【正文】 的設(shè)計(jì)水平和加工能力，中國(guó)模具協(xié)會(huì)向全國(guó)模具行業(yè)推薦適合模具企業(yè)使用的 CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)。我國(guó)塑料模具工業(yè)今后的主要第 4 頁(yè) 共 8 頁(yè) 發(fā)展方向?yàn)椋禾岣叽笮?、精密、?fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例；在塑料模具設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)；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)；開發(fā)新的成型工藝與快速經(jīng)濟(jì)模具；提高塑料模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。近十年來，注塑模 CAD 技術(shù)在不斷進(jìn)行理論和試驗(yàn)研究的同時(shí)，十分注意向?qū)嵱没A段發(fā)展，一些商品軟件逐步推出，并在推廣和實(shí)際應(yīng)用中不斷改進(jìn)。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，除了應(yīng)掌握注射成型工藝過程外， 還應(yīng)對(duì)所選用的注射機(jī)的有關(guān)技術(shù)參數(shù)有全面的了解，以保證設(shè)計(jì)的模具與使用的注射機(jī)相適應(yīng)。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑料間還發(fā)生摩擦。脫模方式是由塑件的特性決定的。 主要零部件強(qiáng)度 、 剛度的計(jì)算 設(shè)計(jì)出零件后，還需要計(jì)算它的強(qiáng)度和剛度，看其能否使用要求。 型腔數(shù)量的確定 型腔的數(shù)量不好確定。 第 7 頁(yè) 共 8 頁(yè) 6 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所必須具備的工作條件及解決的辦法 必須具備的條件 ，先要對(duì)國(guó)內(nèi)外和設(shè)計(jì)有關(guān)的資料有一定的了解，知道該怎么進(jìn)行。 。 。 第 08 周：對(duì)塑件進(jìn) 行成型工藝分析，選擇注塑機(jī)，模架，校核最大注射壓力。 第 12 周：設(shè)計(jì)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)，并繪制零件的二維和三維圖形。 第 16 周：檢查整個(gè)設(shè)計(jì)過程，提交畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，進(jìn)行畢業(yè)答辯。 本次設(shè)計(jì)的是高壓瓶蓋。接著進(jìn)行注射機(jī)的選擇和標(biāo)準(zhǔn)模架的確定，并對(duì)注射機(jī)進(jìn)行校核，再進(jìn)一步對(duì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 、 推出機(jī)構(gòu) 、 冷卻系統(tǒng)等進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。最后，利用 AutoCAD2021 繪圖軟件繪制主要的零部件圖和模具裝配圖。注射成型是大量生產(chǎn)塑料制品的一種成型方法，二十多 年來，國(guó)外的注塑模 CAD 技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。在此次設(shè)計(jì)中，主要會(huì)用到所學(xué)的注射模設(shè)計(jì)，機(jī)械制圖以及機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。在寫畢業(yè)論文的過程中，我參考了《塑料膜 成型 模具設(shè)計(jì)》 、 《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》 、 《簡(jiǎn)明塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》等有關(guān)教材，引用了其中的公式及圖表。作為學(xué)習(xí)模具設(shè)計(jì)專業(yè)的大學(xué)生，為了將來能夠更好的從事塑料模具設(shè)計(jì)這一行業(yè)，我們應(yīng)當(dāng)能夠了解和掌握塑料模具的一般設(shè)計(jì)步驟。同時(shí)，我們還能夠從這次設(shè)計(jì)中學(xué)到在實(shí)際工作中解決困難的途徑，為我們撿來的工作奠定了基礎(chǔ)。在大型模具方面已經(jīng)能生產(chǎn) 48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具 、 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具 [2]；精密塑料模具方面，已經(jīng)能生產(chǎn)相機(jī)塑料件模具 、 多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具 [2]。選題背景 第 3 頁(yè) 共 48 頁(yè) 在制造技術(shù)方面， CAD/CAM/CAE 技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階 。對(duì)于國(guó)內(nèi)一些中小型模具企業(yè)，則很少應(yīng)用 CAD/CAM，有些僅停留在以計(jì)算機(jī)代替固板繪圖。 雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造，工藝裝備水平已經(jīng)比較先進(jìn)，有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國(guó)外，但大部分企業(yè)的工藝裝備仍比較落后。模具企業(yè)不但要重視模具的開發(fā)，同時(shí)也要重視產(chǎn)品的創(chuàng)新。市場(chǎng)需求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展一時(shí)還難以跟上，供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時(shí)間。 