【正文】 2）型腔仿真加工 1）制定模具的裝配工藝規(guī)程。 2）制定模具中非標(biāo)零件工藝規(guī)程。 3）制定成型零件加工工藝卡片并進行仿真加工。 （ 3）在設(shè)計中通過對制品的重量和體積的分析，進行注塑機的選擇。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2022 32 模具方案及制品分析 總體方案設(shè)計 首先是對塑件進行測繪，然后使用 Pro／ E軟件 進行三維造型。主要采用拉伸、旋轉(zhuǎn)、等步驟造型。造型結(jié)束后進行模具設(shè)計?？紤]到生產(chǎn)批量和經(jīng)濟效益對模具設(shè)計的制約，還有塑件的精度等級要求，本模具采用一模四腔。下面選擇注塑機，主要從注射量、鎖模力等方面進行考慮。要確保塑件及澆注系統(tǒng)所需的注射量不超過注射機最大容量的 80％。 接著對各個系統(tǒng)進行設(shè)計，首先是澆注系統(tǒng)的設(shè)計，澆注系統(tǒng)分為主流道、分流道、澆口、冷料穴等。主流道的中心線與注射機噴嘴的中心線應(yīng)在同一條直線上。另外由于主流道與高溫高壓的熔融塑料接觸所以外面要加個澆口套。澆口套要進行淬火處理，這樣可以延長模具的使用壽命，提高經(jīng)濟效率。分流道的半徑與塑料種類和所需熔融塑料的體積有關(guān)，一般直徑為 8～ 12mm。本模具設(shè)計取 10mm。主流道與分流道采用圓角過渡，這樣可以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力，便于流道的運作。分流道表面不必很光，可以使熔融塑料的冷卻皮層固定，有利于保溫。分流道與澆口 采用圓弧過渡，有利于熔料的流動及填充。澆口的兩個作用表現(xiàn)在：一是起控制作用，二是壓力撤銷后封鎖型腔，不產(chǎn)生倒流。冷料穴主要是避免冷料進入型腔堵塞澆口，影響塑件的質(zhì)量。拉料銷主要是保證澆注系統(tǒng)的凝料從定模澆口套中拉出，留在動模一側(cè)，便于取出。接著是排氣系統(tǒng)的設(shè)計。本模具采用間隙排氣。利用分型面的配合間隙自然排氣，符合經(jīng)濟效益。下面是推出機構(gòu)的設(shè)計。推動的動力來源有手動推出、機動推出和液壓與氣動推出機構(gòu)。最后利用非旋轉(zhuǎn)脫出方式 —— 分瓣可漲縮型芯實現(xiàn)側(cè)向抽芯，完成最后的脫模。 塑件的測繪 塑件為 VE 瓶蓋， 材料為 ABS，用游標(biāo)卡尺對零件進行測繪。我們最終所需要加工得到的是制造此零件的模具型腔，而我們所取的塑件是千千萬萬個塑件中的一個，由于制造的原因，塑件在出模后不可避免的會產(chǎn)生一定的變形，因此對該零件的測量數(shù)值需要進行分析處理。如對塑件較大尺寸誤差的進行修正，對相同形狀處所測不同尺寸的取均值進行圓整，然后繪出零件的草圖。由于條件限制所以采用多次取斷面進行測量的辦法。 量具：游標(biāo)卡尺（ 0～ 300、 ），曲線測量儀等 注意做到以下幾點： 測繪過程中必須把被測物體放在工作平面上； 采用多次測量求平均值 ； 正確地讀取數(shù)據(jù)。 VE 瓶蓋模具設(shè)計及其型腔仿真加工 4 測量的主要尺寸如下圖： 圖 21 塑件的主要尺寸 塑件的造型 零件測繪草圖出來以后，應(yīng)該根據(jù)零件的測繪圖，對零件的進行三維造型。三維造型可以選用 Pro／ E軟件，三維造型的所有參數(shù)與測繪的數(shù)據(jù)一致。首先打開三維軟件 Pro／ E，進入零件設(shè)計界面，點擊 旋轉(zhuǎn)，剪切，造型等命令繪制三維圖形。 