畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）塑料制品三維模具設(shè)計(jì)

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1、機(jī)電控制工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 機(jī)電控制工程 系 數(shù)控技術(shù) 專業(yè) 05 級(jí)（1）班 課題名稱： 塑料制品三維模具設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)起止時(shí)間： 2008　年 3 月　3 日～　6 月　15 日(共　15　周) 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 報(bào)告日期： 2008年3月31日 1．本課題所涉及的問題在國內(nèi)(外)的研究現(xiàn)狀綜述 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)

2、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2000年我國模具總產(chǎn)值預(yù)計(jì)為260-270億元,其中塑料模約占30%左右。在未來的模具市場(chǎng)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(tái)北極星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具,所生產(chǎn)的這類齒輪塑件

3、的尺寸精度、同軸度、跳動(dòng)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的齒形誤差,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)0.02～0.05mm,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 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 0.005～0.0

4、1mm 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%

5、 2．設(shè)計(jì)(論文)要解決的問題和采用的研究方法 在課題中要解決的問題： 塑料制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的幾何結(jié)構(gòu)、斜度、嵌件等情況是否合理，熔接痕、縮孔等成型缺陷的允許程度，有無涂裝、電鍍、膠接、鉆孔等后加工。塑料的塑化及成型工藝參數(shù)。分析工藝任務(wù)書所提出的成型方法、設(shè)備型號(hào)、材料規(guī)格、模具結(jié)構(gòu)類型等要求是否恰當(dāng)，能否落實(shí)。成型材料應(yīng)當(dāng)滿足塑料制件的強(qiáng)度要求，具有好的流動(dòng)性、均勻性和各向同性、熱穩(wěn)定性。根據(jù)塑料制件的用途，成型材料應(yīng)滿足染色、鍍金屬的條件、裝飾性能、必要的彈性和塑性、透明性或者相反的反射性能、膠接性或者焊接性等要求。確定成型方法。 采

6、用的研究方法： 選擇塑料制件尺寸精度最高的尺寸進(jìn)行分析，看看估計(jì)成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件來。以成型塑料制件任務(wù)書、模具設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)來設(shè)計(jì)模具。 收集、分析、消化原始資料 收集整理有關(guān)制件設(shè)計(jì)、成型工藝、成型設(shè)備、機(jī)械加工及特殊加工資料，以備設(shè)計(jì)模具時(shí)使用。用PRO/E軟件首先對(duì)塑件造型，塑件形狀做好后，再根據(jù)塑件模型對(duì)模具的各個(gè)機(jī)構(gòu)組件進(jìn)行建模。模型建立后用PRO/E軟件來實(shí)現(xiàn)部件的組裝，組裝過程：先對(duì)各組件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，達(dá)到預(yù)定效果后，再將各部分組裝。 目前市場(chǎng)上有很多種CAD/CAE/CAM的軟件，Pro/ENGINEER之所以能夠備受用戶青睞，

7、是因?yàn)樗玫剡m應(yīng)了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化的趨勢(shì)。使用Pro/ENGINEER可以實(shí)現(xiàn)零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品組合、模具開發(fā)、數(shù)控加工、鑄造設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、逆向工程、自動(dòng)測(cè)量、機(jī)構(gòu)仿真、應(yīng)力分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等功能；還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)零件設(shè)計(jì)的全過程控制，提高零件設(shè)計(jì)的效率和水平。Mechansim(機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析) 模塊是Pro/ENGINEER Wildfire軟件的一個(gè)仿真模塊，該模塊可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)構(gòu)的定義，使機(jī)構(gòu)中的零件移動(dòng)以及對(duì)它的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析研究?？山⒘慵g的連接及裝配的自由度。對(duì)輸入軸添加相應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)來產(chǎn)生設(shè)計(jì)要求的運(yùn)動(dòng)；在分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)可以觀察和記錄分析過程的一些測(cè)量量，如位置，力測(cè)量圖表等。

8、 3．本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路 在課題研究中要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題： 模具零件在三維空間上相互交錯(cuò)，因此難于保證模塊組合后沒有發(fā)生空間干涉；難于清晰地進(jìn)行模塊劃分。 解決的思路： （1）利用Pro/E（或UGII等三維軟件）的虛擬裝配功能檢測(cè)干涉； （2）按結(jié)構(gòu)與功能劃分相結(jié)合。模塊劃分就是部件劃分并抽取共性過程。結(jié)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立的部件按結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，設(shè)計(jì)出所謂的結(jié)構(gòu)模塊；而在空間上離散或結(jié)構(gòu)變化大的部件則按功能劃分，設(shè)計(jì)出所謂的功能模塊。這樣劃分并進(jìn)行相應(yīng)的程序開發(fā)后，結(jié)構(gòu)模塊的結(jié)構(gòu)可由結(jié)構(gòu)參數(shù)為主，功能參數(shù)為輔簡(jiǎn)單求得；而對(duì)于功能模塊，可由功能參數(shù)為主，結(jié)構(gòu)參數(shù)

9、為輔出發(fā)進(jìn)行推理，在多種多樣的結(jié)構(gòu)形式中做出抉擇。 在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真中PRO/E的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模塊提供機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，分析，仿真和文檔生成功能，可在PRO/E的裝配環(huán)境中定義機(jī)構(gòu)，包括鉸鏈，連桿，彈簧，阻尼，初始運(yùn)動(dòng)條件等機(jī)構(gòu)定義要素，定義好的機(jī)構(gòu)可直接在PRO/E中進(jìn)行分析，可進(jìn)行各種研究，包括最小距離，干涉檢查和軌跡包絡(luò)線等選項(xiàng)，同時(shí)可實(shí)際仿真機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。Mechansim(機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析) 模塊是Pro/ENGINEER Wildfire軟件的一個(gè)仿真模塊，該模塊可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)構(gòu)的定義，使機(jī)構(gòu)中的零件移動(dòng)以及對(duì)它的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析研究使用PRO/E可以分析反作用力，圖解合成位移，速度，加速度曲線。反作用

