【導(dǎo)讀】Pro/E軟件是目前國(guó)內(nèi)在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣。（），模具設(shè)計(jì)中的一些繁瑣工作變得尤為簡(jiǎn)單。零件的制造工藝。系統(tǒng)、支撐柱等綜合布置。在模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，一些重要的尺寸（如壁厚，頂桿直徑，模具各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)好后，利用創(chuàng)建好的模型生成Pro/E工程圖并將其?，嵉墓ぷ?，降低了設(shè)計(jì)工作量。

　　

【正文】 的固定形式有多種，但最常用的是推桿在固定板中的形式，此外還有螺釘緊固等形式。 本設(shè)計(jì)采用推桿固定板固定，同時(shí)，因?yàn)轫敆U與塑件接觸處均為平面，并無(wú)特定的方向，所以推桿無(wú)須設(shè)置止轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。 推桿和模體的配合一般為 H8/f8 或 H9/f9，配合間隙值以熔料不溢料為標(biāo)準(zhǔn)。配合長(zhǎng)度一般為直徑的 3~5 倍， 推桿端面應(yīng)和塑件成型面在同一平面或比塑件成型表面高出~， 推桿與推桿固定板的孔之間留有足夠的間隙， 其 相對(duì)于固定板是浮動(dòng)的，各尺寸關(guān)系的確定 如圖 13 所示。 圖 13 推桿及其配合 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX28 ③ 推桿的布置 根據(jù)塑件推出的平穩(wěn)性等要求，現(xiàn)推桿在塑件上的布置如下圖 14 所示。 圖 14 推桿的 布置 模具冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 冷卻介質(zhì) ABS 屬于中等黏度材料，其成型 工藝要求的模溫不太高， 為 200C? ，模具溫度為50~80 C? 。 現(xiàn)模具溫度初步選定為 50C? ， 同時(shí)由于水的比熱容大、傳 熱系數(shù)高 、成本低，所以決定選 用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。 冷卻系統(tǒng)計(jì)算 1）單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量 W ①塑料制品的體積 22 4 cmcmVVVV ???????? 塑分主 ②塑料制品的質(zhì)量 kgggVm ????? ? ③塑件的壁厚為 2mm，查表可以確定其冷卻時(shí)間 st ?冷 ， 通過(guò)所選注射機(jī)注射量查表確定 注 射 時(shí) 間 ?注t ， 取 脫 模 時(shí) 間 ?脫t 。 因 此 ， 注 射 周 期 ??????? ）（脫冷注 tttt 。 由此得每小時(shí)注射的次數(shù)： N=(3600/20)次 =180 次。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX29 ④單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量： k g / g / h 0 . 0 6 51 8 0mNW ????? 2）確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量 SQ 查表 知 ABS 的單位熱流量 SQ 的值的范圍在 kgkJ /)400~310( ，故取 kgkJQS /370? 。 3） 計(jì)算冷卻水的體積流量 vq 設(shè)冷卻水道入水溫度為 C?222 ?? ，出水口的水溫為 C?251 ?? ， 取水的密度3/1000 mkg?? ，水的比熱容 )/( CkgkJc ??? 。則根據(jù)公式可得： m i n/ i n/)2225( )(60 3321 mmcWQq Sv ????? ???? ??? 4）確定冷水路的直徑 d 根據(jù) m in/0 0 5 7 3mq v ? ，通過(guò)查表 可確定模具冷去水孔直徑為 10mm。 5）冷卻水在管內(nèi)的流速 v smsmdqv v /??? ???? ? 