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畢業(yè)設計外文翻譯
題目： 注塑模具自動裝配造型
專 業(yè) 名 稱： 機械設計制造及其自動化
班 級 學 號： 068105339
學 生 姓 名： 周勇奇
指 導 教 師： 羅海泉
二O一O 年 三 月
注塑模具自動裝配造型
X. G. Ye, J. Y. H. Fuh and K. S. Lee
機械和生產(chǎn)工程部，新加坡國立大學，新加坡
注射模是一種由與塑料制品有關的和與制品無關的零部件兩大部分組成的機械裝置。本文提出了（有關）注射模裝配造型的兩個主要觀點，即描述了在計算機上進行注射模裝配以及確定裝配中與制品無關的零部件的方向和位置的方法，提出了一個基于特征和面向?qū)ο蟮谋磉_式以描述注射模等級裝配關系，該論述要求并允許設計者除了考慮零部件的外觀形狀和位置外，還要明確知道什么部份最重要和為什么。因此，它為設計者進行裝配設計（DFA）提供了一個機會。同樣地，為了根據(jù)裝配狀態(tài)推斷出裝配體中裝配對象的結(jié)構(gòu)，一種簡化的特征幾何學方法也誕生了。在提出的表達式和簡化特征幾何學的基礎上，進一步深入探討了自動裝配造型的方法。
關鍵字：裝配造型；基于特征；注射模；面向?qū)ο蟆?
1、簡介
注射成型是生產(chǎn)塑料模具產(chǎn)品最重要的工藝。需要用到的兩種裝備是：注射成型機和注射?！，F(xiàn)在常用的注射成型機即所謂的通用機，在一定尺寸范圍內(nèi)，可以用于不同形狀的各種塑料模型中，但注射模的設計就必須隨塑料制品的變化而變化。模型的幾何因素不同，它們的構(gòu)造也就不同。注射模的主要任務是把塑料熔體制成塑料制品的最終形狀，這個過程是由型芯、型腔、鑲件、滑塊等與塑料制品有關的零部件完成的，它們是直接構(gòu)成塑料件形狀及尺寸的各種零件，因此，這些零件稱為成型零件。（在下文，制品指塑料模具制品，部件指注射模的零部件。）除了注射成型外，注射模還必須完成分配熔體、冷卻、開模、傳輸、引導運動等任務，而完成這些任務的注射模組件在結(jié)構(gòu)和形狀上往往都是相似的，它們的結(jié)構(gòu)和形狀并不取決于塑料模具，而是取決于塑料制品。圖1顯示了注射模的結(jié)構(gòu)組成。
圖1 注射模的結(jié)構(gòu)
成型零件的設計從塑料制品中分離了出來。近幾年，CAD/CAM技術已經(jīng)成功的應用到成型零件的設計上。成型零件的形狀的自動化生成也引起了很多研究者的興趣，不過很少有人在其上付諸實踐，雖然它也象結(jié)構(gòu)零件一樣重要。現(xiàn)在，模具工業(yè)在應用計算機輔助設計系統(tǒng)設計成型零件和注射成型機時，遇到了兩個主要困難。第一，在一個模具裝置中，通常都包括有一百多個成型零部件，而這些零部件又相互聯(lián)系，相互限制。對于設計者來說，確定好這些零部件的正確位置是很費時間的。第二，在很多時候，模具設計者已想象出工件的真實形狀，例如螺絲，轉(zhuǎn)盤和銷釘，但是CAD系統(tǒng)只能用于另一種信息的操作。這就需要設計者將他們的想法轉(zhuǎn)化成CAD系統(tǒng)能接受的信息(例如線，面或者實體等)。因此，為了解決這兩個問題，很有必要發(fā)展一種用于注射模的自動裝配成型系統(tǒng)。在此篇文章里，主要講述了兩個觀點：即成型零部件和模具在計算機上的防真裝配以及確定零部件在模具中的結(jié)構(gòu)和位置。
這篇文章概括了關于注塑成型的相關研究，并對注射成型機有一個完整的闡述。通過舉例一個注射模的自動裝配造型，提出一種簡化的幾何學符號法，用于確定注射模具零部件的結(jié)構(gòu)和位置。
2.相關研究
在各種領域的研究中，裝配造型已成為一門學科，就像運動學、人工智能學、模擬幾何學一樣。Libardi作了一個關于裝配造型的調(diào)查。據(jù)稱，很多研究人員已經(jīng)開始用圖表分析模型會議拓撲。在這個圖里，各個元件由節(jié)點組成的，再將這些點依次連接成線段。然而這些變化矩陣并沒有緊緊的連在一起，這將嚴重影響整體的結(jié)構(gòu)，即，當其中某一部分移動了，其他部分并不能做出相應的移動。Lee and Gossard開發(fā)了一種新的系統(tǒng)，支持包含更多的關于零部件的基本信息的一種分級的裝配數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，就像在各元件間的“裝配特征”。變化矩陣自動從實際的線段間的聯(lián)系得到，但是這個分級的拓撲模型只能有效地代表“部分”的關系。
自動判別裝配組件的結(jié)構(gòu)意味著設計者可避免直接指定變化的矩陣，而且，當它的參考零部件的尺寸和位置被修改的時候，它的位置也將隨之改變?，F(xiàn)在有三種技術可以推斷組件在模具中的位置和結(jié)構(gòu)：反復數(shù)值技術,象征代數(shù)學技術，以及象征幾何學技術。Lee and Gossard提出一項從空間關系計算每個組成元件的位置和方向的反復數(shù)值技術。他們的理論由三步組成：產(chǎn)生條件方程式，降低方程式數(shù)量，解答方程式。方程式有：16個滿足未知條件的方程式，18個滿足已知條件的方程式，6個滿足各個矩陣的方程式以及另外的兩個滿足旋轉(zhuǎn)元件的方程式。通常方程式的數(shù)量超過變量的數(shù)量時，應該想辦法去除多余的方程式。牛頓迭代法常用來解決這種方程式。不過這種方法存在兩種缺點：第一，它太依賴初始解；第二：反復的數(shù)值技術在解決空間內(nèi)不能分清不同的根。因此，在一個完全的空間關系問題上，有可能解出來的結(jié)果在數(shù)學理論上有效，但實際上卻是行不通的。
Ambler和Popplestone提議分別計算每個零部件的旋轉(zhuǎn)量和轉(zhuǎn)變量以確定它們之間的空間關系，而解出的每個零部件的6個變量(3個轉(zhuǎn)變量和3旋轉(zhuǎn)量)要和它們的空間關系一致。這種方法要求大量的編程和計算，才能用可解的形式重寫有關的方程式。此外，它不能保證每次都能求出結(jié)果，特別是當方程式不能被以可解答的形式重寫時。
為了能確定出滿足一套幾何學限制條件的剛體的位置與方向，Kramer開發(fā)了一種特征幾何學方法。通過產(chǎn)生一連串滿足逐漸增長的限制條件的動作推斷其幾何特征，這樣將減少物體的自由度數(shù)。Kramer使用的基本參考實體稱為一個"標識"，由一個點和兩正交軸構(gòu)成。標識間的7個限制條件（coincident, in-line, in-plane, parallelFz,offsetFz, offsetFx and helical)都被定了義。對于一個包括獨立元件、相互約束的標識和不變的標識的問題來說，可以用動作分析法來解決問題，它將一步一步地最后求出物體的最終的幾何構(gòu)造。在確定物體構(gòu)造的每一個階段，自由度分析將決定什么動作能提供滿足限制物體未加限制部位的自由度。然后計算該動作怎樣能進一步降低物體的自由度數(shù)。在每個階段的最后，給隱喻的裝配計劃加上合適的一步。根據(jù)Shah和Rogers的分析，Kramer的理論代表了注射模具最顯著的發(fā)展，他的特征幾何學方法能解出全部的限制條件。和反復的數(shù)值技術相比，他的這種方法更具吸引力。不過要實行這種方法，需要大量的編程。
現(xiàn)在雖然已有很多研究者開始研究注射成型機，但仍很少有學者將注意力放在注射模設計上。Kruth開發(fā)了一個注射模的設計支援系統(tǒng)。這個系統(tǒng)通過高級的模具對象(零部件和特征)支持注射模的成型設計。因為系統(tǒng)是在AUTOCAD的基礎上設計的，因此它只適于線和簡單的實體模型操作。
3.注射模裝配概述
