機(jī)器人足部零件塑料注塑模具設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS】

機(jī)器人足部零件塑料注塑模具設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS】,說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS,機(jī)器人,足部,零件,塑料,注塑,模具設(shè)計(jì),說(shuō)明書(shū),仿單,cad,solidworks 湖 南 涉 外 經(jīng) 濟(jì) 學(xué) 院 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題目 機(jī)器人足部零件塑料模具設(shè)計(jì) 作者 學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè) 料成型與控制工程 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 二〇一五年三月三十一日 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠(chéng)信聲明 本人聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立開(kāi)展工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或創(chuàng)作過(guò)的作品成果。對(duì)本文工作做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者簽名：（手寫(xiě)） 二O一五年三月三十一日（打印） 摘 要 本文介紹了機(jī)器人足部零件塑料模具設(shè)計(jì)過(guò)程，在塑料零件的模具設(shè)計(jì)中確定了分型面的位置，澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)等等部分的結(jié)構(gòu)，模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，脫模機(jī)構(gòu)，側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)優(yōu)化后的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了合理選擇。該畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是機(jī)器人足部零件的注塑模具，材料為ABS，根據(jù)其結(jié)構(gòu)形狀特點(diǎn)以及通過(guò)對(duì)機(jī)器人足部零件成型工藝的正確分析，確定型腔的總體布局，選擇分型面，確定脫模方式，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)等；同時(shí)本文對(duì)注塑模具進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，對(duì)注塑模具中的主要零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，在設(shè)計(jì)過(guò)程中著重考慮其生產(chǎn)實(shí)際中的經(jīng)濟(jì)性和合理性。 關(guān)鍵詞：注塑模具；注射成型；分型面 Abstract Plastic molding products are plastic as the main structural material. The processing of products.Referred to as the plastic parts.plastic molding products arewidely used.Especially in the electronic instrument electrical equipment ,communication tools ,etc to obtain a large number of applications . such as all kinds ofstress are shell stents structure decoration.Based process equipment as the main production of plastic products of ABS mold .occupies an important positionin national economy mould technology has also become to measure a national product manufacture level of important symbol.Injection molding plastic molding isan important method .it is mainly suitable for thermoplastic molding .and canbea complicated shape of precision plastic forming parts is the adsl surface hella a design model .This paper will be injection mold related knowledge as thebasis.the overall design process of plastic injection mould are expounded. Keywords：Plastic mold；injection molding；the parting surface 目 錄 誠(chéng)信申明 I 摘要 II Abstract III 第一章 前言 1 1.1我國(guó)模具行業(yè)的發(fā)展方向和前景 1 1.2 模具的發(fā)展趨勢(shì) 1 1.3 模具在加工工業(yè)中的地位 1 第二章 注塑件的設(shè)計(jì) 2 2.1 功能設(shè)計(jì) 5 2.2 材料分析 7 2.3 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量 9 第三章 塑件3D建模及注射成型工藝分析 10 3.1塑件的3D模型 12 3.2塑件的注射成型工藝性分析 13 3.3注塑機(jī) 15 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 4.