748 手機(jī)上蓋塑料模具設(shè)計(jì)【全套9張CAD圖+文獻(xiàn)翻譯+說明書】,全套9張CAD圖+文獻(xiàn)翻譯+說明書,748,手機(jī)上蓋塑料模具設(shè)計(jì)【全套9張CAD圖+文獻(xiàn)翻譯+說明書】,手機(jī),塑料,模具設(shè)計(jì),全套,cad,文獻(xiàn),翻譯,說明書,仿單 課題任務(wù)書 指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名 課題名稱 手機(jī)上蓋塑料模具設(shè)計(jì) 內(nèi)容及任務(wù) 一、設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、 繪制產(chǎn)品零件圖。 2、 繪制模具裝配圖。 3、 繪制整套模具零件圖,標(biāo)準(zhǔn)件除外。 4、 寫設(shè)計(jì)說明書 二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求： 1、 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工藝性好。設(shè)計(jì)計(jì)算正確，參數(shù)選用合理。 2、 模具繪圖布局合理，視圖完整、清晰，各項(xiàng)內(nèi)容符合規(guī)范。 3、 模具裝配圖采用CAD繪制并打印成1號圖紙，零件圖盡量采用CAD繪制并打印。 4、 設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容完整，分析透徹，語言流暢，參考資料應(yīng)注明出處。字?jǐn)?shù)在10000~15000之間，同時上交電子文檔。 擬達(dá)到的要求或技術(shù)指標(biāo) 擬達(dá)到的要求或技術(shù)指標(biāo): 1)手機(jī)外殼塑料模設(shè)計(jì)（一出一） 2）模具結(jié)構(gòu)類型的選擇與設(shè)計(jì)； 3）型腔、型芯、定位、導(dǎo)向、連接、頂出、抽芯等零件的設(shè)計(jì)； 4）主要零件（型腔型芯等）的選材。 關(guān)鍵問題:塑料件的尺寸精度與形狀精度。 特色與創(chuàng)新之處: 1）以塑料為原材料由注射模制成塑件產(chǎn)品，以代替金屬材料； 2）一模一腔，凸模、凹模采用組合式結(jié)構(gòu)； 3）大部分零件采用標(biāo)準(zhǔn)件，有利于縮短制造周期，降低制造成本 進(jìn)度安排 起止日期 工作內(nèi)容 備注 第5-6周 第7-8周 第9-10周 第11-12周 第13-14周 第15-17周 收集并整理相關(guān)資料 研究資料、編寫開題報(bào)告 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的初稿 根據(jù)指導(dǎo)教師意見，修改和完善論文 進(jìn)一步完善論文，定稿并裝訂成冊 準(zhǔn)備畢業(yè)答辯，提交論文 主要參考資料 [1] 陳萬林.實(shí)用塑料注射模設(shè)計(jì)與制造[M].北京. 機(jī)械工業(yè)出版社.2000： 63-67. [2] 徐佩弦編著.塑料制品與模具設(shè)計(jì)[M].北京：中國輕工業(yè)出版社.2001：125-127. [3] 黃銳主編，曾邦祿副主編.塑料成型工藝學(xué)（第二版）[M].北京. 中國輕工業(yè)出版社.2005:432-433. [4] 張克惠主編.塑料材料學(xué)[M].西安.西北工業(yè)大學(xué)出版社.2006:29-40. [5] 洪慎章編著.實(shí)用注塑成型及模具設(shè)計(jì)[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2006： 337. [6] 黃虹主編.塑料成型加工與模具[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社. 2003：81. [7] 四川大學(xué)、北京化工大學(xué)、天津輕工業(yè)學(xué)院合編.塑料成型模具[M]. 北京： 中國輕工業(yè)出版社. 2000:146-155. [8] 廣東工業(yè)大學(xué)內(nèi)部教材.塑料模具設(shè)計(jì)手冊[Z].2005：53-58. [9] 馮開平,左宗義主編.畫法幾何與機(jī)械制圖[M].廣州. 華南理工大學(xué)出版 社.2003:4,167. [10] 伍先明,王群,龐佑霞,張厚安編.塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[Z].北京. 國防出版社2006:67-71. 教研室 意見 年 月 日 系主管領(lǐng)導(dǎo)意見 年 月 日 開題報(bào)告 題　目 手機(jī)外殼塑料模具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 班級學(xué)號 專業(yè) 1、 研究的意義； 模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家被稱為“點(diǎn)鐵成金”的“磁力工業(yè)”。美國工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”；德國則認(rèn)為是所有工業(yè)中的“關(guān)鍵工業(yè)”；日本模具協(xié)會也認(rèn)為“模具是促進(jìn)社會繁榮富裕的動力”，同時也是“整個工業(yè)發(fā)展的秘密”，是“進(jìn)入富裕社會的原動力”。日本模具產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值達(dá)到13000億日元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過日本機(jī)床總產(chǎn)值9000億日元。如今，世界模具工業(yè)的發(fā)展甚至已超過了新興的電子工業(yè)。?? 　　我國國民經(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。近年來，我國的模具工業(yè)一直以每年13%左右的增長速度快速發(fā)展。我國模具行業(yè)在“十五”期間的增長速度達(dá)到13%～15%。模具鋼的需求量也將以年12%的速度遞增，全國年需求量約70萬噸左右，而國產(chǎn)模具鋼的品種只占現(xiàn)有國外模具鋼品種的60%，每年進(jìn)口模具鋼約6萬噸。我國每年進(jìn)口模具約占市場總量的20%左右，已超過10億美元，其中壓鑄與橡膠模具占全部進(jìn)口模具的50%以上；沖壓模具占全部進(jìn)口模具約40%。? 　　目前，全世界模具的年產(chǎn)值約為650億美元，我國模具工業(yè)的產(chǎn)值在國際上排名位居第三位，僅次于日本和美國。雖然近幾年來，我國模具工業(yè)的技術(shù)水平已取得了很大的進(jìn)步，但總體上與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備還很少，許多先進(jìn)的技術(shù)如CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率還不高，特別是大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)的發(fā)展需要。? 　　縱觀發(fā)達(dá)國家對模具工業(yè)的認(rèn)識與重視，我們感受到制造理念陳舊則是我國模具工業(yè)發(fā)展滯后的直接原因。模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力，它已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志。因此，模具是國家重點(diǎn)鼓勵與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品，現(xiàn)代模具是多學(xué)科知識集聚的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分，是國民經(jīng)濟(jì)的裝備產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)、資金與勞動相對密集。目前，我國模具工業(yè)的當(dāng)務(wù)之急是加快技術(shù)進(jìn)步，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增加高檔模具的比重，質(zhì)中求效益，提高模具的國產(chǎn)化程度，減少對進(jìn)口模具的依賴。 基于現(xiàn)狀并結(jié)合本學(xué)校教學(xué)特色，選用手機(jī)外殼塑料模具設(shè)計(jì)作為我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目。 2、研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題（根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)一步具體化） 目標(biāo)： 手機(jī)外殼塑料模設(shè)計(jì)（一出一） 內(nèi)容： 1）模具結(jié)構(gòu)類型的選擇與設(shè)計(jì)； 2）型腔、型芯、定位、導(dǎo)向、連接、頂出、抽芯等零件的設(shè)計(jì)； 3）主要零件（型腔型芯等）的選材。 關(guān)鍵問題:塑料件的尺寸精度與形狀精度。 