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塑料 水杯 模具 研制 CAD

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毕业设计（论文）开题报告系别学生学号学生姓名专业年 级指导教师题目塑料水杯模具的研制一、选题依据近几十年来，中国经历了塑料工业从无到有，从小到大，由强到弱的发展过程中，取得了令人瞩目的成就。目前，中国已经进入了造型艺术的世界大国的行列。中国的塑料目前的产能加工机械位居世界第一，同时生产塑料制品及塑料树脂的并列世界第二。塑料产业是一个新兴产业，包括生产塑料原料（树脂及塑料生产）和塑料制品（又称塑料成型或塑料加工工业）两个系统。塑料行业是一个快速成长的行业，全球塑料行业只有100多年的历史。据统计，在世界上，用在最近几十年的塑料材料每五年一近一倍的速度在增长。近年来，塑料制品被广泛应用于工业、农业、电子、国防、建筑和日常生活的各个领域，并作为原料，其他材料开始取代钢，铝，木材或水泥。现如今，模具行业的迅速发展，以及在当今工业生产中的地位越来越重要，并且日常生活中所用的产品绝大多数都来自模具成型，致使工业生产中需要大批的模具从业人员。因此作为本专业的学生理应提高模具设计的知识水平和技能，把自身的能力进行加强，掌握一些必备的设计过程，为以后中国的模具业做出贡献！本次毕业设计主要是为了能够了解注塑模具在设计工程中的相关知识，所用到的相关软件，了解塑料注塑成型的设计过程，可以掌握此次在塑料水杯模具设计的过程中能够用到的各种设计工具，例如UG，CAD等等。本设计的设计对象是塑料水杯，首先从塑料水杯零件的尺寸确定，模具设计，模架设计及到最后整体模具的绘制，熟悉整个注塑类模具的设计过程。2、 本课题拟解决的问题（1）塑料产品的材料选择和工艺性分析：查询常见的塑料的性能选定塑料水杯的材料，根据塑件的尺寸，精度，表面粗糙度等要求分析其注塑工艺性，初步确定注塑机和工艺参数。（2）对塑料水杯材料选择来保证制件工艺性。（3）塑料水杯成型模具设计型腔的数量和布置：选择注射机型号及其参数注射量的计算注射机有关参数的校核锁模力的计算确定分型面。（4）浇注系统选择和设计主流道的设计分流道的设计浇口的设计注射行程的校核。（5）模具成型部件的设计计算型芯动模型腔计算定模型腔计算（6）侧向抽芯机构侧向抽芯机构的选用（7）模架的确定标准件选择（8）温度调节系统设计（9）推出机构（脱模）推出机构的形式确定脱模力的校核（10）导向机构注塑模模具设计中，浇口位置是一个关键的设计变量。制件的质量好坏很大程度上取决于浇口位置，一个不正确的浇口位置将会导致过压、高剪切率、很差的熔接线性质和翘曲等一系列缺陷。浇口位置对熔体流动前沿的形状和保压压力的效果都起着决定性的作用，因此也决定了注塑制品的强度和其它性能。对于影响确定浇口位置的因素来说，包括制品的形状、大小、壁厚、尺寸精度、外观质量及力学性能等。此外，还应考虑浇口的加工、脱模及清除浇口的难易程度。正确的浇口位置可以避免出现那些可以预见的问题。常用的浇口形式有直浇口侧浇口扇形浇口薄片浇口护耳浇口点浇口潜伏式浇口等，当然也有将这些基本的浇口形式改进的，如“香蕉型”潜伏式浇口，“香蕉型”潜伏式浇口是注塑模浇注系统中曲线型潜伏式浇口的一种特殊的形式，因其曲线形状似“香蕉”，故称之为“香蕉型”潜伏式浇口。点浇口是塑料注塑模具中常用的结构形式，塑件浇口痕迹小，脱模时能自动切断浇注系统凝料。4塑料模技术包括设计技术、材料选择、加工技术、管理与维修技术等多种领域，属于系统工程技术。随着塑料模具应用领域的不断扩大，地位的不断提高，国家已非常重视并制定出明确的奋斗目标。伴随着21世纪高新技术发展的巨大推动作用，塑料模将面向注塑模CAD实用化、塑料模专用钢材系列化、塑料模CAD/CAE/CAM集成化、塑料模标准化等多个方面发展。工作要求：1、设计过程必须综合所学知识，并查阅相关资料；2、必须独立、按时完成设计任务；3、采用计算机绘图。3、 解决办法或设计方案1、研究步骤：查阅相关塑料水杯注塑模设计的中外文献、初步了解课题的相关信息，对课题的原理内容进行详细的解读，并进行相关数据和公式的理论推导和计算。对相关现象和原理进行分析理解。绘制至少两种注射模具的结构草图，进行方案比较并确定注射模的合理结构型式，分型面选择，型腔的排列方式确定。2、研究方法：建立研究课题的思路，掌握相应的注塑理论，在此基础上进行理论推导,并进行计算。注射模具型腔和型芯的结构设计，型腔和型芯工作尺寸计算，型腔侧壁和底板厚度以及动模板厚度的计算；抽芯机构设计与计算，推出机构的设计。注射模具的动作过程分析，模具闭合高度的确定，注射机有关参数的校核，模具成型运动分析和仿真。3、研究措施：以理论推导为基准，尽量避免理论计算中的误差。塑件要求表面光滑、平整，无气孔、缩水等缺陷。大批量生产，采用注塑生产，要求分析注塑工艺并设计模具。进行注射机有关参数的校核，模具成型运动分析和仿真。 四、进度安排1. 搜集资料、撰写文献综述和开题报告（2周）。2. 注塑工艺与注塑模具设计（12周）。（1） 塑料零件的工作性能分析，结构工艺性分析，尤其是螺纹、嵌件等工艺特殊性分析，材料成型性能分析，注塑零件计算塑件的体积和重量。（1周）（2） 绘制至少两种注射模具的结构草图，进行方案比较并确定注射模的合理结构型式，分型面选择，型腔的排列方式确定。（2周）（3） 注射模具型腔和型芯的结构设计，型腔和型芯工作尺寸计算，型腔侧壁和底板厚度以及动模板厚度的计算；抽芯机构设计与计算，推出机构的设计。（1周）（4） 注射模具浇注系统设计与计算；加热和冷却系统设计与计算。