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一次剃须刀刀柄的模具设计
(2)
一次
剃须刀
刀柄
模具设计
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一次行剃须刀刀柄的模具设计 （2）,一次剃须刀刀柄的模具设计,(2),一次,剃须刀,刀柄,模具设计
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毕业设计开题报告题目一次性剃须刀刀柄的模具设计院 （系）机电工程学院专业材料成型及控制工程年级材控08-2学号08024180201姓名王昆指导教师冯旭强 年 月 日毕业设计开题报告题目一次性剃须刀刀柄的模具设计时间2012年3月12日至2012年6月15日本课题的目的意义（含国内外的研究现状分析）目的意义：这次毕业设计中大量的运用CAD/CAM技术，Pro/E 造型。能够让我对一副模具的设计过程有了更深一个层次的了解，检查我对知 识的掌握能力和动手能力。通过综合运用所学的专业知识，在老师的指导下解决较为复杂的模具设计以及模具分模、出模等工程问题，培养理论联系实际的能力，良好的设计思想和工作作风，及通过资料检索、英文翻译等方面获得综合训练，为缩短工作适应期奠定坚实的基础。本次设计是给定一个一次性剃须刀刀柄的实物，需要自己测量并绘制出零件图，并运用PROE三维绘图软件进行模具设计，要求解决实际的工程问题。这不仅对掌握的专业知识进行复查检验，还锻炼独立解决问题、提高查阅设计手册的能力，更加熟悉相关的国家标准和国际标准。最重要的是能让我把学到的理论知识运用到实践中，提高实践能力，缩短理论和实用性的距离，使设计更接近实用。本次设计还能让我更多的了解塑料行业的国内外发展趋势，有助于明确自己的行业规划，为自己以后在塑料模具行业的发展奠定一定的基础。国内外研究现状：我国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具上了一个新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表，已能生产部分新型轿车的覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖面，已从电机、电器铁芯片模具，扩展到接插件、电子枪零件、空调器散热片等家电零件模具。在大型塑料模具方面，已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5K g大容量洗衣机全套塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。 塑料模具行业的产业关联度大，带动力强，外向度高，发展塑料模具工业有利于拉动其它行业的发展，推动产业结构的调整。塑料模具在高技术驱动和支柱产业应用需求的推动下，形成了一个巨大的产业链条，从上游的材料工业和加工、检测设备到下游的机械、汽车、摩托车、家电、电子通信、建筑建材等几大应用产业，塑料模具发展方兴未艾。这是整个塑料模具行业的优势所在。我国模具行业经过2006年持续高速运行，模具生产总量和水平虽然都有较快提高，但仍旧满足不了市场需求。一方面是模具大量进口，另一方面是竞争加剧，这就是“吃不饱”和“吃不了”的综合症。但在总体乐观的情况下，也还有许多必须克服的。例如：能源、原材料和人力资源价格的上升与模具价格难以上升之间的矛盾将进一步加深，注塑模具的企业同样面临很多问题但我国注塑模具在将来的发展前景同样美好，我国注塑模具工业起步晚,底子薄与工业发达的国家相比存在很大的差距。但在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和改革及开放方针引导下,我国注塑模行业得到迅速发展。高效率,自动化,大型,微型,精密,无流道,气体辅助,高寿命模具在整个塑料模具产量所占的比重越来越大，为工业生产打下了坚实的基础，推动国民经济的快速发展。本课题的主要内容、重点解决的问题研究内容及拟解决的关键问题：1、内容：塑件测绘图、模具装配图、模具零件图、说明书、文献综述。2、拟解决的关键问题：模具浇口、分型面的选择、型腔与型芯的尺寸配合和精度问题本课题欲达到的目的或预期研究的结果1)通过这个课题的设计强化了我对模具设计的一系列的过程有了透彻的理解和掌握，使我对自己的专业有了新的展望和定位。2)培养我勇于探索、严谨推理、实事求是、有过必改、用实践来检验理论、全方位地考虑问题等科学技术人员应具有的素质。3)培养我综合运用所学知识独立完成课题的工作能力。4)培养我从文献、科学实验、生产实践和调查研究中获取知识的能力从而提高我从别人经验、从其它学科找到解决问题的新途径的悟性。5)对我的知识面、掌握知识的深度、运用理论去处理问题的能力、实验能力、外语水平、计算机运用水平、书面及口头表达能力进行考核。计 划 进 度时 间 （周）工 作 内 容备 注五查阅、收集国内外与课题有关文献资料15篇以上，如：中文期刊，学位论文等，并写出60008000字的文献综述。六检索与阅读与设计题目相关的外文资料，并书面翻译30005000汉字（附外文原文及出处）的外文资料；准备与本设计所用的工具书。七写出毕业设计开题报告，与导师进行设计思想交流。八画出设计零件的2D及3D图。初步确定设计方案，画出草图。包括主要设计参数及结构的确定。如：动、定模尺寸的计算和型腔的布置，成型设备的选择，其它结构设计及计算等。九用Pro/E进行分模十、十一、十二绘制模具总装配图和主要零件图。十三、十四编写设计（论文）说明书十五修改与完善、打印、装订、装袋十六答辩前准备，答辩指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日专业教研室意见 教研室主任签名： 年 月 日广东石油化工学院本科毕业设计（论文）诚信承诺保证书本人郑重承诺：一次性剃须刀刀柄的模具设计毕业设计（论文）的内容真实、可靠，是本人在 冯旭强 指导教师的指导下，独立进行研究所完成。毕业设计（论文）中引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处，如果存在弄虚作假、抄袭、剽窃的情况，本人愿承担全部责任。 学生签名： 年 月 日文献综述学院（系） 机电工程学院 专 业 材料成型及控制工程 班 级 材控08-2班 姓 名 王昆 学 号 08024180201 塑料成型的行业现状和发展趋势摘要：简要分析了一次性剃须刀的刀柄，通过翻阅这些参考资料和文献，深入了解了当代塑料模具的先进制造技术和注塑成型技术，并了解与学习了一些塑料模具的设计实例，进一步学习了塑料模具设计的方法，从而对模具设计有了方向性的指导。这些参考资料和文献，对准确设计低成本高技术的模具有着方向性的指导。关键词：塑料模具 ABS塑料 注塑成型 引言：在“十五”规划中，模具被认为是“工业生产的基础工艺装备”，国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑都要求模具工业发展与之相适应。发达国家有“模具工业是进入富裕社会的源动力”之说, 可见其受重视之程度,当今“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所接受。中国成模具制造大国当今世界正进行着新一轮的产业调整，一些模具制造逐渐向发展中国家转移，中国正成为世界模具大国。据不完全统计1,目前模具生产厂点共有2 万多家,从业人员约50万人,全年模具产值约360亿元,总量供不应求,出口约2亿美元,进口约10亿美元。当前,我国模具行业的发展具有如下特征:大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于行业总体发展水平；塑料模和压铸模成比例增长；专业模具厂家数量及其生产能力增加较快；“三资”企业及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等1。从地区分布来看, 从地区分布来看，以珠三角、长三角以及安徽等地发展较快。目前发展最快、模具生产最集中的省份是广东和浙江,其模具产值约占全国总产值的60%以上2，我国模具总量虽然已位居世界第三,但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等发达国家,模具商品化和标准化程度也低于国际水平，现就我国塑料模具工业技术现状和发展趋势进行综述。一、一次性剃须刀刀柄一次性剃须刀刀柄是常见的一次性塑料用品，材料一般为丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物，简称ABS，结构简单,成型此塑件的模具是一个典型的的注射模。一套注塑模的设计涉及诸多方方面面，主要是成型结构的设计,直接关系到产品的质量问题，包括其尺寸、位置、精度等。但辅助结构同样重要，影响着模具能否正常工作，如推杆、拉料杆、侧向分型等机构。分析此塑件的特征：塑件的两端的成型高度不一样，根据以上原则选择分型面的位置在塑件的最下端，也即是塑件的外形最大轮廓处，分型面的形式只能选择阶梯形。二、塑料成型的方法2.1塑料的成型 塑料成型的选择主要决定于塑料的类型(热塑性还是热固性)、起始形态以及制品的外形和尺寸。加工热塑性塑料常用的方法有挤出、注射成型、压延、吹塑和热成型等，加工热固性塑料一般采用模压、传递模塑，也用注射成型。塑料成型是将各种形态(粉料、粒料、溶液和分散体）的塑料制成所需形状的制品或坯件的过程。成型的方法多达三十几种。它的选择主要决定于塑料的类型(热塑性还是热固性)、起始形态以及制品的外形和尺寸。加工热塑性塑料常用的方法有挤出、注射成型、压延、吹塑和热成型等，加工热固性塑料一般采用模压、传递模塑，也用注射成型。层压、模压和热成型是使塑料在平面上成型。上述塑料加工的方法，均可用于橡胶加工。此外，还有以液态单体或聚合物为原料的浇铸等。在这些方法中，以挤出和注射成型用得最多，也是最基本的成型方法。2.2常见的塑料成型塑料制品是以合成树脂和各种添加剂的混合料为原料，采用注射、挤压、压制、浇注等方法制成的。塑料产品在成型的同时，还获得了最终性能，所以塑料的成型是生产的关键工艺。1、注射注射成形注射成形也称注塑成形，是利用注射机将熔化的塑料快速注入模具中，并固化得到各种塑料制品的方法。几乎所有的热塑性塑料（氟塑料除外）均可采用此法，也可用于某些热固性塑料的成形。注射成形占塑料件生产的 30%左右，它具有能一次成形形状复杂件、尺寸精确、生产率高等优点；但设备和模具费用较高，主要用于大批量塑料件的生产。注射成形机常用的有柱塞式和螺杆式两种，下图为螺杆式注射成形示意图。注射成形原理如图所示，将粉粒状原料从料斗加入料筒，柱塞推进时，原料被推入加热区，继而经过分流梭，通过喷嘴将熔融塑料注入模腔中，冷却后开模即得塑料制品。注塑料制件从模腔中取出后通常需进行适当的后处理，以消除塑料制件在成形时产生的应力、稳定尺寸和性能。此外，还有切除毛边和浇口、抛光、表面涂饰等。2、挤出成型挤出成型挤出成形是利用螺杆旋转加压方式，连续地将塑化好的塑料挤进模具，通过一定形状的口模时，得到与口模形状相适应的塑料型材的工艺方法。挤出成形占塑料制品的 30%左右，主要用于截面一定、长度大的各种塑料型材，如塑料管、板、棒、片、带、材和截面复杂的异形材。