【正文】 過程。目前流行的商品化注塑模 CAD 軟件并未能很好的解決這種換算，因此，制品的形狀和型腔的形狀要分別輸入，工作量較大且比較繁瑣，如何由制品形狀方便、快捷的生成型腔和型芯表面形狀仍是當前的研究課題。對于這些標準的或本單位采用的模架及零件可在通用的二維工程圖 CAD 系統(tǒng)中建立模架、零件庫，以被設計時調用。第一套塑料模具 CAD/CAM 經過數(shù)年努力研制而成，于1982 年推出，它就是后來稱為 GRAFTEK 的系統(tǒng)。因此，在模具設計與制造中，采用新技術、新工藝、新設備可持續(xù)發(fā)展模具工業(yè)，更將成為所有企業(yè)得以占據(jù)市場制高點的必由之路。國外高速加工機床主軸最高轉速已超過 100000R/min，快速進給速度可達 120m/min，加速度可達 1～ 2g，換刀時間可提高到 1～ 2s【 9】 。它是一項集激光、材料、信息及控制等技術于一體的先進制造技術，其突出特點就是能直接根據(jù)產品的 CAD 數(shù)據(jù)快捷地制造出具有一定結構和功能的原型甚至產品，而不需要任何工裝夾具，面迭加形成三維實體。 當代模具的設計與制造技術廣泛采用計算機輔助設計與制造（ CAD/CAM），設計過程程序化和自動化，使用程序、模擬成形過程、采用交互式設計方法，發(fā)揮人和計算機的各自特長。因此，迅速提高模具技術水 平已成為當務之急。由于過低價格所必然造成的低質量，已嚴重影響一些企業(yè)的生存，迫使某些企業(yè)加速調整其定位，少數(shù)企業(yè)面臨被淘汰局面也是不足為 奇的。雖然近年來我國模具行業(yè)職工隊伍發(fā)展迅速，估計目前已達近百萬人，但仍然跟不上行業(yè)發(fā)展需求。 對外資的依存逐年增大。由于我國模具特別是中、低檔模具在國際市場上 存在著較大的價格優(yōu)勢，有的模具價格甚至只有國際市場的幾分之一，再加上我國有較低廉的優(yōu)質勞動力資源及較好的技術基礎和基礎配套設施，因此近年來外商在我國模具行業(yè)的投資額一年比一年大，到我國采購模具的跨國公司也越來越多。有些企業(yè)已認識到了創(chuàng)新研發(fā)的重要性，投入力度提高很快。在“小而精?！钡膶I(yè)化不斷發(fā)展的 同時，近年來，規(guī)模效應已被愈加重視。在國家產業(yè)政策和有關配套政策導向之下，近年來已有不少地方相繼出臺了一些支持當?shù)啬＞吖I(yè)發(fā)展的優(yōu)惠政策，有的見諸于文件，有的見諸于行動，都已收到很好的效果。模具技術的進步極大地促進了工業(yè)產品的生產發(fā)展，模具是“效益放大器”，用模具生產最終產品的價值將超過自身價格的幾十倍乃至百倍及上千倍。 1 DVD 注塑模具設計 第一節(jié)、 前 言 作為工業(yè)生產基礎工藝裝備的模具，在國民經濟中占有重要的地位，模具技術也已成為衡量一個國家產品制造水平的重要標志之一。 據(jù)各國報導，模具工業(yè)在歐美等工業(yè)發(fā)達國家被稱之“點鐵成金”的“磁力工業(yè)”， 如今世界模具工業(yè)的發(fā)展速度超過了新興的電子工業(yè)，已實現(xiàn)了模具專業(yè)化、標準化和商業(yè)化，因而深受贊譽。同時，模具工業(yè)的快速發(fā)展也促進了當?shù)亟洕姆睒s。除了把企業(yè)做強做大，使規(guī)模經濟產生效益之外，模具集群生產也不斷顯示其優(yōu)越性，因而“模具城”、“模具園區(qū)”、“模具生產基地”等各種集群生產形式在全國迅速發(fā)展。據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會了解到的情況，近年不少企業(yè)在創(chuàng)新研發(fā)方面的投入與銷售收入的比例達到 5%左右，個別企業(yè)甚至達到 8%至 10%。 3 二、 不利因素 雖然我國模具行業(yè)已經駛入發(fā)展快車道，但由于在精度、壽命、制造周期及能力等方面，與國際水平和工業(yè)先進國家相比尚有較大差距，所以還不能滿足我國制造業(yè)發(fā)展的需求。我國加入世貿組織已過 6 年，外貿高速發(fā)展，我國經濟對外貿的依存度從 30%上升到 70%。一是總量不足，二是素質不夠，適應不了行業(yè)發(fā)展的需求。 雖然近幾年模具出口增幅每年大于進口增幅，但所增加的絕對量仍是進口大于出口，致使模具外貿逆差一年比一年大。例如：日本汽車、計算機、電視機、手機等產品的品種，數(shù)量，質量在國際市場占有優(yōu)勢地位，其重要原因之一就是日本模具技術居于世界領先水平。數(shù)據(jù)庫和計算機網絡技術使設計人員擁有大量資料和信息。 RPM 技術與 RMT 技術的結合，將是傳統(tǒng)快速制模具 技術進一步深入發(fā)展的方向。 