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33 青島理工大學琴島學院畢業(yè)設計說明書（論文） 摘 要 塑料制品在日常生活生產(chǎn)中應用非常廣泛，塑料制品涉及到家電、手機、電子儀表、機電、汽車、電腦等行業(yè)。塑料制品由于它原料豐富、價格便宜、性能優(yōu)良的特點。受到了人們的喜愛和好評。然而塑料成品質量的好壞與注射模具的設計、生產(chǎn)、加工工藝水平有著極其重大的關系。由此可見注塑模具在國民生產(chǎn)中的重要地位。設計和改良注塑模具以及模具的加工工藝是塑料產(chǎn)品生產(chǎn)需要長期研究的一個課題。 本次設計研究的小型立式空調控制版面外殼的模具設計及其模具加工工藝。首先根據(jù)外殼的使用要求和裝配關系。確定空調控制版面外殼的尺寸大小和重要形狀。設計出符合使用和生產(chǎn)的產(chǎn)品圖。用UG設計確定產(chǎn)品圖的尺寸建模成型。在產(chǎn)品設計完成后，通過UG分模、模架調用標準間的調用完成產(chǎn)品的模具設計。在通過產(chǎn)品體積、尺寸、產(chǎn)品材料的縮水系數(shù)，設計計算相關數(shù)據(jù)。最終確定模具的冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、開模行程等的設計和選擇。 模具設計完成后開始考慮凹模凸模的生產(chǎn)和加工工藝的設計。在了解凹模凸模形狀結構特點后，選擇確定加工機床、確定加工工藝路線、完成加工工藝卡。最終用UG完成機床加工程序的編寫并模擬加工完成。 由于以前接觸模具設計比較少，在經(jīng)過大量的模具設計模具加工程序等資料的學習后。對模具生產(chǎn)又有了更一步的了解和心得，更牢的掌握了自己的專業(yè)知識。 關鍵詞：注射成型分型面;注塑工藝;UG;數(shù)控加工 Abstract The application in the production of plastic products in everyday life is very wide, plastic products related to home appliances, mobile phone, electronic instruments, electrical and mechanical, automobile, computer and other industries. Plastic products due to its abundant raw materials, cheap price, excellent performance characteristics. By the people's love and praise. However, the quality of plastic injection mold design and the quality of the finished product production, processing level has a significant relationship. This shows the important role in the national production of injection mold. Process design and improvement of injection mold and the mold is a long-term research subject of plastic products production needs. Research on the design of small vertical air-conditioning control panel shell mould design and mould processing technology. Firstly, according to the use requirements of shell and assembly relation. Air conditioning control panel to determine the size and shape of the shell. Designed to meet the use and production of the product graph. To determine the size of graph modeling product design with UG. After the completion of product design, mold, mold the call through the UG standard calls to complete mold design products. In the product volume, size, material shrinkage coefficient, the design and calculation of relevant data. Finalize the design and selection of mold cooling system, exhaust system, mold opening stroke. Design of mold design is completed to start production and processing technology of die punch. To understand the structural characteristics of the die punch shape machining tool, selection, determine the processing route, complete the process card. Finally using UG complete machining programming and simulation processing. Due to previous exposure of mold design is less, after a lot of mold design and mold