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河南機電高等?？茖W(xué)校 03屆模具設(shè)計與制造專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計說明書
支承盤注塑模具設(shè)計
緒 論
塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。近年來，人們對各種設(shè)備和用品輕量化要求越來越高，這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場。塑料制品要發(fā)展，必然要求塑料模具隨之發(fā)展。汽車、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料、電子通信等塑料制品主要用戶行業(yè)近年來都高位運行，發(fā)展迅速，塑料模具也快速發(fā)展。2000年，我國（未包括港澳臺統(tǒng)計，下同）塑料模具產(chǎn)值約100億元，2004年已發(fā)展到212億元，4年平均增長率為21%，高于模具行業(yè)總體發(fā)展速度近4個百分點。
1.塑料模具市場情況
我國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大發(fā)展，但與國民經(jīng)濟發(fā)展需求和世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍大量進口。在總量供不應(yīng)求的同時，一些低檔塑料模具已供過于求，市場競爭激烈；一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有一些趨向于供過于求。
2.塑料模具水平及發(fā)展趨向
近年來，我國塑料模具水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50t以上的注塑模，精密塑料模的精度已可達(dá)到3μm，制件精度為0.5μm的小模數(shù)齒輪模具及達(dá)到高光學(xué)要求的車燈模具等也已能生產(chǎn)，多腔塑料模已能生產(chǎn)一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產(chǎn)4m/min以上擠出速度的高速塑料異型材擠出模及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在生產(chǎn)手段上，模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率已有較大提高，CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用面已大為擴大，高速加工及RP/RT等先進技術(shù)的采用已越來越多。模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率及模具商品化率都已有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。三資企業(yè)蓬勃發(fā)展進一步促進了塑料模具設(shè)計制造水平及企業(yè)管理水平的提高。
經(jīng)過近幾年的發(fā)展，在塑料模具的開發(fā)、結(jié)構(gòu)和企業(yè)管理等方面已顯示出了一些新的趨向，現(xiàn)綜合如下：
（1）模具的質(zhì)量、周期、價格、服務(wù)四要素中，已有越來越多的用戶將周期放在首位，要求模具盡快交貨，這已成為一種趨勢。為滿足用戶的這一要求，各方面的工作必須跟上。
（2）大力提高開發(fā)能力，將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開發(fā)中去，甚至在尚無明確的用戶對象之前進行開發(fā)（這需要在有較大把握和敢冒一定風(fēng)險的情況下進行），變被動為主動。目前，電視機和顯示器外殼、空調(diào)器外殼、摩托車塑件等已經(jīng)采用這種方法，手機和電話機模具開發(fā)也已開始嘗試。這種做法打破了長期以來模具廠只能等有了合同，才能根據(jù)用戶要求進行模具設(shè)計的被動局面。事實證明，這種做法不但使模具廠變被動為主動，而且對開發(fā)業(yè)務(wù)和縮短模具生產(chǎn)周期也十分有利，受到用戶的歡迎。青島海爾模具公司等企業(yè)的“你給我一個概念，我還你一個產(chǎn)品”的一站式服務(wù)模式及太倉求精模塑公司和浙江陶氏模具集團有限公司等企業(yè)主動開發(fā)的辦法已被越來越多企業(yè)所接受，這可能也是今后發(fā)展的一種趨向。
（3）隨著模具企業(yè)設(shè)計和加工水平的提高，過去以鉗工為核心，大量依靠技藝的現(xiàn)象已有了很大變化。在某種意義上說：“模具是一種工藝品”的概念已逐漸被“模具是一種高新技術(shù)工業(yè)產(chǎn)品”所替代，模具“上下模單配成套”的概念正在被“只裝不配”的概念所替代。模具正從長期以來主要依靠技藝而變?yōu)榻窈笾饕揽考夹g(shù)。這不但是一種生產(chǎn)手段的改變，也是一種生產(chǎn)方式的改變，更是一種觀念的改變。這一趨向使得模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高，模具精度越來越高，生產(chǎn)周期越來越短，鉗工比例越來越低，最終促使整個模具工業(yè)水平不斷提高，正在被社會所接受。我國模具行業(yè)，目前已有4個國家級高新技術(shù)企業(yè)，近百個省市級高新技術(shù)企業(yè)。與此趨向相適應(yīng)，生產(chǎn)模具的主要骨干力量從技藝型人才逐漸變?yōu)榧夹g(shù)型人才是十分必要的。當(dāng)然，目前及相當(dāng)長一段時間內(nèi)，技藝型人才仍是十分重要的，因為模具畢竟難以完全擺脫對技藝的依靠。
