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。。?！咀ⅰ浚篸wg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）外文翻譯 題目 基于注塑磨具鋼研磨和拋光 工序的自動化表面處理 專 業(yè) 名 稱 機械設計制造及其自動化 班 級 學 號 068105304 學 生 姓 名 蔡海平 指 導 教 師 于斐 填 表 日 期 2010 年 5 月 15 日 基于注塑模具鋼研磨和拋光工序的自動化表面處理 摘要: 本文研究了注塑模具鋼自動研磨與球面拋光加工工序的可能性，這種注塑模具鋼PDS5的塑性曲面是在數(shù)控加工中心完成的。這項研究已經完成了磨削刀架的設計與制造。 最佳表面研磨參數(shù)是在鋼鐵PDS5 的加工中心測定的。對于PDS5注塑模具鋼的最佳球面研磨參數(shù)是以下一系列的組合：研磨材料的磨料為粉紅氧化鋁，進給量500毫米/分鐘，磨削深度20微米，磨削轉速為18000RPM。用優(yōu)化的參數(shù)進行表面研磨，表面粗糙度Ra值可由大約1.60微米改善至0.35微米。 用球拋光工藝和參數(shù)優(yōu)化拋光，可以進一步改善表面粗糙度Ra值從0.343微米至0.06微米左右。在模具內部曲面的測試部分，用最佳參數(shù)的表面研磨、拋光，曲面表面粗糙度就可以提高約2.15微米到0 0.07微米。 關鍵詞: 自動化表面處理，拋光，磨削加工，表面粗糙度，Taguchi方法 一、引言: 塑膠工程材料由于其重要特點,如耐化學腐蝕性、低密度、易于制造,并已日漸取代金屬部件在工業(yè)中廣泛應用。 注塑成型對于塑料制品是一個重要工藝。注塑模具的表面質量是設計的本質要求,因為它直接影響了塑膠產品的外觀和性能。 加工工藝如球面研磨、拋光常用于改善表面光潔度。 研磨工具(輪子)的安裝已廣泛用于傳統(tǒng)模具的制造產業(yè)。自動化表面研磨加工工具的幾何模型將在[1]中介紹。自動化表面處理的球磨研磨工具將在[2]中得到示范和開發(fā)。 磨削速度, 磨削深度，進給速率和砂輪尺寸、研磨材料特性（如磨料粒度大?。┦乔蛐窝心スに囍兄饕膮?shù)，如圖1（球面研磨過程示意圖）所示。注塑模具鋼的球面研磨最優(yōu)化參數(shù)目前尚未在文獻得到確切的依據(jù)。 近年來 ，已經進行了一些研究，確定了球面拋光工藝的最優(yōu)參數(shù)(圖2) （球面拋光過程示意圖）。 比如，人們發(fā)現(xiàn), 用碳化鎢球滾壓的方法可以使工件表面的塑性變形減少,從而改善表面粗糙度、表面硬度、抗疲勞強度[3,4,5,6]。 拋光的工藝的過程是由加工中心 [3,4]和車床〔5,6〕共同完成的。對表面粗糙度有重大影響的拋光工藝主要參數(shù)，主要是球或滾子材料，拋光力， 進給速率,拋光速度,潤滑、拋光率及其他因素等。注塑模具鋼PDS5的表面拋光的參數(shù)優(yōu)化，分別結合了油脂潤滑劑，碳化鎢球,拋光速度200毫米/分鐘,拋光力300牛， 40微米的進給量[7]。采用最佳參數(shù)進行表面研磨和球面拋光的深度為2.5微米。 通過拋光工藝，表面粗糙度可以改善大致為40%至90%[3-7]。 此項目研究的目的是，發(fā)展注塑模具鋼的球形研磨和球面拋光工序，這種注塑模具鋼的曲面實在加工中心完成的。表面光潔度的球研磨與球拋光的自動化流程工序，如圖3所示。 我們開始自行設計和制造的球面研磨工具及加工中心的對刀裝置。利用田口正交法，確定了表面球研磨最佳參數(shù)。選擇為田口L18型矩陣實驗相應的四個因素和三個層次。 用最佳參數(shù)進行表面球研磨則適用于一個曲面表面光潔度要求較高的注塑模具。 為了改善表面粗糙, 利用最佳球面拋光工藝參數(shù)，再進行對表層打磨。 圖1.球狀研磨過程的簡圖 圖2.球狀拋光過程的簡圖 PDS試樣的設計與制造 選擇最佳矩陣實驗因子 確定最佳參數(shù) 實施實驗 分析并確定最佳因子 進行表面拋光 應用最佳參數(shù)加工曲面 測量試樣的表面粗糙度 球研磨和拋光裝置的設計與制造 圖3自動球面研磨與拋光工序的流程圖 二、球研磨的設計和對準裝置: 實施過程中可能出現(xiàn)的曲面的球研磨,研磨球的中心應和加工中心的Z軸相一致。 球面研磨工具的安裝及調整裝置的設計，如圖4（球面研磨工具及其調整裝置）所示。電動磨床展開了兩個具有可調支撐螺絲的刀架。磨床中心正好與具有輔助作用的圓錐槽線配合。 擁有磨床的球接軌,當兩個可調支撐螺絲被收緊時，其后的對準部件就可以拆除。研磨球中心坐標偏差約為5微米, 這是衡量一個數(shù)控坐標測量機性能的重要標準。 機床的機械振動力是被螺旋彈簧所吸收。球形研磨球和拋光工具的安裝，如圖5（a. 球面研磨工具的圖片. b.球拋光工具的圖片）所示。為使球面磨削加工和拋光加工的進行，主軸通過球鎖機制而被鎖定。 圖4.球面研磨工具及其調整裝置 三 矩陣實驗的規(guī)劃 3.1田口正交表: 利用矩陣實驗田口正交法，可以確定參數(shù)的有影響程度[8]. 為了配合上述球面研磨參數(shù)，該材料磨料的研磨球(直徑10毫米),進給速率，研磨深度,在次研究中電氣磨床被假定為四個因素(參數(shù))，指定為從A到D（見表1實驗因素和水平）。三個層次(程度)的因素涵蓋了不同的范圍特征,并用了數(shù)字1、2、3標明。挑選三類磨料,即碳化硅(SiC),白色氧化鋁(Al2O3,WA),粉紅氧化鋁(Al2O3, PA)來研究. 這三個數(shù)值的大小取決于每個因素實驗結果。選定L18型正交矩陣進行實驗，進而研究四——三級因素的球形研磨過程。 3.2數(shù)據(jù)分析的界定: 工程設計問題,可以分為較小而好的類型,象征性最好類型,大而好類型，目標取向類型等[8]。 信噪比(S/N)的比值，常作為目標函數(shù)來優(yōu)化產品或者工藝設計。 被加工面的表面粗糙度值經過適當?shù)亟M合磨削參數(shù)，應小于原來的未加工表面。 因此,球面研磨過程屬于工程問題中的小而好類型。這里的信噪比（S/N）,η,按下列公式定義[8]: η =?10 log （平方等于質量特性) =?10 log 這里，y——不同噪聲條件下所觀察的質量特性 n——實驗次數(shù) 從每個L18型正交實驗得到的信噪比（S/N）數(shù)據(jù)，經計算后，運用差異分析技術(變異)和殲比檢驗來測定每一個主要的因素 [8]。 優(yōu)化小而好類型的工程問題問題更是盡量使η最大而定。各級η選擇的最大化將對最終的η因素有重大影響。 最優(yōu)條件可視研磨球而待定。 圖5.a. 球面研磨工具的圖片. b.球拋光工具的圖片 四、實驗工作和結果: 這項研究使用的材料是PDS5工具鋼(相當于艾西塑膠模具)[9]， 它常用于大型注塑模具產品在國內汽車零件領域和國內設備。 該材料的硬度約HRC33(HS46)[9]。 具體好處之一是, 由于其特殊的熱處理前處理，模具可直接用于未經進一步加工工序而對這一材料進行加工。式樣的設計和制造,應使它們可以安裝在底盤，來測量相應的反力。 PDS5試樣的加工完畢后，裝在大底盤上在三坐標加工中心進行了銑削，這種加工中心是由楊*鋼鐵公司所生產(中壓型三號),配備了FANUC-18M公司的數(shù)控控制器(0.99型)[10]。用hommelwerket4000設備來測量前機加工前表面的粗糙度,使其可達到1.6微米。 圖6試驗顯示了球面磨削加工工藝的設置。 一個由Renishaw公司生產的視頻觸摸觸發(fā)探頭，安裝在加工中心上，來測量和確定和原始式樣的協(xié)調。 數(shù)控代碼所需要的磨球路徑由PowerMILL軟件產。這些代碼經過RS232串口界面，可以傳送到裝有控制器的數(shù)控加工中心上。 圖6.球面磨削加工工藝的設置 完成了L18型矩陣實驗后，表2 （PDS5試樣光滑表層的粗糙度）總結了光滑表面的粗糙度RA值，計算了每一個L18型矩陣實驗的信噪比（S/N）,從而用于方程1。通過表2提供的各個數(shù)值，可以得到4中不同程度因子的平均信噪比（S/N），在圖7中已用圖表顯示。 圖7.四種不同程度因子的平均信噪比 表2.PDS5試樣光滑表層的粗糙度 表3.由因素水平(dB)的平均S/N比率 球面研磨工藝的目標，就是通過確定每一種因子的最佳優(yōu)化程度值，來使試樣光滑表層的表面粗糙度值達到最小。