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河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)：
專 業(yè)：
設(shè)計(jì)(論文)題目：
指導(dǎo)教師：
2006年4月9日
開題報(bào)告填寫要求
1．開題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(bào)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(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)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(bào)告第一欄目?jī)?nèi)，本科學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（?？粕簧儆?0篇，不包括辭典、手冊(cè)）；
4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫1500字左右（本科生200字左右）的文獻(xiàn)綜述(包括目前該課題在國(guó)內(nèi)外的研究狀況、發(fā)展趨勢(shì)以及對(duì)本人研究課題的啟發(fā))：
文 獻(xiàn) 綜 述
在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前，必須做好一切準(zhǔn)備工作，而收集有關(guān)設(shè)計(jì)課題研究方面的資料、文獻(xiàn)是最為重要的。在設(shè)計(jì)工作開始時(shí)，只有對(duì)課題研究的內(nèi)容有了，充分地了解，才會(huì)有設(shè)計(jì)目的和方向；所以收集、查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料是必要的。
在現(xiàn)代塑料制件的生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的、先進(jìn)的模具是比不可少的三項(xiàng)重要因素，尤其是塑料模具對(duì)塑料加工工藝要求、滿足塑料制件的使用要求、降低塑料制件的成本起著重要的作用。一副好的注射模可成型上百萬次，一副優(yōu)良的壓縮模大約能成型25萬次，這與模具的設(shè)計(jì)、模具材料及模具的制造有著很大的關(guān)系。從塑料模的設(shè)計(jì)、制造及模具的材料等方面考慮，塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可以簡(jiǎn)單地歸納為以下幾個(gè)方面。
㈠ 模具的標(biāo)準(zhǔn)化
為了適應(yīng)大規(guī)模成批生產(chǎn)塑料成型模具和縮短模具制造周期的需要，模具的標(biāo)準(zhǔn)工作十分重視，目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度只達(dá)20%。當(dāng)前的任務(wù)是重點(diǎn)研究開發(fā)熱流道標(biāo)準(zhǔn)元件和模具溫控標(biāo)準(zhǔn)裝置；精密標(biāo)準(zhǔn)模架、精密導(dǎo)向件系列；標(biāo)準(zhǔn)模板及模具標(biāo)準(zhǔn)件的先進(jìn)技術(shù)和等向性標(biāo)準(zhǔn)化模塊等。
㈡ 加強(qiáng)理論研究
隨著塑料制件的大型化和復(fù)雜化，模具的重量大數(shù)噸至十多噸，這樣大的模具，若只憑借經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)，往往會(huì)因設(shè)計(jì)不當(dāng)而造成模具報(bào)廢，數(shù)十萬元的費(fèi)用將毀于一旦，所以設(shè)計(jì)模具已經(jīng)逐漸向理論設(shè)計(jì)方面發(fā)展，這些理論設(shè)計(jì)包括模具剛度、強(qiáng)度的計(jì)算和充型流動(dòng)理論的建立。
㈢ 塑料制件的精密化、微型化和超大化
為了滿足各種工業(yè)產(chǎn)品的使用要求，塑料成型技術(shù)正朝著精密化、微型化和超大化等方面發(fā)展。精密注射成型是能將塑料制件尺寸公差保持在0.01～0.001mm之內(nèi)的成型工藝方法，其制件主要用于電子、儀表工業(yè)。微型化的塑料制件要求在微型的設(shè)備上生產(chǎn)。目前，德國(guó)已經(jīng)研究出注射量只有0.1g的微型注射機(jī)，可生產(chǎn)0.05g左右的微型注射成型塑件。國(guó)內(nèi)目前已有0.5g的注射機(jī)，可以生產(chǎn)0.1g左右的微型注射塑件。注射塑件的大型化要求有大型、超大型的注射成型設(shè)備。目前，法國(guó)已擁有注射量為17萬g的超大型注射機(jī)，合模力為150MN；國(guó)產(chǎn)注射機(jī)的注射機(jī)的注射量也已達(dá)3.5g，合模力為80MN.
在中國(guó)，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識(shí)到模具在制造中的重要基礎(chǔ)地位，認(rèn)識(shí)到模具技術(shù)的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造水平高低的重要標(biāo)準(zhǔn)，并在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì)量效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力，許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展，加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的動(dòng)力，此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石”， 日本則稱“模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富裕的動(dòng)力”，事實(shí)上在儀器儀表、家用電器、交通、通訊和輕工業(yè)等各行業(yè)的產(chǎn)品零件中，有70%以上是采用模具加工而成的。工業(yè)先進(jìn)的發(fā)達(dá)國(guó)家，其模具工業(yè)產(chǎn)值早已超過機(jī)床行業(yè)的產(chǎn)值。據(jù)1991年統(tǒng)計(jì)，日本模具工業(yè)已實(shí)現(xiàn)了高度的專業(yè)化，標(biāo)準(zhǔn)化和商品化，在全國(guó)一萬多家企業(yè)中，生產(chǎn)塑料模和生產(chǎn)沖壓模的企業(yè)各占40%。新加坡全國(guó)有460家企業(yè)，60%生產(chǎn)塑料模。從以上事實(shí)可以看出，由于塑料成型工業(yè)的發(fā)展，到目前為止，塑料模具已處于同沖壓模具并駕齊驅(qū)的地位。
雖然中國(guó)模具工業(yè)在過去十多年中取得令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重還比較低，CAD／CAE／CAM技術(shù)的普及率不高，許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用還不夠廣泛等等。特別在大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具技術(shù)上存在明顯差距，這些類型模具的生產(chǎn)能力也不夠滿足國(guó)內(nèi)需求，因而需要大量從國(guó)外進(jìn)。
在查閱、收集有關(guān)資料的時(shí)候，不僅使我對(duì)模具業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)、模具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)等有了更多，更全面地了解；而且收集到了許多有關(guān)本課題的研究，與本課題相關(guān)、相似的東西，查找各種有關(guān)模具設(shè)計(jì)與制造方面的經(jīng)驗(yàn)公式，和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)；通過查閱資料和文獻(xiàn)能夠?qū)⒄n堂上所學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)，與實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中的實(shí)例相結(jié)合去更好地成設(shè)計(jì)任務(wù)；并且使我在課程設(shè)計(jì)上有了更多的設(shè)計(jì)思路，也有了更多的考慮空間，同時(shí)也使我在設(shè)計(jì)的過程中能夠從多方面地去考慮問題——模具設(shè)計(jì)的合理性及對(duì)設(shè)計(jì)好的模具在工作過程中可能會(huì)出現(xiàn)的問題及解決辦法。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
