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畢業(yè)設(shè)計說明書 第一章 緒 論 {一} 【模具介紹】 模具的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，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。模具主要類型有：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。除部分沖模以外的上述各種模具都屬于腔型模，因為它們一般都是依靠三維的模具型腔是材料成型。其中塑料模約占模具總數(shù)的35％，分額最大而且有繼續(xù)上升的趨勢。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。 {二} 【模具在加工工業(yè)中的地位】 模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一，是國際上公認的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志。它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機械，電子，輕工，汽車，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。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。 [三] 【模具的發(fā)展趨勢】 20世紀80年代開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以15％的增長速度快速發(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)進步的投入力度，將技術(shù)進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多科研機構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為世界超級制造大國的重要原因。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強國。 盡管我國模具工業(yè)有了長足的進步，部分模具已達到國際先進水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進口10多億美元的各類大型，精密，復雜模具。與發(fā)達國家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進水平的距離。 （1）注重開發(fā)大型，精密，復雜模具；隨著我國轎車，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越高，模具也將日趨大型化和精密化。 （2）加強模具標準件的應(yīng)用；使用模具標準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，模具標準件的應(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，可顯著地提高模具設(shè)計制造水平。 （4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進制造技術(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)，以及自動研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。 [四] 【設(shè)計在學習模具專業(yè)中的作用】 通過對模具專業(yè)的學習，掌握了常用材料在成型過程中對模具的工藝要求，掌握模具的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計計算的方法，以達到能夠獨立設(shè)計一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，結(jié)合模具結(jié)構(gòu)的特點，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。 畢業(yè)設(shè)計能夠?qū)σ陨细鞣矫娴囊蠹右造`活運用，綜合檢驗大學期間所學的知識。 本模具設(shè)計流程： ? 、課題調(diào)研，查閱有關(guān)資料 ? 2、塑件的工藝分析及工藝方案的確定 ? 3、模具結(jié)構(gòu)的總體方案設(shè)計 ? 4、模具的結(jié)構(gòu)參數(shù)及工藝性能參數(shù)的設(shè)計計算 ? 