水桶注塑模設(shè)計(jì)【12張CAD圖紙+畢業(yè)論文+任務(wù)書】

水桶注塑模設(shè)計(jì)

36頁 15000字?jǐn)?shù)+論文說明書+任務(wù)書+12張CAD圖紙【詳情如下】

任務(wù)書.doc

動(dòng)模固定板.dwg

型芯上鑲件.dwg

型芯主體.dwg

堵塞.dwg

定位圈.dwg

定模固定板.dwg

定模鑲件.dwg

導(dǎo)套.dwg

導(dǎo)柱.dwg

彈簧.dwg

水嘴.dwg

水桶注塑模裝配圖.dwg

水桶注塑模設(shè)計(jì)說明書.doc

水桶注塑模設(shè)計(jì)

目錄

1 前言1

2 總體設(shè)計(jì)方案3

3 具體設(shè)計(jì)說明4

3.1 塑件的測繪4

3.2 塑件的造型4

3.3 塑件材料性能分析6

3.4 塑件的結(jié)構(gòu)分析6

3.5 型腔數(shù)的確定6

3.6 澆口位置選擇7

3.7 澆口結(jié)構(gòu)形式的選擇8

3.8 澆口尺寸的確定8 

3.9 澆注系統(tǒng)的平衡8

3.10分型面的設(shè)計(jì) 8

3.11 主流道的設(shè)計(jì)9

3.12 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)10

3.13 導(dǎo)向裝置12

3.14 頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì)12

3.15側(cè)抽芯的設(shè)計(jì)12

3.16 確定各模板尺寸13

3.17 凸凹模結(jié)構(gòu)形式24

3.18 加工零件工藝審查25

3.19基準(zhǔn)選擇26

4 Cimatron 仿真加工27

4.1 設(shè)計(jì)步驟27

5 結(jié)論34

參考文獻(xiàn)35

致謝36

附錄37

1前言

隨著塑料行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)塑料模具提出越來越高的要求，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時(shí)，由于近年來進(jìn)口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。采用模具生產(chǎn)制件具有生產(chǎn)效率高，質(zhì)量好，切削少，節(jié)約能源和原材料，成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，模具成型已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，成為多種成型工藝中最具有潛力的發(fā)展方向。模具是機(jī)械、電子等工業(yè)的基礎(chǔ)工業(yè)，它對(duì)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展起著越來越大的作用。

模具行業(yè)是制造業(yè)的重要組成部分，具有廣闊的市場前景。注塑模具分為熱塑性塑料注塑成型模具和熱固性塑料注塑成型模具兩大類。注塑模具的結(jié)構(gòu)是由塑件結(jié)構(gòu)和注塑機(jī)的形式?jīng)Q定的。凡注塑模具，均可分為動(dòng)模和定模兩大部分。要真確地、高水平地使用注塑模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的各種軟件，也必須對(duì)模具設(shè)計(jì)的原則和方法有透徹的了解。

注射成型是塑料制品的主要成型方法,約半數(shù)以上的塑料制品是通過注射成型的。因此，塑料注射模的數(shù)量為其它各類塑料模具之首，約占整個(gè)塑料模具總產(chǎn)量的50%以上。同時(shí)塑料注射模具的設(shè)計(jì)制造和加工精度，均比其它各類塑料模具難度要大一些。一般來說，若能掌握塑料注射模具的制造技術(shù)，則對(duì)掌握其它各類塑料模具的制造技術(shù)，顯然會(huì)容易多了。

注塑模設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容歸納起來大致有以下幾個(gè)方面：

A、根據(jù)塑料熔體的流變行為和流道、型腔內(nèi)各處的流動(dòng)主力通過分析得出充模順序，同時(shí)考慮塑料熔體在模具型腔內(nèi)被分流及重新熔合的問題和模腔內(nèi)原有空氣導(dǎo)出的問題，分析熔接痕的位置、決定澆口的數(shù)量和方位。

B、根據(jù)塑料熔體的熱學(xué)性能數(shù)據(jù)、型腔形狀和冷卻水道的布置，分析得出保壓和冷卻過程中塑件溫度場的變化情況，解決塑件收縮及補(bǔ)縮問題，盡量減少由于溫度和壓力不均、結(jié)晶和取向不一致而造成的殘余內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形。

C、塑件脫模和橫向分型抽芯的問題可通過經(jīng)驗(yàn)和理論分析來解決這方面的問題，目前還正在大力研究建立在經(jīng)驗(yàn)和理論計(jì)算基礎(chǔ)上的計(jì)算機(jī)專家系統(tǒng)軟件，以期這方面的工作能更快、更準(zhǔn)確無誤的在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。

D、決定塑件的分型面，決定型腔的鑲拼組合。模具的總體結(jié)構(gòu)和零件形狀不單要滿足充模和冷卻等工藝方面的要求，同時(shí)成型零件還要具有適當(dāng)?shù)木?、粗糙度、?qiáng)度和剛度、易于裝配和制造，制造成本低。

以上這些問題，并非孤立存在，而是相互影響的，應(yīng)綜合加以考慮。

本課題是對(duì)水桶進(jìn)行測繪、模具設(shè)計(jì)、模具型腔仿真加工。課題來源于鹽城市羽佳塑料制品廠?；谏a(chǎn)實(shí)踐之上的對(duì)水桶的模具設(shè)計(jì)以及仿真加工。在設(shè)計(jì)過程中要解決水桶制品測繪、模具設(shè)計(jì)、在模具設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)分型面的選擇、澆口形式與位置的確定、型腔的安排、型腔和型芯冷卻水道的設(shè)置、工藝分析及加工仿真等問題。水桶制品的幾何尺寸進(jìn)行測量后要進(jìn)行合理的后處理。模具分型面處在同一平面時(shí)不需要一定的角度，所以選擇底面為分型面。本模具設(shè)計(jì)采用直接澆口。為使流道平衡,應(yīng)使各型腔距主流道距離均等。由于所成型的制品形狀簡單且?guī)缀纬叽巛^大,因此可采用冷卻水道圍繞型腔、定模鑲件、型芯主體的冷卻方式。模具方案設(shè)計(jì)完成后對(duì)型腔進(jìn)行仿真加工。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)量和效率。

2總體方案論證

本課題的設(shè)計(jì)目的是對(duì)水桶三維造型及優(yōu)化、塑料注射模具設(shè)計(jì)和模具加工仿真。其中：1、 制品的厚度方向小于2.0； 2、制品材料為ABS；3、制品表面粗糙度不低于實(shí)物表面；4、制品生產(chǎn)批量為5萬件；5、制品的其他要求要符合設(shè)計(jì)規(guī)范。在進(jìn)行零件的三維造型之前，首先要對(duì)塑件進(jìn)行測繪，繪制塑件二維工程圖，然后根據(jù)工程圖進(jìn)行塑件的三維造型，再進(jìn)行型腔的設(shè)計(jì)，主要是分型面的設(shè)計(jì)，接著就是把分型后的型腔裝配組件調(diào)入Pro/E Wildfire4.0進(jìn)行整個(gè)模架的設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行仿真加工。

首先是對(duì)塑件進(jìn)行測繪。由于該塑件大都為曲面實(shí)際測量有一定困難所以采用多次取斷面進(jìn)行測量的方法。測繪好后使用Pro/E Wildfire4.0進(jìn)行三維造型。主要采用拉伸、除料、旋轉(zhuǎn)等步驟造型。根據(jù)工廠現(xiàn)有設(shè)備的注射量、鎖模力等方面進(jìn)行考慮，還有塑件的精度等級(jí)確定采用一模一腔。同時(shí)確保塑件及澆注系統(tǒng)所需的注射量不超過注射機(jī)最大容量的80％。

