復點機密封蓋的注射模設計,機密,秘要,注射,設計 南京理工大學泰州科技學院 畢業(yè)設計說明書(論文) 作 者: 劉養(yǎng)韜 學 號： 05010126 系　部: 機械工程系 專 業(yè): 機械工程及自動化 題 目: 復點機密封蓋的注射模設計 工程師 殷勁松 指導者： 評閱者： 2009 年 6 月 畢業(yè)設計說明書（論文）中文摘要 本論文根據生產實際的需要完成復點機密封蓋的塑料注射模具設計。由于塑料模具零件加工方法、加工工藝及裝配方法都是不同的，所以在選擇側抽芯類型時需要謹慎。根據所設計的產品的具體結構進行分析，該模具采用側抽芯機構。在設計中采用聚丙烯塑料注射而成，成型方式為一模兩腔。本論文確定了所采用塑料的工藝參數(shù)和所采用的成型設備，確定了模具制作的總體方案，分析并解決了模具的總體結構和各工作部分的具體結構，并進行了必要的尺寸計算。對分型面、澆注系統(tǒng)等進行了分析設計，完成了模具工程圖設計，最后用Pro/E對模具進行了三維的總裝。使制作出來的產品的質量得到保證。 關鍵詞 注射模具 側抽芯機構 聚丙烯 一模兩腔 畢業(yè)設計說明書（論文）外文摘要 Title Injection Mould Design for Bill Counter Closures Abstract In this paper, the bill counter closures plastic injection mould with side core-pulling mechanism is designed basing on practical needs. Processing methold, processing technology and assembling metholds of plastic mould parts are different ,so we need caution while choosing side core-pulling type. Side core-pulling mechanism is used according to specific structure of the products analyze. In this design, the plastic is injected and formed with polypropylene, and there are two cavitives in one mould. This paper include the determination of the technological parametre, formation equipment type, mould manufacturing overall concept, overall structure and the detailed structure of each working parts, essential size calculations, profile and gating systerm analysis design. ProEngineer is used on 3D assembling after mould graphics design finshed, to make sure the good quality of the products. Keywords Inject mould Side core-pulling mechanism Polypropylene Two cavities in one mould 南京理工大學泰州科技學院 學生畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 學生姓名 劉養(yǎng)韜 學 號 05010126 指導教師 殷勁松 選題情況 課題名稱 復點機密封蓋的注射模設計 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：優(yōu) 所在專業(yè)意見： 負責人： 年 月 日 南京理工大學泰州科技學院 畢業(yè)設計（論文）任務書 系 部： 機械工程系 專 業(yè)： 機械工程及自動化 學 生 姓 名： 劉養(yǎng)韜 學 號： 05010126 設計(論文)題目： 復點機密封蓋的注射模設計 起 迄 日 期: 2009年3月9日 ~ 2009年6月14日 設計(論文)地點: 南京理工大學泰州科技學院 指 導 教 師: 殷勁松 專業(yè)負責人: 龔光容 發(fā)任務書日期: 2009年2月26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各課題的具體情況填寫，經學生所在專業(yè)的負責人審查、系部領導簽字后生效。此任務書應在第七學期結束前填好并發(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，應當經過所在專業(yè)及系部主管領導審批后方可重新填寫； 4．任務書內有關“系部”、“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； 5．任務書內“主要參考文獻”的填寫，應按照國標GB 7714—2005《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—2005《數(shù)據元和交換格式、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“2008年3月15日”或“2008-03-15”。 畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書 1．本畢業(yè)設計（論文）課題應達到的目的： 塑料件在各行業(yè)及日常生活廣泛使用，塑料模具的設計制造的社會需求也日益增長，而且要求越來越高。通過對吹風機頭的注射模設計，培養(yǎng)學生檢索資料，綜合應用所學知識，并根據工程實際的要求解決工程實際問題的方法與能力，訓練學生模具設計制造的基本技能和模具CAD設計能力，提高獨立工作的能力，適應社會需求。 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、技術要求、工作要求等）： 本課題的任務內容是要求設計一副帶側抽芯機構的注射模，以此為基礎，完成模具制造的工藝設計。課題工作量較大，難度適中。具體內容包括： （1）調查研究、查閱及翻譯文獻資料，撰寫開題報告； （2）根據模具結構要求進行塑件設計； （3）模具總體方案論證（至少設計3個方案）； （4）模具裝配圖及全部零件圖； （5）模具制造工藝； （6）文檔整理、撰寫畢業(yè)設計說明書及使用說明書。 對模具的要求： （1）順序開模 （2）動力——利用開模動作 （3）自動脫凝料 （4）一模二件 畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書 3．