因為? log是一個減函數(shù)，我們應當使信噪比（S/N）達到最大。因此，我們能夠確定每一種因子的最優(yōu)程度使得η的值達到最大。因此基于這個點陣式實驗的最優(yōu)轉速應該是18000RPM，如表4（優(yōu)化組合球面研磨參數(shù)）所示。 表4.優(yōu)化組合球面研磨參數(shù) 通過使用數(shù)據(jù)方差分析的技術和F比檢驗方法，進一步確定了每一種因子有什么主要的影響，從而確定了它們的影響程度(見表5信噪比和表面粗糙度)。F0.1，2，13的F比的比值是2.76，相當于10%的影響程度。（或者置信水平為90%）這個因子的自由度是2，自由度誤差是13，根據(jù)F分布表[11]。如果F比值大于2.76，就可以認為對表面粗糙度有顯著影響。結果，進給量和磨削深度都對表面粗糙度有顯著影響。 表5.信噪比和表面粗糙度 為了觀察使用最優(yōu)磨削組合參數(shù)的重復性能，進行了5種不同類別的實驗，如表6所示。獲得被測試樣的表面粗糙度值RA大約是0.35微米。使用球研磨組合參數(shù)，可使表面粗糙度提高了78%。使用球面拋光的優(yōu)化參數(shù)，光滑表面進一步被拋光。經過球面拋光可獲得粗糙度RA值為0.06微米的表面。被改善了的拋光表面，可以在30×光學顯微鏡觀察下進行觀察，如圖8.（未加工表面、光滑面和拋光面的測試樣品的顯微鏡象(30×)的比較）所示。經過拋光工藝，工件機加工前的表面粗糙度改善了近95%。 圖8.未加工表面、光滑面和拋光面的測試樣品的顯微鏡象(30×)的比較 從田口矩陣實驗獲得的球面研磨優(yōu)化參數(shù)，適用于曲面光滑的模具，從而改善表面的粗糙度。選擇香水瓶為一個測試載體。對于被測物體的模具數(shù)控加工中心，由PowerMILL軟件來模擬測試。經過精銑，通過使用從田口矩陣實驗獲得的球面研磨優(yōu)化參數(shù)，模具表面進一步光滑。緊接著,使用打磨拋光的最佳參數(shù)，來對光滑曲面進行拋光工藝，進一步改善了被測物體的表面粗糙度。(見圖 9)。模具內部的表面粗糙度用hommelwerket4000設備來測量。模具內部的表面粗糙度RA的平均值為2.15微米，光滑表面粗糙度RA的平均值為0.45微米，拋光表面粗糙度RA的平均值為0.07微米。被測物體的光滑表面的粗糙度改善了：(2.15-0.45)/2.15=79.1%，拋光表面的粗糙度改善了：(2.15-0.07)/2.15=96.7%。 圖9.改善后的粗糙度 五、結論: 在這項工作中,對注塑模具的曲面進行了自動球面研磨與球面拋光加工，并將其工藝最佳參數(shù)成功地運用到加工中心上。 設計和制造了球面研磨裝置(及其對準組件)。通過實施田口L18型矩陣進行實驗，確定了球面研磨的最佳參數(shù)。對于PDS5注塑模具鋼的最佳球面研磨參數(shù)是以下一系列的組合：材料的磨料為粉紅氧化鋁，進給量料500毫米/分鐘，磨削深度20微米，轉速為18000RPM。通過使用最佳球面研磨參數(shù)，試樣的表面粗糙度RA值從約1.6微米提高到0.35微米。應用最優(yōu)化表面磨削參數(shù)和最佳拋光參數(shù)，來加工模具的內部光滑曲面，可使模具內部的光滑表面改善79.1%，拋光表面改善96.7%。 參考文獻 1. Chen CCA, Yan WS (2000) Geometric model of mounted grindingtools for automated surface ?nishing processes. In: Proceedings of the6th International Conference on Automation Technology, Taipei, May9–11, pp 43–47 2. Chen CCA, Duf?e NA, Liu WC (1997) A ?nishing model of sphericalgrinding tools for automated surface ?nishing systems. Int J Manuf SciProd 1(1):17–26 3. Loh NH, Tam SC (1988) Effects of ball burnishing parameters onsurface ?nish–a literature survey and discussion. Precis Eng 10(4):215–220 4. Loh NH, Tam SC, Miyazawa S (1991) Investigations on the sur-face roughness produced by ball burnishing. Int J Mach Tools Manuf31(1):75–81 5. Yu X, Wang L (1999) Effect of various parameters on the surfaceroughness of an aluminum alloy burnished with a spherical surfacedpolycrystalline diamond tool. Int J Mach Tools Manuf 39:459–469 6. Klocke F, Liermann J (1996) Roller burnishing of hard turned surfaces.Int J Mach Tools Manuf 38(5):419–423 7. Shiou FJ, Chen CH (2003) Determination of optimal ball-burnishingparameters for plastic injection molding steel. Int J Adv Manuf Technol3:177–185 8. Phadke MS (1989) Quality engineering using robust design. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey 9. Ta-Tung Company (1985) Technical handbook for the selection of plas-tic injection mold steel. Taiwan 10. Yang Iron Works (1996) Technical handbook of MV-3A vertical ma-chining center. Taiwan 11. Montgomery DC (1991) Design and analysis of experiments. Wiley,New York 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計（論文）任務書 系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設計與制造 學生姓名: 學 號: 設計(論文)題目：骨輪零件塑料成型工藝及注塑模具設計 起 迄 日 期: 2指 導 教 師: 發(fā)任務書日期: 2006年3月6日 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： 所示圖形為骨輪零件，材料為聚甲醛，設計一套塑料注塑模具，要求能適應大批量生產。 