【導讀】作所取得的成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在。文中以明確方式注明。已經發(fā)表或撰寫過的作品成果。本人完全意識到本聲明的法律結果。通過對家用無線門鈴后殼塑件的設計分析，設計出該塑件的模具。型零件設計、頂出機構設計和冷卻系統(tǒng)設計，最后還對成型零件制訂加工工藝方案。在模具設計過程中，采用了Moldflow、Pro/ENGINEER、AutoCAD等著名的設計分析軟件，采用這些軟件進行設計分析，優(yōu)化了設計的參數(shù)和縮短了設計時間，提高了設計效率。算或者依據(jù)經驗選擇一些參數(shù),增加了對注塑模具的了解。

　　

【正文】 ?? 取 L 的長度為 55mm。 第 七 章 頂 出機構 設計 本設計中的頂出系統(tǒng)采用頂桿頂出機構和頂管頂出機構 一、頂桿頂出機構 采用圓柱型頂桿 優(yōu)點：由于圓柱形狀的頂桿和頂桿孔最容易加工，而且很容易保證其配合精度，易于保證其互換性，并且易于更換，而且它還具有滑動阻力小，不易于卡滯等。 頂桿結構形式 如圖 71（ a）所示；頂桿的固定形式如圖 71（ b） ： （ a） （ b） 圖 71 頂桿結構形式 二、頂管頂出機構 頂管的固定形式如圖 72所示， 35 圖 72 頂管頂出機構形式 三、頂出機構的布局 頂桿和頂管的布局如圖 73所示，其中紅色的點均為頂桿，綠色的點為頂管，這個圖只是整個頂出機構的一半。 圖 74為模具中的頂桿示意圖。 圖 73 頂出機構的布局 36 圖 74 頂出機構立體示意圖 第 八 章 冷卻系統(tǒng)設計 模具的冷卻是將注塑成型過程中產生的、并傳導給模具的熱量盡 可能迅速、并最大程度地導出，以使塑件以較快的速度冷卻固化。因此，冷卻的效果直接決定著塑件的質量和注塑效果。 調節(jié)模具溫度的主要目的是：縮短成型周期；提高塑件質量。 模具的冷卻主要采用的是循環(huán)水冷卻方式，而此次設計中采用的冷卻方式就是采用的循環(huán)水冷卻方式。 一、冷卻管道的工藝計算 已知條件： 塑件材料為 ABS 塑件的成型周期為 ； 成型周期內塑件的質量為 1w ＝ ； 水的密度為 10 Kg m? ； （ 一）、冷卻管道的直徑計算 1．求塑件在固化時沒小時釋放的熱量 Q 37 塑件的產量為 1 36002 0 . 3 4 3 . 6 7 /1 9 . 9 7W w t K g h? ? ? ? ? （ 15） 查表 10－ 4得 ABS的單位熱流量 31 10Q KJ Kg?? 所以 21 3. 67 3. 5 10 1. 28 /Q W Q KJ h? ? ? ? ? （ 16） 2．求冷卻水的體積流量 由式（ 1012）得 331 1 2431. 28 10( ) 1. 0 10 4. 17 8 ( 27 20 )7. 28 10 m invQqcm? ? ?????? ? ? ? ??? （ 17） 3．求冷卻水在管道直徑 d，查表 101，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取 d = 8 mm (二 )、求冷卻水管道的孔數(shù) 1．求冷卻水在管道內的流速 v 由式（ 1016）得 42 24 4 7 .2 8 1 0 .1 4 ( ) 6 01000vqv m sd? ???? ? ? （ 18） 2．求冷卻管道孔壁與冷卻介質之間的傳熱系數(shù) h 查表 105，取 ? （水溫為 25℃時）， 再由式（ 102）得 3 0 . 