畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)注塑模具設(shè)計(jì)論文

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1、淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 33 頁(yè) 共 33 頁(yè) 1 引言 模具是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)用的重要工藝裝備，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，60%-90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具，模具工業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，許多新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和研制在很大程度上都依賴(lài)于模具生產(chǎn)，特別是汽車(chē)、摩托車(chē)、輕工、電子、航空等行業(yè)尤為突出。而作為制造業(yè)基礎(chǔ)的機(jī)械行業(yè)，根據(jù)國(guó)際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)的預(yù)測(cè)，21世紀(jì)機(jī)械；制造工業(yè)的零件，其粗加工的75%和精加工的50%都將依靠模具完成，因此，模具工業(yè)已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)工業(yè)。模具工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵是模具技術(shù)的進(jìn)步。 1.1 CAD技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 1.1.1 CAD技術(shù)發(fā)展

2、歷程及現(xiàn)狀 CAD技術(shù)的發(fā)展至今已有30多年的歷史。在CAD發(fā)展中，新的技術(shù)和新的算法不斷涌現(xiàn)，它主要表現(xiàn)在建模、數(shù)據(jù)管理、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的研究和發(fā)展方面。我國(guó)CAD系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、應(yīng)用已取得初步成果，但還存在一些問(wèn)題， CAD技術(shù)產(chǎn)生于本世紀(jì)50年代后期。CAD技術(shù)的發(fā)展與工業(yè)實(shí)際應(yīng)用和需求密切相關(guān)，隨著實(shí)際應(yīng)用的需要,一些計(jì)算機(jī)應(yīng)用的新技術(shù)和一些新的算法在CAD中不斷出現(xiàn)和發(fā)展，主要表現(xiàn)在：建模技術(shù)的研究和發(fā)展；數(shù)據(jù)管理技術(shù)的研究和發(fā)展；標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的研究和發(fā)展三個(gè)方面。 1、CAD建模技術(shù)的研究和發(fā)展 建模技術(shù)是CAD的核心技術(shù)，建模技術(shù)的研究、發(fā)展和應(yīng)用，就代表了CAD技術(shù)的研究、發(fā)展和

3、應(yīng)用。 2、數(shù)據(jù)管理技術(shù)的研究和發(fā)展 CAD技術(shù)的研究和應(yīng)用中，數(shù)據(jù)管理技術(shù)是其又一重要的技術(shù)，特別是在CAD集成系統(tǒng)中更為重要。數(shù)據(jù)管理的研究開(kāi)發(fā)經(jīng)歷了文件管理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）三個(gè)階段。 3、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的研究和發(fā)展 由于CAD技術(shù)的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，數(shù)據(jù)交換的格式和標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)也發(fā)展起來(lái)，并且越來(lái)越重要。在CAD領(lǐng)域出現(xiàn)了圖形級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)、圖形交換級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品級(jí)的數(shù)據(jù)表達(dá)和交換標(biāo)準(zhǔn)等。 1.2 我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 1.2.1 我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀 塑料模應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)模具。近年來(lái)，我國(guó)塑料模有長(zhǎng)足的進(jìn)步。在大型塑料模方面，已能生產(chǎn)34〃大屏幕彩

4、電塑殼模具，6kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具及汽車(chē)保險(xiǎn)杠和整體儀表板等的塑料模具。模具重量可達(dá)10-20噸。在精密塑料模具方面，能生產(chǎn)多型腔小模數(shù)齒輪模具和600腔塑封模具，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(mén)窗擠出模等。在制造技術(shù)方面，首先是采用CAD/CAM技術(shù)，用計(jì)算機(jī)造型、編程并由數(shù)控機(jī)床加工已是主要手段，CAE軟件也得到應(yīng)用。一般均采用內(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，完全消除了制件的澆口痕跡。氣體輔助注射技術(shù)已成功得到應(yīng)用。在高效多色注射的應(yīng)用和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面，也取得較大進(jìn)展。在精度方面，塑件的

5、尺寸精度可達(dá)IT6-7級(jí)，分型面接觸間隙為0.02mm，模板的彈性變形為0.05mm，型面的表面粗糙度為Ra0.02-0.025μm。塑料模壽命已達(dá)100萬(wàn)次，但模具制造周期仍比國(guó)外長(zhǎng)2-4倍，總體水平與國(guó)外比尚有較大差距。 1.2.2 我國(guó)模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 1.IT模具的精度越來(lái)越高。一些IT模具企業(yè)多工位級(jí)進(jìn)模精度已達(dá)到2微米，壽命可達(dá)3億沖次以上，個(gè)別企業(yè)的多工位級(jí)進(jìn)模已可在2500次／分鐘的高速?zèng)_床上使用，精度可達(dá)1微米。精密塑料模具已能生產(chǎn)照相機(jī)和手機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具以及精度達(dá)5微米的7800腔塑封模具等，已能生產(chǎn)43英寸大屏幕彩電、65英寸背投式電視塑殼模具

