【正文】 51 / 52。經(jīng)過這次設(shè)計(jì)我體會頗深的是：踏實(shí)、勤奮、自信，這對我以后的生活定會有很大的啟發(fā)和幫助。從本次設(shè)計(jì)中學(xué)到的不僅僅是設(shè)計(jì)一副注射模具，我們做人做事一定要以動態(tài)的眼光，不拘一格，考慮全局。同時，接觸到了更廣更深的知識，進(jìn)一步熟練了AUTOCAD,WORD,PPT等各軟件，并初步掌握了如何使用Pro/ENGINEER三維繪圖軟件。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請教工廠中極具經(jīng)驗(yàn)的模具設(shè)計(jì)人員和工人師傅以及各位老師有關(guān)模具方面的問題，特別是模具在實(shí)際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具的認(rèn)識有了一個質(zhì)的飛躍。 結(jié)束語一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)已接近尾聲，通過對壓蓋塑料成型模具的設(shè)計(jì)，對常用塑料在成型過程中對模具的工藝要求有了更深一層的理解，掌握了塑料成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算方法，對獨(dú)立設(shè)計(jì)模具具有了一次新的鍛煉。為了便于做動畫，一定要在裝配時先由各子裝配再組成總裝配，其中子裝配就是在動畫中要求一起運(yùn)動的零件所組成的裝配，本設(shè)計(jì)中定義了兩個子裝配，分別為定模和動模，這樣可以很方便的定義開模、頂出及合模的動作，且能保證運(yùn)動步調(diào)的一致性。本設(shè)計(jì)的裝配圖如圖101所示：圖101 裝配窗口Fig. 101 the Window of Assembly Pro/ENGINEER運(yùn)動仿真設(shè)計(jì) Pro/ENGINEER對裝配完的組件可以進(jìn)行動畫演示，依次對模具的開合及運(yùn)動情況進(jìn)行分析。進(jìn)行制件三維造型時，多在零件模式下，使用文件→新建菜單命令新建一個工作文件。（4）工程圖模式：在此模式下可創(chuàng)建一個零件或裝配尺寸標(biāo)注的二維模型。（2）零件模：在此模式下可創(chuàng)建一個三維模型。創(chuàng)建零件時系統(tǒng)會根據(jù)所選取的模式，自動給模型增加擴(kuò)展名，當(dāng)打開模型時，可以過濾出模型的擴(kuò)展名。 Pro/ENGINEER模具設(shè)計(jì)流程（1）在零件和組件模式下，對原始塑料零件（模型）進(jìn)行三維建模；（2）創(chuàng)建模具模型，它包括以下兩個部分工作： 1）根據(jù)原始塑料零件定義參照模型；2）定義模具坯料；（3）在參照模型上進(jìn)行拔模檢測，以確定它是否能順利脫模；（4）設(shè)置模具模型的收縮率；（5）定義分型面；（6）定義體積塊，以將模具分割成單獨(dú)的元件；（7）抽取模具體積塊，以生成模具元件；（8）增加澆口、流道和水線作為模板特征；（9）填充模具型腔，以創(chuàng)建制模；（10）創(chuàng)建鑄件；（11）定義開模步驟；（12）使用塑料顧問功能模塊執(zhí)行模流分析；（13）估計(jì)模具的初步尺寸并選取合適的模座；（14）模座的相關(guān)設(shè)計(jì)；（15）模具的工程圖制作，包括對推出系統(tǒng)、水線等進(jìn)行布局。在模座設(shè)計(jì)模塊（Expert Boldface Extension）中，用戶可以將模具元件直接裝配到標(biāo)準(zhǔn)或是定制的模座中，對整個模具進(jìn)行更完全更詳細(xì)的設(shè)計(jì)，從而大大的縮短了模具的研發(fā)時間。在模具設(shè)計(jì)模塊（Pro/MOLDESIGN）中，用戶可以創(chuàng)建、修改和分析模具元件及其組件，并可根據(jù)設(shè)計(jì)模型中的變化對它們快速更新。（7）尺寸參數(shù)化：尺寸為可變的參數(shù)，修改尺寸后立即重新產(chǎn)生實(shí)體模型，讓設(shè)計(jì)改變不在是設(shè)計(jì)者的夢魘。（5）易于使用：使用下拉式功能菜單以及圖形按鈕等直接操作方式，而且大部分選項(xiàng)都可以右擊在快捷菜單中找到，并可直接在模型上設(shè)置。（3）以特征為基礎(chǔ)的參數(shù)式模型結(jié)構(gòu)：“特征”指利用較高級的組成像素來生產(chǎn)具有工程意義的組件，如倒圓角、薄殼、鉆孔等。