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基于 PRO-E 嵌件型塑膠1CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE Process; Desig基于 PRO-E 嵌件型塑膠目 錄第 1 章 緒論 1第 2 章 零件分析與總體設(shè)計(jì).32.1 零件分析32.2 總體設(shè)計(jì)3第 3 章 模具設(shè)計(jì)83.1 應(yīng)用軟件概述83.2 工件尺寸的計(jì)算93.3 內(nèi)模鑲件排位123.4 Pro/ENGINEER 模型造型133.5 注射機(jī)的選擇.15第 4 章 成型零部件工作尺寸計(jì)算.264.1 型 腔、型工作尺寸的計(jì)算.26第 5 章 模架設(shè)計(jì).325.1 應(yīng)用軟件概述.325.2 模架的選用及尺寸確定32結(jié)論.41參考文獻(xiàn).32致謝. 43基于 PRO-E 嵌件型塑膠1第 1 章 緒 論模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占重要地位。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60%～80%的零件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其它加工方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器” ，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，模具工業(yè)的發(fā)展標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家上工業(yè)水平及產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力，汽車工業(yè)中新車型的開(kāi)發(fā)與批量生產(chǎn)，家電工業(yè)及日用品工業(yè)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等都與模具行業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)，模具技術(shù)的應(yīng)用為我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。模具技術(shù)已成為技術(shù)發(fā)展中最具活力、創(chuàng)造效益最高的應(yīng)用領(lǐng)域。同時(shí)，模具工業(yè)也普及、應(yīng)用最成熟的行業(yè)之一。模具不是批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。它具有單件生產(chǎn)和對(duì)特定用戶的依賴特性。就模具行業(yè)來(lái)說(shuō)，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，不能采用通常的引進(jìn)產(chǎn)品許可證和技術(shù)轉(zhuǎn)讓等方式，而主要是引進(jìn)已經(jīng)商品化了的 CAD/ CAM /CAE 軟件和精密加工設(shè)備等。新興的模具 CAD 技術(shù)很大程度上實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的愿望。近年來(lái)，CAD 技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越普遍和深入, 大大縮短了模具設(shè)計(jì)周期, 提高了制模質(zhì)量和復(fù)雜模具的制造能力。塑料注射成型工藝的最大特點(diǎn)是復(fù)制，能夠復(fù)制出所需要的直接或者間接使用的制品，是一種適宜大批量生產(chǎn)的工藝。模具是塑料成型加工的一種重要的工藝裝備，模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。特別是在塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，塑料模具的應(yīng)用及其廣泛，在各類模具中的地位也越來(lái)越突出，成為各類模具設(shè)計(jì)、制造與研究中最具有代表意義的模具之一。而注塑模具已經(jīng)成為制造塑料制造品的主要手段之一，且發(fā)展成為最有前景的模具之一。注射成型是當(dāng)今市場(chǎng)上最常用、最具前景的塑料成型方法之一，因此注塑模具作為塑料基于 PRO-E 嵌件型塑膠2模的一種，就具有很大的發(fā)展前景。