【正文】 于供過于求，然而精密加工設(shè)備還很少，一些大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的中高檔塑料模具每年仍大量進(jìn)口。現(xiàn)在應(yīng)用模具 CAD／CAM 技術(shù)設(shè)計(jì)模具已較為普遍，隨著通用機(jī)械 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展，塑料注射模 CAD/CAM 已經(jīng)不斷的深1 / 36化。因此，模具成為國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品。參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)以其強(qiáng)有力的草圖設(shè)計(jì)、尺寸驅(qū)動(dòng)修改圖形功能，極大地改善了圖形的修改手段，提高了設(shè)計(jì)的柔性，在慨念設(shè)計(jì)、初始設(shè)計(jì)、產(chǎn)品建模及修改系列設(shè)計(jì)、多方案比較、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、實(shí)體造型、裝配、公差分析與綜合、機(jī)構(gòu)仿真、優(yōu)化設(shè)計(jì)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用，并體現(xiàn)出很高的應(yīng)用價(jià)值，能否實(shí)現(xiàn)參數(shù)化目前已成為評(píng)價(jià) CAD 系統(tǒng)優(yōu)劣的重要技術(shù)指標(biāo)。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和模架設(shè)計(jì)是利用模架設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)的。也可以修改現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)件使之滿足自身設(shè)計(jì)。不論在 3D 還是 2D 圖形上作尺寸修正。 選題目的以及意義畢業(yè)設(shè)計(jì)將總結(jié)專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)技術(shù)的學(xué)習(xí)成果,鍛煉和開發(fā)學(xué)生的綜合運(yùn)用能力。這個(gè)課題能充分體現(xiàn)專業(yè)知識(shí)，對(duì)模具設(shè)計(jì)能力有一定的鍛煉。3 / 362 塑件成型工藝性分析 氣壓瓶蓋三維模型及二維圖如圖 21,22 所示，制品的側(cè)面有深孔和小孔，中間內(nèi)腔有 2 處凸筋。為了便于塑件從模腔中脫出或從塑件中抽出型芯，塑件設(shè)計(jì)時(shí)須考慮其內(nèi)外壁面應(yīng)該有足夠的脫模斜度。 的傾角，這樣足以使型芯很容易抽出。ABS 樹脂具有較高的的沖擊韌性和力學(xué)強(qiáng)度，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性及電性能良好。其拉伸彈性模量為1800～2900MPa，彎曲強(qiáng)度：99～134MPa；與鋼的摩擦因數(shù)為 。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生“流涎現(xiàn)象” ；模具溫度一般通過冷卻系統(tǒng)來控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。保壓力的大小取決于模具對(duì)熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。包括注射時(shí)間，保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間，其他時(shí)間（開模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等） ，在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時(shí)間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時(shí)間和冷卻時(shí)間，在實(shí)際生產(chǎn)中注射時(shí)間一般為 3～5 秒，保壓時(shí)間一般為 20～120 秒，冷卻時(shí)間一般為 30～120 秒（這三個(gè)時(shí)間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時(shí)間越長(zhǎng)） 。按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量 （32）??其中 ————注射機(jī)最大注射量， ；gV3cm ————澆注系統(tǒng)凝料量， ；j ————單個(gè)塑件的容積， ；n通過上面 可知算單個(gè)塑件的質(zhì)量為 ；澆道凝料的質(zhì)量為 。V = cm V 公=250 cm實(shí) 3 3V / V 公100%=100%=% 實(shí)可見注射量滿足要求。