探測(cè)器后蓋模具設(shè)計(jì)及其型腔仿真加工設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 前 言1</p><p>　　2 模具總體設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1 制品的分析3</p><p>　　2.2模具總體方案設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.3注射機(jī)的選擇4</p><

2、p>　　2.4型腔數(shù)的確定5</p><p>　　2.5型腔的布局5</p><p>　　2.6分型面的確定6</p><p>　　2.7澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.7.1澆口的形式7</p><p>　　2.7.2流道、主流道襯套及定位環(huán)的設(shè)計(jì)7</p><p>

3、　　2.7.3冷料井的設(shè)計(jì)8</p><p>　　2.8冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)9</p><p>　　2.9模架的選擇11</p><p>　　2.10導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選擇12</p><p>　　2.10.1導(dǎo)柱的選擇12</p><p>　　2.10.2導(dǎo)套的選擇13</p><p>　　2

4、.11頂桿設(shè)計(jì)13</p><p>　　2.12復(fù)位桿14</p><p>　　2.13鎖模力校核14</p><p>　　2.14開(kāi)模行程的校核15</p><p>　　3工藝分析及仿真加工16</p><p>　　3.1模具的注塑工藝分析16</p><p>　　3.2模具成型件

5、制造工藝與加工工序17</p><p>　　3.3數(shù)控仿真18</p><p><b>　　4結(jié)論22</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)23</b></p><p><b>　　致謝24</b></p><p><b>　

6、　附錄25</b></p><p><b>　　1 前 言</b></p><p>　　隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料與工程塑料在強(qiáng)度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷地?cái)U(kuò)大。在工業(yè)產(chǎn)品中，一個(gè)設(shè)計(jì)合理的塑料件往往能代替多個(gè)傳統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)件，加上利用工程塑料特有的性質(zhì)，可以一次成型非常復(fù)雜的形狀，并且還能設(shè)計(jì)成卡裝結(jié)構(gòu)，所帶來(lái)的效果

7、是明顯的，因此，近年來(lái)工業(yè)產(chǎn)品塑料化的趨勢(shì)不斷上升。注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法，其中最主要之一的注塑模具已經(jīng)很廣泛的采用。它在質(zhì)量、精度、制造周期以及注塑成型過(guò)程中的生產(chǎn)效率等方面水平的高低，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本及產(chǎn)品的更新?lián)Q代，同時(shí)也決定著企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的反應(yīng)能力和速度。注塑模具與其它機(jī)械行業(yè)想比，有以下三個(gè)特點(diǎn)：第一，模具不能像其它機(jī)械那樣可作為基本定型的商品隨時(shí)都可以在機(jī)電市場(chǎng)上買到。模具制造不可能形成批量生

8、產(chǎn)，即模具是單件生產(chǎn)的，其壽命越長(zhǎng)，重復(fù)加工的可能性越小。因此，模具的制造成本較高。第二，因?yàn)樽⑺苣＞呤菫楫a(chǎn)品中的塑料制品而訂制的，作為產(chǎn)品，除質(zhì)量、價(jià)格等因素之外，很重要的一點(diǎn)就是需要盡快地投放市場(chǎng)，所以對(duì)于為塑料制品而特殊定訂制的模具來(lái)說(shuō)，其制造周期一定要短。第三，模具制造是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工</p><p>　　注塑模具的特點(diǎn)：a)塑料的加熱、塑化是在高溫料筒內(nèi)進(jìn)行，而不是在模具內(nèi)進(jìn)行，因而模具不設(shè)加料腔，

9、而設(shè)澆注系統(tǒng)，熔體通過(guò)澆注系統(tǒng)充滿型腔。澆注系統(tǒng)對(duì)注塑模來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。b)塑料熔體進(jìn)入型腔之前，模具已經(jīng)閉合。在注塑過(guò)程中需根據(jù)塑料特性，在模具中設(shè)加熱或冷卻系統(tǒng)。c)注塑模生產(chǎn)適應(yīng)性強(qiáng)，既可注塑小型制品，也可注塑大型制品；既可注塑簡(jiǎn)單制品，也可注塑復(fù)雜制品，生產(chǎn)率高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。d)注塑模一般是機(jī)動(dòng)的，結(jié)構(gòu)一般較復(fù)雜，因而制造周期較長(zhǎng)，成本較高。注塑模具的應(yīng)用在當(dāng)今的時(shí)代會(huì)越來(lái)越廣的，它的特點(diǎn)使得它的用處越來(lái)越寬，涉及的范圍也大了

10、[8]。</p><p>　　模具表面的光整加工是模具加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，我國(guó)目前仍以手工研磨拋光為主(約占整個(gè)模具周期的l/3)，不僅效率低，且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，質(zhì)量不穩(wěn)定，制約了我國(guó)模具加工向更高層次發(fā)展。因此，研究拋光自動(dòng)化、智能化是重要的發(fā)展趨勢(shì)。日本已研制了數(shù)控研磨機(jī)，可實(shí)現(xiàn)三維曲面模具的自動(dòng)化研磨拋光。國(guó)外在模具生產(chǎn)中，計(jì)算機(jī)輔助

