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线线 圈骨轮 零件 注射 注塑 模具设计 机械 毕业设计 论文 a3370

资源描述：

文档包括:

说明书一份，33页。18200字。

任务书一份。

开题报告一份。

外文翻译一份。

图纸共15张，如下所示

A1-装配图.dwg

A3-动模座板.dwg

A3-型芯-1.dwg

A3-型芯-2.dwg

A3-型芯固定板-1.dwg

A3-型芯固定板-2.dwg

A3-垫块.dwg

A3-定模座板.dwg

A3-推杆固定板.dwg

A3-推板.dwg

A3-支承板.dwg

A3-模套.dwg

A3-浇口套.dwg

A3-滑块.dwg

A4-定距螺钉.dwg

内容简介：

2006) 28: 6166 . of 30 004 / 5 004 / 30 005 005of in a a in s on a of an A a 8 000 a 0 m, a 0 mm/m by to a on be s to as to of o. 43, , 106 +88+88in is of of is an to on of to of 1. A 2. of as as 1. in in of 2). it on be by or a 36. is by 3, 45, 6. on or of 3. a of a 00 mm/a 00 N, a 0 m 7. of of .5 of 0%0% 37of to of a on a is 3. We by on a by a s to of a To 1. of 2. of 3. of of of a of of as in a of of of be of of m,by a by of is by a as 5. by a 4. of of s of be s 8. To of 0 of of as as () in to of 5. a of of . A mm/50 100 200C. of m) 20 50 80D. 12 000 18 000 24 000by , 2, . of A), of on 18to of be 8. S/N)is as a of an of of is an of a , , is by 8: =10 10 (1)of of , of by an of 8. of is to , be . be in 20) 9, is in of of 9. of is be to so be on a on to on a a M) 10. 4000 to be m. of A by to of to be AM be NC of , 8 , as , by . ( m) (m) (m) (y (m)1 1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 1 2 3 2 3 1 3 1 2 1 3 2 2 1 3 3 2 1 1 2 2 2 3 3 3 1 1 1 1 3 2 2 1 3 3 2 1 3 1 2 1 2 3 2 3 . ( B C in is to of by of is a we , we . 7. of 0 mm/of 0 m; 00 as of an of in to ). ,13a of s of of 3, 11. as a on is by an As a a on to of of as . to be by 8% in . of 0 mm/of 0 8 000 . B 2 2 7 to 3 on . of a(m) y (m) S/N of A a= m of a 30 is 8. of 5% s of to A as NC of s to of 9). of 4000 a of m on on 8. of a 30)669. of a on of 5 of on a by a 18of of A),0 mm/a of 0 m, a 00 m by By to of to be in of 6.7%in of he to of S (2000) of of 1, 3472. A, C (1997) A of (1):17263. H, C (1988) of a 0(4):2152204. H, C, (1991) on by ):75815. , (1999) of on of an a 9:4594696. , (1996) of 8(5):4194237. J, H (2003) of 771858. S (1989) 1985) of 1996) C (1991) of ork 南京理工大学泰州科技学院 毕业设计 (论文 )外文资料翻译 系 部： 机械工程系 专 业： 机械工程及自动化 姓 名： 李薇薇 学 号： 05010201 外文出处： 2006) 28: 61 附 件： 文。 指导教师评语： 译文 基本符合翻译原文 ,个别词汇不符合语境。 语句较为通顺 ， 条理比较清楚 ，专业用语翻译 基本恰当 ， 符合中文语法 ，整体翻译质量较好 。 签名： 年 月 日 附件 1：外文资料翻译译文 基于注塑模具钢研磨和抛光工序的自动化表面处理 摘要 本 文 研究 了 注塑模具钢自动 球面 研磨与抛光加工工序 的 可能性 ，这种 注塑模具钢 塑 性 曲面 是在 数控加工中心 完成的。 这项研究已经完成了磨削刀架 的 设计 与 制造 。 最佳表面研磨参数 是在 钢 加工中心测定 的。 对于塑模具钢 的最佳研磨参数是以下一系列的组合：研磨 材料的磨料 为 氧化铝 ，进给量 50毫米 /分钟 ， 磨削深度 20微米，磨削转速为 18000用优化 的参数 进行 表面研磨 ， 表面粗糙度 可由大约 米改善至 米 。 用抛光 工艺和 参数化抛光 ， 可以进一步改善表面粗糙度 米至 对 模具 内部 曲面的测试 ， 用最佳参数 的 表面研磨、抛光 ， 曲面表面粗糙度就 从 关键词 自动化表面处理 抛光 磨削加工 表面粗糙度 田口方法 1 引言 塑胶工程材料由于其重要特点 ,如耐化学腐蚀性 、 低密度、易于制造 ,并已日渐取代金属部件 在 工业 中广泛 应用 。 注塑成型 对于 塑料制品 是 一个重要 工艺。 注塑模具的表面质量是 设计 的本质要求 ,因为它直接影响了塑胶产品的外观 和其性能。 加工工 艺 如 球面 研磨、抛光常用 于 改善表面光洁 度 。 研磨工具 (轮子 )的安装已广泛用于传统模具 的制造 产业 。 自动化表面研磨加工工具 的 几何模型 将在 1中 介绍 。 自动化表面处理 的球磨 研磨工具 将在 2中得到 示范 和 开发 。 磨 削速度 ， 磨 削 深度 ，进给速率和 砂轮 尺寸 、研磨材料特性 （ 如磨料粒度 大小） 是球形研磨 工艺 中 主要的 参数 ，如图 1（ 球面研磨过程示意图 ）所示。 注塑模具钢的球面研磨 最 优化参数 目前 尚未在文献 得到确切的 依据 。 近年来 ， 已 经 进行了一些研究 ， 确定 了 球 面 抛光工艺 的 最优参数 (图 2， 球面 抛光过程示意图 ）。 比如 ， 人们 发现 , 用碳化钨球滚 压的方法可以使 工件表面的 塑性变形减少 ,从而改善表面粗糙度、表面硬度、抗疲劳 强度 3,4,5,6。 抛光的 工艺 的过程 是由 加工中心 3,4和 车床 5,6共同完成的。对 表面粗糙度有重大影响 的 抛光 工艺 主要 参数，主要是 球或滚子材料抛光 力 、 进给速率 、 抛光速度 、润滑、抛光 率及其他因素等。 注塑模具钢 表面抛光的参数优化 ， 分别结合 了 油脂润滑剂 、 碳化钨球 、 抛光速度 200 毫米 /分钟 、 抛光力 300 牛 、 40微米的进给量 7。 采用最佳参数 进行表面研磨和球面抛光的深度 为 米 。 通过抛光 工艺， 表面粗糙度 可以 改善大致为 40%至 90%3 7。 此项 目 研究的 目的是 ， 发展 注塑 模具 钢的 球形研磨 和 球面抛光工序 ，这种 注塑模具 钢的 曲面 实在 加工中心完成 的。 表面光洁度 的 球研磨与球抛光 的 自动化流程工序 ，如图 3所示。 我们开始自行设计和制造的球面研磨工具及加工中心 的 对刀 装置 。 利用田口正交法 ， 确定了表面球研磨最佳参数 。 选择 为 田口 四个因素和三个层次 。用 最佳参数进行表面球研磨则适用于一个曲面表面光洁度 要求较高的 注塑模具 。 为 了 改善表面粗糙 , 利用最佳球 面 抛光 工艺 参数，再进行对表层 打磨 。 