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河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
放大器殼蓋注塑模設(shè)計(jì)
緒 論
模具是一種以特定形狀，通過(guò)一定方式能使原材料成形的專用工藝裝備。利用模具成型零件的方法，實(shí)質(zhì)上是一種少切削、無(wú)切削、多工序重合的生產(chǎn)方法，采用模具成型的工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，可以提高生產(chǎn)效率，保證零件質(zhì)量，節(jié)約材料，降低生產(chǎn)成本，從而取得較高的經(jīng)濟(jì)效益。因此，模具成型方法在現(xiàn)代工業(yè)的主要部門(mén)，如機(jī)械、電子、輕工、交通和國(guó)防工業(yè)中得到極其廣泛的應(yīng)用。由此可見(jiàn)，利用模具生產(chǎn)零件的方法已成為工業(yè)上進(jìn)行成批或大批生產(chǎn)的主要技術(shù)手段，她對(duì)于保證制品質(zhì)量，縮短試制周期，進(jìn)而爭(zhēng)先占領(lǐng)市場(chǎng)，以及產(chǎn)品更新?lián)Q代和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)都有決定性意義。因此德國(guó)把模具稱為“金屬加工中的帝王”，把模具工業(yè)視為：“關(guān)鍵工業(yè)”，美國(guó)把模具稱為“美國(guó)工業(yè)的基石”把模具工業(yè)視為“不可估量其力量的工業(yè)”，日本把模具說(shuō)成是“促進(jìn)社會(huì)富裕繁榮的動(dòng)力”，把模具工業(yè)視為“整個(gè)工業(yè)發(fā)展的秘密”。由于模具工業(yè)的重要性，模具成型工藝在我國(guó)各個(gè)部門(mén)得到了廣泛的應(yīng)用，使得模具行業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)大大超過(guò)機(jī)床產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值。這一情況充分說(shuō)明在國(guó)民經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的過(guò)程中，模具工業(yè)正逐漸明顯地成為技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和國(guó)力發(fā)展的關(guān)鍵。
我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展大今天經(jīng)歷了一個(gè)艱辛的歷程。
解放前，由于我國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，模具使用得很少，即使使用，模具也都是
由個(gè)體的模具作坊制作的。模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度很低，模具形式多為沖壓模，根
本談不上有什么模具工業(yè)。
解放后，由于經(jīng)濟(jì)恢復(fù)的需要，在人民政府的組織下發(fā)展了模具工業(yè)，在技
術(shù)上取得了明顯的進(jìn)步：沖模的結(jié)構(gòu)由單工序模向復(fù)合模發(fā)展，并可生產(chǎn)少量的
級(jí)進(jìn)模；因此在加工精度和加工效率上都邁出了一大步。改革開(kāi)放后，模具工業(yè)
在我國(guó)的發(fā)展如虎添翼，各種模具像雨后春筍般的發(fā)展，無(wú)論從模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜
程度，還是從模具的精度上都在國(guó)際有一定的水準(zhǔn)，模具行業(yè)得到的發(fā)展和所取
得的成就是有目共賭的，在此不用贅述。我國(guó)是模具制造的大國(guó)，但還不是強(qiáng)國(guó)。
在今后要在盡可能短的時(shí)間內(nèi)趕上世界先進(jìn)水平，還應(yīng)從以下幾個(gè)方面采取措施：
1． 進(jìn)行專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。
要使模具技術(shù)高速度發(fā)展，國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)表明：實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)是關(guān)鍵。要實(shí)現(xiàn)模具專業(yè)化生產(chǎn)，前提是要模具標(biāo)準(zhǔn)化。有了模具的各項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)，才可能采用專用的先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)，建立專門(mén)的機(jī)械化和自動(dòng)化的生產(chǎn)線，才可能采用高精度的、專用的質(zhì)量檢測(cè)手段，從而實(shí)現(xiàn)提高模具質(zhì)量、縮短生產(chǎn)周期、降低制造成本的目的。