6、、整體儀表板等大型塑料模具。 2.機(jī)床數(shù)控化率和CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用率提高1倍。 3.隨著手機(jī)和MP3等產(chǎn)品需求驟增，許多小型民營(yíng)企業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，對(duì)模具的壽命和品質(zhì)也將提出越來(lái)越高的要求。IT模具企業(yè)要全面實(shí)現(xiàn)信息化管理，通過(guò)ISO9000等質(zhì)量管理體系認(rèn)證。 4.是多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展。新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對(duì)鋼材的性能要求也越來(lái)越高。 5.熱流道模具在塑料模具中的比重逐漸提高。由于采用熱流道技術(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)約制作的原材料，因此熱流道技術(shù)的應(yīng)用在外國(guó)發(fā)展很快，許多塑料模具廠生產(chǎn)的塑料模

7、具一半以上采用了熱流道技術(shù)，有的廠家使用率達(dá)到80%以上，效果十分明顯。熱流道模具在我國(guó)也已生產(chǎn)，有些企業(yè)使用率上升到20%~30%。 6.隨著塑料成型工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具將隨之發(fā)展。這類(lèi)模具要求剛性好，耐高壓，特別是精密模具的型腔應(yīng)淬火，澆口密封性好，模溫能準(zhǔn)確控制，所以對(duì)模具鋼的性能要求很?chē)?yán)。 7.模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，且還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。要擴(kuò)大模具標(biāo)準(zhǔn)件的品種，提高生產(chǎn)集中度，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率從目前的約45%提高到2010年60%，2020年的70%以上。 8.快速

8、經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊。現(xiàn)在是多品種小批量生產(chǎn)時(shí)代，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例已經(jīng)達(dá)到75%以上。由于制品使用周期縮短，花樣變化頻繁，要求模具的生產(chǎn)周期愈短愈好，因此開(kāi)發(fā)快速經(jīng)濟(jì)模具將越來(lái)越引起人們的關(guān)注。 9.大型、精密、復(fù)雜等技術(shù)含量高的IT模具的比例從目前的約30%提高到2010年的40%和2020年的50%，這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整所導(dǎo)致模具市場(chǎng)走勢(shì)的變化。 10.國(guó)產(chǎn)IT模具國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率從目前不足80%，2010年要達(dá)到85%以上。2020要達(dá)到90%以上。同時(shí)，IT模具商品化程度將從目前45%左右達(dá)到2010年的55%和2020年65%左右。 1.3 課題概述 隨著世界制

9、造加工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈，對(duì)注塑產(chǎn)品與模具的制造提出了新的要求，應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)從根本上改變了傳統(tǒng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和模具生產(chǎn)方式，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量，縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，降低了生產(chǎn)成本，強(qiáng)有力的推動(dòng)了模具行業(yè)的發(fā)展。本設(shè)計(jì)的研究課題是基于Pro/E的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及塑料模具CAD。以Pro/E為平臺(tái)，建立充電器前蓋的三維幾何造型，并在基礎(chǔ)上，同時(shí)對(duì)進(jìn)行塑料模具設(shè)計(jì)，詳細(xì)敘述了分型面選擇、模具型腔數(shù)目的確定、冷卻水道布局以及澆口位置的設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、分型面的設(shè)計(jì)、推出及頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)模架的選用。 2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的選用 隨著模具設(shè)計(jì)自動(dòng)化的不斷發(fā)展，世界上出現(xiàn)了越

10、來(lái)越多的CAD/CAE/CAM一體化設(shè)計(jì)軟件，來(lái)自PTC公司的Pro/ENGINEER就是其中最成功的一款設(shè)計(jì)軟件之一。1988年P(guān)ro/ENGINEER問(wèn)世，目前已是世界上最為普及的CAD/CAM軟件，基本上成為3D CAD的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)。Pro/ENGINEER廣泛的應(yīng)用于電子、機(jī)械、模具、工業(yè)設(shè)計(jì)、汽車(chē)、航空航天、家電、玩具等行業(yè)，是一個(gè)全方位的3D產(chǎn)品開(kāi)發(fā)軟件，集零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品裝配、模具開(kāi)發(fā)、NC加工、鈑金件設(shè)計(jì)、鑄造件設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、逆向工程、自動(dòng)測(cè)量、機(jī)構(gòu)模擬、壓力分析、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等功能于一體。 Pro/E系統(tǒng)中含有一個(gè)EMX外掛模塊，專(zhuān)門(mén)用來(lái)建立各種標(biāo)準(zhǔn)模架及模具標(biāo)準(zhǔn)件和滑塊

11、、斜銷(xiāo)等附件，能夠自動(dòng)產(chǎn)生模具工程圖及明細(xì)表，還可以模擬開(kāi)模過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真和干涉檢查，并可將仿真結(jié)果輸出成視頻文件，是一個(gè)功能非常強(qiáng)大且使用非常方便的模具設(shè)計(jì)工具。 綜上所述并結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，所以本畢業(yè)設(shè)計(jì)選用Pro/E作為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件。 3 充電器前蓋的設(shè)計(jì) 1．首先設(shè)置工作目錄，新建→組件→輸入文件名稱(chēng)“charger_shell”→不使用缺省模板→確定→mmns-asm-design→確定。 2．設(shè)置工作目錄→點(diǎn)擊草繪→選取FRONT面→確定。 3．在TOP平面上進(jìn)行草繪一長(zhǎng)度為80，寬度為30的長(zhǎng)方形，圖形如圖3.1所示。 圖3.1 草繪 4.然后對(duì)草圖進(jìn)行