接著確定模具總體模具結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)所選用的模具結(jié)構(gòu)形式，確定其定模、動(dòng)模結(jié)構(gòu)。此制品外形簡單，尺寸較大，應(yīng)考慮既節(jié)省材料，減輕模具重量，又使模具結(jié)實(shí)，故作如下分析：

A、模具呈圓形，動(dòng)、定模直接由導(dǎo)柱連接，用錐面配合保證同軸度。此模具在三個(gè)角上為導(dǎo)柱空出位置，結(jié)構(gòu)合理。

B、該模具采用多段水冷卻，型腔四周雖在冷卻水孔處應(yīng)力集中，但孔徑小。再者，動(dòng)模受力均勻，不易應(yīng)注射壓力而變形，模具結(jié)構(gòu)合理。

C.對(duì)各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先是澆注系統(tǒng)。根據(jù)所選用定模及動(dòng)模模塊及定模板尺寸、模具的類型、型腔的類型、型腔的數(shù)目、布置、成型零件型腔尺寸、形狀及塑料型號(hào)等因素，確定澆注系統(tǒng)形式。

模具設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)行型腔的加工工藝分析，在確定加工工藝步驟后，在Cimatron中進(jìn)行刀具路徑設(shè)定完成仿真加工，而后輸出數(shù)控程序。

5 結(jié)論

這次為期三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲，在這段時(shí)間里我結(jié)合設(shè)計(jì)課題和設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，首先進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)，在工廠中對(duì)模具結(jié)構(gòu)有了理性的認(rèn)識(shí)，對(duì)模具設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)對(duì)塑料模具設(shè)計(jì)和制造進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，了解模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并制定了設(shè)計(jì)方案和計(jì)劃。

    按照畢業(yè)進(jìn)度安排，我先對(duì)塑件進(jìn)行測繪，確定尺寸精度和加工要求，并對(duì)其進(jìn)行加工工藝分析，確定了各個(gè)零件之間的關(guān)系，對(duì)模具整體按照設(shè)計(jì)手冊(cè)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，取得各個(gè)零件的設(shè)計(jì)參數(shù)，繪制了模具裝配圖。最后實(shí)現(xiàn)型腔的仿真加工。

通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我對(duì)模具結(jié)構(gòu)有了清楚的認(rèn)識(shí)，了解了注塑模具的工作方式，對(duì)型腔、型芯等主要零件的設(shè)計(jì)及要求有了初步知識(shí)。能夠?qū)δ＞咴O(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題予以解決，正確選取了型腔數(shù)、模具結(jié)構(gòu)尺寸。在模具設(shè)計(jì)中，精度要求的確定是至關(guān)重要的一步，要綜合考慮尺寸精度及配合要求，特別是各模板及型腔、型芯等配合精度要求高的部件，其精度確定的合理與否將影響到塑件的質(zhì)量，從而對(duì)產(chǎn)品的使用性能及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生很大的影響。

    在設(shè)計(jì)中由于使用最新的模具設(shè)計(jì)軟件是工作效率大大提高，并且提高了模具結(jié)構(gòu)的合理性。但由于實(shí)踐工程經(jīng)驗(yàn)的欠缺，在設(shè)計(jì)中對(duì)零件的加工精度和成型零件的加工工藝的確定由很多不足之處，在以后的工作學(xué)習(xí)中還有待改進(jìn)。

參 考 資 料

[1]王衛(wèi)兵.Cimatron E 模具設(shè)計(jì)與數(shù)控編程實(shí)例教程.北京：清華大學(xué)出版社，2003-7.

[2] 陸錦明，黃仕勇，陳江虎. Cimatron E7.1軟件在模具數(shù)控加工中的應(yīng)用[J] .模具制造，2007，（7）：61-63.

[3]曹德權(quán)，唐定勇.Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 中文曲面與逆向工程設(shè)計(jì).北京：電子工業(yè)出版社，2004-10.

[4]王樹勛，蘇樹珊.模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè).廣州：華南理工大學(xué)出版社，2003-6

[5]陳靜媛. 模具行業(yè)設(shè)計(jì)制造現(xiàn)狀與趨勢[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2007（02）：174-175.

[5]洪慎章. 現(xiàn)代模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J] . 航空制造技術(shù)，2006，（6）：1-3.

[6]何博.Pro/ENGINEER Wildfire 實(shí)用速成教程.北京：中國電力出版社，2004-4.

[7]黃毅宏.模具制造工藝[Ｍ].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1995

[8]宜凱得科技，張祥杰，黃圣杰.Pro/ENGINEER Wildfire 模具設(shè)計(jì).北京：中國鐵道出版社，2004-6.

[9]許越樾.實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005-10.

[10]陳孝康，陳炎嗣，周興隆.實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè).北京：中國輕工業(yè)出版社，2001-1.

[11]林清安.Pro/ENGINNER Wildfire4.0 模具設(shè)計(jì).北京：電子工業(yè)出版社，2005-4.

[12]申開智.塑料成型模具.北京：中國輕工業(yè)出版社，2002-9.

[13]李云程.模具制造工藝學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000-10.

致   謝

本人在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，充分利用這四年所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)和平時(shí)自學(xué)的軟件應(yīng)用，特別是在工程領(lǐng)域分析問題，解決問題的方法。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)Pro/E、Cimatron E有了進(jìn)一步的掌握，對(duì)于使用Pro/E三維造型和使用Cimatron制作模架感到很是方便，對(duì)其中“塑料顧問”模塊有的新的認(rèn)識(shí)，通過這個(gè)模塊在先前就可以了解到制品注射成型后的質(zhì)量是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，對(duì)于使用Cimatron進(jìn)行仿真加工和數(shù)控編程中的實(shí)際加工問題進(jìn)行了分析，對(duì)于AUTO CAD有的使用進(jìn)一步的練習(xí)。在使用過程中對(duì)這些應(yīng)用軟件的優(yōu)缺點(diǎn)有了很深的印象，充分利用它們的優(yōu)點(diǎn)對(duì)我的設(shè)計(jì)幫助很大，不僅效率高了而且對(duì)工作質(zhì)量有很大的益處。

在本次水桶模具設(shè)計(jì)中承蒙老師的悉心指導(dǎo)和幫助，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中提供了很多寶貴的資料、設(shè)計(jì)和方向、設(shè)計(jì)思路，以及模具結(jié)構(gòu)原理方面的知識(shí)，在此向他表示衷心的感謝。因本人工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與理論水平有限，時(shí)間較短促，設(shè)計(jì)過程中難免存在錯(cuò)誤，請(qǐng)老師批評(píng)指正。

