盒蓋零件的注射模設(shè)計【一模兩腔】【側(cè)抽芯】【說明書+CAD】

盒蓋零件的注射模設(shè)計【一模兩腔】【側(cè)抽芯】【說明書+CAD】,一模兩腔,側(cè)抽芯,說明書+CAD,盒蓋零件的注射模設(shè)計【一模兩腔】【側(cè)抽芯】【說明書+CAD】,盒蓋,零件,注射,設(shè)計,說明書,仿單,cad 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表學(xué)生姓名毛建永學(xué) 號05010221指導(dǎo)教師張躍選題情況課題名稱盒蓋零件的注射模設(shè)計難易程度偏難適中偏易工作量較大合理較小符合規(guī)范化的要求任務(wù)書有無開題報告有無外文翻譯質(zhì)量優(yōu)良中差學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況好一般差工作進(jìn)度快按計劃進(jìn)行慢中期工作匯報及解答問題情況優(yōu)良中差中期成績評定：良所在專業(yè)意見：進(jìn)度一般，達(dá)到要求 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書系部：機械工程系專 業(yè)：機械工程及自動化學(xué) 生 姓 名：毛建永學(xué) 號：05010221設(shè)計(論文)題目：盒蓋零件的注射模設(shè)計起 迄 日 期:2009年3月9日 6月14日設(shè)計(論文)地點:南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院指 導(dǎo) 教 師:殷勁松 張 躍專業(yè)負(fù)責(zé)人:龔光容發(fā)任務(wù)書日期: 2009年 2 月 26 日任務(wù)書填寫要求1畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負(fù)責(zé)人審查、系部領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在第七學(xué)期結(jié)束前填好并發(fā)給學(xué)生；2任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼；3任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)及系部主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫；4任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“系部”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號；5任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫，應(yīng)按照國標(biāo)GB 77142005文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則的要求書寫，不能有隨意性；6有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 74082005數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2008年3月15日”或“2008-03-15”。畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書1本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的： 塑料件在各行業(yè)及日常生活廣泛使用，塑料模具的設(shè)計制造的社會需求也日益增長，而且要求越來越高。通過對盒蓋零件注射模設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生檢索資料，綜合應(yīng)用所學(xué)知識，并根據(jù)工程實際的要求解決工程實際問題的方法與能力，訓(xùn)練學(xué)生模具設(shè)計制造的基本技能和模具CAD設(shè)計能力，提高獨立工作的能力，適應(yīng)社會需求。2本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：本設(shè)計要求學(xué)生根據(jù)所給盒蓋零件實物，測繪零件圖紙，設(shè)計成型注射模具，并學(xué)習(xí)Pro/Engineer、UG或Solid edge等大型CAD軟件在模具設(shè)計中的應(yīng)用，具體要求如下：1） 查閱資料（不少于15篇），翻譯一定量的外文資料（不少于3000漢字），撰寫開題報告及文獻(xiàn)綜述（不少于2000字）；2） 測繪塑件圖紙，完成其CAD三維造型設(shè)計；3） 完成塑件注射模具方案設(shè)計和相關(guān)設(shè)計計算，要求一模兩腔；4） 完成該注射模具裝配圖設(shè)計和全部零件圖紙設(shè)計；5） 模具成型零件CAD三維造型設(shè)計；6） 完成該注射模具模板、成型零件等主要件的制造工藝設(shè)計；7） 撰寫設(shè)計說明書。畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書3對本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題成果的要求包括畢業(yè)設(shè)計論文、圖表、實物樣品等： 課題成果內(nèi)容包括：1) 塑件圖紙及CAD三維數(shù)據(jù)模型；2) 全套注射模具圖紙，成型零件三維造型；3) 全套模具制造工藝規(guī)程；4) 畢業(yè)設(shè)計論文。4主要參考文獻(xiàn)：1 成都科技大學(xué)，北京化工學(xué)院，天津輕工業(yè)學(xué)院合編.塑料成型模具M(jìn).北京：中國輕工業(yè)出版社，1982.2 胡石玉.模具制造技術(shù)M.南京：東南大學(xué)出版社，1997.3 駱志斌.模具工手冊M.南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2000.4 林清安.Pro/ENGINEER零件設(shè)計（基礎(chǔ)篇上、下）M.北京：北京大學(xué)出版社，2000.5 機械設(shè)計手冊聯(lián)合編寫組.機械設(shè)計手冊（第3版上、中、下）M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1987.6 齊月靜, 秦志峰, 齊鎖來等編著.SolidWorks 2006中文版完全自學(xué)專家指導(dǎo)教程M.北京：機械工業(yè)出版社，2006.7 岳榮剛編著.SolidWorks 2006零件與裝配設(shè)計教程M.北京：冶金工業(yè)出版社，2006.8 王慶五, 仇亞琴, 張昱等編著.SolidWorks 2006中文版模具設(shè)計專家指導(dǎo)教程M.北京：機械工業(yè)出版社，2006.畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書5本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題工作進(jìn)度計劃：起 迄 日 期工 作 內(nèi) 容2009年3月09日 3 月30 日熟悉課題，查閱有關(guān)資料，完成資料翻譯，完成開題報告3月31日 4 月07 日測繪塑件零件圖紙，熟悉Solidworks或PRO/E三維CAD軟件，完成塑件三維數(shù)據(jù)模型設(shè)計4月08日 4 月15 日進(jìn)行注射模結(jié)構(gòu)方案設(shè)計,完成零件設(shè)計4月16日 4 月23 日基本掌握CAD軟件操作，完成塑件注射模方案設(shè)計和基本計算4月24日 5 月15日完成塑件注射模零件造型、裝配體設(shè)計和修改完善5月16日 5月23日完成塑件注射模工程圖和裝配圖設(shè)計5月24日 6 月07日完成塑件注射模制造工藝設(shè)計，撰寫設(shè)計說明書6月07日 6 月10日修改并打印設(shè)計說明書和圖紙，整理相關(guān)資料，提交畢業(yè)設(shè)計成果6月11日 6月14日準(zhǔn)備論文答辯所在專業(yè)審查意見：負(fù)責(zé)人： 年 月 日系部意見：系部主任： 年 月 日南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)前期工作材料學(xué)生姓名:毛建永學(xué) 號：05010221系部:機械工程系專 業(yè):機械工程及自動化設(shè)計(論文)題目:盒蓋零件的注射模設(shè)計指導(dǎo)教師:張躍助教 材 料 目 錄序號名 稱數(shù)量備 注1畢業(yè)設(shè)計(論文)選題、審題表12畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書13畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告含文獻(xiàn)綜述14畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯含原文15畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表12009年5月 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)作 者:毛建永學(xué) 號：05010221系部:機械工程系專 業(yè):機械工程及自動化題 目:盒蓋零件的注射模設(shè)計助教張躍指導(dǎo)者： 曹春平 講師評閱者： 2009 年 5 月畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中文摘要本論文根據(jù)工程實際的需要完成盒蓋的注射模具設(shè)計。在設(shè)計中采用聚甲醛塑料注射而成型，成型方式為一模兩腔，該論文具體分析了產(chǎn)品的工藝性，確定了所采用塑料的工藝參數(shù)和所采用的成型設(shè)備，確定了模具制作的總體方案，分析并解決了模具的總體結(jié)構(gòu)和各工作部分的具體結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了一些必要的尺寸計算和強度的校核。該論文還對分型面、澆注系統(tǒng)和脫模機構(gòu)進(jìn)行了分析設(shè)計，完成了模具工程圖設(shè)計，最后進(jìn)行了主要零件加工工藝設(shè)計。