【正文】 工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開發(fā)中去，甚至在尚無明確用戶對象之前進行開發(fā)，變被動為主動。這種做法打破了長期以來模具廠只能等有了合同，才能根據(jù)用戶要求進行模具設(shè)計的被動局面。這不僅是生產(chǎn)手段的轉(zhuǎn)變，也是生產(chǎn)方式 的轉(zhuǎn)變和觀念的上升。中國模具行業(yè)目前已有 10 多個國家級高新技術(shù)企業(yè)，約 200 個省市級高新技術(shù)企業(yè)。 4）模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化迅速發(fā)展。目前許多企業(yè)已畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 經(jīng)采用了 CAE、 CAT、 PDM、 CAPP、 KBE、 KBS、 RE、 CIMS、 ERP等技術(shù)及其它先進制造技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，這些都是信息化的表現(xiàn)。 5）隨著人類社會的不斷進步，模具必然會向更廣泛的領(lǐng)域和更高水平發(fā)展。因此，模具企業(yè)應(yīng)把握這個趨向，不斷提高綜合素質(zhì)和國際競爭力。中國的模具企業(yè)應(yīng)抓住機 遇，借用并學(xué)習(xí)國外先進技術(shù)，加快自己的發(fā)展步伐。在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，并作為當(dāng)今世界機械 CAD/CAE/CAM 領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認可和推廣，是現(xiàn)今最成功的 CAD/CAM 軟件之一。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需要進行選擇，而不必安裝所有模塊。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單機上。 模具是面向定單式的生產(chǎn)方式，屬于單性生產(chǎn)，制造過程復(fù)雜，要求交貨時間短。所謂并行工程是設(shè)計工程師在進行產(chǎn)品三維零件設(shè)計時就考慮模具的成型工藝、影響模具壽命的因素，并進行校對、檢查，預(yù)先發(fā)現(xiàn)設(shè)計過程的錯誤。 在實際生產(chǎn)過程中，應(yīng)用 Pro/ENGINEER 軟件，將原來 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 → 模具型腔、型芯二維設(shè)計 → 工藝準(zhǔn)備 → 模具型腔、型芯設(shè)計三維造型 → 數(shù)控加工指令編程→ 數(shù)控加工的串行工藝路線改為由不同的工程師同時進行設(shè)計、工藝準(zhǔn)備的并行路線，不但提高了模具的制造精度，而且能縮短設(shè)計、數(shù)控編程時間達 40%以上。 Pro/ENGINEER 軟件具有的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化實體特征造型技術(shù)為實現(xiàn)并行工程提供了可靠的技術(shù)保 證 [1]。 塑件設(shè)計的特點 塑件的設(shè)計與其它的材料如鋼、銅、鋁、木材等的設(shè)計是有類似的；但是由于塑料材料組成的多樣性，結(jié)構(gòu)形狀的多變性，使得他比其它材料有更理想的設(shè)計特性；特別是它的形狀設(shè)計，材料的選擇，制造方法選擇，更是其大部分材料無可比擬的。當(dāng)然，塑料材料的選擇的多樣性也使得設(shè)計工作變得更為困難，如我們所知，目前已經(jīng)有一萬種以上的不同塑料被應(yīng)用過，雖然其中只有數(shù)百種被廣泛應(yīng)用，但是，塑料材料的形成并不是由單一的材料所組成，而有一 群畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 材料族所組合而成的，其中每一種材料又有其特性，這使得才來哦的選擇和應(yīng)用更為困難。 (2)設(shè)計的成品必須符合模塑原則，模具容易制作，成型及后加工容易，但仍保持成品的機能。 成型工藝分析 。 表 21 常用塑料的脫模斜度推薦值 模 塑 材 料 脫 模 斜 度 型腔 型芯 聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯、聚酰胺、氯化聚醚 25ˊ～ 45ˊ 20ˊ～ 45ˊ 硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜 35ˊ～ 40ˊ 30ˊ～ 50ˊ 聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、 ABS、聚甲醛 35ˊ～ 1176。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 塑料的選材 熱塑性塑料 在加熱時軟化，溫度升高至一定程度時呈熔融態(tài)，成為可流動的黏稠的流體，可模塑成一定形狀的制品，冷去后保持已成型形狀。