注塑成型作為一種重要的加工方法，在加電行業(yè)，汽車工業(yè)機(jī)械工業(yè)等都有廣泛應(yīng)用，而且生產(chǎn)的制件具有精度高、復(fù)雜度高、生產(chǎn)率高和消耗低的特點(diǎn)。在注塑成型工藝中，涉及設(shè)備和原材料狀況、制品設(shè)計(jì)、工藝條件等多種因素，模具是與這些因素緊密相連的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，模具結(jié)構(gòu)的合理性和質(zhì)量的好壞直接影響到制品的質(zhì)量以及整個(gè)工藝過(guò)程的效率和效益。本書主要講述的是殼塑料的模具設(shè)計(jì)的總過(guò)程。基于 PRO-E 嵌件型塑膠3第 2 章 零件分析與總體設(shè)計(jì)2.1 零件分析零件三維圖如圖 2-1 所示。圖 2-1 零件三維圖下面是對(duì)上圖零件分析的結(jié)果：(1) 該零件尺寸不大，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，注塑時(shí)只需將較易損壞的部位做成型芯，降低維修的成本。(2) 該零件未注精度，故默認(rèn)取一般精度，即 IT4[1]。(3) 選用材料為丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物（即 ABS） ，符合經(jīng)濟(jì)要求和也提高了成型效率。(4) 該零件內(nèi)表面上緣安裝配合處有光潔度要求，故應(yīng)考慮好澆口澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)需要。(5) 該塑件生產(chǎn)批量為大批量，為降低成型費(fèi)用，采用一模四腔，注塑完后不對(duì)工件進(jìn)行加工，只要把澆注口拔掉就行。2.2 總體設(shè)計(jì)2.2.1 制品的材料特性本零件選用 ABS（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物） 。ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)的性能： (1) 應(yīng)用范圍基于 PRO-E 嵌件型塑膠4汽車(儀表板、工具艙悶、車輪蓋、反光鏡盒等)，電冰箱，高強(qiáng)度工具(發(fā)烘干機(jī)、攪拌器、食品加工機(jī)、割草機(jī)等)，電話機(jī)殼體，打字機(jī)鍵盤，娛樂(lè)用車輛，如高爾夫球手推車和噴氣式雪橇車等。(2) ABS 特性優(yōu)點(diǎn)ABS 材料具有優(yōu)越的綜合性能，制品強(qiáng)度高，剛性好，硬度、耐沖擊性、制品表面光澤性好，耐磨性好。ABS 耐熱可達(dá) 90 攝氏度（甚至可以在 100—150 攝氏度使用） ，耐低溫，可在-40 攝氏度下使用。同時(shí)耐酸、堿、鹽、耐油、耐水。具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能。不易燃。(3) ABS 特性缺點(diǎn)不耐有機(jī)溶劑，耐氣候性差，在紫外線下易老化。2.2.2 材料數(shù)據(jù)的初步確定ABS 選用成型條件見(jiàn)表 2-1[1]表 2-1 ABS 成型條件預(yù)熱 料筒溫度塑料名稱注射成型機(jī)類型堆密度 3??cmg計(jì)算收縮率（%）溫度/。 C時(shí)間/h后段 中段 前段噴嘴溫度/。 C模具溫度/。 C注射壓力/MPaABS螺桿式1.03～1.070.3～0.880～852～3150～170165～180180～200170～18050～8060～100成型時(shí)間 /s 后處理成形壓力/MPa注射時(shí)間高壓時(shí)間冷卻時(shí)間總周期螺桿轉(zhuǎn)速/r﹒min～1適應(yīng)注射機(jī)類型方法 溫度/。 C時(shí)間/h40～6020～900～520～12050～22030螺桿、柱塞均可紅外線燈烘箱702～42.2.3 結(jié)構(gòu)具體方案(1) 確定型腔布局基于 PRO-E 嵌件型塑膠5塑件的幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)簡(jiǎn)單，尺寸精度要求不高，批量較大，模具制造容易，確定型腔數(shù)為 4 個(gè)。(2) 確定澆注系統(tǒng)考慮到塑件的質(zhì)量和成型特性，還有保證內(nèi)表面上緣安裝配合處的光潔度，澆口的位置應(yīng)該在塑件上表面邊緣。