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畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書
1．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題應(yīng)達到的目的：
塑料件在各行業(yè)及日常生活廣泛使用，塑料模具的設(shè)計制造的社會需求也日益增長，而且要求越來越高。通過對盒蓋零件注射模設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生檢索資料，綜合應(yīng)用所學(xué)知識，并根據(jù)工程實際的要求解決工程實際問題的方法與能力，訓(xùn)練學(xué)生模具設(shè)計制造的基本技能和模具CAD設(shè)計能力，提高獨立工作的能力，適應(yīng)社會需求。
2．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
本設(shè)計要求學(xué)生根據(jù)所給盒蓋零件實物，測繪零件圖紙，設(shè)計成型注射模具，并學(xué)習(xí)Pro/Engineer、UG或Solid edge等大型CAD軟件在模具設(shè)計中的應(yīng)用，具體要求如下：
1） 查閱資料（不少于15篇），翻譯一定量的外文資料（不少于3000漢字），撰寫開題報告及文獻綜述（不少于2000字）；
2） 測繪塑件圖紙，完成其CAD三維造型設(shè)計；
3） 完成塑件注射模具方案設(shè)計和相關(guān)設(shè)計計算，要求一模兩腔；
4） 完成該注射模具裝配圖設(shè)計和全部零件圖紙設(shè)計；
5） 模具成型零件CAD三維造型設(shè)計；
6） 完成該注射模具模板、成型零件等主要件的制造工藝設(shè)計；
7） 撰寫設(shè)計說明書。
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書
3．對本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設(shè)計論文、圖表、實物樣品等〕：
課題成果內(nèi)容包括：
1) 塑件圖紙及CAD三維數(shù)據(jù)模型；
2) 全套注射模具圖紙，成型零件三維造型；
3) 全套模具制造工藝規(guī)程；
4) 畢業(yè)設(shè)計論文。
4．主要參考文獻：
[1] 成都科技大學(xué)，北京化工學(xué)院，天津輕工業(yè)學(xué)院合編.塑料成型模具[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1982.
[2] 胡石玉.模具制造技術(shù)[M].南京：東南大學(xué)出版社，1997.
[3] 駱志斌.模具工手冊[M].南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2000.
[4] 林清安.Pro/ENGINEER零件設(shè)計（基礎(chǔ)篇上、下）[M].北京：北京大學(xué)出版社，2000.
[5] 《機械設(shè)計手冊》聯(lián)合編寫組.機械設(shè)計手冊（第3版上、中、下）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1987.
[6] 齊月靜, 秦志峰, 齊鎖來等編著.SolidWorks 2006中文版完全自學(xué)專家指導(dǎo)教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.
[7] 岳榮剛編著.SolidWorks 2006零件與裝配設(shè)計教程[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2006.
[8] 王慶五, 仇亞琴, 張昱等編著.SolidWorks 2006中文版模具設(shè)計專家指導(dǎo)教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書
5．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題工作進度計劃：
起 迄 日 期
工 作 內(nèi) 容
2009年
3月09日 ～ 3 月30 日
熟悉課題，查閱有關(guān)資料，完成資料翻譯，完成開題報告
3月31日 ～ 4 月07 日
測繪塑件零件圖紙，熟悉Solidworks或PRO/E三維CAD軟件，完成塑件三維數(shù)據(jù)模型設(shè)計
4月08日 ～ 4 月15 日
進行注射模結(jié)構(gòu)方案設(shè)計,完成零件設(shè)計
4月16日 ～ 4 月23 日
基本掌握CAD軟件操作，完成塑件注射模方案設(shè)計和基本計算
4月24日 ～ 5 月15日
完成塑件注射模零件造型、裝配體設(shè)計和修改完善
5月16日 ～ 5月23日
完成塑件注射模工程圖和裝配圖設(shè)計
5月24日 ～ 6 月07日
完成塑件注射模制造工藝設(shè)計，撰寫設(shè)計說明書
6月07日 ～ 6 月10日
修改并打印設(shè)計說明書和圖紙，整理相關(guān)資料，提交畢業(yè)設(shè)計成果
6月11日 ～ 6月14日
準(zhǔn)備論文答辯
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
系部意見：
系部主任：
年 月 日
南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯
系 部： 機械工程系
專 業(yè)： 機械工程及自動化
姓 名： 毛建永
學(xué) 號： 05010221
外文出處： CHINESE JOURNAL OF
MECHANICAL ENGINEERING
附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。
指導(dǎo)教師評語：
譯文能準(zhǔn)確地表達原文思想，語句較為通順，條理較清楚，專業(yè)用語翻譯基本準(zhǔn)確，符合中文習(xí)慣，整體翻譯質(zhì)量良好。
簽名：
年 月 日
附件1：外文資料翻譯譯文
基于知識與事例的注塑模具分型面設(shè)計技術(shù)
摘要:在全面地分析了分型面自動生成技術(shù)的基礎(chǔ)上，分型面設(shè)計提出了基于知識與事例推理的分型面設(shè)計方法，并給出了基于事例推理的分型面設(shè)計過程。一個事例庫包含有分型面信息并構(gòu)建了主型狀特征，分型面自動設(shè)計結(jié)合了正向推理方法和相似求解方法。標(biāo)準(zhǔn)知識庫也是建立了包括知識，規(guī)則和經(jīng)驗的分型面設(shè)計。實例驗證了該方法的有效性，提高了模具設(shè)計的質(zhì)量和效率
關(guān)鍵詞：注射模 分型面設(shè)計 基于事例推理 相似求解
0 引言
作為注射模設(shè)計的重要階段之一，分型面的選擇會直接影響注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計，模具制作成本，分型面的加工，以及最后加工塑件的質(zhì)量。因此合理的選擇分型面是注射模設(shè)計成功和了解注射模分模設(shè)計基礎(chǔ)的先決條件。在最近的幾年，分型面和注射模具自動加工是計算機輔助設(shè)計的熱點和難點。在全球有許多研究人員做了大量的課題研究工作。但是那些先前的工作只是研究幾何型狀和分型面位置的關(guān)系,圍繞著在構(gòu)建數(shù)字模型的基礎(chǔ)上實質(zhì)分析塑料件的形狀。由于多樣性和塑件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，在實際應(yīng)用中那些方法有一些缺點。
隨著大量的有經(jīng)驗和有理論的模具設(shè)計，分型面設(shè)計方法中提出了基于模具知識和事例推理并呈現(xiàn)出計算機輔助設(shè)計過程與模具設(shè)計相結(jié)合的模具自動成型方法。
知識與事例推理就是指應(yīng)用相似判斷和推理處理一個新的設(shè)計并構(gòu)建知識庫和事例庫以及基于各自知識與原則。分型面設(shè)計是成功設(shè)計的基礎(chǔ)也是模具成功設(shè)計的經(jīng)驗，而新的設(shè)計不只是適合模具分型面設(shè)計原則也同樣包括了以前設(shè)計的成功經(jīng)驗。因此這個方法更方便、便快，相比與推理來解決分型面設(shè)計以及構(gòu)建數(shù)字模型更有效。對于許多種類分型面設(shè)計經(jīng)驗來說簡要設(shè)計和經(jīng)驗會更容易通過事例表示。因此知識和事例推理分型面的設(shè)計方法是非常適合工程師的流行想法和習(xí)慣。
1 基于知識與事例的分型面設(shè)計構(gòu)架
知識與事例的分型面設(shè)計的一般方式是找一個合理的表面設(shè)計和幾何學(xué)特征。模具主形狀特征就是庫的索引，隨后在事例庫中尋找事例相似的主形狀特征，分型面就能通過相似判斷和推論策略來產(chǎn)生。同時，相關(guān)的知識和分型面設(shè)計原則與設(shè)計者經(jīng)驗就能總結(jié)到知識庫中。被設(shè)計者作為分型面設(shè)計的輔助信息查詢和參考。事例構(gòu)成的推理設(shè)計方法是對分型面設(shè)計者理性選擇的指導(dǎo)。
知識與事例的模具分型面設(shè)計主要由以下各項：①構(gòu)建知識庫，針對注射模設(shè)計，一個分型面設(shè)計規(guī)則知識庫貫穿、整合了分型面設(shè)計以及設(shè)計者經(jīng)驗的相關(guān)知識與設(shè)計規(guī)則。②構(gòu)建分型面位置事例庫。一個分型面位置事例庫是由事例描述和事例庫基于各種模型和先前的成功設(shè)計事例組成。描述分型面位置的關(guān)鍵是事例模具和主要模型特征組織并通過不同的模型來決定分型面位置。因為分型面的位置主要取決于主形狀特征，所以事例庫機構(gòu)應(yīng)該適合于在設(shè)過程中的查詢。③判定模具主形狀特征。最初部分的形特征應(yīng)該是在分型面位置決定前識別。因此，主特征索引需要找到針對的模具構(gòu)造類型。因此模型部分和模具分型面之間的無縫連結(jié)就能被了解。④系統(tǒng)推論和搜索模型。從分型面位置事例中搜索和匹配相似形狀特征是分型面位置事例搜索過程的主要過程。因此構(gòu)建形狀特征索引模型的核心是準(zhǔn)確認(rèn)識事例推論和快速查詢。⑤自動生成分型面。在履行的設(shè)計進程和調(diào)整后，選擇相似的形狀特征模型來決定分型面位置，需要的模具分型面就能自動生成了。⑥存儲的事例。豐富的分型面位置事例庫是提高分型面設(shè)計和推理效果的重要基礎(chǔ)。系統(tǒng)提供系統(tǒng)存儲器和選擇基于分類事例特征的每一個設(shè)計任務(wù)的最終結(jié)果。
知識與事例的注塑模具分型面設(shè)計流程圖如圖1所示
圖1 基于知識與事例的分型面設(shè)計流程
2 建立知識庫和事例庫
知識庫是重要的資源它能幫助設(shè)計者選擇分型面位置。知識庫的構(gòu)成和描述應(yīng)該適合實際模具設(shè)過程并易于設(shè)計者查詢和參考。因此，通常人們用的分型面設(shè)計和設(shè)計經(jīng)驗的知識和原則被總結(jié)并整合。分型面設(shè)計被確定和被簡單識別。所有的規(guī)則在庫中被數(shù)字和文字描述和表達，同時給出了“推薦”和“不推薦”的數(shù)字組成的設(shè)計方法，使設(shè)計者能基于實際設(shè)計事例作出合理的選擇。