11、設(shè)計(jì)與輔助制造(CAD/CAM)技術(shù)已得到十分成功的應(yīng)用。三維造型和型腔的數(shù)控加工都是由計(jì)算機(jī)輔助軟件完成的，它大幅度的縮短了模具的生產(chǎn)周期，提高工作效率。德、美、日、法、意等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在模具設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域仍處于國(guó)際領(lǐng)先水平，他們的一些先進(jìn)的模具方面的技術(shù)被許多發(fā)展中國(guó)家，甚至是其它發(fā)達(dá)國(guó)家學(xué)習(xí)采用。亞洲以日本和韓國(guó)模具技術(shù)水平最高，其它國(guó)家與之還有較大的差距，不過(guò)他們也正在以驚人的速度發(fā)展著，國(guó)家之間的交流會(huì)使之發(fā)展更快。</p

12、><p>　　本課題是關(guān)于探測(cè)器后蓋的注塑模具設(shè)計(jì)。要求運(yùn)用所學(xué)知識(shí),能很好的對(duì)注塑模具進(jìn)行設(shè)計(jì).達(dá)到熟練的掌握注塑模具的設(shè)計(jì)知識(shí),并能對(duì)注塑模具設(shè)計(jì)有更高層次的認(rèn)識(shí)的目的。</p><p>　　該課題的設(shè)計(jì)要求通過(guò)基于現(xiàn)代CAD技術(shù)的注塑模設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)過(guò)程中掌握模具設(shè)計(jì)的一般規(guī)律,對(duì)于運(yùn)用現(xiàn)代CAD技術(shù)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)進(jìn)行研究和應(yīng)用,完成探測(cè)器后蓋注塑模具設(shè)計(jì). 所設(shè)計(jì)探測(cè)器后蓋注塑模具要能滿足

13、模具工作狀態(tài)的質(zhì)量要求,使用時(shí)安全可靠,便于維修,在注塑成型時(shí)要有較短的成型周期,成型后有較長(zhǎng)的使用壽命,具有合理的模具制造工藝性.選擇注塑模型腔進(jìn)行加工分析,用數(shù)控加工進(jìn)行編程加工。</p><p>　　本課題要解決的主要問(wèn)題是殼體注塑模具工藝方案的擬定和殼體注塑模具的設(shè)計(jì)。</p><p>　　注塑模具設(shè)計(jì)總體思路如圖1-1所示</p><p>　　圖1-1模具

14、設(shè)計(jì)思路圖</p><p>　　本課題要達(dá)到的預(yù)期效果：</p><p>　　a.外觀及尺寸均符合要求，未出現(xiàn)溢邊、縮坑等缺陷；</p><p><b>　　b.結(jié)構(gòu)合理；</b></p><p>　　c.鑲拼簡(jiǎn)單，加工簡(jiǎn)便；</p><p>　　d.頂出動(dòng)作平穩(wěn)、可靠。</p>&

15、lt;p><b>　　2 模具總體設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1 制品的分析</b></p><p>　　探測(cè)器后蓋制品的形狀由曲線和一些復(fù)雜的凹槽構(gòu)成，由于測(cè)量工具的有限對(duì)曲面和較小的凹槽測(cè)量有較大誤差。在測(cè)繪曲面時(shí)采用多斷面測(cè)量，對(duì)較小的凹槽測(cè)繪采用工具和估測(cè)相結(jié)合的方法，并且對(duì)探測(cè)器后蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化處理。探測(cè)器后蓋

16、測(cè)制品圖及三維造型如2-1、2-2所示。</p><p><b>　　圖2-1 制品圖</b></p><p>　　圖2-2 制品的三維造型</p><p>　　該制品是ABS（苯烯腈-丁二烯-苯乙烯）塑料，重量約30g 。據(jù)參考文獻(xiàn)[3]P20可知，ABS的密度1030～1070 ，收縮率0.3～0.8%， 模具溫度50～80℃注射壓力60～

17、100Mpa，最大不溢料間隙0.04mm，塑件的尺寸精度為5～6級(jí)，則模具型腔的尺寸精度應(yīng)為IT10～I(xiàn)T11級(jí)。</p><p>　　2.2模具總體方案設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)模具時(shí)，首先確定合適的注塑機(jī)，并了解它的技術(shù)規(guī)范要求：注塑機(jī)的最大注塑量、最大注塑壓力、最大鎖模力、最大成型面積、模具最大厚度和最小厚度、最大開(kāi)模行程、模板安裝模具的螺釘孔的位置和尺寸、注塑機(jī)噴嘴孔直徑和噴嘴

18、球頭半徑值。再根據(jù)現(xiàn)有注塑機(jī)的規(guī)格、所要求的塑件的質(zhì)量、塑件成本及交貨期等，確定型腔數(shù)目。</p><p>　　澆注系統(tǒng)分為主流道、分流道、澆口、冷料穴等。由于主流道與高溫高壓的熔融塑料接觸所以外面要加個(gè)澆口套。分澆道的形狀尺寸主要取決于塑件的體積、壁厚、形狀以及所加工塑料的種類、注射速率、分澆道長(zhǎng)度等。主流道與分流道采用圓角過(guò)渡，這樣可以減小料流轉(zhuǎn)向過(guò)渡時(shí)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

19、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定，有利于保溫。分流道與澆口采用圓弧過(guò)渡，有利于熔料的流動(dòng)及填充。澆口是連接分流道和型腔的橋梁，它具有兩個(gè)功能：第一，對(duì)塑料熔體流人型腔其控制作用；第二，當(dāng)注塑壓力撤銷后，澆口固化，封鎖型腔，使型腔中尚未冷卻固化的塑件不會(huì)倒流。根據(jù)制品的特點(diǎn)初采用潛伏式澆口。</p><p>　　型腔分型面和形狀的確定：注塑模有一個(gè)分型面和多個(gè)分型面的模具，分型面的