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）： 1、了解目前國內外注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀 2、分析骨輪零件的塑料注塑工藝并確定其工藝方案 3、骨輪零件的注塑模設計 4、繪制模具總裝圖，并繪制零件圖 5、骨輪零件的模具安裝與調整 6、得出設計結論 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 2006年5月15日 系部意見： 系領導： 2006年5 月15日 機械加工工序卡片 產品型號 零(部)件圖號 產品名稱 零(部)件名稱 共( )頁 第( )頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每個毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 r·minˉ1 切削速度 m·minˉ1 進給量 mm·rˉ1 切削深度 mm 進給次數(shù) 工步工時 機動 輔助 設 計(日期) 審 核(日期) 標準化(日期) 會 簽(日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 模具典型零件機械加工工序卡 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計論文 論文題目：骨輪零件塑料成型工藝及注塑模具設計 系 部 材料工程系 專 業(yè) 班 級 學生姓名 學 號 指導教師 2006年5 月10日 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計(論文)開題報告 學生姓名： 學 號： 專 業(yè)： 模具設計與制造 設計(論文)題目： 骨輪注塑模的設計 指導教師： 2006年5月8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(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))： 在工農業(yè)生產，國防建設和科學技術，交通運輸，石油化工，機械電子，郵政通信，建筑旅游，醫(yī)療衛(wèi)生，環(huán)境保護，家用電器，教育文化，體育藝術等各個領域，塑料制品已經無處不在，在目光難及的人造衛(wèi)星，宇宙飛船上，塑料制品占其體積的一半，甚至塑制人體器官也離不開塑料. “塑料模具設計”課程是該專業(yè)的一門專業(yè)課，通過“塑料模具設計”課的學習，能夠讓我們對“塑料模具設計與制造”這門課有了進一步的了解，使我們更加清晰的知道塑料注射模的發(fā)展?jié)摿?。通過“塑料注射模畢業(yè)設計”的學習，使我了解到塑料行業(yè)的發(fā)展趨勢及發(fā)展前景。隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料注射模已經成為制造塑料制造品的主要手段之一，且發(fā)展成為最有前景的模具之一。實際上，塑料制品是目標，塑料注射模是實現(xiàn)目標的一種手段，所以不能“孤立地為模具而只考慮模具”，應從系統(tǒng)工程角度出發(fā)，把塑料注射模作為塑料注射成型加工系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)，這樣在設計和制造塑料注射模時，就應把這個系統(tǒng)中的其它環(huán)節(jié)作為塑料注射模設計與制造的考慮因素. 我國發(fā)展塑料工業(yè)從50年代末開始，60年代石油工業(yè)的發(fā)展，促進了塑料工業(yè)的飛速發(fā)展。70年代引進成套設備，使聚乙烯、聚丙烯等材料的生產不僅產量增加而且質量上了新臺階。特別是近幾年，我國的注射成型設備也可以自主開發(fā)。注射成型是塑料加工中最普遍采用的方法，該方法適合用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，制得的塑料制品數(shù)量之大是其它成型方法望塵莫及的。由于注射成型加工不僅常量多而且適用多種原料，能夠成批，連續(xù)地生產，并且具有固定的尺寸，可以實現(xiàn)自動化、高速化。因此，具有極高的經濟效益。但是，我國在成型工藝方面發(fā)展的確與國外還有著較大的差距。單就從模具標準化和專業(yè)化方面看，就有著很大的差距。目前，先進國家象美國、德國、日本等國家的標準化達70%，專業(yè)化達80%。而我國僅為20%和5%。至2002年，全球所生產的塑料制品超過1.65億噸之多.塑料已經成為在鋼鐵，木材，水泥之后的第四大工業(yè)基礎材料. 塑料模有很多種，包括注射模，壓縮模，傳遞模，擠出模，中空吹塑模等多種塑料成型模具.在上述各種塑料模具中，由于注射模具具有高效，精密，可成型各種復雜制品，工藝先過等諸多其它成型模具所不及的特點而成為塑料制品成型工藝中最重要的并且起主導作用的模塑成型工藝裝備.所以在骨輪塑料模的設計中采用注塑模.主要設計的內容有: 合理地選擇模具結構；正確地確定模具成型零件的尺寸；設計的模具應當制造方便；充分考慮設計特色盡量減少后加工；設計的模具應當效率高，安全可靠；模具零件應耐磨耐用;模具結構要適應塑料的成型特性. 1.了解了聚合物的物理性能，流動特性，成型過程中的物理化學變化及塑料組成分類及性能；2.了解塑料成型的其本原理和工藝特點，正確分析成型工藝對模個的要求；3.能掌握各種成型設備對各類模具的要求；4.掌握各類成型模具的結構特點及設計計算方法，能設計中等復雜程度的模具；5.具有初步分析解決成型現(xiàn)場技術問題的能力，包括具有初步分析成型缺陷產生的原因和提出克服的辦法；6.使之能滿足與此專業(yè)相關的企業(yè)，事業(yè)單位對就業(yè)者的要求，并為學習者的進步發(fā)展和創(chuàng)業(yè)打下較為牢固的基礎。 學習本課程的要求是理論聯(lián)系實際在學習好，相關的基礎理論知識和基本設計方法的同時，還必須具備實際動手的能力即掌握上機操作，生產塑料制品的基本技能和用計算機設計塑料制品和塑料模具的技能. 本課程設計所設計的為一骨輪塑件制品，，而且選用注塑成型的方法，一方面比較適合塑料原材料的成型性能特點，另一方面用注塑成型方法加工的塑料制品，不僅可以成型其制品的復雜結構，而且制品精度高，質量好，注塑成型的生產率也高.通過這次設計，可以真實的感覺到不論在專業(yè)知識，還是在基礎知識方面，我的能力都有了很大的提高和進步.一方面可以把平時所學的知識融會貫通，另一方面.可以使設計出來的東西有創(chuàng)新的特點.同時在蘇老師的身上，我還學到一種治學精神. 參 考 文 獻 [1] 鄒繼強. 塑料制品及其成型模具設計. 北京： 清華大學出版社，2005 [2] 楊占堯. 塑料注塑料模結構與設計. 北京：清華大學出版社，2004 [3] 唐志玉. 塑料模具設計師指南. 北京：國防工業(yè)出版社，1996 [4] 劉昌祺. 塑料模具設計. 北京：機械工業(yè)出版社，1998 [5] 陸宇. 實用注塑模具設計. 北京：中國輕工業(yè)出版社，1985 [6] 唐志玉，李德群. 中國模具設計大典. 江西：科學技術出版社，2003 [7] 塑料模設計手冊編寫組. 塑料模設計手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2001 [8] 賈潤禮，程志遠. 實用注塑模設計手冊. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2004 [9] 閻亞林. 塑料模具圖冊. 北京：高等教育出版社，2004 [10] N.拉奧、K.奧布賴斯. 塑料工程師設計數(shù)據(jù)手冊. 北京：化學工業(yè)出版社, ,  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）： （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(jù)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： 本綜述具有一定的廣度，說明作者在撰寫的過程中查閱了大量的相關文獻，對目前先進的工藝進行了調查研究，并針對課題進行初步分析，提出了可行的設計方案。 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： 查閱資料充分，研究思路新穎，能達到預期的設計目的。 指導教師： 2006年 5 月 10 日 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 2006年 5 月 10 日 骨輪注塑模設計 摘要：針對塑料骨輪薄壁的特點，設計了一副具有側抽芯功能的模具，并介紹了該模具的結構和工作過程以及注射模的設計方案、設計要點和模具設計時應注意的問題，并對澆注系統(tǒng)的設計計算作了較詳細的闡述。 