2418 吹風(fēng)機(jī)頭注射模設(shè)計
2418 吹風(fēng)機(jī)頭注射模設(shè)計,吹風(fēng),機(jī)頭,注射,設(shè)計
南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯系 部： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動化 姓 名： 張 榮 學(xué) 號： 05010144 外文出處：Int J Adv Manuf Techool(2006)28: DoI.10.1007/s00170-004-2328-8 附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 指導(dǎo)教師評語：該篇外文資料內(nèi)容與課題有一定的相關(guān)性，譯文比較正確地表達(dá)了原文的意義、概念描述基本符合漢語的習(xí)慣，語句較通暢，層次較清晰。翻譯質(zhì)量良。簽名： 年 月 日(用外文寫)注：請將該封面與附件裝訂成冊。附件 1：外文資料翻譯譯文對于注塑模具鋼研磨和拋光工序的自動化表面處理摘要 本文研究了注塑模具鋼自動研磨與球面拋光加工工序的可能性，這種注塑模具鋼 PDS5 的塑性曲面是在數(shù)控加工中心完成的。這項研究已經(jīng)完成了磨削刀架的設(shè)計與制造。 最佳表面研磨參數(shù)是在鋼鐵 PDS5 的加工中心測定的。對于PDS5 注塑模具鋼的最佳球面研磨參數(shù)是以下一系列的組合：研磨材料的磨料為粉紅氧化鋁，進(jìn)給量 500 毫米/分鐘，磨削深度 20 微米，磨削轉(zhuǎn)速為 18000RPM。用優(yōu)化的參數(shù)進(jìn)行表面研磨，表面粗糙度 Ra 值可由大約 1.60 微米改善至 0.35 微米。用球拋光工藝和參數(shù)優(yōu)化拋光，可以進(jìn)一步改善表面粗糙度 Ra 值從 0.343 微米至0.06 微米左右。在模具內(nèi)部曲面的測試部分，用最佳參數(shù)的表面研磨、拋光，曲面表面粗糙度就可以提高約 2.15 微米到 0.07 微米。關(guān)鍵詞 自動化表面處理 拋光 磨削加工 表面粗糙度 田口方法 1 引言塑膠工程材料由于其重要特點(diǎn),如耐化學(xué)腐蝕性、低密度、易于制造,并已日漸取代金屬部件在工業(yè)中廣泛應(yīng)用。 注塑成型對于塑料制品是一個重要工藝。注塑模具的表面質(zhì)量是設(shè)計的本質(zhì)要求,因為它直接影響了塑膠產(chǎn)品的外觀和性能。 加工工藝如球面研磨、拋光常用于改善表面光潔度。研磨工具( 輪子)的安裝已廣泛用于傳統(tǒng)模具的制造產(chǎn)業(yè)。自動化表面研磨加工工具的幾何模型將在 [1]中介紹。自動化表面處理的球磨研磨工具將得到示范和開發(fā)。磨削速度 , 磨削深度，進(jìn)給速率和砂輪尺寸、研磨材料特性如圖 1 所示。圖 1 球面研磨過程示意圖圖 2 球面拋光過程示意圖比如，人們發(fā)現(xiàn), 用碳化鎢球滾壓的方法可以使工件表面的塑性變形減少,從而改善表面粗糙度、表面硬度、抗疲勞強(qiáng)度 [3-6]。拋光的工藝的過程是由加工中心 [3,4]和車床 [5,6]共同完成的。對表面粗糙度有重大影響的拋光工藝主要參數(shù)，主要是球或滾子材料，拋光力， 進(jìn)給速率,拋光速度,潤滑、拋光率及其他因素等。注塑模具鋼 PDS5 的表面拋光的參數(shù)優(yōu)化，分別結(jié)合了油脂潤滑劑，碳化鎢球,拋光速度 200 毫米 /分鐘,拋光力 300 牛， 40 微米的進(jìn)給量 [7]。采用最佳參數(shù)進(jìn)行表面研磨和球面拋光的深度為 2.5 微米。通過拋光工藝，表面粗糙度可以改善大致為 40%至 90%[3-7]。 此項目研究的目的是，發(fā)展注塑模具鋼的球形研磨和球面拋光工序，這種注塑模具鋼的曲面實(shí)在加工中心完成的。表面光潔度的球研磨與球拋光的自動化流程工序，如圖 3 所示。我們開始自行設(shè)計和制造的球面研磨工具及加工中心的對刀裝置。利用田口正交矩陣法，確定了表面球研磨最佳參數(shù)。選擇為田口 L18 型矩陣實(shí)驗相應(yīng)的四個因素和三個層次。用最佳參數(shù)進(jìn)行表面球研磨則適用于一個曲面表面光潔度要求較高的注塑模具。為了改善表面粗糙,利用最佳球面拋光工藝參數(shù)，再進(jìn)行對表層打磨。PDS 試樣的設(shè)計與制造選擇最佳矩陣實(shí)驗因子確定最佳參數(shù)實(shí)施實(shí)驗分析并確定最佳因子進(jìn)行表面拋光應(yīng)用最佳參數(shù)加工曲面測量試樣的表面粗糙度球研磨和拋光裝置的設(shè)計與制造圖 3 自動球面研磨與拋光工序的流程圖2 球研磨的設(shè)計和對準(zhǔn)裝置實(shí)施過程中可能出現(xiàn)的曲面的球研磨,研磨球的中心應(yīng)和加工中心的 Z 軸相一致。球面研磨工具的安裝及調(diào)整裝置的設(shè)計，如圖 4 所示 圖 4 球面研磨工具及其調(diào)整裝置電動磨床展開了兩個具有可調(diào)支撐螺絲的刀架。磨床中心正好與具有輔助作用的圓錐槽線配合。 擁有磨床的球接軌,當(dāng)兩個可調(diào)支撐螺絲被收緊時，其后的對準(zhǔn)部件就可以拆除。研磨球中心坐標(biāo)偏差約為 5 微米, 這是衡量一個數(shù)控坐標(biāo)測量機(jī)性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。 機(jī)床的機(jī)械振動力是被螺旋彈簧所吸收。球形研磨球和拋光工具的安裝，如圖 5 所示。圖 5 a.球面研磨工具的圖片. b. 球拋光工具的圖片為使球面磨削加工和拋光加工的進(jìn)行，主軸通過球鎖機(jī)制而被鎖定。 3 矩陣實(shí)驗的規(guī)劃3.1 田口正交表利用矩陣實(shí)驗田口正交法，可以確定參數(shù)的有影響程度 [8]. 為了配合上述球面研磨參數(shù)，該材料磨料的研磨球(直徑10毫米),進(jìn)給速率，研磨深度,再次研究中電氣磨床被假定為四個因素(參數(shù))，指定為從A到D（見表1實(shí)驗因素和水平） 。三個層次( 程度 )的因素涵蓋了不同的范圍特征,并用了數(shù)字1、2、3標(biāo)明。挑選三類磨料,即碳化硅(SiC),白色氧化鋁(Al2O3,WA), 粉紅氧化鋁 (Al2O3, PA)來研究. 這三個數(shù)值的大小取決于每個因素實(shí)驗結(jié)果。選定L18型正交矩陣進(jìn)行實(shí)驗，進(jìn)而研究四 ——三級因素的球形研磨過程。3.2 數(shù)據(jù)分析的界定工程設(shè)計問題,可以分為較小而好的類型,象征性最好類型,大而好類型，目標(biāo)取向類型等 [8]。 信噪比(S/N)的比值，常作為目標(biāo)函數(shù)來優(yōu)化產(chǎn)品或者工藝設(shè)計。 被加工面的表面粗糙度值經(jīng)過適當(dāng)?shù)亟M合磨削參數(shù)，應(yīng)小于原來的未加工表面。 因此,球面研磨過程屬于工程問題中的小而好類型。這里的信噪比（S/N）,η,按下列公式定義 [8]: η =?10 log （平方等于質(zhì)量特性)10=?10 log10????????niy2這里，y ——不同噪聲條件下所觀察的質(zhì)量特性in——實(shí)驗次數(shù)從每個 L18 型正交實(shí)驗得到的信噪比（S/N）數(shù)據(jù)，經(jīng)計算后，運(yùn)用差異分析技術(shù)(變異)和方差檢驗來測定 每一個主要的因素 [8]。 優(yōu)化小而好類型的工程問題更是盡量使 η 最大而定。各級 η 選擇的最大化將對最終的 η 因素有重大影響。 最優(yōu)條件可視研磨球而待定。 4 實(shí)驗工作和結(jié)果 這項研究使用的材料是 PDS5 工具鋼( 相當(dāng)于艾西塑膠模具) [9]， 它常用于大型注塑模具產(chǎn)品在國內(nèi)汽車零件領(lǐng)域和國內(nèi)設(shè)備。 該材料的硬度約 HRC33(HS46)[9]。 具體好處之一是, 由于其特殊的熱處理前處理，模具可直接用于未經(jīng)進(jìn)一步加工工序而對這一材料進(jìn)行加工。式樣的設(shè)計和制造,應(yīng)使它們可以安裝在底盤，來測量相應(yīng)的反力。 PDS5 試樣的加工完畢后，裝在大底盤上在三坐標(biāo)加工中心進(jìn)行了銑削，這種加工中心是由楊鋼鐵公司所生產(chǎn)(中壓型三號),配備了 FANUC- 18M公司的數(shù)控控制器(OM 型) [10]。用 hommelwerket4000 設(shè)備來測量前機(jī)加工前表面的粗糙度,使其可達(dá)到 1.6 微米。 圖 6 試驗顯示了球面磨削加工工藝的設(shè)置。 圖 6 球面磨削加工工藝的設(shè)置一個由 Renishaw 公司生產(chǎn)的視頻觸摸觸發(fā)探頭，安裝在加工中心上，來測量和確定和原始式樣的協(xié)調(diào)。 數(shù)控代碼所需要的磨球路徑由 PowerMILL 軟件產(chǎn)生。這些代碼經(jīng)過 RS232 串口界面，可以傳送到裝有控制器的數(shù)控加工中心上。完成了 L18 型矩陣實(shí)驗后，表 2 （PDS5 試樣光滑表層的粗糙度）總結(jié)了光滑表面的粗糙度 Ra 值，計算了每一個 L18 型矩陣實(shí)驗的信噪比（S/N）,從而用于方程 1。表 2：通過表 2 提供的各個數(shù)值，可以得到 4 中不同程度因子的平均信噪比（S/N） ，在圖 7 中已用圖表顯示。如下圖 7： 球面研磨工藝的目標(biāo)，就是通過確定每一種因子的最佳優(yōu)化程度值，來使試樣光滑表層的表面粗糙度值達(dá)到最小。因為? log 是一個減函數(shù)，我們應(yīng)當(dāng)使信噪比（S/N）達(dá)到最大。因此，我們能夠確定每一種因子的最優(yōu)程度使得 η 的值達(dá)到最大。因此基于這個點(diǎn)陣式實(shí)驗的最優(yōu)轉(zhuǎn)速應(yīng)該是每分鐘 18000 轉(zhuǎn)，如表 4（優(yōu)化組合球面研磨參數(shù)）所示。 