20、位置有垂直于開(kāi)模方向、平行于開(kāi)模方向以及傾斜于開(kāi)模方向幾種，分型面的形狀有平面和曲面等。根據(jù)制品的形狀采用平面分型。</p><p>　　拉料桿主要是保證澆注系統(tǒng)的凝料從定模澆口套中拉出，留在動(dòng)模一側(cè)，便于取出。</p><p>　　排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：本模具采用間隙排氣，利用分型面的配合間隙自然排氣。</p><p>　　推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：推動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源有手動(dòng)推出、機(jī)動(dòng)

21、推出和液壓與氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)可采用機(jī)動(dòng)推出，在部分的頂桿設(shè)計(jì)時(shí)可要特殊加工。合模時(shí)復(fù)位桿首先與定模邊的分型面接觸，而將推板和所有的推桿一道推回原位。本模具設(shè)計(jì)采用塑件留在動(dòng)模，要保證塑件不應(yīng)推出變形或損壞，還要保證塑件的良好外觀和結(jié)構(gòu)可靠。</p><p><b>　　2.3注射機(jī)的選擇</b></p><p>　　注塑模具是與注塑機(jī)配套使用，因此設(shè)計(jì)時(shí)注塑機(jī)的選

22、擇尤為重要。從模具設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，應(yīng)了解的注射機(jī)的技術(shù)要求有：注射機(jī)的類型、最大注射量、最大注射壓力、鎖模力、最大注射面積、模具的最大和最小閉合厚度、最大開(kāi)模行程以及模具在注射機(jī)上安裝時(shí)所需的定位孔的大小、螺釘孔的位置等等。根據(jù)制品的大小及企業(yè)生產(chǎn)狀況，選擇SZ-100/60注射機(jī)，其主要參數(shù)如表2-1所示。</p><p>　　表2-1 注射機(jī)參數(shù)</p><p><b>　　

23、2.4型腔數(shù)的確定</b></p><p>　　據(jù)參考文獻(xiàn)[3]可知，以機(jī)床的注射能力為基礎(chǔ)，每次的注射量不超過(guò)注射機(jī)最大注射量的80%，按參考文獻(xiàn)[3]公式計(jì)算模具的型腔數(shù)：</p><p>　　n=(0.8G-)/ (2-1)</p><p>　　式中： —注射機(jī)的最大注射量（g）；</

24、p><p>　　—單個(gè)塑件的重量（g）；</p><p>　　—澆注系統(tǒng)的重量（g）。</p><p>　　n=(0.8x105-6)/30 </p><p><b>　　n=2.5</b></p><p>　　模具型腔個(gè)數(shù)選一模二腔。</p>

25、<p><b>　　2.5型腔的布局</b></p><p>　　由于型腔的布置與澆注系統(tǒng)布置密切相關(guān),因而型腔的排布在多型腔模具設(shè)計(jì)中應(yīng)加以綜合考慮。型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔澆口處有足夠壓力,以保證塑料熔體同時(shí)均勻地充滿型腔，使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定,這就要求型腔與主澆道之間的距離盡可能最短,同時(shí)采用平衡的澆道和合理的澆口尺寸以及均勻的冷卻等。合理的排布可以避免塑件尺寸的差異

26、、應(yīng)力形成和脫模困難等問(wèn)題。本設(shè)計(jì)是一模兩腔，為合理的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)和容易脫模，型腔的布局如下：</p><p>　　圖2-3 型腔的布局</p><p><b>　　2.6分型面的確定</b></p><p>　　分開(kāi)模具能取出塑件的面，稱作為分型面，其它的面稱作分離面或分模面，注射模只有一個(gè)分型面。選擇分型面時(shí)，應(yīng)根據(jù)幾何形狀的外觀質(zhì)量、澆注

27、系統(tǒng)的合理布置、便于取件、利于排氣等因素綜合考慮，為了便于脫模，分型面的位置宜取在塑件外形輪廓最大處。分型面的方向盡量采用與注塑機(jī)開(kāi)模是垂直方向，形狀有平面，斜面，曲面。由于本制品是下大上小的特點(diǎn)，根據(jù)上述選擇分型面的原則，本制品的分型面選擇在圖2-4的最大輪廓處。</p><p>　　圖2-4 分型面位置圖</p><p><b>　　2.7澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b>&l

28、t;/p><p>　　澆注系統(tǒng)的作用就是將熔融狀態(tài)的塑料均勻、迅速地輸入型腔，使型腔內(nèi)體及時(shí)排出；并且將注射壓力傳遞到型腔的各個(gè)部位，從而得到組織緊密的制品。</p><p>　　澆注系統(tǒng)通常由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。</p><p>　　2.7.1澆口的形式</p><p>　　澆口是澆道與型腔之間最短的一段距離，能夠增加和控制

29、塑料進(jìn)入型腔的流速并封閉裝填在型腔內(nèi)的塑料。澆口位置的選擇對(duì)制品的質(zhì)量顯得尤為重要，根據(jù)文獻(xiàn)[3]澆口選擇的一般要求是：</p><p>　　a.塑件能量的損失最小;</p><p>　　b.澆口的位置應(yīng)使進(jìn)入行腔的塑料能順利的排出模腔內(nèi)的空氣，進(jìn)入型腔的塑料不要立即封閉排氣系;</p><p>　　c.澆口的位置要避免造成收縮變形和塑件的熔接痕;</p>

