【正文】 供如此強大的功能，同時對每個工程師和設(shè)計者來說， 操作簡單方便、易學(xué)易用。 SolidWorks獨有的拖拽功能使用戶在比較短的時間內(nèi)完成大型裝配設(shè)計。使用 SolidWorks ，用戶能在比較短的時間內(nèi)完成更多的工作，能夠更快地將高質(zhì)量的產(chǎn)品投放市場。美國著名咨詢公司 Daratech所評論：“在基于 Windows平臺的三維 CAD軟件 中， SolidWorks是最著名的品牌 ，是市場快速增長的領(lǐng)導(dǎo)者。 SurfaceWorks 簡介 SurfaceWorks 曲面輔助工具主要是對 SolidWorks曲面建模功能的補充。在 SurfaceWorks軟件中保存零件返回到 SolidWorks后，在 SurfaceWorks中生成的曲面就自動輸入到當前模型中。 Imold模具設(shè)計軟件簡介 IMOLD for SolidWorks 是 SolidWorks 環(huán)境下最強大的模具設(shè)計產(chǎn)品，模具設(shè)計者可快速進行產(chǎn)品設(shè)計，并可隨時預(yù)覽。 課題研究的目的 隨著塑料制品應(yīng)用的日益廣泛，對塑料模具設(shè)計和制造的要求也越來越高。整個設(shè)計從二維發(fā)展為三維，實現(xiàn)了可視化設(shè)計，不但可以立體、直觀地再現(xiàn)尚未加工出的模具體，而且真正實現(xiàn)了CAD/CAM/CAE一體化，可以有效地提高模具質(zhì)量、縮短模具開發(fā)周期、減小模具生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的市場競爭力。該塑件屬于流線型結(jié)構(gòu)，由許多曲面構(gòu)成，如圖 21 所示。其最大輪廓尺寸為 82mm 40mm 27mm。 （ 2）精度分析 該塑件精度要求不高，采用一般精度 MT3。 ~3176。 （ 2）成型性能 1）無定型塑料。 2）吸濕性 強。 3）流動性中等。 4）模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進料口位置、形式。 （ 3） ABS的主要性能指標 其性能指標見下表 21。 cm3 ~ 屈服強度 /Mpa 50 比體積 / cm3℃ 1470 彎曲彈性模量/Mpa 103 ABS的注射成型過程及工藝參數(shù) 1）注射成型過程 成型前的準備。 注射過程。 塑件的后處理。 （ 2）注塑工藝參數(shù) 注塑機：柱塞式 料筒溫度（℃）：后段 150~170； 中段 165~180； 前段 180~200。 模具溫度（℃）： 60~80。 成型時間（ S）： （注射時間取 ，冷卻時間 ，輔助時間 Magic Mouse 上蓋外殼建立模型 選擇【文件】 →【新建】命令，在【新建】對話框中選擇【零件】類型，建立 Magic mouse的文件。 圖 前視圖 圖 上視圖 圖 左視圖 圖 下試圖 6 圖 等軸測 1 圖 等 軸測 2 分型面的選擇 分型面是指分開模具取出塑料件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面，它的選擇是塑件能否完好成型的先決條件 [2]。 分型面應(yīng)盡量不破壞塑件光滑的外表面。 確保塑件質(zhì)量。 滿足模具的鎖緊要求；分型面是曲面時，應(yīng)加斜面鎖緊。 有利于模具加工。 分型線的確定 7 分型面的確定 型腔數(shù)量的確定 該塑件采用的精度為 MT3，且為大批量生產(chǎn)，因此采用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。由于凹、凸模件直接與高溫、高壓的塑料接觸，并且脫模時反復(fù)與塑件摩擦，因此，要求凹、凸模件具有足夠的強度、剛度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性以及足夠低的表面粗糙度。其結(jié) 圖 創(chuàng)建型芯型腔 圖 分模 9 圖 凹模 圖 凸模 注塑機的選擇和校核 注射量的計算 通過 solidworks 分析計算得 注塑體積： V塑 =≈ 塑件質(zhì)量： m塑 =≈ ，密度取 ? =。由于采用的流道簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的 倍來計算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為 V總 =V塑（ 1+） 2= 10 選擇注塑機 根據(jù)第二步計算出來的一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量 V總 =，并結(jié)合教材公式 V公 =V 總 / 得 V公 =。 