【正文】 尾蓋的塑料模具設計與制造1 前言1．1 塑料模具設計的意義隨著我國濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術得到愈來愈廣泛的應用。模具在國民生產(chǎn)中的具有重要地位：模具是制造業(yè)中一種基本的工藝裝備。在工業(yè)制品中，各種金屬、塑料、橡膠、玻璃、陶瓷、粉末冶金、復合材料等制品的生產(chǎn)都離不開模具。工業(yè)生產(chǎn)中用模具生產(chǎn)零件，具有生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點[1]。模具生產(chǎn)在國民經(jīng)濟中占有很重要的地位，模具工業(yè)既是高新技術產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術產(chǎn)業(yè)化的重要領域。模具技術已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的一個重要標志。模具的主要類型有沖模、鍛模、塑料模、壓鑄模、粉末冶金模、玻璃模、橡膠模、陶瓷模等。其中塑料模具約占模具總數(shù)的33％，塑料模具以壓塑模、擠塑模、注塑模為主，而注塑模又占塑料成型模具的二分之一以上，故研究注塑模具的設計制造具有重要的工程意義[2]。1．2 我國模具生產(chǎn)發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢我國模具工業(yè)自解放以來一直飛速發(fā)展。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。目前全世界模具年產(chǎn)值約為600億美元，日、美等工業(yè)發(fā)達國家的模具工業(yè)產(chǎn)值已超過機床工業(yè)。近幾年，我國模具工業(yè)一直以每年15%左右的增長速度發(fā)展。2003年，我國模具總產(chǎn)值超過50億美元，總量排名緊隨日本、美國，居世界第三，％。模具生產(chǎn)技術發(fā)展迅速，但是與發(fā)達國家相比，差距明顯。（1）沖模 以大型覆蓋件沖模為代表，我國已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。在設計制造方法、手段上已基本達到了國際水平，模具結構功能方面也接近國際水平，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面，與國外相比還存在一定的差距。標志沖模技術先進水平的多工位級進模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種，在制造精度、使用壽命、模具結構和功能上，與國外多工位級進模和多功能模具相比，仍存在一定差距。(2)塑料模 我國塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在,歷經(jīng)半個多世紀,有了很大的發(fā)展,在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具!。精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)多型腔小模數(shù)齒輪模具和600腔塑封模具。內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置得以采用，少數(shù)單位采用了具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具，完全消除了制件的澆口痕跡。氣體輔助注射技術已成功得到應用。在精度方面，～（～），～，塑料模壽命已達100萬次（國外可達300萬次）模具制造周期仍比國外長2～4倍。這些標志著模具總體水平的參數(shù)指標與國外相比尚有較大差距。（3）壓鑄模 總體水平有了較大提高。～（～），～（～），模具制造周期為中小型模具為3～4個月，中等復雜模具為4～8個月，大型模具為8～12個月，約為國外的2倍。模具壽命：鋁合金鑄件模具一般為4～8萬次，個別可超過10萬次，國外可達8～15萬次以上。（4）模具CAD/CAM 技術 CAD/CAM技術有了很好的發(fā)展和普及，國產(chǎn)計算機輔助設計軟件有了一定發(fā)展，但還處于較低水平。