畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 I畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書題目名稱： 摩托車后燈罩注塑模具設(shè)計 院系名稱： 班 級： 學 號： 學生姓名： 指導(dǎo)教師： 年 05 月畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 II摘 要本文詳細地闡述了蓋注射模具的設(shè)計過程。設(shè)計了注射模具中的各個系統(tǒng)，如澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向與定位機構(gòu)、側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)，并對塑料材料性能進行了分析。根據(jù)塑件的產(chǎn)品數(shù)量要求，以及結(jié)構(gòu)要求，該模具采用一模一腔。整個設(shè)計過程都是用CAD軟件進行參數(shù)化設(shè)計，使整個模具設(shè)計過程簡單明了。利用MPA軟件進行模流分析，為模具設(shè)計和成型工藝的指定提供參照依據(jù)。使用CAD軟件設(shè)計成型零件以及非標零件，從而進行全方面的參數(shù)化設(shè)計，即對模具進行分模、生成元件、裝配、試模、開模等設(shè)計。調(diào)用標準模架以及標準件，從而完成模具的整體設(shè)計。直接指導(dǎo)生產(chǎn)。針對塑件的特點，本模具設(shè)計了側(cè)抽芯滑塊機構(gòu)，也構(gòu)成了本次模具設(shè)計的主要內(nèi)容。關(guān)鍵詞 ：注射模，參數(shù)化設(shè)計，側(cè)抽芯和滑塊，燈罩畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 IIIAbstractThis paper describes in detail the design process of injection molding cover. Injection mold design various systems, such as pouring system, orientation and positioning mechanism, side parting and core pulling mechanism, and plastic material properties were analyzed. The number of products under the requirements of plastic parts, and structural requirements of one module and one adopted in the mold cavity. The entire design process is carried out using CAD software, parametric design, the entire mold design process simple and straightforward. MPA software using mold flow analysis, mold design and molding technology to provide reference for the specified. Molded parts using CAD software design and non-standard parts, which were all aspects of design parameters, namely, the parting of the mold to produce components, assembly, test mode, open mode, such as design. Call the standard mold base and standard parts, thus completing the overall design of the mold. Direct the production. Characteristics of plastic parts for the die design of the side core pulling slider mechanism, but also constitute the main contents of the mold design time.Keywords: injection mold, parametric design, the side core pulling and slide, shade.- 1 -目錄1 前言 .- 3 -1.1 模具行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀 .- 3 -1.2 我國模具發(fā)展的現(xiàn)狀 .- 3 -1.3 參數(shù)化技術(shù)慨述 .- 4 -1.4 選題目的以及意義 - 5 -2 塑件成型工藝性分析 - 6 -2.1 摩托車尾燈罩二維圖 .- 6 -2.2 結(jié)構(gòu)特征分析及成型工藝性分析 .- 6 -2.2.1 結(jié)構(gòu)特征分析 - 6 -2.2.2 成型工藝性分析 - 6 -2.2.3 塑件材料的基本性能 .- 7 -2.2.4 塑料的成型收縮率 .- 7 -2.2.5 塑件材料的流動性 .- 7 -3 塑件成形工藝與設(shè)備 - 8 -3.1 注塑成型工藝條件 .- 8 -3.1.1 溫度 .- 8 -3.1.2 壓力 .- 8 -3.1.3 時間 .- 8 -3.2 注射機型號的確定 - 9 -3.2.1 由公稱注射量選擇注射機 .- 10 -3.2.2 由鎖模力選擇注射機 .- 10 -3.3 型腔數(shù)量以及注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核 - 11 -3.3.1 型腔數(shù)量校核 - 11 -3.3.4 注射壓力校核 .- 12 -3.3.5 安裝尺寸校核 .- 12 -4 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 .- 15 -4.1 型腔的確定 .- 15 -4.2 制品成型位置及分型面的選擇 .- 15 -4.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計 - 15 -4.3.1 主流道設(shè)計 .- 16 -4.3.2 冷料穴的設(shè)計 .- 17 -4.3.3 分流道設(shè)計 .- 18 -4.3.4 澆口的位置、數(shù)量的確定 .- 19 -4.3.5 剪切速率的校核 - 20 -4.3.6 排氣系統(tǒng)設(shè)計 .- 21 -4.4 成型零部件設(shè)計 - 21 -4.4.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 - 21 -- 2 -4.4.2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計與尺寸計算 .