模具畢業(yè)-窺視鏡注塑模設計【含CAD圖紙和說明書和開題報告資料等】

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效果明顯。在塑料注射模制造過程中，總會遇到分型面的確定問題，它是一個很復雜的間題，受到許多因素的制約，常常是顧此失彼。所以在選擇分型面時應抓住主要矛盾，放棄次要因素。主要應遵循以下原則：保證塑料制品能夠脫模；使型腔深度最淺；使塑件外形美觀，容易清理；使分型面容易加工；保證塑件制品精度；有利于排氣；使塑件留在動模內。綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多，總的要求是順利脫模，保證塑件技術要求，模具結構簡單制造容易。當選定一個分型面方案后，可能會存在某些缺點，再針對存在的問題采取其他措施彌補，以選擇接近理想的分型面。2計劃進度20*.10.13選定畢業(yè)設計題目并報與指導老師20*.10.1320*.10.21 填寫畢業(yè)設計開題報告，交給指導老師20*.10.2120*.04.15 搜集資料，撰寫畢業(yè)設計說明書，每星期主動與指導老師聯(lián)系一次，請指導老師進行說明書審查，并進行說明書修改，定稿20*.05.20之前上交設計說明書等資料，進行成績鑒定參考文獻塑料成型工藝與模具結構 歐陽德祥 主編機 械 制 造 基 礎 韓春鳴 主編機 械 設 計 基 礎 石固歐 主編機 械 制 圖 劉 力 主編塑料模具設計指導 伍先明 主編 指導教師意見 簽名：年 月 日4摘 要：根據(jù)設計任務書的要求,本設計說明書針對取樣管注射模設計進行說明。 主要內容包括模具結構形式的制定、澆注系統(tǒng)的設計、成型零件的設計、推出機構的設計、模架的選用。根據(jù)生產批量和產品結構的要求，擬定了方案，經過各種方案的比較，最后確定最優(yōu)方案。此外，為了提高勞動生產率，降低勞動強度，保證加工質量。關鍵詞：取樣管、注射模、模具結構、推出機構、澆注系統(tǒng)、成型零件、加工工藝5目 錄第一章 緒論11.1 課題的來源、目的、意義11.2課題主要內容和工作方法41.3 解決的重點問題與創(chuàng)新5第二章 產品的設計與制作 62.1擬定模具結構形式 62.2澆注系統(tǒng)的設計122.3成型零件的設計182.4模架的選用 212.5排氣槽的設計 222.6推出機構的確定22 2.7溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計 23 第三章 模具零件制造與裝配 3.1型腔制造工藝方案253.2型芯制造工藝方案26 3.3模具裝配 27第四章 小結29第五章 結果與建議30參考文獻30致謝32第一章 緒 論1.1 課題的來源、目的、意義 隨著塑料制品在日常生活中的大規(guī)模應用，適用于大批量生產形式的注塑模在塑料制品的生產中得到了廣泛的應用。國內當今注塑迅速發(fā)展，但是與國際水平卻相差很遠，主要缺陷明顯的表現(xiàn)在精度不高，技術含量低，復雜程度低等缺點。嚴重的阻礙著國內模具業(yè)的發(fā)展。設計出好的產品卻無法做出是我模具業(yè)的最大不足。因此，注重科技含量，借助了國外的先進理論技術則尤為重要。 本課題多用于減速器的窺視窗來檢驗齒輪的嚙合情況和潤滑油的油面高低情況，基于這一特點，采用注塑模具，既能滿足以上所需的要求也能進行大批量生產，這樣生產成本大大降低。 本產品原料為PC(聚碳酸酯)，產品為透明的，這樣就能達到預期目的，設計本產品模具的意義在于，用塑料制件代替玻璃產品安全系數(shù)大大增加，也大大降低了生產成本，另外，玻璃產品易碎，更換次數(shù)較大，這樣就增加了非工作時間，影響工作效率。 從以上幾方面考慮采用注塑模具生產窺視鏡要經濟合理，安全系數(shù)也大大增加。 1.2課題主要內容和工作方法本課題的主要內容是設計出制造窺視鏡的模具，這樣就要設計出模具型腔，型芯，推出機構，分型面的確定，型腔數(shù)量的確定，注塑機的選取，澆口的設計，模架的選取等等。工作方法為先對零件進行工藝性分析，確定分型面，再確定型腔數(shù)量，計算得出模板的長寬，再根據(jù)長寬選取模架，然后根據(jù)注塑量，注射壓力，鎖模力等等，來選取注塑機，最后來設計成型零件，澆口形式，推出機構，導向機構。1.3 解決的重點問題與創(chuàng)新本課題設計模具的重點問題是澆口，流道的設計，推出機構的設計，因本制件為透明產品，故產品表面質量要求較高，而這幾個位置的設計就跟表面質量有重要關系，另外，模具材料的選取也是本課題的重點問題，零件要求透明性較高，所以模具材料的選取很重要，好的模具材料可以制造出好的零件，模具材料的好壞直接影響產品的質量。以上便是本課題要解決的重點問題。在設計上，模具的流道采用半圓形，這樣可以降低加工難度，以往的模具流道多采用圓形，梯形等形狀，這樣加工難度大，而裝配難度也會大大增加，在滿足要求的情況下采用半圓形流道可以降低加工難度，也可降低裝配難度，這樣就大大降低了生產成本。本副模具的另一創(chuàng)新之處在于推出機構的設計，以往的模具設計多采用推桿，推板推出，而本零件要求表面質量高，通過分析零件的工藝性得出，用推管推出是最合理的方法，故采用長型芯，推管推出。以上便是本副模具的創(chuàng)新之處。第二章 產品的設計與制作 2.1.擬定模具結構形式2.1.1塑件成型工藝性分析 該塑件為一塑料窺視鏡，如圖2-1所示，塑件壁厚屬于中等壁厚塑件，壁厚均勻，生產批量較大，脫模斜度合理，材料為PC（聚碳酸酯），塑件為透明狀，要求表面質量較高，在零件表面沒有任何表面修飾，表面粗糙度，尺寸精度注塑都能達到其要求。 根據(jù)以上分析該塑件成型工藝性很好，可以注射成型。 圖 2-12.1.2分型面位置的確定 根據(jù)塑件結構形式，本副模具為單分型面，分型面選在窺視鏡的頂部平面，如圖2-2所示。 圖 2-22.1.3確定型腔數(shù)量和排列方式 1）型腔數(shù)量的確定 該塑件精度要求較高，又是大批量大量生產，初步考慮采用一模多腔的形式?？紤]到模具制造費用，設備運轉費用低一些，模具制造精度高，制造難度大，模具材料的質量高，初步定為一模四腔的模具形式。 2）型腔排列形式的確定 該塑件為回轉體，直徑較大，采用一模四腔，若成環(huán)形排列，這樣模具結構尺寸就比較大，制造費用也比較高。所以，本副模具采用方形型腔排列，這樣模具結構尺寸要小得多。 因為所用材料為PC（聚碳酸酯），根據(jù)零件的本身特點，本設計采用推管推出，型腔的排列方式采用方形排列，如圖2-3所示。 圖 2-32.1.4模具結構形式的確定 從上面分析中可知，本模具擬采用一模四腔，方形排列，推管推出，流道采用平衡式，澆口采用側澆口，定模不需要設置分型面，動模部分需要一塊型芯固定板和支撐板，因此基本上可確定模具結構形式為A型帶推管的單分型面注射模。2.1.5注射機型號的選定 1）注射量的計算 通過計算或PRO/E建模分析，塑件質量M1為13.8g，塑件體積V1=M1/p=13.8/1.19=11.6cm3,流道凝料的質量M2還是未知數(shù)，可按塑件質量的0.6倍來估算。從上述分析中確定為一模四腔，所以注射量為M=1.6nM1=1.6413.8=88.32g。 