【正文】 出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 IV摘 要針對傳統(tǒng)的注塑模設(shè)計(jì)方法中存在的缺點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)采用了 UG 軟件中的Mold Wizard 注塑模設(shè)計(jì)模塊，完成了多及外殼注塑模的設(shè)計(jì)并生成了其三維模型。第三章介紹了模具中的各個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中包括澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成型零部件的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、排氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。但是, 注射成型產(chǎn)品尺寸精度要求越來越高, 塑件形狀也越來越復(fù)雜, 因此, 對注射模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也要求越來越高, 要求設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過程中要能大膽創(chuàng)新,設(shè)計(jì)的模具即要結(jié)構(gòu)合理, 又要滿足產(chǎn)品精度和形狀要求。采用 CAD 技術(shù)是模具生產(chǎn)的一次革命，是模具技術(shù)發(fā)展的一個顯著特點(diǎn)。該模塊還可以與Unigraphics 的其他模塊結(jié)合使用，增強(qiáng)了設(shè)計(jì)的自由性，可以設(shè)計(jì)一些復(fù)雜程度較高的模具。在塑料成型生產(chǎn)中，先進(jìn)的磨具設(shè)計(jì)、高質(zhì)量的模具制造、優(yōu)質(zhì)的模具材料、合理的加工工藝和現(xiàn)代的成型設(shè)備等是成型優(yōu)質(zhì)塑件的重要條件。目前，模具的 CAD 技術(shù)及其應(yīng)用日趨成熟，并且發(fā)揮著越來越重要的作用。國內(nèi)大型、精密、復(fù)雜、長壽命的模具占總量比例不足 30%，而國外在 50%以上。在 20 世紀(jì)，能夠進(jìn)行復(fù)雜形體幾何造型和 NC 加工的 CAD/CAM 系統(tǒng)，主要是在工作站上采用 UNIX 操作系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用的，如美國的 Pro/E、UGⅡ、CADDS5 軟件等。根據(jù)塑件的特點(diǎn)提出了初步的設(shè)計(jì)方案，然后經(jīng)過分析和設(shè)計(jì)計(jì)算對該方案進(jìn)行了準(zhǔn)確設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品為多級外殼注塑模具，為適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)，該模具設(shè)計(jì)為一青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文3模兩腔，型腔排成對稱式，借助液壓系統(tǒng)進(jìn)行鉸鏈孔的側(cè)向抽心。設(shè)計(jì)時，首先建立塑件完好的三維實(shí)體模型，把模型加載到 UG 裝配中。它具有良好的綜合性能，是堅(jiān)韌、質(zhì)硬、剛性好的熱塑性工程材料。ABS 無毒、無味，吸水性低。ABS 易溶于醛、酮、酯及氯化烴；可燃，熱變形溫度低。 塑件結(jié)構(gòu)分析與造型設(shè)計(jì)塑件公差等級為 MT5，結(jié)構(gòu)如圖 2—2—2—3 所示：圖 2—1 塑件側(cè)面視圖青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文5圖 2—2 塑件背面視圖圖 2—3 塑件立體視圖青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文6 塑料成型工藝分析與制定熱塑性塑料注射成型工藝過程如圖 2—4 所示：圖 2—4 熱塑性塑料注射成型工藝過程塑化是指塑料在注塑機(jī)料筒內(nèi)混煉受熱從而達(dá)到理想的可模塑狀態(tài)（即黏流態(tài)或熔融態(tài)）的過程。主要由注射裝置、鎖模裝置、液壓傳動及電器控制系統(tǒng)、機(jī)架等組成，如圖 25 所示。但是，模具裝拆與嵌件安放都比較麻煩，機(jī)床占地面積較大。例如：國產(chǎn)注塑機(jī) xsz30 型、xszy500 型、xszy1000 型，表示注塑機(jī)可注射聚苯乙烯塑料的公稱容積為 30cm500cm3 和 1000cm3，xs塑料注射成型機(jī)，z柱塞式，zy螺桿式。??2公 公 1（ ）青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文8為注射塑料的密度（g/cm 3）與聚苯乙烯密度之比。根據(jù)注塑機(jī)的最大注射量來確定模具所允許的型腔數(shù)目 N，可用下式計(jì)算：??????