滅火器注塑模具設計【一模一腔】【側抽芯】【說明書+CAD】

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模具設計與制造 設計(論文)題目： 滅火器注塑模設計 指導教師： 楊占堯 教授 2006年 04 月 10 日 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據所查閱的文獻資料，撰寫1500字左右（本科生200字左右）的文獻綜述(包括目前該課題在國內外的研究狀況、發(fā)展趨勢以及對本人研究課題的啟發(fā))： 文 獻 綜 述 塑料制品在日常生活中是常常見到的，如在家用電器、儀器儀表、建筑器材、汽車工業(yè)、日用五金、通信器材以及醫(yī)療器械等眾多領域，塑料制品的使用比例正迅猛增加。這主要是因為以下原因：第一，塑料與金屬材料相比有許多優(yōu)點：容易加工，生產效率高；節(jié)約能源，絕緣性能好；質量輕，相對密度為1.0～1.4，比鋁輕一半，比鋼輕3/4，比強度高，具有突出的耐磨、耐腐蝕性等；第二，在日用和工業(yè)產品中，一個設計合理的塑料制品往往能代替多個傳統(tǒng)金屬結構件，加上利用工程塑料特有的性質，可以一次成型非常復雜的形狀，并且還能設計成卡裝結構，從而減少產品中裝配的各種緊固件，降低了金屬材料消耗量和加工及裝配工時；第三，注塑加工是塑料加工中普遍采用的方法之一。該方法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，制品數(shù)量比其他常規(guī)的金屬成型方法要大得多。由于注塑成型加工不僅產量多，而且適用于多種原料，能夠成批、連續(xù)的生產，并且具有穩(wěn)定的尺寸，容易實現(xiàn)生產的自動化和高速化，具有極高的經濟效益。因此目前工業(yè)產品非金屬化、金屬制品塑料化的趨勢日益明顯。 獲得注塑制品的過程，稱之為注塑成型或者注射成型，或者簡單的稱之為注塑。注塑成型的基本過程是：顆粒狀的高分子材料（以下簡稱為塑料）經過注塑機螺桿的擠壓和加熱，成為熔融狀態(tài)的可以流動的熔體。在螺桿的推動下，塑料熔體通過注塑機的噴嘴、模具的主流道、分流道和澆口進入模具型腔，成型出具有一定形狀和尺寸制品的過程。注塑的結果是生產出符合用戶要求的塑料制品。 要想取得合格的制品，必須要有設計合理、制造精良的模具，還需要有何該模具配套的先進的注射設備（注塑機）以及合理的加工工藝。因此人們常將，模具、注塑機以及工藝稱之為注塑過程得以順利進行的三個基本要素。 作為注塑成型加工的主要工具之一的注塑模具，在質量、精度、制造周期以及注塑成型過程中的生產效率等方面的惡水平高低，直接影響產品的質量、產量、成本及產品的更新?lián)Q代，并最終決定著企業(yè)在市場競爭中的反映能力和速度。 與其他機械行業(yè)相比，模具制造業(yè)主要有以下三個特點： 第一，模具不能像其他機械產品那樣可作為基本定型的商品隨時都可以在市場上買到。這是因為每副模具都是針對特定的塑料制品的規(guī)格而產生的，由于塑料制品的形狀、尺寸各異，差距甚大，其模具結構也是大相徑庭，所以模具制造不可能形成批量生產。換句話說，模具是單件生產的。因此，模具的設計、制造成本都較高。 第二，因為注塑模具是為產品中的塑料制品而訂制的，作為產品，除質量、價格等因素之外，很重要的一點就是需要盡快地投放市場，所以對于為塑料制品而特殊訂制的模具來說，其制造周期一定要短。 第三，模具制造是一項技術性很強的工作，其加工過程集中了機械制造中的諸多先進技術的部分精華與鉗工技術的手工技巧，因此要求模具工人具有較高的文化技術水平，這種技術工人對模具單件生產方式組織均衡生產來說是非常重要的。 對于采用注塑成型加工方法生產塑料制品來說，合理的成型工藝既是三個基本要素中的加工工藝。所謂成型工藝，簡單來說就是將壓力、溫度、時間（速度）三大要素組成最合理的搭配。在成型過程中，尤其是精密制品的成型，要想確立一組最佳的成型條件決非易事，因為影響成型條件的因素很多，除制品的形狀、模具結構、注塑設備、原材料等之外，電壓的波動、環(huán)境溫度的變化對成型都有一定的影響。到目前為止，建立最佳的成型工藝尚無簡便可靠的辦法，大多需要操作者具有很豐富的實踐經驗與耐心，根據塑料制品在成型過程出現(xiàn)的具體問體認真調查，才能確立一個理想的成型工藝，高效率、高質量地生產出合格的塑料制品。 隨著市場競爭的激烈化，客戶對于產品的質量要求越來越高，生產速度要求越來越快。這些要求推動人們不斷設計技術更加先進，生產效率更加高的注塑機，同時設計結構更加合理，性能更加穩(wěn)定的注塑模具，并尋求更為合理的注塑工藝，以滿足這方面的要求。  