空調(diào)遙控器面板的注塑模具設(shè)計(jì)-[機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文A3304]

空調(diào)遙控器面板的注塑模具設(shè)計(jì)-機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文A3304,機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文A3304,空調(diào),遙控器,面板,注塑,模具設(shè)計(jì),機(jī)械,畢業(yè)設(shè)計(jì),論文,a3304 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表指導(dǎo)教師： 職稱： 副教授 所在院（系）： 機(jī)械與動(dòng)力工程系 教研室（研究室）： 機(jī)制教研室 題 目空調(diào)遙控器面板的注塑模具設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 學(xué)號(hào)一、選題質(zhì)量：1.遙控器面板注塑模具設(shè)計(jì)符合本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，能夠體現(xiàn)綜合訓(xùn)練要求。2.題目難易程度中等偏上。3.設(shè)計(jì)說明書的設(shè)計(jì)與計(jì)算部分難度中等但工作量較大。4.此題目直接與現(xiàn)實(shí)中的生產(chǎn)相關(guān)，設(shè)計(jì)此模具設(shè)計(jì)可以直接與工廠生產(chǎn)相連，產(chǎn)生效益；此題目為創(chuàng)新型題目，可培養(yǎng)學(xué)生的研究精神。二、開題報(bào)告完成情況：按時(shí)完成三、階段性成果：1.完成開題報(bào)告2.設(shè)計(jì)說明書計(jì)算部分草稿完成3.完成AutoCAD的部分圖紙草繪4.完成國外文獻(xiàn)的翻譯四、存在主要問題：1.圖紙?jiān)O(shè)計(jì)需要查資料，因此進(jìn)展緩慢2.設(shè)計(jì)計(jì)算工作量稍大，特別是需要校核部分五、指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生在畢業(yè)實(shí)習(xí)中，勞動(dòng)、學(xué)習(xí)紀(jì)律及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展等方面的評(píng)語指導(dǎo)教師： （簽名） 年 月 日2河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題目名稱空調(diào)遙控器面板的注塑模具設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 學(xué)號(hào) 一、 選題的目的和意義：模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備。在汽車、電機(jī)、儀表、電子、通信、家電和輕工業(yè)等行業(yè)中，60%80%的零件都要依據(jù)模具成形，并且隨著近年來這些行業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)模具的要求越來越迫切，精度要求越來越高結(jié)構(gòu)要求也越來越復(fù)雜。模具已廣泛應(yīng)用于電機(jī)電器產(chǎn)品、電子和計(jì)算機(jī)產(chǎn)品、儀表、家用電器、汽車、軍械、通用機(jī)械等產(chǎn)品的生產(chǎn)中。本課題要求設(shè)計(jì)遙控器面蓋的注塑模具，注塑成型是現(xiàn)代塑料工業(yè)中的一種重要的加工方法 注塑模具由于其專用性和獨(dú)一性，在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮到工廠現(xiàn)有的設(shè)備情況、產(chǎn)品的生產(chǎn)批量及模具的壽命。這遙控器面蓋為批量生產(chǎn)，但由于該塑料制件尺寸比較小，模具的結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡單，模具制造成本比較底，在生產(chǎn)時(shí)主要考慮到模具壽命盡量要高，所以對(duì)模具材料提出了較高的要求。遙控面蓋是一個(gè)外形件，尺寸精度要求不高，但對(duì)外層的表面粗糙度要求比較高，因此在設(shè)計(jì)時(shí)在能順利成型出塑料制品的情況下，對(duì)模具型腔的表面拋光工藝要求比較高。從總體結(jié)構(gòu)上來看，該制件是一個(gè)尺寸較小，壁厚較薄，整體結(jié)構(gòu)比較簡單的塑料件。由于壁厚較薄，脫模時(shí)如果受力不均則易會(huì)產(chǎn)生變形從而出現(xiàn)制品缺陷，因此對(duì)脫模機(jī)構(gòu)及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求較高。按照現(xiàn)今注塑模具設(shè)計(jì)的總體趨勢，注塑模具的設(shè)計(jì)已很少使用手工繪圖或完全由二維軟件來進(jìn)行設(shè)計(jì)，且模具標(biāo)準(zhǔn)件已在注塑模具設(shè)計(jì)中大量采用。因此本課題將采取使用模具二維軟件CAD和三維軟件Pro/E綜合使用來進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，且在模具設(shè)計(jì)的過程中綜合考慮模具制造工藝及注塑成型工藝。二、 國內(nèi)外研究綜述：塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，工業(yè)產(chǎn)品更新速度加快，對(duì)模具的要求越來越高，盡管改革開放以來，模具工業(yè)有了較大發(fā)展，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要， 目前滿足率只能達(dá)到70%左右。造成產(chǎn)需矛盾突出的原因，一是專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度低，除少量標(biāo)準(zhǔn)件外購?fù)?，大部分工作量均需模具廠去完成。加工企業(yè)管理的體制上的約束，造成 模具制造周期長，不能適應(yīng)市場要求。二是設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)落后，如模具CAD/CAM技術(shù)采用不普遍，加工設(shè)備數(shù)控化率低等，亦造成模具生產(chǎn)效率不高、周期長。總之，是拖了機(jī)電、 輕工等行業(yè)發(fā)展的后腿。模具按國家標(biāo)準(zhǔn)分為十大類，其中沖壓模、塑料模占模具用量的主要部分。按產(chǎn)值統(tǒng)計(jì)，我國目前沖壓占50%-60%，塑料模占25-30。國外先進(jìn)國家對(duì)發(fā)展塑料模很重視，塑料 模比例一般占30%-40%。國內(nèi)模具中，大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具比較低，約占20%左右，國外為50%以上。我國模具生產(chǎn)企業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，主要生產(chǎn)模具能力集中在各主機(jī)廠的 模具分廠(或車間)內(nèi)，模具商品化率低，模具自產(chǎn)自用比例高達(dá)70%以上。國外，70%以上 是商品化的。注塑成型是現(xiàn)代塑料工業(yè)中的一種重要的加工方法 ,模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，被稱為“工業(yè)之母”。而塑料模具又是在整個(gè)模具工業(yè)中的一枝獨(dú)秀，發(fā)展極為迅速。世界上注塑模的產(chǎn)量約占塑料成型模具總產(chǎn)量的 50 %以上 ,尤其是家電盒型注塑產(chǎn)品需求量不斷增加，注塑成型能一次成型形狀復(fù)雜、尺寸精確的制品 ,適合高效率、大批量的生產(chǎn)方式 ,以發(fā)展成為熱塑性塑料和部分熱固性塑料最主要的成型加工方法 ，注塑模具的設(shè)計(jì)與制造主要依賴于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和技師的制造技藝 ,一般需要經(jīng)過反復(fù)調(diào)試和修模才能正式投入生產(chǎn) ,這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式不僅使產(chǎn)品的生產(chǎn)周期延長 ,生產(chǎn)成本增加 ,而且難以保證產(chǎn)品的質(zhì)量，要解決這些問題 ,必須以科學(xué)分析的方法 ,研究各個(gè)成型過程的關(guān)鍵技術(shù)，塑料注塑成型是一個(gè)復(fù)雜的加工與物理過程 ,為實(shí)現(xiàn)注塑產(chǎn)品的更新?lián)Q代 ,提高企業(yè)的競爭能力 ,必須進(jìn)行注塑模具設(shè)計(jì)與制造及成型過程分析的 CAD/ CAM/ CAE集成技術(shù)的研究國外注塑模 CAD/ CAM/ CAE 技術(shù)研究的成果有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明:采用注塑模 CAD/ CAE/CAM 技術(shù)能使設(shè)計(jì)時(shí)間縮短 50 %,制造時(shí)間縮短 30 %,成本下降 10 %,塑料節(jié)省 7 % 注塑模計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)正朝著與 CAD/ CAE無縫整體集成化方向發(fā)展 ,注塑 CAD 所構(gòu)造的幾何模型為實(shí)現(xiàn)注塑模 CAE技術(shù)提供了基本的幾何拓?fù)湫畔⒑吞卣餍畔?,注塑模 CAE的目標(biāo)是通過對(duì)塑料材料性能的研究和注射成型工藝過程的模擬和分析 ,為塑料制品的設(shè)計(jì)、材料選擇、模具設(shè)計(jì)、注射成型工藝的制定及注射成型工藝過程的控制提供科學(xué)依據(jù) 。 