【正文】 ......................................... 26 脫模阻力的計算 ............................................. 26 第 八 章 模具的 加熱、冷卻系統(tǒng)設(shè)計 ................................... 28 模具加熱 ................................................... 28 模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計 ........................................... 28 第 九 章 模架的選擇及標準件的選用 ................................... 30 定模座板 ................................................... 30 定模 固定 板 ................................................. 30 動模固定板 ................................................. 30 墊塊 ....................................................... 31 推桿固定板 ................................................. 31 推板 ....................................................... 31 參考文獻（ References）： ............................................ 32 致謝： ............................................................ 33 1 第一章 緒論 注塑模研究現(xiàn)狀 我國注塑模 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、華中理工大學、四川聯(lián)合大學等單位聯(lián)合進行了國家重點科技攻關(guān)課題“注塑模 CAD/ CAE/ CAM集成系統(tǒng)” ,并于 1996 年通過鑒定 ,部分成果已投入實際應(yīng)用 ,使我國的注塑模 CAD/ CAE/ CAM研究和應(yīng)用水平有了較大提高。 國內(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。華中理工大學國家重點實驗室研制成功了“實用化注塑模 CAD/CAE/CAM 微機系統(tǒng) ”；北京化工學院進行了注塑沖模過程計算機仿真；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)濟效益。 60 年代中期 ,英國、美國、加拿大的學者就開始了有關(guān)塑料熔體在模具型腔內(nèi)流動和冷卻的基礎(chǔ)研究 . 塑料流變學、幾何造型技術(shù)、數(shù)控加工及計算機技術(shù)的發(fā)展有力地推動了注塑模 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 進入實用階段 ,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 流動和冷卻分析軟件 MOLDFLOW。德國 IKV 公司 CADMOULD 系統(tǒng) ,可用于注塑模流動分析、冷卻分析、力學性能校核 。美國 PSP 公司的 IMES 專家系統(tǒng) ,能幫助模具設(shè)計人員用專家的知識解決注塑模的質(zhì)量問題 。美國 AC2Tech 公司的 C2MOLD 等等 . 國內(nèi)外注塑模的發(fā)展趨勢 隨著人類社會的進步和高新技術(shù)的不斷發(fā)展，世界各國不惜投入重金研究開發(fā)塑料模具設(shè)計與制造新技術(shù)。塑料模技術(shù)包括設(shè)計技術(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)域的不斷擴大，地位的不斷提高，國家己非常重 視并制定了明確的奮斗目標。我國塑料模今后的發(fā)展趨勢體現(xiàn)在以下幾點 : 注塑模 CAD 實用化和 CADC/AMC/AE 集成化 Moldflow 或 C一 flow 及 Moldeool 等軟件己經(jīng)商品化。美國 ACT 公司推出了新版本 C 一 Mold 系統(tǒng)軟件，注塑模 CAD 實用化進入了新的里程碑。我國政府 2 對注塑模 CAD 實用化進程亦非常重視， 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 個部分組成 :①復(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注塑級塑料物性數(shù)據(jù)庫軟件 。④流動仿真模擬分析軟件 。⑤模溫分析模擬 軟件 。⑥模具應(yīng)力應(yīng)變計算分析軟件 。⑦ CAD/CAMC/AE 集成系統(tǒng)軟件 。⑧注塑模設(shè)計專家系統(tǒng)軟件。目前，美國 PSP 公司的 IMES 專家系統(tǒng)，能幫助模具設(shè)計人員用專家知識解決注塑模的設(shè)計質(zhì)量問題。德國 IKV 研究所的 CADMoULD 系統(tǒng)，可用于注塑模的流動、冷卻分析、力翹曲和應(yīng)力分析功能。計算機能大量儲存和方便地查找各種設(shè)計數(shù)據(jù) (數(shù)據(jù)庫 )和標準件的圖形 (圖形庫 )，并能繪出模具的零件和裝配圖，提高了設(shè)計質(zhì)量，加快了設(shè)計速度。 塑料模標準化 模具標準化程度，標志著一個國家和地區(qū)的工業(yè)化程度。