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類 號 密 級 寧XXXX學院 畢業(yè)設(shè)計(論文) 長套管塑料模具設(shè)計 所在學院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 姓 名 學 號 指導老師 2012年 03月 04日 誠 信 承 諾 我謹在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《長套管塑料模具設(shè)計》均系本人獨立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點和材料，均作了注釋，若有不實，后果由本人承擔。 承諾人（簽名）： 2012年03月04日 摘 要 本文介紹了模具的發(fā)展和現(xiàn)狀，其次，文章詳細的對長套管進行了注射模的分析和設(shè)計，較巧妙地采用了先由斜拉桿做短距離抽芯，然后由彈簧將滑塊和制品同時彈移使制品自行掉落的方式。 設(shè)計中介紹了成型機中各個零件的選擇。著重闡述了注射模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計；注射模具分型面的選擇；注射模具側(cè)抽芯機構(gòu)的設(shè)計等。 關(guān)鍵詞：注射模，一模兩腔，抽芯機構(gòu)，導柱 III Abstract First of all, this paper, the status quo and the development of mold and die in real life the extensive application. Second, the article detailed the Injection Mould was the analysis and design. Design on the molding machines in various parts of choice. Focused on injection mold casting system design; Injection Mould type of choice; Injection Mould side core pulling the design.Parts of the cavity design using the Hough type, side core pulling bodies and achieve a two-cavity. Cavity also conducted a strict calculation.We also expounded in detail what parts should be processing progromme. In particular hole and holes, referred to the modern technology of special processing. Key Words: Injection Mould Hough type ，Two cavity in one block 目 錄 摘 要 I Abstract II 目 錄 III 第1章 引言 1 1.1 塑料模具的現(xiàn)狀及未來的發(fā)展方向 1 1.1.1 模具工業(yè)的概況 1 1.1.2 國外模具技術(shù)發(fā)展及目前水平 1 1.1.3 國內(nèi)模具技術(shù)發(fā)展及目前水平 3 1.1.4 模具技術(shù)未來的發(fā)展（研究）方向 3 第2章 課題任務(wù)要求 6 第3章 長套管的詳細設(shè)計 7 3.1 材料的成型特性 7 3.1.1 塑料件的工藝性分析 7 3.1.2 長套管材料的選擇 7 3.2 方案分析與設(shè)計 7 3.3 塑料注塑成型機的選擇 9 3.3.1 注塑成型機類型與結(jié)構(gòu) 9 3.3.2 注射機的選擇及計算 9 3.4 注射模具分型面的選擇 11 3.4.1 分型面的基本形式 11 3.4.2 分型面選擇的基本原則 12 3.4.3 分型面的選擇 12 3.5 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 12 3.6 注射模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計 12 3.6.1 注射模具澆注系統(tǒng)的組成及其設(shè)計原則 13 3.6.2 注射模具主流道的設(shè)計 13 3.6.3 注射模具分流道的設(shè)計 15 3.6.4 注射模具澆口的設(shè)計 15 3.6.5 冷料穴和鉤料脫模裝置 16 3.7 塑料注射模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 17 3.7.1 塑料注射模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要性 17 3.7.2 塑料注射模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則 17 3.7.3 過濾網(wǎng)注射模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計 17 3.8 注射模具成型零件和模體的設(shè)計 17 3.8.1 注射模具型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 17 3.8.2 注射模具型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 18 3.8.3 注射模具成型零件的尺寸確定 18 3.9 注射模具側(cè)抽芯機構(gòu)的設(shè)計 19 3.9.1 注射模具的側(cè)抽型機構(gòu)類型 19 3.9.2 注射模具的斜導柱側(cè)抽芯機構(gòu)設(shè)計 20 3.10 注射模具的頂出機構(gòu)的設(shè)計 21 3.10.1 