基于UG的鼠標(biāo)上蓋注塑模設(shè)計(jì)與數(shù)控加工

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1、基于UG的鼠標(biāo)上蓋注塑模設(shè)計(jì)與數(shù)控加工 摘 要 根據(jù)塑料鼠標(biāo)上蓋制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，考量塑件制件尺寸。本模具采用一模二腔，側(cè)澆口進(jìn)料，注射機(jī)采用海天160X2B型號(hào)，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD和UG繪制二維總裝圖和零件圖，編制型芯和型腔的加工工藝，采用UG編程加工中心程序，后處理為加工中心代碼，生成模擬仿真視頻。選擇模具合理的加工方法。附上說(shuō)明書，系統(tǒng)地運(yùn)用簡(jiǎn)要的文字，簡(jiǎn)明的示意圖和和計(jì)算等分析塑件，從而作出合理的注塑模具設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：鼠標(biāo)上蓋；一模二腔；側(cè)澆口；注射機(jī)；冷卻系統(tǒng)；型芯；型腔；注塑模具 Abstract According

2、 to the requirements of plastic mouse top cover products, understand the use of plastic parts, analyze the technical requirements of plastic parts such as workmanship, dimensional accuracy, and consider the size of plastic parts. This mold adopts a mold two cavity, the side gate feed, the injection

3、machine adopts Haitian 160X2B model, sets the cooling system, CAD and UG draw two-dimensional assembly drawings and parts drawing, compiling the core and cavity processing technology, using UG programming center processing program, post-processing for the processing center code, generate simulation

4、video. Choose the reasonable processing method of the mould. Attached are instructions for the systematic use of brief text, concise sketches and calculations to analyze the plastic parts, so as to make a reasonable injection mold design. Key words: mouse upper cover; one mold two cavity; side gate

5、; injection machine; cooling system; core; cavity; injection mold 目 錄 摘 要 I Abstract II 1 前言 1 1.1 課題背景 1 1.2 課題分析 3 2 塑件分析 4 2.1 產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件 4 2.2 塑件材料的確定 5 2.3 塑件材料的性能分析 5 2.3.1基本特性 5 2.3.3主要用途 6 3 成型布局及注塑機(jī)選擇 8 3.1 進(jìn)膠方式選擇 8 3.2 型腔的布局及成型尺寸 8 3.3 估算塑件體積質(zhì)量 10 3.4 注塑機(jī)的選擇和校核 11 3.4.

6、1注射膠量的計(jì)算 11 3.4.2鎖模力的計(jì)算 12 3.4.3 注塑機(jī)選擇確定 13 表 注塑機(jī)參數(shù)(部分) 14 4 注塑模具設(shè)計(jì) 15 4.1 模架的選用 15 4.1.1模架基本類型 15 4.1.2模架的選擇 15 4.1.3導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 4.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18 4.2.1主流道設(shè)計(jì) 18 4.2.2分流道的設(shè)計(jì) 19 4.2.3澆口的設(shè)計(jì) 19 4.2.4冷料穴的設(shè)計(jì) 20 4.3 分型面的設(shè)計(jì) 20 4.4 成型零部件的設(shè)計(jì) 22 4.4.1成型零部件結(jié)構(gòu) 22 4.4.2成型零部件工作尺寸的計(jì)算 23 4.4.3模具強(qiáng)度與剛

7、度校核 27 4.6 脫模及推出機(jī)構(gòu) 27 4.6.1脫模力 27 4.6.2推出機(jī)構(gòu) 28 4.8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 30 4.8.1冷卻水道設(shè)計(jì)的要點(diǎn) 30 4.8.2冷卻水道在定模和動(dòng)模中的位置 31 4.8.3冷卻水道的計(jì)算 32 4.9 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 33 4.10 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 34 5 數(shù)控編程加工工藝設(shè)計(jì) 36 5.1 工序設(shè)計(jì) 36 5.2 確定裝夾方案和選擇夾具 36 5.3 選擇刀具 38 5.4 工序余量的安排 39 5.5 加工中心加工切削用量的選擇 39 5.6 凹模數(shù)控加工工序卡 41 6 程序編

