【正文】 ....................................................................................................... 24 7 成型零件的數(shù)控加工編程和仿真 .................................................................25 成型零件制造 工藝過程 ............................................................................................... 25 成型零件的數(shù)控加工仿真 ........................................................................................... 26 成型零件的數(shù)控加工編程 ........................................................................................... 27 本章小結 ....................................................................................................................... 27 8 結論 ................................................................................................................28 致 謝 ................................................................................................................29 參考文獻 ............................................................................................................30 畢業(yè)設計（論文）知識產(chǎn)權聲明 .....................................................................31 畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明 .........................................................................32 附錄 ....................................................................................................................33 1 緒論 1 1 緒論 塑料注射模具的發(fā)展 塑料工業(yè)是新興的工業(yè)，塑料作為一種新的工程材料，發(fā)展勢頭極其迅猛 ，躋身于金屬、纖維材料和硅酸鹽三大材料之列，已經(jīng)廣泛用于工業(yè)和日常生活。 當前國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點為工程塑料模具。每種型號的汽車都需要幾千副模具，價值上億元，汽車的各種功能性零部件都要靠模具成型， 制造一款普通轎車約需 200 多件內(nèi)飾件模具，還有制造保險杠、儀表盤、油箱、方向盤等所需大量的塑料模具。同時，國家正在大力發(fā)展塑料門 窗，根據(jù)建設部等五個部門的要求， 2020 年塑料門窗的普及率達到 15%，塑料排水管的市場占有率超過 30%，預計到 2020 年塑料門窗和塑料管的普及率將達到30%50%,塑料排水管的市場占有率將超過 50%。 模具 CAD/CAE/CAM 技術是模具設計、制造技術的又一次革命，其優(yōu)勢越來越明顯。以三坐標測試儀和快速原型制造技術為代表的制模技術，是模具制造技術的重大發(fā)展，尤其 是用于反向制造工程和復雜模具的制造，對縮短制造周期有著非常重要的作用。 、微型化、超大型化 為了滿足各種產(chǎn)品越來越高的使用要求，塑料模具和塑料成型技術正朝著精密化、微型化和超大型化方向發(fā)展 [5]。 2020 年全國模 具工業(yè)總產(chǎn)值達 300 億元人民幣，我國模具年產(chǎn)值位居世界第四。 在區(qū)域分布上，廣東、重慶、浙江形成了國內(nèi)模具行業(yè)的“三足鼎立”，廣東是當前我國最主要的模具市場，中國最大的模具出口與進口省。