5. 模具的裝配圖、零件工作圖的設(shè)計 ? 6、編寫設(shè)計說明書和技術(shù)文件 第二章 產(chǎn)品及模具的三維造型 如圖2-1所示塑料制件,材料為ABS,收縮率0.3%～０.８％。大批量生產(chǎn)。需說明的是USB轉(zhuǎn)接盒上蓋作為模具畢業(yè)設(shè)計產(chǎn)品，主要目的是通過本產(chǎn)品綜合鍛煉模具設(shè)計與制造的能力。 圖2—1 本模具采用PROE3.0進行模具分型，各步驟如下： 1.載入產(chǎn)品同時設(shè)定收縮率 2.設(shè)定模具工作坐標系，以制件主分型面中心為模具工作坐標且Z 指向制件頂出方向 3.設(shè)定工件大小 4.自動補孔，做分型面如圖2-2所示 圖2-2 4.在各抽芯與插破處創(chuàng)建箱體，如圖2-3所示 如圖2-3 5.在箱體處補實體，如圖2-4所示 如圖2-4 6.創(chuàng)建分型面，如圖2-5所示 如圖2-5 7.創(chuàng)建型芯，如圖2-6所示 如圖2-6 8.創(chuàng)建型腔，如圖2-7所示 如圖2-7 第3章 該塑件材料分析和工藝性分析 3.1 材料分析 該產(chǎn)品的成型材料是ABS?；咎匦裕篈BS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合力學性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化學腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS無毒、無味，呈微黃色，成形的塑料件有較好的光澤。密度為1.02～1.05g/cm3。 ABS有極好的抗沖壓強度，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、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。ABS有一定的硬度和尺寸穩(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°C左右，熱變形溫度為93°C左右。耐氣候性差，在紫外線作用下變硬變脆；主要用途：ABS廣泛用于水表殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具等；成型特點：ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力比較高，塑料上的脫模斜度宜稍大，ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少澆口對流道的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在50～60°C，要求塑件光澤和耐用時，應(yīng)控制在60～80°C。 3.2 工藝分析 1）該塑件尺寸不大，一般精度等級。屬于中等難度的塑料模具。包括了模具的基本結(jié)構(gòu)，其中有外側(cè)抽芯兩處。 2）為滿足制品表面質(zhì)量要求與提高成型效率采用側(cè)澆口。 3）為了節(jié)約成本和方便加工與熱處理，型腔和型芯均采用整體鑲嵌式結(jié)構(gòu)。 4）ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大，要有足夠的脫模斜度a≥2。防止頂角；ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進行干燥處理；ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力，要注意澆口位置防止和減少熔接痕；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。 模具溫度應(yīng)控制在60°～80°。 第4章 擬定的成型工藝 4.1 制件的成型方法 熱塑性塑料指定采用注射成型，本設(shè)計選用熱塑性塑料ABS，可用注射成型。 4.2 制件的成型參數(shù) 根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點及選定的原料ABS，可擬定如下工藝參數(shù)）。 