30、;<p>　　d.拼鑲結(jié)構(gòu)的模具，澆口的位置不能使流動(dòng)的塑料沖擊鑲件，但也不能離澆口太遠(yuǎn)，否則塑料流到鑲件附近時(shí)變冷熔接不好;</p><p>　　e.澆口的位置及大小要考慮對(duì)型芯的影響。避免塑料直接正面沖擊型芯;</p><p>　　f.外觀要求高的塑件則澆口不允許設(shè)置在分型面上，同時(shí)要考慮清理簡(jiǎn)便，不損壞塑件。</p><p>　　根據(jù)本設(shè)計(jì)的具體

31、情況，選用潛伏式澆口，澆口隱藏在制品內(nèi)側(cè)保證了制品的表面光滑。如果澆注系統(tǒng)采用其它形式，必將影響表面的光滑和外觀的形式，也不利于開(kāi)模，因此可以將澆道與澆口部分做成具有一定角度的形狀，根據(jù)文獻(xiàn) [3]其角度選擇20度。其具體結(jié)構(gòu)及參數(shù)如圖2-5所示：</p><p>　　圖2-5 進(jìn)料口形式</p><p>　　2.7.2流道、主流道襯套及定位環(huán)的設(shè)計(jì)</p><p>

32、;　　主流道是注射機(jī)噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度。</p><p>　　a. d=注射機(jī)噴嘴孔直徑+（0.5～1）mm=4.5mm ； d=3.5mm</p><p>　　b. α=2°～4° ； α=2°</p&

33、gt;<p>　　c. D≈澆道的寬度 ； D=8mm</p><p>　　d. H一般取3～4mm ； H=3mm</p><p>　　e. R=注射機(jī)噴嘴球面半徑+（1～2）mm ； R=10+2=12mm<

34、/p><p>　　f. r按具體情況選擇，一般取1～3mm ； r=2mm</p><p>　　g. L應(yīng)盡量縮短，L值按具體情況確定，不宜過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短，要>8mm。本設(shè)計(jì)L長(zhǎng)初定80mm。</p><p>　　主流道襯套的材料常用T8A制造，熱處理后硬度為50~55HRC。主流道襯套與定模板采用H7/m6的過(guò)渡配合，主流道襯套與定位

35、圈采用的H9/f9間隙配合。由于受型腔或分流道的反壓力作用，主流道襯套會(huì)產(chǎn)生軸向移動(dòng)，所以主流道襯套的軸向定位要可靠。本制品是選擇中小型模架則澆口套選擇整體式，根據(jù)上述經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算本設(shè)計(jì)的澆口套形式為：</p><p>　　圖2-6 澆口套形式</p><p>　　分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開(kāi)設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。據(jù)參考文獻(xiàn)[3]經(jīng)驗(yàn)公式：

36、

37、 </p><p>　　D=0.2654 (2-2) </p><p>　　式中：W—流經(jīng)分流到的塑料量（g）</p><p>　　L—分流道長(zhǎng)度（mm）</p><p>　　D—分流道直徑（mm）</p><p>　

38、　根據(jù)型腔的布置初估L=140mm，根據(jù)制品的重量和澆注系統(tǒng)內(nèi)的塑料量初估W=65g。則分流道直徑為6.9mm.</p><p>　　據(jù)文獻(xiàn)[3]ABS材料分流道直徑推薦值為4.8—9.5。故選擇D=7mm。</p><p>　　2.7.3冷料井的設(shè)計(jì)</p><p>　　噴嘴與低溫的模具相接觸，使噴嘴前端有一小段冷料；當(dāng)分流道較長(zhǎng)時(shí)，前鋒塑料長(zhǎng)時(shí)間的在低溫的模具中

39、流動(dòng)，溫度較低。這些冷料如果進(jìn)入型腔，在制作上形成冷接縫（熔接痕），嚴(yán)重的造成充填困難。也可能在進(jìn)入澆口時(shí)就將澆口堵塞。所以必須設(shè)置冷料穴。冷料穴的作用是儲(chǔ)存冷料；保證開(kāi)模后主流道和分流道能留在動(dòng)模板上，以便從模具中推出。其位置在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上、分流道的末端、兩股熔料相會(huì)合的部位。冷料穴直徑要大于主流道直徑，以保證冷料能進(jìn)入冷料穴；深度約為直徑的1～1.5倍。本設(shè)計(jì)中采用鉤頭冷料穴如圖2-7所示：</p><p

40、>　　圖2-7 冷料井的形式</p><p>　　2.8冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　冷卻系統(tǒng)在模具設(shè)計(jì)中是很重要的一部分，冷卻水道的布置對(duì)成品的質(zhì)量尤為重要，下表是模具溫度對(duì)成品的影響。 </p><p>　　表2-2不正常模溫對(duì)塑件質(zhì)量的影響</p><p>　　由上表可以知道冷卻水道的位置取決于制品的形狀和不同的壁厚。原則上

41、冷卻水道應(yīng)設(shè)置在塑料向模具熱傳導(dǎo)困難的地方,根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則,冷卻水道應(yīng)圍繞模具所成型的制品,且盡量排列均勻一致。設(shè)計(jì)冷卻水道需考慮如下因素[3]：</p><p>　　a.模具的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)直接有關(guān)；</p><p>　　b.模具的大小和冷卻面積；</p><p>　　c. 塑件熔接痕位置；</p><p>　　d. 水孔

42、邊離型腔的距離一般保持在10～25mm，距離太近則冷卻不易均勻，太遠(yuǎn)則效率降低。水孔直徑一般在8mm以上，根據(jù)模具大小決定；</p><p>　　e.水孔管路應(yīng)暢通無(wú)阻；</p><p>　　f.水管接頭的位置應(yīng)放在盡可能不影響操作的一側(cè)；</p><p>　　g.冷卻水孔管路最好不開(kāi)在型腔塑料溶接的地方，以免影響塑件強(qiáng)度。</p><p>

