三通管注塑模具設(shè)計-滑塊抽芯注射模1模4腔含NX三維及10張CAD圖,三通,注塑,模具設(shè)計,滑塊抽芯,注射,nx,三維,10,cad 工藝卡片 零件名稱 動模型芯 零件圖號 材料牌號及規(guī)格 718H 毛坯種類 標準模架 毛坯尺寸 每毛坯可制件數(shù) 1 工別 工序號 工 序 內(nèi) 容 設(shè)備型號及名稱 一次加工數(shù) 工 序 附 圖 鉗工 1 鋸床下料，粗銑 鋸床,銑床 1 鉗工（模具裝配） 鉗工（表面拋光） EDM CNC 線割（頂針孔） 鉗工（鉆水孔,螺絲孔,攻牙） 鉗工（精磨） 鉗工（下料，粗銑） 鉗工 2 六面直角精磨表面粗糙度Ra3.2 磨床 1 鉗工 3 鉆水孔,螺絲孔,攻牙 鉆床 1 線割 4 線切割頂針孔 線切割機床 1 CNC 5 型芯成型部位加工，數(shù)控銑床粗加工，精加工 數(shù)控銑床 1 EDM 6 對加工中心無法處理位置做電火花加工 電火花機 1 鉗工 7 型芯表面拋光處理 虎鉗 1 鉗工 8 模具裝配 1 班級 姓名 學(xué)號 日期 批改 日期 工藝卡片 零件名稱 定模型腔 零件圖號 材料牌號及規(guī)格 718H 毛坯種類 標準模架 毛坯尺寸 每毛坯可制件數(shù) 1 工別 工序號 工 序 內(nèi) 容 設(shè)備型號及名稱 一次加工數(shù) 工 序 附 圖 鉗工 1 鋸床下料，粗銑 鋸床,銑床 1 鉗工（模具裝配） 鉗工（表面拋光） EDM CNC 線割（澆口孔） 鉗工（鉆水孔,螺絲孔,攻牙） 鉗工（精磨） 鉗工（下料，粗銑） 鉗工 2 六面直角精磨表面粗糙度Ra3.2 磨床 1 鉗工 3 鉆水孔,螺絲孔,攻牙 鉆床 1 線割 4 線切割澆口孔 線切割機床 1 CNC 5 型腔成型部位加工，數(shù)控銑床粗加工，精加工 數(shù)控銑床 1 EDM 6 對加工中心無法處理位置做電火花加工 電火花機 1 鉗工 7 型腔表面拋光處理 虎鉗 1 鉗工 8 模具裝配 1 班級 姓名 學(xué)號 日期 批改 日期 姓 名 X 開題時間 X 學(xué) 院 X 專業(yè)班級 X 指導(dǎo)教師（導(dǎo)師組） X 論文題目 中文 XXXXXXXXXXXXXX 英文 1. 選題的背景和意義 1、目的：我喜歡模具業(yè)，由于塑料制品與我們的生活息息相關(guān)，他憑借自身的造型獨特、使用方便、價格實惠等優(yōu)點，深受廣大老百姓的喜愛。間接地說塑料制品的市場前景相當樂觀，我所選題目與市場需求相吻合，我可以通過此次設(shè)計，總結(jié)歸納一下我這幾年所學(xué)的知識，把知識結(jié)合于實際，積累一定的模具設(shè)計經(jīng)驗，這對以后我從事此類工作有一定幫組。從我國模具工業(yè)的地位來說，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，是衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，通過此次選題的設(shè)計，在提高自身能力的同時，也更想為模具工業(yè)的發(fā)展貢獻出自己的一份力量。 2、理論意義：此次選題要看許多相關(guān)理論書籍，可以提升自身在制作模具方面的理論知識，可以為接下來的工作做好理論依據(jù)，明確理論方向。 3、現(xiàn)實意義：當然，模具設(shè)計起來會相對復(fù)雜，但這可以很好提高自身的動手能力，是一次理論到實際的親身經(jīng)歷，也可以發(fā)現(xiàn)理論中所要注意的細節(jié)，所缺少的細節(jié)，是一次非常寶貴的實踐經(jīng)驗。 選題的研究現(xiàn)狀（理論淵源及演化、國外相關(guān)研究綜述、國內(nèi)相關(guān)研究綜述）： 1、理論淵源及演化：近年，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動化、大型、長壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來越大。我所選杯蓋，他借助圓、球體、長方體，還有圓柱體的完美結(jié)合，以獨特的外形、圓滑的外表給予我視覺上的享受，不僅有他相應(yīng)的使用價值，更具有一定的藝術(shù)觀賞性。我可以通過此次模具的設(shè)計，了解我國模具設(shè)計技術(shù)的一個水平以及發(fā)展趨勢。 l 國外相關(guān)綜述：西方國家從二戰(zhàn)結(jié)束以來，制造業(yè)得到了很快的發(fā)展，到迄今為止，西方發(fā)達國家模具設(shè)計、制造技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，大多向復(fù)雜、精度高以及標準化方向發(fā)展，模具設(shè)計及制造都有一套成熟的體系，多數(shù)都是一體的自動化生產(chǎn)。 美國就是國外制造業(yè)的代表，近年來，中國制造業(yè)在全球制造業(yè)的比重達到19.8％，略微超過 美國的19.4％，美國不甘落后，奧巴馬高調(diào)宣布要重回制造業(yè)時代。美國制造業(yè)多以生產(chǎn)高精度、較復(fù)雜的產(chǎn)品，大多以電子產(chǎn)品、高端軟件、汽車發(fā)動機和零部件為主，而塑料制件生產(chǎn)較少，而大多生產(chǎn)來源于中國，所以中國塑料制件有很好的市場前景。 3、國內(nèi)相關(guān)綜述：我國塑料模具工業(yè)雖然起步晚、底子薄，與工業(yè)發(fā)達的國家相比有很大的差距，但改革開放以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策的支持和引導(dǎo)下，我國塑料膜具技術(shù)和模具工業(yè)近年來發(fā)展迅速。主要表現(xiàn)在： （1）在模具技術(shù)的基本理論、模具設(shè)計、模具制造、模具材料以及模具加工設(shè)等方面取得了實用性成果。 （2）模具基本能實現(xiàn)標準化。 （3）模具加工設(shè)備由過去依賴進口到逐步實現(xiàn)自行設(shè)計生產(chǎn)。 （4）研究開發(fā)了幾十種新型合金硬質(zhì)材料，并采用了熱處理新工藝。 （5）模具的品質(zhì)、制造精度已達較高水平。 2. 研究目標、內(nèi)容（論文提綱）及擬解決關(guān)鍵問題 目標：獨立完成該套模具的設(shè)計，以及編寫設(shè)計計算說明書。 基本內(nèi)容：完成整套注塑模具的設(shè)計。 重點與難點：定模側(cè)抽芯機構(gòu)、點澆口澆注系統(tǒng)，推出機構(gòu)，冷卻系統(tǒng)設(shè)計。 研究的可行性：圖紙正確，說明書完整。 1、研究的主要重點： 注塑模具工序與工藝的分析設(shè)計，型芯型腔、分型面、澆鑄系統(tǒng)、導(dǎo)向機構(gòu)、脫模機構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計，以及各零部件及裝配圖的繪制。 2、難點是： （1）、所選零件造型復(fù)雜尺寸測量有點難。 (2)、所選零件的三維圖及注塑模具裝配圖有點難畫。 （3）、模具的型芯型腔設(shè)計、計算難。 （4）、在只知所選零件的情況下，要設(shè)計出導(dǎo)向機構(gòu)與脫模機構(gòu)，所需知識面廣、查閱的書籍要多，在尋找材料文獻方面有一定難度。 3. 研究方法及技術(shù)路線 本課題主要是塑料成型的工藝設(shè)計及制造，也就是注塑模的工藝設(shè)計方案分析及確定工藝計算，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計計算等內(nèi)容。其主要的內(nèi)容如下： （1）對所選產(chǎn)品進行分析，記錄下相應(yīng)工藝及尺寸，畫出三維圖及三視圖。 （2）查閱有關(guān)書籍，經(jīng)分析計算，確定模具類型的主要結(jié)構(gòu)，如型腔的布置，分型面、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向機構(gòu)、脫模機構(gòu)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計。 (3)繪制模具部分零件圖。 （4)繪制模具總裝配圖。 （5）撰寫論文。 生產(chǎn)主要是為了提高生產(chǎn)效率，因此在設(shè)計是要力求結(jié)構(gòu)簡單，但是一定要保證其精度要求。 ① 建立塑料制品的三維模型; ② 根據(jù)所設(shè)計產(chǎn)品進行拔模分析與分型面設(shè)計; ③ 建立工程、加載產(chǎn)品、創(chuàng)建調(diào)用模架;④ 設(shè)計導(dǎo)向系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)、頂出機構(gòu)、流道與冷卻等輔助部分。 