（1周）（5） 注射模具的动作过程分析，模具闭合高度的确定，注射机有关参数的校核，模具成型运动分析和仿真。（1周）（6） 注射模具装配顺序分析及模具安装和试模的注意事项。（0.5周）（7） 绘制注射模具总装配图（一张）。（3周）3. 编写设计计算说明书（1.2万字以上）（1周）。指导教师意见 指导教师（签名） 年 月 日 系主任（签章）年 月 日常州工学院毕业设计（论文）任务书系： 机电工程系 专业：机电一体化 班级：G机电40501 学生姓名潘军军指导教师曹志文职称课题名称塑料水杯模具的研制课题工作内容一、 塑件材料的分析 二、 注射机的选用三、 模具设计详解 四、 电火花成型加工（定模型腔）五 、模具装配及配作的总过程 六、 模具的动作过程七 、模具的寿命 八、塑料的回收利用九、塑料注射模制造的特点及趋势指标目标要求（1）开题报告（2）相关图纸的绘制（3）设计说明书编辑进程安排1. 确定毕业设计题目，完成毕业设计资料收集工作，完成毕业设计论文写作大纲。2. 完成所有设计工作3. 完成毕业设计论文主要参与文献 1冯炳光等编模具设计与制造简明手册上海：上海科学技术出版社，1998 2 王季琨、沈中伟、刘锡珍机械制造工艺学天津：天津大学出版社，19983 薛彦成公差与技术测量北京：机械工业出版社，19994 黄毅宏、李明辉模具制造工艺北京：机械工业出版社，20035华中理工大学等院校机械制图北京：高等教育出版社，19986胡石玉模具制造技术沈阳：东北大学出版社，1997系主任： 指导教师：年 月 日 年 月 日说明：毕业设计（论文）任务书由指导教师根据课题的具体情况填写，经系部审核签字后生效。目 录一、 塑件材料的分析.3二、 注射机的选用.4三、 模具设计详解.5 1.成型部分.52.浇注系统.63.脱模系统零件.64.冷却及加热机构.65.结构零件.76.导向零件. 87.紧固零件.88. 抽芯机构.8四、电火花成型加工（定模型腔）11五、模具装配及配作的总过程12六、模具的动作过程12七、模具的寿命.13八、塑料的回收利用13九、塑料注射模制造的特点及趋势.14附 录.15总 结.30致 谢.31参考文献.32塑料水杯模具的研制目 录第一章 绪论 -11.1 课题来源与意义-1第二章 简介 -2第三章 塑件材料的分析 -3第四章 注射机的选用-44.1 注射机类型的选择-44.2 注射部分的选择-44.3 合模部分的选用-4第五章 模具设计详解 -65.1 成型部分-65.2 浇注系统-65.3 脱模系统零件-75.4 冷却及加热机构-75.5 结构零件-85.6 导向零件-95.7 紧固零件-95.8 抽芯机构 -10第六章 电火花成型加工-13第七章 模具装配及配作的总过程 -14第八章 模具的动作过程- -14第九章 模具的寿命-15第十章 塑料的回收利用-16第十一章 塑料注射模制造的特点及趋势-17第十二章 备料清单-18第十三章 装配要点-19第十四章 工艺流程-2014.1 动模固定板-2014.2 锁紧楔-2014.3 定模固定板-2014.4 定模板-2114.5 浇口套-2214.6 导套-2214.7 导柱-2214.8 动模板-2314.9 20型芯-2314.10 26型芯-2414.11 垫板 -2514.12 模腿-2514.13 顶杆板-2514.14 垫钉-2614.15 推板-2714.16 顶杆-2714.17 复位杆-27小 结 -29致 谢-29参考文献-29第一章 绪论 1.1 课题来源与意义随着社会生产力的发展，人们意识的提高，使我们国家模具技术的发展进入了一个新的阶段。过去在我国工业中，模具长期未受到重视，改革开放以来，塑料成形、家用电器、仪表等行业进入大批量生产，模具工业有一定发展，但高效多工位模压设备、大型塑料成形设备以及供应高效冲压用的卷料设备仍落后于需要，由于历史原因遗留下来的工厂大而全，专业化程度落后，这些不足的现象，需要我们有足够的认识，更需要我们从结构调整上下功夫。在这次塑料模具设计的过程中，我们对塑料模有了一个整体的认识与理解，并在设计过程中，对塑料模的性能，塑料结构的工艺性，以及注射模设计，塑料模制造工艺及装配，此外，由于近一二十年来电子技术和计算机科学的迅猛发展，促使模具制造业发生着深刻的变化。目前，数控机床已成为模具加工的主要设备，继而，CAD/CAM技术在模具领域也得到应用。在这次设计中，我们只是制造一个简单的塑料模具也是对我们知识的一个巩固，但是还有很多不足的地方，希望老师多多指点，我们加以改正。最后，我们感谢老师这些天来对我们的指导。第二章 简 介模具是利用其特定的形状成型具有一定形状的制成品的工具。注射塑料模具的结构构成、包括：1.成型零件 2.浇注系统零件 3.脱模系统零件 4.冷却、加热机构 5.导向零件 6.分型抽芯机构 7.紧固零件模具一般为单件生产，制造技术要求较高。模具精度是影响塑料成型件的重要因素之一。为了保证模具精度，制造时应达到如下技术要求：1 组成塑料模具的所有零件，在材料、加工精度和热处理质量等方面均应符合相应图样的要求。2 组成模架的零件应达到规定的加工要求，装配成套的模架应活动自如，并且达到规定的平行度和垂直度要求。3 模具的功能必须达到设计要求。4 为了鉴别塑料成型件的质量，装配好的模具必须在生产条件下或用试模机试模，并根据试模存在的问题进行修整，直至试出合格的零件为止。本模具为塑料水杯注射模具，由以下零部件组成：动模固定板、内六角圆柱头螺钉、锁紧楔、斜导柱、定模固定板、定模板、浇口套、导柱、导套、动模板、型芯、垫板、模腿、顶杆板、垫钉、顶杆、复位杆、推板、涨钉、限位环。塑料水杯注射模具采用了直流道侧浇口，一次推杆推出机构。