43、　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算所需冷卻水量：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中；W——通過(guò)模具的冷卻流量（g）；</p><p>　　W1——單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入模具的塑料重量（g）；</p><p>　　a——每克塑料的熱容量（J/g）；</p><p>　

44、　T3——出水溫度（）；</p><p>　　T4——入水溫度（）；</p><p><b>　　K——熱傳導(dǎo)系數(shù)；</b></p><p>　　由式（2-3）計(jì)算得：W=380g</p><p>　　再由下式可求出冷卻水道的直徑d：</p><p><b>　?。?-4）</b&

45、gt;</p><p>　　式中：ρ——冷卻液密度（g/m2）；</p><p>　　L——冷卻水道的長(zhǎng)度（cm）；</p><p>　　由式（2-4）計(jì)算得：水道直徑d為7.8mm，根據(jù)文獻(xiàn)[3]取水道直徑d為8mm</p><p>　　由于需要冷卻的部位大部分集中在制品的上側(cè)，為此動(dòng)模板水道布局稀疏和定模板的水道布局密些，具體布局如圖2-

46、8及2-9所示：</p><p>　　圖2-8 動(dòng)模板的水道流向圖</p><p>　　圖2-9 定模板的水道流向圖</p><p><b>　　2.9模架的選擇 </b></p><p>　　根據(jù)制品的投影面積，模架選擇BxL=250x250。由于制品的高度是25.5mm，據(jù)參考文獻(xiàn)[3]可知開(kāi)模的長(zhǎng)度要大于制品高度的

47、5-10mm，根據(jù)型腔和型芯的高度以及冷卻系統(tǒng)的布置，根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]選取模架各參數(shù)和結(jié)構(gòu)如表2－3及圖2－10所示：</p><p>　　表2-3 模架的參數(shù)</p><p><b>　　圖2-10模架</b></p><p>　　2.10導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選擇</p><p>　　導(dǎo)向零件用來(lái)確定動(dòng)、定模(或上、下模)的

48、相對(duì)位置,并保證模具運(yùn)動(dòng)的方向精度.導(dǎo)向零件包括導(dǎo)柱、導(dǎo)套、導(dǎo)板等。導(dǎo)柱與導(dǎo)套的功能是為動(dòng)模與定模（包括頂出板與動(dòng)模板）在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)向。導(dǎo)向零件應(yīng)盡量布置在靠近模具模板的邊緣出,以便于較寬松和較方便的安置模具成型零件和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)具體模具結(jié)構(gòu)，導(dǎo)柱的固定位置可以根據(jù)不同的需要設(shè)置在不同的模板上。一般的模具設(shè)計(jì)時(shí)盡量的將導(dǎo)柱的固定設(shè)置在定模板上。</p><p>　　2.10.1導(dǎo)柱的選擇</p>

49、<p>　　導(dǎo)柱的形狀可分為普通型與階梯型兩種。普通型制造簡(jiǎn)單，在小型模具中被廣泛使用。而階梯型的導(dǎo)柱在制造上較普通型導(dǎo)柱難度大，因?yàn)閷?duì)導(dǎo)柱中兩段不同直徑部分的同軸度要求較高。導(dǎo)柱的長(zhǎng)度也是一個(gè)不可忽視的重要參數(shù)，對(duì)于不同的模具，其導(dǎo)模長(zhǎng)度也是不一樣的，但設(shè)計(jì)導(dǎo)柱長(zhǎng)度的原則是一致的，即導(dǎo)柱的長(zhǎng)度要比模具最長(zhǎng)的凸起部分長(zhǎng)些，以免在組裝時(shí)因?qū)ξ徊粶?zhǔn)而碰傷模具。</p><p>　　導(dǎo)柱與安裝在另一半模上

50、的導(dǎo)套相配合，以確定動(dòng)、定模的相對(duì)位置,保證模具運(yùn)動(dòng)副的導(dǎo)向精度。在閉模開(kāi)模時(shí)沿著導(dǎo)柱移動(dòng)，為保證動(dòng)模板移動(dòng)的正確,導(dǎo)柱應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度,所以必須正確的選用導(dǎo)柱直徑,并保證它在模板中的剛性配合。根據(jù)制品的特點(diǎn)和模架的大小選用四個(gè)導(dǎo)柱,其結(jié)構(gòu)根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]選擇d=20mm,d1=20mm,L1=25,D=25mm,L=80mm的帶頭導(dǎo)柱.材料為T8A鋼,HRC50～55，如下圖：</p><p><b

51、>　　圖2-11 導(dǎo)柱</b></p><p>　　2.10.2導(dǎo)套的選擇</p><p>　　根據(jù)導(dǎo)柱的直徑和長(zhǎng)度選擇及文獻(xiàn)[3]選擇d=20mm，d1=28mm，D=32mm，S=6，L=50的帶頭導(dǎo)套。其材料為T8A鋼, HRC50～55。</p><p><b>　　圖2-12 導(dǎo)套</b></p>&l

52、t;p><b>　　2.11頂桿設(shè)計(jì)</b></p><p>　　頂桿設(shè)計(jì)有如下的要求[3]：    a.頂桿的導(dǎo)向 頂桿一般用來(lái)進(jìn)行頂出塑件，同時(shí)也可以作為脫模機(jī)構(gòu)，一般用于脫模力小的腔類塑件，而當(dāng)配合部分較短；</p><p>　　b.筋部由于局部脫模力大，需加筋位；</p><p>　　因

