【正文】 擊強(qiáng)度會得到提高，但是硬度和 流動性就會降低，強(qiáng)度和耐熱性變會減少。 第三章 模具設(shè)計(jì) 第一節(jié)、 擬定模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、 分型面位置的確定 在塑件設(shè)計(jì)階段，就應(yīng)考慮成型 時(shí) 分型面的形狀和位置，否則無法用模具成型。 （ 1）塑件質(zhì)量、體積計(jì)算 : 對于該設(shè)計(jì)，建立塑件模型 ,并用 Pro/ENGINEER2021 對此模型分析得： 塑料制件體積 V1＝ 3cm ； 塑料制件質(zhì)量 M1＝ 。 該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，包括主流到，分流到、冷料穴，澆口。避免熔流表面滑移， 是中心層具有較高的剪 切速率， 此處 Ra=。但 DVD 門塑件，形狀不規(guī)則，分型面大部分不是平面，所以需要手動創(chuàng)建曲面之后合并為分型面。 （ 2）設(shè)計(jì)過程： 已知：材料 ABS，塑件厚度 2mm，一次注塑質(zhì)量 ， ABS單位熱流量系數(shù) Q1=350kg/kg, 解：冷卻時(shí)間 2 11 2 124ln mmst ? ? ??????? ????????? (411) 222 4 1 8 0 7 0l n 6 . 3 63 . 1 4 0 . 0 8 1 1 0 7 0?? ? ???????????????s 根據(jù) ABS 性能，取 1t =10s 注射時(shí)間 2t =2s，保壓 2s 29 注射周期為 t=10+2+2+（ 5～ 8） =20s (412) 每小時(shí)注射次數(shù) N=3600/20=180 ∴總熱量 Q=W 1Q =NG 1Q (413) =80 350 = 模具四側(cè)面積 21 29 02 .86 2 21 5 2 62 35 .72MA m m? ? ? ? ? (414) 分型面面積 22 31 44 6. 4MA m m? 開模率 ? ? ? ?10 2 0 1 0 2 0 .420n t t tt? ? ? ? ?? ? ? (415) ∴ 散熱表面積 ? ?12 m mA A A? ? ?= (416) 模溫 70℃ ，室溫 20℃ ∴ 對流所散發(fā)的熱量： ? ? 433604 . 1 8 7 0 . 2 5 0 . 0 4 7 0 2 0 3 7 . 7 /7 0 3 0 0c k J h? ??? ? ? ??? ??? (417) 輻射所散發(fā)的熱量： 441 2 7 3 7 0 2 7 3 2 02 0 . 8 1 0 0 1 0 0Rm A??????? ? ? ?????? ? ? ?? ? ? ??? (418) 446 2 7 3 7 0 2 7 3 2 02 0 . 8 6 2 3 5 . 7 2 2 1 0 0 . 0 51 0 0 1 0 0?????? ? ? ?? ? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ??? = /kJh 注塑機(jī)所散發(fā)的熱量： ? ? ? ? ? ?23 70 20 50 2 2 0. 25 0. 4 70 20 50 20 /lmh A k J h? ? ? ? ? ? ? ? (419) ∴ 應(yīng)由冷卻系統(tǒng)從模具中帶走的熱量 2? 為 ? ?2 1 3 4 5 .5 3 7 .7 0 .8 4 5 0 2 0l R cQ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?????為負(fù) (420) 30 所以模具靠自身可以散熱。 3～ 5 號為普通推桿，其形狀如圖 427 所示。 圖 429 模具整體效果 圖 430 模具爆炸圖 第四章 總結(jié) 第一節(jié)、模具設(shè)計(jì)過程 體會 在對 DVD 門的設(shè)計(jì)過程中， 本人 查閱了很多資料，學(xué)習(xí)了之前未曾了解的一些知識，開闊了視野，對模具行業(yè)也有了新的認(rèn)識。使我加深了對模具方面的認(rèn)識，培養(yǎng)了我獨(dú)立思考題、解決問題的能力。 