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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告
題目：遙控器電池后蓋模具設(shè)計(jì)
系 別 機(jī)電信息系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級
姓 名
學(xué) 號
導(dǎo) 師
2013年 3月20日
1. 設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展?fàn)顩r
本階段的主要任務(wù)是完成外文文獻(xiàn)的翻譯，對塑件進(jìn)行更深層次的分析和理解，包括塑件的幾何特性與物理特性，以及塑件材料的性能等。 通過以上分析，基本上完成了塑件的二維的裝配圖及三維裝配圖，同時(shí)深刻體會到Pro/e軟件功能的強(qiáng)大。
（1） 進(jìn)一步完善了零件二維圖，如下圖1所示
圖1
（2） 進(jìn)一步完善了零件三維圖，如下圖2所示：
圖2
（3） 初步完成了零件的裝配圖，如下圖（3）（4）所示：
圖3
圖4
2. 存在問題及解決措施
首先，不能熟練的運(yùn)用Pro/E軟件，在做裝配圖過程中總是出現(xiàn)報(bào)警等命令，致使工作無法正常進(jìn)行。其次對零件結(jié)構(gòu)的理解還不是很到位等。對于冷卻系統(tǒng)，脫模機(jī)構(gòu)了解不到位，這是我模具設(shè)計(jì)過程中的一個(gè)重要的難題。
3. 后期工作安排
首先要完成裝配圖中冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其次按照畢業(yè)設(shè)計(jì)后期的進(jìn)度，完成自己的任務(wù)。安排如下：
（1）10-12周完成零件設(shè)計(jì)的計(jì)算工作，確定裝配圖的具體尺寸；完成全部零件設(shè)計(jì)， （2）13-14周，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
（3）15周，整理資料，準(zhǔn)備答辯
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
題目：遙控器電池后蓋模具設(shè)計(jì)
系 別 機(jī)電信息系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級
姓 名
學(xué) 號
導(dǎo) 師
2012年12月25日
6
1. 選題的背景和意義
隨著中國當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢的日趨好轉(zhuǎn)，在“實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號的倡引下，中國的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，因而引起了各國的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽(yù)為“進(jìn)入富裕的原動(dòng)力”，德國則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金”?？梢娔＞吖I(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中重要地位。我國對模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的《關(guān)于當(dāng)前國家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),受到政府和企業(yè)界的高度重視,發(fā)達(dá)國家有“模具工業(yè)是進(jìn)入富裕社會的源動(dòng)力”之說,可見其受重視之程度,當(dāng)今“模具就是經(jīng)濟(jì)效益”的觀念已被越來越多的人所接受.而塑料注射磨具是成型塑料制件的一種重要工藝裝備，在塑料制品的生產(chǎn)中起著關(guān)鍵的作用
我國塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在,歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì),有了很大的發(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、615 kg 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)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(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。CAD/CAE/CAM
系統(tǒng)的使用大大的提高了我國模具的設(shè)計(jì)水平和加工能力。目前在國內(nèi)應(yīng)用的主要軟件有美國PTC 公司的CAD/ CAE/ CAM集成化系統(tǒng)PRO/ ENGINEER、美國EDS 公司的CAD/ CAM軟件UG- Ⅱ,我國目前的產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀：目前我國的磨具生產(chǎn)企業(yè)可劃分為四大類，即專業(yè)模具廠，專門生產(chǎn)磨具外供；專門生產(chǎn)模具外供;產(chǎn)品廠的模具分廠或車間,以供給本產(chǎn)品廠所需的模具為主要任務(wù);三資企業(yè)的模具分廠,其組織模式與專業(yè)模具廠相類似,以小而專為主;鄉(xiāng)鎮(zhèn)模具企業(yè),與專業(yè)模具廠相類似. 其中以第二類數(shù)量最多,模具產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的70 %以上。近些年來，由于塑料制品的不斷發(fā)展，對于塑料模具的要求也在不斷的提高，對于其用鋼方面也提出了不少的要求，選用不同的鋼材來制造塑料模具所表現(xiàn)出來的質(zhì)量和性能也是大不相同的。因此，對于塑料模具鋼的制造工藝，特別是熱處理工藝也是大不相同的。主要有一下幾種方式：a低碳鋼及低碳合金鋼制模具，：下料-鍛造模坯-退火-機(jī)械粗加工-冷擠壓成形-再結(jié)晶退火-機(jī)械精加工-滲碳-淬火、回火-研磨拋光-裝配。b高合金滲碳鋼制模：：下料-鍛造模坯-正火并高溫回火-機(jī)械粗加工-高溫回火-精加工-滲碳-淬火、回火-研磨拋光-裝配。c調(diào)質(zhì)鋼制模具: 下料-鍛造模坯-退火-機(jī)械粗加工-調(diào)質(zhì)-機(jī)械精加工-修整、拋光-裝配.d碳素工具鋼及合金工具鋼制模具: 下料-鍛成模坯-球化退火-機(jī)械粗加工-去應(yīng)力退火-機(jī)械半精加工-機(jī)械精加工--淬火、回火-研磨拋光-裝配.e預(yù)硬鋼制模具: ：下料-改鍛-球化退火-刨或銑六面-預(yù)硬處理（34～42HRC）-機(jī)械粗加工-去應(yīng)力退火-機(jī)械精加工-拋光-裝配[4]。
2. 研究目標(biāo)
本課題主要研究遙控器電池后蓋注塑模設(shè)計(jì)，了解一些模具行業(yè)的新技術(shù)，并且熟悉并應(yīng)用一些設(shè)計(jì)軟件，為今后從事機(jī)械方面的工作和研究打下一個(gè)較好的基礎(chǔ)。
3. 本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施
3.1 研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題
1) 了解模具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及內(nèi)容（包括擬定設(shè)計(jì)方案，確定塑件的工藝和模具類型腔數(shù)、確定成型方法等）；
(2)明確模具的分型面，和加熱與冷卻系統(tǒng)等
(3)了解應(yīng)用注塑模具的過程。
4． 本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開展工作
4.1 本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)：
（1）擬定設(shè)計(jì)方案，計(jì)算成型零件的工作尺寸和公差，成型腔壁厚；型芯墊板厚度。
（2）模具典型零件的選材及熱處理工藝路線分析。
（3）確定加熱與冷卻系統(tǒng)
（4）模具典型零件的選材及熱處理工藝路線分析。
（5）對設(shè)計(jì)中典型模具零件編制零件制造工藝規(guī)程卡片
4.2 前期已開展工作：
（1）明確設(shè)計(jì)要求，查閱文獻(xiàn)，收集相關(guān)資料，撰寫開題報(bào)告
（2) 零件的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求分析
5. 完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃（按周次填寫）
(1)1-4周，下達(dá)任務(wù)書，收集資料，撰寫開題報(bào)告；
(2)5-6周，對給定的塑件進(jìn)行測繪，繪出塑件零件圖；
(3)7-10周，完成方案設(shè)計(jì)、裝配圖設(shè)計(jì)，完成外文翻譯、撰寫中期報(bào)告，準(zhǔn)備中期答辯；
(4)11-15周，完成全部零件設(shè)計(jì)，并對模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維剖析，作出模具開合圖； （5）6-17周，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
(6)18周，整理資料，準(zhǔn)備答辯。
5 指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見）
指導(dǎo)教師： 年 月 日
6 所在系審查意見：
系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日
參考文獻(xiàn)
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設(shè)計(jì)(論文)
題目：遙控器電池后蓋模具設(shè)計(jì)
系 別： 機(jī)電信息系
專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級：
學(xué) 生：
學(xué) 號：
指導(dǎo)教師：
2013年5月
遙控器電池后蓋注塑模具設(shè)計(jì)
摘要
本文詳細(xì)介紹了遙控器電池后蓋注塑模具的設(shè)計(jì)，共分十四節(jié)，主要包括：塑件材料的分析與設(shè)計(jì)方案的論證；注塑機(jī)的選擇；模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；成型零件的設(shè)計(jì)；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等。