3、特色與創(chuàng)新之處 1）以塑料為原材料由注射模制成塑件產(chǎn)品，以代替金屬材料； 2）一模一腔，凸模、凹模采用組合式結(jié)構(gòu)； 3）大部分零件采用標(biāo)準(zhǔn)件，有利于縮短制造周期，降低制造成本 4、擬采取的研究方法、步驟、技術(shù)路線 步驟： 1）設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 準(zhǔn)備設(shè)計(jì)資料及繪圖用具 2）模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 塑件在模具中的成型位置；分型面位置；形腔數(shù)目、注塑機(jī)型號、澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì)、成型零件設(shè)計(jì)、脫模推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、排氣系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)等設(shè)計(jì) 5、擬使用的主要儀器設(shè)備、試劑和藥品 計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)繪圖軟件(如AUTO CAD和PRO/E等)、手工繪圖工具 6、參考文獻(xiàn) [1] 陳萬林.實(shí)用塑料注射模設(shè)計(jì)與制造[M].北京. 機(jī)械工業(yè)出版社.2000： 63-67. [2] 徐佩弦編著.塑料制品與模具設(shè)計(jì)[M].北京：中國輕工業(yè)出版社.2001：125-127. [3] 黃銳主編，曾邦祿副主編.塑料成型工藝學(xué)（第二版）[M].北京. 中國輕工業(yè)出版社.2005:432-433. [4] 張克惠主編.塑料材料學(xué)[M].西安.西北工業(yè)大學(xué)出版社.2006:29-40. [5] 洪慎章編著.實(shí)用注塑成型及模具設(shè)計(jì)[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2006： 337. [6] 黃虹主編.塑料成型加工與模具[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社. 2003：81. [7] 四川大學(xué)、北京化工大學(xué)、天津輕工業(yè)學(xué)院合編.塑料成型模具[M]. 北京： 中國輕工業(yè)出版社. 2000:146-155. [8] 廣東工業(yè)大學(xué)內(nèi)部教材.塑料模具設(shè)計(jì)手冊[Z].2005：53-58. [9] 馮開平,左宗義主編.畫法幾何與機(jī)械制圖[M].廣州. 華南理工大學(xué)出版 社.2003:4,167. [10] 伍先明,王群,龐佑霞,張厚安編.塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[Z].北京. 國防出版社2006:67-71. 指導(dǎo)教師批閱意見 7、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排（按周說明） 第5-6周 收集并整理相關(guān)資料 第7-8周 研究資料、編寫開題報(bào)告 第9-10周 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的初稿 第11-12周 根據(jù)指導(dǎo)教師意見，修改和完善論文 第13-14周 進(jìn)一步完善論文，定稿并裝訂成冊 第15-17周 準(zhǔn)備畢業(yè)答辯，提交論文 指導(dǎo)教師(簽名)： 年 月 日 Injection Molding The basic concept of injection molding revolves around the ability of a thermoplastic material to be softened by heat and to harden when cooled .In most operations ,granular material (the plastic resin) is fed into one end of the cylinder (usually through a feeding device known as a hopper ),heated, and softened(plasticized or plasticated),forced out the other end of the cylinder,while it is still in the form of a melt,through a nozzle into a relatively cool mold held closed under pressure.Here,the melt cools and hardens until fully set-up.The mold is then opened,the piece ejected,and the sequence repeated. Thus,the significant elements of an injection molding machine become :1)the way in which the melt is plasticized (softened) and forced into the mold (called the injection unit); 2)the system for opening the mold and closing it under pressure (called the clamping unit);3)the type of mold used;4)the machine controls. The part of an injection-molding machine,which converts a plastic material from a sold phase to homogeneous seni-liguid phase by raising its temperature .This unit maintains the material at a present temperature and force it through the injection unit nozzle into a mold .The plunger is a combination of the injection and plasticizing device in which a heating chamber is mounted between the plunger and mold. This chamber heats the plastic material by conduction .The plunger,on each storke; pushes unmelted plastic material into the chamber ,which in turn forces plastic melt at the front of the chamber out through the nozzle The part of an injection molding machine in which the mold is mounted,and which provides the motion and force to open and close the mold and to hold the mold close with force during injection .This unit can also provide other features necessary for the effective functioning of the molding operation .Moving plate is the member of the clamping unit,which is moved toward a stationary member.the moving section of the mold is bolted to this moving plate .This member usually includes the ejector holes and moldmounting pattern of blot holes or “T” slots .Stationary plate is the fixed member of the clamping unit on which the stationary section of the mold is bolted .This member usually includes a mold-mounting pattern of boles or “T” slots.Tie rods are member of the clamping force actuating mechanism that serve as the tension member of the clamp when it is holding the mold closed.They also serve as a gutde member for the movable plate .Ejector is a provision in the clamping unit that actuates a mechanism within the mold to eject the molded part(s) from the mold .The ejection actuating force may be applied hydraulically or