【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 factory results, to achieve the desired design intent. Key words: mold design, injection mold, injection molding, Pro ENGINEER 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第一章 緒論 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )是大學(xué)生在學(xué)校 學(xué)習(xí)的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié) ,既是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)、實(shí)踐與研究的全面總結(jié)，又是對(duì)學(xué)生素質(zhì)與能力的一次綜合檢驗(yàn)，還是學(xué)生畢業(yè)資格與學(xué)位資格認(rèn)證的重要依據(jù)。其目的有以下幾方面： （ 1）培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能進(jìn)行分析與解決實(shí) 際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。 （ 2）培養(yǎng)學(xué)生收集、整理和分析各種資料的能力，全面提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 （ 3）提高學(xué)生設(shè)計(jì)、計(jì)算和繪圖的能力。提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)據(jù)處理的能力。 （ 4）全面提高學(xué)生綜合分析、總結(jié)提高、編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及撰寫(xiě)科技論文的能力。 模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，它被用來(lái)成型具有一定形狀和尺寸要求的各種制品。模具成型已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，成為多種成型工藝中最具潛力的發(fā)展方向。尤其是塑料模具，在所有模具的總產(chǎn)量中所占的比例越來(lái)越大，對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著十分重要的作用。 近年來(lái)塑料成型模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，在工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)塑料模具的要求是：能高效地生產(chǎn)出外觀和性能均符合使用要求的制品。它包括三個(gè)方面的內(nèi)容。第一，制品方面要求精度高，外觀美，性能好。第二，制造方面要求結(jié)構(gòu)合理，容易制造，而且成本要低。第三，使用方面要求操作簡(jiǎn)單方便，效率高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，還有維護(hù)保養(yǎng)方便。隨著模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的迅猛發(fā)展，塑料成型模具將趨向于高效率、自動(dòng)化、大型、精密、長(zhǎng)壽命的方向發(fā)展。 本次設(shè)計(jì)的題目是“手機(jī)天線支架模具設(shè)計(jì)”，其內(nèi)容為： （ 1）學(xué)會(huì)觀察制品，判斷制件是否符合塑料件 的成形條件（比如注意拔模斜度），還特別要留意制件影響開(kāi)模的細(xì)部特征； （ 2）研究制件的排位方式和進(jìn)澆方式，畫(huà)草圖確定模具的整體結(jié)構(gòu)，保證結(jié)構(gòu)能循環(huán)工作，穩(wěn)定可靠； 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 （ 3）在深入研究制件的基礎(chǔ)上確定開(kāi)模的分型面，以及確定各鑲塊或滑塊、斜頂?shù)姆指蠲娼M或體積塊； （ 4）用 Pro/ 按照上步的結(jié)果把模具核心的部分：凸凹模分割出來(lái)，接著分出各鑲塊、滑塊和斜頂； （ 5）進(jìn)一步完善凸凹模和各細(xì)微結(jié)構(gòu)； （ 6）調(diào)用 EMX 中適合的模架完成模架設(shè)計(jì)； （ 7）在 Pro/ 中繪制工程圖和二維總裝圖，以 及所有零件加工圖； （ 8）把 Pro/ 工程圖轉(zhuǎn)入 AutoCAD 中進(jìn)行完善。 第二章 塑件成型工藝分析 本次課題設(shè)計(jì)的產(chǎn)品如下圖 21所示 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 21 塑件結(jié)構(gòu)與形狀分析 該產(chǎn)品屬于手機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此是外觀要求不高的小型塑件。觀察產(chǎn)品圖，可將其輪廓形狀大致看成是矩形，產(chǎn)品兩個(gè)外側(cè)面上有小凸臺(tái)，需做成側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)（滑塊），內(nèi)側(cè)面有兩個(gè)倒扣，需做成斜頂抽芯機(jī)構(gòu)。 通過(guò) Pro/ 軟件對(duì)產(chǎn)品的拔模斜度及其合理性進(jìn)行分析檢查，對(duì)需要拔模的地方和尖角部位進(jìn)行適當(dāng)處理。 利用 Pro/ 軟件測(cè)得產(chǎn)品最大幾何尺寸為： ，產(chǎn)品體積 V=。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 塑件材料的選擇及其工藝性能 材料的選擇 材料的流動(dòng)性、密度會(huì)影響零件表面的光潔度。功能設(shè)計(jì)是材料選擇的重要依據(jù)，材料選擇也要與模具設(shè)計(jì)，成型加工條件的確定，以及經(jīng)濟(jì)成本等綜合考慮。塑料件材料選擇的依據(jù)包括結(jié)構(gòu)，尺寸精度，工作環(huán)境，制造工藝，安全因素，以及塑料的特性等 。 根據(jù)上面對(duì)塑件結(jié)構(gòu)的分析 ， 本次設(shè)計(jì)的塑件材料選定為 ABS。 