【正文】 多個(gè)模塊 ， 為用戶(hù)提供全套解決方案。 Pro/E 軟件使用單一數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中，任何時(shí)候所做的任何修改都會(huì)自動(dòng)調(diào)整到整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，如零件圖中有改動(dòng)其裝配圖也會(huì)自動(dòng)發(fā)生更改，做到了所謂全相關(guān)，這對(duì)設(shè)計(jì)復(fù)雜的裝備尤為重要 。 塑件的材料分析 根據(jù) 中 對(duì)塑件的 分析 要求 ， 同時(shí)考慮原材料價(jià)格 要 低廉，現(xiàn)決定選用應(yīng)用廣泛的 ABS 工程塑料。 成型特性：流動(dòng)性中等，溢邊料 左右，吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于 ％，成型前原料必須充分干燥，該塑料的脫模性不良，塑件上的脫模斜度宜稍大，通常取 2176。 表 1 ABS 塑料的部 分技術(shù)指標(biāo) 技術(shù)指標(biāo) 值 密度 (g / cm^3) ～ 收縮率 (%) ～ 透明度 不透明 比熱容 /(J 塑件的表面質(zhì)量分析 該塑件為用來(lái)晾曬衣物的衣架，要求表面光亮美觀，塑件外表面應(yīng)無(wú)尖銳的毛刺、 6 斑點(diǎn)和明顯的熔接痕 。腔體深 10mm， 除局部地方壁厚受結(jié)構(gòu)影響外， 總體壁厚均勻?yàn)?2mm，屬于厚壁塑件，這有利于 減少塑料填充型腔 時(shí) 的阻力和收縮的均勻性。 ABS 的脫模性不良，脫模斜度通常取 2176。 3 成型設(shè)備選擇與模塑工藝參數(shù)的編制 圖 2 是根據(jù)塑件壁厚均勻 要求 ，用 Pro/E 三維軟件做的一個(gè)三角衣架模型 ， 建模后除了能得到衣架體積，分型面面積等參數(shù)外 ，這個(gè)模型也 是 Pro/E 分模時(shí) 的參照模型。同時(shí)考慮到模具只有一模兩腔， 其流道會(huì)比較簡(jiǎn)單，長(zhǎng)度也 比較短， 澆注系統(tǒng) 中的 凝料是很少的，現(xiàn)采用按塑件體積的 倍來(lái)進(jìn)行澆注系統(tǒng)凝料體積的估算，所以對(duì)于 確定的 一模兩腔，注塑機(jī)一次注入模具型腔的注射量為： 33 ??????? ）（塑總 VV 注射機(jī)的選用及其技術(shù)參數(shù) 根據(jù)上面 中估算出的一次注入模具型腔塑料總體積 ，再按照注射機(jī)的每次注射量應(yīng)小于或等于其公稱(chēng)注射量的 80%估算 ，于是有： 33 ??? 總公 VV 根據(jù)以上的計(jì)算 結(jié)果 ，現(xiàn)選定公稱(chēng)注射量為 3125cm ，型號(hào)為 XS— ZY— 125 螺桿 式注射機(jī) ，其主要技術(shù)參數(shù)如下表 2 所示 。 ② 分型后塑件應(yīng)盡可能留在動(dòng)模一側(cè)，以便方便取出塑件。 該塑件形狀簡(jiǎn)單， 原則上 只需 一個(gè)分型面就能順利取出塑件，根據(jù)分型面的選擇要求，現(xiàn)選取三角衣架的分型面位置如下圖 3中的 A— A 處。 同時(shí)這 也 有利于縮短分流道的長(zhǎng)度，這對(duì)塑件的成型是非常有利的。模腔的排布和間距如下圖 4 所示 。 ② 主流道大端與分流道交接處應(yīng)該倒圓 角 R=1～ 3mm，以減小料流阻力。 ② 主流道小端直徑： d=注射機(jī)噴嘴尺寸 +（ ～ 1） mm=（ 4+） mm=。 ⑥ 半球形凹坑深度：取 h=5mm。同時(shí)也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。各 形狀如 下圖 5示 。 ③ 流道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先取較小尺寸，以便于試模后有修正余量。 （ 3） 分流道的當(dāng)量直徑 因?yàn)槿且录芩芗谋诤駷?2mm3mm，且其質(zhì)量也小于 200g，因此分流道的當(dāng)量直徑可以用以 下經(jīng)驗(yàn)公式確定。 因分流道很短，熱量散失是次要因素， 為了便于加工，現(xiàn) 選用加工性能比較好的半圓形流道 ，表面粗糙度取 mRa ?? 。它能很快適時(shí)冷卻，封閉，防止型腔內(nèi)塑料熔體倒流。 （ 1） 澆口尺寸的確定 ①估算側(cè)澆口深度 通過(guò)查手冊(cè)可以得到側(cè)澆口的深度計(jì)算公式 ，再根據(jù)塑件厚度 t=2mm，同時(shí) ABS 材料的成型系數(shù) n=。 （ 2） 側(cè)澆口剪切速率的校核 ①澆口當(dāng)量半徑 根據(jù)截面面積相等有： h2 BR ?澆? ，即 mmmmB 2121 ??????? ??? ）（澆 ? ② 計(jì)算澆口的體積流量 s/??? 塑澆 Vq ③剪切速率計(jì)算 141343 ??? ??? ????澆澆澆 R?? 15 由 計(jì)算結(jié)果知， 該矩形側(cè)澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率143 105~105 ??? s 之間，所以，澆口的剪切速率校核合格，澆口尺寸理論上符合要求。 16 圖 7 整體式凹模 凸模（型芯）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 通過(guò)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析可知， 該塑件的型芯有兩 個(gè)： 一個(gè)是成型零件內(nèi)表面的 動(dòng)模大型芯 ， 通過(guò) 對(duì)其進(jìn)行加工工藝 分析，若大型芯做成整體式的話(huà)，加工起來(lái)是不方便的，所以現(xiàn)在考慮大型芯用組合、直通式外形結(jié)構(gòu)，把其與中部突起的部分 （ 命名 中部型芯）分開(kāi)加工 ， 中部型芯非成型部分做成階梯圓柱形式 ，方便固定 ； 另一個(gè)是成型塑件周邊掛鉤的 定模 小型芯 ，它將作為嵌件嵌入定模中。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈，一方面將會(huì)在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及填充缺料等成型缺陷， 還 會(huì)導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦，同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須考慮排氣問(wèn)題。 根據(jù) ABS 材料的性質(zhì)和加工方便為原則，主流道冷料穴決定選用 Z 形冷料穴，其圓柱體直徑通常取主流道的大端直徑或者比主流道大端直徑大 1～ 2mm，在本設(shè)計(jì)中，冷料穴直徑取 D=9mm。所以該處只能 強(qiáng)脫模。 考慮塑件的形狀 、高度 、壁厚等，決定選用推桿推出方式實(shí)現(xiàn)塑件脫模 。 圖 10 側(cè)凹結(jié)構(gòu)尺寸 19 表 4 型腔成型尺寸 類(lèi)型 塑件上的尺寸（ mm） 計(jì)算公式 制造公差 Z? 收縮率 Scp% 計(jì)算結(jié)果（ mm） 型腔徑向尺寸 104 ? ?? ? ZsM lSc pL ???? *%1 Z?： IT7 級(jí)精度 Scp%=% ? Φ 18 ?? ? ?SR 其它 R25 ? ? 2%1 ZSM LSc pL ????? Z? ： IT7 級(jí)精度 Scp%=% ?R R8 ?R 53 ? ? ? 18 ? ?R R1 ?R 高度尺寸 12 ? ?? ? ZsM HS cpH ???? *%1 Z?： IT7 級(jí)精度 Scp%=% ? 型腔凸塊尺寸 5 ? ?? ? ZSM lSc pl ????? %1 Z?： IT7 級(jí)精度 Scp%=% ? 6 ? 