【正文】 A．由于本模具若采用常規(guī)的機械頂出機構(gòu)，將會大大增加模具高度，無法與機床的裝模高度，最大行程匹配，因此設(shè)計了氣動頂出裝 置。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的孔徑設(shè)計時最好一致，這樣容易在裝配時，保證尺寸及同軸度尺寸精度。同時，保證了型芯及型腔的相對位置，兼起定位作用及承受一定的側(cè)壓力作用。如圖所示： 圖 35模具主視圖 12 圖 35 模具左視圖 型腔、型芯的冷卻設(shè)計： A．型腔：由于型腔體積達 ? 560X304mm,設(shè)計時在桶身部分高度上采用了六排獨立冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計對塑料質(zhì)量及成型效率直接有關(guān)，尤其在高速、自動成型時更應(yīng)注意。主流道應(yīng)保持光滑的表面，避免留有影響塑料流動和脫模的尖角毛刺等。本模具設(shè)計采用的 注射機是 XS－ ZY－ 500，其噴嘴球徑為 6mm，取 澆口套的球半徑為 18mm。 主流道的設(shè)計 主流道為從注射機噴嘴開始到分流為止的熔融塑料的流動通道。 b． 設(shè)置收縮率，在菜單管理器中選取【收縮】 —— 【按尺寸】 —— 【設(shè)置 /復(fù)位】 —— 【所有尺寸】輸入 ABS的平均收縮率 ，單擊完成。對于有同軸度要求的塑件在設(shè)計時盡可能將型腔設(shè)計在同一型面上。顯然，我們設(shè)計的模具是平衡式 的，即從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸都相同。在設(shè)計澆口時，應(yīng)取較小值，以便在試模時加以逐步修正。 側(cè)澆口的 澆口可隨意選擇進料位置，澆口的寬度及深度在試模后可加深、加寬便于修正，但流程長，易產(chǎn)生氣泡，影響塑件質(zhì)量。 E． 防止將型芯或嵌件擠歪變形 對于有細長型芯的圓筒形塑件，或有嵌件的塑件，應(yīng)避免偏心進料，以防止型芯或嵌件被擠壓移位或變形，導(dǎo)致塑件壁厚薄不均，或塑件脫模損壞?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項原則： A． 避免制件上產(chǎn)生噴射等缺陷 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件截面最厚處，當(dāng)塑件壁厚相差較大時，在避免噴射的前提下，澆口開設(shè)在塑件 截面的最厚處，以利于熔體流動、排氣和補料，避免產(chǎn)生縮孔或表面凹陷。 型腔數(shù)的確定 型腔的數(shù)量是由給定的注塑機型號 XS— ZY— 500 來確定的 ，并且從塑件的尺寸精度考慮，由于該制品精度等級 6 所以型腔數(shù)控制在一腔，并且零件是水桶，體積大，大批量生產(chǎn)，從注塑經(jīng)濟效益出發(fā)來確定。 B．該模具僅型腔、型芯裝配后尺寸約為 ? 560X413mm,屬于大型模具，因此必須有良好的冷卻系統(tǒng)，以保證塑件不變形，提高生產(chǎn)率。 C．模體零件的材料選擇 包括各種動、定模板、型腔、型芯等，這些零件要求具有足夠的機械強度，在本設(shè)計中選用 45 鋼，經(jīng)淬火處理后表面硬度達到 4045HRC，可滿足上述要求； D．定位零件的材料選擇 包括定位圈和螺釘，要求其具有足夠的機械強度，耐磨性好，考慮上述要求，定位圈選用 T8A，并表面淬火使硬度達到 5055HRC；螺釘選用 45 鋼。因此，應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)、性能要求和使用條件、模具的制造方法，合理地選用模具材料。該塑件大都是曲面所以三維造型有一定的困難。測繪過程中必須把被測物體放在工作平面上，采用多次測量求平均值，正確地讀取數(shù)據(jù)。我們最終所需要加工得到的是制造此零件的模具型腔，由于制造的原因，塑件在出模后不可避免的會產(chǎn)生一定的變形，因此對該零件的測量數(shù)值需要進行分析處理。 ，首先是澆注系統(tǒng)。此制品外形簡單，尺寸較大，應(yīng)考慮既節(jié)省材料，減輕模具重量，又使模具結(jié)實，故作如下分析： A、模具呈圓形，動、定模直接由導(dǎo)柱連接，用錐面配合保證同軸度。根據(jù)工廠現(xiàn)有設(shè)備的注射量、鎖模力等方面進行考慮，還有塑件的精度等級確定采用一模一腔。 首先是對塑件進行測繪。并且大大提高了注塑模的質(zhì)量和效率。為使流道平衡 ,應(yīng)使各型腔距主流道距離均等。 