【正文】 ..... 34 附錄 .............................................................................................................................. 35 第一章 前言 第一節(jié) 模具在制造加工工業(yè)中的地位 與發(fā)展趨勢 模具是利用 物體個體 形狀去成型 從而 具有一定 實體效益 制品的工具。 對模具的 總體要求就是 能生產出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的 物品。模具 的品種很多，其中 包括沖壓、塑料、橡膠、鑄造、鍛壓等，用于 大部分制造 產品的生產， 所以模具在生活中的作用很明顯，這也使得他 已成為衡量一個國家產品制造 是否發(fā)達的 重要標志之一。 技術變化加快， 模具的使用范圍已越來越廣，對模具的要求也越來越高了。從模具設計 與制造 方面 來看，模具的發(fā)展趨勢 可重點分為 幾個方面： （ 1） 加深理論研究 在模具設計中，對工 藝 要求和理解 越來越深入，模具設計已經 由實驗 設計階段逐漸向 實際生產與用處等 各方面發(fā)展，使得產品的 用途 和質量都得到很大的提高。高速自動化的成型機械配以先進的模具，對提高產品質量 還有 生產率 、 降低成本起了很大的作用。 （ 4） 標準化 開展標準化工作，不僅大大提高了生產模具的效率 ，而且改善了質量，降低了成本。近年來，每年都以 15％的增長速度快速發(fā)展。此外，許多科研機構和大專院校也 組織 模具技術的研究與開發(fā) 運用 。在大型模具方面已能生產 48（約 122CM）大屏幕彩電塑殼注射模具， 大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠 和整體儀表板等塑料模具，在模具 CAD/CAE/CAM 技術，模具的電加工和數(shù)控加工技術，快速成型與快速制模技術，新型模具材料等方面取得了顯著進步 。 但為了 縮小與國際先進水平的距離 ，我國也確立了今后發(fā)展方向，大體可體現(xiàn)在以下幾個方面： （ 1） 注重開發(fā)大型，精密，復雜模具； 在 轎車 和 家電等工業(yè) 有 快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精密化。因此，模具標準件的應用必將日漸廣泛。實踐證明，模具 CAD/CAM/CAE 技術是模具設計制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設計制造水平。 第 三 節(jié) 畢業(yè)設計的目的 畢業(yè)設計的目的是 通過設計將所學即用 ， 培養(yǎng)學 生 專業(yè)知識和基本技能進行分析與解決實際問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。在模具制造方面， 突出 掌握 多數(shù) 機械加工的知識，金屬材料的選擇 還有加工工藝的 方法 ，了解模具結構的特點，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝 。 第二章 飯盒蓋上殼上殼塑料產品設計 第一節(jié) 市場調研 電器 的飛速發(fā)展， 各種各樣的飯盒蓋上殼層出不窮 。這一切都預示著 飯盒蓋上殼 會發(fā)展越來越來快，應用的領域越來越寬廣。 所以怎么樣提高產品 亮點 和實用性以及良好的性價比來吸引更多的消費者是至關重要的。 第二節(jié) 飯盒蓋上殼產品設計概述 產品設計是 創(chuàng)造與實際的結合， 通過線條、符號等把產品 示人 。產品設計反映著一個時代的 制造業(yè) 文化。如果一個產品的設計缺乏 加工實際匹配， 那么生產時就將耗費大量費用來調整和更換 ，加大 了成本運用， 相反，好的產品設計，不僅表現(xiàn)在功能上的優(yōu)越性，而且便于制造，生產成本低，從而使產品的綜合競爭力得以增強。許多發(fā)達國家的公司都把設計看作 市場引領風向， 認為好的設計是贏得顧客的關鍵。