【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ...................................... 30 刀路的仿真和驗(yàn)證 ................................................................................................................................. 30 小結(jié) .......................................................................................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 附電子文檔 ................................................................................................................................................................................. 32 參考資料 ...................................................................................................................................................................................... 33 吉林大學(xué)珠海學(xué)院本科畢業(yè)論文 5 緒 論 在現(xiàn)代生產(chǎn)中，模具是大批量生產(chǎn)各種產(chǎn)品和日用生活品的重要工藝裝備 ，以其特定的形狀通過(guò)一定的方式使原料成型。由于模具成型具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、省料和成本低等特點(diǎn)，現(xiàn)已在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)，特別是汽車(chē)、拖拉機(jī)、機(jī)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(mén)得到極其廣泛的應(yīng)用。模具是塑料成型加工的一種重要的工藝裝備，模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍，因此模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，模具的生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)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(guó)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(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)?；同F(xiàn)代化發(fā)展的同時(shí)，專(zhuān)業(yè)和追求精度仍舊是一個(gè)必然的發(fā)展趨勢(shì)。從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，為了滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)模具制造的“交貨期短”、“質(zhì)量好”、“精度高”、“價(jià)格低”的要求。 本課題是通過(guò)對(duì)塑件材料、質(zhì)量、體積的分析與計(jì)算，合理選用注塑機(jī)，并對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行了校核，設(shè)計(jì)出一副合理，經(jīng)濟(jì)，適用的塑料注塑模具。 設(shè)計(jì)題目 ： 如圖 1 所示的塑件實(shí)物為一個(gè)剃須刀上蓋零件，該零件要求具有一定的剛度與強(qiáng)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(gòu)成，左右對(duì)稱(chēng)，具有良好的受力 性能 。 長(zhǎng) =110mm 寬 =50mm 厚 =2mm 密度 = 106 g/ mm3 質(zhì)量 = 設(shè)計(jì)要求： （ 1）確定塑件所用塑料品種； （ 2）設(shè)計(jì)和選擇成型塑件的注塑模具； （ 3）塑件的數(shù)控加工編程。 吉林大學(xué)珠海學(xué)院本科畢業(yè)論文 6 任務(wù)分析 分析設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)前應(yīng)該先確定塑件所用塑料的種類(lèi)，從而確定塑件的精度等級(jí)，獲取塑料的基本工藝參數(shù)。通過(guò)對(duì)塑件結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察可知：塑件上表面光滑平面，其厚度均勻，在設(shè)計(jì)是應(yīng)注意澆口位置及其尺寸的設(shè)計(jì)，以避 免變得不光滑與彎曲變形。 圖 11 塑件三維圖 吉林大學(xué)珠海學(xué)院本科畢業(yè)論文 7 塑件塑料種類(lèi)的選擇和結(jié)構(gòu)工藝性 塑料品種的確定 所給塑件實(shí)物為不透明制件，根據(jù)塑件的要求，初步確定所用塑料應(yīng)是工程塑料。在工程塑料中有很多品種滿(mǎn)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(shí)的粘度較大，分子鏈較剛硬要求較高，制品中容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力等，加之兩者的原料價(jià)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(jí)的選用與 塑料的品種有關(guān)：模具塑件尺寸公差的代號(hào)為 MT，公差等級(jí)分為7 級(jí) ,每一級(jí)又可分為 A、 B 兩部分，其中 A 為不受模具活動(dòng)部分影響尺寸的公差， B 為受模具活動(dòng)部分影響尺寸的公差。塑件尺寸精度的確定應(yīng)合理選擇，盡可能選用低精度等級(jí)。材料為 ABS時(shí)，選取一般精度等級(jí)為 MT3，未注公差尺寸的公差等級(jí)為 MT5。 吉林大學(xué)珠海學(xué)院本科畢業(yè)論文 8 參考書(shū)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(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點(diǎn)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(jí)，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(yīng)隨時(shí)給以?huà)伖鈴?fù)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(jù)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(shè)計(jì)中表面粗糙度采用 m。 