畢業(yè)設(shè)計(jì)--耳機(jī)模具設(shè)計(jì)及模流分析

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）</p><p>　　設(shè)計(jì)（論文）題目： 耳機(jī)模具設(shè)計(jì)及模流分析 </p><p>　　學(xué) 院 名 稱： 機(jī)械工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 材料成形及控制工程 </p><p>

2、　　班 級(jí)： 成型124 </p><p>　　姓 名： 學(xué) 號(hào) </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： </p><p>　　定稿日期： 2016年4月2

3、0日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文主要介紹了耳機(jī)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這套耳機(jī)零件模具設(shè)計(jì)包括制件結(jié)構(gòu)的了解，制件成形的模擬分析，設(shè)備和模架的選擇，校核。并詳細(xì)敘述了模具中分形面的選擇、流道設(shè)計(jì)、排氣系統(tǒng)、頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　在本次的模具設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)制件較小且結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，同時(shí)考慮生產(chǎn)效率和

4、批量的要求，采用一模四腔、側(cè)澆口形式的單分形面注射模結(jié)構(gòu)。并且分別使用相關(guān)的計(jì)算機(jī)軟件，用這些軟件進(jìn)行分析，優(yōu)化了設(shè)計(jì)參數(shù)和縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，提高了效率。 </p><p>　　根據(jù)制件的材料、性能、作用等各方面詳細(xì)分析了本產(chǎn)品的注制加工工藝性，該制件的外側(cè)需要一個(gè)側(cè)抽芯，同時(shí)考慮到制件本身的質(zhì)量前提下，兼顧實(shí)際應(yīng)用性及提高生產(chǎn)效率，采用了一模四腔的模具。對(duì)于重要的零件都選用了相對(duì)應(yīng)的尺寸情度。對(duì)于模具的流道系統(tǒng)

5、、頂出機(jī)構(gòu)等都進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算。</p><p>　　通過此次設(shè)計(jì)，對(duì)相關(guān)的軟件的操作熟練度有了增加，對(duì)模具結(jié)構(gòu)的理解更加深刻。</p><p>　　關(guān)鍵詞：模具設(shè)計(jì)、模流分析、一模四腔、標(biāo)準(zhǔn)模架</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 引言4</b></p

6、><p>　　1.1 模具行業(yè)及產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀4</p><p>　　1.2 選題意義4</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)4</p><p>　　2 制件的工藝性分析6</p><p>　　2.1 制件的分析6</p><p>　　2.1.1制件的結(jié)構(gòu)6</p><

7、p>　　2.1.2 壁厚分析6</p><p>　　2.1.3 圓角分析7</p><p>　　2.2 制件的材料

8、

9、 </p><p>　　2.2.2 ABS的注射成形過程及工藝參數(shù)7</p><p>　　2.3 制件模流分析8&l

10、t;/p><p>　　2.3.1 分析的總體結(jié)果8</p><p>　　2.3.2 分析結(jié)果的圖片8</p><p>　　分析結(jié)果的圖片如下所示：8</p><p>　　2.3.3 模流分析結(jié)論11</p><p>　　3 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.1 確定形腔數(shù)目及其

11、排列方式12</p><p>　　3.2 確定分形面12</p><p>　　3.3 確定澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)13</p><p>　　3.3.1 主流道形式及位置13</p><p>　　3.3.2 分流道的設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.3.3 冷料穴的設(shè)計(jì)14</p><p>　　3

12、.3.4 確定澆口形式及位置14</p><p>　　3.4 確定頂出方式15</p><p>　　3.5 確定導(dǎo)向機(jī)構(gòu)15</p><p>　　3.6 確定溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)15</p><p>　　3.6.1 注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則15</p><p>　　3.6.2 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16</p>

13、;<p>　　3.7 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.8 確定模具支撐零件結(jié)構(gòu)17</p><p>　　4 模具零件結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)18</p><p>　　4.1 初選設(shè)備18</p><p>　　4.1.1 計(jì)算制件體積和重量18</p><p>　　4.1.2 注射機(jī)的選擇及形號(hào)和

14、規(guī)格18</p><p>　　4.1.3 校核注射機(jī)的有關(guān)參數(shù)19</p><p>　　4.2 動(dòng)、定模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.3 設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)21</p><p>　　4.3.1 設(shè)計(jì)導(dǎo)滑槽結(jié)構(gòu)21</p><p>　　4.3.2 設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)21</p>&l

15、t;p>　　4.3.4 設(shè)計(jì)楔緊塊結(jié)構(gòu)22</p><p>　　5 成形零件設(shè)計(jì)23</p><p>　　5.1 計(jì)算成形零件工作尺寸23</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　1.1 模具行業(yè)及產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　耳機(jī)的主要材料是塑料，而塑料

