【正文】 .......................................... 27 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） V 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則 ................................................................................. 27 脫模力的計算 ............................................................................................. 29 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 ............................................................................. 30 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用 ................................................................................. 30 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計原則 ............................................................................. 31 簡單的計算 ................................................................................................. 31 模具排氣系統(tǒng)的設(shè) 計 ..................................................................................... 33 4 模具總裝圖 ............................................................................................................... 34 結(jié) 論 ............................................................................................................................. 35 致 謝 ............................................................................................................................. 36 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................... 37 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 1 1 前言 模具工業(yè)的地位 模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。 模具是一種重要的國工工藝裝備，是國民經(jīng)濟(jì)各工業(yè)部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。它在鍛造、塑料加工、壓鑄等行業(yè)中起著重要作用。少無切削加工是機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的一個方向，而模具是利用壓力加工實現(xiàn)無切削工藝的關(guān)鍵。據(jù)初步統(tǒng)計：依靠模具加工的產(chǎn)品和零件，電行業(yè)占 80%，機(jī)電行業(yè)占 70%以上。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 塑料制品在人們的日常生活中及現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中得到日益廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計，在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中， 60%～ 90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具加工，模具工業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。專家預(yù)測，在未來的模具市場中，塑料模具在模具總量中的比例將逐步提高，且發(fā)展速度將高于其他模具。例如： (1)混煉與注塑成型組合技術(shù)的應(yīng)用， WP 公司將雙螺桿聚合物玻纖混煉技術(shù)與活塞注塑成型技術(shù)組合，把多相體系共混與注塑組合成連續(xù)成型過程。德國 FOBOHA 公司 4 工位雙機(jī)注塑成型 64 件雙色塑中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 2 料制品技術(shù)， 4 個側(cè)面各有 64 個陽模的結(jié)構(gòu)居中并可轉(zhuǎn)動，兩側(cè)各配有 1套陰模和 1臺注塑機(jī)，每次轉(zhuǎn)動 90 度后合模， 2 臺注塑機(jī)同時注塑。意大利 PRESMA公司的 10 工位 EVA 交聯(lián)發(fā)泡注塑機(jī)組，由 1 臺注塑機(jī)和沿圓周排列的 10 套注塑模具組成，這 10 個模具依次被移動到注塑機(jī)前進(jìn)行注塑成型，被注塑后的模具在移動中需要完成定型、開模、取出制品、合模的工序，這些工序全部由電腦自動控制。