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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯
系 別 電信息系系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
班 級 B070203
姓 名 李 勇
學(xué) 號 B0706011
外文出處 ScienceDirect International
Journal of Machine Tools &
Manufacture 47 (2007) 740–747
附 件 1. 原文； 2. 譯文
分析快速成型注塑模具加工程序
Sadegh Rahmati, Phill Dickens
摘要
隨著全球市場競爭的日益激烈，企業(yè)壓力增加，不斷調(diào)低產(chǎn)品生產(chǎn)周期。由于交貨時(shí)間和工具加工成本趨于下降的趨勢,所以現(xiàn)代工具制造廠必須在壓力下快速、準(zhǔn)確、以較低成本來生產(chǎn)產(chǎn)品。縮短生產(chǎn)原型產(chǎn)品是時(shí)間加快新產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵?？焖俪尚湍＞呱a(chǎn)當(dāng)中，特別使用快速成型技術(shù)制造注塑模具裝配可節(jié)約生產(chǎn)成本并減少時(shí)間。在本文中,快速成型技術(shù)是用來直接生產(chǎn)快速注射模這種短期生產(chǎn)工具。對快速成形工具成功注射的數(shù)量及其性能進(jìn)行評價(jià)分析?？焖俪尚铜h(huán)氧工具能抵抗注射壓力、注射溫度以及500次注射次數(shù)。對注射過程中工具失效機(jī)制調(diào)查得知工具的失效是由于過度的彎曲應(yīng)力或是因?yàn)橛捎诩羟袘?yīng)力過大而造成的。
2006年愛思唯爾出版社有限公司版權(quán)所有。
介紹
設(shè)計(jì)降低生產(chǎn)新部件時(shí)間的方法,因?yàn)楫a(chǎn)品的交貨時(shí)間拖很久的話無法滿足客戶需求[1,2]。設(shè)計(jì)能力提高、產(chǎn)品品種增加、交貨時(shí)間縮短，以及產(chǎn)量降低，均是快速模具技術(shù)發(fā)展的重要驅(qū)動力,生產(chǎn)期間，加工時(shí)間和生產(chǎn)成本明顯有所降低[3 - 5]。與此同時(shí),快速成型模具加工技術(shù)正在不斷提高,并在制造商企業(yè)內(nèi)越來越受歡迎 [6 - 8]。在諾丁漢大學(xué)研發(fā)的快速成型注塑模具工具方面占有兩種優(yōu)勢。
第一種是在在應(yīng)力和溫度的極端條件下針對工具的設(shè)計(jì)可提供資料數(shù)據(jù),并能從不同的測試中獲取數(shù)據(jù), 類似于真實(shí)情況[9]。第二種是研發(fā)一種理論分析快速成型注塑模具過程的方法 [10]。這證明可使用少量的快速成型注塑模具成功生產(chǎn)五百個(gè)以上數(shù)量的工具零件。
作者：S. Rahmati的郵箱，rahmati@rapidtoolpart.com。英國拉夫堡大學(xué)快速生產(chǎn)研究小組的負(fù)責(zé)人和教授。
實(shí)驗(yàn)方法
在構(gòu)建快速成型注塑模具工具過程當(dāng)中，根據(jù)光固化快速成型250型號快速成型機(jī)上的CAD數(shù)據(jù)，直接將環(huán)氧樹脂殼層嵌入到模具當(dāng)中。這些嵌入物正好通過鋼框架插入到鋼模具當(dāng)中，模具背面用鋁粉或是鋁薄片和環(huán)氧樹脂的混合物填充(圖1)。這些混合物額外增加了嵌入物力量并使模具具有散熱特點(diǎn)。使用50噸的巴頓菲爾注塑機(jī)測試快速成型工具，生產(chǎn)聚丙烯和丙烯腈丁二烯苯乙烯零件。如圖2
彈簧澆注系統(tǒng)
快速成型模具
上內(nèi)模
腔鋼框架
模后填充材料
鐵心用鋼框架
頂出
針
快速成型模具下內(nèi)膜
圖1：快速成型模具工具鑲件橫截面
圖2：從快速成型工具取出后的模具狀態(tài)
模具加工過程當(dāng)中，測出型腔模具溫度和壓力，利用不同的熱電偶控制熔體溫度，以盡可能地確保型腔狀態(tài)保持一致。使用光學(xué)顯微鏡或是掃描電子顯微鏡檢測兩種模具斷裂樣本。裂縫的立方體用于橫截面和斷裂面的研究。裂縫當(dāng)中嵌入模具材料的立方體，使用鑄造材料鑄好，切割然后使用光學(xué)顯微鏡將其拋光，以便于檢測。可是，使用掃描電子顯微鏡研究立方體斷裂面和模心，導(dǎo)致快速成型模具工具出現(xiàn)失效機(jī)理。
注射壓力分析
在噴射器底部放上測壓軟件來檢測壓力剖面（如圖3）。
澆道套
模制
澆鑄道
噴射器內(nèi)角
模腔邊
噴射器中間
噴射器
測壓元件
模蕊側(cè)
噴射器中間
測壓元件電纜
圖3：噴射器和測壓元件的位置
在頂針施加的壓力將轉(zhuǎn)移到放置在噴射器另一末端的測壓元件上。取五個(gè)頂針其中的三個(gè),其中一放在噴射器中間，另外兩個(gè)放在噴射器拐角處，測量壓力。所有的測壓元件與數(shù)據(jù)記錄器連接，并用電腦操作。在注射過程中記錄的變化電壓轉(zhuǎn)換成為壓力。結(jié)果如圖4描繪所示，在噴射器中間達(dá)到最大噴射壓力1650 psi （11.4兆帕), 在噴射器拐角壓力下降到約1300psi(9兆帕)。
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
快速成形環(huán)氧樹脂模具型腔三個(gè)地方的壓力剖面
Corner Pressure 1
Middle Pressure
Corner Pressure 3
0 3 6 9 12 15 18 21 24
時(shí)間 (秒)
圖4. 快速成形環(huán)氧樹脂模具型腔三個(gè)地方的壓力剖面。
快速成型環(huán)氧樹脂模具工具相關(guān)溫度和材料的研究
圖5記錄了在周期時(shí)間內(nèi)的典型實(shí)際溫度，在開始下一次注射前，溫度達(dá)到451攝氏足夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成使模具冷卻過程。為了計(jì)算抗?jié)q強(qiáng)度和剪切應(yīng)力，需準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)樣品，規(guī)格按照ISO527測量剪切應(yīng)力，按照ISO179檢測沖擊強(qiáng)度。
120
100
80
60
40
模心1
模心2
模心3
模心4
型腔1
型腔2
型腔3
型腔4
20
0
0 100 200 300 400 500 600
時(shí)間 秒)
圖5：環(huán)氧樹脂模具工具內(nèi)逐次循環(huán)溫度變化
沖擊強(qiáng)度平均值被測定為28.4 kJ/m2 ，不同溫度平均值如圖6描繪所示。環(huán)氧樹脂拉力和剪切力測試結(jié)果如圖7所示。
100
90
沖擊強(qiáng)度
80
70
60
50
40
30
20
10 20 30 40 50 60 70 80 90
溫度 (攝氏度)
圖6：飽和環(huán)氧樹脂的不同溫度下相關(guān)的沖擊強(qiáng)度。
70 70
60 60
抗拉強(qiáng)度(MPa)
50 剪切應(yīng)力(MPa) 50
40 40
30 30
20 20
10 10
0 0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
溫度 (°C)
圖7：快速成型環(huán)氧樹脂5170型號模具的相關(guān)溫度下的最大抗拉強(qiáng)度和最大剪切應(yīng)力
失效機(jī)理分析
當(dāng)塑膠被注入到在型腔時(shí),型腔內(nèi)突然壓力上升, 在成型周期期間內(nèi)腔壓力達(dá)到最高(圖4)。這種壓力表現(xiàn)出核心特征,這可能導(dǎo)致工具斷裂,如果超過材料的極限抗拉強(qiáng)度極限抗撓曲強(qiáng)度，圖8顯示了在注塑期間各種可能發(fā)生的情況,。在8(a),沒有失敗,8(b)中出現(xiàn)一個(gè)彎曲故障，8(c)有一個(gè)剪切破壞。瞬間彎曲應(yīng)力會導(dǎo)致過程失敗,或是裂紋擴(kuò)展，疲勞失效。
立方體 模制
流動方向
旋轉(zhuǎn)點(diǎn)
熔體壓力傳感器 熔體壓力傳感器
(a) (b) (c)
圖8：注射期間發(fā)生不同情況下示意圖，(a) 沒有失敗; (b) 玩去破壞; (c) 剪切失敗.