專業(yè)化生產是現(xiàn)代化工業(yè)生產的重 要特征之一，國外工業(yè)先進的國家模具專業(yè)化生產已達 75%以上。 第一章 CAD 在注塑模具行業(yè)中的應用 第一節(jié)、 CAD 發(fā)展概況 CAD 即計算機輔助設計的英文簡稱 (Computer Aided Design)。塑料模具 CAD/CAM 的應用帶來了巨大的社會效益和經濟效益。對于澆注系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、模架結構強度計算等內容，已有一些較成熟的計算方法或經驗計算方法，可設置這些計算公式的模塊，以便設計人員進行快速計算。 采用計算機軟件來輔助計算最佳型腔的數(shù)目，引導模具設計者布置型腔，構思澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和推出機構，為選擇標準模架和設計動模部裝圖和定模部裝圖 做準備 。通常，由于注塑模結構 CAD 涉及面廣，程序規(guī)模很大，結構相當 復雜，一個高效率的注塑模 CAD 系統(tǒng)不僅涉及到程序的結構和算法，同時也涉及數(shù)據(jù)結構和管理方法。 它可定義為一種圖形 /模型數(shù)據(jù)，以標準模架為例說明其表達格式 ： 文件名：部件名 ； 組成：基準件名 +各組成零件名 +定位關系 +尺寸關系 +零件圖形關聯(lián)性 ； 組織：依次記錄個零件名、定位關系、主特征尺寸。 二、 模具設計 對產品進行工藝性分析，確定生產批量和生產規(guī)模。一般 CAD 軟件均提供變量約束、尺寸定位及取向定位等功能。該軟件集產品設計、裝配、加工、鈑金設計等功能于一體，其模塊眾多、內容豐富、功能強大，已廣泛應用于電子、航天、汽車、家電和 玩具等行 業(yè)。由 Pro/ENGINEER 產生的工程圖紙不規(guī)范，所以后期需要導入 AutoCAD2022 進行完善。 12 四 、 塑件的結構及成型工藝分析 該塑件端部帶有連接運動部分，兩個連接運動部分分別在不同的型腔內成型，故在模具設 計和制造上要有一定的定位措施和良好的加工工藝，以保證轉動的順暢和零件的使用壽命。 第二節(jié)、 材料 ABS 的注射成型過程及工藝參數(shù) 一、 注射成型過程 對 ABS 的色澤、細度和均勻度進行檢驗。 ABS 為淺黃色粒狀或珠狀不透明樹脂，無毒、無味、吸水率低，具有良好的綜合物理機械性能，如優(yōu)良 的電性能、耐磨性，尺寸穩(wěn)定性、耐化學性和表面光澤等，且易于加工成型。這些不同品質的材料提供了不同的特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。在模具設計階段，應首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的結構。故由此初步擬定采用一模兩腔，如圖 44所示。 （ 2）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 18 可按塑件體積的 倍計算，由于該模具采用一模兩腔，所以，澆注系統(tǒng)凝料體積為 V2=2 V1＝ 2= cm3 （ 3）該模具一次注射所需要的 ABS 體積 V0=2 V1+ V2 = cm3； 質量 M0=ρ （ 3）模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核 1）模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機模板尺寸和拉桿間距相合適 模具的長 寬為 300 400mm〈 注塑機拉桿的間距 415415mm） 故滿足要求。 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴射出的熔體導入分流道或型腔中。 （ 1）分流到布置形式 分流道在分型面上的布置與型腔排列密切相關，有多種不同的布置形式，應該遵循兩方面原則：一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量段、鎖模力力求平衡。 澆口是連接流道于型腔之 間的一段細短通道，它是澆注系統(tǒng)的關鍵部位。 22 圖 47 潛伏式澆口澆注質量 圖 48 側澆口澆注質量 圖 89 雙澆口澆注質量 其次，從氣泡數(shù)目和位置進行比較，如圖 410～圖 412 所示。 在此，僅對曲面合并舉例說明。 27 圖 420 凹模 圖 421 凸模 圖 422 滑塊 28 四、 排氣系統(tǒng)的設計 該套模具是屬于小型模具，排氣量很小，可利用分型面、滑塊和頂桿等間隙進行排氣，不需要單獨開設排氣槽。但為更加安全和提高效率，仍添加冷卻系統(tǒng)。 （ 1）推出機構應盡量設置在動模一側； （ 2）保證塑件不因推出而變形損壞； （ 3）機構簡單、動作可； （ 4）良好的塑件外觀； （ 5）合模時的準確復位。 圖 425 1 號頂桿 32 圖 426 2 號拉料桿 圖 427 3～ 5 號頂桿 （ 1） 脫模力 ? ?? ?228 c o s ta n 0 .11E S L fFAK? ? ?? ???? (421) 21 2c o s 2 c o sK ?? ? ?? ? (422) 2 1 si n c osKf ???? (423) 22 2 0 43 .1 4 1 .7 5r a b? ? ????? ? ? ?? (424) ?取 1176。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結合標準模架，選用結構形式為 Futoba2P:SC，如圖 428 所示。在技能方面，通過對此塑件模具的設計， 本人 更加熟練了對 Pro/ENGINEER 和 AutoCAD 的運用，同時，學習了新的軟件，如 Moldflow Plastic 37 Advisers 和 EMX 插件。但遺憾也是一種收獲，它會在以后的工作中時時督促 本人 做的更好。感謝胡老師我很多方向性的建議，在設計過程中給予的幫助和支持！感謝黃桂堅老師在模架選擇和澆口設計上給予的指導 ，感謝陳獎同學在模具分型及滑塊設計上給予的建議 ,感謝增路平、陶賢奉同學在設計細節(jié)上的幫助。這些困難有專業(yè)性的也有非專業(yè)性的，解決專業(yè)性難題，讓 本人 更加深刻的掌握了模具設計的基礎知識，而解決那些非專業(yè)性的難題，讓 本人 學會了做事縝密，鍛煉了自己的耐心和毅力。 圖 428 標準模架 各模板尺寸的確定： 板尺寸 A 板是定模腔板，塑件高度 28mm，在模板上還要開設冷卻水道，冷卻水道離型腔應由一定的距離，因此 A 板厚度取 40mm。 ，查 參考文獻 【 1】 中表 83 得 1K = 2? =， E=1800Mpa， S=%， ? =0， L=14cm ∴ ? ?? ?8 1 . 7 5 1 8 0 0 0 . 5 % 1 4 c o s 1 0 . 2 1 ta n 1 0 . 1 1 4 4 2 01 0 1 . 0 0 5 2F ? ? ? ? ? ?? ? ? ??=625N （ 2）推板厚度 ? ? 1300 .5 4FtLEBL ???? ???? (425) 0L =300mm， E=210000Mpa， B=150mm, ??? =1/5* ∴136250 .5 4 3 0 0 1 1 .5 1 212 1 0 0 0 0 0 1 5 0 0 .2 85t m m????? ? ? ?? ? ??? （ 3）推桿直徑 12 4LFdKnE??? ???? (426) K=， L=140， n=7， E=2100000 ∴ 12 4140 7 2100000d ???? ? ??????，取 d=4mm 七、 滑塊機構的設計 前面已經分析過此塑件的側向結構，得出結論需要滑塊機構側抽芯，在此，進行滑塊結構配合設計。推桿形式選擇圓形推桿。 由上面計算可知，該模具塑料釋放的總熱量不大，旨在模具型腔周圍開始冷卻水管即可，凹模水管直徑 為 10mm，凸模水管直徑為 8mm。 ABS 材料的注塑成型溫度為50～ 80C? ，查 參考文獻 【 1】 中表 610 常用熱塑料的模具溫度表，可以得知所選塑件材料模具溫度為： 100176。合并后效果如圖 417 所示。 23 圖 410 潛伏式澆口產生的氣泡 圖 411 側 澆口產生的氣泡 圖 412 雙 澆口產生的氣泡 熔接痕如圖 413～圖 415 所示。 澆口截面積通常為分流道的 ～ 倍，澆口截面積取為圓形。流道分布如圖 46 所示。 =，取 D′ =7mm (46) 澆口套總長 LO=L+h+2=45mm (47) （ 2）主流道襯套的形式 主流道小端入口處于注塑機噴嘴反復接觸，屬于易損件，對材料要求較嚴格 ，因而模具主流道部分設計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選用幼稚鋼材進行單獨加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如 T8A、 T10A 等，熱處理硬度為 50HRC～ 55HRC。 3) 開模行程校核 此 處所選用的注塑機的最大行程與模具厚度有關（如全液壓合模機構的注塑機） 。 近 年來我國引進的注射機型號很多，國內注射機生產廠的新機型也日益增多。側向成型方法有多種形式：斜導柱、 17 斜導槽和彎銷驅動側線成型滑塊成型及斜滑塊側向成型等方法。因此，分型面的選擇是注塑模具設計中的一個關鍵因素。 ABS 在比較寬廣的溫度范圍內具有較高的沖