在設(shè)計過程中要解決 水桶制品測繪、模具設(shè)計、在模具設(shè)計時對分型面的選擇、澆口形式與位置的確定、型腔的安排、型腔和型芯冷卻水道的設(shè)置、工藝分析及加工仿真等問題。 以上這些問題，并非孤立存在，而是相互影響的，應(yīng)綜合加 以考慮。 B、根據(jù)塑料熔體的熱學(xué)性能數(shù)據(jù)、型腔形狀和冷卻水道的布置，分析得出保壓和冷卻過程中塑件溫度場的變化情況，解決塑件收縮及補縮 問題，盡量減少由于溫度和壓力不均、結(jié)晶和取向不一致而造成的殘余內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形。因此，塑料注射模的數(shù)量為其它各類塑料模具之首，約占整個塑料模具總產(chǎn)量的 50%以上。注塑模具的結(jié)構(gòu)是由塑件結(jié)構(gòu)和注塑機的形式?jīng)Q定的。 采用模具生產(chǎn)制件具有生產(chǎn)效率高，質(zhì)量好，切削少，節(jié)約能源和原材料，成本低等一系列優(yōu)點，模具成型已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，成為多種成型工藝中最具有潛力的發(fā)展方向。同時，由于近年來進口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。注塑模具分為熱塑性塑料注塑成型模具和熱固性塑料注塑成型模具兩大類。 注射成型是塑料制品的主要成型方法 ,約半數(shù)以上的塑料制品是通過注射成型的。 注塑模設(shè)計的主要內(nèi)容歸納起來大致有以下幾個方面： A、根據(jù)塑料熔體的流變行為和流道、型腔內(nèi)各處的流動主力通過分析得出充模順序，同時考慮塑料熔體在模具型腔內(nèi)被分流及重新熔合的問題和模腔內(nèi)原有空氣導(dǎo)出的問題，分析熔接痕的位置、決定澆口的數(shù)量和方位。模具的總體結(jié)構(gòu)和零件形狀不單要滿足充模和冷卻等工藝方面的要求，同時成型零件還要具有適當(dāng)?shù)木?、粗糙度、強度和剛度、易于裝配和制造，制造成本低?；谏a(chǎn)實踐之上的對水桶的模具設(shè)計以及仿真加工。本模具設(shè)計采用直接澆口。據(jù)此方案可以達到設(shè)計的預(yù)期效果。 在進行零件的三維造型之前，首先要對塑件進行測繪，繪制塑件二維工程圖，然 后根據(jù)工程圖進行塑件的三維造型，再進行型腔的設(shè)計，主要是分型面的設(shè)計，接著就是把分型后的型腔裝配組件調(diào)入 Pro/E 進行整個模架的設(shè)計，然后進行仿真加工。主要采用拉伸、除料、旋轉(zhuǎn)等步驟造型。根據(jù)所選用的模具結(jié)構(gòu)形式，確定其定模、動模結(jié)構(gòu)。再者，動模受力均勻，不易應(yīng)注射壓力而變形，模具結(jié)構(gòu)合理。 6 3 具體設(shè)計說明 塑件的測繪 塑件為水桶，材料為 ABS，用游標卡尺對零件進行測繪。 用游標卡尺（ 0～ 300、 ），曲線測量儀等測量。首先打開三維軟件 Pro／ E，進入零件設(shè)計界面，點擊草繪拉伸命令，然后在豎直面內(nèi)畫水桶的中間截面的斷面圖，點擊 旋轉(zhuǎn)命令 繪制三維圖形，由于該塑件大都是曲面都是圓滑過渡所以在三維造型中要使用倒圓角 命令?？偟恼f來，用于制作塑料模具的材料，在質(zhì)量上首先要求具有一定的硬度和耐磨性，其次 是有一定的強度和韌性，再次是易于加工。 7 ABS 收縮率（ ～ ） %，取 % 。這一點對于薄壁桶體尤為重要。 由于模具尺寸較大 ,設(shè)計時動、定模以導(dǎo)柱定位 ,以確保型芯、型腔的同軸度。 澆口位置選擇 模具設(shè)計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模后還需進一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)。 D． 考慮澆口位置和數(shù)目對塑件成型尺寸的影響 平板形塑件翹曲變形的原因在于垂直和平行于流動方向上的收縮率不同而致。 A. 直接澆口 直接澆口是主流道澆口套直接成形的澆口，它不經(jīng)過分流道 、支流道，因此流程短，注射壓力損失少，任何材料都能容易成型，易用于一模單腔的大而深得制品。 9 澆口尺寸的確定 澆口的截面積一般為分流道截面積的 3%～ 9%，截面形狀多為矩形（寬度與厚度的比為 3： 1）或圓形。一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個型腔的分流道設(shè)計成長度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。如塑件有側(cè)凹及側(cè)孔必須采用側(cè)向及側(cè)向抽芯時，應(yīng)使側(cè)抽芯盡可能安放在動模上，而避免在定模抽芯。