玩具車前蓋注塑模設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 緒論 1.1模具和模具工業(yè) 模具是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中十分重要的工藝裝備，在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中，半數(shù)以上的工業(yè)產(chǎn)品都要用到模具，許多新產(chǎn)品的開發(fā)和研制在很大程度上都依賴于模具生產(chǎn)，尤其是輕工業(yè)，電子業(yè)，以及汽車跟航空方面。模具的生產(chǎn)過程集精密制造、計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能控制和綠色制造與一體，既是高新技術(shù)載體，又是高新技術(shù)產(chǎn)品。使用模具來生產(chǎn)零部件，不僅效率高，質(zhì)量有保證，使用模具批量生產(chǎn)后可以大大的降低生產(chǎn)的成本。模具的這些優(yōu)點(diǎn)是的模具的使用范圍越來越廣泛。在制造業(yè)中，粗加工、精加工的過程中都涉及了模具。生活中，電子儀器、汽車、生活家電的生產(chǎn)也都涉及到了模具。

2、 雖然我國的模具工業(yè)有了很大的提升，但是質(zhì)量卻還停留在一定的水平，不能，滿足高精密的零件要求，和工業(yè)發(fā)達(dá)的國家相比，模具的發(fā)展還有很大的提升范圍。以下的幾個(gè)方面可以參考發(fā)展模具工業(yè)： (1) 注意在開發(fā)大型、精密、復(fù)雜的高技術(shù)模具方面。隨著各種機(jī)器的集成化和零件的大型化，大型模具的開發(fā)有著很大的前景。 (2) 擴(kuò)展模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用范圍。模具的設(shè)計(jì)已經(jīng)有一定的工作量，如果模具的配件能夠在大范圍的運(yùn)用，不僅可以減少工作量，還能大幅度提升生產(chǎn)效率。 (3) 推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)。模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)能夠的到快速發(fā)展的重要部分。模具CAD/CAM/CAE技術(shù)

3、將會(huì)是是模具設(shè)計(jì)制造行業(yè)未來的發(fā)展方向，該技術(shù)的推廣可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平，提高模具制作出來的產(chǎn)品的質(zhì)量。 (4) 在快速成型方面提升技術(shù)。注塑成型中冷卻時(shí)候占了大部分，不僅不能產(chǎn)生工業(yè)效益還浪費(fèi)機(jī)器的使用壽命。在快速成型方面的研究就有個(gè)很大的隱藏效益。 1.2 模具的分類與應(yīng)用特點(diǎn) 模具的類型較多，按照需要制造的零件的材料不同可以劃分為沖壓模具、塑料模具、鍛造模具、壓鑄模具、橡膠模具、粉末冶金模具、玻璃模具和陶瓷模具。據(jù)調(diào)查，在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其他各類模具約占11%。沖壓模具、塑料模具和壓鑄模具是其中應(yīng)用最為

4、廣泛的三類模具。 沖壓模具是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的重要部分。通過壓力機(jī)的重大壓力下，是板料件發(fā)生塑性變形，形狀由沖壓模具的型腔決定。沖壓生產(chǎn)生產(chǎn)率很高，而且生產(chǎn)出的零件互換性好，沖壓一體成型，操作簡(jiǎn)單。 塑料注射模是融化塑料后用來生產(chǎn)塑料零件的模具。融化塑料，經(jīng)過高壓之后注入到模具的型腔中，冷卻后在型腔中生產(chǎn)出要求形狀尺寸的塑料零件。由于塑料制件的應(yīng)用廣泛，塑料注射模的應(yīng)用也逐漸普遍起來。 壓鑄模是實(shí)現(xiàn)壓鑄生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。壓鑄模的工作方式與注塑模相近。壓鑄模是將融化的金屬材料或者合金材料注入到模具型腔中，并在高壓條件下冷卻形成金屬零件的鑄造方法。采用這一工藝生產(chǎn)的效率較高。機(jī)械化和自動(dòng)化的程

5、度高，減少了人為的偶然誤差。 1.3 塑料成型工藝原理 塑料注射模是一種用來生產(chǎn)塑料零件的模具。設(shè)計(jì)好零件的型腔后，安裝在注塑機(jī)上，由注塑機(jī)將融化的塑料液體注入模具的型腔中，冷卻開模得到塑料制件。 根據(jù)成型工藝性能不同，塑料可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩類。下面簡(jiǎn)單介紹熱塑性塑料的成型步驟： (1) 注射階段 由做塑料注射機(jī)把顆粒裝的塑料加熱到融化狀態(tài)，再經(jīng)過高壓通過噴嘴經(jīng)流道注入到已經(jīng)設(shè)計(jì)好的模具型腔中。 (2) 保壓階段 塑料充滿型腔之后還要保持一定的壓力，融化的塑料冷卻收縮，在這段時(shí)間內(nèi)保持壓力可以繼續(xù)注入少量的融化塑料液體，讓型腔自始至終都充滿液體，讓塑料制件密實(shí)

6、，同時(shí)也讓已經(jīng)小注入的融化液體在型腔內(nèi)冷卻成型。 (3) 預(yù)塑階段 注射壓力卸載之后，料斗中的塑料顆粒加熱融化，已經(jīng)成型的塑料制件退出模具外。 1.4 塑料注射模設(shè)計(jì)涉及的內(nèi)容 不論是在生活中還是歐諾個(gè)生產(chǎn)中，塑料都有著很大程度的應(yīng)用，塑料的大面積運(yùn)用推動(dòng)者塑料注射模的發(fā)展。塑料注塑模設(shè)計(jì)的目的是做出自己想要的塑料制品，塑料注射模就是為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的而設(shè)計(jì)出來的一個(gè)加工環(huán)節(jié)，所以不能單純的為了做模具來設(shè)計(jì)模具，應(yīng)從系統(tǒng)工程角度出發(fā)，把塑料注射模作為塑料注射成型加工系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)注塑模具的同時(shí)考慮到其他因素的影響效果，從根本出發(fā)從目的產(chǎn)品出發(fā)來設(shè)計(jì)模具，不是為了滿足模具

7、的要求改變了原來產(chǎn)品的形狀和要求的性能等基本要求。所以，塑料注射模設(shè)計(jì)所要求的內(nèi)容有以下幾點(diǎn)： (1) 對(duì)需要批量生產(chǎn)的零件的分析； (2) 塑料注射成型工藝及控制； (3) 塑料注射模的設(shè)計(jì)及模具各個(gè)部件的設(shè)計(jì)。 1.5 塑料注射模設(shè)計(jì)流程 塑料注射模在設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常有很多反復(fù)過程，從零件的基本形狀尺寸出發(fā)設(shè)計(jì)出模具，設(shè)計(jì)模具的過程中不斷優(yōu)化零件的性能，前后不僅有因果關(guān)系，還有著反饋的作用。所以塑料注射模的設(shè)計(jì)上是一種動(dòng)態(tài)的過程。 塑件的使用是最終目標(biāo)，要由塑件設(shè)計(jì)、塑料注射機(jī)、注射模、注射工藝等共同保證。塑件從設(shè)計(jì)到使用的過程，一環(huán)接著一環(huán)，過程中前部分結(jié)果影響這后面部分的精度

8、和性能，后面的目標(biāo)確定著前面過程所要達(dá)到的性能，相當(dāng)于向前面部分提出要求。前后的配合也至關(guān)重要，前部分的設(shè)計(jì)要求需合理，不能讓后部分無法繼續(xù)加工，這就對(duì)前部分目標(biāo)有個(gè)限度。 第二章 三維造型 2.1 Pro/E系統(tǒng)的產(chǎn)生與特點(diǎn) 美國參數(shù)技術(shù)公司即PTC（Parametric Technology Corporation）,1998年發(fā)布了三維產(chǎn)品開發(fā)軟件——Pro/E。Pro/Engineer已成為是三維設(shè)計(jì)領(lǐng)域優(yōu)秀的CAD/CAE/CAM軟件之一。Pro/E是優(yōu)秀的三維CAD/CAM/CAE集成軟件，在我自己的是使用中覺得這個(gè)軟件實(shí)用性特別好，操作性好，直觀。 Pro/E系統(tǒng)的建模