對本畢業(yè)設計（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設計論文、圖表、實物樣品等〕： （1）開題報告、文獻綜述、資料翻譯； （2）模具總體方案圖（至少3個）； （3）模具裝配圖及全部零件圖； （4）模具制造工藝文件； （5）畢業(yè)設計說明書。 4．主要參考文獻： [1] 成都科技大學等.塑料成型模具[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1982. [2] [西德]H.蓋斯特羅編著,王文展譯.注射模設計102例[M]. 北京：國防工業(yè)出版社，1990. [3] [日]葉屋臣一等,許鶴峰等譯.注射模具設計和應用[M]. 北京：輕工業(yè)出版社，1989. [4] 成都科技大學.塑料成型工藝學[M]. 北京：輕工業(yè)出版社，1989. [5]《塑料模具設計手冊》編寫組. 塑料模具設計手冊[S]. 北京：機械工業(yè)出版社,1982. [6]《機械設計手冊》聯(lián)合編寫組. 機械設計手冊[S]. 第2版，北京：機械工業(yè)出版社,1987. [7] 成都科技大學，北京化工學院，天津輕工業(yè)學院合編.塑料成型模具[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1982. [8] 胡石玉.模具制造技術[M].南京：東南大學出版社，1997. [9] 駱志斌.模具工手冊[M].南京：江蘇科學技術出版社，2000. [10] 林清安.Pro/ENGINEER零件設計（基礎篇上、下）[M].北京：北京大學出版社，2000. 畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書 5．本畢業(yè)設計（論文）課題工作進度計劃： 起 迄 日 期 工 作 內 容 2009年 3月09日 ～ 3 月30 日 3月31日 ～ 4 月07 日 4月08日 ～ 4 月15 日 4月16日 ～ 4 月23 日 4月24日 ～ 5 月15日 5月16日 ～ 5月23日 5月24日 ～ 6 月07日 6月07日 ～ 6 月10日 6月11日 ～ 6月14日 接受畢業(yè)設計任務，熟悉畢業(yè)設計要求。查閱資料，完成外文資料翻譯工作 撰寫開題報告及文獻綜述 按照模具結構要求進行塑件設計，進行模具初步方案考慮。 模具總體方案論證：畫出模具總體方案圖（至少3個），優(yōu)選一種（應有文字說明）。同時熟悉CAD軟件。 模具裝配圖和全部零件圖 制定模具制造工藝文件 文檔整理、撰寫畢業(yè)設計說明書。 提交畢業(yè)設計成果 準備論文答辯 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 學院（系）意見： 院（系）領導： 年 月 日 南京理工大學泰州科技學院 畢業(yè)設計(論文)前期工作材料 學生姓名: 劉養(yǎng)韜 學 號： 05010126 系　部: 機械工程系 專 業(yè): 機械工程及自動化 設計(論文)題目: 復點機密封蓋的注射模設計 指導教師: 殷勁松 工程師 (姓 名) (專業(yè)技術職務) 材 料 目 錄 序號 名 稱 數(shù)量 備 注 1 畢業(yè)設計(論文)選題、審題表 1 2 畢業(yè)設計(論文)任務書 1 3 畢業(yè)設計(論文)開題報告〔含文獻綜述〕 1 4 畢業(yè)設計(論文)外文資料翻譯〔含原文〕 1 5 畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 1 2009年5月 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 36 頁 共 36 頁 1 緒論 1.1 塑料模具技術的現(xiàn)狀與發(fā)展 1.1.1 我國塑料模具技術的現(xiàn)狀與發(fā)展 模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，因為模具在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。隨著世界大國綜合國力的競爭日益加劇，我國模具工業(yè)的發(fā)展將面臨新的機遇和更大的挑戰(zhàn)。我國的模具工業(yè)的發(fā)展，日益受到人們的重視和關注。 80年代以來，在國家產業(yè)政策和與之配套的一系列國家經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)產值為245億，至2000年我國模具總產值預計為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，已能生產照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具[1]。 成型工藝方面，多材質塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結構和抽芯脫模機構的創(chuàng)新設計方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術的使用更趨成熟。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達20%以上，一般采用內熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達不到10%，與國外的50～80%相比，仍有較大的差距。 近年來，國內已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，對模具的質量和使用壽命有著直接的重大的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標準模架、標準推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應用，并且出現(xiàn)了一些國產的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標準化程度和商品化程度一般在30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達到70%-80%相比，仍有很大差距。? 