12、拉伸，拉伸長(zhǎng)度為40，圖形如圖3.2所示。 圖3.2拉伸 5.對(duì)上圖所畫(huà)的長(zhǎng)方體進(jìn)行拔模，拔模角度為4，圖形如圖3.3所示。 圖3.3拔模 6.再對(duì)上圖進(jìn)行拉伸切除，草繪圖形及切除后的圖形分別如3.4、3.5所示。 圖3.4草繪 圖3.5拉伸切除 7．以TOP面為草繪平面，繪制一長(zhǎng)方形，距離外邊框的距離均為0.5，圖形如圖3.6所示。 圖3.6草繪 8.對(duì)上面繪制的長(zhǎng)方體進(jìn)行拉伸切除，切除后圖形如圖3.7所示。 圖3.7拉伸 9.對(duì)上面切除部分進(jìn)行拔模，拔模角度為0.5度，圖形如圖3.8所示。 圖3.8拔模 10.對(duì)上圖的四周進(jìn)行倒圓角，底面不

13、倒，完成后的圖形如圖3.9所示。 圖3.9倒角 11.再對(duì)上圖進(jìn)行抽殼，厚度為1.25，效果如圖3.10所示。 圖3.10抽殼 12.在FRONT面草繪下圖圖形，草繪完進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，草繪圖形及旋轉(zhuǎn)效果分別如圖3.11、3.12。 圖3.11草繪 圖3.12旋轉(zhuǎn) 13.以TOP面為草繪平面，在寬度方向中心線上距RIGHT面30處繪制一個(gè)直徑為5的圓，再進(jìn)行拉伸切除，效果如圖3.13所示。 圖3.13拉伸切除 14.對(duì)上圖拉伸切除的孔進(jìn)行拔模，草繪圖形如圖3.14所示。 圖3.14拔模 15.在FRONT面進(jìn)行草繪，圖形如圖3.15所示，完成后進(jìn)行旋

14、轉(zhuǎn)切除，效果如圖3.16所示。 圖3.15草繪 圖3.16旋轉(zhuǎn)切除 16.對(duì)零件進(jìn)行保存。 4 手機(jī)前蓋注射模的設(shè)計(jì) 4.1 模塑工藝規(guī)程的編制 該塑件是某個(gè)品牌的手機(jī)充電器前蓋。 本塑件的材料采用聚碳酸脂（PC）加苯乙烯—丁二烯—丙烯腈共聚體（ABS），生產(chǎn)類(lèi)型為小批量生產(chǎn)。 4.1.1 塑件的工藝分析 a）塑件的原材料分析 塑件的材料采用聚碳酸脂（PC）加苯乙烯—丁二烯—丙烯腈共聚體（ABS）。 1）聚碳酸脂（PC）的成型特性： 1．無(wú)定形塑料，熱穩(wěn)定性好，成型溫度范圍寬，超過(guò)330℃才呈現(xiàn)嚴(yán)重分解，分解時(shí)產(chǎn)生無(wú)毒、無(wú)腐蝕性氣體。 2．吸濕性極小，

15、但水敏性強(qiáng)，含水量不得超過(guò)0.2%，加工前必須干燥處理，否則會(huì)出現(xiàn)銀絲、氣泡及強(qiáng)度顯著下降現(xiàn)象。 3．流動(dòng)性差，溢邊值為0.06mm左右，流動(dòng)性對(duì)溫度變化敏感，冷卻速度快。 4．成形收縮率小，如成形條件適當(dāng)，塑件尺寸可控制在一定公差范圍內(nèi)，塑件精度高。 5．可能發(fā)生熔融開(kāi)裂，易產(chǎn)生應(yīng)力集中（即內(nèi)應(yīng)力），應(yīng)嚴(yán)格控制成型條件，塑件宜退火處理消除內(nèi)應(yīng)力。 6．熔融溫度高，粘度高，對(duì)于大于200g的塑件應(yīng)用螺桿式注射機(jī)成形，噴嘴應(yīng)加熱，宜用開(kāi)敞式延伸噴嘴。 7．由于粘度高，對(duì)剪切作用不敏感，冷卻速度快，模具澆注系統(tǒng)應(yīng)以粗、短為原則，并宜設(shè)冷料穴，澆口宜取直接進(jìn)料口，圓片或扇形等截面較大的澆口

16、，但應(yīng)防止內(nèi)應(yīng)力增大，進(jìn)料口附近殘余應(yīng)力，必要時(shí)可采用調(diào)節(jié)式澆口，模具宜加熱，模溫一般取70～120℃為宜，應(yīng)注意頂出均勻，模具應(yīng)用耐磨鋼、并淬火。 8．塑件壁不宜取厚，應(yīng)均勻，避免有尖角，缺口及金屬嵌件造成應(yīng)力集中，脫模斜度宜取2，若有金屬嵌件應(yīng)預(yù)熱，預(yù)熱溫度一般為110～130℃。 9．料筒溫度對(duì)控制塑件質(zhì)量是一個(gè)重要因素，料溫低時(shí)會(huì)造成缺料，表面無(wú)光澤，銀絲紊亂，溫度高時(shí)易溢邊，出現(xiàn)銀絲暗條，塑件變色有泡。注射壓力不宜取低，冷卻速度快，但如模具加熱則冷卻時(shí)間不宜短。 10．溫度對(duì)塑件質(zhì)量影響很大，薄壁塑件宜取80～100℃，厚壁塑件宜取80～120℃，模溫低則收縮率、伸長(zhǎng)率、抗沖擊

