【正文】 還有小家電的生產(chǎn)廠家一旦發(fā)現(xiàn)市場銷路不暢，廠商可以迅速進(jìn)行調(diào)整，由于投入的成本很低，因此其可能導(dǎo)致的損失也大大小于研發(fā)大型電器產(chǎn)品。 二、 選題意義 由于新技術(shù)、新材料、新工藝的不斷發(fā)展，促使模具技術(shù)不斷進(jìn)步，對模具技術(shù)的要求越來越 高，對人才的知識、能力、素質(zhì)的要求也在不斷提高。通過各種渠道培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術(shù)創(chuàng)新，則可以不斷提高我國模具設(shè)計和制造以及維修水平 [6]。 本 畢業(yè)設(shè)計通過對一個家用無線門鈴后殼的塑料產(chǎn)品及其模具的設(shè)計，鍛煉了塑料制品的設(shè)計及成型工藝的選擇能力；塑料制品成型模具的設(shè)計能力 、 塑料制品的質(zhì)量分析及工藝改進(jìn)能力、塑料模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計能力 ， 熟悉 了 模具設(shè)計的常用商業(yè)軟件。 三、設(shè)計任務(wù) 1. 無線門鈴后殼產(chǎn)品設(shè)計：采用美國 PTC 公司的軟件 Pro/ENGINEER 設(shè)計出該產(chǎn)品的 3D 圖，并導(dǎo)出 2D 圖；同時還要選擇該塑料件 的材料； 2. 產(chǎn)品工藝性分析：分析門鈴后蓋的結(jié)構(gòu)，看后蓋采用的塑料是否能順利完成注射、冷卻、脫模，成型強(qiáng)度、剛度以及使用壽命是否滿足使用的要求，找出不足之處，對門鈴后蓋作出結(jié)構(gòu)上的修正，直到滿足這些條件為止；分 析產(chǎn)品的最佳澆口位置，流動是否平衡； 3. 注塑設(shè)備選擇：根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)備，從中選擇合適的注塑設(shè)備； 4. 確定分型面：根據(jù)后蓋塑料件的幾何形狀，尺寸精度要求，兼顧脫模方式等選擇合適的分型面； 4 5. 選擇模架：模架為標(biāo)準(zhǔn)件，選擇合適的即可； 6. 澆道系統(tǒng)設(shè)計 ： 包括澆道的形狀和位置的確定 ； 7. 成型件設(shè)計 ： 設(shè)計合理的成型零件 ， 確定模腔 的數(shù)量及其排列方式 ,后蓋中需要用到側(cè)向抽芯 ,這里還要設(shè)計抽芯件 ； 8. 冷卻系統(tǒng)設(shè)計與計算 ： 冷卻水孔的位置與數(shù)量與冷卻效果有密切關(guān)系，在確定時，應(yīng)盡可能地靠近型腔和盡可能地多，但不要發(fā)生干涉 。 9. 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計 ： 門鈴后蓋采用的是滑塊抽芯； 10. 在模具模擬開模時對模具的動態(tài)碰撞進(jìn)行模擬檢查； 11. 零部件加工工藝制定 ： 為上面設(shè)計的模具零部件制定合理的加工工藝路線； 12. 把整個模具 3D 模型圖設(shè)計完畢， 完成 一個完整的模具 3D 圖； 13. 繪制 2D 模具圖紙，包括模具的裝配圖紙和成型件圖紙 。 5 第 二 章 塑件設(shè)計分析 一、 塑件模型建立 畢業(yè)設(shè)計的塑料 件原型來源于市場上遙控門鈴的后 殼 ,畢業(yè)設(shè)計參考市場上遙控門鈴的后 殼 設(shè)計出經(jīng)過改進(jìn)的后 殼產(chǎn)品，并且繪制出這個后殼 的 3D 圖和 2D圖 。 (一 )、模型 3D圖 模型繪制采用 PTC公司的產(chǎn)品 Pro/ENGINEER Wildfire ,最終繪制出來的 3D結(jié)構(gòu)圖21所示 : (a) （ b） 圖 21 塑件模型 3D 圖 (二 )、 塑件 2D 圖技術(shù)條件 本模型 2D圖由 Pro/E 3D圖轉(zhuǎn)換而來 ,并在軟件 AutoCAD上進(jìn)行整理繪制出來的 2D圖如圖 22所示，如果需要更加詳細(xì)的塑件尺寸，請參照附 件 中的塑件 的 2D圖 [7]。 1．