processing procedure of data after learning. The mold has a deeper understanding and experience, more firmly grasp their own professional knowledge. Key words: injection molding; parting surface;injection molding;UG;NC machining I 目 錄 摘 要.....................................................................................................................I Abstract.....................................................................................................................Ⅱ 1 課題背景意義.........................................................................................................1 1.1 模具概況......................................................................................................1 1.2 國內模具發(fā)展現(xiàn)狀及方向..........................................................................1 1.3 本課題的內容和材料..................................................................................3 2 產(chǎn)品設計.................................................................................................................5 2.1 產(chǎn)品外觀設計..............................................................................................5 2.2 整體結構設計..............................................................................................5 2.3 外殼設計......................................................................................................6 3 模具設計.................................................................................................................8 3.1 澆注系統(tǒng)設計..............................................................................................8 3.2 分型面的選擇.............................................................................................11 3.3凸模、凹模的設計......................................................................................12 3.4導向機構的設計..........................................................................................13 3.5 排氣系統(tǒng)設計.............................................................................................15 3.6 冷卻系統(tǒng)設計.............................................................................................16 3.7 模具材料的選取與熱處理.........................................................................16 4 模具的數(shù)控加工工藝編制與仿真........................................................................18 4.1 凹模凸模工件的簡介.................................................................................18 4.2 公母模零件圖工藝分析.............................................................................18 4.3 零件圖工藝設計.........................................................................................19 4.4 模具加工程序.............................................................................................30 