【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。 30 三江學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 1 第一章 緒論 模具概述 模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛地使用著各種模具，例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具 、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具以及成型陶瓷、玻璃制品使用的各種模具。而成型塑料制品的模具就叫做塑料模具。 對(duì)塑料模具的要求是：能生產(chǎn)出尺寸精度、外觀、物理性能等各方面均能滿(mǎn)足使用要求的優(yōu)質(zhì)制品。以模具使用的角度來(lái)說(shuō)，要求高效率、自動(dòng)化、操作簡(jiǎn)便；從模具制造的角度，則要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。 注射成型是熱塑性塑料成型制品的一種重要方法，除了極少數(shù)熱塑性塑料外，大部分的熱塑性塑料都可以用這種方法成型。近年來(lái)，注塑成型還成功應(yīng)用于某些熱固性塑料。 注塑制品約占整個(gè)塑料制品的 20~30%，特別是在 塑料作為工程結(jié)構(gòu)材料后，其用途已從民用擴(kuò)大到各個(gè)領(lǐng)域，并逐步替代傳統(tǒng)的金屬和非金屬材料；在發(fā)展尖端科技中也是不可缺少的 。 注塑成型的過(guò)程：先合上注塑模具，然后將塑膠原料從注塑機(jī)的料斗送進(jìn)加熱的料筒中，經(jīng)過(guò)加熱熔化成為流動(dòng)狀態(tài)后，靠柱塞或螺桿的推動(dòng)，通過(guò)料筒前端的噴嘴，注射進(jìn)閉合的塑料模具中。充滿(mǎn)模具的熔融膠料在受壓的情況下，經(jīng)過(guò)冷卻固化后，就可以保持模具型腔給予的形狀。最后打開(kāi)模具，取出制品。這在操作上就完成了一個(gè)模塑周期，后面就是不斷重復(fù)上述周期的生產(chǎn)過(guò)程。 塑料工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì) 中的地位 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低不僅是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，而且在很大程度上決定著這個(gè)國(guó)家的產(chǎn)品質(zhì)量、效益及新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力。 我國(guó)目前的模具開(kāi)發(fā)制造水平比國(guó)際先進(jìn)水平至少相差 10 年，特別是大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的產(chǎn)需矛盾十分突出，已成為嚴(yán)重制約我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的瓶頸。 模具是工業(yè)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電訊、汽車(chē)、摩托車(chē)、電機(jī)、電器、儀器、家電、建材等產(chǎn)品中， 80%以上都要依靠模具成形，用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)力和低消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。 隨著我國(guó)工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)模具提出越來(lái)越高的要求，因此，精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的需求發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。 三江學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 2 現(xiàn)代模具的發(fā)展趨勢(shì) 現(xiàn)代模具與傳統(tǒng)模具不同，它不僅形狀與結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，而且技術(shù)要求更高，用傳統(tǒng)的模具制造方法顯然難于制造，必須借助于現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，采用先進(jìn)制造技術(shù)，才能達(dá)到技術(shù)要求。當(dāng)前整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。為適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)模具制造的短交貨期，高精度、低成本的迫切要求，模具將有如下發(fā)展趨勢(shì)。 10 年前，精密模具一般為 5μ m，現(xiàn)在已達(dá) 23μm ，不久 1μm 精度的模具即將上市。隨著零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度要求在 1μm 以?xún)?nèi)，這就要求發(fā)展超精加工。 這一方面是由于用模具成形的零件日漸大型化，另一方面也是由于高生產(chǎn)率要求的一摸多腔（現(xiàn)在有的已達(dá)一摸幾百腔）所致。 由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約制件的原材料。