它的特点是能连续成形、生产率高、模具结构简单、成本低、组织紧密等。除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都能挤出成形，部分热固性塑料也可挤出成形。上图为螺旋挤出成形示意图，粒状塑料从料斗送入螺旋推进室，然后由旋转的螺杆送到加热区熔融，并受到压缩；在螺旋力的作用下，迫使其通过具有一定形状的挤出模具，得到与口模截面形状相一致的型材；落到输送机皮带后用喷射空气或水使它冷却变硬得到固 化的塑料制件。3、压制成型压制成型压制成形又称压缩成形、压塑成形、模压成形等，是将固态的粒料或预制的片料加入模具中，通过加热和加压方法，使其软化熔融，并在压力的作用下充满模腔，固化后得到塑料制件的方法。压制成形主要用于热固性塑料，如酚醛、环氧、有机硅等；也能用于压制热塑性塑料聚四氟乙烯制品和聚氯乙烯（ PVC）唱片。与注射成形相比，压制成形设备、模具简单，能生产大型制品；但生产周期长、效率低，较难实现自动化，难以生产厚壁制品及形状复杂的制品。上图为压制成形示意图，一般压制成形过程可以分为加料、合模、排气、固化和脱模几个阶段。塑料制件脱模后应进行后处理，处理方法与注射成形塑料制件方法相同。4、吹塑成型吹塑成型吹塑成形（属于塑料的二次加工）是借助压缩空气使空心塑料型坯吹胀变形，并经冷却定型后获得塑料制件的加工方法。其方法主要有中空吹塑成形和薄膜吹塑成形。上图为中空制件的挤吹成形示意图，将具有一定温度的挤出或注射的管状型坯置于对开吹塑模中，合上模具，通过吹管吹入压缩空气，将型坯吹胀后使之紧贴模壁，经保压、冷却定型后开模取出中空制件。5、浇铸成型塑料的浇铸成形类似于金属的铸造成形。即将处于流动状态的高分子材料或单体材料注入特定的模具中，在一定条件下使之反应、固化，并成形得到与模具形腔相一致的塑料制件的加工方法。这种成形方法设备简单，不需或稍许加压，对模具强度要求低，生产投资少，可适用于各种尺寸的热塑性和热固性塑料制件。但塑料制件精度低，生产率低，成形周期长。6、气体辅助注射成形气体辅助注塑成形（简称气辅成形）是塑料加工领域的一种新方法。气辅成形工艺大致可分为 3种方式：A）中空成形，即将塑料熔体射入模具型腔，充填到型腔体积的60%-70%时，停止注射，开始注入气体，直至保压冷却定型。这种工艺主要适用于类似把手、手柄之类的厚壁塑料制品。B）短射，即将塑料熔体充填到型腔体积的90%-98%时，开始进气。该方法主要用于较大平面的厚壁或偏壁制品。C)满射，即将塑料熔体充填至完全充满型腔时才注入气体，由气体填充因熔体体积收缩而产生的空间，并将气体保压和熔体保压配合使用，使制品翘曲变形大大降低，用于较大平面的薄壁制品成型，其工艺控制较复杂。前两种方法也称为缺料气辅注射法，后者称为满料气辅注射法。气辅工艺包括如下四个阶段：第一阶段，塑料注射。熔体进入型腔，遇到温度较低的模壁，形成一个较薄的凝固层；第二阶段：气体入射。惰性气体进入熔融的塑料，推动中心未凝固的塑料进入尚未充满的型腔；第三阶段：气体入射。 气体继续推动塑料熔体流动直到熔体充满整个型腔；第四阶段：气体保压。 在保压状态下，气道中的气体压缩熔体，进行补料确保制件的外观质量。三、发展现状和差距3.1我国塑料模具发展现状我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。注塑模型腔制造精度可达0.020.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达501000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。32 CAD/CAE/CAM应用现状在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。随着轻工业及汽车制造业的迅速发展,模具设计制造日益受到人们的广泛关注,已形成一个行业，但我国模具行业缺少技术人员,存在品种少、精度低、制造周期短、寿命短、供不应求的现状。一些大型、精密、复杂的模具还不能自行制造,每年需要花几百万、上千万美元从国外进口,制约了模具工业的发展,所以大力发展模具工业势在必行。为了提高模具企业的设计水平和加工能力，中国模具协会向全国模具行业推荐适合模具企业使用的CAD/CAE/CAM系统，模具设计和加工使用的CAD/CAE/CAM 系统,不要求系统十分庞大,但对某些方面要求较高,如曲面造型、三轴数控加工等。一些国外的CAD/CAE/CAM系统,虽然具有强大的三维曲面造型、结构有限元分析、计算机辅助制造和产品数据管理能力等，但价格昂贵,一般企业难于承受。 目前在国内应用的主要软件有美国PTC公司的CAD/CAE/CAM集成化系统PRO/ ENGINEER、美国EDS公司的CAD/CAM软件UG-115、法国MATRA-DATAVISION公司的集成化软件6、美国SOLIDWORKS公司的SOLID-WORKS 软件7、美国CV公司的CADDS5软件、美国SDRC公司集成化CAD/CAE/CAM软件8、英国DELCAM公司CAD/ CAM软件DUCT、以色列CIMATRON公司的三维CAD/CAM软件CIMA-TRON9、美国AC-TECH公司的注塑模CAE分析软件C-MOLD10、澳大利亚MOLDFLOW公司的注塑模CAE分析软件MF11,国内华中理工大学模具技术国家重点实验室的注塑模CAD/CAE/CAM集成化系统HSC3.1、北京航空航天大学软件工程研究所的CAD/CAM 软件CAXA和郑州工业大学注塑模CAE分析软件Z-MOLD等12。对于国内一些大型模具企业,它们的CAD/CAM应用状况多停留在购买国外先进的CAD/CAM系统和设备上,但在其上进行的二次开发较少,资源利用率低。对于国内一些中小型模具企业,则很少应用CAD/CAM,有些仅停留在以计算机代替固板绘图，所以有必要改善国内模具企业的CAD/CAM应用状况,使它们真正做到快速、准确地对市场做出反映,使制造出的模具产品质量高、成本低,即达到敏捷制造的目的。3.3我国塑料模具行业存在的主要问题 （1）发展不平衡，产品总体水平较低。虽然个别企业的产品己达到相当高的水平，个别企业的部分产品已达到或接近国际水平，但总体来看，模具的精度、型腔表面粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。包括生产方式和企业管理在内的总体水平与国外工业发达国家相比尚有10年以上的差距。 （2）工艺装备落后, 组织协调能力差。虽然部分企业经过近几年的技术改造,工艺装备水平已经比较先进, 有些三资企业的装备水平也并不落后于国外, 但大部分企业的工艺装备仍比较落后。更主要的是我们的企业组织协调能力差, 难以整合或调动社会资源为我所用, 从而就难以承接比较大的项目。 （3）市场需求旺盛，生产发展一时还难以跟上，供需矛盾一时还难以解决，供不应求的局面还将持续一段时间，特别是在中高档产品方面矛盾更为突出。 （4）大多数企业开发才能弱，创新才能明显缺乏。一方面是技术人员比例低、程度不够高，另一方面是科研开发投入少；更重要的是观念落后，对创新和开发不够注重。模具企业不但要注重模具的开发，同时也要注重产品的创新。四、主要发展方向4.3我国塑料模具发展趋势 近年来,全球制造业正以垂直整合的模式向中国及亚太地区转移,中国正成为世界制造业的重要基地，制造业模式的变化,必将产生对新技术的需求,也必将导致CAD 技术的发展。同时,由于网络技术的大面积应用,正如10年前由于成本的大幅度下降,使得微机进入千家万户改变我们的生活一样,网络应用的普及将在更大程度上改变制造业的模式，随着中国加入WTO,逐渐成为世界制造业的重要基地,将要求我国的产品要有创新性,并且要有更高的质量、更低的成本并在更快的时间内提供给市场，作为产品制造的重要工艺装备、国民经济的基础工业之一的模具工业将直接面对竞争的第一线,模具工业除其需要“高技艺”的从业人员外, 还需要更多的“高技术”来保证。4.1 推动加工自动化智能化随着用高新技术和先进适用技术改造传统模具加工模式的不断推广和深入，数字化加工已成为模具加工发展方向。采用数字化技术的模具加工设备顺理成章地成了模具企业提高其装备水平的首选。同时，多功能复合加工能有效提高模具加工效率，因此，也大有发展前景。模具表面的精加工是我国模具加工中未能很好解决的难题之一。模具表面质量对模具适用寿命、制件外观质量等方面均有较大影响，我国目前仍以手工研磨抛光为主，不仅效率低（约占整个模具制造周期的1/3），且工人劳动强度大，质量不稳定，制约了我国模具加工向高层次发展。因此，研究抛光的自动化、智能化是重要的发展趋势。日本已研制了数控研磨机，可实现三维曲面模具的自动化研磨抛光。另外，由于模具型腔形状复杂，任何一种研磨抛光方法都有一定局限性。应注意发展特种研磨与抛光方法，如挤压研磨、电化学抛光、超声抛光及复合抛光工艺与装备，以提高模具表面质量。4.2 推行模具标准化精密化目前，精密模具已普遍达到了23的精度。虽然生产纳米级模具短期内国内还难以实现，但达到1精度的模具是必然趋势，加工精度公差在1以下的超精加工也必然得到发展。模具标注化是现代模具设计与制造的基础，推行模具标注化是实现模具合理化生产的必备条件。美国、德国进行模具标注化工作已有100年的历史，而我国由于模具标注化程度不高，造成标注件品种规格不齐，质量不高，不能满足互换性要求。因此，应当采取相应措施，针对模具生产特点，组织行业力量，快捷、适时地组织模具生产企业进行标注化生产，以便全面推行模具标注化。43 协同创新设计将成为模具设计的主要方向制造业垂直整合的模式使得世界范围内产品销售、设计、生产和模具制造分工更明确，为了缩短产品上市周期,使模具设计充分理解产品设计的意图,在产品的设计阶段,模具设计即同时开始,产品设计工程师和模具设计工程师需尽早进入协同设计状态。另外,模具制造厂家所需要的模具标准件一般都由模具标准厂家提供,最好在模具设计阶段就参照各类标准,充分利用模具标准件厂家提供的数据进行设计。由于在制造流程中各个环节所采用的CAD系统可能不一定相同, 这就要求未来的CAD系统要具备协同的能力, 对上下游的数据要能够随时交换, 对所产生的数据彼此能够处理,数据产生及处理也需要标准化，因为产品需要创新,因此,模具设计也需要能够体现产品的创新,如在逆向工程中更重要的是对产品结构和产品的外观进行创新再设计13。44 模具制造信息将更加丰富,制造过程将更有效目前,模具制造厂已经较广泛地采用了数控加工，为了保证加工质量、提高加工效率、改进制造流程,有较多的模具制造厂开始使用多坐标数控加工、高速铣削加工及基于快速原型的模具制造等方法。由于制造设备的丰富,制造信息的增加,我们将看到,今后的制造信息将不仅仅是只提供数控编程加工的G代码,更重要的是,从设计开始,将进行制造过程的设计,即提供模具制造的工艺流程,不仅包含工艺表格、加工参数,还包括模具加工的卡具设计、加工的装卡过程及各工序的G代码,并且在各部分工序过程均有仿真,还可以在网络上共享14。CAM 将充分利用网络及仿真等技术,通过合理地规划制造过程,有效地组合机床、刀具和人的经验,使企业发挥更大的潜力,取得最大的效益。45 激光技术的应用日益受到重视激光技术在模具制造中的应用主要是在快速成形与一些特殊模具的加工两个方面。快速成形是根据CAD的数据,不借助任何机械加工工具,通过逐层增加材料的方法(如聚合、粘结、烧结等)快速制造出零件原型或零件实物,故也称快速原形制造(缩写为PRM)技术15。