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湖南省湖南大學(xué)衡陽分校
2003級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)
系別：機(jī)械工程系
專業(yè)：模具設(shè)計(jì)與制造
學(xué)號(hào)：2003103225
設(shè)計(jì)：鄒來平
指導(dǎo)：張蓉
目 錄
前言………………………………… 1
緒論………………………………… 4
一 零件的工藝分析……………………… 10
二 模具設(shè)計(jì)計(jì)算過程…………………… 25
三 模具零件的加工及制造要求………… 31
四 參考文獻(xiàn)……………………………… 32
五 心得體會(huì)……………………………… 34
前 言
畢業(yè)設(shè)計(jì)是在修完所有大學(xué)課程之后的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。本次設(shè)計(jì)的課題是連接套筒的雙型腔注射模設(shè)計(jì)，它是對以前所學(xué)課程的一個(gè)總結(jié)。
在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中，模具的地位及其重要性日益被人們所認(rèn)識(shí)。模具工業(yè)作為進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力之一，正推動(dòng)著整個(gè)工業(yè)技術(shù)向前邁進(jìn)！模具就是“高效益”，模具就是“現(xiàn)代化”之深刻含意，也正在為人們所理解和掌握。當(dāng)塑料品種入其成型加工設(shè)備被確定之后，塑料制品質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，模具因素約占80％。由此可知，推動(dòng)模具技術(shù)的進(jìn)步應(yīng)刻不容緩！塑料模具設(shè)計(jì)技術(shù)與制造水平，常標(biāo)志一個(gè)國家工業(yè)化發(fā)展的程度。由此可知，塑料模具設(shè)計(jì)，對于產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量的重要性是不言而喻的。
對于一個(gè)模具專業(yè)的畢業(yè)生來說，對塑料模的設(shè)計(jì)已經(jīng)有了一個(gè)大概的了解。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用多學(xué)科理論、知識(shí)和技能，以解決較復(fù)雜的工程實(shí)際問題的能力，主要包括設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)研究方案的分析論證，原理綜述，方案方法的擬定及依據(jù)材料的確定等。它培養(yǎng)了我樹立正確的設(shè)計(jì)思想，勇于實(shí)踐、勇于探索和開拓創(chuàng)新的精神，掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，適應(yīng)社會(huì)對人才培養(yǎng)的需要。
畢業(yè)設(shè)計(jì)這一教學(xué)環(huán)節(jié)使我獨(dú)立承擔(dān)實(shí)際任務(wù)的全面訓(xùn)練，通過獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)的全過程，培養(yǎng)了我的實(shí)踐工作能力。另外，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)還必須具備一定的計(jì)算機(jī)應(yīng)用的能力，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中都應(yīng)結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)課題利用計(jì)算機(jī)編制相應(yīng)的工程計(jì)算、分析和優(yōu)化的程序，如利用Pro／ENGINEER 2001軟件進(jìn)行塑件的3D造型、塑件的分模等，同時(shí)還具備必要的計(jì)算機(jī)繪圖能力，如利用AutoCAD 2000軟件進(jìn)行二維圖的繪制。
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)除了對知識(shí)和能力培養(yǎng)的收獲感受外，還得到思想道德方面的鍛煉。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我感受到了作為一名高級(jí)工程技術(shù)人員應(yīng)該具備的基本精神，需要強(qiáng)化的工程實(shí)踐意識(shí)，以及對設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量要負(fù)責(zé)，具有高度的責(zé)任感，樹立實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)，并嚴(yán)格遵守規(guī)章制度。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)得到了廣大老師和同學(xué)的幫助，在此一一表示感謝！由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺少，設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤在所難免，望老師和同學(xué)們批評指正。
緒 論
我國模具技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
一、現(xiàn)狀
改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。
隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。近年來許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿ΑＲ恍﹪鴥?nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件。
雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等。
二、模具的未來發(fā)展趨勢
模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)：
（1）全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)
模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。
（2）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)
高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。
（3）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度
我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為80%左右。
（4）優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)
選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。
加入世貿(mào)組織后，我國將獲得一個(gè)更加穩(wěn)定的國際經(jīng)貿(mào)環(huán)境，從而有利于我國的改革開放．有利于我國與各國、各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)貿(mào)易合作，有利于世界經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。我國在制定法律法規(guī)時(shí)要遵守WTO的規(guī)則，增加透明度，減少行政干預(yù)等；在市場開放方面，需要逐步降低關(guān)稅，取消非關(guān)稅措施，開放服務(wù)業(yè)市場等。這無論在觀念上還是在體制上都會(huì)帶來一定的變化。我國加入 WTO同時(shí)也將為各國、各地區(qū)的貿(mào)易伙伴提供更好、更穩(wěn)定的市場進(jìn)入機(jī)會(huì)。使我國的投資環(huán)境將更為寬松、透明、穩(wěn)定，我國的利用外資領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步擴(kuò)大，我國的市場體系將更加完善和發(fā)達(dá)。國內(nèi)和國外模具企業(yè)都可以從中得到更多的機(jī)會(huì)和收益。
由于國內(nèi)某些模具在技術(shù)上和質(zhì)量上與國外先進(jìn)水平存在著較大的差距，使短期內(nèi)國內(nèi)模具難以與國外先進(jìn)模具的抗衡。這對我國模具產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生一定的沖擊。另一方面也促進(jìn)國內(nèi)行業(yè)優(yōu)化資源配置、調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、提高社會(huì)勞動(dòng)效率，促使企業(yè)苦練內(nèi)功，提高管理水平。應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到競爭才會(huì)帶來更快的發(fā)展．只要發(fā)揮自身優(yōu)勢，減少技術(shù)差距，我國的模具必將逐步占領(lǐng)國內(nèi)市場，并拓展國際空間。?
. 儀器連接板
1工藝性分析
材料：
ABS塑料
基本特性：ABS是由丙烯腈、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(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS無毒、無味，呈微黃色，成形的塑料件有較好的光澤。密度為1.02～1.05g/cm3。
ABS有極好的抗沖壓強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70°C左右，熱變形溫度為93°C左右。耐氣候性差，在紫外線作用下變硬變脆。
?主要用途：ABS廣泛用于水表殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具等。
?成型特點(diǎn)：ABS在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力比較高，塑料上的脫模斜度宜稍大，ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減少澆口對流道的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在50～60°C，要求塑件光澤和耐用時(shí)，應(yīng)控制在60～80°C。（具體參數(shù)見下頁）
3. 產(chǎn)品工藝性與結(jié)構(gòu)分析
(1) 尺寸的精度
塑件的尺寸公差推薦值參考《模具設(shè)計(jì)與制造手冊》的2-17，塑件的精度等級(jí)參考表2-18。
表二：建議采用的精度
材料
高精度
一般精度
低精度
ABS
3
4
5
作為一個(gè)鼠標(biāo)的一個(gè)外殼，其精度不必太高，故選用一般精度IT4。塑料制件公差參考教材《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表3-8（SJ1372-78）
