插座蓋的注塑模具設計【proe和CAD圖紙】,proe和CAD圖紙,插座,注塑,模具設計,proe,以及,cad,圖紙 圖書分類號: 密 級: 畢業(yè)設計(論文) THE 插座蓋的注塑模 具設計 INJ ECTION MOULD DESIGN PLUG-COVER OF 學生姓名 學院名稱 專業(yè)名稱 指導老師 辛潔 徐州工程學院 機械制造設計及其自動化 郭華鋒 2008 年 06 月 02 日 徐州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論文 ) 徐州工程學院學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明： 所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行 研究工作所取得的成果。除文中已經注明引用或參考的內容外，本論文不含 任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重 要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標注。 本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。 論文作者簽名： 日期： 年 月 日 徐州工程學院學位論文版權協(xié)議書 本人完全了解徐州工程學院關于收集、保存、使用學位論文的規(guī)定，即： 本校學生在學習期間所完成的學位論文的知識產權歸徐州工程學院所擁有。 徐州工程學院有權保留并向國家有關部門或機構送交學位論文的紙本復印件 和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。徐州工程學院可以公布學位論文 的全部或部分內容，可以將本學位論文的全部或部分內容提交至各類數據庫 進行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位 論文。 論文作者簽名： 導師簽名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 I 徐州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論文 ) 摘要 塑料模具是我國制造業(yè)中比較重要的一個環(huán)節(jié)，廣泛用于日用品、家電用品、汽車內 飾、航空航天等領域。 本文設計的對象是插座蓋的注射模具。其材料為 ABS,主要特點是比熱熔低、塑化效率 低、凝固快、故成型周期短，它的表觀黏度對剪切速率的依賴性很強,并按照有關的數據， 選擇適應的注塑機型號，并對其相關的數據進行校核。通過結構工藝分析基于 PRO/E 軟件 設計了一個一模一腔的注射模具。主要設計思路如下：首先根據 PRO/E 軟件設計出分型面 ， 進而設計出凸模、凹模及側抽芯，通過各種手冊選擇標準模架的繪制，并且進行澆注系統(tǒng) 、 脫模機構、冷卻系統(tǒng)等模具重要結構的設計。最后對設計過程中的相關零部件進行了計算 和校核，在無誤的基礎上進行了模具總裝，并利用 AUTOCAD 軟件繪制出總裝及各主要零件 的二維工程圖。 關鍵詞 模具設計；PRO/E；分型面；側抽芯 II 徐州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論文 ) Abstrate Plastic mould in China's manufacturing industr y is more impor tant a part of widely used in daily necess ities and home appliances, automobile inter iors, aerospace and other fields. This paper is designed to tar get socket covered inject ion mold. Their mater ia l for ABS, is the ma in character ist ics of hot-melt tha n the low , low efficiency of plast ics, solidified soon, the mold ing cycle short, it's apparent viscos ity of the strong dependence of the shear rate, and in accordance with the releva nt data, the choice of adaptation Model inject ion molding machine, and its related data checking. Through str uct ural analys is of technology- based PRO/E of a software design a model of an injection mold cavity. Main design ideas are as follows: First, under the PRO/E software design to the face and then design a punch, die and core pulling side, through a var iet y of selection criter ia ma nual mode-mapping, and a casting system, Stripping, Cooling System, and other important str uct ure of the mold design. Finally, the design process in the releva nt parts were calculated and checking in on the basis of accurate and the die assembly and use of AUTOCAD software to map out the genera l assembly and major parts of two- dimens ional engineer ing drawings. Keywords mould design PRO/E sur face side core pulling III 1 緒論 徐州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論文 ) 目 錄 1 1.1 1.2 1.3 ................................................................................................................................................................... 