快速成形技术主要有立体光固造型(SLA),选择性激光烧结(SLS),分层实体制造(LOM)等16。该技术将CAD技术、激光技术、CNC技术、材料加工和材料科学技术有机地结合起来,给模具制造业带来了根本性的变革，与传统的模具设计制造相比,它能比数控加工更快、更方便地设计并制造出各种复杂的原型,使模具的制造成本和生产周期减少1/2,明显提高生产率，国内的一些大型企业集团,如海尔、春兰和科龙等公司已经应用激光快速成形于新产品开发等方面,并取得显著的经济效益17。激光技术应用于模具制造方面主要有激光切割、打孔及打标、刻花与刻字等方面,如用于深孔、型孔、中空体以及复杂的冷却水道加工等；在金刚石拉丝模和喷丝板本身的小孔加工中,传统方法是在细钨棒上粘金刚石粉进行旋转研磨打孔,加工时间长达1025h18,而若采用多脉冲激光打孔,几分钟即可完成，采用激光打标、刻花和刻字,不仅速度快、成本低,而且克服了冲头作用模具表面时常见的毛边、尖锐的边缘畸变。46 模具CAD技术应用的ASP模式,将成为发展方向19,20由于今天模具行业实际上已经成为高技术最密集的行业,任何企业要拥有全部最新出现的技术,成本将非常高,而且还要培养并且留住掌握这些技术的人才也会非常困难。因此,将出现模具CAD应用的ASP模式,即产生各种专门技术的应用服务单位,为模具企业提供技术服务,整个社会是一个大的模具制造企业,按照价值链和制造流程分工,将制造资源最优发挥,应用服务包括如逆向设计、快速原型制造、数控加工外包、模具设计、模具成型过程分析等。参考文献:1周永泰. 模具工业2003年经济运行展望J. 模具工业,2003,(1):57-58；2罗继相. 浅析我国模具行业现状及发展趋势和对策J. 模具技术,2001,(3):72-75；3王都. 学习贯彻十六大精神提高模具工业设计制造水平J. 模具工业, 2003,(2):3-5；4靖永慧. 现代模具制造行业发展J. 模真技术,2001,(5):68-71；5许鹤峰,闫光荣. 数字化模具制造技术M. 北京:化学工业出版社,2001. 159-164.6韩向东,陈炜. 基于网络的模具CAD/CAM/CAE一体化系统的研究J. 农业机械学报,2001,32(6):84-87；7杜鹃. CAD/CAM/CAE技术在模具生产中的应用J. 机械设计与制造,2003, (1):85；8缪德建. 模具制造中CAD/CAE/CAM/CAT的应用J. 模具技术，2002，( 1): 44-46；9王颖. CAD技术在模具行业的应用及其发展方向J. 天津理工院学报, 2003,19(2):54-56；10CHOI B K.Cspoace based CAPP algorithm for freeform die cavity machiningJ. ComputerAided Design，2003,35(2):179-189；11MIAOHKJ,SRIDHARAN N,SHA H J. CAD-CAM integration using machining featuresJ. Int Jour Computer integratedManufacturing,2002,15(4): 296-318.12韩向东,陈炜. 基于网络的模具CAD/CAE/CAM/一体化系统研究J. 农业机械学报,2001,32(6):84-87；13LIMT，CORNEY J, RITCHIE J M, et al. Optimizing tool selectionJ. International Journal of Producion Re search,2001,39(6): 1239-1256；14陈光明. 压铸模CAD/CAE/CAM的研究现状与发展J. 铸造技术,2004, (2):148-149；15戴国洪. 数控加工CAD/CAPP/CAM集成系统的研究J. 机械制造,2000, (8):18-20；16张海鸥. 快速模具制造技术的现状及其发展趋势J. 模具技术,2000, (6):35-37；17姚真裔. 模具CAD/CAM/CAE集成制造在铸造中的应用J. 铸造技术,2003, (4):280-281.18金涤尘,宋放之. 现代模具制造技术M. 北京:机械工业出版社,2001；19王都. 加速模具工业发展J. 计算机辅助设计与制造,2002,(3):35-37；20周华民,李德群. ASP:注射模CAE软件应用新模式J. 塑料科技,2002,(1): 47-49。 毕 业 设 计 任 务 书院（系）： 机电工程学院 专业 材料成型及控制工程 班 级： 材控08-2 学生： 王昆 学号： 08024180201 一、毕业设计课题 一次性剃须刀刀柄的模具设计 二、毕业设计工作自 2012 年 3 月 11 日起至 2012 年 6 月 10 日止三、毕业设计进行地点 广东石油化工学院官渡校区主楼西1002 四、毕业设计的内容要求 (一) 设计之原始数据： 原始资料：一次性剃须刀刀柄一个、白色、规格约100*20*10mm、光洁表面。 (二) 设计计算及说明部分内容： 1.计算内容与方案确定： （1）确认塑料制件的用途、材料、技术要求及相关行业标准； （2）确定成型方式及注塑机的选择； （3）成形零件设计：型腔的布置，凹模、凸模的结构及固定方式设计。 （4）结构系统设计：脱模机构、抽芯机构、温度调节系统、浇注系统、排气系统等结构的设计及尺寸计算。 （5）强度设计及校核：各部件的强度校核，如型芯、镶块、导柱、顶针等。 2. 设计内容： （1）Pro/E环境下进行产品的模具设计； （2）注射模0#装配工程图一张； （3）型芯、型腔零件图或装配图1#各一张； （4）各组成零件的零件图48张（1#、2#或3#计算机图）； （5）编写设计（论文）说明书（不少于20000字，word文档输出）； （6）文献综述（60008000字与毕业设计内容相关的综述文章）。 (三) 主要参考资料 1、塑料注射模具设计实用手册，航空工业出版社。 2、模具实用技术丛书编委会塑料模具设计制造与应用实例，机械工业出版社 2002.7 3、伍先明确、王群等，塑料模具设计指导，国防工业出版社。2006.5 4、邹继强,塑料模具设计参考资料汇编 清华大学出版社2005.9 5、模具实用技术丛书编委会模具材料与使用寿命，机械工业出版社 2000.4 6、材料力学，高等教育出版社。 7、颜智伟,塑料模具设计与机构设计,国防工业出版社,2005.8 8、塑料模具设计手册编写组, 塑料模具设计手册 9、阮锋等，Pro/ENGINEER2001模具设计与制造实用教程，机械工业出版社。 10、Pro/ENGINEER Wildfire模具设计实例教程精解，机械工业出版社。 11、实战Pro/ENGINEER2001模具设计，中国铁道出版社。 12、何满才 模具设计与加工MasterCAM9.0实例详解，人民邮电出版社。2006.6 (四)附属专题 1、专题外文翻译 检索与阅读与设计题目相关的外文资料，并书面翻译30005000单词的外文资料。（附原文） 指导教师 接受毕业设计任务开始执行日期 年 月 日学生签名 摘要Peo/环境进行模具设计，分析了一次性剃须刀刀柄的模具设计的结构特点及其成型材料的成型特征,介绍了如何设计该塑件的注射模具结构，应用proe的模具设计流程，完成包括一次性剃须刀的产品图和装配模架及其导出cad工程图关键词：一次性剃须刀刀柄、模具设计 、注射模 、cad工程图IAbstractUsing the Peo/E environment carries on the mold design, analysis of the disposable razor knife mold design structure characteristics and the forming characteristics of the forming material, introduce how to design the plastic parts injection mold structure, application of proe mold design process, including the completion of a disposable razor product drawings and assembly base and derived CAD engineering drawingKey words: disposable razor knife, mold design, injection mold, CAD engineering drawing目录摘要IAbstractII第一章 绪论11.1毕业设计的意义11.2本次毕业设计应达到的目的21.3本设计的内容21.3.1一次性塑料用品的发展趋势21.3.2模具设计基本流程21.3.3模具设计基本方法3第二章 塑件的工艺分析4第三章 塑性材料的成型特征与工艺参数53.1 塑料材料的成型特性53.2 ABS塑料的工艺参数6第四章 成型设备的选择7第五章 分型面的选择95.1分型面的选择9第六章 浇注系统的设计116.1 浇注系统的设计的概述116.2主流道的设计116.3浇口和分流道、次分流道的设计126.4浇口位置的选择136.5排气系统的设计146.6冷料穴的设计14第七章 成型零件的设计计算157.1凹模的结构设计157.2凸模的结构设计157.3成型零件钢材的选用157.4 成型零件的工作尺寸计算157.4.1型腔径向尺寸的计算167.4.2型芯径向尺寸的计算167.4.3 型腔深度尺寸和型芯高度尺寸167.4.4模具型腔侧壁和底板厚度的计算177.4.6模架的选取19第八章 脱模机构的设计208.1脱模力的计算208.2推出机构的设计208.3推杆位置的设置218.4推杆的直径218.5.推杆的形状及固定形式218.6 推出机构的导向与复位22第九章 合模导向机构的设计23第十章 温度调节系统的设计计算2410.1冷却的计算2410.2冷却系统的设计原则与常见冷却系统的结构2410.3冷却系统机构的确定25第十一章 注射机相关参数的校核2611.1 注射压力的校核2611.2 锁模力的校核2611.3 模具闭和高度的校核2711.4 开模行程的校核2711.5 模具安装尺寸的校核2711.6安装螺孔尺寸27第十二章 设计小结28致谢29参考文献30附件一 英文文献翻译31III第一章 绪论第一章 绪论1.1毕业设计的意义毕业设计是在修完所有大学课程之后的最后一个环节。本次设计的课题是一次性剃须刀刀柄的模具设计的注射模设计，它是对以前所学课程的一个总结。在现代工业发展的进程中，模具的地位及其重要性日益被人们所认识。模具工业作为进入富裕社会的原动力之一，正推动着整个工业技术向前迈进！模具就是“高效益”，模具就是“现代化”之深刻含意，也正在为人们所理解和掌握。当塑料品种入其成型加工设备被确定之后，塑料制品质量的优劣及生产效率的高低，模具因素约占80。由此可知，推动模具技术的进步应刻不容缓！塑料模具设计技术与制造水平，常标志一个国家工业化发展的程度。由此可知，塑料模具设计，对于产品质量与产量的重要性是不言而喻的。对于一个模具专业的毕业生来说，对塑料模的设计已经有了一个大概的了解。