主要講述了關于注射模自動裝配造型的兩個方面：注射模在電腦上的防真裝配和確定結(jié)構(gòu)零件在裝配中的位置和方向。在這個部分，我們基于特征和面向?qū)ο笳撌隽俗⑸淠Ｑb配。
注射模在電腦上的防真裝配包含著注射模零部件在結(jié)構(gòu)上和空間上的聯(lián)系。這種防真必須支持所有給定零部件的裝配、在相互關聯(lián)的零部件間進行變動以及整體上的操作。而且防真裝配也必須滿足設計者的下列要求：
1． 支持能表達出模具設計者實體造型想象的高級對象。
2． 成型防真應該有象現(xiàn)實一樣的操作功能，就如裝入和干擾檢查。
為了滿足這些要求，可用一個基于特征和面向?qū)ο蟮姆旨壞Ｐ蛠泶孀⑸淠！＿@樣便將模型分成許多部分，反過來由多段模型和獨立部分組成。因此，一個分級的模型最適合于描述各組成部分之間的結(jié)構(gòu)關系。一級表明一個裝配順序，另外，一個分級的模型還能說明一個部分相對于另一個部分的確定位置。
與直觀的固體模型操作相比，面向特征設計允許設計者在抽象上進行操作。它可以通過一最小套參數(shù)快速列出模型的特征、尺寸以及其方位。此外，由于特征模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在幾何實體上的聯(lián)系，設計者更容易更改設計。如果沒有這些特征，設計者在構(gòu)造固體模型幾何特征時就必須考慮到所有需要的細節(jié)。而且面向特征的防真為設計者提供了更高級的成型對象。例如，模具設計者想象出一個澆口的實體形狀，電腦就能將這個澆口造型出來。
面向?qū)ο笤煨头ㄊ且环N參照實物的概念去設計模型的新思維方式。基本的圖素是能夠?qū)?shù)據(jù)庫和單一圖素的動作聯(lián)系起來的對象。面向?qū)ο蟮脑煨蛯斫鈫栴}并且設計程序和數(shù)據(jù)庫是很有用的。此外，面向?qū)ο蟮难b配體呈現(xiàn)方式使得“子”對象能繼承其“父”對象的信息變得更容易。
圖形2說明以特性為基礎和面向?qū)ο蟮姆謱拥谋硎疽环N插入模具。 表示是多重水平的提取的一種分層的結(jié)構(gòu)，從低水平的幾何學的實體(形成特性)到高水平的組件。 在盒子中被封入的項目代表“裝配對象”； 固體線代表“部分”關系； 同時，猛沖的線代表其它關系。 組件( SUBFA )包括部分( PART )。 一部分能被認為是形式特性( FF )的一種“裝配”。 表示把一個以特性為基礎的幾何學的模型的力與面向?qū)ο蟮哪Ｐ偷哪切┫嘟Y(jié)合。 它不僅包含父對象和子對象之間的“部分”關系，也包括富有的套結(jié)構(gòu)的關系和裝配對象的一群操作的功能。 在段中3.1，在裝配對象之間有有關一種裝配對象的定義的較進一步的討論，而詳盡的關系在3.2段中被提出。
3.1裝配對象的定義
在我們的工作中，一種裝配對象，O，以如下形式被定義為一個唯一而可辨認的實體：
O = ( Oid，A，M，R ) ( 1 )
在此式中：
Oid是一種裝配對象( O )的一個唯一的標識符。
A是一套三元組，( t，a，v )。 每一元素a被稱為O的一種屬性，與每一屬性有關是一類型，t，和一種價值，v。
M是一套元組，( m，tc1，tc2，%，tcn，tc)。 M中每一個元素都有唯一識別方法。 符號m代表一種方法名稱； 同時，方法定義有關對象的操作。 符號tc (i= 1，2，%，n )規(guī)定爭論類型和符號tc退回的價值類型。
3.2形式特性之間的關系
模具設計在本質(zhì)中是一個智力的過程； 模具設計者大多數(shù)時間在真實客觀的對象諸如金屬板，螺絲釘，槽，斜面，和孔等思索設想。因此，用形式特性建設所有產(chǎn)品獨立部分的幾何學的模型是必要。 模具設計者能容易地改變一部分的大小和形狀，因為形式特性之間的關系保持在部分表示中。 圖形3(a )顯示一個金屬板帶有一個含有公差等級要求的孔。 這部分被兩個形式特性定義，即一個塊和含有公差等級要求的孔。 關于塊特性計數(shù)器開掘洞( FF2 )被放置FF1，使用他們本地分別地協(xié)調(diào)F2和F1，。 方程( 2)– ( 5 )顯示計數(shù)器開掘洞( FF2 )和塊特性( FF1 )之間的空間的關系。 對于形式特性，沒有他們之間的空間的約束，因此空間的關系被設計者直接指定。 兩形式特性之間的詳盡的裝配關系被定義如下：
4.在裝配中推斷部分配置
一種裝配中的若干部分的位置和方向最后通過轉(zhuǎn)換矩陣來表達。為了方便的緣故，空間的關系通常被諸如“伙伴”，“結(jié)盟”和“平行”的高水平的鋪席子的條件指定。 這樣，從含蓄的約束關系自動地引出若干部分之間的清晰明確的轉(zhuǎn)換矩陣是十分重要。推斷一種裝配中的若干部分的配置三種技術在段2.中已被討論了因為象征性幾何學的接近能以多項式時間復雜性定位所有關于約束方程的解決方案，我們使用這接近來確定位置和一種裝配中的若干部分的方向。 為了在裝配模擬軟件中執(zhí)行這接近，大量的編寫程序被要求。因此，一種簡化的幾何學的接近被建議確定位置和一種裝配中的若干部分的方向。
在象征性幾何學的接近中，確定位置和若干部分的方向被產(chǎn)生一系列行動執(zhí)行符號滿足每一逐漸增長的約束。被要求來滿足每一逐漸增長的約束的信息儲存在“計劃片段”的一個表格中。 每一計劃片段是規(guī)定一系列測量方法和行動的一個過程按照這樣一種方式移動部分對于滿足相應的約束。 計劃片段也記錄新的自由度和聯(lián)系不變量的幾何不變式。
由于這些限制約束序列，我們的計劃片段桌子中的輸入的數(shù)字基本上被減少。 為了為了一，兩或者三個約束解決在我們的系統(tǒng)中允許，九種輸入僅僅被要求。 為了交互式的增加組成部分裝配，更多約束類型和自由的序列將為了用戶增加靈活性。 然而，在為了一種插入模具模擬的自動裝配中，當空間的關系被預先規(guī)定在裝配對象中時，一些序列限制不有關系。 有了上述的定義的合成約束，一個組成部分部分的結(jié)構(gòu)的關系能指定在組成部分的數(shù)據(jù)庫中。 當把一個組成部分部分添加到模具裝配時，系統(tǒng)將首先分解進入原始的約束的合成約束，然后產(chǎn)生一群片段計劃將組成部分指明方向并且定位在裝配中。
5.注射模的自動裝配
任何注射模具的裝配都由產(chǎn)品的局部和整體兩部分組成。產(chǎn)品的局部依賴產(chǎn)品的整體設計基于塑料的部分[ 1,2 ]的幾何學。 產(chǎn)品依賴部分通常有與那個同樣的方向頂端水平裝配，而他們的位置被設計者直接指定。 對于產(chǎn)品獨立部分的設計，常規(guī)，模具設計者從目錄中選擇結(jié)構(gòu)，
為了產(chǎn)品若干部分的選擇的結(jié)構(gòu)建設幾何學的模型，而然后把產(chǎn)品獨立部分添加到插入模具的裝配。 這設計過程是時間消耗的和差錯容易傾向于。 在我們的系統(tǒng)中，一個數(shù)據(jù)庫為了所有產(chǎn)品獨立部分根據(jù)裝配表示被建造，而對象定義在段3.中不僅描述這數(shù)據(jù)庫包含產(chǎn)品獨立部分的幾何學的形狀和大小，也包括他們之間的空間的約束。 此外，一些日常事務發(fā)揮作用諸如干擾檢查和裝在衣袋內(nèi)被封裝在數(shù)據(jù)庫中。 因此，模具設計者必須從用戶接口中選擇產(chǎn)品獨立部分的結(jié)構(gòu)類型，而然后軟件將為了這些部分自動地計算方向和位置矩陣，而把他們添加到裝配。
5.1模具基礎組件
正如圖1所示，產(chǎn)品的獨立部分可以更進一步被分為摸具基礎和標準部分。摸具基礎是由一群金屬板，插腳，導套等等組成的。除了塑型產(chǎn)品，模具必須具有一系列功能，諸如，箝位，校準，冷卻，注塑等等。大多數(shù)產(chǎn)品不得不合并相同的功能，這導致了相似結(jié)構(gòu)的樹立。一些模具建筑形成的標準已經(jīng)被采用了。模具基礎起因于這個標準。
