【文章內容簡介】 零件注塑模具的三維圖，然后利用 UG出工程圖，在用 AutoCAD修改完善工程圖，以及利用 UG對凸、凹模進行加工仿真。 為了解決這些問題，我必須首先明確注塑模具的設計流程，并作出詳細的工作進度計劃，在其間應了解各種軟件的應用，特別要熟練掌握 UG 和 UGCAM 軟件；掌握注塑模具的設計程序、規(guī)范及結構特點；了解模具的標準件，以提高模具設計效率，減少設計周期。還應掌握零 件尺寸和公差與零件的設計的幾何要求關系，因為 在設計模具時，必須根據(jù)制件的尺寸和精度要求來確定相應的成型零件的尺寸和精度等級， 得到零件的工作尺寸；模具的制作是在高溫進行的，所以應了解模具的各種材料屬性 （要求其綜合性能良好，沖擊韌性，力學強度較好，尺寸穩(wěn)定，耐化學性、電化學性能良好）， 特別是它的收縮率。所有這些資料必須通過圖書館查找期刊文獻、會議文獻以及專業(yè)書籍得到，所以還要熟練資料的檢索。 2 材料與塑件分析 塑件分析 如圖 ,圖 維工程圖，該產(chǎn)品用于抽風機上，對抽風機起固定和保護作用，該產(chǎn)品形狀如中空薄壁型零件，精度及表面粗糙度要求較高，不允許有明顯的熔接痕、飛邊等工藝痕跡，需要一定的配合精度要求。制品整體有充分的脫模斜度，各處脫模力比較合理。從整體結構分析：制品表面積較大、高度不大但是壁薄、零件的曲面復雜，型腔、型芯加工困難。從整體工藝性分析：根據(jù)制品外觀要求與結構特定要求選擇澆口位置在零件內部，制品薄而大要求冷卻必須均勻而充分，脫模力合理要求頂出機構頂出均勻。 圖 塑件三維立體圖 圖 塑件二維圖 塑件材料分析 塑料成型原料的選取應從加工性能、力學性能、熱性能、物理性能等多方面因素考慮來選取合適的塑料進行生產(chǎn)，本次設計材料的選擇是根據(jù)材料特性進行選擇的。 根據(jù)塑料受熱后表現(xiàn)的性能和加入各種輔助料成分的不同可分為熱固性材料和熱塑性材料，通過比較分析可以看出熱固性塑料主要用于壓塑、擠塑成型，而熱塑性塑料還適合注塑成型，本次設計為注塑設計，所以采用熱塑性塑料。 熱塑性塑料還分為很多種，如聚乙稀、聚丙稀、聚氯乙烯、聚苯乙烯和 ABS等等 ，為了選到合適的塑件材料，通過對塑件的分析和查閱有關資料可選擇以下材料見表 。 表 注塑塑料對比 塑料 ABS 聚乙烯 名稱 材料特性 較大的機械強度和良好的綜合性能。 結晶部分多時，塑料硬度高 、韌性大 、 抗拉強度高，但整體尺寸變小，耐沖擊強度及斷裂強度底。 成型工藝 特點 ABS 的吸濕性和對水分子的敏感性較大，在加工前必須進行充分的干燥和預熱。原料控制水分在 %以下。 聚乙烯制件最顯著的特點是收縮率大，這與材料的可結晶性和模具溫度有關。定型后塑件在強的收縮牽引作用下，可令制件變形和翹 曲。 注射溫度 ABS 塑料的溫度與熔融粘度的關系比較獨特，在達到塑化溫度后在繼續(xù)盲目升溫，必將 ABS 的熱降解。 聚乙烯的注射溫度一般在120～ 310℃ 之間，溫度超過 300℃時，收縮率會明顯增大。 注射速度及壓力 ABS 采用中等注射速度效果較好，注射時需要采用較高的注射壓力，其溢邊料為 左右。并需要調配好保壓壓力和保壓時間。 聚乙烯的注射壓力一般選擇在 ～ 。注射速度不易過快，以保證結晶程度高。 模具溫度 ABS 的模具溫度相對較高，一般調節(jié)在 75～ 85℃ 。 由 于模具溫度對收縮率影響很大，因此要經(jīng)常保持模具相對恒定的溫度，一般在 40～ 80℃ 之間。 經(jīng)以上兩種備選材料的性能對比，并考慮到制件的使用環(huán)境，本設計采用 ABS材料。