圖2所示了系統(tǒng)通過設(shè)計規(guī)則選擇分型面的位置。分型面設(shè)計主要取決于模型主形狀特征和確認(rèn)導(dǎo)入事例搜索的形狀特征。這種關(guān)系結(jié)構(gòu)的事例庫會按照形狀特征和特征樹來確定構(gòu)建的模型，并被分類儲存。通過不同性質(zhì)部分的形狀特征來進行分類，部分模型的共有因素就當(dāng)作父節(jié)點，子節(jié)點能繼承父節(jié)點的所有屬性，并比父節(jié)點多一個特征。至于單個事例的關(guān)系會通過一層一層被傳遞。特征屬性的數(shù)目就會不斷增加，特征屬性就會越來越具體和接近實例，它們之間的關(guān)系也越來越來復(fù)雜。這種分類方法能有助于通過形狀特征尋找事例庫索引和解決復(fù)雜模型問題。
圖2 知識庫分型面設(shè)計實例
3 事例描述和查詢
3.1 事例描述
事例庫描述是知識庫運行的基礎(chǔ)，它要能描述一個存在的成功設(shè)計事例并作為數(shù)據(jù)信息才能被計算機識別和處理。內(nèi)容和描述的方法會對處理相似問題的質(zhì)量和效率產(chǎn)生影響。
事例描述可以用部分模型事例表示=分類數(shù)據(jù)+分型面位置。索引信息的形狀特征的一部分，即部分形狀特征是索引能查詢到的相似事例的主形狀特征。分型面位置也是來自這個事例，因此在分型面位置庫中有一些典型形狀的部分和對應(yīng)分型面位置的部分。公式描述是
事例F,S=事例(F1,F2,?Fn,S1,S2,?Sn)
當(dāng)F=(F1,F2,?Fn),Fj是子形狀特征節(jié)點的注射模事例，i=1,2?,n,n是事例庫的編號，S=(S1,S2,?Sn),Sj是解決方案，也就是分型面位置，j=1,2?,m,其中m是可用的分型面位置事例模型。
分類事例庫如圖3所示，成型加工的形狀描述在事例中按照數(shù)字排列，而下一層包含比上一層多一個的形狀特征。它繼承和發(fā)展了基于上一層的事例模型信息。圖4給出了復(fù)雜事例的解決方案，這方案是通過調(diào)用部分模型的樣板程序，如此來查找形狀特征事例的索引。
圖3 分型面位置事例庫組織構(gòu)造
圖4 復(fù)雜事例的組織構(gòu)造
3.2 基于乘法規(guī)則的分類查找
事例查找是推論機制的重要組成，查找的實質(zhì)是尋找相匹配的程序，因此構(gòu)建推論機制程序也是構(gòu)建查找策略和相似匹配程序。策略對推論效果和結(jié)論都有好的作用。查詢的目的是找到塑件模具相似主形狀特征的分型面位置事例。因此這種方法的目的是在基于乘法規(guī)則的組織下構(gòu)造事例。分類查找意味著通過查詢程序在事例庫中從頭至尾的尋找，但是那個分支可以找下去需要根據(jù)乘法規(guī)則來判斷了。
圖5展示了一個孔特征模型的分階段類型，它可以看作是減法布爾類型通過兩層軸特征和一個內(nèi)圓的輔助特征相減而成。推論查詢過程是：第一，先行判斷，如果特征1是軸類型，然后軸特征就獲得為事例1；接著進行二次判斷，如果特征2還是軸特征類型則完成布爾判斷并減去事例2，中心線位置與先前的位置相同，這樣關(guān)于孔特征的軸類型事例就獲得了。
圖5 建立在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)上的初步推理
應(yīng)用這個推論方法能獲得高效率，因為沿著一條分支查詢不需要訪問所有的數(shù)據(jù)。如果推論規(guī)則和事例都是成熟的，那么某些模型的相似形狀特征是能在基于乘法規(guī)則下很快的通過分類查找的方法找到的。此外，在基于事例的分型面自動設(shè)計過程中，事例不需要完全與模型相同。只需要主形狀特征相似并且分型面位置相對于這兩個模型的主形狀特征相似就可以。在這也提出了相似模型分型面的自動設(shè)計。
4 相似模型分型面解決方案
一個事例的分型面相對于主特征有特別的位置關(guān)系，而這些關(guān)系總是表現(xiàn)在一個特定的表面上，一個特定的斷面或經(jīng)過某一個點以及某個特征等。這些位置關(guān)系就是2D矢量，也就是
P=X(p,n)
其中 P-特殊位置關(guān)系
X-矢量
p-分型面特征點
n-分型面法向矢量
換句話說，分型面特征由一個法向矢量n和一個特殊的點p構(gòu)成。對于每個分型南事例模型，矢量X是不變化的。至于面與相似的事例模型有關(guān)，如果分型面在最上面，那么點P是分型面的中心點，n是法向矢量。
首先，找到相對于事例模型的關(guān)系點P的位置，然后替換角色模型的位置關(guān)系并確定分型面的位置，解決過程可以用以下式子表示
其中 Sp-表面
Cm-事例模型
Pm-角色模型
fi,fj-Sp,Cm的定位特征
左邊的項目是分型面相對于事例模型的特別位置，并且對目標(biāo)模型有某種聯(lián)系。依據(jù)目標(biāo)模型形成分型面結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，分型面的設(shè)計包括以下幾個方面
（1） 分型面是平面。對于這部分的主要特征是平面，有一個可以直接找到的p點和矢量n。用矢量式表示為X(p,n)，目標(biāo)模型的分型面位置就可以確定了。如圖6所示。依據(jù)事例庫選擇上表面作為分型面。因此點p就是目標(biāo)模型立方體上表面的中心點，當(dāng)n為該表面的法向矢量且這兩個值能在特征庫中被找到，因此分型面位
置能輕松解決了。
圖6 平面分型面
（2） 梯狀分型面。梯狀分型面特征普遍用在部分模具上，如圖7所示最先要做的是找到矢量X1,X2,...,X5的每一個梯面，然后梯分型面就通過那些矢量約束的綜
圖7 梯形分型面
合作用得到。
曲面分型面。當(dāng)分型面是曲面時解決程序是很復(fù)雜的，如圖8所示的部分就是一個例子，它的主要特征參數(shù)，比如說半圓弧、中心線和它的分布位置，應(yīng)該依照曲面來尋找。然后解決模型的構(gòu)成，再輸入特征參數(shù)到要解決的模型替換后，分面線就會產(chǎn)生，分型面也會獲得。如果分型面是自由形態(tài)的表面，那么
圖8 曲形分型面
目標(biāo)模型會更加復(fù)雜。
（3） 復(fù)雜結(jié)構(gòu)的模具部分。更多復(fù)雜結(jié)構(gòu)的模具只是一種相似事例但不存在分型面位置事例庫中，事例模具由推論程序產(chǎn)生也存在著重大的不同。這種事例模具只能解決一部分復(fù)雜結(jié)構(gòu)，但是分模線的位置可能是相似的。
以9所示的圖為例子來說，它包含了幾部分的結(jié)構(gòu)因素，在這沒有相似的事例庫，但是它的分型面還是可以通過運用圖6的流程，而且它的上表面可能作為分型面因為它們的分型面位置是相似的。如果像這樣類似的方法解決不了了，那么通過人機交互來決定分型面的結(jié)果是否要儲存，如此分型面位置事例庫的事例就會不斷增加。
圖9 復(fù)雜部分分型面
5 設(shè)計舉例
我們的運算法則已經(jīng)發(fā)展成為一個非常好用的工具包并可為Visual C++ AutoCAD 2000 ObjectARX服務(wù)。圖示7是一個測試模型，其結(jié)果是分型面的輪廓。它是一種典型的梯分型面。在分型面選擇的過程中，知識庫，事例庫，正向推理策略被運用。相似求解方法和布爾數(shù)學(xué)方法在子分型面中應(yīng)用在最后的分型面上。圖10是2D局部模型分型面的例證。
圖10 檢驗?zāi)＞叻中兔孢x擇
6 結(jié)論
基于知識與事例的注塑模具分型面設(shè)計的前提是有相似于最先部分索引的形狀特征，并由其決定模具分型面位置的相似解決方法。這種方法在基于豐富知識與事例上會有較高的設(shè)計效率和可靠性，它也有以下幾項特性
（1） 分型面位置分類事例庫構(gòu)建在大量特征事例的基礎(chǔ)上，它使查詢變得更加方便。
（2） 形狀特征索引，分類查詢是基于乘法規(guī)則的查詢方法。它能高效率和快速推斷出事例模具的那些主形狀特征與模件相似。
（3） 在事例模具與目標(biāo)模具間用相似的形狀特征。類似模具的分型面解決方案就會找到，它能快速準(zhǔn)確的決定分型面的位置。結(jié)果，模具的設(shè)計質(zhì)量和效率得到提高。
附件2：外文原文（復(fù)印件）
南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)
作 者:
毛建永
學(xué) 號：
05010221
系 部:
機械工程系
專 業(yè):
機械工程及自動化
題 目:
盒蓋零件的注射模設(shè)計
助教
張躍
指導(dǎo)者：
曹春平
講師
評閱者：
2009 年 5 月
畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中文摘要
本論文根據(jù)工程實際的需要完成盒蓋的注射模具設(shè)計。在設(shè)計中采用聚甲醛塑料注射而成型，成型方式為一模兩腔，該論文具體分析了產(chǎn)品的工藝性，確定了所采用塑料的工藝參數(shù)和所采用的成型設(shè)備，確定了模具制作的總體方案，分析并解決了模具的總體結(jié)構(gòu)和各工作部分的具體結(jié)構(gòu)，并進行了一些必要的尺寸計算和強度的校核。該論文還對分型面、澆注系統(tǒng)和脫模機構(gòu)進行了分析設(shè)計，完成了模具工程圖設(shè)計，最后進行了主要零件加工工藝設(shè)計。
關(guān)鍵詞 注射模 成型 工藝性 設(shè)計
畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）外文摘要
Title The Design of Plastic Injection Mould of Hegai
Abstract
The present paper actual needs to complete according to the project accomplish the dressing case top injection molding design. Use the POM injection in the design to take shape, the formation way is a mold two cavity, this paper concrete study product's technology capability, had determined uses the formation requirement which the plastic the technological parameter and uses, had determined the mold manufactures the overall concept, analyzed and has solved mold's gross structure and each effective range concrete structure, and has carried on some essential size computation and the intensity examination. This paper also halved the profile, the gating system and the mold emptier has carried on the analysis design, has completed the mold engineering plat design.