根據(jù)以特性為基礎和面向?qū)ο蟮难b配表示，模具基礎組成部分的以特性為基礎的固體模具首先被建造；其次，裝配對象被定義為在成分和壓縮功能一部分功能在組成零件之間建立關系；然后，利用這些組裝對象，一個分層的組裝對象——模具基礎——能被形成。這些模具基礎對象能通過目錄數(shù)據(jù)庫被例示。表4列出了模具基礎對象來產(chǎn)生指定的模具基礎的例子。這個指定的模具基礎實例能自動地添加到模具裝配。模具基礎部件和最高裝配的結(jié)構(gòu)關系能通過Eqs被表達。Mp和Mr所在的（8）和（9）式是單元矩陣。
5.2 標準零件的自動增加
一個標準零件是一個組裝對象。它可以通過章節(jié)3.1的公式（1）來定義。在數(shù)據(jù)庫中，空間約束用 mate，平面aling和軸align，而不像模具基礎，標準件的位置和方向的矩陣是未知的。在示例中，軟件通過利用單一的符號幾何來自動推斷章節(jié)4中描述的結(jié)構(gòu)關系。
5.3 裝配對象的包裝
自動裝配設計的一個重要問題是自動包裝過程。包裝是一個在相應組成部分提供附著成分的真空區(qū)的操作。當一個驅(qū)動者被添加到裝配時，一個空的空間被要求在EA盤上調(diào)節(jié)驅(qū)動者，如表5所示。
由于面向?qū)ο蟮谋硎痉ū徊扇。恳粋€裝配對象能被描述為兩個實體，實物和虛擬物。虛擬物通過被實物占據(jù)的空間模仿。只要一個裝配對象被添加到裝配中，它的虛擬對象也被添加到裝配中。操作發(fā)揮作用中的pocketFplate( ) M O將從相應的組成部分(參看公式（1）和表1)。此外，因為在相應的組成部分上在虛擬對象和真正的對象之間有聯(lián)系，包裝將隨真正的對象的修正而變化。
這種自動包裝功能更進一步顯示了面向?qū)ο蟊硎痉ǖ膬?yōu)勢。
6.基于Unigraphics系統(tǒng)[ 13 ]，所提出的以特性為基礎和面向?qū)ο蟮难b配計劃和自動化裝配模擬的系統(tǒng)在新加坡的國立大學被開發(fā)的IMOLD系統(tǒng)[ 14 ]中已被執(zhí)行。UG系統(tǒng)提供了一個友好的用戶應用程序接口。通過這個接口，用戶可以調(diào)用UG的內(nèi)部功能，諸如增加裝配部件，修正參數(shù)等等。 圖6顯示的是一個注塑模具產(chǎn)品，這個產(chǎn)品的注塑模具組裝設計顯示在圖7（a）。固定一半組件的相應的父子關系圖顯示在圖7（b）。裝配是由IMOLD系統(tǒng)設計。每一個模具基礎的零件都在裝配中自動定位。Unigraphics系統(tǒng)提供一個用戶友好應用編寫程序接口(應用程序接口)。 通過這接口，雖然Unigraphics為了給條件鋪席子提供功能，用戶能呼叫諸如把部分添加到一種裝配的Unigraphics內(nèi)部的功能，修改參數(shù)等等，所提出的接近仍然被需要推斷組成部分配置，因為在組成部分能被添加到裝配之前，計算自由的度是必要，而檢查給條件鋪席子的有效性。 圖6個展覽一種插入鑄造產(chǎn)品，因為圖被領進來，和設計的插入模具裝配這產(chǎn)品7(a )。 固定一半組件的相應的“父與子”關系被領進來圖7(b )。 這裝配被系統(tǒng)設計。 每一模具基礎的盤子自動地被定位在裝配中。 諸如定位的圓環(huán)和驅(qū)逐者的標準的部分自動地被添加到裝配，因為這些標準部分也自動地被建立，和口袋。
7.結(jié)論
注射模具裝配以所提出的特性為基礎和面向?qū)ο蟮姆謱拥谋硎静粌H把特性范例擴展到裝配，由于擴展特性范例而給條件，插入和方向限制等等鋪席子到裝配設計設計，而且是封裝操作的功能和幾何學的約束，諸如自由的程度，諸如集合的組成部分的模糊變化修正甚至能在完成裝配過程之后被制定。 裝配對象的封裝有如下兩種優(yōu)勢： 首先，因為裝配的條件被封裝在裝配對象中，自動裝配設計容易執(zhí)行； 其次，對象裝配的封裝操作的功能使諸如裝在衣袋內(nèi)與干擾檢查的裝配設計的日常事務過程自動化。 所提出的簡單化的動作分析能基本上減少為了自動檢測校對模具裝配之內(nèi)組成部分干擾所需要的規(guī)劃設計的努力。
河南機電高等專科學校
學生畢業(yè)設計（論文）中期檢查表
學生姓名
郝文政
學 號
0312403
指導教師
楊占堯
選題情況
課題名稱
摩托車尾燈罩注塑模
難易程度
偏難
適中
偏易
工作量
較大
合理
較小
符合規(guī)范化的要求
任務書
有
無
開題報告
有
無
外文翻譯質(zhì)量
優(yōu)
良
中
差
學習態(tài)度、出勤情況
好
一般
差
工作進度
快
按計劃進行
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：
所在專業(yè)意見：
負責人：
年 月 日
河南機電高等?？茖W校
畢業(yè)設計（論文）任務書
系 部：
專 業(yè)：
學生姓名: 學 號:
設計(論文)題目：摩托車尾燈罩注塑模具設計
起 迄 日 期: 2006年 3 月 10日~ 5月 20日
指 導 教 師:
發(fā)任務書日期: 2006年3月6日
畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書
1．本畢業(yè)設計（論文）課題來源及應達到的目的：
所示圖形為摩托車尾燈罩，材料為聚苯乙烯，設計一套塑料注塑模具，要求能適應大批量生產(chǎn)。
2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）：
1、了解目前國內(nèi)外注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀
2、分析尾燈罩的塑料注塑工藝并確定其工藝方案
3、尾燈罩零件的注塑模設計
4、繪制模具總裝圖，并繪制零件圖
5、尾燈罩零件的模具安裝與調(diào)整
6、得出設計結(jié)論
所在專業(yè)審查意見：
負責人：
2006年3月10日
系部意見：
系領導：
2006年3 月12日
河南機電高等專科學校
畢業(yè)設計/論文
設計/論文題目： 摩托車尾燈罩注塑模
班 級： 模具設計與制造034班
姓 名： 郝 文 政
學號： 0 3 1 2 4 0 3
指導老師: 楊 占 堯
完成時間: 2006年5月
摩托車尾燈罩注塑模設計
摘要
分析了摩托車尾燈罩的結(jié)構(gòu)特點，介紹了該塑料件的注塑模具結(jié)構(gòu)，以及該模具設計中澆注系統(tǒng)設計時面積比和流動比的校核方法。還介紹了此模具抽芯機構(gòu)及復位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點，以及在進行冷卻系統(tǒng)設計時確定冷卻水管數(shù)目的詳細計算過程及模具中部分零件的材料選用。
該模具結(jié)構(gòu)緊湊，合理經(jīng)生產(chǎn)使用，各部分動作準確可靠，有效地解決了點澆口注射成型模成型薄壁制品常見的缺陷問題，塑件質(zhì)量穩(wěn)定，符合設計要求，
可以實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，而且生產(chǎn)效率高。
關鍵詞：摩托車尾罩 注塑模具 澆注系統(tǒng) 抽芯機構(gòu) 復位機構(gòu)
Design of the injection mould for the motorcycle light cap
Abstract
The structure characteristics of the plastic part is analyzed, the structure of the injection mould is introduced, as