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 ２．本課題的研究思路（包括要研究或解決的問題和擬采用的研究方法、手段（途徑）及進度安排等）： 為了能夠使我們在畢業(yè)后的工作過程中能夠獨立分析和解決實際問題，在三年的學習將要結束的時候，學校安排了“畢業(yè)設計”這個實踐環(huán)節(jié)。本設計題目為“滅火器注塑?！薄? 在設計中經過分析選用了“一模一腔”的型腔排列方式，能夠滿足中等批量的生產任務；澆口的設計過程中根據模具結構選擇了環(huán)行澆口，在開模過程中隨澆注系統(tǒng)凝料一同拔出，需人工切除；由于制件有側孔，需要設置側向分型抽芯機構，本模具中采用了彎銷側向分型抽芯機構；在頂出機構的設計中，考慮到制件成型后由于收縮將包緊在型芯上，造成脫模力較大，為保證塑件的質量，采用了推板脫模；推板無需設置復位機構，當動定模合模時自動復位。為避免動模后退的距離，也就是滑塊向四周滑動的距離，采用限位拉桿限位的方式。 畢業(yè)設計是塑料模設計課程重要的綜合性和實踐性教學環(huán)節(jié)?，F(xiàn)將本設計的進度表安排如下： （1）查閱相關資料，撰寫開題報告----2周； （2）進行各種工藝分析與計算----2周； （3）根據計算結果，繪制裝配圖，并繪制非標準件零件圖----2周； （4）撰寫畢業(yè)說明書，編制加工工藝卡----1周。  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 指導教師意見： 1．對“文獻綜述”的評語： 2．對本課題的研究思路、深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測： 指導教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 參考文獻 [1] 塑料注塑模結構與設計 楊占堯主編 北京：清華大學出版社 [2] 塑料模具技術手冊 北京：機械工業(yè)出版社 [3] 塑料工業(yè)手冊 翟金平 黃漢雄 吳舜英主編 北京：化學工業(yè)出版社 [4] 注塑模設計 張克惠主編 西北工業(yè)大學出版社 [5] 工程塑料 金國珍主編 北京：化學工業(yè)出版社 [6] 實用注塑模設計手冊 賈潤禮 程志遠主編 中國輕工業(yè)出版社 [7] 注射模具與注射成型實用手冊 [美] J.B.戴姆著 化學工業(yè)出版社 [8] 模具制造技術 翟德梅主編 [9] 模具材料 高為國主編 北京：機械工業(yè)出版社 [10] 模具設計手冊之四—塑料模具設計 北京：機械工業(yè)出版社 [11] 塑料成型工藝與模具設計 屈華昌主遍 機械工業(yè)出班社 插圖清單 圖1 塑件圖…………………………………………………………3 圖2 分型面的選擇…………………………………………………6 表格清單 表1 型腔、型芯及滑塊的工作尺寸……………………………12 表2 型腔的加工工藝過程………………………………………17 表3 推板加工工藝工藝卡………………………………………18 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 滅火器注塑模設計 緒 論 模具是一種以特定形狀，通過一定方式能使原材料成形的專用工藝裝備。利用模具成型零件的方法，實質上是一種少切削、無切削、多工序重合的生產方法，采用模具成型的工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，可以提高生產效率，保證零件質量，節(jié)約材料，降低生產成本，從而取得較高的經濟效益。因此，模具成型方法在現(xiàn)代工業(yè)的主要部門，如機械、電子、輕工、交通和國防工業(yè)中得到極其廣泛的應用。由此可見，利用模具生產零件的方法已成為工業(yè)上進行成批或大批生產的主要技術手段，她對于保證制品質量，縮短試制周期，進而爭先占領市場，以及產品更新?lián)Q代和新產品開發(fā)都有決定性意義。因此德國把模具稱為“金屬加工中的帝王”，把模具工業(yè)視為：“關鍵工業(yè)”，美國把模具稱為“美國工業(yè)的基石”把模具工業(yè)視為“不可估量其力量的工業(yè)”，日本把模具說成是“促進社會富裕繁榮的動力”，把模具工業(yè)視為“整個工業(yè)發(fā)展的秘密”。由于模具工業(yè)的重要性，模具成型工藝在我國各個部門得到了廣泛的應用，使得模具行業(yè)的產值已經大大超過機床產業(yè)的產值。這一情況充分說明在國民經濟蓬勃發(fā)展的過程中，模具工業(yè)正逐漸明顯地成為技術、經濟和國力發(fā)展的關鍵。 我國的模具工業(yè)發(fā)展大今天經歷了一個艱辛的歷程。 