２．本課題的研究思路（包括要研究或解決的問題和擬采用的研究方法、手段（途徑）及進(jìn)度安排等）：
1. 先通過收集和查閱各種文獻(xiàn)資料和與同學(xué)老師的交流、指導(dǎo)，對(duì)目前國(guó)內(nèi)外的模具（塑料模具）的發(fā)展?fàn)顩r和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行深入的了解，預(yù)計(jì)用時(shí)間三天。
2. 拿到工件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，對(duì)工件進(jìn)行結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度、加工工藝性等方面作出詳細(xì)地分析，并查閱相關(guān)資料看是否符合常規(guī)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)塑件的形狀大小、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸精度、批量大小以及模具制造的難易、成本高低等確定型腔的數(shù)量與排列方式，預(yù)計(jì)用時(shí)兩天。
3. 經(jīng)過對(duì)工件的結(jié)構(gòu)工藝性分析，分型面的位置要有利于模具加工、排氣、脫氣、脫模、塑件的表面質(zhì)量及工藝操作等；考慮開模、分型的方法和順序，拉料桿、推桿等脫模零件的組合方式，合模導(dǎo)向與復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)置選擇與設(shè)計(jì)；與擬訂可行的塑料工藝方案，并經(jīng)過分析，研究、比較，選擇一種最為合理的塑料工藝作為生產(chǎn)應(yīng)用，估計(jì)用時(shí)間兩天。
4. 對(duì)模具成型工作零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要有螺紋型芯、型腔、定模板、動(dòng)模板、模架和導(dǎo)柱導(dǎo)套等零件，根據(jù)工作需要的強(qiáng)度來設(shè)計(jì)尺寸，包括各零件的圖紙，如何將模具的各個(gè)組成部分通過支撐塊、模板、銷釘、螺釘?shù)戎闻c連接零件，按照使用與設(shè)計(jì)要求組合成一體，獲得模具的總體結(jié)構(gòu)。預(yù)計(jì)需用時(shí)間五天。
5. 模具的總裝圖和工作原理（有裝配簡(jiǎn)圖）需要用時(shí)間兩天。
6. 模具主要零部件的加工工藝過程（螺紋型芯、型腔、定模板、動(dòng)模板）分析與設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)用時(shí)間兩天。
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指導(dǎo)教師意見：
1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)：
2．對(duì)本課題的研究思路、深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)：
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
模具典型零件機(jī)械加工工序卡
（模具專業(yè)沖壓、塑料模具課題適用）
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零(部)件圖號(hào)
06
產(chǎn)品名稱
零(部)件名稱
動(dòng)模板
共( 1 )頁(yè)
第( 1 )頁(yè)
車間
工序號(hào)
工序名稱
材料牌號(hào)
成型
4
銑削
45
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每個(gè)毛坯可制件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
板材
220×200
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
快捷銑床
QJM-QB-VA（S）
002
1
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
006
虎鉗
乳化液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
r·minˉ1
切削速度
m·minˉ1
進(jìn)給量
mm·rˉ1
切削深度
mm
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
機(jī)動(dòng)
輔助
1
備料
2
銑六方
QJM-QB-VA（S）
630
1.6
0.2
0.8
8
3
定位裝加
精密虎鉗
4
鉆孔
QJM-QB-VA（S）
360
0.2
0.5
0.5
10
5
鉆螺紋孔
QJM-QB-VA（S）
280
0.2
0.5
0.2
5
6
倒角
倒角器
1000
7
檢測(cè)
設(shè) 計(jì)(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
螺紋蓋注塑模設(shè)計(jì)
緒論
塑料制件主要是靠成型模具獲的，而它的質(zhì)量是靠模具的正確結(jié)構(gòu)和模具成型零件的正確形狀、精確尺寸及較低的表面粗糙度來保證的。由于塑件成型工藝的飛速發(fā)展，模具的結(jié)構(gòu)也日益趨于多功能化和復(fù)雜化，這對(duì)模具的設(shè)計(jì)工作提出了更高的要求。雖然，塑料制件的質(zhì)量與許多因素有關(guān)，但合格的塑料制件首先取決于模具的設(shè)計(jì)與制造的質(zhì)量，其次取決于合理的成型工藝。
通過畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的目的和要求，目的：了解聚苯乙烯的物理性能、流動(dòng)性，成型過程中的物理、化學(xué)變化及塑料的組成、分類及性能。了解塑料成型的基本原理和工藝特點(diǎn)，正確分析成型工藝對(duì)模具的要求。能掌握各種成型設(shè)備對(duì)各類模具的要求。掌握各類成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算方法。具有初步分析、解決成型現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問題的能力，包括具有初步分析成型缺陷產(chǎn)生的原因和提出克服辦法的能力。
其基本要求：合理地選擇模具結(jié)構(gòu)，正確地確定模具成型零件的尺寸，設(shè)計(jì)的模具應(yīng)當(dāng)制造方便，充分考慮塑件設(shè)計(jì)特色，盡量減少后加工，設(shè)計(jì)的模具應(yīng)當(dāng)效率高，安全可靠，模具零件應(yīng)耐磨耐用，模具結(jié)構(gòu)要適應(yīng)塑料的成型特性。
模具設(shè)計(jì)水平的高低、加工設(shè)備的好壞、制造力量的強(qiáng)弱、模具質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響著許多新產(chǎn)品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高。美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石”， 日本則稱“模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富裕的動(dòng)力”，事實(shí)上在儀器儀表、家用電器、交通、通訊和輕工業(yè)等各行業(yè)的產(chǎn)品零件中，有70%以上是采用模具加工而成的。工業(yè)先進(jìn)的發(fā)達(dá)國(guó)家，其模具工業(yè)產(chǎn)值早已超過機(jī)床行業(yè)的產(chǎn)值。據(jù)1991年統(tǒng)計(jì)，日本模具工業(yè)已實(shí)現(xiàn)了高度的專業(yè)化，標(biāo)準(zhǔn)化和商品化，在全國(guó)一萬多家企業(yè)中，生產(chǎn)塑料模和生產(chǎn)沖壓模的企業(yè)各占40%。新近統(tǒng)計(jì)的韓國(guó)模具工業(yè)情況表明，全國(guó)模具專業(yè)廠中生產(chǎn)塑料模的占43.9%，新加坡全國(guó)有460家企業(yè)，60%生產(chǎn)塑料模。從以上事實(shí)可以看出，由于塑料成型工業(yè)的發(fā)展，到目前為止，塑料模具已處于同沖壓模具并駕齊驅(qū)的地位。