2）塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算 流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積A2，在模具設計前是個未知數(shù)，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計分析，A2是每個塑件在分型面上的投影面積A1的0.2-0.5倍，因此可用0.35nA1來進行估算，所以 A=nA1+A2=nA1+0.35nA1=1.35nA1=14259.996mm2式中 A1=3.14dd/4=2640.74mm2。 Fm=AP型=14259.99635=499.10kN式中型腔壓力P型取35MPa（因是中等壁厚塑件，澆口是側澆口，壓力損失大，取值應大一些）。 3）選擇注射機 根據(jù)每一生產周期的注射量和鎖模力的計算值，可選用SZ-100/630。注射機主要技術參數(shù)理論注射容量/cm3 105 鎖模力/kN 630螺桿直徑/mm 35 拉桿內間距/mm 370320注射壓力/MPa 164.5 移模行程/mm 270注射速率/（g/s） 80 最大模厚/mm 300塑化能力/（g/s） 11.8 最小模厚/mm 150螺桿轉速/（r/min） 14-200 定位孔直徑/mm 125噴嘴球半徑/mm 15 噴嘴孔直徑/mm 4鎖模方式 雙曲肘 4）注射機有關參數(shù)的校核 （1）由注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù)n。 n1=(kMt/3600-m2)/m1=(0.811.8360060/3600-0.6413.8)/13.8=38.6 而n取4遠遠小于38.6，所以型腔數(shù)校核合格。 式中k-注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8； M-注射機的額定塑化量（11.8g/s） t-成型周期，取60s （2）注射壓力的校核。 Pe1=kPo=1.3120=156MPa 而Pe=164.5MPa，注射壓力校核合格。 式中k-取1.3 Po-取120MPa（屬中等壁厚）。 （3）鎖模力校核 F=KAP型=1.2499=598.8kN 而F=630kN，鎖模力校核合格，其它安裝尺寸的校核要待模架選定，結構尺寸確定以后才可以進行。2.2澆注系統(tǒng)的設計2.2.1主流道的設計 1）主流道尺寸 根據(jù)所選注射機，則主流道小端尺寸為 d=注射機噴嘴尺寸+（0.5-1）=4+1=5mm 主流道球面半徑為 SR=噴嘴球面半徑+（1-2）=15+2=17mm 2）主流道襯套形式 本設計雖然是中小型模具，但為了便于加工和縮短主流道長度，襯套和定位圈設計成分體式，襯套如圖2-4，材料采用T10A鋼，熱處理，淬火后表面硬度為53HRC57HRC。 圖 24 3）主流道凝料體積 q主=3.14h/12（DD+Dd+dd）=1003.14/12（10.910.9+10.95+55）=5.189cm3 4）主流道剪切速率校核 由經驗公式 r=3.3qv/3.14RnRnRn=3.356.2205/3.140.39850.39850.3985=933.7/s 得出r遠遠小于5000/s 式中Rn為主流道平均半徑 Rn=（5+10.94）/4=0.3985mm qv=q主+q分+q塑件=5.189+4.6315+11.64=56.2205cm3主流道剪切速率偏小主要是注射量小、噴嘴尺寸偏大，使主流道尺寸偏大所致。2.2.2 分流道的設計 1）分流道布置形式 分流道應能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快的經分流道均衡的分配到各個型腔，因此，采用平衡式分流道，如圖25所示。 圖 25 分流道布置2）分流道長度第一級分流道 L1=108mm第二級分流道 L2=30mm3）分流道的形狀、截面尺寸以及凝料體積（1）形狀及截面尺寸。因PC（聚碳酸酯）流動性較差，其分流道截面直徑可達到10mm以上，為了便于機械加工及凝料脫模，采用半圓形分流道，并設計在動模一側，截面直徑尺寸為10mm。其截面形狀及尺寸如圖26所示。 圖26 分流道截面形狀理論上第二級分流道要比第一級分流道小10%，但為了刀具的統(tǒng)一和加工的方便，第二級分流道的截面直徑尺寸為10mm。 （2）凝料體積。 分流道長度 L=L1+L2=108+88=196mm 分流道截面積 A=3.1425/2=39.25mm2 凝料體積 q分=39.25196=7693mm3=7.693cm34）分流道剪切速率校核 采用經驗公式 r=3.3q/3.14RnRnRn=3.346.4/3.140.3970.3970.397=779/s 在5005000之間，剪切速率校核合格。 式中q=v/t=411.6/1=46.4cm2 Rn=2AA/3.14C=239.2539.25/3.145=0.397cm式中t注射時間，取1sA-半圓面積C-半圓周長 5）分流道的表面粗糙度分流道的表面粗糙度Ra并不要求很低，特別是這種流動性不好的塑料其表面粗糙度要求較高，一般取0.8um1.6um即可，在此應取0.8um。2.2.3 澆口的設計根據(jù)外部特征，外觀表面質量要求比較高，應看不到明顯的澆口痕跡，另外，本產品要求透明性較高，所以在其表面和內部工作表面的質量很高，而且分流道在動模上，澆口位置選在動模上，采用側澆口。1）側澆口的尺寸確定由經驗公式得： h=nt=30.7=2.1mm b=nA/30=2.12mm 式中 A=8265.36mm2 n塑料材料系數(shù)，取0.7 t=3 2）澆口剪切速率校核 由側澆口的經驗公式得 r=6q/whh=61900/s 在10000/s和100000/s之間，所以剪切速率校核合格。2.2.4 冷料穴的設計1） 主流道冷料穴 主流道冷料穴采用Z字形，并采用Z字形頭拉料桿，該拉料桿固定在推管固定板上，工作時靠Z字形頭部把主流道中的廢料與冷料穴中的廢料拉斷，另外，Z字形可依靠自身的重力使廢料與拉料桿實現(xiàn)自動分離，不需要人工取出，可以節(jié)約工時。 2）分流道冷料穴 在分流道端部加長15mm（約1.5d）作為分流道冷料穴。2.3 成型零件的設計 模具中確定塑件幾何形狀和尺寸精度的零件稱為成型零件。在本設計中成型零件就是成型窺視鏡外表面的凹模，成型內表面的凸模。2.3.1 成型零件的結構設計 1）凹模（型腔） 零件是一個回轉體，其頂部表面是一段圓弧，可用數(shù)控銑削的加工方法，又因為其材料價格較貴，所以采用鑲嵌件，如圖27所示。 圖 27 型腔結構圖 2）型芯型芯是一個帶臺階的回轉體，且是一個鑲嵌件，其頂部是一個半球形，如圖28所示。 圖 28 型芯結構圖2.3.2成型零件材料的選用 窺視鏡是大批量生產，而且是透明塑料制件，其表面質量要求較高，所以所選用的材料要有良好的耐磨性和抗疲勞性，另其機械性能和鏡面拋光性能要求也較高，根據(jù)這一特點選用PMS鋼。PMS鋼用于塑料鏡片，透明塑料制品以及外觀光潔、光亮、質量高的各種熱塑性塑料殼體件成型模具。另外，該鋼種具有良好的冷熱加工性能和綜合力學性能，熱處理工藝簡便，變形小，淬透性高，適宜進行表面強化處理，特別是對其進行滲氮后，制成的模具表面硬度，耐磨性，抗咬合性都會提高。