我國的加工成本相對較低，模具加工行業(yè)日趨成熟，技術水平不斷提高，人員素質大幅提高，國內(nèi)投資環(huán)境越來越好，各種有利因素使越來越多的國外企業(yè)選擇我國作為模具加工基地。日本豐田模具天津設廠 :芬蘭貝爾羅斯公司投西安工業(yè)大學畢業(yè)設計 (論文 ) 3 資興建深圳模具制造廠，專為電信、保健、電子、汽車等行業(yè)提供高檔模具產(chǎn)品。我國的塑料模具中，汽車和家電的大型注塑模具，集成電路的精密塑料模具，電子信息產(chǎn)業(yè)和機械及包裝的多層、多腔、多材質、多色精密注塑模，新型建材及節(jié)水農(nóng)業(yè)的塑料異型材擠出模及管路和噴頭模具等，雖然已有相當技術基礎并正 在快速發(fā)展，但技術水平與國外仍有較大差距。由于不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中常處于被動地位。由于模具企業(yè)效益欠佳及對科研開發(fā)和技術攻關不夠重視，因而模具行業(yè)在科研開發(fā)和技術攻關方面投入太少。國內(nèi)模具總量中，屬大型、精密、復雜、長壽命模具的比例只有 30%左右，國外在 50%以上。工藝水平低主要表現(xiàn)在設計、加工、工藝裝備等方面，模具工業(yè)的整體裝備水平相對落后、利用率低。 模具標準化水平和模具標準件使用覆蓋率低，也對模具質量、成本有較大影響，特別是對模具制造周期有很大影響。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高 [8]。 本課題的主要研究內(nèi)容 本課題塑件為電氣產(chǎn)品殼體類零件，生產(chǎn)數(shù)量： 50 萬件；材料： PC；生產(chǎn)方式：注射成型。聚碳酸酯是一種性能良好的熱塑性工程材料，韌而剛，抗沖擊性在熱塑性塑料中名列前茅，成型零件可達到良好的尺寸精度并在很寬的溫度范圍內(nèi)保持其尺寸的穩(wěn)定性，成型收縮率恒定為 %%，抗蠕變、耐磨、耐熱、耐寒，催化溫度在 100℃以下，長期工作溫度達 120℃，聚碳酸酯吸 水率較低，能在較寬的溫度范圍內(nèi)保持較好的電性能，聚碳酸酯是透明材料，可見光的透光率接近 90%。； （ 2）塑件整體尺寸較小，且形狀較復雜，應選用小型模具； （ 3）塑件外側有卡槽、內(nèi)有孔，成型后不易取出制件，應用側抽機構； （ 4）塑件內(nèi)部的卡槽不易脫模，可以考慮用斜頂機構，具體脫模方案見圖 。 由于該 制件相對較小 ,考慮到產(chǎn)量和生產(chǎn)周期應采用一模多腔生產(chǎn) ,為此 ,我們選擇一模兩腔的生產(chǎn)方式 . 3 注射機的選取和標準模架的確定 7 3 注射機的選取和標準模架的確定 注射量和鎖模力計算 (1)塑件質量、體積計算 由 Pro/E 得：塑件體積 3 . 3 5 7 62 . 7 9 8,c7 9 131 ???? vmmV ?(取 PC 的密度為)，流道凝料的質量 2m 還是未知數(shù)，按塑件質量的 倍來估算，又因為是一模兩腔，所以注射量為： 8 .0 5 8 2 4 g3 .3 5 7 62 1 ??? nm cmV ??? ? (2)塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算 流道凝料在分型面上的投影面積 A2，在模具設計前是個未知值，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計分析， A2是每個塑件在分型面上的投影面積 A1的 倍～ ，因此可用 A 來計算估計，所以： 11121 nAnAnAAAA ????? 21 2 9 4 8 . 8 8 m m1 1 1 . 72 6 . 4L ??? BA 212 2 0 6 4 . 2 1 6 m m2 9 4 8 . 8 82 ??? AA 固模具所需鎖模力 2 7 8 . 6 6 9 K N359 7 9 6 1m ??? 型APF 式中型腔壓力 型P 取 35MPa 注射機選取和相關參數(shù)的校核 選取注射機 根據(jù)以上每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計算值 由 注型 VV ? 鎖FF?m 初選 SYS— 30 型 型腔數(shù)量及注射機有關參數(shù)的校核 表 31 SYS30 注射機技術參數(shù) 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 8 項目 參數(shù) 項目 參數(shù) 理論注射量 /cm179。），該注射機為 30cm 179。） ,取 。 2A 澆注系統(tǒng)（一腔）在模具分型面上的投影面積（ mm178。 