參考書(shū)目 [3]P71注塑制品表面粗糙度 分型面及型腔的設(shè)計(jì) 分型面選擇 分型面很重要，是模具結(jié)構(gòu)中的基 準(zhǔn)面，它會(huì)直接影響成型塑件的質(zhì)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(shè)計(jì)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(nèi)取出，分模面位置應(yīng)設(shè)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(cè)，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(yīng)盡量不破壞膠件光滑的外表面。 確保膠件質(zhì)量，好像把有同軸度要求的膠件部分放到分模面的同一側(cè)等 分模面選擇應(yīng)盡量避免形成側(cè)孔、側(cè)凹，若需要行位 成形，力求行位結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(mǎn)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(cè)向分模面；另外，分模面是曲面時(shí)，應(yīng)加斜面鎖緊。 吉林大學(xué)珠海學(xué)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(chǎn)品的分型面如圖 3— 1所示。 型腔的確定 型腔數(shù)的確定，與所要求的塑件質(zhì)量、塑件的幾何形狀、塑件成本及交貨期等因素有關(guān)。從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，訂貨量大時(shí)可選用多 型腔模具，對(duì)小型制件，型腔數(shù)量可由經(jīng)驗(yàn)決定。當(dāng)尺寸精度和重復(fù)性精度要求很高時(shí)，應(yīng)盡量減少型腔的數(shù)目，在滿(mǎn)足其他要求的前提下盡量采用單型腔模具。針對(duì)于本設(shè)計(jì)的塑件，由于尺寸精度和重復(fù)性精度要求不高，因而擬采用以模具中心對(duì)稱(chēng)的一模兩腔較為合 適。 圖 31 產(chǎn)品的分型面圖 吉林大學(xué)珠海學(xué)院本科畢業(yè)論文 10 凹模、凸模厚度尺寸設(shè)計(jì) 凹模用于產(chǎn)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(diǎn)是 拋光性好 ,耐磨性好 ,抗拉強(qiáng)度高 ,常用于高拋光度及高要求的內(nèi)模鑲件 ,適合 PA、 POM、 PS、 PE、 PP和 ABS等塑料模。 凸模用于產(chǎn)品內(nèi)表面的成型，后模的材料比較硬，表面質(zhì)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(duì)零件進(jìn)行排位，由于此零件厚 2mm，根據(jù) 型腔至內(nèi)膜鑲件邊經(jīng)驗(yàn)數(shù)值（ 表 1）可得型腔至內(nèi)膜鑲件邊數(shù)值為 20mm。 表 1 型腔至內(nèi)膜鑲件邊經(jīng)驗(yàn)數(shù)值 型腔深度 型腔至內(nèi)膜鑲件邊數(shù)值 /mm 型腔深度 型腔至內(nèi)膜鑲件邊數(shù)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(zhǎng)度尺寸一般情況下是相同的。 2 ．內(nèi)模鑲件的長(zhǎng)、寬尺寸應(yīng)取整數(shù)，寬度應(yīng)盡量和標(biāo)準(zhǔn)模架的推桿板寬度相等。 吉林大學(xué)珠海學(xué)院本科畢業(yè)論文 11 內(nèi)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(guān)，一般制品可參考下述經(jīng)驗(yàn)數(shù)值選定。 ① 凹模厚度 A 一般在型腔深度基礎(chǔ)上加 Wa=10 ～ 20mm ，當(dāng)制品在分型面上的投影面積大于 200cm2 時(shí)， W 。宜取 25 ～ 30mm 。見(jiàn)圖 41 。 ② 凸模厚度 B 見(jiàn)圖 3 ，分以下兩種情況。 一是凸模無(wú)型腔：見(jiàn)圖 8(a)，此時(shí)應(yīng)保證凸模有足夠的強(qiáng)度和剛度，凸模厚 度取決于凸模的長(zhǎng)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(jì)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(zhǔn)。 表 2凸模厚度經(jīng)驗(yàn)確定法 內(nèi)模鑲件的長(zhǎng)寬 凸模厚度 B 內(nèi)模鑲件的長(zhǎng)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(xiàng)： ①凹模厚度應(yīng)該盡量取小一點(diǎn)，以減小主流道的長(zhǎng)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(diǎn)；反之，則可以取大些。 圖 41 吉林大學(xué)珠海學(xué)院本科畢業(yè)論文 12 由于零件長(zhǎng)寬為 110 50。因此，根據(jù)凸模厚度經(jīng)驗(yàn)確定法（表 2）可以確定凸模厚度為 25mm， 凹模厚度 A為 15mm。 當(dāng)確定了 型腔至內(nèi)膜鑲件邊數(shù)值和凹凸模厚度，就可以定義一個(gè)毛坯，再通過(guò)分型面的裁剪就可以得到凹模（圖 42）、凸模（圖 43）。 圖 42 產(chǎn)品的 凹模 圖 圖 43 產(chǎn)品的 凸模 圖 吉林大學(xué)珠海學(xué)院本科畢業(yè)論文 13 注塑機(jī)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(shí)的總注射量應(yīng)是注射機(jī)最大注射量的 80%以下。 G≤ 80%Gmax （ 31） 代入數(shù)據(jù)得： Gmax= G/=（ 3 103） /= cm3 公式引自參考書(shū)目 [4]P156 公式（ 83） 初選注射機(jī)為 XSZ30 技術(shù)參數(shù)如 表 3： 表 3 XSZ60注塑機(jī)技術(shù)參數(shù) 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(xué)珠海學(xué)院本科畢業(yè)論文 14 模具最小厚度 / mm 60 最大開(kāi)合模行程 /mm 160 動(dòng)、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(cè)設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 6． 1 最大注射量的校核 最大注射量應(yīng)滿(mǎn)足以下關(guān)系： NM+Mj≤ KMn （ 41） 其中 N型腔數(shù)量； M單個(gè)塑件的體積或質(zhì)量 ,cm3或 g Mj澆注系統(tǒng)的凝量， cm3或 g； Mn注射機(jī)最大注射量， cm3或 g； K注射機(jī)最大注射量利用系數(shù)，一般取 ； M= cm3 ， Mj=12cm3 ， KMn= 30=24 cm3 將已知數(shù)據(jù)帶入可得： NM+Mj=15cm3 ≤ KMn=24cm3 所以校核最大注射量滿(mǎn)足要求。 公式引自參考書(shū)目 [3]公式 P101（ ） 吉林大學(xué)珠海學(xué)院本科畢業(yè)論文 15 6． 2 鎖模力的校核 鎖模力 F應(yīng)滿(mǎn)足： kAp≤ F （ 42） 公式中： k鎖模力安全系數(shù)，一般取 k=。 A塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的