【正文】 ，降低設(shè)計(jì)成本。本課題介紹了模具國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，而且從相機(jī)外殼模具情況出發(fā)，進(jìn)行塑件成型工藝分析，模具的成型零部件、澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、合模導(dǎo)向結(jié)構(gòu)、脫模結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了模架的選擇、注塑機(jī)的選擇、模具開模仿真。 the pours system 山東 輕工業(yè)學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第一章 緒論 國(guó)內(nèi)外模具發(fā)展現(xiàn)狀 模具工業(yè)在世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要的地位。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，利用模具制造的零件數(shù)量，在飛機(jī)、汽車、摩托車、拖 拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器儀表等機(jī)電產(chǎn)品中占 80%以上；在電腦、電視機(jī)、攝像機(jī)、照相機(jī)、錄像機(jī)等電子產(chǎn)品中占 85%以上；在電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)、電風(fēng)扇、自行車、手表等輕工業(yè)產(chǎn)品中占 90%以上；兵器產(chǎn)品中占 95%以上[2]。目前，我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有 3 萬(wàn)多家，從業(yè)人數(shù) 80 多萬(wàn)人。 成型工藝現(xiàn)狀 除了液態(tài)模鍛、粉末鍛造成形工藝以外，還有多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注塑模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和各種抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì) 取得了較大進(jìn)展；在陶瓷模具成形表面施以桂膠工藝，解決了模具的粘粉問(wèn)題，同時(shí)采用磁吸技術(shù)，使其具有自動(dòng)調(diào)整間隙的功能，保證陶瓷磚面平整，簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)。由于模具對(duì)社會(huì)生產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的巨大推動(dòng)作用和自身的高附加值 ,世界模具市場(chǎng)發(fā)展較快。在 CAD/CAM 技術(shù)得到普及的同時(shí)， CAE 技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣， CAD/CAM/CAE 一體化得到發(fā)展，模具新結(jié)構(gòu)、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，專利數(shù)量增多 [3]。計(jì)算機(jī)、激光、電子、新材料、新技術(shù)的發(fā)展，使得快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)如虎添翼，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，類型不斷增多，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益越來(lái)越顯著。國(guó)外模具的標(biāo)準(zhǔn)化率可達(dá) 85％ (如德國(guó)、日本 )，中小模具的局部結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化程度高 (如日本的手機(jī)模具 )。精密模具零件的加工均采用在線測(cè)量，這方面國(guó)內(nèi)至少差 15～ 20 年。零件精度低造成修配量大，整模故障率高、穩(wěn)定性差。國(guó)內(nèi)是模具出了問(wèn)題，再派人去。超薄型手機(jī) PC 導(dǎo)光板的材料、注射工藝與設(shè)備的研制，日本處于領(lǐng)先地位。國(guó)外企業(yè)對(duì)新產(chǎn)品開發(fā)很重視，模具廠經(jīng)常會(huì)與材料廠商、產(chǎn)品廠共同開發(fā)新產(chǎn)品和模具；注射機(jī)廠會(huì)與材料廠商共同研發(fā)新機(jī)型；名牌塑料供應(yīng)商會(huì)與名牌汽 車公司聯(lián)合研制以塑代鋼的新塑料和新產(chǎn)品 (如 BAYER 與寶馬合作開發(fā)全塑賽車、 GE 與克萊斯勒共同開發(fā)全塑轎車 )。本文利用 Pro／ E 軟件完成了相機(jī)外殼的模具設(shè)計(jì)，在對(duì)注塑件進(jìn)行機(jī)構(gòu)工藝性分析的基礎(chǔ)上，完成了注塑模具的部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和總裝設(shè)計(jì)。我國(guó)模具工業(yè)解放后從無(wú)到有 , 在經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展 , 已有了較大的提高 , 發(fā)展速度十分迅速 , 目前已初具規(guī)模。計(jì)算機(jī)輔助仿真已成為塑料產(chǎn)品開發(fā)、模具設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù) [6] 。