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南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯
系 部： 機(jī)械工程系
專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化
姓 名： 張 榮
學(xué) 號(hào)： 05010144
(用外文寫(xiě))
外文出處：Int J Adv Manuf Techool(2006)28: DoI.10.1007/s00170-004-2328-8
附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。
指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：
該篇外文資料內(nèi)容與課題有一定的相關(guān)性，譯文比較正確地表達(dá)了原文的意義、概念描述基本符合漢語(yǔ)的習(xí)慣，語(yǔ)句較通暢，層次較清晰。翻譯質(zhì)量良。
簽名：
年 月 日
注：請(qǐng)將該封面與附件裝訂成冊(cè)。
附件1：外文資料翻譯譯文
對(duì)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(cè)定的。對(duì)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(cè)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0.07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
1 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(duì)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得到示范和開(kāi)發(fā)。 磨削速度, 磨削深度，進(jìn)給速率和砂輪尺寸、研磨材料特性如圖1所示。
圖1球面研磨過(guò)程示意圖
圖2球面拋光過(guò)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[3-6]。拋光的工藝的過(guò)程是由加工中心 [3,4]和車(chē)床[5,6]共同完成的。對(duì)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(rùn)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(rùn)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(guò)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(kāi)始自行設(shè)計(jì)和制造的球面研磨工具及加工中心的對(duì)刀裝置。利用田口正交矩陣法，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(duì)表層打磨。
PDS試樣的設(shè)計(jì)與制造
選擇最佳矩陣實(shí)驗(yàn)因子
確定最佳參數(shù)
實(shí)施實(shí)驗(yàn)
分析并確定最佳因子
進(jìn)行表面拋光
應(yīng)用最佳參數(shù)加工曲面
測(cè)量試樣的表面粗糙度
球研磨和拋光裝置的設(shè)計(jì)與制造
圖3自動(dòng)球面研磨與拋光工序的流程圖
2 球研磨的設(shè)計(jì)和對(duì)準(zhǔn)裝置
實(shí)施過(guò)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所示
圖4球面研磨工具及其調(diào)整裝置
電動(dòng)磨床展開(kāi)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(duì)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(cè)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所示。
圖5 a.球面研磨工具的圖片. b. 球拋光工具的圖片
為使球面磨削加工和拋光加工的進(jìn)行，主軸通過(guò)球鎖機(jī)制而被鎖定。
3 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,再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(jiàn)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(lèi)磨料,即碳化硅(SiC),白色氧化鋁(Al2O3,WA),粉紅氧化鋁(Al2O3, PA)來(lái)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(jí)因素的球形研磨過(guò)程。
3.2 數(shù)據(jù)分析的界定
工程設(shè)計(jì)問(wèn)題,可以分為較小而好的類(lèi)型,象征性最好類(lèi)型,大而好類(lèi)型，目標(biāo)取向類(lèi)型等[8]。 信噪比(S/N)的比值，常作為目標(biāo)函數(shù)來(lái)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(guò)適當(dāng)?shù)亟M合磨削參數(shù)，應(yīng)小于原來(lái)的未加工表面。 因此,球面研磨過(guò)程屬于工程問(wèn)題中的小而好類(lèi)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)和方差檢驗(yàn)來(lái)測(cè)定每一個(gè)主要的因素 [8]。 優(yōu)化小而好類(lèi)型的工程問(wèn)題更是盡量使η最大而定。各級(jí)η選擇的最大化將對(duì)最終的η因素有重大影響。 最優(yōu)條件可視研磨球而待定。
4 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(guó)內(nèi)汽車(chē)零件領(lǐng)域和國(guó)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(duì)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(pán)，來(lái)測(cè)量相應(yīng)的反力。 PDS5試樣的加工完畢后，裝在大底盤(pán)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(hào)),配備了FANUC- 18M公司的數(shù)控控制器(OM型)[10]。用hommelwerket4000設(shè)備來(lái)測(cè)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。
圖6 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(lái)測(cè)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)生。這些代碼經(jīng)過(guò)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。表2：
通過(guò)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。如下圖7： 球面研磨工藝的目標(biāo)，就是通過(guò)確定每一種因子的最佳優(yōu)化程度值，來(lái)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)該是每分鐘18000轉(zhuǎn)，如表4（優(yōu)化組合球面研磨參數(shù)）所示。?如下表4：
通過(guò)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(jiàn)表5信噪比和表面粗糙度)。如下表5：
F0.10，2，13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(duì)表面粗糙度有顯著影響。結(jié)果，進(jìn)給量和磨削深度都對(duì)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(lèi)別的實(shí)驗(yàn)，如表6所示。獲得被測(cè)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(guò)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，如下圖8:
經(jīng)過(guò)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(cè)試載體。對(duì)于被測(cè)物體的模具數(shù)控加工中心，由PowerMILL軟件來(lái)模擬測(cè)試。經(jīng)過(guò)精銑，通過(guò)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(lái)對(duì)光滑曲面進(jìn)行拋光工藝，進(jìn)一步改善了被測(cè)物體的表面粗糙度。(見(jiàn)圖 9)。如下圖9：
圖9 表面粗糙度對(duì)比
模具內(nèi)部的表面粗糙度用hommelwerket4000設(shè)備來(lái)測(cè)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(cè)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%。
5 結(jié)論
在這項(xiàng)工作中,對(duì)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(duì)準(zhǔn)組件)。通過(guò)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(duì)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)速為每分鐘18000轉(zhuǎn)。通過(guò)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(lái)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%。
附件2：外文原文（復(fù)印件）
南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院
學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
學(xué)生姓名
張榮
學(xué) 號(hào)
05010144
指導(dǎo)教師
殷勁松
選題情況
課題名稱(chēng)
吹風(fēng)機(jī)頭的注射模設(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(shū)
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：良
所在專(zhuān)業(yè)意見(jiàn)：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
系 部：
機(jī)械工程系
專(zhuān) 業(yè)：
機(jī)械工程及自動(dòng)化
學(xué) 生 姓 名：
張 榮
學(xué) 號(hào)：
05010144
設(shè)計(jì)(論文)題目：
吹風(fēng)機(jī)頭的注射模設(shè)計(jì)
起 迄 日 期:
2009年3月9日 ~ 2009年6月14日
設(shè)計(jì)(論文)地點(diǎn):
南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院
指 導(dǎo) 教 師:
殷勁松
專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人:
龔光容
發(fā)任務(wù)書(shū)日期: 2009年2月26日
任務(wù)書(shū)填寫(xiě)要求
1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫(xiě)，經(jīng)學(xué)生所在專(zhuān)業(yè)的負(fù)責(zé)人審查、系部領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書(shū)應(yīng)在第七學(xué)期結(jié)束前填好并發(fā)給學(xué)生；
2．任務(wù)書(shū)內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書(shū)寫(xiě)或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書(shū)寫(xiě)，禁止打印在其它紙上后剪貼；
3．任務(wù)書(shū)內(nèi)填寫(xiě)的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)所在專(zhuān)業(yè)及系部主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫(xiě)；
4．任務(wù)書(shū)內(nèi)有關(guān)“系部”、“專(zhuān)業(yè)”等名稱(chēng)的填寫(xiě)，應(yīng)寫(xiě)中文全稱(chēng)，不能寫(xiě)數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號(hào)”要寫(xiě)全號(hào)；
5．任務(wù)書(shū)內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫(xiě)，應(yīng)按照國(guó)標(biāo)GB 7714—2005《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書(shū)寫(xiě)，不能有隨意性；
6．有關(guān)年月日等日期的填寫(xiě)，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 7408—2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書(shū)寫(xiě)。如“2008年3月15日”或“2008-03-15”。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書(shū)
1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的：
塑料件在各行業(yè)及日常生活廣泛使用，塑料模具的設(shè)計(jì)制造的社會(huì)需求也日益增長(zhǎng)，而且要求越來(lái)越高。通過(guò)對(duì)吹風(fēng)機(jī)頭的注射模設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生檢索資料，綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，并根據(jù)工程實(shí)際的要求解決工程實(shí)際問(wèn)題的方法與能力，訓(xùn)練學(xué)生模具設(shè)計(jì)制造的基本技能和模具CAD設(shè)計(jì)能力，提高獨(dú)立工作的能力，適應(yīng)社會(huì)需求。
2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
本課題的任務(wù)內(nèi)容是要求設(shè)計(jì)一副帶哈夫分型機(jī)構(gòu)、斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)滑塊的注射模，以此為基礎(chǔ)，完成模具制造的工藝設(shè)計(jì)。課題工作量較大，難度適中。具體內(nèi)容包括：
（1）調(diào)查研究、查閱及翻譯文獻(xiàn)資料，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告；
（2）根據(jù)模具結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行塑件設(shè)計(jì)；
（3）模具總體方案論證（至少設(shè)計(jì)3個(gè)方案）；
（4）模具裝配圖及全部零件圖；
（5）模具制造工藝；
（6）文檔整理、撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及使用說(shuō)明書(shū)。
對(duì)模具的要求：
（1）順序開(kāi)模
（2）動(dòng)力——利用開(kāi)模動(dòng)作
（3）自動(dòng)脫凝料
（4）一模一件
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書(shū)
3．對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、圖表、實(shí)物樣品等〕：
（1）開(kāi)題報(bào)告、文獻(xiàn)綜述、資料翻譯；
（2）模具總體方案圖（至少3個(gè)）；
（3）模具裝配圖及全部零件圖；
（4）模具制造工藝文件；
（5）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
4．主要參考文獻(xiàn)：
[1] 成都科技大學(xué)等.塑料成型模具[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1982.