注射模具的頂出機構(gòu) 21 3.10.2 推桿推出機構(gòu) 22 第4章 典型零件加工工藝設(shè)計 1 結(jié)束語 1 致 謝 1 參 考 文 獻 2 第1章 引言 第1章 引言 1.1 塑料模具的現(xiàn)狀及未來的發(fā)展方向 1.1.1 模具工業(yè)的概況 模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎(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)達國家被稱為“點鐵成金”的“磁力工業(yè)” ；美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”;德國則認為是所有工業(yè)中的“關(guān)鍵工業(yè)” ;日本模具協(xié)會也認為“模具是促進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“進入富裕社會的原動力” 。日本模具產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值達到13000億日元，遠遠超過日本機床總產(chǎn)值9000億日元。如今，世界模具工業(yè)的發(fā)展甚至己超過了新興的電子工業(yè)。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%[1]。 塑料模具工業(yè)是隨塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。塑料工業(yè)是一門新興工業(yè)。自塑料問世后的幾十年以來，由于其原料豐富、制作方便和成本低廉，塑料工業(yè)發(fā)展很快，它在某些方面己取代了多種有色金屬、黑色金屬、水泥、橡膠、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成為各個工業(yè)部門不可缺少的材料[2]。 我國塑料模具的質(zhì)量、技術(shù)和制造能力近年來確實發(fā)展很快，有些已達到或接近國際水平，尤其是隨著改革開放政策的不斷深入，“三資”企業(yè)蓬勃發(fā)展，對我國塑料模具設(shè)計制造水平的提高起到了非常大的作用。然而，隨著國民經(jīng)濟總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技術(shù)要求也越來越高。雖然模具種類繁多，但其發(fā)展重點應(yīng)該是既能滿足大量需要，又有較高技術(shù)含量，特別是目前國內(nèi)尚不能自給，需大量進口的模具和能代表發(fā)展方向的大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具。模具標準件的種類、數(shù)量、水平、生產(chǎn)集中度等對整個模具行業(yè)的發(fā)展有重大影響。因此，一些重要的模具標準件也必須重點發(fā)展，而且其發(fā)展速度應(yīng)快于模具的發(fā)展速度，這樣才能不斷提高我國模具標準化水平，從而提高模具質(zhì)量，縮短模具生產(chǎn)周期，降低成本。由于我國的模具產(chǎn)品在國際市場上占有較大的價格優(yōu)勢，因此對于出口前景好的模具產(chǎn)品也應(yīng)作為重點來發(fā)展。根據(jù)上述需要量大、技術(shù)含量高、代表發(fā)展方向、出口前景好的原則選擇重點發(fā)展產(chǎn)品，而且所選產(chǎn)品必須目前已有一定技術(shù)基礎(chǔ)，屬于有條件、有可能發(fā)展起來的產(chǎn)品。 1.1.2 國外模具技術(shù)發(fā)展及目前水平 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)之一，是產(chǎn)品制造的重要工藝裝備。模具產(chǎn)品是工業(yè)制造的基礎(chǔ)，模具技術(shù)已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標志之一。用模具成型的制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜性、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所無法比擬。近十多年來，國外先進國家的模具技術(shù)水平飛速發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下幾個方面： （1）在模具設(shè)計制造已普遍應(yīng)用CAD/CAM/CAE 技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用，能極大地提高模具產(chǎn)品的設(shè)計水平、制造水平和分析測試水平。從而達到縮短生產(chǎn)周期提高產(chǎn)品質(zhì)量和精度，降低產(chǎn)品成本的目的。 （2）快速原型法和快速制模技術(shù)（RPM/RMT）已得到廣泛的應(yīng)用。RPM一項集激光、材料、信息及控制等技術(shù)于一體的先進制造技術(shù)，其突出特點就是能直接根據(jù)產(chǎn)品的CAD數(shù)據(jù)快捷地制造出具有一定結(jié)構(gòu)和功能的原型甚至產(chǎn)品，而不需要任何工裝夾具，而迭加形成三維實體。 （3）模具專業(yè)化生產(chǎn)及標準化程度高 專業(yè)化生產(chǎn)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要特征之一，國外工業(yè)先進的國家模具專業(yè)化生產(chǎn)已達75%以上。標準化是實現(xiàn)模具專業(yè)化生產(chǎn)的基本前提，能系統(tǒng)提高整個模具行業(yè)技術(shù)水平和經(jīng)濟效益的重要手段，是機械制造業(yè)向深層次發(fā)展必由之路。 （4）模具敏捷制造系統(tǒng)發(fā)展較快 目前國外先進國家的模具敏捷制造系統(tǒng)發(fā)展較快。