(3) 確定分型面分 型 面 即 打 開(kāi) 模 具 取 出 塑 件 或 取 出 澆 注 系 統(tǒng) 凝 料 的 面 ， 分 型 面 的 位 置 影 響 著 成型 零 部 件 的 結(jié) 構(gòu) 形 狀 ， 型 腔 的 排 氣 情 況 也 與 分 型 面 的 開(kāi) 設(shè) 密 切 相 關(guān) 。 分 型 面 的 設(shè)計(jì) 原 則 為 ：1) 分 型 面 應(yīng) 選 在 塑 件 外 形 最 大 輪 廓 處 。2) 便 于 塑 件 順 利 脫 模 ， 盡 量 使 塑 件 開(kāi) 模 時(shí) 留 在 動(dòng) 模 一 邊 。3) 保 證 塑 件 的 精 度 要 求 。4) 滿 足 塑 件 的 外 觀 質(zhì) 量 要 求 。5) 便 于 模 具 加 工 制 造 。6) 對(duì) 成 型 面 積 的 影 響 。7) 對(duì) 排 氣 效 果 的 影 響 。8) 對(duì) 側(cè) 向 抽 芯 的 影 響 。對(duì) 于 此 塑 料 件 ， 采 用 動(dòng) 模 框 與 定 模 框 對(duì) 接 形 成 與 塑 件 輪 廓 曲 線 相 一 致 的 分 型 面 形式 , 其 中 動(dòng) 模 框 和 定 模 框 分 別 鑲 嵌 于 型 腔 板 和 型 芯 板 中 ,分 型 面 呈 空 間 曲 面 形 式 。其 形 狀 如 圖 2-2：基于 PRO-E 嵌件型塑膠6圖 2-2 分 型 面(4) 頂出機(jī)構(gòu)與拉料桿的設(shè)計(jì)頂出機(jī)構(gòu)采用圓柱頂桿，拉料桿采用 Z 型。在注射完成后，動(dòng)模與定模分離，拉料桿把澆注系統(tǒng)的條料拉出，然后隨頂桿一起向上運(yùn)動(dòng)，把零件頂出下型芯。(5) 冷卻系統(tǒng)為了保證塑件的質(zhì)量，模具的模芯溫度應(yīng)保持在 50～80℃，所以模具應(yīng)該設(shè)定冷卻系統(tǒng)。模溫過(guò)高會(huì)產(chǎn)生縮孔，過(guò)低影響到某些部位沒(méi)有填充完畢，塑料已凝固。模具的最高溫度的地點(diǎn)是型腔和型芯的附近部位，因此在這些部位的周圍設(shè)計(jì)循環(huán)水冷卻回路，通過(guò)回路中的閥門控制冷卻水流量或流速?gòu)亩_(dá)到調(diào)節(jié)模溫的目的。水孔直徑一般在 6—8mm,孔邊距型腔最近距離應(yīng)大于 15—20mm，否則將影響型腔的強(qiáng)度。(6) 排氣槽的設(shè)計(jì)在注塑成型過(guò)程中，模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)中有的氣體外，還有塑件受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，則可能因充填時(shí)氣體被壓縮而產(chǎn)生高溫，引起塑件局部炭化燒焦，使塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑料熔接面不良而引起缺陷，因而須進(jìn)行排氣設(shè)置，排氣深度（或間隙）0.025mm。1）排溢設(shè)計(jì)：排溢是指排出充模熔料中的前鋒冷料和模具內(nèi)的氣體等。2）引氣設(shè)計(jì)：對(duì)于一些大型腔殼形塑件，注射成型后，整個(gè)型腔由塑料填滿，型腔內(nèi)氣體被排出，此時(shí)塑件的包容面與型芯的被包容面基本上構(gòu)成真空，當(dāng)塑件脫模時(shí)，基于 PRO-E 嵌件型塑膠7由于受到大氣壓的作用，造成脫模困難，如采用強(qiáng)行脫模，勢(shì)必使塑件發(fā)生變形或損壞，因此必須加引氣裝置。3）排氣系統(tǒng)有以下幾種方式：利用排氣槽；利用型芯、鑲件、推桿等配合間隙；有時(shí)為了防止制品在頂出時(shí)造成真空而變形，必須設(shè)置進(jìn)氣裝置。4）該套模具的排氣方式有a.利用模具的分型面排氣；b.對(duì)于組合式型芯可利用其拼和的縫隙、零件配合的間隙。對(duì)制品零件的分析和初步的總體設(shè)計(jì)是必要的。有的初步的總體設(shè)計(jì)，才能在Pro/ENGINEER 里把三維模型實(shí)現(xiàn)。初步的總體設(shè)計(jì)不但把各部分工作相聯(lián)系，而且在發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)誤或者問(wèn)題的時(shí)候可以快速修改?；?PRO-E 嵌件型塑膠8第 3 章 模具設(shè)計(jì)3.1 應(yīng)用軟件概述模具的設(shè)計(jì)包括產(chǎn)品的實(shí)體造型和模具的型腔設(shè)計(jì)，應(yīng)用的 CAD 軟件是Pro/ENGINEER，它能完成產(chǎn)品的實(shí)體造型，然后根據(jù)實(shí)體造型后的數(shù)據(jù)進(jìn)行模具的型腔設(shè)計(jì)。