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河南機電高等專科學校畢業(yè)設計/論文
1 緒 論
80年代以來，在國家產業(yè)政策和與之配套的一系列國家經濟政策的支持和引導下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國模具工業(yè)產值為245億，至2000年我國模具總產值預計為260-270億元，其中塑料模約占30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。
1.1我國塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀
我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生產照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產品的水平，而且還采用最新的齒輪設計軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達到了標準漸開線齒形要求。還能生產厚度僅為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等。注塑模型腔制造精度可達0.02～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質量、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50～1000萬次，交貨期較以前縮短,但和國外相比仍有較大差距.成型工藝方面，多材質塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結構和抽芯脫模機構的創(chuàng)新設計方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在29～34英寸電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設備及技術。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達20%以上，一般采用內熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達不到10%，與國外的50～80%相比，差距較大。 ?
在制造技術方面，CAD/CAM/CAE技術的應用水平上了一個新臺階，以生產家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國EDS的UGⅡ、美國Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國CV公司的CADS5、英國Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術對成型過程，如充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術經濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應國內模具的具體情況、能在微機上應用且價格較低等特點，為進一步普及模具CAD/CAM技術創(chuàng)造了良好條件。
近年來，國內已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20、3Cr2Mo、PMS、SM Ⅰ、SMⅡ等，對模具的質量和使用壽命有著直接的重大的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標準模架、標準推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應用，并且出現(xiàn)了一些國產的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標準化程度和商品化程度一般在30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達到70%-80%相比，仍有很大差距。