這也是我國模具行業(yè)的近期發(fā)展目標。另外，高速銑削加工、超精加工和復(fù)合加工技術(shù)、熱流道技術(shù)等已在國外先進國家得到了很好的應(yīng)用。這些先進的技術(shù)的應(yīng)用極大的提高了這些國家模具產(chǎn)品的質(zhì)量、精度。縮短了生產(chǎn)周期，提高了經(jīng)濟效益，提高了產(chǎn)品的競爭力。盡快吸收，應(yīng)用國外先進技術(shù)，是我國模具行業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個方向。 表1 國內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較 項目 國內(nèi) 國外 注塑模型腔精度 0.02 mm～0.05mm 0.005 mm～0.01mm 型腔表面粗糙度 Ra0.20μm Ra0.01μm～0.05μm 非淬火鋼模具壽命 10萬次～30 萬次 10萬次～60 萬次 淬火鋼模具壽命 50萬次～100 萬次 160萬次～300 萬次 熱流道模具使用率 總體不足10 % 80 % 標準化程度 小于30 % 70 %～80 % 中型塑料生產(chǎn)周期 2個月～4 個月 1 個月左右 在模具行業(yè)中的占有量 25 %～30 % 30 %～40 % 1.1.3 國內(nèi)模具技術(shù)發(fā)展及目前水平 從起步到現(xiàn)在，我國模具工業(yè)經(jīng)歷了半個多世紀的發(fā)展，已有了較大的提高，與國外的差距正在進一步縮小。我國的模具工業(yè)，既存在著高速迅猛發(fā)展的良好勢頭，又存在著精度低、結(jié)構(gòu)欠合理、壽命短等一系列不足，無法滿足整個工業(yè)迅速發(fā)展的迫切要求。為了推進社會主義現(xiàn)代化建設(shè)，適應(yīng)國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的需要，模具工業(yè)面臨著進一步技術(shù)結(jié)構(gòu)調(diào)整和加速國產(chǎn)化的繁重任務(wù)。模具行業(yè)日趨大型化，精度將越來越高。10年前，精密模具的精度一般為5μｍ，現(xiàn)在已達2μｍ-3μｍ。不久，1μｍ精度的模具將上市。隨著零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度公差就要求1μｍ以下，這就要求發(fā)展超精加工。熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約制件的原材料，這項技術(shù)的應(yīng)用在國外發(fā)展很快，已十分普遍。國內(nèi)熱流道模具也已經(jīng)生產(chǎn)，有些企業(yè)已達30%左右，但總的來看，比例太低，亟待發(fā)展。隨著塑料成型工藝的不斷改進與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型工藝的模具將隨之發(fā)展[9]。模具CAD/CAM/CAE技術(shù)較廣泛地得到應(yīng)用，并開發(fā)出了自主版權(quán)的模具CAD/CAM/CAE軟件。電加工，數(shù)控加工在模具制造技術(shù)發(fā)展上發(fā)揮重要作用，部分骨干企業(yè)已開始使用這一技術(shù)。 模具標準件應(yīng)用更加廣泛，品種有所擴展。優(yōu)質(zhì)模具鋼的應(yīng)用有教大進展，但應(yīng)用面還不夠廣泛。國內(nèi)模具鋼鋼種不全，不成系列，多品種，精料化，制品化等方面尚待解決。模具標準件生產(chǎn)水平和模具標準化程度有較大提高，但總體來說標準化程度還太低，模具標準件生產(chǎn)規(guī)模還不夠大，品種有待發(fā)展，質(zhì)量有待進一步提高。所以，今后我國模具工業(yè)的發(fā)展趨勢是現(xiàn)代設(shè)計方法與工藝設(shè)計相結(jié)合，在模具的開發(fā)和制造過程中，采用數(shù)控精密高效加工設(shè)備、采用逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術(shù)等先進制造技術(shù)，模具工業(yè)向著集團化、規(guī)?；较虬l(fā)展，走出一條自主開發(fā)模具的成功之路。 1.1.4 模具技術(shù)未來的發(fā)展（研究）方向 （1）管理統(tǒng)一化、等級化 且不說國際上一些國家如何對模具產(chǎn)業(yè)進行管理，僅模具技術(shù)含量就比我國高出一籌，這是不爭的事實，造成這種局面的主要因素之一就是我國沒有重視并嚴格要求管理；同時，市場經(jīng)濟也是一個不利于產(chǎn)品質(zhì)量提高的因素，而模具產(chǎn)業(yè)就是在這種沒有管理和市場經(jīng)濟條件下淤積而成的自由模式與自然模式，所以難免有些扭曲。如果我們要想向世界高水準模具看齊，必須走改革之路。改革方案很多，適合我國國情并有利于管理、有利于模具質(zhì)量的提高即可。例如：我們可以向國外模具高水準的國家學習，進行深入了解和研究，如果他們管理模式適合我國國情的發(fā)展，則可效仿其經(jīng)驗，這樣我們會少走許多彎路。 模具企業(yè)管理統(tǒng)一化，等級化的同時，其生產(chǎn)產(chǎn)品也應(yīng)專業(yè)化、針對化，專業(yè)化、針對化是指模具企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品專業(yè)性、針對性要強，例如：某模具企業(yè)適合生產(chǎn)汽車某部位零配件，那么就專業(yè)生產(chǎn)這個部位的零配件，不再涉及其它設(shè)備的零配件生產(chǎn)， 對號入座，才能作到完美結(jié)合，完美統(tǒng)一。專業(yè)化、針對化生產(chǎn)產(chǎn)品，根據(jù)市場供需在很大程度上也受到國家調(diào)控。