20 表 5 各型芯成型尺寸 類(lèi)型 塑件上的尺寸 （ mm） 計(jì)算公式 制造公差 Z? 收縮率 Scp% 計(jì)算結(jié)果 （ mm） 型芯徑向尺寸 ? ? ZSM LS cpL ????? %)1( Z?： IT7 級(jí)精度 Scp%=% ? Φ 4 Φ ? SR ? 3 ? ? 104 ? ?? ? ZSM lSc pl ????? %1 Z? ： IT6 級(jí)精度 Scp%=% ? Φ 18 Φ ? 9 ? ? Φ Z? ： IT7 級(jí)精度 Scp%=% Φ ? Φ Φ ? 6 ? ?SR ? 5 ? 21 續(xù)上表 型芯高度尺寸 1 ? ?? ? ZsM HScph ???? *%1 Z?： IT7 級(jí)精度 Scp%=% ? 2 ? 其它 R23 ? ? 2%1 ZSM LSc pL ????? Z? ： IT6 級(jí)精度 Scp%=% ?R R6 Z? ： IT7 級(jí)精度 Scp%=% ?R 53 ? 8 ? 成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 在注塑成型過(guò)程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 凹模側(cè)壁厚度計(jì)算 根據(jù)塑件的外形尺寸，型腔側(cè)壁厚度按剛度計(jì)算比較合理。 凹模底部厚度計(jì)算 根據(jù)剛度公式有： mmmmEpbCTp 315431439。 動(dòng)模墊板厚度 計(jì)算 動(dòng)模墊板厚度和所選模架的兩個(gè)墊塊之間的跨度有關(guān)， 通過(guò)下面 節(jié)中 選定的FUTABA 標(biāo)準(zhǔn)模架是 300mm 450mm，其對(duì)應(yīng)的墊塊寬度是 58mm，所以 兩 墊塊的跨度為：L=300mm－ 58 2mm=184mm。 mmmmAA ????? 23 根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析，計(jì)算出動(dòng)模墊板厚度過(guò)厚 ，這會(huì)使設(shè)計(jì)的模具過(guò)于笨重 ，為了減少模具重量和模架高度方向的尺寸，現(xiàn)考慮通過(guò)增加 2 根支承柱來(lái)對(duì)動(dòng)模墊板底部進(jìn)行支撐，支承柱的直徑取 25mm，長(zhǎng)度由墊塊高度決定為 70mm，初定兩支承柱與模具中心對(duì)稱(chēng)布置，布置距離為 230mm。 圖 11為該類(lèi)型模架的示意簡(jiǎn)圖。 模架的選擇采用經(jīng)驗(yàn)公式估算： ① 推板寬度滿(mǎn)足： mmmmWW 164101541039。 ??????? ，查 FUTABA_2P 標(biāo)準(zhǔn) 可得 mmlt 390? ，對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)模架的長(zhǎng)度 L=450mm。 ② B 板尺寸。（注：雖 然塑件的總高度為 28mm，但黏結(jié)在型芯上的尺寸也只有 16mm 左右，因此，當(dāng)推出行程取 16mm 就能使塑件順利與型芯分離。該 設(shè) 計(jì) 中 ， 型 芯 高 度 為 28mm ， 為 滿(mǎn) 足 導(dǎo)向 要 求 ， 導(dǎo) 柱 總 長(zhǎng) 應(yīng) 滿(mǎn) 足mm696 m m2835L ???? 。 25 ② 由于塑件收縮時(shí)包緊型芯，因此推出力作用點(diǎn)盡量靠近型芯，同時(shí)推出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度部位。 因?yàn)樵撍芗姆中兔婧?jiǎn)單， 有一定壁厚， 結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，采用推 桿推出 的脫模機(jī)構(gòu)可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護(hù)帶來(lái)方便。 