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畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
課題名稱： MP3上殼模具設(shè)計
院 （系）： 機電工程學(xué)院
專業(yè)班 級： 08模具設(shè)計與制造 （1）班
學(xué)生姓名： 黃銳
學(xué) 號： 2008301127
指導(dǎo)教師： 梁豐
二○一○ 年 12月 12日
一、課題簡介：
本次課題是以MP3上殼作為設(shè)計類型的題目，要求設(shè)計的模具為注塑模具，根據(jù)塑料成型的原理與工藝特點、塑料制作結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的理論知識，通過相關(guān)的繪圖軟件的操作，并結(jié)合實踐的經(jīng)驗進行設(shè)計。
二、選題依據(jù)（來源）及其意義：
1.課題來源：
本次設(shè)計的題目是MP3上殼，該產(chǎn)品貼近實際生產(chǎn)，隨著科技發(fā)展，社會的需求量逐步增大，生活中使用的普遍性給此次設(shè)計帶來參考價值，促使實際的合理性與產(chǎn)品的實用性。
2.設(shè)計方式：
利用所掌握的繪圖軟件與相關(guān)注塑模具方面的理論知識，結(jié)合部分消費者理想中的產(chǎn)品進行設(shè)計，整個設(shè)計過程是經(jīng)過指導(dǎo)老師的指導(dǎo)與同學(xué)的幫助下個人獨立完成。
3.主要意義：
通過此次課題研究與設(shè)計，培養(yǎng)我們綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識、基本技能和專業(yè)知識，并加以應(yīng)用與鞏固，提高自我分析和解決問題的能力。
三、本課題的實施方案
內(nèi)容
1. 前期工作：
明確設(shè)計要求并對產(chǎn)品進行分析，與指導(dǎo)老師溝通，通過身邊同學(xué)對產(chǎn)品的造型與其他問題進行調(diào)查，通過網(wǎng)絡(luò)、書籍收集該產(chǎn)品設(shè)計的有關(guān)資料，綜合產(chǎn)品的實用經(jīng)濟性確定設(shè)計思路。
2. 過程步驟：
①根據(jù)設(shè)定的思路對產(chǎn)品進行三維造型，要求產(chǎn)品貼近大眾消費要求，模
具能最大限度節(jié)約生產(chǎn)成本，并易于加工；
②通過三維實體對模具各部分結(jié)構(gòu)進行受力分析，選擇合適的材料并初步， 確定模具設(shè)計方案；
③對模具設(shè)計方案進行最終確定，其中包括模架的選用、型腔的數(shù)量及排布、分型面的確定、流道的設(shè)計、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計、推出系統(tǒng)的設(shè)計還有注塑機的選用等；
④根據(jù)模具設(shè)計方案用AutoCAD繪制2D模具裝配圖，用UG對產(chǎn)品進行3D造型，繪制產(chǎn)品的相關(guān)零件圖；
⑤撰寫《設(shè)計說明書》并闡述設(shè)計思路與流程。
3.后期工作：
檢查繪制的圖紙及《設(shè)計說明書》，通過老師指導(dǎo)進行修改，從而完成本次模具設(shè)計。
四、論文（設(shè)計）工作進程：
日 期 安 排
工作內(nèi)容
2010.12.01—2010.12.05
調(diào)研、收集資料，分析設(shè)計課題
2010.12.05—2010.12.13
編寫畢業(yè)設(shè)計開題報告并確定設(shè)計思路
2010.12.13 –2011.01.03
查閱參考文獻,確定模具結(jié)構(gòu)草圖,對模具各部分結(jié)構(gòu)進行受力分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計
2011.01.03—2011.05.01
應(yīng)用畫圖軟件UG設(shè)計產(chǎn)品，用CAD軟件對產(chǎn)品的零件圖，總裝圖
2011.05.01—2011.05.20
繪制模具結(jié)構(gòu)圖,繪制相關(guān)模具零件圖紙,編寫設(shè)計說明書
2011.05.20—2011.05.31
修改模具結(jié)構(gòu)圖,調(diào)整相關(guān)模具零件圖紙,修改設(shè)計說明書，確定終稿。
五、主要參考文獻：
[1] 機械制圖/劉力主編.2版.—北京：高等教育出版社，2004.7；
[2] 工程力學(xué)/顧曉勤主編.—2版.?—北京：機械工業(yè)出版社，2007.3；
[3] 機械制造基礎(chǔ)/孫學(xué)強主編.—北京：機械工業(yè)出版社，2001.4；
[4] 機械設(shè)計基礎(chǔ)/陳立德主編.—第二版.北京：高等教育出版社，2007.7；
[5] 塑料材料與配方/桑永主編.—北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.11；
[6] 塑料成型工藝與模具設(shè)計/屈華昌主編、—2版，—北京；機械工業(yè)出版，2007.8；
[7] 模具設(shè)計與制造基礎(chǔ) 黃志輝主編.—北京：電子工業(yè)出版社，2007.3；
[8] 公差配合與測量/胡瑢華，甘澤新主編.—北京；清華大學(xué)出版社，2005.2；
[9] UG NX4.0中文版基礎(chǔ)教程/張云杰編著.—北京：清華大學(xué)出版社，2007.6；
[10]UG NX4 模具設(shè)計實用教程/陳已明，謝龍漢編著.—北京：清華大學(xué)出版社，2006.12；
[11]模具拆裝及測繪實訓(xùn)教程/王暉，李大成主編.—重慶：重慶大學(xué)出版社，2006.10；
[12]Auto CAD 繪圖基礎(chǔ)與技巧 劉俊英 梁豐 殷小清 主編；
[13]UG模具設(shè)計實例與技巧 張屯國主編.—北京：國防工業(yè)出版社，2006.8；
[14]注塑模具設(shè)計方法與經(jīng)驗/李忠文.張洪偉—遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2008.10
[15]注塑模具設(shè)計實例詳解/何文.朱淑君—遼寧科學(xué)技術(shù)出版社， 2009.05；
[16]互換性與測量技術(shù)/周文玲—機械工業(yè)出版社2005.05；
指
導(dǎo)
教
師
意
見
本欄填寫：
1、 評語：
某某同學(xué)的題為《……》的畢業(yè)論文（設(shè)計）的開題報告較好（或一般），同意開題。
或此開題報告較好（或一般），同意開題。
2、 說明同意或不同意開題的理由：
3、 建議：
指導(dǎo)教師（簽名）：
年 月 日
專業(yè)意見
專業(yè)主任（簽名）：
年 月 日
5