塑料名稱： ABS密度（g/cm3）：1.02～1.05 計算收縮率（%）：0.5 模具溫度（℃）： 50～60 注射壓力（MPa）：60～100 成型時間（s）： 注射時間15～60；加壓時間0～3； 冷卻時間 20～90；總周期 50～160 適應(yīng)注射機類型：柱塞式 4.3 確定型腔數(shù)目 （1）計算制品的體積和重量 通過三維制圖PROE軟件測量得: 單件塑件面積 S=23631㎜2 ;單件 塑件體積V=21487㎜3 查有關(guān)資料可知ABS的密度為1.02～1.05g/cm3 則單件塑件重量m=215g （2）型腔數(shù)目的確定主要參考以下幾點來確定 1）根據(jù)經(jīng)濟性確定型腔數(shù)目和總成型加工費用最小的原則,并略準備時間試生產(chǎn)原材料費用,僅考慮模具加工費和塑件成型加工費 2）根據(jù)注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)目,當成型大型平板制件時常用這種方法 3）根據(jù)注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目,根據(jù)經(jīng)驗,每加一個型腔制品尺寸精度要降低4%,對于高精度制品,由于多型腔模具難以保證各型腔的成型條件一致,故推薦型腔數(shù)目不超過4個。 （3）根據(jù)本產(chǎn)品的生產(chǎn)批量及尺寸精度要求采用一腔一模, 由于單型腔模具具有塑料制件的形狀和尺寸一致性好，成型工藝條件容易控制，模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊、模具制造成本低、制造周期短等特點，并結(jié)USB轉(zhuǎn)接盒上蓋的質(zhì)量要求，所以采用一模二腔式。 第5章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 5.1制件在模具中的位置 （1）型腔的布置 主要考慮制件在分型后能保留在動模上以便脫模，并結(jié)合制件的結(jié)構(gòu)特征應(yīng)將型腔設(shè)置在定模側(cè)，型芯設(shè)置在動模側(cè)。 （2）分型面的選擇 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析，應(yīng)遵循以下幾項的設(shè)計原則： 1）分型面應(yīng)選擇在塑件外形最大輪廓處 2）分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模 3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求 4）分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 5）分型面的選擇要便于模具的加工制造 6）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣 除了以上這些基本原則以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上的投影面積的大小。為了保證側(cè)向型芯的位置的放置及抽芯機構(gòu)的動作順利，應(yīng)以淺的側(cè)向凹孔或短的側(cè)向凸臺作為抽芯方向，而將較深的凹孔或較高的凸臺放置在開合模方向。 綜合考慮以上的設(shè)計原則并結(jié)合該塑件的結(jié)構(gòu)特點和質(zhì)量要求采用下面圖示的分型面。 圖5-1 5.2 確定澆口形式及位置 對澆注系統(tǒng)進行設(shè)計時，一般應(yīng)遵循如下基本原則： （1）了解塑料的成型性能 （2）盡量避免或減少熔接痕 （3）有利于型腔中氣體排出 （4）防止型芯的變形和嵌件的位移 （5）盡量采用較短的流程充滿型腔 （6）流動距離比和流動面積比的校核 為了提高成型效率和綜合考慮以上的基本設(shè)計原則并結(jié)合制件質(zhì)量要求，本模具應(yīng)采用側(cè)澆口，由兩處澆口進料。澆口位置如圖5—2所示 澆口直徑可以根據(jù)經(jīng)驗公式計算 d=（0.14～0.20） 式中 d—澆口直徑（mm） —塑件在澆口處的壁厚（mm） A—型腔的表面積㎜2 d=（0.14～0.20）×8500≈2mm (澆口直徑也可根據(jù)經(jīng)驗值取 d=1.5mm) 澆口錐角取 澆口傾斜角取 5.3 主流道的設(shè)計 主流道是連接注射機噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定錐度 1）主流道設(shè)計成圓錐型，其錐角為2°～6°，內(nèi)壁粗糙度Ra取0.4um 分流道截面設(shè)計成圓型截面，加工容易，且熱量損失與壓力損失均不大為常用形式。圓形截面分流道的直徑可以根據(jù)塑料的流動性等因素確定，該塑料件采用ABS塑料，流動性為中等，所以選圓形截面。根具經(jīng)驗分流道的直徑可以取d=5～6mm。根據(jù)型腔在分型面上的排布情況設(shè)置分流道。 