17、強(qiáng)度大，抗彎、抗壓、抗張強(qiáng)度低，模溫超過(guò)120℃塑件冷卻慢，易變形粘模，脫模困難，成形周期長(zhǎng)。 2）苯乙烯—丁二烯—丙烯腈共聚體（ABS）的成型特性： 1．無(wú)定形料，其品種牌號(hào)很多，各品種的機(jī)電性能及成形特性各有差異，應(yīng)按品種確定成形方法及成形條件。 2．吸濕性強(qiáng)，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(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥。 3．流動(dòng)性中等，溢邊料0.04mm左右。 4．比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫，料溫對(duì)物性影響較大、料溫過(guò)高易分解，對(duì)要求精度較高的塑件模溫宜取50～60℃，要求光澤及耐熱型料宜取60～80℃，注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯的高，一般用注塞式注塑機(jī)

18、時(shí)料溫為180～230℃，注射壓力為100～140Mpa，螺桿式注射機(jī)則取160～220℃，70～100Mpa。 5．模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)對(duì)料流阻力小，澆口處外觀不良，易發(fā)生熔接痕，應(yīng)注意選擇澆口位置、形式，頂出力過(guò)大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面呈現(xiàn)“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失），脫模斜度宜取2以上。 b) 塑件的結(jié)構(gòu)和表面質(zhì)量分析 1．結(jié)構(gòu)分析 從零件圖上分析，經(jīng)拔模后，該零件總體形狀為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)度為90mm，寬度為35mm，高度為40mm,因此，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須設(shè)計(jì)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，該零件屬于低等復(fù)雜程度。 2．表面質(zhì)量分析 該零件表面要求沒(méi)有缺陷、毛刺，內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)，

19、表面粗糙度為1.6um。 綜上分析可以看出，注射時(shí)在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。 4.1.2 計(jì)算塑件的體積和重量 計(jì)算塑件的體積：V=12833.94mm3 澆注系統(tǒng)凝量：V=3318.31 mm3 計(jì)算塑件的重量：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得PC+ABS的密度為1.2g/dm3 故塑件的重量為：W = V = 12833.9410-61.210-3103 =15.400728g 4.1.3 型腔數(shù)目的確定 每一副模具中，型腔數(shù)目的多少與下列條件有關(guān)

20、： 1．塑件的尺寸精度 型腔數(shù)越多時(shí)，精度也相對(duì)地降低。這不僅由于型腔加工精度的參差，也由于熔體在模具內(nèi)的流動(dòng)不均所致。所以精密塑件盡量不用多腔模成形。按照SJ/T 10628—95標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的1、2級(jí)超精密級(jí)塑件，宜用一模一腔，當(dāng)尺寸數(shù)目少時(shí)可以一腔二模。3、4級(jí)的精密級(jí)塑件，宜一模四腔以內(nèi)。 2．模具制造成本 多腔模的制造成本高于單腔模，但不是簡(jiǎn)單的倍數(shù)比。因此，從塑件成本中所占的模具費(fèi)用比例來(lái)看，多腔模比單腔模要低。 3．注射成形的生產(chǎn)效益 多腔模從表面上看，比單腔模經(jīng)濟(jì)效益高。但是多腔模所使用的注射機(jī)大，每一注射循環(huán)期長(zhǎng)而維持費(fèi)用高。所以要從最經(jīng)濟(jì)的條件上考慮一模的腔

21、數(shù)。 4．制造難度 多腔模的制造難道比單腔模大。當(dāng)其中某一腔先損壞時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)維修，影響生產(chǎn)。 綜上分析可以確定本模具采用一模一腔注塑。 4.1.4 注射機(jī)型號(hào)的確定 設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)滿足注射成型塑件所需的總注射量小于所選注射機(jī)的最大注射量，即: nm + mj ≤ kmn 式中 n——型腔數(shù)量； m——單個(gè)塑件的體積或質(zhì)量，cm3或g； mj——澆注系統(tǒng)凝量，cm3或g； mn——注射機(jī)最大注射量，cm3或g； k——注射機(jī)最大注射量利用系數(shù)，一般取0.8。 由于采用一模一腔的設(shè)計(jì)方案，所以: 12833.94 + 3318.31 ≤ 0.8mn 即:mn ≥20

22、.1903125cm3 還考慮到塑件尺寸大小和現(xiàn)有設(shè)備等情況，根據(jù)注射機(jī)最大注射量大于等于20.1903125cm3，注射機(jī)所選型號(hào)的注射量應(yīng)為公稱(chēng)注射量的35%-75%，初步選用注射機(jī)型號(hào)為XS-Z30/25型。 4.1.5 塑件注射工藝參數(shù)的確定 查找《塑料模設(shè)計(jì)及制造》附錄H和實(shí)際應(yīng)用的情況，PC+ABS的成型工藝參數(shù)可作如下選擇。試模時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整。 注射溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。 料筒溫度：后段溫度t1選用220℃； 中段溫度t2選用240℃； 前段溫度t3選用260℃； 噴嘴溫度：選用250℃；