16、是上個(gè)百年中才發(fā)展起來的新發(fā)明，目前全球塑料的總量已經(jīng)追趕和超出了鋼鐵，成為眼下人類能夠運(yùn)用的新星材料。我國(guó)的塑料產(chǎn)業(yè)等輕工業(yè)正在飛速發(fā)展進(jìn)步，塑料制品的運(yùn)用已發(fā)展進(jìn)入到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的每一個(gè)單位。雖然，塑料模具在國(guó)內(nèi)發(fā)展較為迅速，但由于我國(guó)模具行業(yè)本身起步較晚， 產(chǎn)品總體水平較低。工藝設(shè)備落后， 組織管理能力不好。大多數(shù)工廠沒開設(shè)研發(fā)部門， 創(chuàng)新能力明顯不夠。</p><p>　　學(xué)習(xí)、深入塑料模非常有意義。通過這次

17、模具設(shè)計(jì)，對(duì)注制模具相關(guān)知識(shí)進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)、鞏固。通過分析制料分形面、澆口位置、脫模斜度、頂出組織一系列問題，對(duì)模具進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)合通過計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)模具優(yōu)化設(shè)計(jì)，節(jié)省時(shí)間。</p><p><b>　　1.2 選題意義</b></p><p>　　塑料模具正以高速速度發(fā)展，輕工業(yè)中的塑料制品95%以上都是由模具來完成的。塑料制品質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低

18、，主要靠模具來保證。材料成型專業(yè)的發(fā)展方向之一就是塑料模具設(shè)計(jì)</p><p>　　而耳機(jī)是日常生活中常見的塑料產(chǎn)品，其批量很大，生產(chǎn)模具復(fù)雜。本課題以耳機(jī)為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)其注塑模具，實(shí)現(xiàn)耳機(jī)的注塑大批量生產(chǎn)技術(shù)文檔，并用軟件對(duì)其注塑過程進(jìn)行仿真，確保設(shè)計(jì)正確合理。</p><p><b>　　1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　耳機(jī)

19、零件模具設(shè)計(jì)：運(yùn)用UG NX6.0軟件生成制件的3D圖</p><p>　　產(chǎn)品工藝性解析：分析玩具組件的組織，通過moldflow模擬注射，找出最佳澆口，進(jìn)而判斷制件能順利完成充填、冷卻、保壓、脫模，找出不足之處，對(duì)耳機(jī)零件作出組織上的微調(diào)，直到滿足成形條件。</p><p>　　確定形腔數(shù)：以零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度確定形腔數(shù)注制機(jī)選擇：根據(jù)書中頂薦的幾款注制機(jī)，從中選擇適當(dāng)?shù)淖⒅茩C(jī)；<

20、;/p><p>　　確定分形面：根據(jù)制料件的結(jié)構(gòu)，情度要求，脫模等選擇合適的分形面；</p><p>　　選擇模架：根據(jù)零件的排布，以及側(cè)抽距離選擇合適的模架；</p><p>　　澆道系統(tǒng)設(shè)計(jì)：包括流道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)和要求及澆口位置的確定；</p><p>　　頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)零件結(jié)構(gòu)，滿足設(shè)計(jì)要求前提下，確定頂出裝置；</p>

21、<p>　　抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：耳機(jī)制件采用的是側(cè)滑塊側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)；</p><p>　　冷卻水道設(shè)計(jì)：冷卻水孔的位置與數(shù)量與冷卻效果有關(guān)，應(yīng)盡可能地靠近形腔但不能發(fā)生沖突；</p><p>　　10.繪制2D樣張，包括模具的組裝樣張和成形零件的所有2D樣張。</p><p>　　2 制件的工藝性分析</p><p><b>

22、　　2.1 制件的分析</b></p><p>　　2.1.1制件的結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　制件結(jié)構(gòu)如圖</b></p><p>　　制件形狀較為簡(jiǎn)單，主體壁厚為1mm，制件質(zhì)量要求是不要有凹痕、翹曲、裂紋，表面挺括清晰，無飛邊。制件選材為ABS。</p><p>　　2.1.2 壁厚分析</

23、p><p>　　制件的壁厚對(duì)零件質(zhì)量的影響很大。壁厚小，充填阻力大，難以填充滿；壁厚大，浪費(fèi)，且降低生產(chǎn)效率，更易產(chǎn)生氣泡、縮孔等缺陷。零件材料為ABS,查相干聯(lián)的表冊(cè)，壁厚在其極小壁厚范疇之內(nèi)，因此合理。</p><p>　　2.1.3 圓角分析</p><p>　　適當(dāng)增加面與面之間的圓角，可減少應(yīng)力集中。當(dāng)然圓角的大小有一定的要求。制件內(nèi)部倒圓，半徑是壁厚的一半，

24、為外側(cè)倒圓是壁厚的一倍半。</p><p>　　2.2 制件的材料

25、

26、 </p><p>　　ABS制料是淺象牙色，樹脂外形為粒狀，密度為1.05g/cm。溫度達(dá)到210度時(shí)開始溶化，到250度時(shí)分解，會(huì)緩慢燃燒，產(chǎn)生刺激性的氣味，不易吸水，，性能平穩(wěn)，抗摩擦能力好，摩擦系數(shù)低，不能自潤(rùn)滑。分子