4.研究工作基礎(chǔ) 5.主要參考文獻及出處（10篇以上） [1] 趙華. 模具設(shè)計與制作[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2009-04 [2] 黃平、朱文堅. 機械設(shè)計教程-理論、方法與標準[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2010-12 [3] 郭鐵良. 模具制造工藝學(xué)[M]. 北京:高等教育出版社, 2008-11 [4] 趙昌盛. 實用模具材料應(yīng)用手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社, 2005-06 [5] 王煥庭、李茂華、徐善國. 機械工程材料[M]. 大連,大連理工大學(xué)出版社， 2000-05 [6] 屈華昌. 塑料成型工藝及模具設(shè)計[M]. 北京,高度教育出版社，2007-08 [7] 吳兆祥、高楓. 模具材料及表面處理[M].北京,機械工業(yè)出版社， 2002-04 [8] 黃毅宏、李明輝. 模具制造工藝[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2003-07 [9] 張克惠.塑料材料學(xué)[M].西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社,2000-05 [10] 宋濤、顧軍等.熱處理技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003-01 [11]劉靖巖.模具設(shè)計與制造.北京：中國輕工業(yè) [12] 王樹勛.注塑模具設(shè)計與制造實用技術(shù)[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,1996-06 [13] 高為國.模具材料[M].機械工業(yè)出版社,2005-01 [14] 蔣繼宏、王效岳 注塑模具典型結(jié)構(gòu)100例[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2000-06 [15] 王鵬駒、張杰 塑料模具設(shè)計師手冊 北京：機械工業(yè)出版社，2008-10 [16] ABCUG論壇 www.abcug.com [17] 燕秀模具論壇 www.yxcax.com [18]免費CAD教程網(wǎng) www.mfcad.com 6.實施計劃 2012.11.10——2012.12.05 查找資料、復(fù)習(xí)有關(guān)課程，寫出開題報告 2012.12.06——2013.01.05 查閱中外文獻資料完成文獻綜述 2013.01.16——2013.02.01 完成外文資料的翻譯 2013.02.02 ——2013.02.20 分析產(chǎn)品特性、結(jié)構(gòu)，構(gòu)思模具各個部件設(shè)計，最后擬定總體方案，建模 2013.02.21——2013.03.10模具分析、修改、完善設(shè)計方案 2013.03.11 ——2013.04.05 繪制裝配圖，各零件圖 2013.04.06——2013.04.30 編寫設(shè)計說明書 2013.05.01 ——2013.05.10 檢查校核各項設(shè)計和圖紙，準備答辨 這里自己改 指導(dǎo)教師（導(dǎo)師組）意見： 簽 名： 年 月 日 審查小組意見： 審查小組負責人（簽 名）： 年 月 日 備注： 1、 要有10篇以上相關(guān)文章的閱讀量。 2、 理、工科開題報告撰寫要求在2500字左右，人文社科開題報告在3500字左右，包括論文選題的背景和意義、工作任務(wù)分析、調(diào)研報告、方案擬定與分析、畢業(yè)論文撰寫提綱及實施計劃、文獻綜述（理、工科可不提交文獻綜述）等。 3、 電腦打印，用A4紙，內(nèi)容為小四號宋體，行距為固定值20磅。 4、 文獻綜述（按文獻綜述格式打印）附在開題報告后面一起裝訂。 文獻綜述內(nèi)容： (正文) 備注：1、文獻綜述內(nèi)容包括：國內(nèi)外研究理論、研究方法、進展情況、存在問題、參考依據(jù)等。 2、文獻綜述必須切題，并寫出兩萬字以上的筆記或三千字以上的文獻綜述。 3、電腦打印，用A4紙。內(nèi)容為小四號宋體，行距為固定值20磅。 圓為什么看起來不圓？？？？ 如下圖解決辦法 注塑模具畢業(yè)設(shè)計答辯時的常見題目 老師一般主要看你的裝配圖、然后問你各個機構(gòu)名稱作用、主要看你的機構(gòu)是否合理、還有可能問你一些注塑缺陷的原因及解決辦法、其實很簡單、只要你是自己設(shè)計的、外問百答、對自己有信心就可以了、不會問什么很難的東西、因為老師也未必了解那么深的東西。 1. 如何取收縮率？ 答：應(yīng)根據(jù)制件的形狀，特別是根據(jù)制件的壁厚來定收縮率。對于壁厚者取上限，對于壁薄者取下限。 2. ABS（或PP）的特點和用途？ 答：PP為熱塑性材料，耐熱和機械強度、發(fā)泡倍率均不高，抗沖擊強度高、尺寸穩(wěn)定、易于成型，耐熱和耐腐蝕性也較好，并具有良好的耐寒性。等等。 3. 為什么采用熱流道？ 答：由于塑件面積比較大，中間有鋼化玻璃或金屬嵌件，主流道要由模板中心引到塑件邊緣，做側(cè)向進料。這樣主流道比較長，塑料在流動過程中很容易冷卻，每生產(chǎn)一模就會產(chǎn)生較大的料柄，造成較大的原料損耗，而采用熱流道可以克服上述缺陷，因此采用熱流道。 4. 澆口的主要類型？你設(shè)計的采用哪種類型？ 答：主要類型有：直澆口、側(cè)交口、中心澆口、點澆口、潛伏式澆口、護耳澆口。選擇（略） 5. 制件翹曲變形的原因。 答：1）模溫太高，冷卻時間不夠。2）塑件壁厚厚薄懸殊。3）澆口位置、數(shù)量不合適。4）推出位置不恰當，且受力不均。5）塑料分子定向作用太大。 6. 成型時排氣不良會產(chǎn)生哪些后果？可采用的措施有哪些？ 答：型腔內(nèi)氣體壓縮產(chǎn)生很大背壓，阻止熔體快速充模，同時氣體壓縮產(chǎn)生的熱量可能使塑料燒焦。采取的排氣措施：1）利用分型面排氣。2）利用型芯與模板配合間隙。3）利用頂桿運動間隙。4）開排氣槽。 7. 帶螺紋塑件的脫模有幾種方式？ 答：強制脫模、手動脫模、機動脫模（利用側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)實現(xiàn)脫螺紋、采用模內(nèi)旋轉(zhuǎn)的方式脫螺紋，如齒輪傳動）、其他動力源脫模（采用液壓缸或氣缸、電機等）。 8. 解釋本設(shè)計中提到的熱處理方式淬火及其作用。 答：淬火是將鋼件加熱到相變點以上某一溫度，保溫一段時間，然后在水、鹽水或油中急冷下來，使其得到高硬度。 作用：用來提高鋼的硬度和強度。但淬火時會引起內(nèi)應(yīng)力使鋼變脆，所以淬火后必須回火。 9. 單分型面和雙分型面在結(jié)構(gòu)上主要有哪些區(qū)別？ 答：單分型面只有一個分型面，塑件和凝料都要在這個分型面上取出，分型面的兩邊是動模板和定模板，所以又稱兩板式模具；雙分型面有兩個分型面，分別用來取出塑件和凝料，模具被兩個分型面分成動模板、中間板和定模板，所以又稱三板式模具。 10. 試分析螺桿注塑機的工作過程。 答：1）合模。2）注射。3）保壓和補縮。4）冷卻。5）開模。6）回退預(yù)塑 11. 單分型面注塑模有哪些部分組成？ 答：成型部件、澆注系統(tǒng)、推出機構(gòu)、導(dǎo)向部件、排氣系統(tǒng)、支撐零部件、模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 12. 單分型面模具的成型零部件有哪些部分組成？ 答：型芯、型腔（或定模板）、動模板 13. 注塑模具成型的優(yōu)點？ 答：產(chǎn)品高精度、高復(fù)雜性、高一致性、高生產(chǎn)率、低消耗。 14. 推桿（或稱頂桿）的高度設(shè)計，推桿的工作端面與塑件的內(nèi)表面成型面應(yīng)該平齊還是有高低？誰高？ 答：通常推桿裝入模具后，其端面應(yīng)與型面平齊或高出0.05-0.1mm。 15. 推管推出機構(gòu)用在什么塑件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上？與推桿有什么區(qū)別？ 答：用在塑件產(chǎn)品有螺柱孔（即圓柱筒形）或帶孔的塑件上。都屬于推出機構(gòu)，相當于空心推桿，其材料、熱處理硬度及配合部分的要求與推桿相同。 16. 設(shè)計過程中如何確定各相鄰零部件的配合要求？ 