2． 采用先進(jìn)的制造技術(shù)。
3． 研制和發(fā)展模具用材料。
模具材料是影響模具壽命、質(zhì)量、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本的重要方面，沒(méi)有充足的、高質(zhì)量的、品種系列齊全的模具用材料，模具工業(yè)要趕上世界先進(jìn)水平只能是紙上談兵。
4． 進(jìn)一步推廣應(yīng)用CAD/CAM。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)已應(yīng)用到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)，其中也包括
模具工業(yè)。模具CAD/CAM是模具生產(chǎn)全盤(pán)自動(dòng)化的根本措施，也是模具生產(chǎn)的重大技術(shù)革命。
5． 加強(qiáng)模具技術(shù)人才的開(kāi)發(fā)。
為了順應(yīng)當(dāng)前高職高專的教育發(fā)展形式、人才培養(yǎng)目標(biāo)和積極響應(yīng)學(xué)校教育
教學(xué)環(huán)節(jié)，本著提高自己專業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)技能的原則，本著對(duì)工作認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，求真務(wù)實(shí)的態(tài)度，現(xiàn)將完成“滅火器注塑模”這一課題的畢業(yè)設(shè)計(jì)。這一次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)階段的最后一次技能練習(xí)，也是即將踏向社會(huì)，走向工作崗位的一張入場(chǎng)券。因此，也可以說(shuō)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是為我們就業(yè)所打開(kāi)的一扇窗戶。它所要用到的知識(shí)是各個(gè)專業(yè)知識(shí)的大熔爐，通過(guò)它，可以將以前所學(xué)的分散的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合和歸于系統(tǒng)化，通過(guò)它，可以加深對(duì)所學(xué)課程的印象，通過(guò)它，可以溫故而知新。再次，通過(guò)這次模具設(shè)計(jì)將使我產(chǎn)生一種很深的認(rèn)識(shí)，那就是模具設(shè)計(jì)必須盡可能標(biāo)準(zhǔn)化。因此，在工作過(guò)程中，提高了我查閱各種手冊(cè)和標(biāo)準(zhǔn)的能力，這對(duì)以后的實(shí)際工作是大有裨益的。本課題的設(shè)計(jì)是塑料模具，其目的和應(yīng)該具備的能力有：看懂圖紙并能夠表達(dá)視圖，了解塑料的性能，了解成型設(shè)備以及能夠選擇，熟悉掌握注塑件結(jié)構(gòu)與模具的關(guān)系，熟悉模具結(jié)構(gòu)。這是完成本課題設(shè)計(jì)所應(yīng)具備的最基本的技能。設(shè)計(jì)程序?yàn)椋航邮苋蝿?wù)書(shū)；調(diào)研、消化原始材料；選擇成型設(shè)備；在設(shè)計(jì)模具之前，首先要選擇好成型設(shè)備，這就需要了解各種成型設(shè)備的規(guī)格、性能和特點(diǎn)。然后是擬訂模具結(jié)構(gòu)方案，包括塑件成型、型腔布置、選擇分型面、確定澆注系統(tǒng)、選擇脫模方式、模溫調(diào)節(jié)、確定主要零件的結(jié)構(gòu)與尺寸、支承與聯(lián)結(jié)；接著是方案的討論與論證；繪制模具裝配草圖及裝配圖；繪制零件圖；編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；最后是模具制造、試模與圖紙修改。
第1章 模塑工藝規(guī)程的編制
該塑件是放大器殼蓋，其零件圖如下所示。本塑件的材料采用ABS，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。
圖1 塑件圖
1.1 塑件的工藝性分析
1.1.1 塑件的原材料分析
