【正文】 6 些因素最佳工藝參數(shù)的組合，以改善和消除塑件的翹曲變形，提高塑件的質(zhì)量。 其中前三部分工作同時(shí)進(jìn)行。 (3)3D 模仁成型部分拆制 (Pro/E)。 ②如果有了產(chǎn)品的 3D 模型圖，模具 3D設(shè)計(jì)人員必須檢查 3D模型圖的外觀，成品的平均壁厚是否有壁厚不均的地方會(huì)產(chǎn)生縮水，成品的拔模角是否有利于開(kāi)模，成品的結(jié)構(gòu)是否有利于產(chǎn)品成型。 ②要求產(chǎn)品的模穴數(shù) 。 (5)設(shè)計(jì)后要預(yù)知將產(chǎn)生的缺陷，及補(bǔ)救方案，不能在產(chǎn)生缺陷后無(wú)法修改模具，而使模具報(bào)廢等嚴(yán)重問(wèn)題。 設(shè)計(jì)人員基本要具備以下幾個(gè)方面的能力 : (1)熟練的軟件應(yīng)用能力 。要做一個(gè)合格的設(shè)計(jì)員就要準(zhǔn)確無(wú)誤地分析產(chǎn)品原始檔案，與客戶之間溝通，即要盡量滿足客戶的需求 ,又要合理的簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，來(lái)降低模具的成本。以 AutoCAD、流行軟件為主來(lái)設(shè)計(jì)小型電視機(jī)外殼，完成設(shè)計(jì)全過(guò)程及設(shè)計(jì)模式。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，促使工業(yè)產(chǎn)品越來(lái)越多品種、小批量、高質(zhì)量、低成本的方向發(fā)展。同時(shí)在 CAD/CAE/CAM 等軟件方面擁有了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件，如北航海爾 CAXA 系列軟件、上海交大申模公司的三維有限元分析系統(tǒng)、吉林金網(wǎng)格模具工程研究所研究的模具 CAD/CAE/CAM 一體化等。國(guó)際市場(chǎng)上出現(xiàn)了一些商品化注射模 CAE 軟件，如美國(guó) Actech noofgy 公司的 Cmold、澳大利亞 MF 公司的 MoldFlow 等。應(yīng)用高新技術(shù)，特別是信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，將成為我國(guó)今后一段時(shí)間制造業(yè)發(fā)展的主題之一。目前在該行業(yè)具有代表性的是在設(shè)計(jì)、制造及管理等部門(mén)部分或單獨(dú)采用了 CAD、 CAM 等技術(shù)。傳統(tǒng)模具開(kāi)發(fā)流程為概念設(shè)計(jì) 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì) 模具制造 設(shè)置工藝參數(shù) 試模 生產(chǎn)。歐 美許多模具生產(chǎn)企業(yè)較早地將 CAD/CAM 應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)際中。 注射模計(jì)算機(jī)輔助工程 (CAE)技術(shù)是利用塑料加工流變學(xué)、傳熱學(xué)、數(shù)值計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等理論，對(duì)注射模澆口及流道的配置和尺寸、冷卻管道的尺寸、布置及聯(lián)接方式、塑料熔體在模具中的流動(dòng)、充填、冷卻情況等進(jìn)行定量分析和模擬。隨著鋼鐵時(shí)代向聚合物時(shí)代過(guò)渡，工業(yè)及生活中使用的工程塑料、橡膠己遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)鋼鐵，聚合物必須用模具成型，沒(méi)有高水平的模具就沒(méi)有高質(zhì)量的產(chǎn)品 。 關(guān)鍵詞： ABS；一模一腔；注射成型；滑塊型芯；大量生產(chǎn)； The Analysis of the Injection Process and Design of the Mould for the Shell of Television Student: Xiang Li Teacher： Yang Wenming (Oriental Science amp。本模具主要采用一模一腔和四導(dǎo)柱的模具結(jié)構(gòu)，鑲塊型芯的形式。 但是不足之處在于側(cè)向抽芯部分是在定模與動(dòng)模之間各一半，這樣給模具型腔和型芯的 加工帶來(lái)不便之處，在成型側(cè)面的槽時(shí)采用小鑲塊的形式定位在動(dòng)模上，很容易使模具產(chǎn)生溢料的現(xiàn)象。 Technology College of Hunan agricultural University, Chang Sha 410128,China) Abstract: Small TV shell material for ABS, this graduation design, the main design of the shell injection molding. This mould mainly adopts a mold a cavity and four guide pin die structure, and set pieces cores of form. But there is room for lateral corepulling partly in fixed mode and dynamic model between each half, so give mold cavity and cores of processing bring inconvenience。