答：嚴格按模具國家標準中推薦的配合代號，有相對滑動或移動的零部件采用間隙配合如H7/f7-H8/f7，一般模具標準件與固定件之間的配合采用過渡配合如H7/m6或H7/k6，在無配合要求的長度段可將孔徑擴大0.5-1mm。 摘 要 三通管作為一種連接件在日常生活中應(yīng)用廣泛，本文對塑料模具的設(shè)計方法及過程進行了闡述。設(shè)計了三通管塑料模具中的各個系統(tǒng)如注射系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、導(dǎo)向與定位機構(gòu)、側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)、脫模機構(gòu)、分型面及排氣槽。并對塑件的材料性能進行了分析。 關(guān)鍵詞：三通管 注塑模 導(dǎo)向 分型 脫模 頂出 ABSTRACT The Three Links Pipeline as a kind of attachment is widely used in daily life. In the paper, the design method and processes of the plastics mould have been described. In design, some parts of plastics mould have been designed, such as: injecting system, temperature-control system, director, joint face, pushing off system, mould unloading system, air evacuation groove. And material function of the plastic piece has been analysized. Keywords: Three links pipeline, Injection mould, director , joint face , stripping , drive out. 35 - - 目錄 摘 要 2 ABSTRACT 3 第一章 引言 5 1.1 模具在加工工業(yè)中的地位 5 1.2 模具的發(fā)展趨勢 5 1.3研究內(nèi)容 7 第二章 工藝方案分析 8 2.1 塑件分析 8 2.2 材料特征 8 2.3 材料分類 9 2.4 制備方法 10 2.5 PVC發(fā)展概況 12 2.6物化性質(zhì) 12 2.7注塑模工藝條件 13 2.8特性以及成型特性 14 第三章 注射機的選擇及校核 16 3.1注射機的選擇 16 3.2型腔數(shù)目的確定及校核 17 3.3 鎖模力的校核 18 3.4 開模行程的校核 18 第四章 澆注系統(tǒng)設(shè)計 20 4.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 20 4.1.1 分型面的選擇 20 4.1.2 主流道的設(shè)計 20 4.1.3 主流道襯套的設(shè)計 21 4.1.4 分流道的設(shè)計 22 4.1.5 澆口的設(shè)計 22 4.1.7拉料桿和冷料穴設(shè)計 23 4.1.8排氣系統(tǒng)的設(shè)計 23 第五章 模架的選擇 25 第六章 成型零部件的設(shè)計 26 6.1側(cè)向分型及抽芯機構(gòu)的設(shè)計 26 6.2拉桿彈簧的結(jié)構(gòu)形式 27 6.3側(cè)滑塊設(shè)計 28 6.5 滑塊的導(dǎo)滑槽設(shè)計 28 6.6滑塊定位擋塊設(shè)計 28 6.7推出機構(gòu) 29 第七章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 31 7.1 冷卻水道的結(jié)構(gòu)設(shè)計 31 第八章 總裝配圖 32 第九章 設(shè)計總結(jié) 33 第十章 經(jīng)濟分析 34 致 謝 35 參 考 文 獻 36 第一章 引言 1.1 模具在加工工業(yè)中的地位 模具是大批量生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)。采用模具生產(chǎn)零部件，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低、節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點，已成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向?，F(xiàn)代工業(yè)品的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。因此模具工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展將起越來越大的作用。 　　據(jù)統(tǒng)計，在家電、玩具等輕工行業(yè)，近90％的零件是靠模具生產(chǎn)的；在飛機、汽車、農(nóng)機和無線電行業(yè)，這個比例也超過60％。例如飛機制造業(yè)，某型戰(zhàn)斗機模具使用量超過三萬套，其中主機八千套、發(fā)動機二千套、輔機二萬套。從產(chǎn)值看，20世紀80年代以來，美、日等工業(yè)發(fā)達國家模具行業(yè)的產(chǎn)值已超過機床行業(yè)，并且有繼續(xù)增長的趨勢。 對模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便；從模具制造的角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。 模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制品的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、旗袍、凹痕、燒焦等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結(jié)構(gòu)對操作難易程度很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時，應(yīng)盡量減少開模、合模過程和取制件過程中的手工勞動，為此常采用自動開合模自動頂出機構(gòu)，在全自動生產(chǎn)時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。 現(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進的模具是必不可少的三項重要因素，尤其是模具對實現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計起著重要的作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產(chǎn)品需求量很大，對模具也提出了越來越高的要求。因此促進模具的不斷向前發(fā)展。 1.2 模具的發(fā)展趨勢 “十二五”期間，中國模具業(yè)將進一步調(diào)整結(jié)構(gòu)，開拓市場，苦練內(nèi)功，提升水平，使中國模具業(yè)在整體上再上一個新臺階，而這并不只是模具業(yè)的“一家之事”。模具業(yè)與其他行業(yè)的發(fā)展可以用唇齒相依來形容，因而模具業(yè)整體水平的提升與相關(guān)行業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。? 　?。?）半導(dǎo)體封裝模具走向自動化 　　半導(dǎo)體封裝模具業(yè)對模具的要求是：一是要求精加工模具，目前電子產(chǎn)品不斷集成化、小型化，產(chǎn)品趨向高端，尺寸也越來越小，封裝體越來越薄，這對封裝要求越來越高，對模具精度要求很高。? 　　如今封裝技術(shù)正不斷發(fā)展。芯片尺寸縮小，芯片面積與封裝面積之比越來越接近于1，I/O數(shù)增多、引腳間距減小。封裝技術(shù)的發(fā)展離不開先進的電子工模具裝備，多注射頭封裝模具(MGP)、自動沖切成型系統(tǒng)、自動封裝系統(tǒng)等高科技新產(chǎn)品適應(yīng)了這一需求，三佳也陸續(xù)推出這些產(chǎn)品。? 　　今后半導(dǎo)體封裝模具發(fā)展方向是向更高精度、更高速的封裝模具——自動封裝模具發(fā)展。自動塑封系統(tǒng)是集成電路后工序封裝的高精度、高自動化裝備。系統(tǒng)中設(shè)置多個塑封工作單元，每個單元中安裝模盒式MGP模，多個單元按編制順序進行封裝，整機集上片、上料、封裝、下料、清模、除膠、收料于一體。