pneumatically by a cylinder(s) attached to the moving plate ,or mechanically by the opening storke of the moving plate. Methods of melting and injecting the plastic differ from one machine to another and are constantly being improred .couventional machines use a cylinder and piston to do both jobs .This method simplifies machine construction but makes control of injection temperatures and pressures an inherently difficult problem .Other machines use a plastcating extruder to melt the plastic and piston to inject it while some hare been designed to use a screw for both jobs :Nowadays,sixty percent of the machines use a reciprocating screw,35% a plunger (concentrated in the smaller machine size),and 5%a screw pot. Many of the problems connected with in jection molding arises because the densities of polymers change so markedly with temperature and pressure.Athigh temperatures,the density of a polymer is considerably cower than at room temperature,provided the pressure is the same.Therefore,if modls were filled at atmospheric pressure, “shrinkage”would make the molding deviate form the shape of the mold. To compensate for this poor effect, molds are filled at high pressure.The pressure compresses the polymer and allows more materials to flow into the mold,shrinkage is reduced and better quality moldings are produced.Cludes a mold-mounting pattern of bolt holes or “T” slots.Tie rods are members of the clamping force actuating machanism that serve as the tension members of clamp when it is holding the mold closed.Ejector is a provision in the claming unit that actuates a mechanism within the mold to eject themolded part(s) form the mold.The ejection actuating force may be applied hydraulically or pneumatically by a cylinder(s) attached to the moving plate,or mechanically by the opening stroke of the moving plate. The function of a mold is twofold :imparting the desired shape to the plasticized polymer and cooling the injection molded part.It is basically made up of two sets of components :the cavities and cores and the base in which the cavities and cores are mounted. The mold ,which contains one or more cavities,consists of two basic parts :(1) a stationary molds half one the side where the plastic is injected,(2)Amoving half on the closing or ejector side of the machine. The separation between the two mold halves is called the parting line.In some cases the cavity is partly in the stationary and partly in the moving section.The size and weight of the molded parts limit the number of cavities in the mold and also determine the machinery capacity required.The mold components and their functions are as following : (1) Mold Base-Hold cavity(cavities) in fixed ,correct position relative to machine nozzle . (2) Guide Pins-Maintain Proper alignment of entry into mold intrior . (3) Sprue Bushing(sprue)-Provide means of entry into mold interior . (4) Runners-Conrey molten plastic from sprue to cavities . (5) Gates-Control flow into cavities. (6) Cavity(female) and Force(male)-Contorl the size,shape and surface of mold article. (7) Water Channels-Control the temperature of mold surfaces to chill plastic to rigid state. (8) Side (actuated by came,gears or hydraulic cylinders)-Form side holes,slots,undercuts and threaded sections. 注射成型 注射成型的基本概念是使熱塑性材料在受熱時熔融，冷卻時硬化，在大部分加工中，粒狀材料（即塑料樹脂）從料筒的一端（通常通過一個叫做“料斗”的進(jìn)料裝置）送進(jìn)，受熱并熔融（即塑化或增塑），然后當(dāng)材料還是溶體時，通過一個噴嘴從料筒的另一端擠到一個相對較冷的壓和封閉的模子里。溶里在模腔里冷卻，硬化，直至完全固化。然后將模子打開，推出工件，并重復(fù)以上工序。 因此，注塑成型機(jī)的重要組成部分是：1）將溶體塑化并擠進(jìn)進(jìn)模腔（稱做“注塑單元”）；2）開模和加壓合模統(tǒng)稱為“合模系統(tǒng)”）；3）使用上下模具；4）機(jī)器控制。 注射裝置通過家熱將固態(tài)塑料轉(zhuǎn)化成均勻的半液態(tài)塑體。它保持塑料當(dāng)前溫度并加壓使之通過噴嘴進(jìn)入模具。柱塞集塑化和注射為一體。在柱塞與模具之間沒有加熱室，幾熱室通過熱傳導(dǎo)加熱塑料。每次行程，柱塞將待熔化塑料推入加熱室，依次將熔化的塑料擠到加熱室前端并通過噴嘴注射出去（注射到模具中去） 合模裝置是注射成型機(jī)的一個部分，該裝置上安裝有模具。合模裝置提供運(yùn)動和動力以開模幾合模，并且在注射過程中提供壓力保持模具緊閉同時，該裝置還提供成型工藝有效運(yùn)動所必需的其它特性。動模板是合模裝置的一部分，在合模時向定模板移動。型腔的運(yùn)動部分用螺栓固定在動模板上，動模板通常動模板通常含頂出桿，螺栓空或T型槽的安裝模具的型板。拉桿是合模力驅(qū)動機(jī)構(gòu)中的一個構(gòu)件，當(dāng)夾具保持動模閉合時，拉桿起夾具的拉力構(gòu)件的作用。頂出器是合模裝置的一個部件，它驅(qū)動模具中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)從模具中頂出成型制品。頂出力可由液壓或氣動裝置通過裝在動模板上的油（氣）缸來施加，或者通過動模板開模行程來施加。 塑料熔融與塑料注射的方式隨機(jī)器的不同而不同,并不斷得以改善。常規(guī)的機(jī)器采用一個料筒和一個活塞來進(jìn)行熔融和注射。雖然這種方式簡化了機(jī)器的結(jié)構(gòu)，但卻使注射的溫度和壓力控制成了一個固有的難題。有的機(jī)器用一個塑化擠壓器來熔化塑料，用一個活塞進(jìn)行注射。另外，還有一些已設(shè)計(jì)出來的機(jī)器采用一個螺桿來完成熔融和注射。目前，百分之六十的機(jī)器采用往復(fù)式螺桿，百分之三十五的機(jī)器采用柱塞；百分之六十的機(jī)器采用螺罐。 