【正文】 參數(shù)=尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件等）； 3. 通過(guò)零件的特征值之間，載荷 /邊界條件與特征參數(shù)之間（如表面積等）的關(guān)系來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)； 4. 支持大型、復(fù)雜組合件的設(shè)計(jì)（規(guī)則排列的系列組件，交替排列， Pro/PROGRAM的各種能用零件設(shè)計(jì)的程序化方法等）； 5. 貫穿所有應(yīng)用的完全相關(guān)性（任何一個(gè)地方的變動(dòng)都將引起與之有關(guān)的每個(gè)地方的變動(dòng)），其它輔助模塊將進(jìn)一步提高擴(kuò)展Pro/ENGINEER的基本功能。第二章 1441型過(guò)濾器下殼體的結(jié)構(gòu)分析 塑件分析過(guò)濾器下殼體是要求有較高的沖擊韌性和機(jī)械強(qiáng)度的儀器，結(jié)構(gòu)上要求有一定的強(qiáng)度，產(chǎn)品外觀要求光滑無(wú)缺陷，同時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男揎?，要求一定的美觀度。 塑件材料的選擇塑料的材料選擇依據(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)。ABS材料具有超強(qiáng)的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高 的抗沖擊強(qiáng)度， 典型用途 汽車(chē)（儀表板，工具艙門(mén)，車(chē)輪蓋，反光鏡盒等），電冰箱， 大強(qiáng)度工具（頭發(fā)烘干機(jī)，攪拌器，食品加工機(jī)，割草機(jī)等），電話機(jī)殼體， 打字機(jī)鍵盤(pán)，娛樂(lè)用車(chē)輛如高爾夫球手推車(chē)以及噴氣式雪撬車(chē)等。工業(yè)上應(yīng)用廣泛，所以選擇ABS。 ABS的性能和成型特點(diǎn)ABS是由丙烯晴、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特征，使ABS具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯晴使ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌。苯乙烯使它具有良好的加工性和染色性能。ABS無(wú)毒、無(wú)味，成微黃色，成型的塑料件有較好的光澤，～ g/cm3，熔融溫度為217～237oC，熱分解溫度為250 oC以上，無(wú)毒、無(wú)味、不透明。ABS具有極好的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電器性能。水、無(wú)機(jī)鹽、酸、堿類對(duì)ABS幾乎無(wú)影響，在酮、醛、脂、氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液，不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化熔脹。主要用途：ABS在機(jī)械工業(yè)上用來(lái)制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、電機(jī)外殼、儀表殼、儀表盤(pán)、水箱外殼、蓄電池槽、冷藏柜和冰箱襯里等。汽車(chē)工業(yè)上用ABS制造汽車(chē)擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管、加熱器等，還有用ABS夾層板制小轎車(chē)車(chē)身。ABS還可以用來(lái)制作水表殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器、農(nóng)藥噴霧器及家具等。成型特性： ABS宜吸水，%，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理，要求表面光澤的塑料應(yīng)要求長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥，需在70～80 oC預(yù)熱4小時(shí)以上；流動(dòng)性中等，ABS在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力較高，塑料上的脫模斜度宜稍大，應(yīng)取2 oC以上，模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)對(duì)料流阻力小，澆口處外觀不良，已發(fā)生熔接痕，應(yīng)注意選擇澆口位置、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（但在熱水中加熱可消失）；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。