塑料彎板的注射模具設(shè)計(jì)及成形工藝-注塑模含8張CAD圖帶卡片
塑料彎板的注射模具設(shè)計(jì)及成形工藝-注塑模含8張CAD圖帶卡片,塑料,注射,模具設(shè)計(jì),成形,工藝,注塑,cad,卡片
XXXXX
XX設(shè)計(jì)（XX）中期檢查表
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)教師
選題情況
課題名稱
彎板注射工藝成型設(shè)計(jì)
難易程度
偏難
適中
偏易
工作量
較大
合理
較小
符合規(guī)范化的要求
任務(wù)書
有
無(wú)
開(kāi)題報(bào)告
有
無(wú)
外文翻譯質(zhì)量
優(yōu)
良
中
差
學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況
好
一般
差
工作進(jìn)度
快
按計(jì)劃進(jìn)行
慢
中期工作匯報(bào)及解答問(wèn)題情況
優(yōu)
良
中
差
中期成績(jī)?cè)u(píng)定：
所在專業(yè)意見(jiàn)：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
XXXXX
XX設(shè)計(jì)任務(wù)書
系 部：
專 業(yè)：
學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào):
論文題目 彎板注射成形工藝及模具設(shè)計(jì)
起 迄 日 期: 20XX年 2 月13 日~ 4 月 27 日
指 導(dǎo) 教 師:
20XX年 2 月 13 日
XX設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書
1．本畢業(yè)論文課題來(lái)源及應(yīng)達(dá)到的目的：
該課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際。在完成該課題之后，應(yīng)對(duì)注塑工藝生產(chǎn)較為熟悉，能熟練掌握相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)的使用，能獨(dú)立完成一套模具的設(shè)計(jì)及模具工作零件加工工藝的編制，能夠運(yùn)用模具設(shè)計(jì)軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。
2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)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）：
（1）了解目前國(guó)內(nèi)外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀；
（2）塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析；
（3）折頁(yè)盒注塑模設(shè)計(jì)，并編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份；
（4）繪制模具總裝圖一張，并畫出非標(biāo)準(zhǔn)零件的零件圖
（5）編寫主要零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程卡。
所在專業(yè)審查意見(jiàn)：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
系部意見(jiàn)：
系領(lǐng)導(dǎo)：
年 月 日
機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 卡
零件號(hào)
零 件 名 稱
型腔
工序號(hào)
工 序 名 稱
設(shè) 備
夾 具
刀 具
量 具
工 時(shí)
名 稱
型 號(hào)
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
1
下料〔455×275×75〕
鋼鋸
卡鉗
鋸條
鋼直尺
2
退火至180—200HBS
鋼直尺
3
數(shù)控銑床〔銑至零件具體要求尺寸〕
數(shù)控銑床
卡盤
車刀
千分尺
4
磨
磨砂
專用夾具
千分表
直角尺
5
淬火至60HRC
手鉗
V形鐵
虎鉗
6
磨
7
檢驗(yàn)
編制 校對(duì) 審核 批準(zhǔn)
機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 卡
零件號(hào)
零 件 名 稱
動(dòng)模型芯
工序號(hào)
工 序 名 稱
設(shè) 備
夾 具
刀 具
量 具
工 時(shí)
名 稱
型 號(hào)
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
1
下料〔200×160×100〕
鋼鋸
卡鉗
鋸條
鋼直尺
2
退火至180—200HBS
鋼直尺
3
數(shù)控銑床〔銑至零件具體要求尺寸〕
數(shù)控銑床
卡盤
車刀
千分尺
4
磨
磨砂
專用夾具
千分表
直角尺
5
淬火至60HRC
手鉗
V形鐵
虎鉗
6
磨
7
檢驗(yàn)
編制 校對(duì) 審核 批準(zhǔn)
摘 要
我們以社會(huì)實(shí)際產(chǎn)品為課題，設(shè)計(jì)一套能夠生產(chǎn)所給塑件、結(jié)構(gòu)合理、能保證制品的精度、表面質(zhì)量的塑料模具，能熟練使用UG、CAD繪圖。使我們?cè)谒芗Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、塑料成型工藝分析、塑料模具數(shù)字化設(shè)計(jì)、塑料模具零件的選材、熱處理、塑料模具零件的制造，以及資料檢索、英文翻譯等方面獲得綜合訓(xùn)練，為縮短工作適應(yīng)期奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：（1）要明確塑件設(shè)計(jì)要求：仔細(xì)閱讀塑件制品零件圖，從制品的塑料品種，塑件形狀，尺寸精度，表面粗糙度等各方面考慮注塑成型工藝的可行性和經(jīng)濟(jì)性，必要時(shí)，要與產(chǎn)品設(shè)計(jì)者探討塑件的材料種類與結(jié)構(gòu)修改的可能性。（2）運(yùn)用UG及CAD軟件完成模具設(shè)計(jì)：分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處，滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。（3）模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：塑件成型位置及分型面選擇；模具型腔數(shù)的確定，型腔的排列和流道布局以及澆口位置設(shè)置；模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；排氣方式設(shè)計(jì)。（4）模具總體尺寸的確定和選購(gòu)模架：模架已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化，選定模架，在以上模具零部件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上初步繪出模具的完整結(jié)構(gòu)圖。（5）模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件工作圖的繪制：模具總圖繪制必須符合機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，模具總裝圖應(yīng)該包括必要尺寸，如模具閉合尺寸，外形尺寸，特征尺寸，裝配尺寸，極限尺寸及技術(shù)條件，編寫零件明細(xì)表等。
關(guān)鍵詞：ABS；彎板；注射模具；推板機(jī)構(gòu)；薄壁塑件；模具設(shè)計(jì)
Plastic bending plate injection molding process and mold design
Abstract
We take the actual product of society as the subject, design a set of production for plastic parts, reasonable structure, can guarantee the precision plastic mold, the surface quality of the products, able to skillfully use PROE, CAD/CAM mapping, CAE analysis software. We make the plastic parts in the structure design, plastic molding process analysis, plastic mold, plastic mold parts of the digital design and material selection, heat treatment, plastic mold manufacturing, comprehensive training and information retrieval, English translation and so on, in order to shorten the work period to lay a solid foundation for the design of the main content is as follows: (1) to clear plastic parts design requirements: read the product parts, products from plastic, plastic parts shape, size precision, considering the feasibility and economy of the injection molding process of all aspects of the surface roughness when necessary, to explore the possibility of modifying the material type and structure of plastic parts and products the designer. (2) using UG and CAD software to complete the mold design: parting surface should be in shape to meet the requirements of maximum contour, the appearance quality of plastic parts. (3) die structure design: molding position and parting surface selection; determine the mold cavity number, cavity arrangement and runner layout and gate location design; structure design of die parts; ejection mechanism design; exhaust system design. (4) to determine the overall size of the mold and the selection of mold: mold has been gradually standardized, the selected frame, complete structure design based on the above preliminary draw mold parts mold. (5) drawing die assembly drawing and parts drawing: drawing die drawing must comply with the national standard of mechanical drawing, mold assembly drawings should include the necessary dimensions, such as the closed mold size, shape size, feature size, assembly size, limit the size and technical conditions, preparation of parts list etc..
