【正文】 涂、研磨等先進模具制造技術與 RP 結合起來，就可以快速地制造出各種簡易模具和鋼（鐵）模具來。 模具 CAD/CAM 技術與模具 RT 技術的流程對比如圖所示。人們相信，隨著 CAD/CAM 技術的不斷發(fā)展和完善，必將在機械制造業(yè) 中發(fā)揮巨大的作用，為社會帶來不可估量的經濟效益。它不僅能適應于大型企業(yè)，而且也適用于中、小型企業(yè)。模具 CAD/CAM 技術的更新速度快，能適應市場形勢的變化，為企業(yè)帶來很高的效益，但它的初始投資卻是巨大的，這也是制約模具 CAD/CAM 推廣應用的一個重要因素。標準化工作可有效地促進模具 CAD/CAM 技術的發(fā)展，而模具 CAD/CAM 則要求模具設計過程的標準化、模具結構的標準化、模具制造過程的標準化和工藝條件的標準化。而采用模具 CAD/CAM 技術則可縮短為十幾天甚至幾天的時間，這就為企業(yè)在激烈的市場競爭中贏得了時間，以創(chuàng)造良好的經濟效益。 （ 2）生產率高，經濟效益顯著。模具 CAD/CAM 技術所以能很快地得到發(fā)展和廣泛的應用，主要是它具有如下的一些特點： （ 1）知識、技術密集 ,綜合性強。其結果可運用數(shù)據(jù)庫和網絡技術將其存儲和直接傳送到生產制造環(huán)節(jié)的各有關方面，從而實 現(xiàn)設計制造的一體化。 模具 CAD/CAM 則是把 CAD 和 CAM緊密地聯(lián)系起來，實現(xiàn)設計制造一體化，其實質是設計與制造的綜合計算機化。 1． 模具 CAD/CAM 模具 CAD/CAM 是在模具 CAD和模具 CAM 分別發(fā)展的基礎上發(fā)展起來的，它是計算機技術在模具生產中綜合應用的一個新的飛躍。因此，研制和開發(fā)新的模具設計、制造技術勢在必行。若采用傳統(tǒng)的模具制造方法，不僅成本高、生產率低，而且很難保證模具的質量要求。如用四工位的注塑模生產塑料汽水瓶，每小時可生產 8000 件以上。如現(xiàn)代模具一般均可達到 500 萬次以上，最高可達 6億次之多。綜觀現(xiàn)代模具技 術，正向如下的方向發(fā)展： （ 1）高精度 現(xiàn)代模具的精度要求比傳統(tǒng)的模具精度至少要高一個數(shù)量級。模具制造能力的強弱和模具制造水平的高低，已經成為衡量一個國家機械制造技術水平的重要標志之一，直接影響著國民經濟中許多部門的發(fā)展。 在 本次設計 中，需要加工的工件有一個側孔， 采用 了一個由側型芯、固定件、擋塊組成的側抽芯機構，避免了采用斜導柱結構。本設計就是以塑料制品的尺寸、公差、結構形狀以及塑料的物理性能、力學性能和工藝性能為依據(jù)來設計模具的過程。 在注射成型的過程中模具起到了關鍵性作用。 密封端蓋注塑模設計 [摘要 ]： 注射成型是熱塑性塑料制品生產的一種重要方法。除了個別熱塑性塑料外，幾乎所有的塑件塑料都是采用此方法成型的。它對塑料制品的尺寸、精度和表面粗糙度起著重要的作用。 在本設計中進行了塑件工藝性分析、總體方案的設計、注塑機的選擇、澆注系統(tǒng)的設計、成型零件的設計、脫模機構的設計、側抽芯機構的設計及計算、導向和定位機構的設計、模架的選擇、冷卻 系統(tǒng)的設計和計算等設計工作。 [關鍵詞 ]： 注射成型 熱塑性 熱固性 模具 [Abstract] ： Thermoplastic injection molding of plastic products is a major production methods. In addition to individual thermoplastic plastic, nearly all of the plastic parts are used plastic molding of this method. In the process of injection molding die played a key role. In plastic products size, accuracy and surface roughness it plays an important role. The design of plastic products is by the size, tolerance, and the structure and shape of the physical properties of plastics, mechanical and technological properties as a