解放前，由于我國工業(yè)基礎薄弱，模具使用得很少，即使使用，模具也都是 由個體的模具作坊制作的。模具結構簡單，精度很低，模具形式多為沖壓模，根 本談不上有什么模具工業(yè)。 解放后，由于經濟恢復的需要，在人民政府的組織下發(fā)展了模具工業(yè)，在技 術上取得了明顯的進步：沖模的結構由單工序模向復合模發(fā)展，并可生產少量的 級進模；因此在加工精度和加工效率上都邁出了一大步。改革開放后，模具工業(yè) 在我國的發(fā)展如虎添翼，各種模具像雨后春筍般的發(fā)展，無論從模具結構的復雜 程度，還是從模具的精度上都在國際有一定的水準，模具行業(yè)得到的發(fā)展和所取 得的成就是有目共賭的，在此不用贅述。我國是模具制造的大國，但還不是強國。 在今后要在盡可能短的時間內趕上世界先進水平，還應從以下幾個方面采取措施： 1． 進行專業(yè)化、標準化生產。 要使模具技術高速度發(fā)展，國外的經驗表明：實現(xiàn)專業(yè)化、標準化生產是關鍵。要實現(xiàn)模具專業(yè)化生產，前提是要模具標準化。有了模具的各項的標準，才可能采用專用的先進生產設備和技術，建立專門的機械化和自動化的生產線，才可能采用高精度的、專用的質量檢測手段，從而實現(xiàn)提高模具質量、縮短生產周期、降低制造成本的目的。 2． 采用先進的制造技術。 3． 研制和發(fā)展模具用材料。 模具材料是影響模具壽命、質量、生產效率和生產成本的重要方面，沒有充足的、高質量的、品種系列齊全的模具用材料，模具工業(yè)要趕上世界先進水平只能是紙上談兵。 4． 進一步推廣應用CAD/CAM。 隨著計算機技術的發(fā)展，計算機已應用到國民經濟的各個部門，其中也包括 模具工業(yè)。模具CAD/CAM是模具生產全盤自動化的根本措施，也是模具生產的重大技術革命。 5． 加強模具技術人才的開發(fā)。 為了順應當前高職高專的教育發(fā)展形式、人才培養(yǎng)目標和積極響應學校教育 教學環(huán)節(jié)，本著提高自己專業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)技能的原則，本著對工作認真嚴謹，求真務實的態(tài)度，現(xiàn)將完成“滅火器注塑模”這一課題的畢業(yè)設計。這一次的畢業(yè)設計是大學階段的最后一次技能練習，也是即將踏向社會，走向工作崗位的一張入場券。因此，也可以說這次畢業(yè)設計是為我們就業(yè)所打開的一扇窗戶。它所要用到的知識是各個專業(yè)知識的大熔爐，通過它，可以將以前所學的分散的知識點進行整合和歸于系統(tǒng)化，通過它，可以加深對所學課程的印象，通過它，可以溫故而知新。再次，通過這次模具設計將使我產生一種很深的認識，那就是模具設計必須盡可能標準化。因此，在工作過程中，提高了我查閱各種手冊和標準的能力，這對以后的實際工作是大有裨益的。本課題的設計是塑料模具，其目的和應該具備的能力有：看懂圖紙并能夠表達視圖，了解塑料的性能，了解成型設備以及能夠選擇，熟悉掌握注塑件結構與模具的關系，熟悉模具結構。這是完成本課題設計所應具備的最基本的技能。設計程序為：接受任務書；調研、消化原始材料；選擇成型設備；在設計模具之前，首先要選擇好成型設備，這就需要了解各種成型設備的規(guī)格、性能和特點。然后是擬訂模具結構方案，包括塑件成型、型腔布置、選擇分型面、確定澆注系統(tǒng)、選擇脫模方式、模溫調節(jié)、確定主要零件的結構與尺寸、支承與聯(lián)結；接著是方案的討論與論證；繪制模具裝配草圖及裝配圖；繪制零件圖；編寫設計說明書；最后是模具制造、試模與圖紙修改。 第1章 模塑工藝規(guī)程的編制 該塑件是滅火器，其零件圖如下所示。本塑件的材料采用PP1340，生產類型為中批量生產。 圖1 塑件圖 1.1 塑件的工藝性分析 1.1.1 塑件的原材料分析 塑件的材料采用PP1340，屬于熱塑性塑料。從使用性能上看，該塑料具有剛性好、耐熱性強、化學穩(wěn)定性較好等優(yōu)點，機械性能比聚乙烯好，是理想的絕緣材料；從成型性能上看，熔料的流動性較好，容易成型，成型性能較好。另外，該塑料在成型時易產生變形、縮孔等缺陷，成型溫度低時，方向性明顯，易產生內應力。因此，在成型時應注意控制成型溫度，冷卻速度不宜過快。 1.1.2 塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析。 (1) 結構分析。 從零件圖上看，該零件總體形狀為柱狀，內部掏空，形似旋轉體。在高度方向上是階梯形，頂部有一階梯孔，外形尺寸為Φ50mm,孔大孔尺寸為Φ34mm,孔深10mm,底部高82mm，底部邊緣有一環(huán)形凸緣，制件總高度為100mm。