2522 電風扇上蓋注塑模具設計
2522 電風扇上蓋注塑模具設計,電風扇,注塑,模具設計
本科畢業(yè)設計（論文）任 務 書題 目 電風扇上蓋注塑成型模具設計學 院 機電工程學院 ?！?業(yè)機械工程及自動化班 級 07 機自本一 學 號 0715005112學生姓名 余云鵬 指導教師 姜銳溫州大學教務處制溫州大學本科畢業(yè)設計（論文）任務書一、主要任務與目標：設計如圖所示零件的注塑成型模具,繪制整套工程圖,并編制主要零件的加工工藝。二、主要內容與基本要求：1、開題報告；2、文獻翻譯；3、外文翻譯4、編制模塑工藝規(guī)程；（塑件的工藝分析、成型設備的選擇及校核、塑件模塑成型工藝參數(shù)的確定、模具結構分析與設計、模具相關的計算）5、繪制模具總裝配圖；6、繪制非標準模具零件圖和標準零件加工圖；7、編制非標準模具零件加工工藝規(guī)程；8、編寫設計說明書；三、計劃進度：第 10 周 選題第 11 周 下發(fā)畢業(yè)設計任務書第 12-13 周 文獻綜述撰寫第 14 周 外文翻譯第 15-16 周 開題報告10/11 學年第一學期第 17 周 開題報告匯報第 1 周 編制模塑工藝規(guī)程第 2-3 周 繪制模具總裝配圖寒假第 4 周 繪制非標準模具零件圖第 1 周 繪制標準零件加工圖第 2 周編制非標準模具零件加工工藝規(guī)程第 3 周 編寫設計說明書第 4 周 第一輪答辯申請第 5 周 第一輪畢業(yè)設計答辯2009.5.23 上交全部畢業(yè)設計材料10/11 學年第二學期2009.5.31 第二輪畢業(yè)設計答辯四、主要參考文獻：1指導教師（簽名）：年 月 日學院審核意見： 簽名：年 月 日注：任務書必須由指導教師和學生互相交流后，由指 導老師 下達并交學院本科畢業(yè)設計（論文）領導小組審核后發(fā)給學生，最后同學生 畢業(yè)論文等其它材料一起存檔。The Injection Molding1、The injection moldingInjection molding is principally used for the production of the thermoplastic parts,although some progress has been made in developing a method for injection molding some thermosetting materials.The problem of injection a method plastic into a mold cavity from a reservoir of melted material has been extremely difficult to solve for thermosetting plastic which cure and harden under such conditions within a few minutes.The principle of injection molding is quite similar to that of die-casting.The process consists of feeding a plastic compound in powered or granular form from a hopper through metering and melting stages and then injecting it into a mold.After a brief cooling period,the mold is opened and the solidified part ejected.Injection-molding machine operation.The advantage of injection molding are：（?。゛ high molding speed adapter for mass production is possible；（ⅱ）there is a wide choice of thermoplastic materials providing a variety of useful properties；（ⅲ）it is possible to mold threads,undercuts,side holes,and large thin section.2、The injection-molding machineSeveral methods are used to force or inject the melted plastic into the mold.The most commonly used system in the larger machines is the in-line reciprocating screw,as shown in Figure 2-1.The screw acts as a combination injection and plasticizing unit.As the plastic is fed to the rotating screw,it passes through three zones as shown：feed,compression,and metering.After the feed zone,the screw-flight depth is gradually reduced,force the plastic to compress.The work is converted to heat by conduction from the barrel surface.As the chamber in front of the screw becomes filled,it forces the screw back,tripping a limit switch that activates a hydraulic cylinder that forces the screw forward and injects the fluid plastic into the closed mold.An antiflowback valve presents plastic under pressure from escaping back into the screw flight.The clamping force that a machine is capable of exerting is part of the size designation and is measured in tons.A rule-of-thumb can be used to determine the tonnage required for a particular job.It is based on two tons of clamp force per square inch of projected area.If the flow pattern is difficult and the parts are thin,this may have to go to three or four tons.Many reciprocating-screw machines are capable of handing thermosetting plastic materials.Previously these materials were handled by compression or transfer molding.Thermosetting