在注射過程中抗彎失敗
觀察到絕大多數(shù)失敗的情況是在彎曲應(yīng)力上。出現(xiàn)彎曲故障時(shí)注射壓力克服了工具的抗彎強(qiáng)度,致使繞軸點(diǎn)旋轉(zhuǎn),最終導(dǎo)致斷裂(圖8(b))。如果注射壓力超出了快速成型模具工具的抗彎強(qiáng)度這種情況可能會出現(xiàn),但通常抗彎失敗是由于使用次數(shù)過多 (圖9)。表1記錄了快速成型模具立方體的抗彎強(qiáng)度的相關(guān)理論計(jì)算。
Z
Y
X軸方向的彎曲應(yīng)力
X
a
h
Y
Y
中性軸
塑性流動
圖9立方體壓力參量和迎風(fēng)氣流示意圖
表 1
快速成型模具立方體彎曲應(yīng)力
慣性矩 力矩 彎曲應(yīng)力 40 1攝氏度
撓曲強(qiáng)度
（m4) (N m) (Mpa) (Mpa)
立方體1 108 x 10—12 1.687 46.85 65.0
然而,在實(shí)踐當(dāng)中,產(chǎn)生了數(shù)以百計(jì)的快速成型模具工具零件失效情況,過高地估計(jì)理論模型的彎曲應(yīng)力。這兩個(gè)理由，第一，最小寬高比為10時(shí)彎曲應(yīng)力方可承擔(dān),而實(shí)驗(yàn)當(dāng)中高寬比為四。第二, 在注射過程中注射壓力施加應(yīng)該在在立方體的前面,但是現(xiàn)實(shí)中這種壓力施加在熔壓方塊的后面。
疲勞裂紋擴(kuò)展
圖10是一幅拍攝在實(shí)際故障發(fā)生前的制模斷面圖，圖中顯示的是在后續(xù)注射制模時(shí)真實(shí)的逆裂紋方向，也就是裂紋產(chǎn)生的相反方向。圖11顯示了一個(gè)簡單的立方體的抗彎失敗圖,而圖10是經(jīng)過大量的鏡頭拍攝得到的。在快速成型模具工具在設(shè)置應(yīng)力集中時(shí)發(fā)生裂紋萌生,如尖銳的角度和階梯(此為快速成型模具工具零件固有性質(zhì))。
圖10：制模過程失敗前產(chǎn)生的多余的裂紋
圖11：抗彎失敗后裂紋擴(kuò)展圖
裂縫破壞的跡象如圖12所示,能看到在破裂面條紋形式排列,每條裂紋都代表裂紋擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)。
圖12 掃描式電子顯微鏡下觀察到的斷裂面上的真實(shí)條紋
剪切破壞
剪切破壞在熔體流動的方向剪切時(shí)出現(xiàn)。圖13展示了快速成型模具立方體的剪切斷面圖。值得注意的是,快速成形模具立方體是通過塑料流動堆積而成的表2記錄了剪切應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果, 在操作期間產(chǎn)生快速成型工具的最大剪切應(yīng)力，均低于快速成型工具工具的抗剪強(qiáng)度。此外, 在表2最后一列所示注射溫度超過401攝氏度時(shí)快速成型工具可以被制做成功。圖14,描繪立方體各點(diǎn)最大剪切應(yīng)力的剪切應(yīng)力與平均剪切應(yīng)力比較，以及最大剪切應(yīng)力各點(diǎn)拋物曲線情形。
表 2
快速成型模具立方體個(gè)點(diǎn)剪切應(yīng)力
剪切面積 AS (mm2)
剪切力 V (N)
剪切應(yīng)力 tave (Mpa)
剪切強(qiáng)度（40 1攝氏度） (Mpa)
最高溫度 (1C)
立方體1
36
421.64
11.71
24.3
65.3
立方體2 2
30
421.64
14.05
24.3
61.5
立方體3 3
24
421.64
17.57
24.3
55.9
立方體4
18
421.64
23.42
24.3
46.4
?
?
N.A.
圖14：最大立方體底部剪切壓力分布圖
結(jié)論
該技術(shù)成功的關(guān)鍵是快速成形工具必須有極低的導(dǎo)熱系數(shù)和較短的注射時(shí)間 (圖15)。這兩個(gè)因素是快速成型注塑模具成功的關(guān)鍵, 可大多情況下都被忽略了。
圖15：注射期間壓力與溫度相關(guān)分布圖
工作的結(jié)果可歸納如下:
?使用環(huán)氧樹脂過以生產(chǎn)超500個(gè)零件，并且使用外間空氣冷卻型腔到451攝氏度。
?在注射過程中工具的失效歸因于塑料溫度。
?在注射過程中在工具韌性不好,或在工具溫度過高時(shí)可能會出現(xiàn)失敗。
?經(jīng)驗(yàn)和理論計(jì)算確認(rèn),在注射過程中大多是由于抗彎曲應(yīng)力失效而失敗。減少了長寬比的特征會降低工具抗彎曲失敗的現(xiàn)象。
?在注射過程中很少可能由于彎曲破壞而導(dǎo)致剪切應(yīng)力失效，由于快速成形工具要求特定條件，溫度超過401攝氏度才能注射。
參考文獻(xiàn)
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10. S. Rahmati, P.M. Dickens,注塑模具的失效分析,第八年度固體成形技術(shù),德克薩斯州,1997年,頁數(shù)295-305。
河南機(jī)電高等專科學(xué)校
學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
學(xué)生姓名
學(xué) 號
指導(dǎo)教師
選題情況
課題名稱
斜齒輪組件注塑模
難易程度
偏難
適中
√
偏易
工作量
較大
合理
√
較小
符合規(guī)范化的要求
任務(wù)書
有
√
無
開題報(bào)告
有
√
無
外文翻譯質(zhì)量
優(yōu)
良
中
差
學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況
好
√
一般
差
工作進(jìn)度
快
按計(jì)劃進(jìn)行
√
慢
中期工作匯報(bào)及解答問題情況
優(yōu)
√
良
中
差
中期成績評定：
所在專業(yè)意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
河南機(jī)電高等專科學(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
系 部： 材料工程系
專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造
學(xué)生姓名: 學(xué) 號:
設(shè)計(jì)(論文)題目： 斜齒輪組件注塑模
起 迄 日 期: 2006 年 3 月10日~ 5月15日
指 導(dǎo) 教 師:
發(fā)任務(wù)書日期: 2006年 3 月 10日
任務(wù)書填寫要求
1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負(fù)責(zé)人審查、系主管領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生；
2．任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼；
3．任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)及系主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫；
4．任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“系”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼，學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號，請規(guī)范化填寫；
5．任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫，應(yīng)按照國標(biāo)GB 7714—87《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性；
6．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2002年4月2日”或“2002-04-02”。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書
1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的：
題目：斜齒輪組件的成型工藝及塑料模具設(shè)計(jì)
原始資料:
設(shè)計(jì)題目：斜齒輪注塑模
生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)
2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
內(nèi)容：（1）完成斜齒輪組件零件的工藝性分析及工藝方案制定
（2）斜齒輪組件模具裝配圖及全部零件圖的繪制
（3）完成模具主要工作零件的工藝規(guī)程編制
（4）編寫設(shè)計(jì)說明書
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
系部意見：
系領(lǐng)導(dǎo)：
年 月 日