9、的特點(diǎn)： (1) 直接設(shè)計(jì)出實(shí)體模型，通過三維視圖直觀的觀察零件的各個(gè)部位，相對(duì)于二維模型生動(dòng)許多。 (2) 特征建模的基本思想：利用拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描等基本創(chuàng)建出主要實(shí)體，然后在上面修改、添加其他部件的實(shí)體特征。 (3) 全相關(guān)的單一數(shù)據(jù)庫：Pro/E系統(tǒng)建立在單一數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)之上。 2.2實(shí)體三維造型 由實(shí)物分析得出基本建模思路：掃描伸出項(xiàng)得到主體→拉伸其他特征（一半）→鏡像得到另一半的特征實(shí)體 測(cè)量實(shí)物總體尺寸特征和各個(gè)部分的形狀尺寸。實(shí)物壁厚1mm。 2.2.1 打開新建實(shí)體窗口 單擊主菜單欄中的【文件】｜【新建】命令，系統(tǒng)將彈出“新建”對(duì)話框，在“類型”中選中【零件

10、】，在“子類型”中選中【實(shí)體】，“名稱”使用默認(rèn)名稱。除去“使用缺省模版”前面的“√”。單擊對(duì)話框下部的按鈕，彈出“新文件夾選項(xiàng)”對(duì)話框，選擇“mmns_part_solid”，單擊按鈕進(jìn)入三維實(shí)體建模環(huán)境。 2.2.2 實(shí)體建模部分 1、 選擇top面作為草繪平面，默認(rèn)參照平面草繪出玩具車前蓋的主骨線，具體數(shù)據(jù)如下圖2-1。 圖2-1、主骨線數(shù)據(jù)圖 2、 在工具欄中選擇插入→掃描→伸出項(xiàng)→選擇上一步驟草繪的軌跡線，草繪出如下圖2-2所示的截面，拉伸出即玩具車前蓋的主體部分。效果圖如下圖2-3。 圖2-2、實(shí)體主體截面 圖2-3、掃面伸出項(xiàng)結(jié)果圖 3、 根據(jù)指

11、導(dǎo)老師給的實(shí)體零件測(cè)繪出的數(shù)據(jù)拉伸切除中間部分，選用RIGHT面作為草繪平面，草繪出如下所示截面，見圖2-4. 圖2-4、拉伸切除的截面 選擇切除材料的方式，拉動(dòng)圖上的白色小框，直至超過材料的曲面部分。確定拉伸切除材料，效果出如下圖2-5. 圖2-5、拉伸切除后實(shí)體圖 4、使用基本拉伸實(shí)體特征的方法拉伸出玩具車前蓋頂端部分的受力支撐部分和緊固玩具車身的倒扣等部分，其設(shè)計(jì)的尺寸全部按照指導(dǎo)老師給的零件1:1測(cè)量出來。簡(jiǎn)單的拉伸步驟不做具體說明。拉伸玩的效果圖如圖2-6、2-7。 圖2-6、拉伸受力支撐板等后線框圖 圖2-7、拉伸受力支撐板等后實(shí)體圖 5、 同樣以拉伸

12、實(shí)體的方式拉伸出側(cè)面的擋板，換用側(cè)面作為草繪平面，選用足夠需要用到的草繪參照，草繪出拉伸的截面，拉伸厚度由實(shí)體測(cè)量可知為2mm，截面尺寸見下圖2-8。繪制好截面后點(diǎn)擊右下角的表示確認(rèn)草繪平面，在上方輸入所要拉伸的厚度2mm，選擇往零件內(nèi)側(cè)方向拉伸，可以先預(yù)覽一下效果圖，再確定。拉伸出側(cè)面的擋板。 圖2-8,、拉伸側(cè)面擋板的截面尺寸 6、倒圓角，在內(nèi)測(cè)倒扣部分倒圓角，圓角半徑為R5。點(diǎn)擊工具欄的倒圓角圖標(biāo)，選擇要倒角的一條邊，輸入圓角半徑R5。和上部分拉伸擋板后的實(shí)體示意圖如下圖2-9。 圖2-9、拉伸基本特征完成圖 7、鏡像。按住Ctrl鍵，依次選擇以上基本拉伸特征，點(diǎn)擊鏡像圖

13、標(biāo)，選擇TOP面作為鏡像對(duì)稱面，鏡像出另一半的特征。如下圖2-10.至此實(shí)體建模過程全部完成。 圖2-10、零件完成圖 第三章 塑件工藝分析 零件所用的材料為ABS，取其密度為1.05g/mm。 3.1 玩具車前蓋實(shí)體 圖3-1、玩具車前蓋實(shí)體 3.2玩具車前蓋材料的分析及簡(jiǎn)介 此次設(shè)計(jì)中玩具車前蓋材料采用的是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，又稱ABS。ABS是一種合成樹脂，這種該材料的綜合性的性能良好，具有一定的強(qiáng)度、硬度和韌性。表面易于著色，還可以在其表面進(jìn)行電鍍、焊接等等二次加工。作用的范圍包括機(jī)械、汽車行業(yè)、電子行業(yè)、儀器儀表和建筑等工業(yè)領(lǐng)域。ABS的價(jià)格便宜，

14、原料易得，屬于目前應(yīng)用最為廣泛的工程材料。 3.3塑件形狀及工藝分析 (1) 制品表面粗糙度為Ra1.6μm，凸模和凹模表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra0.8μm。 (2) 成型表面精度沒有特別的要求，因此塑料制品精度選用IT7。 3.3 ABS塑料的基本性能 表3-1 ABS的基本性能 塑料性能 ABS 力學(xué)性能 壓縮強(qiáng)度/MPa <53 拉伸強(qiáng)度/MPa 35～49 斷裂伸長(zhǎng)率/% 35 彎曲強(qiáng)度/ MPa <80 拉伸彈性模量/GPa 1.8 彎曲彈性模量/ GPa 1.4 缺口沖擊強(qiáng)度/（kj/） 11～18 布氏硬度(HBS)

15、R62～86 基本物理性能 密度/（g/cm3） 1.02～1.05 吸水率（24h）/% 0.2～0.4 熔點(diǎn)（粘流溫度）/℃ 130～160 熱變形溫度（0.45MPa）/℃ 90～108 收縮率/% 0.4～0.7 比熱容/[J/（kgK）] 1470 熱導(dǎo)率/[W/（mK）] 0.263 電氣性能 體積電阻率/（Ωm） 擊穿電壓/（kv/mm） 15 介電常數(shù)（Hz） [60Hz]3.7 外觀色澤 白色或淺象牙色、不透明 光化學(xué)穩(wěn)定性能 耐候性比PS好；耐酸、堿、無機(jī)鹽及水溶性性能優(yōu)良，但在冰醋酸中會(huì)引起應(yīng)力開裂；在

16、某些植物油中會(huì)引起應(yīng)力開裂 第四章 注塑模具的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì) 4.1 注塑模具的基本結(jié)構(gòu) 注塑模具由動(dòng)模和定模兩部分組成，動(dòng)模安裝在注射成型機(jī)的移動(dòng)模板上，定模安裝在注射機(jī)的固定模板上。閉合時(shí)，動(dòng)模和定模加上一些滑塊組織跟斜頂或者側(cè)抽之類的外加的實(shí)體之后，中間留有型腔，型腔即目的塑料制品和澆注系統(tǒng)的形狀；當(dāng)融化的塑料液體經(jīng)過高壓從澆注系統(tǒng)注入型腔，經(jīng)過幾分鐘的冷卻時(shí)間之后，動(dòng)模由機(jī)器上的液壓系統(tǒng)將其和動(dòng)模分開，由于塑料的冷卻收縮和拉料桿的限制，塑料制件會(huì)留在凸模上，所以一般是凸模作為動(dòng)模。動(dòng)模和定模分開之后，拉料桿松開，由頂桿將塑料制件從動(dòng)模頂出，落入裝制件的槽中。一般來說，一

17、套完整的注塑注塑模具由成形零部件、澆注系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)、分型抽芯機(jī)構(gòu)、排氣系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)模架等部分組成。下面一一簡(jiǎn)單介紹各個(gè)機(jī)構(gòu)的作用。 (1)成型零部件，其形狀尺寸決定這型腔的相狀尺寸，凸模的上表面和凹模的下表面合模之后便是型腔。 (2)澆注系統(tǒng)，融化的塑料液體經(jīng)過高壓后注入型腔的通道，主流道設(shè)置在凹模上，澆注系統(tǒng)的布局需要合理，盡量讓塑料液體小阻力的注入到型腔里，主流道與分流道成對(duì)稱布置；同時(shí)在各個(gè)流道末端設(shè)置冷料井；主流道為了分模的時(shí)候不將長(zhǎng)條形的塑料冷凝殘留在模具中，都將主流道設(shè)置一定的錐度。 (3)導(dǎo)向部件，為了確保每次分模與合模都能使得動(dòng)模和定模準(zhǔn)確無誤的配合在一起，所起導(dǎo)向作用。

