花灑本體注塑模具設計及型腔仿真加工【淋浴外殼】【一模二腔】【說明書+CAD+UG+仿真】

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Key words:pulley;injection mould;Angled-lift splits;Parting;Arrester device  摘 要 1 Abstract 2 第一章 緒論 1 1.1 模具在加工工業(yè)中的地位 1 1.2 模具的發(fā)展趨勢 1 1.2.1 加深理論研究 2 1.2.2 高效率、自動化 2 1.2.3 大型、超小型及高精度 2 1.2.4 革新模具制造工藝 2 1.2.5 標準化 2 1.4 來源背景 3 1.4.1 目的 3 1.4.2 要求 3 1.4.3 實際意義 3 1.4.4 主要設計內容 4 第二章 原始資料 5 2.1 塑料制品產量和生產要求 5 2.2 塑料品種牌號 5 2.3 塑件材料成型性能 6 2.4 塑件材料主要用途 8 2.5 制品圖樣 9 2.5.1尺寸及要求 9 2.3.2 根據制品尺寸幾何形狀進行分析 9 2.3.2.1 尺寸及公差 9 2.3.2.2 塑料制品的形狀 9 2.3.2.3 脫模斜度 10 第三章 基本參數 11 3.1 注射機選擇 11 3.2模具型腔數目的計算 12 3.2.1 計算原理 12 3.2.2 制品體積 12 3.2.3 型腔數目確定 12 3.3 模架選擇 13 第四章 成型零件尺寸及結構 14 4.1 ABS的收縮率（S） 14 4.2 型芯尺寸及結構設計 14 4.2.1 型芯尺寸計算利用公式 14 4.2.2 型芯高度尺寸 15 4.3 型腔尺寸及結構設計 15 4.3.1型腔徑向尺寸 15 4.3.2 型腔深度尺寸 16 4.3.3 型腔結構 17 4.3.4 型腔計算 17 第五章 模具結構 19 5.1模具結構圖 19 5.2模具與成型機械關系的校核 19 5.2.1 制品及流道體積 19 5.2.2注射機的校核 20 5.2 側向抽芯機構主要參數的確定 21 抽芯距S 21 第六章 澆注系統(tǒng) 23 6.1 概述 23 6.2 澆注系統(tǒng)的設計 23 6.2.1 主流道的設計 23 6.2.2 澆口的設計 23 6.2.3 排氣糟的設計 25 6.3合模導向機構的設計 26 第七章 推出機構 27 7.1 概述 27 7.2 推出機構 27 第八章 支承零件 29 8.1 緊固件及其他附件 29 8.1.1 上模部分 29 8.1.2 下模部分 29 第九章 冷卻系統(tǒng) 30 溫度調節(jié)對塑件質量的影響 30 冷卻系統(tǒng)之設計規(guī)則 31 第十章 模具的裝配 33 10.1 模具的裝配順序 33 結論 36 參考文獻 37 致 謝 38 5 第一章 緒論 1.1 模具在加工工業(yè)中的地位 模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。 對模具的全面要求是：能生產出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便；從模具制造的角度，要求結構合理、制造容易、成本低廉。 模具影響著制品的質量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內應力大小、各向同性性、外觀質量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結構對操作難以程度影響很大。在大批量生產塑料制品時，應盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機構，在全自動生產時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。當批量不大時，模具的費用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時應盡可能的采用結構合理而簡單的模具，以降低成本。 現(xiàn)代生產中，合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是必不可少是三項重要因素，尤其是模具對實現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設計起著重要的作用。高效的全自動設備也只有裝上能自動化生產的模具才有可能發(fā)揮其作用，產品的生產和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產量需求很大，對模具也提出了越來越高的要求。