公 澆件所以 2=4式中 V 澆 ——澆注系統(tǒng)和溢邊塑料的體積 cm3V 件 ——一個塑件所需的塑料體積 cm3K——設(shè)備公稱注射量的利用率 K=～ 注射壓力的校核注射機(jī)的最大注射壓力應(yīng)大于等于塑件成型所需的注射壓力。注塑機(jī)的鎖模力必須大于模具在模腔壓力作用下產(chǎn)生的開模力，否則模具分型面將會分開而溢料。模具厚度與注射機(jī)模板的閉合厚度，安裝模具的厚度（Hm）應(yīng)在注射機(jī)的最大厚度和最小厚度之間。⑴模具裝機(jī)時，定位圈應(yīng)與注塑機(jī)定模板的定位孔配合間隙 ～ 之間。因?yàn)橹破穬?nèi)是階梯狀脫模，所以Sm = H1 + H2 +（5～10mm）式中 H1——推出距離（脫模距離）H2——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度Sm= H1 + H2+10=360+110+10=480＜700mm青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文12 注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸的校核不同型號的注射機(jī)安裝部位的形狀和尺寸各不相同，設(shè)計(jì)模具是應(yīng)對相關(guān)尺寸加以校核，以保證模具能順利安裝。 定位圈尺寸 模具安裝在注射機(jī)上必須是模具中心線與料筒、噴嘴中心線相重合，定位圈與注射機(jī)固定模板上的定位孔呈間隙配合（H8/e8 ）。模具長、寬尺寸與注射機(jī)拉桿距離的關(guān)系。模具的固定形式有壓板式與螺釘式兩種。由于我設(shè)計(jì)的這款注射機(jī)開模行程與模具厚度有關(guān)。最終確定選擇 XSZY1000 型號的注射機(jī)。主澆道襯套設(shè)計(jì)如圖 3—2 所示：圖 3—2 主澆道襯套青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文15，實(shí)現(xiàn)快速裝模、調(diào)模、避免注射機(jī)噴嘴受損及熔料注射時產(chǎn)生溢料、漏料等現(xiàn)象。 成型零部件的設(shè)計(jì)成型零部件是決定塑件幾何形狀和尺寸的零件。型芯型腔按結(jié)構(gòu)不同主要可分為整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)形式。在型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，由于采用了 UG 中的Mold Wizard 模塊，型腔型芯是根據(jù)所畫的塑件三維模型自動生成的。的脫模斜度，螺紋始端和末端按塑料螺紋的結(jié)構(gòu)要求設(shè)計(jì)，以防止從塑件上擰下時拉毛塑料螺紋。塑件成型后的收縮變化與塑料的品種，塑件的形狀、尺寸、壁厚，成型工藝條件，模具的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。所用塑件的材料為 ABS，其收縮率一般取 S=。模具成型零件的制造精度愈低，塑件尺寸精度也愈低，尤其是對于小的塑件精度影響更大。其中脫模摩擦磨損是主要的因素。綜上所述，塑件在成型過程中產(chǎn)生的尺寸誤差應(yīng)該是上述各種誤差的總和，即 zscja????式中 δ——塑件的成型誤差；δz——模具成型零件制造誤差；δs——塑料收縮率波動引起的誤差；青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文18δc——模具成型零件的磨損引起的誤差；δj——模具成型零件配合間隙引起的誤差；δa——模具裝配引起的誤差。尤其對于尺寸精度要求高的或大型的模具型腔，更不能單純地憑經(jīng)驗(yàn)確定他們的尺寸。理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐表明，對于小尺寸模具型腔，在發(fā)生大的彈性變形前，其應(yīng)力往往超過了模具材料的許用應(yīng)力，因此，強(qiáng)度不足是主要矛盾，計(jì)算型腔壁厚應(yīng)以滿足強(qiáng)度條件為準(zhǔn)。ABS 塑料屬于中粘度塑料，這種塑料不發(fā)生溢料的間隙允許變形值〔σ〕≤。即〔σ〕＜tS式中 〔σ〕——保證塑件順利脫模的型腔允許彈性變形量，mm t——塑件的壁厚，mm S——塑件的收縮率。結(jié)構(gòu)零部件部分介紹的內(nèi)容包括注射模的標(biāo)準(zhǔn)模架。 導(dǎo)向與脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)塑料模具設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，在模具工作時，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以維持動模和定模正確合模，合模后保持型腔的正確形狀。20′，取型芯脫模斜度為 47′，型腔脫模斜度為 1176。所設(shè)計(jì)塑件上有兩個孔，需要側(cè)向抽芯分型，模具上成型該處的零件就必須制成可側(cè)向移動的零件（活動型芯）。