18、一般由導(dǎo)套和導(dǎo)柱組成。 (4)脫模機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)塑料制件脫模的裝置。由于塑料的冷卻收縮塑料制件與動(dòng)模黏連在一起，只需要較小的力便能將其分開。常見的脫模機(jī)構(gòu)由頂桿和推板組成。 (5)分型抽芯機(jī)構(gòu)，一般來說，目的塑料成品不可能只用上下分模便能分開，存在的側(cè)向槽、倒扣、或者一些目標(biāo)制件要的特殊部件，都需要通過此環(huán)節(jié)來完成，此環(huán)節(jié)設(shè)置在動(dòng)模和定模分開之前。 (6)排氣系統(tǒng)，注塑進(jìn)入型腔中將原來存在里面的空氣排出而設(shè)置的通氣孔，也是為了快速冷卻融化的塑料液體，達(dá)到一定的工作效率。對(duì)于小型的模具，可以直接利用分型面作為排氣系統(tǒng)，大型模具需要另外開設(shè)排氣系統(tǒng)。 (7)標(biāo)準(zhǔn)模架，為了較少模架其他部分的設(shè)計(jì)

19、時(shí)間，一般都采用標(biāo)準(zhǔn)的模架結(jié)構(gòu)。 4.2模具型芯尺寸的確定 確定型芯尺寸的方法有兩種：計(jì)算法和經(jīng)驗(yàn)法。但為了提高效率，一般都是采用經(jīng)驗(yàn)確定法來計(jì)算內(nèi)模鑲件尺寸。但相對(duì)于形狀較大的模具、要求較高的模具，為了安全起見，一般都要使用計(jì)算法對(duì)尺寸進(jìn)行剛度和強(qiáng)度校核。為了延長(zhǎng)模具的使用壽命和不導(dǎo)致其形狀結(jié)構(gòu)變化，必須確保模具有相對(duì)穩(wěn)定的強(qiáng)度和剛度。 4.2.1確定模具型芯的長(zhǎng)寬尺寸 第一步：這次設(shè)計(jì)用的是一模四腔，型腔之間的距離B跟型腔的深度有關(guān)，型腔深度越深，則型腔之間的距離應(yīng)該越大，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)型芯深度一般可以選擇在12-25mm之間。經(jīng)過測(cè)量產(chǎn)品型腔深度為43mm，所以取距離B為20mm。如圖

20、4-2所示。 圖4-2長(zhǎng)寬計(jì)算 第二步：確定模具型芯的長(zhǎng)寬尺寸，型腔至模具型芯邊之間的距離A，一般可以選15-50mm。距離A的大小與產(chǎn)品的高度有關(guān)，常見的產(chǎn)品可以根據(jù)下圖所給參數(shù)值確定。如表4-1所示。 表4-1 型腔到內(nèi)模鑲件的距離 型腔深度/mm 型腔到內(nèi)模鑲件的距離/mm 20 15~20 20~30 25~30 30~40 30~35 >40 35~30 因?yàn)樾颓簧疃?3，根據(jù)上表取A為40mm。 4.2.2確定模具型芯的厚度尺寸 模具型芯分為凹模和凸模，型芯的高度與產(chǎn)品在分型面上的總投影面積有關(guān)。 凹模的高度一般是在產(chǎn)品高度

21、上在加上15-20mm，即Wa=15-20mm。而當(dāng)產(chǎn)品的總投影面積比200cm*cm還大時(shí)，Wa一般取25-30mm。即Wa=25-30mm。根據(jù)計(jì)算，Wa取15mm。所以凹模的厚度為43+15=58mm。 因?yàn)槭峭鼓Ｊ菦]有型腔的，為了保證凸模在注塑成型時(shí)有足夠大的強(qiáng)度和剛度，凸模的高度一般根據(jù)凸模的長(zhǎng)寬尺寸來確定。如表4-2所示。 表4-2 凸模厚度的確定 內(nèi)模鑲件的長(zhǎng)寬/mm*mm 凸模厚度B/mm 50*50 15~20 50*50~100*100 20~25 100*100~150*150 25~30 150*150~200*200 30~40 200*20

22、0 40~50 因?yàn)楸井a(chǎn)品的長(zhǎng)寬為70mm*155mm，所以經(jīng)過考慮取凸模的厚度選擇100mm。 4.3注塑機(jī)的選擇及其重要參數(shù)計(jì)算 4.3.1注塑機(jī)的選擇 根據(jù)數(shù)塑料產(chǎn)品的尺寸大小和生產(chǎn)數(shù)量來選擇合適的注塑機(jī)。在選擇注塑機(jī)的時(shí)候，要依據(jù)以下幾個(gè)原則來考慮： 1、選對(duì)型：即選對(duì)注塑機(jī)的型號(hào)，在市面上注塑機(jī)的種類有很多，因此，我們?cè)谶x擇的時(shí)候應(yīng)該選擇什么型號(hào)的注塑機(jī)來生產(chǎn)此產(chǎn)品。 2、放得下：要先確定模具的大小，是否能在此注塑機(jī)中放得下，并且還要判斷模具的大小相對(duì)于注塑機(jī)來說是否合適。 3、拿得出：是指在產(chǎn)品做好后能不能再注塑機(jī)拿出來，也就是要考慮模具的開模行程是否合理。

23、4、鎖得?。杭存i模力夠不夠，鎖模力的大小是由產(chǎn)品及塑料來確定的，只有鎖模力的大小足夠是才不至于模具注塑機(jī)在注塑原料時(shí)被撐開。 5、射得飽：注射量的需求是根據(jù)產(chǎn)品的重量和一模幾腔來確定的，在注塑成型時(shí)，產(chǎn)品的重量一般要在注塑機(jī)注射量的10%-80%之間，為了保證最大效率，選擇在50%-80%較好。 6、射得好：通過螺桿壓縮比和射出壓力來判斷，為了得到較好的成型效果，必須考慮射出壓力的大小，確保產(chǎn)品射的更好。 7、射的快：就是射出速度及原料進(jìn)入型腔的速度，有些產(chǎn)品壁比較薄，那它就需要更快的射出速度，確保原料不冷卻過快，使產(chǎn)品能夠穩(wěn)定成型。 4.3.2根據(jù)注塑量初步選擇注塑機(jī) 要根據(jù)產(chǎn)品重

24、量和大小來選擇注塑機(jī)的最大注射量，為了不影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)數(shù)量，必須選擇合適的注塑機(jī)。當(dāng)產(chǎn)品的需要的重量大于注塑機(jī)的最大注射量，就會(huì)使產(chǎn)品的形狀有缺陷和導(dǎo)致其內(nèi)部產(chǎn)生氣泡，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，達(dá)不到產(chǎn)品所需要的強(qiáng)度。即G〈 Gmax 。根據(jù)的公式： G=nG1+G2 (N) 式4-1 式中n：模具中的型腔數(shù)； G1：每個(gè)制品的重量； G2： 澆注系統(tǒng)的重量。 在零件造型時(shí)對(duì)模型進(jìn)行分析：得出零件制品的體積如圖4-4所示。 11 圖4-4質(zhì)量分析 一般情況下，注塑成

25、型時(shí)所需要的總重量要小于注塑機(jī)最大注射量的八成以下，也就是G〈 80%Gmax。零件制品的質(zhì)量 G1=79g，n=4。 利用Pro/E對(duì)注塑后的零件進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)如圖3-4所示，進(jìn)行轉(zhuǎn)換后可得出： G=320g 式4-2 Gmax=320/0.8=256 g 式4-3 注塑機(jī)的最大注射量是以一次注射的最大體積V來表示。其使用和塑料的重量沒有關(guān)系，使用起來相對(duì)方便。 由 V1=196cm