關(guān)鍵詞 注射模 成型 工藝性 設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）外文摘要Title The Design of Plastic Injection Mould of Hegai AbstractThe present paper actual needs to complete according to the project accomplish the dressing case top injection molding design. Use the POM injection in the design to take shape, the formation way is a mold two cavity, this paper concrete study products technology capability, had determined uses the formation requirement which the plastic the technological parameter and uses, had determined the mold manufactures the overall concept, analyzed and has solved molds gross structure and each effective range concrete structure, and has carried on some essential size computation and the intensity examination. This paper also halved the profile, the gating system and the mold emptier has carried on the analysis design, has completed the mold engineering plat design.Keywords Injects the mold Formation Technology capability Design盒蓋零件的注射模設(shè)計機械工程及自動化專業(yè) 毛建永指 導(dǎo) 老 師 張躍摘要 介紹基于本論文根據(jù)工程實際的需要完成盒蓋的注射模具設(shè)計。在設(shè)計中采用聚甲醛塑料注射而成型，成型方式為一模兩腔，該論文具體分析了產(chǎn)品的工藝性，確定了所采用塑料的工藝參數(shù)和所采用的成型設(shè)備，確定了模具制作的總體方案，分析并解決了模具的總體結(jié)構(gòu)和各工作部分的具體結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了一些必要的尺寸計算和強度的校核。該論文還對分型面、澆注系統(tǒng)和脫模機構(gòu)進(jìn)行了分析設(shè)計，完成了模具工程圖設(shè)計，最后進(jìn)行了主要零件加工工藝設(shè)計。關(guān)鍵詞 注射模 成型 工藝性 設(shè)計1 引言1.1 注射模具CAD系統(tǒng)一個完善的注射模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)應(yīng)包括以下幾部分：(1) 注塑制品構(gòu)造(2) 模具概念設(shè)計(3) CAE分析(4) 模具評價(5) 模具詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(6) CAM12 盒蓋設(shè)計及其成型工藝的分析2.1 塑件分析圖2.1 所示是盒蓋零件。圖2.1 盒蓋零件該塑件為薄壁類零件，且壁厚均勻。盒蓋本身具有一定的深度，表面光滑，在模具設(shè)計和制造上要有良好的加工工藝，確保成型零件具有一定的光潔度。盒蓋頂部為一方孔，左右對稱還各有一個小孔，所以需要用側(cè)抽芯成型。2.2 塑料的選材及性能分析盒蓋零件用于配合使用，所以耐磨性要突出，綜合機械性能要好，且要經(jīng)濟。具備這些條件的塑料是首選，這里我們選用聚甲醛（POM）。（1）力學(xué)性能和剛性好，接近金屬材料，是替代銅、鑄鋅、鋁等金屬材料的理想材料。（2）耐疲勞性和耐蠕變性極好。（3）耐磨損、自潤性和摩擦性好，與UHMWPE、PA、F4一起稱為四大耐磨塑料材料。 （4）熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性高，電絕緣性優(yōu)良。2.3 POM塑料的注射過程及工藝注射成型過程:（1）成型前準(zhǔn)備，對POM進(jìn)行干燥。POM是吸水率較低的塑料，干燥條件一般用烘箱加熱，溫度為90100,時間4小時,料層厚度30毫米。（2）注射過程，塑料在注射機內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，起過程可分為充模、壓實、保壓、倒流和冷卻5個階段。POM的注射工藝參數(shù):（1）螺桿類別：標(biāo)準(zhǔn)螺桿（直 通 式 噴 嘴）（2）螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)：30（3）注射機料筒溫度:前段 170190中段 180200后段 170190（4）噴嘴溫度：170180。（5）模具溫度：90100。（6）注射壓力:80MP120MP。（7）注射速度: 高速注射。（8）保壓壓力: 30MP50MP（9）成型時間:注射時間:2s5s保壓時間:20s90s冷卻時間:20s60s總周期:50s160s（10） 后處理: 脫模后應(yīng)將塑件放在90 左右的熱水中緩冷或用整形夾具冷卻2。3 盒蓋模具設(shè)計方案的比較與確定3.1 分型面方案的優(yōu)化確定(1）分型面選擇方案一：如圖3.1所示，開模時在塑件中間的外形最大輪廓處A一A面分開。(2）分型面選擇方案二：如圖3.2所示，開模時在塑件底下的外形最大輪廓處A一A面分開。根據(jù)工程和生產(chǎn)實際分析，分型面采用方案二是比較好的，能在成形的基礎(chǔ)上保證塑件的加工精度，方案一容易在分型面處產(chǎn)生飛邊，影響外表面的光滑度。圖3.1 分型面位置圖3.2 分型面位置3.2 型腔數(shù)量以及排列方式的優(yōu)化確定根據(jù)設(shè)計要求采用一模兩腔。型腔排列方式比較確定：(1) 排列方案一：如圖3.3所示。圖3.3 型腔排列方式一(2）排列方案二：如圖3.4所示。圖3.4 型腔排列方式二采用方案一結(jié)構(gòu)更復(fù)雜和更多的制造工時,增加了成本,且不易實現(xiàn)，經(jīng)過比較該套模具型腔的排列方式采用方案二。4 模具詳細(xì)設(shè)計4.1 注塑機選型選定型號為XS一ZY一125型臥式注射機，其主要技術(shù)參數(shù)見表4.1。表4.1 XS一ZY一125型注射機主要技術(shù)參數(shù)螺桿直徑/mm42拉桿內(nèi)間距/mm260x290注射行程/mm115最大模具厚度/mm300額定注射量/ 125最小模具厚度/mm200注射速度 /(g/s)100頂出桿根數(shù)1噴嘴直徑/mm4噴嘴圓弧半徑/mm12額定注射壓力/MP120頂出中心孔直徑/mm30鎖模力/KN900開模行程/mm2704.2 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計和澆口的設(shè)計（1）主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求比較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進(jìn)行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A、T10A等，熱處理硬度為50HRC55HRC。（2）定位圈的設(shè)計與固定 由于該模具主流道比較長，定位圈和襯套設(shè)計成分體式。4.3 成型零件工作尺寸的設(shè)計和計算設(shè)計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強度和剛度校核。 工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔深度和型芯高度尺寸和中心距尺寸等。POM的成型收縮率為1.2%3.0%所以平均收縮率取 s=2.1%。塑件尺寸公差按SJ1372一78標(biāo)準(zhǔn)中的7級精度成型。4.4 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用根據(jù)前面型腔的布局以及互相位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用基本型為A4型的標(biāo)準(zhǔn)模架，模架如圖4.1所示。1-動模座板；2-內(nèi)六角螺釘；3-墊塊；4-支承板；5-彈簧；6-頂銷；7-內(nèi)六角螺釘；8-動模板；9-推件板；10-鑲塊；11-型芯；12-定位銷；13-彈簧；14-定模座板；15-定位圈；16-內(nèi)六角螺釘；17-澆口套；18-內(nèi)六角螺釘；19-定模板；20-型腔；21-滑塊；22-斜導(dǎo)柱；23-拉料桿；24-內(nèi)六角螺釘；25-推桿固定板；26-推板；27-推件桿；28-導(dǎo)套；29-導(dǎo)柱；30-導(dǎo)套；圖4.1 模架4.5 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計當(dāng)在注射成型的塑件上與開合模方向不同的內(nèi)側(cè)或外側(cè)有孔、凹穴或凸臺時，塑件就不能直接由推桿等推出機構(gòu)推出脫模，此時，模具上成型該處的零件必須制成可側(cè)向移動的活動型芯，以便在塑件脫模推出之前，先將側(cè)向成型零件抽出，然后在把塑件從模內(nèi)推出，否則就無法脫模3。4.6 冷料井的設(shè)計冷料井位于主流道的對面的下凹模板上，其作用是存放料流前端的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而形成接縫；開模時能將主流道中的凝料拉出。冷料井的尺寸稍大于主流道大端的直徑。 采用底端帶有推桿的冷料井，這類冷料井的底部有一根拉料桿組成，推料桿裝于推桿型芯推板上。注射模采用Z型冷料井，結(jié)構(gòu)如圖4.13所示。圖4.2 冷料井5 模具裝配塑料模具的總裝過程因模具結(jié)構(gòu)的不同而不同,但其主要的總裝配順序不變,具體如下:(1）確定裝配基準(zhǔn)。(2）安裝導(dǎo)柱導(dǎo)套和型芯、型腔并使間隙均勻。(3）安裝側(cè)抽芯機構(gòu)和推出機構(gòu)等。(4）其他零件的裝配。(5）檢驗、試模4。6 模具工作過程模具裝配試模完畢之后,模具進(jìn)入正式工作狀態(tài),其基本工作過程如下：(1）對塑料POM進(jìn)行烘干,并裝入料斗。(2）清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱。(3）合模、鎖緊模具。(4）對塑料進(jìn)行預(yù)塑化，注射裝置準(zhǔn)備注射。(5）注射過程包括充模、保壓、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻和脫模。(6）開模時，開合模系統(tǒng)帶動動模部分后移，斜導(dǎo)柱逼使側(cè)抽芯滑塊移動側(cè)向抽芯，當(dāng)斜導(dǎo)柱脫離動模部分時，固定在定模部上的定位銷剛好卡住滑塊，防止斜滑塊與定模部分分離，使之順利的留在定模恰當(dāng)?shù)奈恢?，有利于順利合模與復(fù)位；抽芯完成同時；隨著繼續(xù)開模，塑件脫離型腔同時主流道凝料在拉料桿的拉力作用下與澆口套分離；接著推出機構(gòu)工作，推板在注射機頂桿的作用下，帶動塑件推桿工作，把塑件從主型芯上推出來，從而完成了塑件與模具的分離；最后將塑件取出完成自動脫模。