本次設(shè)計(jì)為一模兩腔，塑件材料選用了丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物（即工程材料ABS），澆口形式選用了側(cè)澆口，模具結(jié)構(gòu)為直接分型——推桿推出機(jī)構(gòu)。通過以下計(jì)算和設(shè)計(jì)是可行的，并可以應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。
本次設(shè)計(jì)主要是對一種塑料遙控器電池后蓋進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。本文先介紹了注射模具國內(nèi)外的發(fā)現(xiàn)狀況及發(fā)展趨勢，其次介紹了注射成型原理和工藝過程；根據(jù)塑件要求選擇合適的注塑機(jī)，進(jìn)而選擇合適的澆注系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)；通過計(jì)算，對導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)和側(cè)向分形與抽芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
該模具的凸凹模均采用嵌入式的型腔和型芯，精度高，節(jié)省材料，改善了模具加工的工藝性，降低了模具的生產(chǎn)成本。該模具采用單分型面設(shè)計(jì)，通過滑塊和斜導(dǎo)柱實(shí)現(xiàn)開合模動(dòng)作，模具運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)可靠。塑件能順利脫模，該模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，模具的制造成本低。成型的殼體塑件質(zhì)量合格穩(wěn)定，使塑件質(zhì)量符合設(shè)計(jì)和使用要求。
關(guān)鍵詞：遙控器電池后蓋；注塑模具；側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；脫模機(jī)構(gòu)
The Design of the Telecontroller Injection Mold
Abstract
This paper introduced the design of telecontroller,and consisted 14 parts.Mainly include analysis of plastic material and argumentation of design project; selecting injection machine; devising mold structure;devising molding parts; devising oriented framework; devising stripping framework; devising side parting and pulling framework.
The mold is consisted of two cavities. The plastic material select acrylonitrile butadiene-styrene copolymer (i.e.engineering material ABS). The sprue form choose a side gate, die structure for direct classification--push rod pushing mechanism.By the following calculation and design is feasible, and can be applied to practical production.
The design is mainly remote control battery cover of a plastic mold design. This paper first describes the situation and development trend of the injection mold found at home and abroad, followed by injection molding principle and process; plastic parts require the injection molding machine, and then select the appropriate gating system and cooling system;, oriented agencies, stripping agencies and lateral fractal design core-pulling mechanism.
The mold punch and die are embedded in the cavity and core, high precision, material savings, improved mold process, reducing the cost of production of the mold. The mold with a single parting surface design, mold opening and closing action slider and Bevel Pillar, the mold movement is smooth and reliable. Plastic parts smooth stripping overall structure of the mold design, mold manufacturing costs low. The molding of the plastic parts of the housing of acceptable quality and stability, so that the quality of plastic parts comply with the design and use requirements.
Key Words: telecontroller; Injection Mold; Devising Side Parting; Devising Oriented Framework; Pulling Framework
VI
主要符號表
額定鎖模力
模腔壓力
安全系數(shù)
最小模具厚度
最大模具
塑件尺寸誤差
塑料的最大收縮率
塑料的最小收縮率
塑件尺寸
塑料的平均收縮率
塑料的公差
模具制造公差
型腔許用變形量
型腔材料的彈性模量
型腔材料的需用壓力
脫模斜度
摩擦系數(shù)
脫模力
推桿長度系數(shù)
總脫模力
應(yīng)力
屈服極限
目 錄
1緒論 1
1.1題目背景 1
1.2題目國內(nèi)外相關(guān)研究情況 1
1.3中國與國外先進(jìn)技術(shù)的差距 2
1.4塑料模具發(fā)展走勢 2
2塑件材料分析與方案論證 4
2.1塑件材料的選擇及其結(jié)構(gòu)分析 4
2.2ABS的注射成型工藝 4
2.3塑件收縮率與模具尺寸的關(guān)系 6
2.4方案論證 7
3注射機(jī)的選擇 11
3.1確定零件的體積 11
3.2選擇注射機(jī)及注射機(jī)的主要參數(shù) 11
3.2.1注射機(jī)的類型 11
3.2.2注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 12
3.2.3注塑機(jī)的校核 13
4模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15
4.1澆注系統(tǒng) 15
4.1.1澆注系統(tǒng)的作用 15
4.1.2澆注系統(tǒng)布置 15
4.2澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15
4.2.1澆口套的設(shè)計(jì)： 15
4.2.2冷料井設(shè)計(jì) 17
4.2.3分流道的設(shè)計(jì) 18
4.3澆口設(shè)計(jì) 18
4.3.1澆口的類型 19
4.3.2澆口的位置 19
5成型零件設(shè)計(jì) 20
5.1分型面的設(shè)計(jì) 20
5.2成型零件應(yīng)具備的性能 21
5.3成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21
5.3.1凹模（型腔）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21
5.3.2型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21
5.4成型零件工作尺寸計(jì)算 22
5.4.1影響塑件尺寸和精度的因素 22
5.4.2成型零件工作尺寸的計(jì)算 23
5.4.3成形型腔壁厚的計(jì)算 25
6導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 27
6.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 27
6.2導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 27
6.2.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 27
6.2.2導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 28
6.2.3導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 28
7脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 30
7.1脫模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 30
7.1.1脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 30
7.1.2脫模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 30
7.1.3脫模機(jī)構(gòu)的分類 30
7.2脫模力的計(jì)算 31
7.3簡單脫模機(jī)構(gòu) 31
7.3.1頂桿脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 31
7.3.2頂桿的形狀 32
7.3.3頂桿強(qiáng)度的計(jì)算 32
7.4復(fù)位裝置 33
8側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 34
8.1側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的分類 34
8.2斜滑塊側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 34
8.2.1斜滑塊側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 34
8.3斜導(dǎo)柱的計(jì)算 35
8.3.1抽拔力的計(jì)算 35
8.3.2抽芯距的計(jì)算 35
8.4斜滑塊的設(shè)計(jì) 36
8.5開模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 37
9排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 38
10溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 39
10.1溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用 39
10.1.1溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 39
10.1.2溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)對塑件質(zhì)量的影響 39
10.2冷卻系統(tǒng)的機(jī)構(gòu) 40
10.2.1模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 40
10.2.2模具冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 41
11塑料模具用鋼 42
11.1注塑模材料應(yīng)具備的要求 42
11.2模具材料選用的一般原則 42
11.3本模具所選鋼材及熱處理 42
12模具工作過程 44
13模具的可行性分析 44
13.1本模具的特點(diǎn) 45
13.2市場效益及經(jīng)濟(jì)效益分析 45
14總結(jié) 46
參考文獻(xiàn) 47
致謝 48
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明 49
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 50
附錄 51
1 緒論
1 緒論
1.1題目背景
塑料注射模具是成型塑料制件的一種重要工藝裝備，在塑料制品的生產(chǎn)中起著關(guān)鍵的作用。塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠家在29—34英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)。如美國EDS的UGⅡ、美國Parametric Technology公司的Pro/Engineer、美國CV公司的CADS5、美國Delta cam公司的CADS5、美國Delta cam公司的Doct5、日本HZS公司的 CRADE、以色列公司的Cimatron、美國AC-Tech等[1]。
整體來看，中國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大的進(jìn)步，但與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比，差距任然很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時(shí)，一些低擋塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中高檔塑料模具也有供過于求的趨勢。
1.2題目國內(nèi)外相關(guān)研究情況
加入WTO，給塑料模具產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，同時(shí)帶來更多的機(jī)會，由于中國塑料模具以中低檔產(chǎn)品為主，產(chǎn)品價(jià)格優(yōu)勢明顯，有些甚至只有國外價(jià)格的1∕5——1∕3。加入WTO后，國外同類產(chǎn)品對國內(nèi)沖擊不大，而中國中低檔模具的出口量則加大;在高精模具方面，加入WTO前本來就主要依靠進(jìn)口，加入WTO后，不僅為高精尖產(chǎn)品的進(jìn)口帶來了更多的便利，同時(shí)還促使更多外資來中國建廠，帶來國外先進(jìn)的模具技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，對培養(yǎng)中國的專業(yè)模具人才起到了推動(dòng)作。
雖然近幾年模具出口增幅大于進(jìn)口增幅，但所增加絕對量仍是進(jìn)口大于出口，至使模具外貿(mào)逆差逐年增大。這一狀況在2006年已得到改善，逆差略有減
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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
少。模具外貿(mào)逆差增大主要有兩方面原因：一是國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，特別是
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展帶來了對模具的旺盛需求，有些高檔模具國內(nèi)實(shí)在生產(chǎn)不了，只好進(jìn)口；但確實(shí)也有一些模具國內(nèi)可以生產(chǎn)，也可以進(jìn)口。這與中國現(xiàn)行的關(guān)稅政策及項(xiàng)目審批制度有關(guān)。二是對模具出口鼓勵(lì)不夠?，F(xiàn)在模具與其它機(jī)電產(chǎn)品一樣，出口退稅率只有13％，而未達(dá)17％[4]。
從市場情況來看，塑料模具生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展那些技術(shù)含量高的大型、精密、復(fù)雜、壽命高的模具，并大力開發(fā)國際市場，發(fā)展出口模具。隨著中國塑料工業(yè)，特別是工程塑料的高速發(fā)展，可以預(yù)見，中國塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工業(yè)的整體發(fā)展速度，未來幾年年增長率仍將保持20％左右的水平。
近年來，港資、臺資、外資在中國大陸發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量自產(chǎn)自用塑料模具無確切的統(tǒng)計(jì)資料，因此未能進(jìn)入上述統(tǒng)計(jì)之中。在科技發(fā)展中，人是第一要素，因此我們特別注意人才的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術(shù)創(chuàng)新，，提高模具設(shè)計(jì)制造水平。在制造中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，逐步走向網(wǎng)絡(luò)化、智能化環(huán)境，實(shí)現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動(dòng)態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。我國模具工業(yè)一個(gè)完全信息化的、充滿著朝氣和希望而又實(shí)實(shí)在在的新時(shí)代即將到來。
1.3中國與國外先進(jìn)技術(shù)的差距
面對國外先進(jìn)技術(shù)與高質(zhì)量制品的挑戰(zhàn)，中國塑模企業(yè)不僅要加快產(chǎn)業(yè)集群化，發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)，還要注重模具產(chǎn)業(yè)鏈的前端研發(fā)、人才建設(shè)和產(chǎn)業(yè)鏈后端的檢測以及信息服務(wù)，盡快縮短技術(shù)、管理、工裝水平與國際水準(zhǔn)的差距。這是塑料模具企業(yè)在發(fā)展中必須解決的重要問題。并且也要注意當(dāng)前整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展特點(diǎn)（產(chǎn)品品種多、更新快、市場競爭激烈）。為了適應(yīng)用戶對模具制造的短交貨期、高精度、低成本的迫切要求，我們必須學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)，改善我們操作和管理方面的各種問題。
1.4塑料模具發(fā)展走勢
塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會不斷發(fā)展，因此對模具的要求也越來越高。為了滿足市場需要，未來的塑料模具無論是品種、結(jié)構(gòu)、性能還是加工都必將有較快發(fā)展，而且這種發(fā)展必須跟上時(shí)代步伐。展望未來，下列幾方面發(fā)展趨勢預(yù)計(jì)會在行業(yè)中得到較快應(yīng)用和推廣。
（1）超大型、超精密、長壽命、高效模具將得到發(fā)展。
（2）多種材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。
（3為各種快速經(jīng)濟(jì)模具，特別是與快速成型技術(shù)相結(jié)合的RP/RT技術(shù)將得到快速發(fā)展。
（4）模具設(shè)計(jì)、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
（5）更高速、更高精度、更加智慧化的各種模具加工設(shè)備將進(jìn)一步得到發(fā)展和推廣應(yīng)用。
（6）更高性能及滿足特殊用途的模具新材料將會不斷發(fā)展，隨之將產(chǎn)生一些特殊的和更為先進(jìn)的加工方法。
（7）各種模具型腔表面處理技術(shù)，如涂覆、修補(bǔ)、研磨和拋光等新工藝也會不斷得到發(fā)展。
（8）逆向工程、并行工程、復(fù)合加工乃至虛擬技術(shù)將進(jìn)一步得到發(fā)展。
（9）熱流道技術(shù)將會迅速發(fā)展，氣輔和其它注射成型工藝及模具也將會有所發(fā)展。
（10）模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高。
（11） 在可持續(xù)發(fā)展和綠色產(chǎn)品被日益重視的今天，“綠色模具”的概念已逐漸被提到議事日程上來。即，今后的模具，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料選用、制造工藝及模具修復(fù)和報(bào)廢，以及模具的回收利用等方面，都將越來越考慮其節(jié)約資源、重復(fù)使用、利于環(huán)保，以及可持續(xù)發(fā)展這一趨向
2 塑件材料分析與方案論證
2 塑件材料分析與方案論證
2.1塑件材料的選擇及其結(jié)構(gòu)分析
塑件（遙控器電池后蓋）模型圖：
圖2.1 塑件圖
（1）塑件材料的選擇
選用ABS（即丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物）
色調(diào)：淺象牙色不透明
生產(chǎn)批量：大批量。
（2）塑件的結(jié)構(gòu)與工藝性分析
A.結(jié)構(gòu)分析
塑件為插座類零件，應(yīng)有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，由于需要與另外的塑件相互配合以及在中間安裝導(dǎo)電部分，所以應(yīng)保證它有一定的裝配精度；由于該塑件為插座類零件，因此對表面粗糙度要求不高。
B.工藝性分析
精度等級：采用4級低精度
2.2ABS的注射成型工藝
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
（1）注射成型工藝過程
預(yù)烘→裝入料斗→預(yù)塑化→注射裝置準(zhǔn)備注射→注射→保壓→冷卻→脫?！芗拖鹿ば颉謇砟＞?、涂脫模劑→合?！⑸?
