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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題 目 頂蒸排氣三通管注塑模具設(shè)計(jì)
班 級(jí)＿ ＿
姓 名＿＿ ＿＿
指導(dǎo)教師＿＿ ＿＿＿
摘要
在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來(lái)模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造了良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見(jiàn)端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程分工協(xié)作要求的問(wèn)題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過(guò)程的3D分析將在我國(guó)塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國(guó)外差距甚大，在一定程度上制約著我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種。應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)，開(kāi)發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。
目前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)仍處于高速發(fā)展階段，國(guó)際上經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢(shì)日趨明顯，這為我國(guó)模具工業(yè)高速發(fā)展提供了良好的條件和機(jī)遇。一方面，國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)將繼續(xù)高速發(fā)展，另一方面，模具制造也逐漸向我國(guó)轉(zhuǎn)移以及跨國(guó)集團(tuán)到我國(guó)進(jìn)行模具采購(gòu)趨向也十分明顯。因此，放眼未來(lái)，國(guó)際、國(guó)內(nèi)的模具市場(chǎng)總體發(fā)展趨勢(shì)前景看好，預(yù)計(jì)中國(guó)模具將在良好的市場(chǎng)環(huán)境下得到高速發(fā)展，我國(guó)不但會(huì)成為模具大國(guó)，而且一定逐步向模具制造強(qiáng)國(guó)的行列邁進(jìn)。
關(guān)鍵詞：信息網(wǎng)絡(luò) 信息化 自動(dòng)化 綜合性
目錄
摘要··················································（2）
緒論··················································（4）
一.塑件分析···········································（5）
二.分型面的設(shè)計(jì)·······································（8）
三.注射機(jī)的選擇·······································（8）
四.根據(jù)制品尺寸，設(shè)計(jì)成型零部件·······················（10）
五．型腔壁厚計(jì)算······································（13）
六．澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)····································（13）
七.推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)·····································（17）
八．導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)································（18）
九.側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)·································（20）
十.溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算···························（22）
十一.模架的選擇·······································（22）
十二.設(shè)計(jì)說(shuō)明·········································（24）
十三.模具的裝配·······································（26）
十四.試?！ぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぃ?6）
十五.修?！ぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぃ?7）
后記··················································（29）
參考文獻(xiàn)··············································（30）
緒論
模具方面，中國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，為模具工業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的空間。模具行業(yè)在今后的發(fā)展中，首先要更加注意其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密度高的高檔模具得到更快的發(fā)展。我們的模具行業(yè)要緊緊地跟著市場(chǎng)的需求來(lái)發(fā)展。沒(méi)有產(chǎn)品的需求、產(chǎn)品的更新?lián)Q代，就沒(méi)有模具行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，也就沒(méi)有模具產(chǎn)品的上規(guī)模、上檔次。模具技術(shù)水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。
