新科mp4上蓋模具設計及型腔仿真加工設計說明書[帶圖紙]

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 前言1</b></p><p>　　1.1 課題背景1</p><p>　　1.2 本產品特點1</p><p>　　1.3 播放器的主要功能1</p><p>　　1.4 課題意義1<

2、;/p><p>　　1.5 設計前提及主要問題2</p><p>　　1.6預期成果和實際價值2</p><p><b>　　2總體方案論證3</b></p><p><b>　　3 造型設計4</b></p><p>　　3.1 產品主要尺寸的確定4</p>

3、;<p>　　3.2 MP4的造型方法與步驟5</p><p>　　3.3 MP4上殼的造型過程5</p><p><b>　　4 材料的選擇8</b></p><p>　　4.1塑料的基本概念8</p><p>　　4.1.1塑料的定義及組成8</p><p><b

4、>　　4.1.2組成8</b></p><p>　　4.1.3 輔助材料8</p><p>　　4.2 制品材料8</p><p>　　4.3 影響聚合物取向的主要因素（以注射成型為例）8</p><p>　　4.3.1 溫度的影響8</p><p>　　4.3.2 注射壓力和保壓壓力9&

5、lt;/p><p>　　4.3．3 澆口凍結時間9</p><p>　　4.3.4模具溫度9</p><p>　　4.4 常用塑料分析和數(shù)據(jù)選取9</p><p>　　4.4.1 根據(jù)以下表格和結合實際情況選取數(shù)據(jù)9</p><p>　　4.4.2模具材料的選擇10</p><p><

6、;b>　　5 模具設計11</b></p><p>　　5.1 注塑機的校核11</p><p>　　5.1.1注塑機設備的確定11</p><p>　　5.1.2注塑機有關工藝參數(shù)的校核11</p><p>　　5.2分型面的設計13</p><p>　　5.3澆注系統(tǒng)的設計14<

7、/p><p>　　5.3.1澆注系統(tǒng)的設計原則14</p><p>　　5.3.2主流道的設計14</p><p>　　5.3.3分流道及其平衡布置14</p><p>　　5.3.4 澆口的設計15</p><p>　　5.3.5 冷料穴的設計15</p><p>　　5.4 冷卻系統(tǒng)的

8、設計16</p><p>　　5.4.1在設計冷卻系統(tǒng)時，應從多方面考慮：16</p><p>　　5.4.2 冷卻計算16</p><p>　　5.5 頂出系統(tǒng)的設計17</p><p>　　5.5.1 推出機構設計17</p><p>　　5.5.2 頂出行程17</p><p>

9、;　　5.5.3 復位桿17</p><p>　　5.5.4 頂出桿的形狀和尺寸選擇18</p><p>　　5.5.5 導向裝置位置的布置18</p><p>　　5.5.6 澆注系統(tǒng)零件的設計18</p><p>　　5.6 模架的設計19</p><p>　　5.7凹凸模的造型19</p>

10、<p>　　5.8 型腔加工工藝分析及加工仿真23</p><p>　　5.8.1零件的工藝審查23</p><p>　　5.8.2 毛坯選擇23</p><p>　　5.8.3 擬定加工方案23</p><p>　　5.8.4 型腔數(shù)控仿真加工23</p><p><b>　　6 結

11、論26</b></p><p><b>　　參考文獻27</b></p><p><b>　　致 謝28</b></p><p><b>　　附錄29</b></p><p>　　新科MP4上蓋模具設計及型腔仿真加工</p><p&g

12、t;　　摘要：本課題是關于MP4上蓋模具設計及型腔仿真加工。通過運用模具設計基礎和PRO/E、AutoCAD等這些課程的知識去做一次模具設計的實踐，并在這次實踐中鍛煉自己用理論知識來解決實際問題的能力。</p><p>　　本次模具設計主要是對MP4上蓋注射成型模的結構設計和模具加工制造。前者包括分型面、型腔布置、澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)、抽芯機構、頂出機構、脫模機構以及主要零部件的設計。后者運用PRO/

13、E進行三維造型設計并對注塑模模具進行裝配，對MP4上蓋模具定模板型腔的加工工藝進行了分析，并利用MASTERCAM軟件進行了仿真加工，其切削過程直觀，切削參數(shù)得以體現(xiàn)，不合理的參數(shù)可以改進，能最大限度地降低能源和材料消耗，提高加工效率。經生產驗證，該模具結構設計巧妙、操作方面、使用壽命長、塑件達到技術要求。</p><p>　　關鍵詞：MP4；PRO/E；AutoCAD；注塑模具；模具設計 </p>

14、<p>　　Tne design of the roof of new MP4 mould And</p><p>　　The simulation processing of the mold cavity</p><p>　　Abstract ：This topic is to design the above of MP4 mold design and process

15、simulation process of the cavity. Through use the foundation of design and Proe, AutoCAD such as the knowledge to do the work of these courses a mold design practice, and practice in this exercise with their theoretical

16、knowledge to solve practical problems. </p><p>　　The mold design mainly cover the structure design mould assist designing for manufacturing, and the working process of the injection mould of the roof of the

17、 MP4 were introduced. The former involve parting plane, cavity layout, old systems, heating cooling systems, the core pulling mechanism structure, prop up the organization, drawing patterns and the design process of

18、 the main work pieces. The later use Proe to construct carries on the three dimensional modeling and to assemble the injec</p><p>　　Keywords: MP4;PRO / E;AutoCAD;injection mold; mold design</p><p&

19、gt;<b>　　1 前言</b></p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p><p>　　我的專業(yè)是數(shù)字化制造，在學習和實習中常常接觸很多的數(shù)碼產品，包括隨身聽、CD機、DVD機、MP4播放器、翻譯機等等。我選擇設計MP4播放器上蓋。這樣有利于我的設計與實踐更加緊密結合。</p><p>　　1.2 本

20、產品的特點</p><p>　?。?） 結構簡單，但功能強大，實用性強，</p><p>　?。?） 體積小巧攜帶方便，</p><p>　?。?） 顯示屏大，大大提高其可觀性，</p><p>　?。?） 其功能鍵為圓形，美觀實用且按鍵舒適。</p><p>　　1.3 播放器的主要功能</p><

