【正文】 ............................ 34 第 6 章 模具的使用及價(jià)格估算 ......................................................... 37 模具價(jià)格估算 ........................................................................... 37 影響價(jià)格因素 ................................................................ 37 簡單估算法 ..................................................................... 37 詳細(xì)計(jì)算法 ..................................................................... 38 模具的使用 ............................................................................... 38 模具的安裝 ..................................................................... 38 試模及驗(yàn)收 ..................................................................... 38 管理及維修 ..................................................................... 38 結(jié) 論 ..................................................................................................... 39 謝 辭 ....................................................................................................... 40 參考文獻(xiàn) ................................................................................................. 41 附 錄 ..................................................................................................... 42 外文資料翻譯 ........................................................................................ 43 1 前 言 隨著塑料的應(yīng)用廣泛，新材料的不斷涌現(xiàn)，掌握一種材料的成型方式是本專業(yè) 學(xué)習(xí)者 應(yīng)有的 能力。 模具設(shè)計(jì)的技術(shù) 交流 是模具設(shè)計(jì)空間提升的重要方式?；ヂ?lián)網(wǎng)及書本是本設(shè)計(jì)重要的參考資料。此外，設(shè)計(jì)者的獨(dú)特設(shè)計(jì)風(fēng)格為以后設(shè)計(jì)提供參考。 對(duì)滾輪結(jié)構(gòu)的合理分析是設(shè)計(jì)模具的基礎(chǔ)。 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。模具標(biāo)準(zhǔn)化程度 在一方面 體現(xiàn)了社會(huì)商品的交換程度。產(chǎn)品的壽命及性能也是 廠商的重要考慮因素。其中包括注射模的成形零件、工作零件、 各種定位機(jī)構(gòu)及導(dǎo)向 結(jié)構(gòu)的 設(shè)計(jì)等。 I 滾輪注射模具設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)是關(guān)于塑料制件的 模具設(shè)計(jì)。綜合材料成型的各種工藝方式 ，本課題設(shè)置為注射模具設(shè)計(jì)。 隨著塑料的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大化，塑料零件 的注射模 具 已成為 工廠推崇的產(chǎn)品 之一 。模具 零件 的標(biāo)準(zhǔn)化 使用頻率 越來越高，及標(biāo)準(zhǔn)模具 的選用越來越多。 這也是本次設(shè)計(jì)重點(diǎn)考察因素之一。本設(shè)計(jì)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(jì)應(yīng)該納入的核心 問題 。 