模具企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品專業(yè)化、針對化減少了模具設(shè)計、制造和原材料的購買費用，有利于成本的降低；長期生產(chǎn)同一種產(chǎn)品，熟練度容易提高，有利于提高生產(chǎn)效率；同時，由于專業(yè)性操作時間長，技術(shù)人員更容易積累專業(yè)知識，對模具的不良結(jié)構(gòu)容易發(fā)現(xiàn)、改進，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量。 （2）提高人才技術(shù)水平 有資料顯示：由于技術(shù)人才的缺乏及其技術(shù)水準低下，目前，我國工業(yè)產(chǎn)品合格率只有7 0 % ，不良產(chǎn)品每年帶來的經(jīng)濟損失近兩千億元。這個觸目驚心的數(shù)字反映了技術(shù)的重要性。模具行業(yè)情況更是如此，我們知道，模具生產(chǎn)出的產(chǎn)品多數(shù)是用在機器設(shè)備的首腦部位，如汽車的發(fā)動機等。一流的模具產(chǎn)品，需要一流的模具來生產(chǎn)，一流的模具質(zhì)量，需要一流的技術(shù)來制造；二戰(zhàn)后，日本、德國等國家開始重視工業(yè)的發(fā)展，同時，他們也看到工業(yè)的發(fā)展技術(shù)的重要性，他們紛紛在技術(shù)領(lǐng)域加大投資，由于重視技術(shù)，日本和德國工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量一度處在世界領(lǐng)先地位，二十世紀七、八十年代國際對工業(yè)產(chǎn)出最高質(zhì)量的口頭禪：“日本造、德國造”，它們成為標榜質(zhì)量的象征。如今，他們?nèi)允羌夹g(shù)量高水準我們也可擬定自己的管理模式，例如：對模具企業(yè)實行管理統(tǒng)一化、等級化。管理統(tǒng)一化就是國家建立專門的模具產(chǎn)業(yè)管理機構(gòu)，把模具行業(yè)統(tǒng)一管理起來，其職能包括：對模具企業(yè)的管理、模具市場的管理、模具零配件的管理、模具技術(shù)人才的管理等；等級化就是依據(jù)規(guī)模、設(shè)備狀況就是對現(xiàn)有的模具企業(yè)進行分類，從一類到三類不等，三類后，可設(shè)編外模具企業(yè)。一類模具企業(yè)為最高，主要生產(chǎn)國家最高質(zhì)量要求的高技術(shù)、高科技、高標準和高精密設(shè)備的零配件，如：飛機、航天飛機、宇宙飛船等航天設(shè)備，還有要求最高質(zhì)量的動力機器和同等質(zhì)量的加工機械。二類模具企業(yè)主要生產(chǎn)較次之一類企業(yè)水準的機械零配件，如：汽車、航海設(shè)備和具有相同質(zhì)量要求的動力機及加工機械設(shè)備。三類模具企業(yè)主要生產(chǎn)有一定精度、一定質(zhì)量要求的機器零配件，如電器、普通機動車等，編外模具企業(yè)主要生產(chǎn)質(zhì)量要求不高的日常消費動力、非動力設(shè)備的零配件，主要對準大眾消費市場小商品等，一、二、三類模具企業(yè)根據(jù)實力和規(guī)模無論是國企或私企都可入選，入選后，根據(jù)國情按國家調(diào)配生產(chǎn)，對設(shè)備有欠缺的國家應(yīng)給予扶持。實行管理統(tǒng)一化、等級化有利于模具的研究和研討會的開展；有利于相關(guān)管理制度的制定與實施，有利于模具標準化、國際化，并很好的與國際模具市場接軌，有利于技術(shù)人才的培養(yǎng)和調(diào)配，有利于質(zhì)量的提高。的領(lǐng)跑者，他們的工業(yè)產(chǎn)品出口世界各地，成為工業(yè)與經(jīng)濟發(fā)展的支點，這些無不說明技術(shù)的重要性。要想加強我國技術(shù)人才隊伍，提高技術(shù)人才技術(shù)含量，首先要求國家重視技術(shù)人才。加大對技術(shù)領(lǐng)域建設(shè)和技術(shù)人才的投資力度，增開高質(zhì)量的模具技術(shù)人才培訓機構(gòu)，加大、加深對技術(shù)人才的培養(yǎng)和再深造。提高技術(shù)人才的社會地位、經(jīng)濟地位、福利待遇。 第2章 課題任務(wù)要求 本課題是長套管注塑模的設(shè)計。要求完成其CAD三維造型設(shè)計。長套管注塑模要求一模兩腔，并能自動脫模，實現(xiàn)自動化。完成該注塑模具裝配圖設(shè)計，全部零件圖紙設(shè)計，模具成型零件CAD三維造型設(shè)計，以及模具全部零件以及模具裝配的三維設(shè)計。 3 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第3章 長套管的詳細設(shè)計 3.1 材料的成型特性 3.1.1 塑料件的工藝性分析 本課題是對長套管的注塑模設(shè)計。首先對實體長套管進行測繪，并對塑件的使用性能和結(jié)構(gòu)要求有一個基本的了解。分析塑件的結(jié)構(gòu)是否滿足塑件結(jié)構(gòu)的工藝性能。圖1所示為長套管零件圖。 圖1 長套管零件圖 3.1.2 長套管材料的選擇 （1）塑料的性能 塑料材料的相對密度在0.83 ～ 2.2范圍內(nèi)，在眾多的材料中只比木材的相對密度稍高。且在各種的材料中，塑料材料具有最高的比強度，甚至比特種合金鋁還要高。塑料還具有很好的絕緣性、防震、隔熱、隔音性能。耐腐蝕性很高，其耐腐蝕性僅次于玻璃及陶瓷材料。且塑料材料具有優(yōu)異的加工性能。 （2）塑料材料的選擇 長套管選擇的材料為PA66（聚酰胺66或尼龍66）。PA66是半透明或不透明乳白色結(jié)晶形聚合物，具有可塑性。能耐酸、堿、大多數(shù)無機鹽水溶液、鹵代烷、酯類、烴類、酮類等腐蝕。因其機械強度較高且具有優(yōu)良的耐磨性、自潤滑性，故廣泛應(yīng)用于需要有抗沖擊性和高強度要求的產(chǎn)品。 3.2 方案分析與設(shè)計 長套管具有通孔，需有型芯，且上面小下面大，不均勻。成型模具還需采用分型等成型結(jié)構(gòu)。下面對模具結(jié)構(gòu)方案進行分析論證。 