21、;p>　?。?）一般具有可視化功能,</p><p>　?。?）相同的空間能存儲更多的信息,</p><p>　　(3) 不存在防震問題，更加適合運動時欣賞音樂,</p><p>　　(4) 能隨心所欲編輯自己喜愛的歌。</p><p><b>　　1.4 課題意義</b></p><p>

22、　　模具是工業(yè)生產的重要工藝設備，它被用來成型具有一定形狀和尺寸的各種</p><p>　　制品。在各種材料加工工業(yè)中廣泛地使用各種模具，每種材料成型模具按成型方</p><p>　　法不同又分為若干種類型。其中塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展</p><p>　　的。近年來，人們對各種設備和用品輕量化要求越來越高，這就為塑料制品提供</p>

23、<p>　　了更為廣闊的市場。塑料制品要發(fā)展，必然要求塑料模具隨之發(fā)展。模具作為發(fā)</p><p>　　展新產品的重要裝備，不僅市場需要量大，而且技術含量高。對于模具的精度、</p><p>　　壽命、交貨期等要求也非常務實，模具行業(yè)的競爭也非常激烈。本課題是MP4上蓋制品進行測繪、模具設計、模具型腔仿真加工及數(shù)控編程。課題來源于生產實踐?；谏a實踐之上的對MP4上蓋制品的模具

24、設計以及仿真加工。在設計過程中要解決MP4上蓋制品測繪、模具設計、在模具設計時對分型面的選擇、澆口形式與位置的確定、型腔位置的安排、定模冷卻水道的設置、工藝分析及數(shù)控編程及加工仿真等問題。本專業(yè)是機械設計制造及其自動化，對制品的模具設計使得我們把以前所學的相關知識都運用到其中了，對模具設計手冊、機械設計手冊、模具制造工藝、中國模具工程大典的查找使得我對設計有了更進一步的認識和了解，能熟練運用PRP/E軟件進行制品的造型和模具的裝配，還有

25、Mastercam型腔的仿真加工都得到了掌握。</p><p>　　1.5 設計前提及主要問題 </p><p>　　本課題為MP4上蓋模具設計及其型腔仿真加工，結合生產實際，進行MP4</p><p>　　上蓋制品測繪、模具設計、工藝分析及數(shù)控編程及加工仿真。設計原始數(shù)據(jù): 1）</p><p>　　制品的尺寸精度要求：長度方向小于0.50

26、，厚度方向小于0.10；2）制品材料：</p><p>　　ABS；3）制品表面粗糙度：不低于實物表面；4）制品生產批量：5萬；5）制品</p><p>　　其他要求：符合設計規(guī)范。</p><p>　　運用三維繪圖軟件Pro/E進行制品的模型構造。PRO/E是一個高效的三維機</p><p>　　械設計工具，可繪制任意復雜形狀的零件。本設計

27、中主要是用PRO/E生成平面。</p><p>　　其方法有：拉伸、旋轉、鏡像等。它既能作為高性能系統(tǒng)獨立使用，又能與其它</p><p>　　實體建模模塊結合起來使用，它支持GB、ANSI、ISO和JIS等標準。它的功能很</p><p>　　強大，可以應用與工業(yè)設計、機械設計、功能仿真、制造和數(shù)據(jù)管理等領域，涉</p><p>　　及從設

28、計到生產的全過程。</p><p>　　對于型腔的加工則采用Mastercam 軟件仿真加工。Mastercam系統(tǒng)中，型腔</p><p>　　銑削、輪廓銑削和點位加工的刀具路徑與被加工零件的模型是相關一致的。當零</p><p>　　件幾何模型或加工參數(shù)修改后，Mastercam能迅速準確的自動更新相應的刀具路</p><p>　　徑，無

29、須重新設計和計算刀具路徑。Mastercam能加工簡單和復雜的2D、2.5D</p><p>　　零件，它提供了數(shù)控加工所需要的所有工具，可迅速編制出優(yōu)質可靠的數(shù)控程序，</p><p>　　極大的提高了工作效率和機床利用率。Mastercam提供多種先進的粗加工技術，</p><p>　　零件加工的效率和質量高。Mastercam曲面精加工功能豐富，零件經粗加工后

30、，</p><p>　　表面仍殘留有未除去的材料，若用手工修整，需要花很多的時間和精力。而且能</p><p>　　自動清除零件表面的剩余材料，使被加工零件的表面更加光滑。</p><p>　　1.6預期成果和實際價值</p><p>　　所設計的模具能滿足其工作狀態(tài)的質量要求,使用時安全可靠,易于維修，在</p><p&

31、gt;　　注塑成型時有較短的成型周期,成型后有較長的使用壽命,具有合理的模具制造</p><p>　　工藝性。在預定時間內可以完成設計任務，把所設計的MP4上蓋模具可以在模擬</p><p>　　中生產出來。在整個設計過程中不斷增強有關模具方面的知識以及軟件的應用，</p><p>　　并在實踐中得到了更進一步的提高。</p><p><

32、;b>　　2 總體方案論證</b></p><p>　　本課題的設計目的是對MP4上蓋的三維造型及優(yōu)化、塑料注射模具設計、模具型加工仿真及數(shù)控編程。在進行零件的三維造型之前，首先對塑件進行測繪，繪制塑件二維工程圖，然后根據(jù)工程圖進行塑件的三維造型，再進行型腔的設計主要是分型面的設計，接著就是把分型后的型腔裝配組件調入進行整個模架的設計，最后進行仿真加工及數(shù)控編程。</p><

33、p>　　首先是對塑件進行測繪。測繪好后使用Pro/E進行三維造型。主要采用拉伸、除料等步驟造型。在三維造型之后可以通過Pro/E的“塑料顧問”進行模流分析，而后進行整個模架設計。根據(jù)工廠現(xiàn)有設備的注射量、鎖模力等方面進行考慮，還有塑件的精度等級初步確定采用一模兩腔。要確保塑件及澆注系統(tǒng)所需的注射量不超過注射機最大容量的80％。接著進行模具設計。</p><p>　　先是澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)分為主流道、分流道、

