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河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書 序號 工序名稱 工序內容 1 下料 2 鍛 鍛造成45185mm 3 熱處理 退火 4 車 粗車型芯頂部端面，粗車外圓面至尺寸31.336mm，36.534mm，調頭粗車型芯底部至34mm。 半精車型芯頂部至31.136，倒245角，車配合面達36.25mm，長34mm ，倒245角，調頭半精車型芯底部至32mm。 鉆10圓孔的預孔。 5 鉗 配鉆M12螺紋底孔，并攻絲到滿足要求 6 熱處理 淬火、回火，達到52～55HRC 8 磨 磨型芯各端面及31.336mm，36.534mm外圓，其中外圓與工作端面，即Ra0.1的表面，留鉗工研磨余量0.02mm，（按圖紙最終尺寸加工） 9 鉗 研磨拋光工作面，使31.0436mm，36.2034mm兩個尺寸達圖樣要求 表2 主型芯機械加工工藝過程卡 表3 定模板機械加工工藝過程卡 序號 工序名稱 工序內容 1 備料 棒料 2 鍛造 405mm255mm55mm 3 熱處理 退火 4 銑 銑六個面至尺寸400.5mm250.55mm50.5mm，對角尺 5 銑 銑兩側80mm73mm,15mm60mm矩形槽，（留0.05mm磨量） 平磨 磨六面至尺寸400mm250mm50mm，保證上下平面與四平面互相垂直，垂直度為0.005mm，對角尺 6 鉗 以上下平面及一對互相垂直的側基面為基準畫各孔中心線 7 車（鏜） 車（鏜）型腔孔，并按圖紙要求加工2-17mm的孔,（留0.05mm磨量） 8 鉆 1. 鉆、鉸6-M10mm孔; 2. 用深孔鉆12的孔，冷卻水孔到滿足要求 9 鉗 1. 與件5配作，鉆鉸2-32，2-25的孔，锪2-52，2-40的沉頭孔到滿足要求，并留出0.5mm的精加工余量 2. 配鉆6-M12螺紋底孔，并攻絲到滿足要求 3. 與件1配作，鉆鉸36的孔，并留出0.5mm的精加工余量 10 淬火 淬火、回火達52-55HRC 11 平磨 磨上下面 12 磨 磨2-32，2-25，2-52，2-40，2-17，36各孔到滿足要求 13 鉗 研型腔Ra0.1并拋光 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： 齊 曉 亮 學 號： 0312128 專 業(yè)： 模具設計與制造 設計(論文)題目： 油管接頭注塑模設計 指導教師： 楊占堯 教授 2006年 04 月 10 日 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 改革開放以來，隨著國民經濟的高速發(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)現已有幾千家。 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經越來越認識到產品質量、成本和新產品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎的要素之一。 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/Engineer、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，并成功應用于塑料模的設計中。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制造周期等方面做出了貢獻。例如華中理工大學模具技術國家重點實驗室開發(fā)的注塑模CAD/CAE/CAM軟件就在國內模具行業(yè)擁有不少的用戶。 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)達國家相比仍有較大的差距，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、復雜和長壽命模具依賴進口。 模具技術的發(fā)展應該為適應模具產品“交貨期短”、“精度高”、“質量好”、“價格低”的要求服務。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項： (1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術 　　模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術培訓和技術服務的力度；進一步擴大CAE技術的應用范圍。