【正文】 ???? 塑塑 Vm ? 型腔數量確定 考慮到該塑件為一般日常用品，需求量大 ，而且產品的 形狀簡單，模腔布置方便，尺寸精度 要求又低 ，因此確定為大批量生產， 模具 應 采用一模多腔的結構，同時兼顧模具的制造成本，模具 整體外形 尺寸的大小關系 （在滿足要求的前提下，盡量減少外形尺寸） ， 模具零件 加工的難易程度，現決定選用一模兩腔的模具結構形式。 塑件中，環(huán)形分布著 3 處陣列型方孔，成型后要輪廓清晰 ，其長度方向的線性變化要均勻 ，倒圓角量很小 ，成型它的模具工作零件要用電火花 成型 加工。 k^1) 1470 5 續(xù)上表 吸水性（ 24小時）（ %） ～ 屈服強度 /MPa 50 拉伸彈性模量 /GPa 抗壓強度 /MPa 53 彎曲彈性模量 /GPa 熔點℃ 130～ 160 塑件的尺寸精度、塑件表面質量、塑件的結構工藝性分析 圖 1 所示為三角衣架的零件圖 ，其壁厚為 2mm。 ABS 塑料無毒、無味，其 特點如下： 結構 特點：線性結構非結晶型 使用溫度：小于 70C? 化學穩(wěn)定性：比較穩(wěn)定 性能特點：有極好的抗沖擊強度，有良好的機械強度和一定的 耐磨性、耐寒性、耐油性等， 利用 ABS 成型的塑料件 尺寸穩(wěn)定和 有較好的光澤。設計人員在較短時間內，將設計思維在計算機中以立體造型的形式轉化出來，從而使設計人員能將注意力始終集中于創(chuàng)造性的設計活動中，提高設計質量和設計效率。 （ 2） 加強模具標準件的應用；使用模具標準件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質量。 大型塑料模具已能生產單套重量達到 50t 以上的注塑模，精密塑料模具的精度已達到 2μm ，制件精度很高的小模數齒輪模具及達到高光學要求的車燈模具等也已能生產，多腔塑料模具已能生產一模 7800 腔的塑封模，高速模具方面已能生產擠出速度達6m/min 以上的高速塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場。 模具制造的重要性主要體現在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場為例。 模具工業(yè)在國民經濟中的地位 模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。 在設計中， Pro/E 軟件的應用 貫穿 到了 整個設計過程 ，首先 利用 Pro/E軟件 的零件模塊 進行三角衣架實體模型的創(chuàng)建 ， 然后 利用其制造模塊 對模型進行分模 、型芯的設計 、 澆注系統(tǒng)的設計 ， 最后 利用其模具外掛 生成 標準模架 ，再 進行 頂桿、 冷卻系統(tǒng) 、支撐柱等 綜合 布置 。 在模具的 設計 過程 中，一些重要的尺寸（如壁厚，頂桿直徑 ，流道尺寸 等）都經過了理論計算 或取一個合理的經驗數值 ，并進行了強度校核 和流道剪切速率的校核 。用模具制造零件以其效率高，產品質量好，材料消耗低，生產成本低而廣泛應用于 制造業(yè)中。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場，在工業(yè)發(fā)達的國家，這一市場占整個模具市場一半左右。 我國塑料模具行業(yè)的發(fā)展現狀 20世紀 80年代開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨立的工業(yè)部門，其產值已超過機床工業(yè)的產值。在生產手段上，模具企業(yè)設備數控化率已有較大提高， CAD/CAE/CAM 技術的應用面已大為擴展，高速加工及 RP/RT 等先進技術的采用已越來越多，模具標準件使用覆蓋率及模具商品化率都有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。因此，模具標準件的應用必將日漸廣泛。 Pro/E軟件的參數化設計可使 CAD 系統(tǒng)不僅具有交互式繪圖功能，還具有自動繪圖的功能。 其缺點是耐熱性不高，原料吸濕性大 ，同時其耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。 