Well as the area ratio and 1iquid ratio calculate method in the pouring system of the mould design. The structure of pulling mechanism and resetting mechanism of the injection mould is also introduced as well as the determination of the quantity of cool water pipe and the material selection for the partial parts in the design of the cooling system.
This mold structure compact, reasonably after production use, each part of movements accurate reliable, effectively solved a runner to inject the mold to take shape the thin wall product common flaw question, modelled a quality stably, conformed to the design requirement, might realize the mass production, moreover the production efficiency was high。
Keywords： motorcycle light cap, injection mould, pouring system, pulling mechanism, insetting mechanism
目錄
緒論…………………………………………………………………………………1
第一章 塑件工藝編程的編制………………………………………………4
1.1塑件的工藝性分析………………………………………………4
1.2計算塑件的體積和質(zhì)量………………………………………5
1.3塑件注塑工藝參數(shù)的確定…………………………………6
第二章 確定模具結(jié)構(gòu)方案…………………………………………………7
2.1注塑模的結(jié)構(gòu)設計……………………………………………7
2.1.1分型面選擇…………………………………………………7
2.1.2 確定型腔的排列方式……………………………………8
2.1.3澆注系統(tǒng)設計………………………………………………8
2.1.4 定模推出機構(gòu)設計………………………………………9
2.1.5 動模側(cè)向抽芯機構(gòu)和推出機構(gòu)設計… ……………10
2.1.6成型零件結(jié)構(gòu)設計………… ……………… …………11
第三章 模具設計的有關計算……………………………………………12
3.1型腔和型芯工作尺寸計算…………………………………12
3.2型腔側(cè)壁厚度和底板厚度計算… ………………………13
第四章 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計算…………………………… ……15
4.1求塑件在硬化時每小時釋放的熱量Q…………………15
4.2求冷卻水的體積流量V……………………………………15
第五章 模具閉合高度的確定……………………………………………16
第六章 注塑機有關參數(shù)的校核…………………………………………16
第七章 繪制模具總裝圖和非標零件工作圖…………………………17
第八章 主要零件加工工藝規(guī)程…………………………………………18
結(jié) 論………………………………………………………………………………20
致 謝………………………………………………………………………………22
參考文獻…………………………………………………………………………23
河南機電高等?？茖W校
畢業(yè)設計(論文)開題報告
學生姓名： 郝 文 政 學 號： 0312403
專 業(yè)： 模具設計與制造
設計(論文)題目： 摩托車尾燈罩注塑模設計
指導教師： 楊 占 堯
2006年4月5 日
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
1．結(jié)合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫1500字左右（本科生2000字左右）的文獻綜述(包括目前該課題在國內(nèi)外的研究狀況、發(fā)展趨勢以及對本人研究課題的啟發(fā))：
文 獻 綜 述
在設計之前首先應該對國內(nèi)外的模具發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢有所了解，以便在設計過程中能夠正確、合理地設計出一套模具。下面就先分析一下國內(nèi)外的模具發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢以及我國的模具發(fā)展現(xiàn)狀。
我國模具行業(yè)將向大型、精密、復雜、高效、長壽命和多功能方向發(fā)展。
1.隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，沖壓產(chǎn)品的生產(chǎn)正呈現(xiàn)出多品種、少批量，復雜、更新?lián)Q代速度快等變化特點，沖壓模具也正向高效、精密、長壽命、大型化方向發(fā)展。為適應市場的變化，隨著計算機技術和制造技術的迅速發(fā)展，沖壓模具設計與制造技術正在由手工設計、依靠工人的經(jīng)驗和常規(guī)的機械加工技術向計算機輔助設計（CAD）、數(shù)控加工中心進行切削加工、數(shù)控線切割、數(shù)控電火花等為核心的計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）技術方面轉(zhuǎn)變。模具的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢如下詳述：
1）.CAD/CAM技術的應用：CAD/CAM是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工種，是模具設計與制造行業(yè)的有效輔助工具；通過它能夠?qū)Ξa(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成型工藝、數(shù)控加工及成本等進行設計和優(yōu)化?，F(xiàn)在已經(jīng)廣泛地應用與模具的設計與制造加工的過程中，并還在不斷地發(fā)展和創(chuàng)新。
2）.模具標準件：模具的標準化對縮短模具制造周期、提高質(zhì)量、降低成本起到很大的作用。我國的模具標準化程度達到30%以下，而國外先進國家達到70%—80%左右。這樣，不僅有利于國內(nèi)的模具制造的發(fā)展，也有利于模具的國際化發(fā)展。
3）.模具的制造精度：國外的制造水平能夠是制造公差達到0.003—0.005 mm，表面的粗糙度達到Ra 0.0002 mm以下（花10以上）；我國的制造水平可以是制造公差達到0.01—0.02 mm,模具表面的粗糙度達到Ra0.00160.0008 mm（花7—8）。由此可見，如今模具技術的發(fā)展水平還是很高的，但也可以看出我國在這方面的技術與國外先進國家還有很大的差距。
4）.模具的使用壽命：國外的沖壓模具的使用壽命，（合金鋼制模）500—1000萬次，（硬質(zhì)合金制模）2億次；我國的沖壓模具的使用壽命分別為：100—400萬次，6000—1億次。模具的使用壽命的加長就意味著模具的制造成本降低，從而提高了生產(chǎn)效益。