Keywords Injects the mold Formation Technology capability Design
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫
2000字左右的文獻綜述：
文 獻 綜 述
摘要 隨著模具技術(shù)的不斷發(fā)展，模具CAD技術(shù)也已經(jīng)得到了快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，它從根本上改變了傳統(tǒng)的設(shè)計、生產(chǎn)、組織模式，對推動現(xiàn)有企業(yè)的技術(shù)改造、帶動整個產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變革、發(fā)展新興技術(shù)、促進經(jīng)濟增長都具有十分重要的意義。
注射模模具CAD技術(shù)的應(yīng)用使注射模模具在設(shè)計過程中更加靈活、簡潔。注射模CAD系統(tǒng)在應(yīng)用上有許多實用功能，在進行模具設(shè)計上也具有通用的設(shè)計流程。
關(guān)鍵詞 模具CAD技術(shù) 注射模具 設(shè)計
1 模具CAD技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用
在現(xiàn)代機械制造業(yè)中，模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟中一個非常重要的行業(yè)。為了適應(yīng)工
業(yè)產(chǎn)品品種多、更新快、市場競爭激烈的局面，加強了對生產(chǎn)周期短、精度高、壽命長、成本低的模具產(chǎn)品的研究和開發(fā)，CAD技術(shù)得到快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用[1]。
(1) 電子圖板系統(tǒng)(二維計算機繪圖技術(shù))
CAD技術(shù)起源于美國，它經(jīng)歷了一個由二維設(shè)計技術(shù)向三維設(shè)計技術(shù)發(fā)展的過程。早期的二維機械CAD技術(shù)實際上是計算機輔助繪圖，它只起到了一個電子圖版的作用[2]。在實際應(yīng)用中具有很多的局限性。通常，二維圖的所表達信息是極不完整的，而且繪圖、讀圖要經(jīng)過專門的人來進行，所以人們迫切渴望三維CAD技術(shù)的出現(xiàn)。
(2) 曲面造型系統(tǒng)
三維CAD技術(shù)符合人類的設(shè)計思維習(xí)慣，整個設(shè)計過程可以完全在三維模型上討論，直觀形象?？梢灾苯舆M行立體三維的模型設(shè)計、修改和優(yōu)化，還可以進行應(yīng)力/應(yīng)變分析、二維工程圖的自動生成、外觀效果和造型效果評價等工作。因而三維CAD技術(shù)才是真正意義上的計算機輔助設(shè)計技術(shù)。
20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的三維CAD系統(tǒng)只是極為簡單的線框式系統(tǒng)，只能表達零件的基本幾何信息，不能有效表達零件幾何數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系、20世紀(jì)70年代法國的達索飛機制造公司的曲面造型系統(tǒng)CATIA為人類帶來了第一次CAD技術(shù)革命，CATIA改變了以近似表達曲面的工作方式，使人們可以用計算機進行曲線、曲面的處理操作[3]。首次實現(xiàn)了計算機完整描述產(chǎn)品的主要信息。同時也使得CAM技術(shù)的開發(fā)有了實現(xiàn)的基礎(chǔ)。
(3) 實體造型技術(shù)
曲面造型技術(shù)只能描述零件形體的表面信息，難以準(zhǔn)確表達零件表面的其它特性，如質(zhì)量、重心、轉(zhuǎn)動慣量等，對CAE技術(shù)十分不利，于是1979年美國的SDRC公司推出了世界上第一個基于實體造型技術(shù)的大型CAD/CAM軟件―I-DEAS，實體造型技術(shù)是CAD技術(shù)上的第二次革命。由于實體造型技術(shù)能夠精確表達零件的全部屬性，在理論上有助于統(tǒng)一CAD、CAE、CAM的模型表達，因而給設(shè)計者帶來了驚人的方便[4]。
(4) 參數(shù)化技術(shù)
實體造型技術(shù)的主要缺陷是無法進行尺寸驅(qū)動，不易實現(xiàn)設(shè)計與制造過程的并行作業(yè)。20世紀(jì)80年代末期，美國的參數(shù)技術(shù)公司PTC研制的命名為Pro/ENGINEER的參數(shù)化軟件，它采用了CAD方面的一些先進理論和技術(shù)，以及基于特征的參數(shù)化設(shè)計技術(shù)，使設(shè)計工作十分靈活、簡便。在產(chǎn)品信息模型方面，Pro/E將所有功能模塊建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上，提供了所有工程項目這間的全關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)了CAD/CAE/CAM的有機集成[5]。引起了CAD技術(shù)的第三次技術(shù)革命。它的主要特點是：基于特征、全尺寸約束、全數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸驅(qū)動設(shè)計修改。
(5) 變量化技術(shù)
當(dāng)然參數(shù)化實體造型技術(shù)也有缺陷，即當(dāng)實體幾何拓?fù)潢P(guān)系及尺寸約束關(guān)系較復(fù)雜時，參數(shù)化實體造型技術(shù)就顯得有些力不從心。SDRC公司以參數(shù)化技術(shù)為藍本，提出了更為先進的實體造型技術(shù)——變量化技術(shù)。并推出了基于變量化造型理論的軟件I—DEAS。變量化技術(shù)的難點在于在欠約束的情況下通過軟件實現(xiàn)了方程聯(lián)合求解的數(shù)學(xué)處理。變量化技術(shù)既保留了參數(shù)化技術(shù)的優(yōu)點，同時又克服了它的不足之處。它的成功應(yīng)用，將為CAD技術(shù)的發(fā)展提供更大的空間的機遇，被視為CAD技術(shù)的第四次革命[6]。
CAD技術(shù)在經(jīng)歷了5個發(fā)展階段后，雖然還存在許多難點，但已在制造業(yè)中取得了廣泛的應(yīng)用。在模具設(shè)計和制造中采用CAD ／CAE／CAM 技術(shù)，可以縮短設(shè)計和制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高模具質(zhì)量，使模具設(shè)計人員從繁瑣的計算和繪圖中解放出來，從事更具創(chuàng)造性的工作[7]。
CAD發(fā)展的歷史至今已有30余年，從1965年Lockheed飛機公司研制CAD/CAM系統(tǒng)開始，CAD/CAM技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。隨著計算機及信息技術(shù)的迅速發(fā)展和日趨完善，CAD技術(shù)在機械、電子、航空、航天以及建筑等部門得到了廣泛的應(yīng)用。CAD技術(shù)使產(chǎn)品的設(shè)計制造和組織生產(chǎn)的傳統(tǒng)模式產(chǎn)生了深刻的變革，成為產(chǎn)品更新?lián)Q代的關(guān)鍵技術(shù)。CAD/CAM已經(jīng)成為了一個推動各行種業(yè)技術(shù)進步的、具有相當(dāng)規(guī)模的新興產(chǎn)業(yè)部門[8]。
2 注射模具CAD系統(tǒng)
2．1 注射模CAD系統(tǒng)的主要功能
一個完善的注射模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)應(yīng)包括注塑制品構(gòu)造、模具概念設(shè)計。CAE分析、模具評價、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計用CAM。
（1） 注塑制品構(gòu)造
將注塑制品的幾何信息以及非幾何信息輸入計算機，在計算機內(nèi)部建立制品的信息模型，為后續(xù)設(shè)計提供信息。
（2） 模具概念設(shè)計
根據(jù)注塑制品的模型采用基于知識和基于實例的推理方法，得到模具的基本結(jié)構(gòu)形式和初步的注塑工藝條件，為模具詳細(xì)設(shè)計、CAE分析、制造性評價奠定基礎(chǔ)。
（3） CAE分析
CAE(Computer Aided Execution)技術(shù)即計算機輔助工程技術(shù)，它是計算機輔助設(shè)計／計算機輔助制造(CAD／CAM)技術(shù)向縱深方向發(fā)展的要求。在注射模CAE分析中，運用有限元的方法，可作充模流動、保壓、冷卻及翹曲變形等分析[9]。以得到合適的注射工藝參數(shù)和合理的澆注與冷卻結(jié)構(gòu)。流道平衡分析軟件能幫助用戶對一模多腔模具的流道系統(tǒng)進行平衡設(shè)計，計算各個流道和澆口的尺寸，以保證塑料熔體能同時充滿各個型腔；冷卻模擬軟件能計算冷卻時間、制品型腔的溫度分布，其分析結(jié)果可以優(yōu)化冷卻系統(tǒng)的設(shè)計；剛度強度分析軟件能對模具結(jié)構(gòu)進行力學(xué)分析，幫助用戶對型腔壁厚和模板厚度進行剛度和強度校核；應(yīng)力計算翹曲預(yù)測軟件則能計算出制品的收縮情況和內(nèi)應(yīng)力的分布，預(yù)測制品出模后的變形[10]。
（4） 模具評價
模具評價包括可制造性評價和可裝配性評價兩部分。注塑件可制造性評價在概念設(shè)計過程中完成，根據(jù)概念設(shè)計得到的方案進行模具費用估計來實現(xiàn)，模具費用估計可分為模具成本估計和制造難易估計兩種模式。成本估計是直接得到模具的具體費用，而制造難易估計是運用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法得到注塑可制造度，以此模具的制造性?？裳b配性評價的在模具詳細(xì)設(shè)計完成后，對模具進行開啟、閉合、勾料、抽芯、工件推出動態(tài)模擬，在模擬過程中自動檢查零件之間是否干涉，以此來評價模具的可裝配性。
（5） 模具詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)制品的信息模型、概念設(shè)計和CAE分析結(jié)果進行模具詳細(xì)設(shè)計，包括成型零部件設(shè)計和非零部件設(shè)計，成型零件包括型芯、型腔、成型桿和澆注系統(tǒng)，非成型零部件包括脫模機構(gòu)、導(dǎo)向機構(gòu)、側(cè)抽芯機構(gòu)以及其他典型結(jié)構(gòu)設(shè)計[11]。同時提供三維模型向二維工程圖轉(zhuǎn)換的功能。
（6） CAM
CAM主要是利用支撐系統(tǒng)下掛的CAM軟件完成成型零件的虛擬加工過程，并自動編制數(shù)控加工的NC代碼[12]。CAM包括：模塊設(shè)計--加工方式確定--工序劃分--刀具選擇--工序設(shè)計--加工路線的確定--尺寸公差計算--切削參數(shù)選擇--定位基準(zhǔn)確定--夾具方案選擇--刀具、夾具等工裝設(shè)計--NC加工[13]。
2．2 注射模CAD系統(tǒng)進行模具設(shè)計的通用流程
注射模CAD系統(tǒng)模具設(shè)計具有類似的設(shè)計流程
（1) 注塑制品的三維造型。我們可以直接運用通用的三維造型軟件來繪制制品的三維圖形。有很多大公司的軟件已經(jīng)十分成熟，如美國EDS公司的UG 、美國PTC公司的 Pro/Engineer、美國SDRC的I—DEAS，法國MATRA公司的Eucld,以及數(shù)據(jù)庫管理Oracle等大型的軟件。以及在一些公司和高校中經(jīng)常使用的如Solidworks、Solidedge、MasterCAM等中端的軟件，還有一些大家經(jīng)常使用如AUTOCAD等低端軟件[14]。其中UG是融線框模型、曲面造型和實體造型為一體，是參數(shù)化和特征化的系統(tǒng)造型軟件[15]。
（2）根據(jù)注塑制品采用專家系統(tǒng)進行模具概念設(shè)計，專家系統(tǒng)包括模具設(shè)計、模具制造工藝規(guī)劃、模具價格估計等模塊，在專家系統(tǒng)的推理過程中，采用基于知識與基于實例相結(jié)合的推理方法，推理的結(jié)果的注塑工藝和模具的初步方案。方案設(shè)計包括型數(shù)目與布置、澆口類型、脫模方式和抽芯方式等。
（3）在模具初步方案確定后，用CAE軟件進行流動、保壓、冷卻和翹曲分析，以確定合適的澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。例如如果分析結(jié)果不能滿足生產(chǎn)要求，那么可根據(jù)用戶的要求再來修改注塑制品的結(jié)構(gòu)或修改模具的設(shè)計方案[16]。
參 考 文 獻
[1] 肖祥芷，李德群等.CAD在模具設(shè)計中的應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，1993.
