插座注射模具設(shè)計【說明書+CAD】

插座注射模具設(shè)計【說明書+CAD】,說明書+CAD,插座注射模具設(shè)計【說明書+CAD】,插座,注射,模具設(shè)計,說明書,仿單,cad 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)前期工作材料學(xué)生姓名:王伯克學(xué) 號：05010229系部:機械工程系專 業(yè):機械工程及自動化設(shè)計(論文)題目:插座注射模設(shè)計指導(dǎo)教師:丁武學(xué)副教授 材 料 目 錄序號名 稱數(shù)量備 注1畢業(yè)設(shè)計(論文)選題、審題表12畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書13畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告含文獻(xiàn)綜述14畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯含原文15畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表12009年5月 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告學(xué) 生 姓 名：王伯克學(xué) 號：05010229專 業(yè)：機械工程及其自動化設(shè)計(論文)題目：插座注射模設(shè)計指 導(dǎo) 教 師:丁武學(xué) 2009年 03 月 15日開題報告填寫要求1開題報告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；2開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見；3“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇科技論文的信息量，一般一本參考書最多相當(dāng)于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊）；4有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 740894數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。 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(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文 獻(xiàn) 綜 述摘要 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電子、汽車、電機、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，6080的零部件都依靠模具成形，模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低。當(dāng)代，模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低，已成為衡量一個國家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益、新產(chǎn)品的開發(fā)能力，決定著一個國家制造業(yè)的國際競爭力1。下面針對CAD/CAM/CAE的應(yīng)用，先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用，模具材料的發(fā)展等做了簡要的介紹。關(guān)鍵詞 發(fā)展現(xiàn)狀 先進(jìn)技術(shù) 發(fā)展趨勢 1 我國模具技術(shù)現(xiàn)狀20世紀(jì)80年代以來，國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，同時為模具的發(fā)展提供了巨大的動力。這些年來，中國模具發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)一直以15% 左右的增長速度快速發(fā)展。振興和發(fā)展中國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”已經(jīng)取得了共識。目前，中國有17000多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約50多萬。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其他各類模具約占11%。近年來，中國模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了變化。除了國有專業(yè)廠家外，還有集體企業(yè)、合資企業(yè)、獨資企業(yè)和私營企業(yè)，他們都得到了迅速的發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多研究機構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(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)48in（約122cm）大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險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)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/ CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。進(jìn)入21世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢下，隨著資本、技術(shù)和勞動力市場的重新整合，中國裝備制造業(yè)在加入WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)正廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)來加速模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，這是各行各業(yè)對模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求2。2 我國模具技術(shù)發(fā)展趨勢2.1 CAD/CAE/CAM的應(yīng)用 模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的集成及其特點現(xiàn)代化的模具制造加工業(yè)，應(yīng)以使用模具CAD/CAE/IEAM技術(shù)來實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的產(chǎn)品生產(chǎn)為目標(biāo)以適應(yīng)用戶對產(chǎn)品個性化的追求，在我國，有許多模具企業(yè)大都憑經(jīng)驗或已經(jīng)在設(shè)計、制造等方面分散使用CAD、CAE、CAM單項技術(shù)來實現(xiàn)生產(chǎn)，這種“自動化孤島”的方法使整個生產(chǎn)過程資源共享率低、信息不流暢，導(dǎo)致研制產(chǎn)品周期長、更新?lián)Q代慢，難以在國際競爭中生存和發(fā)展。國外推廣 CAD/CAE/CAM技術(shù)成功的經(jīng)驗表明：企業(yè)取得顯著效益，很多是從集成應(yīng)用中得到的，而不是單項應(yīng)用的結(jié)果3,4。CAD/CAE/CAM一體化的角度來說，其發(fā)展趨勢是集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，其中心思想是讓用戶在統(tǒng)一的環(huán)境中實現(xiàn)CAD/CAE/CAM協(xié)同作業(yè)，以便充分發(fā)揮各單元的優(yōu)勢和功效5,6。2.2 現(xiàn)場化的模具檢測技術(shù)精密模具的發(fā)展，對測量的要求越來越高。精密的三坐標(biāo)測量機，長期以來受環(huán)境的限制，很少在生產(chǎn)現(xiàn)場使用。