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畢業(yè)設計（論文）指導教師評閱表
學生姓名
? 許永鋒
專業(yè)
? 模具設計與制造
學號
? 2008301139
班級
08模具一班?
設計（論文）
塑料梳子注射模具設計
?
合作者
評閱教師或指導教師評閱意見：
? 指導教師簽名：
日 期：
評閱參考意見：
l?????? 學生是否較好的掌握課題撰寫所涉及到的基礎理論，專業(yè)技能和專業(yè)知識。
l?????? 學生是否具有從事設計、研究或擔負專門技術工作的初步能力。
l?????? 學生是否按指導教師下達的任務書要求完成課題撰寫。
l?????? 內(nèi)容是否符合畢業(yè)論文計劃書。
l?????? 完成的質(zhì)量和完成過程中所表現(xiàn)的創(chuàng)造性工作情況。
學習態(tài)度、學習紀律、獨立工作、獨立思考、組織管理能力、邏輯思維、報告撰寫封裝打印規(guī)范、論點論據(jù)、材料真實、文字及口頭表達能力和與他人合作交往能力。
河源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計和創(chuàng)作類綜合質(zhì)量評定表
學生姓名 許永鋒 專業(yè)班級 08模具一班 學號 2008301139
評 估
項 目
評分標準
滿分
得 分
選題
質(zhì)量
(20分)
1.課題涵蓋面寬
5
?
2.課題有較好的應用推廣價值
2
?
3.課題與畢業(yè)生職業(yè)崗位或期望的職業(yè)崗位的相關性很高，突出相關職業(yè)崗位或崗位群中關鍵能力和基本能力的訓練。
8
?
4.課題與畢業(yè)生所學專業(yè)有很強的相關性，有利于學生整合原來所學的專業(yè)知識，提高專業(yè)技術應用能力，使專業(yè)技術能力更適于職業(yè)崗位。
5
?
學生
能力
(40分)
1.搜集并運用資料（文獻、手冊、規(guī)范、標準）的能力強。
10
?
2.繪圖、制作水平、數(shù)據(jù)處理、運算、分析、統(tǒng)計能力強。
10
?
3.獨立分析與思考能力強。
10
?
4.書面表達能力強。
10
?
設計
制作
質(zhì)量
(30分)
1. 成果實用性強，可以用于解決現(xiàn)實崗位的實際問題或滿足職業(yè)崗位的實際需求。
5
?
2.方法手段先進，數(shù)據(jù)科學準確，技術先進性。
5
?
3.創(chuàng)新性和獨立見解。
10
?
4.圖紙、制品和說明書闡述全面、完整，文字精練通順，資料齊全。
10
?
答辯
效果
（10分）
? 答辯時，思路清晰，論點正確，回答有理論依據(jù)，基本要領清楚，對主要問題回答正確、深入。
10
?
總 分
?
評估
等級
?
注：1．畢業(yè)設計制作報告：是指學生在畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)中進行的設計制作實物的論述。2．評估等級分為“優(yōu)秀（90—100分）、良好（80—89分）、中等（70—79分）、及格（60—69）、不及格（59分以下）”；3. 本表格由答辯小組進行評分。
答辯委員（簽名）： 答辯組長（簽名）：
河源職業(yè)技術學院 機電工程 學院
模具設計與制造 專業(yè)畢業(yè)畢業(yè)設計（論文）答辯記錄表
學生姓名
許永鋒
學號
2008301139
專業(yè)班級
08模具一班
設計（論文）
題 目
塑料梳子注射模具設計
答辯時間
2011年6月6日
答辯地點
教學樓B318
答辯組成員
學生表述情況：
答辯委員提問：
學生回答情況：
記錄人 ： 記錄時間：
畢業(yè)設計（論文）任務書
茲發(fā)給 08級模具 專業(yè) 1 班學生 許永鋒 畢業(yè)設計（論文）任務書，內(nèi)容如下：
一、畢業(yè)設計（論文）
塑料梳子注射模具設計
二、畢業(yè)設計（論文）內(nèi)容及目標
內(nèi)容:以日常生活中使用的塑料梳子為產(chǎn)品，對該產(chǎn)品進行測繪，畫出工件圖，在此基礎上對該產(chǎn)品進行模具設計，并提交一份設計說明書。
目標:1、所設計模具能夠保證產(chǎn)品的精度要求，成型性好；
2、所設計的模具能夠使產(chǎn)品順利的脫模，并且產(chǎn)品表面具有較好的光潔度；
3、所設計的模具結(jié)構(gòu)應該利于加工制造，符合加工工藝性和經(jīng)濟性的要求。
三、進度安排
周次
工作內(nèi)容
預定目標及檢查方式
2010.12.6－2010.12.13
調(diào)研并收集相關資料
完成資料搜集，匯報編列資料目錄
完成開題報告及實體造型
思路清晰、主題明確，出工件零件圖，通過實踐教學系統(tǒng)上交批閱
2010.12.14－2011.1.8
查閱參考文獻,確定模具結(jié)構(gòu)草圖,對模具各部分結(jié)構(gòu)進行受力分析和結(jié)構(gòu)設計
完成模具各部分結(jié)構(gòu)的設計與計算工，通過實踐教學系統(tǒng)上交批閱
2010.1.9－2011.2.21
繪制模具結(jié)構(gòu)圖,繪制相關模具零件圖紙
完成全部零件的零件圖以及總裝圖，通過實踐教學系統(tǒng)上交批閱
2011.2.22－2011.5.21
撰寫設計說明書
驗收說明書的格式和內(nèi)容，通過實踐教學系統(tǒng)上交批閱
2011.5.22-
2011.5.31
設計圖紙及說明書打印
校驗正確、按要求排版裝訂
2010.6
完成設計簡介、答辯提綱等
上交書面材料
四、本畢業(yè)設計（論文）任務書于
