【正文】 案的分析和確 定 ............................................................................. 6 第 3章 注射機(jī)的選擇 ......................................................................................................... 8 注射容量 3 注射成型模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 Pro / Engineer presentation。 本課題是一個(gè)關(guān)于電子產(chǎn)品的盒蓋制件的模具設(shè)計(jì)。研究的重點(diǎn)是模具工藝設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程，包括型腔數(shù)的確定、型腔和型芯尺寸的計(jì)算、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、澆口套的選擇、分型面與排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、合模導(dǎo)向和脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、 Pro/Engineer的介紹、工藝方案的制定和成型件的工藝計(jì)算、主 要零部件的結(jié)構(gòu)分析計(jì)算及其標(biāo)準(zhǔn)的選用、 Pro/E 的實(shí)體造型過(guò)程以及裝配和爆炸圖的生成等。 process for the development and shaping the process of calculation。 1 課題的目的和意義 17 型腔內(nèi)氣體的來(lái)源及其危害 ................................................................... 17 排氣系統(tǒng)的形式 ....................................................................................... 17 第 6章 成型零件設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 18 型腔的設(shè)計(jì) 43 澆口的繪制 47 裝配并定義裝配約束 德國(guó)人說(shuō)模具工業(yè)是金屬加 工業(yè)中之王，美國(guó)人說(shuō)模具工業(yè)是美國(guó)的基石，羅馬尼亞人說(shuō)模具就是黃金，而日本則說(shuō)模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富裕的動(dòng)力。在精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具等。 注射成型工藝過(guò)程是一個(gè)不斷重復(fù)的循環(huán)工藝過(guò)程，每一件塑料制品的最終注射成型均須經(jīng)過(guò)這樣一次循環(huán)過(guò)程，即：合模注射成型，保壓之后預(yù)塑，冷卻之中定型，開(kāi)模取出制品七個(gè)工序。因此，制品結(jié)構(gòu)形狀，尺寸精度以及各部分結(jié)構(gòu)的相互位置精度、表面質(zhì)量，完全由上述各成型件來(lái)成型和保證。中小型模具的導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間一般有（ ～ ） mm的配合間隙，而大尺寸的導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間有 的間隙。 冷卻部分：包括動(dòng)、定模的冷卻水道，密封圈和進(jìn)水口，水口的管接頭。 塑料注射成型機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 熱塑性塑料注射成型機(jī)由機(jī)座、注 射部分（包括螺桿、料筒、料斗、加熱環(huán)和噴嘴）、合模部分（包括固定模板、拉桿、連桿機(jī)構(gòu)、合模液壓缸、調(diào)整機(jī)構(gòu)和推出機(jī)構(gòu)）、液壓傳動(dòng)部分、微機(jī)及電器控制系統(tǒng)，共五大部分組成。 要保證盒蓋四周壁厚均勻除了模具型腔和型芯制造的精度外，就必須通過(guò)控制模具溫度來(lái)調(diào) 節(jié)收縮率。 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 方案七：凹模采用局部 鑲拼結(jié)構(gòu)，凸模采用整體結(jié)構(gòu)。其外形根據(jù)制品 形狀結(jié)構(gòu)和模具結(jié)構(gòu)需要，可以是圓形、方形、矩形或者其他形狀。 聚乙烯（ PE）的注射壓力可分為三種： 厚壁塑件（易流動(dòng)）： 70～ 100MPa； 中等壁厚塑件： 100～ 120MPa； 難流動(dòng)的薄壁塑件： 120～ 150MPa。 分型面對(duì)制品的表面質(zhì)量，尺寸精度和形位精度、脫模，型腔型芯結(jié)構(gòu)和排氣以及進(jìn)料澆口和模具制造都有著直接的影響。 便于澆口進(jìn)料，利于成型，易于排氣。 模具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。 主流道的設(shè)計(jì) 主流道是塑料熔融體進(jìn)入模具型腔最先經(jīng)過(guò)的部位，它將注射機(jī)注射的熔融體塑料導(dǎo)入分流道或型腔，主流道形狀一般為圓錐形，便于熔融體的塑料順利地向前流動(dòng)，開(kāi)模時(shí)主流道凝料又能順利地拉出來(lái)。 粗糙度為 aR ： mmRa )~( 。 澆口的類(lèi)型與位置選擇 澆口的 類(lèi)型 澆口的主要形式有：直接澆口、側(cè)澆口、塔接澆口、薄片澆口、扇形澆口、環(huán)形澆口、盤(pán)行澆口、護(hù)耳澆口、點(diǎn)澆口、潛伏澆口等。流程不長(zhǎng)時(shí)應(yīng)盡量采用一個(gè)澆口，以減少熔接痕的數(shù)量。 