materials cure or polymerize in the mold and are ejected hot in the range of 375°C～410°C.Thermosetting parts must be allowed to cool in the mold in order or remove them without distortion. Thus thermosetting cycles can be faster.Of course the mold must be heated rather than chilled,as with thermoplastics.3、Basic Underfeed MouldA simple mould of this type is shown in Figure3-1,and the description of the design and the opening sequence follows.The mould consists of three basic parts,namely：the moving half,the floating cavity plate and the feed plate respectively.The moving half consists of The moving mould plate assembly,support block,backing plate,ejector assembly and the pin ejection system.Thus the moving half in this design is identical with the moving half of basic moulds.The floating cavity plate,which may be of the integer or insert-bolster design,is located on substantial guide pillars（not shown）fitted in the feed plate.These guide pillars must be of sufficient length to support the floating cavity plate over its full movement and still project to perform the function of alignment between the cavity and core when the mould is being closed.Guide bushes are fitted into the moving mould plate and the floating cavity plate respectively.The maximum movement of the floating cavity plate is controlled by stop or similar device.The moving mould plate is suitably bored to provide a clearance for the stop bolt assembly.The stop bolts must be long enough to provide sufficient space between the feed plate and the floating cavity plate for easy removal of the feed system.The minimum space provide for should be 65mm just sufficient for an operator to remove the feed system by hand if necessary.The desire operating sequence is for the first daylight to occur between the floating cavity plate.This ensures the sprue is pulled from the sprue bush immediately the mould is opened.To achieve this sequence,springs may be incorporated between the feed plate and the floating cavity plate.The springs should be strong enough to give an initial impetus to the floating cavity plate to ensure it moves away with the moving half.It is normal practice to mount the springs on the guide pillars（ Figure3-2）and accommodate them in suitable pocket in the cavity plate.The major part of the feed system（runner and sprue） is accommodated in the feed plate to facilitate automatic operation,the runner should be of a trapezoidal form so that once it is pulled from the feed plate is can easily be extracted.Note that if a round runner is used,half the runner is formed in the floating cavity plate,where it would remain,and be prevented from falling or being wiped clear when the mould is opened.Now that we have considered the mould assembly in the some detail,we look at the cycle of operation for this type of mould.The impressions are filled via the feed system（Figure3-1（a ） ）and after a suitable dwell period,the machine platens commence to open.A force is immediately exerted by the compression springs,which cause the floating cavity plate to move away with the moving half as previously discussed.The sprue is pulled from the sprue bush by the sprue puller.After the floating cavity plate has moved a predetermined distance,it is arrested by the stop bolts.The moving half continues to move back and the moldings,having