底部內孔制件外壁對稱分布有四個通孔。因此，模具設計時必須設置側向分型抽芯機構。該制件屬于中等復雜程度。 (2) 尺寸精度分析。 該零件重要尺寸，如mm，50mm，100mm的尺寸 度為MT3級（GB/T14486-1993）。次要尺寸，如24mm，10mm,82mm的尺寸精度為MT4（GB/T14486-1993）。由以上分析可見，該零件的尺寸精度中等偏上，對應個模具的相關的零件的尺寸加工可以得到保證。從塑件的壁厚來看，壁厚最大處為11.3mm，最小處為8mm，且制件的多數(shù)部位為8mm，所以說制件的壁厚較均勻，零件的成型不是很困難。 (3) 表面質量分析。 該零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺、內部不得有縮孔外，沒有其他特別的表面質量要求，故比較容易得到保證。 綜合上述分析可以看出，注塑成型時，在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型且生產出合格制件的要求可以得到保證。 1.2 計算塑件的體積和質量 計算塑件的體積和質量是為了選用注塑機及注塑成型參數(shù)。 計算塑件的體積：V=121350.54mm（過程略） 計算塑件的質量：根據設計手冊查得PP1340的密度為1.04～1.05kg/dm，現(xiàn)取密度為1.04kg/dm。 故塑件的質量為：W=v=1.04×121350.54×10 =126.20g 采用一模一腔的模具結構，考慮其外形尺寸、注塑時所需壓力等情況，初步選用注塑機為XS-ZY-250型。 1.3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定 查手冊可知，增強聚丙烯PP1340的成型工藝參數(shù)可做如下選擇，試模時，應根據實際情況作適當調整。 注射溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。 料筒溫度：后段溫度t選用230℃； 中段溫度t選用240℃； 前段溫度t選用260℃； 噴嘴溫度：選用230℃； 注射壓力：選用100MPa; 保 壓：選用72MPa; 保壓時間：選用10s; 冷卻時間：選用30s。 第2章 注塑模的結構設計 注塑模的結構設計主要包括：分型面的選擇，模具型腔數(shù)目的確定，型腔的排列方式，冷卻水道的布置，澆口位置設置，模具工作零件和結構設計，側向分型與抽芯機構設計，推出機構的設計等內容。 2.1 分型面的選擇 模具設計中，分型面的選擇很關鍵，它在很大程度上決定了模具的結構。 應根據分型面選擇原則和塑件的成型要求來確定分型面。 分型面的選擇應遵循以下原則： 1） 制品或制品組件（含嵌件）的正視圖應盡量相對于注塑機的軸線對稱分布，以便成型。 2） 制品的方位應便于脫模，開模后制品應留在動模部分，這樣便于利用成型設備脫模。 3） 當用模具的互相垂直的活動成型零件成型孔、槽、凸臺時，制品的位置應該選擇其中能使制品在成型設備工作臺安裝平面上的投影面積為最小的方案。 4） 長度較長的管類制品，如果將它的長軸安置在模具開模方向，而不能開模和取出制品的；或是管接頭類制品，要求兩個方向開模的，應將管接頭的長軸安置在與模具的開模相垂直的方向。這樣可以減少模具厚度，便于開模和取出制品。但必須設置抽芯機構。 5） 如果是自動旋出螺紋制品或螺紋型芯的模具，對制品的布置有專門的要求。 6） 最后制品位置的選定，應結合澆口位置，溫調系統(tǒng)布置以及制品的外觀要求等綜合考慮。 綜合以上要求，滅火器的分型面作出如下選擇 2.2 確定型腔的排列方式 本塑件采用一模一腔。塑件布置在模具中心，注射壓力平衡，流道支路平衡，生產出合格的制件容易得到保證。且制件的四周互成90度分布有四個通孔，因此必須設置抽芯機構，抽芯機構采用的是斜導柱滑塊側向分型抽芯機構，模具具有中等復雜程度。如果設置成一模多腔，會造成：模具的復雜程度提高，模具的設計及制造成本將成倍增長且生產出來的制件質量不容易保證。綜合上述因素，采用一模一腔的型腔布置具有較好的經濟性。 圖2 分型面的選擇 2． 3 澆注系統(tǒng)設計 (1) 主流道設計。 根據設計手冊查得XS-ZY-250型注塑機噴嘴的有關尺寸： 噴嘴前端孔徑：d=Φ4mm 噴嘴前端球面半徑：R=18mm 根據模具主流道與噴嘴的關系： R=R+(1～2)mm D=d+(0.5～1)mm 現(xiàn)取主流道的小端直徑 d=Φ4.5mm ; 取主流道球面半徑R=19mm ; 為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓錐形，其錐度為20～40，現(xiàn)取2°，經換算得主流道大端直徑為D=Φ10mm。