結 論....................................................................................................................31 致 謝....................................................................................................................33 參考文獻....................................................................................................................34 1 課題背景意義 1.1 模具概況 隨著我國市場經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)代化水平的提高，模具生產(chǎn)制造行業(yè)將會成逐漸成為了我的重要的工業(yè)組成部分，模具制造業(yè)是國民生產(chǎn)水平的基礎行業(yè)，模具制造業(yè)的新衰將會直接影響到整個國工業(yè)的發(fā)展水平。模具制造水平將會對這個過整個國家的產(chǎn)品質量生產(chǎn)效率開發(fā)新產(chǎn)品的能力有特別大的影響。模具的生產(chǎn)技術也是現(xiàn)在國內先進尖端技術重點的應用的領域，現(xiàn)在的尖端的技術應用在模具行業(yè)將會大大的加強行業(yè)的發(fā)展水平，提高模具生產(chǎn)的水平和質量?，F(xiàn)在模具行業(yè)技術科技的發(fā)展水平已經(jīng)成為衡量一個國家的工業(yè)發(fā)展水平的重要標志?，F(xiàn)在市場對模具的質量要求越來越高，一方面促進了模具的行業(yè)的發(fā)展，另一方面也對模具制造業(yè)提出了更高的要求。由于工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)的生產(chǎn)，工業(yè)成品的種類數(shù)量不斷的增多，所以對模具的要求數(shù)量也相應的增加，也相應的對模具行業(yè)提出了相應的要求，極短的生產(chǎn)周期將會是模具生產(chǎn)廠商的核心競爭力，在保證模具質量和生產(chǎn)要求的同時，短的生產(chǎn)周期將會提高國民工業(yè)的生產(chǎn)效率，而對于模具購買廠商極短的生產(chǎn)周期將會提高他們出新產(chǎn)品的效率，提高了他們的市場占有率?，F(xiàn)在模具主要分為注射模具和沖壓模具，注塑模具在大批量塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)起到非常重要的作用，自動化生產(chǎn)在模具行業(yè)的應用將會大大的提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質。沖壓模具主要用于金屬類鈑金件的沖壓成型，在國民生產(chǎn)中也起到重大的作用，在汽車和家電行業(yè)鈑金類的沖壓模具，提高生產(chǎn)率的同時實現(xiàn)了產(chǎn)品多樣化。沖壓模具在汽車、家電制造行業(yè)的重要性可見一斑。 1.2 國內模具發(fā)展現(xiàn)狀及方向 1.2.1 國際注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀 隨著我國改革開放國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，模具行業(yè)也在我國快高速發(fā)展。我國的模具行業(yè)通過不斷引進國外先進技術和高端加工設備使得注塑模具制造水平相比10年前進步一大步。雖然我國模具行業(yè)取得巨大的成就，但我國的模具制造水平國際發(fā)達國家的水平還是有一定的距離的，由于技術的引進使得我國對先進的模具制造技術的掌握不足，先進的模具制造設備的自主研發(fā)和大批量生產(chǎn)不足，導致引進國外先進模具制造設備價格昂貴，先進設備在我國的應用受到限制。塑料模具主要分為這幾類，中空成型模具和擠出成型模具、注塑成型模具。在我國現(xiàn)有的模具制造水平中，以注塑成型模具為第一，中空成型模具則是最薄弱的方面。 當前，在我國小模數(shù)塑料齒輪等精密塑件已經(jīng)與國外模具制造水平持平。由于現(xiàn)在的繪圖設計軟件在精密塑件模具中的作用，糾正了由于成型壓縮造成的齒形誤差，從而達到了標準漸開線造型要求?，F(xiàn)國內模具制造行業(yè)的一些精密、復雜、大型模具的設計制造水平也已經(jīng)追趕上國際水平。使用計算機CAD等繪圖設計軟件、計算機模擬注塑成型抽芯脫模機等先進高端設計方法大大的提高了塑件的精度和生產(chǎn)水平、復雜模具的制造水平提高起到了很大作用。在我國20噸的大噸位塑料模具已經(jīng)完全不罕見，而且制造水平也已經(jīng)達到非常高的高度，我國`噸位塑料模具為現(xiàn)在最大噸位模具。 雖然我國注塑模具工業(yè)區(qū)取得了巨大成就，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比還是有較大差距的。我國在大型、精密、復雜和長壽命模具技術等數(shù)據(jù)方面明顯比先進發(fā)達國家有比較大的差距。在我國這些模具的生產(chǎn)制造水平根本滿足不了我們現(xiàn)在對模具行業(yè)的需求，現(xiàn)在只能通過進口和不斷的買國外的設備和技術來彌補。 高度集中化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡化是國外模具行業(yè)最基本的幾個特征。通過這些方法提高產(chǎn)品質量及生產(chǎn)效率是一個重要的手段。只有在技術面不斷的創(chuàng)新才會不斷的提高生產(chǎn)能力和水平，可見高標準化的工藝和創(chuàng)新研發(fā)程序是很有必要發(fā)展和完善的。 