【正文】 1]．馮炳堯等編，《模具設計與制造簡明手冊》，上海：上?？茖W技術(shù)出版社， [2]．模具實用技術(shù)叢書編委會編，《模具制造工藝裝備及應用》，北京：機械工業(yè)出版社， [3]．《塑料模設計手冊》編寫組編著，《塑料模設 計手冊》，北京：機械工業(yè)出版社， [4]．許發(fā)樾主編，《實用模具設計與制造手冊》，北京：機械工業(yè)出版社， [5]．張明善主編，《塑料成型工藝及設備》，北京：中國輕工業(yè)出版社， [6]．王桂平等編，《塑料模具的設計與制造問答》，北京：機械工業(yè)出版社， [7]．王鵬駒主編，《塑料模具技術(shù)手冊》，北京：機械工業(yè)出版社， [8]．申樹義等編，《塑料模具設計》，北京：機械工業(yè)出版社， 五、進度計劃 2020 年 12 月 24 日 — 26 日 教師提供 課題及要求，學生選題收集資料， 熟悉課題，撰寫開題報告 2020 年 12 月 27 日 — 31 日 總體結(jié)構(gòu)方案或工藝方案設計 2020 年 1 月 2 日 — 4 日 結(jié)構(gòu)總圖 2020 年 1 月 5 日 — 7 日 裝配圖 2020 年 1 月 8 日 — 10 日 撰寫畢業(yè)設計說明書 2020 年 1 月 11 日 畢業(yè)設計答辯 教研室主任簽字 時間 年 月 日 畢業(yè)設計開題報告 題目 剃須刀電池盒的塑料零件注射模設 計 專業(yè) 模具設計與制造 班級 模具 1001 班 學生姓名 郭春陽 一、 文獻綜述 本課題主要是塑料成型件的設計，也就是塑料模的工藝方案分析及確定工藝計算，模具結(jié)構(gòu)設計計算等內(nèi)容。 內(nèi)容要求：簡潔，主題鮮明，內(nèi)容編排得當合理，能很好的體現(xiàn)主題。其中包括利用 Pro/e 軟件繪制零件的三維圖，并由此進行 3D 開模、工件的工藝分析、注塑機的選用和校核、模具設計和確定了型腔的排布的難點，澆注系統(tǒng)的設計和模具總體結(jié)構(gòu)。詳細介紹了型芯、型腔、推件裝置等零部件的設計和制造。 要求 ：（ 1）制定注射成型工藝及制造方案（ 2）模具總裝圖、型芯及凹模零件圖（ 3）畢業(yè)說明書。為了提高生產(chǎn)效率，因此在設計時要求結(jié)構(gòu)簡單，但是一定要保證其精度要求。最后對其中一個零件“電池盒”進行了一模四腔的設計開發(fā)，其中包括凸、凹模的設計、模架的選擇、注射機的選擇與校核、澆注系統(tǒng)的設計、冷卻系統(tǒng)的 設計、推出機構(gòu)的設計、復位機構(gòu)的設計等各項工作。 1996 年至 2020 年間，中國模具制造業(yè)的產(chǎn)值年平 均增長 14%左右， 2020 年增 長 25%左 右，廣東、江蘇、浙江、山東等模具發(fā)達地區(qū)的增長在 25%以上。體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級進模、覆蓋面大增，已從電機、電鐵芯片模具，擴大到接插件、電子零件、汽車零件、空調(diào)器散熱片等家電零件模具上。模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高；模具 交貨期較前縮短?？焖俳?jīng)濟制模技術(shù)得到了進一步發(fā)展，尤其這一領域的高新技術(shù)快速原型制造技術(shù) (RPM)進展很快，國內(nèi)有多家已自行開發(fā)出達到國際水 平的相關設備。氣體輔助注射成型技 術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在 29～ 34 英寸電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了 CMOLD 氣輔軟件，取得較好的效果。 滄州職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 2 據(jù)有關方面預測，模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。 我國塑料模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展 方向 1） 在塑料模設計制造中全面推廣應用 CAD/CAM/CAE 技術(shù)。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關鍵。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多滄州職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 3 腔所致。 