因此，該模具的澆注系統(tǒng)是主流道式的澆注系統(tǒng)，沒有分流道，故無須設計分流道。 (2) 澆口設計。 根據塑件的成型要求及制件的特點，該塑件采用圓環(huán)形的澆口較為理想。查表初選環(huán)形澆口長度為0.75mm，在試模時修正。 2.4 抽芯機構設計 本塑件的側壁有四個通孔，它們均垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具中脫出。因此，成型四個通孔的零件必須做成活動的型芯，即作成滑塊。本副模具采用斜導柱滑塊抽芯機構。 2.4.1 確定抽芯距 抽芯距一般應大于成型孔（或凸臺）的深度，本塑件的側壁通孔深度均相等，均等于側壁的厚度8mm?？紤]到抽芯時的安全，另加3～5mm的抽芯安全系數(shù)，因此可取抽芯距S=12mm 。 2.4.2 確定斜導柱傾角 斜導柱的傾角α是抽芯機構的主要技術數(shù)據之一，它與抽拔力及抽芯距離有直接關系。一般取α=15°～25°,本模具選取α=20° 。 2.4.3 確定斜導柱的尺寸 斜導柱的直徑取決于抽拔力及其抽拔角度，可按設計資料的有關公式進行計算。本副模具經驗估值，取斜導柱的直段部分直徑D=Φ25mm,折彎部分d=Φ20mm,以后可以修正。斜導柱的長度應根據抽拔距、固定端模板的厚度、斜導柱的直徑及斜角大小確定。 直段部分的長度：L=L+L-4mm =32+85-4=113mm; 其中： L----定模板厚度 L---滑塊以上的型腔板厚度 4-----斜導柱直段部分端面與滑塊間的間隙 折彎部分的長度： L=D/cos20°+S/sin20°+4mm =48/cos20°+12/sin20°+4mm =90mm 其中： D----滑塊的厚度 S----抽拔距 4----留出的安全裕度 2.4.4 滑塊和導滑槽設計 (1) 滑塊與型腔板的連接方式設計。 本模具的側向抽芯機構主要是用于成型零件的側壁通孔，由于側向通孔的尺寸大小中等，考慮到型腔板的強度及裝配問題，采用組合式結構，型腔板與滑塊的連接采用鑲嵌方式。 (2) 滑塊的導滑方式。 本模具為使之結構緊湊，降低模具裝配復雜程度，擬采用整體式滑塊和整體式導向槽的形式。 (3) 滑塊的導滑長度和定位裝置設計。 本副模具由于側抽芯距較短，故導滑長度只要符合滑塊在開模時的定位要求即可?；瑝K的定位采用限位拉桿的限位與定位。 2.5 成型零件結構設計 2.5.1 型腔的結構設計 本副模具模具采用的是一模一腔的結構形式，考慮到加工的難易程度，材料的利用價值和塑件的精度等因素，型腔擬采用整體式結構。其結構如裝配圖所示。 根據本副模具澆口與主流道的設計要求，澆口設在型芯與澆口套之間，即兩者的間隙，其結構為環(huán)形帶。 2.5.2 型芯的結構設計 型芯主要是與型腔相結合構成塑件的內形。其結構擬采用整體式結構，中間鑲有隔水板，從而使型芯充分冷卻，達到冷的效果。該型芯用反嵌法壓入動模板，采用軸肩定位，定位可靠。其結構如裝配圖所示。 第3章 模具設計的有關計算 模具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進行計算。 查手冊得PP1340的收縮率為S=0.4﹪～0.8﹪,故平均收縮率為S=0.6﹪,考慮到模具制造的現(xiàn)有條件及制造的使用要求，現(xiàn)模具制造的公差取δ=/3 。 3.1 型腔和型芯工作尺寸計算 3.1.1 成型塑件Φ50的型腔部分尺寸計算 Φ50屬于未注公差尺寸，取未注公差等級MT5級，則允許偏差為0.42（GB/T14486-1993）故制品尺寸為Φ50mm型腔內表面尺寸： D=(D+ D×S﹪-3/4) =(50+50×0.6﹪-3/4×0.42) =Φ49.99mm 3.1.2 成型塑件外壁的型腔分尺寸計算 外壁直徑Φ106，未注公差取MT5級，則允許偏差為0.67（GB/T14486-1993），故制品尺寸為Φ106，對應型腔尺寸： D=(D+ D×S﹪-3/4) =（106+106×0.6﹪-3/4×0.67） =Φ106.13mm 3.1.3成型塑件底端凸緣的型芯部分尺寸計算 凸緣直徑Φ114mm，未注公差取MT5級，則允許偏差為0.67（GB/T14486-1993），故尺寸為Φ114mm，對應型腔尺寸： D=(D+ D×S﹪-3/4) =（114+114×0.6﹪-3/4×0.67） =Φ114.18mm 3.1.4 成型R型腔部分尺寸計算 未注公差取MT5級，則允許偏差為0.2（GB/T14486-1993），則尺寸為R，對應型芯圓角半徑： L=(L+ L× S﹪-3/4) =(3+3×0.6﹪-3/4×0.2) =R2.87mm 3.1.5 成型Φ34，深10mm孔的型芯尺寸計算 未注公差取MT5級，則允許偏差為0.38和0.34（GB/T14486-1993），則尺寸為Φ34mm,10mm。