?塑料模具工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向 姬經(jīng)信 一、我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2002年我國模具總產(chǎn)值約為360億元，其中塑料模約30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5Kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺北極星Ⅰ.K模具有限公司制造多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件，糾正了由于成型收縮造成齒形誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)10～30萬次，淬火鋼模達(dá)50～1000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距，具體數(shù)據(jù)見表一。 成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在29～34英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達(dá)20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10%，與國外的50%～80%相比，差距較大。 在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國EDS的UGⅡ、美國Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國CV公司的CADS5、英國Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對成型過程，如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動了我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。 近年來，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的商品化程度一般在30%以下，和國外先進(jìn)工業(yè)國家已達(dá)到70%～80%相比，仍有差距。表1:國內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較表 項(xiàng)目 國外 國內(nèi) 注塑模型腔精度 0.005～0.01mm 0.02～0.05mm 型腔表面粗糙度 Ra0.01～0.05μm Ra0.20μm 非淬火鋼模具壽命 10～60萬次 10～30萬次 淬火鋼模具壽命 160～300萬次 50～100萬次 熱流道模具使用率 80%以上 總體不足10% 標(biāo)準(zhǔn)化程度 70～80% 小于30% 中型塑料模生產(chǎn)周期 一個(gè)月左右 2～4個(gè)月 在模具行業(yè)中的占有量 30～40% 25～30% 據(jù)有關(guān)方面預(yù)測，模具市場的總體趨勢是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時(shí)，由于近年來進(jìn)口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡(luò)模的發(fā)展也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)機(jī)頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點(diǎn)。 二、我國塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向?qū)ǎ邯?1.提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 2.在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實(shí)際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 3.推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。 4.開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。 5.提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格品種。 6.應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 7.研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提
河南機(jī)電高等專科學(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
學(xué)生姓名： 學(xué) 號：
專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造
設(shè)計(jì)(論文)題目： 斜齒輪注塑模與模具設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師：
2006年 5 月15 日
開題報(bào)告填寫要求
1．開題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；
2．開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見；
3． “文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報(bào)告第一欄目內(nèi)，本科學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（?？粕簧儆?0篇，不包括辭典、手冊）；
4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫1500字左右（本科生200字左右）的文獻(xiàn)綜述(包括目前該課題在國內(nèi)外的研究狀況、發(fā)展趨勢以及對本人研究課題的啟發(fā))：
文 獻(xiàn) 綜 述
在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前，必須做好一切準(zhǔn)備工作，而收集有關(guān)設(shè)計(jì)課題研究方面的資料、文獻(xiàn)是最為重要的。在設(shè)計(jì)工作開始時(shí)，只有對課題研究的內(nèi)容有了，充分地了解，才會有設(shè)計(jì)目的和方向；所以收集、查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料是必要的。
在設(shè)計(jì)之前首先應(yīng)該對國內(nèi)外的模具發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢有所了解，以便在設(shè)計(jì)過程中能夠正確、合理地設(shè)計(jì)出一套模具。下面就先分析一下國內(nèi)外的模具發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢以及我國的模具發(fā)展現(xiàn)狀。
1.隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，沖壓產(chǎn)品的生產(chǎn)正呈現(xiàn)出多品種、少批量，復(fù)雜、大型、精密，更新?lián)Q代速度快等變化特點(diǎn)，沖壓模具也正向高效、精密、長壽命、大型化方向發(fā)展。為適應(yīng)市場的變化，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正在由手工設(shè)計(jì)、依靠工人的經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)的機(jī)械加工技術(shù)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、數(shù)控加工中心進(jìn)行切削加工、數(shù)控線切割、數(shù)控電火花等為核心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）技術(shù)方面轉(zhuǎn)變。模具的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢如下詳述：
1）.CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用：CAD/CAM是一項(xiàng)高科技、高效益的系統(tǒng)工種，是模具設(shè)計(jì)與制造行業(yè)的有效輔助工具；通過它能夠?qū)Ξa(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成型工藝、數(shù)控加工及成本等進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化?，F(xiàn)在已經(jīng)廣泛地應(yīng)用與模具的設(shè)計(jì)與制造加工的過程中，并還在不斷地發(fā)展和創(chuàng)新。
2）.模具標(biāo)準(zhǔn)件：模具的標(biāo)準(zhǔn)化對縮短模具制造周期、提高質(zhì)量、降低成本起到很大的作用。我國的模具標(biāo)準(zhǔn)化程度達(dá)到30%以下，而國外先進(jìn)國家達(dá)到70%—80%左右。這樣，不僅有利于國內(nèi)的模具制造的發(fā)展，也有利于模具的國際化發(fā)展。
3）.模具的制造精度：國外的制造水平能夠是制造公差達(dá)到0.003—0.005 mm，表面的粗糙度達(dá)到Ra 0.0002 mm以下（花10以上）；我國的制造水平可以是制造公差達(dá)到0.01—0.02 mm,模具表面的粗糙度達(dá)到Ra0.00160.0008 mm（花7—8）。由此可見，如今模具技術(shù)的發(fā)展水平還是很高的，但也可以看出我國在這方面的技術(shù)與國外先進(jìn)國家還有很大的差距。
4）.模具的使用壽命：國外的沖壓模具的使用壽命，（合金鋼制模）500—1000萬次，（硬質(zhì)合金制模）2億次；我國的沖壓模具的使用壽命分別為：100—400萬次，6000—1億次。模具的使用壽命的加長就意味著模具的制造成本降低，從而提高了生產(chǎn)效益。
5）.模具的加工制造設(shè)備：國外已經(jīng)廣泛地使用了數(shù)控加工中心，線切割，電火花，化學(xué)腐蝕等先進(jìn)的設(shè)備，大大地提高了模具的制造周期。
2.我國的模具業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀：進(jìn)入21世紀(jì)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的工業(yè)化程度也有了很大地提高，特別是在模具行業(yè)有了很大地發(fā)展。如：在模具設(shè)計(jì)與制造上，不但自己可以制造一些大型，精密，復(fù)雜，高效，長壽命的模具，并且能夠出口到國外，打開國外的市場。但是，目前我國的沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)落后，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成型工藝，模具標(biāo)準(zhǔn)化，模具設(shè)計(jì)，模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國的模具在壽命，效率，加工精度，生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。因此這就需要我們努力去研究，推動我國模具業(yè)的發(fā)展。