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 4.2 成型零部件工作尺寸計(jì)算 17 4.3 成型零部件的強(qiáng)度與剛度計(jì)算 17 4.4 選用標(biāo)準(zhǔn)注射模架 17 4.5 定模板與動(dòng)模板的設(shè)計(jì) 18 第五章 注射機(jī)的校核 18 5.1最大注塑量的校核 19 5.2鎖模力的校核 19 5.3模具外形尺寸校核 19 5.4模具厚度校核 20 5.5模具安裝尺寸校核 20 5.6開(kāi)模行程校核 21 第六章 模具總裝設(shè)計(jì) 22 6.1模具裝配及加工要求 22 6.2模具工作原理 22 結(jié)論 23 參考文獻(xiàn) 24 致 謝 25 第一章 前 言 1.1我國(guó)模具行業(yè)的發(fā)展方向和前景 經(jīng)過(guò)1990年代的高速發(fā)展，中國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)已經(jīng)達(dá)到一定的水平，生產(chǎn)能力也有了相當(dāng)大的提高，模具市場(chǎng)的規(guī)模也正在逐步擴(kuò)大。過(guò)去十年，中國(guó)模具工業(yè)（主要集中在汽車(chē)、電子信息以及電器）以每年15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。 到2005年，全國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)已達(dá)3萬(wàn)多家，從業(yè)人員50多萬(wàn)人；模具銷(xiāo)售總額高達(dá)610億元，比上年增長(zhǎng)25%；模具生產(chǎn)企業(yè)總體上任務(wù)飽滿、訂單充足。2006年，業(yè)界預(yù)測(cè)中國(guó)汽車(chē)的年度銷(xiāo)售數(shù)量將會(huì)比前一年增長(zhǎng)15%，年度銷(xiāo)售數(shù)量將會(huì)達(dá)到640萬(wàn)臺(tái)。而汽車(chē)零部件市場(chǎng)比汽車(chē)整車(chē)的市場(chǎng)更大，可以預(yù)測(cè)汽車(chē)相關(guān)模具產(chǎn)業(yè)將會(huì)有高速發(fā)展。 與2004年相比，2005年中國(guó)的模具生產(chǎn)值增加了125%，以610億人民幣居世界第三位。其中，出口比前一年增加了150%，達(dá)到了7.4億美元。目前，國(guó)內(nèi)模具行業(yè)正隨著我國(guó)制造業(yè)特別是汽車(chē)和電子產(chǎn)業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展而逐漸步入“黃金期”。 近年來(lái)，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，主要表現(xiàn)為大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具和模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā)展速度；塑料模和壓鑄模比例增大；面向市場(chǎng)的專(zhuān)業(yè)模具廠家數(shù)量及能力增加較快。隨著經(jīng)濟(jì)體制改革的不斷深入，“三資”及民營(yíng)企業(yè)的發(fā)展較快。 在注塑模具方面，2006年，注塑模具比例進(jìn)一步上升，熱流道模具和氣輔模具水平進(jìn)一步提高，注塑模具在量和質(zhì)方面都有較快的發(fā)展，我國(guó)最大的注塑模具單套重量已超過(guò)50噸，最精密的注塑模具精度已達(dá)到2微米。在 CAD/CAM技術(shù)得到普及的同時(shí)，CAE技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣，CAD/CAM/CAE一體化得到發(fā)展，模具新結(jié)構(gòu)、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，專(zhuān)利數(shù)量增多。 據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，未來(lái)我國(guó)模具發(fā)展趨勢(shì)包括10個(gè)方面： (1)模具日趨大型化。 (2)模具的精度將越來(lái)越高。10年前精密模具的精度一般為5微米，現(xiàn)已達(dá)到2-3微米，1微米精度的模具也將上市。 (3)多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展。新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對(duì)鋼材的性能要求越來(lái)越高。 (4)熱流道模具在塑料模具中的比重也將逐漸提高。 (5)隨著塑料成型工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注塑成型等工藝的模具也將隨之發(fā)展。 (6)標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日益廣泛。模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。 (7)快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊。 (8)隨著車(chē)輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高。同時(shí)對(duì)壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來(lái)越高的要求。 (9)以塑代鋼、以塑代木的進(jìn)程進(jìn)一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對(duì)塑料模具的要求也越來(lái)越高。 (10)模具技術(shù)含量將不斷提高。 從應(yīng)用趨勢(shì)方面分析，受用戶(hù)要求模具的生產(chǎn)周期縮短影響；快速經(jīng)濟(jì)模具的開(kāi)發(fā)將被重視，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛，且采用計(jì)算機(jī)控制和機(jī)械手操作的快速換模裝置、快速試模裝置技術(shù)也會(huì)得到發(fā)展和提高。 1.2 模具的發(fā)展趨勢(shì) 隨著工業(yè)的發(fā)展，模具工業(yè)也在飛速發(fā)展著，針對(duì)當(dāng)今社會(huì)的工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，模具的發(fā)展主要體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面： (1)模具的加工與制造的自動(dòng)化程度將會(huì)繼續(xù)提高。 (2)結(jié)構(gòu)零部件的材料的制造費(fèi)用將會(huì)慢慢下降，同時(shí)加工結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)備的精度將會(huì)提高很多。 (3)模具的樣式將會(huì)越來(lái)越多，從單工序模具到復(fù)合模具，一次性成型復(fù)雜工件的模具將會(huì)越來(lái)越多地被應(yīng)用和生產(chǎn)。 (4)熱流道模具在模具工業(yè)中的位置和作用將會(huì)越來(lái)越突出，應(yīng)用的領(lǐng)域也將會(huì)越來(lái)越廣泛。 (5)工業(yè)的發(fā)展將會(huì)引領(lǐng)高壓鑄模具也不斷地發(fā)展，模具生產(chǎn)工藝和加工工藝也會(huì)逐漸走向自動(dòng)化。 (6)模具的結(jié)構(gòu)領(lǐng)部件將會(huì)更多地利用標(biāo)準(zhǔn)零件來(lái)代替非標(biāo)零部件，這樣就增加了模具之間的互換性。同時(shí)，也可以更好地保證模具加工出來(lái)的產(chǎn)品的精度，維修和使用也更加方便快捷。 18 (7)隨著社會(huì)的發(fā)展和工業(yè)的進(jìn)步，車(chē)輛的不斷增多，所以壓鑄模具，沖壓模具也將會(huì)越來(lái)越普遍地應(yīng)用到各個(gè)生產(chǎn)加工領(lǐng)域。從單工序模到復(fù)合模的過(guò)渡是模具發(fā)展的必然趨勢(shì)。 1.3 模具在加工工業(yè)中的地位 在當(dāng)今社會(huì)，工業(yè)越來(lái)越發(fā)達(dá)，模具產(chǎn)業(yè)也在不斷地飛速發(fā)展著，隨著科技的發(fā)展，模具工業(yè)的進(jìn)步，模具在當(dāng)今工業(yè)化大生產(chǎn)中起到了越來(lái)越重要的作用。因?yàn)橛辛四＞?，使工業(yè)產(chǎn)品的加工精度和效率得到了保障，大大減少了人工繁雜的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。 第二章 注塑件的設(shè)計(jì) 2.1 功能設(shè)計(jì) 功能設(shè)計(jì)是要求塑件應(yīng)具有滿足使用目的功能,并達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo).該塑件是鼠標(biāo)底座,承受外力的幾率不大,如沖擊載荷,振動(dòng),摩擦等情況比較少;塑件的工作溫度是室溫,這使得在材料選擇時(shí)對(duì)熱變形溫度,脆化溫度,分解溫度的要求降低;作為一種日用品,生產(chǎn)批量應(yīng)該是中批中量或大批大量生產(chǎn),這樣,就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命,在材料的選擇時(shí)要綜合各種因素。 2.2 材料分析 機(jī)器人足部零件的零件圖如下圖所示，該塑件的材料為ABS，我們知道，ABS材料的表面光澤度較好，且沒(méi)有毒，顏色呈淡黃色，沒(méi)有氣味，非常適合成為人們?nèi)粘Ｐ枰?jīng)常接觸到的產(chǎn)品的材料。從相關(guān)資料可知，ABS材料輕盈，密度小，所以操作起來(lái)很方便，不費(fèi)力，隨著模具工業(yè)的發(fā)展，ABS材料在模具產(chǎn)品的制造中占有不可替代的地位。相信不久的將來(lái)，塑料工業(yè)的發(fā)展也會(huì)帶來(lái)ABS材料的進(jìn)一步發(fā)展，包括它的力學(xué)性能，表面光澤度等等各個(gè)方面。 2.3 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量 2.3.1尺寸精度 影響制品精度的因素較多。首先是模具的制造精度和模具的磨損量，其次是成型工藝條件的變化所引起的塑料收縮率的波動(dòng)。另外，成型后的時(shí)效率變化和模具結(jié)構(gòu)形狀對(duì)尺寸精度也有一定的影響。因此，對(duì)塑料制品的精度要求不能太高，應(yīng)在保證使用功能的條件下，盡可能選擇低精度等級(jí)。 該產(chǎn)品零件圖所有尺寸為未注公差尺寸，根據(jù)國(guó)家推薦標(biāo)準(zhǔn)（GB/T14486-93）規(guī)定的MT5級(jí)精度選取作為塑料制品的尺寸公差等級(jí)。已注尺寸公差等級(jí)也在ABS/PC的一般精度等級(jí)MT3范圍內(nèi)。