【正文】 ......................................... 26 脫模阻力的計(jì)算 ............................................. 26 第 八 章 模具的 加熱、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................... 28 模具加熱 ................................................... 28 模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) ........................................... 28 第 九 章 模架的選擇及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 ................................... 30 定模座板 ................................................... 30 定模 固定 板 ................................................. 30 動(dòng)模固定板 ................................................. 30 墊塊 ....................................................... 31 推桿固定板 ................................................. 31 推板 ....................................................... 31 參考文獻(xiàn)（ References）： ............................................ 32 致謝： ............................................................ 33 1 第一章 緒論 注塑模研究現(xiàn)狀 我國(guó)注塑模 CAD/ CAM研究始于 70 年代末 ,發(fā) 展也很迅速 .“八五”期間 ,由北航空航天大學(xué)、華中理工大學(xué)、四川聯(lián)合大學(xué)等單位聯(lián)合進(jìn)行了國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)課題“注塑模 CAD/ CAE/ CAM集成系統(tǒng)” ,并于 1996 年通過(guò)鑒定 ,部分成果已投入實(shí)際應(yīng)用 ,使我國(guó)的注塑模 CAD/ CAE/ CAM研究和應(yīng)用水平有了較大提高。 國(guó)內(nèi)部分科研單位、大專院校也在塑料行業(yè)開展了 CAD/CAE/CAM 技術(shù)的研制和開發(fā)工作。華中理工大學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制成功了“實(shí)用化注塑模 CAD/CAE/CAM 微機(jī)系統(tǒng) ”；北京化工學(xué)院進(jìn)行了注塑沖模過(guò)程計(jì)算機(jī)仿真；其他部分企業(yè) 科研單位也做了一些探討工作，并且收到了一定的經(jīng)濟(jì)效益。 60 年代中期 ,英國(guó)、美國(guó)、加拿大的學(xué)者就開始了有關(guān)塑料熔體在模具型腔內(nèi)流動(dòng)和冷卻的基礎(chǔ)研究 . 塑料流變學(xué)、幾何造型技術(shù)、數(shù)控加工及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展有力地推動(dòng)了注塑模 CAD/ CAE/ CAM研究的深入 ,由最初的 CAD 技術(shù)和 CAM技術(shù)以圖紙為媒介傳遞信息向 CAD/ CAM 一體化方向發(fā)展 . 80 年代中期注塑模CAD/ CAE/ CAM 進(jìn)入實(shí)用階段 ,出現(xiàn)了許多商品化注塑模 CAD/ CAE/ CAM 軟件 ,比較著名的有澳大利亞 MOLDFLOW 公司研制的注塑 流動(dòng)和冷卻分析軟件 MOLDFLOW。德國(guó) IKV 公司 CADMOULD 系統(tǒng) ,可用于注塑模流動(dòng)分析、冷卻分析、力學(xué)性能校核 。美國(guó) PSP 公司的 IMES 專家系統(tǒng) ,能幫助模具設(shè)計(jì)人員用專家的知識(shí)解決注塑模的質(zhì)量問(wèn)題 。美國(guó) AC2Tech 公司的 C2MOLD 等等 . 國(guó)內(nèi)外注塑模的發(fā)展趨勢(shì) 隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和高新技術(shù)的不斷發(fā)展，世界各國(guó)不惜投入重金研究開發(fā)塑料模具設(shè)計(jì)與制造新技術(shù)。塑料模技術(shù)包括設(shè)計(jì)技術(shù)、材料選擇、加工技術(shù)、管理與維修技術(shù)等多種領(lǐng)域。隨著塑料模具應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，地位的不斷提高，國(guó)家己非常重 視并制定了明確的奮斗目標(biāo)。我國(guó)塑料模今后的發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在以下幾點(diǎn) : 注塑模 CAD 實(shí)用化和 CADC/AMC/AE 集成化 Moldflow 或 C一 flow 及 Moldeool 等軟件己經(jīng)商品化。