BBAACCAACCA A圖 1 塑件零件圖 塑件的尺寸精度分析 塑件的尺寸要求并不嚴格，各尺寸均 為自由尺寸 ，故選取低的精度等級就能滿足日常的使用要求，根據 GB/T 14486— 1993， 按 MT5 級 塑料件 精度 來確定各尺寸的公差值 。 塑件中部固定掛鉤處分布著三處側凹結構的加強筋，通過分析，這兒須要強脫，所以模具結構設計中要設計成強脫形式 ，同時有必要對強脫進行校核 。 澆注系統(tǒng)凝料的估算 澆注系統(tǒng)的凝料體積，可以根據經驗按照塑件體積的 ～ 1倍來估算。 ⑤ 分型面應選在塑件截面最大 處 ，盡量取在料流末端，有利于排 氣 。綜合考慮，現確定兩型腔距離為 35mm。 （ 1） 主流道尺寸確定 ① 主流道長度：根據主流道設計要點 和 對 模具尺寸估算 ，現初取 L=60mm 進行設計。mmmmRn ??? （ 4） 主流道澆口套形式 主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，極易磨損，對材料的要求比較高，故將其分開設計，以便于拆卸更換。 ② 分流道表面不要求過分光滑，通常 mRa ?? 。 （ 4） 分流道的截面形狀 為了方便加工和凝料脫模，分流道 需 設計在分型面上 并在定模一側 。從型腔的邊緣進料，去除澆口容易，澆口去除后不留明顯痕跡，對產品外觀影響很小。 圖 6 澆注系統(tǒng)與塑件 的 三維 模型 成型零件結構的確定 凹模的結構設計 為了加工方便，簡化加工工藝， 和避免塑件上可能產生的拼接痕跡， 型腔將直接在定模固定板上加工而成 ，即 凹模做成整體式 的結構 ， 型腔周邊妨礙加工部位 另外 做成 定模小 型芯 ，所以最終的整體式凹模的模腔周邊會分布很多用于定模小型芯嵌入的孔 ， 如圖 7 所示。其作用是捕足料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而影響塑件質量；通過在冷料穴末端設置拉料桿，主流道冷料穴在開模時又能起到把主流道的凝料拉出的作用。 模具結構形式的確定 通過上面的分析 可知 ，塑件選用側澆口，而且塑件只有一個分型面， 塑件體積很小，這就決定了模架應選用 中小型 兩板模的大水口模架，同時因為成型塑件的動模大型芯采用的是直通 式結構，所以模架中還要增加一塊墊板來做支承，而且通過墊板在背面用內六角螺釘拉緊。因此，有必要對型腔進行強度和剛度的計算，不能僅憑經驗確定。 因此，實際設計中也要保證 mmT 31? 。 標準模架的選擇 因為 FUTABA（福踏板） 模架庫比較豐富 ，而且被廣泛使用 ，所以本設計中， 標準模架的選擇以 現在比較流行的 FUTABA_2P 為 標準 。 ② 復位桿在長度方向的間距須滿足：mmmmdLl t 37030253153039。 C 板高度尺寸可按：墊塊 =推出行程 +推桿固定板厚度 +推板厚度 +（ 510）mm=16+20+25+（ 510） mm=(6671)mm,初步選定 C為 70mm。脫模機構的設計一般遵循以下原則： ① 塑件滯留于動模 側 ，以便借助于開模力驅動脫模裝置，完成脫模動作。因三角形 轉換成矩形較合理，現按照面積的等效轉換將三角形轉換成矩形。 注意：因為此處型芯對應的塑件部位也有通孔，所以 A=0。 本設計采用推桿固定板固定，同時，因為頂桿與塑件接觸處均為平面，并無特定的方向，所以推桿無須設置止轉結構。 由此得每小時注射的次數： N=(3600/20)次 =180 次。 圖 15 定模水路布置 圖 16 動模水路布置 31 為了防止漏水，水路在穿過兩模板之間應該要可靠密封， 根據水路直徑為 8mm，按裝配技術要求選取 標準 規(guī)格為 Φ D=16， Φ d= 的 “ O” 型密封圈 進行密封 。 ②單邊流道凝料在分型面上的的投影面積 澆A 。 開模行程的校核 模具的開模行程 mmmmmmmmHHS 3 0 095~90)10~5(2560)10~5(21 ???????? 其中 1H 為塑件的高度（含澆注系統(tǒng)的高度，澆注系統(tǒng)高度約為 60mm，塑件高度也被包含其中 ） ； 塑件被推出距離 為 2H 。 衣架的分模 步驟 衣架模型創(chuàng)建好后，就可以用 Pro/E 對其進行分模了。 之后根據理論計算出的澆注系統(tǒng)尺寸，在定模一側創(chuàng)建出流道，最后應用 命令，創(chuàng)建出鑄件。 各模板尺寸及澆口套定位圈的布置如下圖 反映。 表 6 動模大型芯加工工藝 序號 工序名稱 工序內容 1 備料 毛坯尺寸 160 145 48 2 熱處理 退火： HB180～ 220；調質： HRC28～ 32 3 銑削 銑 毛坯 上下表 面，到尺寸 4 平面磨削 磨上下面到尺寸0 ? 