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學生：xxxx 指導老師：XXX畢業(yè)設計答辯畢業(yè)設計答辯時間：2019年5月13日計算器上蓋注塑模具設計計算器上蓋注塑模具設計目錄目錄/CONTENS01設計簡介設計簡介02前期準備前期準備03設計過程設計過程04設計總結設計總結設計簡介01 1、摘要、摘要 塑料模具是成型塑料制品的工藝裝備或工具。根據(jù)塑料成型工藝方法的不同，通常將塑料模具分為注射模具、壓縮模具、傳遞模具、擠出模具、中空吹塑模具、熱成型模具等。合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是實現(xiàn)現(xiàn)代塑料制品生產必不可少的三大重要因素。尤其是塑料模具對實現(xiàn)塑料成型工藝要求、保證塑料制件質量、降低生產成本起著重要的作用。一副品質優(yōu)良的塑料模具可成型幾十萬次，甚至上百萬次。這與模具設計、選材、制造和使用維護有著很大關系。對塑料模具設計的要求是：能生產出在尺寸精度、外觀、物理性能、力學性能等各方面均能滿足使用要求的優(yōu)質制件。在模具使用時，力求生產效率高、自動化程度高、操作簡便、壽命長；在模具制造方面，要求結構合理、制造容易、成本低廉。本課題是計算器殼模具的設計和典型模具零件的設計。通過對塑件材料、質量、體積的分析與計算，合理選用注塑機，并對各個參數(shù)進行了校核，設計出一副合理，經(jīng)濟，適用的塑料注塑模具。1、產品品圖形分析形分析 此零件是學生常用的計算器上蓋、其最大的尺寸長寬高：164.62mm100.98mm13mm，從工件本身尺寸來看，屬較中小型零件，本次設計難點在于產品內部卡扣位置如何順利脫模，結合產品形狀，此處需要抽芯結構，而且是在產品內部，所以設計成斜頂機構設計。2、選題背景背景 我國塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀，整體來看，中國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質量、技術和能力等方面都有了很大進步，但與國民經(jīng)濟發(fā)展的需求、世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口。在總量供不應求的同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。近五年來，平均每年進口模具約為11.2億美元，2003年就進口了近13.7億的模具，這還未包括隨設備和生產線作為附件帶進來的模具。這表示中國大陸模具業(yè)的發(fā)展?jié)摿θ匀缓芫薮?。前期準?2 1、設計環(huán)境境 本設計以計算器蓋子為例，通過對此零件注塑模具的設計，使自己在靈活綜合運用所學基礎知識和專業(yè)知識的基礎上，熟練掌握塑料模具設計的全過程，以實現(xiàn)自動化，提高產量。根據(jù)設計要求選定的原始參數(shù)，依照注射模具的結構和尺寸，進行計算及校核，繪制總圖，零件圖。通過此次設計，使我對點澆口分型面，脫模機構，冷卻系統(tǒng)，澆注系統(tǒng)等的設計有了較深的認識。Auto CAD 1、信息收集、信息收集 信息收集是設計前期一個重要的準備工作，主要渠道有網(wǎng)絡查詢，期刊閱讀，文獻閱讀，資料查詢。收集了有關注塑模具結構設計與計算的相關技術資料。設計過程03 1、設計過程程注塑模具設計分為兩個部分。工藝分析 產品工藝分析包括產品材料分析，產品形狀分析，結構分析等。結構設計 模具結構設計是根據(jù)材料和產品形狀分析后，進行結構設計，包括澆注系統(tǒng)，導向機構，推出機構，排氣系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，抽芯機構等。模具整體模具整體結構構設計 模具組成部分，包括成型零部件設計、澆注系統(tǒng)、導向部分、推出機構、排氣系統(tǒng)、斜頂抽芯機構，模溫調節(jié)系統(tǒng)等，模具模具設計方案方案模具參數(shù)模架型號：CI3550-A90-B80-C90模具外形大?。?00500320mm;產品材料：ABS;注塑機型號：J54-S200；模具結構方案圖 型芯型芯結構構設計型芯的結構設計：定位凸臺和定位凹槽開在模框的四周，在加工中心加工的時候銑出，這樣它們的長度和寬度能保證的非常準確。型芯圖 型腔型腔結構構設計型腔的結構設計：型腔采用整體組合式，由整塊材料加工而成，用螺栓固定在動/定?？蛏?，型腔型芯表面和分流道等則經(jīng)過CNC加工過后進行電火花加工。型腔圖設計總結04 設計總結 本次設計使我對塑料模具設計的各種成型方法，成型零件的設計，成型零件的數(shù)控加工工藝，主要工藝參數(shù)的計算，產品缺陷及其解決辦法，模具的總體結構設計及零部件的設計等都有了進一步的理解和掌握。從該產品模具設計中體會到理論知識和實踐動手方面存在著較大的差異，使得在設計中困難重重，不過也在當中學到了很多以前沒有學到的知識。通過本次畢業(yè)設計的鍛煉，使我對模具設計與模具制造的整個過程都有了比較深刻的認識和全面的掌握。使我接受了一個模具專業(yè)的畢業(yè)生應該有的鍛煉和考查。致謝 感謝在大學期間給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W，默默支持的父母。沒有碩果累累也確實成長了不少。