電器蓋注射模具設(shè)計(jì)-帶孔長方盒塑料注塑模含UG三維及12張CAD圖1模2腔側(cè)抽芯推桿推出帶開題報(bào)告.zip

電器蓋注射模具設(shè)計(jì)-帶孔長方盒塑料注塑模含UG三維及12張CAD圖1模2腔側(cè)抽芯推桿推出帶開題報(bào)告.zip,電器,注射,模具設(shè)計(jì),帶孔長,方盒,塑料,注塑,UG,三維,12,CAD,腔側(cè)抽芯,推桿,推出,開題,報(bào)告 注塑模中英文翻譯 摘要：根據(jù)塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，考量塑件制件尺寸。本模具采用一模兩腔，側(cè)澆口進(jìn)料，注射機(jī)采用海天110X 1A型號(hào)，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD和UG繪制二維總裝圖和零件圖，選擇模具合理的加工方法。附上說明書，系統(tǒng)地運(yùn)用簡要的文字，簡明的示意圖和和計(jì)算等分析塑件，從而作出合理的模具設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；模具設(shè)計(jì)；CAD繪制二維圖；UG繪制3D圖。 1 、介紹 注塑模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注塑機(jī)的種類等很多因素有關(guān)，其基本結(jié)構(gòu)都是由動(dòng)模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注塑機(jī)的固定板上，動(dòng)模部分安裝在注塑機(jī)的移動(dòng)模板上，在注射成型過程中它隨注塑機(jī)上的合模系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。注塑成型時(shí)動(dòng)模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合。一般注塑模由成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成。 目前，我國的模具制造技術(shù)已從過去只能制造簡單模具發(fā)展到可以制造大型、精密、復(fù)雜、長壽命的模具。在塑料模具方面，能設(shè)計(jì)制造汽車保險(xiǎn)杠及整體儀表盤大型注塑模。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正朝著數(shù)字化方向發(fā)展。一方面，國內(nèi)模具市場將繼續(xù)高速發(fā)展；另一方面，模具制造也逐漸向我國轉(zhuǎn)移以及跨國集團(tuán)到我國進(jìn)行模具采購趨向也十分明顯。我國經(jīng)濟(jì)仍處于高速發(fā)展階段，國際上經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢日趨明顯，這為我國模具工業(yè)高速發(fā)展提供了良好的條件和機(jī)遇。 2、模具充模仿真 2.1界面定位的計(jì)算 在消失模鑄造中, 模具充模的速度和熔化前面的形狀與傳統(tǒng)空模鑄造是十分不同的.在模具中, 熔化前面的速率受到泡抹降解,天然氣揮發(fā)和應(yīng)力集中等等的限制。它還受到源工藝參數(shù)的影響,例如真空度,模型密度和金屬的靜止端,熔化模式的界面是按放射模式展開的。在消失模鑄造中，由于泡沫降解導(dǎo)致熱量在熔融金屬與泡沫之間傳遞。在消失模鑄造中，模具沖模速率與界面形態(tài)學(xué)相對與傳統(tǒng)的空模具重力影響是很小的。根據(jù)熔融前面的運(yùn)動(dòng)機(jī)理，在消失模鑄造過程中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)很可能計(jì)算出熔融形式界面的定位。 整個(gè)鑄造（包括開啟和進(jìn)給系統(tǒng)）結(jié)網(wǎng)成恰當(dāng)形式的的立方單元。每個(gè)單元被認(rèn)為是一個(gè)神經(jīng)元，在模具沖模中處于三種狀態(tài)，空的，接口的，滿的。通過單元之間的內(nèi)部連接，一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就形成了，其中每個(gè)單元只是與它相鄰的單元相連，不與其它的單元相連。在單元連接形式上，通過固定的連接鏈和預(yù)定的設(shè)定鏈連接重力。由于模型的收縮率，除了固定在鑄模邊緣的單元，每個(gè)單元都與26維相鄰單元連接。 如果C(i，j，k)代表一個(gè)單元，Nr(i，j, k)代表連接C(i，j，k)的單元，那么： 從開始時(shí)間T0，根據(jù)它的活動(dòng)功能和產(chǎn)生1或0的量，在相距一定的時(shí)間間隔下，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元改變它的活動(dòng)狀態(tài)。在相距一定的時(shí)間間隔下，每個(gè)單元連接26維相鄰單元的輸出量作為輸入量。用這26維矢量來表示C(i，j，k)的輸入量，其矢量式是： 在這里，是C(l，m，n)的輸出量，在單位速度相同的時(shí)間內(nèi)，代表了界面運(yùn)動(dòng)從C(l，m，n)到未填充的C(i，j，k)的距離。 總共未填充的單元c(i，J，k 是： 其中，是輸入功能，代表26維重力矢量。根據(jù)相鄰單元的速率和它們相對的特性，每個(gè)組件的重力矢量設(shè)置如下： 其中，說明了相對與相鄰單元的方向，也是在相對應(yīng)的位置泡沫形式的蒸發(fā)速率。從相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究中，我們發(fā)現(xiàn)，金屬靜止端，真空度，模型密度，澆注溫度和鑄造特性因素的工藝參數(shù)決定了。 為了這個(gè)特殊的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),輸入功能的作用是用來計(jì)算相對的界面從相鄰的單元到C運(yùn)動(dòng)的距離,其詳細(xì)的計(jì)算過程如下: (1) 通過相乘相應(yīng)的組件的輸入量和重力矢量,一個(gè)新的26維矢量就得到了,這個(gè)累加的組件的新的矢量是: 當(dāng)C(i，J，k )是空的時(shí)候， (2) 通過相加兩個(gè)組件矢量,由于填充方向相互面對,一個(gè)新的13維矢量就得到了: 如果 那么所以單元的活動(dòng)狀態(tài)定義如下: 當(dāng)，k=0，C(i，j，k )是空單元 當(dāng)，j， ≥0，C(i，j，k )是滿單元 當(dāng)， <0，C(i，j，k)是接口單元 神經(jīng)元的輸出具有閾功能: 當(dāng)神經(jīng)元的閾值是θ是時(shí),它等同于結(jié)網(wǎng)單元的邊長度: 通過C++程序語言可以實(shí)現(xiàn)這種算法,計(jì)算流程如圖1所示.在計(jì)算開始的時(shí)候,鑄模網(wǎng)絡(luò)的頂層的網(wǎng)格單元設(shè)置為滿(如果尖端是凹的,在頂層和入口的所有單元都設(shè)置為滿).根據(jù)這個(gè)計(jì)算程序,通過一定時(shí)間的填充,所以的單元都是滿的,這個(gè)系統(tǒng)就是穩(wěn)定的。 2.2在模具充模過程中液體流動(dòng)和溫度分布的計(jì)算 根據(jù)上面的算法,熔化模式界面的定位在任何時(shí)候都可以得到.所以在一定的計(jì)算范圍內(nèi),通過求解N-S方程和能量方程,模具充模中的液體流動(dòng)和溫度分布都可以計(jì)算出來.調(diào)節(jié)方程的表示如下： 一般形式為： 其中φ是因變量,Γ代表擴(kuò)散系數(shù),?代表原條件.而且這個(gè)方程是一個(gè)連續(xù)性的方程,可以是N-S方程或者能量方程.當(dāng)因變量是1或T時(shí),各不相關(guān).在一定的情況下,都有相應(yīng)的Γ和 ?。 在N-S方程中,SOLA技術(shù)用來計(jì)算液體流動(dòng),在消失模鑄造中,邊界條件的速率與傳統(tǒng)的空模鑄造的速率是不相同的. 在消失模鑄造中,熔融前面的速率受到泡沫模式的速率的限制.所以前面熔化速率應(yīng)該設(shè)置為泡沫模式的蒸發(fā)速率,根據(jù)熔融狀金屬和泡沫方式之間的相對方向來決定其方向.所以一個(gè)滿單元C(i，j，k )為例,如果輸出值為0,那么邊界速率設(shè)置為： 在消失模鑄造中,熔融物前面的邊界狀態(tài)下的溫度是不同與傳統(tǒng)空模鑄造的溫度。