【導(dǎo)讀】前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅰ。設(shè)計說明書．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．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，但論文在答辯時被評為不合格，那么就不會授予他學(xué)位。論的一種手段，舊的科學(xué)理論就必然會不斷地為新理論推翻。

　　

【正文】 好，頂桿設(shè)計的注意事項： 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，可增加頂出面積，來改善塑件受力狀況。此時，一般采用頂 出盤頂出，此設(shè)計的頂桿放置在產(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，為了避免細(xì)長桿變形，可設(shè)計成階梯形頂桿。 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)計算 塑件在成型時，由于尺寸上的收縮，所以對模具的凸出部分有抱緊力。脫模機(jī)構(gòu)的負(fù)荷就時這種抱緊力在脫模方向 上形成的阻力。脫模力的計算一般包括兩部分：塑件從模具上脫出時的摩擦阻力和使封閉殼體脫模時須克服的真空吸力，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）。 初始脫模力的計算可由《塑料模設(shè)計手冊》公式 5－ 19，本設(shè)計塑件可近似看做厚壁矩形件，故計算公式如下 : 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)計算得到每個型腔的脫模力為： 52 4 10 05 5 2 10( 1 3 ) ( 1 5 )412 ( )QN? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ?? 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計 推桿布置 考慮塑件結(jié)構(gòu)，本設(shè)計采用推桿推出機(jī)構(gòu)，在每個塑件上 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)計軟件中 自動計算獲得。 推桿強(qiáng)度交核 由《塑料模設(shè)計手冊》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)計算得： 122 43764 12 412 ( )13 10d c m????? ? ???? ? ??? 故推桿設(shè)計合理。 【圖 10－ 2】推桿 拉料機(jī)構(gòu) 本模具采用的是點澆口自動脫料板結(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 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，靈活地設(shè)置冷卻裝置，其設(shè)計要點如下： a、實驗表明冷卻水孔的數(shù)量愈多，對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 ,如果不能實現(xiàn)均一的快速的冷卻 ,則會使制品內(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 ,制造能實現(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，冷卻水應(yīng)首先接近主流道的部位； 2）對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。 冷卻時間計算： 由《塑料模設(shè)計手冊》，冷卻時間依塑件種類、塑件壁厚而異，一般用下式計算： 2228ln ( )MWc e f f E Ws t tTstt? ? ? ?????????? 式中： cT —— 最低冷卻時間（ 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 —— 塑件脫模時平均溫度（℃）。 代入數(shù)據(jù)計算得： cT =， 49 由《塑料模設(shè)計手冊》表 1－ 4，取 cT ＝ 20s。 成型周期計算 注射成型周期一般用下式計算： ()i n c rT T T T T s? ? ? ? 式中： Ti—— 沖模時間，由 PROE 計算總注塑質(zhì)量（包括澆注系統(tǒng)）為 ，查《塑料模設(shè)計手冊》表 5－ 49，取 Ti=； Tn—— 保壓時間，取 20s； Tc—— 冷卻時間； Tr—— 其余 時間，包括脫模區(qū)間及開閉模時間，取 Tr=40s。 代入數(shù)據(jù)計算得： T= 排氣機(jī)構(gòu) 當(dāng)塑料熔體注入型腔時，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，同時還會因氣體被壓縮而產(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，易在模具上的排氣處殘留樹脂分解的物質(zhì)，特別在澆口對側(cè)的部位，必須及時將其清除，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，由于推桿是運動零件可達(dá)到自清效果，清理效果較好。 c、利用鑲件排氣： 對于制品的筋、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，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)計排氣機(jī)構(gòu)設(shè)計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，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－動模座板 2－墊塊 3－支撐板 4－動模板 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 開模動作： 開模時 ,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 的臺肩與中間板接觸時，分型面 II 分型，在斜導(dǎo)柱及滑塊拉出釘?shù)淖饔孟?，完成?cè)抽芯動作，到一定距離后，推板推動推桿，將塑件從動模中推 出；繼續(xù)開模，當(dāng)拉板碰到螺釘 46 時，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，我掌握了注塑模具的設(shè)計過程及設(shè)計方法，能獨立設(shè)計一般的塑料成型模具，對塑膠產(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，金屬材料的選擇及熱處理等基本知識，了解了模具制造的特點。 此次設(shè)計，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)的諸多知識面，因此在此設(shè)計過程中，對大學(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)計軟件 PRO/ENGINEER，這是目前模具設(shè)計行業(yè)使用較多的設(shè)計工具，通過這次設(shè)計，我對 PRO/E 的零件設(shè)計、模具設(shè)計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)計是國內(nèi)最近幾年新生的設(shè)計方法，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，各個問題都得以解決，最終順利完成了設(shè)計任務(wù)。 通過本次畢業(yè)設(shè)計給我的煅煉，我相信我會獲益終生的。在設(shè)計中我充分發(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，由于缺乏實踐經(jīng)驗，加之時間倉促，設(shè)計當(dāng)中錯誤和缺點在所難免，還肯請批評指正。 學(xué)生：唐岳鋒 54 致謝 在做畢業(yè)設(shè)計期間，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。 感謝陳平老師，不僅對我們生活上的關(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)一起做實驗，唐老師對我也像對做實驗的同學(xué)一樣。 特別感謝伍先明老師，許多設(shè)計中的問題，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)計期間，正是通過大家不斷的探討 ，才使得一個個的設(shè)計構(gòu)思得以實現(xiàn)，設(shè)計難題也解決了不少。 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)計要點與圖列．北京．化學(xué)工業(yè)出版社． 1998 [2] 塑料模設(shè)計手冊 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．西安．西北工業(yè)大學(xué)出版社． [4] 李邵林，馬長福．實用模具技術(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．北京．機(jī)械工業(yè)出