【正文】 需的模溫。杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 25 水的熱容量大，導(dǎo)熱系數(shù)大，成本低 [16]。 冷卻水道的開設(shè)受模具上鑲塊和頂出針等零件幾何形狀的限制，必須根據(jù)模具的特點靈活地設(shè)置冷卻裝置。其設(shè)計要點有： （ 1）試驗表明冷卻水孔的數(shù)量愈多，對制品的冷卻也就愈均勻。 （ 2）水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即孔的排列與型腔形狀相吻合，水孔邊距型腔的距離常用 12~15mm.。 （ 3）對熱量聚積大、溫度上升高的部分應(yīng)加強冷卻。 （ 4）進口管直徑的選擇應(yīng)使水流速度不超過冷卻水道的水流速度。 （ 5）凹模、凸模或成型型芯應(yīng)分別冷卻，并保證其冷卻平衡。 （ 6）冷卻水道不應(yīng)穿過設(shè)有鑲塊或其接縫部位，水道連接必須密封以免漏水。 （ 7）復(fù)式冷卻循環(huán)應(yīng)并聯(lián)而不應(yīng)串聯(lián)。 （ 8）進、出口冷卻水溫差不應(yīng)過大，以免造成模具表面冷卻不均。 二．冷卻裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計 模具中的冷卻裝置形式很多，此次畢業(yè)設(shè)計的冷卻水道布局如圖 312。 圖 312 冷卻水道布局 注塑設(shè)備選擇 注塑機，塑料和模具是生產(chǎn) 塑料制品不可缺少的條件。由于用戶已有注塑機并按制品選用了塑料，要求設(shè)計制造模具。注塑成型模必須能方便地在注塑機上安裝，成型，脫模和取出制品。設(shè)計模具前，應(yīng)對注塑機有關(guān)參數(shù)進行校核，實現(xiàn)注塑成型模與注塑機性能參數(shù)相匹配。 一．最大注射量 經(jīng) UG 測得產(chǎn)品的體積 V 體 =,并且采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)。 所以一個周期內(nèi)所需注射的塑料容量： 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 26 V 總 =nV 體 +V 澆 =2*+ = 模具設(shè)計時，必須使得在一個注射成型周期內(nèi)所需要注射的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注塑機額定注射量的 80%以內(nèi) 故應(yīng)使： V≥V 總 /= cm3 式中： V──注塑機額定注塑量 二．鎖模力 注塑機的額定鎖模力 F≥KPcA (N) 安全系數(shù) K= 至 ，取 K= 根據(jù)經(jīng)驗，普通制品的平均壓力 Pc=25Mpa 投影面積 A=nA 體 +A 澆 =2**+5*=+4 = 故 F≥ KN 三．注塑壓力 注塑成型時所需的注塑壓力由注塑品種，注塑機類型，噴嘴結(jié)構(gòu)形式和塑件的壁厚，精度，形狀的復(fù)雜程度以及澆注系統(tǒng)等因素決定，一般在 70 到 150Mpa 范圍內(nèi)。 經(jīng)以上計算，初步選擇型號為 XSZY125 的螺桿式注射機。 四．安裝尺寸校核 （ 1） .模具閉合高度校核 查的 XSZY125 型注塑機的最大裝模高度 Hmax=300mm，最小裝模高度Hmin=200mm， 所設(shè)計的模具厚度 Hm=220mm, 滿 足 Hmin≤Hm≤Hmax, 符合要求。 （ 2） .