發(fā)展趨勢(shì) 在信息化帶動(dòng)工業(yè)化發(fā)展的今天，我們既要看到成績(jī)，又要重視落后，要抓住機(jī)遇，采取措施，在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，融入到國(guó)際市場(chǎng)中去，以促進(jìn)中國(guó)模具行業(yè)的快速發(fā)展， 我國(guó)塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向 為 ： （ 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。 （ 4）開發(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。 （ 7）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。 70 年代已經(jīng)開始應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)熔融塑料在圓形 、 管形和長(zhǎng)方形型腔內(nèi)的流動(dòng)情況進(jìn)行分析。 3 注射成型工藝規(guī)程的編制 塑件的工藝性分析 塑件的 原材料分析 塑件的材料采用 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 (ABS),屬熱塑性塑料。 從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓錐形，在頂部?jī)蓚?cè)壁上有2 個(gè)小孔，其為通孔。該零件屬于中等復(fù)雜程度零件。 （ 3）表面質(zhì)量分析。澆注系統(tǒng)的體積為 179。 故塑件的質(zhì)量為： W=V? = = g 經(jīng)計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量，根基手冊(cè)，采用一模一件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時(shí)所需的壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注塑機(jī)為 XSZ250 型。 料筒溫度：后段溫度 t1 選用 200℃ ； 中段溫度 t2 選用 220℃ ； 前段溫度 t3 選用 240℃ ； 噴嘴溫度：選用 200℃ ； 注射壓力：選用 100MPa（相當(dāng)于注射機(jī)表壓 35kgf）； 注射時(shí)間：選用 15s； 保壓壓力：選用 72MPa（相當(dāng)于注射機(jī)表壓 25kgf）； 保壓時(shí)間：選用 10s； 冷卻時(shí)間：選用 15s。； 塑V — 塑件的體積（ cm179。 代入數(shù)據(jù)，計(jì)算得： ???機(jī)V cm179。 鎖模力的校核 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 共 48 頁(yè) 在注射成型時(shí)，為了防止模具分型面被注射壓力頂開，必須對(duì)模具施加足夠的鎖模力，否則在分型面處將產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，因此注射機(jī)的額定鎖模力必須大于注射壓力，即： KAqF? 式中 F — 注射機(jī)的額定鎖模力（ N），取 F =1800 310? N； A— 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積（ cm178。 N= 10179。 分型面的選擇 模具設(shè)計(jì)中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切 的關(guān)系，并且直接影響到塑料熔體的流動(dòng)充填特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注塑模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。 圖 3 方案二 如圖 3 所示的方案二，取 AA 為分型面，則塑件內(nèi)壁處的凸筋無法抽芯，且澆注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 共 48 頁(yè) 口的位置很難 確定，側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)很復(fù)雜，需要很大的抽芯距，增加了模具設(shè)計(jì)的難度。 按注射機(jī)的塑化能力確定型腔的數(shù)量 1NsjpmmtKm ?? 3600 （ 1） 式中 1N — 型腔的數(shù)量； K — 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取 ； pm — 注射機(jī)的額定塑化量（ g/h 或 cm179。），取 jm = sm — 單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積（ g 或 cm179。 由于型腔的數(shù)目為一腔，所以這里就不需要再確定型腔的排列方式了。 （ 3）系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)（太小則壓力及熱量損失大，太 大則塑料耗費(fèi)大）；盡量減少?gòu)澱?，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀。 ~6176。主流道與注射機(jī)噴嘴應(yīng)緊密對(duì)接，主流道對(duì)接處應(yīng)制成半球形的凹坑，則有： R=R0 +(1~2)mm D=d0 +(~1)mm 取主流道球面半徑 R=20mm； 取 主流道的小端直徑 d=φ 5mm； 凹坑的深度為 h=5mm。 澆口的設(shè)計(jì) 澆口又稱進(jìn)料口， 是連接流道與型 腔之間的一段細(xì)短通道（直接澆口除外），是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部 分，其主要作用為： （ 1）型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，可以防止熔體倒流。但澆口尺寸過小會(huì)使壓力損失大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象， 影響塑件質(zhì)量 [7]。 （ 4）澆口位置的設(shè)計(jì)應(yīng)減少或避免生成熔接痕。 （ 3）點(diǎn)澆口一般開在塑件的頂部，注射流程短，拐角小，排氣好，易于成型。 （ 2）消除了塑件在脫 模時(shí)內(nèi)部形成真空，脫模困難的問題。 （ 2）模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，便于加工，流程短，壓力損失小。 冷料井 和拉料桿 的設(shè)計(jì) 冷料井 位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端，其作用是接受料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件的質(zhì)量，開模時(shí)又能將主流道的凝料拉出。開模時(shí)，拉料桿通過鉤頭拉住井內(nèi)的冷料，使主流道凝料脫出定模，然后隨推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，將凝料與塑件一起推出動(dòng)模。圖中塑件的顏色為綠色，說明填充狀況良好。 圖 14 溫度變化 圖 14 所示為注射時(shí)的溫度變化的狀況， 從圖中可以看出，在整個(gè)注射的過程中，溫度的變化不明顯，因此，在模具設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到塑件的冷卻，即必須設(shè)置冷卻系統(tǒng)。 注射模內(nèi)的氣體有以下幾個(gè)來源： （ 1）進(jìn)料系統(tǒng)和型腔中存有的空氣； （ 2）塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣； （ 3）由于注射溫度過高，塑料分解所產(chǎn)生的氣體； （ 4）塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體。 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和 型芯 、 型腔以及模具的結(jié)構(gòu)，本副模具因?yàn)樾托竞托颓痪遣捎?鑲嵌式 結(jié)構(gòu)，可以利用配合間隙排氣。 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 共 48 頁(yè) 本次模具設(shè)計(jì)中采用一模一腔的結(jié)構(gòu)形式，考慮到塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及加工的難易程度和材料的利用價(jià)值等因素，凹模采用鑲嵌式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式如圖 16 所示： 圖 16 凹模 圖中件 2 為左滑塊，其上 3 用于安放左斜導(dǎo)柱， 4 用于安放左側(cè)型芯。 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯主要是與凹模 相結(jié)合構(gòu)成模具的型腔。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要作用有：定位 、 導(dǎo)向和承受一定的側(cè)壓力。若側(cè)壓力很大時(shí)，不能單靠導(dǎo)柱來承擔(dān)，需增設(shè)錐面定位作用 [10]。 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此導(dǎo)柱采用 T8A 鋼（經(jīng)淬火處理），硬度為 50~55HRC。導(dǎo)向孔要做成通孔，以利于排出孔內(nèi)的空氣。在設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)，須遵循以下原則 [12]： （ 1）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)計(jì)在動(dòng)模的一側(cè)； （ 2）推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證塑件不應(yīng)推出而變形損壞； （ 3）推出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確 、 靈活 、 可靠； （ 4）選擇合適的脫模方式和恰當(dāng)?shù)耐瞥鑫?置，使塑件平穩(wěn)脫出，保證塑件不變形，不影響塑件外觀。 脫模力的計(jì)算 注射成型后，塑件在模具中冷卻定型，由于體積收縮，會(huì)對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力，塑件必須克服摩擦阻力和大氣壓力才能從模具中脫出。 ），取 ? =1176。 代入數(shù)據(jù)，計(jì)算得： 0 4 ????d mm 由于推桿是標(biāo)準(zhǔn)件，故其直徑可取為 216。12mm，其結(jié)構(gòu)圖如圖 22 所示： 圖 22 復(fù)位桿 側(cè)抽芯機(jī) 構(gòu)設(shè)計(jì) 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計(jì) 第 28 頁(yè) 共 48 頁(yè) 該塑件側(cè)壁上有兩個(gè)小孔，把手處還有一個(gè)長(zhǎng)孔， 另外，塑件內(nèi)壁上還有兩個(gè)凸筋，它們阻礙成型后塑件從模具中脫出。 （ 1）手動(dòng)抽芯。 液壓或氣動(dòng)抽芯是指?jìng)?cè)向分型的活動(dòng)型芯可由液壓傳動(dòng)或氣壓傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)抽出。機(jī)動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但是抽芯不需要人工操作 、 抽拔力較大，具有靈活 、 方便 、 生產(chǎn)效率高 、 容易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作 、 無需另外添置設(shè)備等優(yōu) 點(diǎn)，在生產(chǎn)中被廣泛采用。左側(cè)小孔的抽芯 結(jié)構(gòu)如圖 23 所示： 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè) 共 48 頁(yè) 圖 23 左側(cè)抽芯結(jié)構(gòu) 滑塊裝在 導(dǎo)槽內(nèi)，可沿著抽拔方向平穩(wěn)滑移，驅(qū)動(dòng)滑塊的斜導(dǎo)柱與開模運(yùn)動(dòng)方向成斜角安裝，斜導(dǎo)柱與定模板采用 H7/m6 的配合，與滑塊上對(duì)應(yīng)的孔采用留有一定間隙的配合 。圖中的限位擋釘和彈簧的作