3638 顯示器支架罩塑料注射模具設(shè)計(jì)

3638 顯示器支架罩塑料注射模具設(shè)計(jì),顯示器,支架,塑料,注射,模具設(shè)計(jì) 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告題目:顯示器罩塑料模具設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)電信息系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級 B070203 班 姓 名 解 彪 學(xué) 號 B07020308 導(dǎo) 師 黃 洪 生 2011 年 3 月 13 日注：1. 正文：宋體小四號字，行距 22 磅；標(biāo)題：加粗 宋體四號字2. 中期報(bào)告由各系集中歸檔保存，不裝訂入冊。撰寫內(nèi)容要求（可加頁）： 1. 設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展?fàn)顩r自開題答辯以來，經(jīng)過對本畢業(yè)課題的深入了解和學(xué)習(xí)，查閱相關(guān)資料和擬定畢業(yè)設(shè)計(jì)工作計(jì)劃，基本上對本課題的完成有了更加深入的了解。通過兩個(gè)月的不懈努力，我查找的大量的相關(guān)資料，到目前為止成功的的將一篇外文通篇翻譯成中文形式。完成了零件的二維圖與三維圖。我根據(jù)對開題報(bào)告中提出的方案，畫出了注塑模具的裝配草圖。2. 存在問題及解決措施2.1 存在的問題：（1）澆口的選擇（2）抽芯機(jī)構(gòu)的選擇（3） 冷卻系統(tǒng)的初步考慮2.2 解決措施：（1）根據(jù)對塑料零件的分析，零件要求表面光潔度，最后決定使用潛伏式澆口。（2）通過對塑料零件的側(cè)凹的分析，由于其對稱性，最后決定使用一模兩腔，斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。（3）由于零件體積不是很大，所以一般將采用最普通的水冷卻法，目前采用外接直通式冷卻回路。3. 后期工作安排（1）對所確定的實(shí)施方案進(jìn)行全面的、系統(tǒng)的分析與計(jì)算。（2）修改完善轉(zhuǎn)配圖，并取其中兩個(gè)零件分別畫出零件圖與工藝卡片。（3）撰寫說明書，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的其余部分。（4）完成論文的錄入排版，準(zhǔn)備答辯。（5）畢業(yè)答辯，裝訂論文。指導(dǎo)教師簽字：年 月 日- 1 -西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告題目：顯示器支架罩塑料注射模具設(shè)計(jì)系 別 機(jī)電信息系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級 B070203 姓 名 解彪 學(xué) 號 B07020308 導(dǎo) 師 黃洪生 2010 年 11 月 28 日21. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況）在現(xiàn)代生產(chǎn)中，模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過一定的方式使原材料成型。由于模具成型具有優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，省料和低成本等特點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于汽車，航空航天，儀器儀表，家電，機(jī)械制造，石化，輕工日用品等工業(yè)部門。美國是世界上超級經(jīng)濟(jì)大國，也是世界模具工業(yè)的領(lǐng)先國家，日本經(jīng)濟(jì)之所以能飛速發(fā)展，并在國際市場上占有一定優(yōu)勢，模具工業(yè)的迅猛發(fā)展是重要原因之一。 塑料模具是現(xiàn)代塑料工業(yè)生產(chǎn)中最重要的工藝裝備，塑模工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一。用塑模成型零件的主要優(yōu)點(diǎn)是制造簡便，材料利用率高，產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對大批量生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品，更能獲得價(jià)廉物美的經(jīng)濟(jì)效果。2. 本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施主要內(nèi)容：該零件外形如圖7該零件為顯示器支架套，材料為 ABS設(shè)計(jì)注塑模具時(shí)，既要考慮良好的塑料成型，冷卻等問題，又要考慮模具的制造、裝配、加工等方面。設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有以下幾個(gè)方面：82.1.1.決定塑件的分型面。2.1.2.側(cè)孔的成型方法。2.1.3.根據(jù)塑料件的結(jié)構(gòu)，分析確定澆口位置和注塑方式。2.1.4.決定型腔的模塊組合。模具的總體結(jié)構(gòu)和零件形狀不單要滿足注塑充模和冷卻工藝及設(shè)計(jì)方面的要求，同時(shí)成型零件還要具有適當(dāng)?shù)木?，粗糙度，剛度和?qiáng)度，易于裝配和制造，盡量降低制造成本。實(shí)施方案：2.2. 澆口的設(shè)計(jì)2.2.1 方案一：直澆口，又叫中心澆口。一般處于塑件中心。優(yōu)點(diǎn)：（1）熔體從噴嘴直接通過澆口進(jìn)入型腔，流程最短，進(jìn)料速度快，成型效率好。 （2） 直澆口的截面一般較大，壓力與熱量損失都較小，保壓補(bǔ)縮作用強(qiáng)。 模具結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，成本較低。 缺點(diǎn)：（1）直澆口的截面積大，澆口去除困難，切除澆口后痕跡明顯，影響制品美觀。（2）澆口部位熔體多，熱量集中，冷卻后內(nèi)應(yīng)力大，易產(chǎn)生氣孔及縮孔等缺陷。（3）對于扁平、薄壁塑件的成型，直澆口易產(chǎn)生翹曲變形。2.2.2 方案二：點(diǎn)澆口，又叫橄欖形澆口，是一種截面尺寸特別小的圓形截面澆口。優(yōu)點(diǎn)：（1）點(diǎn)澆口的位置選擇可根據(jù)工藝要求而定，對制品外觀質(zhì)量影響較小。（2）熔體通過截面積很小的澆口時(shí)流速增高，摩擦加劇，熔體溫度升高，流動(dòng)性增加，這樣能獲得外形清晰、表面光澤的塑件。（3）由于澆口截面積小，開模時(shí)澆口可自動(dòng)拉斷，有利于自動(dòng)化操作。（4）由于澆口在拉斷時(shí)用力較小，因此，制品在澆口處的殘余應(yīng)力較小。（5）澆口處熔體凝固較快，可減少模內(nèi)剩余應(yīng)力，又利于制品脫模。缺點(diǎn)：（1）壓力損失大，對塑件的成型不利，也要求提供較大的注射壓力。（2）模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般要采用三板式模具（雙分型面模具） 。（3）對于大型塑件，采用一個(gè)點(diǎn)澆口易產(chǎn)生翹曲變形，可采用多個(gè)澆口同時(shí)- 1 -送料。2.2.3 方案三：潛伏式澆口，是由點(diǎn)交口演變而來。具有點(diǎn)交口的特點(diǎn)，還具有獨(dú)特 處。 優(yōu)點(diǎn)：澆口常選在塑件側(cè)面較隱蔽的地方，從而不致影響塑件的外形美觀。缺點(diǎn)：澆口需沿斜向進(jìn)入型腔當(dāng)頂出塑件時(shí)，澆口自動(dòng)被切斷，因而對對頂出機(jī)構(gòu)產(chǎn) 較大的沖擊力。故對于較強(qiáng)韌的塑料，不宜采用潛伏式澆口。2.2.4 方案三：側(cè)澆口，又叫邊緣澆口。一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體從型腔的側(cè)面沖模，其截面形狀多為矩形狹縫，也可為半圓形。調(diào)整其截面的厚度和寬度，可以調(diào)節(jié)熔體充模時(shí)的剪切速率及澆口的封閉時(shí)間。優(yōu)點(diǎn)：（1）加工容易，修整方便。（2）可以根據(jù)制品的形狀靈活的選擇澆口位置。（3）對各種成型的適應(yīng)性較強(qiáng)。缺點(diǎn)：（1）澆口痕跡較大。（2）會(huì)形成熔接痕，縮孔，氣孔等塑件缺陷。（3）注射壓力損失大。（4）對深型腔塑件的排氣不便。綜合考慮對制品外觀，成型質(zhì)量，成型難易程度的考慮澆口使用方案三，使用側(cè)澆口。2.3. 分型面的選擇選擇分型面位置的基本原則是應(yīng)將分型面開設(shè)在塑件斷面輪廓的最大的部位，以便順利脫模。分型面的選擇應(yīng)滿足動(dòng)定模分離后，制品盡可能留在動(dòng)模內(nèi)。根據(jù)上述原則找到該零件的分型面。2.4. 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案一：手動(dòng)抽芯。利用人力在開模前或脫模后使用手工工具抽出側(cè)向活動(dòng)型芯。手動(dòng)抽芯的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)構(gòu)簡單，制造容易切傳動(dòng)平穩(wěn)。其缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，切受人力限制難易獲得較大的抽拔力。方案二：機(jī)動(dòng)抽芯。