53、本制品內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，為使制品能安全的推出采用了8個(gè)頂桿。根據(jù)制品的特點(diǎn)和澆口形式本設(shè)計(jì)頂桿分為四類。本設(shè)計(jì)采用潛伏式澆口，其澆口與頂桿相結(jié)合，為此頂桿設(shè)計(jì)如下圖3-4所視。又頂桿要與制品的曲面相配合其端部設(shè)計(jì)成和制品一樣的曲面如圖3-5。其頂桿的長(zhǎng)度由制品的高度和開(kāi)模行程決定，本設(shè)計(jì)推桿長(zhǎng)度選用114mm和96mm，</p><p><b>　　圖2-13 頂桿1</b></p&g

54、t;<p><b>　　圖2-14 頂桿2</b></p><p>　　圖2-15頂桿布置圖</p><p>　　具體的形式和尺寸可以參考[3]表6-121</p><p>　　表2-4圓形頂桿及尺寸</p><p><b>　　2.12復(fù)位桿</b></p><p

55、>　　復(fù)位桿用于閉模時(shí)使頂桿及頂出桿復(fù)位，材料常用T8A，HRC45～50，復(fù)位桿的組合形式和尺寸可以查參考[3]表6-12</p><p><b>　　表2-5復(fù)位桿尺寸</b></p><p><b>　　型芯和型腔的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.13鎖模力校核</b><

56、;/p><p>　　鎖模力又稱合模力，是指注射機(jī)的合模裝置對(duì)模具所施加的最大夾緊力。當(dāng)熔體充滿型腔時(shí)，注射壓力在型腔內(nèi)所產(chǎn)生的作用力總是力圖使模具沿分型面脹開(kāi)，為此，注射機(jī)的鎖模力必須大于型腔內(nèi)熔體壓力與塑料制品及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積。根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]經(jīng)驗(yàn)公式即</p><p>　　F0≥PA (2-5)</p&g

57、t;<p>　　或 F0≥K1PA (2-6)</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　(2-7) P=37.37X1.15X1.2</p><p><b>　　P=51.5

58、7 </b></p><p>　　F0≥F=1.5PAX0.1 (2-8)</p><p>　　F=1.5X51.57X67X0.1</p><p><b>　　F=518.37</b></p><p>　　—注射機(jī)的公稱鎖模力（KN）；</p>&

59、lt;p>　　—壓力損耗系數(shù)，一般取1/3～2/3；</p><p>　　—模模內(nèi)壓力（型腔內(nèi)熔體的壓力）；</p><p>　　—柱塞或螺桿施加于塑料上的注射壓力；</p><p>　　—制品、流道、澆口在分型面上的投影面積之和</p><p>　　—基本壓力（MPa）</p><p><b>　　—

60、材料種類數(shù)</b></p><p>　　—注件幾何形狀的等級(jí)</p><p>　　所選的注塑機(jī)鎖模力為600KN 〉518.37KN，所選規(guī)格合適。</p><p>　　2.14開(kāi)模行程的校核</p><p>　　各種注射機(jī)的開(kāi)模行程是有限的，取出制品所需的開(kāi)模距離必須小于注射機(jī)的最大開(kāi)模距離。SZ-100/60型注射機(jī)的單分型面

61、注射模的開(kāi)模距離的校核如下：</p><p>　　S≥H= H1+ H2+ (5 ～ 10)mm (2-9)</p><p>　　式中：S—注射機(jī)的最大開(kāi)模行程（移動(dòng)模板行程）；</p><p>　　H1—塑料制品推出距離；</p><p><b>　　H2—制品高度；</b&

62、gt;</p><p><b>　　H—開(kāi)模行程</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)情況：塑料制品推出距離H1=40mm，制品高度H2=25.5mm，</p><p>　　所以 S≥H=40 + 25.5 + 6.5 = 72 mm </p><p>　　所選注射機(jī)的最大開(kāi)模行程為300mm,H〈 300mm，所選注射

63、機(jī)合適。</p><p>　　3工藝分析及仿真加工</p><p>　　在模具的制造和生產(chǎn)中，對(duì)制品的工藝分析、加工方法的選擇以及加工設(shè)備的選用決定了模具制造能否符合設(shè)計(jì)的要求，對(duì)注塑工藝的選擇決定可制品的可生產(chǎn)性，并最終轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力起著決定性的作用。</p><p>　　3.1模具的注塑工藝分析</p><p>　　本制品采用ABS材料，根

64、據(jù)注塑工藝分析的需要，首先對(duì)ABS塑料進(jìn)行注塑工藝分析。</p><p>　　(1) ABS 塑料的干燥　ABS 塑料的吸濕性和對(duì)水分的敏感性較大, 在加工前進(jìn)行充分的干燥和預(yù)熱, 不單能消除水汽造成的制件表面煙花狀泡帶、銀絲, 而且還有助于塑料的塑化, 減少制件表面色斑和云紋。ABS 原料要控制水分在0.13 %以下。注塑前的干燥條件是: 干冬季節(jié)在75～80 ℃以下, 干燥2～3h , 夏季雨水天在80～90