在消失模鑄造中,由于泡沫模式的蒸發(fā)和分解, 熔融物前面的溫度顯著劇烈.通常,我們的研究者用等效的轉(zhuǎn)換系數(shù)來處理劇烈效應(yīng)。在這篇文章中,通過在熱量流與界面之間給定的關(guān)系來處理邊界情況。 3、模具強(qiáng)度與剛度校核 普通意義上的模具強(qiáng)度包括模具的強(qiáng)度、剛度。模具的各種成型零部件和結(jié)構(gòu)零部件均有強(qiáng)度、剛度的要求，足夠的強(qiáng)度才可以保證模具能正常工作。 由于模具形式較多，計(jì)算也不盡相同且較復(fù)雜，實(shí)際生產(chǎn)中，采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核相結(jié)合的方法，通過強(qiáng)度校核來調(diào)整設(shè)計(jì)，保證模具能正常工作。 模具強(qiáng)度計(jì)算較為復(fù)雜，一般采用簡化的計(jì)算方法,計(jì)算時(shí)采取保守的做法，原則是：選取最不利的受力結(jié)構(gòu)形式，選用較大的安全系數(shù)，然后再優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)，充分提高模具強(qiáng)度。為保證模具能正常工作，不僅要校核模具的整體性強(qiáng)度，也要校核模具局部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。 整體性強(qiáng)度主要針對型腔側(cè)壁厚度，型腔底板厚度，合模面所能承受的壓力等幾個(gè)方面，實(shí)際選用尺寸應(yīng)大于計(jì)算尺寸并取整。校核時(shí)應(yīng)從強(qiáng)度與彎曲兩個(gè)方面分別計(jì)算，選取較大的尺寸。 4、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 注塑模的溫度對于塑料熔體的充模流動(dòng)、固化成型、生產(chǎn)效率以及制品的形狀和尺寸精度都有影響，對于任一個(gè)塑料制品，模具溫度波動(dòng)過大都是不利的。過高的模溫會(huì)使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長冷卻時(shí)間又會(huì)使生產(chǎn)率下降。過低的模溫會(huì)降低塑料的流動(dòng)性，使其難于充模，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的熔接痕等缺陷。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對模具溫度的要求也不相同。一般注射到模具內(nèi)的塑料粉體的溫度為 左右，熔體固化成為塑件后，從 左右的模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水，將熱量帶走。對于要求較低模溫（一般小于 ）的塑料，僅需要設(shè)置冷系統(tǒng)即可，因?yàn)榭梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。 5、總結(jié) 本次模具設(shè)計(jì)課題，通過對塑件的工藝分析，確定模具的總體設(shè)計(jì)，并進(jìn)行各個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。所設(shè)計(jì)的模具能滿足其工作狀態(tài)的質(zhì)量要求，使用時(shí)安全可靠，易于維修，在注塑成型時(shí)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工藝性。 通過以上工作，我對一套模具從設(shè)計(jì)到加工的全過程有了清醒而直觀的認(rèn)識(shí)，了解了注塑模的工作原理，對模具中型腔等主要零件的設(shè)計(jì)及精度的確定具備了一定的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，能夠?qū)δ＞咴O(shè)計(jì)中常出現(xiàn)的問題提出了合理的解決方法，能夠正確地選取注塑機(jī)、確定模架的結(jié)構(gòu)及尺寸、確定型腔數(shù)、選擇分型面、設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)、抽芯機(jī)構(gòu)等。由于知識(shí)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏，在設(shè)計(jì)過程中，零件加工精度的確定尚存在許多不足之處，在以后的工作、學(xué)習(xí)中還有待改進(jìn)。 1 電器蓋注射模具設(shè)計(jì) 摘 要 根 據(jù) 塑 料 電 器 蓋 制 品 的 要 求 了 解 塑 件 的 用 途 分 析 塑 件 的 工 藝 性 尺 寸 精 度 等 技 術(shù) 要 求 考 量 塑 件 制 件 尺 寸 本 模 具 采 用 一 模 兩 腔 側(cè) 澆 口 進(jìn) 料 注 射 機(jī) 采 用 海 天 110X 1A 型 號(hào) 設(shè) 置 冷 卻 系 統(tǒng) CAD 和 UG 繪 制 二 維 總 裝 圖 和 零 件 圖 選 擇 模 具 合 理 的 加 工 方 法 附 上 說 明 書 系 統(tǒng) 地 運(yùn) 用 簡 要 的 文 字 簡 明 的 示 意 圖 和 和 計(jì) 算 等 分 析 塑 件 從 而 作 出 合 理 的 注 塑 模 具 設(shè) 計(jì) 關(guān) 鍵 詞 電 器 蓋 一 模 兩 腔 側(cè) 澆 口 進(jìn) 料 注 射 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng) 注 塑 模 具 2 Abstract According to the requirements of plastic electrical cover products understand the use of plastic parts analyze the technical requirements of plastic parts such as workmanship dimensional accuracy and consider the size of plastic parts The mold uses one mold two cavity the side gate feed the injection machine adopts the sea sky 110X 1A model sets the cooling system CAD and UG draws the two dimensional assembly drawing and the part drawing chooses the mold reasonable processing method Attached are instructions for the systematic use of brief text concise sketches and calculations to analyze the plastic parts so as to make a reasonable injection mold design Key words electrical cover one mold two cavity side gate feed injection machine cooling system injection mold 3 目 錄 摘 要 3 ABSTRACT 4 第 1 章 前 言 5 1 1 課 題 背 景 5 1 2 課 題 分 析 7 第 2 章 塑 件 分 析 8 2 1 產(chǎn) 品 分 析 及 其 技 術(shù) 條 件 8 2 2 塑 件 材 料 的 確 定 9 2 3 塑 件 材 料 的 性 能 分 析 9 2 3 1 基本特性 9 2 3 2 成型性能 10 2 3 3 主要用途 10 第 3 章 成 型 布 局 及 注 塑 機(jī) 選 擇 11 3 1 進(jìn) 膠 方 式 選 擇 11 3 2 型 腔 的 布 局 及 成 型 尺 寸 11 3 3 估 算 塑 件 體 積 質(zhì) 量 12 3 4 注 塑 機(jī) 的 選 擇 和 校 核 13 3 4 1 注射膠量的計(jì)算 13 3 4 2 鎖模力的計(jì)算 13 3 4 3 注塑機(jī)選擇確定 14 第 4 章 注 塑 模 具 設(shè) 計(jì) 16 4 1 模 架 的 選 用 16 4 1 1 模架基本類型 16 4 1 2 模架的選擇 16 4 1 3 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 