【導(dǎo)讀】本設(shè)計是關(guān)于塑料制件的模具設(shè)計。綜合材料成型的各種工藝方式，本課題。其中包括注射模的成形零件、工作零件、各種定位機構(gòu)及。導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的設(shè)計等。產(chǎn)品的壽命及性能也是廠商的重要考慮因素。來越高，及標準模具的選用越來越多。模具標準化程度在一方面體現(xiàn)了社會商品。這也是本次設(shè)計重點考察因素之一。塑料的性能，如此處ABS的應(yīng)用，在一定程度上反應(yīng)塑料的適用范圍。計的制品是滾輪?？茖W(xué)合理的選擇有。利的分型面及成型方案是本設(shè)計應(yīng)該納入的核心問題。此外，設(shè)計者的獨特設(shè)計。風(fēng)格為以后設(shè)計提供參考。設(shè)計參考一些前輩們的設(shè)計理念以及相關(guān)資料的數(shù)據(jù)。互聯(lián)網(wǎng)及書本是本設(shè)。老師的指正及學(xué)生們的討論讓設(shè)計漸漸完善。經(jīng)濟全球化離不開技術(shù)交流。

　　

【正文】 14mm，φ 10mm， 3mm 等尺寸 。 (3) 中心距類尺寸（ C 類） 。 該類尺寸不受摩擦影響 ，可認為尺寸不變。這類尺寸有孔間距，型芯 間距和孔中心與型芯中心的距離。此外，由于引起孔或凸臺中心線到型腔側(cè)表面的距離變化的磨損都屬單邊磨損，磨損量小，可忽略，故將孔 或凸臺中心到型腔（主型芯）側(cè)表面的距離尺寸 也視為中心距類尺寸。那么，本制件所涉及的尺寸有 4mm， R6mm。 表 51 成型零件工作尺寸 尺寸名稱 最大尺寸 最小尺寸 制件尺寸標注形式 模具部分尺寸 A1 22 A2 10 B1 3 B2 18 B3 10 B4 14 C1 C2 此處 ， 塑料 ABS 平均 收縮率取 %， 由修正系數(shù) x 一般在 1/2 到 3/4 內(nèi)取值，此處 x 取 3/4。其中， 模具磨損量 δ z=Δ /3， 模具制造公差 δ c=Δ /6。 1. 凸模（型芯 ）尺寸計算 A1： = A2： = 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 C2： = 2. 型腔尺寸計算 B1： = B2： = B3： = B1： = C1： = 3. 型腔 壁厚 計算 因為制件是圓形凹件， 此處 先按圓形 整體式 計算 如圖 52 左側(cè) 。那么根據(jù) 型腔高度小于 L（自由膨脹與約束膨脹的分界點高度） 計算最小型腔厚度，由 L= ≥ 10mm，則 R≥ 31mm， 因此型腔壁厚至少 20mm。根據(jù) 壁厚得斜滑塊的 型腔最小壁厚為 20mm。計算相關(guān)強度是否合適。 由最小壁厚及限制推出距離 的鉚釘安裝位置可知瓣合凹模（斜滑塊）至少 40mm。則型腔底厚度 適當加大 如圖 52 右側(cè) ，而且一定滿足強度要求。 圖 52 型腔壁厚設(shè)計 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 模具標準化 模具標準化意義 模具標準化包括零件標準化和模架標準化等。隨著經(jīng)濟全球化，商品流通已跨過進行。模具作為成型工具，在 全球 規(guī)范 化大生產(chǎn)中，也不例外 地被分工。 由于商品的更新速度快，所需的模具材料量大。許多地方生產(chǎn) 不一樣的產(chǎn)品會造成生產(chǎn)效率的下降。 在目前市場競爭激烈的環(huán)境下，銷售 渠道不再單一，采購渠道也不再受地區(qū)的限制。 那么， 在 資源的最優(yōu)化配置 的大前提下，模具 標準 已成為 廠商迎合需求的重要競爭手段 。 模具標準化促進商品的流通與 替 換，提高生產(chǎn)效率，降低采購成本。同時，通過標準化的深入，模具的多樣性將會穩(wěn)定發(fā)展。 局部受損的更換性 ，使得 模具標準化可以 提高 整體模架的 使用壽命。 