所以該產(chǎn)品注射成型能夠達(dá)到此精度要求。表2-3-3是國(guó)家推薦標(biāo)準(zhǔn)的工程塑料模塑塑件尺寸公差，該表只取了在產(chǎn)品尺寸范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。 2.3.2塑件的表面質(zhì)量 塑件的表面粗糙度，除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤，波紋等疵點(diǎn)外，主要的由模具的表面的粗糙度決定。塑件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標(biāo)，包括缺料，溢料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個(gè)等級(jí)。由于該制品為一般日常生活用品，對(duì)表面粗糙度要求不高，取塑件表面粗糙度為0.8m。 第三章 塑件3D建模及注射成型工藝分析 3.1塑件的3D模型 運(yùn)用UG繪圖軟件繪制塑件的3D圖，如圖3.1所示下： 圖3.1 機(jī)器人足部零件 3.2塑件的注射成型工藝性分析 3.2.1初步分析 ⑴通過(guò)UG對(duì)3D模型質(zhì)量屬性分析 分析結(jié)果：?jiǎn)渭w積= 10450.45㎜3 單件投影面積=15741.3㎜2 密度=0.86g/cm3 單件質(zhì)量=0.014kg 3.2.2塑件注射成型工藝性CAE分析 利用Moldflow對(duì)塑件進(jìn)行最佳澆口分析，塑料流動(dòng)性分析，冷卻質(zhì)量分析，縮痕分析等。 初始條件：ABS 在Moldflow中搜索到此材料，可以查看材料的一些具體信息。以這些信息作為分析的初始條件。其中模具溫度為，熔化溫度為，材料融化溫度范圍：，模具溫度范圍：，塑料固體密度為1.05㎜3，融化密度為1.03㎜3，最大剪切應(yīng)力為0.26MPa。 3.3注塑機(jī) 3.3.1注塑成型工藝參數(shù) 查模具設(shè)計(jì)手冊(cè)可知ABS料注射成型的主要工藝參數(shù)如下表3-1 表3-1ABS料注射成型的主要工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 規(guī)格 ? 工藝參數(shù) 規(guī)格 預(yù)熱和干燥 溫度t/℃: 80～95 ?成型時(shí)間/s 注射時(shí)間 0～5 時(shí)間/h: 4～5 保壓時(shí)間 15～30 料筒溫度t/℃ 后段 150～170 冷卻時(shí)間 15～30 中段 165～180 總周期 40～70 前段 180～200 螺桿轉(zhuǎn)速n/() 30～60 噴嘴溫度t/℃ 170～180 后處理 方法 紅外線燈烘箱 模具溫度t/℃ 50～80 溫度t/℃ 70 注射壓力p/Mpa 60～100 時(shí)間/h 2～4 3.3.2注塑機(jī)的選擇 由公稱(chēng)注射量選定注射機(jī) 由3.2.1分析已得出單個(gè)塑件體積V=15144㎜3 ，流道凝料V’=4545㎜3實(shí)際注射量為:V=15144×2+4545=34.833cm； 根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱(chēng)注射量原則, 即： 0.8V≧ V V= V/0.8 =34.833÷0.8 =43.541cm； 由上計(jì)算初步確定注塑機(jī)為SZ-60/60，查模具設(shè)計(jì)手冊(cè)注塑機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下表3-2。 表3-2 國(guó)產(chǎn)注射機(jī)SZ-60/60技術(shù)參數(shù)表 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 結(jié)構(gòu)類(lèi)型 臥 拉桿內(nèi)間距(mm) 320×520 理論注射容積（cm） 60 移模行程(mm) 300 螺桿直徑(mm) 40 最大模具厚度(mm) 350 注射壓(MP) 145 最小模具厚度(mm) 170 注射速率(g/s) 鎖模形式(mm) 液壓 塑化能力(g/s) 11.7 模具定位孔直徑(mm) 125 螺桿轉(zhuǎn)速(r/min) 20~200 噴嘴球半徑(mm) 35 鎖模力(KN) 600 噴嘴口直徑（mm） 4 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零部件是注塑模具設(shè)計(jì)中起到?jīng)Q定因素的一部分，產(chǎn)品的外觀，綜合力學(xué)性能，精度，表面光潔度等等方面都是依靠成型零部件的精度來(lái)控制的，例如型腔、型芯、凹模板，墊板等等都屬于成型零部件，在注塑模的設(shè)計(jì)中，成型零部件的作用非常重要，把握好成型零部件之間的配合，精度等等因素是決定一副模具好與壞的根本所在，其中，成型零部件的設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)方面： 1）型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)課題我們知道，型腔的結(jié)構(gòu)形式就決定了鼠標(biāo)底殼外部的結(jié)構(gòu)形式，通過(guò)分析鼠標(biāo)底殼這個(gè)產(chǎn)品，我們可以選擇整體鑲?cè)胧叫颓?，因?yàn)檎w鑲?cè)胧叫颓豢梢杂行У毓?jié)約成型零部件的制作成本，并且其力學(xué)性能滿足工況要求，更換方便快捷。 2）型芯及鑲件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 我們知道，型芯和鑲件主要是用來(lái)成型鼠標(biāo)底殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)的成型零部件，通過(guò)分析鼠標(biāo)底殼這個(gè)產(chǎn)品，我們知道，其內(nèi)部凸臺(tái)較多，所以我們可以選擇把凸臺(tái)做成較大的鑲件來(lái)減少模具鋼的使用率，從而進(jìn)一步來(lái)節(jié)省原材料，降低成本。 