法國 BILLION 公司雙注塑、可旋轉(zhuǎn)模具注塑技術(shù)，將 2 個陽模平行放置在 1 個可轉(zhuǎn)動的支架結(jié)構(gòu)上， 2 臺注塑機(jī)同時向各自對應(yīng)的模具內(nèi)注塑不同物料，然后開模，陽模支架整體向前移動后旋轉(zhuǎn) 180 度，其中 1 個陽模上的雙色 制品被取出，進(jìn)行下次注塑工作。 (3)子母螺桿注塑成型技術(shù)的應(yīng)用。這臺注塑成型設(shè)備主要是由 1 個機(jī)筒、 2 個子母螺桿和 2 套傳動系統(tǒng)組成。另外，國外在壓塑成型和吹塑成型自動化和連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)方面也有很大的進(jìn)展。擠出片材被切下落到陰模中，陽模與陰模合模，定型后開模，由一個搓動機(jī)構(gòu)將陽模上的瓶蓋取出。 相比而言， 國內(nèi)相塑料模具就比國外落后得多，目前大多用的是單型腔，簡單型腔的模具達(dá) 70％ 以上，仍占主導(dǎo)地位 ， 一模多腔精密復(fù)雜的塑料注射模，多色塑料注射模已經(jīng)能初步設(shè)計和制造 ，但是 有很多精密的模具都要靠進(jìn)口。模具制造水平也有了很大的提高，在大型模具方面已能生產(chǎn) 48 英寸大屏幕彩電塑殼注射模具 , 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。還能生產(chǎn)厚度僅為 的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模 機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進(jìn)展。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到 10%，與國外的 50%～ 80%相比，差距較大。據(jù)統(tǒng)計 ,汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)電器、儀器儀表、自行車、電冰箱、電風(fēng)扇等，分別有 60%、 85%和 92%以上的零件用模具進(jìn)行成型加工。因此日本稱模具是進(jìn)入“富裕社會的原動力” 德國稱為“金屬加工中的帝王”工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)已成為獨立的行業(yè)，把模具技術(shù)水平作為國家機(jī)械制造工藝水平的重要標(biāo)志之一。采用模具成型的工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，可以提高生產(chǎn)效率，保證零件質(zhì)量，節(jié)約材料，降低生產(chǎn)成本，從而取得很高的生產(chǎn)效率。作為最有效的塑料成型方法之一的注射成型技術(shù)具有可以一次成型各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜和尺寸精密的塑件。 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 4 近幾年來， 在我國其發(fā)展速度之快、需求量之大是前所未有的 ，但總體上與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家相比仍有較大的差距。 未來國內(nèi)外塑性模具的制造技術(shù)和成型技術(shù)有如下發(fā)展趨勢： 1)在模具設(shè)計制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)； 2)高速銑削加工將得到更廣泛地應(yīng)用； 3)在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 4)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 5)研究和應(yīng) 用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程； 6)虛擬技術(shù)將得到發(fā)展； 7)模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展。 計算機(jī)技術(shù)在模具中的應(yīng)用 模具是一種技術(shù)密集、資金密集型產(chǎn)品，在我國國民經(jīng)濟(jì)巾的地位也非重要。由于新技術(shù)、新材料、新工藝的不斷發(fā)展，促使模具技術(shù)不斷進(jìn)步，對人才的知識、能力、素質(zhì)的要求也在不斷提高計算機(jī)技術(shù)在注射模中的應(yīng)用領(lǐng)域。它需要產(chǎn)品設(shè)計師．模具設(shè)計師、模具加工工藝師及熟練操作工人協(xié)同努力來完成，它是一個設(shè)計、修改、再設(shè)計的反復(fù)迭代、不斷優(yōu)化的過程。計算機(jī)技術(shù)的運用，正在各方面取代傳統(tǒng)的手工設(shè)計方式，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 2） 結(jié)構(gòu)分析：利用有限元分析軟件可以對制品的強(qiáng)度、應(yīng)力等進(jìn)行分析，改善制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 4） 模具開合模運動仿真：運用 CAD 技術(shù)可對模具開模、合模以及制品被推出的全過程進(jìn)行仿真，從而檢查出模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理處，并及時更正，以減中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 5 少修模時間。 6） 數(shù)控加工：利用數(shù)控編程軟件可模擬刀具在三維曲面上的實時加工過程并顯示有關(guān)曲面的形狀數(shù)據(jù)，同時還可自動生成數(shù)控線切割指令、曲面的三軸，五軸數(shù)控銑削刀具軌跡等。 