shrunk on to the cores,are withdrawn from the cavities.The pin gate breaks at its junction with the runner（Figure3-1（b） ）.The sprue puller,being attached to the moving half,is pulled through the floating cavity plate and thereby release the feed system which is then free to fall between the floating cavity plate and the feed plate.The moving half continues to move back until the ejector system is operated and the moldings are ejected（Figure3-1（c） ）.When the mould is closed,the respective plates are returned to their molding position and the cycle is repeated.（部份資料）本科畢業(yè)設計（論文）外文翻譯題 目 電風扇上蓋注塑成型模具設計學 院 機電工程學院 ?！?業(yè)機械工程及自動化班 級 07 機自本一 學 號 0715005112學生姓名 余云鵬 指導教師 姜銳溫州大學教務處制外文資料來源及題目 模具專業(yè)英語，王浩鋼等主編，人民郵電出版社譯成中文后題目（譯文附后）注塑模具指導教師審閱意見：簽名：年 月 日畢業(yè)設計（論文）開 題 報 告題 目 電風扇上蓋注塑成型模具設計學 院 機電工程學院 ?！?業(yè)機械工程及自動化班 級 07 機自本一 學 號 0715005112學生姓名 余云鵬 指導教師 姜銳溫州大學教務處制1溫州大學畢業(yè)設計（論文）開題報告選題的背景與意義： 模具制造是制造業(yè)的根基，在輕工、電子、機械、通訊、交通、汽車、軍工等部門中，60%-80%的零部件都依靠模具成形，模具質量的高低決定著產品質量的高低，因此，模具被稱之為“百業(yè)之母” 。塑料模具占模具總量的 40%左右。近年來, 我國塑料模具制造水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產單套重量達到 50t 以上的注塑模,精密塑料模具的精度已達到 2μm,制件精度很高的小模數(shù)齒輪模具及達到高光學要求的車燈模具等也已能生產,多腔塑料模具已能生產一模 7800 腔的塑封模;高速模具方面已能生產擠出速度高達 6m/min 以上的塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。注塑模具作為塑料模具中的一個非常大的部分，研究其設計、制造過程是非常有實際的工程應用價值。一般家電產品中的注塑模具的應用非常多，而家電產品中像電風扇上蓋注塑成形模具的研究必然有著其實際的意義：（1）電風扇上蓋的需求量非常大。在我們的生活中隨處可以看到電扇，食堂、教室、辦公室等，一個電扇需要兩個上蓋，可想而知其需求量是非常大的。（2）電風扇上蓋的結構非常普遍。電風扇上蓋的圓筒狀外形，并且在上部還有一沉孔，又有四個加強筋，因此其結構是非常典型的，在日常生活中，我們使用的茶杯，臺燈外殼，各種家電產品的外殼幾乎都有這種類似的結構，因此研究非常有必要。（3）選用材料的典型性。所用材料為聚丙烯（PP） ，在各種生活產品的應用也很多，對于其注塑性能的研究也非常有實際的研究價值。23本科畢業(yè)設計（論文）文獻綜述題 目 電風扇上蓋注塑成型模具設計學 院 機電工程學院 ?！?業(yè)機械工程及自動化班 級 07 機自本一 學 號 0715005112學生姓名 余云鵬 指導教師 姜銳溫州大學教務處制電風扇上蓋注塑成型模具設計文獻綜述前言：模具是以特定的結構形式通過一定的方式使材料成形為制品的工具產品，是工業(yè)生產基礎工藝裝備。塑料是一種可塑成形的材料，它是以高分子聚合物為主要成分的混合物，在加熱、加壓等條件下具有可塑性，在常溫下為柔軟的固體。注射過程一般包括充模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段。注射模一般由①成形部分②澆注系統(tǒng)③導向部件④推出機構⑤排氣槽⑥抽芯機構⑦標準模架等幾個基本組成部分。主題：模具制造是制造業(yè)的根基，在輕工、電子、機械、通訊、交通、汽車、軍工等部門中，60%-80%的零部件都依靠模具成形，模具質量的高低決定著產品質量的高低，因此，模具被稱之為“百業(yè)之母” 。塑料模具占模具總量的 40%左右。近年來, 我國塑料模具制造水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產單套重量達到 50t 以上的注塑模,精密塑料模具的精度已達到 2μm, 制件精度很高的小模數(shù)齒輪模具及達到高光學要求的車燈模具等也已能生產,多腔塑料模具已能生產一模 7800 腔的塑封模;高速模具方面已能生產擠出速度高達 6m/min 以上的塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在我們的生活中隨處可以看到電扇，食堂、教室、辦公室等。一個電扇需要兩個上蓋，可想而知其需求量是非常大的。在家用電器中，電風扇上蓋的圓筒狀外形，并且在上部還有一沉孔，又有四個加強筋，因此其結構是非常典型的，在日常生活中，我們使用的茶杯，臺燈外殼，各種家電產品的外殼等等。所用材料為聚丙烯（PP）在生活中也是常用的，因此對于這種典型注塑制件的模具設計是非常有必要的。電風扇上蓋注塑成型模具的成形部分主要是型腔部分，型腔在設計過程中主要考慮其制造工藝性，在現(xiàn)階段，模具的結構越來越復雜，傳統(tǒng)的加工方法制造似乎顯得力不從心，隨著各種先進的加工方法，像電火花加工，電化學加工，超聲波加工，電子束和離子束加工，激光加工，高速切削等技術的逐步成熟，型腔的加工手段也越來越多。典型的高速加工機床，如德國的 OPS-INGERSOLL 公司的 OPS550 型五軸高速加工中心，日本 MAZAK 的 VARIAXIS 500-5X Ⅱ五軸聯(lián)動加工中心等。注塑模模具設計中，澆口位置是一個關鍵的設計變量。制件的質量好壞很大程度上取決于澆口位置，一個不正確的澆口位置將會導致過壓、高剪切率、很差的熔接線性質和翹曲等一系列缺陷。澆口位置對熔體流動前沿的形狀和保壓壓力的效果都起著決定性的作用，因此也決定了注塑制品的強度和其它性能。對于影響確定澆口位置的因素來說，包括制品的形狀、大小、壁厚、尺寸精度、外觀質量及力學性能等。此外，還應考慮澆口的加工、脫模及清除澆口的難易程度。正確的澆口位置可以避免出現(xiàn)那些可以預見的問題。常用的澆口形式有①直澆口②側澆口③扇形澆口④薄片澆口⑤護耳澆口⑥點澆口⑦潛伏式澆口等，當然也有將這些基本的澆口形式改進的，如“香蕉型”潛伏式澆口， “香蕉型”潛伏式澆口是注塑模澆注系統(tǒng)中曲線型潛伏式澆口的一種特殊的形式，因其曲線形狀似“香蕉” ，故稱之為“香蕉型”潛伏式澆口。點澆口是塑料注塑模具中常用的結構形式，塑件澆口痕跡小，脫模時能自動切斷澆注系統(tǒng)凝料。熱流道技術的成熟，應用在模具中也越來越多，其優(yōu)點①澆道內的壓力損失?、谀＞叩睦鋮s僅為塑料件的冷卻時間，比一般注射的冷卻時間短，生產效率高③無澆道冷凝料，提高了物料的利用率④熱澆道全為自動切斷澆口，可以提高自動化程度，可以做到無人管理的自動操作⑤熱澆道元件及組件均為標準件，可以直接購買安裝使用，減少模具加工時間。