計算機和網絡的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現技術資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。  (2)高速銑削加工 　　國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。  (3)模具掃描及數字化系統 　　高速掃描機和模具掃描系統提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統，可快速安裝在已有的數控銑床及加工中心上，實現快速數據采集、自動生成各種不同數控系統的加工程序、不同格式的CAD數據，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。  (4)電火花銑削加工 　　電火花銑削加工技術也稱為電火花創(chuàng)成加工技術，這是一種替代傳統的用成型電極加工型腔的新技術，它是有高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數控銑一樣)，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術的機床在模具加工中應用。預計這一技術將得到發(fā)展。 (5)提高模具標準化程度 　　我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右。 (6)優(yōu)質材料及先進表面處理技術 選用優(yōu)質鋼材和應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術。 (7)模具研磨拋光將自動化、智能化 　　模具表面的質量對模具使用壽命、制件外觀質量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現有手工操作，以提高模具表面質量是重要的發(fā)展趨勢。 (8)模具自動加工系統的發(fā)展 　　這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統應有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數控庫；有完整的數控柔性同步系統；有質量監(jiān)測控制系統。 本畢業(yè)設計是我們模具設計與制造專業(yè)的學生為了檢驗三年的學習成果而進行的，它是對我們所學課程的一次深入、系統的綜合性的總復習，也是一次理論聯系實踐的訓練。它在我們的學習中占有重要的地位。 通過這次畢業(yè)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：如模具材料、公差配合與技術測量等有了更深刻的理解，使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費材料，保證了工件的經濟性，設計的合理性。通過工程塑料、塑料模具技術手冊、注塑模結構與設計、注塑模具設計手冊等了解到許多原來未知的知識，必將為日后的獨立工作創(chuàng)造一個良好的開始。  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）： 為了能夠使我們在畢業(yè)后的工作過程中能夠獨立分析和解決實際問題，在三年的學習將要結束的時候，學校安排了“畢業(yè)設計”這個實踐環(huán)節(jié)。本設計題目為“油管接頭注塑?！?。 在設計中經過分析選用了“一模兩腔”的型腔排列方式，能夠滿足中等批量的生產任務；澆口的設計過程中根據模具結構選擇了潛伏式澆口，在開模過程中能夠自動切斷澆口凝料，提高了生產效率；由于制件有側孔，需要設置側向分型抽芯機構，本模具中采用了斜導柱側向分型抽芯機構；在頂出機構的設計中，考慮到制件成型后由于收縮將包緊在型芯上，造成脫模力較大，為保證塑件的質量，采用了頂管脫模；在合模時頂管必須在側型芯滑塊復位時提前退回復位，為避免側型芯與頂管在合模過程中發(fā)生干涉，設置了彈簧式優(yōu)先復位機構，需要注意的是選用的彈簧要有迫使頂出機構復位的足夠力矩。 畢業(yè)設計是塑料模設計課程重要的綜合性和實踐性教學環(huán)節(jié)?