27、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無定形態(tài)，絕緣性好，具有很好的電鍍性。具有低的粘度，低的縮小率和優(yōu)良的成形能力。</p><p>　　2.2.2 ABS的注射成形過程及工藝參數(shù)</p><p><b>　　1) 注射成形過程</b></p><p>　　(1) 成形前的準(zhǔn)備。</p><p>　　干噪方法：ABS材料有吸濕性，按規(guī)則在制作前進(jìn)

28、行干噪工藝。選擇合理環(huán)境為80～90℃下至少干2個(gè)鐘頭。材質(zhì)溫度應(yīng)保證小于百分之零點(diǎn)一。熔化的溫度范圍大概是210到280℃之間；建議溫度：245℃。 模具溫度：25～70℃。（模具溫度將影響制件光亮度，溫度較低則致使光亮度較低）。 注射壓力：500～1000bar。 注射速度：中高速度。</p><p>　　表1-1 ABS的性能參數(shù)</p><p>　?。?）注射過程。制料在注射機(jī)

29、料筒內(nèi)經(jīng)過提高溫度、塑化變成流淌的狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具的形腔成形，其歷程可分為充填型腔、保持一定壓力、倒流和料體冷卻變成固體這幾個(gè)階段。</p><p>　　2.3 制件模流分析 </p><p>　　2.3.1 分析的總體結(jié)果 </p><p>　　模流解析采用的是Moldflow，分析的結(jié)果如下：</p><p><b&

30、gt;　　表2-1 總體參數(shù)</b></p><p>　　2.3.2 分析結(jié)果的圖片</p><p>　　分析結(jié)果的圖片如下所示：</p><p>　　圖2-2 澆口匹配性</p><p><b>　　圖2-3 填充時(shí)間</b></p><p>　　圖2-4 流動(dòng)前沿溫度</p&

31、gt;<p>　　圖2-5 頂出時(shí)體積收縮率</p><p><b>　　圖2-6 氣穴</b></p><p>　　圖2-7 填充末端壓力</p><p><b>　　圖2-8 熔接線</b></p><p>　　2.3.3 模流分析結(jié)論</p><p>　　

32、1.澆口位置選擇：本設(shè)計(jì)實(shí)際的澆口處不是選在模流分析中最佳澆口的點(diǎn)上，而是在耳機(jī)的側(cè)壁底部上，把進(jìn)料澆口設(shè)計(jì)在此處的原因是：雖然經(jīng)模流分析所得最佳澆口點(diǎn)應(yīng)該是在耳機(jī)中心，但其一，該制件表面質(zhì)量需光滑，若將澆口設(shè)在此處將嚴(yán)重影響制件的表面光滑度和美觀度。其二，無論將澆口方向設(shè)置向下還是向上，都會(huì)加大分型的難度，嚴(yán)重影響模具利用率。</p><p>　　所以本次設(shè)計(jì)的進(jìn)料澆口，設(shè)置在圖示側(cè)壁底部上，而且由圖中的最佳澆

33、口位置分析可得此處的澆口位置，仍是能滿足要求。</p><p>　　困氣現(xiàn)象：充填期間中會(huì)留存一些空氣不能夠很好的消除而留在腔體中，使得液體不可以填充滿整個(gè)腔體，因此需要在某些制造了排氣槽，圖2-6所示即為模流分析中粉色的地方是易出現(xiàn)氣穴的地方，顯然可以看出氣穴大都是集中在了形腔的內(nèi)部，并未在制件的表面上，這是由于溶質(zhì)填充的過程當(dāng)中，由于溶質(zhì)的流向和重力作用致使氣穴留在下方，其解決方法是在形芯處，在強(qiáng)度滿足的

34、前提下，盡量多的布置頂桿，利用頂桿與模板的配合間隙來排氣和分形面上開設(shè)排氣槽排氣；當(dāng)然，有些氣穴分布在制件的表面，這些地方一定要注意好排氣，在分形面上開設(shè)足夠的排氣槽，從而用以完全排氣，以免影響其表面質(zhì)量。</p><p>　　小結(jié)：經(jīng)模流分析可得，本次的模具設(shè)計(jì)在很大的程度上都符合要求，具有一定的可行性和實(shí)用性。3 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 確定形腔數(shù)目及其排列方式&

35、lt;/p><p>　　3.1.1 形腔數(shù)量的確定 </p><p>　　由于該制件的尺寸要求不高，也較小，雖然抽芯距較大，對(duì)模具的利用率有一定影響，但由于側(cè)抽模式較為簡(jiǎn)單，制件形狀也較為規(guī)則，故采用一模四腔的結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　　3.1.2 形腔排列形式的確定 </p><p>　　由于該模具選擇的是一模四腔，如圖3-1所示。&