（2）單一數(shù)據(jù)庫：全相關(guān)性Pro/E設(shè)計(jì)的理念是從3D實(shí)體模型產(chǎn)生2D工程圖，并且自動標(biāo)注相關(guān)尺寸。該軟件在工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、加工制造、有限元分析、功能仿真以及關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理等方面都有著廣泛的應(yīng)用，是當(dāng)今優(yōu)秀的三維實(shí)體建模軟件之一。由于電加熱清潔、結(jié)構(gòu)簡單、可調(diào)節(jié)范圍大，所以在該模具應(yīng)用電加熱。而且流動性能為中性，同時在注射時模具溫度要求為50～70度，所以該模具必須加熱。而且在冷卻系統(tǒng)內(nèi)，各相連接處應(yīng)保持密封，防止冷卻水外泄。這樣做同時可實(shí)現(xiàn)盡量降低入水與出水的溫度差的原則?？傊?，要做到優(yōu)質(zhì)、高效率生產(chǎn)，模具必須進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。因壓蓋使用的塑料是ABS，要求模溫高，若模具溫度過低則會影響塑料的流動性，增加剪切阻力，使塑件的內(nèi)應(yīng)力較大，甚至還出現(xiàn)冷流痕、銀絲、注不滿等缺陷。（1）低的模具溫度可降低塑件的收縮率；（2）模具溫度均勻、冷卻時間短、注射速度快，可降低塑件的翹曲變形；（3）對結(jié)晶性聚合物，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定，避免后結(jié)晶現(xiàn)象，但是將導(dǎo)致成型周期延長和塑件發(fā)脆的缺陷；（4）隨著結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶度的提高，塑件的耐應(yīng)力開裂性降低，因此降低模具溫度是有利的，但對于高粘度的無定型聚合物，由于其耐應(yīng)力開裂性與塑料的內(nèi)應(yīng)力直接相關(guān)，因此提高模具溫度和充模，減少補(bǔ)料時間是有利的；（5）提高模具溫度可以改善塑件的表面質(zhì)量。圖82 導(dǎo)套Fig. 82 guide bush9溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質(zhì)量如收縮率、翹曲變形、耐應(yīng)力開裂性和表面質(zhì)量等，并且對生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用，在注射過程中，冷卻時間占注射成型周期的約80%，然而，由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具溫度的要求有盡相同，因此，對模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化分析在一定程度上決定了塑件的質(zhì)量和成本，模具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件質(zhì)量，而模具溫度的高低取決于塑料結(jié)晶性，塑件尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要求以及其它工藝條件如熔料溫度、注射速度、注射壓力、模塑周期等。本設(shè)計(jì)選用的導(dǎo)柱直徑D為25mm，d為20mm，長度L根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)取L為100mm，L1為25mm，S為4mm。 本設(shè)計(jì)中注射模具屬于簡單模具，而且是大批量生產(chǎn)，所以在動定模之間的導(dǎo)向可以采用標(biāo)準(zhǔn)型A型導(dǎo)柱（GB/T ），導(dǎo)柱直接與導(dǎo)向孔配合，其結(jié)構(gòu)如圖81所示。導(dǎo)柱滑動部分按H8/f8間隙配合。球形先導(dǎo)部分因制造費(fèi)時，一般很少采用；（4）導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證具有足夠的抗彎強(qiáng)度；（5）導(dǎo)柱的常見安裝方式為：導(dǎo)柱尾部通常應(yīng)埋入模板內(nèi)，固定部分按H7/m6過渡配合。