則： D=(D+ D×S﹪+3/4) =（34.38+34.38×0.6﹪+3/4×0.38） =Φ34.87mm H=(H+ H× S﹪+2/3) =(10.24+10.24×0.6﹪+2/3×0.24) =10.46mm 3.1.6 成型Φ90，深82mm異形盲孔的型芯尺寸計算 D=(D+ D×S﹪+3/4) =（90.45+90.45×0.6﹪+3/4×0.65） =Φ91.48mm h=(h+ h× S﹪+2/3) =(82.6+82.6×0.6﹪+2/3×0.6) =83.50mm 3.1.7 成型制件側壁通孔滑塊尺寸計算 孔寬24mm，未注公差取MT5級，則尺寸為24mm，則： L=(L+ L× S﹪+3/4) =(24.32+24.32×0.6﹪+3/4×0.32) =24.70mm 現(xiàn)將模具工作零件的尺寸制成表格1。 3.2 型腔板的三維尺寸確定 3.2.1 型腔板厚度計算 該型腔板的厚度包括兩部分組成，一部分是塑件的高度，另一部分是澆口套埋入型腔板的厚度。故該型腔板的厚度較大，現(xiàn)擬確定該厚度為L=85+24+24+9=142mm，計算過程略，若有不確，以后修正。 3.2.2 型腔板長寬尺寸計算 型腔板的長寬尺寸即是厚度尺寸。型腔板厚度計算是模具設計中的重要問題，目前常的方法有按強度條件計算和按剛度條件計算兩大類。因為實際的模具要求既不允許因強度不足而明顯變形，甚至破壞，也不允許因剛度不足而發(fā)生過大變形。目前許多單位都是憑經驗確定。在此，考慮到實際狀況，因本副模具的型腔板是整體式的，且結構很復雜，其中間有一個成型制件的異形孔，有與斜導 表3.1 型腔、型芯及滑塊的工作尺寸 類別 序號 模具零件名稱 塑件尺寸 計算公式 型腔或型芯（滑塊）的工作尺寸 型腔的計算 1 型腔板 Φ50 D=(D+ D×S﹪-3/4) Φ49.99 R3 L=(L+ L×S﹪-3/4) R2.87 Φ106 D=(D+ D×S﹪-3/4) Φ106.13 Φ114 D=(D+ D×S﹪-3/4) Φ114.18 型芯的計算 2 型芯 Φ34 D=(D+ D×S﹪+3/4) Φ34.87 10 H=(H+ H× S﹪+2/3) 10.46 Φ90 D=(D+ D×S﹪+3/4) Φ91.48 滑塊的計算 3 滑塊 24 L=(L+ L× S﹪+3/4) 24.70 柱相配合的孔，旁邊分布有孔徑不一致的通孔，側壁有與滑塊相配合的孔。如此復雜的端面形狀，很難對此型腔板的強度和剛度進行計算及校核。初定尺寸如下： 長度方向：L=2×(114/2+28+25+30)=280mm,計算過程及數(shù)字意義略。 寬度方向：L=2×(114/2+28+25+25)=270mm，計算過程及數(shù)字意義略。 至此，必須考慮型腔板的周界尺寸和動模板的周界尺寸一致。動模板的型號為315mm×355mm×32mm(GB/T4169.8-1984)，因此，將型腔板的長度尺寸改為355mm，寬度尺寸改為315mm，高度尺寸不變142mm。根據標準模架系列將導柱直段直徑改為Φ32mm，折彎段改為Φ25mm。 第4章 模具加熱及冷卻系統(tǒng)的計算 本塑件在注塑成型時不要求有太高的溫度，僅在螺桿中的加熱及剪切熱就能夠滿足注射成型要求，另一方面，能不用加熱系統(tǒng)就盡量不用，因為，設置加熱系統(tǒng)使得模具的復雜程度提高及模具成本增加，綜合上述原因，該模具不設加熱系統(tǒng)。根據成型塑件的特點，模具的平均工作溫度在40℃左右。因此，根據經驗判定，模具工作溫度在80℃以下的，需要設置冷卻系統(tǒng)。設置冷卻系統(tǒng)能改善成型條件，穩(wěn)定制品的形位尺寸精度，改善制品的物理、機械性能以及提高制品的表面質量。最重要的是能夠縮短成型周期，提高生產效率。本副模具設置三對冷卻水管，型腔板上布置兩對，型芯上布置一對，見裝配圖。 第5章 模具閉合高度及注塑機有關參數(shù)的校核 5.1 模具閉合高度 本副模具的閉合高度是定模座板、定模板、型腔板、推件板、動模板及動模座板的和?，F(xiàn)根據經驗確定，選推件板的厚度為32mm，動定模座板的厚度均為25mm，動模板的厚度選40mm。（GB/T4169.8-1984）。 因此模具的閉合高度為： H=H +H +H +H +H +H =25 +32 +142 +32 +50 +25 =306mm 其中： H----定模座板的厚度； H----定模板的厚度； H----型腔板厚度； H----推件板的厚度； H----動模板的厚度； H----動模座板的厚度； 5.2 注塑機有關參數(shù)的校核 本副模具的外形尺寸為400mm×315mm×306mm。