2010年 12 月 1 日發(fā)出，論文應于
2011年 5 月 21 日前完成，
然后提交畢業(yè)設計（論文）指導委員會進行答辯。
五、本畢業(yè)設計（論文）必須完成的內(nèi)容（指導教師可根據(jù)實際情況進行適當調(diào)整）
1、調(diào)查研究、查閱文獻和搜集加工工藝設計方案等參考文獻；
2、利用UG或PROE軟件繪制模具三維實體圖并進行分模設計；
3、根據(jù)所繪制的三維實體圖，生成二維平面圖；
4、根據(jù)設計過程書寫設計說明書（所有圖紙均需用A4紙打印出來），并進行裝訂；
5、將上述材料交指導教師評閱，待指導教師指出不足后，返回修改，再交給指導教師評閱；
6、答辯；
7、刻錄二維零件圖、三維實體圖、設計說明書等（刻錄的光碟名以自己的學號命名）；
8、學生每周至少一次聯(lián)系指導教師，以便指導教師隨時跟進并進行指導。
補充說明：
其中所涉及到的圖紙要求：
1、 模具總裝圖；
2、 樣品零件圖；
3、 所有模具零件圖。
其中所涉及到的說明書要求：
1、設計過程；
2、相關尺寸公差計算；
3、相關模具結(jié)構(gòu)；
4、 相關數(shù)據(jù)校核；
6、參考書目。
六、備注
1. 本任務書一式三份，專業(yè)教研室、指導教師、學生各執(zhí)一份；
2. 學生須將此任務書按裝訂要求進行裝訂。
專業(yè)教研室負責人： 梁 豐 審核 2010 年 11 月 29 日
指導教師： 劉長靈 簽發(fā) 2010 年 12 月 1 日
畢業(yè)設計（論文）開題報告
課題名稱： 塑料梳子注射模具設計
院 （系）： 機電工程學院
專業(yè)班 級： 08模具設計與制造
學生姓名： 許永鋒
學 號： 2008301139
指導教師： 劉長靈
二○一○ 年 十二 月 六 日
一、課題簡介：
1、我選這次的課題是塑料梳子注射模具設計，主要是對生活中的塑料梳子是怎么樣產(chǎn)生、途徑和過程的一個很好的剖解。
2、梳子產(chǎn)品整體造型簡潔，曲線方面設計過度的比較合理，圓滑，這樣就能夠避免在使用的過程中弄傷了手。
3、梳子是由許多梳齒拼排在一起的組成的。
二、選題依據(jù)（來源）及其意義：
從客觀方面來講：改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷模具制造技術現(xiàn)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定企的生存空間。?
從主觀方面講：
（1）梳子產(chǎn)品在我們?nèi)粘Ｉ钪须S處可見，產(chǎn)品來源比較廣泛，種類也是比較多樣的，貼近生活，因此，選這個課題是我首先考慮到的
（2）梳子相對于其他產(chǎn)品來說，整體造型方面比較簡單，沒有橫位和斜頂之類的東西
（3）梳子造型設計也是比較完美的，特別是曲線部分過度的比較圓滑，比較有創(chuàng)意，也是本課題的新穎之處。
（4）梳子在放置的時候，還可以通過圓孔，掛到墻上或者高處的地方。
（5）本次課題來自是校內(nèi)畢業(yè)設計課題，由我校老師出課題和指導。
三、本課題的實施方案
內(nèi)容：
1、先對對梳子進行前期的觀察、分析結(jié)構(gòu)、測量，用UG畫出三維圖。
2、然后使用UG去分模，分出前模和后模，采用的是一模兩腔設計方式，然后跟模仁的大小在CAD上，畫出兩條垂直線，調(diào)出模架，記住模架的型號，最后在UG上面直接找到想要的模架，就行了。
3、調(diào)好模架后，開始設計冷卻系統(tǒng)，水道一般都是采用直徑8mm的寬度
4、然后再設計推出系統(tǒng)，設計頂針的時候，需要注意不能和水路干涉，頂針和水路的至少距離需要保持5mm左右。
5、由于梳子產(chǎn)品比較簡單沒有橫位和斜頂，就省去了很多功夫。
6、最后是設計澆注系統(tǒng)，定位環(huán)和唧嘴直接從湖波外掛里面調(diào)出就行了。
7、三維設計完后，用UG導出到二維軟件CAD上，進行排位，畫出總的裝配圖和零件圖。
5、最后是打印圖紙和寫設計說明書
目標：
1、通過這次的訓練，能夠很好掌握對塑料模具的結(jié)構(gòu)的認識，熟練地拆分模具、并且能夠畫出比較正規(guī)的裝配圖和零件圖的要求。
2、其次，能夠熟練掌握UG和CAD軟件的使用，做到專業(yè)知識和軟件的結(jié)合。
3、掌握一般塑料模具的設計
四、論文（設計）工作進程：
日 期 安 排
工作內(nèi)容
2010.12.6－2010.12.13
完成開題報告和實體造型
2010.12.14－2011.1.8
確定模具結(jié)構(gòu)草圖,對模具各部分結(jié)構(gòu)進行受力分析和結(jié)構(gòu)設計
2010.1.9－2011.2.21
繪制模具結(jié)構(gòu)圖,繪制相關模具零件圖紙
2011.2.22－2011.5.21
撰寫設計說明書
2011.5.22- 2011.5.31
設計圖紙及說明書打印
2010.6
完成設計簡介、答辯提綱等
五、主要參考文獻：
[1]注塑模具設計方法與經(jīng)驗/李忠文，張洪偉編著.沈陽：遼寧科學技術出版社，2009,
[2]機械制造基礎/孫學強主編.-2版.—北京：機械工業(yè)出版社，2008.2（2008.5重印）
[3]機械設計基礎/陳立德.—3版.—北京：高等教育出版社，2007.8（2009重印）
[4]UGNX4.0中文版基礎教程/張云杰編著。—北京：清華大學出版社，2007.6
[5]互換性與測量技術/周文玲主編?！本簷C械工業(yè)出版社，2005.8（2008.6重?。?
[6]機械制圖/劉立主編，—2版?！本焊叩冉逃霭嫔?，2004.7（2008重?。?