對于要求不高的模具，也可不加油槽；（2）導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面的高度高出6~8mm，以免在導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向之前凸模先進(jìn)入型腔相碰而損壞。（1）導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式。對于小型模具，無論圓形或是矩形，通常只用兩個直徑相同且對稱分布的導(dǎo)柱；（3）由于塑件通常留在動模，所以為了便于脫模導(dǎo)柱通常留在定模。（1）導(dǎo)向零件應(yīng)合理的均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。導(dǎo)向、定位機(jī)構(gòu)主要用如下功能： （1）定位作用：為避免模具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的形狀，不會因?yàn)槲恢玫钠贫鹚芗诤癫痪?；?）導(dǎo)向作用：動定模合模時，首先導(dǎo)向機(jī)構(gòu)接觸，引導(dǎo)動定模正確閉合，避免凸模或型芯先進(jìn)入型腔，以保證不損壞成型零件；（3）承受一定的側(cè)壓力：塑料注入型腔過程中會產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或由于注射機(jī)精度的影響，使導(dǎo)柱在工作中承受了一定的側(cè)壓力。導(dǎo)向、定位機(jī)構(gòu)是保證動模與定模合模時正確定位和導(dǎo)向的重要零件通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，主要零件包括：導(dǎo)柱和導(dǎo)套，有的不用導(dǎo)套而在模板上鏜孔代替導(dǎo)套，稱為導(dǎo)向孔。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)定位精度不高，不能承受大的側(cè)壓力。具體結(jié)構(gòu)如下圖7—2所示：圖7－2 模架Fig. 72 mould bases8合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 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(jī)構(gòu)，其主要作用是在工作過程中定位、導(dǎo)向并承受一定的側(cè)壓力。當(dāng)然選用模架時要考慮到塑件的成型、流道的分布形式以及頂出機(jī)構(gòu)的形式，有抽芯的還要考慮滑塊的大小等等因素。本設(shè)計(jì)采用推件板頂出機(jī)構(gòu)，其推桿可以替代復(fù)位桿，具有復(fù)位桿的作用。復(fù)位用彈簧為防止彈簧扭斜，應(yīng)在彈簧內(nèi)孔中裝定位桿，或?qū)椈芍苯犹自陧敵鲈驈?fù)位桿上。（3）彈簧復(fù)位：它是利用彈簧被壓縮后產(chǎn)生的恢復(fù)彈力使脫模系統(tǒng)復(fù)位。（1）復(fù)位桿復(fù)位：一般的塑料模具中均采用復(fù)位桿復(fù)位，復(fù)位桿的工作端面頂在定模的固定板上，由于定模固定板沒有熱處理，為防止在模具工作中復(fù)位桿將定模固定板頂出凹坑，一般在固定板上鑲?cè)氪慊饓|塊，復(fù)位桿的另一工作面與固定頂桿的頂出固定板相連，在模具閉模時，由復(fù)位桿推動頂桿固定板,帶動頂桿回程。脫模過程如圖71所示： a b c d e f圖71 脫模機(jī)構(gòu)Fig. 71 The Organization of Take off Mold脫模機(jī)構(gòu)將塑件脫模后，在進(jìn)行下一次成形前，除推板脫模機(jī)構(gòu)以外，必須先行回到初始位置，尤其是有側(cè)向分型的模具，頂桿與側(cè)向抽出型芯之間會相互干擾，這就更要求頂出機(jī)構(gòu)必須在閉模前回到初始狀態(tài)。本設(shè)計(jì)所選的注射機(jī)的開模力為30 kN，故符合要求。要確定將塑件從型芯上脫下的摩擦阻力，應(yīng)首先確定塑件收縮時對型芯的正壓力。此外尚需克服機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動的摩擦阻力及塑料和鋼材之間的粘附力。 塑件在模具冷卻定型時，由于體積收縮，其尺寸逐漸縮小，而將型芯或凸模包緊，在塑件脫模時必須克服這一包緊力。