由 Pro／ E軟件的計算功能得塑件尺寸為： 該塑件外形尺寸為 Φ 35mm ，根據(jù)上述的方法繪制的制品的零件圖如下： 塑件的三維造型如圖 22所示 圖 22 塑件的 三維造型 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2022 5 塑件的材料選擇與分析 塑件的材料選擇 （ 1） ABS：高流動性，便宜，適用于對強度要求不太高的 部件 。 （ 2） 在材料的應(yīng)用上需要注意以下 一 點： 避免一味減少強度風(fēng)險，什么部件都用 PC 料而導(dǎo)致成型困難和成本增加； 在對強度沒有完全把握的情況下，模具 供應(yīng) 時應(yīng)該明確告訴模具供應(yīng)商，可能會先用 PC+ABS生產(chǎn) T1的產(chǎn)品，但不排除當(dāng)強度不夠時后續(xù)會改用 PC料的可能性。這樣模具供應(yīng)商會在模具的設(shè)計上考慮好收縮率及特殊部位的拔模角。 因此，該塑件選擇 ABS材料。 塑件的材料分析 ABS： acrylonitrilebutadienestyrene copolymer 丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物，屬于熱塑性材料。 使用性能： 綜合性能較好，沖擊韌性、機械強度一般，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性、電性能良好，易于成形和機械加工。 成型性能： （ 1） 無定性材料，流動性中等，比聚苯乙烯、 AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好，溢邊值為 。 （ 2） 吸濕性強，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須經(jīng)長時間的預(yù)熱干燥。 （ 3） 成型時易取高料溫、高模溫，但料溫過高易分解（分解溫度為≥ 250℃）。對于精度較高的塑件， 模溫宜取 50℃～ 60℃，對光澤、耐熱塑件，模溫宜取 60℃～80℃。注塑壓力高于聚苯乙烯。用柱塞式注射機成型時，料溫為 180℃～ 230℃，注射壓力為 1000～ 1400kgf/cm3。用螺桿式注射機成型時，料溫為 160℃～ 220℃，注射壓力為 700～ 1000 kgf/cm 3。 塑件尺寸精度 塑件的尺寸精度一般是根據(jù)使用要求確定的，但還必須充分考慮塑料的性能及成型工藝的特點。作為 VE瓶蓋，要求外表面光滑，既不會在使用過程中對人造成傷害，還要必須考慮其外形的美觀。因此該塑件的精度等級為 6級。 模具 材料的選擇 塑料模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，組成一套模具的零件數(shù)目較多，而且由于各零件在工作中所處的地位、作用不同，對材料的性能要求也不同。總的說來，用于制作塑料模具的材料，在質(zhì)量上首先要求具有一定的硬度和耐磨性，其次是有一定的強度和韌性，再次是易于加工。因此，應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)、性能要求和使用條件、模具的制造方法，合理地選用模具材料。