ThanksThanksXXXX 大學 畢業(yè)設計（論文） 題目： 計算器殼殼注塑模具設計 專 業(yè) 模具設計與制造 班 級 姓 名 學 號 指導老師 設計時間 審 閱 XXXX 學校 機械工程系 年 月 日 畢業(yè)設計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 計算器殼殼注塑工 藝與模具設計 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果， 其內容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內 容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫 的成果作品。 班 級： 學 號： 作者姓名： 2019 年 02 月 25 日 目 錄 摘 要 .1 引 言 .2 第一章、制品圖樣 .4 1.1.制品的尺寸 .4 第二章、制品分析 .6 2.1.材料的選擇 .6 2.2.材料的性能參數(shù) .6 2.3.工藝參數(shù) .6 2.4.產品結構和質量分析 .7 2.5.脫模斜度的確定 .7 2.6.塑料工件的結構工藝性 .7 第三章、確定制品的基本參數(shù)、計算及其注射機的選用 .8 第四章、注射機有關參數(shù)的校核 .9 4.1.注塑機的校核 .9 第五章、標準模架的選擇與相關計算 .10 5.1.注射模架的選擇 .10 5.2.成型零件工作尺寸的的計算 .11 5.2.1.影響工作尺寸的因素 .11 5.2.2.凹、凸模工作尺寸的計算 .11 第六章、模具結構的確定 .13 6.1.位置的確定 .13 6.2.分型面選擇 .13 6.3.澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)的結構 .13 6.4.脫模機構（推出機構）的結構形式 .15 6.5.冷卻方式與裝置的選擇 .16 6.6.斜頂抽芯機構設計 .16 6.7.開模過程設計 .18 第七章、模架及其它結構零件 .20 7.1.注射模的標準模架 .20 7.2.支承零部件設計 .20 7.2.1.墊塊（支承塊） .20 7.2.3.動定模座板 .21 7.3.導向裝置 .21 7.3.1.導柱導向機構 .21 7.3.2.導套 .21 結 論 .23 致 謝 .24 參考文獻 .25 第 1 頁 摘 要 在現(xiàn)代生產中，模具是大批量生產各種產品和日用生活品的重要工藝裝備，它以 其特定的形狀通過一定的方式使原料成型。由于模具成型具有優(yōu)質、高產、省料和成 本低等特點，現(xiàn)已在國民經(jīng)濟各個部門，特別是汽車、拖拉機、航天航空、儀器儀表、 機械制造、家用電器、石油化工、輕工日用品等部門得到極其廣泛的應用。以塑料該 產品模具的設計和典型模具零件的數(shù)控加工為例，介紹了注塑模具的設計方法和流程。 首先根據(jù)塑件材料及工藝特性用 pro/e 軟件對零件進行模型分析，然后選擇注塑機并 確定型腔數(shù)目，接著確定成形方案：總體結構設計、分型面設計、澆注系統(tǒng)設計、脫 模機構設計、冷卻系統(tǒng)設計等。最后進行注塑機工藝參數(shù)校核，包括注射量、鎖模力、 注射壓力、模具厚度和注射機閉合高度等方面。 畢業(yè)設計是在模具專業(yè)理論教學之后進行的實踐性教學環(huán)節(jié)。是對所學知識的一 次總檢驗，是走向工作崗位前的一次實戰(zhàn)演習。其目的是，綜合運用所學課程的理論 和實踐知識,設計一副完整的模具訓練、培養(yǎng)和提高自己的工作能力。鞏固和擴充模具 專業(yè)課程所學內容，掌握模具設計與制造的方法、步驟和相關技術規(guī)范。熟練查閱相 關技術資料。掌握模具設計與制造的基本技能，如制件工藝性分析、模具工藝方案論 證、工藝計算、加工設備選定、制造工藝、收集和查閱設計資料，繪圖及編寫設計技 術文件等。 關鍵詞：注塑模 數(shù)控加工 模具設計 第 2 頁 引 言 模具是塑料成型加工的一種重要的工藝裝備，模具生產的最終產品的價值往往是 模具自身價值的幾十倍、上百倍，因此模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)，模具的生產 技術水平的高低，已成為衡量一個國家產品制造業(yè)水平高低的重要標志。由于塑料模 具工業(yè)快速發(fā)展及上述各方面差距的存在，因此我國今后塑料模具的發(fā)展必將大于模 具工業(yè)總體發(fā)展速度。塑料模具生產企業(yè)在向著規(guī)?；同F(xiàn)代化發(fā)展的同時， “小而?！?、 “小而精” 仍舊是一個必然的發(fā)展趨勢。從技術上來說，為了滿足用戶對模具制造 的“交貨期短” 、 “精度高” 、 “質量好” 、 “價格低”的要求。 塑料模具是成型塑料制品的工藝裝備或工具。根據(jù)塑料成型工藝方法的不同，通 常將塑料模具分為注射模具、壓縮模具、傳遞模具、擠出模具、中空吹塑模具、熱成 型模具等。合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是實現(xiàn)現(xiàn)代塑料制品生產必不 可少的三大重要因素。尤其是塑料模具對實現(xiàn)塑料成型工藝要求、保證塑料制件質量、 降低生產成本起著重要的作用。一副品質優(yōu)良的塑料模具可成型幾十萬次，甚至上百 萬次。這與模具設計、選材、制造和使用維護有著很大關系。對塑料模具設計的要求 是：能生產出在尺寸精度、外觀、物理性能、力學性能等各方面均能滿足使用要求的 優(yōu)質制件。