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河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
1 緒 論
1.1模具工業(yè)發(fā)展概況
在討論注塑模設(shè)計(jì)之前，先要對(duì)國(guó)內(nèi)外的塑料模具工業(yè)的狀況、塑料模具工業(yè)的發(fā)展方向有一個(gè)較清晰的了解，這也就使我們對(duì)本課題的意義有所了解。首先要對(duì)模具有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。模具是機(jī)械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)工藝裝備之一。作為工業(yè)基礎(chǔ)，模具的質(zhì)量、精度、壽命對(duì)其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用，在國(guó)際上被稱為“工業(yè)之母”，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著不容質(zhì)疑的作用。
模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家被稱為“點(diǎn)鐵成金”的“磁力工業(yè)” ；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”；德國(guó)則認(rèn)為是所有工業(yè)中的“關(guān)鍵工業(yè)” ；日本模具協(xié)會(huì)也認(rèn)為“模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富裕的動(dòng)力” ，同時(shí)也是“整個(gè)工業(yè)發(fā)展的秘密”，是“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力” 。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。
塑料模具工業(yè)是隨塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。塑料工業(yè)是一門新興工業(yè)。自塑料問(wèn)世后的幾十年以來(lái)，由于其原料豐富、制作方便和成本低廉，塑料工業(yè)發(fā)展很快，它在某些方面己取代了多種有色金屬、黑色金屬、水泥、橡膠、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成為各個(gè)工業(yè)部門不可缺少的材料。
目前在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門中都廣泛地使用著各式各樣的塑料制品。特別是在辦公設(shè)備、照相機(jī)、汽車、儀器儀表、機(jī)械制造、交通、電信、輕工、建筑業(yè)產(chǎn)品、日用品以及家用電器行業(yè)中的電視機(jī)、收錄機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱和手表的殼體等零件，都已經(jīng)向塑料化方向發(fā)展。目前，世界的塑料產(chǎn)量已超過(guò)有色金屬產(chǎn)量的總和。
塑料模具就是利用特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的工藝基礎(chǔ)裝備。用塑料模具生產(chǎn)的主要優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)便、材料利用高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對(duì)大批量生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品，更能獲得價(jià)廉物美的經(jīng)濟(jì)效果。塑料模具的現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造和現(xiàn)代塑料工業(yè)的發(fā)展有極密切的關(guān)系。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料模具工業(yè)也隨之迅速發(fā)展。
1.2我國(guó)塑料模具工業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀及地區(qū)分布
在中國(guó)，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到模具在制造中的重要基礎(chǔ)地位，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，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(kāi)發(fā)能力。我國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。還能生產(chǎn)厚度僅為0. 08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02-0.05mm，表面粗糙度Ra0. 2 u m，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)10~30萬(wàn)次，淬火鋼模達(dá)50 ~100萬(wàn)次，交貨期較以前縮短，但和國(guó)外相比仍有較大差距。
我國(guó)模具工業(yè)起步晚，底子薄，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比有很大的差距，但在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠近2萬(wàn)家，從業(yè)人員約50萬(wàn)人，“九五”期間的年增長(zhǎng)率為13%. 2000年總產(chǎn)值為270億元，占世界總量的5%。2008年總產(chǎn)值為450億元，近十年來(lái)增長(zhǎng)率為15%以上。但從總體上看，自產(chǎn)自用占主導(dǎo)地位，商品化模具僅為1/3左右，國(guó)內(nèi)模具生產(chǎn)仍供不應(yīng)求，特別是精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具，仍主要依賴進(jìn)口。目前，就整個(gè)模具市場(chǎng)來(lái)看，進(jìn)口模具約占市場(chǎng)總量的20%左右，其中，中高檔模具進(jìn)口比例達(dá)40%以上。因此，近年來(lái)我國(guó)模具發(fā)展的重點(diǎn)放在精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具上，并取得了可喜的成績(jī)，模具進(jìn)口逐漸下降，模具技術(shù)和水平也有長(zhǎng)足的進(jìn)步。近年來(lái)，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命等中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量增加較快，其能力提高顯著；股份制改造步伐加快，等等。從地區(qū)分布來(lái)說(shuō)，以珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，這2個(gè)省的模具產(chǎn)值已占全國(guó)總量的六成以上。江蘇、上海、山東、安徽等地目前發(fā)展態(tài)勢(shì)也很好。我國(guó)模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三，但設(shè)計(jì)制造水平在總體上要比工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多，其差距主要表現(xiàn)在下列六方面：
(1)國(guó)內(nèi)自配率不足80％，中低檔模具供過(guò)于求，中高檔模具自配率不足60％。
(2)企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)都不夠合理。
(3)模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上比國(guó)際先進(jìn)水平低很多，而模具生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)很多。
(4)開(kāi)發(fā)能力弱，經(jīng)濟(jì)效益欠佳。我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例較低，水平也較低，不重視產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，在市場(chǎng)中常處于被動(dòng)地位。
(5)模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低。
(6)與國(guó)際先進(jìn)水平相比，模具企業(yè)的管理落后更甚于技術(shù)落后。
縱觀發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)模具工業(yè)的認(rèn)識(shí)與重視，我們感受到制造理念陳舊則是我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展滯后的直接原因。模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力，它已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志。因此，模具是國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品，現(xiàn)代模具是多學(xué)科知識(shí)集聚的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的裝備產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)、資金與勞動(dòng)相對(duì)密集。提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。模具標(biāo)準(zhǔn)件是模具基礎(chǔ)，其大量應(yīng)用可縮短模具設(shè)計(jì)制造周期，同時(shí)也顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質(zhì)量。
在科技發(fā)展中，人是第一因素，因此我們要特別注重對(duì)知識(shí)的更新與學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術(shù)創(chuàng)新，提高模具設(shè)計(jì)制造水平。在教學(xué)中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，逐步走向網(wǎng)絡(luò)化、智能化環(huán)境，實(shí)現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動(dòng)態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。我國(guó)模具工業(yè)是一個(gè)完全信息化的、充滿著朝氣和希望而又實(shí)實(shí)在在的新時(shí)代即將到來(lái)。
1.3我國(guó)塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向
在信息社會(huì)和經(jīng)濟(jì)全球化不斷發(fā)展的進(jìn)程中，模具行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)快速方面發(fā)展，技術(shù)含量不斷提高，模具生產(chǎn)向著信息化、數(shù)字化、無(wú)圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化方面發(fā)展；模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營(yíng)國(guó)際化方向發(fā)展。