我國塑料模具工業(yè)和技術今后的主要發(fā)展方向將包括： （1）提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計制造水平及比例； （2）在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術； （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； （4）開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經濟模具，以適應多品種、少批量的生產方式； （5）提高塑料模標準化水平和標準件的使用率； （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[2]。 1.1.2 發(fā)達國家塑料模具技術的現(xiàn)狀與發(fā)展[3] 由于投資成本和勞務費用的節(jié)節(jié)上漲，促使全球加工制造業(yè)內，都在設法實現(xiàn)工序自動化，加快無人車間、無任工廠的進程。因此，像自動供料機、機械手、成品自動周轉、自動整列、自動搬運、儲藏自動化、模具自動更換等技術日益被企業(yè)采用，所以在工業(yè)發(fā)達國家出現(xiàn)了不少FMS加工成型系統(tǒng)和自動化車間與自動化工廠。這不僅節(jié)省了大量的人力，而且實現(xiàn)了穩(wěn)定成型，保證了制品質量。塑料模具設計中，常采用各種頂出機構保證注塑成型時自動取出塑件。使目前這方面已經有更好的方法來節(jié)省人力和資源。 近幾年來，音響器材制件、影響器材制件、光盤、凸鏡片等的生產都開發(fā)了專用的注射成型機。另外多色成型熱固件塑料成型、金屬注射成型、多材質成型、發(fā)泡成型、陶瓷成型等特殊專用注射成型機已成為世界注射成型機行業(yè)中著名廠家競相開發(fā)的熱點。 1.2 課題任務要求 本課題是設計一副復點機密封蓋的塑料注射模具。該模具采用側抽芯機構，以此為基礎，完成模具的設計任務。帶側抽芯機構的注射模要求一模兩腔。完成該注射模具裝配圖設計，全部零件二維CAD圖紙設計，模具各零件Pro/E三維造型設計，以及完成該注射模具的Pro/E三維總裝圖。 1.3 塑料注射模具的設計步驟 1.3.1 塑料件的工藝性分析 本課題是帶側抽芯機構的注射模的設計。首先設計一個零件然后對其進行測繪，并對塑件的使用性能和結構要求有一個基本了解。看塑件的結構是否滿足塑件結構的工藝性能。 1.3.2 繪制模具結構草圖 （1）確定成型零件的結構形式及安裝方法 選擇合理的成型位置、結構形式，就是能使成型結構簡在現(xiàn)有設備狀況下，基本滿足技術上的需求，易于加工、易于修改維修和更換。 （2）選擇成型設備 模具與注射機必須配套使用，根據塑件的具體情況，選擇注射機并進行模具設計。成型設備有兩個重要參數(shù)。 （3）確定分型面和澆口位置及結構形式 選擇分型面應根據塑件的幾何形狀，尺寸精度要求，兼顧其澆口形式、脫模方式、嵌件位置以及排氣條件、易清除飛邊以及便于加工等諸因素都要考慮。 澆口位置則是在保證塑件表面不受損傷的前提下，確定澆口主流道和分流道冷料穴的位置形狀、大小及排氣方法等，使注射時物料流暢，易于成型。且易于清除澆注塑料。 （4）塑件側壁凹凸槽結構的處置方法 （5）頂出機構的確定 （6）主要結構件的尺寸 確定導向機構的導柱及頂出系統(tǒng)的復位以及必要的先復位等的結構形式和安裝位置，以及各組合部分的連接形式及所必須的支承板、支承塊等。 （7）冷卻系統(tǒng) 要適合連續(xù)生產，并且保證制品的質量，必須對模具實行冷卻恒溫，將注塑成型時積聚在模具上的熱量帶走[4]。 1.3.4 對零件進行造型設計并繪制工程圖 裝配草圖繪制完成后，就應開始對各零件做詳細的造型設計。要直觀的表示出來。按制圖規(guī)劃，正確標出尺寸、公差、行位公差其表面粗糙度等。 最后，對模具進行裝配并繪制裝配圖，編寫設計說明書。 2 方案分析與設計[5] 2.1 方案一 方案一為斜導柱在定模上的注射模。開模時，滑塊在斜銷的作用下，完成抽芯作用。同時主流道凝料也在拉料桿的作用下從澆口中脫出。當動模部分退到注射機頂桿的位置時，注射機頂桿推動推板，然后由推桿頂出工件，實現(xiàn)工件自動脫落。見圖2.1、圖2.2。 圖2.1 方案一側視圖 圖2.2 方案一俯視圖 2.2 方案二 方案二為斜導柱在定模上的注射模。側視圖同方案一。開模時，滑塊在斜銷的作用下，完成抽芯作用。同時主流道凝料也在拉料桿的作用下從澆口中脫出。當動模部分退到注射機頂桿的位置時，注射機頂桿推動推板，然后由推桿頂出工件，實現(xiàn)工件自動脫落。與方案一不同的是滑塊做成四個。如圖2.3。 圖2.3 方案二俯視圖 2.3 方案三 方案三為斜導柱在動模上的注射模。開模時，滑塊在斜銷的作用下，完成抽芯作用。同時主流道凝料也在拉料桿的作用下從澆口中脫出。當動模部分退到注射機頂桿的位置時，注射機頂桿推動推板，然后由推桿頂出工件，實現(xiàn)工件自動脫落[6]。如圖2.4。 圖2.4 方案三側視圖 2.4 注射方案的選擇 綜上所述，方案一較為常用，自動脫料，與方案二相比較簡單，一方面能節(jié)省材料，另一方面能實現(xiàn)過濾網的自動化生產，一模兩腔完全符合任務要求。 3 帶側抽芯機構的復點機密封蓋注射模的詳細設計 3.1 塑料注射模具零件常用材料基本要求 3.1.1 塑料材料的要求 塑料材料的相對密度在0.83-2.2范圍內，在眾多的材料中比木材的相對密度稍高。且在各種的材料中，塑料材料具有最高的比強度，甚至比特種合金鋁還要高。塑料還具有很好的絕緣性、防震、隔熱、隔音性能。耐腐蝕性很高，其腐蝕性僅次于玻璃及陶瓷材料。且塑料材料具有優(yōu)異的加工性能。其要滿足的要求有： （1）具有良好的機械加工性能； （2）具有足夠的表面硬度和耐磨性； （3）具有足夠的強度和韌性； （4）具有良好的拋光性能； （5）具有良好的熱處理工藝性； （6）具有良好的的耐腐蝕性； （7）表面加工性能好[7]。 3.1.2 塑料材料的選擇 所設計塑件選擇的塑料材料為聚丙烯。聚丙烯在常溫下成白色蠟狀半透明顆粒，柔而韌，易變形。它密度小，耐熱氧化性好。聚丙烯成型工藝性好，生產效率高，且價格便宜[8]。 3.2 塑料注射成型機的選擇 選用注射機時，通常是以某塑件或模具實際需要的注射量初選某一公稱注射量的注射機型號，然后依次對該機型的公稱注射壓力、公稱鎖模力、模板行程以及模具安裝部分的尺寸一一進行校核。 3.2.1 各注射機種類及優(yōu)缺點 （1）注射機的總類 注射機按外形特征可分為立式注射機、臥式注射機、直角式注射機三種。其工作原理是將粒狀或者粉狀的塑料原料裝入注射機的筒中，經過加熱到流動狀態(tài)，在注射機的螺桿或柱塞提推動下，以一定的速度，通過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)而充滿整個型腔，打開模具，從模具內脫出成型的塑料制品。 （a）立式注射機 注射方向向下，合模方向向上。注射和合模是在同一豎直線上屬于柱塞式。其特點主要為安裝拆除方便簡單，使用空間較小，嵌件于活動芯易于安放，使料斗中的塑料可以均勻地進入料銅。缺點是塑件推出后需由人工取出，不易實現(xiàn)全自動操作。 （b）臥式注射機 它的注射方向與合模方向均在同一水平線上并且是橫臥的。