722 電筒尾蓋注塑模設(shè)計(jì)【全套14張CAD圖+文獻(xiàn)翻譯+說(shuō)明書】,全套14張CAD圖+文獻(xiàn)翻譯+說(shuō)明書,722,電筒尾蓋注塑模設(shè)計(jì)【全套14張CAD圖+文獻(xiàn)翻譯+說(shuō)明書】,電筒,注塑,設(shè)計(jì),全套,14,cad,文獻(xiàn),翻譯,說(shuō)明書,仿單 基于注塑模具鋼研磨和拋光工序的自動(dòng)化表面處理 摘要: 本文研究了注塑模具鋼自動(dòng)研磨與球面拋光加工工序的可能性，這種注塑模具鋼P(yáng)DS5的塑性曲面是在數(shù)控加工中心完成的。這項(xiàng)研究已經(jīng)完成了磨削刀架的設(shè)計(jì)與制造。 最佳表面研磨參數(shù)是在鋼鐵PDS5 的加工中心測(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 0.07微米。 關(guān)鍵詞: 自動(dòng)化表面處理，拋光，磨削加工，表面粗糙度，田口方法 一、引言: 塑膠工程材料由于其重要特點(diǎn),如耐化學(xué)腐蝕性、低密度、易于制造,并已日漸取代金屬部件在工業(yè)中廣泛應(yīng)用。 注塑成型對(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在[2]中得到示范和開發(fā)。 磨削速度, 磨削深度，進(jìn)給速率和砂輪尺寸、研磨材料特性（如磨料粒度大?。┦乔蛐窝心スに囍兄饕膮?shù)，如圖1（球面研磨過(guò)程示意圖）所示。注塑模具鋼的球面研磨最優(yōu)化參數(shù)目前尚未在文獻(xiàn)得到確切的依據(jù)。 近年來(lái) ，已經(jīng)進(jìn)行了一些研究，確定了球面拋光工藝的最優(yōu)參數(shù)(圖2) （球面拋光過(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[3,4,5,6]。 拋光的工藝的過(guò)程是由加工中心 [3,4]和車床〔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 二、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（球面研磨工具及其調(diào)整裝置）所示。電動(dòng)磨床展開了兩個(gè)具有可調(diào)支撐螺絲的刀架。磨床中心正好與具有輔助作用的圓錐槽線配合。 擁有磨床的球接軌,當(dāng)兩個(gè)可調(diào)支撐螺絲被收緊時(shí)，其后的對(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（a. 球面研磨工具的圖片. b.球拋光工具的圖片）所示。為使球面磨削加工和拋光加工的進(jìn)行，主軸通過(guò)球鎖機(jī)制而被鎖定。 三、矩陣實(shí)驗(yàn)的規(guī)劃 3.1田口正交表: 利用矩陣實(shí)驗(yàn)田口正交法，可以確定參數(shù)的有影響程度[8]. 為了配合上述球面研磨參數(shù)，該材料磨料的研磨球(直徑10毫米),進(jìn)給速率，研磨深度,在次研究中電氣磨床被假定為四個(gè)因素(參數(shù))，指定為從A到D（見表1實(shí)驗(yàn)因素和水平）。三個(gè)層次(程度)的因素涵蓋了不同的范圍特征,并用了數(shù)字1、2、3標(biāo)明。挑選三類磨料,即碳化硅(SiC),白色氧化鋁(Al2O3,WA),粉紅氧化鋁(Al2O3, PA)來(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型,象征性最好類型,大而好類型，目標(biāo)取向類型等[8]。 信噪比(S/N)的比值，常作為目標(biāo)函數(shù)來(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)題中的小而好類型。這里的信噪比（S/N）,η,按下列公式定義[8]: η =?10 log （平方等于質(zhì)量特性) =?10 log 這里， y——不同噪聲條件下所觀察的質(zhì)量特性 n——實(shí)驗(yàn)次數(shù) 從每個(gè)L18型正交實(shí)驗(yàn)得到的信噪比（S/N）數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算后，運(yùn)用差異分析技術(shù)(變異)和殲比檢驗(yàn)來(lái)測(cè)定每一個(gè)主要的因素 [8]。 優(yōu)化小而好類型的工程問(wèn)題問(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。 四、實(shí)驗(yàn)工作和結(jié)果: 這項(xiàng)研究使用的材料是PDS5工具鋼(相當(dāng)于艾西塑膠模具)[9]， 它常用于大型注塑模具產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)汽車零件領(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，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(0.99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。 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)。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。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。 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18000RPM，如表4（優(yōu)化組合球面研磨參數(shù)）所示。 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(見表5信噪比和表面粗糙度)。F0.1，2，13的F比的比值是2.76，相當(dāng)于10%的影響程度。（或者置信水平為90%）這個(gè)因子的自由度是2，自由度誤差是13，根據(jù)F分布表[11]。如果F比值大于2.76，就可以認(rèn)為對(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，如圖8.（未加工表面、光滑面和拋光面的測(cè)試樣品的顯微鏡象(30×)的比較）所示。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。(見圖 9)。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%。 五、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18000RPM。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%。 鳴謝： 作者感謝中國(guó)國(guó)家科學(xué)理事會(huì)對(duì)本次研究的支持, NSC 89-2212-E-011-059. 電筒尾蓋注射模設(shè)計(jì) 摘 要 隨著全球制造業(yè)向亞太地區(qū)的轉(zhuǎn)移，我國(guó)正成為世界制造業(yè)的重要基地，作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一的模具工業(yè)將直面競(jìng)爭(zhēng)的第一線。隨著三維圖形技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，模具CAD技術(shù)也將在其發(fā)展中占有越來(lái)越重要的地位。我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展將面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。雖然在很多方面我國(guó)的模具有了很大的發(fā)展，但仍有很多突出的問(wèn)題。目前模具設(shè)計(jì)及制造大都依靠設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)，模具的質(zhì)量完全由個(gè)人的累積的經(jīng)驗(yàn)控制，這使得模具設(shè)計(jì)的周期長(zhǎng)，效率低且其質(zhì)量也難以保證。模具工業(yè)除需要“高技藝”的從業(yè)人員外，還需要更多的“高技術(shù)”來(lái)保證。