【正文】 ..................................... 40 VI 本章小結(jié) ..................................................... 40 第五章 設(shè)計(jì)總結(jié)及展望 ............................................ 41 參考 文獻(xiàn) ........................................................... 42 謝 辭 ........................................................... 43 襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 1 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第一章 前言 塑膠模 具設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì) 模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著塑膠工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑膠制品在航空、航太、電子、機(jī)械、船舶和汽車(chē)等工業(yè)部門(mén)的推廣應(yīng)用，產(chǎn)品對(duì)模具的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法已無(wú)法適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求。這不僅是對(duì)傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破，而且對(duì)減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前，由于設(shè)計(jì)人員憑經(jīng)驗(yàn)與直覺(jué)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 ，不僅需要重新設(shè)置工藝參數(shù)，甚至還需要修改塑膠制品和模具設(shè)計(jì)，這勢(shì)必增加生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。目前運(yùn)用最廣泛的模具設(shè)計(jì)軟件為 EDS公司 的 UG 軟件 和 PTC 公司的 Pro/ENGINEER 軟件 。主要應(yīng)用在航空航天、汽車(chē)、通用機(jī)械、模具、家電 等領(lǐng)域。 21 世紀(jì)以來(lái)， UG 軟件在中國(guó)市場(chǎng)的運(yùn)用越來(lái)越廣泛。 PTC 的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多項(xiàng)功能，還包括對(duì)大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。主要運(yùn)用在 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上。 UG 憑借其強(qiáng)大的加工模塊、注塑模模塊以及優(yōu)秀的曲面造型功能，在大陸的運(yùn)用市場(chǎng)不可估量。 UG 的加工模塊一直以高精度著稱(chēng)。 本次設(shè)計(jì)題目來(lái)源 本設(shè)計(jì)課題來(lái)源于臺(tái)灣宏基公司廣州分公司 17寸寬屏系列 AL1702wb型號(hào)液晶顯示器。 在本文設(shè)計(jì)中，首先 對(duì)液晶顯示器外殼進(jìn)行工藝特性分析，選用 ABS 材料，確定塑件的成型時(shí)間、壓力、溫度參數(shù) 等 。由于內(nèi)扣數(shù)量多并且很集中，各斜滑塊之間、斜滑塊和模具零件之間很容易發(fā)生干涉，通過(guò)調(diào)整斜滑塊傾斜角度和厚度，反復(fù)計(jì)算和修改結(jié)構(gòu)形狀，最終達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，并在 UG 軟件中通過(guò)了干涉檢驗(yàn)；鑒于塑件內(nèi)腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，脫模力較大，通過(guò)對(duì)頂桿和推板頂出方案比較，選擇頂桿頂出機(jī)構(gòu)，共設(shè)置 18 個(gè)直通式頂桿和 58 個(gè)階梯式頂桿，確保塑件受力均衡、凸凹處易脫模。包話澆口的設(shè)計(jì)、定位圈的設(shè)計(jì)、頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 ABS無(wú)毒、無(wú)味，呈微黃色，成形的塑件有較好的光澤。 經(jīng)過(guò)調(diào)色可配成任何顏色 。流動(dòng)性中等，溢邊料 。 