在模具使用時，力求生產效率高、自動化程度高、操作簡便、壽命長；在 模具制造方面，要求結構合理、制造容易、成本低廉。 我國塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀，整體來看，中國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質 量、技術和能力等方面都有了很大進步，但與國民經(jīng)濟發(fā)展的需求、世界先進水平相 比，差距仍很大。一些大型、精密、復雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進 口。在總量供不應求的同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一 些技術含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。 近年來,塑料模具工業(yè)迅速發(fā)展,體現(xiàn)在模具產品向著大型、精密、復雜的方向發(fā)展, 綜合技術含量不斷提高,模具制造周期不斷縮短。但與國外塑料模具的先進水平相比,依 然存在一定差距。 在二十世紀中期甚至更早，國外就已經(jīng)出現(xiàn)很多對模具及模具工業(yè)的高度評價與 精辟的比喻。例如：“模具是美國工業(yè)的基石”(美國)；“模具是促進社會繁榮富強的 原動力”( 日本 )；“模具工業(yè)是金屬加工的帝王”(德國)；“模具是黃金”(東歐)等。 在二十世紀末，中國人才開始認識到其極端重要性，作出了科學的評價：“模具工業(yè) 第 3 頁 是現(xiàn)代工業(yè)之母”(中國) 。 21 世紀的制造業(yè)，正從以機器為特征的傳統(tǒng)技術時代，向著以信息為特征的技術 時代邁進，即用信息技術改造和提升傳統(tǒng)產業(yè)。經(jīng)濟全球化和世界市場一體化加速發(fā) 展，不斷加劇了制造商之間的競爭，提出了快速反應市場的要求，與之相適應，制造 業(yè)對柔性自動化技術及裝備的要求更加迫切而強烈。同時，微電子技術和信息通信技 術的快速發(fā)展，為柔性自動化提供了重要的技術支撐，工業(yè)裝備的數(shù)控化、自動化、 柔性化呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。 現(xiàn)今，全世界模具工業(yè)年總產值約為 650 億美元，其中亞洲地區(qū)占到全世界一半 的總產值。而在亞洲，最高屬于日本,年產值達 200 億美元上下。美國的年產值為 50 億 美元。中國也在后來居上,現(xiàn)在已經(jīng)達到 70 億美元。然而，產值并不等同于技術質量。 雖然我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質量、技術和能力等方面都已有了很大發(fā)展， 但與發(fā)展經(jīng)濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精度、復雜、長壽 命的高檔模具每年仍大量進口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進 口。而技術含量低的模具已供過于求,市場利潤空間狹小。近五年來，平均每年進口模 具約為 11.2 億美元，2003 年就進口了近 13.7 億的模具，這還未包括隨設備和生產線作 為附件帶進來的模具。這表示中國大陸模具業(yè)的發(fā)展?jié)摿θ匀缓芫薮?。這就是這次研 究的意義。 本課題是計算器殼模具的設計和典型模具零件的設計 。通過對塑件材料、質量、 體積的分析與計算，合理選用注塑機，并對各個參數(shù)進行了校核，設計出一副合理， 經(jīng)濟，適用的塑料注塑模具。 重點解決的問題 材料的選用 頂出系統(tǒng)的設計 第 4 頁 第一章、制品圖樣 1.1.制品的尺寸 該制件只要能滿足一般使用要求，對精度要求一般，根據(jù) ABS 塑料的性質及特性， 其精度等級可按 MT5-7 來查并取其公差。 圖 1-1 塑件 2D 模型 第 5 頁 圖 1-2 塑件 3D 模型 第 6 頁 第二章、制品分析 2.1.材料的選 擇 本設計選用 ABS 塑料成型，ABS 是一種具有良好綜合性能的工程材料，它具有苯聚 乙烯的良好成型性，聚丁二烯的韌性，聚丙烯晴的化學穩(wěn)定性和表面硬度，其抗拉強 度可達 3550Mpa，ABS 粘度適中，流動性好。它的另一個優(yōu)點是耐氣候性，其制品的 使用溫度范圍 40100。ABS 的線膨脹系數(shù)小，制品具有良好的尺寸穩(wěn)定性，且抗 蠕變性好；拉伸強度、沖擊強度、硬度值都較高；能耐水、無機酸、堿等.由于 ABS 中 B 組分的存在，耐候性差，易發(fā)生光氧化老化和熱氧化老化，為了提高耐候性，可加入 抗氧化劑和光穩(wěn)定劑。綜上所述，由于 ABS 具有良好的耐酸堿性、較強力學性能、使 用溫度范圍較寬，相比之下 ABS 更加適合做該產品的成型材料。 2.2.材料的性能參數(shù) ABS 是目前較常用的塑料材料，它是一種非結晶性材料。ABS 的密度為 1.05- 1.08g/cm。收縮率在 0.3-0.8%之間，熔點（130-160），熱變形溫度（6598）， 拉伸強度：35-44MPa，拉伸彈性模量 1.8GPa，彎曲強度：800MPa，彎曲彈性模量： 1.4GPa，壓縮強度 1839MPa，硬度 R6286。 ABS（丙烯晴-丁二烯-苯乙烯聚物）具有耐熱、表面硬度高、尺寸穩(wěn)定、耐化學及 電性能好、易成型加工、可鍍金各等特點。 