10、力可輸入有限元分析，并可提供一個(gè)綜合的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)連接元素庫。 4．完成本課題所必須的工作條件(如工具書、實(shí)驗(yàn)設(shè)備或?qū)嶒?yàn)環(huán)境條件、某類市場(chǎng)調(diào)研、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)條件等等)及解決的辦法 一）設(shè)計(jì)(論文)條件： 計(jì)算機(jī)（能夠運(yùn)行PRO/E或UG等三維建模軟件，仿真軟件的）。 二）設(shè)計(jì)(論文)資料： [1]許發(fā)樾.模具常用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2003 [2]謝昱北.模具設(shè)計(jì)與制造.北京:北京大學(xué)出版社，2006 [3]李德

11、群，唐志玉.中國模具設(shè)計(jì)大典.江西：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003.1 [4]徐佩弘.塑料制品與模具設(shè)計(jì).北京：中國輕工業(yè)出版社，2001.7 [5]塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組.塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982.12 [6]屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.3 [7]陳萬林.塑料模具設(shè)計(jì)與制作教程.北京：北京希望電子出版社，2001.1; 5．設(shè)計(jì)(論文)完成進(jìn)度計(jì)劃 第1-4周：畢業(yè)實(shí)習(xí)及查閱資料； 第5-6周：完成開題報(bào)告； 第7-8周：完成產(chǎn)品三維造型； 第9-13周：完成模具三維造型及設(shè)計(jì)； 第14周；完成模具的裝配圖設(shè)計(jì)

12、； 第15周：整理設(shè)計(jì)說明書，準(zhǔn)備答辯。 6．指導(dǎo)教師審閱意見 指導(dǎo)教師(簽字)：　　　　　　 年 月 日 7．教研室主任意見 教研室主任(簽字)：　　　　　 系(簽章) 年 月 日 說明： 1. 本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書”、正式開始做畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的第2周

13、或第3周末之前獨(dú)立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。 2.每個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題撰寫本報(bào)告一份，作為指導(dǎo)教師、教研室主任審查學(xué)生能否承擔(dān)該畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題任務(wù)的依據(jù)，并接受學(xué)校的抽查。 塑料制品三維模具設(shè)計(jì)及其制造 摘 要 本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)調(diào)整支架進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于調(diào)整支架是塑料制品，所以選用塑料模具進(jìn)行設(shè)計(jì)。 本課題主要是針對(duì)調(diào)整支架的模具設(shè)計(jì),通過對(duì)塑件進(jìn)行工藝的分析和比較,最終設(shè)計(jì)出一副注塑模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)。通過整個(gè)設(shè)計(jì)過程表明該模

14、具能夠達(dá)到此調(diào)整支架塑件所提出的要求。根據(jù)題目設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是調(diào)整支架注塑模具的設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來生產(chǎn)調(diào)整支架塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì)調(diào)整支架的具體結(jié)構(gòu)，該模具是點(diǎn)澆口的單分型面注射模具。通過模具設(shè)計(jì)表明該模具能達(dá)到調(diào)整支架的質(zhì)量和加工工藝要求。 在設(shè)計(jì)過程中，為了更清楚的表達(dá)模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還要畫出一些零件圖形，此外我們還要畫出它的裝配圖，使看起來更清晰。 關(guān)鍵詞：模具，塑料，調(diào)整支架，注塑模 目 錄 第一章 塑件的設(shè)計(jì) 1 1.1產(chǎn)品三維設(shè)計(jì) 1 1.2功能設(shè)計(jì) 4 1.3材料選擇 4 1.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 1.4

15、.1 脫模斜度 4 1.4.2 圓角 5 1.4.3 塑件的尺寸精度 5 1.4.4 塑件的表面質(zhì)量 6 第二章 注塑成型的準(zhǔn)備 7 2.1 注塑成型工藝簡(jiǎn)介 7 2.2 注塑成型工藝條件 8 2.3 塑件材質(zhì)工藝性 9 2.4 注塑機(jī)選擇 10 2.4.1注塑機(jī)介紹 10 2.4.2注塑機(jī)基本參數(shù) 10 2.4.3選擇注塑機(jī) 11 第三章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分型面的確定 13 3.1 建立分型面及型腔數(shù)目的確定 13 3.1.1建立分型面的原則 13 3.1.2成型方案的確定 14 3.1.3型腔數(shù)目的確定 15 3.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 3.2.1主流道設(shè)

16、計(jì) 16 3.2.2分流道設(shè)計(jì) 17 3.2.3冷料穴設(shè)計(jì) 18 3.2.4澆注系統(tǒng)的平衡 18 3.2.5澆口的選用及位置的確定 19 第四章 型零件模具的設(shè)計(jì) 20 4.1 推出出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20 4.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 20 4.3 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 20 第五章 PROE/ENGINEER2.0模具設(shè)計(jì)模塊PROE/MOLDESIGM的應(yīng)用 21 5.1 PROE/ENGINEER軟件簡(jiǎn)介 21 5.2 模具設(shè)計(jì)模塊PROE/MOLDESIGM的簡(jiǎn)介 25 5.3 EMX模座設(shè)計(jì) 27 第六章 模具的安裝與調(diào)試 29 6.1 模具安裝 29 6.2 調(diào)試 2

17、9 參考文獻(xiàn) 30 致謝 31 第一章 塑件的設(shè)計(jì) 1.1產(chǎn)品三維設(shè)計(jì) (1)初步建模： 1.打開Pro/ENGINEER軟件，出現(xiàn)圖1-1界面。 圖1-1 單擊按鈕，出現(xiàn)圖1-2界面：在文件名中輸入相應(yīng)的文件名。 圖1-2 單擊確定按鈕，進(jìn)入建模界面，如圖1-3。 圖1-3 單擊按鈕進(jìn)入草繪界面，如圖1-4。 圖1-4 進(jìn)行草繪后如圖1-5所示。 圖1-5 草繪好以后，點(diǎn)擊按鈕，完成草繪。 2.單擊工具欄中的拉伸按鈕進(jìn)行建模，選中圖1-6中黃線，在相應(yīng)的空格中填入相應(yīng)的參數(shù)，如圖