因此促進模具的不斷向前發(fā)展。 1.2 模具的發(fā)展趨勢 4 近年來，模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個模具產量中所占的比重越來越大。從模具設計和制造角度來看，模具的發(fā)展趨勢可分為以下幾個方面： 1.2.1 加深理論研究 在模具設計中，對工藝原理的研究越來越深入，模具設計已經有經驗設計階段逐漸向理論技術設計各方面發(fā)展，使得產品的產量和質量都得到很大的提高。 1.2.2 高效率、自動化 大量采用各種高效率、自動化的模具結構。高速自動化的成型機械配合以先進的模具，對提高產品質量，提高生產率，降低成本起了很大的作用。 1.2.3 大型、超小型及高精度 由于產品應用的擴大，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導熱性優(yōu)異的制模材料。 1.2.4 革新模具制造工藝 在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改進，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進的機床，這不僅大大提高了機械加工的比重，而且提高了加工精度。 1.2.5 標準化 開展標準化工作，不僅大大提高了生產模具的效率，而且改善了質量，降低了成本。 1.3 設計在學習模具制造中的作用 通過對模具專業(yè)的學習，掌握了常用材料在各種成型過程中對模具的工藝要求，各種模具的結構特點及設計計算的方法，以達到能夠獨立設計一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結構的特點，根據不同情況選用模具加工新工藝。 畢業(yè)設計能夠對以上各方面的要求加以靈活運用，綜合檢驗大學期間所學的知識。 1.4 來源背景 花灑為ABS塑料制品，采用注射模進行成型，這種制品結構比較簡單，加工難度不大。 1.4.1 目的 通過本課題的設計，能夠懂得模具的整個設計過程及綜合性的掌握本專業(yè)知識，能夠掌握UG、CAD、Word等軟件的操作方法。 1.4.2 要求 設計本課題的要求的理論聯(lián)系實際。在學習好相關的設計理論知識的同時，還必須了解實踐操作。另外，設計的模具首先要能制造出來，還要有一定的使用價值。 1.4.3 實際意義 通過本課題的設計，可以更好的掌握模具的整個設計過程。在設計過程中，定會遇到許多以前沒有遇到的問題，有問題就會促使自己想盡一切辦法去解決，從中獲得一定的知識。把整個設計做完之后，就會對知識有個系統(tǒng)的了解。另外，通過對UG、CAD、Word等軟件的操作，可以有更好、更熟練的操作技能。這些工作對我以后的人生將是一筆大財富。 1.4.4 主要設計內容 本課題的設計主要包括成型零件的設計、澆注系統(tǒng)的設計、導向及定位部分的設計、推出與復位部分的設計、固定支承和緊固件的設計、模具結構的整體設計、工藝過程的編寫及對UG、CAD、Word等軟件的操作技術。 第二章 原始資料 2.1 塑料制品產量和生產要求 根據圖紙要求，此制品為小批量生產，在生產要求上不是很高，所以在模具設計時應力求結構簡單，但要能達到制品的各種要求。 2.2 塑料品種牌號 　ABS是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合理學性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蝕性、耐熱性及表面硬度，丁二烯使ABS堅韌，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS價格便宜原料易得，是目前產量最大、應用范圍最廣的工程塑料之一。是一種良好的熱塑性塑料。 ABS無毒，無氣味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤，、不透明，密度為1.02--1.05g/cm3。既有較好的抗沖擊強度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿、酸類對ABS幾乎沒有影響， ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹，在酮，醛，酯，氯代烴中會溶解或形成乳濁液。ABS表面受冰醋酸，植物油等化學藥品的侵蝕時會引起應力開裂， ABS有一定的硬度，他的熱變形溫度比ABS、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸穩(wěn)定性較好，易于成型加工，經過調色配成任何顏色。其缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70左右，熱變形溫度約為93耐氣候性差，在紫外線作用下ABS易變硬發(fā)脆。 ABS的性能指標：密度 1.02——1.05（），收縮率 ，熔點，彎曲強度80Mpa，拉伸強度3549Mpa，拉伸彈性模量1.8Gpa，彎曲彈性模量1.4Gpa，壓縮強度1839Mpa，缺口沖擊強度1120，硬度6286HRR，體積電阻系數。ABS的熱變形溫度為93118℃，制品經退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40100℃的溫度范圍內使用。 2.3 塑件材料成型性能 ABS易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工前應進行干燥處理；ABS在升溫時黏度增高，黏度對剪切速率的依賴性很強，因此模具設計中大都采用側澆口形式，成型壓力較高，塑件上的脫模斜度宜稍大；易產生熔接痕，模具設計時應該注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響及小。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在5060℃，要求塑件光澤和耐熱時，模具溫度應控制在6080℃。ABS比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。 物理和電氣性能 Item 試驗項目 Unit 單位 Specification 技術要求 Test Method 測試方法 Melt Index 熔體流動速率 g/10min 2.5 ASTM D1238 Density 密度 g/cm3 0.91 ASTM D1505 Tensile Strength 拉伸強度 MPa 21 ASTM D638 Elongation at Break 斷裂伸長率 % 600 ASTM D638 Brittle Temperature with Low Temperature 低溫脆化溫度 ℃ - 35 ASTM D746 20℃ Volume Resistivity 20℃體積電阻率 Ω?m 1.6×1014 ASTM D257 20℃ Dielectric Strength,50Hz 介電強度, 50Hz MV/m 35 ASTM D149 20℃ Dielectric Constant 介電常數 --- 2.22 ASTM D150 Dielectric Dissipation Factor 介質損耗因數 --- 0.0003 ASTM D150 Air Aging Condition 熱空氣老化條件 135℃×168h Tensile Strength Variation After Aging 拉伸強度變化率 % ≤±25 ASTM D3045 Elongation Variation After Aging 斷裂伸長變化率 % ≤±25 2.4 塑件材料主要用途 ABS在機械工業(yè)上用來制造殼體蓋、泵業(yè)輪、軸承、把手、管道、管連接件、蓄電池槽、冷藏庫和冰箱襯里等，汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調節(jié)導管等，還可用ABS夾層板制小轎車車身。ABS還可用來制造水表殼，紡織器材，電器零件、玩具、電子琴及收錄機殼體、食品包裝容器，農藥噴霧器及家具等。 2.5 制品圖樣 2.5.1尺寸及要求 花灑產品造型，如圖2.1 圖 2.1 2.3.2 根據制品尺寸幾何形狀進行分析 2.3.2.1 尺寸及公差 從制品所給的尺寸及公差查《塑料模塑成型技術》表3-7為4級精度等級，查表3-8得4級精度等級為一般精度，從經濟方面考慮，在模具設計時模具精度等級也應設計成一般精度等級。 2.3.2.2 塑料制品的形狀 此制品為花灑形制品，制品體積較小，如圖2.1。 塑料制品的壁厚 由圖1.1可知，此制品平均壁厚為3.66mm，壁厚均勻，為防止它固化或冷卻速度的不同引起收縮不均勻，從而在制品內部產生內應力，在模具設計時要進行冷卻系統(tǒng)的設計及適應選擇澆口。 2.3.2.3 脫模斜度 所設計的制品沒有脫模斜度，即脫模斜度為零，這樣制品對型心的包緊力大，脫模時較有脫模斜度的難，生產時可噴涂脫模劑。 2.3.2.4分型面的選擇 塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動模兩大部分。定模和動模相接觸的面稱分型面。通常有以下原則： 1.分型面的選擇有利于脫模：分型面應取在塑件尺寸的最大處。