初始設計圖如下： 圖 產品外觀 1 圖 產品外觀 2 第三節(jié)塑料制品設計的基本原則 壁厚設計的原則 （ 1）壁厚的大小取決於產品需要承受的外力、是否作為其他 配件 的支撐 與配合 以及選用的塑膠材料而定。從經濟角度來看，過厚的產品不但增加 材料 成本，延長生產周期冷卻時間。 （ 2）最理想的壁厚分布無疑是切面在任何一個地方都是均一的厚度，但為滿足功能需求 與互相配合 以致壁厚有所改變總是無 可避免的。壁厚是產品設計最先被考慮，一般用于注塑成型的會在 mm ( in) 至 mm ( in)。典型的壁厚約在 ( in)左右。本設計采用的壁厚平均為3mm，壁厚變化不超過 1mm。輕微的增加半徑就能明顯的減低應力。此外，加強筋更可充當內部流道，有助模腔充填，對幫助塑料流入部件的支節(jié)部份很大的作用。 拔模角的設計原則 塑膠產品在設計上通常會在 邊緣的內側和外側各設有一個傾斜角即拔模角。因為注塑件冷卻收縮多附于凸模上，為了使產品壁厚平均及防止產品在開模附于較熱的凹模上，拔模角對應於凹模及凸模是應該相等的。 第四節(jié)產品材料的選擇 迄今為止， 工業(yè) 樹脂種類 繁多 ，實現(xiàn)工業(yè)化生產的也不下千余種。針對 此次設計 材料的選用，主要考慮 以 下幾個方面： 塑料材料的適應性 （ 1）各種材料的 工藝 比較；（ 2） 適宜加工處理 的條件；（ 3）選用塑料的適宜條件 塑料制品的使用性能 （ 1）塑料制品的使用條件，包括塑料制品的受力情況， 熱漲性能， 尺寸精度要求，滲透性要求，外觀要求等。 塑料制品的成本 （ 1）原料價格；（ 2）塑料制品的使用壽命； （ 3）塑料制品的 食用安全 綜合以上情況對材料進行篩選分析，決定選用 PC 作為飯盒蓋上殼的材料。一般結構式可表示，由于 R 基團的不同，它可分為脂肪族類和芳香族類兩種。雙酚 A 型聚碳酸酯是目前產量最大、用途最廣的一種聚碳酸酯，也是發(fā)展最快的工程塑料之一。 （ 2） 材料的性能參數(shù)： PC 作為一種熔融粘度較高 并且 成型加工卻比較困難 的良好實用性的 工程塑料 。物料在加工之 前必須嚴格干燥，使其含混量在 ％以下。另外 PC 制件如帶有嵌件，嵌件必須加熱到 200℃ 以上，否則嵌件周圍易產生冷卻不均現(xiàn)象而有內應力。 PC 也可以擠出成型，其產品一般是板、片、膜、棒、管材等。除上述兩種成型外， PC 還可進行吹塑成型。吹塑的模具溫度為 100～ 120℃ ，吹塑空氣壓力可視瓶壁的厚薄而定。受制于塑件的流動性。 （ 2） 塑件尺寸公差標準 影響塑件尺寸精度的因素主要有：塑料材料的收縮率及其波動。模具因素（含模具制造、模具磨損及壽命、模具的裝配、模具的合模及模具設計的不合理所可能帶來的形位誤差等）。其中，塑 件尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動及模具制造誤差。塑件的表觀缺陷是其特有的質量指標，包括缺料，溢料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。模具型腔的表面粗糙度通常應比塑件對應部位的表面粗糙度在數(shù)值上要高 1~2 級。 表 注射量與注射時間的關系 注射量 /CM3 125 250 500 1000 2020 4000 6000 10000 注射速率 /CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2020 注射時間 /S 1 3 5 (4)塑化能力；單位時間內所能塑化的物料量 .塑化能力 應與注塑機的整個成型周期配合協(xié)調 ,若塑化能力高而機器的空循環(huán)時間長 ,則不能發(fā)揮塑化裝置的能力 ,反之則會加長成型周期 . (5)鎖模力；注塑機的合模機構對模具所能施加的最大夾緊力 ,在此力的作用下模具不應被熔融的塑料所頂開 . (6)合模裝置的基本尺寸；包括模板尺寸 ,拉桿空間 ,模板間最大開距 ,動模板的行程 ,模具最大厚度與最小厚度等 .這些參數(shù)規(guī)定了機器加工制件所使用的模具尺寸范圍 . (7)開合模速度；為使模具閉合時平穩(wěn) ,以及開模 ,推出制件時不使塑料制件損壞 ,要求模板在整個行程中的速度要合理 ,即合模時從快到慢 ,開模時由 慢到快在到停 . (8)空循環(huán)時間；在沒有塑化 ,注射保壓 ,冷卻 ,取出制件等動作的情況下 ,完成一次循環(huán)所需的時間 . 