模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是：① CAD、CAM、CAE的廣泛應(yīng)用及其軟件的不斷先進(jìn)和CAD／CAM／CAE技術(shù)的進(jìn)一步集成化、一體化、智能化；② PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)、CAPP(計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)管理)、KBE(基于知識(shí)工程)、ERP(企業(yè)資源管理)、MIS(模具制造管理信息系統(tǒng))及Internet平臺(tái)等信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用；③ 高速、高精加工技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用；④ 超精加工、復(fù)合加工、先進(jìn)表面加工和處理技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用；⑤ 快速成型與快速制模(RP／RT)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用；⑥ 熱流道技術(shù)、精密測(cè)量及高速掃描技術(shù)、逆向工程及并行工程的發(fā)展與應(yīng)用；⑦ 模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的發(fā)展及進(jìn)一步推廣應(yīng)用；⑧ 優(yōu)質(zhì)模具材料的研制及正確選用；⑨ 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制與應(yīng)用；⑩ 虛擬技術(shù)和納米技術(shù)等的逐步應(yīng)用。
1.4注塑模具CAD發(fā)展概況及趨勢(shì)
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)((Computer Aided Design, CAD)是當(dāng)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)水平的迅速提高，CAD技術(shù)及其應(yīng)用一直處于日新月異的發(fā)展浪潮中。作為CAD技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)十分重要的方面，塑料模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、模擬分析與制造，即模具CAD、CAE和CAM也一直是國(guó)內(nèi)外普遍關(guān)注的熱點(diǎn)。
三十多年來(lái)，國(guó)外注射模CAD技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。70年代己開(kāi)始應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)熔融塑料在圓盤形、管形和長(zhǎng)方形型腔內(nèi)的流動(dòng)情況進(jìn)行分析。80年代初，人們成功地采用有限元法分析三維型腔內(nèi)塑料熔體的流動(dòng)過(guò)程，使設(shè)計(jì)人員可以依據(jù)理論分析并結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)，在模具制造前對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和修改，以減少試模時(shí)間，提高模具質(zhì)量。近十年來(lái)，注射模CAD技術(shù)在不斷進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究的同時(shí)，十分注意向?qū)嵱没A段發(fā)展，一些高水平的商品軟件逐步推出，并在推廣和實(shí)際使用中不斷改進(jìn)、提高和完善。
2 塑件的工藝性分析
2.1塑件的成型工藝分析
塑件如圖2-1所示：
圖2-1 盒蓋制件圖
名稱：盒蓋
材料：聚甲醛（POM）
數(shù)量：大批量生產(chǎn)
壁厚：3mm
脫模斜度：內(nèi)，外
表面：粗糙度全部為1.6
塑件材料特性：聚甲醛學(xué)名聚氧化聚甲醛（簡(jiǎn)稱POM）又稱賽鋼、特鋼。它是以甲醛等材料聚合而成。聚甲醛塑料是一種常用的具有良好的綜合力學(xué)性能的工程塑料。POM是高密度、高結(jié)晶度的熱塑性工程塑料具有良好耐水性、物理、機(jī)械、化學(xué)性能尤其是優(yōu)異的耐磨性能。一般為圓球形狀，顏色一般為白色或黑色，成形塑件的表面有較好的光澤。它的缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性差，易燃燒，在紫外線照射下易老化。
塑件材料的成型性能：使用聚甲醛塑料注射成型塑件時(shí)，由于它是結(jié)晶塑料，熔點(diǎn)明顯，一旦達(dá)到熔體粘度迅速下降，要注意溫度控制。在正常成型條件下，塑件的尺寸穩(wěn)定性較好。
塑件的結(jié)構(gòu)分析：該塑件為薄壁類零件，且壁厚均勻。盒蓋具有一定的深度，表面光滑，所以在設(shè)計(jì)與制造的時(shí)候要有良好的加工工藝，確保成形塑件具有良好的光潔度。并且塑件上方有一個(gè)方孔；兩側(cè)各有一個(gè)圓孔，需要進(jìn)行側(cè)抽芯。
2.2塑件成型工藝參數(shù)的確定
查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2-31得到聚甲醛熱塑性塑料成型塑件的工藝參數(shù)：
密度： 1.41g/；
收縮率： 1.5%-3.0%；
注射機(jī)類型：螺桿式；
預(yù)熱和干燥：溫度100-105 時(shí)間1h
料筒溫度： 后段160-170 中段170-180 前段180-190
噴嘴溫度： 170-180
模具溫度： 90-120
注射壓力： 80-130MPa
成型時(shí)間：注射時(shí)間20-90s，高壓時(shí)間0-5s,冷卻時(shí)間20-60s，總周期時(shí)間50-160s。
2.3 成型設(shè)備選擇
計(jì)算塑件的體積和重量并確定注射機(jī)的型號(hào)
①、計(jì)算塑件的體積 :
利用UG軟件分析-測(cè)量體得出體積為： V=10.49cm3
澆注系統(tǒng)的體積為:主流道+分流道+澆口+冷料穴≈2.45cm3
②、計(jì)算塑件的重量 :
根據(jù)《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得密度ρ取 1.41g/cm3
所以，塑件的重量為:m=nρV =2×10.49×1.41 ≈29.58g
粗略計(jì)算澆注系統(tǒng)的重量:2.45×1.41≈3.45g（含冷料穴重）
總重量:29.58+3.45=33.03g
③、確定注射機(jī)的型號(hào)
一般工廠的塑膠車間都擁有從小到大各種型號(hào)的注射機(jī)。中等型號(hào)的占大部分。由此結(jié)合以上分析、計(jì)算，根據(jù)學(xué)?，F(xiàn)有設(shè)備初選注射塑機(jī)型號(hào):XS-ZY-125，其主要性能參數(shù)如下:
額定注射量： 125；
螺桿直徑： 42；
注射壓力： 120；
注射行程： 115；
注射方式：桿式；
鎖模力（KN）：900；
最大成形面積：320；
最大開(kāi)合模行程：300；
模具最大厚度：300；
模具最小厚度：200；
噴嘴圓弧半徑：12；
噴嘴孔直徑：4；
頂出方式：兩側(cè)設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出。
3 模具結(jié)構(gòu)方案及模架的選擇
3.1模具的基本結(jié)構(gòu)
由于材料是塑料，制件采用現(xiàn)在最廣泛的注射成型工藝制成。
3.2確定型腔數(shù)目及布置
塑件形狀簡(jiǎn)單，質(zhì)量較小，生產(chǎn)批量較大，所以采用多個(gè)型腔注射模具，一模多腔大大提高了工作的效率。考慮到塑件側(cè)面有兩個(gè)6mm的圓孔，需要側(cè)向抽芯，所以模具采用一模兩腔，平衡式的型腔布置，如果再添加型腔數(shù)會(huì)大大增加模具制造的難度，精度會(huì)達(dá)不到，滿足不了需要；而這樣的模具結(jié)構(gòu)尺寸較小，制造加工方便，生產(chǎn)效率高，塑件成本低。型腔布局如下圖所示：
圖3-1 型腔布局
3.3分型面的確定
分型面是模具閉合時(shí)動(dòng)模和定模相配合的接觸平面。參照分型面選取的原則：
1.脫出塑件方便
2.模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
3.確保塑件尺寸精度
4.型腔排氣順利
5.無(wú)損塑件外觀，設(shè)備合理利用
6.分型面應(yīng)選在塑件最大輪廓處
7.分型面應(yīng)有利于側(cè)面分型及抽芯
如圖3-2所示兩種分型策略，第二種所選擇的分型面在軸線上，結(jié)果會(huì)使塑件表面留下分型面痕跡，影響塑件的表面質(zhì)量，同時(shí)這種分型面也使抽芯困難，第一種分型面選擇在塑件的下端面，這樣的選擇使塑件外表面可以在整體凹模型腔內(nèi)成型，塑件的外表面光滑，同時(shí)側(cè)向抽芯容易，塑件脫膜方便。綜上所述，選擇第一種分型面最為合適。
圖一
圖二
圖3-2 分型面選擇
3.4排氣的確定
為了使塑料熔體順利的填充模具型腔，必須將澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的空氣以及塑料在成型過(guò)程中產(chǎn)生的低分子氣體順利的排出模外。如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生的氣體不能被排除干凈，塑件上就會(huì)形成氣泡，凹陷，熔接不牢，表面輪廓不清晰等缺陷，另外氣體的存在還會(huì)產(chǎn)生反壓力降低充模速度。因此排氣系統(tǒng)對(duì)確保制品成型質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。常采用的排氣方式如下：
1.利用排氣槽，排氣槽一般設(shè)在型腔最后被充滿的部位，排氣槽的深度因塑料不同而異，基本上是以塑料不產(chǎn)生飛邊的所允許的最大間隙來(lái)確定。
2.利用型芯鑲件推桿等的配合間隙或?qū)Ｓ门艢馊艢猓?
3.有時(shí)為了防止制品與模個(gè)的真空吸附，而設(shè)計(jì)防真空吸附元件。
4.利用配合間隙排氣。
制件屬于中型制件，利用分型面和組合式的型芯型腔間隙與加開(kāi)排氣槽進(jìn)行排氣就可以滿足排氣要求。生產(chǎn)此模具在上模仁下表面加開(kāi)排氣槽；在型腔頂面開(kāi)一個(gè)排氣孔。此模具選擇1和4的排氣方法。 對(duì)于簡(jiǎn)單型腔的模具，可以利用推桿、活動(dòng)型芯與模板的配合間隙進(jìn)行排氣。這種類型的排氣形式，其配合間隙不能超過(guò)0.05mm，一般為0.03-0.05mm.
圖3-3 排氣槽設(shè)計(jì)
3.5澆注系統(tǒng)的確定
3.5.1澆口位置的選擇
模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無(wú)論采用何種澆口，其開(kāi)設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開(kāi)設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)。總之要使塑件具有良好的性能與外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項(xiàng)原則：
1)盡量縮短流動(dòng)距離
2)澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚最大處
3)必須盡量減少熔接痕
4)應(yīng)有利于型腔中氣體排出
5)考慮分子定向影響
6)避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)
7)澆口處避免彎曲和受沖擊載荷
8)注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響。
根據(jù)本塑件的特征，綜合考慮以上幾項(xiàng)原則，澆口選在型腔的下壁處，選擇梯形澆口。
3.5.2分流道的選擇
為了避免塑料直接沖擊型芯，采用Z形分流道減少?zèng)_擊性。
3.5.3主流道的選擇
為了提高模具的壽命在注塑機(jī)與模具頻繁接觸的地方采用標(biāo)準(zhǔn)件澆口套，材料為CrWMn，熱處理以后的硬度為58-60HRC，主流道襯套和定模的配合形式為H7/m6的過(guò)渡配合為了防止?jié)部谔谆蝿?dòng)截一段用砂輪切掉，這樣就可以保證它精確定位。如圖3-4所示：
圖3-4 澆口套
3.5.4冷料穴的選擇
由于采用的是普通注射模具，塑化的塑料在經(jīng)過(guò)流道時(shí)會(huì)冷卻固化，充填到型腔形成的制件達(dá)不到要求，所以采用冷料穴進(jìn)行儲(chǔ)存冷料，可以在主流道和分流道末端開(kāi)冷料穴。
澆注系統(tǒng)如圖3-5所示：
圖3-5 冷料穴設(shè)計(jì)
3.6抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
該塑件兩側(cè)側(cè)有兩個(gè)6mm的圓孔，它們均垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具中取出，因此成型孔的零件必須做成活動(dòng)的型芯，即需設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)。本模具采用彎銷抽芯機(jī)構(gòu).