[7]注塑模具設計實例詳解/何文，朱淑君編著。—沈陽：遼寧科學技術出版社，2009.10
[8]AutoCAD機械設計基礎與實例教程/劉俊英等編著?！本呵迦A大學出版社，2009.2（21世紀高等學?；A工業(yè)CAD/CAM規(guī)劃教材）
[9]塑料材料與配方/桑永主編?！本?化學工業(yè)出版社，2004.11
[10]工程力學/顧曉勤主編?！?版。—北京：機械工業(yè)出版社，2007.3（2008.3重?。?
[]
[]
[]
指
導
教
師
意
見
本欄填寫：
1、 評語：
某某同學的題為《……》的畢業(yè)論文（設計）的開題報告較好（或一般），同意開題。
或此開題報告較好（或一般），同意開題。
2、 說明同意或不同意開題的理由：
3、 建議：
指導教師（簽名）：
年 月 日
專業(yè)意見
專業(yè)主任（簽名）：
年 月 日
5
畢業(yè)設計（論文）
設計題目
塑料梳子注射模具設計
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院 （系）： 河源職業(yè)技術學院
學生姓名： 許永鋒
專業(yè)班級： 08模具設計與制造1班
學 號： 2008301139
指導教師： 劉長靈
2011年 5 月 13日
畢業(yè)設計（論文）
目錄
目錄 1
摘 要 3
Abstract 4
第一章 引言 5
第二章 塑件的工藝性能分析 6
2.1塑件分析 6
2.2塑件工藝性能分析 7
2.2.1成型塑料的工藝性能 7
2.2.2成型塑料的成型加工性能 8
2.3塑料成型主要技術指標 9
2.4成型塑料注射成型工藝參數(shù) 9
2.5塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 10
2.6塑件外型 11
圖2-2塑件外型 11
第三章 注射成型模具的設計 12
3.1選擇模架 12
3.2模具與注射機的關系 13
3.3澆注系統(tǒng)的設計 13
3.3.1澆口設計 14
3.3.2冷料井設計 15
3.4注塑模成型零部件設計 16
3.4.1型腔分型面位置和形狀的設計 16
3.4.2塑件在型腔中放置方位的確定 16
3.4.3分型面形狀的決定 16
3.4.4分型面位置的選擇 16
3.5成型零件的結(jié)構(gòu)設計 17
3.5.1凹模的結(jié)構(gòu)設計 17
圖3-6凹模 18
3.5.2 內(nèi)型心的結(jié)構(gòu)設計 18
3.5.3 凸模的結(jié)構(gòu)設計和凹模一樣 18
3.6排氣系統(tǒng)設計 19
3.7型腔成型尺寸的設計 19
3.7.1塑件精度及其影響因素 19
3.7.2型腔型心的成型尺寸計算 19
3.8合模導向和定位機構(gòu) 22
1．定位作用 22
2．導向作用 23
3．承受一定的側(cè)向壓力 23
3.9脫模機構(gòu)設計 24
1）推出機構(gòu)應盡量設置在動模一側(cè) 24
2）保證塑件不因推出而變形損壞 24
3）機構(gòu)簡單動作可靠 24
4）良好的塑件外觀 24
5）合模時的正確復位 24
3.10模具冷卻系統(tǒng) 25
模具冷卻系統(tǒng)的設計原則： 25
①冷卻水通道的設置 25
②冷卻水孔的布置 25
③降低入水與出水溫度差 26
第四章 裝配圖 28
結(jié)論 30
參考文獻 30
致謝 31
摘 要
近年來，我國家電工業(yè)的高速發(fā)展對模具工業(yè)，尤其是塑料模具提出了越來越高的要求，2004年，塑料模具在整個模具行業(yè)中所占比例已上升到30%左右，據(jù)有關專家預測，在未來幾年中，中國塑料模具工業(yè)還將持續(xù)保持年均增長速度達到10%以上的較高速度的發(fā)展。國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點為工程塑料模具。
注射成型是塑料成型的一種重要方法，它主要適用于熱塑性塑料的成型，可以一次成型形狀復雜的精密塑件。本課題就是將日常生活中的梳子為設計模型，將注射模具的相關知識作為依據(jù)，闡述塑料注射模具的設計過程。
本設計對日常生活中的梳子進行的注塑模設計，利用Ug軟件對塑件進行了實體造型，對塑件結(jié)構(gòu)進行了工藝分析。明確了設計思路，確定了注射成型工藝過程并對各個具體部分進行了詳細的計算和校核。如此設計出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運用可靠，保證了與其他部件的配合。最后用autoCAD繪制了一套模具裝配圖和零件圖。
本課題通過對日常生活中的梳子的注射模具設計，鞏固和深化了所學知識，取得了比較滿意的效果，達到了預期的設計意圖。
關鍵詞：塑料模具；注射成型；模具設計；梳子
Abstract
In recent years, the rapid development of China's household electrical appliance industry to the mold industry, especially the plastic mold raised higher and higher demands, in 2004, the entire mold plastic mold industry, the proportion had risen to about 30%, according to the experts predict in the next few years, China plastic mold industry will continue to maintain an average annual growth rate of 10% or more of the high rate of development. The domestic market in order to injection mold plastic mold greatest demand, including development priorities of plastic molds.
Injection molding plastic molding an important method, which is mainly applied to thermoplastic molding, can be a complex shape forming of precision plastic parts. This topic is to Daily Comb for the design of the shell model, the injection mold-related knowledge as the basis to explain plastic injection mold design process.
The design of the Daily Comb on the shell for the injection mold design, plastic parts using Ug software had solid modeling, the structure of the plastic parts of the process analysis. Clear design ideas, determine the injection molding process and to specific parts of a detailed calculation and checking. The structure of such a design work to ensure that the use of molds and reliable to ensure that the co-ordination with other components. At last, autoCAD drawing a set of mold assembly drawings and parts drawing.
