【文章內容簡介】 ...................................... 30 刀路的仿真和驗證 ................................................................................................................................. 30 小結 .......................................................................................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 附電子文檔 ................................................................................................................................................................................. 32 參考資料 ...................................................................................................................................................................................... 33 吉林大學珠海學院本科畢業(yè)論文 5 緒 論 在現代生產中，模具是大批量生產各種產品和日用生活品的重要工藝裝備 ，以其特定的形狀通過一定的方式使原料成型。由于模具成型具有優(yōu)質、高產、省料和成本低等特點，現已在國民經濟各個部門，特別是汽車、拖拉機、機械制造、儀器儀表、航天航空、家用電器、石油化工、輕工日用品等部門得到極其廣泛的應用。模具是塑料成型加工的一種重要的工藝裝備，模具生產的最終產品的價值往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍，因此模具工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè)，模具的生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家產品制造業(yè)水平高低的重要標志。由于塑料模具工業(yè)快速發(fā)展及上述各方面差距的存在，因此我國今后塑料模具的發(fā)展必將大于模 具工業(yè)總體發(fā)展速度。塑料模具生產企業(yè)在向著規(guī)模化和現代化發(fā)展的同時，專業(yè)和追求精度仍舊是一個必然的發(fā)展趨勢。從技術上來說，為了滿足用戶對模具制造的“交貨期短”、“質量好”、“精度高”、“價格低”的要求。 本課題是通過對塑件材料、質量、體積的分析與計算，合理選用注塑機，并對各個參數進行了校核，設計出一副合理，經濟，適用的塑料注塑模具。 設計題目 ： 如圖 1 所示的塑件實物為一個剃須刀上蓋零件，該零件要求具有一定的剛度與強度，上表面平整光滑 該零件不透明，其形狀主要由曲面與平面構成，左右對稱，具有良好的受力 性能 。 長 =110mm 寬 =50mm 厚 =2mm 密度 = 106 g/ mm3 質量 = 設計要求： （ 1）確定塑件所用塑料品種； （ 2）設計和選擇成型塑件的注塑模具； （ 3）塑件的數控加工編程。 吉林大學珠海學院本科畢業(yè)論文 6 任務分析 分析設計題目、設計要求，設計前應該先確定塑件所用塑料的種類，從而確定塑件的精度等級，獲取塑料的基本工藝參數。通過對塑件結構進行觀察可知：塑件上表面光滑平面，其厚度均勻，在設計是應注意澆口位置及其尺寸的設計，以避 免變得不光滑與彎曲變形。 圖 11 塑件三維圖 吉林大學珠海學院本科畢業(yè)論文 7 塑件塑料種類的選擇和結構工藝性 塑料品種的確定 所給塑件實物為不透明制件，根據塑件的要求，初步確定所用塑料應是工程塑料。