（1）塑件的結(jié)構(gòu)、形狀、大小、壁厚；（2）塑料的性能，如塑料在脫模溫度下的彈性模量E、泊松比181。使塑件從模具上脫出來的機(jī)構(gòu)稱脫模機(jī)構(gòu)或稱頂出機(jī)構(gòu)脫模機(jī)構(gòu)的動作方向與模具的開模方向是一致的。（3）力求良好的塑件外觀：頂出塑件的位置應(yīng)該盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)ν庥^影響不大的部位，以免損傷塑件外觀。首先要正確分析塑件對型腔或型芯的附著力的大小以及所在的部位，有針對性地選擇合適的脫模方法和脫模位置，使頂出重心和脫模阻力中心相重合。（1）塑件滯留于動模：模具開啟后應(yīng)以使塑件及澆口凝料滯留于帶有脫模裝置的動模上，以便模具脫模裝置在注射機(jī)頂桿的驅(qū)動下完成脫模動作。順序脫模機(jī)構(gòu)又包括彈簧順序脫模機(jī)構(gòu)、拉鉤順序脫模機(jī)構(gòu)、滑塊順序脫模機(jī)構(gòu)、導(dǎo)柱順序脫模機(jī)構(gòu)。簡單脫模機(jī)構(gòu)包括頂桿脫模機(jī)構(gòu)、頂管脫模機(jī)構(gòu)、推板脫模機(jī)構(gòu)、活動鑲件或凹模脫模機(jī)構(gòu)、多元件綜合脫模機(jī)構(gòu)和氣動脫模機(jī)構(gòu)等種類。頂出是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，頂出質(zhì)量的好壞將最后決定制品質(zhì)量，因此，制品的頂出是不可忽視的。7脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模架的選擇 在注射成型的每一環(huán)節(jié)中，塑件必須由模具型腔中脫出，脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)，或頂出機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)采用的組合式圓形型腔，當(dāng)型腔側(cè)壁受高壓塑料熔體作用時，其內(nèi)半徑增長量為，因此在側(cè)壁和底之間產(chǎn)生一縱向間隙，間隙過大將會發(fā)生溢料。（2）從保證制品精度條件出發(fā)塑料制件均有尺寸要求，某些部位的尺寸常要求較高的精度，這就要求模具型腔有很好的剛度，即塑料注入時不產(chǎn)生過大的彈性變形。對大型模具應(yīng)以剛度計(jì)算為主；對小型模具則以強(qiáng)度計(jì)算為主。型腔的變形，不但影響塑件的尺寸精度，還可能使拼合處產(chǎn)生間隙，形成溢料飛邊，變形過大，甚至?xí)绊懰芗捻樌撃?。成型零件工作尺寸的?jì)算有按平均收縮率計(jì)算和按公差帶計(jì)算兩種方法，本設(shè)計(jì)采用按平均收縮率計(jì)算成型零件的工作尺寸。（2）成型零件的磨損。如下圖所示：圖6－2 大型芯Fig. 62 big core圖6－3 小型芯Fig. 63 small core所謂工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形或異形型芯的長和寬），型腔和型芯的深度尺寸、中心距尺寸等。對于形狀復(fù)雜的型芯，為了便于機(jī)械加工，其本身也可做成拼合的形式，這時應(yīng)注意其結(jié)構(gòu)的合理性。因本設(shè)計(jì)采用一模兩腔，加工較為復(fù)雜，故采用整體嵌入式凹模，如圖6—1所示：圖6－1 凹模Fig. 61 cavity凸模是用于成型塑件內(nèi)表面的零件，又稱型芯。（4）大面積鑲嵌組合式凹模，可使加工及熱處理簡單。（2）整體嵌入式凹模，可節(jié)約模具材料，降低成本。因小型制件的排氣量不大，且模具設(shè)置有較多的頂桿，可以利用頂桿的配合間隙和分型面的間隙排氣，故不設(shè)排氣槽，這樣大大簡化了模具的結(jié)構(gòu)。（1）利用分型面上的間隙排氣；（2）利用型芯與模板孔之間的配合間隙排氣；（3）利用頂桿運(yùn)動間隙排氣； （4）開設(shè)排氣槽。在充模速度大、溫度高、物料粘度低、注射壓力大和塑件壁厚較厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會滲入塑件內(nèi)部，造成氣孔、組織疏松等缺陷。 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)排氣是注射模具設(shè)計(jì)中不可忽視的問題。設(shè)計(jì)時應(yīng)首先根據(jù)塑料的性能和制品的使用要求確定型