Key words: ABS warp, injection mold, push plate mechanism, thin wall plastic parts, mold design
目 錄
1緒論 1
1.1模具工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀 1
1.2模具工業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀 1
1.3模具的發(fā)展趨勢(shì) 2
1.3.1 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 2
1.3.2模具檢測(cè)、加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展 2
1.4快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù) 3
1.5模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速 3
2 塑料彎板注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造 4
2.1明確設(shè)計(jì)任務(wù)和準(zhǔn)備必要的技術(shù)條件 4
2.2分析研究原材料的工藝特性和成型性能 4
2.2.1基本特性： 4
3塑件的工藝性分析 6
3.1塑料型號(hào)及其性能 6
3.2成型特點(diǎn)： 7
3.3模具工藝規(guī)程的編制 7
4 模具的結(jié)構(gòu)形式 9
4.1分型面位置的確定 9
4.2型腔數(shù)量和排列方式確定 9
5 注射機(jī)型號(hào)的確定 12
5.1注射量的計(jì)算 12
5.2澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 12
5.3選擇注射機(jī) 12
5.4注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核 13
5.4.1注射壓力校核 13
6澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14
6.1主流道的設(shè)計(jì) 14
6.2分流道的設(shè)計(jì) 15
6.3澆口的設(shè)計(jì) 15
6.4側(cè)澆口尺寸的確定 15
7 冷料穴的設(shè)計(jì) 17
7.1成型零件鋼材的選用 17
8 排氣孔道的設(shè)計(jì) 18
9 分型面的選擇設(shè)計(jì) 19
10 模架的選擇與設(shè)計(jì) 20
10.1特點(diǎn)和用途： 20
10.2模架的確定 20
10.3各模板尺寸的確定 21
10.4模架各尺寸的校核 21
11頂出脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 22
11.1 推出脫模機(jī)構(gòu)的選取用原則 22
11.2脫模機(jī)構(gòu)工作原理 22
11.3推板的設(shè)計(jì) 22
12 溫調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23
12.1 模具加熱與冷卻系統(tǒng)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 23
12.2冷卻介質(zhì) 23
12.3凹模嵌件和型芯冷卻水道的設(shè)置 23
14繪制模具的總裝圖 25
裝配調(diào)試的工藝要求及注意問(wèn)題 25
結(jié)束語(yǔ) 26
致謝 28
XXXXX
XX設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ)
學(xué)生姓名： 班級(jí): 學(xué)號(hào)：
題 目 彎板注射成形工藝及模具設(shè)計(jì)
綜合成績(jī)：
指導(dǎo)者評(píng)語(yǔ)：
1）范伯男同學(xué)工作態(tài)度基本認(rèn)真，基本能完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)；
2）該同學(xué)查閱了國(guó)內(nèi)有關(guān)沖壓（塑料）模具設(shè)計(jì)與制造方面的相關(guān)文獻(xiàn)資料，制訂出了基本合理的沖壓成形（塑料成型）工藝及模具結(jié)構(gòu)；
3）該同學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書內(nèi)容基本完整，計(jì)算基本正確，格式基本規(guī)范；
4）該同學(xué)裝配圖、零件圖設(shè)計(jì)基本合理，圖紙表達(dá)基本準(zhǔn)確；
5）建議該同學(xué)成績(jī)?cè)u(píng)定：及格；
6）可以提交答辯。
指導(dǎo)者(簽字)：
年 月 日
XX設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ)
評(píng)閱者評(píng)語(yǔ)：
1）范伯男同學(xué)的設(shè)計(jì)任務(wù)來(lái)自生產(chǎn)實(shí)際，工作量大小適中，基本能夠完成本任務(wù)的設(shè)計(jì)，模具結(jié)構(gòu)基本合理，裝配圖和零件圖表達(dá)存在一些細(xì)節(jié)問(wèn)題，設(shè)計(jì)說(shuō)明書內(nèi)容基本完整、格式基本規(guī)范。
2） 建議成績(jī)?cè)u(píng)定：及格
3）可以提交答辯
評(píng)閱者(簽字)：
年 月 日
答辯委員會(huì)（小組）評(píng)語(yǔ)：
答辯委員會(huì)（小組）負(fù)責(zé)人(簽字)：
年 月 日
XX 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書
XX設(shè)計(jì)題目：塑料彎板注射成形工藝及模具設(shè)計(jì)
系 部：
專 業(yè)：
班 級(jí)：
學(xué)生姓名：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師：
2XX年 4 月 20 日
摘 要
我們以社會(huì)實(shí)際產(chǎn)品為課題，設(shè)計(jì)一套能夠生產(chǎn)所給塑件、結(jié)構(gòu)合理、能保證制品的精度、表面質(zhì)量的塑料模具，能熟練使用UG、CAD繪圖。使我們?cè)谒芗Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、塑料成型工藝分析、塑料模具數(shù)字化設(shè)計(jì)、塑料模具零件的選材、熱處理、塑料模具零件的制造，以及資料檢索、英文翻譯等方面獲得綜合訓(xùn)練，為縮短工作適應(yīng)期奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：（1）要明確塑件設(shè)計(jì)要求：仔細(xì)閱讀塑件制品零件圖，從制品的塑料品種，塑件形狀，尺寸精度，表面粗糙度等各方面考慮注塑成型工藝的可行性和經(jīng)濟(jì)性，必要時(shí)，要與產(chǎn)品設(shè)計(jì)者探討塑件的材料種類與結(jié)構(gòu)修改的可能性。（2）運(yùn)用UG及CAD軟件完成模具設(shè)計(jì)：分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處，滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。（3）模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：塑件成型位置及分型面選擇；模具型腔數(shù)的確定，型腔的排列和流道布局以及澆口位置設(shè)置；模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；排氣方式設(shè)計(jì)。（4）模具總體尺寸的確定和選購(gòu)模架：模架已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化，選定模架，在以上模具零部件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上初步繪出模具的完整結(jié)構(gòu)圖。（5）模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件工作圖的繪制：模具總圖繪制必須符合機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，模具總裝圖應(yīng)該包括必要尺寸，如模具閉合尺寸，外形尺寸，特征尺寸，裝配尺寸，極限尺寸及技術(shù)條件，編寫零件明細(xì)表等。
關(guān)鍵詞：ABS；彎板；注射模具；推板機(jī)構(gòu)；薄壁塑件；模具設(shè)計(jì)
Plastic bending plate injection molding process and mold design
Abstract
We take the actual product of society as the subject, design a set of production for plastic parts, reasonable structure, can guarantee the precision plastic mold, the surface quality of the products, able to skillfully use PROE, CAD/CAM mapping, CAE analysis software. We make the plastic parts in the structure design, plastic molding process analysis, plastic mold, plastic mold parts of the digital design and material selection, heat treatment, plastic mold manufacturing, comprehensive training and information retrieval, English translation and so on, in order to shorten the work period to lay a solid foundation for the design of the main content is as follows: (1) to clear plastic parts design requirements: read the product parts, products from plastic, plastic parts shape, size precision, considering the feasibility and economy of the injection molding process of all aspects of the surface roughness when necessary, to explore the possibility of modifying the material type and structure of plastic parts and products the designer. (2) using UG and CAD software to complete the mold design: parting surface should be in shape to meet the requirements of maximum contour, the appearance quality of plastic parts. (3) die structure design: molding position and parting surface selection; determine the mold cavity number, cavity arrangement and runner layout and gate location design; structure design of die parts; ejection mechanism design; exhaust system design. (4) to determine the overall size of the mold and the selection of mold: mold has been gradually standardized, the selected frame, complete structure design based on the above preliminary draw mold parts mold. (5) drawing die assembly drawing and parts drawing: drawing die drawing must comply with the national standard of mechanical drawing, mold assembly drawings should include the necessary dimensions, such as the closed mold size, shape size, feature size, assembly size, limit the size and technical conditions, preparation of parts list etc..