具有韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能，絕緣性能好，耐化學(xué)腐蝕性，尺寸穩(wěn)定性，表面光澤性好，易涂裝和著色，但耐熱性不好，耐候性較差。密度=1.02~~1.05
收縮率：
ABS：（抗沖）0.3~0.8 （耐熱）0.3~0.8 （30﹪玻璃纖維） 0.3~0.6成型溫度和模溫。成型溫度：~ 模溫：~
ABS的注射工藝參數(shù)
注射類型
螺桿式
螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）
30~60
噴嘴形式
直通式
溫度（℃）
190~200
料筒溫度
前段 （℃）
200~210
中段? （℃）
210~230
后段? （℃）
180~200
模具溫度（℃）
50~80
注射壓力（MPa）
70~120
保壓力（MPa）
50~70
注射時(shí)間（S）
3~5
保壓時(shí)間（S）
15~30
冷卻時(shí)間（S）
15~30
成型周期（S）
40~70
該塑件的尺寸較小，一般精度等級(jí)，為降低成型費(fèi)用，采用一模多腔，并不對制品進(jìn)行后加工。
為滿足制品的要求與提高成型效率采用潛伏式澆口。
為了方便加工和熱處理，型腔與型芯部分采用并鑲結(jié)構(gòu)。
2.確定型腔數(shù)目
（1） 型腔數(shù)量的確定。要點(diǎn)：既要保證最佳的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性，技術(shù)上又要充分保證產(chǎn)品的質(zhì)量，也就是應(yīng)保證塑料件最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。
1）塑料制作的批量和交貨周期方面：該塑件（鼠標(biāo)底蓋）是大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，交貨周期要短，使用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件。
2）質(zhì)量控制要求方面：該塑件不屬于高精度生產(chǎn)要求的產(chǎn)品，精度要求不高采用多型腔有較高的生產(chǎn)效率。
3）塑料品種和其他方面：該塑件所用塑料為ABS工程塑料，流動(dòng)性能好；澆口位置在靠近塑件邊緣上，另外塑料尺寸小，形狀簡單。
經(jīng)過以上分析所得，總結(jié)出：采用一模兩腔是最佳形式，具有最佳的經(jīng)濟(jì)性。
2. 型腔的布局
要點(diǎn)：型腔的排布與澆注系統(tǒng)布置密切相關(guān)，型腔排布應(yīng)使每個(gè)型腔都通過澆注系統(tǒng)從總壓力中均等地分得所需的足夠壓力，以保證塑料熔體同時(shí)均勻地充滿每個(gè)型腔，使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能最短，盡可能地采用平衡的流道和合理的澆口尺寸以及均勻的冷卻等。
經(jīng)分析確定的型腔布局為平衡式型腔布局：
根據(jù)塑件的生產(chǎn)批量及尺寸精度要求采用一摸八腔。
按照圖塑料圖所示尺寸(小狗.槽等部位簡化)近似計(jì)算:
塑件體積：=16
查表塑料ABS的密度為(注射級(jí)密度為1.05)
單件塑件重量: =161.05=16.8g
3.型腔.型心工作部位尺寸的確定
查表ABS塑料的收縮率是：0.3~0.8
平均收縮率：S=(0.3+0.8)/2=0.55
型腔工作部位尺寸:
型腔徑向尺寸:
型腔深度尺寸:
型心徑向尺寸:
型心高度尺寸:
中心距尺寸:
式中 :
: 塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸
：塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸
：塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸
：塑件內(nèi)型深度基本尺寸的最小尺寸
：塑件中心距離基本尺寸的平均尺寸
：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)果如圖所示
通常,制品中1mm和小于1mm并帶有大于0.05mm公差的部位以及2mm和小于2mm并帶有大于0.1mm公差的部位不需要進(jìn)行收縮率計(jì)算
4.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
(1)確定分型面位置
該塑件的結(jié)構(gòu)如圖所示,在雙點(diǎn)劃線所示區(qū)域以外表面有一處高為5mm.斜度為的外表面,根據(jù)起特點(diǎn)及表面質(zhì)量要求,采用階級(jí)分型面.在發(fā)生變化的部位要制成一定的角度,以免合摸時(shí)發(fā)生碰傷,可以利用制品中的角度作為分型面發(fā)生變化的部位,如圖所示
(2)確定澆口形式及位置,
為了提高成型效率,,采用側(cè)式澆口,并避開了制品高光亮區(qū)域.澆口尺寸與位置
澆口直徑可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算
式中
d: 澆口直徑
: 塑件在澆口處的壁厚
A:型腔表面積
(澆口直徑也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)直取 d=1mm)
澆口錐角取
澆口傾斜角取
(3.)型腔位置的排部
該件采用一摸四腔的結(jié)構(gòu)形式,那么澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量采用從主流到各個(gè)型腔分流道的形狀及尺寸相同的設(shè)計(jì),即型腔平衡式不止的形式,
4.選用模架
(1)型腔強(qiáng)度和剛度的計(jì)算
為了方便加工和熱處理,其型腔鑲件可分為三部分,如圖
從圖可以看出,型腔為整體式.因此,型腔的強(qiáng)度和剛度按型腔為整體式進(jìn)行計(jì)算.由于型腔壁厚計(jì)算比較麻煩,也可以參考經(jīng)驗(yàn)推薦數(shù)據(jù).
