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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告
題 目：摩托車尾燈罩注射模設(shè)計(jì)
系 （部） 機(jī)電工程系
專 業(yè) 材料成型及控制工程
學(xué) 生
學(xué) 號
班 號
指導(dǎo)教師
中期報(bào)告日期 說 明
一、中期報(bào)告應(yīng)包括下列主要內(nèi)容：
1．論文工作是否按開題報(bào)告預(yù)定的內(nèi)容及進(jìn)度安排進(jìn)行；
2．目前已完成的研究工作及結(jié)果；
3．后期擬完成的研究工作及進(jìn)度安排；
4．存在的困難與問題；
5．如期完成全部論文工作的可能性。
二、中期報(bào)告由指導(dǎo)教師填寫意見、簽字后，統(tǒng)一交所在院（系）保存，以備檢查。
指導(dǎo)教師評語：
指導(dǎo)教師簽字： 檢查日期：
一、目前已完成的研究工作及結(jié)果
1.型腔數(shù)量的確定
2.注射機(jī)的選用及主要參數(shù)的校核
（1）型腔數(shù)量校核
（2）塑件在分型面上的投影面積校核
（3）鎖模力校核
（4）注射壓力校核
（5）開模行程的校核
（6）注射機(jī)最大開模行程與模具厚度的校核
3.制品成型位置及分型面的選擇
4.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
（1）主流道的尺寸計(jì)算
（2）分流道的設(shè)計(jì)
（3）分流道的尺寸計(jì)算
（4）冷料穴的設(shè)計(jì)
（5）澆口尺寸的計(jì)算
5.成型零部件的設(shè)計(jì)
（1）凹模直徑計(jì)算
（2）凹模深度計(jì)算
（3）凸模直徑計(jì)算
（4）兩型芯中心距的計(jì)算
（5）型腔側(cè)壁厚度計(jì)算
（6）底板厚度計(jì)算
6. 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
（2）斜導(dǎo)柱的傾角
（3）鎖緊塊角度確定
（4）抽芯距
（5）斜銷有效工作長度
（6）抽芯力的計(jì)算
（7）最大彎曲力
（8）斜導(dǎo)柱的長度計(jì)算
7.模具結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)
（1）模板的選取
（2）導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的形式
（3）導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)形式
（4）導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式
8.推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
（1）推塊的設(shè)計(jì)
（2）脫模力計(jì)算
9.冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
（1）冷卻水道的設(shè)計(jì)
（2）塑件出模溫度時(shí)所需要的冷卻時(shí)間
（8）型芯的設(shè)計(jì)與計(jì)算
二、后期擬完成的研究工作及進(jìn)度安排
2009年11月27日—2009年12月11日 完成部裝圖及零件圖的設(shè)計(jì)
2009年12月21日—2009年12月31日 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
2010年1月6日—2010年1月8日 自我檢查、總結(jié)
3、 存在的問題及困難
（1）由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以，選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨(dú)加工和熱處理。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
學(xué)生姓名
系部
機(jī)電工程系
專業(yè)、班級
指導(dǎo)教師姓名
職稱
工程師
從事
專業(yè)
塑性加工
是否外聘
□是□否
題目名稱
摩托車尾燈罩注射模設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)（論文）目的、意義
通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，掌握塑料注射模的設(shè)計(jì)步驟，以及利用斜銷和滑塊進(jìn)行外側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。了解和熟悉模具主要零件的加工制造工藝。
二、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法）
主要研究內(nèi)容：
利用Pro/E設(shè)計(jì)軟件，完成該塑件的三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)，在查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料和分析該塑件注射成型工藝性基礎(chǔ)上進(jìn)行模具的總體方案設(shè)計(jì)及可行性分析。在完成模具參數(shù)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利用CAD設(shè)計(jì)軟件完成該模具的總裝配圖、脫模機(jī)構(gòu)部裝圖及有關(guān)的零件圖設(shè)計(jì)；最后完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書編寫。
技術(shù)要求：
制品材料：聚苯乙烯
三、設(shè)計(jì)（論文）完成后應(yīng)提交的成果
(1)計(jì)算說明部分
編寫設(shè)計(jì)說明書一份，約12000字。
(2)圖紙部分
①完成摩托車尾燈罩注射?？傃b圖及斜銷-滑塊外側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)部裝圖設(shè)計(jì)，零號圖各1張；
②推件板、型芯、型腔板零件圖設(shè)計(jì)，2或3號圖各1張。
四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排
⒈第一階段：開題 10月19日—10月30日（2周），10月30日開題報(bào)告；
⒉第二階段：設(shè)計(jì)階段 11月2日—12月18日（7周）；
⒊第三階段：撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文與準(zhǔn)備答辯 12月21日—12月31日（2周）；
⒋畢業(yè)答辯 2010年1月6日～1月8日。
五、主要參考資料
⑴黃虹主編.塑料成型加工與模具.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003
⑵中國模具設(shè)計(jì)大典編委會. 中國模具設(shè)計(jì)大典第9篇. 南昌： 江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003
六、備注
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
教研室主任簽字：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題 目 摩托車尾燈罩注射模設(shè)計(jì)
專 業(yè) 材料成型及控制工程
學(xué) 號
學(xué) 生
指 導(dǎo) 教 師
答 辯 日 期
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評語
姓名： 學(xué)號： 專業(yè)：
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：
工作起止日期：______ 年____ 月____ 日起 ______ 年____ 月____ 日止
指導(dǎo)教師對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行情況，完成質(zhì)量及評分意見：
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指導(dǎo)教師簽字： 指導(dǎo)教師職稱：
評閱人評閱意見：
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評閱教師簽字：_______________ 評閱教師職稱：_______________
答辯委員會評語：
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根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的材料和學(xué)生的答辯情況，答辯委員會作出如下評定：
學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯成績評定為：
對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的特殊評語：
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答辯委員會主任（簽字）： 職稱：________________
答辯委員會副主任（簽字）：
答辯委員會委員（簽字）：___________ ___________ ___________ __________ __________ ___________ ___________ ___________ __________ __________ ___________ ___________ ___________ __________ __________
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
姓 名： 院 （系）：
專 業(yè)： 班 號：
任務(wù)起至日期： 年 月 日至 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：摩托車尾燈罩注射模設(shè)計(jì)
立題的目的和意義：
通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，掌握塑料注射模的設(shè)計(jì)步驟，以及利用斜銷和滑塊進(jìn)行外側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。了解和熟悉模具主要零件的加工制造工藝。
技術(shù)要求與主要內(nèi)容：
主要研究內(nèi)容：
利用Pro/E設(shè)計(jì)軟件，完成該塑件的三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)，在查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料和分析該塑件注射成型工藝性基礎(chǔ)上進(jìn)行模具的總體方案設(shè)計(jì)及可行性分析。在完成模具參數(shù)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利用CAD設(shè)計(jì)軟件完成該模具的總裝配圖、脫模機(jī)構(gòu)部裝圖及有關(guān)的零件圖設(shè)計(jì)；最后完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書編寫。
技術(shù)要求：
制品材料：聚苯乙烯
進(jìn)度安排：
⒈第一階段：開題 10月19日—10月30日（2周），10月30日開題報(bào)告；
⒉第二階段：設(shè)計(jì)階段 11月2日—12月18日（7周）；
⒊第三階段：撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文與準(zhǔn)備答辯 12月21日—12月31日（2周）；
⒋畢業(yè)答辯 2010年1月6日～1月8日。
同組設(shè)計(jì)者及分工：
在老師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成。
指導(dǎo)教師簽字___________________
年 月 日
系（教研室）主任意見：
系（教研室）主任簽字___________________
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
題 目：摩托車尾燈罩注射模設(shè)計(jì)
系 （部） 機(jī)電工程系
專 業(yè) 材料成型及控制工程
學(xué) 生
學(xué) 號
班 號
指導(dǎo)教師
開題報(bào)告日期 年10月23日
說 明
一、開題報(bào)告應(yīng)包括下列主要內(nèi)容：
1．通過學(xué)生對文獻(xiàn)論述和方案論證，判斷是否已充分理解畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容和要求
2．進(jìn)度計(jì)劃是否切實(shí)可行；
3．是否具備畢業(yè)設(shè)計(jì)所要求的基礎(chǔ)條件。