2.3.3 成型零件的工作尺寸計算塑件公差尺寸按SJ137278標準中的5級精度選取1）型腔徑向尺寸 Lu=(1+S)Ls-x 式中S塑件的平均收縮率S=0.006 Ls塑件的外形尺寸 x修正系數(shù)（取0.75） 塑件公差值（查塑件公差表） z制造公差（取/5）（Lu1）=(1+s)Ls1-0.75 =(1+0.006)42.63-0.750.40=42.58578 （Lu2）=(1+s)Ls2-0.75 =(1+0.006)58-0.750.46=58.003 (Lu3) =(1+s)Ls3-0.75 =(1+0.006)48-0.750.46=47.9882)型芯徑向尺寸 (Lu) =(1+s)ls+0.75 =(1+0.006)42+0.750.40=42.5523)型腔深度尺寸 （Hu）=(1+s)h-x 式中h塑件高度最大尺寸 x修正系數(shù)（取0.65） 塑件公差值，查塑件公差表 Hu1=(1+s)h1-0.651 =(1+0.006)2.23-0.650.16 =2.13938 Hu2=(1+s)h2-0.652 =(1+0.006)11.5-0.650.22 = 11.426 Hu3=(1+s)h3-0.653 =(1+0.006)8.5-0.650.20 =8.424)型芯高度尺寸Hu=(1+s)h-x =(1+0.006)32-0.650.40 =31.932 式中H長型芯的高度尺寸 x修正系數(shù) 塑件公差值，查塑件公差表2.4 模架的確定 模具的大小主要取決于塑件的大小和結構，對于模具而言，在保證足夠強度和剛度的條件下，結構越緊湊越好。 為了節(jié)約模具鋼材和便于熱處理，根據(jù)產品的外形尺寸（平面投影面積與高度），以及產品本身結構，可以確定鑲件的外形尺寸，確定鑲件的尺寸后，就可大致確定模架的打大小了。 窺視鏡的投影面積A=29294=10630.24mm2選擇C型結構，可查得：A=50 D=28則模具寬度 B=(50+28)2+126=282 模具長度 L=(50+28)2+126=282選擇標準模架： BL=315315標準模架組合BL=315315 導柱間距（bl）32；240260模板A尺寸25315315 模板B尺寸25315315墊塊C 10056315 復位桿直徑d間距（bl）20;140240螺釘數(shù)量規(guī)格；間距（bl） 8M16；259160其余模架尺寸如圖29所示。 圖29 模架示意圖2.5 排氣槽的設計（利用配合間隙）窺視鏡成型型腔體積不大，約為11.6cm3，注射時間約為1s，采用的是側澆口向型腔最大直徑處注入塑料，塑料熔體會先充滿型腔底部，然后再充滿型腔頂部，所以應將排氣槽開設在型腔頂部，這樣才不會造成憋氣的現(xiàn)象，這樣氣體會沿著頂部氣孔排出。2.6 脫模推出機構的設計本設計中采用的是推桿推出機構，這樣的推出機構自由度打大，而且界面形狀變化多樣，本設計采用的死圓形截面，制造修配方便，容易達到推桿與模板或型心上推桿孔德配合精度，推桿推出時運動阻力小，推桿動作靈活可靠，推桿損壞后也便靈活更換，因此在生產中廣泛應用。根據(jù)以上分析，采用推桿推出是最可行的方法。推桿結構示意圖如圖210所示。 圖 210 推桿結構示意圖2.7 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計2.7.1 冷卻系統(tǒng)的設計產品在注射成型后，為了節(jié)約時間，提高工作效率，常常采用冷卻的方法來對塑件進行降溫，所以本副模具也開設了冷卻系統(tǒng)冷卻水道。在單位時間內塑料熔體凝固時所放出的熱量應等于冷卻水所帶走的熱量，模具溫度設為100。1）冷卻水的體積流量 qv=WQ1/PC1(Q2-Q3)=0.00185m3/min 式中 W單位時間（每分鐘）內注入模具中的塑料質量（kg/min）按每分鐘注射兩次則為0.134kg/min Q1單位質量的塑件在凝固時所放出的熱量 冷卻水的密度（1000kg/m3） C1冷卻水的比熱容 Q2冷卻水出口溫度（30） Q3冷卻水入口溫度（25）2） 冷卻水管道直徑 為使冷卻水處于湍急狀態(tài)，查資料，取d=10mm3） 冷卻水在管道內的流速 v=4qv/dd=0.40m/s2.7.2 模具加熱系統(tǒng)的設計 塑件材料為PC（聚碳酸酯），這種材料流動性較差，所以在模具上要開設加熱系統(tǒng)。 經分析，本套模具可采用電熱棒加熱裝置對模具進行加熱，這種加熱裝置既方便也可滿足一般生產車間的技術要求，而且，這種加熱裝置可以達到環(huán)保要求，不會浪費。另外，該加熱系統(tǒng)加工時方便，可以進行機械加工，根據(jù)以上分析，故采用電棒加熱裝置對本副模具進行加熱。第三章 模具零件制造與裝配3.1 型腔制造工藝方案3.1.1 型腔一的加工工藝方案型腔一是鑲嵌件，為一個回轉體，其頂部為一個半球形，如圖31所示，而這正是型腔部分，所以型腔一的加工難點和重點就是該半球形的加工。 圖 31 型腔一結構示意圖加工工藝路線：下料-熱處理-毛坯外形粗加工（數(shù)控車床粗車外圓）-外圓表面半精加工（數(shù)控車床半精加工）-頂部半球形粗加工（數(shù)控銑床）-頂部半球形半精加工（數(shù)控銑床）-熱處理-外圓表面精加工（外圓磨床精加工外圓）-頂部半球形精加工（數(shù)控加工中心）-頂部半球形超精加工-拋光，鏡面處理3.1.2 型腔二的加工工藝方案 型腔二是一鑲嵌件，為一回轉體，為一階梯狀的通孔如圖32所示，而通孔就是零件成型的重要組成部分，所以孔的加工是該零件的重要加工部分，也決定著注射成型零件質量的好壞。 圖 32 型腔二結構示意圖 加工工藝路線：下料-熱處理-毛坯外形粗加工（數(shù)控車床粗車外圓）-型孔粗加工（數(shù)控車床粗車型孔）-外圓柱表面半精加工（數(shù)控車床半精車外圓）-型孔半精加工（數(shù)控車床半精鏜型孔）-熱處理-外圓柱表面精加工（外圓磨床精磨）-型孔精加工（坐標磨床上精磨型孔）-型孔超精加工-拋光，鏡面處理3.2 型芯制造工藝方案 型芯為一個鑲嵌件，其外形為回轉體，頂部是一個半球形，結構示意圖如圖33所示。塑件的工作表面就是這個半球形，所以頂部半球形的加工是最重要的，其技術要求和精度要求一定要嚴格保證。 圖33 型芯結構示意圖 加工工藝路線：下料-熱處理-毛坯外形粗加工（數(shù)控車床粗車外圓柱表面）-外圓柱表面半精加工（數(shù)控車床半精車）-熱處理-外圓柱表面精加工（外圓磨床精磨）-頂部半球形超精加工-拋光，鏡面處理3.3 模具裝配在裝配時時有很多零件組合起來的，在組裝前鉗工必須對所有零件尺寸檢查和測定零件與零件的配合。沒有達到尺寸要求的藥進行研配加工達到尺寸的要求的尺寸。研配是對分型面、鑲件、測型芯、限位塊、澆口部分、推板部分、制品壁厚成形部分等進行研配加工。在進行分型面研配時，由于分型面兼有排氣的功能，因為為了排除空氣，又不產生飛邊，一般分型面的研配間隙應在0.02以下。各部分的研配不是絕對的，大部分是以配合為目的的加工，但對于成形部位的鑲件、壁厚等的加工必須達到要求精度。單個零件的修正、研配等加工結束后進行裝配加工。在裝配時，還要一些研配加工。在裝配時首先要把凹凸模的鑲件裝入動定模并緊固，然后裝入頂出裝置，最后裝入導柱、上模板、下模板、支撐板等，為了便于導柱裝配，可以涂上潤滑油。模具在試模前還要裝上冷卻龍頭、定位器的那個模具零件。裝配時各零件的裝配次序無明確規(guī)定，通常以前面的零件裝入后不影響后面的零件裝入為原則。 第四章 小結 塑料工業(yè)是當今世界上最快的功能工業(yè)門類之一，對于我國而言，它在整個國民經濟的各個部門中發(fā)揮了越來越大的作用。我們大學生對于塑料工業(yè)的認識還是很膚淺的，但是通過這次塑料模具畢業(yè)設計，讓我們更多的了解有關塑料模具設計的基本知識，更進一步掌握了一些關于塑料模具設計的步驟和方法，對塑料模具有了一個更高的認識。