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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書(shū)
5．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃：
起 迄 日 期
工 作 內(nèi) 容
2009年
3月09日 ～ 3 月30 日
3月31日 ～ 4 月07 日
4月08日 ～ 4 月15 日
4月16日 ～ 4 月23 日
4月24日 ～ 5 月15日
5月16日 ～ 5月23日
5月24日 ～ 6 月07日
6月07日 ～ 6 月10日
6月11日 ～ 6月14日
接受畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，熟悉畢業(yè)設(shè)計(jì)要求。查閱資料，完成外文資料翻譯工作
撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告及文獻(xiàn)綜述
按照模具結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行塑件設(shè)計(jì)，進(jìn)行模具初步方案考慮。
模具總體方案論證：畫(huà)出模具總體方案圖（至少3個(gè)），優(yōu)選一種（應(yīng)有文字說(shuō)明）。同時(shí)熟悉CAD軟件。
模具裝配圖和全部零件圖
制定模具制造工藝文件
文檔整理、撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
提交畢業(yè)設(shè)計(jì)成果
準(zhǔn)備論文答辯
所在專(zhuān)業(yè)審查意見(jiàn)：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
學(xué)院（系）意見(jiàn)：
院（系）領(lǐng)導(dǎo)：
年 月 日
南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)前期工作材料
學(xué)生姓名:
張榮
學(xué) 號(hào)：
05010144
系 部:
機(jī)械工程系
專(zhuān) 業(yè):
機(jī)械工程及自動(dòng)化
設(shè)計(jì)(論文)題目:
吹風(fēng)機(jī)頭的注射模設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師:
殷勁松
工程師
(姓 名) (專(zhuān)業(yè)技術(shù)職務(wù))
材 料 目 錄
序號(hào)
名 稱(chēng)
數(shù)量
備 注
1
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)選題、審題表
1
2
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)
1
3
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告〔含文獻(xiàn)綜述〕
1
4
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯〔含原文〕
1
5
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
1
2009年5月
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 28 頁(yè) 共 28 頁(yè)
1 前言
1.1 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位
模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。
模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國(guó)政府頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位[1]。
模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車(chē)，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60％～90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。
模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場(chǎng)的需求上，僅以汽車(chē)，摩托車(chē)行業(yè)的模具市場(chǎng)為例。汽車(chē)，摩托車(chē)行業(yè)是模具最大的市場(chǎng)，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，這一市場(chǎng)占整個(gè)模具市場(chǎng)一半左右。汽車(chē)工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車(chē)工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)和重型汽車(chē)，汽車(chē)模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車(chē)工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車(chē)基本車(chē)型不斷增加，2005年將達(dá)到170種。一個(gè)型號(hào)的汽車(chē)所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，汽車(chē)將不斷換型，汽車(chē)換型時(shí)約有80％的模具需要更換。中國(guó)摩托車(chē)產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)摩托車(chē)共有14種排量80多個(gè)車(chē)型，1000多個(gè)型號(hào)。單輛摩托車(chē)約有零件2000種，共計(jì)5000多個(gè)，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個(gè)型號(hào)的摩托車(chē)生產(chǎn)需1000副模具，總價(jià)值為1000多萬(wàn)元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場(chǎng)。
目前世界模具市場(chǎng)供不應(yīng)求，模具的主要出口國(guó)是美國(guó)，日本，法國(guó)，瑞士等國(guó)家。中國(guó)模具出口數(shù)量極少，但中國(guó)模具鉗工技術(shù)水平高，勞動(dòng)成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。
1.2 各種模具的分類(lèi)和占有量
模具主要類(lèi)型有：沖模，鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模，因?yàn)樗麄円话愣际且揽咳S的模具形腔是材料成型[2]。
（1）沖模：沖模是對(duì)金屬板材進(jìn)行沖壓加工獲得合格產(chǎn)品的工具。沖模占模具總數(shù)的50％以上。按工藝性質(zhì)的不同，沖?？煞譃槁淞夏＃瑳_孔模，切口模，切邊模，彎曲模，卷邊模，拉深模，校平模，翻孔模，翻邊模，縮口模，壓印模，脹形模。按組合工序不同，沖模分為單工序模，復(fù)合模，連續(xù)模。
（2）鍛模：鍛模是金屬在熱態(tài)或冷態(tài)下進(jìn)行體積成型是所用模具的總稱(chēng)。按鍛壓設(shè)備不同，鍛模分為錘用鍛模，螺旋壓力機(jī)鍛模，熱模鍛壓力鍛模，平鍛機(jī)用鍛模，水壓機(jī)用鍛模，高速錘用鍛模，擺動(dòng)碾壓機(jī)用鍛模，輥鍛機(jī)用鍛模，楔橫軋機(jī)用鍛模等。按工藝用途不同，鍛?？煞譃轭A(yù)鍛模具，擠壓模具，精鍛模具，等溫模具，超塑性模具等。
（3）塑料模：塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑料模約占模具總數(shù)的35％，而且有繼續(xù)上升的趨勢(shì)。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。
（4）壓鑄模：壓鑄模是壓力鑄造工藝裝備，壓力鑄造是使液態(tài)金屬在高溫和高速下充填鑄型，在高壓下成型和結(jié)晶的一種特殊制造方法。壓鑄模約占模具總數(shù)的6％。
（5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工藝分類(lèi)粉末冶金模有：壓模，精整模，復(fù)壓模，熱壓模，粉漿澆注模，松裝燒結(jié)模等。
模具所涉及的工藝繁多，包括機(jī)械設(shè)計(jì)制造，塑料，橡膠加工，金屬材料，鑄造（凝固理論），塑性加工，玻璃等諸多學(xué)科和行業(yè)，是一個(gè)多學(xué)科的綜合，其復(fù)雜程度顯而易見(jiàn)。
1.3 我國(guó)模具工業(yè)的現(xiàn)狀
自20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)逐漸起飛，也為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。20世紀(jì)90年代以后，大陸的工業(yè)發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)的總產(chǎn)值在1990年僅60億元人民幣，1994年增長(zhǎng)到130億元人民幣，1999年已達(dá)到245億元人民幣，2000年增至260～270億元人民幣。今后預(yù)計(jì)每年仍會(huì)以10℅～15℅的速度快速增長(zhǎng)。