19 王家和 水桶 說明說 不少于 1 圖紙 加一起 不少于 0 （裝配圖 其他隨意） 說明書里 一篇不少于 5000的英文翻譯 標(biāo)題欄 我可以自己 填 1 水桶注塑模設(shè)計(jì) 目錄 1 前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1 2 總體設(shè)計(jì)方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3 3 具體設(shè)計(jì)說明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4 件的測繪．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．． 4 件的造型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4 件材料性能分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 6 件的結(jié)構(gòu)分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 6 腔數(shù)的確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．． 6 口位置選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 7 口結(jié)構(gòu)形式的選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8 口尺寸的確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8 注系統(tǒng)的平衡．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8 流道的設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 9 卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 10 向裝置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 12 出系統(tǒng)設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 12 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 12 定各模板尺寸．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 13 凹模結(jié)構(gòu)形式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 24 工零件工藝審查．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 25 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 26 4 真加工．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 27 計(jì)步驟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 27 5 結(jié)論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 34 參考文獻(xiàn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 35 2 致謝．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 36 附錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．． 37 1 前言 隨著塑料行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)塑料模具提出越來越高的要求，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命 塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時(shí)，由于近年來進(jìn)口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。 采用模具生產(chǎn)制件具有生產(chǎn)效率高，質(zhì)量好，切削少，節(jié)約能源和原材料，成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，模具成型已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，成為多種成型工藝中最具有潛力的發(fā)展方向。模具是機(jī)械、電子等工業(yè)的基礎(chǔ)工業(yè)，它對(duì)國民 經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展起著越來越大的作用。 模具行業(yè)是制造業(yè)的重要組成部分，具有廣闊的市場前景。注塑模具分為熱塑性塑料注塑成型模具和熱固性塑料注塑成型模具兩大類。注塑模具的結(jié)構(gòu)是由塑件結(jié)構(gòu)和注塑機(jī)的形式?jīng)Q定的。凡注塑模具，均可分為動(dòng)模和定模兩大部分。要真確地、高水平地使用注塑模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的各種軟件，也必須對(duì)模具設(shè)計(jì)的原則和方法有透徹的了解。 注射成型是塑料制品的主要成型方法 ,約半數(shù)以上的塑料制品是通過注射成型的。因此，塑料注射模的數(shù)量為其它各類塑料模具之首，約占整個(gè)塑料模具總產(chǎn)量的 50%以上。同時(shí)塑料注射模具 的設(shè)計(jì)制造和加工精度，均比其它各類塑料模具難度要大一些。一般來說，若能掌握塑料注射模具的制造技術(shù)，則對(duì)掌握其它各類塑料模具的制造技術(shù)，顯然會(huì)容易多了。 注塑模設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容歸納起來大致有以下幾個(gè)方面： A、根據(jù)塑料熔體的流變行為和流道、型腔內(nèi)各處的流動(dòng)主力通過分析得出充模順序，同時(shí)考慮塑料熔體在模具型腔內(nèi)被分流及重新熔合的問題和模腔內(nèi)原有空氣導(dǎo)出的問題，分析熔接痕的位置、決定澆口的數(shù)量和方位。 3 B、根據(jù)塑料熔體的熱學(xué)性能數(shù)據(jù)、型腔形狀和冷卻水道的布置，分析得出保壓和冷卻過程中塑件溫度場的變化情況，解決塑件收 縮及補(bǔ)縮問題，盡量減少由于溫度和壓力不均、結(jié)晶和取向不一致而造成的殘余內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形。 C、塑件脫模和橫向分型抽芯的問題可通過經(jīng)驗(yàn)和理論分析來解決這方面的問題，目前還正在大力研究建立在經(jīng)驗(yàn)和理論計(jì)算基礎(chǔ)上的計(jì)算機(jī)專家系統(tǒng)軟件，以期這方面的工作能更快、更準(zhǔn)確無誤的在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。 D、決定塑件的分型面，決定型腔的鑲拼組合。模具的總體結(jié)構(gòu)和零件形狀不單要滿足充模和冷卻等工藝方面的要求，同時(shí)成型零件還要具有適當(dāng)?shù)木取⒋植诙?、?qiáng)度和剛度、易于裝配和制造，制造成本低。 以上這些問題，并非孤立存在，而是相互影響的， 應(yīng)綜合加以考慮。 本課題是對(duì)水桶進(jìn)行測繪、模具設(shè)計(jì)、模具型腔仿真加工。課題來源于鹽城市羽佳塑料制品廠?；谏a(chǎn)實(shí)踐之上的對(duì)水桶的模具設(shè)計(jì)以及仿真加工。 