根據(jù)注射模的結構和設計要求，以及尺寸等各項因素。該注射模采用了一模一件的模具結構和脫件板頂出裝置。根據(jù)注射模和注射機的關系選擇注射機和確定塑件的注射工藝參數(shù)。注射模的結構設計包括分型面選擇、確定型腔的排列方式、澆注系統(tǒng)設計和成型零件結構設計。 該模具結構緊湊，合理經生產使用，各部分動作準確可靠，有效地解決了點澆口注射成型模成型薄壁制品常見的缺陷問題，塑件質量穩(wěn)定，符合設計要求， 可以實現(xiàn)大批量生產，而且生產效率高。 關鍵詞：骨輪，注射模，薄壁，側抽芯。 Abstract In view of the plastic bone turn of thin wall characteristic, designed to have the side to pull out the core function the mold, and introduced the question which this mold structure and the work process as well as injected the mold the design proposal, the design main point and the mold designed when should pay attention, and to poured the system the design calculation to make the detailed elaboration. According to injects the mold the structure and the design request, as well as size and so on each factor. This injection mold has used a mold mold structure and escapes a board to go against the installment. According to injects the mold and the injection machine relations choice injection machine and the determination models the injection craft parameter. Injects the mold the structural design including to divide the profile choice, the deterministic cavity arrangement way, pours the system design and takes shape the components structural design. This mold structure compact, reasonably after production use, each part of movements accurate reliable, effectively solved a runner to inject the mold to take shape the thin wall product common flaw question, modelled a quality stably, conformed to the design requirement, might realize the mass production, moreover the production efficiency was high. Key word The bone wheel, injects the mold, the thin wall, the side pulls out the core。 目錄 第一章 緒論 1.1 塑料模的發(fā)展歷史…………………………………………………………1 1.2 塑料模具的類型……………………………………………………………1 1.3 課程設計的目的……………………………………………………………2 1.4 課程設計的要求……………………………………………………………2 1.5 課程設計的意義……………………………………………………………2 第二章 塑件工藝設計 2.1 塑件的工藝性分析………………………………………………………3 2.2 計算塑料的體積和質量…………………………………………………4 2.3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定………………………………………………4 第三章 注塑模的結構設計 3.1 分型面的選擇………………………………………………………………5 3.2 確定型腔的排列方式………………………………………………………6 3.3 澆注系統(tǒng)設計………………………………………………………………6 3.4 抽芯機構設計………………………………………………………………8 3.5 成型零部件的設計………………………………………………………10 第四章 模具設計的有關計算 4.1 型腔尺寸的有關計算………………………………………………………12 4.2型芯尺寸的有關計算………………………………………………………13 4.3型腔側壁厚和底板厚度計算………………………………………………15 第五章 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的設計 5.1 加熱系統(tǒng)設計……………………………………………………………16 5.2 冷卻系統(tǒng)設計……………………………………………………………16 5.3 冷卻時間計算……………………………………………………………16 第六章 排氣結構設計 6.1 排氣結構設計………………………………………………………………17 6.2 頂出機構設計………………………………………………………………17 6.3 對合導向機構設計…………………………………………………………17 6.4 模具閉合高度的確定………………………………………………………18 第七章 繪制模具總裝圖和非標零件工作圖 7.1繪制模具總裝圖和非標零件工作圖………………………………………19 第八章 注塑模主要零件加工工藝規(guī)程的編制 8.1注塑模主要零件加工工藝規(guī)程的編制……………………………………20 結論………………………………………………………………………………………………23 致謝………………………………………………………………………………………………24 參考文獻…………………………………………………………………………………………………25 插圖清單 1. 塑件零件圖1…………………………………………………………………………………3 2. 分型面選擇如圖2……………………………………………………………………………6 3. 型腔的排列方式如圖3………………………………………………………………………6 4. 澆口的結構設計圖4…………………………………………………………………………8 5. 凹模的結構設計圖5…………………………………………………………………………11 6. 凸模結構設計圖6 ……………………………………………………………………………11 表格清單 1． 上凹模滑塊加工工藝過程……………………………………………………………………20 2． 下固定板加工工藝過程………………………………………………………………………21 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計評語 學生姓名： 班級: 學號： 題 目： 骨輪塑料模具設計 綜合成績： 指導者評語： 指導者(簽字)： 2006年 5 月 日 畢業(yè)設計（論文）評語 評閱者評語： 評閱者(簽字)： 2006 年 5 月 日 答辯委員會（小組）評語： 答辯委員會（小組）負責人(簽字)： 2006 年 5月 日 骨輪零件塑料成型工藝及注塑模具設計 第一章.