塑件的材料采用ABS，屬于熱塑性塑料。從使用性能上看，該塑料具有剛性好、耐熱性強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性較好等優(yōu)點(diǎn)，機(jī)械性能比聚乙烯好，是理想的絕緣材料；從成型性能上看，熔料的流動(dòng)性較好，容易成型，成型性能較好，但收縮率大。另外，該塑料在成型時(shí)易產(chǎn)生變形、縮孔等缺陷，成型溫度低時(shí)，方向性明顯，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。因此，在成型時(shí)應(yīng)注意控制成型溫度，冷卻速度不宜過(guò)快。
1.1.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析。
(1) 結(jié)構(gòu)分析。 從零件圖上看，該零件總體形狀為長(zhǎng)方體，內(nèi)部有T型槽，在高度方向上有一小凸臺(tái)，因此，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須設(shè)置側(cè)向斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。該制件屬于中等復(fù)雜程度。
(2) 尺寸精度分析。 該零件重要尺寸，如118mm等尺寸精度為MT3級(jí)（GB/T14486-1993）。由以上分析可見(jiàn)，該零件的尺寸精度中等，對(duì)應(yīng)個(gè)模具的相關(guān)的零件的尺寸加工可以得到保證。從塑件的壁厚來(lái)看，壁厚最大處為3mm，最小處為2mm，且制件的基本尺寸為2mm，所以說(shuō)制件的壁厚較均勻，零件的成型不是很困難。
(3) 表面質(zhì)量分析。 該零件的表面除要求沒(méi)有缺陷、毛刺、內(nèi)部不得有縮孔外，沒(méi)有其他特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易得到保證。
綜合上述分析可以看出，注塑成型時(shí)，在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型且生產(chǎn)出合格制件的要求可以得到保證。
1.2 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量
計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及注塑成型參數(shù)。
計(jì)算塑件的體積：V=25104mm（過(guò)程略）
計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得ABS的密度為1.04～1.05kg/dm，現(xiàn)取密度為1.04kg/dm。
故塑件的質(zhì)量為：W=v=25104×1.04 ×10
=26.11g
采用一模二腔的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸、注塑時(shí)所需壓力等情況，初步選用注塑機(jī)為XS-ZY-250型。
1.3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定
查手冊(cè)可知，ABS的成型工藝參數(shù)可做如下選擇，試模時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整。
注射溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。
料筒溫度：后段溫度t選用200℃；
中段溫度t選用220℃；
前段溫度t選用240℃；
噴嘴溫度：選用200℃；
注射壓力：選用150MPa;
保 壓：選用100MPa;
保壓時(shí)間：選用10s;
冷卻時(shí)間：選用30s。
第2章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面的選擇，模具型腔數(shù)目的確定，型腔的排列方式，冷卻水道的布置，澆口位置設(shè)置，模具工作零件和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
2.1 分型面的選擇
模具設(shè)計(jì)中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它在很大程度上決定了模具的結(jié)構(gòu)。
應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來(lái)確定分型面。
分型面的選擇應(yīng)遵循以下原則：
1） 制品或制品組件（含嵌件）的正視圖應(yīng)盡量相對(duì)于注塑機(jī)的軸線對(duì)稱分布，以便成型。
2） 制品的方位應(yīng)便于脫模，開(kāi)模后制品應(yīng)留在動(dòng)模部分，這樣便于利用成型設(shè)備脫模。
3） 當(dāng)用模具的互相垂直的活動(dòng)成型零件成型孔、槽、凸臺(tái)時(shí)，制品的位置應(yīng)該選擇其中能使制品在成型設(shè)備工作臺(tái)安裝平面上的投影面積為最小的方案。