[2] 李大鑫，張秀棉.模具技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述[M].機床與模具,2005.
[3] 李和,肖根福. 模具技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述[J]. 井岡山學(xué)院學(xué)院學(xué)報,2006.
[4] 周華. CAD曲面成型技術(shù)在塑料模具設(shè)計中的發(fā)展[J]. 現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用,2005.
[5] 江宏,黃小龍,羅坤. PRO/ENGINEER2001中文版[M].北京：清華大學(xué).2003.
[6] 張杰,申開智. 塑料模具CAD/CAE技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用,2002,14(3)：28～30.
[7] 李德群等. 對開展模具CAD/CAE/CAM的認(rèn)識[J]. 模具工業(yè)，1992,9(7):58～65.
[8] 王定標(biāo)，郭茶秀，向颯. CAD/CAE/CAM技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.
[9] 張春吉，唐躍. CAD/CAE技術(shù)在塑料模具設(shè)計中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用，2004，16（1）：34～35.
[10] 何建中. CAE技術(shù)在注塑模具設(shè)計中的應(yīng)用[N].中國西部科技，2007.
[11] 馮炳堯,韓泰榮等. 模具設(shè)計與制造簡明手冊[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版.
[12] 王國中，申長雨. 注塑模具CAD/CAE/CAM技術(shù)[M]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1998.
[13] 汪琦，張偉宏.注塑模具計算機輔助制造[J].現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用,1997,9(6)：49～50.
[14] 吳柳機，杜智敏，何華妹. SolidWorks2007中文版產(chǎn)品模具設(shè)計入門一點通[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.
[15] 王曉楓,陳建華. UG軟件CAD/CAM技術(shù)在注塑模生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用，2005,17(6):50～53.
[16] 寧汝新，趙汝嘉，歐宗瑛. CAD/CAM技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999.
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
一、課題研究內(nèi)容
塑料注射模具是成型塑料制品成型的主要方法，具有高效率、高質(zhì)量及成型后有少加工或 不加工等特點。本課題是盒蓋的注射模具設(shè)計。
二、研究途徑
1、測繪盒蓋圖紙，完成盒蓋的CAD三維造型設(shè)計
2、盒蓋注射模方案設(shè)計
（1）注塑模類型的選擇
現(xiàn)擬采用普通注射模。
（2）分型面的選擇
A-A為分型面
（3）澆口的選擇
根據(jù)盒蓋的外觀情況，擬采用側(cè)澆口。
（4） 側(cè)抽芯機構(gòu)
由于盒蓋有側(cè)孔，現(xiàn)擬采用應(yīng)用最普遍的斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機構(gòu)。
3、注射模成型零件尺寸的計算
4、完成盒蓋注射模的裝配圖設(shè)計和全部零件的圖紙設(shè)計
5、完成該注射模的制造工藝設(shè)計
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
指導(dǎo)教師意見：
1．對“文獻綜述”的評語：
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁
目 錄
1 引言 1
1.1 注射模具CAD系統(tǒng) 1
1.2 課程任務(wù)要求 2
2 盒蓋設(shè)計及其成型工藝的分析 3
2.1 塑件分析 3
2.2 塑料的選材及性能分析 3
2.3 POM塑料的注射過程及工藝 5
2.4 POM的主要缺陷及消除措施 6
3 盒蓋模具設(shè)計方案的比較與確定 8
3.1 分型面方案的優(yōu)化確定 8
3.2 型腔數(shù)量以及排列方式的優(yōu)化確定 9
4 模具詳細(xì)設(shè)計 11
4.1 注塑機選型 11
4.2 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計和澆口的設(shè)計 13
4.3 成型零件工作尺寸的設(shè)計和計算 16
4.4 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 20
4.5 合模導(dǎo)向機構(gòu)和定位機構(gòu) 22
4.6 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計 24
4.7 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計 25
4.8 冷料井的設(shè)計 26
4.9 排氣系統(tǒng)設(shè)計 27
4.10 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 27
4.11 模具材料例表 27
5 模具裝配 29
5.1 塑料模具裝配的技術(shù)要求 29
5.2 塑料模具裝配過程 29
6 模具工作過程 31
結(jié)束語 32
致謝 33
參考文獻 34
本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 35 頁 共 34 頁
1 引言
1.1 注射模具CAD系統(tǒng)
1.1.1 注射模CAD系統(tǒng)的主要功能
一個完善的注射模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)應(yīng)包括注塑制品構(gòu)造、模具概念設(shè)計、CAE分析、模具評價、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計和CAM。
(1) 注塑制品構(gòu)造
將注塑制品的幾何信息以及非幾何信息輸入計算機，在計算機內(nèi)部建立制品的信息模型，為后續(xù)設(shè)計提供信息。
(2) 模具概念設(shè)計
根據(jù)注塑制品的模型采用基于知識和基于實例的推理方法，得到模具的基本結(jié)構(gòu)形式和初步的注塑工藝條件，為模具詳細(xì)設(shè)計、CAE分析、制造性評價奠定基礎(chǔ)。
(3) CAE分析
CAE(Computer Aided Execution)技術(shù)即計算機輔助工程技術(shù)，它是計算機輔助設(shè)計／計算機輔助制造(CAD／CAM)技術(shù)向縱深方向發(fā)展的要求。在注射模CAE分析中，運用有限元的方法，可作充模流動、保壓、冷卻及翹曲變形等分析[1]。以得到合適的注射工藝參數(shù)和合理的澆注與冷卻結(jié)構(gòu)。流道平衡分析軟件能幫助用戶對一模多腔模具的流道系統(tǒng)進行平衡設(shè)計，計算各個流道和澆口的尺寸，以保證塑料熔體能同時充滿各個型腔；冷卻模擬軟件能計算冷卻時間、制品型腔的溫度分布，其分析結(jié)果可以優(yōu)化冷卻系統(tǒng)的設(shè)計；剛度強度分析軟件能對模具結(jié)構(gòu)進行力學(xué)分析，幫助用戶對型腔壁厚和模板厚度進行剛度和強度校核；應(yīng)力計算翹曲預(yù)測軟件則能計算出制品的收縮情況和內(nèi)應(yīng)力的分布，預(yù)測制品出模后的變形。
(4) 模具評價
模具評價包括可制造性評價和可裝配性評價兩部分。注塑件可制造性評價在概念設(shè)計過程中完成，根據(jù)概念設(shè)計得到的方案進行模具費用估計來實現(xiàn)，模具費用估計可分為模具成本估計和制造難易估計兩種模式。成本估計是直接得到模具的具體費用，而制造難易估計是運用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法得到注塑可制造度，以此模具的制造性。可裝配性評價的在模具詳細(xì)設(shè)計完成后，對模具進行開啟、閉合、勾料、抽芯、工件推出動態(tài)模擬，在模擬過程中自動檢查零件之間是否干涉，以此來評價模具的可裝配性。
(5) 模具詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)制品的信息模型、概念設(shè)計和CAE分析結(jié)果進行模具詳細(xì)設(shè)計，包括成型零部件設(shè)計和非零部件設(shè)計，成型零件包括型芯、型腔、成型桿和澆注系統(tǒng)，非成型零部件包括脫模機構(gòu)、導(dǎo)向機構(gòu)、側(cè)抽芯機構(gòu)以及其他典型結(jié)構(gòu)設(shè)計，同時提供三維模型向二維工程圖轉(zhuǎn)換的功能。
(6) CAM
CAM主要是利用支撐系統(tǒng)下掛的CAM軟件完成成型零件的虛擬加工過程，并自動編制數(shù)控加工的NC代碼。CAM包括：模塊設(shè)計--加工方式確定--工序劃分--刀具選擇--工序設(shè)計--加工路線的確定--尺寸公差計算--切削參數(shù)選擇--定位基準(zhǔn)確定--夾具方案選擇--刀具、夾具等工裝設(shè)計--NC加工。