此次毕业设计，培养了我综合运用多学科理论、知识和技能，以解决较复杂的工程实际问题的能力，主要包括设计、实验研究方案的分析论证，原理综述，方案方法的拟定及依据材料的确定等。它培养了我树立正确的设计思想，勇于实践、勇于探索和开拓创新的精神，掌握现代设计方法，适应社会对人才培养的需要。毕业设计这一教学环节使我独立承担实际任务的全面训练，通过独立完成毕业设计任务的全过程，培养了我的实践工作能力。另外，本次毕业设计还必须具备一定的计算机应用的能力，在毕业设计过程中都应结合毕业设计课题利用计算机编制相应的工程计算、分析和优化的程序，如利用ProEngineer Wildfire2.0软件进行塑件的3D造型、塑件的分模等，同时还具备必要的计算机绘图能力，如利用AutoCAD2008软件进行二维图的绘制。此次毕业设计除了对知识和能力培养的收获感受外，还得到思想道德方面的锻炼。通过这次毕业设计，让我感受到了作为一名高级工程技术人员应该具备的基本精神，需要强化的工程实践意识，以及对设计工作的质量要负责，具有高度的责任感，树立实事求是的科学作风，并严格遵守规章制度。本次毕业设计得到了广大老师和同学的帮助，在此表示感谢！由于实践经验的缺少，设计过程中的错误在所难免，望老师和同学批评指正。1.2本次毕业设计应达到的目的毕业设计是学校整个教学环节的重要组成部分，是对学生进行全面考核、综合训练的必不可少的教学内容。通过本次设计，可以使学生所学的基本理论、基本知识和基本技能在总结提高的基础上加以综合应用。同时，也是培养学生分析问题、全面解决问题的有效方法。搞好本次设计，可以达到如下方面目：1、树立正确的设计思想，掌握工程设计的基本方法，加强对设计规范，设计规定，技术文件的理解和应用，提高查阅科技资料的能力，以便今后熟练的开展工作；2、培养理论联系实际的设计作风。以实事求是一丝不苟的科学态度，进行调查研究，辩证地综合有关资料，判定合理的设计方案； 3、通过本课题的设计，使学生了解了注塑模设计的基本方法和步骤，以及掌握一些科学的研究方法。1.3本设计的内容主要是通过参考剃须刀刀柄的用途、结构特征、材料及尺寸等数据，来确定该模具样式并设计出来。1.3.1一次性塑料用品的发展趋势塑料制品的发展方向可概括为两方面。一是提高性能，即以各种方法对现有品种进行改性，使其综合性能得到提高；二是发展功能，即发展具有光、电、磁等物理功能的高分子材料，使塑料能够具有光电效应、热电效应、压电效应等。1.3.2模具设计基本流程模具设计是一个专业性和经验性较强的工作，其涉及到多个学科的知识。一套完整的模具，涵盖多个相关系统，各系统间相互协调，才能保证模具的正常使用，生产出符合要求的产品。通常模具包括浇注系统、冷却系统、顶出系统、排气系统、抽芯机构等几部分。使用模具设计模块进行模具设计的基本流程如下。1. 创建模具模型。模具模型包括参照模型和工件两部分。一般情况下，参照模型在零件模式下创建，然后将其装配到模具模式中，而工件直接在模具模式中创建。2. 拔模检测和厚度检测。在进行模具设计前，需要确定零件有恰当的拔模斜度，可以从模具中顺利拖出，还要确保零件上没有过厚的区域以造成下陷。3. 设置收缩率。塑件或铸件在冷却固化时会产生收缩，为了满足其尺寸的精度要求，可以根据选择的形态，在整个模型上设置按比例收缩或按尺寸收缩。4. 创建分型面或体积块。综合考虑各方面因素创建合理的分型曲面，以分割工件形成模具体积块，或者直接创建出模具体积块。5. 分割工件。利用创建的分型面或模具体积块将工件分割成单独的模具体积块。6. 创建模具元件。抽取模具体积块以生成模具元件，抽取后的模具元件就成为单独的实体零件。7. 创建浇注系统、冷却系统和顶出系统。综合考虑各方面的元素，利用模具组件特征创建浇注系统、冷却系统和顶出系统。8. 创建铸件。自动创建铸件，以检测模具设计的正确性。9. 仿真开模与干涉检测。定义模具的开启步骤，设定开启顺序，并进行干涉检测。10. 装配模座组件。可以在模具模式下或组件模式下创建模架组件，也可以从EMX中调用标准的模座零件，形成模座组件。11. 生成二维工程图。完成所有零部件的细部出图及其他设计项目，以便于加工制造。1.3.3模具设计基本方法ProENGINEER提供了许多模具设计模块和工具来进行模具设计，根据具体产品的形状、样式和复杂程度不同，存在不同的设计流程，根据设计人员长期的实践总结，总的来说一共归结为三种模具设计方法：组件设计法、分型面法和体积块法，其中后面两种方法统称为模具模块法，这三种模具设计方法各有优缺点。1. 组件设计法是在ProENGINEER组件环境下进行模具设计的，它的操作方法比较接近一般的零件建模和组件装配过程，对模具设计初学者来说比较容易接受和理解，而且它在处理一些简单的产品模具设计时的效率毫不逊色于其他的模具设计方法。2. 分型面法是在ProENGINEER专用的模具设计模块ProMold Design工作环境中进行模具设计的，其重点在于创建出模具的分型面，利用ProENGINEER Wildfire强大的曲面建模工具，通过一系列的编辑可以设计出绝大多数产品的分型面，一旦创建出分型面，其他的设计过程就比较简单，它的主要工作就变为设计分型面。3. 体积块法是当遇到分型面法无法创建分型曲面的时候，直接创建出模具体积块，利用设计出的体积块再创建出模具元件，虽然步骤比较繁琐，但也不失为一种好方法。通过比较可以看出，模具模块法是模具设计的主要方法，应用比较频繁。因为它是在ProENGINEER专用的模具设计模块ProMold Design的工作环境中进行模具设计，该模块集合了模具设计的各种专用工具和命令，可以极大地提高模具设计的效率。本设计就是利用ProENGINEER环境进行产品零件图的造型设计，模具开发，大批量生产一次性剃须刀柄，适应社会经济发展的步伐。37第二章 塑件的工艺分析塑料制品在人们的日常生活及现代工业生产领域中得到了日益广泛的应用。随着塑料工业的飞速发展，社会对塑料制品的需求也越来越大，其中一次性剃须刀刀柄就是一个很好的例子，如下图2：图2-1 一次性剃须刀刀柄实物照片本次所给的塑料制品为一次性剃须刀刀柄，所用材料为白色的ABS，它的壁厚为3mm,一端为d=10mm双挖槽圆形杆一端扁骨架行其外形结构如上图，拐角处均采用倒角连接，内部结构较为复杂。根据其使用性能，可知制件应具有较好的手持性和轻便性，还有一次性用品都具有。随着生活水平的提高，一次性剃须刀的使用也越来越广泛，所以它的属于大批量生产，故应在保证其使用性能的前提下尽量降低成本，本设计采用1模六腔，产品proe零件图如图2-2图2-2 一次性剃须刀刀柄的proe模型图第三章 塑性材料的成型特征与工艺参数第三章 塑性材料的成型特征与工艺参数3.1 塑料材料的成型特性本次设计的一次性剃须刀刀柄的材料是丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物，简称ABS。它的特性如下：1.基本特性ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性，使ABS具有良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味，呈微黄色，成型的塑料件有较好的光泽。密度为1.021.05g/cm3 ABS有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化学药品的腐蚀会引起应力开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70C左右，热变形温度约为93C左右。耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。根据ABS中三种组分之间的比例不同，起性能也略有差异，从而适应各种不同的应用。根据应用不同可分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型等。2.主要用途ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等。汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等，还有用ABS夹层板制造小轿车车身。ABS还可以用来制作水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。3成型特点 ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜较大；ABS易吸收水分，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、容料温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060C，要求塑件光泽和耐热时，应控制在6080C。3.2 ABS塑料的工艺参数表3-1 ABS注射参数表注射类型螺杆式料筒温度前段200210o螺杆转速3060r/min中段210230o模具温度5070o后段180200o注射压力7090MPa喷嘴温度180190o保压力5070o类型形式直通式注射时间35s保压时间1530s冷却时间1530s成型时间4070s密度31.021.05比容30.860.98吸水率0.20.4纠缩率0.40.7熔点130160喷嘴温度170180弯曲强度MP80硬度HB9.7抗拉屈服强度MP50后处理方法红外线灯、烘箱拉伸弹性模量MP1.8103温度70预热和干燥温度8095时间24时间45第四章 成型设备的选择第四章 成型设备的选择注射模具必须安装在与其相适应的注射机上才能进行生产，因而在设计模具时，必须熟悉所选用注射机的技术规范，如注射机的最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、最大成型面积、模具最大厚度和最小厚度、开模最大行程、安装模板的螺孔（或T形槽）位置和尺寸、定位孔尺寸、喷嘴球面半径等等。以便设计的模具与所选的注射机相适应。注射成型机和模部分的基本参数包括模板尺寸、模板间最大开距、动模板的行程、模具最大厚度和最小厚度等。这些参数规定了注射机所安装模具的尺寸范围。根据计算可得所设计一次性剃须刀刀柄的重量为m=5*1.03=5.15克，其体积为V1=5.00 cm3。当注射成型机最大注射量以最大容积标定时，按下式来计算所选注射机的型号：kV0nVi+V 公式(1)式中 V0注射成型机的最大注射量（cm3）; Vi一个塑件制品的体积（cm3）; V浇浇道凝料和飞边的体积（cm3）; K 利用系数，K=0.8; N 型腔数。将数据代入可得下式：0.8 V05*6+1.2所以 V0=39 cm3查模具设计与制造简明手册可以初步选择注射机的类型为：XS-ZY-125，其主要技术规格如下：型号XS-ZY-125螺杆（柱塞）直径（cm3）45注射容量（cm3）104注射压力（Mpa）150锁模力（KN）900最大注射面积（cm3）360模具最大厚度（mm）300模具最小厚度（mm）200模板行程（mm）300喷嘴球半径（mm）12喷嘴孔直径（mm）4定位孔直径（mm）100顶出两侧孔径（mm）20顶出两侧孔距（mm）230第五章 分型面的选择第五章 分型面的选择5.1分型面的选择为将塑件从密闭的模腔内取出，以及为了安放嵌件或取出浇注系统，必须将模具分成二个或几个部分，一般将分开模具能取出塑件的面，称为分型面，同时，以分型面为界，模具分成二大部分，即动模与定模部分。