另一方面，隨著產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快，模具成為新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。 CAD、 CAM 的概念是在 50 年代末 60年代初，由美國(guó)麻省理工學(xué)院教授提出的。國(guó)外 CAE 技術(shù)是 1983 年以后開(kāi)始研發(fā)的，是 CAD/CAM 的進(jìn)一步發(fā)展。傳統(tǒng)方法在開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)前由 于僅憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)模具，模具裝配完畢后，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，不僅要工藝師重新設(shè)置工藝參數(shù)，甚至還要設(shè)計(jì)師調(diào)整塑料制品和模具設(shè)計(jì)方案，修改模具。雖然這些技術(shù)在應(yīng)用初期對(duì)提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平、增加企業(yè)活力起到了積極的促進(jìn)作用，但隨著產(chǎn)品更新?lián)Q代速度不斷加快 、同行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇及市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，客戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、成本、制造周期要求不斷提高，原來(lái)分散獨(dú)立使用已不適應(yīng)發(fā)展需要。我國(guó) CAD/CAE/CAM 等現(xiàn)代制造技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用起步晚、基礎(chǔ)差。近十來(lái)年 CAE 技術(shù)也已走向成熟。雖然國(guó)外軟件的應(yīng)用在我國(guó)模具行業(yè)中仍占主要地位，但可預(yù)計(jì)國(guó)產(chǎn)的 CAD/CAE/CAM 軟件將在我國(guó)模具工業(yè)中 發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。為了保持和加強(qiáng)產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，生產(chǎn)周期越來(lái)越短，于是對(duì)制造各種產(chǎn)品的關(guān)鍵工藝裝備 —— 4 模具的要求越來(lái)越苛 刻。通過(guò)本文小型電視機(jī)外殼精密模具設(shè)計(jì)，可以看到模具行業(yè)中對(duì)設(shè)計(jì)人員及現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的要求。對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，除了有強(qiáng)有力的理論基礎(chǔ)，還必需具備軟件應(yīng)用能力，掌握與工作緊密相關(guān)的軟件是每個(gè)設(shè)計(jì)人員必經(jīng)之路。 (2)產(chǎn)品的分析，消化原始資料，對(duì)客戶的產(chǎn)品圖進(jìn)行檢測(cè)，查看是否有不可成型，妨礙機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)、壁厚不均勻、能造成產(chǎn)品的不良缺陷等的能力 。 塑料模具設(shè)計(jì)流程 良好的設(shè)計(jì)流 程是設(shè)計(jì)出準(zhǔn)確合理的好產(chǎn)品的基礎(chǔ)，制訂模具設(shè)計(jì)流程是使模具設(shè)計(jì)規(guī)范化、制程化的保證，是適應(yīng)模具交貨期短，縮短模具設(shè)計(jì)時(shí)間的必由之路。 ③塑料材質(zhì) 。 ③如果產(chǎn)品的 3D 模型圖有以上的問(wèn)題存在，要先修改成品的問(wèn)題。 (4)模具零件圖的拆制。 試模分析產(chǎn)品缺陷的產(chǎn)生和解決方案 要預(yù)知將產(chǎn)生的缺陷及補(bǔ)救方案，不能在產(chǎn)生缺陷后無(wú)法修改模具。 小型電視機(jī)外殼模具設(shè)計(jì)思路 小型電視機(jī)產(chǎn)品的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的關(guān)鍵，這不僅需要與產(chǎn)品外觀相協(xié)調(diào) ，更要考慮后序的生產(chǎn)裝配、噴涂、噴繪、模具設(shè)計(jì)制造等各方面。 (2)根據(jù)造型要求確定制造工藝是否能實(shí)現(xiàn)，包括模具制造、產(chǎn)品裝配、外觀的噴涂、絲印、材質(zhì)選擇、需采購(gòu)的零件供應(yīng)等 。 (6)確定整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)工 藝，檢測(cè)手段，保證產(chǎn)品的可靠性。 (3)成品的結(jié)構(gòu)分析，確定機(jī)構(gòu)，如有倒扣的，用斜銷(xiāo)成型或側(cè)滑塊成型 。 7 (7)確定成品的開(kāi)模腔數(shù) (一模多腔，要注意注射模均衡 )。 (11)畫(huà)出流道及澆口 。 (17)畫(huà)冷卻水路 。對(duì)電子元器件進(jìn)行定位及固定 。 (2)塑料材質(zhì) : ABS。 殼體常用 ABS 材料及應(yīng)用上需要注意事項(xiàng) (l)由丙烯睛、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。高流動(dòng)性，便宜，適用于對(duì)強(qiáng)度要求不太高的部件 (不直接受到?jīng)_擊， 8 不承受結(jié)構(gòu)耐久性的部件 )，如電視機(jī)內(nèi)部的支撐架等。 PC 有良好的機(jī)械性，但流動(dòng)性較差，注射過(guò)程較困難。 高強(qiáng)度、價(jià)格較貴、流動(dòng)性不好。 通常外殼都是由上、下殼組成，理論上上下殼的外形可以重合，但實(shí)際上由于模具的制造精度、注塑參數(shù)等因素的影響，造成上、下外形尺寸大小不一致，即面殼大于底殼或底殼大于面殼。底殼成型收縮較小，所以收縮率選擇較小，一般選 %，即面殼收縮率一般比底殼大 %。本例對(duì) 3D 圖進(jìn)行分析看它是否易于成型，主要有壁厚、拔模角、結(jié)構(gòu)等，并大至分好分模面。 (4)使產(chǎn)品成本降低 。 壁厚檢查包括成品壁厚分布、平均壁厚檢查、是否有過(guò)薄難以充填或過(guò)厚處。 塑件的厚度不應(yīng)過(guò)厚或過(guò)薄，壁厚常取 左右，對(duì)于電視機(jī)塑件來(lái)說(shuō)，最厚處應(yīng)小于 2mm(根據(jù)經(jīng)驗(yàn) )。 脫模角檢查 (拔模角分析 ) 要對(duì)所有平行于模具分開(kāi)的方向的面進(jìn)行拔模。 塑件在脫模方向的拔模角，視成型面深度而定，一般在 ～ 2 度之間。 該工作也由 Pro/E 執(zhí)行結(jié)果符合要求。而由于設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)意形成的倒勾 (如需斜銷(xiāo)頭部成型的倒勾 )，則可以改變斜銷(xiāo)的運(yùn)動(dòng)方向或更改樣品，即將頭部倒勾以減料方式削平。 圖 4 倒扣 Fig4 Pours buckles 11 圖 5 倒勾 Fig5 Pours cancels 樣品分型面的確定 (分型面分析 ) 樣品的分型面應(yīng)有利于產(chǎn)品的成型和脫模，并且分型線不應(yīng)該存在有尖角的地方，否則模仁 (成型部分，型腔、型芯單獨(dú)做鑲在模板里 )無(wú)法加工，且產(chǎn)品也很難成型。 模具分型線設(shè)計(jì)原則一般選在塑件的最大輪廓線上，因此采用切片法尋找最大輪廓線。澆口一般都較細(xì)小，因此流動(dòng)阻力很大，細(xì)微的變化都會(huì)對(duì)塑料熔體的充填產(chǎn)生很大的影響。 注射模 CAE 技術(shù)主要在兩個(gè)方面體現(xiàn)了現(xiàn)代制造技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，首先是封閉型腔內(nèi)的熔體流動(dòng)成型過(guò)程分析，其次是滿足成型工藝參數(shù)的模具及注塑機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制分析。針對(duì)模擬分析存在的問(wèn)題，可以借助于 3D 計(jì)算機(jī)造型系統(tǒng)修改制 品設(shè)計(jì)，或修改模具設(shè)計(jì)。 了解所應(yīng)用的塑料特性后，對(duì)初選澆口時(shí)有一定的作用。 (1)充模時(shí)間 :指澆注塑料從澆口到當(dāng)前位置的注塑流動(dòng)時(shí)間。另外 ,從填充時(shí)間的結(jié)果可以看出是否發(fā)生短射，可根據(jù)情況 調(diào)整澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)和注射工藝參數(shù)來(lái)改善。 (2)壓力下降 :表示從澆注口到當(dāng)前位置的壓力差值?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整澆口的位置、大小或澆口的數(shù)量來(lái)改變型腔內(nèi)壓力變化的分布情況。熔接痕形成的形態(tài)結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能都完全不同于其它部分的三維區(qū)域，使得 熔接縫的力學(xué)性能大大低于塑件的其它部分，易產(chǎn)生應(yīng)力集中，削弱了制品的機(jī)械性能。