我國模具工業(yè)及塑料模的發(fā)展現狀................................................................................................ 1 中國模具工業(yè)的產業(yè)特點................................................................................................................... 2 模具工業(yè)及塑料模技術今后在我國的發(fā)展方向......................................................................... 2 2 塑件材料及注塑機的型號的選擇............................................................................................................ 5 2.1 塑件材料................................................................................................................................................... 5 2.2 注塑機型號的確定.................................................................................................................................5 3 4 5 分型面的確定................................................................................................................................................. 7 擬定型腔數目及其布置............................................................................................................................ 12 成型零件的設計.......................................................................................................................................... 14 5.1 凹模和凸模結構設計.......................................................................................................................... 14 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 影響成型零件工作尺寸的因素........................................................................................................14 型腔徑向尺寸計算...............................................................................................................................15 型芯徑向尺寸計算...............................................................................................................................15 型腔深度的尺寸計算.......................................................................................................................... 16 型芯深度的尺寸計算.......................................................................................................................... 16 6 澆注系統(tǒng)的設計.......................................................................................................................................... 17 6.1 6.2 澆注系統(tǒng)的組成和設計原則............................................................................................................ 17 主流道的設計........................................................................................................................................ 17 6.3 澆口的設計.............................................................................................................................................. 6.3.1 澆口位置的選擇............................................................................................................................ 18 18 6.4 冷卻系統(tǒng)的設計................................................................................................................................... 19 7 模架的選擇................................................................................................................................................... 20 7.1 7.2 模架的選用............................................................................................................................................. 導向機構的選擇................................................................................................................................... 20 20 8 推出機構和側向抽芯的設計................................................................................................................... 22 8.1 推出機構的設計................................................................................................................................... 22 8.1.1 8.1.2 推桿結構的設計與位置選擇..................................................................................................... 22 推桿的固定與配合........................................................................................................................22 8.2 抽芯機構的設計................................................................................................................................... 23 8.2.1 抽芯距和脫模力的計算............................................................................................................... 23 8.2.2 斜導柱抽芯機構設計................................................................................................................... 23 9 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計................................................................................................................................. 26 9.1 9.2 模具溫度及其調節(jié)的重要性............................................................................................................ 模具溫度與塑料成型溫度的關系................................................................................................... 26 26 10 模具的試模及裝配................................................................................................................................... 27 10.1 10.2 結論 模具的試模.......................................................................................................................................... 27 模具的裝配.......................................................................................................................................... 