在設(shè)計(jì)過程中要解決 水桶制品測繪、模具設(shè)計(jì)、在模具設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)分型面的選擇、澆口形式與位置的確定、型腔的安排、型腔和型芯冷卻水道的設(shè)置、工藝分析及加工仿真等問題。水桶制品的幾何尺寸進(jìn)行測量后要進(jìn)行合理的后處理。模具分型面處在同一平面時(shí)不需要一定的角度，所以選擇底面為分型面。本模具設(shè)計(jì)采用直接澆口。為使流道平衡 ,應(yīng)使各型腔距主流道距離均等。由于所成型的制品形狀 簡單且?guī)缀纬叽巛^大 ,因此可采用冷卻水道圍繞型腔、定模鑲件、型芯主體的冷卻方式。模具方案設(shè)計(jì)完成后對(duì)型腔進(jìn)行仿真加工。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)量和效率。 4 2 總體方案論證 本課題的設(shè)計(jì)目的是對(duì)水桶三維造型及優(yōu)化、塑料注射模具設(shè)計(jì)和模具加工仿真。 其中： 1、 制品的厚度方向小于 2、制品材料為 3、制品表面粗糙度不低于實(shí)物表面； 4、制品生產(chǎn)批量為 5 萬件； 5、制品的其他要求要符合設(shè)計(jì)規(guī)范。 在進(jìn)行零件的三維造型之前，首先要對(duì)塑件進(jìn)行測繪，繪制塑件二維工 程圖，然后根據(jù)工程圖進(jìn)行塑件的三維造型，再進(jìn)行型腔的設(shè)計(jì)，主要是分型面的設(shè)計(jì)，接著就是把分型后的型腔裝配組件調(diào)入 行整個(gè)模架的設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行仿真加工。 首先是對(duì)塑件進(jìn)行測繪。由于該塑件大都為曲面實(shí)際測量有一定困難所以采用多次取斷面進(jìn)行測量的方法。測繪好后使用 行三維造型。主要采用拉伸、除料、旋轉(zhuǎn)等步驟造型。根據(jù)工廠現(xiàn)有設(shè)備的注射量、鎖模力等方面進(jìn)行考慮，還有塑件的精度等級(jí)確定采用一模一腔。同時(shí)確保塑件及澆注系統(tǒng)所需的注射量不超過注射機(jī)最大容 量的 80％。 接著確定模具總體模具結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)所選用的模具結(jié)構(gòu)形式，確定其定模、動(dòng)模結(jié)構(gòu)。此制品外形簡單，尺寸較大，應(yīng)考慮既節(jié)省材料，減輕模具重量，又使模具結(jié)實(shí)，故作如下分析： A、模具呈圓形，動(dòng)、定模直接由導(dǎo)柱連接，用錐面配合保證同軸度。此模具在三個(gè)角上為導(dǎo)柱空出位置，結(jié)構(gòu)合理。 B、該模具采用多段水冷卻，型腔四周雖在冷卻水孔處應(yīng)力集中，但孔徑小。再者，動(dòng)模受力均勻，不易應(yīng)注射壓力而變形，模具結(jié)構(gòu)合理。 先是澆注系統(tǒng)。根據(jù)所選用定模及動(dòng)模模塊及定模板尺寸、模具的類型、型腔的類型 、型腔的數(shù)目、布置、成型零件型腔尺寸、形狀及塑料型號(hào)等因素，確定澆注系統(tǒng)形式。 模具設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)行型腔的加工工藝分析，在確定加工工藝步驟后，在 5 后輸出數(shù)控程序。 3 具體設(shè)計(jì)說明 件的測繪 塑件為水桶，材料為 游標(biāo)卡尺對(duì)零件進(jìn)行測繪。我們最終所需要加工得到的是制造此零件的模具型腔，由于制造的原因，塑件在出模后不可避免的會(huì)產(chǎn)生一定的變形，因此對(duì)該零件的測量數(shù)值需要進(jìn)行分析處理。如對(duì)塑件較大尺寸誤差的進(jìn)行修正，對(duì)相同形狀處所測不同尺 寸的取均值進(jìn)行圓整，然后繪出零件的草圖。由于條件限制所以采用多次取斷面進(jìn)行測量的辦法。 用游標(biāo)卡尺（ 0～ 300、 曲線測量儀等測量。測繪過程中必須把被測物體放在工作平面上，采用多次測量求平均值，正確地讀取數(shù)據(jù)。 測量的主要尺寸如下圖： 件的造型 零件測繪草圖出來以后，應(yīng)該根據(jù)零件的測繪圖，對(duì)零件的進(jìn)行三維造型。三維造型可以選用 維造型的所有參數(shù)與測繪的數(shù)據(jù)一致。首先打開三維軟件 E，進(jìn)入零件設(shè)計(jì)界面，點(diǎn)擊草繪拉伸命令，然后在豎直面內(nèi)畫水桶的中間截面的斷面圖，點(diǎn)擊 旋轉(zhuǎn)命令繪制三維圖形，由于該塑件大都是曲面都是圓滑過渡所以在三維造型中要使用倒圓角 命令。該塑件大都是曲面所以三維造型有一定的困難。要正確的繪制出該塑件的造型圖必須熟練掌握 E 的繪圖命令。 由 該塑件口徑為 196度為 290厚為 2 件材料性能分析 6 塑料模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，組成一套模具的零件數(shù)目較多，而且由于各零件在工作中所處的地位、作用不同，對(duì)材料的性能要求也不同。總的說來，用于制作塑料模具的材料，在質(zhì)量上首先要求具有一定的硬度和耐磨 性，其次是有一定的強(qiáng)度和韌性，再次是易于加工。因此，應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)、性能要求和使用條件、模具的制造方法，合理地選用模具材料。根據(jù)文獻(xiàn) [5]中的 具中各個(gè)零件的材料選擇如下： A．導(dǎo)向零件的材料選擇 包括導(dǎo)套和導(dǎo)柱，由于在開、合模時(shí)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，成型過程中要承受一定的壓力，或偏載負(fù)荷， 如導(dǎo)柱、導(dǎo)套與斜導(dǎo)柱等部件 , 根據(jù)一軟一硬的原則 , 保證硬度。 因此要求表面耐磨性好，心部具有一定的韌性，本設(shè)計(jì)中的導(dǎo)向零件選用 過滲碳淬火后表面硬度應(yīng)達(dá)到 50 B．澆注系統(tǒng)零件的材料選擇 本設(shè)計(jì)中 的澆注系統(tǒng)零件選用 過滲碳淬火后表面硬度應(yīng)達(dá)到 50件材料 度取 模斜度取 1°，%，取 。 C．模體零件的材料選擇 包括各種動(dòng)、定模板、型腔、型芯等，這些零件要求具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，在本設(shè)計(jì)中選用 45鋼，經(jīng)淬火處理后表面硬度達(dá)到 40滿足上述要求； D．定位零件的材料選擇 包括定位圈和螺釘，要求其具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，耐磨性好，考慮上述要求，定位圈選用 表面淬火使硬度達(dá)到 50釘選用 45鋼。 件的結(jié)構(gòu)分析 該塑件口徑為 196度為 290厚為 2于這種大型薄壁塑件模具，設(shè)計(jì)之前對(duì)塑件圖紙進(jìn)行分析，認(rèn)為在生產(chǎn)過程中可能會(huì)產(chǎn)生下列問題 : A．由于腔深、型芯長 ,可能會(huì)因型腔、型芯不同心而造成塑件壁厚薄不均 ,從而造成成型困難 ,廢品率高。這一點(diǎn)對(duì)于薄壁桶體尤為重要。 B．該模具僅型腔、型芯裝配后尺寸約為 ? 560于大型模具，因此必須有良好的冷卻系統(tǒng)，以保證塑件不變形，提高生產(chǎn)率。 C．型芯表面積 2092據(jù)公式計(jì)算，初始包緊力約為 ，頂出時(shí)很可能使塑件產(chǎn)生裂紋或變形。 D．脫模時(shí)型芯外可能形成真空，增大脫模力。 由于模具尺寸較大 ,設(shè)計(jì)時(shí)動(dòng)、定模以導(dǎo)柱定位 ,以確保型芯、型腔的同軸度。 腔數(shù)的確定 型腔的數(shù)量是由給定的注塑機(jī)型號(hào) 500來確定的 ，并且從塑件的尺寸精度考慮，由于該制品精度等級(jí) 6 所以型腔數(shù)控制在一腔，并且零件是水桶，體積大，大批量生產(chǎn)，從注塑經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)來確定。 