模具長度和寬度的校核 該模具的模板尺寸面為 300mm500mm ， XSZY125 型注射機模板面最大安裝尺寸為 428mm458mm，故不能滿足模具安裝要求。 故改選注塑機型號為 XSZY350 的螺桿式注射機 ,生產(chǎn)廠商為上海塑機廠。 其模板最大安裝尺寸為 598520mm,滿足要求。 XSZY350 型注射機的主要參數(shù)如杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 27 表 31 所示。 表 型注射機的主要參數(shù) 公稱注射量 125cm3 注射壓力 109MPa 最大開模行程 S′ 260mm 注射行程 160mm 最大裝模高度 Hmax 350mm 合模力 254 最小裝模高度 Hmin 200mm 拉桿間距 290*386 模板最大安裝尺寸 598520 mm 注射時間 （ 3）．模具開模行程校核 模具開模行程應(yīng)滿足： SmSz 其中： Sz 為最大開模行程，查注射機 XSZY350 型 Sz=260mm， Sm 為模具的開模行程； Sm=塑件的高度 +澆注系統(tǒng)的高度 +頂件的頂出高度 +（ 510） mm ≈90mm 可見 SmSz ， XSZY125 滿足其 開模行程 綜合驗證， XSZY350 型注射機完全能滿足此模具的注射要求 。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 28 4. 模具制造 注塑模具制造材料選擇 對模具應(yīng)盡量采用好的材料，不能代用。熱處理要按客戶要求做到，因為很多模具失效是有材質(zhì)和熱處理達不到要求等原因而引起的。 模具材料的選用應(yīng)遵循 “ 模具材料的設(shè)計選用原則 ” ，如下 [17]： ，易切削，適用于深孔、窄縫等難加工和三維交復(fù)雜形面的雕刻加工。 ，沒有氣孔等內(nèi)部缺陷，顯微組織均勻且有一定的使用硬度。 ，要求鋼材質(zhì)地 細(xì)而均勻，適于花紋腐蝕加工，但對一些特殊的塑料，如聚乙烯要求鋼材具有抗腐蝕性。 ，可以窄熱多變負(fù)荷的作用下長期工作。 ，具有焊接性，焊接后硬度不放發(fā)變化，且不開裂變形等。 ，具有良好的淬透性和很少的變形，易于滲氮等便面處理。 ，熱傳導(dǎo)效率高，防止變形，提高冷卻效果。 ，市場容易買到，供貨剘短。 ，要綜合考慮因素： ① 外觀要求高的塑件選用鏡面鋼材料。 ② 形狀復(fù)雜，體積較大，選用易切削鋼。 ③ 加工批量大 （注塑件）尺寸精度高的選用優(yōu)質(zhì)模具鋼。 ④ 客戶指定用鋼 。 本設(shè)計選用 KKm 耐磨銅合金，主要性能指標(biāo)見表 41，它是專門用于制做模具的銅合金材料，其機械力學(xué)性能與鈹青銅相似，耐磨性能優(yōu)于鈹青銅，是代替鈹青銅的理想模具材料。它的主要特點： （ 1）高硬度、高耐磨性； （ 2）不拉傷加工零件表面； （ 3）經(jīng)濟實用； （ 4）簡化加工工藝； 表 41 主要性能指標(biāo) 合金代號 導(dǎo)電率 熱導(dǎo)率 線膨脹系數(shù) 硬度 HRC 沖擊韌性 抗拉強度 KKm 10 68 16 24~30 20~30 600~900 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 29 模具的特 種加工方法 隨著工業(yè)技術(shù)的高速發(fā)展，愈來愈多的零件將廣泛采用模具成型，模具結(jié)構(gòu)也愈來愈復(fù)雜。模具制造采用特種加工方法可以完成傳統(tǒng)加工方法難以或無法完成的加工，而且實現(xiàn)了高精度、高速度自動化生產(chǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景?