開關(guān)蓋塑料模具設(shè)計(jì)（全套含CAD圖紙）
開關(guān)蓋塑料模具設(shè)計(jì)（全套含CAD圖紙）,開關(guān),塑料,模具設(shè)計(jì),全套,cad,圖紙
任務(wù)書
一、課題來源、目標(biāo)及意義
本課題為自擬課題，主要來源于燈具的開關(guān)蓋，在日常中運(yùn)用廣泛，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸精度要求不高，作為塑料模具方面的畢業(yè)設(shè)計(jì)是不錯(cuò)的選擇。
這個(gè)設(shè)計(jì)給了我們一次鍛煉，同時(shí)也展現(xiàn)了三年內(nèi)我們學(xué)習(xí)的成果，使我們對(duì)自己所掌握的知識(shí)得到了一定的認(rèn)知。
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容及要求
本次設(shè)計(jì)通過對(duì)塑件的分析與計(jì)算，了解其成型工藝，合理選擇分型面，設(shè)計(jì)相應(yīng)的型芯型腔、澆筑系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)，套用正確的模架，設(shè)計(jì)出一套完整的塑料模具。
此次設(shè)計(jì)的塑件雖不復(fù)雜，但設(shè)計(jì)的過程也考察了我們?nèi)甑膶W(xué)習(xí)狀況，要求我們實(shí)踐與理論相結(jié)合，熟悉設(shè)計(jì)的每一個(gè)步驟，從而設(shè)計(jì)出一套完整的模具。
三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程安排
序號(hào)
設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱
計(jì)劃時(shí)間
1
畢業(yè)設(shè)計(jì)輔導(dǎo)，學(xué)生進(jìn)行相關(guān)準(zhǔn)備工作，選題并審批。
2
教師下發(fā)任務(wù)書，學(xué)生完成開題報(bào)告，教師審核。
3
學(xué)生上交開題報(bào)告，開始設(shè)計(jì)。教師指導(dǎo)
4
學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，并上報(bào)周記5次，教師指導(dǎo)
5
學(xué)生提交畢業(yè)設(shè)計(jì)材料（電子稿與紙質(zhì)稿）。
6
畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。
四、參考書及參考文獻(xiàn)
[1] 吳光明. 塑料模具設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2011.
[2] 鄒繼強(qiáng). 塑料模具設(shè)計(jì)參考資料匯編. 北京：清華大學(xué)出版社,2005.
[3] 禇建忠. 塑料模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及項(xiàng)目實(shí)踐. 杭州：浙江大學(xué)出版社,2015.
[4] 卜建新. 塑料模具設(shè)計(jì). 北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社,2006.
[5] 屈華昌. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2001.
[6] 章飛. 型腔模具設(shè)計(jì)與制造. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2008.
[7] 翁其金. 塑料模塑工藝與塑料模具設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
[8] 陳志剛. 塑料模具設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002.
[9] 翁其金. 塑料模塑成型技術(shù)第2版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2011.
[10] 陳樺. 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
指導(dǎo)教師（簽字）: 院（系）主任（簽字）:
包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396
摘要
這篇論文是對(duì)開關(guān)蓋的塑料模具設(shè)計(jì)。塑料模的組成主要為：成型部分，澆注系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)，推出機(jī)構(gòu)，冷卻系統(tǒng)等等。
本文主要通過對(duì)此塑件的工藝材料分析，注塑機(jī)的選擇，分型面的選擇，澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和推出機(jī)構(gòu)等方面對(duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)加工。在正確分析完塑件的加工成型工藝后，運(yùn)用UG、CAD軟件對(duì)模具行分析。此次的塑件采用精度MT14，為一般精度，運(yùn)用UG/CAD軟件設(shè)計(jì)出整套模具的各個(gè)組成部件并完成相關(guān)零件的尺寸計(jì)算。
關(guān)鍵詞：塑料模具、UG、CAD
Abstract
This paper is the design of plastic mold for the cover of the switch. The main components of the plastic mold are: molding part, pouring system, exhaust system, launch mechanism, cooling system and so on.
This paper mainly through the plastic parts of the process of material analysis, injection molding machine choice, the choice of parting surface, gating system, cooling system and the introduction of mechanisms for mold design and processing. In the correct analysis of the plastic parts of the process of processing, the use of CAD, UG and other software on the mold line analysis. The plastic parts with precision MT14, for the general accuracy, the use of UG/CAD software design a set of various components of the mold and the completion of the relevant parts of the size calculation.