目前，我國(guó)17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬(wàn)。除了國(guó)有的專(zhuān)業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨(dú)資企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營(yíng)的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，成為我國(guó)國(guó)內(nèi)知名的“模具之鄉(xiāng)”和最具發(fā)展活力的地區(qū)之一。在廣東，一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，紛紛加入了對(duì)模具制造的投入。例如，科龍，美的，康佳和威力等知名集團(tuán)都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。
在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷(xiāo)售的約占三分之一。其中，沖壓模具約占50℅（中國(guó)臺(tái)灣：40℅），塑料模具約占33℅（中國(guó)臺(tái)灣：48℅），壓鑄模具約占6℅（中國(guó)臺(tái)灣：5℅），其他各類(lèi)模具約占11（中國(guó)臺(tái)灣：7℅）。
中國(guó)臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)，分為萌芽期（1961——1981），成長(zhǎng)期（1981——1991），成熟期（1991——2001）三個(gè)階段。
萌芽期，工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)的不斷改進(jìn)。由于紡織，電子，電氣，電機(jī)和機(jī)械業(yè)等產(chǎn)品外銷(xiāo)表現(xiàn)暢旺，連帶使得模具制造，維修業(yè)者和周邊廠商（如熱處理產(chǎn)業(yè)等）逐年增加。在此階段的模具包括：一般民生用品模具，鑄造用模具，鍛造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡膠模具等。
1981年——1991年是臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為迅速且高度成長(zhǎng)的時(shí)期。有鑒于模具產(chǎn)業(yè)對(duì)工業(yè)發(fā)展的重要性日益彰顯，自1982年起，臺(tái)灣地區(qū)就將模具產(chǎn)業(yè)納入“策略性工業(yè)適用范圍”，大力推動(dòng)模具工業(yè)的發(fā)展，以配合相關(guān)工業(yè)產(chǎn)品的外銷(xiāo)策略，全力發(fā)展整體經(jīng)濟(jì)。隨著民生工業(yè)，機(jī)械五金業(yè)，汽機(jī)車(chē)及家電業(yè)發(fā)展，沖壓模具與塑料模具，逐漸形成臺(tái)灣模具工業(yè)兩大主流。從1985年起，模具產(chǎn)業(yè)已在推行計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)和制造等CAD/CAM技術(shù)，所以臺(tái)灣模具業(yè)接觸CAD/CAM/CAE/CAT技術(shù)的時(shí)間相當(dāng)早。
成熟期，在國(guó)際化，自由化和國(guó)際分工的潮流下，1994年，1998年，由臺(tái)灣地區(qū)政府委托金屬中心執(zhí)行“工業(yè)用模具技術(shù)研究與發(fā)展五年計(jì)劃”與“工業(yè)用模具技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展計(jì)劃”，以協(xié)助業(yè)界突破發(fā)展瓶頸，并支持產(chǎn)業(yè)升級(jí)，朝向開(kāi)發(fā)高附加值與進(jìn)口依賴(lài)高的模具。1997年11月間臺(tái)灣憑借模具產(chǎn)業(yè)的實(shí)力，獲得世界模具協(xié)會(huì)（ISTMA）認(rèn)同獲準(zhǔn)入會(huì)，正式成為世界模具協(xié)會(huì)會(huì)員。整體而言，臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)在這一階段的發(fā)展，隨著機(jī)械性能，加工技術(shù)，檢測(cè)能力的提升，以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，臺(tái)灣模具廠商供應(yīng)對(duì)象已由傳統(tǒng)的民用家電，五金業(yè)和汽機(jī)車(chē)運(yùn)輸工具業(yè)，提升到計(jì)算機(jī)與電子，通信與光電等精密模具，并發(fā)展出汽機(jī)車(chē)用大型鈑金沖壓，大型塑料射出及精密鍛造等模具。
1.4 世界五大塑料生產(chǎn)國(guó)的產(chǎn)能狀況
美國(guó)塑料(原料)的產(chǎn)量多年來(lái)一直雄居各國(guó)之首。早在80年代前期，美國(guó)塑料產(chǎn)量就已達(dá)2000萬(wàn)噸之多，1986年增至23l0萬(wàn)噸，占全球總產(chǎn)量8100噸的28.5％，此后美國(guó)塑料產(chǎn)量繼續(xù)呈現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)之勢(shì)，1988年、1990年、1992年、1994年、1996年和1998年分別增加到2710萬(wàn)噸、2810萬(wàn)噸、3010萬(wàn)噸、3410萬(wàn)噸、4000萬(wàn)噸和4360萬(wàn)噸，占世界總產(chǎn)量的比例從1996年起提高到30％以上。2001年美國(guó)塑料產(chǎn)量為4170萬(wàn)噸，其中以聚乙烯為最多，達(dá)1500多萬(wàn)噸。其次分別是氯乙烯650萬(wàn)噸、聚丙烯720萬(wàn)噸、聚苯乙烯對(duì)酞酸脂320萬(wàn)噸、聚苯乙烯280萬(wàn)噸。國(guó)內(nèi)塑料消費(fèi)量(產(chǎn)量+進(jìn)口量一出口量)，美國(guó)也是全球最多的。美國(guó)的全部塑料消費(fèi)量2001年為4280萬(wàn)噸。美國(guó)人均塑料消費(fèi)量也是很高的，2000年為159公斤，2001年略減為155公斤 ，居全球第3位。美國(guó)現(xiàn)有各種大小塑料企事業(yè)單位1萬(wàn)多家，其中職工人數(shù)少于50人的占總數(shù)的53％，50～l00人的占21％，100～500人的占23％，超過(guò)500人的占近4％，職工總數(shù)近90萬(wàn)人。在美國(guó)塑料制品加工業(yè)的就職人數(shù)達(dá)110萬(wàn)，2001年的出貨金額為2150億美元，人均出貨金額為195美元。
德國(guó)是世界最大的塑料(原料)生產(chǎn)國(guó)之一，上世紀(jì)90年代初的1991年、1992年和1993年，德國(guó)塑料產(chǎn)量都為990多萬(wàn)噸，1994年增達(dá)超過(guò)1000萬(wàn)噸的1110萬(wàn)噸．1998年達(dá)近1300萬(wàn)噸，1999年為近1400萬(wàn)噸，2000年增至1550萬(wàn)噸，超過(guò)日本為世界第2大塑料生產(chǎn)國(guó)，2001年上升為1580萬(wàn)噸，2002年已過(guò)1600萬(wàn)噸。2001年德國(guó)生產(chǎn)的種種塑料原料中，聚乙烯為285萬(wàn)噸(低密度聚乙烯160萬(wàn)噸，高密度聚乙烯125萬(wàn)噸)，氯乙烯175萬(wàn)噸，聚丙烯160萬(wàn)噸。德國(guó)2001年的國(guó)內(nèi)塑料消費(fèi)量為1280萬(wàn)噸，其中聚乙烯265萬(wàn)噸，聚丙烯155萬(wàn)噸．氯乙烯152萬(wàn)噸。德國(guó)人均塑料消費(fèi)量2001年為160公斤，在世界上僅少于比利時(shí)的172公斤，高于美國(guó)的155公斤，排在世界第2位。德國(guó)塑料制品加工業(yè)的職工總計(jì)有近30萬(wàn)人，2001年的出貨金額為360億美元，人均126美元。德國(guó)塑料制品加工企業(yè)中職工少于50人的占44％，50～100人的占28％，100～500人的占25％，500人以上的占4％。
中國(guó)塑料工業(yè)多年持續(xù)高速增長(zhǎng)，1991年產(chǎn)量?jī)H為250萬(wàn)噸，1995年增為350萬(wàn)噸，1998年超過(guò)700萬(wàn)噸，到2002年已增達(dá)約1400萬(wàn)噸，超過(guò)日本而成為世界第3大塑料原料生產(chǎn)國(guó)。中國(guó)今年塑料制品市場(chǎng)將持續(xù)走強(qiáng)，在包裝、工程、建材、農(nóng)用和日用塑料制品等各個(gè)領(lǐng)域都將有較大幅度的增長(zhǎng)，需求量將超過(guò)2500萬(wàn)噸。其中包裝塑料制品今年需求量將超過(guò)850萬(wàn)噸，工程塑料制品需求量將達(dá)400萬(wàn)噸左右，建材塑料制品需求量將達(dá)300萬(wàn)噸以上，農(nóng)用塑料制品需求量將在500萬(wàn)噸左右，日用塑料制品需求量約為80萬(wàn)噸左右。