本論文介紹了固體膠底座的注射模設(shè)計(jì)的過(guò)程。從型腔數(shù)量和布局的確定、注射機(jī)選擇、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、模板及其標(biāo)準(zhǔn)件的選用、脫模及抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、成型部件的設(shè)計(jì)等一一進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。 關(guān)鍵詞： 注射模；側(cè)向抽芯；后端蓋 ABSTRACT With the global manufacturing shift to the Asia-Pacific region, China is the world's important manufacturing base, the national economy as the basis of one of the industrial tooling industry will face competition in the first line. With the 3-D graphics technology and computer technology to the development of CAD technology will also die in their development occupies an increasingly important position. China's mold industry will face new development opportunities and challenges. Although in many respects, China's mold a great development, but there are still many outstanding issues. At present most of die design and manufacturing design experience to rely on the design, die by the quality of all the accumulated experience of personal control, which makes die design of long cycle and low efficiency and it is difficult to guarantee their quality. In addition to mold industry needs "high arts" of practitioners, but also the need for more "high technology" to ensure that. This paper introduced a solid base of the plastic injection mold design process. From the cavity of determining the number and layout, the injection of choice, pouring system design, templates and standards of selection, and Stripping out the core design, shaping the design of components, such as January 1 carried out a detailed introduction. Key words： Injection Mould; lateral core pulling; after Cover 目 錄 1 前 言 1 2 塑件成型工藝分析 2 2.1 塑件材料選擇 2 2.2 材料性能 2 2.3 塑件成型工藝性分析 3 3 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 3.1型腔數(shù)目和布局 6 3.2分型面的確定 7 4注射機(jī)的選用與參數(shù)校核 9 4.1注射量得計(jì)算 9 4.2澆注系統(tǒng)凝料的初步估算 9 4.3選取注塑機(jī) 10 5澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 5.1澆注系統(tǒng)的組成 12 5.2澆注系統(tǒng)各部件設(shè)計(jì) 12 5.3分流道設(shè)計(jì) 14 5.4．澆口的設(shè)計(jì) 16 5.5、校核主流道的剪切速率 18 5.6、冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算 19 6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 20 7 模具零件結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 21 7.1．凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 7.2．凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 7.3成型零件工作尺寸計(jì)算 22 7.4成型零件鋼材的選用 24 7.5成型零件的尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 24 8 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26 8.1脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 26 8.2塑件推出的基本方式選擇 26 8.3脫模力的計(jì)算 26 8.4校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力 27 9模架的確定 28 10冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 10.1冷卻介質(zhì) 29 10.2冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算 29 11導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 32 12 模具工作過(guò)程 32 參考文獻(xiàn) 34 致 謝 35 1 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是在修完所有大學(xué)課程之后的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。本次設(shè)計(jì)的課題是電筒尾蓋注射模設(shè)計(jì)，它是對(duì)以前所學(xué)課程的一個(gè)總結(jié)。 在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中，模具的地位及其重要性日益被人們所認(rèn)識(shí)。模具工業(yè)作為進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力之一，正推動(dòng)著整個(gè)工業(yè)技術(shù)向前邁進(jìn)！模具就是“高效益”，模具就是“現(xiàn)代化”之深刻含意，也正在為人們所理解和掌握。當(dāng)塑料品種入其成型加工設(shè)備被確定之后，塑料制品質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，模具因素約占80%。由此可知，推動(dòng)模具技術(shù)的進(jìn)步應(yīng)刻不容緩！塑料模具設(shè)計(jì)技術(shù)與制造水平，標(biāo)志一個(gè)國(guó)家工業(yè)化發(fā)展的程度。由此可知，塑料模具設(shè)計(jì)，對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量的重要性是不言而喻的。 對(duì)于一個(gè)模具專業(yè)的畢業(yè)生來(lái)說(shuō)，對(duì)塑料模的設(shè)計(jì)是對(duì)自己所學(xué)知識(shí)的一次超越。