3.在查閱、收集有關(guān)資料的時(shí)候，不僅使我對模具業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢、模具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)等有了更多，更全面地了解；而且收集到了許多有關(guān)本課題的研究，與本課題相關(guān)、相似的東西，查找各種有關(guān)模具設(shè)計(jì)與制造方面的經(jīng)驗(yàn)公式，和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)；通過查閱資料和文獻(xiàn)能夠?qū)⒄n堂上所學(xué)習(xí)到的理論知識，與實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中的實(shí)例相結(jié)合去更好地成設(shè)計(jì)任務(wù)；并且使我在課程設(shè)計(jì)上有了更多的設(shè)計(jì)思路，也有了更多的考慮空間，同時(shí)也使我在設(shè)計(jì)的過程中能夠從多方面地去考慮問題——模具設(shè)計(jì)的合理性及對設(shè)計(jì)好的模具在工作過程中可能會出現(xiàn)的問題及解決辦法。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
２．本課題的研究思路（包括要研究或解決的問題和擬采用的研究方法、手段（途徑）及進(jìn)度安排等）：
1. 先通過收集和查閱各種文獻(xiàn)資料和與同學(xué)老師的交流、指導(dǎo)，對目前國內(nèi)外的模具（沖壓模具）的發(fā)展?fàn)顩r和發(fā)展趨勢進(jìn)行深入的了解，預(yù)計(jì)用時(shí)間三天；
2. 拿到工件的結(jié)構(gòu)簡圖，對工件進(jìn)行結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度、加工工藝性等方面作出詳細(xì)地分析，并查閱相關(guān)資料看是否符合常規(guī)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)用時(shí)兩天；
3. 經(jīng)過對工件的結(jié)構(gòu)工藝性分析，擬訂可行的沖壓工藝方案，并經(jīng)過分析，研究、比較，選擇一種最為合理的沖壓工藝作為生產(chǎn)應(yīng)用，估計(jì)用時(shí)間兩天；
4. 進(jìn)行主要的設(shè)計(jì)計(jì)算，利用各種經(jīng)驗(yàn)公式或者經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)對沖壓力（沖裁力、卸料力、總沖壓工藝力），壓力中心的位置，工作零部件的刃口尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算以及彈性卸料元件橡膠的設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)需用時(shí)間四天；
5. 根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)，材料，生產(chǎn)批量來進(jìn)行模具的總體設(shè)計(jì)，包括模具的類型，定位方式，卸料方式，導(dǎo)向方式等方面的設(shè)計(jì)；在設(shè)計(jì)中，應(yīng)該綜合考慮模具的安裝，維修，生產(chǎn)效率等，預(yù)計(jì)用時(shí)間兩天；
6. 對模具的主要零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要有凸模、凹模、定位板、卸料板、模架和導(dǎo)柱導(dǎo)套等零件，根據(jù)工作需要的強(qiáng)度來設(shè)計(jì)尺寸，包括各零件的圖紙，預(yù)計(jì)需用時(shí)間五天；
7. 模具的總裝圖和工作原理（有裝配簡圖）需要用時(shí)間兩天；
8. 模具主要零部件的加工工藝過程（凸模、凹模、定位板、卸料板）分析與設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)用時(shí)間兩天；
9. 模具的裝配與調(diào)試，預(yù)計(jì)用時(shí)兩天；
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
指導(dǎo)教師意見：
1．對“文獻(xiàn)綜述”的評語：
2．對本課題的研究思路、深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
斜齒輪組件注塑模設(shè)計(jì)
第一章 任務(wù)來源及設(shè)計(jì)目的意義
1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)來源
設(shè)計(jì)題目：斜齒輪注塑模
材 料：POM
生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)
圖1-1 產(chǎn)品零件圖
1.2 設(shè)計(jì)目的及意義
本設(shè)計(jì)題目為斜齒輪組件注塑模，但對做畢業(yè)設(shè)計(jì)的畢業(yè)生有一定的設(shè)計(jì)意義，它概括了斜齒輪組件塑料零件的設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容及方向。通過對該零件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者注塑模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的注塑模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。
第二章 零件的工藝性分析
2.1 塑件的工藝性分析
塑件的原材料分析。(1)聚甲醛為白色或蛋黃色塑料，縱合性能良好，強(qiáng)度剛度，都好，抗沖擊疲勞，減磨耐磨性好，吸水少尺寸穩(wěn)定但熱穩(wěn)定性差、易燃燒，長期暴曬易老化，適于做耐磨性零件、傳動件、化工容器及儀器儀表外殼。（2）聚甲醛對注射壓力比較敏感在成型時(shí)要注意控制，（3）聚甲醛的吸濕性強(qiáng)；故成型前需要對材料進(jìn)行干燥，并且干燥后的材料還要防止再次吸濕。（4）聚甲醛的收縮率的范圍比較大（1.5%----3.5%）具有很強(qiáng)的不穩(wěn)定性。
2.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析
2.2.1 結(jié)構(gòu)分析
結(jié)構(gòu)分析：從零件圖上分析：該零件總體形狀為帶凸緣的斜齒輪組件，形狀簡單，結(jié)構(gòu)合理且制件的壁厚均勻，在兩邊相交的部分也都設(shè)有圓弧過渡，在成型時(shí)塑料在模具型腔內(nèi)流動阻力相對較小有利于制品的成型，只是該塑件是斜齒輪組件，其齒槽方向與開模方向不一致，不能直接對塑件進(jìn)行脫模，所以需要設(shè)計(jì)一個(gè)旋轉(zhuǎn)的脫模機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)脫模過程的順利完成，因而在模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有一定的難度，該零件屬于中等復(fù)雜程度。
2.2.2 尺寸精度分析
該零件的重要尺寸如、為MF1（GB/T14486-1993）其余尺寸mm 、mm、mm、mm等尺寸精度為MT5級（GB/T14486-1993）,次重要尺寸如6mm、16mm等的尺寸精度為未注公差，由以上分析可見，該零件的尺寸精度中等偏下，對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。
從塑件的壁厚上來看，壁厚最大處尺寸為6mm，最小處為4mm壁厚差為2mm，較均勻，有利于塑件的成型。
2.2.3 表面質(zhì)量分析
該零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺，內(nèi)部要求比較光滑外，還要保證產(chǎn)品兩端面與中心孔的同軸度，制件不能彎曲變形等。故設(shè)計(jì)模具型腔時(shí)要特別考慮型腔結(jié)構(gòu)對塑件制品質(zhì)量的影響。
綜上分析可以看出，在模具型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，注塑時(shí)工藝參數(shù)控制得合乎要求的情況下，零件的成型要求是可以得到保證。
2.3 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量
計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及確定模具的型腔數(shù)。
計(jì)算塑件的體積：V=5465（過程省略）
計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊可查得POM的密度為ρ=1.12～1.5g/取ρ=1.4 g/
故塑件質(zhì)量為：W=Vρ=5465×1.4×=7.5g
采用一模四腔的模具結(jié)構(gòu)考慮其外形尺寸注塑時(shí)所需要的注射壓力、合模力等有關(guān)因素的情況下初步選用型號為FL—80G型注塑機(jī)，該注塑機(jī)的注射量為72g，最大注射壓力為120Mpa，最大鎖模力為500KN。最大開模行程220mm拉桿間距離（水平×垂直）為350mm×310mm,裝模高度為150m～300mm,頂出力22KN，頂出行程為50mm[4]。
2.4 塑件注塑工藝參數(shù)的確定
查找相關(guān)文獻(xiàn)和參考工廠實(shí)際應(yīng)用情況PA6成型工藝參數(shù)可作如下選擇（試模時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整）
注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。
料筒溫度：喂料區(qū)溫度選用80℃
后段溫度選用230℃
中段溫度選用240℃
前段溫度選用240℃
噴嘴溫度選用240℃
熔料溫度：230～240℃
料筒恒溫：210℃
模具溫度：60～100℃
注射壓力：100～160Mpa
注塑時(shí)間：選用0.15s
保壓壓力：注射壓力的50%
保壓時(shí)間：10s
背壓：2～8Mpa 需要準(zhǔn)確的調(diào)解
冷卻時(shí)間：30s
注塑速度：建議采用較快的注塑速度
計(jì)量行程：0.5～3.5D
殘料量：4mm