方案1 本方案采用PLC控制電動機，在分型時電動機轉(zhuǎn)動帶動齒輪使型芯松動，使塑件自行掉落。但考慮到塑件精度等問題，本方案存在缺陷。 方案2： 該制品為長管，需要很長距離抽芯，而該模具則較巧妙地采用了先由斜拉桿做短距離抽芯，然后由彈簧將滑塊和制品同時彈移使制品自行掉落的方式，從而使模具結(jié)構(gòu)較為簡化。 綜合考慮各方面的因素，方案2能更好的完成長套管塑件注塑成型，所以本次設(shè)計采用方案2. 3.3 塑料注塑成型機的選擇 3.3.1 注塑成型機類型與結(jié)構(gòu) 注塑機按結(jié)構(gòu)形式可分為幾種類型： （1）臥式注塑機：它的注射裝置軸線與鎖模機構(gòu)軸線呈一條直線并水平排列。 優(yōu)點：機身較低，利于操作和加料，可實現(xiàn)全自動操作，機床因重心低而穩(wěn)定。 缺點：模具裝拆與嵌件安放都比較麻煩，機床占地面積較大。 （2）立式注塑機：它的注射裝置垂直裝設(shè)，并與鎖模機構(gòu)移動方向成一條軸線。 優(yōu)點：占地面積小，拆裝模具方便，易于安放嵌件等。 缺點：塑件推出后需由人工取出，不易實現(xiàn)全自動操作。 （3）直角式注塑機：其注射裝置軸線與鎖模機構(gòu)軸線相互正交垂直。 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，便于自制，適于一模僅成型一件，而中心部位不留有澆口痕跡，適用于帶有自動回轉(zhuǎn)脫螺紋機構(gòu)的模具。 缺點：占地面積介于立式和臥式兩者之間，注射量的提高也受到限制。 塑料注射機不論任何形式，均有以下主要裝置組成：注射裝置；合模機構(gòu)；頂出裝置；機械和液壓傳動及電氣控制系統(tǒng)。 工作前，模具分別安裝在定模及動模上，由鎖模裝置合模并鎖緊。塑料加入料筒，加熱、塑化并將熔融的塑料注入模具中，在模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的冷卻作用下塑件成型冷卻固化，由鎖模機構(gòu)開鎖，由頂出裝置頂出塑件。 3.3.2 注射機的選擇及計算 （1）注射容量 注射容量是選擇注射機的重要參數(shù)，它在一定的程度上注射機的注射能力，標志著注射機成型最大體積的塑料制品。 確定了單個塑件的體積(質(zhì)量)和?？讛?shù)量就可以大體計算出多模塑件的總體積，再加上澆注系統(tǒng)中主流道、分流道、澆口、冷料穴的體積，即是一模塑料的總體積Vm。 ≤0.8 式中——成型零件與澆注系統(tǒng)體積總和，cm3； ——注射機最大注射容量,cm3； 通過PROE軟件計算出單個零件的體積為5.1cm3 ，澆注系統(tǒng)體積為2.8cm3。 估算：=2×5.1+2.8=13cm3 （2）最大成型面積 最大成型面積是指塑料在模具分型面上所允許成型的最大投影面積，也就是說在模具成型時，布局在模具成型面上的塑件機澆注系統(tǒng)的總投影面積S，只有小于這個數(shù)據(jù)時才能正常可靠的注射。 =2×2×3.14×3=37.68cm2 （3）模具的閉合高度 注射機動壓板的最大行程和壓板間最大和最小間距是一個固定的參數(shù)。它決定著所能安裝的模具的閉合高度。對于所用的注射機來說，注射模的閉合高度必須符合下列的要求： ＜ ＜ 式中 ——注射機允許的最小高度 ——注射模的實際閉合高度 ——注射機允許的最小高度 =20+15+65+40+40+15+25+20=240mm （4）模體的截面尺寸 可安裝的注射模外形最大尺寸取決于注射機的壓板尺寸和拉桿的空間距，因此注射模具的最長的邊不應(yīng)超過壓板尺寸，而模具的最短邊應(yīng)小于拉桿空間距，才能將注射模裝入注射機，并應(yīng)留有固定模體的壓緊空間。同時，注射模動、定模上的緊固螺栓孔，也應(yīng)與注射機壓板上的標準孔一致。 （5）模具的頂出 注射機的頂出裝置通常有中心桿頂出、兩側(cè)頂桿頂出以及液壓頂出幾種形式。 應(yīng)在動模板與注射機頂出位置相對的位置上，設(shè)置稍大于注射機頂桿的通孔，，以便于注射機頂桿通過。 （6）定位環(huán)與澆口套 定位環(huán)是將定模部分裝入注射機壓板的定位對中裝置，應(yīng)與注射機的定位孔采取動配合的連接方式，以保證模具體對中。 圖2 定位圈 圖3 澆口套 圖4 模架型號 綜合考慮以上條件，模架選擇A1型200型號。 3.4 注射模具分型面的選擇 3.4.1 分型面的基本形式 分型面的形式由塑料的具體情況而定，但大體上分型面的形狀有平面式分型面、斜面式分型面、階梯面式分型面和曲面式分型面。 3.4.2 分型面選擇的基本原則 選擇分型面的基本原則：a)盡量使塑件在開模后留動、下模邊；b)保證塑件外觀和質(zhì)量要求；c)要確保塑件的精度要求；d)便于實現(xiàn)側(cè)向分型抽芯動作；e)分型面有利于排氣；f)有利于塑件脫模；g)考慮溢邊對塑件的影響；h)考慮對設(shè)備合模力的要求；i)考慮脫模斜度的影響。 3.4.3 分型面的選擇 由于長套管的上面有一個圓形小孔，采用最普遍的直導柱側(cè)抽芯注塑模。根據(jù)對長套管模型的觀察和分型面選擇的基本原則?，F(xiàn)選擇以軸心為基準平行的平面為分型面。 圖5 分型面選擇圖 3.5 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計在方案和詳細設(shè)計計算的基礎(chǔ)上采用三維CAD系統(tǒng)進行具體設(shè)計。目前的CAD軟件很多，如工程圖設(shè)計普遍采用的二唯AutoCAD，功能強大的三唯設(shè)計加工軟件UG、Pro/Engineer等，還有易學易用的CAXA等。由于實際時間限制，設(shè)計中采用了PROE作為設(shè)計工具。設(shè)計采用自上而下、上下結(jié)合的設(shè)計方法。首先根據(jù)模具結(jié)構(gòu)方案進行各主要零件的三唯造型和設(shè)計，然后進行裝配體裝配設(shè)計，在裝配設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)的干涉碰撞等結(jié)構(gòu)問題再進行修改，最后完善零件的設(shè)計。 