美國(guó) ACT 公司推出了新版本 C 一 Mold 系統(tǒng)軟件，注塑模 CAD 實(shí)用化進(jìn)入了新的里程碑。我國(guó)政府 2 對(duì)注塑模 CAD 實(shí)用化進(jìn)程亦非常重視， 投巨資開發(fā)出了注塑模 CAD/CAMC/AE 集成系統(tǒng)軟件。該系統(tǒng)由 8 個(gè)部分組成 :①?gòu)?fù)雜曲面幾何造型圖像軟件 。②多軸數(shù)控加工編程軟件 。③注塑級(jí)塑料物性數(shù)據(jù)庫(kù)軟件 。④流動(dòng)仿真模擬分析軟件 。⑤模溫分析模擬 軟件 。⑥模具應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算分析軟件 。⑦ CAD/CAMC/AE 集成系統(tǒng)軟件 。⑧注塑模設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)軟件。目前，美國(guó) PSP 公司的 IMES 專家系統(tǒng)，能幫助模具設(shè)計(jì)人員用專家知識(shí)解決注塑模的設(shè)計(jì)質(zhì)量問(wèn)題。德國(guó) IKV 研究所的 CADMoULD 系統(tǒng)，可用于注塑模的流動(dòng)、冷卻分析、力翹曲和應(yīng)力分析功能。計(jì)算機(jī)能大量?jī)?chǔ)存和方便地查找各種設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) (數(shù)據(jù)庫(kù) )和標(biāo)準(zhǔn)件的圖形 (圖形庫(kù) )，并能繪出模具的零件和裝配圖，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，加快了設(shè)計(jì)速度。 塑料模標(biāo)準(zhǔn)化 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度，標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家和地區(qū)的工業(yè)化程度。使用標(biāo)準(zhǔn)模架及其標(biāo)準(zhǔn)件 ，可節(jié)省金屬材料約 30%，降低成本約 25%，縮短模具開發(fā)周期，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。 目前發(fā)達(dá)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)化程度達(dá)到 70%以上，并有完善的標(biāo)準(zhǔn)系列，包括零件和模架標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織己制定了國(guó)際模具系列標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)件品種多，規(guī)格全，質(zhì)量高，且全部均己商品化。但我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度在 30%以下，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。 推廣應(yīng)用熱流道、氣體輔助注射和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)質(zhì)量和效率，并能大幅度節(jié)省原材料和能源，所以廣泛應(yīng)用技術(shù)是塑料模具 的一大變革。制訂熱流道元器件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。 研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程 是塑料模 CADC/AM 的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、先進(jìn)、價(jià)廉的檢測(cè)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。 開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式， 3 應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 本次課題的主要研究目標(biāo)及內(nèi)容 本次 注塑模 設(shè)計(jì) 是應(yīng)用計(jì)算機(jī)來(lái)輔助完成注塑模的設(shè)計(jì)與制造，其應(yīng)用的重點(diǎn)是注塑制品的幾何造型、零件分模、模架及結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)等。 塑料制品應(yīng)根據(jù)使用要求及美學(xué)要求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)要考慮塑料性能、成型工藝、模具結(jié)構(gòu)、成型設(shè)備、生產(chǎn)批量及生產(chǎn)成本等各 方面的要求。由于諸多因素的影響，一個(gè)合理的塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案來(lái)之不易，即使有豐富經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師也很難取得十分滿意的設(shè)計(jì)結(jié)果。 