塑件精度等級及尺寸公差 塑件采用采用的精度等級為 5級精度，部分尺寸的公差標(biāo)注如圖 12所示，由于該塑件的結(jié)構(gòu)有些復(fù)雜，在這里只是標(biāo)注一些重要的尺寸公差 。 2．塑件的表面質(zhì)量 該塑件要求外形美觀，色澤鮮艷，外表面沒有斑點(diǎn)及熔接痕，粗糙度可取 m。而塑件內(nèi)部沒有較高的表面粗糙度要求。 二、 塑件參數(shù)設(shè)計 （一）、材料選擇 這個門鈴 后殼 為一般的零件 ,屬于殼體類 ,沒有特別的要求 ,根據(jù)以上的依據(jù) ,選擇材料ABS為塑料件的材料 ABS材料說明 [5]: 6 中文名稱 :苯乙烯 丁二烯 丙烯腈共聚物 性能 :綜合性能好 ,沖擊韌 ,力學(xué)強(qiáng)度高 ,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 , 用途 :適于制作一般的機(jī)械零件 ,各類殼體 ,汽車配件 ,日用品 ,管材及文具等 。 圖 22 塑件 2D 圖 （二）、塑件收縮率 根據(jù)以上選用的材料為 ABS，查相關(guān)資料可知， ABS的收縮率為 ～ ，這里選擇偏中值，為 。 （三）、塑件的壁厚 一般說來，塑件的厚度越厚就越能滿足產(chǎn)品的強(qiáng)度和剛度的性能要求，但是從塑件的成型過程看來，塑件的壁厚越厚，冷卻的時間就越長，整個塑件的成型周期就要延長，提高了生產(chǎn) 的成本，降低了生產(chǎn)的效率，同時，塑件的壁厚越厚，收縮率就增大，這樣使的得產(chǎn)品的尺寸不穩(wěn)定性增加，降低了產(chǎn)品的質(zhì)量。因此產(chǎn)品的厚度必須得適中，根據(jù)材料的的特性，查閱相關(guān)的資料，查得 ABS制品的壁厚通常為 、 、 、 3mm[10]。 本次設(shè)計中，塑件的壁厚為 2mm。 在設(shè)計完產(chǎn)品之后，為了確保產(chǎn)品的壁厚在確定的范圍之內(nèi)，需要對塑件進(jìn)行檢測，而 7 在產(chǎn)品 3D 設(shè)計的軟件 Pro/ENGINEER Wildfire中，就有用于檢測產(chǎn)品厚度的功能，檢測的結(jié)果如下： 圖 23 塑件壁厚縱向檢測 圖 24 塑件壁厚橫向檢測 如圖 23 所示為縱向的截面厚度檢查，從圖中可以看出，紅色線條顯示的為壁厚超過3mm，而圖中僅僅在一部分中出現(xiàn)，而且是在允許的地方出現(xiàn)（改地方的壁厚應(yīng)為橫向檢查） 藍(lán)色的線條出現(xiàn)的地方為壁厚小于 1mm的部位，圖中可以看出，只是在塑件的倒鉤部位出現(xiàn)一部分的藍(lán)色線條。 如圖 24所示，跟上圖相比， 除 了允許出現(xiàn)的壁厚出現(xiàn)了紅色線條之外，未曾出現(xiàn)藍(lán)色 8 的線條，說明塑件的橫向截面壁厚完全符合設(shè)計的要求?？傮w上看，塑件基本上滿足塑件的壁厚為 2mm的設(shè)計要求。 綜上所述，該塑件的縱向壁厚滿足設(shè)計的要 求 。 （四）、塑件的拔模斜度 拔模斜度是為了便于脫模，防止塑件表面在脫模是劃傷，擦毛，在設(shè)計塑件表面沿脫模方向應(yīng)具有合理的脫模斜度。塑件的脫模斜度大小跟塑件的性質(zhì)、收縮率、摩擦因素、塑件的壁厚和幾何形狀有關(guān)。 在設(shè)計時，可以參考一些資料來確定塑件的脫模斜度，一般以塑件的材料為選擇依據(jù)，而 ABS塑料的脫模斜度為 40 ～ 1020 ， 本設(shè)計 選擇的拔模斜度為 02 。 在設(shè)計完成之后，為了檢測塑件的拔模斜度是否符合要求，需要對塑件進(jìn)行拔模檢測，PTC公司的產(chǎn)品 Pro/ENGINEER Wildfire提供的完善的拔模檢測方法 [10]，塑件檢測完成后的結(jié)果如圖所示： 圖 2 26 所示，粉紅色的表示拔模斜度為正的 20 ，青色的表示拔模斜度為負(fù) 20 ，正跟負(fù)是相對而言的。 圖 25 塑件拔模斜度檢測正面 從圖中可以看出，塑件的外表明都呈粉紅色，而內(nèi)表面都呈青色，不曾出現(xiàn)出現(xiàn)其他的顏色，如果出現(xiàn)黃色，說明塑件中存在未拔模的情況，應(yīng)該對塑件作相應(yīng)的修改，除非塑件有特殊的要求，否則應(yīng)該直到看不到黃色為止。顯然，外表面和內(nèi) 表面看來，塑件的設(shè)計完全符合開始設(shè)定的拔模斜度要求。 