【導(dǎo)讀】別是在電子行業(yè)中則更為突出。電子產(chǎn)品的外殼大部分都是塑料制品，產(chǎn)品性能的提。高就要求有高素質(zhì)的塑料模具以及塑料性能，成型工藝和制品的設(shè)計。研究的重點是模具工藝設(shè)。的選用、Pro/E的實體造型過程以及裝配和爆炸圖的生成等。課題的目的和意義···································································2

　　

【正文】 芯；型芯一般是指成形塑件上較小孔槽的零件。 凸模按結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合兩大類，本次設(shè)計中采用組合式。由成形四個側(cè)面的內(nèi)部形狀，并執(zhí)行內(nèi)側(cè)抽芯和斜推桿端部和即成形塑件內(nèi)部定表 面有實現(xiàn)斜推桿導(dǎo)滑的成形塊構(gòu)成。 型芯的尺寸設(shè)計 型芯徑向尺寸的公式如（ 63）： ? ? 0431ZSCPM LSL ???????? ????? （ 63） （ 1） ? ? 0 0 取???????? ?????? ??ZMS LL ? （ 2） ? ? 0 0 取???????? ?????? ??ZMS LL ? （ 3） ? ? 0 0 取???????? ?????? ??ZMS LL ? 型芯高度尺寸的計算 型芯高度尺寸計算的公式如（ 64）： ? ? 0321ZSCPM HSH ???????? ????? （ 64） （ 1） ? ? 0 03 0 取???????? ?????? ?? ZMS HH ? （ 2） ? ? 0 03 0 取???????? ?????? ?? ZMS HH ? 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 21 主型芯的結(jié)構(gòu)尺寸如圖 62 所示，三維模型如圖 63 所示。 圖 62 型芯 圖 63 型芯三維模型 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 22 第 7章 脫模機構(gòu)設(shè)計 本次設(shè)計中因采用點澆口進料，根據(jù)點澆口澆注系統(tǒng)兩端小中間大的特點，為了能方便的取出澆注系統(tǒng)凝料，需要增開一個輔助分型面，以便于點澆口澆注系統(tǒng)的脫模。故本次設(shè)計要求設(shè)計順序分型機構(gòu)以達到兩個分型面順序開模取件的目的。 順序分型機構(gòu)的設(shè)計 順序分型機構(gòu) 順序分型機構(gòu)又稱順序脫模機構(gòu)。順序分型機構(gòu)通常要完成兩個以上的分析動作。常用的順序分型機構(gòu)有： 彈簧順序分型機構(gòu)； 拉鉤順序分型機構(gòu)； 定距導(dǎo)柱順序分型機構(gòu)； 定距拉桿順序分型機構(gòu)； 定距拉板順序分型機構(gòu)。 本次設(shè)計采用定距拉桿順序分型機構(gòu)來實現(xiàn)定模座板和定模板之間的輔助分型面的開模。 定距拉桿順序分型機構(gòu) 本次設(shè)計中定距拉桿分型機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式如圖 71 所示。其主要由彈簧和定距拉桿兩個零件組成。 彈簧主要用于提供定模板的初始分型力。 定距拉桿（如圖 72 所示）用于控制定模板 和定模座板之間的開模距離，并在達到要求的開模距離后使定模板停止，以實現(xiàn)動定模之間的分型。定距來過通過前端的螺紋固定在定模座板上。 定距拉桿與彈簧其固定與裝配形式如圖 73 所示。 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 23 圖 71 定距拉桿順序分型結(jié)構(gòu) 圖 72 定距拉桿 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 24 圖 73 定距拉桿與彈簧的安裝 塑件推出機構(gòu)設(shè)計 塑件在從模具上取下以前，還有一個從模具的成形零件上脫出的過程，使塑件從成形零件上脫出的機構(gòu)成為推出機構(gòu)。 推出機構(gòu)的設(shè)計原則 因為塑料收縮是抱緊凸模，所以頂出力的作用點應(yīng)盡量靠近凸模。因為塑件的壁 厚的關(guān)系我們可以利用推板。 