，F將本設計的進度表安排如下： （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）根據計算結果，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。  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 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 油管接頭注塑模具設計 前 言 塑料制品在日常生活中是常常見到的，如在家用電器、儀器儀表、建筑器材、汽車工業(yè)、日用五金、通信器材以及醫(yī)療器械等眾多領域，塑料制品的使用比例正迅猛增加。這主要是因為以下原因：第一，塑料與金屬材料相比有許多優(yōu)點：容易加工，生產效率高；節(jié)約能源，絕緣性能好；質量輕，相對密度為1.0～1.4，比鋁輕一半，比鋼輕3/4，比強度高，具有突出的耐磨、耐腐蝕性等；第二，在日用和工業(yè)產品中，一個設計合理的塑料制品往往能代替多個傳統金屬結構件，加上利用工程塑料特有的性質，可以一次成型非常復雜的形狀，并且還能設計成卡裝結構，從而減少產品中裝配的各種緊固件，降低了金屬材料消耗量和加工及裝配工時；第三，注塑加工是塑料加工中普遍采用的方法之一。該方法使用與全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，制品數量比其他常規(guī)的金屬成型方法要大得多。由于注塑成型加工不僅產量多，而且適用于多種原料，能夠成批、連續(xù)的生產，并且具有穩(wěn)定的尺寸，容易實現生產的自動化和高速化，具有極高的經濟效益。因此目前工業(yè)產品非金屬化、金屬制品塑料化的趨勢日益明顯。 獲得注塑制品的過程，稱之為注塑成型或者注射成型，或者簡單的稱之為注塑。注塑成型的基本過程是：顆粒狀的高分子材料（以下簡稱為塑料）經過注塑機螺桿的擠壓和加熱，成為熔融狀態(tài)的可以流動的熔體。在螺桿的推動下，塑料熔體通過注塑機的噴嘴、模具的主流道、分流道和澆口進入模具型腔，成型出具有一定形狀和尺寸制品的過程。注塑的結果是生產出符合用戶要求的塑料制品。 要想取得合格的制品，必須要有設計合理、制造精良的模具，還需要有何該模具配套的先進的注射設備（注塑機）以及合理的加工工藝。因此人們常將，模具、注塑機以及工藝稱之為注塑過程得以順利進行的三個基本要素。 作為注塑成型加工的主要工具之一的注塑模具，在質量、精度、制造周期以及注塑成型過程中的生產效率等方面的惡水平高低，直接影響產品的質量、產量、成本及產品的更新換代，并最終決定著企業(yè)在市場競爭中的反映能力和速度。 與其他機械行業(yè)相比，模具制造業(yè)主要有以下三個特點： 第一，模具不能像其他機械產品那樣可作為基本定型的商品隨時都可以在機電市場上買到。這是因為每副模具都是針對特定的塑料制品的規(guī)格而產生的，由于塑料制品的形狀、尺寸各異，差距甚大，其模具結構也是大相徑庭，所以模具制造不可能形成批量生產。換句話說，模具是單件生產的，重復加工的可能性很小。因此，模具的設計、制造成本都較高。 第二，因為注塑模具是為產品中的塑料制品而訂制的，作為產品，除質量、價格等因素之外，很重要的一點就是需要盡快地投放市場，所以對于為塑料制品而特殊訂制的模具來說，其制造周期一定要短。 第三，模具制造時一項技術性很強的工作，其加工過程集中了機械制造中的諸多先進技術的部分精華與鉗工技術的手工技巧，因此要求模具工人具有較高的文化技術水平，特別是對于企業(yè)來說要求培養(yǎng)“全能工人”（即多面手），使其適應多工種的要求，這種技術工人對模具單件生產方式組織均衡生產來說是非常重要的。 注塑機也是注塑成型必需的要素之一。一般來說，市場上供應的各種形式和規(guī)格的注塑機，但是在實踐中，必須根據模具的實際情況和注塑廠家的設備情況進行選擇。 對于采用注塑成型加工方法生產塑料制品來說，合理的成型工藝既是三個基本要素中的加工工藝。所謂成型工藝，簡單來說就是將壓力、溫度、時間（速度）三大要素組成最合理的搭配。在成型過程中，尤其是精密制品的成型，要想確立一組最佳的成型條件決非易事，因為影響成型條件的因素很多，除制品的形狀、模具結構、注塑設備、原材料等之外，電壓的波動、環(huán)境溫度的變化對成型都有一定的影響。到目前為止，建立最佳的成型工藝尚無簡便可靠的辦法，大多需要操作者具有很豐富的實踐經驗與耐心，根據塑料制品在成型過程出現的具體文言體認真調查，才能確立一個理想的成型工藝，高效率、高質量地生產出合格的塑料制品。 