理想的模具結(jié)構(gòu)能充分發(fā)揮成型設(shè)備的能力（如合理的型腔數(shù)目和自動(dòng)化水平等），在絕對(duì)可靠的條件下使模具本身的工作最大限度地滿足塑件的工藝技術(shù)要求（如塑件的幾何形狀、尺寸精度、表面光潔度等）和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)要求（成本低、效率高、使用壽命長(zhǎng)、節(jié)省勞動(dòng)力等），由于影響因素很多可先從以下幾個(gè)方面做起：按塑件形狀的形狀結(jié)構(gòu)合理確定其成型位置，因成型位置在很大程度上影響模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性；根據(jù)塑件的形狀大小、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸精度、批量大小以及模具制造的難易、成本高低等確定型腔的數(shù)量與排列方式；分型面的位置要有利于模具加工、排氣、脫氣、脫模、塑件的表面質(zhì)量及工藝操作等；考慮開模、分型的方法和順序，拉料桿、推桿等脫模零件的組合方式，合模導(dǎo)向與復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)置以及側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的選擇與設(shè)計(jì)；如何將模具的各個(gè)組成部分通過支撐塊、模板、銷釘、螺釘?shù)戎闻c連接零件，按照使用與設(shè)計(jì)要求組合成一體，獲得模具的總體結(jié)構(gòu)。
結(jié)構(gòu)方案的擬定，是設(shè)計(jì)者工作的基本環(huán)節(jié)。它既是設(shè)計(jì)者的構(gòu)思過程，也是設(shè)計(jì)對(duì)象的胚胎，設(shè)計(jì)者應(yīng)將其結(jié)果用簡(jiǎn)圖和文字加以描繪與記錄，作為設(shè)計(jì)的依據(jù)與基礎(chǔ)。
以上所體現(xiàn)的各個(gè)方面，都與模具設(shè)計(jì)有著非常密切的關(guān)系。一副設(shè)計(jì)合理的模具，就有85﹪成功的希望，其余就得靠設(shè)備和模具制造工人的熟練程度來達(dá)到, 所以，提高塑料注射模具的設(shè)計(jì)水平就顯得尤為重要。本套模具在設(shè)計(jì)的中，結(jié)合前人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和這幾年模具發(fā)展新成果，采用了很多更具合理的模具結(jié)構(gòu)。例如：本套模具在開始模具設(shè)計(jì)之前，考慮了多種設(shè)計(jì)方案，衡量了每種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，從中選擇一種最具合理方案。本模具采用最新的三板模結(jié)構(gòu)，及模具在開模過程中有二次分型。采用這些新型結(jié)構(gòu)，不僅使模具更具簡(jiǎn)單化，而且還因?yàn)檫@些零件都一標(biāo)準(zhǔn)化，縮短了加工周期，節(jié)約了大量成本。
本模具在設(shè)計(jì)時(shí)遇到的問題及解決的方法。此模具采用的是點(diǎn)澆形式，為了將澆注系統(tǒng)的凝料取出，要增加一個(gè)分型面，模具第一次分型僅將主流道凝料取出，待主分型面打開后，塑件和流道凝料就會(huì)被一起頂出。為實(shí)現(xiàn)順序脫模采用了主流道型定距拉緊機(jī)構(gòu)。本模具采用的是模外手工脫螺紋的方式，在開模時(shí)塑件和螺紋型芯易留在定模，為保證螺紋型芯留在動(dòng)模，設(shè)置了一個(gè)卡環(huán)裝置。這種模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但為保證生產(chǎn)的連續(xù)性，需要多個(gè)螺紋型芯以便循環(huán)使用，以及機(jī)外的輔助取芯機(jī)構(gòu)。
第1章 模塑工藝規(guī)程的編制
該塑件是一個(gè)螺紋蓋，其零件圖如下圖所示，本塑件的材料采用PS生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)。
圖（1）
1.1 塑件的工藝性分析
1.1.1 塑件的原材料分析
塑件的材料采用PS,即聚苯乙烯，屬于熱塑性塑料。聚本乙烯是苯乙烯聚合而成的。合成方法有本體聚合，溶液聚合和乳液聚合。PS分子主鏈?zhǔn)呛斜净鶄?cè)基的飽和 鏈，分子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，加之本環(huán)體積的影響，使大分子鏈不易發(fā)生旋轉(zhuǎn)，因而具有較大的剛性，并且難以形成有序的結(jié)構(gòu)，因此PS是典型的非晶態(tài)線型高分子化合物。制造各種塑料制品PS，其分子量通常在45000~70000范圍。聚苯乙烯是僅次于聚乙烯和聚乙烯的第三大塑料品種，無色透明，無毒無味。落地時(shí)發(fā)出清脆的金屬聲，密度為1.05kg/cm。它的力學(xué)性能與聚合方法，相對(duì)分子量大小，定向度和雜質(zhì)量有關(guān)。
聚苯乙烯熔點(diǎn)較低（約90℃）具有較寬的熔融溫度范圍，其熔體充模流動(dòng)性好，加工成型性很好。聚本乙烯制品以注塑為主大約用在電氣儀表零件文教用品工藝美術(shù)品，發(fā)泡成型生產(chǎn)的發(fā)泡PS廣泛應(yīng)用作包裝材料，保溫裝璜制品，其他塑料成型方法也有所應(yīng)用，但不普通。具有很小的吸水率，在潮濕環(huán)境中形狀和尺寸的變化很小，適用于制造要求尺寸穩(wěn)定的制品如儀表殼體等。聚苯乙烯的缺點(diǎn)就是脆性大，形狀復(fù)雜，制品成型后存在較大內(nèi)應(yīng)力時(shí)，常會(huì)在使用中自行開列。為了改善它的脆性加入少量丁二烯可明顯降低脆性，提高沖擊韌性。
成型特點(diǎn)：流動(dòng)性和成型型優(yōu)良，成品率高，但易出現(xiàn)裂紋，成型塑件的脫模斜度不宜過小，但頂出要均勻；由于熱膨脹系數(shù)高，塑件不宜有嵌件，否則因兩者的熱膨脹系數(shù)相差太大導(dǎo)致開裂，塑件壁后應(yīng)均勻；宜用高料溫，高模溫，低注射壓力成型并延長(zhǎng)注射時(shí)間，以防止縮孔及變形，降低內(nèi)應(yīng)力，但料溫過高容易出現(xiàn)銀絲；因流動(dòng)性好，模具設(shè)計(jì)中大多采用點(diǎn)澆口形式。因具有良好的可塑流動(dòng)性及較小的成型收縮率，是成型工藝性最好的塑料品種之一，容易制造形狀復(fù)雜的制品。
1.1.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析
1.1.2.1 結(jié)構(gòu)分析 從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓形。在塑件內(nèi)部有一段內(nèi)螺紋，塑件總高度為15mm，螺紋高為5mm。為了防止塑件使螺紋型心一起轉(zhuǎn)動(dòng)，保證塑件表面質(zhì)量，增加塑件的外形美觀，對(duì)塑件表面加以裝飾。在塑件表面設(shè)置了花紋，
這可遮掩成型過程中在塑件表面上形成的疵點(diǎn)，絲痕，波紋等缺陷，其目的是為了增大么擦力，便于工作時(shí)施力。該塑件采用了圓形截面的花紋，采用較普通。由標(biāo)準(zhǔn)查的花紋的半徑為3mm，高度為0.8R。塑件花紋的設(shè)計(jì)應(yīng)與脫模方向一致，并且有適當(dāng)?shù)拿撃Ｐ倍?。因此模具設(shè)計(jì)時(shí)要有螺紋型心，又因?yàn)闆]有凸起或側(cè)凹故不用設(shè)置側(cè)向分型抽心機(jī)構(gòu)，該零件屬于中等復(fù)雜程度。
1.1.2.2 尺寸精度分析 由塑件的零件圖可知，該塑件的尺寸屬于未標(biāo)注公差尺寸，又因該塑件采用聚苯乙烯，所以該塑件的尺寸精度等級(jí)為IT5級(jí)（GB/T14486—1993，螺紋的公差等級(jí)取IT7級(jí)，由以上分析可見，該零件的尺寸精度為一般精度，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。塑件壁厚均勻，有利于零件的成型。
1.1.2.3表面質(zhì)量分析 該零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺，內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外，沒有特別表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。一般情況下，模具粗糙度低于制品1—2個(gè)等級(jí)，塑料制品的粗糙度一般在Ra0.2～0.8之間。
