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分枝定界算法在注塑工藝規(guī)劃系統(tǒng)中的應(yīng)用
（倫敦施普林格出版有限公司）
（新加坡國立大學部機械工程學院P. Y. Gan, K. S. Lee and Y. F. Zhang）
本文介紹了人工智能在注塑模架工藝規(guī)中的使用。計算機輔助工藝規(guī)劃系統(tǒng)的IMOLD制定中，將提取和識別認為是在連同其優(yōu)先約束和現(xiàn)有的機器前為模具底板進程產(chǎn)生的切削加工.。這種行動計劃所需的操作，該工藝方案用分支定界算法進行了優(yōu)化，而切削加工時間已經(jīng)被提議作為優(yōu)化目標函數(shù)。以智能工業(yè)為例，該算法與具有遺傳算法的工藝規(guī)劃系統(tǒng)相比較，該算法能夠搜索一個可行的優(yōu)化方案。這一發(fā)展的結(jié)果將使用戶能夠輕松地優(yōu)化工藝計劃對任何給定模具
基地選擇，以適應(yīng)在生產(chǎn)車間的動態(tài)變化。
關(guān)鍵詞：分支定界算法;計算機輔助工藝規(guī)劃（CAPP系統(tǒng)）;優(yōu)化;注塑模具基地
1.簡介
計算機輔助工藝規(guī)劃（CAPP）。近幾年來已備受關(guān)注，一直以來它與計算機輔助設(shè)計（CAD）和計算機輔助制造（CAM）系統(tǒng)被認定為是實現(xiàn)完全自動化的工廠的橋梁。盡管CAPP系統(tǒng)已經(jīng)為不同行業(yè)所需要，但這項技術(shù)仍存在許多不足。這項工作的重點是發(fā)展基礎(chǔ)模具制造的CAPP系統(tǒng)。目前，最基礎(chǔ)的模具生產(chǎn)工藝規(guī)劃是手動完成的。該過程在很大程度上取決于這一進程的計劃人員引進的CAPP系統(tǒng)，它應(yīng)確保更全面的考慮國稅發(fā)制造參數(shù)的工藝計劃。
CAPP系統(tǒng)中仍需考慮行因素業(yè)，原因如下：
1、 模具基地公司在收到定制模具制造基地的要求時，這種功能被要求添加到模具基地的情況愈來愈多。因此，需要額外的操作來創(chuàng)建這些新功能，通常，標準模架有一個預定的工藝規(guī)劃，用來優(yōu)化加工所需的金額。隨著新業(yè)務(wù)的增加，這種手工工藝規(guī)劃優(yōu)化工藝的方案，是無法跟上變化的步伐的。 CAPP系統(tǒng)能夠重新優(yōu)化工藝方案，以確保不斷提供最優(yōu)方案。
2、 車間整體條件，應(yīng)考慮到工藝過程規(guī)劃。手工工藝規(guī)劃是無法考慮各車間的變化提高其應(yīng)用效率的。只有嚴格的讓CAPP系統(tǒng)來進行優(yōu)化考慮。??這項工作的目標是建立一個基地規(guī)劃模具CAPP系統(tǒng)。 IMOLD?（智能模具設(shè)計）是一個以知識為基礎(chǔ)的應(yīng)用軟件。在機械工程學系發(fā)達的新加坡國立大學，用此以方便注塑模具設(shè)計，分支定界的技術(shù)是選擇的搜索算法，在模具基地計劃建立過程中使用IMOLD優(yōu)先約束工具，機器，模型數(shù)據(jù)庫中讀取部分文件連同機器可用性實時投入在生產(chǎn)過程規(guī)劃。經(jīng)營者需要輸入自定義功能來產(chǎn)生工藝方案，然后使用某種形式的人工智能。
本文介紹了一種靈活的CAPP系統(tǒng)，他能在協(xié)助操作過程中更全面的規(guī)劃考慮規(guī)劃旨在系統(tǒng)的運作。在一個簡短的調(diào)查中，文獻能提供人工智能一些規(guī)劃并在相關(guān)工作過程中使用這一領(lǐng)域。問題制定和分支定界算法的實現(xiàn)都包含在下面的章節(jié)。最后，個案研究表明，該系統(tǒng)具有易用性和非常大的潛力。分支定界之間的CAPP和遺傳算法的CAPP比較顯示在第二個案例研究。
2.背景
工藝規(guī)劃是一個為所有需要建立從產(chǎn)品的原料[1]到最終編制一套步驟的詳細說明。一個進程的計劃質(zhì)量在很大程度上取決于這一進程的計劃人員的技能。作為可利用的工具，機器，需要建立一個廣泛的知識體系 [2]。因此，一個CAPP系統(tǒng)看作是在工藝規(guī)劃協(xié)助的重要工具。優(yōu)化的CAPP系統(tǒng)應(yīng)是所有可能的方法制造的一部分。然而，許多報道CAPP系統(tǒng)無法產(chǎn)生整體優(yōu)化工藝方案[3]。因此，出現(xiàn)了越來越多地使用人工智能為全球解決方案搜索[4,5]。所報告的許多方法只涉及功能排序，而不包括整個行動的細節(jié)要求[6,7]。詳細的操作分配應(yīng)用于執(zhí)行操作車間資源的需要。
績效指標是對目標函數(shù)的最大化或最小化問題的所有優(yōu)化。對于過程的規(guī)劃，不標是盡量減少或時間，成本，有時兩者。有多種工作完成使用成本
作為衡量性能的標準[8]，但可用于考慮和計算成本[9,10]車型范圍。據(jù)了解，為了盡量減少中的在一個車間內(nèi)的作業(yè)時間提高工作進度，用最少的整體加工工藝方案時，應(yīng)使用[11]。因此，我們使用時間，因為它是一個較明確的依據(jù)，他是量化的過程中產(chǎn)生的計劃質(zhì)量。這個選擇進一步說明，模架的交貨時間對模具制造產(chǎn)業(yè)的非常重要。當一個詳盡的計劃解決方案的一個過程順序查找導致不可接受的計算時間時，大量的操作是必需的。這項工作采用分支定界算法來搜索最優(yōu)或接近最優(yōu)的工藝方案智能。分支定界算法是一種搜索空間的隱枚舉著名的搜索算法[12]。它作為一個人工智能方法的使用已被廣泛報道，用于解決工藝規(guī)劃等領(lǐng)域問題[13]。
已經(jīng)有報道說一些工作開始使用分支定界法,[14-16工藝設(shè)計)，然而自然界中作品的計劃不同于過程計劃所需的模具制造產(chǎn)業(yè)。這項工作采用分支定界法,處理計劃考慮的所有操作工具，所有可用的訪問方向，以機器和工具為每個模具底座。據(jù)我們所知,這一水平的考慮未見有人論及其他相關(guān)研究。
3。問題制定
一個工藝設(shè)計操作的次數(shù)的約束關(guān)系,機器設(shè)備、加工方向,和工具的優(yōu)先是一個問題。解決方案的優(yōu)化是一種序列，是與其關(guān)聯(lián)的操作機器的生產(chǎn)工藝方案,以最少的生產(chǎn)時間來完成設(shè)計。
3.1工藝規(guī)程模型
在所需的信息提取的基礎(chǔ)上, 用數(shù)據(jù)庫的操作、機器設(shè)備、加工方向、工具和優(yōu)先約束等工藝設(shè)計提高機器的可用性來優(yōu)化模型，用以模具基地使用。該模型的原理表示圖1顯示的是,以下假設(shè)如下:
1.只有一臺機器，一個操作。
2.所有機器都可以訪問這個作用只有一個特定的臉。如果加工是給予另一張鬼臉,那么必須取下來設(shè)置的時候還將發(fā)生代替部分面臨著不同的方向。
3。起重機或機器人隨時可用。不需要等待時間許可，將時間浪費在等機械或勞動將部分。
提供度身訂造的學科特點決定次過程中應(yīng)輸入規(guī)劃師的必需數(shù)據(jù)操作，因為一個單一的功能可以由許多可能的方法,這會讓過程計劃更多的控制系統(tǒng)。指定的操作和最后生成的進程計劃要滿足下列條件:
1。將模具的基礎(chǔ)板作業(yè)的認可指派給他們。指定的操作應(yīng)該產(chǎn)生預期的形狀、尺寸、容忍、及完成這個功能。
2。操作序列得到進度計劃的優(yōu)先級關(guān)系不應(yīng)違反有關(guān)業(yè)務(wù)。
3。操作才能必須在它能加工那個特別的特征內(nèi)。
