電器支架注塑模具設(shè)計(jì),電器,支架,注塑,模具設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）譯文 · 一種面向?qū)ο蟮淖⑺苣ｊP(guān)聯(lián)冷卻水道設(shè)計(jì)工具 摘要 為了短期產(chǎn)品研發(fā)周期的需求，要求注塑模具設(shè)計(jì)師壓縮他們的設(shè)計(jì)時(shí)間和能適應(yīng)更多的后期更改。本文介紹了一種嵌入在冷卻水道模塊內(nèi)的模具設(shè)計(jì)軟件包內(nèi)的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)方法。它對(duì)冷卻回路提供了一系列全面的對(duì)象定義，還給出了平衡或不平衡的設(shè)計(jì)。這里將對(duì)已開發(fā)出的CAD算法進(jìn)行了簡(jiǎn)要說明。有了這種新方法，模具設(shè)計(jì)人員可以輕松地在模具板或插件與冷卻系統(tǒng)兩者之間做出改變而無需進(jìn)行繁瑣的重復(fù)性工作。因此，這種方法可以有效地減少設(shè)計(jì)時(shí)間和后期設(shè)計(jì)更改的影響。 關(guān)鍵詞：冷卻回路 塑料模具設(shè)計(jì) CAD/CAE關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)自動(dòng)化 ·1．引言 目前，大多數(shù)CAD系統(tǒng)還無法完全和明確地捕捉設(shè)計(jì)意圖。豐富的設(shè)計(jì)信息不能完全由CAD模型來描述，并在產(chǎn)品開發(fā)周期的后期的設(shè)計(jì)更改將引起大量的重復(fù)勞動(dòng)。眾所周知，CAD的交互操作性應(yīng)包括基于知識(shí)的工程系統(tǒng)的集成。然而，沒有任何機(jī)械能使設(shè)計(jì)意圖信息流通。在注塑模具設(shè)計(jì)中這種信息差距也是非常明顯的。模具設(shè)計(jì)人員面臨著越來越多的壓力來減少設(shè)計(jì)時(shí)間并且還要確保模具質(zhì)量。 自20世紀(jì)70年代初以來各種設(shè)計(jì)注塑模具的CAD已經(jīng)出現(xiàn)了，其中大部分集中在模流分析及優(yōu)化算法。近年來，模具子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一直是（研究）的焦點(diǎn)，例如凸凹模插件、流道、澆口位置和冷卻系統(tǒng)等。對(duì)于冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)王等﹝11﹞提出了一個(gè)三階段的策略，與一維近似、二維優(yōu)化設(shè)計(jì)、三維設(shè)計(jì)冷卻效果分析設(shè)計(jì)。他們已經(jīng)開發(fā)出一種程序，使用三維邊界元法來分析三維熱傳導(dǎo)。所有上述提到的工具只能生成一般的幾何信息。豐富設(shè)計(jì)信息的表達(dá)和重復(fù)利用不同程度地沒有提到。 面向?qū)ο蟮能浖夹g(shù)已經(jīng)應(yīng)用來滿足模具設(shè)計(jì)信息表示的差距。在復(fù)雜實(shí)體中對(duì)象的定義可以提供大量的幫助，特別是部分獨(dú)立部件和特征。然而，維持幾何實(shí)體之間的關(guān)系并使它們可定制還不是一個(gè)簡(jiǎn)單的任務(wù)?？梢猿志脤?shí)現(xiàn)幾何實(shí)體之間關(guān)系的CAD軟件發(fā)展方向被稱為相關(guān)設(shè)計(jì)方法。一種方法是在一個(gè)過程向?qū)е薪⒁粋€(gè)CAD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)意圖和過程知識(shí)，它基本上是一個(gè)應(yīng)用程序的測(cè)試與用戶界面的設(shè)置結(jié)合，來引導(dǎo)用戶完成特定的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的相互作用構(gòu)成。EDS公司的MouldWizard系統(tǒng)就是這樣一個(gè)基于流程的向?qū)?。本文介紹了應(yīng)用于冷卻水道的相關(guān)設(shè)計(jì)方法的市場(chǎng)反饋，表明這一概念大大減少了人類知識(shí)和計(jì)算機(jī)一貫表示的差距。 在一個(gè)模具中冷卻系統(tǒng)不僅影響成型零件的質(zhì)量而且還影響生產(chǎn)效率。在目前的實(shí)際生產(chǎn)中，在一套模具中至少有四個(gè)主要的冷卻回路。它們都位于型腔插件，插件的型芯，一個(gè)A板和B板。王和Singh等認(rèn)識(shí)到，在設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)中有很多參數(shù)和設(shè)計(jì)變量，如位置、冷卻管道類型和三維回路布局，通常需要頻繁的修改來解決部分后期設(shè)計(jì)中的變更以及模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)。修改過程耗時(shí)且容易出錯(cuò)，因?yàn)樵O(shè)計(jì)師需反復(fù)編輯和更新CAD模型。莫克等開發(fā)了可以自動(dòng)檢索某些回路模式的冷卻系統(tǒng)，如直線型或U型冷卻回路，但對(duì)實(shí)體之間的幾何關(guān)系沒有論述。莫克等引入了一種冷卻系統(tǒng)的專家設(shè)計(jì)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括了四個(gè)層次，布局設(shè)計(jì)、分析、評(píng)價(jià)和決策。一種決策模塊根據(jù)儲(chǔ)存在知識(shí)庫中的規(guī)則對(duì)冷卻水道的重新設(shè)計(jì)進(jìn)行了評(píng)估。然而，沒有綜合與參數(shù)化的CAD系統(tǒng)。 總之，高效率和用戶友好型的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具是備受追捧的，這樣的系統(tǒng)可以達(dá)到令模具設(shè)計(jì)師從繁瑣的更新和保持設(shè)計(jì)模型一致中得到解放的預(yù)期，使模具設(shè)計(jì)周期的總時(shí)間縮短。本文介紹了提供冷卻和它們之間的散熱孔面回路所產(chǎn)生大量的相關(guān)鏈接的自動(dòng)化的冷卻水道的設(shè)計(jì)工具。 1.1通用與把握設(shè)計(jì)意圖的相關(guān)問題 在工業(yè)生產(chǎn)中，通常冷卻水道是以冷卻回路的形式構(gòu)成的，但孔特征作為CAD工具的代表。另一方面，經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)人員發(fā)現(xiàn)經(jīng)常用圓柱體來代替冷卻水道。在后一種方法中當(dāng)設(shè)計(jì)完成時(shí)所有的管道都連接起來形成一個(gè)冷卻回路。在CAE分析工具的幫助下用這種連接回路能對(duì)冷卻效果進(jìn)行評(píng)估。這些不能轉(zhuǎn)化為孔直到設(shè)計(jì)工作完成的回路是為CAM工具路徑的產(chǎn)生做準(zhǔn)備的。用這樣的表現(xiàn)形式，一個(gè)CAD系統(tǒng)可以顯示或繪制自視檢查的冷卻水道，而不顯示凸?；虬寄２寮湍＞甙宓募?xì)節(jié)特征。與孔特征相比重新定位和修改實(shí)體需要更少的步驟。它能自動(dòng)檢測(cè)冷卻水道和其它模塊之間的功能如型腔和銷孔碰撞。 然而，圓柱體冷卻水道的代表形式有幾個(gè)問題。首先，許多步驟仍需要一個(gè)簡(jiǎn)單的通道，如創(chuàng)建一個(gè)圓柱體，在一個(gè)情況下的倒角中的盲孔盲端，并通過一系列的對(duì)話方塊的位置和朝向運(yùn)行。通常，冷卻回路有很多的管道，所以它們的創(chuàng)建需要很多的重復(fù)命令。當(dāng)需要修改時(shí)要再次對(duì)圓柱進(jìn)行重復(fù)編輯。這種情況很容易出錯(cuò)。其次，在冷卻水道中對(duì)自動(dòng)傳熱分析或碰撞檢測(cè)是很重要的。第三，在用戶友好的操作方式中它們不能為插頭噴嘴或擋板插入冷卻水道提供方向信息。因此，模具設(shè)計(jì)師被繁瑣的步驟所困擾。 1.2冷卻系統(tǒng)中的語義定義 一種面向?qū)ο蟮能浖O(shè)計(jì)方法可用于解決上述一節(jié)中討論的問題。它提供獨(dú)立的冷卻系統(tǒng)動(dòng)態(tài)更新的定義，對(duì)冷卻系統(tǒng)的驗(yàn)證是必不可少的一種對(duì)象類型或種類的集合。在圖1中，顯示了簡(jiǎn)化的冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及相關(guān)組件的類型。每個(gè)組件類型被定義為一個(gè)對(duì)象類。 冷卻水道被定義為其中包含冷卻液（在大多數(shù)情況下是水）的連續(xù)直孔。它可以包含在一個(gè)單一的模具組件（片或插件），或貫穿幾個(gè)。本文中“孔”是用來描述在一個(gè)單一的模具組件的冷卻水道中的幾何形狀，但其表現(xiàn)與傳統(tǒng)的孔特征是不同的（見下一節(jié)）。如圖2所示是冷卻回路的一個(gè)例子。1-5孔是冷卻水道。一個(gè)冷卻回路代表連接在入口和出口之間的冷卻水道。幾個(gè)冷卻回路形成一個(gè)冷卻系統(tǒng)。在圖2中孔1-5共同形成了一個(gè)冷卻回路。一個(gè)回路可有幾個(gè)不同方向的冷卻水道。這些管道由從不同模具板和插件面的鉆孔的冷卻孔組成。一個(gè)用于鉆孔的面稱為穿透面。當(dāng)然，冷卻孔有一個(gè)穿透面和鉆孔量總從滲透面指向另一端。通常情況下，冷卻孔垂直穿透面。然而，為了適應(yīng)某些特殊情況，這種限制是不影響本文目的的。 圖1冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 圖2 冷卻回路的例子 在實(shí)際中，如圖3中的一個(gè)例子冷卻水道跨越了多個(gè)塊。它由幾個(gè)連接的共線散熱孔（孔1，孔 2，孔3）。這樣的管道被專門命名為彩色線性冷卻水道。 在許多情況下，多印象設(shè)計(jì)用于模具布局。有兩種方法來建立冷卻回路即：平衡和不平衡。如果同樣的冷卻回路模式適用于每一個(gè)印象，則冷卻系統(tǒng)被稱為均衡。否則，冷卻系統(tǒng)是不平衡的。通常，如果模具是一個(gè)平衡的多模式設(shè)計(jì)的印象[14]，設(shè)計(jì)者希望有印象的每個(gè)部分是相同的冷卻回路，則平衡的方法被使用。在這種情況下，因?yàn)槊總€(gè)回路設(shè)計(jì)主要用來滿足一個(gè)印象，來滿足傳熱要求的冷卻效果會(huì)更好控制。這是為特別復(fù)雜的成型件推薦的可利用仿真優(yōu)化包的冷卻方法[11]。采用這種方法，CAD的功能可以普遍滿足模具設(shè)計(jì)師在冷卻回路格局上的個(gè)人的變化需求。 圖3典型的共線冷卻管道 另一方面，設(shè)計(jì)者可以把模具作為一個(gè)整體看待而不考慮冷卻回路的印象模式設(shè)計(jì)，如果這樣的話，他可以采用不平衡的方法。 1.3詳細(xì)的陳述 在圖4中給出了冷卻系統(tǒng)的一個(gè)組成部分的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。用一條直線和一個(gè)任選的圓柱體代表一個(gè)洞。這種直線被稱為孔冷卻的引導(dǎo)線。更確切地說，一個(gè)冷卻的引導(dǎo)線是從冷卻透孔中心點(diǎn)到末端孔中心點(diǎn)出發(fā)的直線。在圖2中，AB是孔1的冷卻引導(dǎo)線，而CD是孔2的引導(dǎo)線。引導(dǎo)線包括鉆孔載體。 如圖5所示在每個(gè)散熱孔的開始和結(jié)束點(diǎn)，孔兩端可以選擇以下類型：（1）末端為通孔型（2）末端為盲孔型（3）臺(tái)階型末端（4）交叉盲孔型。