8、制 42 7 零件加工 43 7.1 加工準(zhǔn)備 43 7.2 程序驗(yàn)檢 43 7.3 加工零件 43 8 結(jié)語(yǔ) 44 致謝 45 附圖 46 參考文獻(xiàn) 47 III 1 前言 1.1 課題背景 模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備。在汽車、電機(jī)、儀表、電器、電子、通信、家電和輕工業(yè)等行業(yè)中，60%～80%的零件都依靠模具成形，并且隨著近年來(lái)這些行業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)模具的要求越來(lái)越高，結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)雜性、高一致性、高生產(chǎn)效率和低耗率，是其它加工制造方法所不能比擬的。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料與工程塑料在強(qiáng)度和

9、精度等方面的不斷提高，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷地?cái)U(kuò)大，越來(lái)越普遍地采用塑料成型。該方法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，制得的塑料制品數(shù)量之大是其它成型方法望塵莫及的。作為注塑成型加工的主要工具之一注塑模具，在質(zhì)量、精度、制造周期以及注塑成型過(guò)程中的生產(chǎn)效率等方面水平高低，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本及產(chǎn)品的更新?lián)Q代，同時(shí)也決定著企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的反映能力和速度。 注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注射機(jī)的種類等很多因素有關(guān)，其基本結(jié)構(gòu)都是由動(dòng)模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機(jī)的固定板上，動(dòng)模部分安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上，在注射成型過(guò)程中它隨注射機(jī)上的合模

10、系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。注射成型時(shí)動(dòng)模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成。 由于模具的使用特點(diǎn)，決定了模具設(shè)計(jì)也區(qū)別與其他行業(yè)。模具設(shè)計(jì)要考慮的要點(diǎn)如下: a．塑件的物理力學(xué)性能，如強(qiáng)度、剛度、韌性、彈性、吸水性以及對(duì)應(yīng)力的敏感性，不同塑料品種其性能各有所長(zhǎng)，在設(shè)計(jì)塑件時(shí)應(yīng)充分發(fā)揮其性能上的優(yōu)點(diǎn)，避免或補(bǔ)償其缺點(diǎn)。 b．塑料的成型工藝性，如流動(dòng)性、成型收縮率的各向差異等。塑件形狀應(yīng)有利于成型時(shí)充模、排氣、補(bǔ)縮，同時(shí)能使熱塑性塑料制品達(dá)到高效、均勻冷卻或使熱固性塑料制品均勻地固化。 c．

11、塑件結(jié)構(gòu)能使模具總體結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)化，特別是避免側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)和簡(jiǎn)化脫模結(jié)構(gòu)。使模具零件符合制造工藝的要求。對(duì)于特殊用途的制品，還要考慮其光學(xué)性能、熱學(xué)性能、電性能、耐腐蝕性能等。 目前，我國(guó)的模具制造技術(shù)已從過(guò)去只能制造簡(jiǎn)單模具發(fā)展到可以制造大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的模具。在塑料模具方面，能設(shè)計(jì)制造汽車保險(xiǎn)杠及整體儀表盤大型注射模。一些塑料模主要生產(chǎn)企業(yè)利用計(jì)算機(jī)輔助分析(CAE)技術(shù)對(duì)塑料注塑過(guò)程進(jìn)行流動(dòng)分析、冷卻分析、應(yīng)力分析等，合理選擇澆口位置、尺寸、注塑工藝參數(shù)及冷卻系統(tǒng)的布置等，使模具設(shè)計(jì)方案進(jìn)一步優(yōu)化，也縮短了模具設(shè)計(jì)和制造周期采用模具先進(jìn)加工技術(shù)及設(shè)備，使模具制造能力大為提高

12、。采用CAE技術(shù)，可以完全代替試模，CAE技術(shù)提供了從制品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的完整解決方案，在模具制造加工之前，在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)注射成型過(guò)程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)修改制件和模具設(shè)計(jì)，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對(duì)傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破，而且對(duì)減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。某些國(guó)外電加工機(jī)床具有內(nèi)容豐富、實(shí)用可靠的工藝數(shù)據(jù)和專家系統(tǒng)，使模具的深槽窄縫加工、微細(xì)加工、鏡面加工等效率和質(zhì)量大大提高。新的模糊控制系統(tǒng)具有加