據(jù)有關方面預測，模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來進口模具中，精密、大型、復雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進口、提高國產化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材管接頭模具成為模具市場新的經濟增長點，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡模的發(fā)展速度也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產品方面，除了彩電等音像產品外，筆記本電腦和網(wǎng)機頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點。
整體來看，中國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質量、技術和能力等方面都有了很大進步，但與國民經濟發(fā)展的需求、世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口。在總量供不應求的同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。
1.2 國外塑料模的發(fā)展狀況
國外先進國家對發(fā)展塑料模很重視，塑料模比例一般占30%-40%。專業(yè)化、標準化程度高、設計和工藝技術先進，如模具CAD/CAM技術采用普遍，加工設備數(shù)控化率高等，模具生產效率高、周期短。國外，70%以上是商品化的。工藝裝備水平CAE技術在歐美已經逐漸成熟。在注射模設計中應用CAE分析軟件，模擬塑料的沖模過程，分析冷卻過程，預測成型過程中可能發(fā)生的缺陷。CAE技術在模具設計中的作用越來越大，意大利COMAU公司應用CAE技術后，試模時間減少了50%以上。一些壽命高的和高精度的模具拿制作模具的原材料來說，國內的材料很難達到大型、精密模具所需要的性能要求、CAE?CAD?CAM.CAPP等軟件很多都是國外的。拿塑封模具來說，國外一次可以加工出上百個型腔的模具，還有熱流道技術、氣輔成型這些工藝應用都很普遍。德國的模具很多采用熱流道技術，使用熱流道技術，產品的質量好，成型周期短，精度高。
本課題研究的思路：塑料蓋注塑模具設計.在設計中經過分析選用了“一模兩腔”的型腔排列方式，能夠滿足大批量的生產任務；澆口的設計過程中根據(jù)模具結構選擇了側澆口，在開模過程中能夠自動切斷澆口凝料，提高了生產效率；由于制件有側孔，需要設置側向分型抽芯機構，本模具中采用了斜導柱側向分型抽芯機構；在頂出機構的設計中，考慮到制件成型后由于收縮將包緊在型芯上，造成脫模力較大，為保證塑件的質量，采用了頂桿脫模；在合模時頂管必須在側型芯滑塊復位時提前退回復位，為避免側型芯與頂桿在合模過程中發(fā)生干涉，設置了彈簧式優(yōu)先復位機構，需要注意的是選用的彈簧要有迫使頂出機構復位的足夠力矩。
本課題設計進度的安排如下：
1.了解目前國內外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間15天；
2.確定加工方案，所用時間5天；
3.模具的設計，所用時間30天；
4.模具的調試．所用時間5天．
2 模塑工藝規(guī)程的編制
該塑件為線圈骨架，其零件如圖1如所示，本塑件的材料為ABS，生產類型為大批量生產。
圖1線圈骨架
2.1 塑件的工藝型分析
塑件材料為ABS，屬熱塑性塑料，ABS是由丙烯睛，丁二烯，苯乙烯共聚而成的，這三種組分的各自特性使ABS具有良好的綜合力學性能，丙烯睛使ABS具有良好的耐化學腐蝕性能及表面硬度，丁二烯使ABS堅韌，苯 乙烯使它具有良好的加工性和染色性能。ABS具有極好的抗沖擊性強度，且在低溫下也不迅速下降，有良好的機械強度和耐腐蝕性能，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有一定的硬度和對尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工，缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為90℃左右，耐氣候性差在紫外線作用下易變硬變脆。
ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；易產生熔接痕，模具設計時應注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚，熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件的精度高時，模具可控制在50—60℃之間，要求塑件在光澤和耐熱時應控制在60—80℃之間。
a 結構分析
要想獲得合格的塑料制件除選用塑料的原材料外，還必須考慮塑件的結構工藝性，塑件的結構工藝性與模具設計有直接關系，只有塑件設計滿足成型工藝要求，才能設計出合理的模具結構以防止成型時產生氣泡、縮孔、凹陷、及開裂等缺陷，達到提高生產率和降低成本的目的。
從零件圖上可以看出，在直徑方向兩端有凸緣，厚度為1.5MM，壁厚為1.5MM，總體高度為17MM。因此，模具設計時必須設置側向分型機構，該塑件屬于中等復雜程度。
從塑件壁厚來看，壁厚與凸緣高度均勻一致，有利于零件的成型，該塑件總體形狀為圓形。結構較簡單，不需要再做修改。
b 尺寸精度分析
塑件的尺寸精度與模具的制造精度，模具的磨損程度，塑件收縮率的波動及成型時工藝條件的變化，塑件成型后的時效變化和模具的結構形式等有關，因此，塑件的尺寸精度往往不高，應在保證使用要求的前提下盡可能選用低精度等級。
由于該塑件上尺寸公差均為未注尺寸公差, 未注尺寸公差為IT14。該零件的尺寸精度不高沒有太多的的精度要求，對應的模具相關零件的尺寸加工容易保證。
c 表面質量分析
該零件的表面除要求沒有缺陷，毛刺，內部無導電雜質外，沒有特別的質量要求：比較容易實現(xiàn)，綜上分析可以看出，注塑時在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件成型時要求可以得到保證綜上分析可以看出，注塑時在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。
2.2 計算塑件的體積和質量
計算塑件的質量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)。
計算塑件的體積：
V=V外-V內
=（2*1.5*π*192 +6*π*10.52 +8*π*9.52）-（6*π*9.52+11*π*82）
=3833.94mm3
計算塑件的質量：根據(jù)設計手冊查得ABS的密度為。
取P=1.05g/cm3
故零件的質量為：
M=VP=3833.94×1.05g=4.026g
由上述計算塑件的質量和考慮其外形尺寸，確定采用一模兩件的模具結構。還考慮其注塑壓力和工廠現(xiàn)有的設備等情況，并初步選用XS-ZY-125型注塑機。
2.3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定
查找相關文獻和參考工廠實際應用情況。查表1-62可知：XS-ZY-125型注塑機的工藝參數(shù)如下：
注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。
料筒溫度：后段溫度選用：
中段溫度選用：
前段溫度選用：
噴嘴溫度：選用
成型溫度：選用
注塑壓力：選用
成型壓力：選用
注塑時間：選用
保壓： 選用
保壓時間：選用
冷卻時間：選用
3 注塑模結構設計
注塑模結構設計主要包括：分型面的選擇，模具型腔數(shù)目的確定，型腔的排列方式，冷卻水道的結構布局，澆口位置設置，模具工作零件的結構設計，側向分型與抽芯機構的設計，推出結構的設計內容
3.1分型面的選擇
模具設計中，分型面選擇很關鍵，它決定了模具的結構，應根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。
該塑件為骨架塑件，表面質量無特殊要求，但在繞線過程中與工人的手指接觸較多，因此端面最好自然形成圓角。
選擇分型面的基本原則是應將分型面開設在塑件端面輪廓最大的部位，以便
順利脫模，此外還應根據(jù)塑件的使用要求和幾何形狀及結構特點加以綜合考慮，本制品的成型，采用拼塊形式當拼塊的投影面積較大時，會造成鎖模不緊，產生溢邊，因此最好將型腔設于動，定模上，在受力小的側面做抽芯，這樣即可降低模具的復雜程度，減少模具加工程度，又便于成型后出件。塑件分型面的選擇應保證塑件的質量要求，該塑件的分型面的位置如圖2所示。
圖2 分型面
其中該圖所示的分型面選擇（C—C）處，由于型心，不利于脫模；分型面選在軸線（B—B）處，結果會使塑件的表面留下分型面痕跡，影響塑件的表面質量；所以選擇塑件的大端底部（A—A），這樣的選擇使塑件的外表面可以在整體凹模型腔內成型，塑件的外表面光滑，塑件的脫模也方便。