1.1.2 注射模CAD系統(tǒng)的進行模具設(shè)計的通用流程
注射模CAD系統(tǒng)模具設(shè)計具有類似的設(shè)計流程
(1) 注塑制品的三維造型。我們可以直接運用通用的三維造型軟件來繪制制品的三維圖形。有很多大公司的軟件已經(jīng)十分成熟，如美國EDS公司的UG 、美國PTC公司的 Pro/Engineer、美國SDRC的I—DEAS，法國MATRA公司的Eucld,以及數(shù)據(jù)庫管理Oracle等大型的軟件。以及在一些公司和高校中經(jīng)常使用的如Solidworks、Solidedge、MasterCAM等中端的軟件，還有一些大家經(jīng)常使用如AUTOCAD等低端軟件。其中UG是融線框模型、曲面造型和實體造型為一體，是參數(shù)化和特征化的系統(tǒng)造型軟件[2]。
(2）根據(jù)注塑制品采用專家系統(tǒng)進行模具概念設(shè)計，專家系統(tǒng)包括模具設(shè)計、模具制造工藝規(guī)劃、模具價格估計等模塊，在專家系統(tǒng)的推理過程中，采用基于知識與基于實例相結(jié)合的推理方法，推理的結(jié)果的注塑工藝和模具的初步方案。方案設(shè)計包括型數(shù)目與布置、澆口類型、脫模方式和抽芯方式等。
(3）在模具初步方案確定后，用CAE軟件進行流動、保壓、冷卻和翹曲分析，以確定合適的澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。例如如果分析結(jié)果不能滿足生產(chǎn)要求，那么可根據(jù)用戶的要求再來修改注塑制品的結(jié)構(gòu)或修改模具的設(shè)計方案。
1.2 課程任務(wù)要求
本課題是盒蓋注射模的設(shè)計。要求對塑件進行測繪，并完成其CAD三維造型設(shè)計。盒蓋注射模要求一模兩腔，并自動脫模。完成該注射模具裝配圖設(shè)計，全部零件圖紙設(shè)計，以及完成該注射模具的制造工藝設(shè)計。
2 盒蓋設(shè)計及其成型工藝的分析
2.1 塑件分析
圖2.1 所示是盒蓋零件。
圖2.1 盒蓋零件
2.1.1 結(jié)構(gòu)分析如下
該塑件為薄壁類零件，且壁厚均勻。盒蓋本身具有一定的深度，表面光滑，在模具設(shè)計和制造上要有良好的加工工藝，確保成型零件具有一定的光潔度。
盒蓋頂部為一方孔，左右對稱還各有一個小孔，所以需要用側(cè)抽芯成型[3]。
2.1.2 成型工藝分析
采用一般精度等級7級，大量生產(chǎn)。
該塑件壁厚為3mm，壁厚均勻，塑件成型性能良好。
2.2 塑料的選材及性能分析
盒蓋零件用于配合使用，所以耐磨性要突出，綜合機械性能要好，且要經(jīng)濟。具備這些條件的塑料是首選，這里我們選用聚甲醛（POM）。
2.2.1 使用特點
（1）力學(xué)性能和剛性好，接近金屬材料，是替代銅、鑄鋅、鋁等金屬材料的理想材料。
（2）耐疲勞性和耐蠕變性極好。
（3）耐磨損、自潤性和摩擦性好，與UHMWPE、PA、F4一起稱為四大耐磨塑料材料。
（4）熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性高，電絕緣性優(yōu)良[4]。
2.2.2 成型特性
(1) 結(jié)晶性塑料熔融范圍很窄，熔融或凝固速度快，結(jié)晶化速度快，料溫稍低于熔融溫度即發(fā)生結(jié)晶化，流動性下降。
(2) 熱敏性強極易分解（但比聚氯乙烯稍弱，共聚比均聚稍弱）分解溫度為240℃,但200度中滯留30分鐘以上即發(fā)生有刺激性分解時產(chǎn)生有刺激性，腐蝕性氣體。
(3) 流動性中等，溢邊值為0.04毫米左右，流動性對溫度不敏感，但對注射壓力變化敏感。
(4) 結(jié)晶度高，結(jié)晶化時體積變化大，成型收縮范圍大，收縮率大。
(5) 吸濕性低，水分對成型影響極小，一般可不干燥處理，但為了防止樹脂表面附粘水分，不利成型，加工前可進行干燥并起預(yù)熱作用，特別對大面積薄壁塑料件，改善塑件表面光澤有較好效果，干燥條件一般用烘箱加熱，溫度為90℃～100℃,時間4小時,料層厚度30毫米。
(6) 摩擦系數(shù)低，彈性高，淺側(cè)凹槽可強迫脫模，塑件表面可帶有皺紋花樣，但易產(chǎn)生表面缺陷，如毛斑、折皺、熔接痕、縮孔、凹痕等弊病。
(7) 宜用螺桿式注射機成形，余料不宜過多和滯留太長，一般塑件克量（包括主流道、分流道）不應(yīng)超過注射機注射克量的75%，或取注射容與料筒容量之比為1：6～1：10，料筒噴嘴等務(wù)必防止有死角，間隙而滯料，預(yù)塑時螺桿轉(zhuǎn)速宜取低，并宜用單頭，全螺紋，等距，壓縮突變型螺桿。
(8) 噴嘴孔徑應(yīng)取大，并采用直通式噴嘴，為防止流涎現(xiàn)象噴嘴孔可呈喇叭狀，并設(shè)置的加熱裝置，以適當(dāng)?shù)乜刂茋娮鞙囟取?
(9) 模具澆注系統(tǒng)對料流阻力要小，進料口宜取厚，要盡量避免死角積料，模具澆注系統(tǒng)對料流阻力要小，進料口宜取厚，要盡量避免死角積料，模具應(yīng)加熱，模溫高應(yīng)防止滑動配合部件卡住，模具應(yīng)用耐磨，耐腐蝕材料，并淬硬，鍍鉻，要注意排氣。
(10) 必須嚴(yán)格控制成形條件，嵌件應(yīng)預(yù)熱（一般100℃～150℃），余料一般儲存5～10個塑件重量的物料即可，料溫取稍高于熔點（一般170℃～190℃）即可，不宜輕易提高溫度，模溫對塑件質(zhì)量影響較大，提高模溫可改善表面凹痕，有助于融了料流動，塑件內(nèi)外均勻冷卻，防止缺料，縮孔，皺折，模溫對結(jié)晶度及收縮也有很大影響，必須正確控制，一般取75℃～120℃ ，小于4毫米的取75℃～90℃ ，宜用高壓，高速注射，塑件可在較高溫度時脫模，冷卻時間可短，但為防止收縮變形，應(yīng)力不均，脫模后應(yīng)將塑件放在90℃左右的熱水中緩冷或用整形夾具冷卻。
(11) 在料溫偏高，噴嘴溫度偏低，高壓對空注射易發(fā)生爆炸性傷人事故，分解時有刺激性氣體，料性易燃應(yīng)遠離明火[5]。
2.2.3 POM的主要性能指標(biāo)
表2.1所示為POM的一些技術(shù)指標(biāo)[6]
表2.1 POM的技術(shù)指標(biāo)
密度
1.40～1.62
熱變形溫度t/c
93～110
熔點
165～179
收縮率s
1.2～3.0
抗拉屈服強度
55～65
硬度HB
10.2～13.0
彎曲強度
85～100
相對伸長率 %
10～50
沖擊韌度
無缺口
100～200
沖擊韌度
缺口
5～20
2.3 POM塑料的注射過程及工藝
2.3.1 注射成型過程
（1）成型前準(zhǔn)備，對POM進行干燥。POM是吸水率較低的塑料，干燥條件一般用烘箱加熱，溫度為90℃～100℃,時間4小時,料層厚度30毫米。
（2）注射過程，塑料在注射機內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔成型，起過程可分為充模、壓實、保壓、倒流和冷卻5個階段。
2.3.2 POM的注射工藝參數(shù)[7]
（1）螺桿類別：標(biāo)準(zhǔn)螺桿（直 通 式 噴 嘴）
（2）螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)：30
（3）注射機料筒溫度:
前段 170℃～190℃
中段 180℃～200℃
后段 170℃～190℃
（4）噴嘴溫度：170℃～180℃。
（5）模具溫度：90℃～100℃。
（6）注射壓力:80MP～120MP。
（7）注射速度: 高速注射。
（8）保壓壓力: 30MP～50MP
（9）成型時間:
注射時間:2s～5s
保壓時間:20s～90s
冷卻時間:20s～60s
總周期:50s～160s
（10） 后處理: 脫模后將塑件放在90℃ 左右的熱水中緩冷或用整形夾具冷卻。
2.4 POM的主要缺陷及消除措施
2.4.1 殘余應(yīng)力與龜裂
殘余應(yīng)力主要由于以下三種情況，即充填過剩、脫模推出和金屬鑲嵌件造成的。作為在充填過剩的情況下產(chǎn)生的龜裂，其解決方法主要可在以下幾方面入手。
(1）由于直澆口壓力損失最小，所以，如果龜裂最主要產(chǎn)生在直澆口附近，則可考慮改用多點分布點澆口、側(cè)澆口及柄形澆口方式。
(2）在保證樹脂不分解、不劣化的前提下，適當(dāng)提高樹脂溫度可以降低熔融粘度，提高流動性，同時也可以降低注射壓力，以減小應(yīng)力。
(3）一般情況下，模溫較低時容易產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)適當(dāng)提高溫度。但當(dāng)注射速度較高時，即使模溫低一些，也可減低應(yīng)力的產(chǎn)生。
(4）注射和保壓時間過長也會產(chǎn)生應(yīng)力，將其適當(dāng)縮短或進行Th次保壓切換效果較好。
2.4.2 熔接痕
熔接痕是由于來自不同方向的熔融樹脂前端部分被冷卻、在結(jié)合處未能完全融合而產(chǎn)生的。一般情況下，主要影響外觀，對涂裝、電鍍產(chǎn)生影響。嚴(yán)重時，對制品強度產(chǎn)生影響（特別是在纖維增強樹脂時，尤為嚴(yán)重）。可參考以下幾項予以改善：
(l）調(diào)整成型條件，提高流動性。如，提高樹脂溫度、提高模具溫度、提高注射壓力及速度等。
(2）增設(shè)排氣槽，在熔接痕的產(chǎn)生處設(shè)置推出桿也有利于排氣。
(3）盡量減少脫模劑的使用。
(4）設(shè)置工藝溢料并作為熔接痕的產(chǎn)生處，成型后再予以切斷去除。
(5）若僅影響外觀，則可改變燒四位置，以改變?nèi)劢雍鄣奈恢??；蛘邔⑷劢雍郛a(chǎn)生的部位處理為暗光澤面等，予以修飾。
2.4.3 飛邊 zg4?" L ?