26、 式4-4 得出： Vmax≥196/0.8=245cm 式4-5 所以所選擇的注塑機(jī)的最大注射量一定要超過245cm。所以參考上面計(jì)算出的數(shù)據(jù)選用型號(hào)為XS-ZY-1000的注塑機(jī)對(duì)本次設(shè)計(jì)進(jìn)行注塑成型。參數(shù)如表4-3： 表4-3 XS-ZY-1000型注射機(jī)的基本參數(shù) 序號(hào) 項(xiàng)目 單位 XS-ZY-1000 1 螺桿（柱塞）直徑 mm 70 2 最大理論注射容量 Cm3 1400 3 注射壓力 MPa 178 4 鎖模力 kN 4500

27、 5 最大注射面積 Cm2 1800 6 最大模具厚度H mm 600 7 最小模具厚度H1 mm 370 8 模板最大距離L0 mm 1300 9 模板行程L1 mm 700 10 噴嘴圓弧半徑R mm 18 11 噴嘴孔徑d mm 5,6,6.5,7, 8 12 噴嘴移動(dòng)距離 mm 490 4.3.3注塑容量校核 一般注塑機(jī)都是按照國家標(biāo)準(zhǔn)來生產(chǎn)的，注塑機(jī)的推桿做一次最大的行程所能噴射的最大容量。注塑容量是注塑機(jī)的一個(gè)很重要的數(shù)據(jù)，其很大程度是體現(xiàn) 13 了一臺(tái)注塑機(jī)的工作能力，也就是能生產(chǎn)最大體積的產(chǎn)品。 以

28、體積來計(jì)算時(shí)，注塑成型一個(gè)產(chǎn)品所需要的體積必須在注塑機(jī)最大注射量的80%以內(nèi)，也就是 V塑≤0.8V注 式4-6 式中 V注為注塑機(jī)的最大注射量； V塑為塑料產(chǎn)品和澆注系統(tǒng)需要融化狀態(tài)下塑料的總體積； 0.8 為最大注塑容量的利用系數(shù)。 計(jì)算結(jié)果如下: V塑=V模4+ V澆=196cm 式4-7 其中， V模為零件所需塑料的體積，本次設(shè)計(jì)的模具是采用的一模四腔，所以總體積是4V模；V澆是澆注系統(tǒng)的總體積，也就

29、是主流道、分流道和澆口所需要的體積。 所以， V注≥V塑/0.8=196/0.8=245 cm 式4-8 因?yàn)楸敬芜x用的注塑機(jī)最大注射量為1400 cm，所以該注塑選擇合適。 4.3.4鎖模力校核 鎖模力又稱合模力，它是指在注塑成型時(shí)固定模具需要的最大力。當(dāng)原料充滿整個(gè)型腔，隨著注塑壓力的增加，對(duì)型腔產(chǎn)生的壓力會(huì)沿著分型面向外部擴(kuò)散，所以為了能使凹凸模能夠閉合，而且能保證產(chǎn)品的質(zhì)量要求及尺寸精度，所以在成型時(shí)注射壓力在分型面上擴(kuò)散的壓力必須小于注塑機(jī)的鎖模力。這個(gè)壓力的大小就是塑料產(chǎn)品加上澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和與型腔內(nèi)塑料

30、的平均壓力之和。 F＝kPcA/1000(KN) 式4-9 A=43700 mm F≥kpcA/1000 =1.14043700/1000=1922.8 KNF＝kPcA/1000(KN) 3-9 A=43700 mm F≥kpcA/1000 =1.14043700/1000=1922.8 KN 式中 F 注射機(jī)的最大鎖模力(KN) 式中 F 注射

31、機(jī)的最大鎖模力(KN) A——塑料產(chǎn)品與澆注流道在分型面上的總投影面積(mm)； Pc——熔融塑料在型腔內(nèi)的平均壓力(Mpa)，普通制品的型腔平均壓力取20～40Mpa，取40Mpa； k——安全系數(shù)，取k=1.1～1.2，在此取1.1； 經(jīng)過計(jì)算得：鎖模力的校核滿足要求。 4.3.5開模行程與頂出裝置的校核 每臺(tái)注塑機(jī)的開模行程都在一定的，取出產(chǎn)品所需要的開模距離一定要比注塑機(jī)的最大開模距離小。開模距離的校核可根據(jù)注塑機(jī)的型號(hào)選用，在此選用注射機(jī)最大行程與模具厚度無關(guān)的方式校核。 而只有一個(gè)分型面的注射模的開模行程可以根據(jù)以下的公式來計(jì)算：

32、 L≥H1+H2+(5～10) (mm) 式4-10 I 式中 H1 脫模距離 H2 型芯的高度（包括主流道的高度） (mm) L 注射機(jī)的開模行程 (mm) 根據(jù)上述型芯的尺寸可以得到：H1=50mm H2=135mm 即 L≥135+50+8=193mm 本次設(shè)計(jì)是選擇的斜頂機(jī)構(gòu)來進(jìn)行分模。所以還需要考慮斜頂抽出需要的距離。斜頂所需要的行程為H3。 當(dāng)H3大于H1與H2之和時(shí)，開模行程按公式3-11來校核：

33、 L≥H3+（5～10） (mm) 式4-11 若H3小于H1與H2之和時(shí)，則公式3-12校核： L≥H1+H2+(5～10) (mm) 式4-12 在這里H3= 5/tan10=28.3mm 而 H1+H2=135+50＝185mm 所以注射機(jī)的開模行程還是按L≥H1+H2+(5～10) (mm)計(jì)算， 即為 L≥193 mm 而所選注射機(jī)的行程為700mm，大于193 mm，因此能達(dá)到需求。 4.4模架的選擇 模架與鑲

34、件的尺寸的確定。 塑料產(chǎn)品的尺寸大小和形狀結(jié)構(gòu)決定著模具的大小的選擇，對(duì)于模具來說，要讓其有相對(duì)緊湊的結(jié)構(gòu)，就必須要讓模具有足夠大的強(qiáng)度。型芯的大小是根據(jù)產(chǎn)品尺寸大小、形狀結(jié)構(gòu)和一腔幾模來確定的，在確定好型芯大小之后再根據(jù)參數(shù)選擇就可以選擇合適的模架了。 因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的產(chǎn)品是普通的塑料制品，所以模具模架的與鑲件的大小可以根據(jù)圖4-5來選擇： 圖4-5模板參數(shù) A：指型芯與模板之間的寬度； B：指凹模的上表面面到定模板上表面的高度； 15 C：指凸模下表面到動(dòng)模板下表面的高度； D：指產(chǎn)品到型芯側(cè)面的寬度； E：指產(chǎn)品最高點(diǎn)到型芯的上表面高度； X--表示產(chǎn)品高度

35、。 根據(jù)前面測(cè)量得到產(chǎn)品的的長(zhǎng)寬分別為155mm、70mm，因?yàn)椴捎玫氖且荒Ｋ那?，所以產(chǎn)品的總投影面積在40000-62500mm*mm之間，所以選擇一下參數(shù)：A=70mm、B=52mm、C=60mm。見表4-4 表 4－4 模架具體數(shù)據(jù) 名稱 尺寸（mmmmmm） 材料 數(shù)量 上模板座板 65070035 45＃ 1 凹模型板 410280100 45＃ 1 凸模型板 41028040 45＃ 1 墊塊 70068100 Q235-A 2 推桿固定板 70026025 45＃ 1 推板 70026030 45＃ 1 下模板

36、座板 65070035 45＃ 1 4.5澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.5.1澆注系統(tǒng)的基本要點(diǎn) 澆注系統(tǒng)是指原料被噴射出來后，到達(dá)各個(gè)型腔之前在模具中還需流過的流道。 澆注系統(tǒng)有普通流道和無流道之分，根據(jù)工藝用途的不同又可以將澆注系統(tǒng)分為兩類，分別為冷流道和熱流道澆注系統(tǒng)。在一般使用中的普通流道澆注系統(tǒng)是冷流道澆注系統(tǒng)，它的應(yīng)用比較普及；無流道澆注系統(tǒng)屬于熱流道澆注系統(tǒng)，其應(yīng)用也在日益擴(kuò)大。 其原理是將經(jīng)過高溫融化了的的塑料能夠均勻的流到模具分各個(gè)型腔之中，為了使產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比較緊湊，形狀符合要求，表面粗糙度小，必須使壓力分散傳送到產(chǎn)品的每一個(gè)部位。 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，主要是合理

