積和投影面積由UG直接得出：投影面積為 560mm2，體積為2741mm3，澆道的體積計算如下：冷料穴和主流道的體積：分流道體積：212.68 mm2流道總體積：373.02 mm2每次注射體積：5855 mm2PS密度為1.05g/cm3，則制品的質量為：M=V=6.15g則注射量為：V注=V/80%=7.68g2.6.2 注射壓力注射加工時所需注射壓力與塑料品種、制品的開關及尺寸、注塑機類型、噴嘴及模具流道的阻力等因素有關。選擇的注塑機的注射壓力為必須大于成型制品所需的注射壓力。根據經驗，成型所需注射壓力范圍如下：（1） 制品形狀簡單，熔體流動性好，壁厚者，所需注射壓力一般小于70Mpa。（2）制品形狀一般，精度要求一般，熔體流動性好者，所需注射壓力通常選70100Mpa。（3）制品形狀一般，有一定的精度要求，熔體粘度中等（如改性PE、PS），所需注射壓力選100140Mpa。（4）制品壁薄、尺寸大，壁厚不均，精度要求高，熔體粘度高者，注射壓力選為100140 Mpa綜合分析，本制品的注射壓力應選為 100Mpa。2.6.3 鎖模力鎖模力為注塑機鎖模裝置用于夾緊模具的力。所選的注塑機的鎖模力必須大于由高壓熔體注入模腔而產生的脹模力，脹模力等于制品和流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積與型腔壓力的乘積，即：(ton)式中:T注射機的額定鎖模力 F塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積（cm2） q熔融塑料在模腔內的壓力（kg/cm2） K安全系數，通常取1.11.2型腔壓力因塑料品種、制品復雜程度和精度不同而不同。如表2-2、2-3所示：表2-2 常用塑料選用的型腔壓力(Mpa)LDPEHDPEMDPEPSASABSPMMACA101520 351520 30 30 30 35本模具的型腔壓力取為20Mpa，A為560mm2，則所選的注塑機鎖模力應大于KP腔A/1000=13.44 kN表2-3不同制品選用的型腔壓力（Mpa）條件易成型塑件普通塑件高粘度塑件，高精度塑件特高粘度塑件，高精度塑件型腔壓力 25 30 35 40舉例PE，PS等壁厚均勻日用品薄壁容器ABS，POM等機器零件，高精度塑件高精度機器零件2.6.4 模板尺寸的確定在成型過程中型腔和動模板的底部都會因受到壓力而變形，如果這種變形太大則會影響制品的精度，所以這些地方的厚度有一定的要求?？紤]到需要設置水道和安裝較多的滑塊，故模板的厚度取大一些。其尺寸如下：定模板：長寬高：16010040動模板：長寬高：16010025模架一般都是采用標準模加，因定模板和動模板的尺寸確定，故可根據其尺寸選擇模架。本設計采用國標A2-100160-44Z1GB/T12556-1990模架。由模架規(guī)格可取其它值如下：定模固定板：長寬高：16010016動模固定板：長寬高：16010016頂桿固定板：長寬高：1605810該模具的總厚度為180mm。根據上面的參數可選注塑機機型為：XS-Z30/25表2-4 注塑機機型及其參數注 射 部 分鎖 模 部 分螺桿直徑注射容量注射壓力注射速率注 射方 式鎖模力移模行程拉桿間距最大模厚最小模厚頂出行程頂出力mmMpag/s柱塞式kNmmmmmmmmmmkN30301163825016023518060140122.6.5 模具安裝尺寸的校核注射模具安裝尺寸的需校核項目有：噴嘴尺寸、定位圈尺寸、模具外形尺寸。