1=&BM`h# 飛邊又稱溢邊、毛刺、披鋒等，大多發(fā)生在摸具的分合位置上，導(dǎo)致該缺陷的主要原因有：
(1) 模具分型而精度差。模具分型面上粘有凸出異物、活動模板變形曲翹等。所以模具要保證一定的精度。
(2) 模具設(shè)計和人料配置不合理。一是在不影響制件完整性前提下，流道應(yīng)設(shè)置在質(zhì)量對稱中心上，避免出現(xiàn)偏向性流動；二是塑料在熔融狀態(tài)下具有很高的流動性和貫穿能力，容易進入活動的或固定的縫隙，要求模具的設(shè)計制造精度較高。
(3) 注射機的鎖模力不足。注射成型時，由于機械上的缺陷，致使真正的鎖模力不足或不恒定，也會產(chǎn)生飛邊；另一方面由于模具本身平行度不好，也會導(dǎo)致鎖模不緊密而產(chǎn)生飛邊，所以要選用適合的注射機以保證鎖模力。
(4) 注射工藝條件差。一是塑料充模狀態(tài)過分劇烈；二是加料量調(diào)得不準(zhǔn)確。所以從料斗進入料筒的料量應(yīng)維持一致[8]。 ^IGShs9 ?
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3 盒蓋模具設(shè)計方案的比較與確定
3.1 分型面方案的優(yōu)化確定
分型面是模具上用來取出塑件和澆注系統(tǒng)料可分離的接觸面稱為分型面,分型面的選擇對模具設(shè)計方式影響最大,分型面設(shè)計是否合理對塑件質(zhì)量和模具復(fù)雜程度具有很大的影響?；旧鲜且环N分型面對應(yīng)著一種模具設(shè)計方案，所以分型面的選擇決定著模具總體的設(shè)計方案。
3.1.1 分型面的選擇原則[9]
(1）保證塑料制品能夠脫模。
(2）使分型面容易加工。
(3）盡量避免側(cè)向抽芯。
(4）使側(cè)向抽芯盡量短。
(5）有利于排氣。
(6）有利于保證塑件的外觀質(zhì)量。
(7）盡可能使塑件留在動模一側(cè)。
(8）盡可能滿足塑件的使用要求。
(9）盡量減少塑件在合模方向的投影面積。
(10）長型芯應(yīng)置于開模方向。
(11）有利于簡化模具結(jié)構(gòu)。
3.1.2 分型面的選擇方案
(1）分型面選擇方案一：如圖3.1所示，開模時在塑件中間的外形最大輪廓處A一A面分開。
(2）分型面選擇方案二：如圖3.2所示，開模時在塑件底下的外形最大輪廓處A一A面分開。
根據(jù)工程和生產(chǎn)實際分析，分型面采用方案二是比較好的，能在成形的基礎(chǔ)上保證塑件的加工精度，方案一容易在分型面處產(chǎn)生飛邊，影響外表面的光滑度。
圖3.1 分型面位置
圖3.2 分型面位置
3.2 型腔數(shù)量以及排列方式的優(yōu)化確定
3.2.1 型腔數(shù)量
根據(jù)設(shè)計要求采用一模兩腔。
3.2.2 型腔排列方式比較確定
(1) 排列方案一：如圖3.3所示。
圖3.3 型腔排列方式一
(2）排列方案二：如圖3.4所示。
圖3.4 型腔排列方式二
采用方案一結(jié)構(gòu)更復(fù)雜和更多的制造工時,增加了成本,且不易實現(xiàn)，經(jīng)過比較該套模具型腔的排列方式采用方案二。
4 模具詳細(xì)設(shè)計
4.1 注塑機選型
注射機是塑料注射成型所用的設(shè)備，一副注射模只能安裝在與其相適應(yīng)的注射機上使用，因此設(shè)計注射模應(yīng)該詳細(xì)了解注射機的技術(shù)規(guī)范，以保證模具安裝在注射機上能正常工作，符合零件加工工藝的要求。
注射機規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的的大小及型腔的模具和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計人員應(yīng)對模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離進行計算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺和模具相匹配的注射機[10]。
4.1.1 注射量計算
該產(chǎn)品材料為POM，根據(jù)《設(shè)計與制造實訓(xùn)》查得其密度為1.40 g.cm-3～1.61g.cm-3收縮率為1.2%～3.0%，計算其平均密度為1.55 g.cm-3，平均收縮率為2.1%，通過計算得
塑件體積為： V塑=48.3 cm3
塑件的質(zhì)量： M塑=109.2g
澆注系統(tǒng)體積： V澆=0.85 cm3
澆注系統(tǒng)質(zhì)量： M澆=1.32g
故得總體積和總質(zhì)量為： V總=49.15 cm3；M總=110.52g
4.1.2 注射機型號的選定
根據(jù)以上的計算選定型號為XS一ZY一125型臥式注射機，其主要技術(shù)參數(shù)見表4.1。
表4.1 XS一ZY一125型注射機主要技術(shù)參數(shù)[11]
螺桿直徑/mm
42
拉桿內(nèi)間距/mm
260x290
注射行程/mm
115
最大模具厚度/mm
300
額定注射量/
125
最小模具厚度/mm
200
注射速度 /(g/s)
100
頂出桿根數(shù)
1
噴嘴直徑/mm
4
噴嘴圓弧半徑/mm
12
額定注射壓力/MP
120
頂出中心孔直徑/mm
30
鎖模力/KN
900
開模行程/mm
270
4.1.3 注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核
（1）注射量的校核
最大注射容積：V大=125 cm3
最小注射容積：V小=27.8 cm3
V大< V總< V小 符合要求。
（2）鎖模力的校核
合模力為注射機和模裝置用于夾緊模具的力。所選注射機的合模力必須大于由于高壓熔體注入模腔而產(chǎn)生的脹模力，此脹模力等于塑件和流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積與型腔壓力的乘積。即:
（4.1）
式中 ——合模力（kN）
——型腔壓力（MPa）(一般取20MPa ～50MPa)
A ——塑件及流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積（mm2）
取POM的=30MPa
A=2（
所以所選的注射機合模力69.81kN
（3）最大注射壓力的校核
注射機的額定注射壓力即為該機器的最高壓力
Pmax=120MPa
應(yīng)該大于注射成型所需調(diào)用的注射壓力的 即
（4.2）
式中；
為30～50；
代入數(shù)據(jù)計算，符合要求。
(4）安裝尺寸的校核
模具厚度H應(yīng)滿足:
式中該套模具厚度H=25+63+32+25+20+34+20+25=244 mm，滿足模具設(shè)計的要求。
(5）開模行程校核
開模取出塑件所需的開模距離必須小于注射機的最大開模行程。為需要利用開模行程完成側(cè)向抽芯的分型面的注射模，其開模行程還需要考慮為完成抽芯而需要的開模行程。
（4.3）
式中 S ——注射機的最大開模行程（mm）
——塑件脫出距離(mm)
——包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度(mm)
=120mm
=34+45=79mm
當(dāng)〉時，mm
199mm
注射機的開模行程為300mm,因此滿足設(shè)計要求。
4.2 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計和澆口的設(shè)計
澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)凝料熔體從注射機噴嘴到模具型腔的進料通道，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能。
4.2.1 主流道的設(shè)計
主流道是連接注射機的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，具有一頂?shù)腻F度，以便熔體的流動和開模時主流到凝料的順利拔除。
(1）主流道尺寸設(shè)計
（a）主流道的小端直徑 D =注射機噴嘴直徑+（0.5～1）
=4+（0.5～1）, 取D=4.5mm 。
（b）主流道的球面半徑 SR =注射機噴嘴球頭半徑+（1～2）
=12+（1～2），取SR=13mm 。
（c）主流道的長度 取L=25+20+32=77mm。
主流道大端直徑 D=7.6mm（半錐角）
(2）澆口套的設(shè)計
主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求比較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A、T10A等，熱處理硬度為50HRC～55HRC,如圖4.1所示。
圖4.1 主流道襯套
(3）定位圈的設(shè)計與固定
由于該模具主流道比較長，定位圈和襯套設(shè)計成分體式，定位圈結(jié)構(gòu)尺寸如圖4.2所示；定位圈和襯套的固定形式如圖4.3所示。
圖4.2 定位圈
1-內(nèi)六角螺紋； 2-定位圈；3-定模座板；4-主流道襯套；5-定模板
圖4.3 主道襯套的固定形式
4.2.2 澆口和流道的設(shè)計優(yōu)化
根據(jù)設(shè)計的零件,澆口位置有兩種選擇方案:
(1) 如圖4.4所示，塑料熔體通過點澆口注入型腔。澆口殘留痕跡小，易取得澆注系統(tǒng)的平衡。但澆口面積小,流動阻力大，只宜用于成型流動性好的塑料，成本也較高。
圖4.4 澆口和流道的設(shè)置形式
(2) 如圖4.5所示，塑料熔體通過底剖的側(cè)澆口注入型腔,側(cè)澆口形狀簡單，加工容易，適應(yīng)性較強，加工成本也較低。所以在這里我選用側(cè)澆口[12]。
圖4.5 澆口和流道的設(shè)置形式
4.3 成型零件工作尺寸的設(shè)計和計算
模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括型腔、型芯、鑲塊、導(dǎo)柱和拉料桿等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。
設(shè)計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進行強度和剛度校核。
工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔深度和型芯高度尺寸和中心距尺寸等[13]。
POM的成型收縮率為1.2%～3.0%所以平均收縮率取 s=2.1%。
塑件尺寸公差按SJ1372一78標(biāo)準(zhǔn)中的7級精度成型。
4.3.1 型芯與型腔
(1) 采用鑲?cè)胧脚_肩形式型芯成型，這樣方便加工和替換。圓柱鑲件型芯如圖4.6所示。
圖4.6 圓柱型芯
型芯的各部尺寸除特殊情況外都是趨于縮小尺寸,因此應(yīng)選擇塑件公差的1/2,取正偏差,再加上1/4的磨損量,而型芯高度則加上1/6的磨損量.型芯的計算尺寸表達如下。
(a) 型芯的徑向尺寸的計算式：
（4.4）
式中—型芯的最大基本尺寸；
—塑件的最小基本尺寸；
S—塑件的平均收縮率；
△—塑件的公差，取七級精度；
δ—模具制造公差，按1/4△選?。?