如下表 4：通過使用數(shù)據(jù)方差分析的技術(shù)和 F 比檢驗方法，進(jìn)一步確定了每一種因子有什么主要的影響，從而確定了它們的影響程度(見表 5 信噪比和表面粗糙度)。如下表5：F0.10，2，13 的 F 比的比值是 2.76，相當(dāng)于 10%的影響程度。 （或者置信水平為90%）這個因子的自由度是 2，自由度誤差是 13，根據(jù) F 分布表 [11]。如果 F 比值大于 2.76，就可以認(rèn)為對表面粗糙度有顯著影響。結(jié)果，進(jìn)給量和磨削深度都對表面粗糙度有顯著影響。為了觀察使用最優(yōu)磨削組合參數(shù)的重復(fù)性能，進(jìn)行了 5 種不同類別的實(shí)驗，如表 6 所示。獲得被測試樣的表面粗糙度值 Ra 大約是 0.35 微米。使用球研磨組合參數(shù)，可使表面粗糙度提高了 78%。使用球面拋光的優(yōu)化參數(shù)，光滑表面進(jìn)一步被拋光。經(jīng)過球面拋光可獲得粗糙度 Ra 值為 0.06 微米的表面。被改善了的拋光表面，可以在 30×光學(xué)顯微鏡觀察下進(jìn)行觀察，如下圖 8:經(jīng)過拋光工藝，工件機(jī)加工前的表面粗糙度改善了近 95%。從田口矩陣實(shí)驗獲得的球面研磨優(yōu)化參數(shù)，適用于曲面光滑的模具，從而改善表面的粗糙度。選擇香水瓶為一個測試載體。對于被測物體的模具數(shù)控加工中心，由 PowerMILL 軟件來模擬測試。經(jīng)過精銑，通過使用從田口矩陣實(shí)驗獲得的球面研磨優(yōu)化參數(shù)，模具表面進(jìn)一步光滑。緊接著,使用打磨拋光的最佳參數(shù)，來對光滑曲面進(jìn)行拋光工藝，進(jìn)一步改善了被測物體的表面粗糙度。(見圖 9)。如下圖 9： 圖 9 表面粗糙度對比模具內(nèi)部的表面粗糙度用 hommelwerket4000 設(shè)備來測量。模具內(nèi)部的表面粗糙度Ra 的平均值為 2.15 微米，光滑表面粗糙度 Ra 的平均值為 0.45 微米，拋光表面粗糙度 Ra 的平均值為 0.07 微米。被測物體的光滑表面的粗糙度改善了： (2.15-0.45)/2.15=79.1%，拋光表面的粗糙度改善了： (2.15-0.07)/2.15=96.7%。5 結(jié)論在這項工作中,對注塑模具的曲面進(jìn)行了自動球面研磨與球面拋光加工，并將其工藝最佳參數(shù)成功地運(yùn)用到加工中心上。 設(shè)計和制造了球面研磨裝置(及其對準(zhǔn)組件) 。通過實(shí)施田口 L18 型矩陣進(jìn)行實(shí)驗，確定了球面研磨的最佳參數(shù)。對于PDS5 注塑模具鋼的最佳球面研磨參數(shù)是以下一系列的組合：材料的磨料為粉紅氧化鋁，進(jìn)給量料 500 毫米/分鐘，磨削深度 20 微米，轉(zhuǎn)速為每分鐘 18000 轉(zhuǎn)。通過使用最佳球面研磨參數(shù)，試樣的表面粗糙度 Ra 值從約 1.6 微米提高到 0.35 微米。應(yīng)用最優(yōu)化表面磨削參數(shù)和最佳拋光參數(shù)，來加工模具的內(nèi)部光滑曲面，可使模具內(nèi)部的光滑表面改善 79.1%，拋光表面改善 96.7%。附件 2：外文原文（復(fù)印件）南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表學(xué)生姓名 張榮 學(xué) 號 05010144 指導(dǎo)教師 殷勁松課題名稱 吹風(fēng)機(jī)頭的注射模設(shè)計難易程度 偏難 適中 √ 偏易選題情況工作量 較大 合理 √ 較小任務(wù)書 有 √ 無開題報告 有 √ 無符合規(guī)范化 的要求外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 √ 中 差學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況 好 一般 √ 差工作進(jìn)度 快 按計劃進(jìn)行 √ 慢中期工作匯報及解答問題情況優(yōu) 良 √ 中 差中期成績評定：良所在專業(yè)意見：負(fù)責(zé)人： 年 月 日 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書系 部 ： 機(jī)械工程系專 業(yè) ： 機(jī)械工程及自動化學(xué) 生 姓 名： 張 榮學(xué) 號：05010144設(shè)計 (論文 )題目 ： 吹風(fēng)機(jī)頭的注射模設(shè)計起 迄 日 期 : 2009 年 3 月 9 日 ~ 2009 年 6 月 14 日設(shè)計 (論文 )地點(diǎn) : 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院指 導(dǎo) 教 師 : 殷勁松專 業(yè) 負(fù) 責(zé) 人 : 龔光容發(fā)任務(wù)書日期: 2009 年 2 月 26 日任務(wù)書填寫要求1．畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負(fù)責(zé)人審查、系部領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在第七學(xué)期結(jié)束前填好并發(fā)給學(xué)生；2．任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼；3．任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)及系部主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫；4．任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“系部” 、 “專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號；5．任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫，應(yīng)按照國標(biāo) GB 7714—2005《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性；6．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo) GB/T 7408—2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2008 年 3 月 15 日”或“2008-03-15”。畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書1．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的：塑料件在各行業(yè)及日常生活廣泛使用，塑料模具的設(shè)計制造的社會需求也日益增長，而且要求越來越高。通過對吹風(fēng)機(jī)頭的注射模設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生檢索資料，綜合應(yīng)用所學(xué)知識，并根據(jù)工程實(shí)際的要求解決工程實(shí)際問題的方法與能力，訓(xùn)練學(xué)生模具設(shè)計制造的基本技能和模具 CAD 設(shè)計能力，提高獨(dú)立工作的能力，適應(yīng)社會需求。2．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：本課題的任務(wù)內(nèi)容是要求設(shè)計一副帶哈夫分型機(jī)構(gòu)、斜導(dǎo)柱驅(qū)動滑塊的注射模，以此為基礎(chǔ)，完成模具制造的工藝設(shè)計。課題工作量較大，難度適中。具體內(nèi)容包括：（1）調(diào)查研究、查閱及翻譯文獻(xiàn)資料，撰寫開題報告；（2）根據(jù)模具結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行塑件設(shè)計；（3）模具總體方案論證（至少設(shè)計 3 個方案） ；（4）模具裝配圖及全部零件圖；（5）模具制造工藝；（6）文檔整理、撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書及使用說明書。對模具的要求：（1）順序開模（2）動力——利用開模動作（3）自動脫凝料（4）一模一件畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書3．對本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設(shè)計論文、圖表、實(shí)物樣品等〕：（1）開題報告、文獻(xiàn)綜述、資料翻譯；（2）模具總體方案圖（至少 3 個） ；（3）模具裝配圖及全部零件圖；（4）模具制造工藝文件；（5）畢業(yè)設(shè)計說明書。 4．主要參考文獻(xiàn)：[1] 成都科技大學(xué)等.塑料成型模具[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1982. [2] [西德]H.蓋斯特羅編著,王文展譯.注射模設(shè)計 102 例[M]. 北京：國防工業(yè)出版社，1990.[3] [日]葉屋臣一等,許鶴峰等譯.注射模具設(shè)計和應(yīng)用[M]. 北京：輕工業(yè)出版社，1989.[4] 成都科技大學(xué).塑料成型工藝學(xué)[M]. 北京：輕工業(yè)出版社，1989.[5]《塑料模具設(shè)計手冊》編寫組. 塑料模具設(shè)計手冊[S]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1982.[6]《機(jī)械設(shè)計手冊》聯(lián)合編寫組. 機(jī)械設(shè)計手冊[S]. 第 2 版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1987.