（4）模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化方面迅速發(fā)展，這也是一種趨向。21世紀(jì)，信息越來越多，信息技術(shù)越來越先進發(fā)達(dá)，信息已與人們的生產(chǎn)和生活休戚相關(guān)。在目前的信息社會中，高水平的模具，現(xiàn)代模具企業(yè)，單單只是CAD/CAM的應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前許多企業(yè)已經(jīng)采用的CAE、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP等技術(shù)及其他許多先進制造技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都是信息化的表現(xiàn)。向信息化方向發(fā)展這一趨向已被行業(yè)所共認(rèn)。
（5）隨著人類社會的不斷進步，模具必然會向著更廣泛的領(lǐng)域和更高水平發(fā)展?，F(xiàn)在，能把握機遇，開拓市場，不斷發(fā)現(xiàn)新的增長點的模具企業(yè)和能生產(chǎn)高技術(shù)含量模具的企業(yè)日子普遍好過，任務(wù)忙不過來，利潤水平和職工收入都很好，日子紅紅火火。因此，模具企業(yè)應(yīng)把握這個趨向，使自己生產(chǎn)的模具向高水平發(fā)展，不斷提高自己的綜合素質(zhì)和整體實力及進入國際市場的競爭力。
（6）世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具正加速向我國轉(zhuǎn)移，其表現(xiàn)形式：一是遷廠，二是投資，三是采購。這一趨向雖然并非近幾年才有，但近幾年更加明顯。我們應(yīng)抓住機遇，加快發(fā)展步伐。
3.存在的主要問題
我國塑料模具行業(yè)與其發(fā)展需要和國外先進水平相比，主要存在6個方面的問題。
（1）發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。雖然個別企業(yè)的產(chǎn)品已達(dá)到相當(dāng)高的水平，個別企業(yè)的部分產(chǎn)品已達(dá)到或接近國際水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標(biāo)與國外先進水平相比尚有較大差距。包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理在內(nèi)的總體水平與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比尚有10年以上的差距。
（2）工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造，工藝裝備水平已比較先進，有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國外，但大部分企業(yè)工藝裝備仍比較落后。更主要的是我們的企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力差，難以整合或調(diào)動社會資源為我所用，從而就難以承接比較大的項目。
（3）大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱。一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少，更重要的是觀念落后，對開發(fā)不夠重視。模具企業(yè)不但要重視模具開發(fā)，而且要重視產(chǎn)品開發(fā)。
（4）管理落后更甚于技術(shù)落后。技術(shù)落后往往容易看到，管理落后有時卻難以意識到。國內(nèi)外模具企業(yè)管理上的差距十分明顯，管理的差距所帶來的問題往往比技術(shù)上的差距更為嚴(yán)重。同一個企業(yè)，設(shè)備不變，人員不變，管理一變，立竿見影，這樣的例子并不少見。
（5）供需矛盾一時還難以解決。2004年，國產(chǎn)塑料模具國內(nèi)市場滿足率不足74%，其中大型、精密、長壽命模具滿足率還要低，估計不足60%。同時，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具正在加速向我國轉(zhuǎn)移，國際采購越來越多，國際市場前景很好。市場需求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展一時還難以跟上，供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時間。
（6）體制和人才問題的解決尚待時日。在社會主義市場經(jīng)濟中，競爭性行業(yè)，特別是像模具這樣依賴于特殊用戶，需單件生產(chǎn)的行業(yè)，國有和集體所有制原來的體制和經(jīng)營機制已越來越顯得不適應(yīng)。人才的數(shù)量和素質(zhì)水平也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。雖然各地都在努力解決這兩個問題，但要得到較好解決尚待時日。
展望未來，由于國際、國內(nèi)宏觀環(huán)境良好，國內(nèi)塑料模具各主要用戶行業(yè)仍將以較快速度發(fā)展，塑料模具也必將持續(xù)高速發(fā)展。目前存在的主要問題通過國內(nèi)外交流與合作。全行業(yè)的共同努力和各方面的支持，不久的將來，定會得到較好的解決。
4.發(fā)展展望
在信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的今天，我們既要看到成績，又要重視落后，要抓住機遇，采取措施，在經(jīng)濟全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，把自己帶入到國際市場中去，促進我國整個模具行業(yè)的快速發(fā)展。
隨著市場的發(fā)展，塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會不斷發(fā)展，因此對模具的要求也一定會越來越高。為了滿足市場的需要，未來的塑料模具無論是品種、結(jié)構(gòu)、性能還是加工技術(shù)都必將會有較快發(fā)展，而且這種發(fā)展必須跟上時代發(fā)展步伐。展望未來，下列幾方面發(fā)展趨勢預(yù)計會在行業(yè)中得到較快應(yīng)用和推廣。當(dāng)然，這是需要開拓、創(chuàng)新和做出艱苦努力的。
（1)超大型、超精密、長壽命、高效模具將得到發(fā)展。
（2)多樣材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。