Key words: ABS warp, injection mold, push plate mechanism, thin wall plastic parts, mold design
目 錄
1緒論 1
1.1模具工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀 1
1.2模具工業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀 1
1.3模具的發(fā)展趨勢(shì) 2
1.3.1 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 2
1.3.2模具檢測(cè)、加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展 2
1.4快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù) 3
1.5模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速 3
2 塑料彎板注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造 4
2.1明確設(shè)計(jì)任務(wù)和準(zhǔn)備必要的技術(shù)條件 4
2.2分析研究原材料的工藝特性和成型性能 4
2.2.1基本特性： 4
3塑件的工藝性分析 6
3.1塑料型號(hào)及其性能 6
3.2成型特點(diǎn)： 7
3.3模具工藝規(guī)程的編制 7
4 模具的結(jié)構(gòu)形式 9
4.1分型面位置的確定 9
4.2型腔數(shù)量和排列方式確定 9
5 注射機(jī)型號(hào)的確定 12
5.1注射量的計(jì)算 12
5.2澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 12
5.3選擇注射機(jī) 12
5.4注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核 13
5.4.1注射壓力校核 13
6澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14
6.1主流道的設(shè)計(jì) 14
6.2分流道的設(shè)計(jì) 15
6.3澆口的設(shè)計(jì) 15
6.4側(cè)澆口尺寸的確定 15
7 冷料穴的設(shè)計(jì) 17
7.1成型零件鋼材的選用 17
8 排氣孔道的設(shè)計(jì) 18
9 分型面的選擇設(shè)計(jì) 19
10 模架的選擇與設(shè)計(jì) 20
10.1特點(diǎn)和用途： 20
10.2模架的確定 20
10.3各模板尺寸的確定 21
10.4模架各尺寸的校核 21
11頂出脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 22
11.1 推出脫模機(jī)構(gòu)的選取用原則 22
11.2脫模機(jī)構(gòu)工作原理 22
11.3推板的設(shè)計(jì) 22
12 溫調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23
12.1 模具加熱與冷卻系統(tǒng)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 23
12.2冷卻介質(zhì) 23
12.3凹模嵌件和型芯冷卻水道的設(shè)置 23
14繪制模具的總裝圖 25
裝配調(diào)試的工藝要求及注意問(wèn)題 25
結(jié)束語(yǔ) 26
致謝 28
1緒論
模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。目前全世界模具年產(chǎn)值約為600億美元，日、美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)，從1997年開(kāi)始，我國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值也超過(guò)了機(jī)床工業(yè)值。
1.1模具工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀
按照中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)的劃分，我國(guó)模具基本分為10大類，其中，沖壓模和塑料成型模兩大類占主要部分。按產(chǎn)值計(jì)算，目前我國(guó)沖壓模占50％左右，塑料成形模約占20％，拉絲模（工具）約占10％，而世界上發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家和地區(qū)的塑料成形模比例一般占全部模具產(chǎn)值的40％以上。
我國(guó)的塑料成形模具設(shè)計(jì)，制作技術(shù)起步較晚，整體水平還較低。目前單型腔，簡(jiǎn)單型腔的模具達(dá)70％以上，仍占主導(dǎo)地位。一模多腔精密復(fù)雜的塑料注射模，多色塑料注射模已經(jīng)能初步設(shè)計(jì)和制造。模具平均壽命約為80萬(wàn)次左右，主要差距是模具零件變形大、溢邊毛刺大、表面質(zhì)量差、模具型腔沖蝕和腐蝕嚴(yán)重、模具排氣不暢和型腔易損等，注射模精度已達(dá)到5um以下，最高壽命已突破2000萬(wàn)次，型腔數(shù)量已超過(guò)100腔，達(dá)到了80年代中期至90年代初期的國(guó)際先進(jìn)水平。
1.2模具工業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀
我國(guó)模具工業(yè)目前技術(shù)水平參差不齊，懸殊較大。從總體上來(lái)講，與發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家及港臺(tái)地區(qū)先進(jìn)水平相比，還有較大的差距。在采用CAD/CAM等技術(shù)設(shè)計(jì)與制造模具方面，無(wú)論是應(yīng)用的廣泛性，還是技術(shù)水平上都存在很大的差距。在應(yīng)用CAD技術(shù)設(shè)計(jì)模具方面，僅有約10%的模具在設(shè)計(jì)中采用了CAD，距拋開(kāi)繪圖板還有漫長(zhǎng)的一段路要走；在應(yīng)用CAM技術(shù)制造模具方面，一是缺乏先進(jìn)適用的制造裝備，二是現(xiàn)有的工藝設(shè)備或因計(jì)算機(jī)制式不同，或因字節(jié)差異、運(yùn)算速度差異、抗電磁干擾能力差異等，聯(lián)網(wǎng)率較低，只有5%左右的模具制造設(shè)備近年來(lái)才開(kāi)展這項(xiàng)工作。
1.3模具的發(fā)展趨勢(shì)
1.3.1 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展
模具軟件功能集成化模具軟件功能的集成化要求軟件的功能模塊比較齊全，同時(shí)各功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型，以實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理與共享，從而支持模具設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢驗(yàn)、測(cè)試及生產(chǎn)管理的全過(guò)程，達(dá)到實(shí)現(xiàn)最佳效益的目的。集成化程度較高的軟件包括：Pro/ENGINEER、UG和CATIA等。
模具設(shè)計(jì)、分析及制造的三維化傳統(tǒng)的二維模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)和集成化技術(shù)要求。模具設(shè)計(jì)、分析、制造的三維化、無(wú)紙化要求新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺(jué)來(lái)設(shè)計(jì)模具，所采用的三維數(shù)字化模型能方便地用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的CAE分析、模具可制造性評(píng)價(jià)和數(shù)控加工、成形過(guò)程模擬及信息的管理與共享。如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等軟件具備參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)等特點(diǎn)，從而使模具并行工程成為可能。國(guó)內(nèi)有華中理工大學(xué)研制的同類軟件HSC3D4.5F及鄭州工業(yè)大學(xué)的Z-mold軟件。
1.3.2模具檢測(cè)、加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展