6）提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。 滄州職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 4 第 2 章 剃須刀電池盒的造型設計 剃須刀由四個零件組成：頭部、主體、尾部以及電池盒。 ABS是 acrylonitritlebutadienestyrene copolymer 的縮寫，中文名是丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物。阻燃級的 ABS 樹脂則用于電子計算機的殼體，控制臺、電信、光盤音響設備、彩電的機殼等。 綜合性能較好，沖擊強度較高，化學穩(wěn)定性、電性能良好。 表 22 注射成形工藝參數(shù) 注射機類型 預熱和干燥 料筒溫度（℃） 噴嘴溫度（℃） 溫度（℃） 時間（ h） 后段 中段 前段 螺桿式 80～ 95 4～ 5 150～ 170 165～ 180 180～ 200 170～ 180 模具溫度（℃） 注射壓力（ Mpa） 成形時間（ s） 50～ 80 60～ 100 高壓時間 保壓時間 冷卻時間 成形時間 0～ 5 15～ 30 15～ 30 40～ 70 螺桿轉(zhuǎn)速（ r/min） 后 處 理 方 法 溫度（℃） 時間（ h） 30～ 60 紅外線燈、烘箱 70 2～ 4 剃須刀電池盒的結(jié)構(gòu)分析 該電池盒裝有三節(jié)干電池，給剃須刀提供電源。電池盒壁厚的厚度不 宜過大或過小。 2）壁厚和圓角 塑件 壁厚力求各處均勻，以免產(chǎn)生不均勻收縮等成形缺陷。但是本次設計中，考慮到生產(chǎn)成本的盡量縮小，該空孔的高度不高，以及我們需要的孔在工藝上要求不高，我們采用分型面直接成形法。 V 注 — 注射機注射容量（ cm3） 。 P 鎖 — 注射機額定鎖模力（ N）。 在這個設計中 p 成 = 80 Mpa P 注 = 122Mpa 顯然， 80 122Mpa，因此注射壓力也滿要求。對在液壓機械聯(lián)合鎖模的立式、臥式注射機上使用 的一般澆口模具，關系按 35 式校核 H1 + H2 + 5～ 10mm ≤ s （ 35） 式中 H1 — 脫模距 離 (推出距離 )（ mm）； H2 — 塑件高度（包括澆注系統(tǒng)）（ mm）； S — 注射機模板行程（ mm）。 2) 定位參照零件 執(zhí)行菜單管理器中的 [模具 /模具型腔 /定位參照零件 ]命令，系統(tǒng)將同時彈出 [布局 ]對話框和 [打開 ]對話框，在 [打開 ]對 話框中選取 作為模具的參照 零件，單擊 [打開 ]按鈕。 3) 模型布局 本設計采用一模四件的布局方式將參照模型分布好。 成型零件設計 成型零件在此 主要是指型心（ Core）和型腔 (Cavity),型心和型腔圍合而成的空腔即是塑料制件的體積。 單擊菜單管理器中的 [模具 /收縮 ]命令，系統(tǒng)將提示選擇對象，在圖中任選一個電池盒參照模型。 分型面的形狀 主要有平面、斜面、階梯面、曲面等。 2)選擇分型面時，應盡量只采用一個與開模方向垂直的分型面，并盡量避免側(cè)向抽芯與側(cè)向分型。 5)分型面的選擇應 有利于排氣。 分型面的形式參見《模具設計與制造簡 明手冊》圖 240，其 選擇示例見《模具設計與制造簡明手冊 》表 247。 主澆道：從注射機的噴嘴與模具接觸的 部分到分澆道為止的一段流道。 主澆道的設計 主澆道是 一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。由于注射機的噴嘴半徑為 S12，所以為澆口套取 S15。因此分流道設計應滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔?？紤]到圓形截面的分流道在注射過程中對塑料流動的阻力最小，流動效率最高，因此我們選用圓形截面的分流道，直徑為3mm。 主澆道和分流道布置位置如圖 46 所示，其中主流道至各澆口流動距離 相等，保證了塑料在填充過程中同時到達。澆口的大小對塑件是否成型和成型后的質(zhì)量有很大的關系。 4）澆口的位置應有利于型腔內(nèi)氣體的排出。 根據(jù)以上一些原則，本設計采 用側(cè)澆口，側(cè)澆口又稱邊緣澆口，國外稱之為標準澆口。 冷料穴 在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機噴嘴和主澆道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機料筒以內(nèi)約 10－ 25mm 的深度 有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達到正常的塑料熔體溫度。