注射方式大多為螺桿式。其主要特點是機體較低便于操作和加料，開模頂出的塑件由于重力可以自行脫落。缺點是模具裝拆與嵌件安放都比較麻煩，機床占地面積較大。 （c）角式注射機 其注射裝置軸線與鎖模機構軸線相互正交垂直。它的優(yōu)點是結構簡單，便于自制，適于一模僅成型一件，而中心部位不留有澆口痕跡，適用于帶有自動回轉脫螺紋機構的模具。其缺點是占地面積介于立式和臥式兩者之間，注射量的提高也受到限制。 此外，還有多工位旋轉式注塑機、雙色注塑機等專用注塑機。 另外，注射機按塑料在料筒的塑化方式不同可分為柱塞式注射機和螺桿式注射機。 （2）注射成型機的組成 （a）注射裝置：它的主要作用是使固態(tài)的塑料均勻的塑化成熔融狀態(tài)，并以足夠的壓力和速度將融料注入模腔中。它的主要部件有：料筒、料筒加熱器、料斗、計量裝置、螺桿、螺桿的驅動裝置、噴嘴及其驅動裝置。 （b）合模機構：它的主要作用是保證成型模具有可靠的開合動作。因為在注射過程中進入模腔中的融料有較高的壓力，這就要求合模裝置給予模具足夠的夾緊力、即鎖模力，防止模具在融料高壓力下推開。它的主要部件有機架、定動模板、拉桿、合模油缸及肘節(jié)。 （c）頂出裝置：它的作用在開模到一定距離后，驅動模具的頂出裝置，將部件從模具中頂出。 （d）機械和液壓傳動及電氣控制系統(tǒng)：注射成型是塑料塑化、模具閉合、壓力、溫度調節(jié)、注射入模、保壓、制品固化定型、開模以及頂出塑件等多道工序連續(xù)準確的發(fā)生過程，這些連續(xù)動作都是由機械和液壓傳動及電氣控制的。 工作前，模具分別安裝在定模及動模上，由鎖模裝置合模并鎖緊。塑料加入料筒，加熱、塑化并將熔融的塑料注入模具中，在模具溫度調節(jié)系統(tǒng)的冷卻作用下塑件成型冷卻固化，由鎖模機構開鎖，由頂出裝置頂出塑件。 3.2.2 注射機的選用 注射機的選用包括兩方面的內容：一是確定注射機的型號，使塑料、塑件、注射模及注射工藝等所要求的注射機的規(guī)格參數(shù)在所選注射機的規(guī)格參數(shù)可調的范圍內；二是調整注射機的技術參數(shù)至所需要的參數(shù)。 （1）注射機類型的選擇 根據塑料的品種、塑件的結構、成形方法、生產批量、現(xiàn)有設備及注射工藝等進行選擇。 （2）注射機規(guī)格的初選 根據以往的經驗和注射模的大小，先預選注射機的型號，之后要進行校核。 （3）注射機參數(shù)的校核 （a）最大注射量的校核 塑件連同凝料在內的質量一般不應大于注射機公稱注射量的80%，注射機多以公稱容量來表示。 （b）注射壓力的校核 注射機的公稱注射壓力要大于成形的壓力。 （c）鎖模力的校核 由于高壓塑料熔體充滿型腔時，會產生一個沿注射機軸向的很大的推力，這個力應小于注射機的公稱鎖模力，否則將產生溢料現(xiàn)象。 （d）安裝部分的尺寸校核 應校核的尺寸包括噴嘴、定位圈、最大模厚、最小模厚及模板上的螺孔。 注射模具的動模板、定模板應分別與注射機動模板、定模板上的螺孔相適應。模具在注射機上的安裝方法有螺栓固定和壓板固定。 注射機的開模行程是有限制的，塑件從模具中取出時所需的開模距離必須小于注射機的最大開模距離，否則塑件無法從模具中取出。開模距離一般可分為兩種情況：一是當注射機采用液壓機械聯(lián)合作用的鎖模機構時，最大開模行程由連桿機構的最大行程決定，并不受模具厚度的影響即注射機最大開模行程與模具厚度無關；二是當注射機采用液壓機械聯(lián)合作用的鎖模機構時，最大開模行程由連桿機構的最大行程決定，并受模具厚度的影響即注射機最大開模行程與模具厚度有關。 3.2.3 注射機的選擇及計算 （1）注射容量[9] 國產標準注射機的標準規(guī)定，以注射機注射聚丙烯時在對空注射條件下，注射機螺桿或柱塞做一次最大行程所能達到的最大容量。 注射容量是選擇注射機的重要參數(shù)，它在一定的程度上注射機的注射能力，標志著注射機成型最大體積的塑料制品。 確定了單個塑件的體積或質量和?？讛?shù)量就可以大體計算出多模塑件的總體積，再加上澆注系統(tǒng)中主流道、分流道、澆口、冷料穴的體積，即是一模塑料的總體積。 式中：——成型零件與澆注系統(tǒng)體積總和； ——注射機最大注射容量； 計算： （2）最大成型面積 最大注射面積是指塑料在模具在分型面上所允許成型的最大投影面積，也就是說在模具設計時，布局在模具分型面上的塑件及澆注系統(tǒng)的投影面積S，只能小于這個數(shù)據時才能正常可靠的注射。 式中S為塑料在模具分型面上允許成型的投影面積。 （3）模具的閉合高度 注射機動壓板的最大行程和壓板間最大和最小間距是一個固定的參數(shù)。它決定著所能安裝的模具的閉合高度。對于所用的注射機來說，注射模的閉合高度必須符合下列條件： 式中：——注射機允許的最小高度 ——注射模的實際閉合高度 ——注射機允許的最小高度 （4）模體的截面尺寸 可安裝的注射模外形最大尺寸取決于注射機的壓板尺寸和拉桿的空間距，因此注射模具的最長的邊不應超過壓板尺寸，而模具的最短邊應小于拉桿空間距，才能將注射模裝入注射機，并應留有固定模體的壓緊空間。同時，注射模動、定模上的緊固螺栓孔，也應與注射機壓板上的標準孔一致。 （5）模具的頂出 注射機的頂出裝置通常有中心頂桿頂出、兩側頂桿頂出以及液壓頂出幾種形式。應在動模座板與注射機頂出位置相對的位置上，設置稍大于注射機頂桿的通孔，以便于注射機頂桿通過。 （6）定位環(huán)與澆口套 定位環(huán)是將定模部分裝入注射機壓板的定位對中裝置，應與注射機的定位孔采取動配合的連接方式，以保證模具體對中。 綜合考慮以上條件，注射機選擇XZ-ZY-125型號。 3.3 分型面的選擇 3.3.1 分型面的基本形式 分型面的形式由塑料的具體情況而定，但大體上有平面式分型面、階梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、綜合式分型面。 3.3.2 分型面選擇的基本原則 分型面的選擇受到塑件的形狀、壁厚、尺寸精度、及其形狀、塑件在模具內的成型位置、脫模方法、澆口的形式及位置、模具類型、模具排氣、模具制造及其成型設備結構因素的影響。它要滿足： （1）保證塑料制品能夠脫模； （2）使型腔深度最淺； （3）使塑件外形美觀，容易清理； （4）盡量避免側向抽芯； （5）使分型面容易加工； （6）保證塑件制品精度； （7）有利于排氣； （8）使塑件留在動模內。 3.3.3 分型面的確定 分型面應設置在零件截面最大的部位，塑件冷卻時會因為收縮作用而包覆在凸模上，故從塑件脫模件精度要角度考慮，應有利于塑件滯留在動模一側，以便于脫模，而且不影響塑件的質量和外觀形狀，以及尺寸精度。由于所要求設計的是帶側抽芯機構的注射模，根據對內側抽芯模型的觀察和分型面的選擇的基本原則。選擇A-A面，模具結構較為簡單。如圖3.1所示。 圖3.1 分型面的選擇 3.4 澆注系統(tǒng)的設計 3.4.1 澆注系統(tǒng)的組成及其設計原則 注射模的澆注系統(tǒng)是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動通道。