【正文】 產品已達到或接近國際先進水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生產周期、壽命等指標與國外先進水平相比尚有較大差距。 （ 2）工藝裝備落后，組織協(xié)調能力差。更主要的是，企業(yè)組織協(xié)調能力差，難以整合或調動社會資源為我所用，從而就難以承接比較大的項目。一方面是技術人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少；更重要的是觀念落后，對創(chuàng)新和開發(fā)不夠重視。 （ 4）供需矛盾短期難以緩解。同時，工業(yè)發(fā)達國家的模具正在加速向中國轉移，國際采購越來越多，國際市場前景看好。 我國模具設計今后的發(fā)展方向 在信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的今天，我們既要看到成績，又要重視落后，要抓住機遇，采取措施，在經濟全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，融入到國際市場中去，以促進中國模具行業(yè)的快速發(fā)展，有兩方面應予以重視： 一是政府相關政策對促進模具工業(yè)的發(fā)展起著非常重要的作用。就中國實際情況看，應降低國內不能生產的 畢業(yè)設計（論文）專用紙 8 進口精密模具生產設備的關稅、執(zhí)行好國家對部分專業(yè)模具廠的優(yōu)惠政策等，通過政策引導作用可加快行業(yè)的發(fā)展和進步。為了滿足市場需要，未來的塑料模具無論是品種、結構、性能還是加工都必將有較快發(fā)展，而且這種發(fā)展必須跟上時代步伐。 （ 1）超大型、超精密、長壽命、高效 模具將得到發(fā)展。 （ 3）為各種快速經濟模具，特別是與快速成型技術相結合的 RP/RT 技術將得到快速發(fā)展。 （ 5）更高速、更高精度、更加智慧化的各種模具加工設備將進一步得到發(fā)展和推廣應用。 （ 7）各種模具型腔表面處理技術，如涂覆、修補、研磨和拋光等新工藝也會不斷得到發(fā)展。 （ 9）熱流道技術將會迅速發(fā)展，氣輔和其它注射成型工藝及模具也將會有所發(fā)展。 （ 11）在可持續(xù)發(fā)展和綠色產品被日益重視的今天， “ 綠色模具 ” 的概念已逐漸被提到議事日程上來。 “ 十 二 五 ” 期間，在科學發(fā)展觀指導下，國內模具企業(yè)將進一步深化改革，下功夫搞好科技進步與創(chuàng)新，堅持走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長模式逐步轉變到質量和水平效益型的軌道上來，模具工業(yè)必將得到又好又快的發(fā)展。塑料玩具占據著整個玩具市場的大半部分，這也為塑料模的發(fā)展提供了良好 的契機。示意圖如圖 。同時要求有一定的脫模斜度。 該齒輪屬于小模數齒輪，模數為 ，齒數為 53。因此，要求齒輪不僅要有足夠的強度，剛度還要求有一定的抗塑形變形的能力。 ABS，即苯烯腈 — 丁二烯 — 苯乙烯，是由苯烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的，屬于熱塑性塑料。苯烯腈使 ABS 有良好的耐化學腐蝕性能及表面硬度，丁二烯使 ABS 堅韌，苯乙烯使 ABS 有良好的加工性能和染色性能。 ABS 具有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。 ABS 表面受冰醋酸、植物油等化學藥品的侵蝕會引起應力開裂。其缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為 70℃左右，熱變形溫度約為 93℃左右，耐氣侯性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。 ABS 在升溫時粘度增高，成型壓力較高，塑料上脫模斜度宜稍大 。塑件精度要求高時，模具溫度可控制在 50～ 60℃，要求塑件光澤和耐熱時應控制在 60～ 80℃ 。 綜上分析可以看出，注射時在工藝參數控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。 注射模具每一次注射循環(huán)所能 形成的塑件個數是有模具型腔的數目所決定的。 型腔數目的確定與配置 對于一個塑件的模具設計，首先就應該確定型腔的數目。 