【正文】 合式型芯、小型芯等結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)加工效率高，裝拆方便，容易保證形狀和尺寸精度。整體嵌入式凹模，單個(gè)型腔和型芯采用單獨(dú)加工（機(jī)械加工、冷擠壓、電加工等方法）的加工 [23]。所以整體式凹、凸模結(jié)構(gòu)常用于形狀簡(jiǎn)單的單個(gè)型腔中、小型模具或工藝試驗(yàn)?zāi)＞摺? 凹模結(jié)構(gòu)分為整體式凹模、整體嵌入式、組合式等結(jié)構(gòu)，整體式凹模結(jié)構(gòu)模具強(qiáng)度好、牢固 、不易變形，不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。因此，成型零件不僅要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，而且還要有合理的結(jié)構(gòu)，較高強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性 [22]。 21 圖 216 凸模 圖 217 凹模 22 凹模和凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 構(gòu)成塑料模具模腔的零件統(tǒng)稱成型零部件。 并且，在創(chuàng)建分型面的過(guò)程中，由于本人十分喜愛(ài)延伸命令，結(jié)果導(dǎo)致分型失敗，因?yàn)檠由烀钊羰窃谕磺嫔涎由斓膬蓚€(gè)曲面，那么這兩個(gè)曲面是無(wú)法合并的，并且會(huì)產(chǎn)生間隙導(dǎo)致分型失敗。 在實(shí)際設(shè)計(jì)中，不可能全部滿足上述原則，一般應(yīng)抓住主要矛盾，在此前提下確定合理的分型面。 有利于澆注系統(tǒng)的合理處置。 不妨礙制品脫模和抽芯。因分型面不可避免地要在制件中留下溢料痕跡或接合縫的痕跡，故分型面最好不選在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。這時(shí)可將型芯和凹模的主要部分都設(shè)在動(dòng)模邊，利用頂管脫模，當(dāng)制件的孔內(nèi)有管件（無(wú)螺紋連接）的金屬嵌中時(shí)，則不會(huì)對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力。 圖 27 分型面 分型面設(shè)計(jì)原則 選擇分型面時(shí)，應(yīng)考慮的基本原則： 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 當(dāng)已經(jīng)初步確定塑件的分型方向后分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處，即通過(guò)該方向塑件的截面積最大，否則塑件無(wú)法從形腔 中脫出。有合模對(duì)中錐面的分型面，分型面自然也是曲面。注射模有一個(gè)分型面或多個(gè)分型面，分型面的位置，一般垂直于開(kāi)模方向。 澆口位置選取在平板電腦外殼外表面頂面中心位置，以保證型腔內(nèi)塑料的流動(dòng)最佳，以保證型腔內(nèi)塑料的流動(dòng)狀況最佳，并獲得恰當(dāng)?shù)某淠ＰЧ妥畲蟮闹破窂?qiáng)度。而點(diǎn)澆口的進(jìn)料口設(shè)在弄腔底部，排氣順暢，成 型好，點(diǎn)澆口拉斷后，僅在塑件上留下很小痕跡，不影響塑件的外觀質(zhì)量。潛伏澆口的進(jìn)料口設(shè)在塑件內(nèi)側(cè)時(shí)，脫模時(shí)，推桿將流道與塑件分別推出的同時(shí)，推桿切斷進(jìn)料口，可實(shí)行注射機(jī)的全自動(dòng)操作，但是，隧道斜也的加工較困難。其優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)口可隨意選擇進(jìn)料位置，澆口的深度及寬度在試模后根據(jù)需要可加深或加寬。 澆口的位置選擇原則：盡量縮短流動(dòng)距離，流道彎折少，流動(dòng)毗合適；盡可能開(kāi)設(shè)在塑件的厚壁外；盡量減少或避免熔接痕、增加熔合強(qiáng)度及避免熔接痕位于塑件的載荷集中處；應(yīng)盡量有相于型腔中氣體的排除；考慮熔體取向作用的影響與適時(shí)利用；產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)；注意澆口的去除及其痕跡對(duì)塑件外觀質(zhì)量的影響；應(yīng)有得 于熔體在腔內(nèi)的流動(dòng)；應(yīng)避免沖擊使型芯或嵌件移位或變形 [19]。澆口的主要作用如下：熔體充模后，首先在澆口處凝固，當(dāng)注射機(jī)螺桿抽回時(shí)可防止熔體向流道回流；熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時(shí)會(huì)產(chǎn)生摩擦熱，使熔體升溫，有助于充模。除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面積最小的部分，它使塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，以得于迅速充滿型腔，同時(shí)還起封閉型腔防止熔體倒流的作用，并在成型后使?jié)部谀吓c塑件易于分離。由于本設(shè)計(jì)采用一模一腔，因此不需要設(shè)計(jì)分流道。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。 12 流道及澆口設(shè)計(jì) 主流道設(shè)計(jì) 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。 