新一代三坐標(biāo)測量機基本上都具有溫度補償及采用抗振材料，改善防塵措施，提高環(huán)境適應(yīng)性和使用可靠性，使其能方便地安裝在車間使用，以實現(xiàn)測量現(xiàn)場化的特點7。2.3 先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用高速銑削技術(shù)早在2 0世紀(jì)3 0年代就已經(jīng)被提出，德國切削物理學(xué)家Carl Salomon根據(jù)一些實驗曲線，即現(xiàn)在被稱為SalomonI線”，提出了高速切削（High SpeedCutting，簡稱HSC）的概念。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)、如工質(zhì)量良好、加工效率高（為普通銑削加工的5倍10倍）及可加工硬材料（60HRC）等諸多優(yōu)點，因而在模具的加工中日益受到重視8。瑞士米克朗公司UCP710型五軸聯(lián)動加工中心，其機床定位精度可達(dá)8m，自制的具有矢量閉環(huán)控制電主軸，最大轉(zhuǎn)速為42000r/min。意大利RAMBAUDI公司的高速銑床，其加工范圍達(dá)2500mm5000mm，轉(zhuǎn)速達(dá)20500轉(zhuǎn)/min，切削進(jìn)給速度達(dá)20m/min。HSM一般主要用于大、中型模具加工，如汽車覆蓋件模具、壓鑄模、大型塑料模等曲面加工，其曲面加工精度可達(dá)0.001mm。基于RPM快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)快速原型零件制造技術(shù)就是20世紀(jì)后期起源于美國，并很快發(fā)展起來的一種先進(jìn)制造技術(shù)，RPM技術(shù)就是近20年來制造技術(shù)領(lǐng)域的一次重大突破、它是綜合利用CAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)、機械工程、電子技術(shù)及激光技術(shù)的技術(shù)集成以實現(xiàn)從零件設(shè)計到三維實體原型制造一體化的系統(tǒng)技術(shù)9,10。RPM技術(shù)發(fā)展至今天，其發(fā)展重心已從快速原型制造（RPM）向快速模具（RT）制造及金屬零件快速制造方向轉(zhuǎn)移，各種各樣的后續(xù)制造材料及工藝不斷出現(xiàn)。目前RPM的快速制模主要是注射模、沖壓模、壓鑄模等?？焖俳?jīng)濟(jì)模具制造技術(shù)乏二袤躉在快速原型（RP）與快速模具制造（RT）上。近年來，RP+ RT的研究成為國內(nèi)外RPM界十分關(guān)注并大力開發(fā)的領(lǐng)域之一11。2.4 模具材料的發(fā)展近些年來，除了傳統(tǒng)的表面淬火技術(shù)、熱擴散技術(shù)、堆焊技術(shù)和電鍍硬鉻技術(shù)，還包括激光表面強化技術(shù)、物理氣相沉淀技術(shù)、化學(xué)氣相沉淀技術(shù)、離子注入技術(shù)、熱噴涂技術(shù)、符合電鍍技術(shù)、符合電刷鍍技術(shù)和化學(xué)鍍技術(shù)等。稀土表面工程技術(shù)和納米表面工程技術(shù)的進(jìn)展進(jìn)一步推動模具制造的表面工程技術(shù)的發(fā)展。在具體處理方而，其主要趨勢是：由滲入單一元素向多元素共滲、復(fù)合滲（如TD法）發(fā)展；由一般擴散向CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向發(fā)展；可采用的鍍膜有：TiC、TiN、TiCN、TiAIN、 CrN、Cr7C3、W2C：等，由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外，目前對激光強化、輝光離子氮化技術(shù)及電鍍（刷鍍）防腐強化等技術(shù)也日益受到重視12。2.5 鏡面拋光的模具表面工程技術(shù)模具拋光技術(shù)是模具表面工程中的重要組成部分，是模具制造過程中后處理的重要工藝。目前，國內(nèi)模具拋光至Ra0.05m的拋光設(shè)備、磨具磨料及工藝，可以基本滿足需要，而要拋至Ra0.025m的鏡面拋光設(shè)備、磨具磨料及工藝尚處摸索階段。隨著鏡面注塑模具在生產(chǎn)中的大規(guī)模應(yīng)用，模具拋光技術(shù)就成為模具生產(chǎn)的關(guān)鍵問題。由于國內(nèi)拋光工藝技術(shù)及材料等方面還存在一定問題，所以如傻瓜相機鏡頭注塑模、CD、VCD光盤及工具透明度要求高的注塑模仍有很大一部分依賴進(jìn)口13。值得注意的是，模具表面拋光不單受拋光設(shè)備和工藝技術(shù)的影響，還受模具材料鏡面度的影響，這一點還沒有引起足夠的重視，也就是說，拋光本身受模具材料的制約。例如，用45#碳素鋼做注塑模時，拋光至Ra0.2m時，肉眼可見明顯的缺陷，繼續(xù)拋下去只能增加光亮度，而粗糙度已無望改善，故目前國內(nèi)在鏡面模具生產(chǎn)中往往采用進(jìn)口模具材料，如瑞典的一勝百136、日本大同的PD555等都能獲得滿意的鏡面度。 鏡面模具材料不單是化學(xué)成分問題，更主要的是冶煉時要求采用真空脫氣、氬氣保護(hù)鑄錠、垂直連鑄連軋、柔鍛等一系列先進(jìn)工藝，使鏡面模具鋼具內(nèi)部缺陷少、雜質(zhì)粒度細(xì)、彌散程度高、金屬晶粒度細(xì)、均勻度好等一系列優(yōu)點，以達(dá)到拋光至鏡面的模具鋼的要求14。2.6 其逆向工程技術(shù)逆向工程（Reverse.Engirleering，RE）也稱反向工程或反求工程，是相對于傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計流程即所謂的正向工程（Forward Engineering，F(xiàn)E）而提出的。其基本思想是：通過對實物或零件進(jìn)行掃描測量以及各種先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理手段獲得產(chǎn)品的幾何信息，然后充分利用CAD/CAM技術(shù)快速、準(zhǔn)確地建立產(chǎn)品的數(shù)學(xué)幾何模型，進(jìn)行數(shù)據(jù)重構(gòu)設(shè)計，最后經(jīng)過適當(dāng)?shù)墓こ谭治觥⒔Y(jié)構(gòu)設(shè)計和CAM編程，就可以加工出產(chǎn)品模具。逆向工程是以設(shè)計方法學(xué)為指導(dǎo)，以現(xiàn)代化設(shè)計理論、方法、技術(shù)為基礎(chǔ)，運用各種專業(yè)人員的工程設(shè)計經(jīng)驗、知識和創(chuàng)新思維，對已有產(chǎn)品進(jìn)行解剖、深化和再創(chuàng)造15。3 總結(jié)隨著信息時代的到來，模具制造業(yè)全球化是發(fā)展的必然趨勢；其競爭不斷加劇，使當(dāng)前模具制造業(yè)面臨極大的挑戰(zhàn)，這一挑戰(zhàn)主要來源于市場和技術(shù)兩大方面。每個技術(shù)單元同時面向市場和合作伙伴，必須靈活地進(jìn)行重組和集成，達(dá)到優(yōu)勢互補。高速切削、逆向工程、快速成形技術(shù)與CAD/CAE/CAM/RP的集成可使設(shè)計概念轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品的時間縮短幾倍乃至幾十倍，構(gòu)成一個快速產(chǎn)品開發(fā)及其模具制造的綜合系統(tǒng)，可以實現(xiàn)從產(chǎn)品的設(shè)計、分析、加工到管理的靈活經(jīng)濟(jì)的組織方式，從而推動模具制造技術(shù)的發(fā)展。參 考 文 獻(xiàn)1 胡石玉. 模具制造技術(shù)M. 南京：東南大學(xué)出版社，19972 高佩服等. 使用模具制造技術(shù)M. 北京:中國輕工業(yè)出版社，20013 肖祥芷，王義林等. 模具CAD/CAM/CAEM. 北京:電子工業(yè)出版社，20044 何濤主. CAD/CAMM. 北京：北京大學(xué)出版社，20065 陳敬. CAD/CAM/CAE技術(shù)基礎(chǔ)M. 北京：機械工業(yè)出版社北京，20076 袁寧，夏琴香等. 模具設(shè)計及計算機應(yīng)用M. 廣州：東南大學(xué)出版社，2008 7 張發(fā)啟等. 現(xiàn)代測試技術(shù)及應(yīng)用M. 西安：西安電子科技大學(xué)，20088 張世琪等. 現(xiàn)代制造技術(shù)導(dǎo)論M. 北京：兵器工業(yè)出版社，20009 莫建華. 快速成型及快速制模M. 