該項技術(shù)國外發(fā)展較快，已出現(xiàn)了貼膜覆蓋封裝、點膠塑封等技術(shù)，可滿足各類高密度、高引線數(shù)產(chǎn)品的封裝。? 　　隨著微電子技術(shù)飛速發(fā)展，半導(dǎo)體后工序塑封成型裝備應(yīng)用技術(shù)不斷提高，自動化作業(yè)已成必然趨勢。三佳作為國內(nèi)第一家模具行業(yè)的上市公司，將緊盯世界先進技術(shù)，發(fā)展電子模具國產(chǎn)化進程。? 　　2、設(shè)備、標準化發(fā)展更上層樓 　　中國模具業(yè)雖然有了長足的發(fā)展，取得了巨大進步，但在模具業(yè)的上下游配套環(huán)節(jié)中，加工設(shè)備大都依賴進口，而機床是一薄弱環(huán)節(jié)。據(jù)羅百輝了解，2004年進口加工設(shè)備中機床約60億美元，而其中模具業(yè)應(yīng)用機床占據(jù)了大部分，這也反映國內(nèi)在這一領(lǐng)域還待加油。中國模具工業(yè)協(xié)會副秘書長秦珂認為，國內(nèi)廠商應(yīng)重視裝備制造業(yè)重視模具業(yè)的需求，目前國內(nèi)設(shè)備廠商如沈陽機床集團公司等已意識到模具機床的“增值”潛力，著重在加工中心、數(shù)控機床等設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)。而機床朝著高速化、精密化、高性能專業(yè)化、系統(tǒng)化、復(fù)合化方向發(fā)展也給國內(nèi)廠商帶來新課題。? 　　在模具標準件領(lǐng)域，國內(nèi)已有較大產(chǎn)量的模具標準件主要是模架、導(dǎo)向件、沖頭等，汽車模具用含油導(dǎo)板、斜楔等。據(jù)羅百輝了解，目前中國模具標準件在模具中的使用覆蓋率只有40%，而在歐美等國則達到了70%。羅百輝指出，標準化成為模具業(yè)發(fā)展的新趨勢，模具業(yè)要擴大模具標準件的品種，提高其精度，提高生產(chǎn)集中度，實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。 1.3研究內(nèi)容 對三通管進行實物測繪； 研究分析結(jié)果，綜合分析其合理性； 對產(chǎn)品成型方案進行工藝參數(shù)、澆口位置、冷卻系統(tǒng)等的優(yōu)化并加以加以比較，確定最佳成型方案； 利用PROE和AutoCAD繪制三通管蓋模具圖和成型零件圖。 第二章 工藝方案分析 2.1 塑件分析 三通管工件如圖1所示。它是一種常見的塑料工件，從工件本身來看，屬特小型件，其抽芯脫模機構(gòu)較為復(fù)雜，側(cè)向抽芯技術(shù)是本課題的難點，零件直通管的成型采用側(cè)向抽芯機構(gòu)。因此本次畢業(yè)設(shè)計主要是針對以上問題進行模具設(shè)計，以解決實際生產(chǎn)中存在的問題。 塑料制件主要是根據(jù)使用要求進行設(shè)計，由于塑件有特殊的機械性能，因此設(shè)計塑件時必須充分發(fā)揮其性能上的優(yōu)點，補償其缺點，在滿足使用要求的前提下，塑件的形狀盡可能地做到簡化模具結(jié)構(gòu)，符合成型工藝特點，在設(shè)計時必須考慮： 1）、塑件的物理機械性能，如強度、剛性、韌性、彈性、吸水性等；2、塑料的成型工藝性，如流動性；3、塑料形狀應(yīng)有利于充模流動、排氣、補縮，同時能適應(yīng)高效冷卻硬化（塑性塑料）或快速受熱固化（熱固性塑料）；4、塑件在成型后收縮情況及各向收縮率差異；5、模具總體結(jié)構(gòu)，特別是抽芯與脫出塑件的復(fù)雜程度；6、模具零件的形狀及制造工藝。除此之外，還應(yīng)考慮塑件設(shè)計原則：1、在滿足性能和使用條件下，盡可能使結(jié)構(gòu)簡單、壁厚均勻、連接可靠、裝使用方便；2、結(jié)構(gòu)合理，用簡單的加工方法就能完成模具的制作；3、減小成型加工后的輔助加工。 圖2.1 三通管零件 2.2 材料特征 聚氯乙烯（Poly Vinyl Chloride，PVC） 分子結(jié)構(gòu) Polyvinylchloride，主要成份為聚氯乙烯， 色澤鮮艷、耐腐蝕、牢固耐用，由于在制造過程中增加了增塑劑、抗老化劑等一些有毒輔助材料來增強其耐熱性，韌性，延展性等，故其產(chǎn)品一般不存放食品和藥品。它是當今世界上深受喜愛、頗為流行并且也被廣泛應(yīng)用的一種合成材料。它的全球使用量在各種合成材料中高居第二。據(jù)統(tǒng)計，僅僅1995年一年， PVC在歐洲的生產(chǎn)量就有五百萬噸左右，而其消費量則為五百三十萬 噸。在德國，PVC的生產(chǎn)量和消費量平均為一百四十萬噸。PVC正以4%的增長速度在全世界范圍內(nèi)得到生產(chǎn)和應(yīng)用。近年來PVC 在東南亞的增長速度尤為顯著，這要歸功于東南亞各國都有進行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的迫切需求。在可以生產(chǎn)三維表面膜的材料中，PVC是最適合的材料。PVC(聚氯乙烯)，其單體的結(jié)構(gòu)簡式為CH2=CHCl. PVC材料用途極廣， 具有加工性能良好，制造成本低，耐腐蝕，絕緣等良好特點，主要用于制作：普瑞文pvc卡片；pvc貼牌；pvc鐵絲；pvc窗簾；pvc涂塑電焊網(wǎng)；pvc發(fā)泡板、pvc吊頂、pvc水管、pvc踢腳線等以及穿線管、電纜絕緣、塑料門窗、塑料袋 等方面。在我們的日常生活領(lǐng)域中處處可見到PVC產(chǎn)品。PVC被用來制作各種仿皮革，用于行李包，運動制品，如籃球、足球和橄欖球等。還可用于制作制服和專用保護設(shè)備的皮帶。 2.3 材料分類 根據(jù)應(yīng)用范圍的不同，PVC可分為：通用型PVC樹脂、高聚合度PVC樹脂、交聯(lián)PVC樹脂。通用型PVC樹脂是由氯乙烯單體在引發(fā)劑的作用下聚合形成的；高聚合度PVC樹脂是指在氯乙烯單體聚合體系中加入鏈增長劑聚合而成的樹脂；交聯(lián)PVC樹脂是在氯乙烯單體聚合體系中加入含有雙烯和多烯的交聯(lián)劑聚合而成的樹脂。 根據(jù)氯乙烯單體的獲得方法來區(qū)分，可分為電石法、乙烯法和進口（EDC、VCM)單體法（習(xí)慣上把乙烯法和進口單體法統(tǒng)稱為乙烯法）。 根據(jù)聚合方法，聚氯乙烯可分為四大類：懸浮法聚氯乙烯、乳液法聚氯乙烯、本體法聚氯乙烯、溶液法聚氯乙烯。懸浮法聚氯乙烯是產(chǎn)量最大的一個品種，約占PVC總產(chǎn)量的80%左右。懸浮法聚氯乙烯按絕對黏度分六個型號：XS-1、XS-2……XS-6；XJ-1、XJ-2……、XJ-6。型號中各字母的意思：X-懸浮法；S-疏松型；J-緊密型。 根據(jù)增塑劑含量的多少，常將PVC塑烯塑料分為：無增塑PVC，增塑劑含量為0；硬質(zhì)PVC，增塑劑含量小于10%；半硬質(zhì)PVC，增塑劑含量為10-30%；軟質(zhì)PVC，增塑劑含量為30-70%；聚氯乙烯糊塑料，增塑劑含量為80%以上。 2.4 制備方法 聚氯乙烯可由乙烯、氯和催化劑經(jīng)取代反應(yīng)制成。由于其防火耐熱作用，聚氯乙烯被廣泛用于各行各業(yè)各式各樣產(chǎn)品： 電線外皮、光纖外皮、鞋、手袋、袋、飾物、招牌與廣告牌、建筑裝潢用品、家俱、掛飾、滾輪、喉管、玩具（如有名的意大利“Rody”跳跳馬）、門簾、卷門、輔助醫(yī)療用品、手套、某些食物的保鮮紙、某些時裝等。 聚合方法 PVC用自由基加成聚合方法制備，聚合方法主要分為懸浮聚合法、乳液聚合法和本體聚合法，以懸浮聚合法為主，約占PVC總產(chǎn)量的80%左右。將純水、液化的VCM單體、分散劑加入到反應(yīng)釜中，然后加入引發(fā)劑和其它助劑，升溫到一定溫度后VCM單體發(fā)生自由基聚合反應(yīng)生成PVC顆粒。持續(xù)的攪拌使得顆粒的粒度均勻，并且使生成的顆粒懸浮在水中。此外，還有用微懸浮法生產(chǎn)PVC糊用樹脂，產(chǎn)品性能和成糊性均好。 ①懸浮聚合法　使單體呈微滴狀懸浮分散于水相中，選用的油溶性引發(fā)劑則溶于單體中，聚合反應(yīng)就在這些微滴中進行，聚合反應(yīng)熱及時被水吸收，為了保證這些微滴在水中呈珠狀分散，需要加入懸浮穩(wěn)定劑，如明膠、聚乙烯醇、甲基纖維素、羥乙基纖維素等。引發(fā)劑多采用有機過氧化物和偶氮化合物，如過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化二碳酸二環(huán)己酯、過氧化二碳酸二乙基己酯和偶氮二異庚腈、偶氮二異丁腈等。聚合是在帶有攪拌器的聚合釜中進行的。聚合后，物料流入單體回收罐或汽提塔內(nèi)回收單體。然后流入混合釜，水洗再離心脫水、干燥即得樹脂成品。