（1）確定抽拔距。抽芯距一般應(yīng)大于成型孔（或凸臺(tái)）的深度，H=3㎜
為了能夠完全抽出，不破損制件，安全抽出，可取抽拔距S抽=5㎜
（2）確定彎銷傾角
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)一般取=15°～25°，本例取=15°。
（3）確定彎銷的尺寸。采用經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行確定，如圖3-6所示：
圖3-6 彎銷
滑塊和導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì)?；瑝K采用普通的滑塊，倒滑槽采用直通式的，便于加工，并在滑塊側(cè)面開(kāi)兩個(gè)孔安裝彈簧使彎銷與滑塊緊貼。倒滑槽采用兩個(gè)固定塊用螺釘進(jìn)行固定在動(dòng)模板上進(jìn)行導(dǎo)滑?；瑝K兩側(cè)開(kāi)出兩個(gè)掛臺(tái)進(jìn)行導(dǎo)滑，限位螺釘進(jìn)行限位滑塊行程，彎銷用螺釘固定在定模板上。如圖3-7所示：
圖3-7 彎銷的固定
3.7成型部件部件的設(shè)計(jì)
模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)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(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。
設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，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。根據(jù)塑件的尺寸，計(jì)算成型零件型腔的尺寸，確定型腔的組合方式，確定成型零件的加工、熱處理、裝配等要求，對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。
此成型零部件由公模仁、母模仁、型芯組成。
3.7.1成型零部件的工作尺寸計(jì)算
影響塑件尺寸精度的因素很多,概括地說(shuō),有塑件原材料,塑件機(jī)構(gòu)和成型工藝模具機(jī)構(gòu),模具制造和裝配,模具使用中磨損等因素，塑件原材料方面的因素主要是收縮率的影響。
模具成型零件的制造精度是影響，塑件尺寸精度的重要因素之一，模具成型零件的制造進(jìn)度精度愈低，塑件尺寸精度也愈低。一般成型零件工作尺寸制造公差值取塑件公差值的1/3或取IT7-8級(jí)作為制造公差。
型腔徑向尺寸
型芯徑向尺寸
型腔深度尺寸
型芯高度尺寸
中心距尺寸
查《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表6-4得 POM收縮率1.2%--3.0%，平均收縮率為S=2.0%，取Δ/3。工作尺寸如表3.1。
表3.1 型腔、型芯主要工作尺寸
塑件的尺寸
成型零件的尺寸
型腔徑向
、、
、
型芯徑向
、、
、
型腔深度
、、
、
型芯高度
、、
、
其余尺寸不參與收縮率計(jì)算
3.8選取模架
由于模具需要側(cè)抽芯，需要有兩個(gè)分開(kāi)面，為了簡(jiǎn)化模具選取標(biāo)準(zhǔn)龍記模架為：
模胚類型：簡(jiǎn)化細(xì)水口
型號(hào)： GCI
模胚規(guī)格：2330
定模座板：300X280X30mm
定模板：300X230X70mm
動(dòng)模板：300X230X50mm
墊塊:300X44X80mm
動(dòng)模座板:300X280X25mm
推板：300X140X20mm
推桿固定板：300X140X20mm
圖3-8 模架的選擇
3.9推出系統(tǒng)設(shè)計(jì)
注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無(wú)誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮?，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu)，也稱頂出機(jī)構(gòu)。
脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般遵循以下原則：
1）塑件滯留于動(dòng)模邊，以便借助于開(kāi)模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作。
2）由于塑件收縮時(shí)包緊型芯，因此推出力作用點(diǎn)盡量靠近型芯，同時(shí)推出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位。
3）結(jié)構(gòu)合理可靠，便于制造和維護(hù)。
本設(shè)計(jì)使用簡(jiǎn)單的推桿脫模機(jī)構(gòu)，因?yàn)樵撍芗姆中兔婧?jiǎn)單，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，采用推簡(jiǎn)單的脫模機(jī)構(gòu)可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護(hù)帶來(lái)方便。在對(duì)脫模機(jī)構(gòu)做說(shuō)明之前，需要對(duì)脫模力做個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算。推桿脫模機(jī)構(gòu)是最簡(jiǎn)單、最常用的一種形式，具有制造簡(jiǎn)單、更換方便、推出效果好等特點(diǎn)。推桿直接與塑件接觸，開(kāi)模后將塑件推出。
脫模力計(jì)算
將塑件從包緊的型芯上推出所克服的阻力稱為脫模力，脫模力主要由塑件收縮包緊型芯 造成塑件與型芯的摩擦力。
脫模力Ft=Ap(cos-sin)+qA
式中 A——塑件包絡(luò)型芯的面積（mm）；
p——塑件對(duì)型芯單位面積上的包裹力，p取0.8X10～1.2X10Pa；
——脫模斜度
q——大氣壓力0.09Mpa；
——塑件對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1～0.3；
A——制件垂直于脫模方向的投影面積（mm）。
Ft=1434.16+102.02=1536.18(N)
所需脫模力較大，結(jié)合制件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)直徑、高度較大選用4根直徑3mm的推桿。
圖3-10 脫模機(jī)構(gòu)
3.10導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
本模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向
3.11復(fù)位裝置
脫模機(jī)構(gòu)完成塑件頂出后，為進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)，必須回復(fù)到初始位置，才能合模進(jìn)行下一次注塑成型。目前常用的復(fù)位形式主要有復(fù)位桿復(fù)位，彈簧復(fù)位。本模具采用復(fù)位桿復(fù)位，復(fù)位桿裝在與固定頂桿同一的固定板上，且各個(gè)復(fù)位桿的長(zhǎng)度必須一致，復(fù)位桿端面高于模板平面0.5mm,復(fù)位桿設(shè)4根,位置在模具型腔和澆注系統(tǒng)之外。
3.12固定塊
為了使模具在裝運(yùn)過(guò)程中，不使動(dòng)、定模分離，造成事故，本模具在動(dòng)定模板的一側(cè)設(shè)置了固定塊，其用螺釘將固定塊固定在動(dòng)定模板上。
3.13停止銷
為了調(diào)整頂出板的平整性，需設(shè)置停止銷。
圖3-11 停止銷
3.14冷卻系統(tǒng)的確定
定模部分采用R4的水道，動(dòng)模采用R6的水道進(jìn)行冷卻。冷卻系統(tǒng)的排布方式如圖3-12所示：
圖3-12 水道
4 注塑機(jī)參數(shù)校核
4.1最大注塑量校核
注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的重量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好在注塑機(jī)的最大注塑量的80%。
所以，選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng) 0.8
式中：——注塑機(jī)的最大注塑量，單位g。
——塑件的質(zhì)量，單位g，該產(chǎn)品=29.58g 。
——澆注系統(tǒng)的質(zhì)量，單位g，該產(chǎn)品= 3.45g。
故 （g）
而我們選定的注塑機(jī)注塑量為：125㎝3 所以滿足要求。
4.2鎖模力校核
> A
——熔融型料在型腔內(nèi)的壓力，（20～40Mpa）
A——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和 經(jīng)計(jì)算為2525 mm2
——注塑機(jī)的額定鎖模力
故 > A=40×2525/1000=101（KN）
我們選定的注塑機(jī)為：860KN滿足要求。
4.3模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核
．模具閉合高度校核
模具實(shí)際厚度 ＝255.5 mm
注塑機(jī)最小閉合厚度=150
即>故滿足要求。
4.4模具開(kāi)模行程校核
經(jīng)查資料型注射機(jī)XS-ZY-125的最大開(kāi)模行程s=500mm,滿足下式計(jì)算所需的出件要求：
s>=+(5～10)mm
=78+10
=88mm
其中，為澆注系統(tǒng)高度。
4.5噴嘴尺寸
澆口套球面R13,噴嘴前端球面半徑R12故滿足要求。
此外，由于側(cè)分型抽芯距較短，不會(huì)過(guò)大增加開(kāi)模式距離，注射機(jī)的開(kāi)模行程足夠。
經(jīng)驗(yàn)證XS-ZY-125型注射機(jī)能滿足使用要求，故可以采用。
5 模具裝配圖及工作原理
圖5-1 模具裝配圖
工作原理：合模后，熔融的塑料通過(guò)澆注系統(tǒng)進(jìn)入到型腔，進(jìn)行保壓冷卻一段時(shí)間；之后進(jìn)行開(kāi)模，隨著動(dòng)模的后移定模座板與動(dòng)模板先分離，而動(dòng)模板和定模板在膠塞的作用下不分離，隨著開(kāi)模的進(jìn)行，側(cè)型芯在彎銷抽芯的作用下進(jìn)行抽芯，抽芯完成之后，繼續(xù)分離直到在定距螺釘起作用為止；然后動(dòng)定模分離，移動(dòng)到一定距離里之后，推出系統(tǒng)在機(jī)器的作用下推著推板，推板推著推桿，推桿推出塑件和澆注系統(tǒng)的凝料。
6塑料模的裝配、試模與維修
6.1模具裝配
模具設(shè)有斜滑塊機(jī)構(gòu)，先安裝斜導(dǎo)柱，作為模具的裝配基準(zhǔn)，裝配順序如下；
（1）裝配前按圖檢驗(yàn)主要工作零件及其零件的尺寸。
（2）將彎銷壓入定模座板10中，保證倆彎銷的對(duì)稱度。
（3）裝配型芯，將型芯固定在公模仁上，保證垂直度。再將公模仁固定在動(dòng)模板上。
（4）將母模仁裝入定模板中，保證垂直度。
（5）將斜滑塊用導(dǎo)滑塊裝在定模板上。
（6）以凹模為基準(zhǔn)，斜導(dǎo)柱起導(dǎo)向定位作用，將側(cè)滑塊裝配在斜導(dǎo)柱上，使分型面密合。
（7）以凹模為基準(zhǔn)將動(dòng)模基準(zhǔn)板26固定在動(dòng)模故定板上。
（8）裝配其他輔助零件。
（9）裝配完成，試模。使配時(shí)以分型面密合作為模具的裝配基準(zhǔn)
6.2試模
（1）試模前，先對(duì)設(shè)備的油路，水路以及電路進(jìn)行檢查；