北京：電子工業(yè)出版社，200710 王學(xué)讓. 快速成型與快速模具制造技術(shù)M. 北京：清華大學(xué)出版社，200711 王廣春. 快速成型與快速模具制造技術(shù)及應(yīng)用M. 北京：機械工業(yè)出版社，200312 王廣模. 模具材料M. 北京：機械工業(yè)出版社，200713 熊惟皓. 模具表面處理與表面加工M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，200714 楊明安. 現(xiàn)代表面工程技術(shù)M. 北京：機械工業(yè)出版社，200715 李元等. 先進(jìn)制造技術(shù)M. 北京：機械工業(yè)出版社，2006 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：一 課題內(nèi)容此課題的內(nèi)容為塑料插座注射模的設(shè)計，注射模是成型塑料子品的主要工具，具有高效率，成型后加工少的特點。塑料插座基本形狀為立方形，內(nèi)為中空，有兩個隔板，在一邊含有一個開口，需要進(jìn)行側(cè)抽芯。二 研究途徑1. 尺寸的測量首先對插座的尺寸進(jìn)行測量，并進(jìn)行圓整。2. 注射模法案設(shè)計（1)注射模類型的選擇此插座機構(gòu)常見，使用常見模具結(jié)構(gòu)即可。（2)分型面的選擇選擇此插座的最大界面處為分型面，接近插座開口一次。詳細(xì)位置請看圖。（3)側(cè)抽芯機構(gòu)的選擇為實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，提高效率，同時根據(jù)插座側(cè)抽芯的位置，我選擇使用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機構(gòu)。（4)澆口的選擇根據(jù)插座的形狀特征，其上表面突起較多，下部為空心，擬用側(cè)澆口。3. 注射模具尺寸的計算4. 通過PRO-E及其他軟件，完成模具三維造型的設(shè)計及其工程圖繪制。6. 完成制造工藝的設(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(xiàn)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) 論 文 第 30 頁 共 30 頁1 引言模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電子、汽車、電機、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，絕大多數(shù)的零部件都依靠模具成形，模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低。模具實現(xiàn)工業(yè)化和商品化生產(chǎn)，是制造業(yè)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步和水平的標(biāo)志，是制造業(yè)現(xiàn)代化的工業(yè)基礎(chǔ)。模具產(chǎn)品的品種很多，主要以沖壓模具、塑料模具和壓鑄模具為主。塑料注射模具是現(xiàn)在所有塑料模具中使用最廣的模具，能夠成型復(fù)雜的高精度的塑料制品。設(shè)計塑料注射模具首先要對塑料有一定的了解，塑料的主要成分是聚合物。如我們常說的ABS 塑料便是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體采用乳液、本體或懸浮聚合法生產(chǎn)，使其具有三種單體的優(yōu)越性能和可模塑性，在一定的溫度和壓力下注射到模具型腔，產(chǎn)生流動變形，獲得型腔形狀，保壓冷卻后頂出成塑料產(chǎn)品1?，F(xiàn)代模具設(shè)計與制造技術(shù)，涉及機械工程、信息與電子工程、冶金與材料工程、工程管理等學(xué)科專業(yè)范圍。優(yōu)化模具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計和型件的CAD/CAE/CAM，并使之趨于智能化，提高了塑件成形加工工藝和模具標(biāo)準(zhǔn)化水平，提高模具制造精度與質(zhì)量，降低工件表面研磨、拋光作業(yè)量和制造周期；研究、應(yīng)用針對各種類模具型件所采用的高性能、易切削的專用材料，以提高模具使用性能；為適應(yīng)市場多樣化和新產(chǎn)品試制，應(yīng)用快速原型制造技術(shù)和快速制模技術(shù)，以快速制造成型沖模、塑料注射?；驂鸿T模等，應(yīng)當(dāng)是未來模具生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢。1.1 我國模具制造現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.1.1 我國模具技術(shù)現(xiàn)狀這些年來，中國模具發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)一直以15% 左右的增長速度快速發(fā)展。振興和發(fā)展中國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注。“模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”已經(jīng)取得了共識。目前，中國有17000多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約50多萬。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其他各類模具約占11%。近年來，中國模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了變化。除了國有專業(yè)廠家外，還有集體企業(yè)、合資企業(yè)、獨資企業(yè)和私營企業(yè)，他們都得到了迅速的發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多研究機構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(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)48in（約122cm）大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險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)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步,在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。進(jìn)入21世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢下，隨著資本、技術(shù)和勞動力市場的重新整合，中國裝備制造業(yè)在加入WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)正廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)來加速模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，這是各行各業(yè)對模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求2。1.1.2 我國模具技術(shù)發(fā)展趨勢（1）CAD/CAM/CAE應(yīng)用在模具設(shè)計制造中將全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)模具CAD/CAM/CAE技術(shù),是模具技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑。實踐證明,模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。現(xiàn)在,全面普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟。隨著微機軟件的發(fā)展和進(jìn)步,技術(shù)培訓(xùn)工作也日趨簡化。