瓶蓋產(chǎn)品造型與注塑模具設計【一模一腔】【頂桿平移式內抽芯】【說明書+CAD】

購買設計請充值后下載，，資源目錄下的文件所見即所得，都可以點開預覽，，資料完整，充值下載可得到資源目錄里的所有文件。。。【注】：dwg后綴為CAD圖紙，doc,docx為WORD文檔，原稿無水印，可編輯。。。具體請見文件預覽，有不明白之處，可咨詢QQ:12401814

畢業(yè)設計(論文)外文資料翻譯 系 別 電信息系系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 B070203 姓 名 李 勇 學 號 B0706011 外文出處 ScienceDirect International Journal of Machine Tools & Manufacture 47 (2007) 740–747 附 件 1. 原文； 2. 譯文 分析快速成型注塑模具加工程序 Sadegh Rahmati, Phill Dickens 摘要 隨著全球市場競爭的日益激烈，企業(yè)壓力增加，不斷調低產(chǎn)品生產(chǎn)周期。由于交貨時間和工具加工成本趨于下降的趨勢,所以現(xiàn)代工具制造廠必須在壓力下快速、準確、以較低成本來生產(chǎn)產(chǎn)品。縮短生產(chǎn)原型產(chǎn)品是時間加快新產(chǎn)品開發(fā)的關鍵。快速成型模具生產(chǎn)當中，特別使用快速成型技術制造注塑模具裝配可節(jié)約生產(chǎn)成本并減少時間。在本文中,快速成型技術是用來直接生產(chǎn)快速注射模這種短期生產(chǎn)工具。對快速成形工具成功注射的數(shù)量及其性能進行評價分析?？焖俪尚铜h(huán)氧工具能抵抗注射壓力、注射溫度以及500次注射次數(shù)。對注射過程中工具失效機制調查得知工具的失效是由于過度的彎曲應力或是因為由于剪切應力過大而造成的。 2006年愛思唯爾出版社有限公司版權所有。 介紹 設計降低生產(chǎn)新部件時間的方法,因為產(chǎn)品的交貨時間拖很久的話無法滿足客戶需求[1,2]。設計能力提高、產(chǎn)品品種增加、交貨時間縮短，以及產(chǎn)量降低，均是快速模具技術發(fā)展的重要驅動力,生產(chǎn)期間，加工時間和生產(chǎn)成本明顯有所降低[3 - 5]。與此同時,快速成型模具加工技術正在不斷提高,并在制造商企業(yè)內越來越受歡迎 [6 - 8]。在諾丁漢大學研發(fā)的快速成型注塑模具工具方面占有兩種優(yōu)勢。 第一種是在在應力和溫度的極端條件下針對工具的設計可提供資料數(shù)據(jù),并能從不同的測試中獲取數(shù)據(jù), 類似于真實情況[9]。第二種是研發(fā)一種理論分析快速成型注塑模具過程的方法 [10]。這證明可使用少量的快速成型注塑模具成功生產(chǎn)五百個以上數(shù)量的工具零件。 作者：S. Rahmati的郵箱，rahmati@rapidtoolpart.com。英國拉夫堡大學快速生產(chǎn)研究小組的負責人和教授。 實驗方法 在構建快速成型注塑模具工具過程當中，根據(jù)光固化快速成型250型號快速成型機上的CAD數(shù)據(jù)，直接將環(huán)氧樹脂殼層嵌入到模具當中。這些嵌入物正好通過鋼框架插入到鋼模具當中，模具背面用鋁粉或是鋁薄片和環(huán)氧樹脂的混合物填充(圖1)。這些混合物額外增加了嵌入物力量并使模具具有散熱特點。使用50噸的巴頓菲爾注塑機測試快速成型工具，生產(chǎn)聚丙烯和丙烯腈丁二烯苯乙烯零件。如圖2 彈簧澆注系統(tǒng) 快速成型模具 上內模 腔鋼框架 模后填充材料 鐵心用鋼框架 頂出 針 快速成型模具下內膜 圖1：快速成型模具工具鑲件橫截面 圖2：從快速成型工具取出后的模具狀態(tài) 模具加工過程當中，測出型腔模具溫度和壓力，利用不同的熱電偶控制熔體溫度，以盡可能地確保型腔狀態(tài)保持一致。使用光學顯微鏡或是掃描電子顯微鏡檢測兩種模具斷裂樣本。裂縫的立方體用于橫截面和斷裂面的研究。裂縫當中嵌入模具材料的立方體，使用鑄造材料鑄好，切割然后使用光學顯微鏡將其拋光，以便于檢測?？墒牵褂脪呙桦娮语@微鏡研究立方體斷裂面和模心，導致快速成型模具工具出現(xiàn)失效機理。 注射壓力分析 在噴射器底部放上測壓軟件來檢測壓力剖面（如圖3）。 澆道套 模制 澆鑄道 噴射器內角 模腔邊 噴射器中間 噴射器 測壓元件 模蕊側  噴射器中間 測壓元件電纜 圖3：噴射器和測壓元件的位置 在頂針施加的壓力將轉移到放置在噴射器另一末端的測壓元件上。取五個頂針其中的三個,其中一放在噴射器中間，另外兩個放在噴射器拐角處，測量壓力。所有的測壓元件與數(shù)據(jù)記錄器連接，并用電腦操作。在注射過程中記錄的變化電壓轉換成為壓力。結果如圖4描繪所示，在噴射器中間達到最大噴射壓力1650 psi （11.4兆帕), 在噴射器拐角壓力下降到約1300psi(9兆帕)。 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 快速成形環(huán)氧樹脂模具型腔三個地方的壓力剖面 Corner Pressure 1 Middle Pressure Corner Pressure 3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 時間 (秒) 圖4. 快速成形環(huán)氧樹脂模具型腔三個地方的壓力剖面。 快速成型環(huán)氧樹脂模具工具相關溫度和材料的研究 圖5記錄了在周期時間內的典型實際溫度，在開始下一次注射前，溫度達到451攝氏足夠在規(guī)定時間內完成使模具冷卻過程。為了計算抗?jié)q強度和剪切應力，需準備標準實驗樣品，規(guī)格按照ISO527測量剪切應力，按照ISO179檢測沖擊強度。 120 100 80 60 40  模心1 模心2 模心3 模心4 型腔1 型腔2 型腔3 型腔4 20 0 0 100 200 300 400 500 600 時間 秒) 圖5：環(huán)氧樹脂模具工具內逐次循環(huán)溫度變化 沖擊強度平均值被測定為28.4 kJ/m2 ，不同溫度平均值如圖6描繪所示。環(huán)氧樹脂拉力和剪切力測試結果如圖7所示。 100 90 沖擊強度 80 70 60 50 40 30 20 10 20 30 40 50 60 70 80 90 溫度 (攝氏度) 圖6：飽和環(huán)氧樹脂的不同溫度下相關的沖擊強度。 70 70 60 60 抗拉強度(MPa) 50 剪切應力(MPa) 50 40 40 30 30 20 20 10 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 溫度 (°C) 圖7：快速成型環(huán)氧樹脂5170型號模具的相關溫度下的最大抗拉強度和最大剪切應力 失效機理分析 當塑膠被注入到在型腔時,型腔內突然壓力上升, 在成型周期期間內腔壓力達到最高(圖4)。這種壓力表現(xiàn)出核心特征,這可能導致工具斷裂,如果超過材料的極限抗拉強度極限抗撓曲強度，圖8顯示了在注塑期間各種可能發(fā)生的情況,。在8(a),沒有失敗,8(b)中出現(xiàn)一個彎曲故障，8(c)有一個剪切破壞。瞬間彎曲應力會導致過程失敗,或是裂紋擴展，疲勞失效。 立方體 模制 流動方向 旋轉點 熔體壓力傳感器 熔體壓力傳感器 (a) (b) (c) 圖8：注射期間發(fā)生不同情況下示意圖，(a) 沒有失敗; (b) 玩去破壞; (c) 剪切失敗. 在注射過程中抗彎失敗 觀察到絕大多數(shù)失敗的情況是在彎曲應力上。出現(xiàn)彎曲故障時注射壓力克服了工具的抗彎強度,致使繞軸點旋轉,最終導致斷裂(圖8(b))。如果注射壓力超出了快速成型模具工具的抗彎強度這種情況可能會出現(xiàn),但通?？箯澥∈怯捎谑褂么螖?shù)過多 (圖9)。表1記錄了快速成型模具立方體的抗彎強度的相關理論計算。 