（1）噴嘴尺寸注射模主流道襯套始端凹坑的球面半徑R應大于注射噴嘴球頭半徑r，以保證同心和緊密接觸，通常R=r+(0.51)mm。主流道孔小端直徑D應大于注塑機噴嘴直徑d，通常取D=d+（0.51）mm。（2）模具外形尺寸模具長寬尺寸應與注塑機的拉桿內間距相適應，以保證模具至少能從一個方向穿過拉桿間的空間安裝在注塑機上。模具厚度必須在所選注塑機的最大模厚和最小模厚之間。本模具的厚度為180mm，在所選的注塑機的要求之內。（3）模具的固定尺寸注塑機固定及移動模板上有許多不同間距的螺釘孔和“T”型槽，用于固定模具。模具的固定方法有兩種：第一，螺釘直接固定（本模具采用此法），此時模具動、定模固定板上的螺釘過孔及其間距必須與注塑機模板臺面上對應的螺孔一致；第二，壓板固定，只需模具動、定模固定板附近有螺孔即可。2.6.6 開模行程校核本模具為雙分型面注塑模，其開模行程按下式校核，SH1+H2+（510）式中：S注塑機的最大開模行程(mm) H1制品的脫出距離 H2包括流道凝料在內的制品高度（mm）該處：H1=33mm，H2=51mm H1+H2+5= 89 S=140mm故此模具滿足該注塑機的技術要求。2.7 側抽芯與側向分型機構的設計當制品上具有與開模方向非一致的孔或側壁有凹凸形狀時，必須首先將成型這部分的型芯或型腔脫離制品，才能將整個制品從模具中脫出。通常將這種型芯或型腔稱為側抽芯或側型腔，并加工成可動形式。開模時推動側抽芯外移脫離制品，合模時推動側型芯復位的機構稱為抽芯機構。這類模具脫出制品的運動有兩種情況：第一，開模時首先完成側向分型和抽芯，然后推出制品；第二種是側向抽芯與制品的推出同步。本模具使用了滑塊外側抽芯機構抽芯機構: 本設計采用斜銷側抽機構，由滑塊及滑塊定位裝置等組成，其特點是結構緊湊，制造方便，動作安全可靠。開模時，動定模分離，使得滑塊受到斜銷對其的作用力，沿導軌向外分離，完成抽芯動作。本模具所采用的抽芯機構如圖所示。圖 2-52.8 排氣問題從某種角度而言，注塑模也是一種轉換裝置。即塑料進入模腔的同時，必須轉換出型腔內空氣和從物料中逸出揮發(fā)性氣體，排氣系統(tǒng)是注塑模設計的重要組成部分。排氣和排氣槽設計不合理將會產生下述的弊病：（1） 增加熔體充模流動阻力，使型腔不能充滿，塑料制品棱邊不清。（2）在制品上呈現明顯可見的流動痕跡和熔合縫，其力學性能降低。（3）滯留氣體使制品產生銀紋、氣孔等表面質量缺陷。（4）型腔內氣體受到壓縮后產生瞬時局部高溫，使塑料熔體分解變色，甚至碳化燒焦。（5）由于排氣不良，減低了充模速度，延長了注塑成型周期。排氣系統(tǒng)的設計方法：（1）面排氣是最簡便的方法，排氣效果與分型面的接觸精度有關。（2）氣孔的配合間隙排氣，必要時對頂桿作排氣的結構措施。（3）合金顆粒燒結塊滲導排氣，燒結塊有足夠的承壓能力，設置在制品的隱蔽處，并須開設排氣通道。（4）開設冷料穴，有貯留冷料前也滯留了少量氣體。（5）大型模具，可利用鑲拼的成型零件的縫隙排氣。本制品除了一個型芯成型其內腔外，還有放多成型孔?？稍谄浞中兔骈_設深0.0250.1mm，寬1.5-1.6的排氣槽。利用定模和動模的微動，頂桿與頂桿孔的配合間隙逸氣。2.9 合模導向機構的設計導向機構是保證動定?；蛏舷履：夏r，正確定位和導向的零件。合模導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種形式，本模具采用導柱導向定位，如圖所示。