如前所述，注塑過程得以實現的三個基本要素是：注塑機、注塑模具以及加工工藝，它們缺一不可。隨之市場競爭的激烈化，客戶對于產品的質量要求越來越高，生產速度要求越來越快。這些要求推動人們不斷設計技術更加先進，生產效率更加高的注塑機，同時設計結構更加合理，性能更加穩(wěn)定的注塑模具，并尋求更為合理的注塑工藝，以滿足這方面的要求。 但是要做到上述三個方面并不容易。因為從制品質量方面講，塑料模具以及注塑成型工藝對其影響甚大；從制品的生產效率方面講，注塑機、模具以及生產工藝則發(fā)揮著巨大的作用。而整個注塑的工藝又是有制品的形狀和大小、塑料的種類、模具的結構以及注塑機的類型來決定的。 為了能夠使我們在畢業(yè)后的工作過程中能夠獨立分析和解決實際問題，在三年的學習將要結束的時候，學校安排了“畢業(yè)設計”這個環(huán)節(jié)。本設計題目為“油管接頭注塑?！?在設計中經過分析選用了“一模兩腔”的型腔排列方式，能夠滿足中等批量的生產任務；澆口的設計中根據模具結構選擇了潛伏式澆口，在開模過程中能夠自動切斷澆口凝料，提高了生產效率；由于制件有側孔，需要設置側向分型抽芯機構，本模具中采用了斜導柱抽芯機構；在頂出機構的設計中，由于制件包緊在型芯上造成脫模力較大，為保證塑件質量，采用了頂管脫模；頂管必須在側型芯滑塊回位時提前退會復位，為避免側型芯與頂管在合模過程中發(fā)生干涉，設置了彈簧式優(yōu)先復位機構，需要注意的是選用的彈簧要有迫使頂出機構復位的足夠力矩. 畢業(yè)設計是塑料模設計課程重要的綜合性和實踐性教學環(huán)節(jié)。通過這個環(huán)節(jié)使我能夠綜合運用塑料模具設計課程和其他先修課程的知識，分析和解決塑料模具設計問題，進一步鞏固、加深和拓寬所學知識，逐步樹立正確的設計思想，增強創(chuàng)新意識和競爭意識，熟悉掌握塑料模具設計的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力；通過設計計算、繪圖以及運用技術規(guī)范、標準、設計手冊等有關設計資料，進行全面的塑料模具設計基本技能的訓練。 在設計過程中得到了楊占堯老師的大力指導與幫助，此外還參考了有關同學的設計內容和資料，他們?yōu)槲业脑O計提供了許多寶貴意見，在此我表示衷心的感謝！ 第1章 模塑工藝規(guī)程的編制 塑件的工藝性分析 塑件的原材料分析 塑件的材料采用聚甲醛（POM），屬熱塑性塑料，是一種具有優(yōu)異綜合性能的工程塑料。從使用性能上看，該塑料具有硬度大、耐磨性強、彈性好、化學穩(wěn)定性高、尺寸穩(wěn)定性好，其耐油性能與溫度、濕度等外界條件無關等優(yōu)點，并且具有突出的耐溶劑性和良好的耐熱性【2】。從成型性能上看，該塑料熔料的流動性較好，受溫度變化的影響較小，而受壓力的影響比較敏感，在注塑成型時只要控制壓力的大小就可獲得適合的流動性，使得成型較容易。但是制件的成型收縮率較大，使得成型后制件上易產生折皺、凹痕、斑紋、熔接痕等缺陷，因此應注意注塑工藝的合理控制，例如在成型時應采用較高注射壓力，適當延長保壓時間以減小收縮率等。 塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析 （1） 結構分析。 從零件圖上分析，該零件總體形狀類示一個三通管道，在下端有一個直徑為35mm，深度為3mm的凹坑。在上端有一個外徑為40mm，內徑為30mm，高度為3mm的凸緣。在三通的一端是一段M12mm的螺紋，其長度為10mm。因此，模具設計時必須設置側向分型抽芯機構，該零件屬于中等復雜程度。 （2） 尺寸精度分析。 從零件圖可知，該零件各個尺寸均未注明公差，為提高經濟效益，則按未注明公差尺寸來處理。根據表2—15【1】查得POM材料的適用未注公差等級為MT6級(GB/T14486-1993)。從以上分析可見，該零件的尺寸精度等級不高，對應的模具相關零件的尺寸加工容易保證。 從塑件的壁厚上來看，壁厚最大處為9mm，最小處為5mm，壁厚差為4mm,相差較大，成型時可能會在塑件內部產生縮孔和殘余應力，應在成型工藝上采取措施，比如延長保壓時間和冷卻時間，改善澆注系統，開設冷卻水道，使模具冷卻均勻等，防止缺陷的產生。 （3） 表層質量分析。 該零件的表面要求沒有缺陷、毛刺，內部表面應光潔，以利于液體的流動。除此之外沒有特別的表面質量要求，故比較容易實現。 綜上分析可以看出，注塑時在工藝參數控制的較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。 