23、 注射壓力：選用100Mpa； 注射時(shí)間：選用30s； 保 壓：選用72 Mpa； 保壓時(shí)間：選用10s； 冷卻時(shí)間：選用30s； 4.2 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面選擇、澆注系統(tǒng)的確定、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。 4.2.1 分型面的選擇 分型面的選擇受到塑件的形狀、壁厚、尺寸精度、嵌件位置及其形狀、塑件在模具內(nèi)的成型位置、脫模方法、澆口的形狀及位置、模具類(lèi)型、模具排氣、模具制造及其成型設(shè)備結(jié)構(gòu)等因素的影響。因此，在選擇分型面時(shí)，應(yīng)反復(fù)比較與分析，選取一個(gè)較為合理的方案。 選擇模具分型面時(shí)，通常應(yīng)考慮以下幾項(xiàng)

24、基本原則： 1．便于塑件脫模。在開(kāi)模時(shí)塑件應(yīng)盡可能留于下模或動(dòng)模內(nèi)；應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯；應(yīng)合理安排塑件在型腔中的方位。 2．考慮塑件的外觀。 3．保證塑件尺寸精度的要求。 4．有利于防止溢料和考慮飛邊在塑件上的部位。 5．有利于排氣。 6．考慮脫模斜度對(duì)塑件尺寸的影響。 7．盡量使成型零件便于加工。 結(jié)合手機(jī)前蓋進(jìn)行分析，確定以其后端平面為分型面。這種方案使塑件留在下模內(nèi)，便于其上下兩端的側(cè)面分型和抽芯，又便于成型后出件。 4.2.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) a)主流道的設(shè)計(jì) 根據(jù)《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得SZ-40/25型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸： 噴嘴前端孔徑：d=4mm；

25、 噴嘴前端球面半徑：R=10mm; 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 R = R+(1～2)mm d = d+(0.5～1)mm 取主流道球面半徑R =11 mm； 取主流道的小端直徑d =4mm； 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1～3。 b)主流道襯套的形式 主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式（俗稱(chēng)澆口套），以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。澆口套一般選用T8A或T10A材料，熱處理硬度為50～55HRC。澆口套都是標(biāo)準(zhǔn)件，只需去買(mǎi)就行了。常用

26、澆口套分為有托澆口套和無(wú)托澆口套兩種，圖4.1為本設(shè)計(jì)選用的澆口套，有托澆口套用于配裝定位圈。澆口套的規(guī)格有Φ12，Φ16，Φ20 等幾種。 圖4.1澆口套 c)澆口的設(shè)計(jì) 澆口亦稱(chēng)進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口的設(shè)計(jì)與位置選擇恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到塑件能否被完好高質(zhì)量地注射成型。 按澆口的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)，常用的澆口可分為直接澆口、側(cè)澆口、環(huán)型澆口、輪輻式澆口、點(diǎn)澆口、潛伏澆口爪形澆口。 直接澆口又稱(chēng)主流道型澆口，它屬于非限制性澆口。塑料熔體由主流道的大端直接進(jìn)入型腔，因而具有流動(dòng)阻力小、流動(dòng)路程短及補(bǔ)縮時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)。直接澆口的澆注系統(tǒng)有著良好的熔體流動(dòng)狀態(tài)，塑料熔體從型腔

27、底面中心部位流向分型面，有利于消除深型腔處氣體不易排出的缺點(diǎn)，排氣通暢。這樣的澆口形式，使塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積最小，模具結(jié)構(gòu)緊湊，注射機(jī)受力均勻。由于注射壓力直接作用在塑件，易在進(jìn)料處產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力而導(dǎo)致塑件翹曲變形。這種形式的澆口截面大，去除困難，去除較困難，去除后留有較大的澆口痕跡，影響塑件的美觀。這類(lèi)澆口大多用于注射成型大、中型長(zhǎng)流程深型腔筒形或殼體塑件，尤其適合于高粘度塑料（如聚碳酸脂、聚砜等）。另外，這種形式的澆口只適合單型腔模具。 在設(shè)計(jì)直接澆口時(shí)，為了減少與塑件接觸處的澆口面積，防止該處產(chǎn)生縮孔、變形等缺陷，一方面應(yīng)盡量選用較小錐度的主流道錐角（2～4），另一

28、方面應(yīng)盡量減小定模板和定模座板的厚度。 所以結(jié)合塑件的成型要求及型腔的布置方式機(jī)，本設(shè)計(jì)選用直接澆口。 d）冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì) 注射成型時(shí)，噴嘴前端的熔料溫度較低，為防止其進(jìn)入型腔，通常在流道末端設(shè)置用以集存這部分冷料的冷料穴。冷料穴有兩種，一種是純?yōu)椤安蹲健被騼?chǔ)存冷料之用；另一種是還兼有拉或推出凝料功用。 冷料穴位應(yīng)設(shè)置熔料流動(dòng)方向的轉(zhuǎn)折處，以便將冷料入穴中存留起來(lái)。一般在塑料前進(jìn)方向的延長(zhǎng)線出設(shè)置冷料穴。直角式注射機(jī)用模具的冷料穴通常為主流道的延長(zhǎng)部分。臥式或立式注射機(jī)用模具的冷料穴一般設(shè)置在主流道正對(duì)面的動(dòng)模上，冷料穴直徑稍大于主流道大端的直徑，底部常作成曲折的鉤形或下陷的凹

