【正文】 罕見的 .為薄壁注射而設(shè)計的水力機械通常儲蓄的能量既用于注射又用于夾緊循環(huán) .純電的和水電混合的機械的出現(xiàn)往往能夠提供更高的速度和更大的壓力 . 為了抵抗高壓 ,在注射范圍內(nèi) ,夾緊里應(yīng)該是在 57噸每平方英寸 .另外 ,連接桿到壓盤有助于減少彎曲 ,當(dāng)墻壁厚度減少 ,注射壓力上升 .薄壁注射機的連接桿到壓盤厚度的距離通常是 2:1,或者是更低的比率 .而且 ,隨著壁厚的變薄 ,注射速度的閉環(huán)的控制 ,轉(zhuǎn)移壓力和其他的過程變量能 28 在高速度和壓力擁包的 情況下幫助控制充滿型腔 . 當(dāng)它開始注射容量時，大量的塑料裝入型腔太多了。 在本次水桶模具設(shè)計中承蒙老師的悉心指導(dǎo)和幫助，在畢業(yè)設(shè)計過程中提供了很多寶貴的資料、設(shè)計和方向、設(shè)計思路，以及模具結(jié)構(gòu)原理方面的知識，在此向他表示衷心的感謝。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我對Pro/E、 Cimatron E 有了進(jìn)一步的掌握，對于使用 Pro/E 三維造型和使用 Cimatron制作模架感到很是方便，對其中“塑料顧問”模塊有的新的認(rèn)識，通過這個模塊在先前就可以了解到制品注射成型后的質(zhì)量是否達(dá)到設(shè)計要求，對于使用 Cimatron 進(jìn)行仿真加工和數(shù)控編程中的實際加工問題進(jìn)行了分析，對于 AUTO CAD 有的使用進(jìn)一步的練習(xí)。但由于實踐工程經(jīng)驗的欠缺 ，在設(shè)計中對零件的加工精度和成型零件的加工工藝的確定由很多不足之處，在以后的工作學(xué)習(xí)中還有待改進(jìn)。在模具設(shè)計中，精度要求的確定是至關(guān)重要的一步，要綜合考慮尺寸精度及配合要求，特別是各模板及型腔、型芯等配合精度要求高的部件，其精度確定的合理與否將影響到塑件的質(zhì)量，從而對產(chǎn)品的使用性能及企業(yè)的經(jīng)濟效益產(chǎn)生很大的影響。 通過這 次畢業(yè)設(shè)計我對模具結(jié)構(gòu)有了清楚的認(rèn)識，了解了注塑模具的工作方式，對型腔、型芯等主要零件的設(shè)計及要求有了初步知識。 按照畢業(yè)進(jìn)度安排，我先對塑件進(jìn)行測繪，確定尺寸精度和加工要求，并對其進(jìn)行加工工藝分析，確定了各個零件之間的關(guān)系，對模具整體按照設(shè)計手冊進(jìn)行設(shè)計計算，取得各個零件的設(shè)計參數(shù)，繪制了模具裝配圖。如圖所示 圖 43 程序的創(chuàng)建 19 工藝 在上圖對話框中，主選項選擇 軸加工，子選項中選擇素材環(huán)切 刀具確定后，會切換到加工對象功能下。 單擊屏幕左側(cè)的編程向?qū)l 中的“刀具”按鈕，進(jìn)入新建刀具功能，屏幕上會出現(xiàn)“刀具和卡頭”對話框，在對話框中單擊“新建刀具”按鈕，如圖所示 圖 41 刀具的選擇 單擊屏幕左側(cè)的編程向?qū)l中的“新建刀具軌跡”按鈕進(jìn)入刀具新建軌跡功能，屏幕上會彈出“創(chuàng)建刀具軌跡對話框” 窗口內(nèi)定義新建的刀路軌跡的名稱與坐標(biāo)系 18 及安全平面高度。進(jìn)入加工模塊后，模型的放置位置和旋轉(zhuǎn)角度按默認(rèn)方式，即直接放置到坐標(biāo)系的原點，同時不做旋轉(zhuǎn)。