此次我的課題是基于 SolidWorks 的移動硬盤外殼注塑模設(shè)計，而 SolidWorks是世界上第一款完全基于 Windows 的 3D CAD 軟件，自 1995 年問世以來，以其優(yōu)異的三維設(shè)計功能，在與同類軟件的激烈競爭中已經(jīng)確立了它的市場地位，已經(jīng)成為三維機(jī)械設(shè)計軟件的標(biāo)準(zhǔn)。并以智能化的操作方式使設(shè)計人員在輕松的環(huán)境下設(shè)計產(chǎn)品。利用其自動工具或交互工具，如自動分型面生成工具、型芯 、型腔 /分割工具及鑲塊設(shè)計等， IMOLD 提供的功能與別的模具設(shè)計系統(tǒng)相比不可同日而語 。 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 6 圖 11 傳統(tǒng)塑料模具設(shè)計流程 圖 12 基于 IMOLD 的塑料模具設(shè)計流程 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 7 本論文的主要內(nèi)容 本課題主要是 基于 SolidWorks 的小型移動硬盤外殼注 塑模設(shè)計 ，也就是 通過SolidWorks 這款三維繪圖軟件設(shè)計并繪制出小型移動硬盤外殼 注塑模，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計計算等內(nèi)容。 本論文包括成型零部件設(shè)計、澆注系統(tǒng)設(shè)計、結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計、脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計等。 物料性能 沖擊強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定性好，無色透明，著色性好，電絕緣性、耐腐蝕性、耐磨性好，但自潤滑性差，有應(yīng)力開裂傾向，高溫易水解，與其它樹脂相溶性差。吸濕小，但對水敏感，須經(jīng)干燥處理。 2） 熔融溫度高，粘度高，大于 200g 的塑件，宜用加熱式的延伸噴嘴。 4） 料溫過低會造成缺料，塑件無光澤，料溫過高易溢邊，塑件起泡。模溫超過 120 度中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 8 時塑件冷卻慢，易變形粘模。 塑件的結(jié)構(gòu)分析 塑料制品形狀如下圖： 圖 21 塑件正面 圖 22 塑件背面 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 9 圖 23 塑件工程圖 圖 24 塑件左視圖 表 21 塑件主要參數(shù) 材料密度（ density） 體積（ volume） 質(zhì)量（ mass） 1190kg/m^3 立方毫米 克 塑件的工藝性分析 熱塑性塑料注射成型工藝過程如圖 25 所示： 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 10 圖 25 熱塑性塑料注射成型工藝過程 塑化是指塑料在注塑機(jī)料筒內(nèi)混煉受熱從而達(dá)到理想的可模塑狀態(tài)（即黏流態(tài)或熔融態(tài)）的 過程。塑化量不足，則會導(dǎo)致型腔充不滿、腔內(nèi)壓力不足、塑料的保壓不足而出現(xiàn)塑件材質(zhì)疏松、收縮大、凹陷、孔洞等。 比重 : 克 /立方厘米 成型收縮率 :% 成型溫度： 230320℃ 干燥條件： 110120℃ 8 小時 可在 60~120℃ 下長期使用。 k) 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 11 比熱 1535 J/(kg164。脫模斜度取決于塑件的形狀、壁厚及塑料收縮率。30ˊ , 取斜度的方向一般內(nèi)孔以小端為準(zhǔn)，符合圖樣要求斜度由擴(kuò)大方向取得；外形以大端為準(zhǔn)，符合圖樣要求，斜度由縮小方向取得，而且脫模斜度不包括在塑料制品公差范圍內(nèi)，脫模斜度見下表： 表 23 常用塑料的脫模斜度 3) 壁厚 塑料制件規(guī)定它的最小壁厚值，它隨塑件大小不同而異。 4) 尺寸及精度 塑件尺寸的大小取決于塑料的流動性。大而薄的塑件在塑料尚未充滿型腔時已經(jīng)固化，或勉強(qiáng)能充滿但料的前鋒已不能很好的熔合而形成冷接縫影響塑件的外觀和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在本設(shè)計中，壁厚取 2mm 左右。 5） 在塑料制品設(shè)計中，制品的轉(zhuǎn)角處應(yīng)盡可能采用圓弧過渡?！?45180。～ 45180?！?40180?！?40180?！?1 186。 30180。 熱固性塑料 25180。 20180。 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 12 至在脫模過程由于成型內(nèi)應(yīng)力而開裂，特別是塑件的內(nèi)角處，理想的內(nèi)圓角半徑應(yīng)為壁厚的 1/3 以上。此外，有了圓角，模具在 淬火或使用時不致因應(yīng)力集中而開裂。通常內(nèi)壁圓角半徑應(yīng)是壁厚的一半，而外壁圓角半徑可為壁厚的 倍，一般圓角半徑不應(yīng)小于 。這除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤云紋等疵點來保證外，主要取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制件表面粗糙度一般為 ～ 之間。透明塑件要求型腔和型芯的 表面粗糙度相同，而不透明塑件則根據(jù)使用情況決定他們的表面粗糙度。 注射機(jī) 的選擇 注射機(jī)的基本參數(shù) 注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱注射量 ,注射壓力 ,注射速度 ,塑化能力 ,鎖模力 ,合模裝置的基本尺寸 ,開合模速度 ,空循環(huán)時間等 .這些參數(shù)是設(shè)計 ,制造 ,購買和使用注塑機(jī)的主要依據(jù) 。 2)注射壓 力 ： 為了克服熔料流經(jīng)噴嘴 ,澆道和型腔時的流動阻