29、槽，使冷料穴兼有開(kāi)模時(shí)將主流道凝料從主流道是拉出而附在動(dòng)模一邊的作用，根據(jù)拉料的方式不同，常見(jiàn)的冷料穴和拉料桿結(jié)構(gòu)有帶鉤形拉料桿的冷料穴、帶有球頭拉料桿的冷料穴和無(wú)拉料桿的冷料穴。 帶鉤形拉料桿的冷料穴底部有一根與冷料穴公稱(chēng)直徑相同的鉤形（Z形）拉料桿，由于拉料桿頭部的側(cè)凹能將主流道凝料鉤住，開(kāi)模時(shí)即可將凝料從主流道中拉出。同時(shí)，由于拉料桿的尾部固定在推桿固定板上，故在塑件推出時(shí)，凝料也一同推出。取出塑件時(shí)，用手工朝拉料鉤的側(cè)向稍許移動(dòng)，即可將塑件連同澆注系統(tǒng)凝料一道取出。 拉料桿為標(biāo)準(zhǔn)件，其材料一般選用T8A或T10A，頭部淬火50～55HRC，鉤形與定模板之間以及球形拉料桿推板之間通常

30、采用H9/f9間隙配合（但對(duì)于溢料值小的塑料，要考慮配合間隙，使之不溢料）相對(duì)固定部分采用H7/m6過(guò)渡配合，配合部分的表面粗糙度為Ra0.8,與冷料接觸部分的表面粗糙度Ra值可以稍大一些。本設(shè)計(jì)選用d=3mm,D=10mm的鉤形拉料桿。 4.3 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 本塑件在注射成型時(shí)不要求有太高的模溫因而在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下設(shè)計(jì)計(jì)算。 設(shè)定模具平均工作溫度為40℃，常用20℃的水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30℃，產(chǎn)量為0.3Kg/h. 4.3.1求塑件在硬度時(shí)每小時(shí)釋放的熱量Q3 查《塑料模具設(shè)計(jì)及制造》表3-26得聚碳酸脂的單位熱流量為27

31、10J/Kg Q3 = W Q2 =0.3 27 10J/Kg =8.1 10J/Kg 4.3.2求冷卻水的體積流量V 塑料注射模時(shí)所需冷卻介質(zhì)的體積流量為： 式中 V——冷卻介質(zhì)的體積流量，； W——單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料重量，； Q1——塑件在凝固時(shí)所放出的熱量，J/Kg； ρ——冷卻介質(zhì)的密度，Kg/m3； C1——冷卻介質(zhì)的比熱容，J/（KgC）； t1——冷卻介質(zhì)的出口溫度，℃； t2——冷卻介質(zhì)的進(jìn)口溫度，℃； 所以： =8.110/60/〔1034.187103(30

32、-20)〕 =0.3224 由體積流量V查《塑料模具設(shè)計(jì)及制造》表3-27可知所需的冷卻水管直徑非常小。 由上述計(jì)算可知，因?yàn)槟＞呙糠昼娝璧睦鋮s水體積流量較小，可選直徑為6 的水線進(jìn)行冷卻。 4.4 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 手機(jī)前殼模具模架等標(biāo)準(zhǔn)件基本上EMX模塊完成，其思路是：建立一個(gè)EMX模具項(xiàng)目→加載一款合適的標(biāo)準(zhǔn)模架→加入模具標(biāo)準(zhǔn)件→模具結(jié)構(gòu)后期局部處理。 4.4.1 EMX項(xiàng)目準(zhǔn)備 1．重新啟動(dòng)Pro/E野火版，首先將工作目錄指向風(fēng)扇底座模具所在的目錄。 2．執(zhí)行EMX→項(xiàng)目→新建菜單命令。 3．在彈出的“定義新項(xiàng)目”對(duì)話框中，輸入項(xiàng)目名稱(chēng)gp，主要單位鉤選㎜，如圖

33、4.2所示。 圖4.2定義新項(xiàng)目 4．單擊“將元件添加到組件”按鈕，在將型芯添加后，約束類(lèi)型為缺省，型芯即被固定在坐標(biāo)系正中央，如圖4.3所示。 圖4.3約束 5.執(zhí)行EMX→項(xiàng)目→準(zhǔn)備菜單命令→在彈出的“準(zhǔn)備元件”對(duì)話框中，如圖4.4為每一個(gè)加載進(jìn)來(lái)的元件定性→確定。 圖4.4設(shè)置元件屬性 4.4.2 加載標(biāo)準(zhǔn)模架 1.執(zhí)行EMX→模具基體→組件定義→在彈出的“模具組件定義”對(duì)話框定義模架。 如圖4.5所示。 圖4.5主件定義 2．在“組件”對(duì)話框中鉤選Futaba-2P并在模架型號(hào)中選擇SC-TYPE→單擊“載入”→確定。 3．分析充電器前蓋，可估算

34、其模架的長(zhǎng)寬尺寸為250350，單擊“尺寸”按鈕→在“基體尺寸”對(duì)話框中將寬度設(shè)為250，長(zhǎng)度設(shè)為350→確定。 4 .查看前面建立的型芯和型腔，可以發(fā)現(xiàn)其在XY平面以上的高度為70，以下的高度為30，所以固定型芯用的B板和固定型腔用的A板厚度就應(yīng)該設(shè)為50和90。 5．在“模具組件定義”對(duì)話框的主視圖區(qū)域中，雙擊A板，即可修改A板的各項(xiàng)參數(shù)，在“A/B參數(shù)”對(duì)話框中將厚度值修改成90，單擊“確定”按鈕，回到“模具組件定義”對(duì)話框，此時(shí)A板的參數(shù)值已經(jīng)變?yōu)榱?0。 6．同理將B板的厚度值改為50。 4.4.3 加載標(biāo)準(zhǔn)件 1．執(zhí)行EMX→模具基體→裝配元件→在彈出的“裝配元件”對(duì)話框