現(xiàn)時(shí)國際上占主流地位的注射模CAD軟件有Pro/E、I-DEAS、UG、SolidWorks等；結(jié)構(gòu)分析軟件有MSC、Analysis等；注射過程數(shù)值分析軟件有MoldFlow等；數(shù)控加工軟件有MasterCAM、Cimatron等.現(xiàn)代模具生產(chǎn)中采用集特種加工設(shè)備為一體的數(shù)控加工中心加工型腔零件，減少工序間的銜接環(huán)節(jié)，減少多次裝夾定位造成的誤差，減少經(jīng)手人員的數(shù)量，質(zhì)量和周期由計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理人員控制，盡可能避免人為失誤，使得生產(chǎn)周期和成本估算的精確性大大提高，生產(chǎn)質(zhì)量也得到保證。目前注塑模設(shè)計(jì)方法比較多，但是最常用的設(shè)計(jì)步驟如下：（1）了解設(shè)計(jì)任務(wù)（2）塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析（3）分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（4）模具設(shè)計(jì)方案論證（5）主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算（6）成型設(shè)備的校核計(jì)算（7）繪制模具裝配圖（8）繪制零件圖（9）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書三、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所用的主要技術(shù)與方法：1.基本設(shè)計(jì)思路塑件注塑成型工藝分析：做出零件的三維造型，對(duì)塑件進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性分析，分析塑件塑料的成型工藝性及確定注塑成型工藝參數(shù)。注射機(jī)型號(hào)的選擇：初選注射機(jī)并確定注射成型的工藝參數(shù)，注射機(jī)相關(guān)計(jì)算的校核和成型設(shè)備。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案論證：分型面的選擇、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案選擇、成型部分及其零件設(shè)計(jì)、排溢系統(tǒng)設(shè)計(jì)、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，模體與支撐連接零件的結(jié)構(gòu)。遙控器面蓋模具相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算，主要包括澆注系統(tǒng)的計(jì)算、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算、脫模方面的計(jì)算以及冷卻系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算，模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用和成型設(shè)備的校核計(jì)算。2.擬采用的途徑（研究手段）主要采用模具CAD/CAM/CAE等軟件來進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)，在模具設(shè)計(jì)過程中要綜合考慮到模具制造工藝以及注塑成型工藝，主要包括：（1）根據(jù)遙控面蓋技術(shù)要求進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算、分型面的設(shè)計(jì)、確定型腔和型芯、模具結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)、塑料充填過程分析等幾個(gè)方面。（2）利用PRO/E或者UG確定分型面，生成上下模腔和模芯，進(jìn)行側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，再進(jìn)行流道、澆口以及冷卻水管的布置。（3）利用PRO/E的EMX4.1來自動(dòng)生成模板、標(biāo)準(zhǔn)模架及模具標(biāo)準(zhǔn)零件，并將PRO/E生成總裝圖轉(zhuǎn)換.dwg擴(kuò)展名的圖，再用Autocad編輯出正確清晰的2D總裝圖。四、 主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況：1 武良臣,呂寶占 互換性與技術(shù)測量 北京郵電出版社 20092 莫亞林，侯守明工程圖學(xué)中國電力出版社20073彭建生，模具設(shè)計(jì)與加工速查手冊機(jī)械工業(yè)出版社20054 塑料模設(shè)計(jì)手冊編寫組塑料模設(shè)計(jì)手冊第二版北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19945 彭建生，秦曉剛模具技術(shù)問答機(jī)械工業(yè)出版社20006 鄂大辛 ，成型工藝與模具設(shè)計(jì)北京理工大學(xué)出版社20077 馬金駿，塑料模具設(shè)計(jì)北京：中國科學(xué)出版社，1985五、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排（按周說明）第一周，收集資料第二周，進(jìn)行部分?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算并撰寫論文大綱第三周，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第四周，運(yùn)用AutoCAD設(shè)計(jì)部分零件圖與裝配圖六、 指導(dǎo)教師審批意見： 指導(dǎo)教師： （簽名）年 月 日 5 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 題目 空調(diào)遙控器面板的注塑模具設(shè)計(jì) 院（系部）專業(yè)名稱 年級(jí)班級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 年 月 日河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文摘 要模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)注塑模具的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)提出了質(zhì)量好、制造精度高、研發(fā)周期短等越來越高的要求，能否適應(yīng)這種需求已成為模具生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。模具技術(shù)是融合機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、自動(dòng)控制、數(shù)控技術(shù)等學(xué)科為一體的綜合性學(xué)科。隨著家電市場競爭的白熱化，家電外殼設(shè)計(jì)成為了衡量家電外殼色彩、手感、精度的重要一環(huán)，進(jìn)而對(duì)設(shè)計(jì)提出了新的需求。本畢業(yè)設(shè)計(jì)正是從實(shí)際使用出發(fā)，進(jìn)行遙控器面蓋注塑成型模具的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)是對(duì)遙控器面蓋進(jìn)行的注塑模型設(shè)計(jì)，利用Pro/E軟件對(duì)塑件進(jìn)行了實(shí)體造型，并對(duì)塑件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了工藝剖析。首先對(duì)遙控器的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析，清楚了解塑件；由生產(chǎn)批量初步選定注射機(jī)型號(hào)；然后對(duì)本次模具設(shè)計(jì)的各個(gè)方案進(jìn)行論證分析，從選定方案中對(duì)澆注系統(tǒng)、成型工作零件的計(jì)算及校核，從中確定模架，推出與抽芯機(jī)構(gòu)的計(jì)算及校核，冷卻系統(tǒng)的計(jì)算及其水道布置設(shè)計(jì)，在最后對(duì)排氣和導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。其次利用注塑模具設(shè)計(jì)原理對(duì)各個(gè)具體系統(tǒng)零件進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算和校核，使設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具可靠運(yùn)行，在此基礎(chǔ)上完成了本畢業(yè)論文的寫作。