4 2 澆 注 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 18 4 2 1 主流道設(shè)計(jì) 18 4 2 2 分流道的設(shè)計(jì) 19 4 4 2 3 澆口的設(shè)計(jì) 20 4 2 4 冷料穴的設(shè)計(jì) 21 4 2 5 模擬充填分析 22 4 3 分 型 面 的 設(shè) 計(jì) 24 4 4 成 型 零 部 件 的 設(shè) 計(jì) 25 4 4 1 成型零部件結(jié)構(gòu) 25 4 4 2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 27 4 4 3 模具強(qiáng)度與剛度校核 29 4 5 側(cè) 向 抽 芯 機(jī) 構(gòu) 類 型 選 擇 與 設(shè) 計(jì) 29 4 5 1 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型 29 4 5 2 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)主要參數(shù)的確定 31 4 6 脫 模 及 推 出 機(jī) 構(gòu) 33 4 6 1 脫模力 33 4 6 2 推出機(jī)構(gòu) 34 4 7 冷 卻 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 與 計(jì) 算 36 4 7 1 冷卻水道設(shè)計(jì)的要點(diǎn) 37 4 7 2 冷卻水道在定模和動(dòng)模中的位置 37 4 7 3 冷卻水道的計(jì)算 38 4 8 排 氣 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 39 4 9 模 具 與 注 射 機(jī) 安 裝 模 具 部 分 相 關(guān) 尺 寸 校 核 40 第 5 章 結(jié) 語 41 致 謝 41 附 圖 42 參 考 文 獻(xiàn) 43 5 第 1 章 前 言 1 1 課 題 背 景 模 具 是 工 業(yè) 生 產(chǎn) 中 使 用 極 為 廣 泛 的 基 礎(chǔ) 工 藝 裝 備 在 汽 車 電 機(jī) 儀 表 電 器 電 子 通 信 家 電 和 輕 工 業(yè) 等 行 業(yè) 中 60 80 的 零 件 都 依 靠 模 具 成 形 并 且 隨 著 近 年 來 這 些 行 業(yè) 的 迅 速 發(fā) 展 對 模 具 的 要 求 越 來 越 高 結(jié) 構(gòu) 也 越 來 越 復(fù) 雜 用 模 具 生 產(chǎn) 制 件 所 表 現(xiàn) 出 來 的 高 精 度 高 復(fù) 雜 性 高 一 致 性 高 生 產(chǎn) 效 率 和 低 耗 率 是 其 它 加 工 制 造 方 法 所 不 能 比 擬 的 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 擴(kuò) 大 越 來 越 普 遍 地 采 用 塑 料 成 型 該 方 法 適 用 于 全 部 熱 塑 性 塑 料 和 部 分 熱 固 性 塑 料 制 得 的 塑 料 制 品 數(shù) 量 之 大 是 其 它 成 型 方 法 望 塵 莫 及 的 作 為 注 塑 成 型 加 工 的 主 要 工 具 之 一 注 塑 模 具 在 質(zhì) 量 精 度 制 造 周 期 以 及 注 塑 成 型 過 程 中 的 生 產(chǎn) 效 率 等 方 面 水 平 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 換 代 同 時(shí) 也 決 定 著 企 業(yè) 在 市 場 競 爭 中 的 反 映 能 力 和 速 度 注 射 模 的 種 類 很 多 其 結(jié) 構(gòu) 與 塑 料 品 種 塑 件 的 復(fù) 雜 程 度 和 注 射 機(jī) 的 種 類 等 很 多 因 素 有 關(guān) 其 基 本 結(jié) 構(gòu) 都 是 由 動(dòng) 模 和 定 模 兩 大 部 分 組 成 的 定 模 部 分 安 裝 在 注 射 機(jī) 的 固 定 板 上 動(dòng) 模 部 分 安 裝 在 注 射 機(jī) 的 移 動(dòng) 模 板 上 在 注 射 成 型 過 程 中 它 隨 注 射 機(jī) 上 的 合 模 系 統(tǒng) 運(yùn) 動(dòng) 注 射 成 型 時(shí) 動(dòng) 模 部 分 與 定 模 部 分 由 導(dǎo) 柱 導(dǎo) 向 而 閉 合 一 般 注 射 模 由 成 型 零 部 件 合 模 導(dǎo) 向 機(jī) 構(gòu) 澆 注 系 統(tǒng) 側(cè) 向 分 型 與 抽 芯 機(jī) 構(gòu) 推 出 機(jī) 構(gòu) 加 熱 和 冷 卻 系 統(tǒng) 排 氣 系 統(tǒng) 及 支 承 零 部 件 組 成 由 于 模 具 的 使 用 特 點(diǎn) 決 定 了 模 具 設(shè) 計(jì) 也 區(qū) 別 與 其 他 行 業(yè) 模 具 設(shè) 計(jì) 要 考 慮 的 要 點(diǎn) 如 下 1 塑 件 的 物 理 力 學(xué) 性 能 如 強(qiáng) 度 剛 度 韌 性 彈 性 吸 水 性 以 及 對 應(yīng) 力 的 敏 感 性 不 同 塑 料 品 種 其 性 能 各 有 所 長 在 設(shè) 計(jì) 塑 件 時(shí) 應(yīng) 充 分 發(fā) 揮 其 性 能 上 的 優(yōu) 點(diǎn) 避 免 或 補(bǔ) 償 其 缺 點(diǎn) 2 塑 料 的 成 型 工 藝 性 如 流 動(dòng) 性 成 型 收 縮 率 的 各 向 差 異 等 塑 件 形 狀 應(yīng) 有 利 于 成 型 時(shí) 充 模 排 氣 補(bǔ) 縮 同 時(shí) 能 使 熱 塑 性 塑 料 制 品 達(dá) 到 高 效 均 勻 冷 卻 或 使 熱 固 性 塑 料 制 品 均 勻 地 固 化 6 3 塑 件 結(jié) 構(gòu) 能 使 模 具 總 體 結(jié) 構(gòu) 盡 可 能 簡 化 特 別 是 避 免 側(cè) 向 分 型 抽 芯 機(jī) 構(gòu) 和 簡 化 脫 模 結(jié) 構(gòu) 使 模 具 零 件 符 合 制 造 工 藝 的 要 求 對 于 特 殊 用 途 的 制 品 還 要 考 慮 其 光 學(xué) 性 能 熱 學(xué) 性 能 電 性 能 耐 腐 蝕 性 能 等 目 前 我 國 的 模 具 制 造 技 術(shù) 已 從 過 去 只 能 制 造 簡 單 模 具 發(fā) 展 到 可 以 制 造 大 型 精 密 復(fù) 雜 長 壽 命 的 模 具 在 塑 料 模 具 方 面 能 設(shè) 計(jì) 制 造 汽 車 保 險(xiǎn) 杠 及 整 體 儀 表 盤 大 型 注 射 模 一 些 塑 料 模 主 要 生 產(chǎn) 企 業(yè) 利 用 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 分 析 CAE 技 術(shù) 對 塑 料 注 塑 過 程 進(jìn) 行 流 動(dòng) 分 析 冷 卻 分 析 應(yīng) 力 分 析 等 合 理 選 擇 澆 口 位 置 尺 寸 注 塑 工 藝 參 數(shù) 及 冷 卻 系 統(tǒng) 的 布 置 等 使 模 具 設(shè) 計(jì) 方 案 進(jìn) 一 步 優(yōu) 化 也 縮 短 了 模 具 設(shè) 計(jì) 和 制 造 周 期 采 用 模 具 先 進(jìn) 加 工 技 術(shù) 及 設(shè) 備 使 模 具 制 造 能 力 大 為 提 高 采 用 CAE 技 術(shù) 可 以 完 全 代 替 試 模 CAE 技 術(shù) 提 供 了 從 制 品 設(shè) 計(jì) 到 生 產(chǎn) 的 完 整 解 決 方 案 在 模 具 制 造 加 工 之 前 在 計(jì) 算 機(jī) 上 對 整 個(gè) 注 射 成 型 過 程 進(jìn) 行 模 擬 分 析 準(zhǔn) 確 預(yù) 測 熔 體 的 填 充 保 壓 冷 卻 情 況 以 及 制 品 中 的 應(yīng) 力 分 布 分 子 和 纖 維 取 向 分 布 制 品 的 收 縮 和 翹 曲 變 形 等 情 況 以 便 設(shè) 計(jì) 者 能 盡 早 發(fā) 現(xiàn) 問 題 及 時(shí) 修 改 制 件 和 模 具 設(shè) 計(jì) 而 不 是 等 到 試 模 以 后 再 返 修 模 具 這 不 僅 是 