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用多學(xué)科理論、知識(shí)和技能，以解決較復(fù)雜的工程實(shí)際問(wèn)題的能力，主要包括設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)研究方案的分析論證，原理綜述，方案方法的擬定及依據(jù)材料的確定等。它培養(yǎng)了我樹立正確的設(shè)計(jì)思想，勇于實(shí)踐、勇于探索和開拓創(chuàng)新的精神，掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的需要。 畢業(yè)設(shè)計(jì)這一教學(xué)環(huán)節(jié)使我獨(dú)立承擔(dān)實(shí)際任務(wù)的全面訓(xùn)練，通過(guò)獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)的全過(guò)程，培養(yǎng)了我的實(shí)踐工作能力。另外，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)還必須具備一定的計(jì)算機(jī)應(yīng)用的能力，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中都應(yīng)結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)課題利用計(jì)算機(jī)編制相應(yīng)的工程計(jì)算、分析和優(yōu)化的程序，如利用Pro/E軟件進(jìn)行塑件的3D造型、塑件的分模等，同時(shí)還具備必要的計(jì)算機(jī)繪圖能力，如利用AutoCAD軟件進(jìn)行二維圖的繪制。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本目的是：1.綜合運(yùn)用塑料成型材料的基本知識(shí),以及塑料成型的基本原理和工藝特點(diǎn),分析成型工藝對(duì)模具的要求;2.掌握成型設(shè)備對(duì)模具的要求;3.掌握成型模具的設(shè)計(jì)方法,通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì),使學(xué)生具備設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度的模具的能力;4.培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，學(xué)會(huì)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖表和查閱有關(guān)技術(shù)資料，培養(yǎng)學(xué)生從事模具設(shè)計(jì)的基本技能。 2 塑件成型工藝分析 2.1 塑件材料選擇 此塑件用作電筒尾蓋，故首先必須具有良好的介電性能，以防止導(dǎo)電。因此，通過(guò)幾種電氣性能較好的常用塑料，進(jìn)行各方面的性能比較，即通過(guò)力學(xué)性能、熱性能、電氣性能、成型性能、化學(xué)性能和經(jīng)濟(jì)性能等多方面比較，選出最適合成型此電筒尾蓋的塑料。 材料最終選定為ABS，其綜合性能優(yōu)異，具有較高的力學(xué)性能，流動(dòng)性好，易于成型；成型收縮率小，理論計(jì)算收縮率為0.5%；溢料值為0.04mm左右；比熱容較低，在模具中凝固較快，模塑周期短。質(zhì)檢尺寸穩(wěn)定，表面光亮。 2.2 材料性能 基本特性：ABS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(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS無(wú)毒、無(wú)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(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐油性、耐水性、化學(xué)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(guò)調(diào)色可配成任何顏色。其缺點(diǎn)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、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器、農(nóng)藥噴霧器及家具等。 ?成型特點(diǎn)：ABS在升溫時(shí)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(jìn)行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減少澆口對(duì)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(shí)，模具溫度可控制在50～60°C，要求塑件光澤和耐用時(shí)，應(yīng)控制在60～80°C。（具體參數(shù)見下頁(yè)） 2.3 塑件成型工藝性分析 2.3.1 塑件分析 （1）外形尺寸：塑件外形尺寸不大，塑料熔體流程不太長(zhǎng)，適合注射成型。 圖1 塑件三維模型 圖2 塑件二維圖 （2）精度等級(jí)：每個(gè)尺寸公差不一樣，有的屬于高精度，有的屬于一般精度，按實(shí)際公差進(jìn)行計(jì)算。 （3）脫模斜度：ABS屬于無(wú)定型塑料，成型收縮率較小，因此選擇該塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為1°。 2.3.2 ABS性能分析 （1）使用性能 綜合性能好，沖擊強(qiáng)度，力學(xué)強(qiáng)度高，耐化學(xué)性，電氣性能良好。易于成型和機(jī)械加工，表面可以鍍鉻。適合制作一般機(jī)械零件。 （2）成型性能 無(wú)定型塑料，吸濕性強(qiáng)，要求表面光澤的塑件要長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥，流動(dòng)性中等，溢邊料0.04mm左右 （3）ABS主要性能 表1 ABS性能 密度 1.02~1.08 屈服強(qiáng)度 50 比體積 0.86~0.98 拉伸強(qiáng)度 38 吸水率 0.2~0.4 拉伸彈性模量 1.4x103 熔點(diǎn) 130~160 抗彎強(qiáng)度 80 計(jì)算收縮率 0.4~0.7 抗壓強(qiáng)度 53 比熱容 1470 彎曲彈性模量 1.4 x103 2.3.3 ABS的注射成型過(guò)程及工藝參數(shù) （1）注射成型過(guò)程 1）成型前的準(zhǔn)備 對(duì)ABS的色澤，粒度，均勻度等進(jìn)行檢查，由于ABS吸水性較大，成型前應(yīng)進(jìn)行充分干燥 2）注射過(guò)程 塑件在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入行腔成型，其過(guò)程分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(gè)階段。 3）塑件的后處理 處理的介質(zhì)為空氣和水，處理溫度為60~75℃，處理時(shí)間為16~20S （2）注射工藝參數(shù) 表2 注射工藝參數(shù) 注射類型 柱塞式 噴嘴形式 直通式 溫度（℃） 190~200 料筒溫度 前段 （℃） 200~210 中段? （℃） 210~230 后段? （℃） 180~200 模具溫度（℃） 50~80 注射壓力（MPa） 70~120 保壓力（MPa） 50~70 注射時(shí)間（S） 3~5 保壓時(shí)間（S） 15~30 冷卻時(shí)間（S） 15~30 成型周期（S） 40~70 3 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1型腔數(shù)目和布局 3.1.1 型腔數(shù)目的確定 要點(diǎn)：既要保證最佳的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性，技術(shù)上又要充分保證產(chǎn)品的質(zhì)量，也就是應(yīng)保證塑料件最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。 ①塑料制作的批量方面：該塑件（電筒尾蓋）是大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，，使用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件。 ②質(zhì)量控制要求方面：該塑件不屬于高精度生產(chǎn)要求的產(chǎn)品，精度要求不高采用多型腔有較高的生產(chǎn)效率。 經(jīng)過(guò)以上分析，同時(shí)，考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系，以及制造費(fèi)用和各種成本費(fèi)用等因素，初步擬定采用一模兩腔。 3.1.2 型腔的布局 要點(diǎn)：型腔的排布與澆注系統(tǒng)布置密切相關(guān)，型腔排布應(yīng)使每個(gè)型腔都通過(guò)澆注系統(tǒng)從總壓力中均等地分得所需的足夠壓力，以保證塑料熔體同時(shí)均勻地充滿每個(gè)型腔，使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能最短，盡可能地采用平衡的流道和合理的澆口尺寸以及均勻的冷卻等。 經(jīng)分析確定的型腔布局為平衡式型腔布局，如圖所示： 圖3 型腔的布局 3.2分型面的確定 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要應(yīng)素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切的關(guān)系，并且直接影響到塑料熔體的流動(dòng)充填特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注塑模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。 選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則： （1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處； （2）確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模，通常分型面的選擇應(yīng)盡可能使塑件在開模后在動(dòng)模一側(cè)； （3）保證塑件的精度要求； （4）滿足塑件的外觀質(zhì)量要求； （5）便于模具加工制造； （6）對(duì)成型面積的影響； （7）對(duì)排氣效果； （8）對(duì)側(cè)向抽芯的影響。 根據(jù)分型面選擇的原則，通過(guò)綜合分析比較，確定以下的兩個(gè)方案：?jiǎn)畏中兔婧碗p分型面。 方案一：雙分型面結(jié)構(gòu)： 選用雙分型面形式的優(yōu)點(diǎn)：模具進(jìn)料均勻、平穩(wěn)。 選用雙分型面形式的缺點(diǎn)：增加模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，增加模具的厚度，而且在制品的外表面易留下點(diǎn)澆口的痕跡，不符合模具的加工經(jīng)濟(jì)性。 方案二：?jiǎn)畏中兔娼Y(jié)構(gòu)： 選用單分型面的優(yōu)點(diǎn)：使模具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，減小模具的厚度，也節(jié)省了模具材料，且在脫模后塑料制件的外表面無(wú)澆口的痕跡。進(jìn)料的距離也大大的縮短了。 從以上的兩個(gè)方案進(jìn)行比較，該模具采用方案二（單分型面）。其位置如圖所示： 圖4 分型面的位置 4注射機(jī)的選用與參數(shù)校核 4.1注射量得計(jì)算 通過(guò)Pro/E建模分析得塑件質(zhì)量屬性如圖所示。 圖5塑件質(zhì)量屬性 塑件的體積為：V塑=1.431cm3 （1） 塑件的質(zhì)量為：W塑 =V塑×r塑=1.503g （2） 通過(guò)查閱資料，ABS的密度是1.05 g/ cm3，公式中，取 1.05g/ cm3。 4.2澆注系統(tǒng)凝料的初步估算 由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.2倍~1倍來(lái)估算，由于此次設(shè)計(jì)采用的流道簡(jiǎn)單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.2倍來(lái)估算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為 V總=1.2n V塑 =1.2*2*1.431=3.44 cm3 4.3選取注塑機(jī) 根據(jù)以上計(jì)算得出在一次注射過(guò)程中注入模具型腔塑料熔體的總體積V總=3.908cm3 參考文獻(xiàn)【1】公式（4-18）V公= V總/0.8=3.44/0.8=4.3 cm3。根據(jù)以上計(jì)算，初步選擇公稱注射量為30 cm3，注射型號(hào)為XS-Z-30臥式注塑機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下： 表3 XS-Z-30臥式注射機(jī)主要參數(shù)表 型號(hào) XS-Z-30 理論注射容量/cm3 30 螺桿直徑/mm 28 注射壓力/Mpa 119 注射行程/mm 130 注射時(shí)間/s 0.7 合模力/N 2.5X105 最大成型面積/cm2 90 移模行程/mm 160 最大模具厚度/mm 180 最小模具厚度/mm 60 模板尺寸/mm 250X280 電機(jī)功率/KW 3.5 噴嘴球半徑/mm 12 噴嘴口直徑/mm 4 定位孔直徑/mm 63.5 4.3.1注射壓力的校核： 該項(xiàng)工作是校核所選壓力機(jī)的公稱壓力P公能否滿足塑件成型時(shí)所需要的注射壓力，塑件成型時(shí)所要的壓力一般收塑件流動(dòng)類型等因素決定，其中值一般在70～150MPa，具體可參考表5－1。通常要求：P公≥ 查表5－1可知，ABS所需注射壓力為80MPa～110MPa，這里取 MPa，該注塑機(jī)公稱注射壓力P公=119MPa，注射安全系數(shù)，這里取，則： ，所以注射機(jī)注射壓力合格。 表4 部分塑料所需要的注射壓力 塑 料 注 射 條 件 厚壁件（易流動(dòng)） 中等壁厚件 難流動(dòng)的薄壁件 聚乙烯 70~100 100~120 120~150 聚氯乙烯 100~120 120~150 >150 聚苯乙烯 80~100 100~120 120~150 ABS 80~100 100~130 130~150 聚甲醛 85~100 100~120 120~150 4.3.2鎖模力的校核： 塑件在分型面上的投影面積 ( 3) 流道凝料在分型面上的投影面積，在模具設(shè)計(jì)前十個(gè)未知值，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析，是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積的0.2倍~0.5倍，因此可用0.2，來(lái)進(jìn)行估算，所以 （4） 模具所需鎖模力 （5） 公式中是型腔的平均計(jì)算壓力值，是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的20%~40%，大致范圍在25 MPa ~40MPa，通過(guò)查表可知，對(duì)ABS而言，取35MPa（見塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)<伍先明、張蓉編著>表2-1）。 由4.3可知該注射機(jī)的公稱鎖模力,鎖模力安全系數(shù)為，這里取，則取，所以注塑機(jī)鎖模力符合要求。 5澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5.1澆注系統(tǒng)的組成 普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。 5.2澆注系統(tǒng)各部件設(shè)計(jì) 5.2.1主流道設(shè)計(jì) 由于主流道要與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，所以在注射模中主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套。在臥式或立式注射機(jī)上使用的注射模中，主流道垂直于模具分型面。(流道盡量直，盡量短，減少?gòu)澢?，光潔度在Ra=1.6—0.8um之間). 考慮模具穴數(shù)，按模具型腔布局設(shè)計(jì)，盡量與模具中心線對(duì)稱．主流道設(shè)計(jì)時(shí)，避免塑料直接沖擊小型芯或小鑲件，以免產(chǎn)生彎曲或折斷．