4） 長(zhǎng)度較長(zhǎng)的管類制品，如果將它的長(zhǎng)軸安置在模具開(kāi)模方向，而不能開(kāi)模和取出制品的；或是管接頭類制品，要求兩個(gè)方向開(kāi)模的，應(yīng)將管接頭的長(zhǎng)軸安置在與模具的開(kāi)模相垂直的方向。這樣可以減少模具厚度，便于開(kāi)模和取出制品。但必須設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)。
5） 如果是自動(dòng)旋出螺紋制品或螺紋型芯的模具，對(duì)制品的布置有專門(mén)的要求。
6） 最后制品位置的選定，應(yīng)結(jié)合澆口位置，溫調(diào)系統(tǒng)布置以及制品的外觀要求等綜合考慮。
綜合以上要求，放大器殼蓋的分型面選如圖2所示即可降低模具的復(fù)雜程，減少模具的加工難度又便于成型后出件，故選這種方案較為合理。
2.2 確定型腔的排列方式
本塑件采用一模二件。即模具需要兩個(gè)型腔。綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度。擬采用如圖3所示的型腔排列方式，生產(chǎn)出合格的制件容易得到保證。
圖2 分型面的選擇
2． 3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
(1) 主流道設(shè)計(jì)。
根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得XS-ZY-250型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸：
噴嘴前端孔徑：d=Φ4mm
噴嘴前端球面半徑：R=18mm
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系： R=R+(1～2)mm
D=d+(0.5～1)mm
現(xiàn)取主流道的小端直徑 d=Φ4.5mm ;
取主流道球面半徑R=19mm ;
為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐度為20～40，現(xiàn)取2°，經(jīng)換算得主流道大端直徑為D=Φ10mm。因此，該模具的澆注系統(tǒng)是主流道式的澆注系統(tǒng)，沒(méi)有分流道，故無(wú)須設(shè)計(jì)分流道。
(2) 澆口設(shè)計(jì)。
根據(jù)塑件的成型要求及制件的特點(diǎn)，該塑件采用圓環(huán)形的澆口較為理想。查表初選環(huán)形澆口長(zhǎng)度為0.75mm，在試模時(shí)修正。
2.4 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
本塑件基本為長(zhǎng)方體，塑件中間部分有T型槽和內(nèi)壁有一個(gè)小凸臺(tái),它們均垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具中脫出。因此，成型零件時(shí)必須做成活動(dòng)的型芯，即作成滑塊。本副模具采用斜導(dǎo)柱滑塊側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。側(cè)向抽芯時(shí)必須考慮內(nèi)壁上的小凸臺(tái),小凸臺(tái)會(huì)阻礙側(cè)向T型槽抽芯。經(jīng)考慮分析凸臺(tái)很小可以采用強(qiáng)制抽芯機(jī)構(gòu)。故該抽芯機(jī)構(gòu)采用斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯。
2.4.1 確定抽芯距
抽芯距一般應(yīng)大于成型孔（或凸臺(tái)）的深度，另外考慮到抽芯時(shí)的安全，另加3～5mm的抽芯安全系數(shù)，因此可取抽芯距S=75mm 。
2.4.2 確定斜導(dǎo)柱傾角
斜導(dǎo)柱的傾角α是抽芯機(jī)構(gòu)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)之一，它與抽拔力及抽芯距離有直接關(guān)系。一般取α=15°～25°,本模具選取α=20° 。
2.4.3 確定斜導(dǎo)柱的尺寸
斜導(dǎo)柱的直徑取決于抽拔力及其抽拔角度，可按設(shè)計(jì)資料的有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算。本副模具經(jīng)驗(yàn)估值，取斜導(dǎo)柱的直徑D=25mm,以后可以修正。斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)據(jù)抽拔距、固定端模板的厚度、斜導(dǎo)柱的直徑及斜角大小確定。
根據(jù)公式L=L1+L2+L3+L4+L5
由于上模板即型腔板的尺寸尚未確定,即ha不確定,故暫選ha=60mm如果該設(shè)計(jì)中ha有變則在修正L的長(zhǎng)度，取D=25mm
得L=301mm(過(guò)程略)