6）求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù) h 因?yàn)槠骄疁貫?? ,查表可得 ?f （按插值法確定） ,則有： ChmkJChmkJd vfh ?? ??????????? /()/( )()( ?7） )計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積 A 2242 mmhWQA S ??????? ???????? ? 8）計(jì)算模具所需冷卻水管的總長(zhǎng)度 L mmmmdAL ????? ? 9）冷卻水路的根數(shù) x 設(shè)每條水路的長(zhǎng)度為 300mm，則冷卻水路的根數(shù)為 ： 根根 ??? lLx 分析可知，計(jì)算 結(jié) 果顯然不符合實(shí)際， 實(shí)際當(dāng)中，水路的布置往往受模具結(jié)構(gòu)和塑 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX30 件形狀的影響 。 為使 凹模和型芯 能得到充分冷卻， 需要 根據(jù)兩模腔的實(shí)際布置情況 來(lái) 加以修改。所以調(diào)整之后，冷卻水路的直徑也可適當(dāng)取小些，現(xiàn)確定取較為常用的值： d=8mm。 水路 的布置 形式 下面兩幅附圖 （ 1 16） 分別為 模具上 定模和動(dòng)模的水路布置示意圖。 圖 15 定模水路布置 圖 16 動(dòng)模水路布置 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX31 為了防止漏水，水路在穿過(guò)兩模板之間應(yīng)該要可靠密封， 根據(jù)水路直徑為 8mm，按裝配技術(shù)要求選取 標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)格為 Φ D=16， Φ d= 的 “ O” 型密封 圈 進(jìn)行密封 。 水路端部密封處用帶螺紋的管塞進(jìn)行可靠密封。 6 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 注射量的校核 通過(guò)上面的計(jì)算，澆注系統(tǒng)的尺寸已經(jīng)確定，現(xiàn)在就可以對(duì)注射量進(jìn)行校核了。 塑件連同澆注系統(tǒng)的實(shí)際總體積 22 cmcmV ????? 。 顯然 22 ??? 注射機(jī)標(biāo)稱注射量cmV 。校核合格。 注射壓力的校核 查有關(guān)模具設(shè)計(jì)手冊(cè)可知， ABS 成型厚壁塑件時(shí)所需的注射壓力為 80~110MPa， 這里取 MPap 100? 所選的注射機(jī)的公稱注射壓力為 150MPa，注 射壓力安全系數(shù)k=~，現(xiàn)取 k=，所以有： ????kp ，故注射機(jī)壓力滿足要求。 合模力校核 ① 單個(gè)塑件在分型面的投影面積 塑A 可通過(guò) proe 三維軟件測(cè)出，為 211205mm?塑A 。 ②單邊流道凝料在分型面上的的投影面積 澆A 。根據(jù)流道定出的尺寸有22 mmmmA ???澆 。 ③塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積 總A ，有： 22 2 6 0 9) 1 2 0 5(2n ?????? mmAAA ）（ 澆塑總 ④模具型腔內(nèi)的脹型力 漲F NNNAF ?????? ?？倽q 該注射機(jī)的公稱鎖模力 為 NF 5109??鎖 ,鎖模力安全系數(shù)為 ~ ? ，這里取? ，則有： NFNNF 5552 ???????? 鎖漲 。 所以，注射機(jī)鎖模力合格。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX32 安裝部分相關(guān)尺寸的校核 ①模具平面尺寸 模具長(zhǎng) 寬 尺 寸應(yīng)與注射機(jī)的拉桿內(nèi)間距相適應(yīng)，以保證模具至少能從一個(gè)方向穿過(guò)拉桿間的空間安裝在注射機(jī)上。 根據(jù) 300 450mm260 360mm(拉桿空間 )，故校核合格。 ②模具高度尺寸 245mm， 200mm 245mm 300mm，處于模具的最小厚度和最大厚度之間，故校核合格。 ③模具定位圈直徑為Φ 100mm=注射機(jī)定位孔直徑Φ 100mm，符合安裝要求。 開(kāi)模行程的校核 模具的開(kāi)模行程 mmmmmmmmHHS 3 0 095~90)10~5(2560)10~5(21 ???????? 