圓蓋的注塑模具設(shè)計-斜頂抽芯注射模含NX三維及10張CAD圖
圓蓋的注塑模具設(shè)計-斜頂抽芯注射模含NX三維及10張CAD圖,注塑,模具設(shè)計,斜頂抽芯,注射,nx,三維,10,cad
任務(wù)要求
一、基本要求：
畢業(yè)設(shè)計的基本教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能，提高分析與解決實際問題的能力。要求學(xué)生在做畢業(yè)設(shè)計的過程中要有意識地從以下幾方面培養(yǎng)自己的能力：
1.調(diào)查研究、查閱文獻資料的能力。
2.使學(xué)生獲得從事科研工作的初步訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的獨立工作、獨立思考和綜合運用已學(xué)知識解決實際問題的能力，尤其注重培養(yǎng)學(xué)生獨立獲取新知識的能力。
3.方案論證、分析比較的能力。
4.本專業(yè)常用手段、設(shè)備的應(yīng)用及相關(guān)實驗數(shù)據(jù)的獲取及分析處理能力。
5.外文閱讀能力，計算機應(yīng)用能力。
6.語言表達、思辨能力，闡述觀點準(zhǔn)確、清楚回答問題的能力。
7．學(xué)生應(yīng)在教師指導(dǎo)下按時完成所規(guī)定的內(nèi)容和工作量，編寫符合要求的設(shè)計計算說明書，并正確繪制機械工程圖紙或獨立撰寫一份畢業(yè)論文并繪制其圖表。
8．學(xué)生依據(jù)課題任務(wù)，進行資料收集、加工、整理和正確使用工具書；掌握有關(guān)工程設(shè)計的程序、方法和技術(shù)規(guī)范，鍛煉分析與解決工程實際問題的能力。
9．學(xué)生應(yīng)樹立正確的設(shè)計思想，有嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)求實的工作作風(fēng)。
10．畢業(yè)設(shè)計說明書應(yīng)包括與設(shè)計題目相關(guān)的闡述說明及計算，內(nèi)容完整，文字順暢，符合本科生畢業(yè)論文規(guī)范。
二、本設(shè)計題目的具體要求：
1.對制件進行工藝分析，選擇設(shè)計方案
2.進行相關(guān)計算，確定模具結(jié)構(gòu)、及主要零部件
3.繪制模具裝配圖、撰寫設(shè)計說明書
4.繪制重要的零件圖，圖紙量不少于兩張零號圖，其中手工繪圖要求2張A3或1張A2。
進度計劃
日 期 設(shè)計各階段的任務(wù)
2020.2.17-2020.3.15 畢業(yè)設(shè)計課題調(diào)研、文獻閱讀及開題報告；
2020.3.16-2020.4.18 進行相關(guān)計算并進行結(jié)構(gòu)分析，確定設(shè)計方案；
2020.4.19-2020.4.28 繪制總裝配圖；
2020.4.29-2020.5.08 成形零部件及主要零件圖，同時完成設(shè)計說明書的草稿；
2020.5.09-2020.5.17 完成畢業(yè)設(shè)計論文，檢查圖紙、說明書，并進行修改；
2020.5.18-2020.5.31 進行最后審核，準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計答辯。
任務(wù)下達人（指導(dǎo)教師）簽字：
年 月 日
任務(wù)接受人（學(xué)生）簽字：
年 月 日
說明：該任務(wù)書每生一式兩份，簽字有效，一份學(xué)院存檔，一份學(xué)生留存。
XXX
XX設(shè)計開題報告
學(xué)院 20XX屆
題 目 圓蓋注塑模設(shè)計
課題類型 課題來源
學(xué)生姓名 學(xué) 號
專 業(yè) 級 班
指導(dǎo)教師 職 稱
填寫日期： 20XX 年3 月25日
一、本課題研究的主要內(nèi)容、目的和意義
1.1.本課題研究內(nèi)容
課題內(nèi)容：對圓蓋進行結(jié)構(gòu)分析并設(shè)計注塑模具。根據(jù)制件材料，形狀，尺寸等要求分析零件的工藝性能，制定注塑工藝方案，選定相應(yīng)的成型設(shè)備和工藝參數(shù)，完成注塑模具的設(shè)計。
工件名稱：圓蓋；
工件簡圖：如圖所示；
生產(chǎn)批量：大批量；
材 料：改性PS；
材料厚度：t=2mm。
圖1 塑件圖
本次設(shè)計內(nèi)容為圓蓋塑料模具設(shè)計，通過對塑件工藝分析和計算，畫出裝配圖、零件圖并編寫設(shè)計說明書。
具體如下：（1）調(diào)研、消化原始資料；
（2）分析塑件工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求；
（3）成型設(shè)備的選用；
（4）擬定模具結(jié)構(gòu)方案；
（5）繪制模具裝配草圖；
（6）繪制裝配圖、零件圖并撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。
1.2.本課題研究目的
總結(jié)和鞏固基礎(chǔ)技術(shù)課程和專業(yè)課程中所獲得的知識，綜合應(yīng)用這些知識，并將理論知識用于解決生產(chǎn)實際問題，使學(xué)生獲得課堂講授不易掌握的沖模結(jié)構(gòu)知識；培養(yǎng)和提高獨立解決問題的能力；掌握冷沖壓模具設(shè)計的基本技能，如計算、繪圖、查閱設(shè)計資料和手冊，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。
1對所學(xué)知識進行綜合地鞏固和運用，較為深入地理解和吸收所學(xué)知識，提高自己的創(chuàng)新能力和解決實際工程問題的能力；
2掌握UG和CAD繪圖軟件，同時還能提高機械識圖能力，為以后參加工作夯實基礎(chǔ)；
3提高自己檢索文獻和查閱工具書的能力，培養(yǎng)虛心請教和不斷學(xué)習(xí)、不斷進取的學(xué)習(xí)態(tài)度；
4提高自己撰寫設(shè)計說明書和對大量信息的整理能力，掌握辦公軟件的使用技巧；
5了解和掌握塑料模具的總體設(shè)計步驟和編制模具工作零件加工工藝卡片的方法；
6培養(yǎng)自己各方面的能力。包括嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卦O(shè)計態(tài)度、科學(xué)地安排設(shè)計進度和耐心而細(xì)心的鉆研精神等。
1.3.本課題研究意義
隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，機械制造業(yè)的生產(chǎn)類型正在由原來的大批量生產(chǎn)方式被小批量多品種的生產(chǎn)方式代替，為滿足客戶對產(chǎn)品多樣化的要求，一些先進制造技術(shù)應(yīng)運而生。例如DT、CAD、CAPP、CAM、CIMS、CE、AM、LP等。CAD是先進制造技術(shù)的核心與關(guān)鍵，而各種模具的計算機輔助設(shè)計與制造是目前先進制造技術(shù)的重要組成部分，也是機械制造業(yè)中很實用的部分，發(fā)展相當(dāng)迅速。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，各種塑料制品已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，其中大部分塑料制品皆是通過注塑成型工藝來加工的，塑料模具也因此成為被廣泛使用的一類模具。
目前，CAD在我國的應(yīng)用正處于初、中級階段，一些企業(yè)單位還只停留在二維的計算機輔助設(shè)計階段，當(dāng)然也有不少單位引入了國外大型的先進設(shè)計軟件，真正實現(xiàn)了三維計算機輔助設(shè)計，同學(xué)們畢業(yè)后將面臨著利用計算機進行三維設(shè)計的問題。因此，本設(shè)計題目具有極強的實用性與前沿性。
通過此次設(shè)計使自己掌握各種模具制造方法的基本原理和特點。學(xué)會在設(shè)計、制造模具時，根據(jù)實際情況，充分考慮它們的特點，選用最佳的工藝方案；掌握各種制造方法對模具結(jié)構(gòu)的要求，具備分析模具結(jié)構(gòu)工藝性的能力，能夠獨立設(shè)計出工藝性能良好的模具結(jié)構(gòu)。了解國內(nèi)先進的模具制造技術(shù)，盡量采用新工藝、新技術(shù)。并且鞏固和加深已經(jīng)學(xué)過的理論知識，提高自己的綜合分析和解決工程實際問題的能力，為以后的工作奠定良好的基礎(chǔ)。
二、文獻綜述（國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)況和發(fā)展趨向）
2.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀
模具行業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，其在工業(yè)發(fā)展中起著非常重要的作用。