圖 54 點(diǎn)澆口的結(jié)構(gòu)與尺寸 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 排氣溢流系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 型腔內(nèi)氣體的來(lái)源及其危害 模具合模后，在模內(nèi)的所以空間如澆道內(nèi)、型腔內(nèi)以及各個(gè)零件組合的空隙內(nèi)都有殘存的空氣。成型零件的設(shè)計(jì)分為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與尺寸設(shè)計(jì)兩個(gè)部分，其中尺寸設(shè)計(jì)時(shí)因塑件的熱脹冷縮的原因，因此塑件收縮率對(duì)尺寸的影響 最大，本次設(shè)計(jì)中采用的塑件材料 PE 的成型收縮率為： %～ %，所以本次設(shè)計(jì)中盒蓋材料 PE 的平均收縮率為： % %% ???S 型腔的設(shè)計(jì) 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型腔（又稱(chēng)凹模）是成形塑件外表面的主要零部件，按其結(jié)構(gòu)不同，可分為整體式和組合式等。由成形四個(gè)側(cè)面的內(nèi)部形狀，并執(zhí)行內(nèi)側(cè)抽芯和斜推桿端部和即成形塑件內(nèi)部定表 面有實(shí)現(xiàn)斜推桿導(dǎo)滑的成形塊構(gòu)成。 定距拉桿順序分型機(jī)構(gòu) 本次設(shè)計(jì)中定距拉桿分型機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式如圖 71 所示。因?yàn)樗芗谋?厚的關(guān)系我們可以利用推板。 由于本次設(shè)計(jì)的盒蓋內(nèi)側(cè)形狀較為復(fù)雜，且需要內(nèi)側(cè)抽芯，故采用了斜推桿側(cè)抽華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 芯機(jī)構(gòu)，在推出機(jī)構(gòu)工作的過(guò)程中斜推桿機(jī)實(shí)現(xiàn)內(nèi)側(cè)抽芯，有起推件作用。 圖 78 復(fù)位桿 綜上所述，推出機(jī)構(gòu)的裝配如圖 79 所示。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱如圖 710 所示。 斜推桿側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 斜推桿側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)主要由斜推桿及其導(dǎo)滑零件組成，其中斜推桿在成型過(guò)程相當(dāng)于側(cè)向成型零件，脫模過(guò)程中即實(shí)現(xiàn)側(cè)抽芯又做推桿推出塑 件。另外，根據(jù)需要還有特殊結(jié)構(gòu)的模架，如點(diǎn)澆口模具、帶脫模板的模架等。 最大注射量的校核 注射機(jī)的最大注射量應(yīng)該大于制品的質(zhì)量或者體積（包括流道及澆口和飛邊），通常注射機(jī)的實(shí)際注射量最好是注射機(jī)的最大注射量的 80%，所以選用的注射機(jī)最大注射量應(yīng)滿(mǎn)足公式（ 101）： 澆塑機(jī) ??V （ 101） 其中 360V cm?機(jī) cmV ?塑 32cmV ?澆 ???? ）（故 機(jī)V 滿(mǎn)足要求 鎖模力的校核 鎖模力的校核公式如（ 102） KAPF ???鎖 （ 102） P——熔融狀態(tài)時(shí)料在型腔內(nèi)的壓力。 Pro/Engineer 第一個(gè)提出了參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)解決特征的相關(guān)性 問(wèn)題，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與更改簡(jiǎn)易、靈活。在“類(lèi)型”欄中選取“零件”選項(xiàng)，同時(shí)在“子類(lèi)型”欄中選取“實(shí)體”選項(xiàng)，并且在該對(duì)話(huà)框的名稱(chēng)文本框中輸入文件的名稱(chēng)，零件的文件名稱(chēng)為“ Aban”。如圖 119 所 示，在信息輸入窗口中輸入特征產(chǎn)生的深度值，然后按回車(chē)鍵確定。要拉伸的零件（主板塊）就可以成型了，如圖 1110 所示。此時(shí)單擊 按鈕后，彈出繪圖單位對(duì)話(huà)框，選擇（此為以 mm 為單位的模版）圖標(biāo)，如圖 114 所示，這樣就可以開(kāi)始零件的繪制了。 Pro/Engineer 采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、板金設(shè)計(jì)、加工處理等，這樣可以保證用戶(hù)按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。 22 ] [4 mmA ???????? ?經(jīng)計(jì)算 KNAKPKNF ????????? 鎖 故所選定的注射機(jī)的壓力滿(mǎn)足要求。其結(jié)構(gòu)形式如圖 92 所示。即使成型零件，有時(shí)移動(dòng)滑塊。 常見(jiàn)的側(cè)抽芯形式 側(cè)型芯常常裝在滑塊上，這種滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)常常有以下這幾種形式： 模具打開(kāi)或閉合的同時(shí)，滑塊也同步完成側(cè)型芯的抽出和復(fù)位的動(dòng)作。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要作用有：定位、導(dǎo)向和承受一定的側(cè)壓力。 圖 74 塑件脫模機(jī)構(gòu) 斜推桿塑件脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 斜推桿側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)中通過(guò)推出機(jī)構(gòu)采用中心定出形式，主要由推板和滑座組成。