【正文】 需的模溫。杭州電子科技大學本科畢業(yè)論文 25 水的熱容量大，導熱系數(shù)大，成本低 [16]。 冷卻水道的開設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置冷卻裝置。其設計要點有： （ 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加強冷卻。 （ 4）進口管直徑的選擇應使水流速度不超過冷卻水道的水流速度。 （ 5）凹模、凸?；虺尚托托緫謩e冷卻，并保證其冷卻平衡。 （ 6）冷卻水道不應穿過設有鑲塊或其接縫部位，水道連接必須密封以免漏水。 （ 7）復式冷卻循環(huán)應并聯(lián)而不應串聯(lián)。 （ 8）進、出口冷卻水溫差不應過大，以免造成模具表面冷卻不均。 二．冷卻裝置結構設計 模具中的冷卻裝置形式很多，此次畢業(yè)設計的冷卻水道布局如圖 312。 圖 312 冷卻水道布局 注塑設備選擇 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。設計模具前，應對注塑機有關參數(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構。 所以一個周期內(nèi)所需注射的塑料容量： 杭州電子科技大學本科畢業(yè)論文 26 V 總 =nV 體 +V 澆 =2*+ = 模具設計時，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量在注塑機額定注射量的 80%以內(nèi) 故應使： 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，噴嘴結構形式和塑件的壁厚，精度，形狀的復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和熱處理達不到要求等原因而引起的。 模具材料的選用應遵循 “ 模具材料的設計選用原則 ” ，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。 ，要求鋼材質地 細而均勻，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)質模具鋼。 ④ 客戶指定用鋼 。 本設計選用 KKm 耐磨銅合金，主要性能指標見表 41，它是專門用于制做模具的銅合金材料，其機械力學性能與鈹青銅相似，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 合金代號 導電率 熱導率 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 杭州電子科技大學本科畢業(yè)論文 29 模具的特 種加工方法 隨著工業(yè)技術的高速發(fā)展，愈來愈多的零件將廣泛采用模具成型，模具結構也愈來愈復雜。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精確地復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)控按預定的軌跡運動 利用電解化學反應如陽極溶解（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合進行的一種復合加工方法 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 加工各種大小復雜型面的鍛模、鑄模、注塑模 用于高強度、高硬度如硬質合金拉絲模等 可加工各種形狀復雜的型孔、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，根據(jù)凹模型腔形狀復雜程度不同， 凹?？勺龀烧w的或镕拼式的結構。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向、定位精度的專用油壓機上，經(jīng)調試后即可擠壓成形。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。 模具安裝和調試 、毛刺。 ，故采用整體安裝法。先在機器下面兩根導軌上墊好板，模具從側面進入機架間，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。 ，調節(jié)頂出裝置，保證頂出距離。開閉模具觀察頂出機構運動情況，動作是否平衡、靈活、協(xié)調。 ，待料筒及噴嘴溫度上升到距離預定溫度 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、成型設備時，在預想的工藝條件下進行模具設計，但是人們的認識往往是 不完善的，因此必須在模具加工完成以后，進行試模試驗，看成型的制件質量如何。試模時，塑件上常可能出現(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、成型設備、模具結構及制造精度、塑件結構及形狀等因素逐個分析找出其中主要矛盾，然后再采取調節(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]。 杭州電子科技大學本科畢業(yè)論文 32 5．設計總結 在本次的畢業(yè)設計中，設計了 一個比較常見的文具盒塑件的模具。在完成本次畢業(yè)設計的過程中，本人漸漸地熟悉了注塑模具設計的一般過程和步驟。設計過程中需大量地運用已學過的知識，因此很好地鞏固了書本上所學到的知識，配合自己動手所得到的實踐經(jīng)驗，對所學知識（尤其專業(yè)知識）掌握得更加牢固。在本次設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，因此需從頭學起，邊學邊做，也因為這樣，印象特別深刻，掌握得特別牢固。通過這次模具設計，使我加深了模具方面的認識，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 在模具設計方面經(jīng)驗不足，本畢業(yè)設計的模具還有一些不足，例 如模具結構設計存在不合理之處、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。 杭州電子科技大學本科畢業(yè)論文 33 致謝 在此感謝各位指導老師和身邊的同學悉心的教導和幫助，特別是我的指導老師邵老師。他給了我很多方向性的建議，還有模具組