在普及推廣模具CAD/CAM技術(shù)的過程中,應(yīng)抓住機遇,重點扶持國產(chǎn)模具軟件的開發(fā)和應(yīng)用；加大技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍 3,4。從CAD/CAE/CAM一體化的角度來說，其發(fā)展趨勢是集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，其中心思想是讓用戶在統(tǒng)一的環(huán)境中實現(xiàn)CAD/CAE/CAM協(xié)同作業(yè)，以便充分發(fā)揮各單元的優(yōu)勢和功效。（2） 現(xiàn)場化的模具檢測技術(shù)精密模具的發(fā)展，對測量的要求越來越高。精密的三坐標(biāo)測量機，長期以來受環(huán)境的限制，很少在生產(chǎn)現(xiàn)場使用。新一代三坐標(biāo)測量機基本上都具有溫度補償及采用抗振材料，改善防塵措施，提高環(huán)境適應(yīng)性和使用可靠性，使其能方便地安裝在車間使用，以實現(xiàn)測量現(xiàn)場化的特點5。（3） 先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用隨著模具向精密化和大型化方向發(fā)展,加工精度超過1m的超精加工技術(shù)和集電、化學(xué)、超聲波、激光等技術(shù)綜合在一起的復(fù)合加工將得到發(fā)展。兼?zhèn)鋬煞N以上工藝特點的復(fù)合加工技術(shù)在今后的模具制造中將有廣闊的前景?；赗PM快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)快速原型零件制造技術(shù)就是20世紀(jì)后期起源于美國，并很快發(fā)展起來的一種先進(jìn)制造技術(shù)，RPM技術(shù)就是近20年來制造技術(shù)領(lǐng)域的一次重大突破、它是綜合利用CAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)、機械工程、電子技術(shù)及激光技術(shù)的技術(shù)集成以實現(xiàn)從零件設(shè)計到三維實體原型制造一體化的系統(tǒng)技術(shù)6,7。RPM技術(shù)發(fā)展至今天，其發(fā)展重心已從快速原型制造（RPM）向快速模具（RT）制造及金屬零件快速制造方向轉(zhuǎn)移，各種各樣的后續(xù)制造材料及工藝不斷出現(xiàn)。目前RPM的快速制模主要是注射模、沖壓模、壓鑄模等。快速經(jīng)濟(jì)模具制造技術(shù)乏二袤躉在快速原型（RP）與快速模具制造（RT）上。近年來，RP+ RT的研究成為國內(nèi)外RPM界十分關(guān)注并大力開發(fā)的領(lǐng)域之一。（4） 模具材料的發(fā)展近些年來，除了傳統(tǒng)的表面淬火技術(shù)、熱擴散技術(shù)、堆焊技術(shù)和電鍍硬鉻技術(shù)，還包括激光表面強化技術(shù)、物理氣相沉淀技術(shù)、化學(xué)氣相沉淀技術(shù)、離子注入技術(shù)、熱噴涂技術(shù)、符合電鍍技術(shù)、符合電刷鍍技術(shù)和化學(xué)鍍技術(shù)等8。稀土表面工程技術(shù)和納米表面工程技術(shù)的進(jìn)展進(jìn)一步推動模具制造的表面工程技術(shù)的發(fā)展。在具體處理方而，其主要趨勢是：由滲入單一元素向多元素共滲、復(fù)合滲（如TD法）發(fā)展；由一般擴散向CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向發(fā)展；可采用的鍍膜有：TiC、TiN、TiCN、TiAIN、CrN、Cr7C3、W2C等，由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外，目前對激光強化、輝光離子氮化技術(shù)及電鍍（刷鍍）防腐強化等技術(shù)也日益受到重視。（5） 其逆向工程技術(shù)逆向工程也稱反向工程或反求工程，是相對于傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計流程即所謂的正向工程而提出的。其基本思想是：通過對實物或零件進(jìn)行掃描測量以及各種先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理手段獲得產(chǎn)品的幾何信息，然后充分利用CAD/CAM技術(shù)快速、準(zhǔn)確地建立產(chǎn)品的數(shù)學(xué)幾何模型，進(jìn)行數(shù)據(jù)重構(gòu)設(shè)計，最后經(jīng)過適當(dāng)?shù)墓こ谭治?、結(jié)構(gòu)設(shè)計和CAM編程，就可以加工出產(chǎn)品模具。逆向工程是以設(shè)計方法學(xué)為指導(dǎo)，以現(xiàn)代化設(shè)計理論、方法、技術(shù)為基礎(chǔ)，運用各種專業(yè)人員的工程設(shè)計經(jīng)驗、知識和創(chuàng)新思維，對已有產(chǎn)品進(jìn)行解剖、深化和再創(chuàng)造9。1.2 計劃任務(wù)要求本設(shè)計要求根據(jù)所給插座實物，測繪零件圖紙，設(shè)計成型注射模具，并學(xué)習(xí)Pro/E、solidworks或solid edge等大型CAD軟件在模具設(shè)計中的運用。以及要求完成塑件注射模具方案設(shè)計和相關(guān)設(shè)計計算，對模具零件CAD三維造型設(shè)計，完成該注射模具裝配圖設(shè)計和全部零件圖紙設(shè)計，最后完成該注射模具的制造工藝設(shè)計。1.3 模具設(shè)計步驟該設(shè)計分為兩部分，一部分是對塑料插座測繪零件圖紙，用PRO/E軟件進(jìn)行三維造型，完成塑件注射模具方案設(shè)計和相關(guān)設(shè)計計算；另一部分是完成該注射模具裝配圖設(shè)計和全部零件圖紙設(shè)計。第一階段相關(guān)計算和方案確定大概要一個月的時間；第二階段模具設(shè)計大概要兩個月的時間。首先，根據(jù)給定的塑料插座進(jìn)行測繪，我用AUTOCAD軟件繪制了經(jīng)過測量后的圖紙，并學(xué)習(xí)了PRO/E軟件，在基本掌握該軟件的運用后，對插座做了三維造型，然后按照要求進(jìn)行了計算。其次，開始對塑料插座進(jìn)行模具設(shè)計，在進(jìn)行模具設(shè)計時，根據(jù)插座的形狀并結(jié)合手冊循序漸進(jìn)的進(jìn)行模具設(shè)計。這次模具設(shè)計是對以前所學(xué)知識的一次實踐。由于我沒有實踐經(jīng)驗所以很多東西都要依靠手冊。包括數(shù)據(jù)的選取和工藝性的確定。模具設(shè)計包括澆注系統(tǒng)和動、定模個部分的結(jié)構(gòu)以及脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計。在設(shè)計時要使用到AUTOCAD和PRO/E。2 塑件分析與模具方案設(shè)計2.1 塑料插座結(jié)構(gòu)分析電路插座作為電路組成原件的一部分，結(jié)構(gòu)上要求有一定的強度，方便插頭的多次拔插。同時因為是在電路中工作，并且與使用者接觸機會更多，要求對使用者提供足夠的保護(hù)，要求能夠很好的隔絕電流。插座結(jié)構(gòu)如圖2.1和圖2.2所示。圖2.1 插座三維視圖一圖2.2 插座三維視圖二在這個插座的表面有三組雙孔，側(cè)面有一直徑為2mm的通孔，在插座背面是兩條加強筋。三組雙孔直接與其他工件接觸的工作界面，因此對這里的精度和結(jié)構(gòu)合理性要求更高，同時對側(cè)面孔的制造要求使用側(cè)抽心機構(gòu)，是整個模具設(shè)計的難點之一。因為側(cè)面開口形狀規(guī)則，位置不復(fù)雜，因此直接使用一個整體型芯。在插座背面是中空結(jié)構(gòu)，在中心線兩側(cè)對稱分布有兩個加強筋。加強筋結(jié)構(gòu)典型，是規(guī)整的長方形，對表面粗糙度和位置精度沒有過高要求，不需要附加額外的技術(shù)要求。2.2 成型制品的選材根據(jù)插座的工作要求和材料成型后的強度以及注塑過程中塑料的流動性，選用ABS作為其原料。ABS是丙烯晴、丁二烯、苯乙烯三種單體的共聚物，原料易得，價格便宜，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的工程材料之一，可作為機電外殼，儀表殼，電器元件等零件的材料。ABS是由三種成分組成的，故它有三種成分的綜合性能，而每一組成分又在其中起著固有的作用。丙烯晴使ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅韌。苯乙烯使它具有良好的加工性和染色性能。ABS無毒、無味，成微黃色，成型的塑料件有較好的光澤，熔融溫度為217237，熱分解溫度為250以上，無毒、無味、不透明。ABS具有極好的抗沖擊強度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性和化學(xué)穩(wěn)定性。水、無機鹽、酸、堿類對ABS幾乎無影響，在酮、醛、脂、氯代烴中會溶解或形成乳濁液，不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化熔脹。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥品的侵蝕會引起應(yīng)力開裂。ABS有一定的尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。其缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70左右，熱變形溫度為93左右。耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。根據(jù)ABS中三種組分之間的比例不同，其性能也略有差異，從而適應(yīng)各種不同的應(yīng)用。根據(jù)應(yīng)用不同可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱型等10,11。ABS在機械工業(yè)上用來制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、電機外殼、儀表殼、儀表盤、水箱外殼、蓄電池槽、冷藏柜和冰箱襯里等。汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管、加熱器等，還有用ABS夾層板制小轎車車身。ABS還可以用來制作水表殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具、電子琴及收錄機殼體、食品包裝容器、農(nóng)藥噴霧器及家具等。ABS易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕，云紋等缺陷。為此，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；在正常的成型條件下，壁厚、融料溫度對收縮率影響極?。灰笏芗雀邥r，模具溫度可控制在5060之間，要求塑件光澤和耐熱時，控制在6080；ABS比比熱容低，俗話效率高，凝固也快，故成型周期短；ABS的表觀粘度對剪切速率的依賴性很強，因此在模具設(shè)計中大都采用點交口。2.3 塑件精度及表面粗糙度分析塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件與產(chǎn)品圖紙中尺寸的符合程度。即所獲得塑件尺寸的準(zhǔn)確度。影響塑件尺寸精度的因素很多，首先是模具的制造精度和模具的磨損程度，其次是模具的收縮率的波動以及成型時工藝條件的變化、塑件成型后的時效變化和模具結(jié)構(gòu)形狀等。因此，塑件的尺寸精度往往不高，應(yīng)在保證使用要求的前提下盡可能選用低精度等級。由塑料模設(shè)計手冊可查得，ABS建議采用的精度為高精度8級，較高精度為6級?？紤]到插座的使用對精度的要求不太高，所以各個地方均選擇8級精度。公差值的選擇見模具設(shè)計部分。塑件間的表面粗糙度一般取0.8m0.2m之間，在設(shè)計時應(yīng)考慮到插座的適用性，同時兼顧經(jīng)濟(jì)性要求。塑件的表面要求不高，取Ra0.8m 12。2.4 模具方案2.4.1 模具方案及選擇注射模的分類方式很多。例如，可按照注射模在注射劑上的安裝方式、模具型腔數(shù)目和結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分類；但是從模具設(shè)計角度上看，按注射模的總體機構(gòu)特征分類最為方便。按注射模的總體機構(gòu)特征分類一般可將注射模分為以下幾類。（1） 二板式注射模二板式注射模又稱單分型面注射模，結(jié)構(gòu)上具有典型的兩塊模具，即動模具板和定模具板。開模時動模具部分和定模具部分沿一個分型面分型，塑件和澆注系統(tǒng)凝料從同一分型面脫出。二板模是注射模具中最常用的一類，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，但是除采用直接澆口之外，型腔的澆口位置只能選擇在塑件的側(cè)面。（2） 三板式注射模三板式注射模又稱雙分型面注射模，與二板式注射模相比，三板式注射模在結(jié)構(gòu)上增加了一塊可移動的中間板，即具有動模板、中間板和定模板三塊模板。開模時模具需沿著不同的分型面二次或者三次分型，塑件和澆注系統(tǒng)凝料分別從不同的分型面脫離。三板模能在塑件中心設(shè)置點澆口，但必須設(shè)計定居順序分型機構(gòu)以保證模具的分模順序，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。（3） 二板半式注射模二板半式注射模是指在結(jié)構(gòu)上仍具有典型的動模板和定模板兩塊模板，但開模時模具必須沿不同的分型面兩次分型的一類模具。二板半式注射模也需設(shè)計定居順序分型機構(gòu)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，當(dāng)塑件上具有側(cè)向孔或側(cè)凸槽，并且成型這些部位的側(cè)型芯設(shè)置在定模部分時，一般就必須采用這種模具結(jié)構(gòu)。（4） 活動鑲塊注射模由于某些塑件的特殊結(jié)構(gòu)，無法通過簡單的分型從模具中取出塑件，這時就要在模具中設(shè)置活動鑲塊或活動側(cè)向型芯以方便的取出塑件。開模時這些活動鑲塊不能簡單的沿著開模方向與塑件分離，而是在脫模時必須將它們連同塑件一起移出模外，然后用手工或者借助簡單的工具將它們與塑件分離。合模時這些活動鑲塊嵌入模具必須可靠的位置，因此這類模具的成產(chǎn)效率不高，適用于小批量或者試制件生產(chǎn)。（5） 定模設(shè)推出機構(gòu)注射模為了簡化模具結(jié)構(gòu)，便于塑件脫模，一般模具開模后應(yīng)盡可能使塑件能滯留在動模一側(cè)，但有時由于某些塑件的特殊要求或者形狀限制，塑件必須留在定模一側(cè)，這些在定模塑件的特殊形狀，開模后塑件會包裹在定模一側(cè)的型芯上，為了使塑件脫模，特意從型芯上模設(shè)置推件板，開模時由設(shè)在動模側(cè)的拉板帶動推板運動，將塑件從型芯上脫離。（6）無流道凝料注射模無流道凝料注射模也稱無流道注射模具，是指采用對流道加熱或者絕熱的辦法使從注射劑噴口到澆口處之間的塑料保持熔融狀態(tài)，開模后只修取出塑件的這類模具。無流道凝料注射模能保證注射壓力在流道中的有效傳遞，有利于改善塑件的質(zhì)量，而且節(jié)約了塑料，生產(chǎn)效率高，易實現(xiàn)全自動操作；但模具成本高，澆注系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)要求高，對塑件形狀和塑性有一定的限制，一般適用于大批量生產(chǎn)。此次設(shè)計的塑料插座模具結(jié)構(gòu)較簡單，綜合考慮其結(jié)構(gòu)對模具的要求和成本，我選用二板半式注射模。2.4.2 脫模方式制定從模具中退出塑件及澆注系統(tǒng)凝料的機構(gòu)稱為推出機構(gòu)。推出機構(gòu)動作是通過注射機上的頂桿或液壓缸來完成的。此次設(shè)計的塑料插座沒有特殊的結(jié)構(gòu)，因此我選用常見的推桿來進(jìn)行脫模。通過分析零件的外形特點，我制訂了兩個推出方案，主要是頂桿的位置不同，圖中十字星位置是頂桿頂出位置。圖2.3所示為方案一示意圖。圖2.3 頂出桿方案一在這個方案中我從分型面處選擇零件內(nèi)部的三個點作為頂桿的頂出位置，避開了周圍四個角，避免將四個角頂壞，同時避開了孔，減少了加工難度。圖2.4所示為方案二示意圖。圖2.4 頂出桿方案二在這個方案中我選擇將頂桿的頂出位置放在零件內(nèi)部，采用五個頂出點，一是將頂點的位置放在了加強筋的旁邊和凸臺處，二是保證工件在推出過程中受力均勻，防止工件受力變形。經(jīng)過對比我認(rèn)為在方案一中存在幾點不足，一是頂點位置不完全對稱，二是受力不均勻，綜合分析我選擇了第二個方案。3 插座模具設(shè)計3.1 模具成型尺寸計算模具的成型尺寸是指型腔上直接用來成型塑件部位的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔和型芯的深度和高度尺寸，中心距尺寸等。