模具標準化可以增強不同行業(yè)的合作 ，如市場與技術(shù)的合作 ，促進技術(shù)交流，間接的推動社會快速發(fā)展 ，也進一步提高人才的綜合素質(zhì) 。 有些標準不再僅限于國內(nèi)，如本次設(shè)計參考日本工業(yè)標準（ JIS） 。 社會標準將逐步實現(xiàn)統(tǒng)一， 模具標準化有 利于 提高現(xiàn)代化生產(chǎn)。模具標準化將促進一些專業(yè)化設(shè)備的產(chǎn)生，同時加速相關(guān)方面的軟件開發(fā)，如 CQISM 估價系統(tǒng) 、 注射模 CAM/CAD 系統(tǒng)及 Pro/E 軟件的應(yīng)用等。這將快速減少設(shè)計周期，加速現(xiàn)代化進程。 模具的標準化程度選擇 此處滾輪的模具設(shè)計 標準化選擇有兩個方面 ：一 是標準件的選擇，如銷、螺釘、鉚釘、導(dǎo)柱導(dǎo)套、 模板等的選擇；二是參考 《中國 模具設(shè)計大典》中 標準模架 250 315，如圖 53，選擇相關(guān)數(shù)據(jù)，如 導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇、推桿的參考值、墊塊確定、 模具各零件大體分布 、模板 零件 的選擇等。 這里的模板盡量選著標準 板，減小加工量。 前面已談到關(guān)于定位圈的標準化。 它的制造標準不再局限于國內(nèi)，而是國外。 那么， D 取 100mm， p 取 75mm。對應(yīng)的其他尺寸見零件圖。 瓣合凹模、型芯等需要自己加工。 推桿等采購標準件再根據(jù)自己情況進行加工。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 總體說來，該模具盡量選用標準，為后續(xù)工作減少工作時間。 圖 53 標準模架 250 315 繪制裝配草圖 選擇板和零件 等 后，繪制大體 裝配圖，如圖 54。 它有待進一步修改。 圖 54CAD 繪制的 裝配 草圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 相關(guān)數(shù)據(jù)校核 推桿強度校核 推桿長度有模板、推出距離決 定。這里取 。推桿直徑不能太細，一般取 到 12mm，以保證有足夠剛度和強度滿足推力需要。推桿直徑 d 的確定可根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式 d=Ψ ， Ψ是安全系數(shù)，可取 ； L 是推桿長度 可 ； F 是脫模力 ； n 是推桿數(shù)目；可根據(jù)公式 求得d 的對應(yīng)值。這里 依靠經(jīng)驗 選擇直徑為 的推桿，并對其進行加工。那么強度校核 可根據(jù)公式 σ c=4F/nπ ≤ [σ ]，式中 [σ ]是推桿材料的許用應(yīng)力；σ c 是推桿所受的應(yīng)力（ MPa）。 由于該制件的脫模力比較很 小 ，直徑為 的四根 推桿一定符合要求。 最大注射量校核 塑料制品連同澆道凝料及飛邊在內(nèi)的質(zhì)量 一般不超過注射機最大注射量的 80%。由于 ABS 不是 熱敏性塑料，不用考慮最小注射量應(yīng)不小于額定注射量的 20%。 根據(jù)初選注射時課題所討論 的 內(nèi)容 可知，模具所需的最大最射量 僅需 。 大部分注射機可以滿足。 注射壓力校核 型腔內(nèi)熔體的平均壓力取決于注射壓力，一般在 25 到 40MPa 內(nèi)。由 ABS 的通用型注射壓力參數(shù)可知注射壓力在 70 到 110MPa 之間。 注射壓力校核是額定注射機的最大注射壓力能否滿足塑件成型需要。 設(shè)計模具時 ，可參考各種塑料的注射成型工藝性能來確定 塑件的 注射壓力 ，再與 注 射 機額定 壓力 相對比。 則對比初選注射機，注射壓力是 150MPa，可以滿足需要。 鎖模力校核 充模時， 有很大的壓力使模具沿分型面漲開 。該壓力等于制件與澆注系統(tǒng)在垂直于鎖模方向的分 型面上的投影面積之和乘以型腔內(nèi)熔體的壓力。 可用公式計算型腔內(nèi)熔體壓力 p=kpa。 k 是損失系數(shù)，一般取 到 。