宜取高料溫、模溫（對(duì)耐熱、高抗沖擊和中抗擊型樹(shù)脂，料溫更易取高），料溫對(duì)物性影響極大，料溫過(guò)高宜分解（分解溫度為250 oC左右）要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在50～60 oC，要求塑件光澤和耐熱時(shí)應(yīng)控制在60～80 oC。注射壓力比聚苯乙烯高。一般用柱塞式注射機(jī)時(shí)料溫為180～230 oC左右，注射壓力為100～140Mpa，螺式注射機(jī)則取160～220 oC，70～100 MPa。 塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性 凸臺(tái)的設(shè)計(jì)凸臺(tái)是塑件上用來(lái)增強(qiáng)孔或供裝配附件用的凸起部分，本塑件上凸臺(tái)用來(lái)裝配部件，都為圓形。當(dāng)凸臺(tái)處于平面或遠(yuǎn)離壁面時(shí)，應(yīng)用加強(qiáng)筋加強(qiáng)，以提高強(qiáng)度，并使塑件成形容易。加強(qiáng)筋的厚度意不超過(guò)其所在壁厚的80%為好。因?yàn)橥古_(tái)高度都不大，所以不需要設(shè)置加強(qiáng)筋。設(shè)計(jì)凸臺(tái)時(shí)，應(yīng)盡量使凸臺(tái)的尺寸小些。不要因?yàn)樵O(shè)置凸臺(tái)而使塑件壁厚過(guò)分懸殊。 壁厚塑件的壁厚是重要的結(jié)構(gòu)要素，是設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的問(wèn)題之一。塑件壁太薄，剛度差，在脫模、使用、裝配中會(huì)發(fā)生變形，影響塑件的使用和裝配的準(zhǔn)確性，塑件壁太薄，還會(huì)造成模腔通道狹窄、流動(dòng)阻力大。熱塑性材料的壁厚一般取2～4mm，滴注儀下蓋基本尺寸為28020028mm，屬于中等件。 表面粗糙度～，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到下蓋的美觀性，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)性要求。為滿足美觀性要求，塑件的外表面要求比較光滑，；為了降低成本，內(nèi)表面可以取稍大的表面粗糙值。 尺寸公差和精度塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件與產(chǎn)品圖紙中尺寸的符合程度。即所獲得塑件尺寸的準(zhǔn)確度。影響塑件尺寸精度的因素很多，首先是模具的制造精度和模具的磨損程度，其次是模具的收縮率的波動(dòng)以及成型時(shí)工藝條件的變化、塑件成型后的時(shí)效變化和模具結(jié)構(gòu)形狀等。因此，塑件的尺寸精度往往不高，應(yīng)在保證使用要求的前提下盡可能選用低精度等級(jí)。由《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》可查得，ABS建議采用的精度為高精度3級(jí)，一般精度4級(jí)，低精度5級(jí)。考慮到滴注儀的使用對(duì)精度的要求不太高，所以各個(gè)地方均選擇4級(jí)精度。公差值的選擇見(jiàn)模具設(shè)計(jì)部分。 圓角在塑件的角隅處，即內(nèi)外表面的交接轉(zhuǎn)接處，加強(qiáng)筋的頂端及根部等處都應(yīng)設(shè)計(jì)成圓角。凡能設(shè)計(jì)成圓角的地方均設(shè)計(jì)成圓角。有一系列好處，在塑件成型時(shí)溶料流動(dòng)阻力小，有利于改善流動(dòng)充模特性。其結(jié)果可以防止因塑料收縮而導(dǎo)致的塑料變形，或者因鈍角而引起的應(yīng)力集中，使塑件的強(qiáng)度增大。模具使用壽命延長(zhǎng)，塑件外形也因圓弧過(guò)渡而顯得更為美觀。同時(shí)，與塑料相對(duì)應(yīng)的模具成型零件在熱處理是不易裂口，強(qiáng)度大為增加。所以，滴注儀下蓋中四條直邊的圓角半徑取20mm，底部邊的圓角半徑取5mm,其余尺寸較小的部位均不設(shè)圓角。 孔的設(shè)計(jì)塑件上的孔有盲孔、光孔、螺紋孔，還有豎向的孔和側(cè)向的孔。設(shè)計(jì)孔時(shí)應(yīng)滿足塑件的使用要求，使孔的形狀、位置要有利于塑件成型，同時(shí)還要保證塑件有足夠的使用強(qiáng)度。注射法成型塑件，孔的長(zhǎng)度與孔直徑的比值為：通孔到8為止，盲孔應(yīng)在4以下為妥。能成型孔的深度、直徑及最小孔邊厚度見(jiàn)表22。成型盲孔的型芯是一端固定的，可按公式21計(jì)算。 （21）式中 h ——孔深（mm）；d ——孔直徑（mm）； [δ]——型芯允許變形（mm）； Pc ——注射壓力（通常取40MPa）； E ——彈性模量（105 MPa）；對(duì)于直徑為4～50mm的圓柱孔，計(jì)算其最大許可成型深度時(shí)，允許變量取[δ]=～。該公適用于圓柱型孔或錐度不大的孔。塑件上的通孔，其最大許可成型深度可由式22計(jì)算。 （22）設(shè)計(jì)孔時(shí)，應(yīng)注意以下問(wèn)題：（1）在一般情況下應(yīng)把孔設(shè)置在塑件強(qiáng)度較大處。必要時(shí)可采取一些增厚措施。（2）為了確保塑件的使用強(qiáng)度，應(yīng)使孔間、孔與邊壁間、孔的端部至塑件表面要有足夠的塑料層厚度。本設(shè)計(jì)中，大部分的孔是作為螺紋用孔，后加工工序還要有螺紋成型。經(jīng)計(jì)算，塑件上所有的孔均滿足要求。 脫模斜度由于塑件成型時(shí)冷卻過(guò)程中產(chǎn)生收縮。使其緊箍在凸?；虺尚托旧?。為了便于脫模，防止在脫模過(guò)程中出現(xiàn)由于脫模阻力過(guò)大，使塑件表面受損，塑件廢品率增加、質(zhì)量下降的現(xiàn)象。與脫模方向平行的塑件內(nèi)、外表面都應(yīng)具有合理的斜度。制件精度越高，脫模斜度越小，制件尺寸越大，斜度應(yīng)越小，若形狀復(fù)雜應(yīng)選較大的斜度。ABS塑件外表面的脫模斜度一般為40′～1o 20′，外表面為35′～1o。所以，取內(nèi)外表面的脫模斜度為1o。第三章 1441型過(guò)濾器下殼體的模具設(shè)計(jì)表31 SZ500/2000的技術(shù)參數(shù)額定注射量(cm3)525最大成型面積(cm2)1000螺桿直徑(mm)52最大開(kāi)（合）模行程(mm)500注射壓力(MPa)153模具最大厚度(mm)450注射行程(mm)200模具最小厚度(mm)300螺桿轉(zhuǎn)數(shù)(r/min)233450、680動(dòng)定模固定板尺寸(mm)700850合模力(kN)2000拉桿空間(mm)540440噴嘴孔直徑(mm) 15噴嘴圓弧半徑(mm)18圖 31 零件樣品 塑件分析 塑件的質(zhì)量體積分析及ABS的注射工藝性 經(jīng)Pro/ mm3 。料桶溫度的正確選擇關(guān)系到塑料的塑化質(zhì)量，其原則是能保證順利的注射成型而又不引起塑料的局部降解。塑料的加工溫度有注射機(jī)料筒來(lái)控制的。料筒的末端最高溫度應(yīng)高于塑料的流動(dòng)溫度（或熔融溫度），但低于塑料的分解溫度。ABS流動(dòng)性好，易于成型。熔融溫度為217～237oC，熱分解溫度為250oC以上。熔融溫度與分解溫度比較接近，選擇料筒溫度為200～230oC，為了防止流涎現(xiàn)象，噴嘴溫度稍低于料筒溫度取180～190oC。注射時(shí)，需在70～80oC預(yù)干燥4小時(shí)以上，注射溫度為170～200 oC，注射成型過(guò)程中，冷卻介質(zhì)用水，模溫越低，冷卻速度太快，熔體溫度降低越迅速，造成熔體粘度增大，注射壓力損失，引起充模不足，反之，則有利于提高制品表面質(zhì)量，但制品生產(chǎn)率大大降低，綜合以上兩點(diǎn)，取模具溫度為60～70oC。表32 ABS注射工藝參數(shù)注射機(jī)類型螺桿式模具溫度（oC）60～70螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）30～60注射壓力(MPa)70～90噴嘴形式直通式保壓力(MPa)50～70噴嘴溫度（oC）180～190注射時(shí)間(s)3～5料桶前段溫度（oC）200～210保壓時(shí)間(s)15～30料桶中段溫度（oC）210～230冷卻時(shí)間(s)15～30料桶后段溫度（oC）180～200成型周期(s)40～70 型腔數(shù)目的確定在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，有先確定注射機(jī)的型號(hào)，再根據(jù)所選用的注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范及塑件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求，計(jì)算能夠選取的型腔數(shù)目，也有根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先確定型腔數(shù)目的，然后根據(jù)生產(chǎn)條件，如注射機(jī)的有關(guān)技術(shù)規(guī)范等進(jìn)行校核計(jì)算，看所選得型腔數(shù)目是否滿足要求。由于塑件尺寸較大， mm3，并且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，還有一個(gè)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，所以設(shè)計(jì)時(shí)，可以首先確定腔數(shù)為單型腔。 