綜上分析可以看出，注塑時(shí)，在工藝參數(shù)控制得好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。
1.2 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量
計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量主要是為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔。
塑件體積計(jì)算：
V=V1－V2－V3－V4－V5=5200mm3
塑件質(zhì)量計(jì)算：
W=V×ρ
=5200××1.05
=6g
1.3選用成型設(shè)備
注射模是安裝在注射機(jī)上的，模具與注射機(jī)應(yīng)當(dāng)相互適應(yīng)，這樣關(guān)系到塑件的質(zhì)量，均勻性及有效的成型周期。一副模具放在許多型號(hào)和規(guī)格的注射機(jī)上使用，均可能取得令人滿意的效果。但是惟有包括該模具預(yù)想的量、鎖模力、注射速度和總的循環(huán)操作的機(jī)型才能取得最佳的效果。選擇注射機(jī)時(shí)，必須保證制品的注射量小于注射機(jī)允許的最大注射量。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，制品注射量一般不超過注射機(jī)的最大注射量的80%，此模具采用一模兩腔，考慮其外形尺寸，塑件所需的壓力和工廠現(xiàn)有的設(shè)備，初步選用注塑機(jī)為XS—Z—60。
1.4 注射量的校核
模具型腔能否充滿與注塑機(jī)允許的最大注塑量密切相關(guān)，設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)保證注塑模內(nèi)所需熔體總量在注射機(jī)實(shí)際的最大注射量。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)的最大注射量是允許最大注射量的80。經(jīng)計(jì)算，滿足使用要求。
1.5 注射壓力校核和鎖模力校核
注射壓力的校核是檢驗(yàn)注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足制品成型的需要，注射壓力的大小與制品復(fù)雜程度、模具結(jié)構(gòu)、塑件品種、注射速度流動(dòng)比、噴嘴及模具流道系統(tǒng)，以及注射機(jī)類型等因素有關(guān)。聚苯乙烯的注射壓力為60～110MPa，而XS—Z—60型注射機(jī)的注射壓力為122Mpa，故滿足注射壓力的需要。
注射成型時(shí)，模具所需的鎖模力與塑件在水分型面上的投影面積有關(guān)，為了可靠地鎖模，不使成型過程中出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力，即：(nA1＋A2)P＜F, 經(jīng)計(jì)算滿足上式要求。故滿足使用要求。
塑件工藝參數(shù)的確
通過查找相關(guān)文獻(xiàn)和參考工廠實(shí)際應(yīng)用的情況，聚苯乙烯的成型工藝參數(shù)，可作如下選擇：（試模時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整）
注塑溫度包括料筒溫度和噴嘴溫度
料筒溫度： 后段溫度t1選用150℃
前段溫度t2選用180℃
噴嘴溫度： 選用165℃
注射壓力： 選用88Mpa
注射時(shí)間： 選用35s
保壓 ： 選用40
保壓時(shí)間： 選用10s
冷卻時(shí)間： 選用40s
成型收縮率：0.4～0.8﹪
第2章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面選擇、模具型腔數(shù)目的確定、型腔的排列方式、冷卻水道布局、澆口位置設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
2.1 分型面的選擇
將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分，這些可以分離的部分的接觸面分開時(shí)，能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉，這樣的接觸表面稱為模具的分型面。分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切關(guān)系，并直接影響著塑件熔體的流動(dòng)充模性及塑件的脫模。因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。
如何確定分型面，需要考慮的因素很復(fù)雜，由于分型面受到塑件在模具中的位置，澆口位置的設(shè)計(jì)，塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較，選出較為合理的方案。考慮到分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處，有利的留模方式，應(yīng)保證塑件的精度要求，滿足塑件的外觀質(zhì)量要求和對(duì)成型面積的影響及排氣效果。根據(jù)分型面的選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。該塑件為螺紋蓋，表面無特殊要求，該零件的高度為15mm，且垂直于軸線的截面形狀，比較簡(jiǎn)單和規(guī)范而且有利于脫模。為了將澆注系統(tǒng)凝料取出，要增加一個(gè)分型面。因此該模具采用二次分型，可降低模具的復(fù)雜程度，減少模具加工難度又便于成型后出件。
2.2 確定型腔的排列方式
在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，有先確定注射機(jī)型號(hào)，再根據(jù)所選用的注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范及塑件的經(jīng)濟(jì)要求計(jì)算能夠選取的型腔數(shù)目；也有根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先確定型腔數(shù)目，然后根據(jù)生產(chǎn)條件，如注射機(jī)的有關(guān)技術(shù)規(guī)范等進(jìn)行校核計(jì)算，看選定的型腔數(shù)目是否滿足要求。此設(shè)計(jì)采用的是后者。
由于型腔的排布與澆注系統(tǒng)布置密切相關(guān)，因而型腔的排布在多型腔模具設(shè)計(jì)中加以綜合考慮．型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔都通過澆注系統(tǒng)從總壓力總均等地分得所需的足夠的壓力，以保證塑件被熔體同時(shí)均勻地充滿每個(gè)型腔，使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能最短，同時(shí)采用平衡的流道和合理的澆口尺寸以及均勻的冷卻等，合理的型腔排布可以避免塑件尺寸的差異，應(yīng)力形成及脫模困難等問題。
本塑件在只射時(shí)采用一模兩腔，即模具需要兩個(gè)型腔，綜合考慮澆注系統(tǒng)模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素，擬采用下圖所示的型腔排列方式。這便于成型和脫模。
圖（2）
2.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機(jī)噴嘴出來后，到達(dá)型腔之前在模具中所流經(jīng)的通道。其作用是將熔融狀態(tài)的塑料從噴嘴處平穩(wěn)的引入模具型腔，并在熔體充填和固化定型的過程中，將注射壓力和保壓力傳遞到塑料制品各部位，以獲得組織致密、外形清晰、表面光潔和尺寸精確的塑料制品。澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。它對(duì)獲得優(yōu)良性能的理想外觀的塑料制件以及最優(yōu)良的成型效率有直接的影響，是模具設(shè)計(jì)工作者十分重視的技術(shù)問題。
在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮下列有關(guān)因素：塑件的成型特性，制品大小及形狀，模具成型制品的型腔數(shù)。制品外觀、注射機(jī)安裝模板的大小，成型效率、冷料等。澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴等部分組成。
2.3.1 主流道設(shè)計(jì)
主流道是指從注射機(jī)噴嘴與模具接觸引到分流道為止的一段料流通道，負(fù)責(zé)將塑料熔體從噴嘴引入模具，當(dāng)模具閉和后，注射機(jī)噴嘴壓緊模具主流道襯套，并封緊注射機(jī)與模具之間的間隙，熔體材料直接從料筒流入主流道．