其作用是使塑件熔體平穩(wěn)而有序地充填到型腔中，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。因此，澆注系統(tǒng)十分重要。而澆注系統(tǒng)一般可分為普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩類。普通澆注系統(tǒng)一般是由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。其要求有： （1）根據所確定的塑件型腔數(shù)設計合理的澆注系統(tǒng)布局； （2）根據塑件的形狀和大小以及壁厚等諸多因素，并結合選擇分型面的形式選擇澆注系統(tǒng)的形式及位置； （3）應盡量的縮短物料的流程和便于清除料把，以節(jié)省原料，提升注射效率； （4）應根據所選用塑件的成型性能，特別是它的流動性能，選擇澆注系統(tǒng)的截面積和長度，并使其圓滑過渡以利于物流的流動； （5）排氣良好[10]。 3.4.2 主流道的設計 主流道是從注塑機噴嘴與模具接觸位起，到分流道為止的這一段流道。作用是負責將塑料熔體輸往分流道。主流道常設在模具的中心位置，模腔內的塑料就以模具的中心進行對稱平衡布局。臥、立式注塑機使用模具的主流道垂直于水平分型面，而角式注塑機用模具的主流道平行并位于水平分型面上。主流道的端面形狀多為圓形。 （1）主流道的尺寸選擇 （a）主流道的截面采用比表面積最小的圓形截面。因主流道垂直于分型面，為了便于流道凝料的脫出，主流道設計成圓錐形，其錐角為6°。錐孔內壁光滑，表面粗糙度為。 （b）流道的表面粗糙度值Ra為。 （2）澆口套的設計 主流道澆口套一般采用碳素工具鋼如T8A、T10A等材料制造，熱處理淬火硬度53—57HRC。澆口套于注射機的噴嘴頭的接觸面必須吻合，由于注射機的噴嘴是球面，并且固定半徑，因此澆口套端面的凹球面于注射機的端凸球面接觸良好，圓錐孔的小端直徑則應大于噴嘴的內孔直徑，球面與主流道孔應以清角連接，不應有倒拔痕跡，以保證主流道凝料順利脫模。 該澆口套噴嘴球半徑為13，噴嘴孔徑3。所以要使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c注射機噴嘴的端凸球面接觸良好，凹球面半徑取14，圓錐孔的小端直徑則應大于噴嘴口內徑，取4。如圖3.2。 圖3.2 澆口套 3.4.3 分流道的設計 塑件尺寸較大采用澆口進料的單型腔模具和所有多型腔模具都需設置分流道。分流道的設計應能使塑料熔體的流向得到平穩(wěn)的轉換并盡快的充滿型腔，流動中溫度降低盡可能低，同時應能將塑料熔體均勻地分配到各個型腔。 分流道的設計要點如下： （1）制品的體積和壁厚，分流道的截面厚度要大于制品的壁厚； （2）成型樹脂的流動性，對于含有玻璃纖維等流動性較差的樹脂, 分流道截面要大一些； （3）分流道方向改變的拐角處, 應適當設置冷料穴； （4）使塑件和澆道在分型面上的投影面積的幾何中心與鎖模力的中心重合； （5）保證熔體迅速而均勻地充滿型腔； （6）分流道的尺寸盡可能短，容易盡可能??； （7）分流道要便于加工及刀具的選擇； （8）分流道每一節(jié)流道要比下一節(jié)流道大。 側抽芯注射模要求一模兩腔，在布局上選擇平衡式分流道。平衡式分流道的特點是；從主流道到各個型腔的分流道，其長度、截面尺寸及其形狀完全相同，以保證各個型腔同時均勻進料，同時注射完畢。分流道的截面形狀選擇半圓形截面，它的效率比圓形稍差，但加工起來比圓形截面要簡單。 3.4.4 澆口的設計 澆口是連接分流道和型腔的橋梁，是澆注系統(tǒng)的終端。一般這段很短的通道截面積很小，這樣可以增加物料的充模流速，產生摩擦熱或增大剪切速率來提高流動性，控制澆口封閉時間，降低模塑周期，易于平衡各型腔的進料速度，尤其是使平衡式分流道達到各澆口同時進料，容易與塑件斷離，因此它是澆注系統(tǒng)的關鍵部位。 （1） 澆口的基本類型 單分型面注射模的澆口可以采用直接澆口、中心澆口、側澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口和爪形澆口。 （a）直接澆口 直接澆口叉稱為主流道型澆口，它屬于非限制性澆口。這種形式的澆口只適于單型腔模具。直接澆口的特點是流動阻力小，流動路程短及補縮時間長等；有利于消除深型腔處氣體不易排出的缺點；塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積最小，模具結構緊湊，注射機受力均勻；塑件翹曲變形、澆口截面大，去除澆口困難，去除后會留有較大的澆口痕跡，影響塑件的美觀。 （b）中心澆口 當筒類或殼類塑件的底部中心或接近于中心部位有通孔時，內澆口開設在該孔處，同時在中心處設置分流錐，該澆口稱為中心澆口，是直接澆口的一種特殊形式。它具有直接澆口的一系列優(yōu)點，而克服了直接澆口易產生的縮孔、變形等缺陷。 （c）側澆口 側澆口一般開設在分型面上，塑料熔體從內側或外側充填模具型腔，其截面形狀多為扁槽，是限制性澆口。側澆口廣泛使用在多型腔單分型面注射模上。側澆口的特點是由于澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，同時去除澆口容易，不留明顯痕跡。 側澆口的兩種變異形式為扇形澆口和平縫澆口。 扇形澆口是一種沿澆口方向寬度逐漸增加、厚度逐漸減少的呈扇形的側澆口，平縫澆口又稱薄片澆口，澆口寬度很大，厚度很小。主要用來成形面積較小、尺寸較大的扁平塑件，可減小平板塑件的翹曲變形，但澆口的去除比扇形澆口更困難，澆口在塑件上痕跡也更明顯。 （d）環(huán)形澆口 對型腔填充采用圓環(huán)形進料形式的澆口稱環(huán)形澆口。環(huán)形澆口的特點是進料均勻。圓周上各處流速大致相等，熔體流動狀態(tài)好．型腔中的空氣容易排出，熔接痕可基本避免，但澆注系統(tǒng)耗料較多，澆口去除較難。 （e）輪輻式澆口 輪輻式澆口是在環(huán)形澆口基礎上改進而成，由原來的圓周進料改為數(shù)小段圓弧進料。這種形式的澆口耗料比環(huán)形澆口少得多，且去除澆口容易。這類澆口在生產中比環(huán)形澆口應用廣泛，多用于底部有大孔的圓筒形或殼形塑件。輪輻澆口的缺點是增加了熔接痕，會影響塑件的強度。 （f）爪形澆口 爪形澆口又稱針澆口或菱形澆口，采用這種澆口，可獲得外觀清晰，表面光澤的塑件，在模具開模時，澆口凝料會自動拉斷，有利于自動化操作。由于澆口尺寸較小，澆口凝料去除后，在塑件表面殘留痕跡也很小，基本上不影響塑件的外觀質量，同時，采用四點澆口進料，流程短而進料均勻。由于澆口尺寸較小，剪切速率會增大，塑料黏度降低，提高流動性，有利于充模。但是模具需要設計成雙分型面，以便脫出澆柱系統(tǒng)凝料，增加了模具結構的復雜程度，但能保證塑件成型要求。 