4.2 成型零部件工作尺寸計(jì)算 1）成型零部件性能 成型由于成型零件直接與高溫高壓的塑料熔體接觸，它必須有以一些性能： 1、必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度，以承受塑料熔體的高壓； 2、有足夠的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨損； 3、通常進(jìn)行熱處理，使其硬度達(dá)到HRC45。以上； 4、切削加工性能好，熱處理變形小，可淬性良好； 5、熔焊性能要好,以便修理； 5.2.2 型腔、型芯工作部位尺寸計(jì)算 經(jīng)查有關(guān)資料可知ABS塑料的收縮率是0.3%～0.8% 平均收縮率為: S=（0.3%+0.8%）/2=0.55% 型腔工作部位的尺寸： 型腔徑向尺寸 型腔深度尺寸 型芯徑向尺寸 型芯高度尺寸 中心距尺寸 式中 L—塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm） l—塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm） H—塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm） h—塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm） C—塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm） x—修正系數(shù)，取0.5～0.75 △—塑件公差（mm） —模具制造公差，取（1/3～1/4）△。 各工作部位尺寸計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)相應(yīng)零件圖紙所標(biāo)明 4.3 成型零部件的強(qiáng)度與剛度計(jì)算 為了方便加工和熱處理，其型芯整體鑲嵌式，型腔為整體鑲嵌式。因此，型腔的強(qiáng)度和剛度按型腔整體式計(jì)算。由于型腔壁厚計(jì)算比較麻煩，也可參考經(jīng)驗(yàn)推薦數(shù)據(jù)。 1）強(qiáng)度、剛度計(jì)算 設(shè)計(jì)好一套模具，必須考慮到它的強(qiáng)度和剛度方面，因?yàn)槟＞呤窃诟邷叵旅孀鳂I(yè)的，并且高壓，所以校核各個(gè)結(jié)構(gòu)零部件的強(qiáng)度和剛度是必須的。只有這樣，才能更好地使模具應(yīng)用的時(shí)間長(zhǎng)，使用方便，維修少。 （1） 塑件成型過(guò)程中不產(chǎn)生溢料 粘度特性 塑料品種 允許變形值 [δ] 中粘度塑料 ABS ≤0.05 （2） 保證塑件的尺寸精度 塑件尺寸 經(jīng)驗(yàn)公式[δ] <10 Δi/3 >10～50 Δi/[3(1+Δi)] >50～200 Δi/[5(1+Δi)] （3）保證塑件順利脫模 [δ]〈tS=1.4×0.8%=0.0112 式中 [δ]—保證塑件順利脫模的型腔允許彈性變形量； t —塑件壁厚，mm; S—塑件的收縮率。 2）型腔的側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 （1）組合式矩形型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算 對(duì)于小尺寸的模具型腔，在發(fā)生大的彈性變形前，其內(nèi)應(yīng)力往往超過(guò)了模具材料的許多應(yīng)力，因此，強(qiáng)度不夠是主要矛盾，設(shè)計(jì)型腔側(cè)壁厚應(yīng)以強(qiáng)度為準(zhǔn)。 δmax= pHl4/32Ehs3 s=12.7mm 設(shè)允許最大變形量為δmax≤[δ]，其壁厚按剛度條件的計(jì)算式為： s= s=25mm （2）組合式矩形型腔底板厚度的計(jì)算 按強(qiáng)度條件，型腔底板厚度計(jì)算式為： h= 式中：h————矩形底板的厚度 （mm） B————底板總寬度 （mm） L————雙支腳間距 （mm） P————型腔內(nèi)塑料熔體壓力 （MPa） [σ]————模具材料的許用應(yīng)力 （MPa） h≥25 mm 4.4 選用標(biāo)準(zhǔn)注射模架 （1）初選注射機(jī) 1）注射量：該塑料制件單件重量m=20.06g 澆注系統(tǒng)重量的計(jì)算可以根據(jù)澆注系統(tǒng)尺寸先計(jì)算澆注系統(tǒng)的體積 V= 1.888 粗略計(jì)算澆注系統(tǒng)重量為 1.888×1.0351.95g 總體積 V塑件=（19.38+1.95）=21.33 總重量 M=21.33×1.035≈22.08g 聚苯乙烯的密度為1.054g/cm3 ，ABS的密度為1.02～1.05g/ 滿足注射量 V機(jī)≥V塑件/0.80 式中 V機(jī)—額定注射量（） V塑件—塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和（） ≈ 26.66 或滿足注射量M機(jī)≥M塑件 式中 M機(jī)—額定注射量（g） M塑件—塑件與澆注系統(tǒng)凝料的重量和（g） —聚苯乙烯的密度（g/cm3） —塑件采用塑料的密度（g/cm3） g 2）注射壓力： P注≥P成型 經(jīng)查有關(guān)資料可知ABS塑料成型時(shí)的注射壓力P成型=70～90MPa 3）鎖模力： P鎖模力≥1.3pF 式中p—塑料成型時(shí)型腔的壓力，ABS塑料的型腔壓力p=30MPa F—澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（） 各型腔及澆注系統(tǒng)及各型腔在分型面上的投影面積 F=5541.26 PF=1.3×30×5541.26=216109.14K 