預(yù)熱桿：80℃時(shí)烘干4小時(shí)
回收率：可加入10%回料
收縮率：0.7%～2.0%
澆口系統(tǒng)：點(diǎn)式
機(jī)器停工時(shí)段：無需用其它料清洗，熔料殘留在料筒內(nèi)時(shí)間可達(dá)20min。容易發(fā)生熱降解。
注：料筒設(shè)標(biāo)準(zhǔn)螺桿，特殊幾何尺寸有較高塑化能力，上述可用直通式噴嘴。[4]
第三章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面選擇，模具型腔數(shù)的確定、型腔的排列方式、冷卻水道布局、澆口位置設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。[5]
3.1 分型面的選擇
模具閉合時(shí)動模和定模相配合的接觸平面，叫做分型面。分型面的選擇受塑件形狀，壁厚，成型方法，后處理工序，塑件外觀，塑件尺寸精度，塑件脫模方法，模具類型，型腔數(shù)目，模具排氣，嵌件，澆口位置與形式成型機(jī)的結(jié)構(gòu)等的影響。
在選擇分型面時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：
1． 塑件脫模方便，選擇分型面時(shí)應(yīng)盡可能使開模后塑件留在動模一側(cè)。
2． 要盡可能使模具結(jié)構(gòu)簡單。
3． 型腔排氣順利，因此分型面應(yīng)該選擇在熔體流動的末端。
4． 確保塑件質(zhì)量。
5． 無損塑件外觀。
6． 考慮側(cè)向抽拔距，選擇分型面時(shí)應(yīng)將抽芯或分型距離長的方向置于動，定模的開合模方向上，對于帶有互相垂直的兩個(gè)方向都有孔或凹槽的塑件，應(yīng)避免長距離抽芯。
7． 要注意脫模斜度對塑件質(zhì)量的影響。
8． 如果塑件上側(cè)孔，必須側(cè)向抽芯，應(yīng)避免定模上側(cè)向抽芯。
9． 分型面的選擇應(yīng)有利于嵌件的安裝。
綜上述幾點(diǎn)原則，確定分型面的位置在裝配圖所示的
模具設(shè)計(jì)過程中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。
該塑件為斜齒輪組件，表面無特殊的質(zhì)量要求，但齒輪配合部分要求光滑無毛刺且端部有圓角過度為最好，塑件的下半部分有金屬鑲件為使鑲件能夠很好地和塑料融合在一起，而成型后又較容易把塑件頂出。采用如下圖所示的分型方式較為合理
圖3-1 分型面
3.2 確定型腔的排列方式
本塑件在注塑時(shí)采用一模四件即需要四個(gè)型腔，綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素?cái)M采取以下的型腔排列方式：
圖3-2 型腔排列方式
采用上圖所示的型腔排列方式的最大優(yōu)點(diǎn)是從主流道末端到各型腔的分流道其長度、端面形狀和尺寸都是對應(yīng)相等的，所以各流道受力較為平衡，易于塑件的成型。
綜合考慮模具型腔的排列方式和塑件的外形尺寸初步選用標(biāo)準(zhǔn)模架類型為—200×250—T—GB/T12556.1—1990
3.3: 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料熔體的流動通道。普通澆注系統(tǒng)包括主流道，分流道，澆口和冷料穴。澆注系統(tǒng)在模具中占有非常重要的地位，他的設(shè)計(jì)合理與否直接對制品的成型起到?jīng)Q定的作用。澆注系統(tǒng)的功能就是將熔體的塑料，經(jīng)過注塑機(jī)噴嘴，在高溫，高壓，高速狀態(tài)下，通過澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔。
澆注系統(tǒng)的基本原則，是在滿足塑料制品質(zhì)量的同時(shí)，還應(yīng)有利于提高成型速度來縮短成型周期。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個(gè)問題：
1)首先根據(jù)塑料制品的結(jié)構(gòu)分析其充填過程，以保證塑件制品的內(nèi)在質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定。
2)在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)非常注意澆注系統(tǒng)對制品外觀的影響。在設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常會遇到這樣的情況，某一塑料制品的澆口設(shè)計(jì)在某處比較合理，但由于在該處位置澆口影響制品外觀，只能將澆口改在其它部位。若實(shí)在無法處理時(shí)，可通過改變制品結(jié)構(gòu)再解決。
3)在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該考慮到模具在注射時(shí)，是否能適應(yīng)全自動操作。要達(dá)到全自動操作，必須在保證開模時(shí)，制品與澆注系統(tǒng)能自動脫落，澆口與制品亦要盡可能自動分離。
4)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，必須考慮到塑料制品生產(chǎn)的后續(xù)加工工序。如因后續(xù)工序在加工，裝配，管理上的需要，往往需設(shè)置輔助流道，將多件制品取成一件。
5.在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)留有一定的余地，這樣在使用時(shí)即使有些不足之處，亦可以比較方便地得到解決。
6)多觀察分析各類塑料制品的澆注系統(tǒng)和澆口位置的選擇，吸取其成功之處，提高澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性。
7)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，其主流道進(jìn)口處的位置應(yīng)盡量與模具中心重合。
3 .3. 1
主流道設(shè)計(jì)主流道是主流道機(jī)噴嘴與模具接觸的部分起到分流道為止的一般流道，是熔融塑料進(jìn)入模具時(shí)最先經(jīng)過的部位，它的作用是將注塑機(jī)噴嘴流出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔，其形狀為圓錐狀，錐角取2 ~4，便于塑料熔體順利地向前流動，開模時(shí)主流道凝料又能順利地被拔出，主流道出口端應(yīng)有圓角，圓角半徑R取0.3~3mm或0.125D 主流道長度應(yīng)盡量短，以減小壓力損失和廢料量。通常，主流道長度可小于60mm。
（1）主流道設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)手冊查得FL—80G型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸：
噴嘴前端孔經(jīng)：=Ф4mm
噴嘴前端球面半徑 =12mm
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系
R=+（1～2）mm
D=+(0.5～1)mm
取主流道球面半徑R=13mm
取主流道小端直徑d=Ф5mm
為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形其斜度為
～，經(jīng)換算得主流道大端直徑D=Ф8.5mm。為了使熔料順利進(jìn)入分流道，可在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑r=5mm的圓弧過渡。
（2）分流道設(shè)計(jì)
常見的分流道的截面形狀有圓形，半圓形，橢圓形和梯形，U形和矩形截面，但以梯形截面最為常用。恰當(dāng)合理的分流道形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)制品的體積，壁厚，形狀復(fù)雜程度，模腔的數(shù)量以及所用塑料的性能等因素綜合考慮。在這里選用梯形分流道，此種截面是拋物線形截面的變形，與此兩種截面相比，熱損失大，但便于分流道的加工及刀具選擇，因此也是最常用的形式。分流道結(jié)構(gòu)尺寸參考文分流道的布局取決于型腔的布局，型腔與分流道的布局原則是排列緊湊，縮小模具尺寸，分流道的長度盡量短，鎖模力力求平衡，分流道的布置形式有平衡式進(jìn)料和非平衡式進(jìn)料兩種，根據(jù)實(shí)際要求，在這里采用平衡式澆口形式。分流道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
（1）分流道布置應(yīng)盡量平衡。
（2）分流道的尺寸需根據(jù)制品的壁厚，體積，形狀復(fù)雜程度以及所用塑料性能等因素而定。
（3）分流道表壁的表面粗糙度不宜太小，以免冷料帶入模腔，一般要求達(dá)到Ra1.25~2.5m 即可，這樣做可增大對外層塑料熔體的流動阻力，使其流速減小并與中心熔體之間具有一定的速度差，以保證熔體流動時(shí)具有合適的切變速率和剪切熱。
（4）當(dāng)分流道設(shè)計(jì)比較長時(shí)，其末端應(yīng)留有冷料穴，以防前鋒冷料堵塞澆口或進(jìn)入模腔造成充模不足或影響制品的熔接強(qiáng)度。
（5）設(shè)計(jì)分流道時(shí)應(yīng)將熱量損失和流動阻力作為主要矛盾進(jìn)行考慮，只有在保證塑料熔體能夠在足夠的壓力和合理的溫度下充滿模腔時(shí)，才能盡量減小分流道截面積和長度以降低原材料消耗。
分流道的形狀及尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的體積壁厚形狀的復(fù)雜程度注塑速率，分流道長度等因素來確定。本塑件的形狀不算復(fù)雜，熔料填充型腔比較容易，根據(jù)型腔的排列方式可知分流道的長度較短，為了便于加工起見選用截面形狀為半圓形的分流道。查表得R=4mm。如圖所示：圖3-3
圖3－3 半圓形分流道
3．3．2.冷料穴設(shè)計(jì)：
冷料穴一般都設(shè)置在主流道末端，即主流道正對面的動模上，直徑應(yīng)稍大于主流道大端直徑，以利于冷料流入。當(dāng)分流倒較長時(shí)，可將分流道的盡頭沿前進(jìn)方向稍延長部分作為冷料穴。其作用是用來儲藏注射間隔期間產(chǎn)生的冷料類的，防止冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，并使塑件能順利地充滿型腔。為便于拉料桿將主流道凝料拉出，選用底部帶有拉桿的Z形冷料穴，這類冷料穴的底部由一根推桿組成，推桿裝于推桿固定板上。