其中 1H 為塑件的高度（含澆注系統(tǒng) 的高度，澆注系統(tǒng)高度約為 60mm，塑件高度也被包含其中 ） ； 塑件被推出距離 為 2H 。故校核合格。 7 模具的建模過(guò)程 下面將利用 Pro/ 三維軟件 的 零件模塊 對(duì)三角衣架進(jìn)行實(shí)體建模，和用 制造 — 模具型腔模塊 對(duì)塑件模型 進(jìn)行分模操作 ，以及粗略講解如何利 用 Pro/E 的 模具外掛（ ） 創(chuàng)建出符合要求的標(biāo)準(zhǔn)模架。 三角衣架模型創(chuàng)建 進(jìn)入 Pro/E 的零件設(shè)計(jì)環(huán)境后，根據(jù)預(yù)先確定的尺寸數(shù)值， 應(yīng)用 命令先拉伸出一個(gè)高度為 12mm 的正三角形 ， 之后用 命令 將正三角形三 個(gè) 角倒 圓角 ，再用命令做出中間 固定掛鉤的 圓柱，接著用 抽殼 命令， 就 得出 圖 17 左邊 形狀 ，然后在此基礎(chǔ)上用 拉 伸切割出掛鉤的 伸出口，再拉伸出 鎖住掛鉤 的側(cè)凹 加強(qiáng)筋 結(jié)構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行組復(fù)制陣列，從而得出 圖 17 右邊 形狀 。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX33 圖 17 塑件大致外形 下一步就是拉伸切除出方形孔， 因?yàn)樵撘录苌系年嚵蟹叫慰椎拈L(zhǎng)度是呈線性遞減的，為了能夠一次陣列出所有的方形孔，在拉伸的草繪中，我做了如下圖 18 左邊 所示的草繪，其中的幾條中心線是關(guān)鍵，在 下步 的陣列中將起著 約束 控制方形孔長(zhǎng)度方向形狀 變化 的作用。 圖 18 右邊是 應(yīng)用 一次拉伸切除后的形狀。 圖 18 方孔 切出 當(dāng)拉伸出方形孔特征后，再適當(dāng) 對(duì)方形孔 倒圓角，然后再 對(duì)孔的拉伸特征和圓角特征 組成一個(gè)組，就可以對(duì)該組特征進(jìn)行環(huán)形陣列了，應(yīng)用 ，在進(jìn)入陣列環(huán)境后，選下圖 19 左邊 紅色尺寸（值 ）作為驅(qū)動(dòng)尺寸，并在驅(qū)動(dòng)方向 2中輸入陣列間距 ， their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX34 在陣列個(gè)數(shù)第一方向（周向）上輸入 3，第二方向（徑向）上輸入 6， 按確定后就可一次得出下 圖 右邊 所示的方孔 形狀 （紅色加量為父特征） 。 圖 19 方孔陣列 至于塑件上的其它 形狀（包括周邊異形孔、側(cè)鉤）也可根據(jù)簡(jiǎn)單的拉伸去材料、旋轉(zhuǎn)就可以分別得到單個(gè)形狀，然后 再對(duì)單個(gè)形狀進(jìn)行簡(jiǎn)單的常規(guī) 環(huán)形陣列，之后對(duì)一些細(xì)節(jié)地方倒圓角就可以最終得到塑件的形狀，如 之前 的 圖 2 所示 。 衣架的分模 步驟 衣架模型創(chuàng)建好后，就可以用 Pro/E 對(duì)其進(jìn)行分模了。 在 Pro/E 中，新建 制造 — 模具型腔 ， 之后就進(jìn)入了分模環(huán)境。 單擊 圖標(biāo) ，設(shè)置調(diào)入 2個(gè)衣架模型 (在此要保證黃色箭頭方向?yàn)殚_(kāi)模方向 )，并確定兩模型中心距 ，然后單擊 圖標(biāo) 選擇按比例收縮并 設(shè)置模型收縮率為（ ABS 材料的收縮率） ， 之后再單擊 圖標(biāo)， 使用 自動(dòng) 功能 創(chuàng)建出長(zhǎng)方形工件 毛坯 （ 300 450 85） ，結(jié)果如 下 圖 20 所示 。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX35 圖 20 工件毛坯創(chuàng)建 接著就是創(chuàng)建分型面，單擊 圖標(biāo)，進(jìn)入分型面創(chuàng)建環(huán)境，然后用復(fù)制、填充、拉伸、合并命令，創(chuàng)建出了主分型面，如下圖 21 所示。 圖 21 主分型面生成 之后經(jīng)過(guò)多次的拉伸、合并命令，創(chuàng)建出中部型芯和定模小型芯的分型面。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX36 圖 22 定模小型芯分型面 圖 23 中部型芯分型面 至此，分型面已創(chuàng)建完畢。