圖 2-62.9.1 導向機構的作用（1）定位作用模具閉合后，保證動定?；蛏舷履Ｎ恢谜_，保證型腔的形狀和尺寸精確：導向機構在模具裝配過程中也起了定位作用，便于裝配和調整。（2）導向作用合模時，首先是導向零件接觸，引導動定模準確閉合，避免型芯先進入型腔造成成型零件損壞。（3）承受一定的側向壓力塑料熔體在充模過程中可能產生單向側壓力，或者由于成型設備精度低的影響，使導信隨了一定的側向壓力，以保證模具的正常工作。若側向壓力很大時，不能單靠導柱來承擔，需增設錐面定位機構。2.9.2 模架的選擇 通過制品尺寸，注射機技術參數的比較，本模具選用國標A2-100160-44Z1GB/T12556-1990。其中各標準件都已給出。2.9.3 導柱導向機構的設計（1）導柱 導柱的結構形式如圖所示，本模具采用的帶頭導柱是所選模架中已給出的這種形式，其結構較為簡單，用于精度不高，生產批量大的模具。導柱與導套相配合，導柱固定孔的直徑與導柱固定孔直徑相等，兩孔可同時加工，確保同軸度的要求。 圖 2-7 導柱結構和技術要求長度 導柱導向部分的長度應比凸模端面高出612mm，以避免出現導柱未導正方向而型芯先進入型腔。形狀 導柱端面應做成錐面形或半球形，以使導柱順利地進入導向孔。材料 導柱應具有硬面而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的內芯，因此多采用P20鋼經滲碳淬火處理或T8、T10鋼經淬火處理，硬度為5055HRC。導柱固定部分表面粗糙度Ra為0.8微米，導向部分表面粗糙度Ra為0.80.4微米。 數量及布置導柱應合理均布在模具分型面的四周，導柱中心至模具邊緣應有足夠的距離，以保證模具高度（導柱中心到模具邊緣距離通常為導柱直徑的11.5倍）。為確保合模時只能按一個方向合模，導柱的布置可采用等直徑導柱不對稱布置或不等直徑導柱對稱布置。導柱既可設置在動模一側，也可以設置在定模一側，應根據模具結構來確定。在不影響脫模取件的條件下，導柱通常設置在型芯高出分型面較多的一側。 配合精度導柱固定端與模板之間一般采用H7/m6或H7/k6的過度配合；導柱的導向部分通常采用H7/f7的間隙配合。（2）導套 導套的結構形式本模具所采用的結構形式如圖所示，為帶頭導柱，結構較簡單，用于精度較高的場合，導套的固定孔便于與導柱的固定孔同時加工。 圖 2-8 導套結構的技術要求 形狀為使導柱順利進入導套，在導套的前端應倒圓角。導柱孔最好作成通孔，以利于排出孔內空氣及殘渣廢料。如模板較厚，導柱孔必須作成盲孔時，可在盲孔的側面打一小孔排氣。 材料導套用與導柱相同的材料或銅合金等耐磨材料制造，其硬度一般應低于導柱硬度，以減少磨損，防止導柱或導套拉毛。導柱固定部分和導滑部分的表面粗糙度一般為Ra0.8微米。 固定形式及配合精度可用H7/m6或H7/k6配合鑲入模板。2.10 頂出機構的設計在注射成型的這一循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中取出。完成取出塑件這個動作的機構就是頂出機構，也稱為脫模機構。2.10.1 頂出機構的驅動方式（1）手動脫模手動脫模就是當模具分型后，用人工操縱頂出機構（如手動拉桿）取出塑件，對一些不帶孔的扁平塑件，由于它與模具的粘附力不大，在模具結構上可不設頂出機構，而直接用手或鉗子夾出塑件，使用這種方式時，生產效率低。（2）機構脫模利用注塑機的開模動力，分型后塑件隨動模一起移動，達到一定位置時，脫模機構被機床上固定不動的頂桿頂住，不再隨脫模機構移動，此時脫模機構動作，把塑件從動模上脫下來。