Z Y X軸方向的彎曲應力 X a h Y Y 中性軸 塑性流動 圖9立方體壓力參量和迎風氣流示意圖 表 1 快速成型模具立方體彎曲應力 慣性矩 力矩 彎曲應力 40 1攝氏度 撓曲強度 （m4) (N m) (Mpa) (Mpa) 立方體1 108 x 10—12 1.687 46.85 65.0 然而,在實踐當中,產(chǎn)生了數(shù)以百計的快速成型模具工具零件失效情況,過高地估計理論模型的彎曲應力。這兩個理由，第一，最小寬高比為10時彎曲應力方可承擔,而實驗當中高寬比為四。第二, 在注射過程中注射壓力施加應該在在立方體的前面,但是現(xiàn)實中這種壓力施加在熔壓方塊的后面。 疲勞裂紋擴展 圖10是一幅拍攝在實際故障發(fā)生前的制模斷面圖，圖中顯示的是在后續(xù)注射制模時真實的逆裂紋方向，也就是裂紋產(chǎn)生的相反方向。圖11顯示了一個簡單的立方體的抗彎失敗圖,而圖10是經(jīng)過大量的鏡頭拍攝得到的。在快速成型模具工具在設置應力集中時發(fā)生裂紋萌生,如尖銳的角度和階梯(此為快速成型模具工具零件固有性質)。 圖10：制模過程失敗前產(chǎn)生的多余的裂紋 圖11：抗彎失敗后裂紋擴展圖 裂縫破壞的跡象如圖12所示,能看到在破裂面條紋形式排列,每條裂紋都代表裂紋擴展狀態(tài)。 圖12 掃描式電子顯微鏡下觀察到的斷裂面上的真實條紋 剪切破壞 剪切破壞在熔體流動的方向剪切時出現(xiàn)。圖13展示了快速成型模具立方體的剪切斷面圖。值得注意的是,快速成形模具立方體是通過塑料流動堆積而成的表2記錄了剪切應力的計算結果, 在操作期間產(chǎn)生快速成型工具的最大剪切應力，均低于快速成型工具工具的抗剪強度。此外, 在表2最后一列所示注射溫度超過401攝氏度時快速成型工具可以被制做成功。圖14,描繪立方體各點最大剪切應力的剪切應力與平均剪切應力比較，以及最大剪切應力各點拋物曲線情形。 表 2 快速成型模具立方體個點剪切應力 剪切面積 AS (mm2) 剪切力 V (N) 剪切應力 tave (Mpa) 剪切強度（40 1攝氏度） (Mpa) 最高溫度 (1C) 立方體1 36 421.64 11.71 24.3 65.3 立方體2 2 30 421.64 14.05 24.3 61.5 立方體3 3 24 421.64 17.57 24.3 55.9 立方體4 18 421.64 23.42 24.3 46.4 ? ? N.A. 圖14：最大立方體底部剪切壓力分布圖 結論 該技術成功的關鍵是快速成形工具必須有極低的導熱系數(shù)和較短的注射時間 (圖15)。這兩個因素是快速成型注塑模具成功的關鍵, 可大多情況下都被忽略了。 圖15：注射期間壓力與溫度相關分布圖 工作的結果可歸納如下: ?使用環(huán)氧樹脂過以生產(chǎn)超500個零件，并且使用外間空氣冷卻型腔到451攝氏度。 ?在注射過程中工具的失效歸因于塑料溫度。 ?在注射過程中在工具韌性不好,或在工具溫度過高時可能會出現(xiàn)失敗。 ?經(jīng)驗和理論計算確認,在注射過程中大多是由于抗彎曲應力失效而失敗。減少了長寬比的特征會降低工具抗彎曲失敗的現(xiàn)象。 ?在注射過程中很少可能由于彎曲破壞而導致剪切應力失效，由于快速成形工具要求特定條件，溫度超過401攝氏度才能注射。 參考文獻 1. [1] D. Chen, F. Cheng，《工業(yè)技術一體化的產(chǎn)品和工藝開發(fā)過程使用快速成型和工作細胞仿真技術雜志》16(1)(2000)。 2. J.A. McDonald, C.J. Ryall, D.H. Wimpenny快速原型個案資料，專業(yè)工程出版，英國，2001。 3. M.A. Evans, R.I. Campbell，使用快速成型模型比較評估工業(yè)設計和加工技術研討會，快速樣機成型雜志 9（5）（2003） 4. A. Venus, S. Crommert,快速成型注塑模具工業(yè)生產(chǎn)，快速原型法，容積2（2）。美國迪爾伯恩市1996。 5. Y. Li, M. Keefe, E.P. Gargiulo,研究直接加工快速成型模具工具，第六快速成形制造方法歐洲會議，諾丁漢,英國,1997年7月,ISBN:0-9519759-7-8，頁數(shù)：253-266。 6. P. Decelles, M. Barritt, AIM原型工具,三維系統(tǒng),1996年P / N 70275/11-25-96。 7. T. Greaves, (Delphi-GM),研究:利用快速成型技術發(fā)展注塑模制模工具，生產(chǎn)廠家會議,1997年。 8. P. Jacobs,快速成型模具進展,快速成型會議，10月，美國馬里蘭大學,1996年。 9. S. Rahmati, P.M. Dickens,快速成型注塑模具工具,第六個快速成形及其制造方面的歐洲會議，諾丁漢,英國,ISBN:0-9519759-7-8,1997年,第213-224頁。 10. S. Rahmati, P.M. Dickens,注塑模具的失效分析,第八年度固體成形技術,德克薩斯州,1997年,頁數(shù)295-305。 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： 瓶蓋產(chǎn)品造型與模具設計 起 迄 日 期: 2006 年 4月10 日~ 5 月13 日 指 導 教 師: 發(fā)任務書日期: 2006 年 3月 20 日  任務書填寫要求 1．畢業(yè)設計（論文）任務書由指導教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學生所在專業(yè)的負責人審查、系主管領導簽字后生效。此任務書應在畢業(yè)設計（論文）開始前一周內填好并發(fā)給學生； 2．任務書內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼； 3．任務書內填寫的內容，必須和學生畢業(yè)設計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應當經(jīng)過所在專業(yè)及系主管領導審批后方可重新填寫； 4．任務書內有關“系”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼，學生的“學號”要寫全號，請規(guī)范化填寫； 5．任務書內“主要參考文獻”的填寫，應按照國標GB 7714—87《文后參考文獻著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性； 6．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2002年4月2日”或“2002-04-02”。 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： 本畢業(yè)設計（論文）課題來源于生產(chǎn)實際中，要求該生在學完專業(yè)課之后達到自行設計一套模具，查閱資料的目的。 2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）： 畢業(yè)設計任務書一份， 圖紙（1號圖紙1張，3號圖紙3張，4號圖紙2張） 設計說明書一份。