[7] 成都科技大學(xué)，北京化工學(xué)院，天津輕工業(yè)學(xué)院合編.塑料成型模具[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1982.[8] 胡石玉.模具制造技術(shù)[M].南京：東南大學(xué)出版社，1997.[9] 駱志斌.模具工手冊[M].南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2000.[10] 林清安.Pro/ENGINEER 零件設(shè)計（基礎(chǔ)篇上、下）[M].北京：北京大學(xué)出版社，2000.畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書5．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題工作進(jìn)度計劃：起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容2009 年3 月 09 日 ～ 3 月 30 日3 月 31 日 ～ 4 月 07 日4 月 08 日 ～ 4 月 15 日4 月 16 日 ～ 4 月 23 日4 月 24 日 ～ 5 月 15 日5 月 16 日 ～ 5 月 23 日5 月 24 日 ～ 6 月 07 日6 月 07 日 ～ 6 月 10 日6 月 11 日 ～ 6 月 14 日接受畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，熟悉畢業(yè)設(shè)計要求。查閱資料，完成外文資料翻譯工作撰寫開題報告及文獻(xiàn)綜述按照模具結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行塑件設(shè)計，進(jìn)行模具初步方案考慮。模具總體方案論證：畫出模具總體方案圖（至少 3 個） ，優(yōu)選一種（應(yīng)有文字說明） 。同時熟悉 CAD 軟件。模具裝配圖和全部零件圖制定模具制造工藝文件文檔整理、撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。提交畢業(yè)設(shè)計成果準(zhǔn)備論文答辯所在專業(yè)審查意見：負(fù)責(zé)人： 年 月 日學(xué)院（系）意見：院（系）領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)前期工作材料學(xué) 生 姓 名 : 張榮 學(xué) 號： 05010144系 部 : 機(jī)械工程系專 業(yè) : 機(jī)械工程及自動化設(shè)計 (論 文 )題 目 : 吹風(fēng)機(jī)頭的注射模設(shè)計指 導(dǎo) 教 師 : 殷勁松 工程師(姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))材 料 目 錄序號 名 稱 數(shù)量 備 注1 畢業(yè)設(shè)計(論文)選題、審題表 12 畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書 13 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告〔含文獻(xiàn)綜述〕 14 畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯〔含原文〕 15 畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表 12009 年 5 月本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 1 頁 共 28 頁1 前言1.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在 1989 年 3 月中國政府頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位 [1]。模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中 60％～90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，這一市場占整個模具市場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2005 年將達(dá)到 170 種。一個型號的汽車所需模具達(dá)幾千副，價值上億元。為了適應(yīng)市場的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時約有80％的模具需要更換。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計，中國摩托車共有 14 種排量 80 多個車型，1000 多個型號。單輛摩托車約有零件 2000 種，共計 5000 多個，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個型號的摩托車生產(chǎn)需 1000 副模具，總價值為 1000 多萬元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場。目前世界模具市場供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞動成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 2 頁 共 28 頁1.2 各種模具的分類和占有量模具主要類型有：沖模，鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模，因為他們一般都是依靠三維的模具形腔是材料成型 [2]。（1）沖模：沖模是對金屬板材進(jìn)行沖壓加工獲得合格產(chǎn)品的工具。沖模占模具總數(shù)的 50％以上。按工藝性質(zhì)的不同，沖?？煞譃槁淞夏＃瑳_孔模，切口模，切邊模，彎曲模，卷邊模，拉深模，校平模，翻孔模，翻邊模，縮口模，壓印模，脹形模。按組合工序不同，沖模分為單工序模，復(fù)合模，連續(xù)模。（2）鍛模：鍛模是金屬在熱態(tài)或冷態(tài)下進(jìn)行體積成型是所用模具的總稱。按鍛壓設(shè)備不同，鍛模分為錘用鍛模，螺旋壓力機(jī)鍛模，熱模鍛壓力鍛模，平鍛機(jī)用鍛模，水壓機(jī)用鍛模，高速錘用鍛模，擺動碾壓機(jī)用鍛模，輥鍛機(jī)用鍛模，楔橫軋機(jī)用鍛模等。按工藝用途不同，鍛?？煞譃轭A(yù)鍛模具，擠壓模具，精鍛模具，等溫模具，超塑性模具等。（3）塑料模：塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑料模約占模具總數(shù)的 35％，而且有繼續(xù)上升的趨勢。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。（4）壓鑄模：壓鑄模是壓力鑄造工藝裝備，壓力鑄造是使液態(tài)金屬在高溫和高速下充填鑄型，在高壓下成型和結(jié)晶的一種特殊制造方法。壓鑄模約占模具總數(shù)的 6％。（5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工藝分類粉末冶金模有：壓模，精整模，復(fù)壓模，熱壓模，粉漿澆注模，松裝燒結(jié)模等。模具所涉及的工藝繁多，包括機(jī)械設(shè)計制造，塑料，橡膠加工，金屬材料，鑄造（凝固理論） ，塑性加工，玻璃等諸多學(xué)科和行業(yè)，是一個多學(xué)科的綜合，其復(fù)雜程度顯而易見。 1.3 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀自 20 世紀(jì) 80 年代以來，我國的經(jīng)濟(jì)逐漸起飛，也為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的動力。20 世紀(jì) 90 年代以后，大陸的工業(yè)發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)的總產(chǎn)值在 1990年僅 60 億元人民幣，1994 年增長到 130 億元人民幣，1999 年已達(dá)到 245 億元人民幣，2000 年增至 260～270 億元人民幣。今后預(yù)計每年仍會以 10℅～15℅的速度快速增長。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 3 頁 共 28 頁目前，我國 17000 多個模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國有的專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨(dú)資企業(yè)和私營企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體企業(yè)和私營企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，成為我國國內(nèi)知名的“模具之鄉(xiāng)”和最具發(fā)展活力的地區(qū)之一。在廣東，一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場競爭能力，紛紛加入了對模具制造的投入。例如，科龍，美的，康佳和威力等知名集團(tuán)都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)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。其中，沖壓模具約占 50℅（中國臺灣：40℅） ，塑料模具約占 33℅（中國臺灣：48℅） ，壓鑄模具約占 6℅（中國臺灣：5℅） ，其他各類模具約占 11（中國臺灣：7℅） 。