35、，單擊添加按鈕，選擇全部項(xiàng)目→單擊“確定”按鈕，之后系統(tǒng)便更新模架模型，不久后，模架中將會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)柱、導(dǎo)套、拉桿、螺栓、復(fù)位桿等元件。 2．澆口套和定位圈的尺寸要與注射機(jī)相關(guān)聯(lián)，所以它們屬于設(shè)備類(lèi)型的元件，不能直接加載。 3．單擊“組件定義”工具按鈕，進(jìn)入“模具組件定義”對(duì)話框，在供貨商區(qū)域中，單擊“設(shè)備”按鈕→將設(shè)備設(shè)為hasco/mm→確定。 4．單擊“添加設(shè)備”按鈕→單擊“定模側(cè)定位環(huán)”按鈕→彈出“定模側(cè)定位環(huán)”對(duì)話框中類(lèi)型設(shè)為L(zhǎng)RJS，高度設(shè)為20，直徑設(shè)為100→單擊“確定”→返回“模具組件定義”對(duì)話框。 5．單擊“添加設(shè)備”按鈕→在選擇元件區(qū)域中單擊“澆口襯套”按鈕→然后在彈

36、出的“澆口襯套”對(duì)話框中將類(lèi)型設(shè)為SJAC，澆口半徑設(shè)為16，直徑設(shè)為16內(nèi)徑設(shè)為4，修改長(zhǎng)度設(shè)為65。 6．單擊“確定”→即可在模架中添加澆口套和定位圈。 7.在功能區(qū)域中單擊“型腔切口”，再選擇“矩形嵌件”,輸入動(dòng)模深度為30，嵌件長(zhǎng)度為150，嵌件寬度為100，定模深度為70，嵌件長(zhǎng)度為150，嵌件寬度為100，如圖4.6所示。 圖4.6設(shè)置型芯尺寸 8.單擊底部“確定”按鈕，等待系統(tǒng)自動(dòng)生成。 9.加載頂桿，單擊“視圖”→“視圖管理器”，雙擊00_Moving_half,將其設(shè)置為活動(dòng)，單擊“關(guān)閉”，此時(shí)只顯示動(dòng)模，在平面“MAIN_PARTING_PLN”上繪制四個(gè)基準(zhǔn)

37、點(diǎn)，然后在EMX4.1中選擇“頂桿”→“定義”→“在現(xiàn)有點(diǎn)上”，選取剛剛繪制的基準(zhǔn)點(diǎn)，設(shè)置頂桿的各參數(shù)，系統(tǒng)自動(dòng)生成，效果如圖4.7所示。 圖4.7 頂桿 10.生成冷卻水通道，先創(chuàng)建定模板冷卻水通道，建立一基準(zhǔn)平面，以MOLDBASE_X_Y為基準(zhǔn)平面，向上偏移35，偏移后的平面為ADTM4,在ADTM4上繪制兩條線，如圖4.8所示。 圖4.8草繪冷卻水線 11.單擊EMX4.1,單擊“水線”，“創(chuàng)建冷卻孔”，彈出圖4.9所示對(duì)話框，對(duì)相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，單擊“確定”，選取剛才所創(chuàng)建的水線。生成冷卻水通道，如圖4.10所示。 圖4.9設(shè)置冷卻水道參數(shù) 圖4.10冷

38、卻水道 12.以相同的方法創(chuàng)建動(dòng)模板冷卻水通道。 13.完善模具，打開(kāi)上模，在其表面拉伸切除兩個(gè)圓孔，大孔直徑為16，小的直徑為4，效果如圖4.11所示。 圖4.11 澆注口 14.創(chuàng)建定模上的螺釘孔，生成后效果如圖4.12所示。 圖4.12螺釘孔 15.用相同方法在動(dòng)模上創(chuàng)建螺釘孔。 16.裝配元件，單擊“EMX4.1”,單擊“模具基體”，單擊“裝配元件”，彈出對(duì)話框，選擇全部，單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)生成導(dǎo)柱、導(dǎo)套、螺釘?shù)仍? 17.裝配自動(dòng)螺釘，單擊“EMX4.1”，單擊“螺釘”，選擇“裝配自動(dòng)螺釘”，選擇定位環(huán)，系統(tǒng)自動(dòng)生成定位環(huán)上的固定螺釘，用相同方法

39、選擇澆口套，澆口套會(huì)自動(dòng)生成螺釘。 18.修改螺釘尺寸，右擊“GP_SCREW01”,將其打開(kāi)，在模型樹(shù)中右擊“特征”，選擇“編輯”，修改螺釘長(zhǎng)度，如圖4.13所示，再單擊“再生”。 圖4.13修改螺釘參數(shù) 19.以同樣的方法修改“GP_SCREW02”的尺寸。 20.修改定位環(huán)的螺釘長(zhǎng)度，單擊“EMX4.1”,單擊“螺釘”，選擇“重定義”，選擇定位環(huán)上的螺釘，在對(duì)話框中對(duì)螺釘?shù)某潭冗M(jìn)行設(shè)置，單擊“再生”，螺釘長(zhǎng)度即被改變。 21.設(shè)計(jì)拉料桿，先建立以平面ADTM5,選取“MOLDBASE_X_Y”為參照平面，向上平移36，再單擊“基準(zhǔn)點(diǎn)”工具，進(jìn)行草繪，以平面“ADTM5”為草