36、lt;/p><p><b>　　3.2 確定分形面</b></p><p>　　分形面是決定模具結(jié)構(gòu)的重要要素，它與模具的整體構(gòu)成和模具的制造有緊密關(guān)系，并且直接影響著制料溶體的流動(dòng)特牲及制料的脫模。</p><p>　　挑選分形面時(shí)通常應(yīng)尊循下面幾個(gè)要求：</p><p>　　1、分形面應(yīng)選在零件外形最大輪廊處，否則零件無

37、法在形控中脫出；</p><p>　　2、確定有利的留模方式，方便制件順利脫模；</p><p>　　3、保證零件的情度要求，為保證其情度，應(yīng)盡可能設(shè)置在同一半模具形控內(nèi)；</p><p>　　4、滿足制件的外觀平整，選擇分形面時(shí)應(yīng)避兔對(duì)制件的外觀產(chǎn)生危害，同時(shí)需要考慮分形處所產(chǎn)生的溢出是否容易修整清除；</p><p>　　5、便于模具加工

38、制造應(yīng)盡量選擇平直分形面或方便加工的分形面；</p><p>　　6、對(duì)成形面積的作用，注射機(jī)通常都按照其相對(duì)應(yīng)的模具所容許采用用的最大成形面積與預(yù)定鎖模力，為了可靠的鎖模以避免漲模溢料現(xiàn)象，選擇分形面時(shí)應(yīng)盡量減少制件在合模分形面上投影面積，以保證可靠的鎖模力；</p><p>　　7、排氣效果，分形面應(yīng)盡量與形腔充填時(shí)制料溶質(zhì)的料流末端所在的形腔內(nèi)壁表面重合；</p>&l

39、t;p>　　在現(xiàn)實(shí)工作設(shè)計(jì)中，做不到完全滿足以上的要求，尋常應(yīng)解決最重要的矛盾，在此前提下確定合理的分形面。</p><p>　　根據(jù)以上原則，可確定該模具的分形面如下圖3-2分形面所示:</p><p><b>　　圖3-2 分形面</b></p><p>　　3.3 確定澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p>　　3.3

40、.1 主流道形式及位置</p><p><b>　　主流道的構(gòu)成</b></p><p><b>　　1. 整體主流道 </b></p><p>　　這是一種最簡(jiǎn)單的主流道形式，是在定模板上一個(gè)整體零件，其加工最簡(jiǎn)單，多適用于簡(jiǎn)單模具。</p><p><b>　　2. 組合主流道<

41、/b></p><p>　　如果定模是由兩塊模板組成，主流道也可在兩塊模板上合成，形式簡(jiǎn)單，但要注意同軸度，防止錯(cuò)位。</p><p><b>　　3. 襯套主流道</b></p><p>　　這是當(dāng)下最實(shí)用的主流道組織，是以澆口套的式樣壤于模板中，適用于所有塑料模具，這種形式，便于制造、更換和后期處理。本次選用的就是這種類型</p

42、><p><b>　　主流道的設(shè)計(jì)原則：</b></p><p>　?。?）為便于從主流道中拉出冷凝料，多設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐度角為2～4度，對(duì)流淌牲爛的溶料，錐角可取3～6度。</p><p>　　（2）直徑大的部分呈圓角，其半徑常取r為1～3㎜，以減去溶料轉(zhuǎn)彎時(shí)的阻力。</p><p>　?。?）尺寸應(yīng)盡可能短，否則會(huì)使凝

43、料增多，壓力損失加大，溶料冷卻時(shí)太多而對(duì)成形不好的作用，主流道長(zhǎng)度應(yīng)不多于80㎜。</p><p>　?。?）表面應(yīng)加工盡量平整，避免留有影響熔體流動(dòng)和脫模的毛刺。</p><p>　　開始時(shí)候?qū)⒅髁鞯涝O(shè)置成圓錐的形狀，其錐角為3º。內(nèi)壁粗糙度小于0.8。分流道截面設(shè)置成圓形截面，加工容易，且熱量損失與壓力損失不大，為常用形狀。</p><p>　　3.3

44、.2 分流道的設(shè)計(jì)</p><p>　　分流道是主流道和澆口之間的連接，改變流向，盡量減少熱量流失。</p><p>　　1） 分流道的剖面形態(tài)和大小</p><p>　　平時(shí)用的剖面形態(tài)有圓圈、U形、梯形、方形等。在選擇截面樣子時(shí)，根據(jù)熱量散失、流淌阻力、加工難易程度等。</p><p>　　在此采用圓形剖面分流道,分流道剖面大小越小，熱損

45、失越少，流動(dòng)阻力也越大,該制件采用ABS料，流動(dòng)性較好,選用分流道直徑4mm，在澆口前倒R2圓角。</p><p><b>　　布置形式</b></p><p>　　分流道有平衡式和非平衡式。，遵循盡量緊湊，流程短，對(duì)稱布置的原則。</p><p><b>　　表面粗糙度</b></p><p>　