样的设计与制造 选择最佳矩阵实验因子 确定最佳参数 实施实验 分析并确定最佳因子 进行表面抛光 应用最佳参数加工曲面 测量试样的表面粗糙度 球研磨和抛光装置的设计与制造 图 3 自动球面研磨 与 抛 光工序 的 流程图 2 球研磨的设计和对准装置 实施过程中可能出现的曲面 的 球研磨 ,研磨球 的中心应和 加工中心 的 一致。 球面研磨工具的安装及调整装置 的 设计 ，如 图 4（ 球 面 研磨工具及其调整装置 ） 所示 。 电动磨床展开 了 两个 具有 可调支撑螺丝 的 刀架 。 磨床 中心正好与具有辅助作用 的圆锥槽线配合 。 拥有磨床 的 球接轨 ,当 两个可调支撑螺丝被收紧 时，其后的 对准部件 就 可以拆除 。研磨 球中心坐标偏差约 为 5微米 , 这是衡量一个数控坐标测量机 性能的重要标准。机床的 机械振动 力 是 被 螺旋弹簧 所 吸收 。 球形研磨球 和 抛光工具 的安装，如图 5（ 图片 ； 图片 ）所示 。为使 球面磨削加工和抛光加工 的进行， 主轴 通过 球锁机制 而被 锁 定。 3 矩阵实验的规划 口正交表： 利用矩阵实验田口正交 法，可以 确定参数 的有影响程度 8。 为了配合上述球面研磨参数 ， 该材料磨料 的研磨 球 (直径 10毫米 )、 进给速率 、 研磨 深度 ， 在次研究中 电气磨床被 假定为 四个因素 (参数 )， 指定为 从 （ 见表 1实验因素和水平 ）。 三个层次 (程度 )的因素 涵盖了不同的范围特征 ， 并用 了数字 1、 2、 3标明。挑选三类磨料 ， 即碳化硅 ( 白色氧化铝 (A)， 粉红氧化铝 (A)来 研究 。 这 三个数值的 大小取决于 每个因素 实验结果。 选定 进而研究 四 三级因素的球形研磨过程 。 据分析的界定 ： 工程设计问题 ， 可以分为较小 而好的 类型 ， 象征性最好类型 ， 大 而好 类型 ，目标 取向 类型等 8。 信噪比 (S/N)的 比值 ，常 作为目标函数 来 优化产品或 者 工艺设计 。 被加工面的 表面粗糙度值经 过 适当 地 组合磨削参数 ， 应小于原来的 未加工表面 。 因此 ,球面研磨过程 属于工程问题中的 小 而好类型。这里的 信噪比 （ S/N） 、, 按下列公式定义 8: =10 平方等于质量特性 ) =10 ni 这里， 不同噪声条件下 所 观察 的 质量特性 n 实验 次数 从每 个 到的 信噪比 （ S/N） 数据 ，经 计算 后， 运用差异分析技术 (变异 )和 歼比检验 来测定 每一个 主要的 因素 8。 优化 小而好类型的工程问题 问题更是尽量 使 最大而 定 。 各级 选择 的 最大化将 对最终的 因素有重大影响 。 最优条件可 视 研磨球 而 待定 。 4 实验工作和结果 这项研究使用的材料是 相当于艾西塑胶模具 )9， 它 常用 于 大型注塑模具产品在国内汽车零件 领域和国内设备。 该材料的硬 约 9。 具体好处之一是 ， 由于 其 特殊的热处理前处理 ， 模具可直接用于未经进一步加工工序 而对 这一材料 进行 加工 。式样 的设计和制造 ,应 使 它 们可以安装在底盘 ，来 测 量相应的反力。 毕 后 ， 装在大底盘 上在 三 坐标 加工中心进行了铣 削，这种加工中心是由杨 *钢铁公司 所生产 (中压型三号 )， 配备 了 数控控制器 (10。用 000 设备 来 测量前 机 加工 前 表面 的 粗糙度 ， 使其 可达到 米 。 图 6试验 显示了 球面磨削加工工艺的 设置 。 一个由 产的 视频触摸触发探头 ，安装在 加工中心上，来 测量 和 确定和原 始式样的 协调 。 数控代码所需要的磨球路径 由 这些代码经 过 可以传送到 装有 控制器的数控加工中心上。 完成了 阵实验后， 表 2（ 样 光滑 表 层的 粗糙度 ） 总结了 光滑表面 的 粗糙度 计算 了每一个 阵实验的信噪比（ S/N） ,从而 用 于方程 1。通过表 2提供的各个数值，可以得到 4中不同程度因子的平均信噪比（ S/N），在图 7中已用图表显示。 球面研磨工艺的目标，就是通过确定每一种因子的最佳优化程度值，来使试样光滑表层的表面粗糙度值达到最小。因为 们应当使 信噪比（ S/N）达到最大。因此，我们能够确定每一种因子的最优程度使得 的值达到最大。因此基于这个点阵式实验的最优转速应该是 18000如表 4（ 优化组合球面研磨参数 ） 所示。 通过使用数据 方差分析 的 技术和 法 ， 进一步 确定了每一种因子有什么主要的影响，从而确定了它们的影响程度 (见表 5信噪比和 表面粗糙度 )。2， 13的 当于 10%的影响程度（或者置信水平为 90%） 。这个因子的自由度是 2，自由度误差是 13， 根据 11。如果 可以认为对表面粗糙度有显著影响。结果，进给量和磨削深度都对表面粗糙度有显著影响。 为了观察使用最优磨削组合参数的重复性能，进行了 5种不同类别的实验，如表 6所示。获得被测试样的表面粗糙度值 用球研磨组合参数，可使表面粗糙度提 高了 78%。使用球面抛光的优化参数，光滑表面进一步被抛光。经过球面抛光可获得粗糙度 被改善了的抛光表面，可以在 30进行观察，如图 8（未 加工表面、 光滑面和 抛光 面的测试样品的显微镜 象 (30x)的 比较 ）所示。经过抛光工艺 ， 工件机加工前的表面粗糙度改善了近 95%。 从田口矩阵实验 获得的球面研磨优化参数，适用于曲面光滑的模具，从而改善表面的粗糙度。选择 香水瓶为一个测试载体 。对于被测物体的模具数控加工中心，由 模拟测试 。经过精铣，通过使用从 田口矩阵实验 获 得的球面研磨优化参数，模具表面进一步光滑。 紧接着 ,使用 打磨抛光的最佳参数 ，来对光滑曲面进行抛光工艺，进一步改善了被测物体的表面粗糙度 (见图 9)。模具 内部的 表面粗糙度 用 备 来测量 ， 模具 内部的 表面粗糙度 米，光滑表面 粗糙度 光表面 粗糙度 测物体的光滑表面的粗糙度改善了：(抛光表面的粗糙度改善了： ( 5 结论 在 这项工作中 ， 对 注塑模具的曲面 进行了 自动球 面 研磨与球面抛光加工 ， 并将其工艺 最佳参数成功 地运用到 加工中心 上。设计和制造了 球 面 研磨 装置 (及其对准组件 )。通过实施 田口 矩阵进行实验 ， 确定了球面研磨的最佳参数。对于 塑模具钢 的最佳球面研磨参数是以下一系列的组合： 材料的磨料 为粉红氧化铝 ，进给量 料 500 毫米 /分钟 ， 磨削深度 20 微米，转速为 18000过使用最佳球面研磨参数， 试样 的 表面粗糙度 应用最优化表面磨削参数和最佳抛光参数，来加工模具的内部光滑曲面，可使模具 内部的光滑表面改善 抛光表面改善 鸣谢： 作者感谢 中国 国 家 科 学理事 会 对本次研究 的支持 ， 9 参考文献： 1 国家评估陈严，安装粉磨几何模型工具自动化表面加工工艺，台北：第六届国际自动化技术会议议事录， 32 国家评估陈严，达菲那，球形研磨工具的表面自动化处理系统，国际科技 1期（第 1版） J， 1997， 173 蕙新罕布什尔州，谭资深大律师 ， 影响球表面光洁度的参数 文献调查和讨论，大意工程 10期（第 4版）， 1988,2154 蕙新罕布什尔州，谭资深大律师，宫泽喜一，产生球表面上粗糙度的调研 J，国际工具 31期（第 1版）， 1991， 755 玉十，王岚，不同参数对带有金刚石工具的铝合金球形凸出面表面粗糙度的影响 J，国际工具 39期， 1999， 4596 辊抛光成表面，国际工具 38期（第 5版）， 1996， 4197 修福建，注塑钢球面参数的最佳测定 J，国际 2003. 8 固设计的质量工程，新泽西州的 崖处普伦蒂斯 - 大会堂， 1989. 9 大东公司的技术手册，塑料注塑模具钢的选择，台湾， 1985. 10 杨钢铁厂的技术手册中压 湾， 1996. 11 威利，蒙哥马利直流设计与实验分析，纽约， 1991. 附件 2：外文原文 （复印件） 南京理工大学泰州科技学院 学生毕业设计（论文）中期检查表 学生姓名 李薇薇 学 号 05010201 指导教师 张 跃 选题情况 课题名称 骨轮零件的注射模设计 难易程度 偏难 适中 偏易 工作量 较大 合理 较小 符合规范化的要求 任务书 有 无 开题报告 有 无 外文翻译质量 优 良 中 差 学习态度、出勤情况 好 一般 差 工作进度 快 按计划进行 慢 中期工作汇报及解答问题情况 优 良 中 差 中期成绩评定： 良 所在专业 意见： 进度一般 负责人： 年 月 日 南京理工大学泰州科技学院 毕业设计（论文）任务书 系 部 ： 机械工程系 专 业 ： 机械工程及自动化 学 生 姓 名： 李薇薇 学 号： 05010201 设计 (论文 )题目 ： 骨轮零件的 注射模设计 起 迄 日 期 : 2009 年 3 月 09 日 6 月 14 日 设计 (论文 )地点 : 南京理工大学泰州科技学院 指 导 教 师 : 殷劲松 张 跃 专业 负责 人 : 龚光容 发任务书日期 : 2009 年 2 月 26 日 任务书填写要求 1毕业设计（论文）任务 书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查、系部领导签字后生效。