Key words: plastic mold, UG, CAD
Ⅰ
目 錄
前 言 1
1 零件分析 2
1.1 材料 2
1.1.1 各類塑料收縮率的指標(biāo) 3
1.2 零件材料的選擇：ABS 4
1.2.1 ABS塑料主要的性能指標(biāo) 4
1.2.2 ABS材料的特性 4
1.2.3 工藝分析 4
2 注塑機(jī)的選擇 5
2.1 估算塑件體積和質(zhì)量 5
2.2 根據(jù)估算塑件體積確定注塑機(jī) 5
3 分型面的選擇 6
3.1 分型面的形式 6
3.2 選擇分型面的原則 6
4 型芯型腔的設(shè)計(jì) 7
4.1 型芯的設(shè)計(jì) 7
4.2 型腔的設(shè)計(jì) 8
5 澆注系統(tǒng)的選擇 9
5.1 澆注系統(tǒng)的含義 9
5.2 澆筑系統(tǒng)的作用 9
5.3 澆注系統(tǒng)的組成 9
6 推出機(jī)構(gòu) 11
6.1 推出機(jī)構(gòu)的定義 11
6.2 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求 11
6.3 簡(jiǎn)單的推出機(jī)構(gòu)分類 11
7 冷卻系統(tǒng) 12
8 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13
9 模架 14
10 結(jié)論 16
致 謝 17
參考文獻(xiàn) 18
附錄 19
前 言
模具，作為一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要依憑，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的展現(xiàn)。作為工業(yè)之母，模具有著悠久的歷史，早在2000多年前，中國(guó)古代就有模具用于銅器的制造，表明了當(dāng)時(shí)模具制造水平的發(fā)達(dá)。到了現(xiàn)代，隨著經(jīng)濟(jì)水平和人民需求的日益增加，對(duì)模具的制造要求也越來越高，科技的發(fā)展也促使著模具的發(fā)展，對(duì)模具的輔助軟件也越來越多，UG、CAD等都成為了模具設(shè)計(jì)的重要軟件。
塑料是由合成樹脂加以添加劑合成而成的高分子材料，但作為近代的新新之子，但從19世紀(jì)發(fā)明至今，對(duì)現(xiàn)代科技的發(fā)展起著越發(fā)重要的地位，甚至憑借著良好的特性，逐漸取代了鋼材的地位。
這次我們所設(shè)計(jì)的零件為開關(guān)蓋的塑料模具設(shè)計(jì)，通過了解塑料的特性，使用UG、CAD等軟件進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)，零件雖然并不復(fù)雜，但也有一定的難度，于我們而言是種不錯(cuò)的鍛煉！
1 零件分析
圖 1-1
圖1-2
1.1 材料
塑料的定義及分類：
塑料是一種以合成或天然的高分子化合物為主要成分，在一定的溫度和壓力條件下，可塑造成一定的形狀，當(dāng)外力解除后，在常溫仍能保持其形狀不變的材料。
塑料的種類很多，有多種分類方法，常按其受熱后的性能變化，分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。
1.1.1 各類塑料收縮率的指標(biāo)
表1-1
1.2 零件材料的選擇：ABS
1.2.1 ABS塑料主要的性能指標(biāo)
表 1-2
1.2.2 ABS材料的特性
a.無(wú)定形料，種類繁多，各有差異
b.吸濕性強(qiáng)，表面光澤度要求高的塑件需提前預(yù)熱干燥
c.中等流動(dòng)性，溢邊料在0.04mm上下
d.與聚苯乙烯相比，加工困難，應(yīng)取高料溫、模溫，且料溫對(duì)物性影響較大。
e.模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意，易出現(xiàn)澆注系統(tǒng)對(duì)料流阻力小，澆口處外觀不良，易發(fā)生熔接痕等現(xiàn)象。
1.2.3 工藝分析
一模幾腔：選擇一模一腔的形式
表面質(zhì)量要求：表面要求光潔，外表面糙度Ra可以取0.8μm；內(nèi)部表面粗糙度Ra可取3.2μm。
2 注塑機(jī)的選擇
2.1 估算塑件體積和質(zhì)量
查資料可知ABS材料的密度：1.13-1.14g/cm3，計(jì)算收縮率時(shí)取平均密度1.135 g/cm3，因此收縮率取0.55﹪。
使用軟件計(jì)算出所設(shè)計(jì)的澆道凝料與塑件的體積。
取澆道凝料為2 cm3因此估算塑件體積為37 cm3。
估算塑件體積為37cm3。
2.2 根據(jù)估算塑件體積確定注塑機(jī)
根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量，因?yàn)橐荒Ｒ磺恍问?，所以查書可選定注塑機(jī)型號(hào)為SZ-40/25.