65、 ℃下, 干燥4～8h , 如制件要達(dá)到特別優(yōu)良的光澤或制件本身復(fù)雜, 干燥時(shí)間更長(zhǎng), 達(dá)8～16h。因微量水汽的存在導(dǎo)致制件表面霧斑是往往被忽略的一個(gè)問(wèn)題。最好將機(jī)臺(tái)的料斗改裝成熱風(fēng)料斗干燥器, 以免干燥好的ABS 在料斗中再度吸潮, 但這類料斗要加強(qiáng)濕度監(jiān)控, 在生產(chǎn)偶然中斷時(shí), 防止料的過(guò)熱。 (2) 注射溫度　ABS 塑料的溫度與熔融粘度的關(guān)系有別于其他無(wú)定型塑料。在熔化過(guò)程溫度升高時(shí), 其熔融實(shí)際上降低很小, 但一旦

66、達(dá)到塑化溫度(適宜加工的溫度范圍, 如220～250 ℃) , 如果繼續(xù)盲目升溫, 必將導(dǎo)致耐熱性不太高的ABS 的熱降解反而使熔融粘度增大, 注塑更困難, 制件的機(jī)械性能也下降了。所以,ABS 的注射溫度雖然比聚苯乙烯等</p><p>　　根據(jù)上述對(duì)ABS的工藝分析和制品的特點(diǎn)制定了注塑工藝過(guò)程如表3-1所示。</p><p>　　表3-1注塑工藝分析</p><p

67、>　　3.2模具成型件制造工藝與加工工序</p><p>　　1.模具成型件制造工藝</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用數(shù)控成形銑削和電火花加工，前者為塑料注射模具成型件加工的</p><p>　　主要工藝方法，特別是高速銑削工藝、4~5軸聯(lián)動(dòng)加工工藝的應(yīng)用。已成為成型件現(xiàn)代加工工藝的主要方法和工藝類型。電火花成形加工是用于成型件經(jīng)過(guò)成形銑削后的精密加工，以降低型

68、面粗糙度參數(shù)，減少研磨、拋光工作量。工藝過(guò)程如下：</p><p>　　1)成型件制造工藝過(guò)程和順序；</p><p>　　2)成型件成形加工，包括孔系加工，溝槽和平面加工等；</p><p>　　3)成型件熱處理工藝，包括淬火、氮化工藝以及表面強(qiáng)化工藝等；</p><p>　　4)成型件型面的精飾加工，包括塑料模型腔皮紋加工、拋光與研磨

69、加工等。</p><p>　　2.模具成型件的加工工藝。</p><p>　　1) 粗加工工序 粗加工為精加工的預(yù)加工工序，也可作為精度、表面粗糙度和質(zhì)量要求不高，作為非配合面的最終加工。</p><p>　　2) 精加工工序 一般可作為最終加工工序，注射模具的凹凸模的成形銑削可達(dá)IT8~10、表面粗糙度可達(dá)Ra1.6~0.8um；電火花加工電極損耗可以達(dá)0.

70、02%~0.1%、表面粗糙度可達(dá)Ra0.3~1.25um。</p><p>　　3) 精飾加工工序 一般在熱處理后進(jìn)行，其工藝內(nèi)容包括研磨、拋光皮紋加工等。即從模具凹凸模型面上去除極小余量，使工件最終達(dá)到形狀、尺寸及其精度和表面粗糙度要求。</p><p>　　表3-2模具成型件常用加工工藝組合</p><p>　　現(xiàn)選擇模具中典型的零件分析其加工工藝：</

71、p><p>　　板類零件的加工工藝分析——定模底座</p><p>　　銑六個(gè)面→精銑六個(gè)面→鉆孔→擴(kuò)孔→攻絲→磨精度要求高的部位</p><p>　　型腔的加工工藝分析——定模板</p><p>　　銑六個(gè)面→精銑六個(gè)面→數(shù)控銑削凹模→鉆孔→擴(kuò)孔→電脈沖加工凹?！ド舷卤砻婧蛯?dǎo)柱孔→精磨凹模</p><p>　　軸類零件

72、的加工工藝分析——導(dǎo)柱</p><p>　　銑兩端面→車表面達(dá)到圖樣要求→磨表面</p><p><b>　　3.3數(shù)控仿真</b></p><p>　　MasterCAM是一套基于Windows的PC級(jí)CAD/CAM軟件。它具有優(yōu)秀的數(shù)控編程功能,有效地解決了幾何造型、零件幾何形狀的顯示,交互設(shè)計(jì)、修改及刀具軌跡生成,走刀過(guò)程的仿真顯示、驗(yàn)證

73、等問(wèn)題 。本設(shè)計(jì)采用MasterCAM對(duì)由Pro/ e以igs形式另保存的型芯進(jìn)行NC加工。</p><p>　　首先打開(kāi)UG型腔造型圖，以igs形式另保存。在MasterCAM下進(jìn)行仿真加工。</p><p>　　根據(jù)特征分析,考慮到圓角干涉,因此本設(shè)計(jì)加工采用橫向行切法。</p><p><b>　　a.選擇加工參數(shù)</b></p&g

74、t;<p>　　Main Menu→File→Get選擇以igs形式另保存的文件，然后Main Menu→</p><p>　　Toolpathe→Job setup 出現(xiàn)如圖4-1所示:</p><p><b>　　圖4-1 加工參數(shù)</b></p><p>　　單擊Bounding box 出現(xiàn)對(duì)話框,進(jìn)行設(shè)置。</p

75、><p><b>　　b.刀具選擇</b></p><p>　　根據(jù)尺寸精度要求及所選擇的刀具要求，計(jì)算出刀具加工軌跡。刀具軌跡包括了粗、精、殘料加工的軌跡。本設(shè)計(jì)采用12mm平底刀進(jìn)行粗加工,然后采用8mm平底刀進(jìn)行精加工。Main Menu→Toolpathe→Contour→Chain選取外輪廓，選擇End here→Done出現(xiàn)Tool parametersr選取