氯乙烯單體應(yīng)盡可能從樹脂中抽除。作食品包裝用的 PVC，游離單體含量應(yīng)控制在1ppm以下。聚合時為保證獲得規(guī)定的分子量和分子量分布范圍的樹脂并防止爆聚，必須控制好聚合過程的溫度和壓力。樹脂的粒度和粒度分布則由攪拌速度和懸浮穩(wěn)定劑的選擇與用量控制。樹脂的質(zhì)量以粒度和粒度分布、分子量和分子量分布、表觀密度、孔隙度、魚眼、熱穩(wěn)定性、色澤、雜質(zhì)含量及粉末自由流動性等性能來表征。 ②乳液聚合法　最早的工業(yè)生產(chǎn) PVC的一種方法。在乳液聚合中，除水和氯乙烯單體外，還要加入烷基磺酸鈉等表面活性劑作乳化劑，使單體分散于水相中而成乳液狀，以水溶性過硫酸鉀或過硫酸銨為引發(fā)劑，還可以采用“氧化-還原”引發(fā)體系，聚合歷程和懸浮法不同。也有加入聚乙烯醇作乳化穩(wěn)定劑，十二烷基硫醇作調(diào)節(jié)劑，碳酸氫鈉作緩沖劑的。聚合方法有間歇法、半連續(xù)法和連續(xù)法三種。聚合產(chǎn)物為乳膠狀，乳液粒徑0.05～2μm,可以直接應(yīng)用或經(jīng)噴霧干燥成粉狀樹脂。乳液聚合法的聚合周期短，較易控制，得到的樹脂分子量高，聚合度較均勻，適用于作聚氯乙烯糊，制人造革或浸漬制品。乳液法聚合的配方復(fù)雜，產(chǎn)品雜質(zhì)含量較高。 ③本體聚合法　聚合裝置比較特殊，主要由立式預(yù)聚合釜和帶框式攪拌器的臥式聚合釜構(gòu)成。聚合分兩段進行。單體和引發(fā)劑先在預(yù)聚合釜中預(yù)聚1h，生成種子粒子，這時轉(zhuǎn)化率達8%～10%，然后流入第二段聚合釜中，補加與預(yù)聚物等量的單體，繼續(xù)聚合。待轉(zhuǎn)化率達85%～90%，排出殘余單體，再經(jīng)粉碎、過篩即得成品。樹脂的粒徑與粒形由攪拌速度控制，反應(yīng)熱由單體回流冷凝帶出。此法生產(chǎn)過程簡單，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)成本也較低。 PVC改性方法 PVC樹脂是一個極性非結(jié)晶性高聚物，密度： 1.380 g/cm3，玻璃轉(zhuǎn)變溫度：87℃，因此熱穩(wěn)定性差，不易加工。不能直接使用，必須經(jīng)過改性混配，添加相關(guān)助劑和填充物才可以使用。而因添加的相關(guān)助劑和填充物的種類和分數(shù)的不同，這就決定了所制備的PVC材料性能和要求是不一樣的。我們通常稱之為PVC配方，嚴格說來是PVC改性配方，而PVC只有經(jīng)過改性才能使用。這一類常被歸類為高分子改性材料。高分子材料改性主要圍繞通用塑料的高性能化、單組分材料向多組分材料復(fù)合材料轉(zhuǎn)變（合金、共混、復(fù)合）、賦予材料功能化、優(yōu)化性能與價格等方面的研究。改性方法主要是化學(xué)改性、填充改性、增強改性、共混改性以及納米復(fù)合改性。改性基本原理就是通過添加物賦予材料功能或者提高某些性能。因此，PVC配方技術(shù)的高下，決定了一家工廠技術(shù)和生產(chǎn)能力的高下。[2]? PVC一般先要改性造粒，用螺桿擠出機組制備成粒子后，塑化更 PVC改性材料 充分，加工也更容易，尤其是工藝是注塑的產(chǎn)品。螺桿擠出機是塑料成型加工最主要的設(shè)備之一，它通過外部動力傳遞和外部加熱元件的傳熱進行塑料的固體輸送、壓實、熔融、剪切混煉擠出成型。螺桿擠出機無論作為塑化造粒機械還是成型加工機械都占有重要地位嚴格來說，有著特殊要求的PVC制品，PVC改性配方，是根據(jù)客戶要求量身定做的。還有就是在PVC生產(chǎn)過程中共聚衍生，此類改性的品種有氯乙烯共聚物、聚氯乙烯共混物和氯化聚氯乙烯等[3]?。 2.5 PVC發(fā)展概況 有著特殊要求的PVC材料，一般都需要從國外進口，隨著我國各大科研院所和生產(chǎn)單位的不斷研發(fā)和技術(shù)積累，國內(nèi)PVC改性材料的配方設(shè)計、制造已經(jīng)達到國際先進水平，涌現(xiàn)了以徐州漢永新材料有限公司等擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的公司，已經(jīng)完全取代國外進口材料，有不少產(chǎn)品已出口國外。[3]? 2.6物化性質(zhì) 中文名稱： 聚氯乙烯樹脂 中文別名： PVC; PVC多元復(fù)合潤滑劑 英文名稱： Poly(vinyl chloride) 英文別名： Pvc resin; Polyvinyl chloride film CAS號： 9002-86-2;93050-82-9 EINECS號： 200-831-0 分子式： C2H3Cl 分子量： 62.4982 InChI： InChI=1/C2H3Cl/c1-2-3/h2H,1H2 分子結(jié)構(gòu)： 分子結(jié)構(gòu) 密度： 1.34g/cm3 蒸汽壓： 2580mmHg at 25°C 物化性質(zhì)：本色為微黃色半透明狀 2.7注塑模工藝條件 pvc涂塑絲 干燥處理：通常不需要干燥處理。 熔化溫度：185~205℃ 模具溫度：20~50℃ 注射壓力：可大到1500bar 保壓壓力：可大到1000bar 注射速度：為避免材料降解，一般要用相當?shù)氐淖⑸渌俣取? 流道和澆口：所有常規(guī)的澆口都可以使用。如果加工較小的部件，最好使用針尖型澆口或潛入式澆口；對于較厚的部件，最好使用扇形澆口。針尖型澆口或潛入式澆口的最小直徑應(yīng)為1mm；扇形澆口的厚度不能小于1mm。 典型用途：聚氯乙烯具有原料豐富（石油、石灰石、焦炭、食鹽和天然氣）、制造工藝成熟、價格低廉、用途廣泛等突出特點，現(xiàn)已成為世界上僅次于聚乙烯樹脂的第二大通用樹脂，占世界合成樹脂總消費量的29%。聚氯乙烯容易加工，可通過模壓、層合、注塑、擠塑、壓延、吹塑中空等方式進行加工。聚氯乙烯主要用于生產(chǎn)人造革、薄膜、電線護套等塑料軟制品，供水管道，家用管道，房屋墻板，商用機器殼體，電子產(chǎn)品包裝，醫(yī)療器械，快艇護舷，也可生產(chǎn)板材、門窗和閥門等塑料硬制品。 PVC可分為硬PVC和軟PVC。其中硬PVC大約占市場的2/3，軟PVC占1/3。軟PVC一般用于地板、天花板以及皮革的表層，但由于軟PVC中含有柔軟劑(這也是軟PVC與硬PVC的區(qū)別)，容易變脆，不易保存，所以其使用范圍受到了局限。硬PVC不含柔軟劑，因此柔韌性好，易成型，不易脆，無毒無污染，保存時間長，因此具有很大的 開發(fā)應(yīng)用價值。下文均簡稱PVC。軟質(zhì)PVC多用來做成真空吸塑薄膜，用于各類面板的表層包裝，所以又被稱為裝飾膜、附膠膜，應(yīng)用于建材、包裝、醫(yī)藥等諸多行業(yè)。其中建材行業(yè)占的比重最大，為60%，其次是包裝行業(yè)，還有其他若干小范圍應(yīng)用的行業(yè)。 簡單地說，鹽的水溶液在電流作用發(fā)生化學(xué)分解。這一過程會產(chǎn)生氯、苛性鈉和氫氣。精煉、裂化石油或汽油能產(chǎn)生乙烯。當氯和乙烯混合后，就會產(chǎn)生二氯乙烯；二氯乙烯又可以轉(zhuǎn)換產(chǎn)生氯化乙烯基，它是聚氯乙烯的基本組成部分。聚合過程將氯化乙烯基分子連接在一起組成了聚氯乙烯鏈。以這種方式生成的聚氯乙烯呈白色粉末狀。它是不能單獨使用的，但是可以與其它成分混合生成許多產(chǎn)品。 氯化乙烯基最初是在1835年在Justus von Liebig實驗室合成出來的。而聚氯乙烯是由Baumann在1872年合成的。但是直到20世紀20年代才在美國生產(chǎn)出了第一個聚氯乙烯的商業(yè)產(chǎn)品，在接下來的20年內(nèi)歐洲才開始大規(guī)模生產(chǎn)。 聚氯乙烯具有阻燃（阻燃值為40以上）、耐化學(xué)藥品性高（耐濃鹽酸、濃度為90%的硫酸、濃度為60%的硝酸和濃度20%的氫氧化鈉）、機械強度及電絕緣性良好的優(yōu)點。但其耐熱性較差，軟化點為80℃，于130℃開始分解變色，并析出HCI。 2.8特性以及成型特性 比重：1.38克/立方厘米，成型收縮率：0.6-1.5%，成型溫度：160-190℃。 特點：力學(xué)性能，電性能優(yōu)良，耐酸堿力極強，化學(xué)穩(wěn)定性好，但軟化點低. 適于制作薄板，電線電纜絕緣層，密封件等。 成型特性： 1．無定形料，吸濕小，流動性差.為了提高流動性，防止發(fā)生氣泡，塑料可預(yù)先干燥.模具澆注系統(tǒng)宜粗短，澆口截面宜大，不得有死角.模具須冷卻，表面鍍鉻； 2．由于其腐蝕性和流動性特點，最好采用專用設(shè)備和模具。所有產(chǎn)品須根據(jù)需要加入不同種類和數(shù)量的助劑； 3．極易分解，在200度溫度下與鋼.銅接觸更易分解，分解時逸出腐蝕.刺激性氣體.成型溫度范圍??； 4．采用螺桿式注射機噴嘴時，孔徑宜大，以防死角滯料.