34、澆口、冷料穴等,澆注方式初步確定為側澆口。主流道的中心線與注射機噴嘴的中心線在同一條直線上。由于主流道與高溫高壓的熔融塑料接觸所以外面要加個澆口套。澆口套要進行淬火處理，這樣可以延長模具的使用壽命。分流道的半徑與塑料種類和所需熔融塑料的體積有關，本模具設計取6mm。主流道與分流道采用圓角過渡，這樣可以減小料流轉向過渡時的阻力。分流道的布置要均勻處理，確保熔融塑料由主流道到各分流道的距離相等。分流道表面不必很光，可以使熔融塑料的冷卻皮層固

35、定，有利于保溫。分流道與澆口采用圓弧過渡，有利于熔料的流動及填充。澆口主要有兩個作用，一是起控制作用，二是壓力撤銷后封鎖型腔，不產生倒流。</p><p>　　接著是模架的選擇。注塑模模架國家標準有兩個，即GB/T12556——1990《塑料注射模中小型模架及其技術條件》和GB/T12555——1990《塑料注射模大型模架》。前者適用于模板尺寸為B×L≤560mm×900mm；后者的模板尺寸B

36、×L為（630mm×630mm）～（1250mm×2000mm）。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國的部分地區(qū)形成了自己的標準，該設計初步決定采用龍記標準模架。</p><p>　　然后是導向和定位機構。注射模的導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種類型。導柱導向機構用于動、定模之間的開合模導向和脫模機構的運動導向。錐面定位機構用于動、定模之間的精密對中定位。</p>&

37、lt;p>　　接著是頂出系統(tǒng)的設計。注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮?，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構，也稱頂出機構。所以初步決定本設計使用簡單的推桿脫模機構，因為該塑件的分型面簡單，結構也不復雜，采用推簡單的脫模機構可以簡化模具結構，給制造和維護帶來方便。</p><p>　　最后是冷卻系統(tǒng)。模具設計完成后，進行型腔的加工工藝分析，在確定加工工藝步驟后，在Mastercam 中

38、進行刀具路徑設定完成仿真加工，而后輸出數(shù)控程序。</p><p><b>　　3 造型設計</b></p><p>　　3.1 產品主要尺寸的確定</p><p>　　MP4上蓋尺寸如圖3-1所示：</p><p>　　圖3-1MP4上蓋尺寸</p><p>　　MP4上蓋3D造型如圖3-2所示：

39、</p><p>　　圖3-2 MP4上蓋3D造型</p><p>　　3.2 MP4的造型方法與步驟分析：</p><p>　　1) 第一步:畫出MP4播放器上殼的基本輪廓，然后通過拉伸命令獲得實體，并拔模。</p><p>　　2）第二步：進行邊的倒直角和圓角、再切減材料。</p><p>　　3）第三步：進行

40、抽殼并切減材料。</p><p>　　4）第四步：進行拉伸做扣位。</p><p>　　5）第五步：最后對產品設計的全過程進行檢查及確定。</p><p>　　3.3 MP4上殼的造型過程</p><p>　　1） 啟動PRO/E，新建后選擇零件部分并輸入零件名。</p><p>　　2）先加材料，拉伸出零件大致外型。

41、先點選Feature(特征) ——Greate(創(chuàng)建) ——Solid(實體) ——Protrusion(加材料) ——Extrude(拉伸) ——Soild ——Done(完成) ——One side(單側) ——Done</p><p>　　3）選取或創(chuàng)建草繪平面（例如：TOP平面）——Okay(正向) ——</p><p>　　Default(缺省)——選取參考分別為F1（RIGHT

42、）、F3（FRONT）——利用創(chuàng)建直線再修改尺寸繪出圖形。長為90MM、寬為60MM的長方形。 </p><p>　　4）繪制后選擇繼續(xù)操作當前截面——選擇拉伸方向——再選擇Blind</p><p>　?。た祝狣ONE——輸入零件厚度值為7.0MM。這樣就繪出了零件大致外型。</p><p>　　5）拔模。單擊工具欄中的插入——拔模——Neutral pln

43、(中性面)——Done——Tweak(扭曲)——Nosplit(不分割)——Constant(常數(shù))——Done——指定和選取要拔模的曲面——Done——選取或創(chuàng)建中性平面——選取將垂直于此方向的平面——根據(jù)方向輸入拔模角為1°。</p><p>　　6）倒直角。單擊工具欄中的插入——倒角——邊倒角——45°×d（其中</p><p>　　d=2.5）和d1X

44、d2(其中d1=2、d2=3) ——選擇要倒直角的邊。同理從插入中選取倒圓角——Simple（簡單）——DONE（完成）——常數(shù)、邊鏈——DONE——選取要倒圓角的邊——輸入R=2.5。</p><p>　　7）減材料：Greate(創(chuàng)建) ——Solid(實體) ——Cut(切減材料) ——</p><p>　　Extrude(拉伸) ——Soild(實體) ——Done(完成) ——O

45、ne side(單側) ——</p><p>　　Done。再選擇繪圖平面（例如：零件上表面）——OKAY（正向）——Default(缺</p><p>　　省)。進入草繪界面后，選取參照——利用工具條上和畫圓、曲線、直線等繪圖命令草繪出要切減的外形，再修改尺寸和定位并進行約束，繪出圖形，3個小圓R=2.9和3個大圓R=7相切的圖形。</p><p>　　選擇繼續(xù)操

46、作當前截面，再選擇截面內側方向為正向，切減的深度方向為箭頭指向工件的表面，再選擇（Blind）盲孔并輸入切減深度為0.8。</p><p>　　同理切減長為37，寬為20的長方形，切減深度為0.9MM。繪出圖形。</p><p>　　8）抽殼。單擊工具欄中的插入——殼——選取要抽殼的平面（例如：選取</p><p>　　零件的下表面）——完成選取——輸入零件殼的厚度

47、為1MM。</p><p><b>　　9）切減材料。</b></p><p>　?。?）選擇繪圖平面為FRONT繪制長方形將零件上端部分切減。其操作方法如</p><p><b>　　上第四步所示。</b></p><p>　?。?）選取工件上表面為繪圖平面，繪制切減圖形（分別為一個長方形和3個&