（3)各種快速經(jīng)濟模具，特別是與快速成型技術(shù)相結(jié)合的RP/RT技術(shù)將得到快速發(fā)展。
（4)模具設(shè)計、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展，CAD/CAM/CAE/CAPP及PDM等將向智能化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
（5)更加高速、更加高精度、更加智能化的各種模具加工設(shè)備將進一步得到發(fā)展和推廣應(yīng)用。
（6)更高性能及滿足特殊用途的各種模具新材料將會不斷發(fā)展，隨之而來的也會產(chǎn)生一種特殊的和更為先進的加工方法。
（7)各種模具型腔表面處理技術(shù)、涂覆、修補、研磨和拋光等新工藝也會不斷得到發(fā)展。
（8)逆向工程、并行工程、復(fù)合加工乃至虛擬技術(shù)將得到發(fā)展。
（9)熱流道技術(shù)將會迅速發(fā)展，氣輔和其他注射成型工藝及模具也將會有所發(fā)展。
（10)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高?！笆晃濉逼陂g，在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下，廣大模具企業(yè)將進一步深化改革，下功夫搞好科技進步與創(chuàng)新，堅持走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型的軌道上來，模具工業(yè)必將得到更好的發(fā)展。
1 任務(wù)來源及設(shè)計目的意義
1.1設(shè)計任務(wù)來源
設(shè)計題目：支承盤
材 料：ABS
生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)
技術(shù)要求：①未注圓角R1－R2
②所有尺寸公差按SJ1372-78的5級精度
圖1－1 塑件
1.2 設(shè)計目的及意義
本設(shè)計題目為普通零件支承盤，但對做畢業(yè)設(shè)計的畢業(yè)生有一定的設(shè)計意義，它概括了盤形塑料零件的設(shè)計要求、內(nèi)容及方向。通過對該零件模具的設(shè)計，進一步加強了設(shè)計者注塑模設(shè)計的基礎(chǔ)，為設(shè)計更復(fù)雜的注塑模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗。
2 模塑工藝規(guī)程的編制
該塑件是個支承盤，其零件圖可見上面的原始資料，此塑件的材料采用ABS，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。
2.1 塑件的工藝性分析
2.1.1塑件的原材料分析
塑件材料采用的是ABS，屬熱塑性塑料。從使用性能上看，ABS樹脂是丙烯腈，聚丁二烯和苯乙烯三種單元共聚而成的。其中丙烯腈（A）使之有較高的硬度，表面光澤；聚丁二烯（B）能增加韌性；苯乙烯（S）則使加工性良好。因此ABS具有良好的綜合性能，沖擊韌性，機械強度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性，電性良好；易于成型和機械加工，與372有機玻璃的熔接性良好，可作雙色成型塑件，且表面可鍍鉻；從成型性能上看，該塑件 1、無定性料，流動性中等，比聚苯乙烯，AS差，但比聚碳酸脂，聚氯乙烯好，溢邊值為0.04mm左右。2、吸濕性強，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須經(jīng)長時間的預(yù)熱干燥；3、成型時易取高料溫，高模溫，但料溫過高易分解（分解溫度為≧250℃）。對精度較高的塑件，模溫易取50--60℃，對于光澤耐熱的塑件，模溫易取60--80℃。注射壓力高于聚苯乙烯。用柱塞式注射機成型時，料溫為180--230℃，注射壓力為1000—1400公斤力/平方厘米。用螺桿式注射機成型時，料溫為160--220℃，注射壓力為700—1000公斤立/平方厘米。簡單來說這種塑料的優(yōu)點是成型工藝簡單，具有相當(dāng)高的物理和力學(xué)性能，并能反復(fù)回爐。其生產(chǎn)量大、用途廣、價格低廉是理想的材料。但是其缺點是耐熱和剛性較差，流動性隨溫度變化影響較大，具有吸濕或粘附水分的傾向。因此，在成型時，需要注意進行預(yù)備性干燥，對單純吸濕的塑料ABS可采用熱風(fēng)干燥或者料斗干燥器在75——C時進行干燥。注意成型溫度，澆注系統(tǒng)應(yīng)較緩慢散熱，冷卻速度不易過快。
2.1.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析
2.1.2.1 結(jié)構(gòu)分析 從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓盤形，外形結(jié)構(gòu)比較簡單，但內(nèi)部有較多的孔，所以成型收縮后必留于型芯上面，所以行腔應(yīng)設(shè)計在定模一側(cè)，型芯設(shè)計在動模上，由于制件沒有側(cè)孔，所以不需要側(cè)抽芯，采用直抽離機芯即可。
2.1.2.2 尺寸精度分析 塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸 與產(chǎn)品圖中尺寸的 程度，即所獲得塑件尺寸的準(zhǔn)確度。影響塑件尺寸精度的因素很多，首先是模具的制造精度和模具的磨損程度；其次是塑料收縮率的波動以及成型時工藝條件的變化等，因此塑件尺寸精度往往不高，應(yīng)在保證使用要求的前提下盡可能選用低精度等級。因該塑件材料是ABS，塑件上又未注公差尺寸，所以應(yīng)選用塑件精度等級為MT5。查表可得塑件的尺寸為 ， ， ， ， ， ， ， ；由以上分析可見，該塑件的尺寸精度不高，對應(yīng)的模具相關(guān)零件尺寸加工可保證。從塑件的壁厚上來看，壁厚均勻，有利于零件的成型。
2.1.2.3 表面質(zhì)量分析 塑料制件的精度等級較低，我們所要獲得的制件對制品的表面質(zhì)量除要求無缺陷，毛刺，內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外無特殊要求，一般的模具制造工藝和注塑工藝就能滿足要求。該零件的表面質(zhì)量要求邊緣無毛刺，沒有特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實現(xiàn)。