最后繪制整套模具的裝配圖和零件圖。通過對(duì)本課題遙控器模型設(shè)計(jì)，我重溫了注塑成型與模具設(shè)計(jì)知識(shí)，使書本知識(shí)和理論與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合，加強(qiáng)了對(duì)注塑模具設(shè)計(jì)知識(shí)的理解，使自己能運(yùn)用書本知識(shí)設(shè)計(jì)出基本符合生產(chǎn)要求的模具。在論文中我充分地運(yùn)用了大學(xué)期間所學(xué)到的知識(shí)。進(jìn)行了研究，鞏固和深化，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)意圖。關(guān)鍵字：注射模具 澆注系統(tǒng) 脫模機(jī)構(gòu) 冷卻系統(tǒng)AbstractThe technique level of molding tool which has became an important marking to measure the level of a national product. Some higher demands such as high quality, high precision, short time of R&D and so on were put forward since the rapid development of plasticin dustry, whether they can adapt to these requirements has becoming an important factor for the development of molding producer. The mold technology is a comprehensive discipline that combines mechanical engineering, computer application, automatic control, numerical control technology and so on.As the competition in the appliance market growing, the appliance shell color, feeling and accuracy became an important part of the design and made new demands. This paper focus on the actual conduct and try to design remote control cover injection mold. This design is the injection model of the remote control cover, use Pro / E software for the solid modeling plastic parts and analysis the structure of the process . Firstly, the structure of the remote control was analyzed to get a clear understanding of plastic parts.Then select the injection machine model by the initial production batch. Thirdly, analyze the various options, select the program. The calculation and checking of the gating system and forming working parts determine the mold , put forward the core mechanism calculation and checking and confirm the calculation and channel layout of the cooling system .Finally, design the orientation and structure of the exhaust system . Furthermore,we use the principle of the injection mold design to calculate and verify the various parts in details, so that the designed structure can operate reliablly .At last,draw the assembly and part picture for the whole set of the mold.Base on it, I write this paper. Thanks to the designing of this remote control mold , I review the knowledge of the injection molding and mold design and put the theory into practice.It also make me understand the knowledge of the injection mold design more,which can help me to use the book knowledge to design a mold matched the basic production requirement. In the paper, I make full use of the knowledge acquired during university to researching ,and achieve the desired intent.Key words: Injection mold Drawing of patterns organization Feed system Cooling systemIII目 錄 前 言11 緒 論21.1 課題研究的目的及意義21.2 國內(nèi)外研究狀況31.3 課題研究基本設(shè)計(jì)思路和研究手段51.4 論文結(jié)論和成果形式62 方案分析72.1 設(shè)計(jì)任務(wù)72.2 產(chǎn)品分析72.3 塑件所用塑料名稱、性能及工藝參數(shù)82.4 塑件結(jié)構(gòu)要素112.4.1 塑件脫模斜度：112.4.2 塑件精度等級(jí)的選用112.4.3 圓角設(shè)計(jì)112.5 注射機(jī)的選擇112.5.1 注射機(jī)相關(guān)參數(shù)計(jì)算與校核112.5.2 注射壓力：132.5.3 鎖模力的校核：132.5.4 開模行程校核：142.5.5 螺桿轉(zhuǎn)速：143 成型部分及其零部件設(shè)計(jì)163.1 分型面的設(shè)計(jì)163.1.1 考慮塑件質(zhì)量163.1.2 確保塑件表面質(zhì)量163.1.3 考慮模具結(jié)構(gòu)163.2 型腔數(shù)的確定173.2.1 根據(jù)所用注射機(jī)的最大注塑量確定型腔數(shù)目173.2.2 根據(jù)注射機(jī)最大鎖模力確定型腔數(shù)183.2.3 根據(jù)塑件的精度確定型腔數(shù)目183.2.4 根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目183.3 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)193.3.1 凹模型腔的大小尺寸計(jì)算203.3.2 型腔的深度尺寸計(jì)算213.4 凸模結(jié)構(gòu)尺寸213.4.1 凸模/型芯的外形尺寸計(jì)算223.4.2 凸模/型芯的高度尺寸計(jì)算233.5 型腔壁厚的計(jì)算243.5.1 型腔的強(qiáng)度及剛度要求243.5.2 型腔壁厚計(jì)算254 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)284.1 澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則284.1.1 澆注系統(tǒng)的組成284.1.