日本在很長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)都是僅次于美國(guó)的世界第2大塑料生產(chǎn)國(guó)。一直到1997年，日本塑料產(chǎn)量曾經(jīng)連續(xù)多年增長(zhǎng)，年產(chǎn)量在70年代中期就已達(dá)500多萬(wàn)噸，1987年突破1000萬(wàn)噸，1991年達(dá)約1300萬(wàn)噸，1992年和1993年因受日本經(jīng)濟(jì)下滑的影響，產(chǎn)量略有減少，分別降至1258和1225萬(wàn)噸。從1994年起產(chǎn)量再度增長(zhǎng)，1994年、1995年和1996年分別回升到1300萬(wàn)噸、1400萬(wàn)噸和1470萬(wàn)噸，1997年的產(chǎn)量又比上年增長(zhǎng)3.7％，達(dá)到1521萬(wàn)噸，首次超過(guò)1500萬(wàn)噸。但這種增勢(shì)在1998年受到遏制，產(chǎn)量大幅度減少。1998年，日本塑料產(chǎn)量為1390萬(wàn)噸，比上年減少了8.7％。1999年和2000年日本塑料產(chǎn)量分別回升到1432萬(wàn)噸和1445萬(wàn)噸，但仍遠(yuǎn)未恢復(fù)到1997年的水平。2001年和2002年日本塑料產(chǎn)量再度下降至1400萬(wàn)噸以下的1364萬(wàn)噸和1361萬(wàn)噸。2002年日本塑料(原料)產(chǎn)量減為1361萬(wàn)噸。而中國(guó)則增為1366萬(wàn)噸，日本又退居第4位。
韓國(guó)塑料產(chǎn)量增長(zhǎng)十分迅速，1986年超過(guò)200萬(wàn)噸，1990年增達(dá)300萬(wàn)噸，1992年突破500萬(wàn)噸，1994年、1996年和1997年分別上升到600多萬(wàn)噸、700多萬(wàn)噸和800多萬(wàn)噸，1998年產(chǎn)量增至850萬(wàn)噸，1999年突破900萬(wàn)噸，2001年達(dá)1200萬(wàn)噸，躋身于世界5大塑料生產(chǎn)國(guó)之列。韓國(guó)塑料原料產(chǎn)品中以聚乙烯居首，2001年產(chǎn)量為340萬(wàn)噸(低密度聚乙烯160萬(wàn)噸，高密度聚乙烯180萬(wàn)噸)，聚丙烯以238萬(wàn)噸排在第2位，其次分別是聚酯161萬(wàn)噸、氯乙烯124萬(wàn)噸、ABS·AS樹(shù)脂86萬(wàn)噸、聚苯乙烯77萬(wàn)噸。韓國(guó)國(guó)內(nèi)塑料消費(fèi)量2001年420萬(wàn)噸，只相當(dāng)于產(chǎn)量的1/3略高。人均塑料消費(fèi)量2001年為106公斤，韓國(guó)塑料制品加工業(yè)的職工總數(shù)2001年為3.1萬(wàn)人，出貨金額為85億美元，人均276美元。
塑料產(chǎn)量位居世界前10名的國(guó)家和地區(qū)還有法國(guó)660萬(wàn)噸、比利時(shí)600萬(wàn)噸、中國(guó)臺(tái)灣598萬(wàn)噸、加拿大432萬(wàn)噸和意大利385萬(wàn)噸(均為2001年產(chǎn)量)。
1.5 我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
20世紀(jì)80年代開(kāi)始，發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來(lái)，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門(mén)，其產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來(lái)，每年都以15％的增長(zhǎng)速度快速發(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?jiǎng)恿?。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專(zhuān)院校也開(kāi)展了模具技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國(guó)成為世界超級(jí)制造大國(guó)的重要原因。今后，我國(guó)要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國(guó)，仍將依賴(lài)于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國(guó)[3]。
中國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個(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"（約122cm）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(chē)保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過(guò)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(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。
盡管我國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但無(wú)論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿(mǎn)足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，每年仍需進(jìn)口10多億美元的各類(lèi)大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國(guó)模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的距離。
（1）注重開(kāi)發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；隨著我國(guó)轎車(chē)，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來(lái)越高，模具也將日趨大型化和精密化。
（2）加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。
（3）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(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平[4]。
（4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動(dòng)研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。
2 吹風(fēng)機(jī)頭注射成型工藝分析與工藝方案的確定
2.1 吹風(fēng)機(jī)頭注射成型工藝分析[5]
制件的注射成型工藝分析主要從制件的形狀、尺寸、精度要求、材料等方面進(jìn)行分析，并使其作為模具設(shè)計(jì)的根本依據(jù)。
要求：
模具腔數(shù)：一模1腔
生產(chǎn)批量：大批量
材料：PE
制件圖如圖2-1所示
圖2-1 吹風(fēng)機(jī)頭
2.1.1 塑件的材料性能
典型應(yīng)用范圍:塑料制品，箱柜，管道聯(lián)接器
注塑模工藝條件:干燥
熔化溫度：180～280℃
模具溫度：20～40℃，為了實(shí)現(xiàn)冷卻均勻以及較為經(jīng)濟(jì)的去熱，建議冷卻腔道直徑至少為8mm，并且從冷卻腔道到模具表面的距離不要超過(guò)冷卻腔道直徑的1.5倍。
注射壓力：最大可到1500bar。
保壓壓力：最大可到750bar。
注射速度：建議使用快速注射速度。
流道和澆口：可以使用各種類(lèi)型的流道和澆口。PE特別適合于使用熱流道模具。
化學(xué)和物理特性:商業(yè)用的PE材料的密度為0.91～0.94 g/。PE對(duì)氣體和水蒸汽具有滲透性。PE的熱膨脹系數(shù)很高不適合于加工長(zhǎng)期使用的制品。如果PE的密度在0.91～0.925 g/之間，那么其收縮率在2%～5%之間；如果密度在0.926～0.94 g/之間，那么其收縮率在1.5%～4%之間。當(dāng)前實(shí)際的收縮率還要取決于注塑工藝參數(shù)。PE在室溫下可以抵抗多種溶劑，但是芳香烴和氯化烴溶劑可使其膨脹[6]。
2.1.2 塑件的尺寸和精度要求
塑件的總體尺寸主要取決于塑料品種的流動(dòng)性。而塑件的尺寸精度受到各個(gè)方面因素的影響，如模具制造精度及使用后的磨損，塑料收縮率的波動(dòng)，成型工藝條件的變化，塑件的形狀，飛邊厚度的波動(dòng)，脫模斜度及成型后塑件尺寸變化等。該零件要求采用精度等級(jí)為7級(jí)的尺寸公差[7]。
2.1.3 塑料制品的成型收縮
塑料制件從模具中取出發(fā)生尺寸收縮的特性稱(chēng)為塑料的收縮性。影響收縮的基本因素有塑料品種，塑料特性，進(jìn)料口的形式、尺寸、分布，成型條件。塑料的收縮數(shù)據(jù)是以標(biāo)準(zhǔn)試樣實(shí)測(cè)得到的。查表得PE的計(jì)算收縮率為1.5％～4％，其平均收縮率按下式計(jì)算：
因此，PE的平均收縮率Scp為：2.75％，符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
2.1.4 塑料制件的脫模斜度
由于塑料冷卻后產(chǎn)生收縮，會(huì)緊緊抱在凸模貨成型型芯上，或由于粘附作用，塑件緊貼在凹模型腔內(nèi)。為了便于脫模，防止塑件表面在脫模時(shí)劃傷、擦毛等，在設(shè)計(jì)時(shí)塑件表面沿脫模方向應(yīng)具有合理的脫模斜度[8]。
一般情況下，脫模斜度不包括在塑件公差范圍內(nèi)，否則在圖樣上應(yīng)予說(shuō)明。PE塑料的脫模斜度如下表：
制件材料
PE塑料
脫模斜度
凹模（型腔）
40′～1°20′
凸模（型芯）
35′～1°
2.2 注射成型工藝方案的確定
吹風(fēng)機(jī)頭是一個(gè)薄壁對(duì)稱(chēng)的塑料件，根據(jù)塑料件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，成型模具需采用哈夫結(jié)構(gòu)、側(cè)向抽芯等成型結(jié)構(gòu)，通過(guò)具體考慮采用下面模具結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)[9]。
圖2-2 設(shè)計(jì)方案圖