18、1-6。 圖1-6 單擊確定按鈕完成上圖實(shí)體建模。 同樣單擊，進(jìn)行實(shí)體建模，在相應(yīng)的空格中填入相應(yīng)的參數(shù), 單擊確定按鈕完成圖1-7所示實(shí)體建模。 圖1-7 兩次實(shí)體建模后完成如圖1-8所示實(shí)體。 圖1-8 (2)進(jìn)行插筋建摸 點(diǎn)擊按扭,出現(xiàn)對(duì)話框,填入相應(yīng)的參數(shù),獲得如圖1-9。 圖1-9 再用拉伸工具去除材料，做得如圖1-10。 圖1-10 最后用拉伸工具，倒角、拔模得到圖1-11。 圖1-11 到此造型設(shè)計(jì)完成。 1.2功能設(shè)計(jì) 功能設(shè)計(jì)是要求塑件應(yīng)具有滿足使用目的功能,并達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo).該塑件是日用品,承受外力的幾率不大,如沖

19、擊載荷,振動(dòng),摩擦等情況比較少;塑件的工作溫度是室溫,這使得在材料選擇時(shí)對(duì)熱變形溫度,脆化溫度,分解溫度的要求降低;作為一種日用品,生產(chǎn)批量應(yīng)該是大批大量生產(chǎn),這樣,就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命,在材料的選擇時(shí)要綜合各種因素;此外,塑料都會(huì)老化,作為一種光學(xué)用品,還要考慮到材料的光氧化等問題. 1.3材料選擇 通常,選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求,以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù).對(duì)于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來說,要考慮的主要是材料的力學(xué)性能,如屈服應(yīng)力,彈性模量,彎曲強(qiáng)度,表面硬度等.該塑件對(duì)材料的要求首先必須是透光性好,其次才是成型難易和經(jīng)濟(jì)性問題,由于塑料件材

20、料由廠家規(guī)定（采用ABS塑料），所以這些不是我們主要考慮的。 1.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu)對(duì)成型工藝方法的適應(yīng)性.在塑料生產(chǎn)過程中,一方面成型會(huì)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu),形狀,尺寸精度等諸方面提出要求,以便降低模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和制造難度,保證生產(chǎn)出價(jià)廉物美的產(chǎn)品;另一方面,模具設(shè)計(jì)者通過對(duì)給定塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析,弄清塑件生產(chǎn)的難點(diǎn),為模具設(shè)計(jì)和制造提供依據(jù)。 1.4.1 脫模斜度 由于塑件成型時(shí)冷卻過程中產(chǎn)生收縮,使其緊箍在凸模或型芯上,為了便于脫模,防止因脫模力過大而拉壞塑件或使其表面受損,與脫模方向平行的塑件內(nèi),表面都應(yīng)具有合理的斜度.塑件內(nèi)表面在造型時(shí)就有弧度,如

21、果要有脫模斜度就是在凹槽位處,這不僅對(duì)脫模有好處，而且可以更好的鎖緊。圖紙給定拔模斜度為1。 1.4.2 圓角 塑件上各處的輪廓過度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求時(shí)才采用尖角結(jié)構(gòu)。尖角容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊載荷時(shí)會(huì)發(fā)生破裂。圓角不僅有利于物料充模，同時(shí)也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動(dòng)和塑件的脫模。圓角的取值與應(yīng)力集中的關(guān)系遵循R/T函數(shù)關(guān)系，當(dāng)R/T=0.6以后應(yīng)力集中變的緩和，該塑件大部分的圓角取R1，較大值取到R3。加強(qiáng)肋的圓角半徑值關(guān)系如表1-1所示。 表1-1 肋的圓角半徑值關(guān)系表 肋的高度/mm 6.5 6.5~13 13~19 ＞19 圓角半徑

22、 /mm 0.8~1.5 1.5~3.0 2.5~5.0 3~6.5 塑件上其它的特征還有如孔，螺紋，嵌件，鉸鏈，文字和花紋等，各個(gè)特征都有其設(shè)計(jì)原則和特殊功能，因?yàn)樵撍芗]有涉及，所以就不一一介紹 。圖紙給定圓角R=0.5mm。 1.4.3 塑件的尺寸精度 尺寸精度的選擇： 塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)，在滿足塑件使用要求的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。對(duì)塑件的精度要求，要具體分析，根據(jù)裝配情況來確定尺寸公差，該塑件是一般民用品，所以精度要求為一般精度即可，但是由于要保證兩半殼體的閉合，所以在凹槽和鎖位處應(yīng)該對(duì)精度

23、要求高些，對(duì)其要有公差配合要求，應(yīng)選擇高精度。根據(jù)精度等級(jí)選用表，ABS的高精度為2級(jí)，一般精度為3級(jí)。根據(jù)塑件尺寸公差表，在公稱尺寸在100~120范圍內(nèi)，取MT2B級(jí)的公差數(shù)值為0.52 mm，MT3B級(jí)的公差數(shù)值為0.78 mm。 制品尺寸誤差構(gòu)成： 制件總的成型誤差；塑料收縮率波動(dòng)所引起的誤差； 模具成型零件制造精度所引起的誤差：模具磨損后所引起的誤差；模具安裝，配合間隙引起的誤差；影響塑料制品尺寸精度的因素比較復(fù)雜，歸納有以下三個(gè)方面。 （1）模具—— 模具各部分的制造精度是影響制件尺寸精度重要的因素。 （2）塑料材料—— 主要是收縮率的影響，收縮率大的尺寸精度誤差就大。

24、（3）成型工藝—— 成型工藝條件的變化直接造成材料的收縮，從而影響尺寸精度。 1.4.4 塑件的表面質(zhì)量 表面質(zhì)量是一個(gè)相當(dāng)大的概念，包括微觀的幾何形狀和表面層的物理-力學(xué)性質(zhì)兩方面技術(shù)指標(biāo)，而不是單純的表面粗糙度問題。塑件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標(biāo)，包括缺料，溢料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個(gè)等級(jí)。該塑件要求對(duì)型腔拋光，所以對(duì)粗糙度的要求比較高，查表得ABS拋光后順紋路方向的表面粗糙度為0.02 m，垂直紋路方向的表面粗糙度為0.26 m。 第