31 33 ...................................................................................................................................................................... 致謝...................................................................................................................................................................... 參考文獻............................................................................................................................................................. 34 35 附錄...................................................................................................................................................................... 36 I 徐州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論文 ) 1 緒論 1.1 我國模具工業(yè)及塑料模的發(fā)展現狀 模具源于傳統(tǒng)金屬鑄造，現如今涵蓋了各種用于金屬和非金屬快速成形的特殊裝備， 在我國被分為 10 大類、46 小類。1996 年至 2002 年間，中國模具制造業(yè)的產值年平均增 長 14%左右，2003 年增長 25%左右，廣東、江蘇、浙江、山東等模具發(fā)達地區(qū)的增長在 25%以上。近兩年，我國的模具技術有了很大的提高，生產的模具有些已接近或達到國際 水平。2003 年模具出口 3.368 億美元，比上年增長在 33.5%，形勢喜人。 我國塑料模工業(yè)從起步到現在，歷經半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大 提高。在大型模具方面已能生產 48 英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg 大容量洗衣機全 套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生產照相 機塑料件模具、多型腔小模數齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺 北極星 I.K 模具有限公司制造的多腔 VCD 和 DVD 齒輪模具，所生產的這類塑料齒輪的尺 寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產品的水平，而且還采用最新的齒輪設計 軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達到了標準漸開線齒形要求。還能生產厚度 僅為 0.08mm 的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制 造精度可達 0.02～0.05mm，表面粗糙度 Ra0.2μm，模具質量、壽命明顯提高了，非淬火鋼 模壽命可達 10～30 萬次，淬火鋼模達 50～1000 萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比 仍有較大差距，具體數據見表一。 成型工藝方面，多材質塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結構和抽芯脫模機構 的創(chuàng)新設計方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術的使用更趨成熟，如青島海信模 具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在 29～34 英寸電視機外殼以及一些 厚壁零件的模具上運用氣輔技術，一些廠家還使用了 C-MOLD 氣輔軟件，取得較好的效果 。 如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設備及技術。熱流道模具開始推廣，有的 廠采用率達 20%以上，一般采用內熱式或外熱式熱流道裝置，少數單位采用具有世界先進 水平的高難度針閥式熱流道裝置。但總體上熱流道的采用率達不到10% ，與國 外 的 50～80% 相比，差距較大。 在制造技術方面，CAD/CAM/CAE 技術的應用水平上了一個新臺階，以生產家用電器 的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數量的 CAD/CAM 系統(tǒng)，這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費 了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現了 CAD/CAM 的集成，并能支持 CAE 技術對成型 過程，如充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術經濟效益，促進和推動了我國 模具 CAD/CAM 技術的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模 CAD/CAM 系統(tǒng)有了很大發(fā)展， 主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的 CAXA 系統(tǒng)、華中理工大學開發(fā)的注塑模 HSC5.0 系 1 徐州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論文 ) 統(tǒng)及 CAE 軟件等，這些軟件具有適應國內模具的具體情況、能在微機上應用且價格較低等 特點，為進一步普及模具 CAD/CAM 技術創(chuàng)造了良好條件。 