（2）ABS的注射成型工藝參數(shù)[6]
a. 注射機(jī)：螺桿式
b. 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）：30～60（選30）
c. 預(yù)熱和干燥：溫度（℃） 80～85
時(shí)間 (h) 2～3
d. 密度（g/cm3）:1.02～1.08
e. 材料收縮率（%）：0.3～0.6（選0.5%）
f. 料筒溫度（℃）：前段 200～210
中段 210～230
后段 180～200
g. 噴嘴溫度（℃）：180～190
h. 模具溫度（℃）：50～70
i. 注射壓力（MPa）：70～90
j. 成形時(shí)間（S）： 注射時(shí)間 3～5
保壓時(shí)間 15～30
冷卻時(shí)間 15～30
總周期 40～70
k.后處理：方法 紅外線燈、烘箱
溫度（℃） 70
時(shí)間（h） 2～4
l.保壓力（MPa）：50～70
（3）ABS性能分析
A.使用性能：
①綜合性能良好，沖擊韌度、力學(xué)強(qiáng)度較高，且要低溫下也不迅速下降；抗拉強(qiáng)度可達(dá)35～50MPa，收縮率在0.4%～0.8%之間。
②耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化學(xué)性和電氣性能良好。
③水、無機(jī)鹽、堿、酸對ABS幾乎無影響。
④尺寸穩(wěn)定，易于成型和機(jī)械加工，且著色性良好，可得到色彩鮮艷的各色制品。
⑤ABS的另一重要特點(diǎn)是其表面可以電鍍、噴漆、印刷、真空鍍膜和繪畫，使其美觀好看。[7]
B.成型性能：
①無定型塑料，其品種很多，各品種的機(jī)電性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成型方法及成型條件。
②吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于0.3％，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時(shí)間預(yù)熱干燥。
③流動(dòng)性中等，溢邊料0.04mm左右（流動(dòng)性比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。
④比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高）。料溫對物性影響較大、料溫過高易分解（分解溫度為250 ℃左右比聚苯乙烯易分解），對要求精度較高的塑件，模溫宜取 50～60℃，要求光澤及耐熱型料宜取 60～80℃；注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑機(jī)時(shí)料溫為 180～230℃，注射壓力為 130～150MPa，螺桿式注塑機(jī)則取 160～220℃，70～100MPa為宜。
⑤易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對斜流的阻力，模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)料口位置、形式。推出力過大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面呈“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失）。
⑥ABS在升溫時(shí)粘度增高，塑料上的脫模斜度宜稍大，宜取1°以上。
⑦在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。
C.ABS的主要用途
ABS具有優(yōu)良的綜合性能，因此應(yīng)用十分廣泛，它可以制作多種機(jī)械零件，如齒輪、軸承、泵葉輪、把手、汽車零件等，還在家用電器方面得到了非常廣泛的應(yīng)用，如電視機(jī)、收音機(jī)、錄音機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)等的殼體，以及電鍍旋鈕，電話機(jī)殼體、聽筒、孔盤等。ABS還可制作汽車上的擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管、加熱器等；它還可以用來制作文體用品，玩具、樂器、郵箱、食品包裝容器、家具、噴霧器等。[7]
（4）ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施：
主要缺陷：缺料、氣孔、飛邊、出現(xiàn)熔接痕、塑件耐熱性不高（連續(xù)工作溫度為70℃左右熱變形溫度約為93℃）、耐氣候性差（在紫外線作用下易變硬變脆）。
消除措施：加大主流道、分流道、澆口、加大噴嘴、增大注射壓力、提高模具預(yù)熱溫度。
2.3塑件收縮率與模具尺寸的關(guān)系
注塑件脫模后的尺寸要比模具零件的相應(yīng)尺寸小。這是由于注塑成型過程中熔融塑料產(chǎn)生收縮造成的。成型塑件的收縮率是一個(gè)與多種因素有關(guān)的量。通常，塑料的收縮率是有生產(chǎn)廠家按照某一實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)給定的成型工藝，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)后給出一個(gè)取值范圍。實(shí)際過程中的成型工藝不可能完全與實(shí)驗(yàn)條件相同，因此，對具體的塑件，要根據(jù)其成型工藝選擇收縮率范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)闹担话闶侨∷芗湛s率的平均值。
在選擇塑件收縮率值時(shí)要注意，厚壁塑件（壁厚在3mm以上）按給定收縮率范圍的上限取值，而薄壁塑件（壁厚在1mm以下）按給定收縮綠范圍的下限取值。
成型收縮率與模具和塑件尺寸有下述關(guān)系式
（2.1）
式中，k為成型收縮率；為模具尺寸（mm）；為塑件尺寸（mm）。（1）成型塑件尺寸及精度
成型塑件尺寸包括型腔尺寸、型芯尺寸，以及中心距尺寸。成型塑件的尺寸不僅與塑件尺寸和公差有關(guān)，而且還與塑料收縮率和收縮誤差、模具磨磨損量和模具制造精度有關(guān)。在計(jì)算成型塑件尺寸時(shí)，還必須注意以下幾點(diǎn)。
A.塑件在成型過程中，分型面處會產(chǎn)生飛邊，飛邊的產(chǎn)生會影響塑件的高度尺寸，因而在計(jì)算模具成型塑件深度尺寸時(shí)，要減去飛邊的厚度。
B.在計(jì)算塑件是收縮時(shí)，一般是取平均值收縮率進(jìn)行計(jì)算。如果塑件實(shí)際收縮率為收縮率范圍的上限或下限值，則為了防止收縮超差，可預(yù)先按下列關(guān)系進(jìn)行驗(yàn)算：
對正公差尺寸 （2.2）
對負(fù)公差尺寸 （2.3）
對正負(fù)公差尺寸 （2.4）
式中，△為塑件公差（mm）；δ為模具制造公差（mm），一般?。?/6～1/4）；D為成型軸類零件的模具型腔尺寸（mm）；d為成型孔類零件的模具型芯尺寸（mm）；L 為模具中心距尺寸（mm）；κmax為塑件收縮率上限值；κmin為塑件收縮率下限值。