37、的布置澆口，為了使產(chǎn)品的質(zhì)量能達(dá)到要求和能夠順利的完成澆注，必須選擇合適的位置來布置澆口。所以澆注系統(tǒng)的選擇一般要遵循一下幾個(gè)原則： 1、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，流道要盡量避免彎曲，其表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra1.6-Ra0.8um。 2、還應(yīng)該確定模具是一模幾腔，澆注系統(tǒng)應(yīng)該按照型腔的總體布局來進(jìn)行設(shè)計(jì)，最好要與模具中心線對(duì)齊。 3、設(shè)計(jì)澆口的時(shí)候們應(yīng)該想到澆口去除時(shí)是否方便，要求切除澆口時(shí)不在產(chǎn)品上留下痕跡，以保證產(chǎn)品外觀良好。 4、為了減少原料的填充時(shí)間，在滿足注塑成型和能有較好的排氣，應(yīng)該選擇較短的流程。 5、澆口要確保在原料流入各個(gè)型腔時(shí)，正好與產(chǎn)品厚度較大的地方在同一水平線，以確保原

38、料的快速流入。 4.5.2主流道設(shè)計(jì) 主流道是指連接注射機(jī)噴嘴和分流道的塑膠通道，是將熔融狀態(tài)的塑料注入模具之前最先經(jīng)過的一段流道，其形狀、大小都會(huì)直接影響到塑膠的流動(dòng)速度和注射完成時(shí)間。 本次設(shè)計(jì)采用的是垂直式主流道，其形狀如圖4-6所示。 主流道的直徑為d，即是其與注射機(jī)噴嘴接觸的圓的直徑。 d=注射機(jī)噴嘴直徑+（0.5-1）mm 主流道的長(zhǎng)度L是依照模具的具體結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)選擇的。 主流道的傾斜角度a，一般在2-4的范圍內(nèi)選擇，如果粘度過大的塑料，則a可選3-6。為了易于加工，應(yīng)該盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)的傾斜角度，或者選擇標(biāo)準(zhǔn)的澆口套。本次設(shè)計(jì),添加了一個(gè)定位壞，用來固定注塑機(jī)和主流道的

39、這位置，其固定形式如圖4-7所示。 圖4-6 主流道 圖4-7 定位環(huán) 4.5.2分流道設(shè)計(jì) 分流道是介于主流道和澆口之間，可以通過分流道的結(jié)構(gòu)，尺寸的不同及其曲直程度，使熔融狀態(tài)的塑料推進(jìn)各個(gè)型腔時(shí)確保最好的成型成果。 1、影響分流道的設(shè)計(jì)有以下幾點(diǎn)： 1） 產(chǎn)品的厚度和產(chǎn)品的質(zhì)量符合要求，其尺寸和結(jié)構(gòu)要相對(duì)穩(wěn)定。 2） 塑料的類別，也就是熔融狀態(tài)下塑料的流動(dòng)性、融化溫度、凝固溫度和收縮率。 3） 注射機(jī)的注射壓力、融化溫度和射出速率。 4） 脫模時(shí)各個(gè)流道的分離方法。 5） 一模幾腔、澆口的放置和結(jié)構(gòu)的選擇。 2、選擇分流道的要求：

40、1）熔融狀態(tài)的塑料經(jīng)過每一節(jié)流道時(shí)的壓力及溫度流失的大小。 2）熔融狀態(tài)的塑料在分流道中凝固的時(shí)間應(yīng)該后于產(chǎn)品的凝固時(shí)間， 以保證壓力的傳遞與保壓。 3）能夠保證塑料在固化之前均勻的流道各個(gè)型腔之中。 17 4）每節(jié)流道的直徑一般要比前面一節(jié)流道的直徑小10%-20%左右。 本次設(shè)計(jì)次流道設(shè)計(jì)如圖4-8所示。 圖4-8分流道 本次設(shè)計(jì)采用的流道是圓形的分流道，因?yàn)閳A形分流道的有效接觸面與體積之比最小的形狀，在體積一樣的分流道中圓形截面分流道與產(chǎn)品的接觸面積是最小的，所以它的壓力流失和溫度流失會(huì)比較小，有利于熔融狀態(tài)的塑料的流動(dòng)和壓力的傳遞。但

41、是圓形截面的分流道的加工比較麻煩，它要在動(dòng)模和定模上分別加工。 4.5.3澆口設(shè)計(jì) 澆口的形狀大小都很小，且流道的距離很短，其截面是很小的一段料流通道。 1.澆口的作用：讓原料在進(jìn)入型腔時(shí)有比較快的速度和相對(duì)較好的流動(dòng)性；可以很好地避免因?yàn)閴毫卸a(chǎn)生原料逆向流動(dòng)的現(xiàn)象；便于制品脫模。 2.澆口尺寸設(shè)計(jì)：因?yàn)闈部诘某叽绫容^小，平常都是按經(jīng)驗(yàn)來選取的，先取其最小值，然后在調(diào)試模具時(shí)慢慢增加其尺寸大小，直到合適為止，澆口截面面積與流道截面面積之比一般為5%左右，截面的形狀一般為矩形或圓形。 1）澆口截面高度h。澆口的高度一般是根據(jù)產(chǎn)品的厚度來選擇的，取 產(chǎn)品厚度的30%-%7

42、0左右或者是0.5-2mm。 2）澆口截面寬度b。在速度和產(chǎn)品的厚度平均正常的前提下，澆口截 面尺寸一般可取為1-3mm。 3）澆口長(zhǎng)度L。為了減小在注塑原料時(shí)產(chǎn)生的阻力和壓力，且能比較 平均的速度，澆口的長(zhǎng)度應(yīng)該取得比較小，一般情況下澆口的長(zhǎng)度可以取 1mm-2mm左右。 本零件中，h=2mm,b=1mm,L=2mm 3.澆口位置選擇：澆口的布置對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求有很大的改變，所以在布置澆口時(shí)應(yīng) 考慮以下幾個(gè)問題： 1）澆口應(yīng)該設(shè)在產(chǎn)品厚度較大的位置，使原料從厚壁的位置流向薄壁， 并且能夠保持澆口到型腔每個(gè)位置的流程基本上一樣。

43、 2）要有利于排氣。 3）防止在噴射原料時(shí)在填充的過程中產(chǎn)生沖紋。 4）澆口的位置應(yīng)選擇在產(chǎn)品的主要受力方向上，以減小原料流動(dòng)方 向產(chǎn)生的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力。 5）完成分型后，澆口去除方便，不能影響產(chǎn)品的外觀。 參考上述幾點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)的澆口位置選擇在分流道的最后端。如圖4-9所示。 I 圖4-9澆口 4.5.4冷料穴設(shè)計(jì) 冷料穴是有倒扣的作用，能夠?qū)⒘鞯篮彤a(chǎn)品先留在動(dòng)模上。如圖4-10所示。 1. 冷料穴又分主流道冷料穴和分流道冷料穴。冷料穴一般都是在流道的最后端。 2. 冷料穴的主要作用是防止在注塑塑料時(shí)將冷卻了的塑料注射

44、進(jìn)型腔里，而使產(chǎn)品產(chǎn)生不必要的缺陷。 3. 冷料穴的大小和深淺都要適合，要根據(jù)產(chǎn)品的大小和形狀結(jié)構(gòu)來確定的，對(duì)于打的產(chǎn)品可以適當(dāng)選擇大的。 圖4-10冷料穴 4.6成形零件的設(shè)計(jì) 1、導(dǎo)向部分的配合一般采用H8/h7或H8/h8； 2、襯套與定模之間的配合采用H7/m6； 3、定位環(huán)與注射機(jī)定模固定板中心定位孔相配，配合精度為H11/h11； 4、導(dǎo)柱與安裝孔之間采用過渡配合H7/m6或H7/k6； 5、頂桿與頂桿孔的配合采用滑動(dòng)配合，一般為H8/f8； 6、斜導(dǎo)柱與固定板的配合采用H7/k6；。 4.7 型芯分模步驟 1、設(shè)置完工作目錄后，新建→制造→模具

45、型腔，不要勾選使用缺省模板，選擇“mmns_part_solid”。 圖4.7-1 2、 設(shè)置好絕對(duì)精度，如果已經(jīng)是絕對(duì)精度就不用設(shè)置了。點(diǎn)擊，選擇pro/E實(shí)體建模好的實(shí)體模型，選擇參照模型合并，全部按照默認(rèn)選擇，目標(biāo)是分模方向與圖中“PULL DIRECTION”方向一致，如果不一致，則更換參照。 圖4.7-2 上圖中4個(gè)零件模型排放位置和尺寸要合理，關(guān)系到后面流道的設(shè)計(jì)和模仁的大小，故先在pro/E中使用鏡像的方式創(chuàng)建好其他三個(gè)零件模型，四個(gè)零件均布，間隔均為40cm。保存為新文件，上述步驟中參照模型便是選用的此文件。另一個(gè)方法是直接參照一個(gè)零件的方式，在新建模具型腔的工作空