- 23 -4.5 模架的選用 .- 24 -4.5.1 型腔側(cè)壁以及底板厚度尺寸 .- 25 -4.5.2 模具高度尺寸的確定 - 25 -4.6 導(dǎo)向與定位機構(gòu) .- 26 -4.7 脫模機構(gòu)的設(shè)計 .- 27 -4.7.1 脫模力的計算 - 27 -4.7.2 推件板脫模機構(gòu)設(shè)計 - 28 -4.8 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計 .- 28 -4.8.1 斜導(dǎo)柱的設(shè)計 - 29 -4.8.2 滑塊的設(shè)計 - 31 -4.8.3 楔緊塊的設(shè)計 - 32 -4.8.4 斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)中的干涉現(xiàn)象 - 32 -4.9.2.冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則 .- 35 -4.10 模具成型零部件材料的選擇 .- 36 -4.11 模具的裝配過程 .- 36 -4.12 模具運動分析過程 - 37 -5 試模 .- 38 -5.1 試模過程 .- 38 -5.2 試模過程中可能產(chǎn)生的缺陷、原因以及調(diào)整方法 - 38 -5.3 試模過程記錄 - 40 -6 總結(jié) .- 41 -參考文獻： - 42 -致謝 - 43 -- 3 -1 前言1.1 模具行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀模具行業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域。模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力，它已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志。目前，塑料模具在整個模具行業(yè)中約占 30%左右。二十一世紀世界制造加工業(yè)的競爭更加激烈，對注塑產(chǎn)品與模具的設(shè)計制造提出了新的挑戰(zhàn)，產(chǎn)品需求的多樣性要求塑件設(shè)計的多品種、復(fù)雜化，市場的快速變化要求發(fā)展產(chǎn)品及模具的快速設(shè)計制造技術(shù)，全球性的經(jīng)濟競爭要求盡可能地降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，創(chuàng)新、精密、復(fù)雜、高附加值已成為注塑產(chǎn)品的發(fā)展方向，必須尋求高效、可靠、敏捷、柔性的注塑產(chǎn)品與模具設(shè)計制造系統(tǒng)。當前，國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點為工程塑料模具。有關(guān)數(shù)據(jù)表明,目前僅汽車行業(yè)就需要各種塑料制品 36 萬噸；電冰箱、洗衣機和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過 1000 萬臺；彩電的年產(chǎn)量已超過 3000 萬臺；到2010 年,在建材行業(yè),塑料門窗的普及率為 30％,塑料管的普及率將達到 50％。這些都會導(dǎo)致對模具的需求量大幅度增長。近來我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，目前已呈現(xiàn)出市場廣闊、產(chǎn)銷兩旺的局面。深圳周邊及珠江三角洲地區(qū)是中國塑料模具工業(yè)最為發(fā)達、科技含量最高的區(qū)域，預(yù)計有可能在 10 年內(nèi)發(fā)展成為世界模具生產(chǎn)中心。其次，浙江東部的余姚、寧海、黃巖溫州等地區(qū)的塑料模具工業(yè)發(fā)展也非?？臁?相當多的發(fā)達國家塑料模具企業(yè)移師中國，是國內(nèi)塑料模具工業(yè)迅速發(fā)展的重要原因之一。中國技術(shù)人才水平的提高和平均勞動力成本低都是吸引外資的優(yōu)勢，這些是塑料模具市場迅速成長的重要因素所在，所以中國塑模市場的前景一片輝煌。1.2 我國模具發(fā)展的現(xiàn)狀雖然近幾年來，我國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大發(fā)展，但總體上與工業(yè)發(fā)達的國家相比仍有較大的差距。例如，在總量供不應(yīng)求的同時，一些低檔塑料模具已供過于求，市場競爭激烈；一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有一些趨向于供過于求，然而精密加工設(shè)備還很少，一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍大量進口。許多先進的技術(shù)如ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ技術(shù)的普及率還不高，我國塑料模具行業(yè)與其發(fā)展需要和國外先進水平相比，還存在很多方面的問題?，F(xiàn)在- 4 -國外發(fā)達國家模具標準化程度為 70％～80％，而我國只有 30％左右。如能廣泛應(yīng)用模具標準件，將會縮短模具設(shè)計制造周期 25％～40％，并可減少由于使用者自制模具件而造成的工時浪費。現(xiàn)在應(yīng)用模具 CAD／CAM 技術(shù)設(shè)計模具已較為普遍，隨著通用機械 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展，塑料注射模 CAD/CAM 已經(jīng)不斷的深化。從上世紀 60 年代基于線框模型的 CAD 系統(tǒng)開始, 到 70 年代以曲面造型為核心的 CAD/CAM 系統(tǒng)，80 年代實體造型技術(shù)的成功應(yīng)用，90 年代基于特徵的參數(shù)化實體/曲面造型技術(shù)的完善，為塑料注射模采用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)提供了可靠的保證。目前在國內(nèi)外巿場已涌現(xiàn)出一批成功應(yīng)用于塑料注射模的CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)。而且通過推廣使用模具標準件，實現(xiàn)了部分資源共享，這樣就大大減少模具設(shè)計的工作量和工作時間，對于發(fā)展 CAD／CAM 技術(shù)、提高模具的精密度有重要意義。因此，模具成為國家重點鼓勵與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品?