計算塑件的體積和重量 為了選用注塑機型號及確定模具型腔數，應該先確定塑件的質量。 計算塑件的體積：用分割法求得塑膠體積= 25680（具體過程略）。 計算塑件的質量：根據設計手冊【3】查得POM的密度為，故塑件的質量為： = 25680×1.41× = 36.2g 采用一模兩件的模具結構，考慮其外形尺寸，注塑時所需壓力等情況，初選用注塑機XS—ZY—250型。 塑件注塑工藝參數的確定 由于聚甲醛塑料的熱穩(wěn)定性較差，在210℃下停留時間不得超過20min,在正常加工溫度范圍內受熱時間稍長也會發(fā)生分解。所以在保證物料流動性的前提下，盡量采用較低的成型溫度和較短的停留時間。查相關文獻資料，聚甲醛的成型工藝參數可作如下選擇【2】：（試模時，可根據實際情況作適當調整） 注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。 料筒溫度：后段溫度選用165℃； 中段溫度選用175℃； 前段溫度選用185℃； 噴嘴溫度：選用175℃； 注塑壓力：選用100Mpa; 注塑時間：選用40s； 保 壓：選用40Mpa; 保壓時間：選用10s； 冷卻時間：選用35s。 另外，為了提高制品的尺寸穩(wěn)定性和減少內應力，可將注塑成型后獲得的制件置于120℃～130℃的環(huán)境中進行空氣浴，停留時間約4小時，然后緩慢冷卻至室溫。 第2章 注塑模的結構設計 2.1 分型面的選擇 根據分型面選擇原則和塑件的成型要求選擇分型面。 該塑件為油管接頭，表面質量無特殊要求，分析后可取如下圖所示的分型面，它是塑件最大截面，大孔在開模方向上成型，而小孔在側面，便于抽芯。若選圖1所示的分型方式即可降低模具的復雜程度，減少模具加工難度又便于成型后取件。故選用如圖1所示的分型方式較為合理。 圖1 分型面的選擇（1） 圖 2 分型面的選擇（2） 若采用圖2所示的分型方式，雖然側向抽芯距大大減小，但要想使制件脫模，模具的開模行程將增加很多，模具結構也成倍增大，所需設備要有很大的開模行程才行，勢必降低生產效率。 2.2 確定型腔的排列方式 本塑件在注塑時采用一模兩件，即模具需要兩個型腔。綜合考慮澆注系統、模具結構的復雜程度等因素，擬采取如圖3所示的型腔排列方式。 圖 3 型腔排列方式（1） 采用圖3所示的型腔排列方式能夠適應生產批量的需求，模具結構也不復雜，容易保證塑件的質量。 若采用圖4所示的型腔排列方式，雖然較圖3在模具結構上少了一側的抽芯機構，但將兩個側型芯放在同一側，由于側型芯較細小，并且抽芯距較長，造成抽芯力大，抽芯機構相對復雜，并且模具縱向尺寸將隨之增大，模具制造成本提高。 圖4 型腔排列方式（2） 另外一種型腔排列方式如圖5所示，一模四件對稱布置，生產效率最高，但是在模具上有四個側型芯，側向分型抽芯機構設置相對復雜，抽芯力大，將成倍增大模具結構的復雜程度。 圖5 型腔排列方式（3） 2.3 澆注系統設計 （1） 主流道設計。 根據設計手冊【1】查得XS—ZY—250型注塑機噴嘴的有 關尺寸： 噴嘴前端孔直徑：=4mm； 噴嘴前端球面半徑：=18mm； 根據模具主流道與噴嘴的關系【1】： =+（1—2）mm =+（0.5—1）mm 取主流道球面半徑=19mm； 主流道的小端直徑=5mm。 為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓錐形，其斜度取為，經換算得主流道大端直徑=9.5mm，為了使熔料順利進入分流道，可在主流道出料端設計半徑=6mm的圓弧過渡。 （2） 分流道設計。 分流道的形狀及尺寸，應根據塑件的體積、壁厚、形狀的復雜程度、注塑速率、分流道的長度等因素來確定。本塑件形狀不算太復雜，熔料填充型腔比較容易。根據型腔的排列方式可知分流道長度較短,為了便于加工起見，選截面形狀為梯形的分流道，查有關文獻【1】初確定梯形尺寸=9mm,=6mm。 （3） 澆口設計。 根據塑件的成型要求、型腔的排列方式及模具結構，擬選潛伏式澆口較為理想，可以自動切除澆口凝料，提高生產率，模具結構孔也不復雜。根據設計手冊初步確定澆口尺寸，澆口長度= 2mm，直徑= 1.2mm，，試模時修正。 2.4 抽芯機構設計 制件的一側有一個側孔，垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具脫出。因此成型油管接頭的零件必須做成活動的型芯，即須設置抽芯機構。本模具采用斜導柱抽芯機構。 2.4.1 斜導柱尺寸的確定 （1） 確定抽芯距。 抽芯距一般應大于成型孔的深度，本題目中塑件側孔深度為45mm，另加3mm的抽芯安全系數，可取抽芯距=48mm. （2） 確定斜導柱傾角。 