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則：284.2 主流道的設(shè)計(jì)294.2.1 主流道分析294.2.2 主流道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)294.2.3 主流道澆口套設(shè)計(jì)314.3分流道的設(shè)計(jì)324.3.1 分流道的形狀和尺寸324.3.2 分流道的分布設(shè)計(jì)344.4 澆口的設(shè)計(jì)344.4.1 澆口位置的選取原則344.4.2 澆口形式的設(shè)計(jì)354.5 冷料穴的設(shè)計(jì)354.5.1 冷料穴的結(jié)構(gòu)354.5.2 拉料方式365 排溢系統(tǒng)設(shè)計(jì)376 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)386.1 脫模機(jī)構(gòu)的構(gòu)成與功能386.2 取出機(jī)構(gòu)的方式386.3 脫出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則386.3.1 脫出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)基本考慮386.3.2 脫出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)396.3.3 所需頂出行程、開模行程計(jì)算396.3.4 頂出力、抽拔力，開模力計(jì)算406.4 塑件的脫出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)426.4.1 頂桿的長度計(jì)算426.4.2 頂桿直徑d的設(shè)計(jì)436.4.3 頂桿應(yīng)力校核436.4.4 頂桿在塑件上的布局446.4.5 頂桿固定及配合456.4.6 頂出機(jī)構(gòu)中附屬零部件457 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)467.1 冷卻裝置設(shè)計(jì)分析467.2 傳熱面積計(jì)算477.2.1 注射周期的確定477.2.2 冷卻水計(jì)算487.2.3 計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)所釋放的熱量497.2.4 冷卻水的導(dǎo)熱總面積497.2.5 確定冷卻水路的直徑d507.2.6 冷卻水孔的總長度507.2.7 冷卻水管數(shù)量的確定517.2.8 系統(tǒng)的其它零件518 模體與支撐連接零件52參考文獻(xiàn)56前 言模具技術(shù)，既是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，又是先進(jìn)制造技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。模具對(duì)于一般產(chǎn)品來說屬于工具范疇，精度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并有較高的材質(zhì)要求，是典型的高附加值，高風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)品。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)于工業(yè)產(chǎn)品品種，數(shù)量，質(zhì)量及其款式等提出了越來越多的要求，因此，也促進(jìn)了模具工業(yè)的快速發(fā)展。模具成為工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的主要工藝裝備，是發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)。采用模具生產(chǎn)零件，具有高效，節(jié)材，成本低，保證質(zhì)量等一系列優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。許多現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。 工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，工業(yè)產(chǎn)品更新速度加快，對(duì)模具的要求越來越高，盡管改革開放以來，模具工業(yè)有了較大發(fā)展，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要， 目前滿足率只能達(dá)到70%左右。造成產(chǎn)需矛盾突出的原因，一是專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度低，除少量標(biāo)準(zhǔn)件外購?fù)猓蟛糠止ぷ髁烤枘＞邚S去完成。加工企業(yè)管理的體制上的約束，造成 模具制造周期長，不能適應(yīng)市場要求。二是設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)落后，如模具CAD/CAM技術(shù)采用不普遍，加工設(shè)備數(shù)控化率低等，亦造成模具生產(chǎn)效率不高、周期長。總之，是拖了機(jī)電、 輕工等行業(yè)發(fā)展的后腿。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)注塑模具的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)提出了質(zhì)量好、制造精度高、研發(fā)周期短等越來越高的要求，能否適應(yīng)這種需求已成為模具生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。模具技術(shù)是融合機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、自動(dòng)控制、數(shù)控技術(shù)等學(xué)科為一體的綜合性學(xué)科。1 緒 論1.1 課題研究的目的及意義模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備。在汽車、電機(jī)、儀表、電子、通信、家電和輕工業(yè)等行業(yè)中，60%80%的零件都要依據(jù)模具成形，并且隨著近年來這些行業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)模具的要求越來越迫切，精度要求越來越高結(jié)構(gòu)要求也越來越復(fù)雜。模具已廣泛應(yīng)用于電機(jī)電器產(chǎn)品、電子和計(jì)算機(jī)產(chǎn)品、儀表、家用電器、汽車、軍械、通用機(jī)械等產(chǎn)品的生產(chǎn)中。本課題要求設(shè)計(jì)遙控器面蓋的注塑模具，注塑成型是現(xiàn)代塑料工業(yè)中的一種重要的加工方法 注塑模具由于其專用性和獨(dú)一性，在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮到工廠現(xiàn)有的設(shè)備情況、產(chǎn)品的生產(chǎn)批量及模具的壽命。這遙控器面蓋為批量生產(chǎn)，但由于該塑料制件尺寸比較小，模具的結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡單，模具制造成本比較底，在生產(chǎn)時(shí)主要考慮到模具壽命盡量要高，所以對(duì)模具材料提出了較高的要求。遙控面蓋是一個(gè)外形件，尺寸精度要求不高，但對(duì)外層的表面粗糙度要求比較高，因此在設(shè)計(jì)時(shí)在能順利成型出塑料制品的情況下，對(duì)模具型腔的表面拋光工藝要求比較高。從總體結(jié)構(gòu)上來看，該制件是一個(gè)尺寸較小，壁厚較薄，整體結(jié)構(gòu)比較簡單的塑料件。由于壁厚較薄，脫模時(shí)如果受力不均則易會(huì)產(chǎn)生變形從而出現(xiàn)制品缺陷，因此對(duì)脫模機(jī)構(gòu)及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求較高。按照現(xiàn)今注塑模具設(shè)計(jì)的總體趨勢，注塑模具的設(shè)計(jì)已很少使用手工繪圖或完全由二維軟件來進(jìn)行設(shè)計(jì)，且模具標(biāo)準(zhǔn)件已在注塑模具設(shè)計(jì)中大量采用。因此本課題將采取使用模具二維軟件CAD和三維軟件Pro/E綜合使用來進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，且在模具設(shè)計(jì)的過程中綜合考慮模具制造工藝及注塑成型工藝。1.2 國內(nèi)外研究狀況塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，工業(yè)產(chǎn)品更新速度加快，對(duì)模具的要求越來越高，盡管改革開放以來，模具工業(yè)有了較大發(fā)展，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要， 目前滿足率只能達(dá)到70%左右。造成產(chǎn)需矛盾突出的原因，一是專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度低，除少量標(biāo)準(zhǔn)件外購?fù)猓蟛糠止ぷ髁烤枘＞邚S去完成。加工企業(yè)管理的體制上的約束，造成 模具制造周期長，不能適應(yīng)市場要求。二是設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)落后，如模具CAD/CAM技術(shù)采用不普遍，加工設(shè)備數(shù)控化率低等，亦造成模具生產(chǎn)效率不高、周期長?？傊?，是拖了機(jī)電、 輕工等行業(yè)發(fā)展的后腿。模具按國家標(biāo)準(zhǔn)分為十大類，其中沖壓模、塑料模占模具用量的主要部分。按產(chǎn)值統(tǒng)計(jì)，我國目前沖壓占50%-60%，塑料模占25-30。國外先進(jìn)國家對(duì)發(fā)展塑料模很重視，塑料 模比例一般占30%-40%。國內(nèi)模具中，大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具比較低，約占20%左右，國外為50%以上。我國模具生產(chǎn)企業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，主要生產(chǎn)模具能力集中在各主機(jī)廠的 模具分廠(或車間)內(nèi)，模具商品化率低，模具自產(chǎn)自用比例高達(dá)70%以上。國外，70%以上 是商品化的。注塑成型是現(xiàn)代塑料工業(yè)中的一種重要的加工方法 ,模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，被稱為“工業(yè)之母”。