結(jié)合上述分析可以看出，注塑成型時在工藝參數(shù)控制的好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。
2.2 計算塑件的體積和質(zhì)量
計算塑件的體積和質(zhì)量是為了選用注塑機及確定模具的型腔數(shù)目
計算塑件的體積：（過程略）
計算質(zhì)量：根據(jù)《模具實用技術(shù)設(shè)計綜合手冊》可查得ABS的密度
固塑件的質(zhì)量：W=V
=
=12.5g
根據(jù)以上計算，由公式，考慮其外形尺寸，注塑時所需的壓力和工廠的現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注塑機為XS－Z－125型。
2.3塑件注塑工藝參數(shù)的確定：
查有關(guān)文獻和工廠的實際情況，ABS的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時可根據(jù)實際情況適當(dāng)調(diào)整）。
注射機類型：螺桿式
預(yù)熱和干燥：溫度 8085；時間 1.52.5小時
料筒溫度 ：后段 160180
中段 180200
前段 170230
噴嘴溫度 ： 170180
模具溫度 ： 6090
注射壓力（MP）：100120
成型時間 ：70（s）
注射時間 ：1.62
高壓時間 ：05
冷卻時間 ：20120
總周期 ：50220
螺桿轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）：60
后處理 ：紅外線燈烘箱，溫度70度，時間24小時
2.4 型腔數(shù)目的確定：
按注塑機的最大注塑量確定型腔數(shù)量n
G－注塑機允許的最大注塑量（/g）
V－單個制品的體積（g/）
由計算可知n3.2，所以采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)較合適。
3 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計
注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計包括：確定模具型腔數(shù)目、選擇分型面、確定型腔的布置方式、確定澆注系統(tǒng)、確定脫模方式、確定調(diào)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、確定排氣形式、決定注射模的主要尺寸、選用模架。
3.1 分型面的選擇：
選擇分型面的原則是：脫出塑件方便、模具結(jié)構(gòu)簡單、型腔排氣順利、確保塑件質(zhì)量、無損塑件外觀、設(shè)備利用合理。
模具設(shè)計中，分型面的選擇很關(guān)鍵。它決定了模具的結(jié)構(gòu)的難易程度，應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。
塑件為支承盤，在工件的邊緣部分要求表面質(zhì)量無毛刺，沒有其它特殊要求；且塑件簡單對稱，但內(nèi)有較多孔，塑件成型收縮后必留于型芯上，故型腔應(yīng)設(shè)在定模上。依據(jù)分型面選擇原則：分型面應(yīng)選在最大截面處，故選用如下圖1-2所示方式較合理：
圖3－1 分型面
3.2 確定型腔的排列方式：
此塑件采用的是一模兩腔的結(jié)構(gòu)。即模具需要兩個型腔。綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度因素采用一模兩腔對稱布置如裝備圖所示。
3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計：
3.3.1 主流道設(shè)計：
根據(jù)設(shè)計手冊查得XS－Z－125型注塑機噴嘴的有關(guān)尺寸
噴嘴前端孔徑： =6mm
噴嘴前端球面半徑： =12mm
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：
R= +(1～2)mm
D=+(0.5～1)mm
取主流道球面半徑R=13mm
取主流道的小端直徑d=4.5mm就
為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)
計成圓錐形，其斜度2度～4度，經(jīng)查《注塑
模結(jié)構(gòu)與設(shè)計》表6－1可知主流道大端直徑
D=6mm，為了使熔料順利進入分流道，可在
主流道出料端設(shè)計半徑r=3mm的圓弧過渡。
在保證制品成型的條件下，住流道長度應(yīng)盡量短，
以減小壓力損失和廢料量，通常主流道長度可小
于或等于60mm
圖 3－2 主流道
3.3.2 分流道設(shè)計：
分流道的的形狀尺寸，應(yīng)根據(jù)塑件體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注塑速率、分流道的長度等因素來確定。本塑件形狀不復(fù)雜，熔料填充型腔比較容易。根據(jù)型腔的排列方式可知分流道長度較短，為了便于加工起見，選用截面為梯形分流道。梯形截面分流道容易加工，且熔體的熱量散發(fā)和流動阻力都不大。查表得R=4mm。如圖所示：圖3-3
圖3－3 半圓形分流道
3.3.3 澆口設(shè)計：
澆口是流道和型腔之間的連接部分，也是注塑模進料系統(tǒng)的最后部分，其基本作用是：
1．使從流道來的熔融塑料以最快的速度進入并充滿型腔；
2．型腔充滿后，澆口能迅速冷卻封閉，防止型腔內(nèi)還未冷卻的熱料回流。
澆口的設(shè)計與塑件形狀、斷面尺寸、模具結(jié)構(gòu)、注塑工藝條件(壓力)及塑料性能等因素有關(guān)系。但是，根據(jù)上述兩項基本作用來說，澆口的截面要小，長度要短，因為只有這樣才能滿足增大料流速度、快速冷卻封閉、便于與塑件分離以及澆口殘痕最小等要求。
根據(jù)塑件成型要求及型腔的排列方式，用點澆口較為理想。這種澆口的長度很短，不超過其直徑，所以脫模后塑件上的澆口殘痕不明顯，不需要再修正澆口痕跡。這種澆口被廣泛采用，但采用這種澆口時，常常要在模具上增加一分型面，以便澆口凝料脫模。如圖3－4所示；查表得,,.