4．預(yù)計(jì)研究過程中可能遇到的困難和問題，以及解決的措施；
5．主要參考文獻(xiàn)。
二、如學(xué)生首次開題報(bào)告未通過，需在一周內(nèi)再進(jìn)行一次。
三、開題報(bào)告由指導(dǎo)教師填寫意見、簽字后，統(tǒng)一交所在系（部）保存，以備檢查。
指導(dǎo)教師評語：
指導(dǎo)教師簽字： 檢查日期：
一、設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求
利用proe設(shè)計(jì)軟件，完成該塑件的三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)，在查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料和分析該塑件注射成型工藝性基礎(chǔ)上進(jìn)行模具的總體的方案設(shè)計(jì)及可行性分析。在完成模具參數(shù)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利用CAD設(shè)計(jì)軟件完成模具的總裝配圖、脫模機(jī)構(gòu)部裝圖及有關(guān)的零件圖設(shè)計(jì)；最后完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫。
技術(shù)要求：
制品材料：聚苯乙烯
二、選題的目的和意義
通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，掌握塑料模具的設(shè)計(jì)步驟，以及斜銷和滑塊進(jìn)行外側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。了解和熟悉模具的加工工藝。
三、論文綜述
（一）模具工業(yè)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用
模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中,許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn),在很大程度上依賴于模具制造技術(shù), 產(chǎn)品零件廣泛采用沖壓、鍛壓成形、壓鑄成形、擠壓成形、塑料注射或其它成形加工方法，與成形模具相配套，使坯料成形加工成符合產(chǎn)品要求的零件。特別是在汽車、輕工、電子和航天等行業(yè)中尤顯重要。模具制造能力的強(qiáng)弱和模具制造水平的高低,已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家機(jī)械制造技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一,直接影響著國民經(jīng)濟(jì)中許多部門的發(fā)展。我國對模具工業(yè)的發(fā)展十分重視，國務(wù)院于1989年就將模具技術(shù)的發(fā)展列為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。充分說明了模具工業(yè)的基礎(chǔ)性和重要性。
模具在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1、用模具成形產(chǎn)品的工藝應(yīng)用極其廣泛。例如：模鍛件、沖壓件、擠壓和拉拔件都是使金屬材料在模具內(nèi)發(fā)生塑性變形而成形的。壓鑄件、粉末冶金件也是在模具中充填加壓成形的。塑料、陶瓷等非金屬材料的制品多數(shù)都是由模具加工成形的。
2、模具成形可實(shí)現(xiàn)少、無切削的加工。少、無切削加工是機(jī)械制造的一個(gè)發(fā)展方向。模具成形是實(shí)現(xiàn)少、無切削工藝的有效途徑，而模具制造水平的提高是關(guān)鍵。模具制造水平的提高可以使模具成形制品的精度提高，表面粗糙度降低，從而有可能直接加工出成品，不需要再進(jìn)行精加工，由此避免了切削加工。
3、模具成形制品具有高精度、高復(fù)雜性，高一致性、高生產(chǎn)率、低消耗和低成本的特點(diǎn)，因此應(yīng)用范圍很廣。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，利用模具成形的各種零、部件，在飛機(jī)、汽車、電器儀表等領(lǐng)域占60%~70%，家電產(chǎn)品占80%以上，手表、自行車等輕工產(chǎn)品占85%以上。
（二）模具的分類和占有量
按通常的分類方法如下： 塑料模具、橡膠模具、沖壓模具、壓鑄模具、鑄造模具、鍛造模具、合金模具、拉絲模具、玻璃模具、陶瓷模具和汽車模具。但是從模具的設(shè)計(jì)角度看，總體結(jié)構(gòu)特征分類更加的方便，注射磨具按結(jié)構(gòu)特征可分為：單分型面注射模具、雙分型面注射模具、帶有活動鑲件的注射模具、帶側(cè)向分型抽芯的注射模具、自動卸螺紋的注射模具、推出機(jī)構(gòu)在定模的注射模具和無流道凝料的注射模具等。
據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，利用模具成形的各種零、部件，在飛機(jī)、汽車、電器儀表等領(lǐng)域占60%~70%，家電產(chǎn)品占80%以上，手表、自行車等輕工產(chǎn)品占85%以上。
（三）我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀
近年來，我國的模具工業(yè)發(fā)展較快，已能夠滿足國內(nèi)對中、低檔模具的需求。少量模具已開始向日本、美國、新加坡、泰國等地出口。模具工業(yè)逐漸發(fā)展成為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。我國的模具工業(yè)雖然在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)備中的比例較低;許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依靠進(jìn)口。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國目前的模具生產(chǎn)只能滿足需要的60%，其余40%需要進(jìn)口；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高等。
我國的模具制造與國外相比，落后之處主要表現(xiàn)為以下5個(gè)方面：
1、標(biāo)準(zhǔn)化程度較低。國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化程度為30%左右，標(biāo)準(zhǔn)件品種較少，缺少精密、高效標(biāo)準(zhǔn)件和商品化標(biāo)準(zhǔn)件。
2、模具制造精度低、周期長。國外模具廠都采用粗加工、精加工、測量、裝配等成套的精密設(shè)備，如CNC坐標(biāo)磨床、NC電火花機(jī)床等。國內(nèi)模具廠設(shè)備陳舊不配套，NC機(jī)床、電加工機(jī)床在加工機(jī)床中占有的比例較小，模具加工新工藝采用較少，使國內(nèi)模具精度比國外低1~2級，制造周期長1~2倍。
3、模具品種少、效率低。主要是缺少大型、復(fù)雜、長壽命模具。國外模具向精密化、自動化方向發(fā)展，很多工序可以集中在一副模具中完成。
4、模具壽命短、材料利用率低。國外由于采用了冶煉和熱處理方面的新技術(shù)，模具壽命大大提高。國內(nèi)模具鋼品種不全，新鋼種很少，一般采用常規(guī)熱處理，因而質(zhì)量較低，模具材料利用率僅為60%。
5、技術(shù)力量落后、管理水平較差。我國模具生產(chǎn)技術(shù)人員比例只占7%~8%，這一比例不但低于國外的30%，而且也低于內(nèi)內(nèi)其它行業(yè)，生產(chǎn)缺乏科學(xué)管理。
以上幾方面的問題說明我國模具工業(yè)的總體水平還處于較落后的狀態(tài)，還需要大力加快發(fā)展。據(jù)預(yù)測，未來我國將成為世界的制造中心，這更加給模具工業(yè)帶來前所未有的發(fā)展機(jī)遇與空間。為了加快我國模具工業(yè)的發(fā)展，基本任務(wù)之一就是加快人才的培養(yǎng)。我院的模具設(shè)計(jì)與制造(專)專業(yè)，就是為了適應(yīng)國家急需培養(yǎng)現(xiàn)代模具生產(chǎn)綜合素質(zhì)和綜合生產(chǎn)技能人才的需要，適應(yīng)現(xiàn)代模具生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)方式對人才的要求而設(shè)置的。
（四）國外模具工業(yè)的發(fā)展情況
據(jù)中國工業(yè)報(bào)報(bào)道，高新技術(shù)在歐美模具企業(yè)得到廣泛應(yīng)用,歐美許多模具企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平在國際上是一流的。將高新技術(shù)應(yīng)用于模具的設(shè)計(jì)與制造，已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證。
1、高新技術(shù)應(yīng)用于模具的設(shè)計(jì)與制造
（1）CAD/CAE/CAM的廣泛應(yīng)用，顯示了用信息技術(shù)帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性
在歐美，CAD/CAE/CAM已成為模具企業(yè)普遍應(yīng)用的技術(shù)。在CAD的應(yīng)用方面，已經(jīng)超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級階段，目前3D設(shè)計(jì)已達(dá)到了70%～89%。PRO/E、UG、CIMATRON等軟件的應(yīng)用很普遍。應(yīng)用這些軟件不僅可完成2D設(shè)計(jì)，同時(shí)可獲得3D模型，為NC編程和CAD/CAM的集成提供了保證。應(yīng)用3D設(shè)計(jì)，還可以在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行裝配干涉的檢查，保證設(shè)計(jì)和工藝的合理性。數(shù)控機(jī)床的普遍應(yīng)用，保證了模具零件的加工精度和質(zhì)量。30～50人的模具企業(yè)，一般擁有數(shù)控機(jī)床十多臺。經(jīng)過數(shù)控機(jī)床加工的零件可直接進(jìn)行裝配，使裝配鉗工的人數(shù)大大減少。CAE技術(shù)在歐美已經(jīng)逐漸成熟。在注射模設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAE分析軟件，模擬塑料的沖模過程，分析冷卻過程，預(yù)測成型過程中可能發(fā)生的缺陷。在沖模設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAE軟件，模擬金屬變形過程，分析應(yīng)力應(yīng)變的分布，預(yù)測破裂、起皺和回彈等缺陷。CAE技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的作用越來越大，意大利COMAU公司應(yīng)用CAE技術(shù)后，試模時(shí)間減少了50%以上。
（2）為了縮短制模周期、提高市場競爭力，普遍采用高速切削加工技術(shù)
高速切削是以高切削速度、高進(jìn)給速度和高加工質(zhì)量為主要特征的加工技術(shù)，其加工效率比傳統(tǒng)的切削工藝要高幾倍，甚至十幾倍。目前，歐美模具企業(yè)在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用數(shù)控高速銑，三軸聯(lián)動的比較多，也有一些是五軸聯(lián)動的，轉(zhuǎn)數(shù)一般在1.5萬～3萬r/min。采用高速銑削技術(shù)，可大大縮短制模時(shí)間。經(jīng)高速銑削精加工后的模具型面，僅需略加拋光便可使用，節(jié)省了大量修磨、拋光的時(shí)間。歐美模具企業(yè)十分重視技術(shù)進(jìn)步和設(shè)備更新。設(shè)備折舊期限一般為4～5年。增加數(shù)控高速銑床，是模具企業(yè)設(shè)備投資的重點(diǎn)之一。
（3）快速成型技術(shù)與快速制模技術(shù)獲得普遍應(yīng)用
由于市場競爭日益激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代不斷加快，快速成型和快速制模技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并迅速獲得普遍應(yīng)用。在歐洲模具展上，快速成型技術(shù)和快速制模技術(shù)占據(jù)了十分突出的位置，有SLA、SLS、FDM和LOM等各種類型的快速成型設(shè)備，也有專門提供原型制造服務(wù)的機(jī)構(gòu)和公司。
在所考察的模具企業(yè)中，有不少是將快速成型技術(shù)和快速制模技術(shù)結(jié)合起來應(yīng)用于模具制造，即利用快速原型技術(shù)制造產(chǎn)品零件的原型。再基于原型快速地制造出模具。許多塑料模廠家利用快速原型澆制硅橡膠模具，用于少量翻制塑料件，非常適合于產(chǎn)品的試制。