(7）塑件的后處理。6 結(jié)束語本次設(shè)計是我們大學(xué)四年所學(xué)知識做的一次總測驗，是鍛煉也是對自己四年來所學(xué)知識及運用知識能力的檢驗。通過此設(shè)計，掌握了模具設(shè)計的方法和步驟，并結(jié)合具體的零件進(jìn)行了具體的設(shè)計工作，包括確定型腔的數(shù)目、選擇分型面、確定澆注系統(tǒng)、脫模方式、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計、注射模成型零件尺寸的計算等。從測繪塑件圖紙，到完成CAD造型設(shè)計；完成塑件注射模具方案設(shè)計和相關(guān)設(shè)計計算；模具成型零件CAD造型設(shè)計；最后完成模具加工，掌握了完整的工程設(shè)計過程，學(xué)會了從生產(chǎn)實際出發(fā)，針對實際課題解決實際問題，掌握了綜合使用各種設(shè)計手冊、圖冊、資料的方法，提高了電腦繪圖水平，為以后我的工作奠定了基礎(chǔ)。參 考 文 獻(xiàn)1 張春吉，唐躍. CAD/CAE技術(shù)在塑料模具設(shè)計中的應(yīng)用J.現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用，2004,16(1）：3435.2 王加龍. 塑料注塑工M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.3 肖國容. 注塑模具側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)知識庫與推理機的研究D.浙江：浙江大學(xué)，1999. 4 劉華剛主編. 模具鉗工操作技能M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008. 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告學(xué) 生 姓 名：毛建永學(xué) 號：05010221專 業(yè)：機械工程及自動化設(shè)計(論文)題目：盒蓋零件的注射模設(shè)計指 導(dǎo) 教 師:張躍 2009 年3月22日開題報告填寫要求1開題報告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；2開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見；3“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇科技論文的信息量，一般一本參考書最多相當(dāng)于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊）；4有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 740894數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文 獻(xiàn) 綜 述摘要 隨著模具技術(shù)的不斷發(fā)展，模具CAD技術(shù)也已經(jīng)得到了快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，它從根本上改變了傳統(tǒng)的設(shè)計、生產(chǎn)、組織模式，對推動現(xiàn)有企業(yè)的技術(shù)改造、帶動整個產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變革、發(fā)展新興技術(shù)、促進(jìn)經(jīng)濟增長都具有十分重要的意義。 注射模模具CAD技術(shù)的應(yīng)用使注射模模具在設(shè)計過程中更加靈活、簡潔。注射模CAD系統(tǒng)在應(yīng)用上有許多實用功能，在進(jìn)行模具設(shè)計上也具有通用的設(shè)計流程。關(guān)鍵詞 模具CAD技術(shù) 注射模具 設(shè)計1 模具CAD技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用 在現(xiàn)代機械制造業(yè)中，模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟中一個非常重要的行業(yè)。為了適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品品種多、更新快、市場競爭激烈的局面，加強了對生產(chǎn)周期短、精度高、壽命長、成本低的模具產(chǎn)品的研究和開發(fā)，CAD技術(shù)得到快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用1。(1) 電子圖板系統(tǒng)(二維計算機繪圖技術(shù))CAD技術(shù)起源于美國，它經(jīng)歷了一個由二維設(shè)計技術(shù)向三維設(shè)計技術(shù)發(fā)展的過程。早期的二維機械CAD技術(shù)實際上是計算機輔助繪圖，它只起到了一個電子圖版的作用2。在實際應(yīng)用中具有很多的局限性。通常，二維圖的所表達(dá)信息是極不完整的，而且繪圖、讀圖要經(jīng)過專門的人來進(jìn)行，所以人們迫切渴望三維CAD技術(shù)的出現(xiàn)。(2) 曲面造型系統(tǒng)三維CAD技術(shù)符合人類的設(shè)計思維習(xí)慣，整個設(shè)計過程可以完全在三維模型上討論，直觀形象?？梢灾苯舆M(jìn)行立體三維的模型設(shè)計、修改和優(yōu)化，還可以進(jìn)行應(yīng)力/應(yīng)變分析、二維工程圖的自動生成、外觀效果和造型效果評價等工作。因而三維CAD技術(shù)才是真正意義上的計算機輔助設(shè)計技術(shù)。20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的三維CAD系統(tǒng)只是極為簡單的線框式系統(tǒng)，只能表達(dá)零件的基本幾何信息，不能有效表達(dá)零件幾何數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系、20世紀(jì)70年代法國的達(dá)索飛機制造公司的曲面造型系統(tǒng)CATIA為人類帶來了第一次CAD技術(shù)革命，CATIA改變了以近似表達(dá)曲面的工作方式，使人們可以用計算機進(jìn)行曲線、曲面的處理操作3。首次實現(xiàn)了計算機完整描述產(chǎn)品的主要信息。同時也使得CAM技術(shù)的開發(fā)有了實現(xiàn)的基礎(chǔ)。(3) 實體造型技術(shù)曲面造型技術(shù)只能描述零件形體的表面信息，難以準(zhǔn)確表達(dá)零件表面的其它特性，如質(zhì)量、重心、轉(zhuǎn)動慣量等，對CAE技術(shù)十分不利，于是1979年美國的SDRC公司推出了世界上第一個基于實體造型技術(shù)的大型CAD/CAM軟件I-DEAS，實體造型技術(shù)是CAD技術(shù)上的第二次革命。由于實體造型技術(shù)能夠精確表達(dá)零件的全部屬性，在理論上有助于統(tǒng)一CAD、CAE、CAM的模型表達(dá)，因而給設(shè)計者帶來了驚人的方便4。(4) 參數(shù)化技術(shù)實體造型技術(shù)的主要缺陷是無法進(jìn)行尺寸驅(qū)動，不易實現(xiàn)設(shè)計與制造過程的并行作業(yè)。20世紀(jì)80年代末期，美國的參數(shù)技術(shù)公司PTC研制的命名為Pro/ENGINEER的參數(shù)化軟件，它采用了CAD方面的一些先進(jìn)理論和技術(shù)，以及基于特征的參數(shù)化設(shè)計技術(shù)，使設(shè)計工作十分靈活、簡便。在產(chǎn)品信息模型方面，Pro/E將所有功能模塊建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上，提供了所有工程項目這間的全關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)了CAD/CAE/CAM的有機集成5。引起了CAD技術(shù)的第三次技術(shù)革命。它的主要特點是：基于特征、全尺寸約束、全數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸驅(qū)動設(shè)計修改。(5) 變量化技術(shù)當(dāng)然參數(shù)化實體造型技術(shù)也有缺陷，即當(dāng)實體幾何拓?fù)潢P(guān)系及尺寸約束關(guān)系較復(fù)雜時，參數(shù)化實體造型技術(shù)就顯得有些力不從心。SDRC公司以參數(shù)化技術(shù)為藍(lán)本，提出了更為先進(jìn)的實體造型技術(shù)變量化技術(shù)。并推出了基于變量化造型理論的軟件IDEAS。變量化技術(shù)的難點在于在欠約束的情況下通過軟件實現(xiàn)了方程聯(lián)合求解的數(shù)學(xué)處理。變量化技術(shù)既保留了參數(shù)化技術(shù)的優(yōu)點，同時又克服了它的不足之處。它的成功應(yīng)用，將為CAD技術(shù)的發(fā)展提供更大的空間的機遇，被視為CAD技術(shù)的第四次革命6。CAD技術(shù)在經(jīng)歷了5個發(fā)展階段后，雖然還存在許多難點，但已在制造業(yè)中取得了廣泛的應(yīng)用。在模具設(shè)計和制造中采用CAD CAECAM 技術(shù)，可以縮短設(shè)計和制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高模具質(zhì)量，使模具設(shè)計人員從繁瑣的計算和繪圖中解放出來，從事更具創(chuàng)造性的工作7。CAD發(fā)展的歷史至今已有30余年，從1965年Lockheed飛機公司研制CAD/CAM系統(tǒng)開始，CAD/CAM技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。隨著計算機及信息技術(shù)的迅速發(fā)展和日趨完善，CAD技術(shù)在機械、電子、航空、航天以及建筑等部門得到了廣泛的應(yīng)用。CAD技術(shù)使產(chǎn)品的設(shè)計制造和組織生產(chǎn)的傳統(tǒng)模式產(chǎn)生了深刻的變革，成為產(chǎn)品更新?lián)Q代的關(guān)鍵技術(shù)。CAD/CAM已經(jīng)成為了一個推動各行種業(yè)技術(shù)進(jìn)步的、具有相當(dāng)規(guī)模的新興產(chǎn)業(yè)部門8。2 注射模具CAD系統(tǒng)21 注射模CAD系統(tǒng)的主要功能一個完善的注射模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)應(yīng)包括注塑制品構(gòu)造、模具概念設(shè)計。CAE分析、模具評價、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計用CAM。