在設(shè)計模具時必須根據(jù)制品的尺寸和精度要求來確定成型零件的相應(yīng)的尺寸和精度等級，給出正確的公差值。模具尺寸偏差標(biāo)注為對包容面尺寸采用單向正偏差標(biāo)注，基本尺寸為最小。對被包容面尺寸采用單向夫偏差標(biāo)注，基本尺寸為最大13。3.1.1 凹模型腔尺寸的計算（1）凹模徑向尺寸計算公式： (3.1)其中：塑件的平均收縮率，S=0.006；塑件的公差，取8級精度；模具制造公差，按/3選取。下標(biāo)：、分別代表塑件和模具,單位mm。經(jīng)計算得: mm（2）凹模深度尺寸計算公式： (3.2)其中：塑件的平均收縮率，S=0.006；塑件的公差，取8級精度；模具制造公差，按/3選取。下標(biāo)：、分別代表塑件和模具,單位mm。經(jīng)計算得: mm3.1.2 型芯尺寸的計算（1）型芯徑向尺寸計算公式： (3.3)其中：塑件的平均收縮率，S=0.006；塑件的公差，取8級精度；模具制造公差，按/3選取。下標(biāo)：、分別代表塑件和模具,單位mm。經(jīng)計算得: mm（2）型芯高度尺寸計算公式： (3.4)其中：塑件的平均收縮率，S=0.006；塑件的公差，取8級精度；模具制造公差，按/3選取。下標(biāo)：、分別代表塑件和模具,單位mm。經(jīng)計算得: mm3.1.3 中心距尺寸的計算中心距尺寸計算公式： (3.5)其中：塑件的平均收縮率，S=0.006；塑件的公差，取8級精度；模具制造公差，按/3選取。下標(biāo)：、分別代表塑件和模具,單位mm。經(jīng)計算得：mm3.2 注射機的選擇及型腔數(shù)目的確定3.2.1 塑件的質(zhì)量體積分析及ABS的注射工藝性塑件的體積大小，通過分析，可知體積約為4cm，ABS的密度為1.02g/cm，所以質(zhì)量為4.08 g。ABS流動性好，易于成型。熔融溫度為217237，熱分解溫度為250以上。熔融溫度與分解溫度比較接近，選擇料筒溫度為200230，為了防止流涎現(xiàn)象，噴嘴溫度稍低于料筒溫度取180190。ABS具體注射工藝參數(shù)參見表3.1。表3.1 ABS注射工藝參數(shù)注射機類型螺桿式模具溫度（）6070螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）3060注射壓力(MPa)7090噴嘴形式直通式保壓力(MPa)5070噴嘴溫度（）180190注射時間(s)35料桶前段溫度（）200210保壓時間(s)1530料桶中段溫度（）210230冷卻時間(s)1530料桶后段溫度（）180200成型周期(s)4070注射時，需在7080預(yù)干燥4小時以上，注射溫度為170200，注射成型過程中，模溫越低，冷卻速度太快，熔體溫度降低越迅速，造成熔體粘度增大，注射壓力損失，引起充模不足，反之，則有利于提高制品表面質(zhì)量，但制品生產(chǎn)率大大降低，綜合以上兩點，取模具溫度為607014。3.2.2 型腔數(shù)目的確定在設(shè)計實踐中，有確定注射機的型號，再根據(jù)所選用的注射機的技術(shù)規(guī)范及塑件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求，計算能夠選取的型腔數(shù)目，也有根據(jù)經(jīng)驗先確定型腔數(shù)目的，然后根據(jù)生產(chǎn)條件，如注射機的有關(guān)技術(shù)規(guī)范等進(jìn)行校核計算，看所選的型腔數(shù)目是否滿足要求，由于塑件尺寸較小，可確定腔數(shù)為雙型腔。3.2.3 注射機的選擇根據(jù)塑件體積為4 cm，選擇注射機為XS-ZS-22，其具體技術(shù)規(guī)范參見表3.2。（1）鎖模力的校核鎖模力是指注射機合模機構(gòu)在工作過程中對模具所能施加的最大夾緊力。在選用注射機時，要對其合模機構(gòu)進(jìn)行校核。通?？捎孟铝泄竭M(jìn)行： （3.6）式中： 單個塑件在模具分型面上的投影面積； 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積； 型腔數(shù)量；塑料熔體對型腔的成型壓力； 鎖模力。根據(jù)經(jīng)驗取模腔平均壓力為p為40 Mpa，通過分析，塑件在分型面上的投影面積為A=13cm。粗略計算鎖模力為F =pA=401061310-7=51.84KN250 KN，所以滿足鎖模力的要求15。表3.2 XS-ZY-500的技術(shù)規(guī)范公稱注射量(cm)30最大成型面積(cm)90螺桿直徑(mm)28 最大開（合）模行程(mm)160注射壓力(MPa)115模具最大厚度(mm)180注射行程(mm)130模具最小厚度(mm)60螺桿轉(zhuǎn)數(shù)(r/min) 40動定模固定板尺寸(mm)25280DFDSAF25拉桿空間(mm)235噴嘴孔直徑(mm)， 2噴嘴圓弧半徑(mm)R12（2）注射容量校核模具型腔能否充滿與注射機允許的最大注射量密切相關(guān)，設(shè)計模具時，應(yīng)保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機實際的最大注射量的范圍內(nèi)，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，注射機的最大注射量是其允許最大注射量（額定注射量）的80。塑件的體積為4cm，加上澆注系統(tǒng)凝料的體積大約為4 cm，小于注射機的額定注射量為30cm，滿足需求。（3） 最大注射壓力的校核注射壓力是指在螺桿頭部產(chǎn)生的熔體壓強，注射壓力過低會導(dǎo)致型腔壓力不足，熔體不能順利充滿型腔；反之，注射壓力過大，不僅會造成溢料，甚至系統(tǒng)過載。螺式注射機ABS注射壓力一般是70 MPa100MPa，取80Mpa。注射機注射壓力為145 MPa，滿足要求16,17。（4） 模具厚度的校核本注射機所允許的最小厚度和最大厚度分別為60mm和180mm，所選模架的閉合高度為160mm，滿足要求。（5）開模行程校核所選注射機的最大開模行程為160mm，模具結(jié)構(gòu)為雙分型面注射模，其開模距為： （3.7）式中： 脫模距離(mm），為14mm； 塑件高度（mm），為19mm； 取出澆注系統(tǒng)凝料所需的距離（mm），為40mm；所以，mm，60mm83mm160mm，滿足要求。3.3 分型面的選擇3.3.1分型面的基本形式分型面的形式由塑料的具體情況而定，但大體上有平面式分型面、階梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面。3.3.2分型面選擇的基本原則選擇分型面的基本原則：（1）盡量使塑件開模時留在動模一側(cè)；（2）分型面應(yīng)有利于排氣；（3）保證塑件外觀質(zhì)量要求；（4）有利于塑件分型和抽芯動作；（5）有利于塑件脫模；3.3.3分型面的選擇按塑件結(jié)構(gòu)，有兩種分型面方案,參見圖3.1：方案1方案2 圖3.1 分型面示意圖方案1與方案2相比，方案1型芯設(shè)在動模，開模后塑件包在型芯上留在動模，符合分型面設(shè)計原則，簡化了模具結(jié)構(gòu)，且縮短了流道，節(jié)約材料，提高經(jīng)濟(jì)效益，因此選用第一方案。同時選用雙分型面分型，詳見圖3.2，I-I分型面的分型距離是11mm。II-II分型面分型距離是83mm。圖3.2 模具裝配圖3.4 澆注系統(tǒng)設(shè)計3.4.1 主流道襯套部分設(shè)計主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具相接觸的部位開始，到分流道為止的塑料熔體的流動通道。屬于從熱的塑料熔體到相對較冷的模具的一段過渡的流動長度，因此它的形狀和尺寸最先影響著塑料熔體的流動速度及填充時間，必須使塑料熔體的溫度降和壓力降最小，且不損害其把塑料熔體輸送到最遠(yuǎn)位置的能力。主流道垂直于分型面。主流道長度一般按模板厚度確定，但為減小充模時的壓力降和減小物料損耗，以短為好，中小模具控制在50mm以內(nèi)，在出現(xiàn)過長主流道時，可將主流道襯套挖出深凹坑，讓噴嘴深入模具。本題取L為34mm。主流道襯套如圖3.3所示：圖 3.3 主流道襯套結(jié)構(gòu)各部分尺寸如下：XS-Z-30注射機噴嘴口孔徑為2mm，噴嘴球徑為13mm。d 主流道小短直徑d=3mm；R 主流道球面半徑R a =12/2+2=8mm；R a表面粗糙度 R a0.8um；a 主流道錐角a=5o ；L 主流道長度L=34mm；h 球面配合高度 h=2mm； 主流道大端直徑 D=d+2Ltg(a/2)=5mm 。