計劃應(yīng)包括得到的數(shù)量，進行作業(yè)的層序過程，這些業(yè)務(wù),機器、加工的發(fā)展方向和相應(yīng)工具的使用。這些細節(jié)是必要的時間，它可以保存某個特定的機器使用，對作業(yè)進行相同的設(shè)置。例如,一個盲孔必須打在x軸方向而通過漏洞可以鉆來自x或x的方向。。它可以被考慮的操作,目的就進程計劃應(yīng)該執(zhí)行這兩種操作在同一臺機器上來自x指導。
3.2目標函數(shù)
我們使用類似疾病學組的計算框架作為量化的目標函數(shù)[17] 。這是一個全面的加工時間(OMT),目標函數(shù)是通過計算每個連續(xù)序列的過程的計劃和序列的最低OMT來確定的視最終的過程。有三個方面,促進了OMT的計算,他們分別是用機器設(shè)置次,加工方向設(shè)置次和加工次。
3.2.1機器安裝時間
機器安裝時間(MST)被認為兩種操作機器之間的任何變動時間。它的定義是在某一特定方向上時間機器和賽車的各種換模時間機器之間移動所需要的時間。它被定義為總氮的業(yè)務(wù)活動
我是指工藝操作機器選擇我,MSTIi指機器安裝時間指數(shù)運行機用我,而且操作的次數(shù)是挑選了整個系列的操作模具的特點。
3.2.2加工方向安裝時間
準備(MDST)加工方向是在同一臺機器上改變各種模具所需要的時間的方向。計算MDST只有改變加工的方向發(fā)展,但沒有變化機器之間的兩種操作。它的定義是：
MDi加工方向是選擇過程的操作方向，MDSTIi加工方向安裝時間指標操作器。有關(guān)MDSTIi和MSTIi差異的移動部分在機器的新和舊之間。因為是假定或機器人的起重機所以沒有等待的時間,我們采取MDSTIi和MSTIi一樣。
4．結(jié)論
本文說明了基礎(chǔ)的CAPP系統(tǒng)的分枝定界，它為操作序列、機器設(shè)備、加工方法,和工具提供詳細的過程計劃。它可以定制容易占模具的更換時間,且能適應(yīng)不同的環(huán)境。該系統(tǒng)提供的綜合商店地板考慮其優(yōu)化的整體加工時間。
案例研究計劃取得了良好的過程,能調(diào)節(jié)操作序列,以適應(yīng)任何車間的變化。計算實際模具解決方案需要的時間達到發(fā)現(xiàn)合理的工藝設(shè)計。比較與基因演算法結(jié)合系統(tǒng)證明,分支定界系統(tǒng)是無法與基因演算法結(jié)合的，對大多數(shù)問題,取得了較好的解決方案。
這個模塊提供了一種假定有固定車間的適合動態(tài)變化的環(huán)境。CAPP系統(tǒng)的發(fā)展將使不同產(chǎn)生之間計劃定量有助于評估過程的生產(chǎn)工藝優(yōu)化，在未來,其他性能措施, 對于較復雜的部分的探索諸如成本還將使用這個模塊。
參考
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XXXX大學
本科畢業(yè)設(shè)計(論文)
題目：電話機話筒蓋塑料模具設(shè)計
系 別： 機電信息系
專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化
班 級： 1230203
學 生： XXXX
學 號： 123020301
指導教師： XXXX
2011年05月
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
系別 機電信息系 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 1230203 姓名 學號 123020301
1.畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 電話機話筒蓋塑料模具設(shè)計
2.題目背景和意義： 塑料注射模具是成型塑料制件的一種重要工藝裝備，在塑料制品的生產(chǎn)中起著關(guān)鍵的作用，利用PRO/E軟件進行塑料模具設(shè)計是目前較為先進的塑料模具設(shè)計方法，在生產(chǎn)實踐中得到了較為廣泛的應(yīng)用。本次設(shè)計通過對電話機話筒蓋這一具體塑件利用PRO/E進行模具設(shè)計，使學生掌握塑料模具設(shè)計的基本原則、方法，并能較為熟練的使用PRO/E、AUTOCAD軟件，為今后從事設(shè)計工作打下堅實的基礎(chǔ)。
3.設(shè)計(論文)的主要內(nèi)容（理工科含技術(shù)指標）：
（1)調(diào)研和收集資料，論述國內(nèi)外塑料模具設(shè)計的現(xiàn)狀和主要發(fā)展方向；
（2)給定的塑件零件圖（零件的精度為塑4級，表面粗糙度Ra0.4，材料：ABS）；
（3)分別設(shè)計成型零件、澆注系統(tǒng)、模架及其他模具零件；
（4)繪制圖紙，其中包括 ：①注射模具裝配圖;②成型零件圖;③其它主要結(jié)構(gòu)零件圖;
（5）編寫設(shè)計說明書一份，內(nèi)容如下：
①塑件的工藝分析。包括塑件的結(jié)構(gòu)特點、用途、使用要求、尺寸精度、粗糙度等。②設(shè)計方案的擬訂。包括：1）確定成型方法；2）確定模具類型及型腔數(shù)；3）型腔的布置； 4）選擇注射機規(guī)格； 5）確定分型面； 6）確定澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)； 7）選擇頂出方式及抽芯機構(gòu)； 8）確定拉料桿的形式； 9）確定加熱與冷卻系統(tǒng)； 10）確定成型零件和結(jié)構(gòu)零件形式等。③設(shè)計計算。包括：成型零件的工作尺寸及公差；成形型腔壁厚；型芯墊板厚度。④模具典型零件的選材及熱處理工藝路線分析。⑤對設(shè)計方案和設(shè)計結(jié)果進行經(jīng)濟分析和環(huán)保分析。
（6）對設(shè)計中典型模具零件編制零件制造工藝規(guī)程卡片；
（7）對模具結(jié)構(gòu)進行三維剖析，作出模具開合結(jié)構(gòu)圖。
4.設(shè)計的基本要求及進度安排（含起始時間、設(shè)計地點）：要求：
1）有部分計算機繪圖，圖紙布局合理，結(jié)構(gòu)正確，圖面質(zhì)量好；
2）按時完成開題報告及中期報告；
3）論文要有英文摘要
進度安排：1）1-4周，下達任務(wù)書，收集資料，分析塑件零件圖，撰寫開題報告；
2）5-10周，完成方案設(shè)計、裝配圖設(shè)計，完成外文翻譯、撰寫中期報告；
3）11-15周，完成全部零件設(shè)計，并對模具結(jié)構(gòu)進行三維剖析，作出模具開合結(jié)構(gòu)圖；
4）16-17周，撰寫畢業(yè)設(shè)計論文
5）18周，整理資料，準備答辯。
設(shè)計地點：XXXX大學
5.畢業(yè)設(shè)計（論文）的工作量要求
① 實驗（時數(shù)）*或?qū)嵙暎ㄌ鞌?shù)）： 3天
② 圖紙（幅面和張數(shù)）*： 不少于3張0號圖紙
③ 其他要求： 英文翻譯漢字字數(shù)在3000字以上；中文文獻不得少于15篇，外文文獻不少于3篇
指導教師簽名： 年 月 日
學生簽名： 年 月 日
系（教研室）主任審批： 年 月 日
說明：1本表一式二份，一份由學生裝訂入附件冊，一份教師自留。
2 帶*項可根據(jù)學科特點選填。
電話機話筒蓋塑料模具設(shè)計
摘 要