如上圖2-2所示，此結(jié)構(gòu)方案采用導(dǎo)柱哈夫型機(jī)構(gòu)，哈夫滑塊在動(dòng)模的推板上滑動(dòng)。啟模時(shí)，哈夫滑塊在斜導(dǎo)柱的作用下向兩側(cè)移動(dòng)，脫離斜導(dǎo)柱后，靠彈簧作用頂住鋼球定位。隨后，頂出裝置工作，頂桿頂出推板將制品從型芯上脫出。
2.2.1 注射機(jī)型號(hào)的確定
（1）制件的PRO/E模型分析
在PRO/E環(huán)境下，輸入PE塑料的密度值，PRO/E模型分析結(jié)果如下：
體積＝4.3432792×≈4.34
曲面面積＝3.1085922
密度＝0.92 g/cm3
質(zhì)量＝4.5604432
（2）確定注射機(jī)的型號(hào)
根據(jù)PRO/E模型分析結(jié)果的體積和一模一腔的要求，可知塑料注射量約為4.34，因此選用公稱(chēng)注射量為30，型號(hào)為XS-Z-30的注射機(jī)，其主要技術(shù)規(guī)格如下表：
型號(hào)
XS-Z-30
螺桿（柱塞）直徑/mm
Φ28
注射容量（cm3）
30
注射壓力/MPa
1190
鎖模力/kN
25
最大注射面積/cm2
90
模具厚度/mm
最大
180
最小
60
模板行程/mm
160
噴嘴
球半徑/mm
12
2.2.2 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
（1）注射量的計(jì)算
在一個(gè)注射成型周期內(nèi)，需注射入模具內(nèi)的塑料熔體的容量或質(zhì)量，應(yīng)為制件的澆注系統(tǒng)兩部分容量或質(zhì)量之和，即
V—一個(gè)成型周期內(nèi)所需注射的塑料容積，；
n—型腔數(shù)目，由一模一腔可知n＝1；
Vn—單個(gè)塑件的容量，，由PRO/E模型分析可知Vn＝4.34；
Vj—澆注系統(tǒng)凝料的容量，，Vj由下式求得：
Vj≤.8Vg-nVn＝0.8×30-1×4.34＝19.66，取Vj＝10，
其中Vg為注射機(jī)額定注射量。
因此，V＝1×4.34+10＝14.34
（2）注射壓力的校核
注射壓力的校核是校驗(yàn)注射機(jī)的最大注射壓力能否滿(mǎn)足制品成型的需要[7]。驗(yàn)證公式如下：
其中K為安全系數(shù)，K＝1.25～1.4，取K＝1.4；為一般制品的成型注射壓力，常為70～150MPa，?。?0MPa。計(jì)算得，而，因此注射壓力得校核合格。
（3）鎖模力的校核
當(dāng)高壓的塑料熔體充滿(mǎn)型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沿注射機(jī)軸向的很大推力T推，型腔內(nèi)塑料熔體的推力T推可按下式計(jì)算：
式中A—塑料與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，，經(jīng)計(jì)算得
P平均—型腔
內(nèi)塑料熔體的平均壓力，MPa，查表得PS的型腔平均壓力為20MPa。
因此，，而鎖模力為250KN，鎖模力的校核合格。
2.2.3 模具結(jié)構(gòu)形式和分型面的選擇
（1）注射模具結(jié)構(gòu)[10]
根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求，選用單分型面的注射模具，即兩板模。型腔的一部分（型芯）在動(dòng)模板上，另一部分（凹模）在定模板上。主流道設(shè)在定模一側(cè)，采用點(diǎn)澆口設(shè)計(jì)。開(kāi)模后制品連同流道內(nèi)的凝料一起留在動(dòng)模一側(cè)，動(dòng)模上設(shè)置有推出機(jī)構(gòu)，用以退出制
品和流道內(nèi)的凝料。其標(biāo)準(zhǔn)模架形式如裝配圖紙中所示。
（2）分型面的設(shè)計(jì)
模具上的分型面用于取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料。為了便于模具加工和制品的取出，分型面如下圖圖所示，使制件能夠附在型芯上，并且依靠推出裝置推出制件，如圖2-3所示。
圖2-3 分型面
（3）吹風(fēng)機(jī)頭注射成形模具澆注系統(tǒng)
澆注系統(tǒng)是注射機(jī)從主流道的始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道，作用是使來(lái)自注射模噴嘴的塑料熔體平穩(wěn)而順利地充模、壓實(shí)和保壓。澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道凝料澆注系統(tǒng)兩類(lèi)。在此，選用普通流道澆注系統(tǒng)。普通流道澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴四部分組成，如圖2-4所示。
圖2-4 澆注系統(tǒng)
2.3 主流道的設(shè)計(jì)
在臥式注射機(jī)用的模具中，主流道垂直于分型面，其幾何形狀如圖2-5所示[11]。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：
圖2-5 主流道形狀及其與注射機(jī)噴嘴的配合關(guān)系
（1）主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角α＝4°，內(nèi)壁表面粗糙度Ra＝0.63μm。
（2）主流道對(duì)接處緊密連接，主流道對(duì)接處應(yīng)制成半球形凹坑。
球半徑；
小端直徑；
凹坑深度，取5mm。
（3）主流道大端呈圓角過(guò)渡，以減小料流轉(zhuǎn)向過(guò)渡時(shí)的阻力，其圓角半徑r＝1～3mm。
（4）選用適當(dāng)?shù)闹髁鞯酪r套和定位圈。
（5）冷料穴設(shè)計(jì)。選用倒錐形冷料穴。
2.4 分流道設(shè)計(jì)
分流道是主流道與澆口之間的通道，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮盡量減小在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時(shí)還要考慮減小流道的容積。
2.4.1 分流道的截面形狀
選效率較高的圓形截面。
2.4.2 分流道的尺寸
查表得PE塑料常用的分流道直徑為3～9.5mm，取D＝3mm。
分流道的長(zhǎng)度按下式取值。
取L＝64mm。
2.4.3 分流道表面粗糙度
分流道表面不要求太光潔，表面粗糙度通常取Ra＝1.25～2.5μm。
2.4.4 分流道與澆口連接形式
選用分流道與澆口在寬度方向連接。
2.5 澆口的設(shè)計(jì)
采用點(diǎn)澆口設(shè)計(jì)，澆口位置開(kāi)設(shè)在線圈架的平面上，其尺寸的計(jì)算過(guò)程如下：
設(shè)點(diǎn)澆口直徑為d(mm)，則
D=0.206nmm。
澆口長(zhǎng)度L常取為0.5至2.0mm,現(xiàn)取為1mm。
以上各式中，t為塑件壁厚為3mm；n為與塑料品種有關(guān)的系數(shù)，查表得n＝0.6；A為塑件外表面面積，由PRO/E模型分析得出。
3 注射模成型零部件設(shè)計(jì)
3.1 成型零部件的工作尺寸計(jì)算
成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要包括型腔和型芯的徑向尺寸（含長(zhǎng)、寬尺寸）與高度尺寸，以及中心距尺寸等。為了保證塑件質(zhì)量，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)塑件的尺寸與精度等級(jí)確定相應(yīng)的成型零部件工作尺寸與精度。
采用平均值的計(jì)算方法。對(duì)塑件尺寸和成型零部件的尺寸偏差統(tǒng)一規(guī)定按“入體”原則標(biāo)注，即對(duì)包容面（型腔和塑件內(nèi)表面）尺寸采用單向正偏差標(biāo)注，基本尺寸為最??；對(duì)被包容面（型芯和塑件外表面）尺寸采用單向負(fù)偏差標(biāo)注，基本尺寸為最大；對(duì)于中心距尺寸則采用雙向?qū)ΨQ(chēng)偏差標(biāo)注[12]。
3.1.1 塑件尺寸精度的影響因素
塑件尺寸的影響因素很多，也很復(fù)雜，主要包括以下幾個(gè)因素：
（1）成型零部件的制造誤差；
（2）成型零部件的磨損；
（3）塑料的成型收縮；
（4）配合間隙引起的誤差。
3.1.2 型腔
（1）型腔的徑向尺寸（mm）
設(shè)塑料平均收縮率為Scp；塑件外形基本尺寸為L(zhǎng)s，其公差值為△；型腔基本尺寸為L(zhǎng)m，其公差為δz?？紤]平均收縮率及型腔磨損為最大值的一半，對(duì)于中、小型塑件，δz＝△/3，型腔徑向尺寸的計(jì)算公式如下：
L=[(1+S)L－]
=[(1+0.005)×58.24－×0.40]
=58.23 mm
（2）型腔的深度（mm）
對(duì)于中、小型塑件，δz＝△/3，型腔深度的計(jì)算公式如下：
H=[(1+ S)H－]
=[(1+0.005)×14.89－×0.28]
=14.78 mm
3.1.3 型芯
（1）型芯的徑向尺寸（mm）
L=[(1+ S) L+] =[(1+0.005)×54.24+×0.40]
=54.81 mm
（2）型芯的高度（mm）
H=[(1+ S) H+]
=[(1+0.005)×33.9+×0.28]
=35.54 mm
3.2 成型型腔壁厚的計(jì)算
注射成型時(shí)，為了承受型腔高壓熔體的作用，型腔側(cè)壁與底板應(yīng)該具有足夠強(qiáng)度與剛度。對(duì)于小尺寸型腔常因強(qiáng)度不夠而破壞，因此常按強(qiáng)度條件計(jì)算；而對(duì)于大尺寸型腔，剛度不足常為設(shè)計(jì)失效的主要原因，因此常按剛度條件計(jì)算[13]。
3.2.1 型腔側(cè)壁厚度計(jì)算
按組合式圓形型腔計(jì)算要求，并根據(jù)制件尺寸為小尺寸范圍，應(yīng)用強(qiáng)度計(jì)算如下公式：
式中：r—型腔內(nèi)半徑，r＝13mm；
[σ]—碳鋼取160MPa；
p—型腔內(nèi)壓力，p一般取20至50MPa.現(xiàn)取為30MPa.