，F(xiàn)將加工方法的特點歸納在表 42 中 [18]。 表 42 模具制造中常見的特種加工方法比較 比較項目 電火花加工 電火花線切割加工 電解加工 電解磨削 超聲波加工 激光加工 加工原理 利用脈沖火花放電蝕除工件材料，把工具電極的輪廓形狀相當(dāng)精確地復(fù)印在工件上加工出所需的型腔或型孔 利用脈沖火花 放電，用移動著的電極絲穿過工件抷料上的孔，使裝有工件的工作臺通過數(shù)控按預(yù)定的軌跡運動 利用電解化學(xué)反應(yīng)如陽極溶解（電解加工、電解拋光），或陰極沉積（電鑄等）進行金屬成型加工的一種方法 利用電解腐蝕作用與機械磨削作用相結(jié)合進行的一種復(fù)合加工方法 利用超聲波振動所產(chǎn)生的能力使模粒具有沖擊作用來實現(xiàn)材料的去除加工 利用能量密度極高的激光束照射到工件抷料表面，產(chǎn)生上萬度高溫，使材料被迅速熔化、氣化而完成加工 加工模具 各種大小、各種形狀的型腔、型孔的鍛模、充模、塑料模、拉絲模 切割各種沖模、塑料模、粉末冶金模等模 具 加工各種大小復(fù)雜型面的鍛模、鑄模、注塑模 用于高強度、高硬度如硬質(zhì)合金拉絲模等 可加工各種形狀復(fù)雜的型孔、型腔及成型表面的模具 用于金剛石拉絲模及微孔加工等 可達最低表面粗糙度 Ra（ um） 可達最高尺寸精度（ mm） 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 30 注塑模成型零件的加工 注射模的成形零件主要有凹模 (型腔 )、型芯 (凸模 )、螺紋型芯和型環(huán)等，凹模型腔形狀與所成形零件有關(guān)，根據(jù)凹模型腔形狀復(fù)雜程度不同， 凹?？勺龀烧w的或镕拼式的結(jié)構(gòu)。整體式凹模由于型腔加工的難度，一般只適于成形簡單形狀的塑料件。整體式凹模的加工：根據(jù)加工條件、加工要求等不同可選用仿形銑削加工、電火花加工、電解加工等。成形精度較高、尺寸較深的型腔，現(xiàn)就凹模型腔的成形工藝介紹如下。 (1)下料：按凹模模塊所需坯料尺寸下料。若是圓形型腔，一般坯料直徑 D 為型腔直徑 d 的 2 到 倍；坯料高度 H 為型腔高度 h 的 到 3 倍 [19]。 (2)粗加工：車削坯料各表面，留精加工余量，表面粗糙度為 。 (3)熱處理：根據(jù)模塊所選 材料不同進行完全退火或球化退火，改善坯料的成形性能。 (4)精加工：被擠壓成形型腔的一面磨削加工使表面粗糙度為 Ra＝ ，外固定位面加工至此＝ 。 (5)潤滑處理：為了降低擠壓時摩擦力和擠壓力，改善擠壓成形的效果，一般都要將坯料和擠壓沖頭放入加有 20％稀硫酸的硫酸銅的水深液中浸漬 3— 4 秒鐘，并涂以凡士林或用機油稀釋的二硫化鉑潤滑劑；或者將坯料進行磷酸鹽處理，使其表面形成一層金屬磷酸鹽的薄膜，將擠壓沖頭進行鍍銅或鍍鋅處理，擠壓成形時再加用機油稀釋的二硫化鉑作潤滑劑。 (6)加套圈：在凹模坯料外壓合套圈 (單層或雙層 )，套圈的過盈量 δ 為型腔直徑 d 的 至 倍。 (7)擠壓成形：將擠壓沖頭和需成形的封閉式凹模裝在能保證導(dǎo)向、定位精度的專用油壓機上，經(jīng)調(diào)試后即可擠壓成形。若需兩次擠壓成形時，還需安排中間退火。 (8)脫模：采用脫模機構(gòu)將擠壓沖頭從凹模型腔中脫落．脫模后將擠壓沖頭進行低溫回火，消除內(nèi)應(yīng)力。 (9)修整：凹橫端面若不平整，需修平后方可使用。 模腔的冷擠成形是一種少無切屑成形工藝，型腔冷擠成形后不再需切削加工，尺寸精度、表面粗糙度均能 滿足使用要求。