實際生產(chǎn)中， 中小型塑料制件的型腔內(nèi)熔體壓力 p 常取 20 到40MPa。 由 單件的投影面積 可得， 取總的投影面積為 10cm2洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 則 鎖模力應(yīng)大于 所計 算的 壓力，即鎖模力在 4KN 以上。初選注射 機 滿足 。 安裝部位的尺寸校核 由定位圈尺寸及模具總高 、總長 315mm、總寬 250mm 可 知 ，初選注射機不適合 該模具。此時應(yīng)該重選 ，重新考慮合適的定位孔、拉桿間距及 模具厚度范圍等 。 開模行程和頂出結(jié)構(gòu)的校核 開模行程在滑塊設(shè)計時，設(shè)計者已考慮到 脫模高度 H1=26mm。 那么這里需要考慮 S1≥ H1+H2+（ 5～ 10），其中 S1 是注射機的最大開模行程 ， H2 是 包括流道凝料在內(nèi)的制品高度 。那么 S1≥ 26+75+（ 5～ 10）=106～ 111（ mm）。 對比初選注射機可知 ，滿足要求 。 但 由于安裝尺寸不符合要求，注射機需要重選。 重選時 要考慮注射的優(yōu)缺點 ， 裝配圖修善 注射機的最終確定 結(jié)合上述校核結(jié)果及模具整體尺寸分析， 同時參考不種類型注射機的優(yōu)缺點。 這里 確 定 注射 機 型號 為 SZ100/： (1) 理論注射容量 75～ 105cm3。 (2) 注射壓力 224～ 。 (3) 鎖模力 630kN。 (4) 拉桿內(nèi)間距 370 320mm。 (5) 最大模具厚度 300mm。 (6) 最小模具厚度 150mm。 (7) 模具定 位孔直徑 125mm。 (8) 噴嘴球半徑 SR20mm。 (9) 噴嘴口孔直徑 4mm。 (10)中心頂桿直徑 50mm。 (11)移模行程 270mm。 該注射機是臥式注射機。 注射裝置是螺桿式。 雖然占地面積大，但便于加料， 制件便于取出，已形成機械自動化生產(chǎn) 。它符合本設(shè)計理念。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 根據(jù)數(shù)據(jù)變動修改裝配圖 重選模具后，注射機噴嘴及口徑都有所變化。 那么，注射機所對應(yīng)的設(shè)計數(shù)據(jù) 有所變化。此時，設(shè)計者 按步驟修改所對應(yīng)模具細節(jié)，如主流道設(shè)計、澆口套結(jié)構(gòu)等。 完善裝配圖 根據(jù)修改過后的數(shù)據(jù) 改變裝配圖，并且在裝 配圖布局及紙張安排上進一步完善。在老師及他人的指導(dǎo)下， 設(shè)計者完善裝配圖，并且為下面的零件圖繪 制做 準備 。具體 CAD 裝配圖樣如圖 55。 裝配中涉及了導(dǎo)柱導(dǎo)套配合、 澆口 套與 定模座板及 定模 板的配合、 推桿與型芯固定板的配合、導(dǎo)套與定模板的配合、 型芯與模板的配合、 管道與模板的配合、銷與接觸零件的配合 等。根據(jù)工作環(huán)境與模具作用不同，配合有過渡、過盈及間隙配合。具體情況見裝配圖。 圖 55CAD 裝配圖 零件圖繪制 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 零件的分類及部分精度 該模具所涉及到的需要加工零件有：瓣合凹模、 凹模固定板、棒材緊固件、 薄墊片、帶鉤形頭拉料桿、墊塊、定模板、定模型芯、定模座板、 定位圈、動模墊板、動模型芯、動模座板、管道、澆口套、推板、推桿（特別加工）、推桿固定板、橡膠密封圈、型芯固定板等。 根據(jù)塑件重點部位選擇 IT9，其他是 IT13，即自由公差 。 主要零件的加工方法 1. 瓣合 凹模等加工 瓣合 凹模 如 圖 56 是有一定深度的厚件， 并且有一定的強度要求 ，還要經(jīng)過熱處理達到一定硬度，此處是 58～ 62HRC。 它是一種加工零件的 典型， 也是模具總重要零件。 