- 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 系部意見： 系領導： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計（論文）評語 學生姓名： 王志偉 班級: 模具033 學號： 0312328 題 目： 瓶蓋產(chǎn)品造型與模具設計 綜合成績： 指導者評語： 指導者(簽字)： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）評語 評閱者評語： 評閱者(簽字)： 年 月 日 答辯委員會（小組）評語： 答辯委員會（小組）負責人(簽字)： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計論文 論文題目：瓶蓋產(chǎn)品造型與模具設計 系 部 專 業(yè) 班 級 學生姓名 學 號 指導教師 2006年06月 13日 型芯套筒的加工工藝過程 序號 工序名稱 工序內容 1 下料 Ф35mm×450mm的45鋼2根 2 車（普通車床） ①車端面 ②車外圓保證Ф30mm ③切斷保證長度為50mm 3 熱處理 調質24~28HRC 4 車（數(shù)控車床） ①車外圓處臺階面留0.3~0.5mm余量 ②鉆中心孔留0.3~0.5mm作絞 ③車錐孔留0.3~0.5mm余量 ④精車外圓處臺階面至圖 ⑤精車錐孔留0.2mm磨量 ⑥精車兩端面保證尺寸平行度 5 鉸 精鉸中心孔至圖 6 熱處理 淬火后回火保證45~50HRC 7 鉗 錐面部分與配偶研配貼合面不少于80% 8 表 鍍、鉻 9 鉗 拋光 12.2 型芯固定板加工工藝過程 型芯固定板加工工藝過程見表7-2 表六 型芯固定板加工工藝過程 序號 工序名稱 工序內容 1 下料 標準模架規(guī)格250mm×315mm×50mm 2 熱處理 調質至24~28HRC 3 平磨 留0.6見光兩側面//0.01mm 4 坐標鏜 導孔直腔孔留0.3~0.5mm。6×M12孔定位 5 鉸 鉸型腔孔至圖 6 鉗 倒導孔、倒角 7 熱處理 淬火、回火 保證45~50HRC 8 坐標磨 磨導柱孔，型腔孔至圖 9 平磨 見光兩大平面留少許黑皮//0.01 10 鉗 拋光 11 表 鍍鉻 12 車 拋光腔孔 13 鉗 拋光 河南機電高等專科學校 畢業(yè)設計(論文)開題報告 學生姓名： 學 號： 專 業(yè)： 設計(論文)題目： 瓶蓋產(chǎn)品造型與模具設計 指導教師： 2006年 4 月 8 日  開題報告填寫要求 1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，經(jīng)指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效； 2．開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見； 3． “文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內，本科學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇（?？粕簧儆?0篇，不包括辭典、手冊）； 4．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 1．結合畢業(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200字左右）的文獻綜述(包括目前該課題在國內外的研究狀況、發(fā)展趨勢以及對本人研究課題的啟發(fā))： 文 獻 綜 述 在設計之前收集有關設計課題研究方面的資料、文獻是最為重要的，在設計工作開始時，只有對課題研究的內容有了，充分地了解，才會有設計目的和方向；所以收集、查閱有關文獻資料是必要的。 在設計之前首先應該對國內外的模具發(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。 1.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。但是，目前我國的塑料技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當落后，主要原因是我國在塑料基礎理論及成型工藝，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。因此這就需要我們努力去研究，推動我國模具業(yè)的發(fā)展。 1）.模具標準件：模具的標準化對縮短模具制造周期、提高質量、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，不僅有利于國內的模具制造的發(fā)展，也有利于模具的國際化發(fā)展。 2）.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；通過它能夠對產(chǎn)品、模具結構、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。 3）.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。 4）.模具的使用壽命：國外的塑料模具的使用壽命，（合金鋼制模）500—1000萬次，（硬質合金制模）2億次；我國的塑料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（Δ10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（Δ7—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。 2.隨著計算機技術和制造技術的迅速發(fā)展，塑料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）技術方面轉變。模具的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢如下詳述：  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 1. 對目前國內外的模具（塑料模具）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. 對工件進行結構形狀、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)零件結構設計，預計用時兩天； 3. 經(jīng)過對工件的結構工藝性分析，擬訂可行的模具設計方案，并經(jīng)過分析，研究、比較，選擇一種最為合理，估計用時間兩天； 4. 利用各種經(jīng)驗公式或者經(jīng)驗數(shù)據(jù)，查閱文獻，預計需用時間四天； 5. 根據(jù)工件的結構，材料，生產(chǎn)批量來進行模具的總體設計，包括模具的類型，抽芯方式 ，卸件方式，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，預計用時間兩天； 6. 對模具的主要零部件進行設計，根據(jù)工作需要來設計尺寸，包括各零件的圖紙，預計需用時間五天； 7. 模具的總裝圖和工作原理（有裝配簡圖）需要用時間兩天； 8. 模具主要零部件的加工工藝過程（型腔，型芯，）分析與設計，預計用時間兩天； 9. 模具的裝配與調試，預計用時兩天；  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 指導教師意見： 1．對“文獻綜述”的評語： 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）結果的預測： 指導教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 瓶蓋產(chǎn)品造型與模具設計 摘要 我所學習的專業(yè)是模具設計與制造專業(yè)，這次的畢業(yè)設計是排水管頭造型與塑料模具設計。該設計結合大學三年來所學習的專業(yè)知識和CAD軟件所設計出的一套塑料模。 本文首先簡要的概述了塑料模在社會領域中的作用及其以后的發(fā)展方向，點明模具設計的重要意義。然后依據(jù)工件圖進行工藝性分析，進而確定了設計方案，計算出模具工作部分的尺寸，設計出工作零部件；然后依據(jù)設計要求選擇出各個標準零部件，然后設計出模具的總裝配圖。在設計中，最重要的就是設計方案的確定、坯料的計算和選取以及工作零部件的設計，這是設計的關鍵，這些設計的正確與否直接關系到成本的高低和設計模具能否正常工作；在設計的最后，總結了自己的心得和體會，并對我的指導老師表示感謝。 為了我的設計更加簡明易懂，在設計中，我用了十幾張零件圖來說明我的設計意圖，安插在設計任務書中。