而且應使塑件流在動模部分，由于推出機構通常設置在動模的一側，將型芯設置在動模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較大，內孔較小或者有嵌件時，為了使塑件留在動模，一般應將凹模也設在動模一側。 2.分型面的選擇應有利于保證塑件的外觀質量和精度要求。 3.分型面的選擇應有利于成型零件的加工制造。 4.分型面應有利于側向抽芯，。 第三章 基本參數 3.1 注射機選擇 根據塑料制品的體積或質量，查書可選定注塑機型號為HTF 80XB. 注塑機的參數如下： 型號 單位 300×A 300×B 300×C 參數 螺桿直徑 mm 60 65 70 理論注射容量 cm3 727 853 989 注射重量PS g 662 776 900 注射壓力 Mpa 213 182 157 注射行程 mm 257 螺桿轉速 r/min 0~160 料筒加熱功率 KW 17.25 鎖模力 KN 3000 拉桿內間距(水平×垂直) mm 660×660 允許最大模具厚度 mm 660 允許最小模具厚度 mm 250 移模行程 mm 660 移模開距(最大) mm 1260 液壓頂出行程 mm 160 液壓頂出力 KN 62 液壓頂出桿數量 PC 13 油泵電動機功率 KW 30 油箱容積 l 580 機器尺寸(長×寬×高) m 6.9×2.0×2.4 機器重量 t 11.5 最小模具尺寸(長×寬) mm 460×460 3.2模具型腔數目的計算 3.2.1 計算原理 通常注射機的實際注射量為注射機最大注射量的80﹪，即 V實 = Vmax×80﹪ (3-1) 式中 V實 ---- 制品實際所需注射量，單位cm3。 Vmax ---- 注射機最大注射量，單位 cm3。 由表3.1得 Vmax=853cm3 所以 V實=682.4cm3 3.2.2 制品體積 制品的結構及尺寸如圖2.1，體積如通過3D測量可得出： V制=113cm3 3.2.3 型腔數目確定 制品數目用n表示，利用下列公式進行計算， n= V實/V制=682.4/113=6 通過計算可以設計型腔數量。因此制品為小批量生產，暫設計型腔數目為一模二腔。 3.3 模架選擇 根據制品尺寸大小及型腔數目，查表《模具標準應用手冊》表6-15初步選用180x250模架具體結構如圖3.1(a)、3.1(b) 模架型號采用CI-4545-A110-B90-C120，使用標準模架，可以降低計算量，節(jié)約成本。 圖3.1 （a） 圖3.1 (b) 第四章 成型零件尺寸及結構 4.1 ABS的收縮率（S） 查《塑料制品及其成型模具設計》表0.1 ABS的收縮率范圍為0.3-0.7﹪，換算成平均收縮率Scp﹪ Scp﹪=(0.3﹪+0.7﹪)/2=0.5﹪ (4-1) 4.2 型芯尺寸及結構設計 4.2.1 型芯尺寸計算利用公式 LM1=[ls1(1+Scp﹪)+△] (4-2) 制品的基本尺寸為：90、252.75、46.87 查表公差為0.46、0.22、0.22 將數值代入計算 LM1=[90（1+0.5%）+×0.46] =90.795 LM2=[252.75（1+0.5%）+×0.22] =254.18 LM3=[46.87（1+0.5%）+×0.22] =47.27 4.2.2 型芯高度尺寸 Hm = [hs(1+Scp%)+△] (4-3) 制品的基本尺寸為：46.87 查表公差為0.5 將數值代入計算 Hm= [46.87(1+0.5%)+2/3×0.5] =47.44 4.3 型腔尺寸及結構設計 4.3.1型腔徑向尺寸 型腔徑向尺寸利用公式 LM=[ls(1+Scp﹪)-△] （4-6） 制品的基本尺寸為：90、252.75、46.87 查表公差為0.46、0.22 、0.22 將數值代入計算 LM1=[90(1+0.5﹪)-×0.46] =90.105 LM2=[252.75(1+0.5﹪)-×0.22] =253.85 LM3=[46.87(1+0.5﹪)-×0.22] =46.94 4.3.2 型腔深度尺寸 型腔深度尺寸利用公式 制品的基本尺寸為：46.87 查表公差為0.22 Hm = [Hs(1+Scp%)-△] (4-7) 將數值代入計算 Hm1 = [46.87(1+0.5%)-×0.5] =46.77 4.3.3 型腔結構 型腔結構簡單，采用鑲嵌凹模，這種結構成形的制品質量較好，加工方便，并且就鑲嵌在型腔板上，與型腔板構成一體。 4.3.4 型腔計算 型腔底厚、壁厚 1.按剛度校核側壁厚度，利用公式 t=r[（4-8） 代入計算得 t=9.6 mm 2.按強度計算，利用公式 t=r( 代入計算t=8.7mm 取較大值9.6mm。 4.3.5 底厚計算 按剛度計算 h=5.23mm 按強度計算 h=4.87mm 取較大值5.23mm。 