緒 論 在工農業(yè)生產，國防建設和科學技術，交通運輸，石油化工，機械電子，郵政通信，建筑旅游，醫(yī)療衛(wèi)生，環(huán)境保護，家用電器，教育文化，體育藝術等各個領域，塑料制品已經無處不在，在目光難及的人造衛(wèi)星，宇宙飛船上，塑料制品占其體積的一半，甚至塑制人體器官也離不開塑料. “塑料模具設計”課程是該專業(yè)的一門專業(yè)課，通過“塑料模具設計”課的學習，能夠讓我們對“塑料模具設計與制造”這門課有了進一步的了解，使我們更加清晰的知道塑料注射模的發(fā)展?jié)摿?。通過“塑料注射模畢業(yè)設計”的學習，使我了解到塑料行業(yè)的發(fā)展趨勢及發(fā)展前景。隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料注射模已經成為制造塑料制造品的主要手段之一，且發(fā)展成為最有前景的模具之一。實際上，塑料制品是目標，塑料注射模是實現(xiàn)目標的一種手段，所以不能“孤立地為模具而只考慮模具”，應從系統(tǒng)工程角度出發(fā)，把塑料注射模作為塑料注射成型加工系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)，這樣在設計和制造塑料注射模時，就應把這個系統(tǒng)中的其它環(huán)節(jié)作為塑料注射模設計與制造的考慮因素. 1.1 塑料模的發(fā)展歷史 我國發(fā)展塑料工業(yè)從50年代末開始，60年代石油工業(yè)的發(fā)展，促進了塑料工業(yè)的飛速發(fā)展。70年代引進成套設備，使聚乙烯、聚丙烯等材料的生產不僅產量增加而且質量上了新臺階。特別是近幾年，我國的注射成型設備也可以自主開發(fā)。注射成型是塑料加工中最普遍采用的方法，該方法適合用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，制得的塑料制品數(shù)量之大是其它成型方法望塵莫及的。由于注射成型加工不僅常量多而且適用多種原料，能夠成批，連續(xù)地生產，并且具有固定的尺寸，可以實現(xiàn)自動化、高速化。因此，具有極高的經濟效益。但是，我國在成型工藝方面發(fā)展的確與國外還有著較大的差距。單就從模具標準化和專業(yè)化方面看，就有著很大的差距。目前，先進國家象美國、德國、日本等國家的標準化達70%，專業(yè)化達80%。而我國僅為20%和5%。至2002年，全球所生產的塑料制品超過1.65億噸之多.塑料已經成為在鋼鐵，木材，水泥之后的第四大工業(yè)基礎材料.[6] 1.2 塑料模具的類型 塑料模有很多種，包括注射模，壓縮模，傳遞模，擠出模，中空吹塑模等多種塑料成型模具.在上述各種塑料模具中，由于注射模具具有高效，精密，可成型各種復雜制品，工藝先過等諸多其它成型模具所不及的特點而成為塑料制品成型工藝中最重要的并且起主導作用的模塑成型工藝裝備.所以在骨輪塑料模的設計中采用注塑模.主要設計的內容有:合理地選擇模具結構；正確地確定模具成型零件的尺寸；設計的模具應當制造方便；充分考慮設計特色盡量減少后加工；設計的模具應當效率高，安全可靠；模具零件應耐磨耐用;模具結構要適應塑料的成型特性.[1] 1.3 課程設計的目的 1.了解了聚合物的物理性能，流動特性，成型過程中的物理化學變化及塑料組成分類及性能；2.了解塑料成型的其本原理和工藝特點，正確分析成型工藝對模個的要求；3.能掌握各種成型設備對各類模具的要求；4.掌握各類成型模具的結構特點及設計計算方法，能設計中等復雜程度的模具；5.具有初步分析解決成型現(xiàn)場技術問題的能力，包括具有初步分析成型缺陷產生的原因和提出克服的辦法；6.使之能滿足與此專業(yè)相關的企業(yè)，事業(yè)單位對就業(yè)者的要求，并為學習者的進步發(fā)展和創(chuàng)業(yè)打下較為牢固的基礎。 1.4 課程設計的要求 學習本課程的要求是理論聯(lián)系實際在學習好，相關的基礎理論知識和基本設計方法的同時，還必須具備實際動手的能力即掌握上機操作，生產塑料制品的基本技能和用計算機設計塑料制品和塑料模具的技能. 1.5 課程設計的意義 本課程設計所設計的為一骨輪塑件制品，，而且選用注塑成型的方法，一方面比較適合塑料原材料的成型性能特點，另一方面用注塑成型方法加工的塑料制品，不僅可以成型其制品的復雜結構，而且制品精度高，質量好，注塑成型的生產率也高.通過這次設計，可以真實的感覺到不論在專業(yè)知識，還是在基礎知識方面，我的能力都有了很大的提高和進步.一方面可以把平時所學的知識融會貫通，另一方面.可以使設計出來的東西有創(chuàng)新的特點.同時在蘇老師的身上，我還學到一種治學精神. 第2章 塑料工藝設計 本節(jié)根據(jù)一個塑件的模塑成型要求,綜合介紹塑件的注塑成型工藝的選擇,成型模具的設計程序,模具主要零部件的加工工藝規(guī)程的編制及模具裝配與試模的工藝方法等內容.[3] 2.模塑工藝規(guī)程的編制 由零件圖可知：本設計的塑件是一個骨輪線架，而且本塑件所采用的材料為聚甲醛，生產類型為大批量生產。 圖1塑件圖 2.1塑件的工藝分析 2.1.1塑件的原材料分析。本材料采用共聚甲醛。屬于熱塑性材料。該塑料從使用性能上講有以下特點： a．結晶性熔融范圍很窄。熔融或凝固速度快，結晶化速度快，料溫稍低于熔融溫度即發(fā)生結晶化，流動性下降。 b．熱敏性強，極易分解，一般在240℃是發(fā)生分解，(在200℃中滯留30上也會發(fā)生分解),分解時產生刺激性，腐蝕性氣體。 c．流動性中等，溢邊值為0．04左右，流動性對溫度變化不敏感，對注射壓力變化敏感。 d．結晶度高，結晶化時體積變化大，成型收縮范圍大，收縮率大， e．吸濕性低，水分對成型影響極小，一般可不干燥處理，但為了防止樹脂表面粘附水分，加工前可進行干燥并起預熱作用，特別是對大面積薄壁塑件，改善塑件表面光澤有較好效果。 f．摩擦因數(shù)低，彈性高，塑件表面可帶皺紋花樣，但易產生表面缺陷，如毛斑，折皺，熔接痕，縮孔，凹痕等弊病。 綜合性能良好，加工方便，減摩，耐摩，耐疲勞性能優(yōu)異，制品彈性，剛性，尺寸穩(wěn)定性好，可用手尺寸要求穩(wěn)定的，配合表面要求高的零部件。[2] 2．1．2塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析 a.結構分析。從零件圖上分析，本制品為一個圓柱形。在寬度方向有一個內側。在高度方向有一個厚度為3的翻邊。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。 b.尺寸精度分析。該零件重要尺寸，如, , 等。尺寸精度為MT3（GB/T14486-1993）級。次重要尺寸，如，，， 等尺寸精度為MT4（GB/T14486-1993）級。由以上分析可見，該零件的尺寸精度中等偏上，對應的模具相關零件的尺寸加工可以保證。 從模具的壁厚上來看，壁厚為3,而且各處都一致，均勻的壁厚有利于制件的成型。 c.表面質量分析。本制品要求零件表面無銀絲，起泡，縮孔，折皺等現(xiàn)象，還要達到外觀光滑，聞不到刺激性的氣味。其它，沒有很高的要求，所以可以很容易實現(xiàn)。 綜上分析可以看出，注塑是在工藝參數(shù)控制的較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。 2．2 計算塑件的體積和質量 計算塑件的質量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù) ； 計算塑件的體積：（過程略）； 計算塑件的質量：根據(jù)設計手冊可查得聚甲醛的密度故塑件的質量為： 由上面的分析可得，本模具應用一模一腔的結構，既考慮了注塑機的最大的注塑量和本材料的各項性能因素，還有結構的尺寸因素。同時考慮其外形，注塑時所需壓力和工廠現(xiàn)在設備等情況，初步先用注塑機為G54-S200/400。 2．