根據(jù)以上的分析、計(jì)算，查相關(guān)資料初選注射機(jī)型號(hào)為：XS-Z-30,其有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下： 理論注射容量（cm3） 30 螺桿直徑（mm） 48 注射壓力（MPa） 319 注射行程（㎜） 330 注射方式 注塞式 鎖模力（KN） 650 拉桿內(nèi)向距（mm） 550 移模行程（mm） 200 最大模具厚度（mm） 600 最小模具厚度（mm） 250 噴嘴圓弧半徑（mm） 12 噴嘴孔直徑（mm） 3.5 最大開(kāi)合模行程（mm） 160 動(dòng)、定模板尺寸（㎜） 320×301 拉桿空間（㎜） 435 4）選標(biāo)準(zhǔn)模架 根據(jù)以上分析、計(jì)算以及型腔尺寸及位置可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格。通過(guò)調(diào)用Auto CAD的燕秀工具箱模架選用。 定模板厚度：A=15 ㎜ 動(dòng)模板厚度：B=20 ㎜ 墊塊厚度： C=20 ㎜ 模具厚度： H模=185㎜ 模具外形尺寸：1850㎜×120 ㎜×150㎜ 4.5定模板與動(dòng)模板的設(shè)計(jì) 本模具的模架是Auto CAD的燕秀工具箱調(diào)出拉，已經(jīng)設(shè)計(jì)好動(dòng)定各模板的相關(guān)參數(shù)。具體看圖6-1 模架參數(shù) 第五章 注射機(jī)的校核 5.1最大注塑量的校核 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)的最大注射量是其額定注射量的80%。所以，一個(gè)周期內(nèi)所需的塑料溶體的總量必須在注射機(jī)的額定注射量的80%以?xún)?nèi)。 V =34.833cm V=60 mm（見(jiàn)注塑機(jī)參數(shù)表） V×80%=60×0.8=48cm> V，校驗(yàn)合格。 5.2鎖模力的校核 在確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機(jī)的額定鎖模力： F＞F=K A·P A=5954㎜2； P=30MPa； K安全系數(shù)，通常取1.1~1.2，取K=1.2。 F=K A·P=1.2×5954×30=214.344KN 可知F=600KN，所以F> F,鎖模力滿足要求。 5.3模具外形尺寸校核 注塑模外形尺寸應(yīng)小于注塑機(jī)工作臺(tái)面的有效尺寸。模具長(zhǎng)寬方向的尺寸要與注塑機(jī)拉桿間距相適應(yīng)，模具至少有一個(gè)方向的尺寸能穿過(guò)拉桿間的空間裝在注塑機(jī)的工作臺(tái)面上。由表3-2可得注塑機(jī)的拉桿間距為320×520mm，而模板Z座的尺寸為250×450mm，故滿足要求。 5.4模具厚度校核 模具厚度必須滿足下式： H H H 150270350 滿足要求。 式中 H——所設(shè)計(jì)的模具厚度 270 mm； H——注塑機(jī)所允許的最小模具厚度150 mm； H——注塑機(jī)所允許的最大模具厚度350mm； 5.5模具安裝尺寸校核 注塑機(jī)的動(dòng)模板，定模板臺(tái)面上有許多不同間距的螺釘孔或“T”形槽，用于安裝固定模具。模具固定安裝方法有兩種：螺釘固定，壓板固定。采用螺釘直接固定時(shí)（大型模具常用這種方法），模具動(dòng)，定模板上的螺孔及其間距，必須與注塑機(jī)模板臺(tái)面上對(duì)應(yīng)的螺孔一致；采用壓板固定時(shí)（中，小模具多用這種方法），只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有較大的靈活性。該模具外形尺寸為200×200屬小型模具，所以采用壓板固定法。 5.6開(kāi)模行程校核 所選注塑機(jī)為全液壓式鎖模機(jī)構(gòu)，最大開(kāi)模行程受模具厚度影響。此時(shí)最大開(kāi)模行程S等于注塑機(jī)移動(dòng)、固定模板臺(tái)面之間的最大距離減去模具厚度。 S≧H+H+（5~10）mm 300≧20+104+10 300≧134 滿足要求。 式中 S——注塑機(jī)移模行程300 mm； H——推出距離20 mm； H——流道凝料與塑件高度104 mm。 第六章 模具總裝設(shè)計(jì) 6.1模具裝配及加工要求 模具精度是影響塑料成型件精度的重要因素之一，為了保證模具精度，塑料模具制造時(shí)應(yīng)達(dá)到以下技術(shù)要求： a、組成塑料模具的所有零件，在材料加工精度和熱處理質(zhì)量等方面均應(yīng)符合相應(yīng)圖樣的要求。 b、組成模架的零件應(yīng)達(dá)到規(guī)定的加工要求，裝配成套的模架應(yīng)活動(dòng)自如，并達(dá)到規(guī)定的平行度和垂直度要求 c、模具的功能必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求 d、為了鑒別塑料成型件的質(zhì)量，裝配好的模具必須在生產(chǎn)條件下試模，并根據(jù)試模存在問(wèn)題進(jìn)行修整，直至試出合格的成型件為止。 6.1.1 加工要求 1）模具分型面及組合件的結(jié)合面應(yīng)很好貼合，局部間隙不大于0.02mm 2）模具成型表面的內(nèi)外銳角、尖邊、圖樣上未注明圓角時(shí)允許不大于0.5mm圓角（分型面及結(jié)合面除外）。當(dāng)不允許有圓角時(shí),應(yīng)在圖樣上注明。 3）圖樣中未注明公差的一般尺寸其極限偏差按GB1804標(biāo)準(zhǔn)即孔按H13，軸按h13，長(zhǎng)度按J14來(lái)加工。 4）模具中各承壓板（模板）的兩承壓面的平行度公差按GB1184附錄一的5級(jí)。 5）導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔對(duì)模板平面的垂直度公差按GB1184附錄一的4級(jí)。導(dǎo)柱、導(dǎo)套之間的配合按H8/f8。 