熱流道的功能是恒溫地將塑料熔體均勻地送達每個澆口，以確保從注射點到每個模腔熔流長度和流道尺寸相等和各個模腔充填均衡，熱流道板的結構形式則由注塑模具上的模腔分布情況、注嘴排列及澆口位置來決定。溫控系統(tǒng)則是利用熱電偶來控制熱流道系統(tǒng)的各個位置加熱器的溫度，確使塑料保持工藝要求的熔融狀態(tài)。D-M-E 公司的Polivalve 熱流道系統(tǒng)，易于進行同步或順序注射.生產特殊、復雜或難允模結構或變體積的產品。加工商還可以利用該系統(tǒng)模塑形狀和規(guī)格小同的多個部件。無論是小型零件還是大型零件都是一次成型。此外.Polivalve 系統(tǒng)配置有無體噴嘴.非常適川于對表而質量要求高、無澆口痕跡的產品.由于省去了后序的修整工序可降低整體生產成本。電風扇上蓋中只有一個型芯需要用到側向抽芯機構，即蓋頂上的沉孔。其側向抽芯機構按動力源可分為手動、氣動、液壓和機動四種類型。機動側向抽芯可分為斜導柱、寫到槽、斜滑塊以及齒輪齒條等許多不同的結構形式。機動抽芯利用注射機的開模力，通過傳動機構改變運動方向，將側向的活動型芯抽出。機動抽芯機構的結構比較復雜，但抽芯不需人工操作，抽拔力大，具有靈活、方便、生產效率高、容易實現(xiàn)全自動操作、無需另外添置設備等優(yōu)點，在生產中被廣泛的采用?？偨Y：沒有高水平的模具就沒有高水平的產品，是制造業(yè)的一個共識。作為制造業(yè)的重要基礎性工藝設備，模具技術被認為是衡量一個國家產品制造水平的重要標志之一。但我國模具水平與國外模具水平的差距依然不容小覷，必須認清我國現(xiàn)階段模具產業(yè)發(fā)展存在的問題，加快模具產業(yè)結構的調整，注重產業(yè)發(fā)展的先進性，創(chuàng)新性，努力向發(fā)達國家學習。參考文獻：[1]周永泰，國際視野下的中國塑料模具業(yè)， 《國外塑料》[J] ，2007 年 25 卷 第 5 期 ，45~47[2]黃虹、陳元芳、夏華，電風扇燈罩注塑模具設計, 《工程塑料應用》[J]，2004 年第 32卷第 3 期，59~62[3]申長雨、余曉容、王利霞、田中，塑料注塑成型澆口位置優(yōu)化，《化工學報》[J]，2004 年 3 月第 55 卷第 3 期，445~449[4]鄧萬國，“香蕉型”潛伏式澆口在注塑模中的應用，《 模具技術》[J]，2005.No.5,21~23[5]付偉、范士娟、張海，注塑模具設計中澆口位置和結構形式的選用，《工程塑料應用》[J]，2007 年第 35 卷第 10 期,60~63[6]何亮、吳清鶴，新型點澆口注塑模具設計，《塑料科技 》[J]，2007 年 7 月第 35 卷第 7期，76~77[7]柳松柱，關于注射模排氣系統(tǒng)的探討，《鄂州大學學報 》[J]，2006 年 11 月第 13 卷第6 期,33~34[8] 李文星、閡朝勃，確定塑料注塑模分型面的研究，《 技術廣場》[J][9]徐森亮,“杯蓋”三板式注塑模具設計與制造,《模具技術》[J]2007.No.4,16~19[10] 鄧惠芳，熱流道技術在塑料容器注塑加工中的應用，《食品與機械》[J]，2006 年 7月第 22 卷第 4 期,28~30[11]李建軍，李德群主編． 《模具設計基礎及模具 CAD》[M]，機械工業(yè)出版社 2008 年[12]吳生緒主編． 《塑料成形模具設計手冊》[M] ，機械工業(yè)出版社 2008 年- 1 -目 錄框架圖 ..........................................................................................................................- 2 -引 言 ..........................................................................................................................- 3 -1.塑件工藝性分析及其成型工藝 ..............................................................................- 4 -2.模具總體結構設計 ..................................................................................................- 6 -2．1 型腔數(shù)目的確定 ..............................................................................................- 6 -2．2 分型面的確定 ..................................................................................................- 6 -2．3 澆注系統(tǒng)結構的確定 ......................................................................................- 6 -2.3.1 主流道設計 ................................................................................................- 6 -2.3.2 分流道設計 ...............................................................................................- 7 -2.3.3 澆口的設計 ...............................................................................................- 7 -2. 4 推出及復位方式的確定 ...................................................................................- 8 -2.4.1 推桿斜頂?shù)奈恢迷O置 ................................................................................- 8 -2.4.2 推桿和斜頂?shù)慕Y構形狀 ............................................................................- 8 -2.4.3 推桿的復位 ................................................................................................- 9 -2. 5 導向機構的確定 ...............................................................................................- 9 -2.5.1 定位結構的確定 .......................................................................................