模具檢測(cè)設(shè)備的日益精密、高效精密、復(fù)雜、大型模具的發(fā)展，對(duì)檢測(cè)設(shè)備的要求越來(lái)越高。現(xiàn)在精密模具的精度已達(dá)2～3μm，目前國(guó)內(nèi)廠家使用較多的有意大利、美國(guó)、日本等國(guó)的高精度三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，并具有數(shù)字化掃描功能。如東風(fēng)汽車模具廠不僅擁有意大利產(chǎn)3250mm×3250mm三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，還擁有數(shù)碼攝影光學(xué)掃描儀，率先在國(guó)內(nèi)采用數(shù)碼攝影、光學(xué)掃描作為空間三維信息的獲得手段，從而實(shí)現(xiàn)了從測(cè)量實(shí)物→建立數(shù)學(xué)模型→輸出工程圖紙→模具制造全過(guò)程，成功實(shí)現(xiàn)了逆向工程技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。
數(shù)控電火花加工機(jī)床
日本沙迪克公司采用直線電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)的AQ325L、AQ550LLS-WEDM具有驅(qū)動(dòng)反應(yīng)快、傳動(dòng)及定位精度高、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。瑞士夏米爾公司的NCEDM具有P-E3自適應(yīng)控制、PCE能量控制及自動(dòng)編程專家系統(tǒng)。
高速銑削機(jī)床(HSM)
銑削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量好、加工效率高(為普通銑削加工的5～10倍)及可加工硬材料(<60HRC)等諸多優(yōu)點(diǎn)。因而在模具加工中日益受到重視。
1.4快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)
縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期是贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的有效手段之一。與傳統(tǒng)模具加工技術(shù)相比，快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)具有制模周期短、成本較低的特點(diǎn)，精度和壽命又能滿足生產(chǎn)需求，是綜合經(jīng)濟(jì)效益比較顯著的模具制造技術(shù)，具體主要有以下一些技術(shù)。
快速原型制造技術(shù)(RPM)。它包括激光立體光刻技術(shù)(SLA) ；疊層輪廓制造技術(shù)(LOM) ；激光粉末選區(qū)燒結(jié)成形技術(shù)(SLS) ；熔融沉積成形技術(shù)(FDM) 和三維印刷成形技術(shù)(3D-P)等。
表面成形制模技術(shù)。它是指利用噴涂、電鑄和化學(xué)腐蝕等新的工藝方法形成型腔表面及精細(xì)花紋的一種工藝技術(shù)。
澆鑄成形制模技術(shù)。主要有鉍錫合金制模技術(shù)、鋅基合金制模技術(shù)、樹脂復(fù)合成形模具技術(shù)及硅橡膠制模技術(shù)等
冷擠壓及超塑成形制模技術(shù)。
其他方面技術(shù)。如采用氮?dú)鈴椈蓧哼?、卸料、快速換模技術(shù)、沖壓?jiǎn)卧M合技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)及實(shí)型鑄造沖模刃口鑲塊技術(shù)等。
1.5模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速
模具工業(yè)要上水平，材料應(yīng)用是關(guān)鍵。因選材和用材不當(dāng)，致使模具過(guò)早失效，大約占失效模具的45%以上。在模具材料方面，常用冷作模具鋼有CrWMn、Cr12、Cr12MoV和W6Mo5Cr4V2，火焰淬火鋼(如日本的AUX2、SX105V(7CrSiMnMoV)等；常用新型熱作模具鋼有美國(guó)H13、瑞典QRO80M、QRO90SUPREME等；常用塑料模具用鋼有預(yù)硬鋼(如美國(guó)P20)、時(shí)效硬化型鋼(如美國(guó)P21、日本NAK55等)、熱處理硬化型鋼(如美國(guó)D2，日本PD613、PD555、瑞典一勝白136等)、粉末模具鋼(如日本KAD18和KAS440)等；覆蓋件拉延模常用HT300、QT60-2、Mo-Cr、Mo-V鑄鐵等，大型模架用HT250。多工位精密沖模常采用鋼結(jié)硬質(zhì)合金及硬質(zhì)合金YG20等。在模具表面處理方面，其主要趨勢(shì)是：由滲入單一元素向多元素共滲、復(fù)合滲(如TD法)發(fā)展；由一般擴(kuò)散向CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向發(fā)展。
2 塑料彎板注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造
原始資料：
零件名稱：彎板
材料：ABS
生產(chǎn)批量：大批量
2.1明確設(shè)計(jì)任務(wù)和準(zhǔn)備必要的技術(shù)條件
注射模設(shè)計(jì)工作必須從模具設(shè)計(jì)任務(wù)書作為依據(jù)。由設(shè)計(jì)任務(wù)書了解塑料制品的技術(shù)圖樣，生產(chǎn)綱領(lǐng)、使用要求，注射成型工藝規(guī)程以及對(duì)模具質(zhì)量的要求和完成時(shí)間等內(nèi)容，明確設(shè)計(jì)任務(wù)之后，通過(guò)必要的技術(shù)資料進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。
2.2分析研究原材料的工藝特性和成型性能
2.2.1基本特性：
ABS是（Acrylonitrile Butadiene Styrene的首字母縮寫）是一種強(qiáng)度高、韌性好、易于加工成型的熱塑型高分子材料。因?yàn)槠鋸?qiáng)度高、耐腐蝕、耐高溫，所以常被用于制造儀器的塑料外殼。 ABS樹脂是微黃色固體，有一定的韌性，密度約為1.04~1.06 g／cm3。它抗酸、堿、鹽的腐蝕能力比較強(qiáng)，也可在一定程度上耐受有機(jī)溶劑溶解。 ABS樹脂可以在-25℃~60℃的環(huán)境下表現(xiàn)正常，而且有很好的成型性，加工出的產(chǎn)品表面光潔，易于染色和電鍍。因此它可以被用于家電外殼、玩具等日常用品。常見(jiàn)的樂(lè)高積木就是ABS制品。 ABS樹脂可與多種樹脂配混成共混物，如PC／ABS、ABS/PVC、PA／ABS、PBT／ABS等，產(chǎn)生新性能和新的應(yīng)用領(lǐng)域，如：將ABS樹脂和PMMA混合，可制造出透明ABS樹脂。 ABS管材的特點(diǎn)
(1)工作壓力高:在常溫2OC情況下壓力為1.OMpa。
(2)抗沖擊性好:在遭受突然襲擊時(shí)僅產(chǎn)生韌性變形。
(3)本產(chǎn)品化學(xué)性能穩(wěn)定、無(wú)毒、無(wú)味，完全符合制藥、食品等行業(yè)的衛(wèi)生安全要求。 (4)流體阻力小，其內(nèi)壁光滑，轉(zhuǎn)彎處呈圓弧形，因而流動(dòng)磨擦力小，大大減少了系統(tǒng)流體阻力和泵的馬力。
(5)使用溫度范圍大:其使用的溫度范圍為-2O℃～+70℃。
(6)使用壽命長(zhǎng):本產(chǎn)品在室內(nèi)一般可用50年之久，如埋在地下或水中壽命會(huì)更長(zhǎng)，且無(wú)明顯腐蝕。
(7)安裝簡(jiǎn)便密封性好:本產(chǎn)品安裝采用承插式連接溶劑粘接密封，施工簡(jiǎn)便，固化速度快、粘合強(qiáng)度高，避免了一般管道存在的跑、冒、滴、漏的現(xiàn)象。
(8)重量輕，節(jié)省投資:ABS的重量是鋼鐵的1/7，因而減輕了結(jié)構(gòu)重量，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，并降低了原材料的消耗，可大大節(jié)省工程投資。
3 塑件的工藝性分析
3.1塑料型號(hào)及其性能
經(jīng)過(guò)我們查了《模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè)》可以知道，一般外殼零件，比如手機(jī)殼，塑料扣盒殼體塑件選用ABS樹脂材料是相對(duì)比較好，性價(jià)比相對(duì)比較高的。ABS樹脂其實(shí)就是由三種單體共聚合成的，這三種單體分別是丙烯腈、聚丁二烯和苯乙烯。當(dāng)然這三種單體都有屬于他們自己的特性，丙烯腈能讓之表面平滑和充滿光澤并能讓之具有較高的硬度；除了硬度之外，韌性那也是非常重要的一項(xiàng)特性，聚定烯提供就是這樣具有韌性的特性；剩下的苯乙烯的特性就是讓加工性變得良好。這些優(yōu)良的特性使得ABS的應(yīng)用范圍很廣，性價(jià)比很高，很多廠家都喜歡采用ABS材料，因?yàn)樗亲罱?jīng)濟(jì)的材料。
綜上所述，所以選用ABS塑料。
我們需要注意的是，在注塑成型的時(shí)候，要進(jìn)行預(yù)備性干燥，鑒于聚丁二烯的效能，在塑料熔融時(shí)，很容易就會(huì)產(chǎn)生氣體，造成的不良后果有燒痕或者銀線等。
ABS主要技術(shù)指標(biāo)如下表：
表 1 ABS 主要技術(shù)指標(biāo)
密度（g/cm3）
1.02～1.16
抗拉屈服強(qiáng)度(Mpa)
50
比容(cm3/g)
0.86～0.98
拉伸彈性模量(Mpa)
1.8x103
吸水率 24h(%)
0.2～0.4
沖擊韌性
N·dm/cm2
無(wú)缺口
261
收縮率(%)
0.4～0.7
缺口
11
熔點(diǎn)(℃)
130～160
彎曲強(qiáng)度(Mpa)