斜導柱傾斜角與抽拔力以及抽芯距有直接關系。本題取為=。 （3） 確定斜導柱的尺寸。 根據抽拔力及其傾斜角度，按設計資料的有關公式進行計算。本題中經驗估值，斜導柱的直徑mm。確定最小開模行程【1】 取固定凸肩，暫選安裝斜導柱的定模板厚=50mm,則斜導柱總長可按下式計算【1】： 如果設計中有變化，則就修正的長度。 2.4.2 滑塊與導滑槽設計 （1） 滑塊與側型芯的連接方式設計。 本題中側向抽芯機構主要是用于成型零件的側向孔，由于側向孔的深度較大，考慮到型芯強度和裝配問題，采用組合式結構。型芯和滑塊的連接采用鑲嵌方式，并用螺釘加固。其結構如圖6所示 （2） 滑塊的導滑方式。 本題中為使模具結構緊湊，降低模具裝配復雜程度，擬采用整體式滑塊和整體式導向槽的形式。其結構如圖7所示。 為提高滑塊的導向精度，裝配時可對導向槽或滑塊采用配磨、配研的方法。 圖6 型芯的連接方式 圖7 滑塊的導滑方式 （3） 滑塊的導滑長度和定位裝置設計。 導滑長度要保證側向抽芯后，滑塊與導滑槽的配合長度不小于其總長度的，滑塊的限裝置采用彈簧滾珠形式。其結構如圖8所示。 圖8 滑塊的限位方式 圖9 型腔的組合方式 1-定模板 2-主型芯 3-澆口套 4-定模鑲塊 5-滑塊 6-導滑槽 7-動模鑲塊 8-動模板 9-推管 10-側型芯 2.5 成型零件結構設計 （1） 凹模的結構設計。 本題中模具采用一模兩件的結構形式，由于制件上面有螺紋需要成型，考慮加工的難易程度和材料的價值利用率等因素，型腔擬采用鑲拼式結構，將成型螺紋的工作零件做成瓣合模形式，可以在其損壞后很容易的更換。此外，由于開模后塑件包緊型芯的力比較大，為確保脫模過程中制件的完好無損，擬采用推出力比較平穩(wěn)的推管形式推出制件，塑件不易發(fā)生變形，所以推管頂部也構成了型腔的一部份。其結構形式如圖9中件9所示。 根據本題中分流道與澆口的設計要求，分流道設置在動模板上，而澆口設置在定模板上。其結構如圖9所示。 （2） 凸模結構設計。 凸模主要是與凹模相結合構成模具型腔，其凸模和側型芯的結構形式如圖9中件2、10所示。 第3章 模具設計的有關計算 本題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量來計算。 查表【5】得聚甲醛的收縮率為= 1.4%～2.0%，故平均收縮率為=（1.4+2.0）%/2=1.7%，模具制造公差取=/3（為塑件公差）。 3.1 型腔和型芯工作尺寸計算 型腔、型芯工作尺寸計算見表1。 3.2 螺紋瓣合塊的尺寸計算 3.2.1 螺紋瓣合塊型腔側壁厚度及底厚計算 （1） 螺紋瓣合塊型腔側壁厚度計算。 螺紋瓣合塊型腔側壁厚度的計算應根據組合式矩形型腔側壁厚計算公式【6】進行計算。 式中 ——型腔壓力（MPa） ——模具材料的彈性模量（MPa） []——剛度條件，即允許變形量（mm） 本題中取 =40MPa（選定值）； =8mm； =20.17mm（根據表1型腔工作尺寸計算得長、寬尺寸，取大值進行計算）； =2.110MPa; =0.04～0.05mm,取=0.045mm。 代入公式計算得 考慮到瓣合塊需要由螺釘固定，故取螺紋瓣合塊的外形尺寸為50mm×15mm.考慮到加工和裝配時的實際情況，可取動、定模瓣合塊的厚度分別和對應的動、定模板相匹配以方便用螺釘固定。螺紋瓣合塊的結構形式如圖10所示。 圖10 螺紋瓣合塊（一對） 第4章 模具冷卻與加熱系統的計算 本塑件在注射成型時不要求有太高的模溫（約80℃左右即可），因而在模具上可不設加熱系統，而采用模具溫度控制器來對模具溫度進行控制，自動實現模具冷卻、加熱的交替，使模具在成型過程中達到較好的熱平衡。是否需要冷卻系統可作如下設計計算： 設定模具平均工作溫度為80℃，用20℃的常溫水作為模具的冷卻介質，其出口溫度為25℃，產量為(初算每2分鐘一套)2.17kg/h。 （1） 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量Q3，查有關文獻【5】得聚甲醛的單位熱流量為42×J/kg （2） 求冷卻水的體積流量V【1】 式中 ——冷卻水的體積流量（m/min）； ——單位時間內注入模具內的塑料熔體的質量(kg/h)； ——塑料成型時在模具內釋放的熱焓量（J/kg）； ——冷卻水的比熱容[J/（kgK）]； ——冷卻水的密度（kg/m）； ——冷卻水的出口溫度（℃）； ——冷卻水的進口溫度（℃）。 由體積流量V查表【1】可知所需的冷卻水管的直徑d為12。 為達到較好的冷卻效果，根據模具整體結構設置4個冷卻水道，平均布置在制件周圍，其結構見裝配圖。 