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河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書
1 緒 論
1.1模具工業(yè)發(fā)展概況
在討論注塑模設(shè)計之前，先要對國內(nèi)外的塑料模具工業(yè)的狀況、塑料模具工業(yè)的發(fā)展方向有一個較清晰的了解，這也就使我們對本課題的意義有所了解。首先要對模具有一個整體的認識。模具是機械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)工藝裝備之一。作為工業(yè)基礎(chǔ)，模具的質(zhì)量、精度、壽命對其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用，在國際上被稱為“工業(yè)之母”，對國民經(jīng)濟發(fā)展起著不容質(zhì)疑的作用。
模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，在歐美等工業(yè)發(fā)達國家被稱為“點鐵成金”的“磁力工業(yè)” ；美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”；德國則認為是所有工業(yè)中的“關(guān)鍵工業(yè)” ；日本模具協(xié)會也認為“模具是促進社會繁榮富裕的動力” ，同時也是“整個工業(yè)發(fā)展的秘密”，是“進入富裕社會的原動力” 。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。
塑料模具工業(yè)是隨塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。塑料工業(yè)是一門新興工業(yè)。自塑料問世后的幾十年以來，由于其原料豐富、制作方便和成本低廉，塑料工業(yè)發(fā)展很快，它在某些方面己取代了多種有色金屬、黑色金屬、水泥、橡膠、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成為各個工業(yè)部門不可缺少的材料。
目前在國民經(jīng)濟的各個部門中都廣泛地使用著各式各樣的塑料制品。特別是在辦公設(shè)備、照相機、汽車、儀器儀表、機械制造、交通、電信、輕工、建筑業(yè)產(chǎn)品、日用品以及家用電器行業(yè)中的電視機、收錄機、洗衣機、電冰箱和手表的殼體等零件，都已經(jīng)向塑料化方向發(fā)展。目前，世界的塑料產(chǎn)量已超過有色金屬產(chǎn)量的總和。
塑料模具就是利用特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的工藝基礎(chǔ)裝備。用塑料模具生產(chǎn)的主要優(yōu)點是制造簡便、材料利用高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對大批量生產(chǎn)的機電產(chǎn)品，更能獲得價廉物美的經(jīng)濟效果。塑料模具的現(xiàn)代設(shè)計與制造和現(xiàn)代塑料工業(yè)的發(fā)展有極密切的關(guān)系。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料模具工業(yè)也隨之迅速發(fā)展。
1.2我國塑料模具工業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀及地區(qū)分布
在中國，人們已經(jīng)越來越認識到模具在制造中的重要基礎(chǔ)地位，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著產(chǎn)品質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。還能生產(chǎn)厚度僅為0. 08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等。注塑模型腔制造精度可達0.02-0.05mm，表面粗糙度Ra0. 2 u m，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達10~30萬次，淬火鋼模達50 ~100萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。