板尺寸 B 板是凸模固定板，凸模的成型部分高度為 50，同樣要有冷卻水道的位置，所以 B板厚度取 100mm。 31 頂桿布局如圖 424 所示，兩側(cè)為對稱布局，故只標(biāo)注一側(cè)，對頂桿編號 1～ 5。 C，所以可以不設(shè)置加熱裝置?？梢钥?出，采用雙澆口時(shí)，產(chǎn)生的熔接痕明顯多于采用潛伏式澆口和側(cè)澆口，并且雙澆口產(chǎn)生的熔接痕有部分位于塑件外表面，影響表面美觀。 圖 46 流道分布示意圖 （ 2）分流道的長度 長度應(yīng)盡量短，減少彎折。 注塑機(jī)的開模行程應(yīng)滿足下式： S 機(jī) （ H 模 H 最小 ） H1＋ H2+（ 5～ 10） mm (43) 因?yàn)?S 機(jī) (H 模 H 最小 )＝ 360（ 270220） =310mm H1＋ H2＋（ 5～ 10）＝ 100+100+10=210mm 即 S 機(jī) （ H 模 H 最小 ） H1＋ H2+（ 5～ 10） mm 故滿足要求。本 設(shè)計(jì)采用斜導(dǎo)柱側(cè)向成型，初步擬定采用兩腔單分型面的模具結(jié)構(gòu)形式， 如圖 45 所示 。 ABS 具有良好的成型加工性，制品表面光潔度高，且具有良好的涂裝性和染色性， 可電鍍成多種色澤。 塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過程可以分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流、和冷卻 4 個階段。塑料模具 CAD 的難點(diǎn)在于建立豐富的材料性能數(shù)據(jù)庫，以及模具零件的標(biāo)準(zhǔn)化。 模具的裝配模型通過后，即可從中提取信息，詳細(xì)設(shè)計(jì)零件，包括自動尺寸標(biāo)準(zhǔn)和引入材料清單。通過樣品的計(jì)算機(jī)輔助測量或產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)，建立產(chǎn)品的三維數(shù)據(jù)模型。 根據(jù)已選定的標(biāo)準(zhǔn)模架及已完成型腔布置，模具設(shè)計(jì)軟件以交互方式引導(dǎo)模具設(shè)計(jì)者生成部裝圖和總裝圖。 國內(nèi)部分科研單位、大專院校也在塑料行業(yè)開展了 CAD 技術(shù)的研制和開發(fā)工作。這種專業(yè)化小模具廠易于管 理，反應(yīng)靈活，易于提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效率，有較強(qiáng)的競爭力。模具設(shè)計(jì)與加工方法的發(fā)展主要有以下三方面： （ 1）模具軟件功能集成化 模具軟件功能的集成化要求軟件的功能模塊比較齊全，同時(shí)各功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型，以實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理與共享，從而支持模具設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢驗(yàn)、測試及生產(chǎn)管理的全過程，達(dá)到實(shí)現(xiàn)最佳效益的目的。 當(dāng)前全球制造業(yè)轉(zhuǎn)移的規(guī)模不斷加大，速度也不斷加快，并正向深度和廣度延伸，而我國的模具制造業(yè)正是承接轉(zhuǎn)移的較為理想之地。該省的模具產(chǎn)能中，外資企業(yè)已占 60%左右，合資企業(yè)約占 10%左右。其實(shí)已經(jīng)有不少模具的技術(shù)含量超過了這四種模具，例如汽車零部件級進(jìn)模具、精密多工位級進(jìn)模具、轎車大型復(fù)雜覆蓋件沖壓模具、自動化汽車內(nèi)飾件澆注模具、高強(qiáng)度板熱壓成型模具等。為了適應(yīng)形勢，我國模具行業(yè)近幾年來加快了體制改革和機(jī)制轉(zhuǎn)換步伐，“三資”和民營企業(yè)已占行業(yè)主導(dǎo)地位，裝備水平和產(chǎn)品水平有了較大的提升，管理有了很大進(jìn)步。