【導(dǎo)讀】前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅰ。設(shè)計(jì)說明書．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１。注塑機(jī)選擇及注射工藝參數(shù)確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7. 分型面設(shè)計(jì)原則．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．９。偽注、偽造、篡改文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)等，通過了，但論文在答辯時(shí)被評(píng)為不合格，那么就不會(huì)授予他學(xué)位。論的一種手段，舊的科學(xué)理論就必然會(huì)不斷地為新理論推翻。

　　

【正文】 好，頂桿設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)： a、頂出位置頂桿的頂出位置應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的地方，頂桿不宜設(shè)在塑作最薄的處，以免塑件變形或損壞，當(dāng)結(jié)構(gòu)需要頂在薄壁處時(shí)，可增加頂出面積，來改善塑件受力狀況。此時(shí)，一般采用頂 出盤頂出，此設(shè)計(jì)的頂桿放置在產(chǎn)品的中央。 b、頂桿直徑不宜過細(xì)，應(yīng)有足夠的剛度承受頂出力，當(dāng)結(jié)構(gòu)限制頂出面積較小時(shí)，為了避免細(xì)長桿變形，可設(shè)計(jì)成階梯形頂桿。 c、配位置頂桿端面應(yīng)和型腔在同一平面或比型腔的平面高出 ～ 1mm，否則，會(huì)影響塑件使用。 43 d、數(shù)量不保證塑件質(zhì)量，能夠順利脫模的情況下，頂桿的數(shù)量不宜過多。當(dāng)塑件不許可有頂出痕跡，可用頂出耳的形式脫模后將頂出耳剪掉。 脫模機(jī)構(gòu)有關(guān)計(jì)算 塑件在成型時(shí)，由于尺寸上的收縮，所以對(duì)模具的凸出部分有抱緊力。脫模機(jī)構(gòu)的負(fù)荷就時(shí)這種抱緊力在脫模方向 上形成的阻力。脫模力的計(jì)算一般包括兩部分：塑件從模具上脫出時(shí)的摩擦阻力和使封閉殼體脫模時(shí)須克服的真空吸力，即： cbQ Q Q?? 其中： Q—— 總脫模力； Qc—— 摩擦阻力； Qb—— 真空吸力，一般為 A（ MPa）。 初始脫模力的計(jì)算可由《塑料模設(shè)計(jì)手冊》公式 5－ 19，本設(shè)計(jì)塑件可近似看做厚壁矩形件，故計(jì)算公式如下 : 2 ( ) 10(1 ) (1 )a b E S L fQBm k f? ? ? ?? ? ?? ? ? (N) 其中： Q—— 脫模力 （ N）； t—— 塑件平均壁厚 （ cm）； E—— 塑件彈性模量 （ N/cm2）； S—— 塑件平均成型收縮率 （ mm/mm）； L—— 包容凸模的長度 （ cm）； f—— 塑料與剛的摩擦系數(shù)； m—— 塑件的泊松比； a、 b—— 矩形的長、寬（ cm）。 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得到每個(gè)型腔的脫模力為： 52 4 10 05 5 2 10( 1 3 ) ( 1 5 )412 ( )QN? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ?? 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 推桿布置 考慮塑件結(jié)構(gòu)，本設(shè)計(jì)采用推桿推出機(jī)構(gòu)，在每個(gè)塑件上 布置直徑大小不等的 13 根推桿，具體結(jié)構(gòu)如圖所示： 44 【圖 10－ 1】推桿布置 推桿結(jié)構(gòu)及固定 從上圖可知，該模具推桿截面尺寸較小，為加強(qiáng)其剛度，除三根Φ 3 推桿外，其它推桿均做成階梯型，并且為方便固定，都為帶臺(tái)肩整體式結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)如圖 10－ 2 所示，推桿的長度由推桿固定板、墊腳、支撐板及動(dòng)模尺寸決定，其中除有一根Φ 3 推桿推出位置位于塑件曲面上外，其它均在平面上，且大小相同的推桿長度也一致，其長度尺寸確定在 PRO/ENGINEER 設(shè)計(jì)軟件中 自動(dòng)計(jì)算獲得。 