2）主流道大端成圓角，半徑r=1～3mm，以減小料轉(zhuǎn)向過度時的阻力 3）在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道盡可能短，一般小于60mm，過長則會影響流體的順利充型 4）對于小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計成整體式，但在大多數(shù)情況下將主流道襯套與定位圈設(shè)計成兩個零件，主流道襯套與定模板采用H7/m6過度配合與定位圈的配合采用H9/f9間隙配合 5）主流道襯套一般選用T8 T10制造，熱處理強度為52～56HRC 根據(jù)“常用塑料直澆口尺寸”表，選主流道始端尺寸d=2.5mm,大端尺寸D=4mm，澆口套始端半徑R=機床噴嘴小經(jīng)d +（0.5～1）=10+(0.5～1)=11mm，半錐角a=2o。其長度尺寸取L=40mm，其余尺寸見圖。主流道內(nèi)壁粗造度Ra=0.63，拋光時要沿軸向進行。 澆口套與定位圈采用H9/f9的配合。定位圈在模具安裝調(diào)試時應(yīng)插入注射機定模板的定位孔內(nèi)，用于模具與注射機的安裝定位。定位圈外徑比注射機定模板上的定位孔徑小0.2mm以下。澆口套與模板的配合為H7/m6 5.4 分流道設(shè)計 分流道設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少流動過程中的熱量損失與壓力損失。 1）分流道的形狀與尺寸 分流道的截面尺寸視塑料的品種、塑件是尺寸、成型工藝條件以及流道長短等因素來確定。通常圓形截面分流道直徑為2～10㎜ 。本制件采用的是ABS，由于ABS的流動性能較好且分流道長度教短時，因此分流道采用圓形截面。初選直徑為5㎜，具體尺寸由修模時修正。 2）分流道的長度 具體尺寸根據(jù)型腔的太小而定 3）分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻,只有內(nèi)部的熔體比較理想，因此分流道的表面粗糙糙不能太低，一般Ra取1.6um這可增加對外層塑料熔體的流動阻力，使外層塑料冷卻皮固定,形成絕熱層。 4）分流道在分型面的布置形式如圖5-2 根據(jù)以上設(shè)計參數(shù)校核流動比 式中 —流動比距離 Li—模具中各段料流通道及各段型腔的長度（mm） ti—模具中各段料流通道及各段型腔的截面厚度（mm） =60/3.5+37/5+4.5/5+2/2+140/2=98mm 因為影響流動比的因素主要是塑料的流動性，ABS塑料的流動性為中等，經(jīng)查有關(guān)資料可知ABS允許的流動比[]=210～110，所以 〈[] 5.5 冷料穴設(shè)計 冷料穴位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端。其作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒的“冷料”，以避免這些冷料注入型腔而影響塑件質(zhì)量；還有便于在流道處設(shè)置主流道拉料桿的功能。開模時又可以將主流道的冷凝料拉出，冷料穴直徑宜稍大于主流道大端直徑，長度約為主流道大端直徑。分流道冷料穴當分流道較長時，可將分流道的盡頭沿料流前進方向延長作為分流道冷料穴，以貯存前鋒冷料，其長度為分流道直徑的1.5～2倍。 本模具采用Z形拉料桿，設(shè)計的具體尺寸詳見零件圖。 第6章 成型零部件的設(shè)計 6.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1）本制件有5個4㎜的小淺通孔。由于現(xiàn)代制造技術(shù)的先進，那5個孔可以做成電極利用電火花來加工。 （2）圖6-1所示，外側(cè)圓形通槽采用斜導柱側(cè)向分型機構(gòu)，做成滑塊成型 圖6-1 6.2 成型零部件工作尺寸計算 （1）由于成型零件直接與高溫高壓的塑料熔體接觸，它必須有以 一些性能: 1） 必須具有足夠的強度、剛度，以承受塑料熔體的高壓； 2） 有足夠的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨損。通常進行熱處理，使其硬度達到HRC40以上； 3） 對于成型會產(chǎn)生腐濁性氣體的塑料還應(yīng)選擇耐腐濁的合金鋼理； 4） 材料的拋光性能好，表面應(yīng)該光滑美觀。表面粗造度應(yīng)在Ra0.4以下； 5） 切削加工性能好，熱處理變形小，可淬性良好； 6） 熔焊性能要好,以便修理； 7） 成型部位應(yīng)須有足夠的尺寸精度?？最惲慵镠8~H10，軸類零件為h7~h10。 （2） 型腔、型芯工作部位尺寸的確定 經(jīng)查有關(guān)資料可知ABS塑料的收縮率是0.3%～0.8% 平均收縮率為: S=（0.3%+0.8%）/2=0.55% 型腔工作部位的尺寸： 型腔徑向尺寸 型腔深度尺寸 型芯徑向尺寸 型芯高度尺寸 中心距尺寸 式中 L—塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm） l—塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm） H—塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm） h—塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm） C—塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm） x—修正系數(shù)，取0.5～0.75 △—塑件公差（mm） —模具制造公差，?。?