在工程塑料中有很多品種滿足塑件的使用要求，如 ABS、聚甲醛、聚碳酸酯等。從成型工藝性和成本方面考慮聚甲醛的熱穩(wěn)定性較差，加工工藝要求較高；聚碳酸酯成型時的粘度較大，分子鏈較剛硬要求較高，制品中容易產生內應力等，加之兩者的原料價格也較高，最后還是選擇用 ABS塑料。 ABS 塑料的性能 塑料精度 塑件公差等級的選用與 塑料的品種有關：模具塑件尺寸公差的代號為 MT，公差等級分為7 級 ,每一級又可分為 A、 B 兩部分，其中 A 為不受模具活動部分影響尺寸的公差， B 為受模具活動部分影響尺寸的公差。塑件尺寸精度的確定應合理選擇，盡可能選用低精度等級。材料為 ABS時，選取一般精度等級為 MT3，未注公差尺寸的公差等級為 MT5。 吉林大學珠海學院本科畢業(yè)論文 8 參考書目 [3]P68注塑制品表面粗糙度 塑件的表面粗糙度 塑件的表面粗糙度除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點外，主要取決于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度要比塑件的低 1~2 級，塑料 制件的表面粗糙度 Ra 值一般為 ~ m，在模具使用中，由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷加大，應隨時給以拋光復原。透明制件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同；而不透明制件則根據使用情況而定，非配合表面和隱藏面可取較大的表面粗糙度值 ,除塑件外表面有特殊要求外，一般型腔的表面粗糙度要低于型芯的表面粗糙度。 ABS 塑料表面粗糙度的取值范圍為 m～ m。在本設計中表面粗糙度采用 m。 參考書目 [3]P71注塑制品表面粗糙度 分型面及型腔的設計 分型面選擇 分型面很重要，是模具結構中的基 準面，它會直接影響成型塑件的質量、注射成型的效率以及模具加工的工藝性等等。所以確定模的分型面是模具設計中的重要環(huán)節(jié)之一。 選擇模具分型面的基本原則： 符合膠件脫模的基本要求，就是能使膠件從模具內取出，分模面位置應設在膠件脫模方向最大的投影邊緣部位。 確保膠件在后模的一側，有利于頂出且頂針痕跡不顯露于外表面。 分模線不影響膠件外觀。分模面應盡量不破壞膠件光滑的外表面。 確保膠件質量，好像把有同軸度要求的膠件部分放到分模面的同一側等 分模面選擇應盡量避免形成側孔、側凹，若需要行位 成形，力求行位結構簡單，盡量避免前模行位。 必須 合理地安排澆注系統(tǒng)，特別是在澆口位置。 必須 滿足模具的鎖緊要求，將膠件投影面積大的方向，放在前、后模的合模方向上，而將投影面積小的方向作為側向分模面；另外，分模面是曲面時，應加斜面鎖緊。 吉林大學珠海學院本科畢業(yè)論文 9 要 有利于模具的加工。 要保持塑料零件的外觀整潔。 分型面的確定 產品的分型面如圖 3— 1所示。 型腔的確定 型腔數的確定，與所要求的塑件質量、塑件的幾何形狀、塑件成本及交貨期等因素有關。從經濟的角度出發(fā)，訂貨量大時可選用多 型腔模具，對小型制件，型腔數量可由經驗決定。當尺寸精度和重復性精度要求很高時，應盡量減少型腔的數目，在滿足其他要求的前提下盡量采用單型腔模具。針對于本設計的塑件，由于尺寸精度和重復性精度要求不高，因而擬采用以模具中心對稱的一模兩腔較為合 適。 圖 31 產品的分型面圖 吉林大學珠海學院本科畢業(yè)論文 10 凹模、凸模厚度尺寸設計 凹模用于產品外表面的成型，精度要求高、材料耐熱、耐沖擊、耐磨、硬度高、耐腐蝕、拋光性能好；前模不容許燒焊。因此選用 鋼 材 718S為加工材料。其特點是 拋光性好 ,耐磨性好 ,抗拉強度高 ,常用于高拋光度及高要求的內模鑲件 ,適合 PA、 POM、 PS、 PE、 PP和 ABS等塑料模。 凸模用于產品內表面的成型，后模的材料比較硬，表面質量一般情況下比前模要求低一些，所以采 用跟前模一樣的材料。 由于此零件需一模兩出，因此需要對零件進行排位，由于此零件厚 2mm，根據 型腔至內膜鑲件邊經驗數值（ 表 1）可得型腔至內膜鑲件邊數值為 20mm。 