中國臺灣模具產(chǎn)業(yè)的成長，分為萌芽期（1961——1981） ，成長期（1981——1991） ，成熟期（1991——2001）三個階段。萌芽期，工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)的不斷改進(jìn)。由于紡織，電子，電氣，電機(jī)和機(jī)械業(yè)等產(chǎn)品外銷表現(xiàn)暢旺，連帶使得模具制造，維修業(yè)者和周邊廠商（如熱處理產(chǎn)業(yè)等）逐年增加。在此階段的模具包括：一般民生用品模具，鑄造用模具，鍛造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡膠模具等。1981 年——1991 年是臺灣模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為迅速且高度成長的時期。有鑒于模具產(chǎn)業(yè)對工業(yè)發(fā)展的重要性日益彰顯，自 1982 年起，臺灣地區(qū)就將模具產(chǎn)業(yè)納入“策略性工業(yè)適用范圍” ，大力推動模具工業(yè)的發(fā)展，以配合相關(guān)工業(yè)產(chǎn)品的外銷策略，全力發(fā)展整體經(jīng)濟(jì)。隨著民生工業(yè)，機(jī)械五金業(yè)，汽機(jī)車及家電業(yè)發(fā)展，沖壓模具與塑料模具，逐漸形成臺灣模具工業(yè)兩大主流。從 1985 年起，模具產(chǎn)業(yè)已在推行計算機(jī)輔助模具設(shè)計和制造等 CAD/CAM 技術(shù)，所以臺灣模具業(yè)接觸 CAD/CAM/CAE/CAT 技術(shù)的時間相當(dāng)早。成熟期，在國際化，自由化和國際分工的潮流下，1994 年，1998 年，由臺灣地區(qū)政府委托金屬中心執(zhí)行“工業(yè)用模具技術(shù)研究與發(fā)展五年計劃”與“工業(yè)用模具技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展計劃” ，以協(xié)助業(yè)界突破發(fā)展瓶頸，并支持產(chǎn)業(yè)升級，朝向開發(fā)高附加值與進(jìn)口依賴高的模具。1997 年 11 月間臺灣憑借模具產(chǎn)業(yè)的實(shí)力，獲得世界模具協(xié)會（ISTMA）認(rèn)同獲準(zhǔn)入會，正式成為世界模具協(xié)會會員。整體而言，臺灣模具產(chǎn)業(yè)在這本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 4 頁 共 28 頁一階段的發(fā)展，隨著機(jī)械性能，加工技術(shù)，檢測能力的提升，以及計算機(jī)輔助設(shè)計，臺灣模具廠商供應(yīng)對象已由傳統(tǒng)的民用家電，五金業(yè)和汽機(jī)車運(yùn)輸工具業(yè)，提升到計算機(jī)與電子，通信與光電等精密模具，并發(fā)展出汽機(jī)車用大型鈑金沖壓，大型塑料射出及精密鍛造等模具。1.4 世界五大塑料生產(chǎn)國的產(chǎn)能狀況美國塑料(原料)的產(chǎn)量多年來一直雄居各國之首。早在 80 年代前期，美國塑料產(chǎn)量就已達(dá) 2000 萬噸之多，1986 年增至 23l0 萬噸，占全球總產(chǎn)量 8100 噸的 28.5％，此后美國塑料產(chǎn)量繼續(xù)呈現(xiàn)穩(wěn)定增長之勢，1988 年、1990 年、1992 年、1994 年、1996 年和 1998 年分別增加到 2710 萬噸、2810 萬噸、3010 萬噸、3410 萬噸、4000 萬噸和 4360 萬噸，占世界總產(chǎn)量的比例從 1996 年起提高到 30％以上。2001 年美國塑料產(chǎn)量為 4170 萬噸，其中以聚乙烯為最多，達(dá) 1500 多萬噸。其次分別是氯乙烯 650 萬噸、聚丙烯 720 萬噸、聚苯乙烯對酞酸脂 320 萬噸、聚苯乙烯 280 萬噸。國內(nèi)塑料消費(fèi)量(產(chǎn)量+進(jìn)口量一出口量)，美國也是全球最多的。美國的全部塑料消費(fèi)量 2001 年為 4280 萬噸。美國人均塑料消費(fèi)量也是很高的，2000 年為 159 公斤，2001 年略減為155 公斤 ，居全球第 3 位。美國現(xiàn)有各種大小塑料企事業(yè)單位 1 萬多家，其中職工人數(shù)少于 50 人的占總數(shù)的 53％，50～l00 人的占 21％，100～500 人的占 23％，超過500 人的占近 4％，職工總數(shù)近 90 萬人。在美國塑料制品加工業(yè)的就職人數(shù)達(dá) 110 萬，2001 年的出貨金額為 2150 億美元，人均出貨金額為 195 美元。德國是世界最大的塑料(原料)生產(chǎn)國之一，上世紀(jì) 90 年代初的 1991 年、1992 年和 1993 年，德國塑料產(chǎn)量都為 990 多萬噸，1994 年增達(dá)超過 1000 萬噸的 1110 萬噸．1998 年達(dá)近 1300 萬噸，1999 年為近 1400 萬噸，2000 年增至 1550 萬噸，超過日本為世界第 2 大塑料生產(chǎn)國，2001 年上升為 1580 萬噸，2002 年已過 1600 萬噸。2001年德國生產(chǎn)的種種塑料原料中，聚乙烯為 285 萬噸(低密度聚乙烯 160 萬噸，高密度聚乙烯 125 萬噸)，氯乙烯 175 萬噸，聚丙烯 160 萬噸。德國 2001 年的國內(nèi)塑料消費(fèi)量為 1280 萬噸，其中聚乙烯 265 萬噸，聚丙烯 155 萬噸．氯乙烯 152 萬噸。德國人均塑料消費(fèi)量 2001 年為 160 公斤，在世界上僅少于比利時的 172 公斤，高于美國的 155 公斤，排在世界第 2 位。德國塑料制品加工業(yè)的職工總計有近 30 萬人，2001 年的出貨金額為 360 億美元，人均 126 美元。德國塑料制品加工企業(yè)中職工少于 50 人的占44％，50～100 人的占 28％，100～500 人的占 25％，500 人以上的占 4％。中國塑料工業(yè)多年持續(xù)高速增長，1991 年產(chǎn)量僅為 250 萬噸，1995 年增為 350 萬本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 5 頁 共 28 頁噸，1998 年超過 700 萬噸，到 2002 年已增達(dá)約 1400 萬噸，超過日本而成為世界第 3大塑料原料生產(chǎn)國。中國今年塑料制品市場將持續(xù)走強(qiáng)，在包裝、工程、建材、農(nóng)用和日用塑料制品等各個領(lǐng)域都將有較大幅度的增長，需求量將超過 2500 萬噸。其中包裝塑料制品今年需求量將超過 850 萬噸，工程塑料制品需求量將達(dá) 400 萬噸左右，建材塑料制品需求量將達(dá) 300 萬噸以上，農(nóng)用塑料制品需求量將在 500 萬噸左右，日用塑料制品需求量約為 80 萬噸左右。日本在很長的時期內(nèi)都是僅次于美國的世界第 2 大塑料生產(chǎn)國。一直到 1997 年，日本塑料產(chǎn)量曾經(jīng)連續(xù)多年增長，年產(chǎn)量在 70 年代中期就已達(dá) 500 多萬噸，1987 年突破 1000 萬噸，1991 年達(dá)約 1300 萬噸，1992 年和 1993 年因受日本經(jīng)濟(jì)下滑的影響，產(chǎn)量略有減少，分別降至 1258 和 1225 萬噸。從 1994 年起產(chǎn)量再度增長，1994 年、1995 年和 1996 年分別回升到 1300 萬噸、1400 萬噸和 1470 萬噸，1997 年的產(chǎn)量又比上年增長 3.7％，達(dá)到 1521 萬噸，首次超過 1500 萬噸。但這種增勢在 1998 年受到遏制，產(chǎn)量大幅度減少。1998 年，日本塑料產(chǎn)量為 1390 萬噸，比上年減少了8.7％。1999 年和 2000 年日本塑料產(chǎn)量分別回升到 1432 萬噸和 1445 萬噸，但仍遠(yuǎn)未恢復(fù)到 1997 年的水平。2001 年和 2002 年日本塑料產(chǎn)量再度下降至 1400 萬噸以下的1364 萬噸和 1361 萬噸。2002 年日本塑料(原料)產(chǎn)量減為 1361 萬噸。而中國則增為1366 萬噸，日本又退居第 4 位。韓國塑料產(chǎn)量增長十分迅速，1986 年超過 200 萬噸，1990 年增達(dá) 300 萬噸，1992年突破 500 萬噸，1994 年、1996 年和 1997 年分別上升到 600 多萬噸、700 多萬噸和800 多萬噸，1998 年產(chǎn)量增至 850 萬噸，1999 年突破 900 萬噸，2001 年達(dá) 1200 萬噸，躋身于世界 5 大塑料生產(chǎn)國之列。韓國塑料原料產(chǎn)品中以聚乙烯居首，2001 年產(chǎn)量為340 萬噸(低密度聚乙烯 160 萬噸，高密度聚乙烯 180 萬噸)，聚丙烯以 238 萬噸排在第2 位，其次分別是聚酯 161 萬噸、氯乙烯 124 萬噸、ABS·AS 樹脂 86 萬噸、聚苯乙烯77 萬噸。韓國國內(nèi)塑料消費(fèi)量 2001 年 420 萬噸，只相當(dāng)于產(chǎn)量的 1/3 略高。人均塑料消費(fèi)量 2001 年為 106 公斤，韓國塑料制品加工業(yè)的職工總數(shù) 2001 年為 3.1 萬人，出貨金額為 85 億美元，人均 276 美元。塑料產(chǎn)量位居世界前 10 名的國家和地區(qū)還有法國 660 萬噸、比利時 600 萬噸、中國臺灣 598 萬噸、加拿大 432 萬噸和意大利 385 萬噸(均為 2001 年產(chǎn)量)。1.5 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢20 世紀(jì) 80 年代開始，發(fā)達(dá)工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 6 頁 共 28 頁成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以 15％的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為世界超級制造大國的重要原因。