這些幾何特征信息表示為附加屬性指引。如果它基于儲(chǔ)存在每個(gè)引導(dǎo)線中的信息，就可以隨時(shí)生成圓柱形實(shí)體。 傳統(tǒng)上，冷卻線也被用來表示一個(gè)冷卻回路[11]，但它們是從被包含的實(shí)體中分離出來的，例如模具板和插件。本文中的設(shè)計(jì)思路之一是每一個(gè)引導(dǎo)線的開始和結(jié)束點(diǎn)都與穿透和退出的面相關(guān)，除了末端為盲孔的終點(diǎn)。因此，如果這些面的位置改變了，相應(yīng)的點(diǎn)將得到很大的更新和變化。換句話說，冷卻引導(dǎo)線總是與穿透和退出的面有關(guān)。 圖5冷卻管末端類型 在冷卻回路中所有的內(nèi)孔的冷卻引導(dǎo)線作為指導(dǎo)路徑進(jìn)行分組。在圖 2中有五條引導(dǎo)線AB型CD型EF型GH型和IJ型，形成引導(dǎo)路徑。在本文中，如圖4所示，引導(dǎo)路徑完全代表一個(gè)冷卻回路冷卻時(shí)可以有一定的準(zhǔn)則來描述冷卻孔類型直徑等的屬性。 事實(shí)上，冷卻圓柱體僅在需要時(shí)進(jìn)行查看檢查不同功能/組件的物理碰撞或創(chuàng)建基于板或插件的功能時(shí)生成。這些冷卻固體可以去除來簡(jiǎn)化，只要引導(dǎo)導(dǎo)路徑可行，這些冷卻固體就可以再生。稍后階段，在確認(rèn)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，CAM應(yīng)用程序或組件的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)仍然需要幾何孔。它們可以通過減去其相應(yīng)的冷卻板/插入機(jī)構(gòu)的固體來獲得。 一個(gè)引導(dǎo)路徑也用來維護(hù)其線路之間的連接。在指導(dǎo)路徑中定義了一種驗(yàn)證和核實(shí)這一條件的一個(gè)“特殊”的方法。這個(gè)共線冷卻水道是創(chuàng)建的“特殊對(duì)象類型”。從圖4中可以看出，一個(gè)冷卻回路包含可共線的冷卻水道以及簡(jiǎn)單的管道。每個(gè)通道都可以由一組被叫做共線指引的引導(dǎo)線來表示。顯然，它的元素引導(dǎo)線必須從頭部到尾部不斷沿著一條直線連接起來。在圖3中，AB型，CD型及EF型形成路徑和代表共線的通孔1（臺(tái)階型通孔）通孔2盲孔3?？梢钥闯?，在一個(gè)冷卻回路中冷卻元件相關(guān)聯(lián)，因?yàn)樗鼈兪强梢粤⒓催M(jìn)行任何改變的。 如圖4所示，回路的內(nèi)容和對(duì)象根據(jù)上下文和用戶的選擇變化，例如，一個(gè)回路可以作為一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的引導(dǎo)線或作為一個(gè)圓柱體集。一個(gè)冷卻回路能在豐富的屬性形式中自行確定幾何與非幾何的信息。 總之，在此對(duì)象的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，冷卻水道及其相關(guān)模具板或插件可以自動(dòng)更新如果諸如穿透面或鉆孔元素的某些類型能在后面的設(shè)計(jì)階段進(jìn)行修改。由于所有的冷卻水道用相關(guān)聯(lián)的方法創(chuàng)建，在一個(gè)回路中如滲透面鉆孔方向可以嵌入CAD模型和持久存儲(chǔ)。 2執(zhí)行方面 2.1嵌入鏈接和參數(shù) 在這個(gè)模塊冷卻設(shè)計(jì)集中，引導(dǎo)線最初是通過用戶界面創(chuàng)建的。為了把每個(gè)引導(dǎo)線的開始和結(jié)束點(diǎn)與滲透和退出面及盲孔聯(lián)系在一起就出現(xiàn)了一個(gè)智能點(diǎn)。一個(gè)智能點(diǎn)在表面上是和內(nèi)核與數(shù)據(jù)庫面相關(guān)的點(diǎn)。它能與相應(yīng)面保持持續(xù)的聯(lián)系。在這里“智能”一詞表示一個(gè)實(shí)體關(guān)聯(lián)到其它相關(guān)實(shí)體的性質(zhì)。由于這些引導(dǎo)線是建立于智能終點(diǎn)上的那么連通引導(dǎo)線也稱為智能線。它們每個(gè)都是由一個(gè)（盲孔）或兩個(gè)（通孔）連接在一起的。 一個(gè)冷卻圓柱體可以沿著一個(gè)圓形掃描的智能方針自動(dòng)生成，對(duì)于盲孔錐孔需增加。對(duì)于冷卻回路圓柱體作為固體的代表。這些幾何特征代表引導(dǎo)線的屬性。這些相關(guān)屬性包括末端的類型、冷卻孔直徑深度和臺(tái)階直徑部分。它們用于冷卻孔的編輯和冷卻孔的再生。 2.2功能和算法 已經(jīng)開發(fā)出的這個(gè)模塊的主要功能是滿足冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在這里列出的要求： a． 增加形成引導(dǎo)路徑的智能引導(dǎo)線 b． 修改或重新定位引導(dǎo)線 c． 刪除引導(dǎo)路徑回路 d． 創(chuàng)建冷卻固體 e． 修改冷卻固體 f． 刪除冷卻固體 g． 建立平衡或不平衡的冷卻固體印象模具設(shè)計(jì) 2.3創(chuàng)建和編輯一個(gè)冷卻回路的智能引導(dǎo)路徑 要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)引導(dǎo)路徑的第一引導(dǎo)線，用戶需要在預(yù)期的固體上選擇一個(gè)面作為穿透面（平面）的回路入口（見圖2）。一個(gè)平面方程可以提供出選定的平面。在面上最初的引導(dǎo)路徑的啟動(dòng)點(diǎn)把用戶的指示點(diǎn)為基礎(chǔ)，然后創(chuàng)建一個(gè)智能點(diǎn)。引導(dǎo)第一次降溫過程生成的默認(rèn)方向的相反方向能在圖形窗口中顯示。用戶可以由圖6所示的界面活性變化的引導(dǎo)線的方向，交互地修改初始點(diǎn)的位置。 然后，用戶可以動(dòng)態(tài)拖動(dòng)冷卻線或輸入一個(gè)盲孔的引導(dǎo)線的長(zhǎng)度值或選擇另一面說明通孔結(jié)束的面。在后一種情況下，在引導(dǎo)線的終點(diǎn)另一個(gè)智能點(diǎn)會(huì)被創(chuàng)建。在創(chuàng)建第一引導(dǎo)線時(shí)，一個(gè)序號(hào)“1”會(huì)顯示在它附近。 為創(chuàng)建下一個(gè)引導(dǎo)線（見圖2），一個(gè)鉆孔是必需的。用戶可以顯示底部滲透在p點(diǎn)的面，然后，下一個(gè)指引方向?qū)⒃O(shè)置在選定的面扭轉(zhuǎn)法線方向上。在這項(xiàng)工作的實(shí)施中向量的起點(diǎn)C的確定是參照前面的AB引導(dǎo)線和最近點(diǎn)到用戶的P點(diǎn)來表示的一個(gè)嵌入式規(guī)則。為了使向量定義的用戶友好，很多這樣的潛在 “規(guī)則”適用于協(xié)助指導(dǎo)創(chuàng)建。在這種情況下，當(dāng)定義CD引導(dǎo)線和以前的AB引導(dǎo)線時(shí)，它能自動(dòng)延長(zhǎng)到底部鉆孔的C點(diǎn)。智能點(diǎn)是建立在與引導(dǎo)線相關(guān)的面上的C點(diǎn)上。同樣，序列號(hào)“2”顯示在引導(dǎo)線的附近。用戶還可以通過選擇一個(gè)工作定義坐標(biāo)方向+X,－X，+Y, －Y,+Z,－Z然后指示出引導(dǎo)線的下個(gè)起點(diǎn)。用類似的方法，一個(gè)完整的指引路徑可以被定義。當(dāng)確認(rèn)所有的指引路徑的引導(dǎo)線時(shí)，路徑的連續(xù)性可以在這種方法中驗(yàn)證（見圖4）。該指引路徑被當(dāng)作一個(gè)單一的實(shí)體。正如預(yù)期的那樣，引導(dǎo)線可以創(chuàng)建或加入一個(gè)由CAD功能的引導(dǎo)路徑?，F(xiàn)有的引導(dǎo)線也很容易被刪除。 在互動(dòng)的定義引導(dǎo)線之間，在相應(yīng)的分支機(jī)構(gòu)的算法中用戶的輸入?yún)?shù)和序列是不同的。例如，要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的盲孔，用戶可以選擇的序列可以是下列三個(gè)選項(xiàng)之一：（a）僅僅是一個(gè)滲透面（b）滲透面和現(xiàn)有的垂直于參考的散熱孔，以及（c ）僅僅是現(xiàn)有的共線冷卻孔。在每個(gè)選項(xiàng)下，用戶的選擇序列是有區(qū)別的，必要的調(diào)整能使引導(dǎo)線達(dá)到保持引導(dǎo)路徑連接的預(yù)期目的及友好的用戶界面設(shè)計(jì)。如圖6冷卻后的引導(dǎo)線，它的性質(zhì)包括它的長(zhǎng)度都顯示在同一用戶界面上。這些是可以改變和更新的。事實(shí)上，當(dāng)引導(dǎo)線被選中，其指導(dǎo)路徑也就確定。這是因?yàn)樵谝粋€(gè)引導(dǎo)路徑中所有的引導(dǎo)路線是連續(xù)性的約束。如果引導(dǎo)路徑入口點(diǎn)的位置被移動(dòng)，則整個(gè)路徑也相應(yīng)的變化。用戶可以通過有關(guān)項(xiàng)目從編輯界面中選擇安全刪除引導(dǎo)路徑。 2.4創(chuàng)建和編輯冷卻固體 在定義一個(gè)引導(dǎo)路徑時(shí)，則冷卻固體基于個(gè)體引導(dǎo)線的屬性生成。冷卻固體僅當(dāng)用戶需要它們時(shí)創(chuàng)建。如圖4所示冷卻水道可以有不同的孔類型。這些類型可以表示為首端和末端相關(guān)的冷卻固體的特征。如圖7所示的用戶界面實(shí)現(xiàn)了這一目的。最初，用戶界面的設(shè)置，如啟動(dòng)類型、結(jié)束類型、孔直徑等參數(shù)用默認(rèn)類型分配，并在用戶界面上配置文件中的預(yù)設(shè)值。然后，他們以用戶的輸入為基礎(chǔ)更新。當(dāng)用戶重復(fù)操作時(shí)在此配置文件中的值始終在與用戶的首選值寫在它“接受”的用戶界面對(duì)話框中，以便使用戶界面的設(shè)置可以被更新。由于對(duì)話框的不同，也有對(duì)預(yù)設(shè)條件驗(yàn)證領(lǐng)域的項(xiàng)目，例如，臺(tái)階孔的直徑必須大于孔徑。這是當(dāng)用戶調(diào)用點(diǎn)擊“確定”按鈕時(shí)，在這種方法中這些檢查函數(shù)稱為冷卻固體的“驗(yàn)證”（見圖4），。如果輸入驗(yàn)證不被接受，就會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤信息的提示。這些屬性一旦得到證實(shí)通過點(diǎn)擊“顯示冷卻水道關(guān)系”按鈕可以自動(dòng)生成冷卻固體的CAD的API功能。 冷卻固體可以在任何時(shí)候被刪除，但類型和參數(shù)仍繼續(xù)將其作為個(gè)體指引線的附加屬性，因此冷卻固體可在任何時(shí)候可再生。然而，如果用戶刪除一切引導(dǎo)路徑，則冷卻回路就被完全刪除。在更多的細(xì)節(jié)上，實(shí)體生成算法建立了以下六種孔的類型：簡(jiǎn)單盲孔、簡(jiǎn)單通孔、臺(tái)階孔、臺(tái)階在通孔一端、臺(tái)階在通孔兩端、通孔，最后，共線固體冷卻水道能穿過多個(gè)固體。其它編輯和刪除冷卻水道的算法很簡(jiǎn)單。 對(duì)于一個(gè)共線冷卻水道，有個(gè)別孔由共線連接獲得。圖3說明了它們是如何關(guān)聯(lián)的。假設(shè)孔1（從左到右）的創(chuàng)建是通過“選擇兩個(gè)平面創(chuàng)建臺(tái)階孔（兩端）”從A點(diǎn)開始“綁住”面1和結(jié)束點(diǎn)B“綁住”面2則面1和面2是固體1的一部分。這些面的任何修改都將會(huì)影響孔的深度如抵消它們。 創(chuàng)建孔2有更多的靈活性。用戶可以創(chuàng)建以下兩種方法。