畢業(yè)設(shè)計說明書
題目
MP3上殼模具設(shè)計
模具設(shè)計
學(xué)生姓名
專業(yè)名稱
模具設(shè)計與制造
指導(dǎo)教師
二0一一年六月六日
目錄
河源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計
MP3上殼模具設(shè)計
指導(dǎo)教師： 梁豐
專業(yè)名稱： 模具設(shè)計與制造
論文提交日期：
論文答辯日期：
論文評閱人：
目錄
摘 要 I
Abstract II
第一章 緒論 1
第二章 零件工藝性分析 2
2.1分析塑件使用材料的種類及工藝特征 2
2.2分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 5
2.3工藝性分析 5
第三章 模具與注射機的關(guān)系 6
3.1初步確定型腔數(shù)目 6
3.2塑件體積的計算 6
3.3塑件質(zhì)量的計算 7
3.4確定型腔數(shù)目 7
第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 9
4.1主流道的設(shè)計 9
4.2 分流道的設(shè)計 10
4.3 分型面的選擇 11
4.4 澆口的設(shè)計 12
4.5 冷料穴的設(shè)計 13
第五章 成型零部件的計算和設(shè)計 14
5.1型腔、型芯工作尺寸計算 14
5.2 側(cè)抽機構(gòu)設(shè)計 15
5.3模架的選擇 17
第六章 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 18
第七章 脫模機構(gòu)的設(shè)計 19
7.1何為脫模機構(gòu) 19
7.2脫模機構(gòu)的設(shè)計原則 19
7.3推出機構(gòu)的設(shè)計 19
第八章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 22
8.1冷卻系統(tǒng)設(shè)計 22
8.2冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則 22
8.3冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 22
8.4 確定冷卻水道直徑 23
第九章 校核 24
9.1注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核 24
9.2模具厚度H與注射機閉和高度 25
第十章 結(jié)論 25
參考文獻 26
致 謝 27
摘要
摘要
本設(shè)計是以MP3上殼為主題。其設(shè)計思路由參考多個生產(chǎn)事例而得出，設(shè)計內(nèi)容是從零件的工藝分析開始的，根據(jù)工藝要求來確定設(shè)計的大體思路。在設(shè)計當(dāng)中，很多東西都是自己原來所沒有接觸過的，尤其是前段時間所學(xué)的理論課知識與現(xiàn)在的自己動手操作設(shè)計，設(shè)計順序開始是從零件的材料選擇，接下是成型參數(shù)、密度、收縮率的確定，模具種類與模具設(shè)計的關(guān)系、塑件的尺寸精度與結(jié)構(gòu)、注射機的選擇、模具設(shè)計有關(guān)尺寸的計算（包括模具行腔型芯的計算及其公差的確定）、注塑機參數(shù)的校核、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具冷卻、加熱系統(tǒng)計算、注射模標(biāo)準(zhǔn)件的選用及總裝技術(shù)要求等內(nèi)容。
其次是模具的結(jié)構(gòu)，在模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計當(dāng)中，首先設(shè)計的是模具的型腔結(jié)構(gòu)，接下來是型芯結(jié)構(gòu)、斜導(dǎo)柱、滑塊、導(dǎo)向機構(gòu)、復(fù)位桿、拉料桿、推件桿和推出機構(gòu)，這樣做的目的是為了規(guī)范化，更重要的是為了以后與制造人員的配合。既讓自己有了良好的設(shè)計習(xí)慣，又能鍛煉自己的配合意識。為以后工作做一次演練，這樣更能體現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合的目的。
關(guān)鍵詞:型腔 型芯 注射模 推桿
I
Abstract
Abstract
The design is based on MP3 epivalve as its theme. Their design ideas by reference to examples drawn from a number of production, design is part of the process from the beginning of the analysis, in accordance with technical requirements to determine the general idea of the design. In the design, many things are not themselves come into contact with the original, especially in earlier studies of the theory of knowledge and the current design do-it-yourself operation, design sequence started from the parts of the material selection, to take over the shape parameters, density, the determination of shrinkage, mold and die design the type of relationship between the size precision plastic parts and structure, the choice of injection machines, mold design calculations of the size (including the core cavity mold line of the calculation and determination of tolerance), injection Check the machine parameters, mold design, mold cooling, heating system, the injection mold standard parts and assembly of selected content, such as technical requirements.