此任务书应在第七学期结束前填好并发给学生； 2 任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴； 3 任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系部主管领导审批后方可重新填写； 4 任务书内有关“系部”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全 号； 5 任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标 714 2005文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性； 6 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 2005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2008 年 3 月 15 日”或“ 2008 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 1本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 塑料件在各行业及日常生活广泛使用，塑料模具的设计制造的社会需求也日益增长，而且 要求越来越高。通 过对 骨轮零件 注射模 设计，培养学生检索资料，综合应用所学知识，并根据工程实际的要求解决工程实际问题的方法与能力，训练学生模具设计制造的基本技能和模具 计能力，提高独立工作的能力，适应社会需求。 2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 本设计要求学生根据所给 骨轮零件 实物，测绘零件图纸，设计成型注射模具，并学习 大型 件在模具设计中的应用，具体要求如下： 1） 查阅资料（不少于 15 篇），翻译 一定量的外文资料（不少于 3000 汉字），撰写开题报告及文献综述（不少于 2000 字）； 2） 测绘塑件图纸，完成其 维造型设计； 3） 完成塑件注射模具 方案设计 和相关设计 计算 ，要求 一模两腔 ； 4） 完成该注射模具 装配图 设计和全部 零件图 纸设计； 5） 模具成型零件 维造型设计； 6） 完成该注射模具 模板、成型零件 等主要件的 制造工艺设计 ； 7） 撰写设计说明书。 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等： 课题成果内容包括： 1) 塑件图纸及 维数据模型； 2) 全套注射模具图纸，成型零件三维造型； 3) 全套模具制造工艺规程； 4) 毕业设计论文。 4主要参考文献： 1 成都科技大学，北京化工学院，天津轻工业学院合编 M国轻工业出版社， 1982. 2 胡石玉 M南大学出版社， 1997. 3 骆志斌 M苏科学技术出版社， 2000. 4 林清安 件设计（基础篇上、下） M京大学出版社，2000. 5 机械设计手册联合编写组 3 版 上、中、下） M学工业出版社， 1987. 6 齐月静 , 秦志峰 , 齐锁来等编著 006 中文版完全自学专家指导教程 M机械工业出版社， 2006. 7 岳荣刚编著 006 零件与装配设计教程 M冶金工业出版社， 2006. 8 王庆五 , 仇亚琴 , 张昱等编著 006 中文版模具设计专家指导教程 M机械工业出版社， 2006. 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 5本毕业设计（论文）课题工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 2009 年 3 月 09 日 3 月 30 日 熟悉课题，查阅有关资料，完成资料翻译，完成开题报告 3 月 31 日 4 月 07 日 测绘塑件零件图纸，熟悉 三维 成塑件三维数据模型设计 4 月 08 日 4 月 15 日 进行注射模结构方案设计 ,完成零件设计 4 月 16 日 4 月 23 日 基本掌握 件操作，完成塑件注射模方案设计和基本计算 4 月 24 日 5 月 15 日 完成塑件注射模零件造型、装配体设计和修改完善 5 月 16 日 5 月 23 日 完成塑件注射模工程图和装配图设计 5 月 24 日 6 月 07 日 完成塑件注射模制造工艺设计，撰写设计说明书 6 月 07 日 6 月 10 日 修改并打印设计说明书和图纸，整理相关资料，提交毕业设计成果 6 月 11 日 6 月 14 日 准备论文答辩 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 系部意见： 系部主任： 年 月 日 南京理工大学泰州科技学院 毕业设计说明书 (论文 ) 作 者 : 李薇薇 学 号： 05010201 系 部 : 机械工程学院 专 业 : 机械工程及自动化 题 目 : 骨轮零件的注射模设计 指导者： 评阅者： 2009 年 6 月 张跃 助教 毕业设计说明书（论文）中文摘要 本 论文是根据实际的需要设计出骨轮的注射模。在设计中采用的是聚甲醛的塑料，成型的方式为一模两腔，分析了产品的工艺性，确定了塑料的工艺参数和设计方案，以及它的总体结构和具体结构，并进行了一些必要的尺寸计算和强度校核。本文还对分型面、浇注系统、侧抽芯机构、顶出机构、脱模机构和温度调节系统进行了分析设计，完成了模具三维设计和工程图设计。 通过设计，综合应用了大学期间的多数基础和专业知识，加深所学知识体系，掌握了应用 进行塑料模具的设计方法和技巧，熟悉了工程应用设计。 关键词 注射模 塑料 成型 结构设计 毕业设计说明书（论文）外文摘要 he of to OM in to is a s it on it of we of , 南京理工大学泰州科技学院 毕业设计 (论文 )开题报告 学 生 姓 名： 李薇薇 学 号： 05010201 专 业 ： 机械工程及自动化 设计 (论文 )题目 ： 骨轮零件的注射模设计 指 导 教 师 : 张 跃 2009 年 3 月 15 日 开题报告填写要求 1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业 审查后生效； 2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 15篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（不包括辞典、手册）； 4 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律 用阿拉伯数字书写。如“ 2009 年 3 月 15 日”或“ 2009 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 摘要 模具 是工业生产的重要基础，模具工业已成为国家具有相当规模和高技术行业特征的装备产业。 模具工业生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。 介绍了有关塑料模具在我国模具工业中发展的一些概况。 关键词 塑料模具 术 设计 制造 1 模具发展的现状 随着机械工业（尤其是汽车、摩托车工业）、电子工业（尤其是家电工业）、航空工业、仪器仪表工业和日常用品工业的发展，塑件的需求量越来越多，质量要求也越来越高，这就要求成型塑件的模具开发、设计与制造的水平也必须越来越高 1。 近年来 ， 我国塑料模具业发展相当快，塑料模具在整个模具行业中约占 30%左右，而在整个塑料模具市场以注塑模具需求量最大 2。 时代潮流的发展急切地要求 许多企业 开始追求 提高产品质量及生产效率 ， 缩短设计周期及制造周期 ， 降低生产成本，最大限度地提高模具制造业的应变能 力 等等目标 。新兴的模具 术很大程度上实现了企业的愿望。近年来，术的应用越来越普遍和深入 ， 大大缩短了模具设计周期 ， 提高了制模质量和复杂模具的制造能力 3。 目前 ，我国已普遍采用 术等大型软件，它的方便、快捷、实用已在实践中得到证实。 