（2）選取的原料必須合格，根據(jù)選用的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱；
（3）開(kāi)始試模時(shí)，應(yīng)該先選擇選定的壓力，溫度和注塑時(shí)間的條件下成型，制品不符合要求然后按壓力，注塑時(shí)間，溫度， 這樣的先后順序變動(dòng)，注意一次只改變一個(gè)參數(shù)；
（4）在試模過(guò)程中作出詳細(xì)的記錄，并將結(jié)果填入試模記錄卡，注明模具是否合格，如果需要返修，提出返修意見(jiàn)；
（5）通過(guò)不斷的試模和返修，生產(chǎn)出合格的制件后，將模具清理干凈，涂上防銹油，入庫(kù)。
6.3試?？赡墚a(chǎn)生的問(wèn)題及改善措施
試模中所獲得的樣件是對(duì)模具整體質(zhì)量的一個(gè)全面反映。以檢驗(yàn)樣件來(lái)修正和驗(yàn)收模具，是塑料模具這種特殊產(chǎn)品的特殊性。首先，在初次試模中我們最常遇到的問(wèn)題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應(yīng)當(dāng)解決的問(wèn)題。
6.3.1 粘著模腔
制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開(kāi)啟后，與設(shè)計(jì)意圖相反，離開(kāi)型芯一側(cè)，滯留于模腔內(nèi)，致使脫模機(jī)構(gòu)失效，制品無(wú)法取出的一種反?，F(xiàn)象。其主要原因是：
（1） 注射壓力過(guò)高，或者注射保壓壓力過(guò)高。
（2） 注射保壓和注射高壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成過(guò)量充模。
（3） 冷卻時(shí)間過(guò)短，物料未能固化。
（4） 模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮。
（5） 型腔內(nèi)壁殘留凹槽，或分型面邊緣受過(guò)損傷性沖擊，增加了脫模阻力。
6.3.2 粘著模芯
（1） 注射壓力和保壓壓力過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而造成過(guò)量充模。
（2） 冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，制件在模芯上收縮量過(guò)大。
（3） 模腔溫度過(guò)高，使制件在設(shè)定溫度內(nèi)不能充分固化。
（4） 機(jī)筒與噴嘴溫度過(guò)高，不利于在設(shè)定時(shí)間內(nèi)完成固化。
（5） 可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進(jìn)。
6.3.3粘著主流道
（1） 閉模時(shí)間太短，使主流道物料來(lái)不及充分收縮。
（2） 料道徑向尺寸相對(duì)制品壁厚過(guò)大，冷卻時(shí)間內(nèi)無(wú)法完成料道物
料的固化。
（3） 主流道襯套區(qū)域溫度過(guò)高，無(wú)冷卻控制，不允許物料充分收縮。
（4） 主流道襯套內(nèi)孔尺寸不當(dāng)，未達(dá)到比噴嘴孔大0.5～1 ㎜。
（5） 主流道拉料桿不能正常工作。
一旦發(fā)生上述情況，首先要設(shè)法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護(hù)模具成型部位不受損傷。仔細(xì)查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對(duì)注射工藝進(jìn)行合理調(diào)整；另一方面要對(duì)模具成型部位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修正，直到認(rèn)為達(dá)到要求，方可進(jìn)行二次注射。
6.3.4 成型缺陷
當(dāng)注射成型得到了近乎完整的制件時(shí)，制件本身必然存在各種各樣的缺陷，這種缺陷的形成原因是錯(cuò)綜復(fù)雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主要原因來(lái)著手修正，逐個(gè)排出，逐步改進(jìn)，方可得到理想的樣件。下面就對(duì)度模中常見(jiàn)的成型制品主要缺陷及其改進(jìn)的措施進(jìn)行分析。
注射填充不足
所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整的制件。這種現(xiàn)象極為常見(jiàn)。其主要原因有：
a. 熔料流動(dòng)阻力過(guò)大
這主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利于熔料流動(dòng)。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，避免采用半圓形、球缺形料道。熔料前鋒冷凝所致。塑料流動(dòng)性能不佳。制品壁厚過(guò)薄。
b. 型腔排氣不良
這是極易被忽視的現(xiàn)象，但以是一個(gè)十分重要的問(wèn)題。模具加工精度超高，排氣顯得越為重要。尤其在模腔的轉(zhuǎn)角處、深凹處等，必須合理地安排頂桿、鑲塊，利用縫隙充分排氣，否則不僅充模困難，而且易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。
c. 鎖模力不足
因注射時(shí)動(dòng)模稍后退，制品產(chǎn)生飛邊，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。應(yīng)調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。
溢邊（毛刺、飛邊、批鋒）
與第一項(xiàng)相反，物料不僅充滿型腔，而且出現(xiàn)毛刺，尤其是在分型面處毛刺更大，甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺存在，其主要原因有：
a. 注射過(guò)量
b. 鎖模力不足
c. 流動(dòng)性過(guò)好
d. 模具局部配合不佳
e. 模板翹曲變形
制件尺寸不準(zhǔn)確
初次試模時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設(shè)計(jì)要求尺寸相差較大。這時(shí)不要輕易修改型腔，應(yīng)行從注射工藝上找原因:
a. 尺寸變大
注射壓力過(guò)高，保壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，此條件下產(chǎn)生了過(guò)量充模，收縮率趨向小值，使制件的實(shí)際尺寸偏大；模溫較低，事實(shí)上使熔料在較低溫度的情況下成型，收縮率趨于小值。這時(shí)要繼續(xù)注射，提高模具溫度降低注射壓力，縮短保壓時(shí)間，制件尺寸可得到改善。
b. 尺寸變小
注射壓力偏低、保壓時(shí)間不足，制在冷卻后收縮率偏大，使制件尺寸變??；模溫過(guò)高，制件從模腔取出時(shí)，體積收縮量大，尺寸偏小。此時(shí)調(diào)整工藝條件即可。通過(guò)調(diào)整工藝條件，通常只能在極小范圍內(nèi)使尺寸京華，可以改變制件相互配合的松緊程度，但難以改變公稱尺寸。
c.調(diào)整措施
調(diào)整時(shí)應(yīng)注意調(diào)節(jié)進(jìn)料速度，增加排氣孔，正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)。注意控制成型周期。
總 結(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了兩年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對(duì)我們?nèi)陙?lái)所學(xué)課程的一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在溫習(xí)學(xué)過(guò)的知識(shí)的同時(shí)又學(xué)習(xí)了許多新知識(shí)，對(duì)一些原來(lái)一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來(lái)所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量、塑料模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮的問(wèn)題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性，加工工藝的合理性。
通過(guò)對(duì)盒蓋制件模具的設(shè)計(jì)，我對(duì)注塑模有了更為深刻的認(rèn)識(shí)。在模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中也遇到了一些難以處理的問(wèn)題，雖然設(shè)計(jì)中對(duì)它們做出了解決 ，但還是感覺(jué)這些方案中還是不能盡如人意，都可以進(jìn)行進(jìn)一步的完善，使生產(chǎn)效率提高。
在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過(guò)課程設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來(lái)，使我們?cè)跍亓?xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；這不但提高了我們解決問(wèn)題的能力，開(kāi)闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
歷經(jīng)近幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)過(guò)程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過(guò)參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請(qǐng)教各位老師有關(guān)模具方面的問(wèn)題，并且和同學(xué)的探討，模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問(wèn)題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。
從陌生到開(kāi)始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過(guò)程，我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過(guò)程亦是如此。經(jīng)過(guò)近一個(gè)月的努力，我相信這次課程設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)，為將來(lái)的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
31
致 謝
在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了老師的幫助，我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師在這一段時(shí)間給予無(wú)私的幫助和指導(dǎo)，并向他們致于深深的敬意，對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過(guò)我各位老師表示衷心的感謝!