鑒別：外觀：淺象牙色或白色，不透明。 火焰：顏色黃色，形態(tài)：軟化無滴， 氣味特殊味煙慢然煙黑。 2.3.工藝參數(shù) 干燥處理：吸濕性強，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須經(jīng)長時間預熱干燥。 模具溫度：6068 噴嘴溫度：180190 中段溫度：210230 后段溫度：180200 注射壓力：7090 MPa 塑化形式：螺桿式 噴嘴形式：直通式 注射時間：35s 第 7 頁 保壓時間：1530s 冷卻時間：1530s 成型周期：4070s 2.4.產品結構和質量分析 1） 、產品的結構分析：本產品是生活中常見的計算器殼殼，該制品要求有高的外 觀結構以及優(yōu)良的集合穩(wěn)定性，這就要求材料具有良好的強度，材料均勻。 2） 、表面質量分析： 產品要求沒有缺陷、毛刺、斑點及熔接痕，粗糙度可取 Ra=1.6m。 2.5.脫模斜度的確定 塑件高度在 30mm 以下時可以不考慮脫模斜度。本產品內腔高度為 13 毫米，且有 角度，大圓弧過渡，無直邊部分，所以無須考慮脫模的斜度，產品壁厚均勻，為 3.0mm。 2.6.塑料工件的結構工藝性 （1） 、塑件公差等級的選用與塑料的品種有關：模具塑件尺寸公差的代號為 MT， 公差等級分為 7 級,每一級又可分為 A、B 兩部分，其中 A 為不受模具活動部分影響尺 寸的公差，B 為受模具活動部分影響尺寸的公差。塑件尺寸精度的確定應合理選擇，盡 可能選用低精度等級。常用材料模塑件公差等級的選用。材料為 ABS 時，選取一般精 度等級為 MT3，未注公差尺寸的公差等級為 MT5。 （2） 、塑件的表面粗糙度，除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點 外，主要取決于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度要比塑件的低 12 級，塑料制件的表面粗糙度 Ra 值一般為 3.20.2m，在模具使用中，由于型腔磨損而 使表面粗糙度不斷加大，應隨時給以拋光復原。透明制件要求型腔和型芯的表面粗糙 度相同；而不透明制件則根據(jù)使用情況而定，非配合表面和隱藏面可取較大的表面粗 糙度值,除塑件外表面有特殊要求外，一般型腔的表面粗糙度要低于型芯的表面粗糙度。 ABS 塑料表面粗糙度的取值范圍為 0.025m1.6m。在本設計中表面粗糙度采用 1.6m。 第 8 頁 第三章、確定制品的基本參數(shù)、計算及其注射機的選用 體積 V=SH 本次設計的課題，產品外形尺寸比較小，且為不規(guī)則形狀，所以只能粗略計算其 體積，或者采用軟件測量，V=50568.1mm=50.568cm 3 密度=1.0510 -3 g/ mm3 質量=50.5681.05=53.0964g 由于該產品的底面有兩處內扣臺階，雖然臺階尺寸很小，外形尺寸要求不高，但 是無法直接脫模，需要采用抽芯結構，而且是內抽芯，兩邊對稱，考慮到其模具設計 時產品脫模方便，此處臺階需要設計滑塊脫模方式，所以需要設計抽芯機構，外形呈 不規(guī)則形狀，尺寸不算大，屬于中等尺寸，下模需要頂出裝置，考慮到模具加工難度， 兩邊抽芯的零件建議選擇一模兩腔，該產品的注塑量為 50.568103mm3 。要求注射成 型時的總注射量應是注射機最大注射量的 80%以下， 初選注射機為 J54-S200，技術參數(shù)如 表 3.1： 表 3-1 J54-S200 螺桿式注塑機技術參數(shù) 理論容量/g 200 螺桿直徑/ mm 55 注射壓力/ MPa 109 鎖模力/ KN 2540 最大注射面積/cm 645 模具最大厚度/ mm 350 模具最小厚度/ mm 200 采用一模二腔，總體積是 50.5682=101.136103mm3，要求注射成型時的總注射 量應是注射機最大注射量的 80%以下，由公式（3-1）得 Gmax= G/0.8=101.136 /0.8=126.42cm3 第 9 頁 第四章、注射機有關參數(shù)的校核 4.1.注塑機的校核 最大注射量應滿足以下關系： NM+MjKMn （4-1） 其中 N-型腔數(shù)量； M-單個塑件的體積或質量,cm 3或 g Mj-澆注系統(tǒng)的凝量，cm 3或 g； Mn-注射機最大注射量，cm 3或 g； K-注射機最大注射量利用系數(shù)，一般取 0.6； M=50.568cm3 ，Mj=9.499cm 3 ，KMn=0.8200=160cm 3 將已知數(shù)據(jù)帶入可得： nM+Mj=250.568+9.499cm=110.635cmgKMn=160cm 3 所以校核最大注射量滿足要求。 型腔壓力的估算：根據(jù)表 3-6，ABS 注射壓力 Pi 為 100130Mpa，取 Pi =110Mpa，則模腔壓力計算得，P M=kPi =0.6110=66Mpa。 鎖模力等于制品與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔內熔體壓力 PM.。 FL=164.6291.6510-366=995.77型腔成型壓力，所以注射壓力滿足要求。 第 10 頁 第五章、標準模架的選擇與相關計算 5.1.注射模架的選擇 該產品身采用小水口兩板型式模架。 有關壁厚公式的計算來的到型腔壁厚尺寸。 