模具的 计、分析 ， 包括根据产品模型进行模具分型面的设计、确定型腔和型芯、模具结构的详细设计、塑料充填过程分析等几个方面。利用先进的特征造型软件如、 很容易地确定分型面 ， 生成上下模腔和模芯 ， 再进行流道、浇口以及冷却水管的布置等。确定了这些 设计数据以后 ， 再利用模具分析软件 ( 如 行塑料的成形过程分析。根据 件和它的丰富的材料、工艺数据库 ， 通过输入成形工艺参数 ， 可动态仿真分析塑料在注塑模腔内的注射过程流动情况 (含多浇口注射时的塑料汇流纹分析 )、分析温度压力变化情况、分析注塑件残余应力等 ， 根据分析情况来检查模具结构的合理性、流动状态的合理性、产品的质量 问题等 4。模具通过 计和分析 ， 就可以将错误消除在设计阶段 ， 提高一次试模成功率。 模具的计算机辅助制造 (术主要应用在数控铣削加工、线切割加工、电火花加工等方面 5。 术尤其是在复杂模具的型腔、型芯及电极的铣削加工中起着更加重要的作用。利用模具技术在电脑上模仿机床的加工过程 ， 能直观反映加工的结果 ， 能直接评估加工后零件的质量 ， 能检查出加工的错误 6。在检查加工后零件的质量时 ， 可在电脑上对加工后的实体模型进行任意的剖切 ， 直接测量其尺寸和精度。因此 ，它能把错误消除在加工工艺编程设计阶段 ， 减少加工后的修补和返工 ， 大大提高模具的制造效率和质量 7。 综上所述 ， 模具 成技术就是应用于模具制造 各个环节的计算机辅助技术和实现各环节信息集成的技术 8。 2 模具工业的发展趋势 我国国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，预计到 2010 年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为 30%，塑料管的普及率将达到 50%，这些都会大大增大对模具的需求量 9。 21 世纪模具行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。追求的目标是提高产品的质量及生产效率，缩短设计及制造周期，降低生产成本，最大限度地提高模具行业的应变能力，满足用户需要 10。可见，未来我国模具工业和技术的主要发展方向将是 ： (1) 大力普及、广泛应用 术，逐步走向集成化。现代模具设计 、 制造不仅应强调信息的集成，更应该强调技术、人和管理的集成 ； (2) 提高大型、精密、复杂与长寿命模具的设计与制造技术，逐步减少模具的进口量，增加模具的出口量 ； (3) 在塑料注射成型模具中，积极应用热流道，推广气辅或水辅注射成型，以及高压注射成型技术，满足产品的成型需要 ； (4) 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准件是模具基础，其大量应用可缩短模具设计制造周期，同时也显著提高模具的制造精度和使用性能，大大地 提高模具质量。我国模具商品化、标准化率均低于 30%，而先进国家均高于 70%，每年我 们要从国外进口相当数量的模具标准件，其费用约占年模具进口额的 3% 8%； (5) 发展快速制造成型和快速制造模具，即快速成型制造技术，迅速制造出产品的原型与模具，降低成本推向市场 ； (6) 积极研究与开发模具的抛光技术、设备与材料，满足特殊产品的需要 ； (7) 推广应用高速铣削、超精度加工和复杂加工技术与工艺，满足模具制造的需要 ； (8) 开发优质模具材料和先进的表面处理技术，提高模具的可靠性 ； (9) 研究和应用模具的高速 测量技术、逆向工程与并行工程，最大限度地提高模具的开发效率与成功率 ； (10) 开发新的成型工艺与模具，以满足未来的多学科多功能综合产品开发设计技术 11。 3 塑料 模具发展的意义 塑料具有密度小、质量轻、绝缘性能好、耐磨耐腐蚀等特殊性能，已成为各行各业不可缺少的一种重要材料，其制品在工业生产中得到广泛地应用。特别是在计算机、办公机器、照相机、汽车、仪器仪表、机械制造、交通、通信、轻工、建筑、日用品以及家用电器行业中得到广 泛使用，随着纳米塑料等新材料的出现，今后塑料的应用将会覆盖国民经济的各个领域，尤其在国防和尖端科学技术领域中将占有越来越重要的地位。 塑料产品从设计到成型生产是一个十分复杂的过程，它包括塑料制品设计、模具加工制造和塑件生产等几个主要方面，它需要产品设计师、模具设计师、模具加工工艺师及熟练操作工人协同努力来完成，它是一个设计、修改、再设计的反复迭代，不断优化的过程。随着塑料制品的应用日渐广泛 ,为塑料模具提供了一个广阔的市场 ,同时对模具也提出了更高的要求。 模具又是 “ 效益放大器 ” ，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低，己成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、企业的效益和新产品的开发能力 12。可以说，现代模具工业已经确立了作为一门新兴基础性工业的地位，并且拥有越来越多的市场机遇。 目前在工程塑料业中， 80采用了注射成型 13。近年来由于汽车、 建筑 、家用电器、食品、医药等产业对注射制品日益增长的需要，推动了注射成型技术水平的发展和提高从美国、日本、德国、意大利、加拿大等主要生产国来看， 塑模的 产量都在逐年增加， 在塑料 相关工业 中占 的比重最大。 加入 后，将对我国塑 模 行业的发展产生重大影响，对企业来说机遇和挑战并存。 现代先进制造技术已在改变注塑模具领域的许多传统观念和生产组织方式，技术创新已成为 21 世纪企业竞争的焦点。 由于新技术的应用和引导，塑模技术在国民经济中的作用越来越大，在一定程度上决定了我国机械制造业在 21 世纪的市场竞争力，为此我们要有足够的认识并采取得力的措施。这就要求我们 积极推行专业化生产，改变大而全、缺乏高、精、尖的弱势， 积极研发高新塑模技术 ,力争走在行业前列 ,才能在行业竞争中落于不败之地。 参 考 文 献 1 郭新玲 . 塑料模具设计 M. 北京：清华大学出版社 ， 2 阮雪玉 ， 等 . 中国模具工业和技术的发展 J. 模具技术 , 3 于广滨，金向阳，胥文，等 . 008 机械制图标准培训教程（中文版） M. 北京 : 机械工业出版社 ， 4 曾珊琪 ， 丁毅 . 模具制造技术 M. 北京：化学工业出版社， 5 林清安 . 件设计（基础篇上、下） M. 北京：北京大 学出版 社， 2000. 6 符朝兴，焦洪宇 . 维机械设计 M. 北京 : 机 械工业出版社 ， 7 肖景容 ， 李德群 ， 等 . 模具计算机辅助设计与制造 N. 北京 :国防工业出版 社 ,1992. 8 周骥平，林岗 . 机械制造自动化技术 (第 2 版 ) M. 北京 : 机械工业出版社 ， 9 黄毅宏 . 模具制造工艺 M . 北京 :机械工业出版社 ， 2003. 10 高济 . 塑料模具设计 M . 北京 : 机械工业出 版社 ， 2002. 11 李德群 . 塑性加工技术发展状况及趋势 J. 航空制造技术 , 12 陈德生 . 机械制造工艺学 M. 杭州：浙江大学出版社， 13 梅伶 . 模具课程设计指导 M. 北京 :机械工业出版社 ， 14 丁浩 . 塑料工业实用手册 M . 北京 :化学工业出版社 ， 2000 15 德 模具制造手册 S. 北京：化学工业出版社， 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 1 研究内容 本设计要求根据所给骨轮零件实物， 使用 大型件 测绘零件图纸，设计 一模两腔的 成型注射模具 。 骨轮是以回旋体结构为主，中间通孔的零件，对于注塑模的设计比较简单，使用哈夫分型的设计方法就能设计出合理有效的注塑模具。 骨轮的材料：聚甲醛（ 。 对于模具的设计，首先对要制造的骨轮进行测绘，再对尺寸进行合理的圆整，然后利用 对骨轮进行三维造型设计。 2 研究手段 绘塑件图纸，完成其 维造型设计 具方案设计： (1) 注塑机类型的选择 由于机构的结构和产量以及所给的各项要求，进行综合的考虑，采用螺旋 卧式注塑机； (2) 注塑模类型的选择 由于有侧凹，现拟采用斜导柱操作的哈夫式注射模 ； (3) 浇注系统的选择 因要求一模两腔，所以将型腔对称放置，使用圆锥型主流道和球形头拉料杆的冷料穴。将分流道对称设置，分流道截面采用梯 形截面，浇口采用潜伏式浇口，利用分型面或配合间隙排气； (4) 分型面的选择 骨轮形状简单，可 选择骨轮上下两个端面作为分型面； (5) 侧抽芯机构的选择 由于骨轮有侧凹，需要侧抽芯机构，使用斜导柱抽芯机构，将滑块对称向外 滑行，斜导柱固定在定模一侧，滑块在动模一侧，并采用 T 型 导轨 。 