對 傳 統(tǒng) 模 具 設(shè) 計(jì) 方 法 的 一 次 突 破 而 且 對 減 少 甚 至 避 免 模 具 返 修 報(bào) 廢 提 高 制 品 質(zhì) 量 和 降 低 成 本 等 都 有 著 重 大 的 技 術(shù) 經(jīng) 濟(jì) 意 義 某 些 國 外 電 加 工 機(jī) 床 具 有 內(nèi) 容 豐 富 實(shí) 用 可 靠 的 工 藝 數(shù) 據(jù) 和 專 家 系 統(tǒng) 使 模 具 的 深 槽 窄 縫 加 工 微 細(xì) 加 工 鏡 面 加 工 等 效 率 和 質(zhì) 量 大 大 提 高 新 的 模 糊 控 制 系 統(tǒng) 具 有 加 工 反 力 的 監(jiān) 測 和 控 制 提 高 了 大 面 積 加 工 的 深 度 控 制 精 度 電 火 花 混 粉 加 工 技 術(shù) 的 應(yīng) 用 有 效 地 提 高 了 模 具 表 面 質(zhì) 量 模 具 逆 向 工 程 技 術(shù) 快 速 經(jīng) 濟(jì) 模 具 制 造 技 術(shù) 三 維 掃 描 測 量 技 術(shù) 及 數(shù) 控 模 具 雕 刻 機(jī) 的 發(fā) 展 與 應(yīng) 用 對 模 具 制 造 能 力 的 提 高 也 起 到 了 很 大 作 用 我 國 經(jīng) 濟(jì) 仍 處 于 高 速 發(fā) 展 階 段 國 際 上 經(jīng) 濟(jì) 全 球 化 發(fā) 展 趨 勢 日 趨 明 顯 這 為 我 國 模 具 工 業(yè) 高 速 發(fā) 展 提 供 了 良 好 的 條 件 和 機(jī) 遇 一 方 面 國 內(nèi) 模 具 市 場 將 繼 續(xù) 高 速 發(fā) 展 另 一 方 面 模 具 制 造 也 逐 漸 向 我 國 轉(zhuǎn) 移 以 及 跨 國 集 團(tuán) 到 我 國 進(jìn) 行 模 具 采 購 趨 向 也 十 分 明 顯 隨 著 計(jì) 算 機(jī) 技 術(shù) 的 發(fā) 展 應(yīng) 用 模 具 設(shè) 計(jì) 與 制 造 技 術(shù) 正 朝 著 數(shù) 字 化 方 向 發(fā) 展 特 別 是 模 具 成 型 零 件 方 面 的 軟 件 等 這 些 技 術(shù) 采 用 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 設(shè) 計(jì) 進(jìn) 而 將 數(shù) 據(jù) 交 換 到 加 工 制 造 設(shè) 備 實(shí) 現(xiàn) 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 制 造 或 將 設(shè) 計(jì) 與 制 造 連 成 一 體 實(shí) 現(xiàn) 設(shè) 計(jì) 制 造 一 體 化 7 1 2 課 題 分 析 本 課 題 內(nèi) 容 是 對 方 盒 進(jìn) 行 測 繪 模 具 設(shè) 計(jì) 和 加 工 工 藝 分 析 基 于 生 產(chǎn) 實(shí) 踐 之 上 的 對 產(chǎn) 品 進(jìn) 行 模 具 設(shè) 計(jì) 模 具 設(shè) 計(jì) 主 要 內(nèi) 容 有 型 腔 布 局 澆 口 形 式 與 位 置 模 胚 選 擇 分 型 面 的 確 定 冷 卻 系 統(tǒng) 設(shè) 置 推 出 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 置 注 塑 機(jī) 臺(tái) 選 擇 及 注 塑 工 藝 分 析 等 根 據(jù) 塑 料 制 品 的 要 求 了 解 塑 件 的 用 途 分 析 塑 件 的 工 藝 性 尺 寸 精 度 等 技 術(shù) 要 求 本 模 具 采 用 一 模 兩 腔 布 局 側(cè) 入 式 澆 口 進(jìn) 料 注 射 機(jī) 采 用 海 天 110X 1A 型 號(hào) 設(shè) 置 冷 卻 系 統(tǒng) CAD 和 UG 繪 制 二 維 總 裝 圖 和 零 件 圖 系 統(tǒng) 地 運(yùn) 用 簡 要 的 文 字 簡 明 的 示 意 圖 和 和 計(jì) 算 分 析 從 而 作 出 合 理 的 模 具 設(shè) 計(jì) 選 擇 合 理 的 加 工 方 法 模 具 方 案 確 定 后 進(jìn) 行 工 藝 分 析 根 據(jù) 此 方 案 可 以 達(dá) 到 設(shè) 計(jì) 的 預(yù) 期 效 果 并 且 大 大 提 高 了 注 塑 模 的 質(zhì) 量 8 第 2 章 塑 件 分 析 2 1 產(chǎn) 品 分 析 及 其 技 術(shù) 條 件 在 模 具 設(shè) 計(jì) 之 前 需 要 對 塑 件 的 工 藝 性 如 形 狀 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 大 小 精 度 等 級(jí) 和 表 面 質(zhì) 量 要 進(jìn) 行 仔 細(xì) 研 究 和 分 析 只 有 這 樣 才 能 恰 當(dāng) 確 定 塑 件 制 品 所 需 的 模 具 結(jié) 構(gòu) 和 模 具 精 度 課 題 目 標(biāo) 產(chǎn) 品 是 一 個(gè) 生 活 中 常 見 的 方 盒 其 零 件 外 形 如 圖 所 示 具 體 結(jié) 構(gòu) 和 尺 寸 詳 見 圖 紙 該 塑 件 結(jié) 構(gòu) 簡 單 生 產(chǎn) 量 大 要 求 較 低 的 模 具 成 本 成 型 容 易 精 度 要 求 不 高 圖 2 1 產(chǎn) 品 3D 視 圖 塑 件 的 尺 寸 精 度 直 接 影 響 模 具 結(jié) 構(gòu) 的 設(shè) 計(jì) 和 模 具 的 制 造 精 度 為 降 低 模 具 的 加 工 難 度 和 模 具 的 制 造 成 本 在 滿 足 塑 件 要 求 的 前 提 下 盡 量 把 塑 件 的 尺 寸 精 度 設(shè) 計(jì) 得 低 一 些 由 于 塑 料 與 金 屬 的 差 異 很 大 所 以 不 能 按 照 金 屬 零 件 的 公 差 等 級(jí) 確 定 精 度 等 級(jí) 根 據(jù) 任 務(wù) 書 和 圖 紙 要 求 本 次 產(chǎn) 品 尺 寸 均 采 用 MT2 級(jí) 精 度 未 注 采 用 MT5 級(jí) 精 度 塑 件 的 表 面 要 求 越 高 表 面 粗 糙 度 越 低 這 除 了 在 成 型 時(shí) 從 工 藝 上 盡 可 能 避 免 冷 疤 云 紋 等 疵 點(diǎn) 來 保 證 外 主 要 是 取 決 于 模 具 型 腔 表 面 粗 糙 度 塑 料 制 品 的 表 面 粗 糙 度 一 般 為 Ra 0 02 1 25 之 間 模 腔 表 壁 的 表 面 粗 糙 度 應(yīng) 為 塑 件m 的 1 2 即 Ra 0 01 0 63 模 具 在 使 用 過 程 中 由 于 型 腔 磨 損 而 使 表 面 粗 糙 度 不 斷 增 加 所 以 應(yīng) 隨 時(shí) 給 以 拋 光 復(fù) 原 9 該 塑 件 外 部 需 要 的 表 面 粗 糙 度 比 內(nèi) 部 要 高 為 Ra0 8 內(nèi) 部 為 Ra1 2m m 2 2 塑 件 材 料 的 確 定 塑 料 是 以 樹 脂 為 主 要 成 分 的 高 分 子 材 料 它 在 一 定 的 溫 度 和 壓 力 下 具 有 流 動(dòng) 性 可 以 被 模 塑 成 型 為 一 定 的 幾 何 形 狀 和 尺 寸 并 在 成 型 固 化 后 保 持 其 既 得 形 狀 而 不 發(fā) 生 變 化 塑 料 有 很 多 優(yōu) 異 性 能 廣 泛 應(yīng) 用 于 現(xiàn) 代 工 業(yè) 和 日 常 生 活 它 具 有 密 度 小 質(zhì) 量 輕 比 強(qiáng) 度 高 絕 緣 性 能 好 介 電 損 耗 低 化 學(xué) 穩(wěn) 定 性 高 減 摩 耐 磨 性 能 好 減 振 隔 音 性 能 好 等 諸 多 優(yōu) 點(diǎn) 另 外 許 多 塑 料 還 具 有 防 水 防 潮 防 透 氣 防 輻 射 及 耐 瞬 時(shí) 燒 蝕 等 特 殊 性 能 此 產(chǎn) 品 壁 厚 均 勻 ABS 性 能 優(yōu) 良 成 本 低 廉 符 合 需 求 生 產(chǎn) 量 大 的 要 求 容 易 成 型 對 于 本 課 題 零 件 相 當(dāng) 適 用 所 以 在 這 選 擇 其 為 產(chǎn) 品 的 材 料 2 3 塑 件 材 料 的 性 能 分 析 2 3 1 基 本 特 性 ABS 是 由 丙 烯 丁 二 烯 苯 乙 烯 三 種 單 體 共 