2.4.4 滑塊和導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì)
(1) 滑塊與型腔板的連接方式設(shè)計(jì)。 本模具的側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)主要是用于成型零件的T型槽，由于側(cè)向T型槽的尺寸較大，考慮到型腔板的強(qiáng)度及裝配問(wèn)題，采用整體式結(jié)構(gòu)，型腔板與滑塊的連接采用鑲嵌方式。
(2) 滑塊的導(dǎo)滑方式。 本模具為使之結(jié)構(gòu)緊湊，降低模具裝配復(fù)雜程度，擬采用整體式滑塊和整體式導(dǎo)向槽的形式。
(3) 滑塊的導(dǎo)滑長(zhǎng)度和定位裝置設(shè)計(jì)。 本副模具由于側(cè)抽芯距較長(zhǎng)，故將動(dòng)模板上的導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì)成通的,這樣一則便于“T”型槽的加工,二則滑塊的成型部分抽出后仍有大部分保留在導(dǎo)滑槽之中,確保了其復(fù)位安全,從而有效的縮減了模具和體積,圓柱銷(xiāo)9的設(shè)置目的是為了保證加工和裝配的兩滑塊在中心線上。
2.5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.5.1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本副模具模具采用的是一模二腔的結(jié)構(gòu)形式，考慮到加工的難易程度，材料的利用價(jià)值和塑件的精度等因素，型腔擬采用整體式結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)如裝配圖所示。
根據(jù)本副模具澆口與主流道的設(shè)計(jì)要求，澆口設(shè)在型芯與澆口套之間，即兩者的間隙，其結(jié)構(gòu)為環(huán)形帶。
2.5.2型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
型芯主要是與型腔相結(jié)合構(gòu)成塑件的內(nèi)形。其結(jié)構(gòu)擬采用整體式結(jié)構(gòu)，型芯鑲嵌在滑塊上,其結(jié)構(gòu)如裝配圖所示。
第3章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算
模具中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)，均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造
公差和平均磨損量來(lái)進(jìn)行計(jì)算。
查手冊(cè)得ABS的收縮率為S=0.4﹪～0.7﹪,故平均收縮率為S=0.55﹪,考慮到模具制造的現(xiàn)有條件及制造的使用要求，現(xiàn)模具制造的公差取δ=/3 。
3.1 型腔和型芯工作尺寸計(jì)算
3.1.1 成型塑件的型腔部分尺寸計(jì)算
（1）72屬于未注公差尺寸，取未注公差等級(jí)MT5級(jí)，則允許偏差為0.52（GB/T14486-1993）故制品尺寸為72mm型腔內(nèi)表面尺寸：
L=(L+L×S﹪-3/4)
=(72+72×0.55﹪-3/4×0.52)
=72.004mm
（2）130屬于未注公差取MT5級(jí)，則允許偏差為0.76（GB/T14486-1993），故制品尺寸為130，對(duì)應(yīng)型腔尺寸：
L=(L+ L×S﹪-3/4)
=（130+130×0.55﹪-3/4×0.76）
= 130.15mm
（3）10屬于未注公差取MT5級(jí)，則允許偏差為0.2（GB/T14486-1993），故尺寸為10mm，對(duì)應(yīng)型腔尺寸：
H=（H+H×S﹪-2/3)
=（10+10×0.55﹪-3/4×0.2）
=9.87mm
3.1.2型芯部分尺寸計(jì)算
（1）126為未注公差取MT5級(jí)，則允許偏差為0.76（GB/T14486-1993），則尺寸為：126mm
L=(L+ L× S﹪-3/4)
=(3+3×0.6﹪-3/4×0.2)
=127.16mm
（2）6未注公差取MT5級(jí)，則允許偏差為0.2（GB/T14486-1993），則尺寸為6mm則：
H=(H+ H×S﹪+2/3)
=（6+6×0.55﹪+2/3×0.2）
=6.16mm
（3）尺寸為118mm部分的型芯計(jì)算，則
L=(L+ L×S﹪+3/4)
=119.15 mm
現(xiàn)將模具工作零件的尺寸制成表格1。
3.2 型腔板的三維尺寸確定
3.2.1 型腔板厚度計(jì)算
該型腔板的厚度包括兩部分組成，一部分是塑件的高度，另一部分是澆口套埋入型腔板的厚度。故該型腔板的厚度較大，現(xiàn)擬確定該厚度為L(zhǎng)=60mm，計(jì)算過(guò)程略，若有不確，以后修正。
3.2.2 型腔板長(zhǎng)寬尺寸計(jì)算