感謝母校——河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識(shí)，掌握了一定的操作技能。
感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗同學(xué)，和他們?cè)谝黄鹩懻?、研究使我受益非淺。
最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識(shí)了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！
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河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
1 緒 論
1.1模具工業(yè)發(fā)展概況
在討論注塑模設(shè)計(jì)之前，先要對(duì)國(guó)內(nèi)外的塑料模具工業(yè)的狀況、塑料模具工業(yè)的發(fā)展方向有一個(gè)較清晰的了解，這也就使我們對(duì)本課題的意義有所了解。首先要對(duì)模具有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。模具是機(jī)械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)工藝裝備之一。作為工業(yè)基礎(chǔ)，模具的質(zhì)量、精度、壽命對(duì)其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用，在國(guó)際上被稱為“工業(yè)之母”，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著不容質(zhì)疑的作用。
模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家被稱為“點(diǎn)鐵成金”的“磁力工業(yè)” ；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”；德國(guó)則認(rèn)為是所有工業(yè)中的“關(guān)鍵工業(yè)” ；日本模具協(xié)會(huì)也認(rèn)為“模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富裕的動(dòng)力” ，同時(shí)也是“整個(gè)工業(yè)發(fā)展的秘密”，是“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力” 。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。
塑料模具工業(yè)是隨塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。塑料工業(yè)是一門新興工業(yè)。自塑料問(wèn)世后的幾十年以來(lái)，由于其原料豐富、制作方便和成本低廉，塑料工業(yè)發(fā)展很快，它在某些方面己取代了多種有色金屬、黑色金屬、水泥、橡膠、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成為各個(gè)工業(yè)部門不可缺少的材料。
目前在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門中都廣泛地使用著各式各樣的塑料制品。特別是在辦公設(shè)備、照相機(jī)、汽車、儀器儀表、機(jī)械制造、交通、電信、輕工、建筑業(yè)產(chǎn)品、日用品以及家用電器行業(yè)中的電視機(jī)、收錄機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱和手表的殼體等零件，都已經(jīng)向塑料化方向發(fā)展。目前，世界的塑料產(chǎn)量已超過(guò)有色金屬產(chǎn)量的總和。
塑料模具就是利用特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的工藝基礎(chǔ)裝備。用塑料模具生產(chǎn)的主要優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)便、材料利用高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對(duì)大批量生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品，更能獲得價(jià)廉物美的經(jīng)濟(jì)效果。塑料模具的現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造和現(xiàn)代塑料工業(yè)的發(fā)展有極密切的關(guān)系。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料模具工業(yè)也隨之迅速發(fā)展。
1.2我國(guó)塑料模具工業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀及地區(qū)分布
在中國(guó)，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到模具在制造中的重要基礎(chǔ)地位，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，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(kāi)發(fā)能力。我國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。還能生產(chǎn)厚度僅為0. 08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02-0.05mm，表面粗糙度Ra0. 2 u m，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)10~30萬(wàn)次，淬火鋼模達(dá)50 ~100萬(wàn)次，交貨期較以前縮短，但和國(guó)外相比仍有較大差距。
我國(guó)模具工業(yè)起步晚，底子薄，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比有很大的差距，但在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠近2萬(wàn)家，從業(yè)人員約50萬(wàn)人，“九五”期間的年增長(zhǎng)率為13%. 2000年總產(chǎn)值為270億元，占世界總量的5%。2008年總產(chǎn)值為450億元，近十年來(lái)增長(zhǎng)率為15%以上。但從總體上看，自產(chǎn)自用占主導(dǎo)地位，商品化模具僅為1/3左右，國(guó)內(nèi)模具生產(chǎn)仍供不應(yīng)求，特別是精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具，仍主要依賴進(jìn)口。目前，就整個(gè)模具市場(chǎng)來(lái)看，進(jìn)口模具約占市場(chǎng)總量的20%左右，其中，中高檔模具進(jìn)口比例達(dá)40%以上。因此，近年來(lái)我國(guó)模具發(fā)展的重點(diǎn)放在精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具上，并取得了可喜的成績(jī)，模具進(jìn)口逐漸下降，模具技術(shù)和水平也有長(zhǎng)足的進(jìn)步。近年來(lái)，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命等中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量增加較快，其能力提高顯著；股份制改造步伐加快，等等。從地區(qū)分布來(lái)說(shuō)，以珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，這2個(gè)省的模具產(chǎn)值已占全國(guó)總量的六成以上。江蘇、上海、山東、安徽等地目前發(fā)展態(tài)勢(shì)也很好。我國(guó)模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三，但設(shè)計(jì)制造水平在總體上要比工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多，其差距主要表現(xiàn)在下列六方面：
(1)國(guó)內(nèi)自配率不足80％，中低檔模具供過(guò)于求，中高檔模具自配率不足60％。
(2)企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)都不夠合理。
(3)模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上比國(guó)際先進(jìn)水平低很多，而模具生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)很多。
(4)開(kāi)發(fā)能力弱，經(jīng)濟(jì)效益欠佳。我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例較低，水平也較低，不重視產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，在市場(chǎng)中常處于被動(dòng)地位。
(5)模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低。
(6)與國(guó)際先進(jìn)水平相比，模具企業(yè)的管理落后更甚于技術(shù)落后。
縱觀發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)模具工業(yè)的認(rèn)識(shí)與重視，我們感受到制造理念陳舊則是我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展滯后的直接原因。模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力，它已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志。因此，模具是國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品，現(xiàn)代模具是多學(xué)科知識(shí)集聚的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的裝備產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)、資金與勞動(dòng)相對(duì)密集。提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。模具標(biāo)準(zhǔn)件是模具基礎(chǔ)，其大量應(yīng)用可縮短模具設(shè)計(jì)制造周期，同時(shí)也顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質(zhì)量。
在科技發(fā)展中，人是第一因素，因此我們要特別注重對(duì)知識(shí)的更新與學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術(shù)創(chuàng)新，提高模具設(shè)計(jì)制造水平。在教學(xué)中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，逐步走向網(wǎng)絡(luò)化、智能化環(huán)境，實(shí)現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動(dòng)態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。我國(guó)模具工業(yè)是一個(gè)完全信息化的、充滿著朝氣和希望而又實(shí)實(shí)在在的新時(shí)代即將到來(lái)。
1.3我國(guó)塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向
在信息社會(huì)和經(jīng)濟(jì)全球化不斷發(fā)展的進(jìn)程中，模具行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)快速方面發(fā)展，技術(shù)含量不斷提高，模具生產(chǎn)向著信息化、數(shù)字化、無(wú)圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化方面發(fā)展；模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營(yíng)國(guó)際化方向發(fā)展。