這對我們在今后的生產實踐工作中無疑是個很好的幫助，也間接性的為今后的工作經驗有了一定的積累。塑料制品成型及模具的設計還是個很專業(yè)性、實踐性很強的技術，而它的主要內容都是在今后的生產實踐中逐步積累豐富起來的。因此，我們要學好這項技術光靠書本上的點點知識還是不夠的，我們更多的還應該將理論與實踐結合起來，這還需要我們到工廠里去實踐。我相信在未來的我一定能走到最前頭。 第五章 結果與建議在完成全部圖紙及編寫設計計算說明書之后，對設計計算和結構設計進行優(yōu)缺點分析，特別是對不合理的設計和出現(xiàn)的錯誤做出意義剖析，并提出改進的設想，從而提高自己的機械設計能力。1、 根據(jù)設計任務書的要求，分析設計方案的合理性，設計計算及結構設計的正確性，自己對設計結果感到滿意，并且滿足設計任務書的要求。2、 認真檢查和分析自己設計的機械傳動裝置部件的裝配工配工作圖，主要零件的零件工作圖以及設計計算說明書等。3、 對裝配工作圖，分析工藝性以及機械制圖等方面的問題，同時解決問題，。對零件工作圖，檢查和分析尺寸公差標注等問題。對設計說明書，檢查和分析計算依據(jù)的準確可靠性。4、 通過畢業(yè)設計，掌握了模具設計的方法和技巧，在設計能力方面有明顯的提高，在今后的設計中還應該加強自己冷靜的分析能力。 參考文獻 1李有才主編，模具材料，化學工業(yè)出版社2009.9 2歐陽德祥主編，塑料成型工藝與模具設計，機械工業(yè)出版社2008.103伍先明主編，塑料模具設計指導，國防工業(yè)出版社2009.84馬宵主編，互換性與測量技術，北京理工大學出版社2008.1機械制圖劉力主編，機械制圖，高等教育出版社2008.5 致謝 通過半個月的努力終于完成了畢業(yè)設計，也意味著我就要走出校同為自己的夢想而奮斗了?；厥滓荒甑拇髮W生活，有過歡笑，也有過淚水未米的路還很長，我還要繼續(xù)行走雖然很舍不得離開母校，但是我們還足要離開，去追尋自己的夢想。 在做畢業(yè)的過程中遇到了一些困難和挫折，但足在老師的指導和同學的幫助下終于完成了，我要感謝我的指導老師*老師，在做畢業(yè)設計過程中從課題的選擇到設計的最終完成，劉老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。同時我也要感謝我們學院給我們授課的各位老師，在再位老師的悉心指導中，我不僅學到了扎實的專業(yè)知識，也在怎樣處人處事等方面收益很多；同時對他們工作的積極熱情、認真負責、有條不紊、實事求是的態(tài)度，給我留下了深刻的印象，使我受益非淺。在此向各位老卿表示衷心的感謝和深深的敬意。 我要感謝我的母校，是她提供了良好的學習環(huán)境和生活環(huán)境，讓我的人學生活豐富多姿，為我的人生留下精彩的一筆。 同時也要感謝所有同學，在三年的學列生活中我們探討交流使我受益頗多：同時他們也給我很多無私的幫助和支持，感謝你們了。在此我還要特別感謝我的室友們，我們一起走過來的，在這過程中，我們共同奮斗，彼此相互幫助、相互鼓勵。使我在學習和生活中不斷得到友誼的溫暖與關懷。使我非常感動!我希望我們以后的每一天都精彩。 最后，向我的親愛的家人和親愛的朋友表示深深的謝意，他們給予我的愛、理解、關心和支持是我不斷前進的動力。 現(xiàn)在，我有了別的夢想，可惜這已經不能再提供給我需要的滋養(yǎng)，于是我只好依依不舍地離開。以后我會努力!朝著自己夢想的地方奮斗。45畢業(yè)設計材料一覽表姓名專業(yè)班級學號指導教師成績題目窺視鏡塑料注射模具設計序號名稱件數(shù)頁數(shù)備注1畢業(yè)設計任務書142畢業(yè)設計開題報告133畢業(yè)設計說明書1334畢業(yè)設計指導情況記錄表125畢業(yè)設計成績鑒定表116裝配圖17零件圖6891011121314武漢軟件工程職業(yè)學院機械制造工程系附件圖紙塑件圖裝配圖型腔1型腔2型芯推桿固定板動模板定模板 設計任務書專業(yè)名稱： 模具設計與制造 指導老師： 班級名稱： 教 研 室： 系（部）： 年 十 月 十八 日- 4 -一、目的與要求：畢業(yè)設計是在模具設計與制造專業(yè)理論教學之后進行的實踐性教學環(huán)節(jié)。是對所學知識的綜合應用能力檢驗：1培養(yǎng)學生認真負責、實事求是的科學態(tài)度和嚴謹求實作風。2培養(yǎng)學生綜合運用所學職業(yè)基礎知識、職業(yè)專業(yè)知識和職業(yè)技能，提高解決實際問題的能力，從而達到鞏固、深化所學的知識與技能。3培養(yǎng)學生調查研究，收集資料，熟悉有關技術文件，運用國家標準、手冊、資料等工具書進行模具相關設計計算的能力、編寫技術文件等獨立工作能力。4培養(yǎng)學生熟悉工廠設計流程，為從事相關工作奠定基礎。二、選題：1選題要求設計題目一般由指導老師根據(jù)教學計劃、教學大綱和專業(yè)培養(yǎng)目標確定。機械制造與自動化專業(yè)選題原則：（1）課題要具有真實性；（2）圍繞模具設計與制造的培養(yǎng)，可以選擇典型零件模具設計。（3）對已從事專業(yè)相關崗位的學生，設計的題目可結合從事的工作考慮。（4）每1-2人為一課題組，每人課題設計的內容不允許雷同。允許一大課題下分若干小課題，但必須說明每人所承擔的部分。多人合寫一份論文應為不合格；（8）畢業(yè)設計課題一經確認，不得更改。2自主選題根據(jù)學生本人實踐實習所在單位的具體情況，盡可能結合生產實際，學生可自主選題，自主選題必須通過指導教師審查認可。3、參考選題根據(jù)企業(yè)生產實際情況、專業(yè)培養(yǎng)目標和專業(yè)教學計劃特點，擬定以下課題作為畢業(yè)設計參考課題：沖壓模具設計課題如下：（1）壓線卡沖壓模具設計 （2）保護罩沖壓模具設計（3）支架沖壓模具設計 （4）電極板沖壓模具設計（5）托架沖壓模具設計 （6）靠板沖壓模具設計（7）硅鋼片沖壓模具設計 （8）圓護罩沖壓模具設計（9）外殼1沖壓模具設計 （10）外殼2沖壓模具設計塑料模設計課題如下：（1）線圈骨架注射模設計 （2）密封件注塑模設計（3）窺視鏡注塑模設計 （4）支撐座注塑模設計（5）外殼注塑模設計 （6）防護罩注塑模設計（7）方罩殼注塑模設計 （8）圓護罩注塑模設計（9）外殼塑模設計 （10）骨架注射模設計三、畢業(yè)設計進程安排序號周次內 容備 注11選定畢業(yè)設計題目，填寫“畢業(yè)設計開題報告”?？蓮谋緦W期就著手進行各項工作。22與指導教師取得聯(lián)系，確定畢業(yè)設計題目。33至6搜集資料、撰寫畢業(yè)設計說明書。47指導教師進行說明書審查，學生進行說明書修改、定稿58回學校整理畢業(yè)設計相關資料，進行成績鑒定。1、2010年11月20日后進行頂崗實習學生，離校前必須與指導教師聯(lián)系，完成畢業(yè)設計相關工作。2、2011年5月20日下午4:00之前上交設計說明書等資料的都為按時,不按時者扣分。3、每星期，學生要主動和指導教師聯(lián)系一次。提前離校上崗的同學，請注意時間安排，要按時回校參加相關考試、設計、實訓。四、畢業(yè)（實習）設計指導教師見附表每位同學必須給指導老師留下聯(lián)系方式：電話、QQ、E-mail等。