13、工反力的監(jiān)測(cè)和控制，提高了大面積加工的深度控制精度。電火花混粉加工技術(shù)的應(yīng)用有效地提高了模具表面質(zhì)量。模具逆向工程技術(shù)、快速經(jīng)濟(jì)模具制造技術(shù)、三維掃描測(cè)量技術(shù)及數(shù)控模具雕刻機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用，對(duì)模具制造能力的提高也起到了很大作用。我國(guó)經(jīng)濟(jì)仍處于高速發(fā)展階段，國(guó)際上經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢(shì)日趨明顯，這為我國(guó)模具工業(yè)高速發(fā)展提供了良好的條件和機(jī)遇。一方面，國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)將繼續(xù)高速發(fā)展；另一方面，模具制造也逐漸向我國(guó)轉(zhuǎn)移以及跨國(guó)集團(tuán)到我國(guó)進(jìn)行模具采購(gòu)趨向也十分明顯。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正朝著數(shù)字化方向發(fā)展。特別是模具成型零件方面的軟件等，這些技術(shù)采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，進(jìn)而將數(shù)據(jù)交換到

14、加工制造設(shè)備，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造，或?qū)⒃O(shè)計(jì)與制造連成一體實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化。 1.2 課題分析 本課題內(nèi)容是對(duì)鼠標(biāo)上蓋進(jìn)行測(cè)繪、模具設(shè)計(jì)和加工工藝分析?；谏a(chǎn)實(shí)踐之上的對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，模具設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有型腔布局、澆口形式與位置、模胚選擇、分型面的確定、冷卻系統(tǒng)設(shè)置、推出機(jī)構(gòu)設(shè)置、注塑機(jī)臺(tái)選擇及注塑工藝分析等。 根據(jù)塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，本模具采用一模二腔布局，側(cè)澆口進(jìn)料，注射機(jī)采用海天160X2B型號(hào)，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD和UG繪制二維總裝圖和零件圖，系統(tǒng)地運(yùn)用簡(jiǎn)要的文字，簡(jiǎn)明的示意圖和和計(jì)算分析，從而作出合理的模具設(shè)計(jì)。選擇合理的加

15、工方法。模具方案確定后進(jìn)行工藝分析。根據(jù)此方案可以達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期效果，并且大大提高了注塑模的質(zhì)量。 2 塑件分析 2.1 產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件 在模具設(shè)計(jì)之前需要對(duì)塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級(jí)和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。 課題目標(biāo)產(chǎn)品是一個(gè)生活中常見(jiàn)的鼠標(biāo)上蓋，其零件外形如圖所示。具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見(jiàn)圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。 產(chǎn)品造型3D視圖 塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡

16、量把塑件的尺寸精度設(shè)計(jì)得低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公差等級(jí)確定精度等級(jí)。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用MT3級(jí)精度，未注采用MT3級(jí)精度。 塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點(diǎn)來(lái)保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般為Ra 0.02～1.25之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的1/2，即Ra 0.01～0.63。模具在使用過(guò)程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。 該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高，為Ra0.8，內(nèi)部為Ra1.2。 2.2 塑件材料

17、的確定 塑料是以樹(shù)脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力下具有流動(dòng)性?？梢员荒Ｋ艹尚蜑橐欢ǖ膸缀涡螤詈统叽纾⒃诔尚凸袒蟊３制浼鹊眯螤疃话l(fā)生變化。塑料有很多優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活，它具有密度小，質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學(xué)穩(wěn)定性高，減摩耐磨性能好，減振隔音性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，許多塑料還具有防水、防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時(shí)燒蝕等特殊性能。 此產(chǎn)品壁厚均勻，ABS性能優(yōu)良，成本低廉，符合需求生產(chǎn)量大的要求，容易成型，對(duì)于本課題零件相當(dāng)適用，所以在這選擇其為產(chǎn)品的材料。 2.3 塑件材料的性能分析 2.3.1基本特性 ABS是由丙