由于材料的吸濕性強，含水量應小于 % ，所以原料應充分干燥。 ABS 的技術指標、注射工藝參數(shù)具體看表 。 表 ABS技術指標 ABS 技術指標 密度 ~1.05 比容 ~0.98 吸水率 ~% 收縮率 ~% 熔點 130~160℃ 硬度 HB 拉伸彈 彎曲強 80Mpa 性模量 310 Mpa 度 拉伸屈服強度 50Mpa 溫度傳導系數(shù) 107? m2 /s 表 ABS的注射工藝參數(shù) 注射機類型 螺桿式 螺桿轉速 30 ~ 60r/min 噴嘴形式 直通式噴嘴 噴嘴溫度 180~190℃ 模具溫度 50 ~ 70℃ 注射壓力 60 ~100Mpa 保壓壓力 5 ~ 10 Mpa 冷卻時間 5 ~ 15s 周期 15 ~ 30s 后處理方法 紅外線烘箱溫度 70℃時間 ~ 1h 備注 原材料應預干燥 以上 確定塑件設計批量 該產(chǎn)品為小批量生產(chǎn)，故設計的模具要有一定的注塑效率，由于塑件長寬度小，所以采用一模兩腔結構，澆口形式采用扇形澆口，采用兩點進料，以利于均勻充滿型腔。 計算塑件的體積和質量 該產(chǎn)品材料為 ABS,查手冊或產(chǎn)品說明得知其密度為 — 179。收縮率為 %— %。計算其平均密度為 179。,平均收縮率為 %。 使用 UG軟件畫出三維 實體圖，軟件能自動計算出所畫圖形的體積。當然也可根據(jù)形狀手動幾何計算得到該零件的體積。 通過計算塑件的體積 V 塑 =179。，可得塑件的質量為 M 塑 =ρ V 塑 ==，因為一模兩腔所以 M= 2= 式子中 ρ 塑料密度 g/cm179。 由澆注系統(tǒng)體積 V澆 =179?？捎嬎愠鰸沧⑾到y(tǒng)質量為 M澆 =ρ V澆 = = 因為一模兩腔 故 V總 =2V塑＋ V澆 = 179。 M總 =M塑＋ M澆 = 3 選擇塑件的分型面 選擇分型面時，應考慮到使模具結構簡單，分型容易，并且應不影響塑件的外觀及使用。 在 UG中分型面的選擇操作如下： 4 標準件的選擇 模具的標準化對于生產(chǎn)中提高效率，改善生產(chǎn)環(huán)節(jié)有著很重要的作用。近年來在模具行業(yè)，特別是塑料模具行業(yè)，標準件的大量運用使生產(chǎn)更趨于標準化、簡單化，對于生產(chǎn)安全和高效起到很重要的作用，還有利于模具的國際交流和組織模具出口，打入國際市場。 4． 1 標準模架的選取 模架是設計制造塑料注射模的基礎部件，其他部件的設計與制造均依賴于它，選擇模架要根據(jù)制品的尺寸及大小，同時考慮注射機的參數(shù)，本次設計因參照生產(chǎn)實例，工廠中多采用上海龍記公司的模架，因此，本次設計也選用該公司產(chǎn)品，其模架標記為： AI 型，外觀尺寸 315 300 290如圖 。 圖 4． 2 標準緊固件的選用 標準緊固件主要是螺釘。螺釘是日常生活中最常用的標準件，將螺桿直接旋入被連接件之一的螺孔內，螺釘頭部即可將兩被連接件緊固，其規(guī)格和尺寸均有相應的標準，本設計的塑件模架中主要采用內六角螺釘，包括 M5， M6,M8和 M10 M14不等，但本設計一般用 M10，M14的螺釘較多，長度根據(jù)不同需要選取，如圖 M10的典型結構。 圖 5 注塑機的選擇 注塑機 的概述 注塑機的全稱應為塑料成型機。注射機主要由注射裝置、合模裝置、液壓傳動系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)及機架等組成。如圖 ，工作時模具的動、定模分別安裝于注射機的移動模板和定模固定板上，由合模機構合模并鎖緊，由注射裝置加熱、塑化、注射、待融料在模具內冷卻定型后由合模機構開模，最后由推出機構將塑件推出。 