【文章內(nèi)容簡介】 之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價的檢測設(shè)備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。 設(shè)計前言畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生在走向社會之前最后的也是最重要最為全面 的一次設(shè)計，是高等院校為了培養(yǎng)工程技術(shù)人員而進行的一次大型綜合訓(xùn)練。通過這次設(shè)計，可以檢驗學(xué)生綜合運用所學(xué)專業(yè)知識的能力以及獨立分析、解決問題的能力。進一步鞏固和拓寬所學(xué)知識，逐步樹立正確的設(shè)計思想，增強創(chuàng)新意識和競爭意識，熟悉并掌握設(shè)計的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，為日后更好的工作打下堅實的基礎(chǔ)。塑料注射成形所用模具稱為注射成型模具，簡稱注射模。注射模區(qū)別于其它塑料模的特點是，模具先由注射機合模機構(gòu)閉合緊密，然后由注射機注射裝置將高溫高壓的塑料熔體注入模腔內(nèi)，經(jīng)冷卻或固化定型后，開模取出塑件。因此注射模能一次成形出外外形復(fù)雜、尺寸精確或帶有嵌件的塑料制件。注射模的分類方法一般有五種：按塑料材料類別可分為熱塑性塑料注射模與熱固茂名學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文)：概念自行車 CAD 及其主要覆蓋件模具設(shè)計及仿真性塑料注射模；按模具型腔數(shù)目可分為單型腔注射模和多型腔注射模；按模具安裝方式分為移動式注射模、固定式注射模；按注射機類型可分為臥式注射機用注射模、立式注射機用注射模、角式注射機用注射模；按模具澆注系統(tǒng)可分冷流道模、絕熱流道模、熱流道模、溫流道模。設(shè)計注射模應(yīng)該考慮以下幾方面的問題：：塑件的結(jié)構(gòu)決定了模具機構(gòu)的復(fù)雜程度，塑件的技術(shù)要求（如尺寸精度、表面粗糙度等）決定了模具制造及成形工藝的難易，因此對于不符合塑料注射成形特殊要求、不合理的結(jié)構(gòu)形狀等，均應(yīng)該提出改進塑件設(shè)計的建議，否則會增加模具設(shè)計與制造以及注射成形工藝的難度。：注射機的技術(shù)規(guī)格制約了模具的尺寸和所能成形塑件的范圍。：主要了解如下幾點， （1）塑料熔體的流動行為，能達(dá)到的最大流動距離比；（2）分析流道和型腔各處的流動阻力，模腔內(nèi)原有空氣的導(dǎo)出；（3）塑料在模具內(nèi)可能的結(jié)晶、取向及其導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力；（4）塑料的冷卻收縮和補縮；（5）塑料對模具溫度的要求等。制造：主要解決以下幾個問題：（1）正確選擇分型面和進料點及型腔的布置；（2）模腔的組成及模具零件的強度、剛度和模腔尺寸精度；（3）采用何種脫模機構(gòu)和抽芯或分型機構(gòu)，將塑件取出模外；（4）模具總體結(jié)構(gòu)和零件形狀應(yīng)該力求簡單合理，容易加工制造；（5）合理選擇模具材料；（6）模具的熱量損耗，冷卻水用量以及塑件生產(chǎn)效率等。本次設(shè)計課題為：IBM 注射模設(shè)計。如今，工程塑料與工業(yè)陶瓷、超導(dǎo)材料一起被稱為科學(xué)發(fā)展的三大支柱，引起了世界各國的高度重視，投入大量人力物力發(fā)展。由于工程塑料具有質(zhì)輕、節(jié)能及強度高、耐腐蝕等特性，每年都以很高的速度發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了比鋼材還硬，強度超過鋼鈦的塑料。在航天、汽車、電子等工業(yè)中，工程塑料是不可缺少的關(guān)鍵材料。隨著社會的發(fā)展，工程塑料必將成為推動工業(yè)發(fā)展、科學(xué)進步的重要材料。 第二章　概念自行車模型整體實體設(shè)計第二章　概念自行車模型整體實體設(shè)計許多塑膠產(chǎn)品的外殼都是由多個殼體類零件構(gòu)成一個完整的造型，對這些產(chǎn)品來說，我們不能孤立地做每一個零件（也不能做好一個零件然后再另存成幾個零件再分別更改） ，否則后續(xù)的更改會非常麻煩，需要改很多遍，而且不能確保更改以后的零件還能拼合成一個光滑的曲面造型。這里我主要運用主控的設(shè)計方法，其基本思路是：先做一個造型文件，然后把這個造型文件合并到每一個零件中，分別在每一個零件里切除多余的部分并完成零件細(xì)節(jié)，這樣多個零件就共享一個造型文件（主控文件） ，對造型的更改就會自動傳遞到每一個零件中，從而保證這些零件組合起來以后的外形光滑并跟主控文件保持一致。．概念自行車實體模型設(shè)計圖 21 整體裝配圖圖 22 概念自行車原圖茂名學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文)：概念自行車 CAD 及其主要覆蓋件模具設(shè)計及仿真．