當(dāng)塑件有較大的金屬軸或金屬套嵌件時(shí)，其成型尺寸計(jì)算應(yīng)從外形尺寸減去金屬軸或金屬嵌件尺寸后再乘以收縮率。
2.4方案論證
方案一：采用強(qiáng)制脫模，其澆口套和澆口設(shè)在定模固定板上。
方案二：采用彈簧抽芯，型芯將由大小不同的三對鑲塊組成，由鑲塊組成的型芯結(jié)構(gòu)內(nèi)部是空心的，空心部分加一頂桿。在鎖模力解除后，頂桿抽出，在彈簧力的作用下，型芯鑲塊向里運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)脫模。
方案三：采用一模兩腔結(jié)構(gòu)，其澆口設(shè)置在動(dòng)模板上，用推桿實(shí)現(xiàn)脫模，且
效率高。
方案一采用強(qiáng)制脫模，雖然模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)比較，但是塑件容易產(chǎn)生變形或者破壞。方案二采用彈簧抽芯機(jī)構(gòu)，由于彈簧存在一定的擰緊力，使鑲塊中間的頂桿運(yùn)動(dòng)受阻。方案三采用一模兩腔結(jié)構(gòu)，效率高。采用點(diǎn)澆口。
圖2.3 模具二維裝配圖
8. 定模座板 2.墊塊 3.動(dòng)模緊固螺釘 4.動(dòng)模墊板 5.型芯固定板6.型腔固定板 7.定模座板8.定模緊固螺釘 9.定位圈 10.澆口套 11.型腔鑲塊 12.塑件 13.定位圈固定螺釘 14.斜導(dǎo)柱1 15.側(cè)抽芯1 16.斜楔1定位銷 17.斜楔1緊固螺釘 18.滑塊1 19.型芯鑲塊 20. 拉料桿 21.推件桿 22.推桿固定板 23.推桿螺釘 24.推桿墊板 25.回程桿 26.回程桿彈簧 27.支撐釘 28.型腔固定板 29.導(dǎo)柱30.滑塊2 31.定模定位銷 32.導(dǎo)套 33.側(cè)抽芯2 34.壓板 35.壓板螺釘36.斜導(dǎo)柱2 37.動(dòng)模定位銷
3 注塑機(jī)的選擇
3 注塑機(jī)的選擇
3.1確定零件的體積
a. 零件的基本參數(shù) 一模兩腔, =118mm ，=32mm， =11mm
b. 零件的體積 由Pro/e軟件計(jì)算出塑件體積：=8.49cm3
c. 損失的體積 考慮飛邊及流道損失，選取澆口及流道損失=3cm3
V= =+=8.49+3=11.49cm3
d. 塑件的總體積 因塑料的體積與壓縮率有關(guān)，故所需體積為：
=V=2×11.49=22.98cm3。在加工過程中考慮到塑料的利用率, 取利用系數(shù) K=0.8。故注射成型機(jī)最大注射量V0應(yīng)大于或等于/ K及V0≥/ K=22.98/0.8=28.752cm3
3.2選擇注射機(jī)及注射機(jī)的主要參數(shù)
3.2.1注射機(jī)的類型
不同的注射成型方法，對注射機(jī)的要求及裝配位置是不同的。用于注射成型的設(shè)備有：通用注射機(jī)、熱固性塑料注射機(jī)、特種注射成型工藝用注射機(jī)等類別。
通用注射機(jī)主要用于熱塑性塑料注射成型，是一類應(yīng)用很廣泛是的注塑機(jī)。在這種注塑機(jī)上加上特定的輔助設(shè)施，可以用于熱流道注射成型、氣體輔助注射成型、多級注射成型等。
熱固性塑料注射機(jī)用于熱固性塑料注射成型，在其上面添加流道的溫度調(diào)節(jié)與控制系統(tǒng)，或在鎖模機(jī)構(gòu)上加上二次合模系統(tǒng)，可用于熱固性塑料冷流道注射成型或熱固性塑料壓鑄成型。
特種注射機(jī)有很多，如動(dòng)力熔融注射機(jī)、排氣注射機(jī)、結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射機(jī)、BMC注射機(jī)、液態(tài)注射機(jī)、反應(yīng)注射機(jī)等，它們主要用于不同的特種注射成型工藝[13]。
就本課題而言，主要用的是通用注射機(jī)。通用注射機(jī)按分類方式不同，有多種形式：
a. 按注射機(jī)的注射方向和模具的開合方向，可分為三類。
(1) 臥式注射機(jī) 這種注射機(jī)成型物料的注射方向與合模機(jī)構(gòu)開合方向均沿水平方向。其特點(diǎn)是重心低、穩(wěn)定，加熱、操作及維修均很方便，塑件推出后可自行脫落，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。其缺點(diǎn)是模具安裝較麻煩，嵌件放入模具有傾斜和脫落的可能，機(jī)床占地面積較大。目前，大、中型注射機(jī)一般采用這種形
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
式。
(2) 立式注射機(jī) 成型物料的注射方向與合模機(jī)構(gòu)開合方向均垂直于地面。其主要有點(diǎn)是占地面積小，安裝和拆卸模具方便，安裝嵌件較容易。缺點(diǎn)是重心高、不穩(wěn)定，加料較困難，推出的塑件要人工取出，不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。這種機(jī)型一般為小型的，最大注射量在60g以下。
(3) 角式注射機(jī) 成型物料的注射方向與合模機(jī)構(gòu)開合方向相互垂直，又成為直角式注射機(jī)。目前國內(nèi)使用最多的角式注射機(jī)采用沿水平方向開合模，沿垂直方向注射。其主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，便于自制。主要缺點(diǎn)是不能準(zhǔn)確可靠地控制注射壓力、保壓壓力和鎖模力，模具受沖擊和震動(dòng)較大。
b. 按注射裝置分類，可分為三類。
(1) 螺桿式 以同一螺桿來實(shí)現(xiàn)成型物料的塑化和注射。它能使成型物料的混煉塑化均勻，無材料滯留，結(jié)構(gòu)簡單，但壓力損失較大，是當(dāng)前使用較廣泛的機(jī) 型。
(2) 柱塞式 以加熱料筒、分流梳和柱塞來實(shí)現(xiàn)成型物料的塑化和注射。它構(gòu)造簡單，適合于小型塑件的成型，但材料滯留嚴(yán)重，壓力損失大。
(3) 螺桿預(yù)塑化型 這是雙料筒形式，螺桿、料筒進(jìn)行塑化，柱塞、料筒進(jìn)行注射。它能使塑化均勻，計(jì)量準(zhǔn)確，適合與精密成型。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料滯留大。
c. 按鎖模裝置分類，可分為兩類
(1) 直壓式 以液壓缸直接鎖模。這種形式調(diào)整、保壓都較容易，但能量消耗大。
(2) 肘拐式 以連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)鎖模，常與液壓缸一起組合使用。它可以實(shí)現(xiàn)高速合模，鎖?？煽浚a(chǎn)品不易實(shí)現(xiàn)飛邊，但調(diào)整復(fù)雜，需要經(jīng)常保養(yǎng)[14]。
綜上所述，根據(jù)注射容積、注射壓力、鎖模力初選注射機(jī)型號為 XS-ZS-22。