主流道先預(yù)留加工或修正余量，以便保證產(chǎn)品精度． 主流道是連接機(jī)臺(tái)噴嘴至分流道入口處之間的一段通道，是塑料進(jìn)入模具型腔時(shí)最先經(jīng)過(guò)的地方．其尺寸，大小與塑料流速和充模時(shí)間長(zhǎng)短有密切關(guān)系．太大造成回收冷料過(guò)多，冷卻時(shí)間增長(zhǎng)，包藏空氣增多．易造成氣泡和組織松散，極易產(chǎn)生過(guò)流和冷卻不足；如流徑太小，熱量損失增大，流動(dòng)性降低，注射壓力增大，造成成型困難．一般情況下，主流道會(huì)制造成單獨(dú)的澆口套，鑲在母模板上．但一些小型模具會(huì)直接在母模板上開設(shè)主流道，而不使用澆口套． 主流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)： （1）為了使塑料凝料能從主流道中順利拔出，需將主流道(澆口套內(nèi)孔)設(shè)計(jì)成圓錐形, 具有2°～6°的錐角，錐度須適當(dāng)，太大造成壓力減少，產(chǎn)生瀚流，易混進(jìn)空氣產(chǎn)生氣孔，錐度過(guò)小會(huì)使流速增大，造成注射困難.內(nèi)壁光潔度在Ra=1.6—0.8μm,小端直徑常為4～8mm，注意小端直徑應(yīng)大于噴嘴直徑約1mm，否則主流道中的凝料無(wú)法拔出； (2）澆口套口徑應(yīng)比機(jī)臺(tái)噴嘴孔徑大1—2mm，以免積存殘料，造成壓力下降，澆道易斷； (3)一般在澆口套大端設(shè)置倒圓角(R=1—3mm)，以利于料流； （4）主流道與機(jī)臺(tái)噴嘴接觸處，設(shè)計(jì)成半球形凹坑，深度常取3—5mm．特別注意澆口套半徑比注嘴半徑大1—2mm，一般取R=19—22mm之間，以防溢膠； （5）主流道盡量短，以減少冷料回收料，減少壓力和熱量損失； （6）主流道盡量避免拼塊結(jié)構(gòu)，以防塑膠進(jìn)入接縫，造成脫模困難； （7）為避免主流道與高溫塑膠和射嘴反復(fù)接觸和碰撞造成損壞，一般澆口套選用優(yōu)質(zhì)鋼材加工，并熱處理； （8）其形式有多種，可視不同模具結(jié)構(gòu)來(lái)選擇，一般會(huì)將其固定在模板上，以防生產(chǎn)中澆口套轉(zhuǎn)動(dòng)或被帶出； （9）在直角式注射機(jī)上使用的模具中，因主流道開設(shè)在分型面上，故不需要沿道軸線方向拔出主流道內(nèi)的凝料，主流道可以設(shè)計(jì)成等粗的圓柱形。 注流道是連接注射機(jī)噴嘴在此一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度，其圓錐角α=20～60,對(duì)流動(dòng)性差的塑料可取30～60,內(nèi)壁粗糙度為R 0.63μm。主流道大端呈圓角，半徑r=1～3mm，以減小料流轉(zhuǎn)向過(guò)渡時(shí)的阻力。在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道應(yīng)盡可能短，一般小于60mm，過(guò)長(zhǎng)則會(huì)影響熔體的順利充型。對(duì)小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式，但在大多數(shù)情況下是將主流道襯套和定位圈設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，然后配合固定在模板上，主流道襯套與定模座板采用H7/m6過(guò)渡配合，與定位圈的配合采用H9/f9間隙配合。 5.2.2 確定主流道尺寸 （1）主流道長(zhǎng)度 一般由模具結(jié)構(gòu)確定，對(duì)于小型模具L應(yīng)盡量小于60mm，本次設(shè)計(jì)中初取55mm進(jìn)行計(jì)算。 （2）主流道小端直徑 根據(jù)所選注射機(jī),主流道小端尺寸d=注射機(jī)噴嘴尺寸+(0.5～1)=4 + 0.5=4.5mm （6） （3）主流道大端直徑 取6.5mm，這里圓錐角a=3°。 （7） （4）主流道球面半徑為 SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+(1～2)=12+2=14mm （8） （5）球面的配合高度 球面配合高度h=3~5mm此處取h=3mm 5.2.3主流道的凝料體積 （9） 5.2.4主流道澆口套形式 主流道為標(biāo)準(zhǔn)件可選購(gòu)。主流道小端入口處與注塑反復(fù)接觸，易磨損。對(duì)材料的要求較嚴(yán)格，因而盡管小型注塑模 圖6 主流道澆口套 5.3分流道設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的通道。多型腔模具一定設(shè)置分流道。大型塑件由于使用多澆口進(jìn)料也需設(shè)置分流道。 5.3.1分流道的布置形式 我根據(jù)塑件的布局方式，在分流道的布置中采用平衡式布置。因?yàn)槠胶馐讲贾靡髲闹髁鞯乐粮鱾€(gè)型腔的分流道，其長(zhǎng)度、形狀、斷面尺寸等都必須對(duì)應(yīng)相等，達(dá)到各個(gè)型腔的熱平衡和塑料流動(dòng)平衡。因此各個(gè)型腔的澆口尺寸可以相同，達(dá)到各個(gè)型腔同時(shí)均衡地進(jìn)料。如（圖5 – 5）所示為平衡式布置，這樣的布置能達(dá)到最佳的熱平衡。 圖7 分流道的平衡布置 5.3.2分流道的長(zhǎng)度 根據(jù)2個(gè)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分流道長(zhǎng)度適中，如上圖所示為35。 5.3.3分流道的當(dāng)量直徑 流過(guò)一級(jí)分流道塑料的質(zhì)量 （10） 凡塑件的壁厚小于3mm，質(zhì)量小于200g，所以該分流道的直徑D為 （11） 由參考文獻(xiàn)[1]表4-7知，ABS的推薦分流道直徑為4.8~9mm，當(dāng)分流道很短的時(shí)候可以小2.5mm，此處取D=4mm為分流道的直徑。 5.3.4分流道的截面形狀 本設(shè)計(jì)采用梯形界面，其加工性好，且塑料熔體熱量散失、流動(dòng)阻力均不大。 5.3.5分流道截面尺寸 設(shè)梯形上底寬度B=5mm，底面圓角R=0.5mm，梯形高度取H=4mm，設(shè)下底寬為b，梯形面積應(yīng)滿足如下關(guān)系式 （12） 代值計(jì)算得到b=1.28mm考慮梯形底部對(duì)圓弧面積的減小及脫模斜度等因素，取b=3.5mm。通過(guò)計(jì)算梯形斜度°，基本符合要求，如圖3-6所示。 圖8 分流道截面形狀 5.3.6凝料體積 ①分流道長(zhǎng)度為 ②分流道截面積 ③凝料體積 （13） 考慮到圓弧的影響取 5.3.7校核剪切速率 ①確定注塑時(shí)間：查參考資料[2]表2-3取t=1.6s ②計(jì)算單邊分流道體積流量： （14） ②由參考資料[2]可得剪切速率： （15） 該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率在5×102~5×103s-1之間，所以分流道熔體的剪切速率合格。 5.3.8分流道表面粗糙度和脫模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取Ra1.25um~2.5um即可，此處取Ra1.6um，另外脫模斜度一般在5~10°之間，通過(guò)上面計(jì)算脫模斜度為10.6°脫模斜度足夠。 5.4．澆口的設(shè)計(jì) 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道（除直接澆口以外），它是澆注系的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對(duì)塑件質(zhì)量影響很大。 澆口的主要作用是： （1）型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流； （2）易于切除澆口凝料； （3）對(duì)于多型腔模具，用以平衡進(jìn)料； 對(duì)于多澆口單型腔模具，用以控制熔接縫的位置。澆口截面積通常為分流道截面積的0.03～0.09。澆口截面形狀有矩形和圓形兩種。澆口長(zhǎng)度約為0.5～2 mm。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模時(shí)逐步修正。 該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質(zhì)量要求較高，采用一模二腔注塑，為便于調(diào)整沖模時(shí)的剪切速率和封閉時(shí)間，因此采用測(cè)澆口。