好不帶鑲件，如有鑲件應(yīng)預(yù)熱。 PVC（聚氯乙烯）是一種阻燃，化學(xué)穩(wěn)定性好，只產(chǎn)生低張裂內(nèi)力的材料。同時其材料特性還包括高強度，高剛度和高硬度，工作溫度范圍從零下15度到60度，可粘接，可焊接。 PVC主要特性：耐腐蝕強：最適用于化學(xué)工業(yè)之防蝕性設(shè)備。加工容易：切斷、焊接、彎曲均極簡易。高強度，高剛度和高硬度；良好的電氣絕緣性；化學(xué)穩(wěn)定性好；可自熄滅；低吸水性；易粘接，易油漆。價格低廉。 PVC應(yīng)用領(lǐng)域：酸驗制造塔，海水濃縮槽，照片沖洗用具，電鍍槽，電池箱，電表板，音響座上蓋，收音機底版，各種電氣絕緣用板，水泥槽內(nèi)襯，機擋風板，排氣導(dǎo)氣管工程工程，文具，建材等。 第三章 注射機的選擇及校核 3.1注射機的選擇 由于塑件形狀不規(guī)則，可通過PROE對其進行體積分析，分析得其體積為： V件=129.3cm3 =1.02～1.06g/cm3 V澆注= 11.2cm3 V總=4V件+ V澆注=4x129.3+11.2=528.4cm3 其總質(zhì)量為： M總= V總=528.4×1.05=555g 為了保證制件的質(zhì)量，又可充分發(fā)揮設(shè)備的能力，注射模一次成型的塑料重量應(yīng)在注射機理論注射量的50%～80%之間為好，則： V注=V總÷80%=211.68m3 初選注射機型號：HTF300XA 其相關(guān)數(shù)據(jù)見表3.1。 表3.1 HTF300XA型注射機相關(guān)數(shù)據(jù) 型號 單位 300×A 300×B 300×C 參數(shù) 螺桿直徑 mm 60 65 70 理論注射容量 cm3 727 853 989 注射重量PS g 662 776 900 注射壓力 Mpa 213 182 157 注射行程 mm 257 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 0~160 料筒加熱功率 KW 17.25 鎖模力 KN 3000 拉桿內(nèi)間距(水平×垂直) mm 660×660 允許最大模具厚度 mm 660 允許最小模具厚度 mm 250 移模行程 mm 660 移模開距(最大) mm 1260 液壓頂出行程 mm 160 液壓頂出力 KN 62 液壓頂出桿數(shù)量 PC 13 油泵電動機功率 KW 30 油箱容積 l 580 機器尺寸(長×寬×高) m 6.9×2.0×2.4 機器重量 t 11.5 最小模具尺寸(長×寬) mm 430×430 3.2型腔數(shù)目的確定及校核 因型腔數(shù)量與注射機的塑化速率、最大注射量及鎖模量等參數(shù)有關(guān)，因此有任何一個參數(shù)都可以校核型腔的數(shù)量。一般根據(jù)注射機料筒塑化速率確定型腔數(shù)量； （3-1） 式中 ——注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8； ——注射機最大注塑量，g； ——澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量，； ——單個塑件的質(zhì)量，。 式中、、也可以為注射機最大注射體積（cm3）、澆注系統(tǒng)凝料體積（cm3）、單個塑件的體積（cm3）。 塑料PVC的密度為1.05g/cm3，收縮率為0.4%～0.7%，取平均收縮率為1.2﹪。按照塑件零件圖所示的尺寸，用三維制圖軟件PROE測量。 由3D測量的數(shù)據(jù)可知，單個塑件的體積V1=129363mm3。 澆注系統(tǒng)的體積：V= 11241 mm3 注射機最大注射體V3=727 cm3 由此可求出： n<(0.8x727-11.2)/129=4.4>4 本設(shè)計實例采用一模四腔的型腔布局。故取n=4滿足要求。 3.3 鎖模力的校核 鎖模力又稱合模力，是指注射機的合模機構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力。當熔體充滿型腔時，注射壓力在型腔內(nèi)所產(chǎn)生的作用力總是力圖使模具沿分型面脹開，為此，注射機的合模力必須大于型腔內(nèi)熔體壓力與塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積，即 (3-2) 式中 ——注射機的公稱鎖模力（N）； ——模內(nèi)平均壓力（型腔內(nèi)的熔體平均壓力Mpa）； ——塑件、流道、澆口在分型面上的投影面積之和（），見表4-1； ——注射壓力在型腔內(nèi)所產(chǎn)生的作用力（N）。 表4 模內(nèi)的平均壓力 制品特點 模內(nèi)平均壓力（Mpa） 舉例 容易成型制品 24.5 PE、PP、PS等壁厚均勻的日用品 一般制品 29.4 在模溫較高下成型的薄壁容器類制品 中等黏度塑料盒有精度要求的制品 34.3 PVC、PMMA等有精度要求的工程結(jié)構(gòu)件，如殼件、齒輪等。 加工高黏度塑料、高精度、充模難的制品 39.2 用于機器零件上高精度的齒輪或凸輪等 利用三維制圖軟件PROE計算塑件總投影面積近似為： =31.83查表4-1得 則 =4×3183×30=381960N=381KN 所選用的注射機的公稱鎖模力=3000KN,故注射機滿足要求。 3.4 開模行程的校核 注射機開模行程是有限的，塑件從模具中取出時所需的開模距離必須小于注射機的最大開模行程，否則塑件無法從模具取出。為了保證開模后既能取出塑件又能取出流道內(nèi)的凝料，對于單分型面注射模具，需要滿足下式： (3-3 ) —注射機最大開模行程；(S=1260mm) —推出距離（脫模距離，H1=65mm） —塑件高度；（H2=120mm） 則 故滿足要求。 第四章 澆注系統(tǒng)設(shè)計 4.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 4.1.1 分型面的選擇 分型面是模具結(jié)構(gòu)中的基準面，選擇模具分型面時通?？紤]如下有關(guān)問題： [1] 根據(jù)塑件的某些技術(shù)要求，確定成型零件在動模和定模上的配置； [2] 塑件的生產(chǎn)批量； [3] 結(jié)合塑件的流動性確定澆注系統(tǒng)的形式和位置； [4] 型腔的溢流和排氣條件； [5] 模具加工的工藝性。 分析零件特點后，發(fā)現(xiàn)零件的外表面有比較高的精度要求，簡易分型面示意圖如下圖4.17所示： 圖4.17分型面 4.1.2 主流道的設(shè)計 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分。主流道通常設(shè)計在模具的澆口套中，在臥式注射機上主流道垂直于分型面，為使凝料能順利拔出，設(shè)計成圓錐形，選用材料為P20，熱處理要求淬火53～57HRC。主流道各部分尺寸如下圖4.18所示： 圖4.18 主流道個部分尺寸 按照前面所選取的注射機的參數(shù)和設(shè)計要求主流道各部分尺寸計算如下： 主流道小端直徑 主流道球面半徑 ； 主流道錐角 α＝2°～6°，為了方便拉出主流道，這里取α＝2°； 主流道長度 L＝100 主流道大端倒圓角：為使融料順利進入分流道，可在主流道出料端設(shè)計半徑r=2mm的圓弧過渡。 4.1.3 主流道襯套的設(shè)計 因為在澆注成型時，主流道要與高溫熔料體和注塑機噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以本設(shè)計不將主流道直接開在定模板上，而是設(shè)計成獨立的主流道襯套，然后將它嵌入到定模座板中。它的優(yōu)點是對主流道的加工和熱處理以及襯套本身的選材等工作帶來很大的方便，而且在主流道損壞以后，也便于修整和更換，符合生產(chǎn)經(jīng)濟效益。 本次設(shè)計所選用的澆口套為把澆口套與定位圈設(shè)計成整體形式，澆口套與模板間的配合采用H6/M6的過渡配合，用螺釘定位于定模座板上，此種設(shè)計一般只用于小型注射模，如下圖4.19所示： 圖4.19澆口套 4.1.4 分流道的設(shè)計 在設(shè)計中考慮到，在保證成型質(zhì)量的前提下盡量縮短流程，減少斷面積以縮短充填及冷卻時間，縮短成型周期，減少澆注系統(tǒng)損耗的朔料，因為梯形截面分流道加工叫容易，且熱量損失與壓力損失均不大，為常用形式，故本次設(shè)計選梯形分流道截面。 梯形截面分流道的尺寸可按下面經(jīng)驗公式確定： B= =0.2654×140.11×1/2×18×1/4=6.6mm H=2/3B=2/3×6.6=4.4 其中，B—梯形的大底邊寬度（mm） m—塑件的質(zhì)量（g） L—分流道的長度（mm） H—梯形的高度（mm） 梯形的側(cè)面斜角a常取5°～10° 4.1.5 澆口的設(shè)計 澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口的設(shè)計與位置的選擇恰當與否，直接關(guān)系到朔件能否完好、高質(zhì)量地注射成型。