3.4.2 冷料穴設(shè)計 冷料穴是用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。冷料穴一般開設(shè)在主流道對面的動模板上（亦即塑料流動的轉(zhuǎn)向處），其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的1.5倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積。本設(shè)計中，冷料穴和分流道均開設(shè)在中間板上，主流道的大端直徑D為5mm，所以冷料穴的直徑可以取6mm，深度可以取7mm。如圖3.4所示。圖3.4 冷料穴示意圖3.4.3 分流道設(shè)計在多型腔或單型腔多澆口時應(yīng)設(shè)置分流道。分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料有主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換一伙的平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此要求所設(shè)計的分流道能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動過程中壓力損失和熱量損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。通常分流道直徑為主流道的80%左右，我選用半徑為2mm的圓形流道。3.4.4 澆口設(shè)計澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中介面積最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對塑件的性能和質(zhì)量的影響很大。通常澆口可分為大澆口和小澆口兩類，前者也稱非限制性澆口，系指直接澆口，后者也稱限制性澆口和內(nèi)澆，常用的有側(cè)澆口，點澆口等。小澆口最適合于填充薄壁和壁厚均勻的型腔，它能有效的防止制品發(fā)生變形、翹曲和裂紋等弊病，而大澆口對補縮有利，它能提高制品的尺寸精度，因此當(dāng)制品的壁厚不均勻時，應(yīng)適當(dāng)增大澆口的尺寸。本設(shè)計澆口采取側(cè)澆口，模具結(jié)構(gòu)采用雙分型面，如圖3.5所示。側(cè)澆口截面形狀簡單，加工簡單，主要用于中小型塑件的多型腔模具，對多種塑料的成型適應(yīng)性較強；缺點是塑件外表面上有澆口痕跡，注射壓力損失大，對深型腔塑件排氣不便。圖3.5 側(cè)澆口簡圖3.5 凹模型腔側(cè)壁厚度與底板厚度的計算3.5.1 凹模側(cè)壁厚度的計算塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底板厚度過小，可能因強度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞;還可能因剛度不足而產(chǎn)生變形，導(dǎo)致溢料形成飛邊，降低塑件的尺寸精度并影響順利脫模。因此，應(yīng)通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚。理論分析和生產(chǎn)實踐表明，大尺寸的模具型腔，剛度不足是主要矛盾，型腔壁厚應(yīng)以滿足剛度條件為準(zhǔn)；而對于小尺寸的模具型腔，在發(fā)生彈性變形前，其內(nèi)應(yīng)力往往已經(jīng)超過了模具材料的許用應(yīng)力，因此強度不足是主要矛盾，設(shè)計型腔壁厚應(yīng)以強度條件為準(zhǔn)。此次使用是中小模具，因此主要校核強度條件。形型腔側(cè)壁厚度可表示為： (3.8) 式中 ：腔側(cè)壁厚度，mm；型腔有效高度，為17；型腔內(nèi)壓，為45Mpa；型腔側(cè)壁長邊尺寸,36mm；模具材料的許用應(yīng)力156.8MP。 經(jīng)計算為12mm。設(shè)計中壁厚為13.5mm，滿足使用要求。3.5.2 底板厚度的計算按剛度條件計算底板厚度為 (3.9) 式中：底板厚度，mm；型腔有效高度，為17；型腔內(nèi)壓，為45Mpa；型腔側(cè)壁長邊尺寸,36mm；底板總寬度，200mm；模具材料的許用應(yīng)力156.8MP。 經(jīng)計算h為23mm。設(shè)計中底板厚度為25mm,能夠滿足使用要求。 3.5.3 必須設(shè)置必要的脫模斜度為確保制件成型時能順利脫模，設(shè)計時必須在脫模方向設(shè)置脫模斜度，對于工程塑料的結(jié)構(gòu)件來說，一般應(yīng)在保證順利脫模的前提下，盡量減小脫模斜度18。（1）對于收縮率大的塑料制件應(yīng)選用較大的脫模斜度；（2）對于大尺寸制件或尺寸精度要求高的制件應(yīng)采用較小的脫模斜度；（3）制件壁厚較厚時，成型收縮增大，因此脫模斜度應(yīng)取大；（4）一般情況下脫模斜度不包括在制件公差范圍內(nèi)。根據(jù)以上各點，本設(shè)計取脫模斜度為1。 3.6 脫模機構(gòu)的設(shè)計本次設(shè)計的插座零件，結(jié)構(gòu)簡單，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點，選用常規(guī)的頂桿頂出機構(gòu)來完成脫模。3.7 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計導(dǎo)向機構(gòu)是保證動定?；蛏舷履：夏r，正確定位和導(dǎo)向的零件本設(shè)計采用導(dǎo)柱導(dǎo)向。設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖3.6所示：圖 3.6 導(dǎo)向機構(gòu)簡圖一般導(dǎo)柱、導(dǎo)套與模板之間的固定部位采用H7/m6或H7/k6的過渡配合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套間滑動部分采用H7/f7或H8/f8的間隙配合。在此次設(shè)計中根據(jù)實際出發(fā)，分別選用了H7/m6和H7/f7配合。采用了帶肩導(dǎo)柱與帶頭導(dǎo)套的配合方案19。導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯端面高出8mm12mm，以避免導(dǎo)柱未進(jìn)入導(dǎo)套而型芯先進(jìn)入凹模與凹模發(fā)生相碰而損壞。導(dǎo)套根據(jù)實際設(shè)計出發(fā)采用了兩段式，以滿足分模要求。3.8 斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)設(shè)計斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)是利用斜導(dǎo)柱等零件把開模力傳遞給側(cè)型芯或側(cè)向成型塊，使之產(chǎn)生側(cè)向運動完成側(cè)抽心動作。該機構(gòu)主要由斜導(dǎo)柱、滑塊、導(dǎo)滑槽、鎖緊塊和定距裝置等組成。3.8.1 斜導(dǎo)柱的設(shè)計斜導(dǎo)柱與固定模板之間采用的配合一般為H7/m6。由于斜導(dǎo)柱在工作過程中主要來驅(qū)動滑塊做往復(fù)運動，滑塊運動的平穩(wěn)性由導(dǎo)滑槽之間的配合精度保證，而合模時滑塊的最終精確位置由鎖緊塊確定。為了運動靈活，滑塊上斜導(dǎo)孔和斜導(dǎo)柱之間可以采用較寬松的間隙配合或取0.5mm1mm間隙。通常斜導(dǎo)柱的角度采用1520，一般不大于2520。 （1）斜導(dǎo)柱傾斜角度和直徑的確定斜導(dǎo)柱軸向與開模方向的夾角稱為斜導(dǎo)柱的傾斜角。確定時要綜合考慮抽芯距以及斜導(dǎo)柱所受的彎曲力。斜導(dǎo)柱的直徑取決于它所所承受的最大彎曲應(yīng)力，按斜導(dǎo)柱所受的最大彎曲應(yīng)力應(yīng)小于其許用應(yīng)力的原則，可以通過計算獲得，但是由于計算比較復(fù)雜，有時為了方便，也可用查表方法確定斜導(dǎo)柱的直徑。通過對工件的和相關(guān)材料的參考，綜合分析后，選定斜導(dǎo)柱傾斜角度為20，直徑為10mm。（2）抽芯距的確定抽芯距一般被要求倍塑件的厚度大3mm即可，插座的壁厚為1mm，因此其抽芯距為4mm。（3）斜導(dǎo)柱長度的計算斜導(dǎo)柱的長度根據(jù)活動型芯的抽芯距、斜導(dǎo)柱的大端直徑、傾斜角以及定模板厚度來確定。如圖3.7所示，設(shè)計中根據(jù)實際要求將斜導(dǎo)柱進(jìn)行加長處理，以滿足要求。