雖然我國(guó)模具技術(shù)水平正在逐步提高 , 但與工業(yè)較為先進(jìn)的國(guó)家相比 , 仍存在較大的差距 , 縱觀我國(guó)的模具工業(yè) , 既有高速發(fā)展的良好勢(shì)頭 , 又存在模具品種少、精度低、結(jié)構(gòu)欠合理、壽命短等一系列的不足 , 無(wú)法滿足整個(gè)工業(yè)迅速發(fā)展的迫切要求。從事塑料模具的設(shè)計(jì)開發(fā)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 山東 輕工業(yè)學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 塑件的注塑成型工藝性分析 在 Pro/E 中打開塑件的三維模型，進(jìn)行外殼的注射 成型工藝性分析。前殼的壁厚 S=1 mm， 滿足最小厚度條件。 山東 輕工業(yè)學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 圖 22 塑件質(zhì)量屬性 圖 23 拔模斜度分析結(jié)果 流動(dòng)模擬分析 成型參數(shù)為模具溫度 ℃，注射溫度 ℃，注射最大壓力 180Mpa[15]。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)好壞對(duì)塑件性能、外觀和成型難易程度影響頗大 [16]。普通流道的澆注系統(tǒng)從總體來(lái)看，有如下作用： 將來(lái)自注射機(jī)噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸送到型腔，同時(shí)使型腔內(nèi)的氣體能及時(shí)順利排出。 采用盡量短的流程，以減少熱量與壓力損失。澆注系統(tǒng)能夠順利地引導(dǎo)塑料熔體充滿型腔的各個(gè)角落，使型腔及澆注系統(tǒng)中的氣體有序地排出，以保證填充過(guò)程中不產(chǎn)生紊流或渦流，也不會(huì)因氣體積存而引起凹陷、氣泡、燒焦等成型缺陷。 便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量。 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施。由于主流道要與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸， 山東 輕工業(yè)學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 所以在注射中主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套 [17]。澆口的位置、形狀及尺寸對(duì)塑件的性能和質(zhì)量的影響很大 [18]。 澆口的形式很多，常見的有側(cè)澆口、點(diǎn)澆口、潛伏澆口等 [20]，側(cè)澆口常 設(shè)在多型腔模具上。為了將斜的點(diǎn)澆口推出，必須是柔韌性好塑料，并且要嚴(yán)格掌握塑件在模內(nèi)的冷卻時(shí) 山東 輕工業(yè)學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 間，在流道末凝固前及時(shí)推出潛伏澆口。澆口的尺寸可以查閱實(shí)用模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)， l取 ,l0取 , γ =60。有合模對(duì)中錐面的分型面，分型面自然也是曲面。這時(shí)可將型芯和凹模的主要部分都設(shè)在動(dòng)模邊，利用頂管脫模，當(dāng)制件的孔內(nèi)有管件（無(wú)螺紋連接）的金屬嵌中時(shí)，則不會(huì)對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力。 不妨礙制品脫模和抽芯。 山東 輕工業(yè)學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 在實(shí)際設(shè)計(jì)中，不可能全部滿足上述原則，一般應(yīng)抓住主要矛盾，在此前提下確定合理的分型面。因此，成型零件不僅要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，而且還要有合理的結(jié)構(gòu)，較高強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性 [22]。所以整體式凹、凸模結(jié)構(gòu)常用于形狀簡(jiǎn)單的單個(gè)型腔中、小型模具或工藝試驗(yàn)?zāi)＞摺＿@種結(jié)構(gòu)加工效率高，裝拆方便 ，容易保證形 山東 輕工業(yè)學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 狀和尺寸精度。最常用的嵌入裝配方法是臺(tái)肩墊板式，其他裝配方法還有通孔螺釘聯(lián)接式，沉孔螺釘聯(lián)接式，對(duì)于非回轉(zhuǎn)型芯，應(yīng)采用平鍵或賀柱銷等進(jìn)行防轉(zhuǎn)定位。注射成型是通過(guò)注塑機(jī)和模具來(lái)實(shí)現(xiàn)的。取出塑件后又再閉模，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。注射成型的基本要求是塑化、注射和成型。 除了模具的結(jié)構(gòu)、類型和一些基本參數(shù)和尺寸外，模具的型腔數(shù)、需用的注 山東 輕工業(yè)學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時(shí)需要的合模力、注射壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開模行程等都與注射機(jī)的有關(guān)性能參數(shù)密節(jié)相關(guān)，如果兩者不相匹配，則模具無(wú)法使用，為此，必須對(duì)兩者之間有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行較核，并通過(guò)較核來(lái)設(shè)計(jì)模具與選擇注射機(jī)型號(hào)?；?g）?；?g）。 