據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2011年至2017年，中國模具行業(yè)的銷售收入呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢。2011年在中國模具行業(yè)銷售收入已達到1639.88億元。2013年中國模具行業(yè)銷售收入突破2000億元，同比增長17.33%。之后進入緩慢增長期，截止至2017年，在中國模具行業(yè)銷售收入達到了2663.42億元，同比增長2.31%。預(yù)計2018年，中國模具行業(yè)銷售收入將達到2753億元左右。
中國模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面做出了貢獻。
然而，我國是一個發(fā)展中國家，科技實力以及工業(yè)發(fā)展與國際上的先進國家存在一定差距，注塑模具在設(shè)計制造水平等方面要比德、美、日、法等工業(yè)發(fā)達國家落后許多，主要體現(xiàn)在以下幾點：
（1）供給不均勻
國內(nèi)自配率不足，其中中低檔模具供過于求。中高檔模具自配率不足60%。雖然中國模具工業(yè)發(fā)展迅速，但與需求相比，顯然供不應(yīng)求，其主要缺口集中于精密，大型，復(fù)雜，長壽命模具領(lǐng)域。由于在模具精度，壽命，制造周期及生產(chǎn)能力等方面，我國與國際平均水平和發(fā)達國家仍存在較大差距，因此每年需要大量進口模具。
（2）人才不足，科技及技術(shù)投入少
模具行業(yè)是技術(shù)密集、資金密集的產(chǎn)業(yè)，隨著時代進步和技術(shù)發(fā)展，能掌握和運用新技術(shù)的人才異常短缺，高級模具鉗工及企業(yè)管理人才也非常緊缺。由于模具企業(yè)效益欠佳及對科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)不夠重視。因而總體來看，模具行業(yè)在科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)方面投入太少，民營企業(yè)貸款困難，也影響許多企業(yè)的技術(shù)改造，致使科技進步不大。
（3）工藝裝配水平低
雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進的加工設(shè)備，但總的來看，裝配水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設(shè)備不配套、設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。設(shè)備水平低，帶來我國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。
（4）標(biāo)準(zhǔn)化，商品化程度低
由于長期以來受“大而全”，“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具大多為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國際水平相比要落后許多，模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低。標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。
（5）材料及相關(guān)技術(shù)落后，產(chǎn)業(yè)能源消耗大，產(chǎn)出率低，環(huán)境污染嚴(yán)重，對自然資源破壞力大
模具材料性、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本。國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格都有較大差距，塑料板材設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。另外，產(chǎn)業(yè)能耗大，產(chǎn)出率低，環(huán)境污染嚴(yán)重，更是我國亟待要解決的問題。
2.2 國外模具的現(xiàn)狀
近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為600~650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。?
國外模具總量中大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是“大而?！薄ⅰ按蠖?。隨著時代的進步和技術(shù)的發(fā)展，國外的高技術(shù)人才密集，人均產(chǎn)值高。在我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而對國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多可達15~20萬美元，有的甚至達到 25~30萬美元。除此之外，相對我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率的45％，國外先進國家已達達70%以上。
2.3 未來發(fā)展趨勢
模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務(wù)。
(1) 粗加工向高速加工發(fā)展
以高速銑削加工為代表，高速銑削加工主軸轉(zhuǎn)速可達4000-10000r/min，快速進給速度可達30-40m/min,與傳統(tǒng)銑削加工相比，工件溫升低，熱變形小，效率高，還可加工硬度達HRC60的模塊。
(2) 成形表面的加工向精密、自動化發(fā)展
成形表面的精加工向數(shù)控、數(shù)顯方向發(fā)展，數(shù)控機床、電火花成形機床、慢走絲線切割機床等精加工廣泛運用。
(3) 光整加工向自動化發(fā)展
目前模具的研磨、拋光等光整加工仍然以手工作業(yè)為主，不僅費工費力，而且表面質(zhì)量低。發(fā)達國家正在研制數(shù)控自動化光整加工設(shè)備。
(4) 快速成形加工模具技術(shù)將得到發(fā)展
快速成形制造技術(shù)是通過計算機控制逐層堆積材料來制造復(fù)雜形狀的實體樣件或模具零件，不用工裝和刀具能實現(xiàn)零件的單件生產(chǎn)。
低熔點合金模、精鑄模、層疊模、環(huán)氧樹脂模等一些快速經(jīng)濟型模具將進一步得到應(yīng)用，適合于多品種少批量生產(chǎn)用模。
高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)用于逆向工程，掃描系統(tǒng)和加工中心結(jié)合，從實物掃描到加工一步完成，可大幅縮短制模周期。適合仿造零件和模具的加工，不需要圖紙，直接用實物就能加工。
(5) 模具CAD／CAE／CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展
模具設(shè)計中常用的繪圖軟件有CAD、CAXA電子圖板，常用的三維造型和加工軟件有PRO/E、UG、CATIA、CAXA機械制造工程師、MOSTERCAM。用于模具設(shè)計制造的計算機軟件日趨完善，并向智能化、集成化方向發(fā)展，能減少設(shè)計人員的重復(fù)勞動，提高效率。運用三維造型和加工軟件，可生成刀具軌跡并輸出加工程序代碼，通過仿真進行加工精度檢查和干涉檢查，從而保證設(shè)計和工藝的合理性。
(6) 模具檢測、加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展
一模多腔、大型多工位級進模、大型復(fù)合模等高效模具的使用越來越廣泛。超精加工和集電、化學(xué)、超聲波、激光等技術(shù)綜合在一起的復(fù)合加工將得到發(fā)展。在多工位級進模上開發(fā)多功能復(fù)合模，如將沖壓、疊片攻螺紋、鉚接等工序復(fù)合在一副模具中的電機鐵芯組件多功能復(fù)合模，一副模具就能生產(chǎn)成批的組件。
(7) 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高
我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高。估計目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用率已達30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右，為了適應(yīng)模具工業(yè)的發(fā)展，模具標(biāo)準(zhǔn)化工作必須加強，模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將進一步提高，模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)也必須得到發(fā)展。盡量使用模具標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)模坯，將一般模具零件和粗加工等工序發(fā)外加工，通過社會化協(xié)作生產(chǎn)，可大幅度縮短制模周期，降低模具成本。
(8) 優(yōu)質(zhì)模具材料和新型材料將得到推廣
沖模常用的優(yōu)質(zhì)模具鋼有合金工具鋼 Cr12、Cr12MoV（SKD11) ;高速鋼W6Mo5Cr4V2(SKH51 ) 、粉末高速鋼SKH40、HAP40；硬質(zhì)合金YG15、YG20、V3（HIP）。 常用新型塑料模鋼材有：新型淬火、回火鋼SKD11（改進）H13+S；馬氏體時效鋼18Ni（300）、MASIC；析出硬化鋼 PMS、NSM，耐腐蝕鋼PCR、NAK101。在國外鋁合金已廣泛用作快速經(jīng)濟型模具的材料。