（1） 注塑制品構(gòu)造 將注塑制品的幾何信息以及非幾何信息輸入計算機，在計算機內(nèi)部建立制品的信息模型，為后續(xù)設(shè)計提供信息。（2） 模具概念設(shè)計 根據(jù)注塑制品的模型采用基于知識和基于實例的推理方法，得到模具的基本結(jié)構(gòu)形式和初步的注塑工藝條件，為模具詳細(xì)設(shè)計、CAE分析、制造性評價奠定基礎(chǔ)。（3） CAE分析 CAE(Computer Aided Execution)技術(shù)即計算機輔助工程技術(shù)，它是計算機輔助設(shè)計計算機輔助制造(CADCAM)技術(shù)向縱深方向發(fā)展的要求。在注射模CAE分析中，運用有限元的方法，可作充模流動、保壓、冷卻及翹曲變形等分析9。以得到合適的注射工藝參數(shù)和合理的澆注與冷卻結(jié)構(gòu)。流道平衡分析軟件能幫助用戶對一模多腔模具的流道系統(tǒng)進(jìn)行平衡設(shè)計，計算各個流道和澆口的尺寸，以保證塑料熔體能同時充滿各個型腔；冷卻模擬軟件能計算冷卻時間、制品型腔的溫度分布，其分析結(jié)果可以優(yōu)化冷卻系統(tǒng)的設(shè)計；剛度強度分析軟件能對模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析，幫助用戶對型腔壁厚和模板厚度進(jìn)行剛度和強度校核；應(yīng)力計算翹曲預(yù)測軟件則能計算出制品的收縮情況和內(nèi)應(yīng)力的分布，預(yù)測制品出模后的變形10。（4） 模具評價 模具評價包括可制造性評價和可裝配性評價兩部分。注塑件可制造性評價在概念設(shè)計過程中完成，根據(jù)概念設(shè)計得到的方案進(jìn)行模具費用估計來實現(xiàn)，模具費用估計可分為模具成本估計和制造難易估計兩種模式。成本估計是直接得到模具的具體費用，而制造難易估計是運用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法得到注塑可制造度，以此模具的制造性?？裳b配性評價的在模具詳細(xì)設(shè)計完成后，對模具進(jìn)行開啟、閉合、勾料、抽芯、工件推出動態(tài)模擬，在模擬過程中自動檢查零件之間是否干涉，以此來評價模具的可裝配性。（5） 模具詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)制品的信息模型、概念設(shè)計和CAE分析結(jié)果進(jìn)行模具詳細(xì)設(shè)計，包括成型零部件設(shè)計和非零部件設(shè)計，成型零件包括型芯、型腔、成型桿和澆注系統(tǒng)，非成型零部件包括脫模機構(gòu)、導(dǎo)向機構(gòu)、側(cè)抽芯機構(gòu)以及其他典型結(jié)構(gòu)設(shè)計11。同時提供三維模型向二維工程圖轉(zhuǎn)換的功能。（6） CAM CAM主要是利用支撐系統(tǒng)下掛的CAM軟件完成成型零件的虛擬加工過程，并自動編制數(shù)控加工的NC代碼12。CAM包括：模塊設(shè)計-加工方式確定-工序劃分-刀具選擇-工序設(shè)計-加工路線的確定-尺寸公差計算-切削參數(shù)選擇-定位基準(zhǔn)確定-夾具方案選擇-刀具、夾具等工裝設(shè)計-NC加工13。22 注射模CAD系統(tǒng)進(jìn)行模具設(shè)計的通用流程 注射模CAD系統(tǒng)模具設(shè)計具有類似的設(shè)計流程 （1) 注塑制品的三維造型。我們可以直接運用通用的三維造型軟件來繪制制品的三維圖形。有很多大公司的軟件已經(jīng)十分成熟，如美國EDS公司的UG 、美國PTC公司的 Pro/Engineer、美國SDRC的IDEAS，法國MATRA公司的Eucld,以及數(shù)據(jù)庫管理Oracle等大型的軟件。以及在一些公司和高校中經(jīng)常使用的如Solidworks、Solidedge、MasterCAM等中端的軟件，還有一些大家經(jīng)常使用如AUTOCAD等低端軟件14。其中UG是融線框模型、曲面造型和實體造型為一體，是參數(shù)化和特征化的系統(tǒng)造型軟件15。 （2）根據(jù)注塑制品采用專家系統(tǒng)進(jìn)行模具概念設(shè)計，專家系統(tǒng)包括模具設(shè)計、模具制造工藝規(guī)劃、模具價格估計等模塊，在專家系統(tǒng)的推理過程中，采用基于知識與基于實例相結(jié)合的推理方法，推理的結(jié)果的注塑工藝和模具的初步方案。方案設(shè)計包括型數(shù)目與布置、澆口類型、脫模方式和抽芯方式等。 （3）在模具初步方案確定后，用CAE軟件進(jìn)行流動、保壓、冷卻和翹曲分析，以確定合適的澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。例如如果分析結(jié)果不能滿足生產(chǎn)要求，那么可根據(jù)用戶的要求再來修改注塑制品的結(jié)構(gòu)或修改模具的設(shè)計方案16。參 考 文 獻(xiàn)1 肖祥芷，李德群等.CAD在模具設(shè)計中的應(yīng)用M.北京：科學(xué)出版社，1993.2 李大鑫，張秀棉.模具技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述M.機床與模具,2005.3 李和,肖根福. 模具技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述J. 井岡山學(xué)院學(xué)院學(xué)報,2006.4 周華. CAD曲面成型技術(shù)在塑料模具設(shè)計中的發(fā)展J. 現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用,2005.5 江宏,黃小龍,羅坤. PRO/ENGINEER2001中文版M.北京：清華大學(xué).2003. 6 張杰,申開智. 塑料模具CAD/CAE技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用J.現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用,2002,14(3)：2830.7 李德群等. 對開展模具CAD/CAE/CAM的認(rèn)識J. 模具工業(yè)，1992,9(7):5865.8 王定標(biāo)，郭茶秀，向颯. CAD/CAE/CAM技術(shù)與應(yīng)用M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.9 張春吉，唐躍. CAD/CAE技術(shù)在塑料模具設(shè)計中的應(yīng)用J.現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用，2004，16（1）：3435.10 何建中. CAE技術(shù)在注塑模具設(shè)計中的應(yīng)用N.中國西部科技，2007.11 馮炳堯,韓泰榮等. 模具設(shè)計與制造簡明手冊M.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版.12 王國中，申長雨. 注塑模具CAD/CAE/CAM技術(shù)M. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1998.13 汪琦，張偉宏.注塑模具計算機輔助制造J.現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用,1997,9(6)：4950.14 吳柳機，杜智敏，何華妹. SolidWorks2007中文版產(chǎn)品模具設(shè)計入門一點通M.北京：清華大學(xué)出版社，2006.15 王曉楓,陳建華. UG軟件CAD/CAM技術(shù)在注塑模生產(chǎn)中的應(yīng)用J.現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用，2005,17(6):5053.16 寧汝新，趙汝嘉，歐宗瑛. CAD/CAM技術(shù)M.北京：機械工業(yè)出版社，1999. 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：一、課題研究內(nèi)容塑料注射模具是成型塑料制品成型的主要方法，具有高效率、高質(zhì)量及成型后有少加工或 不加工等特點。本課題是盒蓋的注射模具設(shè)計。二、研究途徑1、測繪盒蓋圖紙，完成盒蓋的CAD三維造型設(shè)計2、盒蓋注射模方案設(shè)計（1）注塑模類型的選擇現(xiàn)擬采用普通注射模。（2）分型面的選擇 A-A為分型面（3）澆口的選擇根據(jù)盒蓋的外觀情況，擬采用側(cè)澆口。 （4） 側(cè)抽芯機構(gòu) 由于盒蓋有側(cè)孔，現(xiàn)擬采用應(yīng)用最普遍的斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機構(gòu)。3、注射模成型零件尺寸的計算4、完成盒蓋注射模的裝配圖設(shè)計和全部零件的圖紙設(shè)計5、完成該注射模的制造工藝設(shè)計 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告指導(dǎo)教師意見：1對“文獻(xiàn)綜述”的評語：2對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測： 指導(dǎo)教師： 年 月 日所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 頁 共 頁目 錄1 引言11.1注射模具CAD系統(tǒng)11.2 課程任務(wù)要求22 盒蓋設(shè)計及其成型工藝的分析32.1 塑件分析32.2 塑料的選材及性能分析32.3 POM塑料的注射過程及工藝52.4 POM的主要缺陷及消除措施63 盒蓋模具設(shè)計方案的比較與確定83.1 分型面方案的優(yōu)化確定83.2 型腔數(shù)量以及排列方式的優(yōu)化確定94 模具詳細(xì)設(shè)計114.1 注塑機選型114.2 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計和澆口的設(shè)計134.3 成型零件工作尺寸的設(shè)計和計算164.4 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用204.5 合模導(dǎo)向機構(gòu)和定位機構(gòu)224.6 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計244.7 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計254.8 冷料井的設(shè)計264.9 排氣系統(tǒng)設(shè)計274.10 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計274.11 模具材料例表275 模具裝配295.1 塑料模具裝配的技術(shù)要求295.2 塑料模具裝配過程296 模具工作過程31結(jié)束語32致謝33參考文獻(xiàn)34 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 35 頁 共 34 頁1 引言1.1 注射模具CAD系統(tǒng)1.1.1 注射模CAD系統(tǒng)的主要功能一個完善的注射模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)應(yīng)包括注塑制品構(gòu)造、模具概念設(shè)計、CAE分析、模具評價、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計和CAM。