V 指定型號與規(guī)格的注射機注射容積（ cm179。所以最小注射溶劑 3m in 6 c m30 ??? VV 。 4 注射模具總體結構的設計 10 4 注射模具總體結構的設計 成型零件的結構設計 成型零件包括型芯和型腔，型芯形成制品的內(nèi)表面形狀，凹模形成制品的外表面形狀。盡量避免出現(xiàn)熔接痕，熔接痕的存在不但會影響外觀，使得產(chǎn)品的表面質量較差，而且出現(xiàn)熔接痕的地方弦度也差 。這樣可以盡量減少塑料熔體的熱量損失與壓力損失，減小塑料用量和模具尺寸。與多型腔相比，單型腔模具的優(yōu)點是 :塑件形狀和尺寸的一致性好，成型工藝參數(shù)容易控制，模具結構簡單、設計自由度大，成本低、生產(chǎn)周期短等。因而本次設計采用一模兩腔結構，兩制件成中心對稱排布在主澆道兩側。還應考慮模具是否便于加工，便于成品取出，分模面應盡量選擇在產(chǎn)品的棱線上面。 西安工業(yè) 大學畢業(yè)設計 (論文 ) 12 澆道的截面直接影響到熔融塑料充模的流動性，主流道的端面形狀通常為圓形。根據(jù)許多工廠的制造經(jīng)驗以及制件的大小，我們?nèi)≈鳚驳澜孛娴闹睆綖?5mm,分澆道的直徑為 3mm,澆口直徑為 2mm。從利于熔體充模方面考慮，澆口的寬度、厚度尺寸應該盡量取大些，但會使后續(xù)工序去除澆口更為困難，產(chǎn)品報廢率也越高。澆口位置的選擇應注意 :選擇有阻擋物最近的距離 。應有利于型腔內(nèi)氣體的排出 。 圖 最佳澆口位置 通過分析，當澆口在最佳澆口位置時，充填末端壓力太大，超出注射機的最大值，因而通過修改澆口位置使其滿足注射機要求，并最終確立的澆注系統(tǒng)如圖 。 由前面對塑件結構的分析 ,根據(jù)本產(chǎn)品的結構特點與材質，以及在總結同類產(chǎn)品設計經(jīng)驗的基礎上，對外圍溝槽部分 ,需要用滑塊導軌機構進行側抽芯 ,而由于靠近里面的部分抽芯比較困難 ,因而最好采用斜頂機構進行抽芯 ,具體的抽芯方案見圖 ，在模具開模過程中，對于側抽芯，模具開模，滑塊在導軌的牽引下，向模具兩側移動并抽芯；同時，斜頂滑塊移動，在斜頂整體向上移動的過程中 .滑塊向外偏移一定距離而實現(xiàn)內(nèi)抽 [14]。合模時，首先是模具的導向零件接觸引導動、定模準 確閉合，保證動、定模位置正確，確保型腔的形狀和尺寸精確無誤，避免型芯先進入型腔，造成成型零件損壞。根據(jù)模具的形狀和大小，一副模具一般需要 24個導柱。冷卻水孔的數(shù)量越多、孔徑越大，塑件冷卻越均勻 。要結合塑料的特性和塑件的結構，合理考慮冷卻水道的排列形式 。冷卻水道的進出口要低于模具的外表平面 [16]:冷卻水道要利于加工和清理。模具型腔在塑料充填過程中，除了澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)有空氣存在外，還有塑料受熱和凝固而產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，尤其是在高速成型時，模具考慮排氣是非常必要的。排氣槽的開設位置應開設在型腔最后被充滿的 地方 。嚴禁開設在對著操作人員的方向 [13]。 ，在分型面的創(chuàng)建中存在較多漏洞，最后，通過建立裙邊曲線，并對生成的裙邊曲面進行裁剪，旋轉和合并使其完成一模兩腔的分型面 。 凹模尺寸的計算 （ 1）凹模徑向尺寸計算 塑件外部徑向尺寸的轉換 , 10 ????? ? 相應的塑件制造公差sL , 20 ????? ? 相應的塑件制造公差mmL s ? ?? ? ? ?? ? mmxlSL zscpM 1 1 20 . 5 80 . 61 1 20 0 6 1 ????? ???????? ? ? ?? ? ? ?? ? mmxlSL zscpM . 5 80 . 68 8 . 9 2 ????? ???????? ? 式中： cpS 為塑件的平均收縮率，由于 PC 的收縮率為 %%，所以其平均收縮率為0 0 6 0 0 0 ???S ； 1x 、 2x 為系數(shù)，查表“按平均收縮率計算模具尺寸的修正系數(shù) x數(shù)值表”（同下），可知 1x =， 2x =； 1? 、 2? 分別是塑件上相應尺寸的公差（下同）； 1z? 、 2z? 是塑件上相應尺寸制造公差，對于中小型塑件取 6z ??? (下同 )。用戶可以根據(jù)動態(tài)的填充結果來查看填充階段的熔體流動行為，判斷流體流動行為是否合理。 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 21 圖 填充末端壓力也是流動分析的關鍵參數(shù)，直接影響到模具填充的好壞 .如圖 為壓力分析結果，注塑壓力在注塑結束時達到最大值 小于所選注塑機的最大值，滿足注射要求。 圖 XY圖 XY 圖是表示鎖模力隨時間變化的情況，計算的依據(jù)是塑件及