我國模具工業(yè)起步晚，底子薄，與工業(yè)發(fā)達國家相比有很大的差距，但在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速。據(jù)統(tǒng)計，我國現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠近2萬家，從業(yè)人員約50萬人，“九五”期間的年增長率為13%. 2000年總產(chǎn)值為270億元，占世界總量的5%。2008年總產(chǎn)值為450億元，近十年來增長率為15%以上。但從總體上看，自產(chǎn)自用占主導地位，商品化模具僅為1/3左右，國內(nèi)模具生產(chǎn)仍供不應(yīng)求，特別是精密、大型、復雜、長壽命模具，仍主要依賴進口。目前，就整個模具市場來看，進口模具約占市場總量的20%左右，其中，中高檔模具進口比例達40%以上。因此，近年來我國模具發(fā)展的重點放在精密、大型、復雜、長壽命模具上，并取得了可喜的成績，模具進口逐漸下降，模具技術(shù)和水平也有長足的進步。近年來，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型精密、復雜、長壽命等中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量增加較快，其能力提高顯著；股份制改造步伐加快，等等。從地區(qū)分布來說，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，這2個省的模具產(chǎn)值已占全國總量的六成以上。江蘇、上海、山東、安徽等地目前發(fā)展態(tài)勢也很好。我國模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三，但設(shè)計制造水平在總體上要比工業(yè)發(fā)達國家落后許多，其差距主要表現(xiàn)在下列六方面：
(1)國內(nèi)自配率不足80％，中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率不足60％。
(2)企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進出口結(jié)構(gòu)都不夠合理。
(3)模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上比國際先進水平低很多，而模具生產(chǎn)周期卻要比國際先進水平長很多。
(4)開發(fā)能力弱，經(jīng)濟效益欠佳。我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例較低，水平也較低，不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中常處于被動地位。
(5)模具標準化水平和模具標準件使用覆蓋率低。
(6)與國際先進水平相比，模具企業(yè)的管理落后更甚于技術(shù)落后。
縱觀發(fā)達國家對模具工業(yè)的認識與重視，我們感受到制造理念陳舊則是我國模具工業(yè)發(fā)展滯后的直接原因。模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力，它已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志。因此，模具是國家重點鼓勵與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品，現(xiàn)代模具是多學科知識集聚的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分，是國民經(jīng)濟的裝備產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)、資金與勞動相對密集。提高模具標準化水平和模具標準件的使用率。模具標準件是模具基礎(chǔ)，其大量應(yīng)用可縮短模具設(shè)計制造周期，同時也顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質(zhì)量。
在科技發(fā)展中，人是第一因素，因此我們要特別注重對知識的更新與學習，實現(xiàn)產(chǎn)、學、研相結(jié)合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術(shù)創(chuàng)新，提高模具設(shè)計制造水平。在教學中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，逐步走向網(wǎng)絡(luò)化、智能化環(huán)境，實現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。我國模具工業(yè)是一個完全信息化的、充滿著朝氣和希望而又實實在在的新時代即將到來。
1.3我國塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向
在信息社會和經(jīng)濟全球化不斷發(fā)展的進程中，模具行業(yè)發(fā)展趨勢主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復雜及更經(jīng)濟快速方面發(fā)展，技術(shù)含量不斷提高，模具生產(chǎn)向著信息化、數(shù)字化、無圖化、精細化、自動化方面發(fā)展；模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化方向發(fā)展。