本次設(shè)計采用側(cè)澆口，其截面形狀為矩形，改變澆口的寬度與厚度可以調(diào)節(jié)熔體的剪切速率及澆口的凍結(jié)時間。 側(cè)澆口尺寸計算的經(jīng)驗公式如下： b===2.6mm (4.6.1） t=(0.6~0.9)=1.5mm （4.6.2） L取1.5mm b——側(cè)澆口的寬度，mm; A——朔件的外側(cè)面積，mm^2; t——側(cè)澆口的厚度，慢慢； ——澆口處朔件的厚度，mm; L——澆口長度，mm; 4.1.7拉料桿和冷料穴設(shè)計 冷料穴一般開設(shè)在主流道對面的 動模板上，其標稱直徑與主流道直徑相同或略大一些，深度約為直徑的1～1.5倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積。本設(shè)計采用帶倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。結(jié)構(gòu)如圖4.9： 圖4.20 冷料穴及拉料桿 4.1.8排氣系統(tǒng)的設(shè)計 排氣系統(tǒng)的作用是在注射成型過程中，將型腔中的氣體有序而順利地排出，以免塑件產(chǎn)生氣泡、疏松等缺陷。注射過程中需要排出的氣體有：澆注系統(tǒng)和型腔中原有的自然氣體，塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣，塑料熔體在受熱或凝固時分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，塑料熔體中某些添加劑的揮發(fā)和化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體。一般來說，在模具結(jié)構(gòu)里，氣體能從分型面、頂桿等結(jié)構(gòu)件中自然而然地排出氣體。 采用排氣槽排氣是最簡單可行的方法，同時利用頂桿與孔的配合間隙排氣，其間隙為0.03mm～0.05mm,不過最可靠有效的方法是在分型面上開設(shè)專用排氣槽。 第五章 模架的選擇 按進料口（澆口）的形式模架分為大水口模架和小水口模架兩大類，香港地區(qū)將澆口稱為水口，大水口模架指采用除點澆口外的其他澆口形式的模具（二板式模具）所選用的模架，小水口模架指進料口采用點澆口模具（三板式）所選用的模架。大水口模架共有A、B、C、D四種型式；小水口共有DA、DB、DC、DD、EA、EB、EC、ED八種型式，其中以D字母開頭的四種型號適用于自動斷澆口模具的模架。 本方案采用GB/T1225.6～12556.2-1990中小型標準AI型模架[9]，模具定模和動模均采用兩塊模板，設(shè)置推桿推出機構(gòu)。適用于直接澆口，采用斜滑塊側(cè)抽芯的注射成形模具。其模板尺寸選用400×450㎜。模具的實際閉合高度為430mm在該模架的最大閉合高度和最小閉合高度之間，符合設(shè)計要求。 圖4.21 標準模架 第六章 成型零部件的設(shè)計 6.1側(cè)向分型及抽芯機構(gòu)的設(shè)計 按動力來源的不同,側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)一般可分為手動,機動,氣動或液壓三類.這里我們選用的是機側(cè)向抽芯機構(gòu)中的斜滑塊分型抽芯. （1）型芯:塑件為形狀有規(guī)則排列而又難于整體加工,所以采用由多塊分解的小型芯鑲拼組合而成的組體型芯,即鑲拼組合式型芯. （2）脫模力(抽芯力) 塑件在模具中冷卻定型時，由于冷縮的原因，物料溫度降低，直至復(fù)原到常溫這個過程，尺寸逐漸減小，塑件對型芯產(chǎn)生一個包緊力。因此在塑件脫模時必須克服這一包緊力所產(chǎn)生的脫模力的阻力，塑件同時還需克服與型芯之間的黏附力和摩擦力及抽芯機構(gòu)本身所產(chǎn)生的運動摩擦合力才能將型芯脫開。這幾種合力即為脫模力M，在側(cè)抽芯動作中稱抽芯力，在頂出動作中稱頂出力[10]。 塑件底面帶通孔的脫模力（抽芯力）的計算公式: ----塑件對側(cè)型芯的收縮應(yīng)力。一般 模內(nèi)冷卻的塑件，=(0.8~1.2)× pa ---塑件包緊側(cè)型芯成型部分的側(cè)面積，m2 ---塑件與模體鋼材的摩擦系數(shù)，一般取=0.1~0.3 ---脫模斜度 0° （3）抽芯距 抽芯距是指側(cè)抽芯從成型位置側(cè)抽至不妨礙塑件頂出的位置時，側(cè)型芯所移動的距離. S=+(2~3)=60+(2~3)=63mm ----側(cè)向凸臺高度， ----實際抽芯距， 6.2拉桿彈簧的結(jié)構(gòu)形式 圖：拉桿彈簧 本設(shè)計采用的是在中小型模具中常用的一種結(jié)構(gòu)形式，其臺肩部相平于模面，角度與抽拔角一致。材料多為T8、T10等碳素工具鋼，也可用20鋼作滲碳處理，由于斜滑塊經(jīng)常于滑塊摩擦，熱處理要求硬度HRC≥55,表面粗糙度Ra≤0.8。 斜滑塊固定部分與模板的配合精度為H7/m6的過渡配合。如圖所示. (1)斜滑塊厚度的確定 圓柱形斜滑塊直徑取決于斜面所受的彎曲力，而彎曲力又取決于抽拔力，抽拔角以及受力點的位置。 一般地，斜滑塊的斜孔的配合都有一定的間隙（0.2-0.4），在開模瞬間定程距為M， ----斜滑塊厚度， ----抽芯力， ----受力點到固定板平面的距離, =21 ----抽拔角 ---斜滑塊鋼材的許用彎曲應(yīng)力，. 碳素鋼取=137.2 16 取20mm (2) 斜滑塊傾斜角的選擇 斜滑塊傾斜角與斜滑塊的有效工作長度，抽芯距,斜滑塊完成抽芯時所需最小開模行程有關(guān)。增大，L和H減小，有利于減小模具尺寸，但斜滑塊所受的彎曲力和側(cè)抽芯時的開模力將增大；反之亦反，綜合兩方面考慮，一般最常用為，本設(shè)計取為 6.3側(cè)滑塊設(shè)計 滑塊是斜滑塊側(cè)向分型抽芯機構(gòu)中的一個重要零件，它上面安裝有側(cè)向型芯，滑塊結(jié)構(gòu)形式有整體式和組合式。本設(shè)計采用組合式?；瑝K材料通常用45鋼或T10，T8制造，淬硬至45HRC以上，在設(shè)計中取用T8來制造，形狀尺寸如圖6.3。 圖6.3 側(cè)滑塊 6.5 滑塊的導(dǎo)滑槽設(shè)計 為了滑塊的滑動，應(yīng)該設(shè)置有導(dǎo)滑槽，導(dǎo)滑槽應(yīng)使滑塊運動平衡可靠，二者之間上下、左右各有一對平面配合，配合取H7/f7，其余各面留有間隙，滑塊的導(dǎo)滑部分設(shè)計的長度是130mm, 超過了滑塊滑動的最大距離，因此，長度足夠，可以避免滑動時產(chǎn)生傾斜。此外，導(dǎo)滑槽應(yīng)該有足夠的耐磨性，由45鋼或T10，T8制造，硬度在50HRC以上。 6.6滑塊定位擋塊設(shè)計 限位裝置起限制滑塊的滑動終止位置的作用，本設(shè)計采用擋塊定位裝置。 結(jié)構(gòu)如圖6.4： 圖6.4 擋塊定位裝置 6.7推出機構(gòu) 1. 導(dǎo)柱、導(dǎo)套 本次設(shè)計，選用Φ=32mm、L=50mm的導(dǎo)柱以及與之配合的導(dǎo)套。如圖6.7 2. 推管、復(fù)位桿 為了不影響滑塊的滑動，可布置四個直徑為Φ=20、L=130的復(fù)位桿。在合模狀態(tài)下介于滑塊導(dǎo)滑板與推板之間，利用合模力復(fù)位。開模后，塑件包緊動模型芯的力比較大，采用推管推出塑件，推出力比較平穩(wěn)，塑件不易發(fā)生變形。由于型芯結(jié)構(gòu)的特殊性，故將推管設(shè)計成圖6.8形狀。 圖6.7導(dǎo)柱和導(dǎo)套 圖6.8 推管 第七章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 7.1 冷卻水道的結(jié)構(gòu)設(shè)計 冷卻水孔中心線與型腔壁的距離應(yīng)為冷卻水道直徑的1倍到2倍，冷卻水道之間的中心距約為水孔直徑的3倍到5倍，水孔間最佳距離50mm，離成品以10到20mm為佳，冷卻水孔不應(yīng)與頂針、螺絲碰穿。 根據(jù)以上經(jīng)驗原則，本套模具冷卻水孔中心線與型腔壁的距離取16mm，為了使得冷卻效果達到較佳，盡量使水孔離塑件都保持為20mm，本次設(shè)計采用細長型芯的間接冷卻。 圖7.1冷卻系統(tǒng) 第八章 總裝配圖 設(shè)計完所有的零部件最后總裝配圖如圖8.1所示。 圖8.1裝配圖 第九章 設(shè)計總結(jié) 本模具的分型面的選擇為后面的設(shè)計工作帶來了很大方便，由于采用了比較合理的分型方案，在整個模具中只用了兩個滑塊，而沒有采用過多的側(cè)向分型。