推桿強(qiáng)度交核 由《塑料模設(shè)計(jì)手冊》公式 5－ 93，圓形推桿直徑： 122 4364 ldQnE?????????????? 其中： d—— 圓形推桿直徑（ cm）； Φ —— 推桿長度系數(shù)≈ ； l—— 推桿長度（ cm），這里取平均 12cm； n—— 推桿數(shù)，本設(shè)計(jì)為 13； E—— 推桿材料的彈性模量（ N/cm2），剛的彈性模量為 107； Q—— 總脫模力（ N）。 45 帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得： 122 43764 12 412 ( )13 10d c m????? ? ???? ? ??? 故推桿設(shè)計(jì)合理。 【圖 10－ 2】推桿 拉料機(jī)構(gòu) 本模具采用的是點(diǎn)澆口自動(dòng)脫料板結(jié)構(gòu)形式，故應(yīng)在分流道推板上設(shè)置澆道拉料桿，也稱拉料釘，其結(jié)構(gòu)如圖所示： 【圖 10－ 3】拉料桿 46 查《塑料模設(shè)計(jì)手冊》（第三版）表 5－ ，取拉料桿直徑為Φ 10，得拉料釘尺寸選擇如下： 151 2 3 20dDdddR??????????? 【圖 10－ 4】拉料釘尺寸 47 第十一章 冷卻及排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 冷卻系統(tǒng) 在注射成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型的性能和型工藝要求不同，模具的溫度也要求不同。一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度在 60 度以下。溫度降低是通入循環(huán)冷卻劑，從而將熱量帶走，模具冷卻劑常用水，此外還有壓縮空氣，冷凍水冷卻，而水冷卻最為普通，使水在其中循環(huán)，帶走熱量，維持所需的模溫，水的熱容量大，導(dǎo)熱系數(shù)大，成本低。 冷卻水道的開設(shè)受模具上鑲塊和頂出桿等零件 幾何形狀的限制，必須根據(jù)模具的特點(diǎn)，靈活地設(shè)置冷卻裝置，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： a、實(shí)驗(yàn)表明冷卻水孔的數(shù)量愈多，對(duì)制品的冷卻也就愈均勻。 b、水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，水孔邊距型腔的距離常用 10~15MM。 c、進(jìn)水管直徑的選擇應(yīng)使水流速度不超過冷卻水道的水流速度 .避免產(chǎn)生過大的壓力降 .冷卻水道直徑一般不小于 9mm,常用 912mm,但也必根據(jù)模具的具體大小和產(chǎn)品大小狀況而定 ,本設(shè)計(jì)由于模具較小 ,產(chǎn)品也較小 ,據(jù)綜合考慮 ,水管直徑 8mm. d、進(jìn)出口冷卻水溫差不應(yīng)過大 ,以免造成模具表面冷卻不均 . 冷卻回路的布置 縮短成型周期有各種方法 ,而最有效的是制造冷卻效果良好的模具 ,如果不能實(shí)現(xiàn)均一的快速的冷卻 ,則會(huì)使制品內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力而造成制品變形成形或開裂 ,所以我們必須根據(jù)制品的形狀及壁厚設(shè)計(jì) ,制造能實(shí)現(xiàn)均一的且高效的冷卻回路 . 一般在冷卻回路的布置上應(yīng)遵循如下原則 : 1）模具上有數(shù)組冷卻回路時(shí)，冷卻水應(yīng)首先接近主流道的部位； 2）對(duì)于聚乙稀等收縮率較大的成型樹脂，必須沿制品收縮大的方向設(shè)置冷卻回路； 3）水道之間的中心距離一般為水道直徑的 3~5 倍，最小不得小于水道直徑的 倍，水道的外周離模具型腔表面 的距離一般為 10~15MM。 本設(shè)計(jì)由于采用整體嵌入式型腔，且型腔外形為矩形，故水道布置在模板上，其具體結(jié)構(gòu)如圖所示： 48 【圖 11－ 1】冷卻水道 注：冷卻水孔打空后，應(yīng)用堵頭堵住不需要的通道。 冷卻時(shí)間計(jì)算： 由《塑料模設(shè)計(jì)手冊》，冷卻時(shí)間依塑件種類、塑件壁厚而異，一般用下式計(jì)算： 2228ln ( )MWc e f f E Ws t tTstt? ? ? ?????????? 式中： cT —— 最低冷卻時(shí)間（ s）； s —— 塑件平均壁厚（ mm）； ef? —— 塑件平均熱擴(kuò)撒率（ mm2/s）； Wt —— 模具平均溫度（℃）； Mt —— 熔體平均溫度（℃）； Et —— 塑件脫模時(shí)平均溫度（℃）。 