澆口位置的選擇原則是盡量縮短流動距離，避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷，澆口應開設在塑件厚壁處，考慮分子定向的影響，減少熔接痕，提高熔接強度。 （2）澆口位置的選擇 澆口的開設位置對塑件質量的影響很大，因此在確定澆口位置時，根據塑件的幾何形狀和技術要求，進行全面考慮。主要有以下考慮： （a）避免引起熔體破裂現(xiàn)象 加大澆口尺寸，以降低流速，平穩(wěn)地充填型腔，使熔體破裂現(xiàn)象消失。 （b）有利于熔體流動和補縮 澆口位置開設在塑件截面最厚處，以利于熔體填充和補料。 （c）有利于型腔內氣體排出 澆口位置設置在塑件表面積最大處的中央。 （d）防止料流將型芯積壓變形 控制流速，對稱進料，以防止型芯彎曲。 （e）保證流動比在允許范圍內 流動比過會因料溫下降造成熔體不能充滿整個型腔。 本模具要求一模兩腔，因此選擇側澆口。側澆口為扁平形狀，可以大大的縮短冷卻時間，縮短成型周期。易于去除澆注系統(tǒng)的凝料而不影響塑件的外觀。澆口位置在分型面上，澆口截面位置簡單，容易加工，且注射效率高。 3.4.5 冷料穴和鉤料脫模裝置 冷料穴設置在主流道的末端，即主流道正對面的動模板上。它的作用是用來儲存注射間歇期間，噴嘴前端由散熱造成溫度降低而產生的冷料。在注射時，如果它們進入流道，將堵塞流道并減緩料流速度。進入型腔，將在塑件上出現(xiàn)冷疤或冷斑。推板式鉤料裝置由冷料穴、鉤料桿組成，鉤料桿安裝在型芯固定板上，不與頂出系統(tǒng)聯(lián)動。 推板式鉤料裝置由冷料穴、鉤料桿組成，鉤料桿安裝在型芯固定板上，不與頂出機構聯(lián)動。 3.4.6 澆注系統(tǒng)平衡 為了提高生產效率，降低成本，小型以及部分中型的塑件往往采取一模多腔的結構豫應盡量采用型腔平衡式布置的形式。若根據某種需要澆注系統(tǒng)被設計成型腔非平衡式布置形式，則需要通過調節(jié)澆口尺寸，使?jié)部诘牧髁考俺尚喂に嚄l件達到一致，這就是澆注系的平衡，亦稱澆口的平衡。 3.5 成型零件和模體的設計 3.5.1 型腔的結構設計 （1）整體式 整體式型腔由整塊材料加工而成的型腔。它的優(yōu)點是：強度和剛度都相對較高，且不易變形，塑件上不會產生拼模縫痕跡。它的缺點是：切削量大，使模具成本較高，同時給熱處理和表面處理帶來困難，只適用于形狀較為簡單的中、小型模具，但隨著工業(yè)技術的發(fā)展，隨著電蝕機床、仿型機床、數(shù)控機床的廣泛應用。有些形狀復雜的大型模具也有采用整體式型腔結構的。 （2）整體組合式 型腔由整塊材料制成，用臺肩或螺栓固定在模板上。它的主要優(yōu)點是便于加工，特別是在多型腔模具中，型腔單個加工后，在分別裝入模板，這樣容易保證各型腔的同心度以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件進行處理等。 （3）局部鑲嵌式 將型腔中易磨損的部位做成鑲件嵌入模體中，使得易磨損鑲件部分易加工易更換。 （4）大面積鑲拼式 型腔由許多拼塊鑲制組合而成，滿足了大型塑件凸凹形狀的需求，便于機加、維修、拋光、研磨、熱處理以及節(jié)約貴重模具鋼材，廣泛應用于大型塑件上。 （5）完全組合式 完全組合式是由多個螺栓拼塊組合而成的型腔。它的特點是：便于機加工，便于拋光研磨和局部熱處理，節(jié)約優(yōu)質鋼材。這種形式多用于不容易加工的型腔或成型大面積塑件的大型型腔上。 本設計帶內側抽芯機構注射模的型腔部分不復雜。這里選擇整體式型腔。 3.5.2 型腔壁厚和底板厚度 在塑料注射模具的注射過程中，型腔從合模到注射保證過程中受到高壓的沖擊力，因此模具型腔應該有足夠的硬度和剛度，總的來說，型腔所承受的力大體有合模時的壓應力、注射過程中塑料流動的注射壓力、澆口封閉前一瞬間的壓力保證和開模時的壓應力，但型腔所承受的力主要是注射壓力和保證壓力，并在注射過程中總是在變化。在這些壓力作用下，當型腔的剛度不足時，往往會產生彈性變形，導致型腔向外膨脹，它將直接影響塑件的質量和尺寸精度，型腔將會彈性恢復，當型腔的彈性變形恢復量大于塑件壁厚的收縮量時，將壓緊塑件，引起塑件頂出困難，甚至將塑件留在型腔中。如果型腔強度不夠時，會產生塑性變形，即引起型腔的永久變形，特別嚴重的會使型腔破裂，釀成事故。所以在模具設計時要首先考慮使型腔的壁厚和底板厚度都有足夠的強度和剛度，以保證型腔在注射過程中產生超過規(guī)定限度的彈性變形。 3.5.3 型芯的結構設計 型芯的結構形式大體有整體式、整體復合式、局部組合式以及完全組合式。 該模具選擇的是組合式，就是將主體型芯鑲嵌在模板上面固定而成。它加工簡單，易修復更換，也有很高的強度和剛度。 3.5.5 成型零件的尺寸確定 （1）型腔尺寸計算 型腔的各部分尺寸一般都是趨于增大尺寸，因此應選擇塑件公差的1/2，取負偏差，再加上－1/4的磨損量，而型芯深度則再加上－1/6的磨損量，這樣的型芯的計算尺寸的表述如下。 （a）型腔的徑向尺寸的計算式： 式中：是型芯的最小基本尺寸； 是塑件的最大基本尺寸； 是塑件的平均收縮率，； 是塑件的公差，取7級精度； 是模具制造公差，按1/4選取。 根據公式計算得型腔的各徑向尺寸： （b）型腔的深度尺寸的計算公式 式中：是型腔深度的最小尺寸； 是塑件的最大基本尺寸； 是塑件的平均收縮率； 是塑件的公差，取7級精度； 是模具制造公差，按1/4選取。 根據公式計算得型腔的各深度尺寸： （c）型芯的尺寸計算 型芯的各部分尺寸除特殊情況以外都是趨于縮小尺寸，因此應選擇塑件公差的1/2，取正偏差，再加上＋1/4的磨損量，而型芯高度則加上+1/6的磨損量。型芯的計算尺寸表達如下： 型芯的徑向尺寸的計算式： 式中：為型芯的最大基本尺寸； 為塑件的最小基本尺寸。 根據公式計算得型芯的各徑向尺寸： （d）型芯的高度尺寸計算： 式中：為型芯高度的最大尺寸； 為型芯內形深度的最小尺寸。 根據公式計算得型芯的各高度尺寸： 其型芯如圖3.3所示。 圖3.3 型芯 3.6 推出機構的設計 3.6.1 推出機構概念及設計 推出機構又稱脫模機構，作用是將塑料制品及其澆注系統(tǒng)凝料從型芯上或者凹模內推出來。 推出機構的分類：按驅動方式分類可分為手動推出、機動推出和啟動推出。 按模具結構分類可分為一次推出、二次推出、螺紋推出和特殊推出。 （1）推出機構的結構組成 在注射成形中，將塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具巾脫出的機構稱為推出機構，也叫頂出機構或脫模機構。推出機構的動作通常是由安裝在注射機上的機械頂桿或液壓缸的活塞桿來完成的。 推出機構的結構是由推出、復位和導向零件組成的。 （2）結構設計要求 塑件留在動模，塑件在推出過程中不變形、不損壞，不損壞塑件的外觀質量，合模時應使推出機構正確復位，動作可靠。 （3）推出機構設計原則： （a）結構可靠； （b）推出位置盡量選在塑件內側,保證塑件外觀良好； （c）保證塑件推出時不變形不損壞。脫模力作用位置靠近型芯；脫模力應作用于塑件剛度及強度最大的部位；作用力面積盡可能大； （d）盡量使塑件留于動模一側。