- 9 -2.5.2 導柱的結構確定 ........................................................................................- 9 -2.5.3 導套的結構確定 ........................................................................................- 9 -2. 6 成型零件的確定 .............................................................................................- 10 -2.6.1 型腔型芯的結構設計 ..............................................................................- 10 -2.6.2 配合部分的結構設計 ..............................................................................- 10 -2. 7 冷卻系統(tǒng)的確定 .............................................................................................- 11 -2.7.1 冷卻系統(tǒng)的結構形式 ..............................................................................- 11 -2.7.2 冷卻水道的布置 .....................................................................................- 11 -2. 8 排氣系統(tǒng)的確定 .............................................................................................- 12 -3.注塑機選用與校核 ................................................................................................- 13 -- 2 -3. 1 注塑機選用 ....................................................................................................- 13 -3. 2 注塑機校核 .....................................................................................................- 14 -3.2.1 注射容量的校核 ......................................................................................- 14 -3.2.2 鎖模力校核及注射壓力校核 ..................................................................- 14 -3.2.3 模具厚度校核 ..........................................................................................- 15 -3.2.4 模具最大尺寸校核 ..................................................................................- 15 -3.2.5 推出行程校核 ..........................................................................................- 15 -3.2.6 頂出裝置的校核 ......................................................................................- 16 -4.模具的裝配 ............................................................................................................- 16 -結束語 ........................................................................................................................- 17 -引 言模具是工業(yè)生產的基礎工藝裝備，被稱為“工業(yè)之母” 。75%的粗加工工業(yè)產品零件、50%的精加工零件由模具成型，絕大部分塑料制品也由模具成型。作為國民經濟的基礎工業(yè)，模具涉及機械、汽車、輕工、電子、化工、冶金、建材等各個行業(yè)，應用范圍十分廣泛。但由于它是一項綜合性技術，所以它的發(fā)展必然涉及許多領域的共同配合，特別是塑料工業(yè)和鋼材工業(yè)。塑料模具設計是模具設計與制造專業(yè)學生的主干課程，通過本次設計達到以下幾方面的要求：1、 系統(tǒng)的了解塑件的工藝性分析及其成型工藝；2、 掌握模具零部件的基本設計及其結構特點；3、 了解注塑機的一般選用原則；4、 了解模具的一般裝配過程；5、 熟練應用 UG3.0、AutoCAD 等軟件 。本次設計選擇的是電風扇上蓋，電風扇上蓋采用當前最常用的工程塑料 ABS注塑成型，由于其生產批量為每年 20 萬件，為大批量生產，在保證塑件質量的前提下，希望能采用一模多腔或高速自動化生產來縮短生產周期，而根據(jù)實際生產的要求，產品的表面一定要光滑，產品幾處要與其它產品配合的地方精度要高，- 3 -配合后不能要有松動或過緊的現(xiàn)象，操作部等手能直接接觸的部位不能有飛邊，機蓋底側又加之存在著 18 處側槽或側鉤，此可見該產品有別于一般產品，在本次設計中采用了斜頂機構大大減少了模具的加工難度、成本、以及日后的許多附屬問題。在未來幾年，該技術將被廣泛應用于各種帶有側槽或側鉤等的注塑模具中。從選題到具體設計，都與塑料材料學、模具材料學、機械制圖、公差配合、模具設計、模具 CAD 等課程具體結合，實現(xiàn)了理論與實際的重大突破，但學生水平有限，而且缺乏經驗，設計中不妥之處在所難免，懇請各位老師指正。電風扇上蓋的注塑模具設計摘要：本文主要介紹了帶有 18 處側槽或側鉤的電風扇上蓋從工藝性分析 模具總體結構設計 注塑機選用 模具裝配的一種注塑模具設計過程。其最大的亮點在于塑件上的 18 處側槽或側鉤在側抽芯無法實現(xiàn)的情況下均采用斜頂機構來解決，在未來幾年，該技術將被廣泛應用于各種帶有側槽或側鉤等的注塑模具中。