聚 而 成 的 這 三 種 組 分 的 各 自 特 性 使 ABS 具 有 良 好 的 綜 合 理 學(xué) 性 能 丙 烯 腈 使 ABS 有 良 好 的 耐 腐 蝕 性 耐 熱 性 及 表 面 硬 度 丁 二 烯 使 ABS 堅(jiān) 韌 苯 乙 烯 使 ABS 有 良 好 的 加 工 性 和 染 色 性 能 ABS 價(jià) 格 便 宜 原 料 易 得 是 目 前 產(chǎn) 量 最 大 應(yīng) 用 范 圍 最 廣 的 工 程 塑 料 之 一 是 一 種 良 好 的 熱 塑 性 塑 料 ABS 的 性 能 指 標(biāo) 密 度 1 02 1 05 收 縮 率 3 dmKg 8 0 3 熔 點(diǎn) 彎 曲 強(qiáng) 度 80Mpa 拉 伸 強(qiáng) 度 35 49Mpa 拉 伸 彈 性 模 量C 160 3 1 8Gpa 彎 曲 彈 性 模 量 1 4Gpa 壓 縮 強(qiáng) 度 18 39Mpa 缺 口 沖 擊 強(qiáng) 度 11 20 硬 度 62 86HRR 體 積 電 阻 系 數(shù) ABS 的 熱 變 形 溫 度 為2mkJ c 93 118 制 品 經(jīng) 退 火 處 理 后 還 可 提 高 10 左 右 ABS 在 40 時(shí) 仍 能 表 現(xiàn) 出 一 定 的 韌 性 可 在 40 100 的 溫 度 范 圍 內(nèi) 使 用 10 2 3 2 成 型 性 能 ABS 易 吸 水 使 成 型 塑 件 表 面 出 現(xiàn) 斑 痕 云 紋 等 缺 陷 因 此 成 型 加 工 前 應(yīng) 進(jìn) 行 干 燥 處 理 ABS 在 升 溫 時(shí) 黏 度 增 高 黏 度 對 剪 切 速 率 的 依 賴 性 很 強(qiáng) 因 此 模 具 設(shè) 計(jì) 中 大 都 采 用 側(cè) 澆 口 形 式 成 型 壓 力 較 高 塑 件 上 的 脫 模 斜 度 宜 稍 大 易 產(chǎn) 生 熔 接 痕 模 具 設(shè) 計(jì) 時(shí) 應(yīng) 該 注 意 盡 量 減 小 澆 注 系 統(tǒng) 對 料 流 的 阻 力 在 正 常 的 成 型 條 件 下 壁 厚 熔 料 溫 度 對 收 縮 率 影 響 及 小 要 求 塑 件 精 度 高 時(shí) 模 具 溫 度 可 控 制 在 50 60 要 求 塑 件 光 澤 和 耐 熱 時(shí) 模 具 溫 度 應(yīng) 控 制 在 60 80 ABS 比 熱 容 低 塑 化 效 率 高 凝 固 也 快 故 成 型 周 期 短 2 3 3 主 要 用 途 ABS 在 機(jī) 械 工 業(yè) 上 用 來 制 造 殼 體 蓋 泵 業(yè) 輪 軸 承 把 手 管 道 管 連 接 件 蓄 電 池 槽 冷 藏 庫 和 冰 箱 襯 里 等 汽 車 工 業(yè) 上 用 ABS 制 造 汽 車 擋 泥 板 扶 手 熱 空 氣 調(diào) 節(jié) 導(dǎo) 管 等 還 可 用 ABS 夾 層 板 制 小 轎 車 車 身 ABS 還 可 用 來 制 造 水 表 殼 紡 織 器 材 電 器 零 件 玩 具 電 子 琴 及 收 錄 機(jī) 殼 體 食 品 包 裝 容 器 農(nóng) 藥 噴 霧 器 及 家 具 等 11 第 3 章 成 型 布 局 及 注 塑 機(jī) 選 擇 3 1 進(jìn) 膠 方 式 選 擇 注 射 模 的 澆 注 系 統(tǒng) 是 指 模 具 中 從 注 射 機(jī) 噴 嘴 開 始 到 型 腔 為 止 的 塑 料 流 動(dòng) 通 道 其 作 用 是 將 塑 料 熔 體 充 滿 型 腔 并 使 注 射 壓 力 傳 遞 到 各 個(gè) 部 分 澆 注 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 的 好 壞 對 塑 件 性 能 外 觀 及 成 型 難 易 程 度 影 響 很 大 它 由 主 流 道 分 流 道 澆 口 及 冷 料 穴 組 成 其 中 澆 口 的 選 擇 與 設(shè) 計(jì) 恰 當(dāng) 與 否 直 接 關(guān) 系 到 制 品 能 否 完 好 的 成 型 常 向 的 澆 口 形 式 有 直 接 澆 口 側(cè) 澆 口 點(diǎn) 式 澆 口 扇 形 澆 口 圓 盤 式 澆 口 環(huán) 形 澆 口 等 澆 口 的 位 置 選 擇 原 則 澆 口 的 位 置 與 塑 件 的 質(zhì) 量 有 直 接 影 響 在 確 定 澆 口 位 置 時(shí) 應(yīng) 考 慮 以 下 幾 點(diǎn) 1 熔 體 在 型 腔 內(nèi) 流 動(dòng) 時(shí) 其 動(dòng) 能 損 失 最 小 要 做 到 這 一 點(diǎn) 必 須 使 1 流 程 包 括 分 支 流 程 為 最 短 2 每 一 股 分 流 都 能 大 致 同 時(shí) 到 達(dá) 其 最 遠(yuǎn) 端 3 應(yīng) 先 從 壁 厚 較 厚 的 部 位 進(jìn) 料 4 考 慮 各 股 分 流 的 轉(zhuǎn) 向 越 小 越 好 2 有 效 地 排 出 型 腔 內(nèi) 的 氣 體 由 于 本 設(shè) 計(jì) 中 塑 件 外 表 面 質(zhì) 量 要 求 較 高 所 以 選 用 潛 伏 澆 口 潛 伏 澆 口 潛 在 產(chǎn) 品 的 頂 針 上 成 形 后 切 除 澆 口 零 件 組 裝 時(shí) 澆 口 被 遮 擋 起 來 3 2 型 腔 的 布 局 及 成 型 尺 寸 因 為 本 設(shè) 計(jì) 中 采 用 潛 伏 澆 口 且 塑 件 的 尺 寸 小 為 提 高 塑 件 成 功 概 率 并 從 經(jīng) 濟(jì) 型 的 角 度 出 發(fā) 節(jié) 省 生 產(chǎn) 成 本 和 提 高 生 產(chǎn) 效 率 采 用 一 模 兩 腔 進(jìn) 行 加 工 生 產(chǎn) 型 腔 的 布 局 與 澆 注 系 統(tǒng) 的 布 置 密 切 相 關(guān) 型 腔 的 排 布 應(yīng) 使 每 個(gè) 型 腔 都 通 過 澆 注 系 統(tǒng) 從 總 壓 力 中 均 等 的 分 得 所 需 的 壓 力 以 保 證 塑 料 熔 體 均 勻 地 充 滿 每 個(gè) 12 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 流 道 之 間 的 距 離 盡 可 能 短 同 時(shí) 采 用 平 衡 流 道 成 型 型 腔 尺 寸 依 據(jù) 塑 件 布 局 計(jì) 算 確 定 需 考 量 成 形 封 閉 結(jié) 合 面 大 小 太 大 造 成 模 具 尺 寸 過 大 成 本 浪 費(fèi) 太 小 易 導(dǎo) 致 成 型 時(shí) 溢 料 飛 邊 甚 至 型 腔 變 形 因 模 具 是 一 模 兩 腔 考 量 排 布 可 得 型 腔 長 為 280mm 寬 為 160mm 塑 件 的 高 度 為 25mm 塑 件 的 大 部 分 部 膠 位 都 留 在 型 腔 部 分 型 芯 型 腔 的 厚 度 是 塑 件 所 伸 入 高 度 加 20 60mm 因 此 得 出 成 型 型 腔 總 體 厚 度 為 106mm 型 腔 布 局 如 圖 圖 3 1 型腔布局 3 3 估 算 塑 件 體 積 質(zhì) 量 本 次 設(shè) 計(jì) 中 塑 件 的 質(zhì) 量 和 體 積 采 用 3D 測 量 在 UG 軟 件 中 使 用 塑 模 部 件 驗(yàn) 證 功 能 可 以 測 得 塑 件 的 體 積 為 20 712 ABS 的 密 度 為cm 1 05 即 可 以 得 出 該 塑 件 制 品 的 質(zhì) 量 約 為 21 74g 3 cmg 13 3 4 注 塑 機(jī) 的 選 擇 和 校 核 3 4 1 注 射 膠 量 的 計(jì) 算 模 具 設(shè) 計(jì) 時(shí) 必 須 使 得 在 一 個(gè) 注 射 成 型 的 塑 料 熔 體 的 容 量 或 質(zhì) 量 在 注 射 機(jī) 額 定 注 射 量 的 80 以 內(nèi) 校 核 公 式 為 mnm 8021 式 中 型 腔 數(shù) 量 單 個(gè) 塑 件 的 重 量 g 1 澆 注 系 統(tǒng) 所 需 塑 料 的 重 量 g 2 本 設(shè) 計(jì) 中 n 2 21 74g 6 97g 2 m 2x21 74 6 97 0 8 即 m 63 06g 因 而 預(yù) 選 注 塑 機(jī) 額 定 注 塑 量 最 少 為 70g 以 上 3 4 2 鎖 模 力 的 計(jì) 算 選 用 注 射 機(jī) 的 鎖 模 力 必 須 大 于 型 腔 壓 力 產(chǎn) 生 的 開 模 力 不 然 模 具 分 型 面 要 