2、歐美模具企業(yè)的管理經(jīng)驗(yàn)值得借鑒
（1）人員精簡，“瘦”型管理
歐美模具企業(yè)大多數(shù)規(guī)模不大，員工人數(shù)超過百人的較少，所考察的模具企業(yè)人數(shù)一般都在20～50人。企業(yè)各類人員的配置十分精簡，一專多能，一人多職，企業(yè)內(nèi)部看不到閑人。精益生產(chǎn)、“瘦”型管理的思想得到了較好的體現(xiàn)。
（2）采用專業(yè)化，產(chǎn)品定位準(zhǔn)
所考察的模具企業(yè)，大多數(shù)都是圍繞汽車、電子等產(chǎn)業(yè)對各類模具的需求，確定自己的產(chǎn)品定位和市場定位。為了在市場競爭中求生存、求發(fā)展，每個(gè)模具廠家都有自己的優(yōu)勢技術(shù)和產(chǎn)品，并都采取專業(yè)化的生產(chǎn)方式。歐美大多數(shù)模具企業(yè)既有一批長期合作的模具用戶，在大型模具公司周圍又有一批模具生產(chǎn)協(xié)作廠家。這種互惠、互利、共贏、共存的合作伙伴關(guān)系，有的已持續(xù)了30～40年。
（3）采用先進(jìn)的管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集成化管理
歐美的模具企業(yè)，特別是規(guī)模較大的模具企業(yè)，基本上實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)管理。從生產(chǎn)計(jì)劃、工藝制定，到質(zhì)檢、庫存、統(tǒng)計(jì)等，普遍使用了計(jì)算機(jī)，公司內(nèi)各部門可通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)共享信息。
（4）工藝管理先進(jìn)，標(biāo)準(zhǔn)化程度高
與國內(nèi)模具廠大多采取以鉗工為主或鉗工包干的生產(chǎn)組織模式不同，歐美的模具生產(chǎn)廠家是靠先進(jìn)的工藝設(shè)備和工藝路線確保零件精度和生產(chǎn)進(jìn)度。每副模具均有詳細(xì)的設(shè)計(jì)圖，包括每個(gè)零件的詳細(xì)設(shè)計(jì)，并且都制定了詳細(xì)的加工工藝。我國模具要走向世界，必須深化改革、擴(kuò)大出口。
歐美模具企業(yè)的先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)管理，使其生產(chǎn)的大型、精密、復(fù)雜模具，對促進(jìn)汽車、電子、通訊、家電等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起了極其重要的作用，也給模具企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益。美國的模具企業(yè)，人均年銷售額在20萬美元左右；意大利人均年銷售額也在10萬美元以上。與國內(nèi)的模具企業(yè)相比，即使扣除價(jià)格因素的影響，歐美模具企業(yè)的生產(chǎn)效率也比我們高許多倍。要縮小與先進(jìn)工業(yè)國家的差距，必須加快技術(shù)進(jìn)步，提高CAD/CAE/CAM的應(yīng)用程度，增加數(shù)控加工設(shè)備的比重，用信息技術(shù)進(jìn)一步提高模具的設(shè)計(jì)制造水平。同時(shí)，要學(xué)習(xí)和借鑒國外的先進(jìn)管理經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步深化企業(yè)改革。目前，國內(nèi)有些模具廠沖模、塑料模都做，大型、中型、小型模具都做，這樣很難干好，必須走小而專、小而精、小而特的道路。同時(shí)要增強(qiáng)參與國際競爭的意識，加強(qiáng)國際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作與交流，在提高模具國產(chǎn)化程度的同時(shí)，進(jìn)一步擴(kuò)大出口，走向世界。
通過以上介紹可以看出，模具專業(yè)是一個(gè)發(fā)展前景十分廣闊的專業(yè)，又是一個(gè)大有作為的專業(yè)。模具工業(yè)的發(fā)展，要求我們許許多多有志青年勤奮努力、刻苦鉆研，為縮小我國模具工業(yè)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家間的差距作出貢獻(xiàn)。
四、模具設(shè)計(jì)
（一）三維圖形：
（二）總體方案設(shè)計(jì)及可行性分析：
1、總體方案設(shè)計(jì)
（1）、型腔數(shù)目：初步定為2腔；
（2）、制品成型的自動化程度：凝料自動脫落；
（3）、采用流道的形式（冷流道或熱流道）：冷流道設(shè)計(jì)；
（4）、制品的側(cè)向型孔是同時(shí)成型還是后序加工：是同時(shí)成型；
（5）、側(cè)凹的脫模方式等：側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)；
（6）、澆口設(shè)計(jì)：由于塑件為燈罩，表面要求高，所以選定為側(cè)澆口；
（7）、分型面選擇：為了不影響制品的精度和外觀，提高制品的質(zhì)量，此設(shè)計(jì)分型面選擇在工件的下方；
（8）、塑件成型后的頂出方式：推板頂出方式。
2、塑件成型可行性分析：
聚苯乙烯電絕緣性優(yōu)良（尤其高頻絕緣性），無色透明，透光率僅次于有機(jī)玻璃，著色性，耐水性,化學(xué)穩(wěn)定性良好，機(jī)械強(qiáng)度一般，但性脆，易產(chǎn)生應(yīng)力碎裂，不耐苯、汽油等有機(jī)溶劑。但價(jià)格便宜，原料易得,特別適于制作絕緣透明件，裝飾及化學(xué)儀器、光學(xué)儀器等零件。綜上所述，選用聚苯乙烯塑料是合理的。
五 進(jìn)度安排
⒈第一階段：10月19日—10月30日（2周）
⑴應(yīng)完成的工作
①理解和熟悉畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，了解所要完成的工作任務(wù)；
②查閱與畢業(yè)設(shè)計(jì)題目相關(guān)的文獻(xiàn)資料；
③書寫開題報(bào)告。
⒉第二階段：11月2日—12月11日（7周）
⑴總體方案設(shè)計(jì)與模具結(jié)構(gòu)布局（設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案）
⑵模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算（設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算）
⑶模具總裝圖設(shè)計(jì)（設(shè)備總裝圖）
⑷中期檢查
在第二階段設(shè)計(jì)中，于總圖設(shè)計(jì)完成后組織安排中期檢查，時(shí)間安排另定。
檢查時(shí)，填寫好自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)日志，填寫好每階段的設(shè)計(jì)安排；文獻(xiàn)綜述主要內(nèi)容；總體方案設(shè)計(jì)；在設(shè)計(jì)過程中遇到哪些難題，在老師指導(dǎo)下如何解決的？具體的設(shè)計(jì)計(jì)算過程；零部件的設(shè)計(jì)草圖等，并需要指導(dǎo)老師的簽字和設(shè)計(jì)總圖。
⑸模具部件裝配圖（或第2套模具裝配圖）（設(shè)備部裝圖）及零件圖設(shè)計(jì)
⒊第三階段： 12月21日—12月31日（2周）
⑴撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
塑料模設(shè)計(jì)論文主要內(nèi)容：
緒論； 塑件注射成型工藝性分析；澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)；注射機(jī)工藝參數(shù)校核；成型零件設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核；導(dǎo)向與脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)； 凸、凹模加工工藝編制；論文結(jié)論等。
⑵結(jié)題驗(yàn)收
在全部設(shè)計(jì)工作和實(shí)驗(yàn)工作結(jié)束后，畢業(yè)答辯前兩天進(jìn)行（2010年1月5日～1月6日））。
⒋第四階段：畢業(yè)答辯
⑴自我檢查、總結(jié)和準(zhǔn)備答辯
在此階段中，應(yīng)完成設(shè)計(jì)圖和論文的互審。
⑵畢業(yè)答辯（2010年1月6日～1月8日）
六 主要參考文獻(xiàn)
1、譚雪松 林曉新 溫麗主編.新編塑料模具設(shè)計(jì)手冊.北京：人民郵電出版社，2006
2、塑料成型與模具設(shè)計(jì)（講義）. 校內(nèi)自編教材，2006
3、黃虹主編.塑料成型加工與模具.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.
4、中國模具設(shè)計(jì)大典編委會.中國模具設(shè)計(jì)大典第9篇.南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003.
5、靖永慧.現(xiàn)代模具制造行業(yè)發(fā)展[J].模真技術(shù).2001.
6、唐志玉主編.塑料擠塑模與注塑模優(yōu)化設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008
7、馬曉湘 鐘均祥主編.畫法幾何及機(jī)械制圖. 南昌：華南理工大學(xué)出版社，1998
,,看今朝似朝陽翠柏扎根華德沃土待明日恰大鵬展翅翱翔職場明天,感謝母校和恩師的教育和栽培！,摩托車尾燈燈罩注射模的設(shè)計(jì),指導(dǎo)教師：,,,制品為摩托車尾燈罩，采用透明聚苯乙烯材料。,,,,產(chǎn)品屬于罩殼形，薄壁容器正好適合采用推板脫模機(jī)構(gòu)，而且此機(jī)構(gòu)頂出力均勻平穩(wěn)、且大，本模具依靠合模時(shí)定模分型面的推力實(shí)現(xiàn)復(fù)位。,,,重要部件的模擬,1. 行腔板,,,重要部件的模擬,2. 推 板,,,,,摩托車尾燈罩注射模設(shè)計(jì)
摘要
本論文簡要介紹了模具行業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性和未來的發(fā)展趨勢。結(jié)合本設(shè)計(jì)的摩托車尾燈罩注塑件進(jìn)行工藝分析，并以摩托車尾燈罩模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定了模具設(shè)計(jì)的整體方案，根據(jù)相關(guān)的參考文獻(xiàn)和有關(guān)計(jì)算公式進(jìn)行必要的參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算。根據(jù)計(jì)算結(jié)果初選了注射機(jī)，最后運(yùn)用AutoCAD繪圖軟件對摩托車尾燈罩注射模及主要零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞 注射模；摩托車尾燈罩；工藝分析; 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。
Motorcycle tail lamp Injection Mold Design
Abstract
This thesis the synopsis introduced the molding tool profession in the industry to produce the inside's importance with the future's development trend.Combination the motorcycle tail of this design the lampshade note the piece the for the whole project for proceeding craft analyzing, combining with motorcycle tail lampshade molding tool for main line, synthesizing type craft analyzing, molding tool construction designing, make suring the molding tool designing, according to related testing the cultural heritage with relevant calculation formula proceeding necessity the number the design calculation.Pan outed the primary election to inject the machine according to the calculation.Finally make use of the AutoCAD painting the software to motorcycle tail the lampshade inject the mold and main zero parts to proceed the design.
