【文章內(nèi)容簡介】 ...........................................................................................................................28 銑外輪廓 ......................................................................................................................................................................31 ..............................................................................................................................................................355CAD、PRO/ENGINEER、MASTERCAM 在注塑模具設計中的應用 ............................................................................36 PRO/ENGINEER 的工程技術(shù)在模具中的應用 .....................................................................................................36 PRO/ENGINEER 軟件在注塑模設計中的應用 ...................................................................................................36 注塑模設計流程 ............................................................................................................................................36參考文獻 ............................................................................................................................................................................38致謝 ....................................................................................................................................................................................411?前言模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，它被用來成型具有一定形狀和尺寸的各種制品。在材料的加工工業(yè)中廣泛使用模具，75%以上的金屬制品（含半成品） ，95%以上的塑料制品是通過模具來成型的。在洗衣機、照相機、電視、電話等電器、儀器儀表、通信工業(yè)中，約有 90%以上的零件需要用模具進行生產(chǎn)。采用模具生產(chǎn)制件具有生產(chǎn)效率高，質(zhì)量好，切削少，節(jié)約能源和原材料、成本低等一系列優(yōu)點。模具已成為當代生產(chǎn)的重要手段，成為多種工藝中最具潛力的發(fā)展方向。模具是機械、電子、儀器儀表等行業(yè)的基礎工業(yè)，它對國民經(jīng)濟和社會的發(fā)展起著越來越大的作用，世界上工業(yè)發(fā)達的國家無不把發(fā)展模具工業(yè)放在優(yōu)先地位。現(xiàn)在我們對產(chǎn)品設計的要求是快速、準確。隨著軟件技術(shù)的發(fā)展，三維設計的誕生使模具實現(xiàn)了可視化、面向裝配的設計。模具由二維設計到三維設計實現(xiàn)了模具設計的重大突破。模具的三維設計直觀再現(xiàn)了未來加工出的模具本體，設計資料可以直接用于加工，真正實現(xiàn)了 CAD/CAM 一體化和少、無圖樣加工。本次設計的目的在于利用 Proe 和 AutoCAD 軟件完成塑件的繪制，塑件的模具設計，和模具成型零件的模擬加工來達到掌握 CAD/CAM 技術(shù)。2?塑件的結(jié)構(gòu)及工藝分析 塑件結(jié)構(gòu)分析洗衣機配件制品的結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。圖 1 制品實體模型圖 2 制品圖塑料制品的設計在塑件的生產(chǎn)中起著重要的作用，既要滿足其使用功能，還要降低模具結(jié)構(gòu)的難度，以及降低成型條件，以達到最大化降低生產(chǎn)成本的要求。所以對于塑件設計者說，不僅要具有機械設計的知識，而且需要有塑件造型、塑料配方、塑料加工、塑料模具和成型工藝等方面的知識。塑件的名稱是洗衣機配件，其結(jié)構(gòu)特點：① 塑件材料為 ABS，其密度為 ，體積為 102cm3，質(zhì)量為 102 g。壁厚 ，長寬高=㎜113㎜㎜。制品壁薄，尺寸大，流程長。② 塑件的外觀要求光潔、無裂紋、無銀絲、無氣泡、無雜質(zhì)、無凹痕、無頂白，并且要求有較高的力學強度和較好的電介性能。③ 本塑件設計模具的難點在于曲面計算復雜，里面結(jié)構(gòu)很復雜，及側(cè)面的不規(guī)則的鋸齒形狀會給分型造成難度。 塑件制品的工藝分析ABS 的性能如表 1 所示。表 1 ABS 的性能性能 密度/（g/cm3）拉伸強度/MPa伸長率（%）彎曲強度/MPa彎曲彈性模量/GPa懸臂梁缺口沖擊強度（23℃）/(J/m)洛氏硬度（R）熱變形溫度 （ a）/℃線膨脹系數(shù)/(105/℃)通用型～33～5210～2068～87～2.6105～215100～11087～96 ～ 力學性能不同級別的 ABS 拉伸強度差異較大，一般為 33~52MPa。ABS 樹脂有極好的沖擊強度，具有優(yōu)良的抗蠕變性能，較好的耐磨性能，有良好的尺寸穩(wěn)定性。 