模具所需鎖模力的計(jì)算 F=KAPm 式中 F鎖模力， N A制品和流道在分型面上的投影面積之和， m2 Pm型腔的平均計(jì)算壓力， Pa K安全系數(shù)，通常取 K= 制品和流道在分型面的投影之和為 A= nA1 + A2=110 64+= mm2= cm2, Pm 取 35Mpa. 故 F= 35 106=299kN＜ 2540 KN 符合要求。 注射機(jī)允許厚度 165﹤ H﹤ 406 符合要求。 第六章 排氣系 統(tǒng)的設(shè)計(jì) 當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí)，必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的各種低分子揮發(fā)氣體。因?yàn)楸局破返呐艢饬坎淮?，這里采用模具分型面之間的間隙進(jìn)行自然排氣。通常注射到型腔內(nèi)的塑料熔體的溫度為 200℃左右，塑件從型腔中取出的溫度在 60℃以下。 一般的模具冷卻時(shí)間占整個(gè)注射循環(huán)周期的 2/3，因此縮短成型周期中的冷卻時(shí)間是提高 生產(chǎn)率的關(guān)鍵 [27]。 5. 冷卻水道方向應(yīng)盡量沿著塑件收縮的方向布置。 9. 冷卻水道的布置應(yīng)便于制造與清理，水管接頭應(yīng)盡量位于模具的同一側(cè)，并設(shè)在注射機(jī)的背面，以便于生產(chǎn)操作。導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)分為導(dǎo)柱導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)、錐面定位機(jī)構(gòu)和平面定位機(jī)構(gòu) [28]。 定位機(jī)構(gòu)的功用 對(duì)于薄壁、精密塑件注射模，大型、深型腔注射模和生產(chǎn)批量大的注射模，僅用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是不完善的，還必須在動(dòng)、定模之間增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)，有保持精密定位和同軸度的要求。 山東 輕工業(yè)學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止導(dǎo)柱和導(dǎo)套壓入后變形； 該模具采用 4根導(dǎo)柱，其布置為等直徑導(dǎo)柱不對(duì)稱布置； 該模具導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模固定板上，導(dǎo)套安裝在定模固定板上； 為了保證分型面很好的接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)制有承屑板，即可削去一個(gè)面或在導(dǎo)套的孔口倒角； 各導(dǎo)柱、導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保證平行； 在合模時(shí) ，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致模具損壞； 當(dāng)動(dòng)定模板采用合并加工時(shí)，可確保同軸度要求。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼 T8A、 T10A 經(jīng)淬火處理，硬度為 55HRC 以上或 45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、表面淬火、低溫回火，硬度 55HRC 以上。 圖 81 導(dǎo)柱 圖 82 導(dǎo)套 圖 83 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合 碰鎖的設(shè)計(jì) 為了更好的實(shí)現(xiàn)模具開合模過(guò)程的導(dǎo)向定位，設(shè)計(jì)過(guò)程中安裝了碰鎖，碰鎖的結(jié)構(gòu)如圖 84 所 示。 在進(jìn)行脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般要遵循以下幾個(gè)原則： 正確分析并計(jì)算制品包緊力的大小，部件和阻力中心。 著力點(diǎn)應(yīng)力求對(duì)稱，均衡以確保推出平衡。 頂桿的選取 頂桿是最常用的脫模機(jī)構(gòu)，本模具選取的頂桿如圖 91 所示，其設(shè)計(jì)一般要點(diǎn)如下 [30]： 頂桿位置應(yīng)設(shè)置最大脫模阻力部位。淬火硬度為 50HRC 以上，局部淬火長(zhǎng)度應(yīng)為配合長(zhǎng)度與 倍推出行程之和，表面粗糙度在 m以下。 在注射狀態(tài)應(yīng)確保頂桿端面與型腔平齊或伸入制品內(nèi) ～ 。在此設(shè)計(jì)中使用注塑模具設(shè)計(jì)專家（ EMX）選取模架。模具專用標(biāo)準(zhǔn)件如定位圈、澆口套、推桿、推管、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件，順序分型機(jī)構(gòu)及精密定位用標(biāo)準(zhǔn)組件等 [32]。 模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹油 . 兩模板之間應(yīng)有分模隙，即在裝配、調(diào)試、維修過(guò)程中，可以方便地分開兩塊模板。主流道澆口襯套固定孔與其為 H7/m6 過(guò)渡配合如圖 104 所示。 主要作 用：在動(dòng)模座板與動(dòng)模墊板之間形成頂出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。 推板 用于推動(dòng)頂桿，將塑件頂出，如圖 109所示。開始時(shí)，對(duì)于模具設(shè)計(jì)有很茫然，雖然在以前的學(xué)習(xí) 中對(duì)注塑模具有一定的了解，但只留在一般的了解階段中，如何一步一步的將模具設(shè)計(jì)出來(lái)，還是不清楚，通過(guò)查閱資料，老師的指導(dǎo)，同學(xué)間的交流和自己的思考，自己慢慢的學(xué)習(xí)到一種正確的設(shè)計(jì)理念，為在以后的設(shè)計(jì)工作做好