其次，要積極推進(jìn)中西部地區(qū)模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，努力縮小發(fā)達(dá)地區(qū)和不發(fā)達(dá)地區(qū)的差距。中西部很多地區(qū)已經(jīng)意識(shí)到模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)制造業(yè)的重要作用。
第三.要積極推進(jìn)模具企業(yè)特別是國(guó)有企業(yè)的體制創(chuàng)新，轉(zhuǎn)換經(jīng)營(yíng)機(jī)制，大力發(fā)展混合所有制經(jīng)濟(jì)，明晰產(chǎn)權(quán)和完善法人治理結(jié)構(gòu)。充分發(fā)掘企業(yè)發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力。要積極推進(jìn)中、西部工業(yè)基礎(chǔ)較好地區(qū)的制造業(yè)大中型企業(yè)主輔分離，使其模具車間、分廠在不太長(zhǎng)的時(shí)間里，采用多種有效實(shí)現(xiàn)形式，轉(zhuǎn)換機(jī)制，大力發(fā)展產(chǎn)權(quán)明晰、獨(dú)立自主經(jīng)營(yíng)，適應(yīng)市場(chǎng)運(yùn)作和模具生產(chǎn)快速反應(yīng)的現(xiàn)代專業(yè)模具企業(yè)，培養(yǎng)能代表行業(yè)水平的“龍頭”企業(yè)，帶動(dòng)地區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。
第四.用信息技術(shù)帶動(dòng)和提升模具工業(yè)的制造技術(shù)水平，是推動(dòng)模具工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。CAD／CAE／CAM技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用，快速原型制造技術(shù)的應(yīng)用，使模具的設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)生了重大變革。再有，模具的開(kāi)發(fā)和制造水平的提高，還有賴于采用數(shù)控精密高效加工設(shè)備，如五軸加工機(jī)床、高速銑等。超精加工手段也大量用于模具加工，當(dāng)前，模具加工技術(shù)的重點(diǎn)方向是無(wú)圖化生產(chǎn)、單件高精度并行加工、少人化或無(wú)人化加工和貫徹只裝不配少修的原則等。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用也已普遍。
在塑料模工業(yè)發(fā)展上，我國(guó)今后將扶植以下的發(fā)展方向：
1、提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。
2、在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來(lái)模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造了良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見(jiàn)端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程分工協(xié)作要求的問(wèn)題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過(guò)程的3D分析將在我國(guó)塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
3、推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且其常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此，開(kāi)發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。
4、開(kāi)發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。
5、提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國(guó)外差距甚大，在一定程度上制約著我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種。
6、應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。
7、研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測(cè)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。
一．塑件分析
1．塑件圖
此制品是三通管接頭，現(xiàn)實(shí)生活中經(jīng)常用到，是一個(gè)非常實(shí)際的產(chǎn)品。且生產(chǎn)綱領(lǐng)為：批量生產(chǎn)，所以我們采用注射模具注射成型。
塑件圖如下所示：
2.材料分析
本產(chǎn)品的成型工藝采用注射成型，產(chǎn)品材料為：黑色PP，聚丙烯。聚丙烯的主要特點(diǎn)是密度小，約為0.9～0.91g/cm3。它的力學(xué)性能如屈服強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度及硬度等，均優(yōu)于低壓聚乙烯，并有很突出的剛性，耐熱性較好?？稍?00℃以上使用。若不受外力，則溫度升到150℃也不變形?；旧喜晃?，并且有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，除對(duì)濃硅酸、濃硝酸外，幾乎都很穩(wěn)定。高頻電性能優(yōu)良，且不受溫度影響，成形容易。缺點(diǎn)是耐磨性不夠高，成形收縮率較大，低溫呈脆性。熱變形溫度亦較低根據(jù)材料特性，可做各種機(jī)械零件，如法蘭、齒輪、接頭、泵葉輪、汽車零件，化工管道及容器設(shè)備。并可用于制造襯里，表面涂層、錄音帶，醫(yī)療儀器及手術(shù)儀器等
1）查資料，PP塑料物理力學(xué)主要性能參數(shù)：
相對(duì)密度：0.90～0.91g/cm3
導(dǎo)熱系數(shù)：0.118(W·m^-1·K^-1)
線脹系數(shù)：9.8（10-5xl/k）
吸水率：0.01～0.03/（24h)/%
成型收縮率：1～2%
伸長(zhǎng)率：﹥200%