下面就 Pro/ENGINEER 這個(gè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的概述。(1) 全相關(guān)性Pro/ENGINEER 的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中，同時(shí)自動(dòng)更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵(lì)在開(kāi)發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，卻沒(méi)有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開(kāi)發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。 (2) 單一數(shù)據(jù)庫(kù)Pro/Engineer 是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫(kù)上，不像一些傳統(tǒng)的 CAD/CAM 系統(tǒng)建立在多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)上。所謂單一數(shù)據(jù)庫(kù)，就是工程中的資料全部來(lái)自一個(gè)庫(kù)，使得每一個(gè)獨(dú)立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個(gè)部門的。(3) 具有參數(shù)化設(shè)計(jì)和特征功能Pro/ENGINEER 使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。這些特征是一些普通的機(jī)械對(duì)象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。例如：設(shè)計(jì)特征有弧、圓角、倒角等等，它們對(duì)工程人員來(lái)說(shuō)是很熟悉的，因而易于使用。裝配、加工、制造以及其它學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨(dú)特的特征。通過(guò)給這些特征設(shè)置參數(shù)（不但包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性） ，然后修改參數(shù)很容易的進(jìn)行多次設(shè)計(jì)疊代，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。數(shù)據(jù)管理：加速投放市場(chǎng)，需要在較短的時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)這種效率，必須允許多個(gè)學(xué)科的工程師同時(shí)對(duì)同一產(chǎn)品進(jìn)行開(kāi)發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開(kāi)發(fā)研制，正是專門用于管理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作，由于使用了 Pro/ENGINEER 獨(dú)特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能。(4) 擁有數(shù)據(jù)管理的功能基于 PRO-E 嵌件型塑膠9加速投放市場(chǎng)，需要在較短的時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)這種效率，必須允許多個(gè)學(xué)科的工程師同時(shí)對(duì)同一個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行的各項(xiàng)工作，由于使用了 Pro/Engineer 獨(dú)特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能。(5) 便捷的裝配管理Pro/Engineer 的基本結(jié)構(gòu)能夠使你利用一些直觀的命令，例如“連接” 、 “匹配” 、“插入” 、 “對(duì)齊”等很容易的把零件體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。Pro/ENGINEER 擺脫了傳統(tǒng)線創(chuàng)建、面創(chuàng)建，改用 3－D 實(shí)體結(jié)構(gòu)，除了可以將模型真實(shí)的呈現(xiàn)出來(lái)外，更可以輕易地計(jì)算出實(shí)體的表面積、體積、重量、慣性矩和重心等物理量。