模具是工業(yè)的重要工藝裝備，是許多工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中不可缺少的組成部分。我國加入WTO以后，吸引外資能力的逐年增強，成為世界產(chǎn)品制造工廠地位愈加突出，而模具也在這其間扮演著越來越重要的角色。塑料作為現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)材料之一，是農(nóng)業(yè)、工業(yè)、能源、交通運輸?shù)冉?jīng)濟領(lǐng)域不可缺少的重要材料，其用途已滲透到經(jīng)濟和生活的各個領(lǐng)域，和鋼鐵、木材、水泥成為材料領(lǐng)域的四大支柱。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，被各行業(yè)廣泛用于生產(chǎn)最終產(chǎn)品，其產(chǎn)生的價值往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍，被譽為“效益放大器”。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個地區(qū)制造水平高低的重要標志。
關(guān)鍵詞：模具；注射機；塑料
Telephone Receiver Rover Plastic Mold Design
Abstract
Mold is the important process equipment, industrial production is many industrial products indispensable component. China's accession to the WTO, attract foreign investment ability enhancement, years after yeasr to become the world products manufacturing factory status, and mould increasingly prominent in the meantime also play an increasingly important role. Plastic as a modern social economic development is one of the basic materials for agriculture, industry, energy, transportation and economic fields such as indispensable important material, its utility has penetrated into every field of economic and life, and steel, timber, cement become the material field 4 pillar. Mold is the basis of industrial production technology and equipment, is widely used in production final product industries, which produces value is often mould own worth a few times, hundreds, praised as "benefit amplifier". Mould manufacturing technology level, has become the measure of a region manufacture level of important symbol.
Key Words: mold； injection machine； plastic
主要符號表
K——注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8
M——注射機的額定塑化量（g/h或cm3/h）
T——成形周期
M——澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積（g或cm3）
M——單個制品的質(zhì)量和體積（g或cm3）
F——注射機的額定鎖模力（N）
A——單個制品在模具分型面上的投影面積（mm2）
A——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（mm2）
p——塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力（MPa），通常模腔內(nèi)壓力
S——注射機最大開模行程（mm）
H——推出距離（脫模距離）（mm）
H——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度（mm）
Q——抽拔力（N）
A——側(cè)型芯被包緊的截面周長（cm）
h——成型部分深度（cm）
q——單位面積積壓力，一般取7.8~12MPa
μ——摩擦系數(shù)
a——脫模斜度
目 錄
1 緒論 1
1.1概述 1
1.2塑料模具設(shè)計的研究現(xiàn)狀 1
1.3 PRO/E軟件在模具設(shè)計中的應(yīng)用 2
1.4本文的主要研究工作 3
2 塑料的工藝分析 4
2.1塑件材料的選擇及其結(jié)構(gòu)分析 4
2.1.1塑件（手機外殼）模型圖 4
2.1.2塑件材料的選擇 4
2.1.3色調(diào) 4
2.1.4生產(chǎn)批量 4
2.1.5塑件的結(jié)構(gòu)與工藝性分析 5
2.2 ABS的注射成型工藝 5
2.2.1注射成型工藝過程 5
2.2.2 ABS的注射成型工藝參數(shù) 5
2.3 ABS性能分析 6
2.3.1使用性能 6
2.3.2成型性能 6
2.4 ABS成型塑件的主要缺陷 6
3 注射機的選用 7
3.1注射劑型號的選用 7
3.2注射部分的選擇與校核 7
3.2.1 注射壓力的校核 7
3.2.2前端的孔和球 7
3.3合模部分的選用 8
3.3.1鎖模力的校核 8
3.3.2模具閉合厚度及開模行程的校核 8
4 模具的設(shè)計 9
4.1成型部分 9
4.1.1分型面的確定 9
4.1.2型腔數(shù)的確定 9
4.1.3成型零件 9
4.2成型零件工作尺寸的計算 10
4.2.1制造誤差 10
4.2.2成型零件尺寸計算 11
4.3澆注系統(tǒng) 12
4.2.1澆注套（澆口套） 12
4.2.2潛伏澆口 12
4.2.3 冷料穴設(shè)計 12
4.4 脫模系統(tǒng)零件 12
4.4.1頂桿 12
4.4.2推板 12
4.5冷卻及加熱機構(gòu) 13
4.6結(jié)構(gòu)零件 13
4.6.1定模固定板 13
4.6.2動模固定板 13
4.6.3定模板 13
4.6.4動模板 13
4.6.5墊板 13
4.7導向零件 14
4.8緊固零件 14
5 抽芯機構(gòu)設(shè)計 15
5.1機動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu) 15
5.2液壓或氣動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu) 15
5.3動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu) 15
6 模具裝配 18
6.1塑料模具裝配的技術(shù)要求 18
6.2塑料模具裝配過程 18
6.3裝配動模部分 19
6.3.1裝配主型芯 19
6.3.2裝配推出機構(gòu) 19
6.4裝配定模部分 19
7 結(jié)論 20
參考文獻 21
致 謝 22
畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明 23
畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明 24
27
1 緒論
1 緒論
1.1概述