開模時(shí)，依靠注射機(jī)的開模動(dòng)力，通過抽芯機(jī)構(gòu)改變移動(dòng)方向，將側(cè)抽芯抽出。機(jī)動(dòng)抽芯抽拔力較大，具有靈活、方便、生產(chǎn)效率搞、容易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作，且不需另外添置設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)。- 1 -方案三：液壓或氣動(dòng)抽芯。以壓力油或壓縮空氣作為抽芯動(dòng)力，在模具上配置專門的油缸或氣缸，通過活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)抽芯、分型與復(fù)位動(dòng)作。其優(yōu)點(diǎn)是可按抽拔力的大小和抽芯距離的長短任意設(shè)計(jì)，對側(cè)面具有較長抽拔距的塑件有其獨(dú)特的效力和作用，且液壓傳動(dòng)平穩(wěn)，動(dòng)力與抽拔力方向一致，工作理想。其缺點(diǎn)是增加了操作工序而且需配置專門的液壓或氣動(dòng)動(dòng)力源、控制系統(tǒng)及油缸、汽缸等裝置。綜合考慮對側(cè)抽芯抽芯距，所需抽拔力大小，生產(chǎn)成本等考慮，使用方案二機(jī)動(dòng)抽芯。3. 本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開展工作重點(diǎn)及難點(diǎn):（1）.決定塑件的分型面。（2）.側(cè)凹的成型方法。（3）.根據(jù)塑料件的結(jié)構(gòu)，分析確定澆口和注塑方式。（4）.決定型腔的模塊組合。前期已開展工作:（1）.學(xué)習(xí)相關(guān)課程。（2）.查閱相關(guān)資料及文獻(xiàn)。（3）.繪制二維、三維零件圖。（4）.擬定設(shè)計(jì)方案。4. 完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃（按周次填寫）（1）查閱資料 及翻譯 1-3 周（2）零件分析并繪圖 4-6 周（3）方案選擇與確定 7-9 周（4）繪制零件圖與裝配圖（二維和三維） 10-12 周（5）編寫論文 13-14 周- 1 -（6）打印并交主審教師審閱 15 周已查閱的主要參考文獻(xiàn)：【1】 王永平.注塑模具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)評.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004 【2】 陳嘉真.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004【3】 徐煒炯.模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2007【4】 濮良貴，紀(jì)名剛機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社.2009【5】張國強(qiáng).注塑模設(shè)計(jì)與生產(chǎn)應(yīng)用.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2005 【6】 李秦蕊.塑料模具設(shè)計(jì).西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社.2006【7】 屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社.2007 【8】 廖念釗，古瑩菴，莫雨松互換性與測量技術(shù).北京:中國計(jì)量出版社.2009 【9】李秦蕊.塑料模具設(shè)計(jì).西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社.2006【10】 田緒東，管殿柱.Pro/Engineer WildFire 4.0 三維機(jī)械設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2010【11】 Fang-Jung Shiou · Chao-Chang A. Chen · Wen-Tu Li.Automated surface finishing of plastic injection mold steel with spherical grinding and ball burnishing processes.Int J Adv Manuf Technol(2006)28:61–66 DOI10.1007/s00170-004-2328-85 指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見）指導(dǎo)教師： 年 月 日 - 1 -注：1. 正文：宋體小四號字，行距 22 磅。2. 開題報(bào)告由各系集中歸檔保存。6 所在系審查意見：系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日基于注塑模具鋼研磨和拋光工序的自動(dòng)化表面處理摘要: 本文研究了注塑模具鋼自動(dòng)研磨與球面拋光加工工序的可能性，這種注塑模具鋼P(yáng)DS5 的塑性曲面是在數(shù)控加工中心完成的。這項(xiàng)研究已經(jīng)完成了磨削刀架的設(shè)計(jì)與制造。 最佳表面研磨參數(shù)是在鋼鐵 PDS5 的加工中心測定的。對于 PDS5 注塑模具鋼的最佳球面研磨參數(shù)是以下一系列的組合：研磨材料的磨料為粉紅氧化鋁，進(jìn)給量 500 毫米/分鐘，磨削深度 20 微米，磨削轉(zhuǎn)速為 18000RPM。用優(yōu)化的參數(shù)進(jìn)行表面研磨，表面粗糙度 Ra 值可由大約 1.60 微米改善至 0.35 微米。 用球拋光工藝和參數(shù)優(yōu)化拋光，可以進(jìn)一步改善表面粗糙度 Ra 值從 0.343 微米至 0.06 微米左右。在模具內(nèi)部曲面的測試部分，用最佳參數(shù)的表面研磨、拋光，曲面表面粗糙度就可以提高約 2.15 微米到 0 0.07 微米。關(guān)鍵詞: 自動(dòng)化表面處理，拋光，磨削加工，表面粗糙度，田口方法 一、引言:塑膠工程材料由于其重要特點(diǎn),如耐化學(xué)腐蝕性、低密度、易于制造, 并已日漸取代金屬部件在工業(yè)中廣泛應(yīng)用。 注塑成型對于塑料制品是一個(gè)重要工藝。注塑模具的表面質(zhì)量是設(shè)計(jì)的本質(zhì)要求,因?yàn)樗苯佑绊懥怂苣z產(chǎn)品的外觀和性能。 加工工藝如球面研磨、拋光常用于改善表面光潔度。研磨工具(輪子)的安裝已廣泛用于傳統(tǒng)模具的制造產(chǎn)業(yè)。自動(dòng)化表面研磨加工工具的幾何模型將在[1] 中介紹。自動(dòng)化表面處理的球磨研磨工具將在[2] 中得到示范和開發(fā)。 磨削速度, 磨削深度，進(jìn)給速率和砂輪尺寸、研磨材料特性（如磨料粒度大小）是球形研磨工藝中主要的參數(shù)，如圖 1（球面研磨過程示意圖）所示。注塑模具鋼的球面研磨最優(yōu)化參數(shù)目前尚未在文獻(xiàn)得到確切的依據(jù)。 近年來 ，已經(jīng)進(jìn)行了一些研究，確定了球面拋光工藝的最優(yōu)參數(shù)(圖 2) （球面拋光過程示意圖）。 比如，人們發(fā)現(xiàn), 用碳化鎢球滾壓的方法可以使工件表面的塑性變形減少, 從而改善表面粗糙度、表面硬度、抗疲勞強(qiáng)度[3,4,5,6]。 拋光的工藝的過程是由加工中心 [3,4]和車床〔5,6〕共同完成的。對表面粗糙度有重大影響的拋光工藝主要參數(shù)，主要是球或滾子材料，拋光力， 進(jìn)給速率,拋光速度, 潤滑、拋光率及其他因素等。注塑模具鋼P(yáng)DS5 的表面拋光的參數(shù)優(yōu)化，分別結(jié)合了油脂潤滑劑，碳化鎢球 ,拋光速度 200 毫米/分鐘,拋光力 300 牛， 40 微米的進(jìn)給量 [7]。采用最佳參數(shù)進(jìn)行表面研磨和球面拋光的深度為 2.5 微米。 通過拋光工藝，表面粗糙度可以改善大致為 40%至 90%[3-7]。 此項(xiàng)目研究的目的是，發(fā)展注塑模具鋼的球形研磨和球面拋光工序，這種注塑模具鋼的曲面實(shí)在加工中心完成的。表面光潔度的球研磨與球拋光的自動(dòng)化流程工序，如圖 3 所示。 我們開始自行設(shè)計(jì)和制造的球面研磨工具及加工中心的對刀裝置。利用田口正交法，確定了表面球研磨最佳參數(shù)。選擇為田口 L18 型矩陣實(shí)驗(yàn)相應(yīng)的四個(gè)因素和三個(gè)層次。 用最佳參數(shù)進(jìn)行表面球研磨則適用于一個(gè)曲面表面光潔度要求較高的注塑模具。 為了改善表面粗糙, 利用最佳球面拋光工藝參數(shù)，再進(jìn)行對表層打磨。圖 3 自動(dòng)球面研磨與拋光工序的流程圖二、球研磨的設(shè)計(jì)和對準(zhǔn)裝置:實(shí)施過程中可能出現(xiàn)的曲面的球研磨,研磨球的中心應(yīng)和加工中心的 Z 軸相一致。 球面研磨工具的安裝及調(diào)整裝置的設(shè)計(jì)，如圖 4（球面研磨工具及其調(diào)整裝置）所示。電動(dòng)磨床展開了兩個(gè)具有可調(diào)支撐螺絲的刀架。磨床中心正好與具有輔助作用的圓錐槽線配合。 擁有磨床的球接軌,當(dāng)兩個(gè)可調(diào)支撐螺絲被收緊時(shí)，其后的對準(zhǔn)部件就可以拆除。研磨球中心坐標(biāo)偏差約為 5 微米, 這是衡量一個(gè)數(shù)控坐標(biāo)測量機(jī)性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。 機(jī)床的機(jī)械振動(dòng)力是被螺旋彈簧所吸收。