The topic of the slider Daily Comb shell by injection mold design, consolidate and deepen the knowledge of what they have learned, and achieved satisfactory results, to achieve the desired design intent.
Keywords: plastic mold; injection molding; mold design;; Daily Comb
第一章 引言
由于塑料具有很多優(yōu)良的性能和特點，近年來它在各領域得到了越來越廣泛的應用。作為塑料制造業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)——塑料模具的設計與制造也得到了空前的發(fā)展，特別是作為塑料必備成型工具的塑料注塑模具，由于它成型效率高，易成型形狀復雜的制品，并科實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，得到迅速的法子，在我國其發(fā)展速度之快、需求量之大是前所未有的。
未來國內(nèi)外塑性模具的制造技術和成型技術有如下發(fā)展趨勢：1)在模具設計制造中廣泛應用CAD/CAE/CAM技術；2)高速銑削加工將得到更廣泛地應用；3)在塑料模具中推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術；4)提高模具標準化水平和模具標準件的使用率；5)研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程；6)虛擬技術將得到發(fā)展；7)模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展。
模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，它被用來成型具有一定形狀和尺寸的各種制品。模具成型已成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，成為多種成型工藝中最具潛力的發(fā)展方向。尤其是塑料模具，在所有模具的總產(chǎn)量中所占的比例越來越大，對經(jīng)濟的發(fā)展起著十分重要的作用。隨著計算機技術的發(fā)展，計算機已廣泛應用于模具工業(yè)，在注射成型系統(tǒng)中，針對每一個環(huán)節(jié)都可將計算機作為輔助工具而加入。構(gòu)成該環(huán)節(jié)的CAD或CAM或CAE。
近年來塑料成型模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，在工業(yè)生產(chǎn)中對塑料模具的要求是：能高效地生產(chǎn)出外觀和性能均符合使用要求的制品。它包括三個方面的內(nèi)容。第一，制品方面要求精度高，外觀美，性能好。第二，制造方面要求結(jié)構(gòu)合理，容易制造，而且成本要低。第三，使用方面要求操作簡單方便，效率高，容易實現(xiàn)自動化，還有維護保養(yǎng)方便。隨著模具設計與制造技術的迅猛發(fā)展，塑料成型模具將趨向于高效率、自動化、大型、精密、長壽命的方向發(fā)展。
本次設計的題目是“塑料梳子注射模具設計”，其內(nèi)容為：
（1）產(chǎn)品外型設計：以產(chǎn)品外型測量，獲取產(chǎn)品的尺寸，提供產(chǎn)品設計方案。
（2）制品總裝結(jié)構(gòu)及零件的結(jié)構(gòu)設計：包括結(jié)構(gòu)尺寸，尺寸公差及配合等。
（3）制品結(jié)構(gòu)零件的成型工藝及成型模具設計：包括制品的工藝分析，工藝計算，成型機選擇。模具結(jié)構(gòu)設計等。
（4）獨立地完成設計任務，圖紙整潔，標注等符合國標，準時完成任務。
第二章 塑件的工藝性能分析
2.1塑件分析
一個完美的塑件制作應根據(jù)制品的使用要求和外觀要求從塑料的力學性能、美術造型和成型工藝、塑料模具設計和制造等多方面進行全面考慮。
本次設計的塑件是日常梳子，屬于小型塑件。在工業(yè)產(chǎn)品設計中是一類比較典型的操作型產(chǎn)品的設計，涉及到因素較小，最主要的是使用時要手感舒適。所以它的尺寸要求一般，表面質(zhì)量要求稍高，外觀平滑，無氣孔、縮孔等現(xiàn)象。
圖2-1梳子產(chǎn)品圖
2.2塑件工藝性能分析
2.2.1成型塑料的工藝性能
ABS是由丙烯腈、丁二烯、和苯乙烯值得的三元共聚物和（或）聚合物與共聚物的共混物制得的塑料。其中A代表丙烯腈，B代表丁二烯、C代表苯乙烯。ABS是由三種組分組成的，所以它具有三種組分綜合性能的特點。具體表現(xiàn)在：優(yōu)良的物理力學性能，沖擊強度高，尺寸穩(wěn)定性好，不透水，耐熱溫度高，電絕緣性能受溫度和濕度的影響很小，且在很大頻率變化范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，耐環(huán)境性能好，幾乎不受水、無機鹽、堿、酸類的影響。ABS最大不足之處是耐候性能比較差，在光線的照射下容易老化。ABS在室溫下的物理力學性能見表1。
表1 ABS在室溫下的物理力學性能
性能
高抗沖型
耐熱型
中抗沖型
拉伸強度/MPa
35-44
45-57
42-62
斷裂伸長率/%
5-60
3-20
5-25
拉伸彈性模量/MPa
1600-3300
2300-3000
2300-3000
壓縮強度/MPa
49-64
65-71
73-88
彎曲強度/MPa
52-81
70-85
69-92
懸臂梁沖擊強度（缺口）/J。M-1
16-44
11-25
6-22
洛氏硬度