48、lt;/p><p>　　圓），切減深度選取穿過所有。其操作方法大致如上第四步所示。</p><p>　?。?）分別選取工件兩側為繪圖平面，繪制切減圖形，在兩側進行切減材料，</p><p><b>　　切減深度為10。</b></p><p>　　（4）選取工件下表面為繪圖平面，繪制切減圖形，切減深度維2。</p>

49、;<p>　　10） 薄壁切割。單擊工具欄中的插入選取薄壁切割——拉伸——單側——選擇零件下表面為繪圖平面，利用繪圖工具“從邊創(chuàng)建圖元，選擇邊界（單個），再利用偏距邊來創(chuàng)建圖元，選擇偏距邊（單個）根據(jù)方向輸入數(shù)為0.6，從而構成封閉圖形進行薄壁切割。選擇繼續(xù)操作當前截面，再選擇截面內側方向為正向，輸入薄壁厚度為0.6。再選擇薄壁切割的方向并輸入數(shù)值為0.5MM。</p><p>　　11）拉伸扣位和

50、切減扣孔。</p><p>　　（1）拉伸扣位。先創(chuàng)建DTM1和DTM2兩平面分別是平行TOP平面并偏距6</p><p>　　和47MM。分別以兩平面作繪圖平面，選擇兩側加材料，利用繪圖工具繪出四個</p><p><b>　　扣位。 </b></p><p>　?。?）切減材料（做扣孔）。以RIGHT平面為繪圖平面創(chuàng)

51、建邊為1.3MM的正方</p><p>　　形,切減扣位,選擇兩側切減材料和切減深度為穿過所有。</p><p>　　12）上殼的最終造型圖，如圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 MP4三維造型</p><p>　　經過全面檢查,MP4的上殼設計無誤，所以上殼設計造型完成。</p><p><b>

52、;　　4 材料的選擇</b></p><p>　　4.1 塑料的基本概念</p><p>　　4.1.1 塑料的定義及組成 ：</p><p>　　塑料是指以高分子合成樹脂為主要成份、在一定溫度和壓力下具有 塑性和</p><p>　　流動性，可被塑制成一定形狀，且在一定條件下保持形狀不變的材料。</p><p

53、><b>　　4.1.2 組成：</b></p><p>　　聚合物合成樹脂（40 ~ 100%）</p><p>　　4.1.3 輔助材料：</p><p>　　增塑劑、填充劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、著色劑、發(fā)泡劑、增強材料。</p><p><b>　　4.2 制品材料</b></p>

54、;<p>　　本設計模具為MP4上蓋，材料采用ABS（丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物），</p><p><b>　　屬于熱塑性材料。</b></p><p><b>　　ABS使用性能：</b></p><p>　　綜合性能較好，沖擊韌性、機械強度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學性、電性能良</p>&l

55、t;p>　　好，易于成形和機械加工。</p><p><b>　　ABS成型性能：</b></p><p>　　A. 無定性料，流動性中等，比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯</p><p>　　好，溢邊值為0.04毫米左右。</p><p>　　B. 吸濕性強，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須經長時間的

56、預熱干燥。</p><p>　　C. 成型時易取高料溫、高模溫，但料溫過高易分解（分解溫度為≥250℃）。</p><p>　　對于精度較高的塑件，模溫宜取50℃～60℃，對光澤、耐熱塑件，模溫宜取60</p><p>　　℃～80℃。注塑壓力高于聚苯乙烯。用柱塞式注射機成型時，料溫為180℃～230</p><p>　　℃，注射壓力為100

57、0～1400kgf/cm3。用螺桿式注射機成型時，料溫為160℃～</p><p>　　220℃，注射壓力為700～1000 kgf/cm 3。</p><p>　　4.3 影響聚合物取向的主要因素（以注射成型為例）</p><p>　　4.3.1 溫度的影響：</p><p>　　如果熔體溫度很高，則與凝固溫度之間范圍寬，聚合物大分子松弛時

58、間延長，解取向能力加強，取向程度減小。非結晶聚合物熔體溫度下降到TG溫度的松弛時間大于結晶聚合物熔體溫度下降到TM的松弛時間，因此結晶聚合物的冷卻速度快，容易凍結大分子，獲得較高的取向程度。</p><p>　　4.3.2 注射壓力和保壓壓力：</p><p>　　增大注射壓力和保壓壓力，提高剪切應力和剪切速度，有利于取向程度的提</p><p><b>

59、　　高。</b></p><p>　　4.3.3 澆口凍結時間</p><p>　　采用大澆口時，澆口凍結較晚，流動過延時，在一定程度上抵消了因分子熱</p><p>　　運動而引起的解取向因此澆口附近取向顯著。</p><p>　　4.3.4 模具溫度：</p><p>　　模具溫度較低時，聚合物大分子運

60、動容易凍結，因此解取向能力減小，取向</p><p>　　程提高，高于慢速充模。</p><p>　　4.4 常用塑料分析和數(shù)據(jù)選取</p><p>　　4.4.1 根據(jù)以下表格和結合實際情況選取數(shù)據(jù)</p><p>　?。?）常用塑料縮水率（如表4-1所示）</p><p>　　表4-1 常用材料縮水率</p

61、><p>　　結合本身情況，塑膠材料選用ABS，其縮水率取5/1000。 </p><p>　?。?）常用塑料成型性能</p><p>　　為減小解取向能力，獲得較高的取向程度。模具溫度選取50°，成型溫度為220°。逃氣孔適宜深為0.03。</p><p>　?。?）常用塑料的壁厚值（MM）</p><p

62、>　　根據(jù)塑料為ABS、產品為小型塑件和商家要求：壁厚取1MM，大于最小壁厚0.75MM。</p><p>　?。?）常用塑料拔模角度</p><p>　　常用材料拔模角度如表4-2所示。</p><p>　　表4-2 常用材料拔模角度</p><p>　　根據(jù)經驗常用塑料拔模角度取值為: 型 腔為1°，型 芯為1