3.2.2注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)
注塑機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如表3.1所示
表3.1注塑機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)
工程注射量/ mm3
30
螺桿直徑 / mm
25
注射壓力/Mpa
117
鎖模力/kN
250
最大成型面積/ mm2
90
模板最大行程/ mm
160
模具最大厚度/mm
180
模具最小厚度/mm
60
模板尺寸a×b/mm
250×280
拉桿空間a或a×b/mm
235
定位圈尺寸/mm
Ф115
頂出形式/mm
兩側(cè)頂出中心距70
生產(chǎn)廠家
上海塑機(jī)廠
噴嘴圓弧半徑/mm
12
噴嘴孔徑/mm
4
3.2.3注塑機(jī)的校核
a. 最大注塑量效核 材料的利用率為56/85=0.66，符合注塑機(jī)利用率在0.3～0.80的要求。
b. 注射壓力的效核 所選注塑機(jī)的注塑壓力需大于成型塑件所需的注射壓力，ABS塑件的注塑壓力一般要求為50～100MPa，所以該注塑機(jī)的注塑壓力符合條件。
c. 模力效核 選用注射機(jī)的鎖模力必須大于型腔壓力產(chǎn)生的開模力，不然模具分型面要分開而會產(chǎn)生溢料。注射時(shí)產(chǎn)生的型腔壓力對柱塞式注射機(jī)因注射壓力損失較大，所以型腔壓力約為注射壓力的70%～40%；而有預(yù)塑裝置的注射機(jī)及螺桿式注射機(jī)壓力損失較小，所以型腔壓力較大。另外對不同流動(dòng)性的塑料，噴嘴和模具結(jié)構(gòu)形式。其壓力損失也不一樣。一般熔料經(jīng)噴嘴時(shí)其注射壓力達(dá)60～80N/mm2, 經(jīng)澆注系統(tǒng)入型腔時(shí)則型腔壓力一般約為25～50N/mm2 [15]。
鎖模力和成形面積的關(guān)系有下式確定：P鎖≥P腔×A/1000
式中——鎖模力（kN）；
——型腔壓力，一般去40～50N/mm2;
A ——澆道、進(jìn)料口和塑件的投影面積（厘米2）。
取= 45kN/ mm2
所以注塑機(jī)的鎖模力符合要求。
d. 模具厚度校核 初定模具厚度為176mm，在該注塑機(jī)要求的厚度范圍(60～180mm)之內(nèi)。
e. 模具安裝尺寸校核 模具安裝固定有兩種：螺釘固定、壓板固定。采用螺釘直接固定時(shí)（大型模具多采用此法），模具動(dòng)定模板上的螺孔及其間距，必須和注塑機(jī)模板臺面上對應(yīng)的螺孔一致；采用壓板固定時(shí)（中、小型模具多用此法），只要在模具的固定板附近有螺孔就可以，有較大的靈活性；該模具采用壓板固定。
f. 開模行程的效核 開模取出塑件所需的開模距離必須小于注塑機(jī)的最大開模行程。其開模行程按下式效核:
(3.2)
式中 S 為注塑機(jī)的最大行程，mm；
H1 為塑件的脫模距離, mm;
H2 為包括流道在內(nèi)的塑件高度, mm
所以上式成立，即該注塑機(jī)的開模行程符合要求。
由以上對各參數(shù)的校核可知該注塑機(jī)符合要求。
4 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
4 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
4.1澆注系統(tǒng)
澆注系統(tǒng)是熔融塑料從注射機(jī)噴嘴到型腔的必經(jīng)通道，它直接關(guān)系到成型的難易和塑件的質(zhì)量，是注射模設(shè)計(jì)中的重要組成部分。
4.1.1澆注系統(tǒng)的作用
澆注系統(tǒng)的作用是使熔融塑料平穩(wěn)、有序地填充到型腔中去，且把壓力充分地傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得組織致密、外形清晰、美觀的塑件。
對澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體要求是：
a. 對模腔的填充迅速有序；
b. 可同時(shí)充滿各個(gè)型腔；
c. 對熱量和壓力損失較??；
d. 盡可能消耗較少的塑料；
e. 能夠使型腔順利排氣；
f. 澆注道凝料容易與塑料分離或切除；
g. 不會使冷料進(jìn)入型腔；
澆口痕跡對塑料外觀影響很小。
4.1.2澆注系統(tǒng)布置
在多模腔中，分流道的布置有平衡式和非平衡式兩種類型，一般以平衡式為宜。
澆注系統(tǒng)無論是平衡或非平衡布置，型腔均應(yīng)與模板中心對稱。使型腔和流道的投影中心與注射機(jī)鎖模力中心重合，避免注射時(shí)產(chǎn)生附加的傾側(cè)力矩。
4.2澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
流道系統(tǒng)包括主流道、分流道和冷料井以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
4.2.1澆口套的設(shè)計(jì)：
澆口套與定模部分裝配后，必須與分模面有一定的間隙，其間隙大約為
0.005～0.15mm，因?yàn)樵撎幨車娮靿毫Φ挠绊懀谧⑸鋾r(shí)會產(chǎn)生變形。
主澆道的設(shè)計(jì)：主澆道與注射機(jī)噴嘴在同一軸心線上。在立式或臥式注射機(jī)用模具中，主流道垂直與分型面。
其設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
a. 主流道一般設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角一般為，流動(dòng)性差的可取，內(nèi)壁表面粗糙度，以便于澆注系統(tǒng)凝料從其中順利的拔出。
b. 為使塑料熔體完全進(jìn)入主流道而不溢出，主流道與注射機(jī)噴嘴的對接處應(yīng)做成球面凹坑。凹坑深度取。
c. 由于主流道要與高溫塑料和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套，襯套一般選用碳素工具鋼，如T8A、T10A 等，熱處理要求。主流道襯套的結(jié)構(gòu)如下圖4.1所示，其中圖（a）結(jié)構(gòu)是將定位圈與主流道襯套做成一體，常用于小型模具；圖（b）用螺釘把定位圈與定模板連接，將主流道襯套壓住，防止主流道襯套因受熔體的反壓力而脫出；圖（c）結(jié)構(gòu)是在定位圈的下端面做出一凸臺，利用注射機(jī)的固定板把定位圈和主流道襯套壓住。主流道襯套與定模板的配合可采用。
（a） （b） （c）
1—主流道襯套 2—定模板 3—定位圈
圖4.1 主流道襯套的結(jié)構(gòu)形式
d. 為減少塑料熔體充模時(shí)的壓力損失和塑料損耗，應(yīng)盡量縮短主流道的長度，一般主流道的控制在60mm以內(nèi)。為減少料流轉(zhuǎn)向時(shí)的阻力，主流道的出口應(yīng)做成圓角，圓角半徑r=。主流道的出口端面應(yīng)與定模分型面齊平，以免出現(xiàn)溢料[16]。