46、間通過模具布局陣列出其他三個(gè)，但是試過幾次都不成功，陣列出來的四個(gè)零件不能成對(duì)稱布置。前一方法更為簡(jiǎn)單有效，如果是更多個(gè)型腔的模具也更好排放位置。 3、設(shè)置產(chǎn)品收縮率，收率為0.05%. 4、創(chuàng)建→工件→手動(dòng)，接下來步驟見下兩個(gè)圖。 圖4.7-3 創(chuàng)建實(shí)體伸出項(xiàng)，點(diǎn)擊完成設(shè)置，這一步驟與拉伸創(chuàng)建實(shí)體相似，選擇好草繪平面，拉伸出包絡(luò)整個(gè)零件的長(zhǎng)方體prt002，這一長(zhǎng)方體的形狀便是后面的模仁大小，因此設(shè)置其尺寸要根據(jù)零件的大小來設(shè)計(jì)，在模具設(shè)計(jì)手冊(cè)上查表得知再結(jié)合實(shí)際零件尺寸計(jì)算出模仁的大小為410mm*282mm*140mm。 圖4.7-4 5、 在新建的prt002上創(chuàng)建

47、2個(gè)基準(zhǔn)面，將四個(gè)零件均分，創(chuàng)建的兩個(gè)基準(zhǔn)面也是為了創(chuàng)建兩兩零件間的分型面作為一個(gè)參照。 6、 將prt002隱藏，在一個(gè)零件內(nèi)側(cè)面復(fù)制分型面，具體步驟：點(diǎn)擊圖標(biāo)開始創(chuàng)建分型面，在零件內(nèi)側(cè)面選擇任意一個(gè)平面，依次點(diǎn)擊，按住Ctrl鍵復(fù)制整個(gè)零件內(nèi)側(cè)面，切記將所有內(nèi)側(cè)面選擇上，選擇出的這個(gè)平面便是后面設(shè)計(jì)的凸模上表面。見圖4.7-5. 7、 點(diǎn)擊圖標(biāo)，以拉伸方式創(chuàng)建分型面，連接中間的空隙，拉伸創(chuàng)建的分型面需要與復(fù)制的分型面合并，合并后才能整合一個(gè)分型面。再點(diǎn)擊圖標(biāo)，以便捷混合的方式創(chuàng)建分型面，選取圓弧邊與任意一條與其相鄰的邊，將兩邊的空隙填補(bǔ)上，便捷混合方式創(chuàng)建的分型面同樣要與復(fù)制的分型面進(jìn)

48、行合并。這兩個(gè)步驟做出的分型面決定著后面凸模和凹模的配合，這一步驟的決定也是通過多次實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)后面步驟凸模凹模的合理設(shè)計(jì)優(yōu)化反胡來設(shè)計(jì)的這一分型面。效果圖如下圖4.7-6。 圖4.7-5 圖4.7-6 8、 做到這一步驟需要明確一下創(chuàng)建分型面的目的：分型面是一個(gè)面，作為凸模和凹模分開的臨界面，零件實(shí)體與現(xiàn)在分型面的創(chuàng)建沒有關(guān)系，故應(yīng)該遮蔽掉，至此零件的作用已經(jīng)完成，之后所有的步驟零件軍事處于遮蔽狀態(tài)，留下以上步驟創(chuàng)建出的分型面，再將prt002取消遮蔽，以延伸的方式創(chuàng)建分型面，將復(fù)制分型面延伸到prt002的邊界面上，延伸的方式實(shí)際意思是將復(fù)制的分型面延伸擴(kuò)展到想要到達(dá)的面

49、上，來將整個(gè)prt002分成凸模和凹模兩個(gè)部分，因此延伸方式創(chuàng)建的分型面不需要與復(fù)制的分型面進(jìn)行合并。延伸完分型面如下圖4-7.特別說明：做到這一步驟，零件內(nèi)側(cè)的倒扣部分未考慮進(jìn)去，這部分倒扣留在模架的設(shè)計(jì)時(shí)加上了滑塊機(jī)構(gòu)，通過脫模的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)滑塊的橫向運(yùn)動(dòng)，做出這部分結(jié)構(gòu)，因此在分模時(shí)忽略這步驟，強(qiáng)行先將體積快分割為凹模與凸模。 圖4.7-7 9、 創(chuàng)建完一個(gè)零件的分型面，直接點(diǎn)擊圖中的一個(gè)零件的完整分型面，鏡像出其他三個(gè)，再將四個(gè)分型面合并成一個(gè)完整的分型面。見圖4.7-8. 圖4.7-8 10、 點(diǎn)擊圖標(biāo)，將prt002分割成兩個(gè)體積塊，選擇第9步完成了的分型面作為分割體積

50、塊的邊界面。 圖4.7-9 11、抽取體積快。將分割好的體積塊抽取為可用的體積快。 12、創(chuàng)建流道。點(diǎn)擊菜單管理器中的特征→型腔組件→實(shí)體→切除材料→旋轉(zhuǎn)→完成，在居中位置創(chuàng)建流道。主流道澆口大小，錐度，分流道的直徑等數(shù)據(jù)在前面的計(jì)算中計(jì)算的得出。上澆口大小為R1.5，錐度為88度。結(jié)果如下圖4-10. 圖4.7-10 13、 分模。點(diǎn)擊菜單管理器中的模具開模→定義間距→定義移動(dòng)。將上下模板的移動(dòng)距離都定義為100，模具開模的效果圖如下。圖4.7-11 . 圖4.7-11 至此模具分模部分全部完成。 23 第五章 用EMX6.0設(shè)計(jì)模架

51、 5.1模架總體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述 模架一般采用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)模架，模架上要用到的配件同樣也是有標(biāo)準(zhǔn)的，模架的設(shè)計(jì)在于各種零件的獨(dú)特部位的設(shè)計(jì)，但是模架配件的選用需要參照模仁的尺寸來選用。小型的注塑模架一般選擇Futaba、LKM等供應(yīng)商提供的標(biāo)準(zhǔn)模架。這次設(shè)計(jì)中我的標(biāo)準(zhǔn)模架便是采用的Futaba提供的Sc-type型號(hào)的模架。 由分模部分的設(shè)計(jì)可以知道模仁的大小為410mm*282mm*140mm， 通過查標(biāo)準(zhǔn)模架選取的參照準(zhǔn)則，模仁四個(gè)垂直的面距離模板側(cè)邊范圍為95—100mm。故選擇模架的尺寸為700mm*650。 裝配了標(biāo)準(zhǔn)模架之后便是直接在標(biāo)準(zhǔn)模架上修改復(fù)合自己產(chǎn)品的各個(gè)部件的參數(shù)，在E

52、MX中設(shè)計(jì)的部分有澆口襯套、主流道襯套、冷卻系統(tǒng)的水線設(shè)置、推出機(jī)構(gòu)的頂桿設(shè)計(jì)、拉料桿的設(shè)計(jì)、定位銷的設(shè)計(jì)、導(dǎo)柱與導(dǎo)套的設(shè)計(jì)、復(fù)位桿的設(shè)計(jì)、上下壓板的尺寸設(shè)定以及特殊部位的滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。下面一一詳細(xì)闡述各個(gè)結(jié)構(gòu)的設(shè)置修改方法。 5.2模架各個(gè)基本系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5.2.1裝配零件 點(diǎn)擊圖標(biāo)，新建EMX組件，再點(diǎn)擊圖標(biāo)將分模后的123.asm文件裝配進(jìn)來，以這一文件作為基準(zhǔn)創(chuàng)建模架，注意裝配的時(shí)候不要使用缺省的模式裝配，而是選擇對(duì)齊的方式，123.asm的三個(gè)參照面與EMX模架中的三個(gè)參照面互相對(duì)齊，其中123.asm文件中與EMX中水平面對(duì)齊的面應(yīng)該通過其分型面，從多次EMX的操作中獲得經(jīng)驗(yàn)

