【正文】 江蘇大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 6 引 言 模具在汽車、電子、電器、航空、儀表、輕工、塑料、日用品等工業(yè)生產(chǎn)中扮演著重要工藝裝備的角色，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)。沒有模具，就沒有高質(zhì)量的產(chǎn)品。模具所加工零件的優(yōu)點有很多，如生產(chǎn)率高、質(zhì)量好、節(jié)約材料、成本低等。因此已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。因此，模具技術(shù)，特別是制造精密、復(fù)雜、大型模具的技術(shù)，已成為衡量一個國家機械制造水平的重要標志之一。 根據(jù)國際協(xié)會報表制作 來看 ，在這個階段 里 ，工業(yè)零件 預(yù)先 粗加工 、隨后 精加工的 50％ 和 75％都是由 模具 成型完成。目前，美 國，日本，德國和其他工業(yè)化國家擁有超過機床產(chǎn)值 的 模具業(yè)產(chǎn)值 ； 臺灣 的 模具行業(yè)也超過了 35％的年增長速度 ； 中國大陸近年來在模具行業(yè) 上 也穩(wěn)步推進，快速發(fā)展，塑料模具設(shè)計與制造特別是 在 發(fā)展水平 上 具有不小的進步。 注塑成型是塑料工業(yè)中最普遍采用的方法。該方法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，注塑成型加工產(chǎn)量高，適用于多種原料，能夠成批、連續(xù)到生產(chǎn)，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(jīng)濟效益。 注塑模具作為 一個 在 注塑成型工藝 中保證 質(zhì)量，準確度，制造周期時間和注塑工藝和效率的生產(chǎn)水平 的主要工具， 對產(chǎn)品的 質(zhì)量，產(chǎn)量，成本和產(chǎn)品的更新?lián)Q代產(chǎn)品 有著很直接的影響 ， 他 也決定了企業(yè)在市場競爭的根本利益。模具制造成本高，技術(shù) 強 ，以計算機輔助設(shè)計和計算機輔助加工技術(shù)的發(fā)展從根本上改變模具的面可靠地確保所需的模具的精度和質(zhì)量。此外， 在 通用標準模具標準件作為特殊定制部件 而普遍遍及的情況下 ，顯著縮短 了 模具制造 的 周期，塑 料 模具設(shè)計水平已進入一個新的階段。 江蘇大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 7 第一章 緒論 模具發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 國內(nèi)外注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀 中國通過引進 其他國家 先進技術(shù)和加工設(shè)備，塑料模 具制造水平比十年前 起碼前進了 一大步 在 近幾年，但由于 自身底子不足 ， 對 引進技術(shù)的吸收 ，消化跟不上 ，而發(fā)展也很不平衡，因此，中國的塑料模具的總體水平與世界先進技術(shù)還有一定差距。塑料模具可分為三類，即注塑模具，吹塑模具和擠壓模具。中國現(xiàn)在的制造水平 里 ，最高的 是 注塑，吹塑最低，因為有些吹瓶模具，在形狀和質(zhì)量不能滿足出口要求的條款。 目前，國內(nèi)生產(chǎn)的精密塑膠模具及其它小模數(shù)塑膠齒輪 模具 已達到國外同類產(chǎn)品 的 水平。在齒輪模具設(shè)計 上 采用最新的設(shè)計軟件，修正由于壓縮成形齒形誤差，達到標準漸開線的設(shè)計要求。顯示管隔離注塑，高效 多色彩 的 純平彩電模壓塑料注塑等精密 、 復(fù)雜 、 型模具的設(shè)計和制造水平已達到或接近國際水平。采用三維 CAD 設(shè)計 、 計算機模擬注塑 、 抽芯的新型精密制造水平脫模機構(gòu)的設(shè)計 對復(fù)雜模具增長起到了很大的作用。設(shè)計和制造的 20 噸以上大型塑料模具已達到相當高的水平。 34 英寸彩電塑殼和 48 英寸背投電視機殼模具，汽車保險杠和儀表盤的注塑模等大型模具，國內(nèi)都已可生產(chǎn)。國內(nèi)最大的塑料模具已達 50噸。 