模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是：① CAD、CAM、CAE的廣泛應(yīng)用及其軟件的不斷先進(jìn)和CAD／CAM／CAE技術(shù)的進(jìn)一步集成化、一體化、智能化；② PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)、CAPP(計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)管理)、KBE(基于知識(shí)工程)、ERP(企業(yè)資源管理)、MIS(模具制造管理信息系統(tǒng))及Internet平臺(tái)等信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用；③ 高速、高精加工技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用；④ 超精加工、復(fù)合加工、先進(jìn)表面加工和處理技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用；⑤ 快速成型與快速制模(RP／RT)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用；⑥ 熱流道技術(shù)、精密測(cè)量及高速掃描技術(shù)、逆向工程及并行工程的發(fā)展與應(yīng)用；⑦ 模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的發(fā)展及進(jìn)一步推廣應(yīng)用；⑧ 優(yōu)質(zhì)模具材料的研制及正確選用；⑨ 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制與應(yīng)用；⑩ 虛擬技術(shù)和納米技術(shù)等的逐步應(yīng)用。
1.4注塑模具CAD發(fā)展概況及趨勢(shì)
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)((Computer Aided Design, CAD)是當(dāng)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)水平的迅速提高，CAD技術(shù)及其應(yīng)用一直處于日新月異的發(fā)展浪潮中。作為CAD技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)十分重要的方面，塑料模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、模擬分析與制造，即模具CAD、CAE和CAM也一直是國(guó)內(nèi)外普遍關(guān)注的熱點(diǎn)。
三十多年來(lái)，國(guó)外注射模CAD技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。70年代己開(kāi)始應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)熔融塑料在圓盤形、管形和長(zhǎng)方形型腔內(nèi)的流動(dòng)情況進(jìn)行分析。80年代初，人們成功地采用有限元法分析三維型腔內(nèi)塑料熔體的流動(dòng)過(guò)程，使設(shè)計(jì)人員可以依據(jù)理論分析并結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)，在模具制造前對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和修改，以減少試模時(shí)間，提高模具質(zhì)量。近十年來(lái)，注射模CAD技術(shù)在不斷進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究的同時(shí)，十分注意向?qū)嵱没A段發(fā)展，一些高水平的商品軟件逐步推出，并在推廣和實(shí)際使用中不斷改進(jìn)、提高和完善。
29
2 塑件的工藝性分析
2.1塑件的成型工藝分析
塑件如圖所示：
名稱：盒蓋
材料：聚甲醛（POM）
數(shù)量：大批量生產(chǎn)
壁厚：3mm
脫模斜度：內(nèi)，外
表面：粗糙度全部為1.6
塑件材料特性：聚甲醛學(xué)名聚氧化聚甲醛（簡(jiǎn)稱POM）又稱賽鋼、特鋼。它是以甲醛等材料聚合而成。聚甲醛塑料是一種常用的具有良好的綜合力學(xué)性能的工程塑料。POM是高密度、高結(jié)晶度的熱塑性工程塑料具有良好耐水性、物理、機(jī)械、化學(xué)性能尤其是優(yōu)異的耐磨性能。一般為圓球形狀，顏色一般為白色或黑色，成形塑件的表面有較好的光澤。它的缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性差，易燃燒，在紫外線照射下易老化。
塑件材料的成型性能：使用聚甲醛塑料注射成型塑件時(shí)，由于它是結(jié)晶塑料，熔點(diǎn)明顯，一旦達(dá)到熔體粘度迅速下降，要注意溫度控制。在正常成型條件下，塑件的尺寸穩(wěn)定性較好。
塑件的結(jié)構(gòu)分析：該塑件為薄壁類零件，且壁厚均勻。盒蓋具有一定的深度，表面光滑，所以在設(shè)計(jì)與制造的時(shí)候要有良好的加工工藝，確保成形塑件具有良好的光潔度。并且塑件上方有一個(gè)方孔；兩側(cè)各有一個(gè)圓孔，需要進(jìn)行側(cè)抽芯。
2.2塑件成型工藝參數(shù)的確定
查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2-31得到聚甲醛熱塑性塑料成型塑件的工藝參數(shù)：
密度： 1.41g/；
收縮率： 1.5%-3.0%；
注射機(jī)類型：螺桿式；
預(yù)熱和干燥：溫度100-105 時(shí)間1h
料筒溫度： 后段160-170 中段170-180 前段180-190
噴嘴溫度： 170-180
模具溫度： 90-120
注射壓力： 80-130MPa
成型時(shí)間：注射時(shí)間20-90s，高壓時(shí)間0-5s,冷卻時(shí)間20-60s，總周期時(shí)間50-160s。
2.3 成型設(shè)備選擇
計(jì)算塑件的體積和重量并確定注射機(jī)的型號(hào)
①、計(jì)算塑件的體積 :
利用UG軟件分析-測(cè)量體得出體積為： V=10.49cm3
澆注系統(tǒng)的體積為:主流道+分流道+澆口+冷料穴≈2.45cm3
②、計(jì)算塑件的重量 :
根據(jù)《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得密度ρ取 1.41g/cm3
所以，塑件的重量為:m=nρV =2×10.49×1.41 ≈29.58g
粗略計(jì)算澆注系統(tǒng)的重量:2.45×1.41≈3.45g（含冷料穴重）
總重量:29.58+3.45=33.03g
③、確定注射機(jī)的型號(hào)
一般工廠的塑膠車間都擁有從小到大各種型號(hào)的注射機(jī)。中等型號(hào)的占大部分。由此結(jié)合以上分析、計(jì)算，根據(jù)學(xué)校現(xiàn)有設(shè)備初選注射塑機(jī)型號(hào):XS-ZY-125，其主要性能參數(shù)如下:
額定注射量： 125；
螺桿直徑： 42；
注射壓力： 120；
注射行程： 115；
注射方式：桿式；
鎖模力（KN）：900；
最大成形面積：320；
最大開(kāi)合模行程：300；
模具最大厚度：300；
模具最小厚度：200；
噴嘴圓弧半徑：12；
噴嘴孔直徑：4；
頂出方式：兩側(cè)設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出。
3 模具結(jié)構(gòu)方案及模架的選擇
3.1模具的基本結(jié)構(gòu)
由于材料是塑料，制件采用現(xiàn)在最廣泛的注射成型工藝制成。
3.2確定型腔數(shù)目及布置
塑件形狀簡(jiǎn)單，質(zhì)量較小，生產(chǎn)批量較大，所以采用多個(gè)型腔注射模具，一模多腔大大提高了工作的效率?？紤]到塑件側(cè)面有兩個(gè)6mm的圓孔，需要側(cè)向抽芯，所以模具采用一模兩腔，平衡式的型腔布置，如果再添加型腔數(shù)會(huì)大大增加模具制造的難度，精度會(huì)達(dá)不到，滿足不了需要；而這樣的模具結(jié)構(gòu)尺寸較小，制造加工方便，生產(chǎn)效率高，塑件成本低。型腔布局如下圖所示：
3.3分型面的確定
分型面是模具閉合時(shí)動(dòng)模和定模相配合的接觸平面。參照分型面選取的原則：
1.脫出塑件方便
2.模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
3.確保塑件尺寸精度
4.型腔排氣順利
5.無(wú)損塑件外觀，設(shè)備合理利用
6.分型面應(yīng)選在塑件最大輪廓處
7.分型面應(yīng)有利于側(cè)面分型及抽芯
如圖所示兩種分型策略，第二種所選擇的分型面在軸線上，結(jié)果會(huì)使塑件表面留下分型面痕跡，影響塑件的表面質(zhì)量，同時(shí)這種分型面也使抽芯困難，第一種分型面選擇在塑件的下端面，這樣的選擇使塑件外表面可以在整體凹模型腔內(nèi)成型，塑件的外表面光滑，同時(shí)側(cè)向抽芯容易，塑件脫膜方便。綜上所述，選擇第一種分型面最為合適。
圖一
圖二
3.4排氣的確定
為了使塑料熔體順利的填充模具型腔，必須將澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的空氣以及塑料在成型過(guò)程中產(chǎn)生的低分子氣體順利的排出模外。如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生的氣體不能被排除干凈，塑件上就會(huì)形成氣泡，凹陷，熔接不牢，表面輪廓不清晰等缺陷，另外氣體的存在還會(huì)產(chǎn)生反壓力降低充模速度。因此排氣系統(tǒng)對(duì)確保制品成型質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。常采用的排氣方式如下：
1.利用排氣槽，排氣槽一般設(shè)在型腔最后被充滿的部位，排氣槽的深度因塑料不同而異，基本上是以塑料不產(chǎn)生飛邊的所允許的最大間隙來(lái)確定。
2.利用型芯鑲件推桿等的配合間隙或?qū)Ｓ门艢馊艢猓?
3.有時(shí)為了防止制品與模個(gè)的真空吸附，而設(shè)計(jì)防真空吸附元件。
4.利用配合間隙排氣。
制件屬于中型制件，利用分型面和組合式的型芯型腔間隙與加開(kāi)排氣槽進(jìn)行排氣就可以滿足排氣要求。生產(chǎn)此模具在上模仁下表面加開(kāi)排氣槽；在型腔頂面開(kāi)一個(gè)排氣孔。此模具選擇1和4的排氣方法。 對(duì)于簡(jiǎn)單型腔的模具，可以利用推桿、活動(dòng)型芯與模板的配合間隙進(jìn)行排氣。這種類型的排氣形式，其配合間隙不能超過(guò)0.05mm，一般為0.03-0.05mm.
3.5澆注系統(tǒng)的確定
3.5.1澆口位置的選擇
模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無(wú)論采用何種澆口，其開(kāi)設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開(kāi)設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項(xiàng)原則：
1)盡量縮短流動(dòng)距離
2)澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚最大處
3)必須盡量減少熔接痕
4)應(yīng)有利于型腔中氣體排出
5)考慮分子定向影響
6)避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)
7)澆口處避免彎曲和受沖擊載荷
8)注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響。
根據(jù)本塑件的特征，綜合考慮以上幾項(xiàng)原則，澆口選在型腔的下壁處，選擇梯形澆口。
3.5.2分流道的選擇
為了避免塑料直接沖擊型芯，采用Z形分流道減少?zèng)_擊性。
3.5.3主流道的選擇
為了提高模具的壽命在注塑機(jī)與模具頻繁接觸的地方采用標(biāo)準(zhǔn)件澆口套，材料為CrWMn，熱處理以后的硬度為58-60HRC，主流道襯套和定模的配合形式為H7/m6的過(guò)渡配合為了防止?jié)部谔谆蝿?dòng)截一段用砂輪切掉，這樣就可以保證它精確定位。如圖所示：
3.5.4冷料穴的選擇
由于采用的是普通注射模具，塑化的塑料在經(jīng)過(guò)流道時(shí)會(huì)冷卻固化，充填到型腔形成的制件達(dá)不到要求，所以采用冷料穴進(jìn)行儲(chǔ)存冷料，可以在主流道和分流道末端開(kāi)冷料穴。
澆注系統(tǒng)如圖所示：
3.6抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
該塑件兩側(cè)側(cè)有兩個(gè)6mm的圓孔，它們均垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具中取出，因此成型孔的零件必須做成活動(dòng)的型芯，即需設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)。本模具采用彎銷抽芯機(jī)構(gòu).