模具技術(shù)的發(fā)展趨勢主要是：① CAD、CAM、CAE的廣泛應(yīng)用及其軟件的不斷先進和CAD／CAM／CAE技術(shù)的進一步集成化、一體化、智能化；② PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)、CAPP(計算機輔助工藝設(shè)計管理)、KBE(基于知識工程)、ERP(企業(yè)資源管理)、MIS(模具制造管理信息系統(tǒng))及Internet平臺等信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用；③ 高速、高精加工技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用；④ 超精加工、復合加工、先進表面加工和處理技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用；⑤ 快速成型與快速制模(RP／RT)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用；⑥ 熱流道技術(shù)、精密測量及高速掃描技術(shù)、逆向工程及并行工程的發(fā)展與應(yīng)用；⑦ 模具標準化及模具標準件的發(fā)展及進一步推廣應(yīng)用；⑧ 優(yōu)質(zhì)模具材料的研制及正確選用；⑨ 模具自動加工系統(tǒng)的研制與應(yīng)用；⑩ 虛擬技術(shù)和納米技術(shù)等的逐步應(yīng)用。
1.4注塑模具CAD發(fā)展概況及趨勢
計算機輔助設(shè)計((Computer Aided Design, CAD)是當代計算機應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域。隨著計算機硬件和軟件技術(shù)水平的迅速提高，CAD技術(shù)及其應(yīng)用一直處于日新月異的發(fā)展浪潮中。作為CAD技術(shù)應(yīng)用的一個十分重要的方面，塑料模具計算機輔助設(shè)計、模擬分析與制造，即模具CAD、CAE和CAM也一直是國內(nèi)外普遍關(guān)注的熱點。
三十多年來，國外注射模CAD技術(shù)發(fā)展相當迅速。70年代己開始應(yīng)用計算機對熔融塑料在圓盤形、管形和長方形型腔內(nèi)的流動情況進行分析。80年代初，人們成功地采用有限元法分析三維型腔內(nèi)塑料熔體的流動過程，使設(shè)計人員可以依據(jù)理論分析并結(jié)合自身的經(jīng)驗，在模具制造前對設(shè)計方案進行評價和修改，以減少試模時間，提高模具質(zhì)量。近十年來，注射模CAD技術(shù)在不斷進行理論和實驗研究的同時，十分注意向?qū)嵱没A段發(fā)展，一些高水平的商品軟件逐步推出，并在推廣和實際使用中不斷改進、提高和完善。
2 塑件的工藝性分析
2.1塑件的成型工藝分析
塑件如圖2-1所示：
圖2-1 盒蓋制件圖
名稱：盒蓋
材料：聚甲醛（POM）
數(shù)量：大批量生產(chǎn)
壁厚：3mm
脫模斜度：內(nèi)，外
表面：粗糙度全部為1.6
塑件材料特性：聚甲醛學名聚氧化聚甲醛（簡稱POM）又稱賽鋼、特鋼。它是以甲醛等材料聚合而成。聚甲醛塑料是一種常用的具有良好的綜合力學性能的工程塑料。POM是高密度、高結(jié)晶度的熱塑性工程塑料具有良好耐水性、物理、機械、化學性能尤其是優(yōu)異的耐磨性能。一般為圓球形狀，顏色一般為白色或黑色，成形塑件的表面有較好的光澤。它的缺點是熱穩(wěn)定性差，易燃燒，在紫外線照射下易老化。
塑件材料的成型性能：使用聚甲醛塑料注射成型塑件時，由于它是結(jié)晶塑料，熔點明顯，一旦達到熔體粘度迅速下降，要注意溫度控制。在正常成型條件下，塑件的尺寸穩(wěn)定性較好。
塑件的結(jié)構(gòu)分析：該塑件為薄壁類零件，且壁厚均勻。盒蓋具有一定的深度，表面光滑，所以在設(shè)計與制造的時候要有良好的加工工藝，確保成形塑件具有良好的光潔度。并且塑件上方有一個方孔；兩側(cè)各有一個圓孔，需要進行側(cè)抽芯。
2.2塑件成型工藝參數(shù)的確定
查《模具設(shè)計與制造簡明手冊》表2-31得到聚甲醛熱塑性塑料成型塑件的工藝參數(shù)：
密度： 1.41g/；
收縮率： 1.5%-3.0%；
注射機類型：螺桿式；
預(yù)熱和干燥：溫度100-105 時間1h
料筒溫度： 后段160-170 中段170-180 前段180-190
噴嘴溫度： 170-180
模具溫度： 90-120
注射壓力： 80-130MPa
成型時間：注射時間20-90s，高壓時間0-5s,冷卻時間20-60s，總周期時間50-160s。
2.3 成型設(shè)備選擇
計算塑件的體積和重量并確定注射機的型號
①、計算塑件的體積 :
利用UG軟件分析-測量體得出體積為： V=10.49cm3
澆注系統(tǒng)的體積為:主流道+分流道+澆口+冷料穴≈2.45cm3
②、計算塑件的重量 :
根據(jù)《塑料模具設(shè)計手冊》查得密度ρ取 1.41g/cm3
所以，塑件的重量為:m=nρV =2×10.49×1.41 ≈29.58g
粗略計算澆注系統(tǒng)的重量:2.45×1.41≈3.45g（含冷料穴重）
總重量:29.58+3.45=33.03g
③、確定注射機的型號
一般工廠的塑膠車間都擁有從小到大各種型號的注射機。中等型號的占大部分。由此結(jié)合以上分析、計算，根據(jù)學?，F(xiàn)有設(shè)備初選注射塑機型號:XS-ZY-125，其主要性能參數(shù)如下:
額定注射量： 125；