(9) 模具材料及表面處理技術(shù)的研究
因選材和用材不當(dāng)，致使模具過早失效，大約占失效模具的45％以上。在整個模具價格構(gòu)成中，材料所占比重不大，一般在20％～30％。因此，選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。
(10) 壓鑄模、擠壓模及粉末鍛模比例增加，模具工業(yè)應(yīng)廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進制造技術(shù)
進些年來，由于科技實力的提高以及經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國模具行業(yè)的發(fā)展水平有了極大的提高，其主要體現(xiàn)在我國所生產(chǎn)的中高檔的模具的比例有了極大的提高。隨著汽車、車輛和電機等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄業(yè)的技術(shù)進步，滿足各行各業(yè)對模具這一基礎(chǔ)工藝裝模的比例將不斷提高，對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也有迫切需求，為實現(xiàn)我國模具工業(yè)的跨越式發(fā)展，將提出越來越高的要求。同時擠壓模及粉末鍛模比例也將有不同程度的增加，而且精度要求也越來越高。
模具加工技術(shù)在工業(yè)中占據(jù)著重要的地位，我國應(yīng)當(dāng)緊跟世界發(fā)展的步伐采用更先進的方式來做好注塑模具技術(shù)的發(fā)展。
三、擬采取的研究方法（方案、技術(shù)路線等）和可行性論證
3.1 擬定基本結(jié)構(gòu)方案如下
在完成塑件的三維建模以后，結(jié)合塑件的尺寸大小，使用范圍需求，確定如下方案：
方案一：
出模數(shù)量：一模一腔
成型系統(tǒng)：型芯型腔鑲嵌式
澆注系統(tǒng)：點澆口
冷卻系統(tǒng)：常規(guī)環(huán)繞式冷卻水道
抽芯系統(tǒng)：斜頂滑塊抽芯
排氣系統(tǒng)：分型面自然排氣
脫模系統(tǒng)：頂桿頂出脫模
模架系統(tǒng)：國標(biāo)FCI型號模架，三板模
方案二：
出模數(shù)量：一模二腔
成型系統(tǒng)：型芯型腔鑲嵌式
澆注系統(tǒng)：側(cè)澆口
冷卻系統(tǒng)：常規(guī)環(huán)繞式冷卻水道
抽芯系統(tǒng)：斜頂滑塊抽芯
排氣系統(tǒng)：分型面自然排氣
脫模系統(tǒng)：斜頂桿頂出脫模
模架系統(tǒng)：國標(biāo)CI型號模架，兩板模
3.2 方案可行性論證
分析對比兩套注塑模具結(jié)構(gòu)方案可以得知，方案一結(jié)構(gòu)復(fù)雜，出模量少，缺點比較多，方案二結(jié)構(gòu)更簡單，維修保養(yǎng)方便，制造成本低，所以本次采用方案二生產(chǎn)。
方案二設(shè)計結(jié)構(gòu)簡圖如下：
圖1 一模二腔側(cè)澆口結(jié)構(gòu)
圖2 斜頂抽芯機構(gòu)
3.3研究路線安排：
根據(jù)任務(wù)書的任務(wù)及查閱各文獻的結(jié)果，初步擬定實施方案：
（1）產(chǎn)品成型工藝性分析；→
（2）確定注射機型號及其各項參數(shù)；→
（3）注射模澆注系統(tǒng)設(shè)計；→
（4）排氣系統(tǒng)的設(shè)計；→
（5）注射成型零件的設(shè)計；→
（6）斜滑塊側(cè)向抽芯機構(gòu)；→
（7）注射模導(dǎo)向機構(gòu)；→
（8）脫模機構(gòu)的設(shè)計；→
（9）模架的設(shè)計；→
（10）校核；→
（11）結(jié)束語；→
（12）參考文獻；→（13）致謝。
四、預(yù)期結(jié)果（或預(yù)計成果）
通過本次設(shè)計,完成圓蓋模具的設(shè)計。包括零件的工藝分析計算，注射機的選擇，型腔數(shù)量、布局的確定，澆注系統(tǒng)、成型零件的設(shè)計，抽芯機構(gòu)的確定，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計，草圖的繪制以及主要零部件的設(shè)計計算等，最后得到完整的塑料模具裝配工作圖，零件工作圖以及畢業(yè)設(shè)計計算說明書。
五、研究進度安排
日 期 設(shè)計各階段的任務(wù)
2020.3.07-2020.4.05 畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計課題調(diào)研、文獻閱讀及開題報告；
2020.4.06-2020.4.18 進行相關(guān)計算并進行結(jié)構(gòu)分析，確定設(shè)計方案；
2020.4.19-2020.4.28 繪制總裝配圖；
2020.4.29-2020.5.08 成形零部件及主要零件圖，完成設(shè)計說明書的草稿；
2020.5.09-2020.5.20 檢查圖紙、說明書，并進行修改、完善；
2020.5.21-2020.5.23 進行最后審核，準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計答辯。
六、主要參考文獻
[1]王紅霞. 吳燕華.模具制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京：北京理工大學(xué)出版社，2011．
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七、審核意見
指導(dǎo)教師對開題的意見：
從同學(xué)的開題報告來看，針對“圓蓋注塑模設(shè)計”課題查閱了一定量的文獻資料，對模具的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢有了一定的了解，針對要設(shè)計的模具進行了一定量的準(zhǔn)備工作，有了設(shè)計的思路，并進行了方案討論，方案可行，計劃安排合理，具備了開題條件，同意開題。
指導(dǎo)教師簽字： 2020年 4月 3 日
學(xué)院審核意見：
審核人簽字： 年 月 日
說明：1、該表每生一份，學(xué)院妥善存檔；
2、課題來源填：“國家、部、省、市科研項目”或“企、事業(yè)單位委托”或“自擬課題”
或 “其它”；課題類型填：“設(shè)計”或“論文”或 “其它”。
摘要
在科技發(fā)達的今天，注塑模具發(fā)揮了不小的作用，在機械、器械、用品的產(chǎn)品中都存在注塑模具的生產(chǎn)。從模具的開創(chuàng)至今模具設(shè)計和制造也是不斷的進步與創(chuàng)新，以前繪制裝配圖都是用手繪制現(xiàn)如今科技發(fā)達繪制圖紙只需要用電腦繪制，不僅僅繪制二維裝配圖連三維也能繪制。
本次設(shè)計的參考件是以圓蓋為設(shè)計任務(wù)，此產(chǎn)品外形光滑簡單，用UG三維軟件繪制產(chǎn)品。在繪制過程中要考慮到抜模斜度，方便頂出脫模。繪制完成后，根據(jù)需求排列出一模二腔計算出他的模架，然后確定它的分型面。分型面的選擇也要考慮到脫模的方向和零件的外形，還要考慮到型芯型腔的機械加工方便性和頂出機構(gòu)的受力均勻。根據(jù)產(chǎn)品的排列和原料的流動性收縮率選擇進料口使其填面不缺料。冷卻方法根據(jù)模具的設(shè)計產(chǎn)品的擺放來確定，一般采用環(huán)繞式的水管。推出機構(gòu)通常采用圓頂針，這種推模方式會留有頂出痕跡，如不能有頂出痕跡可使用推板推出或者使用機型手取出，選用的方式根據(jù)產(chǎn)品的使用和外觀要求而定。三維軟件繪制完成后根據(jù)圖形再使用CAD繪制二維裝配圖和零件圖，這樣繪制二維裝配圖時思路清晰不容易出錯。在設(shè)計過程中需考慮到模具在機械加工方面的制造工藝，還有就是在制造完成后模具使用的安全設(shè)備維修的方便跟換宜受損部分的簡便，這都是在設(shè)計過程不可缺少的。
關(guān)鍵詞：注塑模具；圓蓋；模架；分型面；頂出機構(gòu)
VI
Abstract
Today, with the development of science and technology, injection mold plays a significant role in the production of machinery, equipment and supplies. Since the creation of the mould, the mould design and manufacture have also made continuous progress and innovation. In the past, the assembly drawings were drawn by hand. Now, the advanced technology only needs computer to draw the drawings, not only two-dimensional assembly drawings but also three-dimensional drawings.