作用面積盡可能大一些，以防止塑件變形和損壞。 彈簧主要用于提供定模板的初始分型力。 圖 62 型芯 圖 63 型芯三維模型 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 第 7章 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)中因采用點(diǎn)澆口進(jìn)料，根據(jù)點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)兩端小中間大的特點(diǎn)，為了能方便的取出澆注系統(tǒng)凝料，需要增開(kāi)一個(gè)輔助分型面，以便于點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)的脫模。 組合式凹模 組合式凹模是指凹模由 兩個(gè)以上零件組合而成。 這些空氣和氣體如果不能在塑料熔融體進(jìn)入澆注系統(tǒng)的同時(shí)順利地排出模外，將會(huì)產(chǎn)生下述的危害： 對(duì)射入流道的熔融狀塑料產(chǎn)生阻力，降低流動(dòng)速度，使成型困難，甚至難以充滿(mǎn)型腔，造成凹陷或者缺料，產(chǎn)生廢品。為了提高熔接痕處強(qiáng)度，可在熔接處增 設(shè)溢溜槽，是冷料進(jìn)入溢溜槽。這樣的結(jié)構(gòu)使壓力損失最小，易保證料流充滿(mǎn)整個(gè)型腔，同時(shí)流動(dòng)比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì)，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們?cè)诳紤]塑件的質(zhì)量都要注意到這些適當(dāng)值。 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 圖 52 主流道澆口套尺寸 圖 53 澆口套三維模型 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 澆口設(shè)計(jì) 澆口的作用 澆口又稱(chēng)進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道（除直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。 a ) b ) c ) 圖 51 主流道澆口套結(jié)構(gòu)形式 其中：圖 51a 為主流道澆口套語(yǔ)定位圈設(shè)計(jì)成一體的形式，主要用于小型模具；圖 51b 和圖 51c 所示的結(jié)構(gòu)形式為將主流道澆口套與定位圈分開(kāi)設(shè)計(jì)，然后通過(guò)配合形式等固定在模板上。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中所要成型的塑件在其內(nèi)側(cè)四個(gè)方向上均有側(cè)向凹凸，故根據(jù)塑件特點(diǎn)最后采用單型腔模具，即一模一腔。 有助于避免側(cè)抽芯或便于側(cè)抽芯：有利于型腔或者型芯結(jié)構(gòu)的裝卸和保證其強(qiáng)度。 分型面的選擇原則 分型面確定的要點(diǎn)如下： 分型面的選擇有利于脫模：分型面應(yīng)取在塑件尺寸的最大處。 鎖模力 塑件在分型面上的投影面積 注射成型時(shí)，塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素，其數(shù)值越大，需要的鎖模力也就越大。 注射容量是選擇注射機(jī)的重要參數(shù)，它在一定程度上反映了注射機(jī)的注射能力，標(biāo)志著注射機(jī)能成型最大體積的塑料制品。 方案九：凹模采用局部鑲拼結(jié)構(gòu)，凸模采用局部鑲拼結(jié)構(gòu)。于是可得以下九種方案： 方案一：凹模采用整體結(jié)構(gòu)，凸模采用整體結(jié)構(gòu)。 合模部分：包括固定模板、拉桿、連桿機(jī)構(gòu)、合模液壓缸、調(diào)整機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)，以 實(shí)現(xiàn)模具的啟閉，在注射時(shí)保證成型模具可靠地合緊，以及脫出制品。管接頭一般均采用細(xì)牙螺紋（管螺紋）。若制品有同軸度的高精度要求，僅靠導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向，定位就難以達(dá)到，則必須考慮設(shè)計(jì)二次高精度定 位結(jié)構(gòu)予以保證。側(cè)型芯用于成型制品側(cè)面的孔或凹（盲孔）和凸，是正面成型部分無(wú)法成型的部分，要借助斜銷(xiāo)、彈簧等其他結(jié)構(gòu)件的相互配合才能成型。 圖 21 從合模注射到開(kāi)模取出制品的 七個(gè) 工序 注射成型模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 模具由定模和動(dòng)模兩大部分組成。 根據(jù)國(guó)內(nèi)和國(guó)際 塑料模具市場(chǎng)的發(fā)展?fàn)顩r，有關(guān)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，未來(lái)我國(guó)的模具經(jīng)過(guò)行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整后，將呈現(xiàn)以下的發(fā)展趨勢(shì)： 一是模具日趨大型化； 二是模具的精度將越來(lái)越高； 三是多功能模具將進(jìn)一步發(fā)展； 四是熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高； 五是氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具將有較大發(fā)展； 六是模具標(biāo)準(zhǔn)化和模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛； 七是快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