80
熱變形溫度(℃)
0.45Mpa
90～108
硬度(HB)
9.7
1.80Mpa
83～103
體積電阻率
6.9×1016
3.2成型特點(diǎn)：
流動(dòng)性和成型優(yōu)良，成品率高，但易出現(xiàn)裂紋，成型塑件的脫模斜度不宜過(guò)小，但頂出要均勻；由于熱膨脹系數(shù)高，塑件中不宜有嵌件，否則會(huì)因兩者的熱膨脹系數(shù)相差太大而導(dǎo)致開(kāi)裂，塑件壁厚應(yīng)均勻；宜用高料溫、高模溫、低注射壓力成型并延長(zhǎng)注射時(shí)間，以防止縮孔及變形降低內(nèi)應(yīng)力，但料溫過(guò)高，容易出現(xiàn)銀絲；因流動(dòng)性好，模具設(shè)計(jì)中大多采用點(diǎn)澆口形式。
3.3模具工藝規(guī)程的編制
以下是根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書題目所提供的原始數(shù)據(jù)即一個(gè)塑件的模型要求，來(lái)綜合介紹塑件的注射成型工藝的選擇，成型模具的設(shè)計(jì)程序、模具主要零部件的加工工藝規(guī)程的編制及模具裝配與試模的工藝方法等內(nèi)容。
該塑件是一個(gè)塑料彎板，其零件如圖所示。本塑件的材料采用ABS，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。
塑料彎板零件圖
3.4 ABS的注射成型過(guò)程及工藝參數(shù)
注射成型過(guò)程
(1)成型前的準(zhǔn)備 對(duì)ABS的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)，由于ABS吸水性較大，成型前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥。
(2)注射過(guò)程 塑件在注射機(jī)料和筒內(nèi)經(jīng)過(guò)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(guò)程可分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(gè)階段。
(3）塑件的后處理的介質(zhì)為空氣和水，處理溫度為60～75C°，理時(shí)間為16～20s。
(4)注射工藝參數(shù) 注射機(jī)：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為30r/min 料筒溫度（C°):后段150～170; 中段160～180；
4 模具的結(jié)構(gòu)形式：
4.1分型面位置的確定
通過(guò)對(duì)塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，分型面應(yīng)選在端蓋截面積最大且利于開(kāi)模取出塑件的底平面上。
4.2型腔數(shù)量和排列方式確定
（1）型腔數(shù)量的確定
該塑件采用精度一般在2～3級(jí)之間，且為大批量生產(chǎn)，可采取一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時(shí)，考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的大小關(guān)系，以及制造費(fèi)用和各種成本費(fèi)等因素，初步定為一模兩腔結(jié)構(gòu)形式。
（2）成型排列形式的確定
多型腔模具盡可采用平衡式排列布置，且要力求緊湊。并與澆口開(kāi)設(shè)的部位對(duì)稱。由于該設(shè)計(jì)選擇的是一模兩腔，故采用直線對(duì)稱排列
（3）模具結(jié)構(gòu)形式的確定
從上面的分析可知，本模具設(shè)計(jì)為一模兩腔，對(duì)稱直線排列，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機(jī)構(gòu)擬采用脫模板推出形式。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，流道采用對(duì)稱平衡式，澆口采用側(cè)澆口，且開(kāi)設(shè)在分型面上。因此，定模部分不需要單獨(dú)開(kāi)設(shè)分型面取出凝料，動(dòng)模部分需要添加型芯固定板、支撐板和脫模板。由上綜合分析可確定選用帶脫模板的單分型面注射模。
型腔
型芯
注塑成型模具型腔壁厚的制定應(yīng)該符合操作方便簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)質(zhì)輕精巧和剛度好、強(qiáng)度大等條件。在塑料的填充過(guò)程中，由于會(huì)受到熔體的高溫高壓影響，型腔應(yīng)該具有滿足設(shè)計(jì)條件的剛度和強(qiáng)度。如若不然制品或許會(huì)由于剛度不足從而形變損傷，也有一定幾率會(huì)由于彎曲形變導(dǎo)致飛邊和溢料，由此制品的尺寸精確度大大下降，同時(shí)導(dǎo)致制品脫模不能順利進(jìn)行。計(jì)算剛度通常需要對(duì)以下情況進(jìn)行分析評(píng)估：
(1)由于部分位置的尺寸會(huì)受到較高精度的限制，所以需要保證制品符合精度要求以及尺寸要求；
(2)確保型腔不會(huì)出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，本設(shè)計(jì)采用的塑料材料為ABS，保證該材料不溢料的最大間隙為0.05mm；
(3)控制制品冷卻固化時(shí)的收縮量大于型腔允許的彈性形變量，以確保制品能夠順暢地脫模。
5 注射機(jī)型號(hào)的確定
根據(jù)分析塑件制品它的大小還有生產(chǎn)量的多少，需預(yù)選注射機(jī)，在預(yù)選中，應(yīng)以塑件制品實(shí)際需要的注射量來(lái)預(yù)選注射機(jī)型號(hào)，預(yù)選完后，還得對(duì)注射機(jī)的其他參數(shù)分別進(jìn)行校核，以確保是否符合生產(chǎn)需要，一般需要校核的參數(shù)為：公稱鎖模力、模板行程、公稱注射壓力和模具安裝部門的尺寸
5.1注射量的計(jì)算
經(jīng)計(jì)算得 塑件體積：
塑V=62.383cm
塑件質(zhì)量： 塑m=62.38×1.02g=63.79g
5.2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，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.2～1倍來(lái)估算。由本次采用流道簡(jiǎn)單并且較短,因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.2倍來(lái)估算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為
總V=塑V（1+0.2）×2=149.713cm
5.3選擇注射機(jī)
根據(jù)第二步計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量 總V=121.5843cm，并結(jié)合式0.8/V總公V有：14.1878.0/71.1498.0/3cmV總3cm。
根據(jù)以上計(jì)算，初步選定公稱注射量為1603cm，注射機(jī)型號(hào)為SZ-160/100臥式注射機(jī)。
其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表。
5.4注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核
5.4.1注射壓力校核
查表知，ABS所需注射壓力為80～110MPa，這里取 0p=100MPa,該注射機(jī)的公稱注射壓力公p=150MPa，注射壓力安全系數(shù)1k=1.25～ 1.4，這里取1k=1.3，則： 01pk=1.3×100=130＜ ，所以，注射機(jī)注射壓力合格。
6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)指模具中從注射機(jī)噴嘴起到型腔入口為止的塑料由塑料熔體的流動(dòng)通道，普通澆注系統(tǒng)包括流道（由主流道、分流道和冷料穴組成）和澆口。
6.1主流道的設(shè)計(jì)
主流道通常位于模具中心塑熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動(dòng)和開(kāi)模時(shí)主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計(jì)中常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套。
主流道的尺寸
主流道長(zhǎng)度：小型模具應(yīng)盡量小于60mm，本次設(shè)計(jì)中取38mm
主流道小端直徑：d = 注射機(jī)噴嘴直徑 +（0.5～1）mm= （5+0.5）mm=5.5mm
主流道大端直徑： = d+2tanαmm≈7mm，式中α=4o。
主流道球面半徑：S=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（1～2）mm=9+（1～2）mm
取 S = 11mm。
球面配合高度: h=6mm。