在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意，冷料穴的大小要適宜，一般情況下，主流道冷料穴圓柱體的直徑為6~12mm，其深度為6~10mm,對于大型制品，冷料穴的具體尺寸可適當(dāng)加大，在此處三板式模具上一般不設(shè)主流道冷料穴，只在分流道上設(shè)計(jì)冷料穴，其結(jié)構(gòu)尺寸參照文獻(xiàn)【3】表6——161冷料穴與拉料桿。
3．3．3澆口設(shè)計(jì)：
它是分流道與型腔之間的狹窄部分，也是澆注系統(tǒng)中最短小的部分，它的作用是使分流道輸送來得熔融塑料的流速產(chǎn)生加速度，形成理想的流態(tài)順序，迅速地充滿型腔，同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料倒流的作用，并在成型后便于使?jié)部谂c塑件分離。
3．3．4．1．澆口形式和尺寸設(shè)計(jì)
因該塑件屬扁平塑件，在這里宜采用平縫式澆口，它又稱薄片式澆口或?qū)挶部?，是?cè)澆口的另一變異形式，采用平縫式澆口的優(yōu)點(diǎn)是塑料通過特別開設(shè)的平行澆道得到均勻分配，以較低的線速度呈平行流均勻進(jìn)入型腔，因而使塑件的內(nèi)應(yīng)力小，尤其是為了減少因定向而產(chǎn)生的翹曲，并減小了氣泡及缺料等缺陷，這對防止聚乙烯塑件變形更為有效，但去除澆口加工量大，且澆口痕跡明顯， 澆
（3）澆口設(shè)計(jì)影響澆口截面形狀及其尺寸確定的因素，就制品而言，包括制品的形狀，大小，壁厚，尺寸精度，外觀質(zhì)量及力學(xué)性能等，制品所用塑料特性對澆口設(shè)計(jì)的影響因素是塑料的成型溫度，粘度，收縮率及有無填充物等。此外，在進(jìn)行澆口設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮澆口的加工，脫模及消除澆口的難易程度，除此以外，在選擇澆口位置時(shí)，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1． 澆口位置應(yīng)設(shè)在制品最大壁厚處，使塑件從厚壁流向壁薄，并保持澆口至型腔各處的流程基本一致。
2． 防止?jié)部谔幃a(chǎn)生噴射而在充填過程中產(chǎn)生產(chǎn)生蛇形流。
3． 澆口位置應(yīng)設(shè)在制品的主要受力方向上，因?yàn)樗芰系牧鲃臃较蛏纤惺艿牧蛪簯?yīng)力最高，特別是帶填料的增強(qiáng)塑料，這種情況更加明顯。
在選擇澆口位置時(shí)應(yīng)考慮制品的尺寸要求，因?yàn)樗芰辖?jīng)澆口充填型腔時(shí)，在塑料的流動方向與垂直于流動方向上的收縮不盡相同，所以應(yīng)考慮到變形和收縮的方向性。
根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式選用側(cè)澆口較為理想。設(shè)計(jì)時(shí)考慮選擇從壁厚為6mm處進(jìn)料，料有厚處往薄處流，而且在模具結(jié)構(gòu)上采取鑲拼式型腔，型芯，有利于填充，排氣，故采用截面為矩形的側(cè)澆口，查表初選尺寸為（b×l×h）1mm×0.8mm×0.6mm, 試模時(shí)修整。
3.4排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：
注塑模的排氣是模具設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)問題，特別是快速注塑成型工藝的發(fā)展對注塑模排氣的要求更加嚴(yán)格。在注塑過程中，塑料熔體進(jìn)入模腔的同時(shí)置換出模腔內(nèi)的氣體，這些氣體如果不能排出模腔，將會影響制品成型以及脫模后的質(zhì)量，因此，在注塑模具時(shí)，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問題。
常見的排氣方式有排氣槽排氣，分型面排氣，拼鑲件縫隙排氣，推桿間隙排氣，粉末燒結(jié)合金塊排氣，強(qiáng)制排氣等。本設(shè)計(jì)中盒蓋塑件采用的是中小型模具，僅利用分型面排氣還不行，在這里應(yīng)設(shè)置排氣槽， 排氣槽深度通常為0.03~0.05mm必要時(shí)可深至0.1~0.3mm，寬度為5~10mm,為了防止塑料堵塞排氣槽，又在上述深度的排氣槽向外延伸6mm，以外加深到0.8mm.其具體尺寸參考文獻(xiàn)【6】
3.5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本塑件的模具設(shè)計(jì)過程中一模四件的結(jié)構(gòu)形式，考慮加工的難易程度。凹模擬采用鑲拼式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式如圖：
圖3－4 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（2）凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。凸模主要是與凹模相結(jié)合構(gòu)成模具的型腔，其凸模和側(cè)型芯的結(jié)構(gòu)形式如圖：
圖3－5 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
第四章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算
本例中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均收縮率，平均制造公差和平均磨損量來進(jìn)行計(jì)算。
查表得尼龍的收縮率為S=1.5～2.5% 故平均收縮率為=（1.5+2.5）%/2=2%，考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具的制造公差取δZ=△/3
4.1 型腔和型芯工作尺寸的計(jì)算
型腔、型芯工作尺寸計(jì)算見表4-1
類別
序號
模具零件名稱
塑件尺寸
計(jì)算公式
型腔或型芯工作尺寸
L
型腔的計(jì)算
1
輪齒成型型腔板
2
輪掏成型型腔板
型芯的計(jì)算
1
小型芯
2
輪套成型型心
3
側(cè)型心
4.2 型腔側(cè)壁厚度及底板厚度計(jì)算
（1）凹模型腔側(cè)壁厚度計(jì)算
凹模力整體式圓形型腔，鑲?cè)肽＞甙寄Ｐ颓话逯械慕Y(jié)構(gòu)形式，根據(jù)整體圓形凹模型腔側(cè)壁厚計(jì)算公式
經(jīng)計(jì)算得t為6.65mm,為方便設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)取10mm.
(2)底板厚度計(jì)算
該模具的凹模板的底部部分為一整塊模板，其強(qiáng)度足以承受注射時(shí)的壓力。但為了設(shè)計(jì)時(shí)整體結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)，取該塊模板厚度為80mm。
第五章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
在注塑成型的每一個(gè)循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中取出，完成取出塑件這個(gè)動作的機(jī)構(gòu)就是脫模機(jī)構(gòu)，也稱為頂出機(jī)構(gòu)。熱塑性塑料在脫模時(shí)有較大的彈性，即使在較小的脫模斜度下，也可順利脫模。但為了減小脫模阻力，一般在產(chǎn)品沒有特殊要求的條件下，應(yīng)選用2°脫模斜度作為標(biāo)準(zhǔn)斜度。根據(jù)以上設(shè)計(jì)規(guī)范，查文獻(xiàn)【7】表5—27常用塑料的脫模斜度推薦值可得聚乙烯凸模的脫模斜度為
20″~45″，凹模的脫模斜度為25″~45″。頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循如下設(shè)計(jì)原則：
1） 頂出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動要準(zhǔn)確，可靠，靈活，無卡死現(xiàn)象，機(jī)構(gòu)本身要有足夠的剛度和強(qiáng)度，足以克服脫模阻力。
2） 保證在頂出過程中塑件不變形，這是對頂出機(jī)構(gòu)的最基本要求。在設(shè)計(jì)時(shí)要正確估計(jì)塑件對模具粘附力的大小和所在位置，合理地設(shè)置頂出部位，使頂出力能均勻合理地分布，要讓塑件能平穩(wěn)地從模具中脫出而不會產(chǎn)生變形。頂出力中大部分是用來克服因塑料收縮而產(chǎn)生的包緊力，這個(gè)力的大小與塑料品種，性能，以及塑件的幾何形狀復(fù)雜程度，型腔深度，壁厚還有模具溫度，頂出時(shí)間，脫模斜度，模具成型零件的表面粗糙度等因素有關(guān)，其影響因素較為復(fù)雜，很難準(zhǔn)確地進(jìn)行計(jì)算。一般原則是塑件收縮率越大，塑件壁越厚，型芯尺寸越大，形狀越復(fù)雜，型腔深度越深，脫模斜度越小，模具溫度越低，冷卻時(shí)間越長，成型零件表面粗糙度越大，其對模具的包緊力就越大 ，此時(shí)就應(yīng)選擇頂出力較大的頂出方式。
3） 頂出力的分布應(yīng)盡量靠近型芯，且頂出面積應(yīng)盡可能大，以防塑件被頂壞。
4） 頂出力應(yīng)作用在不易使塑件產(chǎn)生變形的部位，如加強(qiáng)筋，凸緣，厚壁處等。應(yīng)盡量避免使頂出力作用在塑件平面位置上。
5） 若頂出部位需設(shè)在塑件使用或裝配的基準(zhǔn)面上時(shí)，為不影響塑件尺寸和使用，一般使頂桿與塑件接觸部位處凹進(jìn)塑件0.1mm左右，而頂出桿端面應(yīng)高于基準(zhǔn)面，否則塑件表面會出現(xiàn)凸起，影響基準(zhǔn)面的平整和外觀。
根據(jù)上述原則及前面設(shè)計(jì)內(nèi)容可知模具中選用脫模機(jī)構(gòu)為推板加斜導(dǎo)桿推出，推板頂出的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下:
1. 推板頂出位置應(yīng)設(shè)置在頂出阻力大的地方,也就是使塑件不易變形的部位.
2. 由于塑件收縮時(shí)包緊型芯,因此頂出力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯,同時(shí)頂出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位,如凸緣,加強(qiáng)筋等處,作用面積也盡可能大一點(diǎn).