根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查的XS—Z—60型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸，噴嘴前端孔徑：d0=4mm，噴嘴前端球面半徑R0=12mm。
注射機(jī)噴嘴頭的球面半徑R1 與模具主流道始端的球面半徑必須吻合，以防止高壓塑料熔體從縫隙中溢出。
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：
R=R0+(1～2)mm
D=d0+(0.5～1)mm
取主流道球面半徑R=13mm，取主流道小端直徑d=4.5mm。
為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)圓錐形，其斜度為1°～3°，經(jīng)換算得主流道大端直徑D＝8.5mm，為了使熔料順利進(jìn)入分流道，可在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑r=5mm的圓弧過度。
主流道部分在成型過程中，其小端入口出與注射機(jī)噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交替地反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料的要求高，因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套。以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理，采用T10A，熱處理要求淬火53～57HRC。主流道襯套設(shè)置在模具的對(duì)稱中心線上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機(jī)噴嘴為同一軸心線。襯套長(zhǎng)度應(yīng)與定模配合部分的厚度一致，主流道出口處的端面不得突出在分型面上，否則不僅會(huì)造成溢料，而且還會(huì)壓壞模具，襯套與定模之間的配合采用H7／m6，其結(jié)構(gòu)所示：
圖（3）
2.3.2 分流道設(shè)計(jì)
在多型腔或單型腔多澆口時(shí)應(yīng)設(shè)置分流道。分流道是指主流道未流與澆口之間這段塑料熔體的流動(dòng)通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔之前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)的過度段，因此要求所設(shè)計(jì)的分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道，充滿型腔，并且流動(dòng)過程中壓力損失盡可能的小，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。分流道的截面形狀一般可分為圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等。分流道截面形狀及尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)，所用塑料的工藝特性，成型工藝條件及分流道的長(zhǎng)度、塑件的體積、壁厚形狀的復(fù)雜程度等因素來確定。由理論分析可知，圓形截面的流道總是比任何其他截面的流道可取，因?yàn)樵谙嗤孛娴那闆r下，其比表面積最小。因此從流動(dòng)性、傳熱性等方面考慮，圓形截面是分流道比較理想的形狀。本塑件的形狀不復(fù)雜，熔體填充型腔比較容易。根據(jù)型腔的排列方式，可知分流道的長(zhǎng)度較短，為了便于加工起見，選用截面形狀為半圓形的分流道，查表得R=4mm。
分流道的長(zhǎng)度，要盡可能短且少?gòu)澱邸１阌谧⑸溥^程中最經(jīng)濟(jì)地使用原材料和注射機(jī)的能耗，減少壓力損失和熱量損失。一般(1～2.5)D，此分流道取16mm。
分流道的表面粗糙度，由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體較為理想，因而分流道的內(nèi)表面的粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6um左右即可這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動(dòng)時(shí)具有適宜的剪切速度和剪切熱。
2.3.3 澆口設(shè)計(jì)
澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面積最小部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。
根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用點(diǎn)澆口較為理想。澆口尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限，然后在試模時(shí)加以修正，澆口斷面積與分流道端面積之比約為0.03～0.09，端面積為圓形，查表可知，直徑d一般在0.8～2.0范圍內(nèi)選取，常用直徑是0.8～1.5mm，初選尺寸為d=1mm，澆口長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短，對(duì)減小塑料熔體流動(dòng)阻力和增大流速均有利，通常澆口長(zhǎng)度L 可取0.7～2.0mm，初選1.5mm。澆口與型腔及分流道的連接處應(yīng)做成R0.5的圓角，以防制品與澆口部分凝料分離時(shí)剝傷制品。為有利于熔體流動(dòng)，澆口與分流道的接合應(yīng)平穩(wěn)過渡用小圓弧光滑連接。
有時(shí)還需修改澆口的尺寸。無論采用什么形式的澆口，其開設(shè)的位置，對(duì)塑件的成型性能及成型質(zhì)量影響均很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還會(huì)影響模具結(jié)構(gòu)。總之，如果要使塑件具有良好的性能和外表，要是塑件的成型在技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇。一般選擇澆口位置時(shí)，需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝及特征成型質(zhì)量和技術(shù)要求，并綜合考慮塑料熔體在模內(nèi)的流動(dòng)特性，成型條件等因素，綜合考慮，該塑件的澆口位置選在塑件的上端面。
2.3.4 冷料穴的設(shè)計(jì)
冷料穴一般設(shè)在主流道末端，其標(biāo)稱直徑與大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的1—1.5倍，最終要保證冷卻的體積小于冷料穴的體積。由于該塑件的塑性好，采用帶球頭拉料桿的冷料穴，它使用于推件板脫模的拉料桿形式的冷料穴，拉料桿固定在動(dòng)模板上。其球頭直徑為8.5mm，深度為9mm，其冷料穴的作用是收集每次注射成型時(shí)流動(dòng)熔體前端的冷料頭，避免了這些冷料進(jìn)入到型腔影響制品質(zhì)量，或防止這些冷料堵塞澆口造成制品缺料。
2.3.5 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí)，必須順序推出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈，一方面會(huì)在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會(huì)導(dǎo)致塑件局部炭化或燒焦，同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度。因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須考慮排氣問題。排氣的方式有利用配合間隙排氣、在分型面上開排氣槽排氣、利用排氣塞排氣、強(qiáng)制性排氣。本模具屬小型模具的簡(jiǎn)單型腔。利用推桿、活動(dòng)型心與模板的配合間隙進(jìn)行排氣，其間隙為0.04mm。
2.3.6 成型零部件設(shè)計(jì)
成型零部件在注射過成中，直接與塑料熔體接觸，需要受高溫、壓力及塑料熔體的沖擊和摩擦作用，長(zhǎng)期工作之后，容易發(fā)生磨損，變形和斷裂。設(shè)計(jì)注射模時(shí)應(yīng)針對(duì)塑料制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，生產(chǎn)批量，使用要求以及模具的使用壽命等，合理確定成型零部件的結(jié)構(gòu)，滿足精度、粗糙度、剛度及強(qiáng)度的要求。