6）模具中安裝鏍釘（鏍栓）之螺紋孔及其通孔的位置公差不大于2mm，或相應(yīng)各孔配作。 7）導(dǎo)柱(直導(dǎo)柱、臺(tái)肩導(dǎo)柱)其配合部位的大徑與小徑的同軸度公差t按GB1184附錄一的5級(jí)。 8）導(dǎo)套（直導(dǎo)套、帶頭導(dǎo)套）外圓與內(nèi)孔的同軸度公差t按GB1184附錄一的5級(jí)。 9）主流道襯套的中心錐孔應(yīng)研磨拋光，不得有影響脫澆口的各種缺陷。 10）成型零部件：為了保證導(dǎo)向作用，動(dòng)、定模的導(dǎo)柱，導(dǎo)套孔的孔距精度應(yīng)控制在0.01mm以?xún)?nèi)。因此，必須用坐標(biāo)鏜床對(duì)動(dòng)、定模鏜孔。在缺少坐標(biāo)鏜床的情況下，較普遍采用的方法是將動(dòng)、定模合在一起，在車(chē)床、銑床或鏜床上進(jìn)行鏜孔。成型零部件采用優(yōu)質(zhì)模具鋼，強(qiáng)度高，耐磨性好，熱處理變形小，要求耐腐蝕，調(diào)質(zhì)淬火低溫回火≥55HRC。 型芯的加工：把成型面的曲面圖通過(guò)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生刀具加工路徑進(jìn)行數(shù)控銑外形加工，再銑小型芯孔和凹臺(tái)，鉆推桿孔，加工澆口。再用電火花加工成型。 型腔的加工：把成型面的曲面圖通過(guò)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生刀具加工路徑，留余量在數(shù)控銑上加工成型，再用電火花加工成型。 6.1.2裝配要求 1）頂出制品的推桿的端面與所在的相應(yīng)型面保持齊平，允許推桿端面 高出型面不大于0.1mm。 2）注射模的復(fù)位桿，其端面應(yīng)與模具分型面齊平，允許低于分型面大 大于0.03mm。 3）型芯、凸模、鑲件等，其尾部高度尺寸未注明公差時(shí)，其端面應(yīng)在 裝配后與其配合的零件齊平。 制品同一表面的成型腔分布在上、下模或兩模時(shí)，裝配后沿分型面的錯(cuò)邊不大于0.05mm，并其組合尺寸不超過(guò)型腔允許的極限尺寸。 5）凸模與凹模裝配后的配合間隙，應(yīng)保持周?chē)鶆颉? 6）需保持同軸的兩個(gè)以上零件，其同軸度必須保證裝配要求，使各配合零件能順利裝卸，活動(dòng)自如。 7）模具導(dǎo)向件的導(dǎo)向部分，裝配后保證滑動(dòng)靈活，無(wú)卡滯現(xiàn)象。 8）模具中供兩次分型用的拉桿、拉板裝配后，各工作面應(yīng)在同一平面內(nèi)，允許 其極限偏差為±0.1mm。 9）模具裝配后兩安裝平面應(yīng)保持平，其平行度公差按按GB1184附錄一的6級(jí)。 6.1.3綜合要求 1）模具、模架及其零件的工件表面，不應(yīng)有碰傷、凹痕、裂紋、毛刺、銹蝕等缺陷。 2）經(jīng)熱處理后的零件，硬度應(yīng)均勻，不允許有脫碳、軟點(diǎn)、氧化斑點(diǎn)及裂紋等缺陷。熱處理后應(yīng)清除氧化皮，臟物油污。 3）配通用模架模具，裝配后兩側(cè)面應(yīng)進(jìn)行同時(shí)磨削加工，以保證模具能順利裝入模架。 4）模具的冷卻水道應(yīng)保證暢通。 6.2模具工作原理 (1)開(kāi)模過(guò)程：注塑機(jī)開(kāi)模時(shí)，移動(dòng)板帶動(dòng)動(dòng)模部分向遠(yuǎn)離定模部分的方向移動(dòng)，模具由分型面分型，塑件由于拉料桿和型芯的作用，連同流道內(nèi)的凝料隨動(dòng)模移動(dòng)，當(dāng)注射機(jī)的頂桿接觸到模具的推板的時(shí)候，推板帶動(dòng)推桿將塑件和凝料推出，進(jìn)而完全脫離模具。 (2)合模過(guò)程：注塑機(jī)合模時(shí)，移動(dòng)板帶動(dòng)動(dòng)模部分向靠近定模部分的方向移動(dòng)，在復(fù)位桿的作用下，使推板帶動(dòng)推桿和拉料桿向遠(yuǎn)離定模部分移動(dòng)，當(dāng)模具完全閉合后，脫模機(jī)構(gòu)也已經(jīng)復(fù)位。 (3)模具工作原理：開(kāi)模時(shí)，動(dòng)模部分向后移，這時(shí)塑件包在型芯上隨動(dòng)模繼續(xù)后移，直至注射機(jī)頂桿與模具推板接觸，推出機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作，同時(shí)斜頂作用于內(nèi)側(cè)抽芯滑塊，完成內(nèi)側(cè)抽芯動(dòng)作，推桿將塑件從型芯上推出。合模時(shí)，復(fù)位桿使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位！ 模具三維裝配圖 結(jié) 論 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，對(duì)模具工業(yè)有了很好的了解。特別了解了塑料工業(yè)的重要地位和當(dāng)今注塑模具的現(xiàn)狀。模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。冷流道注塑模具無(wú)外乎包括四大系統(tǒng)：澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)和機(jī)構(gòu)系統(tǒng)（其實(shí)也可以歸為頂出系統(tǒng)，該系統(tǒng)如斜導(dǎo)柱、滑塊和開(kāi)閉器等）。 為了做好這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我找了很多有關(guān)模具設(shè)計(jì)方面的書(shū)籍，進(jìn)行了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。并且還在網(wǎng)上找了不少有關(guān)模具設(shè)計(jì)方面的資料作為參考和學(xué)習(xí)之用。