從工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)行業(yè)看，模具是現(xiàn)代工業(yè)，特別是汽車、摩托車、航空、儀表、儀器、醫(yī)療器械、電子通訊、兵器、家用 電器、五金工具、日用品等工業(yè)必不可少的工藝裝備。 第二節(jié)、 我國模具行業(yè)發(fā)展概述 近年來，我國模具行業(yè)一直保持著良好的發(fā)展勢頭，這種勢頭是否還會延續(xù)下去，這是業(yè)內(nèi)人士十分關(guān)注的問題。 許多企業(yè)開始認(rèn)識到了“品牌”和“專利”的重要性，自主創(chuàng)新的資金投入力度和 能力不斷提高。據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會對全國 270 個主要模具生產(chǎn)企業(yè)調(diào)查， 2021 年產(chǎn)值利潤率比上年下降了 個百分點(diǎn)，銷售收入利潤率比上年下降了 個百分點(diǎn)。我國模具市場競爭在不斷加劇，其表現(xiàn)是模具產(chǎn)品價(jià)格連年走低。多工位精密沖模硬質(zhì)合金（ YG YG25等）及鋼結(jié)硬質(zhì)合金（ TLW50、 GW50等）。 （ 3）高速銑削技術(shù) 高速銑削是目前切削技術(shù)中應(yīng)用最多的一種工藝技術(shù)，是一種以高主軸轉(zhuǎn)速、快速進(jìn)給 、較小的切削深度和間距為加工特征的高效、高精度數(shù)控加工 方式。目前 MOLDFLOW已經(jīng)發(fā)展得比較完善，實(shí)現(xiàn)了對注塑過程的模擬、設(shè)計(jì)原理的應(yīng)用和精確計(jì)算，并逐步優(yōu)化模擬過程，使設(shè)計(jì)工程師在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段可以在計(jì)算機(jī)上“制造”塑料產(chǎn)品，并能靈活地適應(yīng)市場需求的變化?？傮w來說，注塑模 CAD 的內(nèi)容有以下幾點(diǎn)： 采用幾何造型系統(tǒng)，如線框造型、面造型和實(shí)體造型，在計(jì)算機(jī)中生成注塑制品的幾何模型，這是注塑模結(jié)構(gòu)的 CAD 的第一步。而圖形 /模型數(shù)據(jù)又是由基本圖形元素、圖形符號、模型部分及各級圖形 /模型數(shù)據(jù)組成。輸入所要求的型腔尺寸和冷卻管道布置等資料，即可選定模架尺寸，調(diào)用模架數(shù)據(jù)庫中的模架模型 ,自動生成一個模架。 在 DVD 門模具設(shè)計(jì)過程中， 應(yīng)用 進(jìn)行了模架結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)零件設(shè)計(jì)，包括頂出系統(tǒng)，導(dǎo)向系統(tǒng)，滑塊系統(tǒng)等。塑件外表面 40′ ~1176。從形態(tài)上看， ABS 是非結(jié)晶性材料。 該塑件在進(jìn)行塑件設(shè)計(jì)時(shí)已充分考慮了上述原則，同時(shí)從所提供的塑件圖樣可以看出該塑件兩端的彎臂，彎臂上有孔和 柱形部分（如圖 41 所示），所以需要側(cè)向抽芯分型。 根據(jù)以上的計(jì)算，初步選定型號為 SZ10/16，該注塑機(jī)參數(shù)如表 41 所示。 （ 3）主流道襯套的固定 主流道襯套采用四個螺釘均布固定 。其中，潛伏式澆口模具結(jié)構(gòu)簡單，只需兩板模即可，比較有優(yōu)勢。 26 圖 418 分型面 bottom 向 3D 圖 圖 419 分型面 top 向 3D 圖 三、 成型零件設(shè)計(jì) 直接與塑料接觸構(gòu)成塑件形狀的零件稱為成型零件，其中構(gòu)成塑件外形的成型零件成為凹模，構(gòu)成塑件內(nèi)部形狀的成型零件成為凸模（型芯）。其中，為了表達(dá)清晰，只保留水管的中心線。 34 圖 427 滑塊結(jié)構(gòu) （ 1）抽芯距 ? ?0 2 ~ 3SS?? =+(2~3) ， 取 S=4mm (427) （ 2）斜銷傾角 開模行程 cotHS?? ， ? 