Followed by the mold structure, the design of the structure in the mold, the first design of the structure of the mold cavity, followed by the core structure, oblique derivative columns, slider-oriented institutions, reset rod, pull rod material, push the pieces of rod and the introduction of institutions, it is designed to standardize and, more importantly, personnel and manufacturing to after the match. This will enable the design of their own has made a good habit, but also tempered with the awareness of their own. Work for the first time after the exercise, this will reflect the combination of theory and practice purposes.
Keywords: Cavity Mold Core Injection Mold Ejector pin
河源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書
第一章 緒論
模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，它被用來成型具有一定形狀和尺寸的各種制品。模具成型已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，成為多種成型工藝中最具潛力的發(fā)展方向。尤其是塑料模具，在所有模具的總產(chǎn)量中所占的比例越來越大，對經(jīng)濟的發(fā)展起著十分重要的作用。
近年來塑料成型模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，在工業(yè)生產(chǎn)中對塑料模具的要求是：能高效地生產(chǎn)出外觀和性能均符合使用要求的制品。它包括三個方面的內(nèi)容。第一，制品方面要求精度高，外觀美，性能好。第二，制造方面要求結(jié)構(gòu)合理，容易制造，而且成本要低。第三，使用方面要求操作簡單方便，效率高，容易實現(xiàn)自動化，還有維護保養(yǎng)方便。隨著模具設(shè)計與制造技術(shù)的迅猛發(fā)展，塑料成型模具將趨向于高效率、自動化、大型、精密、長壽命的方向發(fā)展。
本次設(shè)計的題目是“手機電池卡扣模具設(shè)計”，其內(nèi)容為：
（1）學(xué)會觀察制品，判斷制件是否符合塑料件的成形條件（比如注意拔模斜度），還特別要留意制件影響開模的細部特征；
（2）研究制件的排位方式和進澆方式，畫草圖確定模具的整體結(jié)構(gòu)，保證結(jié)構(gòu)能循環(huán)工作，穩(wěn)定可靠；
（3）在深入研究制件的基礎(chǔ)上確定開模的分型面，以及確定各鑲塊或滑塊、斜頂?shù)姆指蠲娼M或體積塊；
（4）用UGNX 4.0按照上步的結(jié)果把模具核心的部分：凸凹模分割出來，接著分出各鑲塊、滑塊和斜頂；
（5）進一步完善凸凹模和各細微結(jié)構(gòu)；
（6）調(diào)用EMX中適合的模架完成模架設(shè)計；
（7）在UGNX 4.0中出模具轉(zhuǎn)配圖和模仁圖，以及對模架板塊需要再加工的各組件出工程圖；
（8）把UGNX 4.0工程圖轉(zhuǎn)入AUTOCAD中進行完善。
第二章 零件工藝性分析
2.1分析塑件使用材料的種類及工藝特征
塑件：
圖2-1 塑件示意圖
本產(chǎn)品為MP3上殼，該塑件材料選用ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物）。
用途：汽車配件（儀表板、工具艙門、車輪蓋、反光鏡盒等），收音機殼，電話手柄、大強度工具（吸塵器，頭發(fā)烘干機，攪拌器，割草機等），打字機鍵盤，娛樂用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪橇車等。
比重:1.05克/立方厘米
燃燒鑒別方法：連續(xù)燃燒、藍底黃火焰、黑煙、淺金盞草味
溶劑實驗：環(huán)已酮可軟化，芳香溶劑無作用
特點：
1.綜合性能較好,沖擊強度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好.