3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定 查找相關文獻和參考工廠實際應用的情況，共聚甲醛的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時，可根據(jù)實孫情況作適當調整）[5] 注塑機型： 螺桿式； 密度： 1.41～1.43； 計算收縮率： 1.2～3.0； 預熱：溫度℃： 80～100℃； 時間h： 3～5； 料筒溫度： 后段溫度：160～170℃； 中段溫度：170～180℃； 前段溫度：180～190℃； 噴嘴溫度： 170～180℃； 模具溫度： 90～120℃；（通過模溫調節(jié)液來控制） 注射壓力/MPa： 80～130； 注射速度： 50％（在盡量長，工藝允許的時間內填充） 注射時間： 20～90； 保壓時間： 0～5； 冷卻時間： 20～60； 總周期： 50～160 ； 螺桿轉速： 28r/min； 螺桿背壓/MPa： 0.6； 噴嘴孔徑： 4； 噴嘴形式：逆向倒錐形的直通式；（為了避免物料與模具接觸時發(fā)生固化堵住通道，同時也防止產生流涎，并能減少制品的變形） 后處理：紅外線燈，鼓風烘箱100～110℃； 8～12h； 余料量：4；(過大容易增大注射壓力損失,并延長物料受熱時間,從而收起降解)。 在成型過程中要盡量使料充分結晶，還要盡量避免料二次結晶，繼續(xù)收縮，從而影響制件的精度。 注塑時可用螺桿式和柱塞式成型，長徑比18，壓縮比2～3，計量的長度4～5。 第三章．注塑模的結構設計 注塑模結構設計主要包括：分型面選擇，模具型腔數(shù)目的確定，型腔的排列方式，冷卻水道布局，澆口位置設置，模具工作零件的結構設計，側向分型與抽芯機構的設計，推出機構的設計等內容。[7] 3．1分型面的選擇 在設計中，只有選擇分型面的位置，然后才能去設計其他生產條件及生產批量所需的機械化和自動化程度等細節(jié)方面的問題。 所以說，分型面的選擇很關鍵，它決定了模具的結構，應根據(jù)分型面的選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。所以要求選取的分型面位置不會使塑件卡在型腔無法取出，也同時要做到塑件在動定模打開的時候，盡可能滯留在動模一側。 由于本塑件為一個骨輪制品，總體形狀為圓柱形。表面質量沒有其它的特殊要求，制品的形狀結構簡單對稱，且垂直于軸線方向，綜上考慮，選擇如圖2-2所示的分型方式既可以降低模具的復雜程度，減少模具加工難度又于成型后取出制件，故所以選擇所示的分型方式。 圖2 分型面的選擇 3．2確定型腔的排列方式 由于本塑料的形狀和尺寸決定，還同時考慮澆注系統(tǒng)，模具復雜程度，和注塑機的注射量等因素，采用一模一腔的形式. 圖3 澆口的分布 3．3澆注系統(tǒng)的設計 3．3．1主流道設計 根據(jù)設計手冊查得G54-S200/400 型注塑機噴嘴的有關尺寸 噴嘴前端孔徑：4； 噴嘴前端球面半徑：18； 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關系： ； 取主流道球面半徑； 取主流道的小端直徑5； 主流道截面積的大小最先影響塑料熔體的流速和充模時間，主流道出口端應有圓角，圓角半徑約為2.0。表面粗糙度小于Ra0。63～1。25，主流道進口端與噴嘴頭部做成凹下的球面，以便與噴嘴頭部的球面半徑匹配，否則會造成漏料，給脫下主流道帶來困難。 為了便于將凝料從主流道中撥出，將主流道設計為圓錐形，其錐角可選2～4o，經換算得主流道大端直徑D＝7。小端直徑D=5。為使熔料順利進入分流道，可在主流道出料端設計半徑r=5的圓弧過渡。主流道長度選60。 主流道襯套設計：主流道先用B型襯套，其材料要選用優(yōu)質鋼材（T8A），熱處理后硬度為53～57HRC。與定模的配合為H7/m6。 定位環(huán)設計：定位環(huán)秘注塑機定模固定板中心的定位孔相配合,其作用是為了使主流道與噴嘴和料筒對中. 3．3．2分流道設計 分流道的形狀及尺寸，應根據(jù)塑件的體積，壁厚，形狀的復雜程度，注塑速率，分流道長度等因素來確定。本塑件的形狀不算太復雜，熔料填充型腔比較容易。根據(jù)型腔的排列方式可知分流道的長度較短，雖然理論上來講，分流道以圓形為好，但為了便于加工模具，可采用梯形分流道。分流道尺寸為： b2=3/4b1=6,h=2/3b1=5； 選用b1=8； 分流道的分支和拐角要盡量少，要平衡或對稱地分布，拐角處要高分流道冷料穴。[2] 3．3．3拉料桿的設計：由于本模具采用脫件板脫模機構,所以采用端頭為球形的拉料桿,球形拉料桿的球頭和細頸部分伸到冷料井內.動,定模打開時將主流道凝料拉向動模一側,頂出行程中,脫件板將塑件從主型芯上脫下的同時也將主流道從球頭上脫下. 3．3．4澆口設計 根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用針尖澆口也就是點澆口比較合適，點澆口截面一般為圓形，其直徑選為1.5。 澆口與模腔接合處采取倒角或圓弧，以避免澆口順開模拉斷時損壞制品，同時本制品尺寸較大，可以使用多個點澆口進料方式。澆口尺寸： 圖4澆口的尺寸 l=2； D=5； D1=5； =4o； c=R0。3； d=nK=2； 3．4抽芯機構設計 該骨輪制品塑件有一內側凹，并且垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具中脫出。因此，成型內側必須做成活動的型芯就必須要設計抽芯機構。 本模具選用斜導柱抽芯機構。 3．4．1確定抽芯距 抽芯距要保證側向瓣合模塊完全退到骨架臺肩之外才能將制品頂出脫模。 ； ； ； 其中：S為設計抽芯距； Sc為臨界抽芯距； 3．4．2斜導柱傾角 斜導柱的傾斜角是斜導柱抽芯機構主要技術數(shù)據(jù)之一，它與抽撥力和抽撥距有直接關系，一般?。?5o～25o，在本模具中選?。?0o。 的大小對斜銷的有效長度,抽撥距和受力情況等起決定性作用。 3．4．3斜導柱的尺寸 斜導柱直徑的確定：斜導柱直徑主要受彎曲力影響。 斜導柱的直徑取決于抽撥力及其傾斜角度,可按設計資料的有關公式進行計算,本模具經驗估值,取斜導柱的直徑為； 3．4．4斜導柱的長度計算 斜導柱長度計算參考如圖。其總長度與斜導柱直徑傾角,抽撥距,以及斜導柱固定板尺寸有關； L總=L1+L2+L3+L4+L5 =D/2tan+h/cos+s/sin+d/2tan+(10～15) =88 取D=30, L4為斜導柱的有效長度； 3．4．5斜導柱形狀 斜導柱頭部可以做成半球形或錐臺形,但應注意錐臺的斜角必須大于斜導柱傾角,以避免工作長度(L)脫離滑塊斜孔之后,斜導柱頭部仍有驅動作用,為了減小斜導柱與滑塊斜孔之間的摩擦,可在斜導柱外部圓輪廓上銑出出兩個對稱平面。 3．4．6斜導柱的材料及安裝配合 斜導柱與導柱一樣,可用45鋼或碳素工具鋼,也可用20鋼滲碳(熱處理要求硬度55HRC。表面粗糙度Ra小于0.63～1.25。斜導柱與固定板之間采用過渡配合。H7/m8配合。由于斜導柱在模具工作過程中主要用于驅動側向滑塊的導滑等問題均與斜導柱的安裝配合關系不大,斜導柱與滑塊斜孔之間可用較松的間隙配合H11/b11。[8] 3．4．7滑塊,滑槽設計 滑塊是斜導柱抽芯機構中的最重要零部件,其上安裝有側向型芯或成型鑲塊注射成型的可靠性都要由它的運動精度保證。 其結構形式采用組合配合結構。既可節(jié)約優(yōu)質鋼材,又可使加工方便,結構如圖。 側向抽芯過程中,滑塊必須在滑槽內運動,并要求運動平穩(wěn)且有一定精度,為使模具結構緊湊,降低模具裝配的復雜程度,先用整體式結構。 當滑塊完成抽撥動作后,其滑動部分仍有全部或部分留在滑槽內。 滑槽對滑塊的導滑部位采用間隙配合,特性為H8/g7。H8/h8。 3．4．8定位裝置設計和導滑長度 定模裝置在開模過程中用來保證滑塊停留在剛剛脫離斜導柱的地方,不可能發(fā)生任何移動,以避免再次合模時斜導柱不能準確地插進滑塊的斜孔。滑塊的定位裝置采用彈簧與臺階的組合方式。導滑長度是根據(jù)抽芯距的長度來決定的。由計算抽芯距可得導滑長度為30. 3．4．9壓緊塊設計 壓緊塊的工作部分一般都是斜楔面,為了保證斜楔面能在合查勘時壓緊滑塊而又能在開模時又能迅速脫開。以避免壓緊塊影響斜導柱對滑塊的驅動楔角’一般都比斜導柱傾角大一些。使模具開模時,壓緊楔塊起到讓位作用。 選取23o. 3．5成型零部件設計 注塑模閉合時,成型零件構成成型塑料制品的型腔,成型零件主要包括凹模,凸模,型芯,鑲拼塊件,各種成型桿與成型環(huán)。