聚合物的密度在不同的溫度和壓力下變化很大，并由此產(chǎn)生了注射成型的許多問題。在壓力不變的情況下，在高溫下的聚合物的密度比在低溫下的要低得多，因此，如果在大氣壓下向模子充模，成型件回因“收縮”而與模子的形狀形成偏差。 為了補(bǔ)償這一偏差，模子充料在高壓下進(jìn)行。高壓壓縮了聚合物并能使更多的材料流入模腔。這樣，“收縮”就減少了，生產(chǎn)的成型件的質(zhì)量就得以提高。 模具的功能有兩方面：一是使可塑聚合物按希望的形狀成型，而是使其冷卻定型。注射模具基本由兩套部件組成：型腔和型芯，安裝型腔和型芯的模板。具有一個型腔或多個型腔的模具由兩個基本部分組成：（1）注射塑料一側(cè)的定模（2）閉合及頂出機(jī)器一側(cè)的動模。兩哈夫?qū)﹂_的定模、動模分界線叫做分型面。有時，型腔一部分在定模中，一部分在動模中。塑料成型制品的尺寸和重量限制了一副模具中型腔的數(shù)目，并且取得了所需的注射機(jī)床生產(chǎn)能力。模具的零部件及其功能如下： （1） 模板—保持型腔相對注射機(jī)床的噴嘴具有固定、正確的位置。 （2） 導(dǎo)柱—保持定模、動模哈夫在合模時具有正確的相對位置。 （3） 主流道襯套—提供熔融塑料流入模具內(nèi)部的通道。 （4） 流道—將容忍塑料從澆注口傳送到各型腔。 （5） 澆口—控制熔融塑料流入型腔。 （6） 凹模（陰模）和凸模（陽模）—控制成型塑料制品的尺寸、形狀及表面紋理。 （7） 冷卻水道—控制模具表面溫度，使塑料制品冷固成型。 （8） 側(cè)板（由凸輪、齒輪或液壓油缸驅(qū)動）—形成制品的側(cè)孔、側(cè)槽、側(cè)凹螺紋部分。 6 手機(jī)上蓋塑料模具設(shè)計(jì) 摘 要 注射成型的基本概念是使熱塑性材料在受熱時熔融，冷卻時硬化，在大部分加工中，粒狀材料（即塑料樹脂）從料筒的一端（通常通過一個叫做“料斗”的進(jìn)料裝置）送進(jìn)，受熱并熔融（即塑化或增塑），然后當(dāng)材料還是溶體時，通過一個噴嘴從料筒的另一端擠到一個相對較冷的壓和封閉的模子里。溶體在模腔里冷卻，硬化，直至完全固化。然后將模子打開，推出工件，并重復(fù)以上工序。 關(guān)鍵詞 ：注射成型；熔融；冷卻；硬化；固化 ABSTRACT The basic concept of injection molding revolves around the ability of a thermoplastic material to be softened by heat and to harden when cooled .In most operations ,granular material (the plastic resin) is fed into one end of the cylinder (usually through a feeding device known as a hopper ),heated, and softened(plasticized or plasticated),forced out the other end of the cylinder,while it is still in the form of a melt,through a nozzle into a relatively cool mold held closed under pressure.Here,the melt cools and hardens until fully set-up.The mold is then opened,the piece ejected,and the sequence repeated. Key words ：injection molding；softened； cooled；harden；set-up 目 錄 1 前言 1 1.1 塑料成型模具在加工工業(yè)中的地位 1 1.2 塑料成型模具發(fā)展趨勢 1 1.2.1 加深理論研究 1 1.2.2 高效率、自動化 2 1.2.3 大型、超小型及高精度 2 1.2.4 革命模具制造工藝 2 1.2.5 標(biāo)準(zhǔn)化 2 1.2.6 開發(fā)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與輔助制造（CAD/CAM） 2 （1）、塑件設(shè)計(jì) 2 （2）、注射機(jī)的使用 2 2 塑件材料及工藝性分析 3 2.1塑件材料分析 3 2.1.1塑件材料的選擇 3 2.1.2材料的基本特性 3 （1）物理力學(xué)性能 3 （2）熱性能 3 （3）電性能 3 （4）耐環(huán)境性 3 （5）耐候性 3 （6）ABS的流變性 4 （7）ABS的吸水性 4 （8）ABS制品的后處理 4 2.1.3ABS的注射成型工藝及主要參數(shù) 4 （1）注射成型工藝過程 4 （2）ABS注射成型工藝參數(shù) 4 （3）ABS的主要性能指標(biāo) 5 2.2塑件工藝性分析 5 2.2.1塑件的幾何形狀 5 2.2.2尺寸和精度分析 6 2.2.3脫模斜度 6 3 型腔數(shù)目的決定及排布 7 4 分型面的選擇 8 5 澆注系統(tǒng)的初步估計(jì) 9 5.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則： 9 5.2澆注系統(tǒng)的組成： 9 5.2.1主流道的設(shè)計(jì) 9 5.2.2分流道的設(shè)計(jì) 10 5.2.3澆口形式 10 6 注射機(jī)的型號和規(guī)格 12 6.1注射機(jī)的確定 12 6.2注射機(jī)的主要參數(shù) 12 7 成型零部件的工作尺寸計(jì)算 13 7.1成型零件工作尺寸 13 7.1.1塑料的成型收縮 13 7.1.2成型零部件的制造偏差 13 7.1.3成型零部件的磨損 13 7.2凸凹模尺寸計(jì)算 14 7.3成型零件的強(qiáng)度、剛度計(jì)算 15 7.3.1側(cè)壁： 15 7.3.2底部： 15 7.3.3凸模、型芯計(jì)算公式： 15 8 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 17 8.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 17 8.2導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇 17 9 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 18 9.1推出機(jī)構(gòu)的組成 18 9.2設(shè)計(jì)原則 18 9.3脫模力的計(jì)算 18 9.4復(fù)位零件 19 9.5抽心機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 10 溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 10.1注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 10.2注射模冷卻裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 21 10.3冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 21 10.4與冷卻介質(zhì)溫度有關(guān)的物理系數(shù) 21 11 模具結(jié)構(gòu)分析 23 12 結(jié)束語 24 13 參考文獻(xiàn) 25 14 致謝 26 IV 1 前言 1.1 塑料成型模具在加工工業(yè)中的地位 模具是利用其特定形狀成型具有一定形狀和尺寸的制造工具。成型塑料制品的模具叫做塑料模具。 全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等方面均能滿足使用要求的優(yōu)質(zhì)制品。從模具使用角度，要求高效率、自動化、操作簡便；從模具制造角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。 塑料模具影響著塑料制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸和形狀精度以及制件的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在塑料加工過程中，模具結(jié)構(gòu)對操作難易程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時，應(yīng)盡量減少分模。合模和取制件過程中的手工勞動，為此常采用自動開合模和自動頂出機(jī)構(gòu)。在全自動生產(chǎn)時還要保證制品能自動從模具上脫落。另外，模具對塑料制品的成本也有相當(dāng)?shù)挠绊?。除簡易模具外，一般來說制模費(fèi)是十分昂貴的，一副優(yōu)良的注射模具可生產(chǎn)制品百萬件以上，壓制模約能生產(chǎn)二十五萬件。當(dāng)批量不大的時候，模具費(fèi)用在制件成本中所占比例將會很大，這時應(yīng)盡可能地采用結(jié)構(gòu)合理而簡單的模具，以降低成本。 現(xiàn)代塑料制品中合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少的三項(xiàng)重要因素，尤其是塑料模具對實(shí)現(xiàn)塑料加工工藝要求，塑料制件使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要作用。