注塑機(jī)的參數(shù)如下：
最大注塑量：40cm3
注塑壓力：200/Mpa
注塑速度：50(g/s)
塑化能力：20(Kg/h)
鎖模力：2500KN
注塑機(jī)行程間距：250×250mm
頂出行程：55mm
最小模厚：130mm
最大模厚：220mm
模板行程：230mm
注塑機(jī)定位孔直徑：55 mm
噴嘴球半徑：SR10
3 分型面的選擇
3.1 分型面的形式
分型面對(duì)模具的制造、生產(chǎn)和產(chǎn)品的質(zhì)量有著很大的影響，所以一定要選擇合理。是設(shè)計(jì)中非常重要的一步。
分型面的形狀有很多，平面、斜面、階梯面等等。一般情況下分型面應(yīng)盡量選擇平面，但為了適應(yīng)塑件成型的需要和便于塑件脫模，也可以采用后三種分型面 [1] 。
3.2 選擇分型面的原則
一般遵循以下原則：
a.要求有利于脫模
b.盡量保證塑件在開模后留在動(dòng)模上
c.確保塑件的外觀、質(zhì)量和精度要求
d.選擇利于側(cè)向分型和抽芯的分型面
e.盡可能使成型零件便于加工
f.要有利于防止溢料
g.要有利于排氣
依據(jù)分型面的選擇原則，我們?nèi)∷芗淖畲髾M截面為分型面。
4 型芯型腔的設(shè)計(jì)
4.1 型芯的設(shè)計(jì)
構(gòu)成產(chǎn)品內(nèi)表面的零件稱為型芯，又稱子模或后模。圖4-1與圖4-2為這次畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的型芯示意圖。由螺釘固定。
圖 4-1
圖 4-2
4.2 型腔的設(shè)計(jì)
構(gòu)成產(chǎn)品外表面的零件稱為型腔。下凹部分即為型腔，又稱前模或母模。圖4-3與圖4-4為這次畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的型腔示意圖。由螺釘固定。
圖 4-3
圖 4-4
5 澆注系統(tǒng)的選擇
5.1 澆注系統(tǒng)的含義
塑料熔體從注塑機(jī)的噴嘴流到型腔之間的通道稱為澆注系統(tǒng)。
5.2 澆筑系統(tǒng)的作用
澆注系統(tǒng)是將熔體引入并填充型腔，使壓力能夠充分傳送到型腔的各個(gè)部位從而獲得良好的塑件的系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確與否是注塑成型能否順利進(jìn)行，能否得到高質(zhì)量塑件的關(guān)鍵。澆注系統(tǒng)分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩類。
5.3 澆注系統(tǒng)的組成
主流道、分流道、冷料穴和澆口四個(gè)部分組成了澆注系統(tǒng)。但澆筑系統(tǒng)不一定全部具有上述組成部分，在特殊情況下可不設(shè)分流道和冷料穴。
a. 主流道：主流道是指從注塑機(jī)的噴嘴與模具接觸的部位起到分流道為止的這一道流到。
b. 分流道：分流道是存在于主流道和澆口之間的流道，它是熔體由主流道流入型腔的過渡通道，一般多型腔時(shí)都設(shè)有分流道。由于這次選用的為一模一腔的形式，所以未設(shè)有分流道。
c. 澆口：分流道和型腔間最小的那部分稱為澆口，也是澆筑系統(tǒng)中截面最短小的部分。這一狹窄短小的澆口既能是由分流道流進(jìn)的熔體產(chǎn)生加速，以形成流動(dòng)狀態(tài)從而去充滿型腔，同時(shí)也便于成型后，塑件和澆口分離。
d.冷料穴：注塑成型操作是循環(huán)的，有周期性的，在一段時(shí)間內(nèi)，噴嘴處有冷料產(chǎn)生，為防止在下一次注塑成型時(shí)，把冷料帶進(jìn)型腔而影響制件質(zhì)量，一般情況下，會(huì)在主流道或分流道的末端，布置儲(chǔ)藏冷料并使熔體順利的充滿型腔的冷料穴。
圖 5-1
6 推出機(jī)構(gòu)
6.1 推出機(jī)構(gòu)的定義
注塑成型的每一循環(huán)中，塑件需要從模具凹、凸模中脫出，用于完成塑件脫出過程的裝置稱為推出機(jī)構(gòu)。
6.2 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
a.一般要求塑件留在動(dòng)模上。
b.要求塑件不變形和損壞
c.保證制件外觀良好
d.要求工作可靠，運(yùn)動(dòng)足夠靈活，且具有一定的剛度和強(qiáng)度。
6.3 簡(jiǎn)單的推出機(jī)構(gòu)分類
a.推桿推出機(jī)構(gòu)
b.推管推出機(jī)構(gòu)
c.推板推出機(jī)構(gòu)
d.鑲塊推出機(jī)構(gòu)
e.凹模推出機(jī)構(gòu)
f.聯(lián)合推出機(jī)構(gòu)
g.氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)
由于此次塑件結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，所以選用推桿推出機(jī)構(gòu)。
7 冷卻系統(tǒng)
在注塑成型工藝過程中，模具溫度會(huì)很大程度的影響塑件的定型，同樣的也會(huì)影響注塑周期和塑件質(zhì)量。因此，模具的有效的冷卻是必不可少的，以確保溫度能保持在一定范圍內(nèi)。
如果模具的溫度太高，溢料、脫模困難、注口料粘模等現(xiàn)象就會(huì)出現(xiàn)，如果模具單邊溫度過高，甚至?xí)l(fā)生咬?，F(xiàn)象；模具溫度過低，也會(huì)造成塑件缺料，縮陷，拼縫不齊等缺陷。因此，模具設(shè)計(jì)員不能忽視模具的冷卻，有效的模具冷卻也是一條生產(chǎn)效率、改善塑件質(zhì)量的重要技術(shù)措施之一 [1]。
圖7-1為所設(shè)計(jì)的冷卻系統(tǒng)示意圖：
圖 7-1
8 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
在塑料熔體填充進(jìn)模具之前，型腔與流道間會(huì)有氣體存在，此外，塑料熔體也會(huì)產(chǎn)生一定的氣體，為了將這部分氣體排出，我們就需要排氣系統(tǒng)，否則會(huì)引起塑件的局部碳化、氣泡，填充不滿甚至更嚴(yán)重的問題。
因?yàn)檫@次設(shè)計(jì)的模具是小型模具，而且分型面選取的是最大橫截面，因此可利用分型面排氣，無(wú)需設(shè)計(jì)排氣槽。
9 模架
模具由各種不同的鋼板配合零件組成，是整套模具的骨架，在整套模具中占著很大的比例。下圖是模架的組成部件示意圖。
圖 9-1
圖9-2為這次設(shè)計(jì)所選用的模架：龍記AI
圖 9-2
10 結(jié)論