，F(xiàn)代模具是多學科知識集聚的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分，是國民經(jīng)濟的裝備產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)、資金與勞動相對密集。1.3 參數(shù)化技術(shù)慨述參數(shù)化技術(shù)是當前 CAD 技術(shù)重要的研究領(lǐng)域之一，通過改動圖形某一部分或某幾部分的尺寸，自動完成對圖形中相關(guān)部分的改動，從而實現(xiàn)尺寸對圖形的驅(qū)動。在設(shè)計過程中，系統(tǒng)自動地捕獲用戶的設(shè)計意圖，并把各個設(shè)計對象以及對象之間的關(guān)系記錄下來，當用戶修改圖紙中的設(shè)計參數(shù)時，系統(tǒng)能夠自動地更新圖紙，使圖紙中反映用戶設(shè)計意圖的設(shè)計對象之間的關(guān)系依舊可以維持。參數(shù)化設(shè)計技術(shù)以其強有力的草圖設(shè)計、尺寸驅(qū)動修改圖形功能，極大地改善了圖形的修改手段，提高了設(shè)計的柔性，在慨念設(shè)計、初始設(shè)計、產(chǎn)品建模及修改系列設(shè)計、多方案比較、動態(tài)設(shè)計、實體造型、裝配、公差分析與綜合、機構(gòu)仿真、優(yōu)化設(shè)計等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用，并體現(xiàn)出很高的應(yīng)用價值，能否實現(xiàn)參數(shù)化目前已成為評價 CAD 系統(tǒng)優(yōu)劣的重要技術(shù)指標。CADNGINEER 集合了零件設(shè)計、產(chǎn)品組合、模具開發(fā)、NC 加工、鈑金件設(shè)計、鑄造件設(shè)計、自動量測、機構(gòu)仿真、應(yīng)力分析等功能于一體。是塑料模具實現(xiàn)參數(shù)化的一個必備的軟件。EMX（Expert Moldbase Extension）是 CAD 系統(tǒng)中的一個外掛模塊，專門用來建立各種標準模架及模具標準件和滑塊、斜銷等附件，能夠建立冷卻水管，能夠自動產(chǎn)生模具工程圖和明細表，還可以模擬模具開模過程進行動態(tài)仿真和干涉檢查，并可將仿真結(jié)果輸出成視頻文件，是個功能非常強大且使用非常方便的模具設(shè)計工具。本設(shè)計結(jié)構(gòu)和模架設(shè)計是利用模架設(shè)計專家系統(tǒng)設(shè)計的。型腔和型芯設(shè)計可以在 EMX 里設(shè)計，也可以事先在 CAD 的制造模塊里完成。本設(shè)計有一部分是- 5 -在 EMX 里完成。在模架調(diào)入之后可以根據(jù)需要添加、刪除各種模具零件。也可以修改現(xiàn)成的標準件使之滿足自身設(shè)計。完全的參數(shù)化設(shè)計，使用非常方便。CADNGINEER 參數(shù)化設(shè)計的特性：(1)．3D 實體模型除了可以將用戶的設(shè)計思想以最真實的模型在計算機上表現(xiàn)出來之外，借助于系統(tǒng)參數(shù)，還可以隨時計算出產(chǎn)品的體積、面積、重心、重量、慣性大小等，可極大的減少設(shè)計人員的計算時間。(2)．CADNGINEER 可隨時由 3D 實體模型產(chǎn)生 2D 工程圖，且可自動標示工程圖尺寸。不論在 3D 還是 2D 圖形上作尺寸修正。其相關(guān)的 2D 圖形或 3D 實體模型均自動修改，同時組合、制造等相關(guān)設(shè)計也會自動修改，如此可確保數(shù)據(jù)的正確性，并避免反復(fù)修正的耗時性。(3)．以特征作為設(shè)計的單位。可隨時對特征做合理、不違反幾何順序調(diào)整、插入、刪除、重新定義等修正動作。1.4 選題目的以及意義畢業(yè)設(shè)計將總結(jié)專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)技術(shù)的學習成果,鍛煉和開發(fā)學生的綜合運用能力。本課題要求跟據(jù)圖紙以及任務(wù)書設(shè)計出結(jié)構(gòu)優(yōu)化的模具。該塑件為摩托車尾燈罩，它是配在摩托車上用的一種燈罩子，批量很大，為大批量生產(chǎn)。其結(jié)構(gòu)有點復(fù)雜，有 1 個側(cè)抽芯，因而該塑件的模具有一個典型結(jié)構(gòu)——側(cè)抽芯滑塊機構(gòu)。這個課題能充分體現(xiàn)專業(yè)知識，對模具設(shè)計能力有一定的鍛煉。通過對摩托車尾燈罩的注射模具的設(shè)計，可以鞏固專業(yè)知識為以后從事本專業(yè)實際工作和研究工作奠定了重要的思想基礎(chǔ)，也同時具有一定的初步開發(fā)模具能力。另外加深了對機械基礎(chǔ)知識的應(yīng)用。提高了整體的設(shè)計能力。- 6 -2 塑件成型工藝性分析2.1 摩托車尾燈罩二維圖、塑件的材料 PS204圖 2.2 摩托車尾燈罩二維圖2.2 結(jié)構(gòu)特征分析及成型工藝性分析2.2.1 結(jié)構(gòu)特征分析該塑件為燈罩，其二維圖尺寸如圖 2-2 所示，塑件的壁厚為 3mm,為大批量生產(chǎn)，材料為聚苯已烯，成型工藝性好，可以注射成型。2.2.2 成型工藝性分析根據(jù)塑件的用途以及塑料的性質(zhì)分析其表面質(zhì)量，確定塑件的精度等級要求為：IT4；其中塑件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標，包括缺料，溢料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個等級。為了便于塑件從模腔中脫出或從塑件中抽出型芯，塑件設(shè)計時須考慮其內(nèi)外壁面應(yīng)該有足夠的脫模斜度。最小脫模斜度與塑料性能、塑件幾何形狀有關(guān)。該塑件壁厚約為 3mm，大開口處有 5o 的斜角，小開口處有 3o 的傾角，這樣足以使型芯很容易抽出。為了容易使大的側(cè)抽芯容易抽出可以查參考文獻中的表- 7 -2-19 ，脫模斜度（型芯）：1o。2.2.3 塑件材料的基本性能成型本零件使用聚苯乙烯（PS） ，該材料為熱塑性塑料，聚苯乙烯無色，透明，有光澤，無毒無味，落地時有清脆的金屬聲比重小，具有高的強度、剛性、硬度，耐腐蝕、性耐熱性、電絕緣性優(yōu)良，可以與熔融的石英相媲美，密度為 1.054g/cm3 ，取 1.054g/cm3成型收縮率為 0.8％～8.5％,可在 100℃左右使用。該塑料為無定形高聚物，注射時一般不需要進行干燥。流動性好，它的流變特性是黏度對剪切速率的依賴性比溫度的依賴性大。因此，在注射充模時，通過提高注射壓力或注射速度來增大熔體的流動性比通過提高溫度有利。其結(jié)晶能力較強，提高模具溫度將有助于制件結(jié)晶度的增加，甚至能提前脫模。同時，聚苯乙烯質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的倒凹模時可強行脫模。聚苯乙烯（PS）在工業(yè)上主要用做儀表外客，燈罩化學儀器零件，透明模型等；在電氣方面做良好的絕緣材料，接線盒等；在日用品方面用于包裝材料等，各種容器玩具等。2.2.4 塑料的成型收縮率 塑件從模具中取出到冷卻至室溫會發(fā)生尺寸收縮，這種性能稱收縮性。