因此，型腔側(cè)壁厚S：
取S＝20mm.
4 注射模的導(dǎo)向及脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要用于保證動(dòng)模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零部件之間的準(zhǔn)確對(duì)合，起定位合定向作用[14]。在推出機(jī)構(gòu)中保證推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)定向，并承受推出時(shí)的部分側(cè)壓力。
4.1.1 導(dǎo)柱
采用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235淬火處理，硬度為60HRC；根據(jù)模板外形尺寸確定導(dǎo)柱直徑d為6mm；導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔采用間隙配合H7/f6。
4.1.2 導(dǎo)柱的數(shù)量和布置
導(dǎo)柱數(shù)量取4根，其布置如圖下圖4-1所示。
圖4-1 導(dǎo)柱分布圖
4.2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.2.1 脫模力的計(jì)算
脫模力是將制品從包緊的型芯上脫出時(shí)所需克服的阻力。由t/d＝3/56＝0.05可知，該零件屬于圓環(huán)形薄壁制件，脫模力按下式計(jì)算。
式中 —圓環(huán)形制品的壁厚，＝1.5mm；
E —塑料的彈性模量，查表得PS得彈性模量為2800MPa；
S —塑料平均成型收縮率，S＝0.55％；
L —制件對(duì)型芯的包容長(zhǎng)度，L＝30mm；
—模具型芯的脫模斜度，＝1°；
f —制件與型芯制件的摩擦因素，查表得PE與鋼的摩擦系數(shù)為0.21；
—塑料的泊松比，查表得PS的泊松比為0；
—無(wú)量綱系數(shù)，由f＝0.21查表得＝1.0035；
A —通孔制件A等于0.211
因此，
4.2.2 推出零件尺寸的確定
（1）推件板厚度的確定
按圓形塑料制件的強(qiáng)度條件計(jì)算，推件板厚度根據(jù)零件的尺寸和厚度等綜合考慮，確定推件板的厚度取為15mm。
（2）推桿直徑的確定
根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式，推桿直徑可按下式計(jì)算：
取d＝8mm,數(shù)量為4根。
5 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
分型與抽芯機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)稱(chēng)為內(nèi)側(cè)抽機(jī)構(gòu)，用來(lái)成型具有外側(cè)凸起、凹槽和孔的塑件；成型殼體制品的局部凸起、凹槽和肓孔。因?yàn)閮?nèi)側(cè)抽機(jī)構(gòu)的注射模，其可動(dòng)零件多，動(dòng)作復(fù)雜。因此，內(nèi)側(cè)抽機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量可靠、靈活和高效。
5.1 分型抽芯機(jī)構(gòu)類(lèi)型的確定
由前面分析可知，吹風(fēng)機(jī)頭兩側(cè)采用斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。它的結(jié)構(gòu)圖如圖5-1所示。
圖5-1 斜滑塊側(cè)抽機(jī)構(gòu)
本次設(shè)計(jì)所選有的注射機(jī)為液壓-機(jī)械式合模機(jī)構(gòu)的注射機(jī)。最大開(kāi)模行程與所選模厚無(wú)關(guān)，根據(jù)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)開(kāi)模行程的校核公式
和
其中為側(cè)抽芯所需要的開(kāi)模距離，為塑料脫模需要的頂出距離（mm）
為塑件厚度（包括澆注系統(tǒng)凝料）(mm)，為注射機(jī)最大開(kāi)模行程
=25mm， =15mm。根據(jù)以上兩式可以得到側(cè)抽芯開(kāi)模距離選為50mm。
線圈架的抽芯距S等于側(cè)孔或側(cè)凹深度加上2至3 mm
而該制品的=11.7mm。側(cè)抽芯距S=14.7mm。取整后為15mm。
根據(jù)公式，可得，則其余角為（為保證開(kāi)模順利取為）即為斜銷(xiāo)口角度。
5.2 側(cè)滑塊的設(shè)計(jì)
斜滑塊是斜導(dǎo)柱側(cè)面分型抽芯機(jī)構(gòu)中的一個(gè)重要零件部件，它上面安裝有側(cè)向型芯或側(cè)向成型塊，注射成型時(shí)塑件尺寸的準(zhǔn)確性和移動(dòng)的可靠性都需要它的運(yùn)動(dòng)精度保證?；瑝K的結(jié)構(gòu)可分整體式和組合式。在滑塊上直徑制出側(cè)向型腔的結(jié)構(gòu)稱(chēng)整體式，分開(kāi)加工稱(chēng)組合式。在本次設(shè)計(jì)中，側(cè)向有一較大的方孔和兩個(gè)較小方孔的側(cè)抽芯，為保證零件外觀美觀、無(wú)痕跡，現(xiàn)初定加工兩根側(cè)向小型芯和一主型芯滑塊，然后把兩側(cè)向的小型芯鑲在主型芯滑塊上一起側(cè)向抽芯。一般情況下，成型滑塊在側(cè)向分型抽芯和復(fù)位過(guò)程中，要求其必須沿一定的方向平穩(wěn)地往復(fù)移動(dòng)，這一過(guò)程是在導(dǎo)滑槽內(nèi)完成的。根據(jù)型芯大小、形狀和要求不同，有的采取T形槽或燕尾槽，但本設(shè)計(jì)側(cè)抽芯的滑塊和小型芯設(shè)計(jì)在鑲在型腔上的方塊型芯中滑動(dòng)，上下不能移動(dòng)，只有前后滑動(dòng)，因此無(wú)需要另加工槽，不過(guò)滑塊與型芯槽配合要求較高，為防止配合部分漏料，適當(dāng)提高精度，采用H7/f7，其它部分采用H8/f8間隙配合，配合 表面粗糙度Ra≤0.8μm滑塊材料采用T10，HRC54～58。
5.3 滑塊定位裝置設(shè)計(jì)
滑塊定位裝置在開(kāi)模過(guò)程中用來(lái)保證滑塊停留在剛脫離斜導(dǎo)柱的位置，不再發(fā)生任何移動(dòng)，以避免合模時(shí)斜導(dǎo)柱不能準(zhǔn)確地插進(jìn)滑塊的斜導(dǎo)孔內(nèi)，造成模具損壞。本次設(shè)計(jì)采用螺釘與擋塊機(jī)構(gòu)定位，保證螺釘?shù)囊苿?dòng)距離須大于抽芯距S，一般取1.3S較合適。當(dāng)滑塊和斜導(dǎo)柱完全脫離后,它們回位通過(guò)彈簧鋼球和滑塊上的孔定位。因?yàn)樾睂?dǎo)柱的傾斜角度是240，滑塊的高度是35，所以當(dāng)滑塊和斜導(dǎo)柱正好分離時(shí)，鋼球和孔的距離L:
所以在安裝設(shè)計(jì)鋼球和小孔時(shí)，它們之間的距離應(yīng)該是9.8mm。這是滑塊和斜導(dǎo)柱回位時(shí)候的重要數(shù)據(jù)。
6 模具加工工藝設(shè)計(jì)