概念自行車部分零件模型設(shè)計圖 23 車身圖 24 車輪第二章　概念自行車模型整體實體設(shè)計圖 25 腳踏圖 26 車軸茂名學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文)：概念自行車 CAD 及其主要覆蓋件模具設(shè)計及仿真圖 27 坐墊圖 28 車頭裝修蓋第三章 概念自行車車頭蓋注射模設(shè)計9第三章　概念自行車車頭蓋注射模設(shè)計 分析塑件使用材料的種類及工藝特性車頭蓋如下圖所示：31車頭蓋的結(jié)構(gòu)圖32車頭蓋的結(jié)構(gòu)尺寸圖茂名學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文)：概念自行車 CAD 及其主要覆蓋件模具設(shè)計及仿真 分析制品材料根據(jù)性能分析，該塑件材料為 ABS（丙烯腈－丁二烯－苯乙烯樹脂） ，屬通用性熱塑料，其成型性能好，流動性好，成型收縮率小（通常為 ~） ，比熱容較低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固也較快，模塑周期短；但吸水性大，成型前必須充分干燥，表面要求光澤的制品應(yīng)進行較長時間的干燥。ABS 的耐磨性優(yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好，具有耐油性，顯示了較好的綜合性能，選用螺桿式樣注射機的成型溫度為160～220℃，對表面光澤度要求高的制品模具溫度為 60～80℃，而對一般的制品模具溫度為 50－60℃即可。對薄壁制品注塑壓力為 130～150MPa,而對厚壁制品注射壓力為 60～70MPa。 分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性1．制品尺寸如上圖 32，壁厚為 1mm,塑件的曲面較復(fù)雜，壁厚比較均勻，需加入滑塊，有螺紋，表面要求光滑，不能有瑕疵，不允許有皺紋，劃傷，拉毛等表面缺陷。2．結(jié)構(gòu)分析此制品從總體上看形狀，其中制品中有螺紋，設(shè)計時有側(cè)分型抽芯機構(gòu)，其屬于一般復(fù)雜程度。3．尺寸精度分析　由于制品形狀較為復(fù)雜，曲面精度較高，要求 5個 C的精度。查塑件尺寸公差表可得制品為 IT8級，制品的主要的尺寸為： ， ??， 、 、 4 、64 、 、 等。??????? 制品體積和質(zhì)量的確定用電腦計算零件的體積,在 PRO/E中先設(shè)置好相關(guān)的參數(shù),打開車頭蓋的零件制品圖,如圖 33所示,在分析中選擇模型分析,質(zhì)量屬性分析,輸入 ABS塑料的密度 ,可得以下相關(guān)的數(shù)據(jù):圖 33投影面積: 體積 = +03 毫米^3曲面面積 = +03 毫米^2第三章 概念自行車車頭蓋注射模設(shè)計11密度 = +00 公噸 / 毫米^3質(zhì)量 = +03 公噸 M=25g　塑件注射工藝參數(shù)的確定由塑料顧問和參考工廠實際應(yīng)用的情況， ABC的成型工藝參數(shù)可作如下選擇。試模時，可根據(jù)實際情況作適當(dāng)調(diào)整。根據(jù)《模具設(shè)計制造簡明手冊》表 236：預(yù)熱和干燥：溫度： 80 c? 時間： 2 小時料筒溫度：后段溫度 t1選用 155?　　　　　中段溫度 t2選用 165 c　　　　　前段溫度 t3選用 190?噴嘴溫度：175 c?模具溫度：65注射壓力：60~100MPa成形時間：高壓時間：3s 保壓時間：30s冷卻時間：40s成形時間：60s螺桿轉(zhuǎn)速：30r/min收縮率:~后處理： 方法：紅外線燈烘箱 溫度：70 c? 時間：2~4h 注射機的選擇 設(shè)計模具時，通常要求注射成型時的總重量應(yīng)該是注射機的最大注射量 Gmax的 50%~~80%,即： G=(50%～80%)*Gmax （式 31） 式中 Gmax——注射機最大注射量（g） ； G ——塑件重量（g） 。得：Gmax= =~50g　)~5(茂名學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文)：概念自行車 CAD 及其主要覆蓋件模具設(shè)計及仿真根據(jù)《模具設(shè)計制造簡明手冊》表 236，可知，ABS 注塑壓力 P=60~100MPa，適合注塑機類型：螺桿式、柱塞式均可。根據(jù)《模具設(shè)計制造簡明手冊》表 240，選用 XSZY60/40型臥式螺桿注射機，有關(guān)參數(shù)如下：表 31型號： XSZY60/40結(jié)構(gòu)型式： 臥式注射方式： 螺桿式螺桿直徑 mm： 65 mm最大注射量cm g：3500 cm3注射壓力 MPa： 135MPa鎖模力 t： 400KN模具最大厚度mm：250mm模具最小厚度mm：150mm最大開模行程mm：270mm模板尺寸 mm： 150150鎖模方式： 液壓噴嘴球半徑mm：10噴嘴口孔直徑mm：3定位圈直徑mm：80第三章 概念自行車車頭蓋注射模設(shè)計13 確定型腔數(shù)目由于塑件外型復(fù)雜，曲面形狀一般復(fù)雜，其精度高，制品中有滑塊，在模具設(shè)計中在要設(shè)計頂桿，整個模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，所以先試采用 1模 1腔。 