高效的全自動的設(shè)備也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具才能發(fā)揮基效能，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提。由于工業(yè)塑件和日用塑料制品的品種和產(chǎn)量需求量很大，對塑料模具生產(chǎn)不斷向前發(fā)展。 1.2 塑料成型模具發(fā)展趨勢 隨著塑料成型加工機(jī)械和成型模具的迅速增長，高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個模具產(chǎn)量中所占比例越來越大。從模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)角度來看，模具的發(fā)展趨勢可歸納為以下幾個方面： 1.2.1 加深理論研究 在模具設(shè)計(jì)中，對工藝原理的研究越來越深入，模具設(shè)計(jì)已經(jīng)由經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段逐漸向理論計(jì)算方面以發(fā)展。 1.2.2 高效率、自動化 大量采用各種高效率、自動化的模具結(jié)構(gòu)，如高效冷卻以縮短成型周期；各種能可靠地自動脫出產(chǎn)品和流道凝料的脫模機(jī)構(gòu)；熱流道澆注系統(tǒng)注射出模具等。高速自動化的塑料成型機(jī)械配合以先進(jìn)的模具，對提高生產(chǎn)效率，降低成本起了很大作用。 1.2.3 大型、超小型及高精度 由于模料應(yīng)用的擴(kuò)大，塑料制件已應(yīng)用到建筑、機(jī)械、電子、儀器、儀表等各個工業(yè)領(lǐng)域，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性能且易加工，熱處理變小、導(dǎo)熱性能優(yōu)異的制模材料。 1.2.4 革命模具制造工藝 為了更新產(chǎn)品花式和適應(yīng)小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)要求，除大力發(fā)展高強(qiáng)度、高耐磨性的材料外，同時又重視簡易制模工藝研究。 1.2.5 標(biāo)準(zhǔn)化 開展模具標(biāo)準(zhǔn)化工作，使模板，導(dǎo)柱等通用零件標(biāo)準(zhǔn)化、商品化，以適應(yīng)大規(guī)模地成批生產(chǎn)塑料成型模具。 1.2.6 開發(fā)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與輔助制造（CAD/CAM） 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)已廣泛應(yīng)用于模具工業(yè)，在注射成型系統(tǒng)中，針對每一個環(huán)節(jié)都可將計(jì)算機(jī)作為輔助工具而加入。構(gòu)成該環(huán)節(jié)的CAD或CAM或CAE。 （1）、塑件設(shè)計(jì) 塑件的設(shè)計(jì)包括塑件結(jié)構(gòu)、尺寸、精度、表面、性能等方面的設(shè)計(jì)。塑件設(shè)計(jì)方面的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)有：塑件CAD、塑料、輔料、輔件選擇的專家系統(tǒng)。 （2）、注射機(jī)的使用 常見注射機(jī)的使用方面的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)有：注射機(jī)選擇專家系統(tǒng)：注射機(jī)故障診斷系統(tǒng)。 ①、注射模使用狀況的好壞直接影響到注射質(zhì)量，在對于高技術(shù)注射模來說，都要對注射模在使用過程中進(jìn)行監(jiān)控或?qū)ψ⑸淠５姆勰M仿真，由此知注射模的工作狀況。 ②、注射工藝 注射工藝方面的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)有：注射工藝制定的專家系統(tǒng)；塑件質(zhì)量故障診斷。 ③、注射模設(shè)計(jì) 注射模設(shè)計(jì)主要完成注射模的結(jié)構(gòu)尺寸、精度、表面性能等方面的設(shè)計(jì)，并選擇模具的材料等。 2 塑件材料及工藝性分析 2.1塑件材料分析 2.1.1塑件材料的選擇 該塑件選用塑料為ABS. 中文名為：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物英文名：Acrylinitrile-Butadiene-Styrene。 2.1.2材料的基本特性 ABS是由丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)和苯乙烯(Styrene)三種化學(xué)單體合成。ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)，而它的優(yōu)良性能在于以下幾方面： （1）物理力學(xué)性能 ABS具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能，如不透水，但略透水蒸氣，沖擊強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定性好等。ABS有極好的沖擊強(qiáng)度，即使在低溫也不迅速下降。但是它的沖擊性能與樹脂中所含橡膠的多少、粒子大小、接枝率和分散狀誠有關(guān)，同時也與使用環(huán)境有關(guān)、如溫度越高則沖擊強(qiáng)度越大。當(dāng)聚合物中丁二烯橡膠含量超過30%時，不論沖擊、拉伸、剪切還是其它力學(xué)性能都迅速下降。 （2）熱性能 ABS制品的負(fù)荷變形溫度約為93℃，若能對制品進(jìn)行退火處理，則還可增加10℃左右。 （3）電性能 ABS聚合物的電絕緣性受溫度和濕度的影響很小，且在很大頻率變化范圍內(nèi)保持恒定。 （4）耐環(huán)境性 ABS聚合物幾乎不受水、無機(jī)鹽、堿、酸類的影響，但在酮、醛、氯代烴中會溶解或形成乳濁液，它不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但長期與烴接觸會發(fā)生軟化溶脹。ABS聚合物表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥品的鋟蝕會引起應(yīng)力開裂。 （5）耐候性 ABS聚合物的最大不足之處是耐候性較差，這是由于分子中丁二烯所產(chǎn)生的雙鍵在紫外線作用下易受氧化降解的緣故。經(jīng)受350nm以下波長的紫外線照射，氧化作用更甚。氧化速度與光的強(qiáng)度及波長的對數(shù)成正比。 ABS是一種成型加工性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，可用一般加工方法成型加工。 （6）ABS的流變性 ABS聚合物在熔融狀態(tài)下流動特性屬于假塑型液體。雖然ABS的熔體流動性與加工溫度和剪切速率都有關(guān)系，但對剪切速率更為敏感。因此在成型過程中可以采用提高剪切速率來降低熔體粘度，改善熔體流動性。 ABS屬一無定形聚合物，無明顯熔點(diǎn)，成型后無結(jié)晶，成型收縮率為0.4%~0.5%。在成型過程中，ABS的熱穩(wěn)定性較好，不易出現(xiàn)降解或分解，但溫度過高時，聚合物中橡膠相有破壞的傾向。 （7）ABS的吸水性 ABS具有一定的吸水性，含水量在0.3%~0.8%范圍。成型時如果聚合物中含有水分，制品上就會出現(xiàn)斑痕、云紋、氣泡等缺陷，因此在民型前，需將聚合物進(jìn)行干燥處理，使其含水量降到0.2%左右。 （8）ABS制品的后處理 一般情況下很少出現(xiàn)應(yīng)力開裂，所以除了使用要求較為苛刻的制品，通常不作制品的后處理。注射速度對ABS的熔體流動性有一定影響，注射速度快，制品表面光潔度不佳；注射速度慢，制品表面易出現(xiàn)波紋、熔接痕等現(xiàn)象，因而除了充模有困難的情況下，一般以中、低速為宜。在制品要求表面光澤較高時，模具溫度可控制在60—80℃對一般制品可控制在50-60℃。 2.1.3ABS的注射成型工藝及主要參數(shù) （1）注射成型工藝過程 預(yù)烘干→裝入料斗→預(yù)塑化→注射裝置準(zhǔn)備注射→注射→保壓→冷卻→脫?！芗拖鹿ば颉謇砟＞?、涂脫模劑→合?！⑸? （2）ABS注射成型工藝參數(shù) 表2.1ABS注射成型工藝參數(shù) 類型 名稱 數(shù)據(jù) 注射機(jī)類型 螺桿式 30-60r/min 溫度 料筒一區(qū)/℃ 150-170 溫度 料筒二區(qū)/℃ 180-190 溫度 料筒三區(qū)/℃ 200-210 溫度 噴嘴/℃ 180-190 溫度 模具/℃ 50-70 壓力 注射/Mpa 60-100 壓力 保壓 /Mpa 40-60 時間 注射/s 2-5 時間 保壓/s 5-10 時間 冷卻/s 5-15 時間 周期/s 15-30 后處理 方法 紅外線烘箱 后處理 溫度/℃ 70 后處理 時間/h 0.3-1 （3）ABS的主要性能指標(biāo) 表2.2ABS的主要性能指標(biāo) 類型 名稱 數(shù)據(jù) 力學(xué)性能 屈服強(qiáng)度/Mpa 50 力學(xué)性能 拉伸強(qiáng)度/Mpa 38 力學(xué)性能 斷裂伸長率/% 35 力學(xué)性能 拉伸彈性模量/Gpa 1.8 力學(xué)性能 彎曲強(qiáng)度/Mpa 80 力學(xué)性能 彎曲弱性模理/Gpa 1.4 力學(xué)性能 塑件質(zhì)量沖擊強(qiáng)度/kJ/m2 （無缺口） 261 力學(xué)性能 塑件質(zhì)量沖擊強(qiáng)度/kJ/m2 （含缺口） 11 力學(xué)性能 布氏硬度/HBS 9.7R121 熱性能 熔點(diǎn)（粘流溫度）/℃ 130—160 熱性能 熱變形溫度（45 N/cm3）/℃ 130—160 熱性能 熱變形溫度（180 N/cm3）/℃ 83—103 熱性能 線膨脹系數(shù) /（10-5/℃） 7.0 電性能 比熱容/ 1470 電性能 熱導(dǎo)率/ 0.263 電性能 燃燒性/（cm/min） 慢 電性能 體積電阻/Ω*cm 6.9*1016 物理性能 密度/（g/cm3） 1.02—1.16 物理性能 吸水性/%（24h） 0. 