塑料模具的零件類(lèi)型很多，加工條件不同其加工方法各不相同。目前模具的主要加工手段有：經(jīng)濟(jì)低精度的通用加工、電火花成型與線切割加工、精密數(shù)控加工、高速切削加工等。
由于吹風(fēng)機(jī)頭精度要求一般，模具結(jié)構(gòu)尤其是型腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度一般，因此模具的加工立足于經(jīng)濟(jì)、可行，故采用了普通加工與電火花成型相結(jié)合的工藝方法。根據(jù)零件類(lèi)型下面簡(jiǎn)單分析一下主要類(lèi)型零件的加工工藝。
6.1 坯料的確定
坯料是指模具零件采用材料的原始狀態(tài)。一般情況下，采用標(biāo)準(zhǔn)棒料或板材，也可采用鍛造坯料。在有專(zhuān)業(yè)模具企業(yè)中，對(duì)性能要求不高的材料多采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格材料，而對(duì)性能要求較高的材料則要經(jīng)鍛造，然后經(jīng)熱處理調(diào)質(zhì)后具有適當(dāng)硬度和便于加工拋光的專(zhuān)用模具用鋼切割成坯料，這種形式加工余量小，節(jié)省了人工和材料用量。坯料通過(guò)鍛造可使金屬材料的金相組織密實(shí)，對(duì)其強(qiáng)度和剛度也有提高。只是應(yīng)嚴(yán)格控制加工余量，加工余量過(guò)大，會(huì)引起材料和加工工時(shí)的浪費(fèi)。
6.2 模板的平面加工
6.2.1 平面的粗加工
平面切削加工是指用車(chē)床、刨床、銑床等對(duì)坯料的6個(gè)方面進(jìn)行粗加工，再去掉坯料的加工余量后，在留出足夠的半精加工余量，同時(shí)對(duì)模板上較大的孔也應(yīng)進(jìn)行粗加工。
粗加工完了之后，應(yīng)進(jìn)行一次退火處理或調(diào)質(zhì)處理，以去除模板的內(nèi)部應(yīng)力，使其組織穩(wěn)定，以防止在模具制造、模具成型或淬火過(guò)程中的變形或淬裂。
6.2.2 平面的半精加工
在經(jīng)過(guò)退火而消除內(nèi)應(yīng)力之后，模板會(huì)產(chǎn)生不同程度的變形。半精加工就是去除其變形量，并給精加工留出適當(dāng)?shù)募庸び嗔俊?
6.2.3 平面的精加工
通過(guò)以上的加工程序，模板已形成了基本輪廓。采用平面磨床磨削模板厚度的兩平面，并達(dá)到要求的厚度尺寸和表面粗糙度。這兩個(gè)分模面即是z軸方向上的加工基準(zhǔn)面。
取任意相鄰的兩個(gè)側(cè)面進(jìn)行高精度的直角加工，并與模板平面相互垂直。這兩個(gè)側(cè)面即是x，y方向上的加工基準(zhǔn)面，分別作文字標(biāo)記，如x，y。當(dāng)平面的精度要求，特別是平面度公差要求很高時(shí)，可以采用研磨的方法，即采用鑄鐵平板作為研具，由很細(xì)的金剛砂做磨料，施以較小的壓力均勻平衡的去除配合面的余量，達(dá)到多面積的良好接觸。
6.2.4 薄板的精加工
當(dāng)模板較薄或太薄時(shí)，在退火填質(zhì)或淬硬后容易發(fā)生彎曲或翹曲形變的現(xiàn)象。在磨削發(fā)生形變的薄板時(shí)，應(yīng)使用薄而寬的擋板，將薄板四周擋住，并將被加工的薄板的凹面向下，然后以很小的磨削量對(duì)凸面進(jìn)行磨削，當(dāng)磨削部分的長(zhǎng)度達(dá)到薄板長(zhǎng)度的2/3時(shí)，將薄板翻面，依然采取精度磨削的狀態(tài)，這樣反復(fù)數(shù)次，直到翹曲的現(xiàn)象完全消失，才能按常規(guī)磨削。
因此，薄板的預(yù)留余量應(yīng)該加大，以防止達(dá)到尺寸要求時(shí)局部仍有凹處，而導(dǎo)致薄板報(bào)廢的現(xiàn)象。
6.3 孔及孔系的加工
在模板平面加工完成之后，在模板上需要加工的部位，包括鑲嵌成型零件的各種形狀的孔，導(dǎo)柱孔、復(fù)位桿孔、頂桿孔、側(cè)抽芯時(shí)的導(dǎo)滑槽、固定模板的螺栓孔以及冷卻水道孔、釣鉤孔等，即在模板上需要加工的部位不外乎是進(jìn)行各種形式的孔及孔系的加工。
塑料模上的加工方法主要有：鉆孔、擴(kuò)孔、鏜孔、磨孔等，這是根據(jù)孔的精度等級(jí)和表面粗糙度的要求決定的。
塑料模的同一零件上經(jīng)常出現(xiàn)由相互位置精度要求的多個(gè)孔稱(chēng)為孔系。對(duì)孔系的加工除了要保證孔本身的精度要求和粗糙度要求外，還要保證孔與孔之間的位置精度要求，各平行孔之間的軸線平行度、各同軸孔之間的軸線同軸度以及孔的軸線與基準(zhǔn)面之間的平行度和垂直度等等。
6.3.1 孔系的加工
孔系的加工在一般情況下是以x，y，z為基準(zhǔn)面的，找出需要加工部位的中心，并劃出與x，y相互垂直的交叉中心線，依照藍(lán)圖畫(huà)出加工輪廓線來(lái)。
孔系的加工大體有如下幾種方法：
（1）精密劃線加工
找出中心線后，在中心處用沖頭打窩，首先選用比被加工孔直徑小的鉆頭鉆孔。鉆孔后，檢驗(yàn)孔與基準(zhǔn)面的相對(duì)位置以及各孔之間的相對(duì)位置是否滿(mǎn)足位置精度的要求，如果發(fā)現(xiàn)偏差可用整形銼修正，然后再擴(kuò)孔，再檢驗(yàn)，直到各孔位置精度達(dá)到欲求位置，最后進(jìn)行留有鉸孔位置余量的最后擴(kuò)孔，并進(jìn)行粗鉸和精鉸。
（2）對(duì)合加工
當(dāng)兩塊模板具有相同位置的多個(gè)通孔時(shí)，可采用兩模板對(duì)合在一起的方法加工，如導(dǎo)柱孔以及成型零件的鑲嵌固定孔等。
對(duì)于加工和直徑均相同的孔是以x，y各側(cè)邊為基準(zhǔn)面時(shí)，按裝配時(shí)的排列順序，將它們裝夾在一起，只需一面劃線，并對(duì)模板找平，就可以同時(shí)將對(duì)應(yīng)的兩個(gè)通孔同時(shí)加工出來(lái)，各孔的位置不必有嚴(yán)格的要求，他們?cè)谕晃恢眉庸さ哪ブ灰茨＞叩难b配位置順序組裝，位置度的偏差對(duì)整體沒(méi)有影響。
對(duì)位置相同，但孔的直徑不同的孔，在裝夾兩塊模板時(shí)，在其中間平行墊起一個(gè)進(jìn)刀距離的平行墊板，并將帶大孔的模板位置在上部劃線，同時(shí)加工出底部的小孔后，再對(duì)打孔進(jìn)行擴(kuò)孔，同樣達(dá)到以上的效果。
（3）坐標(biāo)鏜床加工
這是目前最常用的加工孔系方法，坐標(biāo)鏜床是具有二維坐標(biāo)的高精度機(jī)床，它是通過(guò)帶有誤差補(bǔ)償裝置的精密絲杠，或帶有游標(biāo)的精密直尺以及作為標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)的光學(xué)裝置來(lái)控制工作臺(tái)，精確移動(dòng)坐標(biāo)直尺，并通過(guò)有精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等附件，保證在二維坐標(biāo)的位置空間，完成各相對(duì)位置的精確定位及精密加工，因此，保證模板上的相對(duì)應(yīng)的孔即使分別加工，也能達(dá)到組裝的精度要求。