第五章 模具結構 模具結構主要由以下部分組成：成型部分、 支承部分、推出機構、澆注系統(tǒng)、導向部分、緊固定位部分、冷卻排氣系統(tǒng)。在模具設計過程中，主要考慮塑料怎樣進料，制品怎樣成型、制品怎樣脫出。 5.1模具結構圖 通過對模具成型零件的計算，模架的確定，模具結構圖如圖所示。 5.2模具與成型機械關系的校核 5.2.1 制品及流道體積 5.2.1.1 制品體積 Vi=113cm 5.2.2注射機的校核 1.最大注射量的校核 根據公式 KVi≤V 代入計算得2X113≤682.4cm成立 所以符合注射機的要求 2.鎖模力校核 F鎖﹥pA 式中p——熔融型料在型腔內的壓力，該產品 A——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和，經計算A=24593 mm3 F鎖——注塑機的額定鎖模力。 故 F鎖＞pA=30Mpa x 24593mm x1.1x0.001=812KN 選定的注塑機的壓力為3000KN，滿足要求。 模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核 A 模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機模板尺寸和拉桿間距相合適 模具長×模具寬<拉桿面積 B模具閉合高度校核 Hmin——注塑機允許最小模厚=250mm Hmax——注塑機允許最大模厚=660mm H———模具閉合高度=390mm 故滿足Hmax＞H＞Hmin。 開模行程校核 注塑機的最大行程與模具厚度有關（如全液壓合模機構的注塑機），故注塑機的開模行程應滿足下式： S機————注塑機最大開模行程，660mm; H1———頂出距離，50mm； H2————澆注系統(tǒng)高度，145mm; 660>50+145+50 故：H>H1+H2+50 滿足條件 5.2 側向抽芯機構主要參數的確定 抽芯距S 型芯從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動的距離叫理論抽芯距，用S′表示。為了安全起見，實際抽芯距離S通常比理論抽芯距離S′大5～10mm，即 S′= S +（5～10）mm 本次設計中有孔需側抽芯出模, 因深度相同因而設定抽芯距也相同. 有 S1=S2=170.88mm，所以取S′1 =23.5+（5~10）=180mm 第六章 澆注系統(tǒng) 6.1 概述 注射模的澆注系統(tǒng)是指熔體從注射機的噴嘴開始到型腔為止的流動通道。對其要求是：使熔體平穩(wěn)的進入型腔，使之按要求填充型腔，使型腔內的氣體順利排出，在熔體填充型腔和凝固的過程中，能充分的把壓力傳到各個部位，以獲得組織致密，外形清晰，尺寸穩(wěn)定的塑料制品?？梢?，澆注系統(tǒng)的設計是十分重要的。澆注系統(tǒng)的設計正確與否，是注射成型能否順利進行的關鍵，因此，要引起高度重視。 6.2 澆注系統(tǒng)的設計 6.2.1 主流道的設計 主流道的截面形狀一般為圓形，其錐度為2°～6°，在此模具的設計的設計中采用2°，小端直徑一般取3～6mm,且大于注射機噴嘴直徑0.5mm,由表3-1注射機噴嘴直徑為3mm。將此模具主流道小端直徑設計為3.2mm。主流道的長度一般不超過150mm,本模具設計為125.53mm。 由于主流道需要與高溫塑料頻繁接觸，故設計主流道襯套是十分必要的，尤其是主流道要穿過兩塊板時，如果沒有主流道襯套，在結合處很容易發(fā)生溢料，導致主流道難以取出，主流道襯套的球半徑比注射機的球半徑大1～2mm，設計球半徑為SR16mm。主流道襯套的尺寸查表3-6-62《模具實用技術設計綜合手冊》。 6.2.2 澆口的設計 澆口又稱進料口，是連接分流道與型腔之間的一段細短流道（除直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分。其主要作用是： 1.型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結，防止其倒流。 2.易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的0.03～0.09，澆口的長度約為0.5mm～2mm，澆口具體尺寸一般根據經驗確定，取其下限值，然后在試模是逐步糾正。 當塑料熔體通過澆口時，剪切速率增高，同時熔體的內磨檫加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動性能，有利于充型。但澆口尺寸過小會使壓力損失增大，凝料加快，補縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質量。