(1) 注塑制品構(gòu)造 將注塑制品的幾何信息以及非幾何信息輸入計算機，在計算機內(nèi)部建立制品的信息模型，為后續(xù)設(shè)計提供信息。(2) 模具概念設(shè)計 根據(jù)注塑制品的模型采用基于知識和基于實例的推理方法，得到模具的基本結(jié)構(gòu)形式和初步的注塑工藝條件，為模具詳細(xì)設(shè)計、CAE分析、制造性評價奠定基礎(chǔ)。(3) CAE分析 CAE(Computer Aided Execution)技術(shù)即計算機輔助工程技術(shù)，它是計算機輔助設(shè)計計算機輔助制造(CADCAM)技術(shù)向縱深方向發(fā)展的要求。在注射模CAE分析中，運用有限元的方法，可作充模流動、保壓、冷卻及翹曲變形等分析1。以得到合適的注射工藝參數(shù)和合理的澆注與冷卻結(jié)構(gòu)。流道平衡分析軟件能幫助用戶對一模多腔模具的流道系統(tǒng)進(jìn)行平衡設(shè)計，計算各個流道和澆口的尺寸，以保證塑料熔體能同時充滿各個型腔；冷卻模擬軟件能計算冷卻時間、制品型腔的溫度分布，其分析結(jié)果可以優(yōu)化冷卻系統(tǒng)的設(shè)計；剛度強度分析軟件能對模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析，幫助用戶對型腔壁厚和模板厚度進(jìn)行剛度和強度校核；應(yīng)力計算翹曲預(yù)測軟件則能計算出制品的收縮情況和內(nèi)應(yīng)力的分布，預(yù)測制品出模后的變形。(4) 模具評價 模具評價包括可制造性評價和可裝配性評價兩部分。注塑件可制造性評價在概念設(shè)計過程中完成，根據(jù)概念設(shè)計得到的方案進(jìn)行模具費用估計來實現(xiàn)，模具費用估計可分為模具成本估計和制造難易估計兩種模式。成本估計是直接得到模具的具體費用，而制造難易估計是運用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法得到注塑可制造度，以此模具的制造性?？裳b配性評價的在模具詳細(xì)設(shè)計完成后，對模具進(jìn)行開啟、閉合、勾料、抽芯、工件推出動態(tài)模擬，在模擬過程中自動檢查零件之間是否干涉，以此來評價模具的可裝配性。(5) 模具詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)制品的信息模型、概念設(shè)計和CAE分析結(jié)果進(jìn)行模具詳細(xì)設(shè)計，包括成型零部件設(shè)計和非零部件設(shè)計，成型零件包括型芯、型腔、成型桿和澆注系統(tǒng)，非成型零部件包括脫模機構(gòu)、導(dǎo)向機構(gòu)、側(cè)抽芯機構(gòu)以及其他典型結(jié)構(gòu)設(shè)計，同時提供三維模型向二維工程圖轉(zhuǎn)換的功能。(6) CAM CAM主要是利用支撐系統(tǒng)下掛的CAM軟件完成成型零件的虛擬加工過程，并自動編制數(shù)控加工的NC代碼。CAM包括：模塊設(shè)計-加工方式確定-工序劃分-刀具選擇-工序設(shè)計-加工路線的確定-尺寸公差計算-切削參數(shù)選擇-定位基準(zhǔn)確定-夾具方案選擇-刀具、夾具等工裝設(shè)計-NC加工。1.1.2 注射模CAD系統(tǒng)的進(jìn)行模具設(shè)計的通用流程注射模CAD系統(tǒng)模具設(shè)計具有類似的設(shè)計流程 (1) 注塑制品的三維造型。我們可以直接運用通用的三維造型軟件來繪制制品的三維圖形。有很多大公司的軟件已經(jīng)十分成熟，如美國EDS公司的UG 、美國PTC公司的 Pro/Engineer、美國SDRC的IDEAS，法國MATRA公司的Eucld,以及數(shù)據(jù)庫管理Oracle等大型的軟件。以及在一些公司和高校中經(jīng)常使用的如Solidworks、Solidedge、MasterCAM等中端的軟件，還有一些大家經(jīng)常使用如AUTOCAD等低端軟件。其中UG是融線框模型、曲面造型和實體造型為一體，是參數(shù)化和特征化的系統(tǒng)造型軟件2。 (2）根據(jù)注塑制品采用專家系統(tǒng)進(jìn)行模具概念設(shè)計，專家系統(tǒng)包括模具設(shè)計、模具制造工藝規(guī)劃、模具價格估計等模塊，在專家系統(tǒng)的推理過程中，采用基于知識與基于實例相結(jié)合的推理方法，推理的結(jié)果的注塑工藝和模具的初步方案。方案設(shè)計包括型數(shù)目與布置、澆口類型、脫模方式和抽芯方式等。(3）在模具初步方案確定后，用CAE軟件進(jìn)行流動、保壓、冷卻和翹曲分析，以確定合適的澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。例如如果分析結(jié)果不能滿足生產(chǎn)要求，那么可根據(jù)用戶的要求再來修改注塑制品的結(jié)構(gòu)或修改模具的設(shè)計方案。1.2 課程任務(wù)要求本課題是盒蓋注射模的設(shè)計。要求對塑件進(jìn)行測繪，并完成其CAD三維造型設(shè)計。盒蓋注射模要求一模兩腔，并自動脫模。完成該注射模具裝配圖設(shè)計，全部零件圖紙設(shè)計，以及完成該注射模具的制造工藝設(shè)計。2 盒蓋設(shè)計及其成型工藝的分析2.1 塑件分析圖2.1 所示是盒蓋零件。圖2.1 盒蓋零件2.1.1 結(jié)構(gòu)分析如下該塑件為薄壁類零件，且壁厚均勻。盒蓋本身具有一定的深度，表面光滑，在模具設(shè)計和制造上要有良好的加工工藝，確保成型零件具有一定的光潔度。盒蓋頂部為一方孔，左右對稱還各有一個小孔，所以需要用側(cè)抽芯成型3。2.1.2 成型工藝分析采用一般精度等級7級，大量生產(chǎn)。該塑件壁厚為3mm，壁厚均勻，塑件成型性能良好。2.2 塑料的選材及性能分析 盒蓋零件用于配合使用，所以耐磨性要突出，綜合機械性能要好，且要經(jīng)濟。具備這些條件的塑料是首選，這里我們選用聚甲醛（POM）。2.2.1 使用特點 （1）力學(xué)性能和剛性好，接近金屬材料，是替代銅、鑄鋅、鋁等金屬材料的理想材料。（2）耐疲勞性和耐蠕變性極好。（3）耐磨損、自潤性和摩擦性好，與UHMWPE、PA、F4一起稱為四大耐磨塑料材料。 （4）熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性高，電絕緣性優(yōu)良4。 2.2.2 成型特性 (1) 結(jié)晶性塑料熔融范圍很窄，熔融或凝固速度快，結(jié)晶化速度快，料溫稍低于熔融溫度即發(fā)生結(jié)晶化，流動性下降。 (2) 熱敏性強極易分解（但比聚氯乙烯稍弱，共聚比均聚稍弱）分解溫度為240,但200度中滯留30分鐘以上即發(fā)生有刺激性分解時產(chǎn)生有刺激性，腐蝕性氣體。 (3) 流動性中等，溢邊值為0.04毫米左右，流動性對溫度不敏感，但對注射壓力變化敏感。 (4) 結(jié)晶度高，結(jié)晶化時體積變化大，成型收縮范圍大，收縮率大。 (5) 吸濕性低，水分對成型影響極小，一般可不干燥處理，但為了防止樹脂表面附粘水分，不利成型，加工前可進(jìn)行干燥并起預(yù)熱作用，特別對大面積薄壁塑料件，改善塑件表面光澤有較好效果，干燥條件一般用烘箱加熱，溫度為90100,時間4小時,料層厚度30毫米。 (6) 摩擦系數(shù)低，彈性高，淺側(cè)凹槽可強迫脫模，塑件表面可帶有皺紋花樣，但易產(chǎn)生表面缺陷，如毛斑、折皺、熔接痕、縮孔、凹痕等弊病。 (7) 宜用螺桿式注射機成形，余料不宜過多和滯留太長，一般塑件克量（包括主流道、分流道）不應(yīng)超過注射機注射克量的75%，或取注射容與料筒容量之比為1：61：10，料筒噴嘴等務(wù)必防止有死角，間隙而滯料，預(yù)塑時螺桿轉(zhuǎn)速宜取低，并宜用單頭，全螺紋，等距，壓縮突變型螺桿。 (8) 噴嘴孔徑應(yīng)取大，并采用直通式噴嘴，為防止流涎現(xiàn)象噴嘴孔可呈喇叭狀，并設(shè)置的加熱裝置，以適當(dāng)?shù)乜刂茋娮鞙囟取?(9) 模具澆注系統(tǒng)對料流阻力要小，進(jìn)料口宜取厚，要盡量避免死角積料，模具澆注系統(tǒng)對料流阻力要小，進(jìn)料口宜取厚，要盡量避免死角積料，模具應(yīng)加熱，模溫高應(yīng)防止滑動配合部件卡住，模具應(yīng)用耐磨，耐腐蝕材料，并淬硬，鍍鉻，要注意排氣。 (10) 必須嚴(yán)格控制成形條件，嵌件應(yīng)預(yù)熱（一般100150），余料一般儲存510個塑件重量的物料即可，料溫取稍高于熔點（一般170190）即可，不宜輕易提高溫度，模溫對塑件質(zhì)量影響較大，提高模溫可改善表面凹痕，有助于融了料流動，塑件內(nèi)外均勻冷卻，防止缺料，縮孔，皺折，模溫對結(jié)晶度及收縮也有很大影響，必須正確控制，一般取75120 ，小于4毫米的取7590 ，宜用高壓，高速注射，塑件可在較高溫度時脫模，冷卻時間可短，但為防止收縮變形，應(yīng)力不均，脫模后應(yīng)將塑件放在90左右的熱水中緩冷或用整形夾具冷卻。 (11) 在料溫偏高，噴嘴溫度偏低，高壓對空注射易發(fā)生爆炸性傷人事故，分解時有刺激性氣體，料性易燃應(yīng)遠(yuǎn)離明火5。2.2.3 POM的主要性能指標(biāo)表2.1所示為POM的一些技術(shù)指標(biāo)6表2.1 POM的技術(shù)指標(biāo) 密度1.401.62熱變形溫度t/c93110熔點165179收縮率s1.23.0抗拉屈服強度5565硬度HB10.213.0彎曲強度85100相對伸長率 %1050沖擊韌度無缺口100200沖擊韌度缺口5202.3 POM塑料的注射過程及工藝2.3.1 注射成型過程（1）成型前準(zhǔn)備，對POM進(jìn)行干燥。POM是吸水率較低的塑料，干燥條件一般用烘箱加熱，溫度為90100,時間4小時,料層厚度30毫米。（2）注射過程，塑料在注射機內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，起過程可分為充模、壓實、保壓、倒流和冷卻5個階段。2.3.2 POM的注射工藝參數(shù)7（1）螺桿類別：標(biāo)準(zhǔn)螺桿（直 通 式 噴 嘴）（2）螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)：30（3）注射機料筒溫度:前段 170190中段 180200后段 170190（4）噴嘴溫度：170180。（5）模具溫度：90100。（6）注射壓力:80MP120MP。（7）注射速度: 高速注射。