設(shè)計(jì)參考一些前輩們的 設(shè)計(jì)理念以及相關(guān)資料的數(shù)據(jù)。老師的指正及 學(xué)生們的討論讓設(shè)計(jì)漸漸完善。 經(jīng)濟(jì)全球化離不開技術(shù)交流。 本課題通過一定的生產(chǎn)實(shí)際 任務(wù)的設(shè)定 ， 逐步培養(yǎng)設(shè)計(jì)者的解決問題的能力。 通過此次課題的選擇，設(shè)計(jì)者初步形成自己的設(shè)計(jì)風(fēng)格，并為以后的相關(guān)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。 本課題為設(shè)計(jì)者進(jìn)一步發(fā)展自我提供了鍛煉能力的平臺(tái)。 模具標(biāo)準(zhǔn)化已覆蓋全球，模具設(shè)計(jì)成本的降低已是模具設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。 隨著勞務(wù)（特別是工程師 的 ）成本 提高， 減少設(shè)計(jì)時(shí)間已成為研究 降低成本 主要 方向 。它們都在一定 功能 上節(jié)約了設(shè)計(jì) 成本 。此外，模具的標(biāo)準(zhǔn)化將 在全球 普及，便于 提高材料的利用率，即 可 對(duì) 一些結(jié)構(gòu) 進(jìn)行更換 ，同時(shí)通過經(jīng)濟(jì) 效益性 采購加快經(jīng)濟(jì)合作 。 課題 根據(jù)設(shè)計(jì)者的思維習(xí)慣進(jìn)行設(shè)計(jì)，如根據(jù)制件先考慮分型面及型腔等核心 問題 、再通過模具總體結(jié)構(gòu)分析定模具設(shè)計(jì)方向 、然后 深入到注射機(jī)的選擇及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算等、最后校核并完善模具 圖紙、 完成 模具 估價(jià)及使用等 相關(guān) 內(nèi)容的 任務(wù) 。 這需要經(jīng)驗(yàn) 及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)理念。 由于設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)有限， 內(nèi)容 僅作為一個(gè)階段的參考，大家一起進(jìn)步。 課題的選擇與任務(wù)書的制定都是 培養(yǎng)者及指導(dǎo)老師協(xié)商而來。 設(shè)計(jì)者在 2020 學(xué)年末向指導(dǎo)老師 尋求 任務(wù)書。 (2) 課題要求、主要任務(wù)及數(shù)量（指圖紙規(guī)格、張數(shù)，說明書頁數(shù)、論文字?jǐn)?shù)等）： 學(xué)生在老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立完成一套中等復(fù)雜程度的塑料模具設(shè)計(jì)，完成總裝圖、主要零件的零件圖設(shè)計(jì)，合計(jì)總圖紙量不少于 3 張 0 號(hào)圖，其中一張手工畫成。 (3) 進(jìn)度計(jì)劃： 第 5 周， 畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí) ；第 7 周 ， 零件的工藝性分析 、繪制模具總裝圖草圖 ； 第 11 周 ， 繪制塑料零件圖，進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)計(jì)算 ； 第 1 1 14 周 ， 繪制模具總裝圖、模具零件圖 ； 第 1 16 周 ， 編寫設(shè)計(jì)說明書 。 任務(wù)書分析 結(jié)合 任務(wù) 書，設(shè)計(jì)者可知本課題的任務(wù)量 以及設(shè)計(jì)期限。設(shè)計(jì)者需要發(fā)揮主觀能動(dòng)性，根據(jù)老師的指點(diǎn)查詢相關(guān)內(nèi)容，如參考資料及 相關(guān)的 外文文獻(xiàn)等 。 資料準(zhǔn)備及時(shí)間安排 3 根據(jù)老師提供的材料，設(shè)計(jì)者及同組設(shè)計(jì)者向?qū)W校 的 工具書庫借閱有關(guān)資料 ，主要方面有模具的材料、模具設(shè) 計(jì)工具、 模具設(shè)計(jì)圖例、標(biāo)準(zhǔn)件查閱手冊(cè)等相關(guān)內(nèi)容。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)者在學(xué)校網(wǎng)站下載相關(guān)文件及模板。 根據(jù)制件及模具設(shè)計(jì)工藝，設(shè)計(jì)者需要在網(wǎng)絡(luò)查閱與設(shè)計(jì)相關(guān)的內(nèi)容。 (2) 第 3~7 周，根據(jù) 任務(wù)書 要求 ，對(duì)塑件進(jìn)行分析，確定模具的設(shè)計(jì) 方案，畫出模 具 的 裝配結(jié)構(gòu) 草圖 。 (3) 第 8~13 周， 按步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定工藝參數(shù) ，并 確定 草圖中 各零件的結(jié)構(gòu)、尺寸、材料、公差和技術(shù)要求， 畫出 模具裝配圖和所有零件的零件圖 ，書寫設(shè)計(jì)說明書，交 給 指導(dǎo)教師審查 。 (5) 第 16 周，指導(dǎo)教師審核通過后，打印、裝訂畢業(yè)設(shè)計(jì)， 準(zhǔn)備答辯 。 由于滾輪的結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，它被用于許多領(lǐng)域，如航天航空、工業(yè)生產(chǎn)、日常生活以及醫(yī)學(xué)農(nóng)業(yè)等行業(yè)。根據(jù)窗簾的安裝情況可以簡單分析 滾輪的使用環(huán)境如下： (1) 常溫下使用，溫度變化不大 。 (3) 無陽光直射 。 (5) 不需要經(jīng)常更換， 安裝位置較高 。 制件工藝性分析 材料分析 根據(jù)課題相關(guān)的圖紙可知所設(shè)計(jì)的材料是 塑料。 根據(jù)合成樹脂的分子結(jié)構(gòu)和受熱時(shí)的行為可分為熱塑性塑料和熱固性塑料 ，根據(jù)塑料應(yīng)用可分為通用塑料、工程塑料和特種塑料等。 ABS 屬于常用塑料 的一種，由丙烯 腈 、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。 ABS無毒、無味 ， 呈微黃色 ，成型塑件光澤性好。 ABS 5 有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性 、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能 。水、無機(jī)鹽、堿 、酸類對(duì) ABS 幾乎無影響。故而， ABS 用于滾輪是比較好的。 ABS 在升溫時(shí) 粘度增高，所以成型壓力較高 。 ABS 流動(dòng)溫度較寬 ，但熔體粘度較大， 模具的流道、澆口應(yīng)適當(dāng)放大，而且注射機(jī)應(yīng)采用螺桿式。 不同類型的 ABS 塑料注塑工藝條件略有不同，如表 21。 根據(jù)塑件的圖樣，滾輪的3D 形狀圖片被 Pro/E 軟件 形象生動(dòng)的表達(dá)。結(jié)合 類似 制件的 成型模具圖， 6 如圖 22， 本課題 制件的成型原理與其相似。 通過相關(guān)軟件或手工計(jì)算 ，可得制件投影面積 。同時(shí)，該制件的孔成型 需要型芯凸模，而且孔徑的變化使得 型芯選擇時(shí)進(jìn)行對(duì)比。脫模機(jī)構(gòu)和澆注系統(tǒng)等都是根據(jù)分型面及型腔的設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì)。當(dāng)然 ，模架標(biāo)準(zhǔn)化選擇等是結(jié)合制件總體設(shè)計(jì)而選擇的。 關(guān)于生產(chǎn)，該結(jié)構(gòu)的特殊性使生產(chǎn)時(shí)有一定自動(dòng)化難度。由于現(xiàn)代化進(jìn)程比較大，該結(jié)構(gòu)的 復(fù)雜性可輔助其他機(jī)械設(shè)備完成，如機(jī)械手或機(jī)器人等。不同的模具設(shè)計(jì)適合不同的生產(chǎn)環(huán)境。標(biāo)準(zhǔn)模架的參考、 標(biāo)準(zhǔn)零件的選擇以及結(jié)構(gòu)盡可能自動(dòng)化等為 高效率、低采購成本的客戶服務(wù)。 當(dāng)然，本課題會(huì)略微提高 模外手動(dòng)抽芯。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 3 章 核心設(shè)計(jì)及注射機(jī)初選 選擇分型面 分型面的設(shè)計(jì)方案 分型面 決定塑件在模具中的位置。它要綜合考慮這些因素 ，根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)。 分型面的種類有四種，如圖 31 所示 。此外， 分型面按其位置與注射機(jī)開模運(yùn)動(dòng)方向可分為 ：分型面垂直于注射機(jī)開模運(yùn)動(dòng)方向 ，平行于開模方 向，傾斜于開模方向。在一套模具中 分型面可以是一個(gè)也可以是多個(gè)。具體結(jié)構(gòu)不在用圖表示，可以參 看 《 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》中的圖案。 