2—0.4 物理性能 比體積/（cm2/g） 1.02—1.06 物理性能 透明度或透光率 不透明 2.2塑件工藝性分析 2.2.1塑件的幾何形狀 塑件圖如下所示： 圖1 塑件圖 2.2.2尺寸和精度分析 塑料的尺寸精度主要決定于塑料收縮率的波動和模具制造誤差。本次塑料制品的尺寸按4級精度取值。塑件的表面粗糙度主要取決于模具粗糙度，一般情況下，塑件的表面粗糙度比模具成型部分的粗糙度高1～2級。 2.2.3脫模斜度 脫模斜度的取向根據(jù)塑件的內(nèi)外形尺寸而定，以塑件內(nèi)孔型芯小端為準(zhǔn)，尺寸符合圖紙要求，斜度由擴(kuò)大方向取得；塑件外形，以型腔大端為準(zhǔn)，尺寸符合圖紙要求，斜度由縮小方向取得。一般情況，脫模斜度不包括塑件的公差范圍內(nèi)。本設(shè)計(jì)采用1°脫模斜度。 3 型腔數(shù)目的決定及排布 因?yàn)榇水a(chǎn)品屬大批量生產(chǎn)的塑件，屬于儀表外殼，精度要求比較高、且單件加工生產(chǎn)綜合考慮生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本等各種因素，以及注射機(jī)的型號選擇，確定采用一模一腔排布。由塑件的外形尺寸和機(jī)械加工的因素，確定采用大水口單型腔生產(chǎn)。 圖2 型腔圖 4 分型面的選擇 合理選擇分型面，有利于制品的質(zhì)量提高，工藝操作和模具的制造。因此，在模具設(shè)計(jì)過程中是一個不容忽視的問題，選擇分型面一般根據(jù)以下的原則： 1. 分型面應(yīng)該選擇在制品最大截面處，這是首要原則。 2. 盡可能使制品留在動模的一側(cè)。 3. 盡可能滿足制品的使用要求。 4. 盡可能減小制品在合模方向上的投影面積，以減小所需的鎖模力。 5. 不應(yīng)影響制品尺寸的精度和外觀。 6. 盡量簡單,避免采用復(fù)雜形狀,使模具制造容易。 7. 不妨礙制品脫模和抽芯。 8. 有利于澆注系統(tǒng)的合理設(shè)置。 9. 盡可能與料流的末端重合,有利于排氣 塑件冷卻時會因?yàn)槭湛s作用而包覆在凸模上，故從塑件脫模的角度考慮，應(yīng)有利于塑件滯留在動模一側(cè)，以便于脫模。而且不影響塑件的質(zhì)量和外觀形狀，以及尺寸精度。 分型面如下圖所示: 圖3 分型面 5 澆注系統(tǒng)的初步估計(jì) 澆注系統(tǒng)是指塑料溶體從注射機(jī)噴嘴射出后到達(dá)型腔之前在模具的通。澆注系統(tǒng)分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類 。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)的一個很重要的環(huán)節(jié)，它對獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑料制件以及最佳的成型效率有直接影響，是模具設(shè)計(jì)工作者十分重視的技術(shù)問題。 本制件采用的是普通流道澆注系統(tǒng)，從總體來看，其作用可概述如下： 1） 將來自注射機(jī)噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸送到型腔，同時使型腔內(nèi)的氣體能及時順利排除。 2） 在塑料熔體填充及凝固的過程中，將注射壓力有效地傳遞到型腔的各個部位，以獲得形狀完整、內(nèi)外在質(zhì)量優(yōu)良的塑料之間。 5.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則： 1. 結(jié)合型腔的布置考慮，盡可能采用平衡式分流道布置。 2. 盡量縮短熔體的流程，以便降低壓力損失，縮短充模時間。 3. 澆口尺寸位置和數(shù)量的選擇十分關(guān)鍵，應(yīng)有利于熔體的流動、避免產(chǎn)生湍流、渦流、噴射和蛇形流動，并有利于排氣。 4. 避免高壓熔體對模具型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移的產(chǎn)生。 5. 澆注系統(tǒng)凝料脫出應(yīng)方便可靠，凝料應(yīng)易于和制品分離或易于切除和修整。 6. 熔接痕部位與澆口尺寸、數(shù)量及位置有直接關(guān)系，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時要預(yù)先考慮到熔接痕的部位、形態(tài)以及以制品質(zhì)量的影響。 7. 盡量減小因開設(shè)澆注系統(tǒng)而造成的塑料用量。 8. 澆注系統(tǒng)的模具工作表面應(yīng)達(dá)到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中澆注口應(yīng)有IT8以上的精度要求。 9. 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時應(yīng)考慮儲存冷料的措施。 10. 應(yīng)盡可能使主流道中心與模板中心重合。若無法重合也應(yīng)使兩者的距離盡量縮小。 5.2澆注系統(tǒng)的組成： 澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。 5.2.1主流道的設(shè)計(jì) 為了使凝料順利拔出，主流道的小端直徑D應(yīng)大于注射機(jī)的噴嘴直徑d，通常為： D=d+(0.3—1)mm…………………………………………（1） 主流道入口的凹坑球面半徑R2也應(yīng)該大于注射機(jī)噴嘴球面頭半徑R1，通常為： R2=R1+(1—2)mm………………………………………（2） 主流道半錐角通常為錐度~，過大會產(chǎn)生湍流或渦流產(chǎn)生空氣，過小使凝料脫模困難，還會使充模時熔體的流動阻力過大。 主流道內(nèi)壁表面粗糙度應(yīng)在Ra0.8um以下，拋光時沿軸而進(jìn)行。主流道的長度L一般按模板厚度確定。為了減少熔體充模時的壓力損失，應(yīng)盡可能縮短主流道的長度，L一般控制在60mm以內(nèi)。 5.2.2分流道的設(shè)計(jì) 分流道是指主流道與澆口之間的通道。其作用是使熔融塑料過渡和轉(zhuǎn)向。由于圓截面加工困難,本次設(shè)計(jì)采用半圓形斷面分流道。并且開設(shè)在凹模上，以便于脫模，加工也較容易。 5.2.3澆口形式 選擇澆口形式應(yīng)該遵循以下原則： 1. 盡可能采用平衡式設(shè)置； 2. 型腔排列進(jìn)料均衡； 3. 型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對稱，防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象； 4. 確保耗料量?。? 5. 不影響塑件外觀。 根據(jù)以上原則和零件的實(shí)際情況，為了使從主流道來的熔融塑料能均衡地以最短的流程到達(dá)各澆口并同時充滿各型腔，本設(shè)計(jì)選用針點(diǎn)澆口進(jìn)膠是應(yīng)用廣泛的手機(jī)成型的澆口形式。 總之，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證塑件熔體的流動平穩(wěn)、流程應(yīng)盡量短、防止型芯變形、整修應(yīng)方便、防止制品變形和翹曲、應(yīng)與塑件材料品種相適用、冷料穴設(shè)計(jì)盡量減少塑料的消耗。此零件采用推板和推管、斜頂桿推出,需開設(shè)冷料穴，拉料桿采用Z形式。分流道采用半圓形截面，并且開設(shè)在凹模上，以便于脫模，加工也較容易，在定模固定板上采用澆口套。 圖4 澆注系統(tǒng) 根據(jù)塑件的外形尺寸和質(zhì)量等決定影響因素，初步取值如下： d=4mm D=4.5mm R=20mm t=3mm r=2mm l=14mm L=40~50mm 初步估算澆注系統(tǒng)的體積，V澆=3~4cm3。 其質(zhì)量約為：M澆=V澆×r塑=3.03~4.12g。 6 注射機(jī)的型號和規(guī)格 6.1注射機(jī)的確定 通過Proe軟件分析得到體積V塑和質(zhì)量M塑 ： 經(jīng)計(jì)算得塑件的曲面面積為：S塑=321.13cm3 得塑件的體積為：V塑=34.59cm3 塑件的質(zhì)量為：M塑 =V塑×p塑=35.62(g)。 塑件的總質(zhì)量為：M=(n×W塑+ W澆) /0.8=45~50g。 所以，選擇用注射機(jī)型號為：XS-Z-60。 6.2注射機(jī)的主要參數(shù) 表6.1 XS-Z-60注射機(jī)參數(shù) 名稱 數(shù)據(jù) 注射方式 柱塞式 注射時間/s 2.9 注射行程/mm 170 螺桿直徑/mm φ38 注射容量/cm3 60 注射壓力/MPa 122 鎖模力/kN 500 最大注射面積cm2 130 模具厚度（最大）/mm 200 模具厚度（最小）/mm 70 最大開合模行程/mm 180 噴嘴球半徑/mm 12 噴嘴孔直徑/mm φ2 合模方式 液壓-機(jī)械 拉桿空間/mm 190*300 電動機(jī)功率/kw 11 7 成型零部件的工作尺寸計(jì)算 7.1成型零件工作尺寸 它是指成型零件上直接用來構(gòu)成素件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形和異形零件的長和寬），型強(qiáng)的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等。