五、學生須上交的資料項目序號資 料 名 稱份數(shù)備 注1畢業(yè)設計任務書1指導教師完成2畢業(yè)設計開題報告1學生完成3畢業(yè)設計說明書電子版1學生完成4畢業(yè)設計說明書1學生完成5畢業(yè)設計成績鑒定表1學生、教師完成6畢業(yè)設計教師指導過程登記表1學生、教師完成說明：1按統(tǒng)一的格式寫開題報告；2畢業(yè)設計說明書寫作要求格式統(tǒng)一按照下發(fā)的格式排版。3“畢業(yè)設計考核表”中考核欄，對學生畢業(yè)設計期間的表現(xiàn)做一個真實的評價。六、畢業(yè)設計成績評定標準1、全面完成畢業(yè)設計的任務，能靈活、正確、綜合運用本專業(yè)的基礎理論，分析問題和解決問題的能力強，在方案設計或數(shù)據(jù)處理，計算等某些方面有一定見解或獨創(chuàng)。2、圖紙，說明書質量高，考慮問題全面論據(jù)充分，文理通順。3、方案正確，數(shù)據(jù)（或程序）可靠，動手能力強。4、畢業(yè)設計的有關資料必須齊全。5、畢業(yè)設計不及格情況（1）未能按質按量完成畢業(yè)設計任務。（2）圖紙、說明書有嚴重錯誤或技能水平差、技術含量低。（3）答辯中基本概念糊涂，主要問題回答錯誤，經啟發(fā)仍不能較正確地回答問題，達不到最低要求。七、其它注意事項1凡是弄虛作假、嚴重抄襲者，畢業(yè)設計、(畢業(yè)實踐)一律不計成績，作不及格處理。2請在規(guī)定的時間內未完成畢業(yè)設計說明書，逾期不交者，作不及格處理。 畢業(yè)設計開題報告題 目 窺視鏡注塑模設計開題報告 專 業(yè)班 級學生姓名指導教師 - 5 -畢業(yè)設計開題報告1報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，經指導教師、教研室（或系）簽署意見后生效。2開題報告一般包括下列內容： （1）說明選題的意義，著重介紹目前該課題研究現(xiàn)狀和自己的設想以及課題的實際應用價值。 （2）選題的基本內容，構思及初步見解。 （3）擬采用一般的方法和手段。 （4）解決重點問題的途徑、方法和措施。 （5）工作進度計劃等。3開題報告封面一般包括下列內容：畢業(yè)設計題目；學生所在專業(yè)、班級；學生姓名；學生學號；指導教師姓名；日期等。4開題報告字數(shù)要求在800以上。5開題報告具體格式參看附件四。 畢業(yè)設計開題報告書 機 械 制 造 工 程 系 模 具 設 計 與 制 造 專業(yè) 學生姓名 課題名稱窺視鏡注塑模具計課題準備情況目前國內外研究進展概述（或立題依據(jù)）： 隨著塑料制品在日常生活中的大規(guī)模應用，適用于大批量生產形式的注塑模在塑料制品的生產中得到了廣泛的應用。國內當今注塑迅速發(fā)展，但是與國際水平卻相差很遠，主要缺陷明顯的表現(xiàn)在精度不高，技術含量低，復雜程度低等缺點。嚴重的阻礙著國內模具業(yè)的發(fā)展。設計出好的產品卻無法做出是我模具業(yè)的最大不足。因此，注重科技含量，借助了國外的先進理論技術則尤為重要。本設計進行了窺視鏡注塑模設計.其中對零件結構進行了工藝分析,確定了分型面,澆注系統(tǒng)等,選擇了注射機,詳細計算了成型零部件及各系統(tǒng)的尺寸.采用側澆口,結構簡單,易于制造.直接利用導柱導向,推桿卸料及限位螺釘限位.這樣的結構設計可確保模具工作運行可靠.最后對模具結構與注射機的匹配進行了校核,分析了此套模具的工藝性及可行性。.思路和方法畢業(yè)設計（論文）的設計方案及思路： 該塑料形狀為圓柱體殼類零件，整體結構尺寸并不大，且是大批量生產，為了提高生產率，降低成本，故采用模具成批注射生產。因該塑件頂面是圓弧面，所以模具必須采用上下開模，采用普通推桿推出機構即可完成分模，完成分模后由推桿頂出塑件。該模具采用四型腔模，必須設置分流道，用側澆口形式從零件外部進料，利用分型面間隙即可排氣。擬重點解決的問題 澆口位置是澆注系統(tǒng)設計的重點, 它直接關系著塑件的質量, 本文將數(shù)值模擬技術與設計經驗相結合, 提出了經驗搜索法, 經過理論分析和實例運算,證明所提出的澆口位置優(yōu)化方法對于精度高、澆口位置可行空間小的注塑模, 效果明顯。在塑料注射模制造過程中，總會遇到分型面的確定問題，它是一個很復雜的間題，受到許多因素的制約，常常是顧此失彼。所以在選擇分型面時應抓住主要矛盾，放棄次要因素。主要應遵循以下原則：保證塑料制品能夠脫模；使型腔深度最淺；使塑件外形美觀，容易清理；使分型面容易加工；保證塑件制品精度；有利于排氣；使塑件留在動模內。綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多，總的要求是順利脫模，保證塑件技術要求，模具結構簡單制造容易。當選定一個分型面方案后，可能會存在某些缺點，再針對存在的問題采取其他措施彌補，以選擇接近理想的分型面。計劃進度2010.10.13選定畢業(yè)設計題目并報與指導老師2010.10.132010.10.21 填寫畢業(yè)設計開題報告，交給指導老師2010.10.212011.04.15 搜集資料，撰寫畢業(yè)設計說明書，每星期主動與指導老師聯(lián)系一次，請指導老師進行說明書審查，并進行說明書修改，定稿2011.05.20之前上交設計說明書等資料，進行成績鑒定參考文獻塑料成型工藝與模具結構 歐陽德祥 主編機 械 制 造 基 礎 韓春鳴 主編機 械 設 計 基 礎 石固歐 主編機 械 制 圖 劉 力 主編塑料模具設計指導 伍先明 主編 指導教師意見 簽名：年 月 日 畢業(yè)設計說明書題 目 窺視鏡注塑模具設計 專 業(yè)班 級學生姓名指導教師 摘 要：根據(jù)設計任務書的要求,本設計說明書針對取樣管注射模設計進行說明。 主要內容包括模具結構形式的制定、澆注系統(tǒng)的設計、成型零件的設計、推出機構的設計、模架的選用。根據(jù)生產批量和產品結構的要求，擬定了方案，經過各種方案的比較，最后確定最優(yōu)方案。此外，為了提高勞動生產率，降低勞動強度，保證加工質量。關鍵詞：取樣管、注射模、模具結構、推出機構、澆注系統(tǒng)、成型零件、加工工藝目 錄第一章 緒論11.1 課題的來源、目的、意義11.2課題主要內容和工作方法41.3 解決的重點問題與創(chuàng)新5第二章 產品的設計與制作 62.1擬定模具結構形式 62.2澆注系統(tǒng)的設計122.3成型零件的設計182.4模架的選用 212.5排氣槽的設計 222.6推出機構的確定22 2.7溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計 23 第三章 模具零件制造與裝配 3.1型腔制造工藝方案253.2型芯制造工藝方案26 3.3模具裝配 27第四章 小結29第五章 結果與建議30參考文獻30致謝32第一章 緒 論1.1 課題的來源、目的、意義 隨著塑料制品在日常生活中的大規(guī)模應用，適用于大批量生產形式的注塑模在塑料制品的生產中得到了廣泛的應用。國內當今注塑迅速發(fā)展，但是與國際水平卻相差很遠，主要缺陷明顯的表現(xiàn)在精度不高，技術含量低，復雜程度低等缺點。嚴重的阻礙著國內模具業(yè)的發(fā)展。設計出好的產品卻無法做出是我模具業(yè)的最大不足。因此，注重科技含量，借助了國外的先進理論技術則尤為重要。 本課題多用于減速器的窺視窗來檢驗齒輪的嚙合情況和潤滑油的油面高低情況，基于這一特點，采用注塑模具，既能滿足以上所需的要求也能進行大批量生產，這樣生產成本大大降低。 