其工作原理如下：模具在工作时，将定模固定在注射机定模板上，动模固定在动模板上，将注射机喷嘴用定位圈定位，对准浇料口，模具首先将动模与定模合模锁住并开启注射机活塞，将在料筒内的熔融塑料以高压、高速挤入动模与定模合模所组成的型腔，并使其充满、保压，保压后，开动动模，使其与定模分开回到原来的位置，此时在顶杆的作用下，将塑件从动塑内卸下，在第二次合模时在复位杆的作用下动模与定模恢复到合模位置准备下一行程的注射。第三章 塑件材料的分析由于零件图中标注该水杯的材料是PC，所以，有：PC属于热塑性塑料。（热塑性塑料在特定的温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。）PC的性能： 综合性能较好，无毒，化学稳定性好，耐水、油等；吸水性较小，透光率很高，介电性能良好。PC的用途： 适于制作传递中、小负荷的零部件；因PC无毒无味，可以制造医疗器械，小型日常用品等；因透光率较高，可制造大型灯罩、门窗玻璃等等透明制品。PC是非结晶型的线型结构的高聚物。PC的塑件脱模斜度： 型腔 351 型芯 3050 综合上述条件，又根据常用热塑性塑料的成型条件，可知：表3-1：缩写密度（g/mm3）计算收缩率（%）注射压力(Mpa)适用注射机类型PC1.191.220.50.660100螺杆、柱塞式均可 第四章 注射机的选用塑料的种类很多，其成形的方法也很多，有注射成形、压缩成形、压注成形、挤出成形、气动与液压成形、泡沫塑料的成形等，其中前四种方法最为常用。其中，注射成形所用模具称为注射成形模具，简称注射模。注射模主要应用于成形热塑性塑料，因此根据对零件的分析，该PC材料的塑料水杯用注射成形为最佳。另外，注射模区别于其他塑料模的特点是：模具先由注射机合模机构合紧密，然后，由注射机注射装置将高温高压的塑料熔体注入模腔内，经冷却或固化定型后，开模取出塑件。因此，注射模可一次成形出外形复杂、尺寸精确或带有嵌件的塑料制件，对水杯的外观有精美、无明显毛刺等要求的情况下，应用注射成形可以很好的达到工艺要求。注射成形所用的设备是注射机。4.1 注射机类型的选择根据对塑件的分析，可选用XS-Z-60型热塑性塑料注射机。 该型号的注射机螺杆直径为38，所以，应在模具的动模座板上加工出 一个大于该直径（例如：40）的孔，以便顶出用。4.2 注射部分的选择1、 注射压力的校核：p公p注 122(Mpa) 60100(Mpa) p公注射机的最大注射压力(Mpa)； p注塑件成型所需的实际注射压力(Mpa)；2、前端的孔和球：D2=D1+(0.51)（mm）=4+0.5=4.5（mm）R2=R1+(12)（mm）=12+1=13（mm）D2模具流道入口直径（mm）；D1喷嘴注口直径（mm）；R2模具浇注套球面半径（mm）；R1喷嘴球面半径（mm）；4.3 合模部分的选用1、 锁模力的校核：F锁K损p注A分 5000000.67X100000000X0.005X0.0045=1507.5 F锁注射机的额定锁模力(N)； p注塑件成型所需的实际注射压力(Pa) ； K损注射压力到达型腔的压力损失系数，一般取0.340.67； A分塑件及浇注系统等在分型面上的投影面积(m2)；经计算，锁模力合格。2、模具闭合厚度及开模行程的校核：HminHmHmax 70（mm）133(mm)200(mm) Hmin可装模具最小厚度； Hm模具闭合厚度（该模具闭合厚度为133 mm）； Hmax可装模具最大厚度； 经计算，模具的闭合厚度合格。经查表知，XS-Z-60型热塑性塑料注射机的模板行程为180mm大于设计模具的最大开距。因此，该注射机可达到设计要求之用。 第五章 模具设计详解前述已知，该模具要应用注射模加工。根据对塑料水杯零件图的分析，可采用中小型模架标准（GB/T.12556.190）中派生组合类型的模架标准，它是以点浇口和多分型面为主的结构形式，其代号取P。派生组合中，动、定模座板的连接方式，（如采用螺钉、定距拉杆或定距拉板等）有承制单位自定。（模具中各种零部件具体尺寸要求可见模具装配图或零件图标注）一般注射模可由以下几个部分组成：浇注系统、导向机构、脱模机构、侧向分型机构与抽芯机构、其它零件。 对该水杯零件注射模具的基本设计：5.1 成型部分1、分型面的确定：塑件分型面决定了模具的基本结构和飞边产生的位置，根据该塑料水杯的形状要求，外表面要求精美、无明显的毛刺，另外，水杯手柄部位形状比较复杂，所以，将分型面选择在水杯中间剖切面上。这样，不致影响塑件外观，既有利于脱模（注：分型面应使塑料件在开模时留在有脱模机构的一边，通常是在动模一侧。），又使模具的加工制造更容易。2、型腔数的确定：设计为一模一腔3、成型零件：包括定模板、动模板和型芯等零件。在注射时，这类零件直接接触塑料，以成形制品；其精度要求较高，是注射模的核心零件。动、定模板：主要成形塑料件的外部形状。由于该工艺品盒的形状比较简单，尺寸也较小，所以采用整体式的凹模。它是由整块金属材料直接加工而成的，见零件图06、20。这种形式的凹模结构简单，牢固可靠，不容易变形，成型的塑料件质量较好。由于，零件技术要求中要求塑件的外观精美无明显的毛刺，所以，用特种加工中的电火花进行加工较好，见“电火花成型加工”。型芯：又称凸模，主要成形塑料件的内部形状，。根据对该塑件整体进行分析，知其内形比较简单，深度较大，可以采用整体式凸模。整体凸模的结构简单牢固， 成型塑料件的质量好，且适合用于这种小型的凸模。在实际的加工中，采用了型芯主要部分粗、精车，外圆和端面精磨，这样保证了零件图样中对圆弧半径、内圆弧角尺寸要求及对称度等技术要求，而且降低了零件的加工成本。最后，用抛光机对型芯进行了表面抛光处理，使得塑料制件的内壁光滑、美观。