tc=0.2L+7(3-1) 式中 型腔側壁厚ct L型腔長度 數(shù)據(jù)代入得 tc =0.2100.98+73=41.196mm 型腔模板的長： tAtS=+ 型腔模板的寬： N= tc+B+S 式中 L型腔模板的長度 N型腔模板的寬度 tc型腔側壁厚，經(jīng)驗數(shù)據(jù)見表 3-36 A型腔長度 B型腔寬度 tc型腔間壁厚，經(jīng)驗數(shù)據(jù)見表 3-36 S系數(shù)，一般取 510 mm。 代入數(shù)據(jù)得 L=41.196+100.98+58.52+100.98+10=311.676mm， N=41.196+164.62+10=215.816mm 有步驟（3）計算的模板周界不大可能與標準的尺寸相等，所以必須將計算的數(shù)據(jù) 想標準尺寸“靠攏” ，一般取向叫大的修整。另外還得考慮到在壁厚位置上應該有足夠 的位置安裝其他的零部件，如果不夠的話，需要增大尺寸。一般情況下，動定模鑲塊 的尺寸比制件的外形尺寸大 3080mm，本次設計型腔板的外形尺寸定為 320mm230mm，制件外形尺寸也大，鑲塊尺寸與制件外形的尺寸的差值也應該選的越 大。這里根據(jù)制件外形尺寸和型腔排列情況，選取動定模尺寸為 500mm350mm，可以 確定模板的周界尺寸為 500mm400mm320mm。 第 11 頁 因為選擇了兩板型的模板，所以 H=h1ABCh 2 因此整副模架的厚度為 H=h1ABCh 2=30+90+80+90+30=320mm 5.2.成型零件工作尺寸的的計算 成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構成的塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸 的精度直接影響著塑件的精度。 5.2.1.影響工作尺寸的因素 （1）塑件收縮率的影響 由于塑件熱脹冷縮的原因，成型冷卻后的塑件尺寸小于模具型腔的尺寸。 （2）凸、凹模工作尺寸的制造公差 它直接影響塑件的尺寸公差。通常凹、凸模的尺寸公差取塑件公差的 ，表1/36 面粗糙度取 值為 。Ra0.8.4m （3）凸、凹模使用過程中的磨損量 生產過程中的磨損以及修復會使凸模尺寸變小，凹模的尺寸變大。 （4）模具在分型面的合模間隙 由于注射壓力及模具分型面平面度的影響，會導致動模、定模注射時存在著一定 的間隙。一般當模具分型面的平面度較高，表面粗糙度較低時，塑件產生的飛邊也較 小。飛邊的厚度一般為 。0.21m 因此，成型大型塑件時，收縮率對塑件的尺寸影響較大；而成型小型塑件時，制 造公差與磨損量對塑件的尺寸的影響較大。常用塑件的收縮率通常在白分之幾到千分 之幾之間。具體塑料的收縮率可查找相關手冊或某種塑料說明書。 5.2.2.凹、凸模工作尺寸的計算 通常，凹、凸模的工作尺寸根據(jù)塑料的收縮率，凹、凸模零件的制造公差以及磨 損量三個因素確定。定模型芯的工作尺寸的計算 塑件內的型腔尺寸公差為正值“+ ”，制造公差為負值“ ”。根據(jù)推導：Z 型芯的徑向尺寸計算公式如下： 01ZMSll 式中： 型芯的徑向尺寸， ；m 塑件的平均收縮率；=0.005 第 12 頁 塑件的外徑尺寸， ；Sl m 修正系數(shù)， （ ） ，取 ；0.580.6 塑件的公差值，因尺寸的大小而變。 制造公差，取 。Z/3 l191.65（1+0.005） 0+0.20=92.110+0.20 l2164.62（1+0.005） 0+0.20=165.440+0.2 l32（1+0.005） 0+0.05=2.10+0.05 l485.03（1+0.005） 0+0.15=85.4550+0.15 l57.18（1+0.005） 0+005=7.2160+0.05 l60.5（1+0.005） 0+005=0.50250+0.05 l770（1+0.005） 0+015=70.350+0.15 型芯的高度尺寸計算公式如下 l110（1+0.005） 0+0.05 =10.050+0.05 l23（1+0.005） 0+0.05 =3.0150+0.05 （1） 動模型腔的工作尺寸的計算 塑件內的型腔尺寸公差為正值“+ ”，制造公差為負值“ ”。根據(jù)推導：Z 型腔的徑向尺寸計算公式如下： LM=(L+LSCP-3/4) S 0 l191.65（1+0.005） 0+0.20 =92.110+0.20 l2100.98（1+0.005） 0+0.20 =101.480+0.20 第 13 頁 第六章、模具結構的確定 6.1.位置的確定 制品的成型位置：本設計零件采用多型腔模具，該產品采用一模兩腔模具。模具 結構簡單易懂，加工方便，調試簡單，適合中批量生產。 6.2.分型面選擇 分型面的選擇是注射模設計中的一個關鍵。它是決定模具結構形式的一個重要因 素，它與模具的整體結構、澆注系統(tǒng)的設計、塑件的脫模方式和模具的制造工藝有關。 （1）分型面應先在塑件外形的最大輪廓處 （2）分型面的選擇應有利于塑件的順利脫模 （3）分型面的選擇應保證塑件的尺寸精度和表面質量 （4）分型面的選擇應有利于模具的加工 （5）分型面的選擇要有利于排氣 該產品設計中，注射模具只有一個分型面，分型面的形狀采用平直分型面，將分 型面選在塑件外形最大輪廓處；并使塑件在開模后留在動模一側，有利于塑件的順利 脫模，分型面的選擇保證了塑件的尺寸精度和表面質量，有利于模具的加工，有利于 排氣，符合設計原則。分型面如下： 圖 6-1 分型面示意圖 6.3.澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)的結構 澆注系統(tǒng)的結構：澆注系統(tǒng)指模具中由注射機噴嘴到型腔之間的進料通道。