/3～1/4）△。 各工作部位尺寸計算結(jié)果詳見相應(yīng)零件圖紙所標明 通常，制品中1mm和小于1mm并帶有大于0.05mm公差的部位以及2mm和小于2mm并帶有大于0.1mm公差的部位不需要進行收縮率計算。 6.3 成型零部件的強度與剛度計算 為了方便加工和熱處理，其型腔為整體形式。因此，型腔的強度和剛度按型腔整體式計算。由于型腔壁厚計算比較麻煩，也可參考經(jīng)驗推薦數(shù)據(jù)。經(jīng)查有關(guān)資料可知型腔側(cè)壁厚S=65mm。 第7章 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 7.1 選用標準注射模架 （1）初選注射機 1）注射量：該塑料制件單件重量m=215g 澆注系統(tǒng)重量的計算可以根據(jù)澆注系統(tǒng)尺寸先計算澆注系統(tǒng)的體積 V= 3.601 粗略計算澆注系統(tǒng)重量為 3.601×1.053.5g 總重量 M=26×1.05×2=54.6g 聚苯乙烯的密度為1.054g/cm3 ，ABS的密度為1.02～1.05g/ 滿足注射量 V機≥V塑件/0.80 式中 V機—額定注射量（） V塑件塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和（）= 45 或滿足注射量M機≥M塑件 式中 M機—額定注射量（g） M塑件—塑件與澆注系統(tǒng)凝料的重量和（g） —聚苯乙烯的密度（g/cm3） —塑件采用塑料的密度（g/cm3） M塑件P2/P10.8=（21.4*2*1.05）/1.054*0.8=37.89g 2）注射壓力： P注≥P成型 經(jīng)查有關(guān)資料可知ABS塑料成型時的注射壓力P成型=70～90MPa 3）鎖模力： P鎖模力≥pF 式中p—塑料成型時型腔的壓力，ABS塑料的型腔壓力p=30MPa F—澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（） 各型腔及澆注系統(tǒng)及各型腔在分型面上的投影面積 F=7208.11*2 PF=30×8187.5=216.243KN 根據(jù)以上的分析、計算，查資料初選注射機型號為：XS-ZY-125,其有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下： 理論注射容量（cm3） 125 螺桿直徑（mm） 42 注射壓力（MPa） 119 注射行程（㎜） 115 注射方式 注塞式 鎖模力（KN） 900 最大模具厚度（mm） 300 最小模具厚度（mm） 200 噴嘴圓弧半徑（mm） 12 噴嘴孔直徑（mm） 4 最大開合模行程（mm） 300 動、定模板尺寸（㎜） 428×450 拉桿空間（㎜） 260×290 （2）選標準模架 根據(jù)以上分析、計算以及型腔尺寸及位置可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格。 模具外形尺寸：320㎜×3000 ㎜×238 ㎜ 7.2 合模導向機構(gòu)的設(shè)計 1.為了使導柱能順利地進入導套，導柱端部應(yīng)做成錐形或半球形，導套的前端也應(yīng)倒角。 2.導柱設(shè)在動模一側(cè)可以保護型芯不受損傷，而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利脫模取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配方式。 3.一般導柱滑動部分的配合形式按H8/f8，導柱和導套固定部分配合按H7/k6，導套外徑的配合按H7/k6。 4.除了動模、定模之間設(shè)導柱、導套外，一般還在動模座板與推板之間設(shè)置導柱和導套，以保證推出機構(gòu)的正常運動。 5.導柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而定，可參考標準模架數(shù)據(jù)選取。一次分型導向機構(gòu)設(shè)計：導柱固定在固定模板上，與固定模板為H7/m6的過渡配合。導柱直徑參考標準，取D=25mm，導柱頭部做成半圓形。導柱長度與主流導長度點澆口長度以及塑件長度等有關(guān)。 