【正文】 10天內(nèi)制造生產(chǎn)用的注塑模，可注塑零件5萬件以上，屬于直接用于批量生產(chǎn)的模具。高速銑削具有工件溫度低、切削力小、加工平穩(wěn)、質(zhì)量好、效率高（為普遍銑削加工的5～10倍）及可加工硬質(zhì)材料（＜60HRC）等諸多優(yōu)點，因而在模具加工中日益受到重視。國外高速加工機(jī)床主軸最高轉(zhuǎn)速已超過100000R/min，快速進(jìn)給速度可達(dá)120m/min，加速度可達(dá)1～2g，換刀時間可提高到1～2s【9】。美、日兩國的模具廠，80%是10人以下的小工廠，90%是20人以下小而專的企業(yè)。這種專業(yè)化小模具廠易于管理，反應(yīng)靈活，易于提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效率，有較強(qiáng)的競爭力。國外企業(yè)都極為重視模具的標(biāo)準(zhǔn)化，我國的模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不足30%，而且標(biāo)準(zhǔn)品種少、質(zhì)量低、交貨期長，嚴(yán)重阻礙模具的合理流向和效能發(fā)揮，需大力制訂標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范。因此，在模具設(shè)計與制造中，采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備可持續(xù)發(fā)展模具工業(yè)，更將成為所有企業(yè)得以占據(jù)市場制高點的必由之路。計算機(jī)的應(yīng)用，使得設(shè)計人員在設(shè)計過程中，能充分發(fā)揮計算機(jī)的強(qiáng)大算術(shù)邏輯運算功能、大容量信息存儲與快速信息查找的能力，完成信息管理、數(shù)值計算、分析模擬、優(yōu)化設(shè)計和繪圖等項任務(wù)；而設(shè)計人員集中精力進(jìn)行有效的創(chuàng)造性思維，從而更好地完成從設(shè)計方案的提出、評介、通用的CAD件是AutoCAD，但AutoCAD是一種通用的繪圖軟件，對機(jī)械行業(yè)針對性差，不過幸運的是，AutoCAD是個開放性軟件，可以對它進(jìn)行二次開發(fā)，如采用Autolisp，ADS，ARX甚至采用VB語言等，現(xiàn)今的高華CAD、天目CAD就是在該軟件的基礎(chǔ)上開發(fā)的機(jī)械專業(yè)CAD。世界上第一套塑料模具CAD軟件是澳大利亞MOLDFLOW公司于1976年推出井以公司名字命名的MOLDFLOW。應(yīng)用MOLDFLOW公司的技術(shù)已經(jīng)在世界范圍內(nèi)成功地設(shè)計出了上萬副模具。第一套塑料模具CAD/CAM經(jīng)過數(shù)年努力研制而成，于1982年推出，它就是后來稱為GRAFTEK的系統(tǒng)。據(jù)報導(dǎo)，美國Protety pe amp。 國內(nèi)部分科研單位、大專院校也在塑料行業(yè)開展了CAD技術(shù)的研制和開發(fā)工作?？偟膩碇v我國塑料模具CAD僅僅處于開發(fā)使用初期，很多自己研發(fā)的軟件并不是很成熟。對于這些標(biāo)準(zhǔn)的或本單位采用的模架及零件可在通用的二維工程圖CAD系統(tǒng)中建立模架、零件庫，以被設(shè)計時調(diào)用。另外對于一些設(shè)計中常用的數(shù)據(jù)庫資料也可以設(shè)置在CAD系統(tǒng)中以便設(shè)計人員快速查詢，根據(jù)各個工廠的不同要求和情況，還可以在系統(tǒng)中設(shè)置本單位所特有的內(nèi)容。對于某些在原成型制品的基礎(chǔ)上作局部修改而需重新設(shè)計的模具來說，其效果就更加明顯。由于注塑制品大多數(shù)是薄壁件，且又有復(fù)雜的表面，因此，常用表面造型的方法來產(chǎn)生制品的幾何模型。目前流行的商品化注塑模CAD軟件并未能很好的解決這種換算，因此，制品的形狀和型腔的形狀要分別輸入，工作量較大且比較繁瑣，如何由制品形狀方便、快捷的生成型腔和型芯表面形狀仍是當(dāng)前的研究課題。 采用計算機(jī)軟件來設(shè)計模具的前提是盡可能多地實現(xiàn)模具標(biāo)準(zhǔn)化，包括模架標(biāo)準(zhǔn)化、模具零件標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化及工藝參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化等。 根據(jù)已選定的標(biāo)準(zhǔn)模架及已完成型腔布置，模具設(shè)計軟件以交互方式引導(dǎo)模具設(shè)計者生成部裝圖和總裝圖。 模具設(shè)計軟件能引導(dǎo)用戶根據(jù)模具部裝圖、總裝圖以及相應(yīng)圖形庫完成模具零件的設(shè)計、繪圖和標(biāo)注尺寸。注塑模CAD中的數(shù)據(jù)處理 注塑模結(jié)構(gòu)CAD的重點在于注塑制品的造型、模具設(shè)計、繪圖和數(shù)控加工的模擬，注塑模CAD的過程就是數(shù)據(jù)處理的過程。