本次設(shè)計(jì)的澆口套的二維圖和三維圖如下圖4.2和圖4.3所示：
圖4.2 澆口套二維圖 圖4.3澆口套三維圖
（4.1）
主流道直徑的經(jīng)驗(yàn)公式為
式中 ——主流道大頭直徑，mm；
——流經(jīng)主流道的熔體體積（包括各個(gè)型腔、各級分流道、主流道以及冷料穴的容積），mm；
——因熔體材料而異的常數(shù)，查手冊得PC的K=1.5。
則
取D=10mm。
噴嘴孔徑為4mm，噴嘴球面半徑為12mm
圖4.3 定位圈二維圖 圖4.4定位圈三維圖
本次設(shè)計(jì)的定位圈的二維圖和三維圖下圖4.2和圖4.3所示
4.2.2冷料井設(shè)計(jì)
冷料井的位置在正對主澆道的動(dòng)模上，一般處于分流道的末端，它的作用是將物料前端的“冷料”收集起來，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件的質(zhì)量。開模時(shí)冷料井能起到將主流道的冷凝料拉出的作用，冷料井的直徑比應(yīng)比主流道的大端直徑稍微大一些。冷料井的形式有帶Z形拉料勾的冷料井；帶球頭形拉料的冷料井；倒錐形冷料井等。[17]
本方案采用的是帶Z形拉料桿。
拉料桿的二維結(jié)構(gòu)和三維結(jié)構(gòu)如下圖4.5和圖4.6所示
圖4.5 拉料桿二維圖 圖4.6拉料桿三維圖
4.2.3分流道的設(shè)計(jì)
分流道是指主流道與澆口之間的通道。其作用是使熔融材料過渡和轉(zhuǎn)向。在単型腔模具中可不設(shè)置分流道，在多型腔模具中均設(shè)置分流道，且常由一級分流道和二級分流道共同完成。要求滿足熔融料流壓力損失小，容積最小。
分流道截面形狀有圓形、梯形、U形、半圓形及巨型等。為減小分流道內(nèi)的壓力損失，希望分流道截面面積要大，為減少散熱，又希望分流道表面積要小。流道長度宜短，因?yàn)殚L的流道不但會造成壓力損失，不利于生產(chǎn)，同時(shí)也浪費(fèi)材料；但過短，產(chǎn)品的殘余應(yīng)力增大，并且容易產(chǎn)生飛邊。澆道的截面積越大，壓力的損失越小；澆道的表面積越小，熱量的損失越小。用澆道的截面積和表面積的比值來表示澆道的效率，效率越高，澆道的設(shè)計(jì)越合理[17]。
對于壁厚小于mm，重量在200g以下的塑件，可用下述經(jīng)驗(yàn)公式確定分流道的直徑（此時(shí)算出的分流道直徑僅限于3.2～9.5mm）：
(4.2)
式中 D為-分流道的直徑，mm；
W為-塑件的質(zhì)量，g（此零件為5g）；
L為-分流道的長度，mm（約為90）；
所以D≈3mm。
4.3澆口設(shè)計(jì)
4.3.1澆口的類型
a. 直接澆口 熔融塑料直接從主流道進(jìn)入模具型腔；
b. 側(cè)澆口 開設(shè)在型腔的側(cè)面，與型腔和分流到相連，其橫截面形狀一般為矩形；
c. 搭接式澆口
d. 扇形澆口
e. 帶有調(diào)整片的澆口
f. 盤壯澆口
g. 環(huán)壯澆口
h. 膜片澆口
i. 點(diǎn)澆口
j. 潛伏式澆
綜合考慮塑件的形狀及材料表面的切料點(diǎn)，并且可以通過一次分型得出塑件，決定該模具的分流道設(shè)在動(dòng)模型板上，采用半圓形流道，且澆口采用側(cè)澆口。
本模具采用的側(cè)澆口，其優(yōu)點(diǎn)是澆口形狀簡單，尺寸容易準(zhǔn)確控制，通常用于除聚碳酸脂外的所有塑膠材料。
側(cè)澆口的缺點(diǎn)是產(chǎn)品表面有澆口瑕疵，須切斷澆道。
4.3.2澆口的位置
澆口的位置對塑件的質(zhì)量有極大的影響，澆口的位置選擇時(shí)應(yīng)遵循如下原則：
a. 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件較厚的部位，以利于熔體流動(dòng)，型腔的排氣和塑料的補(bǔ)塑，避免塑件產(chǎn)生縮孔或表面凹陷；
b. 澆口的設(shè)置應(yīng)避免塑件表面產(chǎn)生熔接痕，影響塑件的外觀；
c. 澆口應(yīng)設(shè)置在能使型腔的各個(gè)角落同時(shí)充滿的位置；
d. 澆口應(yīng)設(shè)置在有利于排出型腔中的氣體的位置；
e. 澆口應(yīng)設(shè)計(jì)在能避免塑件表面產(chǎn)生熔接痕的部位；
f. 模具的型芯細(xì)小時(shí)，澆口設(shè)計(jì)應(yīng)注意不能使熔融塑料直接沖擊型芯，以免型芯被沖擊變形。
g. 澆口不要設(shè)置在塑件使用中的承受彎曲載荷和沖擊載荷的部位[18]。
5 成型零件設(shè)計(jì)
5 成型零件設(shè)計(jì)
注射模具閉合時(shí)，成型零件構(gòu)成了成型塑料制品的型腔，成型零件主要包括凹模、凸模、型芯、鑲拼件，各種成型桿與成型環(huán)。成型零件承受高溫高壓塑料熔體的沖擊和摩擦。在冷卻固化中形成了塑件的形體、尺寸、和表面。在開模和脫模時(shí)需克服與塑件的粘著力。在上萬次、甚至幾十萬次的注射周期，成型零件的形狀和尺寸精度、表面質(zhì)量及其穩(wěn)定性，決定了塑料制品的相對質(zhì)量。成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力，作為高雅容器，它的強(qiáng)度和剛度必須在容許值之內(nèi)。成型零件的結(jié)構(gòu)，材料和熱處理的選擇及加工工藝性，是影響模具工作壽命的主要因素。
5.1分型面的設(shè)計(jì)
模具上用以取出塑件和凝料的可分離的接觸表面成為分型面。分型面的設(shè)計(jì)在注射模的設(shè)計(jì)中占有相當(dāng)重要的位置，分型面的設(shè)計(jì)合理與否直接影響到塑件的質(zhì)量；模具的整體機(jī)構(gòu)；工藝操作的困難程度及模具的制造成本。常見的取出區(qū)間的主分型面，與開模方向垂直。也有采用與開模方向一致的側(cè)向主分型面。分型面大都是平面，也有曲面或臺階面。
分型面的選擇原則：
a. 分型面應(yīng)選擇在塑件外形的最大輪廓處，只有這樣才能使塑件從模具中順利地脫模，這是最根本的一條原則。
b. 分型面的選擇應(yīng)考慮有利于塑件的脫模，一般模具的脫模機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，模具開模后塑件應(yīng)停留在動(dòng)模一邊，以便塑件順利脫模。
c. 分型面的選擇要保證塑件的進(jìn)度要求，塑件光畫的表面不應(yīng)設(shè)計(jì)分型面，以避免影響外觀質(zhì)量；塑件中要求同軸度的部分要放在分型面的同一側(cè)，以保證塑件同軸度的要求。
d. 分型面的選擇還應(yīng)考慮模具的側(cè)向抽拔距，由于模具側(cè)向分型是由機(jī)械分型機(jī)構(gòu)來完成的，所以抽拔距都比較小，選擇分型面時(shí)應(yīng)將抽芯和分型距離長的方向置于開模的方向，將小抽拔距作為側(cè)向分型或抽芯。
e. 分型面作為主要的排氣渠道，應(yīng)將分型面設(shè)計(jì)在熔融塑料的流動(dòng)末端，以便于模具型腔內(nèi)氣體的排出。
f. 選擇分型面時(shí)應(yīng)使模具零件易于加工，減小機(jī)加工的難度，要使模具加工工藝最簡單。