（1）確定抽拔距。抽芯距一般應(yīng)大于成型孔（或凸臺(tái)）的深度，H=3㎜
為了能夠完全抽出，不破損制件，安全抽出，可取抽拔距S抽=5㎜
（2）確定彎銷傾角
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)一般取=15°～25°，本例取=15°。
（3）確定彎銷的尺寸。采用經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行確定，如圖所示：
滑塊和導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì)?；瑝K采用普通的滑塊，倒滑槽采用直通式的，便于加工，并在滑塊側(cè)面開(kāi)兩個(gè)孔安裝彈簧使彎銷與滑塊緊貼。倒滑槽采用兩個(gè)固定塊用螺釘進(jìn)行固定在動(dòng)模板上進(jìn)行導(dǎo)滑?；瑝K兩側(cè)開(kāi)出兩個(gè)掛臺(tái)進(jìn)行導(dǎo)滑，限位螺釘進(jìn)行限位滑塊行程，彎銷用螺釘固定在定模板上。
如圖所示：
3.7成型部件部件的設(shè)計(jì)
模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)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(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。
設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，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。根據(jù)塑件的尺寸，計(jì)算成型零件型腔的尺寸，確定型腔的組合方式，確定成型零件的加工、熱處理、裝配等要求，對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。
此成型零部件由公模仁、母模仁、型芯組成。
3.7.1成型零部件的工作尺寸計(jì)算
影響塑件尺寸精度的因素很多,概括地說(shuō),有塑件原材料,塑件機(jī)構(gòu)和成型工藝模具機(jī)構(gòu),模具制造和裝配,模具使用中磨損等因素，塑件原材料方面的因素主要是收縮率的影響。
模具成型零件的制造精度是影響，塑件尺寸精度的重要因素之一，模具成型零件的制造進(jìn)度精度愈低，塑件尺寸精度也愈低。一般成型零件工作尺寸制造公差值取塑件公差值的1/3或取IT7-8級(jí)作為制造公差。
型腔徑向尺寸
型芯徑向尺寸
型腔深度尺寸
型芯高度尺寸
中心距尺寸
查《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表6-4得 POM收縮率1.2%--3.0%，平均收縮率為S=2.0%，取Δ/3。工作尺寸如表9.1。
型腔、型芯主要工作尺寸
塑件的尺寸
成型零件的尺寸
型腔徑向
、、
、
型芯徑向
、、
、
型腔深度
、、
、
型芯高度
、、
、
其余尺寸不參與收縮率計(jì)算
3.8選取模架
由于模具需要側(cè)抽芯，需要有兩個(gè)分開(kāi)面，為了簡(jiǎn)化模具選取標(biāo)準(zhǔn)龍記模架為：
模胚類型：簡(jiǎn)化細(xì)水口
型號(hào)： GCI
模胚規(guī)格：2330
定模座板：300X280X30mm
定模板：300X230X70mm
動(dòng)模板：300X230X50mm
墊塊:300X44X80mm
動(dòng)模座板:300X280X25mm
推板：300X140X20mm
推桿固定板：300X140X20mm
3.9推出系統(tǒng)設(shè)計(jì)
注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無(wú)誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮?，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu)，也稱頂出機(jī)構(gòu)。
脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般遵循以下原則：
1）塑件滯留于動(dòng)模邊，以便借助于開(kāi)模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作。
2）由于塑件收縮時(shí)包緊型芯，因此推出力作用點(diǎn)盡量靠近型芯，同時(shí)推出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位。
3）結(jié)構(gòu)合理可靠，便于制造和維護(hù)。
本設(shè)計(jì)使用簡(jiǎn)單的推桿脫模機(jī)構(gòu)，因?yàn)樵撍芗姆中兔婧?jiǎn)單，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，采用推簡(jiǎn)單的脫模機(jī)構(gòu)可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護(hù)帶來(lái)方便。在對(duì)脫模機(jī)構(gòu)做說(shuō)明之前，需要對(duì)脫模力做個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算。推桿脫模機(jī)構(gòu)是最簡(jiǎn)單、最常用的一種形式，具有制造簡(jiǎn)單、更換方便、推出效果好等特點(diǎn)。推桿直接與塑件接觸，開(kāi)模后將塑件推出。
脫模力計(jì)算
將塑件從包緊的型芯上推出所克服的阻力稱為脫模力，脫模力主要由塑件收縮包緊型芯 造成塑件與型芯的摩擦力。
脫模力Ft=Ap(cos-sin)+qA
式中 A——塑件包絡(luò)型芯的面積（mm）；
p——塑件對(duì)型芯單位面積上的包裹力，p取0.8X10～1.2X10Pa；
——脫模斜度
q——大氣壓力0.09Mpa；
——塑件對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1～0.3；
A——制件垂直于脫模方向的投影面積（mm）。
Ft=1434.16+102.02=1536.18(N)
所需脫模力較大，結(jié)合制件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)直徑、高度較大選用4根直徑3mm的推桿。
3.10導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
本模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向
3.11復(fù)位裝置
脫模機(jī)構(gòu)完成塑件頂出后，為進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)，必須回復(fù)到初始位置，才能合模進(jìn)行下一次注塑成型。目前常用的復(fù)位形式主要有復(fù)位桿復(fù)位，彈簧復(fù)位。本模具采用復(fù)位桿復(fù)位，復(fù)位桿裝在與固定頂桿同一的固定板上，且各個(gè)復(fù)位桿的長(zhǎng)度必須一致，復(fù)位桿端面高于模板平面0.5mm,復(fù)位桿設(shè)4根,位置在模具型腔和澆注系統(tǒng)之外。
3.12固定塊
為了使模具在裝運(yùn)過(guò)程中，不使動(dòng)、定模分離，造成事故，本模具在動(dòng)定模板的一側(cè)設(shè)置了固定塊，其用螺釘將固定塊固定在動(dòng)定模板上。
3.13停止銷
為了調(diào)整頂出板的平整性，需設(shè)置停止銷。
3.14冷卻系統(tǒng)的確定
定模部分采用R4的水道，動(dòng)模采用R6的水道進(jìn)行冷卻。冷卻系統(tǒng)的排布方式如圖所示：
4 注塑機(jī)參數(shù)校核
4.1最大注塑量校核
注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的重量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好在注塑機(jī)的最大注塑量的80%。
所以，選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng) 0.8
式中：——注塑機(jī)的最大注塑量，單位g。
——塑件的質(zhì)量，單位g，該產(chǎn)品=29.58g 。
——澆注系統(tǒng)的質(zhì)量，單位g，該產(chǎn)品= 3.45g。
故 （g）
而我們選定的注塑機(jī)注塑量為：125㎝3 所以滿足要求。
4.2鎖模力校核
> A
——熔融型料在型腔內(nèi)的壓力，（20～40Mpa）
A——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和 經(jīng)計(jì)算為2525 mm2
——注塑機(jī)的額定鎖模力
故 > A=40×2525/1000=101（KN）
我們選定的注塑機(jī)為：860KN滿足要求。
4.3模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核
．模具閉合高度校核
模具實(shí)際厚度 ＝255.5 mm
注塑機(jī)最小閉合厚度=150
即>故滿足要求。
4.4模具開(kāi)模行程校核
經(jīng)查資料型注射機(jī)XS-ZY-125的最大開(kāi)模行程s=500mm,滿足下式計(jì)算所需的出件要求：
s>=+(5～10)mm
=78+10
=88mm
其中，為澆注系統(tǒng)高度。
4.5噴嘴尺寸
澆口套球面R13,噴嘴前端球面半徑R12故滿足要求。
此外，由于側(cè)分型抽芯距較短，不會(huì)過(guò)大增加開(kāi)模式距離，注射機(jī)的開(kāi)模行程足夠。
經(jīng)驗(yàn)證XS-ZY-125型注射機(jī)能滿足使用要求，故可以采用。
5 模具裝配圖及工作原理
工作原理：合模后，熔融的塑料通過(guò)澆注系統(tǒng)進(jìn)入到型腔，進(jìn)行保壓冷卻一段時(shí)間；之后進(jìn)行開(kāi)模，隨著動(dòng)模的后移定模座板與動(dòng)模板先分離，而動(dòng)模板和定模板在膠塞的作用下不分離，隨著開(kāi)模的進(jìn)行，側(cè)型芯在彎銷抽芯的作用下進(jìn)行抽芯，抽芯完成之后，繼續(xù)分離直到在定距螺釘起作用為止；然后動(dòng)定模分離，移動(dòng)到一定距離里之后，推出系統(tǒng)在機(jī)器的作用下推著推板，推板推著推桿，推桿推出塑件和澆注系統(tǒng)的凝料。
6塑料模的裝配、試模與維修
6.1模具裝配
模具設(shè)有斜滑塊機(jī)構(gòu)，先安裝斜導(dǎo)柱，作為模具的裝配基準(zhǔn)，裝配順序如下；
（1）裝配前按圖檢驗(yàn)主要工作零件及其零件的尺寸。
（2）將彎銷壓入定模座板10中，保證倆彎銷的對(duì)稱度。
（3）裝配型芯，將型芯固定在公模仁上，保證垂直度。再將公模仁固定在動(dòng)模板上。
（4）將母模仁裝入定模板中，保證垂直度。
（5）將斜滑塊用導(dǎo)滑塊裝在定模板上。
（6）以凹模為基準(zhǔn)，斜導(dǎo)柱起導(dǎo)向定位作用，將側(cè)滑塊裝配在斜導(dǎo)柱上，使分型面密合。
（7）以凹模為基準(zhǔn)將動(dòng)?；鶞?zhǔn)板26固定在動(dòng)模故定板上。
（8）裝配其他輔助零件。
（9）裝配完成，試模。使配時(shí)以分型面密合作為模具的裝配基準(zhǔn)
6.2試模
（1）試模前，先對(duì)設(shè)備的油路，水路以及電路進(jìn)行檢查；
（2）選取的原料必須合格，根據(jù)選用的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱；
（3）開(kāi)始試模時(shí)，應(yīng)該先選擇選定的壓力，溫度和注塑時(shí)間的條件下成型，制品不符合要求然后按壓力，注塑時(shí)間，溫度， 這樣的先后順序變動(dòng)，注意一次只改變一個(gè)參數(shù)；