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得： cT =， 49 由《塑料模設(shè)計(jì)手冊》表 1－ 4，取 cT ＝ 20s。 成型周期計(jì)算 注射成型周期一般用下式計(jì)算： ()i n c rT T T T T s? ? ? ? 式中： Ti—— 沖模時(shí)間，由 PROE 計(jì)算總注塑質(zhì)量（包括澆注系統(tǒng)）為 ，查《塑料模設(shè)計(jì)手冊》表 5－ 49，取 Ti=； Tn—— 保壓時(shí)間，取 20s； Tc—— 冷卻時(shí)間； Tr—— 其余 時(shí)間，包括脫模區(qū)間及開閉模時(shí)間，取 Tr=40s。 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得： T= 排氣機(jī)構(gòu) 當(dāng)塑料熔體注入型腔時(shí)，如果型腔內(nèi)原有的氣體，蒸汽不能順利地排出，將在制品上形成氣孔、接縫、表面輪廓不能完全充分滿型腔，同時(shí)還會(huì)因氣體被壓縮而產(chǎn)生焦痕，而且型腔內(nèi)汽體被壓縮產(chǎn)生的反氣壓會(huì)降低充模速度，影響注塑周期和產(chǎn)品質(zhì)量。 排氣機(jī)構(gòu)的設(shè)置，一般有如下幾種方法： a、利用分型面排氣： 在型腔周圍設(shè)置排氣槽，采用這種方法排氣時(shí)，易在模具上的排氣處殘留樹脂分解的物質(zhì)，特別在澆口對(duì)側(cè)的部位，必須及時(shí)將其清除，否則久 而久之腐蝕模具的型腔表面。 b、利用推桿排氣： 在推桿上設(shè)置排氣槽，由于推桿是運(yùn)動(dòng)零件可達(dá)到自清效果，清理效果較好。 c、利用鑲件排氣： 對(duì)于制品的筋、槽部位經(jīng)常采用此法。 d、利用燒結(jié)合金排氣： 采用燒結(jié)合排氣時(shí)，由于燒結(jié)合金的熱傳導(dǎo)率低，不能使其過熱，否則易產(chǎn)生分解物而堵塞氣孔。 由以上幾種方法做以比較本設(shè)計(jì)排氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的最佳方案為利用推桿排氣。 50 第十二章 模具總體結(jié)構(gòu) 到此基本完成了模具所有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其總體結(jié)構(gòu)三維模型如下圖所示： 【圖 12－ 1】模具總體結(jié)構(gòu) 51 結(jié)構(gòu)簡圖： 1－動(dòng)模座板 2－墊塊 3－支撐板 4－動(dòng)模板 5－帶頭導(dǎo)套 6－固定銷 7－帶頭導(dǎo)套 8－直導(dǎo)套 9－導(dǎo)柱 10－中間板 11－脫澆道板 12－定模座板 13－拉料釘 14－型芯鑲塊 15－斜導(dǎo)柱 16－螺釘 17－斜導(dǎo)柱固定板 18－楔緊塊 19－螺釘 20－側(cè)滑塊 21～ 24－滑塊拉出釘 25－螺釘 26－限位擋塊 27－側(cè)型芯 28－側(cè)型芯固定板 29－型腔鑲塊 30， 31－推桿 32－推桿固定板 33－推板 34－限位銷 35－復(fù)位桿 36－彈 簧 37－螺釘 【圖 12－ 2】模具總體結(jié)構(gòu)簡圖－主視圖 52 38－澆口套 39－定位圈 40－螺釘 41－螺釘 42－定位螺釘 43－拉桿 44－彈簧 45－螺釘 46－定距螺釘 47 拉板 48－推桿 49－推桿 50－螺釘 開模動(dòng)作： 開模時(shí) ,在預(yù)緊彈簧 44 的作用下，模具首先從分型面 I 分型，澆注系統(tǒng)由拉料釘從中間板拉出，留在定模一側(cè)；開模進(jìn)行到拉桿 43 的臺(tái)肩與中間板接觸時(shí)，分型面 II 分型，在斜導(dǎo)柱及滑塊拉出釘?shù)淖饔孟拢瓿蓚?cè)抽芯動(dòng)作，到一定距離后，推板推動(dòng)推桿，將塑件從動(dòng)模中推 出；繼續(xù)開模，當(dāng)拉板碰到螺釘 46 時(shí)，拉板 47 通過拉桿 43 及限位螺釘 42 使脫澆道板 11 與定模座板分離，分型面 III分型，澆注系統(tǒng)隨脫澆道板從澆口套中脫出，模具開模完成；合模時(shí)由導(dǎo)柱 9 導(dǎo)向，復(fù)位桿 35 復(fù)位，側(cè)滑塊復(fù)位由楔緊塊 17 楔緊。 【圖 12－ 3】模具總體結(jié)構(gòu)簡圖－右視圖 53 結(jié)束語 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我掌握了注塑模具的設(shè)計(jì)過程及設(shè)計(jì)方法，能獨(dú)立設(shè)計(jì)一般的塑料成型模具，對(duì)塑膠產(chǎn)品也有了更深一層的了解，在模具制造方面了解了一般機(jī)械加工知識(shí)，金屬材料的選擇及熱處理等基本知識(shí)，了解了模具制造的特點(diǎn)。 