2.3.5.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本模具采用一模兩件的結(jié)構(gòu)形式，考慮加工的難易程度和材料的見價(jià)值利用等因素。凹模采用整體式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是牢固，使用不易發(fā)生變形，不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。但由于加工困難，熱處理不方便。因此常用在形狀簡(jiǎn)單的中小型模具上，可在型板上直接加工出型腔，模具一般不進(jìn)行熱處理。
根據(jù)本模具分流道與澆口的設(shè)計(jì)要求，分流道與澆口均設(shè)在凹模上，凹模上的階梯孔用于安放型芯。
2.3.5.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模主要是與凹模相結(jié)合構(gòu)成模具的型腔，按其結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式兩種，該模具中采用整體式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)牢固但不便加工，消耗的模具鋼較多。主要用于工藝或試驗(yàn)或小型模具上的形狀簡(jiǎn)單的型芯。此塑件需要兩個(gè)型芯，一是螺紋型芯，用于成型塑件底部的內(nèi)螺紋。另一個(gè)是小型芯，用于成型塑件頂部的小孔。
螺紋型芯，在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮塑件收縮率，表面粗糙度要小，螺紋始端和末端按塑料螺紋結(jié)構(gòu)要求設(shè)計(jì)，以防止從塑件上擰下時(shí)，拉毛塑料螺紋。安裝在模具上，成型時(shí)要可靠定位，不能因合模振動(dòng)或料流沖擊而移動(dòng)；開模時(shí)能與塑件一道取出并便于裝卸，螺紋型芯在模具上安裝連接時(shí)，采用H8／f8配合。將型芯作成圓柱形的臺(tái)階來定位，利用外圓柱面配合，防止塑料注入螺紋型芯下沉，螺紋型芯的非成型端應(yīng)制成方形，以便在模外用于工具將其旋入。
成型塑件上小孔的型芯，單獨(dú)制造成臺(tái)階式的，再嵌入模板中。安裝在模具上時(shí)，用臺(tái)肩固定，上面用墊板壓緊，是常用的形式，且牢固可靠。
第3章 成型零件工作尺寸的計(jì)算
成型零件工作尺寸是指成型零件上直接構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型芯和型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等。任何塑料制件都有一定的幾何形狀和尺寸要求，在模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級(jí)。影響塑件尺寸精度的因素，相當(dāng)復(fù)雜，?其影響因素有：塑件收縮率、模具成型零件的制造誤差、模具成型零件的摩損、模具安裝配合的誤差。這些影響因素應(yīng)作為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)。本設(shè)計(jì)中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸，平均制造公差和平均磨損量來進(jìn)行計(jì)算的。
查文獻(xiàn)表14—1得，聚苯乙烯的收縮率為S=0.4%～0.8%，故平均收縮率為Scp=(0.4%＋0.8%)／2=0.6％，考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有的條件，模具制造公差取=Δ／3。
3.1 型腔的工作尺寸計(jì)算
由公差等級(jí)可查的各尺寸的上、下偏差。35
由計(jì)算公式：
LM=(LS＋LSSCP－)
=(35＋35×0.6%－0.195)
=35.015
LM=(LS＋LSSCP－)
=(39.8＋39.8×0.6%－0.195)
=39.84
HM=(HS＋HSSCP－)
=(15＋15×0.6%－0.13)
=14.88
HM=(HS＋HSSCP－)
=(6＋6×0.6%－0.03)
=6
式中： LM—凹模徑向尺寸； SCP—塑料的平均收縮率；
LS—塑件尺寸； —凹模制造公差；
—塑件公差值； HS—凹模深度尺寸。
3.2 小型芯的計(jì)算
塑件的尺寸：
計(jì)算公式：
LM=(LS＋LSSCP＋)
=(6＋6×0.6%＋0.09)
=6.126
HM=(HS＋HSSCP%＋)
=(2＋2×0.6%＋0.013)
式中： LM—凸模徑向尺寸； HM—塑件低部高度。
3.3 螺紋型芯的計(jì)算
螺紋連接的種類很多，配合性質(zhì)也各不相同，影響塑件螺紋連接的因素比較復(fù)雜，目前尚無塑料螺紋的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，也沒有成熟的計(jì)算方法，因此要滿足塑件螺紋配合的準(zhǔn)確要求是比較難的。螺紋型芯的工作尺寸屬于型芯類尺寸，為了提高成型后塑件的旋入性能，適當(dāng)?shù)脑黾勇菁y型芯的徑向尺寸。由于螺紋中徑是決定螺紋配合性質(zhì)的最重要參數(shù)，它決定著螺紋的可旋入性和連接的可靠性。所以計(jì)算中的模具螺紋大、中、小徑的尺寸均以塑件螺紋中徑公差為依據(jù)。
螺紋型芯的中徑尺寸的計(jì)算：
dM中=(dS中＋dS中SCP＋中)
=(29.350＋29.350×0.6%＋0.212)
=29.74
螺紋型芯的外徑尺寸的計(jì)算：
dM外＝(dS外＋dS外SCP＋中)
=(30＋30×0.6%＋0.212)
=30.3
螺紋型芯的內(nèi)徑尺寸的計(jì)算：
dM內(nèi)=(dS內(nèi)＋dS內(nèi)SCP＋中))
=(28.97＋28.97×0.6%＋0.212)
=29.35
螺紋型芯高度的計(jì)算：
塑件尺寸：5
HM=(hs＋hsScp＋)
=(5＋5×0.6%＋0.08)
=5.11
式中：
dM中—螺紋型芯中徑名義尺寸； dS外—塑件螺紋外徑名義尺寸；
dS中—塑件螺孔中徑名義尺寸； dS內(nèi)—塑件螺孔內(nèi)徑名義尺寸；
dM外—螺紋型芯外徑名義尺寸； dM內(nèi)—螺紋型芯內(nèi)徑名義尺寸。
3.4 型腔側(cè)厚壁和底板厚度的計(jì)算
注射模在其工作過程中需要承受注射壓力、保壓力、鎖模力和脫模力等各種外力，如果這些外力過大，注射模及其成型零部件會(huì)產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞，導(dǎo)致整個(gè)模具失效，因此，設(shè)計(jì)成型零部件時(shí)，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核。另外，在外力作用比較大時(shí)，即使模具產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞，也有可能產(chǎn)生較大的彎曲變形，引起成型零部件在它們的對(duì)接面或貼合面處出現(xiàn)較大的間隙。因此而發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象，導(dǎo)致制品無法滿足技術(shù)要求。因此同過強(qiáng)度和剛度計(jì)算來確定型腔壁厚，尤其對(duì)重要的精度高的或大型模具的型腔更不能單憑經(jīng)驗(yàn)來確定型腔側(cè)壁和底板厚度。但理論分析和實(shí)踐證明模具對(duì)強(qiáng)度和剛度的要求并非同時(shí)兼顧。對(duì)小尺寸型腔強(qiáng)度不足是主要問題，應(yīng)按強(qiáng)度條件計(jì)算。原則是：寧可有余而不可不足。
3.4.1 型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算：
整體式型腔的側(cè)壁可以看作是封閉的厚壁圓筒，根據(jù)整體式圓形型腔側(cè)厚壁計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算：
h=r()
hmm h=20mm
式中：
r—凹模型腔內(nèi)半徑 —材料的許用應(yīng)力=120MPa
H—凹模側(cè)壁厚度 PM—模腔壓力 選定值PM=40MPa
3.4.2 凹模底板厚度的計(jì)算：
根據(jù)整體式型腔底板厚度的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算：
H=
式中：
PM=40MPa r=30mm =120MPa
考慮模具的整體結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)取H=15mm。
第4章 成型零件材料的選用
成型零件選用要求如下：機(jī)械加工性良好，要選用易于切削且加工后能得到高精度零件的鋼種，拋光性能良好，注塑模成型零件工作表面，多需拋光達(dá)到鏡面，要求鋼材硬度35—40HRC，過硬表面會(huì)使拋光困難。鋼材顯微組織應(yīng)均勻致密。耐磨性和抗疲勞性能好，注塑模不僅受高壓塑料熔體沖刷而且還受冷熱溫度交變的應(yīng)力的作用。具有耐磨性能。