普通 澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。 主流道的設計原則： 1.要能保證塑件的質量(避免常見的充填問題 ) 第 14 頁 2.盡量減小及縮短澆注系統(tǒng)的斷面及長度 3.盡可能做到同步填充 主流道為直接與注射幾的噴嘴連接的部分。主流道要與高溫塑料及噴嘴反復接觸， 容易損壞，為便于更換，常設計成可拆卸的主流道襯套結構。主流道襯套的進口端在 注射時承受很大的噴嘴壓力，同時，其出口端與分流道、澆口也承受型腔的反壓力， 因此，主流道襯套應代凸緣，使之固定在定模上。主流道為一圓錐孔，其小頭正對注 射機的噴嘴，因噴嘴外形為球面，所以主澆道小頭孔端的外形應為一凹球面，為了配 合緊密，防止溢料，凹球面的半徑應比噴嘴的球面半徑略大 23mm，主流道的個部分 尺寸如 CAD 圖。 該產品模具主流道的尺寸： d=噴嘴孔徑1.0（mm）=4.01.0=5.0mm R=噴嘴球面徑（14） （mm）=10（14）=1114mm =14 本設計中取 1 r=13（mm）取 2mm H=（1/31/5）R=2.2mm4.7mm H 取 3mm 技術參數(shù)：澆口套材料選用 P20，熱處理后達到 5560HRC。粗糙度為 Ra（0.40.8）vmm，如下圖所示： 第 15 頁 圖 6-2 澆口套示意圖 6.4.脫模機構（推出機構）的結構形式 （1）推出機構分類 推出機構一般由推出、復位和導向等三大元件組成，推出機構設計的合理性與可 靠性直接影響到塑料制件的質量。 推出機構按基本傳動形式可分為機動推出、液壓推出和手動推出等三類。本設計 采用液壓推出，它是利用開模動作，由注射機上的液壓缸推動模具上的推出機構，將 塑件從動模部分推出。 推出機構按推出元件的類別可分為推桿推出、推管推出、推件板推出等。本設計 采用推桿推出機構，推桿推出機構是推出機構中最簡單、動作最可靠、最常見的結構 形式，因為設置推桿的自由度較大，而且推桿截面大部分為圓形，制造、修配方便， 容易達到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度，推桿推出時運動阻力小，推出動作 靈活可靠，推桿損壞后也便于更換。 （2）推桿的形狀 本設計中推桿的形狀采用圓柱頭直通式推桿，尾部采用臺肩固定，這種形式通常 第 16 頁 在 d3mm 時采用，是最常用的形式。本設計中該產品身和該產品頭的推桿直徑 d 都取 12mm。 推桿尺寸（GB/T4169.1-1984） （3）推桿的固定與配合 在推桿固定板上制有臺階孔，將推桿裝入其中。這種形式強度高，不易變形，但 在推桿很多的情況下，臺階孔深度的一致性很難保證，本設計該產品所使用的推桿數(shù) 為 4 個，直徑為 8mm，模具不大，不宜很多。推桿臺階部分的直徑為 d+2=10mm。 推桿工作部分與模板或型芯上推桿孔的配合常采用 H8/f7H8/f8 的間隙配合，視 推桿直徑的大小與塑料品種的不同而定。推桿直徑大、塑料流動性差可以取 H8/f8，反 之采用 H8/f7。本設計采用的推桿直徑較小，且 ABS 塑料的流動性好，據(jù)此取 H8/f7。 推桿與推桿孔的配合長度視推桿直徑的大小而定，L=1.53d，本設計取配合長度 為 3d 即 24mm。推桿工作端配合部分的粗糙度 Ra 一般取 0.8m。 （4）推桿的材料與熱處理要求 材料為 T8A 鋼，端部淬火到 4550HRC （5）推桿位置的選擇 該產品設計采用的推桿數(shù)為 4 個,均勻分布，為使推桿位置的選擇能保證塑件推 出時受力均勻。推桿的工作端面在合模注射時是型腔底面的一部分，推桿的端面如果 低于或高于該處型腔底面，在塑件就會出現(xiàn)凸臺或凹痕，影響塑件的使用或美觀。因 此，通常推桿裝入模具后，其端面應與相應處型腔底面平齊，本次設計的是多個推桿， 所以要頂在產品的四周分布，方能準確順利的頂出產品。 6.5.冷卻方式與裝置的選擇 本次設計的課題，產品很外形中等大小，凸模采用兩邊內斜頂機構，所以中間要 設計加工臺階，鑲嵌在凹模型腔板中的凹模鑲塊，整體體積不大，且制定在凹模型腔 板內，這樣必然容易引起不必要的麻煩，所以凹模型腔板要設計冷卻水道，冷卻水道 通過型腔板側面進入凹模鑲塊，從鑲塊另一側面出來，將鑲塊的熱量帶出來。 6.6.斜頂抽芯機構設計 由于產品兩側面有內扣臺階，所以設計模具時需要采用斜頂內抽芯結構，在產品 脫模之前，斜頂在斜滑軌道的作用下想內部滑出一段距離，與頂桿同步一起頂出產品， 產品完全脫出，模具合模，斜頂在彈簧和斜頂?shù)淖饔孟聫臀?，所以抽芯機構，斜頂對 第 17 頁 整個模具的結構和產品的實現(xiàn)起到?jīng)Q定性作用，選擇模具材料時要選用模具鋼，需要 熱處理，耐磨。 本設計采用的是機動斜頂，抽芯，利用注射機的開模力，通過傳動零件，將活動 斜頂頂出，斜頂零件。 斜頂抽芯機構由與模具開模方向成一定角度的斜頂和動模座板，固定板組成，并 有保證抽動芯作穩(wěn)妥可靠的滑塊定位裝置和鎖緊裝置。 斜頂?shù)脑O計注意事項 型心盡可能的設計在與分型面相垂直的動或定模內，利用開模或推出動作抽出 側型芯； 盡可能采用斜頂在定?；蛘邉幽冗\動的抽芯機構； 斜頂?shù)男ń?應大于斜導柱傾角 ，通常大 ，否則，斜頂無法帶動正常運23 動； 斜頂完成抽芯動作后，留在滑槽內的滑塊長度不應小于滑塊全長的 ； 23 盡可能不使頂桿和活動型芯在分型面上的投影重合，防止斜頂和頂出機構復位 時的互相干涉； 滑塊設在定模的情況下，為保證塑件留在動模上，順利脫模，開模時斜頂要與 頂桿一起推出，因此。用定距拉緊裝置。 傾斜角的大小關系到斜導住所承受的彎曲力和實際達到的抽拔力，也關系到斜頂 的工作長度、抽心距和開模行程。