將當(dāng)前文件作為加工模型輸出到 CAM方式。 CAD文件 打開 cimatron ，在主菜單上選擇“文件” “打開文檔”，在 cimatron 瀏覽器中選擇凹模，打開文件后，在 CAD方式下檢驗?zāi)Ｐ偷耐暾浴? 4． Cimatron仿真加工 Cimatron 工作環(huán)境是專門針對模具行業(yè)設(shè)計開發(fā)的，可以說是一個高級的模具設(shè)計制造軟件。 D．毛坯的選擇： 考慮到零件所需的性能，選用鑄件作毛坯；確定毛坯的形狀、尺寸：選用模具鋼 45鑄件 ? 650 520（ mm）； 基準(zhǔn)選擇 加工中心的一次裝夾希望能夠進(jìn)行在該基準(zhǔn)下的全部加工，這樣可以降低由于基準(zhǔn)不重合而導(dǎo)致的基準(zhǔn)不重合度誤差。 加工表面及其要求 :矩形配合面的表面粗糙度 Ra= m、與基準(zhǔn) A的垂直度公差為 ；分模面的平面度公差為 ，與基準(zhǔn) A 的平行度公差為 ；內(nèi)輪廓表面的粗糙度為 Ra= m。由于型芯在注塑時需要承受一定的壓力和溫度，故該零件需要有足夠的強度、剛度、耐磨性和韌性。 圖 36 型芯上鑲件 14 圖 37 側(cè)抽芯機構(gòu) 確定各模板尺寸 模板各部分結(jié)構(gòu)尺寸如表 34所示： 表 34 模板各部分主要結(jié)構(gòu)尺寸 1 定模固定板 長 寬 厚 ? 630mm 40mm 2 定模鑲件 長 寬 厚 ? 246mm 65mm 3 型芯上鑲件 長 寬 厚 ? 210mm 68mm 4 型芯主體 長 寬 厚 ? 410mm 560mm 5 型腔 長 寬 厚 ? 410mm 560mm 6 動模固定板 長 寬 厚 ? 630mm 40mm 根據(jù)上述的設(shè)計，最后設(shè)計出的模具的總裝圖 如下： 15 圖 38 模具三維總裝圖 圖 39 模具三維爆炸圖 凸、凹模結(jié)構(gòu)形式 對于極為簡單的形狀可以采用整體式的凸?；虬寄Ｍ?，往往采用拼鑲方法組合成凸模或凹模。側(cè)芯在動模一邊，開模后，首先由氣缸抽出側(cè)芯，然后再頂出塑件，頂出系統(tǒng)復(fù)位后，側(cè)芯再復(fù)位。 側(cè)向分型與抽芯方式一般分為：手動、機動、液壓或氣動分型抽芯。如圖 36所示。進(jìn)氣道設(shè)計在定模固定板上。氣動頂出閥裝設(shè)計在型芯鑲件上，進(jìn)氣道設(shè)計在動模固定板上。同時，由于采用氣動頂出，可以破壞型芯外的真空，使其易于脫模。 A．由于本模具若采用常規(guī)的機械頂出機構(gòu)，將會大大增加模具高度，無法與機床的裝模高度，最大行程匹配，因此設(shè)計了氣動頂出裝 置。 注射模具的頂出系統(tǒng)是制品的脫模裝置。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的孔徑設(shè)計時最好一致，這樣容易在裝配時，保證尺寸及同軸度尺寸精度。有時，也可將導(dǎo)柱安裝定模上，導(dǎo)套安裝在動模上，或在動模上設(shè)計導(dǎo)套孔，用導(dǎo)柱直接導(dǎo)向。同時，保證了型芯及型腔的相對位置，兼起定位作用及承受一定的側(cè)壓力作用。 B．型芯：型芯冷卻采用中間有一主水道進(jìn)水，然后沿周圍均布分成 6 個分水道出水，從而使型芯各處得到充分冷卻，整個模具的溫度場比較均勻。如圖所示： 圖 35模具主視圖 12 圖 35 模具左視圖 型腔、型芯的冷卻設(shè)計： A．型腔：由于型腔體積達(dá) ? 