冷料穴一般開設在主流道對面的動模板上（也即塑料流動的轉(zhuǎn)向處），其標稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的 1－ 倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積，冷料穴有六種形式，常用的是端部為 Z 字形和拉料桿的形式，具 體要 根據(jù)塑料性能合理選用。凹模的冷卻系統(tǒng)采用開設冷卻水孔的方式，冷卻水孔的開設原則如下： 冷卻水孔的 數(shù)量應盡可能多，直徑盡量大。 水孔通過鑲塊時，防止鑲套管等漏水。 凸模的冷卻系統(tǒng)采用直孔隔板示 冷卻，與分型面垂直的管道和底部的 橫向管道形成冷卻回路，同時為了使冷卻水沿著冷 卻回路流動，在每一個直管道中均設置有隔板。推出元件制造簡便，更換容易，滑動阻力小，推出效果好，其結(jié)構(gòu)型式見《模具設計與制造簡明手冊》表278。 推桿裝配后不應有軸向竄動，其端面應高出型腔或鑲件平面 ～ 。如果無法避開側(cè)抽芯，則應設置先復位機構(gòu)。但型芯周邊形狀復雜時，推件板的型孔加工較困難。 采用有配合斜度的推件板，其配合間隙須小于塑料溢邊值。我們選擇 A2 型。根據(jù)成型零件大小，我們選擇 250250 的 A2 型模架，其具體尺寸見表 51。 滄州職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 19 圖 52 帶頭導柱 外形 2．導套設計 本設計導套選用帶頭導套。其尺寸見表 54，外形見圖 54。我們選用的推件板推桿的外形見圖 56，尺寸見表 56。我們 選用的水嘴的外形見圖 58，尺寸見表 58。 圖 510 密封螺釘 至此完成模架裝配體中需要的零件模型。以檢驗樣件來修正和驗收模具，是塑料模具這種特殊產(chǎn)品的特殊性。原因分析： 1．粘著模腔 制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設計意圖相反，離開型芯一側(cè)，滯留于模腔內(nèi)，致使脫模機構(gòu)失效，制品無法取出的一種反常現(xiàn)象。 （ 4） 模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮。 （ 3） 模腔溫度過高，使制件在設定溫度內(nèi)不能充分固化。 （ 2） 料道徑向尺寸相對制品壁厚過大，冷卻時間內(nèi)無法完成料道物料的固化。 一旦發(fā)生上述情況，首先要設法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護模具成型部位不受損傷。 （ 1） 注射填充不足 所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整的制件。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，避免采用半圓形、球缺形料道。 b. 型腔排氣不良 這是極易被忽視的現(xiàn)象，但以是一個十分重要的問題。應調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。這時要繼續(xù)注射，提高模具溫度、降低注射壓力，縮短保壓時間，制件尺寸可得到改善。 對以上出現(xiàn)的缺陷調(diào)試時，盡可能先采用改變成形工藝條件，后采用修正模具來消除成形缺陷。 模具條件：加大主流道、分流道和澆口；減小澆口區(qū)面積；加大噴嘴；增加排氣槽；改變澆口位置。 模具條件：矯正修理分型面。 模具條件：加大噴嘴；改變冷卻水道位置。 模具條件：加大主流道、分流道和澆口；減小澆口區(qū)面積；加大噴嘴；改變冷卻水道位置；改變澆口位置。 模具條件：加大主流道、分流道和澆口；改變冷卻水道位置；增加排氣槽；改變澆口位置；研磨模腔表面；增加冷料穴容量；研磨主流道、分流道和澆口。 模具條件 ：改變噴嘴位置；研磨主流道襯套；改變主流道拉料桿形式。 模具條件：加大主流道、分流道和澆口；減小澆口區(qū)面積；改變冷卻水道位置；增加排氣槽；改變澆口位置；研磨模腔表面；增加冷料穴容量；研磨主流道、分 流道和澆口。 伴隨經(jīng)濟建設，特別是汽車、機械、電子、日用制造等 行業(yè)的飛速發(fā)展，對模具設計與制造的人才的需求與日俱增，模具設計制造，特別是注射模具的設計與制造將更為受到重視，并將會廣泛應用到各個領域中，飛速發(fā)展。 其次還要感謝和我一起度過三年大學的朋友，是你們在我失意時給我鼓勵，在我失落時給我支持，感謝你們和我一路走來，讓我在人生這一驛站中倍感溫暖！ 最后祝愿所有的老師和同學工作順利，身體健康。