最后畫出一幅排水管頭塑料模裝配圖和主要工作零部件零件圖若干張。 通過本次畢業(yè)設計使我不僅掌握了塑料模具設計的一般流程，更學習到了好多課本上沒有學習到的知識，使我受益匪淺。 關鍵詞：模具設計與制造、CAD軟件、工藝性分析。 Top shape and mould design products Abstrac The speciality of study of our institute is the mold design and speciality of making, the graduation project this time is head modelling of the drain pipe and plastic mold design. It's time to design and combine the professional knowledge of study and a set of plastic moulds that CAD software designed over the past three years of university. This text the brief plastic role in social field of mould of summary and developing direction afterwards at first, point out in the important meaning of mold design. Then carry on the craft to analyse according to the work piece picture , and then has confirmed the design plan , calculate out mould work some size , design the job spare part; Then choose each standard spare part according to the designing requirement , then design the total installation diagram of the mould . In the design, the important one is sureness of the design plan , calculation and choosing and working the design of the spare part of the blank the most, this is the key to designing, whether these ones that are designed involve directly or not correctly whether the level of the cost and design mould could work normally; At the end that is designed , have summarized one's own gains and experience , and express thanks for my counselor. More concisly and easy for my design understands , in the design, I state my design intention with a dozen parts picture, assign into design specifications . Draw a drain pipe and several plastic mould installation diagrams of very beginning and spare part pictures of the groundwork finally. Make me not merely grasp the general procedure of plastic mold design through graduation project once, study to the knowledge not learning to get on many textbooks even more, benefit me a great deal. Keyword: Mold design and making , CAD software , craft analysis. 瓶蓋產(chǎn)品造型與模具設計 插圖清單 圖一--------------------------------------------------------------------------------９ 圖二------------------------------------------------------------------------------１0 圖三------------------------------------------------------------------------------１1 圖五-------------------------------------------------------------------------------12 圖六-------------------------------------------------------------------------------13 圖七-------------------------------------------------------------------------------14 圖八-------------------------------------------------------------------------------15 圖九-------------------------------------------------------------------------------15 圖十-------------------------------------------------------------------------------17 圖十一----------------------------------------------------------------------------17 圖十二---------------------------------------------------------------------------19 圖十三---------------------------------------------------------------------------19 圖十四---------------------------------------------------------------------------20 表格清單 表一-----------------------------------------------------------------------------18 表二-----------------------------------------------------------------------------18 表三-----------------------------------------------------------------------------19 緒論 1.本課題及相關領域的國內現(xiàn)狀及發(fā)展 80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2000年我國模具總產(chǎn)值預計為260-270億元，其中塑料模約占30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設計軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達到了標準漸開線齒形要求。 