第8章 推出機構(gòu)的設(shè)計 脫模機構(gòu)設(shè)計應(yīng)遵循下述原則： 1. 塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作，致使模具結(jié)構(gòu)簡單。 2. 防止塑件結(jié)構(gòu)變形或損壞，正確分析塑件對模腔的粘附力的大小及所部位，有針對性的選擇合適的脫模裝置，使推出重心與脫模阻力中心相重合。由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點應(yīng)盡量靠近型芯，同時推出力應(yīng)施于塑件剛性和強度最大部位，作用面積也盡可能大一些，以防塑件變形或損壞。 3. 由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點應(yīng)盡量靠近型芯，同時推出力應(yīng)施于塑件剛性和強度最大部位，作用面積也盡可能大一些，以防塑件變形或損壞。 4. 力求良好的塑件外觀，在選擇頂相互位置時，應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗绊懖淮蟮牟课?。在采用推桿脫模時，尤其要注意這個問題。 5. 結(jié)構(gòu)合理可靠，脫模結(jié)構(gòu)應(yīng)工作可靠，運動靈活，制造方便，更換容易，且有足夠的強度和剛度。 根據(jù)制件的形狀，本模具可才用頂桿頂出。 復位桿長度尺寸： L4=L頂桿固定板+L推桿行程+L型芯板=107mm 復位桿徑向尺寸參考標準見尺寸，取d=20mm。 推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計 1）.推件力的計算 推件力 式中 A—塑件包絡(luò)型芯的面積（） —塑件對型芯單位面積上的包緊力，p取0.8×107～1.2×107Pa —脫模斜度 —大氣壓力0.09MPa —塑件對鋼的檫系數(shù)，約為0.1～0.3； —制件垂直于脫模方向的投影面積（） 查資料可知道ABS的脫模斜度= A 9680 =[9680×1.0×(0.2cos -sin)/+0.09×17×15]=11.6kN （2）確定頂出方式及頂桿位置 根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)特點，確定在制品的四角上設(shè)置12根普通的圓頂桿。普通的圓形頂桿按GB4169.—1984選用，均可滿足頂桿剛度要求。 經(jīng)查相關(guān)資料，選用 6㎜×123㎜型號的圓型頂桿13根。 第9章 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計 外側(cè)抽芯機構(gòu)設(shè)計 外側(cè)抽芯機構(gòu)設(shè)計采用斜導柱側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)，把兩個凹槽做成成型滑塊。 （1）計算斜導柱傾斜角 斜導柱傾斜角是決定斜導柱抽芯機構(gòu)中工作效果的重要參數(shù)， 大小對斜導柱的有效工作長度、抽芯距、受力狀況等有直接影響。最常用的是。本模具采用中間值a=17度. （2）計算斜導柱直徑D 由于計算比較復雜，為了方便，用查表的方法來確定斜導柱的直徑。先按已經(jīng)求得的抽撥力和選定的斜導柱傾斜角查出最大的彎曲力，然后根據(jù)和以及斜導柱傾斜角查出斜導柱直徑D=8㎜。 第10章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200°C左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時其溫度在60°C以下。熱塑性塑料在注塑成型后，必須對模具進行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快的傳給模具，以便使塑件可靠冷卻定型并可迅速脫模，縮短成型周期，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 由于制品平均厚度為2㎜，制品尺寸不大，確定水孔直徑為8㎜。由于冷卻水道的位置、結(jié)構(gòu)形式、孔徑、表面狀態(tài)、水的流速、模具材料等很多因素都會影響模具的熱量向冷卻水的傳遞，精確計算比較困難。實際生產(chǎn)中，通常都是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)確定冷卻水路，通過調(diào)節(jié)水溫、水速來滿足要求。 第11章 排氣系統(tǒng)設(shè)計 對于小型模具，可利用分型面間隙排氣，但分型面須位于容體流動末端。還可以利用推桿、活動型芯等配合間隙排氣。 由于本制品尺寸不大，可利用分型面開設(shè)排氣槽、推桿的配合間隙和活動型芯排氣即可。 分型面排氣槽應(yīng)離開型腔5～6㎜，深度h0.03㎜。利用間隙排氣，其配合間隙不能超過0.05㎜，一般為0.03～0.005㎜。 