熔點(diǎn)：170～176 0C
摩擦系數(shù)：0.34
抗拉屈服強(qiáng)度：37MPa
拉伸強(qiáng)性模量：1.1～1.6MPa
彎曲強(qiáng)度：67MPa
體積電阻系數(shù)：>10^14Ωcm
沖擊強(qiáng)度：106.8～213.5
熱變形溫度：102～115℃，56～67℃
連續(xù)最高溫度：115℃
2）由資料查得PP的成型特性為：
1．聚丙烯成型收縮范圍大，易發(fā)生縮空、凹痕及變形；聚丙烯熱容量大，注射成型模具必須設(shè)計(jì)能充分進(jìn)行冷卻的冷卻回路；聚丙烯成型的適宜模溫為80℃左右，不可低于50℃，否則會(huì)造成成型塑件表面光澤差或產(chǎn)生熔接痕的缺陷，且溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生翹曲現(xiàn)象。
3．使用相應(yīng)的螺桿式注射機(jī)，在條件允許的情況下可給模具預(yù)熱。
4．結(jié)晶性料，吸濕性小，可能發(fā)生熔融破裂，長(zhǎng)期與熱金屬接觸易發(fā)生分解。
5．流動(dòng)性極好，溢邊值0.03mm左右。
6．冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)散熱緩慢
7．塑件應(yīng)壁厚均勻，避免缺口、尖角，以避免應(yīng)力集中
8. 查資料，模具使用一模兩件，模具使用側(cè)澆口，主流道為圓形截面，以減小摩擦阻力，設(shè)計(jì)合適的澆口位置。
4）查資料：PP的脫模斜度的推薦值及其它參數(shù)。
由于分型面在塑件中間且塑件的外觀為圓柱形，一半在定模，一半在動(dòng)模，所以不必考慮脫模斜度。
二．分型面的設(shè)計(jì)
打開(kāi)模具取出塑料制品或者澆注系統(tǒng)凝料的面稱之為分型面。分型面設(shè)計(jì)是型腔設(shè)計(jì)的第一步，它受塑件的形狀，壁厚，外觀，尺寸精度以及模具型腔數(shù)目，排氣槽，澆口位置等許多因素的影響。
1.分形面的形式：
與注射機(jī)開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向相垂直。
2.分型面的選擇：
a).分型面應(yīng)設(shè)計(jì)在塑件外型最大輪廓處；
b)分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模；
c）應(yīng)保證讓塑件的精度要求；
d)應(yīng)滿足塑件外觀質(zhì)量要求；
e)便于模具的加工制造；
f)分型面的選擇應(yīng)有利于排氣。
3.塑件的脫模
為了便于順利脫模，根據(jù)制品自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將制品留在動(dòng)模上；將側(cè)型芯留在動(dòng)模上；斜導(dǎo)柱留在定模上。
4．模具材料的確定
由于塑料制品材料為PP，粘度中等，綜合生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定使用Cr12材料為側(cè)型芯、型腔及其它成型零部件材料。
三．根據(jù)制品尺寸，設(shè)計(jì)成型零部件
所謂工作尺寸是指成形零件上直接用以成形塑件部位的尺寸，主要有凹模和型芯的徑向尺寸，凹模的深度和型芯的高度尺寸，中心距尺寸。
1．收縮率范圍：
塑件材料為PP，根據(jù)壁厚選擇其收縮率為1～2%
2．采用平均收縮率： S =1.5%
3．模具成型零件工作尺寸計(jì)算
公式一覽表：型腔類尺寸：60±0.3 30±0.2 φ10±0.2 φ13±0.2 φ9.6±0.2側(cè)型芯類尺寸：φ7±0.2 （注：由于是通孔所以側(cè)型芯的長(zhǎng)度與型腔的長(zhǎng)度一致）。其尺寸公差全部按照GB/T1804-m執(zhí)行。另取δz＝△/3 x=0.75 S=1.5%尺寸計(jì)算如下：
a：型腔半徑尺寸
φ10±0.2＝φ10.20-0.40
（Dm）0+δ＝[(1+S)Ds-x△] 0+δ＝[(1+0.015)×10.2-0.75×0.4] 0+δ
＝10.050+0.13
φ13±0.2＝φ13.20-0.40
（Dm）0+δ＝[(1+S)Ds-x△] 0+δ
＝[(1+0.015)×30.2-0.75×0.4] 0+δ
＝30.350+0.13
φ9.6±0.2＝φ9.80-0.40
（Dm）0+δ＝[(1+S)Ds-x△] 0+δ
＝[(1+0.015)×9.8-0.75×0.4] 0+δ
＝9.650+0.13
b：型腔長(zhǎng)度尺寸
30±0.2＝30.20-0.40
（Lm）0+δ＝[(1+S)Ls-x△] 0+δ
＝[(1+0.015)×30.2-0.75×0.4] 0+δ
＝30.360+0.13
60±0.3＝60.30-0.60
（Lm）0+δ＝[(1+S)Ls-x△] 0+δ
＝[(1+0.015)×60.3-0.75×0.6] 0+δ
＝60.760+0.2
c：型芯直徑尺寸
φ7±0.2＝φ6.80+0.4
(d) －δz0＝[(1+S)ds＋x△] －δz0
＝[(1+0.015)×6.8＋0.75×0.4] －δz0
＝6.9－0.130
四．注射機(jī)的選擇
從模具設(shè)計(jì)角度考慮，需了解注射機(jī)技術(shù)規(guī)范的主要項(xiàng)目有：最大注射量，最大注射壓力，最大鎖模力，模具安裝尺寸以及開(kāi)模行程。
1.注射量的計(jì)算：
初選注射機(jī)塑件外形體積的計(jì)算
1．根據(jù)UG數(shù)模測(cè)得塑件的體積為V＝4007.8 mm3
由于一模兩腔所以總的注射量為8cm3，
∴初選注射機(jī)的型號(hào)為：XS—ZY—125型號(hào)的螺桿式
2．注射機(jī)的有關(guān)工藝參數(shù)校核
a. 型腔數(shù)量的確定和校核
由于制品為小尺寸的塑件且大批量生產(chǎn)，為提高效率，采用一模二腔，能夠適應(yīng)生產(chǎn)的需要。
b.最大注射量的校核
nm+m1<=kmp
n——型腔的數(shù)量為2；
m——單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積，g/cm3;
m1————澆注系統(tǒng)所需塑件質(zhì)量或體積，g/cm3
k——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般為0.8；
mp——注射機(jī)允許的最大注射量g/cm3;系統(tǒng)凝料約為0.6cm3，則m1=0.6∴左邊=2×8+0.4=16.6右邊=0.8×125=100
∴左邊＜右邊
∴不等式成立∴注射量的標(biāo)準(zhǔn)符合要求。
c.鎖模力的校核：
Fτ=p(nA+A1)
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