到要求 5 數控銑 ① 鉆中 間孔 ?? 為 ? 鉆通 ；并鉸孔到要求，鉸孔深度為 7； ② 鉆推桿孔 ??? 鉆通 ，并鉸孔至符合要求，鉸孔深度為16； ③ 銑頂面周邊 的 圓角 ?R 到要求，銑削深度為 8； ④ 工件翻面，擴 中間 19? 孔 和 26? 孔到要求； ⑤ 鉆 59 ?? 推桿孔到要求，深度為 30；并鉆 83 M? 底孔到要求； 6 線切割 切割 側 邊外形到符合要求 7 電火花 打 頂面周邊 9個凹槽到要求 8 鉗工 ① 劃線，鉆 5個 8? 水孔到要求； ② 攻絲，攻水孔端口 103 M? 螺紋絲到要求；并攻 83 M? 絲孔到要求； ③ 用砂紙打磨成型表面和線切割表面，達圖樣要求。 41 表 7 中部型芯加工工藝 序號 工序名稱 工序內容 1 備料 毛坯尺寸 6530?? 2 熱處理 退火： HB180～ 220；調質： HRC28～ 32 3 車削 車 25? 外圓 到要求；并車0 ?? 外圓到要求 4 電火花 加工出型 芯頭部各成型表面到要求 5 平面磨削 將其與動模大型芯裝配后磨平 大端底面到要求 6 鉆削 與大型芯裝配后配鉆出 4? 圓柱銷釘 孔到要求 7 鉗工 打磨成型表面 到 圖樣 要求 整體式凹模加工工藝 整體式凹模的坯料是直接從定制的標準模架上取下的 A 板，其加工工藝如表 8。 如下圖所示。 37 圖 24 分模爆炸圖 最后，根據設計要求（模具定模部分做成整體式，動模做成大型芯用固定板固定），還要對分出的模具元件進行必要的結構修改。 單擊 圖標 ，設置調入 2個衣架模型 (在此要保證黃色箭頭方向為開模方向 )，并確定兩模型中心距 ，然后單擊 圖標 選擇按比例收縮并 設置模型收縮率為（ ABS 材料的收縮率） ， 之后再單擊 圖標， 使用 自動 功能 創(chuàng)建出長方形工件 毛坯 （ 300 450 85） ，結果如 下 圖 20 所示 。 7 模具的建模過程 下面將利用 Pro/ 三維軟件 的 零件模塊 對三角衣架進行實體建模，和用 制造 — 模具型腔模塊 對塑件模型 進行分模操作 ，以及粗略講解如何利 用 Pro/E 的 模具外掛（ ） 創(chuàng)建出符合要求的標準模架。 ③塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積 總A ，有： 22 2 6 0 9) 1 2 0 5(2n ?????? mmAAA ）（ 澆塑總 ④模具型腔內的脹型力 漲F NNNAF ?????? ?？倽q 該注射機的公稱鎖模力 為 NF 5109??鎖 ,鎖模力安全系數為 ~ ? ，這里取? ，則有： NFNNF 5552 ???????? 鎖漲 。 6 注射機有關參數的校核 注射量的校核 通過上面的計算，澆 注系統(tǒng)的尺寸已經確定，現在就可以對注射量進行校核了。 3） 計算冷卻水的體積流量 vq 設冷卻水道入水溫度為 C?222 ?? ，出水口的水溫為 C?251 ?? ， 取水的密度3/1000 mkg?? ，水的比熱容 )/( CkgkJc ??? 。配合長度一般為直徑的 3~5 倍， 推桿端面應和塑件成型面在同一平面或比塑件成型表面高出~， 推桿與推桿固定板的孔之間留有足夠的間隙， 其 相對于固定板是浮動的，各尺寸關系的確定 如圖 13 所示。 ①圓 形推桿直徑的估算 由公式得： mmmmnE FLkd ) 27 95120()( 4152412 ??? ???? 其中，安全系數 ?k ； 推桿長度 mmL 120? （ 初步 估算值）； 27 F 為單模腔總脫模力，為 2795N； 推桿數量 n=9； 推桿材料的彈性模量 MPaE ?? 。 所以等效矩形的另一邊長為 ??? 三A 已知量求出后，現在就可以用公式進一步估算脫模力了。 ③ 結構合理可靠，便于制造和維護 和能獲得良好的塑件外觀 。） 而 C板的厚度 可按照單邊與推板間距為 2mm 確定，所以可得 58mm。 故現決定采用 FUTABA_2P 標準中 型號 為 SA 型標準模架， 規(guī)格為 W L=300 450mm。 模架的確定 在 此 之前已經確定型腔數目為兩腔和布置形式為直線型， 再根據上面計算出的型腔側壁厚度便可 確定塑件在分型面上所占的寬和長（ 39。模具型腔內的壓力在上面的計算中已取為 30MPa。 由 公式有： mmEC p hSP 31543114 ????????? ?