頂出力應(yīng)作用在塑件剛性和強度最大的部位，如加強筋，壁厚等處。作用面積盡可能大一些，以防止塑件變形和損壞。 為了保證良好的塑件外觀，頂出位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位。將頂桿設(shè)計在塑件的內(nèi)部型腔。 若頂出部位需設(shè)在塑件使用或裝配的基準面上時，對不影響塑件尺寸和使用，一般頂桿與塑件接觸處凹進塑件 ；否則塑件會出現(xiàn)凸起，影響基面的平整。 推出機構(gòu)的類型 推出機構(gòu)按其推出動作的動力來源分為手動推出機構(gòu)、機動推出機構(gòu)、液壓和氣動推出機構(gòu)。其 中常用的是機動推出，主要通過安裝在注射機合模機構(gòu)上的頂桿或液壓缸來完成推出動作。 由于本次設(shè)計的盒蓋內(nèi)側(cè)形狀較為復(fù)雜，且需要內(nèi)側(cè)抽芯，故采用了斜推桿側(cè)抽華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 25 芯機構(gòu)，在推出機構(gòu)工作的過程中斜推桿機實現(xiàn)內(nèi)側(cè)抽芯，有起推件作用。其推出機構(gòu)部分結(jié)構(gòu)如圖 74 所示。 圖 74 塑件脫模機構(gòu) 斜推桿塑件脫模機構(gòu)設(shè)計 斜推桿側(cè)抽芯機構(gòu)中通過推出機構(gòu)采用中心定出形式，主要由推板和滑座組成。斜推桿一端通過滑座與推板相連，接受推板提供的注射機頂桿的推出力，另一端即成形塑件的內(nèi)表面形狀，有推出塑件，即在推出機構(gòu)中斜推 桿相對于推桿。 推板設(shè)計 推板的主要作用是將注射機頂桿的定出力傳遞給推出機構(gòu)，固定斜推板，并保證斜推桿的運動平穩(wěn)。推板結(jié)構(gòu)如圖 75 所示，三維模型如圖 76 所示。 圖 75 推板結(jié)構(gòu)圖 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 26 圖 76 推板 滑座設(shè)計 滑座結(jié)構(gòu)如圖 77 所示。 圖 77 滑座 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 27 復(fù)位桿 本次設(shè)計中推出機構(gòu)的復(fù)位采用復(fù)位桿復(fù)位，復(fù)位桿如圖 78 所示。 圖 78 復(fù)位桿 綜上所述，推出機構(gòu)的裝配如圖 79 所示。 圖 79 推出機構(gòu)裝配效果 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 28 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 導(dǎo)向機構(gòu)的作用 導(dǎo)向合模機構(gòu) 對于塑料模具是必不可少的部分，因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置，所以必須設(shè)有導(dǎo)向機構(gòu)，導(dǎo)柱安裝在動模一邊的稱為正裝，導(dǎo)柱安裝定模一邊的稱為倒裝，通常導(dǎo)柱設(shè)在主型腔周圍。 導(dǎo)向機構(gòu)的主要作用有：定位、導(dǎo)向和承受一定的側(cè)壓力。 定位作用： 為避免裝配時方位搞錯而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確形狀，不至因為位置的偏移而引起塑件壁厚不均。 承受一定的側(cè)壓力的作用： 塑件在注入型腔過程中會產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或由于注射機的精度限制，使導(dǎo)柱工作中承受一定側(cè)壓力的作用。 導(dǎo)向作用： 動、定模合模時 ，首先導(dǎo)向機構(gòu)接觸，引導(dǎo)動定模正確閉合，避免凸模或型芯先進入型腔，產(chǎn)生干涉而壞零件。由于注塑壓力的各向性就會對導(dǎo)柱進行徑向的剪力，導(dǎo)致導(dǎo)柱容易折斷。對型芯和型腔改進后，其的配合可以進行定位。 導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 導(dǎo)柱如圖 710 所示。 