其中。成型零件的結構,才料和熱處理的選擇以及加工工藝性,是影響模具工作壽命的主要因素。 成型零件的結構設計,要以成型符合質量要求的塑料制品為前提,但必須考慮金屬零件的加工性及模具制造成本。[4] 3．5．1凹模結構設計 凹模是成型塑料外表面的成型零件,考慮模具加工的復雜程度,及材料的利用因素,采用鑲拼結構,有利于排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的加工,對改善工藝性有明顯好處,根據(jù)本制件分流道貌岸然與澆口的設計要求分流道均設在凹模鑲塊上，如圖所示： 圖5 凹模的結構 3．5．2凸模的結構設計 凸模是用來成型塑料制品的內表面的成型零件,同時與凹模相結合構成模具型腔。考慮模具型腔和材料的有效利用和加工方便等因素,選用組合式凸模。其圖如下： 圖6 凸模的結構 3．5．3成型零部件的材料選擇 要求機械加工性能良好,拋光性能良好,耐磨性能和抗疲勞性能良好。而且具有耐腐蝕性能。綜上考慮選P20。 第四章．模具設計的有關計算 成型零件工作尺寸計算時要考慮制品的尺寸公差,所成型塑料的收縮率,溢料飛邊厚度,塑料制品脫模,模具制造的加工條件及可達到的水平等因素,采用平均尺寸,平均收縮率,平均制造公差和平均磨損量。[2] 查表得到POM的收縮率為1.2%～3.0%,同時考慮到工廠的現(xiàn)在設備和條件,模具制造公差. Scp=(1.2+3.0)%/2=2.1%。 查表得聚甲醛的一般尺寸公差等級為MT4。 176IT5=0.92； 114IT4=0.50；60IT4=0.32m；3IT4=0.12； 4．1型腔的計算 徑向尺寸176： LM=(Ls+lsScp%-3/4)； =1/3=1/3×0.92≈0。31； =(176+176×2.1%-3/4×0.92) =175 徑向尺寸114： LM=(Ls+lsScp%-3/4)； =1/3=1/3×0.50≈0.17； =(114+114×2.1%-3/4×0.50) =113.9 式中：LM------凹模徑向公稱尺寸()； Ls----制品徑向公稱尺寸()； Scp---塑料平均收縮率(%)； ---制品公差； ---模具制造公差； 深度尺寸60： HM=(Hs+HsScp%-3/4)； =1/3=1/3×0.32≈0.106； =(60+60×2.1%-3/4×0.32) =59.9 深度尺寸40： HM=(Hs+HsScp%-3/4)； =1/3=1/3×0.4≈0.13； =(40+40×2.1%-3/4×0.4)； =39.8 深度尺寸3： HM=(Hs+HsScp%-3/4)； =1/3=1/3×0.12=0.04； =(3+3×2.1%-3/4×0.12) =2.92 式中：HM------凹模徑向公稱尺寸()； Hs----制品徑向公稱尺寸()； Scp---塑料平均收縮率(%)； ----制品公差； --模具制造公差； 4．2型芯的尺寸計算 徑向尺寸： LM=(Ls+lsScp%-3/4)； =1/3=1/3×0.35≈0.117 =(170+170×2.1%-3/4×0.35) =170 徑向尺寸： LM=(Ls+lsScp%-3/4)； =1/3=1/3×0.3=0.1 =(108+108×2.1%-3/4×0.3) =108 式中：LM------凹模徑向公稱尺寸()； Ls----制品徑向公稱尺寸()； Scp---塑料平均收縮率(%)； ---制品公差； ---模具制造公差； 深度尺寸60： HM=(Hs+HsScp%+2/3)； =1/3=1/3×0.32≈0.106 =(60+60×2.1%+2/3×0.32) =60.3 深度尺寸17：IT4=0。28 HM=(Hs+HsScp%+2/3)； =1/3=1/3×0.28≈0.093 =(17+17×2.1%+2/3×0.28) =17.2 式中：HM------凹模徑向公稱尺寸()； Hs----制品徑向公稱尺寸()； Scp---塑料平均收縮率(%)； ---制品公差； ---模具制造公差； 4.3型腔側壁厚和底板厚度計算 4.3.1凹模鑲塊型腔側壁厚度計算 由于本模具采用的是組合式圓形型腔,為了避免因強度不夠產生變形,甚至開裂損壞,同時還要避免因剛度不足產生撓曲變形,才能脫模或產生大量飛邊溢料,從而降低制品精度.本制品的尺寸較大,所以按剛度條件計算： S=R-r=31 式中: P—成型壓力(模腔壓力)； R—型腔外圓半徑； r—型腔內圓半徑； --泊松比； E—鋼材的彈性模量； []-型腔允許變形量； 第五章.模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計算 注塑模溫對于塑料熔體的充模流動。固定成型,生產效率以及制品形狀和尺寸精度都有重要影響。若模溫過低,則會影響塑料的流動性,產生較大的流動剪切力,使塑件內應力較大,還會出現(xiàn)冷流痕,銀絲,注不滿等缺陷。 5．1加熱系統(tǒng)設計：由于聚甲醛需要使用轉高的模溫,而且塑件的要求在80℃以上,所以要選用加熱裝置。本模具采用的加熱方式選用為加熱板中插入電熱棒加熱。 由表查得,加熱棒d1=20。允許偏差0.12。蓋板直徑14.5,槽深3,長度200。 5．2冷卻系統(tǒng)設計： ?冷卻系統(tǒng)是否需要可做如下設計計算： 設定平均工作溫度為80℃,用20℃常溫水作為模具冷卻介質,出口溫度為30℃,產量為0.26kg/h。 (1) 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量Q3,查得聚甲醛單位熱流量為41。9×10 Q3=WQ2=0.26×41.9×10=10.89×10J/kg (2) 求冷卻水的體積流量V V= = =0.4310m 由體積流量V查表可知所需的冷卻水管直徑非常小。 由上述計算可知,因為模具每分鐘所需的冷卻水體積流量很小,所以可以不設冷卻系統(tǒng),依靠空冷的方式冷卻模具即可。 第六章.其它結構設計 6．1排氣結構設計：在塑料熔體填充注射模腔的過程中,模腔內除了原有空氣外,還有塑料含有水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣。[2] 塑料局部過熱分解產生的低分子,揮發(fā)性氣體,塑料助劑揮發(fā)所產生的氣體,如不將其排出模具外,將會影響制件質量,所以在模具中開設排氣槽, 排氣槽可以做成彎曲狀,其截面由細到粗逐漸加大,這樣可以降低塑料熔體從排氣槽溢出時的動能還能降低塑料熔體溢出時的流速以防發(fā)生事故。盡量開在塑料熔體最后才能填充的板腔部位如流道的終端。還在盡量設在分型面上,可以使排氣槽溢出的塑料飛邊隨制品一起脫模。 通常開設的位置,在試模以后才能確定下來,主要尺寸為： 排氣槽深度為0.01～0.03； 寬度為1.5～6； 6．2頂出機構設計：頂出脫模機構是注射模的重要功能之工,它由一系列頂出零件和輔助零件組成,可以具有不同的頂出動作。同時要保證,制品留在動模一側,方便手動取出或自重脫落,還有不因頂出而損壞制品。頂出機構還要簡單,不應增加模具復雜程度。頂出零件要有足夠的強度,剛度和硬度。 分析本塑件,由于制品底面積較大,而且不允許有頂出痕跡,所以選用推板頂出脫模機構,主要特點是頂出脫模力大而均勻,運動平穩(wěn),不需要設置復位裝置。 所選用的推桿的形式和尺寸為:(GB/T4196.1-1984)。 由于本塑料的特點,采用二次頂出,即二次分型,以方便取出凝料.所以在定模座板和定模板之間增加一個限位塊,也就是一個限位拉桿.其尺寸為。 6．3.對合導向機構：對合導向機構的功能是保證動。定模部分能夠準確對合。使分別加工在動模和定模上的成型表面在模具閉合形成形狀和尺寸準確的腔體。從而保證塑件形狀,壁厚和尺寸準確。避免發(fā)生碰撞和干涉。[2] 本模具采用導柱導向機構,由于成型制件的主型芯多裝在動模一側,所以把導柱和主型芯安裝在同一側,合模時可起保護作用。同時本導向機構具有定位準確,導向精確,并具有足夠的剛度,強度及耐磨性。 導柱結構采用有肩導柱I型；導柱10025(I)GB/T-20鋼 4169。5-1984； 導套尺寸： 30(I)-20鋼GB/T 4169。02-1984；帶肩導套安裝需要墊板。裝入模板復以墊板即可。 