圖 注塑機結構 注射機的工作原理： 注塑機的工作原理與打針用的注射器相似，它是借助螺桿（或柱塞）的推力，將已塑化好的熔融狀態(tài)（即粘流態(tài)）的塑料注射入閉合好的模腔內，經(jīng)固化定型后取得制品的工藝過程。注射 成型是一個循環(huán)的過程，每一周期主要包括：定量加料 — 熔融塑化 — 施壓注射 — 充模冷卻 — 啟模取件。取出塑件后又再閉模，進行下一個循環(huán)。 注塑機根據(jù)塑化方式分為柱塞式注塑機和螺桿式注塑機；按機器的傳動方式又可分為液壓式、機械式和液壓 — 機械（連桿）式；按操作方式分為自動、半自動、手動注塑機。其特點如表 表 形式 立式 臥式 直角式 容量一般為 30～60g 熱塑性塑料注射機 固性塑料注射 機 容量一般為20～ 45g 柱塞式30～ 60g 螺桿式60cm3以上 100～ 500g 結構特性 注射裝置一般 為柱塞式、液壓機械式鎖模機構、頂出系統(tǒng)為機械頂出 注射裝置以螺桿為主，液壓機械式鎖模，頂出系統(tǒng)采用機械、液壓或兩者兼?zhèn)? 除塑化加熱系統(tǒng)外，其他與熱塑性塑料用螺桿式注射機相似 注射裝置與合模裝置的軸線互相成垂直排列，優(yōu)點介于立臥兩種注射機之間 優(yōu)點 、活動型芯方便 ，塑件自動落下便于實現(xiàn)自動化操作 、均勻，注射壓力大，注射壓力損失小，塑件內應力，定向性小，可減小變形，開裂傾向 ，調節(jié)螺桿轉數(shù)、背壓等用來加工不同的塑料及不同要求的塑件 ，塑件自動落下 ，可以減小循環(huán)周期，提高生產(chǎn)力 缺點 大，加工高粘度塑料薄壁塑件時要，安放嵌件及活動型芯不便，易發(fā)生分解 ，薄壁，形狀復雜塑件時易發(fā)生回流，螺桿不易清洗，貯、活動型芯安放不便，易傾斜落下 求成型壓力高，塑件內應力大，注射速度均勻，塑化不均勻 料清洗不凈，易發(fā)生分解 性 構的缺點 適用范圍 ，中型及分兩次進行雙色注射加工的塑件 工流動性差，熱敏性、對應力敏感的塑料及大面積，薄壁塑件，宜加工流動性好的中小性塑件 ，小型設備易加工薄壁、精密塑件 、有填料，干著色料的直接加工 構具有的加工特點 型塑件，并裝有側澆口模具 件中心部位不允許有澆口痕跡的平面塑件 注射機的選擇 本次設計已計算出塑件的總體積為 179。，總質量為 g。根據(jù)塑料制品的體積或質量查有關手冊選定 XSZY125臥式注射機。 注射量（ cm179。） 125 模具最大厚度（ mm） 300 螺桿直徑（ mm） 42 模具最小厚度（ mm） 200 注射壓力（ MPa） 120 拉桿空間（ mm） 290 注射行程（ mm） 115 模具定位孔徑（ mm） Ф150 鎖模力（ KN） 900 噴嘴孔直徑（ mm） Ф 4 最大成型面積（ cm178。） 320 噴嘴球孔徑（ mm） 12 模板最大行程（ mm） 300 注塑機的參數(shù)校核 為使注塑成形過程順利進行，須對以下工藝參數(shù)進行校核。 最大注塑量校核 我們通過學習知道注塑機的最大注塑量應大于制件的質量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機的實際注塑量最好為注塑機的最大注塑量的 80%，所以，本次設計選用注塑機最大注塑量應 機 ≥ V 塑件 +V 澆 式中： V 機 — 注塑機的最大注塑量 cm179。 V 塑 — 塑件的體積， cm179。該產(chǎn)品 V 塑件 =179。