側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)如圖 3—9 所示：圖 3—9 油缸側(cè)抽芯由于水的熱容量大、傳遞系數(shù)大、成本低、使用方便、冷卻效果好等特點(diǎn)，因此采用水作為冷卻介質(zhì)。型腔冷卻采用如圖 3—10 所示前后打通的形式：青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文21圖 3—10 冷卻型腔型芯冷卻采用如圖 3—11 所示導(dǎo)流板形式：青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文22圖 3—11 冷卻型芯 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 23 第四章 基于UG 的注塑模建模步驟 UG中 Mold Wizard模塊Mold Wizard（模具向?qū)В┦?UG 軟件中設(shè)計(jì)注塑模具的專業(yè)模塊，可方便快捷地完成注塑模具設(shè)計(jì)過程中的分型、型腔、型芯、滑塊、嵌件、推桿、鑲塊、電極，以及模具的模架、澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。? 多模腔設(shè)計(jì)：在一個模具里生成多個不同的塑料制品的型芯和型腔。? 型腔布局：指定零件在毛坯中的位置。 ? 模架：按照實(shí)際的要求選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)模架。? 頂桿后處理：在分模時把制品頂出模腔的器件，屬于標(biāo)準(zhǔn)件。鑲塊是指由于模具具有較長的形狀，或者具有難以加工的位置。? 流道：產(chǎn)生流道。 ? 電極：生成電極組件。? 材料清單：基于模具的裝配狀態(tài)產(chǎn)生的與裝配信息相關(guān)的模具零件列表。? 刪除文件：將所設(shè)計(jì)模具的部分或全部不合理的部分刪除。圖 44 “項(xiàng) 目 初 始 化 ”對 話 框 定義模具坐標(biāo)系Mold Wizard 規(guī)定 XC—YC 平面為模具裝配的主分型面，坐標(biāo)原點(diǎn)位于模架的動定模接觸面的中心，+ZC 方向?yàn)轫敵龇较?，因此定義模具坐標(biāo)系必須考慮產(chǎn)品形狀。圖 46“模 具 CSYS”對 話 框青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 29 編輯收縮率塑料受熱膨脹，遇冷收縮，因而采用熱加工方法制得的制件，冷卻定型后其尺寸一般小于相應(yīng)的模具尺寸，所以設(shè)計(jì)模具時，必須把塑件的收縮量補(bǔ)償?shù)侥＞叩南鄳?yīng)尺寸中去，這樣才可以得到符合尺寸要求的塑件。 型腔布局模具坐標(biāo)系可以定義模腔的方向和分型面的位置，但不能確定模腔在 XY平面中的分布。然后在單擊“自動對準(zhǔn)中心”按鈕，塑件會自動對準(zhǔn)中心。單擊工具欄上的分型按鈕，系統(tǒng)彈出如圖 48 所示的“分型管理器”對話框，可以實(shí)現(xiàn)以下幾種設(shè)計(jì)：圖 48 “分 型 管 理 器 ”對 話 框? 創(chuàng)建分型線，自動識別產(chǎn)品的最大了輪廓線。? 創(chuàng)建模具的型芯和型腔。 分型 線 即 為 拉 伸 體 與 塑 件 體 的 交 線 。單擊“ 確定”按鈕，彈出“塑料部件驗(yàn)證”對話框，如圖 410 所示，單擊“設(shè)置區(qū)域顏色”按鈕，然后選擇塑件中屬于型腔的部分，設(shè)置其顏色。圖 49“MPV 初 始 化 ”對 話 框圖 410 “塑 料 部 件 驗(yàn) 證 ”對 話 框青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 32 圖 411 塑 件 型 腔 ——型 芯 顏 色圖 412 分 型 線創(chuàng)建引導(dǎo)線○ 3單擊“引導(dǎo)線設(shè)計(jì)”按鈕，彈出“引導(dǎo)線設(shè)計(jì)”對話框，選擇分型線上要創(chuàng)建的點(diǎn)，如圖 413 所示。⑤創(chuàng)建型芯和型腔單擊“抽取區(qū)域和分型線”按鈕，彈出“定義區(qū)域”對話框，如圖 416 所示。選擇Cavity region，單擊“應(yīng)用 ”按鈕，然后選擇 Core region，單擊“確定”按鈕。也可對模架庫進(jìn)行擴(kuò)展以滿足特殊需要。? 復(fù)制模架模型到注塑模向?qū)Чこ讨?。系統(tǒng)自動加載。然后調(diào)整定位圈在模具中的位置，最后去定其位置。單擊“確定”按鈕，加載流道，得到如圖 426 所示的流道。冷卻水道如圖 427 所示。圖 429 液 壓 缸青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 42 圖 430 脫 模 機(jī) 構(gòu) 裝 到 模 具 上青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 43 結(jié)論本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是自主設(shè)計(jì)一套螺紋蓋注塑模具，通過查閱設(shè)計(jì)手冊，了解注塑模的設(shè)計(jì)步驟，最終確定了螺紋