【正文】 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。 學(xué)士學(xué)位論文 空調(diào)遙控器注塑模具設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查 閱和借閱。 ：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 在這個設(shè)計中，采用的是注塑模，它是成型熱塑性塑料件和熱固性塑料件的模具，是應(yīng)用最為普遍的塑料模具加工方法之一。 在整個過程中 學(xué)習(xí) 到了許多的模具設(shè)計的知識和對在校所學(xué)知識的深化，設(shè)計的整個過程實(shí)現(xiàn)了無紙化，有利于提高模具的生產(chǎn)效率和節(jié)約了生產(chǎn)成本，并大大縮短了生產(chǎn)的周期。Gating system 。 為提高模具的質(zhì)量、性能、精度和生產(chǎn)效率，縮短模具制造周期 ，模具多采用標(biāo)注零、部件，所以模具屬于標(biāo)準(zhǔn)化程度較高的產(chǎn)品。另外，模具是進(jìn)行成形加工極少、無切屑加工的主要工裝，在大批、大量加工中，可使材料利用率達(dá) 90%或以上。 通過本課題的設(shè)計 ，將會在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉（ 1）塑山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 料件制品涉及及成型工藝的選擇（ 2）一般塑料件制品成型模具的設(shè)計能力（ 3）塑料制品質(zhì)量分析及工藝改進(jìn)、塑料模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計的能力（ 4）掌握模具設(shè)計常用的繪圖軟件 （ Pro/ENGINEER 和 Auto CAD） 及同實(shí)際設(shè)計的結(jié)合的能力（ 5）使自己在文檔組織與檢索方面的能力得到提高（ 6）掌握寫論文的一般步驟及格式方法，同時提高自己的學(xué)習(xí)、思考、解決問題的能力，因?yàn)樽⑺苣＞邔ξ襾碚f是一個新的領(lǐng)域。 (2)在注塑模具設(shè)計中，已開始普及應(yīng)用計算機(jī)輔助工程分析軟件，對塑料的流動、填充、冷卻情況及模具的澆口配置、澆道大小、冷卻加熱系統(tǒng)和模具的剛度、強(qiáng)度等進(jìn)行科學(xué)的分析和計算，從而保證注塑制品的質(zhì)量與合理的生產(chǎn)節(jié)拍 (3)國外的注塑模具中， 多型腔、多層、大型精密模具已占 50%，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且節(jié)省了大量塑料原料。（ 3）模具標(biāo)準(zhǔn)化程度日益提高，模具標(biāo)準(zhǔn)模架及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用日益普及，已實(shí)現(xiàn)商品化 。如日本現(xiàn)約有 11656家模具企業(yè)，其中 100人以下的小廠約有 11142家，占總數(shù)的 %，百人以上的僅有 65家，占總數(shù)的 %。 近 30年里中國經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生巨大影響的因素，對我國模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也一直起著促進(jìn)作用。 根據(jù)國內(nèi)和國際模具市場的發(fā)展?fàn)顩r，手板模型華曙高科專家分析未來我國的模具經(jīng)過行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整后，將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢 [3]： （ 1）模具日趨大型化； （ 2）模具的精度將越來越高； 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 （ 3）多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展； （ 4）熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高； （ 5）氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具將有較大發(fā)展； （ 6）模具標(biāo)準(zhǔn)化和模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸 廣泛； （ 7）快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊； （ 8）壓鑄模的比例將不斷提高，同時對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求； （ 9）塑料模具的比例將不斷增大； （ 10）模具技術(shù)含量將不斷提高，中高檔模具比例將不斷增大，這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整所導(dǎo)致的模具市場未來走勢的變化。 和機(jī)械加工一樣要考慮到加工工藝問題，模具成型也要考慮到材料的注塑特性，在各特點(diǎn)都相差無幾的情況下，好的成型特性是山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 選擇材料的主要標(biāo)準(zhǔn)，以下是三種材料的性能和成型特性比較，如表 所示 。 