球形研磨球和拋光工具的安裝，如圖 5（a. 球面研磨工具的圖片. b.球拋光工具的圖片）所示。為使球面磨削加工和拋光加工的進(jìn)行，主軸通過球鎖機(jī)制而被鎖定。 三、矩陣實(shí)驗(yàn)的規(guī)劃3.1 田口正交表:利用矩陣實(shí)驗(yàn)田口正交法，可以確定參數(shù)的有影響程度[8]. 為了配合上述球面研磨參數(shù)，該材料磨料的研磨球(直徑 10 毫米),進(jìn)給速率，研磨深度,在次研究中電氣磨床被假定為四個(gè)因素(參數(shù))，指定為從 A 到 D（見表 1 實(shí)驗(yàn)因素和水平）。三個(gè)層次 (程度)的因素涵蓋了不同的范圍特征,并用了數(shù)字 1、2、3 標(biāo)明。挑選三類磨料,即碳化硅(SiC),白色氧化鋁(Al2O3,WA), 粉紅氧化鋁 (Al2O3, PA)來研究. 這三個(gè)數(shù)值的大小取決于每個(gè)因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果。選定 L18 型正交矩陣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而研究四— —三級因素的球形研磨過程。3.2 數(shù)據(jù)分析的界定: 工程設(shè)計(jì)問題,可以分為較小而好的類型 ,象征性最好類型 ,大而好類型，目標(biāo)取向類型等[8]。 信噪比(S/N)的比值，常作為目標(biāo)函數(shù)來優(yōu)化產(chǎn)品或者工藝設(shè)計(jì)。 被加工面的表面粗糙度值經(jīng)過適當(dāng)?shù)亟M合磨削參數(shù)，應(yīng)小于原來的未加工表面。 因此,球面研磨過程屬于工程問題中的小而好類型。這里的信噪比（S/N）,η,按下列公式定義[8]: η =?10 log （平方等于質(zhì)量特性)=?10 log 這里，y ——不同噪聲條件下所觀察的質(zhì)量特性n——實(shí)驗(yàn)次數(shù)從每個(gè) L18 型正交實(shí)驗(yàn)得到的信噪比（S/N）數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算后，運(yùn)用差異分析技術(shù)(變異) 和殲比檢驗(yàn)來測定每一個(gè)主要的因素 [8]。 優(yōu)化小而好類型的工程問題問題更是盡量使 η最大而定。各級 η 選擇的最大化將對最終的 η 因素有重大影響。 最優(yōu)條件可視研磨球而待定。 四、實(shí)驗(yàn)工作和結(jié)果: 這項(xiàng)研究使用的材料是 PDS5 工具鋼(相當(dāng)于艾西塑膠模具)[9]， 它常用于大型注塑模具產(chǎn)品在國內(nèi)汽車零件領(lǐng)域和國內(nèi)設(shè)備。 該材料的硬度約 HRC33(HS46)[9]。 具體好處之一是, 由于其特殊的熱處理前處理，模具可直接用于未經(jīng)進(jìn)一步加工工序而對這一材料進(jìn)行加工。式樣的設(shè)計(jì)和制造,應(yīng)使它們可以安裝在底盤，來測量相應(yīng)的反力。 PDS5試樣的加工完畢后，裝在大底盤上在三坐標(biāo)加工中心進(jìn)行了銑削，這種加工中心是由楊*鋼鐵公司所生產(chǎn)(中壓型三號 ),配備了 FANUC-18M 公司的數(shù)控控制器(0.99 型)[10] 。用hommelwerket4000 設(shè)備來測量前機(jī)加工前表面的粗糙度,使其可達(dá)到 1.6 微米。 圖 6試驗(yàn)顯示了球面磨削加工工藝的設(shè)置。 一個(gè)由 Renishaw 公司生產(chǎn)的視頻觸摸觸發(fā)探頭，安裝在加工中心上，來測量和確定和原始式樣的協(xié)調(diào)。 數(shù)控代碼所需要的磨球路徑由 PowerMILL 軟件產(chǎn)。這些代碼經(jīng)過 RS232 串口界面，可以傳送到裝有控制器的數(shù)控加工中心上。完成了 L18 型矩陣實(shí)驗(yàn)后，表 2 （PDS5 試樣光滑表層的粗糙度）總結(jié)了光滑表面的粗糙度 RA 值，計(jì)算了每一個(gè) L18 型矩陣實(shí)驗(yàn)的信噪比（S/N）,從而用于方程 1。通過表2 提供的各個(gè)數(shù)值，可以得到 4 中不同程度因子的平均信噪比（S/N ），在圖 7 中已用圖表顯示。球面研磨工藝的目標(biāo)，就是通過確定每一種因子的最佳優(yōu)化程度值，來使試樣光滑表層的表面粗糙度值達(dá)到最小。因?yàn)? log 是一個(gè)減函數(shù)，我們應(yīng)當(dāng)使信噪比（ S/N）達(dá)到最大。因此，我們能夠確定每一種因子的最優(yōu)程度使得 η 的值達(dá)到最大。因此基于這個(gè)點(diǎn)陣式實(shí)驗(yàn)的最優(yōu)轉(zhuǎn)速應(yīng)該是 18000RPM，如表 4（優(yōu)化組合球面研磨參數(shù)）所示。通過使用數(shù)據(jù)方差分析的技術(shù)和 F 比檢驗(yàn)方法，進(jìn)一步確定了每一種因子有什么主要的影響，從而確定了它們的影響程度(見表 5 信噪比和表面粗糙度)。F0.1 ，2，13 的 F 比的比值是 2.76，相當(dāng)于 10%的影響程度。（或者置信水平為 90%）這個(gè)因子的自由度是 2，自由度誤差是 13，根據(jù) F 分布表[11] 。如果 F 比值大于 2.76，就可以認(rèn)為對表面粗糙度有顯著影響。結(jié)果，進(jìn)給量和磨削深度都對表面粗糙度有顯著影響。為了觀察使用最優(yōu)磨削組合參數(shù)的重復(fù)性能，進(jìn)行了 5 種不同類別的實(shí)驗(yàn)，如表 6 所示。獲得被測試樣的表面粗糙度值 RA 大約是 0.35 微米。使用球研磨組合參數(shù)，可使表面粗糙度提高了 78%。使用球面拋光的優(yōu)化參數(shù)，光滑表面進(jìn)一步被拋光。經(jīng)過球面拋光可獲得粗糙度 RA 值為 0.06 微米的表面。被改善了的拋光表面，可以在 30×光學(xué)顯微鏡觀察下進(jìn)行觀察，如圖 8.（未加工表面、光滑面和拋光面的測試樣品的顯微鏡象 (30×)的比較）所示。經(jīng)過拋光工藝，工件機(jī)加工前的表面粗糙度改善了近 95%。從田口矩陣實(shí)驗(yàn)獲得的球面研磨優(yōu)化參數(shù)，適用于曲面光滑的模具，從而改善表面的粗糙度。選擇香水瓶為一個(gè)測試載體。對于被測物體的模具數(shù)控加工中心，由 PowerMILL軟件來模擬測試。經(jīng)過精銑，通過使用從田口矩陣實(shí)驗(yàn)獲得的球面研磨優(yōu)化參數(shù)，模具表面進(jìn)一步光滑。緊接著,使用打磨拋光的最佳參數(shù)，來對光滑曲面進(jìn)行拋光工藝，進(jìn)一步改善了被測物體的表面粗糙度。(見圖 9)。模具內(nèi)部的表面粗糙度用 hommelwerket4000 設(shè)備來測量。模具內(nèi)部的表面粗糙度 RA 的平均值為 2.15 微米，光滑表面粗糙度 RA 的平均值為 0.45 微米，拋光表面粗糙度 RA 的平均值為 0.07 微米。被測物體的光滑表面的粗糙度改善了：(2.15-0.45)/2.15=79.1%，拋光表面的粗糙度改善了： (2.15-0.07)/2.15=96.7%。五、結(jié)論:在這項(xiàng)工作中,對注塑模具的曲面進(jìn)行了自動(dòng)球面研磨與球面拋光加工，并將其工藝最佳參數(shù)成功地運(yùn)用到加工中心上。 設(shè)計(jì)和制造了球面研磨裝置(及其對準(zhǔn)組件) 。通過實(shí)施田口 L18 型矩陣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確定了球面研磨的最佳參數(shù)。對于 PDS5 注塑模具鋼的最佳球面研磨參數(shù)是以下一系列的組合：材料的磨料為粉紅氧化鋁，進(jìn)給量料 500 毫米/分鐘，磨削深度 20 微米，轉(zhuǎn)速為 18000RPM。通過使用最佳球面研磨參數(shù)，試樣的表面粗糙度 RA 值從約 1.6 微米提高到 0.35 微米。應(yīng)用最優(yōu)化表面磨削參數(shù)和最佳拋光參數(shù)，來加工模具的內(nèi)部光滑曲面，可使模具內(nèi)部的光滑表面改善 79.1%，拋光表面改善 96.7%。XXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：顯示器支架罩塑料注射模具設(shè)計(jì)系 別： 機(jī)電信息系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級： 1230203 學(xué) 生： XXXX 學(xué) 號： 123020308 指導(dǎo)教師： XXXX 2011 年 06 月XXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：顯示器支架罩塑料注射模具設(shè)計(jì)系 別： 機(jī)電信息系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級： 1230203 學(xué) 生： XXXX 學(xué) 號： 123020308 指導(dǎo)教師： XXXX 2011 年 06 月畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書系別 機(jī)電信息 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級 1230203 姓名 XXXX 學(xué)號 1230203081.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 顯示器支架罩塑料注射模具設(shè)計(jì) 2.