查參考文獻[1]中的表 2-16 該塑料的成型收縮率（%）：0.8～8.5；由于收縮不僅與樹脂的熱脹冷縮有關(guān)，還和各成型因素有關(guān)，所以將成型后塑件的收縮稱成形收縮。影響收縮的因素主要有：1.塑料品種 2.塑料特性 3.模具結(jié)構(gòu) 4.成形工藝。 這里取計算成型收縮率為 0.8%。2.2.5 塑件材料的流動性塑料在一定溫度與壓力下填充型腔的能力稱為流動性。這是模具設(shè)計時必須考慮的一個重要工藝參數(shù)。流動性大易造成溢料過多，填充型腔不密實，塑件組織疏松，樹脂、填料分頭聚積，易粘模、脫模及清理困難，硬化過早等弊病。但流動性小則填充不足，不易成形，成形壓力大。所以選用塑料的流動性必須與塑件要求、成型工藝及成形條件相適應(yīng)。聚苯已烯的流動特性屬非牛頓流體。查參考資料可以知道聚苯已烯流動性良好等。影響塑料流動性的因素一般有 1.溫度 2.壓力 3.模具結(jié)構(gòu)。- 8 -3 塑件成形工藝與設(shè)備3.1 注塑成型工藝條件3.1.1 溫度注塑成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生“流涎現(xiàn)象” ；模具溫度一般通過冷卻系統(tǒng)來控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。聚苯已烯塑料與溫度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)查參考資料 如表3-1所示。[5]表3-1 溫度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)料筒溫度 /℃后 段 中 段 前 段噴嘴溫度/℃ 模具溫度/℃70～100 130～170 200～220 180～245 20～70資料來源： 陳志剛主編．塑料模具設(shè)計．北京：機械工業(yè)出版社，2003年2月，第36頁3.1.2 壓力注射成型過程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動的阻力，提供充模速度及對熔料進行壓實等。保壓力的大小取決于模具對熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對于像聚苯已烯流動性一般的塑料，保壓力應(yīng)該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。背壓力是指注塑機螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動后退時所受到的壓力，背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣，提高熔體密實程度之外，還可以使熔體內(nèi)壓力增大，螺桿后退速度減小，塑化時的剪切作用增強，摩擦熱量增大，塑化效果提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，背壓的使用范圍約為 3.4～27.5MPA。3.1.3 時間完成一次注塑成型過程所需要的時間稱為成型周期。包括注射時間，保壓時間，冷卻時間，其他時間（開模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等） ，在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時間，以提高生產(chǎn)率，其中，- 9 -最重要的是注射時間和冷卻時間，在實際生產(chǎn)中注射時間一般為 3～5 秒，保壓時間一般為 20～120 秒，冷卻時間一般為 30～120 秒（這三個時間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時間越長） 。確定成型周期的經(jīng)驗數(shù)值如表 3-2 所示。表 3-2 成型周期與壁厚關(guān)系制件壁厚 /mm 成型周期 / s 制件壁厚 / mm 成型周期 / s0.5 10 2.5 35 1.0 15 3.0 45 1.5 22 3.5 65 2.0 28 4.0 85 資料來源：黃虹主編． 塑料成型加工與模具． 北京：化學工業(yè)出版社，2003 年3 月，第 87 頁經(jīng)過上面的經(jīng)驗數(shù)據(jù)和推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因為各個推薦值有差別，而且有的與實際注塑成型時的參數(shù)設(shè)置也不一致，結(jié)合兩者的合理因素，初定制品成型工藝參數(shù)如表 3-3 所示。表 3-3 制品成型工藝參數(shù)初步確定內(nèi)容 特性 內(nèi)容 特性注塑機類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 50噴嘴形式 直通式 模具溫度(℃) 50噴嘴溫度(℃) 175 后段溫度(℃) 180～210中段溫度(℃) 210～230 前段溫度(℃) 200～210注射壓力(MPa) 80 保壓力（MPa） 60注射時間(s) 4 保壓時間 （s） 25冷卻時間(s) 25 其他時間（s） 2成型周期(s) 60 成型收縮(%) 0.8預(yù)熱干燥溫度(℃) 80～95 預(yù)熱干燥時間(h) 4～5資料來源： 陳志剛主編．塑料模具設(shè)計．北京：機械工業(yè)出版社，2003 年 2 月，第 67頁3.2 注射機型號的確定注射模具是安裝在注射機上使用的。在設(shè)計模具時，除了應(yīng)掌握注射成型工藝過程外，還應(yīng)對所選用的注射機有關(guān)技術(shù)參數(shù)有全面了解，才能生產(chǎn)出合- 10 -格的塑料制件。注射機為塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可分為立式、臥式、直角式三種。注射成型時注射模具安裝在注射機的動模板和定模板上，由鎖模裝置和模并鎖緊，塑料在料筒內(nèi)加熱呈熔融狀態(tài)，由注射裝置將塑料熔體注入型腔內(nèi)，塑料制品固化冷卻后由鎖模裝置開模，并由推出裝置將制件推出。3.2.1 由公稱注射量選擇注射機利用 CAD 測量工具可以測得塑件體的體積為（1）單個塑件 體積：V 1=2.085×104mm3=20.85cm3, 質(zhì)量m=20.85×1.054=21.98g。（2）兩個塑件和澆注系統(tǒng)凝料 由于本模具采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)，取澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為塑件質(zhì)量的80％，則： V 總 =58.38cm3，總質(zhì)量m 總 =61.53g。模具設(shè)計時，塑件成型所需的塑料熔體的總?cè)萘炕蛸|(zhì)量需在注射機額定注射 80%內(nèi)。由此可得注射機所需體積最小為：58.38 /80%=72.8cm 3。3.2.2 由鎖模力選擇注射機塑料制件在分型面上的投影面積為 A1=1589.6mm2。