2.我國模具工業(yè)和技術今后的主要發(fā)展方向 改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15％左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大的變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速的發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的模具之鄉(xiāng)；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/E、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并且成功應用于沖壓模的設計中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已經(jīng)取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構 和大專院校開展模具技術的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術方面取得了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計周期等方面作出重大了貢獻。 例如，吉林大學汽車覆蓋件成型技術所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學模具技術國家重點實驗室開發(fā)的注塑模具、汽車覆蓋件模具合乎級進模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖壓模具和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內模具行業(yè)擁有不少的的用戶。 雖然中國模具工業(yè)在過去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)達國家相比還有較大的差距。例如，精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術的普及率不高；許多先進的模具技術應用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型，精密、復雜和長壽命的模具依賴進口。 3.未來我國沖壓模具的發(fā)展趨勢 模具行業(yè)在今后的發(fā)展中，1）.要更加關注其產(chǎn)品結構的戰(zhàn)略性調整，使結構復雜、精密度高的高檔模具得到更快的發(fā)展。我們的模具行業(yè)要緊緊的跟著市場的需求發(fā)展。沒有產(chǎn)品的需求、產(chǎn)品的更新?lián)Q代，就沒有模具行業(yè)的技術進步，也就沒有模具產(chǎn)品的上規(guī)模、上檔次。如汽車生產(chǎn)中90％以上的零部件，都要依賴模具成型，在珠三角和長三角，為汽車行業(yè)配套的模具產(chǎn)值增長達40％左右。而模具技術水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志。 2）.要積極推進中西部地區(qū)模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，努力縮小發(fā)達地區(qū)和不發(fā)達地區(qū)的差距。中西部很多地區(qū)已經(jīng)意識到模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對制造業(yè)的重要作用。如陜西、四川、河北等模具生產(chǎn)有了很大的發(fā)展，河北興林車身制造集團有限公司作為河北泊頭地區(qū)的骨干企業(yè)帶動了一片模具企業(yè)的開拓；四川宜賓普什模具有限公司憑借強有力的資金投入，將在未來寫下新的篇章。 3）.要積極推進模具企業(yè)特別是國有企業(yè)的體制的創(chuàng)新，轉換經(jīng)營機制，大力發(fā)展混合所有制經(jīng)濟，明確產(chǎn)權和完善法人治理結構。充分發(fā)掘企業(yè)發(fā)展的內在動力。要積極推進中、西部地區(qū)工業(yè)基礎較好地區(qū)的制造業(yè)大中型企業(yè)主輔分離，使其模具車間、分廠在不太長的時間里，采用多種有效實現(xiàn)形式，轉換機制，大力發(fā)展產(chǎn)權明晰、獨立自主經(jīng)營，適應市場運作和模具生產(chǎn)快速反應的現(xiàn)代專業(yè)模具企業(yè)，培養(yǎng)能代表行業(yè)水平的“龍頭”企業(yè)，帶動地區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。 4.未來我國塑料模具的主要發(fā)展方向 1）.提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。?????? 2）.在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術。CAD/CAM技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術，近年來模具CAD/CAM技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造了良好的條件；基于網(wǎng)絡的CAD/C實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及AM/CAE一體化系統(tǒng)結構初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足模具的3D設計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用?！? 　 3）.推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產(chǎn)價廉高質量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注 射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且其常用于較復雜的大型制品，模具設計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。???? ??????4）開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應多品種、少批量的生產(chǎn)方式。?????? ??????5）.提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質量和降低模具制造成本，模具標準件的應用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標準件質量、降低成本；再次是要進一步增加標準件規(guī)格品種。??????? ??????6）.應用優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質量顯得十分必要。?????? ??????7）.研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關鍵技術之一。研究和應用多樣、調整、廉價的檢測設備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。 