宜 采用 ABS 塑料， ABS材料是線型結(jié)構(gòu)，非結(jié)晶型， ABS 材料常用于電器外殼、汽車儀表盤、日用品等。另外， ABS 與有機(jī)玻璃熔接性良好，用于制造雙色成形塑件。g1 ～ 拉伸強(qiáng)度 /Mpa 38 吸水率（ %） ～ 拉伸彈性模量 /Mpa 103 熔點(diǎn) /。 零件壁厚 本產(chǎn)品的壁厚設(shè)置為 ，是 通過實(shí)際測量， 根據(jù)零件的工作要求、擺放位置和 ABS 的化學(xué)和流動特性確定的。 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 澆注系統(tǒng)凝料按一個塑件體積的 60%進(jìn)行估算，則凝料體積V凝 = 60%= 。這些參數(shù)是山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 設(shè)計、制造、購買和使用注塑機(jī)的主要依據(jù)： (1)公稱注塑量 指在對空注射的情況下，注射 螺桿或柱塞做一次最大注射行程時，注射裝置所能達(dá)到的最大注射量，反映了注塑機(jī)的加工能力。 (5)鎖模力 是合模機(jī)構(gòu)施與模具上的最大夾緊力。根據(jù)以上的計算，初步選定公稱注射量為 125 3cm ，注射機(jī)型號為 XS125/630 臥式注射機(jī)，主要技術(shù)參數(shù)見表 。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 3 空調(diào)遙控器外殼注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 塑件在模具中的位置 塑件在成型模具中的位置，是由模具的分型面決定的。一副模具至少有一個分型面，有的有多個分型面。開模后，制品和流道留在動模，制品和澆注系統(tǒng)凝料從同一分型面內(nèi)取出，動模部分設(shè)有推出系統(tǒng)，開模后將制品推離模具。 (3) 盡可能減小制品在合模方向上的投影面積，以減小所需的鎖模力。 (7) 有利于澆注系統(tǒng)的合理設(shè)置。 為了是模具與注塑機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和積極性，并保證模具的精度，模具設(shè)計時應(yīng)該要確定模具型腔的數(shù)目。可根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 數(shù) n，根據(jù)公式 12m mKm Nn ?? 式（ ）得： 式中 K—注射機(jī)的最大注射量的得用系數(shù)，一般取 ； M N—注射機(jī)允許的最大注射量； m 2—澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量或體積（ g 或 cm179。同時考慮 到塑件尺寸的大小關(guān)系，以及制造費(fèi)用和各種成本費(fèi)等因素，初步確定一模四腔， 即一次注射成型四個塑料制件，采用 H 形布局，其優(yōu)點(diǎn)是型腔排列平衡，分流道設(shè)計 簡單。安裝部分起安裝和固定成型零件的作用；工作部分與塑料直接接觸，用來成型塑件。 故這里選取 40Cr 作為成型零件材料。 圖 凹模 凸模和成型桿的設(shè)計 凸模又稱型芯，是用以成型塑件內(nèi)表面的零部件。凸 模結(jié)構(gòu)如圖 所示。其中型腔尺寸可分為深度尺寸和徑向尺寸，型芯尺寸可分為高度尺寸和徑向尺寸。 對于上述型腔、型芯和中心距三大類尺寸，可分別采用三種不同的方法進(jìn)行設(shè)計計算。 (3)制品和模具上的中心距尺寸均采用雙向等值正、負(fù)偏差，它們的基本尺寸均為平均值。塑件為一般等級精度，即四級精度。 ? —是塑件上相應(yīng)尺寸的公差。 則塑件外部高度尺寸的轉(zhuǎn)換 Hs1= mm 根據(jù)以下公式計算凹模的高度尺寸 ： HM=[(1+ Sc) HsxΔ]0+δz 式（ ） 塑件的平均收縮率 Sc為： Sc=% 。 代入數(shù)值有 HM1=[(1+ Sc) Hs1x1Δ1]0+δz1 =[（ 1+） 6 ] ? mm = ? mm 型芯尺寸計算 (1) 型芯 徑向尺寸的計算 型芯用于塑件內(nèi)表面成型， 塑件的外部 整體可以分解為二個矩形和一個半圓，大矩形長 L 為 80mm,寬 B 為 50mm，小矩形長 l 為 20mm，寬 b為 10mm， 而圓的半徑 R 為 20mm，都屬于 A 類尺寸。 z? —塑件上相應(yīng)的尺寸制造公差，中小型塑件 z? =4? 。 ? —是塑件上相應(yīng)尺寸的公差 。 X—是系數(shù) ， 此處取 。澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則如下： （ 1）能順利地引導(dǎo)熔融塑料充滿型腔，不產(chǎn)生渦流，又有利于型腔內(nèi)氣體的排出。 （ 5）澆注系統(tǒng)流程較長或需要開設(shè)兩個以上澆口時，由于澆注系統(tǒng)的不均勻收縮導(dǎo)致塑件翹曲變形，應(yīng)設(shè)法予以防止。 主流道的設(shè)計 主流道與注射機(jī)噴嘴在同一軸心線上。另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計中常設(shè)計成可拆卸更換的交口套。根據(jù)該模具結(jié)構(gòu) ，取 L = 40mm 進(jìn)行設(shè)計。 取 α = 5176。