型腔板的長(zhǎng)寬尺寸即是厚度尺寸。型腔板厚度計(jì)算是模具設(shè)計(jì)中的重要問(wèn)題，目前常的方法有按強(qiáng)度條件計(jì)算和按剛度條件計(jì)算兩大類。因?yàn)閷?shí)際的模具要求既不允許因強(qiáng)度不足而明顯變形，甚至破壞，也不允許因剛度不足而發(fā)生過(guò)大變形。目前許多單位都是憑經(jīng)驗(yàn)確定。在此，考慮到實(shí)際狀況，因本副模具的型腔板是整體式的，結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜，其中間有一個(gè)成型制件的異形孔，有與斜導(dǎo)柱相配合的孔，，側(cè)壁有與滑塊相配合的孔。如此復(fù)雜的端面形狀，很難對(duì)此型腔板的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行計(jì)算及校核。初定尺寸如下：
長(zhǎng)度方向：L=280mm,計(jì)算過(guò)程及數(shù)字意義略。
寬度方向：L=210mm,計(jì)算過(guò)程及數(shù)字意義略。
至此，必須考慮型腔板的周界尺寸和動(dòng)模板的周界尺寸一致。動(dòng)模板的型號(hào)為250mm×315mm×80mm(GB/T4169.8-1984)，因此，將型腔板的長(zhǎng)度尺寸改為315mm，寬度尺寸改為250mm，高度尺寸63mm。
表3.1 型腔、型芯的工作尺寸
類別
序號(hào)
模具零件名稱
塑件尺寸
計(jì)算公式
型腔或型芯（滑塊）的工作尺寸
型腔的計(jì)算
1
型腔板
72
L=(L+ L×S﹪-3/4)
72.004
130
L=(L+ L×S﹪-3/4)
130.15
10
H=(H+ H×S﹪-2/3)
10
型芯的計(jì)算
2
型芯
126
L=(L+ L×S﹪+3/4)
127.16
6
H=(H+H× S﹪+2/3)
6
118
L=(L+ L×S﹪+3/4)
119.15
第4章 模具加熱及冷卻系統(tǒng)的計(jì)算
本塑件在注塑成型時(shí)不要求有太高的溫度，僅在螺桿中的加熱及剪切熱就能夠滿足注射成型要求，另一方面，能不用加熱系統(tǒng)就盡量不用，因?yàn)椋O(shè)置加熱系統(tǒng)使得模具的復(fù)雜程度提高及模具成本增加，綜合上述原因，該模具不設(shè)加熱系統(tǒng)。根據(jù)成型塑件的特點(diǎn)，模具的平均工作溫度在40℃左右。因此，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判定，模具工作溫度在80℃以下的，需要設(shè)置冷卻系統(tǒng)。設(shè)置冷卻系統(tǒng)能改善成型條件，穩(wěn)定制品的形位尺寸精度，改善制品的物理、機(jī)械性能以及提高制品的表面質(zhì)量。最重要的是能夠縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率。本副模具設(shè)置二對(duì)冷卻水管，型腔板上布置兩對(duì)，見(jiàn)裝配圖。
第5章 模具閉合高度及注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
5.1 模具閉合高度
本副模具的閉合高度是定模板(型腔板)、滑塊、動(dòng)模板及動(dòng)模腳的和。現(xiàn)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，動(dòng)模腳的厚度為120mm，動(dòng)模板的厚度選80mm。
因此模具的閉合高度為：
H=H +H +H +H
=63+40 +80+120
=303mm
其中： H----定模板的厚度；
H----滑塊的厚度；
H----動(dòng)模板的厚度；
H----動(dòng)模座的厚度；
5.2 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
本副模具的外形尺寸為250×315mm×303mm。XS-ZY-250型注塑機(jī)的模最大安裝尺寸為448mm×370mm，故能滿足模具的安裝要求。
由上述計(jì)算得模具的閉合高度為H303mm，XS-ZY-250型注塑機(jī)所允許模具的。最小厚度H=200mm，最大厚度H=350mm，即滿足模具的安裝條件。
H≤H≤H
經(jīng)查資料，XS-ZY-250型注塑機(jī)的最大開(kāi)模行程S=500mm，經(jīng)驗(yàn)證，XS-ZY-250型注塑機(jī)能滿足使用要求，故可采用。
第6章 模具的裝配、試模與維修
6.1 裝配
塑料模的裝配順序可有兩種：一種是當(dāng)動(dòng)、定模合模后有正確的配合要求，互相間易于對(duì)中時(shí)，以其主要工作零件如型芯、型腔和鑲件等作為裝配基準(zhǔn)，在動(dòng)、定模之間對(duì)中后才加導(dǎo)柱、導(dǎo)套。另一種是當(dāng)塑料件結(jié)構(gòu)形狀使型芯、型腔在合模后很難找正相對(duì)位置，或在模具中設(shè)有斜滑塊機(jī)構(gòu)時(shí)，通常要先安裝好導(dǎo)柱、導(dǎo)套作為模具的裝配基準(zhǔn)。