本次設計題目“瓶蓋的產(chǎn)品造型與模具設計”。該模具屬于側向抽芯的注射模。本說明書將分項闡述該塑件注射成型和模具設計的全過程。 由于本人設計水平有限，錯誤的不妥之處在所難免，肯請老師批評指正。 2006.06.10 第1章.瓶蓋產(chǎn)品造型與模具設計 1.設計前的準備工作 １. １：明確設計任務和準備的必要技術資料 注射模設計工作必須以模具設計任務書作為依據(jù)。由設計任務書了解塑料制品的技術圖樣，生產(chǎn)綱領，使用要求。注塑成型工藝要求和完成時間等內容。明確設計任務之后，通過必要的技術資料進行初步設計。 １. ２：分析研究原材料的工藝特性和成型性能 塑件采用的材料為ABS，其成型性能查<<塑料成型工藝與模具設計>>表3-1如下： （1） 非結晶型塑料，品種牌號很多，各品種的機械性能和成型條件也各有差異，應按品種確定成型方法和成型工藝條件。 （2） 吸濕性強，成型前需充分干燥，要求含水量小于百分之三，對于光澤度要求較高的制件，需要更長的干燥時間。 （3） 流動性能一般，溢流間隙0.04。 （4） 成型難度較聚苯乙烯大，宜采用較高的模溫(對于耐高溫抗沖擊型和中沖擊型，應在允許范圍內將取料溫最大值。 ( 5 ) 精度對之制件影響較大，有破壞ABS橡膠相的傾向，通常ABS在250℃左右變色，270℃開始分解。 ( 6) 若制件精度要求較高模溫宜采取50～60℃，若制件表面要求具有光澤模溫宜取60～80℃，我們的線圈骨架采用60℃。 ( 7) 注射壓力應比聚苯乙烯較大，采用螺桿式注塑機料溫可取160～220℃，注射壓力可取70～90MPa。 ( 8) 模具設計過程中注意事項，澆注系統(tǒng)流動阻力應盡可能小，澆口位置及形式應合理并能防止熔接痕的產(chǎn)生，同時要考慮模具制造的經(jīng)濟性和加工的合理性。 ２. ３：塑件的結構和尺寸精度等級及表面質量分析 從該制品的零件圖可知；形狀，結構對制件脫模要求較高，但對尺寸大小，產(chǎn)品精度和表面質量要求都不高。 ①． 成型制件的尺寸大小主要取決于塑料原料的流動性和注射時的壓力，在一定的設備和工藝條件下，流動性較好的塑料品種可以成型較大的制件，塑料ABS的流動性能較好，適于成型較大的制件。 ②． 制品的精度等級；塑料制件的尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動和模具制造誤差，塑料件未注公差，由于該制件的原材料為ABS，而ABS的制件公差等級較低為MT5級，該塑件的精度等級較低。受模具活動部分的影響，取公差值和附加值之和，MT2級取0.05，MT3-5級取0.1。【2】 ③． 制品的表面質量；塑料制件的精度等級較低，我們所要獲得的制件對制品的表面質量除要求無缺陷，毛刺，內部不得有導電雜質外無特殊要求，一般的模具制造工藝和注塑工藝就能滿足要求。 ④． 制品的形狀結構；制品的壁厚均勻為3mm。符合ABS的最小壁厚原則，在制件的轉角處設計圓角，防止在此處出現(xiàn)缺陷，由于制件的尺寸較小，ABS的強度較大不需增設加強筋。 ３. １.４：計算塑料制件的體積和質量 計算塑件的體積和質量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)量。 計算塑料制件的體積： V=50x50x30-40x40x25+2x4x5x5＋a （a≈0.3） =35200＋0.3 =35.5cm （其中圓角處尺寸可不預考慮在選取注塑機時適當放大） 查《模具設計與制造簡明手冊》知聚苯乙烯一般密度為ρ=1.04～1.05g/cm，ABS耐熱型塑料密度為ρ=1.02～1.16g/ cm 由下式換算聚苯乙烯體積： Q=ρ1V/ρ2=1.05/1.09×35.5 cm 由密度可得出單個制件的質量： Q=ρ1V/ρ2×ρ1=1.05×1.05/1.09 ×31.7 =36.23（克） １.５：ABS塑料注射成型的工藝參數(shù)。（注塑工藝卡） 注射溫度包括料筒溫度和噴嘴溫度 料筒溫度：后段溫度t1選用150～170℃ 中段溫度t2選用165～180℃ 前段溫度t3選用180～200℃ 注塑壓力：選用55～65Mpa 注塑時間： 選用0～5s 保壓壓力： 選用 122Mpa 保壓時間： 選用15s 冷卻時間： 選用20s １.６：塑料成型設備的選取【2】 根據(jù)計算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機為xs-z-60查材料知： 螺桿直徑/cm Ф38 注射容量/克： 125克 注射壓力/10Pa： 122Mpa 鎖模力10kN： 500kN 最大注射面積/㎝: 130㎝ 模具厚度/mm： 70--200mm 模板行程/mm: 180mm 噴嘴 球半徑： 12mm 孔半徑： 4mm 定位孔直徑/㎜ 55 推出 兩側 孔徑/mm 22mm 第2章 注塑模具結構的設計 1模腔數(shù)量的確定 塑件的生產(chǎn)屬大批量生產(chǎn)，宜采用多型腔注塑模具，其型腔個數(shù)與注塑機的塑化能力，最大注射量以及合模力等參數(shù)有關，此外還受制件精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟性等因素影響，但是由于瓶蓋的特殊結構,需要用內抽心結構.因此此模具型腔數(shù)目采取一個.一般而言,由上述參數(shù)和因素可按下列方法確定模腔數(shù)量。 ２.１：按注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)量N1 N1=（F/PC）/A－B/A 其中： F 注塑機的鎖模力 N PC 型腔內的平均壓力MPa A 每個制件在分型面上的面積（㎜） B 流道和澆道在分型面上的投影面積（㎜） B 在模具設計前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動分析B為（0.2～0.5），常取B=0.35，熔體內的平均壓力取決于注射壓力，一般為25～40MPa實際所需鎖模力應小于選定注塑機的名義鎖模力，為保險起見常用0.8F則 N1=0.6F/APC=500000×0.6/30×342=29.2 （個） ２.２：注射機注塑量確定型腔數(shù)目N2 N2=（G－C）/V 其中： G 注射機的公稱注塑量（㎜） V 單個制件體積 （㎜） C 流道和澆口的總體積（㎜） 生產(chǎn)中每次實際注塑量應為公稱注塑量的0.75～0.45倍，取0.6倍計算，同時流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計每個制品所需澆注系統(tǒng)是體積的0.2～1倍，現(xiàn)取C=0.6則 N2=0.6G/1.6V=0.375G/V=60×0.375 =10.7（個） 從以上討論可以看到模具的型腔個數(shù)必須取N1，N2中的較小值，在這里可以選取的個數(shù)是2，4，6，8，10個，考慮的制件的取出和模具的開模等情況，以及模具的主流道長度最好小于60mm，以防止因為注塑壓力的降低而帶來的制件充型不足等缺陷。我們所設計的瓶蓋注塑模具采用一模一腔的方案，即 N=1 【4】 第３章.分型面及型腔的確定 3.1 分型面的選擇【5】 模具閉合時動模和定模相配合的接觸面積,叫分型面,也叫合模面.在模具制造不良或鎖模力不足的情況下,模內熔融塑料會通過此分型面濺出,在塑件上形成較厚的飛邊,經(jīng)修整后還會留下明顯的痕跡. 在塑料注射模制造過程中，總會遇到分型面的確定問題，它是一個很復雜的間題，受到許多因素的制約，常常是顧此失彼。所以在選擇分型面時應抓住主要矛盾，放棄次要因素。不同的設計人員有時對主要因素的認識也不盡一致，與自身的工作經(jīng)驗有關。有些塑件的分型面的選擇簡單明確并且唯一;有些塑件則有許多方案可供選擇。 ?3.1.1保證塑料制品能夠脫模 這是一個首要原則，因為我們設置分型面的目的，就是為了能夠順利從型腔中脫出制品。根據(jù)這個原則，分型面應首選在塑料制品最大的輪廓線上，最好在一個平面上，而且此平面與開模方向垂直。分型的整個廓形應呈縮小趨勢，不應有影響脫模的凹凸形狀，以免影響脫模。 