塑料注射模具是成型塑料制件的一種重要工藝裝備，在塑料制品的生產(chǎn)中起著關(guān)鍵的作用，利用PRO/E軟件進行塑料模具設(shè)計是目前較為先進的塑料模具設(shè)計方法，在生產(chǎn)實踐中得到了較為廣泛的應(yīng)用。本次設(shè)計通過對電話機話筒蓋這一具體塑件利用PRO/E進行模具設(shè)計，使學生掌握塑料模具設(shè)計的基本原則、方法，并能較為熟練的使用PRO/E、AUTOCAD軟件，為今后從事設(shè)計工作打下堅實的基礎(chǔ)。
1.2塑料模具設(shè)計的研究現(xiàn)狀
目前，我國塑料模具行業(yè)日趨大型化，而且精度將越來越高。10年前，精密塑料模具的精度一般為5μｍ，現(xiàn)在已達2－3μｍ。不久，1μｍ精度的模具將上市。專家認為，我國塑料模具行業(yè)要進一步發(fā)展多功能復合模具，一套多功能模具除了沖壓成型零件外，還擔負疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)。通過這種多功能的模具生產(chǎn)出來的不再是成批零件，而是成批的組件，如觸頭與支座的組件、各種微小電機、電器及儀表的鐵芯組件等。多色和多材質(zhì)塑料成形模具也將有較快發(fā)展。這種模具縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，今后在不同領(lǐng)域?qū)⒌玫桨l(fā)展和應(yīng)用。
隨著熱流道技術(shù)的日漸推廣應(yīng)用，熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高。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)約制件的原材料，這項技術(shù)的應(yīng)用在國外發(fā)展很快，已十分普遍。隨著塑料成型工藝的不斷改進與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型工藝的模具將隨之發(fā)展。
塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。近年來，人們對各種設(shè)備和用品輕量化及美觀和手感的要求越來越高，這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場。塑料制品要發(fā)展，必然要求塑料模具隨之發(fā)展。汽車、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料、電子通信等塑料制品主要用戶行業(yè)近年來都高位運行，發(fā)展迅速，因此，塑料模具也快速發(fā)展。
在生產(chǎn)量高速增長的情況下，中國塑料模具水平也有很大提高
西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）
a. 模具產(chǎn)品將向著更大型、更精密、更復雜及更經(jīng)濟快速方向發(fā)展；模具生產(chǎn)將朝著信息化、無圖化、精細化、自動化方向發(fā)展；模具企業(yè)將向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化方向發(fā)展。
b. 模具CAD／CAE／CAM／PDM正向集成化、三維化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化方向發(fā)展?？旖莞咚俚男畔⒒瘯r代將帶領(lǐng)模具行業(yè)進入新時代。
c. 模具的質(zhì)量、周期、價格、服務(wù)四要素中，已有越來越多的用戶將周期放在首位，要求模具盡快交貨，因此模具生產(chǎn)周期將繼續(xù)不斷縮短。
d. 大力提高開發(fā)能力，將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開發(fā)中去，甚至在尚無明確的用戶對象之前進行開發(fā)(這需要在有較大把握和敢冒一定風險的情況下進行)，變被動為主動。以及“你給我一個概念，我還你一個產(chǎn)品”的一站式服務(wù)模式都已成為發(fā)展趨勢。
e. 隨著模具企業(yè)設(shè)計和加工水平的提高，過去以鉗工為核心，大量依靠技藝的現(xiàn)象已有了很大變化。在某種意義上說：? “模具是一種工藝品”的概念正在被“模具是一種高新技術(shù)工業(yè)產(chǎn)品”所替代，模具“上下模單配成套”的概念正在被? “只裝不配"的概念所替代。模具正從長期以來主要依靠技藝而變?yōu)榻窈笾饕揽考夹g(shù)。這不但是一種生產(chǎn)手段的改變，也是一種生產(chǎn)方式的改變，更是一種觀念的改變。這一趨向使得模具標準化程度不斷提高，模具精度越來越高，生產(chǎn)周期越來越短，鉗工比例越來越低，最終促使整個模具工業(yè)水平不斷提高。
f. 高速加工、復合加工、精益生產(chǎn)、敏捷制造及新材料、新工藝、新技術(shù)將不斷得到發(fā)展。
1.3 PRO/E軟件在模具設(shè)計中的應(yīng)用
模具是面向定單式的生產(chǎn)方式，屬于單性生產(chǎn)，制造過程復雜，要求交貨時間短。
如果利用CAD、CAM單元技術(shù)制造模具，制造精度低、周期長，為了解決上述難題，我們將并行工程技術(shù)引入到模具制造過程中。所謂并行工程是設(shè)計工程師在進行產(chǎn)品三維零件設(shè)計時就考慮模具的成型工藝、影響模具壽命的因素，并進行校對、檢查，預先發(fā)現(xiàn)設(shè)計過程的錯誤。在初步確立產(chǎn)品的三維模型后，設(shè)計、制造及輔助分析部門的多位工程師同時進行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、工程詳圖設(shè)計、模具性能輔助分析及數(shù)控機床加工指令的編程，而且每一個工程師對產(chǎn)品所做的修改可自動反映到其他工程師那里，大大縮短設(shè)計、數(shù)控編程的時間。
在實際生產(chǎn)過程中，應(yīng)用Pro/ENGINEER軟件，將原來模具結(jié)構(gòu)設(shè)計→模具型腔、型芯二維設(shè)計→工藝準備→模具型腔、型芯設(shè)計三維造型→數(shù)控加工指令編程→數(shù)控加工的串行工藝路線改為由不同的工程師同時進行設(shè)計、工藝準備的并行路線，不但提高了模具的制造精度，而且能縮短設(shè)計、數(shù)控編程時間達40%以上。
要實施并行工程關(guān)鍵要實現(xiàn)零件三維圖形數(shù)據(jù)共享，使每個工程師使用的圖形數(shù)據(jù)是絕對相同，并使每個工程師所做的修改自動反映到其他有關(guān)的工程師那里，保證數(shù)據(jù)的唯一性和可靠性。Pro/ENGINEER軟件具有的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化實體特征造型技術(shù)為實現(xiàn)并行工程提供了可靠的技術(shù)保證。
1.4本文的主要研究工作
本設(shè)計題目涉及目標均為工程實際零件，通過對塑件的實體測繪，完成基本參數(shù)的采集，然后運用《塑料模具設(shè)計》、《塑料成型工藝》等知識，指導學生利用Pro/E軟件完成模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計，并進行相關(guān)的校核計算，完成包括選材熱處理、制造工藝規(guī)程、可行性分析等工作。本設(shè)計旨在鍛煉學生在專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力上達到培養(yǎng)目標的基本要求，在塑料成型工藝與塑料模具設(shè)計技術(shù)方面得到全面提高，并受到模具設(shè)計工程師的基本訓練。