流道凝料（包括澆口）在分型面上的上的投影面積 A2， A2 =2079.6 mm 2 ； A = A1+ A2=1589.6+2079.6=3689.2 mm2分查參考文獻 [5]F F =A ·P （3.1）鎖 ?脹 分 型=3689.2mm2 ·30MPa=3689.2 mm2×30×10 Pa6=110.7.（KN）式中 F 注射機的公稱鎖模力（N） ；A 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積鎖 分之和；P 為型腔內(nèi)熔體壓力，查參考文獻 表5-1，取P =30MP ； 型 [2]型 a結(jié)合上面兩項的計算，查參考文獻 中的表4-2，初步確定注塑機為 XS-ZY-250[5]型注射機。該注射機的主要技術(shù)參數(shù)如下所示：表4-2 注射機XS-ZY-250技術(shù)參數(shù)表特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容結(jié)構(gòu)類型 臥式 拉桿內(nèi)間距/mm 448×370 理論注射容積/ cm 3250 模板最大行程/mm 500- 11 -螺桿直徑/ mm ?50 最大模具厚度/mm 350注射壓/ MP a130 最小模具厚度/mm 200注射速率/ g/s 200 鎖模形式/mm 液壓注射行程/ mm 160 模具定位孔直徑/mm Φ125 +0.060螺桿轉(zhuǎn)速/ r/min 25～89 噴嘴球半徑/mm 18塑化能力/ g/s 噴嘴孔直徑/mm ?4鎖模力/ KN 1800 模板尺寸（mm） 598×520資料來源： 陳志剛主編．塑料模具設(shè)計．北京：機械工業(yè)出版社，2003 年 2 月，第98 頁3.3 型腔數(shù)量以及注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核3.3.1 型腔數(shù)量校核為了使模具與注射機相匹配以提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟性，并保證塑件精度，模具設(shè)計前應(yīng)合理的確定型腔數(shù)目。按注射機的最大注射量校核型腔數(shù)量（3.2）0.8gjnV??其中 ————注射機最大注射量， ；gV3cm————澆注系統(tǒng)凝料量， ；j————單個塑件的容積， ；n 3通過上面 3.2.1 可知算單個塑件的質(zhì)量為 103.62g；澆道凝料的質(zhì)量為 51.81g。而凝料的容量和最小注射量應(yīng)不小于注射機額定最大注射量的 20%，故可得， n=1.43，所以型腔的數(shù)目取：n=1 。3.3.2 最大注射量的校核jnV??0.8g?32.50.872.98jg cm?????由于 =250cm3,故滿足使用要求。- 12 -3.3.3 鎖模力的校核 ??1zFpnAF???式中： ——熔融塑料在分型面上的漲開力（N）；z——型腔數(shù)目，為 2；A——塑件在分型面上的投影面積，為 1589.63mm2；A1——澆注系統(tǒng)在分型面的投影面積，為 490.96mm2；p——型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力，為 40Mpa；其中 ，aFk?A——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，為 3670.22mm2；——壓力損失系數(shù)，隨塑料品種注射機類型噴嘴阻力流道阻力的不同而變化，可在 0.2～0.4 的范圍內(nèi)選取；——注射壓力，即料桶內(nèi)柱塞或螺桿施于熔體上的壓力，為 150Mpa；ap算得 =146808.8N，F(xiàn)=220213.2N，滿足 。zFzF?3.3.4 注射壓力校核注射壓力的校核是檢驗注射機的最大注射壓能否滿足制品成型的需要。為此注射機的最大注射壓力應(yīng)大于或等于塑件成型時所需要的注射壓力，即PmaxP式中 Pmax為注射機的最大注射壓力，該注射機的Pmax為130MPa;P為塑件成型時所需要的注射壓力,一般取P=40～200Mpa.制品成型時所需的注射壓力一般很難確定，它與塑料品種、注射機類型、噴嘴形式、制品形狀的復(fù)雜程度以及澆注系統(tǒng)等因素有關(guān)。在確定制品成型所需的注射壓力時可利用類比法或參考各種塑料的注射成型工藝參數(shù)等，聚丙烯的成型注射壓力在78.4MPa至150MPa的范圍內(nèi)，考慮本塑件平均厚度為3mm，所以注射壓力可P取為100Mpa,可見螺桿注射壓力滿足要求。3.3.5 安裝尺寸校核3.3.5.1 噴嘴尺寸校核為了使注塑模能夠順利地安裝在注射機上并生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，在設(shè)計模具時必須校核注射機上與模具安裝有關(guān)的尺寸，因為不同型號和規(guī)格的注射機，其安裝模具部分的形狀和尺寸各不相同。一般情況下設(shè)計模具時應(yīng)校核的部分包括噴嘴尺寸、定位圈尺寸、最大模厚、最小模厚、模板上的螺孔尺寸等,這里先對噴嘴尺寸進行校核，其他的校核需要在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計進行完以后進行校核。- 13 -注射機噴嘴前端的球面半徑 r 和孔徑 d 與模具澆口套始端的球面半徑 R 及小孔徑 D 應(yīng)吻合,以避免高壓塑料熔體從縫隙處溢出。它們一般應(yīng)滿足下列關(guān)系:(1~2)Rm??0.5d如果 11mm 可滿足要求，為了安全，取底板厚度為 15mm， 。凹模的底板因為是與注塑機的工作臺接觸的，所受的力傳遞到工作臺上，所以凹模底板的厚度同樣只要留有走冷卻系統(tǒng)的空間就可以，該設(shè)計取凹模底板厚度為 35 mm。（2）推桿推出距離；在分模時塑件一般是黏結(jié)在型芯上的，需要推桿或推板推出一定的距離才能脫離型芯，該塑件的高度為 75mm 左右，黏結(jié)在型芯上的尺寸約 75mm 左右，所以當推出距離為 25 mm 時就能使塑件和型芯分離。 完成了以上的工作，確定模架的長×寬具體尺寸為 330×250 mm。各模板的確定如下：（a）A 板的尺寸本模具中 A 板既為定模型腔固定板又為上模座，因為塑件上型芯固定在 A 板上，而且斜導(dǎo)柱固定部分也在 A 板上，根據(jù)下面斜導(dǎo)柱計算的公式可知，A 板的厚度可取為 40mm。(c)墊塊尺寸如果墊板（即模腳）的高度太小，則推出的距離不夠而使塑件不能脫離型芯，需要滿足下面關(guān)系式：H－h(huán)1－h(huán)2－h(huán)3－h(huán)＞0 式中 H——墊板高度；h1——擋銷高度，一般取(3~5)mm ，這里取擋銷的高度為 4mm；h2——推板厚度；h3——推桿固定板厚度； h——推出距離；H4+10+20+30=60mm取墊板的高度大 于 60mm 即可，這里取墊板的厚度為 73mm。完成了以上的工作，確定該模具可用板面尺寸為 250×330mm，其中 A 板厚度 40 mm， ，墊板厚度 73mm 的模架，為了保證凸、凹模不碰傷，動板和定板之- 27 -間取 1 mm 間隙。