電學性能ABS 在寬廣的頻率范圍內(nèi)具有良好的電絕緣性能，且很少受溫度或濕度的影響。 熱學性能ABS 的熱變形溫度在載荷為 時約為 93℃，隨著加工過程中退火的處理，可增加 6~10℃ 。由于 ABS 無定形結(jié)構(gòu)的特點，它具有平穩(wěn)的應力溫度效應。ABS 的脆化溫度為7 ℃ ，通常在40℃時仍有相當?shù)膹姸?。ABS 制品的使用溫度為4～100℃。ABS樹脂易燃，無自熄性。 化學性能ABS 耐化學藥品性能較好，由于其分子結(jié)構(gòu)中有腈基的存在，使他幾乎不受稀酸稀堿及鹽類的影響，但能溶于酮、醛、酯和氯代烴中；不溶于乙醇等大部分醇類，但在甲醇中長期接觸會溶脹。與大多數(shù)塑料一樣，ABS 在應力作用下，其表面受醋酸、植物油等化學試劑的侵蝕會產(chǎn)生應力開裂。 ABS 的加工特性A． ABS 的流動性能ABS 的熔體流動速率（MFR）一般在 ～1g/min(200℃、5kg)之間，個別的 MFR超出此范圍。MFR 越大，流動性越好。一般 MFR 大于 。ABS 熔體屬于假塑性流體，表現(xiàn)出“剪切變稀”的流變特性，可通過調(diào)整剪切速率來改變?nèi)垠w粘度。ABS 熔體粘度適中，其流動性比聚酰胺稍差，比聚碳酸酯要好，熔體的冷卻固化速度較快。B．ABS 的熱物理特性ABS 屬無定形聚合物，無明顯熔點，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 Tg 一般在 115℃左右，所以成型溫度應大于 115℃。ABS 的熱穩(wěn)定性較差，受熱至 260℃以上開始分解，產(chǎn)生有毒揮發(fā)性物質(zhì)，通常 ABS 的成型溫度控制在 250℃以下。對于注射成型，加工溫度一般為160～230℃。ABS 熔融溫度較低，一般在 160～190℃之間，溫度區(qū)間較寬，因此易于加工。熱穩(wěn)定性不僅與加工溫度有關(guān)，還與加工溫度條件下停留的時間有關(guān)。加工溫度越高，為使塑料不起化學反應，停留時間應越短。為了提高塑料的熱穩(wěn)定性，通常在塑料中加入熱穩(wěn)定劑，以便使加工溫度區(qū)間變寬，延長允許停留時間。ABS 的熱穩(wěn)定性較差，應盡量減少停留時間，同時加工后應清理料筒。C．ABS 的干燥特性由于 ABS 樹脂含有腈基等強極性基團，所以吸水性較大。其吸水性大于聚苯乙烯，僅次于聚酰胺。ABS 的吸濕性小于 1%，一般為 %～%。不管采用何種方法，在加工前應對 ABS 樹脂進行干燥。根據(jù)含水量的多少，在成型前應在 80℃左右干燥 2～4h，使含水量降至 %以下。通常的干燥方法為循環(huán)鼓風干燥，溫度控制在 70～80℃，時間在 4h 以上；也可普通烘箱干燥，溫度控制在 80～100℃，時間 2h，粒層厚度小于50mm。 注射成型ABS 注射成型的螺桿以單頭、等距、漸變、全螺紋、帶止回環(huán)為宜，螺桿長徑比為 20，壓縮比為 ～，避免采用自鎖式噴嘴，以免降低注射流程或引起物料變色。注射溫度應較低，以防止發(fā)生分解或?qū)αW性能帶來不利的影響。注射壓力對薄壁、長流程、小澆口的制品要求較高，因此保壓壓力不宜過高。成型溫度在 200～260℃，為了改善制品外觀，避免合模線和陷坑等不良現(xiàn)象，減少制品變形，模具溫度為 70℃。表 2 為推薦成型工藝條件，僅供參考。表 2 推薦成型工藝條件料筒溫度/℃螺桿轉(zhuǎn)速/(r/Min)噴嘴溫度/℃后部 中部 前部模具溫度/℃注射壓力/MPa保壓壓力/MPa注射時間/s保壓時間/s冷卻時間/s總周期/s30～60180～190180～200210～230200～21050～7070～9050～703～515～3015～3040～703 模具設計 注射成型機的型號和規(guī)格的選擇對大型注射模，生產(chǎn)中每次實際注射量應為公稱注射量的 ～ 倍，現(xiàn)取 進行估測故，V 注=2V 件/=2 102cm3/=?？紤]到制品的投影面積和頂出距離，選取型號為 HTF800W2A 型。該設備的主要技術(shù)參數(shù)如表 3 所示：表 3 注塑機主要技術(shù)參數(shù)型號 HTF800W2A 型號 HTF800W2A結(jié)構(gòu)型式 臥 移模行程/mm 1040理論注射容量/cm3 2990 最大模具厚度/mm 1000螺桿直徑/mm 90 最小模具厚度/mm 420注射壓力/Mpa 228 模具定位孔直徑/mm Ф250注射速率（g/s） 520 噴嘴球半徑/mm SR20塑化能力（g/s） 噴嘴口孔徑/mm Ф6螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 0～110鎖模力/KN 8000拉桿內(nèi)間距/mm 10001000 注射模具結(jié)構(gòu)設計 型腔數(shù)目的確定型腔數(shù)目是根據(jù)有鎖模力、最大注射量、制件的精度要求、經(jīng)濟性等來確定的。本設計中考慮到該塑件的投影為細長的形狀，為了經(jīng)濟性，采用一模兩腔。形式如圖 3 所示圖 3 型腔形式 分型面設計分型面的選擇很重要，它對塑件的質(zhì)量、操作難易、模具結(jié)構(gòu)及制造影響很大。在選擇分型面時一般應考慮以下因素。(1) 分型面應取在塑件尺寸的最大處，有利于脫模。(2) 使塑件留在動模部分，這是由于推出機構(gòu)通常設在動模一邊，將型芯設在動模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動模邊。(3) 有利于保證塑件的外觀精度和精度要求。(4) 模具結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，制造容易。(5) 成型效率及成型操作。(6)分型面應該有利于排氣。本設計中制品側(cè)向的結(jié)構(gòu)比較復雜，先做側(cè)型芯的分型面，再做主分型面可以降低分型的難度。側(cè)型芯的分型面選擇如圖 4 所示：圖 4 側(cè)型芯分型面主分型面如圖 5 所示圖 5 主分型面 澆注系統(tǒng)設計普通澆注系統(tǒng)一般由主流道，分流道和澆口及冷料穴組成，本設計的模具為一模兩腔，采用側(cè)澆口。它由一個主流道及四個分流道組成，塑件通過主流道進入分流道再由分流道通過側(cè)澆口進入型腔。由于制品結(jié)構(gòu)比較復雜，成型后收縮包在型芯上能夠脫出澆注系統(tǒng)，所以省去拉料桿。澆注系統(tǒng)手工去除。 主流道的設計(1)主流道的大端尺寸