退出分型面的創(chuàng)建環(huán)境，單擊 圖標(biāo)， 用分型面 把之前創(chuàng)建出的 綠色 工件毛坯 分割成多個(gè)體積塊，分割 時(shí)的 順序?yàn)椋?① 定模 小 型芯分型面 ② 主分型面 ③ 中部型芯分型面 。 此時(shí)模 具元件抽取 圖標(biāo)被自動(dòng)激活，單擊 該 圖標(biāo)， 然后選擇列出的所有體積塊， 按確定 將上步分割出的體積塊轉(zhuǎn)化成實(shí)體模型。 之后根據(jù)理論計(jì)算出的澆注系統(tǒng)尺寸，在定模一側(cè)創(chuàng)建出流道，最后應(yīng)用 命令，創(chuàng)建出鑄件。 分模的 最終結(jié)果如下圖 24所示。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX37 圖 24 分模爆炸圖 最后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求（模具定模部分做成整體式，動(dòng)模做成大型芯用固定板固定），還要對(duì)分出的模具元件進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)修改。 標(biāo)準(zhǔn)模架的導(dǎo)入 Pro/E 掛上 外掛后，就可以應(yīng)用外掛生成想要的標(biāo)準(zhǔn)模架 。 Pro/E 開(kāi)啟后，新建一個(gè) EMX 項(xiàng)目組件 后 ， 就 進(jìn)入了模 架生成環(huán)境 （實(shí)質(zhì)是組件環(huán)境），在這個(gè)環(huán)境里面已經(jīng)默認(rèn)生成了一些確定模架位置的基準(zhǔn)平面和基準(zhǔn)軸、基準(zhǔn)點(diǎn) 。 接著 通過(guò) 菜單下的 模具機(jī)體 — 組件定義 功能，進(jìn)入模架的選擇與尺寸定義的界面，在這個(gè)界面中包含了很多知名模架生產(chǎn)廠家的 標(biāo)準(zhǔn) 模架庫(kù) ，在這里，不同廠家的模板 、 設(shè)備 、 導(dǎo)向件 、螺釘 等都可以隨意組合 ， 任意 搭配 。 之后在組件定義界面的功能區(qū)一欄按 載入 /保存組件 功能鍵進(jìn)入模架選擇界面 ， 根據(jù)要求， 選擇 Futaba_2P_SA 型標(biāo)準(zhǔn)模架。在退回到模具組件定義界面中在界面的左上角的大小處選擇模具寬長(zhǎng)（ 300 450）， 接著 按下功能區(qū)的 添加設(shè)備 功能鍵，然后在選擇原件區(qū)中選擇 定義澆口套 和 定位圈 ，之后雙擊模架示意圖中的各板來(lái)修改板厚， 其余尺寸默認(rèn)。 各模板尺寸及澆口套定位圈的布置如下圖 反映。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX38 圖 25 模架定義界面 模板各尺寸設(shè)定好后，按確定按鈕， Pro/E 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的計(jì)算后，一套標(biāo)準(zhǔn)的模架就產(chǎn)生了 （沒(méi)裝配螺釘、導(dǎo)柱等） 。 如下圖所示。 圖 26 標(biāo)準(zhǔn)模架生成 模架生成后，按 裝配 圖標(biāo)，將前面分好的三角衣架模具組件裝配到 生成的 標(biāo)準(zhǔn)模架中， 然后對(duì)模板結(jié)構(gòu)做一些必要修改 （包括在動(dòng)模固定板上挖出兩個(gè)與大型芯形狀一樣的通孔用于大 型芯的 嵌入 固定，為減少墊板厚度而布置兩條支撐桿，用 對(duì)動(dòng)定 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX39 模進(jìn)行水路布置、頂桿布置、兩動(dòng)模大型芯 上 螺釘 的布置 、“ Z” 型 拉料桿 倒鉤和止轉(zhuǎn) 設(shè)計(jì)等） 。 最終的模具結(jié)構(gòu)如下爆炸圖所示。 圖 27 模具爆炸圖 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX40 8 成型零件的加工工藝設(shè)計(jì) 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完畢后，就可以進(jìn)行加工工藝 的編寫（各零件圖如附件所示） 。 動(dòng)模大型芯加工工藝 動(dòng)模大型芯的