根據(jù)文獻(xiàn) [6]中的 P546，模具中各個零件的材料選擇如下： （ 1）導(dǎo)向零件的材料選擇 包括導(dǎo)套和導(dǎo)柱，由于在開、合模時有相對運動，VE 瓶蓋模具設(shè)計及其型腔仿真加工 6 成型過程中要承受一定的壓力，或偏載負(fù)荷，因此要求表面耐磨 性好，心部具有一定的韌性，本設(shè)計中的導(dǎo)向零件選用 T8A，經(jīng)過滲碳淬火后表面硬度應(yīng)達(dá)到 5055HRC； （ 2）澆注系統(tǒng)零件的材料選擇 包括澆口套，拉料桿等，要求具有良好的耐磨表面、耐蝕性和熱硬性，本設(shè)計中的澆注系統(tǒng)零件選用 T8A，經(jīng)過滲碳淬火后表面硬度應(yīng)達(dá)到 5055HRC； （ 3）頂出機構(gòu)零件的材料選擇 包括推桿和復(fù)位桿，要求表面耐磨性好，并具有足夠的機械強度，本設(shè)計中推桿選用 45 鋼 ,淬火處理后表面硬度達(dá)到 4045HRC；復(fù)位桿選用 T8A，淬火處理后表面硬度達(dá)到 5055HRC； （ 4）模體零件的材料選 擇 包括各種模板、推板、固定板、墊塊等，這些零件要求具有足夠的機械強度，在本設(shè)計中選用 45 鋼，經(jīng)淬火處理后表面硬度達(dá)到4045HRC，可滿足上述要求； （ 5）定位零件的材料選擇 包括定位銷和螺釘，要求其具有足夠的機械強度，耐磨性好，考慮上述要求，定位銷選用 T8A，并表面淬火使硬度達(dá)到 5055HRC；螺釘選用 45鋼。 脫模斜度 脫模斜度主要是為了便于脫模。塑件沿脫模方向常用的斜度值對熱塑性塑件為176。～ 3176。，熱固性酚醛壓制件取 176。～ 1176。脫模斜度的大小與塑件的形狀，脫模方向的長度，塑件表面質(zhì) 量有密切關(guān)系。 熱塑性塑料在脫模時有較大的彈性，即使是較小的脫模斜度，也可以順利脫模。但為了減小脫模阻力，一般在產(chǎn)品沒有特殊要求的條件下，選用盡可能大的脫模斜度。 塑料的性質(zhì)不同（指硬度、表面摩擦系數(shù)、彈性等），所必須的脫模斜度也不同，一般規(guī)律為： （ 1） 硬質(zhì)塑料需比軟質(zhì)的脫模斜度大； （ 2） 塑件的壁厚大時，成形收縮大，脫模斜度要大； （ 3） 形狀復(fù)雜的部分要比形狀簡單的部分有較大的脫模斜度； （ 4） 型腔的深溝槽部分 —— 如加強筋、突臍等，需要較大脫模斜度。一般選取3176?！?5176。 由于塑件冷卻后產(chǎn)生收縮，會使塑件 緊緊地包住模具型芯、型腔中突出的部分，為了使塑件易于從模具內(nèi)脫出，在設(shè)計時必須保證塑件的內(nèi)外壁具有足夠的脫模斜度。由于目前還沒有比較精確的脫模斜度計算公式，在選擇脫模斜度時，主要還是參照經(jīng)驗數(shù)據(jù)，根據(jù) ABS材料的性質(zhì)在設(shè)計中選用 176。的拔模斜度。 型腔數(shù)目的確定 型腔數(shù)越多時，精度也相對地降低。這不僅由于型腔加工精度的參差，也由于熔體在模具內(nèi)的流動不勻所致。所以精密塑件盡量不用多腔模形式。按照 SJ/T 10628— 95標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的 2級超精密級塑件，宜一模一腔，當(dāng)尺寸數(shù)目少時可以一模二腔。 4 級 的精密級塑件，宜一模四腔以內(nèi)。從塑件尺寸精度考慮，由于該塑件精鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2022 7度等級為 6級而且塑料瓶蓋結(jié)構(gòu)比較簡單，所以采用一模四腔。 注射機的選擇 由于型腔數(shù)目與所使用的注射機的參數(shù)有關(guān)，而工廠里的注射機的規(guī)格又是確定的，根據(jù)文獻(xiàn) [6]中的 P574，表 529 常用注射機技術(shù)規(guī)格及特性中查出 ,使用的注射機型號為 XSZY60。 下表為 XSZY60 型注射機的參數(shù)： 螺桿直徑 ? 38mm 最大注射容量 60g 注