2 塑件的工藝分析
2 塑料的工藝分析
通常，電話機主體宜選用抗沖擊性好、電性能好的塑料來生產(chǎn)。我是采用無毒無味、環(huán)保耐水、耐弱酸弱堿的并添加了炭黑和酚類抗氧化劑的ABS材料制作的電話筒殼體，該材料也叫丙烯腈/ 丁二烯/苯乙烯樹脂），抗沖擊強度極好，可在低溫下使用，即使ABS制品被破壞也只能是拉伸破壞而不會是沖擊破壞。其沖擊強度隨溫度的降低下降緩慢，即使在-40℃的溫度時，仍能保持原抗沖擊強度的1/3以上。
2.1塑件材料的選擇及其結(jié)構(gòu)分析
2.1.1塑件（手機外殼）模型圖：
圖2.1 塑件圖
2.1.2塑件材料的選擇：選用ABS（即丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物）。
2.1.3色調(diào)：銀白色
2.1.4生產(chǎn)批量：中批量。
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2.1.5塑件的結(jié)構(gòu)與工藝性分析：
a. 結(jié)構(gòu)分析
塑件為電話機話筒蓋的上半部分，應(yīng)有一定的結(jié)構(gòu)強度，良好的抗沖擊性和電性能。
b. 工藝性分析
精度等級：采用4級低精度
脫模斜度：塑件外表面 40′－1°20′ 塑件內(nèi)表面 30′－1°（脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)，塑件外形以型腔大端為準，塑件內(nèi)形以型芯小端為準。）
2.2 ABS的注射成型工藝
2.2.1注射成型工藝過程
a. 預烘干--→裝入料斗--→預塑化--→注射裝置準備注射--→注射--→保壓--→冷卻--→脫模--→塑件送下工序
b. 清理模具、涂脫模劑--→合模--→注射
2.2.2 ABS的注射成型工藝參數(shù)
a. 注射機：螺桿式
b. 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）：30——60（選30）
c. 預熱和干燥：溫度（°C） 80——85
時間 (h) 2——3
d. 密度（g/ cm3）:1.02——1.05
e. 材料收縮率（℅）：0.3——0.8
f. 料筒溫度（°C）：后段 150——157
中段 165——180
前段 180——200
g. 噴嘴溫度（°C）：170——180
h. 模具溫度（°C）：50——80
i. 注射壓力（MPa）：70——100
j. 成形時間（S）：注射時間 20——90
高壓時間 0——5
冷卻時間 20——120
總周期 50——220
k. 適應(yīng)注射機類型：螺桿、柱塞均可
l. 后處理：方法 紅外線燈、烘箱
溫度（°C） 70
時間（h） 2——4
2.3 ABS性能分析
2.3.1使用性能：
a. 綜合性能良好，沖擊韌度、力學強度較高，且要低溫下也不迅速下降。
b. 耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化學性和電氣性能良好。
c. 水、無機鹽、堿、酸對ABS幾乎無影響。
d. 尺寸穩(wěn)定，易于成型和機械加工，與372有機玻璃的熔接性良好，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色，且可作雙色成型塑件，且表面可鍍鉻。
2.3.2成型性能：
a. 無定型塑料，其品種很多，各品種的機電性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成型方法及成型條件。
b. 吸濕性強，含水量應(yīng)小于0.3％，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時間預熱干燥。
c. 流動性中等，溢邊料0.04mm左右（流動性比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。
d. 比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高）。料溫對物性影響較大、料溫過高易分解（分解溫度為250 °C左右比聚苯乙烯易分解），對要求精度較高的塑件，模溫宜取 50——60 °C，要求光澤及耐熱型料宜取 60——80 °C。注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑機時料溫為 180——230 °C，注射壓力為 100——140 MPa，螺桿式注塑機則取 160——220 °C，70——100 MPa為宜。
e. 易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對斜流的阻力，模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進料口位置、形式。摧出力過大或機械加工時塑件表面呈“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失）。
f. ABS在升溫時粘度增高，塑料上的脫模斜度宜稍大，宜取1 °以上。
g. 在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。
2.4 ABS成型塑件的主要缺陷
主要缺陷：缺料、氣孔、飛邊、出現(xiàn)熔接痕、塑件耐熱性不高（連續(xù)工作溫度為70°C左右熱變形溫度約為93°C）、耐氣候性差（在紫外線作用下易變硬變脆）。
3 注射機的選用
3 注射機的選用
塑料的種類很多，其成形的方法也很多，有注射成形、壓縮成形、壓注成形、擠出成形、氣動與液壓成形、泡沫塑料的成形等，其中前四種方法最為常用。其中，注射成形所用模具稱為注射成形模具，簡稱注射模。注射模主要應(yīng)用于成形熱塑性塑料，因此根據(jù)對零件的分析，該ABS材料的電話機話筒蓋用注射成形為最佳。另外，注射模區(qū)別于其他塑料模的特點是：模具先由注射機合模機構(gòu)合緊密，然后，由注射機注射裝置將高溫高壓的塑料熔體注入模腔內(nèi)，經(jīng)冷卻或固化定型后，開模取出塑件。因此，注射?？梢淮纬尚纬鐾庑螐碗s、尺寸精確或帶有嵌件的塑料制件，對話筒蓋的外觀有精美、無明顯毛刺等要求的情況下，應(yīng)用注射成形可以很好的達到工藝要求。注射成形所用的設(shè)備是注射機。
3.1注射劑型號的選用
根據(jù)塑件的大小及質(zhì)量，我選用的注塑機型號為XS-ZY-500型臥式熱塑性塑料注塑機。
該型號的注射機螺桿直徑為φ38，所以，應(yīng)在模具的動模座板上加工出 一個大于該直徑（例如：φ40）的孔，以便頂出用。
3.2注射部分的選擇與校核
3.2.1 注射壓力的校核：p公≥p注 （3.1）
122(Mpa) ≥60～100(Mpa)
p公—注射機的最大注射壓力(Mpa)；
p注—塑件成型所需的實際注射壓力(Mpa)；
3.2.2前端的孔和球：
D2=D1+(0.5～1)（mm）=4+0.5=4.5（mm） （3.2）
R2=R1+(1～2)（mm）=12+1=13（mm） （3.3）
D2—模具流道入口直徑（mm）；
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D1—噴嘴注口直徑（mm）；
R2—模具澆注套球面半徑（mm）；
R1—噴嘴球面半徑（mm）；
3.3合模部分的選用
3.3.1鎖模力的校核
A=πR=3.14x0.046=0.007 (3.4）
A=2x0.4x0.02+2x0.1x0.02+0.24x0.02+0.26x0.02=0.03
鎖模力的校核：F鎖≥K損p注A A (3.5)
500000≥0.67x100000000x0.007x0.03=14070