圖 32 不同的分型面設(shè)計(jì)方案 分型面的確定 由上述兩種方案，并根據(jù)設(shè)計(jì)分型面的基本原則選擇一種更為合理的分型面 ，這是模具設(shè)計(jì)的核心問題。下面介紹選擇設(shè)計(jì)分型面的基本原則 ，首先應(yīng)考慮的 分型面 分在 塑件端面輪廓的最大位置。 (2) 塑件的技術(shù)要求 。 (4) 有利于排氣 。 (6) 注射機(jī)的技術(shù)參數(shù) 。 結(jié)合以上選擇因素，綜合比較兩種分型方案。圖片所對(duì)應(yīng)的動(dòng)定模被設(shè)計(jì)為兩個(gè) 瓣合模塊 鑲拼結(jié)構(gòu)即 滑塊的一種，具體設(shè)計(jì)分型面，如圖 33。 因 為 采用 圖例分型結(jié)構(gòu) 時(shí)需要 增強(qiáng)鎖模作用 ，斜滑塊受力成形時(shí)過大易出飛邊。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 33 分型面設(shè)計(jì) 在上面已提到 有 兩個(gè)型芯設(shè)計(jì)，圖 22 已列出 類似的對(duì)比情況。那么主型芯的選擇也是 確定分型面的一個(gè)重要細(xì)節(jié)。故而 直徑 端部 為 18mm 的型芯 留在定模中更有利于制件脫模。 另一個(gè)理由是較細(xì)的型芯留在動(dòng)模中，故分型面如圖 33。 該制件的需要脫模高度僅 10mm，其中 6mm 都有斜度，在生產(chǎn)中脫模斜度設(shè)定問題可以忽略不計(jì)。 這里就不再詳細(xì)介紹了。這里主要考慮制件結(jié)構(gòu) 因素 。 型腔的布置 型腔的布局為 以澆口套為中心，兩型腔 分別 對(duì)稱分布在左右兩側(cè)。 裝配草案初定 分析設(shè)計(jì)總結(jié)構(gòu) 注射模由動(dòng)模 和定模 兩大部分組成。 (2) 澆注系統(tǒng)， 由主流道、分流道、澆口和冷料穴等 組 成（用于 進(jìn)料） 。 (4) 脫模機(jī)構(gòu)，由推桿、推桿固定板、 拉料桿等組成（用于脫 模） 。 (6) 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 由冷卻水道、水管、介質(zhì)等組成（ 控制溫度） 。 那么，根據(jù)滾輪以及分型面的基本確定，參考《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》中相關(guān)的模具圖案，如圖 34。所涉及到的結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)也是基本相同。 圖中模具的瓣合模塊設(shè)計(jì)及定位銷設(shè)計(jì)的限位設(shè)置是本課題需要參考的。 圖 34 相關(guān)模具的開閉幕狀態(tài)參考圖片 該模具設(shè)計(jì)是模內(nèi)抽芯，機(jī)械化生產(chǎn)效率高。 模外抽芯 成本低 ，而且適應(yīng)性強(qiáng) ，對(duì)工人技能要求不高，不適應(yīng)大批量生產(chǎn) 。工作過程：開模時(shí)，上型芯隨定模 與制件脫離，同時(shí)，冷料穴 內(nèi)的殘余料可將制件固定在動(dòng)模上 ，然后，制件在推出裝置作用下 使瓣合 模塊分開， 制件脫模 。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 35 裝配草案圖 修改草稿定方向 根據(jù)老師指正的裝配圖草案，設(shè)計(jì)者重新畫一幅圖，如圖 36。 圖 36 裝配草案修改圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 注射機(jī)的初選 注射機(jī)的種類 及 結(jié)構(gòu) 注射機(jī)根據(jù)注射合模裝置的排列方式可分為立式注射成型機(jī) ，臥式注射成型機(jī)，角式注射成型機(jī)等。 注射 裝置主要形式 有柱塞式、螺桿預(yù)塑式 和往復(fù)螺桿式（簡稱螺桿式）。 注射機(jī) 頂出機(jī)構(gòu) 大致可分 為： (1) 中心頂桿機(jī)械頂出，如臥式 60、 350，立式 30，角式 4 60等 。 (3) 機(jī)械頂桿與中心液壓頂桿聯(lián)合 ，如臥式 250 等 。 注射機(jī)初定 根據(jù)制件的體積 V=， 以及一模兩腔的布局， 可知一次注射量的大小。當(dāng)物料粘度高、制品體積小 或型腔數(shù)目多，澆注系統(tǒng) 的體積甚至更大。 根據(jù)注射機(jī)正常工作 所需的注射量不大于最大注射量的 80%（對(duì)于熱敏性材料，最小注射量不低于 20%，此處可以不考慮），設(shè)計(jì)者可以計(jì)算注射機(jī)最小公稱注射量為 。這里初定為 SZ10/ 如下： (