在零件的實(shí)體造型環(huán)境下，根據(jù)零件圖，輸入必要的參數(shù)，應(yīng)用了 Pro/ENGINEER 中Part/Design 模塊進(jìn)行三維造型, 這一模塊主要造型方法有 Extrude (拉深)、Revolve (旋轉(zhuǎn))、Sweep (掃描)、Blend(混成)、Use Quilt (用曲面)、Varsec Sweep (變截面掃描)、Sweep Blend (掃描混成)、Helical Sweep (螺旋掃描)、Boundaries (用邊界)、From file (從數(shù)據(jù)文件)和其它一些輔助功能(如倒圓、倒角、變化圓角、拔模斜度等)。應(yīng)用 Pro/ENGINEER 這些功能,能很好地完成復(fù)雜實(shí)體造型。3.2 工件尺寸的計(jì)算a） 凹模側(cè)壁寬度的計(jì)算 [2]計(jì)算公式如下 （3-31???????yEchpb?1）式中 b——凹模側(cè)壁的理論寬度，cm；h——凹模型腔的深度，cm；基于 PRO-E 嵌件型塑膠10p——凹模型腔內(nèi)的熔體壓力，MPa；——凹模長(zhǎng)邊側(cè)壁的允許彈性變形量。對(duì)于一般塑件， ；1y cmy05.1?c——系數(shù)，如圖 3-1 所示；——系數(shù)，如圖 3-2 所示；1?E——鋼材的抗拉彈性模量。一般中碳鋼 ；MPaE510.2??——凹模型腔的長(zhǎng)度，cm 。1l1/lh圖 3-1 c 的系數(shù)基于 PRO-E 嵌件型塑膠112/lh圖 3-2 的系數(shù)1?根據(jù)塑件的尺寸， ， ， ， ， ，2.5cmh?40Mpacmy05.1?cl10?.， ，由公式（3-1）得理論側(cè)壁寬度為7.01??PaE510.2?cyEchpb 28.105.71.24.5. 3531 ?????????????????考慮到水線的布置，取四周側(cè)壁寬度為 2cm，中間壁寬度為 2.4cm。如圖 3-3?；?PRO-E 嵌件型塑膠12圖 3-3 凹模尺寸b) 凹模底部厚度的計(jì)算 [2]對(duì)于有支撐板的凹模，計(jì)算其凹模側(cè)壁寬度即可，其厚度一般應(yīng)不小于側(cè)壁寬度的1/3。即 ，選取凹模全高度為 4.5cm，底部厚度為 2.0cm。cm43.0?c） 凸模厚度 B 因?yàn)橥鼓Ｊ怯行颓唬倚托捐偼?，凸模厚?B=型腔深度 a+封料尺寸 b（最小 8mm）,故此處取凸模厚度 B=25+10=35mm。根據(jù)成型零件的尺寸，型腔最大直徑 100mm,型腔深度 25mm,由上面經(jīng)驗(yàn)確定法得出工件的尺寸為長(zhǎng)×寬×高=132mm×132mm×80mm，其中凹模厚度 A=45mm，凸模厚度B=35mm。3.3 內(nèi)模鑲件排位基于 PRO-E 嵌件型塑膠13由于是一模四腔，一般來(lái)說(shuō)，內(nèi)模鑲件排位應(yīng)遵循以下基本原則。(1) 對(duì)稱排位的原則(2) 對(duì)角排位的原則(3) 澆品統(tǒng)一原則(4) 分流道最短原則一模多腔的模具，各型腔之間的鋼厚取 12-25mm[3]，此處取各型腔之間的鋼厚為25mm。內(nèi)模鑲件排位見(jiàn)圖 3-4。圖 3-4 內(nèi)模鑲件排位3.4 Pro/ENGINEER 模型造型（1） 應(yīng)用 Pro/E 中 Mold 模塊來(lái)設(shè)計(jì)模具的型芯。（2） 啟動(dòng) Pro/Engineer wildfire 4.0 新建，點(diǎn)選“制造” ，再選“模具型腔” ，確定。選擇公制模板，進(jìn)入操作界面。（3） 設(shè)置絕對(duì)精度，點(diǎn)選 “工具”——“選項(xiàng)” ，查找“enable_absolute_accuracy ”，將值設(shè)定為“yes” ，點(diǎn)選“更改”——“確定” 。（4） 然后裝配零件實(shí)體造型，讓其處在最佳的造芯位置。（5） 進(jìn)行零件的厚度分析和拔模斜度分析，符合 ABS 材料的厚度和拔模斜度要求。（6） 建立模具工件基于 PRO-E 嵌件型塑膠14根據(jù)參考零件尺寸，設(shè)置其尺寸為 132.5mm×132.5mm×80mm，完成工件創(chuàng)建。具體操作：模具模型－創(chuàng)建－工件。選取零件坐標(biāo)軸，根據(jù) ABS 的性能，根據(jù)表 1-1 知收縮率在 0.3%－0.8%之間，所以設(shè)定收縮率為 0.5%，輸入 0.005，完成成品的收縮率設(shè)置。具體操作：“模具”——“收縮”——“按比例” 。