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 圖 主流道結(jié)構(gòu)圖 主流道襯套的設(shè)計 主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機(jī)噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交換地反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的襯套式（俗稱澆口套）。 澆口套一般采用碳素工具鋼如 T8A、 T10A 等，熱處理要求淬火 53～ 57 HRC，保證足夠的硬度，但是其硬度應(yīng)低于與注射機(jī)噴嘴的硬度，以 防止噴嘴被破壞，圖 是此殼體的澆口套結(jié)構(gòu)形式 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 圖 主流道襯套結(jié)構(gòu)形式 分流道的設(shè)計 分流道是指主流道與澆口之間的通道。各種流道截面形狀的效率見圖 。 圖 為遙控器外殼分流道的截面圖 圖 遙控器分流道截面圖 (2) 分流道的尺寸設(shè)計 流道長度宜短，因?yàn)殚L的流道不但會造成壓力損失，不利于生產(chǎn)，同時也浪費(fèi)材料；但是過短，產(chǎn)品的殘余應(yīng)力增大，并且容易產(chǎn)生飛邊。 冷料穴 的設(shè)計 冷料穴位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端。在冷料穴底部有一 Z 形頭拉料桿，由側(cè)凹將主流道凝料鉤住，開模時隨塑件一起留在動模上。澆口的尺寸過小會使壓力損失增大，冷凝加快，補(bǔ)縮困難；澆口的尺寸過大，澆口周圍產(chǎn)生過剩的殘余應(yīng)力 ，導(dǎo)致產(chǎn)品變形或破裂，且澆口的去除困難等。 （ 3）澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免產(chǎn)生熔接痕、提高熔接痕的強(qiáng)度。 （ 6）澆口位置的設(shè)置應(yīng)防止型芯變形。 開設(shè)在模具的分型面上，去澆口方便，殘留痕跡??；熔體流速高；翹曲變形比直接澆口小， 其截面形狀簡單，易于加工，便于試模后修正。 以下圖 為空調(diào)遙控器的側(cè)澆口圖 BBB B 放大圖 側(cè)澆口 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 為了在注射成型過程中將型腔內(nèi)原有的空氣和塑料熔體中逸出的氣體排出，在模具分型處常開設(shè)排氣槽。 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計 從模具中推出塑件及澆注系統(tǒng)凝料的機(jī)構(gòu)成為脫模機(jī)構(gòu)或推出機(jī)構(gòu)，又稱頂出機(jī)構(gòu)。 (2) 保證塑件不變形損壞 這是脫模機(jī)構(gòu)基本的要求，首先要正確分析塑件對凹?；蛐托镜母街Φ拇笮∫约八诘牟课?，有針對性的選擇合適的脫模方法和脫模位置，使推出重心和脫模阻力中心相重合，型芯由于塑料收縮時對其包緊力最大，因此推出點(diǎn)應(yīng)該要靠近型芯，推出力應(yīng)該在塑件剛度和強(qiáng)度最好處，作用面應(yīng)盡可能要大一些。 脫模力的計算 脫模力是指將塑件從包緊的型芯上脫出時所需克服的阻力。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要形式有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位 [8]兩種 。對于脫模機(jī)構(gòu)為推板推出的模具，有推板的一側(cè)一定要設(shè)有導(dǎo)柱。 （ 5）導(dǎo)柱導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性，它多采用滲碳鋼（如 20 鋼、 20Cr等）經(jīng)滲碳淬火處理，其表面硬度為 48~55HRC，也可采用 T8 或 T10 經(jīng)淬火處理。 導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)形式為便于加工導(dǎo)柱導(dǎo)套安裝孔，獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，使用帶頭導(dǎo)柱。導(dǎo)套可以用淬火鋼或銅等耐磨材料制山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 34 造，但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，這樣可以改善摩擦，以防止導(dǎo)柱和導(dǎo)套被拉毛。 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 模具冷卻劑可以用水、壓縮空氣和冷凍水冷卻，而水冷最為普遍。冷卻水道的開設(shè)受模具上鑲塊和頂出桿等零件幾何形狀的限制，必須根據(jù)模具的特點(diǎn)靈活地設(shè)置冷卻裝置。一般冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)大于 10mm，常用 12～15mm[13]。 （ 4） 進(jìn)水管直徑的選擇應(yīng)使水流速度不超過冷卻水道的水流速度，避免產(chǎn)生過大的壓力降，同時也要考慮便于加工和清理。 （ 6） 注意干涉和密封等問題，避免將冷卻管道開設(shè)在塑料的熔