1.2 中國模具工業(yè)的產業(yè)特點 模具工業(yè)是高新技術產業(yè)化的重要領域。例如，在電子產品生產中，制造集成電路的 引線框架的精密級進沖模和精密的集成電路塑封模；計算機的機殼、接插件和許多元器件 的制造中的精密塑料模具和精密沖壓模具等等，都是產品生產不可或缺的工具裝備。精密 模具已使模具行業(yè)成為一個與高新技術產品互為依托的產業(yè)。 現代模具工業(yè)又是技術密集型和資金密集型、高投入的裝備型產業(yè)，是加工裝備產業(yè) 的一個組成部分。機械、汽車、電子通訊、家電、石化、建筑等國民經濟的支柱產業(yè)都要 求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應，為其提供生產保證。從支柱產業(yè)對模具的需求當中，也可 以看到模具工業(yè)地位的重要性。由于模具產品的高技術特性，模具企業(yè)只有采用精密裝備 才能保證其工藝要求。用模具生產制件所表現出來的高精度、高復雜程度、高一致性、高 生產率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。中國消費結構和產業(yè)結構的加快升 級，必將對先進模具制造技術和先進生產裝備提出更高的要求。模具企業(yè)新增投資中加工 設備的投入要占 80%。據估計，全國約有 40 億元以上的模具設備市場，而且每年還以 20% 左右的增長速度在發(fā)展。本次參展的青島海爾模具有限公司、銅陵三佳模具股份有限公司 、 無錫市國盛精密模具制造有限公司等企業(yè)通過技術裝備升級已成為產品生產提供模具的 佼佼者。銅陵三佳更是開了模具企業(yè)股票上市的先河，令人振奮。 模具行業(yè)還是增值率高、增值稅負較重的基礎產業(yè)。據國家稅務總局對 1 萬多家工業(yè) 企業(yè)流轉稅平均負擔率的統(tǒng)計，模具行業(yè)比其他行業(yè)高出 5.07 個百分點，這與現代模具 產業(yè)高投入的產業(yè)特點不協(xié)調，制約了模具工業(yè)的發(fā)展。 鑒于模具工業(yè)的特點和重要性，國家對模具產業(yè)的發(fā)展極為重視，并采取了多種措施 給予大力扶持。如自 1997 年以來，相繼把模具及其加工技術和設備列入了《當前國家重 點鼓勵發(fā)展的產業(yè)、產品和技術目錄》和《鼓勵外商投資產業(yè)目錄》；從 1997 年到 2005 年，對全國部分重點專業(yè)模具廠實行增值稅返還 70%的優(yōu)惠政策；1999 年又把有關模具技 術和產品列入國家計委和科學技術部發(fā)布的《當前國家優(yōu)先發(fā)展的高新技術產業(yè)化重點領 域指南(目錄)》。這都充分體現了國務院和國家有關部門對發(fā)展模具工業(yè)的重視和支持。 1.3 模具工業(yè)及塑料模技術今后在我國的發(fā)展方向 模具方面，中國經濟的持續(xù)高速發(fā)展，為模具工業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的空間。模具行 業(yè)在今后的發(fā)展中，首先要更加注意其產品結構的戰(zhàn)略性調整，使結構復雜、精密度高的 高檔模具得到更快的發(fā)展。我們的模具行業(yè)要緊緊地跟著市場的需求來發(fā)展。沒有產品的 需求、產品的更新?lián)Q代，就沒有模具行業(yè)的技術進步，也就沒有模具產品的上規(guī)模、上檔 2 徐州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論文 ) 次。如汽車生產中 90%以上的零部件，都要依靠模具成形，在珠三角和長三角，為汽車行 業(yè)配套的模具產值增長達 40%左右。而模具技術水平的高低，在很大程度上決定著產品的 質量、效益和新產品的開發(fā)能力。已成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志。 首先，要積極推進中西部地區(qū)模具產業(yè)的發(fā)展，努力縮小發(fā)達地區(qū)和不發(fā)達地區(qū)的差 距。中西部很多地區(qū)已經意識到模具產業(yè)的發(fā)展對制造業(yè)的重要作用。如陜西、四川、河 北等模具生產企業(yè)的生產規(guī)模、技術水平都有了很大的發(fā)展，河北興林車身制造集團有限 公司作為河北泊頭地區(qū)的骨干企業(yè)帶動了一片模具企業(yè)的開拓；四川宜賓普什模具有限公 司憑借強有力的資金投入，將在未來寫下新的篇章。 其次，要積極推進模具企業(yè)特別是國有企業(yè)的體制創(chuàng)新，轉換經營機制，大力發(fā)展混 合所有制經濟，明晰產權和完善法人治理結構。充分發(fā)掘企業(yè)發(fā)展的內在動力。要積極推 進中、西部工業(yè)基礎較好地區(qū)的制造業(yè)大中型企業(yè)主輔分離，使其模具車間、分廠在不太 長的時間里，采用多種有效實現形式，轉換機制，大力發(fā)展產權明晰、獨立自主經營，適 應市場運作和模具生產快速反應的現代專業(yè)模具企業(yè)，培養(yǎng)能代表行業(yè)水平的“龍頭”企 業(yè)，帶動地區(qū)產業(yè)鏈的發(fā)展。 第三，用信息技術帶動和提升模具工業(yè)的制造技術水平，是推動模具工業(yè)技術進步的 關鍵環(huán)節(jié)。CAD／CAE／CAM 技術在模具工業(yè)中的應用，快速原型制造技術的應用，使模具 的設計制造技術發(fā)生了重大變革。再有，模具的開發(fā)和制造水平的提高，還有賴于采用數 控精密高效加工設備，如五軸加工機床、高速銑等。超精加工手段也大量用于模具加工， 當前，模具加工技術的重點方向是無圖化生產、單件高精度并行加工、少人化或無人化加 工和貫徹只裝不配少修的原則等。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術等先進制造 技術在模具工業(yè)中的應用也已普遍。 在塑料模工業(yè)發(fā)展上，我國今后將扶植以下的發(fā)展方向： 1、提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計制造水平及比例。