【正文】 創(chuàng)新上下功夫才行。 盡管我 國模具工業(yè)有了長足的進步，部分模具已達到國際先進水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進口 10 多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。今后，我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進水平的距離。 （ 2）加強模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低模具制 造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。 （ 3）推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù)；模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑。 （ 4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。在模具制造方面，掌握一般機械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，結(jié)合模具結(jié)構(gòu)的特點，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 5 頁 第二章 產(chǎn)品三維造型及 MOLDFLOW 分析 產(chǎn)品三維造型 如圖 21所示塑料制件 ,材料為 ABS,收縮率 %～ ％。收音 機外殼作為模具畢業(yè)設(shè)計產(chǎn)品，目的是通過本產(chǎn)品綜合鍛煉模具設(shè)計與制造的能力。注塑成型 CAE 技術(shù)是根據(jù)高分子流變學(xué)、彈性力學(xué)、計算機技術(shù) ,采用有限元計算方法來模擬整個注塑過程及這一過程對注塑成型產(chǎn)品質(zhì)量的影響 ,它可以模擬塑料制品在 注塑成型過程中的流動 ,保壓和冷卻過程以及預(yù)測制品中的應(yīng)力分布、分子取向、收縮和翹曲變形等 ,幫助設(shè)計人員及早發(fā)現(xiàn)問題 ,及時修改模具設(shè)計 ,提高一次試模成功率 ,幫助企業(yè)縮短產(chǎn)品上市周期 ,增強市場競爭能力。近幾年 ,在汽車、家電、電子通訊、化工、日用品等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。以往全憑制品設(shè)計人員的經(jīng)驗來設(shè)計 ,往往費力、費時 ,設(shè)計出的制品也不盡合理。 (2) 優(yōu)化塑料模設(shè)計 由于塑料制品的多樣性、復(fù)雜性和設(shè)計人員經(jīng)驗的局限性 ,傳統(tǒng)的模具設(shè)計往往要經(jīng)過反復(fù)試模、修模才能成功。 (3) 優(yōu)化注塑工藝參數(shù) 由于經(jīng)驗的局限性 ,工程技術(shù)人員很難精確地設(shè)置制品最合理的加工參數(shù) ,選擇合適的塑料材料和確定最優(yōu)的工藝方案。 CAE 分析技術(shù)能成功地應(yīng)用于三組不同的生產(chǎn)過程 :制品設(shè)計、模具設(shè)計、注塑南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 7 頁 成型。 2）制件實際最小壁厚是多少 ? 如能使用薄壁制件 ,就能大大降低制件的材料成本。 3）澆口位置 合適嗎 ? 采用 CAE 分析可使產(chǎn)品設(shè)計者在設(shè)計時具有充分的選擇澆口位置的余地 ,確保設(shè)計的審美特性。 1）良好的充填形式對于任何的注塑成型來說 ,最重要的是控制充填的方式 ,以使塑件的成型可靠、經(jīng)濟。這種填充形式有助于避免因不同的分子取向所導(dǎo)致的翹曲變形。 3）流道系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計實際的模具設(shè)計往往要反復(fù)權(quán)衡各種因素 ,盡量使設(shè)計方案盡善盡美。 4）冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計通過分析冷卻系統(tǒng)對流動過程的影響 ,優(yōu)化冷卻管路的布局和工作條件 ,從而產(chǎn)生均勻的冷卻 ,并由此縮短成型周期 ,減少產(chǎn)品成型后的內(nèi)應(yīng)力 。反復(fù)地試模、修模要耗損大量的時間和金錢 ,此外 ,未經(jīng)反復(fù)修模的模具 ,其壽命也較長。 1）更加寬廣更加穩(wěn)定的加工”裕度”流動分析對熔體溫度、模具溫度和注射速度等主要注塑加工參數(shù)提出一個目標(biāo)趨勢 ,通過流動分析 ,注塑者便可估定各個加工參數(shù)的正確值 ,并確定其變動范圍。 2）減小塑件應(yīng)力和翹曲 ,選擇最好的加工參數(shù)使塑件殘余應(yīng)力最小。 3）省料和減少過量充模 ,流道和型腔的設(shè)計采用平衡流動 ,有助于減少材料的使用和消除因局部過量注射所造成的翹曲變形。對于注塑者來說 ,這就意味著減少澆道部分塑料的冷卻時間 ,就能縮短整個注射成型的時間 ,以及減少澆道部分塑料的體積。先用 Moldflow 軟件能根據(jù)幾何模型自動地生成網(wǎng)格。該產(chǎn)品采用 fusion 格式進行網(wǎng)格劃分 ,輸入平均邊長為 5mm。 選擇 ABS 材料后單擊分析，電腦會對塑件的澆口位置進行分析。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 9 頁 圖 圖 最佳澆口分析 由圖片可以看出適合本塑件 模具的最佳澆口應(yīng)該在藍色的部位，即中間地帶。 圖 。單澆口的時間稍微少了一點。但是 ABS 材料的流動并不均勻，容易導(dǎo)致充填不均勻使塑件達不到成型的效果。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 13 頁 4）鎖 模力 如圖 圖 圖 雙澆口鎖模力 采用注射模 CAE 技術(shù) ,在模具制造前對塑件的填充和冷卻過程進行模擬 ,并進行翹曲分析 ,以便及時改進設(shè)計方案和工藝方案 ,從而有效提高了模具的設(shè)計效率和質(zhì)量 , 降低了試模修模的費用和生產(chǎn)成本。 基本特性： ABS 是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。丙烯腈使 ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使 ABS 堅韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。