選用鋼種，應(yīng)按塑料制品、生產(chǎn)批量、塑料物料品種及塑料精度與表面質(zhì)量要求確定。
根據(jù)零件材料選用原則，凹模的材料選用1Cr13，熱處理采用淬火，硬度可達(dá)54～58HRC，小型芯采用T10A，熱處理采用淬火，硬度也可達(dá)54～58HRC。螺紋型芯采用Cr12，熱處理采用淬火，硬度可達(dá)54～58HRC。
第5章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證定模或上下模合模時(shí)正確定位和導(dǎo)向的零件。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。該模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。
該模具采用帶頭導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，小批量生產(chǎn)一般不需要用導(dǎo)套，
是導(dǎo)柱直接與模板中的導(dǎo)向孔配合，因此該模具采用導(dǎo)柱直接與模板中的導(dǎo)向孔配合。導(dǎo)柱前端應(yīng)作成錐臺(tái)形，以使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱應(yīng)有硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌不易折斷的內(nèi)芯，因此采用20鋼經(jīng)滲碳淬火處理。硬度為50～55HRC。導(dǎo)柱表面部分粗糙度Ra為0.8um，導(dǎo)向部分表面粗糙度Ra為0.4um。導(dǎo)柱應(yīng)合理均勻分布在模具分型面四周，導(dǎo)柱中心到模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度，為確定和模時(shí)只能按一個(gè)方向合模。導(dǎo)柱固定端與模板之間采用H7／m6的過渡配合，導(dǎo)柱導(dǎo)向部分通常采用H7／h7的配合。
第6章 脫模頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
此模具采用模外手動(dòng)脫模，開模后只需在螺紋型芯上施加一頂出力，將型芯和塑件一起推出。然后在機(jī)外將螺紋型芯取出。所以此模具采用推桿頂出機(jī)構(gòu)。
6.1 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
因?yàn)榇四＞咴O(shè)計(jì)采用手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，而手動(dòng)推出，一般在開模后，塑件留在定模，螺紋型芯又是一個(gè)活動(dòng)型芯，所以螺紋型芯也很容易留在定模。為了保證螺紋型芯和塑件留在動(dòng)模一側(cè)，便于由推出機(jī)構(gòu)推出，因此設(shè)置一個(gè)由環(huán)形拉簧和卡環(huán)組成的卡環(huán)裝置，在模具打開時(shí)，由于彈簧的拉力，將活動(dòng)螺紋型芯留在了動(dòng)模。推出原理是利用杠桿來實(shí)現(xiàn)的。用圓柱銷將杠桿固定在墊塊和推板上。開模時(shí)，手板動(dòng)杠桿，杠桿推動(dòng)推板，推板又帶動(dòng)推桿將螺紋型芯和塑件一起頂出。合模時(shí)扳動(dòng)杠桿使推桿復(fù)位，裝入螺紋型芯，然后合模。
6.2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
帶螺紋制品的脫模機(jī)構(gòu)通常制品的內(nèi)螺紋依靠螺紋型芯成型，由于螺紋具有側(cè)向凹溝槽，所以帶螺紋的制品需要特殊的脫模機(jī)構(gòu)。該模具采用模外手動(dòng)脫模的方式，注射前先將活動(dòng)型芯以一定的配合在模內(nèi)安放定位，然注射后分型脫模，活動(dòng)型芯隨塑件一起推出模外，然后用手工的方法，將活動(dòng)型芯，從塑件內(nèi)取下，準(zhǔn)備下次注射使用。但是又因?yàn)辄c(diǎn)澆口在模具的定模部分，為了將澆注系統(tǒng)凝料取出，要增加一個(gè)分型面。這種結(jié)構(gòu)的澆注系統(tǒng)是人工取出，因此模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。
第7章 其他結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì)
7．1 推桿
推桿應(yīng)有足夠的剛性，以承受彈簧的拉力，為此只要條件允許，盡可能使用大直徑推桿。直徑由標(biāo)準(zhǔn)查得初選?16，其形狀為圓形截面的推桿。尾部用臺(tái)肩的形式，推桿直徑與模板上的推桿孔采用H8／f7的配合，推桿固定端與推板采用單邊0.5mm的間隙。其固定方法采用軸肩墊板連接。材料選用T10，熱處理后硬度達(dá)50HRC，工作端配合部分的表面粗糙度Ra0.6um，其長(zhǎng)度為L(zhǎng)=50－20＋10=40mm其圖如下：
圖（4）
7．2 復(fù)位桿
為了使推出元件合模后能回到原來的位置，推桿固定板上同裝有復(fù)位桿，常用的復(fù)位桿均采用圓形截面，一般每副模具設(shè)置四根復(fù)位桿。其位置設(shè)在推桿固定板的四周，以便推出機(jī)構(gòu)合模時(shí)復(fù)位平穩(wěn)，復(fù)位桿端面與所在動(dòng)模分型面平齊。材料選用T8A，查標(biāo)準(zhǔn)初選復(fù)位桿直徑為?10，其長(zhǎng)度為L(zhǎng)=50＋20＋25－20=75mm。
圖（5）
7．3 模板設(shè)計(jì)
由文獻(xiàn)查得模板尺寸為160mm×200mm (GB／T4169.—81984)，材料為45鋼。
7．4 墊塊設(shè)計(jì)
由標(biāo)準(zhǔn)查得墊塊尺寸為32mm×200mm×50mm(GB／T4169.6—1984)，材料選用Q235。
7．5 支撐柱
由標(biāo)準(zhǔn)查得支撐柱的尺寸為?32×63mm(GB／T4169.10—1984)材料采用45鋼。
7．6 推板
圖（6）
由標(biāo)準(zhǔn)查得推板尺寸為73×125×16mm(GB／T4169.7—1984),材料采用45鋼。
第8章 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計(jì)算
注射成型過程中，模具的溫度對(duì)塑料熔體的充模流動(dòng)，固化成型，生產(chǎn)率，制品的形狀和尺寸精度，機(jī)械強(qiáng)度，應(yīng)力開裂和表面質(zhì)量等均有影響。為保證制品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率，模具溫度必須適當(dāng)、穩(wěn)定、均勻。
本塑件在注射成型時(shí)不要求有太高的模溫，因而在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下計(jì)算：
設(shè)定模具平均工作溫度為40℃，用20℃的常溫水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30℃，產(chǎn)量為（初算每2分鐘1套）0.3㎏/h。
8.1 求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量
求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量Q3，查表的聚苯乙烯的單位熱量為27×104J／㎏
Q3=WQ2=0.3×27×104J／㎏
8.2 求冷卻水的體積流量
求冷卻水的體積流量V
V=
=0.27m3／min
由體積流量V查表可知所需的冷卻水管直徑非常小。
由上述計(jì)算可知，因?yàn)槟＞呙糠昼娝璧睦鋮s體積流量很小，故可不設(shè)冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具即可。
第9章 模具閉合高度的確定
由前面的設(shè)計(jì)中，確定的出：定模板H1=25mm，上固定板H2=20mm，凹模板H3=32mm，動(dòng)模板H4=16mm，支撐板H5=20mm，動(dòng)模座板H6=20mm
根據(jù)推出行程和推出機(jī)構(gòu)的尺寸確定墊塊H7=63mm，因而確定模具閉合高度：
H=H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7
=25+20+32+16+20+20+63
=196mm
第10章 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
本模具的外形尺寸為250×200×196mm，XS—Z—60型注射機(jī)模板最大安裝尺寸為350mm×280mm故能滿足模具的安裝要求。
由上述計(jì)算模具的閉合高度H=190mm，XS—Z—60型注射機(jī)所允許模具的最小厚度Hmin=70mm，最大厚度Hmax=200mm，即模具滿足安裝條件。