這是由于塑料模成 型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 2、在塑料模設計制造中全面推廣應用 CAD/CAM/CAE 技術。CAD/CAM 技術已發(fā)展成為一 項比較成熟的共性技術，近年來模具 CAD/CAM 技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普 遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造了良好的條件；基于網絡的 CAD/CAM/CAE 一體化 系統(tǒng)結構初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型 CAD/CAM 系統(tǒng)無法滿足實際生產過程分工協(xié)作要 求的問題；CAD/CAM 軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的 3D 設計與成型過程 的 3D 分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 3、推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術 的模具可提高制件的生產率和質量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以 廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產價廉 高質量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產品質量的前提 下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳 3 徐州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論文 ) 統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數需要確定和控制，而且其常用于較復雜的大型制品， 模具設計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另 一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工 藝與模具也非常重要。 4、開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經濟模具。以適應多品種、少批量的生產方式。 5、提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程 度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質量 和降低模具制造成本，模具標準件的應用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準 ， 并嚴格按標準生產；其次要逐步形成規(guī)模生產、提高商品化程度、提高標準件質量、降低 成本；再次是要進一步增加標準件規(guī)格品種。 6、應用優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質量顯得十分必要。 7、研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀 實現逆向工程是塑料模 CAD/CAM 的關鍵技術之一。研究和應用多樣、調整、廉價的檢測設 備是實現逆向工程的必要前提。 4 徐州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論文 ) 2 塑件材料及注塑機的型號的選擇 2.1 塑件材料 塑件名稱：插座蓋（PLUG-COVER） 產品材料：ABS(抗沖) 本產品使用材料的特性：ABS 是在聚苯乙烯分子中導入了丙烯腈 、丁二烯等異種單體 后成為的改性共聚物，也可稱為改性聚苯乙烯，具有比聚苯乙烯更好的使用和工藝性能。 ABS 是一種常用的具有良好的綜合力學性能的工程材料。ABS 材料的收縮率為 0.3-0.8，ABS 塑料為無定形料，一般不透明（呈淺象牙色）。ABS 無毒、無味，成形塑件的表面具有較好 的光澤。ABS 具有良好的機械強度，特別是抗沖擊強度。 ABS 還具有一定的耐磨性、耐旱 性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電性能。ABS 的缺點是耐熱性不高，并且耐氣候性較 差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。塑件材料成形性能 ABS 易吸水，使成形塑件表面出現斑 痕、云紋等缺陷。為此，成型加工前應進行干燥處理；在正常的成型條件下，壁厚、熔料 溫度對收縮率影響極??；要求塑件精度較高時，模具溫度可控制在 50—60°，要求塑件光 澤和耐熱，應控制在 60-80°；ABS 比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成形周期短， ABS 的表觀黏度對剪切速率的依賴性很強，在機械工業(yè)上來制造水箱外殼、蓄電池槽、冷 藏庫、冰箱襯里、管道、電機外殼、儀表殼等。 2.2 注塑機型號的確定 注射機是注塑成型的設備，注射模是安裝在注射機上生產的。注射機選用的是否合理 ， 直接影響模具結構的設計。 注射機發(fā)展很快，類型不斷增加，注射機的分類方法較多，通常按注射機外形特征分 類，這種分類法主要根據注射裝置和合模裝置的排列方式進行分類，可以分為臥式注射成 型機、立式注射成型機、角式注射成型機和多模注射機等幾種。一般最常用的是臥式注射 成型機，如圖 2-1 所示： 圖 2-1 注塑機 5 徐州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論文 ) 3 它的注射裝置和合模裝置的軸線呈一線并水平排列，其特點是便于操作和維修。機器 重心低，比較穩(wěn)定，成型后的塑件推出后可利用其自重自動落下，容易實現全自動操作， 但模具安裝較困難，臥式注射機對大、中、小型模具都適用。