第12章 注塑機參數(shù)校核 12.1 最大注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核 由于在初選注射機和選用標準模架時是根據(jù)以上的四個技術(shù)參數(shù)及計算壁厚等因素選用的，所以注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度不必進行校核，已經(jīng)符合所選注射機要求。 12.2 開模行程的校核 注射機最大的開模行程S S=116<300 式中 2h件 —塑料制品高度（mm） h澆—澆注系統(tǒng)高度 故滿足要求。 12.3 模具與注射機安裝相關(guān)部分尺寸校核 從標準模架外形尺寸看小于注射機拉桿空間，并采用壓板固定模具，所以所選注射機規(guī)格滿足要求。 第13章 繪制圖紙并編寫技術(shù)文件 13.1繪制各非標準零件圖紙 詳見裝配圖紙和非標準零件圖紙 附本模具的工作原理： ? 開模時，動模部分向后移，開模力通過斜導柱作用于側(cè)抽芯活塊，迫使其在動模板的導滑槽內(nèi)向外滑動，直至滑塊與塑件完全脫開，完成外側(cè)抽芯動作，這時塑件包在型芯上隨動模繼續(xù)后移，直至注射機頂桿與模具推板接觸，推出機構(gòu)開始工作，推桿將塑件從型芯上推出。合模時，復位桿使推出機構(gòu)復位，斜導柱使側(cè)型芯滑塊向內(nèi)移動復位，繼續(xù)下一次的加工生產(chǎn)。 模具總裝配圖 13.2編寫加工工藝和裝配技術(shù) 模具精度是影響塑料成型件精度的重要因素之一，為了保證模具精度，塑料模具制造時應(yīng)達到以下技術(shù)要求： a、組成塑料模具的所有零件，在材料加工精度和熱處理質(zhì)量等方面均應(yīng)符合相應(yīng)圖樣的要求。 b、組成模架的零件應(yīng)達到規(guī)定的加工要求，裝配成套的模架應(yīng)活動自如，并達到規(guī)定的平行度和垂直度要求 c、模具的功能必須達到設(shè)計要求 d、為了鑒別塑料成型件的質(zhì)量，裝配好的模具必須在生產(chǎn)條件下試模，并根據(jù)試模存在問題進行修整，直至試出合格的成型件為止。 （1）加工要求 1）模具分型面及組合件的結(jié)合面應(yīng)很好貼合，局部間隙不大于0.02mm 2）模具成型表面的內(nèi)外銳角、尖邊、圖樣上未注明圓角時允許不大于0.5mm圓角（分型面及結(jié)合面除外）。當不允許有圓角時,應(yīng)在圖樣上注明。 3）圖樣中未注明公差的一般尺寸其極限偏差按GB1804標準即孔按H13，軸按h13，長度按J14來加工。 4）模具中各承壓板（模板）的兩承壓面的平行度公差按GB1184附錄一的5級。 5）導柱、導套孔對模板平面的垂直度公差按GB1184附錄一的4級。導柱、導套之間的配合按H8/f8。 6）模具中安裝鏍釘（鏍栓）之螺紋孔及其通孔的位置公差不大于2mm，或相應(yīng)各孔配作。 7）導柱(直導柱、臺肩導柱)其配合部位的大徑與小徑的同軸度公差t按GB1184附錄一的5級。 8）導套（直導套、帶頭導套）外圓與內(nèi)孔的同軸度公差t按GB1184附錄一的5級。 9）主流道襯套的中心錐孔應(yīng)研磨拋光，不得有影響脫澆口的各種缺陷。 10）成型零部件：為了保證導向作用，動、定模的導柱，導套孔的孔距精度應(yīng)控制在0.01mm以內(nèi)。因此，必須用坐標鏜床對動、定模鏜孔。在缺少坐標鏜床的情況下，較普遍采用的方法是將動、定模合在一起，在車床、銑床或鏜床上進行鏜孔。成型零部件采用優(yōu)質(zhì)模具鋼，強度高，耐磨性好，熱處理變形小，要求耐腐蝕，調(diào)質(zhì)淬火低溫回火≥55HRC。 型芯的加工：把成型面的曲面圖通過計算機產(chǎn)生刀具加工路徑進行數(shù)控銑外形加工，再銑小型芯孔和凹臺，鉆推桿孔，加工澆口。再用電火花加工成型，詳見表13-1。 型腔的加工：把成型面的曲面圖通過計算機產(chǎn)生刀具加工路徑，留余量在數(shù)控銑上加工成型，再用電火花加工成型，詳見表13-2。 表 13-1 型芯的機加工工藝 序號 工序名稱 加工內(nèi)容及要求 設(shè)備 1 下料 根據(jù)模板形狀下料 2 鍛造 鍛坯料至尺寸長、寬、厚 3 劃線 劃線 鉗工臺 4 鉆孔 鉆孔 鉆床 5 銑削 以孔定位銑出型腔的外形 銑床 6 刨削 精刨上下面 刨床 7 鉆孔 鉆孔 鉆床 8 鉆孔 鉆旁邊側(cè)抽芯孔到規(guī)定位尺寸 鉆床 9 熱處理 淬火，表面硬度達54～58HRC 10 磨削 粗磨底面 平面磨床 11 磨削 精磨上表面，使厚度達圖紙要求 平面磨床 表 13-2 型腔的機加工工藝 序號 工序名稱 加工內(nèi)容及要求 設(shè)備 1 下料 根據(jù)模板形狀下料 2 鍛造 鍛坯料至尺寸長、寬、厚mm 3 劃線 劃線、打樣沖4個沉頭孔的中心 鉗工臺 4 鉆孔 鉆孔 鉆床 5 銑削 以孔定位銑出型腔的外形 銑床 6 刨削 精刨上下面 刨床 7 鉆孔 鉆型腔中間的孔 鉆床 8 鉆孔 鉆旁邊側(cè)抽芯孔到規(guī)定位尺寸 鉆床 9 熱處理 淬火，表面硬度達54～58HRC 10 磨削 粗磨底面，使厚達到要求 平面磨床 11 磨削 精磨上表面，使厚度達圖紙要求 平面磨床 (2)裝配要求： 1）頂出制品的推桿的端面與所在的相應(yīng)型面保持齊平，允許推桿端面 高出型面不大于0.1mm。 