澆口位置的選擇： 澆口位置應使填充型腔的流程最短。這樣的結構使壓力損失最小，易保證料流充滿整個型腔，同時流動比的允許值隨塑料熔體的性質，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們在考慮塑件的質量都要注意到這些適當值。 澆口設置應有利于排氣和補塑。 澆口位置的選擇要避免塑件變形。采用側澆口在進料時頂部形成閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用潛伏澆口，有利于排氣，整件質量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設在厚壁處，有利于補縮，可避免縮孔、凹痕產生。 澆口位置的設置應減少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型時前端較冷的料流在型腔中的對接部位，它的存在會降低塑件的強度，所以設置澆口時應考慮料流的方向，澆口數量多，產生熔接痕的機會很多。流程不長時應盡量采用一個澆口，以減少熔接痕的數量。對于大多數框形塑件，澆口位置使料流的流程過長，熔接處料溫過低，熔接痕處強度低，會形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程短，熔接處強度高。為了提高熔接痕處強度，可在熔接處增設溢溜槽，是冷料進入溢溜槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕，而輪輻式澆口會使熔接痕產生。 澆口位置應避免側面沖擊細長型心或鑲件。 定位環(huán)、澆口襯套、澆注系統(tǒng)示意圖 點澆口在脫開時會傷塑件的表面，考慮到點澆口有利澆注系統(tǒng)的廢料和塑件的脫離，所以選取用點澆口。分流道與澆口的連接。在利用了UG的塑料顧問對其進行模仿CAE的注塑之后選擇了更具優(yōu)勢的澆口位置. 6.2.3 排氣糟的設計 塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時要排出型強及流道原有的空氣，除此以外，塑料熔體會產生微量的分解氣體。這些氣體必須及時排出。否則，被壓縮的空氣產生高溫，會引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產生氣泡，或使塑件熔接不良引起強度下降，甚至充模不滿。 因該模具為小型模具，且分型面適宜，可利用分型面排氣,鑲件間隙排氣，所以無需設計排氣槽。 6.3合模導向機構的設計 導向合模機構對于塑料模具是必不可少的部分，因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置，所以必須設有導向機構，導柱安裝在動模一邊或定模一邊均可，通常導柱設在主型腔周圍。 導向機構的主要作用有：定位、導向和承受一定側壓力。 定位作用： 為避免裝配時方位搞錯而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確形狀，不至因為位置的偏移而引起塑件壁厚不均。 塑件在注入型腔過程中會產生單向側壓力，或由于注射機的精度限制，使導柱工作中承受一不定的導向作用。 動定模合模時，首先導向機構接觸，引導動定模正確閉合，避免凸?；蛐托鞠冗M入型腔，產生干涉而壞零件。由于注塑壓力的各向性就會對導柱進行徑向的剪力，導致導柱容易折斷。對型芯和型腔改進后，其的配合可以進行定位。導柱、導套零件如下： 第七章 推出機構 7.1 概述 推出機構的設計是為了把制品從型芯型腔中推出來，為下一次注射做準備，推出機構的設計要求有： 1.盡量使制品留在動模上。 2.保證制品不變形，不損壞。 3.保證制品外觀良好。 4.結構要可靠。 7.2 推出機構 推出機構一般有推桿、推管、推件塊等，從制品的形狀、尺寸考慮，利用推管制品的壁厚太小，采用直推桿，制品的受力面積太小，會損壞制品，其他結構不適合成型本產品，所以將頂出機構設計推板形式，下面采用復位桿提供動力固定，采用導柱導套保證裝配需要。 推出機構 第八章 支承零件 在此模具中，支承零件包括上模座板、下模座板、型芯固定板、模腳等。 8.1 緊固件及其他附件 8.1.1 上模部分 定模部分由于產品較高，采用定模板原身留方式制作整體型芯。 8.1.2 下模部分 下模部分設計，根據產品設計模具鑲件。 成型零件圖 第九章 冷卻系統(tǒng) 模具在注射時，應對模具溫度進行較好的控制，才能保證制品的精度，這就要求在模具內設計冷卻系統(tǒng)，但由于本零件較大，不可以通過模具自然冷卻來保證熱平衡。