本模具采用的是這種頂出方式。（3）液壓或氣動頂出在注塑機上設有頂出油缸，由它帶動頂出機構實現脫模，或設有專門的氣源和氣路，通過型腔里微小的頂出氣孔，靠壓縮空氣吹出塑件。這兩種頂出方式的頂出力可以控制，氣動頂出時塑件上還不留頂出痕跡，但需要增設專門的液動或氣動裝置。（4）塑件的頂出機構成型帶螺紋的塑件時，脫模前需靠專門的旋轉機構先將螺紋型芯或型苤脫離塑件，然后再將塑件從動模上頂下。脫螺紋機構也有手機和機動兩種形式。2.10.2 頂出機構的設計原則（1）頂出機構的運動要準確、可靠、靈活、無卡死現象，機構本身要有足夠的剛度和強度，足以克服脫模阻力。（2）保證頂出過程中塑件不變形，這是對頂出機構的最基本要求。在設計時要正確估計塑件對模具粘附力和所在位置，合理的設置頂出機構，使頂出力能均勻合理地分布，要讓塑件平穩(wěn)地從模具中脫出而不會產生變形。頂出力中大部分是用來克服因塑料品種、性能以及塑件的幾何形狀復雜程度，型腔深度、壁厚還有模具溫度、頂出時間、脫模斜度、模具成型零件的表面粗糙度有關。其影響因素較為復雜，很難準確地進行計算。一般原則是塑料的收縮率越大，塑件壁越厚，型芯尺寸越大，形狀越復雜，型腔深度越深，脫模斜度越小，模具溫度越低，冷卻時間越長，成型零件表面粗糙度越大，其對模具的包緊力越大。此時就應選擇頂出力較大的頂出方式。（3）頂出力的分布應盡量靠近型芯，（因型芯處包緊力最大），且頂出面積應盡可能大，以防塑件被破壞。（4）頂出力應作用在不易使其產生變形的部位，如加強筋、凸緣、厚壁處等。應盡量避免使頂出力作用在塑件平面位置上。（5） 若頂出部位需設在塑件使用或裝配或基準面上時，為不影響尺寸和使用，一般使頂桿與塑件接觸部分處凹進0.1mm左右，而頂出桿端面則應高于基準面，否則塑件表面會出現突起，影響基準面的平整和外觀。2.10.3 頂出行程頂出行程一般規(guī)定使被頂出的制品脫離510mm，即h=510mm。在成型一些形狀簡單且脫模斜度較大大桶形制品，也可使頂出行程為制品厚度的2/3。本制件為長方體，體積小，于是取5mm，由于制件的最大高度為33mm，其頂出行程為38mm。為保險起見，實際取40mm。2.10.4 頂出位置的設置正確的頂出位置，應設置在脫模阻力大的地方，盒類零件，由于包緊力的作用，側面的脫模阻力最大，所以應在四周多布置一些頂桿。當塑件各處脫模阻力相同時，頂桿應均勻布置，使塑件脫模時受力均勻。頂桿不宜于設在塑最薄處，以免塑件變形或損壞。對于冷料穴，下面應設頂桿，其余在型芯附近設置，有筒形的地方用頂管頂出。本模具的頂出位置如圖所示在其中一腔中頂出位置如圖所示，且齊是平均分布在制品兩邊（制品是對稱的）。由于制品頂出方向面積小，故設置4個頂出桿 圖 2-92.10.5 脫模力的計算要將塑件從模腔中推出，必須克服推力所遇到的脫模阻力，因此，塑件脫模時必須有一個足夠大的脫模力，計算脫模力可用下式計算：F=AP（fcosa-sina）式中 F脫模力（N） a脫模斜度取1 A塑件包容型腔的面積UG計算為 3905mm2 f塑件對鋼的摩擦系數，通常通常通常取為0.10.3，取0.2 P塑件對型芯的包緊力，取P=（812）Mpa 取12Mpa則脫模力為F=9566N2.10.6 導向裝置 對大型模具設計的頂桿數量較多或由于塑件頂出部位面積的限制，頂桿必須做成細長形時以及頂出機構受力不均勻時（脫模力的總重心與機床頂桿不重合），頂出后，頂出板可能發(fā)生傾斜，造成頂桿彎曲或折斷，此時應考慮設置導向裝置，一般采用導柱也可加上導套到到實現導向。 