83 2 0()4 .1 8 76 .6 8 (1 .0 1 0 0 .2 4 )4 .1 8 7( 8 / 1 0 0 0 )5 .7 2 1 0 /( )fvhdKJ m h C????????? （ 19） 3．求冷卻管道的中傳熱面積 A 由式（ 1014）得 38 13326060 8 10 / 60 2 10 [ 66 ( 27 20) / 2]WQAhtm????? ? ?? （ 20） 4．求模具上應開設的冷卻管道的孔數(shù) n 由式（ 1017）得 ( 8 / 1000) ( 200 / 1000)2AndL?????? （ 21） 所以模具上開設的管道孔數(shù)為 2。 二、冷卻水道的結構設計 （一）、冷卻形式 冷卻系統(tǒng)的水道形式大概分為溝道式冷卻、管道式冷卻、導熱桿式冷卻 本次設計采用的式較普通的溝道式 冷卻，就是直接在模具或者模板上鉆孔或者銑槽，通人冷卻介質。特點是冷卻介質直接接觸模體，導傳熱量，結構簡單，冷卻效果好。 （二）、定模水道結構設計 如圖 81為定模的冷卻水道布局設計 39 圖 81 定模水道 冷卻水道在使用的時候對管壁產生一定的壓力，如果管壁的厚度太薄，會使管道變形嚴重的話會使管道破裂，為了檢測管道的壁厚，在設計冷水管道的結構之后，需要對管道的壁厚進行檢測，如圖 82為型腔的水道分析，分析表明，除了在管道的轉折點或者在塞頭附近進壁厚少于 6mm外（屬于正常），其余的全部壁厚均大于 6mm，而實際的 壁厚只需要大于 3mm即可，說明次冷卻水道能正常使用。 圖 82 定模水道壁厚檢測 （三）、動模冷卻水道結構設計 40 動模的水道結構如圖 83所示 圖 83 動模水道 圖 64為型芯的冷卻水道壁厚分析，由于型芯存在較多的頂桿和鑲件，型芯水道的壁厚要小于型腔的壁厚，為 5mm，但是還是遠大于安全的 3mm，所以型芯的水道仍然能正常使用。 圖 84 動模水道壁厚檢測 第 九 章 模具 裝配圖 和零件圖 － 、 模具 3D 圖形繪制 41 （一）、繪圖方法及過程 本次 設計中的模具裝配圖的 3D模型采用 Pro/ENGINEER軟件繪制 。 繪制圖形時，先繪制整個模型的核心部分，也就是型腔、型芯和工作部分， 具體的繪制過程及方法如下： 導入之前繪制好的產品 3D 圖，設置收縮率為 自動創(chuàng)建工件 自動創(chuàng)建分型面，然后稍微作調整 創(chuàng)建體積塊（鑲件），然后是分模 分別對型腔和型芯作復制旋轉實體話，得到最終的成型腔和型芯 42 圖 91 模具立體圖的繪制流程圖 先繪制側向分型的單個零件，然后通過復制旋轉生成整個模具的核心零部件 在 Pro/ENGINEER 的插件EMX 中設置模架的參數(shù) 參數(shù)設計完成之后自動生成的模架 3D 圖 模架裝配圖中把核心零部件裝上，將模架中重合的部分切除，添加冷卻系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)， 最終完成整個模具的 3D 模型 43 （ 二 ）、 模具 3D 爆炸圖 圖 92 模具的立體爆炸圖 44 二、 模具 及其零件 2D 圖形繪制 圖 93 模具配套圖 1 圖 94 模具配套圖 2 45 2D圖的繪制并非傳統(tǒng)的畫法，而是直接采用 Pro/ENGINEER直接從三維圖形 直接轉化成為 AutoCAD圖形，這個大大縮短了繪圖的時間，提高了效率，只是在轉化生成的 2D 圖效果并不是那么好，需要人為的修整 [11]。圖 9 94為模具的 2D圖 圖 9 96為成型零件的 2D 圖， 圖 95 零件圖－型腔 46 圖 96 零件圖－型芯 第 十 章 模具設計的創(chuàng)新與特色總結 本次畢業(yè)設計時間不長，真正的設計時間為兩個月，但并不意味著本次畢業(yè)設計任務是式的設計，最大的特點就是整個過程都離不開計算機，是名副其實的計算機輔助設計。