螺桿直徑： 42；
注射壓力： 120；
注射行程： 115；
注射方式：桿式；
鎖模力（KN）：900；
最大成形面積：320；
最大開合模行程：300；
模具最大厚度：300；
模具最小厚度：200；
噴嘴圓弧半徑：12；
噴嘴孔直徑：4；
頂出方式：兩側(cè)設(shè)有頂桿，機械頂出。
3 模具結(jié)構(gòu)方案及模架的選擇
3.1模具的基本結(jié)構(gòu)
由于材料是塑料，制件采用現(xiàn)在最廣泛的注射成型工藝制成。
3.2確定型腔數(shù)目及布置
塑件形狀簡單，質(zhì)量較小，生產(chǎn)批量較大，所以采用多個型腔注射模具，一模多腔大大提高了工作的效率。考慮到塑件側(cè)面有兩個6mm的圓孔，需要側(cè)向抽芯，所以模具采用一模兩腔，平衡式的型腔布置，如果再添加型腔數(shù)會大大增加模具制造的難度，精度會達不到，滿足不了需要；而這樣的模具結(jié)構(gòu)尺寸較小，制造加工方便，生產(chǎn)效率高，塑件成本低。型腔布局如下圖所示：
圖3-1 型腔布局
3.3分型面的確定
分型面是模具閉合時動模和定模相配合的接觸平面。參照分型面選取的原則：
1.脫出塑件方便
2.模具結(jié)構(gòu)簡單
3.確保塑件尺寸精度
4.型腔排氣順利
5.無損塑件外觀，設(shè)備合理利用
6.分型面應(yīng)選在塑件最大輪廓處
7.分型面應(yīng)有利于側(cè)面分型及抽芯
如圖3-2所示兩種分型策略，第二種所選擇的分型面在軸線上，結(jié)果會使塑件表面留下分型面痕跡，影響塑件的表面質(zhì)量，同時這種分型面也使抽芯困難，第一種分型面選擇在塑件的下端面，這樣的選擇使塑件外表面可以在整體凹模型腔內(nèi)成型，塑件的外表面光滑，同時側(cè)向抽芯容易，塑件脫膜方便。綜上所述，選擇第一種分型面最為合適。
圖一
圖二
圖3-2 分型面選擇
3.4排氣的確定
為了使塑料熔體順利的填充模具型腔，必須將澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的空氣以及塑料在成型過程中產(chǎn)生的低分子氣體順利的排出模外。如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生的氣體不能被排除干凈，塑件上就會形成氣泡，凹陷，熔接不牢，表面輪廓不清晰等缺陷，另外氣體的存在還會產(chǎn)生反壓力降低充模速度。因此排氣系統(tǒng)對確保制品成型質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。常采用的排氣方式如下：
1.利用排氣槽，排氣槽一般設(shè)在型腔最后被充滿的部位，排氣槽的深度因塑料不同而異，基本上是以塑料不產(chǎn)生飛邊的所允許的最大間隙來確定。
2.利用型芯鑲件推桿等的配合間隙或?qū)Ｓ门艢馊艢猓?
3.有時為了防止制品與模個的真空吸附，而設(shè)計防真空吸附元件。
4.利用配合間隙排氣。
制件屬于中型制件，利用分型面和組合式的型芯型腔間隙與加開排氣槽進行排氣就可以滿足排氣要求。生產(chǎn)此模具在上模仁下表面加開排氣槽；在型腔頂面開一個排氣孔。此模具選擇1和4的排氣方法。 對于簡單型腔的模具，可以利用推桿、活動型芯與模板的配合間隙進行排氣。這種類型的排氣形式，其配合間隙不能超過0.05mm，一般為0.03-0.05mm.
圖3-3 排氣槽設(shè)計
3.5澆注系統(tǒng)的確定
3.5.1澆口位置的選擇
模具設(shè)計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模后還需進一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項原則：
1)盡量縮短流動距離
2)澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處
3)必須盡量減少熔接痕
4)應(yīng)有利于型腔中氣體排出
5)考慮分子定向影響
6)避免產(chǎn)生噴射和蠕動
7)澆口處避免彎曲和受沖擊載荷
8)注意對外觀質(zhì)量的影響。
根據(jù)本塑件的特征，綜合考慮以上幾項原則，澆口選在型腔的下壁處，選擇梯形澆口。
3.5.2分流道的選擇
為了避免塑料直接沖擊型芯，采用Z形分流道減少沖擊性。
3.5.3主流道的選擇
為了提高模具的壽命在注塑機與模具頻繁接觸的地方采用標準件澆口套，材料為CrWMn，熱處理以后的硬度為58-60HRC，主流道襯套和定模的配合形式為H7/m6的過渡配合為了防止?jié)部谔谆蝿咏匾欢斡蒙拜喦械?，這樣就可以保證它精確定位。如圖3-4所示：
圖3-4 澆口套
3.5.4冷料穴的選擇
由于采用的是普通注射模具，塑化的塑料在經(jīng)過流道時會冷卻固化，充填到型腔形成的制件達不到要求，所以采用冷料穴進行儲存冷料，可以在主流道和分流道末端開冷料穴。
澆注系統(tǒng)如圖3-5所示：
圖3-5 冷料穴設(shè)計
3.6抽芯機構(gòu)設(shè)計
該塑件兩側(cè)側(cè)有兩個6mm的圓孔，它們均垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具中取出，因此成型孔的零件必須做成活動的型芯，即需設(shè)置抽芯機構(gòu)。本模具采用彎銷抽芯機構(gòu).