其截面形簡(jiǎn)單，易于加工，便于試模后的修正，且開設(shè)在分型面上。從型腔邊緣進(jìn)料。 5.4.1澆口的位置的選擇： 澆口開設(shè)的位置對(duì)制品的質(zhì)量影響很大，在確定澆口位置時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ①澆口應(yīng)開在能使型腔各個(gè)角落同時(shí)充滿的位置。 ②澆口應(yīng)設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補(bǔ)縮。 ③澆口的位置選擇應(yīng)有利于型腔中氣體的排除。 ④澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位。如對(duì)圓筒類制品，采用中心澆口比側(cè)澆口好。 ⑤ 對(duì)于帶細(xì)長(zhǎng)型芯的模具，宜采用中心頂部進(jìn)料方式以避免型芯受沖擊變 形。 ⑥澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位。 ⑦不要在制品中承受彎曲載荷或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口。 由以上幾點(diǎn)，可以將澆口的位置開設(shè)在了分型面上，從型腔的邊緣進(jìn)料。 5.4.2側(cè)澆口尺寸的確定 （1）側(cè)澆口尺寸的確定 ①計(jì)算測(cè)澆口的深度。 根據(jù)表參考文獻(xiàn)[2]表2-6，可得澆口的深度h計(jì)算公式為： （16） 式中，t是塑件的壁厚，這里t=3mm；n是塑料的成型系數(shù)對(duì)于ABS材料，其成型系數(shù)是0.7. 為了便于今后試模時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行修模處理，并根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表4-9中推薦的ABS側(cè)澆口的厚度為1.2~1.4故此處h取1.3mm。 ②計(jì)算測(cè)澆口的寬度。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表2-6，可取測(cè)澆口的寬度B計(jì)算公式為 （17） 式中，n為塑料成型系數(shù)，對(duì)于ABS可取0.7；A為凹模的內(nèi)表面積。 ③計(jì)算測(cè)澆口的長(zhǎng)度。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表2-6，可取側(cè)澆口的長(zhǎng)度 （2）側(cè)澆口剪切速率的校核 ①確定注射時(shí)間：查參考文獻(xiàn)[2]表2-3，可取t=0.7s ②計(jì)算澆口體積流量： （18） ③計(jì)算澆口的剪切速率： 對(duì)于矩形澆口可得： （19） 剪切速率合格，式中為矩形澆口的當(dāng)量半徑，即。 該矩形澆口的剪切速率比較大，首先把澆口面積適當(dāng)做小點(diǎn)，通過(guò)試模 據(jù)塑件成型情況來(lái)調(diào)整。 5.5、校核主流道的剪切速率 上面分別求出了塑件的體積、主流道的體積、分流道的體積、（澆口體積大小可以忽略不計(jì)）以及主流道的當(dāng)量半徑，這樣就可以校核主流道的熔體剪切速率。 5.5.1計(jì)算主流道的體積流量 （20） 5.5.2計(jì)算主流道的剪切速率 （21） 該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率在5×102~5×103s-1之間，所以分流道熔體的剪切速率合格。 5.6、冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算 冷料穴位于主流道的正對(duì)面的動(dòng)模板上，其作用主要是儲(chǔ)存熔體前鋒冷料，防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響塑件表面質(zhì)量。本設(shè)計(jì)既有主流道的冷料穴，又有分流道的冷料穴。本模具采用推桿形式頂出塑件，故材料Z型拉料桿匹配的冷料穴。開模時(shí)，利用凝料對(duì)Z處的包緊力，將凝料從主流道襯套中脫出。 5.6.1主流道冷料穴的設(shè)計(jì) 開模時(shí)應(yīng)將主流道中的凝料拉出，所以冷料穴的直徑應(yīng)稍大于主流道大端直徑。由于該模具型腔分布對(duì)稱，所以冷料穴可設(shè)在中心位置。 冷料穴直徑= 8.5+2=10.5 mm 冷料穴深度=3/4×8.5=6.3750mm 5.6.2分流道冷料穴的設(shè)計(jì) 此模具分流道比較短，所以可以不加冷料穴 6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在注射成型過(guò)程中，模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，則可能因充填時(shí)氣體被壓縮而產(chǎn)生高溫，引起塑件局部炭化燒焦，或使塑料熔接不良而引起缺陷。 注射的排氣方式，大多數(shù)情況下是利用模具分型面或配合間隙自然排氣，只在特殊情況下采用開設(shè)排氣槽的方式。因該制品屬于小型排氣量不大，綜合考慮，可利用分型面間隙以及推桿與孔配合間隙處排氣，所以不需開設(shè)排氣槽。 7 模具零件結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 塑件在成型加工過(guò)程中，用來(lái)充填塑料熔體以成型制品的空間被稱為型腔。而構(gòu)成這個(gè)型腔的零件叫做成型零件，通常包括凹模、凸模、小型芯、螺紋型芯或型環(huán)等到。由于這些成型零件直接與高溫、高壓的塑料熔體接觸，并且脫模時(shí)反復(fù)與塑件摩擦，因此要求它有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨性和較低的表面粗糙度。同時(shí)還應(yīng)該考慮零件的加工性及模具的制造成本。 7.1．凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模又稱陰模，它是成型塑件外輪廓的零件。根據(jù)需要有以下幾種結(jié)構(gòu)形式： （1) 整體式凹模 （2) 組合式凹模 （3) 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)，選用的是整體式凹模它是由一整塊金屬材料（也稱定模板或凹模板）直接加工而成。其特點(diǎn)是為非穿通式模體，強(qiáng)度好，不易變形。但由于加工困難，故只適用于小型且形狀簡(jiǎn)單的塑件成型。此時(shí)可省去定模座板，如圖8所示。 圖9 凹模嵌件 7.2．凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模（即型芯）是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式兩種類型。 組合式凸模 組合式凸模又分整體式和鑲件組合式。 ⑴整體裝配式凸模：它是將凸模單獨(dú)加工后與動(dòng)模板進(jìn)行裝配而成，其組合的方式也有多種，如圖9所示。 圖10 型芯 7.3成型零件工作尺寸計(jì)算 1． 成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸，它通常包括 凹模和凸模的徑向尺寸（包括矩形和異形零件的長(zhǎng)和寬）、凹模和凸模的高度尺寸及位置（中心距）尺寸等。 ⑴塑件的公差：塑件的公差規(guī)定按單向極限制，制口外輪廓尺寸公差取負(fù)值“－△”，制口內(nèi)腔尺寸差取值“+△”，若制品上原有公差的標(biāo)注方法與上不符，則應(yīng)按以上規(guī)定進(jìn)行轉(zhuǎn)換。而制品孔中心距尺寸公差按對(duì)稱分布原則計(jì)算，即“±△/2”。 ⑵模具制造公差：實(shí)踐證明，模具制造公差可取塑件公差的1/3～1/6，即δ2=（1/3～1/6）△，而且按成型加工過(guò)程中的增減趨向取“+”、“－” 符號(hào)，型腔尺寸不斷增大，則取“+δz”，型芯尺寸不斷減小則取“－δz”，中心距尺寸取“±δz/2”。 ⑶模具的磨損量：實(shí)踐證明，對(duì)于一般的中小塑件，最大磨損量可取塑件公差的1/6，即δC=1/6△，對(duì)于大型塑件則取△/6以下。另外對(duì)于型腔底面（或型芯端面），因與脫模方向垂真，故磨損量δC=0。 ⑷塑件的收縮率：塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān)，通常按平均收縮率計(jì)算。 S=(Smax+Smin)/2 ⑸模具在分型面上的合模間隙。收于注射壓力及模具分型面平度的影響，會(huì)導(dǎo)致動(dòng)模、定模注射時(shí)存在著一定的間隙：由于注射壓力及模具分型面平面度較高、表面粗糙度較低時(shí)，塑件產(chǎn)生的飛邊也小。飛邊厚度一般度應(yīng)小于0.02～0.1mm。 2． 成形零件的尺寸計(jì)算 一般情況下，影響成型零件及塑料公差的主要因素是模具制造公差δS、模具磨損量δC以及塑件的收縮率S這三項(xiàng)。 成型零件工作尺寸計(jì)算方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進(jìn)行計(jì)算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和磨損量進(jìn)行計(jì)算。前一種計(jì)算方法簡(jiǎn)便，但不適用于精度塑件的模具設(shè)計(jì)，后一種計(jì)算方法能保證所成型的塑件在規(guī)定的公差范圍內(nèi)，但計(jì)算比較復(fù)雜。所以相比之下我選擇了前一種計(jì)算方法。 本產(chǎn)品為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取0.4%和0.7％。平均收縮率sˉ 為0.55%,此產(chǎn)品采用3級(jí)精度，屬于一般精度制品。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，統(tǒng)一取0.6。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(jí)，綜合參考，相關(guān)計(jì)算具體如下： ⑴型腔尺寸的計(jì)算 ①?gòu)较虺叽? mm（22） mm ②深度尺寸 mm（23） mm ⑵型芯尺寸的計(jì)算 ①?gòu)较虺叽纾ò迹? mm mm ②深度尺寸（凹） mm mm ③徑向尺寸 mm （24） mm ④深度尺寸 mm （25） 7.4成型零件鋼材的選用 根據(jù)對(duì)成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強(qiáng)度、耐磨性及良好的抗疲勞性，同時(shí)考慮他的機(jī)加工性能和拋光性能。又因該塑件為大批量生產(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的嵌入式鋼材選用P20。對(duì)于成型塑件表面內(nèi)的型芯來(lái)說(shuō)，由于脫模時(shí)與塑件的磨損嚴(yán)重，因此鋼材選用P20鋼，進(jìn)行滲氮處理。 7.5成型零件的尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 7.5.1凹模側(cè)壁厚的計(jì)算 凹模側(cè)壁厚與型腔內(nèi)壓強(qiáng)及凹模深度有關(guān)，其厚度又剛度公式計(jì)算。 （26） 式中P是型腔壓力（Mpa）；E是材料彈性模量（Mpa）；h=W，W是影響變形的最大尺寸，而h=6.8mm；是模具剛度許用變形量。根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表4-20注塑材料品種查表得， （27） 初選壁厚23和24，這樣再加上模板的預(yù)緊力這樣絕對(duì)可以滿足強(qiáng)度和剛度要求。 7.5.2定模板厚的計(jì)算 定模板厚度取35mm，可以滿足強(qiáng)度和剛度要求。 7.5.3動(dòng)模板厚的計(jì)算 動(dòng)模板厚度取24mm，可以滿足強(qiáng)度和剛度要求。 8 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射成型的每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無(wú)誤的從模具的凹模中或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置成為脫模機(jī)構(gòu)，也稱為推出機(jī)構(gòu)。 8.1脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 塑件推出是注射成型過(guò)程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定塑件的質(zhì)量，因此，塑件的推出是不可忽視的。在設(shè)計(jì)推出脫模機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)遵循下列原則。 （1）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)； （2）保證塑件不因推出而變形損壞； （3）機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可； （4）良好的塑件外觀； （5）合模時(shí)的準(zhǔn)確復(fù)位。 8.2塑件推出的基本方式選擇 本塑件圓周采用脫模板、中心采用推桿的綜合推出方式。 8.3脫模力的計(jì)算 主型芯脫模力 因?yàn)?，所以此處視為厚壁圓柱塑件，由參考文獻(xiàn)[1]式4-26并查表4-24有塑件的脫模力F為： （28） 式中E是塑料的彈性模量；S是塑料的平均收縮率；t是塑件的壁厚；L是被包型芯的長(zhǎng)度；是塑料的泊松比；是脫模斜度；f是塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù)；a是矩形型芯短邊長(zhǎng)度；b是矩形型芯長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度；A是塑件在開模方向垂直的平面上的投影面積，當(dāng)塑件的底部有通孔時(shí)，A項(xiàng)視為0；是由由和決定的無(wú)因次數(shù)，；由f和決定的無(wú)因次數(shù)。 8.4校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力 （1）推出面積 設(shè)2mm的圓桿8根，那么推出面積為 （29） （2）推桿推出應(yīng)力 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]取需用應(yīng)力 合格 （30） 9模架的確定 選用標(biāo)準(zhǔn)模架，可以大大縮短模具的制造周期，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用結(jié)構(gòu)形式為龍記模架CI大水口型，如圖10所示。模架尺寸為1525。 圖 11 標(biāo)準(zhǔn)模架 各模板尺寸的確定： （1）A板尺寸 A板是定模腔板，塑件在型腔處高度6.8mm，在模板上還要開設(shè)冷卻水道，冷卻水道離型腔應(yīng)由一定的距離，因此A板厚度取35mm。 （2）B板尺寸 B板是凸模固定板，凸模的成型部分高度為10.37mm，同樣要有冷卻水道的位置，所以B板厚度取26mm。 （3）C墊塊尺寸 取墊塊厚度為50mm。 10冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200℃左右，而塑件固化后從模具性強(qiáng)中取出時(shí)其溫度在60℃以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡量快的傳給模具，一是塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模。 設(shè)計(jì)原則： 冷卻水孔數(shù)量盡可能的多，孔徑盡可能大； 冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)盡可能相等； 冷卻水孔道不應(yīng)穿過(guò)鑲塊或其接縫部位，以防漏水； 冷卻水孔應(yīng)避免設(shè)在塑件的熔接痕處； 進(jìn)出口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)，通常應(yīng)設(shè)在注塑機(jī)的背面。 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算很麻煩，在此只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。