25、二章 注塑成型的準(zhǔn)備 2.1 注塑成型工藝簡(jiǎn)介 注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段時(shí)間的保壓冷卻以后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為三個(gè)階段的工作。 （1）物料準(zhǔn)備；成型前應(yīng)對(duì)物料的外觀色澤、顆粒情況，有無雜質(zhì)等進(jìn)行檢驗(yàn)，并測(cè)試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)。對(duì)于吸濕性強(qiáng)的塑料，應(yīng)根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件

26、的熱膨脹系數(shù)，對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，以避免收縮應(yīng)力和裂紋，有的塑料制品還需要選用脫模劑，以利于脫模。 （2）注塑過程；塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，進(jìn)入模腔內(nèi)的流動(dòng)可分為注射，保壓，倒流和冷卻四個(gè)階段，注塑過程可以用如圖所示3.1所示。圖中T0代表螺桿或柱塞開始注射熔體的時(shí)刻；當(dāng)模腔充滿熔體（T=T1）時(shí)，熔體壓力迅速上升，達(dá)到最大值P0。從時(shí)間T1到T2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會(huì)繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補(bǔ)因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在流動(dòng)，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔壁固化，另一端沿流動(dòng)方向排列）容易被凝結(jié)，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段

27、。這一階段的時(shí)間越長(zhǎng)，分子定向的程度越高。從螺桿開始后退到結(jié)束（時(shí)間從T2到T3），由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會(huì)發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓力迅速下降。倒流一直進(jìn)行到澆口處熔體凝結(jié)時(shí)為止。其中，塑料凝結(jié)時(shí)的壓力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素。 （3）制件后處理；由于成型過程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動(dòng)非常復(fù)雜，再加上流動(dòng)前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力，脫模后除引起時(shí)效變形外，還會(huì)使制件的力學(xué)性能，光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)開裂。故有的塑件需要進(jìn)行后處理，常用的后處理方法有退火和調(diào)

28、濕兩種。 退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力，此外，退火還可以對(duì)制件進(jìn)行解除取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的10~20度至熱變形溫度以下10~20度之間；調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強(qiáng)、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件.調(diào)濕處理所用的加熱介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀溶液（沸點(diǎn)為121℃，加熱溫度為100～121℃，保溫時(shí)間與制件厚度有關(guān)，通常取2～9小時(shí)。 2.2 注塑成型工藝條件 1）溫度；注塑成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生“流涎

29、現(xiàn)象”；模具溫度一般通過冷卻系統(tǒng)來控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。ABS料與溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2-1所示。 表2-1 溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 噴嘴溫度/℃ 模具溫度/℃ 料筒溫度 /℃ 前段 中段 后段 180~210 50~70 180~230 200~210 210~230 180~200 2）壓力；注射成型過程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動(dòng)的阻力，提供充模速度及對(duì)熔料進(jìn)行壓實(shí)等。保壓力的大小取決于模具對(duì)

30、熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對(duì)于像ABS流動(dòng)性好的料，保壓力應(yīng)該50-70MPa，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。背壓力是指注塑機(jī)螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)所受到的壓力，背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣，提高熔體密實(shí)程度之外，還可以使熔體內(nèi)壓力增大，螺桿后退速度減小，塑化時(shí)的剪切作用增強(qiáng)，摩擦熱量增大，塑化效果提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，背壓的使用范圍約為30~80MPa。 3）時(shí)間；完成一次注塑成型過程所需要的時(shí)間稱為成型周期。包括注射時(shí)間，保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間，其他時(shí)間（開模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時(shí)間，以提高生

31、產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時(shí)間和冷卻時(shí)間，在實(shí)際生產(chǎn)中注射時(shí)間一般為3~5秒，保壓時(shí)間一般為15~30秒，冷卻時(shí)間一般為15~30秒,成型周期一般為40~70秒（這四個(gè)時(shí)間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時(shí)間越長(zhǎng)）。確定成型周期的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值如表2-2所示。 表2-2 成型周期與壁厚關(guān)系 制件壁厚 /mm 成型周期 / s 制件壁厚 / mm 成型周期 / s 0.5 10 2.5 35 1.0 15 3.0 45 1.5 22 3.5 65 2.0 28 4.0 85 經(jīng)過上面的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因?yàn)楦鱾€(gè)推值有差別

32、，而且有的與實(shí)際注塑成型時(shí)的參數(shù)設(shè)置也不一致，結(jié)合兩者的合理因素，初定制品成型工藝參數(shù)如表2-3所示。 表2-3 制品成型工藝參數(shù)初步確定 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 注塑機(jī)類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 50 噴嘴形式 直通式 模具溫度 60 噴嘴溫度(℃) 210 后段溫度(℃) 180~190 中段溫度(℃) 210~230 前段溫度(℃) 200~210 注射壓力MPa 70~90 保壓力MPa 50~70 注射時(shí)間/s 3~5 保壓時(shí)間 / s 15~30 冷

33、卻時(shí)間s 15~30 其他時(shí)間s 10 成型周期s 40~700 成型收縮(%) 0.5 干燥溫度(℃) 60~80 干燥時(shí)間(℃) 3~5 后處理溫度 70℃， 保溫時(shí)間。 2小時(shí) 2.3 塑件材質(zhì)工藝性 此調(diào)整節(jié)是采用 ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）注塑成的。查相關(guān)手冊(cè)可知比重:1.05克/立方厘米 成型收縮率:0.4-0.7% 成型溫度：200-240℃ 干燥條件：80-90℃ 2小時(shí)。 特點(diǎn)： 1、綜合性能較好,沖擊強(qiáng)度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好。 2、與372有機(jī)玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理

34、。 3、有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級(jí)別。 4、流動(dòng)性比HIPS差一點(diǎn)，比PMMA、PC等好，柔韌性好。 用途：適于制作一般機(jī)械零件,減磨耐磨零件,傳動(dòng)零件和電訊零件。 成型特性： 1.無定形料,流動(dòng)性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥80-90度,3小時(shí)。 2.宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為>270度)，對(duì)精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,對(duì)高光澤.耐熱塑件,模溫宜取60-80度。 3、如需解決夾水紋，需提高材料的流動(dòng)性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ā? 4、如成形耐熱級(jí)或阻燃級(jí)材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會(huì)