（1）確定抽拔距。抽芯距一般應(yīng)大于成型孔（或凸臺）的深度，H=3㎜
為了能夠完全抽出，不破損制件，安全抽出，可取抽拔距S抽=5㎜
（2）確定彎銷傾角
根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)一般取=15°～25°，本例取=15°。
（3）確定彎銷的尺寸。采用經(jīng)驗值進行確定，如圖3-6所示：
圖3-6 彎銷
滑塊和導滑槽設(shè)計。滑塊采用普通的滑塊，倒滑槽采用直通式的，便于加工，并在滑塊側(cè)面開兩個孔安裝彈簧使彎銷與滑塊緊貼。倒滑槽采用兩個固定塊用螺釘進行固定在動模板上進行導滑?；瑝K兩側(cè)開出兩個掛臺進行導滑，限位螺釘進行限位滑塊行程，彎銷用螺釘固定在定模板上。如圖3-7所示：
圖3-7 彎銷的固定
3.7成型部件部件的設(shè)計
模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。
設(shè)計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等。根據(jù)塑件的尺寸，計算成型零件型腔的尺寸，確定型腔的組合方式，確定成型零件的加工、熱處理、裝配等要求，對關(guān)鍵的成型零件進行強度和剛度校核。
此成型零部件由公模仁、母模仁、型芯組成。
3.7.1成型零部件的工作尺寸計算
影響塑件尺寸精度的因素很多,概括地說,有塑件原材料,塑件機構(gòu)和成型工藝模具機構(gòu),模具制造和裝配,模具使用中磨損等因素，塑件原材料方面的因素主要是收縮率的影響。
模具成型零件的制造精度是影響，塑件尺寸精度的重要因素之一，模具成型零件的制造進度精度愈低，塑件尺寸精度也愈低。一般成型零件工作尺寸制造公差值取塑件公差值的1/3或取IT7-8級作為制造公差。
型腔徑向尺寸
型芯徑向尺寸
型腔深度尺寸
型芯高度尺寸
中心距尺寸
查《模具設(shè)計指導》表6-4得 POM收縮率1.2%--3.0%，平均收縮率為S=2.0%，取Δ/3。工作尺寸如表3.1。
表3.1 型腔、型芯主要工作尺寸
塑件的尺寸
成型零件的尺寸
型腔徑向
、、
、
型芯徑向
、、
、
型腔深度
、、
、
型芯高度
、、
、
其余尺寸不參與收縮率計算
3.8選取模架
由于模具需要側(cè)抽芯，需要有兩個分開面，為了簡化模具選取標準龍記模架為：
模胚類型：簡化細水口
型號： GCI
模胚規(guī)格：2330
定模座板：300X280X30mm
定模板：300X230X70mm
動模板：300X230X50mm
墊塊:300X44X80mm
動模座板:300X280X25mm
推板：300X140X20mm
推桿固定板：300X140X20mm
圖3-8 模架的選擇
3.9推出系統(tǒng)設(shè)計
注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮?，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構(gòu)，也稱頂出機構(gòu)。
脫模機構(gòu)的設(shè)計一般遵循以下原則：
1）塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。
2）由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點盡量靠近型芯，同時推出力應(yīng)施于塑件剛性和強度最大的部位。
3）結(jié)構(gòu)合理可靠，便于制造和維護。
本設(shè)計使用簡單的推桿脫模機構(gòu)，因為該塑件的分型面簡單，結(jié)構(gòu)也不復雜，采用推簡單的脫模機構(gòu)可以簡化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護帶來方便。在對脫模機構(gòu)做說明之前，需要對脫模力做個簡單的計算。推桿脫模機構(gòu)是最簡單、最常用的一種形式，具有制造簡單、更換方便、推出效果好等特點。推桿直接與塑件接觸，開模后將塑件推出。
脫模力計算
將塑件從包緊的型芯上推出所克服的阻力稱為脫模力，脫模力主要由塑件收縮包緊型芯 造成塑件與型芯的摩擦力。
脫模力Ft=Ap(cos-sin)+qA
式中 A——塑件包絡(luò)型芯的面積（mm）；
p——塑件對型芯單位面積上的包裹力，p取0.8X10～1.2X10Pa；
——脫模斜度
q——大氣壓力0.09Mpa；
——塑件對鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1～0.3；
A——制件垂直于脫模方向的投影面積（mm）。
Ft=1434.16+102.02=1536.18(N)