3.1.2件外形美觀，容易清理 ? 塑料模具配合非常精密，但塑件脫模后，在分型面的一圈毛邊，我們稱之為飛邊。即使這些毛邊脫模后立即割除，但仍會在塑件上留下痕跡，影響塑件外觀，故分型面應避免設在塑件光滑表面上，如圖3的分型面a位置，塑件割除毛邊后，在塑件光滑表面留下痕跡. 3.1.3盡量避免側向抽芯 ? ? 塑料注射模具，應盡可能避免采用側向抽芯，因為側向抽芯模具結構復雜，并且直接影響塑件尺寸、配合的精度，且耗時耗財，制造成本顯著增加，故在萬不得己的情況下才能使用。 3.1.4使分型面容易加工 ? ? 分型面精度是整個模具精度的重要部分，力求平面度和動、定模配合面的平行度在公差范圍內。因此，分型面應是平面且與脫模方向垂直，從而使加工精度得到保證。如選擇分型面是斜面或曲面，加工的難度增大，并且精度得不到保證，易造成溢料飛邊現(xiàn)象。 3.1.5使側向抽芯盡量短 ? ? 抽芯越短，斜抽移動的距離越短，一方面能減少動、定模的厚度，減少塑件尺寸誤差;另一方面有利于脫模。如圖5塑件中有兩個垂直的孔，我們應使深度大的孔與開模方向一致，深度小的孔置于側向，利用側向抽芯的方法成型 3.1.6保證塑件制品精度 ? ? 作為機械零部件的塑件，平行度、同心度、同軸度都要求很高，保證塑件精度除提高模具制造精度外，與分型面的選擇有很大關系。 3.1.7有利于排氣 ? ? 對中、小型塑件因型腔較小，空氣量不多，可借助分型面的縫隙排氣。因此，選擇分型面時應有利于排氣。按此原則，分型面應設在注射時熔融塑料最后到達的位置，而且不把型腔封閉。 3.1.8塑件留在動模內 ? ? 模具開模時型腔內的塑件一般不會自行脫出，需用頂出機構頂出，注射機上都有頂出裝置，且設在動模一側，因此設計模具分型面時應使開模后塑件能留在動模內，以便直接利用注射機的頂出機構頂出塑件。如果塑件留在定模內，則要再另設計頂出裝置才能脫模，模具結構復雜得多，且成本攀升，加工周期延長。3.1.9使型腔內總壓力較大的方向與分型面垂直 ? ? 塑件注射時型腔內各方向的壓強P相同，故某方向總壓力F=PxS,S為某方向的投影面積，當S越大，則F越大，選擇總壓力較大的方向與分型面垂直，利用注射機的鎖模力來承受較大注射壓力。因此模具結構簡單，否則需另設計鎖緊機構，模具結構復雜，成本增加，加工周期延長。 ? ? 綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多，總的要求是順利脫模，保證塑件技術要求，模具結構簡單制造容易。當選定一個分型面方案后，可能會存在某些缺點，再針對存在的問題采取其他措施彌補，以選擇接近理想的分型面。 該塑件為瓶蓋，表面無特殊的要求，其分型面選擇如下圖所示： 此處為分型 面哦! 圖一 分型面 ３.２：確定型腔的排列方式； 圖二 型腔的排列方式 本塑件在注塑時采用一模一腔，即綜合考慮模具的開模行程較短，注塑機有足夠的開?？臻g，澆注系統(tǒng)符合原則（主流道的長度小于60mm），模具結構簡單和制件精讀符合圖紙要求以制件生產(chǎn)的經(jīng)濟性，可采用上圖所示的型腔排列方式和分型面選擇。 第４章.澆注系統(tǒng)的設計 ４.１：主流道設計； 根據(jù)XS-ZY-125型注塑機噴嘴的有關尺寸【3】 噴嘴前瓶孔徑： d0=Ф4mm 噴嘴前瓶球面半徑： R0=12mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關系： R=R0+（1～2）mm D=d0+(0.5～1)mm 取主流道的球面半徑： R=13mm 取主流道的小瓶直徑d=Ф4.5mm 為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設計為圓錐形式其斜度取1～3度經(jīng)換算得主流道大瓶直徑D=Ф8.5mm，為了使料能順利的進入分流道，可在主流道的出料瓶設計半徑r=5mm的圓弧過渡。 ４.２：主流道襯套的選取?！?】 為了提高模具的壽命在模具與注塑機頻繁接觸的地方設計為可更換的主流道襯套形式，選取材料為T8A，熱處理以后的硬度為53～57HRC，主流道襯套和定模的配合形式為H7/m6的過渡配合。 圖三 主流道襯套 ４.3排氣結構的設計 在注塑模具的設計過程中，必須考慮排氣結構的設計，否則，熔融的塑料流體進入模具型腔內，氣體如不能及時排出會使制件的內部有氣泡，甚至會產(chǎn)生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現(xiàn)廢品。 排氣方式有兩種：開排氣槽排氣，利用和模間隙排氣。 由于瓶蓋注塑模是小型內抽心模具，可直接利用分型面和鑲拼間隙進行排氣，而不需在模具上開設排氣槽。（ABS塑料的最小不溢料間隙為0.04mm，間隙較小，再加上ABS的流動性較好，也不宜開排氣槽。） 第５章：頂桿平移式內抽芯機構 圖四 頂桿平移式內抽芯機構 a 頂出前 b頂出后 1-頂桿 2-型心 3-型心墊板 4-頂出板 如圖所示：本抽芯機構采用頂桿平移式內抽芯，頂桿1既是頂出元件，又是塑件內側突起的成型零件，它又起著向內抽芯的作用。下端安裝在頂出板4上，有教大的安裝間隙，作為頂桿1的活動空間。開模時動模后退，當推板碰到注塑機頂桿時，推板帶動推桿1先把制件推出，推桿1進一步前進，這時斜面B碰到推板，被迫向內運動，同時完成內抽芯動作。合模時斜面A起作用，被迫向外運動，完成復位動作。采用這種機構，應滿足下列條件： L>L1 S>h S1>S 這種機構運動平穩(wěn)，動作可靠。頂桿1于多種作用于一身，故設計要求較高，且易磨塤，應定期檢查更換。 第6章 模具工作零件的設計 凹模的設計： 本副模具采用整體式凹模結構，由于制件結構簡單，模具牢固，不易變形，制件沒拼界逢，適用用于本制件的模具。 材料選用T8A, 硬度在50HRC以上. 根據(jù)澆口的設計要求，澆口設在凹模型腔上其結構。 凹模板尺寸：根據(jù)矩形凹模最小壁厚經(jīng)驗曲線知，此塑件的成型 壓力小于30MPA. 由經(jīng)驗可知【3】： 長為240 mm. 寬為240 mm. 凹模高為 h=42mm 制件高為17mm 加工可以直接用銑刀銑出，也可以用成型電極。為了節(jié)約成本。在這里我選用銑刀銑。 6.1瓶蓋注塑模具的工作尺寸（包括型腔和型芯的尺寸） 本例中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率來計算。 查教材表1-3塑料ABS的成型收縮率為S=0.3～0.8％，故平均我們取為Scp=0.5％?？紤]到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取Б=Δ/3。 表一：凹模工作尺寸的計算： 塑件尺寸 計算公式 型腔工作尺寸 50 Lm=(Ls+LsScp％－3/4Δ)+Б 50+0.05 50 50+0.07 30 30+0.08 17 16.93+0.06 9 8.95+0.03 3 2.95+0.04 表二：凸模工作尺寸的計算 塑件尺寸 計算公式 型芯工作尺寸 34 Ln=(Ls+LsScp％+Δ)－Б 34.32－0.09 10 10.29－0.08 4 4.2-0.03 6.６．２型芯結構的確定： 可根據(jù)模具的各部分結構確定型芯的尺寸和結構。 成型Φ34mm的型芯： 　　　　　圖五　　　小型芯 材料選用T8A, 硬度在50HRC以上. 凸模與固定板連接方式如圖所示：（示意圖） 圖六 凸模與固定板連接方式 固定板選用45鋼． 成型零部件的制造誤差： 成型零部件的制造誤差包括成型零部件的加工誤差和安裝誤差，配合誤差等幾個方面。設計時一般應將成型零部件的制造公差控制在塑件的1/3左右，通常取IT6—9級，綜合考慮取IT8級。 第7章 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設計 注塑模溫度調節(jié)是采用加熱或冷卻方式來實現(xiàn)的，確保模具溫度在成型范圍之內。模具加熱方法有蒸汽、熱油、熱水加熱及電加熱等方法，最常用的方法是電阻加熱；冷卻方法則采用常溫水冷卻、冷卻水強力冷卻或空氣冷卻等方法。而大部分采用常溫水冷卻法。 