Keywords Injection Mold;Motorcycle Lamp;technique; Pulling structu
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- II -
目錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1 模具的全面認(rèn)識 1
1.1.1 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀 1
1.1.2 模具工業(yè)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用 2
1.1.3 模具的分類和占有量 3
1.2 我國模具技術(shù)的發(fā)展趨勢 3
1.2.1 模具產(chǎn)品向大型化、精密化發(fā)展 3
1.2.2 快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊 3
1.2.3 模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛 4
1.2.4 模具使用優(yōu)質(zhì)材料及應(yīng)用先進(jìn)處理技術(shù)將受重視 4
1.2.5 在模具設(shè)計(jì)制造中將全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù) 5
1.2.6 高速銑削加工將得到更廣泛的應(yīng)用 5
1.2.7 模具研磨拋光將向自動化、智能化方向發(fā)展 5
1.2.8 模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展 6
1.3 本章小結(jié) 6
第2章 塑件制品的工藝性 7
2.1 塑件材料工藝性分析 7
2.1.1 材料基本特性 7
2.1.2 材料的主要用途 7
2.1.3 材料的成型特點(diǎn) 7
2.2 成型周期 9
2.3 塑料制品的工藝性分析 9
2.3.1 收縮率的分析 9
2.3.2 脫模斜度 9
2.3.3 壁厚 10
2.3.4 側(cè)孔的分析 11
2.3.5 塑件制品的精度和表面質(zhì)量的分析 11
2.4 本章小結(jié) 11
第3章 注塑機(jī)的選擇 12
3.1 注塑機(jī)簡介 12
3.2 注塑機(jī)基本參數(shù) 13
3.3 型腔的配置 13
3.4 根據(jù)塑件的的參數(shù)初步選定壓力機(jī) 16
3.4.1 制品的體積計(jì)算 16
3.4.2 根據(jù)體積選注射機(jī) 16
3.4.3 鎖模力的確定 17
3.5 注射機(jī)的校核 17
3.5.1 注射壓力的校核 17
3.5.2 模具閉合高度的校核 18
3.6 本章小結(jié) 18
第4章 模具設(shè)計(jì) 19
4.1 分型面的選擇 19
4.1.1 分型面的選擇原則 19
4.1.2 分型面與行腔的相對位置 19
4.1.3 分型面的形狀的確定 19
4.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 20
4.2.1 主流道形狀、位置和尺寸設(shè)計(jì) 20
4.2.2 分流道的設(shè)計(jì) 20
4.2.3 澆口的設(shè)計(jì) 21
4.2.4 冷料穴的設(shè)計(jì) 23
4.2.5 澆口套 24
4.2.6 定位圈的設(shè)計(jì) 25
4.3 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26
4.3.1 推出力計(jì)算 26
4.3.2 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26
4.4 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 28
4.4.1 抽芯距的計(jì)算 28
4.4.2 抽拔力的計(jì)算 28
4.4.3 斜導(dǎo)柱所受彎曲力的計(jì)算 29
4.4.4 斜導(dǎo)柱長度的計(jì)算 29
4.4.5 側(cè)滑塊和楔緊塊的設(shè)計(jì) 30
4.5 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 30
4.5.1 注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則 30
4.5.2 冷卻系統(tǒng)和生產(chǎn)效率的關(guān)系 31
4.5.3 冷卻系統(tǒng)對塑件質(zhì)量的影響 31
4.5.4 冷卻系統(tǒng)的裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 32
4.6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 33
4.7 本章小結(jié) 34
第5章 模具主要零部件的設(shè)計(jì) 35
5.1 型腔、型芯成型尺寸的計(jì)算 35
5.1.1 型腔內(nèi)徑尺寸的計(jì)算 35
5.1.2 型腔深度尺寸的計(jì)算 36
5.1.3 型芯徑向尺寸的計(jì)算 36
5.1.4 型芯高度尺寸的計(jì)算 37
5.1.5 小型芯塊的內(nèi)徑尺寸 37
5.1.6 小型芯塊徑向尺寸的計(jì)算 38
5.1.7 小型芯高度尺寸的計(jì)算 38
5.2 行腔側(cè)壁厚度的計(jì)算 38
5.3 底板計(jì)算 40
5.4 支撐板厚度計(jì)算 41
5.5 彈簧的設(shè)計(jì) 43
5.6 標(biāo)準(zhǔn)模架簡介 44
5.7 本章小結(jié) 45
模具的總體說明 46
結(jié)論 47
致謝 48
參考文獻(xiàn) 49
附錄 50
千萬不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行
- V -
第1章 緒論
1.1 模具的全面認(rèn)識
在新世紀(jì)來到之際，我國模具工業(yè)的發(fā)展將面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。回顧以往，展望未來，我們滿懷信心期待模具技術(shù)在"十一五"期間有更快、更好的發(fā)展。
1.1.1 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀
近年來，我國的模具工業(yè)發(fā)展較快，已能夠滿足國內(nèi)對中、低檔模具的需求。少量模具已開始向日本、美國、新加坡、泰國等地出口。模具工業(yè)逐漸發(fā)展成為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。我國的模具工業(yè)雖然在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)備中的比例較低;許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依靠進(jìn)口。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國目前的模具生產(chǎn)只能滿足需要的60%，其余40%需要進(jìn)口；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高等。
我國的模具制造與國外相比，落后之處主要表現(xiàn)為以下5個(gè)方面：
1、標(biāo)準(zhǔn)化程度較低。國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化程度為30%左右，標(biāo)準(zhǔn)件品種較少，缺少精密、高效標(biāo)準(zhǔn)件和商品化標(biāo)準(zhǔn)件。
2、模具制造精度低、周期長。國外模具廠都采用粗加工、精加工、測量、裝配等成套的精密設(shè)備，如CNC坐標(biāo)磨床、NC電火花機(jī)床等。國內(nèi)模具廠設(shè)備陳舊不配套，NC機(jī)床、電加工機(jī)床在加工機(jī)床中占有的比例較小，模具加工新工藝采用較少，使國內(nèi)模具精度比國外低1~2級，制造周期長1~2倍。
3、模具品種少、效率低。主要是缺少大型、復(fù)雜、長壽命模具。國外模具向精密化、自動化方向發(fā)展，很多工序可以集中在一副模具中完成。
4、模具壽命短、材料利用率低。國外由于采用了冶煉和熱處理方面的新技術(shù)，模具壽命大大提高。國內(nèi)模具鋼品種不全，新鋼種很少，一般采用常規(guī)熱處理，因而質(zhì)量較低，模具材料利用率僅為60%。
5、技術(shù)力量落后、管理水平較差。我國模具生產(chǎn)技術(shù)人員比例只占7%~8%，這一比例不但低于國外的30%，而且也低于內(nèi)內(nèi)其它行業(yè)，生產(chǎn)缺乏科學(xué)管理。
以上幾方面的問題說明我國模具工業(yè)的總體水平還處于較落后的狀態(tài)，還需要大力加快發(fā)展。據(jù)預(yù)測，未來我國將成為世界的制造中心，這更加給模具工業(yè)帶來前所未有的發(fā)展機(jī)遇與空間。為了加快我國模具工業(yè)的發(fā)展，基本任務(wù)之一就是加快人才的培養(yǎng)。我院的模具設(shè)計(jì)與制造(專)專業(yè)，就是為了適應(yīng)國家急需培養(yǎng)現(xiàn)代模具生產(chǎn)綜合素質(zhì)和綜合生產(chǎn)技能人才的需要，適應(yīng)現(xiàn)代模具生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)方式對人才的要求而設(shè)置的。
1.1.2 模具工業(yè)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用
模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中,許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn),在很大程度上依賴于模具制造技術(shù), 產(chǎn)品零件廣泛采用沖壓、鍛壓成形、壓鑄成形、擠壓成形、塑料注射或其它成形加工方法，與成形模具相配套，使坯料成形加工成符合產(chǎn)品要求的零件。特別是在汽車、輕工、電子和航天等行業(yè)中尤顯重要。模具制造能力的強(qiáng)弱和模具制造水平的高低,已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家機(jī)械制造技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一,直接影響著國民經(jīng)濟(jì)中許多部門的發(fā)展。我國對模具工業(yè)的發(fā)展十分重視，國務(wù)院于1989年就將模具技術(shù)的發(fā)展列為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。充分說明了模具工業(yè)的基礎(chǔ)性和重要性。
模具在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1、用模具成形產(chǎn)品的工藝應(yīng)用極其廣泛。例如：模鍛件、沖壓件、擠壓和拉拔件都是使金屬材料在模具內(nèi)發(fā)生塑性變形而成形的。壓鑄件、粉末冶金件也是在模具中充填加壓成形的。塑料、陶瓷等非金屬材料的制品多數(shù)都是由模具加工成形的。