3. 與塑件直接接觸的脫出零件的配合間隙要保證不漏料,以免在塑件上留下飛刺痕跡.
4. 在設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)時(shí),必須考慮在開模過程中保證塑料留在具有頂出裝置的那一部分,即留于動模上,這樣的頂出機(jī)構(gòu)較為簡單.
5. 在脫出機(jī)構(gòu)完成動作后,并在取出機(jī)構(gòu)完成動作后,到下一個(gè)操作循環(huán)時(shí),脫出機(jī)構(gòu)要可靠協(xié)調(diào)復(fù)位,避免各種干涉和損壞現(xiàn)象.
本塑件是斜齒輪組件在齒輪外側(cè)的齒槽與開模方向不一致且它們之間有一個(gè)螺旋的角度所以在脫模時(shí)必須考慮設(shè)計(jì)一個(gè)能在開模時(shí)隨著開模過程的進(jìn)行使塑件和型腔同時(shí)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角這樣才能在開模時(shí)順利把制件頂出，在本副模具的設(shè)計(jì)中，在頂管的尾部安裝了推力軸承，在開模時(shí)頂桿頂動軸承蓋及軸承座使推塊上升，在上升的過程中，由于塑件及推塊同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)動，直到塑件脫出型腔。這種機(jī)構(gòu)脫?？煽?，設(shè)計(jì)方便且在模具中占用空間較小，非常適合在本副模具中使用。
第六章 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的有關(guān)計(jì)算
本塑件在注射成型時(shí)不要求太高的模溫，因此，在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng)，通過下列計(jì)算可以判斷是否需要設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)：
設(shè)定模具平均工作溫度40℃，用20℃的常溫水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30℃，產(chǎn)品為(初算每2分鐘一套1.08kg/h。
一、求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量Q3，查有關(guān)文獻(xiàn)得PA6的單位熱流量為6.27×J/kg
Q3=WQ2=1.1286×J/kg
二、求冷卻水的體積流量V
V=
=
=0.45× /min
可見，由體積流量V查表可知所需的冷卻水管直徑非常小，故在該副模具的設(shè)計(jì)過程中可不設(shè)冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具即可。
第七章 模具閉合高度的確定
在支承和固定零件的設(shè)計(jì)中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定：定模座板=25mm 定模鑲件固定板=35mm，動模鑲件板 =35mm，支承板=20mm ，墊板=20mm,推力軸承固定板=10mm，=10mm,動模座板=25mm 因而模具的閉合高度為：
H=+++++++
=25+35+35+20+20+10+10+25=191mm
第八章 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
模具的外形尺寸為200mm×250mm×191mm而FL—50G型注塑機(jī)的最大安裝尺寸為350mm×310mm.裝模高度為150～300mm即該副模具滿足安裝條件。經(jīng)查FL—50G型注塑機(jī)的最大開模行程S=220mm。滿足頂出塑件時(shí)的頂出要求S≥++（5～10）mm=20+6+10=36mm經(jīng)驗(yàn)證。FL—80G型注塑機(jī)型注塑機(jī)能滿足使用要求，故可采用。
第九章 繪制模具總裝圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件工作圖
9.1.工作原理：
開模時(shí)，在彈簧8的作用下I-I分型面分型，點(diǎn)澆口凝料留在流道板27內(nèi)。當(dāng)
I-I面分型距離達(dá)流到高度之后 定距拉桿9限定流到板27移動，從而II-II分型面分型。在I-I
面分型時(shí)，脫落了斜楔7約束的側(cè)型心4，在彈簧3的作用下抽出制品。推出時(shí)，推管20邊推出制品，邊沿軸向旋轉(zhuǎn)，
推管20下方放置了鋼球，以減少推管20旋轉(zhuǎn)的阻力。合摸時(shí)，導(dǎo)柱33插入一對連桿
36之間，連桿伸展迫使推出機(jī)構(gòu)先復(fù)位，復(fù)位桿1作用保證推管準(zhǔn)確的復(fù)位。
9.2 塑料模具的裝配
塑料模具裝配時(shí)常用的裝配基準(zhǔn)大致分為兩種，以塑料模中的主要工作零件如型芯、型腔和鑲塊等為裝配基準(zhǔn)件，模具的其他零件都依靠裝配基準(zhǔn)件進(jìn)行順序裝配；有導(dǎo)柱，導(dǎo)套的模具，以模板側(cè)面為基準(zhǔn)進(jìn)行修配和裝配。
一，塑料模零件組裝：
型芯壓入前,通常在固定板的孔口加工出工藝倒角或引入錐度，有利于型芯壓入組裝和保證型芯垂直度。將型芯尖角部位修成R0.3圓弧，或?qū)⒐潭ò蹇捉遣坑娩彈l修出槽，型芯壓入過程中要多次檢查型芯的垂直度和方位。然后按劃線加工定模固定板型孔，將預(yù)加工的型芯精修成型，將動定模固定板疊合在一起，使分型面緊密貼合，然后夾緊。下一步是將型芯壓入固定并配合緊密，裝配后，型芯外露部分要符合圖紙要求，分別將導(dǎo)套，導(dǎo)柱壓入定模，固定模并檢查導(dǎo)套，導(dǎo)柱的松緊程度，將定模上平面磨平，然后將動模固定板下平面磨平。再將滑塊型芯裝入導(dǎo)滑槽，并推至端面與定模定位面相接觸，將滑塊上固定螺釘，使滑塊與滑塊面均勻接觸，同時(shí)分型面間留有0.2mm的間隙，此間隙可用塞尺檢查。用壓力機(jī)將澆口套壓入定模板，將定模板，復(fù)鉆螺孔后，擰入螺釘和敲入銷釘緊固，將動模板，支架復(fù)鉆后擰入螺釘緊固。各部分裝配完成后，檢查制品，驗(yàn)證模具質(zhì)量狀況，發(fā)現(xiàn)問題可以調(diào)整。
導(dǎo)柱導(dǎo)套孔在整個(gè)模具裝配過程中的順序基本上有兩種：若選定型芯和型腔為裝配基準(zhǔn)時(shí)，則導(dǎo)柱導(dǎo)套孔的加工順序應(yīng)安排在完成型芯，型腔的組裝。合模后進(jìn)行，若塑件結(jié)構(gòu)形狀使型芯，型腔在合模后很難找正相對位置，或者模具設(shè)有斜滑塊機(jī)構(gòu)時(shí)，則要先加工裝配導(dǎo)柱導(dǎo)套，作為模具裝配基準(zhǔn)。
未淬硬模板上導(dǎo)柱導(dǎo)套孔的加工，可在坐標(biāo)鏜床上分別加工或?qū)?，定模板疊合在一起用工藝銷釘定位后在車床，立銑和鏜床上加工。
二，裝配調(diào)試的工藝要求及注意問題：
1，試模前，應(yīng)對零件的裝配過程再次檢查一遍，以防安裝模具過程中造成傷人，同時(shí)必須對設(shè)備的油路，水路進(jìn)行檢查，并按規(guī)定作好開機(jī)前的準(zhǔn)備。
2，開模試模時(shí)，原則上選擇在低壓，低溫和較長的時(shí)間條件下成型，然后按壓力，時(shí)間，溫度這樣的先后順序變動。
3，注射成型時(shí)，可選用高速和低速兩種工藝，一般在制件壁厚面大時(shí)采用高速注射成型。
4，對粘度高和熱穩(wěn)定差的塑件，采用較慢的螺桿轉(zhuǎn)速和略低的背壓加料和預(yù)塑，而粘度低和熱穩(wěn)定性好的塑料，可采用較快的螺桿轉(zhuǎn)速和略高的背壓。
5，試模后，將模具清理干凈，涂上防繡油，然后分別入庫和返修。
第十章 注塑模主要零件加工工藝規(guī)程的編制
10.1 定模鑲件加工工藝過程
定模鑲件的加工工藝過程見表10-1。
表10-1 下模座板的加工工藝過程
序號
工序名稱
工序內(nèi)容
1
下料
材料牌號45鋼。材料252mm×201mm×15mm的平面
2
銑
①銑平面
②銑平面保證55+0.3
③切斷保證長度35+0.2
3
熱處理
調(diào)質(zhì)處理至24～28HRC
4
鉆空
①在平面上鉆4個(gè)￠15的孔
②鉆中心孔￠50的孔
③半精車各臺階面
④精車各臺階面及兩端面留0.2mm磨量
5
鉸
精鉸中心孔留0.1～0.2mm磨量
6
熱
淬火后回火保證45～50HRC
7
磨
精磨各外圓臺階面至圖
8
表
鍍鉻
9
鉗
拋光
10.2 動模鑲件加工工藝過程
動模鑲件加工工藝過程見表10-2
表10-2 側(cè)型芯的加工工藝過程
序號
工序名稱
工序內(nèi)容
1
下料
材料牌號45號鋼 材料規(guī)格Ф13×150mm一根
2
車
①車端面
②車外圓保證Ф55+0.3
③切斷保證35+0.2