流動(dòng)不平衡與塑件壁厚和流經(jīng)的路徑情況有關(guān)。如圖 8 所示，紅色代表存在質(zhì)量問(wèn)題，是最不理想，不能采用 。 圖 8 質(zhì)量分析圖 Fig8 Quality analysis chart 以上 CAE 分析流動(dòng)結(jié)果只是其中常用的一部分，但從中可以看出綜合應(yīng)用 CAE分析結(jié)果將對(duì)優(yōu)化模 具設(shè)計(jì)起到一定的指導(dǎo)作用，使設(shè)計(jì)由經(jīng)驗(yàn)向理論設(shè)計(jì)過(guò)渡。 小型電視機(jī)外殼注射機(jī)的選擇 模具與設(shè)備必須配套使用，多數(shù)都是根據(jù)成型設(shè)備種類(lèi)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。 (3)注射機(jī)噴嘴的球面半徑應(yīng)小于模具澆口套的球面半徑 。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，除了應(yīng)掌握注射成型工藝過(guò)程外，還應(yīng)對(duì)所選用的注射機(jī)的有關(guān)技術(shù)參數(shù)有全面的了解，以保證設(shè)計(jì)的模具與使用的注射機(jī)相適應(yīng)。 經(jīng) Pro/E 軟件分析得產(chǎn)品的體積 3cm 。再定出模仁的厚度及模座的大小。 模具材料的選擇 根據(jù)模具的生產(chǎn)條件和模具的工作條件需要，結(jié)合模具材料的基本性能和相關(guān)的因素，來(lái)選擇適合模具需要的，經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上先進(jìn)的模具材料。還要根據(jù)實(shí)際工作條件，分別考慮其實(shí)際要求的性能，如抗氧化能力、抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度等。 冶金質(zhì)量也對(duì)模具材料的性能有很大的影響，只有優(yōu)秀的冶金質(zhì)量，才能充分發(fā)揮模具材料的各種性能。以下工作零件材料就根據(jù)以上原則選擇。 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則： 1) 適應(yīng)塑件的工藝性 為此，應(yīng)深入了解塑料的工藝性，分析澆注系統(tǒng)對(duì)塑料熔體流動(dòng)的影響，以及在充模，保壓補(bǔ)縮和倒流各階段中，型腔內(nèi)塑料的溫度，壓力變化情況，以便設(shè)計(jì)出適合塑料工藝特性的理想的澆注系 統(tǒng)，保證塑件的質(zhì)量。對(duì)于大型塑件可采用多澆口進(jìn)料，從而縮 短流程。例如電視機(jī)，錄音機(jī)等外殼，澆口絕不能開(kāi)設(shè)在對(duì)外觀有嚴(yán)重影響的外表面上，而應(yīng)設(shè)在隱蔽處。 主流道的設(shè)計(jì) 按主流道的軸線與分型面的關(guān)系，澆注系統(tǒng)有直澆注系統(tǒng)和橫澆注系統(tǒng)。反之主流道也不宜過(guò)小，否則熔體流動(dòng)阻力增大，壓力損失大，對(duì)沖模不利。為了便于凝料的脫出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐度 α =2176。 1）分流道的截面形狀及尺寸 分流道截面形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)和分流道的長(zhǎng)度等因素來(lái)確定。梯形截面分流道容易加工，且塑料熔體的熱量散失及流動(dòng)阻力均不大。 2）分流道的長(zhǎng)度 分流道要盡可能短，且少?gòu)澱?，以利于最?jīng)濟(jì)地使用原料和減少注射機(jī)的能耗，減少壓力損 失和熱量損失。平衡式布置是指分流道到各型腔澆口的長(zhǎng)度，端面形狀，尺寸都相同的布置形式。為達(dá)到同時(shí)充滿型腔的目的，各澆口的斷面尺寸要制作得不同，在試模中要多次修改才能實(shí)現(xiàn)。 澆口的尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，斷面積為分流道斷面積的 3%～ 9% , 斷面形狀為矩形或圓形，澆口的長(zhǎng)度為 1～ 。塑件不會(huì)產(chǎn)生熔接痕，型芯受力均勻，空氣順暢排除。結(jié)構(gòu)如圖 13。 工作零件設(shè)計(jì) 型腔結(jié)構(gòu)形式選擇 定模也可稱為型腔或定模型腔，它們是用來(lái)成型制品外形輪廓的模具零件，其結(jié)構(gòu)與制品的形狀，尺寸，使用要求，生產(chǎn)批量以及模具的加工方法等有關(guān)。使用整體式定模有 21 助于減少注射模中成型零部件的數(shù)量，并縮小整個(gè)模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸。嵌入式定模的優(yōu)點(diǎn)，如定模嵌入固定板或模套后，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和鋼度將會(huì)提高，因此使用起來(lái)比較靠，不易變形。一般來(lái)講，可以認(rèn)為動(dòng)模是成型制品整體內(nèi)形的模具零部件，