5）.模具的加工制造設備：國外已經(jīng)廣泛地使用了數(shù)控加工中心，線切割，電火花，化學腐蝕等先進的設備，大大地提高了模具的制造周期。
2.我國的模具業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀：進入21世紀，隨著科學技術的發(fā)展，我國的工業(yè)化程度也有了很大地提高，特別是在模具行業(yè)有了很大地發(fā)展。如：在模具設計與制造上，不但自己可以制造一些大型，精密，復雜，高效，長壽命的模具，并且能夠出口到國外，打開國外的市場。模具標準化，模具設計，模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達國家尚有相當大的差距，導致我國的模具在壽命，效率，加工精度，生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。
3.在查閱、收集有關資料的時候，不僅使我對模具業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢、模具的設計與制造技術等有了更多，更全面地了解；而且收集到了許多有關本課題的研究，與本課題相關、相似的東西，和經(jīng)驗數(shù)據(jù)；通過查閱資料和文獻能夠?qū)⒄n堂上所學習到的理論知識，與實際生產(chǎn)當中的實例相結(jié)合去更好地成設計任務；并且使我在課程設計上有了更多的設計思路，也有了更多的考慮空間，同時也使我在設計的過程中能夠從多方面地去考慮問題——模具設計的合理性及對設計好的模具在工作過程中可能會出現(xiàn)的問題及解決辦法，所積累的這些寶貴經(jīng)驗對我以后的工作是很有幫助的。
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
２．本課題的研究思路（包括要研究或解決的問題和擬采用的研究方法、手段（途徑）及進度安排等）：
1. 先通過收集和查閱各種文獻資料和與同學老師的交流、指導，對目前國內(nèi)外的模具（沖壓模具）的發(fā)展狀況和發(fā)展趨勢進行深入的了解，預計用時間三天；
2. 對工件進行結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度、加工工藝性等方面作出詳細地分析，并查閱相關資料看是否符合常規(guī)零件結(jié)構(gòu)設計，預計用時三天；
3. 經(jīng)過對工件的結(jié)構(gòu)工藝性分析，擬訂可行的工藝方案，并經(jīng)過分析，研究、比較，選擇一種最為合理的沖壓工藝作為生產(chǎn)應用，估計用時間一天；
4. 進行主要的設計計算，利用各種經(jīng)驗公式或者經(jīng)驗數(shù)據(jù)對抽拔力、斜銷的長度、卸料力，凹模型腔側(cè)壁厚度及底板厚度的計算，工作零部件的刃口尺寸的設計計算以及彈性卸料元件橡膠的設計，預計需用時間三天；
5. 根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)，材料，生產(chǎn)批量來進行模具的總體設計，包括模具的類型，定位方式，卸料方式，導向方式等方面的設計；在設計中，應該綜合考慮模具的安裝，維修，生產(chǎn)效率等，預計用時間三天；
6. 對模具的主要零部件進行設計，主要有凸模、凹模、定位板、卸料板、模架和導柱等零件，根據(jù)工作需要的強度來設計尺寸，包括各零件的圖紙，預計需用時間四天；
7. 模具的總裝圖和工作原理（有裝配簡圖）需要用時間三天；
8. 模具主要零部件的加工工藝過程（凸模、凹模、）分析與設計，預計用時間兩天；
9. 模具的裝配與調(diào)試，預計用時一天；
參 考 文 獻
[1] 鄒繼強. 塑料制品及其成型模具設計. 北京： 清華大學出版社，2005
[2] 楊占堯. 塑料注塑料模結(jié)構(gòu)與設計. 北京：清華大學出版社，2004
[3] 唐志玉. 塑料模具設計師指南. 北京：國防工業(yè)出版社，1996
[4] 劉昌祺. 塑料模具設計. 北京：機械工業(yè)出版社，1998
[5] 陸宇. 實用注塑模具設計. 北京：中國輕工業(yè)出版社，1985
[6] 唐志玉，李德群. 中國模具設計大典. 江西：科學技術出版社，2003
[7] 塑料模設計手冊編寫組. 塑料模設計手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2001
[8] 賈潤禮，程志遠. 實用注塑模設計手冊. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2004
[9] 閻亞林. 塑料模具圖冊. 北京：高等教育出版社，2004
[10] N.拉奧、K.奧布賴斯. 塑料工程師設計數(shù)據(jù)手冊. 北京：化學工業(yè)出版社,
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２．本課題的研究思路（包括要研究或解決的問題和擬采用的研究方法、手段（途徑）及進度安排等）：
（1）查閱相關資料，撰寫開題報告----2周；
（2）進行各種工藝計算----2周；
（3）根據(jù)計算結(jié)果，繪制裝配圖，并繪制非標準件零件圖----2周
（4）撰寫畢業(yè)說明書，編制加工工藝卡。----1周
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指導教師意見：
1．對“文獻綜述”的評語：
本綜述具有一定的廣度，說明作者在撰寫的過程中查閱了大量的相關文獻，對目前先進的工藝進行了調(diào)查研究，并針對課題進行初步分析，提出了可行的設計方案。
2．對本課題的研究思路、深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結(jié)果的預測：
查閱資料充分，研究思路新穎，能達到預期的設計目的。
指導教師：
2006年 05月10 日
所在專業(yè)審查意見：
負責人：
2006年05 月10 日
摩托車尾燈罩注塑模具設計
緒論
塑料成型模具的內(nèi)容及其在塑料成型加工工業(yè)中的地位
對塑料模具的全面要求是:能生產(chǎn)出在尺寸精度,外觀,物理性能等各方面均能夠滿足使用要求的優(yōu)質(zhì)制品.以模具使用的角度,要求高效率,自動化,操作簡便;從模具制造的角度,要求結(jié)構(gòu)合理,制造容易,成本低廉.
注射成型所用的模具叫注射模具.塑料先加在注射機的加熱料筒內(nèi),塑料受熱熔融,在注射機的螺桿或活塞推動下,經(jīng)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔,塑料在模具型腔內(nèi)硬化定型.注射模具主要用于熱塑性塑料制品的成型,但近年來隨著塑料工業(yè)的發(fā)展,塑料注射模已經(jīng)成為制造塑料制造品的主要手段之一,且發(fā)展前景廣泛.實際上,塑料制品是目標,塑料注射模是實現(xiàn)目標的一種手段,所以不能夠孤立的為模具而只考慮模具,應從系統(tǒng)工程角度出發(fā),把塑料注射模作為塑料注射成型加工系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié),在設計和制造注射模時把整個系統(tǒng)中的其他環(huán)節(jié)考慮在內(nèi). 所以,塑料注射模設計與制造涉及的內(nèi)容有:
(1)塑料制品的結(jié)構(gòu)工藝性; (2)塑料的成型工藝特性;
(3)塑料注射機匹配; (4)塑料注射成型工藝及控制;
(5)塑料注射模的設計及模具材料; (6)塑料注射模的制造裝備和制造工藝等.