而塑料模具又是在整個(gè)模具工業(yè)中的一枝獨(dú)秀，發(fā)展極為迅速。世界上注塑模的產(chǎn)量約占塑料成型模具總產(chǎn)量的 50 %以上 ,尤其是家電盒型注塑產(chǎn)品需求量不斷增加，注塑成型能一次成型形狀復(fù)雜、尺寸精確的制品 ,適合高效率、大批量的生產(chǎn)方式 ,以發(fā)展成為熱塑性塑料和部分熱固性塑料最主要的成型加工方法 ，注塑模具的設(shè)計(jì)與制造主要依賴于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和技師的制造技藝 ,一般需要經(jīng)過反復(fù)調(diào)試和修模才能正式投入生產(chǎn) ,這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式不僅使產(chǎn)品的生產(chǎn)周期延長 ,生產(chǎn)成本增加 ,而且難以保證產(chǎn)品的質(zhì)量，要解決這些問題 ,必須以科學(xué)分析的方法 ,研究各個(gè)成型過程的關(guān)鍵技術(shù)，塑料注塑成型是一個(gè)復(fù)雜的加工與物理過程 ,為實(shí)現(xiàn)注塑產(chǎn)品的更新?lián)Q代 ,提高企業(yè)的競爭能力 ,必須進(jìn)行注塑模具設(shè)計(jì)與制造及成型過程分析的 CAD/ CAM/ CAE集成技術(shù)的研究國外注塑模 CAD/ CAM/ CAE 技術(shù)研究的成果有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明:采用注塑模 CAD/ CAE/CAM 技術(shù)能使設(shè)計(jì)時(shí)間縮短 50 %,制造時(shí)間縮短 30 %,成本下降 10 %,塑料節(jié)省 7 % 注塑模計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)正朝著與 CAD/ CAE無縫整體集成化方向發(fā)展 ,注塑 CAD 所構(gòu)造的幾何模型為實(shí)現(xiàn)注塑模 CAE技術(shù)提供了基本的幾何拓?fù)湫畔⒑吞卣餍畔?,注塑模 CAE的目標(biāo)是通過對(duì)塑料材料性能的研究和注射成型工藝過程的模擬和分析 ,為塑料制品的設(shè)計(jì)、材料選擇、模具設(shè)計(jì)、注射成型工藝的制定及注射成型工藝過程的控制提供科學(xué)依據(jù) 。 現(xiàn)時(shí)國際上占主流地位的注射模CAD軟件有Pro/E、I-DEAS、UG、SolidWorks等；結(jié)構(gòu)分析軟件有MSC、Analysis等；注射過程數(shù)值分析軟件有MoldFlow等；數(shù)控加工軟件有MasterCAM、Cimatron等.現(xiàn)代模具生產(chǎn)中采用集特種加工設(shè)備為一體的數(shù)控加工中心加工型腔零件，減少工序間的銜接環(huán)節(jié)，減少多次裝夾定位造成的誤差，減少經(jīng)手人員的數(shù)量，質(zhì)量和周期由計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理人員控制，盡可能避免人為失誤，使得生產(chǎn)周期和成本估算的精確性大大提高，生產(chǎn)質(zhì)量也得到保證。目前注塑模設(shè)計(jì)方法比較多，但是最常用的設(shè)計(jì)步驟如下：（1）了解設(shè)計(jì)任務(wù)（2）塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析（3）分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（4）模具設(shè)計(jì)方案論證（5）主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算（6）成型設(shè)備的校核計(jì)算（7）繪制模具裝配圖（8）繪制零件圖（9）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書現(xiàn)代模具生產(chǎn)以數(shù)據(jù)處理為龍頭，隨著模具設(shè)計(jì)和工藝分析計(jì)算機(jī)專家系統(tǒng)的不斷成熟和普及，新技術(shù)和新工藝的推廣應(yīng)用非常迅速，使得模具生產(chǎn)的質(zhì)量、效率和可靠性可以主要由數(shù)據(jù)處理的環(huán)節(jié)把握。我國模具行業(yè)要進(jìn)一步發(fā)展多功能復(fù)合模具，一套多功能模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，通過這種多功能的模具生產(chǎn)出來的不再是成批零件，而是成批的組件，如觸頭與支座的組件、各種微小電機(jī)、電器及儀表的鐵芯組件等。多色和多材質(zhì)塑料成形模具也將有較快發(fā)展。這種模具縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，今后在不同領(lǐng)域?qū)⒌玫桨l(fā)展和應(yīng)用。1.3 課題研究基本設(shè)計(jì)思路和研究手段1.基本設(shè)計(jì)思路塑件注塑成型工藝分析：做出零件的三維造型，對(duì)塑件進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性分析，分析塑件塑料的成型工藝性及確定注塑成型工藝參數(shù)。注射機(jī)型號(hào)的選擇：初選注射機(jī)并確定注射成型的工藝參數(shù)，注射機(jī)相關(guān)計(jì)算的校核和成型設(shè)備。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案論證：分型面的選擇、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案選擇、成型部分及其零件設(shè)計(jì)、排溢系統(tǒng)設(shè)計(jì)、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，模體與支撐連接零件的結(jié)構(gòu)。遙控器面蓋模具相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算，主要包括澆注系統(tǒng)的計(jì)算、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算、脫模方面的計(jì)算以及冷卻系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算，模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用和成型設(shè)備的校核計(jì)算。2.擬采用的途徑（研究手段）主要采用模具CAD/CAM/CAE等軟件來進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)，在模具設(shè)計(jì)過程中要綜合考慮到模具制造工藝以及注塑成型工藝，主要包括：（1）根據(jù)遙控面蓋技術(shù)要求進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算、分型面的設(shè)計(jì)、確定型腔和型芯、模具結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)、塑料充填過程分析等幾個(gè)方面。（2）利用PRO/E或者UG確定分型面，生成上下模腔和模芯，進(jìn)行側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，再進(jìn)行流道、澆口以及冷卻水管的布置。（3）利用PRO/E的EMX4.1來自動(dòng)生成模板、標(biāo)準(zhǔn)模架及模具標(biāo)準(zhǔn)零件，并將PRO/E生成總裝圖轉(zhuǎn)換.dwg擴(kuò)展名的圖，再用Autocad編輯出正確清晰的2D總裝圖。1.4 論文結(jié)論和成果形式1、打印文檔：設(shè)計(jì)說明書一份；2、給定文獻(xiàn)的外文翻譯；3、設(shè)計(jì)圖紙：模具裝配圖一張，零件圖圖紙五張；4、電子文檔：1）總裝圖和零件圖的二維CAD圖；2）設(shè)計(jì)說明書和指定外文翻譯的電子文檔。2 方案分析2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)題目：遙控器面板注塑模具設(shè)計(jì)2.2 產(chǎn)品分析本設(shè)計(jì)為面板類殼體模具，殼體的尺寸為170mm67mm17mm，壁厚為2.5mm，且有11半徑為4mm圓孔，6個(gè)10mm4mm的長方形孔，在底部有一個(gè)電池盒，壁厚為1.5mm其效果如圖2-1、2-2所示：圖2-1 遙控器內(nèi)部示意圖圖2-2 遙控器面板示意圖2.3 塑件所用塑料名稱、性能及工藝參數(shù)1.塑件的尺寸精度分析該塑件尺寸未標(biāo)注公差按MT5查取，查塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)書表2-4。2.塑件的表面質(zhì)量分析該塑件要求外觀光滑平整，不允許有成型斑點(diǎn)，云紋，冷疤和熔接痕，而內(nèi)表面無特殊要求。3.塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析（1）從圖看，該塑件的尺寸相對(duì)比較小，塑件的結(jié)構(gòu)也相對(duì)比較簡單，壁厚均勻，符合最小壁厚要求。（2）該塑件有形狀不同的通孔，如8的圓孔和102的長方形孔。