ABS 樹(shù)脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物， 價(jià)格 低廉， 它將 PS， SAN， BS的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能 。 材料的工藝性能分析 ABS 是由丙烯腈、丁二烯、和苯乙烯制得的三元共聚物和（或）聚合物與共聚物的共混物制得的塑料。其中 A 代表丙烯腈， B 代表丁二烯、 S代表苯乙烯。 ABS 是由三種組分組成的，具有三種組分綜合性能的特點(diǎn)。具體表現(xiàn)在：優(yōu)良的物理力學(xué)性能，沖擊強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定性好，不透水，耐熱溫度高，電絕緣性能受溫度和濕度的影響很小，且在很大頻率變化范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，耐環(huán)境性能好，幾乎不受水、無(wú)機(jī)鹽、堿、酸類的影響。ABS 最大不足之處是耐候性能比較差，在光線的照射下容易老化。 ABS 在室溫下的物理力學(xué)性能見(jiàn)表 1 表 1 ABS在室溫下的物理力學(xué)性能 性能 高抗沖型 耐熱型 中抗沖型 拉伸強(qiáng)度 /MPa 3544 4557 4262 斷裂伸長(zhǎng)率 /% 560 320 525 拉伸彈性模量 /MPa 16003300 23003000 23003000 壓縮強(qiáng)度 /MPa 4964 6571 7388 彎曲強(qiáng)度 /MPa 5281 7085 6992 懸臂梁沖擊強(qiáng)度（缺口）/J。 M1 1644 1125 622 洛氏硬度 65109 105115 108115 彎曲彈性模量 /MPa 16002500 21003000 21003100 壓縮彈性模 /MPa 12001400 1700 1900 注射工藝選擇 注射壓力 ABS熔融的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，在注射時(shí)要采用較高的 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 注射壓力。但并非所有 ABS制件都要施用高壓，考慮到本制件小型、構(gòu)造不算非常復(fù)雜、厚度中等可以用較低的注射壓力。注制過(guò)程中，澆口封閉瞬間型腔內(nèi)的壓力大小決定了制件的表面質(zhì)量及銀絲狀 缺陷的程度。壓力過(guò)小，塑料收縮大，與型腔表面脫離接觸的機(jī)會(huì)大，制件表面容易霧化。壓力過(guò)大，塑料與型腔表面摩擦作用強(qiáng)烈，容易造成粘模 [6]。 注射速度 ABS塑料采用中等注射速度效果較好 。當(dāng)注射速度過(guò)快時(shí)，塑料易燒焦或分解析出氣化物，從而在制件上出現(xiàn)熔接痕、光澤差及澆口附近塑料發(fā)紅等缺陷。 模具溫度 ABS 的成型溫度相對(duì)較高，模具溫度也相對(duì)較高。一般調(diào)節(jié)模溫為 75～85％，當(dāng)生產(chǎn)具有較大投影面積制件時(shí)，定模溫度要求 70～ 80℃ ，動(dòng)模溫度要求 50～ 60℃ 。 手機(jī)天線支架 屬小型制件，形狀也不算復(fù) 雜不用考慮專門(mén)對(duì)模具加熱。 料量控制 注塑機(jī)注塑 ABS塑料時(shí)，其每次注射量?jī)H達(dá)標(biāo)準(zhǔn)注射量的 75％。為了提高制件質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定，表面光澤、色調(diào)的均勻，注射量選為標(biāo)定注射量的 50％[ 6]。通常要確保注塑機(jī)生產(chǎn)條件及參數(shù)有一個(gè)很寬的范圍，使大多數(shù)的產(chǎn)品和生產(chǎn)能力要求包含于這范圍內(nèi)，并且在調(diào)整確定這范圍的過(guò)程時(shí)盡量按常規(guī)的工藝流程，這種生產(chǎn)條件范圍愈大，生產(chǎn)過(guò)程愈穩(wěn)定，使注塑產(chǎn)品愈不容易受到生產(chǎn)條件的改變而產(chǎn)生明顯的質(zhì)量降低。 第三章 注塑機(jī)的選擇 模具型腔能否充滿與注射機(jī)允許的最大注射量密切相關(guān) ， 設(shè)計(jì)模具時(shí)， 應(yīng)保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機(jī)實(shí)際的最大注射的范圍內(nèi) 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 模具型腔能否充滿與注射機(jī)允許的最大注射量密切相關(guān)設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機(jī)實(shí)際的最大注射的范圍內(nèi)。 由于塑件的形狀比較簡(jiǎn)單，計(jì)算體積標(biāo)定計(jì)算 : V 制 ? V 注 。 V 制 制品的體積 。 V 注 注射機(jī)的最大注射容量 。 由 PRO/E 的分析軟件得出 ,單個(gè)塑件體積 : V制 = cm3 所以： V 注 ≥ V制 /= cm2 由于模具是一模四腔，所以模具塑件的總體積 V 總 = 4= cm3 估算澆注系統(tǒng)的凝料體積 V 凝料 = V 總 = = 所以估算的 總體積為 V=+= cm3 由《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 624（第 212頁(yè)），根據(jù)以上所得出的體積結(jié)果，初步選 XS— Z— 30注射機(jī)。其主要技術(shù)規(guī)格如表 2。 表 2 XS— Z— 30注射機(jī)主要技術(shù)規(guī)格 螺桿直徑（ mm） φ28 合模力（ kN） 250 額定注射容量（ cm3） 30 最大注射面積（ cm2） 90 注射壓力（ MPa） 119 最大模板行程（ mm） 160 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 模具厚度（ mm） 最大 180 注射方式 螺桿式 最小 60 注射時(shí)間 (s) 動(dòng)、定模固定板尺寸 (mm) 250? 280 最大開(kāi) (合 )模行程 (mm) 160 第四章 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：分型面的選擇、模具型腔數(shù)目的確定及型腔排列方式、模架的選擇、冷卻水道布局、澆口位置的設(shè)置、模具工件零件的結(jié)