主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購(gòu)。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對(duì)材料的要求嚴(yán)格，因而盡管小型注射?？梢詫⒅髁鞯罎部谔着c定位圈設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開(kāi)來(lái)設(shè)計(jì)，以便于拆卸更換。同時(shí)也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。
設(shè)計(jì)中常采用碳素工具鋼（T8A或T10A），熱處理淬火表面硬度為50～55HRC。
主流道截面圖
6.2分流道的設(shè)計(jì)
（1）分流道的布置形式
在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時(shí)還要考慮減小分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。
（2）分流道的長(zhǎng)度
由于流道設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，根據(jù)兩個(gè)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分流道較短，故設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)選小一些。單邊分流道長(zhǎng)度分L取35mm。
(3)分流道截面形狀
為了便于加工和凝料的脫模，本次設(shè)計(jì)采用梯形截面，其加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失、流動(dòng)阻力均不大。
6.3澆口的設(shè)計(jì)
該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質(zhì)量要求較高，采用一模兩腔注射，為便于調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和封閉時(shí)間，因此采用側(cè)澆口。其截面形狀簡(jiǎn)單，易于加工，便于試模后修正，且開(kāi)設(shè)在分型面上，從型腔的邊緣進(jìn)料。塑件輪轂和外周有4條肋板相連，而澆口正對(duì)其中一塊肋板，有利于向輪轂和頂部填充。
6.4側(cè)澆口尺寸的確定
計(jì)算側(cè)澆口的深度。根據(jù)表，可得側(cè)澆口的深度h計(jì)算公式為 h=nt=0.7×3mm=2.1mm 式中，t是塑件壁厚，這里t=3mm；n是塑料成型系數(shù)，對(duì)于ABS，其成型系數(shù) n=0.7預(yù)選注射機(jī)
在工廠進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，澆口深度常常選取小值，以便在今后試模時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行修模處理，并根據(jù)表4-9中推薦的ABS側(cè)澆口的厚度為1.2～1.4mm，故此處澆口深度取1.3mm。
7 冷料穴的設(shè)計(jì)
冷料穴是用來(lái)儲(chǔ)藏注射間隔期間產(chǎn)生的冷料頭的，防止冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，并使熔料能順利地充滿型腔。冷料穴一般設(shè)置在主流道的末端，直徑稍大于主流道大端直徑。本設(shè)計(jì)采用帶勾料形頭（圓形頭）拉料桿的冷料穴.，直徑取6mm。開(kāi)模時(shí)，拉料桿通過(guò)鉤頭拉住冷料穴內(nèi)冷料，將主流道的冷凝料從定模中拉出，然后用推板推出注射件。
冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，其作用主要是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量。本設(shè)計(jì)僅有主流道冷料穴。由于該塑件表面要求沒(méi)有印痕，采用脫模板推出塑件，故采用與球頭形拉料桿匹配的冷料穴。開(kāi)模時(shí)，利用凝料對(duì)球頭的包緊力使凝料從主流道襯套中脫出。
(1)凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凹模成型制品的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。根據(jù)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計(jì)中采用整體嵌入式凹模。
(2)凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（型芯）
凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？梢苑譃檎w式和組合式兩種類型。通過(guò)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析可知，該塑件的型芯有兩個(gè)：一個(gè)是成型零件的內(nèi)表面的大型芯，因塑件包緊力較大，所以設(shè)在動(dòng)模部分；另一個(gè)是成型零件中心軸孔內(nèi)表面的小型芯，設(shè)計(jì)時(shí)將其放定模部分，同時(shí)有利于分散脫模力和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。將這幾個(gè)部分裝配起來(lái)。
7.1成型零件鋼材的選用
根據(jù)對(duì)成型塑件的綜合分析。該塑件的成型零件要有足夠的鋼度、強(qiáng)度、耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時(shí)考慮它的機(jī)械加工性能和拋光性能。又因?yàn)樵撍芗榇笈可a(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用P20（美國(guó)牌號(hào)）。對(duì)于成型塑件外圓筒的大型芯來(lái)說(shuō)，由于脫模時(shí)與塑件的磨損嚴(yán)重，因此鋼材選用高合金工具鋼Cr12MoV。而對(duì)于成型內(nèi)部圓筒的型芯而言，型芯較小，但塑件中心輪轂包住型芯，型芯需要散發(fā)的熱量比較多，磨損也比較嚴(yán)重，因此也采用Cr12MoV，型芯中心通冷卻水冷卻。
8 排氣孔道的設(shè)計(jì)
從某種意義上說(shuō)，注射模也是一種置換裝置，即塑體進(jìn)入模腔的同時(shí)，置出模腔內(nèi)的氣體，這些氣體如果不能排出模腔，將會(huì)影響制品成型以及脫模后的質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問(wèn)題。
排氣方式有兩種，排氣槽排氣、間隙排氣。
塑件采用的是中小型模具，可直接利用分型面，斜滑塊活動(dòng)余量，頂桿間隙，頂桿間隙，拼鑲件縫隙進(jìn)行排氣，而不需要另設(shè)排氣榜，間隙大小以不產(chǎn)生溢料現(xiàn)象為宜，通常在0.02~0.05mm選擇。
9 分型面的選擇設(shè)計(jì)
模具設(shè)計(jì)中，分型面選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)，應(yīng)該根據(jù)分型面選擇原則和塑料的選擇要求選擇分型面。模具取出塑件回澆注系統(tǒng)凝料的面，稱為分型面。分型面的選擇受塑件的形狀、壁厚、外觀、尺寸精度及模腔數(shù)量排槽和澆口位置等許多因素的影響。
根據(jù)下述分型面選擇原則確定分型面位置：
(1) 符合塑件脫模，分型面的位置應(yīng)設(shè)在塑件斷面尺寸最大的部位。
(2)分型面數(shù)目應(yīng)盡量少，形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。
(3) 有利于塑件脫模，選擇分型面應(yīng)盡可能使開(kāi)模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)。
(4)考慮側(cè)向抽拔距選擇分型面時(shí)應(yīng)盡可能使開(kāi)模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)。
(5)有利于排氣。
(6) 模具零件易于加工，選擇分型面時(shí)，應(yīng)將模具分割成便于加工的零件。
概括起來(lái)說(shuō)選擇分型面的原則是：塑件脫出方便、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、腔排氣順利、確保塑件質(zhì)量、無(wú)損塑件外觀、設(shè)備利用合理。
10 模架的選擇與設(shè)計(jì)
塑件形狀結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，采用一模一腔大批量生產(chǎn)，定動(dòng)模部分均采用嵌入式，塑件內(nèi)部四側(cè)均有一內(nèi)凹，該模具采用斜桿導(dǎo)滑的斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)，模具整體上為二次分型抽芯機(jī)構(gòu)，由于塑件尺寸較小，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故采用二級(jí)脫模結(jié)構(gòu)。模架型模架的按結(jié)構(gòu)特征可分為基本型和派生型?；拘陀兴姆N，即A1、A?、A3和A4，派生型有九種，即P1、P2、P3、P4、P5、P6P7、P8、P9