2.與372有機玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理.
3.有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別。
4.流動性比HIPS差一點，比PMMA、PC等好，柔韌性好。
5.用途：適于制作一般機械零件,減磨耐磨零件,傳動零件和電訊零件.
6.同PVC（聚氯乙烯）一樣在屈折處會出現(xiàn)白化現(xiàn)象。
成型特性：
1.無定形料,流動性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長時間預(yù)熱干燥80-90度,3小時.
2.宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為>270度).對精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,對高光澤.耐熱塑件,模溫宜取60-80度.
3.如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ā?
4.如成形耐熱級或阻燃級材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進行清理，同時模具表面需增加排氣位置。
ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。
ABS工程塑料一般是不透明的，外觀呈淺象牙色、無毒、無味，兼有韌、硬、剛的特性，燃燒緩慢，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無熔融滴落現(xiàn)象。
ABS工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性，散熱性（現(xiàn)在ABS工程塑料的工藝已經(jīng)很成熟了，筆記本電腦只要內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，同樣可以有出色的散熱效果。)
成型加工和機械加工較好。ABS樹脂耐水、無機鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。
ABS工程塑料的缺點：熱變形溫度較低，可燃，耐候性較差。
ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。
ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為1.02~1.05g/cm3。ABS有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿和酸類對ABS幾乎無影響。ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。ABS的缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70oC左右，熱變形溫度為93oC左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易發(fā)脆。ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進行干燥處理；ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量少澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。
ABS主要技術(shù)指標(biāo)：
表1-1 熱物理性能
密度(g/ cm3)
1.02—1．05
比熱容(J·kg-1K-1)
1255—1674
導(dǎo)熱系數(shù)
(W·m-1·K-1×10-2)
13.8—31.2
線膨脹系數(shù)
(10-5K-1)
5.8—8.6
滯流溫度(°C)
130
表1-2 力學(xué)性能
屈服強度（MPa）
50
抗拉強度(MPa)
38
斷裂伸長率(﹪)
35
拉伸彈性模量(GPa)
1.8
抗彎強度(MPa)
80
彎曲彈性模量(GPa)
1.4
抗壓強度(MPa)
53
抗剪強度(MPa)
24
沖擊韌度
(簡支梁式)
無缺口
261
布氏硬度
9.7R121
缺 口
11
表1-3 電氣性能
表面電阻率（Ω）
1.2×1013
體積電阻率（Ω·m）
6.9×1014
擊穿電壓（KV/mm）
\
介電常數(shù)（106Hz）
3.04
介電損耗角正切（106Hz）
0.007
耐電弧性(s)
50—85
2.2分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性
該塑件尺寸中等，整體結(jié)構(gòu)較簡單.多數(shù)都為曲面特征。除了配合尺寸要求精度較高外，其他尺寸精度要求相對較低，但表面粗糙度要求較高，再結(jié)合其材料性能，故選一般精度等級：5級。
2.3工藝性分析
為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用側(cè)澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面處，澆口橫向開設(shè)在模具的型腔處，從塑料件側(cè)面進料，因而塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果。
塑件的工藝參數(shù)：
干燥條件：80-90℃ 2小時
成型收縮率:0.4-0.7%
模具溫度：25-70℃（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低）
融化溫度：210-280℃（建議溫度：245℃）
成型溫度：200-240℃