65-109
105-115
108-115
彎曲彈性模量/MPa
1600-2500
2100-3000
2100-3100
壓縮彈性模/MPa
1200-1400
1700
1900
吸水性/%
0.2-0.45
0.2-0.45
0.2-0.45
密度g*cm-3
1.02-1.05
1.06-1.08
1.05-1.07
2.2.2成型塑料的成型加工性能
ABS是一種成型加工性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，可用一般加工方法成型加工。
ABS的流變性 ABS聚合物在熔融狀態(tài)下流動特性屬于假塑性流體。雖然ABS的熔體流動性與加工溫度和剪切速率都有關系，但對剪切速率更為敏感。因此在成型過程中可以采用提高剪切速率來降低熔體粘度，改善熔體流動性。ABS屬于無定形聚合物，無明顯熔點，成型后無結(jié)晶，成型收縮率為0.4%-0.5%。通常在1600以上即可成型。在成型過程中，ABS的熱穩(wěn)定性較好，不易出現(xiàn)降解或分解，溫度過高時，聚合物中橡膠相有破壞的傾向。通常ABS開始出現(xiàn)分解的溫度是2700C，但是在2500C左右聚合物就開始變色。
ABS的吸水性 ABS具有一定的吸水性，含水量在0.3%-0.8%范圍。成型時如果聚合物中含有水分，制品上就會出現(xiàn)斑痕=云紋、氣泡等缺陷，因此在成型前，需將聚合物進行干燥處理，使其含水量降到0.2%左右。
ABS制品的后處理 一般情況下很少出現(xiàn)應力裂開。如果需處理，消除或減少ABS制品內(nèi)應力的方法是將制品放入溫度為70-800C的熱風循環(huán)干燥箱里內(nèi)處理2-4h。緩慢冷卻至室溫
ABS的成型工藝條件 ABS注塑時可以采用柱塞式或螺桿式注塑機進行成型加工，成型溫度盡量取低些，以防止發(fā)生熱分解或?qū)ζ湮锢砹W性能有所不利。通常螺桿式注塑機溫度在160-2200C之間。一般對薄壁、長流程、小澆口的制品或耐熱級以及使用柱塞式注塑時要求的注塑壓力較高，可達130-150MP，而壁厚、大澆口、螺桿式注塑機所選用的注塑壓力只需70-100MPa即可。為了獲得內(nèi)應力較少的制品，保壓壓力不宜過高，60-70MPa就可以滿足要求。注射速度對對ABS的熔體流動性有一定影響，注射速度快，制品表面光潔度不佳；注射速度慢，制品表面容易出現(xiàn)波紋、熔接痕等現(xiàn)象，因而除了充模有困難的情況下，一般以中、低速度為宜。在制品要求表面光澤較高時，模具溫度可控制在60-800C，對一般制品可控制在50-600C。
2.3塑料成型主要技術指標
表2 ABS主要技術指標
密度g/cm3
1.02-1.16
彎曲強度MPa
80
比容cm3/g
0.86-0.98
硬度HB
9.7
吸水率（24h）%
0.2-0.4
體積電阻率Ω
6.9×1016
抗拉屈服強
50
熔點0C
130-160度Mpa
熱變形溫度0C
0.45MP
90-108
沖擊強度KJ/m2
無缺口
261
1.82MP
83-103
缺口
11
拉伸彈性模量MPa
1.8×103
收縮率%
0.4-0.7
2.4成型塑料注射成型工藝參數(shù)
表3 成型塑料注射成型工藝參數(shù)
塑料名稱
ABS
注射機類型
螺桿式
預熱和干燥
溫度（0C）
80-95
時間（h）
4-5
料筒溫度（0C）
后段
150-170
中段
165-180
前段
180-200
噴嘴溫度（0C）
170-180
模具溫度（0C）
40-50
注射壓力（Mpa）
60-100
成型時間（S）
高壓時間
0-5
保壓時間
15-30
冷卻時間
15-30
成型周期
40-70
螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）
30-60
2.5塑件的結(jié)構(gòu)工藝性
影響模塑件尺寸精度的因素十分復雜，主要有模具制造的精度、模制時由于工藝條件的變化引起成型收縮率的波動，同時由于磨損等因素會造成模具尺寸不斷變化，活動配合間隙的變化以及模制件脫模斜度都會影響塑料制件的精度。塑件精度的確定應該合理，在滿足使用要求前提下盡可能選用低精度。本次設計的塑件是日常梳子，屬于比較小型零件。其尺寸公差按SL1372—78標準取四級精根據(jù)塑件的尺寸，其公差值為0.62。
由于本塑件要求外觀平滑，無氣孔、縮孔等現(xiàn)象。而塑料制品的表面狀態(tài)的好壞，模具型腔的粗糙度起著決定性的作用。本塑件的脫模表面粗糙度Ra為0.4，其余為0.8。一般情況下，模具型腔的表面粗糙度要比塑件表面粗糙度高1-2級，所以模具的型腔的脫模表面粗糙度Ra為0.2。由于模具在使用中型腔的磨損而使表面變得粗糙，所以應對型腔即時維護。
在塑件的內(nèi)表面沿脫模方向應設計足夠的脫模斜度，否則會發(fā)生脫模困難，如過大推出力時易拉壞擦傷塑件。塑件沿脫模方向常用的斜度值對熱塑性塑料件為0.50-3.00。本塑件的外壁的脫模斜度為45’，內(nèi)壁為1.750。
2.6塑件外型
圖2-2塑件外型
32
第三章 注射成型模具的設計
3.1選擇模架
注射模具的基本結(jié)構(gòu)有很多共同點，所以標準化的工作已經(jīng)基本完成，市場上有標準件出售，為制造注射模具提供了便利條件。在這里采龍記（LKM）生產(chǎn)的標準型模架,模坯類型為大水口。其組合形式主要有3種，分別是AI（有支撐板）、BI（有推板也有支撐板）、CI（無推板也無支撐板）。
本次設計的塑件尺寸不大，邊長約為100mm的長方形塑件。塑件形狀結(jié)構(gòu)并不復雜，故采用一模兩腔的方案。采用推桿推出塑件。并采用支撐柱代替支撐板。這樣既能保證模具的生產(chǎn)效率，降低模具加工成本，節(jié)省材料等。模架具體形狀見圖：：
圖3－1模架（采用CI-2030-A60-B70-C70）
.