2、模具成形可實(shí)現(xiàn)少、無切削的加工。少、無切削加工是機(jī)械制造的一個(gè)發(fā)展方向。模具成形是實(shí)現(xiàn)少、無切削工藝的有效途徑，而模具制造水平的提高是關(guān)鍵。模具制造水平的提高可以使模具成形制品的精度提高，表面粗糙度降低，從而有可能直接加工出成品，不需要再進(jìn)行精加工，由此避免了切削加工。
3、模具成形制品具有高精度、高復(fù)雜性，高一致性、高生產(chǎn)率、低消耗和低成本的特點(diǎn)，因此應(yīng)用范圍很廣。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，利用模具成形的各種零、部件，在飛機(jī)、汽車、電器儀表等領(lǐng)域占60%~70%，家電產(chǎn)品占80%以上，手表、自行車等輕工產(chǎn)品占85%以上。
1.1.3 模具的分類和占有量
按通常的分類方法如下： 塑料模具、橡膠模具、沖壓模具、壓鑄模具、鑄造模具、鍛造模具、合金模具、拉絲模具、玻璃模具、陶瓷模具和汽車模具。但是從模具的設(shè)計(jì)角度看，總體結(jié)構(gòu)特征分類更加的方便，注射磨具按結(jié)構(gòu)特征可分為：單分型面注射模具、雙分型面注射模具、帶有活動鑲件的注射模具、帶側(cè)向分型抽芯的注射模具、自動卸螺紋的注射模具、推出機(jī)構(gòu)在定模的注射模具和無流道凝料的注射模具等。
據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，利用模具成形的各種零、部件，在飛機(jī)、汽車、電器儀表等領(lǐng)域占60%~70%，家電產(chǎn)品占80%以上，手表、自行車等輕工產(chǎn)品占85%以上。
1.2 我國模具技術(shù)的發(fā)展趨勢
當(dāng)前，我國工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快和市場競爭激烈。在這種情況下，用戶對模具制造的要求是交貨期短、精度高、質(zhì)理好、價(jià)格低。因此，模具工業(yè)的發(fā)展的趨勢是非常明顯的。
1.2.1 模具產(chǎn)品向大型化、精密化發(fā)展
模具產(chǎn)品成形零件的日漸大型化，以及由于高效率生產(chǎn)要求的一模多腔(如塑封模已達(dá)到一模幾百腔)使模具日趨大型化。
隨著零件微型化，以及模具結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求(如多工位級進(jìn)模工位數(shù)的增加，其步距精度的提高)精密模具精度已由原來的5μm提高到2～3μm，今后有些模具加工精度公差要求在1μm以下，這就要求發(fā)展超精加工。
1.2.2 快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊
現(xiàn)在是多品種、少批量生產(chǎn)的時(shí)代，未來，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá)75%以上。一方面是制品使用周期短，品種更新快，另一方面制品的花樣變化頻繁，均要求模具的生產(chǎn)周期越快越好。因此，開發(fā)快速經(jīng)濟(jì)具越來越引起人們的重視。例如，研制 各種超塑性材料(環(huán)氧、聚脂等)制作或其中填充金屬粉末、玻璃纖維等的簡易模具：中、低熔點(diǎn)合金模具、噴涂成型模具、快速電鑄模、陶瓷型精鑄模、陶瓷型吸塑模、疊層模及快速 原型制造模具等快速經(jīng)濟(jì)模具將進(jìn)一步發(fā)展。快換模架、快換沖頭等也將日益發(fā)展。另外，采用計(jì)算機(jī)控制和機(jī)械手操作的快速換模裝置、快速試模技術(shù)也會得到發(fā)展和提高。
1.2.3 模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛
使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。 因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標(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，發(fā)展和完善聯(lián)銷網(wǎng)，保證供貨迅速。
1.2.4 模具使用優(yōu)質(zhì)材料及應(yīng)用先進(jìn)處理技術(shù)將受重視
在整個(gè)模具價(jià)格構(gòu)成中，材料所占比重不大，一般在20%～30%之間，因此選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。對于模具鋼來說，要采用電渣 重熔工藝，努力提高鋼的純凈度、等向性、致密度和均勻性及研制更高性能或有特殊性能的模具鋼。如采用粉末冶金工藝制作的粉末高速鋼等。粉末高速鋼解決了原來高速鋼冶煉過程 中產(chǎn)生的一次碳化物粗大和偏析，從而影響材質(zhì)的問題。其碳化物微細(xì)，組織均勻，沒有材料方向性，因此它具有韌性高、磨削工藝性好、耐磨性高、長年使用尺寸穩(wěn)定等特點(diǎn)，是一種很有發(fā)展前途的鋼材。特別對形狀復(fù)雜的沖件及高速沖壓的模具，其優(yōu)越性更加突出。這種鋼材還適用于注射成型漆加玻璃纖維或金屬粉末的增強(qiáng)塑料的模具，如型腔、形芯、澆口等主要部件。另外，模具鋼品種規(guī)格多樣化、產(chǎn)品精料化、制品化，盡量縮短供貨時(shí)間亦是重要方向。
模具熱處理和表面處理是能否充分發(fā)揮模具鋼材性能的關(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普及常用表面處理方法，即擴(kuò)滲如：滲碳、滲氮、滲硼、滲鉻、滲釩外，應(yīng)發(fā)展設(shè)備昴貴、工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。
1.2.5 在模具設(shè)計(jì)制造中將全面推廣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(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。
現(xiàn)在，全面普及CAD/CAM/CAE技術(shù)已基本成熟。模具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，特別是微機(jī)的普及應(yīng)用，更為廣大模具企業(yè)普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好的條伯。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，技術(shù)培訓(xùn)工作也日趨簡化。在普及推廣模具CAD/CAM技術(shù)的過程中，應(yīng)抓住機(jī)遇，重點(diǎn)扶持國產(chǎn)模具軟件的開發(fā)和應(yīng)用?！?
1.2.6 高速銑削加工將得到更廣泛的應(yīng)用
國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)到40000～100000r/min,快速進(jìn)給速 度可達(dá)到30～40m/min，換刀時(shí)間可提高到1～3s。這樣就大幅度提高了加工效率，如在加 工壓鑄模時(shí)，可提高7～8倍，并可獲得Ra≤10μm的加工表面粗糙度。形狀精度可達(dá)10μm。 另外，還可加工硬度達(dá)60HRC的模塊，形成了對電火花成形加工的挑戰(zhàn)。因此，高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了模具加工的發(fā)展，特別是對汽車、家電行業(yè)中大型腔模具制造方面注入了新的活力。
1.2.7 模具研磨拋光將向自動化、智能化方向發(fā)展
模具表面的精加工是模具加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質(zhì)量對模具使 用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，我國目前仍以手工研磨拋光為主，不僅效率低(約占整個(gè)模具制造周期的1/3)，且工人勞動強(qiáng)度大，質(zhì)量不穩(wěn)定，制約了我國模具加工 向更高層次發(fā)展。因此，研究拋光的自動化、智能化是重要的發(fā)展趨勢。日本已研制了數(shù)控 研磨機(jī)，可實(shí)現(xiàn)三維曲面模具研磨拋光的自動化、智能化是重要的發(fā)展趨勢。日本已研制了數(shù)控研磨機(jī)，可實(shí)現(xiàn)三給曲面模具研磨拋光的自動化。另外，由于模具型腔形狀復(fù)雜，任何一種研磨拋光方法都有一定局限性。應(yīng)注意發(fā)展特種研磨與拋光、如擠壓衍磨、電化學(xué)拋光、 超聲拋光以及復(fù)合拋光工藝與裝備，以提高模具表面質(zhì)量。
1.2.8 模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展
隨著各種新技術(shù)的迅速發(fā)展，國外已出現(xiàn)了模具自動加工系統(tǒng)。這也是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有如下特征：多臺機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。
1.3 本章小結(jié)
確定我國現(xiàn)在模具現(xiàn)狀和未來發(fā)展的趨勢，國內(nèi)外模具技術(shù)的對比、主要差距。計(jì)算機(jī)技術(shù)在模具制造中將進(jìn)一步得到應(yīng)用。
第2章 塑件制品的工藝性
2.1 塑件材料工藝性分析
2.1.1 材料基本特性
聚苯乙烯是僅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品種。聚苯乙烯無色透明、無毒無味，落地式發(fā)生清脆的金屬聲，密度為1.054g/cm3。聚苯乙烯的力學(xué)性能與聚合方法、相對分子質(zhì)量大小、定向度和雜質(zhì)量有關(guān)。相對分子質(zhì)量越大，力學(xué)強(qiáng)度越高。聚苯乙烯有優(yōu)良的電性能（尤其是高頻絕緣性能）和一定的化學(xué)穩(wěn)定性。能耐堿、硫酸、磷酸、10%～30%的鹽酸、稀醋酸及其他有機(jī)酸，但不耐硝酸及氧化劑的作用。對水、乙醇、汽油、植物油及各種鹽溶液也有足夠的抗蝕能力。能溶于苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、酮類和脂類等。聚苯乙烯的著色性能優(yōu)良，能染成各種鮮艷的色彩。但耐熱性低，熱變形溫度一般在70～98℃，只有在不高的溫度下使用。聚苯乙烯硬而脆，有較高的熱脹系數(shù)，因此，限制了它在工程上的應(yīng)用。進(jìn)幾十年來，發(fā)展了改性聚苯乙烯和以苯乙烯為基體的共聚物，在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺點(diǎn)，又保留了它的優(yōu)點(diǎn)，從而擴(kuò)大了他的用途。
2.1.2 材料的主要用途
聚苯乙烯在工業(yè)上可作儀表外殼、燈罩、化學(xué)儀器零件、透明模型等。在電氣方面用作良好的絕緣材料、接線盒、電池盒等。在日用品方面廣泛用于包裝材料、各種器具、玩具等。
2.1.3 材料的成型特點(diǎn)