另外此制品為小批量生產，成型的制品精度等級為一般精度，故采用模具冷卻，冷卻水道需要注意設計模具結構 在注射模中，模具的溫度直接影響到塑件的質量和生產效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對模具溫度的要求也不相同。一般注射到模具內的塑料粉體的溫度為左右，熔體固化成為塑件后，從左右的模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內通入冷卻水，將熱量帶走。對于要求較低模溫（一般小于）的塑料，如本設計中的HIPS料，僅需要設置冷系統(tǒng)即可，因為可以通過調節(jié)水的流量就可以調節(jié)模具的溫度。 模具的冷卻主要采用循環(huán)水冷卻方式，模具的加熱有通入熱水、蒸汽，熱油和電阻絲加熱等。 溫度調節(jié)對塑件質量的影響 注射模的溫度對于塑料熔體的充模流動、固化成型、生產效率以及制品的形狀和尺寸精度都有影響，對于任一個塑料制品，模具溫度波動過大都是不利的。過高的模溫會使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長冷卻時間又會使生產率下降。過低的模溫會降低塑料的流動性，使其難于充模，增加制品的內應力和明顯的熔接痕等缺陷。 模具冷卻水路圖 冷卻系統(tǒng)之設計規(guī)則 設計冷卻系統(tǒng)的目的在于維持模具適當而有效率的冷卻。冷卻孔道應使用標準尺寸，以方便加工與組裝。設計冷卻系統(tǒng)時，模具設計者必須根據塑件的壁厚與體積決定下列設計參數： 冷卻孔道的位置與尺寸、孔道的長度、孔道的種類、孔道的配置與連接、以及冷卻劑的流動速率與熱傳性質。 (1) 冷卻管路的位置與尺寸 塑件壁厚應該盡可能維持均勻。冷卻孔道最好設置是在凸模塊與凹模塊內，設在模塊以外的冷卻孔道比較不易精確地冷卻模具。 通常，鋼模的冷卻孔道與模具表面、模穴或模心的距離應維持為冷卻孔道直徑的1~2倍，冷卻孔道之間的間距應維持3~5倍直徑。冷卻孔道直徑通常為6~12 mm（7/16~9/16英吋），在此取10mm。 若動模型芯成型零件采用散熱性能強的鈹銅鑲件散熱，側無需單獨開設冷卻水路。 第十章 模具的裝配 裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質量、壽命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術要求和相互間的關系，將合格的零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。 在模具裝配過程中，對模具的裝配精度應控制在合理的范圍內，模具的裝配精度包括相關零件的位置精度，相關的運動精度，配合精度及接觸只有當各精度要求得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。 塑料模的裝配基準分為兩種情況，一是以塑料模中和主要零件臺定模，動模的型腔，型芯為裝配基準。這種情況，定模各動模的導柱和導套孔先不加工，先將型腔和型芯鑲塊加工好，然后裝入定模和動模內，將型腔和型芯之間墊片法或工藝定位器法保證壁厚，動模和定模合模后用平行夾板夾緊，鏜投影導柱和導套孔，最后安裝動模和定模上的其它零件，另一種是已有導柱導套塑料模架的。 澆口套與定模部分裝配后，必須與分模面有一定的間隙，其間隙為0.05——0.15毫米，因為該處受噴嘴壓力的影響，在注射時會發(fā)生變形，有時在試模中經常發(fā)現(xiàn)在分模面上澆口套周圍出現(xiàn)塑料飛邊，就是由于沒有間隙的原因。為了有效的防止飛邊，可以接近塑件的有相對位移的面上銼一個三角形的槽，由于空氣的壓力的緣故可以更好的防止飛邊。 10.1 模具的裝配順序 1.確定裝配基準； 2.裝配前要對零件進行測量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈； 3.調整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗修磨，以保證模板組裝密合，分型面吻合面積不得小于80%，間隙不得小于溢料最小值，防止產生飛邊。 4.在裝配過程中盡量保持原加工尺寸的基準面，以便總裝合模調整時檢查； 5.組裝導向系統(tǒng)并保證開模合模動作靈活，無松動和卡滯現(xiàn)象； 6.組裝冷卻和加熱系統(tǒng)，保證管路暢通，不漏水，不漏電，門動作靈活緊固所連接螺釘，裝配定位銷。裝配液壓系統(tǒng)時允許使用密封填料或密封膠，但應防止進入系統(tǒng)中； 7.試模：試模合格后打上模具標記，包括模具編號、合模標記及組裝基面。 ① 模具預熱 模具預熱的方法，采用外部加熱法，將鑄鋁加熱板安裝在模具外部，從外部向內進行加熱，這種方法加熱快，但損耗量大。 