F鎖—注射機的額定鎖模力(N)；
p注—塑件成型所需的實際注射壓力(Pa) ；
K損—注射壓力到達型腔的壓力損失系數(shù)，一般取0.34～0.67；
A—澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積(m2)；
A—塑件在分型面上的投影面積(m2)；
經(jīng)計算，鎖模力合格。
3.3.2模具閉合厚度及開模行程的校核：
Hmin≤Hm≤Hmax (3.6)
300（mm）≤400(mm)≤300(mm)
Hmin—可裝模具最小厚度；
Hm—模具閉合厚度（該模具閉合厚度為400 mm）；
Hmax—可裝模具最大厚度；
經(jīng)計算，模具的閉合厚度合格。
經(jīng)查表知，XS-ZY-500型熱塑性塑料注射機的模板行程為200mm大于設(shè)計模具的最大開距。因此，該注射機可達到設(shè)計要求之用。
4 模具的設(shè)計
4 模具的設(shè)計
一般注射?？捎梢韵聨讉€部分組成：澆注系統(tǒng)、導向機構(gòu)、脫模機構(gòu)、側(cè)向分型機構(gòu)與抽芯機構(gòu)、其它零件。
對該電話機話筒蓋零件注射模具的基本設(shè)計如下：
4.1成型部分
4.1.1分型面的確定
塑件分型面決定了模具的基本結(jié)構(gòu)和飛邊產(chǎn)生的位置，根據(jù)電話機話筒蓋的形狀要求，外表面要求光亮，另外，話筒蓋形狀比較復雜，為了使塑料熔體能均勻地填充到模具的型腔中并將型腔中的氣體從分型面上開設(shè)的排氣槽排出，將主分型面設(shè)置在塑件上部，塑件中心和模板中心重合，這樣便于出件和模具的加工制造。
4.1.2型腔數(shù)的確定
鑒于零件的結(jié)構(gòu)復雜故設(shè)計為一模一腔。
4.1.3成型零件
包括定模板、動模板和型芯等零件。在注射時，這類零件直接接觸塑料，以成形制品；其精度要求較高，是注射模的核心零件。
動、定模板：主要成形塑料件的外部形狀。由于該工藝品盒的形狀比較簡單，尺寸也較小，所以采用整體式的凹模。它是由整塊金屬材料直接加工而成的，見圖4.1。這種形式的凹模結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，不容易變形，成型的塑料件質(zhì)量較好。由于，零件技術(shù)要求中要求塑件的外觀精美無明顯的毛刺，所以，用特種加工中的電火花進行加工較好。
型芯：又稱凸模，主要成形塑料件的內(nèi)部形狀，。根據(jù)對該塑件整體進行分析，知其內(nèi)形比較簡單，深度較大，可以采用整體式凸模。整體凸模的結(jié)構(gòu)簡單牢固， 成型塑料件的質(zhì)量好，且適合用于這種小型的凸模。在實際的加工中，采用了型芯主要部分粗、精車，外圓和端面精磨，這樣保證了零件圖樣中對圓弧半徑、內(nèi)圓弧角尺寸要求及對稱度等技術(shù)要求，而且降低了零件的加工成本。最后，用拋光機對型芯進行了表面拋光處理，使得塑料制件的內(nèi)壁光滑、美觀，見圖4.2。
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圖4.1型芯
圖4.2型腔
4.2成型零件工作尺寸的計算
4.2.1制造誤差
a. 模具的最大制造誤差：δZ=ΔZ=1/3~1/10Δ (4.1)
（其中：△Z為制造誤差 △為塑件公差） (4.2)
b. 成型零件的磨損 允許的磨損量：δC=1/2ΔZ
c. 塑件收縮率的波動 收縮率引起的尺寸量：
(1)δS=(Smax-Smin)Ls (4.3)
(2)S=(Lm-Ls)/Lsx100% (4.4)
由塑料模具設(shè)計手冊可查得 ABS材料的收縮率S=0.4～0.6之間
（S—塑料成型收縮率 Lm—模具型腔在室溫下的尺寸 Ls—塑件在室溫下的尺寸）
根據(jù)塑料模具設(shè)計手冊可查得塑件上的所有孔的直徑和長度
4.2.2成型零件尺寸計算
表4.1成型零件尺寸計算
尺寸部位
計算公式及過程
說明
凹模徑向尺寸
LM=[(1+Scp)Ls-3/4Δ]0+δz
=[(1+0.55%)202-3/40.2]0+0.03
=201.96 0+0.03
LM=[(1+Scp)24-3/4Δ]0+δz
=[(1+0.55%)24-3/40.2]0+0.03
46.780+0.03
3/4Δ項,系數(shù)隨塑件精度和尺寸變化
LM--凹件徑向尺寸(mm)
Ls—塑件徑向公稱尺寸(mm)
Scp—塑料的平均收縮率(%)
Δ—塑料公差值(mm)
δz--凹模制造公差(mm)
凹模深度尺寸
HM=[(1+Scp)Hs-2/3Δ] 0+δz
=[(1+0.55%)23-2/30.2] 0+0.03
=22.993+0.03
2/3Δ項,有資料介紹系數(shù)為0.5
HM--凹模深度尺寸(mm)
Hs—塑件高度公稱尺寸(mm)
δz--凹模深度制造公差(mm)
其余符號同上
型芯徑向尺寸
LM=[(1+Scp)Ls+3/4Δ]0-δz
=[(1+0.55%)200+3/40.2]0-0.03
=200.050-0.03
LM=[(1+Scp)Ls+3/4Δ] 0-δz
=[(1+0.55%)43+3/40.2] 0-0.03
=43.610-0.03
3/4Δ項,系數(shù)隨塑件精度和尺寸變化
LM—型芯徑向尺寸(mm)
δz—型芯制造公差(mm)
其余符號同上
型芯高度尺寸
HM=[(1+Scp)Hs+2/3Δ] 0-δz
=[(1+0.55%)25+2/30.2] 0-0.03
=25.360-0.03
2/3Δ項,系數(shù)為0.5
HM—型芯高度尺寸(mm)
Hs—塑件孔深度尺寸(mm)
δz—型芯高度制造公差(mm)
4.3澆注系統(tǒng)
澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道，其由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。零件主要包括澆口套等零件。其主要作用是將注射機料筒內(nèi)的熔融塑料填充到模具型腔內(nèi)，并起傳遞壓力的作用。
4.2.1澆注套（澆口套）
由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以模具的主流道部分經(jīng)常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套，簡稱澆注套或澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨加工和熱處理。
4.2.2潛伏澆口
潛伏澆口又稱剪切澆口，這種澆口的分流道位于模具的分型面上，而澆口卻斜向開設(shè)在模具的隱蔽處。塑料熔體通過型腔的側(cè)面或推桿的端部注入型腔，因而塑件外表面不受損傷。
4.2.3 冷料穴設(shè)計
是用來儲藏注射間隔期間產(chǎn)生的冷料頭的，防止冷料進入型腔而影響塑件質(zhì)量，并使熔料能順利地充滿型腔。該模具的冷料穴形狀為小圓柱型腔。
4.4 脫模系統(tǒng)零件
注射機的脫模機構(gòu)又稱推出機構(gòu)，是由推出塑料件所需的全部結(jié)構(gòu)零件組成。如頂桿、頂桿板、頂桿固定板等零件。這類零件使用時應(yīng)便于脫出塑件，且不允許有任何使塑件變形、破裂和刮傷等現(xiàn)象。其機構(gòu)要求靈活、可靠、并要使更換、維修方便。
4.4.1頂桿：
為了從模具型腔內(nèi)把塑料件頂出來的桿件。
4.4.2推板：
為了從模具型腔內(nèi)把塑料件頂出來的板件。常用于斜度較大零件的頂出，由于頂在塑料件的外壁，頂出力大、方便可靠，不需很大頂出行程。