題目背景和意義：在現(xiàn)代生產(chǎn)中，模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過一定的方式使原材料成型。由于模具成型具有優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，省料和低成本等特點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于汽車，航空航天，儀器儀表，家電，機(jī)械制造，石化，輕工日用品等工業(yè)部門。美國是世界上超級經(jīng)濟(jì)大國，也是世界模具工業(yè)的領(lǐng)先國家，日本經(jīng)濟(jì)之所以能飛速發(fā)展，并在國際市場上占有一定優(yōu)勢，模具工業(yè)的迅猛發(fā)展是重要原因之一。 塑料模具是現(xiàn)代塑料工業(yè)生產(chǎn)中最重要的工藝裝備，塑模工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一。用塑模成型零件的主要優(yōu)點(diǎn)是制造簡便，材料利用率高，產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對大批量生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品，更能獲得價(jià)廉物美的經(jīng)濟(jì)效果。3.設(shè)計(jì)(論文) 的主要內(nèi)容（理工科含技術(shù)指標(biāo)）：①塑件分析； ②初步擬訂結(jié)構(gòu)方案； ③選擇設(shè)備、校核有關(guān)工藝參數(shù)； ④方案論證,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，強(qiáng)度計(jì)算；⑤繪制模具裝配圖及零件圖； ⑥應(yīng)用 Pro/E 做出制件圖并進(jìn)行分析。4.設(shè)計(jì)的基本要求及進(jìn)度安排（含起始時(shí)間、設(shè)計(jì)地點(diǎn)）： 1）基本要求： （1）繪圖要求（用 AutoCAD 和 Pro/E 軟件） A 測繪塑料零件圖 （二維及三維圖） B 模具動(dòng)模、定模、鑲塊等主要零件圖及模具總裝配圖 （二維） （2）編寫說明書，具體內(nèi)容如下：（編寫格式和裝訂要求按教務(wù)處統(tǒng)一規(guī)定） A 分析塑料件的材料、形狀、結(jié)構(gòu)對注塑成型的影響； B 分析所采用模具結(jié)構(gòu)方案，著重分析難點(diǎn)（斜導(dǎo)柱、哈佛模、點(diǎn)澆口等） ； C 分析所有分型面，選出最佳分型面并敘述該模具的開，合模動(dòng)作過程； D 確定哪些面有脫模斜度 ，確定各種配合的形式并說明理由； E 分析澆口位置、澆口形式及所采用的理由并說明所有推頂裝置設(shè)置的位置及其理由； G 對該設(shè)計(jì)方案各部分應(yīng)作環(huán)保、經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析；H 對所選注射機(jī)進(jìn)行校核； （3）計(jì)算下列尺寸 A 有關(guān)成型零件工作尺寸的計(jì)算 、斜導(dǎo)柱長度及抽拔力的計(jì)算； B 成型型腔壁厚、動(dòng)模墊板厚度校核計(jì)算及冷卻水道面積計(jì)算； （4）對設(shè)計(jì)中典型零件編制工藝規(guī)程卡片（至少 2 個(gè)零件） ；（5）外文資料翻譯 1000－2000 字符 （6）生產(chǎn)批量：20 萬件； 2）進(jìn)度安排：（1）查閱資料 及翻譯 3 周 （2）零件分析并繪圖 3 周 （3）方案選擇與確定 3 周 （4）繪制零件圖與裝配圖（二維和三維） 3 周 （5）編寫論文 2 周 （6）打印并交主審教師審閱 1 周 5.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作量要求： ① 實(shí)驗(yàn)（時(shí)數(shù)） *或?qū)嵙?xí)（天數(shù)）： 2 周 ② 圖紙（幅面和張數(shù)） *： 折合 0 號圖紙 3 張 ③參考文獻(xiàn)篇數(shù)： 10 篇 指導(dǎo)教師簽名： 2010 年 11 月 15 日學(xué)生簽名： 年 月 日系主任審批： 年 月 日說明：1 本表一式二份，一份由各系集中歸檔保存，一份學(xué)生留存。2 帶*項(xiàng)可根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)選填。I顯示器支架罩塑料注射模具設(shè)計(jì)摘 要本 文 主 要 介 紹 了 顯示器支架罩塑 料 件 的 注 射 模 設(shè) 計(jì) ， 其 材 料 為 ABS。根 據(jù) ABS 塑 料 的 工 藝 特 性 和 產(chǎn) 品 的 使 用 要 求 ， 分 析 了 支 架 罩 的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn)和 成 型 工 藝 。 本 設(shè) 計(jì) 采 用 CAD 技 術(shù) 進(jìn) 行 模 具 裝 配 圖 及 零 件 圖 的 繪 制 。 對 模具 進(jìn) 行 了 成 型 零 部 件 、 澆 注 系 統(tǒng) 、 側(cè) 向 抽 芯 機(jī) 構(gòu) 、 推 出 脫 模 機(jī) 構(gòu) 及 冷 卻 系 統(tǒng)的 設(shè) 計(jì) 分 析 。 最 后 ， 完 成 模 具 總 裝 圖 設(shè) 計(jì) 及 主 要 零 件 圖 的 繪 制 ， 從 而 確 保 模具 結(jié) 構(gòu) 的 可 靠 性 、 合 理 性 和 實(shí) 用 性 。關(guān)鍵詞：模 具 設(shè) 計(jì) ； CAD;Pro/EIIDisplay stents cover plastic injecting mold designAbstractThis article mainly introduced the Display stents cover plastic's injection mold design, its material is ABS. According to the ABS plastic's craft characteristic and the product operation requirements, have analyzed the BrackerandHousing unique feature and the formation craft. This design uses the CAD technology to carry on the mold assembly drawing and the detail drawing plan. Carried on the formation spare part, the gating system to the mold, lateral to pull out the core organization, to promote the mold emptier and cooling system's project analysis. Finally, completes the mold final assembly drawing design and the main detail drawing plan, thus guarantees the mold structure the reliability, the rationality and the usability.Key Words： mould;design；CAD；Pro/EIII主 要 符 號 表T 成形周期K 最大注射量系數(shù)M 額定塑化量M 塑料質(zhì)量和體積2M 單個(gè)制品的質(zhì)量和體積F 注射機(jī)的額定鎖模力A 分型面上的投影面積1A 澆注系統(tǒng)的投影面積2P 塑料熔體的平均壓力S 注射機(jī)最大開模行程maxH 推出距離1H 制品高度2Q 抽拔力A 側(cè)型芯截面周長H 成型部分深度Q 單位面積積壓力Μ 摩擦系數(shù)A 脫模斜度IV目錄1 概論 ...............................................................................................11.1 緒論 ..............................................................................................11.2 國內(nèi)、外塑料模具發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................................11.3 塑料模具發(fā)展走勢 ..........................................................................22 零件結(jié)構(gòu)分析 ...............................................................................43 分析塑件使用材料的種類 ...........................................................63.1 苯乙烯-丁二烯- 丙烯腈（ABS）的注射成型工藝參數(shù) ........................63.2 分型面的設(shè)計(jì) .................................................................................73.3 型腔的分布 ....................................................................................83.4 塑件尺寸產(chǎn)生誤差的原因 ................................................................93.5 塑件收縮率與模具尺寸的關(guān)系 .........................................................94 注射機(jī)的初選擇 ..........................................................................104.1 塑件體積的計(jì)算 ............................................................................104.2 計(jì)算塑件的質(zhì)量： ........................................................................104.3 按注射機(jī)的最大注射量與初確定型腔數(shù)目 ......................................104.4 選擇注射機(jī)及注射`機(jī)的主要參數(shù) ..................................................114.4.1 選擇注射機(jī) ........................................................................114.4.2 注射機(jī)主要參數(shù) .................................................................114.5 注射基本壓力 ..............................................................................114.6 鎖模力的校核 ..............................................................................114.7 模具厚度與開模行程 .....................................................................125 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ..........................................................................145.1 澆注系統(tǒng)的組成 ............................................................................145.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 ....................................................................145.3 主流道的設(shè)計(jì) ...............................................................................145.4 分澆道的設(shè)計(jì) ..............................................................................155.5 澆口的設(shè)計(jì) ..................................................................................166 分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ..............................................................17V6.1 斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) .................................................................176.2 斜導(dǎo)柱長度計(jì)算 ............................................................................176.3 抽芯力 .........................................................................................186.4 型腔和型芯工作尺寸計(jì)算 ..............................................................197 墊板厚度計(jì)算 ..............................................................................247.1 按強(qiáng)度計(jì)算 ..................................................................................247.2 按剛度計(jì)算 ..................................................................................248 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ..........................................................................258.1 導(dǎo)向零件的作用 ............................................................................258.2 導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì) ............................................................................259 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ..........................................................................269.1 采用頂桿的形式及其固定方法 .......................................................269.2．頂桿在塑件上的分布 ..................................................................2610 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ................................................................2710.1 冷卻水回路布置的基本原則： .....................................................2710.2 冷卻裝置的計(jì)算 ..........................................................................2810.3 熱傳導(dǎo)面積 .................................................................................2910.4 冷卻水管總長度 ..........................................................................2910.5 冷卻裝置結(jié)構(gòu)的確定 ...................................................................2911 模具的校核 ................................................................................3011.1 注塑工藝參數(shù)的校核 ...................................................................3011.1.1 最大注塑量的校核 ............................................................3011.1.2 注射壓力的校核 ................................................................3011.1.3 鎖模力的校核 ...................................................................3011.2 模具安裝尺寸的校核 ...................................................................3011.2.1 噴嘴尺寸的校核 ...............................................................3011.2.2 模具厚度校核 ...................................................................3111.2.3 模具外形尺寸校核 .............................................................3111.3 開模行程的校核 .....................................................................3112 確定裝配圖 ................................................................................3213 總結(jié) ............................................................................................33VI參考文獻(xiàn) ............................................................................................34致 謝 ................................................................................................35畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性 ................................................................36畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明 ....................................................371 概論11 概論1.1 緒論塑料模具的設(shè)計(jì)和制造水平反映了機(jī)械設(shè)計(jì)和加工的水平，模具的設(shè)計(jì)已應(yīng)用了當(dāng)代先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段。CAD 、CAM、CAE的逐漸廣泛應(yīng)用，使模具的設(shè)計(jì)效率大大提高，快速成型技術(shù)的應(yīng)用以及現(xiàn)代加工技術(shù)的使用如高精度加工中心、特種加工技術(shù)的大量使用是模具的制造精度越來越高，加工周期越來越短。各行各業(yè)對模具的需求量與日俱增，我國的模具行業(yè)蒸蒸日上，正需要大量的模具設(shè)計(jì)與制造的技術(shù)人才。本課題為中等以上難度的塑料模具設(shè)計(jì)，從模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各種參數(shù)的設(shè)計(jì)與計(jì)算，材料的選擇與處理，零件的加工工藝方案的制定，三維造型等均得到鍛煉。1.2 國內(nèi)、外塑料模具發(fā)展現(xiàn)狀近年來我國塑料模具業(yè)發(fā)展相當(dāng)快，目前，塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)中約占30% 左右。當(dāng)前，國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點(diǎn)為工程塑料模具。專家預(yù)測，在未來的模具市場中，塑料模具在模具總量中的比例將逐漸提高，且發(fā)展速度將高于其他模具。我國塑料模工業(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。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具;精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺北極星I.K 模具有限公司制造的多腔VCD和 DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動(dòng)等要求都達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。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等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2 μm ，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)10～30萬次，淬火鋼模達(dá)50～1000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在29～34英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE 技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的 CAD/CAM 系統(tǒng)。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了 CAD/CAM的集成，并能支持 CAE 技術(shù)對成型過程，如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動(dòng)了我國模具 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模 CAD/CAM 系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的 CAXA 系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模 HSC5.0 系統(tǒng)及 CAE 軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格較低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具 CAD/CAM 技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。1.3 塑料模具發(fā)展走勢 提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計(jì)制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用 CAD/CAM/CAE 技術(shù)。CAD/CAM/CAE技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度； CAD/CAM/CAE 軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的 3D 設(shè)計(jì)與成型過程的 3D 分析將在塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且其常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種。在將來模具標(biāo)準(zhǔn)件將成為共享資源。應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模 CAD/CAM/CAE 的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。2 零件結(jié)構(gòu)分析42 零件結(jié)構(gòu)分析該零件屬薄殼類塑料制件，其精度和表面粗糙度都要求不高。根據(jù)《塑料模具技術(shù)手冊》得知：ABS 一般精度等級為 MT4 級。型腔需打毛，而內(nèi)表面則不需后續(xù)處理就能滿足要求。塑件有內(nèi)凹和起扣緊作用的一些小凸起，需采用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。塑件共有 6 個(gè)凹耳，6 個(gè)都向外，這些凹耳都與開模方向垂直。如下圖 2.1 所示：圖 2.1 三維塑件圖西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5圖 2.2 三維塑件圖圖 2.3 二維塑件圖3 塑件的工藝分析63 塑件的工藝分析該塑件材料選用 ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物） 。ABS 有良好的耐化學(xué)腐蝕及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。ABS 無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為1.02~1.05g/cm3。ABS 有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機(jī)鹽、堿和酸類對 ABS 幾乎無影響。ABS 不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會(huì)軟化溶脹。ABS 有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。ABS 的缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為 70oC 左右，熱變形溫度為 93oC 左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易發(fā)脆。