根據(jù)公式計算得型芯的各徑向尺寸：
(b) 型芯的高度尺寸的計算：
（4.5）
式中 —型芯高度的最大尺寸；
—塑件內(nèi)形深度的最小尺寸；
S—塑件的平均收縮率；
△—塑件的公差，取七級精度；
δ—模具制造公差，按1/4△選??；
根據(jù)公式計算得型芯的各高度尺寸：
(2) 采用鑲?cè)胧脚_肩形式型腔成型，這樣方便加工和替換。圓柱鑲件型腔如圖4.7所示。
圖4.7 型腔
型腔尺寸計算
型腔的各部分尺寸一般都是趨于增大尺寸，因此應(yīng)選擇塑件公差△的1/2，取負(fù)偏差，再加上1/4△的磨損量，而型芯深度則再加上1/6的磨損量，這樣的型芯的計算尺寸的表述如下。
(a) 型腔的徑向尺寸的計算式：
（4.6）
式中 D0—型芯的最小基本尺寸；
—塑件的最大基本尺寸；
S—塑件的平均收縮率；
△—塑件的公差，取七級精度；
δ—模具制造公差，按1/4△選??；
根據(jù)公式計算得型腔的各徑向尺寸：
(b) 型腔的深度根據(jù)尺寸的計算公式：
（4.7）
式中 —型腔深度的最小尺寸；
—塑件的最大基本小尺寸；
S—塑件的平均收縮率；
△—塑件的公差，取七級精度；
δ—模具制造公差，按1/4△選?。?
根據(jù)公式計算得型腔的各深度尺寸：
4.3.2 型腔零件剛度和強度校核
由于塑件成型部分采用鑲?cè)胧叫颓缓托托?，再鑲?cè)肽０濉３尚透鞑糠譂M足規(guī)定的距離，所以成型時型腔零件完全滿足強度和剛度的要求，在這里就不一一校核。
4.4 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用
根據(jù)前面型腔的布局以及互相位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用基本型為A4型的標(biāo)準(zhǔn)模架[14]。
(1）定模座板（200mm x 250mm、厚為25mm）
定模座板是模具與注射機連接固定的板，材料為45鋼。
通過4個M8的內(nèi)六角圓柱螺釘與定模固定板連接；定位圈通過4個M5的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接；定模座板與澆口套為H7/k6配合。
(2）定模板（180mm x 200mm，厚54mm）
用于固定型芯、導(dǎo)套和滑塊。固定板應(yīng)有一定的厚度，并有足夠強度，一般用45號鋼，調(diào)質(zhì)到230HB～270HB。其上的導(dǎo)柱和導(dǎo)套一端采用H7/f6配合，另外一段也采用H7/f6配合；定模板與澆口套采用H7/r6配合。
(3）動模座板（200mm x250mm、厚為25mm）
材料為45鋼，其上的注射機頂孔為直徑30 mm。
(4）動模板（180mm x 200mm，厚25mm）
材料為45鋼。
(5）墊塊(32mm x 200mm 厚63mm)
（a）主要作用
在動模座板與支撐板之間形成推出機構(gòu)的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機的模具安裝厚度要求。
（b）結(jié)構(gòu)形式
可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。
（c）墊塊材料
墊塊材料為Q235，也可以用HT200、球墨鑄鐵等。這里采用Q235制造。
（d）墊塊的高度h校核。
h=++=12+16+34=62mm
式中 ——推板厚度，為12mm；
——推桿固定板厚度，為16mm；
——推出行程，為34mm；
所以符合設(shè)計要求。
(6）支撐板（180mm x 200mm，厚度32mm）
材料為45鋼。
(7）推板（114mm x 200mm，厚度15mm）
材料為45鋼，其上的推板與推桿采用H7/f6配合。用M5的內(nèi)六角圓柱螺釘與推桿固定板固定。
(8）推桿固定板（120mm x 300mm，厚度20mm）
材料為45鋼，用M5的內(nèi)六角圓柱螺釘與推板固定。
模架如圖4.8所示：
1-動模座板；2-內(nèi)六角螺釘；3-墊塊；4-支承板；5-彈簧；6-頂銷；7-內(nèi)六角螺釘；8-動模板；9-推件板；10-鑲塊；11-型芯；12-定位銷；13-彈簧；14-定模座板；15-定位圈；16-內(nèi)六角螺釘；17-澆口套；18-內(nèi)六角螺釘；19-定模板；20-型腔；21-滑塊；22-斜導(dǎo)柱；23-拉料桿；24-內(nèi)六角螺釘；25-推桿固定板；26-推板；27-推件桿；28-導(dǎo)套；29-導(dǎo)柱；30-導(dǎo)套；
圖4.8 模架
4.5 合模導(dǎo)向機構(gòu)和定位機構(gòu)
采用標(biāo)準(zhǔn)模架，模架本身帶有導(dǎo)向裝置，按模架規(guī)格選取即可。
4.5.1 導(dǎo)向機構(gòu)的總體設(shè)計[15]
(1）導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部分，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的精度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。
(2）該導(dǎo)套采用4根導(dǎo)柱，其布置為等直徑導(dǎo)柱對稱布置。
(3）導(dǎo)柱安裝在支承板和模套上，導(dǎo)套安裝在定模固定板上。
(4）為了保證分型面很好的接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)只有承屑槽，在導(dǎo)柱孔口倒角。
(5）在合模時，保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進入型腔，導(dǎo)致模具損壞。
(6）動定模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。
4.5.2 導(dǎo)柱設(shè)計
(1）采用帶頭導(dǎo)柱，加油槽，如圖4.9所示。
(2）導(dǎo)柱長度必須比凸模端面高度高出6mm ～8mm。
(3）為了使導(dǎo)柱能順利地進入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱端部常做成圓錐形的先導(dǎo)部分。
(4）導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證有足夠的抗彎強度。
(5）導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按H7/r6配合，導(dǎo)柱滑動部分按H7/f6配合。
(6）導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為0.2mm。
(7）導(dǎo)柱應(yīng)具有堅硬耐磨的表面、不易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼T8A、T10A經(jīng)淬火處理，硬度為50HRC以上或45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、表面淬火、低溫回火、硬度為50HRC以上。
圖4.9 導(dǎo)柱
4.5.3 導(dǎo)套設(shè)計
導(dǎo)套與安裝在另外一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動、定模的相對位置，以保證模具運動導(dǎo)向精度的圓套形零件。導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)形式有兩種：直導(dǎo)套、帶頭導(dǎo)套。
(1）采用帶頭導(dǎo)套，如圖4.10所示。
(2）導(dǎo)柱孔最好做成通孔，利于排出孔內(nèi)剩余空氣。
(3）導(dǎo)套孔的的滑動部分按H7/f6配合，表面粗糙度為0.2um。
導(dǎo)套外徑與模板一端采用H7/r6配合。
(4）導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅等耐磨材料制造，該模具中采用T10A[16]。
圖4.10 導(dǎo)套
4.6 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計
注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹模中或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構(gòu)，也常稱為推出機構(gòu)。
4.6.1 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計原則[17]
塑件推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定塑件的質(zhì)量，因此，塑件的推出是不可忽視的，應(yīng)遵循以下原則。
(1）推出機構(gòu)應(yīng)近盡量設(shè)置在動模一側(cè)。
(2）保證塑件不因推出而變形損壞。
(3）機構(gòu)簡單，動作可靠。
(4）良好的塑件外觀。
(5）合模時的準(zhǔn)確復(fù)位。
4.6.2 塑件的推出機構(gòu)
該套模具的塑件采用推件板推出。
推件板如圖4.11所示。
圖4.11 推件板
4.7 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計
當(dāng)在注射成型的塑件上與開合模方向不同的內(nèi)側(cè)或外側(cè)有孔、凹穴或凸臺時，塑件就不能直接由推桿等推出機構(gòu)推出脫模，此時，模具上成型該處的零件必須制成可側(cè)向移動的活動型芯，以便在塑件脫模推出之前，先將側(cè)向成型零件抽出，然后在把塑件從模內(nèi)推出，否則就無法脫模。
4.7.1 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)類型的確定
盒蓋兩側(cè)需要用到抽芯機構(gòu)，在這里運用機動方式抽芯。驅(qū)動方式為斜導(dǎo)柱。該塑件的側(cè)面小孔較淺,所需的抽芯距不大,側(cè)抽芯的成型面積也不大,所以采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯足夠，這里將滑塊位置設(shè)于定模上，導(dǎo)柱位置設(shè)在動模上。
4.7.2 斜導(dǎo)柱的設(shè)計
斜導(dǎo)柱設(shè)置在動模，要有足夠的強度。
斜導(dǎo)柱頂端和定模板固定并磨到和定模板平，在開模時能隨驅(qū)使滑塊沿動模板上的導(dǎo)滑槽滑動。
斜導(dǎo)柱傾斜角為20度。
4.7.3 滑塊的組合及設(shè)計形式
設(shè)計其組合方式時應(yīng)考慮分型與抽芯的方向要求,并保證塑件有較好的外觀質(zhì)量,另外還應(yīng)使滑塊的組合部分具有足夠的強度，該套模具采用兩瓣合模塊組合的結(jié)構(gòu)形式。
利用滑塊水平兩側(cè)面的凸耳與模套對應(yīng)的導(dǎo)滑槽滑動配合,達到側(cè)向分型與復(fù)位的目的。
為防止滑塊離開定模，應(yīng)采用定位銷[18]。
4.7.4 各項尺寸的計算與校核
斜導(dǎo)柱、滑塊之間的相對位置以如圖4.12所示。
(1）滑塊高度為34mm。設(shè)置在定模板內(nèi)的定位銷止動距離為7.45mm。每個滑塊分布兩個定位銷，并對稱分布在滑塊中心線的兩邊。
(2）斜導(dǎo)柱的導(dǎo)向傾斜角為20度，從合模到開模斜導(dǎo)柱剛離開滑塊時，斜導(dǎo)柱的移動距離是20.1mm。
(3）抽芯距離校核
需要抽芯的距離是：3mm
斜導(dǎo)柱剛好抽出來時的推動距離：7.33mm
因：+3，所以抽芯距離滿足要求，塑件能正常取出。
圖4.12 導(dǎo)柱與滑塊
4.8 冷料井的設(shè)計
冷料井位于主流道的對面的下凹模板上，其作用是存放料流前端的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而形成接縫；開模時能將主流道中的凝料拉出。冷料井的尺寸稍大于主流道大端的直徑。 采用底端帶有推桿的冷料井，這類冷料井的底部有一根推料桿組成，推料桿裝于推桿型芯推板上。注射模采用Z型冷料井，結(jié)構(gòu)如圖4.13所示。
圖4.13 冷料井
4.9 排氣系統(tǒng)設(shè)計
由于模具較小且型腔比較簡單，可以利用模具分型面的間隙、推桿和推桿孔的配合間隙以及活動型芯孔的配合間隙自然排氣。
4.10 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計
4.10.1 加熱系統(tǒng)
該套模具的模溫要求在90℃～100℃，所以應(yīng)采用加熱裝置，一般采用電加熱事進行預(yù)熱。
4.10.2 冷卻系統(tǒng)
POM塑件可在較高溫度時脫模，冷卻時間可短，但為防止收縮變形，應(yīng)力不均，脫模后應(yīng)將塑件放在90℃ 左右的熱水中緩冷或用整形夾具冷卻[19]。
4.11 模具材料例表
模具零件材料選擇及熱處理如下表4.2所示.