10.1特點(diǎn)和用途：
P1~ P4型由基本型A1~A4對(duì)應(yīng)派生而生，其不同在于取掉了定模板上的固定螺釘，使定模部分增加了一個(gè)分型面而成為三板式模具，多用于需要點(diǎn)澆口場(chǎng)合。其它特點(diǎn)及用途同A1~A4。
由前面分析，選用模架如下（部分尺寸參照標(biāo)準(zhǔn)模架P1或P3型。）教材P125。
動(dòng)模板B×L：250×280
定模板B×L：250×290
10.2模架的確定
由前面型腔的由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，可選用標(biāo)準(zhǔn)模架400x600，模架結(jié)構(gòu)為直澆口形式D型（GB/T12555-2006）。其模架與國(guó)內(nèi)模架制造商龍記的形式一樣的。對(duì)于龍記型號(hào)是DI-4060-A100B60C120,模架為直澆口組合形式模架，如下圖
D型模架
10.3各模板尺寸的確定
動(dòng)模固定板長(zhǎng)寬尺寸：400X600
定模固定板是主要是凹模型腔固定板，厚度則按要求取100mm
動(dòng)模型芯板尺寸：400X600
動(dòng)模型芯板是凸模型芯推動(dòng)板，按模架標(biāo)準(zhǔn)板厚取35mm
動(dòng)模固定板尺寸：400X600
動(dòng)模固定板是鎖緊型芯和支撐動(dòng)模，按模架標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合型芯板厚，最后取60mm
支撐板板尺寸：600X68
支撐板內(nèi)包含了推出行程和推桿組板，按標(biāo)準(zhǔn)取板厚120mm
經(jīng)上述尺寸計(jì)算及鎖模，模架尺寸最大外形尺寸：長(zhǎng)寬高=450mm600mm390mm
10.4模架各尺寸的校核
根據(jù)所選注射機(jī)來(lái)校核模具設(shè)計(jì)的尺寸
模架平面尺寸400x600<500x440 (拉桿間距)，因?yàn)榘凑諘r(shí)根據(jù)模架寬度方向吊下其鎖模臺(tái)尺寸位置足夠。校核合格。
模架高度尺寸385mm, 300mm<385mm<700mm （模架的最大厚度和最小厚度），校核合格
模架的開(kāi)模行程
S=H+H+H+ H3mm=115+50+(30～40)mm=195～205mm
195～205mm< 500mm(開(kāi)模行程 5-1)
H=澆注系統(tǒng)高度
H=推桿推出高度
H3=余量（30~40）
校核合格
11 頂出脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
推出脫模機(jī)構(gòu)是注射模的重要功能結(jié)構(gòu)之一，它由一系列推出零件和輔助零件組成，可以具有不同的推出動(dòng)作。其作用是將冷卻固化后的成型制品從模具中取出，最理想的情況是模具開(kāi)啟后，制品由自身重力作用而從型腔或型芯上自動(dòng)脫落。
11.1 推出脫模機(jī)構(gòu)的選取用原則
注射成型每項(xiàng)一個(gè)循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無(wú)誤地從模具的型腔或型芯上脫模，頂出脫模機(jī)構(gòu)時(shí)，必須根據(jù)制品的形狀，復(fù)雜程度和注射機(jī)推出結(jié)構(gòu)形式，采用各種不同類型的推出脫模機(jī)構(gòu)，其選取用原則如下：
使制品脫模后不致變形，推力面盡可能大，并靠近型芯；
制品在推出時(shí)不能造成碎裂，推力應(yīng)設(shè)在制品能承受較大力的地方，如肋部、凸緣、殼體壁等處；
盡量不損傷制品的外觀；
推出機(jī)構(gòu)應(yīng)動(dòng)作可靠，運(yùn)動(dòng)靈活，制造方便，配換容易。
11.2脫模機(jī)構(gòu)工作原理
注射機(jī)推桿（即動(dòng)力裝置）與推板連接，在脫模時(shí)，注射機(jī)推桿推動(dòng)推板向外運(yùn)動(dòng)，由于推板和推桿固定板是固定在一起的，此時(shí)固定在推桿固定板上的兩個(gè)斜推桿機(jī)構(gòu)同時(shí)向模具中心線17度的方向運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中工件的內(nèi)扣因?yàn)樾蓖茥U機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)會(huì)脫離凹槽，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)塑件頂出。頂桿固定在底板上只起鑲針的作用而沒(méi)有頂出塑件的作用。
11.3推板的設(shè)計(jì)
推件板頂出的特點(diǎn)是頂出力均勻、力量大、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。推件板頂出結(jié)構(gòu)主要用于薄壁容器、扣盒以及不允許在塑件表面留有頂出痕跡的情況。
設(shè)計(jì)推行件板時(shí)遵循原則：
（1）推件板在頂出過(guò)程中必須處于被導(dǎo)向狀態(tài)，通?？繉?dǎo)柱導(dǎo)向，導(dǎo)柱長(zhǎng)度應(yīng)大于推件板的頂出距離。
（2）為了減小推件板與型芯的摩擦，在推件板與型芯羊留有0.25mm間隙，或者在二者之間采用錐面配合，這樣可防止推件板偏心溢料，推件板與型芯應(yīng)呈的錐面配合，以減少運(yùn)動(dòng)摩擦，并起輔助定位作用防止推件板偏心而溢料；推件板與型芯間的配合間隙以不產(chǎn)生塑料溢料為準(zhǔn)。
12 溫調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
12.1 模具加熱與冷卻系統(tǒng)對(duì)塑件質(zhì)量的影響
塑料注射模溫度調(diào)節(jié)能力，不僅影響到塑件質(zhì)量，而且也決定著生產(chǎn)效率。實(shí)際上模具設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到生產(chǎn)成本與經(jīng)濟(jì)效益。注射模的溫調(diào)系統(tǒng)必須具有冷卻或加熱的功能，必需時(shí)還二者兼有。注射模的溫度對(duì)塑料熔體的充模流動(dòng)、固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀和尺寸精度都有重要的影響。注射模中設(shè)置溫調(diào)系統(tǒng)的目的，就是要通過(guò)控制模具溫度，使注射成型具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率。對(duì)模具進(jìn)行冷卻還是加熱與塑料品種、塑料的形狀與尺寸，生產(chǎn)效率與成型工藝對(duì)模具的要求有關(guān)。
對(duì)于粘度低，流動(dòng)性好的塑料（如聚乙烯，聚丙烯等）；因?yàn)槌尚蜏囟裙に囈竽囟疾惶?，所以常用常溫水?duì)模具進(jìn)行冷卻，有時(shí)為了進(jìn)一步縮短在模內(nèi)的冷卻時(shí)間，亦可用冷水控制模溫。
對(duì)于小型薄壁塑件，且成型工藝要求模具太高時(shí)，可以不設(shè)置冷卻裝置而依靠自然冷卻。設(shè)置溫調(diào)裝置后，有時(shí)會(huì)給注射生產(chǎn)帶來(lái)一些問(wèn)題。例如，采用冷水調(diào)節(jié)裝置模具時(shí)，在大氣中水份易凝聚在模型表壁，影響塑件表面質(zhì)量。而采用加熱措施后，模內(nèi)一些間隙配合的零件可能由于膨脹而使間隙減小或消失，從而造成卡死或無(wú)法工作，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以注意。
12.2冷卻介質(zhì)
ABS屬中等黏度材料，其成型溫度及模具溫度分別為200℃和50～80℃。所以，模具溫度初步選定為50℃，用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。
12.3凹模嵌件和型芯冷卻水道的設(shè)置
型芯的冷卻系統(tǒng)的計(jì)算與凹模的冷卻系統(tǒng)的計(jì)算方法基本上是一樣的，因此不再重復(fù)。尤其需要指出的是大型和小型芯的冷卻方式。由于塑件上有四條肋板，大型芯設(shè)計(jì)時(shí)要在型芯上開(kāi)四條溝槽，同時(shí)考慮推桿要通過(guò)大型芯推出塑件的輪轂部分，因此給冷卻系統(tǒng)帶來(lái)了難度。設(shè)計(jì)時(shí)在大型芯的下部采用隔片式冷卻水道。凹模嵌件擬采用兩條冷卻水道進(jìn)行冷卻
注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開(kāi)合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。按作用分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過(guò)定位圈使模具的澆口套能與注射機(jī)噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機(jī)構(gòu)則通過(guò)導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行合模定位。錐面定位則用于動(dòng)、定模之間的精密定位。本模具所成型的塑件比較簡(jiǎn)單，模具定位精度要求不是很高，因此可采用模架本身所帶的定位結(jié)構(gòu)。