3.2模具與注射機的關系
由于塑件結(jié)構(gòu)不規(guī)則，不易計算塑件的體積，為了方便快速地計算出體積。可以采用CAE技術。在UG軟件上可算出塑件的總體積。根據(jù)UG所算出的體積，設計模具時，應保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機實際的最大注射的范圍內(nèi)。確保尺寸的穩(wěn)定性，確保實際生產(chǎn)情況。由UG 計算可得塑件曲面區(qū)域約為4473.22cm^2。
模具是一模兩腔，
由《塑料模具設計手冊》表2-40 熱塑性塑料注射機型號與主要技術規(guī)格中，，初步選XS—ZY—125注射機。其主要技術規(guī)格如表5。
表5 XS—Z—125注射機主要技術規(guī)格
螺桿直徑（mm）
Ф42
鎖模力（KN）
900
注射容量（cm3）
125
最大注射面積（cm2）
320
注射壓力（MPa）
120
模板行程（mm）
115
模具厚度（mm）
最大
300
噴嘴
（mm）
球半徑
13
最小
200
孔直徑
Ф4
定位孔直徑（mm）
Ф1500+0.06
中心孔徑（mm）
Ф50
3.3澆注系統(tǒng)的設計
主流道與注射機噴嘴接觸處多做成半球形的凹坑，兩者應嚴密的配合，避免高壓塑料熔體溢出，凹坑球半徑R2應比噴嘴球頭半徑R1大1-2mm。主流道小端直徑應比注射機噴嘴孔直徑大0.5-1mm。大端直徑應比分流道深度大1.5mm以上，其錐角不宜太大，一般取20-60。當主流道貫穿幾塊模板時，必須采用主流道襯套，以避免在模板間的拼縫處溢料，以致主流道凝料無法脫出。主流道尺寸見下圖3-2。
圖3-2唧嘴
3.3.1澆口設計
澆口直接與塑件相連，把塑料熔體引入型腔。澆口是澆注系統(tǒng)的關鍵部位，澆口的形狀和尺寸對塑件質(zhì)量影響很大，澆口在大多數(shù)情況下是整個流道中斷面尺寸最小的部分，對充模流動起著控制作用，成型后制品與澆注系統(tǒng)從澆口處分離，因此其尺寸又影響著后加工工作量的大小和塑件的外觀。
由于塑件尺寸精度要求較高，并外表面要求光滑，所以該模具采用一模兩腔的二板模結(jié)構(gòu)和直接澆口。
根據(jù)塑件的實際情況，具體的形狀和尺寸如下圖:
圖3-3澆口
3.3.2冷料井設計
由于注射機噴嘴與冷模具接觸降溫，致使噴嘴前端常存有一段低溫料，為除去這段料，在主流道對面一般設有冷料井，使冷料不進入分流道和型腔。本設計冷料井采用底部帶推料桿的形式，拉料桿為Z形頭拉料桿。拉料桿的根部固定在推出板上，在推出制件時，冷料也一同被推出，取產(chǎn)品時向拉料鉤的側(cè)向稍許移動，即可脫鉤將制件連同澆注系統(tǒng)凝料一道取下。
圖3-4冷料井
3.4注塑模成型零部件設計
3.4.1型腔分型面位置和形狀的設計
分開模具取出塑件的面稱為分型面，分型面設計得是否得當，對制件質(zhì)量、操作難易、
模具結(jié)構(gòu)復雜性有很大影響，主要應考慮三點：
3.4.2塑件在型腔中放置方位的確定
塑件從模內(nèi)取出時，一般只采用一個與注射機開模運動方向相垂直的分型面，安排制件在型腔中的方位時，要盡量避免與開模運動相垂直或傾斜的方向有側(cè)凹或側(cè)孔，
3.4.3分型面形狀的決定
一般分型面是與注射機開模方向相垂直的平面。
3.4.4分型面位置的選擇
一般取分型面為制件斷面輪廓最大的地方，另外還要考慮避免在制件上留下拼合縫的痕跡，從制件頂出去考慮，分型面應盡可能留在動模上。本塑件屬于薄板類制件，根據(jù)塑件的形狀，塑件在模具中應平放，凸臺多的一邊留在動模，少的一邊在定模，具體結(jié)構(gòu)見圖。
圖3-5分型面位置
3.5成型零件的結(jié)構(gòu)設計
3.5.1凹模的結(jié)構(gòu)設計
根據(jù)本塑件的情況，將凹模做成鑲嵌式，其特點是加工比較簡單，替換性強，可采用數(shù)控機床、普通機床、電加工等方法加工。分為兩部分，一部分是外型芯即套筒，內(nèi)型芯從背面鑲?cè)?，外型芯從正面鑲?cè)耄瑑?nèi)型芯鑲在外型芯的里面，利用過盈配合固定，利用定位銷定位。
圖3-6凹模
3.5.2 內(nèi)型心的結(jié)構(gòu)設計 由于本塑件所要求的型心形狀簡單，用電火花就可以就可以加工，還有脫模斜度，用數(shù)控機床來加工，一個臺階來固定位置。
3.5.3 凸模的結(jié)構(gòu)設計和凹模一樣
圖3 -7凸模
3.6排氣系統(tǒng)設計
當塑料熔體注入型腔時，如果型腔內(nèi)原有氣體、蒸汽等不能順利地排出，將會在制件上形成氣孔、銀絲、灰霧、接縫、表面輪廓不清，型腔不能完全充滿等弊病，同時還會因氣體壓縮而產(chǎn)生高溫，引起流動前沿物料溫度過高，粘度下降，容易從分型面溢出，發(fā)生飛邊，重則灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕。而且型腔內(nèi)氣體壓縮的反壓力會減低充模速度。影響注塑周期和產(chǎn)品質(zhì)量。因此設計型腔時必須充分地考慮排氣問題。
對于一般的塑件，可利用分型面排氣或利用推桿與孔的配合間隙排氣。本設計的塑件的頂針比較多，且分型面比較大，所以可利用分型面排氣或利用推桿與孔的配合間隙排氣。
3.7型腔成型尺寸的設計
3.7.1塑件精度及其影響因素
模具的成型尺寸是指型腔上直接用來成型塑件部位的尺寸，主要有型腔和型心的徑向尺寸，型腔和型心的深度或高度尺寸，中心距尺寸等。在設計模具時必須根據(jù)制品的尺寸和精度要求來確定成型零件的相應尺寸和精度等級，給出正確的公差值。影響塑件精度的因素有多個方面，主要有成型零件的制造誤差，成型收縮率波動，型腔成型零件磨損量的影響等三個方面。
3.7.2型腔型心的成型尺寸計算