因此，熱流道技術(shù)的應(yīng)用在國(guó)外發(fā)展較快，許多塑料模具廠(chǎng)所生產(chǎn)的模具 50%以上采用的熱流道技術(shù)，甚至 80%以上，效果十分明顯。熱流 道在國(guó)內(nèi)也已用于生產(chǎn)，有些企業(yè)使用率達(dá)到 20%～ 30%。 一幅多功能模具除了沖壓成形零件外，還擔(dān)負(fù)著疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，這種多功能復(fù)合生產(chǎn)出來(lái)的不再是單個(gè)零件，二是成批組件，可大大縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)及裝配周期，對(duì)模具材料的性能要求也越來(lái)越高。 一是用于汽車(chē)、飛機(jī)、精密機(jī)械的納米級(jí) (μm) 精密加工；二是用于磁盤(pán)、磁鼓制造的亞微米級(jí) () 精密加工；三是用于超精密電子器件的毫微米級(jí)（ ）精密加工。 及高壓注射成型模具 隨著塑料成形工藝的不斷改進(jìn)和發(fā)展，為了提高注塑質(zhì)量，氣輔模具及高壓注射成型模具也隨之發(fā)展。 隨著塑料原材料的性能不斷提高，各行業(yè)的零件將以塑代鋼、以塑代木的進(jìn)程進(jìn)一步加快，使用塑料模具的比例日趨增大。 三江學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 3 由于汽車(chē)、車(chē)輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，如以鋁代鋼，非全密度成形，高分子材料、復(fù)全材料、工程陶瓷、超硬材料成形和加工。新型材料的采用，不僅改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能而使是生產(chǎn)工藝發(fā)生了根本變革，相應(yīng)地出現(xiàn)了液態(tài)（半固態(tài)）擠壓模具及粉末鍛模。對(duì) 這些模具的制造精度要求是高的。 第二章 塑料產(chǎn)品介紹及其工藝特點(diǎn) 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性分析 本次課程設(shè)計(jì)的題目是臺(tái)燈支架夾持器注射模具設(shè)計(jì)，其產(chǎn)品圖如圖 所示。 圖 臺(tái)燈支架夾持器 三維圖 塑料的分析 臺(tái)燈支架夾持器 的材料是 ABS 塑料，其工藝參數(shù)見(jiàn)表 1， ABS 塑料在工程上應(yīng)用非常廣泛，其原材料是 ABS（乳白色）塑料。 ABS 樹(shù)脂是丙烯腈（ A）、丁二烯（ B）和苯乙烯（ S）三種單體的共聚物， ABS 樹(shù)脂保持了苯乙烯的優(yōu)良電性能 和易加工成型性，又增加了彈性、強(qiáng)度（丁二烯的特性）、耐熱和耐腐蝕性（丙烯腈的優(yōu)良性能），且表面硬度高、耐化學(xué)性好，同時(shí)通過(guò)改變上述三種組分的比例，可改變 ABS 的各種性能，故 ABS 工程塑料具有廣泛用途，主要用于機(jī)械、電氣、紡織、汽車(chē)和造船等工業(yè)。 允許使用溫度范圍 40℃ 到 80℃ 。 表 1 塑料的成型工藝參數(shù) 三江學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 4 材料 ABS 注塑機(jī)類(lèi)型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速 () 30～ 60 密度（ g/㎝ 3 ) ～ 計(jì)算收縮率（ %） ～ 預(yù)熱 溫度（ 0c） 80～ 85 時(shí)間（ h） 2～ 3 料筒溫度（ 0C） 后段 150～ 170 中段 165～ 180 前段 180～ 200 噴嘴 形式 直通式 溫度（ 0c） 180～ 190 模具溫度（ 0C） 50～ 70 注射壓力（ MPa） 70～ 90 保壓力（ MPa） 50～ 70 成型時(shí)間（ s） 注射時(shí)間 20～ 90 高壓時(shí)間 0～ 5 冷卻時(shí)間 20～ 120 總周期 50～ 220 適用注塑機(jī)類(lèi)型 螺桿式、柱塞式均可 塑件的工藝分析 單看這個(gè)塑件的 形狀并不是很復(fù)雜，但是設(shè)計(jì)這個(gè)塑件的一套模具還是有點(diǎn)難度的。本次設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)是澆口位置的選擇，它需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)與工藝特征和成型的質(zhì)量要求，并分析塑料原材料的工藝特性與塑料熔體在模內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)成型的工藝條件等進(jìn)行綜合考慮。因此參照我的塑件最后采用的澆口形式為側(cè)澆口進(jìn)料，由于澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，同時(shí)去除澆口容易，且不留明顯痕跡，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果。 