The reference part of this design is to take the round cover as the design task. The product is smooth and simple in appearance, and the product is drawn with UG 3D software. In the process of drawing, the angle of mould should be taken into account to facilitate ejection and demoulding. After drawing, the first mock exam is made of two cavities according to the requirements, and the mould surface is calculated, and then the parting surface is determined. The selection of parting surface should also take into account the direction of demoulding and the shape of the parts, as well as the convenience of machining the core cavity and the uniform force of the ejection mechanism. According to the arrangement of products and the flow shrinkage of raw materials, the feeding port is selected so that the filling surface is free of material shortage. The cooling method is determined according to the placement of the designed products of the mold, generally using the surrounding water pipe. The ejector mechanism usually adopts a round top needle, which will leave a ejection trace. If there is no ejection trace, the ejector plate can be used to push it out or the machine hand can be used to take it out. The selection method depends on the use and appearance requirements of the product. After three-dimensional software drawing is completed, two-dimensional assembly drawing and part drawing are drawn by CAD according to the drawing, so that the thinking of drawing two-dimensional assembly drawing is clear and not easy to make mistakes. In the design process, it is necessary to consider the manufacturing process of the die in the aspect of machining, and the convenience of maintenance and replacement of the safety equipment used in the die after the completion of manufacturing, which are indispensable in the design process.
Key words: injection mold; round cover; mold base; parting surface; ejection mechanism
目錄
摘要 I
Abstract II
第一章 概述 1
1.1模具的地位 1
1.2模具的發(fā)展 1
1.3注塑模具的重要性 2
1.4課題需要解決的問題 3
1.5設(shè)計思路 3
第二章 塑件工藝和材料分析 4
2.1 塑件結(jié)構(gòu)分析 4
2.2 塑件的工藝分析 4
2.3計算塑件的體積和質(zhì)量 5
2.4分型面的選擇 6
2.5塑料成型設(shè)備的選取 6
第三章 模具結(jié)構(gòu)方案的確定 8
3.1 出模數(shù)量與型腔布局 8
3.2 型腔出模數(shù)量的校核 8
3.3、澆注系統(tǒng)設(shè)計 9
3.3.1 澆注系統(tǒng) 9
3.3.2 主流道的設(shè)計 9
3.3.3 分流道的設(shè)計 10
3.3.4 澆口的設(shè)計 11
3.3.5 冷料穴的設(shè)計 11
3.4 排氣機構(gòu)的設(shè)計 12
3.5脫模機構(gòu)設(shè)計 12
3.5.1脫模力的計算 12
3.5.2推桿強度的校核 13
3.6復(fù)位機構(gòu)設(shè)計 13
3.7模架系統(tǒng)設(shè)計 13
第四章、 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 15
4.1成型零件的設(shè)計 15
4.2、型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計 15
4.3、型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 15
4.4 成型尺寸計算 16
4.4.1 型腔成型零件尺寸計算 16
4.4.2 型芯成型零件尺寸計算 17
4.4.3型腔零件的強度剛度校核 18
4.5 成型零件鋼材的選用 18
第五章、模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計 19
5.1、冷卻系統(tǒng)概述 19
5.2、冷卻水道的計算 19
5.2.1求塑料制品在固化時每小時釋放的熱量Q 19
5.2.2 水的體積流量 20
5.2.3 求冷卻水道直徑d 20
第六章 注塑機的選擇與校核 21
6.1 注塑機的工作原理 21
6.2 注塑機注射容量的校核 21
6.3 校核壓力 21
6.4 校核模具安裝尺寸 21
6.5校核移模行程 22
6.6 校核注塑機鎖模力 22
第七章 抽芯機構(gòu)的設(shè)計 23
7.1 抽芯機構(gòu)的概述 23
7.2斜頂抽芯機構(gòu)的計算 23
第八章、繪制模具總裝圖 25
總結(jié) 26
致謝 27
參考文獻 28
第一章 概述
1.1模具的地位
在目前模具的產(chǎn)品數(shù)量看來還是算的上工業(yè)之母，模具總類也非常多如注塑、鑄造、五金等。主要是他的生產(chǎn)種類繁多、用途廣、加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量好生產(chǎn)效率高成本底。隨著科技的發(fā)展技術(shù)的進步，注塑模具開始越來越自動化了，以后將引領(lǐng)經(jīng)濟潮流。
國外近幾年發(fā)展趨勢持續(xù)上升中，在今后的幾年還有進步的可能。但作為工業(yè)之母的模具行業(yè)不管是在國外還是國內(nèi)的發(fā)展趨勢都將帶領(lǐng)經(jīng)濟和科技的發(fā)展，模具行業(yè)是國家經(jīng)濟發(fā)展的重要工業(yè)之一，它能體現(xiàn)出一個國家的制造水平在技術(shù)方面的優(yōu)越?，F(xiàn)在對模具的技術(shù)要求越來越高，尺寸的精度的也要精確，促進了模具行業(yè)技術(shù)的提高，為經(jīng)濟發(fā)展堅定了基礎(chǔ)。模具產(chǎn)業(yè)是每個國家的重要經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)，是經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)的強大支柱。我國的模具產(chǎn)值在全球排列前三，模具生產(chǎn)廠家已經(jīng)超過18000家，從事員工有60萬人，近年來的發(fā)展我國的模具工業(yè)每年都在增長。由于模具是成型產(chǎn)品，很好的節(jié)約的原材料，在制造業(yè)里廣泛的運用以提高成產(chǎn)數(shù)量，如果沒有模具行業(yè)的支撐，就不能提高提高生產(chǎn)效率，也就不能帶動一個國家的經(jīng)濟發(fā)展。一個國家的發(fā)展離不開制造業(yè)的技術(shù)水平，更離不開模具行業(yè)的制造技術(shù)，所以模具行業(yè)的的地位是一個國家的標(biāo)志。