選擇分型面分型面應(yīng)選擇在塑件外形的最大輪廓處，并有利于塑件的留模，脫模和排氣，考慮到以上因素，分型面設(shè)計。如下圖所示：34 主分型面 型腔的布置為使模具制造方便,由于采用 1模 1腔結(jié)構(gòu)。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)的組成：主澆道，采用直接澆口等。如下所示：圖 35 澆注系統(tǒng)的實體效果圖茂名學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文)：概念自行車 CAD 及其主要覆蓋件模具設(shè)計及仿真 主流道的設(shè)計：根據(jù)[3 注射模具設(shè)計]附錄 K查得 XS－ZY500/200 型注射機噴嘴的有關(guān)尺寸：圖 36 澆注系統(tǒng)噴嘴前端孔徑：　d0=Φ3mm噴嘴前端球面半徑：R0=10mm根據(jù)主流道與噴嘴的關(guān)系R＝R0(1+)mmd=d0+(1～2)mm取主流道球面半徑 R＝11mm取主流道的直徑 d=，為了便于將凝料從主流道中撥出，將主流道設(shè)計成圓錐形，主流道錐度一般取 2度到 5度,表面粗糙度 Ra= 。m?澆口設(shè)計用直澆口,根據(jù)表 15直澆口尺寸表所示,得 d=,D=5,主流道拔模角最少應(yīng)保證2度 排氣槽位置的選擇從某種角度而言，注塑模也是一種置換裝置。塑料熔體注入模腔同時，必須置換出型腔內(nèi)空氣和從物料中逸出的揮發(fā)氣體。對于大型和高速成型模具，排氣問題是不容忽視的。1．流程的最終點；；；。為了簡便設(shè)計和模具的制作，利用分型面排氣。第三章 概念自行車車頭蓋注射模設(shè)計15 斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機構(gòu)　側(cè)抽芯滑塊如下圖所示：圖 37 斜滑塊的實體形狀 成型零件的設(shè)計 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計1．凹模凹模是成型塑件外表面的主要零件，由于塑件形狀一般復(fù)雜,為改善加工性和節(jié)約模具鋼,應(yīng)減少熱處理變形.2．型芯為了節(jié)約貴重的模具鋼和便于加工而模板和型芯采用不同的材料制成,然后連接起來,即采用組合式結(jié)構(gòu), 成型零件尺寸的計算塑料 ABS平均收縮率為：S=％，根據(jù)《塑料注射模具設(shè)計實用手冊》表 35,可知制品采用 δz=△/3。根據(jù)《塑料注射模具設(shè)計實用手冊》41 有以下公式：1． 型腔徑向尺寸的計算Lm=(Ls+Ls*Scp △) (式 32)43δ0?L = S ′=(+* *) =? 43018.?018.?L = 　 S ′=(+* *) = D =4 D ′=(4+4* *) =? 018.?18.?茂名學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文)：概念自行車 CAD 及其主要覆蓋件模具設(shè)計及仿真D =3 D ′=(3+3* *) ==?243015.?015.?2．型腔深度尺寸的計算 Hm=(Hs+Hs*Scp △) (式 33)2δ0H = H =(+* *) =?0 36.?06.?H = H =(+* *) =. 1 05. 3)型芯徑向尺寸的計算 Lm=(Ls+Ls*Scp+ △) (式 34)4δ? l =64 s =(64+64*+ *) =?03013.?013.?l =3 s =(3+3*+ *) =.4)型芯高度尺寸的計算 Hm=(Hs+Hs*Scp+ △) (式 35)32δ?h = h =(+*+ *) =?0 .? 型腔壁厚的計算為了模具制造方便,《塑料注射模具設(shè)計實用手冊》51有以下公式：1．對于 r《86mm 的型腔,采用剛度公式計算: S= (式 36)?ECph43式中： 許用變量, = mm 。?p型腔單位工作壓力, p=45Mpa 。E彈性模數(shù), E=2*10 MPa 。5h型腔外高度 (mm)。把以上數(shù)據(jù)代入公式,得: S= mm2．按經(jīng)驗數(shù)據(jù)：: 25?S按以上計算可知,應(yīng)該按剛度計算公式結(jié)果選取: S=30按剛度計算:第三章 概念自行車車頭蓋注射模設(shè)計17 = (式 37)3h?EpbC41式中： 底板厚度 (mm)。3hb型腔高度,代入公式,得: =30mm3h按經(jīng)驗公式計算:h= =40mm (式 38)4352pbLBE? 脫模機構(gòu)零件的計算 脫模力的計算由于塑件表面質(zhì)量要求較高,故考慮采用推板脫模.構(gòu)的依據(jù).矩形斷面制品的脫模力計算公式:薄壁制品 S/d ?