歷經(jīng)三周的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將進(jìn)入尾聲，三周的時(shí)間內(nèi)我有了很多的感想與自我認(rèn)識(shí)。
在這三周時(shí)間內(nèi)，為了能夠使畢業(yè)設(shè)計(jì)順利完成，我參考、查閱了許多與模具相關(guān)的各種書籍，向相關(guān)專業(yè)的老師請(qǐng)教了許多與模具相關(guān)的問題，尤其是在模具制造中所遇到的問題，這是我在短時(shí)間內(nèi)對(duì)模具認(rèn)知得到質(zhì)的飛躍的重要原因，同時(shí)也對(duì)塑料模具的成型方法，成型零件的設(shè)計(jì)以及成型零件的加工工藝等得到了進(jìn)一步的了解與掌握。
模具是工業(yè)之母，在當(dāng)今社會(huì)中有著非常廣泛的運(yùn)用，掌握模具的加工工藝與設(shè)計(jì)方法的相關(guān)知識(shí)，對(duì)我們將來的工作與發(fā)展有著十分重要的意義。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)模具知識(shí)的了解得到了進(jìn)一步的提高，也是對(duì)學(xué)習(xí)能力的一次很好的鍛煉、提高。
致 謝
在這次的模具設(shè)計(jì)中，遇到了很多困難，說明書的格式，軟件繪圖的錯(cuò)誤，模具相關(guān)知識(shí)的認(rèn)知不足等等，都對(duì)我在設(shè)計(jì)這套模具的過程中頻頻提出問題，尤其是一些與模具相關(guān)的實(shí)際問題，往往是被我們所忽略的重點(diǎn)存在。所謂細(xì)節(jié)決定成敗，但對(duì)模具實(shí)際問題的忽視，使我在這條模具設(shè)計(jì)的路上屢受挫折。但是，好在有老師悉心指導(dǎo)與同學(xué)的幫助，讓我克服了這些問題，順利完成了這次的模具設(shè)計(jì)。在此，我要對(duì)指導(dǎo)過我的老師與幫助過我的同學(xué)表以衷心的感謝！
參考文獻(xiàn)
[1] 吳光明. 塑料模具設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2011.
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[8] 陳志剛. 塑料模具設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002.
[9] 翁其金. 塑料模塑成型技術(shù)第2版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2011.
[10] 陳樺. 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
附錄
21
開題報(bào)告
一、課題來源、選題依據(jù)、課題研究目的、應(yīng)用價(jià)值
本課題為自擬課題，主要來源于燈具的開關(guān)蓋，在日常中運(yùn)用廣泛，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸精度要求不高，作為塑料模具方面的畢業(yè)設(shè)計(jì)是不錯(cuò)的選擇。
這個(gè)設(shè)計(jì)給了我們一次鍛煉，同時(shí)也展現(xiàn)了三年內(nèi)我們學(xué)習(xí)的成果，使我們對(duì)自己所掌握的知識(shí)得到了一定的認(rèn)知。
這次設(shè)計(jì)，我們充分運(yùn)用所學(xué)的相關(guān)知識(shí)，對(duì)零件的材料、特性以及成型工藝等方面進(jìn)行分析，由注塑機(jī)的選擇開始著手，隨后選擇分型面，利用UG/CAD等設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)型芯型腔、推出機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)以及冷卻系統(tǒng)，最后套用正確的模架，完成整套模具的設(shè)計(jì)。
當(dāng)然在這個(gè)過程中不乏遇到困難。無(wú)論是型芯型腔的設(shè)計(jì)還是澆筑系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)等的運(yùn)用，我們都有著不了解的地方，需要查閱相關(guān)的書籍文獻(xiàn)，或詢問相關(guān)老師。
相信這次的設(shè)計(jì)會(huì)為我們今后的工作起到很大的鋪墊作用，讓我們少走很多彎路。
二、課題研究的基本思路、研究的關(guān)鍵問題和研究手段（途徑）
此次設(shè)計(jì)，需要考慮的東西很多。首先我們要做的便是分析塑件，它所選用的材料，材料的收縮率、特性以及各項(xiàng)指標(biāo)等，都是我們所要考慮到的。隨后便是根據(jù)計(jì)算得到的塑件體積選擇合理的注塑機(jī)。接下來就是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)了，選擇分型面，運(yùn)用UG/CAD等繪圖軟件設(shè)計(jì)繪制型芯型腔，設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)、澆筑系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)。最后套用模架，完成一整套模具的設(shè)計(jì)
由于在塑料模具的設(shè)計(jì)方面遠(yuǎn)沒有達(dá)到熟練地程度，所以這次的設(shè)計(jì)肯定不會(huì)那么完美，會(huì)有許多的問題會(huì)出現(xiàn)。尺寸精度，表面粗糙度以及如何提高生產(chǎn)效率等問題都是需要我們注意的。因此，我查閱了相關(guān)的文獻(xiàn)書籍以及向指導(dǎo)老師尋求幫助等，使得這些問題得到了合理的解決。
我相信，這次設(shè)計(jì)會(huì)是我對(duì)塑料模具的認(rèn)知得到進(jìn)一步的提升。
三、論文的主體框架和主要內(nèi)容概述
每一套完整的模具都要合理的設(shè)計(jì)安排才能的得到，同樣的這次設(shè)計(jì)也不例外，充分利用所學(xué)的知識(shí)，合理安排設(shè)計(jì)流程，才能獲得成功。
第一步我們要做的便是詳細(xì)了解任務(wù)書，對(duì)任務(wù)有一定的了解
然后便是塑件材料的選擇與分析，材料的特性收縮率等都是在塑料模具設(shè)計(jì)中必須考慮到的。并要根據(jù)塑件的體積選擇合理的注塑機(jī)。