通過(guò)學(xué)習(xí)這些知識(shí)，對(duì)模具設(shè)計(jì)的過(guò)程有了清晰的認(rèn)識(shí)，以及在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該要注意些什么問(wèn)題都有個(gè)大概的了解。學(xué)習(xí)了傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法和現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法，理解了現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)的高效，高質(zhì)，低成本的優(yōu)越性。 由于是第一次進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，我采用了以傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)流程為主線，利用現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)的優(yōu)越性方面的并行設(shè)計(jì)方法，運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件，以完成模具的三維實(shí)體設(shè)計(jì)為先，以繪制工程圖為后的設(shè)計(jì)流程，從而減少了模具設(shè)計(jì)過(guò)程中錯(cuò)誤的出現(xiàn)和設(shè)計(jì)的返工。 在這次模具設(shè)計(jì)中，一個(gè)關(guān)鍵之處就是運(yùn)用UG軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。運(yùn)用UG可以很好的完成制品3D模型的建立、制品設(shè)計(jì)的合理性、注射成型的工藝性分析、模具型腔的設(shè)計(jì)以及標(biāo)準(zhǔn)模架的選取等模具設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵步驟，使得模具設(shè)計(jì)的時(shí)間的減少，并提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量。CAE軟件在模具設(shè)計(jì)行業(yè)的應(yīng)用，提高了模具設(shè)計(jì)的精確性和速度，降低了制造成本。因?yàn)橥ㄟ^(guò)這個(gè)軟件，可以讓設(shè)計(jì)師在推出產(chǎn)品前，有機(jī)會(huì)了解所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的缺點(diǎn)，并事先改善，有效的減少浪費(fèi)和降低成本。 由于是第一次做模具設(shè)計(jì)，自身所具有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)有限，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于一些問(wèn)題的理解和處理都顯得比較膚淺。這次所做的單分型面注射模是最為簡(jiǎn)單和常見(jiàn)的一種結(jié)構(gòu)形式，約占全部注射模具的70%左右，但目前傳統(tǒng)冷流道模具設(shè)計(jì)還是以經(jīng)驗(yàn)為主，很難對(duì)注射各參量進(jìn)行嚴(yán)密的數(shù)學(xué)建模，因?yàn)楦鲄⒘肯嗷ビ绊?，關(guān)系復(fù)雜。隨著科技的進(jìn)步及注射理論的突破，熱流道模具發(fā)展的越來(lái)越迅速，隨著技術(shù)的成熟，熱流道模的生產(chǎn)控制將會(huì)變得比以前更為輕松，產(chǎn)品質(zhì)量將會(huì)得到更好提高，所以，以后注射模具的研究會(huì)以熱流道模具為主。 總之，完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我的知識(shí)變得更加豐富。不僅學(xué)到不少專(zhuān)業(yè)知識(shí)，鍛煉了自己的工作能力，也學(xué)會(huì)了以什么樣的心態(tài)去面對(duì)設(shè)計(jì)工作。 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首先對(duì)指導(dǎo)老師在這次設(shè)計(jì)中給予我的幫助和支持表示衷心的感謝。由于是第一次做模具設(shè)計(jì)，所以在開(kāi)始的時(shí)候都不知道從何下手。XXX老師教會(huì)了我如何去搜集和查閱一些相關(guān)資料。在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到一些難以解決的問(wèn)題，XXX老師都認(rèn)真負(fù)責(zé)地給我分析講解，使我找到了解決問(wèn)題的辦法。在撰寫(xiě)論文的時(shí)候，XXX老師及時(shí)的給予我建議，指出不足之處，幫助我更好的分析數(shù)據(jù)和組織論文結(jié)構(gòu)，使論文內(nèi)容更加充實(shí)、合理、有序。在老師的指導(dǎo)下，使我在這次模具設(shè)計(jì)中學(xué)到不少知識(shí)。在此再次對(duì)指導(dǎo)老師表示衷心感謝! 在跨越大學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我還得到了各科任課老師和各位領(lǐng)導(dǎo)的大力幫助。在你們的幫助下，我學(xué)到了豐富的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，學(xué)會(huì)了如何對(duì)待學(xué)習(xí)、生活、如何從事設(shè)計(jì)研究工作，使我的學(xué)業(yè)順利的完成，給我的大學(xué)生活劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)。在次對(duì)各位幫助我、教育我的領(lǐng)導(dǎo)和老師表示由衷的感謝!