（7） 設(shè)計(jì)分型面零件較簡(jiǎn)單，分型較容易，分 型 面 應(yīng) 選 在 塑 件 外 形 最 大 輪 廓 處 ， 如 圖 3-5。圖 3-5 分型面（8） 分割模具體積塊（9）抽取模具元件（10）分割凹、凸模體積元件（11）鏡像成一模四腔（12）模具拆分分解后的模具如圖 3-6 所示?；?PRO-E 嵌件型塑膠15圖 3-6 模具分解3.5 注射機(jī)的選擇本次設(shè)計(jì)與實(shí)際在工廠中的設(shè)計(jì)有所不同。工廠中的注塑機(jī)是已有固定的，模具設(shè)計(jì)人員通常都是根據(jù)車間內(nèi)的注塑機(jī)來(lái)確定最大的之間產(chǎn)量，即是說(shuō)廠中的注塑機(jī)選擇是有限的。而在本次設(shè)計(jì)中，我們選擇注塑即的原則則是按我們想象中的產(chǎn)品產(chǎn)量和實(shí)際的塑件形狀來(lái)選擇任何一款注塑機(jī)，最后校核能滿足使用要求即可。這樣同樣也可以達(dá)到訓(xùn)練的目的。3.5.1 盒蓋體積、質(zhì)量的計(jì)算 ABS 的密度取 1.05 ，根據(jù)塑件的三維模型，利用三維軟件 pro/e 直接可查詢3??cmg到可得出盒蓋體積，見(jiàn)圖 3-7。由于是一模四腔，所以盒蓋總體積為 28.4×4=113.6cm3，盒蓋總質(zhì)量為 113.6 cm3×1.05 =119.28g。3??基于 PRO-E 嵌件型塑膠16圖 3-7 質(zhì)量屬性3.5.2 脫模力的計(jì)算脫模力指的是開(kāi)始脫模時(shí)瞬間所須克服的最大阻力。殼體形塑件脫模阻力通常按薄壁和厚壁兩種類型考慮，每種類型塑件再根據(jù)斷面集合形狀進(jìn)行計(jì)算。薄壁殼體形塑件：指塑件壁厚與其內(nèi)孔直徑之比小于 1/20 的塑件。（1） 塑件斷面為圓環(huán)形時(shí)，所需脫模力 ktgftESLQ)1(cos2?????(3-2)基于 PRO-E 嵌件型塑膠17（2） 塑件斷面為矩形環(huán)時(shí)，所需脫模力 (3-3)ktgftESLQ)1(cos8????厚壁殼體形塑件：指塑件壁厚與其內(nèi)孔的直徑比大于 1/20 的塑件。（1） 塑件斷面為圓環(huán)形時(shí)，所需脫模力 (3-4)ktgfRESLQ)1(cos2??????（2） 塑件斷面為矩形環(huán)時(shí)，所需脫模力 (3-5)ktgfESLbaQ)1()(cos)2?????其中 ——脫模力 (N)——塑料的彈性模量（N/cm）E——塑料成型收縮率S——塑件的平均壁厚（cm）t——塑件包容型芯的長(zhǎng)度（cm）L基于 PRO-E 嵌件型塑膠18——塑料的泊松比?——脫模斜度?——塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù)f——型芯大小端的平均半徑（cm）R——矩形型腔的短邊長(zhǎng)度（cm）a——矩形型腔的長(zhǎng)邊長(zhǎng)度（cm）b——與 、 有關(guān)的系數(shù)， ，其值約等于 1k????sinco1??k——系數(shù)，1?cs2os12tRtk?如塑件孔為盲孔，上述計(jì)算式中還須加上塑件所受的大氣壓力：F=10A式中 F——克服真空增加的脫模阻力，NA——塑件盲孔的底面積，cm我們所做的塑件，且其斷面近似為圓環(huán)形，ABS 的成型收縮率 S 為 0.3~0.8％，高強(qiáng)度沖擊 ABS 的彈性模量 E 為 2.9GPa ，泊松比 為 0.38，與鋼的摩擦因數(shù) f 為?0.2~0.25。其中型芯的脫模阻力主要來(lái)自六個(gè)地方， 如圖 3-8 所示。基于 PRO-E 嵌件型塑膠19圖 3-8 型芯脫模阻力示意圖Q1 處屬薄壁殼體形，塑件斷面為圓形環(huán)，底處存在通孔，不需要克服真空增加的脫模阻，所以用下式計(jì)算：基于 PRO-E 嵌件型塑膠2011)()cos2ktgfESLtQ?????其中 =0.096cm1t=0.150cmL?21?? 01.2sinco38.01sinco?????????k所以 ????NtgQ 1.201.38. 5.s59.206.21 ?????? ???Q2 處屬薄壁殼體形，塑件斷面為圓形環(huán)，底處存在通孔，不需要克服真空增加的脫模阻，所以用下式計(jì)算： 222)1()cosktgfESLtQ?????其中 =0.193cm2t=1.522cmL?72?? 05.17sinco38.01sinco12 ?????????k ???? NtgQ 3.4 72529.3.02???? ???Q3 處屬薄壁殼體形，塑件斷面為圓形環(huán)，底處存在盲孔，要克服真空增加的脫模阻，所以用下式計(jì)算：基于 PRO-E 嵌件型塑膠21210)1()cos23333 ??????????AktgfESLtQ???