第5章 模具閉合高度的確定 在支撐和固定零件的設計過程中，根據經驗確定：定模座板：=32mm,考慮模具整體結構的協調取定模板：=50mm，動模板：=40mm，支撐板：=32；動模座板：=32mm。 根據推出行程和推出機構的結構尺寸確定墊塊高度=80mm 因而模具閉合高度： +++++ =32+50+40+32+80+32 =266mm 第6章 注塑機有關參數的校核 本模具的外形尺寸為315mm×440mm×266mm. XS—ZY—250型注塑機拉桿間距為448mm×370mm，故能滿足模具的安裝要求。 由上述計算模具的閉合高度=242mm，XS—ZY—250型注塑機所允許模具的最小厚度=200mm，最大厚度=350mm，即模具滿足的安裝條件【1】： ≤≤ 經查資料XS—ZY—250型注塑機的最大開模行程S=500mm，滿足下式【1】頂出塑件的要求： 此外，由于側向分型抽芯距較大，需校核開模距離的增加量。 按照式【1】 mm=144mm 式中 ——最小開模行程，本題中取=134mm。 經校核，注塑機的開模行程足夠，XS—ZY—250型注塑機能滿足使用要求，故可采用。 第7章 繪制模具總裝圖和非標準零件工作圖 本模具的總裝圖見裝配圖所示。非標準件工作圖見零件圖。 本模具的工作原理：模具安裝在注塑機上，定模部分固定在注塑機的定模板上，動模固定在注塑機的動模板上。合模后，注塑機通過噴嘴將熔料經流道注入型腔，經保壓、冷卻后塑件成型。開模時動模部分隨動模板一起運動漸漸將分型面打開，與此同時在斜導柱的作用下側抽芯滑塊向兩邊分離并脫離塑件，完成側 向抽芯動作，當分型面打開到144mm時，動模停止運動，在注塑機頂出裝置作用下，推動推管運動將塑件從型芯上頂出。合模時，推管在彈簧的彈力作用下首先復位，隨著分型面的閉合滑塊帶著側型芯復位。 圖11 油罐接頭注塑模三維圖 第8章 注塑模主要零件加工工藝規(guī)程的編制 (1) 主型芯。主型芯如零件圖01所示，其加工工藝過程見工藝規(guī)程卡片1。 (2) 定模板。定模板如零件圖02所示，其加工工藝過程見工藝規(guī)程卡片2。 圖12 油管接頭注塑模 1-定位環(huán) 2-定模座 3-定模板 4-動模板 5-支撐塊 6-動模座 7-推管 8-推板 9-推管固定板 10-墊板 11-滑塊 12-壓緊楔 13-斜導柱 14-瓣合塊 15-主型芯 16-澆口套 17-導軌 18-側型芯 第9章 注塑模的裝配 本模具在裝配時的主要要求如下： （1） 模具上下平面的平行度偏差不大于0.05mm,分模面處需密合。 （2） 推件時推管和頂桿動作要保持同步。 （3） 彈簧要有足夠的力矩。 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【8】： （1） 裝配前按圖檢驗主要工作零件及其他零件得尺寸。 （2） 鏜導柱、導套孔。將定模板3、動模板4疊合在一起，使分模面緊密接觸并夾緊，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） 加工模板。用定模側面的垂直基準確定定模上型腔中心的實際位置，并以此作為加工基準，分別鏜小型孔和線切割用的穿絲孔2-mm，銑矩形臺肩73mm80mm，并以兩個孔為基準，線切割主型芯孔。按照定模板的實際中心位置尺寸在動模板4上鏜型孔，并按照定模板上對應位置的實際尺寸線切割滑塊的讓位矩形孔73mm80mm。 （4） 壓入導柱、導套。在定模、動模板上分別壓入導套、導柱，使導向可靠，滑動靈活。 （5） 裝配支撐板和墊塊。將動模板4、墊塊5、動模座板6和墊板10疊放在一起，用定模側面的垂直基準確定連接緊固的螺釘孔，鏜螺釘過孔，并在動模板上攻出螺紋。 （6） 裝配型芯。將定、動模板合攏，把型芯放入型孔內，用螺孔復印法和壓銷套法使型芯緊固在墊板上。 （7） 在動模座板上鉆緊固型芯的螺紋通孔，并用螺釘將型芯固定在動模座板上。 （8） 通過型芯引鉆頂板上的頂桿孔及推管孔，安裝推管及頂桿。組裝定出系統。 （9） 組裝墊塊，支撐板、定模座板。 （10） 加工定模座板。加工螺紋孔、銷釘孔和壓緊楔孔，并將澆口套壓入定模座板。 （11） 定模和定模座板的裝配。用平行夾頭把它們夾緊。通過定模座板的孔引鉆在定模上，拆下后，在定模上鉆、攻螺紋孔，然后用螺釘和銷釘將定模和定模座板緊固。 （12） 完成裝配后進行試模，并交驗入庫。 第10章 試模 （1） 試模前，必須對設備的油路、水路及電路進行檢查，并按規(guī)定保養(yǎng)設備，做好開機前的準備。 （2） 原料應合格。