分 開 而 產(chǎn) 生 溢 料 塑 件 在 模 具 分 型 面 上 的 投 影 面 積 是 影 響 鎖 模 力 的 主 要 因 素 成 型 投 影 面 積 2An 21 式 中 n 型 腔 數(shù) 目 單 個(gè) 塑 件 在 模 具 分 型 面 上 的 投 影 面 積1 澆 注 系 統(tǒng) 在 模 具 分 型 面 上 的 投 影 面 積2 n 2 4792 74 1A2m 442 27 本 設(shè) 計(jì) 中 2x4792 74 442 27 10027 751 2m 14 鎖 模 力 和 成 型 面 積 的 關(guān) 系 根 據(jù) 依 照 以 下 計(jì) 算 公 式 確 定 10PA 腔鎖 式 中 鎖 模 力 kN 鎖 型 腔 壓 力 MPa 腔 A 成 型 投 影 面 積 mm2 一 般 熔 料 經(jīng) 噴 嘴 時(shí) 其 注 射 壓 力 達(dá) 60 80MPa 經(jīng) 澆 注 系 統(tǒng) 入 型 腔 時(shí) 型 腔 壓 力 通 常 為 20 40MPa 這 里 取 30MPa 計(jì) 算 A 1000 30 10027 75 1000 300 83 kN 取 整 350kN 腔 得 出 預(yù) 選 注 塑 機(jī) 額 定 注 塑 壓 力 為 1100 kN 以 上 3 4 3 注 塑 機(jī) 選 擇 確 定 綜 合 考 慮 以 上 因 素 選 定 注 射 機(jī) 為 海 天 110X 1A 其 相 關(guān) 性 能 符 合 成 型 方 案 要 求 以 下 相 關(guān) 參 數(shù) 15 型 號(hào) 參 數(shù) 單 位 110 1A 110 1B 110 1C 螺 桿 直 徑 mm 34 36 40 理 論 注 射 容 量 cm3 131 147 181 注 射 重 量 PS g 119 134 165 注 射 壓 力 Mpa 206 183 149 注 射 行 程 mm 144 螺 桿 轉(zhuǎn) 速 r min 0 215 料 筒 加 熱 功 率 KW 5 7 鎖 模 力 KN 1100 拉 桿 內(nèi) 間 距 水 平 垂 直 mm 400 400 允 許 最 大 模 具 厚 度 mm 410 允 許 最 小 模 具 厚 度 mm 160 移 模 行 程 mm 340 移 模 開 距 最 大 mm 750 液 壓 頂 出 行 程 mm 100 液 壓 頂 出 力 KN 33 液 壓 頂 出 桿 數(shù) 量 PC 5 油 泵 電 動(dòng) 機(jī) 功 率 KW 13 油 箱 容 積 l 210 機(jī) 器 尺 寸 長 寬 高 m 4 7 1 3 1 85 機(jī) 器 重 量 t 3 4 最 小 模 具 尺 寸 長 寬 mm 280 280 表 3 1 注 塑 機(jī) 參 數(shù) 部 分 16 第 4 章 注 塑 模 具 設(shè) 計(jì) 4 1 模 架 的 選 用 4 1 1 模 架 基 本 類 型 注 射 模 具 的 分 類 方 式 很 多 此 處 是 介 紹 的 按 注 射 模 具 的 整 體 結(jié) 構(gòu) 分 類 所 分 的 典 型 結(jié) 構(gòu) 如 下 單 分 型 面 注 射 模 雙 分 型 面 注 射 模 帶 有 活 動(dòng) 成 型 零 件 的 模 側(cè) 向 分 型 抽 芯 注 射 模 定 模 帶 有 推 出 機(jī) 構(gòu) 的 注 射 模 自 動(dòng) 卸 螺 紋 的 注 射 模 熱 流 道 注 射 模 4 1 2 模 架 的 選 擇 根 據(jù) 對 塑 件 的 綜 合 分 析 確 定 該 模 具 是 單 分 型 面 的 模 具 由 GB T12556 1 12556 2 1990 塑 料 注 射 模 中 小 型 模 架 可 選 擇 CI 型 的 模 架 圖 4 1 模 架 結(jié) 構(gòu) 圖 17 CI 型 模 具 定 模 采 用 兩 塊 模 板 動(dòng) 模 采 用 一 塊 模 板 又 叫 兩 板 模 大 水 口 模 架 適 合 側(cè) 澆 口 的 注 射 成 形 模 具 由 分 型 面 的 選 擇 而 選 擇 模 具 的 導(dǎo) 柱 導(dǎo) 套 的 安 裝 方 式 經(jīng) 過 考 慮 分 析 導(dǎo) 柱 導(dǎo) 套 選 擇 選 正 裝 根 據(jù) 所 選 擇 的 模 架 的 基 本 型 可 以 選 出 對 應(yīng) 的 模 板 的 厚 度 以 及 模 具 的 外 輪 廓 尺 寸 以 此 分 析 計(jì) 算 模 架 的 長 L 型 腔 長 度 280 復(fù) 位 桿 的 直 徑 螺 釘 的 直 徑 滑 塊 長 度 450mm 模 架 的 寬 W 型 腔 寬 度 160 導(dǎo) 向 桿 的 直 徑 模 板 壁 厚 300mm 根 據(jù) 成 型 型 腔 的 尺 寸 在 計(jì) 算 完 模 架 的 長 寬 以 后 還 需 要 考 慮 其 他 螺 絲 導(dǎo) 柱 等 零 件 對 模 架 尺 寸 的 影 響 在 設(shè) 計(jì) 中 避 免 干 涉 參 考 成 型 型 腔 厚 度 考 慮 模 板 強(qiáng) 度 要 求 定 模 板 厚 度 取 100mm 動(dòng) 模 板 厚 度 取 100mm 考 慮 頂 出 行 程 要 求 支 撐 板 取 100mm 以 滿 足 綜 上 所 述 所 選 擇 的 模 架 的 型 號(hào) 為 CI 3045 A100 B100 C100 4 1 3 導(dǎo) 向 與 定 位 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 導(dǎo) 向 機(jī) 構(gòu) 的 作 用 保 證 模 具 在 進(jìn) 行 開 合 模 時(shí) 保 證 公 母 模 之 間 一 定 的 方 向 和 位 置 導(dǎo) 向 零 件 承 受 一 定 的 側(cè) 向 力 起 了 導(dǎo) 向 和 定 位 的 作 用 導(dǎo) 向 機(jī) 構(gòu) 零 件 包 括 導(dǎo) 柱 和 導(dǎo) 套 等 1 導(dǎo) 向 結(jié) 構(gòu) 的 總 體 設(shè) 計(jì) 1 導(dǎo) 向 零 件 應(yīng) 合 理 的 均 勻 分 布 在 模 具 的 周 圍 或 靠 近 邊 緣 的 部 位 其 中 心 至 模 具 邊 緣 應(yīng) 有 足 夠 的 距 離 以 保 證 模 具 的 強(qiáng) 度 防 止 壓 入 導(dǎo) 柱 和 導(dǎo) 套 后 發(fā) 生 變 形 2 根 據(jù) 模 具 的 形 狀 和 大 小 一 副 模 具 一 般 需 要 2 4 個(gè) 導(dǎo) 柱 如 果 模 具 的 凸 模 與 凹 模 合 模 有 方 位 要 求 時(shí) 則 用 兩 個(gè) 直 徑 不 同 的 導(dǎo) 柱 或 用 兩 個(gè) 直 徑 相 同 但 錯(cuò) 開 位 置 的 導(dǎo) 柱 3 由 于 塑 件 通 常 留 于 公 模 所 以 為 了 便 于 脫 模 導(dǎo) 柱 通 常 安 裝 在 母 模 4 導(dǎo) 柱 和 導(dǎo) 套 在 分 型 面 處 應(yīng) 有 承 屑 槽 5 導(dǎo) 柱 導(dǎo) 套 及 導(dǎo) 向 孔 的 軸 線 應(yīng) 保 證 平 行 6 合 模 時(shí) 應(yīng) 保 證 導(dǎo) 向 零 件 首 先 接 觸 避 免 公 模 先 進(jìn) 入 模 腔 損 壞 成 型 零 18 件 2 導(dǎo) 柱 的 設(shè) 計(jì) 1 有 單 節(jié) 與 臺(tái) 階 式 之 分 2 導(dǎo) 柱 的 長 度 必 須 高 出 公 模 端 面 6 8mm 3 導(dǎo) 柱 頭 部 應(yīng) 有 圓 錐 或 球 形 的 引 導(dǎo) 部 分 4 固 定 方 式 有 鉚 接 固 定 和 螺 釘 固 定 5 其 表 面 應(yīng) 熱 處 理 以 保 證 耐 磨 3 導(dǎo) 套 和 導(dǎo) 向 孔 1 無 導(dǎo) 套 的 導(dǎo) 向 孔 直 接 開 在 模 板 上 模 板 較 厚 時(shí) 導(dǎo) 向 孔 必 須 做 成 盲 孔 側(cè) 壁 增 加 排 氣 孔 2 導(dǎo) 套 有 套 筒 式 臺(tái) 階 式 凸 臺(tái) 式 3 為 了 導(dǎo) 柱 順 利 進(jìn) 入 導(dǎo) 套 孔 在 導(dǎo) 套 前 端 應(yīng) 倒 有 圓 角 r 一 般 情 況 下 導(dǎo) 柱 與 導(dǎo) 套 共 同 使 用 用 于 保 證 動(dòng) 模 與 定 模 兩 大 部 分 內(nèi) 零 件 的 準(zhǔn) 確 對 合 和 塑 料 部 品 的 形 狀 尺 寸 精 度 并 避 免 模 內(nèi) 