3.2 確定型腔的排列方式
塑件形狀較簡單，質量較小，生產批量大，所以采用多型腔注射模具。采用一模二腔，平衡式的型腔布置，這樣的模具結構尺寸較小，制造加工方便，生產效率高，塑件成本較低。型腔布置如圖3所示
圖3型腔布置
采用該方式的優(yōu)點是便于設置側向分型抽芯機構，而且流量均勻模具結構簡單。缺點是熔料進入型腔后到另一端的料流長。
3.3 澆注系統(tǒng)設計
澆注系統(tǒng)是指模具從注塑機噴嘴起到型腔入口為止的塑料熔料的流動通道，或在此通道內冷凝的固體凝料，澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩大類
（1）澆注系統(tǒng)設計原則
澆注系統(tǒng)是注射模設計的一個重要環(huán)節(jié)，它對注射成型周期和質量（如外觀，物理性能，尺寸精度等）都有直接影響，設計時應遵循的原則是
①綜合考慮型腔布局，應注意以下三點：
A：盡可能采用平衡布置，以便設置平衡式分流道
B：型腔布置和澆口開設部位力求對稱，防止模具承受偏載而產生溢料現(xiàn)象
C：型腔排列盡可能緊揍，以減少模具外形尺寸。
②熱量及壓力塤失要小
③確保均蘅進料
④塑料耗量要少
⑤清除凝料
⑥排氣良好
⑦防止塑料出現(xiàn)缺陷
⑧塑件外觀質量
⑨生產效率
（2）流道設計
流道設計包括主，分流道及澆口，冷料穴的設計
a 主流道設計
主流道設計應注意下列事項：
（1）、主流道截面積的大小最先影響到塑料熔體的流速和充模時間。
（2）、為了便于取出主流道凝料，主流道應呈圓錐形，錐角約取。對流動性差的塑料可取到。
（3）、主流道出口端應有圓角，圓角半徑R越取0.3-3㎜。
（4）、主流道表壁的表面粗糙度應小于。
（5）、在保證制品成型的條件下，主流道長度應盡量短，以減小壓力損失和廢料量。
（6）、主流道進口端與噴嘴頭部接觸應做成凹下的球面，以便與噴嘴頭部的球面半徑匹配，否則容易造成漏料，給脫卸主流道凝料造成困難。
考慮到上述所要遵循的原則，根據(jù)手冊查得XS-ZY-125型注塑機噴嘴的有關尺寸。噴嘴孔徑：,噴嘴前端球面半徑:.根據(jù)模具主流道與噴嘴之間的關系:
取主流道球面半徑,取主流道的小端直徑
為了便于將凝料從主流道中拔出,應將主流道設計成圓錐形,錐角去.本塑件設計中選取錐角,經換算主流道大端直徑。為了使熔料順利進入分流道，可在主流道出料端設計半徑的圓弧過度。主流道表壁的表面粗糙度為。
b 主流道襯套設計
由于主流道要與高溫塑料熔體及注射機噴嘴反復接觸，因此大部分注塑模中，主流道部分常設計成可拆卸可更換的主流道襯套。選取材料為T8A，熱處理以后的硬度為53～57HRC，襯套的長度應與定模配合的厚度一致。主流道襯套和定模的配合形式為H7/m6的過渡配合。該模具澆口套選用標準件A型。形狀尺寸都采用標準。
形式如圖4所示:
圖4主流道襯套
c 分流道設計
由于分流道可將高溫高壓的塑料熔體流向從主流道轉換到模腔，所以，設計時不僅要求熔體通過分流道時的溫度下降和壓力損失都應盡可能小，而且還要要求分流道能平穩(wěn)均衡地將熔體分配到各個模腔。從這些要求出發(fā)，分流道應設計得很短而粗，但過短過粗時又會增加塑料的消耗量，并使冷卻時間延長，另外還會使模腔布置發(fā)生困難。
根據(jù)制品的體積、壁厚、形狀復雜程度、模腔的數(shù)量、型腔的排列方式、所用塑料的性能和為了便于加工，選用截面形狀為圓形的分流道，取。分流道的內表面粗糙度為，長度。
d 澆口設計
澆口是流道和型腔之間的連接部分，其基本作用使從流道來的熔融塑料以最快的速度進入并填充型腔，充滿后，并能迅速的冷卻封閉，以防止型腔內還未冷卻的熱料回流。
因為點澆口的長度很短，不超過其直徑，所以脫模后塑件上的澆口痕跡不明顯，不需要修正澆口痕跡。根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，在本模具設計中，澆口形式選用潛伏式澆口較為理想，該式除了具備點澆口的特點外，其進料澆口在塑件的內表面，不影響塑件外觀。
3.4 排氣系統(tǒng)設計
在注塑模具的設計過程中，必須考慮排氣結構的設計，否則，熔融的塑料流體進入模具型腔內，氣體如不能及時排出會使制件的內部有氣泡，甚至會產生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現(xiàn)廢品。
排氣方式有兩種：開排氣槽排氣和利用合模間隙排氣。