為保證一定的抽拔力及斜導住的強度，取 小于 ，25 一般在之間取 1020，本設計的斜導住在動模板部分頂出型腔，所以傾角要適當減 小，傾角 選了 7。 斜頂分型抽芯機構是應用最廣的分型抽芯機構，它借助注塑機開模力或推出力完 成側向抽芯，結構簡單，制造方便，動作可靠。側型心裝在頂桿固定板的 T 形導滑槽 內，可沿抽拔方向平穩(wěn)滑移，驅動滑塊的斜導柱與開模運動方向（或推出運動方向） 成斜角安裝，斜導柱與滑塊上對應的孔呈松動配合，開?；蛲瞥鰰r斜導柱和滑塊發(fā)生 相對運動，斜頂側向產生一個分力，迫使斜頂頭部臺階部分離開產品，使產品能夠順 利脫離模具。 1(23)S=+ 式中 S抽拔距離； 第 18 頁 S1塑件上的側孔、側凹的深度或側向凸臺的高度。 代入數(shù)據(jù)得：S=3.7+(23)=5mm6mm, S 取 6mm。 )sinco(mAPFc 式中 型芯的抽拔力（N） ；C A塑件包容型芯的表面積（ 2 ） ； P塑件對型芯的單位面積上的包緊力（Mpa） ，一般情況下，模外冷卻 的塑件：P=2439Mpa；模內冷卻的塑件 P=812Mpa； 塑料對鋼的摩擦系數(shù)，約為 0.10.3；m 型芯脫模斜度。a A=15087.423mm2,P 取 39Mpa, 取 0.2, 取 0。代入數(shù)據(jù)得ma =117681.8994N=117.682KN。CF 斜頂?shù)牟牧线x用 P20，淬火硬度 HRC4548，加工后的表面粗糙度值 Ra 為 0.8。取 斜頂?shù)膬A斜角為 7 度。 斜導柱的工作長度 ，代入數(shù)據(jù)得，L=49.233mm，取 50mm。/sinLSa= 開模行程 H= ，代入數(shù)據(jù)得，H=48.866mm。/ta = wFcos =117.682/cos7 =118.566KN tankcF= =117.682tan7 =14.45KN 式中 抽芯時對斜頂?shù)淖饔昧Γ?N；wF 斜頂抽拔力，N；C 模具的開模力。k 斜頂?shù)亩ㄎ皇怯糜诒ＷC開模后的產品順利脫模，使合模時斜頂能準確地在動模板 里活動，不至于損壞模具。 第 19 頁 6.7.開模過程設計 本次設計的模具結構采用的是大水口結構，澆口設計在產品的側面，可以通過此 點澆口四周均勻注射，這樣的模具結構簡單，兩板模即可。型芯與型芯固定板連接， 與動模部分固定，型腔與型腔固定板連接，與定模部分固定。 首先模具合模，處于閉合狀態(tài)，此時連接注塑機，接通冷卻水道，開始加熱注射 原材料，完成后保壓一段時間，如下圖所示： 第 20 頁 第七章、模架及其它結構零件 注射模具由成型零部件和結構零部件組成。結構零部件部分包括注射模的標準模 架、注射模的支承零部件和合模導向機構。支承零部件主要由固定板（動、定模板） 、 支承板和動、定模座板等組成。 7.1.注射模的標準模架 模架是注射模的骨架和基體，通過它將模具的各個部分有機地聯(lián)系成為一個整體。 標準模架一般由定模座板、定模板、動模板、動模支承板、墊塊、動模座板、推桿固 定板、推板、導柱、導套及復位桿等組成。 我國塑料注射模架的國家標準有兩個，即塑料注射模中小型模架及技術條件 （GB/T125561990）和塑料注射模大型模架 （GB/T125551990） 。前者按結構特 征分為基本型（4 種）和派生型（9 種） ，適用的模板尺寸為 B（寬）L（長） 560mm900mm；后者也分為基本型（2 種）和派生型（4 種） ，適用的模板尺寸為 B（寬）L（長）為 630mm630mm 至 1250mm2000mm。 本設計零件尺寸屬于中小型，所以采用中小型模架標準制造生產，選取基本型 A1 型作為基本模架結構，公制單位（mm） ，該產品模架尺寸為 500mm350mm，其中定模取 標準值高度為 30mm，動模取標準值 30mm。 模架的精度直接決定著模具的精度和質量，一般對于模架生產要保證的工藝條件 有：模架四周的垂直度、板件的平行度、板件平面度與側面的垂直度、導柱導套與模 板配合的松緊程度、相對運動板件間的開合自如程度，另外還有整套模架的外觀，如 表面粗糙度、倒角等。 7.2.支承零部件設計 7.2.1.墊塊（支承塊） 墊塊的作用主要是在動模支承板與動模座板之間形成推出機構所需的動作空間。 另外，也起到調節(jié)模具總厚度，以適應注射機模具安裝厚度要求的作用。因為該模具 為中小型模具，所以適合用角架式墊塊。在安裝時，務必保持所有的墊塊高度保持一 致，否則由于負荷不均勻會造成相關模板的損壞，墊塊與動模支承板之間一般用螺栓 第 21 頁 連接，要求高時可用銷釘定位。本設計采用模架庫中的標準件，該產品身模架墊塊高 度為 90mm，長為 500mm，寬為 63mm，材料為 Q235，GB /T4169.61984，M14 螺栓連接。 7.2.3.動定模座板 設計時必須保證它們的輪廓形狀和尺寸與注射機上的動定固定模板相匹配，開設 的安裝結構也必須與注射機定模固定板安裝螺孔的大小和位置相適應。 它在注射成型過程中起著傳遞合模力并承受成型力，為保證定模座板具有足夠的 剛度和強度，動定模座板也應具有一定的厚度。在該產品的設計中動定模座板采用模 架庫中的標準件，尺寸為 500mm350mm，厚度為分別為 80mm，90mm。 7.3.導向裝置 7.3.1.導柱導向機構 1）導柱的設計 導柱的結構一般可按標準件選用，也可以自行設計。本設計中采 用標準件當中的有肩導柱，該產品模架取 d 為 35mm 2 ）導柱的安裝與配合 導柱安裝時模板上與之配合的孔徑公差按 H7 確定，安裝沉孔直徑視導柱直徑可取 D+（12mm） 3 ）導柱結構的技術要求 a.