三江學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 5 塑件產(chǎn)品圖的測(cè)繪 經(jīng)過(guò)繪制，兩個(gè)塑件的產(chǎn)品簡(jiǎn)圖如圖 所示： 圖 臺(tái)燈支架夾持器 三江學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 6 第三章 注射成型方案分析 分型面及其選擇 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個(gè)重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的脫模和模具的制造工藝等有關(guān)，因此，分型面的選擇是注射模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。 通常模具的分型面與注射機(jī)的開(kāi)模方向垂直。開(kāi)模時(shí)將注射后的冷卻固化的塑件及澆注凝料從模體中頂出并取下（或自動(dòng)落下），再將模腔內(nèi)的雜物清除，或?qū)⑶都蚧顒?dòng)型芯安放于模腔內(nèi)。但有時(shí)采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)或取出點(diǎn)澆口的凝料往往需要從幾 個(gè)方面進(jìn)行數(shù)次分型。 臺(tái)燈燈架夾持器通過(guò)曲面分型成型，另外需要在側(cè)向抽芯分型。 在考慮選擇有利于脫模的分型面時(shí)，必須保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求；要有利于側(cè)向抽芯。 我將分型面設(shè)置在塑件的底部，這樣就保證了塑件的外觀質(zhì)量要求。 側(cè)向分型分析 當(dāng)側(cè)面帶有凹孔、凸臺(tái)等結(jié)構(gòu)的塑件時(shí)，在成型后凹孔、凸臺(tái)的成型零件將阻礙塑件從模內(nèi)頂出，必須在頂出前將凹孔、凸臺(tái)的成型零件先行退出。這些零件一般是做成可以移動(dòng)的。開(kāi)模時(shí)先將側(cè)面的成型零件有序地全部抽出，清除障礙后再將塑件推出，合模時(shí)再將側(cè)成型零件恢復(fù)原位。這種完成側(cè)型 芯的抽出和復(fù)位動(dòng)作的裝置叫做側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)在塑料模具設(shè)計(jì)上經(jīng)常用到的有斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)、彎銷(xiāo)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)、液壓側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)、彈性元件側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)， 斜滑塊側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 等。 斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是在開(kāi)模力或推出力的作用下，斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)側(cè)型芯或側(cè)向分型快完成側(cè)向抽芯或側(cè)向分型的動(dòng)作。由于斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作可靠、制作方便，因此，這類(lèi)機(jī)構(gòu)應(yīng)用最廣泛。由于受到模具結(jié)構(gòu)和抽芯力的限制，該機(jī)構(gòu)一般使用于抽拔力不大且抽芯距離小于 6080mm 的場(chǎng)合。 彎銷(xiāo)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的工作原理與斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的工作原理相似，所不同的是在結(jié)構(gòu)上以矩形截面的彎銷(xiāo)代替了斜導(dǎo)柱，因此，該抽芯機(jī)構(gòu)仍然離不開(kāi)側(cè)向滑塊的導(dǎo)滑、注射時(shí)側(cè)型芯的鎖緊和側(cè)抽芯結(jié)束三江學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 7 時(shí)側(cè)滑塊的定位這三大設(shè)計(jì)要素。彎銷(xiāo)側(cè)向抽芯有 3 個(gè)明顯的特點(diǎn)：（ 1）由于彎銷(xiāo)是矩形截面，其抗彎截面系數(shù)比圓形截面的斜導(dǎo)柱要大，因此可采用較大的傾斜角，獲得較大的抽芯距； (2)彎銷(xiāo)可以延時(shí)抽芯；（ 3）彎銷(xiāo)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)可以變角度抽芯。 液壓側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是指以壓力油作為分型與抽芯 動(dòng)力，在模具上配置 專(zhuān)門(mén)的抽芯液壓缸，通過(guò)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成側(cè)向抽芯與復(fù)位。這種抽芯方式傳動(dòng)平穩(wěn)、抽芯力較大，抽芯距也較大，抽芯的時(shí)間順序可以自由的根據(jù)需要設(shè)定，其缺點(diǎn)是增加了操作而且需要配置專(zhuān)門(mén)的液壓抽芯器及控制系統(tǒng)，費(fèi)用較高。 當(dāng)塑件上側(cè)凹很淺或者側(cè)壁有個(gè)別較小的凸起時(shí)，側(cè)向成型零件抽芯時(shí)所需的抽芯力和抽拔距都不大，此時(shí)，只要模具的結(jié)構(gòu)允許，可以采用彈性元件側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。 