查本書表型腔側(cè)壁厚S=25mm
5.初選注射機(jī)
1) 注射量:該塑料制件單件重
澆注系統(tǒng)重量的計(jì)算可根據(jù)圖澆注系統(tǒng)尺寸先計(jì)算澆注系統(tǒng)的體積
粗略計(jì)算澆注系統(tǒng)重量
總體積
總重量
聚苯乙烯的密度為 ABS塑料密度為 1.02~1.05
滿足注射量 /0.80
式中
:額定注射量
:塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和
/0.80=14.89/0.80=18.62
或滿足注射量 /(*0.8)
式中
:額定注射量
:塑件與澆注系統(tǒng)凝料的重量和
:聚苯乙烯的密度
:塑件采用塑料的密度
2)注射壓力
查表 ABS塑料成型時(shí)的注射壓力=70~90MPa
3)鎖模力:
pF
式中
P:塑料成型時(shí)型腔壓力 ABS塑料的型腔壓力
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)及各部分型腔在分型面上的投影面積
F=1600
pF=30*1600=48000kN
根據(jù)以上分析.計(jì)算 查表 初選注射機(jī)型號(hào)為:XS-Z-30
注射機(jī)有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下
最大開合模行程S 160
模具最大厚度 180
模具最小厚度 60
噴嘴圓弧半徑 12
噴嘴孔直徑 2
動(dòng).定模板尺寸 250*280
拉桿空間 235
(3)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尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格.查表選用
-160160-27-Z2 GB/T 12556。1-1990
定模板厚度 A=30mm
動(dòng)模板厚度 B=37mm
墊塊厚度 C=130mm
模具厚度 =40+A+B+C=237mm
模具外形尺寸 250*240*225
6.校核注射機(jī)
(1)注射量.鎖模力.注射壓力.模具厚度的校核.由于在初選注射機(jī)和選用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)是根據(jù)以上四個(gè)技術(shù)參數(shù)及計(jì)算壁厚等因素選用的,所以注射量.鎖模力.注射壓力.模具厚度不必進(jìn)行校核,已符合所選注射機(jī)要求
(2)開模行程的校核
注射機(jī)最大開模行程
S
式中
:塑料制品高度
:澆注系統(tǒng)高度
主流道和分流道位于件的下方,所以
=56mm
故滿足要求
(3)模具在注射機(jī)上的安裝
從標(biāo)準(zhǔn)模架外型尺寸看小于注射機(jī)拉桿空間,并采用壓板固定模具,所以所選注射機(jī)規(guī)格滿足要求
分型面
分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要應(yīng)素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切的關(guān)系，并且直接影響到塑料熔體的流動(dòng)充填特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注塑模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。
選擇分型面時(shí)一般應(yīng)尊循以下幾項(xiàng)基本原則：
分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處；
確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模；
保證塑件的精度要求；
滿足塑件外觀質(zhì)量的要求；
便于模具的加工與制造；
對成型面積的影響；
排氣的效果的考慮；
對側(cè)向抽芯的影響。
根據(jù)分型面選擇的原則，通過綜合分析比較，確定以下的兩個(gè)方案：單分型面和雙分型面。
選用單分型面的優(yōu)點(diǎn)：使模具的結(jié)構(gòu)簡單化，減小模具的厚度，也節(jié)省了模具材料，且在脫模后塑料制件的外表面無澆口的痕跡。進(jìn)料的距離也大大的縮短了
經(jīng)查該塑件用單分型面
從給出的塑料制件看，既要保證塑件的外觀要求，又要考慮澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的幾項(xiàng)原則，因此：
（1） 主流道和澆口套的設(shè)計(jì)