任何塑料制件都有一定的幾何形狀和尺寸的要求，如在使用中有配合要求的尺寸，則竟的要求較高，在模具設(shè)計(jì)時，應(yīng)根據(jù)素件的是尺寸精度等級確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級，影響素件尺寸精度的因素相當(dāng)復(fù)雜，這些影響因數(shù)應(yīng)作為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)。影響素件尺寸精度的主要因素及原因如下： 7.1.1塑料的成型收縮 成型收縮引起制品產(chǎn)生尺寸偏差的原因有：預(yù)定收縮率（設(shè)計(jì)算成型零部件工作尺寸所用的收縮率）與制品實(shí)際收縮率之間的誤差；成型過程中，收縮率可能在其最大值和最小值之間發(fā)生的波動。 σs=(Smax-Smin)×制品尺寸 σs　　　　　成型收縮率波動引起的制品的尺寸偏差。 Smax、Smin 分別是制品的最大收縮率和最小收縮率。 按照一般的要求，塑料收縮率波動所引起的誤差應(yīng)小于塑件公差的1/3。 　　　　　　　　　 7.1.2成型零部件的制造偏差 模具成型零件的制造精度是影響素件尺寸竟的的重要因素之一。成型零件加工精度愈低，成型零件加工精度愈低，成型塑件的尺寸精度也愈低。時間證明，成型零件的制造總公差的1/3—1/4，因此在確定成型零件工作尺寸公差值時可取塑件公差的1/3-1/4，或取IT7-8級作為模具制造公差。工作尺寸的制造偏差包括加工偏差和裝配偏差。 7.1.3成型零部件的磨損 模具在使用過程中，由于塑料熔體流動的沖刷，脫模時與塑件的摩檫，成型過程中可能產(chǎn)生的腐蝕氣體的銹蝕、以及由于上述原因造成的成型零件表面粗糙度提高而重新打磨拋光等，均造成了成型零件尺寸的變化。這種變化稱為成型零件的磨損，磨損的結(jié)果是型腔變大，型芯尺寸變小。磨損大小還與塑件的品種和模具材料及熱處理有關(guān)。上述諸因素中脫模時塑件成型零件的摩檫磨損是主要的，為簡化計(jì)算起見，凡與脫模方向垂直的成型零件表面，可以不考慮磨損；與脫模方向平行的成型零件表面，應(yīng)考慮磨損。 7.2凸凹模尺寸計(jì)算 本產(chǎn)品為抗沖ＡＢＳ制品，屬于大批量生產(chǎn)的小型塑件，預(yù)定的收縮率的最大值和最小值分別?。?8%和０.3％。此產(chǎn)品采用５級精度，屬于低精度制品。因此，凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù)x取值可在0.5~0.75的范圍之間，凸凹模各處工作尺寸的制造公差，因一般機(jī)械加工的型腔和型芯的制造公差可達(dá)到IT７～I(xiàn)T８級，綜合參考，相關(guān)計(jì)算具體如下： 凹模的計(jì)算： Lm1=［(1+(Smax+Smin)/2>Ｌsl-Δ/2)Δ/3………………………………………（3） =((1+0.55%)×32-1/2×0.28)Δ/3 =32.0360.09mm 凹模深度尺寸計(jì)算： Ｈm1=〔(1+(Smin+Smax)/2)x3－2/3×0.22〕Δ/3………………………………（4） 　 =〔(１+0.55%)×3-2/3×0.22〕0.07 =2.870.07 圖5 凸凹模工作尺寸計(jì)算圖例 凸模徑向尺寸計(jì)算： lm1=〔(1+(Smax+Smin)/2>×20+1/2×△)-△/3 ………………………………（5） =〔(1+0.55%)×20+1/2×0.22〕-0.07 =205-0.07 凸模高度： hm=〔(1+(Smax+Smin)/2>×hs+2/3×△)-△/3…………………………………（6） =〔(1+0.55%)×50+2/3×0.22〕-0.07 =45.58-0.07 7.3成型零件的強(qiáng)度、剛度計(jì)算 注射模在其工作過程需要承受多種外力，如注射壓力、保壓力、合模力和脫模力等。如果外力過大，注射模及其成型零部件將會產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞，或產(chǎn)生較大的彈性彎曲變形，引起成型零部件在它們的對接面或貼合面處出現(xiàn)較大的間隙，由此而發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象，從而導(dǎo)致整個模具失效或無法達(dá)到技術(shù)質(zhì)量要求。因此，在模具設(shè)計(jì)時，成型零部件的強(qiáng)度和剛度計(jì)算和較核是必不可少的。 一般來說，凹模型腔的側(cè)壁厚度和底部的厚度可以利用強(qiáng)度計(jì)算決定，但凸模和型芯通常都是由制品內(nèi)形或制品上的孔型決定，設(shè)計(jì)時只能對它們進(jìn)行強(qiáng)度校核。 因在設(shè)計(jì)時采用的是整體式圓形型腔。因此，計(jì)算參考公式如下： 7.3.1側(cè)壁： ①按強(qiáng)度計(jì)算： ……………………………………………………………（7） ②按剛度計(jì)算： …………………………………………………（8） ) 1 ) 1 ( ) 1 ( ( - + - - - = u rP E u rP E r t m p m p c d d 7.3.2底部： ①按強(qiáng)度計(jì)算： …………………………………………………（9） ②按剛度計(jì)算： ) 1 ) 1 ( ) 1 ( ( - + - - - = u rP E u rP E r t m p m p c d d ………………………………………… （10） 7.3.3凸模、型芯計(jì)算公式： ①按剛度計(jì)算： ………………………………………………………（11） ②按強(qiáng)度計(jì)算： 由公式分別計(jì)算出相應(yīng)的值為： 按強(qiáng)度計(jì)算得：tc=5.93mm th=5.05mm r=9.58mm 按剛度計(jì)算得：tc=1.02mm th=2.09mm r=4.12mm 參數(shù)符號的意義和單位： Pm 模腔壓力（MPa） E 材料的彈性模量（MPa）查得2.06×105； 材料的許用應(yīng)力（MPa）查得176.5； u 材料的泊松比 查表得0.025； 成型零部件的許用變形量（mm）查得0.05； 采用材料為p20，調(diào)質(zhì)及表面淬火，≥55HRC。 8 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動定模或上下模合模時，正確定位和導(dǎo)向的零件。 8.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 1、定位件用：模具閉合后，2、保證動定模和推板或上下模位置正確，3、保證型腔的形狀和尺寸精確，4、在模具的裝配過程中也起定位作用，5、便于裝配和調(diào)整。6、導(dǎo)向作用：合模時，7、首先是導(dǎo)向零件接觸，8、引導(dǎo)動定?；蛏舷履?zhǔn)確閉合，9、避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。10、承受一定的側(cè)向壓力。 8.2導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇 導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)約形式及尺寸如下圖： 圖6 導(dǎo)柱導(dǎo)套圖 其材料采用20鋼經(jīng)滲碳淬火處理，硬度為50~55HRC。導(dǎo)柱、導(dǎo)套固定部分表面粗糙度Ra為08μm，導(dǎo)向部分表面粗糙度Ra為0.8~0.4μm。具體尺寸如上圖所示。導(dǎo)柱、導(dǎo)套用H7/r6配合鑲?cè)肽０濉? 9推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 9.1推出機(jī)構(gòu)的組成 推出機(jī)構(gòu)由推出零件、推出零件固定板和推板、推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位部件組成。即推件板、推件板緊固螺釘、推板固定板、頂板導(dǎo)柱、頂板導(dǎo)套以及推板緊固螺釘。 9.2設(shè)計(jì)原則 A、推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)在動模一側(cè)； B、保證塑件在模具閉合后，動定模相對位置準(zhǔn)確 C、起定位作用 D、合模時，引導(dǎo)動定模準(zhǔn)確閉合 E、機(jī)構(gòu)簡單動作可靠； F、能承受一定的側(cè)向壓力 9.3脫模力的計(jì)算 根據(jù)力平衡原理，列出平衡方程式： ∑Fx=0………………………………………（12） Ft+Fbsinα=Fcosα…………………………（13） Fb 塑件對型芯的包緊力； F 脫模時型芯所受的摩擦力； Ft 脫模力； Α 型芯的脫模斜度。 又： F=Fbμ 于是 Ft=Fb(μcosα-sinα) 而包緊力為包容型芯的面積與單位面積上包緊力之積，即：Fb=Ap 由此可得：Ft=Ap(μcosα-sinα) ………………………………………（14） 式中： μ為塑料對鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1~0.3 A為塑件包容型芯的總面積 p為塑件對型芯的單位面積上的包緊力，在一般情況下，模外冷卻的塑件p取2.4~3.9×107Pa;模內(nèi)冷卻的塑件p約取0.8~1.2×107Pa。 