流動性和成型性優(yōu)良，成品率高，但易出現(xiàn)裂紋，成型塑件的脫模斜度不宜過小，但頂出要均勻；由于熱脹系數(shù)高，塑件中不易有嵌件，否則會因兩者的熱脹系數(shù)相差太大而導(dǎo)致開裂，塑件壁厚應(yīng)均勻；宜用高料溫、高模溫、低注射壓力成型并延長注射時(shí)間，以防止縮孔及變形，降低內(nèi)應(yīng)力，但料溫過高，容易出現(xiàn)銀絲。
PS204成形性能：
(1)無定形料，吸濕性小，不易分解，性脆易裂，熱膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生應(yīng)力開裂。
(2)流動性好，溢邊值0.03mm左右。
塑件壁厚應(yīng)均勻，不宜有嵌件（如有嵌件應(yīng)預(yù)熱），缺口，尖角，各面應(yīng)圓滑連接。
(3)可用螺桿或柱塞式注射機(jī)加工，噴嘴可用直通式或自鎖式。
(4)宜用高料溫、模溫，低注射壓力，延長注射時(shí)間有利于降低內(nèi)應(yīng)力，防止縮孔、變形（尤其對壁厚塑件）。但料溫高易出銀絲，料溫低或脫模劑多則透明性差。
(5)可采用各種形式進(jìn)料口，進(jìn)料口與塑件應(yīng)圓弧連接，防止去除澆口時(shí)損壞塑件。脫模斜度宜取2度以上，頂出均勻以防止脫模不良發(fā)生開裂、變形，可用熱澆道系統(tǒng)。
下表2-1介紹了聚苯乙烯（PS）的某些性能。
表2-1 熱塑性材料的某些性能
材料名稱
拉伸彈性模量/MPa
壓縮比
成型收縮率/%
與鋼的摩擦因數(shù)
泊松比
聚乙烯
HDPE
LDPE
840～950
1.73～1.9
1.8～1.3
1.5～3.0
1.5～3.6
0.11
0.23
0.38
聚丙烯
PP
GFR
1100～1600
1.92～1.96
1.0～3.0
0.4～0.8
0.14～0.34
0.32
有機(jī)玻璃
PMMA
與苯乙烯共聚
3160
3500
0.5～0.7
0.35
聚氯乙烯
硬PVC
軟PVC
2400～4200
2.3
2.3
0.2～0.4
1.5～3.0
聚苯乙烯
GPC
HIPS
GFR（20%～30%）
2800～3500
1400～3100
3200
1.9～2.2
0.2～0.8
0.2～0.8
0.3～0.6
0.12
0.45
0.32
2.2 成型周期
完成一次注塑成型過程所需要的時(shí)間稱為成型周期。包括注射時(shí)間，保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間，其他時(shí)間（開模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時(shí)間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時(shí)間和冷卻時(shí)間，在實(shí)際生產(chǎn)中注射時(shí)間一般為3～5s，保壓時(shí)間一般為20～120s，冷卻時(shí)間一般為30～120s（這三個(gè)時(shí)間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時(shí)間越長）。確定成型周期的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值如表2-2所示。
表2-2 成型周期與壁厚關(guān)系
制件壁厚 /mm
成型周期 / s
制件壁厚 / mm
成型周期 / s
0.5
10
2.5
35
1.0
15
3.0
45
1.5
22
3.5
65
2.0
28
4.0
85
2.3 塑料制品的工藝性分析
2.3.1 收縮率的分析
PS具有非常好的幾何穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、光學(xué)透過特性、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向。它能夠抵抗水、稀釋的無機(jī)酸，但能夠被強(qiáng)氧化酸如濃硫酸所腐蝕，并且能夠在一些有機(jī)溶劑中膨脹變形。典型的收縮率在0.4～0.7%之間。
2.3.2 脫模斜度
PS質(zhì)硬而脆，制品設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)量避免尖角，注意脫模斜度，否則，會出現(xiàn)制品開裂。由于本制品本身就有一定的斜度（如圖2-1、2-2所示），那么可以利用自身的斜度實(shí)現(xiàn)脫模
二維圖形：
圖2-1 摩托車尾燈罩二維零件圖
圖2-2 摩托車尾燈罩三維零件圖
(1)制品為帶有階梯的不規(guī)則形狀的零件，在設(shè)計(jì)模具澆口時(shí)應(yīng)采用矩形側(cè)澆口進(jìn)料，制品由推板推出；
(2)制品的材料為PS204；
(3)生產(chǎn)數(shù)量：批量生產(chǎn)。
2.3.3 壁厚
塑料制件的壁厚對塑件質(zhì)量有很大影響，壁厚過小成型時(shí)流動阻力大，大型復(fù)雜塑件就難以充滿型腔。塑件壁厚得最小尺寸應(yīng)滿足以下幾方面要求：塑件應(yīng)有一定的厚度才能滿足使用時(shí)的強(qiáng)度和剛度要求，而且壁厚在脫模時(shí)還需承受脫模推力。壁厚應(yīng)設(shè)計(jì)合理，壁太薄熔料充滿型腔時(shí)的流動阻力大，會出現(xiàn)缺料現(xiàn)象；壁太厚塑料件內(nèi)部會產(chǎn)生氣泡，在可能的條件下應(yīng)使壁厚盡量均勻一致。塑件的壁厚一般為1～4mm，大型塑件的壁可達(dá)8mm。
表2-3聚苯乙烯制件的壁厚(mm)
塑料名稱
最小壁厚
小型塑件推薦壁厚
一般塑件推薦壁厚
大型塑件推薦壁厚
聚苯乙烯
0.75
1.80
2.25～2.60
3.2～5.4
2.3.4 側(cè)孔的分析
由于制品帶有側(cè)孔，成型時(shí)需要側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，側(cè)孔的形狀簡單，并且壁厚較小，抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)較為簡單。
2.3.5 塑件制品的精度和表面質(zhì)量的分析
塑件的外觀要求高，表面粗糙度值應(yīng)越小。這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疪點(diǎn)來保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度值。一般模具表面粗糙度值要比塑件的要求低1～2級。塑料塑件的表面粗糙度值一般為Ra0.8～0.2μm之間。模具在使用過程中，由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷加大，所以應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。透明塑件要求型腔和型芯的表面粗糙度值相同，而不透明塑件則根據(jù)使用情況決定它們的表面粗糙度值。
塑件的表觀質(zhì)量指的是塑件成型后的表觀缺陷狀態(tài),如常見的缺料、溢料、飛邊、凹陷、氣孔、熔接痕、銀紋、斑紋、翹曲與收縮、尺寸不穩(wěn)定等。它是由于塑件成工藝條件、塑件成型原料的選擇、模具總體設(shè)計(jì)等多種因素造成的。
2.4 本章小結(jié)
本章主要介紹了本設(shè)計(jì)使用的材料聚苯乙烯的基本特性、主要用途與其成型特點(diǎn)；通過分析聚丙烯材料的特性及工藝參數(shù)，確定了本設(shè)計(jì)提供塑件的壁厚和表面質(zhì)量。使用CAD繪圖軟件繪制出摩托車尾燈罩的二維圖形；又使用Pro/E三維繪圖軟件繪制出摩托車尾燈罩的三維圖形，知道了此塑件的體積與質(zhì)量，為以后的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。
第3章 注塑機(jī)的選擇
1956年制造出世界上第一臺往復(fù)螺桿式注塑機(jī),這是注塑成型工藝技術(shù)的一大突破,目前注塑機(jī)加工的塑料量是塑料產(chǎn)量的30%;注塑機(jī)的產(chǎn)量占整個(gè)塑料機(jī)械產(chǎn)量的50%.成為塑料成型設(shè)備制造業(yè)中增長最快,產(chǎn)量最多的機(jī)種之一。
3.1 注塑機(jī)簡介
隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展,注射機(jī)控制系統(tǒng)升級換代很快。微型計(jì)算機(jī)控制的注射機(jī)已較常見。其控制系統(tǒng)由CPU、存儲器、顯示器等組成，并有初始化和調(diào)試、注射和模具動作、壓力和速度控制、數(shù)字PID調(diào)節(jié)、油路和診斷等功能軟件。
注塑機(jī)的分類方式很多,目前尚未形成完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分類方法。常用的說法有:
（1）按設(shè)備外形特征分類: 臥式,立式,直角式,多工位注塑機(jī)；
（2）按加工能力分類: 超小型,小型,中型,大型和超大型注塑機(jī)。
此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類,但日常生活中用的較少。注射機(jī)為塑料注射成型所用的主要設(shè)備，圖3-4所示為最常用的臥式注射機(jī)。
圖3-1 臥式注射機(jī)外形
1-鎖模液壓缸；2-鎖模機(jī)構(gòu)；3-動模板；4-推桿；5-定模板
6-控制臺；7-料筒及加熱器；8-料斗；9-定量供料裝置；10-注射缸
注射成型時(shí)注射模具安裝在注射機(jī)的動模板和定模板上，由鎖模裝置合模并鎖緊，塑料在料筒內(nèi)加熱呈熔融狀態(tài)，由注射裝置將塑料熔體注入型腔內(nèi)，塑料制品固化冷卻后由鎖模裝置開模，并由推出裝置將制件推出。
3.2 注塑機(jī)基本參數(shù)
注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱注射量,注射壓力,注射速度,塑化能力,鎖模力,合模裝置的基本尺寸,開合模速度,空循環(huán)時(shí)間等.這些參數(shù)是設(shè)計(jì),制造,購買和使用注塑機(jī)的主要依據(jù)。
(1)公稱注塑量：指在對空注射的情況下,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時(shí),注射裝置所能達(dá)到的最大注射量,反映了注塑機(jī)的加工能力。
(2)注射壓力：為了克服熔料流經(jīng)噴嘴,澆道和型腔時(shí)的流動阻力,螺桿(或柱塞)對熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力。
(3)注射速率：為了使熔料及時(shí)充滿型腔,除了必須有足夠的注射壓力外,熔料還必須有一定的流動速率,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注射速度。
常用的注射速率如表3-1所示。
表3-1 注射量與注射時(shí)間的關(guān)系
注射量 Cm3/s
125
250
500
1000
2000
4000
6000～10000
注射速率/Cm/s
125
200
333
570
890
1330
1600～2000
注射時(shí)間/s
1
1.25
1.5
1.75
2.25
3
3.75～5
(4)塑化能力 單位時(shí)間內(nèi)所能塑化的物料量.塑化能力應(yīng)與注塑機(jī)的整個(gè)成型周期配合協(xié)調(diào),若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時(shí)間長,則不能發(fā)揮塑化裝置的能力,反之則會加長成型周期。