35、殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對(duì)模具及時(shí)進(jìn)行清理，同時(shí)模具表面需增加排氣位置。 ABS工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性，成型加工和機(jī)械加工較好。ABS樹脂耐水、無機(jī)鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。 ABS工程塑料的缺點(diǎn)：熱變形溫度較低，可燃，耐候性較差。 2.4 注塑機(jī)選擇 2.4.1注塑機(jī)介紹 1956年制造出世界上第一臺(tái)往復(fù)螺桿式注塑機(jī),這是注塑成型工藝技術(shù)的一大突破,目前注塑機(jī)加工的塑料量是塑料產(chǎn)量的30%;注塑機(jī)的產(chǎn)量占整個(gè)塑料機(jī)械產(chǎn)量的50%.成為塑料成型設(shè)備

36、制造業(yè)中增長(zhǎng)最快,產(chǎn)量最多的機(jī)種之一. 注塑機(jī)的分類方式很多,目前尚未形成完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分類方法.常用的說法有: （1）按設(shè)備外形特征分類:臥式,立式,直角式,多工位注塑機(jī)。 （2）按加工能力分類:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑機(jī)。 此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類,但日常生活中用的較少。 2.4.2注塑機(jī)基本參數(shù) 注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱注射量,注射壓力,注射速度,塑化能力,鎖模力,合模裝置的基本尺寸,開合模速度,空循環(huán)時(shí)間等.這些參數(shù)是設(shè)計(jì),制造,購買和使用注塑機(jī)的主要依據(jù)： (1)公稱注塑量；指在對(duì)空注射的情況下,注射螺桿或柱塞做一次最

37、大注射行程時(shí),注射裝置所能達(dá)到的最大注射量,反映了注塑機(jī)的加工能力。 (2)注射壓力；為了克服熔料流經(jīng)噴嘴,澆道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力,螺桿(或柱塞)對(duì)熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力。 (3)注射速率；為了使熔料及時(shí)充滿型腔,除了必須有足夠的注射壓力外,熔料還必須有一定的流動(dòng)速率,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注射速度。 常用的注射速率如表2-4所示。 表2-4 注射量與注射時(shí)間的關(guān)系 注射量（cm3） 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000 注射速率（cm3 /s）

38、125 200 333 570 890 1330 1600 2000 注射時(shí)間（S） 1.0 1.25 1.5 1.75 2.25 3.0 3.75 5.0 (4)塑化能力；單位時(shí)間內(nèi)所能塑化的物料量.塑化能力應(yīng)與注塑機(jī)的整個(gè)成型周期配合協(xié)調(diào),若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時(shí)間長(zhǎng),則不能發(fā)揮塑化裝置的能力,反之則會(huì)加長(zhǎng)成型周期。 (5)鎖模力；注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力,在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開。 (6)合模裝置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉桿空間,模板間最大開距,動(dòng)模板的行程,模具最大厚度與最小厚度等.這些參數(shù)規(guī)定了機(jī)器加工制件

39、所使用的模具尺寸范圍。 (7)開合模速度；為使模具閉合時(shí)平穩(wěn),以及開模,推出制件時(shí)不使塑料制件損壞,要求模板在整個(gè)行程中的速度要合理,即合模時(shí)從快到慢,開模時(shí)由慢到快在到停。 (8)空循環(huán)時(shí)間；在沒有塑化,注射保壓,冷卻,取出制件等動(dòng)作的情況下,完成一次循環(huán)所需的時(shí)間。 2.4.3選擇注塑機(jī) (1)由公稱注射量選定注射機(jī)： 由注射量選定注射機(jī).由PRO/E建模分析得（ABS材料密度取1.035 ）: 總體積V=49.3cm3 ； 總質(zhì)量M=56.5g； 流道凝料V’=0.5V (流道凝料的體積(質(zhì)量)是個(gè)未知數(shù),根據(jù)手冊(cè)取0.5V(0.5M)來估算,塑件越大則比例可以取的越小

40、)； 實(shí)際注射量為:V =49.31.5=73.95 cm3； 實(shí)際注射質(zhì)量為M =1.5M=56.51.5=84.75g； 根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱注射量原則, 即： 0.8V”≧V （式2—1） V”=V/0.8=79.350.8=92.44（cm3） ； (2)由鎖模力選定注射機(jī) F=A?P （式2—2） =2?P =20.92443010 =569.91（KN） 式中F注射機(jī)的鎖模力（N）；A 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和； P型腔壓力，取P=30MP；D取的是塑件的平均直徑

41、，D1=110.5，D2=110mm； 結(jié)合上面兩項(xiàng)的計(jì)算，初步確定注塑機(jī)為表2-5所示，查國產(chǎn)注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表取SZ-160/1000,主要技術(shù)參數(shù)如下。 表2-5 國產(chǎn)注射機(jī)SZ-160/1000技術(shù)參數(shù)表 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 結(jié)構(gòu)類型 (mm) 臥 拉桿內(nèi)間距(mm) 360260 理論注射容積（cm3） 179 移模行程(mm) 280 螺桿(柱塞)直徑(mm) 44 最大模具厚度(mm) 360 注射壓(MP ) 最小 132 模具厚度(mm) 170 注射速率(g/s) 110 鎖模形式 液壓 塑化能力(g/s

42、) 10.5 模具定位孔直徑(mm) 120 螺桿轉(zhuǎn)速(r/min) 10~150 噴嘴球半徑(mm) 10 鎖模力(KN) 1000 噴嘴口直徑 ---- 第三章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分型面的確定 3.1 建立分型面及型腔數(shù)目的確定 3.1.1建立分型面的原則 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則： a)保

43、證塑料制品能夠脫模： 這是一個(gè)首要原則，因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)置分型面的目的，就是為了能夠順利從型腔中脫出制品。根據(jù)這個(gè)原則，分型面應(yīng)首選在塑料制品最大的輪廓線上，最好在一個(gè)平面上，而且此平面與開模方向垂直。分型的整個(gè)廓形應(yīng)呈縮小趨勢(shì)，不應(yīng)有影響脫模的凹凸形狀，以免影響脫模。 b)使型腔深度最淺： 模具型腔深度的大小對(duì)模具結(jié)構(gòu)與制造有如下三方面的影響： 1)目前模具型腔的加工多采用電火花成型加工，型腔越深加工時(shí)間越長(zhǎng)，影響模具生產(chǎn)周期，同時(shí)增加生產(chǎn)成本。 2)模具型腔深度影響著模具的厚度。型腔越深，動(dòng)、定模越厚。一方面加工比較困難；另一方面各種注射機(jī)對(duì)模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜

44、過大。 3)型腔深度越深，在相同起模斜度時(shí)，同一尺寸上下兩端實(shí)際尺寸差值越大，若要控制規(guī)定的尺寸公差，就要減小脫模斜度，而導(dǎo)致塑件脫模困難。因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)盡可能使型腔深度最淺。 c)使塑件外形美觀，容易清理 盡管塑料模具配合非常精密，但塑件脫模后，在分型面的位置都會(huì)留有一圈毛邊，我們稱之為飛邊。即使這些毛邊脫模后立即割除，但仍會(huì)在塑件上留下痕跡，影響塑件外觀，故分型面應(yīng)避免設(shè)在塑件光滑表面上。 d)盡量避免側(cè)向抽芯： 塑料注射模具，應(yīng)盡可能避免采用側(cè)向抽芯，因?yàn)閭?cè)向抽芯模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且直接影響塑件尺寸、配合的精度，且耗時(shí)耗財(cái)，制造成本顯著增加，故在萬不得己的情況下才能使用。

45、 e)使分型面容易加工 分型面精度是整個(gè)模具精度的重要部分，力求平面度和動(dòng)、定模配合面的平行度在公差范圍內(nèi)。因此，分型面應(yīng)是平面且與脫模方向垂直，從而使加工精度得到保證。如選擇分型面是斜面或曲面，加工的難度增大，并且精度得不到保證，易造成溢料飛邊現(xiàn)象。 g)使側(cè)向抽芯盡量短 抽芯越短，斜抽移動(dòng)的距離越短，一方面能減少動(dòng)、定模的厚度，減少塑件尺寸誤差；另一方面有利于脫模，保證塑件制品精度。 h)有利于排氣 對(duì)中、小型塑件因型腔較小，空氣量不多，可借助分型面的縫隙排氣。因此，選擇分型面時(shí)應(yīng)有利于排氣。按此原則，分型面應(yīng)設(shè)在注射時(shí)熔融塑料最后到達(dá)的位置，而且不把型腔封閉。 綜上所述，選擇

46、注射模分型面影響的因素很多，總的要求是順利脫模，保證塑件技術(shù)要求，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造容易。當(dāng)選定一個(gè)分型面方案后，可能會(huì)存在某些缺點(diǎn)，再針對(duì)存在的問題采取其他措施彌補(bǔ)，以選擇接近理想的分型面。 3.1.2成型方案的確定 對(duì)于設(shè)計(jì)注塑模具，因?yàn)檎{(diào)整支架屬于厚壁零件，而且該塑料件從外側(cè)直接進(jìn)澆容易保證表面光滑，但由于注射壓力直接作用在塑件上，容易在進(jìn)料處產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力而導(dǎo)致塑件翹起變形。調(diào)整支架屬于中小批量生產(chǎn)，節(jié)約成本。 綜上所述，最終確定的成型方案為： 1分 型 面：由于塑料件具有上下對(duì)稱性，分型面位置見圖3-1； 2型腔布置：采用一模兩腔，見圖3-2，3-3； 3澆注系統(tǒng)：從側(cè)

47、面進(jìn)澆，見圖3-2； 4排 氣：分型面和頂桿間隙排氣； 5模溫調(diào)節(jié)：自然冷卻； 6脫模機(jī)構(gòu)：推桿脫模； 圖3-1 圖3-2 圖3-3 3.1.3型腔數(shù)目的確定 型腔的數(shù)量是由產(chǎn)品自身結(jié)構(gòu)確定，根據(jù)分型面我們可以看出該模具兩側(cè)沒有滑塊機(jī)構(gòu),為“一出二”即一模二腔，他們已考慮了本

48、產(chǎn)品的生產(chǎn)批量（中小批量生產(chǎn)）和自己的注射機(jī)型號(hào)。因此我們?cè)O(shè)計(jì)的模具為多型腔的模具。 考慮到模具成型零件和出模方式的設(shè)計(jì)，模具的型腔排列方式如圖3-4所示： 圖3-4 3.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.2.1主流道設(shè)計(jì) 1.主流道尺寸： 主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動(dòng)通道。主流道小端尺寸為3.5～4mm。 2.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（俗稱澆口套，這邊稱唧咀），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。唧咀都是標(biāo)準(zhǔn)件，只需去買就行

49、了。常用唧咀分為有托唧咀和無托唧咀兩種下圖為前者，有托唧咀用于配裝定位圈。唧咀的規(guī)格有Φ12，Φ16，Φ20等幾種。由于注射機(jī)的噴嘴半徑為20，所以選唧咀為R21的，如圖3-5所示。 圖3-5 3.主流道襯套的固定： 因?yàn)椴捎玫挠型羞缶祝杂枚ㄎ蝗ε浜瞎潭ㄔ谀＞叩拿姘迳?。定位圈也是?biāo)準(zhǔn)件，外徑為Φ120mm，內(nèi)徑Φ35mm。具體固定形式如圖3-6所示。 圖3-6 3.2.2分流道設(shè)計(jì) 在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時(shí)應(yīng)設(shè)置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前,通過截面積的變化及流向變換以獲得平

50、穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此分流道設(shè)計(jì)應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動(dòng)過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。 為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形梯形U形半圓形及矩形等，工程設(shè)計(jì)中常采用梯形截面加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失流動(dòng)阻力均不大，一般采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式可確定其截面 尺 寸： （式3-1） （式3-2） 式中 B―梯形大底邊的寬度（mm） m―塑件的重量（g） L―分流道的長(zhǎng)度（mm） H―梯形