3.6 注射模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計 3.6.1 注射模具澆注系統(tǒng)的組成及其設(shè)計原則 注射模具的澆注系統(tǒng)由主流道， 分流道，澆口，冷卻穴等部分組成.主流道：從注塑機噴嘴與模具接觸位起，到分流道為止的這一段流道。作用是負責將塑料熔體輸往分流道。分流道：介于主流道和澆口之間的一段流道，它開設(shè)在分型面上。作用是將主流道送來的塑料分配后，輸往各個澆口。澆口：連接分流道與型腔之間的一段細短通道。冷卻穴：一般在主流道的末端設(shè)置，以裝納冷卻頭。在注射模具設(shè)計中對澆注系統(tǒng)進行合理的布局和形式的選擇是一個重要的環(huán)節(jié)。在設(shè)計注射模具的澆注系統(tǒng)時應(yīng)注意以下幾項原則： （1）確保塑料充滿整個型腔； （2）保證塑料熔體流動平穩(wěn)； （3）應(yīng)盡量減短流程； （4）流道表壁的粗糙度要低； （5）防止制品變形和翹曲； （6）防止型芯變形和嵌件位移； （7）去除澆口應(yīng)盡量方便，且不影響制品質(zhì)量； （8）合理設(shè)計冷卻穴。 3.6.2 注射模具主流道的設(shè)計 主流道是從注塑機噴嘴與模具接觸位起，到分流道為止的這一段流道。作用是負責將塑料熔體輸往分流道。主流道常設(shè)在模具的中心位置，模腔內(nèi)的塑料就以模具的中心進行對稱平衡布局。由于主流道與注射機反復(fù)接觸、碰撞，一般都不將主流道直接開在定模板上，而是將其單獨設(shè)在一個襯套中，然后將襯套鑲?cè)肽０鍍?nèi)，此襯套稱為澆口套。 （1）主流道的設(shè)計原則： （a）主流道進口端與噴嘴頭部接觸處應(yīng)做成球面凹坑。通常主流道進口端凹坑的球面半徑Sr要比噴嘴球面半徑Sr大1mm ～ 2mm,凹入深度約5mm，為了補償主流道與噴嘴的對中誤差，主流道進口端的直徑D應(yīng)比噴嘴出口直徑d大0.5mm～ 1mm； （b）主流道的錐角取2°～ 4°，對流性差的塑料可增加大到 6°左右； （c）主流道表壁的表面粗糙度取Ra 0.8 ～ Ra 0.4； （d）主流道出口端應(yīng)與分流道之間呈圓滑過渡，過渡角R為0.3mm ～ 3mm； （e）澆口套與安裝孔應(yīng)為過渡配合； （d）主流道出口端應(yīng)與分流道之間呈圓滑過渡，過渡角R為0.3mm ～ 3mm； （e）澆口套與安裝孔應(yīng)為過渡配合； 圖6 主流道圖 （f）澆口套與定模板之間的連接力必須足夠； （g）采用定位圈定位法.定位圈與定位孔的配合長度：中小型模具8 mm～10mm,大型模具15mm左右。 （2）澆口套的設(shè)計 注射機XS-X-60的噴嘴球半徑為12 mm，噴嘴孔徑為4 mm.所以要使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c注射機噴嘴的端凸球面接觸良好，凸球面半徑取13 mm，圓錐孔的小端直徑則大于噴嘴口內(nèi)徑，取5.5 mm。 圖7 澆口套 3.6.3 注射模具分流道的設(shè)計 分流道是介于主流道和澆口之間的一段流道，它開設(shè)在分型面上。作用是將主流道送來的塑料分配后，輸往各個澆口。 （1）分流道的設(shè)計要點 （a）制品的體積和壁厚，分流道的截面厚度要大于制品的壁厚； （b）成型樹脂的流動性，對于含有玻璃纖維等流動性較差的樹脂, 分流道截面要大一些； （c）分流道方向改變的拐角處, 應(yīng)適當設(shè)置冷料穴； （d）使塑件和澆道在分型面上的投影面積的幾何中心與鎖模力的中心重合； （e）保證熔體迅速而均勻地充滿型腔； （f）分流道的尺寸盡可能短，容易盡可能小； （g）分流道要便于加工及刀具的選擇； （h）分流道每一節(jié)流道要比下一節(jié)流道大； （2）分流道的設(shè)計 長套管的注射模要求一模兩腔，在布局上選擇平衡式分流道。所謂平衡式布置就是將通往各個型腔的分流道的斷面形狀、大小及分流道長度都取作一致以保證各個型腔同時均勻進料，同時注射完畢。分流道的截面形狀選擇半圓形截面，它的效率比圓形稍差，但加工起來比圓形截面要簡單。 3.6.4 注射模具澆口的設(shè)計 澆口是連接分流道和型腔的橋梁，是澆注系統(tǒng)的終端。一般這段很短的通道截面積很小，這樣可以增加物料的充模流速，產(chǎn)生摩擦熱或增大剪切速率來提高流動性，控制澆口封閉時間，降低模塑周期，易于平衡各型腔的進料速度，尤其是使平衡式分流道達到各澆口同時進料，容易與塑件斷離，因此它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。 （1）澆口的基本類型 （a）直接澆口 直接澆口是熔融塑料從直流道直接注入型腔的最普通的澆口，又稱主流道型澆口，廣泛應(yīng)用于單型腔模具。 （b）側(cè)澆口 側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，由塑件側(cè)面進料。廣泛使用于一模多腔，適用于成型各種形狀的塑件，澆口去除方便。 圖8 側(cè)澆口 （c）扇形澆口 扇形澆口是矩形側(cè)澆口的一種變異形式。它能使塑料充模時橫向得到更均勻的分配，降低制品的內(nèi)應(yīng)力和帶入空氣的可能性。常用來成型寬度較大的薄片狀制品。 （d）點澆口 點澆口是一種斷面尺寸很小的澆口。它能自行切斷，無需修剪澆口，生產(chǎn)效率高。單腔模多腔模均適用。斷離后的點澆口凝料可以由手工取出或靠點澆口自動脫落機構(gòu)脫模。 （e）潛伏式澆口 澆口位置一般選擇在制品側(cè)面不影響外觀的地方，開模時澆口自動切斷。 （2）澆口的選擇 本模具要求一模兩腔，因此選擇點澆口，可以大大的縮短冷卻時間，縮短成型周期。易于去除澆注系統(tǒng)的凝料而不影響塑件的外觀。澆口位置在分型面上，澆口截面位置簡單，容易加工，且注射效率高。 3.6.5 冷料穴和鉤料脫模裝置 料穴設(shè)置在主流道的末端。它的作用是用來存儲注射間歇期間，噴嘴前端由散熱造成溫度降低而產(chǎn)生的冷料。在注射時，如果它們進入流道，將堵塞流道并緩慢流速度。