主流道設(shè)計(jì)成圓錐型,其錐角為-內(nèi)壁粗糙度Ra取0.4um
分流道截面設(shè)計(jì)成圓形截面,加工較容易,且熱量損失與壓力損失不大,為常用模式.圓形截面分流道的直徑可根據(jù)塑料的流動(dòng)性等因素確定,該塑料件采用ABS塑料,流動(dòng)性為中等,所以選圓形截面.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分流道的直徑可取5-6mm
根據(jù)型腔在分型面上的排布情況可分為一次分流道和二次分流道.設(shè)計(jì)參數(shù),
根據(jù)以上設(shè)計(jì)參數(shù)校核流動(dòng)比
試中：
：流動(dòng)距離比
：模具中各段料流通道及各段模腔的長度(mm)
：模具中各段料流通道及各段模腔的截面厚度(mm)
=42.13
因?yàn)橛绊懥鲃?dòng)比的因素主要是塑料的流動(dòng)性,ABS塑料與聚甲醛的流動(dòng)性均為中等,查表可參考聚甲醛的允許流動(dòng)比 所以
為了便于凝料從主流道中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，內(nèi)壁必須光滑，表面粗糙度應(yīng)為Ra0.4。由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所有模具的主流道部分通常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套，簡稱澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材（如T8A等）單獨(dú)加工和熱處理（硬度為HRC53～57）。由于在澆口套的小端設(shè)計(jì)有分流道，必須要止轉(zhuǎn)，所有澆口套設(shè)計(jì)成整體嵌入式，大端用螺絲堅(jiān)固在定模固定板上。
d = 注射機(jī)噴嘴直徑 + 1 = 3 mm
SR = 噴嘴球面半徑 + 2 = 14 mm
h 球面配合高度 = 5 mm
D取 6 mm
（2）分流道的設(shè)計(jì)
分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動(dòng)過程中壓力損失盡可能小，能使塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。
在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到以上的原則有兩種設(shè)計(jì)形式：圓形截面分流道和梯形截面分流道。下面是這兩種形式的比較：
圓形截面分流道的優(yōu)點(diǎn)：在相同截面積的情況下，其比面積最小，它的流動(dòng)性和傳熱性都好。
圓形截面分流道的缺點(diǎn)：其的加工要以分型面為界分成兩半進(jìn)行加工才利于凝料脫出，這種加工的工藝性不佳，其模具閉合后難以保證兩半圓對準(zhǔn)。
梯形截面分流道的優(yōu)點(diǎn)：容易加工，且塑料熔體熱量散失及流動(dòng)阻力均不大。
比較以上的兩種形式，再考慮加工的經(jīng)濟(jì)性，采用梯形截面分流道更符合設(shè)計(jì)的要求，故本模具的分流道設(shè)計(jì)形式采用了梯形截面分流道的形式。查《模具設(shè)計(jì)與制造手冊》P401表2-49常用分流道的尺寸推薦值：
α=80；過度圓角R=1㎜；B=6㎜；H=4㎜。
選用圓形截面的流道，雖工藝性不佳，但流動(dòng)性，傳熱性等方面都好，流道也盡量做到最短，以減少熱量和壓力的損失。
經(jīng)產(chǎn)品的精度得澆口用
7.推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
(1)推件力的計(jì)算
=Ap(cos-sin)+q
式中
A:塑件包羅型心的面積
P:塑件對型心單位面積上的包緊力
:脫模斜度
q:大氣壓力
:塑件對鋼的摩擦系數(shù)
:制件垂直于脫模方向的投影面積
A1143.48
=3970.8N
(2)確定頂出方式及頂干位置
根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點(diǎn),確定在只哦的四個(gè)角上設(shè)置四根普通的圓頂干,并在制品圖中的6mm(內(nèi)孔4mm)圓住處采用頂管頂出的方法如圖
對于流道的固化塑料也設(shè)置拉料干和頂出干,如圖
普通的圓形稈按選用3mm*125mm,均可滿足頂干剛度要求
查表,選用型號(hào)的圓形頂桿16根;選用6mm*100mm型號(hào)的圓形頂桿4根.由于件較小,推出裝置可不設(shè)導(dǎo)向裝置.