零 件 互 相 碰 撞 與 干 涉 起 到 合 模 導(dǎo) 向 的 作 用 4 2 澆 注 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 澆 注 系 統(tǒng) 是 指 注 射 模 中 從 主 流 道 始 端 到 型 腔 之 間 的 熔 體 進(jìn) 料 通 道 澆 注 系 統(tǒng) 可 分 為 普 通 流 道 澆 注 系 統(tǒng) 和 無 流 道 凝 料 澆 注 系 統(tǒng) 兩 類 本 設(shè) 計(jì) 中 采 用 普 通 側(cè) 澆 口 澆 注 系 統(tǒng) 正 確 設(shè) 計(jì) 澆 注 系 統(tǒng) 對 獲 得 優(yōu) 質(zhì) 的 塑 料 制 品 極 為 重 要 澆 注 系 統(tǒng) 組 成 普 通 流 道 澆 注 系 統(tǒng) 的 組 成 一 般 包 括 以 下 幾 個(gè) 部 分 1 主 澆 道 2 第 一 分 澆 道 3 第 二 分 澆 道 4 第 三 分 澆 道 5 澆 口 6 型 腔 7 冷 料 穴 4 2 1 主 流 道 設(shè) 計(jì) 所 選 用 海 天 110X 1A 型 注 射 劑 噴 嘴 有 關(guān) 尺 寸 如 下 噴 嘴 前 段 孔 徑 d0 3mm 19 噴 嘴 圓 弧 半 徑 R0 10mm 為 了 使 凝 料 能 夠 順 利 拔 出 主 流 道 的 小 段 直 徑 d 應(yīng) 稍 大 于 噴 嘴 直 徑 d d0 0 5 1 3 5mm 主 流 道 設(shè) 計(jì) 成 圓 錐 形 其 錐 角 通 常 為 2 4 過 大 的 錐 角 會(huì) 才 產(chǎn) 生 湍 流 或 渦 流 卷 入 空 氣 過 小 的 錐 角 使 凝 料 脫 模 困 難 還 會(huì) 使 沖 模 時(shí) 熔 體 的 流 動(dòng) 阻 力 過 大 此 處 的 錐 角 選 用 2 主 流 道 球 面 半 徑 比 噴 嘴 球 面 半 徑 大 1 2mm 這 里 取 主 流 道 球 面 半 徑 R11mm 經(jīng) 測 量 主 流 道 長 度 L 取 139 7mm 4 2 2 分 流 道 的 設(shè) 計(jì) 分 流 道 是 指 主 流 道 末 端 與 澆 口 之 間 的 一 段 塑 料 熔 體 的 流 動(dòng) 通 道 分 流 道 應(yīng) 能 滿 足 良 好 的 壓 力 傳 遞 和 保 持 理 想 的 填 充 狀 態(tài) 其 作 用 是 改 變 熔 體 流 向 使 其 以 平 穩(wěn) 的 流 態(tài) 均 衡 地 分 配 到 各 個(gè) 型 腔 分 流 道 的 長 度 應(yīng) 該 盡 可 能 短 折 彎 少 盡 量 減 少 流 動(dòng) 過 程 中 的 熱 量 損 失 與 壓 力 損 失 節(jié) 約 塑 料 的 原 材 料 和 降 低 能 耗 由 于 分 流 道 中 與 模 具 接 觸 的 外 層 塑 料 迅 速 冷 卻 只 有 內(nèi) 部 的 熔 體 流 動(dòng) 狀 態(tài) 比 較 理 想 因 此 分 流 道 表 面 粗 糙 度 值 不 要 太 低 一 般 取 Ra 為 1 6 m 本 設(shè) 計(jì) 選 擇 圓 形 截 面 的 分 流 道 d 6mm 采 用 流 道 布 局 如 圖 所 示 20 圖 4 2 流 道 布 局 4 2 3 澆 口 的 設(shè) 計(jì) 潛 伏 澆 口 普 遍 用 于 中 小 型 塑 件 的 多 型 腔 模 具 一 般 開 設(shè) 在 產(chǎn) 品 側(cè) 面 上 一 般 塑 料 熔 體 從 外 側(cè) 充 填 模 具 型 腔 其 截 面 形 狀 多 為 圓 形 潛 伏 澆 口 的 直 徑 尺 寸 作 如 下 取 值 直 徑 C 1 m 由 于 產(chǎn) 品 為 外 觀 件 所 以 潛 伏 澆 口 不 能 設(shè) 在 產(chǎn) 品 的 外 表 面 以 免 影 響 產(chǎn) 品 的 外 觀 質(zhì) 量 現(xiàn) 將 潛 伏 澆 口 設(shè) 在 頂 針 上 將 進(jìn) 澆 位 置 轉(zhuǎn) 至 產(chǎn) 品 內(nèi) 側(cè) 以 保 證 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 澆 口 形 狀 如 下 圖 所 示 21 圖 4 3 產(chǎn) 品 進(jìn) 澆 位 置 形 狀 4 2 4 冷 料 穴 的 設(shè) 計(jì) 主 流 道 的 末 端 需 要 設(shè) 置 冷 料 穴 以 往 上 制 品 中 出 現(xiàn) 固 化 的 冷 料 因 為 最 先 流 入 的 塑 料 因 接 觸 溫 度 低 的 模 具 而 使 料 溫 下 降 如 果 讓 這 部 分 溫 度 下 降 的 塑 料 流 入 型 腔 會(huì) 影 響 制 品 的 質(zhì) 量 為 防 止 這 一 問 題 必 須 在 沒 塑 料 流 動(dòng) 方 向 在 主 流 道 末 端 設(shè) 置 冷 料 穴 以 便 將 這 部 分 冷 料 存 留 起 來 冷 料 穴 一 般 開 設(shè) 在 主 流 道 對 面 的 動(dòng) 模 板 上 其 標(biāo) 稱 直 徑 與 主 流 道 直 徑 相 同 或 略 大 一 些 這 里 取 為 6mm 最 終 要 保 證 冷 料 體 積 小 于 冷 料 穴 體 積 冷 料 穴 的 倒 扣 形 式 有 多 種 這 里 采 用 Z 倒 錐 形 的 冷 料 穴 拉 出 主 流 道 凝 料 的 形 式 它 與 推 桿 配 用 開 模 時(shí) 倒 錐 形 的 冷 料 穴 通 過 內(nèi) 部 的 冷 料 先 將 主 流 道 凝 料 拉 出 定 模 最 后 在 推 桿 的 作 用 下 將 冷 料 和 和 主 流 道 凝 料 隨 制 品 一 起 被 頂 出 動(dòng) 模 如 圖 22 圖 4 4 冷 料 穴 及 拉 料 針 4 2 5 模 擬 充 填 分 析 在 模 具 制 造 加 工 之 前 可 在 計(jì) 算 機(jī) 上 運(yùn) 用 CAE 技 術(shù) 對 整 個(gè) 注 射 成 型 過 程 進(jìn) 行 模 擬 分 析 準(zhǔn) 確 預(yù) 測 熔 體 的 填 充 保 壓 冷 卻 情 況 以 及 制 品 中 的 應(yīng) 力 分 布 分 子 和 纖 維 取 向 分 布 制 品 的 收 縮 和 翹 曲 變 形 等 情 況 并 以 此 為 依 據(jù) 來 核 對 進(jìn) 膠 方 式 及 澆 口 位 置 的 選 擇 本 次 設(shè) 計(jì) 中 選 擇 運(yùn) 用 模 流 分 析 對 塑 件 的 充 填 情 況 進(jìn) 行 分 析 主 要 分 析 澆 口 選 擇 產(chǎn) 生 的 充 填 壓 力 溫 度 時(shí) 間 數(shù) 據(jù) 是 否 合 理 成 型 的 鎖 模 壓 力 等 值 是 否 在 注 塑 機(jī) 的 額 定 范 圍 以 及 產(chǎn) 品 的 尺 寸 數(shù) 據(jù) 變 形 程 度 熔 接 痕 能 否 達(dá) 到 塑 件 的 外 觀 和 使 用 要 求 將 模 型 導(dǎo) 入 MoldFlow 軟 件 中 運(yùn) 用 相 關(guān) 命 令 得 出 充 填 時(shí) 間 溫 度 熔 接 痕 位 置 及 塑 性 變 形 的 分 析 結(jié) 果 如 圖 所 示 圖 充 填 時(shí) 間 23 圖 4 5 充 填 溫 度 24 圖 4 6 圖 表 層 流 向 從 以 上 各 項(xiàng) 檢 測 數(shù) 據(jù) 驗(yàn) 證 得 出 采 用 在 塑 件 側(cè) 邊 側(cè) 澆 口 進(jìn) 膠 的 方 式 是 完 全 可 行 的 4 3 分 型 面 的 設(shè) 計(jì) 將 模 具 適 當(dāng) 地 分 成 兩 個(gè) 或 幾 個(gè) 可 以 分 離 的 主 要 部 分 它 們 的 接 觸 表 面 分 開 時(shí) 能 夠 取 出 塑 件 及 澆 注 系 統(tǒng) 凝 料 當(dāng) 成 型 時(shí) 又 必 須 接 觸 封 閉 這 樣 的 接 觸 表 面 稱 為 分 型 面 它 是 決 定 模 具 結(jié) 構(gòu) 的 重 要 因 素 每 個(gè) 塑 件 的 分 型 面 可 能 只 有 一 種 選 擇 也 可 能 有 幾 種 選 擇 合 理 地 選 擇 分 型 面 是 使 塑 件 能 完 好 的 成 型 的 先 決 條 件 選 擇 分 型 面 時(shí) 應(yīng) 從 以 下 幾 個(gè) 方 面 考 慮 1 分 型 面 應(yīng) 選 在 塑 件 外 形 最 大 輪 廓 處 2 使 塑 件 在 開 模 后 留 在 動(dòng) 模 上 3 分 型 面 的 痕 