當(dāng)塑件的側(cè)凹較淺，所需的抽芯距不大，但側(cè)凹的成型面積較大，因而需要比較大的抽 芯，或者由于模具的結(jié)構(gòu)限制不適宜采用其他側(cè)抽芯形式時(shí)，則可以采用斜滑塊側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。其特點(diǎn)是利用模具推出機(jī)構(gòu)的推出力驅(qū)動(dòng)斜滑塊做斜向運(yùn)動(dòng)，在塑件被推出脫模的同時(shí)由斜滑塊完成側(cè)向分型與抽芯動(dòng)作。 綜上所述，在眾多的成型方案中，雖然有很多機(jī)構(gòu)都能滿(mǎn)足使用要求，通過(guò)觀測(cè)塑件的形狀和質(zhì)量，從設(shè)計(jì)成本和材料成本，模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度上看，旋鈕塑件模具的側(cè)向抽芯距和抽芯力都比較小，模具結(jié)構(gòu)也不是特別復(fù)雜，故斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯結(jié)構(gòu)最符合要求，所以選擇這種形式。 澆注系統(tǒng)分析 注射模澆注系統(tǒng)是將注塑機(jī)料筒中的 熔融塑料從噴嘴高壓噴出后，穩(wěn)定而順暢地充入并同時(shí)充滿(mǎn)型腔的各個(gè)空間的通道。它在充模及塑件固化過(guò)程中還將注射壓力平衡的傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得填充殷實(shí)、完整、質(zhì)量良好的塑件。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般遵循以下 6點(diǎn)基本原則： （ 1）了解塑料的成型性能； （ 2）盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕； （ 3）有利于型腔中氣體的排出； （ 4）防止型芯的變形與嵌件的位移； 三江學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 8 （ 5）盡量采用較短的流程充滿(mǎn)型腔； （ 6）流動(dòng)距離比和流動(dòng)面積比的校核。 本次設(shè)計(jì)的塑件是臺(tái)燈燈架夾持器，根據(jù)塑件結(jié) 構(gòu)的特殊情況，必須要保證殼體表面的外觀質(zhì)量要求，所以采用側(cè)澆口進(jìn)料的方式，使由于澆口斷裂形成的裂痕出現(xiàn)在殼體的側(cè)面。由于澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，同時(shí)去除澆口容易，且不留明顯痕跡，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果。 第四章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模架的選擇 通過(guò)塑件的分析，以及注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)格要求，選用龍記模胚 2030，該模架各模板以及相關(guān)尺寸見(jiàn)圖 、圖 。 圖 龍記模胚 2030示意圖 大水口 PW（ mm） 直身模（ H） 300 工字模（ I） 350 三江學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 9 表 THICKNESS TABLE 厚度表 A、 B板 ERP面板 EP底板 35 40 50 60 70 80 90 100 20 25 表 2030各板尺寸 TP面板 BP底板 RP水口 推板 ST推 板 SP托板 SB方快 25 25 20 30 45 90 TP=25㎜ ； RP=20㎜ ； A=35㎜ ； B=35㎜ ； SP=45㎜ ； SB=90㎜ ； BP=25㎜ ， 所以模具的總厚度為 ： 25+20+35+35+45+90+25=255mm， 在注塑機(jī)的裝模行程之內(nèi)。 成型零部件設(shè)計(jì) 模具合模后，在動(dòng)模板與定模板之間的某些零部件組成一個(gè)能填充塑料熔體的模具型腔，模具型腔的形狀的與尺寸就決定了塑料制件的形狀與尺寸。構(gòu)成模具型腔的所有零部件稱(chēng)為成型零部件。 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成形零件是決定塑件幾何 形狀和尺寸的零件。它是模具的主要部分，主要包括凹模、凸模及鑲件、成型桿和成型環(huán)等。 凹模亦稱(chēng)型腔，是成型塑件外表面的主要零件；凸模亦稱(chēng)型芯，是成型塑件內(nèi) 表面的零件，而成型其他小孔的型芯稱(chēng)為小型芯或成型桿。凹、凸模按結(jié)構(gòu)不同主要可分整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)形式。 1）整體式的凹模和凸模是指直接在整塊模板上加工出凹、凸形狀的結(jié)構(gòu)形式。其特點(diǎn)是牢固、不易變形，不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接線(xiàn)痕跡。但是加工困難，熱處理不方便，整體式凸模還有消耗模具鋼多、浪費(fèi)材料等缺點(diǎn)。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? 2）組合式凹模、凸模結(jié)構(gòu)是指由兩個(gè)或兩個(gè)以上的零件組合而成的凹?；蛲鼓?。按組合方式的不同，可分為整體嵌入式、局部鑲嵌式和四壁拼合式等形式。，整體嵌入式多用于小型塑件多型腔的成型，使的各個(gè)型腔和型芯可以單獨(dú)加工，通過(guò) H7/m6 的配合壓入到模板中，