（8）保壓壓力: 30MP50MP（9）成型時間:注射時間:2s5s保壓時間:20s90s冷卻時間:20s60s總周期:50s160s（10） 后處理: 脫模后將塑件放在90 左右的熱水中緩冷或用整形夾具冷卻。2.4 POM的主要缺陷及消除措施2.4.1 殘余應(yīng)力與龜裂殘余應(yīng)力主要由于以下三種情況，即充填過剩、脫模推出和金屬鑲嵌件造成的。作為在充填過剩的情況下產(chǎn)生的龜裂，其解決方法主要可在以下幾方面入手。(1）由于直澆口壓力損失最小，所以，如果龜裂最主要產(chǎn)生在直澆口附近，則可考慮改用多點分布點澆口、側(cè)澆口及柄形澆口方式。(2）在保證樹脂不分解、不劣化的前提下，適當(dāng)提高樹脂溫度可以降低熔融粘度，提高流動性，同時也可以降低注射壓力，以減小應(yīng)力。(3）一般情況下，模溫較低時容易產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)適當(dāng)提高溫度。但當(dāng)注射速度較高時，即使模溫低一些，也可減低應(yīng)力的產(chǎn)生。(4）注射和保壓時間過長也會產(chǎn)生應(yīng)力，將其適當(dāng)縮短或進(jìn)行Th次保壓切換效果較好。2.4.2 熔接痕 熔接痕是由于來自不同方向的熔融樹脂前端部分被冷卻、在結(jié)合處未能完全融合而產(chǎn)生的。一般情況下，主要影響外觀，對涂裝、電鍍產(chǎn)生影響。嚴(yán)重時，對制品強度產(chǎn)生影響（特別是在纖維增強樹脂時，尤為嚴(yán)重）?？蓞⒖家韵聨醉椨枰愿纳疲?l）調(diào)整成型條件，提高流動性。如，提高樹脂溫度、提高模具溫度、提高注射壓力及速度等。(2）增設(shè)排氣槽，在熔接痕的產(chǎn)生處設(shè)置推出桿也有利于排氣。(3）盡量減少脫模劑的使用。(4）設(shè)置工藝溢料并作為熔接痕的產(chǎn)生處，成型后再予以切斷去除。(5）若僅影響外觀，則可改變燒四位置，以改變?nèi)劢雍鄣奈恢??；蛘邔⑷劢雍郛a(chǎn)生的部位處理為暗光澤面等，予以修飾。2.4.3 飛邊 zg4? L 1=&BMh# 飛邊又稱溢邊、毛刺、披鋒等，大多發(fā)生在摸具的分合位置上，導(dǎo)致該缺陷的主要原因有： (1) 模具分型而精度差。模具分型面上粘有凸出異物、活動模板變形曲翹等。所以模具要保證一定的精度。 (2) 模具設(shè)計和人料配置不合理。一是在不影響制件完整性前提下，流道應(yīng)設(shè)置在質(zhì)量對稱中心上，避免出現(xiàn)偏向性流動；二是塑料在熔融狀態(tài)下具有很高的流動性和貫穿能力，容易進(jìn)入活動的或固定的縫隙，要求模具的設(shè)計制造精度較高。 (3) 注射機的鎖模力不足。注射成型時，由于機械上的缺陷，致使真正的鎖模力不足或不恒定，也會產(chǎn)生飛邊；另一方面由于模具本身平行度不好，也會導(dǎo)致鎖模不緊密而產(chǎn)生飛邊，所以要選用適合的注射機以保證鎖模力。 (4) 注射工藝條件差。一是塑料充模狀態(tài)過分劇烈；二是加料量調(diào)得不準(zhǔn)確。所以從料斗進(jìn)入料筒的料量應(yīng)維持一致8。 IGShs9 OhB,6J 3 盒蓋模具設(shè)計方案的比較與確定3.1 分型面方案的優(yōu)化確定分型面是模具上用來取出塑件和澆注系統(tǒng)料可分離的接觸面稱為分型面,分型面的選擇對模具設(shè)計方式影響最大,分型面設(shè)計是否合理對塑件質(zhì)量和模具復(fù)雜程度具有很大的影響?；旧鲜且环N分型面對應(yīng)著一種模具設(shè)計方案，所以分型面的選擇決定著模具總體的設(shè)計方案。3.1.1 分型面的選擇原則9(1）保證塑料制品能夠脫模。(2）使分型面容易加工。(3）盡量避免側(cè)向抽芯。(4）使側(cè)向抽芯盡量短。(5）有利于排氣。(6）有利于保證塑件的外觀質(zhì)量。(7）盡可能使塑件留在動模一側(cè)。(8）盡可能滿足塑件的使用要求。(9）盡量減少塑件在合模方向的投影面積。(10）長型芯應(yīng)置于開模方向。(11）有利于簡化模具結(jié)構(gòu)。3.1.2 分型面的選擇方案(1）分型面選擇方案一：如圖3.1所示，開模時在塑件中間的外形最大輪廓處A一A面分開。(2）分型面選擇方案二：如圖3.2所示，開模時在塑件底下的外形最大輪廓處A一A面分開。根據(jù)工程和生產(chǎn)實際分析，分型面采用方案二是比較好的，能在成形的基礎(chǔ)上保證塑件的加工精度，方案一容易在分型面處產(chǎn)生飛邊，影響外表面的光滑度。圖3.1 分型面位置圖3.2 分型面位置3.2 型腔數(shù)量以及排列方式的優(yōu)化確定3.2.1 型腔數(shù)量 根據(jù)設(shè)計要求采用一模兩腔。3.2.2 型腔排列方式比較確定(1) 排列方案一：如圖3.3所示。圖3.3 型腔排列方式一(2）排列方案二：如圖3.4所示。圖3.4 型腔排列方式二采用方案一結(jié)構(gòu)更復(fù)雜和更多的制造工時,增加了成本,且不易實現(xiàn)，經(jīng)過比較該套模具型腔的排列方式采用方案二。4 模具詳細(xì)設(shè)計4.1 注塑機選型注射機是塑料注射成型所用的設(shè)備，一副注射模只能安裝在與其相適應(yīng)的注射機上使用，因此設(shè)計注射模應(yīng)該詳細(xì)了解注射機的技術(shù)規(guī)范，以保證模具安裝在注射機上能正常工作，符合零件加工工藝的要求。注射機規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的的大小及型腔的模具和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計人員應(yīng)對模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離進(jìn)行計算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺和模具相匹配的注射機10。4.1.1 注射量計算該產(chǎn)品材料為POM，根據(jù)設(shè)計與制造實訓(xùn)查得其密度為1.40 g.cm-31.61g.cm-3收縮率為1.2%3.0%，計算其平均密度為1.55 g.cm-3，平均收縮率為2.1%，通過計算得塑件體積為： V塑=48.3 cm3塑件的質(zhì)量： M塑=109.2g澆注系統(tǒng)體積： V澆=0.85 cm3澆注系統(tǒng)質(zhì)量： M澆=1.32g故得總體積和總質(zhì)量為： V總=49.15 cm3；M總=110.52g4.1.2 注射機型號的選定根據(jù)以上的計算選定型號為XS一ZY一125型臥式注射機，其主要技術(shù)參數(shù)見表4.1。表4.1 XS一ZY一125型注射機主要技術(shù)參數(shù)11螺桿直徑/mm42拉桿內(nèi)間距/mm260x290注射行程/mm115最大模具厚度/mm300額定注射量/ 125最小模具厚度/mm200注射速度 /(g/s)100頂出桿根數(shù)1噴嘴直徑/mm4噴嘴圓弧半徑/mm12額定注射壓力/MP120頂出中心孔直徑/mm30鎖模力/KN900開模行程/mm2704.1.3 注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核 （1）注射量的校核最大注射容積：V大=125 cm3最小注射容積：V小=27.8 cm3 V大 V總 V小 符合要求。（2）鎖模力的校核合模力為注射機和模裝置用于夾緊模具的力。所選注射機的合模力必須大于由于高壓熔體注入模腔而產(chǎn)生的脹模力，此脹模力等于塑件和流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積與型腔壓力的乘積。即: （4.1）式中 合模力（kN） 型腔壓力（MPa）(一般取20MPa 50MPa) A 塑件及流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積（mm2）取POM的=30MPaA=2（所以所選的注射機合模力69.81kN（3）最大注射壓力的校核注射機的額定注射壓力即為該機器的最高壓力Pmax=120MPa應(yīng)該大于注射成型所需調(diào)用的注射壓力的 即 （4.2）式中；為3050；代入數(shù)據(jù)計算，符合要求。(4）安裝尺寸的校核模具厚度H應(yīng)滿足:式中該套模具厚度H=25+63+32+25+20+34+20+25=244 mm，滿足模具設(shè)計的要求。(5）開模行程校核開模取出塑件所需的開模距離必須小于注射機的最大開模行程。為需要利用開模行程完成側(cè)向抽芯的分型面的注射模，其開模行程還需要考慮為完成抽芯而需要的開模行程。 （4.3）式中 S 注射機的最大開模行程（mm）塑件脫出距離(mm)包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度(mm)=120mm=34+45=79mm當(dāng)時，mm199mm注射機的開模行程為300mm,因此滿足設(shè)計要求。4.2 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計和澆口的設(shè)計澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)凝料熔體從注射機噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能。 4.2.1 主流道的設(shè)計主流道是連接注射機的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，具有一頂?shù)腻F度，以便熔體的流動和開模時主流到凝料的順利拔除。(1）主流道尺寸設(shè)計（a）主流道的小端直徑 D =注射機噴嘴直徑+（0.51）=4+（0.51）, 取D=4.5mm 。 （b）主流道的球面半徑 SR =注射機噴嘴球頭半徑+（12）=12+（12），取SR=13mm 。（c）主流道的長度 取L=25+20+32=77mm。主流道大端直徑 D=7.6mm（半錐角） (2）澆口套的設(shè)計主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求比較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進(jìn)行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A、T10A等，熱處理硬度為50HRC55HRC,如圖4.1所示。圖4.1 主流道襯套(3）定位圈的設(shè)計與固定 由于該模具主流道比較長，定位圈和襯套設(shè)計成分體式，定位圈結(jié)構(gòu)尺寸如圖4.2所示；定位圈和襯套的固定形式如圖4.3所示。圖4.2 定位圈1-內(nèi)六角螺紋； 2-定位圈；3-定模座板；4-主流道襯套；5-定模板圖4.3 主道襯套的固定形式4.2.2 澆口和流道的設(shè)計優(yōu)化根據(jù)設(shè)計的零件,澆口位置有兩種選擇方案:(1) 如圖4.4所示，塑料熔體通過點澆口注入型腔。澆口殘留痕跡小，易取得澆注系統(tǒng)的平衡。但澆口面積小,流動阻力大，只宜用于成型流動性好的塑料，成本也較高。