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國 [3]。中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個多世紀(jì)，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(chǎn) 48"（約 122cm）大屏幕彩電塑殼注射模具，6.5kg 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)，模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)，快速成型與快速制模技術(shù)，新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。盡管我國模具工業(yè)有了長足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國際先進(jìn)水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進(jìn)口 10 多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進(jìn)水平的距離。（1）注重開發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；隨著我國轎車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精密化。（2）加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。（3）推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù)；模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑。實(shí)踐證明，模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計制造水平 [4]。（4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 7 頁 共 28 頁2 吹風(fēng)機(jī)頭注射成型工藝分析與工藝方案的確定2.1 吹風(fēng)機(jī)頭注射成型工藝分析 [5]制件的注射成型工藝分析主要從制件的形狀、尺寸、精度要求、材料等方面進(jìn)行分析，并使其作為模具設(shè)計的根本依據(jù)。要求： 模具腔數(shù)：一模 1 腔生產(chǎn)批量：大批量材料：PE制件圖如圖 2-1 所示圖 2-1 吹風(fēng)機(jī)頭2.1.1 塑件的材料性能典型應(yīng)用范圍:塑料制品，箱柜，管道聯(lián)接器注塑模工藝條件:干燥熔化溫度：180～280℃模具溫度：20～40℃，為了實(shí)現(xiàn)冷卻均勻以及較為經(jīng)濟(jì)的去熱，建議冷卻腔道直徑至少為 8mm，并且從冷卻腔道到模具表面的距離不要超過冷卻腔道直徑的 1.5 倍。注射壓力：最大可到 1500bar。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 8 頁 共 28 頁保壓壓力：最大可到 750bar。注射速度：建議使用快速注射速度。流道和澆口：可以使用各種類型的流道和澆口。PE 特別適合于使用熱流道模具?；瘜W(xué)和物理特性:商業(yè)用的 PE 材料的密度為 0.91～0.94 g/ 。PE 對氣體和水蒸3cm汽具有滲透性。PE 的熱膨脹系數(shù)很高不適合于加工長期使用的制品。如果 PE 的密度在0.91～0.925 g/ 之間，那么其收縮率在 2%～5%之間；如果密度在 0.926～0.94 g/3cm之間，那么其收縮率在 1.5%～4%之間。當(dāng)前實(shí)際的收縮率還要取決于注塑工藝參3c數(shù)。PE 在室溫下可以抵抗多種溶劑，但是芳香烴和氯化烴溶劑可使其膨脹 [6]。2.1.2 塑件的尺寸和精度要求塑件的總體尺寸主要取決于塑料品種的流動性。而塑件的尺寸精度受到各個方面因素的影響，如模具制造精度及使用后的磨損，塑料收縮率的波動，成型工藝條件的變化，塑件的形狀，飛邊厚度的波動，脫模斜度及成型后塑件尺寸變化等。該零件要求采用精度等級為 7 級的尺寸公差 [7]。2.1.3 塑料制品的成型收縮塑料制件從模具中取出發(fā)生尺寸收縮的特性稱為塑料的收縮性。影響收縮的基本因素有塑料品種，塑料特性，進(jìn)料口的形式、尺寸、分布，成型條件。塑料的收縮數(shù)據(jù)是以標(biāo)準(zhǔn)試樣實(shí)測得到的。查表得 PE 的計算收縮率為 1.5％～4％，其平均收縮率按下式計算：因此，PE 的平均收縮率 Scp 為：2.75％，符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。2.1.4 塑料制件的脫模斜度由于塑料冷卻后產(chǎn)生收縮，會緊緊抱在凸模貨成型型芯上，或由于粘附作用，塑件緊貼在凹模型腔內(nèi)。為了便于脫模，防止塑件表面在脫模時劃傷、擦毛等，在設(shè)計時塑件表面沿脫模方向應(yīng)具有合理的脫模斜度 [8]。一般情況下，脫模斜度不包括在塑件公差范圍內(nèi)，否則在圖樣上應(yīng)予說明。PE 塑料的脫模斜度如下表：制件材料 PE 塑料凹模（型腔） 40′～1°20′脫模斜度凸模（型芯） 35′～1°2minaxSScp??本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 9 頁 共 28 頁2.2 注射成型工藝方案的確定吹風(fēng)機(jī)頭是一個薄壁對稱的塑料件，根據(jù)塑料件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，成型模具需采用哈夫結(jié)構(gòu)、側(cè)向抽芯等成型結(jié)構(gòu)，通過具體考慮采用下面模具結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行設(shè)計 [9]。圖 2-2 設(shè)計方案圖如上圖 2-2 所示，此結(jié)構(gòu)方案采用導(dǎo)柱哈夫型機(jī)構(gòu)，哈夫滑塊在動模的推板上滑動。啟模時，哈夫滑塊在斜導(dǎo)柱的作用下向兩側(cè)移動，脫離斜導(dǎo)柱后，靠彈簧作用頂住鋼球定位。隨后，頂出裝置工作，頂桿頂出推板將制品從型芯上脫出。2.2.1 注射機(jī)型號的確定（1）制件的 PRO/E 模型分析在 PRO/E 環(huán)境下，輸入 PE 塑料的密度值，PRO/E 模型分析結(jié)果如下：體積＝4.3432792× ≈4.34310m3c曲面面積＝3.1085922 2?密度＝0.92 g/cm3質(zhì)量＝4.5604432 g56.4106??噸（2）確定注射機(jī)的型號根據(jù) PRO/E 模型分析結(jié)果的體積和一模一腔的要求，可知塑料注射量約為 4.34，因此選用公稱注射量為 30 ，型號為 XS-Z-30 的注射機(jī)，其主要技術(shù)規(guī)格3cm3/cmVg如下表：型號 XS-Z-30螺桿（柱塞）直徑/mm Φ28注射容量（cm 3） 30注射壓力/MPa 1190本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 10 頁 共 28 頁鎖模力/kN 25最大注射面積/cm 2 90最大 180模具厚度/mm最小 60模板行程/mm 160噴嘴 球半徑/mm 122.2.2 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核（1）注射量的計算在一個注射成型周期內(nèi)，需注射入模具內(nèi)的塑料熔體的容量或質(zhì)量，應(yīng)為制件的澆注系統(tǒng)兩部分容量或質(zhì)量之和，即V—一個成型周期內(nèi)所需注射的塑料容積， ；3cmn—型腔數(shù)目，由一模一腔可知 n＝1；Vn—單個塑件的容量， ，由 PRO/E 模型分析可知 Vn＝4.34 ；3cm3cmVj—澆注系統(tǒng)凝料的容量， ，Vj 由下式求得：Vj≤.8Vg-nVn＝0.8×30-1×4.34＝19.66 ，取 Vj＝10 ，33其中 Vg 為注射機(jī)額定注射量。因此，V＝1×4.34+10＝14.34 3cm（2）注射壓力的校核注射壓力的校核是校驗注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足制品成型的需要 [7]。驗證公式如下：其中 K 為安全系數(shù)，K＝1.25～1.4，取 K＝1.4； 為一般制品的成型注射壓力，常為0P70～150MPa，取 ＝80MPa。計算得 ，而 ，因此0PMa1284.max??Pae19?注射壓力得校核合格。（3）鎖模力的校核當(dāng)高壓的塑料熔體充滿型腔時，會產(chǎn)生一個沿注射機(jī)軸向的很大推力 T 推 ，型腔內(nèi)塑料熔體的推力 T 推 可按下式計算： jnV??ax?平 均推 ＝ pA?本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 11 頁 共 28 頁式中 A—塑料與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積， ，經(jīng)計算得2mP 平均 —型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力，MPa，查表得 PS的型腔平均壓力為 20MPa。因此， ，而鎖模力為 250KN，鎖模力的校核合格。KNT84.2102109??＝＝推2.2.3 模具結(jié)構(gòu)形式和分型面的選擇（1）注射模具結(jié)構(gòu) [10]根據(jù)任務(wù)書的要求，選用單分型面的注射模具，即兩板模。