4.6 導(dǎo)向與定位機構(gòu)導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)是利用導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔之間的配合來保證模具的對合精度。注射模的導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)內(nèi)容包括：導(dǎo)柱和導(dǎo)套的典型結(jié)構(gòu)；導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔的配合以及導(dǎo)柱的數(shù)量和布置。導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)用于動、定模之間的開合模導(dǎo)向。錐面定位機構(gòu)用于動、定模之間的精密對中定位。這里用導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)導(dǎo)向開合模，用復(fù)位桿來導(dǎo)向脫模機構(gòu)的運動。設(shè)計導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要注意的事項有：1）合理布置導(dǎo)柱的位置，導(dǎo)柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個導(dǎo)柱直徑的厚度；導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險斷面上。通常設(shè)在長邊離中心線的 1/3 處最為安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對稱布置，或不等直徑對稱布置。2）導(dǎo)柱工作部分長度應(yīng)比型芯端面高出 6~8 mm，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用。3）導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用 H7/f7，低精度時可采取更低的配合要求；導(dǎo)柱固定部分配合精度采用 H7/k6；導(dǎo)套外徑的配合精度采取 H7/k6。配合長度通常取配合直徑的 1.5~2 倍，其余部分可以擴孔，以減小摩擦，降低加工難度。4）導(dǎo)柱可以設(shè)置在動?；蚨?，設(shè)在動模一邊可以保護型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊有利于塑件脫模。為了保證模具的平穩(wěn)性及協(xié)調(diào)性，順利滑動，采用 4對導(dǎo)柱導(dǎo)套對稱布置。材料為 T8A。 4.7 脫模機構(gòu)的設(shè)計脫模機構(gòu)的設(shè)計有遵循以下原則：1.塑件滯留于動模，以便于借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作，使模具結(jié)構(gòu)簡單。2.防止塑件變形和損壞，正確分析塑件對模腔的黏附力的大小及其所在部位，有針對性地選擇適當?shù)拿撃Ｑb置，使推出重心與脫模阻力中心相重合。3.力求良好的塑件外觀，在選擇頂出位置時候，應(yīng)盡量設(shè)在對塑件外觀影響不大的位置。在采用推桿脫模尤其要注意這個問題。4.結(jié)構(gòu)合理可靠，脫模機構(gòu)應(yīng)工作可靠，運動靈活，制造方便，更換容易，且具有足夠的強度和剛度。脫模機構(gòu)分類有多種方法，但主要以脫模裝置結(jié)構(gòu)特征分類較實用和直觀，參考同類型零件的脫模機構(gòu)，本塑件產(chǎn)品的脫模機構(gòu)采用推件板脫模機構(gòu)。畢業(yè)設(shè)計翻譯原文題目名稱：摩托車后燈罩注塑模具模具設(shè)計 院系名稱： 班 級： 學 號： 學生姓名： 指導(dǎo)教師： 年 03 月畢業(yè)設(shè)計（論文）譯文- 1 -Temperature is to be deduced from measurement of the EMF generated. Standard material combinations are copper-constantan (60%Cu–40%Ni), chromel (10% Cr–90%Ni)-alumel (2%Al–90%Ni-Si-Mn) and platinum–rhodium. In metal machining applications, it is possible to embed such a standard thermocouple combination in a tool but it is difficult to make it small enough not to disturb the temperature distribution to be measured. One alter-native is to embed a single standard material, such as a wire, in the tool, to make a junction with the tool material or with the chip material at the tool/chip interface. By moving the junction from place to place, a view of the temperature distribution can be built up. Another alternative is to use the tool and work materials as A and B, with their junction at the chip/tool interface. By this means, the average contact temperature can be deduced. This application is considered first, with its difficulties stemming from the presence of intermediate metals across which there may be some temperature drop.Tool–work thermocouple measurementsFigure 5.14 shows a tool–work thermocouple circuit for the turning process. The 畢業(yè)設(shè)計（論文）譯文- 2 -hot junction is the chip/tool interface. To make a complete circuit, also including an EMF recorder, requires wires to be connected between the recorder and the tool and