53、，裝配這一環(huán)節(jié)看似簡(jiǎn)單，這一步的操作關(guān)系著凸模和凹模相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)模架的相對(duì)位置，在裝配完之后如果發(fā)現(xiàn)模仁相對(duì)于模架的相對(duì)位置不對(duì)，需要重復(fù)裝配這一環(huán)節(jié)，直至得到如下圖所示的相對(duì)位置。才能繼續(xù)下一步的工作。見圖5-1.圖示中并非實(shí)際裝配尺寸，而是為了明確表明這一步驟的重要以及效果圖而放大上壓板制成的。 25 圖5-1 5.2.2選擇模架 點(diǎn)擊模架定義對(duì)話框左下角中的圖標(biāo)，在給出的標(biāo)準(zhǔn)模架中選擇futaba-s供應(yīng)商提供的SC-type型號(hào)的模架，不要勾選保留尺寸和模型數(shù)據(jù)選項(xiàng)，在當(dāng)前對(duì)話框，即載入EMX組件對(duì)話框，點(diǎn)擊右下角的圖標(biāo)，表示選中該模架，并加載標(biāo)準(zhǔn)配件，點(diǎn)擊右下角的圖

54、標(biāo)，確認(rèn)加載該模架。 圖5-2載入EMX模架對(duì)話框 5.2.3修改各塊板的尺寸 圖5-3加載模架 上圖所示的模架大小不合理，在模架總體尺寸的設(shè)計(jì)中選用的是700mm*650mm的模架，在下圖所示的模架定義對(duì)話框圖5-3中修改模架尺寸，對(duì)話框中還可以直接的看出各個(gè)板的尺寸，包括上下壓板、支撐板、推板、凹凸模座板的厚度。具體操作： 例:改動(dòng)上壓板的厚度，在模架定義對(duì)話框中右鍵上壓板，出現(xiàn)圖5-6所示 I 的對(duì)話框，在修改上下壓板的厚度即可。其他板需要修改才能滿足要求的同理修改即可，如上模座板、下模座板、推板的厚度可沿用默認(rèn)的厚度。 圖5-4加載模架中

55、 圖5-3模架定義對(duì)話框 27 圖5-5模架加載完成 圖5-6修改板件對(duì)話框 5.2.4修改緊固件的尺寸 操作與修改各板厚度方法一致。不同之處： (1)導(dǎo)柱與導(dǎo)套：修改導(dǎo)柱與導(dǎo)套需要與前面對(duì)導(dǎo)柱導(dǎo)套的尺寸及在模架上的擺放位置一樣。具體數(shù)據(jù)計(jì)算見前計(jì)算部分。在此再讀闡述一下導(dǎo)柱與導(dǎo)套的作用。為了保證分模時(shí)動(dòng)模按一定的方向脫模，以及合模時(shí)，動(dòng)模與定模能夠確無誤的結(jié)合在一起，設(shè)置導(dǎo)柱的形式來確定動(dòng)模的運(yùn)動(dòng)不偏離軌跡，導(dǎo)套設(shè)置在導(dǎo)柱與定模上，一個(gè)作用是防止定模由于導(dǎo)柱的反復(fù)運(yùn)動(dòng)而應(yīng)發(fā)的碰撞和疲勞磨損，定模作為一個(gè)專門設(shè)計(jì)的重要部件，需要保證他的使用壽命；第

56、二個(gè)作用是導(dǎo)套的材料適合反復(fù)的滑動(dòng)，且耐磨性能好，導(dǎo)套的材料決定著加入潤(rùn)滑油之后可以減少很大的阻力，減少了噪聲的產(chǎn)生，導(dǎo)套使用久了產(chǎn)生誤差之后也易于更換。導(dǎo)柱為四根，尺寸為50*40. (2)緊固件的修改:緊固件的目的是為了將上壓板與上模座板牢固的結(jié)合在一起；將下壓板、支撐板和下模座板連接為一體。根據(jù)模架的基本尺寸設(shè)定安裝緊固件的孔為M16*30（6個(gè)上端）、M20*140（6個(gè)下端）。 (3)垃圾釘?shù)脑O(shè)置:垃圾釘?shù)淖饔檬欠乐褂信K物掉入頂桿推板后造成推板不能完全復(fù)位，影響塑料制品的外形，如若沒有設(shè)置垃圾釘，復(fù)位后，頂桿會(huì)相對(duì)原來的位置往凹模方向移動(dòng)一個(gè)位置，破壞了產(chǎn)品預(yù)想的外觀。垃圾釘共八

57、個(gè)，尺寸為10*10. 以上緊固件的設(shè)置是通過模架整體的大小來設(shè)置的，在模架上設(shè)置的這些尺寸均為預(yù)留孔的尺寸和位置尺寸。 5.2.5定位環(huán)和主流道襯套 定位環(huán)的作用是將主流道襯套的位置固定在上模架座板上，主流道襯套則是融化的塑料液體通過高壓經(jīng)上模架座板、上壓板注入型腔的液體通道。定位環(huán)和主流道襯套均為標(biāo)準(zhǔn)件，直接選用即可。 點(diǎn)擊圖標(biāo)設(shè)置定位環(huán)，在定位環(huán)對(duì)話窗口中有操作步驟，先選用定位環(huán)放置的軸線，選用上模架座板上幾何中心線作為軸線；第二步選擇定位環(huán)防止的平面，選擇上模架座板上表面作為所選用的曲面。設(shè)置主流道襯套的直徑為60.確定之后勾選即可。 43 圖5-7設(shè)置定位環(huán)

58、 點(diǎn)擊→模架→組件定義→主流道襯套。與設(shè)置定位環(huán)一樣的操作步驟，先設(shè)置好主流道襯套擺放的軸線，再設(shè)置主流道襯套放置的平面。修改主流道襯套直徑為18.確定之后勾選即可。 圖5-8設(shè)置主流道襯套 圖5-9主流道襯套尺寸 圖5-10定位環(huán)與主流道襯套 5.2.6頂桿 頂桿的作用是在分模之后將塑料制品從動(dòng)模上頂出，頂桿的擺放的位置要合理，頂桿與上推板凸模相結(jié)合，頂桿底部受傷推板的推力作用，頂部對(duì)塑料制品內(nèi)側(cè)一個(gè)作用力，完成零件的脫模。根據(jù)零件的實(shí)體每個(gè)零件設(shè)置了四根頂桿，頂桿頂端分布在零件零件的內(nèi)側(cè)面上，由于零件分為曲面部分和水平面部分，在水平面上每個(gè)零件設(shè)置了連根頂桿，

59、曲面部分也設(shè)置兩根頂桿，是的脫模時(shí)零件受力大致均勻。脫模不會(huì)因?yàn)轫敆U分布不均而損壞零件。頂桿直徑設(shè)置為4.長(zhǎng)度通過計(jì)算上推板到分型面的距離為200mm。 設(shè)置頂桿僅與上推板和分型面有關(guān)，因此設(shè)置頂桿的時(shí)候?qū)⑵渌Y(jié)構(gòu)全部隱藏，只留下上推板和分型面。創(chuàng)建頂桿需要先創(chuàng)建頂桿頂端的位置所在，點(diǎn)擊圖標(biāo)，在分型面上創(chuàng)建基準(zhǔn)點(diǎn)。創(chuàng)建好基準(zhǔn)點(diǎn)之后點(diǎn)擊創(chuàng)建頂桿圖標(biāo)，按照對(duì)話框中的提示， 修改頂桿的直徑和長(zhǎng)度；設(shè)置頂桿的位置，選用上一步驟創(chuàng)建的基準(zhǔn)點(diǎn)作為頂桿放置的點(diǎn)；第二步設(shè)置頂桿底部的支撐面，選用上推板的下表面作為頂桿的支撐面，第三步設(shè)置頂桿的放置方向，選擇任意與上推板下表面垂直的面。如果不明確要選用那個(gè)