由于骨架注塑模是小型模具，可直接利用分型面進行排氣，而不需在模具上開設排氣槽。
3.5 抽芯機構設計
本例的塑件具有與一般側凹收縮和抽芯不同的特點，即在整個側表面周圍的大面積抽芯，塑件的徑向收縮不僅不對側凹成型零件被卡緊，這種塑件亦采用斜銷抽芯機構. 本模具采用斜銷抽芯機構. 抽芯機構形式如圖5：
圖5斜銷
3.5.1 確定抽芯距
(1) 確定抽芯距一般應大于成型孔的深度
S=SC+（2~3）mm
S——設計抽芯距
SC——臨界抽芯距，即側型芯抽到恰好與塑件投影不重合時所移動的距離。對于骨架類塑件，SC 可由下式計算：
SC=
SC==16.6mm
可取S=18mm
(2) 確定斜銷傾角
斜導柱的傾斜角 是斜抽芯機構的主要技術數(shù)據(jù)之一，它與抽拔力和抽芯距有直接的關系，一般取10°—25°。本例取20°。
(3) 確定斜銷的尺寸
可根據(jù)抽拔距，固定端模板的厚度，斜銷直徑及斜角大小確定：
L=L+L+L+L+L
=D/2×tana+h/cosa+d/2tana+S/sina+（5～10）
=16/2*0.36+h/0.94+12/2*0.36+18/0.34+5
式中L－斜導柱的長度
D-斜導柱固定部分臺肩直徑
a―斜導柱斜角
S-抽芯距
h-斜導柱固定板的厚度
由于斜導柱固定板的厚度尺寸還不確定，故暫選h＝25mm，如果設計中h有變化，則修正L的長度，取D=16，則L＝126,查表對應推薦的標準值則取L=130 d-斜導柱直徑斜導柱的直徑取決于抽拔力及傾角可按設計資料有關公式進行計算，本例可采用經驗估值，取斜導柱的直徑d=Ф12mm
3.5.2 滑塊與導滑槽設計
(1) 滑塊的選擇
側滑塊是斜導柱側向分型抽芯機構中的一個重要部件，它上面按有側向滑塊，注射成型時塑件尺寸的準確性和移動的可靠性都需要它的運動精度來保證。滑塊的結構形狀可以根據(jù)具體塑料和模具結構靈活設計，它分為整體式和組合式本例中側向抽芯機構，形狀為對開式瓣合模式側向分型，只做側向移動，所以易采用整體式結構，這樣選擇可以節(jié)省優(yōu)秀鋼材，且加工容易。
(2) 滑塊的導滑方式
為了確保側型芯可靠的抽出和復位，保證滑塊在移動過程中平穩(wěn)，無上下竄動和卡死現(xiàn)象?；瑝K在導滑槽必須很好的配合和導滑，根據(jù)模具大小，模具結構和塑件產量的不同而定為用整體式滑塊和整體式導滑槽，缺點是結構緊揍，制造較為困難，精度也難以保證。
為了提高滑塊的導向精度，裝配時可對導向槽或滑塊采用配磨，配研的裝配方法。
(3) 滑塊的導滑長度和定位裝置設計
本例中側抽芯距較短，故導滑長度只要符合滑塊在開模時的定位要求即可。
3.6 成型零件結構設計
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，成型零件還要求結構合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。
設計成型零件時，應根據(jù)塑料的特性和塑件的結構及使用要求，確定型腔的總體結構，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結構設計，計算成型零件的工作尺寸，對關鍵的成型零件進行強度和剛度校核。
(1）型芯的結構設計
型芯主要是與型腔相結合構成制件的形狀，來完成制件的成型，其結構圖見附錄。其材料選擇40Cr,GB3077,熱處理后HRC40-45。HB216-260。
(2）型腔的結構設計
該模具采用一模兩件的結構形式，考慮到加工的難易程度和材料的價值利用率等因素，型腔采用整體式結構，其結構圖見附錄。
4 模具設計的有關計算
成型零件的工作尺寸要保證成型塑料制品的尺寸，而影響塑料制品和公差的相當復雜，如模具的制造誤差，及模具的磨損，塑料成型收縮率的偏差及波動，溢料飛邊厚度及其波動，模具在成型設備上的安裝調整誤差，成型方法及成型工藝影響等。
表格一
尺寸
計算
公式
類別
制品
模具成型零件
Ⅰ
外表面（直徑，長度，寬度）
型腔內表面
％-
Ⅱ
內表面（直徑，長度，寬度）
型腔外表面
％-
Ⅲ
高度
與飛邊厚度無關的型腔高度
％-
Ⅳ
與飛邊厚度有關的型腔高度
％
Ⅴ
中心距
中心距
％
Ⅵ
其它（Ⅰ~Ⅴ類未包含的，如槽深，凸臺高等）
％+
成型零件的工作尺寸計算要考慮塑料制品的尺寸公差所成型塑件的收縮率。溢料飛邊厚度，塑料制品的脫模，模具制造的加工條件及可達到的水平等因素
查表得ABS的收縮率為s=0.4%～0.7%,故平均收縮率為 .
4.1 凹模的尺寸計算:
公式：
其中—塑料的平均收縮率， —塑件的外形最大尺寸(mm)，X—系數(shù),在這里因為工件尺寸較小,可取0.5，△—塑件尺寸的公差，考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件,模具制造公差為=△。
型腔高度尺寸：
型腔徑向尺寸：
型腔厚度尺寸：
4.2 凸模的尺寸計算 :
公式：
型芯深度尺寸：
型芯長度尺寸：
型芯小端直徑尺寸：
型芯大端直徑尺寸：
5 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計算
本塑件在注射成型時不要求有太高的模溫，因而在模具上不需要設加熱系統(tǒng)。但是，設計冷卻系統(tǒng)要遵循以下的設計原則：
1）、在保證模具材料有足夠的機械強度的前提下，冷卻水道盡可能設置在靠近型腔表面。
2）、在保證模具材料有足夠的機械強度的前提下，冷卻水道應安排得盡量緊密。
3）、冷卻水道的直徑應優(yōu)先采用大于，并且各個水道的直徑應盡量相同，避免由于水道直徑不同而造成的冷卻液流速不均。
4）、對于大、中型模具，由于冷卻水道很長，會造成較大的溫度梯度變化，導致在冷卻水道末端溫度上升很高，從而影響冷卻效果。
5）、冷卻液在模具中的流速，以盡可能高一些好，但就其流動狀態(tài)來說以湍流為佳。
6）、制品較厚的部位應特別加強冷卻。
7）、充分考慮所用的模具材料的熱傳導率。
考慮到以上要注意的原則，決定是否需要設計冷卻系統(tǒng)可作如下設計計算：
設定模具平均工作溫度為，采用的常溫水作為模具冷卻介質，其出口溫度為，產量為。
（1）求塑件在硬化時每小時釋放的熱量，查有關文獻得ABS的單位熱流量為40×104/㎏
（2） 冷卻水的體積流量V
有體積流量V查表可知所需的冷卻水道直徑非常小。
有上述計算可知，因為模具每分鐘所需要的冷卻水體積流量很小，故可以不設計冷卻系統(tǒng)，依靠具本身的間隙及空冷的方式來冷卻模具即可。
6 模具閉合高度的確定
在支撐和固定零件的設計中，根據(jù)經驗確定，定模座板。定模板動模板高，支撐板，動模座板。根據(jù)推出行程和推出機構的結構尺寸確定行程長（推件板+凹模高）。因而模具的閉合高度：
H=H1+H2+H3+H4+H5+H6
=20+30+30+25+55+38
=198mm
7 注塑機有關參數(shù)的校核
本模具的外形尺寸為。XS-ZY-125型注塑機模板最大的安裝尺寸為，故能滿足模具的安裝要求。
由上述計算模具的閉合高度，XS-ZY-125型注塑機所允許的模具最小閉合厚度，最大厚度，即模具滿足的安裝條件。
經查資料XS-ZY-125型注塑機的最大開模行程，滿足頂出要求。
此外，由于側分型抽芯距較短，不會過大增加開模距離，注塑機的開模行程足夠。
經過驗證，XS-ZY-125型注塑機能滿足使用要求，可以采用
8 繪制模具總裝配圖
本模具的總裝配圖見后頁，非標準零件工作圖略。
本模具的工作原理：模具安裝在注塑機上，動模固定在注塑機的動模板上，定模固定在注塑機的定模板上，合模后，注塑機通過噴嘴將融料經流道注入型腔，經保壓冷卻后塑件成型，模具打開，動模后退，帶動凹模滑塊一起后退，首先在Ⅰ—Ⅰ分型面分型，塑件隨滑塊一起后退，在逐漸后退的過程中，由于凹模滑塊在斜銷的作用下做Ⅱ—Ⅱ垂直分型面的二次分型，塑件脫離凹模型腔，動模繼續(xù)后退，最后頂桿推動頂件板把塑件推出，合模時隨分型面的閉合側型芯滑塊復位至型腔，同時復位桿也對推桿進行復位。
9 塑料模具的裝配與調試
塑料模具裝配時常用的裝配基準大致分為兩種，以塑料模中的主要工作零件如型芯、型腔和鑲塊等為裝配基準件，模具的其他零件都依靠裝配基準件進行順序裝配；有導柱，導套的模具，以模板側面為基準進行修配和裝配。
9.1塑料模零件組裝：
型芯壓入前,通常在固定板的孔口加工出工藝倒角或引入錐度，有利于型芯壓入組裝和保證型芯垂直度。將型芯尖角部位修成R0.3圓弧，或將固定板孔角部用鋸條修出槽，型芯壓入過程中要多次檢查型芯的垂直度和方位。然后按劃線加工定模固定板型孔，將預加工的型芯精修成型，將動定模固定板疊合在一起，使分型面緊密貼合，然后夾緊。下一步是將型芯壓入固定并配合緊密，裝配后，型芯外露部分要符合圖紙要求，分別將導套，導柱壓入定模，固定模并檢查導套，導柱的松緊程度，將定模上平面磨平，然后將動模固定板下平面磨平。再將滑塊型芯裝入導滑槽，并推至端面與定模定位面相接觸，將滑塊上固定螺釘，使滑塊與滑塊面均勻接觸，同時分型面間留有0.2mm的間隙，此間隙可用塞尺檢查。用壓力機將澆口套壓入定模板，將定模板，復鉆螺孔后，擰入螺釘和敲入銷釘緊固，將動模板，支架復鉆后擰入螺釘緊固。各部分裝配完成后，檢查制品，驗證模具質量狀況，發(fā)現(xiàn)問題可以調整。