導柱與導向孔或導套的配合長度不應小于10mm，當動模墊板支撐跨度大時，導柱還可兼起輔助支撐作用。2.10.7 頂桿的形式本模具所采用的頂桿形式如圖所示。材料為T8A，頭部淬火，硬度要達到HRC50以上。圖 2-82.11 復位機構的設置脫模機構在完成塑件頂出后，為進行下一個循環(huán)，要求它必須回復到最初始位置，目前常用的復位形式主要有復位桿復位和彈簧復位兩種形式。（1）復位桿復位本模具采用復位桿復位。除推板脫模外，其他脫模形式一般均需該復位裝置。這是因為頂桿或頂管頂出動作后，相對動模已經前移了一個距離。在合模后單靠定模板的推頂無法使頂桿或頂管回復到最初位置（定模板上的型腔端面與動模上的型芯端面之間存在著相當于塑件壁厚的空間，而且還可能碰傷模具型腔，所以必須另設置裝置。復位桿也叫回程桿或反頂桿。模具閉合手，它的端面剛好和分型面齊平，它與頂桿一起固定在頂出板上，實現頂出后，復位桿的位置就高出分型面了。模具閉合后，定模板端面推頂復位桿連同整個頂出裝置一起回歸復位。復位桿一般24根，本模具設置4根。其位置在模具型腔和澆注系統(tǒng)的范圍之外，由于第閉模一次，復位桿端面都要和定模板發(fā)生一次碰撞，為了避免變形，復位桿端面和與其相接觸的定模部分都應淬火或在定模板的相應鑲嵌淬火鑲塊。若產生批量不大或對塑件尺寸精度要求不高時，復位桿淬火即可，而定模板不淬火。（2）彈簧復位彈簧復位也是脫模機構的簡單復位方式。彈簧裝在頂出析與動模墊板之間，頂出塑件時，彈簧被壓縮。合模后，只要注塑機的頂桿一離開模具頂出板，彈簧的彈力就將頂出機構彈回原位。這點與復位桿復位不同。使用復位桿時必須等到復位桿與定模板接觸時，才能起復位作用，也只有當模具完全閉合時，復位動作才全部完成，所以彈簧復位屬于一種先行復位機構。2.12 溫度調節(jié)系統(tǒng)對塑件質量的影響在注射成型中，模具的溫度直接影響到成型塑件的質量和生產效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，所以對模具的溫度的要求也不同。表2-5列出了常用的熱塑性塑料在注射成型時所需的模溫。表2-5 常用塑料成型時所需的模溫材料模溫，C材料模溫，C材料模溫，CPPPEPSPA5565406040604060ABSPMMAPVCPOM4060406030604060PCPPOPSUCPT8010010012010012040100對于任何一塑件制品，模溫波動較大都是不利的。過高的模溫會使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長冷卻時間又會使生產率下降，過低的模溫會降低塑料的流動性，使其難于充滿模腔，增加制品的內應力和明顯的熔合縫等缺陷。對于要求模溫較低的塑料（如聚苯乙烯和聚乙烯），由于模具不斷地被注入的熔融塑料加熱，模溫升高，單靠模具本身自然散熱不能使其保持較低的溫度，因此，必須加設冷卻裝置。對于要求模溫較高的塑料（如聚苯醚），成型出的塑件容易產生內應力和表面瑕疵，故應該采用較高的模溫。另個，當型芯的形狀比較復雜時，脫模比較困難，也應采用較高的模溫。由于模具與機床模板緊密接觸，自然散失熱量較大單靠注入高溫塑料來回執(zhí)模具是不夠的，因此必須設置加熱裝置。降低模溫的最實用的方法是在型腔周圍或型芯內部開設以冷卻通道，然后通過冷卻介質。根據實驗，塑件帶給模具的有5%由輻射與對流到大氣中，其余95%要由冷卻介質（一般為水）帶走。