圖 710 導(dǎo)柱 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 29 第 8章 側(cè)抽芯機構(gòu)設(shè)計 側(cè)抽芯機構(gòu)概述 在注射模設(shè)計中，當塑件上具有與開模方向不一致的孔或側(cè)壁有凹凸形狀時，除極少數(shù)情況可以強制脫模外，一般都必須將成型側(cè)孔或側(cè)凹的零件做成可活動的結(jié)構(gòu)，在塑件脫模前，一般都需要側(cè)向分型和抽芯才能取出塑 件，完成側(cè)向活動型芯的抽出和復(fù)位的這種機構(gòu)就叫做側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu)。 常見的側(cè)抽芯形式 側(cè)型芯常常裝在滑塊上，這種滑塊機構(gòu)的運動常常有以下這幾種形式： 模具打開或閉合的同時，滑塊也同步完成側(cè)型芯的抽出和復(fù)位的動作。 模具打開后，滑塊借助外力驅(qū)動完成側(cè)型芯的抽出和復(fù)位的動作。 將滑塊設(shè)在定模，在模具打開前，借助其他動力將側(cè)型芯抽出。 側(cè)抽芯機構(gòu)的類型 按照動力來源將其分為手動、氣動、液壓和機動四種類型。其中機動側(cè)抽芯機構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但抽芯不需人工操作，抽芯力較大，具有靈活、方 便、生產(chǎn)效率高、容易實現(xiàn)全自動操作、無需另外添置設(shè)備等優(yōu)點，在生產(chǎn)中被廣泛利用。機動側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)根據(jù)傳動元件的不同，可分為以下幾種： 斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機構(gòu) 彎銷側(cè)抽芯機構(gòu) 斜導(dǎo)槽側(cè)抽芯機構(gòu) 斜滑塊側(cè)抽芯機構(gòu) 斜推桿側(cè)抽芯機構(gòu) 齒輪齒條側(cè)抽芯機構(gòu) 根據(jù)塑件形狀特點可知塑件脫模需要四個方向的側(cè)抽芯動作，故本次設(shè)計采用斜推桿側(cè)抽芯機構(gòu)。 斜推桿側(cè)抽芯機構(gòu)設(shè)計 斜推桿側(cè)抽芯機構(gòu)主要由斜推桿及其導(dǎo)滑零件組成，其中斜推桿在成型過程相當于側(cè)向成型零件，脫模過程中即實現(xiàn)側(cè)抽芯又做推桿推出塑 件。 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 30 斜推桿 斜推桿如圖 81 所示。即使成型零件，有時移動滑塊。 圖 81 斜推桿三維模型 導(dǎo)滑槽 模具設(shè)計中常見的導(dǎo)滑形式如圖 82 所示。 本次設(shè)計中主要采用 T 字型導(dǎo)滑，導(dǎo)滑槽直接開設(shè)在型芯上。 圖 82 常見的導(dǎo)滑形式 綜上所述，整個斜推桿側(cè)抽芯機構(gòu)裝配如圖 83 所示。 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 31 圖 83 斜推桿側(cè)抽芯機構(gòu) 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 32 第 9章 模架設(shè)計 模架概述 模架也稱模體，是注射模的骨架和基體，模具的每一部分都固定在其中，通過它將模具的各個部分有機地聯(lián)系在一起。 我國市場上銷售的標準模 架如圖 91 所示，它一般由定模座板（定模底板）、定模固定板、（又稱定模板）、動模固定板（又稱型芯固定板）、動模墊板、墊塊、動模座板（又稱動模底板）、推板、推桿固定板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、復(fù)位桿等組成。另外，根據(jù)需要還有特殊結(jié)構(gòu)的模架，如點澆口模具、帶脫模板的模架等。 1定模座板 2定模固定板 3導(dǎo)柱及導(dǎo)套 4動模固定板 5動模墊板 6墊塊 7推桿固定板 8推板 9動模座板 圖 91 常見的注射模模架 模架設(shè)計 定模座板 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 33 定模座板主要用于安裝澆口套等零件，并注射機的活動 模板連接在一起，使得注射模的定模部分與注射機連接起來。