在第一種方法中面3和面4（屬于固體2）可作為參考選擇，因此啟動(dòng)點(diǎn)C和結(jié)束點(diǎn)D分別是面3和面4上的點(diǎn)。因?yàn)檫@個(gè)孔應(yīng)是共線管道的其中一部分，面2與孔1的結(jié)束點(diǎn)B相關(guān)，也與面3有關(guān)。這是保證共線管道的對(duì)象的驗(yàn)證方法。因此，第一個(gè)孔可以沿著面2滑動(dòng)通過創(chuàng)建兩個(gè)對(duì)齊孔不打亂中間的孔。在第二種方法中，第一個(gè)孔是用來作為參考，那么起點(diǎn)C的結(jié)束是孔1的終點(diǎn)，由于B點(diǎn)的連接，則沿著面2滑動(dòng)的第一個(gè)孔被修改則中間孔將隨著變化。一旦C點(diǎn)移動(dòng)則面3也將更新。這兩個(gè)孔之間的智能連接由嵌入式的多個(gè)共線冷卻水道固體建立。同樣，在圖3中第三盲孔由左到右建立，共線的冷卻水道由三個(gè)相關(guān)的冷卻孔獲得。 2.5處理平衡和非平衡冷卻回路 在本文中，模具元件由裝配樹結(jié)構(gòu)組成，當(dāng)用戶初始化一個(gè)新的模具設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)它會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建。原來的塑料部分被分配到裝配上的一部分，被稱為產(chǎn)品的一部分（生產(chǎn)部分）（見圖8）。印象儲(chǔ)存在產(chǎn)品的一部分作為實(shí)例化組件與布局模式（凸模/凹模插件）。這是一個(gè)在裝配上專門用于冷卻固體自動(dòng)創(chuàng)建的部分。它被稱為冷卻線（CL）部分。 為了解決平衡與非平衡冷卻回路的設(shè)計(jì)問題，突變實(shí)體的概念必須被先介紹。這項(xiàng)功能可為幾何實(shí)體例如：實(shí)體、面、線、點(diǎn)等，以便使在裝配中的不同部分相關(guān)聯(lián)。這是通過復(fù)制從一部分到另一部分具有持續(xù)關(guān)聯(lián)的實(shí)體獲得的。這些復(fù)制的實(shí)體被稱為突變實(shí)體。當(dāng)一個(gè)源實(shí)體被修改，其相應(yīng)的突變實(shí)體也會(huì)自動(dòng)更新。源實(shí)體被稱為原型實(shí)體。圖9中所示了一些在裝配中可能突變的面。假設(shè)原型面A是元件1的一部分，則它可以創(chuàng)建一個(gè)相應(yīng)的突變面A1，面A1對(duì)它的原型面（子對(duì)母），或A2面對(duì)面A1（子對(duì)子）。在一個(gè)裝配建模環(huán)境下，另外一個(gè)需要解釋的概念是工作的一部分，這將被看作是定義在創(chuàng)建新的實(shí)體的一部分。因此，用戶必需明確地選擇工作的一部分，以便在其中創(chuàng)建新的實(shí)體。 圖8在模具裝配樹中的冷卻線 圖9在裝配中兩種可能的突變面 在本文中建立平衡的冷卻回路，工作部分被設(shè)置在圖8的產(chǎn)品部分中。當(dāng)用戶在凸模/凹模插件中選擇一個(gè)面去創(chuàng)建一個(gè)冷卻引導(dǎo)線時(shí)，一個(gè)突變面（子部分對(duì)母部分）被創(chuàng)建，在產(chǎn)品中的部分所有的冷卻實(shí)體，包括智能點(diǎn)、引導(dǎo)路徑和冷卻固體在這部分也被創(chuàng)造了。與此同時(shí)，在冷卻線部分與此相關(guān)的引導(dǎo)路徑和固體（子部分對(duì)子部分）也被創(chuàng)建。冷卻實(shí)體，根據(jù)印象模式被復(fù)制。該合成的冷卻系統(tǒng)在不同的印象模式中會(huì)自動(dòng)平衡。在圖10中用了一個(gè)與均衡冷卻回路的四印象模式的實(shí)例來說明。 圖10平衡冷卻回路的例子 當(dāng)創(chuàng)建不平衡冷卻水道時(shí)，工作的一部分被設(shè)置在冷卻線的一部分（見圖8）。當(dāng)用戶從插件部分選擇一個(gè)面，則在冷卻線的一部分（子部分對(duì)子部分）的突變副本被創(chuàng)建。然后，所有相關(guān)的原型，如智能點(diǎn)、引導(dǎo)路徑和冷卻實(shí)體在冷卻線部分被創(chuàng)建。因此，如果冷卻實(shí)體的參考面在不同的插件上被改變則在冷卻線部分的冷卻實(shí)體可以自動(dòng)更新。這兩種方法都是可用的，裝配樹結(jié)構(gòu)使設(shè)計(jì)在很大程度上得到了減少。 3.未來整合專家系統(tǒng) 顯然，這個(gè)模塊的功能可以進(jìn)一步擴(kuò)展。由于其是面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)，它極有可能將這項(xiàng)可以納入冷卻水道設(shè)計(jì)規(guī)則的模塊與專家系統(tǒng)整合。對(duì)其中的一些邏輯規(guī)則進(jìn)行了討論【10,11,15】。作者認(rèn)為，這應(yīng)該是今后的研究方向。 4.結(jié)論 本文提出了在冷卻水道設(shè)計(jì)工具中的一種相關(guān)的設(shè)計(jì)方法。重點(diǎn)被放在獨(dú)特的引導(dǎo)路徑和冷卻水道固體交涉上，并在冷卻水道和模具板或插件之間的幾何相關(guān)上。相比用于【10,11,15】中的方法，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是模具設(shè)計(jì)人員可以更容易的在整個(gè)設(shè)計(jì)生命周期中進(jìn)行修改。豐富的信息包括冷卻回路成員之間的鉆孔方向、定位和連接被嵌入相關(guān)的CAD模塊中。這些資料可以支持在高水平知識(shí)規(guī)則下的相關(guān)冷卻回路，從表面成型、碰撞檢查到最近距離的互動(dòng)。這種方法能有效和高效的應(yīng)用在模具設(shè)計(jì)中。 ·致謝本文的目的僅是報(bào)道研究的方法。作者承認(rèn)他們的研究工作正在進(jìn)行，本文中主要由在新加坡制造技術(shù)研究所（SIMT）工作的主編完成。一個(gè)SIMT項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)實(shí)施軟件產(chǎn)品。R&D工程師得到在美國(guó)Cypress，CA的EDS公司提供的密切技術(shù)支持。Unigraphics系統(tǒng)（UG）和模具導(dǎo)向在EDS公司注冊(cè)商標(biāo)。 本文摘譯自： 中原工學(xué)院圖書館Springer-Link外文期刊數(shù)據(jù)庫，論文名稱為《An object-oriented design tool for associative cooling channels in plastic-injection moulds》。 11 指導(dǎo)教師 電器支架注塑模具設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)人 學(xué)號(hào) 模具的總體結(jié)構(gòu) 模具實(shí)體圖 本課題設(shè)計(jì)的塑料制品為電器支架 本實(shí)體如下圖 2 1塑件制品的工藝分析與選材 圖2 1塑件實(shí)體圖 第二章塑料的成型特性 由上圖2 1可知 該制品的內(nèi)部有三個(gè)小的圓柱形支腳 成型要用型芯 從圖2 2中可知三個(gè)小圓柱支腳的尺寸 內(nèi)孔直徑為 外圓直徑為 由此可知型芯比較細(xì)小 在澆注過程中要注意其強(qiáng)度 防止型芯變彎 從圖 2 中可知塑件的最大外形尺寸為 可見制件的尺寸較大 為防止模具過大 過于笨重 應(yīng)該設(shè)計(jì)一模一腔結(jié)構(gòu) 圖2 2塑件尺寸 該制品的材料為ABS ABS樹脂為微黃色或白色不透明顆粒料 無毒無味 是丙烯腈丁 丁二烯 苯乙烯共聚物 丙烯腈使聚合物耐油 耐熱 耐化學(xué)腐蝕 丁二烯使聚合物具有卓越的柔性 韌性 苯乙烯賦以聚合物良好的剛性和加工流動(dòng)性 因此 ABS樹脂具有突出的力學(xué)性能和良好的綜合性能 ABS塑料的表面可以電鍍 但它的使用溫度不高 不超過80 C ABS塑料廣泛用于制造汽車內(nèi)飾件 電器外殼 手機(jī) 電話外殼 旋鈕 儀表盤 容器乖 也可以生產(chǎn)板材 管材等產(chǎn)品 2 2ABS塑料的材料特性 第三章設(shè)計(jì)方案及參數(shù)的確定 3 1注塑機(jī)的確定 根據(jù)所需塑料的總體積查表可以選擇注射機(jī)的型號(hào)為 XS ZY 500 螺桿式 注射機(jī)的參數(shù)校核 1 最大注射量的校核2 注射壓力的校核3 鎖模力的校核4 最大注射成型面積的校核 校核后 因上面四方面校核都滿足要求 選用XS YZ 500型螺桿式注射機(jī)合適 3 2澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是塑料熔體自注射機(jī)的噴嘴射出后 到進(jìn)入模具型腔以前所流經(jīng)的一段路程的總稱 普通澆注系統(tǒng)由主流道 分流道 冷料穴和澆口組成 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 1型腔的布置和澆口開設(shè)部位力求對(duì)稱 防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象2型腔和澆口的排列要盡可能減小模具外形尺寸3系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短 斷面尺寸適當(dāng) 盡可能減少彎折 表面粗糙度要低 以使熱量及壓力損失盡可能小 4對(duì)多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔的深處及角落 即分流道盡可能采用平衡式布置 5滿足型腔充滿的前提下 澆注系統(tǒng)容積盡可能小 以減小塑料的耗量6澆品位置要適當(dāng) 盡量避免沖擊嵌件和細(xì)小的型芯 防止型芯變形 澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀 主澆道是塑料熔體進(jìn)入模具型腔時(shí)最先經(jīng)過的部位 它將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔 其尺寸直接影響到塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間 由于主流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞 通常不直接開在定模板上 而是將它單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道襯套鑲?cè)攵０鍍?nèi) 澆口套的設(shè)計(jì)尺寸如圖3 1 3 2 1主澆道設(shè)計(jì) 圖3 1澆口套 3 2 2冷料井的設(shè)計(jì) 冷料井位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上 或處于分流道末端 其作用是捕集料流前鋒的 冷料 防止 冷料 進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量 載模時(shí)對(duì)能將主流道的凝料拉出 冷料井的直徑宜大于主流道大端的直徑 長(zhǎng)度約為主流道大端直徑 本設(shè)計(jì)中采用倒錐形 如圖3 2所示 圖3 2冷料井示意圖 3 2 3分流道的設(shè)計(jì) 分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道 它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔之前 通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段 因此要求所設(shè)計(jì)的分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài) 