此次設(shè)計(jì)，是大學(xué)四年中的最后一次“練兵”，也是走上工作崗位 前的一次最好的鍛煉，它涵蓋了大學(xué)所學(xué)的諸多知識(shí)面，因此在此設(shè)計(jì)過程中，對(duì)大學(xué)所學(xué)的多門專業(yè)及基礎(chǔ)課程，如機(jī)械制圖、工程材料等課程內(nèi)容得到了很好的鞏固，另外，本設(shè)依靠了強(qiáng)大的設(shè)計(jì)軟件 PRO/ENGINEER，這是目前模具設(shè)計(jì)行業(yè)使用較多的設(shè)計(jì)工具，通過這次設(shè)計(jì)，我對(duì) PRO/E 的零件設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)等模塊也有了更好的掌握，并基本掌握了模架擴(kuò)展體系 EMX 的使用。 當(dāng)然，在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，也遇到了很多難題，如使用 EMX 進(jìn)行模架設(shè)計(jì)是國內(nèi)最近幾年新生的設(shè)計(jì)方法，雖然是發(fā)展趨勢所在，但這方面的資料卻少之又少。不過通過老師們 的悉心指導(dǎo)和同學(xué)間的不斷探討，各個(gè)問題都得以解決，最終順利完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)給我的煅煉，我相信我會(huì)獲益終生的。在設(shè)計(jì)中我充分發(fā)揮了我的創(chuàng)造能力。并且這樣能力在不斷的煅煉中得到了加強(qiáng)，當(dāng)然我也遇到了些新問題，能力與知識(shí)就是在這樣波浪式的前進(jìn)、螺旋形的上升中長進(jìn)的。 此外，由于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，加之時(shí)間倉促，設(shè)計(jì)當(dāng)中錯(cuò)誤和缺點(diǎn)在所難免，還肯請(qǐng)批評(píng)指正。 學(xué)生：唐岳鋒 54 致謝 在做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我在學(xué)習(xí)、生活上得到了老師、同學(xué)們的大力指導(dǎo)和幫助，在此，表示衷心的感謝。 感謝張厚安老師給予我人生的教誨 和學(xué)術(shù)上的啟迪，他敏銳的洞察力和機(jī)敏的思維使我獲得了遠(yuǎn)甚于問題答案的知識(shí)。 感謝陳平老師，不僅對(duì)我們生活上的關(guān)心，也教誨了我們許多做人的道理。 感謝唐思文老師給予我學(xué)習(xí)上的悉心教導(dǎo)和生活上的熱心幫助。雖然我沒有跟同組同學(xué)一起做實(shí)驗(yàn)，唐老師對(duì)我也像對(duì)做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)一樣。 特別感謝伍先明老師，許多設(shè)計(jì)中的問題，都是通過伍老師的悉心指導(dǎo)，才得以解決，畢業(yè)設(shè)計(jì)自始至終，都離不開伍老師的幫助。 感謝同組同學(xué)劉亞洲、王海峰、林彰東、馬海峰，使我懂得了團(tuán)體合作的精神。 感謝曾國寶等同學(xué)，在做設(shè)計(jì)期間，正是通過大家不斷的探討 ，才使得一個(gè)個(gè)的設(shè)計(jì)構(gòu)思得以實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)難題也解決了不少。 此外，還要感謝我的家人和所有的朋友對(duì)我的關(guān)心和支持，并再一次忠心的感謝所有畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給予我?guī)椭椭С值娜耍? 參考文獻(xiàn) [1] 許鶴峰，陳言秋．注塑模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)與圖列．北京．化學(xué)工業(yè)出版社． 1998 [2] 塑料模設(shè)計(jì)手冊 第 3版．北京．機(jī)械工業(yè)出版社． [3] 張克惠．注塑模具設(shè)計(jì)．西安．西北工業(yè)大學(xué)出版社． [4] 李邵林，馬長福．實(shí)用模具技術(shù)手冊．上海．上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社． [5] 屈華昌．塑料 成型工藝與模具設(shè)計(jì)．北京．機(jī)械工業(yè)出