根據推薦的工藝參數將料筒和噴嘴加熱。由于制件大小、形狀和壁厚的不同，以及設備上熱電偶位置的深度和溫度表的誤差也各有差異，因此資料上介紹的加工某一塑料的料筒和噴嘴溫度只是一個大致范圍還應根據具體條件試調【7】。判斷料筒和噴嘴溫度是否合適的最好辦法，是在噴嘴和主流道脫開的情況下，用較低的注射壓力，使塑料自噴嘴中緩慢地流出，以觀察料流。如果沒有硬塊、氣泡、銀絲、變色，而是光滑明亮者，即說明料筒和噴嘴溫度是比較合適的，這時就可以開始試模。 （3） 在開始試模時，原則上選擇在低壓、低溫和較長的時間條件下成型，然后按壓力、時間、溫度這樣的先后順序變動。最好不要同時變動二個或三個工藝條件，以便分析和判斷情況。壓力變化的影響，馬上就可以在制件上反映出來，所以如果制件充不滿，通常首先是增大注射壓力。當大幅度提高注射壓力仍無顯著效果時，才考慮變動時間和溫度。延長時間實質是使塑料在料筒內受熱時間加長，注射幾次后若仍然未充滿，最后才提高料筒溫度。但料筒溫度的上升以及塑料溫度達到平衡需要一定的時間，一般約15min左右，不是馬上就可以在制件上反映出來的，因此必須耐心等待，不能把料筒溫度升得太高，以免塑料過熱甚至發(fā)生降解。 （4） 注射成型時可選用高速和低速兩種工藝。一般在制件壁薄而面積大時，采用高速注射，而壁厚面積小者采用低速注射，在高速和低速都能充滿模腔的情況下，除玻璃纖維增強塑料外，均易采用低速注射【7】。 （5） 對黏度高和熱穩(wěn)定性差的塑料，采用較慢的螺桿轉速和略低的背壓加熱和預塑，而黏度低和熱穩(wěn)定性好的塑料可采用較快的螺桿轉速和略高的背壓。在噴嘴溫度合適的情況下，采用噴嘴固定的形式可提高生產率。但當噴嘴溫度太低或太高時，需要采用每成型周期向后移動噴嘴的形式。 在試模過程中應作詳細記錄，并將結果填入試模記錄卡，注明試模是否合格。如需返修，則應提出返修意見。在記錄卡中應摘錄成型工藝條件及操作之一要點，最好能附上加工出的制件，以供參考【8】。 試模后，將模具清理干凈，涂上防銹油，然后分別入庫或返修。 小 結 這次畢業(yè)設計是我們進行完了三年的模具設計與制造專業(yè)課程后進行的，它是對我們學完三年來所學課程，繼而進入工作崗位獨立工作前的最后一次深入、系統的綜合性的復習，也是一次理論聯系實踐的訓練。它在我們的學習中占有重要的地位。 通過這次設計使我在復習先修知識的同時又學到了許多新知識，對一些原來一知半解的理論也有了進一步的的認識。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等有了更深刻的理解，使我進一步的了解了怎樣將這些知識運用到實際的設計中，同時還使我更清楚了模具設計過程中要注意到的問題。如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費材料，保證加工的經濟性，加工工藝的合理性。 由于能力有限，設計中難免有疏漏之處，懇請老師給予批評指正。 致謝 注塑成型技術是材料加工技術中不可缺少的重要加工手段之一，目前在國內正處于蓬勃發(fā)展時期，具有廣泛的發(fā)展前景。在大學三年學習即將結束之際，能夠按照老師的指導并綜合運用三年來的所學所知設計一套注塑模具,必將為日后的獨立工作創(chuàng)造一個良好的開始。 在畢業(yè)設計過程中楊老師一直扮演著導向者的角色，從接到設計題目那一刻起就給我指明了方向，讓我明白了設計要求、設計流程、設計中可能遇到的問題以及解決方法等，并不厭其煩的糾正設計中的錯誤，詳細檢查設計中的細節(jié)及重點，對設計方案提出了寶貴的修正意見，一步步完善了我的設計。在此對楊老師表示衷心的感謝！ 此外在設計過程中參考了一些同學的設計實例，并向他們請教，得到他們的大力幫助，為我提供了許多有關設計的資料,在此一并表示深深的謝意！ 參考文獻 [1] 塑料注塑模結構與設計 楊占堯主編 北京：清華大學出版社 [2] 塑料模具技術手冊 北京：機械工業(yè)出版社 [3] 塑料工業(yè)手冊 翟金平 黃漢雄 吳舜英主編 北京：化學工業(yè)出版社 [4] 注塑模設計 張克惠主編 西北工業(yè)大學出版社 [5] 工程塑料 金國珍主編 北京：化學工業(yè)出版社 [6] 實用注塑模設計手冊 賈潤禮 程志遠主編 中國輕工業(yè)出版社 [7] 注射模具與注射成型實用手冊 [美] J.B.戴姆著 化學工業(yè)出版社 [8] 模具制造技術 翟德梅主編 [9] 模具材料 高為國主編 北京：機械工業(yè)出版社 [10] 模具設計手冊之四—塑料模具設計 北京：機械工業(yè)出版社 第 26 頁 共 26 頁