63、6;。</p><p>　　總結以上情況：我選用的塑膠材料是ABS，其縮水率取5/1000。模具溫度選</p><p>　　取50°，成型溫度為220°。逃氣孔適宜深為0.03。壁厚取1MM，大于最小壁厚</p><p>　　0.75MM。塑料拔模角度取值為: 型 腔為1°，型 芯為1°。通過壁厚取1MM，</p>

64、<p>　　大于最小壁厚0.75MM，我可對前一章節(jié)的造型設計進行反饋。同時對后一章節(jié)提供條件。</p><p>　　4.4.2 模具材料的選擇</p><p>　　塑料模具由于成型方法，結構形式，使用要求模具大小及制品產量多少，制</p><p>　　品外觀光澤要求等有許多不同，因此模具選材應依據(jù)模具實際情況合理的選擇。</p><

65、;p>　　要求快速出模，快速出樣品，這就不允許按常規(guī)要求，型腔選用號鋼材，經調質</p><p>　　氮化或淬火，按模具壽命可以使用50萬次要求精工細做。而應符合市場規(guī)律，</p><p>　　只有當產品定型，并占有市場一定數(shù)額時，在有把握的情況下，才能投入高質量、</p><p><b>　　高壽命的模具制造。</b></p>

66、;<p>　　A. 定模板、動模板、定模固定板、動模固定板、定位圈、推板、推板固定</p><p>　　板、動模墊板等零件均要經過調質處理才能應用,所以采用45號鋼，且45號鋼</p><p>　　用途最廣、最經濟實惠。</p><p>　　B. 導柱、導套、復位桿、澆口套等零件采用材料T8A。</p><p>　　C.拉料桿采

67、用T10A材料,其優(yōu)點是拋光性能好，可以拋成鏡面光澤。</p><p><b>　　5 模具設計</b></p><p>　　5.1 注塑機的校核</p><p>　　5.1.1 注塑機設備的確定</p><p>　　塑料注塑機按用途可以分為熱塑性塑料通用注塑機和專用注塑機；按外形可</p><p&g

68、t;　　以分為臥式注塑機、立式注塑機和直角式注塑機；按塑料在料筒內的塑化方式可</p><p>　　以分為柱塞式注塑機和螺桿式注塑機。由于廠家提供XS-ZY-125型號的注塑機。</p><p>　　熱塑性塑料注射機型號：XS—ZY—125</p><p><b>　　具體參數(shù)如下表：</b></p><p>　　表5-

69、1 注塑機參數(shù)</p><p>　　5.1.2 注塑機有關工藝參數(shù)的校核</p><p>　　注射量是指注射機進行一次注射成型所能注射出的最大容積，它決定了一臺</p><p>　　注射機的所能成型塑件的最大體積。一臺注射機的最大注射量受注射成型工藝條</p><p>　　件的影響而有些波動，因而在實際生產中常用公稱注射量或是理論注射量來間

70、接</p><p>　　的表示注射機的加工能力。</p><p>　　公稱注射量是指在對空注射條件下，注射機螺桿或柱塞作一次最大注射行程</p><p>　　時注射機所能達到的最大注射量，它近似于注射機的實際能夠達到的最大注射</p><p><b>　　量。</b></p><p>　　所以塑件

71、及澆注系統(tǒng)的總體積小于注射機最大注射量，該注射適合注射成型條件。</p><p>　　A. 型腔數(shù)量的選擇 </p><p>　　首先必須考慮采用單型腔還是多型腔模，并決定型腔數(shù)量的多少。考慮的主</p><p>　　要因數(shù)有：現(xiàn)有注塑機的規(guī)格、所要求的塑件的質量、塑件成本及交貨期。起決</p><p>　　定作用的因數(shù)很多，它既有技術方面的

72、因數(shù)，也有生產管理方面的因數(shù)。當尺寸</p><p>　　精度要求很高時，應盡量減少型腔的數(shù)量。模具成本與型腔數(shù)目的關系。通常認</p><p>　　為，模具中每增加一個型腔，所成型的制品的精度就會下降4％，對精度要求高</p><p>　　的制品，隨著型腔數(shù)目的增加，模具的制品精度也勢必隨之增加，因而導致其制</p><p><b&g

73、t;　　造成本的加大。</b></p><p>　　以機床的注塑能力為基礎，每次注射量不超過注射機最大注射量的80%。</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中 N—型腔數(shù)；</p><p>　　S—注射機的注射量，g；</p><p>　　—澆注系統(tǒng)

74、的質量，g；</p><p><b>　　—塑件質量，g；</b></p><p>　　塑件體積=9.383 cm3 ； 塑件質量=3 g ；澆注系統(tǒng)體積=15.79 cm3 ；</p><p>　　=15.79×1.1≈17.89 g ；</p><p>　　經計算：N≤2 ，因此型腔數(shù)確定為一模兩腔。&l

75、t;/p><p>　　B．額定鎖模力的校核 </p><p>　　選用注射機的鎖模力必須大于型腔壓力產生的開模力，不然模具分型面要分開而產生溢料。注射時產生的型腔壓力對柱塞式注射機因注射壓力損失較大，所以型腔壓力為注射壓力的40%～70%；而有預塑裝置的注射機及螺桿式注射機損失較小，所以型腔壓力較大。另外，對不同流動性的塑料，不同的噴嘴和模具結構形式，其壓力損失也不一樣。一般熔料經噴嘴時其注射

76、壓力達60～80MPa，經澆注系統(tǒng)入型腔時則型腔壓力一般為25～50MPa。</p><p>　　鎖模力和成型面積的關系由下式確定：</p><p><b>　　（5-2）</b></p><p>　　式中：—鎖模力，kN；</p><p>　　—型腔壓力，一般取40～50 MPa ；</p><p&

77、gt;　　A —澆道、進料口和塑件的投影面積，mm2；</p><p>　　計算：A=122×75=9150 mm2</p><p>　　×A/1000=50×9150÷1000=457.5 KN</p><p><b>　　=900KN</b></p><p>　　所以：≧