模具溫調系統(tǒng)的功用：改善成型條件、穩(wěn)定制品形狀尺寸精度、改善制件物理性能、提高制品表面質量。 塑料在生產(chǎn)過程中由于需要對熔融的塑料流體進行冷卻，塑料制件不能有太高的溫度（防止出模后制件發(fā)生翹曲，變形）冷卻系統(tǒng)設計可按下式進行計算： 設該模具平均工作溫度為60°，用20°的常溫水作為模具的冷卻介質，其出口溫度為30°，產(chǎn)量為（1分鐘2模）1000g/h。 ７.１ 計算熱流量 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量為Q，查有關文獻得ABS的單位熱流量為Q=314.3～398.1J/g ,取Q=350J/g： Q=W Q=1008g/h×350J/h=352800J ７.２ 冷卻水的體積流量V V=WQ/Pc(T－T) =352800/60×1/1000×4.2－（30－20） =140cm 溫度調節(jié)對塑件的質量影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 變形 尺寸精度 力學性能 表面質量 在選擇模具溫度時，應根據(jù)使用情況著重滿足制件的質量要求。 在注射模具中溶體從200 C,左右降低到60C左右，所釋放的能量5％以輻射，對流的方式散發(fā)到大氣中，其余95％由冷卻介質帶走，因此注射模的冷卻時間只要取決與冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。模具的冷卻時間約占整個循環(huán)周期的2/3?？s短循環(huán)周期的冷卻時間是提高是提高生產(chǎn)效率的關鍵。 在冷卻水冷卻過程中，在湍流下的熱傳遞是層流的10—20倍。在次我選擇湍流。 表三　冷卻水道的選取：（有計算選?。? 冷卻水道直徑 d/（mm） 最低流量 v/（m/s） 流量 Ｖ/（m/min） 12 1.10 7.4×10 冷卻回路的布置應根據(jù)塑件的形狀及所需冷卻溫度分布要求以及澆口位置等，設計冷卻回路為直通式，為使塑件受熱均勻，冷卻回路應同時開設在動定模兩側。示意圖: 圖七 冷卻水道 第８章 模具的合模高度 在支撐板與固定零件的設計中根據(jù)經(jīng)驗確定：定模板厚度H1=42mm，斜楔塊厚度為H2=34mm，腔板型芯固定板厚度為H3=28mm，推件板厚度為H4=16mm，墊塊厚度H5=73mm動模板厚度H6=27mm(考慮模具的抽芯距)如下圖所示： ８.１：計算模具的閉合高度： H=H1＋H2＋H3＋H4＋H5＋H6 =42＋34＋28＋16＋73＋27 =220mm ８.２：校核注塑機的開，合?？臻g A：模具合模時校核： 110mm<220mm<277mm 注:模具符合注塑機的要求; B：模具開模時校核： 110mm<220mm＋15mm<200mm 注:模具符合注塑機的要求; 第9章 注塑機有關參數(shù)的校核 本模具的外形尺寸為180mm×200mm×220mm, XS-Z-60型注塑機模板最大安裝尺寸是330mm×440mm。 由于上述計算的模具閉合高度為220mm，XS-Z-60型注塑機的最小模具厚度為130mm，最大模具厚度為200mm ９.１：模具合模時校核： 200mm<220mm<300mm ９.２：模具開模時校核： 200mm<220mm＋15mm<300mm 其中：15mm為模具的抽拔距 經(jīng)校核XS-ZY-125型注塑機能滿足使用要求故可以采用。 第10章 模具的裝配 裝配主要要求如下： （1） 模具上下平面的平行度偏差不大于0.05mm 分模處要求密合。 （2） 推件時推桿與卸料板要保持同步。 （3） 上、下模型芯必須緊密接觸。 裝配時以分型面密合作為該模具的裝配基準，裝配順序如下： （1） 裝配前按圖檢驗主要工作零部件及其它零件尺寸。 （2） 鏜導柱、導套孔。將定模板、動模板、型芯固定板疊合在一起，使分模面緊密接觸并加緊，鏜導柱、導套孔，在孔內壓入工藝定位銷后，加工側面的垂直基準。 （3） 加工定模。用定模側面的垂直基準確定定模上型芯中心的實際位置，并以次作為加工基準，分別鏜型芯孔φ34mm、φ10mm，并锪臺肩φ44mm×6mm、 φ14mm×6mm。 （4） 壓入導柱、導套。將定模、板動模板、支撐板上分別壓入導柱、導套，使其導向可靠，滑動靈活。 （5） 裝配型芯。在定模和型芯固定板孔內壓入型芯，用鏍孔復印法和壓銷釘套法使型芯緊固在支撐板上，將其一起磨平。 （6） 通過型芯鉆支撐板上的推桿孔。 （7） 通過支撐板鉆推桿固定板上的孔。 （8） 在推桿固定板和支撐板和支撐板上加工限位螺釘和復位桿孔。 （9） 組裝墊塊和支撐板。 （10） 加工定模座板。加工螺孔、銷釘孔和導柱孔，并將澆口套、導柱套壓入定模座板。 （11） 定模部分的裝配。用平行夾頭把它們加緊（澆口套的澆道孔與鑲塊上的澆道口對中，在上面鉆固定在注塑機上的孔，使其與注塑機相配合。 （12） 裝配動模部分。修正推桿和復位桿的長度。 （13） 完成裝配后進行試模，并校驗入庫。 制件常見缺陷及解決辦法: 表四： 名稱 注塑機及成型條件問題 模具或材料問題 填充不滿 1 注塑機的注塑能力不夠 2 加料量不夠 3 注塑壓力太低 4 料溫太底使塑料溶體流動不好 5 注塑速度太慢 6 注塑機噴嘴有異物阻塞 1 澆口平衡不好 2 模具溫度太低 3 排氣不良 4 流道澆口過小 5 澆口流道有異物阻塞 6 塑料原料流動性不好 飛邊 1 注塑壓力太低 2 鎖模力不夠 3 加料量過大 4 料溫過高 5 保壓時間過長 1 模具配合面不嚴 2 成型期間塑料原料粘性太低 流痕 1 料溫太低使塑料流動性不好 2 注塑速度較低 3 注塑機噴嘴過小 4 保壓壓力不夠 1 模具溫度過低 2 模具冷卻不良 3 塑料流動性差 龜裂 1 注塑壓力過高 2 料溫太低導致流動不好 3 保壓壓力過高 4保壓時間過長 1 模具溫度過低 2 型腔設計不良 3 塑料粘性不良 4 塑料原料退火不良 空洞 1 注塑壓力過低 2 保壓壓力不夠 3 注塑速度過快或過慢 4 保壓時間短 1 模具排氣不良 2 壁厚設計不均 3 澆口位置不良 4 澆口澆道尺寸過小 小結 通過這次課程設計使我學到了許多知識，對一些原來一知半解的理論也有了清楚的認識。特別是原來所學的一些專業(yè)基礎課：如機械制圖、模具材料、公差配合與技術測量、塑料模具設計與制造等有了更深刻的理解，使制造的模具既能滿足使用要求有不浪費材料，保證了工件的經(jīng)濟性，設計的合理性。通過塑料模手冊、模具制造簡明手冊、模具標準應用手冊等了解到許多原來未知的知識。 由于能力有限，設計中難免有疏漏之處，懇請老師給予指正。我在此衷心謝謝原老師的大力幫助與指導。 致謝 經(jīng)過一段時間的緊張工作，今日終于順利完成畢業(yè)設計。在這里，我要忠心地感謝一些在我的設計工作中給予我很大的幫助。 首先：我要感謝我的指導老師原老師，特別感謝原老師的近段設計期間對我的指導和幫助，特別是在離校期間的關心。 其次：我要感謝的是我的同學們，在設計過程中遇到技術問題，通過與他們的商討和幫助，查閱資料，一一攻破難關，助我順利地完成設計。 最后：我還要深深地感謝在工廠里的師傅們，在進行畢業(yè)設計期間，他們給予我以模具制造與設計方面上的經(jīng)驗指導。 參考文獻 1. 楊占堯主編 塑料注塑模結構與設計 清華大學出版社 2004.09 2. 翟德梅主編 模具制造技術 河南機電高?？茖W校 2001.07 3．瞿金平主編 塑料工業(yè)手冊 化學工業(yè)出版社 1999.01 4．王孝培主編 模具設計簡明手冊 機械工業(yè)出版社 2000.06 5. 肖祥芷主編 中國模具設計大典 江西科學技術出版社 2002.10 6. 閻亞林主編 塑料模具圖冊 高等教育出版社 2002.11 7. 黃虹主編 塑料成型加工與模具 化學工業(yè)出版社 2003.01 8．薛嚴成主編　公差配合與測量技術　　機械工業(yè)出版社　　 1992.10 9．華南工學院合 塑料機械設計　　 機械工業(yè)出版社 1996.02 10．曹宏深主編　塑料成型工藝與模具設計　機械工業(yè)出版社　1998.07 第 28 頁 共 28 頁