注射速度：中高速度
注射壓力：500-1000bar
27
河源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書
第三章 模具與注射機的關(guān)系
模具型腔能否充滿與注射機允許的最大注射量密切相關(guān)，設(shè)計模具時，應(yīng)保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機實際的最大注射的范圍內(nèi)。
3.1初步確定型腔數(shù)目
根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點，此塑料產(chǎn)品在模具中的扣置方式有兩種:一種是將塑料制品的回轉(zhuǎn)軸線與模具中主流道襯套的軸線垂直；另一種是將此塑料制品的中心線與模具中主流道襯套的軸線平行。這里擬采用第一種方式，1模1件的結(jié)構(gòu)。
3.2塑件體積的計算
塑件：
圖 3-1 塑件示意圖
通過零件各尺寸大小的計算，得出零件塑件的體積
V1=8.3cm
圖3-2澆注系統(tǒng)示意圖
根據(jù)三維模型，利用三維軟件計算，得出澆注系統(tǒng)的體積
V2=2.7cm
塑件與澆注系統(tǒng)的總體積為 V=8.3+2.7=11cm
3.3塑件質(zhì)量的計算
塑件體積：V=11cm
塑件質(zhì)量，根據(jù)有關(guān)手冊查得：ρ=1.05g/cm
所以，塑件的重量為：
M=V×ρ=11cm×1.05=11.55g
3.4確定型腔數(shù)目
確定型腔數(shù)目應(yīng)按注射機的最大注射量來決定
根據(jù) （3-1）
得 （3-2）
注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8;
注射機最大注射量，cmз或g;
澆注系統(tǒng)凝料量，cmз或g；
單個塑件體積或質(zhì)量，cmз或g；
根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)及尺寸精度要求,該塑件在注射時采用1模1腔
圖3-3 模具結(jié)構(gòu)示意圖
查資料得知應(yīng)選用CJ80NC3型號注射機，其參數(shù)如下：
圖3-4 注射機參數(shù)示意圖
第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計
澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則：澆口位置應(yīng)盡量選擇在分型面上，以便于模具加工及使用時澆口的清理；澆口位置距型腔各個部位的距離應(yīng)盡量一致，并使其流程為最短；澆口的位置應(yīng)保證塑料流入型腔時，對著型腔中寬敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔時直沖型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能盡快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件變形;盡量避免使制件產(chǎn)生熔接痕,或使其熔接痕產(chǎn)生在之間不重要的位置;澆口位置及其塑料流入方向,應(yīng)使塑料在流入型腔時,能沿著型腔平行方向均勻的流入,并有利于型腔內(nèi)氣體的排出。
4.1主流道的設(shè)計
主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具處到分流道為止 塑料熔體 流動通道
根據(jù)選用的CJ80NC3型號注射機的相關(guān)尺寸得
噴嘴前端孔徑：d0=4.0mm；
噴嘴前端球面半徑：R0=10mm；
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系
取主流道球面半徑：R=11mm；
取主流道小端直徑：d=4.5mm
為了便于將凝料從主流道中取出，將主流道設(shè)計成圓錐形，起斜度為，此處選用2°，經(jīng)換算得主流道大端直徑為6.91MM。
圖4-1 主流道示意圖
4.2 分流道的設(shè)計
分流道是主流道與澆口之間的通道，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)計應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。常用分流道斷面尺寸推薦如表4-1所示。
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.
聚苯乙烯
3.5~10
聚乙烯
1.6~9.5
軟聚氯乙烯
3.5~10
尼龍類
1.6~9.5
硬聚氯乙烯
6.5~16
聚甲醛
3.5~10
聚氨酯
6.5~10
丙烯酸
8~10
熱塑性聚酯
3.5~8.0
抗沖擊丙烯酸
8~12.5
聚苯醚
6.5~10
醋酸纖維素
5~10
聚砜
6.5~10
聚丙烯
5~10
離子聚合物
2.4~10
異質(zhì)同晶體
8~10
聚苯硫醚
6.5~13
表4-1流道斷面尺寸推薦值
分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成梯形流道。在該模具上取圓形斷面形狀。
分流道選用圓形截面：直徑D=4mm
流道表面粗糙度
圖4-2 分流道示意圖
4.3 分型面的選擇
分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動特性及塑料的脫模。
一、分型面的形式
該塑件的模具只有一個分型面，垂直分型。
二、分型面的設(shè)計原則
由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、形狀以及摧出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析。