取 15~20176。 第二節(jié)、設(shè)計(jì)存在問題及解決設(shè)想 由于對軟件和設(shè)計(jì)方法的不熟悉， 本人 走了很多彎路，浪費(fèi)了許多時(shí)間，造成時(shí)間緊張，導(dǎo)致最后還有有很多不完善的地方有待改進(jìn)。最大的失誤就是在早期放置塑件位置布局型腔時(shí)，由于經(jīng)驗(yàn)不足，沒有做長遠(yuǎn)考慮，塑件位置擺反，導(dǎo)致兩個型腔距離過近，以致影響到后來冷卻系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)和澆口的設(shè)計(jì)。之間取值，取 ? =15176。 塑件推出是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定塑件的質(zhì)量，因此，塑件的推出是不可忽視的。 此塑件有側(cè)向軸孔，因此成型部分零件包括 凹、凸模及滑塊。 首先， 對澆注質(zhì)量進(jìn)行比較，如圖 47～圖 49 所示。由于該模具型腔分布對稱，所以冷料穴可 設(shè) 在中心位置。 ∴ V 注 ≥V 總 /=所以注塑機(jī)符合注射容量和質(zhì)量要求。 圖 42 分型面正視圖 16 圖 43 分型面?zhèn)纫晥D 圖 44 分型 3D 主 體效果圖 二、 確定型腔數(shù)量及排列方式 當(dāng)分型面確定之后，就需要考慮是采用單型腔模還是多型腔模。 ABS 的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)。由于該塑件沒有特殊狹窄細(xì)小部位，所用塑料為ABS，流動性較好，而且，主要部分有較好的弧度，可順勢脫模，所以塑件外表面沒有放脫模斜度。 在 DVD 門模具設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)用 Moldflow Plastic Advisers 模流分析，包括澆口位置、材料選擇、熔接痕位置、困氣、流動時(shí)間、壓力和溫度分布分析等。對于非標(biāo)準(zhǔn)零件，可利用商用軟件的參數(shù)設(shè)計(jì)功能，方便地生成所需的零件。根據(jù)這種分解模式，可以對總體、部件、詳細(xì)數(shù)據(jù)這三類數(shù)據(jù)分別進(jìn)行處理。 在注塑模具中，行腔用來生成制品的外表面，型芯用來生成制品的內(nèi)表 面，由于塑料的 7 成型收縮率，模具磨損及加工精度的影響，制品的內(nèi)外表面尺寸并不就是模具型芯面、型腔面的尺寸，兩者之間需要比較復(fù)雜的換算。繼 MOLDFLOW之后美國康奈爾大學(xué)、德國的亞森 (Aachen)技術(shù)大學(xué)、美國的 C. 、 MCAP 公司、日本的 CADM 公司等也相繼開發(fā)了塑料模具 CAD/CAM 系統(tǒng)。高速銑削機(jī)床（ HSM）一般主要用于大、中型模具加工，如汽車覆蓋件模具、變速箱體壓鑄模、大型注塑模等曲面加工，其曲面加工精度可達(dá) 。另外，目前對激光強(qiáng)化、輝光離子氮化技術(shù)也日益受到普遍重視 【 9】 。有的已經(jīng)是進(jìn)入無序狀態(tài)，到了擾亂正常市場秩序的地步。這一趨勢，還在延續(xù)。隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，近年來企業(yè)越來越重視“品牌”和“專利”。 2 一、 有利因素 優(yōu)惠政策為模具行業(yè)提供了良好的發(fā)展環(huán)境。 在第十一五規(guī)劃中指出，模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，國民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè) —— 機(jī)械、電子、汽車、石化、建筑都要求模具工業(yè)發(fā)展與之相適應(yīng)。隨著各地之間交流活動的日益頻繁，相信對模具工業(yè)發(fā)展有利的政策，及因此而帶來的良好的發(fā)展環(huán)境將有進(jìn)一步發(fā)展。 模具技術(shù)含量不斷提高，屬于高新技術(shù)產(chǎn)品的模具越