使塑料熔體盡快地泫經(jīng)分流道充滿型腔 并且流動(dòng)過程中壓力損失及熱量損失盡可能小 能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔 分流道截面形狀采用U型 分流道的長(zhǎng)度取為60mm 形狀及其尺寸如圖 圖3 3分流道截面 澆口的位置與塑料的質(zhì)量有直接影響 在確定進(jìn)料口位置時(shí) 應(yīng)考慮以下幾點(diǎn) 1澆口的位置應(yīng)使填充型腔的流程最短2澆口設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補(bǔ)縮3澆口的位置的選擇要避免塑件變形4澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免產(chǎn)生熔接痕5澆口的位置應(yīng)避免側(cè)面沖擊細(xì)長(zhǎng)的型芯或鑲件在選擇澆口的位置時(shí) 采用PRO E中的PlasticAdvisor進(jìn)行了最佳澆口位置分析 分析的結(jié)果如圖 3 2 4澆口的設(shè)計(jì) 圖3 4最佳澆口位置分析 圖3 4最佳澆口位置分析 圖3 4最佳澆口位置分析 圖3 4最佳澆口位置分析 圖3 4最佳澆口位置分析 根據(jù)分析的結(jié)果 澆口采用點(diǎn)澆口形式 并且采用兩個(gè)對(duì)稱澆口 采用點(diǎn)澆口成型塑件 去除澆口后殘留痕跡小 易取得澆注系統(tǒng)的平衡 也利于自動(dòng)化操作 點(diǎn)澆口的截面形狀和尺寸如下圖3 5所示 圖3 5點(diǎn)澆口截面圖 在本設(shè)計(jì)中選取 3 3分型面的選擇 塑料在模具型腔凝固形成塑件 為了將塑件取出來 必須交模具型腔打開 也就是必須將模具分成兩部分 即定模和動(dòng)模兩大部分 定模和動(dòng)模相接角的面稱為分型面 圖3 6分型面圖 3 4排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時(shí)要排出型腔及流道原有的空氣 除此之外 塑料熔體會(huì)產(chǎn)生微量的氣體 這些氣體必須及時(shí)排出 否則 被壓縮的氣體產(chǎn)生高溫 會(huì)引起塑件局部碳化燒焦 或使塑件產(chǎn)生氣泡 或使塑件熔接不良引起強(qiáng)度下降 甚至充模不滿等 為了解決該問題 必要時(shí)可開設(shè)排氣槽等方法 但是對(duì)于ABS這種材料 排氣間隙不得高于0 05mm 在本設(shè)計(jì)中排氣方式采用在分型面處 利用動(dòng) 定模板的配合間隙排氣 另外模具的推管 型芯較多 形成的排氣通道較多 所以可利用推管與模板間的縫隙以及型芯與推管間的縫隙排氣 在注塑成型過程中最可能形成氣泡的位置如圖3 7所示 圖3 7氣泡形成位置圖 由圖可以看出 氣泡最可能形成的位置為塑件的最大外形邊緣和內(nèi)部的幾個(gè)小凸出的圓柱處 所以 采用分型面處動(dòng) 定模板的縫隙 推管與模板 型芯與推管的配合縫隙排氣是可行的 合理的 3 5冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 為了縮短成型周期 需要對(duì)模具進(jìn)行冷卻 常用水對(duì)模具進(jìn)行冷卻 即在注塑完成后通循環(huán)冷水到靠近型腔的零件上或型腔零件上的孔內(nèi) 以便迅速使模具冷卻 本設(shè)計(jì)中取水線的直徑為10mm 初過初步的估算可以滿足要求 由于塑料是從上表面注入 上面的溫度比下面的高 所以定模上的水線中心距離塑件上表面為13mm 動(dòng)模板的水線距分型面為15mm 水線采用動(dòng)定模稱布置 圖3 8水線分布圖 第四章模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 1成型零件的設(shè)計(jì) 成型零件是直接與塑料接觸構(gòu)成塑件形狀的零件 其中構(gòu)成塑件外形的成型零件稱為凹模 構(gòu)成塑件內(nèi)部形狀的成型零件稱為凸模 或型芯 由于凹 凸模件直接與高溫 高壓的塑料接觸 并且脫模時(shí)反復(fù)與塑件摩擦 因此 要求凹 凸模件具有足夠的強(qiáng)度 剛度 硬度 耐磨性 耐腐蝕性以及足夠低的表面粗糙度 如果凹 凸模都采用整體式 優(yōu)點(diǎn)是加工成本低 但是常用模架的模板材料為普通的中碳鋼 用作凹 凸模 使用壽命短 若選用好材料的模板制作整體的凹 凸模 則制造成本較高 綜合考慮以上的因素 凹 凸模都采用整體嵌入式 這樣既保證了模具的使用壽命 又不浪費(fèi)價(jià)格昂貴的材料 并且損壞后 維修 更換方便 4 2動(dòng) 定模的工作尺寸計(jì)算 通常 凹 凸模的工作尺寸根據(jù)塑料的收縮率 凹 凸模零件的制造公差以及磨損量3個(gè)因素確定 本設(shè)計(jì)中塑件的精度采用5級(jí)精度計(jì)算 塑件的尺寸及偏差如下圖 圖4 1塑件尺寸 圖4 2定模型芯 圖4 3動(dòng)模型芯 4 3機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4 3 1推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射模的推出機(jī)構(gòu)有推桿 推管 推板三種形式 圖4 4推出機(jī)構(gòu) 根據(jù)塑件的形狀 構(gòu)造 設(shè)計(jì)中選擇中間以推管的形式 旁邊再用三根推桿的組合推出機(jī)構(gòu) 如圖4 4所示 這種推出機(jī)構(gòu)只用到了簡(jiǎn)單的推管和推桿 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠 4 3 2復(fù)位桿的設(shè)計(jì) 圖4 6復(fù)位桿實(shí)體圖 復(fù)位桿的直徑選20mm 采用圓柱形結(jié)構(gòu) 長(zhǎng)度由模板厚度和塑件的推出距離決定 取158mm 復(fù)位桿材料選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼T10A號(hào)鋼 淬火處理 低溫回火 HRC45 50 表面粗糙度Ra1 6 與動(dòng)模板 U板的配合為間隙配合H8 f8 4 3 3導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要包括導(dǎo)柱 如圖4 8 導(dǎo)套 如圖4 9 主要作用是在動(dòng)模與定模合模時(shí)保證型芯與型腔的精確定位 以便合模后保持模具型腔的正確形狀 合模時(shí)引導(dǎo)動(dòng)模按順序閉合 防止損壞凹凸 模 導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣部位 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 與防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形 根據(jù)模具的形狀和大小 一副模具 一般采用2到4根導(dǎo)柱 在此設(shè)計(jì)中采用了4根導(dǎo)柱 圖4 8導(dǎo)柱 圖4 9導(dǎo)套 4 3 4拉桿的設(shè)計(jì) 拉桿的作用主要是在開模時(shí)打開分型面 為塑件的頂出作好準(zhǔn)備 拉桿的直徑選為35mm 長(zhǎng)度由模板的厚度和開模行程的大小決定 選為300mm 如圖4 10所示 拉桿的材料選用碳素工具鋼T10A淬火處理HRC45 48 圖4 10拉桿 4 4注射模標(biāo)準(zhǔn)模架的設(shè)計(jì) 選用標(biāo)準(zhǔn)模架應(yīng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 1 選擇標(biāo)準(zhǔn)模架型號(hào) 2 確定模架的長(zhǎng)度和寬度 3 確定模架的厚度 并使之與注射機(jī)要求的最大 最小模具厚度適應(yīng) 4 設(shè)計(jì)動(dòng)定模板和座板 本設(shè)計(jì)中選取標(biāo)準(zhǔn)模架型號(hào)為S5050 其結(jié)構(gòu)示意圖為 該模架的的參數(shù)為 圖4 11模架示意圖 4 4 1動(dòng)模板的設(shè)計(jì) 如圖4 12所示 動(dòng)模板設(shè)計(jì)尺寸為 材料為45鋼 4 4 2設(shè)計(jì)動(dòng)模墊板 如圖4 13所示 動(dòng)模墊板設(shè)計(jì)尺寸為 材料為45鋼 4 4 3設(shè)計(jì)定模板 如圖4 14所示 定模板的設(shè)計(jì)尺寸為 材料45鋼淬火處理中溫回火HRC45 50 4 4 4定模座板設(shè)計(jì) 如圖4 15所示 定模座板設(shè)計(jì)尺寸為 材料為45鋼 4 4 5動(dòng)模座板設(shè)計(jì) 如圖4 16所示 定模座板設(shè)計(jì)尺寸為 材料為45鋼 4 4 6動(dòng)模座墊塊設(shè)計(jì) 如圖4 17所示 動(dòng)模墊塊設(shè)計(jì)尺寸為 材料為45鋼 4 4 7推件固定板設(shè)計(jì) 如圖4 18所示 頂件固定板的設(shè)計(jì)尺寸為 材料為45鋼 4 4 8推板的設(shè)計(jì) 如圖4 19所示 推板的設(shè)計(jì)尺寸為 材料為45鋼 4 4 9中間板的設(shè)計(jì) 如圖4 20所示 中間板的設(shè)計(jì)尺寸為 材料為45鋼 模具裝配爆炸效果圖 開模示意圖 致謝 感謝蔡金平老師在本次設(shè)計(jì)中對(duì)我的認(rèn)真指導(dǎo)和耐心教誨 同時(shí)也感謝在設(shè)計(jì)期間給予我極大幫助的同學(xué) 謝謝你們 感謝各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)的批評(píng)和指正 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書 論文（設(shè)計(jì)）課題名稱 電器支架注塑模具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 院（系） 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)老師 職稱 學(xué)歷 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）要求： 1. 了解塑料成型過程中的物理、化學(xué)變化及塑料的組成、分類極其性能。 2. 了解塑料成型的基本原理和工藝特點(diǎn)，正確分析成型工藝對(duì)模具的要求。 3. 掌握注塑成型模具對(duì)模具的要求。了解模具專用加工設(shè)備。 4. 掌握塑料成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算方法，能設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度的模具。 5. 按規(guī)定的格式編寫設(shè)計(jì)說明書，字?jǐn)?shù)不少于5000個(gè)漢字，要求表述清楚，整潔規(guī)范；按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)繪制圖樣，采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)、出圖，圖紙量不少于1.5張零號(hào)圖紙 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）內(nèi)容： 內(nèi) 容：1. 編寫設(shè)計(jì)說明書。 2. 測(cè)繪塑件，繪制塑件圖。 3. 繪制電器支架塑料模具的零件及裝配圖。 技術(shù)參數(shù)：1.電器支架塑料件一件。 2. 材料為ABS。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作計(jì)劃： 1.