14繪制模具的總裝圖
裝配調(diào)試的工藝要求及注意問(wèn)題
試模前，應(yīng)對(duì)零件的裝配過(guò)程再次檢查一遍，以防安裝模具過(guò)程中造成傷人，同時(shí)必須對(duì)設(shè)備的油路，水路進(jìn)行檢查，并按規(guī)定作好開(kāi)機(jī)前的準(zhǔn)備。原料應(yīng)該合格開(kāi)始試模則上選擇在低壓，低溫和較長(zhǎng)的時(shí)間條件下成型，然后按壓力時(shí)間溫度這樣的先后順序變動(dòng)。注射成型時(shí)，可選用高速和低速兩種工藝，一般在制件壁厚面大時(shí)采用高速注射成型。對(duì)料度和熱穩(wěn)定性差的塑料，采用較慢的螺桿轉(zhuǎn)速和略低度的背壓加料和預(yù)塑，而粘度較低和熱穩(wěn)定性好的塑料，可采用較快的螺桿轉(zhuǎn)速和略高的背壓。試模后，將模具清理干凈，涂上防銹漆，然后分別入庫(kù)和返修。
結(jié)束語(yǔ)
畢業(yè)設(shè)計(jì)作為三年大學(xué)學(xué)習(xí)中極為重要的一部分，是衡量一個(gè)學(xué)生專業(yè)課水平的重要標(biāo)志。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們所學(xué)課程的一次系統(tǒng)而深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練，也是我們步入工作前的一次檢驗(yàn)。
就我個(gè)人而言，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我學(xué)習(xí)到了許多知識(shí)，對(duì)模具的設(shè)計(jì)與制造有了極為深刻的認(rèn)識(shí)，是一次由理論向?qū)嵺`的飛躍，回顧一個(gè)多月的設(shè)計(jì)生活，讓我感慨頗深，主要體會(huì)有以下幾點(diǎn)：
1 扎實(shí)的基礎(chǔ)課，專業(yè)課是模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)
由于以前所學(xué)的課程難免有些理解不深，遺忘等，而本次設(shè)計(jì)又或多或少的用到了這些知識(shí)，從而迫使我認(rèn)真扎實(shí)的學(xué)習(xí)了以前的課程，并加深了對(duì)這些課程的理解、真正有一種溫故而知新的感覺(jué)，如機(jī)械制圖中的各種線型的特點(diǎn)應(yīng)用，材料力學(xué)中的應(yīng)力校核，熱處理中各種材料與熱處理性能，公差配合與測(cè)量技術(shù)中公差的正確選用，模具的加工與制造技術(shù)。塑料模具的設(shè)計(jì)與制造步驟，模具材料的正確選用等。
2 理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性
以前的學(xué)習(xí)中，基本上是純理論的學(xué)習(xí)，雖然有金工實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí)踐的體味，但卻停留在表面上，沒(méi)有進(jìn)行過(guò)真正的設(shè)計(jì)，從而使理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)，而現(xiàn)在我們是在經(jīng)歷了金工實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)后的一次真正的練兵。我認(rèn)真回顧了以前所見(jiàn)所學(xué)的塑料模知識(shí)，在腦海里反復(fù)了思考了塑料模的步驟，然后開(kāi)始到圖書館查資料作設(shè)計(jì)。在作設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我才真正感覺(jué)到眼高手低的含義，同時(shí)也“窺一斑而知全豹”，自己的學(xué)習(xí)中的不足和薄弱環(huán)節(jié)暴露無(wú)遺，但是在老師們的幫助下以及自己的努力下，我終于克服了重重困難，使設(shè)計(jì)得以順利的進(jìn)行。通過(guò)向老師們請(qǐng)教，我了解到設(shè)計(jì)要面向企業(yè)，面向市場(chǎng)的原則，畢業(yè)設(shè)計(jì)正是對(duì)實(shí)踐能力的一次強(qiáng)有力的訓(xùn)練，是我們獨(dú)立工作的前湊，將對(duì)我們以后的工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
3 對(duì)模具設(shè)計(jì)中的安全性，經(jīng)濟(jì)性加深了認(rèn)識(shí)
在設(shè)計(jì)工作中，要不斷對(duì)安全性進(jìn)行分析，從操作者的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中，需要考慮到模具的成本問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)效益是工業(yè)生產(chǎn)的前提，成本的高直接決定了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，故在設(shè)計(jì)中盡可能的選用標(biāo)準(zhǔn)件。
4 電腦成為設(shè)計(jì)中重要的輔助工具
由于工件形狀復(fù)雜，在設(shè)計(jì)中計(jì)算塑件的體積出現(xiàn)了很大的難度，后經(jīng)蘇老師指點(diǎn)迷津，通過(guò)Pro/E繪圖和計(jì)算才得以解決。另外在繪零件和裝配圖時(shí)采用電腦也更方便快捷。采用電腦處理，精度高，方便快捷，在本次設(shè)計(jì)時(shí)，要求機(jī)械繪圖，電子文檔文本，從而對(duì)AUTOCAD的學(xué)習(xí)有了很大的進(jìn)展，對(duì)WORD，WPP等各種文字處理工具有了更為熟練的操作，而模具CAD技術(shù)已成為該行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，電腦終將成為設(shè)計(jì)的必備工具，這對(duì)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)著極為重要的現(xiàn)在意義。
5 設(shè)計(jì)態(tài)度直接決定著設(shè)計(jì)質(zhì)量
畢業(yè)設(shè)計(jì)一般時(shí)間都足夠，但足夠的時(shí)間不一定都能設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的模具。這就除了能力水平的問(wèn)題外，極為重要的一點(diǎn)便是態(tài)度問(wèn)題，作為學(xué)生必須要態(tài)度謙虛、工作認(rèn)真、勤學(xué)好問(wèn)、實(shí)事求是，才能正確對(duì)待設(shè)計(jì)，才有可能取得設(shè)計(jì)的圓滿成功。
總之，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)模具的設(shè)計(jì)與制造有了更深的認(rèn)識(shí)，得到了許多有益的啟示，這對(duì)畢業(yè)后的過(guò)渡轉(zhuǎn)變有極重要的影響。在以后的工作中，我將繼續(xù)保持謙虛謹(jǐn)慎的工作作風(fēng)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，多與人交流，提高自己的個(gè)人素質(zhì)和技能，積累經(jīng)驗(yàn)，誠(chéng)實(shí)守信，爭(zhēng)取在事業(yè)上更上一層樓，芝麻開(kāi)花—節(jié)節(jié)高。
致謝
在本次設(shè)計(jì)中，我得到了各位老師們的認(rèn)真指導(dǎo)，同時(shí)，也得了各位老師的關(guān)心、幫助與支持，他們都給了我許多極有價(jià)值的建議與指正，在此我向辛勤工作、認(rèn)真負(fù)責(zé)、嚴(yán)格要求的各位指導(dǎo)老師表示衷心的感謝！由于本人設(shè)計(jì)水平能力有限，設(shè)計(jì)中錯(cuò)誤、漏洞和欠妥之處在所難免，在此懇請(qǐng)老師們提出批評(píng)、指正。謝謝！
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)所學(xué)的注射模知識(shí)有了更進(jìn)一步的鞏固，同時(shí)也加強(qiáng)了學(xué)習(xí)的效果，培養(yǎng)了我們獨(dú)立自主地去閱讀資料，完全自主地完成設(shè)計(jì)，也為將來(lái)的工作做好了準(zhǔn)備。當(dāng)然這些成果的取得與每天與我們朝夕相處的老師們的教誨和同學(xué)們的幫助密不可分。我們的老師們對(duì)工作兢兢業(yè)業(yè)，對(duì)學(xué)生更是嚴(yán)格要求，一絲不茍。老師們的敬業(yè)精神更是首屈一指，即使在課程安排很滿的情況下也不辭辛苦地為同學(xué)們解答疑難，有些問(wèn)題暫時(shí)解決不了，下去解決后又不厭其煩為我們講解，我心里萬(wàn)分感激，在此我對(duì)老師們的教誨和同學(xué)們的幫助表示最衷心的感謝，尤其對(duì)我們的董老師表示最誠(chéng)摯的問(wèn)候，并道一聲：“老師您辛苦了！”
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