其結(jié)構(gòu)形式如圖 92 所示。 圖 92 定模固定板 定模板 本次設(shè)計在定模板上直接加工型腔，故又稱定模型腔板，如圖 93 所示。 圖 93 定模型腔板 型芯固定板 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 34 本次設(shè)計型芯通過斜推板固定在如圖 94 所示的型芯固定板上。 圖 94 型芯固定板 墊塊設(shè)計 墊塊的作用是支撐處推出機構(gòu)工作的空間。本次設(shè)計的墊塊，如圖 95 所示。 圖 95 墊塊 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 35 第 10章 注射機的校核 注射參數(shù)的校核 注射壓力的校核 盒蓋的原 料為 PE，所需的注射壓力為： 60～ 100MPa,而所選的注射機壓力為：150MPa，所以注射壓力符合要求。 最大注射量的校核 注射機的最大注射量應(yīng)該大于制品的質(zhì)量或者體積（包括流道及澆口和飛邊），通常注射機的實際注射量最好是注射機的最大注射量的 80%，所以選用的注射機最大注射量應(yīng)滿足公式（ 101）： 澆塑機 ??V （ 101） 其中 360V cm?機 cmV ?塑 32cmV ?澆 ???? ）（故 機V 滿足要求 鎖模力的校核 鎖模力的校核公式如（ 102） KAPF ???鎖 （ 102） P——熔融狀態(tài)時料在型腔內(nèi)的壓力。 K——壓力損耗系數(shù) A——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和。 22 ] [4 mmA ???????? ?經(jīng)計算 KNAKPKNF ????????? 鎖 故所選定的注射機的壓力滿足要求。 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 36 模具與注射機安裝部分相關(guān)尺寸的校核 模具閉合高度的校核 模具閉合高度的長寬尺寸要與注射機模板尺寸將誒拉桿間距相合適。 模具長 模具寬 拉桿面積 模具閉合高度的校核 Hmin——注射機允許的最小模厚 =160mm Hmax——注射機允許的最大模厚 =280mm H——模具閉合高度 = H1＋ A＋ B＋ H2=10+20＋ 32＋ 40＋ 60＋ 20＝ 182mm ∵ Hmin ＜ H＜ Hmax 故滿足 要求。 開模行程校核 注射機的最大行程與模具厚度有關(guān)（入全液壓合模機構(gòu)的注射機），故注射機的開模行程應(yīng)該滿足式（ 103）： S－ (H－ Hmin)＞ H1+ H2＋ (5～ 10) （ 103） S——注射機的最大開模行程，其值為： 180mm H1——頂出距離，其值為： 10mm H2——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，其值為： 58mm ∵ 180－ (182－ 160)＝ 158＞ 10＋ 58＋ 10＝ 78 故滿足要求。 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 37 第 11章 運用 Pro/E軟件進行實體造型 隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域的三維設(shè)計軟件也得到了前所未有的發(fā)展，各種三維 CAD/CAM 軟件系統(tǒng)應(yīng)運而生，各具特色，其中由美國參數(shù)技術(shù)公司開發(fā)的 Pro/Engineer 軟件系統(tǒng)表現(xiàn)得非常突出，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，并作為當今世界機械 CAD/CAM 領(lǐng)域的新標準而得到業(yè)界的認可和推廣。該軟件能將設(shè)計至生產(chǎn)的過程集成在一起，讓所有的用戶同時進行同一產(chǎn)品的設(shè)計制造工作。 Pro/Engineer 第一個提出了參數(shù)化設(shè)計的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決特征的相關(guān)性 問題，使產(chǎn)品的設(shè)計與更改簡易、靈活。 