在應(yīng)用程序的執(zhí)行過程中，經(jīng)常需要利用一些標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和其他程序的設(shè)計及結(jié)果，系統(tǒng)各部分是通過交換數(shù)據(jù)相互聯(lián)系的。注塑模CAD系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)類型十分廣泛，除了數(shù)字型、字符型數(shù)據(jù)之外，圖形/模型及其文本數(shù)據(jù)項也是注塑模CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。第三節(jié)、CAD數(shù)據(jù)組成注塑模CAD系統(tǒng)中數(shù)據(jù)可分為組合數(shù)據(jù)和基本數(shù)據(jù)，可將組合數(shù)據(jù)逐層分解至基本數(shù)據(jù)為止。 它是一種模型數(shù)據(jù)，可以表達(dá)為如下格式：文件名：總裝圖；組成：各部件數(shù)據(jù)名+定位關(guān)系數(shù)據(jù)；組織：依次記錄各部件名，定位數(shù)據(jù)。 它可定義為一種圖形文本數(shù)據(jù)，為注塑模系統(tǒng)的基本單元數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)類型可表達(dá)為如下格式：文件名：零件名； 組 成：圖形信息+尺寸信息+文本信息；組 織：依次按圖形記錄圖形節(jié)點信息、尺寸標(biāo)注及文本信息。通過樣品的計算機(jī)輔助測量或產(chǎn)品概念設(shè)計，建立產(chǎn)品的三維數(shù)據(jù)模型。設(shè)計變量為產(chǎn)品厚度及產(chǎn)品所用材料。最后，按照用戶設(shè)定指標(biāo)完成產(chǎn)品性能評估。設(shè)計參數(shù)包括：型腔數(shù)；材料類別及牌號；注塑機(jī)型號；工藝參數(shù)(充填時間、保壓時間、冷卻時間、注射速率或注射壓力等)；澆口位置、尺寸及數(shù)目；分型面等。 最有利于產(chǎn)品性能的澆口位置和流道設(shè)計完成后，產(chǎn)品與注塑機(jī)噴嘴之間的幾何關(guān)系也就確定了。 根據(jù)輸出的設(shè)計參數(shù)，可以調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)零件數(shù)據(jù)庫中的零件模型，自動生成標(biāo)準(zhǔn)零件。所有零件生成后，即可進(jìn)行模具的裝配模型建立，通常采用自下而上的布局。全面自動的干涉量檢查為用戶提供了檢查間隙和干涉的功能，并給出干涉總量以及間隙估計的文本記錄。 模具的裝配模型通過后，即可從中提取信息，詳細(xì)設(shè)計零件，包括自動尺寸標(biāo)準(zhǔn)和引入材料清單。剩下的工作就是編制材料清單和作出加工模具零件所需的NC刀具軌跡。圖21 CAD設(shè)計流程第五節(jié)、應(yīng)用在本設(shè)計中的CAD技術(shù)一、 Pro/ENGINEER2001在模具設(shè)計過程中的應(yīng)用Pro/ENGINEER2001是美國PTC公司（Parametric Technology Corporation——參數(shù)技術(shù)公司）開發(fā)的大型CAD/CAM/CAE集成軟件，是全方位的產(chǎn)品開發(fā)軟件。在DVD門模具設(shè)計過程中，主要應(yīng)用Pro/ENGINEER2001進(jìn)行了模仁結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括分形面、澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，滑塊等的設(shè)計。專門為模具設(shè)計人員開發(fā)的這套工具，提供了快速創(chuàng)建和修改完整模具零部件的功能，能簡化模具設(shè)計過程，提高生產(chǎn)效率。三、 Moldflow Plastic Advisers在模具設(shè)計過程中的應(yīng)用Moldflow Plastic Advisers是Moldflow公司開發(fā)的快速試模分析軟件，可以對塑件和模具進(jìn)行注塑分析和優(yōu)化，能幫助設(shè)計人員在早期發(fā)現(xiàn)問題。四、 AutoCAD在模具設(shè)計過程中的應(yīng)用AutoCAD是最常用的工程制圖軟件。第六節(jié)、小結(jié)塑料模具CAD技術(shù)是一種全新的設(shè)計技術(shù)，有助于提高產(chǎn)品及模具設(shè)計的質(zhì)量和實現(xiàn)產(chǎn)品的最佳性能。塑料模具CAD的難點在于建立豐富的材料性能數(shù)據(jù)庫，以及模具零件的標(biāo)準(zhǔn)化。圖31 注塑零件3D圖該零件尺寸中等大小，最大長度為151mm，最大高度28mm，最大寬度35mm，最大厚度2mm。三、生產(chǎn)綱領(lǐng)大批量，自動化生產(chǎn)。