Hmin≤H≤Hmax
開模行程的校核：
經(jīng)查資料XS—Z—60型注射機(jī)的最大開模行程S=180mm。滿足頂出塑件要求。
S≥H1＋H2＋a＋(5～10)mm
=15＋32＋10＋40
=92mm
經(jīng)驗(yàn)證，XS—Z—60型注射機(jī)能滿足使用要求，故可采用。
第11章 繪制模具總裝圖和非標(biāo)準(zhǔn)件零件工作圖
本模具總裝圖如圖所示：
本模具的工作原理：模具安裝在注射機(jī)上，定模部分固定在注射機(jī)的定模板上，動(dòng)模板固定在注射機(jī)的動(dòng)模板上。合模后，注射機(jī)通過噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)保壓，冷卻后塑件成型。開模時(shí)，動(dòng)模部分隨動(dòng)模板一起運(yùn)動(dòng)漸漸從分型面打開。此時(shí)鎖鉤17在彈簧18的作用下使支撐板5，動(dòng)模板6及定模板7成閉鎖狀態(tài)，所以分型面只能沿Ⅰ—Ⅰ面分型，當(dāng)螺母3限制住定模板后，繼續(xù)開模時(shí)，鎖鉤17被強(qiáng)行脫開支撐板，從而使Ⅱ—Ⅱ面分型，為保證螺紋型芯10在開模時(shí)被帶往動(dòng)模1設(shè)置可由環(huán)形拉簧11及卡環(huán)12組成的卡環(huán)裝置。
頂出動(dòng)作為手動(dòng)頂出，頂出時(shí)扳動(dòng)杠桿14，由推板帶動(dòng)推桿13將螺紋型芯10借同制品同時(shí)頂出，然后用扳手卸掉螺紋型芯。合模前，扳動(dòng)杠桿14使推桿13復(fù)位，裝入螺紋型芯10，然后合模。
第12章 結(jié)論
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我學(xué)完大學(xué)全部課程之后，進(jìn)行的一次系統(tǒng)的、綜合性的總復(fù)習(xí)，也是參加工作前的一次綜合性訓(xùn)練，它直接關(guān)系到我今后的模具設(shè)計(jì)能力。
在此次設(shè)計(jì)過程中，收集整理有關(guān)制件設(shè)計(jì)、成型工藝、成型設(shè)備、機(jī)械加工、特種工藝等有關(guān)資料，讓我了解了塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，它的主要內(nèi)容都是在生產(chǎn)實(shí)踐中逐步積累和豐富起來的。通過對(duì)資料的查閱和對(duì)塑件制圖的消化，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，如：塑件的原材料表面形狀、顏色與透明度、使用性能與要求；塑件的幾何結(jié)構(gòu)、斜度等情況；熔接痕、縮孔等成型缺陷出現(xiàn)的可能與允許程度；澆口、頂桿等可以設(shè)置的部位；有無涂裝、電鍍、膠接、鉆孔等后加工等，此類情況對(duì)塑件設(shè)計(jì)均有相應(yīng)要求。
分析工藝資料，了解所用的塑料的物理性能、成型特性以及工藝參數(shù)，如材料與制件必須的強(qiáng)度、剛度、彈性；所用塑料的結(jié)晶性、流動(dòng)性、熱穩(wěn)定性；材料的密度、比熱容、收縮率、成型溫度、成型壓力、成型周期等。并注意收集與模具設(shè)計(jì)計(jì)算有關(guān)的資料與參數(shù)。
在選擇成型設(shè)備這一過程中，通過查閱有關(guān)資料，我學(xué)到了模具與設(shè)備必須配套使用。因?yàn)槎鄶?shù)情況下都是根據(jù)成型設(shè)備的種類進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，為此，在設(shè)計(jì)模具之前，首先要選擇好成型設(shè)備，這就需要了解各種成型設(shè)備的規(guī)格、性能與特點(diǎn)。以注塑機(jī)來說，如注射容量、鎖模力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出方式與距離、噴嘴直徑與噴嘴球面半徑、定位孔尺寸、模具最大與最小厚度、模板行程等，都將影響到模具的結(jié)構(gòu)尺寸與成型能力。同時(shí)還應(yīng)初估模具外形尺寸，判斷模具能否在所選的注射機(jī)上安裝與使用。
此模具的澆口設(shè)計(jì)采用的是點(diǎn)澆口形式，這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)塑料的流動(dòng)特性來設(shè)計(jì)的，聚苯乙烯的流動(dòng)性大，而點(diǎn)澆口的截面小，長(zhǎng)度短，使從流道來的熔融塑料以最快的速度進(jìn)入并充滿型腔，快速冷卻封閉，脫模后塑件上的澆口殘痕不明顯，不需要再修正澆口痕跡。但采用這種澆口時(shí)，常常要在模具上增加一分型面，以便澆口凝料脫模。該模具頂出機(jī)構(gòu)為手動(dòng)推出，而手動(dòng)推出，一般在開模后，塑件留在定模，螺紋型芯又是一個(gè)活動(dòng)型芯，所以螺紋型芯也很容易留在定模。為了保證螺紋型芯和塑件留在動(dòng)模一側(cè)，便于由推出機(jī)構(gòu)推出，因此設(shè)置一個(gè)由環(huán)形拉簧和卡環(huán)組成的卡環(huán)裝置，在模具打開時(shí)，由于彈簧的拉力，將活動(dòng)螺紋型芯留在了動(dòng)模。推出原理是利用杠桿來實(shí)現(xiàn)的。用圓柱銷將杠桿固定在墊塊和推板上。開模時(shí)，手板動(dòng)杠桿，杠桿推動(dòng)推板，推板又帶動(dòng)推桿將螺紋型芯和塑件一起頂出。合模時(shí)扳動(dòng)杠桿使推桿復(fù)位，裝入螺紋型芯，然后合模。
該模具采用模外手動(dòng)脫模的方式，注射前先將活動(dòng)型芯以一定的配合在模內(nèi)安放定位，然注射后分型脫模，活動(dòng)型芯隨塑件一起推出模外，然后用手工的方法，將活動(dòng)型芯從塑件內(nèi)取下。但由于螺紋型芯和塑件的接觸面積大，拆卸難，因而增加了勞動(dòng)強(qiáng)度。為了保證生產(chǎn)的連續(xù)性，螺紋型芯應(yīng)有備件，以供循環(huán)適用。
致謝
在過去近三年的學(xué)習(xí)中，我學(xué)完了模具專業(yè)中所學(xué)的理論知識(shí)，在畢業(yè)前夕，又通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的這一實(shí)踐性環(huán)節(jié)，進(jìn)行已學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和應(yīng)用，鞏固了過去所學(xué)的基礎(chǔ)課和專業(yè)課知識(shí)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我深深認(rèn)識(shí)到理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性，平時(shí)在學(xué)習(xí)中所注意不到的細(xì)節(jié)性問題，往往成為設(shè)計(jì)工作中難以克服的難點(diǎn)！在這幾個(gè)月的設(shè)計(jì)中，不僅促使我重新溫習(xí)了三年來的專業(yè)基礎(chǔ)課，而且也使我掌握了很多在課本上學(xué)不到的東西，同時(shí)提高了我的綜合能力的培訓(xùn)及擴(kuò)大了對(duì)模具領(lǐng)域的新知識(shí)學(xué)習(xí)。這些都為我以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。強(qiáng)化了所學(xué)知識(shí)，增強(qiáng)了動(dòng)手能力，更深切地體會(huì)了“溫故而知新”的長(zhǎng)遠(yuǎn)意義，還有獨(dú)立解決問題的能力的提高，這些是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)留給我的最寶貴的財(cái)富。
本設(shè)計(jì)的完成得益于河南機(jī)電高等專科學(xué)校材料工程系各位老師的指導(dǎo)和幫助，特別是楊占堯老師的親切指導(dǎo)與幫助，在此對(duì)各位老師表示我最崇高的敬意和由衷的感謝，真心的說一聲：“你們辛苦了！謝謝?！蓖瑫r(shí)，在設(shè)計(jì)過程中也得到了許多同學(xué)的熱心幫助和支持，才使的論文能夠得以順利的完成，在此再一次向所有給予我?guī)椭椭С值睦蠋熀屯瑢W(xué)表示最衷心的感謝。
由于本人水平有限和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的欠缺，在此次設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤和不妥之處，懇請(qǐng)各位老師同學(xué)批評(píng)指正。
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