塑料模裝配的主要內(nèi)容如下：
(1) 型芯的裝配。 將型芯裝入固定板的方法與其連接方式有關(guān)。型芯與固定板通常采用過(guò)度配合，或采用埋入式，對(duì)于大面積的型芯，一般是用螺釘、銷(xiāo)釘直接與固定板連接。此外，在熱固性塑料壓模中，型芯與固定板常用螺紋連接方式。
(2) 型腔的裝配。 除了形狀簡(jiǎn)單的塑料模外，為了便于加工和保證加工精度，塑料模的型腔部分均采用鑲嵌或拼塊形式。
(3) 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的裝配。 為了保證導(dǎo)向作用，動(dòng)、定模的導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔距精度應(yīng)控制在0.01mm以內(nèi)。因此，必須使用坐標(biāo)鏜床對(duì)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（用工藝定位銷(xiāo)釘），在車(chē)床、銑床或鏜床上進(jìn)行鏜孔。對(duì)于淬硬模板上的導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔，可用坐標(biāo)磨床磨孔。將導(dǎo)柱、導(dǎo)套壓入動(dòng)、定模板后，要求保持導(dǎo)柱的垂直度，并使開(kāi)模和合模時(shí)導(dǎo)柱、導(dǎo)套間滑動(dòng)自如。
6.2 試模
(1) 試模前，必須對(duì)設(shè)備的油路、水路以及電路進(jìn)行檢查，并按規(guī)定保養(yǎng)設(shè)備，做好開(kāi)機(jī)前的準(zhǔn)備。
(2) 原料應(yīng)該合格。根據(jù)推薦的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱。資料上介紹的料筒和噴嘴溫度只是一個(gè)大致范圍，還應(yīng)根據(jù)條件試調(diào)。判斷料筒和噴嘴溫度是否合適的最好辦法，是在噴嘴和主流道脫開(kāi)的情況下，用較低的注射壓力，使塑料自噴嘴中緩慢地流出，以觀察料流。如果沒(méi)有缺塊、氣泡、銀絲、變色，而是光滑明亮，即說(shuō)明料筒和噴嘴溫度是比較合適的，這時(shí)就可以開(kāi)始試模。
(3) 在開(kāi)始試模時(shí)，原則上選擇在低壓、低壓和較長(zhǎng)時(shí)間條件下成型，然后按壓力、時(shí)間、溫度這樣的先后順序變動(dòng)。最好不要同時(shí)變動(dòng)兩個(gè)或三個(gè)工藝參數(shù)，以便分析和判斷情況。壓力變化的影響，馬上就可從制件上反映出來(lái)，所以如果制件充不滿，通常首先是增加注射壓力。當(dāng)大幅度增加注射壓力仍無(wú)顯著效果時(shí)，才考慮變動(dòng)時(shí)間和溫度。延長(zhǎng)時(shí)間實(shí)質(zhì)上是使塑料在料筒內(nèi)的受熱時(shí)間加長(zhǎng)，注射幾次后仍然未充滿，最后才提高料筒溫度。但料筒溫度的哂納感升以及塑料溫度達(dá)到平衡需要一定的時(shí)間，一般約15min左右，不是馬上就可以從制件上反映出來(lái)，所以不能一下子把料筒溫度升得太高，以免塑料過(guò)熱甚至發(fā)生降解。
(1) 注射成型時(shí)可用高速和低速兩種工藝。一般在制件薄壁而面積大時(shí)，采用高速注射，而壁厚面積小時(shí)采用低速注射，在高速和低速都能充滿型腔的情況下，除玻璃纖維增強(qiáng)塑料外，均宜采用低速注射。
(2) 對(duì)黏度高和熱穩(wěn)定性差的塑料，采用較慢的螺桿轉(zhuǎn)速和略低的背壓加熱和預(yù)塑，而黏度低和熱穩(wěn)定性好的塑料可采用較快的螺桿轉(zhuǎn)速和略高的背壓。在噴嘴溫度合適的條情況下，采用噴嘴固定的形式可提高生產(chǎn)率。但當(dāng)噴嘴溫度太低或太高時(shí)，需要采用每成型周期向后移動(dòng)噴嘴的形式（噴嘴溫度低時(shí)，由于后加料時(shí)噴嘴離開(kāi)模具，減少了散熱，故可使噴嘴溫度升高；而噴嘴溫度太高時(shí)，后加料時(shí)可擠出一些過(guò)熱的塑料）。
在試模過(guò)程中應(yīng)作詳細(xì)記錄，并將結(jié)果填入試模記錄卡，注明模具是否合格。如需返修，則應(yīng)提出返修意見(jiàn)。在記錄卡中應(yīng)摘錄成型工藝條件及操作注意要點(diǎn)，最好能附上加工出的制件，以供參考。
試模后，將模具清理干凈，涂上防銹油，然后分別入庫(kù)或返修。
6.3 模具的維修
模具在使用過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生的磨損或不正常的的破壞。不正常的磨損絕大多數(shù)是由于操作不當(dāng)引起的，例如制件脫不下時(shí)用手錘重力敲擊而使型芯彎曲?？偟膩?lái)說(shuō)，大致有以下幾種情況：
(1) 型芯或?qū)蛑鰪潯?