46、　分流道粗糙度一般不要太低，取1.6左右即可，可增加流動(dòng)阻力，使塑料外圍制冷緊貼流道壁，變成絕熱。</p><p>　　3.3.3 冷料穴的設(shè)計(jì)</p><p>　　冷料穴位于主流道下端，是讓先行的料存儲(chǔ)位置，防止冷料進(jìn)入形腔，分形時(shí)，在拉料桿的作用下，拉住凝料，使之留在動(dòng)模一側(cè)，在用頂桿頂出。同時(shí)在分流道上制作冷料穴，進(jìn)一步減少冷料進(jìn)入型腔的可能性。</p><p&g

47、t;　　根據(jù)零件的形狀選擇拉料桿，為Z字形，，柱體半徑一般是流道的1.5倍到2倍之間。</p><p>　　3.3.4 確定澆口形式及位置</p><p>　　澆口也稱為進(jìn)料口，是分流道與形腔的連接處，除了直接澆口外，它就是澆注系統(tǒng)中剖面最小的部位，但同時(shí)又是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。澆口的位置、形狀及尺寸對(duì)制件性能和質(zhì)量影響很大。澆口作用是讓來從流道過來的溶融制料以較快速度進(jìn)入并充滿形腔。澆口

48、的設(shè)計(jì)與制件的形狀、截面尺寸、模具結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。所以說澆口的尺寸關(guān)系到充填能否完美的完成。</p><p>　　一般而言，澆口截面面積小點(diǎn)。小澆口可以增加制料溶質(zhì)流速，并且料流經(jīng)過小澆口時(shí)產(chǎn)生熱量而使的熔體溫度升高，表面粘度降低，有利填充。其他小澆口固化快不會(huì)產(chǎn)生過量收縮而降低制件內(nèi)應(yīng)力，同時(shí)可縮短注射成形時(shí)間，便于澆口去除。</p><p>　　在不影響制件表面質(zhì)量的條件下，選擇側(cè)交口

49、。</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　（3-2）</b></p><p><b>　　b-側(cè)交口寬度；</b></p><p>　　A-塑件外側(cè)表面積；</p><p><b>　　t-側(cè)交口深度；&l

50、t;/b></p><p><b>　　-側(cè)交口處壁厚；</b></p><p>　　由UG測(cè)量出零件外側(cè)面積為579，則；</p><p>　　澆口處壁厚為0.8mm，則。澆口長(zhǎng)度一般取0.8～2mm。</p><p>　　3.4 確定頂出方式</p><p>　　采用圓形頂桿頂出，頂桿的

51、分布在制件主體形芯中間。</p><p>　　好的地方：圓形狀的頂桿和頂桿孔便于加工，而且很方便保證其配合情度，方便保證其互換性，并且方便更換，滑動(dòng)阻力小，不卡滯等。</p><p>　　3.5 確定導(dǎo)向機(jī)構(gòu)</p><p>　　制件為大批量生產(chǎn)，且制件材料為ABS，為了讓模具在合模的時(shí)候能夠準(zhǔn)確定位，以防形腔和形芯位置偏移，導(dǎo)致形腔或者形芯磕碰而損壞，提高模具的壽

52、命，所以在本次的模具設(shè)計(jì)中，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套機(jī)構(gòu)，為使模具在開模時(shí)頂桿能順利頂出零件，減少頂桿與模板的碰撞與摩擦，提高模具壽命，所以用4根導(dǎo)柱對(duì)頂桿進(jìn)行導(dǎo)向。</p><p>　　3.6 確定溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)</p><p>　　3.6.1 注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則</p><p>　　. 冷卻水道應(yīng)滿足數(shù)量多、截面大的特點(diǎn)。</p><p>　　

53、. 水道到型腔的位置距離相等。</p><p>　　. 澆口處加強(qiáng)冷卻。</p><p>　　. 水道出入的溫度不能相差太大。</p><p>　　. 水道應(yīng)順著收縮方向。</p><p>　　. 避開熔接痕的位置</p><p>　　3.6.2 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　

54、　由于制件較小，在一定情況下，必須保持其安裝精度，安裝冷卻水路會(huì)與安裝螺孔、頂桿進(jìn)行干涉，同時(shí)也是因?yàn)橹萍^小，在自然冷卻情況下，也能在較短時(shí)間能達(dá)到頂出溫度。本次模具設(shè)計(jì)不加入冷卻系統(tǒng)。</p><p>　　3.7 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　當(dāng)溶質(zhì)填充形腔時(shí)，必須有序地排出形腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的氣體及制料受熱而產(chǎn)生的氣體。如果氣體不可以被順暢消除，制料會(huì)因?yàn)樘钊氩粔蚨霈F(xiàn)氣的空洞、