76、刀具。</p><p>　　圖4-2 刀具選擇</p><p>　　c.確定后出現(xiàn)刀具路徑</p><p>　　d.一系列參數(shù)的設(shè)置見(jiàn)表5-1所示。</p><p><b>　　表4-1 參數(shù)設(shè)置</b></p><p><b>　　e.進(jìn)行加工</b></p>

77、<p>　　f.數(shù)控加工后置處理程序的生成</p><p>　　利用MasterCAM，根據(jù)加工機(jī)床數(shù)控代碼的約定處理，生成數(shù)控程序。</p><p>　　圖4-3 刀具選擇</p><p>　　圖4-4 刀具選擇</p><p><b>　　4結(jié)論</b></p><p>　　

78、通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)注塑模模具進(jìn)行了深入的研究，而我設(shè)計(jì)的探測(cè)器后蓋塑模模具，有以下特點(diǎn)：</p><p>　　a.模具采用的是單分型面注塑模具。</p><p>　　b.模具采用潛伏式進(jìn)料口澆注的方式，這樣可以保證產(chǎn)品外表面有較高的工藝性。</p><p>　　c.本設(shè)計(jì)采用是一模兩腔式模具，生產(chǎn)效率完全可以達(dá)到生產(chǎn)要求。</p><p&g

79、t;　　d.模板零件大部分均采用標(biāo)準(zhǔn)件，這樣就大大縮短了模具的開(kāi)發(fā)周期，模具的型腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工時(shí)應(yīng)該考慮使用電火花。</p><p>　　e.根據(jù)制品的特點(diǎn)對(duì)部分頂桿進(jìn)行特殊加工。</p><p>　　由于本人水平有限，設(shè)計(jì)時(shí)有缺陷，尚待改進(jìn)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]

80、李德群等．注塑模CAE的三維等值線生成算法[N]．華中理工大學(xué)學(xué)報(bào)，1996．6(24)．</p><p>　　[2] 楊占堯．UG NX3.0注塑與沖壓級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)案例精解[M]．化學(xué)工業(yè)出版社， 2006．10.</p><p>　　[3] 許發(fā)樾．模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2005．8． </p><p>　　[4] 趙中華,曹陽(yáng)根. 逆向工

81、程在快速模具制造中的應(yīng)用研究[J]．現(xiàn)代模具，2007．1.</p><p>　　[5] ICAD．逆向工程技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用[J]．ICADBBS，2006．05． </p><p>　　[6] 葉久新,王群．塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)[J] ．湖南大學(xué)學(xué)報(bào)，2006.04. </p><p>　　[7] 付宏生,劉京華．注塑制品與注塑模具設(shè)計(jì)[M]．化學(xué)工業(yè)出版

82、社，2003．7(02).</p><p>　　[8] 楊占堯．塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)[M]．清華大學(xué)出版社，2004．9．</p><p>　　[9] 程嫣,李建華．基于ANSYS的桿形件正擠壓組合凹模優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]．模具工業(yè)， 2006．8． </p><p>　　[10] 耿鐵．模具型腔數(shù)控加工計(jì)算機(jī)輔助刀具選擇研究[N]．華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2004．

83、2(05)． </p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　通過(guò)劉道標(biāo)老師的指導(dǎo)加上自己參考大量的資料完成了此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了許多新知識(shí)，而且對(duì)以前所學(xué)的機(jī)械知識(shí)鞏固加深了。同時(shí)也深深的感覺(jué)到以前學(xué)習(xí)中的不足之處，尤其是在模具的零件圖繪制當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)自己的機(jī)械繪圖功底還是比較薄弱，我會(huì)在以后的工作學(xué)習(xí)當(dāng)中進(jìn)一步的加強(qiáng)此項(xiàng)基本功。

84、在設(shè)計(jì)當(dāng)中，劉老師不辭辛勞，毫不吝嗇的指導(dǎo)我，給予我巨大的幫助。在此，我對(duì)幫助教育過(guò)我的指導(dǎo)老師致以深深的感謝。在審核中我也被他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度所感染。我內(nèi)心深深的對(duì)他表示尊敬。在此我同時(shí)也向在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中幫助、指導(dǎo)過(guò)我的老師和同學(xué)表示謝意。</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　名稱 圖號(hào)

85、 圖幅</p><p>　　裝配圖(手工圖) CX-07-00 A0</p><p>　　裝配圖 CX-07-00 A0</p><p>　　動(dòng)模底座 CX-07-01 A1</p>

86、<p>　　墊塊 CX-07-02 A3</p><p>　　動(dòng)模板 CX-07-03 A1</p><p>　　定模板 CX-07-04 A1</p><p>　　導(dǎo)套

87、 CX-07-05 A4</p><p>　　定模具底座 CX-07-06 A2</p><p>　　導(dǎo)柱 C X-07-07 A4</p><p>　　復(fù)位桿 CX-07

88、-08 A4</p><p>　　澆口套 CX-07-09 A4</p><p>　　頂桿1 CX-07-10 A4</p><p>　　頂桿2 CX-07-11

89、A4</p><p>　　拉料桿 CX-07-12 A4</p><p>　　頂桿3 CX-07-13 A4</p><p>　　頂桿4 CX-07-14 A4</p><

90、;p>　　頂桿固定板 CX-07-15 A2</p><p>　　三維圖集 一本</p><p>　　工序卡片 一本</p><p>　　工藝卡片