我國現(xiàn)在正處于科技發(fā)展中，要使其在發(fā)展的更加快速，模具行業(yè)必不可少。其模具行業(yè)的發(fā)展也是必須的，只用技術(shù)精進了，產(chǎn)品質(zhì)量才會的到保證。產(chǎn)品質(zhì)量有了就會推動經(jīng)濟的流通。經(jīng)濟流通就會帶動社會的進步，社會的進步才會展現(xiàn)國家的強大。經(jīng)濟流通了家家都進入小康生活，每個家庭都可以買的起汽車，這樣就能體現(xiàn)中國的經(jīng)濟水平。國家制造也得技術(shù)怎么樣，主要看模具行業(yè)的技術(shù)成長，所以模具行業(yè)的技術(shù)水平應(yīng)該排在制造業(yè)的首位。
1.2模具的發(fā)展
在科技發(fā)達的今天，高科技不斷地出現(xiàn)，各個行業(yè)的發(fā)展與進步都在不斷的提高?，F(xiàn)如今模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)超過了高科技的電子產(chǎn)業(yè)，這說明科技不管怎么發(fā)達也離不開模具，我國的模具行業(yè)占市場的五分之一，注塑模具在市場的一半。模具在以后的產(chǎn)品中將逐漸變大，為了提高生產(chǎn)數(shù)量將實現(xiàn)多腔多工位的模具，目前已經(jīng)實現(xiàn)注塑模具幾百腔的大型模具了。大型產(chǎn)品的一體式成型和精密產(chǎn)品的制造也是模具的發(fā)展方向，先目前我國的技術(shù)水平還有待提高。10年前模具的緊密度一般在5μm，現(xiàn)在已達到1μm的精度在不就講達到0.5μm 的技術(shù)水平了。超精密產(chǎn)品已經(jīng)進入0.1μ的階段，如飛機零件、火箭零件等。這對模具的加工裝配，檢測技術(shù)需提高，對模具的制造也提高了要求。隨著小車和電器產(chǎn)品的發(fā)展，塑料不斷代替剛材，塑料模具使用比例不斷提高了。新型材料的用于和開發(fā)，不僅改變產(chǎn)品的質(zhì)量和使用，還能使產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝發(fā)生改變。模具熱流道的運用將大大減少原材料的使用，降低成本提高收益，在國外熱流道的使用這項技術(shù)發(fā)展比較快，我國必須定制這方面的標(biāo)準(zhǔn)，提高廉價的原件高質(zhì)量的使用性能，這是熱流道技術(shù)提高的關(guān)鍵。
技術(shù)水平的提高，必須讓模具零件標(biāo)準(zhǔn)化，在理論方面提高對新型材料的塑性、表面摩擦和變形的討論研究。模具制作原材料的強度硬度不斷提高，增長使用壽命，流道和冷卻水路的排列要更加的合理。塑料模具的產(chǎn)品成型需要使用模擬軟件進行分析，需要提高軟件的用和軟件模擬的精確度，軟件的升級也是必不可少的。以前模具的制造水平不高，通常是根據(jù)圖紙進行制造加工，其模型難度大的精度高的就無法加工出來。而現(xiàn)代模具不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜加工精度也高，必須提高加工技術(shù)才能達到現(xiàn)代工業(yè)的需求?？傮w來說我國的模具制造水平還有待進步，高精密零件的生產(chǎn)必須使用先進的機械設(shè)備來運用。
1.3注塑模具的重要性
注塑模具在當(dāng)今社會中扮演著極其重要的作用，是社會進步，國家發(fā)展的重要一環(huán)，同時也是人民生活水平提高必不可少的因素。如果注塑模具不能的到重視和這么多年的發(fā)展，那我們生活中的很多地方將沒有如今方便，而我國作為一個制造大國，在注塑模具的開發(fā)研究成果上相比發(fā)達國家還有很長遠的路要走，注塑模具的發(fā)展關(guān)系到整個工業(yè)的發(fā)展，所以這將是我國從世界制造大國變?yōu)橹圃鞆妵夭豢缮俚囊画h(huán)。注塑模具的發(fā)展更是一個國家整體工業(yè)水平的體現(xiàn)，像我們?nèi)粘Ｉ钪休^為高端的產(chǎn)品汽車之類的，零部件精度要求相當(dāng)?shù)母?，我國雖然能生產(chǎn)但許多關(guān)鍵部件始終無法達到國際上先進的標(biāo)準(zhǔn)，就好比汽車模具這一塊，因為汽車上的塑料件多屬于異形件，結(jié)構(gòu)非常的復(fù)雜工藝繁瑣而且精度要求極高，目前我國主要還是依賴進口，這些都是需要我們不斷地努力去改變的，我國未來這一行業(yè)的發(fā)展方向?qū)⒆冯S國際潮流像高精密，更復(fù)雜的方向發(fā)展。
注塑模具的發(fā)展是與整個制造業(yè)相連的，從一個國家注塑模具的發(fā)展可以看出這個國家整體工業(yè)水平的發(fā)展?fàn)顩r，因為一套好的模具生產(chǎn)是離不開好的設(shè)備的。我國在過去的幾十年里努力的發(fā)展制造業(yè)，讓我國的制造水平得到了很大的提升，尤其在近十幾年來我國的變化是最為明顯的，不論是國家經(jīng)濟水平還是國際地位都發(fā)生了翻天覆地的變化，但是相比西方國家我國進入現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的時間晚了太多，雖然近年來取得了不小的成果，但是整體水平還是相對落后，像多軸加工中心，高精密加工這一塊一直是我國的短板，直接限制了我國高級模具的生產(chǎn)。我國從2015年開始《中國制造2025》的強國戰(zhàn)略計劃，我國將抓緊時機提升我國在制造技術(shù)上存在的短板，將中國制造像智能化，現(xiàn)代化，國際化方向發(fā)展。
1.4課題需要解決的問題
通過學(xué)習(xí)和查閱質(zhì)料合理的設(shè)計出一套模具，此模具必須要結(jié)合產(chǎn)品的使用情況和模具的加工制造使其設(shè)計合理。不僅要選擇合理的分型面，腔塑的排列安排也要確定好。通過UG建模繪制產(chǎn)品圖裝配圖，在根據(jù)三維使用CAD畫出零件圖環(huán)繞二維裝配圖。并通過技術(shù)驗證設(shè)計是否合理，和選擇合理的注塑機型號，還要考慮模具的加工情況。繪圖軟件的使用和操作熟練度根據(jù)自身的學(xué)習(xí)水平而提高，在繪制過程中遇到問題的向老師提出并解決。
1.5設(shè)計思路
根據(jù)樣件的要求，先查閱相關(guān)質(zhì)料，然后進行分析：
先觀察樣件的表面結(jié)構(gòu)，什么材料制作的，制作工藝選擇。
模架的選擇，計算出模架的結(jié)構(gòu)為2，合理的腔數(shù)布局有利于設(shè)計制造。
分型面的確定，選擇分型面時要確定澆口位置，使其填充時無缺料現(xiàn)象。
冷卻水道設(shè)計要冷卻均勻，溫差不宜過大。
用三維軟件設(shè)計總裝圖，在用二維軟件繪制裝配圖和零件圖。
編寫說明書進行設(shè)計校核和注射機的選擇。
38
第2章 塑件工藝和材料分析
2.1 塑件結(jié)構(gòu)分析
此次設(shè)計的產(chǎn)品名稱圓蓋，根據(jù)任務(wù)書利用UG畫出三維圖，其結(jié)構(gòu)，該塑件整體中等尺寸，外觀看上去是一個圓柱殼體類，但其內(nèi)壁有扣為需要斜頂頂出脫模，可做成一模兩腔。可大批量生產(chǎn)，其注塑方式根據(jù)實際情況而定。
圖2-1 塑件三維圖
2.2 塑件的工藝分析
塑件的原料有合成的和天然的高分子化合物，使用條件是在高溫下塑化，使用注塑機注射在模具內(nèi)成型。在注塑生產(chǎn)時塑料的熔融溫度大概是210到320℃，符合注塑生產(chǎn)的特性，當(dāng)熔料的溫度超過260℃時材料就會發(fā)生分解。根據(jù)使用要求本次采用改性ps，此原料為高分子化合物由晶體組成，具有一定的強度和耐沖性、還有良好的熱學(xué)性能。改性ps注塑成型后表面光滑，可以進行加色、電鍍等。大部分原料都是根據(jù)產(chǎn)品的使用要求來選定的一般都會選擇無毒無氣味的，改性ps的填充性能良好，使用廣泛，最重要的是節(jié)約成本，對環(huán)境無污染。