其它分开面，可称为分离面或分模面。分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切的关系，并且直接影响着塑料熔体的流动填充特性及塑件的脱模，因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键。分型面的方向应尽量采用与注射机开模方向垂直的方向，特殊情况下采用与注射成型机开模方向平行的方向。分型面的形式有以下几种：A平直分型面 B倾斜分型面 C阶梯分型面 D曲面分型面 E瓣合分型面等。如何确定分型面需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置、形状及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则：1. 分型面应选在塑件外形最大轮廓处；2. 确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模 通常分型面的选择应尽可能使塑件留在动模一侧，这样有助于动模内设置的推出机构动作；3. 保证塑件的精度要求 与分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求较高，或同轴度要求较高的外形或内孔，为保证其精度，应尽量可能设置在同一半模具型腔内；4. 满足塑件的外观质量要求5. 便于模具加工制造 为了便于模具加工制造，应尽量选择平直分型面或易于加工的分型面；6. 对成型面积的影响 为了可靠的锁模以避免涨模溢料现象的发生，选择分型面时应尽量减少塑件在合模分型面上的投影面积；7. 对排气效果 分型面应尽量与型腔充填时塑料熔体的料流末端所在的型腔内表面重合；8. 对侧向抽芯的影响本次所设计的塑件是一次性剃须刀刀柄，塑件的两端的成型高度不一样，根据以上原则选择分型面的位置在塑件的最下端，也即是塑件的外形最大轮廓处，分型面的形式只能选择阶梯形。至此已经选择完了分型面的形式及其位置。如图5-1图5-1 Proe分型面图第六章 浇注系统的设计第六章 浇注系统的设计6.1 浇注系统的设计的概述浇注系统是指模具中从喷嘴开始到型腔为止的塑料熔体的流动通道。它的作用是将塑料熔体顺利地充满到型腔的各个深处，并在填充及凝料的过程中，将注射压力传递到型腔的各个部位，以获得外形清晰的内在质量优良的塑件。浇注系统分为普通浇注系统和热流道浇注系统两大类。浇注系统的设计是注射模具设计的一个很重要的环节，是模具设计工作者十分重视的技术问题。普通留道浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。浇注系统从总体来看，其作用可概括如下：（1） 将来自注射机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输送到型腔，同时使型腔内的气体能及时顺利排出。（2） 在塑料熔体填充及凝固的过程中，将注射压力有效地传递到型腔的各个部位，以获得形状完整、内外在质量优良的塑料制件。浇注系统的设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大，而且还与塑件所用塑料的利用率、成型生产率等相关，因此浇注系统设计是模具设计的重要环节。对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循如下基本原则：1. 了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动特性2. 采用尽量短的流程，以减少热量与压力损失3. 浇注系统的设计应有利与良好的排气4. 防止型芯变形和嵌件的位移5. 便于修整浇口以保证塑件外观质量6. 浇注系统应结合型腔布局同时考虑7. 流动距离比和流动面积比需要校核6.2主流道的设计主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触的部位开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道。属于从热的塑料熔体到相对较冷的模具的一段过渡的流动长度，因此它的形状和尺寸最先影响着塑料熔体的流动速度及填充时间，必须是熔体的温度降和压力降最小，且不损害其把塑料熔体输送到最远位置的能力。主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔体要冷热交替地反复的接触，属易损件，对材料要求较高，因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式（俗称浇口套），以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理。在此所选择浇口套的材料为碳素工具钢T10A，热处理要求淬火到5357HRC。它的各部分的尺寸如图6-1：图6-1 浇口套6.3浇口和分流道、次分流道的设计浇口是指流道末端与型腔之间的一段细短通道，亦称进料口。除直接浇口外，它是浇注系统中截面尺寸最小的部分。它的作用是使塑料熔体加快流速注入型腔内，顺序填满型腔，在注射周期中进行补料和防止倒流，成型后也便于塑件与整个浇注系统的分离。因此，浇口的形状、尺寸、分布对塑件质量影响很大。常用的浇口形式有：直接浇口、侧浇口、轮辐浇口、点浇口、潜伏浇口等由于所设计的塑件是一次性剃须刀刀柄的模具设计，所以它的外观要求不是很高，考虑分型面和六腔设计，故可以选择点浇口。直接浇口又称中心浇口、主流道浇口或非限制性浇口。塑料熔体直接由主流道进入型腔，因而具有流动阻力小、料流速度快及补缩时间长的特点，但是注射压力直接作用在塑件上，容易在进料处产生较大的应力而导致塑件翘曲变形，浇口痕迹也较明显。但浇口处于柄端，可以打模一下，不影响使用和外观。6.4浇口位置的选择浇口位置开设正确与否，对塑件质量的影响很大，因此合理选择浇口位置是提高塑件质量的重要环节，在确定浇口位置时，应针对塑件的几何形状及技术要求，来分析塑料的流动状态、填充及排气条件等因素。选择浇口时一般应遵循下述原则：1. 浇口的尺寸及位置应尽量避免产生喷射和蠕动2. 浇口应开设在塑件断面最厚处3. 浇口位置的选择应使塑料流程最短，料流变向最少4. 浇口位置的选择应减少或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢度5. 浇口的选择应注意塑件外观质量6. 不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口7. 考虑分子定向的影响8. 有利于型腔中气体的排除综合各个方面的因素考虑，由于塑件里面有一个凸起的矩形，在那里的厚度最大，而且其中心距各个方向的距离都比较均匀，故浇口的位置选择在矩形凸台中心处。浇口和分流道、次分流道的设计如图6-2图6-2 proe浇注系统6.5排气系统的设计当塑料熔体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子气体。如果型腔内因各种原因而产生的气体不被排除干净，一方面会在塑件上形成气泡、接痕、表面轮廓不清及填充缺料等成型缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或烧焦（褐色斑纹），同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度，因此设计型腔时必须考虑到排气问题。本次所设计的一次性剃须刀刀柄的模具设计注射模具属于中小型模具，可以利用推杆、分型面之间的配合间隙来排气，起间隙为0.03到0.05mm。6.6冷料穴的设计为了克服由于相对温度较低的冷料进入型腔而产生次品，必须设计一个井穴将流道延长以接受冷料，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上，其标称直径与主流道大端直径相同或稍大一些。深度约为直径的1到1.5倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积。冷料穴除了具有容纳冷料的作用以外，同时还具有在模时将主流道和分流道冷料钩住，使其保留在动模一侧，便于脱模的功能。冷料穴的形式有Z字形拉料杆的冷料穴、倒锥形冷料穴、环形槽冷料穴、带头形冷料穴、带形头冷料穴、带分流锥形式的冷料穴。由于ABS的弹性较好，故可以采用倒锥形冷料穴，这样可以使留在主流道的冷料自动脱掉，提高了生产率，同时节约了人力，降低了生产塑件的成本。至此，浇注系统的设计已经全部结束。下面再进行其它方面的设计。第七章 成型零件的设计计算第七章 成型零件的设计计算模具中决定塑件的几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑件接触，承受塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还要发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。7.1凹模的结构设计凹模是成型零件外表面的主要零件，按其结构，分为整体式和组合式。整体式由整块材料加工而成，它的特点是牢固，使用中不易发生变形，不会使塑件产生拼接线痕迹。但加工困难，热处理不方便。组合式一般由几个零件组合而成，可以简化复杂凹模的加工工艺，减少了热处理变形，且拼合处有间隙利于排气，便于模具维修，节省了贵重的模具钢。根据本次设计的一次性剃须刀刀柄的结构特点，凹模的结构采用整体式凹模。为了保证凹模尺寸精度和装配的牢固，凹模的尺寸、形状位置公差要求较高，结构要牢靠。7.2凸模的结构设计凸模的设计：凸模按其结构可分为整体式和组合式两种。但由于塑件的结构相对较为简单，可采用整体式。7.3成型零件钢材的选用选用钢种时，应按塑件制品生产批量、塑料品种及塑件精度与表面质量要求来确定。分析电磁炉的结构可知，凹模和主型芯均采用50钢，小型芯采用9rn。7.4 成型零件的工作尺寸计算成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接用来构成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸(包括矩形和异形零件的长和宽)，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的在模具设计中，应根据塑件的尺寸及精位置尺寸等。在模具设计中，应根据塑件的尺寸及精度等级确定模具成型零件的工作尺寸及精度等级。分析本塑件的结构，因此取塑件精度为8级(SJ1372-78)，查手册知对应的模具精度应为IT12(GB1800-79)。型芯和型腔尺寸的计算均按平均收缩率的计算公式来得出。7.4.1型腔径向尺寸的计算 由平均收缩率法公式： 公式（2）式中 凹模径向尺寸（mm） 塑件径向公称尺寸（mm） 塑料的平均收缩率（%），在此取=0.0055 塑件公差值（mm）所设计的一次性剃须刀的外形为长圆形，其长为100mm，宽为20mm，故可以按照以上公式计算： 其它的型腔的径向尺寸见型腔图上的标注。