綜上所述，該塑件可采用注射成型加工。本設(shè)計(jì)采用聚苯乙烯（PS）材料,PS是非結(jié)晶性熱塑性塑料?；瘜W(xué)穩(wěn)定性較好，透明性好，電性能好，抗拉，抗彎強(qiáng)度高；但耐磨性差，抗沖擊強(qiáng)度差。適用于裝飾制品，儀表殼，燈罩，絕緣零件，日用品等。1.PS成型性能如下：（1）無定形料，吸濕性小，不易分解，但質(zhì)脆易裂，熱膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。（2）流動(dòng)性較好（溢邊值為0.03mm左右），可用螺桿式或柱塞式注射機(jī)成型。噴嘴用直通式或自鎖式，但應(yīng)防止飛邊。（3）宜采用高料溫、高模溫、低注射壓力，延長注射時(shí)間有利于降低內(nèi)應(yīng)力，防止縮孔、變形（尤其對(duì)厚壁塑件）。料溫過高易出現(xiàn)“銀絲”，料溫過低或脫模劑過多，則透明性差。（4）可采用各種形式的澆口，澆口與塑件應(yīng)圓弧連接，防止去除澆口時(shí)損壞塑件。（5）塑件壁厚均勻，最好不帶嵌件（如有嵌件應(yīng)預(yù)熱）。各面應(yīng)圓弧連接，不宜有缺口、尖角。2.PS的主要性能指標(biāo) 其性能指標(biāo)如表1密度/屈服強(qiáng)度/63比體積/拉伸強(qiáng)度/60吸水率拉伸彈性模量/熔點(diǎn)/抗彎強(qiáng)度/計(jì)算收縮率抗壓強(qiáng)度/95比熱容/950彎曲彈性模量/3.PS的注射成型過程及工藝參數(shù)（1）注射成型過程1）成型前的準(zhǔn)備。對(duì)PS的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)，由于PS吸水性不大，成型前不必加熱干燥。但預(yù)備干燥較為安全，在熱風(fēng)循環(huán)干燥箱里采用6070的熱風(fēng)干燥為宜。2）注射過程。塑件在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過程是充模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(gè)階段。3）塑件的后處理。為了消除內(nèi)部應(yīng)力，加以退火為宜（處理溫度為80，處理時(shí)間為24h為宜）。（2）PS的注射工藝參數(shù)1）注射機(jī)螺桿式。2）料筒溫度（）后段 140-160 中段 160-170 前段 170-1903）噴嘴溫度（）160-1704）模具溫度（）40-755）注射壓力（Mpa）60-1006）保壓壓力（Mpa）30-407）成型時(shí)間（S）注塑13；保壓1540；冷卻15308）成型周期（S）40904. PS成型塑件的主要缺陷及消除措施（1）缺陷：注射成型時(shí)容易溢料，制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，易開裂，料溫過高易出現(xiàn)“銀絲”。（2）消除措施：控制好料溫，進(jìn)行退火處理。2.4 塑件結(jié)構(gòu)要素2.4.1 塑件脫模斜度：對(duì)PS塑料而言：型芯：301（取45）型腔：35130（取35）2.4.2 塑件精度等級(jí)的選用經(jīng)查表本塑件選用一般等級(jí)，精度等級(jí)為MT52.4.3 圓角設(shè)計(jì)為了避免應(yīng)為集中，提高塑件的強(qiáng)度，便于塑件熔體的流動(dòng)和塑件脫模，在塑件的內(nèi)外表面的各連接處均應(yīng)設(shè)計(jì)過渡圓弧。2.5 注射機(jī)的選擇2.5.1 注射機(jī)相關(guān)參數(shù)計(jì)算與校核（1）計(jì)算塑件體積和重量通過三維軟件建模設(shè)計(jì)分析可得塑件體積為V塑=19.363cm3M =V塑=19.3631.06=20.525g式中 M塑件的質(zhì)量（g） 塑件的密度（）（2）根據(jù)塑件本身的幾何形狀及生產(chǎn)批量確定型腔數(shù)目由于該塑件尺寸相對(duì)較小且結(jié)構(gòu)也相對(duì)較簡單，加上塑件尺寸和表面質(zhì)量均無特殊要求，所以考慮采用一模兩腔，型腔布置平衡，以方便側(cè)抽實(shí)現(xiàn)、澆口排列和模具結(jié)構(gòu)的平衡。（3）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前是不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但本塑件是流動(dòng)性好的普通精度塑件，可以根據(jù)按照塑件體積的15%20%來估算。由于本次采用的是平衡式流道較簡單，且采用一模兩腔，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.2倍來估算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為V總=V塑(1+0.2)2=19.3631,22=46.471cm34）選擇注射機(jī)根據(jù)計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量V總=46.471cm3，并結(jié)合塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)書式4-18，則有V公 =78.329cm3（1）注射量校核1）注射量校核。注射量以容積表示，最大注射容積為Vmax=V=1200.85=106cm3式中模具型腔和流道的最大容積； 選定注射機(jī)的注射量容積，該機(jī)為； 注射系數(shù)，取0.750.85，無定型塑料可取為0.85。倘若實(shí)際注射量過小，注射機(jī)的塑化能力得不到發(fā)揮，塑料在料筒中停留時(shí)間就會(huì)過長，所以最小注射容積Vmin=0.25125=62.5cm3。故每次注射的實(shí)際注射容積應(yīng)滿足，而V1=V公=78.329cm3，符合要求。2） 查塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)書表4-1可知，PS所需注射壓力為60-100Mpa，這里取，該注射機(jī)的公稱注射壓力，注射壓力安全系數(shù)，這里取，則所以，注射機(jī)注射壓力合格。2.5.2 注射壓力：查表知PS的注射壓力為60150MPa。2.5.3 鎖模力的校核：1）塑件在分型面上的投影面積，則A塑=170674411-6104=10597.079mm22）澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，即流道凝料在分型面上的投影面積數(shù)值，可以按照多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析來確定。是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積的0.2-0.5倍。根據(jù)本流道設(shè)計(jì)方案，可以取3）塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積，則A總=n(A塑+A澆)=2119.416 4）模具型腔內(nèi)的脹型力則F脹=A總P模=635.825 KN式中型腔的平均計(jì)算壓力值。是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的為20%40%Mpa，大致范圍24.448.8 Mpa 。PS屬中等粘度塑料及有精度要求的塑件，取=35 Mpa。查塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表13-2，可得該注射機(jī)的公稱鎖模力F鎖=800 KN鎖模力安全系數(shù)為，這里取，則K2 ZF脹=762.99F鎖=800所以，注射機(jī)鎖模力校核合格。2.5.4 開模行程校核：SL1L2 （2-3） S=17+18+8=43mm式中 L1凸模凸出部分高度(mm)L2取出塑件間隙(mm)頂桿頂出富裕量(510mm) (取8mm)2.5.5 螺桿轉(zhuǎn)速：經(jīng)查表，聚苯乙烯轉(zhuǎn)速為32綜上所述，選取XS-SZ125/900臥式注塑機(jī)，其主要參數(shù)為：螺桿直徑/mm： 42注塑壓力/MPa： 110104最大注射面積cm2： 320鎖模力/kN： 900模具厚度/mm： max 300 min 200移模行程/mm： 300模板最大開距/mm： 600模板行程/mm ： 300噴嘴孔徑/mm ： 4注射機(jī)噴嘴半徑/mm ：173 成型部分及其零部件設(shè)計(jì)3.1 分型面的設(shè)計(jì)分型面是為了將塑件澆注系統(tǒng)凝料等從密閉的模具內(nèi)取出，以及為了安放嵌件，將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或若干個(gè)主要部分，這些可以分離部分的接觸表面，通稱為分型面。分型面位于模具動(dòng)模和定模的結(jié)合處，在塑件最大外形處。3.1.1 考慮塑件質(zhì)量對(duì)于有軸度要求的塑件要使其全部動(dòng)模或定模中成型，防止由于模具合模不準(zhǔn)確造成塑件尺寸的誤差。對(duì)于外觀無嚴(yán)格要求的塑件，可將分型面選在塑件中部，這樣可以用較小的脫模斜度有利于脫模。3.1.2 確保塑件表面質(zhì)量分型面盡可能選擇在不影響外觀的部位以及分型面處產(chǎn)生的飛邊容易加工修整部位。3.1.3 考慮模具結(jié)構(gòu)（1） 盡量簡化脫模部件。為便于塑件脫模，應(yīng)使塑件在開模時(shí)盡可能留于動(dòng)模部分。（2） 盡量方便澆注系統(tǒng)布置。（3） 便于排溢。為了有利于氣體的排出，分型面盡可能與料流的末端重合。