basis for mold design process. In the design of plastic parts process analysis, the overall program design, injection molding machine of choice, the gating system design, forming part of the design, stripping the design side pulling mechanism and calculation, direction and positioning of design, diechoice, the cooling system design and calculation of design work. In this design, the processing workpieces with a side of the hole, using a sidebycore, fixed pieces block consisting of lateral pulling mechanism to avoid the use of derivativeramp structure. [Keywords]： injection molding thermoplastic resin unthermoplastic resin mould 前言 在現(xiàn)代機械制造業(yè)中，模具工業(yè)已成為國民經濟中一個非常重要的行業(yè)，許多新產品的開發(fā)和生產，在很大程度上依賴于模具制造技術，特別是在汽車、輕工、電子和航天等行業(yè)中尤顯重要。 現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對模具技術的要求越來越高。 （ 2）長壽命 現(xiàn)代模具的壽命比傳統(tǒng)模具的壽命要高出 5～ 10 倍。 （ 3)高生產率 由于采用多工位的級進模、多能模、多腔注塑模和層疊注塑模等先進模具，可以極大地提高生產率，從而帶來顯著的經濟效益。 （ 4）結構復雜 隨著社會需求的多樣化和個性化以及許多新材料、新 工藝的廣泛應用，對現(xiàn)代模具的結構形式和型腔要求也日益復雜。 傳統(tǒng)模具設計制造技術，根本不能滿足市場對模具的要求。模具 CAD/CAM 和 RT(RapidTooling)技術正是在這種形勢下被開發(fā)出來的，并在現(xiàn)代模具的生產中發(fā)揮了重要作用。 采用單獨的 CAD 和 CAM 技術設計生產模具，就其整個生產過程來看，與傳統(tǒng)模具設計生產過程沒有什么本質變化，仍然分成兩個環(huán)節(jié) — 設計與制造，且二者之間有著明顯的分 界，圖紙是它們之間傳遞信息的最重要的手段。在 CAD/CAM 系統(tǒng)中，產品的幾何模型是關于產品的最基本核心數(shù)據(jù)，并作為整個設計、計算、分析過程中最原始的數(shù)據(jù)。這時，圖紙不再是設計與制造環(huán)節(jié)的分界線，也不再是制造過程的唯一依據(jù)，在系統(tǒng)中傳遞的是整個設計、計算、分析后所獲得的大量信息。模具 CAD/CAM 技術是由多種先進制造技術和計算機技術的綜合，其知識、技術高度密集，涉及學科領域多，知識面廣，技術性更強，這就要求從業(yè)人員不僅要有較高的專業(yè)技術和技能，而且要有多學科的綜合知識和技術。模具 CAD/CAM 技術可以極大地提高生產率和經濟效益，據(jù)有關資料統(tǒng)計分析，用傳統(tǒng)的方法制造模具，從設計到制成產品交貨，大約需要幾個月的時間。 （ 3）有利于提高模具的標準化程度，極大地發(fā)揮人的創(chuàng)造性。 （ 4）更新速度快，初始投資大。 （ 5）適應性廣，這是模具 CAD/CAM 技術的又一特點。 模具 CAD/CAM 技術仍然是在不斷發(fā)展中的技術，其發(fā)展的最高階段是計算機集成制造系統(tǒng)（ CIMS），其目標是模具制造的全盤自動化，這就要求有較長時間的研究開發(fā)和巨額的資金投入。 2． 快速模具制造 RT 快速模具制造是快速原型 RP 在模具制造行業(yè)中的成功應用。 模具 CAD/CAM 與 RT 流程對比圖 通過對比可以清楚地看出，模具 RT 比 CAD/CAM 的工藝流程減少了多個中間環(huán)節(jié)，因而可以大大地縮短模具的設計制造周期，提高勞動生產率。