其公式為： （3.10）式中：、斜導(dǎo)柱固定部分的長度，mm；斜導(dǎo)柱工作不分的長度，mm；斜導(dǎo)柱引導(dǎo)部分的長度，一般?。?10）mm；斜導(dǎo)柱總長度，mm；斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑，mm；斜導(dǎo)柱固定板厚度，mm；抽芯距，mm。經(jīng)計算得=50mm。圖3.7 斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)3.8.2 滑塊的設(shè)計滑塊分為整體式和組合式兩種。實際中廣泛采用組合是結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的特點是滑塊和側(cè)型芯分開制造，然后安裝在一起，這樣既可以節(jié)省材料，方便加工，而且容易更換。在設(shè)計中采用的就是組合式滑塊，其結(jié)構(gòu)可參看圖3.7。成型滑塊在側(cè)向分型抽芯和復(fù)位過程中，要求其必須沿一定的方向平穩(wěn)的往復(fù)移動，不應(yīng)發(fā)生上下竄動和卡死現(xiàn)象。在設(shè)計滑塊與導(dǎo)滑槽時，要注意選用正確的配合精度。導(dǎo)滑槽與滑塊導(dǎo)滑部分采用間隙配合，一般采用H7/i7配合，其余各面均留有0.5mm左右的間隙。間隙部分的表面要求較高，表面粗糙度值均為。設(shè)計中滑塊與導(dǎo)槽的配合形式如圖3.8所示。圖3.8 滑塊與導(dǎo)槽配合形式3.8.3 鎖緊塊設(shè)計在注射成型過程中，側(cè)向型芯會受到塑件熔體很大的推力作用，該推力通過滑塊傳給斜導(dǎo)柱，而一般的斜導(dǎo)柱為細(xì)長桿件，受力后容易變形導(dǎo)致滑塊后移，因此在抽芯機構(gòu)中必須設(shè)置鎖緊塊，以便在合模后鎖住滑塊，承受來自側(cè)向型芯的推力。鎖緊塊與模具的連接方式可根據(jù)推力的大小來確定。在設(shè)計中采用了較為常見的鎖緊塊，如圖3.7所示。3.8.4 定位裝置的設(shè)計滑塊的定位裝置用于保證滑塊在開模后停留在剛剛脫出斜導(dǎo)柱的位置，不再發(fā)生任何移動，以避免合模時斜導(dǎo)柱不能準(zhǔn)確的進(jìn)入滑塊的斜導(dǎo)孔，造成模具損壞。在設(shè)計滑塊的定位裝置時，應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)和滑塊所在的不同位置選用不同形式。通過對設(shè)計中各種情況的分析，在設(shè)計中發(fā)現(xiàn)不方便使用定位裝置，因此將斜導(dǎo)柱加長，使其在分模后仍有一大部分留在斜導(dǎo)孔中，通過斜導(dǎo)柱來定位滑塊。3.9 順序開模機構(gòu)的設(shè)計在設(shè)計中模具需要沿不同的分型面兩次分型，以便取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料。為此，要控制模具分型面的打開順序和打開距離，本設(shè)計采用了彈簧式定距順序分型機構(gòu)。其結(jié)構(gòu)如圖3.9所示。圖3.9 彈簧順序分型機構(gòu)示意圖已知型芯的抽芯距為4mm，傾斜角為20。完成抽芯距所需要的開模距離可以通過計算獲得。其公式為： （3.11）式中：型芯抽芯距，mm；斜導(dǎo)柱傾斜角度。經(jīng)計算得：=11mm。4 模具的制造4.1 制定模具的加工工藝規(guī)程工藝規(guī)程是按照模具設(shè)計圖樣，由工藝人員指定出整個模具或各個零件部件制造的工藝過程，模具加工工藝規(guī)程通常采用卡片的形式從到生產(chǎn)部門。一般模具的生產(chǎn)以單位加工為主，工藝規(guī)程卡片是以加工工序為單位，簡要說明模具或零部件的加工工序名稱、加工內(nèi)容、加工設(shè)備以及必要的說明，它是組織生產(chǎn)的依據(jù)。4.2 型腔零件的數(shù)控編程在模具三維設(shè)計中形成的型腔零件的三維實體模型，可作為數(shù)控編程幾何模型，這樣使得模具的設(shè)計與制造都是建立在一個統(tǒng)一的幾何模型上，保證了模型數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性和正確性。4.3 組織模具零件的生產(chǎn)按照零件的加工工藝卡片組成的零部件的生產(chǎn)，一般可采用常規(guī)的機械加工、數(shù)控加工、電加工、鑄造、擠壓等方法完成零部件的加工過程，制造出符合設(shè)計要求的零部件。4.4 塑料模具的裝配和調(diào)試按規(guī)定的技術(shù)要求，將加工合格的零部件進(jìn)行裝配和連接，裝配成符合裝配圖要求的模具，塑料模具的裝配，按照作業(yè)的順序通常可分為：模具裝配關(guān)系的研究、待裝零件的清理與準(zhǔn)備、總裝配等幾個階段。將裝配好的模具固定在規(guī)定的塑料成型設(shè)備上（也可以再專用的試模機上）進(jìn)行試模，在試模過程中，不斷調(diào)整、校正，直到生產(chǎn)出合格的塑件為止。結(jié)束語這次設(shè)計的完成是基于AUTOCAD2007和PRO/E軟件，模具設(shè)計部分先用AUTOCAD2007進(jìn)行了詳細(xì)的繪制，在此基礎(chǔ)上制作了三維造型，三維造型全是用PRO/E完成。文獻(xiàn)綜述介紹了塑料模在我國的發(fā)展現(xiàn)狀和制造特點及塑料模CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，并且介紹了模具設(shè)計的方法以及PRO/E的特點以及應(yīng)用。模具設(shè)計部分，選擇注射模，一模兩腔，結(jié)構(gòu)為側(cè)澆口。并對模具每個部分的設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)的計算。模具調(diào)試部分，由于生產(chǎn)條件限制，文中只簡要介紹了一些注意事項。致 謝經(jīng)過了三個多月的努力，我終于完成了塑料插座的模具設(shè)計。這首先得益于我的指導(dǎo)老師丁武學(xué)和張躍老師對我的幫助和指導(dǎo)。正是由于他們的精心指導(dǎo)，我才能順利地完成這次設(shè)計。由于以前沒有接觸過模具，開始對此上手比較難，但在兩位老師的耐心指導(dǎo)下，很快就能夠借助參考書開始模具設(shè)計，這是個邊學(xué)邊做的過程。兩位老師的模具知識讓我們欽佩，三個多月的時間真的很短，我們該學(xué)習(xí)的東西還很多。同時還要感謝同組的同學(xué)對我的幫助和支持，在與他們的交流中，學(xué)到了很多東西。參 考 文 獻(xiàn)1 高佩服等. 使用模具制造技術(shù)M. 北京:中國輕工業(yè)出版社，2001.2 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 何濤主. CAD/CAMM. 北京：北京大學(xué)出版社，2006.4 肖祥芷，王義林等. 模具CAD/CAM/CAEM. 北京:電子工業(yè)出版社，2004.5 張發(fā)啟等. 現(xiàn)代測試技術(shù)及應(yīng)用M. 西安：西安電子科技大學(xué)，2008.6 王學(xué)讓. 快速成型與快速模具制造技術(shù)M. 北京：清華大學(xué)出版社，2007.7 王廣春. 快速成型與快速模具制造技術(shù). 北京：機械工業(yè)出版社，2003.8 王模. 模具材料M. 北京：機械工業(yè)出版社，2007.9 黃毅宏. 模具制造工藝M. 機械工業(yè)出版社，1999. 10 歐陽國編. 實用塑料材料學(xué)M. 國防科技大學(xué)出版社,199111 王文.塑料材料的選用M.北京:化工工業(yè)出版社,2001.12 黃毅宏. 模具制造工藝M. 機械工業(yè)出版社，1999. 13 李義等編. 塑料注射模具設(shè)計技巧與實例M. 化工工業(yè)出版社,2003.14 魏萬壁.塑料模具制造工藝M.廣州:廣東科技出版社,1998.15 唐志玉.注塑模設(shè)計基礎(chǔ)M.成都:成都科技大學(xué)出版社,1987.16 趙仲冶.塑料成型工藝與模具設(shè)計M.北京：機械工業(yè)出版社，1993.17 馬金俊.塑料模具設(shè)計M.北京：中國科學(xué)科技出版社，1994.18 高佩福.模具制造技術(shù)M.北京:中國輕工業(yè)出版社，2001，4.19 屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計M.北京:機械工業(yè)出版社,1998.20 王明.塑料成型工藝M.北京:中國輕工業(yè)出版社,1993.