查閱技術(shù)文獻(xiàn)，參觀生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，了解注塑件的生產(chǎn)工藝過程。 2.制定模具總體設(shè)計(jì)方案，繪制模具草圖。 3.電器支架注射模的設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制模具的零件圖和總裝圖，編寫設(shè)計(jì)說明書。 接受任務(wù)日期：年12 月 1 日 要求完成日期： 年 5 月 10 日 學(xué) 生 簽 名： 年 月 日 指導(dǎo)老師簽名： 年 月 日 院長(zhǎng)（主任）簽名： 年 月 日 備注：本表格一式三份，其中一份交學(xué)院存檔，一份發(fā)給所要指導(dǎo)的學(xué)生，一份裝訂到畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的第二頁上。 1 學(xué)校代碼 序 號(hào) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目 電器支架注塑模具設(shè)計(jì) 學(xué) 院 姓 名 學(xué) 號(hào) 專 業(yè) 年 級(jí) 指導(dǎo)教師 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 II 電器支架注塑模具設(shè)計(jì) 摘要 通模具按制造的產(chǎn)品分類 可以分為塑料模具 又分為注塑模具 鑄壓 模具和吹塑模具 沖壓模具 鑄造模具 橡膠模具和玻璃模具等 其中 尤以 注塑模具和沖壓模具用途廣 技術(shù)成熟 占據(jù)的比重大 過對(duì)電器支架工藝的 正確分析 設(shè)計(jì)了一副一模一腔的塑料模具 詳細(xì)的敘述了模具成型零件包括 型腔 型芯等設(shè)計(jì) 重要零件的工藝參數(shù)的選擇與計(jì)算 澆注系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng) 以及其它結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程 模架的選擇原則 并利用 PRO E 中的 Plastic Advisor 塑料顧問 對(duì)設(shè)計(jì)完成的塑料模具進(jìn)行了塑料流動(dòng)分析 關(guān)鍵詞 電器支架 注塑模具 PRO E CAD 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 III Design of Plastic Injection Mould for Electric appliance support Abstract Die by manufacturing the product category can be divided into plastic molds also divided into injection mold pressure die casting and blow mould stamping dies die casting rubber molds and mold and other glass Among them especially injection molds and stamping die use technological maturity which hold the majority A set of mould with one module and one cavities had been designed through the correct analysis of the technology of a toy s top crust in the graduate design The design and machining technology process of its molding part including the concave molding plate the protrude molding plate the moving mould plate the fix mould plate the molding seat the choice and calculation of technology parameters of the important part the design process of extrusion outfit inject system and other makeup were specified in detail mode choice principles The plastic material flow analysis was also done using Plastic Advisor of Pro E Key words Electric appliance support injection mould Pro E CAD 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 IV 目 錄 第一章 緒論 1 1 1 塑料成形模具在加工工業(yè)中的地位 1 1 2 塑料模具的發(fā)展趨勢(shì) 1 1 3 CDA CAE CAM 在塑料模具中的運(yùn)用 2 第二章 塑料的成型特性 4 2 1 塑件制品的工藝分析與選材 4 2 2 ABS 塑料的材料特性 5 2 3 ABS 塑料的成型工藝參數(shù) 5 第三章 設(shè)計(jì)方案及參數(shù)的確定 7 3 1 注塑機(jī)的確定 7 3 2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 3 2 1 主澆道設(shè)計(jì) 8 3 2 2 冷料井的設(shè)計(jì) 9 3 2 3 分流道的設(shè)計(jì) 10 3 2 4 澆口的設(shè)計(jì) 11 3 3 分型面的選擇 12 3 4 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 3 5 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14 第四章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 4 1 成型零件的設(shè)計(jì) 16 4 2 動(dòng) 定模的工作尺寸計(jì)算 16 4 3 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 18 4 3 1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 18 4 3 2 復(fù)位桿的設(shè)計(jì) 20 4 3 3 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20 4 3 4 拉桿的設(shè)計(jì) 21 4 4 注射模標(biāo)準(zhǔn)模架的設(shè)計(jì) 22 4 4 1 動(dòng)模板的設(shè)計(jì) 23 4 4 2 設(shè)計(jì)動(dòng)模墊板 23 4 4 3 設(shè)計(jì)定模板 24 4 4 4 定模座板設(shè)計(jì) 24 4 4 5 動(dòng)模座板設(shè)計(jì) 25 4 4 6 動(dòng)模座墊塊設(shè)計(jì) 25 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 V 4 4 7 推件固定板設(shè)計(jì) 26 4 4 8 推板的設(shè)計(jì) 27 4 4 9 中間板的設(shè)計(jì) 27 4 5 模具的整體設(shè)計(jì) 28 致謝 30 參考文獻(xiàn) 31 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 1 第一章 緒論 1 1 塑料成形模具在加工工業(yè)中的地位 模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備 模具工業(yè)是國(guó)以經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的重 要基礎(chǔ)之一 塑料模是指用于成型塑料制件的模具 它是型腔模的一種類型 模具設(shè)計(jì)水平的高低 加工設(shè)備的好壞 制造力量的強(qiáng)弱 模具質(zhì)量的優(yōu) 劣 直接影響著許多新產(chǎn)品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代 影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng) 濟(jì)效益的提高 美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為 模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石 日本則稱 模 具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富裕的動(dòng)力 事實(shí)上 在儀表儀器 家用電器 交通 通訊 和輕工業(yè)等各行業(yè)的產(chǎn)品零件中 有 70 以上是采用模具加工而成的 工業(yè)先進(jìn) 的發(fā)達(dá)國(guó)家 其模具工業(yè)年產(chǎn)值早已超過機(jī)床行業(yè)的產(chǎn)值 近年來 我國(guó)各行各業(yè)對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展十分重視 1989 年 國(guó)務(wù)院頒布 了 當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定 在后果點(diǎn)支持技術(shù)改造的產(chǎn)業(yè) 產(chǎn)品中 把模 具制造列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位 它確定了模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中 的重要地位 也提出了振興模具工業(yè)的主要任務(wù) 總之要盡快提高我國(guó)模具工 業(yè)的整體技術(shù)水平并迎頭趕上發(fā)達(dá)國(guó)家的模具技術(shù)水平 1 2 塑料模具的發(fā)展趨勢(shì) 1 模具產(chǎn)品將向著更大型 更精密 更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)快速方向發(fā)展 模具 生產(chǎn)將朝著信息化 無圖化 精細(xì)化 自動(dòng)化方向發(fā)展 模具企業(yè)將向著技術(shù) 集成化 設(shè)備精良化 產(chǎn)品品牌化 管理信息化 經(jīng)營(yíng)國(guó)際化方向發(fā)展 2 模具 CAD CAE CAM PDM 正向集成化 三維化 智能化 網(wǎng)絡(luò)化和信息化 方向發(fā)展 快捷高速的信息化時(shí)代將帶領(lǐng)模具行業(yè)進(jìn)入新時(shí)代 3 模具的質(zhì)量 周期 價(jià)格 服務(wù)四要素中 已有越來越多的用戶將周期 放在首位 要求模具盡快交貨 因此模具生產(chǎn)周期將繼續(xù)不斷縮短 4 大力提高開發(fā)能力 將開發(fā)工作盡量往前推 直至介入到模具用戶的產(chǎn) 品開發(fā)中去 甚至在尚無明確的用戶對(duì)象之前進(jìn)行開發(fā) 這需要在有較大把握和 敢冒一定風(fēng)險(xiǎn)的情況下進(jìn)行 變被動(dòng)為主動(dòng) 以及 你給我一個(gè)概念 我還你 一個(gè)產(chǎn)品 