圖4.4 澆口和流道的設(shè)置形式(2) 如圖4.5所示，塑料熔體通過底剖的側(cè)澆口注入型腔,側(cè)澆口形狀簡單，加工容易，適應(yīng)性較強，加工成本也較低。所以在這里我選用側(cè)澆口12。圖4.5 澆口和流道的設(shè)置形式4.3 成型零件工作尺寸的設(shè)計和計算 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括型腔、型芯、鑲塊、導(dǎo)柱和拉料桿等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。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(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。設(shè)計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強度和剛度校核。 工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔深度和型芯高度尺寸和中心距尺寸等13。POM的成型收縮率為1.2%3.0%所以平均收縮率取 s=2.1%。塑件尺寸公差按SJ1372一78標(biāo)準(zhǔn)中的7級精度成型。4.3.1 型芯與型腔(1) 采用鑲?cè)胧脚_肩形式型芯成型，這樣方便加工和替換。圓柱鑲件型芯如圖4.6所示。 圖4.6 圓柱型芯型芯的各部尺寸除特殊情況外都是趨于縮小尺寸,因此應(yīng)選擇塑件公差的1/2,取正偏差,再加上1/4的磨損量,而型芯高度則加上1/6的磨損量.型芯的計算尺寸表達(dá)如下。(a) 型芯的徑向尺寸的計算式： （4.4）式中型芯的最大基本尺寸； 塑件的最小基本尺寸； S塑件的平均收縮率；塑件的公差，取七級精度；模具制造公差，按1/4選?。桓鶕?jù)公式計算得型芯的各徑向尺寸： (b) 型芯的高度尺寸的計算： （4.5）式中 型芯高度的最大尺寸；塑件內(nèi)形深度的最小尺寸； S塑件的平均收縮率；塑件的公差，取七級精度；模具制造公差，按1/4選取；根據(jù)公式計算得型芯的各高度尺寸： (2) 采用鑲?cè)胧脚_肩形式型腔成型，這樣方便加工和替換。圓柱鑲件型腔如圖4.7所示。圖4.7 型腔型腔尺寸計算型腔的各部分尺寸一般都是趨于增大尺寸，因此應(yīng)選擇塑件公差的1/2，取負(fù)偏差，再加上1/4的磨損量，而型芯深度則再加上1/6的磨損量，這樣的型芯的計算尺寸的表述如下。(a) 型腔的徑向尺寸的計算式： （4.6）式中 D0型芯的最小基本尺寸；塑件的最大基本尺寸；S塑件的平均收縮率；塑件的公差，取七級精度；模具制造公差，按1/4選?。桓鶕?jù)公式計算得型腔的各徑向尺寸： (b) 型腔的深度根據(jù)尺寸的計算公式： （4.7）式中 型腔深度的最小尺寸；塑件的最大基本小尺寸；S塑件的平均收縮率；塑件的公差，取七級精度；模具制造公差，按1/4選?。桓鶕?jù)公式計算得型腔的各深度尺寸： 4.3.2 型腔零件剛度和強度校核由于塑件成型部分采用鑲?cè)胧叫颓缓托托?，再鑲?cè)肽０?。成型各部分滿足規(guī)定的距離，所以成型時型腔零件完全滿足強度和剛度的要求，在這里就不一一校核。4.4 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用根據(jù)前面型腔的布局以及互相位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用基本型為A4型的標(biāo)準(zhǔn)模架14。(1）定模座板（200mm x 250mm、厚為25mm） 定模座板是模具與注射機連接固定的板，材料為45鋼。通過4個M8的內(nèi)六角圓柱螺釘與定模固定板連接；定位圈通過4個M5的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接；定模座板與澆口套為H7/k6配合。(2）定模板（180mm x 200mm，厚54mm）用于固定型芯、導(dǎo)套和滑塊。固定板應(yīng)有一定的厚度，并有足夠強度，一般用45號鋼，調(diào)質(zhì)到230HB270HB。其上的導(dǎo)柱和導(dǎo)套一端采用H7/f6配合，另外一段也采用H7/f6配合；定模板與澆口套采用H7/r6配合。 (3）動模座板（200mm x250mm、厚為25mm）材料為45鋼，其上的注射機頂孔為直徑30 mm。(4）動模板（180mm x 200mm，厚25mm）材料為45鋼。(5）墊塊(32mm x 200mm 厚63mm)（a）主要作用在動模座板與支撐板之間形成推出機構(gòu)的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機的模具安裝厚度要求。（b）結(jié)構(gòu)形式可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。（c）墊塊材料墊塊材料為Q235，也可以用HT200、球墨鑄鐵等。這里采用Q235制造。（d）墊塊的高度h校核。h=+=12+16+34=62mm式中 推板厚度，為12mm； 推桿固定板厚度，為16mm； 推出行程，為34mm；所以符合設(shè)計要求。(6）支撐板（180mm x 200mm，厚度32mm）材料為45鋼。(7）推板（114mm x 200mm，厚度15mm）材料為45鋼，其上的推板與推桿采用H7/f6配合。用M5的內(nèi)六角圓柱螺釘與推桿固定板固定。(8）推桿固定板（120mm x 300mm，厚度20mm）材料為45鋼，用M5的內(nèi)六角圓柱螺釘與推板固定。模架如圖4.8所示：1-動模座板；2-內(nèi)六角螺釘；3-墊塊；4-支承板；5-彈簧；6-頂銷；7-內(nèi)六角螺釘；8-動模板；9-推件板；10-鑲塊；11-型芯；12-定位銷；13-彈簧；14-定模座板；15-定位圈；16-內(nèi)六角螺釘；17-澆口套；18-內(nèi)六角螺釘；19-定模板；20-型腔；21-滑塊；22-斜導(dǎo)柱；23-拉料桿；24-內(nèi)六角螺釘；25-推桿固定板；26-推板；27-推件桿；28-導(dǎo)套；29-導(dǎo)柱；30-導(dǎo)套；圖4.8 模架4.5 合模導(dǎo)向機構(gòu)和定位機構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)模架，模架本身帶有導(dǎo)向裝置，按模架規(guī)格選取即可。4.5.1 導(dǎo)向機構(gòu)的總體設(shè)計15(1）導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部分，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的精度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。(2）該導(dǎo)套采用4根導(dǎo)柱，其布置為等直徑導(dǎo)柱對稱布置。(3）導(dǎo)柱安裝在支承板和模套上，導(dǎo)套安裝在定模固定板上。(4）為了保證分型面很好的接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)只有承屑槽，在導(dǎo)柱孔口倒角。(5）在合模時，保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致模具損壞。(6）動定模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。4.5.2 導(dǎo)柱設(shè)計(1）采用帶頭導(dǎo)柱，加油槽，如圖4.9所示。(2）導(dǎo)柱長度必須比凸模端面高度高出6mm 8mm。(3）為了使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱端部常做成圓錐形的先導(dǎo)部分。(4）導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證有足夠的抗彎強度。(5）導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按H7/r6配合，導(dǎo)柱滑動部分按H7/f6配合。(6）導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為0.2mm。(7）導(dǎo)柱應(yīng)具有堅硬耐磨的表面、不易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼T8A、T10A經(jīng)淬火處理，硬度為50HRC以上或45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、表面淬火、低溫回火、硬度為50HRC以上。圖4.9 導(dǎo)柱4.5.3 導(dǎo)套設(shè)計導(dǎo)套與安裝在另外一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動、定模的相對位置，以保證模具運動導(dǎo)向精度的圓套形零件。導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)形式有兩種：直導(dǎo)套、帶頭導(dǎo)套。 (1）采用帶頭導(dǎo)套，如圖4.10所示。(2）導(dǎo)柱孔最好做成通孔，利于排出孔內(nèi)剩余空氣。(3）導(dǎo)套孔的的滑動部分按H7/f6配合，表面粗糙度為0.2um。導(dǎo)套外徑與模板一端采用H7/r6配合。(4）導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅等耐磨材料制造，該模具中采用T10A16。圖4.10 導(dǎo)套4.6 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹模中或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構(gòu)，也常稱為推出機構(gòu)。4.6.1 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計原則17塑件推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定塑件的質(zhì)量，因此，塑件的推出是不可忽視的，應(yīng)遵循以下原則。(1）推出機構(gòu)應(yīng)近盡量設(shè)置在動模一側(cè)。(2）保證塑件不因推出而變形損壞。(3）機構(gòu)簡單，動作可靠。(4）良好的塑件外觀。(5）合模時的準(zhǔn)確復(fù)位。4.6.2 塑件的推出機構(gòu) 該套模具的塑件采用推件板推出。推件板如圖4.11所示。圖4.11 推件板4.7 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計當(dāng)在注射成型的塑件上與開合模方向不同的內(nèi)側(cè)或外側(cè)有孔、凹穴或凸臺時，塑件就不能直接由推桿等推出機構(gòu)推出脫模，此時，模具上成型該處的零件必須制成可側(cè)向移動的活動型芯，以便在塑件脫模推出之前，先將側(cè)向成型零件抽出，然后在把塑件從模內(nèi)推出，否則就無法脫模。