熱塑性塑料注射機(jī)型號(hào)： 500 具體參數(shù)如下表： 表 3注塑機(jī)參數(shù) 7 型號(hào) 500 螺桿（柱塞）直徑／ 5 注射容量 / 65 注射壓力 /( 105104 鎖模力 /(3500 最大注射面積 / 000 模具厚度 最大 /50 最小 /50 模板行程 /00 噴嘴 孔直徑 / 球半徑 /8 定位孔直徑 /00 注射時(shí)間 s ，定模固定板尺寸 630 以機(jī)床的注塑能力為基礎(chǔ)，每次注射量不超過注射機(jī)最大注射量 的 80%。該塑件外形簡單，尺寸較大，故采用一模一腔的形式。 口位置選擇 模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)。總之要使塑件具有良好的性能與外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項(xiàng)原則： A． 避免制件上產(chǎn)生噴射等缺陷 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件截面最厚處，當(dāng)塑件壁厚相差較大時(shí)，在避免噴射的前提下，澆口開 設(shè)在塑件截面的最厚處，以利于熔體流動(dòng)、排氣和補(bǔ)料，避免產(chǎn)生縮孔或表面凹陷。 B． 有利于型腔排氣 在澆口位置確定以后，應(yīng)在型腔最后充填處或遠(yuǎn)離澆口的部位，開設(shè)排氣槽；或利用分型面、推桿間隙等模內(nèi)的活動(dòng)部分排氣。 C． 考慮塑件使用時(shí)的載荷狀況 通常澆口位置不能設(shè)置在塑件承受彎曲載荷或受沖擊力的部位，原因在于塑件澆口附近殘余應(yīng)力大，強(qiáng)度差，一般能承受拉應(yīng)力，不能承受彎曲應(yīng)力和沖擊力。 D． 考慮澆口位置和數(shù)目對(duì)塑件成型尺寸的影響 平板形塑件翹曲變形的原因在于垂直和平行于流動(dòng)方向上的收縮率不同而致。 E． 防止將型芯或嵌件擠歪變形 對(duì)于有細(xì)長型芯的圓筒形塑件，或有嵌件的塑件，應(yīng)避免偏心進(jìn)料，以防止型芯或嵌件被擠壓移位或變形，導(dǎo)致塑件壁厚薄不均，或塑件脫模損壞。 根據(jù)本塑件的特征，綜合考慮以上幾項(xiàng)原則，確定澆口位置選在塑件的底部。 8 口結(jié)構(gòu)形式的選擇 澆口結(jié)構(gòu)形式很多，常用的主要有直接澆口 、點(diǎn)澆口 、側(cè)澆口三種。 A. 直接澆口 直接澆口是主流道澆口套直接成形的澆口，它不經(jīng)過分流道 、支流道，因此流程短，注射壓力損失少，任何材料都能容易成型，易用于一模單腔的大而深得制品。 側(cè)澆口的澆口可隨意選擇進(jìn)料位置，澆口的寬度及深度在試模后可加深、加寬便于修正，但流程長，易產(chǎn)生氣泡，影響塑件質(zhì)量。 點(diǎn)澆口一般設(shè)在型腔底部，排氣通暢，成型良好，塑件無不良痕跡。 該塑件結(jié)構(gòu)簡單、一模單腔、口徑大高度深，確定澆口采用直接澆口。 口尺寸的確定 澆口的截面積一般為分流道截面積的 3%～ 9%，截面形狀多為矩形（寬度與厚度的比為 3： 1）或圓形。在設(shè)計(jì)澆口時(shí)，應(yīng)取較小值，以便在試模時(shí)加以逐步修正。根據(jù)本塑件的特征，綜合考慮以上幾項(xiàng)原則，確定采用直接澆口。 表 3澆口主流道參 考尺寸 注系統(tǒng)的平衡 對(duì)于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證所有的型腔同時(shí)得到均勻的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達(dá)到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。顯然，我們?cè)O(shè)計(jì)的模具 是平衡式的，即從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸都相同。 型面的設(shè)計(jì) 分型面的選擇應(yīng)使塑件在開模后留在有脫模機(jī)構(gòu)的部分，一般應(yīng)留在動(dòng)模部位，以便于脫模。設(shè)計(jì)分型面時(shí)，盡量要避開斜面及曲面以便于加工，并盡量避免側(cè)向抽芯和側(cè)向分型。如塑件有側(cè)凹及側(cè)孔必須采用側(cè)向及側(cè)向抽芯時(shí)，應(yīng)使側(cè)抽芯盡可能安放在動(dòng)模上，而避免在定模抽芯。對(duì)于有同軸度要求的塑件在設(shè)計(jì)時(shí)盡可能將型腔設(shè)計(jì)在同一型面上。以保證制品精度。 初步確定了分型面后，用 要有以下幾個(gè)步驟： a． 首先打開 E，調(diào)入模具參考模型，在菜單欄中選取【新建】 —— 【制造】—— 【模具型腔】 —— 【裝配】，裝配已畫的零件圖。 b． 設(shè)置收縮率，在菜單管理器中選取【收縮】 —— 【按尺寸】 —— 【設(shè)置 /復(fù)制品大小 小制品 一般制品 大制品 主流道直徑 d D d D d D 3 6 4 8 9 位】 —— 【所有尺寸】輸入 擊完成。 c． 設(shè)計(jì)毛坯工件， 在菜單管理器中選取【模具模型】 —— 【創(chuàng)建】 —— 【工件】—— 【手動(dòng)】單擊確定。選擇【創(chuàng)建特征】，在菜單管理器中選取【實(shí)體】 —— 【加材料】 —— 【拉伸】 —— 【實(shí)體】 —— 【完成】進(jìn)入草繪部分進(jìn)行繪制。 d． 設(shè)計(jì)分型面，利用 菜單管理器中【分型面】的子選項(xiàng)進(jìn)行 分型面的創(chuàng)建和修改。 流道的設(shè)計(jì) 主流道為從注射機(jī)噴嘴開始到分流為止的熔融塑料的流動(dòng)通道。它與注射機(jī)噴嘴在同一直線上。主流道的基本尺寸通常取決于兩個(gè)方面：第一個(gè)方面是所使用的塑料種類，所成型的制品質(zhì)量和壁厚大小。關(guān)于主流道的基本尺寸的選定參考下表： 表 3流道直徑參考表 制品質(zhì)量 /g D/～ 20 3 0～ 40 4 1 40～ 150 5 1 150～ 300 6 2 300～ 500 8 2 500～ 1500 10 2 為防止注射機(jī)噴嘴與澆口兩部分相接觸 處由于有間隙而產(chǎn)生的溢料，澆口套的球半徑應(yīng)比噴嘴的球半徑大 25流道的小端尺寸應(yīng)比噴嘴孔尺寸稍大，這樣可以使噴嘴與澆口對(duì)位容易。本模具設(shè)計(jì)采用的 注射機(jī)是 500，其噴嘴球徑為 6 澆口套的球半徑為 18外，為使?jié)部谔字械乃芰先菀酌撾x主流道，應(yīng)設(shè)有脫模斜度，這個(gè)斜度一般最小不小于 1°，最大不超過 4°。主流道的脫模斜度不能過大，否則在注塑時(shí)會(huì)產(chǎn)生渦流和流速過慢等現(xiàn)象。主流道應(yīng)保持光滑的表面，避免留有影響塑料流動(dòng)和脫模的尖角毛刺等。 圖 3流道的幾何關(guān)系 卻系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì)冷卻裝置的目的，一是防止塑件脫模變形；二是縮短成型周期；三是 10 使結(jié)晶性塑料冷凝形成較低的結(jié)晶度，以得到柔軟性、擾曲性、伸長率較好的塑件。冷卻形式一般在型腔、型芯等部位合理地設(shè)置通水冷卻水路，并通過調(diào)節(jié)冷卻水流量及流速來控制模溫。冷卻水一般為室溫冷水，必要時(shí)也有采用強(qiáng)迫通水或低溫水來加強(qiáng)冷卻效率。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)塑料質(zhì)量及成型效率直接有關(guān)，尤其在高速、自動(dòng)成型時(shí)更應(yīng)注意。 A. 設(shè)計(jì)冷卻管道考慮因素： a. 模具結(jié)構(gòu)形式，如普通模具、細(xì)長型芯的模具及脫模機(jī)構(gòu)障礙多的或鑲塊多的模具，對(duì)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)直 接有關(guān)； b. 