所以:經(jīng)計(jì)算，A=321.13mm2 ,μ取0.25,p取1×107Pa,取α=45，。 Ft=475.04×10-6×1×107(0.25×cos45`-sin45`) =760.72N. 因此，脫模力的大小隨塑件包容型芯的面積增加而增大，隨脫模斜度的增加而減小。由于影響脫模力大小的因素很多，如推出機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動時的摩擦阻力、塑料與鋼材間的粘附力、大氣壓力及成型工藝條件的波動等等，因此要考慮到所有因素的影響較困難，而且也只能是個近似值。 用推件板推出機(jī)構(gòu)中，為了減少推件板與型芯的摩擦，在推件板與型芯間留0.20~0.25mm的間隙，并用錐面配合，以防止推件因偏心而溢料。 9.4復(fù)位零件 由于推桿端面與推件板接觸，可以起到復(fù)位桿的作用。因此，可以不必再另外設(shè)置復(fù)位桿。另外，設(shè)計(jì)頂板導(dǎo)柱可以對頂板起導(dǎo)向作用，防止頂板因受力不均而偏斜，影響正常的頂出和復(fù)位 9.5抽心機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于該零件包含兩個內(nèi)側(cè)抽芯，和一個外側(cè)抽芯，具體圖形如裝配圖所示， 側(cè)向型芯或者側(cè)向成型模腔從成型位置到不防礙素件的脫模推出位置所移動的距離稱為抽芯，用S表示。為了安全起見，側(cè)向抽芯距離通常比塑件上的側(cè)孔、側(cè)凹的深度或側(cè)向凸臺的高度大2—3mm，但在某些特殊的情況下，當(dāng)側(cè)型芯或側(cè)型腔從塑件中雖已脫出，但在還可能防礙塑件脫模時，就不能簡單地使用這種方法確定抽芯距離。 抽芯力的計(jì)算同脫模力計(jì)算相同，對于側(cè)向凸起較少的塑件的抽芯力的塑件的抽芯力比較小的，僅僅是克服塑件與側(cè)型腔的黏附力和側(cè)型腔滑塊移動時的摩擦阻力。對于側(cè)型芯的抽芯力，往往采取如下的公式進(jìn)行估算： F=chp(μcosa-sina) …………………………………………………（15） 式中 Fc------抽芯力（N） c-------側(cè)型芯成型部分的截面平均周長（m） h-------側(cè)型芯成型部分的高度（m） p-------塑件對側(cè)型芯的收縮應(yīng)力，其值與塑件的集合形狀及塑件的品種成型工藝有關(guān)，一般情況下模內(nèi)冷卻的塑件， p=（0.8-1.2）*107pa μ------塑料在熱狀態(tài)時對鋼的摩擦系數(shù),一般為 μ=0.15—0.20 a-------側(cè)型芯的脫模斜度或斜角 圖7 外側(cè)抽芯的距離及角度 抽芯的距離及角度于上圖所示,斜導(dǎo)柱傾斜的角度為15度,斜緊塊的角度為17度,正好在開模的時候兩個不會產(chǎn)生干涉,抽芯的距離為3.92mm 導(dǎo)柱離開滑塊時的行程是20.10 并且定位銷剛好設(shè)計(jì)在20.1的位置,結(jié)構(gòu)符合要求 此制件還有個特殊的位置就是內(nèi)側(cè)抽芯部位,如下圖 圖8 內(nèi)側(cè)抽芯部位 斜頂?shù)膬A斜角度為7度,開模行程為40mm 斜頂走到相交的位置為制件以上90.2mm的地方,所以不會產(chǎn)生干涉,具體位置裝配圖所示. 10溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10.1注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在注射過程中,模具的溫度直接影響著制品質(zhì)量和注射周期,各種塑料的性能不同,成型工藝要求的不同相應(yīng)的模具對溫度要求也不同, ABS在注射成型時所需的模具對溫度為40—60度之間。對任何塑料制品，模溫波動較大都是不利的。過高的模溫會使制品在脫模后發(fā)生變形，延長冷卻時間，使生產(chǎn)率下降。過低的模溫會使降低塑料的流動性，難于充滿型腔，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的溶接痕等缺陷。由于模溫不斷地被注入熔融塑料加熱，模溫升高，單靠模具自身散熱不能使其保持較低的溫度，因此必須加冷卻機(jī)構(gòu)。 10.2注射模冷卻裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1. 基本原則：實(shí)驗(yàn)表明表明冷卻水孔的數(shù)量愈多，對制品的冷卻也愈均勻． 2. 水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即孔的排列與型腔形狀相吻合，水孔邊距型腔的距離常用１２—１５mm． 3. 對熱量聚積大溫度上升高的部位應(yīng)加強(qiáng)冷卻． 4. 進(jìn)水管直徑的選擇應(yīng)使水流速度不超過冷卻水道的水流速度，避免產(chǎn)生過大的壓力降。冷卻水道直徑一般不小于9mm,常用９—１2mm。 5. 凹模、凸?；虺尚托托緫?yīng)分別冷卻，并保證其冷卻平衡。 6. 冷卻水道不應(yīng)穿過沒有鑲塊或其接縫部位，水道連接必須密封以免漏水。 7. 復(fù)式冷卻循環(huán)并聯(lián)而不應(yīng)串聯(lián)。 8. 進(jìn)、出口冷卻水溫差不應(yīng)過大，以免造成模具表面冷卻不均。熔體熱量95%由冷卻介質(zhì)（水）帶走，冷卻時間占成型周期的2/3。 10.3冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 Q 冷卻系統(tǒng)從模具中帶走熱量：Q=KAΔTt/3600 (J) …………（16） A 冷卻介質(zhì)傳熱面積（m2）:A=πdL?！?7） ｄ 冷卻管道直徑（m）:d=8mm; L 冷卻管長度（m）L=0.16; K 冷卻管壁與介質(zhì)間的傳熱膜系數(shù)〔J/（m2hC）K=4187f(ρv)0.8/d0.2 . 10.4與冷卻介質(zhì)溫度有關(guān)的物理系數(shù) v 冷卻介質(zhì)在管中流速（m/s）; ρ 冷卻介質(zhì)在該溫度下的密度〔kg/m3〕,水在30℃時取為0.996×103kg/m3。 d 冷卻管直徑； △T 模溫與冷卻介質(zhì)的平均溫差（℃）; t 冷卻時間；  11模具結(jié)構(gòu)分析 1.塑料的加熱,塑化是在高溫料筒內(nèi)進(jìn)行,不是在模具內(nèi)進(jìn)行,因而模具不設(shè)加料腔,而設(shè)澆注系統(tǒng),熔體通過澆注系統(tǒng)充滿型腔. 2. 塑料熔體進(jìn)入型腔之前,模具已經(jīng)閉合.在注塑過程中需根據(jù)塑料特性,在模具中設(shè)冷卻系統(tǒng). 3.該模具采用單分型面注射模,型腔一部分設(shè)在定模,一部分設(shè)在動模,其主流道設(shè)在定模一側(cè),分流道設(shè)在分型面上,開模后塑料制品連同流道凝料一起留在動模上,動模一側(cè)設(shè)有推出機(jī)構(gòu),用以推出制品及流道凝料. 4. 注射模具生產(chǎn)適應(yīng)性強(qiáng),生產(chǎn)率高,容易實(shí)現(xiàn)自動化. 5. 注射模一般是機(jī)動的,結(jié)構(gòu)一般較復(fù)雜,因而制造周期較長,成本較高.  12結(jié)束語 70多天的畢業(yè)設(shè)計(jì)就快要結(jié)束了，通過這次設(shè)計(jì)，使我對模具設(shè)計(jì)工作有了更深層次的認(rèn)識，即：模具不是只為設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì)，要統(tǒng)籌規(guī)劃，全盤考慮。這次設(shè)計(jì)使我能夠理論聯(lián)系實(shí)際，多方面、多角度地去感知、體會書本上比較抽象的理論知識。在指導(dǎo)老師及同學(xué)們的關(guān)心與幫助下，我的做事效率得到了一定的提高，獨(dú)立思考并解決問題的能力得到了加強(qiáng)，培養(yǎng)了實(shí)際動手能力。這對我走進(jìn)社會從事工作有著重要的影響?，F(xiàn)在就本次畢業(yè)設(shè)計(jì)談?wù)勎业捏w會： 1、我學(xué)會拿到任務(wù)時應(yīng)當(dāng)如何去解決。當(dāng)拿到自己畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目時，心里一片茫然，不知如何入手。后來翻閱很多有關(guān)的專業(yè)書籍，如：《塑料模具設(shè)計(jì)手冊》、《塑料成型工藝及模具簡明手冊》、《實(shí)用塑料注射模設(shè)計(jì)與制造》等等。也在這個的設(shè)計(jì)過程是學(xué)會了如何針對設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行查找資料和獨(dú)立思考。 2、專業(yè)知識也有了一定的提高。通過做設(shè)計(jì)這一期間的實(shí)際操作及練習(xí)，在畫圖和開模的過程中，一定程度上掌握了PRO/E和Autocad這兩個軟件的應(yīng)用。譬如：虛線、點(diǎn)畫線的畫法及線條的粗細(xì)；剖線、剖面線的畫法及線條粗細(xì)；標(biāo)題欄的畫法及明細(xì)表的編排、技術(shù)要求， 3、了解聚合物的物理性能,流動特性,成型過程中的物理,化學(xué)變化以及塑料的組成,分類及其性能。 13參考文獻(xiàn) [1] 陳萬林.實(shí)用塑料注射模設(shè)計(jì)與制造[M].北京. 機(jī)械工業(yè)出版社.2000：63-67. 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