3
熱處理
調(diào)質(zhì)處理至24～28HRC
4
車
①車外圓各臺階面留0.3～0.5余量
②車2×2的凹槽
③鉆中心孔留0.3～0.5mm鉸量
5
鉸
鉸中心孔留0.2mm磨量
6
熱處理
淬火后回火保證45～50HRC
7
磨
精磨各外圓部分至圖
8
鉗
研配鉆面部分
9
表
鍍鉻
10
鉗
拋光
模具典型零件機(jī)械加工工序卡
（模具專業(yè)沖壓、塑料模具課題適用）
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零(部)件圖號
產(chǎn)品名稱
零(部)件名稱
共( )頁
第( )頁
車間
工序號
工序名稱
材料牌號
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每個(gè)毛坯可制件數(shù)
每臺件數(shù)
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時(shí)加工件數(shù)
夾具編號
夾具名稱
切削液
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
工步號
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
r·minˉ1
切削速度
m·minˉ1
進(jìn)給量
mm·rˉ1
切削深度
mm
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
機(jī)動
輔助
設(shè) 計(jì)(日期)
審 核(日期)
標(biāo)準(zhǔn)化(日期)
會 簽(日期)
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
模具典型零件機(jī)械加工工序卡
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零(部)件圖號
產(chǎn)品名稱
零(部)件名稱
共( )頁
第( )頁
車間
工序號
工序名稱
材料牌號
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每個(gè)毛坯可制件數(shù)
每臺件數(shù)
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時(shí)加工件數(shù)
夾具編號
夾具名稱
切削液
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
工步號
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
r·minˉ1
切削速度
m·minˉ1
進(jìn)給量
mm·rˉ1
切削深度
mm
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
機(jī)動
輔助
設(shè) 計(jì)(日期)
審 核(日期)
標(biāo)準(zhǔn)化(日期)
會 簽(日期)
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
第十一章 模具的安裝與調(diào)試
11.1模具的安裝：
裝配的要求如下：
（1）模具上下平面的平行度偏差不大于0.05mm，分型面處需密合。
（2）推件時(shí)推件桿和卸料板動作要同步。
裝配順序：
(1) 裝配前按圖檢驗(yàn)主要工作零件及其他零件的尺寸。
(2) 鏜導(dǎo)柱孔，將定模，推件板，型芯固定板合在一起，使分模面緊密接觸并夾緊。鏜導(dǎo)柱孔，型孔，在空內(nèi)壓入工藝定位銷后，加工側(cè)面的垂直基準(zhǔn)。
(3) 加工定模，用定模側(cè)面的垂直基準(zhǔn)確定定模上型腔中心的實(shí)際位置，并依次作為加工基準(zhǔn)，鏜線切割用的穿絲孔，線切割矩形孔。
(4) 加工推件板，按定模實(shí)際加工中心位置在推件板上鏜線切割用的穿絲孔，并以穿絲孔為基準(zhǔn)切割型孔。
(5) 壓入導(dǎo)柱。在定模座，推件板，型芯固定板上分別壓入導(dǎo)柱，使導(dǎo)向可靠，滑動靈活。
(6) 裝配型芯。將型芯固定板與推件板合攏，把型芯放入推件板型孔內(nèi)，用螺孔復(fù)印法和壓銷釘套法使型芯緊固在型芯固定板上。
(7) 通過型芯引鉆支撐板和型心固定板上的孔。
(8) 通過支撐板引鉆推桿固定板上的孔。
(9) 在推桿固定板和支撐板上加工限位螺釘孔和復(fù)位桿孔。
(10) 將鑲塊裝入定模。
(11) 加工定模座板，加工螺孔，限位孔和導(dǎo)柱孔。
(12) 定模和定模座板的裝配。用平行夾頭把它們夾緊，通過定模板的孔引鉆在定模上，拆開后，再定模上攻螺孔，然后用螺釘和銷釘將定模和定模座板緊固。
(13) 裝配動模部分，修正推桿和復(fù)位桿長度。
(14) 完成裝配后進(jìn)行試模，并校驗(yàn)入庫。
11.2 模具的調(diào)試：
注射模裝配成以后。也要按正常的生產(chǎn)條件進(jìn)行試模，以了解模具的實(shí)際使用性能是否滿足生產(chǎn)要求、有無不完善的地方進(jìn)行改進(jìn)或作調(diào)整。
通過試模塑件上常會出現(xiàn)各種弊病，為此必須進(jìn)行原因分析，排除故障。造成次廢品的原因很多，有時(shí)是單一的，但經(jīng)常是多個(gè)方面綜合的原因。需按成型條件，成型設(shè)備，模具結(jié)構(gòu)及制造精度，塑件結(jié)構(gòu)及形狀等因素逐個(gè)分析找出其中主要矛盾，然后再采取調(diào)節(jié)成型條件，修整模具等方法加以解決。首先，在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應(yīng)當(dāng)解決的問題。
在試模過程中，應(yīng)做詳細(xì)記錄，并將結(jié)果填入試模記錄卡，注明模具是否合格。如需返修，則應(yīng)提出返修意見。在記錄卡中應(yīng)摘錄成型工藝條件及操作注意要點(diǎn)，最好能附加上加工出的制件，以供參考。
試模后，將模具清理干凈，涂上防銹漆，然后分別入庫和返修。
設(shè)計(jì)總結(jié)
本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容為斜齒輪組件塑料模設(shè)計(jì)，通過對斜齒輪組件的設(shè)計(jì)，基本掌握了對塑料模設(shè)計(jì)的方法及步驟，對塑料模有了更進(jìn)一步的了解和認(rèn)識，對模具的制造方法和制造途徑積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
本設(shè)計(jì)中模板等尺寸也不代表一種最佳的選擇，例如模板的厚度，可以根據(jù)能取得的原料的厚度按最小的加工量選擇（要滿足最小厚度要求，同時(shí)也不能太厚太重）。合理選擇模具的結(jié)構(gòu)。根據(jù)塑件的圖紙及技術(shù)要求，研究和選擇適當(dāng)?shù)某尚头椒ㄅc設(shè)備，必要時(shí)還要請教老師。只有模具結(jié)構(gòu)選擇好了，才能設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理，質(zhì)量可靠，操作方便，的模具。設(shè)計(jì)模具必須制造方便。設(shè)計(jì)模具時(shí)，盡量做到使設(shè)計(jì)的模具制造容易，造價(jià)便宜。設(shè)計(jì)的模具應(yīng)當(dāng)效率高，工作可靠。這一要求涉及到的方面很多。模具零件應(yīng)耐磨耐用，模具零件的耐用度影響整個(gè)模具的使用壽命。模具的結(jié)構(gòu)要適應(yīng)塑料的成型特性。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，充分了解所用塑料的成型特性，并盡量滿足要求，同樣是獲得優(yōu)質(zhì)制件的措施。
同一塑件由不同的人設(shè)計(jì)有多種多樣的方案，最終都有可能很好的使用，通過這次設(shè)計(jì)，我認(rèn)識到了除了正確掌握和應(yīng)用書本知識外，吸取他人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)也是非常重要的。
致謝
本設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過程中得到了楊占堯、翟德梅、趙常海、原紅玲、于智宏、蘇光等幾位指導(dǎo)老師的大力支持和幫助，再此表示誠摯的感謝，由于本人水平有限，收集資料困難，如果有不盡人意的地方，懇請導(dǎo)師不吝賜教，提出寶貴改進(jìn)意見。
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【11】 ≤塑料成型工藝及模具簡明手冊》機(jī)械工業(yè)出版社 王孝培 主編200年
33