長度 導柱導向部分的長度應比凸模端面的高度高出 610mm。 b.形狀 導柱前端面應做成錐面或半球面，以使導柱能順利地進入導向孔。 c.材料 導柱材料采用 T8A，或者 20#鋼， （GB/T1298-1986） d.表面粗糙度 導柱固定部分的表面粗糙度為 Ra=0.8m。導滑部分表面常用 Ra=0.4m e.技術條件：熱處理 5055HRC， 導柱直徑 d 的尺寸公差根據(jù)使用要求可在相同公差等級內變動 f.導柱布置 一副模具至少用兩根導柱，一般采用四跟導柱，本設計中采用 4 根直徑相同的導 柱，不對稱分布，防止合模方向錯誤。 7.3.2.導套 1）導套的設計 第 22 頁 因本設計中的導柱采用有肩導柱，所以導套須采用有肩導套。 2）導套的安裝與配合 導套安裝時模板上與之配合的孔徑公差按 H7 確定，有肩導套安裝沉孔直徑視導柱 直徑可取 D+（12mm） 。導套長度由模板厚度決定。 3）導柱結構的技術要求 a）形狀 為使導柱順利進入導套，導套前端應倒角。 b）材料 導柱材料采用 T8A，或者 20#鋼（GB/T1298-1986） ， c）表面粗糙度 帶頭導套用 H7/m6 或 H7/k6 過渡配合鑲入模板，導向固定部分的 粗糙度為 Ra=0.8m。導向部分粗糙度為 Ra=0.408m d）技術條件：熱處理 5055HRC， 導柱直徑 d 的尺寸公差根據(jù)使用要求可在相同公差等級內變動 e）導柱布置 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 保證模具強度（導柱中心到模具邊緣距離通常為導柱直徑的 11.5 倍）本設計中取導 柱中心到模具邊緣距離為導柱直徑的 1 倍。 第 23 頁 結 論 掐指一算，畢業(yè)設計即將結束了，從選題到查找資料，再到動手設計，足足花了 好幾個月的時間。本次設計使我對塑料模具設計的各種成型方法，成型零件的設計， 成型零件的數(shù)控加工工藝，主要工藝參數(shù)的計算，產品缺陷及其解決辦法，模具的總 體結構設計及零部件的設計等都有了進一步的理解和掌握。從該產品模具設計中體會 到理論知識和實踐動手方面存在著較大的差異，使得在設計中困難重重，不過也在當 中學到了很多以前沒有學到的知識。在模架的設計和數(shù)控加工方面 ，老師給我的幫助 是最大的。及時糾正了我在設計當中的錯誤，因為沒有接觸到實際的東西，所以設計 出來的東西跟實際生產有很多想矛盾的問題。例如在數(shù)控加工中，該產品頭的一部分 尺寸比較小，在數(shù)控模擬當中是可以加工出來，但是在實際當中很難達到加工的要求。 指導老師馬上指出這個加工的不足之處，必須分數(shù)控銑削加工和數(shù)控電極加工兩部分， 這樣子才適合實際的加工工藝。 這段時間當中我發(fā)現(xiàn)我對專業(yè)認識的還不夠，很多關于制造和工藝的知識有待我 們提高，更多的是需要我們自己去觀察、實踐、學習。不具備這項能力就難以勝任未 來的挑戰(zhàn)。隨著科學的迅猛發(fā)展，新技術的廣泛應用，會有很多領域是我們未曾接觸 過的，只有敢于去嘗試才能有所突破，有所創(chuàng)新。 人就是在困難中慢慢的成長的。從一開始有些茫然到現(xiàn)在初有成就的喜悅，相信 未來的結果一定是令人滿意的。這個畢業(yè)設計充實了我的知識，也為我以后走上工作 崗位奠定了基礎，期盼獲得收獲的那一天總之，通過本次畢業(yè)設計的鍛煉，使我對模 具設計與模具制造的整個過程都有了比較深刻的認識和全面的掌握。使我接受了一個 模具專業(yè)的畢業(yè)生應該有的鍛煉和考查。我很感謝學校和各位老師給我這次鍛煉機會。 我是認認真真的做完這次畢業(yè)設計的，也應該認認真真的完成我大學三年里最后也是 最重要的一次設計。但是由于水平有限，錯誤和不足之處再所難免，懇請各位指導老 師批評指正，不勝感激。 第 24 頁 致 謝 在本次畢業(yè)設計過程中，老師對該論文從選題、構思、資料收集到最后定稿的 各個環(huán)節(jié)給予細心指引與教導，使我對注塑模有了深刻的認識，使我得以最終完 成塑料該產品模具的設計的畢業(yè)設計，在此表示衷心感謝。盛老師在設計的各個 階段給出了許多寶貴意見。從一無所知到基本掌握注塑模具制造和工藝設計的基本流 程，這期間老師和同學們對我的幫助是巨大的，這里給你們最衷心的感謝！ 另外，還要感謝和我同組的其他同學，他們在尋找資料，解答疑惑，實驗操作、 論文修改等方面，都給了我很大的幫助和借鑒。 最后，感謝所有給予我關心和支持的老師和同學使我能如期完成這次畢業(yè)設計。 謝謝各位老師和同學！ 最后，我要向在百忙之中抽時間對本文進行審閱、評議和參加本人論文答辯的各 位師長表示感謝！ 第 25 頁 參考文獻 1 王孝培.塑料成型工藝及模具簡明手冊.機械工業(yè)出版社,2000 2 塑料模設計手冊編寫組.塑料模設計手冊第 3 版M.北京：機械工業(yè)出版社， 2002 3 黃曉燕.簡明塑料成型工藝與模具設計手冊M.上海：上?？茖W技術出版社，2006 4 黨根茂.模具設計與制造.西安電子科技大學出版社，2004 5 王永平.注塑模具設計經(jīng)驗點評M.北京：機械工業(yè)出版社，2005 6 鄒繼強.塑料模具設計參考資料匯編.清華大學出版社，2005 7 王華山.塑料注塑技術與實例M.北京:化學工業(yè)出版社，2006 8 齊曉杰.塑料成型工藝與模具設計M.北京:機械工業(yè)出版社,2005. 9 李曉沛，張琳娜，趙鳳霞.簡明公差標準應用手冊M. 上海:上海科學技術出版社， 2005 10 吳宗澤，羅圣國.機械設計課程設計手冊M.北京:高等教育出版社,2004