本產品原料為PC(聚碳酸酯)，產品為透明的，這樣就能達到預期目的，設計本產品模具的意義在于，用塑料制件代替玻璃產品安全系數(shù)大大增加，也大大降低了生產成本，另外，玻璃產品易碎，更換次數(shù)較大，這樣就增加了非工作時間，影響工作效率。 從以上幾方面考慮采用注塑模具生產窺視鏡要經濟合理，安全系數(shù)也大大增加。 1.2課題主要內容和工作方法本課題的主要內容是設計出制造窺視鏡的模具，這樣就要設計出模具型腔，型芯，推出機構，分型面的確定，型腔數(shù)量的確定，注塑機的選取，澆口的設計，模架的選取等等。工作方法為先對零件進行工藝性分析，確定分型面，再確定型腔數(shù)量，計算得出模板的長寬，再根據(jù)長寬選取模架，然后根據(jù)注塑量，注射壓力，鎖模力等等，來選取注塑機，最后來設計成型零件，澆口形式，推出機構，導向機構。1.3 解決的重點問題與創(chuàng)新本課題設計模具的重點問題是澆口，流道的設計，推出機構的設計，因本制件為透明產品，故產品表面質量要求較高，而這幾個位置的設計就跟表面質量有重要關系，另外，模具材料的選取也是本課題的重點問題，零件要求透明性較高，所以模具材料的選取很重要，好的模具材料可以制造出好的零件，模具材料的好壞直接影響產品的質量。以上便是本課題要解決的重點問題。在設計上，模具的流道采用半圓形，這樣可以降低加工難度，以往的模具流道多采用圓形，梯形等形狀，這樣加工難度大，而裝配難度也會大大增加，在滿足要求的情況下采用半圓形流道可以降低加工難度，也可降低裝配難度，這樣就大大降低了生產成本。本副模具的另一創(chuàng)新之處在于推出機構的設計，以往的模具設計多采用推桿，推板推出，而本零件要求表面質量高，通過分析零件的工藝性得出，用推管推出是最合理的方法，故采用長型芯，推管推出。以上便是本副模具的創(chuàng)新之處。第二章 產品的設計與制作 2.1.擬定模具結構形式2.1.1塑件成型工藝性分析 該塑件為一塑料窺視鏡，如圖2-1所示，塑件壁厚屬于中等壁厚塑件，壁厚均勻，生產批量較大，脫模斜度合理，材料為PC（聚碳酸酯），塑件為透明狀，要求表面質量較高，在零件表面沒有任何表面修飾，表面粗糙度，尺寸精度注塑都能達到其要求。 根據(jù)以上分析該塑件成型工藝性很好，可以注射成型。 圖 2-12.1.2分型面位置的確定 根據(jù)塑件結構形式，本副模具為單分型面，分型面選在窺視鏡的頂部平面，如圖2-2所示。 圖 2-22.1.3確定型腔數(shù)量和排列方式 1）型腔數(shù)量的確定 該塑件精度要求較高，又是大批量大量生產，初步考慮采用一模多腔的形式?？紤]到模具制造費用，設備運轉費用低一些，模具制造精度高，制造難度大，模具材料的質量高，初步定為一模四腔的模具形式。 2）型腔排列形式的確定 該塑件為回轉體，直徑較大，采用一模四腔，若成環(huán)形排列，這樣模具結構尺寸就比較大，制造費用也比較高。所以，本副模具采用方形型腔排列，這樣模具結構尺寸要小得多。 因為所用材料為PC（聚碳酸酯），根據(jù)零件的本身特點，本設計采用推管推出，型腔的排列方式采用方形排列，如圖2-3所示。 圖 2-32.1.4模具結構形式的確定 從上面分析中可知，本模具擬采用一模四腔，方形排列，推管推出，流道采用平衡式，澆口采用側澆口，定模不需要設置分型面，動模部分需要一塊型芯固定板和支撐板，因此基本上可確定模具結構形式為A型帶推管的單分型面注射模。2.1.5注射機型號的選定 1）注射量的計算 通過計算或PRO/E建模分析，塑件質量M1為13.8g，塑件體積V1=M1/p=13.8/1.19=11.6cm3,流道凝料的質量M2還是未知數(shù)，可按塑件質量的0.6倍來估算。從上述分析中確定為一模四腔，所以注射量為M=1.6nM1=1.6413.8=88.32g。 2）塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算 流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積A2，在模具設計前是個未知數(shù)，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計分析，A2是每個塑件在分型面上的投影面積A1的0.2-0.5倍，因此可用0.35nA1來進行估算，所以 A=nA1+A2=nA1+0.35nA1=1.35nA1=14259.996mm2式中 A1=3.14dd/4=2640.74mm2。 Fm=AP型=14259.99635=499.10kN式中型腔壓力P型取35MPa（因是中等壁厚塑件，澆口是側澆口，壓力損失大，取值應大一些）。 3）選擇注射機 根據(jù)每一生產周期的注射量和鎖模力的計算值，可選用SZ-100/630。注射機主要技術參數(shù)理論注射容量/cm3 105 鎖模力/kN 630螺桿直徑/mm 35 拉桿內間距/mm 370320注射壓力/MPa 164.5 移模行程/mm 270注射速率/（g/s） 80 最大模厚/mm 300塑化能力/（g/s） 11.8 最小模厚/mm 150螺桿轉速/（r/min） 14-200 定位孔直徑/mm 125噴嘴球半徑/mm 15 噴嘴孔直徑/mm 4鎖模方式 雙曲肘 4）注射機有關參數(shù)的校核 （1）由注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù)n。 n1=(kMt/3600-m2)/m1=(0.811.8360060/3600-0.6413.8)/13.8=38.6 而n取4遠遠小于38.6，所以型腔數(shù)校核合格。 式中k-注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8； M-注射機的額定塑化量（11.8g/s） t-成型周期，取60s （2）注射壓力的校核。 Pe1=kPo=1.3120=156MPa 而Pe=164.5MPa，注射壓力校核合格。 式中k-取1.3 Po-取120MPa（屬中等壁厚）。 （3）鎖模力校核 F=KAP型=1.2499=598.8kN 而F=630kN，鎖模力校核合格，其它安裝尺寸的校核要待模架選定，結構尺寸確定以后才可以進行。2.2澆注系統(tǒng)的設計2.2.1主流道的設計 1）主流道尺寸 根據(jù)所選注射機，則主流道小端尺寸為 d=注射機噴嘴尺寸+（0.5-1）=4+1=5mm 主流道球面半徑為 SR=噴嘴球面半徑+（1-2）=15+2=17mm 2）主流道襯套形式 本設計雖然是中小型模具，但為了便于加工和縮短主流道長度，襯套和定位圈設計成分體式，襯套如圖2-4，材料采用T10A鋼，熱處理，淬火后表面硬度為53HRC57HRC。 圖 24 3）主流道凝料體積 q主=3.14h/12（DD+Dd+dd）=1003.14/12（10.910.9+10.95+55）=5.189cm3 4）主流道剪切速率校核 由經驗公式 r=3.3qv/3.14RnRnRn=3.356.2205/3.140.39850.39850.3985=933.7/s 得出r遠遠小于5000/s 式中Rn為主流道平均半徑 Rn=（5+10.94）/4=0.3985mm qv=q主+q分+q塑件=5.189+4.6315+11.64=56.2205cm3主流道剪切速率偏小主要是注射量小、噴嘴尺寸偏大，使主流道尺寸偏大所致。2.2.2 分流道的設計 1）分流道布置形式 分流道應能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快的經分流道均衡的分配到各個型腔，因此，采用平衡式分流道，如圖25所示。 