the recorder and the work. In the latter case, because the work is rotating, the wire must pass through some slip ring device. If the junctions A, B and C, between the work and slip ring, the slip ring and recorder wire and the tool and the recorder wire, are all at the same (cold junction) temperature, the circuit from A to C is all intermediate and has no effect on the EMF. But this is often not the case.Dry slip rings, with their rubbing interface, frequently create an EMF. The solution is to use a liquid mercury contact. If an indexable insert is used as the cutting edge, the distance from the hot junction to the cold junction C may be only 10 mm. In this case, to eliminate error due to C heating up, either the measurement time must be kept very short, or the insert must be extended in some way – for example by making the connection at C from the same material as the insert (but this is often not practical) – or the heating must be compensated. Figure 5.15 shows a cold junction compensation circuit and its principle. The single wire connection at C is replaced by a standard thermocouple pair of wires which are terminated across a potentiometer in a region where the temperature is not affected by the cutting. The connection to the EMF recorder is then taken from the potentiometer slider. The thermocouple wire materials are chosen so that the tool material has an intermediate EMF potential 畢業(yè)設(shè)計（論文）譯文- 3 -between them, relative to some third material, for example platinum. The slider is set at the point of interior division of the potentiometer, at the same ratio a/b as the tool material potential is intermediate between the two thermocouple materials. Copper and constantan are found suitable to span the potentials of most tool materials.Tool–work thermocouple calibrationThe EMF measured in cutting must be converted to temperature. Generally, the EMF temperature relation for tool–work thermocouples is non-linear. It can even vary between nominally the same tool and work materials. It is essential to calibrate the tool–work thermocouple using the same materials as in the cutting test. Figure 5.16 shows one calibration arrangement and Figure 5.17 shows its associated measurement circuit. In this arrangement, the tool–work thermocouple EMF is not measured directly. Instead, the EMF between the tool and a chromel wire is measured at the same time as that of achromel-alumel thermocouple at the same temperature. Thus, the tool–chromel EMF versus temperature characteristic is calibrated against the chromel–alumel standard. This repeated for the work–chromel combination. The tool–work EMF versus temperature relation is the difference between the tool–chromel and work–chromel relations.Figure 5.16 shows an overview of the tool or work in contact with the chromel–alumel thermocouple (detail in Figure 5.17). The contact is made at one focus of an infrared heating furnace with reflecting walls, shaped as an ellipsoid of revolution, with a 1kW halogen lamp at the other focus. The chromel–alumel thermocouple is fixed to the furnace body and the tool or work is pressed on to it by a spring. It is necessary to prepare the tool