由于分型面的位置適中使得冷卻系統(tǒng)在豎直方向上有充足的空間。又因為冷卻系統(tǒng)與其它系統(tǒng)是參照布局的，這樣冷卻系統(tǒng)就可以輕易地穿叉于其它系統(tǒng)之間?？梢?，模具的各系統(tǒng)互不干涉，整個模具結(jié)構(gòu)又很緊湊，減少了模具的整體體積。從總體上看模具的設(shè)計是合理的，并在生產(chǎn)實際中得到應(yīng)用。 此模具為典型的雙脫模機構(gòu)注塑模具。設(shè)計的重點和難點在于制品的形狀為細長圓管形，其外圓分布有六個直徑較大且壁薄的凸緣，這使制品的成型有一定的難度，故設(shè)置了多個點澆口，另外由于其型芯太長，在型芯的定位方面也產(chǎn)生了一定的難度，由于制品允許存在工藝孔，故設(shè)置了多個支撐桿以加固型芯，同時抽芯與制品成型不能一起進行，需另外用專業(yè)抽芯夾具抽芯。 設(shè)計過程中，遇到了很多問題，如型芯的定位，澆口凝料的去除，制件的脫出及合模的導(dǎo)向和復(fù)位，這些也是本設(shè)計的重點和難點。 第十章 經(jīng)濟分析 根據(jù)插線板市場零售量、零售額監(jiān)測數(shù)據(jù)以及針線盒市場總體增長趨勢可以看出針線盒的市場占有率相當大，而且購買對象廣，產(chǎn)品價格低等原因?qū)е箩樉€盒的使用非常普遍。針線盒作為一種普遍的工具，它的大量需求必然會導(dǎo)致針線盒模具的大量生產(chǎn)，這使得模具生產(chǎn)有了更廣闊的市場，也必然會讓模具制造業(yè)帶來可觀的利潤。 影響模具制造成本的因素有很多，包括產(chǎn)品的材料、設(shè)計與分析效率、制造工藝、加工制造效率、產(chǎn)品精度、管理水品等。但主要因素有三個：設(shè)計、制造加工效率和材料。注射模具材料費用占總成本的30%~50%，如很好地控制材料采購成本，就容易獲得較大的利潤空間。不過，由于與模具加工配套的原材料和標準件等市場都日趨完善，客戶對材料的成本都相當清楚和熟悉，這使得材料價格的透明度高，在這種情況下，材料的利潤空間幾乎沒有。在設(shè)計和制造加工效率上，模具制造者是完全可以控制和掌握的。設(shè)計是決定模具結(jié)構(gòu)以及成本結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，一旦設(shè)計定型，所需材料和加工路線已其本確定，是成本控制的確定因素。加工制造效率也是內(nèi)部控制成本的關(guān)鍵因素，它所帶來的加工時間長短、加工質(zhì)量等都會對成本帶來影響。 通過分析研究要提高注射模具的經(jīng)濟效益可從以下幾方面進行考慮： （1）注塑加工原料選擇主要根據(jù)對制品功能的要求考慮材質(zhì)的各方面因素， 然后選用原料成本和加工成本低的材料。 （2）沒有先進的技術(shù)就開發(fā)不出先進的設(shè)備，沒有先進的設(shè)備就生產(chǎn)不出高質(zhì)量的產(chǎn)品。在選擇注塑設(shè)備時，必須和制品生產(chǎn)技術(shù)的選擇聯(lián)系起來考慮。機器設(shè)備的狀況如何，對企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)量、質(zhì)量、成本、效率均有極其重要的影響。因此，塑料加工企業(yè)在購置設(shè)備時，要全面慎重考慮，權(quán)衡得失利弊，確定最優(yōu)方案，選好設(shè)備是獲取經(jīng)濟效益的一個重要環(huán)節(jié)。 （3）模具價格昂貴，模具壽命長短與經(jīng)濟效益密切相關(guān)。有時，質(zhì)量好的模具也未必使用壽命長，這是因為它還與所選用的注塑機的鎖模結(jié)構(gòu)及工藝有關(guān)。精密注塑成型更加要求注塑機鎖模機構(gòu)精度高、受力均衡，具有低壓護模效果等特點，以延長昂貴的模具壽命，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。 （4）提高利潤率的一個辦法是承接質(zhì)量要求較高、毛利也高的業(yè)務(wù)。這就要求注塑機具有高效率和高技術(shù)水平。高效率直接取決于注塑機的結(jié)構(gòu)特性。因此， 高效率、高技術(shù)水平的注塑機是注塑加工企業(yè)利潤率的必要保障。 （5）注塑加工過程的總能耗也是塑料廠必須仔細考慮的問題。液壓系統(tǒng)的節(jié)能主要有采用變量泵、蓄能器、變頻器及組合式液壓系統(tǒng)等方式。熱流道模具也是常見的一種節(jié)能方式，采用熱流道增加的額外費用可以被它帶來的經(jīng)濟效益所抵消。 致 謝 經(jīng)過3個月的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，從選題、開題報告、外文翻譯到CAD繪制裝配圖、零件圖，完成說明書，其間每一過程都得到同學(xué)和指導(dǎo)老師的指導(dǎo)。在此，我要感謝每一個幫助過我的人。 首先，我要真誠地感謝的我的導(dǎo)師李如雄老師。因為在之前我完全不知道該如何去設(shè)計，在外實習(xí)一段時間回來后，一度迷茫和無措，不知道如何著手。李老師真的十分認真負責，平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，只要我們需要她的幫助，老師都會給我們做悉心的指導(dǎo)和幫助。在這里我再次衷心地感謝李老師的幫助，謝謝！ 模具設(shè)計所涉及的知識面太廣了，經(jīng)過幾個月畢業(yè)設(shè)計的忙綠，在這里我只能說是初步了解了模具的設(shè)計和加工，對模具的設(shè)計有了一個比較明了的設(shè)計流程。到現(xiàn)在我才明白那些模具設(shè)計師為什么要在現(xiàn)場做那么多年才能出頭。要完全靠自己的所學(xué)獨立設(shè)計出一套沒有大毛病的模具真的不容易，至少我有這樣的體會。能讓一套自己設(shè)計的模具正常工作，真的要注意很多問題。而模具行業(yè)的精度又是比較硬的指標，通俗點說就是模具基本要靠精度吃飯。通過這次做畢業(yè)設(shè)計，真的覺得四年的積累才真的有了升華。特別抱著一堆圖紙從人群中穿過引來別人的關(guān)注的時，那種成就感真的無法言表，雖然這段時間很累，但值得！ 其次，我要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下材料成型與控制工程專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學(xué)們，正是因為有了他們的支持和鼓勵。本次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成。 總之，感謝每一位關(guān)心過我，愛護過我的人。滴水之恩，當涌泉相報。最后，再次感謝我的導(dǎo)師李如雄老師！ 參 考 文 獻 [1] 王文俊.實用塑料成型工藝.北京：國防工業(yè)出版社.1999. [2] 吳崇鋒 實用注塑模CAD/CAE/CAM技術(shù).北京：中國輕工業(yè)出版社.2000. [3] 黃虹. 塑料成型加工與模具. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2003 [4] 張孝民. 塑料模具設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社.2003 [5] 單巖 王蓓 王剛.Moldflow分析技術(shù)基礎(chǔ).北京：清華大學(xué)出版社.2004. [6] 齊衛(wèi)東.模具設(shè)計與制造.北京：高等教育出版社.2004. [7] 張國強. 注塑模設(shè)計與生產(chǎn)應(yīng)用. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2005 [8] 王衛(wèi)衛(wèi).材料成型設(shè)備.北京：機械工業(yè)出版社.2005 [9] 唐志玉. 塑料模具設(shè)計師指南 . 北京 ：國防工業(yè)出版社，1999 [10] 屈華昌. 塑料成型工藝與模具設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社.2002 [11] 塑料模設(shè)計手冊編寫組.塑料模設(shè)計手冊.北京：機械工業(yè)出版社.2002. [12] 張佑生. 塑料模具計算機輔助設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社.1999 [13] 朱光力，萬金保. 塑料模具設(shè)計. 北京：清華大學(xué)出版社.2003