其中 =0.023cm3t=1.477cmL?13??01.sin1co38.01sinco3 ????????kA= 22234.0mr?? NtgQ 10.324.0101.)38.1( )25.(cs4759. ???????? ????? ??Q4 處大徑屬薄壁殼體形，小徑屬厚壁殼體形，塑件斷面為圓形環(huán)，底處存在通孔，不需要克服真空增加的脫模阻，所以用下式計(jì)算： 4242414141 )1()(cos)()cos2 ktgfESLRktgfESLtQ????? ??????其中 =0.0978cm41t=3.8cm2=0.459cm41L=0.170cm2?41???2cm5.0R4 01.2sinco38.01sino13 ?????? ????k基于 PRO-E 嵌件型塑膠2201.sin1co38.01sinco14242 ?????? ????k03.1cos52.83.2s244224 ?????Rtt ???????01.)38.1( )25.0(2cos45909.2078.24 ??tgQ?.)( )1.(7.34.3???t7.1??N3Q5 處屬薄壁殼體形，塑件斷面為矩形環(huán)，底處存在通孔，不需要克服真空增加的脫模阻，所以用下式計(jì)算： 2)1()cos8555???ktgfESLtQ??其中 =0.200cm5t=0.155cmL?9.15?? 01.9sin.1co38.01sinco5 ????? ????k NtgQ 2).( )25.(0.2853 ????? ??基于 PRO-E 嵌件型塑膠23Q6 處屬薄壁殼體形，塑件斷面為矩形環(huán)，且只受一側(cè)的包緊力，底處存在通孔，不需要克服真空增加的脫模阻，所以用下式計(jì)算： 2)1()cos8666???ktgfESLtQ??其中 =0.100cm6t=1.500cmL?06??10sinco38.01sinco16 ?????????k NtgQ 5.32).( )5.(59.2863 ????? ??所以單模腔所受的脫模力Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=2.1+5.3+3.1+3.1+1.2+3.5=18.3N因?yàn)榇藶橐荒Ｋ那?，所以總脫模?。NQ2.73.184???總3.5.3 塑料注射機(jī)選擇根據(jù)計(jì)算所得的總體積和質(zhì)量可初選 SZ-500/200 注射機(jī)。塑料注射機(jī)參數(shù)的規(guī)格如下表 3-1[3]。表 3-1 SZ-500/200 注射機(jī)參數(shù)螺桿直徑/mm螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)理論注塑容量/ cm3注塑壓力/MPa注塑速率/（g/s）塑化能力/(kg/h)55 0～180 500 150 173 110鎖模力/kg 拉桿間距（H×V）/(mm×mm)模板行程/mm 模具最小厚度/mm模具最大厚度/mm定位孔直徑基于 PRO-E 嵌件型塑膠24200 570×570 500 280 500 160定位孔深度噴嘴伸出量/mm 噴嘴球半徑/mm頂出行程/mm 頂出力/KN 外形尺寸(L×W×H)/(m×m×m)25 30 20 90 53 5.6×1.9×2.03.5.4 塑料注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核(1) 注射機(jī)容量的校核注射機(jī)的選擇必須滿足注射量 V 機(jī)≥V 塑件/0.8， 式中 V 機(jī)——額定注射量（cm 2） V 塑件——塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和（cm 2） 注射量 V 機(jī)≥V 塑件/0.8=113.6/0.8=142cm 3 滿足注射機(jī)的容量的要求。(2) 注射機(jī)額定鎖模力的校核注射機(jī)額定鎖模力 Fs 要求 Fs≥Fz=p(nAx+Aj)Fs——鎖模力Fz——脹模力p——模腔壓力（一般為 40Mp-60Mp）Ax——塑件型腔在模具分型面上的投影面積Aj——塑件澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積n——型腔數(shù)Ax≈3.14×5 2 =78.54 cm2Aj≈14×2×0.6=16.8 cm 2Fs≥Fz=40×(4×78.54+16.8)=13238.4 NFs≥13.2384 KN滿足注射機(jī)額定鎖模力的要求。(3) 注塑壓力的校核根據(jù)表 2-1 ABS 成型條件，ABS 的注塑壓力為 60～100Mpa，SZ-500/200 注射機(jī)的注射壓力為 150Mpa，滿足注塑壓力要求。