7.4.2型芯径向尺寸的计算由平均收缩率法公式： 公式（3）式中个符号的意义同上。 其余的型芯的径向尺寸见型芯图上的标注。7.4.3 型腔深度尺寸和型芯高度尺寸型腔深度也由平均收缩率法公式：中心 公式（4）得： 型芯高度也由平均收缩率法公式：得： 其余型腔深度和型芯高度尺寸见型芯、型腔图上的标注。7.4.4模具型腔侧壁和底板厚度的计算在注射过程中，模具型腔将受到熔体的高压作用，所以应具有足够的强度和刚度，如型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至开裂。因刚度不足而产生扰曲变形，导致溢料和出现飞边。降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模，所以应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚。模具型腔壁厚的计算，以最大压力为准，而最大压力是在注射时，熔体充满型腔的瞬间产生的，随着塑料的冷却和浇口的冻结，型腔内的压力逐渐降低，在开模时接近常压。理论分析和生产实践表明，大尺寸的模具型腔，刚度不足是主要主要矛盾，型腔壁厚应以满足刚度条件为准；由于本塑件属于大型塑件，故因以型腔的壁厚的刚度为准。由于模具的特殊性，刚度计算条件一般从下面三个方面来考虑：（1） 模具成型过程中不发生溢料（2） 保证塑件尺寸精度（3） 保证塑件顺利脱模在一般情况下，因塑料的收缩率较大，型腔的弹性变形量不会超过塑料冷却时的收缩值。因此型腔的刚度要求主要由不溢料和塑件精度来决定。当塑件某一尺寸同时有几项要求时，以最苛刻的条件作为刚度设计的依据。由于型腔的形状、结构形式是多种多样的。同时在成型过程中模具受力状态也很复杂，一些参数难以确定，因此对型腔壁厚做精确的力学计算几乎是不可能的。只能从实用观点出发，对具体情况具体分析，建立接近实际的力学模型，所以对于本塑件可以简化为整体式矩形型腔进行近似计算。（1）型腔侧壁厚度计算整体式矩形型腔的任一侧壁均可以看作是其余三边固定，一边自由的矩形板，在塑料熔体压力作用下，矩形板的最大变形发生在自由边的中点，变形量为： 公式（5）按刚度条件计算侧壁厚度为： 公式（6）以上式中 由决定的系数；抗弯截面系数，见塑料成型工艺与模具设计表4-19 型腔内熔体的压力；取40Mpa b承受熔体压力的侧壁高度； 钢的弹性模量，取； 允许变形量； 修正系数，这里取0.65。由表查出= 100,c=1.5。=25（0.45*100+0.001*100）=4.6=0.046mm所以 （2）底板厚度的计算整体式矩形型腔的底板，如果后部没有支承板，直接支承在模脚上，中间是悬空的，底板可以看成是周边固定的受均匀载荷的矩形板，由于溶体的压力，板中心将产生最大的变形量，按刚度条件，型腔底板厚度为： 公式（7）式中. 由型腔边长比决定的系数，查塑料成型工艺与模具设计表5-15。 型腔内溶体的压力（）；型腔边长（）；钢的弹性模量，取；允许变形量；查表得 = ，p=40MPa，b=20mm。所以 按强度计算的结果如下： 公式(8) 模具强度计算的许用应力，取160Mpa根据对以上按刚度和强度的计算的结构进行比较可知，凹模侧壁的厚度S=15 mm，底板厚度h=15 mm。7.4.6模架的选取模架的选取应综合考虑型腔的大小与布置、凸凹模结构形式、推出机构、合模导向机构等方面。尽量选取标准模架。在本次设计中模具采用了一模六件，采用的是直接浇口，利用斜导柱外侧抽芯。另外，采用推杆和推管推出。综合以上分析，查相关手册GBT12556，选用模架型号为：A220030027，其中A板为45，B板为30，C板为100。BL为200300。其基本结构框架如下:图7-1模架第八章 脱模机构的设计第八章 脱模机构的设计塑件在从模具上取下以前,还有一个从模具的成型零件上脱出的过程,使塑件从成型零件上脱出的机构称为推出机构。它包括以下几个部分，脱模力的计算、推出机构、复位机构等的机构形式、安装定位、尺寸配合以及某些机构所需的强度、刚度或稳性校核。在设计此机构时，应遵守以下几个原则：1、推出机构应尽量设置在动模一侧2、保证塑件不因推出而变形损坏3、机构简单动作可靠4、良好的塑件外壳5、合模时的正确定位8.1脱模力的计算 注射成型后，塑件在模具内冷却定型，由于体积的收缩，对型芯产生包紧力，塑件要从模腔中脱出，就必须克服因包紧力而产生的摩擦阻力。一般而论，塑料制件刚开始脱模时，所需克服的阻力最大，所以选择此时作为临界条件。塑件脱模时的型芯的受力分析F=8tESLcos(f-tan)/(1-)K+0.1A 公式（9） =8 =16KN8.2推出机构的设计推出机构一般包括推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、活动镶块及凹模推出机构、多元综合推出机构等。考虑到本塑件的结构形状，而推管推出机构通常使用于有孔的圆形套类塑件，推件板推出机构易使塑件产生变形且易产生毛刺,因此确定用推杆推出机构。推杆推出机构是最常见，而且也是应用最为广泛的。推杆的截面形状根据塑件的推出形式而定，可设计成圆形或矩形等等。其中以圆形最为常用，因为使用圆形推杆的地方，较容易达到推杆和模板或型芯上推杆孔的配合精度，另外圆锥形推杆还具有减少运动阻力、防止卡死现象等优点，损坏后还便于更换。8.3推杆位置的设置 对于推杆推出机构而言，合理布置推杆的位置是推杆推出机构设计中最重要的工作之一，它一般从以下几个方面去考虑： 推杆应设在脱模阻力大的地方 推杆应均匀布置 推杆应设在塑件强度刚度较大处由于本塑件的围周紧紧包在型芯上面，此处的脱模力相对来说比较大，故在塑件的四周应均匀布置顶杆，而斜面上的方形孔，因此处的脱模力也比较大，故在每个角落处也应布置一顶杆。由于本塑件的长度较大，故在中间也应均匀设置顶杆，从而使受力平衡，使塑件均匀地推出。8.4推杆的直径推杆在推塑件时，应具有足够的刚性，以承受推出力，为此只要条件允许，应尽可能使用大直径，由于本塑件的内部空间较大，在被塑件包容的地方应多设置推杆,故可以根据根据在不同的部位设置不同直径的推杆。8.5.推杆的形状及固定形式推杆一般有以下四种形式（见塑料成型工艺与模具设计图4-25）：圆形截面推杆、圆形截面阶梯形推杆、整体式非圆形截面推杆、插入式非圆形截面推杆。本次设计采用圆形截面顶杆，机构简单，尾部采用台肩的形式，台肩的直径与推杆的直径约差46mm；推杆直径d与模板上的推杆孔采用H8/f8的间隙配合。由于推杆的工作端面在合模注射时是模腔底面的一部分，如果推杆的端面低于型腔低面，则在素件上就会留下一个凸台，这样将影响素件的使用，所以，在推杆装入模具后，设置其端面与型腔底面平齐。其固定是采取在固定板上开一沉孔用螺纹来固定。而推杆固定端与推杆固定斑采用单边0.5mm的间隙，因这样不仅可以降低加工要求，而且能在多推杆的情况下，不因各板上的推杆孔加工误差引起的轴线不一致而发生卡死现象。推杆材料选用T10碳素工具钢，热处理硬度HRC5060，工作端配合部分的表面粗糙度。8.6 推出机构的导向与复位 为了保证推出机构在工作过程中灵活、平稳，每次合模后，推出机构应能回到原来的位置，所以需要设计推出机构的导向与复位装置。推出机构包括导向零件和复位零件。导向零件由推板导柱与推板导套所组成，本次设计采取推板导柱与推板导套相配合的形式，因这样推板导柱除了起到向作用外，还能支承着动模支承板，这样改善了支承板的受力状况，提高了支承板的刚性。复位零件一般有复位杆复位和弹簧复位两种形式，本次设计采用复位杆复位形式，圆形截面，设置四根。位置设在推杆固定板的四周，这样可使推出机构合模时复位平稳，复位杆端面与所在动模分型面上平齐。推出机构推出后，复位杆高出分型面（其高度即为推出距离的大小）。合模时，复位杆先于动模分型面与定模分型面接触，在动模向定模逐渐合拢的过程中，推出机构变被复位杆顶住，从而与动模产生相对移动，直至分型面合拢时，推出机构变回到原来的位置。第九章 合模导向机构的设计第九章 合模导向机构的设计导向机构是保证动模和定模上下模合模时，正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位，本设计采用导柱导向定位。导向机构除了有定位和导向作用外，还要承受一定的侧向压力。塑料熔体在充型过程中可能产生单面侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧向压力，从而保证模具的正常工作。导柱的结构形式可采用带头导柱和有肩导柱，导柱导面部分长度比凸模端面高出812，以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。导柱材料采用T10，HRC5055，导柱固定部分表面粗糙度Ra为0.8m，导向部分Ra为0.80.4m，本设计采用四根导柱，固定端与模板间采用H7/m6过渡配合，导向部分采用H7/f7间隙配合。导柱既可以设置在动模一侧，也可以设置在定模一侧，应根据模具结构来确定。根据本塑件的结构特点，由于型芯在定模部分高出分型面较多，所以导柱设置在动模一侧比较好，这样更有利于动定模之间的导向。 导套采用T10A，型导套，采用H7/m6配合镶入模板。根据所选的标准模架，导柱的直径为40。第十章 温度调节系统的设计计算第十章 温度调节系统的设计计算无论什么塑料进行注射成型，均有一个比较适宜的模具温度范围，在此模具温度范围内，塑料熔体的流动性好，容易充满型腔，塑件脱模后收缩和翘曲变形小，形状与尺寸稳定，力学性能以及表面质量较高。为了使模温控制在一理想的范围内，现设计一模具温度调节系统。由于本次设计的塑料ABS黏度和流动性一般，模温为5080，故无须设计加热系统，只需设计冷却系统以确保合理的模温。常用的冷却方法有水冷却、空气冷却和油冷却，本设计设计采用的是水冷却，经济实惠。10.1冷却的计算在单位时间内所需排除的总热量可近似由下面公式计算： Q = nmh/60 公式（10）其中n为每小时注射次数，m为每次注入模具的塑料质量（kg）,h为塑料成型时放出的热熔量（J/kg）由于塑件壁厚3mm，查塑料成型工艺及模具设计表4-34得=10s，考虑到工件复杂过大，冷却时间取=25s分析=1.1s，所以T=+=10+1.1+8.9=20s，n=3600/20=180 (次)； m=5.15(g)=0.00515(kg); 查塑料模具设计表3-19得:h=326.26396.48kJ/kg, 取h=360kJ/kg, 所以h=3600.00515=1.84（kJ）=1840(J) Q = 1801840/60 =5.52（KJ/min）为了满足注射模冷却需要，在单位时间内所需冷却水量可按下式计算： V = Q/60C（t1-t2） 公式（11）=5.52/1000*4.18（25-24）= 0.001310.2冷却系统的设计原则与常见冷却系统的结构冷却系统的设计原则1、冷却水道应尽量多2、冷却水道至型腔表面距离应尽量相等3、浇口出加强冷却4、冷却水道、入口温差应尽量小5、冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置此外，冷却水道的设计还必须尽量避免接近塑件的溶接部位以免产生溶接痕，降低塑件强度。10.3冷却系统机构的确定塑件的形状是变化万千的，因此对于不同的塑件，冷却水道的位置形状也不一样。1. 浅型腔扁平塑件 浅型腔扁平塑件在使用侧浇口的情况下，通常是采用在动、定模两侧与型腔表面等距离钻孔的形式。