緊接著我們需要選擇好分型面，這個(gè)很重要。然后利用UG/CAD等軟件設(shè)計(jì)出型芯型腔、推出機(jī)構(gòu)、澆筑系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)。
最后，套用正確的模架完成整套模具的設(shè)計(jì)并繪制裝配圖。
由于我們所學(xué)的知識(shí)有限，所以我們可以查閱相關(guān)知識(shí)，詢問指導(dǎo)老師以是設(shè)計(jì)的過程更加流暢。
四、論文工作進(jìn)度與安排
起訖日期
工作內(nèi)容
達(dá)到要求
畢業(yè)設(shè)計(jì)輔導(dǎo)，學(xué)生進(jìn)行相關(guān)準(zhǔn)備工作，選題并審批。
選題審批完成
教師下發(fā)任務(wù)書，學(xué)生完成開題報(bào)告，教師審核。
完成開題報(bào)告
學(xué)生上交開題報(bào)告，開始設(shè)計(jì)。教師指導(dǎo)
開題報(bào)告審核完成，并已開始設(shè)計(jì)
學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，并上報(bào)周記5次，教師指導(dǎo)
畢業(yè)設(shè)計(jì)最終稿完成
學(xué)生提交畢業(yè)設(shè)計(jì)材料（電子稿與紙質(zhì)稿）。
材料上交完成
畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。
五、指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師：
年 月 日
六、所在專業(yè)負(fù)責(zé)人審查意見
專業(yè)負(fù)責(zé)人：
年 月 日
七、參考文獻(xiàn)閱讀清單（要求8篇以上）
序號(hào)
題 目（及作者）
出處
（書籍及出版社、期刊名及期刊卷期號(hào)等）
1
塑料模具設(shè)計(jì).吳光明
北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2011.
2
塑料模具設(shè)計(jì)參考資料匯編.鄒繼強(qiáng)
北京：清華大學(xué)出版社,2005.
3
塑料模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及項(xiàng)目實(shí)踐. 禇建忠
杭州：浙江大學(xué)出版社,2015.
4
塑料模具設(shè)計(jì). 卜建新
北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社,2006.
5
塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì). 屈華昌
北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2001.
6
型腔模具設(shè)計(jì)與制造. 章飛
北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2008.
7
塑料模塑工藝與塑料模具設(shè)計(jì). 翁其金
北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
8
塑料模具設(shè)計(jì). 陳志剛
北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002.
9
塑料模塑成型技術(shù)第2版. 翁其金
北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2011.
10
塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè). 陳樺
北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
摘要
這篇論文是對(duì)開關(guān)蓋的塑料模具設(shè)計(jì)。塑料模的組成主要為：成型部分，澆注系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)，推出機(jī)構(gòu)，冷卻系統(tǒng)等等。
本文主要通過對(duì)此塑件的工藝材料分析，注塑機(jī)的選擇，分型面的選擇，澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和推出機(jī)構(gòu)等方面對(duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)加工。在正確分析完塑件的加工成型工藝后，運(yùn)用UG、CAD軟件對(duì)模具行分析。此次的塑件采用精度MT14，為一般精度，運(yùn)用UG/CAD軟件設(shè)計(jì)出整套模具的各個(gè)組成部件并完成相關(guān)零件的尺寸計(jì)算。
關(guān)鍵詞：塑料模具、UG、CAD
Abstract
This paper is the design of plastic mold for the cover of the switch. The main components of the plastic mold are: molding part, pouring system, exhaust system, launch mechanism, cooling system and so on.
This paper mainly through the plastic parts of the process of material analysis, injection molding machine choice, the choice of parting surface, gating system, cooling system and the introduction of mechanisms for mold design and processing. In the correct analysis of the plastic parts of the process of processing, the use of CAD, UG and other software on the mold line analysis. The plastic parts with precision MT14, for the general accuracy, the use of UG/CAD software design a set of various components of the mold and the completion of the relevant parts of the size calculation.