（4） 模具總體結(jié)構(gòu)簡化，盡量減少分型面的數(shù)目，盡量采用平直分型面。綜合以上考慮，可選擇分型面結(jié)構(gòu)如下圖3-1：圖3-1 單分型面注射模的分型面3.2 型腔數(shù)的確定在確定型腔數(shù)時(shí)，常用的有四種方法：3.2.1 根據(jù)所用注射機(jī)的最大注塑量確定型腔數(shù)目根據(jù)公式 n （3-1）式中 n型腔數(shù) 注射機(jī)公稱注射量的利用系數(shù)0.70.85，此處取0.8. 注射機(jī)的質(zhì)量公稱注射量（g） 澆注系統(tǒng)及飛邊等的塑料質(zhì)量（g） 單個(gè)型腔中塑件質(zhì)量（g）3.2.2 根據(jù)注射機(jī)最大鎖模力確定型腔數(shù)根據(jù)公式 （3-2）式中 注射機(jī)的額定鎖模力（N） 模具上澆注系統(tǒng)及飛邊在分型面上的投影面積（m） 塑件在分型面上的投影面積（m） f單位投影面積所需的鎖模力（N/m）3.2.3 根據(jù)塑件的精度確定型腔數(shù)目根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每增加一個(gè)型腔，塑件尺寸精度要降低4%，設(shè)塑件的基本尺寸為L(mm)，塑件尺寸公差為%（ABS為0.5%），則n(2500 （3-3） 式中 L 基本尺寸 尺寸偏差百分?jǐn)?shù) X塑件尺寸偏差3.2.4 根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目設(shè)型腔數(shù)目為n,塑件總件數(shù)為N，模具費(fèi)用（C0NC1）元，C1為每一型腔所用費(fèi)用，C0為模具費(fèi)用中與型腔數(shù)目無關(guān)的部分，單位小時(shí)加工費(fèi)用為Y（元/小時(shí)），成型周期為t（min）。若忽略準(zhǔn)備時(shí)間和試模時(shí)間原材料費(fèi)用，則總的成型加工費(fèi)用為：x C0n C1 （3-4） 式中 x總費(fèi)用 N總件數(shù) Y單位小時(shí)加工費(fèi)用 t成型周期 n型腔數(shù) C1每一型腔需費(fèi)用C0模具費(fèi)用中與型腔數(shù)無關(guān)的部分 根據(jù)本設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，采用雙型腔模具成型。3.3 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模是成型塑件外形的主部件，其結(jié)構(gòu)隨塑件的形狀和模具的加工方法而變化。整體方式強(qiáng)度好，剛度好，結(jié)構(gòu)簡單。本設(shè)計(jì)采用完全整體式模塊，它是由金屬直接加工而成的，這種形式的凹模結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，不易變形，成型的塑件質(zhì)量較好，適用于形狀簡單的塑件。其結(jié)構(gòu)如圖3-2：圖3-2 完全整體式凹模3.3.1 凹模型腔的大小尺寸計(jì)算 （3-5）式中 型腔內(nèi)形尺寸（mm） 塑件的外形基本尺寸（mm） 塑件公差 塑件平均收縮率（%）綜合修正系數(shù)（考慮塑件的收縮率的偏差和波動(dòng)、成型零件的磨損等因素）。本設(shè)計(jì)中取X=。=1/4本設(shè)計(jì)中零件為（17067） 橫向0.92 縱向0.52所以有：橫向= = 縱向= =3.3.2 型腔的深度尺寸計(jì)算 （3-6）式中 H腔型腔內(nèi)形尺寸（mm） 塑件的高度基本尺寸（mm） 塑件公差。查表=0.24 塑件平均收縮率（%） 取1.0綜合修正系數(shù)（考慮塑件的收縮率的偏差和波動(dòng)、成型零件的磨損等因素）。本設(shè)計(jì)中取X=。模具成型尺寸設(shè)計(jì)公差。取m=1/4=0.06所以，= = 3.4 凸模結(jié)構(gòu)尺寸凸模是成型塑件的成型零件，對(duì)于簡單的容器，如殼、蓋之類的塑件，成型起主要部分內(nèi)表面的零件稱為主型芯，按結(jié)構(gòu)主型芯可分為整體式和組合式兩種。整體式結(jié)構(gòu)型芯其結(jié)構(gòu)牢固，但不便加工，消耗的模具鋼多，主要用于工藝試驗(yàn)或小型模具上的簡單型芯。為了便于加工，形狀復(fù)雜型芯往往采用鑲拼組合式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是將型芯單獨(dú)加工后，再鑲?cè)肽０逯?。本設(shè)計(jì)為簡單塑件，并且為雙型腔，故選用整體式凸模，其結(jié)構(gòu)如圖3-3圖3-3 整體式凸模3.4.1 凸模/型芯的外形尺寸計(jì)算 （3-7）式中 凸模/型芯外形尺寸（mm） 塑件內(nèi)形基本尺寸（mm） 塑件平均收縮率（%）綜合修正系數(shù)（考慮塑件的收縮率的偏差和波動(dòng)、成型零件的磨損等因素）。本設(shè)計(jì)中取X=。=1/4本設(shè)計(jì)中零件橫向0.92 縱向0.52。所以 橫向=mm縱向 =mm3.4.2 凸模/型芯的高度尺寸計(jì)算 （3-8）式中 凸模/型芯的高度尺寸（mm） 塑件內(nèi)形深度基本尺寸（mm） 塑件平均收縮率（%）綜合修正系數(shù)（考慮塑件的收縮率的偏差和波動(dòng)、成型零件的磨損等因素）。本設(shè)計(jì)中取x=。 模具成型尺寸設(shè)計(jì)公差。=塑件公差，查表得 =0.24 所以 =3.5 型腔壁厚的計(jì)算3.5.1 型腔的強(qiáng)度及剛度要求塑件模具的型腔側(cè)壁和底壁厚度的計(jì)算是模具設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的問題，尤其對(duì)大型模具更為突出。目前許多單位都是憑經(jīng)驗(yàn)決定的，但常因估計(jì)不準(zhǔn)確而造成模具報(bào)廢和浪費(fèi)材料，為此建立科學(xué)的計(jì)算方法是實(shí)屬必要的。目前常用的計(jì)算方法有按剛度和強(qiáng)度兩大類，但是實(shí)際的塑料模具卻要求既并不允許因剛度不足而影響變形，甚至破壞，也不允許因剛度不足而發(fā)生過大變形。因此，要求剛度和強(qiáng)度加以合理考慮。在注塑成型過程中，型腔所受的力有塑件熔體的壓力，合模時(shí)的壓力，開模時(shí)的拉力等，其中最主要的是熔體的壓力，在塑料熔體壓力作用下，型腔將產(chǎn)生有應(yīng)力及變形。如果型腔側(cè)壁和壁厚不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過材料的許用應(yīng)力時(shí)，型腔即發(fā)生強(qiáng)度破壞。與此同時(shí)，剛度不足側(cè)壁發(fā)生過大的彈性變形，從而產(chǎn)生溢料和影響塑件尺寸及強(qiáng)度的要求并非同時(shí)兼顧。對(duì)于大尺寸型腔，剛度不足是主要問題，應(yīng)按強(qiáng)度計(jì)算。強(qiáng)度計(jì)算的條件是滿足各種受力狀態(tài)下的許用應(yīng)力。剛度計(jì)算的條件則因模具性，從幾個(gè)方面考慮：1. 要防止益料模具型腔的某些配合面當(dāng)高壓塑料熔體注入時(shí)，會(huì)產(chǎn)生足以益料的間隙。對(duì)于PS而言，間隙為0.05mm.2. 應(yīng)保證塑件精度塑件均有尺寸要求，這就要求模具塑腔具有良好的剛性，即塑件注入時(shí)不產(chǎn)生過大的彈性變形。最大的彈性變形值可取塑件的允許公差的1/5。常見中小塑件公差為0.13mm0.25mm。因此允許彈性變形量為0.025mm0.05mm，可按塑件大小和精度等級(jí)選取。3. 應(yīng)利于脫模當(dāng)變形量大于塑件冷卻收縮時(shí)，塑件的周邊將被型腔緊緊的包住而難以脫模，強(qiáng)制頂住易使塑件劃傷或損壞，因此型腔允許彈性變形量小于塑件的收縮值。型芯的強(qiáng)度、剛度相當(dāng)于桿類零件的校核計(jì)算。3.5.2 型腔壁厚計(jì)算在注射成型過程中，型腔承受塑料熔體的高壓作用。因此模具型腔應(yīng)該有足夠的高度。型腔強(qiáng)度不足，將發(fā)生塑性變形，甚至破裂，剛度不足將產(chǎn)生過大的彈性形變，導(dǎo)致型腔的向外膨脹，并產(chǎn)生溢流間隙。型腔厚度的計(jì)算本塑件中的型腔為矩型殼類形狀，其厚度算法可用矩形型腔厚度公式計(jì)算。1. 型腔側(cè)壁厚度計(jì)算剛度條件 （3-9）式中 S型腔側(cè)壁厚度（mm） C系數(shù)。查表得C=1.0 h型腔側(cè)壁受壓高度（mm）。h=17mm 型腔壓力（MPa），查表得，對(duì)于塑料PS為100MPa。 E模具材料彈性模量2.1MPa任一自由邊中點(diǎn)的允許變形量，查表得，對(duì)于材料PS取0.05（mm） 所以 =28.2mm強(qiáng)度條件 （3-10）式中 型腔側(cè)壁受壓高度（mm） =17mm 型腔壓力（MPa）查表得，對(duì)于塑件PS為100MPa 系數(shù)，查表得0.13 短邊與長邊比。= 許用應(yīng)力（MPa），對(duì)于碳鋼=160（MPa） =23.9mm所以S取29mm。2. 型腔底壁厚度計(jì)算按強(qiáng)度計(jì)算： （3-11）式中 底壁厚度（mm） b凹模型腔的內(nèi)孔（矩形）短邊尺寸（mm） b=67mm 系數(shù)且由l/b=170/67=2.53 查表得=0.5 模腔壓力（MPa）且=（25%50%）=2255MP取40 MPa。 材料許用應(yīng)力（MPa） =160則 =23.7mm按剛度計(jì)算 （3-12）式中 系數(shù)且由l/b=170/67=2.53 查表得=0.0277 模腔壓力（MPa）且=（25%50%）=2255MPa取40 MPa。