在該套模具中同時應(yīng)用了圓柱頂桿這種形式，組成了脫模系統(tǒng)。頂桿由兩部分組成，其中的頂桿頭與動模板零件型腔部分配合不好，塑件成型之后，配合部分會有少量毛刺，需要人工修理。而且，在盤形頂桿上應(yīng)用了彈簧裝置，提高了頂出時的平穩(wěn)程度，也起到了有效的緩沖作用。這樣，頂桿不但可以脫出塑件，還可以起到一定導向作用。即當注射機的螺桿推動模具的推板和推桿固定板沿推板導柱運動時，頂桿受推力也向前頂出塑件，把塑件從型芯上脫下來，以完成脫件的過程。塑件脫落后，待下次工作前，動模板和定模板合模時，定模板先是與復位桿頂端接觸，復位桿受力帶動推板和推桿固定板復位，頂桿也由工作位置回到起始位置，因頂桿與動模板配合較好，所以起到導向作用。
4.5冷卻及加熱機構(gòu)
冷卻及加熱機構(gòu)主要包括冷卻水嘴、水管通道、加熱板等。主要是為了調(diào)節(jié)模具的溫度，以保證塑料件的質(zhì)量。加熱系統(tǒng)主要應(yīng)用于熔融粘度高，流動性差的塑料。
一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200℃左右，而塑料固化后從模具型腔中取出時其溫度在60℃以下。熱塑性塑料在注射成型后，有些需要對模具進行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡量快地傳給模具，以便使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
電話機話筒蓋采用ABS材料，該材料黏度低，流動性好，但考慮該零件體積較大，所以采用溫水來控制模溫。
4.6結(jié)構(gòu)零件
模具的結(jié)構(gòu)零件主要是固定成形零件，使其組成一體的零件。主要包括定模座板、動模座板、定模板和動模板等。
4.6.1定模固定板
它是固定連接定模部分并使之安裝在注射機上用的板，也是鑲嵌澆口套的支撐板。
4.6.2動模固定板
固定連接動模部分并使之安裝在注射機上用的板。
4.6.3定模板
為了形成定模型腔或直接加工成形用的板。
4.6.4動模板
為了形成動模型腔或直接加工成形用的板。
4.6.5墊板
主要是為了推（頂）板，能完成推頂動作而形成一定活動空間用的板。
4.7導向零件
導向零件主要包括導柱、導套，主要是對定模和動模起導向作用。在該套模具中，應(yīng)用了帶頭導柱，用種導柱可以不用導套，其導向孔直接開設(shè)在模板上，并做成通孔，但考慮到軸與孔磨損比較嚴重，磨損后影響定位和導向精度，在適當部位加導套，以便磨損后可以更換導套，而不用更換定模板。另外為了防止導柱從模板中脫出來，在導柱凸臺底部用支承板壓住。
4.8緊固零件
緊固零件主要包括螺釘、銷子等標準零件，其作用是連接、緊固各零件，使其成為模具整體。
模具中，動模固定板、模腿、動模板、模腿采用合鉆的方法，利用四個帶頭導柱連接并固定；推桿固定板也采用合鉆的方法，利用四個內(nèi)六角螺釘連接并固定。
表4.2 標準件明細表
名 稱
型 號
件 數(shù)
國 標
內(nèi)六角螺釘
M3X19
M3X14
M5X18
2
4
4
GB70-85
GB70-85
GB70-85
5 抽芯機構(gòu)設(shè)計
5 抽芯機構(gòu)設(shè)計
當注射成型側(cè)壁帶有孔、凸臺等的塑料制件時，模具上成型該處的零件就必須制成可側(cè)向移動的零件，以便衣脫模之前先抽掉側(cè)向成型零件，否則就無法脫模。帶動側(cè)向成型零件作側(cè)向移動的整個機構(gòu)稱為側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)。對于成型側(cè)向凸臺的情況，常常稱為側(cè)向分型，對于成型側(cè)孔或側(cè)凹的情況，往往稱為側(cè)向抽芯，但是，在一般的設(shè)計中，側(cè)向分型與側(cè)向抽芯常?；鞛橐徽?，不加分辯，統(tǒng)稱為側(cè)向分型抽芯，甚至只稱側(cè)向抽芯。
側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的分類
根據(jù)動力來源的不同，側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)一般可分為機動、液壓(雙動)或氣動以及手動等三大類型。
5.1機動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)
機動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)是利用注射機開模力作為動力，通過有關(guān)傳動零件(如斜導柱)使力作用于側(cè)向成型零件而將模具側(cè)向分型或把側(cè)向型芯從塑料制件中抽出，合模時又靠它使倒向成型零件夏位。這類機構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)比較復雜，但分型與抽芯無需手工操作，生產(chǎn)率高，在生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛。根據(jù)傳動零件的不同，這類機構(gòu)可分為斜導柱、彎銷、斜導槽、斜滑塊和齒輪齒條等許多不同類型的側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)，其中斜導柱側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)最為常用，下面將分別介紹。
5.2液壓或氣動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)
液壓或氣動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)是以液壓力或壓縮空氣作為動力進行側(cè)向分型與抽芯，同樣亦靠液壓力或壓縮空氣使側(cè)向成型零件復位。
液壓或氣動側(cè)問分型與抽芯機構(gòu)多用于抽拔力大、抽芯距比較長的場合，例如大型管子塑件的抽芯等。這類分型與抽芯機構(gòu)是靠液壓缸或氣缸的活塞來回運動進行的，抽芯的動作比較平穩(wěn)，特別是有些注射機本身就帶有抽芯液壓缸，所以來用液壓側(cè)向分型與抽芯更為方便，但缺點是液壓或氣動裝置成本較高。
5.3動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)
手動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)是利用人力將模具側(cè)向分型或把側(cè)向型芯從成型塑件中抽出。這一類機構(gòu)操作不方便、工人勞動強度大、生產(chǎn)率低，但模具的結(jié)構(gòu)簡單、加工制造成本他因此常用于產(chǎn)品的試制、小批量生產(chǎn)或無法采用其他側(cè)
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向分型與抽芯機構(gòu)的場合。
手動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的形式很多，可根據(jù)不同塑料制件設(shè)計不同形式的手動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)。手動側(cè)向分型與抽芯可分為兩類，一類是模內(nèi)手動分型抽芯，另一類是模外手動分型抽芯，而模外手動分型抽芯機構(gòu)實質(zhì)上是帶有活動鑲件的模具結(jié)構(gòu)。
此套模具抽芯機構(gòu)采用斜導滑塊側(cè)抽芯機構(gòu)，下面根據(jù)斜導柱和液壓抽芯機構(gòu)的特點來具體論述此套模具的設(shè)計思路。