澆注系統(tǒng)的模具工作表面應(yīng)達(dá)到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中澆口應(yīng)有 IT8 以上的精度要求。 澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔布置綜合考慮澆注系統(tǒng)的分布形式與型腔的排布密切相關(guān)，應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)盡可能保證在同一時(shí)間內(nèi)塑料熔體充滿各型腔，并且使型腔及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積總重心與注射 機(jī)鎖模機(jī)構(gòu)的鎖模力作用中心相重合，這對(duì)于縮模的可靠性及縮模機(jī)構(gòu)受力的均勻性都是不利的。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免塑料熔體直沖細(xì)小型芯和嵌件，以防止熔體沖擊力使細(xì)小型芯變形或使嵌件位移。因此，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意與模具的排氣方式相適應(yīng)，使塑件獲得良好的成型質(zhì)量。 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)有利于良好的排氣。澆注 系統(tǒng)作為充填型腔的流動(dòng)通道，要求流經(jīng)其內(nèi)的塑料熔體熱量損失及壓力損失減小到最低程度，以保持較理想的流動(dòng)狀態(tài)及有效地傳遞最終壓力。對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循如下基本原則： 11 了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動(dòng)特性。 在塑料熔體填充及凝固的過(guò)程中，將注射壓力有效地傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得形狀完整、內(nèi)外在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑料制件。 普通流道的組成及作用 普通流道的澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類型。其作用是將塑料熔體充滿型腔，并將注射壓力傳遞到模腔的各個(gè)部位，以獲得組織致密、外形清晰、表面光潔和尺寸精確的塑件。 圖 24 拔模斜度分析結(jié)果 10 通過(guò)上述分析，可以得出外殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為合理，壁厚均勻，拔模斜度適當(dāng)，選用的材料成型工藝性好，可能進(jìn)行注射工藝操作。 （ 3） 拔模斜度分析 塑件在模塑成型過(guò)程中，塑料從熔融狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)，將會(huì)產(chǎn)生一定量的尺寸收縮，從而使塑件緊緊地包在模具型芯和型腔中凸起的部分上，為此必須考慮內(nèi)外壁有足夠的拔模斜度 [14]。 按照上述公式，前殼的最小壁厚為 Smin= ()=。塑料制品規(guī)定有最小厚度值，熱塑性塑件的最小壁厚計(jì)算公式為 Smin=() 式中 Smin—— 塑料的最小壁厚， mm。 （ 1） 模型的質(zhì)量屬性 外殼的材料為 ABS，其密度在 ，因此選取密度為 g/cm3[13]，在 Pro/ 軟件中對(duì)其分析如圖所示，得出外殼的的體積為 cm3曲面面積為 ,質(zhì)量為 。 外殼上表面和側(cè)面有孔，但是不需要側(cè)抽芯，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 7 2 基于 Pro/e 的平板電腦殼體的注塑模具總體方案設(shè)計(jì) 平板外殼的結(jié)構(gòu)特征和成型工藝分析 塑件結(jié)構(gòu)分析 平板電腦外殼的三維模型如圖所示。模具的設(shè)計(jì)技術(shù)在我國(guó)制造業(yè)中占據(jù)著重要的地位。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低 , 已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志 , 因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力 [12]。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展 , 數(shù)字化、信息化模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)和數(shù)控加工機(jī)床已普遍采用 , 模具產(chǎn)業(yè)正處于高速發(fā)展階段 [11]。應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)， 對(duì)注塑成型模具進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，并對(duì)模具設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行定量計(jì)算和數(shù)值分析；對(duì)整個(gè)注射過(guò)程進(jìn)行工藝仿真分析，預(yù)測(cè)產(chǎn)品可能出現(xiàn)的缺陷，對(duì)于存在的問(wèn)題在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段予以解決 [710]。隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑料制品在航空、航天、電子、機(jī)械、船舶和汽車等工業(yè)部門的廣泛應(yīng)用，產(chǎn)品對(duì)模具的要求越來(lái)越高。近年來(lái) , 對(duì)模具技術(shù)的探索和研究取得了可喜的成績(jī)。 意義：模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè) , 是“百業(yè)之母” ,是永不衰亡的行業(yè) , 模具工業(yè)的發(fā)展水平標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力 [5]。 研究目的及意義 目的：以平板電腦殼體這一現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品，設(shè)計(jì)一副能夠生產(chǎn)所給塑料、滿足產(chǎn)品表面質(zhì)量和制造精度要求的塑料模具。應(yīng)用 Pro／ E 機(jī)械自動(dòng)化軟件建立模具模型為模具制造提供必備的圖紙、為后序的 CAE、 CAM 提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，是模具設(shè)計(jì)制造集成化的前提。這種強(qiáng)強(qiáng)合作，使企業(yè)具有很強(qiáng)的研發(fā)能力。 5 一個(gè)國(guó)家的創(chuàng)新、研發(fā)能力體現(xiàn)了國(guó)家的綜合基礎(chǔ)實(shí)力。木塑環(huán)保復(fù)合材料注射專機(jī)和注塑工藝／制品的研究歐洲處于領(lǐng)先地位。戰(zhàn)斗機(jī)上的高強(qiáng)、高韌、耐高溫、質(zhì)量輕的新材料、新工藝，美國(guó)、德國(guó)在 80 年代初期已應(yīng)用于某些機(jī)型， 1985 年后，某些碳纖維塑料制品已應(yīng)用于民用客機(jī)。 新工藝、新材料研究和創(chuàng)新能力 塑料加工新工藝的研究，日本、德國(guó)、美國(guó)、意大利等發(fā)達(dá)國(guó)家處于領(lǐng)先地位，模內(nèi)貼膜、回轉(zhuǎn)成型、雙料雙色／三色注射、啤酒瓶周轉(zhuǎn)箱注射裝配集成化自動(dòng)生產(chǎn)線、奶制品／快餐面盒的注射一模內(nèi)貼膜自動(dòng)生產(chǎn)流水線、一模 200 腔的瓶蓋疊式一回轉(zhuǎn)成型的自動(dòng)化注射生產(chǎn)線等，在多年前就已用于批量生產(chǎn)。國(guó)外對(duì)發(fā)出去的模具進(jìn)行可靠性、穩(wěn)定性跟蹤。日本的汽車模具精度可達(dá) mm，塑料模分模面的精度控制在 0． 01 德國(guó)的模具制造周期在 2 周～ 20 天，備料 4～ 5 天，試模 2～ 3天。 模具的精度、壽命和模具制造周期 國(guó)外的汽車企業(yè)都在實(shí)施“ 2 mm”工程，在 國(guó)內(nèi)，單一零件還能夠做到，幾百個(gè)零件裝配到一起就沒(méi)有保證了。德國(guó)的精密品牌產(chǎn)品，除了加工過(guò)程中的在線檢測(cè)外，手機(jī)類、剃須刀類的產(chǎn)品，全部通過(guò)可靠性測(cè)試、耐候性測(cè)試、壽命測(cè)試、剃刀表面和間隙的微觀顯微放大測(cè)試、主要零件外形和裝配后外形的激光 3D 測(cè)試等。外相比德國(guó)、日本汽車模具的制造工藝已標(biāo)準(zhǔn)化，制品精度高、制造周期短。德國(guó)的保險(xiǎn)杠模具，模架是標(biāo)準(zhǔn)的，熱流道是標(biāo)準(zhǔn)的，和國(guó)內(nèi)相比，周期快，成本降低 30％ [4]。 模具材料和標(biāo)準(zhǔn)件 國(guó)際上，汽車模具已進(jìn)入專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化階段，汽車模具基本是由專業(yè)的模具制造商提供，模具商品化率在 70％以上，還有許多專門生產(chǎn)模具標(biāo)準(zhǔn)件的企業(yè)，汽車模具標(biāo)準(zhǔn)件多達(dá)幾百種。塑料制品在汽車、機(jī)電、儀表、航天航空等國(guó)家支柱產(chǎn)業(yè)及與人民日常生活相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。 一方面企業(yè)為追求規(guī)模效益，使得模具向著高速、精密、長(zhǎng)壽命方向發(fā)展；另一方面企業(yè)為了滿足多品種、小批量、產(chǎn)品更新?lián)Q代快、贏得市場(chǎng)的需要，要求模具向著制造周期短、成本低的快速經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。 3 國(guó)外的研究現(xiàn)狀概述 隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，新的技術(shù)革命不斷取得新的進(jìn)展和突破，技術(shù)的飛躍發(fā)展已經(jīng)成為拉動(dòng)世界經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要因素。 20xx 年，注塑模具比例進(jìn)一步上升，熱流道模具和氣輔模具水平進(jìn)一步提高，注塑模具在量和質(zhì)方面都有較快的發(fā)展，我國(guó)最大的注塑模具單套重量已超過(guò) 50 噸，最精密的注塑模具精度已達(dá)到 2 微米。 塑料模具工業(yè)近 20 年來(lái)發(fā)展十分迅速