6．4.模具閉合高度的確定： 模具的閉合高度主要是由定模座板,動模座板,推件板,墊板,型芯固定板,型腔固定板等幾塊模板組成,同時，考慮到制件尺寸較大，所以選用355系列的模架，所選用的尺寸如下：[2] 定模座板： 35545025； 動模座板： 35545025； 墊塊： 3556380；(GB/T4169.6-1984) 推件板： 35540010； 固定板： 35540020； 型腔固定板： 35540060； 動模固定板： 35540020； 支承板： 35540015； 因而模具的閉合高度： H=25+25+80+10+20+60+20+15=255 本模具的外形尺寸為355450255。G54-S200/400型注塑機模板的最大安裝尺寸為532634。故能滿足模具的安裝要求。[1] 由上述計算模具的閉合高度H=255, G54-S200/400型注塑機所允許模具的最小厚度Hmin=165,最大厚度Hmax=406,即模具滿足該安裝條件。 Hmin≤ H ≤Hmax 經查資料G54-S200/400型注塑機的最大開模行程S=260,滿足塑件頂出要求。 S≥H1 + H2 +(5～10) , =67+60+10 =137 此外,由于側分型抽芯距較短,不會過大增加開模距離,注塑機的開模行程足夠。 經驗證。 G54-S200/400型注塑機能滿足使用要求,所以可以采用。 第七章 繪制模具總裝圖和非標零件工作圖 本模具的總裝圖如圖所示.非標零件圖如圖所示. 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。注塑完成，模具打開，動模部分隨動模板一起運動漸漸將第一個分型面打開，凝料被拉出流道板外。與此同時在斜導柱的作用下，側型芯逐漸脫離塑件，做側向運動。開模到一定距離，限位拉桿起作用，從第二個分型面分型，斜導柱完成側向抽芯動作，當分型面打開到150時，動模部分停止運動，在注塑機頂出裝置作用下，推動推桿運動將塑件頂出。合模時，隨著分型面的閉合側型芯滑塊復位至型腔，同時復位桿對推桿進行復位。 第八章 注塑模主要零件加工工藝規(guī)程的編制 在此僅對凹?；瑝K，型芯固定板的加工工藝進行分析。 （1）上凹模滑塊。上凹模滑塊加工工藝過程見表1-1 表1-1 上凹?；瑝K的加工工藝過程 序號 工序名稱 工序內容 1 下料 2 鍛料 鍛到尺寸 3 熱處理 退火到28~35HRC 4 刨磨 刨六面到尺寸 5 平磨 磨六面尺寸，并保證上，下平面四面垂直度0.02/100。 6 銑削 以上底面為基準銑型腔，長寬要分別達到圖給尺寸。深度達到20。 7 鉗工 修銼兩個臺階兩端R10和R1。 8 熱處理 淬火到要求 9 平磨 磨尺寸到,磨到,保證各面垂直, 垂直度0.02/100. 10 鉗工 將本件壓入上固定板 11 平磨 與上固定板配磨,使本件與上固定板下下齊平,且使型腔深度 12 鉗工 研型腔到Ra0.1. （2）下固定板 序號 工序名稱 工序內容 1 下料 切割鋼板至尺寸 2 刨削 刨六個面至尺寸 3 熱處理 調質處理到20~25HRC 4 平磨 磨六個面至尺寸,保證上下平面和側面垂直, 垂直度0.01/100 5 鉗工 劃線以上平面為基準,劃各中心孔線;以及斜導槽中心線線;鉆穿孔線; 6 鉗工 與下墊板配合加工,同時鉆的光孔, 7 銑削 模具組合件鉆鏜斜銷孔到所要求尺寸. 結 論 塑料模具產業(yè)近年來在我國發(fā)展很快，隨之而來的是日益激烈的市場競爭，加入WTO后，外資模具廠家進入國內市場，要在激烈的競爭中脫穎而出，發(fā)展模具標準件、實施模具的專業(yè)化生產至關重要。 發(fā)展模具標準件對縮短模具設計制造周期、降低模具生產成本、提高模具質量都具有十分重要的意義，如果能夠實現(xiàn)模具標準件的專業(yè)化生產和商品化供應，將能極大地促進我國模具工業(yè)的發(fā)展。 國外發(fā)達國家模具標準化程度為70％～80％，而我國只有30％左右。 如能廣泛應用模具標準件，將會縮短模具設計制造周期25％～40％，并可減少由于使用者自制模具件而造成的工時浪費。應用模具CAD／CAM技術設計模具已較為普遍，推廣使用模具標準件，能夠實現(xiàn)部分資源共享，這會大大減少模具設計的工作量和工作時間，對于發(fā)展CAD／CAM技術、提高模具的精密度有重要意義。 以往的模具即使只損壞了一個部件，也將無法使用。由于不是標準件，市場上很難有相應產品，要到生產廠家去更換部件，費時費力。而如果采用標準件，則可以很方便的維修、更換，這將大大提高模具的使用壽命。[4] 本次畢業(yè)設計所設計的塑料制品為一骨輪塑件，現(xiàn)在的塑料發(fā)展是相當?shù)目欤呀洺蔀樵阡撹F、本材、水泥之后的第四大工業(yè)基礎材料，而且在某一方面還由于自己的特點代替金屬等材料.制件的主要特點是質量較輕，但卻有良好的電絕緣性能和耐腐蝕性能.同時所選用的成型方法為注射成型，因為在高速發(fā)展中，注射模具有高效、精密、可成型各種復雜制品，工藝先進等諸多其它成型模具所不及的特點而成為塑料制品成型工藝中最重要的并且起主導作用的模塑成型工藝裝備.在高速度的發(fā)展中，注射模又將其它成型模具的優(yōu)點吸納，融合和發(fā)展，形成了更加完善、更加優(yōu)越也更加先進的一種新的成型技術。本次設計中由于制件有側凹，所以采用了斜導柱側向抽芯機構，相對來說，增加了模具加工的復雜程度，但原則上還是本著加工和制造為主要來進行設計，盡量減少能增加模具復雜結構的零部件. 同時，制品表面相對而言較大，為避免在點澆口附近的剪切速率過高，易造成分子高度定向，增加局部應力.甚至開裂現(xiàn)象；而當排氣不良時，也易造成澆口部位塑料燒焦，在塑料件品上產生黑色條斑及黑點，所以設計時采用了多點澆口，即在成型制品的表面上設計4個對稱分布的澆口。以分布應力，緩解集中。 通過這次設計，我自己可以感覺的到，不論在專業(yè)知識，還是在基礎知識方面，我的能力都有了很大的提高和進步，一方面可以把一時所掌握的知識進行融會貫通；另一方面，可以使設計出來的東西有創(chuàng)新的特點，同時，在蘇老師的指導和批評下，我還學會了一種一絲不茍的求學精神，那是致學的精神。在設計中 我達到課程所要求的：即在學習好相關的基礎理論基礎知識和基本設計方法的同時，還具備了實際動手的能力即掌握上機操作、生產塑料制品的基本技能和用計算機設計塑料制品和塑料模具的技能。 雖然設計中經過了仔細的計算和驗證，仍然會有不足之處，希望老師能給予批評和指正。 謝 辭 在蘇老師的指導和監(jiān)督下,終于完成了這次設計 . 雖然設計成果已經畫上了完滿句號。但是,他以淵博的軟硬件知識給我很多無私的幫助和指導；他認真實干的科研精神給了我很多啟發(fā)；他誠實直爽的性格給我留下了美好的印象。他那嚴于治學的態(tài)度和認真細致的精神將成為我以后的人生歷練中的一個榜樣。希望老師能在以后的工作中創(chuàng)造出更多的科研成果,培育出更多的桃李. 感謝本專業(yè)同學楊天柱,蘇獻超等同學對于我設計中給予大量的幫助,是他們給予我信心和力量. 感謝家人給予我三年以來默默無聞的支持,是他們給予生活的力量. 參 考 文 獻 [1] 鄒繼強. 塑料制品及其成型模具設計. 北京： 清華大學出版社，2005 [2] 楊占堯. 塑料注塑料模結構與設計. 北京：清華大學出版社，2004 [3] 唐志玉. 塑料模具設計師指南. 北京：國防工業(yè)出版社，1996 [4] 劉昌祺. 塑料模具設計. 北京：機械工業(yè)出版社，1998 [5] 陸宇. 實用注塑模具設計. 北京：中國輕工業(yè)出版社，1985 [6] 唐志玉，李德群. 中國模具設計大典. 江西：科學技術出版社，2003 [7] 塑料模設計手冊編寫組. 塑料模設計手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2001 [8] 賈潤禮，程志遠. 實用注塑模設計手冊. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2004 [9] 閻亞林. 塑料模具圖冊. 北京：高等教育出版社，2004 [10] N.拉奧、K.奧布賴斯. 塑料工程師設計數(shù)據(jù)手冊. 北京：化學工業(yè)出版社, 共25頁 - 25 -