雖然在這十多年中注塑模具工業(yè)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。 精密加工設(shè)備模具加工設(shè)備的比重還比較低，CAD/ CAE/ CAM 普及率不高，許多先進的模具技術(shù)不夠廣泛 運用 等特點。大型，精密，復(fù)雜，長壽命死從技術(shù)上講尤其 存在 顯著的差距，這些類型的模具產(chǎn)能已不能滿足國內(nèi)需求，因此需要大量從國外進口。 國外注塑模具制造行業(yè)的最基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化。追求的目標是提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率。國外發(fā)達國家模具標準化程度達到70％ 80％，實現(xiàn)部分資源共享，大大縮短設(shè)計周期及制造周期，降低生產(chǎn)成本．最大限度地提高模具制造業(yè)的應(yīng)變能力 滿足用戶需求。 模具企業(yè)在技術(shù)專業(yè)化，生產(chǎn)的模具管理方面，有越來越多 的使用設(shè)計為龍頭，按照專業(yè)化生產(chǎn)工藝方法處理，以降低模具全面的技術(shù)工人 數(shù) ，并強調(diào)專業(yè)化。 國外注塑成型技術(shù)在也向多工位、高效率、自動化、連續(xù)化、低成本方向發(fā)展。因此，模具向高精度復(fù)雜、多功能的方向發(fā)展。例如：組合模、即鈑金和注塑一體注塑鉸鏈一體注塑、活動周轉(zhuǎn)箱一體注塑；多色注塑等；向高效率、高自動化和節(jié)約能源，降低成本的方向發(fā)展。例如：疊模的大量制造和應(yīng)用，水路設(shè)計的復(fù)雜化、裝夾的自動化、取件全部自動化。 國內(nèi)外注塑模具的發(fā)展趨向 由于塑料模具行業(yè)各個方面存在的快速發(fā)展，使中國的塑料 模具的未來發(fā)展將大于模具行業(yè)的整體增長速度。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)同時走向規(guī)?；l(fā)展和現(xiàn)代化 發(fā)展的時候 ， “小而專 ”， “小而精 ”仍然是一個必然的趨勢。從技術(shù)上講，為了滿足用戶對模具制造 “交貨期短 ”， “精度高 ”， “優(yōu)良的品質(zhì) ”和 “低價格 ”的規(guī)定，下列趨勢更加明顯。 展望中國的塑料模具的未來，我認為應(yīng)該開始提高技術(shù)水平，一方面是專業(yè)江蘇大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 8 模具廠 技 術(shù)的的發(fā)展，進一步增強類模具的設(shè)計和制造水平 。； 要不斷采用新技術(shù)，另一方面， 以 新工藝 來 提高模具產(chǎn)品的技術(shù)含量。為了提高中國的模具技術(shù)水平，我們必須加強在以下方面作出努力： 、大型、復(fù)雜、長壽命的模具，實現(xiàn)模具國產(chǎn)化； 、專業(yè)化、商品化生產(chǎn)； CAD／ CAM／ CAE、 RPM 等先進模具設(shè)計和制造技術(shù)； ，使他們盡快掌握模具設(shè)計和制造中的先進技術(shù)。 選題的依據(jù)和意義 畢業(yè)設(shè)計作為大學(xué)生活的最后一環(huán)，設(shè)計水平既代表著我的大學(xué)學(xué)習(xí)質(zhì)量，又表現(xiàn)出我在模具設(shè)計與制造專業(yè)的潛力，它是大學(xué)知識的綜合運用，是大學(xué)實踐的真實檢驗。 此次畢業(yè)設(shè)計的題目是根據(jù)對生活中常見的電熱油汀的的調(diào)研內(nèi)容定的，在原模件的基礎(chǔ)上給 合創(chuàng)新，設(shè)計電熱油汀的加濕盒塑料模具。 塑料模具的分類很多，按照塑料制件的不同可分為：注射模、壓縮模、壓注模、擠出模、氣動成型模等。注塑模具又稱注塑成型，是熱塑性塑料制品生產(chǎn)的一種重要的方法。除少數(shù)塑料制品外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用注射成型方法生產(chǎn)塑料制品。注塑模具不僅用于熱塑性塑料的成型，而且成功用于熱固性塑料的成型。