18、烯、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合理學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蝕性、耐熱性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS價(jià)格便宜原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的工程塑料之一。是一種良好的熱塑性塑料。 ABS無(wú)毒，無(wú)氣味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤，、不透明，密度為1.02--1.05。既有較好的抗沖擊強(qiáng)度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無(wú)機(jī)鹽、堿、酸類對(duì)ABS幾乎沒(méi)有影響， ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹，在酮，醛，酯，

19、氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液。ABS表面受冰醋酸，植物油等化學(xué)藥品的侵蝕時(shí)會(huì)引起應(yīng)力開(kāi)裂， ABS有一定的硬度，他的熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸穩(wěn)定性較好，易于成型加工，經(jīng)過(guò)調(diào)色配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70左右，熱變形溫度約為93耐氣候性差，在紫外線作用下ABS易變硬發(fā)脆。 ABS的性能指標(biāo)： 密度 1.02——1.05（），收縮率 ，熔點(diǎn)，彎曲強(qiáng)度80Mpa，拉伸強(qiáng)度3549Mpa，拉伸彈性模量1.8Gpa，彎曲彈性模量1.4Gpa，壓縮強(qiáng)度1839Mpa，缺口沖擊強(qiáng)度1120，硬度6286HRR，體積電阻系數(shù)，收縮率 范圍內(nèi)。ABS

20、的熱變形溫度為93118℃，制品經(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40100℃的溫度范圍內(nèi)使用。 2.3.3主要用途 ABS樹(shù)脂的最大應(yīng)用領(lǐng)域是汽車、電子電器和建材。汽車領(lǐng)域的使用包括汽車儀表板、車身外板、內(nèi)裝飾板、方向盤、隔音板、門鎖、保險(xiǎn)杠、通風(fēng)管等很多部件。在電器方面則廣泛應(yīng)用于電冰箱、電視機(jī)、洗衣機(jī)、空調(diào)器、計(jì)算機(jī)、復(fù)印機(jī)等電子電器中 。建材方面，ABS管材、ABS衛(wèi)生潔具、ABS裝飾板廣泛應(yīng)用于建材工業(yè)。此外ABS還廣泛的應(yīng)用于包裝、家具體育和娛樂(lè)用品、機(jī)械和儀表工業(yè)中。 汽車內(nèi)飾追求的重要目標(biāo)包括美觀、低氣味、機(jī)械性能、耐熱、耐候等

21、。亞太國(guó)際ABS汽車材料能夠滿足各種內(nèi)飾部件的使用要求，材料具備以下條件： 1. 良好的流動(dòng)性 2.優(yōu)異的抗沖擊性 3.易加工成型 4. 易著色、噴涂 5. 低氣味 6.良好的耐腐蝕性 7.亞光效果 3 成型布局及注塑機(jī)選擇 3.1 進(jìn)膠方式選擇 注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個(gè)部分。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對(duì)塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。它由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。其中澆口的選擇與設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型。常向的澆口形式有直接澆口，側(cè)澆口轉(zhuǎn)側(cè)澆口，點(diǎn)式澆口，扇形

22、澆口，圓盤式澆口，環(huán)形澆口等。 澆口的位置選擇原則： 澆口的位置與塑件的質(zhì)量有直接影響。在確定澆口位置時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： 1. 熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能損失最小。要做到這一點(diǎn)必須使 1)流程(包括分支流程)為最短； 2)每一股分流都能大致同時(shí)到達(dá)其最遠(yuǎn)端； 3)應(yīng)先從壁厚較厚的部位進(jìn)料； 4)考慮各股分流的轉(zhuǎn)向越小越好。 2. 有效地排出型腔內(nèi)的氣體 由于本設(shè)計(jì)中塑件外表面質(zhì)量要求較高，所以選用側(cè)澆口。側(cè)澆口在產(chǎn)品側(cè)面面處，成形后切除澆口。 3.2 型腔的布局及成型尺寸 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用側(cè)澆口，且塑件的尺寸小，為提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提