進入型腔，將在塑件上出現(xiàn)冷疤或冷斑。 推板式鉤料裝置由冷料穴、鉤料桿組成，鉤料桿安裝在型芯固定板上，不與頂出機構(gòu)聯(lián)動。 3.7 塑料注射模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 3.7.1 塑料注射模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要性 模具溫度是否合理直接關(guān)系到成型塑件的尺寸精度、表觀及內(nèi)在質(zhì)量，以及塑件的生產(chǎn)效率，因此是模具設(shè)計中的一項重要工作。 塑料品種不同則對于模具的溫度要求也不同?？傄笫牵鼓＞邷囟冗_到適宜制品成型的工藝條件要求，能通過控溫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，使模腔各個部位上的溫度基本相同；在較長時間內(nèi)，即在生產(chǎn)過程中的每個成型周期中，模具溫度應(yīng)均衡一致。 3.7.2 塑料注射模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則 （1）合理確定冷卻水道與型腔表壁的距離； （2）合理地進行冷卻水道總體布局； （3）應(yīng)加強澆口處的冷卻； （4）控制冷卻水入口處的溫度差盡量?。? （5）應(yīng)使冷卻水道中的水呈湍流狀態(tài)流動； （6）考慮和利用模具材料的導熱性； 3.7.3 過濾網(wǎng)注射模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計 根據(jù)塑料制品形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回路可分為直通式、圓周式、多級式、螺旋線式、噴射式、隔板式等，同時還可以互相配合，構(gòu)成各種冷卻回路。其基本形式有六種，由于過濾網(wǎng)為薄壁零件，且零件體積不是很大，所以熱傳遞的熱量也不是很大，這里選用的是簡單流道式。 3.8 注射模具成型零件和模體的設(shè)計 3.8.1 注射模具型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1）型腔的結(jié)構(gòu)形式： （a）整體式 型腔由整塊材料構(gòu)成，牢固、不易變形、塑件質(zhì)量好。適用于形狀簡單或形狀復(fù)雜但型腔可用電火花和數(shù)控加工的中小型塑件。 （b）整體嵌入式 型腔由整塊金屬材料加工成并鑲?cè)肽Ｌ字校颓怀叽缧?，凹模鑲件外形多為旋轉(zhuǎn)體，更換方便，適用于塑件尺寸較小的多型腔模具。 （c）局部鑲嵌式 將型腔中易磨損的部位做成鑲件嵌入模體中，使得易磨損鑲件部分易加工易更換。 長套管的型腔部分不是很復(fù)雜，只有一個型芯。這里選用整體鑲?cè)胧叫颓弧? 3.8.2 注射模具型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 型芯的結(jié)構(gòu)形式大體有：整體式；整體組合式；局部組合式；完全組合式。 本模具選擇的是整體組合式。整體組合式就是將主體型芯鑲嵌在模板上面固定而成。它加工簡單，易修復(fù)更換，也有很高的強度和剛度。 3.8.3 注射模具成型零件的尺寸確定 （1）型腔尺寸計算 型腔的各部分尺寸一般都是趨于增大尺寸，因此應(yīng)選擇塑件公差△的1/2，取負偏差，再加上-1/4△的磨損量，而型芯深度則再加上-1/6△的磨損量，這樣的型腔的計算尺寸的表達如下。 （a）型腔的徑向尺寸的計算式： = （3.1） 式中——型腔的最小基本尺寸； ——塑件的最大基本尺寸； ——塑件的平均收縮率，S=0.005； ——塑件的公差，取7級精度； ——模具制造公差，按1/4△選取。 型腔徑向尺寸：12.05 15.0705 18.095 21.1475 25.1875 19.1125 22.165 根據(jù)（3.1）式計算各型腔的各徑向尺寸： （b）型腔的深度尺寸的計算公式： （3.2） 式中——型腔深度的最小尺寸； ——塑件的最大基本尺寸； 其余符號與（3.1）相同。 根據(jù)（3.2）式計算得型腔的各深度尺寸： 4.9475 2.9325 252.32785 （c）型芯尺寸計算 型芯的各部分尺寸除特殊情況以外都是趨于縮小尺寸，因此應(yīng)選擇塑件公差的1/2，取正偏差，再加上+1/4的磨損量，而型芯高度則加上+1/6的磨損量。型芯的計算尺寸表達如下。 （d）型芯的徑向尺寸的計算式： （3.3） 式中——型芯的最大基本尺寸 ——塑件的最小基本尺寸 其余符號與（3.1）相同。 型芯徑向尺寸：10.285 16.4 根據(jù)（3.3）式計算得型芯的各徑向尺寸： （e）型芯的高度尺寸計算： （3.4） 式中——型芯高度的最大尺寸; ——型芯內(nèi)形深度的最小尺寸； 其余符號與（3.1）相同。 根據(jù)（3.4）式計算得型芯的各高度尺寸：275.975 以上這些繁瑣的計算，在利用PROE軟件進行設(shè)計時全部自動進行，這也就是利用PROE軟件能夠真正實行并行設(shè)計的好處。 3.9 注射模具側(cè)抽芯機構(gòu)的設(shè)計 3.9.1 注射模具的側(cè)抽型機構(gòu)類型 側(cè)抽芯機構(gòu)的分類，按其抽芯動力來源，注射模側(cè)抽芯機構(gòu)主要分為手動抽芯、機動抽芯和液壓抽芯三大類。 （1）手動抽芯機構(gòu):側(cè)抽芯和側(cè)向分型的動作由人工來實現(xiàn)，模具結(jié)構(gòu)簡單，制模容易，但生產(chǎn)效率低，不能自動化生產(chǎn)，工人勞動強度大，故在抽拔力較大的場合下不能采用。 （2）機動抽芯機構(gòu)：它的抽芯方法是在開模時依靠注射機的開模力，通過抽芯機構(gòu)機械零件的傳動比使其改變移動方向，將活動的側(cè)型芯抽出。機動側(cè)抽芯機構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，增加了制模難度和模具成本，但由于注射成型效率較高，減輕了工人的勞動強度，操作方便，動作可靠，抽芯力大，容易實現(xiàn)注射成型的自動化等優(yōu)點，目前已成為主要采用的側(cè)抽芯機構(gòu)。