的一站式服務(wù)模式都已成為發(fā)展趨勢(shì) 5 隨著模具企業(yè)設(shè)計(jì)和加工水平的提高 過去以鉗工為核心 大量依靠技 藝的現(xiàn)象已有了很大變化 在某種意義上說 模具是一種工藝品 的概念 正在被 模具是一種高新技術(shù)工業(yè)產(chǎn)品 所替代 模具 上下模單配成套 的 概念正在被 只裝不配 的概念所替代 模具正從長(zhǎng)期以來主要依靠技藝而變 為今后主要依靠技術(shù) 這不但是一種生產(chǎn)手段的改變 也是一種生產(chǎn)方式的改 變 更是一種觀念的改變 這一趨向使得模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高 模具精度 越來越高 生產(chǎn)周期越來越短 鉗工比例越來越低 最終促使整個(gè)模具工業(yè)水 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 2 平不斷提高 6 高速加工 復(fù)合加工 精益生產(chǎn) 敏捷制造及新材料 新工藝 新技術(shù) 將不斷得到發(fā)展 1 3 CDA CAE CAM 在塑料模具中的運(yùn)用 隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展 塑料注射模傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)與制造已無法適應(yīng) 當(dāng)前的形勢(shì) 實(shí)踐表明 縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期提高塑料制造精度與性能的 正確途徑之一是采用 CAD CAE CAM 技術(shù) 80 年代以來 注 射模 CAD CAM 技術(shù) 已從實(shí)驗(yàn)室研究階段進(jìn)入了實(shí)用化階段 并在生產(chǎn)中取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益 21 世紀(jì)已進(jìn)入通訊時(shí)代 像手機(jī)這樣的高端通訊產(chǎn)品 更新?lián)Q代的周期越來越 短 對(duì)產(chǎn)品外觀 功能要求越來越苛刻 相應(yīng)地對(duì)模具設(shè)計(jì)制造的周期 質(zhì)量 成本的要求也越來越高 因此應(yīng)用 CAD CAE CAM 技術(shù)必將帶來巨大的經(jīng) 濟(jì)效 益 在國(guó)外 70 年代末期 CAD 技術(shù)就大量的應(yīng)用在塑料機(jī)械工業(yè)中 首先是在 模具設(shè)計(jì)和制造部門 目前國(guó)外的模具 CAD CAM CAE 技術(shù)已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的水 平 據(jù)前西德聯(lián)邦貿(mào)易部在 1981 年的報(bào)導(dǎo) 西德 25 的模具 是采用 CAD CAM 技術(shù)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的 美國(guó)塑料行業(yè)的 CAD CAM 技術(shù)的發(fā)展也極為迅速 其 CAD 軟件銷售量以每年 30 的增長(zhǎng)率上升 英國(guó) 67 的塑料模具是用 CAD 技術(shù)設(shè)計(jì)的 MOLDFLOW 軟件是世界上第一套塑料模具 CAD 軟件 是澳大利亞 MOLDFLOW 公司 于 1976 年推出的 目前 MOLDFLOW 已經(jīng)發(fā)展得比較完善 實(shí)現(xiàn)了對(duì)注塑過程 的模擬 設(shè)計(jì)原理的應(yīng)用和精確計(jì)算 并逐步優(yōu)化模擬過程 使設(shè)計(jì)工程師在 產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段可以在計(jì)算機(jī)上 制造 塑料產(chǎn)品 并能靈活地適應(yīng)市場(chǎng)需求的 變化 塑料模具 CAD CAE CAM 的應(yīng)用帶來了巨大的社會(huì)效益 據(jù)報(bào)導(dǎo) 美國(guó) Protetype SX ZY 500 注射機(jī)的注射壓力為 145 MPa 注射機(jī)的注射壓力滿足要求 3 鎖模力的校核 注射機(jī)的鎖模力為 3500KN ABS 塑料的注射壓力為 70 90MPa 取 80MPa 單個(gè)塑件在分型面上的投影面積為 415 2 2cm 注射時(shí)模具的膨脹力 KN3506 1802 415 鎖模力滿足要求 4 最大注射成型面積的校核 SX ZY 500 注射機(jī)的最大注射成型面積為 1000 2c 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積為 415 2 m 注射時(shí)模具的成型面積 2210 45cm 最大注射成型面積滿足要求 因上面四方面校核都滿足要求 選用 XS YZ 500 型螺桿式注射機(jī)合適 3 2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是塑料熔體自注射機(jī)的噴嘴射出后 到進(jìn)入模具型腔以前所流經(jīng) 的一段路程的總稱 普通澆注系統(tǒng)由主流道 分流道 冷料穴和澆口組成 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 1 型腔的布置和澆口開設(shè)部位力求對(duì)稱 防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢 料現(xiàn)象 2 型腔和澆口的排列要盡可能減小模具外形尺寸 3 系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短 斷面尺寸適當(dāng) 盡可能減少彎折 表面粗糙 度要低 以使熱量及壓力損失盡可能小 4 對(duì)多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔的深處及 角落 即分流道盡可能采用平衡式布置 5 滿足型腔充滿的前提下 澆注系統(tǒng)容積盡可能小 以減小塑料的耗 量 6 澆品位置要適當(dāng) 盡量避免沖擊嵌件和細(xì)小的型芯 防止型芯變形 澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀 3 2 1 主澆道設(shè)計(jì) 主澆道是塑料熔體進(jìn)入模具型腔時(shí)最先經(jīng)過的部位 它將注塑機(jī)噴嘴注出 的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔 其尺寸直接影響到塑料熔體的流動(dòng)速度和充模 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 9 時(shí)間 由于主流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞 通常不直接開 在定模板上 而是將它單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道襯套鑲?cè)攵０鍍?nèi) 澆口套的設(shè)計(jì)尺寸如圖 3 1 圖 3 1 澆口套 3 2 2 冷料井的設(shè)計(jì) 冷料井位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上 或處于分流道末端 其作用是捕集 料流前鋒的 冷料 防止 冷料 進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量 載模時(shí)對(duì)能將主 流道的凝料拉出 冷料井的直徑宜大于主流道大端的直徑 長(zhǎng)度約為主流道大 端直徑 本設(shè)計(jì)中采用倒錐形 如圖 3 2 所示 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 10 圖 3 2 冷料井示意圖 3 2 3 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道 它是澆注 系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔之前 通過截面積的變化及流向變換 以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段 因此要求所設(shè)計(jì)的分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞 和保持理想的填充狀態(tài) 使塑料熔體盡快地泫經(jīng)分流道充滿型腔 并且流動(dòng)過 程中壓力損失及熱量損失盡可能小 能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔 分流道截面形狀采用 U 型 分流道的長(zhǎng)度取為 60mm 形狀及其尺寸如圖 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 11 圖 3 3 分流道截面 3 2 4 澆口的設(shè)計(jì) 澆口的位置與塑料的質(zhì)量有直接影響 在確定進(jìn)料口位置時(shí) 應(yīng)考慮以下 幾點(diǎn) 澆口的位置應(yīng)使填充型腔的流程最短 澆口設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補(bǔ)縮 澆口的位置的選擇要避免塑件變形 澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免產(chǎn)生熔接痕 澆口的位置應(yīng)避免側(cè)面沖擊細(xì)長(zhǎng)的型芯或鑲件 在選擇澆口的位置時(shí) 采用 PRO E 中的 Plastic Advisor 進(jìn)行了最佳澆 口位置分析 分析的結(jié)果如圖 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 12 圖 3 4 最佳澆口位置分析 根據(jù)分析的結(jié)果 澆口采用點(diǎn)澆口形式 并且采用兩個(gè)對(duì)稱澆口 采用點(diǎn)澆口 成型塑件 去除澆口后殘留痕跡小 易取得澆注系統(tǒng)的平衡 也利于自動(dòng)化操 作 點(diǎn)澆口的截面形狀和尺寸如下圖 3 5 所示 圖 3 5 點(diǎn)澆口截面圖 在本設(shè)計(jì)中選取 md4 1 20 ml1 3 3 分型面的選擇 塑料在模具型腔凝固形成塑件 為了將塑件取出來 必須交模具型腔打開 也就是必須將模具分成兩部分 即定模和動(dòng)模兩大部分 定模和動(dòng)模相接角的 面稱為分型面 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 13 分型面的選擇好壞對(duì)塑件質(zhì)量 操作難易 模具結(jié)構(gòu)及制造都有很大的影 響 通常遵循以下原則 1 分型面不僅應(yīng)選擇在制品外觀沒有影響的位置 而且還必須考慮如何能比 較方便的清除分型而產(chǎn)生地溢料飛邊 同時(shí) 還應(yīng)避免分型而產(chǎn)生飛邊 分型 面一般選擇在塑件的尺寸的最大處 2 分型面的選擇應(yīng)有利于制品脫模 否則 模具結(jié)構(gòu)便會(huì)變得比較復(fù)雜 通 常分型面的選擇應(yīng)盡可能使制品在開模厚滯留在動(dòng)模一側(cè) 3 分型面不影響制品的形狀和尺寸精度 4 分型面應(yīng)盡量與最后填充溶體的型腔表面重合 以利于排氣 5 選擇分型面時(shí) 應(yīng)盡量減少脫模斜度給制品大小端尺寸帶來的差異 6 分型面的選擇應(yīng)便于模具加工 為了便于模具加工制造 應(yīng)盡量選擇平直 分型面或易于加工的分型面 7 選擇分型面時(shí) 應(yīng)盡量減少制品在分型面上的投影面積 