XS-ZY-250型注塑機的模板最大安裝尺寸為448mm×370mm，故能滿足模具的安裝要求。 由上述計算得模具的閉合高度為H=306mm，XS-ZY-250型注塑機所允許模具的。最小厚度H=200mm，最大厚度H=350mm，即滿足模具的安裝條件。 H≤H≤H 經查資料，XS-ZY-250型注塑機的最大開模行程S=500mm，滿足塑件頂出要求。 S≥H+ H+ H+（5～10）mm =25 +32 +142 +10 =209mm 此外，由于側向分型抽芯距較短，不會過大增加開模距離，注塑機的開模行程足夠。 經驗證，XS-ZY-250型注塑機能滿足使用要求，故可采用。 第6章 模具的裝配、試模與維修 6.1 裝配 塑料模的裝配順序可有兩種：一種是當動、定模合模后有正確的配合要求，互相間易于對中時，以其主要工作零件如型芯、型腔和鑲件等作為裝配基準，在動、定模之間對中后才加導柱、導套。另一種是當塑料件結構形狀使型芯、型腔在合模后很難找正相對位置，或在模具中設有斜滑塊機構時，通常要先安裝好導柱、導套作為模具的裝配基準。 塑料模裝配的主要內容如下： (1) 型芯的裝配。 將型芯裝入固定板的方法與其連接方式有關。型芯與固定板通常采用過度配合，或采用埋入式，對于大面積的型芯，一般是用螺釘、銷釘直接與固定板連接。此外，在熱固性塑料壓模中，型芯與固定板常用螺紋連接方式。 (2) 型腔的裝配。 除了形狀簡單的塑料模外，為了便于加工和保證加工精度，塑料模的型腔部分均采用鑲嵌或拼塊形式。 (3) 導柱、導套的裝配。 為了保證導向作用，動、定模的導柱、導套孔距精度應控制在0.01mm以內。因此，必須使用坐標鏜床對動、定模鏜孔。在缺少坐標鏜床的情況下，較普遍采用的方法是將動、定模合在一起（用工藝定位銷釘），在車床、銑床或鏜床上進行鏜孔。對于淬硬模板上的導柱、導套孔，可用坐標磨床磨孔。將導柱、導套壓入動、定模板后，要求保持導柱的垂直度，并使開模和合模時導柱、導套間滑動自如。 6.2 試模 (1) 試模前，必須對設備的油路、水路以及電路進行檢查，并按規(guī)定保養(yǎng)設備，做好開機前的準備。 (2) 原料應該合格。根據推薦的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱。資料上介紹的料筒和噴嘴溫度只是一個大致范圍，還應根據條件試調。判斷料筒和噴嘴溫度是否合適的最好辦法，是在噴嘴和主流道脫開的情況下，用較低的注射壓力，使塑料自噴嘴中緩慢地流出，以觀察料流。如果沒有缺塊、氣泡、銀絲、變色，而是光滑明亮，即說明料筒和噴嘴溫度是比較合適的，這時就可以開始試模。 (3) 在開始試模時，原則上選擇在低壓、低壓和較長時間條件下成型，然后按壓力、時間、溫度這樣的先后順序變動。最好不要同時變動兩個或三個工藝參數(shù)，以便分析和判斷情況。壓力變化的影響，馬上就可從制件上反映出來，所以如果制件充不滿，通常首先是增加注射壓力。當大幅度增加注射壓力仍無顯著效果時，才考慮變動時間和溫度。延長時間實質上是使塑料在料筒內的受熱時間加長，注射幾次后仍然未充滿，最后才提高料筒溫度。但料筒溫度的哂納感升以及塑料溫度達到平衡需要一定的時間，一般約15min左右，不是馬上就可以從制件上反映出來，所以不能一下子把料筒溫度升得太高，以免塑料過熱甚至發(fā)生降解。 (1) 注射成型時可用高速和低速兩種工藝。一般在制件薄壁而面積大時，采用高速注射，而壁厚面積小時采用低速注射，在高速和低速都能充滿型腔的情況下，除玻璃纖維增強塑料外，均宜采用低速注射。 (2) 對黏度高和熱穩(wěn)定性差的塑料，采用較慢的螺桿轉速和略低的背壓加熱和預塑，而黏度低和熱穩(wěn)定性好的塑料可采用較快的螺桿轉速和略高的背壓。在噴嘴溫度合適的條情況下，采用噴嘴固定的形式可提高生產率。但當噴嘴溫度太低或太高時，需要采用每成型周期向后移動噴嘴的形式（噴嘴溫度低時，由于后加料時噴嘴離開模具，減少了散熱，故可使噴嘴溫度升高；而噴嘴溫度太高時，后加料時可擠出一些過熱的塑料）。 在試模過程中應作詳細記錄，并將結果填入試模記錄卡，注明模具是否合格。如需返修，則應提出返修意見。在記錄卡中應摘錄成型工藝條件及操作注意要點，最好能附上加工出的制件，以供參考。 試模后，將模具清理干凈，涂上防銹油，然后分別入庫或返修。 6.3 模具的維修 模具在使用過程中，會產生的磨損或不正常的的破壞。不正常的磨損絕大多數(shù)是由于操作不當引起的，例如制件脫不下時用手錘重力敲擊而使型芯彎曲。總的來說，大致有以下幾種情況： (1) 型芯或導向柱碰彎。 (2) 型腔局部損壞，大部分仍是好的。 (3) 由于型腔材料硬度太低或制件精度太差，模具使用一段時間后分型面不 嚴密，以致溢邊太厚，影響制件質量。 在這些情況下，并不需要將整個模具報廢，只需局部修復即可。