塑件留于動模推出機構簡單，否則要設計定模推出機構； （e）盡量選在垂直壁厚的下方，可以獲得較大的頂出力； （f）每一副模具的頂桿直徑最好是加工成直徑相同的，使加工容易； （g）圓推桿的頂部不是平面時要防轉； （h）把塑件推出模具10mm左右；如果脫模斜度較大時可以頂出塑件深度的2/3就可以了。 3.6.2 推出機構的分類 （1）推桿推出機構 推桿推出機構是整個推出機構中最簡單、最常見的一種形式。由于設置推桿的自由度較大，而且推桿截面大部分為圓形，容易達到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度。推桿推出時運動阻力小，推出動作靈活可靠，損壞后也便于更換，因此在生產中廣泛應用。但是因為推桿的推出面積一般比較小，易引起較大局部應力而頂穿塑件或使塑件變形，所以很少用于脫模斜度小和脫模阻力大的管類或箱類塑件。 （2）推管推出機構 推管推出機構是用來推出圓筒形、環(huán)形塑件或帶有孔的塑件的一種特殊結構形式，其脫模運動方式和推桿相同。由于推管是一種空心推桿，故整個周邊接觸塑件，推出塑件的力量均勻，塑件不易變形，也不會留下明顯的推出痕跡。 （3）推件板的推出機構 凡是薄壁容器，殼形塑件以及表面不允許有推出痕跡的塑料制品，可采用推件板推出。推件板推出機構又稱頂板頂出機構，它由一塊與型芯按一定配合精度相配合的模板和推桿組成。 推件板推出的特點是頂出力均勻，運動平穩(wěn)，且推出力大。但是對于截面為非圓形的塑件，其配合部分加工比較困難。 （4）活動嵌件及凹模推出機構 有一些塑件由于結構形狀和所用材料的關系，不能采用推桿、推管、推件板等簡單推出機構脫模時，可用成形嵌件或型腔帶出塑件。 （5）自動脫螺紋機構 對于某些帶有螺紋的塑件，采用自動脫螺紋機構方便塑件的取出，而且運動平穩(wěn)，塑件不易變形。 （6）簡單推出機構 簡單推出機構又稱一級推出機構，其推動桿件均固定于一塊板上，可將制品一次推離模具。 在該模具設計中考慮到可出面大，腔型較簡單，故采用了簡單頂出機構。 3.7 注射模具的側抽芯機構的設計 3.7.1 注射模具的側抽芯機構的分類 （1）按動力來源分： （a）機動側抽芯機構 在開模是依靠注射機的開模力，通過抽芯機構機械零件的傳動使其改變移動方向，將活動的側型芯抽出。機動側抽芯機構雖然結構比較復雜，增加了制模難度和模具成本，但由于注射成型效率高，減輕了工人勞動強度，操作方便，動作可靠，抽芯力大，容易實線注射成型的自動化等優(yōu)點目前已成為主要采用的側抽芯機構。 （b）手動側抽芯機構 在塑件開模前依靠人工將側型芯抽出或在開模后將塑件和型芯一并從模內頂出，然后在模外用手工工具抽出側型芯，合模前再將側型芯裝入的抽芯方法。 （c）液壓或氣動側抽芯機構 它是依靠液壓系統(tǒng)或氣動裝置為動力，抽出活動的側型芯的。液壓或氣動的側抽芯機構傳動平穩(wěn)，抽芯距和抽芯力較大，其抽芯動作不受開模時間的限制，尤其當抽芯距很大，用其它方法很難滿足抽芯要求時，采用液壓抽芯較為理想。 （2）按模具結構分： （a）斜導柱分型與抽芯機構； （b）斜滑塊分型與抽芯機構； （c）其他側抽芯機構。 3.7.2 側抽芯機構 根據本設計的要求側抽芯機構的結構如圖3.4與圖3.5所示： 圖3.4 側抽芯機構側視圖 圖3.5 滑塊的三維視圖 3.7.3 斜導柱的設計 斜導柱是斜導柱側抽芯機構的重要零件。設計斜導柱主要包括斜導柱的結構形式和安裝形式、斜導柱的工作直徑、抽拔角的選擇、斜導柱的長度的確定以及斜導柱的加工精度、選用材質及其熱處理等等。 （1）斜導柱傾斜角 傾斜角的大小關系到斜導柱的彎曲力和實際達到的抽拔力，也關系到斜導柱有效工作長度、抽芯距和開模行程。計算公式為： 式中：為斜導柱的抽拔角 為抽芯距 為斜導柱完成抽芯距所需的開模具行程。 計算： ，取 （2）斜導柱總長度 斜導柱的總長度取決于抽芯距、斜導柱直徑和傾斜角。 圓柱形斜導柱總長度的計算式： 式中：為斜導柱長度 為斜導柱工作部分直徑 為-抽芯距 為斜導柱抽拔角 計算：，取。 斜導柱結構如圖3.6所示。 圖3.6 斜導柱 3.8 塑料注射模具的溫度調節(jié)系統(tǒng)設計 3.8.1 塑料注射模具的溫度調節(jié)系統(tǒng)的重要性 模具溫度是否合理直接關系到成型塑件的尺寸精度、表觀及內在質量，以及塑件的生產效率，因此是模具設計中的一項重要工作。 塑料品種不同則對于模具的溫度要求也不同?？傄笫牵鼓＞邷囟冗_到適宜制品成型的工藝條件要求，能通過控溫系統(tǒng)的調節(jié)，使模腔各個部位上的溫度基本相同；在較長時間內，即在生產過程中的每個成型周期中，模具溫度應均衡一致。塑料注射成型是將熔融狀態(tài)的塑料向模腔高壓注射，其后這些容料在模腔中冷卻到塑料變形溫度以下固化成型。在塑料固化成型過程中，由熔融狀態(tài)冷卻到固化狀態(tài)是由容料變形溫度和模具的溫度差來實現(xiàn)的，而且一般來說，模具溫度應在塑料熱變形溫度以下才能達到迅速固化成型的目的。但是模具的溫度既不能過高也不能過低。模具溫度過高會造成溢料，脫模困難，并使模具固化時間延長，延長注射成型周期，降低生產效率；模溫過低則會影響注射熔料的流動性，使塑料應力增大，并可能出現(xiàn)熔接痕及缺料等制品缺陷，影響塑件質量。模具溫度不均勻會使塑件變形，以及收縮率偏差等諸多問題影響塑件的質量。為此，控制模具溫度是塑件注射成型中的重要環(huán)節(jié)[11]。 3.8.2 塑料注射模具的冷卻系統(tǒng)的設計 根據塑料制品形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回路可分為直通式、圓周式、多級式、螺旋線式、噴射式以及隔板式等，同時還可以互相配合，構成各種冷卻回路。其基本形式有六種，由于過濾網為薄壁零件，且零件體積不是很大，所以熱傳遞的熱量也不是很大，這里選用的是簡單流道式。 冷卻通道的設計原則有以下十點： （1）冷卻通道離凹模壁不宜太遠或太近，以免影響冷卻效果和模具強度。 （2）冷卻通道盡量大。 （3）冷卻通道內沒有產生回流的部位，暢通無阻。 （4）冷卻通道不過鑲塊接縫處，以防止漏水。 （5）冷卻通道避免接近塑件的熔接部位，一免使塑件產生熔接痕。 （6）澆口附近加強冷卻，因為澆口附近溫度最高。 （7）與塑件厚度相適應。 （8）進出口冷卻水溫差不大。 （9）凹模和凸模分別冷卻，保證冷卻的平衡。 （10）水管與水嘴連接處密封。 冷卻系統(tǒng)與簡單流道式冷卻回路如圖3.6與圖3.7。 圖3.6 冷卻系統(tǒng) 圖3.7 簡單流道式冷卻回路 3.9 模具結構設計 模具結構設計采用計算機CAD系統(tǒng)進行具體設計。如AutoCAD、UG、Pro/Engineer、Solid Works以及Solid Edge等CAD軟件。設計采用自上而下、上下結合的設計方法。首先根據模具結構方案進行各主要零件的二維設計，然后利用三維設計軟件Pro/E進行裝配設計，在裝配設計過程中發(fā)現(xiàn)的干涉碰撞等結構問題再進行修改，最后完善零件的設計[12]。 