（4）在試模過(guò)程中作出詳細(xì)的記錄，并將結(jié)果填入試模記錄卡，注明模具是否合格，如果需要返修，提出返修意見(jiàn)；
（5）通過(guò)不斷的試模和返修，生產(chǎn)出合格的制件后，將模具清理干凈，涂上防銹油，入庫(kù)。
6.3試?？赡墚a(chǎn)生的問(wèn)題及改善措施
試模中所獲得的樣件是對(duì)模具整體質(zhì)量的一個(gè)全面反映。以檢驗(yàn)樣件來(lái)修正和驗(yàn)收模具，是塑料模具這種特殊產(chǎn)品的特殊性。首先，在初次試模中我們最常遇到的問(wèn)題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應(yīng)當(dāng)解決的問(wèn)題。
6.3.1 粘著模腔
制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開(kāi)啟后，與設(shè)計(jì)意圖相反，離開(kāi)型芯一側(cè)，滯留于模腔內(nèi)，致使脫模機(jī)構(gòu)失效，制品無(wú)法取出的一種反常現(xiàn)象。其主要原因是：
（1） 注射壓力過(guò)高，或者注射保壓壓力過(guò)高。
（2） 注射保壓和注射高壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成過(guò)量充模。
（3） 冷卻時(shí)間過(guò)短，物料未能固化。
（4） 模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮。
（5） 型腔內(nèi)壁殘留凹槽，或分型面邊緣受過(guò)損傷性沖擊，增加了脫模阻力。
6.3.2 粘著模芯
（1） 注射壓力和保壓壓力過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而造成過(guò)量充模。
（2） 冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，制件在模芯上收縮量過(guò)大。
（3） 模腔溫度過(guò)高，使制件在設(shè)定溫度內(nèi)不能充分固化。
（4） 機(jī)筒與噴嘴溫度過(guò)高，不利于在設(shè)定時(shí)間內(nèi)完成固化。
（5） 可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進(jìn)。
6.3.3粘著主流道
（1） 閉模時(shí)間太短，使主流道物料來(lái)不及充分收縮。
（2） 料道徑向尺寸相對(duì)制品壁厚過(guò)大，冷卻時(shí)間內(nèi)無(wú)法完成料道物
料的固化。
（3） 主流道襯套區(qū)域溫度過(guò)高，無(wú)冷卻控制，不允許物料充分收縮。
（4） 主流道襯套內(nèi)孔尺寸不當(dāng)，未達(dá)到比噴嘴孔大0.5～1 ㎜。
（5） 主流道拉料桿不能正常工作。
一旦發(fā)生上述情況，首先要設(shè)法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護(hù)模具成型部位不受損傷。仔細(xì)查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對(duì)注射工藝進(jìn)行合理調(diào)整；另一方面要對(duì)模具成型部位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修正，直到認(rèn)為達(dá)到要求，方可進(jìn)行二次注射。
6.3.4 成型缺陷
當(dāng)注射成型得到了近乎完整的制件時(shí)，制件本身必然存在各種各樣的缺陷，這種缺陷的形成原因是錯(cuò)綜復(fù)雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主要原因來(lái)著手修正，逐個(gè)排出，逐步改進(jìn)，方可得到理想的樣件。下面就對(duì)度模中常見(jiàn)的成型制品主要缺陷及其改進(jìn)的措施進(jìn)行分析。
注射填充不足
所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整的制件。這種現(xiàn)象極為常見(jiàn)。其主要原因有：
a. 熔料流動(dòng)阻力過(guò)大
這主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利于熔料流動(dòng)。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，避免采用半圓形、球缺形料道。熔料前鋒冷凝所致。塑料流動(dòng)性能不佳。制品壁厚過(guò)薄。
b. 型腔排氣不良
這是極易被忽視的現(xiàn)象，但以是一個(gè)十分重要的問(wèn)題。模具加工精度超高，排氣顯得越為重要。尤其在模腔的轉(zhuǎn)角處、深凹處等，必須合理地安排頂桿、鑲塊，利用縫隙充分排氣，否則不僅充模困難，而且易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。
c. 鎖模力不足
因注射時(shí)動(dòng)模稍后退，制品產(chǎn)生飛邊，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。應(yīng)調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。
溢邊（毛刺、飛邊、批鋒）
與第一項(xiàng)相反，物料不僅充滿型腔，而且出現(xiàn)毛刺，尤其是在分型面處毛刺更大，甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺存在，其主要原因有：
a. 注射過(guò)量
b. 鎖模力不足
c. 流動(dòng)性過(guò)好
d. 模具局部配合不佳
e. 模板翹曲變形
制件尺寸不準(zhǔn)確
初次試模時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設(shè)計(jì)要求尺寸相差較大。這時(shí)不要輕易修改型腔，應(yīng)行從注射工藝上找原因:
a. 尺寸變大
注射壓力過(guò)高，保壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，此條件下產(chǎn)生了過(guò)量充模，收縮率趨向小值，使制件的實(shí)際尺寸偏大；模溫較低，事實(shí)上使熔料在較低溫度的情況下成型，收縮率趨于小值。這時(shí)要繼續(xù)注射，提高模具溫度降低注射壓力，縮短保壓時(shí)間，制件尺寸可得到改善。
b. 尺寸變小
注射壓力偏低、保壓時(shí)間不足，制在冷卻后收縮率偏大，使制件尺寸變?。荒剡^(guò)高，制件從模腔取出時(shí)，體積收縮量大，尺寸偏小。此時(shí)調(diào)整工藝條件即可。通過(guò)調(diào)整工藝條件，通常只能在極小范圍內(nèi)使尺寸京華，可以改變制件相互配合的松緊程度，但難以改變公稱尺寸。
c.調(diào)整措施
調(diào)整時(shí)應(yīng)注意調(diào)節(jié)進(jìn)料速度，增加排氣孔，正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)。注意控制成型周期。
總 結(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了兩年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對(duì)我們?nèi)陙?lái)所學(xué)課程的一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在溫習(xí)學(xué)過(guò)的知識(shí)的同時(shí)又學(xué)習(xí)了許多新知識(shí)，對(duì)一些原來(lái)一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來(lái)所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量、塑料模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮的問(wèn)題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性，加工工藝的合理性。
通過(guò)對(duì)盒蓋制件模具的設(shè)計(jì)，我對(duì)注塑模有了更為深刻的認(rèn)識(shí)。在模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中也遇到了一些難以處理的問(wèn)題，雖然設(shè)計(jì)中對(duì)它們做出了解決 ，但還是感覺(jué)這些方案中還是不能盡如人意，都可以進(jìn)行進(jìn)一步的完善，使生產(chǎn)效率提高。
在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過(guò)課程設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來(lái)，使我們?cè)跍亓?xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；這不但提高了我們解決問(wèn)題的能力，開(kāi)闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
歷經(jīng)近幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)過(guò)程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過(guò)參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請(qǐng)教各位老師有關(guān)模具方面的問(wèn)題，并且和同學(xué)的探討，模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問(wèn)題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。
從陌生到開(kāi)始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過(guò)程，我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過(guò)程亦是如此。經(jīng)過(guò)近一個(gè)月的努力，我相信這次課程設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)，為將來(lái)的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
致 謝
在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了老師的幫助，我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師在這一段時(shí)間給予無(wú)私的幫助和指導(dǎo)，并向他們致于深深的敬意，對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過(guò)我各位老師表示衷心的感謝!
感謝母?！幽蠙C(jī)電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識(shí)，掌握了一定的操作技能。
感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗同學(xué)，和他們?cè)谝黄鹩懻?、研究使我受益非淺。
最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識(shí)了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！
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