所需脫模力較大，結(jié)合制件結(jié)構(gòu)特點直徑、高度較大選用4根直徑3mm的推桿。
圖3-10 脫模機構(gòu)
3.10導向機構(gòu)
本模具采用導柱導套進行導向
3.11復位裝置
脫模機構(gòu)完成塑件頂出后，為進行下一個循環(huán)，必須回復到初始位置，才能合模進行下一次注塑成型。目前常用的復位形式主要有復位桿復位，彈簧復位。本模具采用復位桿復位，復位桿裝在與固定頂桿同一的固定板上，且各個復位桿的長度必須一致，復位桿端面高于模板平面0.5mm,復位桿設(shè)4根,位置在模具型腔和澆注系統(tǒng)之外。
3.12固定塊
為了使模具在裝運過程中，不使動、定模分離，造成事故，本模具在動定模板的一側(cè)設(shè)置了固定塊，其用螺釘將固定塊固定在動定模板上。
3.13停止銷
為了調(diào)整頂出板的平整性，需設(shè)置停止銷。
圖3-11 停止銷
3.14冷卻系統(tǒng)的確定
定模部分采用R4的水道，動模采用R6的水道進行冷卻。冷卻系統(tǒng)的排布方式如圖3-12所示：
圖3-12 水道
4 注塑機參數(shù)校核
4.1最大注塑量校核
注塑機的最大注塑量應(yīng)大于制品的重量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機的實際注塑量最好在注塑機的最大注塑量的80%。
所以，選用的注塑機最大注塑量應(yīng) 0.8
式中：——注塑機的最大注塑量，單位g。
——塑件的質(zhì)量，單位g，該產(chǎn)品=29.58g 。
——澆注系統(tǒng)的質(zhì)量，單位g，該產(chǎn)品= 3.45g。
故 （g）
而我們選定的注塑機注塑量為：125㎝3 所以滿足要求。
4.2鎖模力校核
> A
——熔融型料在型腔內(nèi)的壓力，（20～40Mpa）
A——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和 經(jīng)計算為2525 mm2
——注塑機的額定鎖模力
故 > A=40×2525/1000=101（KN）
我們選定的注塑機為：860KN滿足要求。
4.3模具與注塑機安裝部分相關(guān)尺寸校核
．模具閉合高度校核
模具實際厚度 ＝255.5 mm
注塑機最小閉合厚度=150
即>故滿足要求。
4.4模具開模行程校核
經(jīng)查資料型注射機XS-ZY-125的最大開模行程s=500mm,滿足下式計算所需的出件要求：
s>=+(5～10)mm
=78+10
=88mm
其中，為澆注系統(tǒng)高度。
4.5噴嘴尺寸
澆口套球面R13,噴嘴前端球面半徑R12故滿足要求。
此外，由于側(cè)分型抽芯距較短，不會過大增加開模式距離，注射機的開模行程足夠。
經(jīng)驗證XS-ZY-125型注射機能滿足使用要求，故可以采用。
5 模具裝配圖及工作原理
圖5-1 模具裝配圖
工作原理：合模后，熔融的塑料通過澆注系統(tǒng)進入到型腔，進行保壓冷卻一段時間；之后進行開模，隨著動模的后移定模座板與動模板先分離，而動模板和定模板在膠塞的作用下不分離，隨著開模的進行，側(cè)型芯在彎銷抽芯的作用下進行抽芯，抽芯完成之后，繼續(xù)分離直到在定距螺釘起作用為止；然后動定模分離，移動到一定距離里之后，推出系統(tǒng)在機器的作用下推著推板，推板推著推桿，推桿推出塑件和澆注系統(tǒng)的凝料。
6塑料模的裝配、試模與維修
6.1模具裝配
模具設(shè)有斜滑塊機構(gòu)，先安裝斜導柱，作為模具的裝配基準，裝配順序如下；
（1）裝配前按圖檢驗主要工作零件及其零件的尺寸。
（2）將彎銷壓入定模座板10中，保證倆彎銷的對稱度。
（3）裝配型芯，將型芯固定在公模仁上，保證垂直度。再將公模仁固定在動模板上。
（4）將母模仁裝入定模板中，保證垂直度。
（5）將斜滑塊用導滑塊裝在定模板上。
（6）以凹模為基準，斜導柱起導向定位作用，將側(cè)滑塊裝配在斜導柱上，使分型面密合。
（7）以凹模為基準將動?；鶞拾?6固定在動模故定板上。
（8）裝配其他輔助零件。
（9）裝配完成，試模。使配時以分型面密合作為模具的裝配基準
6.2試模
（1）試模前，先對設(shè)備的油路，水路以及電路進行檢查；
（2）選取的原料必須合格，根據(jù)選用的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱；
（3）開始試模時，應(yīng)該先選擇選定的壓力，溫度和注塑時間的條件下成型，制品不符合要求然后按壓力，注塑時間，溫度， 這樣的先后順序變動，注意一次只改變一個參數(shù)；
（4）在試模過程中作出詳細的記錄，并將結(jié)果填入試模記錄卡，注明模具是否合格，如果需要返修，提出返修意見；