表 21 注射機主要技術(shù)參數(shù) 理論注射容量 / cm3 30 拉桿空間 /mm 235 螺桿柱塞直徑/mm 28 最大模具厚度 /mm 180 注射壓力 /MPa 119 最小模具厚度 /mm 60 注射行程 /mm 130 合模方式 液壓 機械 注射方式 柱塞式 定位圈直徑 /mm 合模力 /N 105 噴嘴球半徑 /mm 12 模板最大行程/mm 160 噴嘴口孔徑 /mm 4 注塑機相關(guān)參數(shù)的校核 （ 1）注射壓力校核 查表 41 可知 [2]， ABS所需要的注射壓力為 80~110MPa，這里取 P0=90MPa，該注塑機的公稱注射壓力 P公 =119MPa，注射壓力安全系數(shù) k1=~，這里取，則： k1P0=? 90=108＜ P公 式（ ）所以，注塑機注射壓力合格。 A 澆是塑件在分型面上的投影面積 A澆的 ~ 倍。 ③ 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總的投影面積 A總，則 A總 =n(A塑 +A 澆 )=n(A塑 + 2A塑 )=2? = mm2 式（ ） 模具型腔內(nèi)的膨脹力 F脹，則 F脹 =A總 P模 == 式（ ） 11 P模為型腔的平均計算壓力值。對于粘度較大的精度較高的塑料制品應(yīng)取較大值。 查表 31 可得該注塑機的公稱鎖模力 F 鎖 =250kN，鎖模力的安全系數(shù)為k2=~ 這里取 ，則 k2F脹 = F脹 =? =＜ F 鎖 式（ ）所以，該注射機鎖模力合格。 分析最佳注塑點 MoldFlow Plastic Advisers 塑件顧問系列用于幫助制件設(shè)計者和模具設(shè)計者檢測其設(shè)計的工藝性。所有 MoldFlow 產(chǎn)品都是圍繞著 MoldFlow 的戰(zhàn)略“進行廣泛的注塑分析”?！斑M行廣泛的注塑分析”使制件具有更好的工藝性、并優(yōu)化模具設(shè)計、優(yōu)化注塑機參數(shù)設(shè)置、提高制件生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定性。 澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。 主流道的設(shè)計 （ 1）主流道尺寸 主流道的長度：小型模具 L主應(yīng)盡量小于 60mm，本次設(shè)計中初取 48mm進行設(shè)計。 式（ ） 主流道球面半徑： SR0=注射機噴嘴球頭半徑 +? ?2~1 mm=? ?212? mm=14mm 式（ ） 球面的配合高度： h=3mm。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。同時也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進行單獨加工和熱處理 [2]。 分流道的設(shè)計 （ 1）分流道的布置形式 在設(shè)計分流道時主要考慮的是盡量減少熔體流動時的壓力損失和溫度降低，同時盡量減少分流道的容積，采用的是平衡式分流道。 13 （ 3）分流道截面形狀及表面粗糙度 常用的截面形狀有圓形、梯形、 U形、矩形和六角形等。因此，常用流道的截面積與周長之比來表示流道的效率。查表 45 得圓形橫截面效率最高 [2]。 經(jīng)過分析，本設(shè)計采用圓形截面分流道，其表面粗糙度 Ra的值取 m。 2) 分流道體積流量 s/ 3????? 塑分分 VVq 式（ ） 3) 剪切速率 12333 2 ???????）（分分分 R??? 式（ ） 該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率 5 102~5103S1 之間。 澆口的設(shè)計 澆口亦稱進料口，是連接流道與型腔的一段細短通道，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，其作用是加快塑料熔體的流動速度，并能防止型腔內(nèi)的熔體倒流。因此對澆口的設(shè)計應(yīng)特別重視。本設(shè)計采用潛伏式澆口，如圖 41 所示，不僅不影響塑件的 14 外觀表面，保證了塑件的美觀度，還能在開模時實現(xiàn)自動切斷澆口凝料，提高注射效率。初步選定澆口尺寸為：小端直徑 d=1mm，大端直徑為 4mm。 1) 分流道體積流量： s/ 3??? 