塑件的等級精度為4級，未標注公差按SJB72—78取8級精度。成型零件的制造公差δz=（1/4-1/6）Δ，取δz=1/4Δ，其中Δ為塑件允許公差值，一般說來模具的等級精度要比塑件精度高1-2等級，所以模具型腔型心等級精度取6級，其余未標主公差按SJB72—78取8級精度。模具型腔、型心的成型尺寸按平均收縮率計算。
由《塑料成型與模具設計》的表3-8可查得：
①型腔的徑向尺寸計算
型腔的徑向尺寸可按下式計算：
LM=[LS+LS×Scp－（3/4）Δ]+ δz
其中 LS——塑件的名義尺寸；
Scp——塑件的平均收縮率；
ABS平均收縮率為1/2（0.4%－0.7%）=0.55%；
Δ——塑件允許的公差值；
δz——模具制造偏差。δz=（1/3-1/6）×Δ，取δz=1/3Δ。
塑件公差數(shù)值表3-1
基本尺寸
Δ值（mm）
δz=1/3×Δ（mm）
＞14～18
0.20
0.067
＞65～80
0.38
0.127
＞225～300
1.8
0.54
由圖9可知，型腔徑向需計算的尺寸有：LS1=314、LS2=241、LS3=326。
根據(jù)型腔成型尺寸計算公式，按平均收縮率計算，有：
LM1=[LS1+LS1×Scp－（3/4）Δ]+ δz
=[314+314×0.55%－3/4×1.8]+ 0.54
=317+0..54
LM2=[LS2+LS2×Scp－（3/4）Δ]+ δz
=[241+241×0.55%－3/4×1.8] + 0.54
=243.6+0..54
LM3=[LS3+LS3×Scp－（3/4）Δ]+ δz
=[326+326×0.55%－3/4×2] +0.61
=329.3+0.61
②型心的徑向尺寸計算
型心的徑向尺寸可按下式計算：
LM=[LS+LS×Scp＋（3/4）Δ]－δz
其中 LS——塑件的名義尺寸；
Scp——塑件的平均收縮率；
ABS平均收縮率為1/2（0.4%－0.7%）=0.55%；
Δ——塑件允許的公差值；
δz——模具制造偏差。δz=（1/3-1/6）×Δ，取δz=1/3Δ。
塑件公差數(shù)值表3-2
基本尺寸
Δ值（mm）
δz=1/3×Δ（mm）
＞10～14
0.18
0.060
＞65～80
0.38
0.127
＞225～300
1.8
0.54
由圖9可知，型心徑向需計算的尺寸有：LS1=312、LS2=239。
根據(jù)型心成型尺寸計算公式，按平均收縮率計算，有：
LM1=[LS1+LS1×Scp＋（3/4）Δ]－0.167
=[312+312×0.55%＋3/4×1.8] －0..54
=315.06－0.54
LM2=[LS2+LS2×Scp＋（3/4）Δ]－0.127
=[239+239×0.55%＋3/4×1.8] －0.54
=241.66_0..54
③型腔的深度尺寸計算
型腔的深度尺寸可按下式計算：
HM=[HS＋HS×Scp－（2/3）Δ] + δz
其中 HS——塑件的名義尺寸；
Scp——塑件的平均收縮率；
ABS平均收縮率為1/2（0.4%－0.7%）=0.55%；
Δ——塑件允許的公差值；
δz——模具制造偏差。δz=（1/3-1/6）×Δ，取δz=1/4Δ。
塑件公差數(shù)值表3-3
基本尺寸
Δ值（mm）
δz=1/4×Δ（mm）
＞3～6
0.14
0.047
＞20～30
0.48
0.12
由圖9可知，型腔深度需計算的尺寸有：HS1=27.1。
HM1=[HS1+HS1×Scp－（2/3）Δ] + 0.047
=[27.1+27.1×0.55%－（2/3）×0.14] + 0.12
=27.33+ 0.12
④型心的高度尺寸計算
型心的高度尺寸可按下式計算：
HM=[HS＋HS×Scp＋（2/3）Δ] －δz
其中 HS——塑件的名義尺寸；
Scp——塑件的平均收縮率；
ABS平均收縮率為1/2（0.4%－0.7%）=0.55%；
Δ——塑件允許的公差值；
δz——模具制造偏差。δz=（1/3-1/6）×Δ，取δz=1/3Δ。
塑件公差數(shù)值表3-4
基本尺寸
Δ值（mm）
δz=1/3×Δ（mm）
＞3～6
0.14
0.047
＞20～30
0.48
0.12
由圖9可知，型心高度需計算的尺寸有：HS1=25
HM1=[HS1+HS1×Scp＋（2/3）Δ] －0.12
=[25+25×0.55%＋（2/3）×0.48] －0.12
=25.45－0.12
3-8成型零件的部分尺寸
3.8合模導向和定位機構(gòu)
導向機構(gòu)是保證動定?；蛏舷履：夏r，正確定位和導向的零件。合模導向機構(gòu)主要有導柱導向和錐面定位兩種形式。通常采用導柱導向定位。導向機構(gòu)的作用如下：
1．定位作用 模具閉合后，保證動定?；蛏舷履Ｎ恢谜_，保證型腔的形狀和尺寸精確；導向機構(gòu)在模具裝配過程中也起了定位作用，便于裝配和調(diào)整。
2．導向作用 合模時，首先是導向零件接觸，引導動定?；蛏舷履蚀_閉合，避免型芯先進入型腔造成成型零件損壞。
3．承受一定的側(cè)向壓力 塑料熔體在充型過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或者由于成型設備精度低的影響，使導柱承受了一定的側(cè)向壓力，以保證模具的正常工作。若側(cè)壓力很大時，不能單靠導柱來承擔，需增設錐面定位機構(gòu)。
模具導向時采用導柱導套形式，導柱采用帶頭導柱，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。導套采用直導套，按國家標準形式選取導柱與導套的配合采用H7/f7，導套和導套孔的配合采用
H7/r6。
結(jié)構(gòu)如圖：
圖3 -9導柱和導套
導柱的布置形式采用如下圖布局
圖3 -10