圖3－4 點澆口
3.3.4冷料穴與拉料桿的設(shè)計：
3.3.4.1 冷料穴的設(shè)計： 根據(jù)需要不但在主流道的末端，且在各流道的轉(zhuǎn)向的位置，甚至在型腔的末端開幕設(shè)冷料穴。冷卻穴應(yīng)設(shè)置在熔體，流動方向的轉(zhuǎn)折位置，并迎著上游的流體方向。如圖所示：冷料穴長度通常為流道直徑的1.5~2倍。如圖3-5所示：
圖3－5 冷料穴
3.3.4.2拉料桿的設(shè)計：由于模具采用的是點澆口澆注，連接強度頗低，故需要設(shè)計拉料桿，拉料桿采用Z型結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)圖在此不再標(biāo)示，如裝備圖所示。
3.4 確定調(diào)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：
注塑模溫度調(diào)節(jié)是采用加熱或冷卻方式來實現(xiàn)的，確保模具溫度在成型要求的范圍之內(nèi)。模具加熱方法有蒸汽，熱油，熱水加熱及電加熱等方法，最常用的是電阻加熱法；冷卻方法則采用常溫水冷卻，冷卻水強力冷卻或空氣冷卻等方法，而大部分采用常溫水冷卻法。
此塑件尺寸屬于中偏小型制件，材料是ABS。依據(jù)公式計算
ABS的取。
C——冷卻水的體積流量。
G——單位時間內(nèi)注入模內(nèi)的熔體體積
——塑料在模內(nèi)成型時所釋放的熱量。
C——冷卻水的比熱容。
P——冷卻水的密度
A——冷卻水的進口溫度
B——冷卻水的出口溫度。
發(fā)現(xiàn)模具的溫度尚未到達(dá)所需的液冷溫度。故采用空冷較為合適。
3.5確定排氣系統(tǒng)的形式：
當(dāng)塑料填充型腔時，必須排出澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱產(chǎn)生的氣體，以保證塑件不會由于填充不足而出現(xiàn)氣泡、接縫或表面輪廓不清等缺點；甚至氣體受壓力形成高溫使塑料焦化。但是此制件比較小采用分型面間隙及鑲拼型芯、頂桿間隙排氣即可。
3.6確定脫模方式：
該塑件為殼形塑件，壁較薄并帶有局部環(huán)形凸起，所以只用一種推出零件往往容易使塑件在脫模過程中出現(xiàn)缺陷。若采用脫件板裝置對于一個并不大的制件而言，顯得不合理。故采用頂桿，頂桿脫模更為合適。如圖3－6所示
圖3－6 短型芯推管
3.7選用標(biāo)準(zhǔn)模架：
由于此模具采用推件板脫模，因此需要選用帶推件板的模架；另外模具結(jié)構(gòu)屬于小型模具，由此可選用中小型派生型P6模架。
3.8成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計：
3.8.1 凹模設(shè)計：
本套模具采用的是一模兩件的結(jié)構(gòu)形式?？紤]加工的難易程度和材料的利用價值等因素。凹模采用整體式結(jié)構(gòu)，其特點是有較高的強度和剛度。其結(jié)構(gòu)形式見后面的零件圖。
3.8.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計：
由于塑件內(nèi)腔結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，型芯機加工困難，固采用組合式型芯較適合。凸模形式在后面零件圖中給出。
3.9結(jié)構(gòu)與輔助零部件設(shè)計：
3.9.1導(dǎo)柱的設(shè)計：
導(dǎo)柱安裝在動模一側(cè)，因為主型芯在動模一側(cè)，導(dǎo)柱與主型芯安裝在同一側(cè)，在合模時可起保護作用。此設(shè)計采用無肩階梯帶頭導(dǎo)柱，在工作部分設(shè)有儲油槽。這樣可以儲存潤滑油延長潤滑時間。導(dǎo)套安裝孔可以和導(dǎo)柱安裝孔采用同一尺寸，一次加工而成，保證了嚴(yán)格的同軸。導(dǎo)柱的形式如下圖3－7：
圖3－7 帶頭導(dǎo)柱
導(dǎo)柱的直徑尺寸隨模具分型面處模板外形尺寸而定，導(dǎo)柱的尺寸應(yīng)能保保證位于動、定模兩側(cè)的型腔和型芯開始閉合前導(dǎo)柱已經(jīng)進入導(dǎo)孔的長度不小于導(dǎo)柱直徑。初選（㎜，，，，，材料T8A，技術(shù)條件：熱處理5055HRC）。
3.9.2導(dǎo)套的設(shè)計：
導(dǎo)向孔可以帶有導(dǎo)套，也可以不帶導(dǎo)套，帶導(dǎo)套的導(dǎo)向孔用于生產(chǎn)批量大或?qū)蚓雀叩哪＞?。無論帶導(dǎo)套或不帶導(dǎo)套的導(dǎo)向孔，都不應(yīng)設(shè)計為盲孔，盲孔會增加模具閉合時的阻力，并使模具不能緊密閉合。經(jīng)分析零件，模具結(jié)構(gòu)，需要兩個導(dǎo)套，一個直導(dǎo)套如圖3－8a，一個帶肩導(dǎo)套如圖3－8b