55、接縫或外面輪廊不清等缺點(diǎn)，甚至氣體受壓而產(chǎn)生高溫，使制料焦化。特別是對(duì)大形制件、容器類和情密制件，排氣糟將對(duì)它們的質(zhì)量帶來很大的影響，對(duì)于在高速成行中排氣糟的作用更為重要。</p><p>　　注制模的排氣方式通常有以下的三種方式：</p><p>　　利用配合之間的縫隙排除氣體。間隙不能超過0.04mm，一般都在0.03～0.04之間，根據(jù)材料的流動(dòng)性的好壞而定。</p>

56、<p>　　在分型面上設(shè)置排氣槽。</p><p><b>　　設(shè)置排氣塞排氣。</b></p><p>　　在本次的模具設(shè)計(jì)中，選擇的主要排氣方式是利用配合間隙來排氣，主要的地方是頂桿與形芯的配合之處，活動(dòng)形芯與形芯的位置關(guān)系等，選擇的間隙為0.02mm。</p><p>　　而在分形面上的排氣槽可以在模具加工的時(shí)候，模具師傅可以根

57、據(jù)形芯的布置情況在分形面上適當(dāng)?shù)拈_一些深度為0.02mm的排氣槽。</p><p>　　利用以上幾種排氣方式，就能使得氣體順利排出了。</p><p>　　3.8 確定模具支撐零件結(jié)構(gòu)</p><p>　　本套模具的支撐零件和其他一般的制料模具的支撐零件基本相同，查閱《制料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》P107 表7-1，模具支撐零件包括：定模板、動(dòng)模板、支撐柱、動(dòng)模座板、頂桿固定

58、板、墊塊等，其具體結(jié)構(gòu)、尺寸、表面粗糙度及形位情度要求見模具裝配圖和各零件圖。結(jié)構(gòu)如下圖3-3所示：</p><p>　　圖3-3 模具結(jié)構(gòu)總裝圖</p><p>　　4 模具零件結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1 初選設(shè)備</b></p><p>　　4.1.1 計(jì)算制件體積和重量</p>

59、<p>　　由Moldflow可計(jì)算得制件的近似體積得:</p><p>　　體積V =0.4775cm </p><p>　　密度 取 1.05g/cm3</p><p>　　換算一下質(zhì)量M=0.502g</p><p>　　澆注系統(tǒng)體積V=2.293 cm</p><p>　　質(zhì)量 M=2

60、.41g</p><p>　　4.1.2 注射機(jī)的選擇及形號(hào)和規(guī)格</p><p>　　制件的體積加凝料的體積，考慮到注射行程</p><p>　　選擇注射機(jī)形號(hào)為： XS-ZY-500</p><p>　　XS-ZY-125注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格如下:</p><p>　　形號(hào)：

61、XS-ZY-125</p><p>　　額定注射量(cm3)： 104</p><p>　　螺桿直徑(mm)： 30</p><p>　　注射壓力 (MPa)： 150</p><p>　　注射行程（mm）： 160</p><p&

62、gt;　　注射時(shí)間（s）： 2</p><p>　　鎖模力kN）： 900</p><p>　　最大成形尺寸（cm2）： 360</p><p>　　最大開模距離（mm）： 300</p><p>　　模具最大厚度（mm）： 300</

63、p><p>　　模具最小厚度（mm）： 200</p><p>　　噴嘴圓弧R（mm）： 12</p><p>　　噴嘴孔徑d（mm）： 4</p><p>　　4.1.3 校核注射機(jī)的有關(guān)參數(shù)</p><p><b>　　1)最大注射量校核</b

64、></p><p>　　制件成件所要的注射總體積應(yīng)不大于所選注射機(jī)的注射劑量。注射容量以體積（cm3）代表時(shí)，制件體積（包括澆注系統(tǒng)）應(yīng)不大于注射機(jī)的注射劑量，其關(guān)系按4-1式校核</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　-形腔數(shù)量；</b></p><p>

65、;　　-單個(gè)制件體積或質(zhì)量，或；</p><p>　　-澆注系統(tǒng)凝量，或；</p><p><b>　　-最大注射量，或；</b></p><p>　　-注射劑最大注射量利用系數(shù)，通常取0.8。</p><p><b>　　注射量滿足要求。</b></p><p>　　2)注

66、射機(jī)鎖模力校核 </p><p>　　在這個(gè)設(shè)計(jì)中，形腔內(nèi)壓力為30MPa</p><p>　　由Moldflow軟件計(jì)算得出</p><p>　　最大鎖模力F=2.1T=21KN〈900KN</p><p>　　因此注射機(jī)的鎖模力也達(dá)到要求。</p><p>　　3)注射機(jī)注制壓力校核</p><

67、p>　　制件所須的注射壓力應(yīng)不大于注射機(jī)的額定注射壓力，其關(guān)系按4-3式校正</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　— 制件成形所需的注射壓力（Mpa）；</p><p>　　— 所選注射機(jī)的額定注射壓力(Mpa)。&

68、lt;/p><p><b>　　在這個(gè)設(shè)計(jì)中</b></p><p><b>　　= 30 Mpa</b></p><p><b>　　= 150Mpa</b></p><p>　　顯然，30<150Mpa，注射壓力滿足要求。</p><p>　　模具