模具的大小和冷卻面積； c. 塑件熔接痕位置； B. 冷卻水孔的開設(shè)原則： a. 邊離型腔的距離一般保持在 15～ 25離太近則冷卻不宜均勻，太遠(yuǎn)則效率低。水孔直徑一般在 8據(jù)模具大?。ㄋ芗亓浚Q定； b. 孔通過鑲塊時(shí)，應(yīng)該考慮鑲套管等密封問題； c. 孔管路應(yīng)暢通無阻； e. 管接頭（冷卻水嘴）的位置盡可能放置在不影響操作的一側(cè)； f. 冷卻水孔管路最好不開設(shè)在型腔塑料熔接的地方，以免影響塑件強(qiáng)度； 本模具采用一模一腔結(jié)構(gòu)，為使各個(gè)塑件都能均勻冷卻。采用多段冷卻及多處獨(dú)立 冷卻系統(tǒng)。如圖所示： 圖 3具主視圖 11 圖 3具左視圖 型腔、型芯的冷卻設(shè)計(jì)： A．型腔：由于型腔體積達(dá) ? 560計(jì)時(shí)在桶身部分高度上采用了六排獨(dú)立冷卻系統(tǒng)。在用以成型的定模鑲件上，采用環(huán)型水道冷卻，水流的進(jìn)出口設(shè)計(jì)在定模固定板上，鑲件與定模固定板之間由橡膠密封圈密封。 B．型芯：型芯冷卻采用中間有一主水道進(jìn)水，然后沿周圍均布分成 6個(gè)分水道出水，從而使型芯各處得到充分冷卻，整個(gè)模具的溫度場比較均勻。 向裝置 導(dǎo) 向裝置的作用是：當(dāng)動(dòng)模與定模合模時(shí)，導(dǎo)向裝置先進(jìn)行導(dǎo)向，型腔與型芯再合模，這樣可避免型芯與型腔發(fā)生碰撞而損壞。同時(shí)，保證了型芯及型腔的相對(duì)位置，兼起定位作用及承受一定的側(cè)壓力作用。導(dǎo)向裝置包括兩個(gè)部件，即導(dǎo)柱和導(dǎo)套，導(dǎo)柱一般安裝在動(dòng)模上，導(dǎo)套安裝在定模上。有時(shí)，也可將導(dǎo)柱安裝定模上，導(dǎo)套安裝在動(dòng)模上，或在動(dòng)模上設(shè)計(jì)導(dǎo)套孔，用導(dǎo)柱直接導(dǎo)向。在本設(shè)計(jì)中，導(dǎo)套安裝在定模上，導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模上，在合模時(shí)進(jìn)行導(dǎo)向定位。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的孔徑設(shè)計(jì)時(shí)最好一致，這樣容易在裝配時(shí)，保證尺寸及同軸度尺寸精度。 出系統(tǒng)設(shè)計(jì) 塑件在模具中冷卻定型時(shí)，由于熱收縮其體積和尺寸逐漸縮小，在塑料的 制品固化后繼續(xù)降溫則會(huì)對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力，包緊力帶來的正壓力，垂直于型芯表面，脫模溫度越低正壓力越大，脫模 12 時(shí)必須克服該包緊力所產(chǎn)生的摩擦力。 注射模具的頂出系統(tǒng)是制品的脫模裝置。在設(shè)置頂出系統(tǒng)時(shí)，首先需要確定當(dāng)模具開啟后，制品的留模形式，頂出系統(tǒng)必須是建立在制品所滯留的模具部分中。 A．由于本模具若采用常規(guī)的機(jī)械頂出機(jī)構(gòu)，將會(huì)大大增加模具高度，無法與機(jī)床的裝模高度，最大行程匹配，因此設(shè)計(jì)了氣 動(dòng)頂出裝置。開模時(shí)由氣道進(jìn)壓縮空氣，推動(dòng)氣動(dòng)閥，使塑件頂出一定的距離，然后由機(jī)械手取下塑件。同時(shí)，由于采用氣動(dòng)頂出，可以破壞型芯外的真空，使其易于脫模。 B．由于冷卻系統(tǒng)及氣動(dòng)頂出的需要，型芯設(shè)計(jì)成上下兩段。氣動(dòng)頂出閥裝設(shè)計(jì)在型芯鑲件上，進(jìn)氣道設(shè)計(jì)在動(dòng)模固定板上。 C．在定模鑲件上也設(shè)計(jì)了兩個(gè)氣動(dòng)頂出閥，以免塑件留在型腔內(nèi)。進(jìn)氣道設(shè)計(jì)在定模固定板上。 D．為克服包緊力過大造成的頂出困難，在型芯鑲件與型芯主體的結(jié)合面上，設(shè)計(jì)了環(huán)型氣槽，并在端面沿周圍均勻開設(shè)了寬 12 進(jìn)氣道設(shè)在 型芯主體上 ,與氣動(dòng)頂出同時(shí)給氣。如圖 3 抽芯的設(shè)計(jì) 側(cè)向抽芯用于有側(cè)孔的塑件，根據(jù)側(cè)孔的數(shù)量和方位設(shè)置一至多個(gè)側(cè)抽芯，用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)抽出側(cè)型芯。 側(cè)向分型與抽芯方式一般分為：手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、液壓或氣動(dòng)分型抽芯。本模具設(shè)計(jì)中選用機(jī)械側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)中的氣動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)。側(cè)芯在動(dòng)模一邊，開模后，首先由氣缸抽出側(cè)芯，然后再頂出塑件，頂出系統(tǒng)復(fù)位后，側(cè)芯再復(fù)位。如圖 3示。 圖 3芯上鑲件 13 圖 3抽芯機(jī)構(gòu) 定各模板尺寸 模板各部分結(jié)構(gòu)尺寸如表 3 表 3板各部分主要結(jié)構(gòu)尺寸 1 定模固定板 長 ×寬 × 厚 ? 630 40 定模鑲件 長 ×寬 × 厚 ? 246 65 型芯上鑲件 長 ×寬 × 厚 ? 210 68 型芯主體 長 ×寬 × 厚 ? 410 560 型腔 長 ×寬 × 厚 ? 410560 動(dòng)模固定板 長 ×寬 × 厚 ? 630 40據(jù)上述的設(shè)計(jì)，最后設(shè)計(jì)出的模具 的總裝圖如下： 14 圖 3具三維總裝圖 圖 3具三維爆炸圖 、凹模結(jié)構(gòu)形式 對(duì)于極為簡單的形狀可以采用整體式的凸模或凹模外，往往采用拼鑲方法組合成凸?；虬寄！? 15 圖 3具凸模 圖 3具凹模 工零件工藝審查 A. 零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 該零件是注塑模的型腔，矩形外表面和動(dòng)模板配合，型腔結(jié)構(gòu)以曲面為主加工比較復(fù)雜。由于型芯在注塑時(shí)需要承受一定的壓力和溫度，故該零件需要有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨性和韌性。 B. 主要技術(shù)要求： 零件圖上的主要技術(shù)要求有： a. 熱 處理： 196； b. 銳角去毛刺倒鈍；c. 未注圓角 R=d. 孔與基準(zhǔn) 級(jí)。 加工表面及其要求 :矩形配合面的表面粗糙度 m、與基準(zhǔn) 模面的平面度公差為 基準(zhǔn) 輪廓表面的粗糙度為 m。 C. 零件材料： 由于大批量生產(chǎn)及型腔結(jié)構(gòu)簡單，成型零件的材料選用模具鋼 45。 D．毛坯的選擇： 考慮到零件所需的性能，選用鑄件作毛坯；確定毛坯的形狀、尺寸：選用模具鋼 45鑄件 ? 650× 520（ 準(zhǔn)選擇 加工中心的一次裝夾希望能夠進(jìn)行在該基準(zhǔn)下的全部加工，這樣可以降低由于基準(zhǔn)不重合而導(dǎo)致的基準(zhǔn)不重合度誤差。根據(jù)對(duì)工件的加工的初步分析在毛坯的初 16 次裝夾后可以完成加工，故選用毛坯的初始輪廓面為裝夾基準(zhǔn)。 4． 真加工 作環(huán)境是專門針對(duì)模具行業(yè)設(shè)計(jì)開發(fā)的，可以說是一個(gè)高級(jí)的模具設(shè)計(jì)制造軟件。它支持實(shí)體，曲面和線框混合造型，使模具設(shè)計(jì)者輕松導(dǎo)入數(shù)據(jù)和創(chuàng)建零件的概念設(shè)計(jì)。 步驟 打開 主菜單上選擇“文件” -“打開文檔”，在 開文件后，在 （ 1） 輸出到 件” -“輸出” -“到加工”。