【正文】 42 定模小型芯加工工序 定模小型芯的外形大致為圓柱， 毛坯同樣采用鍛件，其加工工藝如表 9。 41 表 7 中部型芯加工工藝 序號 工序名稱 工序內(nèi)容 1 備料 毛坯尺寸 6530?? 2 熱處理 退火： HB180～ 220；調(diào)質(zhì)： HRC28～ 32 3 車削 車 25? 外圓 到要求；并車0 ?? 外圓到要求 4 電火花 加工出型 芯頭部各成型表面到要求 5 平面磨削 將其與動模大型芯裝配后磨平 大端底面到要求 6 鉆削 與大型芯裝配后配鉆出 4? 圓柱銷釘 孔到要求 7 鉗工 打磨成型表面 到 圖樣 要求 整體式凹模加工工藝 整體式凹模的坯料是直接從定制的標(biāo)準(zhǔn)模架上取下的 A 板，其加工工藝如表 8。 表 6 動模大型芯加工工藝 序號 工序名稱 工序內(nèi)容 1 備料 毛坯尺寸 160 145 48 2 熱處理 退火： HB180～ 220；調(diào)質(zhì)： HRC28～ 32 3 銑削 銑 毛坯 上下表 面，到尺寸 4 平面磨削 磨上下面到尺寸0 ? 到要求 5 數(shù)控銑 ① 鉆中 間孔 ?? 為 ? 鉆通 ；并鉸孔到要求，鉸孔深度為 7； ② 鉆推桿孔 ??? 鉆通 ，并鉸孔至符合要求，鉸孔深度為16； ③ 銑頂面周邊 的 圓角 ?R 到要求，銑削深度為 8； ④ 工件翻面，擴(kuò) 中間 19? 孔 和 26? 孔到要求； ⑤ 鉆 59 ?? 推桿孔到要求，深度為 30；并鉆 83 M? 底孔到要求； 6 線切割 切割 側(cè) 邊外形到符合要求 7 電火花 打 頂面周邊 9個凹槽到要求 8 鉗工 ① 劃線，鉆 5個 8? 水孔到要求； ② 攻絲，攻水孔端口 103 M? 螺紋絲到要求；并攻 83 M? 絲孔到要求； ③ 用砂紙打磨成型表面和線切割表面，達(dá)圖樣要求。 動模大型芯加工工藝 動模大型芯的外形大致為三角形， 其坯料選用鍛件，外形為 長 方形。 最終的模具結(jié)構(gòu)如下爆炸圖所示。 如下圖所示。 各模板尺寸及澆口套定位圈的布置如下圖 反映。 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。 Pro/E 開啟后，新建一個 EMX 項目組件 后 ， 就 進(jìn)入了模架生成環(huán)境 （實質(zhì)是組件環(huán)境），在這個環(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 。 37 圖 24 分模爆炸圖 最后，根據(jù)設(shè)計要求（模具定模部分做成整體式，動模做成大型芯用固定板固定），還要對分出的模具元件進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)修改。 之后根據(jù)理論計算出的澆注系統(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。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 分割成多個體積塊，分割 時的 順序為： ① 定模 小 型芯分型面 ② 主分型面 ③ 中部型芯分型面 。 圖 21 主分型面生成 之后經(jīng)過多次的拉伸、合并命令，創(chuàng)建出中部型芯和定模小型芯的分型面。 單擊 圖標(biāo) ，設(shè)置調(diào)入 2個衣架模型 (在此要保證黃色箭頭方向為開模方向 )，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 功能 創(chuàng)建出長方形工件 毛坯 （ 300 450 85） ，結(jié)果如 下 圖 20 所示 。 衣架的分模 步驟 衣架模型創(chuàng)建好后，就可以用 Pro/E 對其進(jìn)行分模了。 圖 18 方孔 切出 當(dāng)拉伸出方形孔特征后，再適當(dāng) 對方形孔 倒圓角，然后再 對孔的拉 伸特征和圓角特征 組成一個組，就可以對該組特征進(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)動尺寸，并在驅(qū)動方向 2中輸入陣列間距 ， 34 在陣列個數(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） 。 33 圖 17 塑件大致外形 下一步就是拉伸切除出方形孔， 因為該衣架上的陣列方形孔的長度是呈線性遞減的，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 控制方形孔長度方向形狀 變化 的作用。 7 模具的建模過程 下面將利用 Pro/ 三維軟件 的 零件模塊 對三角衣架進(jìn)行實體建模，和用 制造 — 模具型腔模塊 對塑件模型 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。 開模行程的校核 模具的開模行程 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 。 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。 32 安裝部分相關(guān)尺寸的校核 ①模具平面尺寸 模具長 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方向穿過拉桿間的空間安裝在注射機(jī)上。 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 。 ②單邊流道凝料在分型面上的的投影面積 澆A 。 注射壓力的校核 查有關(guān)模具設(shè)計手冊可知， ABS 成型厚壁塑件時所需的注射壓力為 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。 顯然 22 ??? 注射機(jī)標(biāo)稱注射量cmV 。 6 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 注射量的校核 通過上面的計算，澆 注系統(tǒng)的尺寸已經(jīng)確定，現(xiàn)在就可以對注射量進(jìn)行校核了。 圖 15 定模水路布置 圖 16 動模水路布置 31 為了防止漏水，水路在穿過兩模板之間應(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 。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。 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 因為平均水溫為 ? ,查表可得 ?f （按插值法確定） ,則有： ChmkJChmkJd vfh ?? ??????????? /()/( )()( ?7） )計算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積 A 2242 mmhWQA S ??????? ???????? ? 