技術上實現(xiàn)專業(yè)化是模具公司和模具行業(yè)必須完善具備能力，現(xiàn)在越來越多模具生產(chǎn)企業(yè)采用龍頭企業(yè)的設計工藝、按工藝流程安排加工的專業(yè)化生產(chǎn)的生產(chǎn)管理模式，從基礎的降低了模具生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)對模具工人的模具全套的專業(yè)知識，大大的提高了生產(chǎn)率實現(xiàn)了低基礎高產(chǎn)品質量的生產(chǎn)管理體現(xiàn)，強調專業(yè)化質量管理嚴格化生產(chǎn)系統(tǒng)明確化。對比過完的模具制造水平我們也發(fā)現(xiàn)并總結了我們的不足。 第一模具行業(yè)的發(fā)展不平衡，只是一部分達到了國際高端水平，其它方面還是很薄弱導致我們整體模具制造生產(chǎn)水平偏低。 第二我國的工藝技術和設備陳舊，自主創(chuàng)新研發(fā)能力不足，很大一部分靠引進國外的現(xiàn)在模具生產(chǎn)技術和模具設備。導致先進的模具設備和模具制造技術得不到廣泛的應用，國內供求關系不平衡。 第三供需矛盾得不到解決，生產(chǎn)周期較長使得供求關系緊張。 1.2.2 國內注塑模具的發(fā)展趨勢 目前我國工業(yè)化的發(fā)展水平為多樣化，產(chǎn)品跟新速度快，產(chǎn)品經(jīng)濟競爭激烈。為了適應國內用戶對于模具制造的要求生產(chǎn)周期短、高的制造精度和制造水平、便宜的價格的迫切需求。模具設計由經(jīng)驗方向設計階段向理論計算和計算機輔助設計方向發(fā)展，CAD/CAM/CAE技術廣泛應用模具制造業(yè)，使得模具結構更科學合理，大大提高模具精度，縮短模具生產(chǎn)周期減少模具產(chǎn)品開發(fā)周期。模具將會向著高精度大型和超小型方向發(fā)展且將進一步開發(fā)發(fā)展多功能復合模具，并且通過熱流道技術日益廣泛應用提高原料的使用率節(jié)約塑料產(chǎn)品的產(chǎn)品生產(chǎn)成本，提高塑料產(chǎn)品的精度是我國模具制造行業(yè)不斷發(fā)展的方向。模具標準件的應用標準化將得到廣泛的應用，且國內對中、高檔的的需求比例將會不斷增大，所以模具制造將會朝著高的生產(chǎn)精度和制造精度、盡量的縮短生產(chǎn)周、各種產(chǎn)品多樣化的方向不斷發(fā)展。 1.3 本課題的內容和材料 1.3.1本課題的內容 （1）對家用立式空調控制版面外殼的注塑模具進行設計。 （2）繪家用立式空調控制版面外殼的注塑模具各零件圖和整體裝配圖。 （3）分析家用立式空調控制版面外殼的注塑模具主要零件的機械加工工藝。 （4）編寫公母模的機加工程序，模擬加工確定程序刀路。 （5）完成工藝工序卡的編寫。 1.3.2材料 家用立式空調控制版面外殼是家用空調的外殼，所以從產(chǎn)品的使用環(huán)境和產(chǎn)品要實現(xiàn)的功能考慮。材料應選擇生產(chǎn)容易適合大批量生產(chǎn)且有較高的沖擊性和耐酸堿性。通過查質料和對材料的性能對比，最終選擇聚苯乙烯（PS）。聚苯乙烯的特點染色性強，無毒無味，有較高的沖擊性和耐酸堿性、收縮率為0.4%-0.7%、易成型。且生產(chǎn)的產(chǎn)品可以達到外殼的裝配精度要求，聚苯乙烯價格適中生產(chǎn)成本不高并且聚苯乙烯的易染色性能更便于空調外殼的噴粉工藝，所以聚苯乙烯很適合作家電外殼的原材料。 2 產(chǎn)品設計 2.1 產(chǎn)品外觀設計 本產(chǎn)品為家用立式空調控制版面外殼，從塑料產(chǎn)品的使用要求考慮，使用的塑料材料必須要有一定的強度剛度還需要一定韌性和足夠的化學穩(wěn)定性，綜合性能符合使用要求?？照{外殼內殼上有四個螺絲柱，和螺絲配合起到裝配固定安裝作用，外殼上有兩個一大一小的兩個窗口。大的窗口是出風口，主要起到冷風或熱風起到溫度調節(jié)作用，而小窗口是安裝空調控制版面起到人機對話，人機智能控制。 圖2-1 家用立式空調控制版面外殼三維外觀 2.2 整體結構設計 空調外殼的設計，主要考慮安裝方便裝配合理的思路設計。所以空調外殼選擇長方體干凈整潔的設計風格，更注重產(chǎn)品的質量和使用性能。經(jīng)過考慮空調的裝配關系，空調的是用環(huán)境最終確定空調外殼的厚度及外形、外觀尺寸。 圖2-2 家用立式空調控制版面外殼內部圖 2.3 外殼設計 2.3.1材料選擇 塑料產(chǎn)品件是否符合工作使用要求，主要從以下幾個性能方面選擇考慮。 （1）塑料材料的力學性能是非常重要的一個性能條件要求，良好的剛性、韌性、等性能使得塑料產(chǎn)品件的使用用性能大大提高，更能符合各種工作使用要求。 （2）塑料材料的物理性能也是也是非常重要的一個性能條件要求，電氣絕緣程度，使用環(huán)境溫度的變化對產(chǎn)品變化的適應性，絕熱程度的高低等新性能也會影響到塑料材料的選擇和使用。 （3）塑料材料的對接觸物的化學耐心也是衡量和選擇材料時的重要條件，干凈衛(wèi)生、無味無毒的塑料材料就會在家電等和人們生活接觸多的產(chǎn)品生產(chǎn)中得到優(yōu)先考慮。 （4）塑料適宜的收縮率可以保證塑料產(chǎn)品的尺寸要求，必要的精度要求符合塑料成品的生產(chǎn)使用裝配要求，所以塑料的這一性能也是在塑料材料選擇是一個重要的影響因素。 （5）塑料材料的選擇還可以從材料的工藝性考慮，塑料的流動性、結晶特點等性能是否符合生產(chǎn)要求，也是選擇塑料材料時的一個重要考慮方面。 從以上各個方面綜合考慮分析聚苯乙烯（PS），聚苯乙烯合理的價格和各個方面表現(xiàn)出的性能都非常的合適作為空調外殼的原材料。所以最終考慮選擇聚苯乙烯（PS）來作空調家電控制版面外殼的材料。 2.3.2產(chǎn)品的工藝性與結構設計 2.3.2.1尺寸精度 塑料產(chǎn)品的尺寸精度要求是塑料模具生產(chǎn)制造中非常重要的一個要求。模具生產(chǎn)時的制造精度對精度的影響很大，后期的模具使用磨損對精度的影響也不小，而塑料的收縮率波動及塑料產(chǎn)品在生產(chǎn)時的環(huán)境溫度也將會影響到最終產(chǎn)品的尺寸形狀精度。影響塑料產(chǎn)品的最終精度的因素非常多，所以導致了塑料件的尺寸精度不高，所以為了達到裝配和使用要求，往往降低對塑料件的精度要求，在能滿足使用要求的情況下盡量選擇低精度等級。 