關鍵詞：電風扇上蓋，側槽或側鉤，斜 頂機構，注塑成型The washer machine cover of note the plastics molding tool designAbstract: This text mainly introduces to take the washer machine cover of have 18 side slots or the side hooks to analyze from the craft Total structure design of molding tool Note the plastics machine chooses to use A kind of plastics molding tool - 4 -design process that molding tool assemble.It is a little bit biggest and bright to lie in 18 side slots or the side hook of the plastics piece to all adopt an organization under the condition that side takes out and can't carry out to solve, at several years of future, that technique will be been apply in various plastics molding tool that takes to have the side slot or the side hook etc. extensively in.Keyword: The washer machine cover, the side slot or the side hook, an organization, injects the plastics to model.1.塑件工藝性分析及其成型工藝圖 1：塑件圖該產品(如圖 1)為洗衣機上的蓋子，根據(jù)客戶的要求產品的表面一定要光滑，產品幾處要與其它產品配合的地方精度要高，配合后不能要有松動或過緊的現(xiàn)象，操作部等手能直接接觸的部位不能有飛邊，此可見產品的結構形狀較復雜、尺寸精度比較高、表面質量要求。所以在制造模具時，各零件精加工后的變形不能太大，精度要高，特別是模具的型腔要拋光處理，表面粗糙度要達到 Ra0.3 -0.4μm，塑件并要求抗沖擊，耐摩擦，耐酸堿、污水。(1).為了方便加工和熱處理，型腔與型芯部分采用鑲拼結構；(2).該塑件是一個洗衣機的蓋子，按其形狀分析，有側抽芯。側抽芯和分型先后次序應側抽芯后上下面分型。但考慮到此塑件有 18 處需側抽芯，其加工難度和成本可想而知，所以在本次設計中采用 18 根斜頂代替?zhèn)瘸樾?，而頂桿則可大大減少，只需再在塑件的兩端各設置兩根頂桿即可。由于塑件的兩側邊有個傾斜角度，所以在模具造型時塑件不能水平放置，否則不能脫模，故傾斜放置；(3).該塑件不允許產生飛邊，這和模具制造的配合精度，模溫、模板的剛性- 5 -強度都有關，當然原材料的流動性、注射時的工藝參數(shù)也有關。當然也可能會產生縮孔、頂白等缺陷，這就要增加模具的排氣效果，冷料穴、模溫、流道、澆口尺寸都要適當增大；(4).該塑件的原材料根據(jù)要求選擇 ABS。ABS 的綜合機械性能好，但耐熱性較差，吸水性較大，化學穩(wěn)定性較好，尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好，這種材料成型性能好，易產生熔接痕，澆口處外觀不好；ABS 成型條件見表 1： 注射成型機類型 螺桿式 比重（克／厘米） 1.03～1.07計算收縮率(%) 0.3～0.8 注射壓力（Mpa） 60～100噴嘴溫度(℃) 170～180 螺桿轉速(轉/分) 28前段 180～200中段 165～180預熱溫度(℃)時間（H）80～852~3料筒溫度（℃）后段 150～170注射時間（S） 20～90 鼓風烘箱高壓時間（S） 0～5方法紅外線燈冷卻時間（S） 20～120 溫度(℃) 70注射總周期（S） 50～220后處理時間（H） 4表 1：ABS 成型條件（5）.計算制品的體積、質量。用 UG3.0 軟件對制件模型進行分析，得到塑件體積Ｖｓ=136.793㎝ 3 ，查《模具設計指導》表 6-1 得塑料 ABS 的密度為1.02-1.05g/㎝3，注：(注塑級密度為 1.05g/㎝3)，故單件塑件質量Ms=136.793×1.05g=143.63265g。2.模具總體結構設計2．1 型腔數(shù)目的確定由于本塑料制件的生產批量為大批量生產，在保證塑件質量的前提下，希望能采用一模多腔或高速自動化生產來縮短生產周期，提高生產效率，但考慮到塑件比較大，采用一模多腔的話不合適；每增加一個型腔，受型腔的制造誤差和成型工藝誤差的影響，塑件的尺寸精度要降低 4%-8%，該塑件尺寸精度較高，故只- 6 -采用一模一腔；考慮到該塑料制件形狀及澆口的位置、形式的限制，以及模具制造上的復雜度，模具只采用一模一腔。2．2 分型面的確定為了將塑料制件和澆注凝料等從密閉的模具內取出，將模具適當?shù)胤殖扇舾蓚€主要部分，這些可以分離部分的接觸表面，通常為分型面。該塑件分型面比較好確定，通過對該塑料制件的分析，考慮到塑件的外觀表面和斜頂結構，可以得出該塑料制件只有一個分型面，即用 UG3.0 直接獲取塑件的最大截面處。2．3 澆注系統(tǒng)結構的確定2.3.1 主流道設計主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。根據(jù)注射機注射量及 ABS 這種材料選用主流道截面直徑，為便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓形,錐度為 2 度，其進口端直徑為 4.5mm，出口端直徑為 9.5mm。由于注塑機噴嘴球面半徑為 15mm，故主流道球面半徑為16mm。結構見圖 2-3-1。圖 2-3-1：主流道結構圖2.3.2 分流道設計分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此分流道設計應滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。（1）.分流道的形狀及尺寸- 7 -為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形梯形 U 形半圓形及矩形等，模具設計中常采用圓形截面，其主要特性是加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失流動阻力均不大，根據(jù)塑件的體積、壁厚、形狀、注塑速率、分流道的長度和塑料的流動方向，分別在型芯和型腔上開一個半圓型槽，槽直徑 8mm， （注意它的適用范圍，即塑件厚度在 3.2mm 以下，重量小于 200g） 。該塑件體積為 136.793cm3，質量大約 143.63265g，分流道長度預計150mm 長，一個型腔。而對于 ABS 塑料，其圓形截面分流道直徑推薦值為 4.7-9.5mm，應該算是合格的。其基本形狀見圖 3-4-2 所示。圖 2-3-2 定模芯上的分流道截面基本形狀（2）.分流道的表面粗糙度分流道的內表面粗糙度 Ra 要求一般，一般取 1.6μm 左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。2.3.3 澆口的設計澆口采用潛伏式澆口，其尺寸很小。這類澆口由于前后兩端存在較大的壓力差，能有效的增大塑料熔體的剪切速率并產生較大的剪切熱，從而導致熔體的表現(xiàn)粘度下降，流動性增加，有利于填充。采用潛伏式澆口成型塑件，去除澆口后痕跡小，易取得澆注系統(tǒng)平衡，也有利于自動化操作。 2. 4 推出及復位方式的確定推出方式很多，有推桿推出脫模、推管推出脫模、推板推出脫模、推塊推出脫模、利用成型件推出脫模和多元件聯(lián)合推出脫模等。根據(jù)制品結構特點，由于- 8 -該塑料類模具自身有易脫模的特點，采用斜頂和推桿推出脫模。