2. 中等深度的塑件 对于采用侧浇口进料的中等深度的壳型塑件，在凹模底部附近采用与型腔表面等距离钻孔的形式，而在凸模中，由于容易存储热量，所以从加强冷却角度出发，按塑件形状铣出矩形截面的冷却槽。3.深型腔塑件 深型腔塑件最困难的是凸模的冷却，凸模和凹模均设置螺旋式冷却水道，入水口在浇口附近，水流分别流经凸模与凹模的螺旋槽后在分型面附近流出，这种形式的冷却水道的冷却效果特别好。4.细长塑件 细长塑件的冷却水道在细长的凸模上开设比较困难，故而常采用喷射式水道或间接冷却法。水道直径d参考塑料成型工艺及模具设计表4-30取d=8mm本塑件结构为一矩形面板，型腔深度为中等深度，所以采用如下图的冷却装置：直通式冷却水道冷却水流速，v=0.43m/s 公式(12) 膜传热系数h= 公式(13) 导热面积A= 公式(14)冷却管长度L= 公式(15)冷却水道根数=1根，一条冷却水道对于模具来说显然不适合的，因此应根据具体情况加以修改。为了提高生产率，凹模和型芯都应得到充分的冷却。第十一章 注射机相关参数的校核第十一章 注射机相关参数的校核在前面已经确定了模具的结构、类型和一些基本的参数尺寸，如模具的型腔的个数、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面积、成型时所需的合模力、注射压力、模具的厚度、安装固定尺寸以及开模行程等。这些数据都与注射机的有关性能参数密切相关，如果两者不相匹配，则模具无法使用，为此，必须对两者之间有关的数据进行校核以满足要求。11.1 注射压力的校核注射成型机的最大注射压力应稍大于塑料制品的成型所需的注射压力，即P0P 公式(16)式中 P0注射成型机的最大注射压力； P 塑料制品成型时所需的注射压力。查有关手册可知P0=1210Mpa，P=7090 Mpa所以P0=130P=80成立，即注射压力满足要求。11.2 锁模力的校核锁模力的校核锁模力又称合模力，是指注射成型机的合模装置对模具所施加的最大夹紧力。为了避免塑料注射机成型时由于受到注射压力的作用而使模具沿分型面而胀开，注射成型机的锁模力可按下式核算：F0P模A分 公式(17)或 F0K1P A分式中 F0注射成型机的公称锁模力（N）； P模模内压力（型腔内熔体压力）（Mpa）；K1压力损耗系数，K1=2/3； A分塑料制品在及浇注系统在分型面上的投影面积之和。所以有： F0=450000010200300=600000所以F0P模A分成立，故所选注射机的锁模力也符合要求。11.3 模具闭和高度的校核模具闭和高度应该满足以下关系：HminHHmax 公式(18)式中 H模具闭和高度；Hmin注射成型机模具最小厚度；Hmax注射成型机模具最大厚度；Hmin=200H=230Hmax=300所以所选注射机的模具闭合高度满足要求。11.4 开模行程的校核开模行程S是（合模行程）指模具开合过程中动模固定板的移动距离。它的大小直接影响模具所能成型的塑件高度。当模具需要利用开模动作完成侧向抽芯动作时，开模行程的校核还应考虑为完成抽芯动作所需增加的开模行程。由于完成抽芯动作的开模距离Hc小于脱模距离H1和包括浇注系统凝料在内的塑件高度H2之和，故开模行程按下式来校核：SmaxS= H1+ H2 公式(19)即有 S=30010+40+30=80因而所选注射机的开模行程也符合要求。11.5 模具安装尺寸的校核不同型号的注射机其安装模具部位的形状和尺寸各不相同，设计模具时应对其相关尺寸加以校核，一保证模具顺利安装，需校核的主要内容有喷嘴尺寸、定位圈、模具的最大厚度与最小厚度及安装螺钉孔等。（1） 喷嘴尺寸 因为浇注系统的主流倒的尺寸是根据喷嘴尺寸而设计的，所以此尺寸一定满足条件。（祥见浇注系统设计）（2） 定位圈尺寸 此同上，因为定位圈是随着喷嘴尺寸而变化的相应的改变，故必满足要求。11.6安装螺孔尺寸我们采用用螺钉直接固定的方法，但要注意动、定模部分的底板尺寸与注射机对应模板上所开设的螺孔的尺寸和位置相适应。由于在设计的时候是用CAD软件Pro/E进行分型得出的结果，显然满足要求。至此已经校核完注射机的相关工艺参数，即所选用的注射机符合要求。第十二章 设计小结本次毕业设计的课题是一次性剃须刀的刀柄的模具设计,是在修完所有大学所有课程之后进行的一次综合性设计,是对以前所学知识的一次全面检查。在这次毕业设计的过程中，充分利用了所学知识，查阅了大量的参考书目，尽量将自己所学的知识有机的结合起来，懂得了如何来设计塑件的注射模具的一般流程，即注射成型制品的分析、注射机的选择及相关参数的校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等，其中模具结构的设计既是重点又是难点，主要包括制品成型位置的及分型面的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择，模具工作零件的结构设计，侧面分型及抽芯机构的设计，推出机构的设计，拉料杆的形式选择，排气方式设计等。在设计过程中遇到的许多问题，在老师和同学的帮助下，都基本解决了，在此要特别感谢老师的悉心指导。致谢致谢对于这次毕业设计，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有老师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。在这里首先要感谢冯老师，在完成设计的过程中，老师在百忙中挤出时间，对各个步骤认真审查，并提出了许多宝贵的建议。能在本次毕业设计过程中，得到冯老师的指导使我感到非常的荣幸，在此向冯老师表示深切的谢意及敬意。 其次要感谢我的同学对我无私的帮助，特别是在软件的使用、设计整理、资料收集、图文处理等方面，得到了班上同学的热情帮助，在此也向他们表示由衷的感谢。还要感谢我的母校广东石油化工学院，是母校给我提供了优良的学习环境；另外，我还要感谢那些曾给我授过课的每一位老师，是你们教会我专业知识。在此，我再说一次谢谢！谢谢大家！。参考文献1塑料工艺与模具设计/沈言锦主编长沙：湖南大学出版社，2007.12。2机械工程材料沈莲主编.版.北京：机械工业出版社，2007.83塑料模具设计基础胡东升，杨俊秋，夏碧波主编.武汉：武汉大学出版社2009.14塑料成型工艺与模具设计屈华昌主编版.北京:高等教育出版社，2006.。5塑料成型加工与模具黄虹主编.-版.-北京：化学工业出版社，200.。6塑料注射模结构与设计/杨占尧，王高平主编.-北京：高等教育出版社7模具钳工工艺/模具设计与制造技术教育丛书编委会编.-北京：机械工业出版社，2003.108模具材料/高为国主编.-北京：机械工业出版社，2004.2。版社，2004.6。9李海平，河南工业大学机电学院。国内模具工业的现状及研发趋势。10夏玉海，(山东省机械设计研究院济南250031)。模具产业的现状及发展趋势。11 阮锋、席国艳 （华南理工大学机械学院，广东广州 (510641）广东模具的进步与发展述评。12李冬(成都航空职业技术学院 四川 成都(610021) 国内模具行业的现状及发展趋势。附件一 英文文献翻译附件一 英文文献翻译中文译文模具的发展趋势1模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展（1）模具软件功能集成化模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的。如英国Delcam公司的系列化软件就包括了曲面/实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、塑料模设计专家系统、复杂形体CAM、艺术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线测量系统等。集成化程度较高的软件还包括：Pro/ENGINEER、UG和CATIA等。国内有上海交通大学金属塑性成型有限元分析系统和冲裁模CAD/CAM系统；北京北航海尔软件有限公司的CAXA系列软件；吉林金网格模具工程研究中心的冲压模CAD/CAE/CAM系统等。（2）模具设计、分析及制造的三维化传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的CAE分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享。如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等软件具备参数化、基于特征、全相关等特点，从而使模具并行工程成为可能。另外，Cimatran公司的Moldexpert，Delcam公司的Ps-mold及日立造船的Space-E/mold均是3D专业注塑模设计软件，可进行交互式3D型腔、型芯设计、模架配置及典型结构设计。澳大利亚Moldflow公司的三维真实感流动模拟软件MoldflowAdvisers已经受到用户广泛的好评和应用。国内有华中理工大学研制的同类软件HSC3D4.5F及郑州工业大学的Z-mold软件。面向制造、基于知识的智能化功能是衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。如Cimatron公司的注塑模专家软件能根据脱模方向自动产生分型线和分型面，生成与制品相对应的型芯和型腔，实现模架零件的全相关，自动产生材料明细表和供NC加工的钻孔表格，并能进行智能化加工参数设定、加工结果校验等。（3）模具软件应用的网络化趋势随着模具在企业竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化，以及计算机软硬件技术的迅速发展，网络使得在模具行业应用虚拟设计、敏捷制造技术既有必要，也有可能。美国在其21世纪制造企业战略中指出，到2006年要实现汽车工业敏捷生产/虚拟工程方案，使汽车开发周期从40个月缩短到4个月。2.模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展（1）模具检测设备的日益精密、高效精密、复杂、大型模具的发展，对检测设备的要求越来越高。现在精密模具的精度已达23m，目前国内厂家使用较多的有意大利、美国、日本等国的高精度三坐标测量机，并具有数字化扫描功能。如东风汽车模具厂不仅拥有意大利产3250mm3250mm三坐标测量机，还拥有数码摄影光学扫描仪，率先在国内采用数码摄影、光学扫描作为空间三维信息的获得手段，从而实现了从测量实物建立数学模型输出工程图纸模具制造全过程，成功实现了逆向工程技术的开发和应用。这方面的设备还包括：英国雷尼绍公司第二代高速扫描仪(CYCLON SERIES2)可实现激光测头和接触式测头优势互补，激光扫描精度为0.05mm，接触式测头扫描精度达0.02mm。另外德国GOM公司的ATOS便携式扫描仪，日本罗兰公司的PIX-30、PIX-4台式扫描仪和英国泰勒霍普森公司TALYSCAN150多传感三维扫描仪分别具有高速化、廉价化和功能复合化等特点。（2）数控电火花加工机床日本沙迪克公司采用直线电机伺服驱动的AQ325L、AQ550LLS-WEDM具有驱动反应快、传动及定位精度高、热变形小等优点。瑞士夏米尔公司的NCEDM具有P-E3自适应控制、PCE能量控制及自动编程专家系统。