模具以其特定的形狀通過一定的方式使原料成型。模具的制造精度越高，制造成本越高，因此應(yīng)延長模具的使用壽命，盡量縮短模具的制造周期，來降低生產(chǎn)成本。 塑料制品以其密度小、質(zhì)量輕的優(yōu)點在工業(yè) 中的應(yīng)用日益普遍，大有“以塑代鋼”的趨勢。塑料模具可以滿足塑料的加工工藝要求和使用要求，可以很好的降低塑料制品的生產(chǎn)成本。塑料的質(zhì)量要靠模具的正確結(jié)構(gòu)和模具成型零件的正確形狀，精確尺寸幾較低的表面粗糙度來保證。 因注射模成型的廣泛適用，正是我這個設(shè)計的根本出發(fā)點。 畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容概述 畢業(yè)設(shè)計課題確定為塑料濕潤水盒結(jié)構(gòu)及其成型模具設(shè)計。本次設(shè)計利用計算機輔助設(shè)計注射模具，所需解決的主要問題有： 塑件成型工藝性（原材料的結(jié)構(gòu)和尺寸）分析； 塑件注射工藝參數(shù)的確定； 。 江蘇大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 9 第二 章 總體方案設(shè)計及論證 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 分析塑料水盒的結(jié)構(gòu)，由于其結(jié)構(gòu)較為簡單，可以直接分模，為保證其表面質(zhì)量，采用直澆口澆注。為滿足產(chǎn)品所需表面質(zhì)量，開模時模具在彈簧作用下，直澆口分開。注塑模分定模和動模兩大部分。定模不動，動模安裝在注塑機的移動模板上。通常的注塑模有以下幾種結(jié)構(gòu)形式： 1）單分型面注塑模； 2）帶有活動鑲塊的注塑模； 3）雙分型面注塑模； 4）側(cè)向分型抽芯注塑模。 方案比較 單分型面注塑模又稱二板式模具，是注塑模中最 簡單、最常用的一類，由于本設(shè)計里塑料水盒模具的結(jié)構(gòu)特點和注射要求，可看出單分型面注塑模符合要求；帶有活動鑲塊的注塑模則是適用于帶有側(cè)孔或螺紋孔的塑件，需要在模具上設(shè)有活動的型芯或螺紋型芯或?qū)ζ唇M合式模等；雙分型面注塑模與單分型面注塑模相比是在動模與定模板之間增加一塊可移動的中間板；側(cè)向分型抽芯注塑模是對于有側(cè)孔或側(cè)凹時，在模具內(nèi)可設(shè)置出斜滑塊或斜導(dǎo)柱等組成側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，可使側(cè)芯作橫向移動 [3]。因此，塑料濕潤水盒的模具結(jié)構(gòu)形式確定為單分型面注塑模。 經(jīng)濟可行性分析 對于單分型面注塑模它的結(jié) 構(gòu)簡單，易于加工裝配，這樣可以節(jié)省生產(chǎn)制造的投入，并且有利于分型和提高工作效率，這就使得廠家的利潤最大化。由于水盒模具的結(jié)構(gòu)特點和注射要求，可看出單分型面注塑模符合要求。 帶有活動鑲塊的注塑模需要在模具上設(shè)有活動的型芯或螺紋型芯或?qū)ζ唇M合式模等鑲塊。然而塑料水盒的結(jié)構(gòu)并不需要，這無疑給模具增加了制造的投入，使得制造周期變長，減少產(chǎn)出產(chǎn)能比。 雙分型面注塑模特點是：模具有兩個或兩個以上的分型面，適用于點澆口進料的模具。它可在塑件中心部位設(shè)置點澆口，但制造成本較高。塑料水盒模具的結(jié)構(gòu)較簡單，不需 要雙分型面。 側(cè)向分型抽芯注塑模模具廣泛應(yīng)用于有側(cè)孔或側(cè)凹的塑件的大批量生產(chǎn)中，但是因為水盒的結(jié)構(gòu)決定了其不需要如此復(fù)雜的模具，這樣顯然是給生產(chǎn)帶來不必要的投入。 結(jié)合以上論述和設(shè)計要求選擇結(jié)構(gòu)簡單的單分型面注塑模作為產(chǎn)品的注塑模的結(jié)構(gòu)，節(jié)約了成本，提高了生產(chǎn)效率，是最經(jīng)濟的選擇。 環(huán)境、法律、安全、健康、倫理等制約因素對方案影響 單分型面注塑模結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，生產(chǎn)過程中安全可靠。 產(chǎn)品原料選用 常用的成型塑料分為熱塑性塑料與熱固性塑料。