本產品有一個很大的特點就是有 18 個斜頂均勻的分布在產品的邊緣。只有產品的兩個側邊斜頂只有一個，所以在產品兩個側邊分別設計兩個頂桿，使頂出更加平穩(wěn)。2.4.1 推桿斜頂?shù)奈恢迷O置設計時也要遵循一些基本原則，如推桿應設在脫模阻力大的地方、推桿應均勻布置、推桿應設在塑件強度剛度較大處，兩邊對稱，共設 4 處。斜頂?shù)奈恢梅植际歉鶕?jù)塑件本身的倒鉤依次排列，兩邊對稱，共設 18 處。位置見圖 2-4-1。 圖 2-4-1：頂桿、斜頂布置圖2.4.2 推桿和斜頂?shù)慕Y構形狀推桿在推塑件時，應具有足夠的剛性，以承受推出力，由于本塑件模具推桿直接推在制件內表面，推桿直徑大了可能會留下大的印痕，影響塑件外觀，但推桿直徑小了，推桿易發(fā)生彎曲、變形，又因為設置了 18 處斜頂，故推桿選用φ8×250 型號。斜頂結構具體將在成型零件中介紹，在這里就不詳細介紹了。2.4.3 推桿的復位使用推桿和斜頂作為推出塑件的脫模機構，在完成一次脫模動作，開始下一個注射工作循環(huán)時，與制品接觸的推桿必須回復到初始位置。為了保險起見，本- 9 -次設計采用四根復位桿復位，選用 φ25×235 型號，需要注塑機的合模動作來配合完成。2. 5 導向機構的確定導向機構是保證動定模或上下模合模時，正確定位和導向的零件，而一般大的模具需要定位塊來定位，因為導柱與導套之間有間隙，所以只能起到導向的作用，在模具合模時，動模芯與定模芯不能處于準確的位置，這就需要定位塊來定位，而導柱導套只起到方向性作用，這樣就大大減少了導柱導套之間的磨損。2.5.1 定位結構的確定定位塊和定位槽開在?？虻乃闹?，在加工中心加工的時候銑出，這樣它們的長度和寬度能保證的非常準確，定位塊和定位槽三面接觸。定位塊的高度要低于定位槽的深度，如果定位塊的高度高于定位槽的深度，那么在模具合模時，分型面還沒有碰死的時候，定位塊已經接觸到了定位槽，這是絕對不允許的。所以定位塊高度必須小于定位槽深度，定位塊和定位槽傾斜的方向要相反但是角度要相等，而且定位槽得有個溝槽，如果是直角，定位塊要很好的插入到定位槽中去就比較困難，有個溝槽合模就順暢多了。2.5.2 導柱的結構確定由于本模具要求大批量生產，可在模板中設置導套，導向孔磨損后只需更換導套即可。為確保導套固定孔直徑與導柱固定孔直徑相等及同軸度要求，兩孔可同時加工。導柱采用國標 GB/T4169.5—1984，具體結構另附圖紙。導柱中心到模具邊緣應有足夠的距離以保證模具強度,導柱中心到模具邊緣距離通常為導柱的 1-1.5 倍。2.5.3 導套的結構確定導套采用內凹式導套，為了使導柱順得進入導套，在導柱前端采用 R10 圓角過渡。采用 GB/T4169.3—1984，其基本結構見圖 2-5-3圖 2-5-3 導柱導套基本結構圖2. 6 成型零件的確定綜合考慮塑件的形狀大小和重量，故套用龍記模架的標準型號 2056，其外形尺寸 680 mm×460 mm×485 mm。- 10 -2.6.1 型腔型芯的結構設計型腔型芯均采用整體組合式，由整塊材料加工而成，用螺栓固定在動/定?？蛏?，型腔上的斜頂、推桿、拉料桿等配合部分用線切割直接成型，型腔型芯表面和分流道等則經過 CNC 加工過后進行電火花加工。特別是型芯，電火花后還需要進行鏡面拋光處理。2.6.2 配合部分的結構設計配合部分的結構設計綜合考慮采用斜頂結構來完成，斜頂一般適合于有側槽或側鉤的設計，既方便又省成本，而且結構靈活多變，又有很好的互換性。所以這里考慮使用斜頂為最佳方案。本產品共有 18 個側槽和側勾，但都是兩個兩個對成的，故只需設計 9 個即可。這些都是需要與另一機蓋 B 配合，所以精度要求較高，再則不能有飛邊，設計時要特別注意。因為斜頂在頂出時是要來回摩擦的，又是成型面，所以材料選用 2738H，其不僅綜合性能好，鋼度強度也高，而且熱穩(wěn)定性也好。斜頂?shù)膬A斜度都設計成 85。 ，再根據(jù)側槽或側勾的深度來計算斜頂需要多大的頂出距離，側槽或側勾的深度除以 tg15 就是所需要的最小的斜頂高度，再根據(jù)各個斜頂在模芯上的位置，再加上模板頂桿固定板等高度，來確定斜頂最終的長度。在斜頂成型面的背面設計一個 3 度的斜度，是為了有一個鎖緊的作用，在斜頂退回的時候，這個斜度的地方和模芯產生作用，在斜度的作用下，把斜頂向前推，這樣就能起到一個鎖緊的作用，使斜頂?shù)姆中兔婺芎芎玫慕佑|，而不致于產生飛邊。在斜頂頂出的時候，又不會影響到斜頂?shù)捻敵?，所以這個斜度將起到非常重要的作用。斜頂在頂出時很容易卡死，所以在設計時一定要注意頂出的靈活性。斜頂?shù)念^部和下部是不一樣大的，頭部和成型面是間隙配合，單邊間隙在 3 絲之內，因為 ABS 跑飛邊的最小間隙為 3 絲。為了保證斜頂在頂出不卡死，斜頂下部和模芯的單邊間隙在 10 絲左右，這樣斜頂就變的靈活多了，要固定斜頂?shù)捻敵鰡慰款^部是不行的，所以在?？虻牡撞恳O計一個斜頂限位塊來加以固定，斜頂導向塊與斜頂?shù)膯芜呴g隙為 10 絲左右。斜頂要固定在頂桿固定板上，先通過圓銷把斜頂和導向塊連接起來，導向塊在斜頂滑槽中可以滑動，斜頂導向塊通過螺絲固定在頂桿固定板上，這樣斜頂就可以自由頂出了。要注意的是斜頂導向塊和斜頂滑槽在一個方向上要可以滑動，那斜頂在頂出時在這個方向上就會自動調節(jié)，那在- 11 -另外一個方向上也要有一定的間隙，讓斜頂可以自由調節(jié)，設計時可以單邊留出1㎜的間隙，那么斜頂在頂出時，在四個方向上都會自動調節(jié)。這樣就增加了斜頂在頂出時的靈活性，而不致于在頂出時被卡死。因為有 18 個斜頂，要這么多斜頂在頂出時都能順利流暢，這就需要給斜頂設計一個靈活度，保證在頂出時不被卡死。所以這些附屬機構非常的重要，是頂出機構中不可缺少的一部分。斜頂排列位置見圖 2-4-1 所示。2. 7 冷卻系統(tǒng)的確定2.7.1 冷卻系統(tǒng)的結構形式一般情況下，根據(jù)塑件的形狀及其所需要的冷卻溫度，冷卻回路可分為直通式，圓周式、螺旋式、噴射式、隔板式等多種樣式，在多種情況下，可將這些樣式互相配合，構成一個或多個冷卻回路?？紤]到塑件本身圓弧型，又加之傾斜放置，決定采用弧環(huán)組合式冷卻水路。2.7.2 冷卻水道的布置本次設計采用弧環(huán)組合式冷卻水路。兩個環(huán)設計在產品的旁邊，一個設計在產品上。第一個環(huán)的直徑為 20㎜，深度為 70㎜，每兩個圓之間銑出一個槽，每個圓中放入一個隔水片（材料：黃銅） 。第二個環(huán)的兩端部分直徑為 18㎜，深度為 50㎜，中間部分直徑為 20㎜，深度為 45㎜。一樣每兩個圓之間銑出一個槽。但第二個環(huán)中的冷卻水孔不能不能一直連著，因為冷卻水孔都比較深，如果都一直連著的話，勢必會影響到模芯的強度，所以要分成三個部分，每兩個部分之間空出一段距離。第三個部分一樣也不能全連接著，需要分成兩個部分，所有孔的直徑均為 16㎜，深度都為 20㎜。相對而言這樣的水路結構冷卻效果比其他冷卻水路都要好些，但制造比較麻煩。根據(jù) ABS 塑料的特性，取冷卻通道推薦尺寸,綜合考慮確定模框部分的冷卻水孔直徑為 8㎜,模芯與?？蛑g采用橡膠密封條密封，這樣水就能從第一個環(huán)一直流到最后一個。動模芯的冷卻水道布置如圖 2-8-2 所示。圖 2-7-2 動模芯的冷卻水道布置圖- 12 -2. 8 排氣系統(tǒng)的確定排氣系統(tǒng)主要是在注射過程中，將型腔中的氣體有序且順序的排出，以免塑件產生氣泡、疏通等缺陷。注射模的排氣問題，有時往往被忽略，其實在多數(shù)情況下，在模具的結構里，總能自然而然地具有排氣功能。本次設計就利用分型面上自然排氣的形式，合模再嚴格，由于分型面的平面制造誤差的縫隙作為排氣通道。再利用斜頂、頂稈處排氣，由于斜頂、頂稈和型芯是動配合形式，其配合間隙能完成排氣功能。