型零件尺寸的计算 成骨轮注射模的装配图设计和全部零件的图纸设计 用 三维软件对该注射模进行三维造型设计 成该注射模的制造工艺设计 成设计说明书的撰写 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 指导教师意见 ： 1对“文献综述”的评语： 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导教师： 年 月 日 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 本科毕业设计说明书（论文） 第 1 页 共 32 页 1 引言 塑料模具的现状及发展 模具是工业生产中的重要工艺装备，模具工业是国民经济各领域发展的重要基础工业之一。塑料模具是用于成型塑料的模具，它是型腔模具的一种类型。 国外模具技术发展及水平 模具是工业生产的基础工艺装备。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中， 60% 80%的零部件都要依靠模具成型。用模具生产所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工方法所不能比拟的。模具生产技术水平的高低，己成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志 。 近年来由于汽车、 建筑 、家用电器、食品、医药等产业对注射制品日益增长的需要，推动了注射成型技术水平的发展 ， 主要表现在以下几个方 面： （ 1） 模具 模具 术是模具技术发展的一个重要里程碑，实现了数字建模、产品设计、仿真分析、测试直至数控加工的产品研发全过程的一体化。随着模具生产中软、硬件技术的不断发展，采用 （ 2） 高寿命和快速经济模具 为了适应大批量生产的需 要，研究人员正在从模具结构设计、模具材料及热处理、模具表面强化、模具制造等方面提高模具寿命。当前研究和应用模具钢（如仿美国生产的预硬钢 产的易切削预硬钢 5）以及模具表面强化新技术，使塑料模具的精度和寿命大大提高。同时，为了适应多品种、少批量生产，开发快速经济模具越来越引起人们的重视。如各种超塑性材料制作的模具、中低熔点合金模具等。 （ 3） 微型化、超大型化和精密化 塑件的日趋大型化，以及由于高效率生产要求的一模多腔（如塑封模已达到一模几百腔）使模具日趋大型化。同时随着零件微型化以及模具结构 发展的要求，精密模具的精度已由原来的 5高到 23后有些模具的加工精度公差要求在 1就要求发展超精加工技术。 （ 4） 模具标准化和专业化生产 本科毕业设计说明书（论文） 第 2 页 共 32 页 模具标准化和标准件的专业化生产是现代模具设计与制造的基础，是提高模具质量、缩短模具制造周期的根本措施，也是模具的发展方向。目前在工业技术先进的国家，中小型冲模、塑料注射模、压铸模等模具标准件使用覆盖率已达80 90。而我国只有 30左右，但已经制定了冲压模、塑料注射模及压铸模等模具的国家标准。在沿海工业发达的地区，模具制造企业已采用了国际通 用的模具标准及相应的标准件。 （ 5） 模具制造先进设备和技术 现在高速、精密、数控、自动化的模具加工设备更新发展很快，数控铣床、加工中心和各种数控电加工机床的广泛应用，对保证塑料模具的加工精度和缩短加工周期起了关键性的作用。同时，模具加工的新技术、新工艺不断涌现，如快速成型（ 术、高速铣削加工技术以及三维曲面模具研磨抛光工艺与技术等，都进一步促进了模具制造技术的发展。 （ 6） 高速扫描及数字化系统 英国雷尼绍公司的模具扫描系统，已在我国 200多家模具厂中得到应用，取得良好效果。该系统提供了从模型或实物扫 描到加工出期望的产品所需的诸多功能，大大缩短了研制制造周期（扫描速度最高可达 3m/该系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用。随着模具高速扫描及数字化系统的发展，今后“逆向工程”和“并行工程”将得到更广泛的应用 1。 国内模具技术发展及水平 中国的模具企业大都是中小企业，从作坊式的企业成长起来，甚至目前仍有许多模具企业是作坊式的管理，在模具交货期、成本、质量的控制方面问题层出不断。面对激烈的市场竞争，落后的管理手段和水平，使模具企业中的管理和技术人员只有疲于奔命。因此，模具制造 企业要提高管理水平，具备快速反应和及时调整的能力，没有一套先进的管理系统实现管理的信息化是很难做到的。通过信息化建设，实现模具制造 。 所谓信息化的模具企业，就是在模具企业应用 模具企业上下游业务过程，技术沟通过程，以及模具企业内部业务管理过程，以 终提高模具企业的经营管理水平，提高模具企业运转的效率。 本科毕业设计说明书（论文） 第 3 页 共 32 页 目前， 术的推广已由 “ 甩图板 ” 阶段跨入到了深化应用阶段。以大大提高企业工艺编制的效率和准确性； 统的应用，可以 对产品开发数据进行有效的管理； 统的应用，则可以从根本上降低企业的成本，提高生产和管理效率 7,9。这些系统之间实现信息的集成和功能上的配合，并逐步实现企业的全面信息化，已成为 是模具发展的第二次变革。 未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括： （ 1） 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平； （ 2） 在模具设计制造中广泛应用 术； （ 3） 大力发展快速制造成形和快速制造模具技术； （ 4） 在塑料模具中推广应用热流道技术 、气辅注射成型和高压注射成型技术； （ 5） 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率； （ 6） 发展优质模具材料和先进的表面处理技术； （ 7） 逐步推广高速铣削在模具加工的应用； （ 8） 进一步研究开发模具的抛光技术和设备； （ 9） 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程； （ 10） 开发新的成形工艺和模具 2,3。 塑料注塑模具的设计步骤 塑件的工艺性分析 （ 1）塑件成型工艺性分析 塑件如图 1 所示。 图 1 塑件 本科毕业设计说明书（论文） 第 4 页 共 32 页 名称：骨轮 材料：聚甲醛（ 数量：大批量生产 要求：塑件外 侧表面光滑，塑件脱模斜度为 45。 （ a） 塑件材料基本特性 聚甲醛是继尼龙之后发展起来的一种性能优良的热塑性工程塑料，其性能不亚于尼龙，而价格却比尼龙低廉。聚甲醛树脂为白色粉末，经造粒后为淡黄色或白色，半透明有光泽的硬粒。 聚甲醛有较高的抗拉、抗压性能和突出的耐疲劳强度，特别适合于用于长时间反复承受外力的齿轮材料；聚甲醛尺寸稳定、吸水率小，具有优良的减摩、耐磨性能；能耐扭变，有突出的回弹能力，可用于制造塑料弹簧；常温下一般不溶于有机溶剂，能耐醛、酯、醚、烬及弱酸、弱碱，耐汽油及润滑油性能也很好，但不耐强酸； 有较好的电气绝缘性能。 聚甲醛的缺点是成型收缩率大，在成型温度下的热稳定性较差。 （ b） 塑件材料主要用途 聚甲醛特别适合于制作轴承、凸轮、滚轮、辊子、齿轮等耐磨传动零件，还可用于制造汽车仪表板、汽化器、各种仪器外壳、罩盖、箱体、化工容器、泵叶轮、鼓风机叶片、配电盘、线圈座、各种输油管、塑料弹簧等。 （ c） 塑件材料成型特点 聚甲醛的收缩率大；其熔融温度范围小，热稳定性差，因此过热或在允许温度下长时间受热，均会产生分解，分解产物甲醛对人体和设备都有害。聚甲醛的熔融或凝固十分迅速，熔融速度快有利于成型，缩短成型周 期，但凝固速度快会使熔料结晶化速度快，塑件容易产生熔接痕等表面缺陷。所以，在成型时注射速度要快，注射压力不宜过高。其摩擦系数低、弹性高，浅侧凹槽可采用强制脱出，塑件表面可带有皱纹花样 1。 （ 2）塑件成型工艺参数的确定 查相关手册得到 收缩率 注射机类型 螺杆式； 本科毕业设计说明书（论文） 第 5 页 共 32 页 螺杆转速 170r/180r/ 料筒温度 前段 170。 C 190。 C，中段 170。 C 190。 C，后段 170。 C180。 C； 喷嘴温度 170。 C 180。 C； 模具温度 90。 C 120。 C； 注射压力 80130 保压压力 3050 成型时间 注射时间 2s 5s，保压时间 20s 80s，冷却时间 20s60s。 绘制模具装配草图 模具装配图的设计应先从绘制装配图如手，根据塑件的具体情况，经过认真考虑、比较、初步确定出各部分的结构情况，最大限度地满足塑件的技术要求和模具的合理工艺性。 （ 1）确定分型面和浇口位置 及结构形式 分型面是塑件取出时和浇注系统分离的接触面。一般情况下我们在设计时应根据塑料的几何形状，尺寸精度要求，兼顾其浇口形式、脱模方式、嵌件位置以及排气条件、易清除飞边、便于加工等诸因素，通盘考虑设计。 模具设计中的一个重要环节就是浇口套的位置确定。浇口位置是保证浇注塑件快速和均匀的关键，所以我们要在保证塑件表面不受损伤的前提下，确定浇口主流道和分流道冷料穴的位置形状、大小及排气方法等，使注射时物料流畅，易于成型。且易于清除浇注塑料。 （ 2）确定成型零件的结构形式及安装方法 成型结构简式注射成型的核心部位 ，它直接影响塑件质量、加工的难易程度。选择合理的成型位置、结构见状形式，就是能使成型结构简在现有设备状况下，基本满足技术上的需要，易于加工、易于修改维修和更换。 （ 3） 选择成型设备 模具与注射机必须配套使用，根据塑件的具体情况，先选择注射机并进行模具设计。成型设备有两个重要参数。一是理论注射容量，另一个是在于注射方向相垂直的最大投影面积。根据这两个参数及可选用合适的成型设备。在选用时， 本科毕业设计说明书（论文） 第 6 页 共 32 页 成型设备的两个参数应略大于这个模具所用塑料的体积以及他的投影面积，只有这样才能顺利成型。 其次还应注意以下几点： （ a） 测算 核实模板所受注射压力应小于注射机的锁模力； （ b） 模具的闭合高度应在注射机的最大闭合高度和最小高度之间； （ c） 模体外形尺寸能从注射机的拉杆空间安装； 应了解注射机的定位孔直径、喷嘴孔径及喷嘴球半径尺寸，使模具与之配套；模具采用的顶出方式应适应注射机的顶出方式和顶出距离，注射机的模板行程应满足在开模时能去除塑件时所需要的距离。 （ 4） 侧抽机构的确定 根据塑件侧壁凹凸槽结构选择合适的侧抽机构。 （ 5） 顶出机构的确定 定模动模分型后，侧抽芯也完成了抽芯动作。塑件落在动模上，且垂直面上已完全清除了平行方向上的障碍 ，折实顶出机构在注射机顶杆的驱动下将成型塑件从动模中顶出。 （ 6） 确定温度调节方式 温度的控制直接影响了塑件成型的尺寸、质量、外观和效率，所以每个模具都必须尽可能好的设计温度控制部分，为了取得较好的冷却效果，对冷却回路应由良好的布局，如冷却回路的位置、尺寸形状等，并预先考虑流出足够的冷却水路的安装空间。 （ 7） 确定主要结构件的尺寸 通过以上问题的初步确定，即可勾画出模体的轮廓，这时应确定导向机构的导柱及顶出系统的复位以及必要的先复位等的结构形式和安装位置，以及各组合部分的连接形式及所必须的支承板、支承块等 4。 对零件进行造型设计并绘制工程图 装配草图绘制完成后，就应开始对各零件做详细的造型设计。工程图尽量按1： 1的比例画出，因为这样比较直观，容易发现问题，如果需要放大或缩小，必须严格按比例画出。按制图规划，正确标出尺寸、公差、行位公差其表面粗糙度等。 本科毕业设计说明书（论文） 第 7 页 共 32 页 最后，对模具进行装配并绘制装配图，编写设计说明书。主要零件绘制完成，对装配草图的自我检验和审定。即已存在的问题会充分暴露出来，经过改正修订后，描清并正式编号，标出模体的外轮廓尺寸以及模具的定位和安装尺寸。 课程任务要求 本课题是骨轮注 射模的设计。要求对骨轮进行测绘，并 完成其 维造型设计。骨轮注射模要求一模两腔，并能自动脱模，实现自动化。完成该注射模具装配图设计，全部零件图纸设计，模具成型零件 及完成该注射模具的制造工艺设计。 本科毕业设计说明书（论文） 第 8 页 共 32 页 2 方案分析与设计 如下图所示，开模时沿 1分型面分型，由于滑块侧凹卡住塑件，致使塑件开模时停留在动模一侧， 凝料留在定模一侧。 推杆 3推动滑块 9的同时，抽出侧型芯 ，塑件自动脱落。 图 2 装配图 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 本科毕业设计说明书（论文） 第 9 页 共 32 页 3 注塑成型的准备 注塑成型工艺简介 注塑成型是利用塑料的可挤压性与可模塑性 ， 首先将松散的粒状或粉状成型物料从注塑机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化 ， 使之成为粘流状态熔体 ，然后在柱塞或螺杆的高压推动下 ， 以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中 ， 经过 一段时间的保压冷却以后 ， 开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件 。 一般分为三个阶段的工作 ，如图 3所示。 图 3 注塑成型压力 时间曲线 （ 1） 物料准备 ： 成型前应对物料的外观色泽、颗粒情况，有无杂质等进行检验，并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标。对于吸湿性强的塑料，应根据注射成型工艺允许的含水量进行适当的预热干燥，若有嵌件，还要知道嵌件的热膨胀系数，对模具进行适当的预热，以避免收缩应力和裂纹，有的塑料制品还需要选用脱模剂，以利于 脱模。 （ 2）注塑过程 ： 塑料在料筒内经过加热达到流动状态后，进入模腔内的流动可分为注射，保压，倒流和冷却四个阶段，注塑过程可以用如图所示 3所示。图中 模腔充满熔体（ T=，熔体压力迅速上升，达到最大值 时间 2，塑料仍处于螺杆（或柱塞）的压力下，熔体会继续流入模腔内以弥补因冷却收缩而产生的空隙。由于塑料仍在流动，而温度又在不断下降，定向分子（分子链的一端在模腔壁固化，另一端沿流动方向排列）容易被凝结，所以这一阶段是大分子定向形成的主要阶段。这一阶 本科毕业设计说明书（论文） 第 10 页 共 32 页 段的时 间越长，分子定向的程度越高。从螺杆开始后退到结束（时间从 3），由于模腔内的压力比流道内高，会发生熔体倒流，从而使模腔内的压力迅速下降。倒流一直进行到浇口处熔体凝结时为止。其中，塑料凝结时的压力和温度是决定塑料制件平均收缩率的重要因素。 （ 3）制件后处理 ： 由于成型过程中塑料熔体在温度和压力下的变形流动非常复杂，再加上流动前塑化不均匀以及充模后冷却速度不同，制件内经常出现不均匀的结晶、取向和收缩，导致制件内产生相应的结晶、取向和收缩应力，脱模后除引起时效变形外，还会使制件的力学性能，光学性能及表观质量变 坏，严重时会开裂。 故 有的塑件需要进行后处理，常用的后处理方法有退火和调湿两种 5。 注塑机的选择 注塑机简介 1956年制造出世界上第一台往复螺杆式注塑机 ， 这是注塑成型工艺技术的一大突破 ， 目前注塑机加工的塑料量是塑料产量的 30%； 注塑机的产量占整个塑料机械产量的 50%。 成为塑料成型设备制造业中增长最快 ， 产量最多的机种之一 。 注塑机的分类方式很多 ， 目前尚未形成完全统一标准的分类方法 。 常用的说法有 ： （ 1）按设备外形特征分类 :卧式 ,立式 ,直角式 ,多工位注塑机 ； （ 2）按加工能力分类 :超 小型 ,小型 ,中型 ,大型和超大型注塑机 。 此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类 ,但日常生活中用的较少 。 注塑机基本参数 注塑机的主要参数有公称注射量 ， 注射压力 ， 注射速度 ， 塑化能力 ， 锁模力 ，合模装置的基本尺寸 ， 开合模速度 ,空循环时间等 。 这些参数是设计 ， 制造 ， 购买和使用注塑机的主要依据 。 （ 1） 公称注塑量 ： 指在对空注射的情况下 ， 注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时 ， 注射装置所能达到的最大注射量 ， 反映了注塑机的加工能 力。 （ 2） 注 射压力 ： 为了克服熔料流经喷嘴 ， 浇道和型腔时的流动阻力 ， 螺杆(或柱塞 )对熔料必须施加足够的压力 ， 我们将这种压力称为注射压力 。 （ 3） 注射速率 ： 为了使熔料及时充满型腔 ， 除了必须有足够的注射压力外 ，熔料还必须有一定的流动速率 ， 描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速 本科毕业设计说明书（论文） 第 11 页 共 32 页 度 。 常用的注射速率如表 1所示 。 表 1 注射量 与 注射时间 的关系 注射量 / 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000 注射速率 / 125 200 333 570 890 1330 1600 2000 注射时间 /S 1 3 5 （ 4） 塑化能力 ： 单位时间内所能塑化的物料量 。 塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调 ， 若塑化能力高而机器的空循环时间长 ， 则不能发挥塑化装置的能力 ， 反之则会加长成型周期 。 （ 5） 锁模力 ： 注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力 ， 在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开 。 （ 6） 合模装置的基本尺寸 ： 包括模板尺寸 ， 拉杆 空间 ， 模板间最大开距 ，动模板的行程 ， 模具最大厚度与最小厚度等 。 这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围 。 （ 7） 开合模速度 ： 为使模具闭合时平稳 ， 以及开模 ， 推出制件时不使塑料制件损坏 ， 要求模板在整个行程中的速度要合理 ， 即合模时从快到慢 ， 开模时由慢到快在到停 。 （ 8） 空循环时间 ： 在没有塑化 ， 注射保压 ， 冷却 ， 取出制件等动作的情况下 ， 完成一次循环所需的时间 5,6。 注射成型机的计算 （ 1）注射容量 国产标准注射机的标准规定，以注射机注射聚甲醛时在对空注射条件下，注射机螺杆或柱塞做一次最大行 程所能达到的最大容量。 注射容量是选择注射机的重要参数，它在一定程度上反映了注射机的注射能力，标志着注射机能成型最大体积的塑料制品。 确定了单个塑件的体积（质量）和模孔数量就可以大体上计算出多模塑件的总体积，再加上浇注系统中主流道、分流道、浇口、冷井的体积，即是一模塑料的总体积 本科毕业设计说明书（论文） 第 12 页 共 32 页 式中 成型零件与浇注系统体积总和， 注射机最大注射容量， 估算： 52 4=528 取整约为 500 2） 最大成型面积 最大注射面积是指塑料在模具在分型面上所允许成型的最大投影面积，也就是说在模具设计时，布局在模具分型面上的塑件及浇注系统的投影面积 S，只能小于这个数据时才能正常可靠的注射 1,11。 S=2 中 S 塑料在模具分型面上允许成型的投影面积； （ 3）模具的闭合高度 注射机动压板的最大的行程和压板间最大和最小间距是一个固定的参数。它决定着所能安装的模具的闭合高度。对于所用的注射机来说，注射 模的闭合高度必须符合下列的要求： H 小 H H 大 式中 H 小 注射机 允许的最小厚度， H 注射机 的实际闭合高度， H 大 注射机 允许的最大厚度， H=20+10+10+15+15+10+80+15+25=200 （ 4）定位环和浇口套 定位环是将定模部分装入注射机定压板的定位对中位置，应与注射机的定位孔采取动配合的连接形式，以保证模具体对中。 （ 5）模具的截面尺寸 可安装的注射模具外形最大尺寸取决于注射机的压板尺寸和拉杆 的间距，因为此注射模的最长的边不应超过压板尺寸，而模具的最短边应小于拉杆间距，才能将注射模装入注射机，并应留有固定模体的压紧空间。同时，注射模动、定模上的紧固螺栓孔，也应与注射机压板上的标准螺孔一致。 （ 6）模具的顶出 本科毕业设计说明书（论文） 第 13 页 共 32 页 注射机的顶出装置通常有中心顶杆顶出、两侧顶杆顶出以及液压顶出几种形式。应在动模座板与注射机顶出位置相对的位置上，设置稍大于注射机顶杆的通孔，以便于注射机顶杆通过。 综合考虑上述条件，注射机选择 注射模具分型面的选择 分型面的基本形式 分型面的形式由 塑料的具体情况而定，但大体上有平面式分型面、阶梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、综合式分型面。 分型面选择的基本原则 选择分型面的基本原则： （ 1）便于塑件脱模 ； （ 2）在开模时尽量使塑件留在动模 ； （ 3）外观不遭到损坏 ； （ 4）有利于排气和模具的加工方便 。 分型面的选择 根据对 骨轮 模型的观察和分型面选择的基本原则。现选择 如图 4所示。 图 4 分型面 注射模具浇注系统的设计 注塑模的浇注系统是指 模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道 ， 它由主流道 ， 分流道 ， 冷料穴和浇口组成 。 它向型腔中的传质 ，传热 ， 传压情况决定着塑件的内在和外表质量 ， 它的布置和安排影响着成型的难易程度和模具设计及加工的复杂程度 ， 所以浇注系统是模具设计中的主要内容之 本科毕业设计说明书（论文） 第 14 页 共 32 页 一 。 注射模具浇注系统的组成 浇注系统是将熔融的塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所经的通道，它包括主流道、分流道、浇口及冷料 。在设计注射模具的浇注系统是应注意以下几项原则 ： （ 1）根据所确定的塑件型腔数设计合理的浇注系统布局； （ 2）根据塑件的形状 和大小以及壁厚等诸多因素，并结合选择分型面的形式选择浇注系统的形式及位置； （ 3）应尽量的缩短物料的流程和便于清除料把，以节省原料，提升注射效率； （ 4）应根据所选用塑件的成型性能，特别是它的流动性能，选择浇注系统的截面积和长度，并使其圆滑过渡以利于物流的流动； （ 5）排气良好。 注射模具主流道的设计 主流道是连接注塑机的喷嘴与分流道的一段通道 ， 通常和注塑机的喷嘴在同一轴线上 ， 断面为圆形 ， 有一定的锥度 ， 目的是便于冷料的脱模 ， 同时也改善料流的速度 ， 因为要和注塑机相配 ， 所以其尺寸与注塑机有关 。 由 于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞 ， 所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道浇口套 ， 以便选用优质的钢材单独加工和热处理 。 （ 1）主流道的设计要点 （ a） 为了便于浇注凝料从主流道中取出，主流道采用 =3 6 度左右的圆锥孔，对流动性较差的塑料也可取得稍大一些，但过于大则容易引起注射速度缓慢，并容易形成涡流。 （ b） 浇口套与塑料注射区直接接触时，其出料端端面直径应尽量选得 要 小些。如果过大，即浇口套与型腔的接触面积增大，模腔内部压力对浇口套的反坐力也将按此比例增大，到一定程度时浇口套容易从模体中弹出。 （ c） 浇口套的材料应选用优质钢 应进行淬硬处理，为了防止注射机喷嘴不被碰撞而损坏，浇口套的硬度应低于注射机喷嘴的硬度，以增加内壁的耐磨性，并减小注射中的阻力，圆锥孔大端处应有的过渡圆角，以减小物流在转向时的流出阻力。 本科毕业设计说明书（论文） 第 15 页 共 32 页 （ d） 浇口套于注射机的喷嘴头的接触球面必须吻合，由于注射机喷嘴头是球面，半径是固定的，所以为使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使浇口套端面的凹球面与注射机喷嘴的端凸球面接触良好，圆锥孔的小端直径则应大于喷嘴的内孔直径，球面与主流道孔应以清角连接，不应有倒拔痕迹，以保证主流道凝料顺 利脱模。 （ e） 定位环是模体与注射机的定位装置，它保证浇口套于注射机的喷嘴对中定位，定位环的外径应与注射机的定位孔间隙配合。定位环厚度，小于注射定位孔的深度。 （ f） 浇口套端面应与定模相配合部分的平面高度一致。 （ 2）浇口套的设计 注射机 喷嘴球半径为 12喷嘴孔径为 6以要使浇口套端面的凹球面与注射机喷嘴的端凸球面接触良好，凹球面半径取 13锥孔的小端直径则应大于喷嘴口内径，取 7图 5。 图 5 浇口套 注射模具分流道的设计 分流道是主流道与浇口之间的 通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。 常用分流道断面尺寸推荐如表 2所示。 本科毕业设计说明书（论文） 第 16 页 共 32 页 表 2 流道断面尺寸推荐值 塑料名称 分流道断面直径料名称 分流道断面直径 聚乙烯 尼龙类 聚甲醛 丙烯酸 抗冲击丙烯酸 醋酸纤维素 聚丙烯 异质同晶体 10 8 10 8 10 5 10 8 10 聚苯乙烯 软聚氯乙烯 硬聚氯乙烯 聚氨酯 热塑性聚酯 聚苯醚 聚砜 离子聚合物 聚苯硫醚 10 10 16 10 10 10 13 分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形， 减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，因此，可 以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，其中圆形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脱模困难，所以一般是制成梯形流道。