560X304mm,設(shè)計時在桶身部分高度上采用了六排獨立冷卻系統(tǒng)。水孔直徑一般在 8mm 以上，根據(jù)模具大?。ㄋ芗亓浚Q定； b. 孔通過鑲塊時，應(yīng)該考慮鑲套管等密封問題； c. 孔管路應(yīng)暢通無阻； e. 管接頭（冷卻水嘴）的位置盡可能放置在不影響操作的一側(cè)； f. 冷卻水孔管路最好不開設(shè)在型腔塑料熔接的地方，以免影響塑件強度； 本模具采用一模一腔結(jié)構(gòu)，為使各個塑件都能均勻冷卻。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計對塑料質(zhì)量及成型效率直接有關(guān)，尤其在高速、自動成型時更應(yīng)注意。冷卻形式一般在型腔、型芯等部位合理地設(shè)置通水冷卻水路，并通過調(diào)節(jié)冷卻水流量及流速來控制模溫。主流道應(yīng)保持光滑的表面，避免留有影響塑料流動和脫模的尖角毛刺等。最大不超過 4176。本模具設(shè)計采用的 注射機是 XS－ ZY－ 500，其噴嘴球徑為 6mm，取 澆口套的球半徑為 18mm。主流道的基本尺寸通常取決于兩個方面：第一個方面是所使用的塑料種類，所成型的制品質(zhì)量和壁厚大小。 主流道的設(shè)計 主流道為從注射機噴嘴開始到分流為止的熔融塑料的流動通道。選擇【創(chuàng)建特征】，在菜單管理器中選取【實體】 —— 【加材料】 —— 【拉伸】 —— 【實體】 —— 【完成】進(jìn)入草繪部分進(jìn)行繪制。 b． 設(shè)置收縮率，在菜單管理器中選取【收縮】 —— 【按尺寸】 —— 【設(shè)置 /復(fù)位】 —— 【所有尺寸】輸入 ABS的平均收縮率 ，單擊完成。 初步確定了分型面后，用 Pro／ E軟件建立分型面。對于有同軸度要求的塑件在設(shè)計時盡可能將型腔設(shè)計在同一型面上。設(shè)計分型面時，盡量要避開斜面及曲面以便于加工，并盡量避免側(cè)向抽芯和側(cè)向分型。顯然，我們設(shè)計的模具是平衡式 的，即從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸都相同。 表 32 直澆口主流道參考尺寸 澆注系統(tǒng)的平衡 對于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計應(yīng)盡量保證所有的型腔同時得到均勻的充填和成型。在設(shè)計澆口時，應(yīng)取較小值，以便在試模時加以逐步修正。 該塑件結(jié)構(gòu)簡單、一模單腔、口徑大高度深，確定澆口采用直接澆口。 側(cè)澆口的 澆口可隨意選擇進(jìn)料位置，澆口的寬度及深度在試模后可加深、加寬便于修正，但流程長，易產(chǎn)生氣泡，影響塑件質(zhì)量。 澆口結(jié)構(gòu)形式的選擇 澆口結(jié)構(gòu)形式很多，常用的主要有直接澆口 、點澆口 、側(cè)澆口三種。 E． 防止將型芯或嵌件擠歪變形 對于有細(xì)長型芯的圓筒形塑件，或有嵌件的塑件，應(yīng)避免偏心進(jìn)料，以防止型芯或嵌件被擠壓移位或變形，導(dǎo)致塑件壁厚薄不均，或塑件脫模損壞。 C． 考慮塑件使用時的載荷狀況 通常澆口位置不能設(shè)置在塑件承受彎曲載荷或受沖擊力的部位，原因在于塑件澆口附近殘余應(yīng)力大，強度差，一般能承受拉應(yīng)力，不能承受彎曲應(yīng)力和沖擊力。總之要使塑件具有良好的性能與外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項原則： A． 