78、15;A/1000 公式成立</p><p>　　C. 注射壓力的校核</p><p>　　ABS成型所需注射壓力 MPa</p><p>　　D. 模具高度與注射機閉合高度關系的校核</p><p><b>　　(3-3) </b></p><p><b>　　E. 開模行程校核&

79、lt;/b></p><p>　　5.2 分型面的設計</p><p>　　分型面的設計要便于模具加工制造，應盡量選擇平直的分型面，這樣的分型</p><p>　　面壁較好處理，對于分型面不在同一平面的模具，為了避免合模時動、定模兩部</p><p>　　分發(fā)生碰撞，以及減小模具制造的難度可以利用一些角度很小的角作為分型面發(fā)</p

80、><p>　　生變化的部位。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則： </p><p>　　A. 分型面應選在塑件外形最大輪廓處；</p><p>　　B. 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊；</p><p>　　C. 保證塑件的精度要求；</p><p>　　D. 滿足塑件的外觀質量要求；</p>

81、<p>　　E. 便于模具加工制造；</p><p>　　F. 對成型面積的影響；</p><p>　　G. 對排氣效果的影響；</p><p>　　H. 對側向抽芯的影響。</p><p><b>　　如圖5-1所示：</b></p><p><b>　　圖5-1分型面&l

82、t;/b></p><p>　　5.3 澆注系統(tǒng)的設計</p><p>　　澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機噴嘴到型腔之間的進料通道。其作用是將塑料熔化充滿型腔,并將注射壓力傳遞到模腔的各個部位,以獲得組織致密、外形清晰、表面光潔和尺寸精確的塑件。澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料井幾部分組成。</p><p>　　5.3.1 澆注系統(tǒng)的設計原則</p>

83、;<p>　　A. 流程要短。減少壓力和熱量損失及塑料消耗量,同時縮短了充模時間。</p><p>　　B. 排氣良好。使料流平穩(wěn)順利充滿型腔。</p><p>　　C. 防止型芯變形和嵌件位移。</p><p>　　D. 防止塑件翹曲變形和表面形成冷斑、冷等缺陷。</p><p>　　E. 合理選擇冷料穴。</p>

84、<p>　　5.3.2 主流道的設計</p><p>　　主流道是指連接注射機噴嘴與分流道或型腔的進料通道。負責將塑料熔體從</p><p>　　噴嘴引入模具,其形狀、大小直接影響塑料的流速及填充時間。為了使塑料凝料</p><p>　　能從主流道中順利拔出,需將主流道設計成圓錐形,具有α=2°～6°的錐角,內</p>

85、<p>　　壁為Ra0.8μM以下的表面粗糙度,小端直徑應大于噴嘴直徑約0.5～1mm,凹坑半</p><p>　　徑R也應比噴嘴頭半徑大1～2mm,以便凝料順利拔出。根據(jù)以上所述和注塑機的</p><p>　　配合要求,本設計的澆口套尺寸如圖5-2所示：</p><p><b>　　圖5-2澆口套形式</b></p>

86、<p>　　5.3.3 分流道及其平衡布置</p><p>　　A. 分流道 主流道和澆口之間的進料通道。其作用是通過流道截面及方向變化使熔料平穩(wěn)地轉換流向,并均衡分配給各個型腔。常見分流道的截面形狀有圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等幾種形式,從壓力損失考慮,圓形截面分流道最好。分流道截面尺寸應按塑料制品的體積、形狀、壁厚、塑料品種、注射速率、分流道長度等因素確定。圓形截面分流道直徑一般取d = 2～

87、12mm 。分流道表面不要求太光潔,表面粗糙度通常取Ra1.25～2.5μM。本設計采用圓形分流道的直徑為5mm。</p><p>　　B. 分流道的布置 本設計采用平衡式布置,這樣一模兩腔可以均衡布置,使熔融塑料幾乎同時到達每個型腔的進料口,這樣,塑料到每個型腔的壓力和溫度是相同的,塑件的品質理應相同。如圖所示：</p><p>　　圖5-3分流道布置形式</p><

88、p>　　5.3.4 澆口的設計</p><p>　　澆口又稱進料口,是分流道與型腔之間的狹窄部分,也是澆注系統(tǒng)中最小的</p><p>　　部分,它是塑料熔體的流速產生加速度,以利于迅速充滿型腔,同時還起封閉型腔</p><p>　　防止熔體倒流的作用,并在成型后使?jié)部谀吓c塑件易于分離。澆口的理想尺寸</p><p>　　很難計算,一

89、般可根據(jù)經驗估算,澆口斷面積約為分流道斷面積的3%～9%,斷面</p><p>　　形狀常為矩形或圓形,澆口的長度約為1～1.5mm。在設計澆口時往往先取較大的</p><p>　　尺寸值,以便在試模后逐步加以修正。澆口的形式有多樣:側澆口、點澆口、潛伏</p><p>　　澆口和直接澆口等等。本設計中采用點澆口點澆口垂直設于制品的平面上，其優(yōu)</p>

90、<p>　　點是：開模時澆口可自動切斷實現(xiàn)全自動成型，澆口周圍殘留應力小。如圖5-4</p><p><b>　　所示：</b></p><p><b>　　圖5-4 點澆口</b></p><p>　　5.3.5 冷料穴的設計</p><p>　　冷料穴的作用是儲存因兩次注射間隔而產生

91、的冷料頭及熔體流動的前鋒冷</p><p>　　料，以防止冷料進入型腔而影響制件質量。</p><p>　　這種帶Z形頭拉料桿的冷料桿的冷料穴設計在主流道的末端的動模一側。既</p><p>　　起冷料儲存作用又兼有分型時將主流道襯套中拉出凝料作用。開模后，凝料及塑</p><p>　　件一起被帶Z形的拉桿脫出。適用于各種塑料的注塑成型，是常

92、用的結構形式。</p><p><b>　　如圖5-5所示：</b></p><p>　　圖5-5 冷料穴形式</p><p>　　5.4 冷卻系統(tǒng)的設計</p><p>　　5.4.1 在設計冷卻系統(tǒng)時，應從多方面考慮：</p><p>　　A. 在保證模具材料有足夠的機械強度的前提下，冷卻水道