塑澆 Vq 式（ ） 2) 剪切速率 根據(jù)點澆口經(jīng)驗公式： 143333 22q4q4 ??????????????）（澆澆澆澆 dR???? 式（ ） 該澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 104~105S1 之間。 校核主流道的剪切速率 確定注射時間：查相關(guān)資料得 t=。所以，主流道的剪切速率合格 。常見的主流道冷料穴結(jié)構(gòu)有帶鉤形（ Z 形）拉料桿的冷料穴、帶球形的冷料穴、帶圓錐拉料桿的冷料穴及起拉料作用的冷料穴。開模時，利用拉料桿的鉤形頭部將凝料從主流道中拉出。 圖 帶 Z型拉料桿的冷料穴 一般注射到模具內(nèi)塑料溫度為 200℃左右，而熔體固化后從模具型腔中取出時其溫度在 60℃左右的塑件都應(yīng)設(shè)置冷卻系統(tǒng)，從而提高塑件質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 冷卻介質(zhì) ABS屬于中等黏度材料，其成型溫度及模具溫度分別 為 200℃和 60~80℃。 冷卻系統(tǒng)的簡單計算 （ 1）單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體總質(zhì)量 W 1）塑料制品的體積 V=V 主 +V 分 +nV 塑 =++2 = 式（ ） 2）塑料制品的質(zhì)量 16 ?V?m =? =≈ 式（ ） 由于塑件壁厚為 ，可查表 434[2]，取綜合冷卻時間 t冷 =，取注塑時間 t注 =，脫模時間 t脫 =8s，則注塑周期： t=t冷 +t注 +t 脫=++8= 式（ ） 由此得每小時注射次數(shù)： N=（ 3600/）次 =250 次 式（ ） 1） 單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量 ： mNW? =250? =（ ） （ 2）確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時所放出的熱量 sQ 查表 435[2]直接可知聚乙烯的單位熱流量 sQ 的值的范圍在（ 310~400）kJ/kg之間。 （ 3）計算冷卻水的體積流量 qv 設(shè)冷卻水道入口的水溫為 222?? ℃ ,出水口的水溫為 251?? ℃，取水的密度3m/kg1000?? ，水的比熱容為 C=（ kg （ 5）冷卻水在管內(nèi)的流速 ? ? =2604 dq????= ?? ?=式（ ） （ 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 431[2]可得 ?f ，則有 ：h = )( df ?? = ? ? ??? = 410 KJ/m ??h2 ℃ 式（ ） （ 7）計算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積AA= ??hWQs = ? ? 4 ???? ?m2 式（ ） 17 式中 ?? —— 模具平均溫度 m? （ 60℃ ）與冷卻水平均溫度（ ℃ ）之間的差值。 冷卻水路的設(shè)計 1）冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則 冷卻水道的孔壁至型腔表面的距離應(yīng)盡可能相等，一般取 15~25mm。一般水道直徑選用 ， ， ，兩平行水道間距取 40~60mm。熱量聚集的部位強化冷卻，如電池兜、喇叭位、厚膠位、澆口處等。 降低入水口與出水口的溫差。運水流程 不應(yīng)過長，防止造成出入水溫差過大。 冷卻水道應(yīng)避免設(shè)在可預(yù)見的膠件熔接痕處。 冷卻水道連接時要由“ O”型膠密封，密封應(yīng)可靠無漏水。 合理確定冷卻水接頭位置，避免影響模具安裝、固定。 （ 2）凹模冷卻水路的布置根據(jù)上述冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則，凹模的冷卻水路采用蛇形串聯(lián)布置，水路之間的間距為 40mm，布置一個入水口和一個出水口，水路直徑取 6mm，水路距型腔表面的距離為 10mm。 A 板是定模板，凹模深度 ，又考慮在模板上還要開設(shè)冷卻水道，還需要留出足 夠的距離，故 A板厚度取 40mm。 B 板是動模板，按模架標準板厚度取 32mm。墊塊 =推出行程 +推板厚度 +推桿固定板厚度 +（ 5~10）mm=（ 21+16++5~10） mm=~，選定 C為 63mm。本設(shè)計為單分型面，且采用推桿脫模機構(gòu)，所以選擇模架結(jié)構(gòu)形式為 A1 型的標準模架。