40、繪平面，在中心創(chuàng)建以基準(zhǔn)點(diǎn)，草繪完成后打鉤，在EMX4.1中選擇“頂桿”→“定義”→“在現(xiàn)有點(diǎn)上”，選取剛剛繪制的基準(zhǔn)點(diǎn)，設(shè)置頂桿的各參數(shù)，系統(tǒng)自動(dòng)生成，如圖4.14所示。 圖4.14設(shè)置拉料桿參數(shù) 22.修改拉料桿，右擊“GP_EPINCYL400”點(diǎn)擊“打開(kāi)”，點(diǎn)擊“拉伸”按鈕，選取“DTM_X_Z”為草繪平面，繪制圖4.15所示草圖，然后進(jìn)行拉伸切除，再進(jìn)行倒角，倒角半徑為0.5，效果如圖4.16所示。 圖4.15草繪 圖4.16拉料桿頭部 23.定義模具基體開(kāi)模，單擊“EMX4.1”,單擊“模具基體開(kāi)模”，單擊“定義”在彈出的對(duì)話框中進(jìn)行設(shè)置，如圖4.17所示，設(shè)

41、置完單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)準(zhǔn)備，準(zhǔn)備完后模具處于打開(kāi)狀態(tài)，如圖4.18所示，再單擊“模具基體開(kāi)?！?，單擊“動(dòng)畫(huà)”，單擊“開(kāi)始”按鈕即可模擬。 圖4.17定義模具基體開(kāi)模 圖4.18模具開(kāi)模形狀 24.保存模架。 結(jié) 論 自本學(xué)期開(kāi)始，在指導(dǎo)老師的正確和認(rèn)真的指導(dǎo)下，本人對(duì)手機(jī)充電器進(jìn)行了三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)，并根據(jù)相應(yīng)的要求獨(dú)立設(shè)計(jì)出充電器的整套模具，我在設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格按照實(shí)際生產(chǎn)時(shí)所需要的各方面的要求，選擇標(biāo)準(zhǔn)的澆口套、定位環(huán)、螺釘、拉料桿、頂桿等，此模具可以應(yīng)用的該產(chǎn)品的實(shí)際加工，但由于本人的知識(shí)有限，實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)不足，及設(shè)計(jì)時(shí)間比較緊迫，設(shè)計(jì)內(nèi)容較繁

42、瑣，可能某些地方還達(dá)不到專(zhuān)業(yè)的水準(zhǔn)，我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)實(shí)踐中不斷的學(xué)習(xí)和完善，此次設(shè)計(jì)對(duì)我在大學(xué)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了總結(jié)和回顧，使我的三維軟件的應(yīng)用能力得到很大的提高，對(duì)模具的設(shè)計(jì)及制造有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，為以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。模具中拔模較多，我個(gè)人認(rèn)為在實(shí)際加工時(shí)沒(méi)有拔模的必要，那樣不但材料得到節(jié)省，也使制造模具時(shí)的難度降低，提高了生產(chǎn)效率。 致 謝 在本課題從開(kāi)題到最后完成的整個(gè)過(guò)程，都是在王琢成老師的指導(dǎo)下完成的。在近半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我得到了指導(dǎo)老師的悉心教誨、培養(yǎng)與鼓勵(lì)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了許多的難題，

43、但是在王琢成老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，讓我把難題一一破解。在這幾個(gè)月中，王琢成老師不厭其煩的為我們檢查設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤和不足，使我學(xué)到了很多書(shū)本上學(xué)不到的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。其次，還要感謝幫助過(guò)我的同學(xué)，從他們那里我學(xué)到了以前被疏漏了的知識(shí)，使我受益匪淺。指導(dǎo)老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、平易近人的工作作風(fēng)、豐富的工作經(jīng)驗(yàn)使我受益非淺，在此致以由衷的感謝和崇高的敬意！ 由衷感謝在百忙中抽出時(shí)間對(duì)我論文進(jìn)行評(píng)審的各位老師，以及所有關(guān)心和幫助我的老師和同學(xué)！ 參考文獻(xiàn) 1洪亮主編 Pro/ENGINEER Wildfire模具設(shè)

44、計(jì)教程．北京：機(jī)械工業(yè)社，2007 2 李玉滿主編．Pro/ENGINEER Wildfire3.0模具設(shè)計(jì)應(yīng)用與實(shí)例．北京：中國(guó)電力出版社，2008 3二代龍震工作室編著Pro/MOLDESIGN Wildfire2.0模具設(shè)計(jì)．北京：電子工業(yè)出版社，2005 4 陳為，謝玉書(shū)編著．Pro/ENGINEER Wildfire模具設(shè)計(jì)實(shí)例教程．北京：清華大學(xué)出版社，2006 5李翔鵬編著．Pro/ENGINEER Wildfire3.0零件設(shè)計(jì)．北京：中國(guó)鐵道出版社，2007 6 郝安林等編著．Pro/ENGINEER Wildfire3.0機(jī)械設(shè)計(jì)典型實(shí)例．北京：電子工業(yè)出版社，2

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