5.2 浇注系统浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道，其由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。零件主要包括浇口套等零件。其主要作用是将注射机料筒内的熔融塑料填充到模具型腔内，并起传递压力的作用。1、浇注套（浇口套）：由于主流道要与高温塑料及喷嘴接触和碰撞，所以模具的主流道部分经常设计成可拆卸更换的主流道衬套，简称浇注套或浇口套，以便选用优质钢材单独加工和热处理。2、点浇口：一般点浇口又称针浇口、橄榄形浇口或菱形浇口，它是一种尺寸很小的直接浇口的特殊形式。点浇口因为直径很小（一般为0.51.5mm），所以去除浇口后残留痕迹小，开模时浇口可自动拉断，有利于自动化操作。3、冷料穴设计：是用来储藏注射间隔期间产生的冷料头的，防止冷料进入型腔而影响塑件质量，并使熔料能顺利地充满型腔。该模具的冷料穴形状为小圆柱型腔。5.3 脱模系统零件注射机的脱模机构又称推出机构，是由推出塑料件所需的全部结构零件组成。如顶杆、顶杆板、顶杆固定板等零件。这类零件使用时应便于脱出塑件，且不允许有任何使塑件变形、破裂和刮伤等现象。其机构要求灵活、可靠、并要使更换、维修方便。1、顶杆：是为了从模具型腔内把塑料件顶出来的杆件。2、推板：是为了从模具型腔内把塑料件顶出来的板件。常用于斜度较大零件的顶出，由于顶在塑料件的外壁，顶出力大、方便可靠，不需很大顶出行程。在该套模具中同时应用了圆柱顶杆（见零件图07）和推板（见零件图02）两种形式，组成了脱模系统。顶杆由两部分组成，其中的顶杆头与动模板零件型腔部分配合不好，塑件成型之后，配合部分会有少量毛刺，需要人工修理。而且，在盘形顶杆上应用了弹簧装置，提高了顶出时的平稳程度，也起到了有效的缓冲作用。这样，顶杆不但可以脱出塑件，还可以起到一定导向作用。即当注射机的螺杆推动模具的推板（见零件图02）和推杆固定板（见零件图03）沿推板导柱（见零件图28）运动时，顶杆受推力也向前顶出塑件，把塑件从型芯上脱下来，以完成脱件的过程。塑件脱落后，待下次工作前，动模板和定模板合模时，定模板先是与复位杆顶端接触，复位杆受力带动推板和推杆固定板复位，顶杆也由工作位置回到起始位置，因顶杆与动模板配合较好，所以起到导向作用。5.4 冷却及加热机构冷却及加热机构主要包括冷却水嘴、水管通道、加热板等。主要是为了调节模具的温度，以保证塑料件的质量。加热系统主要应用于熔融粘度高，流动性差的塑料。一般注射到模具内的塑料温度为200左右，而塑料固化后从模具型腔中取出时其温度在60以下。热塑性塑料在注射成型后，有些需要对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽量快地传给模具，以便使塑料可靠冷却定型并可迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。此模具不需要冷却及加热机构，虽然PC的流动性较一般，但由于塑件较小，液体充满型腔比较快，而且散热比较快，所以可以满足塑件的成型需要。5.5 结构零件 模具的结构零件主要是固定成形零件，使其组成一体的零件。主要包括定模座板、动模座板、定模板和动模板等。1、定模固定板 它是固定连接定模部分并使之安装在注射机上用的板，也是镶嵌浇口套的支承板。2、动模固定板 固定连接动模部分并使之安装在注射机上用的板。3、定模板 为了形成定模型腔或直接加工成形用的板。4、动模板 为了形成动模型腔或直接加工成形用的板。5、垫板 主要是为了推（顶）板，能完成推顶动作而形成一定活动空间用的板。表5-1: 模腔工作尺寸计算尺寸部位计算公式及过程说明凹模径向尺寸LM=(1+Scp)Ls-3/40+z =(1+0.55%)X30-3/4X0.20+0.03 =30.015 0+0.03LM=(1+Scp)Ls-3/40+z =(1+0.55%)X24-3/4X0.20+0.03 =23.98 0+0.033/4项,系数随塑件精度和尺寸变化LM-凹件径向尺寸(mm)Ls塑件径向公称尺寸(mm)Scp塑料的平均收缩率(%)塑料公差值(mm)z-凹模制造公差(mm)凹模深度尺寸HM=(1+Scp)Hs-2/3 0+z =(1+0.55%)X40-2/3X0.2 0+0.03 =40.090+0.03HM=(1+Scp)Hs-2/3 0+z =(1+0.55%)X2.5-2/3X0.2 0+0.03 =2.380+0.032/3项,有资料介绍系数为0.5HM-凹模深度尺寸(mm)Hs塑件高度公称尺寸(mm)z-凹模深度制造公差(mm)其余符号同上型芯径向尺寸LM=(1+Scp)Ls+3/40-z=(1+0.55%)X26+3/4X0.20-0.03 =26.290-0.03LM=(1+Scp)Ls+3/4 0-z=(1+0.55%)X20+3/4X0.2 0-0.03 =20.260-0.03LM=(1+Scp)Ls+3/4 0-z=(1+0.55%)X18+3/4X0.2 0-0.03 =18.250-0.033/4项,系数随塑件精度和尺寸变化LM型芯径向尺寸(mm)z型芯制造公差(mm)其余符号同上型芯高度尺寸HM=(1+Scp)Hs+2/3 0-z =(1+0.55%)X1+2/3X0.2 0-0.03 =1.1360-0.03HM=(1+Scp)Hs+2/3 0-z=(1+0.55%)X38+2/3X0.2 0-0.03 =38.340-0.032/3项,有资料介绍系数为0.5HM型芯高度尺寸(mm)Hs塑件孔深度尺寸(mm)z型芯高度制造公差(mm)其余符号同上5.6 导向零件 导向零件主要包括导柱、导套，主要是对定模和动模起导向作用。