注射量 60cm 及的注射機均 為螺桿式注射機。注射機主要分為注塑系統(tǒng)、鎖模系統(tǒng)和模具。注塑系統(tǒng)是注射機的主要 部分，它能夠使樹脂原料在螺桿的螺旋下均勻塑化，在高壓下快速注入模具中。注塑系統(tǒng) 主要包括加料裝置、料筒、螺桿、噴嘴、加壓和驅動裝置等。鎖模系統(tǒng)是實現鎖合模具、 啟閉模具和頂出制件的機構。熔料在高壓下注入模具，必須要施加足夠大的鎖模力才能保 證模具嚴密閉合不溢料。鎖模機構還能保證模具啟閉靈活、準確、迅速，并防止損壞模具 ， 達到安全運行以延長機器和模具的使用壽命。模具是安裝在注射機上的動定模板上的，定 模在注射機的右邊，噴嘴也是從定模上的經過定位環(huán)與澆口套連接進行注射。而動模則安 裝在注射機的左邊。但是臥式注射機也有缺點的，那就是模具安裝比較困難。我設計的產 品主要是用臥式機，型號為 HTF320W1/J5C。注射量為 981 克，合模力為 3200KN，移模行 程為 640mm，注射壓力為 157Mpa。 6 徐州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論文 ) 3 分型面的確定 分型面是決定模具結構形式的一個重要的因素，分型面的類型、形狀及位置與模具的 整體結構、澆注系統(tǒng)的設計、塑件的脫模和模具的制造工藝等有關，不僅直接關系到模具 結構的復雜程度，也關系到塑件成型的質量。分型面的選擇是注射模具設計中的一個關鍵 。 注射模具有的只有一個分型面，有的有多個分型面。在多個分型面的模具中，將脫模 時取出塑件的那個分型面稱為主分型面，其他的分型面稱為輔助分型面，輔助分型面是為 了達到某種目的而設計的。改設計就為多分型面。 由于分型面受塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件結構工藝性及尺寸精度 、 嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面的時候應綜合分析 比較，以選用合適的方案。選擇分型面應遵循以下原則： （1）分型面選擇在塑件外形最大的輪廓處。這是最基本的選擇原則； （2）分型面的選擇應有利于塑件順利脫模； （3）分型面的選擇應保證塑件的尺寸精度和表面質量； （4）分型面的選擇應有利于模具的加工； （5）分型面的選擇應有利于排氣。 綜上所述，本設計的主分型面是在零件的底部，輔助分型面為側平面，由此可知，此 設計必須要側抽芯，要設計抽芯機構。如圖 3-1 所示： 圖 3-1 塑件 此設計的大部分內容是利用 PRO/E 完成的，包括分型面。因為利用 PRO/E 進行模塊的 設計比較簡易、方便。點擊“插入”－“模具幾何”－“分型曲面”，此時就能進入創(chuàng)建 分型面的界面。在創(chuàng)建分型面的時候，應該注意分型面不能出現自交現象，即同一分型面 不能自交疊，PRO/E 在分析中提供了檢測分型面的工具。而且分型面必須完全分割工件， 否則就不能分割成體積塊。PRO/E 中創(chuàng)建分型面的方式有很多種，有拉伸、旋轉、掃描、 7 徐州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論文 ) 混合、平整、偏距、復制、裙邊，陰影曲面等等。 利用 PRO/E 做分型面對于之前沒做過模具設計的新手是非常方便的。PRO/E 里提供了 一個有效的工具，就是利用對零件進行拔模檢測，就能看出分型面的具體位置。首先應該 檢測到塑件的拔模角度，點擊“分析”－“幾何”－“拔模檢測”，就能測出塑件的拔模 角度為 3 度，如圖 3-2 所示： 圖 3-2 塑件拔模斜度 有了拔模角度后，就可以對塑件進行拔模檢測，點擊“分析”-“模具分析”-“拔模 檢測”，選擇零件，選擇好方向，輸入拔模角度 3，點擊計算就會出現三種顏色，如圖 3-3 所示，粉紅色的為拔模角度最大的區(qū)域，黃色為拔模角度為零的區(qū)域，淡藍色為拔模角度 最小的區(qū)域。一般可以認為粉紅色的區(qū)域做為分型面比較合理，但也不是絕對的。 圖 3-3 塑件拔模檢測 8 徐州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論文 ) 我選擇該零件的分型面為底面，此處底面是塑件外形最大輪廓處，而且也是有利于脫 模的。 利用 PRO/E 做分型面還是比較方便的，將 PRO/E 打開到上述的分型面界面中，把“過 濾器”選項設置成“幾何”，這樣方便選擇表面。首先點擊“分型曲面工具”，然后將底部 的面選擇，按 CTRL+C,接著 CTRL+V,然后把選擇的面的 4 個邊延伸到體積塊“編輯”-“延 伸”，主分型面做好了。這時，就要把工件和參照模型都遮蔽一下，準備開始做要抽芯的 分型面。再點擊“分型曲面工具”，把抽芯的面按 CTRL+C,接著 CTRL+V，全都復制好后 把空的面填充一下，并且還要合并，然后把抽芯的面延伸到體積塊。兩個分型面就做好了 ， 分型面如圖 3-4 所示。此時，可以利用 PRO/E 的分型面檢查對剛才做的分型面進行檢測了。 圖 3-4 分型面 選擇“分析”－“分型面檢查”，首先檢查有沒有自交現象，還有就是對輪廓檢查一 下。確認無錯誤后，就可以進行下一步驟了，也就是分割。 分型面將工件分割成型腔、型芯和成型件模具體積塊。選擇“編輯”－“分割”－“完 成”，選擇分型面，選擇“確定”，顯示一個上體積塊，著色一下，再選擇 “確定”，顯示 一個下體積塊，再著色一下。分割后還需要進行抽取模具元件，打開模具來模擬實際鑄模 。 最后得到型芯和型腔如圖 3- 5 所示，側分型面如圖 3- 6 所示，模具打開圖如 3-7 所示。為 了證明所做的模具分型面設計是正確的，可以通過點擊“鑄?！崩锏膭?chuàng)建，如果鑄出的模 具和被設計的零件是一樣的話，說明所做的分型面設計是正確的，反之，則還需修改分型 面。 9 徐州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論文 ) 圖 3-5 型腔和型芯 圖 3-6 側抽芯 10 徐州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論文 ) 圖 3-7 開模 11 徐州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論文 ) 4 擬定型腔數目及其布置 0 .8 v g - v j n ￡ 式（4.1） 在實際生產中，根據塑件生產批量及經濟性，通過注射量及鎖模力計算，可確定盡可 能多的型腔數目，以提高生產率。