圖 25 分流道布置2）分流道長度第一級分流道 L1=108mm第二級分流道 L2=30mm3）分流道的形狀、截面尺寸以及凝料體積（1）形狀及截面尺寸。因PC（聚碳酸酯）流動性較差，其分流道截面直徑可達到10mm以上，為了便于機械加工及凝料脫模，采用半圓形分流道，并設計在動模一側，截面直徑尺寸為10mm。其截面形狀及尺寸如圖26所示。 圖26 分流道截面形狀理論上第二級分流道要比第一級分流道小10%，但為了刀具的統(tǒng)一和加工的方便，第二級分流道的截面直徑尺寸為10mm。 （2）凝料體積。 分流道長度 L=L1+L2=108+88=196mm 分流道截面積 A=3.1425/2=39.25mm2 凝料體積 q分=39.25196=7693mm3=7.693cm34）分流道剪切速率校核 采用經驗公式 r=3.3q/3.14RnRnRn=3.346.4/3.140.3970.3970.397=779/s 在5005000之間，剪切速率校核合格。 式中q=v/t=411.6/1=46.4cm2 Rn=2AA/3.14C=239.2539.25/3.145=0.397cm式中t注射時間，取1sA-半圓面積C-半圓周長 5）分流道的表面粗糙度分流道的表面粗糙度Ra并不要求很低，特別是這種流動性不好的塑料其表面粗糙度要求較高，一般取0.8um1.6um即可，在此應取0.8um。2.2.3 澆口的設計根據(jù)外部特征，外觀表面質量要求比較高，應看不到明顯的澆口痕跡，另外，本產品要求透明性較高，所以在其表面和內部工作表面的質量很高，而且分流道在動模上，澆口位置選在動模上，采用側澆口。1）側澆口的尺寸確定由經驗公式得： h=nt=30.7=2.1mm b=nA/30=2.12mm 式中 A=8265.36mm2 n塑料材料系數(shù)，取0.7 t=3 2）澆口剪切速率校核 由側澆口的經驗公式得 r=6q/whh=61900/s 在10000/s和100000/s之間，所以剪切速率校核合格。2.2.4 冷料穴的設計1） 主流道冷料穴 主流道冷料穴采用Z字形，并采用Z字形頭拉料桿，該拉料桿固定在推管固定板上，工作時靠Z字形頭部把主流道中的廢料與冷料穴中的廢料拉斷，另外，Z字形可依靠自身的重力使廢料與拉料桿實現(xiàn)自動分離，不需要人工取出，可以節(jié)約工時。 2）分流道冷料穴 在分流道端部加長15mm（約1.5d）作為分流道冷料穴。2.3 成型零件的設計 模具中確定塑件幾何形狀和尺寸精度的零件稱為成型零件。在本設計中成型零件就是成型窺視鏡外表面的凹模，成型內表面的凸模。2.3.1 成型零件的結構設計 1）凹模（型腔） 零件是一個回轉體，其頂部表面是一段圓弧，可用數(shù)控銑削的加工方法，又因為其材料價格較貴，所以采用鑲嵌件，如圖27所示。 圖 27 型腔結構圖 2）型芯型芯是一個帶臺階的回轉體，且是一個鑲嵌件，其頂部是一個半球形，如圖28所示。 圖 28 型芯結構圖2.3.2成型零件材料的選用 窺視鏡是大批量生產，而且是透明塑料制件，其表面質量要求較高，所以所選用的材料要有良好的耐磨性和抗疲勞性，另其機械性能和鏡面拋光性能要求也較高，根據(jù)這一特點選用PMS鋼。PMS鋼用于塑料鏡片，透明塑料制品以及外觀光潔、光亮、質量高的各種熱塑性塑料殼體件成型模具。另外，該鋼種具有良好的冷熱加工性能和綜合力學性能，熱處理工藝簡便，變形小，淬透性高，適宜進行表面強化處理，特別是對其進行滲氮后，制成的模具表面硬度，耐磨性，抗咬合性都會提高。2.3.3 成型零件的工作尺寸計算塑件公差尺寸按SJ137278標準中的5級精度選取1）型腔徑向尺寸 Lu=(1+S)Ls-x 式中S塑件的平均收縮率S=0.006 Ls塑件的外形尺寸 x修正系數(shù)（取0.75） 塑件公差值（查塑件公差表） z制造公差（取/5）（Lu1）=(1+s)Ls1-0.75 =(1+0.006)42.63-0.750.40=42.58578 （Lu2）=(1+s)Ls2-0.75 =(1+0.006)58-0.750.46=58.003 (Lu3) =(1+s)Ls3-0.75 =(1+0.006)48-0.750.46=47.9882)型芯徑向尺寸 (Lu) =(1+s)ls+0.75 =(1+0.006)42+0.750.40=42.5523)型腔深度尺寸 （Hu）=(1+s)h-x 式中h塑件高度最大尺寸 x修正系數(shù)（取0.65） 塑件公差值，查塑件公差表 Hu1=(1+s)h1-0.651 =(1+0.006)2.23-0.650.16 =2.13938 Hu2=(1+s)h2-0.652 =(1+0.006)11.5-0.650.22 = 11.426 Hu3=(1+s)h3-0.653 =(1+0.006)8.5-0.650.20 =8.424)型芯高度尺寸Hu=(1+s)h-x =(1+0.006)32-0.650.40 =31.932 式中H長型芯的高度尺寸 x修正系數(shù) 塑件公差值，查塑件公差表2.4 模架的確定 模具的大小主要取決于塑件的大小和結構，對于模具而言，在保證足夠強度和剛度的條件下，結構越緊湊越好。 為了節(jié)約模具鋼材和便于熱處理，根據(jù)產品的外形尺寸（平面投影面積與高度），以及產品本身結構，可以確定鑲件的外形尺寸，確定鑲件的尺寸后，就可大致確定模架的打大小了。 窺視鏡的投影面積A=29294=10630.24mm2選擇C型結構，可查得：A=50 D=28則模具寬度 B=(50+28)2+126=282 模具長度 L=(50+28)2+126=282選擇標準模架： BL=315315標準模架組合BL=315315 導柱間距（bl）32；240260模板A尺寸25315315 模板B尺寸25315315墊塊C 10056315 復位桿直徑d間距（bl）20;140240螺釘數(shù)量規(guī)格；間距（bl） 8M16；259160其余模架尺寸如圖29所示。 圖29 模架示意圖2.5 排氣槽的設計（利用配合間隙）窺視鏡成型型腔體積不大，約為11.6cm3，注射時間約為1s，采用的是側澆口向型腔最大直徑處注入塑料，塑料熔體會先充滿型腔底部，然后再充滿型腔頂部，所以應將排氣槽開設在型腔頂部，這樣才不會造成憋氣的現(xiàn)象，這樣氣體會沿著頂部氣孔排出。2.6 脫模推出機構的設計本設計中采用的是推桿推出機構，這樣的推出機構自由度打大，而且界面形狀變化多樣，本設計采用的死圓形截面，制造修配方便，容易達到推桿與模板或型心上推桿孔德配合精度，推桿推出時運動阻力小，推桿動作靈活可靠，推桿損壞后也便靈活更換，因此在生產中廣泛應用。根據(jù)以上分析，采用推桿推出是最可行的方法。推桿結構示意圖如圖210所示。 圖 210 推桿結構示意圖2.7 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計2.7.1 冷卻系統(tǒng)的設計產品在注射成型后，為了節(jié)約時間，提高工作效率，常常采用冷卻的方法來對塑件進行降溫，所以本副模具也開設了冷卻系統(tǒng)冷卻水道。在單位時間內塑料熔體凝固時所放出的熱量應等于冷卻水所帶走的熱量，模具溫度設為100。