Key words: plastic mold, UG, CAD
Ⅰ
目 錄
前 言 1
1 零件分析 2
1.1 材料 2
1.1.1 各類塑料收縮率的指標(biāo) 3
1.2 零件材料的選擇：ABS 4
1.2.1 ABS塑料主要的性能指標(biāo) 4
1.2.2 ABS材料的特性 4
1.2.3 工藝分析 4
2 注塑機(jī)的選擇 5
2.1 估算塑件體積和質(zhì)量 5
2.2 根據(jù)估算塑件體積確定注塑機(jī) 5
3 分型面的選擇 6
3.1 分型面的形式 6
3.2 選擇分型面的原則 6
4 型芯型腔的設(shè)計(jì) 7
4.1 型芯的設(shè)計(jì) 7
4.2 型腔的設(shè)計(jì) 8
5 澆注系統(tǒng)的選擇 9
5.1 澆注系統(tǒng)的含義 9
5.2 澆筑系統(tǒng)的作用 9
5.3 澆注系統(tǒng)的組成 9
6 推出機(jī)構(gòu) 11
6.1 推出機(jī)構(gòu)的定義 11
6.2 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求 11
6.3 簡(jiǎn)單的推出機(jī)構(gòu)分類 11
7 冷卻系統(tǒng) 12
8 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13
9 模架 14
10 結(jié)論 16
致 謝 17
參考文獻(xiàn) 18
附錄 19
前 言
模具，作為一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要依憑，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的展現(xiàn)。作為工業(yè)之母，模具有著悠久的歷史，早在2000多年前，中國(guó)古代就有模具用于銅器的制造，表明了當(dāng)時(shí)模具制造水平的發(fā)達(dá)。到了現(xiàn)代，隨著經(jīng)濟(jì)水平和人民需求的日益增加，對(duì)模具的制造要求也越來越高，科技的發(fā)展也促使著模具的發(fā)展，對(duì)模具的輔助軟件也越來越多，UG、CAD等都成為了模具設(shè)計(jì)的重要軟件。
塑料是由合成樹脂加以添加劑合成而成的高分子材料，但作為近代的新新之子，但從19世紀(jì)發(fā)明至今，對(duì)現(xiàn)代科技的發(fā)展起著越發(fā)重要的地位，甚至憑借著良好的特性，逐漸取代了鋼材的地位。
這次我們所設(shè)計(jì)的零件為開關(guān)蓋的塑料模具設(shè)計(jì)，通過了解塑料的特性，使用UG、CAD等軟件進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)，零件雖然并不復(fù)雜，但也有一定的難度，于我們而言是種不錯(cuò)的鍛煉！
1 零件分析
圖 1-1
圖1-2
1.1 材料
塑料的定義及分類：
塑料是一種以合成或天然的高分子化合物為主要成分，在一定的溫度和壓力條件下，可塑造成一定的形狀，當(dāng)外力解除后，在常溫仍能保持其形狀不變的材料。
塑料的種類很多，有多種分類方法，常按其受熱后的性能變化，分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。
1.1.1 各類塑料收縮率的指標(biāo)
表1-1
1.2 零件材料的選擇：ABS
1.2.1 ABS塑料主要的性能指標(biāo)
表 1-2
1.2.2 ABS材料的特性
a.無(wú)定形料，種類繁多，各有差異
b.吸濕性強(qiáng)，表面光澤度要求高的塑件需提前預(yù)熱干燥
c.中等流動(dòng)性，溢邊料在0.04mm上下
d.與聚苯乙烯相比，加工困難，應(yīng)取高料溫、模溫，且料溫對(duì)物性影響較大。
e.模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意，易出現(xiàn)澆注系統(tǒng)對(duì)料流阻力小，澆口處外觀不良，易發(fā)生熔接痕等現(xiàn)象。
1.2.3 工藝分析
一模幾腔：選擇一模一腔的形式
表面質(zhì)量要求：表面要求光潔，外表面糙度Ra可以取0.8μm；內(nèi)部表面粗糙度Ra可取3.2μm。
2 注塑機(jī)的選擇
2.1 估算塑件體積和質(zhì)量
查資料可知ABS材料的密度：1.13-1.14g/cm3，計(jì)算收縮率時(shí)取平均密度1.135 g/cm3，因此收縮率取0.55﹪。
使用軟件計(jì)算出所設(shè)計(jì)的澆道凝料與塑件的體積。
取澆道凝料為2 cm3因此估算塑件體積為37 cm3。
估算塑件體積為37cm3。
2.2 根據(jù)估算塑件體積確定注塑機(jī)
根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量，因?yàn)橐荒Ｒ磺恍问剑圆闀蛇x定注塑機(jī)型號(hào)為SZ-40/25.