(5)鎖模力 注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力,在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開。
(6)合模裝置的基本尺寸 包括模板尺寸,拉桿空間,模板間最大開距,動模板的行程,模具最大厚度與最小厚度等。這些參數(shù)規(guī)定了機(jī)器加工制件所使用的模具尺寸范圍。
(7)開合模速度 為使模具閉合時(shí)平穩(wěn),以及開模,推出制件時(shí)不使塑料制件損壞,要求模板在整個(gè)行程中的速度要合理,即合模時(shí)從快到慢,開模時(shí)由慢到快在到停。
(8)空循環(huán)時(shí)間 在沒有塑化,注射保壓,冷卻,取出制件等動作的情況下,完成一次循環(huán)所需的時(shí)間。
3.3 型腔的配置
型腔的配置決定了模具結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計(jì)。一但型腔布置完成，澆注系統(tǒng)走向和類型便確定。冷卻系統(tǒng)和脫模機(jī)構(gòu)在配置型腔時(shí)也必須統(tǒng)籌考慮。若冷卻通道布置與推桿孔、螺孔發(fā)生沖突時(shí)要在型腔配置中進(jìn)行協(xié)調(diào)。當(dāng)型腔、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)的初步位置確定后，模板的外行尺寸也基本確定。
多型腔在模具上通常采用圓形排列、H形排列、直線形排列以及復(fù)合排列等，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：
(1)盡可能采用平衡式排列，以便構(gòu)成平衡式澆注系統(tǒng)，確保塑件質(zhì)量的均一穩(wěn)定。
(2)型腔布置和澆口開設(shè)部位應(yīng)力求對稱，以便防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，如圖3-2（b）的布局就比3-2（a）的布局合理。
(3)盡量使型腔排列得緊湊一些，以便減小模具的外形尺寸。如圖3-3所示，圖（b）的布局優(yōu)于圖（a）布局，因?yàn)閳D（b）的模板總面積小，可節(jié)省鋼材，減輕模具質(zhì)量。
(4)型腔的圓形排列所占的模板尺寸大，雖有利于澆注系統(tǒng)的平衡，但加工麻煩，除圓形制品和一些高精度制品外，在一般情況下常用直線排列和H形排列，從平衡的角度來看應(yīng)盡量選擇H形排列，從平衡的角度來看應(yīng)盡量選擇H形排列，如圖3-4（b）、（c）的布局比（a）要好。
（a） （b）
圖3-2 型腔的布置力求對稱
（a） （b）
圖3-3 型腔的布置力求緊湊
圖3-4 一模十六腔的幾種排列方案
注塑模的型腔數(shù)目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔數(shù)目的確定時(shí)主要考慮以下幾個(gè)有關(guān)因素：
（1）塑件的尺寸精度；
（2）模具制造成本；
（3）注塑成型的生產(chǎn)效益；
（4）模具制造難度。
考慮到該塑件為燈罩，表面粗超度要求高，為了達(dá)到要求,選用側(cè)交口的結(jié)構(gòu)形式,根據(jù)手冊推薦擬定為一模兩件。
圖3-5 型腔的布局安排
3.4 根據(jù)塑件的的參數(shù)初步選定壓力機(jī)
3.4.1 制品的體積計(jì)算
根據(jù)從pro/E作出的零件的三維圖，查零件屬性可知制品的體積為
V=62669.08mm
為了避免成型時(shí)注塑壓力的不均衡，型腔以對稱分布的方式排列，則相當(dāng)于注射機(jī)總的注塑體積為
V總=2V=125338.16mm （3-1）
3.4.2 根據(jù)體積選注射機(jī)
由《模具設(shè)計(jì)與制造》式（8-3）得
VV/0.8 （3-2）
=125338.16/0.8
=156.67cm
由此確定注射機(jī)為臥式螺旋桿（其容量>60cm）
材料為PS，可知其成型壓力為 P=25×10Pa=25Mpa
表3-2 制品模內(nèi)平均壓力P模
制品特點(diǎn)
模內(nèi)平均壓力P模（Mpa）
舉例
容易制品特點(diǎn)
24.5
PE、PP、PS
一般制品
29.4
模溫高下成型的容器類制品
中等黏度塑料和有精度要求的制品
34.3
ABSP、PMMA等有精度要求的工程構(gòu)件
加工高黏度塑料、高精度、充模難的制品
39.2
高精度的齒輪和凸輪
由上表可知此制品模內(nèi)平均壓力P模應(yīng)在24.5和29.4之間，本設(shè)計(jì)P模取25。
P=25×10Pa=25Mpa
3.4.3 鎖模力的確定
塑料投影面積為：S=a·b=90×75=6750mm
鎖模力的計(jì)算：由《模具設(shè)計(jì)與制造》式（8-5）得
F2K·Pc·A/1000 (K取1.2) （3-3）
=2×1.2×25×6750/1000
=405 KN
根據(jù)以上所述，本設(shè)計(jì)選用臥式注射機(jī),根據(jù)塑料用量選用臥式注射機(jī)SZ-250/160, 如表3-3所示，該注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下：
表3-3 國產(chǎn)注射機(jī)SZ-250/160技術(shù)參數(shù)表
名稱
參數(shù)
名稱
參數(shù)
結(jié)構(gòu)類型
臥式
拉桿內(nèi)間距(mm)
500×415
理論注射容積（cm）
200-314
移模行程(mm)
680
螺桿(柱塞)直徑(mm)
40
最大模具厚度(mm)
400
注射壓(MP)
229
最小模具厚度(mm)
205
注射速率(g/s)
130
鎖模形式(mm)
雙曲肘
塑化能力(g/s)
10
模具定位孔直徑(mm)
Φ15
模板尺寸
690×650
噴嘴球半徑(mm)
SR15
鎖模力(kN)
1600
噴嘴口直徑
Φ4
3.5 注射機(jī)的校核
3.5.1 注射壓力的校核
塑件成型所需的注射壓力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定注射壓力，基關(guān)系按下式校核
??? ??????????????????? ?P1 ≤P2 ??????????????? ? （3-4）
????? ?式中?? P1: 塑件成型所需的注射壓力（Mpa）,這里取25
??????? ??????P2: 所選取注射機(jī)的額定注射壓力（Mpa）
已知P2 =229Mpa，故滿足P1 ≤P2 。
3.5.2 模具閉合高度的校核
Hmin ≤H ≤Hmax ??????? ???????????????????? （3-5）
式中? Hmin —注射機(jī)允許的最小模具厚度(mm)
????? H —模具閉合高度（mm）
????? Hmax —注射機(jī)允許的最大模具厚度(mm)
已知：Hmin =205mm??? Hmax =400mm H=32+40+45+85+33=325mm
故滿足要求。
3.6 本章小結(jié)
本章對注射機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)概述，通過對塑件的體積和質(zhì)量的計(jì)算和對注射機(jī)的校核，初步選用國產(chǎn)注射機(jī)的型號和工藝參數(shù)。
第4章 模具設(shè)計(jì)
4.1 分型面的選擇
4.1.1 分型面的選擇原則
模具上用于取出塑件和（或）澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面統(tǒng)稱為分型面。合理選擇分型面，有利于制品的質(zhì)量提高，工藝操作和模具的制造。因此，在模具設(shè)計(jì)過程中是一個(gè)不容忽視的問題，選擇分型面一般根據(jù)以下的原則：
（1）分型面的形狀盡量簡單，避免采用復(fù)雜形狀，以免模具制造增加困難；
（2）要盡量有利于塑料制品的脫模和抽芯；
（3）在開模時(shí)盡量使塑件留在動模；
（4）分型面的位置要不影響制品的精度和外觀；
（5）盡可能與料流末端重合，利于系統(tǒng)的排氣；
（6）有利于澆注系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)。
4.1.2 分型面與行腔的相對位置
分型面選擇是否合理對于塑件質(zhì)量、模具制造與使用性能均有很多影響，它決定了模具的結(jié)構(gòu)類型，是模具設(shè)計(jì)工作中的重要環(huán)節(jié)。模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度、澆注系統(tǒng)形式、推出形式、排氣形式及制造工藝等多種因素，全面考慮，合理選擇。
4.1.3 分型面的形狀的確定
分型面的一般種類有水平分型面、斜分型面、階梯分型面、曲線分型面。分型面一般不取在裝飾外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處，必須設(shè)置在產(chǎn)品的最大截面處，而且要便于開模后塑件留在動模的一側(cè)（型芯在動模上），以保證頂出機(jī)構(gòu)順利脫模。
綜上，由于摩托車車燈屬于薄壁制品以及表面不允許帶有推出痕跡,并且型芯周邊的外形并不復(fù)雜,所以分型面的形狀與塑件的底部相似。本設(shè)計(jì)采用側(cè)澆口，階梯分型面、并且采取二次分型的方式。
4.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)好壞對制品性能、外觀和成型難易程度影響頗大，它直接關(guān)系到成型的難易和制品的質(zhì)量，是注射模設(shè)計(jì)中的重要組成部分。根據(jù)注塑件的要求及模具的結(jié)構(gòu)等方面來選擇澆注系統(tǒng)。
4.2.1 主流道形狀、位置和尺寸設(shè)計(jì)
主澆道通常位于模具的中心，是塑料溶體的入口，起形狀為圓錐形，便于熔融塑料的順利流入，開模時(shí)有能使主澆道的凝料順利拔出。
圓錐形，錐角為2～4°。內(nèi)壁表面粗糙度為0.63 μm
為防止主流道與噴嘴處溢料，主流道對接處緊密對接，主流道對接處應(yīng)制成半球形凹坑。
4.2.2 分流道的設(shè)計(jì)
分流道是主流道與澆口之間的通道。在多型腔的模具中分流道必不可少，在單型腔的模具中，有的則可省去分流道。在分流道的設(shè)計(jì)時(shí)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(shí)還要考慮減小流道的容積。一般開設(shè)在分型面上, 起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。
分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形。在流道設(shè)計(jì)中要減少流道內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面積大；要減少傳遞損失，又希望流道的表面積小，因此可用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率，該比值大則流道的效率高。其中圓形和正方形的效率最高，但正方形截面流道不易于凝料的頂出，因此常采用梯形截面的流道。各種流道截面的效率如表4-1所示
表4-1 流道截面