局部 修復由專門的模具工進行。修復以前應研究模具圖樣以了解模具結構、 材料和熱處理狀態(tài)。對于零件損壞的，將壞的拆下，另外換上一個新的 裝上。型腔打缺的，若為經熱處理硬化時，可用銅焊或鑲嵌的方法來修復。 第7章 主要零件加工工藝規(guī)程的編制 表7.1 型腔板加工工藝過程 序號 工序名稱 工 序 內 容 1 下料 Ф300mm×250mm。 2 鍛料 鍛至尺寸320mm×365mm×150mm。 3 熱處理 退火至180～200HBS。 4 刨六面 刨六面尺寸至316mm×360mm×146mm。 5 磨六面 磨六面至尺寸315mm×355mm×142mm,并保證四個側面對上下底面的垂直度。 6 劃線 劃出導柱孔、水嘴孔和限位拉桿孔的位置中心線。 7 線切割 加工出導柱孔、水嘴孔和限位拉桿孔。 8 熱處理 淬火、回火并檢查硬度。 9 數(shù)控銑 銑出型腔，并保證外形尺寸。 10 平磨 磨上下平面及角尺面。 11 熱處理 淬火至要求。 12 成型磨 磨型腔尺寸至于要求尺寸，保證公差及粗糙度要求。 13 研磨 研磨型腔并與型芯相配。 14 平磨 與動模板配磨，使上下齊平，使型腔深度達到要求。 15 研磨 研磨導柱孔及限位拉桿孔，保證配合要求。 16 精研 精研量為0.01mm，改善粗糙度并達到間隙要求。 表7.2 推板加工工藝工藝卡 序號 工序名稱 工 序 內 容 1 下料 切割鋼板外形尺寸519mm×340mm×37mm。 2 刨 刨六面至尺寸515mm×336mm×33mm。 3 熱處理 調質至尺寸20～25HRC。 4 平磨 磨六面至尺寸514mm×355mm×32mm，保證凸起部分圓弧過渡尺寸R15，保證上下平面平行度Ф0.1，下平面的平面度0.05。 5 鉗 以兩個互相垂直的側面為基準劃各孔位中心線，打穿絲孔。 6 線切割 以相同基準割出Ф91.48mm。 7 銑 以相同基準銑出導套安裝孔Ф58mm,Ф34mm。 8 鉗 修整導套安裝孔，并與導套配合；去除轉角及圓弧過渡處的毛刺。 9 研磨 研磨Ф91.48mm孔，保證公差及粗糙度要求，并與型芯配合。 10 平磨 與動模板配磨，保證高度一致。 第8章 結 論 本課程設計是我們進行完了三年的模具設計與制造專業(yè)課程后進行的，它是對我們三年來所學課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復習，也是一次理論聯(lián)系實踐的訓練。它在我們的學習中占有重要的地位。 通過這次畢業(yè)設計使我再復習老知識的同時學到了許多新知識，對一些原來一知半解的理論也有了進一步的的認識。特別是原來所學的一些專業(yè)基礎課：如機械制圖、模具材料、公差配合與技術測量、冷沖模具設計與制造等有了更深刻的理解，使我進一步的了解了怎樣將這些知識運用到實際的設計中。同時還使我更清楚了模具設計過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費材料，保證工件的經濟性，加工工藝的合理性。 由于能力有限，設計中難免有疏漏之處，懇請老師給予批評指正。 致 謝 白駒過隙，歲月如梭，在這充滿夏意的五月天，我回顧過去，展望未來，肩負就業(yè)上崗，獨立自主的重任，順利完成了本課程的畢業(yè)設計，盡管曲曲折折，困難重重。在學校中，我們主要學的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設計就相當于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設計可是把我們以前學的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習舊知識的同時也可以學習到很多新的知識；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驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎。 設計的過程是知識的熟悉與掌握的過程，是知識的積累與運用的過程。由于本人資質有限，在作業(yè)過程中難免會遇到各種困難和各種問題，問題和困難是提升個人的機會，問題是契入點，通過反復的思考與查閱手冊，以及老師的指導、和同學的討論將問題逐個解決。 最后，感謝各位老師特別是本課題設計的指導老師楊占堯老師所給予的辛勤無私的幫助和指導，并向他們致以最深的敬意! 參考文獻 1． 楊占堯主編.塑料注塑模結構與設計。清華大學出版社，2004 2． 中國機械工業(yè)教育協(xié)會. 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