圖3－8a 直導(dǎo)套
圖3－8b帶肩導(dǎo)套
所選規(guī)格尺寸分別是，[1].直導(dǎo)套
材料 T8A，熱處理5055HRC
[2].帶肩導(dǎo)套
。材料及熱處理同上。
4 模具設(shè)計的有關(guān)計算
4.1 型腔及型芯工作尺寸的計算：
此設(shè)計中成型零件工作尺寸計算時均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來計算。
4.1.1 ABS平均收縮率計算：
查表得ABS的平均收縮率為S=（0.4~0.7）%故平均收縮率為Scp=（）%=0.55% 考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具的制造公差?。?3 （---塑件的尺寸公差）。
4.1.2 模具安裝的配合公差：
成型零件由于配合間隙的變化，會引起塑件尺寸變化。例如：型芯按間隙配合安裝在模具內(nèi)的話，則塑件孔的位置誤差要受到配合間隙影響；若采用過盈配合，則不存在此誤差。模具安裝配合間隙引起的誤差用 來表示。
綜上所述，塑件在成型過程中產(chǎn)生的最大尺寸誤差應(yīng)該是上述誤差的總和即：
式中： ----塑件的成型誤差（mm）
---塑件收縮率波動而引起的塑件尺寸誤差（mm）
---模具成型零件制造公差（mm）
---模具成型零件最大磨損量（mm）
4.1.3 具體計算：
具體計算可見以下三個表。
表4－1尺寸與模具成型零件工作尺寸的取值規(guī)定
序號
塑件尺寸的分類
塑件的取值規(guī)定
模具成型零件的取值規(guī)定
基本尺寸
偏差
成型零件
基本尺寸
偏差
1
成形尺寸
L 、H
最大尺寸
Ls 、Hs
負(fù)偏差
凹模
最小尺寸
、
正偏差
2
內(nèi)形尺寸
l 、h
最小尺寸
Ls 、hs
正偏差
型芯
最大尺寸
、
負(fù)偏差
3
中心距
C
平均尺寸
Cs
對稱
型芯
平均尺寸
對稱
表4－2成型零件工作尺寸計算公式
尺寸類別
計算方法
說明
徑
向
尺
寸
凹模的徑向尺寸
其中：
—塑料的平均收縮率
Ls—塑件外形最大尺寸（mm）
X—系數(shù)大精度低的X=0.5
—塑件尺寸的公差（㎜）
1．徑向尺寸僅考慮、、的影響。
2．為了保證塑件實際尺寸在規(guī)定的公差范圍內(nèi)對成型 尺寸進行校核如下：
型芯徑向尺寸
式中：為塑件的內(nèi)形最小尺寸（㎜）其余同上。
深度及高度尺寸
凹模的深度尺寸
式中：為塑件的高度最大尺寸（㎜）；X取值在~之間，當(dāng)尺寸大時，精度要求低的塑件取小值，反之取大值。
1．深度、高度尺寸僅考慮受、、的影響。
2．深度、高度成型尺寸的校核如下：
型芯的高度尺寸
式中：為塑件的內(nèi)形深度最小尺寸（㎜）
中心距尺寸（）
式中：為塑件孔或凸臺中心距尺寸（㎜）
中心距尺寸的校核如下：
表4－3 確定型腔的、型芯的工作尺寸如下
類別
序號
模具零件名稱
塑件尺寸
型芯或型腔工作尺寸
型
腔
的
計
算
1
型腔
（深）
2
凸起對應(yīng)的型腔
（深）
3
型芯中型腔
（深）
型
芯
的
計
算
4
大型芯
（深）
5
中間小型芯
（深）
6
側(cè)小型芯
2.5（深）
2.5
孔距
型孔之間的中心距
4.2型腔側(cè)壁厚度和底板厚度計算：
由于大尺寸凹模剛度不足是主要矛盾，凹模應(yīng)以滿足剛度條件為準(zhǔn)，按剛度計算
凹模壁厚公式：
－凹模型腔底壁的計算厚度（mm）
－凹模型腔內(nèi)半徑（mm）
E－材料的彈性模量（）
－許用變形量（mm）
－模腔壓力（）
－泊松比
經(jīng)查表或計算得：=，一般取0.250.3，所以取=0.25。取=0.03
一般取2545，取=40
所以：=32.2mm
底板厚度：
5 模具閉合高度的確定
在支承與固定零件的設(shè)計中，模具模架采用中小型派生型P6模架，采用標(biāo)準(zhǔn)模架250mm×400mm。經(jīng)查詢有設(shè)計手冊和塑件尺寸分析并根據(jù)經(jīng)驗確定有關(guān)尺寸如下：定模座板：，型腔板： ，定模板：，動模板：，支撐板：，墊快：，動模座板：
因而模具的閉合高度：
=206mm
6 注塑機有關(guān)參數(shù)校核
本模具的外形尺寸為200mm×400mm×206mm。XS-Z-125型注塑機模板最大安裝尺寸為420mm×450mm，故能滿足模具的安裝要求。
由上述計算模具的閉合高度H=206mm，XS-Z-125型注塑機所允許模具的最小厚度H min=70mm，最大厚度H max=200mm，即模具滿足
H min ≤H ≤ H max
的安裝條件。
經(jīng)查資料XS-Z-125型注塑機的最大開模行程S =300mm，滿足式（5-15）的出件要求。
S ≥H 1 ＋H 2 ＋+（5-10）mm