因?yàn)楦鞣N塑料的流動性有差異，可以根據(jù)塑料的品種來粗略地估計(jì)分流道的直徑，常用分流道斷面尺寸推薦如表4-2所示。
表4-2 流道斷面尺寸推薦值
塑料名稱
分流道斷面直徑mm
塑料名稱
分流道斷面直徑mm
ABS，AS
4.8～9.5
聚苯乙烯
3.2～9.5
聚乙烯
1.6～9.5
軟聚氯乙烯
3.2～9.5
尼龍類
1.6～9.5
硬聚氯乙烯
6.5～16
聚甲醛
3.2～9.5
聚氨酯
6.5～8.0
丙烯酸
8～9.5
熱塑性聚酯
3.5～8.0
抗沖擊丙烯酸
8～12.7
聚苯醚
6.5～10
醋酸纖維素
5～10
聚砜
6.5～10
聚丙烯
4.8～9.5
離子聚合物
2.4～10
異質(zhì)同晶體
4.8～9.5
聚苯硫醚
6.5～13
在該模具上取圓形斷面形狀，直徑為4mm。分流道與澆口采用圓弧連接。
本設(shè)計(jì)采用圓形結(jié)構(gòu),分流道的半徑為8mm。
4.2.3 澆口的設(shè)計(jì)
澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對塑件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個(gè)，一是塑料熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時(shí)凝固可控制保壓時(shí)間。澆口的類型有很多，有點(diǎn)澆口，側(cè)澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應(yīng)用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定。選擇澆口形式應(yīng)該遵循以下原則：盡可能采用平衡式設(shè)置；型腔排列進(jìn)料均衡；型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對稱，防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象；確保耗料量?。挥绊懰芗庥^。該模具采用矩形側(cè)澆口，其有以下特性:
(1)優(yōu)點(diǎn)是側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體于型腔的側(cè)面充模，其截面形狀多為矩形狹縫，調(diào)整其截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體沖模時(shí)的剪切速率及澆口封閉時(shí)間。這類澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進(jìn)料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且對各種塑料的成型適應(yīng)性均較強(qiáng)。
(2)缺點(diǎn)是有澆口痕跡存在，會使塑件形成熔接痕、縮孔、氣孔等缺陷，且注射壓力損失大，對深型腔塑件排氣不便。
圖4-1 矩形側(cè)澆口
其中：h—交口深度mm，l—澆口長度，b—澆口寬度，d—澆口直徑，t—塑件壁厚，A—行腔表面積，
B—澆口處塑件寬度
矩形側(cè)澆口的大小由其厚度、寬度和長度決定。確定側(cè)澆口厚度h（mm）和寬度b（mm）的經(jīng)驗(yàn)公式如下：
h=n·t (4-1)
(4-2)
式中 t-塑件厚度,mm；
n-系數(shù)與塑件品種有關(guān)，見表4-3；
A-塑件外表面面積。
表4-3 系數(shù)n值
塑料品種
n
塑料品種
n
聚乙烯、聚苯乙烯
聚甲醛、聚碳酸酯、聚丙烯
0.6
0.7
尼龍、有機(jī)玻璃
聚氯乙烯
0.8
0.9
塑件系數(shù)n由塑料性質(zhì)決定，通常PE、PS：n=0.6；POM、PC、PP：n=0.7；PA、PMMA：n=0.8；PVC：n=0.9。
本設(shè)計(jì)n=0.6，所以可得到h=1.8，b=4.2mm。
4.2.4 冷料穴的設(shè)計(jì)
冷料穴的作用是貯存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料及熔體流動的前鋒冷料，以防止熔體冷料進(jìn)入型腔。冷料穴一般設(shè)計(jì)在主流道的末端有時(shí)也設(shè)冷料穴。冷料穴底部常作成曲折的鉤形或下陷的凹槽，使冷料穴兼有分模時(shí)將主流道凝料從主流道襯套中拉出并滯留在動模一側(cè)的作用。常用的冷料穴有以下幾種結(jié)構(gòu)。
(1)帶Z形頭拉料桿的冷料穴
(2)帶球形頭（或菌形頭）的冷料穴
(3)帶尖錐頭拉料桿及無拉料桿的冷料穴
根據(jù)本模具設(shè)計(jì)要求,將冷料穴設(shè)計(jì)為帶球形頭的冷料穴，如圖4-2所示。
圖4-2 分流道與冷料穴
1-型腔板；2-推板；3-拉料桿
冷料穴的位置在正對主澆道的動模板上，一般位于分澆道的末端,采用球頭拉料桿的冷料井球頭半徑R=4,球頭頸部高為10mm? d=10mm? D=15mm? H=8mm
4.2.5 澆口套
本設(shè)計(jì)澆口套如圖4-4所示，選用T8鋼材制作，經(jīng)淬火洛氏硬度為50～55HRC。
圖4-4 澆口套的設(shè)計(jì)
其半徑R2=R1+（1～2）=15+（1～2）=17 mm (4-3)
小端半徑d1=d2+（0.5～1）=4+（0.5～1）=5 mm (4-4)
凹坑深取h=5 mm，L=125 mm，ａ1=2°,ａ2=3°。 (4-5)
4.2.6 定位圈的設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)定位圈的選擇是根據(jù)所定注射機(jī)定板安裝孔的大小進(jìn)行設(shè)計(jì)的，如下圖所示
圖4-3 定位圈
4.3 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
4.3.1 推出力計(jì)算
由《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》式（8-4）可得
F= (4-6)
式中：A：塑料的脫模面的面積，A=84
P：塑料對型芯單位面積上的包緊力，模內(nèi)冷卻，P取
：塑料對鋼的摩擦系數(shù)，約0.1～0.3,這里取0.2
: 脫模斜度,這里取1°
F=
=21260.8N
4.3.2 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
由于摩托車車燈屬于薄壁制品以及表面不允許帶有推出痕跡,并且型芯周邊的外形并不復(fù)雜,所以采用推板推出脫模機(jī)構(gòu),在推板和型芯的配合位置,設(shè)由5°的配合斜度,便于脫模。
圖4-4 脫模板
4.3.2.1 頂桿的設(shè)計(jì)
由《模具設(shè)計(jì)與制造》式(8-67)頂桿直徑計(jì)算公式得,材料選用45號鋼
d= (4-7)
式中： 安全系數(shù),常取=1.5
L: 頂桿的長度,初步估算L=160mm
n: 頂桿數(shù)目,這里取n=4
F: 推出力
d: 頂桿的直徑
d=
=7.60mm
由《模具設(shè)計(jì)與制造》式(8-68)頂桿直徑的強(qiáng)度校核公式
(4-8)
式中：: 頂桿材料的許用應(yīng)力,45號鋼的許用應(yīng)力為180Mpa
: 頂桿所受的應(yīng)力
=117.2=180Mpa 安全
由《塑料擠塑模與注塑模優(yōu)化設(shè)計(jì)》表(18-7),A型推桿尺寸(GB4169.1-84)
取d=16mm, L=160mm, D=22mm, S=8mm
圖4-5 頂桿
4.4 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
采用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)
4.4.1 抽芯距的計(jì)算
將活動芯從成型位置抽至不妨礙制品脫模的位置所移動的距離稱為抽芯距。由《模具設(shè)計(jì)與制造》式（8-72）得計(jì)算公式
S=Htg+(2～5) (mm) (4-9)
式中：H: 斜導(dǎo)柱完成抽芯所需的開模行程，這里取H=50mm
: 斜導(dǎo)柱傾斜角，這里取=20°
S=50tg
=20mm
4.4.2 抽拔力的計(jì)算
由《模具設(shè)計(jì)與制造》式(8-71)得抽拔力計(jì)算公式
F= (4-10)
式中：l: 活動側(cè)芯被塑料包緊的斷面的周長,l=172mm
h: 成型芯部分的深度, h=3mm
p: 制品對側(cè)芯的壓力,一般取8-12Mpa,這里取10 Mpa
: 側(cè)抽芯的脫模斜度，常取=1°～2°，這里取1°
F=
=950.8N
4.4.3 斜導(dǎo)柱所受彎曲力的計(jì)算
由《模具設(shè)計(jì)與制造》式（8-73）得計(jì)算公式
P= （N） (4-11)
式中：Q：抽拔阻力（與抽拔力大小相等，方向相反）
P=
=1000 N
由《模具設(shè)計(jì)與制造》式（8-76）得斜導(dǎo)柱直徑計(jì)算公式
(4-12)
式中：P：最大彎曲力，這里P=1000N
L：斜導(dǎo)柱有效工作長度，這里取L=50mm
: 彎曲許用應(yīng)力，這里選用碳鋼，=137Mpa
=0.0154m
=15.4mm
由《塑料擠塑模與注塑模優(yōu)化設(shè)計(jì)》表(18-22),選取斜銷的尺寸
d=16mm， D=20mm， H=12mm
4.4.4 斜導(dǎo)柱長度的計(jì)算
斜導(dǎo)柱的長度是根椐側(cè)芯的抽芯距，斜導(dǎo)柱的直徑，傾斜角和安裝斜導(dǎo)柱的模板厚度h來決定
由《模具設(shè)計(jì)與制造》式（8-77）得斜導(dǎo)柱長度計(jì)算公式
L (mm) (4-13)
=120.1mm
取L=120mm
圖4-6 斜導(dǎo)柱
4.4.5 側(cè)滑塊和楔緊塊的設(shè)計(jì)
由于側(cè)抽型芯簡單且容易加工,則把側(cè)滑塊制成一體結(jié)構(gòu)。
在為防止側(cè)向成型零件在成型壓力作用下會使滑塊向外位移,如果沒有楔緊塊楔緊,側(cè)向力通過側(cè)滑塊傳給斜導(dǎo)柱使斜導(dǎo)柱發(fā)生變形,所以楔塊采用H7/n6配合鑲?cè)肽０逯械男问健?
4.5 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.5.1 注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則
設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)需要考慮模具的結(jié)構(gòu)、塑件的尺寸和壁厚、鑲塊的位置、熔接痕的產(chǎn)生位置等。
(1) 塑件厚度均勻，冷卻通道至型腔表面的距離相等，亦即冷卻通道的排列與型腔的形狀相吻合，塑件壁厚處冷卻通道應(yīng)靠近型腔，間距要小以加強(qiáng)冷卻。一般冷卻通道與型腔表面的距離大于10mm，為冷卻通道直徑的1～２倍。
(2) 在模具結(jié)構(gòu)允許的前提下，冷卻通道的孔徑盡量大，冷卻回路的數(shù)量盡量多，以保證冷卻均勻。
(3) 為防止漏水，鑲塊與鑲塊的拼接處不應(yīng)設(shè)置冷卻通道，并注意水道穿過型芯、型腔與模板接縫處時(shí)的密封以及水管與水嘴連接處的密封，同時(shí)水管接頭部位設(shè)置在不影響操作的方向，通常在注射機(jī)的北面。
(4) 澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻。由于澆口附近溫度最高，通?？墒估鋮s水先流