9 圖 26 塑件拔模斜度檢測低面 （五）、分型面設(shè)計 分型面設(shè)計如圖 27所示 。 選擇這樣的分型面是因為便于塑件的脫模和簡化模具結(jié)構(gòu) 。 分型面確定之后就在軟件中繪制出來，為了能夠?qū)?現(xiàn) 下來的分型能夠順利進(jìn)行，有對塑件的分型面進(jìn)行檢測的必要，如圖為對分型面的自交檢測，結(jié)果為沒有發(fā)現(xiàn)自交截。如果發(fā)現(xiàn)有相交的分型面，應(yīng)該對分型面作修整，否則在軟件中無法分型。 圖 27 塑件分型面及其檢測 10 （六）、確定型腔數(shù)量以及排列方式 由于門鈴 后殼 是一種生活電器 ， 對外觀 的質(zhì)量有一定的要求 ， 也就是制件的上表面不能有澆口的痕跡 ,同時分析制件的 3D模型可知到 ， 該制件的右側(cè)需要滑塊抽心 ， 再就是為了提高生產(chǎn)效率 ， 本次模具設(shè)計采用的是一模兩腔 ， 型腔的分布如圖 28所示 : 圖 28 型腔數(shù)量及其排列方式 三、塑件模流分析 模流分析采用的是 Moldflow軟件，分析分析的結(jié)果如下： （一）、 分析的總體結(jié)果 表 21 總體參數(shù) Material Supplier: Bayer USA Material Grade: Lustran LGASF Max Injection Pressure: MPa Mold Temperature: Melt Temperature: Model Suitability: Part model was highly suitable for analysis. 表 22 填充分析 Moldability: Your part may be difficult to fill, but quality will probably be acceptable with the current injection locations. Confidence: Medium Injection Time: sec Injection Pressure: MPa Weld Lines: Yes Air Traps: Yes Shot Volume (cavity, runner): ( , ) 11 Filling Clamp Force: tonne Packing Clamp Force Estimate @20%: ( )MPa tonne Packing Clamp Force Estimate @80%: ( )MPa tonne Packing Clamp Force Estimate @120%: ( )MPa tonne Clamp Force Area: Cycle Time: sec 表 23 保壓分析 Peak Clamp Force During Packing tonne TotalPart Weight g Ejection Time sec Cooling Time sec Cycle Time sec Maximum Wall Shear Stress MPa 表 24 冷卻質(zhì)量 Cooling Quality: Your part can be easily cooled. Surface Temperature Variance Range to Freeze Time Variance Range sec to sec 表 25 冷卻分析 Maximum Cavity Temperature Minimum Cavity Temperature Average Cavity Temperature Average Mold Exterior Temperature Cycle Time sec （二）、 分析結(jié)果的圖片 分析圖片 如圖 29～ 226 所示 ， 圖 29 最佳澆口位置 圖 210 填充時間 12 圖 211 填充可信度 圖 212 注射壓力 圖 213 壓力降 圖 214 流 動前沿溫度 圖 115 冷卻時間 圖 116 質(zhì)量預(yù)測 13 圖 217 溶接痕 圖 218 氣泡 圖 219 冷卻質(zhì)量 圖 220 表面溫度差異 圖 221 凍結(jié)時間差異 圖 222 表面方位 14 圖 223 體積收縮 圖 224 平均溫度