注塑機(jī)的選擇 mm3，并且塑件的大小為10014575mm，選擇注射機(jī)為XSZY500，為螺桿式。表33 XSZY500的技術(shù)規(guī)范額定注射量(cm3)500最大成型面積(cm2)1000螺桿直徑(mm)65最大開(kāi)/合模行程(mm)500注射壓力(MPa)145模具最大厚度(mm)450注射行程(mm)200模具最小厚度(mm)300螺桿轉(zhuǎn)數(shù)(r/min)233450、680動(dòng)定模固定板尺寸(mm)700850合模力(kN)3500拉桿空間(mm)540440噴嘴孔直徑(mm)5噴嘴圓弧半徑(mm)18（1）鎖模力的校核鎖模力是指注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)在工作過(guò)程中對(duì)模具所能施加的最大夾緊力。在選用注射機(jī)時(shí)，要對(duì)其合模機(jī)構(gòu)進(jìn)行校核。通?？捎孟铝泄竭M(jìn)行： （31）式中 A1 ——單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積；A 2 ——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積；n ——型腔數(shù)量；p ——塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力；F ——鎖模力。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取模腔平均壓力為P為40 Mpa，通過(guò)Pro/E分析，可知塑件在分型面上的投影面積為A= mm2=。粗略計(jì)算鎖模力為F=pA=401061043500 KN，所以滿足鎖模力的要求。（2）注射容量校核模具型腔能否充滿與注射機(jī)允許的最大注射量密切相關(guān)，設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機(jī)實(shí)際的最大注射量的范圍內(nèi)，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)的最大注射量是其允許最大注射量（額定注射量）的80％，由此有： （32） cm3，加上澆注系統(tǒng)凝料的體積大約為120 cm3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于注射機(jī)的額定注射量為500 cm3，滿足需求。（3） 最大注射壓力的校核注射壓力是指在螺桿頭部產(chǎn)生的熔體壓強(qiáng)，注射壓力過(guò)低會(huì)導(dǎo)致型腔壓力不足，熔體不能順利充滿型腔；反之，注射壓力過(guò)大，不僅會(huì)造成制品溢料，甚至系統(tǒng)過(guò)載。螺式注射機(jī)ABS注射壓力一般是70～100MPa，取80Mpa。注射機(jī)注射壓力為145 MPa，滿足要求。（4） 模具厚度的校核本注射機(jī)所允許的最小厚度和最大厚度分別為300和450mm，所選模架的閉合高度為448mm，滿足要求。（5） 開(kāi)模行程校核所選注射機(jī)的最大開(kāi)模行程為500mm，模具結(jié)構(gòu)為斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯的雙分型面注射模，其開(kāi)模距為： （33）式中 H 1 ——脫模距離（mm），為70mm； H 2 ——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度（mm），為120mm； a——取出澆注系統(tǒng)凝料所必需的長(zhǎng)度（mm），為100mm；所以，開(kāi)模行程大概為290mm500mm，滿足要求。 分型面的選擇將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分，這些可以分離部分的接觸表面分開(kāi)時(shí)能取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉，這樣的接觸表面成為模具的分型面，本例為點(diǎn)澆口，應(yīng)該用三版式結(jié)構(gòu)。選擇雙分型面。圖 32 分型面的結(jié)構(gòu) B分型面的分型距離為118mm，A分型面的分型距離為40mm。 模具方案的確定澆口方式的選擇：選擇一：采用側(cè)澆口式側(cè)澆口又稱邊緣澆口。側(cè)澆口一般開(kāi)設(shè)在分型面上，從塑件的側(cè)面進(jìn)料。側(cè)澆口是典型的矩形截面澆口，能方便地調(diào)整時(shí)的剪切速率和澆口封閉時(shí)間，因此也稱之為標(biāo)準(zhǔn)澆口。側(cè)澆口的特點(diǎn)是澆口界面形狀簡(jiǎn)單，加工方便；能對(duì)澆口尺寸進(jìn)行緊密加工；澆口位置選擇比較靈活，以便改善充模狀況；去除澆口方便，痕跡小。側(cè)澆口特別適用于兩板式多型腔