與 CNC 加工 方法相比， RT 可使模具的制造成本和制造周期減少到 1/3～ 1/10,整個費用降低為 1/3～ 1/5,經濟效益相當顯著。 目前，快速模具 RT 主要應用于注塑模、沖壓模、鑄模等方面，其制造工藝方法主要有RP 間接制模和在 RP 系統(tǒng)上直接制模兩種，有三種典型的工藝路線。 綜合快速模具制造 RT 技術，它與傳統(tǒng)的模具制造技術及模具 CAD/CAM 相比 ,還具有如下特點： （ 1)制造方法簡單，工藝范圍廣 由于快速模具制造是基于材料逐層堆積的成形方法，工藝過程相對簡單、方便和快捷，它不僅能適應各種生產類型特別是單件小批的模具生產，而且能適應各種復雜程度的模具 制造；它既能制造塑料模具，也能制造金屬模具。 （ 2）模具材料可強韌化和復合化 快速模具制造工藝能方便地利用在合金中添加元素或結晶核心，改變金屬凝固過程或熱處理等手段，可改善和提高模具材料的性能；或者在合金中添加其它材料，可制造復合材料模具。設計師可利用 RP制造的高精度模型，在設計階段就可對產品的整體或局部進行裝配和綜合評價，并不斷改進，大大地提高了產品的設計質量。 RP 是 80年代才發(fā)展起來的高新制造技術，快速模具制造（ RT）技術是應用這一技術改造傳統(tǒng)模具技術的成功范例。 第一章 塑件的成型工藝性分析 零件的工藝性分析 1．零件（密封端蓋）結構分析 本次設計模 具用來生產 密封端蓋 ，（見下圖）： 技 術說明 模斜度為1176。 圖 11 密封端蓋零件圖 該零件所采用的材料為 ABS（ ABS：笨乙烯 +丁二烯 +丙烯腈共聚脂）。宜用高料溫，高模溫，注射壓力也較高。脫模斜度取 2176。 由零件圖可以看出該零件部分形狀復雜度中等。采用典型模具設計加工。 表 14 C47610 型注塑成型機 [1]P391 機型 技術參數(shù) C47160 螺桿直徑 /mm 40 42 理論注射容積 /mm 160 200 注射壓力 /mpa 143 130 鎖模力 /KN 800 模具厚度 /mm max 300 min 170 模板行程 /mm 300 模板最大開距 /mm 600 頂出力 /kN 39 頂出行程 /mm 80 噴嘴孔徑 /mm 3 模具 總體方案設計 1． 選定分型面 模具上用以取出制品或澆注系統(tǒng)凝料的，可分離的接觸表面稱之為分型面。在選擇分型面時應遵循以下原則： （ 1） 分型面的選擇在制品的最大截面處； （ 2） 盡可能使制品留在動模的一側； （ 3） 有利于保證制品的尺寸精度； （ 4） 有利于保證制品的外觀質量； （ 5） 盡可能滿足制品的使用要求； （ 6） 盡量減小制品在合模方向上的投影面積； （ 7） 長型芯應置于開模方向； （ 8） 有利于排氣； （ 9） 有利于簡化模具結構； （ 10） 在選擇非平面分型面時應有利于型腔的加工的和制品的脫模方便； 根據(jù)以上原則結合 密封端蓋 零件的具體形狀選擇零件 上端面 為分型面?？紤]到該零件結構的復雜性使該模具的成型零件便于加工，因此動定模成型零件部分采用整體嵌入式結構。由于零件上擁有側 孔 故 應 有側 抽芯機構。 （ 4） 高壓熔體對模具型心和嵌件產生沖擊，防止變形和位移的產生。 （ 6） 熔接痕部位與澆口尺寸、數(shù)量及位置有直接關系，設計澆注系統(tǒng)時要預先考慮到 熔接痕的部位、形態(tài)，以及對塑料制品的影響。 （ 8） 澆注系統(tǒng)的模具工作表面應達到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中澆口應該 有 IT8 級以上的精度要求。 （ 10） 應盡可能使主流道中心與模板中心重合，若無法重合也應該使兩者的距離盡量 縮 小。 澆口采用直澆口。 4．確定脫模方式 在開模后由于拉料穴的作用及塑料本身的包緊力使得塑件和整個凝料都都留在了動模一側。并利用塑件本身重力的作用完全脫離模具。對于塑件來說，為了提高塑件的生產周期使塑件的冷卻時間縮短，必須采用冷卻裝置。因此，冷卻系統(tǒng)和推出機構兩者是不存在干涉問題的。 為了提高模具的可加工性和可更換性。局部鑲嵌式型芯的固定是靠墊板壓緊的方式。 7．確定排氣方式 由于該模具結構采用的是整體鑲塊和局部鑲嵌的方式。在注射成形的過程中氣體可以通過分型面和推桿處的間隙排出。為了保證正常的注射成型，最大注射量應稍大于塑料制品的重量或體積（包括了流道及澆口凝料和飛 邊）。）利用系數(shù)，（型腔數(shù)；）；（澆道凝料和飛邊的體積一個塑料制品的體積；）；）（制品、澆注凝料和飛邊塑料制品的體積（包括量；注射成型機的最大注射澆.330???????K