＝25mm＋40mm＋20mm+10mm
＝95mm
此外，由于側(cè)分型抽芯距較短，不會過大增加開模距離，注塑機的開模行程足夠。
經(jīng)驗證，XS-Z-125型注塑機能滿足使用要求，故可采用。
7 繪制模具總裝圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件工作圖
本模具的總裝圖見裝配圖所示。非標(biāo)準(zhǔn)件圖見零件圖。
本模具的工作原理：模具安裝在注塑機上，定模部分固定在注塑機的定模板上，動模固定在注塑機的動模板上。合模后，注塑機通過噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)保壓、冷卻后塑件成型。開模時在彈簧21的作用下，型腔板3和定模座板2分離，一段距離后型腔板停止運動，動模繼續(xù)后退，模具從分型面2打開，塑件依附在型芯上。在限位板18的作用下，型芯隨型芯固定板22運動一定距離后停止運動，此時推件板6在頂桿7驅(qū)動下向前運動使塑件漸漸脫離型芯。合模時，隨著分型面的逐漸閉合推件板恢復(fù)原位。
8 注塑模主要零件加工工藝規(guī)程的編制
在此僅對型芯的加工工工藝過程進行分析，見下頁表8－1。
機械加工工藝過程卡
機械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
零（部）件圖號
03
產(chǎn)品名稱
殼體
零（部）件名稱
型芯
共（ ）頁第（ ）頁
材料牌號
40 Cr
毛坯
種類
鍛造毛坯
毛坯外型尺寸
220mmx80mm
每個毛坯可制件數(shù)
1
每臺
件數(shù)
備注
工序號
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
工段
設(shè)備
工 藝 裝 備
工時
準(zhǔn)終
單件
1
下料
下料:Ф80mm×70mm
備料車間
鋸床
2
鍛造
鍛至尺寸Ф60mm×80mm
鍛造車間
空氣錘C41—250 加熱爐
3
退火
退火
鍛造車間
加熱爐
4
刨
模具車間
刨床
5
刨
模具車間
刨床
6
銑
銑圓弧面及各平面尺寸至公差要求
模具車間
銑床
7
鉆孔
鉆小型芯孔、推桿孔
模具車間
鉆床
8
磨
磨型芯表面
模具車間
磨床
9
拋光
鉗工
設(shè)計日期
審核日期
標(biāo)準(zhǔn)化日期
會簽
日期
標(biāo)記
記數(shù)
更改文
件號
簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
更該文件號
2006.5.12
機械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零(部)件圖號
3
產(chǎn)品名稱
型芯
零(部)件名稱
3
共(7 )頁
第(3 )頁
車間
工序號
工序名稱
材料牌號
金工
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每個毛坯可制件數(shù)
每臺件數(shù)
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
夾具編號
夾具名稱
切削液
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時
準(zhǔn)終
單件
工步號
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
r·minˉ1
切削速度
m·minˉ1
進給量
mm·rˉ1
切削深度
mm
進給次數(shù)
工步工時
機動
輔助
0
下料
鋸床
0.10
0.4
10
鍛造
鍛床
15
粗車
車床
300
0.30
1.5
20
精車
車床
900
0.6
0.5
25
鏜
鏜床
30
拋光
磨床
35
淬火
設(shè) 計(日期)
審 核(日期)
標(biāo)準(zhǔn)化(日期)
會 簽(日期)
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
模具典型零件機械加工工序卡
9 模具的安裝與調(diào)試
9.1 模具的安裝：
裝配的要求如下：
（1）模具上下平面的平行度偏差不大于0.05mm，分型面處需密合。
（2）推件時推件桿和卸料板動作要同步。
裝配順序：
（1）裝配前按圖檢驗主要工作零件及其他零件的尺寸。
（2）鏜導(dǎo)柱，導(dǎo)套孔，將型腔板3，推件板6，動模板22和支承板10疊合在一起，使分模面緊密接觸并夾緊，鏜導(dǎo)柱，導(dǎo)套孔，在孔內(nèi)壓入工藝定位銷后，加工側(cè)面的垂直基準(zhǔn)。
（3）加工卸料板，按型腔板實際中心距，在卸料板18上鏜線切割用的穿線孔，并以穿線孔為基準(zhǔn)，切割型孔。