查找有關(guān)文獻和參考工廠時間應(yīng)用的情況，改性ps的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時，可根據(jù)實際情況作適當(dāng)調(diào)整）
注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。
料筒溫度：
后段溫度t選用 190～210c；
中段溫度t 選用 200～220c；
前段溫度t 選用 210～230c；
噴嘴溫度： 選用200～210c；
注塑壓力一：選用40～100Mpa；
注塑時間： 選用20～90s；
保壓壓力： 選用 65Mpa；
高壓時間： 選用0～5s；
冷卻時間： 選用20～120s；
總周期： 選用45～220s；
后處理方法： 采用油﹑水﹑鹽水；
后處理溫度： 90～100t/c;
后處理時間： 4h。
說明：3.1：預(yù)熱和干燥均采用鼓風(fēng)烘箱，烘烤4-8小時。
2.3計算塑件的體積和質(zhì)量
選擇注塑機時需要計算零件的質(zhì)量，根據(jù)三維軟件可測的塑件的體積V=25.46cm如下圖所示。
查注塑機參數(shù)表，可以得知，該注塑機的額定注塑量為：320。
根據(jù)以下公式進行校核型腔出模數(shù)量：
N=（0.8x320-4.18）/25.46=9.89個；
式中：
320
4.18
25.46
本次模具設(shè)計中，采用一模二腔的結(jié)構(gòu)形式，經(jīng)過校核，滿足注塑機額定注塑量的要求。
圖2-2 塑件體積測量
2.4分型面的選擇
分型面的選擇要考慮機構(gòu)方面；首先應(yīng)選擇塑件的最大輪廓處，盡量使塑件留在后模利于脫模，分型面的選擇不能影響外觀。分型面是判斷塑件與型芯型腔接觸面的判斷，選好分型面有利益整套模具的設(shè)計和加工，更有利于產(chǎn)品的生產(chǎn)。塑件的分型面的選擇如下圖所示：
圖2-3 塑件分型面的選擇
2.5塑料成型設(shè)備的選取
根據(jù)計算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機為HTF160X2B查注塑機參數(shù)表知：
型號
單位
160×2A
160×2B
160×2C
參數(shù)
螺桿直徑
mm
40
45
48
理論注射容量
cm3
253
320
364
注射重量PS
g
230
291
331
注射壓力
Mpa
202
159
140
注射行程
mm
201
螺桿轉(zhuǎn)速
r/min
0~230
料筒加熱功率
KW
9.3
鎖模力
KN
1600
拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)
mm
455×455
允許最大模具厚度
mm
500
允許最小模具厚度
mm
180
移模行程
mm
420
移模開距(最大)
mm
920
液壓頂出行程
mm
140
液壓頂出力
KN
33
液壓頂出桿數(shù)量
PC
5
油泵電動機功率
KW
18.5
油箱容積
l
240
機器尺寸(長×寬×高)
m
5.4×1.45×2.05
機器重量
t
5
最小模具尺寸(長×寬)
mm
320×320
表2-1 注塑機參數(shù)表
第三章 模具結(jié)構(gòu)方案的確定
3.1 出模數(shù)量與型腔布局
模具型腔的布局非常的重要，在設(shè)計時要從多方面進行考慮，首先需要根據(jù)產(chǎn)品的進行選擇，如塑件的體積大小，結(jié)構(gòu)特點都是直接關(guān)系到型腔布局的主要因素，如塑件的體積過大就不能將型腔數(shù)量設(shè)計過多，不然在生產(chǎn)時就容易出現(xiàn)充填不滿的狀態(tài)。為了提高生產(chǎn)效率，在保證生產(chǎn)質(zhì)量的前提下本次選擇一模二腔的型腔布局形式。本次設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，符合加工要求，節(jié)約成本提高生產(chǎn)效率，滿足設(shè)計要求。
型腔布局和排列方式如下圖所示。
圖3-1 型腔布局和排列方式
3.2 型腔出模數(shù)量的校核
查注塑機參數(shù)表，可以得知，該注塑機的額定注塑量為：320。根據(jù)以下公式進行校核型腔出模數(shù)量：
式中：
320
4.18
25.46
N=（0.8x320-4.18）/25.46=9.89個；
本次模具設(shè)計中，采用一模二腔的結(jié)構(gòu)形式，經(jīng)過校核，滿足注塑機額定注塑量的要求。
3.3、澆注系統(tǒng)設(shè)計
3.3.1 澆注系統(tǒng)
澆注體統(tǒng)是模具的關(guān)鍵組成部分，包含了定位環(huán)、澆口襯套、主流道、分流道、澆口等。澆注系統(tǒng)的作用是讓原料在高溫高壓的條件下進入模具的型腔里面的通道，澆注系統(tǒng)的設(shè)計要減少廢料、壓力和溫度的消耗、射速的降低。澆注系統(tǒng)的設(shè)計影響到數(shù)據(jù)的成型、表面光度、質(zhì)量等。
3.3.2 主流道的設(shè)計
主流道一般指的是澆口襯套到分流道的這一段，與模具的正中間重合，主流道也可以說是澆口襯套內(nèi)的流道，設(shè)計時一般取1-3°的斜度，便于廢料的取出脫模。
3=2.6+（）mm；
得到主流道小端直徑d=3mm；
主流道還需要考慮一定的脫模斜度，一般脫模斜度的取值為；
主流道高度L=92mm；
經(jīng)過CAD繪圖可以直接得出主流道大端直徑如下尺寸。
主流道大端直徑D=9.64mm；
圖3-2 主流道的設(shè)計
3.3.3 分流道的設(shè)計
分流道是鏈接各個型腔的流道，分流道的長度和大小都很關(guān)鍵，在設(shè)計時既要保證充填位置的均勻，還要控制好充填的時間，充填過程勻速，所以分流道的大小也很重要。
分流道的直徑可以采用如下經(jīng)驗公式進行計算。
式中：
26.73g；
30mm；
根據(jù)塑件的壁厚、材料的種類和型腔布局結(jié)構(gòu)形式，
經(jīng)過計算得分流道直徑:D=5.771mm
考慮時間機械加工切削工藝，取分流道尺寸如下。
實際分流道直徑d=6mm；
圖3-3 分流道的設(shè)計
3.3.4 澆口的設(shè)計
澆口的設(shè)計是澆注系統(tǒng)最關(guān)鍵的一部分，選擇不同的澆口形式對于整套模具的影響非常大，據(jù)產(chǎn)品的要求選擇合理的澆口。
常見的澆口有這幾種形式：直接澆口、點澆口、側(cè)澆口、潛入澆口等等。
在進行澆口的設(shè)計時要考慮充填均勻性的同時還要盡量的確保產(chǎn)品外觀質(zhì)量。
根據(jù)塑料的材料性能，和塑件壁厚、尺寸大小等因素，可以通過查注塑模具設(shè)計指導(dǎo)手冊表進行取值，本次設(shè)計中，取側(cè)澆口澆口數(shù)據(jù)如下尺寸。
對于側(cè)澆口取值：
側(cè)澆口寬度w=4mm；
側(cè)澆口深度h=1mm；
側(cè)澆口長度l=1.7mm；
3.3.5 冷料穴的設(shè)計
在主流道的末端需要設(shè)計一段放置冷料的位置，因為在模具注塑的過程中，先進入模具內(nèi)部的原料會應(yīng)為模具的溫度冷卻。如果不設(shè)計冷料穴使其進入產(chǎn)品中，將會影響產(chǎn)品的質(zhì)量和表面形狀。為了防止生產(chǎn)出來的產(chǎn)品不合格，必須設(shè)計一段冷料穴把前面冷卻的一部分料存留起來。冷料穴一般設(shè)計在主流道的下端型芯內(nèi)，根據(jù)實際情況設(shè)計冷料穴的直徑，在冷料穴附近設(shè)計鉤料針。在模具開模時拉出主流道和冷料穴的廢料，在通過人工的方式或者機械手取出廢料。一般在鉤料針的設(shè)計為Z字型，有的是凸圓形。
3.4 排氣機構(gòu)的設(shè)計
在注塑模具注塑的過程中，當(dāng)塑料充填進型腔的一瞬間，強大的注射壓力會使型腔中的空氣壓縮難以充填，還會嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量，這時候需要排氣系統(tǒng)將型腔當(dāng)中的空氣排出去才能保證充填的均勻和產(chǎn)品的質(zhì)量。