在该套模具中，应用了带头导柱，用种导柱可以不用导套，其导向孔直接开设在模板上，并做成通孔，但考虑到轴与孔磨损比较严重，磨损后影响定位和导向精度，在适当部位加导套，以便磨损后可以更换导套，而不用更换定模板。另外为了防止导柱从模板中脱出来，在导柱凸台底部用支承板压住。5.7 紧固零件紧固零件主要包括螺钉、销子等标准零件，其作用是连接、紧固各零件，使其成为模具整体。模具中，动模固定板（见零件01）、模腿（见零件04）、动模板（见零件05）、模腿（见零件22）采用合钻的方法，利用四个带头导柱连接并固定；推板（见零件02）、推杆固定板（见零件03）也采用合钻的方法，利用四个内六角螺钉连接并固定。表5-2: 标准件明细表名 称型 号件 数国 标内六角螺钉M3X19M3X14M5X18 2 44GB70-85GB70-85GB70-855.8 抽芯机构 当注射成型侧壁带有孔、凸台等的塑料制件时，模具上成型该处的零件就必须制成可侧向移动的零件，以便衣脱模之前先抽掉侧向成型零件，否则就无法脱模。带动侧向成型零件作侧向移动的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。对于成型侧向凸台的情况，常常称为侧向分型，对于成型侧孔或侧凹的情况，往往称为侧向抽芯，但是，在一般的设计中，侧向分型与侧向抽芯常常混为一谈，不加分辩，统称为侧向分型抽芯，甚至只称侧向抽芯。 侧向分型与抽芯机构的分类 根据动力来源的不同，侧向分型与抽芯机构一般可分为机动、液压(双动)或气动以及手动等三大类型。 1机动侧向分型与抽芯机构 机动侧向分型与抽芯机构是利用注射机开模力作为动力，通过有关传动零件(如斜导柱)使力作用于侧向成型零件而将模具侧向分型或把侧向型芯从塑料制件中抽出，合模时又靠它使倒向成型零件夏位。这类机构虽然结构比较复杂，但分型与抽芯无需手工操作，生产率高，在生产中应用最为广泛。根据传动零件的不同，这类机构可分为斜导柱、弯销、斜导槽、斜滑块和齿轮齿条等许多不同类型的侧向分型与抽芯机构，其中斜导柱侧向分型与抽芯机构最为常用，下面将分别介绍。 2液压或气动侧向分型与抽芯机构 液压或气动侧向分型与抽芯机构是以液压力或压缩空气作为动力进行侧向分型与抽芯，同样亦靠液压力或压缩空气使侧向成型零件复位。 液压或气动侧问分型与抽芯机构多用于抽拔力大、抽芯距比较长的场合，例如大型管子塑件的抽芯等。这类分型与抽芯机构是靠液压缸或气缸的活塞来回运动进行的，抽芯的动作比较平稳，特别是有些注射机本身就带有抽芯液压缸，所以来用液压侧向分型与抽芯更为方便，但缺点是液压或气动装置成本较高。 3手动侧向分型与抽芯机构 手动侧向分型与抽芯机构是利用人力将模具侧向分型或把侧向型芯从成型塑件中抽出。这一类机构操作不方便、工人劳动强度大、生产率低，但模具的结构简单、加工制造成本他因此常用于产品的试制、小批量生产或无法采用其他侧向分型与抽芯机构的场合。手动侧向分型与抽芯机构的形式很多，可根据不同塑料制件设计不同形式的手动侧向分型与抽芯机构。手动侧向分型与抽芯可分为两类，一类是模内手动分型抽芯，另一类是模外手动分型抽芯，而模外手动分型抽芯机构实质上是带有活动镶件的模具结构。此套模具抽芯机构采用斜导柱和液压两种抽芯机构，下面根据斜导柱和液压抽芯机构的特点来具体论述此套模具的设计思路。此套模具也可采用双斜导柱形式，根据斜导柱抽芯机构的优点可知：该结构的优点在于小巧紧凑,运动灵活,易于拆装及维护保养。此结构同样可应用于浅内凹槽塑件的情况,常用设在该处的斜推杆来完成塑件内凹槽的抽芯运动。如下图：图5-1下面结合液压抽芯机构的优点具体论述：液压抽芯机构抽拔力大，抽拔距长，运动平稳，用液压缸抽拔塑件侧面滑动型芯的模具结构。现在小型液压缸已制成标准件。作为模具附件供应，采用这种方法抽拔侧面滑动型芯，可使模具结构相对简化。此套模具选用液压抽芯机构与斜导柱抽芯机构结合，是利用液压抽芯机构与斜导柱抽芯机构互补。由于塑件几乎没有锥度,脱模斜度也很小，所以塑件与型芯的摩擦力很大，要用较大的抽拔力才能把型芯从塑件内部抽出，如果用斜导柱抽芯机构，会造成斜导柱过长,极易造成斜导柱的弯折，从而损坏模具。为防止此类情况发生, 此模具选用液压抽芯机构实现型芯的抽出。既考虑了斜导柱抽芯结构紧凑，动作灵活，经济等优点，也考虑了液压抽芯机构能解决实际问题。使此套模具更加经济，更加具有使用性，从而提高生产率，提高模具的寿命。装配图如下：图5-2图示的两个型芯，左边用斜导柱抽芯机构，右边由于抽拔距比较长，所以采用液压抽芯机构，型芯与连接杆做成一体，液压缸的活塞杆与型芯连接杆用凸缘式连轴器连接，抽芯时，液压缸活塞受液压力，液压缸的抽芯力是可调的，当液压力大于型芯与塑件间拔模力时，活塞杆带动型心连接杆进行抽芯。液压抽芯机构不仅可以弥补斜导柱抽芯机构的缺点，而且可以减小模具结构，对于简化模具结构有比较好的效果。脱模阻力计算：从主型芯上脱下塑件的脱模阻力可近似写为：Q=Qc+QbQc克服塑件对型芯包紧的脱模阻力（N）Qb一端封闭壳体需克服的真空吸力Qb=0.1MPaAb Ab型芯的横断面面积Ab=d2=3.14262=2.12103mmQb=0.1MPaAb=0.12.12103=2.12102N对于薄壁塑件：包紧力： E塑性弹性模量，E=3.1103 MPa塑料收缩率，=0.55%塑料泊松比，=0.37t塑件壁厚，t=2mml塑件对型芯的包紧长度，l=38mm因此，代入得：N克服塑件对型芯包紧的脱模阻力：Qc=PKK是无因次系数，只与脱模斜度和摩擦系数有关，可查表得K=0.29。代入得：Qc=PK=1.291040.29=3.745103N最后，得从主型芯上脱下塑件的脱模阻力为：Q=Qc+Qb=3.745103+2.12102=3957N在选用液压缸的时候，应考虑脱模阻力的影响,大于注射力。