【正文】 .................................................... 28 開(kāi)模行程校核 .......................................................................................... 29 第六章 模具零件的加工工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 ......................................................... 30 注塑模型腔的加工 ................................................................................ 30 導(dǎo)柱導(dǎo)套的加工 ..................................................................................... 30 模板的加工 .............................................................................................. 31 第 七 章 模具的裝配 .............................................................................................. 32 模具的裝配順序 ................................................................................... 33 模具的維護(hù) .............................................................................................. 34 第八章 設(shè)計(jì)總結(jié) ......................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) ......................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 致謝 ............................................................................................................................ 37 附錄 ............................................................................................................................ 38 附錄 A 外文翻譯原文 ..................................................................................... 38 附錄 B 外文翻譯 .............................................................................................. 47 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第一章 對(duì)塑料成型模具認(rèn)識(shí) 模具在加工工業(yè)中的地位 模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛使用著各種模具，例如金 屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等等。 對(duì)于模具的全面要求是：能生產(chǎn)出尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具的使用角度，要求高效率、自動(dòng)化操作；從模具制造角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。 模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對(duì)制件的尺寸精度、和形狀精度以及之間的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力的大小、各項(xiàng)同性、外觀質(zhì)量、表面光潔度和可能存在的缺陷如氣泡、凹痕、燒焦、銀紋 等都有十分重要的影響。其次，在加工過(guò)程中，模具結(jié)構(gòu)對(duì)操作的難易程度影響較大。在大批量生產(chǎn)塑料產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)盡量減少開(kāi)模、合模的過(guò)程和取制品過(guò)程中的手工勞動(dòng)。為此，常采用自動(dòng)開(kāi)合模自動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)，在全自動(dòng)生產(chǎn)時(shí)還要保證制品能自動(dòng)從模具中脫落。另外，模具對(duì)制品的成本也有影響，當(dāng)批量不大時(shí)，模具的費(fèi)用在制件上的成本所占比例將會(huì)很大，這時(shí)應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡(jiǎn)單的模具，降低成本。 現(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝，搞笑的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少的三項(xiàng)重要因素，尤其是模具對(duì)現(xiàn)實(shí)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計(jì) 起重要的作用。高效的全自動(dòng)設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產(chǎn)量需求很大，對(duì)模具也提出了越來(lái)越高的要求，從而促進(jìn)模具不斷向前發(fā)展。 模具的發(fā)展趨勢(shì) 近年來(lái)，模具增長(zhǎng)十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個(gè)模具產(chǎn)量中所占的比重越來(lái)越大。從模具設(shè)計(jì)和制造角度來(lái)看，模具的發(fā)展趨勢(shì)可分為以下幾個(gè)方面： （ 1） 提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求 以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展劉雪梅：塑料水壺外殼模具設(shè)計(jì) 2 的一模多腔所致 （ 2） .在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用 CAD/CAM/CAE 技術(shù)。 CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來(lái)模具 CAD/CAM 技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的 CAD/CAM/CAE 一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見(jiàn)端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型 CAD/CAM 系統(tǒng)無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程分工協(xié)作要求的問(wèn)題； CAD/CAM 軟件 的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的 3D 設(shè)計(jì)與成型過(guò)程的 3D 分析將在我國(guó)塑料模具工業(yè)中 （ 3）推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的 難度較大，因此，開(kāi)發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料 （ 4）開(kāi)發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。 （ 5）提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國(guó)外差距甚大，在一定程度上制約著我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程 度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格品 （ 6）應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 （ 7）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模 CAD/CAM 的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測(cè)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提 . 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)模具制造中的作用 通過(guò)對(duì)模具專業(yè)的學(xué)習(xí)，掌握了常用材料在各種成型過(guò)程中對(duì)模具的工藝要求，各種模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算的方法，以達(dá)到能夠 獨(dú)立設(shè)計(jì)一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機(jī)械加工的知識(shí)，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。 畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠?qū)σ陨细鞣矫娴囊蠹右造`活運(yùn)用，綜合檢驗(yàn)大學(xué)期間所學(xué)的知識(shí)。 劉雪梅：塑料水壺外殼模具設(shè)計(jì) 4 第二章 塑件制品分析 塑件的工藝分析 塑件形狀如下圖 21 所示： 圖 21 電熱水壺外殼 依據(jù)實(shí)體零件分析，該塑件主體為空間曲面結(jié)構(gòu)，底部為平面支撐板，壁厚為 2mm，大體上較為均勻，周邊有嵌件配合，并帶有螺紋用于緊固，還有 多個(gè)孔，零件造型較為復(fù)雜，給模具的加工帶來(lái)了很大的難度。該制件強(qiáng)度要求不高，只需滿足日常使用即可，但是外觀要求較高。聚丙烯（ Polyporylene 簡(jiǎn)稱 PP）的注塑成型制品表面光潔，具有較高的表面硬度和剛性，耐應(yīng)力開(kāi)裂、耐熱，常用于成型殼、罩類零件，故該制品選用 PP 材料注塑而成。 塑料水壺外殼材料的成型特性與工藝參數(shù) PP 化學(xué)名稱聚丙烯，無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒的，外觀似聚乙烯，但比聚乙烯更透明是一種半結(jié)晶性材料，不吸水、光澤好、易著色，密度小，它比 PE 更堅(jiān)硬且具有更高的熔點(diǎn)，為 160~175℃，具有良 好的電性能和高頻絕緣性，不受濕度影響，但低溫時(shí)變脆、不耐磨、易老化，經(jīng)改善后可作為一種工程材料，廣泛應(yīng)用于家用電器、管材等多個(gè)領(lǐng)域，改性 PP 用作汽車配件具有十分廣闊的開(kāi)發(fā)前景。 PP 收縮率為 ~%，成型溫度為 160~220℃，其注塑成型特性為： 1） 結(jié)晶料，濕性小，易發(fā)生融體破裂，長(zhǎng)期與熱金屬接觸易分解； 2） 流動(dòng)性好，但收縮范圍及收縮值大，易發(fā)生縮孔、凹痕、變形； 3） 冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱，并注意控制成型溫度，料溫低溫高壓時(shí)容易取向，模具溫度低于 50 度時(shí)，塑件不光滑，易產(chǎn)生熔接不良，流痕 ， 90 度以上易發(fā)生翹曲變形，故溫度應(yīng)該控制在 80 度左右； 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 4） 塑料壁厚須均勻，避免缺膠，尖角，以防應(yīng)力集中。 制品的結(jié)構(gòu)工藝性 塑件的尺寸精度分析 該塑件許標(biāo)注公差的尺寸有 99 ? ， ， 23 ， 100 ? , ， 228 ? ，231 ? , 屬于一般精度要求，其他未標(biāo)注公差的尺寸均為自由尺寸，可采用8 級(jí)精度。 表 塑件主要尺寸的公差要求 部位 塑件標(biāo)注尺寸 塑件尺寸公差 外形尺寸 55 114 114 98 75 ? 內(nèi)形尺寸 7 4 + 0 37 35 Φ 3 ? 2 12 + 0 Φ 5 ? 35 ? 56 ? 劉雪梅：塑料水壺外殼模具設(shè)計(jì) 6 塑件的表面質(zhì)量分析 該塑件要求外觀光潔，不允許有成型斑點(diǎn)和熔接痕，塑件表面粗糙度無(wú)特殊要求。 塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析 1） 從圖紙看來(lái)，該塑件的外形為空間曲面，壁厚大體均勻，且符合最小壁厚要求。 2） 由于塑件有多個(gè)側(cè)孔，故四周都須設(shè)置側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)。 3） 為使塑件順利脫模，可在塑件內(nèi)部增設(shè) 1176。 ~2176。的拔模斜度。 綜上分析，該塑件可采用注塑成型加工。 塑件的生產(chǎn)批量 該塑件的生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)，因此在模具設(shè)計(jì)中要提高塑件的生產(chǎn)率，傾向于采用高壽命、自動(dòng)脫模模具，以便降低生產(chǎn)成本。 注塑機(jī)的選擇 計(jì)算塑件體積和重量 Vg=70857 mm3 = cm3 塑件質(zhì)量計(jì)算：查有關(guān)手冊(cè)，取 PP 的密度 ρ = g/cm179。， 所以塑件的質(zhì)量為 M=V*ρ =Vg*ρ =*=。 確定型腔數(shù)量 由于塑件存在多個(gè)孔類結(jié)構(gòu)，四周都須設(shè)置外側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，故采用一模一腔。 確定注塑成型的工藝參數(shù) PP 注塑模工藝條件： 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 注塑機(jī)選用：由于 PP 具有高結(jié)晶性，需采用注射壓力較高及可多段控制的電腦注塑機(jī)。鎖模力一般按 3800t/m2 來(lái)確定，注射量 20%85%即可。 熔化溫度： PP 的熔點(diǎn)為 160175℃ ，分解溫度為 350℃ ，但在注射加工時(shí)溫度設(shè)定不能超過(guò) 275℃ 。熔融段溫度最好在 240℃ 。 模具溫度：模具溫度 5090℃ ，對(duì)于尺寸要求較高的用高模溫。型芯溫度比型腔溫度低 5℃ 以上。 注射壓力：采用較高注射壓力（ 15001800bar）和保壓壓力（約為注射壓力的 80%）。大概在全行程的 95%時(shí)轉(zhuǎn)保壓，用較長(zhǎng)的保壓時(shí)間。 注射速度：為減少內(nèi)應(yīng)力及變形，應(yīng)選擇高速注射，但有些等級(jí)的 PP 和模具不適用（出現(xiàn)氣泡、氣紋）。如刻有 花紋的表面出現(xiàn)由澆口擴(kuò)散的明暗相間條紋，則要用低速注射和較高模溫。 根據(jù)以上所述及計(jì)算結(jié)果，可選擇設(shè)備型號(hào)、規(guī)格、確定型腔數(shù)。注射機(jī)的額定注射量為 注射量為 Vb，每次的注射量不超