將當(dāng)前文件作為加工模型輸出到 （ 2）確認(rèn)模型放置位置。進(jìn)入加工模塊后，模型的放置位置和旋轉(zhuǎn)角度按默認(rèn)方式，即直接放置到坐標(biāo)系的原點(diǎn)，同時(shí)不做旋轉(zhuǎn)。在特征向?qū)谥袉螕簟按_定”按鈕完成模型放置。 單擊屏幕左側(cè)的編 程向?qū)l中的“刀具”按鈕，進(jìn)入新建刀具功能，屏幕上會(huì)出現(xiàn)“刀具和卡頭”對(duì)話框，在對(duì)話框中單擊“新建刀具”按鈕，如圖所示 圖 4具的選擇 單擊屏幕左側(cè)的編程向?qū)l中的“新建刀具軌跡”按鈕進(jìn)入刀具新建軌跡功能，屏幕上會(huì)彈出“創(chuàng)建刀具軌跡對(duì)話框” 窗口內(nèi)定義新建的刀路軌跡的名稱與坐標(biāo)系 17 及安全平面高度。 圖 4具軌跡的選擇 單擊在屏幕左側(cè)的編程向?qū)l中的“創(chuàng)建程序”按鈕，開始創(chuàng)建程序，此時(shí)屏幕上的向?qū)l改變成程序向?qū)l。如圖所示 圖 4序的創(chuàng)建 18 在上圖對(duì)話框中，主選項(xiàng)選擇 選項(xiàng)中選擇素材環(huán)切 刀具確定后，會(huì)切換到加工對(duì)象功能下。單擊“工件輪廓”數(shù)量按鈕進(jìn)行曲面選擇，在彈出的對(duì)話中設(shè)置參數(shù) 圖 4具參數(shù)的設(shè)置 19 圖 4具參數(shù)的設(shè)置 圖 4具參數(shù)的設(shè)置 圖 4具參數(shù)的設(shè)置 20 圖 4具參數(shù)的設(shè)置 圖 4具參數(shù)的設(shè)置 21 圖 4具參數(shù)的設(shè)置 圖 4坯 22 圖 4模 23 5 結(jié)論 這次為期三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲，在這段時(shí)間里我結(jié)合設(shè)計(jì)課題和設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，首先進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)，在工廠中對(duì)模具結(jié)構(gòu)有了理性的認(rèn)識(shí)，對(duì)模具設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)對(duì)塑料模具設(shè)計(jì)和制造進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，了解模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并制定了設(shè)計(jì)方案和計(jì)劃。 按照畢業(yè)進(jìn)度安排，我先對(duì)塑件進(jìn)行測繪，確定尺寸精度和加工要求，并對(duì)其進(jìn)行加工工藝分析，確定了各個(gè)零件之間的關(guān)系，對(duì)模具整體按照設(shè)計(jì)手冊(cè)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，取得各個(gè)零件的設(shè)計(jì)參數(shù)，繪制了模具裝配圖。最后實(shí)現(xiàn)型腔的仿真加工。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我對(duì)模具結(jié)構(gòu)有了清楚的認(rèn)識(shí)，了解了注塑模具的工作方式，對(duì)型腔、型芯等主要零件的設(shè)計(jì)及要求有了初步知識(shí)。能夠?qū)δ＞咴O(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題予以解決，正確選取了型腔數(shù)、模具結(jié)構(gòu)尺寸。在模具設(shè)計(jì)中，精度要求的確定是至關(guān)重要的一步，要綜合考慮尺寸精度及配合要求，特別是各模板及型腔、型芯等配合精度要求高的部件，其精度確定的合理與否將影響到塑件的質(zhì)量，從而對(duì)產(chǎn)品的使用性能及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生很大的影響。 在設(shè)計(jì)中由于使用最新的模具設(shè)計(jì)軟件是工作效率大大提高，并且提高了模具結(jié)構(gòu)的合理性。但由于實(shí)踐工程經(jīng) 驗(yàn)的欠缺，在設(shè)計(jì)中對(duì)零件的加工精度和成型零件的加工工藝的確定由很多不足之處，在以后的工作學(xué)習(xí)中還有待改進(jìn)。 24 參 考 資 料 [1]王衛(wèi)兵 模具設(shè)計(jì)與數(shù)控編程實(shí)例教程 華大學(xué)出版社，2003[2] 陸錦明，黃仕勇，陳江虎 . 件在模具數(shù)控加工中的應(yīng)用 [J] 2007，（ 7）： 61[3]曹德權(quán)，唐定勇 文曲面與逆向工程設(shè)計(jì) 子工業(yè)出版社， 2004[4]王樹勛，蘇樹珊 廣州：華南理工大學(xué)出版社， 20035]陳靜媛 . 模具行業(yè)設(shè)計(jì)制造現(xiàn)狀與趨勢 [J]2007（ 02）：174[5]洪慎章 . 現(xiàn)代模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [J] . 航空制造技術(shù)， 2006，（ 6）： 1[6]何博 用速成教程 國電力出版社， 2004[7]黃毅宏 Ｍ ]械工業(yè)出版社 ,1995． [8]宜凱得科技，張祥杰，黃圣杰 具設(shè)計(jì) 國鐵道出版社， 2004[9]許越樾 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2005[10]陳孝康，陳炎嗣，周興隆 北京：中國輕工業(yè)出版社， 2001[11]林清安 具設(shè)計(jì) 子工業(yè)出版社， 2005[12]申開智 北京：中國輕工業(yè)出版社， 2002[13]李云程 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2000 25 致 謝 本人在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，充分利用這四年所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)和平時(shí)自學(xué)的軟件應(yīng)用，特別是在工程領(lǐng)域分析問題，解決問題的方法。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)、 有了進(jìn)一步的掌握，對(duì)于使用 三維造型和使用 其中“塑料顧問”模塊有的新的認(rèn)識(shí)，通過這個(gè)模塊在先前就可以了解到制品注射成型后的質(zhì)量是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，對(duì)于使用 于 的使用進(jìn)一步的練習(xí)。在使 用過程中對(duì)這些應(yīng)用軟件的優(yōu)缺點(diǎn)有了很深的印象，充分利用它們的優(yōu)點(diǎn)對(duì)我的設(shè)計(jì)幫助很大，不僅效率高了而且對(duì)工作質(zhì)量有很大的益處。 在本次水桶模具設(shè)計(jì)中承蒙老師的悉心指導(dǎo)和幫助，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中提供了很多寶貴的資料、設(shè)計(jì)和方向、設(shè)計(jì)思路，以及模具結(jié)構(gòu)原理方面的知識(shí)，在此向他表示衷心的感謝。 因本人工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與理論水平有限，時(shí)間較短促，設(shè)計(jì)過程中難免存在錯(cuò)誤，請(qǐng)老師批評(píng)指正。 