ABS 在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS 易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量少澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。3.1 苯乙烯-丁二烯- 丙烯腈（ABS）的注射成型工藝參數(shù)密度（g/ cm 3）： 1.03～1.07； 計(jì)算收縮率（%）：0.3～0.8；吸水性（% ）：〈.01；拉伸彈性模量（MPa）：840 ～950（MPa） ； 壓縮強(qiáng)度（MPa）：22.5；模具溫度（℃）：50～80；注射壓力（Mpa）：600～1000；成形時(shí)間（s）：注射時(shí)間 20～90，高壓時(shí)間 0～ 5，冷卻時(shí)間 20～120，總周期 50～220；適用注塑機(jī)類型：螺桿式、柱塞式均可西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）73.2 分型面的設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。分型面的選擇受到塑件的形狀、壁厚、尺寸精度、嵌件位置及其形狀、塑件在模具內(nèi)的成型位置、脫模方法、澆口的形式及位置、模具類型、模具排氣、模具制造、及其成型設(shè)備結(jié)構(gòu)因素的影響。因此，在選擇分型面時(shí)，應(yīng)反復(fù)比較與分析，選取一個(gè)較為合理的方案。便于塑件的脫模a.時(shí)塑件應(yīng)盡可能留于下模或動(dòng)模內(nèi)。b.有利于側(cè)面分型和抽芯。c.安排塑件在型腔中的方位?？紤]塑件的外觀。保證塑件尺寸精度要求。有利于防止溢料和考慮飛邊在塑件上的部位。有力于排氣。經(jīng)由塑件分析，分型面如圖 3.1圖 3.1 分型面西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）83.3 型腔的分布本次設(shè)計(jì)初步采用潛伏式澆口。而潛伏式澆口最少是一模兩腔。模具中的型腔數(shù)目的確定是一項(xiàng)綜合項(xiàng)目，首先應(yīng)考慮注射機(jī)的各項(xiàng)規(guī)格及工作性能,以及考慮制品的精度要求,模具制造費(fèi)用等.從注射機(jī)的塑化量與模具最多型腔數(shù)的關(guān)系:從注塑機(jī)的鎖模力與模具最多型腔數(shù)的關(guān)系:模具的成本與型腔數(shù)的關(guān)系:模具總費(fèi)用=模具基本費(fèi)用+ 型腔數(shù)+單型腔費(fèi)用,即 :s=Pc + N + Pd成型費(fèi)用與模具型腔數(shù)目的關(guān)系:s=Pc + Pd/N另外,隨著型腔數(shù)目的增加,其成型故障會(huì)隨之增加,并且模具維修的難度也會(huì)增加,因此,再確定型腔數(shù)目時(shí),應(yīng)將模具制造與注塑成型同時(shí)考慮,選出最佳方案.綜合考慮,本模具采用一模兩腔的結(jié)構(gòu),故對稱放置.如圖 6.2圖 3.2 腔分布圖?VTR6.3N?AfF10西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）93.4 塑件尺寸產(chǎn)生誤差的原因 注塑制品的尺寸精度是受多種因素影響的。這些因素包括模具結(jié)構(gòu)形式、模具制造精度、塑件材料、成型工藝、塑件形狀，以及成型后的條件等。實(shí)際上制品尺寸誤差是由以上各種因素綜合造成的。3.5 塑件收縮率與模具尺寸的關(guān)系注塑件脫模后的尺寸要比模具零件的相應(yīng)尺寸小。這是由于注塑成型過程中熔融塑料產(chǎn)生收縮造成的。成型塑件的收縮率是一個(gè)與多種因素有關(guān)的量。通常，塑料的收縮率是有生產(chǎn)廠家按照某一實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)給定的成型工藝，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)后給出一個(gè)取值范圍。實(shí)際過程中的成型工藝不可能完全與實(shí)驗(yàn)條件相同，因此，對具體的塑件，要根據(jù)其成型工藝選擇收縮率范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)闹?，一般是取塑件收縮率的平均值。在選擇塑件收縮率值時(shí)要注意，厚壁塑件（壁厚在 3mm 以上）按給定收縮率范圍的上限取值，而薄壁塑件（壁厚在 1mm 以下）按給定收縮綠范圍的下限取值。成型收縮率與模具和塑件尺寸有下述關(guān)系式：%10''' ???MPS?（3.1）式中，k 為成型收縮率； 為模具尺寸（mm） ； 為塑件尺寸（mm） 。' 'PS對稱分布。4 注射機(jī)的初選擇104 注射機(jī)的初選擇4.1 塑件體積的計(jì)算根據(jù)零件的三維模型，利用三維軟件直接可查詢到塑件的體積V=66.88cm 34.2 計(jì)算塑件的質(zhì)量查手冊取密度 ρ=1.10g/cm3塑件體積：V=66.88cmM=V×ρ=66.88cm ×1.10g/cm =73.6g4.3 按注射機(jī)的最大注射量與初確定型腔數(shù)目根據(jù) 1pkmn??（4.1）得 （4.2）1pnmk??注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取 0.8;k?注射機(jī)最大注射量， 或 g; p 3c澆注系統(tǒng)凝料量， 或 g；1單個(gè)塑件體積或質(zhì)量， 或 g；m?3cm最大注射量的計(jì)算∵M(jìn)﹦n·M 塑 +M 澆式中：M —塑件成型時(shí)所需要的注射量（ ㎝ 3）n —型腔個(gè)數(shù)M 塑 —每個(gè)塑件的體積（㎝ 3）M 澆 澆注系統(tǒng)的體積（㎝ 3）根據(jù)草圖 M 澆 ≈30gM=2×73.6+30=177.2g設(shè)計(jì)模具時(shí)，成型塑件所需要的注射總量應(yīng)小于所選注射機(jī)的最大注射量，即 M≤ G14 注射機(jī)的初選擇11式中：G 1—注射機(jī)實(shí)際的最大注射量（ ㎝ 3）西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12M—塑件成型時(shí)所需要的注射量（ ㎝ 3）根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，G 1 應(yīng)該是注射機(jī)允許最大注射量 G 的 80﹪，即：M≤80﹪·G177.2﹤80﹪×250=2004.4 選擇注射機(jī)及注射機(jī)的主要參數(shù)4.4.1 選擇注射機(jī)根據(jù)注射機(jī)容積初選注射機(jī)型號為 XS-ZY-250。4.4.2 注射機(jī)主要參數(shù)查表文獻(xiàn)得選用 XS-ZY-250 型號注射機(jī)，各參數(shù)如下：螺桿直徑： 50 ；?m注射容量：250 ； 3c注射壓力：1300 ；2Kg鎖模力：1800 ；N模具厚度： 350 ， 200 ； axMmin模具行程：500 ；噴嘴：球半徑 18，孔半徑 4；?4.5 注射基本壓力該項(xiàng)工作是校核所選注塑機(jī)的公稱壓力 能否滿足塑件成型時(shí)所需要的注p公射壓力 。即:0p?公ABS 的注射壓力 50 ；MPa根據(jù)所選注塑機(jī)的公稱壓力為 130 ；滿足要求a?0p4.6 鎖模力的校核T≥K· F·q/1000（噸） (4.3)式中：T—注射機(jī)的額定鎖模力（噸）F—塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積（厘米 2）q—熔接塑料在模腔內(nèi)的壓力（公斤/厘米 2）K—安全系數(shù)，通常取 1.1～1.2。西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13圖 4.1 分型面投影圖兩腔總的投影面積為（如圖 4.1）：F=2(123.5×113.5-2×4×70.4)=269cm 2澆道的投影面積為: F 澆 ≈10cm 2在分型面上的總的投影面積: F 總 =F+F 澆 =269+10=279cm2模腔平均壓力 q 取 300kg/cm2 安全系數(shù) K 取 1.1計(jì)算其所需鎖模力為：F 鎖 =92注射機(jī)的額定鎖模力為 180≥F 鎖 =92即滿足要求.4.7 模具厚度與開模行程4.7.1 模具厚度H 最小 HM H 最大 (4.4)?模具閉合高度必須滿足：H 最小 —注塑機(jī)允許的最小模厚，即動(dòng)定模板間的最小開距H 最大 —注塑機(jī)允許的最大的模厚查表可得，XS-ZY-250 型注塑機(jī)的 H 最小 =200mm H 最大 =350mm4.7.2 開模行程注射機(jī)開模行程應(yīng)大于模具開模時(shí)，取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需的開模距離。由于所選注塑機(jī)為液壓-機(jī)械聯(lián)合作用的注塑機(jī)根據(jù) S≥H 1+H2+（5～10） (4.5) mH1—頂出距離西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14H2—塑件高度由于有側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，此時(shí)應(yīng)考慮抽芯距離所增加的開模行程(4.6)stga?