51、的高度（mm） 梯形的側(cè)面斜角a常取50－150，在應(yīng)用式（式3-1）時(shí)應(yīng)注意它的適用范圍，即塑件厚度在3.2mm以下，重量小于200g，且計(jì)算結(jié)果在3.2－9.5mm范圍內(nèi)才合理。 本電動(dòng)機(jī)絕緣膠架的體積為3221.7324mm3，質(zhì)量大約4g，分流道的長(zhǎng)度預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)成140mm長(zhǎng)，且有4個(gè)型腔，所以： 取B為8mm 取H為5mm 梯形小底邊寬度取6mm，其側(cè)邊與垂直于分型面的方向約成100。另外由于使用了水口板（即我們所說的定模板和中間板之間再加的一塊板），分流道必須做成梯形截面，便于分流道和主流道凝料脫模。 分流道長(zhǎng)度： 分流道要盡可能短，

52、且少彎折，便于注射成型過程中最經(jīng)濟(jì)地使用原料和注射機(jī)的能耗，減少壓力損失和熱量損失。將分流道設(shè)計(jì)成直的，總長(zhǎng)14mm。 分流道的表面粗糙度： 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6μm左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動(dòng)時(shí)具有適宜的剪切速率和剪切熱。 實(shí)際加工時(shí)，用銑床銑出流道后，為省一下模，省掉加工紋理就行了。（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配備了專業(yè)的省模女工，即用打磨機(jī)，沙紙，油石等打磨工具將模

53、具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度）。 3.2.3冷料穴設(shè)計(jì) 在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約10－25mm的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動(dòng)性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對(duì)較低的冷料進(jìn)入型腔，便會(huì)產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個(gè)井穴將主流道延長(zhǎng)以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。 冷料穴一般開設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上（也即塑料流動(dòng)的轉(zhuǎn)向處），其標(biāo)稱直徑與主流

54、道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的1－1.5倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積，冷料穴有六種形式，常用的是端部為Z字形和拉料桿的形式，具體要根據(jù)塑料性能合理選用。實(shí)際上只要將分流道順向延長(zhǎng)一段距離就行了。 3.2.4澆注系統(tǒng)的平衡 對(duì)于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證所有的型腔同時(shí)得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長(zhǎng)度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達(dá)到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。顯然，我們?cè)O(shè)計(jì)的模具是平衡式的，即從

55、主流道到各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度相等，形狀及截面尺寸都相同。 3.2.5澆口的選用及位置的確定 澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對(duì)塑件性能和質(zhì)量的影響很大 1.澆口的選用： 澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種。我們將采用限制性澆口。限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，迅速面均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時(shí)的流動(dòng)特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時(shí)充滿，可控制填充時(shí)間、冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量，同時(shí)

56、還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。澆口各部分尺寸都是取的經(jīng)驗(yàn)值。實(shí)際加工中，是先用圓形銑刀銑出直徑為Φ4的分流道，再將材料進(jìn)行熱處理，然后做一個(gè)銅公（電極）去放電，用電火花打出這個(gè)澆口來。 2.澆口位置的確定： 模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項(xiàng)原則： 1）盡量縮短流動(dòng)距離。 2）澆口

57、應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。 3）必須盡量減少熔接痕。 4）應(yīng)有利于型腔中氣體排出。 5）考慮分子定向影響。 6）避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。 7）澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。 8）注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響。 第四章 型零件模具的設(shè)計(jì) 4.1 推出出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在上面3.1.2 成型方案的確定中已經(jīng)確定下來。 4.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 型腔內(nèi)氣體的來源,除了型腔內(nèi)有原來的氣體,還有因塑料受熱或凝固而產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體.塑料熔體向注射模型腔填充過程中,必須考慮把這些氣體排出,否則,不僅會(huì)引起物料注射壓力過大,熔體填充型腔困難,造成充不滿模腔,而且,氣體還會(huì)在壓力作用下滲進(jìn)塑料中,使

58、塑料充滿氣泡,組織疏松,熔接不良.因此在模具設(shè)計(jì)時(shí),要充分考慮排氣問題.但是排氣裝置對(duì)于中小型注射模并不適合,它適合于大型和高速成型的注射模。 綜上所述,我們可以判斷專門的排氣裝置不適合在我所設(shè)計(jì)的注塑模中,但并不代表我們不設(shè)計(jì)排氣裝置.對(duì)于中小型注塑模的排氣,我們采取了利用模具分型面和推桿與模具的間隙來排氣。 4.3 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 由于制品平均壁厚為2.5mm左右，制品尺寸較小,由于冷卻水道的位置、結(jié)構(gòu)形式、表面狀況、水的流速、模具的材料等很多因素都會(huì)影響模具的熱量向冷卻水傳遞，精確計(jì)算比較困難。實(shí)際生產(chǎn)中，一半來說都不用水冷直接空氣中冷卻，所以就不必設(shè)水線。

59、 第五章 PROE/ENGINEER2.0模具設(shè)計(jì)模塊PROE/MOLDESIGM的應(yīng)用 5.1 PROE/ENGINEER軟件簡(jiǎn)介 1985年，PTC公司成立于美國波士頓，開始參數(shù)化建模軟件的研究。1988年，V1.0的Pro/ENGINEER誕生了。經(jīng)過10余年的發(fā)展，Pro/ENGINEER已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。目前已經(jīng)發(fā)布了Pro/ENGINEER2000i2。PTC的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多項(xiàng)功能，還包括對(duì)大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。Pro/ENGINEER還提供了目前所能達(dá)到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。下

60、面就Pro/ENGINEER的特點(diǎn)及主要模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。 主要特性 ： 全相關(guān)性：Pro/ENGINEER的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中，同時(shí)自動(dòng)更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵(lì)在開發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，卻沒有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。 基于特征的參數(shù)化造型：Pro/ENGINEER使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。這些特征是一些普通的機(jī)械對(duì)象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。例如：設(shè)計(jì)特征有弧、圓角、倒角等等，它們對(duì)工程

61、人員來說是很熟悉的，因而易于使用。 裝配、加工、制造以及其它學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨(dú)特的特征。通過給這些特征設(shè)置參數(shù)（不但包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性），然后修改參數(shù)很容易的進(jìn)行多次設(shè)計(jì)疊代，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)。 數(shù)據(jù)管理：加速投放市場(chǎng)，需要在較短的時(shí)間內(nèi)開發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)這種效率，必須允許多個(gè)學(xué)科的工程師同時(shí)對(duì)同一產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開發(fā)研制，正是專門用于管理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作，由于使用了Pro/ENGINEER獨(dú)特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能。 裝配管理：Pro/ENGINEER的基本結(jié)構(gòu)能夠使您利用一些直觀的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對(duì)齊”等很容易的把零件裝配