選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項基本原則：
（1） 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處
（2） 確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模
（3） 保證塑件的精度
（4） 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求
（5） 便于模具制造加工
（6） 注意對在型面積的影響
（7） 對排氣效果
（8） 對側(cè)抽芯的影響
在實際設(shè)計中，不可能全部滿足上述原則，一般應(yīng)抓住主要矛盾，在此前提下確定合理的分型面。其分型面如圖
圖4-3 分型面示意圖
4.4 澆口的設(shè)計
根據(jù)澆口的位置選擇要求，盡量縮短流動距離，避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷，澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚處等要求。采用側(cè)澆口可以保持產(chǎn)品外觀精度。本設(shè)計采用邊緣澆口，邊緣澆口（又名為標(biāo)準(zhǔn)澆口、側(cè)澆口） 該澆口相對于分流道來說斷面尺寸較小，屬于小澆口的一種。邊緣澆口一般開在分型面上，具有矩形或近矩形的斷面形狀，其優(yōu)點是澆口便于機械加工，易保證加工精度，而且試模時澆口的尺寸容易修整，適用于各種塑料品種，其最大特點是可以分別調(diào)整充模時的剪切速率和澆口封閉時間。
該模具采用側(cè)澆口，其有以下特性:
①形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證；
②試模時如發(fā)現(xiàn)不當(dāng)，容易及時修改；
③能相對獨立地控制填充速度及封閉時間；
④對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。
圖4-4 澆口示意圖
4.5 冷料穴的設(shè)計
冷料穴是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成之一。冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入型腔。這些冷料既影響熔體充填的速度，有影響成型塑件的質(zhì)量，另外還便于在該處設(shè)置主流道拉料桿的功能。注射結(jié)束模具分型時，在拉料桿的作用下，主流道凝料從定模澆口套中被拉出，最后推出機構(gòu)開始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外。
其設(shè)計圖如下：
圖4-5 冷料穴示意圖
第五章 成型零部件的計算和設(shè)計
5.1型腔、型芯工作尺寸計算
ABS塑料的收縮率是0.3%--0.8%
平均收縮率: =（0.3%--0.8%）/2=0.55%
型腔內(nèi)徑： =90.49mm
型腔深度： =13.07mm
型芯外徑： =86.47mm
型芯深度： =11.06mm
型腔徑向尺寸（mm ）;
- 塑件外形基本尺寸（mm）;
-塑件平均收縮率；
-塑件公差
-成形零件制造公差，一般取1/4—1/6；
-塑件內(nèi)形基本尺寸（ mm）;
-型芯徑向尺寸（mm）;
-型腔深度（mm）；
-塑件高度（mm）
-型芯高度（mm）；
-塑件孔深基本尺寸（mm）；
型腔：鋼材選用P20，使用數(shù)控精雕及電火花加工成型
型芯：鋼材選用P20，使用數(shù)控精雕及電火花加工成型
5.2 側(cè)抽機構(gòu)設(shè)計
〔1〕抽芯距的確定與抽拔力的計算
抽芯距的計算公式如下：
（5-1）
式中 S—抽芯距，mm；
S1—取出塑件最小尺寸，mm；
R—最外尺寸，mm；
r—滑塊內(nèi)徑，mm。
S=2.01+2.99=5mm
〔2〕斜導(dǎo)柱分型抽芯機構(gòu)的設(shè)計
斜導(dǎo)柱分型抽芯是應(yīng)用最廣的分型抽芯機構(gòu)，它借助開模力完成側(cè)向抽芯，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，動作可靠。其結(jié)構(gòu)如圖5-1所示，瓣合?；瑝K裝在T型導(dǎo)滑槽內(nèi)，可沿著抽拔方向平穩(wěn)滑移，驅(qū)動滑塊的斜導(dǎo)柱與開模運動方向成斜角安裝，斜導(dǎo)柱與滑塊上對應(yīng)的孔呈松動配合，開模時斜導(dǎo)柱與滑塊發(fā)生相對運動，斜導(dǎo)柱對滑塊產(chǎn)生一側(cè)向分力，迫使滑塊完成抽芯動作。
圖5-1 斜導(dǎo)柱分型抽芯機構(gòu)示意圖
斜導(dǎo)柱的斜角一般為15°～20°，最大不得超過25°，本設(shè)計采用15°，斜導(dǎo)柱的材料采用優(yōu)質(zhì)鋼材T8A，淬火硬度HRC55～60。
斜導(dǎo)柱的長度計算
當(dāng)滑塊抽出的方向與開模方向垂直，斜導(dǎo)柱的長度計算公式如下：
（5-2）
式中 L—斜導(dǎo)柱的總長度，mm；
D—大端的直徑，mm；
S—抽拔距，mm；
d—導(dǎo)滑段的直徑，mm；
h—固定模板厚度，mm；
α—斜導(dǎo)柱的傾斜度，15°。
L=72mm
5.3模架的選擇
注塑模模架國家標(biāo)準(zhǔn)有兩個，即GB/T12556——1990《塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件》和GB/T12555——1990《塑料注射模大型模架》。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國的部分地區(qū)形成了自己的標(biāo)準(zhǔn)，該設(shè)計采用龍記標(biāo)準(zhǔn)模架，型號為：CI2025A60B70。