他在加熱、冷卻成型過程中只有物理變化而無化學(xué)變化。其中常見的有 PE、 PVC、 PS、 PF、 UF、 MF、 PP 等，這類塑料原料來源豐富，價格便宜，用途廣泛，約占塑料總產(chǎn)量的 75%，大量用來制作日用品，如電視機外框、電話殼體、塑料盆、塑料桶等。 查資料知聚丙烯的用途： 聚丙烯常用來制造繼電器的小型骨架、高頻插座、電容器、微波元件、天線及外殼、外框、外罩、盒、箱的鉸鏈 等。 聚丙烯的成型特性： （ 1）吸濕性小，肯能發(fā)生熔體破裂，長期與金屬接觸易發(fā)生分解。 （ 3）冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)散熱緩慢。料溫低時方向性明顯，尤其是高溫低壓時更明顯。 （ 5）塑件應(yīng)壁厚均勻，避免缺口和尖角，以防止應(yīng)力集 中。比聚乙烯更透明更輕。不吸水，光澤好，易著色。 次彎折而不斷裂，適用于做鉸鏈。有優(yōu)良的耐腐性和高頻絕緣性。 該殼用于電源開關(guān) ，必須耐酸、對電絕緣，化學(xué)穩(wěn)定性要好； 抗拉強度、硬度、耐磨性要突出，綜合機械性能要好。材料比較軟，塑性強?；旧鲜且环N分型面對應(yīng)著一種模具設(shè)計方案，所以分型面的選擇決定著模具總體的設(shè)計方案。 2） 使分型面容易加工 。 4） 使側(cè)向抽芯盡量短 。 6） 有利于保證塑件的外觀質(zhì)量。 8） 盡可能滿足塑件的使用要求 。 10） 長型芯應(yīng)置于開模方向 。 分型 面 的選擇方案 分 型面的選擇方案：分型面部位在下凹部分與表面連接處且分型面與開模方向垂直。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖 分型面形式與位置 1定模部分； 2分型面； 3動模部分 型腔數(shù)量以及排列方式的優(yōu)化確定 單、多型腔數(shù)量的比較確定 多型腔排列的一般原則： （ 1）從注射工藝角度考慮以下幾點 1）流動長度。 2）流道廢料。 3）澆口位置。在一間多腔的情況下，澆口位置應(yīng)統(tǒng)一。進料平衡是指塑料在基本相同的的情況同時充滿各型腔。適合于塑件體積大小基本一致的情況。 ②按大塑件靠近主流道，小塑件遠離主流道的方式排位，在調(diào)整流道、澆口尺寸滿足進料平衡。 5）型腔壓力平衡。排位應(yīng)力求軸向壓力、側(cè)向壓力相對于磨具中心平衡，防止溢料產(chǎn)生飛邊。這種平衡可分畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 為軸向平衡和側(cè)向平衡。 2）排位時應(yīng)滿足模具結(jié)構(gòu)件，如偰緊塊、滑塊、斜推桿等的空間要求。 ②與其他模架零件無干涉。有多個運動件時，要注意相互之間不能產(chǎn)生干涉。 4）排位時應(yīng)盡可能得緊湊，以減小磨具外形尺寸，且長寬比例要適當(dāng)，同時也要注意注射機的安裝要求。 注射機規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的的大小及型腔的模具和排列方式，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)對模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離進行計算。 注射量計算 該產(chǎn)品為 PP，查書《設(shè)計與制造實訓(xùn)》得知其密度為 ~ 收縮率為 %~%，計算其平均密度為 ，平均收縮率為 %。2） n 或 V總 = nV塑 +V澆 V 總 =； M 總 = 注射機型號的選定 注射機型號的選擇：計算注射機的公稱注射量 V公 = V總 ／ 05／ 0 表 SZ125/630 型注射機主要技術(shù)參數(shù) [4] 螺桿直徑 /mm 40 拉桿內(nèi)間距 /mm 370x320 推動行程 /mm 550 最大模具厚度 /mm 300 理論容量 / 3cm 140 最小模具厚度 /mm 150 注射速度 /(g/s) 110 頂出桿根數(shù) 1 塑化能力 /(g/s) 定位孔直徑 /mm 125 額定注射壓力 /MP 126 頂出中心孔直徑 /mm 35 螺桿轉(zhuǎn)速 /(r/min) 14~200 頂出力 /KN 1500 鎖模力 /KN 530 噴 嘴 球半徑 SR/mm 15 開模行程 /mm 270 孔直徑 /mm 型腔數(shù)量的校核及注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核 [6] 1） 型腔數(shù)量的校核 （ 1） 由注射機料筒塑化速率校核型腔數(shù)量 210 . 8 1 6 . 8 6 0 1 . 0 4 71 0 6 . 3K M t mn m ? ? ? ?? ? ? （ ） 71??右 邊 ， t 取 60s, 符合要求。 m1—— 單個塑件的質(zhì)量，取 。 （ 2） 按注射機的最大注射量校核型腔數(shù)量 210 .8 1 4 0 1 .0 4 1 .0 4 11 0 6 .3nK m mn m ? ??? ? ? ? 符合要求。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 其他符號意義與取值同前。 