型腔的一部分（型芯）在動模板上，另一部分（凹模）在定模板上。主流道設(shè)在定模一側(cè)，采用點(diǎn)澆口設(shè)計。開模后制品連同流道內(nèi)的凝料一起留在動模一側(cè)，動模上設(shè)置有推出機(jī)構(gòu)，用以退出制品和流道內(nèi)的凝料。其標(biāo)準(zhǔn)模架形式如裝配圖紙中所示。（2）分型面的設(shè)計模具上的分型面用于取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料。為了便于模具加工和制品的取出，分型面如下圖圖所示，使制件能夠附在型芯上，并且依靠推出裝置推出制件，如圖 2-3 所示。圖 2-3 分型面（3）吹風(fēng)機(jī)頭注射成形模具澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)是注射機(jī)從主流道的始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道，作用是使來自注射模噴嘴的塑料熔體平穩(wěn)而順利地充模、壓實(shí)和保壓。澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng)兩類。在此，選用普通流道澆注系統(tǒng)。普通流道澆注系統(tǒng)2109643)5..36(A??????本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 12 頁 共 28 頁由主流道、分流道、澆口、冷料穴四部分組成，如圖 2-4 所示。圖 2-4 澆注系統(tǒng)2.3 主流道的設(shè)計在臥式注射機(jī)用的模具中，主流道垂直于分型面，其幾何形狀如圖 2-5 所示 [11]。其設(shè)計要點(diǎn)如下：圖 2-5 主流道形狀及其與注射機(jī)噴嘴的配合關(guān)系（1）主流道設(shè)計成圓錐形，錐角 α＝4°，內(nèi)壁表面粗糙度 Ra＝0.63μm。（2）主流道對接處緊密連接，主流道對接處應(yīng)制成半球形凹坑。球半徑 ；mR142)~1(2 ???小端直徑 ；d5.05.0?凹坑深度 ，取 5mm。h3本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 13 頁 共 28 頁（3）主流道大端呈圓角過渡，以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力，其圓角半徑r＝1～3mm。（4）選用適當(dāng)?shù)闹髁鞯酪r套和定位圈。（5）冷料穴設(shè)計。選用倒錐形冷料穴。2.4 分流道設(shè)計分流道是主流道與澆口之間的通道，設(shè)計時應(yīng)考慮盡量減小在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時還要考慮減小流道的容積。2.4.1 分流道的截面形狀選效率較高的圓形截面。2.4.2 分流道的尺寸查表得 PE 塑料常用的分流道直徑為 3～9.5mm，取 D＝3mm。分流道的長度按下式取值。取 L＝64mm。2.4.3 分流道表面粗糙度分流道表面不要求太光潔，表面粗糙度通常取 Ra＝1.25～2.5μm。2.4.4 分流道與澆口連接形式選用分流道與澆口在寬度方向連接。2.5 澆口的設(shè)計采用點(diǎn)澆口設(shè)計，澆口位置開設(shè)在線圈架的平面上，其尺寸的計算過程如下：設(shè)點(diǎn)澆口直徑為 d(mm)，則 3042Antd??D=0.206n mm。1.516.0. 3242 ???At澆口長度 L 常取為 0.5 至 2.0mm,現(xiàn)取為 1mm。以上各式中，t 為塑件壁厚為 3mm；n 為與塑料品種有關(guān)的系數(shù)，查表得n＝0.6；A 為塑件外表面面積，由 PRO/E 模型分析得出。mmDL35.648.2654.02654.0???????????????本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 14 頁 共 28 頁3 注射模成型零部件設(shè)計3.1 成型零部件的工作尺寸計算成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要包括型腔和型芯的徑向尺寸（含長、寬尺寸）與高度尺寸，以及中心距尺寸等。為了保證塑件質(zhì)量，模具設(shè)計時必須根據(jù)塑件的尺寸與精度等級確定相應(yīng)的成型零部件工作尺寸與精度。采用平均值的計算方法。對塑件尺寸和成型零部件的尺寸偏差統(tǒng)一規(guī)定按“入體”原則標(biāo)注，即對包容面（型腔和塑件內(nèi)表面）尺寸采用單向正偏差標(biāo)注，基本尺寸為最??；對被包容面（型芯和塑件外表面）尺寸采用單向負(fù)偏差標(biāo)注，基本尺寸為最大；對于中心距尺寸則采用雙向?qū)ΨQ偏差標(biāo)注 [12]。3.1.1 塑件尺寸精度的影響因素塑件尺寸的影響因素很多，也很復(fù)雜，主要包括以下幾個因素：（1）成型零部件的制造誤差；（2）成型零部件的磨損；（3）塑料的成型收縮；（4）配合間隙引起的誤差。3.1.2 型腔（1）型腔的徑向尺寸（mm）設(shè)塑料平均收縮率為 Scp；塑件外形基本尺寸為 Ls，其公差值為△；型腔基本尺寸為 Lm，其公差為 δz?？紤]平均收縮率及型腔磨損為最大值的一半，對于中、小型塑件，δz＝△/3，型腔徑向尺寸的計算公式如下：L =[(1+S )L － ] m1cps1?43z??=[(1+0.005)×58.24－ ×0.40] 17.0?=58.23 mm17.0?（2）型腔的深度（mm）對于中、小型塑件，δz＝△/3，型腔深度的計算公式如下：本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 15 頁 共 28 頁H =[(1+ S )H － ] mcps32?z??=[(1+0.005)×14.89－ ×0.28] 17.0?=14.78 mm 17.0?3.1.3 型芯（1）型芯的徑向尺寸（mm）L =[(1+ S ) L + ] M1cp1?43Z??=[(1+0.005)×54.24+ ×0.40] 17.0?=54.81 mm17.0?（2）型芯的高度（mm）H =[(1+ S ) H + ]Mcp32?Z??=[(1+0.005)×33.9+ ×0.28] 17.0?=35.54 mm 3.2 成型型腔壁厚的計算注射成型時，為了承受型腔高壓熔體的作用，型腔側(cè)壁與底板應(yīng)該具有足夠強(qiáng)度與剛度。對于小尺寸型腔常因強(qiáng)度不夠而破壞，因此常按強(qiáng)度條件計算；而對于大尺寸型腔，剛度不足常為設(shè)計失效的主要原因，因此常按剛度條件計算 [13]。3.2.1 型腔側(cè)壁厚度計算按組合式圓形型腔計算要求，并根據(jù)制件尺寸為小尺寸范圍，應(yīng)用強(qiáng)度計算如下公式：式中：r—型腔內(nèi)半徑，r＝13mm；[σ]—碳鋼取 160MPa；p—型腔內(nèi)壓力，p 一般取 20 至 50MPa.現(xiàn)取為 30MPa.因此，型腔側(cè)壁厚 S：??????????12prS?160316.4()23m??????????本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 16 頁 共 28 頁取 S＝20mm.4 注射模的導(dǎo)向及脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計4.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要用于保證動模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零部件之間的準(zhǔn)確對合，起定位合定向作用 [14]。在推出機(jī)構(gòu)中保證推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動定向，并承受推出時的部分側(cè)壓力。4.1.1 導(dǎo)柱采用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235 淬火處理，硬度為 60HRC；根據(jù)模板外形尺寸確定導(dǎo)柱直徑 d 為 6mm；導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔采用間隙配合 H7/f6。4.1.2 導(dǎo)柱的數(shù)量和布置導(dǎo)柱數(shù)量取 4 根，其布置如圖下圖 4-1 所示。圖 4-1 導(dǎo)柱分布圖4.2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計4.2.1 脫模力的計算脫模力是將制品從包緊的型芯上脫出時所需克服的阻力。由 t/d＝3/56＝0.05 可知，該零件屬于圓環(huán)形薄壁制件，脫模力按下式計算。 ???AKfESLF1.01tancos22???????本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 17 頁 共 28 頁式中 —圓環(huán)形制品的壁厚， ＝1.5mm；1?1?E —塑料的彈性模量，查表得 PS 得彈性模量為 2800MPa；S —塑料平均成型收縮率，S＝0.55％；L —制件對型芯的包容長度，L＝30mm；—模具型芯的脫模斜度， ＝1°；??f —制件與型芯制件的摩擦因素，查表得 PE 與鋼的摩擦系數(shù)為 0.21；—塑料的泊松比，查表得 PS 的泊松比為 0；?—無量綱系數(shù)，由 f＝0.21 查表得 ＝1.0035；2K2KA —通孔制件 A 等于 0.211因此， 48.1032035.1)tan1.(cos%285.10??????F4.2.2 推出零件尺寸的確定（1）推件板厚度的確定按圓形塑料制件的強(qiáng)度條件計算，推件板厚度根據(jù)零件的尺寸和厚度等綜合考慮，確定推件板的厚度取為 15mm。（2）推桿直徑的確定根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式，推桿直徑可按下式計算： ??mneflkd 35.72048.135. 