熱塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、 ABS、尼龍等；熱固性塑料有有機硅塑料、氨基塑料、環(huán)氧塑料等。 方案比較 江蘇大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 10 熱固性塑料由不相互交織在一起的長鏈分子組成，在受熱時發(fā)生軟化或融化，可塑制成一定的形狀，冷卻后變硬。在受熱到一定程度后又重新軟化，冷卻后又變硬，這種過程理論上能夠進行多次； 熱固性塑料呈鏈狀結(jié)構(gòu)有交叉的聚合物，在受熱時也發(fā)生軟化，可以塑造成一定的形狀，但收到一定程度或加入少量固化劑后就硬化定型，再加熱也不會軟化和改變形狀。 由于塑料水盒的可模塑性要求較高，成型性能要求高，因此，選擇制件材料為熱塑性塑料 ABS。 經(jīng)濟可行性分析 熱塑性塑料的加工適應(yīng)性隨著溫度的升高而顯著提高，這為加工過程帶來便宜，但熱固性塑料由于其不易變形導(dǎo)致其加工困難，給模具帶來成本增加；熱塑性塑料的流動性較熱固性塑料也有很大優(yōu)勢。因此，由上述可知，熱塑性塑料ABS 由于其便于加工性且價格低廉適用于本次設(shè)計的選擇。 環(huán)境、法律、安全、健康、倫理等制約因素對方案影響 聚合物成型時在高溫、氧氣、應(yīng)力、水分及微生物等作用下會發(fā)生分解反應(yīng)。降解嚴重時聚合物碳化發(fā)黑，產(chǎn)生大量的分解物質(zhì)，對工作室環(huán)境產(chǎn)生嚴重的侵害，甚至對人員的健康也 造成影響。 ABS由于其熱、氧穩(wěn)定性較好，抗降解能力較高，使得其在選用中體現(xiàn)出優(yōu)勢。 注塑機型號的選擇 產(chǎn)品盒體質(zhì)量為 ，盒蓋質(zhì)量為 ,所取材料 ABS（其密度為 g/cm3），所以其盒體體積 V=，盒蓋的體積 V=原則可知，注塑機的實際注塑量不應(yīng)超過注射機的額定注射量的 80%，所以額定體積應(yīng)為 和 ，既所選用的注射機的額定注射量應(yīng)大于 。查書得，選用國產(chǎn) XSZY125，最大 體積為 125cm3，滿足選用要求，如表 21 所示 [14]。 注射行程（ mm） 160 理論注射量（ cm3） 125 注射壓力（ MPa） 150 模板行程（ mm） 300 鎖模力 （ F） 9000 最小模具厚度（ mm） 280 移板行程（ mm） 450 最大模具厚度（ mm） 450 注射速度（ g/s） 100 頂出行程（ mm） 90 噴嘴球半徑（ mm） 12 桿間內(nèi)距離（ mm） 260 360 頂出力（ kN） 200260 模具定位孔直徑（ mm） 100 表 21 注射機參數(shù) 經(jīng)濟可行性分析 注塑機的主要參數(shù)有公稱注射量 ,注射壓力 ,注射速度 ,塑化能力 ,鎖模力 ,合模裝置的基本尺寸 ,開合模速度 ,空循環(huán)時間等 .這些參數(shù)是購買和使用注塑機的主要依據(jù)。 環(huán)境、法律、安全、健康、倫理等制約因素對方案影響 國產(chǎn)注塑機型號齊全，性能可靠，國內(nèi)整體使用的也比較多，方便接觸，無論從法律還是人文上來講都是不錯的選擇。 江蘇大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 11 第三章 塑料濕潤水盒制件分析 塑料水盒的模具設(shè)計流程 一般來說，現(xiàn)在比較經(jīng)典的塑料模具設(shè)計步驟如下： （ 1）對塑料制品進行工藝分析，著重分析塑料制 品的結(jié)構(gòu)合理性及成型工藝條件等。 （ 2）根據(jù)塑料制品的重量、面積等方面的數(shù)據(jù)，選擇合適的注射成型機。 （ 3）進行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）選擇塑料制品成型位置和模具分型面； 2）確定型腔數(shù)目和排列方式； 3）澆注系統(tǒng)設(shè)計； 4）成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計； 5）抽芯機結(jié)構(gòu)設(shè)計和推出機構(gòu)設(shè)計； 6）加熱系統(tǒng)設(shè)計和冷卻系統(tǒng)設(shè)計； 7）繪制模具結(jié)構(gòu)圖。 塑件分