93、盡可能設置在靠</p><p>　　近型腔（型芯）表面。</p><p>　　B. 在保證模具材料有足夠的機械強度的前提下，冷卻水道應安排的盡量緊</p><p><b>　　密。</b></p><p>　　C. 合理確定冷卻水道孔的直徑、中心距以及與型腔壁的距離，根據(jù)經驗，</p><p>　

94、　水道孔的直徑一般取8～12mm；水道管壁間距離不得超過5d，水管壁離型腔表面</p><p>　　不得太近，亦不能太遠。一般不超過管徑的3倍，以12～15mm為宜；</p><p>　　D. 對于中、大型模具，由于冷卻水道很長，會造成較大的溫度梯度變化，</p><p>　　導致在冷卻水道末端（出口處）溫度上升很高，從而影響冷卻效果。從均勻冷卻</p>

95、<p>　　的方案考慮，對冷卻液在出、入口處的溫差，一般控制在5℃以下，冷卻水道的</p><p>　　長度在1.2～1.5以下。因此，對于中、大型模具，可將冷卻水道分成幾個獨立</p><p>　　的回路來增大冷卻液的流量，減少壓力損失，提高傳熱效率。</p><p>　　E. 制品較厚的部分應特別加強冷卻。</p><p>

96、　　5.4.2 冷卻計算</p><p>　　所需冷卻水量按下式計算：</p><p>　?。?-3） 式中 —通過模具的冷卻流量（g）；</p><p>　　—單位時間內進入模具的塑料重量（g）；</p><p>　　—每克塑料的熱容量（J/g）；</p><p&

97、gt;<b>　　—出水溫度（）；</b></p><p><b>　　—入水溫度（）；</b></p><p><b>　　—熱傳導系數(shù)；</b></p><p>　　經計算得：W=220g</p><p>　　再由下式可求出冷卻水道的直徑d：</p><

98、p>　?。?-4） 式中 ρ——冷卻液密度（g/m2）；</p><p>　　L——冷卻水道的長度（cm）；</p><p>　　經計算水道直徑d約為6mm，經查手冊本設計水道直徑d取6mm。</p><p>　　5．5 頂出系統(tǒng)的設計</p><p>　　5.5.1 推出機

99、構設計</p><p>　　推出機構的作用是將塑件成型后，順利地把塑件及澆道凝料推出模外。推出</p><p>　　機構一般由推桿、拉料桿、推板、推桿固定板等零件組成。在設置推出機構時，</p><p>　　首先需要確定當模具開啟后，制品的留模形式（留動模部分或留定模部分），推</p><p>　　出機構必須是建立在制品所滯留的模具部分中。通

100、常，由于注塑機的推出機構設</p><p>　　置在動模板一側，因此大多數(shù)模具的推出機構是安裝在動模中的。為了對推出機</p><p>　　構進行位置調整和防止推出機構復位時受到異物阻礙，在動模座板上還設計了限</p><p><b>　　位釘。</b></p><p>　　推出機構的設計原則：</p>&

101、lt;p>　　A. 模具的推出機構必須有足夠的強度及剛度，使塑件出模后不致于變</p><p><b>　　形；</b></p><p>　　B. 推力要均勻。推力面盡可能要大，其推力應設計在塑件承受力較大</p><p>　　的地方如筋部、凸緣及殼體壁部等部位；</p><p>　　C. 推件不應設計在零件外表面

102、，以免影響塑件外觀質量；</p><p>　　D. 推出系統(tǒng)要動作靈敏可靠、動作平穩(wěn)并便于更換于維修。</p><p>　　5.5.2 頂出行程</p><p>　　頂出行程一般規(guī)定使被頂出的制品脫離模具5～10mm， 在成型一些形狀簡單</p><p>　　且脫模斜度較大的桶形制品，也可使頂出行程為制品深度的2/3。本設計的頂出</p

103、><p><b>　　行程為20mm。</b></p><p><b>　　5.5.3 復位桿</b></p><p>　　頂桿在將制品頂出后，其頂端位置會高于型芯（型腔）表面很多，在下一次</p><p>　　合模（模具合緊之前）時，必須使其退回到頂出前的初始位置，以免碰壞型腔（或</p>

104、<p>　　型芯），因此在頂出機構中必須設有復位桿幫助頂桿回位。復位桿與推桿一起固</p><p>　　定在推桿固定板上，設置了4根，位置均布于推板固定板的四周，位于模具型腔</p><p>　　和澆注系統(tǒng)之外。在合模過程中，復位桿的前端面與定模板相接觸才開始復位，</p><p>　　合模和復位同時完成。</p><p>　　

105、5.5.4 頂桿的形狀和尺寸選擇</p><p>　　推桿多為圓形結構，細長桿可將后部加粗成臺階形，配合間隙要求小的推桿，</p><p>　　其推桿端部應設計成錐形。推桿應盡量短，推出時，一般將塑件推到高于型腔（或</p><p>　　型芯）10mm左右即可。推桿的端面應高出所在型腔的底面或型芯頂0.05-0.1mm。</p><p>　　

106、推桿與其配合孔采用H7/f7配合，保持一定同軸度。推桿數(shù)量在保證推出前提下，</p><p>　　越少越好。在推桿推出機構中一定要設計復位機構。頂桿需要進行淬火處理，使</p><p>　　其具有足夠的強度和耐磨性。本模具采用了八根直徑為φ4的圓形頂桿并經過熱</p><p><b>　　處理。</b></p><p>

107、　　5.5.5 導向裝置位置的布置</p><p>　　導向裝置包括兩個部件，即導柱和導套，具有保證模具精確閉合，保護型芯，</p><p>　　并防止注射時模板因受力而偏移等作用。導柱一般安裝在動模上，導套安裝在定</p><p>　　模上。根據(jù)模具的形狀和大小,在模具型腔的周邊要設導柱和導套,本設計導柱的</p><p>　　數(shù)量采用四根

108、。導柱的布置最好能保證模具的動定模只能按一個方向合模,防止</p><p>　　在裝配或合模時因方位搞錯而使型腔損壞,本設計采用四根直徑相同的導柱對稱</p><p>　　布置,并且開設了環(huán)槽，這樣避免了安裝錯誤和出現(xiàn)以上問題。如圖5-6所示:</p><p><b>　　圖5-6導柱</b></p><p>　　5.5