圖5-2 模架模型圖
圖5-3 模架模型圖
第六章 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計
為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開模，在注射模中必須設(shè)置導(dǎo)向機構(gòu)。
導(dǎo)向機構(gòu)的作用是導(dǎo)向、定位以及承受一定的側(cè)向壓力。
⑴.導(dǎo)柱應(yīng)合理地均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強度。
⑵.導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯（凸模）端面的高度高出6～8mm，以免型芯進入凹模時與凹模相碰而損壞。
⑶.導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強度。
⑷.為了使導(dǎo)柱能順利地進入導(dǎo)套，導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端也應(yīng)該倒角，導(dǎo)向孔作成通孔，以利于排出孔內(nèi)的空氣。
⑸.導(dǎo)柱的設(shè)置應(yīng)根據(jù)需要而決定裝配方式。
⑹.一般導(dǎo)柱滑動部分的配合形式按H8/f8，導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分配合按H7/k6，導(dǎo)套外徑的配合按H7/k6。
⑺.一般應(yīng)在動模座板與推板之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套，以保證推出機構(gòu)的正常運動。
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第七章 脫模機構(gòu)的設(shè)計
7.1何為脫模機構(gòu)
在注射成型的每一循環(huán)中，都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出，模具中這種出塑件的機構(gòu)稱為脫模機構(gòu)。
7.2脫模機構(gòu)的設(shè)計原則
1）推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè) 由于推出機構(gòu)的動作是通過裝在注射機合模機構(gòu)上的頂桿來驅(qū)動的，所以一般情況下，推出機構(gòu)設(shè)在動模一側(cè)。正因如此，在分型面設(shè)計時應(yīng)盡量注意，開模后使塑件能留在動模一側(cè)。
2）保證塑件不因推出而變形損壞 為了保證塑件在推出過程中不變形、不損壞，
設(shè)計時應(yīng)仔細分析塑件對模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置。推力點應(yīng)該作用在制品剛性好的部位，如筋部、凸緣、殼體形制品的壁緣處，盡量避免推力點作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如殼體形制件及筒形制件多采用推板推出。 從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。
3）機構(gòu)簡單動作可靠 推出機構(gòu)應(yīng)使推出動作可靠、靈活，制造方便，機構(gòu)本身要有足夠的強度、剛度和硬度，以承受推出過程中的各種力的作用，確保塑件順利脫模。
4）良好的塑件外觀 推出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部，或隱蔽面和非裝飾面，對于透明塑件，尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外觀質(zhì)量。
5）合模時的正確復(fù)位 設(shè)計推出機構(gòu)時，還必須考慮合模時機構(gòu)的正確復(fù)位，并保證不會與其他模具零件相干涉。
7.3推出機構(gòu)的設(shè)計
根據(jù)塑件的形狀特點， 模具型腔在定模部分，型心在動模部分。其推出機構(gòu)可采用推桿推出機構(gòu)、推件板推出機構(gòu)。由于分型面有臺階，為了便于加工，降低模具成本，我們采用推桿推出機構(gòu)，推桿推出機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時會在塑件上留下頂出痕跡，但塑件底部裝配后使用時 不影響外觀，設(shè)立五個推桿平衡布置，既達到了推出塑件的目的，又降低了加工成本。注：推桿推出塑件，推桿的前端應(yīng)比型腔或型心平面高出0.1-0.2mm
采用推桿推出，推桿截面為圓形，推桿推出動作靈活可靠，推桿損壞后也便于更換。結(jié)合制品的結(jié)構(gòu)特點，模具型腔的結(jié)構(gòu)采用了整體式型腔板，這種結(jié)構(gòu)工作過程中精度高，并且在此模具中容易加工得到， 在推出機構(gòu)中采用廠組合式推桿，如圖中，這種結(jié)構(gòu)主要是防止推桿在于作過程中受到彎曲力或側(cè)向壓力而折斷，因為產(chǎn)品較小，另外折斷后也易于更換。這里采用設(shè)計推桿，全部固定在頂桿固定板。推桿的位置選擇在脫模阻力最大的地方，塑件各處的脫模阻力相同時需均勻布置，以保證塑件推出時受力均勻，塑件推出平穩(wěn)和不變形。根據(jù)推桿本身的剛度和強度要求，推桿裝入模具后，起端面還應(yīng)與型腔底面平齊或高出型腔0.05—0.1cm.