跡 不 影 響 塑 件 的 外 觀 4 澆 注 系 統(tǒng) 特 別 是 澆 口 能 合 理 的 安 排 25 5 使 推 桿 痕 跡 不 露 在 塑 件 外 觀 表 面 上 6 使 塑 件 易 于 脫 模 綜 合 考 慮 各 種 因 素 并 根 據(jù) 本 模 具 制 件 的 外 觀 特 點(diǎn) 采 用 平 面 分 型 面 并 選 擇 在 塑 件 的 最 大 平 面 處 開 模 后 塑 件 留 在 動(dòng) 模 一 側(cè) 如 圖 所 示 圖 4 7 分 型 面 的 選 擇 4 4 成 型 零 部 件 的 設(shè) 計(jì) 模 具 閉 合 時(shí) 用 來 填 充 塑 料 成 型 制 品 的 空 間 稱 為 型 腔 構(gòu) 成 模 具 型 腔 的 零 部 件 稱 成 型 零 部 件 一 般 包 括 型 腔 型 芯 型 環(huán) 和 鑲 塊 等 成 型 零 部 件 直 接 與 塑 料 接 觸 成 型 塑 件 的 某 些 部 分 承 受 著 塑 料 熔 體 壓 力 決 定 著 塑 件 形 狀 與 精 度 因 此 成 型 零 部 件 的 設(shè) 計(jì) 是 注 射 模 具 的 重 要 部 分 成 型 零 部 件 在 注 射 成 型 過 程 中 需 要 經(jīng) 常 承 受 溫 度 壓 力 及 塑 料 熔 體 對 它 們 的 沖 擊 和 摩 擦 作 用 長 期 工 作 后 晚 發(fā) 生 磨 損 變 形 和 破 裂 因 此 必 須 合 理 設(shè) 計(jì) 其 結(jié) 構(gòu) 形 式 準(zhǔn) 確 計(jì) 算 其 尺 寸 和 公 差 并 保 證 它 們 具 有 足 夠 的 強(qiáng) 度 剛 度 和 良 好 的 表 面 質(zhì) 量 4 4 1 成 型 零 部 件 結(jié) 構(gòu) 成 型 零 部 件 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 主 要 應(yīng) 在 保 證 塑 件 質(zhì) 量 要 求 的 前 提 下 從 便 于 加 工 裝 配 使 用 維 修 等 角 度 加 以 考 慮 26 型 腔 是 用 來 成 型 制 品 外 形 輪 廓 的 模 具 零 件 其 結(jié) 構(gòu) 與 制 品 的 形 狀 尺 寸 使 用 要 求 生 產(chǎn) 批 量 及 模 具 的 加 工 方 法 等 有 關(guān) 常 用 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 有 整 體 式 嵌 入 式 鑲 拼 組 合 式 和 瓣 合 式 四 種 類 型 本 設(shè) 計(jì) 中 采 用 嵌 入 式 型 腔 及 型 芯 如 圖 所 示 其 特 點(diǎn) 是 結(jié) 構(gòu) 簡 單 牢 固 可 靠 不 容 易 變 形 成 型 出 來 的 制 品 表 面 不 會(huì) 有 鑲 拼 接 縫 的 溢 料 痕 跡 還 有 助 于 模 具 加 工 提 高 加 工 效 率 圖 4 8 型 腔 3D 圖 27 圖 4 9 型 芯 3D 圖 4 4 2 成 型 零 部 件 工 作 尺 寸 的 計(jì) 算 成 型 零 部 件 工 作 尺 寸 是 指 成 型 零 部 件 上 直 接 決 定 塑 件 形 狀 的 有 關(guān) 尺 寸 主 要 有 型 腔 和 型 芯 的 徑 向 尺 寸 型 腔 的 深 度 尺 寸 和 型 芯 的 高 度 尺 寸 型 芯 和 型 芯 之 間 的 位 置 尺 寸 以 及 中 心 距 尺 寸 等 在 模 具 設(shè) 計(jì) 時(shí) 要 根 據(jù) 塑 件 的 尺 寸 及 精 度 等 級(jí) 確 定 成 型 零 部 件 的 工 作 尺 寸 及 精 度 等 級(jí) 影 響 塑 件 尺 寸 精 度 的 主 要 因 素 有 塑 件 的 收 縮 率 模 具 成 型 零 部 件 的 制 造 誤 差 模 具 成 型 零 部 件 的 磨 損 及 模 具 安 裝 配 合 方 面 的 誤 差 這 些 影 響 因 素 也 是 作 為 確 定 成 型 零 部 件 工 作 尺 寸 的 依 據(jù) 由 于 按 平 均 收 縮 率 平 均 制 造 公 差 和 平 均 磨 損 量 計(jì) 算 型 芯 型 腔 的 尺 寸 有 一 定 的 誤 差 因 為 模 具 制 造 公 差 和 模 具 成 型 零 部 件 在 使 用 中 的 最 大 磨 損 量 大 多 憑 經(jīng) 驗(yàn) 決 定 這 里 就 只 考 慮 塑 料 的 收 縮 率 計(jì) 算 模 具 盛 開 零 部 件 的 工 作 尺 寸 塑 件 經(jīng) 成 型 后 所 獲 得 的 制 品 從 熱 模 具 中 取 出 后 因 冷 卻 及 其 它 原 因 會(huì) 引 起 尺 寸 減 小 或 體 積 縮 小 收 縮 性 是 每 種 塑 料 都 具 有 的 固 有 特 性 之 一 選 定 ABS 材 28 料 的 平 均 收 縮 率 為 0 5 剛 計(jì) 算 模 具 成 型 零 部 件 工 作 尺 寸 的 公 式 為 A B 0 005B 式 中 A 模 具 成 型 零 部 件 在 常 溫 下 的 尺 寸 B 塑 件 在 常 溫 下 實(shí) 際 尺 寸 1 型 腔 和 型 芯 徑 向 尺 寸 的 計(jì) 算 型 腔 徑 向 尺 寸 計(jì) 算 Lm 1 s Ls X 制 造 公 差 Lm 模 具 型 腔 徑 向 基 本 尺 寸 Ls 塑 件 外 表 面 的 徑 向 基 本 尺 寸 S 塑 料 平 均 收 縮 率 X 修 正 系 數(shù) 0 5 0 75 塑 件 外 表 面 徑 向 基 本 尺 寸 的 公 差 所 以 Lm 80 1 0 005 0 75x0 3 80 175 0 1 型 芯 徑 向 尺 寸 計(jì) 算 lm 1 s ls X 模 具 制 造 公 差 lm 模 具 型 芯 徑 向 基 本 尺 寸 所 以 1 0 005 77 0 75x3 77 61 0 1 2 型 腔 深 度 和 型 芯 高 度 尺 寸 的 計(jì) 算 型 腔 深 度 Hm 1 s Hs X 制 造 公 差 Hm 模 具 型 腔 深 度 基 本 尺 寸 Hs 塑 件 凸 起 部 分 高 度 基 本 尺 寸 X 修 正 系 數(shù) 0 5 0 75 1 0 005 25 0 75x0 1 25 05 0 1 型 芯 高 度 hm 1 s Hs X 制 造 公 差 hm 模 具 型 芯 高 度 基 本 尺 寸 hs 塑 件 孔 或 凹 槽 深 度 尺 寸 1 0 005 25 0 75 0 1 25 2 0 1 29 4 4 3 模 具 強(qiáng) 度 與 剛 度 校 核 普 通 意 義 上 的 模 具 強(qiáng) 度 包 括 模 具 的 強(qiáng) 度 剛 度 模 具 的 各 種 成 型 零 部 件 和 結(jié) 構(gòu) 零 部 件 均 有 強(qiáng) 度 剛 度 的 要 求 足 夠 的 強(qiáng) 度 才 可 以 保 證 模 具 能 正 常 工 作 由 于 模 具 形 式 較 多 計(jì) 算 也 不 盡 相 同 且 較 復(fù) 雜 實(shí) 際 生 產(chǎn) 中 采 用 經(jīng) 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 和 強(qiáng) 度 校 核 相 結(jié) 合 的 方 法 通 過 強(qiáng) 度 校 核 來 調(diào) 整 設(shè) 計(jì) 保 證 模 具 能 正 常 工 作 模 具 強(qiáng) 度 計(jì) 算 較 為 復(fù) 雜 一 般 采 用 簡 化 的 計(jì) 算 方 法 計(jì) 算 時(shí) 采 取 保 守 的 做 法 原 則 是 選 取 最 不 利 的 受 力 結(jié) 構(gòu) 形 式 選 用 較 大 的 安 全 系 數(shù) 然 后 再 優(yōu) 化 模 具 結(jié) 構(gòu) 充 分 提 高 模 具 強(qiáng) 度 為 保 證 模 具 能 正 常 工 作 不 僅 要 校 核 模 具 的 整 體 性 強(qiáng) 度 也 要 校 核 模 具 局 部 結(jié) 構(gòu) 的 強(qiáng) 度 整 體 性 強(qiáng) 度 主 要 針 對 型 腔 側(cè) 壁 厚 度 型 腔 底 板 厚 度 合 模 面 所 能 承 受 的 壓 力 等 幾 個(gè) 方 面 實(shí) 際 選 用 尺 寸 應(yīng) 大 于 計(jì) 算 尺 寸 并 取 整 校 核 時(shí) 應(yīng) 從 強(qiáng) 度 與 彎 曲 兩 個(gè) 方 面 分 別 計(jì) 算 選 取 較 大 的 尺 寸 4 5 側(cè) 向 抽 芯 機(jī) 構(gòu) 類 型 選 擇 與 設(shè) 計(jì) 4 5 1 側(cè) 向 抽