4.7.1 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)類型的確定盒蓋兩側(cè)需要用到抽芯機構(gòu)，在這里運用機動方式抽芯。驅(qū)動方式為斜導(dǎo)柱。該塑件的側(cè)面小孔較淺,所需的抽芯距不大,側(cè)抽芯的成型面積也不大,所以采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯足夠，這里將滑塊位置設(shè)于定模上，導(dǎo)柱位置設(shè)在動模上。4.7.2 斜導(dǎo)柱的設(shè)計斜導(dǎo)柱設(shè)置在動模，要有足夠的強度。斜導(dǎo)柱頂端和定模板固定并磨到和定模板平，在開模時能隨驅(qū)使滑塊沿動模板上的導(dǎo)滑槽滑動。斜導(dǎo)柱傾斜角為20度。4.7.3 滑塊的組合及設(shè)計形式設(shè)計其組合方式時應(yīng)考慮分型與抽芯的方向要求,并保證塑件有較好的外觀質(zhì)量,另外還應(yīng)使滑塊的組合部分具有足夠的強度，該套模具采用兩瓣合模塊組合的結(jié)構(gòu)形式。利用滑塊水平兩側(cè)面的凸耳與模套對應(yīng)的導(dǎo)滑槽滑動配合,達(dá)到側(cè)向分型與復(fù)位的目的。為防止滑塊離開定模，應(yīng)采用定位銷18。4.7.4 各項尺寸的計算與校核斜導(dǎo)柱、滑塊之間的相對位置以如圖4.12所示。(1）滑塊高度為34mm。設(shè)置在定模板內(nèi)的定位銷止動距離為7.45mm。每個滑塊分布兩個定位銷，并對稱分布在滑塊中心線的兩邊。 (2）斜導(dǎo)柱的導(dǎo)向傾斜角為20度，從合模到開模斜導(dǎo)柱剛離開滑塊時，斜導(dǎo)柱的移動距離是20.1mm。 (3）抽芯距離校核需要抽芯的距離是：3mm斜導(dǎo)柱剛好抽出來時的推動距離：7.33mm 因：+3，所以抽芯距離滿足要求，塑件能正常取出。圖4.12 導(dǎo)柱與滑塊4.8 冷料井的設(shè)計冷料井位于主流道的對面的下凹模板上，其作用是存放料流前端的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而形成接縫；開模時能將主流道中的凝料拉出。冷料井的尺寸稍大于主流道大端的直徑。 采用底端帶有推桿的冷料井，這類冷料井的底部有一根推料桿組成，推料桿裝于推桿型芯推板上。注射模采用Z型冷料井，結(jié)構(gòu)如圖4.13所示。圖4.13 冷料井4.9 排氣系統(tǒng)設(shè)計由于模具較小且型腔比較簡單，可以利用模具分型面的間隙、推桿和推桿孔的配合間隙以及活動型芯孔的配合間隙自然排氣。4.10 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計4.10.1 加熱系統(tǒng)該套模具的模溫要求在90100，所以應(yīng)采用加熱裝置，一般采用電加熱事進(jìn)行預(yù)熱。4.10.2 冷卻系統(tǒng)POM塑件可在較高溫度時脫模，冷卻時間可短，但為防止收縮變形，應(yīng)力不均，脫模后應(yīng)將塑件放在90 左右的熱水中緩冷或用整形夾具冷卻19。4.11 模具材料例表模具零件材料選擇及熱處理如下表4.2所示.表4.2 該模具的選材及熱處理零件名稱材料牌號熱處理硬度說明型腔40Cr淬火58HRC-62HRC淬透性好,熱處理變形小、耐磨性好圓柱型芯40Cr淬火58HRC-62HRC淬透性好,熱處理變形小、耐磨性好斜導(dǎo)柱T7A淬火52HRC-55HRC保證強度和耐磨性滑塊45淬火48HRC-52HRC保證形狀和尺寸精度,耐磨性動定模座板45調(diào)質(zhì)230HB-270HB保證強度和剛度墊塊Q235調(diào)質(zhì)230HB-270HB保證強度和剛度支撐板45調(diào)質(zhì)225HB-240HB保證強度和剛度推板固定板45調(diào)質(zhì)230HB-270HB保證強度和剛度主流道襯套T10A淬火50HRC-55HRC保證耐磨性導(dǎo)柱導(dǎo)套T10A淬火54HRC-58HRC保證強度和耐磨性定位圈45調(diào)質(zhì)230HB-270HB保證強度和剛度推件桿T8A淬火43HRC-48HRC保證強度和耐磨性 拉料桿 T8A 淬火 43HRC-48HRC 保證強度和耐磨性5 模具裝配5.1 塑料模具裝配的技術(shù)要求塑料模具種類較多，結(jié)構(gòu)差異很大，裝配的具體內(nèi)容與要求也不同。一般注射、壓縮和擠出模具結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，裝配環(huán)節(jié)多，工藝難度大。其他類型的塑料模具結(jié)構(gòu)較為簡單。無論哪種類型的模具，為保證成形制品的質(zhì)量，都應(yīng)具有一定的技術(shù)要求。(1) 模具裝配后各分型面應(yīng)貼合嚴(yán)密,主要分型面的間隙應(yīng)小于0.05mm;在模具適當(dāng)?shù)钠胶馕恢脩?yīng)裝有吊環(huán)或起吊孔；模具的外形尺寸、閉合高度、安裝固定及定位尺寸、推出方式、開模行程等均應(yīng)符合設(shè)計圖樣要求，并與所使用的設(shè)備條件相匹配，模具應(yīng)有標(biāo)記，各模板應(yīng)打印順序編號及加工與裝配時使用的基準(zhǔn)標(biāo)記。(2) 導(dǎo)向或定位精度應(yīng)滿足設(shè)計要求，動、定模開合運動平穩(wěn)，導(dǎo)向準(zhǔn)確，無卡阻、咬死或刮傷現(xiàn)象，安裝精定位元件的模具時，應(yīng)保證定位精度、可靠，且不得與導(dǎo)柱、導(dǎo)套發(fā)生干涉。(3）成型零件的形狀與尺寸精度及表面粗糙度應(yīng)符合設(shè)計圖樣要求，表面不得有碰傷、劃痕、裂紋、銹蝕等缺陷；拋光方向應(yīng)與脫模方向一致，成形表面的文字、圖案與脫模方向一致；活動成形零件或鑲件應(yīng)定位可靠。配合間隙適當(dāng)，活動靈活，不產(chǎn)生溢料。(4）澆注系統(tǒng)表面光滑，尺寸與表面粗糙度符合設(shè)計要求。(5）推出機構(gòu)應(yīng)運動靈活，工作平穩(wěn)、可靠；推出元件不應(yīng)承受側(cè)向力；既不允許放生溢料，也不得有卡阻現(xiàn)象。(6）側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)應(yīng)運動靈活、平穩(wěn)；斜導(dǎo)柱不應(yīng)承受側(cè)向力；滑塊定位應(yīng)固定可靠，工作時不得產(chǎn)生變形。(7）模具加熱元件應(yīng)安裝可靠、絕緣安全、無破損，能達(dá)到設(shè)定溫度要求；模具冷卻水道應(yīng)通暢，無堵塞，連接部位密封可靠。5.2 塑料模具裝配過程塑料模具的總裝過程因模具結(jié)構(gòu)的不同而不同,但其主要的總裝配順序不變,具體如下:(1）確定裝配基準(zhǔn)。(2）安裝導(dǎo)柱導(dǎo)套和型芯、型腔并使間隙均勻。(3）安裝側(cè)抽芯機構(gòu)和推出機構(gòu)等。(4）其他零件的裝配。(5）檢驗、試模20。6 模具工作過程模具裝配試模完畢之后,模具進(jìn)入正式工作狀態(tài),其基本工作過程如下：(1）對塑料POM進(jìn)行烘干,并裝入料斗。(2）清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱。(3）合模、鎖緊模具。(4）對塑料進(jìn)行預(yù)塑化，注射裝置準(zhǔn)備注射。(5）注射過程包括充模、保壓、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻和脫模。(6）開模時，開合模系統(tǒng)帶動動模部分后移，斜導(dǎo)柱逼使側(cè)抽芯滑塊移動側(cè)向抽芯，當(dāng)斜導(dǎo)柱脫離動模部分時，固定在定模部上的定位銷剛好卡住滑塊，防止斜滑塊與定模部分分離，使之順利的留在定模恰當(dāng)?shù)奈恢?，有利于順利合模與復(fù)位；抽芯完成同時；隨著繼續(xù)開模，塑件脫離型腔同時主流道凝料在拉料桿的拉力作用下與澆口套分離；接著推出機構(gòu)工作，推板在注射機頂桿的作用下，帶動塑件推桿工作，把塑件從主型芯上推出來，從而完成了塑件與模具的分離；最后將塑件取出完成自動脫模。(7）塑件的后處理。 結(jié)束語本次畢業(yè)設(shè)計是我們大學(xué)四年所學(xué)知識做的一次總測驗，是鍛煉也是對自己四年來所學(xué)知識及運用知識能力的檢驗。通過此畢業(yè)設(shè)計，掌握了模具設(shè)計的方法和步驟，并結(jié)合具體的零件進(jìn)行了具體的設(shè)計工作，包括確定型腔的數(shù)目、選擇分型面、確定澆注系統(tǒng)、脫模方式、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計、注射模成型零件尺寸的計算等。畢業(yè)設(shè)計從測繪塑件圖紙，到完成CAD造型設(shè)計；完成塑件注射模具方案設(shè)計和相關(guān)設(shè)計計算；模具成型零件CAD造型設(shè)計；最后完成模具加工，掌握了完整的工程設(shè)計過程，學(xué)會了從生產(chǎn)實際出發(fā)，針對實際課題解決實際問題，掌握了綜合使用各種設(shè)計手冊、圖冊、資料的方法，提高了電腦繪圖水平，為以后我的工作奠定了基礎(chǔ)。本次設(shè)計也暴露出不少的缺點和問題：對于所學(xué)知識還沒有做到仔細(xì)、認(rèn)真消化，許多方面還是只有一個大概的認(rèn)識，沒有深入探討，對實際事物沒有深刻得了解，沒有做到理論聯(lián)系實際，沒有達(dá)到對所學(xué)的知識熟練運用的水平?？傊ㄟ^本次畢業(yè)設(shè)計，加強了我對各項知識的綜合運用能力，更培養(yǎng)了我獨立分析問題和解決問題的能力。這些都為我以后走上工作崗位奠定了堅實的基礎(chǔ)。 致 謝論文從開題、具體設(shè)計、論文的撰寫，均得到了老師、同學(xué)和朋友的大力支持。在這里我特別感謝丁武學(xué)老師、張躍老師和殷勁松老師對我的指導(dǎo)。他們在繁忙的教學(xué)工作期間，為我的畢業(yè)設(shè)計付出了大量的心血，從開題報告、說明書的撰寫以及裝配圖繪制等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。他們淵博的學(xué)術(shù)知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和待人以誠的寬廣胸懷，使我受益匪淺，必將對我以后的學(xué)習(xí)和工作產(chǎn)生巨大的影響，在此向他致以誠摯的謝意！其次要感謝同學(xué)們給我的幫助和支持,在設(shè)計中遇到的許多困難,他們都會熱心的給我排憂解難;遇到不能解決的問題，大家也一起討論共同想辦法。最后還要感謝我的母校對我的大力栽培,感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我打下了機械專業(yè)知識的堅實基礎(chǔ)，正是因為有了這些專業(yè)知識才使這次畢業(yè)設(shè)計順利完成。參 考 文 獻(xiàn)1 張春吉，唐躍. 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