7.冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
由于制品平均壁厚為2mm,制品尺寸又較小,確定水孔直徑為8mm
由于冷卻水道的位置.結(jié)構(gòu)形式.孔徑.表面狀態(tài).水的流速.模具材料等等很多因素都會(huì)影響模具的熱量向冷卻水傳遞,精度計(jì)算比較困難.實(shí)際生產(chǎn)中,通常都是模具的結(jié)構(gòu)確定冷卻水路,通過調(diào)節(jié)水速來滿足要求
由于動(dòng)摸.定摸均為鑲并式,受結(jié)構(gòu)限制,冷卻水路布置
8.排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
由于制品尺寸較小,利用分型面和推桿.推管的配合間隙排氣即可
9.按要求繪制裝配圖
模具零件的加工
1.塑料模具制造技術(shù)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，制造時(shí)應(yīng)達(dá)到以下技術(shù)要求：
（1）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。
（2）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
（3）模具的功能必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求
（4）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)試模存在問題進(jìn)行修整，直至試出合格的成型件為止。
2.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0.3mm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，其孔按H13，軸按h13，長度按J14。
（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。
3.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，允許低于分型面不大于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。
（4）制品同一表面的成型腔分布在上、下?；騼赡r(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)保持周圍均勻。
（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)。
4.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。
5.零件加工
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以內(nèi)。因此，必須用坐標(biāo)鏜床對動(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，在車床、銑床或鏜床上進(jìn)行鏜孔。成型零部件采用優(yōu)質(zhì)碳素工具T8A鋼，強(qiáng)度高，耐磨性好，熱處理變形小，有時(shí)還要求耐腐蝕，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。
型腔的加工：把成型面的曲面圖通過計(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。
導(dǎo)柱導(dǎo)套加工：孔徑與導(dǎo)柱相配，一般采用H7/m6，為了保證導(dǎo)向作用，要求導(dǎo)柱、導(dǎo)套的配合間隙小于凸、凹模之間的間隙。外徑與上模座相配，采用H/r過盈配合，另一端則與導(dǎo)套滑動(dòng)配合。為了保證導(dǎo)向精度、加工時(shí)除了使導(dǎo)柱、導(dǎo)套的配合符合尺寸精度要求外，還應(yīng)滿足配合表面間的同軸度，即導(dǎo)柱兩個(gè)外圓表面間的同軸度以及導(dǎo)套外圓與內(nèi)孔表面的同軸度要求。為了使導(dǎo)柱、導(dǎo)套的配合表面硬而耐磨而中心部分具有良好韌性，用T8A，表面耐磨、有韌性、抗彎曲。不易折斷，熱處理：表面淬火，低溫回火≥55HRC。導(dǎo)柱在熱處理后修復(fù)中心孔，最后進(jìn)行磨削時(shí)，可利用兩端中心孔進(jìn)行裝夾，并應(yīng)在一次裝夾中將導(dǎo)柱的兩個(gè)外圓磨出，以保證兩表面間的同軸度。導(dǎo)套磨削加工時(shí)，可夾持非配合部分，在萬能磨床上將內(nèi)外圓配合面一次裝夾磨出，以達(dá)到同軸度要求。用這方法加工時(shí)，夾持力不宜過大，以免內(nèi)孔變形。或者是先磨內(nèi)圓，再以內(nèi)圓定位，用頂尖頂頂住芯軸磨外圓。這種加工方法不僅可以保證同軸度，且能防止內(nèi)孔的微量變形。導(dǎo)柱、導(dǎo)套端部轉(zhuǎn)彎處必須圓滑，以防止在運(yùn)動(dòng)中將配合面劃傷。因此，全部精磨后，必須用油石將圓弧處磨圓滑，消除磨削后在圓弧處出現(xiàn)的棱帶。
6.零件工藝路線：
（1）導(dǎo)柱加工工藝路線：
毛坯（棒料） → 車削加工（外圓配合部分留磨量0.2～0.3mm） → 熱處理（淬火或滲碳淬火） → 外圓磨削 → 精磨至要求尺寸。
T8A鋼淬火處理，硬度>HRC55
（2）導(dǎo)套加工工藝路線：
毛坯（棒料） → 球化退火 → 車削加工（內(nèi)圓配合部分留磨量0.1～0.15mm） → 熱處理（淬火或滲碳淬火） → 內(nèi)圓磨削? → 精磨至要求尺寸。