41412 ???????????????取 d＝8mm,數(shù)量為 4 根。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 18 頁 共 28 頁5 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計分型與抽芯機(jī)構(gòu)簡稱為內(nèi)側(cè)抽機(jī)構(gòu)，用來成型具有外側(cè)凸起、凹槽和孔的塑件；成型殼體制品的局部凸起、凹槽和肓孔。因為內(nèi)側(cè)抽機(jī)構(gòu)的注射模，其可動零件多，動作復(fù)雜。因此，內(nèi)側(cè)抽機(jī)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)盡量可靠、靈活和高效。5.1 分型抽芯機(jī)構(gòu)類型的確定 由前面分析可知，吹風(fēng)機(jī)頭兩側(cè)采用斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。它的結(jié)構(gòu)圖如圖 5-1 所示。圖 5-1 斜 滑 塊 側(cè) 抽 機(jī) 構(gòu)本次設(shè)計所選有的注射機(jī)為液壓-機(jī)械式合模機(jī)構(gòu)的注射機(jī)。最大開模行程與所選模厚無關(guān)，根據(jù)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)開模行程的校核公式和21HC????mC10~5max???其中 為側(cè)抽芯所需要的開模距離， 為塑料脫模需要的頂出距離（mm）H為塑件厚度（包括澆注系統(tǒng)凝料）(mm)， 為注射機(jī)最大開模行程2 ax?=25mm， =15mm。根據(jù)以上兩式可以得到側(cè)抽芯開模距離選為 50mm。12線圈架的抽芯距 S 等于側(cè)孔或側(cè)凹深度 加上 2 至 3 mm0而該制品的 =11.7mm。側(cè)抽芯距 S=14.7mm。取整后為 15mm。0?本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 19 頁 共 28 頁根據(jù)公式 ，可得 ，則其余角為 （為保證開模順利取為 ）501tan?CHS?018??072075即為斜銷口角度。5.2 側(cè)滑塊的設(shè)計斜滑塊是斜導(dǎo)柱側(cè)面分型抽芯機(jī)構(gòu)中的一個重要零件部件，它上面安裝有側(cè)向型芯或側(cè)向成型塊，注射成型時塑件尺寸的準(zhǔn)確性和移動的可靠性都需要它的運(yùn)動精度保證?；瑝K的結(jié)構(gòu)可分整體式和組合式。在滑塊上直徑制出側(cè)向型腔的結(jié)構(gòu)稱整體式，分開加工稱組合式。在本次設(shè)計中，側(cè)向有一較大的方孔和兩個較小方孔的側(cè)抽芯，為保證零件外觀美觀、無痕跡，現(xiàn)初定加工兩根側(cè)向小型芯和一主型芯滑塊，然后把兩側(cè)向的小型芯鑲在主型芯滑塊上一起側(cè)向抽芯。一般情況下，成型滑塊在側(cè)向分型抽芯和復(fù)位過程中，要求其必須沿一定的方向平穩(wěn)地往復(fù)移動，這一過程是在導(dǎo)滑槽內(nèi)完成的。根據(jù)型芯大小、形狀和要求不同，有的采取 T 形槽或燕尾槽，但本設(shè)計側(cè)抽芯的滑塊和小型芯設(shè)計在鑲在型腔上的方塊型芯中滑動，上下不能移動，只有前后滑動，因此無需要另加工槽，不過滑塊與型芯槽配合要求較高，為防止配合部分漏料，適當(dāng)提高精度，采用 H7/f7，其它部分采用 H8/f8 間隙配合，配合 表面粗糙度Ra≤0.8μm 滑塊材料采用 T10，HRC54～58。5.3 滑塊定位裝置設(shè)計滑塊定位裝置在開模過程中用來保證滑塊停留在剛脫離斜導(dǎo)柱的位置，不再發(fā)生任何移動，以避免合模時斜導(dǎo)柱不能準(zhǔn)確地插進(jìn)滑塊的斜導(dǎo)孔內(nèi)，造成模具損壞。本次設(shè)計采用螺釘與擋塊機(jī)構(gòu)定位，保證螺釘?shù)囊苿泳嚯x須大于抽芯距 S，一般取 1.3S較合適。當(dāng)滑塊和斜導(dǎo)柱完全脫離后,它們回位通過彈簧鋼球和滑塊上的孔定位。因為斜導(dǎo)柱的傾斜角度是 240，滑塊的高度是 35，所以當(dāng)滑塊和斜導(dǎo)柱正好分離時，鋼球和孔的距離 L: 8.96sin2435???l所以在安裝設(shè)計鋼球和小孔時，它們之間的距離應(yīng)該是 9.8mm。這是滑塊和斜導(dǎo)柱回位時候的重要數(shù)據(jù)。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 20 頁 共 28 頁6 模具加工工藝設(shè)計塑料模具的零件類型很多，加工條件不同其加工方法各不相同。目前模具的主要加工手段有：經(jīng)濟(jì)低精度的通用加工、電火花成型與線切割加工、精密數(shù)控加工、高速切削加工等。由于吹風(fēng)機(jī)頭精度要求一般，模具結(jié)構(gòu)尤其是型腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度一般，因此模具的加工立足于經(jīng)濟(jì)、可行，故采用了普通加工與電火花成型相結(jié)合的工藝方法。根據(jù)零件類型下面簡單分析一下主要類型零件的加工工藝。6.1 坯料的確定坯料是指模具零件采用材料的原始狀態(tài)。一般情況下，采用標(biāo)準(zhǔn)棒料或板材，也可采用鍛造坯料。在有專業(yè)模具企業(yè)中，對性能要求不高的材料多采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格材料，而對性能要求較高的材料則要經(jīng)鍛造，然后經(jīng)熱處理調(diào)質(zhì)后具有適當(dāng)硬度和便于加工拋光的專用模具用鋼切割成坯料，這種形式加工余量小，節(jié)省了人工和材料用量。坯料通過鍛造可使金屬材料的金相組織密實(shí)，對其強(qiáng)度和剛度也有提高。只是應(yīng)嚴(yán)格控制加工余量，加工余量過大，會引起材料和加工工時的浪費(fèi)。6.2 模板的平面加工6.2.1 平面的粗加工平面切削加工是指用車床、刨床、銑床等對坯料的 6 個方面進(jìn)行粗加工，再去掉坯料的加工余量后，在留出足夠的半精加工余量，同時對模板上較大的孔也應(yīng)進(jìn)行粗加工。粗加工完了之后，應(yīng)進(jìn)行一次退火處理或調(diào)質(zhì)處理，以去除模板的內(nèi)部應(yīng)力，使其組織穩(wěn)定，以防止在模具制造、模具成型或淬火過程中的變形或淬裂。6.2.2 平面的半精加工在經(jīng)過退火而消除內(nèi)應(yīng)力之后，模板會產(chǎn)生不同程度的變形。半精加工就是去除其變形量，并給精加工留出適當(dāng)?shù)募庸び嗔?。?科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 21 頁 共 28 頁6.2.3 平面的精加工通過以上的加工程序，模板已形成了基本輪廓。采用平面磨床磨削模板厚度的兩平面，并達(dá)到要求的厚度尺寸和表面粗糙度。這兩個分模面即是 z 軸方向上的加工基準(zhǔn)面。取任意相鄰的兩個側(cè)面進(jìn)行高精度的直角加工，并與模板平面相互垂直。這兩個側(cè)面即是 x，y 方向上的加工基準(zhǔn)面，分別作文字標(biāo)記，如 x，y。當(dāng)平面的精度要求，特別是平面度公差要求很高時，可以采用研磨的方法，即采用鑄鐵平板作為研具，由很細(xì)的金剛砂做磨料，施以較小的壓力均勻平衡的去除配合面的余量，達(dá)到多面積的良好接觸。6.2.4 薄板的精加工當(dāng)模板較薄或太薄時，在退火填質(zhì)或淬硬后容易發(fā)生彎曲或翹曲形變的現(xiàn)象。在磨削發(fā)生形變的薄板時，應(yīng)使用薄而寬的擋板，將薄板四周擋住，并將被加工的薄板的凹面向下，然后以很小的磨削量對凸面進(jìn)行磨削，當(dāng)磨削部分的長度達(dá)到薄板長度的 2/3 時，將薄板翻面，依然采取精度磨削的狀態(tài)，這樣反復(fù)數(shù)次，直到翹曲的現(xiàn)象完全消失，才能按常規(guī)磨削。因此，薄板的預(yù)留余量應(yīng)該加大，以防止達(dá)到尺寸要求時局部仍有凹處，而導(dǎo)致薄板報廢的現(xiàn)象。6.3 孔及孔系的加工在模板平面加工完成之后，在模板上需要加工的部位，包括鑲嵌成型零件的各種形狀的孔，導(dǎo)柱孔、復(fù)位桿孔、頂桿孔、側(cè)抽芯時的導(dǎo)滑槽、固定模板的螺栓孔以及冷卻水道孔、釣鉤孔等，即在模板上需要加工的部位不外乎是進(jìn)行各種形式的孔及孔系的加工。塑料模上的加工方法主要有：鉆孔、擴(kuò)孔、鏜孔、磨孔等，這是根據(jù)孔的精度等級和表面粗糙度的要求決定的。塑料模的同一零件上經(jīng)常出現(xiàn)由相互位置精度要求的多個孔稱為孔系。對孔系的加工除了要保證孔本身的精度要求和粗糙度要求外，還要保證孔與孔之間的位置精度要求，各平行孔之間的軸線平行度、各同軸孔之間的軸線同軸度以及孔的軸線與基準(zhǔn)面之間的平行度和垂直度等等。6.3.1 孔系的加工孔系的加工在一般情況下是以 x，y，z 為基準(zhǔn)面的，找出需要加工部位的中心，本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 22 頁 共 28 頁并劃出與 x，y 相互垂直的交叉中心線，依照藍(lán)圖畫出加工輪廓線來?？紫档募庸ご篌w有如下幾種方法：（1）精密劃線加工找出中心線后，在中心處用沖頭打窩，首先選用比被加工孔直徑小的鉆頭鉆孔。鉆孔后，檢驗孔與基準(zhǔn)面的相對位置以及各孔之間的相對位置是否滿足位置精度的要求，如果發(fā)現(xiàn)偏差可用整形銼修正，然后再擴(kuò)孔，再檢驗，直到各孔位置精度達(dá)到欲求位置，最后進(jìn)行留有鉸孔位置余量的最后擴(kuò)孔，并進(jìn)行粗鉸和精鉸。