由于空調外殼只是起到外觀和保護作用，所以尺寸精度的要求不高根據(jù)GB/T14486-93塑料制件公差等級考慮，最終選擇3級精度。這個等級的精度既符合使用要求又符合塑料制件的生產(chǎn)工藝要求。 由于塑料材料的收縮率性能的存在，當塑料材料在模具中冷卻成形的時候塑料會發(fā)生縮水現(xiàn)象，模具型芯或型腔被塑料包裹的凸起部位將會被緊緊抱緊，使得模具在開模后塑料制件難以從模具脫離出來，所以在設計模具的時候必須要考慮到這一情況。為了在保護塑料件的同時讓塑料件順利的從模具中脫離出來，設計必要的拔模斜度是很有必要的。從模具的形狀、壁厚和塑料材料的收縮率等個方面考慮決定拔模斜度的大小。當不影響塑料產(chǎn)品的是用的前提下，拔模斜度可以適當?shù)娜〈笮@樣更利于塑料產(chǎn)品的脫離。從空調外殼的設計尺寸可知產(chǎn)品的開模方向Z軸產(chǎn)品比較高，拔模斜度過大會影響裝配和產(chǎn)品尺寸。根據(jù)塑料產(chǎn)品的使用要求和塑料材料的收縮率確定空調外殼的壁厚為3毫米。 3 模具設計 3.1 澆注系統(tǒng)設計 在注塑模具中塑料材料從進料口的主流道流到模具模腔中的這個路程就叫做澆注系統(tǒng)。常見的澆注系統(tǒng)分為兩類一類是熱流道澆注系統(tǒng)另一類為普通流道澆注系統(tǒng)。兩類澆注系統(tǒng)各有差異，熱流道澆注系統(tǒng)是現(xiàn)在比較先進的澆注系統(tǒng)，相比普通澆注系統(tǒng)而言熱流道澆注系統(tǒng)有塑料材料的利用率高、可以調節(jié)模具模腔內的溫度、注塑周期大大的縮短等優(yōu)點。所以澆注系統(tǒng)的選擇和設計對生產(chǎn)效率和塑料產(chǎn)品的質量有著重大的影響。在提高原料的利用率和提高生平質量方面選用先進澆注系統(tǒng)和合理的流道設計將是一個重要的研究方向。在選擇和設計模具的澆注流道時，有一些選擇和考慮的因素需要考慮。 （1） 在注塑模具中注塑流道越長壓力和熱量的流失就越多，所以選擇合理的流道并且盡量的縮短流道將會大大的提高產(chǎn)品質量且縮短注塑周期提高生產(chǎn)效率。 （2） 澆注系統(tǒng)的設計時，需要考慮到模具的系統(tǒng)的排氣系統(tǒng)，良好的排氣系統(tǒng)將會是產(chǎn)品不會出現(xiàn)氣孔現(xiàn)象，也是提高產(chǎn)品質量的一直方法，由于流道有流道流道和澆注口的裝配配合關系在，細微的間隙利于空氣的排出。 （3） 不封產(chǎn)品屬于外觀件或外殼件，需要保證產(chǎn)品的外觀的光滑性和完整性，所以澆注口的位置選擇就尤為的重要，澆注口位置盡量的避開產(chǎn)品的表面，選擇對表面要求不高的位置作為澆注口是個比不錯的選擇。 （4） 澆注系統(tǒng)的設計當然也需要考慮到模具型腔的布局，一模一腔的模具布局和一模多腔的布局澆注系統(tǒng)設計考慮的方向當然也是有區(qū)別的，一模多腔模具的澆注系統(tǒng)更多想是需要考慮主流道的進膠流量，進膠的方向和位置是模具中的每個產(chǎn)品可以順利成形不出現(xiàn)殘次品。 3.1.1主流道部分的尺寸設計 不管臥式還是立式的注射機，主流道都是垂直模具分型面的，為了是流道口冷凝的廢料可以排除使得主流度是設計為圓錐形的。每次設計的模具是立式空調控制版面的外殼件，由于空調外殼件產(chǎn)品尺寸相對比較大所以考慮設計為一模一腔的模具結構。由于本次產(chǎn)品的體積尺寸比較大所以綜合考慮選擇大水口模具的設計思路。根具對產(chǎn)品尺寸設計產(chǎn)品立體圖分模初步得到凹模和凸模，根據(jù)分模的結果初步可以選擇考慮和選擇選用的模架。根據(jù)模具UG軟件的分析最后確定了模具主流道部分和澆口套的尺寸如圖； 圖3-1 澆口套 3.1.2定位圈尺寸設計 絕大多數(shù)的的注塑模具中都采用單獨添加定位圈的方式來實現(xiàn)模具與注射機接口的定位。主流道襯套與定位圈是用來定位連接注塑機噴嘴使得模具主流道與注塑機噴口對齊，從而使得塑料原料可以順利的流入模具型腔內。由于定位圈是標準件，所以通過查表可以選擇確定定位圈的結構形狀大小和相應尺寸。最終確定選擇是使用的定位圈如圖如圖3-2： 圖3-2 定位圈 3.1.3澆口尺寸設計 澆口又被人們稱為進料口，之所以稱為進料口是因為它是連接分流道和模具型腔之間又細又短的通道，其功能是是注塑原料可以順利的從注塑機流入模具型腔之間，使得可以生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。澆口除了有這一個基本功能它還可以對流道里料的流速起到調節(jié)作用，當型腔填滿后澆口料的速度冷卻凝固起到防止料倒流的作用。澆口位置的選擇、形狀和尺寸的大小將會直接影響到塑料件產(chǎn)品的質量和性能，如果澆口的選擇設計不合理的話將會導致缺料、白斑、翹曲、縮孔等各種產(chǎn)品缺陷。因此正確的設計澆注口是模具設計中非常重要的一個環(huán)節(jié)。 澆口的設計往往需要考慮很多的因素，但首先需要考慮澆口的位置尺寸是否符合塑料的性能、模具結構、注射工藝、截面尺寸以及塑料產(chǎn)品的形狀等參數(shù)要求。最終保證熔料可以快速的進入填滿型腔，在填滿后將能適時的冷卻封閉防止倒流，所以澆口的截面最好要設計小一些，長度盡量設計得盡量短一些。這樣設計的好處是增大了料的流速，加快了流道料的冷卻封閉速度并且更加的便于塑件產(chǎn)品如澆口廢料的分離。小的澆口將不會留下明顯的澆口痕跡，保證了塑料產(chǎn)品的外觀質量要求。澆口的設計不但需要考慮上面的各種因素，還需要考慮下面的一些要求： （1） 在設計的時候必須盡可能的縮短熔料從主流道到模具型腔的流動距離。 （2） 塑件產(chǎn)品壁厚較厚的地方很適合開設澆口，因為這樣的好處是塑件不容易發(fā)生缺料、質脆等現(xiàn)象。 （3） 不管產(chǎn)品是否有表面質量的要求，都應該盡量縮小澆口或熔接痕面積的大小。 （4） 在設計澆口的時候也需要考慮型腔中的排氣方面，利于排氣的設計方案是合格的設計方案。 （5） 由于塑件產(chǎn)品是熔料從液態(tài)從新凝固形成固態(tài)的產(chǎn)品，所以在設計澆口的還是需要考慮一下分子定向和結晶情況的影響。 （6） 在生產(chǎn)過程中澆口熔料產(chǎn)生噴射和蠕動現(xiàn)象度是嚴重影響產(chǎn)品質量的。所以在設計的時候一定要避免這樣想現(xiàn)象產(chǎn)生。 （7） 澆口不適合設計在產(chǎn)品的曲面位置，澆口盡量的設計在平面位置。澆口位置受到?jīng)_擊載荷將會影響生產(chǎn)產(chǎn)品的質量，所以應避免把澆口的位置設在重加載荷大的位置。 以下是澆口常用的幾種形式： （1）直接澆口是現(xiàn)在所有澆口里最簡單的，它對澆口形狀沒什么特殊的要求因此也被人們稱為非限制澆口 （2）針澆口也能叫點澆口，它的原理是在產(chǎn)品面上開一個很小的圓形澆口，在小型殼類零件的生產(chǎn)模具上經(jīng)?？梢砸姷?。由于點澆口澆口點便于選擇沒有什么特殊的要求澆口附近變形小澆口對產(chǎn)品的表面質量影響不大，且澆口廢料板便于處理等優(yōu)點；相應的它也有不少缺點，由于澆注口太小必定會加大了注射壓力的要求澆口小進料的速度就慢一些這個生產(chǎn)周期相對延長了，只適合小零件塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)。 （3）在分型面上成矩形的澆口人們一般稱為矩形澆口，矩形澆口的特點是從塑料產(chǎn)品的側面進料。側澆口的位置產(chǎn)品壁的厚度將會直接影響澆口料的凝固，所在實際生產(chǎn)中一般把產(chǎn)品側壁生產(chǎn)加工的薄一些，這樣留出在試模的時候留出調節(jié)的余地，最終控制澆口位置的凝固時間。 本產(chǎn)品是立式家用空調控制版面的上外殼，對表面質量有一定的要求，綜合各個方面考慮，最終把澆口設計為點澆口選擇的位置在外殼件的上面表面，這樣設計的好處是便于進料，且結構簡單等。 3.2 分型面的選擇 分型面的位置將會直接決定了模具的結構形式，所以的在注塑模具設計中分型面的選擇是個非常重要的設計環(huán)節(jié)。分型面的選擇還將會影響后面模具制造的工藝，選擇合理適當?shù)奈恢米鳛榉中兔鎸喕颓唤Y構并且降低模具制造中的加工難度。而選擇分型面的位置需要考慮以下方法和要求。 （1） 塑件外形的最大輪廓出非常設計為分型面，因為在這里設計分型面將會利于型腔排氣且使得分型完成后模具的型腔便于機加工更符合加工工藝要求。 （2） 在分型面的設計中還需要考慮塑件的脫模情況，選擇分型面的位置時應選擇便于塑件脫模的位置。 （3） 設計分型面時一定要保證塑件的精度要求，這也是分型面設計最基本的要求條件之一。 （4） 分型面的位置選擇也會影響到產(chǎn)品的表面質量，由于分型面位置公母模的配合關系也會影響產(chǎn)品質量。滿足產(chǎn)品表面的質量要求可以使分型面設計的基本要求。 （5） 良好的加工工藝將會大大的提高產(chǎn)品質量和生產(chǎn)效率，所以在分型面的設計應該便于模具的制造加工。 （6） 在型腔的排氣系統(tǒng)中分型面位置模具的排氣起到很重要的位置，良好的分型面位置選擇將會更加的利于型腔的排氣，使得可以成產(chǎn)出沒有符合要求的塑料產(chǎn)品。所以在分型面的選擇是必須要考慮便于型腔中氣體的排除。 根據(jù)以上分型面設計的要求綜合考慮決定使用簡單的單分型面。 選擇單分型面有便于塑料產(chǎn)品從澆注系統(tǒng)模具的型腔內分離及點澆口的拉斷的好處。單分型面設計還便于塑料產(chǎn)品的頂出、結構簡單。 本次設計塑件分型面選擇如圖3-5； 圖3-5 分型面 3.3 凸模、凹模的設計 模具中凹模、型芯、側抽芯等零件決定產(chǎn)品的形狀大小、尺寸的模具零件被稱為模具成型零件。模具零件會和塑料接觸，熔料將會對這些零件有一定的高壓沖刷作用。導致臨建因為摩擦的作用磨損。脫模的時候產(chǎn)品也會和成型件產(chǎn)生摩擦，阻礙產(chǎn)品的脫出。所以在設計制造這些成型件的時候，必須要求成型件有比較高正確的幾合形狀精度和較高的尺寸精度，還有較低的表面粗糙度。由于在生產(chǎn)過程中長期的使用模具成型零件比較容易發(fā)生磨損，所以考慮到模具零件的耐用性，在設計和制造模具成型件時必須要保證零件要有相當高的強度剛度以及不錯的耐磨性能。 設計成型零件時應當考慮到塑料產(chǎn)品的形狀特點及結構，在根據(jù)塑料的各種物理性能確定型腔總結構以及相關的模具成型零件。然后設計選擇分型面以及澆口的位置，確定脫模方式和排氣系統(tǒng)的位置。然后更具零件的實際的使用性能要求，計算和確定零件的裝配關系和各種力學要求性能以及加工工藝。當確定成型零件的結構尺寸設計加工工藝，確定加工工藝方法并校核零件特殊位置的強度剛度要求，最終編寫出加工工藝卡指導零件的加工完成。 凹模又被人們通俗的稱為母模，母模和公模裝配在一起決定著整個模具產(chǎn)品的大致輪廓，一般模具的母模主要決定了塑料產(chǎn)品的外表面的形狀輪廓，現(xiàn)在工藝生產(chǎn)中基本都是先加工和生產(chǎn)出公母模然后在安裝帶定模板上的，這樣的設計好處是便于拆卸，當模具使用磨損后可以我們可以取下來修模。這個方法加工出來的零件強度高且不易變形加工簡單，非常的適用中小型形狀簡單模具。 凸模又被人們通俗的稱為公模，公模主要控制確定塑料產(chǎn)品的內表面的輪廓形狀。公模既可以設計為一體式的，也可以被設計為組合式的兩種。 經(jīng)過整體分析和考慮決定本次設計的產(chǎn)品立式家用空調控制板面外殼上下模都選擇組合嵌入式的結構，由于模架先已成為標準件度可以買到，設計成產(chǎn)好公母模型腔成型件后在嵌入上下定模板中將會大大的提高生產(chǎn)效率。且這樣的加工工藝簡單可以保證模具的制造生產(chǎn)質量。 3.4導向機構的設計 動模和定模兩個部分的相對移動配合的精度是需要導向機構的幫助來得到保證的，導向機構保證了定模和動模的位置精度和運動精度是模具在開與和的動作可以順利進行。在模具中主要的導向裝置是導柱和導套，還有一些錐面，銷這樣的輔助定位結構裝置。在設計導向機構的時候要求導向裝置的導向一定要精確，定位一定要精準，由于導向裝置在生產(chǎn)中會多出的摩擦就需要他有足夠的耐磨性能，有的模具會比較大會比較重，所以導柱不需要有足夠的剛度來保證導向的精確性。 