鑒于以上要求，本模具的分型面設(shè)在動(dòng)定模的結(jié)合面處，此處為塑件截面尺
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
寸最大的部位，是該塑件分型面的一個(gè)好的選擇[19]。
5.2成型零件應(yīng)具備的性能
由于成型零件的質(zhì)量直接影響到塑件的質(zhì)量，且與高溫高壓的塑料熔體接觸，所以必須具備一下性能：
a. 具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受塑料熔體的高溫和高壓。
b. 具有足夠的硬度和耐磨性，以承受流料的摩擦和磨損。
c. 具有良好的拋光性能和耐腐蝕性能。
d. 零件的加工性能好，可淬性良好，熱處理變形小。
e. 成型部位須有足夠的位置精度和尺寸精度。
5.3成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.3.1凹模（型腔）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凹模也稱為型腔，是成型塑件表面形狀的模具零部件。按結(jié)構(gòu)不同可分為五種：
a. 整體式凹模 它是由整塊材料加工制成。整體式凹模的強(qiáng)度高，成型的塑表面光滑無痕跡，但模具加工困難，熱處理變形大，材料浪費(fèi)嚴(yán)重，適用于中小型簡單模具。
b. 整體嵌入式凹模 經(jīng)常應(yīng)用于多型腔模具，凹模常加工成帶臺階的鑲塊，從凹模固定板下部嵌入，或者凹模與凸模固定板采用過盈配合，用螺釘連接在固定板上，凹模如果是回轉(zhuǎn)體，還需要銷釘或平鍵定位止轉(zhuǎn)。整體嵌入式凹模加工和安裝容易，熱處理變形小，便于凹模損壞時(shí)的更換和維修，成型后的塑件如有毛刺扥缺陷時(shí)，有利于脫模和后處理。
c. 鑲嵌式凹模 有的模具采用局部鑲嵌式凹模，對于大型模具或形狀復(fù)雜的模具，為了便于機(jī)械加工或熱處理，而采用大面積鑲嵌式凹模。局部鑲嵌的凹模一般都是凹模的易損部分或難于加工成型的部分，凹模鑲嵌的配合表面要磨平、拋光，以減少塑件成型時(shí)的表面毛刺，保證塑件表面質(zhì)量。
d. 四壁拼合式凹模 弱國矩形凹模巨大且復(fù)雜，可將底部和四壁分別加工，經(jīng)研磨后嵌入模套，側(cè)壁之間采用扣鎖連接，以保證連接的準(zhǔn)確性。
e. 拼塊式凹模 對于有側(cè)凹的圓形塑件要采用側(cè)向分型機(jī)構(gòu)，以便塑件順利從凹模取出，凹?？捎袃蓧K或多塊拼合而成。
本模具為外形復(fù)雜且型腔較多的中小型塑件，故采用嵌入式凹模。
5.3.2型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
型芯是成型塑件內(nèi)表面的模具零件，根據(jù)成型情況不同，型芯可分為一下結(jié)構(gòu)形式：
a. 整體型芯 整體型芯是在型芯固定板或型腔上直接加工出型芯，這種型芯結(jié)構(gòu)牢固，成型的塑件質(zhì)量好，但模具的加工難度大，適用于內(nèi)形簡單、深度不大的型芯設(shè)計(jì)。
b. 鑲嵌式型芯 在多型腔模具中常常將型芯加工成帶臺階的型芯，鑲嵌到型芯固定板上，如型芯為回轉(zhuǎn)體且有不對稱凹槽或凸起，需要加銷釘定位止轉(zhuǎn)。
當(dāng)型芯細(xì)小時(shí)，可采用過盈配合，鉚接或樹脂粘結(jié)的方法將型芯與固定板連接起來。
c. 組合式型芯 對于形狀較為復(fù)雜的型芯通常用兩個(gè)或多個(gè)型芯共同組合而成，這種方法可以講復(fù)雜型芯簡單化，使加工難度降低，也有利于型芯的拋光。它需求各型芯配合面要平整，與型芯固定板的配合要緊密，不要是用銷釘或螺釘固定連接[21]。
型芯結(jié)構(gòu)同型腔結(jié)構(gòu)類似，亦采用嵌入式凸模。
5.4成型零件工作尺寸計(jì)算
注塑模成型零件工作尺寸，是指成型零件上直接成型塑件的型腔尺寸。由于塑件在高壓和熔融溫度下充模成型，并在模具溫度下冷卻固化，最終在室溫下進(jìn)行尺寸檢測和使用。因此，塑料制品的形狀和尺寸精度的獲得，必須考慮物料的成型收縮率等眾多因素的影響。成型零件的工作尺寸主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形和異形的長度和寬度尺寸）、型腔的深度和型芯的高度尺寸、型腔（型芯）與型腔（型芯）的位置尺寸等。在模具設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸、精度來確定模具成型零件的工作尺寸和精度。
5.4.1影響塑件尺寸和精度的因素
（5.1）
a. 成型收縮率 塑料成型后的收縮率與塑料的材料、塑件的結(jié)構(gòu)、模具的結(jié)構(gòu)以及成型的工藝條件等因素有關(guān)，因此，在實(shí)際工作中，成型收縮率的波動(dòng)很大，從而引起塑料尺寸的誤差很大，塑件尺寸的變化值為：
式中 ——塑料收縮波動(dòng)而引起的塑件尺寸誤差，mm；
——塑料的最大收縮率，%；
——塑料的最小收縮率，%；
——塑件尺寸，mm。
一般情況，由成型收縮率波動(dòng)而引起的塑件尺寸誤差要求控制在塑件尺寸公差的1/3以內(nèi)。
b. 模具成型零件的制造誤差 模具成型零件的制造精度是影響塑件尺寸精度的重要因素之一，模具成型零件的制造誤差越小，塑件的尺寸精度越高，但是模具零件的加工困難，制造成本和加工周期也會加大加長。實(shí)踐證明，如果模具成型零件的制造誤差在IT7～I(xiàn)T8級之間，成型零件的制造公差占塑件尺
尺寸公差的1/3。
c. 模具成型零件的磨損 模具在使用過程中，由于塑料熔體流動(dòng)的沖刷、脫模時(shí)與塑件的摩擦、成型過程中可能產(chǎn)生的腐蝕性氣體的銹蝕以及由于上述原因造成的模具成型零件表面粗糙度提高而要求重新拋光等，均可造成模具成型零件尺寸的變化，凹?；蛐颓怀叽缱兇螅鼓；蛐托境叽缱冃?。這種由于磨損造成的模具成型零件尺寸的變化值與塑件的產(chǎn)量、塑料原料及模具都有關(guān)系，當(dāng)塑件產(chǎn)量較大時(shí)，模具表面耐磨性要好（如采用高硬度材料，模具表面鍍硬金屬層，表面滲氮處理等）。對于中小塑件，模具的成型零件最大磨損可取塑件公差的1/6，而大型塑件，模具的成型零件最大磨損應(yīng)取塑件公差的1/6以下。
d. 模具安裝配合的誤差 模具的成型零件由于配合間隙的變化，會引起塑件的尺寸變化。模具的配合間隙誤差應(yīng)不影響模具成形零件的尺寸精度和位置精度[22]。
5.4.2成型零件工作尺寸的計(jì)算
(5.2)
在計(jì)算成型零件工作尺寸時(shí)要用到塑料的平均收縮率S。平均收縮率S的計(jì)算用到公式
公式中----塑料的最大收縮率；
----塑料的最小收縮率。
1 型腔徑向尺寸的計(jì)算
(5.3)
其中，----塑件的最大尺寸；
----塑件的平均收縮率；
----塑件的公差；
----型腔的上偏差，
2 型腔深度尺寸的計(jì)算
(5.4)
其中,----塑件的最大高度；
----塑件的平均收縮率；
----塑件的公差；
----型腔的上偏差，
mm