基于特征的三維造型軟件的應(yīng)用，為 我們 提供了強(qiáng)大的設(shè)計(jì)編輯平臺(tái)，使用參數(shù)化特征造型技術(shù)，能很方便地生成制品的三維參數(shù)化模型，調(diào)整參數(shù)值即可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模型快速修改，強(qiáng)大的曲面功能可構(gòu)造外形非常復(fù)雜的設(shè)計(jì)模型。所有的設(shè)計(jì)過(guò)程真正做到所想即所得，逼真的顯示效果使設(shè)計(jì)者可以非常自由地表現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)意圖。而且制品的質(zhì)量、體積等各種物理參數(shù)能自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算，為后續(xù)的模具設(shè)計(jì)與分析計(jì)算打下良好的基礎(chǔ)。 產(chǎn)品模型用 Pro/E 進(jìn)行 CAD 設(shè)計(jì)，并 對(duì)制品的強(qiáng)度、應(yīng)力等進(jìn)行分析，改善制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ； 根據(jù)塑料制品的形狀、精度、大小、工藝要求和生產(chǎn)批量， 已經(jīng)初步確定 相應(yīng)的設(shè)計(jì)步驟、參數(shù)選擇．計(jì)算公式以及標(biāo)準(zhǔn)模架等 ； 采用 CAE 方法可以模擬塑料熔體在模腔中的流動(dòng)與保壓過(guò)程，其結(jié)果對(duì)改進(jìn)模具澆注系統(tǒng)及調(diào)整注塑工藝參數(shù) ， 同時(shí) 也 檢驗(yàn)?zāi)＞叩膭偠群蛷?qiáng)度、制品的翹曲性、模壁的冷卻過(guò)程等 。 4 第二章 塑件的結(jié)構(gòu)及成型工藝分析 塑件分析 塑件模型 圖 塑件模型 塑件材料：選用 ABS（即苯乙烯－丁 二烯－丙烯腈共聚物）。 塑件顏色 ： 黑色 。 生產(chǎn)批量：中批量。 塑件尺寸 ： （見塑件圖） 塑件要求： （ 1）結(jié)構(gòu) 分析 該塑件尺寸中等大小，最大外徑為 ，最大高度 ，最大寬度，最大厚度 ，最小厚度 2mm。 形狀結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，無(wú)需側(cè)抽芯。 （ 2）工藝性分析 塑件外側(cè)表面和配合面光滑，且無(wú)澆口推桿 痕跡，內(nèi)表面沒(méi)有要求。 該塑件為 電視機(jī)底座 ，對(duì)表面粗糙度要求不高。 脫模斜度：凹模（型腔）： 40180?！?1176。 20180。 取 1176。 凸模（行芯）： 35180。— 1176。 取 40180。 精度等級(jí)：采用 5級(jí)低精度 （ 《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》 P53） 5 ABS 材料注塑成型工藝分析 塑件材料性能： 成型性能： ①無(wú)定型塑料，其品種很多，各品種的機(jī)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。 ②吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于 ％，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 左右（流動(dòng)性比聚苯乙烯、 AS 差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。 ④比聚苯乙烯加工困難，宜取高溫料溫、模溫（對(duì)耐熱、高抗沖擊和中抗擊型樹脂，料 溫更宜取高），料溫對(duì)物性影響較大，料溫過(guò)高易分解（分解溫度為 250℃左右，比聚苯乙烯易分解），對(duì)要求精度較高塑件模溫宜 50— 60℃，要求光澤及耐熱型料宜 60— 80℃，注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注射機(jī)時(shí)料溫為 80— 230℃，注射壓力為 100— 140MPa，螺桿式注射機(jī)則取 160— 220℃、70— 100MPa 為宜。 ⑤模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)選擇進(jìn)料口位置、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（單在熱水中加熱可消失），脫模斜度宜取 2176。以上 使用性能： 綜合性能較好，沖擊韌性、 力學(xué)強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性、電性能良好，易于成型和機(jī)械加工，與 372 有機(jī)玻璃的焊接性良好，可作雙色成型塑料，且表面課鍍鉻。適于制作一般機(jī)械零件，減磨零件，傳動(dòng)零件和電信結(jié)構(gòu)零件。 ABS 主要技術(shù)指標(biāo)： 熱物理性能 密度 (g/ cm179。) — 1． 05 比熱容 (J kg1K1) 1255— 1674 導(dǎo)熱系數(shù) (W m1 K1 102) — 線膨脹系數(shù) (105K1) — 滯流溫度 (176。 C) 130 力學(xué)性能 屈服強(qiáng)度（ MPa） 50 抗拉強(qiáng) 度 (MPa) 38 6 斷裂伸長(zhǎng)率 (﹪ ) 35 拉伸彈性模量 (GPa) 抗彎強(qiáng)度 (MPa) 80 彎曲彈性模量 (GPa) 抗壓強(qiáng)度 (MPa) 53 抗剪強(qiáng)度 (MPa) 24