表4.2 該模具的選材及熱處理
零件名稱
材料牌號
熱處理
硬度
說明
型腔
40Cr
淬火
58HRC-62HRC
淬透性好,熱處理變形小、耐
磨性好
圓柱型芯
40Cr
淬火
58HRC-62HRC
淬透性好,熱處理變形小、耐
磨性好
斜導(dǎo)柱
T7A
淬火
52HRC-55HRC
保證強度和耐磨性
滑塊
45
淬火
48HRC-52HRC
保證形狀和尺寸精度,耐磨性
動定模座板
45
調(diào)質(zhì)
230HB-270HB
保證強度和剛度
墊塊
Q235
調(diào)質(zhì)
230HB-270HB
保證強度和剛度
支撐板
45
調(diào)質(zhì)
225HB-240HB
保證強度和剛度
推板固定板
45
調(diào)質(zhì)
230HB-270HB
保證強度和剛度
主流道襯套
T10A
淬火
50HRC-55HRC
保證耐磨性
導(dǎo)柱導(dǎo)套
T10A
淬火
54HRC-58HRC
保證強度和耐磨性
定位圈
45
調(diào)質(zhì)
230HB-270HB
保證強度和剛度
推件桿
T8A
淬火
43HRC-48HRC
保證強度和耐磨性
拉料桿
T8A
淬火
43HRC-48HRC
保證強度和耐磨性
5 模具裝配
5.1 塑料模具裝配的技術(shù)要求
塑料模具種類較多，結(jié)構(gòu)差異很大，裝配的具體內(nèi)容與要求也不同。一般注射、壓縮和擠出模具結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，裝配環(huán)節(jié)多，工藝難度大。其他類型的塑料模具結(jié)構(gòu)較為簡單。無論哪種類型的模具，為保證成形制品的質(zhì)量，都應(yīng)具有一定的技術(shù)要求。
(1) 模具裝配后各分型面應(yīng)貼合嚴(yán)密,主要分型面的間隙應(yīng)小于0.05mm;在模具適當(dāng)?shù)钠胶馕恢脩?yīng)裝有吊環(huán)或起吊孔；模具的外形尺寸、閉合高度、安裝固定及定位尺寸、推出方式、開模行程等均應(yīng)符合設(shè)計圖樣要求，并與所使用的設(shè)備條件相匹配，模具應(yīng)有標(biāo)記，各模板應(yīng)打印順序編號及加工與裝配時使用的基準(zhǔn)標(biāo)記。
(2) 導(dǎo)向或定位精度應(yīng)滿足設(shè)計要求，動、定模開合運動平穩(wěn)，導(dǎo)向準(zhǔn)確，無卡阻、咬死或刮傷現(xiàn)象，安裝精定位元件的模具時，應(yīng)保證定位精度、可靠，且不得與導(dǎo)柱、導(dǎo)套發(fā)生干涉。
(3）成型零件的形狀與尺寸精度及表面粗糙度應(yīng)符合設(shè)計圖樣要求，表面不得有碰傷、劃痕、裂紋、銹蝕等缺陷；拋光方向應(yīng)與脫模方向一致，成形表面的文字、圖案與脫模方向一致；活動成形零件或鑲件應(yīng)定位可靠。配合間隙適當(dāng)，活動靈活，不產(chǎn)生溢料。
(4）澆注系統(tǒng)表面光滑，尺寸與表面粗糙度符合設(shè)計要求。
(5）推出機構(gòu)應(yīng)運動靈活，工作平穩(wěn)、可靠；推出元件不應(yīng)承受側(cè)向力；既不允許放生溢料，也不得有卡阻現(xiàn)象。
(6）側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)應(yīng)運動靈活、平穩(wěn)；斜導(dǎo)柱不應(yīng)承受側(cè)向力；滑塊定位應(yīng)固定可靠，工作時不得產(chǎn)生變形。
(7）模具加熱元件應(yīng)安裝可靠、絕緣安全、無破損，能達到設(shè)定溫度要求；模具冷卻水道應(yīng)通暢，無堵塞，連接部位密封可靠。
5.2 塑料模具裝配過程
塑料模具的總裝過程因模具結(jié)構(gòu)的不同而不同,但其主要的總裝配順序不變,具體如下:
(1）確定裝配基準(zhǔn)。
(2）安裝導(dǎo)柱導(dǎo)套和型芯、型腔并使間隙均勻。
(3）安裝側(cè)抽芯機構(gòu)和推出機構(gòu)等。
(4）其他零件的裝配。
(5）檢驗、試模[20]。
6 模具工作過程
模具裝配試模完畢之后,模具進入正式工作狀態(tài),其基本工作過程如下：
(1）對塑料POM進行烘干,并裝入料斗。
(2）清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，進行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱。
(3）合模、鎖緊模具。
(4）對塑料進行預(yù)塑化，注射裝置準(zhǔn)備注射。
(5）注射過程包括充模、保壓、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻和脫模。
(6）開模時，開合模系統(tǒng)帶動動模部分后移，斜導(dǎo)柱逼使側(cè)抽芯滑塊移動側(cè)向抽芯，當(dāng)斜導(dǎo)柱脫離動模部分時，固定在定模部上的定位銷剛好卡住滑塊，防止斜滑塊與定模部分分離，使之順利的留在定模恰當(dāng)?shù)奈恢茫欣陧樌夏Ｅc復(fù)位；抽芯完成同時；隨著繼續(xù)開模，塑件脫離型腔同時主流道凝料在拉料桿的拉力作用下與澆口套分離；接著推出機構(gòu)工作，推板在注射機頂桿的作用下，帶動塑件推桿工作，把塑件從主型芯上推出來，從而完成了塑件與模具的分離；最后將塑件取出完成自動脫模。
(7）塑件的后處理。
結(jié)束語
本次畢業(yè)設(shè)計是我們大學(xué)四年所學(xué)知識做的一次總測驗，是鍛煉也是對自己四年來所學(xué)知識及運用知識能力的檢驗。
通過此畢業(yè)設(shè)計，掌握了模具設(shè)計的方法和步驟，并結(jié)合具體的零件進行了具體的設(shè)計工作，包括確定型腔的數(shù)目、選擇分型面、確定澆注系統(tǒng)、脫模方式、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計、注射模成型零件尺寸的計算等。
畢業(yè)設(shè)計從測繪塑件圖紙，到完成CAD造型設(shè)計；完成塑件注射模具方案設(shè)計和相關(guān)設(shè)計計算；模具成型零件CAD造型設(shè)計；最后完成模具加工，掌握了完整的工程設(shè)計過程，學(xué)會了從生產(chǎn)實際出發(fā)，針對實際課題解決實際問題，掌握了綜合使用各種設(shè)計手冊、圖冊、資料的方法，提高了電腦繪圖水平，為以后我的工作奠定了基礎(chǔ)。
本次設(shè)計也暴露出不少的缺點和問題：對于所學(xué)知識還沒有做到仔細(xì)、認(rèn)真消化，許多方面還是只有一個大概的認(rèn)識，沒有深入探討，對實際事物沒有深刻得了解，沒有做到理論聯(lián)系實際，沒有達到對所學(xué)的知識熟練運用的水平。
總之，通過本次畢業(yè)設(shè)計，加強了我對各項知識的綜合運用能力，更培養(yǎng)了我獨立分析問題和解決問題的能力。這些都為我以后走上工作崗位奠定了堅實的基礎(chǔ)。
致 謝
論文從開題、具體設(shè)計、論文的撰寫，均得到了老師、同學(xué)和朋友的大力支持。
在這里我特別感謝丁武學(xué)老師、張躍老師和殷勁松老師對我的指導(dǎo)。他們在繁忙的教學(xué)工作期間，為我的畢業(yè)設(shè)計付出了大量的心血，從開題報告、說明書的撰寫以及裝配圖繪制等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。他們淵博的學(xué)術(shù)知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和待人以誠的寬廣胸懷，使我受益匪淺，必將對我以后的學(xué)習(xí)和工作產(chǎn)生巨大的影響，在此向他致以誠摯的謝意！
其次要感謝同學(xué)們給我的幫助和支持,在設(shè)計中遇到的許多困難,他們都會熱心的給我排憂解難;遇到不能解決的問題，大家也一起討論共同想辦法。
最后還要感謝我的母校對我的大力栽培,感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我打下了機械專業(yè)知識的堅實基礎(chǔ)，正是因為有了這些專業(yè)知識才使這次畢業(yè)設(shè)計順利完成。
參 考 文 獻
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