and work materials as rods in this method, but it is possible to heat the hot junction to 1000?C in about 10 s: the lengths of the rods, to avoid the need for cold junction compensation circuitry, need only be sufficient to be beyond the heat diffusion distance over this time. Example results, for a P10 carbide tool and a 0.45% plain carbon steel work, are given in Figure 5.18. Even at 1000?C the EMF is only 10mV,so a high sensitivity recorder is needed.Inserted thermocouple measurements畢業(yè)設(shè)計（論文）譯文- 4 -畢業(yè)設(shè)計（論文）譯文- 5 -Figure 5.19 shows two further possibilities of tool temperature measurement. In Figure 5.19(a),a small diameter hole has been bored in the tool and a fine standard thermocouple has been inserted in it. It has the advantage that a precise measurement of temperature at the bottom of the hole can be made, relying on the standard thermocouple, but a disadvantage that the hole may disturb the temperature gradients in the tool. If it is desired to measure the temperature distribution in the tool, while only boring one hole, the rake and clearance faces of the tool may be progressively ground away, to vary the position of the hole relative to the cutting edge.A finer hole may be bored if only one wire is to be inserted in it. Figure 5.19(b) shows a single wire, for example chromel, or in this case platinum, making contact with the work at the chip–tool interface. In this way, the temperature at a specified point can be measured, but it is necessary to calibrate the thermocouple, as was done with the tool–work thermocouple.畢業(yè)設(shè)計（論文）譯文- 6 -5.3.2 Radiation methodsInserted thermocouple methods require special modifications to the cutting tools. The tool–work thermocouple method only determines average contact temperatures; and cannot be used if the tool is an insulator. Thermal imaging methods, measuring the radiation from a surface, have a number of attractions, if surface temperatures are of interest.畢業(yè)設(shè)計（論文）譯文- 7 -The laws of electromagnetic energy radiation from a black body are well known. The power radiated per unit area per unit wavelength W depends on the absolute temperature l T and wavelength l according to Planck’s law:= （5.5）?W52?hc??1?kTche?where h (Planck’s constant) = 6.626 ×10 Js, c (speed of light) = 2.998 × 10 m/s 34 8and k (Boltmann’s constant) = 1.380 ×10 J/K.2Equation (5.5) can be differentiated to find at what wavelength the peak ?maxpower is radiated (or absorbed), or integrated to find the total power W. Wien’s displacement la and the Stefan–Boltzmann law result:(5.6) mKT??8.297max???41065TW???Figure 5.20 shows the characteristic radiation in accordance with these laws. Temperatures measured in industry are usually 2000K or less. Most energy is radiated in the infrared range (0.75mm to 50mm). Therefore, infrared measurement techniques are needed. Much care, however, must be taken, as real materials like cutting tools and work materials are not black bodies. The radiation from these materials is some fraction a of the black body value. a varies with surface roughness, state of oxidation and other factors. Calibration under the same conditions as cutting is necessary.