23、高生產(chǎn)效率，采用一模二腔，進(jìn)行加工生產(chǎn)。 型腔的布局與澆注系統(tǒng)的布置密切相關(guān),型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔都通過(guò)澆注系統(tǒng)從總壓力中均等的分得所需的壓力,以保證塑料熔體均勻地充滿每個(gè)型腔,使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能短，同時(shí)采用平衡流道。 成型型腔尺寸依據(jù)塑件布局計(jì)算確定，需考量成形封閉結(jié)合面大小，太大造成模具尺寸過(guò)大，成本浪費(fèi)，太小易導(dǎo)致成型時(shí)溢料飛邊，甚至型腔變形。因模具是一模二腔，考量排布可得型腔長(zhǎng)為270mm，寬為220mm。塑件的高度為44mm，塑件的大部分部膠位都留在型腔部分，型芯、型腔的厚度是塑件所伸入高度加20-60mm，因此得出成型型腔總體

24、厚度為65mm。型腔布局如圖。 型腔布局 3.3 估算塑件體積質(zhì)量 本次設(shè)計(jì)中，塑件的質(zhì)量和體積采用3D測(cè)量，在UG軟件中，使用塑模部件驗(yàn)證功能，可以測(cè)得塑件的體積為56.23，ABS的密度為1.05，即可以得出該塑件制品的質(zhì)量約為59.041g。 塑件體積測(cè)量 3.4 注塑機(jī)的選擇和校核 3.4.1注射膠量的計(jì)算 模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。校核公式為： 式中：--型腔數(shù)量 --單個(gè)塑件的重量（g） --澆注系統(tǒng)所需塑料的重量（g） 本設(shè)計(jì)中：n=2 59.041 g

25、=6.5 g m≥（2x59.041+6.5）/0.8 即m≥155.727g 因而預(yù)選注塑機(jī)額定注塑量最少為155.727g以上 3.4.2鎖模力的計(jì)算 選用注射機(jī)的鎖模力必須大于型腔壓力產(chǎn)生的開(kāi)模力，不然模具分型面要分開(kāi)而產(chǎn)生溢料。塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。 成型投影面積= 式中 n --型腔數(shù)目 --單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積 --澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 n=1 =21373.803 =846

26、.701 本設(shè)計(jì)中 =2x21373.803+846.701=43594.307 鎖模力和成型面積的關(guān)系根據(jù)依照以下計(jì)算公式確定： 式中 —鎖模力，kN； —型腔壓力，MPa ； A —成型投影面積，mm2； 一般熔料經(jīng)噴嘴時(shí)其注射壓力達(dá)60～80MPa，經(jīng)澆注系統(tǒng)入型腔時(shí)型腔壓力通常為20-40MPa，這里取30MPa。 計(jì)算：A/1000=3043594.307/1000=1307.829kN (取整1308kN) 得出預(yù)選注塑機(jī)額定注塑壓力為1308kN以上。 3.4.3 注塑機(jī)選擇確定 綜合考慮以上因素，選定注射機(jī)為海天160X2B。其相關(guān)

27、性能符合成型方案要求，以下相關(guān)參數(shù)： 型號(hào) 單位 1602A　 1602B 1602C 參數(shù) 螺桿直徑 mm 40 45 48 理論注射容量 cm3 253 320 364 注射重量PS g 230 291 331 注射壓力 Mpa 202 159 140 注射行程 mm 201 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 0~230 料筒加熱功率 KW 9.3 鎖模力 KN 1600 拉桿內(nèi)間距(水平垂直) mm 455455 允許最大模具厚度 mm 500 允許最小模具厚度 mm 180 移模行程 mm

28、 420 移模開(kāi)距(最大) mm 920 液壓頂出行程 mm 140 液壓頂出力 KN 33 液壓頂出桿數(shù)量 PC 5 油泵電動(dòng)機(jī)功率 KW 18.5 油箱容積 l 240 機(jī)器尺寸(長(zhǎng)寬高) m 5.41.452.05 機(jī)器重量 t 5 最小模具尺寸(長(zhǎng)寬) mm 320320 表 注塑機(jī)參數(shù)(部分) 4 注塑模具設(shè)計(jì) 4.1 模架的選用 4.1.1模架基本類型 注射模具的分類方式很多，此處是介紹的按注射模具的整體結(jié)構(gòu)分類所分的典型結(jié)構(gòu)如下： 單分型面注射模、雙分型面注射模、帶