4 計算機輔助設計與三維設計 4.1 計算機輔助設計 利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作，簡稱CAD。在工程和產品設計中，計算機可以幫助設計人員擔負計算、信息存儲和制圖等項工作。在設計中通常要用計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案；各種設計信息，不論是數(shù)字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機的內存或外存里，并能快速地檢索[13]。設計人員通常用草圖開始設計，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計算機完成，由計算機自動產生的設計結果，可以快速作出圖形顯示出來，使設計人員及時對設計作出判斷和修改；利用計算機可以進行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉等有關的圖形數(shù)據加工工作。CAD能夠減輕設計人員的勞動，縮短設計周期和提高設計質量[14]。 現(xiàn)代CAD系統(tǒng)的功能包括： （1）設計組件重用(Reuse of design components)； （2）簡易的設計修改和版本控制功能(Ease of design modification and versioning) ； （3）設計的標準組件的自動產生(Automatic generation of standard components of the design) ； （4）設計是否滿足要求和實際規(guī)則的檢驗(Validation/verification of designs against specifications and design rules) ； （5）無需建立物理原型的設計模擬(Simulation of designs without building a physical prototype)； （6）裝配件(一堆零件或者其它裝配件)的自動設計 ； （7）工程文檔的輸出，例如制造圖紙，材料明細表(Bill of Materials)； （8）設計到生產設備的直接輸出； （9）到快速原型或快速制造工業(yè)原型的機器的直接輸出。 4.2 Pro/E的三維裝配技巧 在機件設計中的各個零件模型檔，可以進行相互的組合，也可以爆炸開來，在產生組合的過程中只須定義出相關零件之間的配合關系，而不須另外再產生一個包含所有零件資料之總檔案[15]。 其裝配步驟為： （1）進入Assembly模式。 （2）選Creat，同時命名此一組合關系檔。 （3）選Component，進行組合。 （4）選Assembly叫出一零件，主零件出現(xiàn)在主窗格中。 （5）再選Assembly叫出另一零件，零件出現(xiàn)在上方之次窗格中。 （6）選Single，進行一對一的組合。 （7）接著出現(xiàn)一配合關系之目錄，項目如下： （a）Mate：兩平面相密合，如圖4.1所示。 圖4.1 Mate組合模式 （b）Mate Off：兩相對平面間間隔一段距離，如圖4.2。 圖4.2 Mate Off組合模式 （c）Align：兩平面互相對齊或使兩圓弧(或圓)之中心線成一直線，如圖4.3。 圖4.3 Align組合模式 （d）Align Off：兩平面互相對齊後隔開一段距離。 （e）Insert：孔與洞之配合，如圖4.4。 圖4.4 Align and Insert 組合模式 （f）Orient：兩平面互相平行且同向，如圖4.5。 圖4.5 Insert and Orient 組合模式 （g）Coord sys：利用座標組合，如圖4.6。 圖4.6 Coord sys組合模式 （h）Tangent，Pnt On srf，Edge On srf：利用相切，接觸點或接觸邊來控制兩曲面接觸的方式，使用者可任選上述之一種配合方式，確定兩零件之相對關系(除了利用座標組合者以外，其馀的配合通常須設定兩種以上的相對關系)。如圖4.7。 圖4.7 Tangent, Orient and Align組合模式 （i）選Done，此時系統(tǒng)會將次視窗之零件自動組合到主視窗之零件上，同時關閉次視窗。 （j）若要再進行其他零件之組合，可重復步驟5-8。 當組合完成后，使用者若要以爆炸圖顯示，則可使用Main Menu下之View- Cosmetic-Explode系列指令將組合件爆炸開來。若要重新恢復組合，則使用UnExplode指令。另外組件爆炸開的相對距離，可利用Modify模式下的ModExpld指令，再選欲做改變的零件，更改所顯示的相對距離數(shù)值。 該模具的Pro/E三維總裝圖如圖4.8。 圖4.8 總裝圖（從分型面處打開） 結束語 在這次畢業(yè)設計期間，我針對畢業(yè)設計內容進行了大量的工作，完成了畢業(yè)設計中所提出的各項任務。 通過對帶復點機密封蓋的側抽芯機構注射模具的設計，我對常用塑料在成型過程中對模具的工藝要求有了更深一層的理解，掌握了塑料成型模具的結構特點及設計計算方法和步驟，并結合具體的零件進行了具體的設計工作，包括確定型腔的數(shù)目、選擇分型面、確定澆注系統(tǒng)、脫模方式、溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計、注射模成型零件尺寸的計算等。對獨立設計模具具有了一次新的鍛煉。 利用計算機軟件可直接調用數(shù)據庫中模架尺寸，金屬材料數(shù)據庫及加工參數(shù)，通過幾何造型及圖形變換可得到模板及模腔與型芯形狀尺寸迅速完成模具設計。大大提高了設計效率。 在做畢業(yè)設計期間，我學習并且運用了CAXA及Pro/E，對模具的所有零件進行了設計。提高了我的制圖軟件的運用能力和計算機的應用能力。 總而言之，通過本次畢業(yè)設計，加強了我對各項知識的學習深度，更培養(yǎng)了分析問題和解決問題的能力，教會我怎樣才能按步驟進行工作。 感謝老師的精心指導和同學們的支持。 致 謝 論文從開題、具體設計、論文的撰寫，均得到了老師、同學們的大力支持。 特別感謝殷勁松老師對我的指導。在畢業(yè)設計中，我碰到了許多沒想到的困難，如圖指的繪制及相關數(shù)據的計算等。殷老師在繁忙的教學工作期間，對我的畢業(yè)設計付出了大量的心血，多次給我提出深刻而具有指導性的意見。正是有了他的指導，才使我能正確把握論文的方向，并順利地完成。 感謝所有給我傳道授業(yè)的老師們，正是你們的辛勤教授才使學生有了完成畢業(yè)設計的知識與能力儲備，奠定了我的理論與實踐基礎 參 考 文 獻 [1] 何春燕. 模具制造中先進制造技術的應用[J]. 煤礦機械，2006，47（12)：56～58. 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