這里簡單介紹其加工流程： 鍛件下料→劃線→鉆孔（注意保存加工余量）， 鉸 孔 至 一定 精度 →對另一孔進行線切割加工→外輪廓 及槽 （槽加工時，可能要重新定位） 的 銑削成形、精銑→粗銑、精銑端面→熱處理 （提高硬度，必須經(jīng)過淬火等熱處理） →根據(jù)粗糙度要求對輪廓、孔 、 端面 、斜面及槽 進行精加工，磨削、精研等（加工過程中注意加工余量） [最好在加工中心完成，數(shù)控銑床或普通銑床需要重新定位 ] 圖 56 瓣合凹模 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 2. 板件的加工 凹 模固定板如圖 57，它是一個板件的典型 ，也是模具重要的工作零件之一 。這里也簡單介紹它的加工流程： 板材下料→劃線→鉆孔→粗、精鏜 孔 或鉸 孔 → 螺紋攻絲 →粗銑、精銑端面 、 斜面及槽 → 熱處理 （主要是消除應(yīng)力，也可以不進行熱處理） →根據(jù)粗糙度要求進行輪廓、孔 、 端面 、斜面及槽 的精加工，磨削加工等（加工過程中注意加工余量） [最好在加工中心完成，數(shù)控銑床或普通銑床需要重新定位 ] 圖 57 凹模固定板 3. 棒材 的加工 動模型芯 如圖 58，它是典型棒材加工， 也是模具重要的成型零件，需要一定的熱處理達到 58～ 62HRC。 這里簡單介紹它的加工流程： 棒材下料 → 定位 →粗車、精車外圓 或加工中心直接加工成型 →粗、精銑橡膠密封圈 的密封圓環(huán)孔， 線切割內(nèi)孔（也可鉆、鉸內(nèi)孔） →粗銑、精銑端面→熱處理 （提高硬度，必 須經(jīng)過淬火等熱處理） →根據(jù)粗糙度要求進行精加工， 如 粗磨、精磨加工等（加工過程中注意加工余量） [最好在加工洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 中心完成，數(shù)控 車 床或普通 車 床需要 其他加工設(shè)備輔助，如 電加工，即電火花加工或線切割 ，或銑削加工 ] 圖 58 動模型芯 4. 橡膠的加工 橡膠密封圈 如圖 59，它是一個 橡膠制品 的典型。 雖然不是最主要的零件，但它的材質(zhì)特殊。 這里也簡單介紹它的加工流程 有兩種 ： 橡膠塊下料 →劃線→ 切割 成片 → 切割成型 →根據(jù)粗糙度要求進行 相應(yīng)的精加工，如研磨 等（加工過程中注意加工余量） [一般普通工廠常用方法 ] 橡膠原料準備 → 注射成 型 → 根據(jù)粗糙度進行精加工修整 [一般 在密封圈加工廠 用 的 方法 ， 生產(chǎn)其他廠商 直接 訂購 此 產(chǎn)品 ] 圖 59 橡膠密封圈 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 第 6 章 模具的使用及價格估算 模具價格估算 影響價格因素 1. 生產(chǎn)成本 。生產(chǎn)成本是模具價格的主要組成，也是 影響價格的主要因素。降低生產(chǎn)成本 除了合理設(shè)計、加工路線和標準件利用率的設(shè)定 、零部件系列化等實現(xiàn)，也靠試模次數(shù)的降低等 必要細節(jié)來實現(xiàn)。先進的軟件將降低成本。 2. 供貨周期 。 產(chǎn)品的價值實現(xiàn)靠的是供貨，那么供貨周期直接影響價格 ，同時影響生產(chǎn)率 。 供貨時間縮短會使產(chǎn)品長期價 格 相對 提高 ，更能獲得所需的經(jīng)濟效益。 3. 市場狀況 。產(chǎn)品符合市場要求時， 才能為制造廠創(chuàng)造價值，僅而有價格標記。 產(chǎn)品存在于市場經(jīng)濟環(huán)境中，受商品周期及價值曲線的綜合影響，價格有所變化。產(chǎn)品的 研發(fā)期、投產(chǎn)期、穩(wěn)定期及衰落期，都對產(chǎn)品價格有一定影響。 4. 技術(shù)含量 。 高科技產(chǎn)品研發(fā)時間長，技術(shù)含量高，價格相對較高。技術(shù)在當今社會已成為一項重要的無形資產(chǎn)。它依附于有形商品，影響價格。故而技術(shù)含量越高，價格相對越高；反之也成立。 5. 模具壽命 。 模具壽命也是模具設(shè)計時重點考慮問題。它間接影響價格。 由于產(chǎn)品更