3.9脫模機構(gòu)設計
注塑模必須設有準確可靠的脫模機構(gòu)，以便在沒一個循環(huán)中將塑件從型腔內(nèi)或型心上自動地脫出模外，脫出塑件的機構(gòu)稱為脫模機構(gòu)或推出機構(gòu)。脫模機構(gòu)種類較多，比較典型的簡單脫模機構(gòu)是用推桿推出，本次設計的塑件采用簡單的推桿推出機構(gòu)，為避免頂出時塑件受力不均而變形，頂桿的布置盡量對稱、均勻。制件推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定制品的質(zhì)量，因此，制品的推出是不可忽視的。在設計推出脫模機構(gòu)時應遵循下列原則。
1）推出機構(gòu)應盡量設置在動模一側(cè) 由于推出機構(gòu)的動作是通過裝在注射機合模機構(gòu)上的頂桿來驅(qū)動的，所以一般情況下，推出機構(gòu)設在動模一側(cè)。正因如此，在分型面設計時應盡量注意，開模后使塑件能留在動模一側(cè)。
2）保證塑件不因推出而變形損壞 為了保證塑件在推出過程中不變形、不損壞，設計時應仔細分析塑件對模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置。推力點應作用在制品剛性好的部位，如筋部、凸緣、蓋體形制品的壁緣處，盡量避免推點
作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如蓋體形制件及筒形制件多采用推板推出。 從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。
3）機構(gòu)簡單動作可靠 推出機構(gòu)應使推出動作可靠、靈活，制造方便，機構(gòu)本身要有足夠的強度、剛度和硬度，以承受推出過程中的各種力的作用，確保塑件順利脫模。
4）良好的塑件外觀 推出塑件的位置應盡量設在塑件內(nèi)部，或隱蔽面和非裝飾面，對于透明塑件尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外觀質(zhì)量。
5）合模時的正確復位 設計推出機構(gòu)時，還必須考慮合模時機構(gòu)的正確復位，并保證不與其他模具零件相干涉。推出機構(gòu)的種類按動力來源可分為手動推出，機動推出，液壓氣動推出機構(gòu)。
模具的推出機構(gòu)為機動推出，采用頂桿頂出。
圖3 -11脫模機構(gòu)
圖3 -12
3.10模具冷卻系統(tǒng)
注塑模具型腔壁的溫度高低及其均勻性對成型效率和制品的質(zhì)量影響很大，一般注入模具的塑料熔體的溫度為200℃～300℃，而塑件固化后從模具中取出的溫度為60℃～80℃以下，視塑料的品種不同有很大差異。為了調(diào)節(jié)型腔的溫度，需在模具內(nèi)開設冷卻水通道，通過模具調(diào)節(jié)機調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的溫度。
模具冷卻系統(tǒng)的設計原則：
①冷卻水通道的設置 動定模和型腔的四周應均勻地布置冷卻水道，不可只布置在模具的動模和定模邊，否則開模后的制品一側(cè)溫度高一側(cè)溫度低，在進一步冷卻時會發(fā)生翹曲變形。
②冷卻水孔的布置 理想情況下，管壁間距離不得超過水孔直徑的5倍，水管壁離型腔表面不得太近也不能太遠，一般不超過管徑的3倍。
③降低入水與出水溫度差 如果出入水溫度相差過大，會使模具溫度分布不均勻。
本次設計的塑件為小型模具，型心很小，所以在型腔開設冷卻水孔，水管尺寸為Ф8mm。結(jié)構(gòu)如下圖
圖3 -13冷卻水道尺寸結(jié)構(gòu)圖
第四章 裝配圖
凹模
凸模
結(jié)論
這次的畢業(yè)設計經(jīng)過近兩個月的努力，終于得以完成了。畢業(yè)設計是一次理論與實踐的訓練，也是在大學三年中所學知識的一次總的檢驗。通過這次畢業(yè)設計，不但使我的專業(yè)知識得到了鞏固和加強，而且還豐富了我在模具設計方面的經(jīng)驗。從而能夠運用我所學的理論知識和技能去解決實際問題。為日后的學習工作打下了堅實的基礎。
本次設計是在閱讀大量技術文獻的基礎上，對模具設計的各個步驟作出了詳細的介紹，并繪制了裝備圖和全部零件圖。從塑件的工藝分析、塑料材料工藝性能分析到模具的具體結(jié)構(gòu)及其成型零件加工工藝設計的全過程，都作了比較詳細的說明，這也是大學三年中所學的理論知識的綜合運用過程。理論與實踐相結(jié)合是對我們學生的最好檢驗，也是最好的鍛煉。
在這次設計過程中，通過指導老師和同學們的熱心幫助以及自己的努力，設計任務得以順利完成。這次的設計也顯現(xiàn)出了我在有些模具知識方面的不足，以后還須加倍努力,爭取在以后的學習和工作中取得更大的進步。
參考文獻
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[6] 林清安. Pro/ENGINEER2001模具設計[M].北京：清華大學出版社，2004
致謝
在畢業(yè)設計即將結(jié)束之際，我特向給予我?guī)椭椭С值娜藗儽硎局孕牡母兄x！感謝我的指導師劉長靈老師，劉老師在學習上給予我無私的關心、幫助和鼓勵，讓我學到了許多專業(yè)知識。在畢業(yè)設計的選題、收集資料、設計過程中劉老師都悉心指導，答疑解惑。在此，向老師及同學們至致以衷心的感謝。祝恩師們身體健康，家庭幸福！感謝同窗好友，他們和我共同度過了三年美好難忘的大學時光，我非常珍視和他們的友誼！祝他們前程似錦。
在這次設計過程中，本人有幸得到指導老師和同學們的熱心幫助，使自己可以順利地完成設計任務。在此，向老師及同學們致以衷心的感謝，同時歡迎老師與同學們給予指正和幫助！