這次設計考慮到要生產(chǎn)的模具沒有特殊結構，所以可以選用一般常用經(jīng)典的導向機構方案，里用導柱和導套的導向孔來保證模具要求的導向配合精度。直接用典型的導套和導住結構就行。導柱與導向口的結構特點如圖。導柱結構如圖3-6： 圖3-6 導柱 導柱設計需要考慮的點如下: 通過模具的大小選擇考慮導柱的直徑大小。當導柱直徑大小滿足有的時候，還需要導柱滿足生產(chǎn)所需要的彎度強度要求，良好的表面達到生產(chǎn)需要的耐磨要求。低碳鋼是做導柱的良好材料，選擇價格合理且性能符合要求的鋼材就會是最優(yōu)方案。 導柱的長度通常情況下度是要高出凸模6到8毫米的，這樣的設計的好處是先讓導柱進入到導向孔位置然后凹模凸模才可以配合，防止凹凸模在配合的時候發(fā)生碰撞造成模具的損壞。 為了便于導柱順利的進入到導向孔中。設計師常常把導柱的端部設計為半球形或是錐形。導柱的頂端錐形最為常見，這樣也便于加工。 3.4.1導柱的尺寸計算 導柱的結構形式常見的主要有兩種： 其中一種是單節(jié)式導柱，而另一種為臺階式導柱。單節(jié)式導柱主要應用在小型模具上面因為結構簡單加工方便，非常適合小型模具。臺階式導柱主要用于中大型模具中，這樣的導柱的特點有精度高，也便于加工且符合實際生產(chǎn)要求。 綜合考慮，本導柱設計開設油槽，導柱結構尺寸如圖3-7所示 圖3-7 導柱結構尺寸圖 3.4.2導套的設計 根據(jù)導柱的設計結構，查找質料確定公差配合很快就可以得到導套的結構尺寸，本次設計導套安裝在動模上邊，下定模不需要導套?？傻脤椎慕Y構尺寸如圖所示： 圖3-8 導套結構尺寸圖 3.5 排氣系統(tǒng)設計 當塑料熔體填充型腔時，需要考慮到型腔內空氣或低分子揮發(fā)性氣體的排出，否則將會直接影響到塑料產(chǎn)品的質量，出現(xiàn)各種缺陷而最常見的是塑料產(chǎn)品氣孔、缺料等現(xiàn)象。所以為了避免出現(xiàn)這樣的情況發(fā)生，在設計模具的時候必須要考慮好排氣系統(tǒng)的設計。注塑模具在排氣系統(tǒng)設計時主要考慮的方面有以下幾個因素。 1. 選擇分型面排氣是個非常還的選擇，在設計模具的時候設計分型面時一定要考慮分型面對排氣的影響； 2. 由于模具有很多的零件裝配起來的，所以在選擇公差配合的時候選擇合理的配合關系可以利用配合的細縫來排出多余的氣體。 3. 如果正常的分型面都無法滿足排氣要求時，就可以在分型面上面開設排氣槽排氣。 4.利用排氣塞排氣； 5. 強制排氣。 本次設計的模具主要采用分型面排氣，由于分型面選擇合理并且滿足排氣要求。所以無需在分型面上加排氣孔了，用最簡單的結構完成達到生產(chǎn)要求就能可以了。 3.6 冷卻系統(tǒng)設計 模具冷卻系統(tǒng)的設計好壞將會直接影響到模具冷卻的效果和型腔表面溫度分布均勻情況，模具冷卻系統(tǒng)的設計必須要考慮到下面的一些設計要求： 1.確定冷卻系統(tǒng)水管道到型腔的距離，太遠冷卻效果不好距離合適最為重要； 2.為了使塑料件冷卻的溫度均勻而達到生產(chǎn)工藝要求，所以冷卻管道最好到型腔的距離度一樣； 3.加強澆口處冷卻； 4.冷卻管道的排列形式也將會很重要的影響到塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)質量，合理的管道排列將會大大的加快冷卻效率而且還會避免產(chǎn)品冷卻不均勻這樣的現(xiàn)象； 5.冷卻水管接頭的街頭位置需要設計合理，因為這樣會影響到后面的水路的加工工藝； 6.冷卻通道的進口與出口接頭盡量不要高出模具外表平面； 7.冷卻水通道要易于加工和清理。 在設計冷卻系統(tǒng)的時候還需要考慮水管的密封性避免漏水的現(xiàn)象發(fā)生。一般凸模里面都會設計水井，水井需要使用鑲塊，在設計時必須要考慮到鑲塊的密封性，普通模具的冷卻水都是才用溫水來冷卻的，可以通過對水溫的調節(jié)來控制塑料件的冷卻速率和型腔溫度。如果需要提高生產(chǎn)周期可以才用冷水來冷卻。 3.7 模具材料的選取與熱處理 在模具材料的選擇上普遍的選擇使用的中碳鋼（45＃鋼，50＃鋼，55＃鋼），以及工具鋼。 對于本套模具，選用鋼材的種類以及熱處理為： 型腔：鋼材選用638， HRC50～55 型芯：鋼材選用638， HRC50～55 墊塊45鋼，淬火至HRC40～45 澆口套選用T8A，淬火HRC50～55 導柱選用T8A，淬火HRC56～60 導套選用T8A，淬火HRC50～55 推桿選用T8A鋼，淬火HRC50～55。 定位圈選用45鋼，淬火HRC50～55。 限位釘選用45鋼，淬火HRC50～55 模具主要的零件的配合主要參考一下列表 表3.9 模具主要零件的推薦用配合 內外螺紋嵌件與模板定位孔 螺紋型環(huán)與模板定位孔 帶彈性連接的活動鑲件與模板定位孔 H8/f8 推板與模板孔 當直徑較小時 H8/f8 當直徑較大時 H7/f7 主流道襯套與模板孔 H7/m6 滑塊與導槽 一般情況 H8/f8 定位圈與主流道襯套 H9/f9 與塑料熔體接觸 H8/f7 導柱與模板孔 H7/n6 導柱與模板孔導套與模板孔 H7/k6 導柱與導套 H7/f7 4 模具的數(shù)控加工工藝編制與仿真 4.1 凹模凸模工件的簡介 模具型腔是由凸模和凹模兩個主要部分組成的，一個塑料產(chǎn)品的好壞與模具型腔加工工藝水平、加工方法和型腔的質量好壞有著最直接的重大關系?？梢哉f注塑產(chǎn)品的生產(chǎn)中模具的公母模的加工生產(chǎn)將會是注塑模具生產(chǎn)中的核心，也是生產(chǎn)模具過程最重要的工藝環(huán)節(jié)。在公母模的設計到加工，需要考慮一些必要的結果和一些必要裝置的位置。例如型腔的進膠口位置的選擇、定出機構的頂出位置和數(shù)量、司筒或側抽芯機構的位置，這些問題都需要我們去考慮，不但需要考慮這些輔助件的安裝位置，使得方便拆卸提高產(chǎn)品質量也要考慮到加工時的加工難易程度，是否符合加工工藝的要求。在確定公母模的大小設計尺寸和形狀后，就開始全面的對公母模加工工藝路線和方法分析。最終卻定加工工藝路線完成工藝卡，編寫加工程序等相關文件，指導工人完成模具的生產(chǎn)。 4.2 公母模零件圖工藝分析 由于模具公母模的加工工藝及其的相似，主要通過UG先進的制圖軟件對模具零件圖的形狀尺寸分析，最終確定加工路線選擇滿足加工工藝的機床加工。