6.3.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的孔加工
導(dǎo)柱導(dǎo)套組成了塑料模的導(dǎo)向裝置，導(dǎo)向裝置除具有模板的導(dǎo)向作用外，還有模板間相互移動(dòng)的定位作用以及承受一定側(cè)壓力的作用，導(dǎo)柱和導(dǎo)套分別安裝在動(dòng)模板上，當(dāng)不設(shè)置導(dǎo)套時(shí)，模板一側(cè)是導(dǎo)柱定位孔，另一側(cè)則是導(dǎo)向孔。它的相對(duì)位置誤差一般要求在0.01 mm范圍內(nèi)，因此導(dǎo)柱和導(dǎo)套的孔可以在坐標(biāo)鏜床上分別加工，也可采用對(duì)合加工的方法，將動(dòng)模板和定模板按裝配位置的排列順序裝夾在一起同時(shí)加工。
導(dǎo)柱和導(dǎo)套的孔安排在什么時(shí)候加工，根據(jù)具體情況決定。
（1）先加工導(dǎo)柱導(dǎo)套孔
定模和動(dòng)模上固定成型零件的孔均為通孔，可以首先安排加工導(dǎo)柱導(dǎo)套的孔，在加工成型零件固定孔時(shí)，可以利用導(dǎo)柱導(dǎo)套孔作為定位（有兩個(gè)以上不相鄰的孔定位即可），采用對(duì)合加工的方法，在同一工位，將兩塊模板的固定孔加工出來(lái)。
（2）先加工成型固定孔，后加工導(dǎo)柱孔
在定動(dòng)模之間設(shè)有定位裝置的模具結(jié)構(gòu)，在合模時(shí)，它們能夠正確定位時(shí)，可采用后加工導(dǎo)柱導(dǎo)套孔的方式。成型零件加工完畢后，組合合模裝夾在一起同時(shí)加工導(dǎo)柱孔。
7 繪制模具圖
7.1 PRO/E創(chuàng)建模具
利用PRO/E零件模塊畫(huà)出制件的3D模型[15]；如下圖:
圖7-1 3D模型圖
7.2 繪制總裝配結(jié)構(gòu)圖和部分零件圖
繪制總裝配圖采用1：1的比例，以PRO/E畫(huà)的實(shí)體圖為基礎(chǔ)，進(jìn)行測(cè)量繪制，畫(huà)出主視圖、左視圖、俯視圖。
模具總裝配圖應(yīng)包括以下內(nèi)容：
（1）模具成型部分結(jié)構(gòu)。
（2）外形結(jié)構(gòu)和所有連接件，定位，導(dǎo)向件的位置。
（3）標(biāo)注行腔主要尺寸及模具總體尺寸。
（4）按順序把全部零件序號(hào)編出，并填寫(xiě)明細(xì)表。
（5）標(biāo)注技術(shù)要求和使用說(shuō)明。
7.2.1 繪制部分零件圖
由模具總裝圖拆畫(huà)零件圖的順序應(yīng)為：先內(nèi)后外，先復(fù)雜后簡(jiǎn)單，先成型零件，后結(jié)構(gòu)零件。
結(jié)束語(yǔ)
本次設(shè)計(jì)是對(duì)吹風(fēng)機(jī)頭進(jìn)行注射成型模具設(shè)計(jì)。
在模具的計(jì)算、設(shè)計(jì)方面，首先分析了吹風(fēng)機(jī)頭的形狀尺寸特點(diǎn)；然后確定工藝方案：注射機(jī)型號(hào)的選擇，分型面、澆注系統(tǒng)、型腔、型芯的設(shè)計(jì)；根據(jù)確定的單分型面模具。選擇標(biāo)準(zhǔn)模架；最后繪制模具的總裝配圖和零件圖。在繪圖過(guò)程中，主要是運(yùn)用PRO/E、AutoCAD繪圖分析軟件，為進(jìn)一步地熟練掌握專(zhuān)業(yè)的繪圖分析技巧，再次提供了更有利的環(huán)境。
在這次塑料注射模的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，不僅鞏固了之前所學(xué)的知識(shí)，加深了對(duì)模具設(shè)計(jì)的理解，從收到任務(wù)書(shū)到設(shè)計(jì)模具，再到總體的校核，有一個(gè)很明確的認(rèn)識(shí)。同時(shí)對(duì)軟件有了較多的認(rèn)識(shí)，例如PRO/E的零件模塊和模具設(shè)計(jì)模塊，繪制模具裝配圖和零件圖所用到的AutoCAD2004，和編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)所用的office軟件。
在設(shè)計(jì)中得到最大的收獲是：
(1) 提高查閱參考資料的能力。能在不通的參數(shù)推薦值中選擇適合本設(shè)計(jì)的最佳值或方法。
(2) 繼續(xù)鞏固各種基礎(chǔ)知識(shí)。比如材料力學(xué)、機(jī)械制圖、公差與配合、加工工藝等。并學(xué)會(huì)較靈活應(yīng)用，為設(shè)計(jì)機(jī)械模具打好基礎(chǔ)。
(3) 學(xué)會(huì)使用各種專(zhuān)業(yè)工程軟件來(lái)輔助設(shè)計(jì)。在本次設(shè)計(jì)中就是用Pro/Engineer來(lái)完成造型和分型，用UG來(lái)完成工程圖轉(zhuǎn)換，用CAXA來(lái)提取標(biāo)準(zhǔn)件等等。這樣不但可以提高設(shè)計(jì)效率，更重要的是可以學(xué)會(huì)別人的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)所要關(guān)注的問(wèn)題等。
(4) 加深了對(duì)模具行業(yè)的了解。通過(guò)上網(wǎng)查閱，可以知道模具在國(guó)內(nèi)外的最新發(fā)展；解決某個(gè)問(wèn)題的多種思路和最優(yōu)方案等。
由于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和水平的不足，所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了不少困難，雖然能夠積極向老師和同學(xué)請(qǐng)教，同時(shí)通過(guò)圖書(shū)館和網(wǎng)上的數(shù)據(jù)庫(kù)查閱資料，但是在設(shè)計(jì)的過(guò)程中仍會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方，期待各位老師的批評(píng)指正，使我在以后的學(xué)習(xí)和工作中能更好地發(fā)揮。
致 謝
從開(kāi)題、具體設(shè)計(jì)、論文的撰寫(xiě)，均得到了老師、同學(xué)和朋友的大力支持。
特別感謝殷老師對(duì)我的指導(dǎo)。他在繁忙的教學(xué)工作期間，對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)付出了大量的心血，多次給我提出深刻而具有指導(dǎo)性的意見(jiàn)。正是有了殷老師對(duì)我時(shí)時(shí)刻刻的指導(dǎo)，才使我能正確把握論文的方向，并順利地完成。
感謝所有給我傳道授業(yè)的老師們，正是你們的辛勤教授才使學(xué)生有了完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的知識(shí)與能力儲(chǔ)備，奠定了我的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。
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