主要有以下幾個步驟： a． 首先打開 Pro／ E， 調(diào)入模具參考模型，在菜單欄中選取【新建】 —— 【制造】—— 【模具型腔】 —— 【裝配】，裝配已畫的零件圖。 d． 設(shè)計分型面，利用 菜單管理器中【分型面】的子選項進行分型面的 創(chuàng)建和修改。關(guān)于主流道的基本尺寸的選定參考下表： 制品大小 小制品 一般制品 大制品 主流道直徑 d D d D d D ABS 5 3 6 4 8 10 表 33主流道直徑參考表 制品質(zhì)量 /g D/mm R/mm 0～ 20 3 20～ 40 4 1 40～ 150 5 1 150～ 300 6 2 300～ 500 8 2 500～ 1500 10 2 為防止注射機噴嘴與澆口兩部分相接觸處由于有 間隙而產(chǎn)生的溢料，澆口套的球半徑應(yīng)比噴嘴的球半徑大 2mm～ 5mm，主流道的小端尺寸應(yīng)比噴嘴孔尺寸稍大，這樣可以使噴嘴與澆口對位容易。主流道的脫模斜度不能過大，否則在注塑時會產(chǎn)生渦流和流速過慢等現(xiàn)象。冷卻水一般為室溫冷水，必要時也有采用強迫通水或低溫水來加強冷卻效率。采用多段冷卻及多處獨立冷卻系統(tǒng) 。 導(dǎo)向裝置 導(dǎo)向裝置的 作用是：當(dāng)動模與定模合模時，導(dǎo)向裝置先進行導(dǎo)向，型腔與型芯再合模，這樣可避免型芯與型腔發(fā)生碰撞而損壞。在本設(shè)計中，導(dǎo)套安裝在定模上，導(dǎo)柱安裝在動模上，在合模時進行導(dǎo)向定位。在設(shè)置頂出系統(tǒng)時，首先需要確定當(dāng)模具開啟后，制品的留模形式，頂出系統(tǒng)必須是建立在制品所滯留的模具部分中。 B．由于冷卻系統(tǒng)及氣動頂出的需要，型芯設(shè)計成上下兩段。 D．為克服包緊力過大造成的頂出困難，在型芯鑲件與型芯主體的結(jié)合面上，設(shè)計了環(huán)型氣槽，并在端面沿周圍均勻開設(shè)了寬 12mm、深 的氣隙 ,進氣道設(shè)在型芯主體 上 ,與氣動頂出同時給氣。本模具設(shè)計中選用機械側(cè)向分型抽芯機構(gòu)中的氣動抽芯機構(gòu)。 16 圖 310 模具凸模 圖 311 模具凹模 加工零件工藝審查 A. 零件結(jié)構(gòu)特點： 該零件是注塑模的型腔，矩形外表面和動模板配合，型腔結(jié)構(gòu)以曲面為主加工比較復(fù)雜。 C. 零件材料： 由于大批量生產(chǎn)及型腔結(jié)構(gòu)簡單，成型零件的材料選用模具鋼 45。它支持實體，曲面和線框混合造型，使模具設(shè)計者輕松導(dǎo)入數(shù)據(jù)和創(chuàng)建零件的概念設(shè)計。 （ 2）確認模型放置位置。 圖 42 刀具軌跡的選擇 單擊在屏幕左側(cè)的編程向?qū)l中的“創(chuàng)建程序”按鈕，開始創(chuàng)建程序，此時屏幕上的向?qū)l改變成程序向?qū)l。最后實現(xiàn)型腔的仿真加工。 在設(shè)計中由于使用最新的模具設(shè)計軟件是工作效率大大提高，并且提高了模具結(jié)構(gòu)的合理性。在使用過程中 對這些應(yīng)用軟件的優(yōu)缺點有了很深的印象，充分利用它們的優(yōu)點對我的設(shè)計幫助很大，不僅效率高了而且對工作質(zhì)量有很大的益處。我們建議注射40%~70%的型腔容量到模的型腔里面。更快的折射速度和更高的注射壓力把溶解的熱塑性的材料在一個足夠 的速度下注入狹窄的型腔以避免其凝固。熱的分流道和主流道通常用于薄壁零件的注塑以利于把周期時間減少到最小。（另外，如果可能，你也可以選用模具的材料這 可以使在高速度注入型腔的時候，不會加快模具的磨損。 100%的生產(chǎn)率的提高意味著要做的模具就更少因此在生產(chǎn)程序中節(jié)省更多的錢。 3. 型腔孔的型心能有助于減少型心在轉(zhuǎn)換時的破損。任何多種材料成型過程的三個共同的問題是不足的聚合體的 化學(xué)和機械結(jié)合，一個或更多成分的不完全填補，和一個更多的成分的“ flash”。第一材料的過分冷卻往往使熔合變?nèi)酢? 在兩個注射機上的流動材料（在一個注射機上第一次注射，接著把它插入到另一個注射機上）不易產(chǎn)生和旋轉(zhuǎn)桌面的兩個澆口的注射機上的流動材料一樣好的結(jié)合。一些材料往往很自然比其它材料粘 貼的更好。這些材料表面上的纖維能促進與第二注射材料的機械結(jié)合。有注射速度閉環(huán)控制的注射機是最好的選擇。 確保多孔模具平衡好，熱流動的 maniflod也必須平衡好，而且下降的數(shù)字和大小一定對低壓的填充物是充分的。 為了獲得好的多種材料塑件成型，操作者必須有很