P （3分 型3）式中 F——注塑機(jī)額定鎖模力， F=1800KN； P ——為型腔內(nèi)熔體壓力（MPa） ，由 可知，P =30MP ； 型 型 aA 為此注射機(jī)的最大注射壓力應(yīng)大于或等于塑件成型時(shí)所需要的注射壓力，即 PmaxP式中 Pmax為注射機(jī)的最大注射壓力，該注射機(jī)的Pmax為130MPa。 H1——塑件推出行程(mm)，取H1=25mm。由于本模具所要達(dá)到的生產(chǎn)批量為 5 萬件，為中批量生產(chǎn)，結(jié)合本塑件結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，因此綜合考慮本模具采用一模一腔比較合理。 模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度、澆注系統(tǒng)形式、推出方式、排氣方式及制造工藝等多種因素，全面考慮，合理選擇。 （3）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣。（a）（b） 圖 41 分型面的位置方案比較兩種分型方法，第一種分型方法塑件通過推出很容易從模具體中出來，而且模具型腔設(shè)計(jì)起來簡(jiǎn)單，而第二種方法要把模具設(shè)計(jì)成有哈夫塊的形式，由于該模具有側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)，這樣模具設(shè)計(jì)起來就很困難，所以本設(shè)計(jì)采用第一種分型方法。澆注系統(tǒng)是由主流道、分流道、澆口、冷料穴等組成。對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵守如下基本原則：（1）了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動(dòng)特性。（5）便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量。（9）大多數(shù)熱塑性塑料熔體的假塑性行為，應(yīng)予以充分考慮。澆口設(shè)計(jì)主要包括澆口的數(shù)目、位置形狀和尺寸的設(shè)計(jì)。澆口的設(shè)計(jì)需要遵循以下基本設(shè)計(jì)原則： （1）澆口的尺寸及位置選擇應(yīng)避免熔體破裂而產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。（5）澆口的位置應(yīng)考慮定位作用和對(duì)塑件性能的影響。 下面我就利用 Moldflow 分析零件的澆口位置：最佳澆口位置圖，如下圖 42 所示。如果排氣不良有以下危害性：（1）在塑件上形成氣泡、銀紋、云霧、接痕，使表面輪廓不清；（2）嚴(yán)重時(shí)在塑件表面產(chǎn)生焦痕；（3）降低沖模速度，影響成型周期；（4）形成斷續(xù)注射，降低生產(chǎn)效率。 成型零部件設(shè)計(jì)成型零部件的設(shè)計(jì)應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下，從便于加工、裝配、使用、維修等角度加以考慮。塑件尺寸的公差值可由參考文獻(xiàn) 表 31[5]可得出。本塑料若采用整體式雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固、不容易變形，塑件無拼縫痕跡，但將造成加工困難，浪費(fèi)材料，更換不便，增加成本等一系列問題。為使內(nèi)壁接縫緊密，其連接處外側(cè)留有 的間隙。 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型芯是用來成型塑件的內(nèi)表面，本產(chǎn)品采用組合試型芯，上型芯連接方式15 / 36為凸肩與 A 板連接，下型芯連接方式為螺釘連接。 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是利用導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔之間的配合來保證模具的對(duì)合精度。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的精密對(duì)中定位。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對(duì)稱布置，或不等直徑對(duì)稱布置。4）導(dǎo)柱可以設(shè)置在動(dòng)模或定模，設(shè)在動(dòng)模一邊可以保護(hù)型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊有利于塑件脫模。 1推桿 2導(dǎo)柱 3導(dǎo)套 4復(fù)位桿 5推桿固定板 6推板圖 46 導(dǎo)向以及脫模裝配關(guān)系圖 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)有遵循以下原則：，以便于借助于開模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作，使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。，脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)工作可靠，運(yùn)動(dòng)靈活，制造方便，更換容易，且具有足夠的強(qiáng)度和剛度。帶動(dòng)側(cè)向成型零件作側(cè)向移動(dòng)的整個(gè)機(jī)構(gòu)稱為側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。17 / 36斜滑塊和套模都設(shè)計(jì)在動(dòng)模一邊，以便用頂出力同時(shí)達(dá)到推出塑件和側(cè)向分型抽芯的目的。主型芯設(shè)于動(dòng)模邊有利于塑件脫出導(dǎo)向，并防止損失的作用。首先從提高生產(chǎn)效率的角度看，成型過程中的成型周期是個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。對(duì)于要求較高模溫的材料，且模具較大時(shí)，需要設(shè)計(jì)加熱系統(tǒng)。7）合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉。由于各種模具用鋼并不可能具備所有應(yīng)該具備的條件，依模具的使用情況不同而合理的選擇鋼材，這是重要的。綜合考慮各方面因素，本模具的成型部位的材料選用的是 55 調(diào)質(zhì)鋼，硬度19 / 36為 250~280HB。導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合部分的表面粗糙度要求為 。2）利用定模的側(cè)面垂直基準(zhǔn)確定定模上實(shí)際型腔中心，作為以后的加工基準(zhǔn)，分別加工定模上的大型心孔以及與動(dòng)模配合的臺(tái)肩面，壓入大型芯，并用銷釘（15）定位，螺釘（20）緊固。按設(shè)計(jì)要求在動(dòng)模上調(diào)整滑塊的位置，用導(dǎo)軌壓塊壓緊并用螺釘固定，注意滑塊的運(yùn)動(dòng)靈活。 7）過型芯引鉆、鉸支撐板上的頂桿孔，過支撐板引鉆頂桿固定板上的頂桿孔。 11）在動(dòng)模座板上裝入限位釘（2） 。動(dòng)模部分繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)模具推板與注射機(jī)的頂桿相接觸后，頂桿頂出塑件使塑件實(shí)現(xiàn)脫模，同時(shí)拉料桿將澆道凝料頂出。模具固緊后可慢慢開模，裝好模具后，按通冷卻水管進(jìn)行檢驗(yàn)。如需返修，則應(yīng)提出相應(yīng)的返修意見，在記錄卡中應(yīng)摘錄成型工藝條件及操作注意點(diǎn)，著明產(chǎn)品的缺陷，最好能附上加工出來的制品，以供參考。圖 52 主分型面與大型心分型面圖 53 小型芯分型面 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 結(jié)合 Moldflow 及上面的計(jì)算結(jié)果適當(dāng)調(diào)整分流道及各澆口的大小，使其型腔，見圖 6425 / 36圖 54 澆注系統(tǒng) 成型零件生成圖 55 大型芯圖 56 小型芯圖 57 大滑塊27 / 36 調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)模架圖 58 爆炸圖圖 5929 / 366 仿真加工仿真加工大致過程及截圖如下：1）調(diào)入制造參照，繪制工件模型，然后建立銑削平面，如下圖所示：2）選擇加工零點(diǎn)，截圖如下：3）銑平面，截圖如下：4）銑型腔輪廓，截圖如下：5）設(shè)置新 NC 序列，選擇孔加工，選擇鉆孔刀具及其刀具加工參數(shù)，完成設(shè)置，軌跡演示如下圖：31 / 36總結(jié)本模具在設(shè)計(jì)過程中，從制件形狀結(jié)構(gòu)的分析、材料成型工藝及成型設(shè)備的選用開始，分析澆口位置，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)；然后進(jìn)行成型零部件計(jì)算，并進(jìn)行了校核，數(shù)據(jù)基本準(zhǔn)確。然后是圖紙繪制，從進(jìn)行繪制裝配草圖開始，進(jìn)而進(jìn)行正式的裝配圖，零件圖以及三位圖的繪制，圖紙基本符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在完成設(shè)計(jì)任務(wù)的同時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)方法、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、文獻(xiàn)資料的查閱、各種設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)用以及文檔的撰寫等方面的能力要求，需要得到全面的訓(xùn)練與提高。我們通過做畢業(yè)設(shè)計(jì)，鞏固了我所學(xué)的專業(yè)知識(shí)以及機(jī)械專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)，并使之系統(tǒng)化、條理化，可應(yīng)用化。我十分感謝他對(duì)我的批評(píng)