8）計算模具所需冷卻水管的總長度 L mmmmdAL ????? ? 9）冷卻水路的根數(shù) x 設(shè)每條水路的長度為 300mm，則冷卻水路的根數(shù)為 ： 根根 ??? lLx 分析可知，計算 結(jié)果顯然不符合實際， 實際當(dāng)中，水路的布置往往受模具結(jié)構(gòu)和塑 30 件形狀的影響 。 3） 計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 ??? 。 由此得每小時注射的次數(shù)： N=(3600/20)次 =180 次。 冷卻系統(tǒng)計算 1）單位時間內(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間 st ?冷 ， 通過所選注射機(jī)注射量查表確定 注 射 時 間 ?注t ， 取 脫 模 時 間 ?脫t 。 圖 14 推桿的 布置 模具冷卻系統(tǒng)的計算 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? 。配合長度一般為直徑的 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 相對于固定板是浮動的，各尺寸關(guān)系的確定 如圖 13 所示。 本設(shè)計采用推桿固定板固定，同時，因為頂桿與塑件接觸處均為平面，并無特定的方向，所以推桿無須設(shè)置止轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。 若推桿材料選 T8A，于是根據(jù)強度條件有： ? ? 279544 ??? ??? 壓??n Fd 所以 mmd 4? 能滿足要求。顯然這是滿足要求的。 ①圓 形推桿直徑的估算 由公式得： mmmmnE FLkd ) 27 95120()( 4152412 ??? ???? 其中，安全系數(shù) ?k ； 推桿長度 mmL 120? （ 初步 估算值）； 27 F 為單模腔總脫模力，為 2795N； 推桿數(shù)量 n=9； 推桿材料的彈性模量 MPaE ?? 。 注意：因為此處型芯對應(yīng)的塑件部位也有通孔，所以 A=0。 （ 2） 中部小型芯脫模力計算 中部小型芯大端脫模處的直徑為Φ 14mm， 因為 214 ???? tr? ，此處視為圓形厚壁塑件。 L 是被包型芯的長度（ mm），為 mmmmL 10212 ??? ； 26 ? 是脫模斜度，此處 0?? ； f 是 ABS 材料與鋼材的摩擦系數(shù)， ?f ； ? 是塑料泊松比， ?? ； 2K 一個無因次數(shù)， ?? co ssin12 fK ?? 。 所以等效矩形的另一邊長為 ??? 三A 已知量求出后，現(xiàn)在就可以用公式進(jìn)一步估算脫模力了。因三角形 轉(zhuǎn)換成矩形較合理，現(xiàn)按照面積的等效轉(zhuǎn)換將三角形轉(zhuǎn)換成矩形。 脫模力的計算 塑件在模具中冷卻定型時，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， 若 制件不帶通孔， 脫模時還要克服大氣壓力。 本設(shè)計采用推桿推出機(jī)構(gòu)實現(xiàn)塑件脫模。 ③ 結(jié)構(gòu)合理可靠，便于制造和維護(hù) 和能獲得良好的塑件外觀 。脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計一般遵循以下原則： ① 塑件滯留于動模 側(cè) ，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。 所以，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值，現(xiàn)確定導(dǎo)柱長度 為 72mm。 圖 12 模板各尺寸 導(dǎo)柱長度確定 根據(jù)導(dǎo)柱工作部分長度至少應(yīng)比型芯端面高出 6～ 8 mm，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用。） 而 C板的厚度 可按照單邊與推板間距為 2mm 確定，所以可得 58mm。 C 板高度尺寸可按：墊塊 =推出行程 +推桿固定板厚度 +推板厚度 +（ 510）mm=16+20+25+（ 510） mm=(6671)mm,初步選定 C為 70mm。 B 板為動模固定板， 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值取為 35mm。 A 板為定模固定板，由上面的理論計算求得型腔底部厚度為 31mm，而凹模的深度是 12mm，考慮到該處的強度和在模板上還要開設(shè)冷卻水道，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值取 A板厚度為 50mm。 故現(xiàn)決定采用 FUTABA_2P 標(biāo)準(zhǔn)中 型號 為 SA 型標(biāo)準(zhǔn)模架， 規(guī)格為 W L=300 450mm。 ② 復(fù)位桿在長度方向的間距須滿足：mmmmdLl t 37030253153039。2 ????? ，查FUTABA_2P 標(biāo)準(zhǔn) 可取得 mmW 1802 ? ，對應(yīng)標(biāo)注模架寬度W=300mm。 LW? ） 大約 為 154mm 315mm。 模架的確定 在 此 之前已經(jīng)確定型腔數(shù)目為兩腔和布置形式為直線型， 再根據(jù)上面計算出的型腔側(cè)壁厚度便可 確定塑件在分型面上所占的寬和長（ 39。 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 因為 FUTABA（福踏板） 模架庫比較豐富 ，而且被廣泛使用 ，所以本設(shè)計中， 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇以 現(xiàn)在比較流行的 FUTABA_2P 為 標(biāo)準(zhǔn) 。 這樣，動模墊板厚度可減少為： mmmmTnT 34341 ??????????????? ?? 最后，考慮到 2 支承柱的布置位置還會 受到模具結(jié)構(gòu)影響，其作用位置不一定就是動模墊板變形最大處。 mmA ? 兩個型芯的面積就為： 2239。模具型腔內(nèi)的壓力在上面的計算中已取為 30MPa。 因此，實際設(shè)計中也要保證 mmT 31? 。 ?????????? ?? ???????????? ? 式中 ? ?? ?? ? 1/32 / 4439。 在實