1）冷卻水的體積流量 qv=WQ1/PC1(Q2-Q3)=0.00185m3/min 式中 W單位時間（每分鐘）內注入模具中的塑料質量（kg/min）按每分鐘注射兩次則為0.134kg/min Q1單位質量的塑件在凝固時所放出的熱量 冷卻水的密度（1000kg/m3） C1冷卻水的比熱容 Q2冷卻水出口溫度（30） Q3冷卻水入口溫度（25）2） 冷卻水管道直徑 為使冷卻水處于湍急狀態(tài)，查資料，取d=10mm3） 冷卻水在管道內的流速 v=4qv/dd=0.40m/s2.7.2 模具加熱系統(tǒng)的設計 塑件材料為PC（聚碳酸酯），這種材料流動性較差，所以在模具上要開設加熱系統(tǒng)。 經分析，本套模具可采用電熱棒加熱裝置對模具進行加熱，這種加熱裝置既方便也可滿足一般生產車間的技術要求，而且，這種加熱裝置可以達到環(huán)保要求，不會浪費。另外，該加熱系統(tǒng)加工時方便，可以進行機械加工，根據(jù)以上分析，故采用電棒加熱裝置對本副模具進行加熱。第三章 模具零件制造與裝配3.1 型腔制造工藝方案3.1.1 型腔一的加工工藝方案型腔一是鑲嵌件，為一個回轉體，其頂部為一個半球形，如圖31所示，而這正是型腔部分，所以型腔一的加工難點和重點就是該半球形的加工。 圖 31 型腔一結構示意圖加工工藝路線：下料-熱處理-毛坯外形粗加工（數(shù)控車床粗車外圓）-外圓表面半精加工（數(shù)控車床半精加工）-頂部半球形粗加工（數(shù)控銑床）-頂部半球形半精加工（數(shù)控銑床）-熱處理-外圓表面精加工（外圓磨床精加工外圓）-頂部半球形精加工（數(shù)控加工中心）-頂部半球形超精加工-拋光，鏡面處理3.1.2 型腔二的加工工藝方案 型腔二是一鑲嵌件，為一回轉體，為一階梯狀的通孔如圖32所示，而通孔就是零件成型的重要組成部分，所以孔的加工是該零件的重要加工部分，也決定著注射成型零件質量的好壞。 圖 32 型腔二結構示意圖 加工工藝路線：下料-熱處理-毛坯外形粗加工（數(shù)控車床粗車外圓）-型孔粗加工（數(shù)控車床粗車型孔）-外圓柱表面半精加工（數(shù)控車床半精車外圓）-型孔半精加工（數(shù)控車床半精鏜型孔）-熱處理-外圓柱表面精加工（外圓磨床精磨）-型孔精加工（坐標磨床上精磨型孔）-型孔超精加工-拋光，鏡面處理3.2 型芯制造工藝方案 型芯為一個鑲嵌件，其外形為回轉體，頂部是一個半球形，結構示意圖如圖33所示。塑件的工作表面就是這個半球形，所以頂部半球形的加工是最重要的，其技術要求和精度要求一定要嚴格保證。 圖33 型芯結構示意圖 加工工藝路線：下料-熱處理-毛坯外形粗加工（數(shù)控車床粗車外圓柱表面）-外圓柱表面半精加工（數(shù)控車床半精車）-熱處理-外圓柱表面精加工（外圓磨床精磨）-頂部半球形超精加工-拋光，鏡面處理3.3 模具裝配在裝配時時有很多零件組合起來的，在組裝前鉗工必須對所有零件尺寸檢查和測定零件與零件的配合。沒有達到尺寸要求的藥進行研配加工達到尺寸的要求的尺寸。研配是對分型面、鑲件、測型芯、限位塊、澆口部分、推板部分、制品壁厚成形部分等進行研配加工。在進行分型面研配時，由于分型面兼有排氣的功能，因為為了排除空氣，又不產生飛邊，一般分型面的研配間隙應在0.02以下。各部分的研配不是絕對的，大部分是以配合為目的的加工，但對于成形部位的鑲件、壁厚等的加工必須達到要求精度。單個零件的修正、研配等加工結束后進行裝配加工。在裝配時，還要一些研配加工。在裝配時首先要把凹凸模的鑲件裝入動定模并緊固，然后裝入頂出裝置，最后裝入導柱、上模板、下模板、支撐板等，為了便于導柱裝配，可以涂上潤滑油。模具在試模前還要裝上冷卻龍頭、定位器的那個模具零件。裝配時各零件的裝配次序無明確規(guī)定，通常以前面的零件裝入后不影響后面的零件裝入為原則。 第四章 小結 塑料工業(yè)是當今世界上最快的功能工業(yè)門類之一，對于我國而言，它在整個國民經濟的各個部門中發(fā)揮了越來越大的作用。我們大學生對于塑料工業(yè)的認識還是很膚淺的，但是通過這次塑料模具畢業(yè)設計，讓我們更多的了解有關塑料模具設計的基本知識，更進一步掌握了一些關于塑料模具設計的步驟和方法，對塑料模具有了一個更高的認識。這對我們在今后的生產實踐工作中無疑是個很好的幫助，也間接性的為今后的工作經驗有了一定的積累。塑料制品成型及模具的設計還是個很專業(yè)性、實踐性很強的技術，而它的主要內容都是在今后的生產實踐中逐步積累豐富起來的。因此，我們要學好這項技術光靠書本上的點點知識還是不夠的，我們更多的還應該將理論與實踐結合起來，這還需要我們到工廠里去實踐。我相信在未來的我一定能走到最前頭。 第五章 結果與建議在完成全部圖紙及編寫設計計算說明書之后，對設計計算和結構設計進行優(yōu)缺點分析，特別是對不合理的設計和出現(xiàn)的錯誤做出意義剖析，并提出改進的設想，從而提高自己的機械設計能力。1. 根據(jù)設計任務書的要求，分析設計方案的合理性，設計計算及結構設計的正確性，自己對設計結果感到滿意，并且滿足設計任務書的要求。2. 認真檢查和分析自己設計的機械傳動裝置部件的裝配工配工作圖，主要零件的零件工作圖以及設計計算說明書等。3. 對裝配工作圖，分析工藝性以及機械制圖等方面的問題，同時解決問題，。對零件工作圖，檢查和分析尺寸公差標注等問題。對設計說明書，檢查和分析計算依據(jù)的準確可靠性。4. 通過畢業(yè)設計，掌握了模具設計的方法和技巧，在設計能力方面有明顯的提高，在今后的設計中還應該加強自己冷靜的分析能力。 參考文獻 1李有才主編，模具材料，化學工業(yè)出版社2009.9 2歐陽德祥主編，塑料成型工藝與模具設計，機械工業(yè)出版社2008.103伍先明主編，塑料模具設計指導，國防工業(yè)出版社2009.84馬宵主編，互換性與測量技術，北京理工大學出版社2008.1機械制圖劉力主編，機械制圖，高等教育出版社2008.5 致謝 通過半個月的努力終于完成了畢業(yè)設計，也意味著我就要走出校同為自己的夢想而奮斗了。回首一年的大學生活，有過歡笑，也有過淚水未米的路還很長，我還要繼續(xù)行走雖然很舍不得離開母校，但是我們還足要離開，去追尋自己的夢想。 在做畢業(yè)的過程中遇到了一些困難和挫折，但足在老師的指導和同學的幫助下終于完成了，我要感謝我的指導老師劉老師，在做畢業(yè)設計過程中從課題的選擇到設計的最終完成，劉老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。同時我也要感謝我們學院給我們授課的各位老師，在再位老師的悉心指導中，我不僅學到了扎實的專業(yè)知識，也在怎樣處人處事等方面收益很多；同時對他們工作的積極熱情、認真負責、有條不紊、實事求是的態(tài)度，給我留下了深刻的印象，使我受益非淺。在此向各位老卿表示衷心的感謝和深深的敬意。 我要感謝我的母校，是她提供了良好的學習環(huán)境和生活環(huán)境，讓我的人學生活豐富多姿，為我的人生留下精彩的一筆。 同時也要感謝我們機械系08級模具05班的所有同學，在三年的學列生活中我們探討交流使我受益頗多：同時他們也給我很多無私的幫助和支持，感謝你們了。在此我還要特別感謝我的室友們，我們一起走過來的，在這過程中，我們共同奮斗，彼此相互幫助、相互鼓勵。使我在學習和生活中不斷得到友誼的溫暖與關懷。使我非常感動!我希望我們以后的每一天都精彩。 最后，向我的親愛的家人和親愛的朋友表示深深的謝意，他們給予我的愛、理解、關心和支持是我不斷前進的動力。 現(xiàn)在，我有了別的夢想，可惜這已經不能再提供給我需要的滋養(yǎng)，于是我只好依依不舍地離開。以后我會努力!朝著自己夢想的地方奮斗。 - 33 -