（1）推件力的計算
對于一般塑件和通孔殼形塑件，按下式計算，并確定其脫模力（Q）：
(7-1)
式中 --型芯或凸模被包緊部分的斷面周長（cm）;
--被包緊部分的深度（cm）;
--由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積上的正壓力，一般取
7.8——11.8MPa；
--磨擦系數(shù)，一般取0.1~1.2；
--脫模斜度
L=269.5MM
H=11.07MM
Q=269.5MM*11.07MM*10MPA(0.1*COS0.5-SIN0.5)=298.3(N)
（2） 推桿的設(shè)計
①推桿的強度計算 查《塑料模設(shè)計手冊之二》由式5-97得
d=（） (7-2)
d——圓形推桿直徑cm
——推桿長度系數(shù)≈0.7
l——推桿長度cm
n——推桿數(shù)量
E——推桿材料的彈性模量N/(鋼的彈性模量E=2.1107N/)
Q——總脫模力
取 D=3MM。
②推桿壓力校核 查《塑料模設(shè)計手冊》式5-98
= (7-3)
取320N/mm2
< 推桿應(yīng)力合格，硬度HRC50～65
第八章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計
8.1冷卻系統(tǒng)設(shè)計
塑料在成型過程中，模具溫度會直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。所以，我們在模具上需要設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以到達理想的溫度要求。
一般注射模內(nèi)的塑料熔體溫度為200℃左右，而塑件從模具型腔中取出時其溫度在60℃以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進行有效的冷卻，以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對于熔融黏度低、流動性比較好的塑料，如聚丙烯、有機玻璃等等，當(dāng)塑件是小型薄壁時，如我們的塑件，則模具可簡單進行冷卻或者可利用自然冷卻不設(shè)冷卻系統(tǒng)；當(dāng)塑件是大型的制品時，則需要對模具進行人工冷卻。
8.2冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則
①盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡
②冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越均勻。
③盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等。
④澆口處加強冷卻。
⑤應(yīng)降低進水與出水的溫差。
⑥合理選擇冷卻水道的形式。
⑦合理確定冷卻水管接頭位置。
⑧冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象。
⑨冷卻水管進出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運過程中造成損壞。
8.3冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式
澆注系統(tǒng)中的分流道布置如圖所示，采用非平衡式布置，從主流道末端到每個澆口的距離不相等，但是分流道的截面形狀和尺寸大小完全相同，這樣的設(shè)計可以使進人每—型腔的流程最短，減少了熱量散失，縮小了模具的體積，對于該小型什的注射成型來說，并不影響制品的使用性能。分流道的橫截面形狀為梯形，澆口的類型采用側(cè)澆口。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計對于成型小型件的1模多腔模具來說是十分重要的。如果冷卻不好或冷卻不均勻，必然導(dǎo)致收縮不均勻，特別是非平衡式分流道的結(jié)構(gòu)。放為了使冷卻效果好，在模具的定模型腔板和動模利腔板內(nèi)開沒了如圖所示的水路，橫向穿過這兩塊模板，這樣使塑件各處的冷卻均勻，模具的模溫均勻
本塑件在注射成型機時不要求有太高的模溫因而在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下設(shè)計算計。
設(shè)定模具平均工作溫度為，用常溫的水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為。
圖8-1 水路示意圖
8.4 確定冷卻水道直徑
查表3-26得ABS的單位流量為
依據(jù)塑件體積可知所需的冷卻水管直徑較小。設(shè)計冷卻水道直徑為6mm符合要求。
冷卻水示意圖：
圖8-2 冷卻示意圖
第九章 校核
9.1注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核
鎖模力與注射壓力的校核
(9-1)
--注射時型腔壓力 查參考文獻得 113MPa
--塑件在分型面上的投影面積（）
--澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（）
--注射機額定鎖模力，按CJ80NC2型注射機額定鎖模力為800
·
注射機開模行程應(yīng)大于模具開模時，取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需的開模距離
即滿足下式
SH ≥ H1+H2+（5～10） (9-2)
式中 --注射機最大開模行程，mm；
--推出距離（脫模聚居），mm；
--包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，mm；
Sk=35+81.17mm=116.17mm
Sk≤S=570mm
因此條件成立
第十章 結(jié)論
三年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要劃上句號，心中是無盡的難舍與眷戀。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個新的征程，要把所學(xué)的知識應(yīng)用到實際工作中去。
????回首三年，取得了些許成績，生活中有快樂也有艱辛。感謝老師三年來對我孜孜不倦的教誨，對我成長的關(guān)心和愛護。
學(xué)友情深，情同兄妹。三年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過，充滿著關(guān)愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。
????在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開父母的鼓勵和支持，是他們辛勤的勞作，無私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來對我的撫養(yǎng)與培育。
????最后，我要特別感謝梁豐老師。是他在我畢業(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵,使我能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計，在此表示衷心的感激.梁豐老師認真負責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。他無論在理論上還是在實踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)。
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參考文獻
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13. 周文玲主編《互換性與測量技術(shù)》 機械工業(yè)出版社
致 謝
本文是在指導(dǎo)老師梁豐老師的悉心指導(dǎo)下完成的，梁豐老師嚴(yán)謹求實的治學(xué)態(tài)度、誨人不倦的敬業(yè)精神，學(xué)識淵博使學(xué)生受益匪淺。謹此向梁豐老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！
感謝我的父母對我始終如一的關(guān)懷與支持，正是他們偉大而無私的關(guān)愛，使我在前進的道路上克服一個又一個的困難，在以后的人生旅途上，我會銘記他們的教誨，向著自己的人生目標(biāo)努力前進，自己的不懈奮斗就是對父母含辛養(yǎng)育的最好報答。
同時也要感謝所有關(guān)心和幫助過我的院系領(lǐng)導(dǎo)，各位老師和同學(xué)，還要感謝
同組的同學(xué)在我遇到困難的時候總是熱心的給予幫助，謝謝你們一直以來對我的照顧和鼓勵。 衷心感謝評審論文的各位老師，敬請對本文提出寶貴的意見。
最后祝大家身體健康，生活幸福!
謝謝!
2010年6月