第六章 电火花成型加工（定模型腔）目前，模具特种加工不仅有系列化的先进设备，而且广泛用于模具制造的各个部门，成了模具制造中一种必不可少的重要加工办法。由于该塑料水杯的外观要求精美，所以，其型腔的制造应用了特种加工中的电火花成型加工。电火花成形加工的原理是基于工具和工件（正、负电极）之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象除去多余的金属，以达到对工件的尺寸，形状和表面质量预定的要求。相当高的频率连续不断地放电，工具电极不断地向工件进给，就可将工具的形状复制在工件上，加工所需要的零件，整个加工表面将由无数个相互重叠的小坑所组成。1尺寸精度：电火花加工时，工具电极与工件之间都存在一定的放电间隙，如果加工过程中放电间隙能保持不变，则可以通过修正工具电极尺寸来进行补偿，也能获得较高的加工精度。然而，放电间隙的大小实际上是变化的。电参数对放电间隙的影响是很大的，精加工时的单面放电间隙一般只有0.01mm，而粗加工时的单面放电间隙可达0.5mm以上。2 形状精度：a) 斜度：电火花加工时侧面产生斜度，是上端尺寸大而底端尺寸小。这是由于“二次放电”和电极损耗而产生的。b) 圆角：采用高频窄脉冲进行精加工时，由于放电间隙小，圆角半径也可以很小，一般可以获得圆角半径小于0.01mm的尖棱。3. 表面粗糙度： 电火花加工的表面质量主要包括加工表面粗糙度、表面层组织变化及表面微观裂纹等三部分。该套模具中型腔的加工过程首先是用普通铣床进行粗加工，并进行孔的定位后，在进行特种加工。在用电火花机床加工之前，要先加工出所需的电极，实际加工中我们应用了紫铜通过加工中心利用球形铣刀加工出尺寸达到零件图技术要求的电极后，在利用电火花机床进行了型腔的加工。然后，利用了抛光机对型腔进行抛光处理，达到表面精度要求。第七章 模具装配及配作的总过程研究分析总装配图、零件图、了解各零件的作用、特点及其技术要求，掌握装配关联尺寸;检验待装配的所以零件;确定哪些零件有配作加工内容;确定装配基准;装配及配作;检验;试模及修正;入库。该套模具的装配基准是以型芯、型腔等作装配的基准件，模具的其他零件都依装配基准件进行配制和装配。在装配过程中，利用了摇臂钻床、台钻、压板、钻套等专用工具。第八章 模具的动作过程 注射机注射完成后，待塑料在模腔内冷却定型后，模具开启，注射机的动模板带动模具动模部分开始动作：由于涨钉张力的作用，模具从2-2面先分型，模具动模部分沿分型面拉杆（零件18）运动，塑件针状浇道、分浇道里的凝料和冷料井中的凝料一起带至模具定模一边。注射机继续运动，当分型面拉杆（零件18）的有效距离全部运动到终端，限位环起到限位作用，2-2分型结束。动模部分由于涨钉的力停止运动。当开模力大于涨钉力时，1-1分型开始，这时斜导柱（零件13）开始受力，由于斜导柱对型芯1（零件08）有个反作用力，使型芯1（零件08）抽出，浇口的凝料留在定模一侧，当导柱（零件21）脱出导套（零件19），完成1-1分型。同时液压缸由于液压力的作用，使活塞杆受力，活塞杆与型芯杆之间用凸缘式连轴器连接。当抽芯力大于型芯与塑件的摩擦力时，型芯2（零件14）由于液压力的作用抽出塑件。完成第二次抽芯。此时，注射机的螺杆推动模具的推板（零件02），使其带动顶杆（零件07），顶杆直接顶塑件的外壁，复位杆（零件17）也随之顶出分型面。这样以来就把塑件从型腔脱离下来，完成塑件的顶出。注射机回程时，定模型腔与复位杆接触，使复位杆回到起始位置，完成复位，合模完毕。第九章 模具的寿命模具因磨损或其他形式失效，终至不可修复，而报废之前所加工的产品的件数，称模具的使用寿命，简称模具寿命。模具寿命对生产影响很大，主要如下：1、 高质量、寿命长的模具，可以提高制品的生产率及质量，其中，模具寿命的长短不但影响到模具本身的制造综合成本，而且也影响到制品的成本和工艺部门工作量等。因此，一般要求模具有较长的寿命。2、 模具的寿命影响到一些先进的高效率、多工位加工设备正常效能的发挥。3、 模具的寿命也影响模具钢的消耗。4、 提高模具寿命实际上意味着和模具的失效作斗争。为了提高模具的寿命，可分析影响它的内在因素和外在因素。配合科学实验，找出失效原因，采取有效的措施解决，例如合理的设计模具；正确的选材；开发模具新的材料，改善原材料质量；采用先进的热处理工艺，提高模具热处理质量；保证加工质量，采用新的加工方法；改进加工设备，合理使用、维护模具等。在该套模具中，设计了冷却装置，它可以模具在工作时温差小，寿命相对有所提高，避免了模具因温度过高、强度太低而产生塑性变形。另外，还设计了导向装置，一对带头导柱进行模具的导向。那么，采用导向装置的模具，能保证在模具工作中模具零件相互位置的精度，增加模具抗弯曲、抗偏载的能力，避免模具不均匀磨损。第十章 塑料的回收利用塑料成型时所产生的边角料和使用后抛弃的废就塑料可回收利用。一般的热塑性塑料，除少量从医学上回收的废旧塑料，为遵守职业道德和对人民健康负责，必须进行燃烧处理外，绝大多数都可以回收利用，因为它们具有能够反复成型的特点。常用的一些热塑性塑料制品，如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯的回收料能用来生产各种薄膜、中空制品以及各种生活用品。聚氯乙烯塑料由于原料组成复杂，各种添加剂在使用过程中有不同程度的损失，因此在回收加工中，必须重新考虑各种组分的配方；而聚烯烃塑料，由于原料生产中已在树脂中加入少量抗氧剂等助剂，所以在去除一些老化发脆的废塑料后，其他的回收料在生产中 只要加入少量的着色剂后就可以直接成型加工生产各种制品。将收集的废旧塑料，在剔除各种非金属杂质、铁屑等金属杂质后，可采用目测法、燃烧鉴别法和密度测定法等加以鉴别、挑选、分类。