側(cè)其中 -抽芯距 -斜導(dǎo)柱斜角sS 抽 =H1+ H2 + (5～10)cm=76 + 35 + (5 ～10)=117.0cm斜導(dǎo)柱傾斜角 α=150 抽芯距 s=4mm H 側(cè) =S 抽 /tg300+(3～5)cm=4/tg15 0 = 19.0cm因?yàn)?S 抽 ＞H 側(cè)由于 S 機(jī) =500≥117.0 m即開模行程適合5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)155 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.1 澆注系統(tǒng)的組成澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口及冷料穴四個(gè)部分組成。5.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則排氣良好 能順利的引導(dǎo)熔融塑料填充到型強(qiáng)的各個(gè)深度，不產(chǎn)生渦流 和紊流，并能使型腔內(nèi)的氣體順利排出。流程短 在滿足成型和排氣良好的前提下，要選取短的流程來填充型腔，且應(yīng)盡量減少折彎，以降低壓力損失，縮短填充時(shí)間。防止型芯和嵌件變形 應(yīng)盡量減少熔融塑料正面沖擊直徑較小的型芯和金屬嵌件，防止型芯折彎變形或嵌件移位。整修方便 進(jìn)料口位置和形式應(yīng)結(jié)合塑件形狀考慮，做到整修方便并無損塑件的外觀和使用。合理設(shè)計(jì)塑件翹曲變形 在流程較長或需開設(shè)兩個(gè)以上進(jìn)料口是更應(yīng)注意這一點(diǎn)。合理設(shè)計(jì)冷料穴和溢料槽 因?yàn)樗梢杂绊懰芗|(zhì)量。澆注系統(tǒng)的截面積和長度 應(yīng)盡量取小值，應(yīng)減少澆注系統(tǒng)占用的塑料量，從而減少回收. 5.3 主流道的設(shè)計(jì)根據(jù)選用的 XS-ZY-250 型號注射機(jī)的相關(guān)尺寸得：噴嘴前端孔徑： ；04dm?噴嘴前端球面半徑：R0 = 18mm；根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系R = R0 + (1～2)mm (5.1)d = d0 + (0.5～1)mm (5.2)取主流道球面半徑：R=20mm；取主流道小端直徑：d=5mm為了便于將凝料從主流道中取出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，起斜度為 2～6度，經(jīng)換算得主流道大端直徑為 19.8mm（如圖 5.1）：西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16圖 5.1 主澆道5.4 分澆道的設(shè)計(jì)分流道是主流道與澆口之間的通道。它是熔融塑料由主流道流入型腔的過渡段，能使塑料的流向得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換。對多腔模分澆道還起著向各型腔分配塑料的作用．分流道的截面形狀 常用的分流道截面形狀有全圓形、梯形、半圓形、矩形和 U 字型等。全圓形分流道的比表面積最小，故熱量不易散失，流動(dòng)阻力亦小。梯形分流道。由于這種形狀的流道易于加工，熱量損失和壓力損失都不大，因此是最常用的形式。U 型分流道。其優(yōu)缺點(diǎn)與梯形基本相同，常用于小型塑件及一模多腔的情況。半圓形分流道比表面積較大，熱量損失多，故不常采用。矩形分流道比表面積較大，故不常采用。本次設(shè)計(jì)采用全圓形分流道（如圖 5.2）西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17圖 5.2 分流道截面5.5 澆口的設(shè)計(jì)經(jīng)由對塑件的分析，采用潛伏式澆口（如圖 5.3） 。圖 5.3 潛伏式澆口6 分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)186 分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)塑件上具有外側(cè)孔或內(nèi)、外側(cè)凹時(shí)，塑件不能直接從模具中脫出。此時(shí)必須將成型孔或側(cè)凹的零件做成活動(dòng)的，這種零件稱為側(cè)型芯（俗稱活動(dòng)型芯） 。在塑件脫模前必須抽出側(cè)型芯，然后再從模具中頂出塑件，完成側(cè)型芯的抽出和復(fù)位的機(jī)構(gòu)稱為側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)。經(jīng)分析選擇，采用斜導(dǎo)柱分型抽芯機(jī)構(gòu)。6.1 斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱 斜導(dǎo)柱的斜角一般為 15°～20°，最大不得超過 25°，本設(shè)計(jì)采用斜導(dǎo)柱的傾斜角選為 θ=15 0斜導(dǎo)柱的材料選取 T8 碳素工具鋼由于斜導(dǎo)柱經(jīng)常與滑塊摩擦，熱處理硬度不小于 55HRC。表面粗糙度不大于Ra0.8μm斜導(dǎo)柱與其固定的模板之間采用過渡配合 H7/m6滑塊上斜導(dǎo)柱與斜導(dǎo)孔之間采用較松的間隙6.2 斜導(dǎo)柱長度計(jì)算圖 6.1 斜導(dǎo)柱當(dāng)滑塊抽出的方向與開模方向垂直（圖 6.1 所示）斜導(dǎo)柱的長度計(jì)算公式西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19如下： (6.1) 15~0sinco254321 ???????????? ?ShtgdDLL式中 L—斜導(dǎo)柱的總長度， mm；D—大端的直徑，mm；S—抽拔距，mm；d—導(dǎo)滑段的直徑，mm；h—固定模板厚度，mm；α—斜導(dǎo)柱的傾斜度，15° 。L=98mm6.3 抽芯力抽 芯 力 的 計(jì) 算 同 脫 模 力 的 計(jì) 算 相 同 ， 對 于 側(cè) 向 凸 起 較 少 的 塑 件 的 抽 芯 力 通常 比 較 小 ， 僅 僅 是 克 服 塑 件 與 側(cè) 型 腔 的 粘 附 力 和 側(cè) 型 腔 滑 塊 移 動(dòng) 時(shí) 的 摩 擦 阻 力 。對 于 側(cè) 型 芯 的 抽 芯 力 ， 往 往 采 用 如 下 的 公 式 進(jìn) 行 估 算 ：(6.2)(cosin)CFhp?????式 中 ： ——抽 芯 力 (N）——側(cè) 型 芯 成 型 部 分 的 截 面 平 均 周 長 (m)；——側(cè) 型 芯 成 型 部 分 的 高 度 (m)；h——塑 件 對 側(cè) 型 芯 的 收 縮 應(yīng) 力 （ 抱 緊 力 ） ， 其 值 與 塑 件 的 幾p何 形 狀 及 塑 料 的 品 種 、 成 型 工 藝 有 關(guān) ， 一 般 情 況 下 模 內(nèi)冷 卻 的 塑 件 取 (0.8～ 1.2)×107Pa， 模 外 冷 卻 的 塑 件 取(2.4～ 3.9)×107Pa；——塑 料 在 熱 狀 態(tài) 時(shí) 對 剛 的 摩 擦 系 數(shù) ， 一 般 取 0.15～ 0.2；?——側(cè) 型 芯 的 脫 模 斜 度 或 傾 斜 角 (°)， 這 里 ＝ 15°。??≈ 152.6mm =77.4 =107pa =0.2 =15°ch?西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20帶 入 數(shù) 據(jù) 計(jì) 算 可 得 ：=152.6×77.4×107×（0.2×0.97-0.26）CF= 347(N)6.4 型腔和型芯工作尺寸計(jì)算該成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進(jìn)行計(jì)算。查表（塑料模設(shè)計(jì)及制造 附錄 C）得 ABS 的收縮率為 S＝0.4～0.7％，故平均收縮率 S ＝（0.4＋ 0.7）％/2＝0.55％，模具制造公差取 z＝△/3 。cp6.4.1 凹模的徑向尺寸計(jì)算凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸屬包容尺寸，在使用過程中凹模的磨損會(huì)使包容尺寸逐漸的增大。所以，為了使得模具的磨損留有修模的余地以及裝配的需要，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，尺寸公差取 IT9。具體計(jì)算公式如下：凹模的徑向尺寸計(jì)算公式：L＝[L （1＋ k）－（3/4）△] （6.3）塑 ??式中：L ——塑件外形公稱尺寸；塑K——塑料的平均收縮率；△——塑件的尺寸公差；δ——模具制造公差，取塑件相應(yīng)尺寸公差的 1/3～1/6 。凹模徑向尺寸：L1=123.5mm =0.10?＝[L （1＋ k）－（3/4）△]L塑 ??＝[123.5×（1＋0.0055）－3/4×0.10] 3/10.＝124.04 3/0.L2=113.5mm =0.087?＝[L （1＋ k）－（3/4）△]L塑 ??＝[113.5 ×（1＋0.0055）－3/4×0.087] 3/087.＝114.059 3/087.西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21L3=70.2mm =0.074?＝[L （1＋ k）－（3/4）△]L塑 ??＝[70.2 ×（1＋0.0055）－3/4×0.074] 3/074.＝70.157 3/087.L4=13.5mm =0.043 ?＝[L （1＋ k）－（3/4）△]L塑 ??＝[70.2 ×（1＋0.0055）－3/4×0.074] 3/04.圖 6.2 凹模徑向6.4.2 凹模的深度尺寸計(jì)算公式：H＝[H （1＋k）－(2/3) △] (6.4)塑 ??式中：H ——塑件高度方向的公稱尺寸。塑凹模深度尺寸計(jì)算：L1=81mm =0.087?H＝[H （1＋k）－(2/3) △] 塑 ??＝[81 ×(1＋ 0.0055)－2/3 ×0.087] 3/087.＝81.39 3/087.L2=7