現(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中,合理的加工工藝,高效的設備,先進的模具是必不可少的三項重要因素,尤其是塑料模具對實現(xiàn)塑料加工工藝要求,塑料制件使用要求和造型設計起著重要作用.高效的全自動的設備也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其效能,產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具制造和更新為前提.由于工業(yè)塑料和日用塑料制品的品種和產(chǎn)量需求量很大,對塑料模具也提出了越來越高的要求,因此促進塑料模具生產(chǎn)不短向前發(fā)展.
模具及注射模具技術的發(fā)展趨勢
隨著工業(yè)產(chǎn)品的不斷發(fā)展和生產(chǎn)水平的不斷提高,無論從數(shù)量上和質(zhì)量上對模具要求都越來越高,高效率,自動化,大型,微型,精密高壽命的模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比越來越大.從模具設計與制造技術角度看,其發(fā)展趨勢可歸納為:
a 加深理論研究 在模具設計中,對工藝原理的研究越來越深入,模具設計已由經(jīng)驗設計階段逐漸向理論計算設計方面發(fā)展,這樣使得塑料制品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高.
b 模具CAD/CAM技術進一步發(fā)展 伴隨著計算機技術的發(fā)展,計算機輔助設計和計算機輔助制造已越來越廣泛的采用,從而大大提高了模具生產(chǎn)效率,縮短生產(chǎn)周期.
c 高效率,自動化,大量采用各種高效率,自動化的模具結(jié)構(gòu),如高效冷卻以縮短成型周期;各種能可靠地自動脫出產(chǎn)品和流道凝料的脫模機構(gòu);熱流道澆注系統(tǒng)注射模具等.高速自動化的塑料成型機械配合以先進的模具,對提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,降低成本起了很大的作用.
d 標準化 要使模具技術高速度發(fā)展,國外的經(jīng)驗表明:實現(xiàn)專業(yè)化,標準化生產(chǎn)是關鍵.目前,美國模具專業(yè)化程度已達90%,日本為74%,而我國僅為20%左右.要實現(xiàn)模具專業(yè)化生產(chǎn),前提是要模具標準化.有了模具的各項標準才可能采用專用的先進生產(chǎn)設備和技術,建立專門的機械化和自動化生產(chǎn)線,才可能采用高精度的,專用的質(zhì)量檢測手段,從而實現(xiàn)提高模具質(zhì)量,縮短生產(chǎn)周期,減低制造成本的目標.
e 大型,超小型及高精度 由于塑料應用的擴大,塑料制件已應用到建筑,機械,電子,儀器,儀表等各個領域,于是出現(xiàn)各種大型,精密和高壽命的成型模具,為了滿足這些要求,研制了各種高強度,高硬度,高耐磨性能且易加工,熱變形小，導熱性優(yōu)異的材料.
f 革新模具制造工藝 為了更新產(chǎn)品花色和適應小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)要求,除大力發(fā)展高強度,高耐磨性的材料外,同時又重視簡易制模工藝的研究;減少鉗工等手工操作的工作量,采用了各種仿形機床,光控機床,數(shù)控機床等,縮短了模具制造周期,大大提高了機械加工的比重,而且提高了加工精度.
第一章 模塑工藝規(guī)程的編制
該塑件是一個摩托車上的尾燈罩，其零件圖如圖所示1，塑件的材料采用PS204，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。
圖1
1.1塑件的工藝性分析
1.1.1塑件的材料分析。塑件的材料采用PS204，即聚苯乙烯，屬于熱塑性塑料。該塑料具有耐水、耐熱性能好，強度、硬度高，透明度高，其介電性能優(yōu)等特點，從使用的角度來看，是較好的絕緣材料。從成型性能上看，該塑料的吸濕性能小，吸水率的大小為0.01~0.05%，熔料的流動性能較高，所以成型比較容易，其收縮率小，在0.002~0.008之間。另外，此塑料有屬于非結(jié)晶性塑料，熔體充填型腔后，由于不發(fā)生相變，模具溫度主要取決于熔料的黏度，然兒PS204（聚苯乙烯）的黏度較低，所以應采用高溫模具進行注塑，但模具的溫度也不能太高或太低，應控制在85度左右，來保證其制件的表面質(zhì)量，冷卻是要快速冷卻，來降低其結(jié)晶度，提高制件的透明度。因此，在成型時應注意控制好成型溫度。
1.1.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量的分析
a 結(jié)構(gòu)分析。 從零件上分析，該塑件總體上形狀是長方形，在高度為55mm的方向上有一個長方孔，其尺寸為長53mm，寬26mm，所以在模具設計時必須設置側(cè)向抽芯機構(gòu)，由于塑件的外觀形狀要求，分型面做成階梯形，因此零件屬于中等復雜程度。
b 尺寸精度分析。 由于該制件屬于照明件，對于制件表面要求不是太高，所以根據(jù)聚苯乙烯塑料成型性能上來看，制件的精度等級選為|MT3級（GB/T14486-1993），具體的尺寸如圖所示。
圖2
從塑件的壁厚上來分析看，壁厚均為1.5mm，所以壁厚較均勻，有利于塑件的成型。
c 表面質(zhì)量分析。該塑件的表面除了要求沒有缺陷，毛刺，內(nèi)部不得有導電雜質(zhì)外，沒有特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實現(xiàn)。
綜上分析可以得出結(jié)論，注塑時在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，塑件的成型要求是可以得到保證的。
計算塑件的體積和質(zhì)量
計算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)。
計算塑件的體積為V=2530.2mm（過程略），
計算塑件的質(zhì)量 ：根據(jù)表1-1可查得聚笨乙烯的密度為=1.05g/cm，故塑件的質(zhì)量為：
W=V
=2530.21.0510
2.66g
成型制件的塑料模采用一模兩腔的模具的模具結(jié)構(gòu)，如圖所示：
圖3
考慮其外形尺寸，注塑時所需壓力和工廠現(xiàn)有設備等情況下，初步選用注塑機為XS-Z-60型。
注塑工藝參數(shù)的確定如下：
查相關文獻資料和根據(jù)工廠實際情況下，聚苯乙烯的成型工藝參數(shù)可以作如下選擇，而試模時可根據(jù)實際情況作出適當?shù)恼{(diào)整。
注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。
料筒溫度：后段溫度用260C；
中段溫度用270C；
前段溫度用280C；
噴嘴溫度：選用270C；
注塑壓力：選用100Mpa；
注塑時間：選用30s；
保壓壓力：選用75Mpa；
保壓時間：選用25s；
冷卻時間：選用15s；
第二章 確定模具結(jié)構(gòu)方案
2.1注塑模的結(jié)構(gòu)設計
注塑模的結(jié)構(gòu)設計主要包括：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，澆口位置的設置，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設計，側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu)的設計，推出機構(gòu)的設計等內(nèi)容。
2.1.1分型面的選擇。
在模具設計中，分型面的選擇很關鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)，所以應根據(jù)分型面的選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面，
該塑件為摩托車后燈罩，表面質(zhì)量要求應較好，不應在塑件的外表面分型，根據(jù)塑件的形狀以及其他相關條件，采用階梯分型面，如圖所示。這樣可以滿足塑件的要求，更使模具簡單化。
確定型腔的排列方式
該塑件在注塑時采用一模兩腔，即模具要有兩個型腔，綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復雜程度等因素，擬采用方式如圖所示的型腔排列方式，