質量優(yōu)良的塑件應滿足以下六個要求，即收縮率小，變形小，尺寸穩(wěn)定，機械強度高，耐應力開裂性好和表面質量好，模溫對以上各項的影響分述如下：（1）采用較低的模溫可以減少塑料制品的成型收縮率，特別對結晶型塑料的影響更大一些，因為在較低的模溫下成型出的塑件結晶底較低，而結晶度越高時收縮率越大，較低的結晶度可以降低收縮率。（2）模溫均勻，冷卻時間短，注射速度快可以減少塑件的變形，其中均勻一致的模溫尤為重要。但是由于塑件形狀復雜，再加上充滿順序先后不同，以致常常出現冷卻不均勻的現象。為了改變這種情況，可將冷卻水先通和模溫最高的地方。（3）塑件不宜采用過低的模溫，因為模溫對充模速度影響較大，模溫過低會造成成型不滿產生冷接縫，對其強度影響較大。（4）塑件表面粗糙度影響最大的因此除型腔加工精度之處就是模具溫度。提高模溫能大大改善塑件的表面質量。本制品為薄壁件，平均厚度為1mm，且充模距離較長，為了能順利充模和提高制件表面質量，經過綜合考慮之后，在模具中加冷卻水道， 圖 2-10對模溫調節(jié)系統(tǒng)的要求：（1）據塑料的品種，確定溫度調節(jié)是采用冷卻方式還是冷卻方式。（2）希望模溫均一，塑料各部同時冷卻，以提高生產率和塑件質量。（3）采用低的模溫，快速大流量通水冷卻，一般效果比較好。（4）溫度調節(jié)系統(tǒng)要做到結構簡單，加工容易，成本低廉。2.13 模具的工作原理開模時，動模板開始運動，與定模分離。在運動過程中，開模力通過動模板和動模板底板作用于滑塊，迫使滑塊在動模板的導滑槽內向外移動，完成抽芯動作。同時，利用拉料桿對制品的拉力，分型后塑件隨動模一起移動，達到一定位置后，脫模機構被機床上固定不動的頂桿頂住，不再隨脫模機構移動，此時脫模機構動作，把塑件從動模上脫下來，這樣在頂出過程中不損傷制品而使其順利脫模。合模時，合模系統(tǒng)帶動模朝著定模方向移動。首先，復位桿首先和定模板接觸，然后在分型面處閉合，其閉合精度由頂出機構的導柱和導套和動、定模上的導柱導套保證。3.結論經過3個月的磕磕絆絆，解決了許許多多難題后，我的畢業(yè)設計終于完成了。這個過程雖然艱辛但卻使我受益匪淺。首先，一個正確的設計思路和設計順序能起到事半功倍的效果。在設計初期，由于沒有任何設計經驗，面對著設計一個模具所要考慮的方方面面，我感到非常茫然，忙活了好幾天依然一無所獲。但經過查閱大量資料及在同學幫助下，終于理清思路，讓工作步入正軌。其次，要熟悉模具的運動規(guī)律及模架結構。我的設計方案作過幾次打更改，都是由于對模具的運動沒掌握好而造成的。當時設計上的失誤有：機構運動干涉，無法取出殘余料，抽芯機構設計錯誤。這次的設計還鞏固了以往在課堂上所學到的各方面的知識，使其更系統(tǒng)化而且整個設計的過程使得這些理論和實踐相結合，提高了我解決實際問題的能力。同時，查閱大量的資料擴充了我模具方面的知識，也使我查閱資料的速度及準確性大大提高。5.參考文獻1秦蕊. 塑料模具設計. 西北工業(yè)大學出版社,1988,122唐志玉編. 大型注塑模設計基礎. 成都科技大學出版社，19873于華編. 注塑模具設計技術及實例. 機械工業(yè)出版社，1999.54塑料模設計手冊編寫組. 塑料模設計手冊（第三版）. 機械工業(yè)出版社，2002年8月5張文華.塑膠模具設計制圖實務.航空工業(yè)出版社, 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