創(chuàng)新與特色主要體現(xiàn)在 如下幾個方面： 1．在塑料件的設計階段，采 用了軟件對塑料件的厚度以及拔模斜度進行檢測。這樣做可以在模具設計的初始階段就能確保塑件設計的合理性，避免了在注塑成型的時候塑件由于厚度不均或者是拔模斜度不合理而導致的塑件質量的下降。 2． 在模具設計初始階段采用模流分析軟件對整個模具設計進行優(yōu)化。模流分析采用的是著名的分析軟件 Moldflow Plastics Advisers（中文稱為模具顧問） 進行分析，此軟件 為注塑模采購者、設計者和制造者提供了一個準確易用的方法來優(yōu)化他們的模具設計。它可以設計澆注系統(tǒng)并進行澆注系統(tǒng)平衡、可以計算注塑周期、鎖模力和 注塑 體積 等等 。 這些參數(shù)對 47 后面的設計計算如 注塑機的選擇及其校核、澆注系統(tǒng)的設計和冷卻系統(tǒng)的設計提供了很大的幫助。 3． 整個 模具結構設計核心部分都在計算機上完成。采用計算機輔助設計可以大大減輕人的工作量，而在計算機繪圖時基本由單個軟件 Pro/ENGINEER 繪制，單個軟件繪圖的效率和質量很明顯要優(yōu)越于在各個繪圖軟件中轉換。在使用軟件繪圖中，很多標準零件都是直接從軟件中提取出來，并不是要單個零件慢慢的繪制，特別是模架方面，直接可以調用一些廠商的模架，大大縮短整個模具設計時間。 4．計算機輔助和課本理論相結合。 繪圖和分析基 本上在計算機上完成，而一些計算仍然需要參考課本上的知識進行人工的核算，如設計中的注塑機校核和澆注系統(tǒng)的計算等等，這樣使得以前學習到的知識能夠得到了很好的應用。 第 十 一 章 設計 存在的問題與解決設想 本次模具設計中， 存在了不少的問題，而這些問題由于時間或者是能力的不足，并不能在短時間內解決，但是 卻 不能夠忽略，主要問題體現(xiàn)在如下幾個方面： 1． 模流分析結果沒有能發(fā)揮最大的功能。 問題：理論上，模流分析可以優(yōu)化模具設計的各個方面，如澆口位置、 注塑 壓力、注塑溫度、澆注系統(tǒng)平衡優(yōu)化、冷卻系統(tǒng)優(yōu)化等等。而在本次設計當中，并 非都使用了模流分析軟件的各個功能，只是參考了其中的一些參數(shù)，如 注塑 壓力，注塑體積和塑件的重量。 原因：以前沒有深入的接觸過模流分析軟件，對此軟件使用并不是很熟練；模具顧問軟件始終是一種模擬分析軟件 ，可能軟件本身就存在一些問題 ，有些參數(shù)跟實際的還是有些出入，也就是并不能完全依賴從模流分析中分析出來的結果。 解決設想： 一是加深對模具顧問的認識，使得設計人員能夠很好的使用模具顧問這軟件；二是需要有更加準確可靠的分析軟件，或者是在不同的分析軟件上進行分析，對比不同的分析結果，這樣能夠得到更加可靠的數(shù)據(jù)。 2． 繪圖軟件之 間的轉換效果差 。 問題：從 Pro/ENGINEER 轉換成 AutoCAD 的二維平面圖時，轉化的效果相當差。如 應該為圓的地方在 AutoCAD中一開始顯示的是八方形，顯示效果差，雖然能通過一些設置重新生成質量稍好的，但是仍然不盡人意。 原因：軟件之間的數(shù)據(jù)轉換問題 解決設想：一是盡量的使用單一軟件，這個可能不存在轉換質量的問題；但是由于軟件各有所長， Pro/ENGINEER 擅長于三維，而 AutoCAD 二維功能強大，只能等待軟件的升級，或者可以對他們進行二次開發(fā)，專門針對這個問題開發(fā)出解決此問題的平臺。 48 49 50