以防止面積過大 造成鎖模困難 產(chǎn)生嚴(yán)重溢料 8 有側(cè)孔或側(cè)凹的制品 選擇分型面時(shí)應(yīng)自首先考慮將抽心或分型面距離長(zhǎng) 的一邊放在動(dòng) 定模的方向 而將短的一邊作為側(cè)向分型抽心機(jī)構(gòu)時(shí) 除水液 壓抽心能獲得較大的側(cè)向抽拔距離外 一般分型抽心機(jī)構(gòu)側(cè)向抽拔距離都較小 綜合考慮以上因素 選擇塑件尺寸的最大處為主分型面 本設(shè)計(jì)中采用雙分型 如圖 3 6 所示 圖 3 6 分型面圖 3 4 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 14 塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時(shí)要排出型腔及流道原有的空氣 除 此之外 塑料熔體會(huì)產(chǎn)生微量的氣體 這些氣體必須及時(shí)排出 否則 被壓縮 的氣體產(chǎn)生高溫 會(huì)引起塑件局部碳化燒焦 或使塑件產(chǎn)生氣泡 或使塑件熔 接不良引起強(qiáng)度下降 甚至充模不滿等 為了解決該問題 必要時(shí)可開設(shè)排氣 槽等方法 但是對(duì)于 ABS 這種材料 排氣間隙不得高于 0 05mm 在本設(shè)計(jì)中排氣 方式采用在分型面處 利用動(dòng) 定模板的配合間隙排氣 另外模具的推管 型 芯較多 形成的排氣通道較多 所以可利用推管與模板間的縫隙以及型芯與推 管間的縫隙排氣 在注塑成型過程中最可能形成氣泡的位置如圖 3 7 所示 圖 3 7 氣泡形成位置圖 由圖可以看出 氣泡最可能形成的位置為塑件的最大外形邊緣和內(nèi)部的幾 個(gè)小凸出的圓柱處 所以 采用分型面處動(dòng) 定模板的縫隙 推管與模板 型 芯與推管的配合縫隙排氣是可行的 合理的 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 15 3 5 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 為了縮短成型周期 需要對(duì)模具進(jìn)行冷卻 常用水對(duì)模具進(jìn)行冷卻 即在 注塑完成后通循環(huán)冷水到靠近型腔的零件上或型腔零件上的孔內(nèi) 以便迅速使 模具冷卻 冷卻水孔的設(shè)計(jì)原則 1 冷卻水孔的數(shù)量應(yīng)盡可能的多 孔徑盡可能的大 冷卻水孔的中心線 與型腔壁的距離應(yīng)為冷卻水道直徑的 1 2 倍 通常 12 15cm 冷卻水道之間 的中心距約為水孔直徑的 3 5 倍 水道直徑一般在 8mm 以上 2 冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)盡可能的相等 3 澆口處要加強(qiáng)冷卻 4 冷卻水孔道不應(yīng)穿過鑲塊或其接縫部位 以防止漏水 5 冷卻水孔應(yīng)避免設(shè)在塑件的熔接痕處 6 進(jìn)出口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè) 通常應(yīng)設(shè)在注塑 機(jī)的背面 根據(jù)以上原則 本設(shè)計(jì)中冷卻系統(tǒng)如下圖 3 8 所示 本設(shè)計(jì)中取水線的直徑為 10mm 初過初步的估算可以滿足要求 由于塑料 是從上表面注入 上面的溫度比下面的高 所以定模上的水線中心距離塑件上 表面為 13mm 動(dòng)模板的水線距分型面為 15mm 水線采用動(dòng)定模稱布置 圖 3 8 水線分布圖 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 16 第四章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 1 成型零件的設(shè)計(jì) 成型零件是直接與塑料接觸構(gòu)成塑件形狀的零件 其中構(gòu)成塑件外形的成 型零件稱為凹模 構(gòu)成塑件內(nèi)部形狀的成型零件稱為凸模 或型芯 由于凹 凸模件直接與高溫 高壓的塑料接觸 并且脫模時(shí)反復(fù)與塑件摩擦 因此 要 求凹 凸模件具有足夠的強(qiáng)度 剛度 硬度 耐磨性 耐腐蝕性以及足夠低的 表面粗糙度 如果凹 凸模都采用整體式 優(yōu)點(diǎn)是加工成本低 但是常用模架 的模板材料為普通的中碳鋼 用作凹 凸模 使用壽命短 若選用好材料的模 板制作整體的凹 凸模 則制造成本較高 綜合考慮以上的因素 凹 凸模都 采用整體嵌入式 這樣既保證了模具的使用壽命 又不浪費(fèi)價(jià)格昂貴的材料 并且損壞后 維修 更換方便 4 2 動(dòng) 定模的工作尺寸計(jì)算 通常 凹 凸模的工作尺寸根據(jù)塑料的收縮率 凹 凸模零件的制造公差以 及磨損量 3 個(gè)因素確定 本設(shè)計(jì)中塑件的精度采用 5 級(jí)精度計(jì)算 塑件的尺寸 及偏差如下圖 圖 4 1 塑件尺寸 4 2 1 型腔的尺寸計(jì)算 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 17 ABS 塑件的精度一般為 5 級(jí) 模具最大磨損量取塑件公差的 1 6 模具的制造公 差 z 3 0 08mm 取 x 0 75 ABS 塑料的收縮率在 0 3 0 8 取 0 5 圖 4 2 定模型芯 根據(jù)圖 4 1 和圖 4 2 計(jì)算型腔的尺寸 型腔徑向尺寸的計(jì)算公式 zZxLs 001 式中 L 型腔的徑向尺寸 塑料的收縮率s 塑件的基本尺寸S 系數(shù) 取為 0 75x 塑件的成形公差 取為z 31 塑件公差 根據(jù)公式可計(jì)算出型腔的各徑向尺寸 17 052 03 101 6 702 5 zl 28 84 2148 37 010 303 6 zl 4 2 4 553 型腔深度尺寸計(jì)算公式 取值為 0 5 zZxHshM 00 1 032 10 8 2 1 zMh 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 18 4 2 2 型芯的尺寸計(jì)算 1 圖 4 3 動(dòng)模型芯 根據(jù)圖 4 1 和圖 4 3 計(jì)算型芯的尺寸 型芯的徑向尺寸計(jì)算公式 001zZxLsL 根據(jù)公式計(jì)算型芯各徑向尺寸 04 02 1301 5 7523 ZL 37 2 8910 02 084303 4 Z 17 52 14 6 68 02 0 305 735 ZL 型芯高度尺寸計(jì)算公式 取值 zZxHsM x 0 5 093 028 310 5 2 1 ZMH 4 3 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4 3 1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射模的推出機(jī)構(gòu)有推桿 推管 推板三種形式 根據(jù)塑件的形狀 構(gòu)造 設(shè)計(jì)中選擇中間以推管的形式 旁邊再用三根推 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 19 桿的組合推出機(jī)構(gòu) 如圖 4 4 所示 這種推出機(jī)構(gòu)只用到了簡(jiǎn)單的推管和推桿 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠 推管和推桿的尺寸 形狀如圖 4 5 所示 圖 4 4 推出機(jī)構(gòu) 圖 4 5 推管 推桿 推桿材料選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 T10A 號(hào)鋼 淬火處理 低溫回火 HRC45 50 表 面粗糙度 Ra1 6 與型芯的配合為間隙配合 H8 g7 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 20 4 3 2 復(fù)位桿的設(shè)計(jì) 如圖 4 6 圖 4 7 所示 圖 4 6 復(fù)位桿實(shí)體圖 圖 4 7 復(fù)位桿二維圖 復(fù)位桿的直徑選 20mm 采用圓柱形結(jié)構(gòu) 長(zhǎng)度由模板厚度和塑件的推出距 離決定 取 158mm 復(fù)位桿材料選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 T10A 號(hào)鋼 淬火處理 低溫回火 HRC45 50 表面粗糙度 Ra1 6 與動(dòng)模板 U 板的配合為間隙配合 H8 f8 4 3 3 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要包括導(dǎo)柱 如圖 4 8 導(dǎo)套 如圖 4 9 主要作用是在動(dòng)模 與定模合模時(shí)保證型芯與型腔的精確定位 以便合模后保持模具型腔的正確形 狀 合模時(shí)引導(dǎo)動(dòng)模按順序閉合 防止損壞凹凸 模 導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻 分布在模具的周圍或靠近邊緣部位 其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離 以保 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 21 證模具的強(qiáng)度 與防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形 根據(jù)模具的形狀和大小 一副模具 一般采用 2 到 4 根導(dǎo)柱 在此設(shè)計(jì)中采用了 4 根導(dǎo)柱 加工 4 個(gè)導(dǎo)柱 導(dǎo)套孔時(shí) 應(yīng)將定模板 定模板 S 板合在一起 一次性加 工出來 以保證孔的同心度 然后再在定模板 動(dòng)模板上加工沉頭孔 導(dǎo)柱 導(dǎo)套的材料均選用碳素工具鋼 T8A 淬火處理 HRC45 48 Cx5 圖 4 8 導(dǎo)柱 24Cx5 圖 4 9 導(dǎo)套 4 3 4 拉桿的設(shè)計(jì) 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 22 拉桿的作用主要是在開模時(shí)打開分型面 為塑件的頂出作好準(zhǔn)備 拉桿的 直徑選為 35mm 長(zhǎng)度由模板的厚度和開模行程的大小決定 選為 300mm 如圖 4 10 所示 拉桿的材料選用碳素工具鋼 T10A 淬火處理 HRC45 48 圖 4 10 拉桿 4 4 注射模標(biāo)準(zhǔn)模架的設(shè)計(jì) 選用標(biāo)準(zhǔn)模架應(yīng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 1 選擇標(biāo)準(zhǔn)模架型號(hào) 2 確定模架的長(zhǎng)度和寬度 3 確定模架的厚度 并使之與注射機(jī)要求的最大 最小模具厚度適應(yīng) 4 設(shè)計(jì)動(dòng)定模板和座板 本設(shè)計(jì)中選取標(biāo)準(zhǔn)模架型號(hào)為 S5050 其結(jié)構(gòu)示意圖為 該模架的的參數(shù)為 m38505 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 23 圖 4 11 模架示意圖 4 4 1 動(dòng)模板的設(shè)計(jì) 如圖 4 12 所示 動(dòng)模板設(shè)計(jì)尺寸為 材料為 45 鋼 m405 圖 4 12 動(dòng)模板 4 4 2 設(shè)計(jì)動(dòng)模墊板 如圖 4 13 所示 動(dòng)模墊板設(shè)計(jì)尺寸為 材料為 45 鋼 m605 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 24 圖 