導柱導套孔在整個模具裝配過程中的順序基本上有兩種：若選定型芯和型腔為裝配基準時，則導柱導套孔的加工順序應安排在完成型芯，型腔的組裝。合模后進行，若塑件結構形狀使型芯，型腔在合模后很難找正相對位置，或者模具設有斜滑塊機構時，則要先加工裝配導柱導套，作為模具裝配基準。
未淬硬模板上導柱導套孔的加工，可在坐標鏜床上分別加工或將動，定模板疊合在一起用工藝銷釘定位后在車床，立銑和鏜床上加工。
9.2裝配調試的工藝要求及注意問題：
1，試模前，應對零件的裝配過程再次檢查一遍，以防安裝模具過程中造成傷人，同時必須對設備的油路，水路進行檢查，并按規(guī)定作好開機前的準備。
2，開模試模時，原則上選擇在低壓，低溫和較長的時間條件下成型，然后按壓力，時間，溫度這樣的先后順序變動。
3，注射成型時，可選用高速和低速兩種工藝，一般在制件壁厚面大時采用高速注射成型。
4，對粘度高和熱穩(wěn)定差的塑件，采用較慢的螺桿轉速和略低的背壓加料和預塑，而粘度低和熱穩(wěn)定性好的塑料，可采用較快的螺桿轉速和略高的背壓。
5，試模后，將模具清理干凈，涂上防繡油，然后分別入庫和返修。
9.3試模過程中出現(xiàn)的問題及解決辦法:
1. 制件常見缺陷及解決辦法:
名稱
注塑機及成型條件問題
模具或材料問題
填充不滿
1 注塑機的注塑能力不夠
2.加料量不夠
3 注塑壓力太低
4 料溫太底使塑料溶體流動不好
5 注塑速度太慢
6 注塑機噴嘴有異物阻塞
1 澆口平衡不好
2 模具溫度太低
3 排氣不良
4 流道澆口過小
5 澆口流道有異物阻塞
6 塑料原料流動性不好
飛邊
1 注塑壓力太低
2 鎖模力不夠
3 加料量過大
4 料溫過高
5 保壓時間過長
1 模具配合面不嚴
2 成型期間塑料原料粘性太低
流痕
1 料溫太低使塑料流動性不好
2 注塑速度較低
3 注塑機噴嘴過小
4 保壓壓力不夠
1 模具溫度過低
2 模具冷卻不良
3 塑料流動性差
龜裂
1 注塑壓力過高
2 料溫太低導致流動不好
3 保壓壓力過高
4保壓時間過長
1 模具溫度過低
2 型腔設計不良
3 塑料粘性不良
4 塑料原料退火不良
空洞
1 注塑壓力過低
2 保壓壓力不夠
3 注塑速度過快或過慢
4 保壓時間短
1 模具排氣不良
2 壁厚設計不均
3 澆口位置不良
4 澆口澆道尺寸過小
5塑料原料收縮率大
2.成型過程中消除制品缺陷的辦法：
缺 陷
解 決 方 法
燒 蝕
降低加料量、注射壓力、注射速度。
熔接線
提高注射速度、模具溫度，加熱料筒溫度。
飛 邊
降低模具溫度、加熱料筒溫度、減小澆口尺寸。
填充不滿
提高注射速度、注射壓力，模具溫度，加熱料筒溫度，增大加料量。
縮坑
減少澆口尺寸、保壓時間和壓力，降低加料量、模具溫度。
表面不平
提高注射速度、模具溫度、注射壓力。
彎曲
提高保壓時間和壓力，降低模具溫度。
結論
畢業(yè)設計作為三年大學學習中極為重要的一部分，是衡量一個學生專業(yè)課水平的重要標志。畢業(yè)設計是我們所學課程的一次系統(tǒng)而深入的綜合性的總復習，是一次理論聯(lián)系實踐的訓練，也是我們步入工作前的一次檢驗。
就我個人而言，通過這次畢業(yè)設計，使我學習到了許多知識，對模具的設計與制造有了極為深刻的認識，是一次由理論向實踐的飛躍，回顧一個多月的設計生活，讓我感慨頗深，主要體會有以下幾點：
1、扎實的基礎課，專業(yè)課是模具設計的基礎
由于以前所學的課程難免有些理解不深，遺忘等，而本次設計又或多或少的用到了這些知識，從而迫使我認真扎實的學習了以前的課程，并加深了對這些課程的理解、真正有一種溫故而知新的感覺，如機械制圖中的各種線型的特點應用，材料力學中的應力校核，熱處理中各種材料與熱處理性能，公差配合與測量技術中公差的正確選用，模具的加工與制造技術。塑料模具的設計與制造步驟，模具材料的正確選用等。
2、理論與實踐相結合的重要性
以前的學習中，基本上是純理論的學習，雖然有金工實習、畢業(yè)實習等實踐的體味，但卻停留在表面上，沒有進行過真正的設計，從而使理論與實踐嚴重脫節(jié)，而現(xiàn)在我們是在經歷了金工實習、畢業(yè)實習后的一次真正的練兵。我認真回顧了以前所見所學的塑料模知識，在腦海里反復了思考了塑料模的步驟，然后開始到圖書館查資料作設計。在作設計的過程中，我才真正感覺到眼高手低的含義，同時也“窺一斑而知全豹”，自己的學習中的不足和薄弱環(huán)節(jié)暴露無遺，但是在老師們的幫助下以及自己的努力下，我終于克服了重重困難，使設計得以順利的進行。通過向老師們請教，我了解到設計要面向企業(yè)，面向市場的原則，畢業(yè)設計正是對實踐能力的一次強有力的訓練，是我們獨立工作的前湊，將對我們以后的工作產生深遠的影響。