注塑機(jī)的參數(shù)如下：
最大注塑量：40cm3
注塑壓力：200/Mpa
注塑速度：50(g/s)
塑化能力：20(Kg/h)
鎖模力：2500KN
注塑機(jī)行程間距：250×250mm
頂出行程：55mm
最小模厚：130mm
最大模厚：220mm
模板行程：230mm
注塑機(jī)定位孔直徑：55 mm
噴嘴球半徑：SR10
3 分型面的選擇
3.1 分型面的形式
分型面對(duì)模具的制造、生產(chǎn)和產(chǎn)品的質(zhì)量有著很大的影響，所以一定要選擇合理。是設(shè)計(jì)中非常重要的一步。
分型面的形狀有很多，平面、斜面、階梯面等等。一般情況下分型面應(yīng)盡量選擇平面，但為了適應(yīng)塑件成型的需要和便于塑件脫模，也可以采用后三種分型面 [1] 。
3.2 選擇分型面的原則
一般遵循以下原則：
a.要求有利于脫模
b.盡量保證塑件在開模后留在動(dòng)模上
c.確保塑件的外觀、質(zhì)量和精度要求
d.選擇利于側(cè)向分型和抽芯的分型面
e.盡可能使成型零件便于加工
f.要有利于防止溢料
g.要有利于排氣
依據(jù)分型面的選擇原則，我們?nèi)∷芗淖畲髾M截面為分型面。
4 型芯型腔的設(shè)計(jì)
4.1 型芯的設(shè)計(jì)
構(gòu)成產(chǎn)品內(nèi)表面的零件稱為型芯，又稱子模或后模。圖4-1與圖4-2為這次畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的型芯示意圖。由螺釘固定。
圖 4-1
圖 4-2
4.2 型腔的設(shè)計(jì)
構(gòu)成產(chǎn)品外表面的零件稱為型腔。下凹部分即為型腔，又稱前?；蚰改?。圖4-3與圖4-4為這次畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的型腔示意圖。由螺釘固定。
圖 4-3
圖 4-4
5 澆注系統(tǒng)的選擇
5.1 澆注系統(tǒng)的含義
塑料熔體從注塑機(jī)的噴嘴流到型腔之間的通道稱為澆注系統(tǒng)。
5.2 澆筑系統(tǒng)的作用
澆注系統(tǒng)是將熔體引入并填充型腔，使壓力能夠充分傳送到型腔的各個(gè)部位從而獲得良好的塑件的系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確與否是注塑成型能否順利進(jìn)行，能否得到高質(zhì)量塑件的關(guān)鍵。澆注系統(tǒng)分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩類。
5.3 澆注系統(tǒng)的組成
主流道、分流道、冷料穴和澆口四個(gè)部分組成了澆注系統(tǒng)。但澆筑系統(tǒng)不一定全部具有上述組成部分，在特殊情況下可不設(shè)分流道和冷料穴。
a. 主流道：主流道是指從注塑機(jī)的噴嘴與模具接觸的部位起到分流道為止的這一道流到。
b. 分流道：分流道是存在于主流道和澆口之間的流道，它是熔體由主流道流入型腔的過渡通道，一般多型腔時(shí)都設(shè)有分流道。由于這次選用的為一模一腔的形式，所以未設(shè)有分流道。
c. 澆口：分流道和型腔間最小的那部分稱為澆口，也是澆筑系統(tǒng)中截面最短小的部分。這一狹窄短小的澆口既能是由分流道流進(jìn)的熔體產(chǎn)生加速，以形成流動(dòng)狀態(tài)從而去充滿型腔，同時(shí)也便于成型后，塑件和澆口分離。
d.冷料穴：注塑成型操作是循環(huán)的，有周期性的，在一段時(shí)間內(nèi)，噴嘴處有冷料產(chǎn)生，為防止在下一次注塑成型時(shí)，把冷料帶進(jìn)型腔而影響制件質(zhì)量，一般情況下，會(huì)在主流道或分流道的末端，布置儲(chǔ)藏冷料并使熔體順利的充滿型腔的冷料穴。
圖 5-1
6 推出機(jī)構(gòu)
6.1 推出機(jī)構(gòu)的定義
注塑成型的每一循環(huán)中，塑件需要從模具凹、凸模中脫出，用于完成塑件脫出過程的裝置稱為推出機(jī)構(gòu)。
6.2 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
a.一般要求塑件留在動(dòng)模上。
b.要求塑件不變形和損壞
c.保證制件外觀良好
d.要求工作可靠，運(yùn)動(dòng)足夠靈活，且具有一定的剛度和強(qiáng)度。
6.3 簡(jiǎn)單的推出機(jī)構(gòu)分類
a.推桿推出機(jī)構(gòu)
b.推管推出機(jī)構(gòu)
c.推板推出機(jī)構(gòu)
d.鑲塊推出機(jī)構(gòu)
e.凹模推出機(jī)構(gòu)
f.聯(lián)合推出機(jī)構(gòu)
g.氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)
由于此次塑件結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，所以選用推桿推出機(jī)構(gòu)。
7 冷卻系統(tǒng)
在注塑成型工藝過程中，模具溫度會(huì)很大程度的影響塑件的定型，同樣的也會(huì)影響注塑周期和塑件質(zhì)量。因此，模具的有效的冷卻是必不可少的，以確保溫度能保持在一定范圍內(nèi)。
如果模具的溫度太高，溢料、脫模困難、注口料粘模等現(xiàn)象就會(huì)出現(xiàn)，如果模具單邊溫度過高，甚至?xí)l(fā)生咬?，F(xiàn)象；模具溫度過低，也會(huì)造成塑件缺料，縮陷，拼縫不齊等缺陷。因此，模具設(shè)計(jì)員不能忽視模具的冷卻，有效的模具冷卻也是一條生產(chǎn)效率、改善塑件質(zhì)量的重要技術(shù)措施之一 [1]。
圖7-1為所設(shè)計(jì)的冷卻系統(tǒng)示意圖：
圖 7-1
8 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
在塑料熔體填充進(jìn)模具之前，型腔與流道間會(huì)有氣體存在，此外，塑料熔體也會(huì)產(chǎn)生一定的氣體，為了將這部分氣體排出，我們就需要排氣系統(tǒng)，否則會(huì)引起塑件的局部碳化、氣泡，填充不滿甚至更嚴(yán)重的問題。
因?yàn)檫@次設(shè)計(jì)的模具是小型模具，而且分型面選取的是最大橫截面，因此可利用分型面排氣，無(wú)需設(shè)計(jì)排氣槽。