這種成形工藝生產(chǎn)率高、節(jié)省模具材料，凹模型腔冷擠成形后產(chǎn)生冷變形強化、有較高的強度、較高的硬度和耐磨性。 模具安裝和調(diào)試 、毛刺。 ，故采用整體安裝法。先在機器下面兩根導(dǎo)軌上墊好板，模具從側(cè)面進入機架間，定模入定位孔，并放正，慢速閉合模板，壓緊模具，然后用壓板杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 31 或螺釘壓緊定模，并初步固定動模，然后慢速開閉模具，找正動模，應(yīng)保證開閉模具時平穩(wěn)、靈活，無卡住現(xiàn)象，然后固定動模。 ，保證有足夠開模距及鎖模力，使模 具閉合適當(dāng)。 ，調(diào)節(jié)頂出裝置，保證頂出距離。開閉模具觀察頂出機構(gòu)運動情況，動作是否平衡、靈活、協(xié)調(diào)。 ，待料筒及噴嘴溫度上升到距離預(yù)定溫度 20～ 30 度，可校正噴嘴澆口套的相對位置及弧面接觸情況，可用一紙片放在噴嘴與澆口套之間，觀察兩者接觸印痕，檢查吻合情況，必須使松緊合適，校正后擰緊注射座定位螺釘，緊固定位。 ，觀察模具各部分運行是否正常，然后才可注射試模。 雖然是在選定成型材料、成型設(shè)備時，在預(yù)想的工藝條件下進行模具設(shè)計，但是人們的認(rèn)識往往是 不完善的，因此必須在模具加工完成以后，進行試模試驗，看成型的制件質(zhì)量如何。試模時，塑件上?？赡艹霈F(xiàn)各種弊病，為此必須進行原因分析、排除故障。造成次、廢品的原因很多，有時是單一的，但經(jīng)常是多方面綜合的原因。需按成型條件、成型設(shè)備、模具結(jié)構(gòu)及制造精度、塑件結(jié)構(gòu)及形狀等因素逐個分析找出其中主要矛盾，然后再采取調(diào)節(jié)成型工藝參數(shù)、修整模具等方法加以解決。因為成型條件容易改變，所以一般的做法是先變更成型條件，當(dāng)變更成型條件不能解決問題時，才考慮修理模具 [20]。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 32 5．設(shè)計總結(jié) 在本次的畢業(yè)設(shè)計中，設(shè)計了 一個比較常見的文具盒塑件的模具。在完成本次畢業(yè)設(shè)計的過程中，本人漸漸地熟悉了注塑模具設(shè)計的一般過程和步驟。設(shè)計過程中需大量地運用已學(xué)過的知識，因此很好地鞏固了書本上所學(xué)到的知識，配合自己動手所得到的實踐經(jīng)驗，對所學(xué)知識（尤其專業(yè)知識）掌握得更加牢固。在本次設(shè)計過程中遇到過不少問題，例如對軟件的不熟悉，軟件的很多功能以前都沒有接觸過，因此需從頭學(xué)起，邊學(xué)邊做，也因為這樣，印象特別深刻，掌握得特別牢固。通過這次模具設(shè)計，使我加深了模具方面的認(rèn)識，在這個過程中，培養(yǎng)了自身的獨立思考問題、解決問題的能力。 由于本人 在模具設(shè)計方面經(jīng)驗不足，本畢業(yè)設(shè)計的模具還有一些不足，例 如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計存在不合理之處、生產(chǎn)出來的產(chǎn)品可能會存在溶解痕等問題，希望在以后積累更多的經(jīng)驗，解決可能出現(xiàn)的缺陷問題。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 33 致謝 在此感謝各位指導(dǎo)老師和身邊的同學(xué)悉心的教導(dǎo)和幫助，特別是我的指導(dǎo)老師邵老師。他給了我很多方向性的建議，還有模具組