（5）模具標準件 得到了推廣和應用，標準化程度還有待提高。（6）模具材料與熱處理 國內(nèi)模具鋼品種規(guī)格不合理狀況有所改善，模具鋼質(zhì)量有較大程度的提高。但國產(chǎn)模具鋼鋼種不全，不成系列，多品種、精料化、制品化等方面尚待解決。另外，還需要研究適應玻璃、陶瓷、耐火磚和地磚等成型模具用材料系列。模具熱處理國內(nèi)大部分企業(yè)在模具淬火時仍采用鹽熔爐或電爐加熱，由于模具熱處理工藝執(zhí)行不嚴，處理質(zhì)量不高，而且不穩(wěn)定，直接影響模具使用壽命和質(zhì)量。近年來，真空熱處理爐開始廣泛應用于模具制造。新世紀模具發(fā)展的趨勢如下：（1）CAD/CAE/CAM技術廣泛應用，并向集成化、智能化、網(wǎng)絡協(xié)作化方面發(fā)展。（2）模具制造向精密、高效、復合、多功能方向發(fā)展。（3）快速經(jīng)濟制模技術得到應用。（4）特種加工技術進一步發(fā)展。（5）模具自動加工系統(tǒng)研制與發(fā)展。（6）模具材料及表面處理技術發(fā)展迅速。（7）模具新工藝技術發(fā)展。1．3 本課題需要解決的問題本課題研究的是尾蓋的塑料模具設計與制造，此塑料尾蓋尺寸大，注塑量大，精度要求較高，并且有半封閉型腔，成型比較困難。此塑件產(chǎn)品結構比較復雜，用其他的方法根本無法成型。因此，討論塑件材料的選擇，塑件結構的改進，以及模具設計制造，注塑工藝的控制，塑件成型后機械加工，控制模具的成本具有積極意義，力求在滿足使用條件的前提下，通過合理改進塑件結構，優(yōu)化模具設計，避免塑件出現(xiàn)縮孔、翹曲等缺陷，減少塑件的機械加工，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。1．4 說明書內(nèi)容安排本設計說明書共十四章，第一章前言，第二章到第十二章為具體設計內(nèi)容，其中第二章塑件工藝性分析，第三章模具結構形式的確定及澆注系統(tǒng)的設計，第四章成型零件的結構設計，第五章模架的確定和標準件的選擇，第六章合模導向機構的設計，第七章脫模推出機構設計，第八章復位裝置的設計，第九章側向分型機構設計，第十章排氣系統(tǒng)的設計，第十一章溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計，第十二章典型零件的制造工藝。第十三章模具的動作過程，第十四章結束語。2 塑件工藝分析2．1 塑件結構工藝性能分析分析從塑件的原圖上可知該塑件壁厚較厚，達到5毫米，手柄處厚度甚至超過10毫米，達到了12mm；尺寸較大，最大處直徑為340mm；精度要求太高，為精密級別三級精度；并且有半封閉型腔，需要設計活動型芯，脫模困難。塑件側壁有一小凸起，不能直接脫模，需要設計側向分型機構。表面粗糙度沒有特別要求,可以不用考慮，選擇一般要求就可。塑件結構的特殊性，給塑件成型工藝的確定，以及模具成型零件的加工造成一定困難，現(xiàn)將塑件結構進行一定的改進，使其在滿足使用要求的前提下，提高塑件的成型性能，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本，提高經(jīng)濟效益。2．2 塑件結構的改進由于該塑件主要的工作尺寸在凸起處，其他的結構外形都是輔助作用，而該塑件在設計時顯然對工藝性能估計不足，因此有必要對它們進行一定的改進。1) 塑件壁太厚，浪費材料，而且造成成型困難，生產(chǎn)效率下降，因此，把手柄內(nèi)腔。2) 手柄尺寸12mm太厚，成型時容易造成縮孔，而改小后使用不方便，考慮到手把主要用處是安裝在配套零件上以后便于取出，因此，在手把外表面設計一個凹槽，使厚度減少，提高成型工藝性能。3) 手柄內(nèi)凹，圓角設置不合理，塑件壁厚不均勻，因此取內(nèi)圓角半徑為R10mm。4) 尾蓋上端面手柄處兩個半圓邊沿的圓角，設計圖紙為手把處為R5mm,半圓處為R15mm，在實體造型時發(fā)生干涉，建議統(tǒng)一為R5mm。便于實體造型，同時也有利于模具加工和注塑成型。5) 尾蓋外圓凸臺，尾蓋產(chǎn)生的彈性變形不足以滿足裝入尾蓋試驗件孔內(nèi)。， ，該塑件精度等級過高，將造成加工困難，成本高。由于擬定選擇ABS作為該塑件的材料，而由塑件推薦使用精度等級可知，該塑件可以選擇一般等級，四級精度