該注塑機的最大注塑量為 676 克，根據注塑機的容量可 以確定型腔數目，根據《模具設計與加工速查手冊》書上公式得式（4.1）： v s 式中： n——每臺模具允許的型腔數； vg ——注射機允許的最大注射量； vj ——澆注系統(tǒng)凝料量； vs ——單個塑件的質量（g）。 塑件的每次注射總量不能超過注射機最大額定注射量的 80%。在 PROE 中可以查到零 件的體積為 576 克，如圖 4-1 所示： 圖 4-1 塑件體積 由于最大注射量為 676 克，所用 ABS 材料的密度去 1.05，有此可知單個塑件的質量為 604.8,所以只能做一模一腔。 確定了型腔數目后，還需要對鎖模力進行校核。注射時塑料熔體進入型腔內仍然存在 較大的壓力，它會使模具從分型面漲開。若鎖模力過小，模具閉合性也差，就會出現飛邊 。 為了平衡塑料熔體的壓力，鎖緊模具保證塑件的質量，注射機必須提供足夠的鎖模力。它 12 徐州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論文 ) 2 和注射量一樣，也反映了注射機的加工能力，是一個重要的參數。漲模力等于塑件和澆注 系統(tǒng)在分型面上不重合的投影面積之和乘以型腔的壓力，它應小于注射機的額定鎖模力 Fn，才能使注射時不發(fā)生溢出和漲?，F象。查《塑料制品及其成型模具設計》書上公式得： (nA1+Aj)P ￡ F n 式（4.2） Fn 是指注射機的額定鎖模力。型腔內的壓力 P 一般為注射機壓力的 80% 左右。A1 是指 單個塑件在模具分型面上的投影面積，A1 是指澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積。經過 計算得： A1＝206.452×110.8≈22875 1 P =157×0.8=125.6 MPa 所以(nA1+Aj)P＝(1×22875+12.562)×125.6≈2875KN≤Fn =3200KN 因此，經過校核，鎖模力滿足一模一腔。 13 徐州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論文 ) 5 成型零件的設計 成型零件是決定塑件幾何形狀和尺寸的零件，是模具的主要部分，主要包括凹模、凸 模及鑲件、成型桿等。為了便于加工以及修模，該型腔中的六角螺母是采用 H7/m6 過渡配 合鑲進型腔的。凹，凸模仁也采用 H7/m6 過渡配合鑲進動模中。這樣便于模具的維修，節(jié) 省了貴重的模具鋼。 5.1 凹模和凸模結構設計 凹模亦稱型腔，是成型塑件外表面的主要零件，其中成型塑件上外螺紋的稱螺紋型環(huán) ； 凸模亦稱型芯，是成型塑件內表面的零件，成型其主體部分內表面的零件稱主型芯或凸模 ， 而成型其他小孔的型芯稱為小型芯或成型桿，成型塑件上內螺紋的稱螺紋型芯。凹、凸模 按結構不同，主要可分為整體式和組合式兩種結構形式。模具合模后，在凹模和凸模之間 的零部件組成一個能充滿塑料熔體的模具型腔，模具型腔的形狀與尺寸就決定了塑料制件 的形狀和尺寸。構成模具型腔的所有零部件稱為成型零件。成型零件工作時直接與塑料熔 體接觸，要承受熔融塑料流的高壓沖刷、脫模摩擦等。因此成型零件不僅要求有正確的幾 何形狀、較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度值，而且還要求有合理的結構和較高的強度 、 剛度及較好的耐摩性。 5.2 影響成型零件工作尺寸的因素 影響成型零件工作尺寸因素有很多。概括地說，有原材料、塑件結構和成型工藝、模 具結構、模具制造和裝配、模具使用中的磨損等因素。塑料原材料方面的因素主要是指收 縮率的影響。由于影響塑件尺寸的因素很多，特別是由于塑料收縮率的影響，所以使其計 算比較復雜，一般影響的因素可分為四類： (1)塑件的收縮率波動。塑件成型后的收縮變化與塑料的品種，塑件的形狀、尺寸、壁 厚等有關。確定準確的收縮率是很困難的，由于工藝條件、塑料批號發(fā)生的變化會造成塑 件收縮率的波動，查《塑料制品及其成 型模具設計》，其塑料收縮率波動誤差為見式（5.1）： δs＝(Smax-Smin)Ls 式（5.1） 式中 δs——是塑料收縮率波動誤差； Smax ——是塑料的最大收縮率； Smin ——是塑料的最小收縮率； Ls——是塑件的基本尺寸。 因為實際收縮率和計算收縮率有差異，所以按照一般的要求，塑件的收縮率波動所引 起的誤差應小于塑件公差的 1/3。 14 徐州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論文 ) (2)模具成型零件的制造誤差。模具成型零件的制造精度是影響塑件尺寸精度的重要因 素之一。模具成型零件的制造精度越低，塑件的尺寸精度也越低。一般成型零件工作尺寸 制造公差值取塑件公差值的 1/3～1/4 或者 IT7～8 級作為制造公差。 (3)模具成型零件的磨損。在模具使用過程中，由于塑料熔體流動的沖刷、成型過程中 可能產生腐蝕性氣體的銹蝕、脫模時塑件與模具的摩擦，以及由于上述原因形成的成型零 件表面粗糙度提高而重新打磨拋光等原因，均造成成型零件尺寸的變化。這種變化稱為成 型零件的磨損。其中脫模麼草磨損是主要的因素。磨損的結果使型腔尺寸變大，型芯尺寸 變小。磨損大小與塑料的品種和模具材料及熱處理有關。磨損量應根據塑件的產量、塑料 的品種、模具的材料等因素來確定。對于中小型塑件，最大磨損量可取塑件公差的 1/6； 對于大型塑件可取 1/6 以上。 (4)模具安裝配合誤差。模具成型零件裝配誤差以及在成型過程中成型零件配合間隙 的變化，都會引起塑件尺寸的變化。 因此，生產大型塑件時，收縮率波動是影響塑件尺寸公差的主要因素，若單靠提高模 具制造精度等級來提高塑件精度是困難和不經濟的，應穩(wěn)定成型工藝條件和選擇收縮率波 動較小的塑料；生產小型塑件時，模具制造公差和成型零件的磨損是影響塑件尺寸精度的 主要因素，因此，應提高模具制造精度等級和減小摩擦。 5.3 型腔徑向尺寸計算 + δz + δz 查《塑料制品及其成型模具設計》書上公式得式（5.2）： (Lm) 0 =[(1+S)Ls-x△] 0 式中 Lm ——是指模具型腔徑向基本尺寸； Ls ——是指塑件外表面的徑向基本尺寸； S ——是塑料的平均收縮率； △——是塑件外表面徑向基本尺寸的公差。 式（5.2） 0