60、曲面作為方向曲面，可以直接從頂桿的作用出發(fā)。設(shè)置好一根頂桿之后按照同樣的方法做出其他的頂桿。 圖5-11設(shè)置頂桿 圖5-12設(shè)置好的頂桿 5.2.7拉料桿 拉料桿的作用是在模具開模的時(shí)候?qū)⒅髁鞯览锩胬淠乃芰蠌亩部谔字欣鰜恚奖阆乱淮巫⑺?，拉出來之后隨著頂桿的推出將主流道凝料和塑料制品一起推出模具外面。拉料桿與頂桿的設(shè)置方法相似，本次設(shè)計(jì)中拉料桿直徑為8，長(zhǎng)度為200mm。 具體步驟： (1)同樣在分型面上先設(shè)置一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)線設(shè)置在主流道的正下方。點(diǎn)擊圖標(biāo)修改好拉料桿的數(shù)據(jù)如下圖，選擇基準(zhǔn)點(diǎn)作為拉料桿的頂端圓心位置，上推板的下表面作為放置拉料桿的下端位置，再選擇一

61、個(gè)垂直的參照曲面，點(diǎn)擊表示完成。這樣做出一個(gè)拉料桿的主體部分。 圖5-13拉料桿參數(shù) (2)在模型樹中打開拉料桿元件，在其頂部拉伸切除一部分材料，形成一個(gè)勾形，來勾住主流道冷料井中的塑料。 圖5-14創(chuàng)建拉料桿勾狀特征 圖5-15拉料桿頂端特征 5.2.8冷卻系統(tǒng) 注塑成型制作塑料制品，融化的塑料液體在模具中的冷卻時(shí)間占注塑周期的一大部分，減少其冷卻時(shí)間可以大幅度的提高生產(chǎn)效率；模具也會(huì)因?yàn)闇囟雀叩乃芰弦后w的沖入而自身發(fā)生少量的膨脹，影響塑料制件的精度。因此使用注塑模具是必須要有冷卻系統(tǒng)，使得模具溫度不至于過高。 冷卻系統(tǒng)一般是同循環(huán)水來冷卻模具，結(jié)合此次設(shè)計(jì)中的

62、模具大小來考慮，在凹模上設(shè)置四條水線作為冷卻水循環(huán)的通道能夠滿足模具對(duì)冷卻的需求。水線設(shè)置不應(yīng)與型腔和流道產(chǎn)生干涉，且均布在零件的正上方。 創(chuàng)建水線具體步驟： (1)創(chuàng)建水線軸線所在的基準(zhǔn)面，點(diǎn)擊圖標(biāo)，以凹模上表面作為參照基準(zhǔn)面，往下偏移25mm，確定創(chuàng)建的基準(zhǔn)面。 (2)創(chuàng)建水線，在上一步驟中創(chuàng)建的基準(zhǔn)面上草繪出八根基準(zhǔn)線，基準(zhǔn)線從中間往模架外端畫，水線均布在零件的正上方，八根水線兩兩合并在一起貫穿模架。 (3)點(diǎn)擊圖標(biāo)，創(chuàng)建冷卻系統(tǒng)。按照對(duì)話框中的提示選擇上一步驟創(chuàng)建的一條基準(zhǔn)線作為冷卻系統(tǒng)水道的軸線，模架中的上壓板外側(cè)面錯(cuò)位放置水嘴的基準(zhǔn)面。 圖5-16 點(diǎn)擊→模架→元件

63、狀態(tài)。將冷卻系統(tǒng)勾選，表示為顯示狀態(tài)。冷卻系統(tǒng)至此創(chuàng)建好。效果圖件圖5-17. 圖5-17冷卻系統(tǒng) 圖5-18局部放大圖 5.2.9定位銷 定位銷的作用是限制物體的自由運(yùn)動(dòng)度，在由兩部分或者更多部分構(gòu)成的模具中，是模具相鄰兩部分準(zhǔn)確定位而設(shè)計(jì)的銷。 定位銷的直徑由整體模架的大小決定，定位銷的作用是保證兩部分準(zhǔn)確的定位，需要承受一定的強(qiáng)度，經(jīng)過大致的計(jì)算和強(qiáng)度的估算，取定位銷的直徑為10.長(zhǎng)度由各塊模架板厚度決定。連接上壓板與上模座板的定位銷a長(zhǎng)度為155mm，連接下壓板、支撐板和夏末座板的定位銷b長(zhǎng)度為200mm。定位銷a、b均有4根，分布在模架的四個(gè)邊角上。 創(chuàng)建定位

64、銷孔的步驟： (1)在上模座板上表面上創(chuàng)建四個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)作為放置定位銷的軸線。基準(zhǔn)點(diǎn)的創(chuàng)建應(yīng)該考慮到上模板座板上的緊固螺釘、下模板座板上的緊固螺釘、導(dǎo)柱導(dǎo)套、以及冷卻系統(tǒng)。基準(zhǔn)點(diǎn)的創(chuàng)建都不要和其發(fā)生干涉。在模架的四個(gè)角上選取一個(gè)合理的位置創(chuàng)建。 (2)點(diǎn)擊，定義定位銷。 (3)選擇一個(gè)創(chuàng)建的基準(zhǔn)點(diǎn)作為定位銷的軸線位置，選擇上壓板座板上表面作為放置定位銷孔的基面。選擇確定。 圖5-19創(chuàng)建定位銷孔 圖5-20總體效果圖 5.3滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 有些塑料制品的結(jié)構(gòu)中在側(cè)向，即不在分模的方向上有凹凸的結(jié)構(gòu)，或者特殊形狀的結(jié)構(gòu)的時(shí)候，分模時(shí)候會(huì)因?yàn)檫@一部分的存在導(dǎo)致分模分不開，

65、如果強(qiáng)行分模又會(huì)導(dǎo)致塑料制件損壞，達(dá)不到預(yù)期的目標(biāo)形狀。對(duì)于這種情況可以針對(duì)給出的零件專門設(shè)計(jì)出滑塊、斜方等側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)來處理這一問題。 前面在分模是提到分模是強(qiáng)行分開的，沒有考慮給出零件的側(cè)向倒扣部分，零件側(cè)向倒扣部分實(shí)際是在垂直于分型面方向有一個(gè)凸起的圓柱形小凸臺(tái)，零件是對(duì)稱模型，因此一遍又一個(gè)，兩個(gè)小凸臺(tái)相對(duì)，指向零件內(nèi)側(cè)。見圖5-21. 圖5-21零件內(nèi)側(cè)凸起部分 由于是第一次做關(guān)于注塑模的設(shè)計(jì)，大致步驟分為實(shí)體造型→分?！＜芙Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在指導(dǎo)老師的建議下，將這一部分留在模架部分來解決，回想整個(gè)設(shè)計(jì)的過程，凹凸部位較小的部分，在分模部分做出來只會(huì)增加分模的難度，在分模

66、是還要考慮到模架的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這樣的工作量因?yàn)橐粋€(gè)小凸臺(tái)增加了很多，前后部分需要一起考慮，難度加大了很多。 5.3.1方法的選用 在5.2節(jié)做完模架的基本結(jié)構(gòu)的修改和校核之后，現(xiàn)在針對(duì)這兩個(gè)小凸臺(tái)作出幾個(gè)猜想設(shè)計(jì)： (1)側(cè)抽型機(jī)構(gòu)：側(cè)抽型機(jī)構(gòu)是在模架的下模板側(cè)面設(shè)計(jì)一個(gè)能橫向移動(dòng)哈弗塊，上模板設(shè)置一個(gè)固定的斜導(dǎo)柱，哈弗塊穿過斜導(dǎo)柱，在分模的時(shí)候哈弗快由于被螺釘和L型鋼板固定在下模板處，隨著下模板的運(yùn)動(dòng)，哈弗塊沿著斜導(dǎo)柱方向運(yùn)動(dòng)，將哈弗塊上與小凸臺(tái)相對(duì)應(yīng)的小凹槽從模架的側(cè)面抽出來，塑料制件該部位便形成一個(gè)小凸臺(tái)。 圖5-22側(cè)抽芯示意圖 這種機(jī)構(gòu)對(duì)于凸臺(tái)或者凹槽在側(cè)面的零件十分奏效，但是對(duì)于我這次設(shè)計(jì)的零件來說，一個(gè)是凸臺(tái)指向零件內(nèi)側(cè)，側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)不能滿足其要求，我也試過將哈弗塊末端設(shè)置成一個(gè)倒L型，哈弗塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)隨著下模板的運(yùn)動(dòng)往模架里面運(yùn)動(dòng)，結(jié)合凸臺(tái)的位置，這樣的設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)零件其他部分的注塑產(chǎn)生干涉。而是側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)占據(jù)的位置相對(duì)于設(shè)計(jì)的零件來說太大，在零件內(nèi)側(cè)根本不可能放的下兩個(gè)側(cè)