109、.6 澆注系統(tǒng)零件的設計</p><p>　　澆注系統(tǒng)零件主要是定位圈及澆口套兩個零件。定位圈的作用是使模具安裝</p><p>　　在注射機上后有一個準確位置。定位圈凸出定模座板部分的徑向名義尺寸應與注射機固定板定位孔的徑向名義尺寸相同，兩者分別設計成H7/m6、H7/n6配合形式。如圖5-7所示：</p><p><b>　　圖5-7澆注系統(tǒng)</

110、b></p><p><b>　　5．6 模架的設計</b></p><p>　　塑料注射模模架現(xiàn)已標準化和系列化了,因此,在設計時只需根據(jù)塑件的結</p><p>　　構和尺寸直接選用即可。塑料模的模架起裝配、定位和安裝作用。</p><p>　　A. 動模固定板和定模固定板 它們是動模和定模的基座,也是固定式

111、塑料</p><p>　　模與成型設備連接的模板。因此,座板的輪廓尺寸和固定孔必須與成型設備上模</p><p>　　具的安裝板相適應。座板還必須具有足夠的強度和剛度。因為選擇XS-ZY-125</p><p>　　型注塑機, 根據(jù)中國模具手冊查得其尺寸為400mm×400mm 。 </p><p>　　B. 定模板、動模板和動模支

112、承板 動模支承板是墊在固定板背面的模板。</p><p>　　它的作用是防止導柱、導套和模板等零件脫出,增強這些零件的穩(wěn)固性并承受模</p><p>　　板等傳遞而來的成型壓力。它們的尺寸為400mm×350mm 。</p><p>　　C. 墊塊、推板和推板固定板 墊塊的作用是使動模支承板與動模固定板之</p><p>　　間

113、形成推出機構運動的空間,或調節(jié)模具總高度以適應成型設備上模具安裝空間對模具總高的要求。墊塊的尺寸為32mm×160mm , 推板和推板固定板的尺寸均為220mm×400mm 。</p><p>　　D. 各板的厚度如下:</p><p>　　a.動模座板和定模座板根據(jù)標準選用厚度30mm;</p><p>　　b.定模板選用厚度為65mm；<

114、;/p><p>　　c.動模板選用厚度為80mm；</p><p>　　d.支撐板選用厚度45mm；</p><p>　　e.墊塊根據(jù)已選用的模架，選擇其厚度為80mm；</p><p>　　f.推板的厚度取25mm；</p><p>　　g.推板固定板厚度取20mm。</p><p>　　5．7

115、凹凸模的造型</p><p>　　根據(jù)MP4上蓋裝配圖即可用Pro/E Widefire中的模具設計模塊設計進行三維造型,這樣所設計的模具便很直觀、明了,也便于后續(xù)加工等等。具體過程如下：</p><p>　　A. 新建文件mp4.mfg</p><p>　　B. 選擇 模具模型→定位參限零件→創(chuàng)建,出現(xiàn)如圖5-8的對話框,單擊“確定”， </p>&

116、lt;p><b>　　圖 5-8創(chuàng)建圖</b></p><p>　　然后再設置如圖5-8的對話框，單擊對話框的確定，即完成了參限零件的創(chuàng)</p><p><b>　　建</b></p><p>　　C. 選擇 模具模型→創(chuàng)建→工件→手動，彈出“元件創(chuàng)建”對話框，輸入名</p><p>　　稱，

117、單擊“確定”命令，在彈出的“創(chuàng)建選項”對話框中選擇“創(chuàng)建特征”，單</p><p>　　擊確定，在彈出的菜單中選擇 加材料→拉伸，實體→完成，即可通過對稱拉伸</p><p><b>　　生成工件</b></p><p>　　D. 選擇 收縮，任意選擇一個參限零件，在菜單中選擇 按尺寸，彈出如下</p><p>　　的對

118、話框，設置后單擊，在菜單中單擊“完成/返回”，完成收縮率的設置</p><p>　　E. 選擇分型面→創(chuàng)建，輸入分型面的名稱，選擇增加→復制→完成，彈出</p><p>　　如圖5-10的對話框，選擇要復制的曲面和要填充的曲面，單擊“確定”，完成分</p><p>　　型面的創(chuàng)建。在菜單中選擇 分型面→創(chuàng)建→增加→拉伸(平整)選擇要拉伸(平整)的平面，完成補充，依此

119、進行其他三個分型面的創(chuàng)建。再創(chuàng)建一個分型面，將</p><p>　　這四個分型面分別與第五個分型面合并，形成一個完整的分型面。 </p><p>　　F. 選擇 模具體積塊→分割→兩個體積塊→所有工件→完成，選擇上面的分型面，單擊確定，生成兩個體積塊，分別為型腔和型芯，至此完成型腔和型芯的設計，如圖5-12所示，選擇文件→保存。</p><p>　　圖 5-9布局圖

120、 圖 5-10尺寸收縮圖</p><p>　　圖 5-11曲面復制圖</p><p>　　G. 選擇 特征→實體→切減材料→旋轉→實體→完成，通過旋轉命令可依次</p><p>　　生成主流道、分流道和澆口。</p><p>　　H. 選擇 特征→型腔組件→水線，彈出“水線”對話框

121、，根據(jù)提示設置好所</p><p>　　有的參數(shù)，即可生成水線。</p><p>　　根據(jù)繪制的二維圖，在.prt中分別完成各個零件的三維造型，包括如</p><p>　　下的零件：定模固定板、定模板、動模板、動模支承板、推桿固定板、推板、墊</p><p>　　塊、動模固定板、鑲塊、定位圈、澆口套、拉料桿、推桿、導套、導柱、復位桿、<

122、/p><p>　　限位釘、滑塊、楔塊。</p><p><b>　　圖5-12凹凸模</b></p><p>　　5.8 型腔加工工藝分析及加工仿真</p><p>　　5.8.1 零件的工藝性審查</p><p>　　A. 零件的結構特點</p><p>　　型腔（見附圖），