設(shè)計(jì)時(shí)忽略模具因空氣對(duì)流、輻射以及注射機(jī)接觸所散發(fā)的熱量，按單位時(shí)間內(nèi)塑料熔體凝固時(shí)所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水所帶走的熱量。 10.1冷卻介質(zhì) ABS屬中等粘度材料，其成型溫度及模具溫度分別為200℃和50~80℃。所以，模具溫度初步選定為50℃，用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。 10.2冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算 10.2.1單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體總質(zhì)量W ①塑料制品的體積 （31） ②塑料制品的質(zhì)量 （32） ③塑件壁厚為3mm，查參考文獻(xiàn)[1]表4-34得，。取注射時(shí)間，脫模時(shí)間取，則注射周期 由此得每小時(shí)的注射次數(shù)N=140次。 ④單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體總質(zhì)量 W=Nm=140×0.00543=0.76Kg/h （33） 10.2.2確定單位質(zhì)量的模具在凝固時(shí)所放出的熱量 查參考文獻(xiàn)[1]表4-35直接可知ABS單位熱流量Qs為(310~400)KJ/Kg之間，故可取Qs=400KJ/Kg。 10.2.3計(jì)算冷卻水體積流量qv 冷卻水道入水口的溫度為℃，出水口的溫度為℃，取水的密度，水的比熱容℃）。根據(jù)公式可得： （34） 10.2.4確定冷卻水路的直徑d 當(dāng)時(shí)，查參考文獻(xiàn)[1]表4-30可知，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取模具的冷卻水孔直徑d=4mm。 10.2.5冷卻水在管內(nèi)的流速v （35） 10.2.6求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù)h 因?yàn)槠骄臏囟葹?3.5℃，查參考文獻(xiàn)表4.31可得f=0.67，則有： （36） 10.2.7計(jì)算冷卻水通道導(dǎo)熱總面積A （37） 10.2.8計(jì)算模具冷卻水管總長(zhǎng)度L （38） 10.2.9冷卻水路根數(shù) 設(shè)每條水路的長(zhǎng)度l=100mm，則冷卻水路的總根數(shù)為 （39） 由上述計(jì)算可以看出，1條冷卻水道對(duì)于模具來(lái)說(shuō)顯然是不合適的，因此應(yīng)根據(jù)具體情況加以修改。為了提高生產(chǎn)效率，凹模和型芯都應(yīng)得到充分冷卻。 11導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注塑模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。按作用可分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過(guò)定位圈與注塑機(jī)相配合，使模具的澆口套能與注射機(jī)的噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機(jī)構(gòu)則是通過(guò)導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行和模定位。錐面定位則用于動(dòng)、定模之間的精密定位。本模具所成型的塑件比較簡(jiǎn)單，模具定位精度要求不高，因此采用模架本身所帶的定位機(jī)構(gòu)。 12 模具工作過(guò)程 模具裝配試模完畢之后，模具進(jìn)入正式工作狀態(tài)，起基本工作過(guò)程如下： （1） 對(duì)塑料ABS進(jìn)行烘干，并裝入料斗; （2） 清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱; （3） 合模、鎖緊模具； （4） 對(duì)塑料進(jìn)行預(yù)塑化，注射裝置準(zhǔn)備注射； （5） 注射，其過(guò)程包括充模、保壓、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻和脫模； （6） 脫模 （7） 塑件的后處理 結(jié)束語(yǔ) 通過(guò)電筒尾蓋注塑模的設(shè)計(jì)，使我對(duì)模具設(shè)計(jì)工作有了更深層次的認(rèn)識(shí)，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(huì)書本上比較抽象的理論知識(shí)。在指導(dǎo)老師及關(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(wèn)題的能力得到了加強(qiáng)，培養(yǎng)了實(shí)際動(dòng)手能力。 收獲大概可概括為以下幾點(diǎn)： 1. 培養(yǎng)了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力 從設(shè)計(jì)的開始，就有意識(shí)地培養(yǎng)自己獨(dú)立思考問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題的能力。大到模具的整體布局，冷料穴的長(zhǎng)短，都要經(jīng)過(guò)認(rèn)真思考，才能拿出相對(duì)比較成熟的方案。 2. 鍛煉了實(shí)際動(dòng)手能力 在整個(gè)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，翻閱了大量的文獻(xiàn)資料，參考了大量的書籍，除了獲得設(shè)計(jì)所需的數(shù)據(jù)外，還學(xué)到了其他許多的知識(shí)。更重要的是鍛煉了自己的動(dòng)手能力和借助工具書解決實(shí)際問(wèn)題的能力。授人以魚，不如授人以漁，我相信這些能力在我今后的工作和生活能定能讓我受益匪淺。 3. 繪圖水平得到了提高 通過(guò)做設(shè)計(jì)這一期間的實(shí)際操作及練習(xí)，學(xué)到了很多具體的繪圖細(xì)節(jié)。譬如：虛線、點(diǎn)畫線的畫法及線條的粗細(xì)；標(biāo)注線和比表面粗糙度符號(hào)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)要求等。此外，繪圖的速度也得到了進(jìn)一步的提高，各種快捷鍵的操作也越來(lái)越熟練。 參考文獻(xiàn) [1]國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)總局.《塑料模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》 ［Ｍ］.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社， 1999 [2]陳萬(wàn)林. 《塑料模具設(shè)計(jì)與制作教程》 ［Ｍ］. 北京希望電子出版社,2000 [3]黃健求. 《模具制造》 ［Ｍ］. 機(jī)械工業(yè)出版社, 2001 [4]黃毅宏. 《模具制造工藝學(xué)》 ［Ｍ］.機(jī)械工業(yè)出版社, 1996 [5]王孝培. 《塑料成型工藝及模具簡(jiǎn)明手冊(cè)》［Ｍ］.機(jī)械工業(yè)出版社, 2000 [6]陳曉華,王秀英.《典型零件模具圖冊(cè)》 ［Ｍ］.機(jī)械工業(yè)出版社 ,2001 [7]翁其金. 《塑料模塑工藝與塑料模設(shè)計(jì)》 ［Ｍ］.機(jī)械工業(yè)出版社, 1999 [8]塑料模具技術(shù)手冊(cè)編委會(huì) 《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》［Ｍ］.機(jī)械工業(yè)出版社,1997 [9]孫鳳勤. 《沖壓與塑壓設(shè)備》 ［Ｍ］.機(jī)械工業(yè)出版社, 1997 [10]黃銳. 《塑料工程手冊(cè)》 ［Ｍ］.機(jī)械工業(yè)出版社, 2000 [11]屈華昌.《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》 ［Ｍ］.機(jī)械工業(yè)出版社, 1995 [12]甄瑞麟.《模具制造工藝學(xué)》 ［Ｍ］.清華大學(xué)出版社, 2005 致 謝 34