在该模具上取圆形断面形状 。 注射模具浇口的设计 浇口是连接分流道与型腔的一段细短的通道，它是浇注系统的关键部分，浇口的形状，数量，尺寸和位置对塑件的质量影响很大，浇口的主要作用有两个，一是塑料熔体流经的通道，二是浇口的适时凝固可控制保压时间。浇口的类型有很多，有点浇口，侧浇口，直接浇口，潜伏式浇口等，各浇口的应用和尺寸按塑件的形状和尺寸而定，该模具采用侧浇口，其有以下特 性 ： （ 1） 形状简单，去除浇口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保证； （ 2） 试模时如发现不当，容易及时修改； （ 3） 能相对独立地控制填充速度及封闭时间； （ 4） 对于壳体形塑件，流动充填效果较佳。 浇口 位置 的 选择原则 ：（ a） 尽量缩短流动距离 ； （ b） 避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷 ； 本科毕业设计说明书（论文） 第 17 页 共 32 页 （ c） 浇口应开设在塑件厚壁处 ； （ d） 考虑分子定向的影响 ； （ e） 减少熔接痕，提高熔接强度 。 侧浇口为扁平形状，可以大大的缩短冷却时间，缩短成型周期。易于去除浇注系统的凝料而不影响塑件的外观。浇口设置在塑件表面，浇口截面形状简单，容易加工，且注射效率高。 冷料穴和钩料脱模装置 冷料穴设置在主流道的末端，即主流道正对面的动模板上。它的作用是用来储存注射间歇期间，喷嘴前端由散热造成温度降低而产生的冷料。在注射时，如果它们进入流道，将堵塞流道并减缓料流速度。进入型腔，将在塑件上出现冷疤或冷斑。推板式钩料装置由冷料穴 、 钩料杆组成，钩料杆安装在型芯固定板上，不与顶出系统联动。 注射模具成型零件和模体的设计 注射模具型腔的结构设计 （ 1）型腔的结构形式 型腔大体有以下几种结构形式： （ a） 整体式 整体式型腔由整块材料加工而成的型腔。它的优点是：强度和刚度都相对较高，且不易变形，塑件上不会产生拼模缝痕迹。它的缺点是：切削量大，使模具成本较高，同时给热处理和表面处理带来困难，只适用于形状较为简单的中、小型模具，但随着用业技术的发展，随着电蚀机床、仿型机床、数控机床的广泛应用。有些形状复杂的大型模具也有采用整体式型腔结构的。 （ b） 整体组合式 型腔由整块材料制成，用台肩或螺栓固定在模板上。它的主要优点是便于加工，特别是在多型腔模具中，型腔单个加工后，在分别装入模板，这样容易保证各型腔的同心度要求以及尺寸精 度要求，并且便于部分成型件进行热处理等。 （ c） 局部组合式 型腔由整块材料制成，但局部镶有成型嵌件的局部组合式型腔。局部组合式型腔多用于型腔较深或形状较为复杂，整体加工比较困难或局部需要淬硬的模 本科毕业设计说明书（论文） 第 18 页 共 32 页 具。 （ d） 完全组合式 完全组合式是由多个螺栓拼块组合而成的型腔。它的特点是，便于机加工，便于抛光研磨和局部热处理。节约优质钢材。这种形式多用于不容易加工的型腔或成型大面积塑件的大型型腔上。 骨轮 注射模的型腔部分不是很复杂，可利用电火花进行。这里选择整体式型腔。 （ 2）型腔壁厚和底板厚度的计算 在塑料注射模的注射过程 中，型腔从合模到注射保证过程中受到高压的冲击力，因此模具型腔应该有足够的硬度和刚度，总的说来，型腔所承受的力大体有如下几种： （ a） 合模时的压应力； （ b） 注射过程中塑料流动的注射压力； （ c） 浇口封闭前一瞬间的保证压力； （ d） 开模时的拉应力 ， 但型腔所承受的力主要是注射压力和保证压力，并在注射过程中总在变化。在这些压力作用下，当型腔的刚度不足时，往往会产生弹性变形，导致型腔向外膨胀，它将直接影响塑件的质量和尺寸精度，型腔将会弹性恢复，当型腔的弹性变形恢复量大于塑件壁厚的收缩量时，将压紧塑件，引起塑件顶出困 难，甚至使塑件留在型腔中。如果型腔强度不够时，会产生塑性变形，即引起型腔的永久变形，特别严重的会使型腔破裂，酿成事故。所以在模具设计时要首先考虑使型腔的壁厚和底板厚度都有足够的强度和刚度，以保证型腔在注射过程中产生超过规定限度的弹性变形。因此型腔壁厚和底板厚度的计算和选择是十分重要的。 此模具是组合式圆形型腔，圆形型腔是指内外壁横断面都是圆形。组合式圆形型腔的侧壁和底部均受到冲击压力。组合式圆形型腔侧壁厚度的计算，下面对刚度和强度分别计算。 注射模具成型零件的尺寸确定 （ 1） 型腔侧壁厚度的计算 （ a） 按刚度计算 本科毕业设计说明书（论文） 第 19 页 共 32 页 其壁厚 S=r （ 式中 S 型腔侧壁厚度， 型腔外半径， mm r 型腔内半径， r=54 型腔材料的弹性模量， E=105 型腔许用变形量， = 型腔内 单位平均压力， p=30 泊松比， =入公式中得： S=15 b） 按强度计算 其壁厚 S=r 12 p （ 式中 型腔材料的许用应力， =余符号见公式 （ 代入公式中得： S= 2）底板厚度的计算 （ a） 按刚度计算 其壁厚 H=3 式中 H 底版厚度， 余符号见公式 （ 代入公式中得： H= b） 按强度计算 本科毕业设计说明书（论文） 第 20 页 共 32 页 其壁厚 H=p（ 其余符号见公式 （ 和 （ 代入公式中得： H= 3） 型腔尺寸计算 型腔的各部分尺寸一般都是趋于增大尺寸，因此 应选择塑件公差的 1/2，取负偏差，再加上 的磨损量，而型芯深度则再加上 的磨损量，这样的型腔的计算尺寸的表述如下： （ a） 型腔的径向尺寸的计算式： 000 431 （ 式中 0D 型腔的最小基本尺寸； 0D 塑件的最大基本尺寸； S 塑件的平均收缩率， S= 塑件的公差，取 8级精度； 模具 制造公差，按 1/4选取； 根据（ 计算得型腔的各径向尺寸： 2 2 （ b） 型腔的深度尺寸的计算公式 000 321 式中 0H 型腔深度的最小尺寸； 0H 塑件的最大基本尺寸； 其余符号与（ 同 。 根据（ 计算得型腔的各深度尺寸： 本科毕业设计说明书（论文） 第 21 页 共 32 页 2 （ 4）型芯尺寸的计算 型芯的各部尺寸除特殊情况外都是趋于缩小尺寸，因此应选择塑件公差的1/2，取正偏差，再加上 +1/4的磨损量，而型芯高度则加上 +1/6的磨损量。型芯的计算尺寸表达如下。 （ a） 型芯的径向尺寸的计算式： 000 431 （ 式中 0d 型芯的最大基本尺寸； 0d 塑件的最小基本尺寸； 其余符 号与（ 同。 根据（ 计算得型芯的各径向尺寸： 0 2 081 02 （ b） 型芯的高度尺寸的计算式： 000 321 （ 式中 0h 型芯高度的最大尺寸； 0h 塑件内形深度的最小尺寸； 其余符号与（ 同。 根据（ 计算得型芯的各高度尺寸： 71 2 本科毕业设计说明书（论文） 第 22 页 共 32 页 （ 5）中心距尺寸的计算 中心距尺寸的计算式： 21100 式中 0C 模具的中心距基本尺寸； 0C 塑件中心距的基本尺寸 4,11； 其余符号与（ 同。 根据（ 计算得各中心距尺寸： 00 注射模具型芯的结构设计 型芯的结构形式大体有： （ 1） 整体式； （ 2） 整体组合式； （ 3） 局部组合式；（ 4） 完全组合式； 本模具选择的是整体组合式。 整体组合式就是将主体型芯镶嵌在模板上固定而成。它加工简单，易修复更换，也有很高的强度和刚度。 注射模具的侧抽芯机构 注射模具的侧抽芯机构概述 侧抽芯机构的分类，按其抽芯动力来源，注射模侧抽芯机构主要分手动抽芯、机动抽芯和液压抽芯 三大类。 （ 1） 手动侧抽芯机构 ： 它是在塑件开模前依靠人工将侧型芯抽出或在开模后将塑件和型芯一并从模内顶出，然后在模外用手工工具抽出侧型芯，合模前再将侧型芯装入模体内的抽芯方法。 （ 2） 机动侧抽芯机构 ： 它的抽芯方法是在开模是依靠注射机的开模力，通过抽芯机构机械零件的传动使其改变移动方向，将活动的侧型芯抽出。机动侧抽芯机构根据抽芯方式及机械结构的不同，又分为斜导柱式抽芯机构，弯拉杆式抽芯机构、弯拉板式抽芯机构、斜滑 块 式抽芯机构、顶出式抽芯机构及齿轮式抽芯机构等等。 （ 3） 液压或气动侧抽芯机构 ： 它是依靠液压系统或 气动装置为动力，抽出活动的侧型芯的。 本毕业设计模具选择机动侧抽芯中的 斜滑块 式抽芯机构。 本科毕业设计说明书（论文） 第 23 页 共 32 页 注射模具的斜滑块式抽芯机构设计 （ 1）斜滑块抽芯机构的工作原理 斜滑块抽芯机构适用于塑件侧孔或侧凹较浅但成型面积较大的场合。斜滑块侧向抽芯的特点是利用推出机构的推力驱动斜滑块侧向运动，在塑件被推出的