9 模架
模具由各種不同的鋼板配合零件組成，是整套模具的骨架，在整套模具中占著很大的比例。下圖是模架的組成部件示意圖。
圖 9-1
圖9-2為這次設(shè)計(jì)所選用的模架：龍記AI
圖 9-2
10 結(jié)論
歷經(jīng)三周的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將進(jìn)入尾聲，三周的時(shí)間內(nèi)我有了很多的感想與自我認(rèn)識(shí)。
在這三周時(shí)間內(nèi)，為了能夠使畢業(yè)設(shè)計(jì)順利完成，我參考、查閱了許多與模具相關(guān)的各種書籍，向相關(guān)專業(yè)的老師請(qǐng)教了許多與模具相關(guān)的問題，尤其是在模具制造中所遇到的問題，這是我在短時(shí)間內(nèi)對(duì)模具認(rèn)知得到質(zhì)的飛躍的重要原因，同時(shí)也對(duì)塑料模具的成型方法，成型零件的設(shè)計(jì)以及成型零件的加工工藝等得到了進(jìn)一步的了解與掌握。
模具是工業(yè)之母，在當(dāng)今社會(huì)中有著非常廣泛的運(yùn)用，掌握模具的加工工藝與設(shè)計(jì)方法的相關(guān)知識(shí)，對(duì)我們將來的工作與發(fā)展有著十分重要的意義。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)模具知識(shí)的了解得到了進(jìn)一步的提高，也是對(duì)學(xué)習(xí)能力的一次很好的鍛煉、提高。
致 謝
在這次的模具設(shè)計(jì)中，遇到了很多困難，說明書的格式，軟件繪圖的錯(cuò)誤，模具相關(guān)知識(shí)的認(rèn)知不足等等，都對(duì)我在設(shè)計(jì)這套模具的過程中頻頻提出問題，尤其是一些與模具相關(guān)的實(shí)際問題，往往是被我們所忽略的重點(diǎn)存在。所謂細(xì)節(jié)決定成敗，但對(duì)模具實(shí)際問題的忽視，使我在這條模具設(shè)計(jì)的路上屢受挫折。但是，好在有老師悉心指導(dǎo)與同學(xué)的幫助，讓我克服了這些問題，順利完成了這次的模具設(shè)計(jì)。在此，我要對(duì)指導(dǎo)過我的老師與幫助過我的同學(xué)表以衷心的感謝！
參考文獻(xiàn)
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[6] 章飛. 型腔模具設(shè)計(jì)與制造. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2008.
[7] 翁其金. 塑料模塑工藝與塑料模具設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
[8] 陳志剛. 塑料模具設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002.
[9] 翁其金. 塑料模塑成型技術(shù)第2版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2011.
[10] 陳樺. 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
附錄
19
2016 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題審批表
姓 名
選題教師
姓 名
學(xué) 號(hào)
專業(yè)技術(shù)
職 務(wù)
高級(jí)
中級(jí)
初級(jí)
院（系）
專 業(yè)
申報(bào)課題名稱
開關(guān)蓋塑料模具設(shè)計(jì)
課題類別
設(shè)計(jì)
論文
其它
課題來源
生產(chǎn)實(shí)踐
科研
實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
自擬
√
√
課題簡(jiǎn)介
本次論文將運(yùn)用塑料模具設(shè)計(jì)以及成型工藝的基礎(chǔ)知識(shí)，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，分析塑料制件的性能要求，選擇合理的塑料，為之后的工作做準(zhǔn)備。最后根據(jù)塑料制件利用CAD、UG等軟件繪制模具的3D、2D圖紙。
設(shè)計(jì)（論文）要求（包括應(yīng)具備的條件）
條理通順，
格式合理，
圖紙內(nèi)容準(zhǔn)確，
方案合理。
課題預(yù)計(jì)
工作量大小
大
適中
小
課題預(yù)計(jì)
難易程度
難
一般
易
是否是新擬課題
是
否
√
√
√
所在項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)主任審定意見：
負(fù)責(zé)人（簽名）：
年 月 日
注：1.該表作為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題申報(bào)時(shí)專用,由選題教師填寫,經(jīng)所在專業(yè)有關(guān)人員討論,負(fù)責(zé)人簽名后生效；
2.該表的填寫針對(duì)1名學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)選擇使用,如同一課題由2名及2名以上同學(xué)選擇,應(yīng)在申報(bào)課題的名稱上加以區(qū)別(加副標(biāo)題),并且在"設(shè)計(jì)(論文)要求"一欄中加以體現(xiàn)；
3.課題簡(jiǎn)介一欄主要指研究設(shè)計(jì)該課題的背景介紹及目的、主要內(nèi)容、意義；
4.“設(shè)計(jì)（論文）要求（包括應(yīng)具備的條件）”一欄：主要指本課題技術(shù)方面的要求，而“條件”指從事該課題必須具備的基本條件（如儀器設(shè)備、場(chǎng)地、文獻(xiàn)資料等）；
5.課題一旦被學(xué)生選定，此表須放在學(xué)生“畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）材料袋”中存檔。
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