利用 UG 軟件進行三維實體建模，并可直接通過軟件進行分析，查詢到塑件的體積為： V 單 =， 計算塑件的質量，根據(jù)中國模具設計大典查得： ρ=，根據(jù)塑件形狀及尺寸，采用一模兩腔，即一模出兩個塑件的模具結構 , 估算澆注系統(tǒng)凝料體積為： V 凝 = V 單 =9cm3。為了保證塑件質量，選擇范圍通常在 50%~80%。 其中取 Pm =80MPa 經計算得 A 總 ＝ nAz+Aj＝ cm2 Pm(nAz+Aj)=80=1800KN＝ F （ 3） 開模行程的校核 模具開模行程應滿足： SmS z （ ） 其中： Sz為最大開模行程，查注射機 XSZY250 型 Sz=350mm， Sm為模具的開模行程； Sm=塑件的高度 +澆注系統(tǒng)的高度 +頂件的頂出高度 +（ 510） mm =54+107+20+（ 510） =189mm 可見 SmSz ， XSZY250 滿足其 開模行程 （ 4） 注射機的安裝部分的尺寸校核 該模具的外形尺寸為 400mm350mm ， SZ100/800 型注射機模板最大安裝尺寸為 500mm500mm，故能滿足模具安裝要求。 由于 XSZY250 型注射機所允許模具的最小厚度為 Hmin=250mm，最大厚度為 Hmax=350mm。 （ 6） 噴嘴尺寸校核 在實際生產過程中，模具的主流道襯套始端的球面半徑 R2 取比注射機噴嘴球面半徑 R1 大 1~2 mm，主流道小端直徑 D取比注射機噴嘴直徑 d 大 ~1 mm， 圖 噴嘴與澆口套尺寸 如圖 圖 所示，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模，所以，注射機噴嘴尺寸是標準，模具的制造以它為準則。注塑模端面凸臺徑向尺寸 要和 定位孔成間隙配合， 為了配合安裝， 模具端面凸臺高度應小于定位孔深度。模具長寬方向的尺寸要與注塑機拉桿間距相適應，模具至少有一個方向的尺寸能穿 過 拉桿間的空間裝在注塑機的工作臺面上。模具動，定模板上的螺孔及其間距，必須與注塑機模板臺面上對應的螺孔一致；采用壓板固定時 ， 只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有較大的靈活性。 第三節(jié)型腔布局與分型面設計 型腔數(shù)目的確定與布局 型腔數(shù)目的確定， 必須 根據(jù)塑件的幾何形狀及尺寸、質量、注射能力、模具成本等要求來綜合考慮。 圖 型腔的布局 分型面的設計 分型面 的位置選擇有所原則 ， 既要 保證塑件的質量、便于塑件脫模的結構，而且對于 分型面受到塑件在模具中的成型位置、塑件的結構工藝性及精度、嵌件 位置形狀以及推出方法 ，強勢面對 模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，在選擇分型面時應綜合分析比較具體 的方面 ： （ 1）分型面應選在塑件外形最大輪廓處。 （ 3）保證塑件的精度要求。 （ 5）便于模具加工制造。 （ 7）對排氣效果的影響。 由于這個產品存在圓弧面，所以此產品的分型面需要設在圓弧面中位線處，如下圖所示， 圖 分型面位置 2D 圖 第四節(jié) 澆注系統(tǒng)設計 主流道設計 主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，可看作是噴嘴的通道在模具中的延續(xù)，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道?！?6176。 （ 2） 主流道如端凹坑球面半徑 R2 比注射機的、噴嘴球半徑 R1 大 1~2 mm；球面凹坑深度 3~5mm；主流道始端入口直徑 d 比注射機的噴嘴孔直徑大~1mm；一般 d=~5mm。 （ 4） 主流道長度 L=50mm。 主流道襯套的固定 此次設計 采用的有托澆口套，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。 具體固定形式如圖 所示： 圖 澆口套固定形式 分流道的設計 分流道是脫澆板下水平的流道。 （ 1）分流道長度 分流道 設計