T8A鋼淬火處理，硬度>HRC55
（3）座板的加工工藝路線：
毛坯在銑（或刨）床上粗加工上、下兩平面，留精加工余量，熱處理，最后在平面磨床上精磨到符合圖紙要求。
45鋼，熱處理：調(diào)質(zhì)≥200HBS。
（4）動(dòng)、定模板加工工藝路線：
毛坯 → 銑床加工 → 熱處理 → 精磨到要求。
動(dòng)模板用45鋼，熱處理硬度：40～45HRC
定模板用45鋼，熱處理硬度：50～55HRC
（5）支承板加工工藝路線：
毛坯 → 銑床加工 → 熱處理 → 精磨到要求。
45鋼，熱處理硬度：40～45HRC
（6）推桿固定板加工工藝路線：
毛坯 → 球化退火 → 銑床加工 → 熱處理 → 精磨到要求。
45鋼，一定的強(qiáng)度和剛度，熱處理：調(diào)質(zhì)≥200HBS。
（7）推板加工工藝路線：
毛坯 → 銑床加工 → 熱處理 → 精磨到要求。
45鋼，熱處理硬度：40～45HRC
（8）墊塊加工工藝路線：
毛坯 → 銑床加工 → 熱處理 → 精磨到要求。
45鋼，一定的強(qiáng)度和剛度，熱處理：調(diào)質(zhì)≥200HBS。
（9）澆口套加工工藝路線：
毛坯 → 車床加工 → 鉆孔 → 鉸孔
保證主流道表面粗糙度R<0.8μm
T8A熱處理硬度53～57HRC
.參考文獻(xiàn)
書名
作者
出版社
塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)
屈華昌
機(jī)械工業(yè)出版社
機(jī)械設(shè)計(jì)手冊
徐灝
機(jī)械工業(yè)出版社
模具制造
黃健求
機(jī)械工業(yè)出版社
塑料注射模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊
宋玉恒
航空工業(yè)出版社
模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊
馮炳堯、韓泰榮、
上?？茖W(xué)技術(shù)出版社
塑料模具設(shè)計(jì)與制造教程
陳萬林
北京希望電子出版社
心得體會(huì)
我即將踏入工作的崗位。回想三年的大學(xué)生涯，可謂艱辛，但我覺得收獲是豐盛的。
通過長時(shí)間的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于可算是劃上一個(gè)句號(hào)了。本次設(shè)計(jì)是一個(gè)全面性的設(shè)計(jì)，是對塑料模課程的一個(gè)總結(jié)一次回顧。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)翻閱了大量的參考書，使我對《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》及相關(guān)知識(shí)又進(jìn)行一次從新的整理、理論聯(lián)系實(shí)際，為我以后搞模具做了一個(gè)很好的準(zhǔn)備。更重要的是，通過本次設(shè)計(jì)對我所掌握的塑料模模具知識(shí)實(shí)際應(yīng)用能力起到了檢驗(yàn)的作用，通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)，知道自己的不足和缺陷。
在設(shè)計(jì)過程中我們始終結(jié)合計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，提高了我們對Pro/E、AutoCAD等軟件的應(yīng)用能力。通過了本次設(shè)計(jì)我們已初步掌握了工程技術(shù)人員的設(shè)計(jì)思想，掌握了模具的相關(guān)知識(shí)，以基本能獨(dú)立完成一套塑料模模具設(shè)計(jì)與制造。
在設(shè)計(jì)中，通過查閱資料，向同學(xué)和老師請教，最大可能地了解注塑模具的實(shí)際設(shè)計(jì)和制造情況。在設(shè)計(jì)中廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件。設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇不僅來自課本和資料，還根據(jù)實(shí)際情況來選擇和使用。
在設(shè)計(jì)中得到最大的收獲是：
1. 提高查閱參考資料的能力。能在不通的參數(shù)推薦值中選擇適合本設(shè)計(jì)的最佳方法。
2. 繼續(xù)鞏固各種基礎(chǔ)知識(shí)。
通過設(shè)計(jì)，也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足和有待提高的知識(shí)，主要有：
1. 各門基礎(chǔ)課知識(shí)掌握的不夠扎實(shí)，運(yùn)用起來不夠熟練。
2. 實(shí)際工作能力還有待提高，設(shè)計(jì)與社會(huì)上的實(shí)際生產(chǎn)還有很大差距。
3. 專業(yè)軟件的使用能力（包括熟練度和使用的廣度）還需要再提高一個(gè)層次。通過運(yùn)用CAD/CAM軟件來更好的完成和優(yōu)化設(shè)計(jì)。
總之，我認(rèn)為，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然還存在這樣那樣的錯(cuò)誤和缺陷，但通過這次設(shè)計(jì)我又學(xué)到了很多的知識(shí)，把自己的工作能力提高到一個(gè)更高的層次。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是自己邁向機(jī)械工程師很重要的第一步。設(shè)計(jì)中存在的問題請老師批評指正。