（4）壓入導(dǎo)助，導(dǎo)套。在型腔板，推件板，動模板上分別壓入導(dǎo)柱，導(dǎo)套，使導(dǎo)向可靠，滑動靈活。
（5）裝配型芯，先將推件板與動模板合龍，把型芯放入卸料板型孔內(nèi)，用螺釘復(fù)印法和壓銷釘套法是型芯8緊固在動模板22上。
（6）在推件固定板13和支承板10，動模板22，推件板6上加工復(fù)位桿孔。
（7）在推板固定板和支承板上加工推管孔。
（8）加工動模座板，加工螺孔。
（9）裝配小型芯，將小型芯固定在支承板上。
（10）組裝支承板和墊塊。
（11）在型腔板上加工凹槽并安裝彈簧。
（12）加工定模座板，加工小導(dǎo)柱孔及螺釘并將澆口套壓入定模座板。
（13）定模和定模座板的裝配，用平衡夾頭把它們夾緊（澆口套的澆道孔應(yīng)與型腔上的澆道口對中），通過定模座板的孔引鉆在定模上，拆開后，在定模上鉆，攻螺孔，然后用螺釘和銷釘將定模和定模座板緊固。
（14）裝配限位板。
（15）裝配動模部分，修正復(fù)位桿長度。
（16）完成裝配后進行試模，并交驗入庫。
9.2 模具的調(diào)試：
注射模裝配成以后。也要按正常的生產(chǎn)條件進行試模，以了解模具的實際使用性能是否滿足生產(chǎn)要求、有無不完善的地方進行改進或作調(diào)整。
通過試模塑件上常會出現(xiàn)各種弊病，為此必須進行原因分析，排除故障。造成次廢品的原因很多，有時是單一的，但經(jīng)常是多個方面綜合的原因。需按成型條件，成型設(shè)備，模具結(jié)構(gòu)及制造精度，塑件結(jié)構(gòu)及形狀等因素逐個分析找出其中主要矛盾，然后再采取調(diào)節(jié)成型條件，修整模具等方法加以解決。首先，在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應(yīng)當(dāng)解決的問題。
在試模過程中，應(yīng)做詳細(xì)記錄，并將結(jié)果填入試模記錄卡，注明模具是否合格。如需返修，則應(yīng)提出返修意見。在記錄卡中應(yīng)摘錄成型工藝條件及操作注意要點，最好能附加上加工出的制件，以供參考。
試模后，將模具清理干凈，涂上防銹漆，然后分別入庫和返修。
設(shè)計總結(jié)
畢業(yè)設(shè)計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識比較廣泛，很多都是我們所學(xué)課本上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計計算，這些都要靠自己運用自己的思維能力去解決，可以說，完成這樣復(fù)雜的工作需要一定的毅力和耐心。
在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計就相當(dāng)于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習(xí)舊知識的同時也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。
本設(shè)計設(shè)計內(nèi)容為支承盤塑料模設(shè)計，通過對支承盤的設(shè)計，基本掌握了對塑料模設(shè)計的方法及步驟，對塑料模有了更進一步的了解和認(rèn)識，對模具的制造方法和制造途徑積累了豐富的經(jīng)驗。
本設(shè)計共分九章，分別對設(shè)計題目的來源、設(shè)計意義、零件工藝性分析、工藝方案的確定、模具結(jié)構(gòu)及成型設(shè)備的選擇、工藝計算、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核、加工工藝等幾方面進行了闡述。由于水平有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計中難免要遇到很多難題，由于有了課程設(shè)計老師的不吝指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計日趨完善。本設(shè)計中模板等尺寸也不代表一種最佳的選擇，例如模板的厚度，可以根據(jù)能取得的原料的厚度按最小的加工量選擇（要滿足最小厚度要求，同時也不能太厚太重）。同一塑件由不同的人設(shè)計有多種多樣的方案，最終都有可能很好的使用，通過這次設(shè)計，我認(rèn)識到了除了正確掌握和應(yīng)用書本知識外，吸取他人的設(shè)計經(jīng)驗也是非常重要的。
致謝
本設(shè)計在設(shè)計過程中得到了翟德梅、楊占堯、趙常海、原紅玲、于智宏等幾位指導(dǎo)老師的大力支持和幫助，在此表示誠摯的感謝，由于本人水平有限，收集資料困難，如果有欠缺的地方，懇請老師不吝賜教，提出改進意見。
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