表 31 單型腔和多型腔的優(yōu)缺點及適用范圍 類 型 優(yōu) 點 缺 點 適用范圍 單型腔模具 塑件精度高；工藝參數易于控制；模具結構簡單；模具制造成本低，周期短。 確定好型腔數目后，接下來就要考慮型腔的布置問題，多型腔在摸板上的排列方式通常有圓形排列、 H 型排列、直線排列及符合排列等，在進行型腔的布置時，要注意一下三點： （ 1）型腔的布置和澆口的開設部位應力要求對稱，以防模具承受偏栽而產生溢料 （ 2）型腔排列宜緊湊，以節(jié)約鋼材，減輕重量 畢業(yè)設計（論文）專用紙 12 （ 3）圓形排列平衡好，加工困難；直線型排列加工容易，但平衡性差； H 型排列平衡性好，且加工性尚可，使用廣泛 故本套模具采用 H型布置，如題 31所示 圖 型腔布置圖 分型面的確定 分型面是決定模具結構形式的重要因素， 分型面的選擇好壞對塑件質量、操作難易、模具結構及制造都有很大的影響。如圖 所示。 根據塑料制品的體積和質量從 相關資料 選取型號為國產 SZ25/20系列的臥式注射機。澆注系統(tǒng)分為普通流道的澆注系統(tǒng)和熱流道的澆注系統(tǒng)兩大類。 該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。 在臥式注射機上使用的模具中，主流道垂直于分型面，為使凝料能從其中順利拔出 ， 畢業(yè)設計（論文）專用紙 14 需設計成圓錐形，錐角為 2176。 。一 般采用碳素工具鋼如 T8A、 T10A 等，熱處理要求淬火 53 ～ 57 HRC。本設計雖然為小型模具，但為了便于加工和縮短主流道長度，襯套和定位圈還是設計成分體式其零件圖如圖 所示 圖 主流道襯套零件圖 （ 3） 主流道凝料體積 2 3 33 . 2 4 . 82= L = ( ) 1 9 2 3 8 . 6 4 0 . 2 44 4 2d m m c m?? ? ? ? ?主q 畢業(yè)設計（論文）專用紙 15 （ 4） 分流道凝料體積 2 2 3= q + q = = + 1 3 5 8 + + 1 2 7 2 3 . 3 5 cm??? ? ? ? ?分 分 1 分 2q （ ） （ ） （ 5） 零件體積 通過零件三維圖，在 PROE 中計算可得 零件體積為 3cm 分流道設計 該模具為一模 四 腔的結構，應設置分流道。 因此，采用平衡式分流道，分流道的各尺寸如圖 圖 分流道布置形式 圖 分流道的形狀及尺寸 （ 1）分流道截面形狀 常用分流道的截面面形狀有圓形、梯形、 U字形和六角形等。圓形截面效率最高（即比表面最小），由于正方形流道凝料脫模困難，實際使用側面具有斜度為 5176。 的梯形流道。 從上述分析，為了減少流道的熱量 損失考 慮到流道的效率，該模具分流道截面采用 U 畢業(yè)設計（論文）專用紙 16 型截面。 其截面尺寸如圖 所示 (3)分流道表面質量 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因此分流道的內表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取 ～ ，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力。 冷料穴和拉 料桿的設計 冷料 穴 作用： 貯存冷料， 因兩次注射間隔產生的冷料及熔體流動的前鋒冷料， 防止熔體冷料進入型腔。 本模具采用采用帶球頭拉料桿的冷料井，這是一種常用的冷料穴。開模時，拉料桿通過鉤頭拉住穴內冷料，使主流道凝料脫出定模，然后隨推出機構運動，將凝料與塑件 一起推出動模。冷料穴及拉桿形狀如圖 所示。 澆口的作用是使從流道來的熔融塑料以較快的 速度進入并充滿型腔，型腔充滿塑料以后，澆口應按要求迅速冷卻封閉，防止還 未冷卻的熔體回流。澆口過?。阂自斐沙涮畈蛔?(短射 )、收縮凹陷、熔接痕等 外觀上的缺陷 ,且成型收縮會增大。 經綜合考慮本次設計，澆口采用點澆口，它具有如下優(yōu)缺點： 點澆口，又叫橄欖形澆口，是一種截面尺寸特別小的圓形截面澆口。 （ 2） 熔體通過截面積很小的澆口時流速增高，摩擦加劇，熔體溫度升高，流動性增加，這樣能獲得外形清晰、表面光澤的塑 件。 （ 4） 由于澆口在拉斷時用力較小，因此，制品在澆口處的殘余應力較小。 缺點： （ 1） 壓力損失大，對塑件的成型不利，也要求提供較大的注射壓力。? 為塑件在澆口處的壁厚， mm； A為型腔表面積， 2mm 。 澆口的位置 畢業(yè)設計（論文）專用紙 18 澆口位置的選擇對塑件質量的影響極大。 此外，在選擇澆口位置和形式時，還應考慮到澆口容易切除，痕跡不明顯，不影響塑件外觀質量，流動凝料少等因素。 