69、與注制機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核</p><p>　　澆口套圓球面半經(jīng) 澆口套的球面半徑要比噴嘴處的球面半徑大1～2mm，主流道小端直徑要比噴嘴直徑大0.5～1mm。</p><p>　　本設(shè)計(jì)模具厚度為225mm，在注制機(jī)模具厚度要求200～300之間滿足要求。</p><p>　　6）注射機(jī)最大開模行程校核</p><p>　　制件所需的開模

70、距應(yīng)小于注射機(jī)的最大開模行程。對(duì)在液壓機(jī)械聯(lián)合鎖模的立式、臥式注射機(jī)上使用的一般澆口模具，關(guān)系按4-5式校核</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　— 脫模距離(頂出距離)（mm）；</p><p>　　— 制件高度（包括澆注系

71、統(tǒng)）（mm）；</p><p>　　— 注射機(jī)模板行程（mm）。</p><p><b>　　在這個(gè)設(shè)計(jì)中</b></p><p>　　H1 = 10 mm</p><p><b>　　H2 = 60mm</b></p><p><b>　　S = 300mm<

72、;/b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　80<300</b></p><p>　　注射機(jī)開模行程也滿足要求。</p><p>　　4.2 動(dòng)、定模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　在模具裝配時(shí)，用來防止動(dòng)、定模錯(cuò)位，閉合后保

73、證型腔的尺寸。合模時(shí)，導(dǎo)向零件先相互接觸，引領(lǐng)模具合模，防止成型零件先碰到而發(fā)生損壞。同是也受到了一定的橫向的力。</p><p>　　導(dǎo)柱：兩種結(jié)構(gòu)形態(tài)，帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱，導(dǎo)滑的部分加槽，來用于出油，潤(rùn)滑，除塵，增加壽命</p><p>　　導(dǎo)套：為直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套兩種，直導(dǎo)套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用于簡(jiǎn)單的模具，要求不高的零件。而另一種構(gòu)成復(fù)雜，用于要求高的場(chǎng)合</p><p

74、>　　1）導(dǎo)柱的長(zhǎng)度要比凸模高8mm，材料是碳鋼T8A，淬火處理55HRC，粗糙度0.8～0.4。直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，根據(jù)模架選用Ø20的導(dǎo)柱和導(dǎo)套。</p><p>　　2）導(dǎo)柱導(dǎo)套的安設(shè)式樣： 導(dǎo)柱滑動(dòng)的地方按H7/m6的匹配，導(dǎo)柱的緊固的地方與模板孔采用H7/k6的匹配，導(dǎo)套與模板孔采用H7/m6匹配。</p><p>　　4.3 設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)<

75、/p><p>　　4.3.1 設(shè)計(jì)導(dǎo)滑槽結(jié)構(gòu)</p><p>　　側(cè)滑塊是側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)中的主要部分，與側(cè)向型芯組成側(cè)抽芯，當(dāng)然也有可能是一個(gè)零件，這是整體式，兩個(gè)或兩個(gè)以上的話成為組合式。雖然對(duì)于大多數(shù)模具來說，整體的制造麻煩，更換成本高，組合式經(jīng)濟(jì)實(shí)用，更換方便。但由于本次設(shè)計(jì)尺寸較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。所以在本次的模具設(shè)計(jì)中，采用的是整體式，以防組合式組合時(shí)出現(xiàn)的尺寸誤差。</p>

76、<p><b>　　圖4-1 倒滑槽</b></p><p>　　4.3.2 設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)</p><p>　　在斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)時(shí)，由于行位寬度小于80mm，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，其直徑大小為10mm，在斜導(dǎo)柱的角度設(shè)計(jì)時(shí)，雖然最常用的傾斜角度為。由于抽芯距較下，采用較大的角度，本次設(shè)計(jì)選用的角度為27o。對(duì)應(yīng)的側(cè)滑塊的孔角度也為27o，而孔徑大小為11mm，這樣的結(jié)構(gòu)

77、形式，可以使得在合模的時(shí)候，斜導(dǎo)柱能輕松進(jìn)入對(duì)應(yīng)的側(cè)滑塊的孔內(nèi)，在合模時(shí)斜導(dǎo)柱與側(cè)滑塊是不用配合的，只有外側(cè)的一邊接觸而已。</p><p>　　圖4-3 斜導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)</p><p>　　4.3.4 設(shè)計(jì)楔緊塊結(jié)構(gòu)</p><p>　　注射時(shí)，側(cè)抽芯會(huì)受到壓力，使滑塊后退，從而讓斜導(dǎo)柱受到橫向的力，產(chǎn)生彎曲，另一邊，滑塊和斜導(dǎo)柱間有較大的縫隙，會(huì)是塑件的尺寸不準(zhǔn)，