(2) 型腔局部損壞，大部分仍是好的。
(3) 由于型腔材料硬度太低或制件精度太差，模具使用一段時(shí)間后分型面不 嚴(yán)密，以致溢邊太厚，影響制件質(zhì)量。
在這些情況下，并不需要將整個(gè)模具報(bào)廢，只需局部修復(fù)即可。局部 修復(fù)由專門(mén)的模具工進(jìn)行。修復(fù)以前應(yīng)研究模具圖樣以了解模具結(jié)構(gòu)、 材料和熱處理狀態(tài)。對(duì)于零件損壞的，將壞的拆下，另外換上一個(gè)新的 裝上。型腔打缺的，若為經(jīng)熱處理硬化時(shí)，可用銅焊或鑲嵌的方法來(lái)修復(fù)。
第7章 主要零件加工工藝規(guī)程的編制
表7.1 型腔板加工工藝過(guò)程
序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
1
下料
Ф200mm×250mm。
2
鍛料
鍛至尺寸260mm×330mm×85mm。
3
熱處理
退火至180～200HBS。
4
刨六面
刨六面尺寸至252mm×320mm×82mm。
5
磨六面
磨六面至尺寸250mm×315mm×80mm,并保證四個(gè)側(cè)面對(duì)上下底面的垂直度。
6
劃線
劃出導(dǎo)柱孔、水嘴孔和限位拉桿孔的位置中心線。
7
線切割
加工出導(dǎo)柱孔、水嘴孔和限位拉桿孔。
8
熱處理
淬火、回火并檢查硬度。
9
數(shù)控銑
銑出型腔，并保證外形尺寸。
10
平磨
磨上下平面及角尺面。
11
熱處理
淬火至要求。
12
成型磨
磨型腔尺寸至于要求尺寸，保證公差及粗糙度要求。
13
研磨
研磨型腔并與型芯相配。
14
平磨
與動(dòng)模板配磨，使上下齊平，使型腔深度達(dá)到要求。
15
研磨
研磨導(dǎo)柱孔及限位拉桿孔，保證配合要求。
16
精研
精研量為0.01mm，改善粗糙度并達(dá)到間隙要求。
表7.2 動(dòng)模板加工工藝工藝
序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
1
下料
2
鍛
鍛至320mm×255mm×85mm
3
熱處理
退火至180～200HBS
。
4
平磨
磨六面至尺寸315.2mm×250.3mm×80.3mm，
5
鉗
以兩個(gè)互相垂直的側(cè)面為基準(zhǔn)劃各孔位中心線。
6
線切割
7
銑
固定銷(xiāo)孔，導(dǎo)柱孔。
8
鉗
修整。
9
研磨
保證公差及表面粗糙度要求。
10
精磨
保證和定模板和模時(shí)的密封度。
第8章 結(jié) 論
本課程設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對(duì)我們?nèi)陙?lái)所學(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我再?gòu)?fù)習(xí)老知識(shí)的同時(shí)學(xué)到了許多新知識(shí)，對(duì)一些原來(lái)一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來(lái)所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量、冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮的問(wèn)題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性，加工工藝的合理性。
由于能力有限，設(shè)計(jì)中難免有疏漏之處，懇請(qǐng)老師給予批評(píng)指正。
致 謝
白駒過(guò)隙，歲月如梭，在這充滿夏意的五月天，我回顧過(guò)去，展望未來(lái)，肩負(fù)就業(yè)上崗，獨(dú)立自主的重任，順利完成了本課程的畢業(yè)設(shè)計(jì)，盡管曲曲折折，困難重重。在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來(lái)，使我們?cè)跍亓?xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；這不但提高了我們解決問(wèn)題的能力，開(kāi)闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
設(shè)計(jì)的過(guò)程是知識(shí)的熟悉與掌握的過(guò)程，是知識(shí)的積累與運(yùn)用的過(guò)程。由于本人資質(zhì)有限，在作業(yè)過(guò)程中難免會(huì)遇到各種困難和各種問(wèn)題，問(wèn)題和困難是提升個(gè)人的機(jī)會(huì)，問(wèn)題是契入點(diǎn)，通過(guò)反復(fù)的思考與查閱手冊(cè)，以及老師的指導(dǎo)、和同學(xué)的討論將問(wèn)題逐個(gè)解決。
最后，感謝各位老師特別是本課題設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師楊占堯老師所給予的辛勤無(wú)私的幫助和指導(dǎo)，并向他們致以最深的敬意!
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