经过分选的塑料，应采用手工或机械等方法进行清洗，洗去灰尘、泥沙、油污和涂料等。最后用清水洗净、晾（晒）干后备用。将已经分类、洗净的废旧塑料切碎，再按照配方要求，加入各种助剂，即可进行挤出造粒。经挤出造粒得到的颗粒料，可采用挤出、注射、压延、吹塑等成型方法制成各种塑料制品。生产中可采用100%的回收率粒料，也可在回收塑料中加入一定数量的新料，这要随回收料的质量、成型性能以及制品的使用要求而定。在废旧塑料的回收利用中，一般是只能把硬质制品改为软质制品；浅颜色制品改为深色制品，使用性要求高的制品改制为要求低的制品。第十一章 塑料注射模制造的特点及趋势（一） 型腔及型芯呈立体型面。塑件的外形和内部形状是由型腔和型芯直接成型的，型腔、型芯的形状是塑件的复映，这些复杂的立体形加工难度比较大，特别是型腔的盲孔型内成型表面加工，采用通用机床加工时，不仅要求工人技术等级高、 辅助工夹具、刀具多，而且加工周期长。（二） 精度要求高。型腔、型芯尺寸精度一般为IT8-IT9级，精密塑件模具的型腔、型芯尺寸精度一般为IT6-IT7级，配合部分的精度为IT7-IT8级。另外各机构的尺寸也要求非常准确，以使运动可靠。所以要求模具制造尽量采用高精度的制造手段和测量手段。（三） 表面质量要求高。型腔、型芯的表面粗糙度一般为Ra0.2-0.1m，有镜面要求的表面粗糙度为Ra0.05m以下。为达到粗糙度要求，型腔、型芯表面精加工后必须经过严格的研磨、抛光。（四） 对刀具的性能要求越来越高。由于模具材料的性能不断提高，模具加工刀具则也要相应的提高，常用一些优越性能的刀具材料和改进的刀具设计。另外，为了提高加工效率，也对刀具进行重新改进，以适应模具加工快节奏的要求。（五） 工艺流程长，制造时间紧。（六） 模具制造一般属于单件小批生产方式。第十二章 备料清单序号名称规格数量1定模固定板172*152*1212定模板172*152*3213动模板172*152*3214垫板172*152*1715模腿152*42*34、152*25*3426顶杆板152*105*1017推板152*105*1018动模固定板172*152*1619螺钉M3 L=19210螺钉M3 L=14411螺钉M4 L=2.5212螺钉M5 L=13413浇口套36*20114锁紧楔22*21*17115型芯131x30x42116型芯48x23x27117顶杆8*47318复位杆10*66419垫钉10*12420导柱17*71221导套17*314第十三章 装配要点1 装配前各个零件均需擦示干净。2 垫钉和动模固定板装配后，同时修整四个垫钉表面，保证其在同一平面内。3 模腿与动模固定板用四个导柱定位，定模精度稍差，与型腔无关。4 用导柱连接模腿与动模固定板时应注意导柱不露出动模固定板表面即可，这样即不影响动模固定板固定时的安装，又不致因销钉过深影响动模板、垫板和模腿的定位连接。5 模板上安装导柱时边装配边控制与动模板的垂直度。6 动模板和垫板，模腿和动模固定板装配前应注意把固定好顶杆与复位杆的杆板和推板放在两模腿之间。7 动模板和垫板，与模腿和动模固定板用螺钉连接的同时，先将顶杆和复位杆分别插入垫板和动模板的顶杆孔与复位杆孔中，否则会因为顶杆和复位杆过长不能安装。8 装动模板，将动模板、模腿、动模固定板装配连接。9 型腔的外形尺寸是根据PC材料的收缩量5/1000和拔模斜度加30计算后的大端尺寸。型腔装配好以后，钳工进行锉削，修整出拔模斜度，以便于脱模。10复位杆与动模板装配时，修整顶杆与复位杆的端面，使其与动模板在同一平面，偏差允许在上、下偏差0.02以内。11导柱与导套为小间隙配合与动模板小过盈配合。12定模板和定模固定板联接以后，再安装浇口套，以利于保证凹模的平面度。浇口套与定模固定板是过盈配合。13把动模板和定模板放在一起钻导柱导套孔作为工艺孔，并以此为基准制作工件。14动模板、定模板按组安装以后，修整型腔。15修整型芯，保证尺寸精度。16为了美观，装配完成后，如外形错位较大，修整外形。17整体检查装配结果。第十四章 工艺流程14.1 动模固定板动模固定板的加工工艺路线：毛坯（板料）铣削加工平面磨削加工钳工动模固定板加工的工序安排序号工序名称工序内容工 时设备1毛坯172*152*16mm板料2铣削各个表面，保证四个侧面尺寸精度IT10级，要求上下表面留有0.50.6mm的磨削加工余量90min铣床XA50323平面磨削上下表面保证尺寸精度IT10级，表面粗糙度Ra0.860min平面磨床M7130T4钳工钻孔F40、4-F3.8、4-9.8钻床Z512B铰孔4-F4H7、4-F10H7钻床Z5125A锪孔4-F12.2深5钻床Z5125A14.2 锁紧楔锁紧楔的加工工艺路线：毛坯铣削加工磨削加工钳工锁紧楔加工的工序安排序号工序名称工序内容工 时设备1毛坯22*21*172铣削铣削各个加工表面，15表面要留有0.20.3mm的磨削加工余量,保证其余尺寸的尺寸精度IT10级、表面粗糙度Ra3.260min铣床XA50323平面磨削保证15尺寸精度IT10，表面粗糙度Ra1.630min平面磨床M7130T5钳工钻孔保证中心距10尺寸精度，表面粗糙度Ra3.2。钻床Z5125A锪孔F7深4，保证与F4.5同轴度公差0.02mm。