成型零部件的設計 成型零件的結構設計主要是指構成模具型腔的零件，通常有凹模、型芯、各種成形桿和成形環(huán)。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的內表面，成型桿用以形成制品的局部細節(jié)。 分析零件可知，本套模具在設計的過程中，只有凹模，沒有凸模的設計，從選擇的分型面可知，模具型腔可分為定模型腔和動模型腔。 整體式凹模的特點是凹模的結構簡單牢固，強度高，成型的塑件質量好 。因此在先進的型腔加工機床尚未應用和普遍之前，整體式凹模緊緊適用于小型且形狀簡單的塑件的 畢業(yè)設計（論文）專用紙 19 成型。 組合式凹模不僅是為了機械加工、拋光、研磨和熱處理的需要，更重要的是這種結構能滿足大型塑件的成型凸凹形的需要。 由于制件是一個帶軸的齒輪，且本套模具采用一摸四腔的結構，為減少加工量，本套模具采用組合式結構。要選用易于切削，且在加工以后能得到高精度零件的鋼種。注射模成型零件工作表面，多需要拋光達到鏡面， Ra≤ 。過硬表面會使拋光困難。 （ 3） 耐磨性和抗疲勞性能好。一般的高碳合金鋼可經熱處理獲得高硬度，但韌性差易形成表面裂紋，不以采 用。 （ 4） 具有耐腐蝕性。 根據塑件表面質量比較高決定模具表面質量更高這一事實，再依照上述標準，故在設計成型零件 (凹模 )中選用 45。 經測量，制件的模數為 ，齒數為 53，精度等級為 IT10 級 產品設計的參數如下： 齒頂圓直徑 * ) 22(e mmd m hz ??? 。 畢業(yè)設計（論文）專用紙 20 分度圓直徑 2 1 .2 mmfd m z ?? 。他的溝槽是型腔的齒形。 (2)按平均值計算方法來計算齒輪軸的型腔尺寸 徑向尺寸的計算： 凹模徑向尺寸的計算采用平均尺寸法，公式如下： 23 3[ (1 ) ]4M cpL S L ??? ? ? 式中 (1 ) 4sd ? ? ? ML — 凹模徑向尺寸（ mm）； cpS — 塑件的平均收縮率（ ABS收縮率為 %～ ％，平均收縮率為 %）； SL — 塑件徑向公稱尺寸（ mm）； — 塑件公差值 (mm)（ 3 /4項系數隨塑件精度和尺寸變化，一般在 ～ 之間） 由于本產品徑向尺寸較小，該公差可不考慮 ； Z? — 凹模制造公差（ mm） (當尺寸小于 50mm 時 δz=1/4Δ ；當塑件尺寸大于 50mm時， Z? =1/5Δ) ； minS — 塑料的最小收縮率（％）。 計算可得： 0. mm?? 畢業(yè)設計（論文）專用紙 22 故可畫定型模版型腔的零件圖，如圖 所示 圖 定模版型腔零件圖 動模型腔尺寸計算 動模板的徑向尺寸與動模板上軸的徑向尺寸相同，故在此只需計算型腔深度即可。如果凹模側壁和底板厚度過小，可能因強度不足而產生塑性變形，甚至壓壞，而如果凹模側壁和底板厚度過大，則會影響模具的總體結構和浪費材料。且在使用過程中，強度不足是主要矛盾，設計時應以強度條件為準。 又 由于動模型腔與定模型腔 相比，其強度較高，所以只需校核定模型腔即可。 合模導向機構的設計 注射模的導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種類型。錐面導向機構用于動、定模之間的精密對中定位。 導向機構作用主要有如下 3 點： （ 1）定位：為避免模具裝配時方位搞錯而損壞模具，并且在模具閉合后 使型腔 保持正確的形狀，不至因為位置的偏移而引起塑件壁厚不均。 （ 3）承受一定側壓力：導柱在工作中承受了一定的單向側壓力，并用于承受推 板和定模型腔板的重荷并保持合模運動平穩(wěn)；當側壓力很大時，需要增設錐面定位裝置。 （ 2）該模具采用四根導柱，其布置為等直徑導柱不對稱布置。 （ 5）合模時，應保證導向零件首先接觸，避免凸模先進入型腔，導致模具損壞。 畢業(yè)設計（論文）專用紙 25 圖 復位桿零件圖 由于本次設計采用的是點澆 口，需要進行兩次脫模，故對標準導柱進行了改進，結合上述要求和準則，并考慮本次設計的具體情況，設計出了系 統(tǒng)的合模導向機構，并在此處給出復位桿的零件圖，如圖 所示 頂出脫模機構的設計 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮?，完 成脫出塑件的裝置為脫模機構，也常稱為推出機構。 脫模機構的要求 塑件推出是注射成型過程中最后一個環(huán)節(jié)， 推出質量的好壞將最后決定塑件 的質量，因此對脫模機構有以下要求： （ 1）塑件留于動模 模具的結構應保證塑件在開模過程中留在具有脫模裝置的動模上。 （ 2）塑件不變形損壞 必須正確地分析塑件對模腔的附著力的大小和所在部位，