2） 注射機工藝參數(shù)的校核 （ 1） 注射量的校核 注射量以容積表示最大注射容積為 ： 3m a x 0. 85 14 0 11 9V v c m?? ? ? ? ? 最少注射容積 ： 3m in 35V v cm?? min maxV V V??? 而 cm?? 符合要求。 （ 3） 最大注射壓力的校核 注射機的額定注射壓力即為該機器的最高壓力 max 126P MP? 應(yīng)該大于注射成型所需調(diào)用的注射壓力的 0P 即 max 039。 ??； 0P 為 70— 90 aMP ； 代入數(shù)據(jù)計算， 符合要求。 滿足模具設(shè)計的要求。 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計和澆口的設(shè)計 澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)凝料熔體從注射機噴嘴到模具型腔的進料通道， 具有傳質(zhì)、 傳壓和傳熱的功能。 1）主流道尺寸和澆口的設(shè)計 （ 1） 主流道的小端直徑 D =注射機噴嘴直徑 +（ ~1） =3+（ ~1），取 D= 。 （ 3） 球面的配合高度 35h mm mm? ，取 h=3mm 。 （ 5） 主流道大端直徑 39。 mm? 畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 澆口套總長 0 65. 5 68. 5L L h m m m m m m? ? ? ? ? （ 6）主流道的凝料體積 V主 = π3 L(R2 +r2 +R5((382 )2 +3 圖 主流道襯套 3）定位圈的設(shè)計與固定 由于該模具主流道比較長，定位圈和襯套設(shè)計成分體式， 注射機定位孔尺寸 為 畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 ? ? ， 定位圈尺寸取 ? ?? ， 兩者之間呈較松的間隙配合 。 圖 定位圈 圖 主道襯套的固定形式 1內(nèi)六角螺紋； 2定位圈； 3定模座板； 4主流道襯套； 5定模板 澆口的 設(shè)計 澆口設(shè)計的基本要求：總的要求是使融料以較快的速度注入并充滿型腔，同時在充滿后能適時冷卻封閉，因此澆口截面要小，長度要短，這樣可增大流料的速度，快速冷卻封閉，且便于塑件與澆道凝料分離，不留明顯的澆口痕跡，保證塑件外觀質(zhì)量。 （ 2） 應(yīng)有利于流動、排氣和補料。 （ 4） 應(yīng)考慮定位作用對塑件性能的影響。 （ 6） 應(yīng)有利于減少熔接痕和增加熔接強度。最大流動距離比是指熔體在型腔內(nèi)流動最大長度 L于流道厚度 t之比，常用塑料流動比的經(jīng)驗數(shù)據(jù)見表 42. 表 42 常用塑料的流動比經(jīng)驗數(shù)據(jù) 模塑材料 注射壓力（ MPa） L／ t 模塑材料 注射壓力（ MPa） L／ t 聚乙烯 150 250 ～ 280 聚丙烯 120 280 聚乙烯 60 100～ 140 聚丙烯 70 200～ 240 側(cè)澆口的特點：側(cè)澆口又叫邊緣澆口、矩形澆口，從塑件側(cè)邊緣進料，其截面形狀一般加工成矩形。但是壓力損失大，保壓補縮比直接澆口小。 側(cè)澆口尺寸的的確定： 1） 計算側(cè)澆口的深度。 在工廠進行設(shè)計時，側(cè)澆口深度常常先取小值以便在今后試模時發(fā)現(xiàn)問題進行修模處理，并根據(jù)表 49 中推薦的 PP 的側(cè)澆口深度為 ～ ，故此澆口的深度 h取 。根據(jù)查表可得側(cè)澆口的寬度 B的計算公式位 B= n√A30 = √A30 ≈ ～ 查表 411 取寬度 B=3cm 式中 n 是塑料成型系數(shù)，對于 PP 其 n=； A 是凹膜的內(nèi)表面積。查表可知側(cè)澆口的長度 L澆 一般選用 ～ ，這里取 L澆 = 畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 表 411 側(cè)澆口的和點澆口的推薦值 塑件壁厚∕ mm 側(cè)澆口橫截面尺寸∕ mm 點澆口直徑 d∕ mm 澆口長度 l∕ mm 深度 h 寬度 b ＜ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ （ 3)側(cè)澆口剪切速率的校核 1）計算澆口的當(dāng)量半徑。 側(cè)澆口如圖 ，側(cè) 面澆口是一般常用的澆口 ,它的結(jié)構(gòu)最為簡單 .只是在工模的一邊加工此澆口 ,藉此將流道及成品連接 . 優(yōu)點 : 切面面積簡單 ,容易加工 ， 澆口的尺寸大小容易準(zhǔn)確控制及快捷改良 ， 當(dāng)塑料充填時 ,成品容易控制 ,易受澆口冷卻凝固影響及 ， 所有的塑料適合彩此種澆口 。 成型零件工作尺寸的設(shè)計和計算 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。因此，成型零件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，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。 工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分的尺寸