材料的彈性模量（MPa）=2.1105 MPa成型零部件的許用變形量。且=0.20.24=0.048 =2.1mm 所以取24mm。4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1 澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則4.1.1 澆注系統(tǒng)的組成澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道，其由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。4.1.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則：1.了解塑料的成型工藝特性掌握塑料的流動(dòng)性以及溫度、剪切速度對(duì)精度的影響，以設(shè)計(jì)出合適的澆注系統(tǒng)。2.盡量避免或減少熔接痕熔體流動(dòng)時(shí)應(yīng)盡量減少分流的次數(shù)，有分流必然有匯合，熔體匯合之處必然會(huì)產(chǎn)生熔接痕尤其流程長，溫度低時(shí)，這對(duì)塑料強(qiáng)度的影響較大。3.有利于型腔中氣體的排出澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地引導(dǎo)塑料熔體充滿型腔的各個(gè)部分，使?jié)沧⑾到y(tǒng)及型腔中原有的氣體能有序地排出，避免充填過程中產(chǎn)生紊流或湍流，也避免固氣體體積積存而引起凹陷，氣泡、燒焦等塑件的成型缺陷。4.防止型芯的變形和嵌件的位移澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免塑件熔體直接沖擊細(xì)小型芯和嵌件，以防止熔體的沖擊力使細(xì)小型芯變形或嵌件位移。5.盡量采用較短的流程充滿型腔這樣可有效減少各種質(zhì)量缺陷。6.流動(dòng)距離比的校核對(duì)于大型或薄壁塑料制作，塑料熔體可有可能因其流動(dòng)距離過大過流動(dòng)阻力太大而無法充滿整個(gè)型腔。4.2 主流道的設(shè)計(jì)4.2.1 主流道分析主流道是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀與尺寸對(duì)塑料熔體的流動(dòng)速度和沖模時(shí)間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降低和壓力損失最小。主流道截面面積過小，塑料在流動(dòng)過程冷卻面積相對(duì)增加，熱量損失大，粘度增加，流動(dòng)性降低成型壓力損失大。造成成型困難，如主流道截面面積過大，會(huì)使流道容積加大，塑料耗量增多，而且會(huì)使塑料流動(dòng)過程中壓力減弱，冷卻時(shí)間延長，容易產(chǎn)生紊流或渦流，使塑件產(chǎn)生氣孔，影響塑件質(zhì)量。一般對(duì)于流動(dòng)性好，塑件較小，主流道要設(shè)計(jì)得小些，對(duì)于流動(dòng)性差，塑件較大，主流道要設(shè)計(jì)得大些。本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的是電視遙控器模具，產(chǎn)品原材料為PS，其流動(dòng)性中等，綜合考慮各因素，應(yīng)將主流道設(shè)計(jì)的小些。4.2.2 主流道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.對(duì)于所選的臥式注塑機(jī)。熔融塑料首先經(jīng)過主流道，故它的大小直接影響塑料的流速及填充時(shí)間。主流道的斷面設(shè)計(jì)為圓形，這樣在有限的空間內(nèi)增大了截面積。2.主流道錐角。為了便于從主流到中拉出澆注系統(tǒng)的凝料及熔體膨脹，主流道設(shè)計(jì)成帶錐度的圓柱，其錐角24（取2），過大會(huì)使流速減慢。3.主流道大端面呈圓角。主流道大端面呈圓角，其半徑常取r13（mm），(取2mm)，以減少料流轉(zhuǎn)向過渡時(shí)的阻力。4.半球直徑。為確保塑料從噴嘴完全進(jìn)入主流道而不溢出，主流道對(duì)接處設(shè)計(jì)成半球形坑。415（mm）17+1=18（mm）式中 主澆道小端口直徑（mm） 注塑機(jī)噴嘴孔直徑（mm）噴嘴孔直徑接觸富裕量（mm）一般為0.51（mm），取=1（mm）注塑機(jī)噴嘴球半徑（mm），=17（mm）主流道對(duì)接處半徑（mm）噴嘴球半徑接觸富裕量（mm）一般為12（mm），取=1（mm）其結(jié)構(gòu)如圖4-1：圖4-1 臥式或立式注射機(jī)用注射模的主流道設(shè)計(jì)4.2.3 主流道澆口套設(shè)計(jì)由于流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以模具的主流道部分通常設(shè)計(jì)成可拆卸跟換的主流道襯套，簡稱澆注套或澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材（如T8A等）單獨(dú)加工和熱處理（硬度為5357HRC），或用45，50，55等表面淬火（55HRC）。當(dāng)主流道穿過幾塊模板時(shí)，為防止溢料而使主流道凝料脫模困難，也應(yīng)采用澆注套，其主要作用是：（1）使模具安裝時(shí)進(jìn)入定位孔方便而在注射機(jī)上很好的定位，與注射機(jī)噴嘴吻合，并能經(jīng)受塑料的反應(yīng)力，不致被推出模具。（2）作為澆注系統(tǒng)的主流道，將料筒內(nèi)的塑料過渡到模具內(nèi)，保證料流有力暢通地達(dá)到型腔，在注射過程中不應(yīng)有塑料溢出，同時(shí)保證主流道凝料脫出方便 。（3）當(dāng)主流道穿過多塊模板時(shí)，采用澆口套，可以防止因溢料而使主流道凝料脫模困難。本設(shè)計(jì)中采用整體嵌入式，即把用于注射機(jī)定模板上中心定位孔配合定位的臺(tái)肩及用于構(gòu)成主流道的部分做成一體，適用于大批量的小型模具，如圖4-2圖4-2 整體式澆注套1定模座板 2澆注套4.3分流道的設(shè)計(jì)分流道是指主流道與澆口之間的這一段，它是熔融塑料由主流道流入型腔的過度段，也是澆注系統(tǒng)中通過斷面積變化和塑料轉(zhuǎn)向的過渡段，能使塑料得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換。分流道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使熔體較快地充滿整個(gè)型腔，流動(dòng)阻力小。流動(dòng)中溫降盡可能低，同時(shí)應(yīng)能將塑料熔體均勻地分配到各個(gè)型腔。4.3.1 分流道的形狀和尺寸分流道開設(shè)在動(dòng)定模分型面的兩側(cè)或任意一側(cè)，其截面形狀應(yīng)盡量使其表面積（流表面積與其體積表面積之比）小。常用的分流道截面形式有圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等，梯形及U形截面分流道加工較容易。且熱量損失與壓力損失均不大，是常用的形式。故在本設(shè)計(jì)中選用梯形截面的分流道，其截面如圖4-3：圖4-3 分流道的斷面形狀梯形截面分流道的尺寸可按下面的經(jīng)驗(yàn)公式確定： （4-1） 式中 梯形大底邊寬度（mm） 塑件的質(zhì)量（g） 分流道的長度（mm） 梯形的高度（mm）梯形的側(cè)面斜度常取510，底部以圓角相連，上式的適用范圍為塑件壁厚在3.5mm以下，塑件質(zhì)量小于50g，塑料在流道中流動(dòng)的距離較大，則流動(dòng)的阻力越大，因此，應(yīng)在滿足具體條件下，盡量減少分流道長度，根據(jù)凸凹模結(jié)構(gòu)尺寸及澆口套的各結(jié)構(gòu)尺寸，確定分流道長度為16mm（兩個(gè)分流道對(duì)稱分布）。則 =0.26544.472 =2.37mm 所以： =1.58mm4.3.2 分流道的分布設(shè)計(jì)分流道的布局取決于型腔的布局，型腔與分流道的布局原則是排列緊湊，縮小模具尺寸，分流道的長度盡量短，鎖模力力求平衡。此次設(shè)計(jì)的模具為雙型腔，而且型腔為對(duì)稱分布，所以分流道也采取平衡布置。4.4 澆口的設(shè)計(jì)澆口又稱進(jìn)料口或內(nèi)流道，它是分流道與塑料之間的狹窄部分，也是澆注系統(tǒng)中最小的部分。它能使分流道輸送來的熔融塑料的流速產(chǎn)生加速度，形成理想的流態(tài)，順序、迅速的充滿型腔，同時(shí)還起著封閉型腔防止熔料倒流的作用，并在成型后便于使?jié)部谂c塑件分離。4.4.1 澆口位置的選取原則（1）澆口位置的選擇應(yīng)避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)（蛇形流）。（2）澆口應(yīng)開設(shè)在塑件斷面最厚處。（3）澆口位置的選擇應(yīng)使塑料的流程最短，料流變向最少，以減少動(dòng)能損失，良好填充。（4）澆口位置的選擇應(yīng)有利于型腔內(nèi)氣體的排出。（5）澆口位置的選擇應(yīng)減少或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢度。（6）澆口位置的選擇應(yīng)防止料流將將型腔、型芯等擠壓變形根據(jù)以上原則，本設(shè)計(jì)中的塑件澆口應(yīng)選在塑件邊緣處。4.4.2 澆口形式的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用普通側(cè)澆口。普通側(cè)澆口又稱為邊緣澆口，一般開設(shè)在分型面上，從塑件側(cè)面進(jìn)料。它能方便地