钻床Z5125A14.3 定模固定板定模固定板的加工工艺路线：毛坯（板料）铣削加工平面磨削加工钳工定模固定板加工的工序安排序号工序名称工序内容工 时设备1毛坯172*152*12mm板料2铣削各个表面，保证四个侧面的尺寸精度IT10级，要求上下表面留有0.50.6mm的磨削加工余量90min铣床XA50323平面磨削上下平面，保证尺寸精度IT10级，表面粗糙度Ra0.860min平面磨床M7130T4钳工钻孔F13.8、4-F3.8、2-F11.8钻床Z512B铰孔F14H7、4-F4、2-F12H7钻床Z5125A锪孔F18深3、4-F10深6钻床Z5125A14.4 定模板定模板的加工工艺路线：毛坯（板料）铣削加工平面磨削加工钳工电火花加工凹模钳工研磨定模板加工的工序安排序号工序名称工序内容工 时设备1毛坯172*152*32mm板料2铣削各个表面，保证四个侧面的尺寸精度IT10级，要求上下表面留有0.50.6mm的磨削加工余量，保证15、26尺寸精度等级IT10级。90min铣床XA50323平面磨削上下表面，保证尺寸精度IT10级，表面粗糙度Ra0.860min平面磨床M7130T4钳工钻孔把定模板和动模板和在一起钻导柱导套孔，作为工艺孔，2-F5.8、2-F13.8、4-F11.8、斜孔F9. 钻床Z512B铰孔2-F5、F15、2-F14钻床Z5125A锪孔2-F16深3，斜孔F12深5钻床Z5125A攻丝2-M3深10丝锥5电火花加工各个尺寸达到要求精度，表面粗糙度达到Ra0.2180min6钳工锉削修整拔模斜度+30留有0.020.04的研磨余量锉刀7研磨保证尺寸精度，表面粗糙度Ra0.2抛光机、研磨膏14.5 浇口套浇口套的加工工艺路线：毛坯（棒料）车削加工外圆磨削加工精研浇口套加工的工序安排序号工序名称工序内容工 时设备1毛坯36*202车削R5半球、F14、F35、阶梯轴，F7锥孔，保证内锥孔表面粗糙度Ra0.4，要求其余各面均留有0.20.3mm的磨削加工余量60min车床C60633外圆磨削保证尺寸精度14k6，表面粗糙度Ra0.8，保证垂直度和直线度要求0.02mm60min万能外圆磨床M14324精研F14端面,表面粗糙度为Ra0.2抛光机,研磨膏14.6 导套导套的加工工艺路线：毛坯（棒料）车削加工热处理内、外圆磨削加工导套加工的工序安排序号工序名称工序内容工 时设备1毛坯17*312车削车削F12、F16阶梯轴，F8内孔，要留有0.20.3mm的磨削加工余量,保证其余尺寸的尺寸精度IT10级、表面粗糙度Ra1.630min车床C61403渗碳淬火处理渗碳深度0.50.8mm，硬度5660HRC加热炉淬火槽4内圆磨削保证尺寸精度8H7，表面粗糙度Ra0.860min万能外圆磨床M14325外圆磨削保证尺寸精度12r6，表面粗糙度Ra0.860min万能外圆磨床M143214.7 导柱导柱的加工工艺路线：毛坯（棒料）车削加工热处理外圆磨削加工导柱加工的工序安排序号工序名称工序内容工 时设备1毛坯17*712车削F10、F12、F16阶梯轴，F10要留有0.20.3mm的磨削加工余量,保证其余尺寸的尺寸精度IT10级、表面粗糙度Ra1.660min车床C61403渗碳淬火处理渗碳深度0.50.8mm，硬度5660HRC加热炉，淬火槽4外圆磨削保证尺寸精度10r6，表面粗糙度Ra0.860min万能外圆磨床M143214.8 动模板动模板的加工工艺路线：毛坯（板料）铣削加工平面磨削加工钳工铣削钳工动模板加工的工序安排序号工序名称工序内容工 时设备1毛坯172*152*32mm板料2铣削各个表面，保证四个侧面的尺寸精度IT10级，要求上下表面留有0.50.6mm的磨削加工余量90min铣床XA50323平面磨削上下大平面，保证尺寸精度IT10级，表面粗糙度Ra0.860min平面磨床M7130T4钳工钻孔2-F4.8，把定模板和动模板和在一起钻F10导柱导套孔，作为工艺孔，动模板和垫板一起钻3-F3.8、4-F5.8钻床Z512B铰孔3-F4H7、4-F6H7、2-F5H7钻床Z5125A攻丝4-M8深5.5丝锥5铣削铣T型槽，保证尺寸精度，表面粗糙度Ra1.630min铣床XA50326电火花加工加工动模型腔，保证尺寸精度，表面粗糙度Ra0.2。120min6钳工锉削修整、清根锉刀14.9 20型芯型芯的加工工艺路线：毛坯车削加工铣削加工平面磨削加工外圆磨削加工钻削加工型芯加工的工序安排序号工序名称工序内容工 时设备1毛坯50x23x27mm2车削F20阶梯轴、端面，倒R1圆弧要求留有0.20.3mm的磨削加工余量。 45min车床C61403铣削保证22、26、20、5尺寸，要求有0.20.3的磨削加工余量。60min铣床XA50324平面磨削F20端面,使其保证尺寸47 IT7级和表面粗糙度Ra0.2。保证20、22、26、5尺寸，IT7级和表面粗糙度Ra1.6。60min平面磨床M7130T5外圆磨削保证尺寸精度20 、R1圆弧，表面粗糙度Ra0.02。60min万能外圆磨床M14326钻孔F8孔，孔的中心线与端面成15，表面粗糙度Ra3.2。30min钻床Z5125A14.10 26型芯型芯的加工工艺路线：毛坯铣削加工车削加工外圆磨削加工平面磨削加工型芯加工的工序安排序号工序名称工序内容工 时设备1毛坯131x30x42mm2铣削保证5、28、40尺寸，表面粗糙度Ra1.6。60min铣床XA50322车削129.5、F26、R2圆弧、F14、F10阶梯轴，要求F26、125.5尺寸留有0.20.3mm的磨削加工余量。60min车床C61403外圆磨削保证尺寸精度26h6、R2圆弧，表面粗糙度Ra0.2。60min万能外圆磨床M14324平面磨削F26端面，使其保证尺寸129.5 IT7级和表面粗糙度Ra0.260min平面磨床M7130T14.11 垫板垫板的加工工艺路线：毛坯（板料）铣削加工平面磨削加工钳工垫板加工的工序安排序号工序名称工序内容工 时设备1毛坯172*152*17mm板料2铣 削各个表面，保证四个侧面的尺寸精度IT10级，要求上下表面留有0.50.6mm的磨削加工余量90min铣床XA50323平面