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，此時(shí)將塑件加熱即可消除。成型時(shí)的注射壓力為 60～ 100 MPa ；注射時(shí)間在 20～90s，高壓時(shí)間 5s左右，冷卻時(shí)間 20～ 120s；螺桿轉(zhuǎn)速在 30r/min。結(jié)合以上特點(diǎn)，該模具只能采用一模一腔的形式。所以在設(shè)置推出機(jī)構(gòu)時(shí)，通氣孔周?chē)鷳?yīng)該重點(diǎn)設(shè)置?？紤]到本模具是一模一腔，為了節(jié)約成本，在貼銘牌處可以采用直澆口形式 [19] 。 圖 各種類(lèi) 型 的內(nèi)扣 在該液晶顯示器后殼表面，有很多直角部位，無(wú)法用機(jī)械加工的方法將模具加工襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 7 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 出，如圖 ，在模具制造過(guò)程中，只能采用電極加工的方法 [2] 。通過(guò)對(duì)液晶顯示器外殼的結(jié)構(gòu)分析，我們了解到此液晶顯示器外殼結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 有四排通風(fēng)孔、 30 處形狀不同的窄深部位、31 個(gè)內(nèi)扣，且塑件尺寸較大 （ ）。分型面的設(shè)計(jì)合理與否直接影響到塑件的質(zhì)量；模具 的整體結(jié)構(gòu)；工藝操作的難易程度及模具制造成本。 (4)分型面作為主要的排氣渠道，應(yīng)將分型面設(shè)計(jì)在熔融塑料的流動(dòng)末端，以利于模具型腔內(nèi)氣體的排出。所以分型面應(yīng)該設(shè)在液晶顯示器前后殼接觸部位，即塑件外型的最大輪廓處。 圖 成形 零件 的設(shè)計(jì) 成形零件應(yīng)具備的性能 由于成形零件的質(zhì)量直接影響到塑件的質(zhì)量，且與高溫高壓的塑料熔體接觸，所以必須具備以下性能 [17] ： (1)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受塑料熔體 的高溫和高壓。 (5)成形部位須有足夠的位置精度和尺寸精度。 塑件 型腔嵌件 模板 襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 10 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 成形零 件的材料選用 由于塑件表面質(zhì)量要求較高，對(duì)成形零件鋼材也提出了新的要求，必須要有高的硬度，并且由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要求成形零件便于電極加工，結(jié)合多方面要求，綜合考慮選用在塑料模具里最常用的型腔材料 718（ 一勝百之瑞典工廠生產(chǎn) ，相當(dāng)于市場(chǎng)上俗稱(chēng)的 P20+Ni） [19] 。 通過(guò)測(cè)量，可以得到計(jì)算結(jié)果： 上型腔長(zhǎng)邊尺寸： A0= mm = 上型腔短邊尺寸： A1= = 下型腔長(zhǎng)邊尺寸： A2= = 下型腔短邊尺寸： A3= = 上型腔側(cè)壁高度： A4= = 下型腔側(cè)壁高度： A5= = 由于該液晶顯示器后殼結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及到的尺寸眾多，有一些細(xì)小尺寸無(wú)法進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算而得出。并且 型腔的內(nèi)外橫截面皆為矩形，所以用整體式矩形型腔計(jì)算公式 [1] 計(jì)算。考慮到定模座板有一定的厚度，能夠給型腔增加一定的強(qiáng)度，所以可以將型腔底板稍微減少一些，我們暫定將型腔底板設(shè)為 100mm。再將尺寸稍做修改，將長(zhǎng)邊尺寸改為 460mm，短邊改為 400mm,型腔側(cè)高度改為 155mm。 (2)保證塑件不變形損壞，這是基本要求。 最常見(jiàn)的脫模機(jī)構(gòu)為頂桿脫模機(jī)構(gòu)和頂板脫模機(jī)構(gòu)。 雖然此液晶顯示器外殼屬于薄壁殼體塑件，但是塑件內(nèi)壁四周分布著很多內(nèi)扣，必須采用斜頂?shù)姆绞竭M(jìn)行內(nèi)抽芯，設(shè)置頂板不利于設(shè)置內(nèi)抽芯，并且斜頂也有頂出功能，在薄壁四周沒(méi)有必要再設(shè)置頂出機(jī)構(gòu)。脫模力的計(jì)算一般總是計(jì)算初始脫模力。經(jīng)過(guò)測(cè)量，三維塑件圖的壁厚 t 為 ，被包型芯的長(zhǎng)度 L 為，塑件的脫模斜度 ? 為 5176。頂桿距離型芯至少 ，在型芯內(nèi)部設(shè)置頂桿時(shí)，應(yīng)該盡量靠近側(cè)壁而且要均勻分布。當(dāng)塑件局部脫模阻力過(guò)大時(shí)，應(yīng)該在此處增加頂桿數(shù)目，以使塑件克服脫模力，順利地從模具中脫出。 (5)若塑件上不允許有頂出痕跡，可在模具型腔外增設(shè)輔助頂出耳頂出。階梯頂桿的形式見(jiàn)圖 ，對(duì)于壁寬大于 1mm 的薄壁件，將頂桿直徑 PIN_DIA 設(shè)為 1mm；而壁寬小于 1 的薄壁件，將頂桿直徑設(shè)為 。選用材料為使用最廣泛的 45號(hào)鋼。頂桿長(zhǎng)度取決于模架尺寸，頂桿頂端與型芯表面平齊。如圖 所示。 如圖 大部分內(nèi)扣的最小深度都是 ，即 1s =，所以抽芯距 s=～。）。；將斜頂?shù)膶挾群蛢?nèi)扣的寬度設(shè)為一至，以便既完全抽芯又能減少脫模力。 模架的設(shè)計(jì) 模架類(lèi)型的選擇 目前市場(chǎng)上出售的標(biāo)準(zhǔn)模架主要有三 種：大水口系列 、 細(xì)水口系列、簡(jiǎn)化型細(xì)水口系列 [3] 。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我們選擇大水口 系統(tǒng)模架為本設(shè)計(jì)的備選模架。為了能使嵌件能合理擺放，我們將模架總體尺寸設(shè)為 700mm 700mm，其中定 模座板設(shè)為 40mm，定模板設(shè)為 155mm，動(dòng)模板設(shè)為 60mm，動(dòng)模墊板設(shè)為 100mm，模腳厚度為150mm，動(dòng)模座板也為 40mm，頂桿安裝板厚為 25mm，頂桿墊板 30mm。 襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 20 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ (2)鎖模力的計(jì)算 [1,16] 模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使注射機(jī)的額定鎖模力大于脹模力，即 F≥ Pm A F 為注射機(jī)額定鎖模力（ N）； Pm 為塑料熔體在型腔內(nèi)的平均壓力 (MPa )； A 為制品和澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積（ mm2 ）。因?yàn)樗貌牧蠟?ABS，粘度高，精度高，壓力損失大，根據(jù)查表應(yīng)選擇 35 MPa 。根據(jù) ABS 材料的特性，成型時(shí)的注射壓力為 60～100 MPa 。 襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 21 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 從 節(jié)可以得出模具總體厚度為 545mm，我們所選用的注射機(jī)是 XS— ZY—2020 臥式注射機(jī)（大連 橡塑機(jī)廠）（見(jiàn) 節(jié)），其最小模具厚度為 500mm,最大模具厚度為 800mm。因此模具設(shè)計(jì)時(shí)必須進(jìn)行注射機(jī)開(kāi)模行程的校核，使其與模具的開(kāi)模距離相適應(yīng)。而 XS— ZY— 2020 型注射機(jī)的最大開(kāi)模行程為 750mm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于模具所需開(kāi)模距離。 澆口的位置對(duì)塑件的質(zhì)量有極大的影響，澆口的位置選擇時(shí)應(yīng)遵循如下原則 [17] ： (1)澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件較厚的部位，以利于熔體流動(dòng)，型腔的排氣和塑料的補(bǔ)塑，避免塑件產(chǎn)生縮孔或表面凹陷。 (5)澆 口應(yīng)設(shè)計(jì)在能避免塑件表面產(chǎn)生熔接痕的部位。 澆注系統(tǒng)的尺寸設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)形式已經(jīng)確定為直澆口形式，即從注射機(jī)出來(lái)的熔融塑料直接通過(guò)直澆口就可以到達(dá)型腔。； 直 澆口總長(zhǎng)度一般情況下小于 60mm， 但是在本模具設(shè)計(jì)中， 由于此 模具尺寸大， 型腔底板厚， 所以總長(zhǎng)度可能要大一些 ； 直澆 道入口直徑 一般比注射機(jī)的噴嘴直徑大 ～ 1mm,因?yàn)樗芗w積大，并且 ABS 的流動(dòng)性不是很好，所以 入口直徑 取大一些 ，取 5mm； 直澆道與型腔的過(guò)渡圓角 取 2mm[1] 。 (2)對(duì)于結(jié)晶型塑料，為好使塑件尺寸穩(wěn)定，應(yīng)該提高模溫，使結(jié)晶在模具內(nèi)盡可能的達(dá)到平衡，否則塑件在存放和使用過(guò)程中由于后結(jié)晶會(huì)造成尺寸和力學(xué)性能的變化，但模溫過(guò)高對(duì)制品性能也會(huì)產(chǎn)生不好的影響。 襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 23 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