另外有些EDM还采用了混粉加工工艺、微精加工脉冲电源及模糊控制(FC)等技术。（3）高速铣削机床(HSM)铣削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速铣削具有工件温升低、切削力小、加工平稳、加工质量好、加工效率高(为普通铣削加工的510倍)及可加工硬材料(60HRC)等诸多优点。因而在模具加工中日益受到重视。瑞士克朗公司UCP710型五轴联动加工中心，其机床定位精度可达8m，自制的具有矢量闭环控制电主轴，最大转速为42000r/min。意大利RAMBAUDI公司的高速铣床，其加工范围达2500mm5000mm1800mm，转速达20500r/min，切削进给速度达20m/min。HSM一般主要用于大、中型模具加工，如汽车覆盖件模具、压铸模、大型塑料等曲面加工，其曲面加工精度可达0.01mm。外文原文Die trend1mold CAD / CAE / CAM being integrated, three-dimensional, intelligent and network direction（1）模具软件功能集成化 (1) mold software features integrated模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的。 Die software features of integrated software modules required relatively complete, while the function module using the same data model, in order to achieve Syndicated news management and sharing of information to support the mold design, manufacture, assembly, inspection, testing and production management of the entire process to achieve optimal benefits. 如英国Delcam公司的系列化软件就包括了曲面/实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、塑料模设计专家系统、复杂形体CAM、艺术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线测量系统等。 Series such as the UK Delcams software will include a surface / solid geometric modeling, engineering drawing complex geometry, advanced rendering industrial design, plastic mold design expert system, complex physical CAM, artistic design and sculpture automatic programming system, reverse engineering and complex systems physical line measurement systems. 集成化程度较高的软件还包括：Pro/ENGINEER、UG和CATIA等。 A higher degree of integration of the software includes: Pro / ENGINEER, UG and CATIA, etc. 国内有上海交通大学金属塑性成型有限元分析系统和冲裁模CAD/CAM系统；北京北航海尔软件有限公司的CAXA系列软件；吉林金网格模具工程研究中心的冲压模CAD/CAE/CAM系统等。 Shanghai Jiaotong University, China with finite element analysis of metal plastic forming systems and Die CAD / CAM systems; Beijing Beihang Haier Software Ltd. CAXA Series software; Jilin Gold Grid Engineering Research Center of the stamping die mold CAD / CAE / CAM systems .（2）模具设计、分析及制造的三维化 (2) mold design, analysis and manufacture of three-dimensional传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。 Two-dimensional mold of traditional structural design can no longer meet modern technical requirements of production and integration. 模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的CAE分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享。 Mold design, analysis, manufacturing three-dimensional technology, paperless software required to mold a new generation of three-dimensional, intuitive sense to design the mold, using three-dimensional digital model can be easily used in the product structure of CAE analysis, tooling manufacturability evaluation and CNC machining, forming process simulation and information management and sharing. 如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等软件具备参数化、基于特征、全相关等特点，从而使模具并行工程成为可能。 Such as Pro / ENGINEER, UG and CATIA software such as with parametric, feature-based, all relevant characteristics, so that mold concurrent engineering possible. 另外，Cimatran公司的Moldexpert，Delcam公司的Ps-mold及日立造船的Space-E/mold均是3D专业注塑模设计软件，可进行交互式3D型腔、型芯设计、模架配置及典型结构设计。 In addition, Cimatran company Moldexpert, Delcams Ps-mold and Hitachi Shipbuilding of Space-E/mold are professional injection mold 3D design software, interactive 3D cavity, core design, mold base design configuration and typical structure . 澳大利亚Moldflow公司的三维真实感流动模拟软件MoldflowAdvisers已经受到用户广泛的好评和应用。 Australian company Moldflow realistic three-dimensional flow simulation software Moldflow Advisers been widely praised by users and applications. 国内有华中理工大学研制的同类软件HSC3D4.5F及郑州工业大学的Z-mold软件。 China Huazhong University of Science have developed similar software HSC3D4.5F and Zhengzhou University, Z-mold software. 面向制造、基于知识的智能化功能是衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。 For manufacturing, knowledge-based intelligent software function is a measure of die important sign of advanced and practical one. 如Cimatron公司的注塑模专家软件能根据脱模方向自动产生分型线和分型面，生成与制品相对应的型芯和型腔，实现模架零件的全相关，自动产生材料明细表和供NC加工的钻孔表格，并能进行智能化加工参数设定、加工结果校验等。 Such as injection molding experts Cimatrons software can automatically generate parting direction based parting line and parting surface, generate products corresponding to the core and cavity, implementation of all relevant parts mold, and for automatically generated BOM Form NC drilling process, and can intelligently process parameter setting, calibration and other processing results.（3）模具软件应用的网络化趋势 (3) mold software applications, networking trend随着模具在企业竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化，以及计算机软硬件技术的迅速发展，网络使得在模具行业应用虚拟设计、敏捷制造技术既有必要，也有可能。 With the mold in the enterprise competition, cooperation, production and management, globalization, internationalization, and the rapid development of computer hardware and software technolog
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