Pro/Engineer 軟件系統(tǒng)囊括了零件設(shè)計、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、 NC 加工、鈑金件設(shè)計、鑄造件設(shè)計、自動量測、機構(gòu)仿真和應(yīng)力分析等多種功能，它的基于特征的方式，能夠?qū)⒃O(shè)計至生產(chǎn)全過程集成到一起，實現(xiàn)并行工程設(shè)計。 Pro/Engineer 采用了模塊方式，可以分別進行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計、板金設(shè)計、加工處理等，這樣可以保證用戶按照自己的需要進行選擇使用。可以說它的出現(xiàn)徹底改變了傳統(tǒng)的 CAD/CAM 作業(yè)方式，大大縮短了用戶開發(fā)產(chǎn)品的時間。 在完成好模具的設(shè)計工作以后， 接下來就運用 Pro/E 軟件對所設(shè)計的模具進行實體造型，在本章節(jié)中，主要介紹的是凹模型腔板（ A 板）的繪制過程， 結(jié)果如圖 111所示 ， 下面將分細節(jié)說明該繪制的整個詳細過程。 圖 111 型腔板 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 38 繪制前的準備工作 單擊主菜單欄 “文件 ”下拉菜單中選擇 “設(shè)置工作目錄 ”命令選項，系統(tǒng)自動彈出“選取工作目錄 ”對話框，如圖 112 所示。選取一個自己方便的目錄，這樣有便于繪制結(jié)束以后查找和裝配。 圖 112 選取工作目錄 創(chuàng)建零件 首先進入零件模式，單擊主菜單欄“文件”下拉菜單中選擇“新建”命令 選項，或者單擊工具欄的 按鈕，系統(tǒng)自動彈出“新建”對話框，如圖 113 所示。在“類型”欄中選取“零件”選項，同時在“子類型”欄中選取“實體”選項，并且在該對話框的名稱文本框中輸入文件的名稱，零件的文件名稱為“ Aban”。不選對話框中的“使用缺省模板”復(fù)選框，即不使用系統(tǒng)的缺省模板，這是由于缺省模版中默認使用的單位是英制單位，不符合國標要求。此時單擊 按鈕后，彈出繪圖單位對話框，選擇（此為以 mm 為單位的模版）圖標，如圖 114 所示，這樣就可以開始零件的繪制了。 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 39 圖 113 新建 圖 114 新文件 選項 選擇草繪平面 在本設(shè)計中，很多的零件都是經(jīng)過 Pro/E 的拉伸功能來實現(xiàn)造型的，在進入了Pro/E 造型的界面以后，在繪圖區(qū)域選擇 TOP 平面，如圖 115 所示，點擊右側(cè)工具欄的草圖工具圖標，如圖 116 所示，就可以在該平面中進行草繪了，也可以，先點草繪工具按鈕，在草繪對話框中選擇草繪平面 (也可以先點拉伸按鈕，再進行草繪 )。如圖 117 所示； 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 40 圖 115 平面選擇 圖 116 草繪工具圖標 圖 117 草繪對話框 繪制【拉伸】截面 為草繪選擇好平面以后。就可以開始進行草繪了，本設(shè)計選擇選擇的基準面是以 TOP 作為草繪參照平面，所以在 TOP 平面中繪制如圖 118 所示的截面輪廓，需要注意的是尺寸間的約束，要保證截面的完整，即輪廓線要閉合，否則無法拉伸。在確定繪圖正確以后單擊工具箱右下方的 “ ”按鈕確定進入拉伸深度的設(shè)定界面。 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 41 圖 118 繪制拉伸截面 設(shè)定【拉伸】深度 在上一步點 “ ”以后出現(xiàn)指定拉深深度菜單，設(shè)定特征的拉深深度，其拉深方向為圖中實心箭頭指示的方向。如圖 119 所 示，在信息輸入窗口中輸入特征產(chǎn)生的深度值，然后按回車鍵確定。此時我們可以點擊 按鈕進行預(yù)覽，確定無誤以后點擊 按鈕確定。要拉伸的零件（主板塊）就可以成型了，如圖 1110 所示?？梢詥螕糁鞴ぞ邫谏系陌粹o “ ”，使模型顯示在圖形區(qū)。 圖 119 拉伸深度輸入框 圖 1110 預(yù)覽 華中科技