密度為～ 179。有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。 C 左右，熱變形溫度為 93176。耐氣候性差，在紫外線作用下變 硬變脆；主要用途： ABS 廣泛用于水表殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具等；成型特點： ABS 在升溫時粘度增高，所以成型壓力比較高，塑料上的脫模斜度宜稍大， ABS 易吸水，成型加工前應(yīng)進行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少澆口對流道的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。 C，要求塑件光澤和耐用時，應(yīng)控制在 60～ 80176。 工藝分析 （ 1）該塑件尺寸不大，一般精度等級。包括了模具的基本結(jié)構(gòu)，其 中有一處外側(cè)抽芯，內(nèi)側(cè)抽芯五處（五處內(nèi)側(cè)抽芯基本尺寸及結(jié)構(gòu)均一致）。 （ 3）為了節(jié)約成本和方便加工與熱處理，型腔和型芯均采用整體鑲嵌式結(jié)構(gòu)。 防止頂角； ABS 易吸水，成型加工前應(yīng)進行干燥處理； ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力，要注意澆口位置防止和減少熔接痕；在正常的 成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小?！?80176。 根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點及選定的原料 ABS，可擬定如下工藝參數(shù)）。）： ～ 計算收縮率（ %）： 模具溫度（℃）： 50～ 60 注射壓力（ MPa）： 60～ 100 成型時間（ s）： 注射時間 15～ 60；加壓時間 0～ 3； 冷 卻時間 20～ 90；總周期 50～ 160 適應(yīng)注射機類型：螺桿式 確定型腔數(shù)目 （ 1） 計算制品的體積和重量 通過三維制圖 UG軟件測量得 : 單件塑件面積 S=27765 ㎜ 2 。 （ 2） 型腔數(shù)目的確定主要參考以下幾點來確定 1）根據(jù)經(jīng)濟性確定型腔數(shù)目和總成型加工費用最小的原則 ,并略準(zhǔn)備時間試生產(chǎn)原材料費用 ,僅考慮模具加工費和塑件 成型加工費。 3）根據(jù)注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目 ,根據(jù)經(jīng)驗 ,每加一個型腔制品尺寸精度要降低 4%,對于高精度制品 ,由于多型腔模具難以保證各 型腔的成型條件一致 ,故推薦型腔數(shù)目不超過 4個。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 16 頁 第 4 章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 制件在模具中的位置 （ 1）型腔的布置 主要考慮制件在分型后能保留在動模上以便脫模，并結(jié)合制件的結(jié)構(gòu)特征應(yīng)將型腔設(shè)置在定模側(cè)，型芯設(shè)置在動模側(cè)。為了保證側(cè)向型芯的位置的放置及抽芯機構(gòu)的動作順利，應(yīng)以淺的側(cè)向凹孔或短的側(cè)向凸臺作為抽芯方向，而將較深的凹孔或較高的凸臺放置在開合模方向。如圖 粗實線所示。澆口位置如圖 42所示 澆口直徑可以根據(jù)經(jīng)驗公式計算 d=（ ～ ） 24 A? (41) 式中 d— 澆口直徑（ mm） ? — 塑件在澆口處的壁厚（ mm） A— 型腔的表面積㎜ 2 d=（ ～ ） 13491≈ 1mm (澆口直徑也可根據(jù)經(jīng)驗值取 d=1mm) 澆口錐角取 015?? 澆口傾斜角取 015?? 主流道的設(shè)計 主流道是連接注射機噴嘴 與分流道的一段通道，通常和注射機噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定錐度?！?6176。圓形截面分流道的直徑可以根據(jù)塑料的流動性等因素確定，該塑料件采用 ABS 塑料，流動性為中等，所以選圓形截面。根據(jù)型腔在分型面上的排布情況設(shè)置分流道。 3）在模具結(jié)構(gòu)允許的情況 下，主流道盡可能短，一般小于 60mm，過長南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 18 頁 則會影響流體的順利充型。 5）澆口套一般選用 T10A 制造，熱處理強度為 50～ 54HRC。其長度尺寸根據(jù)要求來定。 澆口套與定位圈采用 H9/f9 的配合。定位圈外徑比注射機定模板上的定位孔徑小 以下。 圖 主流道 分流道設(shè)計 分流道設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少流動過程中的熱量損失與壓力損失。通常圓形截面分流 道直徑為 2～ 10 ㎜。初選直徑為 3 ㎜，具體尺寸由修模時修正。 4） 分流道在分型面的布置形式 如圖 圖 43 分流道 根據(jù)以上設(shè)計參數(shù) 校核流動比 /iiLt??? (42) 式中 ? — 流動比距離 Li— 模具中各段料流通道及各段型腔的長度（ mm） 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 20 頁 ti— 模具中各段料流通道及各段型腔的截面厚度（ mm） ? =60/+37/5++2 3 /2+140/2=98mm 因為影響流動比的因素主要是塑料的流動 性， ABS 塑料的流動性為中等，經(jīng)查有關(guān)資料可知 ABS 允許的流動比 [? ]=210～ 110，所以 ? 〈 [? ] 冷料穴設(shè)計 冷料穴位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端。開模時又可以將主流道的冷凝料拉出，冷料穴直徑宜稍大于 主流道大端直徑，長度約為主流道大端直徑。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 21 頁 第 5 章 成型零部件的設(shè)計 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于制件抽芯機構(gòu)多且復(fù)雜，為了便于加工制造，型芯型腔均采用整體鑲嵌式，只有型腔有兩處鑲嵌小型芯。由于現(xiàn)代制造技術(shù)的先進，那 560 個孔可以做成電極利用電火花來加工，沒有必要分別制造 560 個小型芯鑲件。 圖