3、對模具設計中的安全性，經濟性加深了認識
在設計工作中，要不斷對安全性進行分析，從操作者的角度進行設計，在設計中，需要考慮到模具的成本問題，經濟效益是工業(yè)生產的前提，成本的高直接決定了產品的競爭力，故在設計中盡可能的選用標準件。
4、電腦成為設計中重要的輔助工具。
由于工件形狀復雜，在設計中計算塑件的體積出現(xiàn)了很大的難度，后經蘇老師指點迷津，通過Pro/E繪圖和計算才得以解決。另外在繪零件和裝配圖時采用電腦也更方便快捷。采用電腦處理，精度高，方便快捷，在本次設計時，要求機械繪圖，電子文檔文本，從而對AUTOCAD的學習有了很大的進展，對WORD，WPS等各種文字處理工具有了更為熟練的操作，而模具CAD技術已成為該行業(yè)的發(fā)展趨勢，電腦終將成為設計的必備工具，這對提高學生的綜合素質著極為重要的現(xiàn)在意義。
5、設計態(tài)度直接決定著設計質量
畢業(yè)設計一般時間都足夠，但足夠的時間不一定都能設計出優(yōu)秀的模具。這就除了能力水平的問題外，極為重要的一點便是態(tài)度問題，作為學生必須要態(tài)度謙虛、工作認真、勤學好問、實事求是，才能正確對待設計，才有可能取得設計的圓滿成功。
總之，通過畢業(yè)設計使我對模具的設計與制造有了更深的認識，得到了許多有益的啟示，這對畢業(yè)后的過渡轉變有極重要的影響。在以后的工作中，我將繼續(xù)保持謙虛謹慎的工作作風，揚長避短，多與人交流，提高自己的個人素質和技能積累經驗，誠實守信，爭取在事業(yè)上更上一層樓，芝麻開花—節(jié)節(jié)高。
致謝
時光如電，歲月如梭，三年的大學生活即將結束，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學踏入不是很熟悉的社會中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科院校的學生，做畢業(yè)設計是一件必不可少的事情。
畢業(yè)設計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識非常廣泛，很多都是書上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設計計算，這些都要靠自己運用自己的思維能力去解決，可以說，沒有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復雜的工作。
在學校中，我主要學的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設計就相當于實戰(zhàn)前的一次總演練。畢業(yè)設計不但把我以前學的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，也使我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驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎。
由于本人資質有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設計中難免要遇到很多難題，在有課程設計的經驗及老師的不時指導和同學的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設計日趨完善。畢業(yè)設計雖然很辛苦，但是在設計中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨立設計的能力，使我受益匪淺，我相信這些經驗對我以后的工作一定有很大的幫助，而且也鍛煉我的吃苦耐勞的精神，讓我在這個競爭的社會里有立足之地。
最后，我衷心感謝各位老師特別是我的指導老師蘇光老師在這一段時間給予我無私的幫助和指導，并向你們致意崇高的敬意，以后到社會上我一定努力工作，不辜負你們給予我的知識和對我寄予的厚望！
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