使用標準模架及其標準件 ，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，減輕勞動強度，提高設(shè)計質(zhì)量，對模具工業(yè)的發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。 目前發(fā)達國家模具標準化程度達到 70%以上，并有完善的標準系列，包括零件和模架標準，國際標準化組織己制定了國際模具系列標準，標準件品種多，規(guī)格全，質(zhì)量高，且全部均己商品化。但我國模具標準化程度在 30%以下，遠遠落后于發(fā)達國家。 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家標準，積極生產(chǎn)價廉高質(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)計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，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)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現(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、價廉的檢測設(shè)備是實現(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)材料和先進的表面處理技術(shù)對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及內(nèi)容 本次 注塑模 設(shè)計 是應(yīng)用計算機來輔助完成注塑模的設(shè)計與制造，其應(yīng)用的重點是注塑制品的幾何造型、零件分模、模架及結(jié)構(gòu)件設(shè)計等。 塑料制品應(yīng)根據(jù)使用要求及美學要求來進行設(shè)計，同時要考慮塑料性能、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，一個合理的塑料產(chǎn)品設(shè)計方案來之不易，即使有豐富經(jīng)驗的設(shè)計師也很難取得十分滿意的設(shè)計結(jié)果。 基于特征的三維造型軟件的應(yīng)用，為 我們 提供了強大的設(shè)計編輯平臺，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)值即可實現(xiàn)設(shè)計模型快速修改，強大的曲面功能可構(gòu)造外形非常復(fù)雜的設(shè)計模型。所有的設(shè)計過程真正做到所想即所得，逼真的顯示效果使設(shè)計者可以非常自由地表現(xiàn)自己的設(shè)計意圖。而且制品的質(zhì)量、體積等各種物理參數(shù)能自動進行計算，為后續(xù)的模具設(shè)計與分析計算打下良好的基礎(chǔ)。 產(chǎn)品模型用 Pro/E 進行 CAD 設(shè)計，并 對制品的強度、應(yīng)力等進行分析，改善制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ； 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)計步驟、參數(shù)選擇．計算公式以及標準模架等 ； 采用 CAE 方法可以模擬塑料熔體在模腔中的流動與保壓過程，其結(jié)果對改進模具澆注系統(tǒng)及調(diào)整注塑工藝參數(shù) ， 同時 也 檢驗?zāi)＞叩膭偠群蛷姸?、制品的翹曲性、模壁的冷卻過程等 。 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)較簡單，無需側(cè)抽芯。 （ 2）工藝性分析 塑件外側(cè)表面和配合面光滑，且無澆口推桿 痕跡，內(nèi)表面沒有要求。 該塑件為 電視機底座 ，對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：采用 5級低精度 （ 《塑料成型工藝與模具設(shè)計》 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。 ②吸濕性強，含水量應(yīng)小于 ％，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時間預(yù)熱干燥。 ③流動性中等，溢邊料 左右（流動性比聚苯乙烯、 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（對耐熱、高抗沖擊和中抗擊型樹脂，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℃左右，比聚苯乙烯易分解），對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時料溫為 80— 230℃，注射壓力為 100— 140MPa，螺桿式注射機則取 160— 220℃、70— 100MPa 為宜。 ⑤模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng)選擇進料口位置、形式，頂出力過大或機械加工時塑件表面呈現(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、 力學強度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學性、電性能良好，易于成型和機械加工，與 372 有機玻璃的焊接性良好，可作雙色成型塑料，且表面課鍍鉻。適于制作一般機械零件，減磨零件，傳動零件和電信結(jié)構(gòu)零件。 ABS 主要技術(shù)指標： 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 力學性能 屈服強度（ MPa） 50 抗拉強 度 (MPa) 38 6 斷裂伸長率 (﹪ ) 35 拉伸彈性模量 (GPa) 抗彎強度 (MPa) 80 彎曲彈性模量 (GPa) 抗壓強度 (MPa) 53 抗剪強度 (MPa) 24