避免制件上產(chǎn)生噴射等缺陷 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件截面最厚處，當(dāng)塑件壁厚相差較大時，在避免噴射的前提下，澆口開設(shè)在塑件 截面的最厚處，以利于熔體流動、排氣和補料，避免產(chǎn)生縮孔或表面凹陷。該塑件外形簡單，尺寸較大，故采用一模一腔的形式。 型腔數(shù)的確定 型腔的數(shù)量是由給定的注塑機型號 XS— ZY— 500 來確定的 ，并且從塑件的尺寸精度考慮，由于該制品精度等級 6 所以型腔數(shù)控制在一腔，并且零件是水桶，體積大，大批量生產(chǎn)，從注塑經(jīng)濟效益出發(fā)來確定。 D．脫模時型芯外可能形成真空，增大脫模力。 B．該模具僅型腔、型芯裝配后尺寸約為 ? 560X413mm,屬于大型模具，因此必須有良好的冷卻系統(tǒng)，以保證塑件不變形，提高生產(chǎn)率。對于這種大型薄壁塑件模具，設(shè)計之前對塑件圖紙進(jìn)行分析，認(rèn)為在生產(chǎn)過程中可能會產(chǎn)生下列問題 : A．由于腔深、型芯長 ,可能會因型腔、型芯不同心而造成塑件壁厚薄不均 ,從而造成成型困難 ,廢品率高。 C．模體零件的材料選擇 包括各種動、定模板、型腔、型芯等，這些零件要求具有足夠的機械強度，在本設(shè)計中選用 45 鋼，經(jīng)淬火處理后表面硬度達(dá)到 4045HRC，可滿足上述要求； D．定位零件的材料選擇 包括定位圈和螺釘，要求其具有足夠的機械強度，耐磨性好，考慮上述要求，定位圈選用 T8A，并表面淬火使硬度達(dá)到 5055HRC；螺釘選用 45 鋼。 因此要求表面耐磨性好，心部具有一定的韌性，本設(shè)計中的導(dǎo)向零件選用 T8A，經(jīng)過滲碳淬火后表面硬度應(yīng)達(dá)到 5055HRC； B．澆注系統(tǒng)零件的材料選擇 本設(shè)計中的澆注系 統(tǒng)零件選用 T8A，經(jīng)過滲碳淬火后表面硬度應(yīng)達(dá)到 5055HRC；塑件材料 ABS，密度取 ，脫模斜度取 1176。因此，應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)、性能要求和使用條件、模具的制造方法，合理地選用模具材料。 由 Pro／ E軟件的計算功能得塑件尺寸為： 該塑件口徑為 196mm，高度為 290mm，壁厚為 2mm. 塑件材料性能分析 塑料模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，組成一套模具的零件數(shù)目較多，而且由于各零件在工作中所處的地位、作用不同，對材料的性能要求也不同。該塑件大都是曲面所以三維造型有一定的困難。三維造型可以選用 Pro／ E軟件，三維造型的所有參數(shù)與測繪的數(shù)據(jù)一致。測繪過程中必須把被測物體放在工作平面上，采用多次測量求平均值，正確地讀取數(shù)據(jù)。由于條件限制所以采用多次取斷面進(jìn)行測量的辦法。我們最終所需要加工得到的是制造此零件的模具型腔，由于制造的原因，塑件在出模后不可避免的會產(chǎn)生一定的變形，因此對該零件的測量數(shù)值需要進(jìn)行分析處理。 模具設(shè)計完成后，進(jìn)行型腔的加工工藝分析，在確定加工工藝步驟后，在Cimatron 中進(jìn)行刀具路徑設(shè)定完成仿真加工，而后輸出數(shù)控程序。 ，首先是澆注系統(tǒng)。 B、該模具