在本次設(shè)計中，塑件的尺寸大小一般，結(jié)構(gòu)比較簡單，所以可以直接采用模具分型面間隙進行排氣，能夠?qū)⑿颓划?dāng)中的空氣排出。
3.5脫模機構(gòu)設(shè)計
模具的脫模機構(gòu)是注塑成型后的最后一個環(huán)節(jié)，是塑件成型后從模具上取出的方法，頂出機構(gòu)的設(shè)計關(guān)系到產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。脫模機構(gòu)分為頂針頂出和推板推出常見的都是這兩種。一般頂出機構(gòu)有；推出機構(gòu)，面針板，底針板，復(fù)位桿、復(fù)位彈簧等。脫模機構(gòu)設(shè)計原則；保證產(chǎn)品脫模時不變形頂針要受力均勻，頂出的地方要選擇較厚的地方，盡可能避開影響產(chǎn)品外觀的地方，盡可能保證頂針的強度剛度。完成后的推出機構(gòu)如下圖：
圖3-4 推出脫模機構(gòu)
3.5.1脫模力的計算
根據(jù)如下公式進行計算
300；
經(jīng)過計算得到：F=600N
3.5.2推桿強度的校核
故符合要求。
式中，
是推桿材料的許用應(yīng)力，為120Mpa；
是推桿所受的應(yīng)力；
F是脫模力，為600N；
n是推桿數(shù)目，為2根；
d是推桿直徑，為12mm
31.85Mpa
所以滿足要求。
3.6復(fù)位機構(gòu)設(shè)計
復(fù)位機構(gòu)的應(yīng)用是模具的重要機構(gòu)，在模具完成作業(yè)后要通過復(fù)位機構(gòu)的調(diào)整來進行復(fù)位你對下次填充零件左準(zhǔn)備。復(fù)位機構(gòu)有復(fù)位桿和復(fù)位彈簧組成，由于復(fù)位機構(gòu)的作用強度選用SKD61來制造。在設(shè)計的時候要考慮到復(fù)位彈簧的長度，滿足復(fù)位的條件。
3.7模架系統(tǒng)設(shè)計
需要結(jié)合型腔布局和排列結(jié)構(gòu)形式，盡可能的保證長寬尺寸為一個整數(shù)，這樣才能符合實際機械加工和原材料的購買要求，一般情況下，中小型模具可以根據(jù)塑件尺寸，保證型腔側(cè)壁厚度在30-50mm之間，大型模具保證50-80mm之間的型腔側(cè)壁厚度。
（1）、確定成型型腔零件長寬高尺寸如下
270x150x65mm
（2）、確定成型型芯零件長寬高尺寸如下
270x150x35mm
（3）、確定模架定模板長寬高尺寸如下
400x250x90mm
（4）、確定模架動模板長寬高尺寸如下
400x250x80mm
（5）、確定墊塊的高度
墊塊需要考慮實際頂出脫模的需求，本次設(shè)計中，采用墊塊高度為：90mm，即可滿足要求。
根據(jù)澆注澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式，以及頂出脫模要求，選擇國標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)模架，采用大水口模架系統(tǒng)。具體的模架型號為：CI2540-A90-B80-C90
圖3-5 標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)構(gòu)形式
第4章、 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.1成型零件的設(shè)計
用來填充使其成型的空間稱為型芯型腔，成型零件直接與零件接觸。為了使其加工方便通常要有一些鑲嵌零件，成型零件的外觀精度影響產(chǎn)品的外觀和質(zhì)量，是模具結(jié)構(gòu)重要部分。成型零件在工作過程中受到高溫和壓力的沖擊和摩擦，為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量，要精確的計算出他們的尺寸精度，保證良好的表面光滑度。合理的選擇加工材料，避免在使用過程中發(fā)生磨損、變形和破裂。
4.2、型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計
型腔主要的結(jié)構(gòu)形式鑲嵌在定模板上，有的結(jié)構(gòu)是整體式。用來成型產(chǎn)品的外輪廓，其結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品的外形尺寸質(zhì)量息息相關(guān)。型腔的設(shè)計在滿足產(chǎn)品的要求的前提下使其在加工裝配維修時要簡單便捷。本次設(shè)計的型腔結(jié)構(gòu)簡單，安裝牢固材料可靠，在加工時要用到數(shù)控加工和電火花加工。
如下圖所示。
圖4-1型腔結(jié)構(gòu)形式
4.3、型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計
型芯的作用是成型產(chǎn)品內(nèi)表面的零件，由于是產(chǎn)品的內(nèi)表面其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。加工方法和材料的選用與型腔一直，與型腔配合使用。
如下圖所示。
圖4-2型芯結(jié)構(gòu)形式
4.4 成型尺寸計算
4.4.1 型腔成型零件尺寸計算
型腔徑向尺寸的計算采用平均尺寸法，公式如下：
式中：
；
（0.005）；
；
；
；
型腔長度尺寸計算為：
=[(1+0.005)x203-1/4x0.08]=204.04mm
型腔寬度尺寸計算為：
=[(1+0.005)x83-1/4x0.08]=83.44mm
（2）型腔深度尺寸計算
型腔深度尺寸采用平均尺寸法，公式如下：
式中
；
；
其他符號意義同上。
=[(1+0.005)x37-1/3x0.08]=37.21mm
4.4.2 型芯成型零件尺寸計算
1、型芯尺寸的計算
（1）型芯徑向尺寸計算
型芯徑向尺寸的計算采用平均尺寸法，公式如下：
；
；
其他符號意義同上。
型芯長度尺寸計算為：
=[(1+0.005)x198.95+1/4x0.08]=199.92mm
型芯寬度尺寸計算為：
=[(1+0.005)x78.98+1/4x0.08]=79.35mm
（2）型型芯深度尺寸計算
型芯深度尺寸采用平均尺寸法，公式如下：
；
其他符號意義同上。
=[(1+0.005)x35-1/3x0.08]=35.15mm
4.4.3型腔零件的強度剛度校核
根據(jù)模仁側(cè)壁剛度校核公式
式中：
；
P——平均型腔成型壓力，取值范圍查表取30Mpa
為37mm；
；
0.005；
經(jīng)過計算模仁側(cè)壁厚度得:
Sc=22.04mm，
在實際進行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，還需要考慮螺絲、冷卻水道的位置和尺寸，一般取值需要偏大一些。
而本次設(shè)計中，模仁的側(cè)壁取值為30-40mm之間，滿足要求。
4.5 成型零件鋼材的選用
由于成型部分要承受耐高溫、高壓和摩擦力，材料的選用上選擇718H。該材料的硬度HRC8-42度之間，滿足模具的使用條件。而且加工出來的表面光滑度非常好滿足產(chǎn)品的要求，提高模具的使用壽命。
第五章、模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計
5.1、冷卻系統(tǒng)概述
在產(chǎn)品的制造過程中，冷卻溫度是成型部分最后的工序，他是影響零件外觀的重要原因。在冷卻過程中，要是冷卻不均勻會導(dǎo)致零件變形有裂痕。對于各中原料的的成型工藝和性能的不同，冷卻的溫度也不同。一般注射在模具的塑料溫度在200度左右，成型固體化后出模的溫度在60度左右。降低溫度的方法通常使用水管冷卻，冷卻水管加工方便又實用。
5.2、冷卻水道的計算
在單位時間內(nèi)熔體凝固時放出等熱量等于冷卻水所帶走的熱量，故有
公式：?????
；
）；
；
；
；
；
；
5.2.1求塑料制品在固化時每小時釋放的熱量Q
設(shè)注射時間為2s，冷卻時間為20s，保壓時間為15s，開模取件時間為3s.，得注射成型周期為40S。
設(shè)用20℃的水作為冷卻介質(zhì)，其出口溫度為28℃，水呈湍流狀態(tài)，一個小時成型次數(shù)n＝3600/40＝90
55.11.0590=5.20695
查注塑模具設(shè)計指導(dǎo)手冊得改性ps單位重量放出的熱量
???