（5）通過不斷的試模和返修，生產(chǎn)出合格的制件后，將模具清理干凈，涂上防銹油，入庫。
6.3試?？赡墚a(chǎn)生的問題及改善措施
試模中所獲得的樣件是對模具整體質(zhì)量的一個全面反映。以檢驗樣件來修正和驗收模具，是塑料模具這種特殊產(chǎn)品的特殊性。首先，在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應(yīng)當解決的問題。
6.3.1 粘著模腔
制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設(shè)計意圖相反，離開型芯一側(cè)，滯留于模腔內(nèi)，致使脫模機構(gòu)失效，制品無法取出的一種反?，F(xiàn)象。其主要原因是：
（1） 注射壓力過高，或者注射保壓壓力過高。
（2） 注射保壓和注射高壓時間過長，造成過量充模。
（3） 冷卻時間過短，物料未能固化。
（4） 模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮。
（5） 型腔內(nèi)壁殘留凹槽，或分型面邊緣受過損傷性沖擊，增加了脫模阻力。
6.3.2 粘著模芯
（1） 注射壓力和保壓壓力過高或時間過長而造成過量充模。
（2） 冷卻時間過長，制件在模芯上收縮量過大。
（3） 模腔溫度過高，使制件在設(shè)定溫度內(nèi)不能充分固化。
（4） 機筒與噴嘴溫度過高，不利于在設(shè)定時間內(nèi)完成固化。
（5） 可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進。
6.3.3粘著主流道
（1） 閉模時間太短，使主流道物料來不及充分收縮。
（2） 料道徑向尺寸相對制品壁厚過大，冷卻時間內(nèi)無法完成料道物
料的固化。
（3） 主流道襯套區(qū)域溫度過高，無冷卻控制，不允許物料充分收縮。
（4） 主流道襯套內(nèi)孔尺寸不當，未達到比噴嘴孔大0.5～1 ㎜。
（5） 主流道拉料桿不能正常工作。
一旦發(fā)生上述情況，首先要設(shè)法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護模具成型部位不受損傷。仔細查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對注射工藝進行合理調(diào)整；另一方面要對模具成型部位進行現(xiàn)場修正，直到認為達到要求，方可進行二次注射。
6.3.4 成型缺陷
當注射成型得到了近乎完整的制件時，制件本身必然存在各種各樣的缺陷，這種缺陷的形成原因是錯綜復雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主要原因來著手修正，逐個排出，逐步改進，方可得到理想的樣件。下面就對度模中常見的成型制品主要缺陷及其改進的措施進行分析。
注射填充不足
所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整的制件。這種現(xiàn)象極為常見。其主要原因有：
a. 熔料流動阻力過大
這主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利于熔料流動。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，避免采用半圓形、球缺形料道。熔料前鋒冷凝所致。塑料流動性能不佳。制品壁厚過薄。
b. 型腔排氣不良
這是極易被忽視的現(xiàn)象，但以是一個十分重要的問題。模具加工精度超高，排氣顯得越為重要。尤其在模腔的轉(zhuǎn)角處、深凹處等，必須合理地安排頂桿、鑲塊，利用縫隙充分排氣，否則不僅充模困難，而且易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。
c. 鎖模力不足
因注射時動模稍后退，制品產(chǎn)生飛邊，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。應(yīng)調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。
溢邊（毛刺、飛邊、批鋒）
與第一項相反，物料不僅充滿型腔，而且出現(xiàn)毛刺，尤其是在分型面處毛刺更大，甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺存在，其主要原因有：
a. 注射過量
b. 鎖模力不足
c. 流動性過好
d. 模具局部配合不佳
e. 模板翹曲變形
制件尺寸不準確