圖4
采用這種排列方式的最大的優(yōu)點是便于設置側(cè)向抽芯機構(gòu)，制件容易脫出。
2.1.2澆注系統(tǒng)的設計
主流道的設計 ，根據(jù)設計手冊查得XS-Z-60X型注塑機噴嘴的有關尺寸：
噴嘴的前端孔徑：d=4mm；
噴嘴前端球面半徑：r=12mm；
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關系：
R=r+（1~2）mm；
D=d+（0.5~1）mm；
取主流道的小端直徑d=4.5mm；
為了便于將凝料從主流道中拉出，將主流道設計成圓錐形，其斜度為1~3，經(jīng)過換算得出主流道大端直徑D=8.5mm，為了使熔料順利進入分流道，可在主流道出料端設計半徑r=5mm的圓弧過渡。
2.1.3分流道的設計。
分流道的形狀及尺寸，應根據(jù)塑件的體積、壁厚、形狀的復雜程度，熔料填充型腔的難易程度，根據(jù)型腔的排列方式可知分流道的長度比較短，為了便于加工起見選用截面形狀為半圓形的分流道，查表得R=3mm。
2.1.4澆口的設計。
根據(jù)塑件的成型要求及型腔排列方式，選用側(cè)澆口比較為理想。
設計時應考慮從塑件的底部一側(cè)處進料，料流順暢，型腔由瓣拼而成的，將有利于排氣、冷卻，故采用截面為半圓形的澆口，查表初選尺寸為（blh）1mm0.6mm0.6mm試模時修正。
2.1.5抽芯機構(gòu)的設計。
此塑件上高度方向的一側(cè)上有一個長方形孔，它與脫模方向垂直，阻礙了成型后塑件從模具中脫出，因此成型此塑件時應采用瓣式凹模；凹模型腔由瓣拼合成，須設置側(cè)向抽芯機構(gòu)，本模具采用斜銷抽芯機構(gòu)。
2.1.6確定抽芯距。
由型腔的排列及方式及制件的結(jié)構(gòu)特點，可計算抽芯距H，抽芯距一般應大于成型孔的深度，因為塑件的孔壁厚為1.5mm，另加3~5的抽芯安全系數(shù)可取抽芯距S=4.5mm
2.1.7確定斜銷的傾角。
斜導柱的傾斜角是斜抽芯機構(gòu)的主要技術數(shù)據(jù)之一，它與抽拔力以及抽芯距有直接的關系。一般取=15~25，所以此模具斜銷傾角取=20。
2.1.8確定斜銷的尺寸。
斜導柱的直徑取決與抽拔力及其傾角度，可按設計資料的有關公式進行計算。
抽拔力的計算，由于側(cè)孔為斷面為矩形，所以用以下公式：
=+
公式中的：Q—抽拔力（N）；
F—型芯的截面積（cm）；
a、 b--型芯截面的兩邊長尺寸；（mm）
k—無因次系數(shù)，僅與脫模和摩擦因數(shù)f有關；
k-- 無因次系數(shù)，僅與脫模和比值有關
l—塑件對型芯的包裝長度（mm）； E—塑料的彈性模量（Mpa）；
--塑料的收縮率（%）；
--塑料的泊桑比；
--型芯單面斜角（）；
及矩形型芯的折算半徑可推出以查表得此燈罩的脫模力 =。
斜銷的長度根據(jù)抽芯距固定端模板的厚度，斜銷的直徑及斜角的大小確定，其計
算圖所示：
圖5
根據(jù)公式；
由于上模座板和上凸固定板尺寸尚不確定即不確定，故暫選。如果該設計中有變化，則就修正l的長度取D=25mm，取l=55mm。
2.1.9滑塊與導滑槽的設計。
滑塊與側(cè)型芯的連接方式設計，在此設計中側(cè)向抽芯機構(gòu)主要是用于成型零件的側(cè)向孔和側(cè)向凸臺的尺寸較小，考慮到型芯強度和裝配問題，采用組合式結(jié)構(gòu)。型芯與滑塊的連接方式采用鑲嵌方式，其機構(gòu)如裝配圖所示：
2.1.10滑塊的導滑方式。
為了使模具機構(gòu)緊湊，降低模具裝配復雜程度，采用整體式滑塊和整體式導向槽的形式如裝配圖所示：
另外為了提高滑塊的導向精度，裝配時可以對導向槽或滑塊采用配磨，配研的裝配方式。
2.1.11滑塊的導滑長度和定位裝置設計。
由于側(cè)向抽芯距較短，故導滑長度只要符合，滑塊在開模時定位要求即可，滑塊的定位裝置采用彈簧與臺階的組合形式如裝配圖所示：
2.2成型零件的結(jié)設計。
模具采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)形式，由于要求較好的強度和剛度，塑件的體積不大，故凹模采用整體式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式如圖所示：
圖6
根據(jù)分流道和澆口的設計要求，分流道和澆口均設在凹模上。
2.2.1凸模的結(jié)構(gòu)設計。
凸模采用與凹模相結(jié)合構(gòu)成模具的型腔，其凸模和側(cè)型芯的結(jié)構(gòu)形式如圖裝配圖中的件2所示。
第三章 模具設計的有關計算
成型零件工作尺寸計算時均采用平均尺寸，平均收縮率，平均制造公差和平均磨損量來進行計算。
查表1-3得聚苯乙烯的收縮率為S=0.002~0.008，故平均收縮率為，考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具的制造公差取。
3.1型腔，型芯的工作尺寸計算：
類別
模具
零件
名稱
塑件尺寸
計算公式
型腔或型芯的
工作尺寸
型腔
的
計算
凹模
內(nèi)腔
側(cè)長
方孔
型芯
的
計算
凸
模
3.2型腔的側(cè)壁厚度和底版的厚度計算。
3.2.1凹模型腔側(cè)壁厚度及底版厚度計算：
凹模型腔側(cè)壁厚度計算。由于凹模型腔為組合式矩形型腔，根據(jù)組合式矩形型腔側(cè)壁厚度計算公式進行計算：
公式中： （選定值）；
；
；
；
（初選值）；
。
代入公式計算得，h=2.1mm
考慮到凹模還需安放側(cè)向抽芯機構(gòu)，故取下凹模的外形尺寸為170mm135mm。
凹模底版厚度計算。根據(jù)組合式型腔底版厚度計算公式進行計算：
公式中的： ；
；
（初選值）；
根據(jù)外形尺寸確定；
（地板料選定為45鋼）；
代入公式得：H=10.9mm；
考慮到模具的整體機構(gòu)協(xié)調(diào)，取H=95mm。
第四章 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的設計
4.1模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計算
由于塑件在注塑成型時不要求太高的模具溫度，因而在模具上不設置加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可以作如下設計計算：
設定模平均工作溫度為，用的常溫水作為模具的冷卻介質(zhì)，其出口溫度為，產(chǎn)量為（初算每3分鐘1套）1.28kg/h，
求塑件在硬化時每小時釋放出的熱量為，查有關文獻資料得聚苯乙烯的單位熱量為，
求冷卻水的體積流量V：
由體積流量V查表可知所需的冷卻水管直徑為8.5mm。
第五章 模具閉合高度的確定
模具的閉合高度主要是由定模座板,動模座板,推件板,墊板,型芯固定板,型腔固定板等幾塊模板組成,同時，考慮到制件尺寸較大，所以選用355系列的模架，所選用的尺寸如下：[2]
定模座板： 35545025；
動模座板： 35545025；
墊塊： 3556380；(GB/T4169.6-1984)
推件板： 35540010；
固定板： 35540020；
型腔固定板： 35540060；
動模固定板： 35540020；
支承板： 35540015；
因而模具的閉合高度：
H=25+25+80+10+20+60+20+15=255
本模具的外形尺寸為355450255。XS——Z——60型注塑機模板的最大安裝尺寸為532634。故能滿足模具的安裝要求。[1]
由上述計算模具的閉合高度H=255, XS——Z——60型注塑機所允許模具的最小厚度Hmin=165,最大厚度Hmax=406,即模具滿足該安裝條件。
Hmin≤ H ≤Hmax
經(jīng)查資料XS——Z——60型注塑機的最大開模行程S=260,滿足塑件頂出要求。
S≥H1 + H2 +(5～10) ,
=67+60+10
=137
此外,由于側(cè)分型抽芯距較短,不會過大增加開模距離,注塑機的開模行程足夠。
經(jīng)驗證。 XS——Z——60型注塑機能滿足使用要求,所以可以采用。
第六章 注塑機有關參數(shù)的校核
本模具的外行尺寸為400 mm×180 mm×190 mm.XS-Z-60型注塑機模板最大安裝尺寸為650mm× 440 mm,故能滿足模具的安裝要求．
由于上述計算模具的閉合高度H=185mm, XS-Z-60型注塑機所允許模具的最小厚度H=70 mm.最大厚度H=200 mm,即模具滿足的安裝條件.