該塑件裝配在DVD表面，對表面美觀有一定要求，設(shè)計時要注意對外邊面的處理。脫模斜度：，其脫模斜度查參考文獻(xiàn)【1】中的表34有塑件內(nèi)表面35′~1176。20′。同時，側(cè)面采用滑塊機(jī)構(gòu)，脫模時，滑塊抽去，兩壁處脫模沒有困難，所有也不放脫模斜度。%～%，容易吸濕，成型前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥，干燥至水分含量%。塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過程可以分為充模、壓實、保壓、倒流、和冷卻4個階段。二、材料ABS的注塑成型參數(shù)注射機(jī)：螺桿式；螺桿轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）：48；料筒溫度（℃）：前段 200～220； 中段 180～200； 后段 160～180；噴嘴溫度（℃）：170～180；模具溫度（℃）：50～80；注射壓力（MPa）：70～100；成型時間（s）：注射20～60，保壓0～3，冷卻20～90，總周期50～只要改變其三者的比例、化合方法、顆粒的尺寸，便可以生產(chǎn)出一系列具有不同沖擊強(qiáng)度、流動特性的品種，如把丁二烯的成份增加，則其沖擊強(qiáng)度會得到提高，但是硬度和流動性就會降低，強(qiáng)度和耐熱性變會減少。缺點是耐候性，耐熱性差，且易燃。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯丙烯腈的連續(xù)相，另一個是聚丁二烯橡膠分散相。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計上具有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場上上百種不同品質(zhì)的ABS材料。ABS材料具有超強(qiáng)的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強(qiáng)度。ABS具有良好的成型加工性，制品表面光潔度高，且具有良好的涂裝性和染色性，可電鍍成多種色澤。ABS是吸水的塑料，于室溫下，%~%水分，雖然這種水分不至于對機(jī)械性能構(gòu)成重大影響，%，塑料表面會受大的影響，所以對ABS進(jìn)行成型加工時，一定要事先干燥，%。第四章 模具設(shè)計第一節(jié)、擬定模具結(jié)構(gòu)設(shè)計一、分型面位置的確定在塑件設(shè)計階段，就應(yīng)考慮成型時分型面的形狀和位置，否則無法用模具成型。分型面的設(shè)計是否合理，對塑件質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計制造都由很大影響。（1）有利于保證塑件的外觀質(zhì)量；（2）分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處；（3）盡可能使塑件留在動模一側(cè)；（4）有利于保證塑件的尺寸精度；（5）盡可能滿足塑件的使用要求；（6）盡量減少塑件在合模方向上的投影面積；（7）長型芯應(yīng)置于開模方向；（8）有利于排氣；（9）有利于簡化模具結(jié)構(gòu)。圖41塑件側(cè)向軸孔示意圖基于以上因素的考慮，分型面選擇如圖4444所示。一般來說，大中型塑件和精度要求高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，但對于精度要求不高的小型塑件（沒有配合精度要求），形狀簡單，又是大批量生產(chǎn)時，若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。三、模具結(jié)構(gòu)形式的確定該模具外觀質(zhì)量要求較高，從該塑件的外部特征可以看出塑件外形是圓弧形狀加兩端帶孔彎臂，在彎臂的孔和柱形部分，只能采用側(cè)向成型。本設(shè)計采用斜導(dǎo)柱側(cè)向成型，初步擬定采用兩腔單分型面的模具結(jié)構(gòu)形式，如圖45所示。注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計人員應(yīng)該對模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模厚、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離等進(jìn)行計算。（1）塑件質(zhì)量、體積計算:對于該設(shè)計，建立塑件模型,并用Pro/ENGINEER2001對此模型分析得：塑料制件體積V1＝ ；塑料制件質(zhì)量M1＝。V0=。掌握使用設(shè)備的技術(shù)參數(shù)是注射模設(shè)計和生產(chǎn)所必需的技術(shù)準(zhǔn)備。表41注塑機(jī)的參數(shù)注塑機(jī)最大注塑量：270 cm3 噴嘴球面半徑：SR15mm注塑注塑壓力：160MPa最小模厚：150mm最大開距：360mm注塑機(jī)定位孔直徑：Φ160mm