26 附錄：外文翻譯 薄壁模具成功的秘密 要求生產(chǎn)一種小的輕的零件 ,就要我們尋找一個(gè)能夠注出薄壁工件的注塑模 具 ” 薄壁 ” 在微電子方面通常定義為少于 1在大的自動(dòng)化方面 ,” 薄 ” 可能意味是 2無論怎么樣 ,越薄壁的地方 ,在生產(chǎn)過程中要求的變化就越多 :更高的壓力和速度 ,更短的冷卻時(shí)間 ,和改注射的方法和工作排列的方式 機(jī)構(gòu)和零件設(shè)計(jì)中要引起一系列的思考 機(jī)械方面的思考 : 標(biāo)準(zhǔn)的注塑機(jī)都能夠應(yīng)用于大多數(shù)的薄壁注射 先進(jìn)的材料和技術(shù) ,高超過的設(shè)計(jì)水平大大的增加了薄壁零件對(duì)標(biāo)準(zhǔn)注塑機(jī)的要求 . 但是當(dāng)薄壁不斷的收縮 ,要求有更大的高速帶來 的特殊壓力 m,填充時(shí)間要少于 0000為薄壁注射而設(shè)計(jì)的水力機(jī)械通常儲(chǔ)蓄的能量既用于注射又用于夾緊循環(huán) 為了抵抗高壓 ,在注射范圍內(nèi) ,夾緊里應(yīng)該是在 5另外 ,連接桿到壓盤有助于減少彎曲 ,當(dāng)墻壁厚度減少 ,注射壓力上升 :1,或者是更低的比率 隨著壁厚的變薄 ,注射速度的閉環(huán)的控制 ,轉(zhuǎn)移壓力和其他的過程變量能 27 在高速度和壓 力擁包的情況下幫助控制充滿型腔 . 當(dāng)它開始注射容量時(shí)，大量的塑料裝入型腔太多了。我們建議注射40%~70%的型腔容量到模的型腔里面。在薄壁注射的應(yīng)用中經(jīng)常能見到的大大地減少的總循環(huán)周期時(shí)間可以使把最小注射量降低到型腔容量的20%~30%成為可能，但是 ，只有在徹底了解零件因材料變化而引起的其特性的變化的情況下才能實(shí)現(xiàn)。用戶必須小心，小的注射量可能引起材料性能的降低，因此，意味著更長的只社時(shí)間。 模子：本身的精度 速度是薄壁模能否做成功的關(guān)鍵的因素之一。更快的折射速度和更高的注射壓力把溶解的熱塑性的材料在 一個(gè)足夠的速度下注入狹窄的型腔以避免其凝固。如果標(biāo)準(zhǔn)零件注射時(shí)間在 2果它的厚度減少 25%那么充型時(shí)間就能減少 50%，即 1 薄壁模具的好處之一是當(dāng)壁厚減少時(shí)，需要冷卻的材料也相應(yīng)的減少。隨著主要壁厚的減少，循環(huán)周期能減少 50%，熔化狀態(tài)下的系統(tǒng)的小心的管理能使分流道和主流道縮小循環(huán)周期的時(shí)間。熱的分流道和主流道通常用于薄壁零件的注塑以利于把周期時(shí)間減少到最小。 模具的材料也應(yīng)該被檢查。 是，由于薄壁注射的壓力不斷的增大，模具也必須 做得更堅(jiān)固。 另外，如果可能，你也可以選用模具的材料這 可以使在高速度注入型腔的時(shí)候，不會(huì)加快模具的磨損。） 不過，比標(biāo)準(zhǔn)的零件來說精密的模具可能要多花費(fèi) 30%~40%。可是， 28 生產(chǎn)率成倍提高可以彌補(bǔ)這多花費(fèi)的部分。實(shí)際上，薄壁的注塑的方法是經(jīng)常用于省錢途徑之一。 100%的生產(chǎn)率的提高意味著要做的模具就更少因此在生產(chǎn)程序中節(jié)省更多的錢。 這里是一些薄壁的工具設(shè)計(jì)上的技巧： 1. 對(duì)于主要薄壁工作的應(yīng)用，一般用硬度大于鋼 其是要求有大的磨 損和腐蝕的時(shí)候。 2. 模具的鎖定有時(shí)是彎曲的不對(duì)齊。 3. 型腔孔的型心能有助于減少型心在轉(zhuǎn)換時(shí)的破損。 4. 在型腔和主流道下面用更重的支持板（通常是 2~3英寸厚）和較重的導(dǎo)柱（一般是增加 5. 比傳統(tǒng)的模具使用更大更多的推桿，以減少推桿的壓力 6. 考慮滑塊和導(dǎo)套的放置。 注射模具避免在復(fù)合材料上的缺陷 兩鐘或更多材料的注射模需要一個(gè)兩個(gè)澆口澆鑄方式或同時(shí)技術(shù)。不管使用程序如何，造模者在達(dá)到高質(zhì)量塑件方面面對(duì)相同的挑戰(zhàn)。任何多種材料成型過程的三個(gè)共同的問題是不足的 聚合體的化學(xué)和機(jī)械結(jié)合，一個(gè)或更多成分的不完全填補(bǔ)，和一個(gè)更多的成分的“ 這些情況能發(fā)生是否材料組合加強(qiáng)的和沒被加強(qiáng)的，實(shí)心的和起泡的，剛硬的和軟的，原料和再研磨，有色素和無色素，等等。 多種材料模和它的問題及問題的解決是復(fù)雜的題目，不能在簡短的文章里徹底探討清楚，接下來說明相關(guān)變量的范圍，以及對(duì)一些比較重要 29 的問題作簡單的介紹。 時(shí)間和溫度 引起材料之間結(jié)合不足的原因與材料注射時(shí)間和第二材料熔合時(shí)第一材料的溫度有關(guān)。第一材料的過分冷卻往往使熔合變?nèi)?。另外，第一次注射必須足夠冷卻才能 不使第二次注射時(shí)不引起變形和錯(cuò)位。如果第一次材料仍然很軟，而第二次注射來得太快，答二材料將在第一材料是形成縮孔和飛邊。引起“流涎”現(xiàn)象。 在兩個(gè)注射機(jī)上的流動(dòng)材料（在一個(gè)注射機(jī)上第一次注射，接著把它插入到另一個(gè)注射機(jī)上）不易產(chǎn)生和旋轉(zhuǎn)桌面的兩個(gè)澆口的注射機(jī)上的流動(dòng)材料一樣好的結(jié)合。甚至當(dāng)用相容材料時(shí)兩次注射之間延長的時(shí)間相對(duì)要長，并且地一槍可能會(huì)太冷。一般認(rèn)為一個(gè)比較高塑件溫度有更好的化學(xué) /機(jī)械結(jié)合。如果當(dāng)?shù)谝淮巫⑸滢D(zhuǎn)移到第二個(gè)模具上時(shí)吸附了一些灰塵，那么將會(huì)對(duì)結(jié)合有很大的影響。一些材料往往很自然比其 它材料粘貼的更好。為了 樹脂供應(yīng)者 — 特別是 通過提高對(duì)其它聚合物的粘附范圍努力地將某一等級(jí)最佳化。 添加劑和色素也會(huì)影響結(jié)合。在第一材料里面的玻璃纖維能提高與第二材料的結(jié)合質(zhì)量。這些材料表面上的纖維能促進(jìn)與第二注射材料的機(jī)械結(jié)合。 注意包含有像滑石或碳酸鈣一樣的填充物的材料應(yīng)被足夠烘干，因?yàn)檫@些填充物含有很多能是結(jié)合減弱的濕氣。 質(zhì)量影響元素 為了防止任一材料的沒填充和裝得太多（和飛邊），機(jī)器的從注射到 30 注射的準(zhǔn)確性明顯的是一個(gè)關(guān)鍵的因素。一般建議注射 量少于 有注射速度閉環(huán)控制的注射機(jī)是最好的選擇。 第二是選擇一個(gè)有多種材料塑件成型經(jīng)驗(yàn)的模具制造者。如果開始就有很好的模具設(shè)計(jì)，這樣能省掉很多花費(fèi)。例如，它有助于增加那些有通過用 的機(jī)械結(jié)合的材料之間的熱化結(jié)合。 確保多孔模具平衡好，熱流動(dòng)的 且下降的數(shù)字和大小一定對(duì)低壓的填充物是充分的。 模具的溫度是另一個(gè)重要因素。當(dāng)有核心 度準(zhǔn)確控制是強(qiáng)制的。因?yàn)殇摶蜾摵辖鹩胁煌? 的熱膨脹，所以 不正確的溫度會(huì)引起 為了獲得好的多種材料塑件成型，操作者必須有很好的訓(xùn)練。 當(dāng)塑件制造結(jié)果不好時(shí)，錯(cuò)誤的制造環(huán)境經(jīng)常是罪魁禍?zhǔn)?。因?yàn)樗? 復(fù)雜性，所以如果當(dāng)事情出錯(cuò)時(shí)，也只有懂得程序的人才被允許去糾正。 獲得材料間好的結(jié)合也經(jīng)常取決于當(dāng)?shù)诙牧献⑸鋾r(shí)第一材料的溫度 of to of an ”is by 31 a “ In in to in be go 0 of a to as to a be a mm of .5 0,000 to as To up to be a sq of In to as a 2:1 or of to 32 to at it to to be We a 0% 0%of in it to 0%of if be as in is of of to at a to If a is a in 5%a in 0%to of is as is to 0%aggressiv