2）注射模的復位桿，其端面應(yīng)與模具分型面齊平，允許低于分型面大 大于0.03mm。 3）型芯、凸模、鑲件等，其尾部高度尺寸未注明公差時，其端面應(yīng)在 裝配后與其配合的零件齊平。 4）制品同一表面的成型腔分布在上、下?；騼赡r，裝配后沿分型面的錯邊不大于0.05mm，并其組合尺寸不超過型腔允許的極限尺寸。 5）凸模與凹模裝配后的配合間隙，應(yīng)保持周圍均勻。 6）需保持同軸的兩個以上零件，其同軸度必須保證裝配要求，使各配合零件能順利裝卸，活動自如。 7）模具導向件的導向部分，裝配后保證滑動靈活，無卡滯現(xiàn)象。 8）模具裝配后，兩安裝平面應(yīng)保持平，其平行度公差按按GB1184附錄一的6級。 (3)綜合要求 1）模具、模架及其零件的工件表面，不應(yīng)有碰傷、凹痕、裂紋、毛刺、銹蝕等缺陷。 2）經(jīng)熱處理后的零件，硬度應(yīng)均勻，不允許有脫碳、軟點、氧化斑點及裂紋等缺陷。熱處理后應(yīng)清除氧化皮，臟物油污。 3）配通用模架模具，裝配后兩側(cè)面應(yīng)進行同時磨削加工，以保證模具能順利裝入模架。 4）模具的冷卻水道應(yīng)保證暢通。 設(shè)計總結(jié) 通過本次畢業(yè)設(shè)計收益匪淺，主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 1．培養(yǎng)我綜合運用所學的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能、提高分析解決實際問題的能力。 2．接受模具設(shè)計工程師必須的綜合訓練，提高實際工作能力。如調(diào)查研究、查閱文獻和收集資料并進行分析的能力；制訂設(shè)計或試驗方案的能力；設(shè)計、計算和繪圖能力；總結(jié)提高撰寫論文的能力。 3．檢驗我綜合素質(zhì)與實踐能力，是畢業(yè)的重要依據(jù)。 心得體會：我即將踏入工作的崗位?；叵霂啄甑拇髮W生涯，可謂艱辛，但收獲是豐盛的。在這幾年中，我掌握了許多模具設(shè)計與制造方面的知識，通過這次畢業(yè)設(shè)計充分的發(fā)揮出來。我也從中認識到自己的不足，彌補了缺乏的知識面，使專業(yè)知識得到升華。這次畢業(yè)設(shè)計的零件是“USB轉(zhuǎn)接盒上蓋”。雖然零件不算復雜，但我覺得是比較有特色的。通過本設(shè)計，對注塑模具有一個初步的認識，注意到設(shè)計中的某些細節(jié)問題，掌握了模具結(jié)構(gòu)及工作原理。使自己的所學的知識得以綜合運用。通過對PROE和AutoCAD的學習，從而有效的提高工作效率。收音機外殼的形狀比較復雜，所以模具設(shè)計中要考慮的因素有很多，除考慮它的出模、分型面，還需考慮它成型的質(zhì)量，表面光潔度等。更重要的是考慮它的制造難度和加工成本。所以設(shè)計認真分析塑料制品的結(jié)構(gòu)，尋求最佳的設(shè)計方案。應(yīng)用模具設(shè)計的PROE、工程圖設(shè)計的AutoCAD、文字處理排版Word等軟件更加得心應(yīng)手。遺憾沒有能用PROE把整個模具的三維結(jié)構(gòu)畫出來，主要還二維為主從而二維缺乏直觀難免有不當和錯誤之處！ 在日后的工作學習中我定會不畏艱辛地深造和不斷地積累經(jīng)驗，爭取早日在模具行業(yè)中出人頭地。 致語謝 在本次畢業(yè)設(shè)計過程中得到老師和同學的不少幫助，老師和同學幫我解決了很多在設(shè)計中遇到的各種問題，在此我向他們表示忠心的感謝。同時，特別感謝老師在百忙之中對我的畢業(yè)設(shè)計逐一作了仔細地審閱，并提出了許多問題和建議，使本次的設(shè)計質(zhì)量得到進一步的提高。感謝老師對我的設(shè)計課題作出的分析。 參考文獻 1. 史鐵梁.模具設(shè)計指導.第1版.北京：機械工業(yè)出版社，2003 2. 屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計.第1版.北京：高等教育出版社,2001（教材） 3. 王樹勛.注塑模具設(shè)計與制造實用技術(shù). 第1版.廣州：華南理工大學出版社,1996 4. 唐海翔.UGNX2注塑模具設(shè)計培訓教程. 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