此套模具也可采用雙斜導滑塊形式，根據(jù)斜導滑塊抽芯機構(gòu)的優(yōu)點可知：該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于小巧緊湊,運動靈活,易于拆裝及維護保養(yǎng)。此結(jié)構(gòu)同樣可應(yīng)用于淺內(nèi)凹槽塑件的情況,常用設(shè)在該處的斜推桿來完成塑件內(nèi)凹槽的抽芯運動。如圖5.1
圖5.1總裝配圖
脫模阻力計算：
塑件壁厚與其內(nèi)孔直徑之比小于1/20，為薄壁殼體形塑件，且塑件斷面為矩環(huán)形，故所需脫模力的計算公式如下：
(5.1)
式中 E——塑料的拉伸模量（MPa）（可由表查得ABS的拉伸模量為 1.91 ～ 1.98）；
——塑料成型平均收縮率(%)(可由表查得ABS成型平均收縮率為0.4 ～ 0.7)；
t——塑件的平均壁厚（mm）；
L——塑件包容型芯的長度（mm）；
——塑料的泊松比（可由表查得ABS的泊松比為0.38）；
￠——脫模斜度（該模具脫模斜度選定為 2°）；
f——塑料與鋼材之間的磨擦系數(shù)（可查得ABS與鋼材的磨擦系數(shù)為0.20 ～ 0.25）；
r——型芯大小端平均半徑（mm）；
B——塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積(cm2)，當塑件底部上有孔時，10B項應(yīng)視為零；
K1——由f和￠決定的無因次數(shù)，可由下式計算：
≈1
也可根據(jù)塑料與鋼材的磨擦系數(shù)和脫模斜度由表查得 K1=1.0070。
代入計算，得
= 3.64 k
6 模具裝配
6 模具裝配
6.1塑料模具裝配的技術(shù)要求
塑料模具種類較多，結(jié)構(gòu)差異很大，裝配的具體內(nèi)容與要求也不同。一般注射、壓縮和擠出模具結(jié)構(gòu)相對復雜，裝配環(huán)節(jié)多，工藝難度大。其他類型的塑料模具結(jié)構(gòu)較為簡單。無論哪種類型的模具，為保證成形制品的質(zhì)量，都應(yīng)具有一定的技術(shù)要求。
a. 模具裝配后各分型面應(yīng)貼合嚴密,主要分型面的間隙應(yīng)小于0.05mm;在模具適當?shù)钠胶馕恢脩?yīng)裝有吊環(huán)或起吊孔;模具的外形尺寸、閉合高度、安裝固定及定位尺寸、推出方式、開模行程等均應(yīng)符合設(shè)計圖樣要求，并與所使用的設(shè)備條件相匹配，模具應(yīng)有標記，各模板應(yīng)打印順序編號及加工與裝配時使用的基準標記。
b. 導向或定位精度應(yīng)滿足設(shè)計要求，動、定模開合運動平穩(wěn)，導向準確，無卡阻、咬死或刮傷現(xiàn)象，安裝精定位元件的模具時，應(yīng)保證定位精度、可靠，且不得與導柱、導套發(fā)生干涉。
c. 成型零件的形狀與尺寸精度及表面粗糙度應(yīng)符合設(shè)計圖樣要求，表面不得有碰傷、劃痕、裂紋、銹蝕等缺陷；拋光方向應(yīng)與脫模方向一致，成形表面的文字、圖案與脫模方向一致；活動成形零件或鑲件應(yīng)定位可靠。配合間隙適當，活動靈活，不產(chǎn)生溢料。
d. 澆注系統(tǒng)表面光滑，尺寸與表面粗糙度符合設(shè)計要求。
e. 推出機構(gòu)應(yīng)運動靈活，工作平穩(wěn)、可靠；推出元件不應(yīng)承受側(cè)向力；既不允許放生溢料，也不得有卡阻現(xiàn)象。
f. 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)應(yīng)運動靈活、平穩(wěn)；斜導柱不應(yīng)承受側(cè)向力；滑塊鎖挈應(yīng)固定可靠，工作時不得產(chǎn)生變形。
g. 模具加熱元件應(yīng)安裝可靠、絕緣安全、無破損，能達到設(shè)定溫度要求；模具冷卻水道應(yīng)通暢，無堵塞，連接部位密封可靠。
6.2塑料模具裝配過程
塑料模的總裝過程因模具結(jié)構(gòu)的不同而不同,但其主要的總裝配順序不變,具體如下:
a. 確定裝配基準。
b. 安裝導柱導套和型芯、型腔并使間隙均勻。
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c. 安裝側(cè)抽芯機構(gòu)和推出機構(gòu)等。
d. 其他零件的裝配。
e. 檢驗、試模。
下面以裝配圖上的編號為準，裝配時以導柱、導套為基準件，裝配過程如下。
6.3裝配動模部分
6.3.1裝配主型芯
先把主型芯壓入動定模固定板，小間隙配合，并有0.01-0.02mm的間隙，以防止型芯松動。用穿過動模板的內(nèi)六角螺絲把模珂吃緊在動模板上。
6.3.2裝配推出機構(gòu)
推板放在動模固定板上，將推桿套裝在固定板上推桿孔內(nèi)并穿入型芯固定板的推桿孔內(nèi)，在套裝到推板導柱上，使推板和推桿固定板重合。在推桿固定板板螺孔內(nèi)涂紅丹粉，將螺釘孔復印到推板上。然后，取下推板固定板，在推板上鉆孔攻絲后，重新合攏并擰緊螺釘固定。裝配后，進行滑動配合檢查，經(jīng)調(diào)整使其滑動靈活，無卡阻現(xiàn)象。最后，將卸料板拆下，把推板放到最大極限位置，檢查推桿在型芯固定板上平面露出的長度，將其修磨到與型芯固定板上平面平齊或低0.02mm。
6.4裝配定模部分
總裝配前澆口套、導套都已裝配結(jié)束并經(jīng)驗合格。裝配時，將定模板套在導柱上并與已裝澆口套的定模座板合攏，找正位置，用平行夾頭夾緊，以定模座板上的螺釘孔定位，對定模板鉆錐窩，然后拆開，在定模板上鉆孔、攻絲后重新合攏，用螺釘擰緊固定，最后鉆、鉸定位銷釘孔打入定位銷釘。
經(jīng)以上裝配后，要檢查定模板和澆口套的澆道錐孔是否對正，如果在接逢處有錯位，需要進行鉸削修整，使其光滑一致。
8 裝配要點
7 結(jié)論
7 結(jié)論
大學四年的時光一晃即過，在完成大學四年的課程學習和畢業(yè)設(shè)計中，我熟練地掌握了模具制造、模具設(shè)計、機械制圖等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對模具制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學習的目的。在這次畢業(yè)設(shè)計中我選擇了這套模具的設(shè)計，并主要設(shè)計了這套模具的分型面、主流道、澆口、分流道、推桿、導柱、推板等部分。在這套模具的設(shè)計當中有許多地方與書本中的設(shè)計思路有所偏離但卻體現(xiàn)出了實際生產(chǎn)的靈活性。然而百疏終有一漏, 設(shè)計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。?
現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展為素有“工業(yè)之母”美譽的模具工業(yè)帶來前所未有的發(fā)展機遇，而模具材料的應(yīng)用在模具制造中起舉足輕重的作用。塑料，作為重要的模具材料之一，隨著家電、汽車、電子、電器、通訊產(chǎn)品的迅猛發(fā)展而得到更為廣泛的應(yīng)用。而且發(fā)達國家將塑料模具向我國轉(zhuǎn)移的趨勢進一步明朗化。由于模具行業(yè)是一個技術(shù)、資金、勞動力和都相對密集的產(chǎn)業(yè)，我國的平均勞動力成本僅是美國的1/40-1/30。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國技術(shù)人才的水平也逐步提高，而工業(yè)發(fā)達國家塑料模具發(fā)展逐漸萎縮的趨勢，也加速了這些國家把本國模具工業(yè)向工業(yè)和技術(shù)基礎(chǔ)較好的國家轉(zhuǎn)移。相信在不久的將來我們中國的塑料模具業(yè)必在世界同行業(yè)中大放光彩。
參考文獻
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