初次試模時，經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設(shè)計要求尺寸相差較大。這時不要輕易修改型腔，應(yīng)行從注射工藝上找原因:
a. 尺寸變大
注射壓力過高，保壓時間過長，此條件下產(chǎn)生了過量充模，收縮率趨向小值，使制件的實際尺寸偏大；模溫較低，事實上使熔料在較低溫度的情況下成型，收縮率趨于小值。這時要繼續(xù)注射，提高模具溫度降低注射壓力，縮短保壓時間，制件尺寸可得到改善。
b. 尺寸變小
注射壓力偏低、保壓時間不足，制在冷卻后收縮率偏大，使制件尺寸變?。荒剡^高，制件從模腔取出時，體積收縮量大，尺寸偏小。此時調(diào)整工藝條件即可。通過調(diào)整工藝條件，通常只能在極小范圍內(nèi)使尺寸京華，可以改變制件相互配合的松緊程度，但難以改變公稱尺寸。
c.調(diào)整措施
調(diào)整時應(yīng)注意調(diào)節(jié)進料速度，增加排氣孔，正確設(shè)計澆注系統(tǒng)。注意控制成型周期。
總 結(jié)
畢業(yè)設(shè)計是我們進行完了兩年的模具設(shè)計與制造專業(yè)課程后進行的，它是對我們?nèi)陙硭鶎W課程的一次深入、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(shè)計使我在溫習學過的知識的同時又學習了許多新知識，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(chǔ)課：如機械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測量、塑料模具設(shè)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(shè)計中。同時還使我更清楚了模具設(shè)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(jīng)濟性，加工工藝的合理性。
通過對盒蓋制件模具的設(shè)計，我對注塑模有了更為深刻的認識。在模具的設(shè)計過程中也遇到了一些難以處理的問題，雖然設(shè)計中對它們做出了解決 ，但還是感覺這些方案中還是不能盡如人意，都可以進行進一步的完善，使生產(chǎn)效率提高。
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(shè)計就相當于實戰(zhàn)前的一次演練。通過課程設(shè)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(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。
歷經(jīng)近幾個月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，敬請各位老師對我的設(shè)計過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請教各位老師有關(guān)模具方面的問題，并且和同學的探討，模具設(shè)計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(zhì)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(jīng)的一般過程，我對模具的認識過程亦是如此。經(jīng)過近一個月的努力，我相信這次課程設(shè)計一定能為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(chǔ)。
31
致 謝
在這次設(shè)計過程中得到了老師的幫助，我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師在這一段時間給予無私的幫助和指導，并向他們致于深深的敬意，對關(guān)心和指導過我各位老師表示衷心的感謝!
感謝母校——河南機電高等?？茖W校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學習及實踐環(huán)境，使我學到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。
感謝和我在一起進行課題研究的同窗同學，和他們在一起討論、研究使我受益非淺。
最后，我非常慶幸在三年的的學習、生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學，并感激師友的教誨和幫助！
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