62、起來，同時(shí)保持設(shè)計(jì)意圖。高級(jí)的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。 易于使用：菜單以直觀的方式聯(lián)級(jí)出現(xiàn)，提供了邏輯選項(xiàng)和預(yù)先選取的最普通選項(xiàng)，同時(shí)還提供了簡(jiǎn)短的菜單描述和完整的在線幫助，這種形式使得容易學(xué)習(xí)和使用。 常用模塊 Pro/DESIGNIER 是工業(yè)設(shè)計(jì)模塊的一個(gè)概念設(shè)計(jì)工具，能夠使產(chǎn)品開發(fā)人員快速、容易的創(chuàng)建、評(píng)價(jià)和修改產(chǎn)品的多種設(shè)計(jì)概念?？梢陨筛呔鹊那鎺缀文Ｐ?，并能夠直接傳送到機(jī)械設(shè)計(jì)和/或原型制造中。 Pro/NETWORK ANIMTOR 通過把動(dòng)畫中的幀頁分散給網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)處理器來進(jìn)行渲染，大大的加快了動(dòng)畫的產(chǎn)生過程。

63、 Pro/PERSPECTA-SKETCH 能夠使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)人員從圖紙、照片、透視圖或者任何其它二維圖象中快速的生成一個(gè)三維模型。 Pro/PHOTORENDER 能夠很容易的創(chuàng)建產(chǎn)品模型的逼真圖象，這些圖象可以用來評(píng)估設(shè)計(jì)質(zhì)量，生成圖片。 Pro/ASSEMBLY 構(gòu)造和管理大型復(fù)雜的模型，這些模型包含的零件數(shù)目不受限制。裝配體可以按不同的詳細(xì)程度來表示，從而使工程人員可以對(duì)某些特定部件或者子裝配體進(jìn)行研究，同時(shí)在整個(gè)產(chǎn)品中使設(shè)計(jì)意圖保持不變。附加的功能還能使用戶很容易的創(chuàng)建一組設(shè)計(jì)，有效的支持工程數(shù)據(jù)重用（EDU）。 Pro/DETAIL 由于具有廣泛的標(biāo)注尺寸、公差和產(chǎn)生視圖的能

64、力，因而擴(kuò)大了Pro/ENGINEER生成設(shè)計(jì)圖紙，這些圖紙遵守ANAI、ISO、DIN和JIS標(biāo)準(zhǔn)。 Pro/FEATURE 允許產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員創(chuàng)建高級(jí)特征（例如高級(jí)的掃描和輪廓混合）利用簡(jiǎn)便的設(shè)計(jì)工具，在很短的時(shí)間內(nèi)就可以實(shí)現(xiàn)。 Pro/NOTEBOOK 以“自頂向下”的方式對(duì)產(chǎn)品的開發(fā)過程進(jìn)行管理，同時(shí)對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中涉及的多項(xiàng)任務(wù)自動(dòng)分配，來增強(qiáng)工程的生產(chǎn)效率。 Pro/SCAN-TOOLS 滿足工業(yè)上使用物理模型作為新設(shè)計(jì)起點(diǎn)的需求。把模型數(shù)字化，它的形狀和曲面就可以以點(diǎn)數(shù)據(jù)的形式輸入到Pro/SCAN-TOOLS中，因此能產(chǎn)生高質(zhì)量的與物理原型非常匹配的模型。 Pro/

65、SURFACE 能夠使設(shè)計(jì)人員和工程人員直接對(duì)Pro/ENGINEER的任一實(shí)體零件中的幾何外形和自由形式的曲面進(jìn)行有效的開發(fā)，或者開發(fā)整個(gè)的曲面模型。 Pro/WELDINGTM 參數(shù)化的定義焊接裝配體中的對(duì)接要求，使用戶很容易的確認(rèn)焊接點(diǎn)，避免裝配零件與焊接點(diǎn)之間發(fā)生干涉，在文件編制和制造中消除錯(cuò)誤成本。 功能仿真模塊 Pro/FEM-POST 用戶無須離開Pro/ENGINEER環(huán)境，就能夠顯示高級(jí)解算器計(jì)算的有限元結(jié)果，還鼓勵(lì)在產(chǎn)品開發(fā)早期對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。 Pro/MECHANICA CUSTOM LOADS 用戶可以把自定義載荷輸入，清楚的編輯和連接到Pro/MACHANIC

66、A MOTION的圖形用戶界面上。 Pro/MACHANICA EQUATIONS 允許系統(tǒng)分析員或者控制工程師把Pro/MACHANICA MOTION模型連接到第三方或者專有的仿真程序中。 Pro/MACHANICA MOTION 使機(jī)械工程師在指定環(huán)境下創(chuàng)建和評(píng)價(jià)裝配體的運(yùn)動(dòng)。對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，決定哪些參數(shù)應(yīng)該修改以便更好的滿足工程和性能的要求。 Pro/MACHANICA STRUCTURE 能夠使設(shè)計(jì)工程師評(píng)價(jià)和優(yōu)化一個(gè)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)性能，揭示產(chǎn)品在真實(shí)環(huán)境中多個(gè)載荷作用下的運(yùn)行情況。靈敏度研究顯示了那些設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)的性能具有最大影響；設(shè)計(jì)優(yōu)化指出那些參數(shù)應(yīng)該改變，如何改變。 Pro/MACHANICA THERMAL 通過把熱傳遞仿真和強(qiáng)有力的靈敏度和優(yōu)化工具相結(jié)合，能夠?qū)υO(shè)計(jì)的熱性能進(jìn)行研究和優(yōu)化，指出哪 些變量對(duì)熱響應(yīng)的影響最嚴(yán)重。 Pro/MECHANICA TIRE MODEL 真實(shí)的表述車輪在各種駕駛情況和路面狀況下的響應(yīng)，準(zhǔn)確的滿足了汽車動(dòng)力仿