故：5.20695=2134KJ
5.2.2 水的體積流量
?由公式
2134/=0.1
式中：
5.2.3 求冷卻水道直徑d
根據(jù)水的體積流量查注塑模具設(shè)計指導(dǎo)手冊[1]得d=10mm；本次設(shè)計中的冷卻水道滿足要求。
。冷卻水道設(shè)計如下圖所示：
圖5.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計
第六章 注塑機的選擇與校核
6.1 注塑機的工作原理
看的注塑機時，大多數(shù)人都覺的他的工作原理很復(fù)雜。其實注塑機的作用跟醫(yī)院打針注射器相似，是將放入其中的塑料顆粒通過高溫使其融化，然后通過螺桿旋轉(zhuǎn)推動產(chǎn)生的高壓使熔料經(jīng)過噴嘴注射進模具中進行冷卻成型，然后冷卻下來進行取件再合模進行注塑。注塑機一般采用臥式注塑，也有立式注塑機和雙色注塑機。本次設(shè)計選擇臥式注塑的形式。
6.2 注塑機注射容量的校核
320x80%≥2x25.46+4.18=55.1
其中：
2個；
320；
4.18；
25.46
查注塑機參數(shù)表，注塑機的額定注塑量為320，所以滿足注塑量的要求。
6.3 校核壓力
查材料的成型工藝表，可以得知，改性ps的成型注射壓力范圍取值為100-200Mpa，而本次選擇的注塑機的額定注塑壓力值為159Mpa，所以是滿足本次注射壓力的要求的。
6.4 校核模具安裝尺寸
本次設(shè)計中，選擇的國標(biāo)模架的最大模具長寬的最大尺寸為450x300mm，而查詢本次選擇的注塑機的參數(shù)表中，注塑機拉桿內(nèi)間距的尺寸為455x455mm，所以本套注塑模具的長寬尺寸滿足安裝要求。
其次是校核安裝厚度的尺寸參數(shù)，本套模具的總高度值為310mm,而選擇的注塑機的最大容模厚度數(shù)據(jù)為180-500mm之間，所以滿足高度的安裝尺寸要求。
所以：本套注塑模具，長寬高尺寸均滿足注塑機的安裝尺寸要求。
6.5校核移模行程
注塑模具在完成成型固化以后，模具需要打開一定距離，讓注塑機的頂棍頂向頂出機構(gòu)，實現(xiàn)塑件的最后一步脫模工序，查表注塑機總的開模行程為420mm；
式中 ，35mm；
，100mm；
420mm≥35+100mm+10mm=145
經(jīng)過計算，注塑機的移模行程滿足注塑模具的要求。
6.6 校核注塑機鎖模力
校核公式如下；
1600≥（25409.53+229.7）30=331.4628KN
式中：
P-平均型腔成型壓力，取值范圍查表取30Mpa
經(jīng)過計算，本次設(shè)計中的模具需要的鎖模力在注塑機額定鎖模力允許范圍內(nèi)，滿足要求。
第七章 抽芯機構(gòu)的設(shè)計
7.1 抽芯機構(gòu)的概述
當(dāng)塑件的側(cè)壁帶有孔，凸起或者倒扣時無法上下正常脫模的情況下就需要設(shè)計抽芯機構(gòu)才能實現(xiàn)進行塑件的成型和脫模。抽芯機構(gòu)通常設(shè)計為3-5°的形式能夠更方便的工作。常見的抽芯機構(gòu)可分為：手動抽芯、液壓抽芯和機械式抽芯，本次設(shè)計完成的抽芯機構(gòu)如下圖所示：
圖7-1 模具抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計
7.2斜頂抽芯機構(gòu)的計算
（1）、計算抽芯距離
S=L+（3-5）MM
式中：
S——抽芯距離
L——塑件倒扣距離
本次設(shè)計中，抽芯距離S=2+（3-5）mm=7mm
（2）、抽芯力的計算
式中：
，N
300
本次設(shè)計中取傾斜角度為8度。
經(jīng)過計算得：600N
（3）、斜頂厚度的計算
3.52mm
式中：
；
45mm；
經(jīng)過計算得：3.52mm
本次設(shè)計中，集合實際生產(chǎn)經(jīng)驗，斜頂厚度確定為12mm。斜頂?shù)膬A斜角度一般取值為5-15度，本次設(shè)計中，選用8度。
圖7-2 斜頂抽芯機構(gòu)
第八章、繪制模具總裝圖
圖8-1 模具二維總裝圖
圖8-2 模具三維總裝圖
總結(jié)
經(jīng)過幾年的學(xué)習(xí)，通過這幾過月的努力此次設(shè)計終于要完工了，其中的辛酸自己能懂。特別是遇到問題時解決不了，向同學(xué)討論，向老師求學(xué)，最終還是完成了?！罢l知盤中餐，粒粒皆辛苦”成功的果實來之不易，雖然付出不一定會成功，但是不付出就一定不會成功。
通過學(xué)習(xí)讓我掌握了一定的專業(yè)知識，我知道這還不夠，在以后的工作中還要虛心的學(xué)習(xí)。模具設(shè)計這個行業(yè)，我現(xiàn)在只懂得一點皮毛，要成為一個專業(yè)的設(shè)計師我要有很長的路要走。我現(xiàn)在的專業(yè)知識還不完善，還要更多的學(xué)習(xí)；機械方面的設(shè)計書籍，機械制造方面的力學(xué)運動、機械加工工藝、塑料成型和高科技的輔助軟件等等。特別是軟件方面的用于，我的不足深深感覺到科技的發(fā)展、時代的進步讓我不能停下腳步，迫使我不斷進步，不斷學(xué)習(xí)提高自己的專業(yè)知識和技術(shù)水平?？萍嫉陌l(fā)展和創(chuàng)新，模具設(shè)計中輔助軟件不斷的被開發(fā)出來，這有助于我們模具設(shè)計者，這也是模具設(shè)計的發(fā)展方向，學(xué)習(xí)軟件的用也是我們設(shè)計者的必備技能之一。
此次設(shè)計是對我這幾年的學(xué)習(xí)成果的驗收，讓我深深的明白了自己的不足。我相信通過這次設(shè)計，讓我更加的堅定信念，在模具行業(yè)里有了信心和決心，不斷的學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)、再學(xué)習(xí)。不辜負(fù)老師的教導(dǎo)，父母的期望，同學(xué)的愛戴。
致謝
時間匆匆過，一轉(zhuǎn)眼我就叫離開我敬愛的校園了，在學(xué)校的生活忙忙碌碌的學(xué)習(xí)，讓我的生活過得非常充實?，F(xiàn)如畢業(yè)設(shè)計即將完成，在設(shè)計的過程中不斷的學(xué)習(xí)和查閱質(zhì)料，讓我更加的鞏固專業(yè)知識，不斷的完善自己的不足。雖然在設(shè)計過程中遇到了很多困難，但是我通過自己的能力還是完成了，遇到困難并解決也是一種磨練，在以后的生活中會遇見很多困難，我都不會逃避勇敢面對。
在學(xué)校的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，我將踏入社會?；叵肫甬?dāng)初剛進校門的我年少無知，當(dāng)初懵懂的少年，現(xiàn)如今學(xué)業(yè)小成即將進入社會。由衷的感謝學(xué)校給與了我一個良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和平臺，讓我在美麗的校園里保持良好的心態(tài)學(xué)習(xí)。還要感謝老師們的悉心教導(dǎo)，每當(dāng)我遇到學(xué)習(xí)問題的時候都耐心的教導(dǎo)，當(dāng)我的專業(yè)技能更加的精進。還有我的同學(xué)們，在我遇到困難的時候都紛紛伸出援手幫助我。感謝你們在校期間對我的幫助，讓我踏入社會時擁有一技之長，不會淪落街頭。我已經(jīng)不是當(dāng)初懵懂的少年了，如今的我要去用我的技能回報母校、造福國家。
臨別之際希望母校更加輝煌，培育出才子造福人類，也希望師弟師妹們學(xué)業(yè)有成。祝愿老師們身體健康，在校期間讓老師們費心了。希望同學(xué)們找到一份如意的工作，謝謝你們對我的幫助。
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