設(shè)等效矩形的一邊長(zhǎng)為 mma 100? ，通過(guò) Pro/E 繪圖軟件測(cè)得三角形型芯最大截面處的面積為 ?三A ，于是根據(jù)面積相等關(guān)系有 三A??ba 。 注意：因?yàn)樵撔托緦?duì)應(yīng)三角衣架的部位有通孔，不存在大氣壓的影響，所以面積 A=0。 （ 3）單個(gè)塑件 的總脫模力 NNNFFF 2 7 9 51 7 7 71 0 1 821 ????? 推桿尺寸確定及校核 本推出機(jī)構(gòu)選用的是圓形推桿，為了使塑件推出穩(wěn)定、可靠、受力均勻，每個(gè)模腔布置推桿的數(shù)目為 9條，同時(shí) 推桿的增多 也更有利于排氣。但為了安全起見(jiàn)，還應(yīng)該對(duì)推桿進(jìn)行強(qiáng)度校核。 推桿和模體的配合一般為 H8/f8 或 H9/f9，配合間隙值以熔料不溢料 為標(biāo)準(zhǔn)。 現(xiàn)模具溫度初步選定為 50C? ， 同時(shí)由于水的比熱容大、傳熱系數(shù)高 、成本低，所以決定選 用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。 29 ④單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量： k g / g / h 0 . 0 6 51 8 0mNW ????? 2）確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量 SQ 查表 知 ABS 的單位熱流量 SQ 的值的范圍在 kgkJ /)400~310( ，故取 kgkJQS /370? 。 為使 凹模和型芯 能得到充分冷卻， 需要 根據(jù)兩模腔的實(shí)際布 置情況 來(lái) 加以修改。 水路端部密封處用帶螺紋的管塞進(jìn)行可靠密封。校核合格。根據(jù)流道定出的尺寸有22 mmmmA ???澆 。 根據(jù) 300 450mm260 360mm(拉桿空間 )，故校核合格。故校核合格。 圖 18 右邊是 應(yīng)用 一次拉伸切除后的形狀。 在 Pro/E 中，新建 制造 — 模具型腔 ， 之后就進(jìn)入了分模環(huán)境。 36 圖 22 定模小型芯分型面 圖 23 中部型芯分型面 至此，分型面已創(chuàng)建完畢。 分模的 最終結(jié)果如下圖 24所示。 接著 通過(guò) 菜單下的 模具機(jī)體 — 組件定義 功能，進(jìn)入模架的選擇與尺寸定義的界面，在這個(gè)界面中包含了很多知名模架生產(chǎn)廠家的 標(biāo)準(zhǔn) 模架庫(kù) ，在這里，不同廠家的模板 、 設(shè)備 、 導(dǎo)向件 、螺釘 等都可以隨意組合 ， 任意 搭配 。 38 圖 25 模架定義界面 模板各尺寸設(shè)定好后，按確定按鈕， Pro/E 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的計(jì)算后，一套標(biāo)準(zhǔn)的模架就產(chǎn)生了 （沒(méi)裝配螺釘、導(dǎo)柱等） 。 圖 27 模具爆炸圖 40 8 成型零件的加工工藝設(shè)計(jì) 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完畢后，就可以進(jìn)行加工工藝 的編寫(xiě)（各零件圖如附件所示） 。 中部 型芯加工工藝 中部型芯的 大致外形為圓柱，毛胚選用鍛件，其加工工藝如表 7。 表 9 定模小型芯加工工藝 序號(hào) 工序名稱(chēng) 工序內(nèi)容 1 備料 毛坯尺寸 5020?? 2 熱處理 退火： HB180～ 220；調(diào)質(zhì)： HRC28～ 32 3 車(chē)削 車(chē) 16? 和0 ?? 到 要求 4 端面磨削 磨小端端面到要求 5 電火花 加工出小端成型凹槽到要求 6 線(xiàn)切割 割 寬度分別為0 ? 、 0 ? 深度為 0 ?? 的面到要求 7 鉗工 打磨各加工面到 圖樣 要求 8