HHH
經(jīng)查資料XS-Z-60型注塑機的最大開模行程S=180 mm,滿足式頂出塑件的要求.
S H+H+(5~10) mm
=10+12+8
=30 mm
此外,由于側(cè)分型抽芯距較短,不會過大增加開模距離,注塑機的開模行程足夠.
經(jīng)驗證, XS-Z-60型注塑機能滿足使用要求,故可采用.
第七章 繪制模具總裝圖和非標零件工作圖
本模具的總裝圖如圖所示.非標零件圖如圖所示.
本模具的工作原理：開模時，在彈簧12的作用下Ｉ——Ｉ分型面分型，同時斜銷8帶動側(cè)型芯滑快5抽芯，抽芯完畢，型腔板4被定距拉桿11拉住，繼續(xù)開模分型面分型，推桿16推動推件板3將制品推出，流道凝料同時 從球形拉料桿15上推落。
第八章 注塑模主要零件加工工藝規(guī)程的編制
在此僅對凹?；瑝K，型芯固定板的加工工藝進行分析。
（1）上凹?；瑝K。上凹?；瑝K加工工藝過程見表1-1
表1-1 上凹?；瑝K的加工工藝過程
序號
工序名稱
工序內(nèi)容
1
下料
2
鍛料
鍛到尺寸
3
熱處理
退火到28~35HRC
4
刨磨
刨六面到尺寸
5
平磨
磨六面尺寸，并保證上，下平面四面垂直度0.02/100。
6
銑削
以上底面為基準銑型腔，長寬要分別達到圖給尺寸。深度達到20。
7
鉗工
修銼兩個臺階兩端R10和R1。
8
熱處理
淬火到要求
9
平磨
磨尺寸到,磨到,保證各面垂直, 垂直度0.02/100.
10
鉗工
將本件壓入上固定板
11
平磨
與上固定板配磨,使本件與上固定板下下齊平,且使型腔深度
12
鉗工
研型腔到Ra0.1.
（2）固定板
序號
工序名稱
工序內(nèi)容
1
下料
切割鋼板至尺寸
2
刨削
刨六個面至尺寸
3
熱處理
調(diào)質(zhì)處理到20~25HRC
4
平磨
磨六個面至尺寸,保證上下平面和側(cè)面垂直, 垂直度0.01/100
5
鉗工
劃線以上平面為基準,劃各中心孔線;以及斜導槽中心線線;鉆穿孔線;
6
鉗工
與下墊板配合加工,同時鉆的光孔.
7
銑削
模具組合件鉆鏜斜銷孔到所要求尺寸.
結(jié)論
自從1932年德國人發(fā)明了世界上第一臺塑料注射機開始，人們就已從事了塑料注射成型模具的研究和開發(fā)應用，至今已有60多年的歷史。如今已進入用計算機輔助設計的階段，但是塑料在注射中的流動狀態(tài)在模具成型過程的變化情況，確定屬于一項高分子流變學范疇。曾經(jīng)有人這樣形容塑料熔體進入模具中就像進入了神秘的“黑盒子”，看不見，摸不著，由于塑料本身的特性，目前要找到合適的理論公式來正確的描述它，是非常困難的。在我沒有接觸到這門課程的時候，我還懷疑過它的難易程度，通過此次塑料注射模設計，才使我對塑料注射模有了個全新的認識。以前，我對著一副模具圖紙或一套模具形體。我總以為它的構(gòu)成是模具設計者隨意設計成的，是一件很簡單的事情，不需要耗費什么精力的。可是，經(jīng)過這次塑料注射模設計，我才意識到以前一直在犯這樣一個錯誤。一套模具的設計從開始到結(jié)束都是根據(jù)現(xiàn)在市場需要所決定的。就此次盒蓋塑料注射模設計來說，任何一個模具設計者不可能憑空想象就能做出整套模具的，還可以讓它正常工作。一套模具的設計，除了選材外，還要根據(jù)塑件的材料，工藝性能以及尺寸精度等來確定設計那種模具，以及該模具適合于那種型號的注塑機。從這次模具設計來看，我的收獲是不小的，至少它讓我了解到模具設計所需要考慮的各種因素。就像緒論我所提到的一句話“塑料制品是目標，塑料注射模是實現(xiàn)目標的一種手段”。所以不能“孤立地為模具而只考慮模具”，應從系統(tǒng)工程角度出發(fā)，把塑料注射模作為塑料注射成型加工系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)，這樣在設計和制造塑料注射模時，就應把這個系統(tǒng)中的其它環(huán)節(jié)作為塑料注射模設計與制造的考慮因素。對于這次塑料注射模設計來說，取的什么成果不敢說，但是至少我對其設計的內(nèi)容和步驟有了充分了認識，可以使我以后的學習有了明確的目標。
作為一名模具設計與制造的初學者來說，通過這次摩托車尾燈罩塑料注射模的設計。使我感覺到模具行業(yè)的專業(yè)化以及其專業(yè)知識的理論化與實踐的差距。不是我們這些在學校的學生所能充分掌握的。一名好的模具設計者，不但要有扎實的機械設計理論知識，還得是一名好的高分子材料工藝師，同時還要有計算機程序設計的知識。因此，作為一名模具設計初學者來說，我們不僅要有學習的激情，還要有學好它的毅力，堅持不懈的毅力才是學好和掌握模具設計的必要前提。
在此，我還要感謝各位老師在設計過程中給我的幫助和鼓勵，由于我是一名模具設計的初學者，在設計中，可能存在很多令人不太滿意的地方，還請老師給予批評和改正。
致謝
經(jīng)過一段時間的設計，本套摩托車燈罩殼注塑模具已經(jīng)設計完成．該模具經(jīng)生產(chǎn)檢驗,情況良好。
我從一個學生到能夠獨立從事工程設計和制造，應歸功于河南機電高等?？茖W校和材料系的全體老師，特別是模具設計與制造專業(yè)課老師三年來對我的教育和培養(yǎng)。在此向辛勤工作的河南機電高等?？茖W校和材料系的全體老師，特別是我的指導老師楊老師表示崇高的敬意和感謝，感謝你們對我的培養(yǎng)。畢業(yè)后我會更加百倍的努力工作和學習，早日成為一名模具方面的工程師，為祖國和人民做出更大的貢獻。
參考文獻
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