表 1 型腔至內膜鑲件邊經驗數值 型腔深度 型腔至內膜鑲件邊數值 /mm 型腔深度 型腔至內膜鑲件邊數值 /mm ≦ 20mm 15～ 20 30～ 40 30～ 35 20～ 30mm 25～ 30 ﹥ 40 35～ 50 注： 1 ．凸模和 凹模的寬度和長度尺寸一般情況下是相同的。 2 ．內模鑲件的長、寬尺寸應取整數，寬度應盡量和標準模架的推桿板寬度相等。 吉林大學珠海學院本科畢業(yè)論文 11 內模鑲件包括凹模和凸模，厚度與制品高度及制品在分型面上的投影面積有關，一般制品可參考下述經驗數值選定。 ① 凹模厚度 A 一般在型腔深度基礎上加 Wa=10 ～ 20mm ，當制品在分型面上的投影面積大于 200cm2 時， W 。宜取 25 ～ 30mm 。見圖 41 。 ② 凸模厚度 B 見圖 3 ，分以下兩種情況。 一是凸模無型腔：見圖 8(a)，此時應保證凸模有足夠的強度和剛度，凸模厚 度取決于凸模的長寬尺寸。 二是凸模有型腔：圖 8(b)，凸模的厚度 B = 型腔深度 a + 封料尺寸 b(最小 8mm) + 鋼厚 14mm左右。 如果型芯鑲通，則不用加 14mm；如果按上式計算得到的厚度小于表 2中凸模厚度 B，則以表 2中的厚度為準。 表 2凸模厚度經驗確定法 內模鑲件的長寬 凸模厚度 B 內模鑲件的長寬 凸模厚度 B ≦ 50 50 15～ 20 150 150～ 200 200 30～ 40 50 50～ 100 100 20～ 25 ≧ 200 200 40～ 50 100 100～ 150 150 25～ 30 注意事項： ①凹模厚度應該盡量取小一點，以減小主流道的長度。 ②凸模厚度是指分型面以下的厚度，不包括凸模型芯的高度。 ③凸模型腔越深，封料尺寸的值就越要取小點；反之，則可以取大些。 圖 41 吉林大學珠海學院本科畢業(yè)論文 12 由于零件長寬為 110 50。因此，根據凸模厚度經驗確定法（表 2）可以確定凸模厚度為 25mm， 凹模厚度 A為 15mm。 當確定了 型腔至內膜鑲件邊數值和凹凸模厚度，就可以定義一個毛坯，再通過分型面的裁剪就可以得到凹模（圖 42）、凸模（圖 43）。 圖 42 產品的 凹模 圖 圖 43 產品的 凸模 圖 吉林大學珠海學院本科畢業(yè)論文 13 注塑機的選擇 塑 件 采用一模兩腔形式， 注塑量為 103 2=3 103mm3 。要求注射成型時的總注射量應是注射機最大注射量的 80%以下。 G≤ 80%Gmax （ 31） 代入數據得： Gmax= G/=（ 3 103） /= cm3 公式引自參考書目 [4]P156 公式（ 83） 初選注射機為 XSZ30 技術參數如 表 3： 表 3 XSZ60注塑機技術參數 理論容量 / cm^3 30 柱塞直徑 / mm 28 注射壓力 / MPa 119 注射行程 / mm 130 鎖模力 / KN 250 最大注射面積 / cm^2 90 模具最大厚度 / mm 180 吉林大學珠海學院本科畢業(yè)論文 14 模具最小厚度 / mm 60 最大開合模行程 /mm 160 動、定模固定板寸 /mm 250x280 噴嘴圓弧半徑 /mm 12 噴嘴孔徑 /mm 2 拉桿空間 /mm 235 頂出形式 四側設有頂桿，機械頂出 注射機有關參數的校核 6． 1 最大注射量的校核 最大注射量應滿足以下關系： NM+Mj≤ KMn （ 41） 其中 N型腔數量； M單個塑件的體積或質量 ,cm3或 g Mj澆注系統(tǒng)的凝量， cm3或 g； Mn注射機最大注射量， cm3或 g； K注射機最大注射量利用系數，一般取 ； M= cm3 ， Mj=12cm3 ， KMn= 30=24 cm3 將已知數據帶入可得： NM+Mj=15cm3 ≤ KMn=24cm3 所以校核最大注射量滿足要求。 公式引自參考書目 [3]公式 P101（ ） 吉林大學珠海學院本科畢業(yè)論文 15 6． 2 鎖模力的校核 鎖模力 F應滿足： kAp≤ F （ 42） 公式中： k鎖模力安全系數，一般取 k=。 A塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的