4 13 動(dòng)模墊板 4 4 3 設(shè)計(jì)定模板 如圖 4 14 所示 定模板的設(shè)計(jì)尺寸為 材料 45 鋼淬火處理m50 中溫回火 HRC45 50 圖 4 14 定模板 4 4 4 定模座板設(shè)計(jì) 如圖 4 15 所示 定模座板設(shè)計(jì)尺寸為 材料為 45 鋼 m605 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 25 圖 4 15 定模板 4 4 5 動(dòng)模座板設(shè)計(jì) 如圖 4 16 所示 定模座板設(shè)計(jì)尺寸為 材料為 45 鋼 m350 圖 4 16 動(dòng)模座板 4 4 6 動(dòng)模座墊塊設(shè)計(jì) 如圖 4 17 所示 動(dòng)模墊塊設(shè)計(jì)尺寸為 材料為 45 鋼 m1058 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 26 圖 4 17 墊塊 4 4 7 推件固定板設(shè)計(jì) 如圖 4 18 所示 頂件固定板的設(shè)計(jì)尺寸為 材料為 45 鋼 m2503 圖 4 18 推件固定板 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 27 4 4 8 推板的設(shè)計(jì) 如圖 4 19 所示 推板的設(shè)計(jì)尺寸為 材料為 45 鋼 m3052 圖 4 19 推板 4 4 9 中間板的設(shè)計(jì) 如圖 4 20 所示 中間板的設(shè)計(jì)尺寸為 材料為 45 鋼 m405 圖 4 20 中間板 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 28 4 5 模具的整體設(shè)計(jì) 圖 4 21 模具整體圖 模具由以下部份組成 成型零部件 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 澆注系統(tǒng) 推出機(jī)構(gòu) 加熱和冷卻系統(tǒng) 排氣系統(tǒng) 要保證生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品 各組成部份都應(yīng)滿足 設(shè)計(jì)的技術(shù)要求 為了保證塑件的質(zhì)量與模具的壽命要求 各組成部分應(yīng)滿足以下技術(shù)要 求 a 成型部位及分型面 型面粗糙度及尺寸形狀 型腔與型空間尺寸 脫 模斜度必須達(dá)到設(shè)計(jì)的要求 分型面光滑平整 棱邊清晰 鑲件組合等符合質(zhì) 量要求 固定結(jié)合部分配合嚴(yán)密 不得有間隙 凹凸模組合后應(yīng)保持間隙一致 塑件同一表面由上下模或兩半模成型時(shí)錯(cuò)位應(yīng)在允許的范圍內(nèi) b 頂出系統(tǒng) 頂出時(shí)動(dòng)作靈活輕松 頂出行程滿足要求 各頂出件無晃動(dòng) 竄 動(dòng) 頂出桿等在塑件上殘留的痕跡應(yīng)在塑件要求范圍內(nèi) 一般允許高出型面 0 1mm 復(fù)位可靠正確 復(fù)位桿卅復(fù)位系統(tǒng)裝配正確 一般應(yīng)低于型面 0 02 0 05mm c 導(dǎo)向系統(tǒng) 導(dǎo)柱 導(dǎo)套垂直度為 100mm 0 02mm 導(dǎo)套內(nèi)外孔同軸度 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 29 0 01mm 滑動(dòng)靈活 無松動(dòng)及吸死現(xiàn)象 保證導(dǎo)向部位和各零件相對(duì)位置 導(dǎo)柱 導(dǎo)套軸線對(duì)模板垂直度公差為 100mm 0 02mm d 澆注系統(tǒng) 主澆道 分澆道 進(jìn)料口的尺寸 形狀 糙度等均應(yīng)符合要 求 流道平直 圓滑連接 無死角 縫隙 坑 澆口套的主流道 加工粗糙度 加工 痕跡應(yīng)有利于塑料流動(dòng)及澆注系統(tǒng)脫模 不得有與注射橫噴嘴 R 吻合的側(cè)坑 進(jìn)料端口孔不得有影響脫模的倒錐 模具各零部件的加工應(yīng)保證精度要求 導(dǎo)柱 導(dǎo)套應(yīng)保證同軸度要求 加 工導(dǎo)柱 導(dǎo)套孔時(shí)應(yīng)同時(shí)加工 以保證同軸度要求 其它有同軸度要求的孔都 采用同時(shí)加工的方法 模具在裝配時(shí)應(yīng)保證各零件的準(zhǔn)確位置精度 模具上 下平面的平行度誤 差不大于 0 05mm 相鄰零件或相鄰單元之間的配合與連接均需按裝配工藝確 定的裝配基準(zhǔn)進(jìn)行定位與固定 以保證其間的配合精度和位置精度 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 30 致謝 經(jīng)過將近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì) 個(gè)人對(duì)模具有了進(jìn)一步的了解 通過自學(xué) 塑 料模具設(shè)計(jì)與制造 這門專業(yè)課 對(duì)塑料模設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)有了一定的了解 在這次設(shè)計(jì)中 大部分的知識(shí)來源都是這門課上所學(xué)的 再加上在指導(dǎo)老師蔡 金平的認(rèn)真指導(dǎo)和耐心教誨下 使我能比較順利的完成這次的畢業(yè)設(shè)計(jì) 個(gè)人認(rèn)為 日常生活中處處可見模具產(chǎn)品 比如塑料盆 水筆 水杯等等 都與生活息息相關(guān) 這次設(shè)計(jì)的防塵塑料帽 是計(jì)算機(jī)的一個(gè)零件 雖然形狀 比較小 但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜 所用的型心結(jié)構(gòu)形狀比較新奇 在這次的設(shè)計(jì)中遇 到了很多的困難 很多的選擇 模具中的很多的組件并不是唯一的 選用這種 經(jīng)計(jì)算可以 選用另外的形狀 經(jīng)計(jì)算也可以 就這樣的反反復(fù)復(fù)的實(shí)驗(yàn) 一 遍一遍的計(jì)算 反而使我學(xué)過的知識(shí)得到了鞏固和提高 使自己對(duì)模具的種類 注塑機(jī)的型號(hào)有了更深的認(rèn)識(shí) 通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì) 使我四年中學(xué)到的知識(shí)都有了用武之地 CAD PRO E 液壓等等 另外還從中領(lǐng)會(huì)很多書本外的知識(shí) 得到了寶貴的經(jīng) 驗(yàn) 一個(gè)題目的設(shè)計(jì) 不僅需要扎實(shí)的專業(yè)知識(shí) 協(xié)作精神同樣重要 我們?cè)O(shè) 計(jì)是在小組成員的討論中 以及蔡金平老師的指導(dǎo)下有條不紊的進(jìn)行的 畢業(yè)設(shè)計(jì)完成了 但從中得到的感悟和體會(huì) 將會(huì)永遠(yuǎn)伴隨我的人生 通 過對(duì)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中所遇到的一些困難和實(shí)際問題的解決 我對(duì)今后工作中所 遇到的挫折有了適應(yīng)性的磨練 對(duì)自己分析問題 解決問題的能力也有所提高 為自己今后的人生目標(biāo)有了更現(xiàn)實(shí)的定位 使我今后的努力和學(xué)習(xí)有了更明確 的方向 本次設(shè)計(jì)也是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的一次大檢查 是一次難得的理論和實(shí) 踐相結(jié)合的鍛煉機(jī)會(huì) 通過該設(shè)計(jì) 我對(duì)注塑模具系統(tǒng)的工作原理與過程有了 更深刻的體會(huì)和掌握 讓我在大學(xué)四年所學(xué)到的知識(shí)綜合運(yùn)用起來總而言之 我學(xué)到了很多 積累了一定的經(jīng)驗(yàn) 實(shí)踐了所學(xué)的知識(shí) 同時(shí)也培養(yǎng)了自己的 團(tuán)隊(duì)精神 我相信 從中的所得 將使我終身受益 為我以后的工作打下堅(jiān)實(shí) 的基礎(chǔ) 由于本人知識(shí)疏淺和經(jīng)驗(yàn)的欠缺 難免在設(shè)計(jì)中有不足之處 懇請(qǐng)各位老 師給予批評(píng)指正 在此不勝感激 電器支架注塑模具設(shè)計(jì)論文 31 參考文獻(xiàn) 1 盧頌峰 機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京 中央廣播電視大學(xué)出版社 2001 2 屈華昌 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1996 3 申樹義 高濟(jì) 塑料模具設(shè)計(jì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 4 王樹勛 鄧庾厚 典型注塑模具結(jié)構(gòu)手冊(cè) 北京 中南工業(yè)大學(xué)出版社 2004 5 馮炳亮 模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè) 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2002 6 廖念釗 互換性與技術(shù)測(cè)量 北京 中國(guó)計(jì)量出版社 1994 7 唐深玉 擠出模與塑料模設(shè)計(jì)優(yōu)化手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1996 8 陳錫棟 周小玉 實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 9 付麗 張秀棉 塑料模具技術(shù)制造于應(yīng)用實(shí)例 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 10 余桂英 郭紀(jì)林 AutoCAD2006 基礎(chǔ)實(shí)用教程 大連 大連理工出版社 2003 11 楊明忠 朱家誠 機(jī)械設(shè)計(jì) 武漢 武漢理工大學(xué)出版社 2002 12 曾志新 呂明 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 武漢 武漢理工大學(xué)出版社 2005 13 王先奎 機(jī)械制造工藝學(xué) 上海 上海交通大學(xué)出版社 2004 14 譚建榮 張樹有 圖學(xué)基礎(chǔ)教程 北京 高等教育出版社 1999 15 張磊 謝龍漢 朱圣曉 Pro ENGINEER Wildfire4 0 模具設(shè)計(jì)實(shí)例圖解 北京 清華大學(xué) 出版社 2008 16 邵立新 孫江宏 Pro ENGINEER Wildfire3 0 標(biāo)準(zhǔn)教程 北京 清華大學(xué)出版社 2008 17 夏巨諶 李志剛 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典 電子版 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì) 18 孫玉芹 孟兆新 機(jī)械精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 科學(xué)出版社 2003 19 金滌塵 宋放之 現(xiàn)代模具制造技術(shù) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2001