但考慮到動定模接觸面較大，故根據(jù)塑件的形狀，在動模芯上增開一個環(huán)行的排氣槽，以便排氣順暢。結構如圖2-8 所示：3.注塑機選用與校核3. 1 注塑機選用注塑機的選用原則：（1）.確定注塑機的型號，使塑料、塑件、注射模、注射工藝等所要求的注塑機的規(guī)格參數(shù)點在所選注塑機的規(guī)格參數(shù)可調范圍之內，亦要滿足所需的參數(shù)在額定的范圍之內。圖 2-8：動模環(huán)型排氣槽- 13 -（2）.調整注塑機的技術參數(shù)至所需的參數(shù)點。結合型腔數(shù)及澆注系統(tǒng)初定注射容量，然后根據(jù)容量和模具外形尺寸初選注塑機，模具是采用一模一腔，該塑件容量 V=136.793㎝ 3，龍記模架的標準型號2056，其外形尺寸 680 mm×460 mm×485 mm，綜合考慮選用海天生產的HTF300X5 型注塑機。HTF300X5 型注塑機的主要參數(shù)見表 2：表 2：HTF300X5 型注塑機的主要參數(shù)3. 2 注塑機校核3.2.1 注射容量的校核根據(jù)生產經驗，注射機的最大注射量是其允許最大注射量的 80%。即公式： nm1+m2≤80%m式中 n——型腔數(shù)量m1——單個塑件的體積 （cm 3）m2——澆注系統(tǒng)所需塑料的體積 （cm 3）m——注射機允許的最大注射量 （cm 3）根據(jù)上述公式，得 136.793+10.536≤80%×853147.329 cm3＜682.4 cm 3故滿足要求。3.2.2 鎖模力校核及注射壓力校核塑料熔體對型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機額定鎖模力，即：﹙nA 1＋A 2﹚p＜F注射裝置 合模裝置螺桿型號 B-D65 合模力 3000 KN螺桿直徑 65 mm 移模行程 600 mm螺桿長徑比 20 L/D 拉桿內距 660 m×660 mm理論容量 853 cm3 最大模厚 660 mm注射重量 776 g 最小模厚 250 mm注射壓力 182 Mpa 頂出行程 160 mm螺桿轉速 0-170 rpm 頂出力 62 KN- 14 -式中 n——塑件數(shù)量A1——單個塑件在模具分型面上的投影面積 （mm 2）A2——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 （mm 2）p——塑料熔體對型腔的成型壓力（Mpa） ，其大小一般是注射壓力的 80%F——注射機的額定鎖模力 （N）根據(jù)上述公式，得（62725.64＋1184.26）×28.8＜30000001840.605KN＜3000KN故滿足要求。注射機的最大注射壓力 182 MPa 而本次設計采用的是 ABS 材料,型腔的壓力查《塑料模具設計制造與應用實例》表 4-1 得，塑件成型所需的的實際壓力只需36MPa ，故滿足要求。3.2.3 模具厚度校核模具厚度 H，又稱閉合高度，它必須滿足：Hmin＜H＜Hmax上式中 Hmin——注射機允許的最小模厚，即動、定模板之間的最小開距Hmax——注射機允許的最大厚度本模具動定模座板厚各 35mm，定?？蚝穸?125mm，動?？蚝穸?190mm，模腳厚度 120mm， 定位塊 20mm。故模具厚度：H =465mm，模具外形尺寸：680mm×460mm×465mm。根據(jù)以上公式及數(shù)據(jù)得，250mm＜203.5mm＜660mm,故模具厚度滿足要求。3.2.4 模具最大尺寸校核安裝模具的外形尺寸應小于注射機的拉桿間距，否則模具無法安裝。模具外形尺寸 680㎜×480㎜，注塑機動、定模固定板最大可安裝尺寸 840㎜×560㎜ ，其拉桿空間為 660㎜×660㎜大于模具外形尺寸，故模具可以安裝。3.2.5 推出行程校核模具開模取出塑件所需的開模距離 H 必須小于注射機的最大開模行程 S。由于該模具是單分型面注射模，可按如下公式計算：S≥H＝H1+H2+﹙5～10﹚mm式中 H1——推出距離﹙脫模距離﹚ ﹙mm﹚- 15 -H2——包括澆注系統(tǒng)凝料在內的塑件高度 ﹙mm﹚根據(jù)上述公式，得H=50+285+10=345mmS=600mm＞H=345mm 故滿足要求。3.2.6 頂出裝置的校核該注塑機是采用中心桿液壓頂出與其他輔助油缸聯(lián)合作用。根據(jù)開合模裝置的頂出形式、頂出桿直徑、頂出桿間距及頂出距離，所設計的模具內的推桿位置、推桿長度足以將塑件脫模出來。4.模具的裝配將澆口套壓入定模板將導套壓入定模框板將導柱壓入動?？驅⑿颓粔喝雱幽？蚺湫表斞b定位塊、斜頂固定頂桿固定板、頂板裝導向塊、導滑槽合 模試 模合格 不合格修 模將型芯壓入定模框固定動模底板固定定模底板分流道修整裝澆口套、定位圈拆除澆口套- 16 -模具總裝后如圖 4 所示：如圖 4：總裝圖結束語為期二個月的畢業(yè)設計至今己將近尾聲，敬請各位老師對我的設計過程作最后檢查。這次畢業(yè)設計總結了三年來所學的理論專業(yè)知識，是理論和實踐結合的大課題，為提交我們分析問題、解決問題，鞏固運用知識的能力發(fā)揮了舉足輕重的作用，為提交我們實踐操作技能，為我們踏上社會走上工作崗位參加工作奠定了良好的基礎。通過本次畢業(yè)設計，我對塑料模的設計思路、方案分析， 擬定等各個環(huán)節(jié)有了較為清晰、深入的了解，拿到一個塑料制件，首先要對制件進行工藝分析，在滿足制件使用要求的前提下，為提高制件質量、精度還可以對制件的某些部位進行改進。在此基礎上，讓我對注塑模具設計的各種成型方法、成型零件的設計、- 17 -成型零件的加工工藝、主要工藝參數(shù)的計算、產品缺陷及其解決辦法、模具的總體結構設計及零部件的設計等都有了進一步的理解和掌握。在設計時要對各個方案進行權衡，盡早采用標準件以縮短設計周期，降低設計成本，這點是非常重要的。在這次畢業(yè)設計中通過參考、查閱各種有關模具方面的資料，請教工廠中極具經驗的模具設計人員和工人師傅以及各位老師有關模具方面的問題，特別是模具在實際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具的認識有了一個質的飛躍。從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學習事物所必經的一種過程，而我對模具設計與加工的認識過程亦是如此。經過兩個月的努力，畢業(yè)設計一定能為我三年的大學生涯劃上一個圓滿的句號，為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎。在這次設計過程中得到了現(xiàn)場設計人員、工人師傅，學校老師以及許多同學的幫助，使我受益匪淺。在此，對關心和指導過我的各位同事、老師和同學表示衷心的感謝!參考文獻[1]黃云清主編.公差配合與測量技術[M].北京：機械工業(yè)出版社.2001.[2]康鵬工作室編著.UG NX2 模具設計[M].北京：機械工業(yè)出版社.2005.[3]陳志剛主編. 塑料模具設計[M].北京：機械工業(yè)出版社.2005.[4]黃銳主編.塑料工程手冊 [M].北京：機械工業(yè)出版社.2000.[5]高為國主編.模具材料[M].北京：機械工業(yè)出版社.2005.[6]王家瑛主編.模具材料與使用壽命[M].北京：機械工業(yè)出版社.2000.[7]張清輝主編.模具材料及熱處理[M].北京：電子工業(yè)出版社.2002.[8]蘇建修主編.機械制造基礎[M].北京：機械工業(yè)出版社.2003.[9]編者不詳. 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