（2）對合加工當(dāng)兩塊模板具有相同位置的多個通孔時，可采用兩模板對合在一起的方法加工，如導(dǎo)柱孔以及成型零件的鑲嵌固定孔等。對于加工和直徑均相同的孔是以 x，y 各側(cè)邊為基準(zhǔn)面時，按裝配時的排列順序，將它們裝夾在一起，只需一面劃線，并對模板找平，就可以同時將對應(yīng)的兩個通孔同時加工出來，各孔的位置不必有嚴(yán)格的要求，他們在同一位置加工的磨只要按模具的裝配位置順序組裝，位置度的偏差對整體沒有影響。對位置相同，但孔的直徑不同的孔，在裝夾兩塊模板時，在其中間平行墊起一個進(jìn)刀距離的平行墊板，并將帶大孔的模板位置在上部劃線，同時加工出底部的小孔后，再對打孔進(jìn)行擴(kuò)孔，同樣達(dá)到以上的效果。（3）坐標(biāo)鏜床加工這是目前最常用的加工孔系方法，坐標(biāo)鏜床是具有二維坐標(biāo)的高精度機(jī)床，它是通過帶有誤差補(bǔ)償裝置的精密絲杠，或帶有游標(biāo)的精密直尺以及作為標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)的光學(xué)裝置來控制工作臺，精確移動坐標(biāo)直尺，并通過有精密回轉(zhuǎn)工作臺等附件，保證在二維坐標(biāo)的位置空間，完成各相對位置的精確定位及精密加工，因此，保證模板上的相對應(yīng)的孔即使分別加工，也能達(dá)到組裝的精度要求。6.3.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的孔加工導(dǎo)柱導(dǎo)套組成了塑料模的導(dǎo)向裝置，導(dǎo)向裝置除具有模板的導(dǎo)向作用外，還有模板間相互移動的定位作用以及承受一定側(cè)壓力的作用，導(dǎo)柱和導(dǎo)套分別安裝在動模板上，當(dāng)不設(shè)置導(dǎo)套時，模板一側(cè)是導(dǎo)柱定位孔，另一側(cè)則是導(dǎo)向孔。它的相對位置誤差一般要求在 0.01 mm 范圍內(nèi)，因此導(dǎo)柱和導(dǎo)套的孔可以在坐標(biāo)鏜床上分別加工，也可采用對合加工的方法，將動模板和定模板按裝配位置的排列順序裝夾在一起同時加工。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 23 頁 共 28 頁導(dǎo)柱和導(dǎo)套的孔安排在什么時候加工，根據(jù)具體情況決定。（1）先加工導(dǎo)柱導(dǎo)套孔定模和動模上固定成型零件的孔均為通孔，可以首先安排加工導(dǎo)柱導(dǎo)套的孔，在加工成型零件固定孔時，可以利用導(dǎo)柱導(dǎo)套孔作為定位（有兩個以上不相鄰的孔定位即可） ，采用對合加工的方法，在同一工位，將兩塊模板的固定孔加工出來。（2）先加工成型固定孔，后加工導(dǎo)柱孔在定動模之間設(shè)有定位裝置的模具結(jié)構(gòu)，在合模時，它們能夠正確定位時，可采用后加工導(dǎo)柱導(dǎo)套孔的方式。成型零件加工完畢后，組合合模裝夾在一起同時加工導(dǎo)柱孔。7 繪制模具圖7.1 PRO/E 創(chuàng)建模具利用 PRO/E 零件模塊畫出制件的 3D 模型 [15]；如下圖:本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 24 頁 共 28 頁圖 7-1 3D 模型圖7.2 繪制總裝配結(jié)構(gòu)圖和部分零件圖繪制總裝配圖采用 1：1 的比例，以 PRO/E 畫的實(shí)體圖為基礎(chǔ)，進(jìn)行測量繪制，畫出主視圖、左視圖、俯視圖。模具總裝配圖應(yīng)包括以下內(nèi)容：（1）模具成型部分結(jié)構(gòu)。（2）外形結(jié)構(gòu)和所有連接件，定位，導(dǎo)向件的位置。（3）標(biāo)注行腔主要尺寸及模具總體尺寸。（4）按順序把全部零件序號編出，并填寫明細(xì)表。（5）標(biāo)注技術(shù)要求和使用說明。7.2.1 繪制部分零件圖 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 25 頁 共 28 頁由模具總裝圖拆畫零件圖的順序應(yīng)為：先內(nèi)后外，先復(fù)雜后簡單，先成型零件，后結(jié)構(gòu)零件。結(jié)束語本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 26 頁 共 28 頁本次設(shè)計是對吹風(fēng)機(jī)頭進(jìn)行注射成型模具設(shè)計。在模具的計算、設(shè)計方面，首先分析了吹風(fēng)機(jī)頭的形狀尺寸特點(diǎn)；然后確定工藝方案：注射機(jī)型號的選擇，分型面、澆注系統(tǒng)、型腔、型芯的設(shè)計；根據(jù)確定的單分型面模具。選擇標(biāo)準(zhǔn)模架；最后繪制模具的總裝配圖和零件圖。在繪圖過程中，主要是運(yùn)用 PRO/E、AutoCAD 繪圖分析軟件，為進(jìn)一步地熟練掌握專業(yè)的繪圖分析技巧，再次提供了更有利的環(huán)境。在這次塑料注射模的畢業(yè)設(shè)計中，不僅鞏固了之前所學(xué)的知識，加深了對模具設(shè)計的理解，從收到任務(wù)書到設(shè)計模具，再到總體的校核，有一個很明確的認(rèn)識。同時對軟件有了較多的認(rèn)識，例如 PRO/E 的零件模塊和模具設(shè)計模塊，繪制模具裝配圖和零件圖所用到的 AutoCAD2004，和編寫設(shè)計說明書所用的 office 軟件。在設(shè)計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)計的最佳值或方法。(2) 繼續(xù)鞏固各種基礎(chǔ)知識。比如材料力學(xué)、機(jī)械制圖、公差與配合、加工工藝等。并學(xué)會較靈活應(yīng)用，為設(shè)計機(jī)械模具打好基礎(chǔ)。(3) 學(xué)會使用各種專業(yè)工程軟件來輔助設(shè)計。在本次設(shè)計中就是用 Pro/Engineer來完成造型和分型，用 UG 來完成工程圖轉(zhuǎn)換，用 CAXA 來提取標(biāo)準(zhǔn)件等等。這樣不但可以提高設(shè)計效率，更重要的是可以學(xué)會別人的設(shè)計思想和設(shè)計所要關(guān)注的問題等。(4) 加深了對模具行業(yè)的了解。通過上網(wǎng)查閱，可以知道模具在國內(nèi)外的最新發(fā)展；解決某個問題的多種思路和最優(yōu)方案等。由于設(shè)計經(jīng)驗和水平的不足，所以在設(shè)計的過程中遇到了不少困難，雖然能夠積極向老師和同學(xué)請教，同時通過圖書館和網(wǎng)上的數(shù)據(jù)庫查閱資料，但是在設(shè)計的過程中仍會出現(xiàn)錯誤的地方，期待各位老師的批評指正，使我在以后的學(xué)習(xí)和工作中能更好地發(fā)揮。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 27 頁 共 28 頁致 謝從開題、具體設(shè)計、論文的撰寫，均得到了老師、同學(xué)和朋友的大力支持。特別感謝殷老師對我的指導(dǎo)。他在繁忙的教學(xué)工作期間，對我的畢業(yè)設(shè)計付出了大量的心血，多次給我提出深刻而具有指導(dǎo)性的意見。正是有了殷老師對我時時刻刻的指導(dǎo)，才使我能正確把握論文的方向，并順利地完成。感謝所有給我傳道授業(yè)的老師們，正是你們的辛勤教授才使學(xué)生有了完成畢業(yè)設(shè)計的知識與能力儲備，奠定了我的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 28 頁 共 28 頁參 考 文 獻(xiàn)[1] 申開智. 塑料成型模具（第二版）[M]. 北京: 中國輕工業(yè)出版社, 2002.[2] 王文廣等編. 塑料注射模具設(shè)計技巧與實(shí)例. 北京: 化工工業(yè)出版社, 2003.[3] 《塑料模具技術(shù)手冊》編委會. 塑料模具技術(shù)手冊[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1997.[4] 曹宏深, 趙仲冶主編. 塑料成型工藝與模具設(shè)計. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1993.[5] 成都科技大學(xué)主編. 塑料成型工藝. 北京: 中國輕工業(yè)出版社, 1983.[6] 詹友剛. Pro/ENGINEER 中文野火版 2.0 基礎(chǔ)教程. 清華大學(xué)出版社. 2005. 3.[7] [德 ]K.斯托克海特編 . 注塑成型模具 102 例. 北京: 中國輕工業(yè)出版社, 1991.[8] 姜勇, 高薇嘉. AutoCAD2004 中文版基礎(chǔ)教程. 人民郵電出版社. 2005. 2.[9] 沈蓮. 機(jī)械工程材料. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2005. 1.[10] 方昆凡. 公差與配合實(shí)用手冊. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社[M]. 2005.[11] 黃毅宏. 模具制造工藝[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社, 1999.[12] 王文, 廣等編. 塑料注射模具設(shè)計技巧與實(shí)例[M]. 化工工業(yè)出版社, 2003.[13] 曹宏深 , 趙仲冶. 塑料成型工藝與模具設(shè)計[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1993.[14] 馬金俊. 塑料模具設(shè)計[M]. 北京: 中國科學(xué)科技出版社, 1994.[15] 李志剛等. 模具計算機(jī)輔助設(shè)計[M]. 武漢: 華中理工大學(xué)出版社, 1990.
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