筒和噴嘴的加熱 根據工藝手冊中推薦的工藝參數將料筒和噴嘴加熱，與模具同時進行。 工藝參數的選擇和調整 根據工藝手冊中推薦的工藝參數初選溫度，壓力，時間參數，調整工藝參數時按壓力，時間，溫度這樣的先后順序變動。 注塑 在料筒中的塑料和模具達到預熱溫度時，就可以進行試注塑，觀察注塑塑件的質量缺陷，分析導致缺陷的原因，調整工藝參數和其他技術參數，直至達到最佳狀態(tài)。 8.模具的維護 模具在使。那么優(yōu)化設計的鑲件和嵌件在這里就起到了很大的作用，只須更換個別已損壞的零件，不會導致用過程中，會出現(xiàn)正常的磨損或不正常的磨損。不正常的損壞絕大多數是由于操作不當所致模具的徹底報廢。 最后檢查各種配件、附件待零件，保證模具裝備齊全，另外在裝配過程中應嚴防零件在裝配過程中磕、碰、劃傷和銹蝕。裝配滾動軸承允許采用機油進行熱裝，油的溫度不得超過1000C。 結論 通過此次畢業(yè)設計，我受益匪淺，可大體地了解作為一名設計人員所要具備的基本素質及知識量及思考問題，解決問題的能力。同時也讓我鞏固了自己的專業(yè)知識，在設計的過程中對于CAD、UG 繪圖軟件、Microsoft Word 辦公軟件等應用有了更進一步的掌握；在設計之初，面對從未涉及的問題，感到十分棘手，但經過反復的思考、查閱資料以及在老師的熱心指導幫助下，同學之間的探討，發(fā)現(xiàn)并非想象中的那么困難。另外，查閱資料是本次設計的重點，詢問經驗人士，我想實踐是最可靠的保證，經驗是寶貴的財富。 通過認真仔細的資料查閱和軟件的反復模擬，特別在林老師的精心指導和嚴謹求實的要求下，我確信這次畢業(yè)實際是成功的，在這表示特別感謝！當然，由于本人的知識面欠全，設計中還存在不足，但我相信通過這次設計將為我今后走向工作崗位打下了堅實的基礎。 參考文獻 1. 伍先明等.《塑料模具設計指導》.北京：國防工業(yè)出版社.2010.4. 2. 廖念釗，古盈菴，莫雨松等.《互換性與技術測量》.北京：中國計量出版社.2009.6. 3. 王琳，陳雪江，肖新華.《AutoCAD2008中文版機械圖形設計》北京:清華大學出版社.2007.7. 4. 譚雪松，王金，鐘廷志.《UGNGINEER Wildfire 4.0中文版模具設計》.北京：人民郵電出版社.2009.11. 5. 管耀文. 《UGNGINEER野火版模具設計實例精講》.北京：人民郵電出版社.2007.12 6. 何滿才.《模具設計—UGNGINEER Wildfire中文版實例詳解》.北京：人民郵電出版社.2005.5. 7. 齊衛(wèi)東.《塑料模具設計與制造》.北京：高等教育出版社.2004 8. 閻亞林.《塑料模具圖冊》.北京:高等教育出版社.2004. 9. 屈華昌.《塑料成形工藝與模具設計》.北京：高等教育出版社.2001. 10. 甑瑞麟.《模具制造實訓教程》.北京：機械工業(yè)出版社.2006. 11. 付麗.《實用模具技術手冊》.北京：機械工業(yè)出版社.2002. 12. 于華編著.《注塑模具設計技術及實例》.北京：機械工業(yè)出版社.2004.6. 13. 陳萬林等編著.《實用塑料注塑模設計與制造》.北京：機械工業(yè)出版社.2000.3. 14. 蔣繼宏，王效岳編著.《注塑模具典型結構100例》.北京：中國輕工業(yè)出版社.2000. 15. 屈華昌主編.《塑料成型工藝模具設計》.北京：高等教育出版社.2004.8. 16. 葉久新，王群.《塑料成型工藝及模具設計》.北京：機械工業(yè)出版社.2008.1. 致 謝 這次花灑的模具設計，是對我這四年大學學習的一次檢驗，通過這次設計，我補充了在理論學習中的一些漏洞， 使我掌握了在注塑工藝中應重視的問題，使我詳細的知道了塑件成型的工藝過程，并通過熟悉和查閱與注塑方面相關資料，掌握了一般的設計方法和設計技巧，而且對樹立正確的設計思想，培養(yǎng)我用所學專業(yè)知識去分析、解決在實際生產和生活中遇到問題能力都是有很重要的實際意義。培養(yǎng)了我獨立思考的能力，使我可以更多得考慮問題?？紤]制品在使用，美觀，而且要占領市場所需要考慮的問題。 本次畢業(yè)設計中，我的指導老師XXX老師，對我在資料的查找收集和整理以及模具設計的過程中所遇到的問題，給以極大的幫助和指導，同時也得到了其他多位老師和同學們的熱心幫助，使我學到了很多課堂學不到的東西，培養(yǎng)了我多思考，勤查資料，多動手的習慣。這次我的設計結果，也是老師和同學們的功勞，對在此過程中給予我?guī)椭母魑焕蠋熀屯瑢W表示由衷心的感謝！我會繼續(xù)學習，不辜負老師的期望，也對的起同學們的幫助。祝愿老師們工作順利，身體健康，合家歡樂。祝福我的同學們學業(yè)有成，以后事業(yè)順心，前途無量！ 37