然后進一步的確定刀具等加工工藝所必須考慮的事項。由于模具是采用上下定模板鑲嵌結構，主要考慮的只有凹凸模的型腔的加工。如圖4-1是凹模的立體三維圖，通過對圖的分析可以確定加工工藝路線。 圖4-1凹模三維立體零件圖 如圖可知凹模形狀是形狀比較規(guī)則的型腔，所以我們的思路是通過加工中心或數(shù)控銑床來完成模具型腔形狀的加工。先初步確定機床然后就可以初步的確定要使用刀具的類型和型號制定下來加工步驟。由于凸模、凸模的加工工藝設計思路基本相同，這里本人只詳細列舉了凹模的加工工藝思路和方法。 4.3 零件圖工藝設計 4.3.1 編制加工工藝： 1．毛坯的選擇：毛坯為鑄造件。 2．型腔銑：用E32R0.8的平底刀粗加工銑出型腔大致輪廓，加工余量0.2mm。 3．銑平面：用E16R0.8的平底刀半精加工銑出模具上平面和型腔底面，加工余量為0.1mm。 4．利用E16R0.8刀半精加工型腔側壁及倒角，加工余量為0.1mm 5.同樣利用E16R0.8的平底刀精加工上平面和型腔底面，加工余量為0mm。 6.用E16R0.8的刀精加工型腔側壁及倒角，加工余量為0mm。 7.用B3R1.5的球頭刀清根半精加工，加工余量0.1mm。 8.用B3R1.5的球頭刀清根精加工，加工余量0mm。 9.用D3的鉆頭先在工件表面打一個中心孔。 10.用D15的鉆頭鉆Ф15的通孔。 11.用D16的鉸刀精加工孔的孔面，達到尺寸要求。 10．去毛刺、清洗、檢驗、入庫。 4.3.2 確定裝夾方案： 由于本零件為小批量精加工要求工件，為了保證加工工藝要求，保證加工質量，所以用加工中心專用虎鉗裝夾工件。 4.3.3 確定加工順序和加工詳細步驟 1.建立坐標系創(chuàng)建毛坯。 圖4-2建立坐標系 圖4-3建立幾何體 2.創(chuàng)建刀具，粗加工銑出型腔。 圖4-3創(chuàng)建刀具 圖4-4創(chuàng)建型腔銑 圖4-5粗加工余量為0.2 圖4-6設置進給主軸轉速 圖4-7生成刀路 圖4-8刀路確認 3. 凹模的半精加工。 圖4-9創(chuàng)建E16的刀具 圖4-10創(chuàng)建平面銑 圖4-11設置平面銑參數(shù) 圖4-12最終底面余量0.1 圖4-13設置進給量主軸轉速 圖4-14生成刀路 圖4-15創(chuàng)建清側壁程序 圖4-16確定加工余量 圖4-17設置主軸轉速 圖4-18生成刀路 4. 凹模的精加工。 圖4-19創(chuàng)建平面精加工 圖4-20設置加工余量 圖4-21生成刀路 圖4-22確認刀路 圖4-23精加工側壁 圖4-24設置加工余量 5. 模具中心孔的加工。 圖4-25中心鉆刀具 圖4-26設置程序參數(shù) 圖4-27設置鉆削深度 圖4-28設置主軸轉速 圖4-29鉆孔刀路 圖4-30確認刀路 6通孔的加工。 圖4-31創(chuàng)建鉆頭 圖4-32創(chuàng)建孔加工程序 圖4-33設置鉆孔深度 圖4-34設置主軸轉速 圖4-35生成鉆孔刀路 圖4-36確認刀路 4.3.4擬訂數(shù)控銑削加工工序卡片 把模具工件的加工順序、所用刀具和切削用量等參數(shù)編入表1，將會個直觀的表現(xiàn)出各個參數(shù)，便于指導編程還有加工的進行，這就是是加工工藝卡的好處和作用。如圖為模具零件的加工工序卡。 凹模零件數(shù)控加工工序卡片 單位名稱 青島理工大學琴島學院 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號 加工中心銑削工藝分析 凹模 工序號 程序編號 夾具名稱 使用設備 車間 機用平口虎鉗 加工中心 加工中心車間 工序號 工步內容 刀具號 刀 具 規(guī) 格（㎜） 主軸轉速 （r/min） 進給速度 ㎜ /min 背吃刀量（㎜） 備注 1 平底銑刀 T01 Ф32 2000 2000 2 平底銑刀 T02 Ф16 3000 800 3 球頭刀 T03 Ф3 3000 1000 4 鉆頭 T04 Ф3 400 30 5 鉆頭 T05 Ф15 350 20 6 鉸刀 T06 Ф16 800 20 4.4 模具加工程序 采用加工中心加工，部分程序如下： N0010 G00 G90 X.8816 Y6.6732 U0.0 V0.0 N0020 G01 X0.0 N0030 X-2.7125 N0040 Y6.3969 N0050 X2.7125 N0060 Y6.6732 N0070 X0.0 N0080 Y6.9566 N0090 X-2.996 N0100 Y6.1134 N0110 X2.996 .. .. .. .. .. .. N3810 X5.1248 N3820 Y0.0 N3830 X5.4082 N3840 Y9.3689 N3850 X-5.4082 N3860 Y-9.3689 N3870 X5.4082 N3880 Y0.0 N3890 X5.0933 N3900 G00 N3910 M02 - 33 - 結 論 時間飛逝轉眼大學四年已過，畢業(yè)設計也即將完成。通過這次的畢業(yè)設計讓我鞏固和加強了模具設計方面的各種知識，通過在老師的指導和不斷的自學完善自己了的不足，通過這車畢業(yè)設計真正的了解到了一次實際生產(chǎn)重產(chǎn)品設計到模具制造的整個流程和方法，對以后自己的工作將會有很大的幫助。通過本次設計才真正的明白如何把平時學的理論知識運用到實際生活中。 從開始設計的時候的迷茫和不理解，由于沒有學習過相關知識，所有都是從零開始，但是在老師的細心指導和同組同學的幫助下一點點的把知識點掌握，我基本上完成了本次畢業(yè)設計的設計任務。從家用立式空調外殼的尺寸產(chǎn)品造型設計考慮，然后一步步的計算畫圖完善尺寸，并確定模具型腔形狀選取合適的模具架、設計模具周邊的配套輔助零件，最終完成整套模具的設計。 本設計家用立式空調上控制板面外殼的注射模具及加工工藝設計，選用了PS作為塑件的材料，能夠滿足立式空調外殼的使用性能及注射模具的成型特點。本設計采用了四導柱的模具結構，在注射成型冷卻后，動模部分隨著注射機的動模向后移動，動模板與中間板分型，隨后中間板與定模板分離；當型芯與型腔完全分離后，塑料制件留在型芯上。這時推出機構開始動作，通過推桿把制件頂出模外；最后在合模時，在彈簧與復位桿的作用下使模具閉合，完成了一次成型。 在設計加