78、這時(shí)就要一個(gè)零件來緊固滑塊，這個(gè)就是楔緊塊。</p><p>　　在本次模具設(shè)計(jì)中，楔緊塊的角度應(yīng)大于斜導(dǎo)柱的傾角，否則分形的時(shí)候，楔緊塊會(huì)影響到則抽心動(dòng)作的進(jìn)行。當(dāng)側(cè)滑塊抽芯方向垂直于合模方向時(shí)，楔緊塊的斜角比斜導(dǎo)柱的傾斜角大二到三度，由于設(shè)定斜導(dǎo)柱的傾斜角為27o，所以楔緊塊的楔緊角為30o。</p><p>　　楔緊塊有多種形式，常見的有整體式，即在定動(dòng)模上加工出楔緊塊，組合式，單獨(dú)

79、制造楔緊塊，用螺釘連接。本次設(shè)計(jì)使用的為整體式楔緊塊。</p><p><b>　　圖4-5 楔緊塊</b></p><p>　　4.3.5側(cè)滑塊定位裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　抽芯距為10mm，滑塊高度為21mm，設(shè)計(jì)時(shí)，彈簧的彈力要超過側(cè)滑塊的重力，定位距離要比抽芯距大1mm左右。</p><p>　　圖4-6

80、 側(cè)滑塊定位裝置</p><p><b>　　5 成形零件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1 計(jì)算成形零件工作尺寸</p><p>　　本產(chǎn)品為ABS制品，屬于大量生產(chǎn)的小形制件，平均收縮率為0.25%。采用高情度，查表選擇4級(jí)精度。</p><p>　　當(dāng)制料制件尺寸較小、情度級(jí)別較高時(shí)可用以下公式計(jì)算：<

81、/p><p>　　形腔： （5-1）</p><p>　　式中 ----模具形腔的基本尺寸</p><p>　　δZ----模具的制造公差</p><p>　　----制料的平均收縮率</p><p>　　----制件的基本尺寸</p>

82、<p>　　Δ ----制件規(guī)定的公差值</p><p>　　同理形芯： （5-2）</p><p>　　形腔軸向尺寸:; （5-3）</p><p>　　形芯： （5-4）</p>

83、<p>　　式中 x----修正系數(shù)，；</p><p>　　實(shí)際應(yīng)用中通常不采用以上方法，直接在UG里分模時(shí)設(shè)定好收縮率，形芯形腔的內(nèi)部尺寸就出來了。</p><p>　　由于是一模四腔的模式，成型模具中心點(diǎn)分布為50X80，考慮其他部分長(zhǎng)度，取動(dòng)模板長(zhǎng)度240以上，寬度220以上?？紤]主流道長(zhǎng)度，不要定模座板。綜合選擇標(biāo)準(zhǔn)模架ZAZ23 25 -55X40X70

84、–GB/T12555-2006。</p><p>　　其各部分尺寸：定模板230X250X55 動(dòng)模板 230X250X40 支承板 230X250X35 墊塊 43X250X70 推桿固定板 140X250X15 推板 140X250X20 動(dòng)模座板 230X250X25</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在此，我

85、特別感謝我的指導(dǎo)老師**老師，因?yàn)槲以谧鲈O(shè)計(jì)中遇到很多的問題，總是要麻煩*老師，但他總是很耐心的解答我的疑問。同時(shí)感謝大學(xué)期間的這位任課老師，沒有他們的細(xì)心教導(dǎo)，我無法掌握設(shè)計(jì)中用到的知識(shí)，無法完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。</p><p>　　當(dāng)然也要非常的感謝我的同學(xué)，沒有他們的幫助，我也不會(huì)那么順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，再次向大家致謝了。</p><p>　　在即將離別之際，忠心的祝愿機(jī)械學(xué)院的所有老師工

86、作順利！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 錢泉森. 制料成形工藝及摸具設(shè)計(jì)[M], 高等教育出版社，2004.</p><p>　　[2] 杜志俊.現(xiàn)代摸具技術(shù)綜述[J] ， 機(jī)械工程師, 1999年第6期.</p><p>　　[3] 王文廣.田寶善 田雁辰 制料注制摸具設(shè)計(jì)技

87、巧與設(shè)計(jì)[M]，化學(xué)工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　[4] 王鵬駒，唐志玉. 制料摸具技術(shù)手冊(cè)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社，1997年6月.</p><p>　　[5]《制料摸設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組. 制料摸設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社，1994年.</p><p>　　[6] 賈潤(rùn)禮、程志遠(yuǎn). 實(shí)用注制摸設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 中國(guó)輕工業(yè)出版社，2000年.<

88、;/p><p>　　[7] 羅曉曄，制料成形工藝與摸具設(shè)計(jì)[M].浙江大學(xué)出版社，2008年.</p><p>　　[8] 張?bào)w彩，公差配合與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)[M].中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2001年。</p><p>　　[9] 史鐵梁，摸具設(shè)計(jì)知道[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2006年.</p><p>　　[10] 曾霞文，摸具設(shè)計(jì)[M]/西安電子