機動側(cè)抽芯機構(gòu)根據(jù)抽芯方式機機械結(jié)構(gòu)的不同，又分為斜導柱式抽芯機構(gòu)、彎拉桿式抽芯機構(gòu)、斜滑板式抽芯機構(gòu)、頂出式抽芯機構(gòu)機齒輪式機構(gòu)等等。 （3）液壓或氣動側(cè)抽芯機構(gòu)：它是依靠液壓系統(tǒng)或氣動裝置為動力，抽出活動的側(cè)抽芯的。液壓或氣動的側(cè)抽芯機構(gòu)傳動平穩(wěn)，抽芯距和抽芯力較大，其抽芯動作不受開模時間的限制，尤其當側(cè)抽芯距很大，用其它方法很難滿足抽芯要求時，采用液壓抽芯較為理想，但是這種側(cè)抽芯機構(gòu)要配合整套的液壓氣動裝置，故經(jīng)濟成本較高，使它的適用范圍受到了限制，一般應(yīng)用較少。 過濾網(wǎng)注射模選擇機動抽芯中的斜導柱式抽芯機構(gòu)。 3.9.2 注射模具的斜導柱側(cè)抽芯機構(gòu)設(shè)計 斜導柱是斜導柱側(cè)抽芯機構(gòu)的重要零件。設(shè)計斜導柱主要包括斜導柱的結(jié)構(gòu)形式和安裝形式、斜導柱的工作直徑、抽拔角的選擇、斜導柱的長度的確定以及斜導柱的加工精度、選用材質(zhì)及其熱處理等等。 （1）斜導柱傾斜角α 斜導柱的傾斜角是決定其抽芯工作效果的重要工作。傾斜角的大小關(guān)系到斜導柱的彎曲力和實際達到的抽拔力，也關(guān)系到斜導柱有效工作長度、抽芯距和開模行程。計算公式為 (3.5) 式中——斜導柱的抽拔角 ——抽芯距,=5 mm H——斜導柱完成抽芯距所需的開模具行程,H=95 mm 根據(jù)(3.5)式計算： =16.47°， 取=17° （2）圓柱形斜導柱總長度的計算 斜導柱的總長度取決于抽芯距、斜導柱直徑和傾斜角。 圓柱形斜導柱總長度的計算式： mm (3.6) 式中——斜導柱長度 ——斜導柱工作部分直徑 ——-抽芯距 ——斜導柱抽拔角 根據(jù)(3.6)式計算L =77.13 mm, 取=78 mm 斜導柱結(jié)構(gòu)如圖9所示。 圖9 斜導柱圖 3.10 注射模具的頂出機構(gòu)的設(shè)計 3.10.1 注射模具的頂出機構(gòu) （1）推出機構(gòu)設(shè)計原則： （a）結(jié)構(gòu)可靠； （b）保證塑件推出時不變形不損壞； （c）推出位置盡量選在塑件內(nèi)側(cè),保證塑件外觀良好； （d）盡量使塑件留于動模一側(cè)； （e）把塑件推出模具10mm左右；如果脫模斜度較大時可以頂出塑件深度的2/3就可以了； （f）盡量選在垂直壁厚的下方，可以獲得較大的頂出力； （g）每一副模具的頂桿直徑最好是加工成直徑相同的，使加工容易； （h）圓推桿的頂部不是平面時要防轉(zhuǎn)； 3.10.2 推桿推出機構(gòu) 推桿推出的優(yōu)點：推桿加工簡單、更換方便、推出效果好，合模時，推桿靠復(fù)位桿的帶動作用同時復(fù)位。 在該模具設(shè)計中考慮到可出面大，腔型較簡單，故采用了推桿推出。 圖10 標準推桿 第4章 典型零件加工工藝設(shè)計 第4章 典型零件加工工藝設(shè)計 寧波大紅鷹學院 工 藝卡 第 1頁 共 1頁 產(chǎn)品型號 定模座板 零（組）件號 定模座板 零（組）件名稱 定模座板 材 料 45鋼板 毛坯種類 型材 工序號 工 序 名 稱 機 床 夾 具 備注 機床類別 型 號 0 開 料 鋸 床 J305 床夾具 5 銑四周輪廓 銑床 X6132 銑床夾具 10 銑上平面 銑床 X6132 銑床夾具 15 銑底面 銑床 X6132 銑床夾具 20 鉆上平面各孔 鉆床 Z51 鉆床夾具 25 鉗工修整 30 檢驗 35 40 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 結(jié)束語 通過此畢業(yè)設(shè)計，掌握了模具設(shè)計的方法和步驟，并結(jié)合具體的零件進行了具體的設(shè)計工作，包括確定型腔的數(shù)目、選擇分型面、確定澆注系統(tǒng)、脫模方式、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計、注射模成型零件尺寸的計算等。 畢業(yè)設(shè)計從測繪塑件圖紙，到完成PROE造型設(shè)計；完成塑件注射模具方案設(shè)計和相關(guān)設(shè)計計算；模具成型零件PROE造型設(shè)計；最后完成模具加工，掌握了完整的工程設(shè)計過程，工程設(shè)計應(yīng)用能力得到了鍛煉和提高。 完成注射模具的制造工藝設(shè)計，但由于缺乏實際工作經(jīng)驗，在這些設(shè)計過程中也遇到了很多困難，但在指導老師的指導下，問題都迎刃而解。 在設(shè)計期間，我學習并運用PROE對長套管及注射模的所有零件進行了造型設(shè)計和對所有零件進行裝配設(shè)計。提高了我對PROE的運用能力和計算機的應(yīng)用能力，為以后我的工作奠定了基礎(chǔ)。 總之，通過本次畢業(yè)設(shè)計，加強了我對各項知識的學習深度，更培養(yǎng)了分析問題和解決問題的能力，教會我怎樣才能按步驟有條不紊地進行工作。這些為我走上工作崗位奠定了堅實的基礎(chǔ)。 致 謝 論文從開題、具體設(shè)計、論文的撰寫，均得到了老師、同學和朋友的大力支持。 特別感謝老師對我的指導。他們在繁忙的教學工作期間，對我的畢業(yè)設(shè)計付出了大量的心血，多次給我提出深刻而具有指導性的意見。正是有了他們對我時時刻刻的指導，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生有了完成畢業(yè)設(shè)計的知識與能力儲備，奠定了我的理論與實踐基礎(chǔ)。 參考文獻 [1] 羅繼相. 淺析我國模具行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢和對策[J]. 模具技術(shù), 2001. 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