29、有活動(dòng)成型零件的模、側(cè)向分型抽芯注射模、定模帶有推出機(jī)構(gòu)的注射模、自動(dòng)卸螺紋的注射模、熱流道注射模。 4.1.2模架的選擇 根據(jù)對(duì)塑件的綜合分析，確定該模具是單分型面的模具，由GB/T12556.1-12556.2-1990《塑料注射模中小型模架》可選擇CI型的模架，其基本結(jié)構(gòu)如圖所示： 模架結(jié)構(gòu)圖 CI型模具定模采用兩塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，又叫兩板模，大水口模架，適合側(cè)澆口的注射成形模具。 由分型面的選擇而選擇模具的導(dǎo)柱導(dǎo)套的安裝方式，經(jīng)過(guò)考慮分析，導(dǎo)柱導(dǎo)套選擇選正裝。根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對(duì)應(yīng)的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸，以此分析計(jì)算： 模架的長(zhǎng)L=型腔長(zhǎng)

30、度（270）+復(fù)位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?模板壁厚400mm 模架的寬W=型腔寬度（220）+導(dǎo)向桿的直徑+模板壁厚350mm 根據(jù)成型型腔的尺寸，在計(jì)算完模架的長(zhǎng)寬以后，還需要考慮其他螺絲導(dǎo)柱等零件對(duì)模架尺寸的影響，在設(shè)計(jì)中避免干涉。參考成型型腔厚度，考慮模板強(qiáng)度要求，定模板厚度取80mm，動(dòng)模板厚度取80mm?？紤]頂出行程要求，支撐板取90mm以滿足。 綜上所述所選擇的模架的型號(hào)為：CI-3540-A90-B70-C100。 4.1.3導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用：保證模具在進(jìn)行開(kāi)合模時(shí)，保證公母模之間一定的方向和位置。導(dǎo)向零件承受一定的側(cè)向力，起了導(dǎo)向和定位的作用,導(dǎo)向機(jī)構(gòu)

31、零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套等。 1. 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) （1） 導(dǎo)向零件應(yīng)合理的均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。 （2） 根據(jù)模具的形狀和大小，一副模具一般需要2-4個(gè)導(dǎo)柱。如果，模具的凸模與凹模合模有方位要求時(shí)，則用兩個(gè)直徑不同的導(dǎo)柱，或用兩個(gè)直徑相同，但錯(cuò)開(kāi)位置的導(dǎo)柱。 （3） 由于塑件通常留于公模，所以為了便于脫模導(dǎo)柱通常安裝在母模。 （4） 導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)有承屑槽 （5） 導(dǎo)柱`導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保證平行 （6） 合模時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免公模先進(jìn)入模腔，損壞成型零件

32、。 2. 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) （1） 有單節(jié)與臺(tái)階式之分 （2） 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須高出公模端面6…8mm （3） 導(dǎo)柱頭部應(yīng)有圓錐或球形的引導(dǎo)部分 （4） 固定方式有鉚接固定和螺釘固定 （5） 其表面應(yīng)熱處理，以保證耐磨。 3. 導(dǎo)套和導(dǎo)向孔 （1） 無(wú)導(dǎo)套的導(dǎo)向孔，直接開(kāi)在模板上，模板較厚時(shí)，導(dǎo)向孔必須做成盲孔，側(cè)壁增加排氣孔。 （2） 導(dǎo)套有套筒式`臺(tái)階式`凸臺(tái)式 （3） 為了導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套孔，在導(dǎo)套前端應(yīng)倒有圓角r。 一般情況下,導(dǎo)柱與導(dǎo)套共同使用,用于保證動(dòng)模與定模兩大部分內(nèi)零件的準(zhǔn)確對(duì)合和塑料部品的形狀,尺寸精度,并避免模內(nèi)零件互相碰撞與干涉,起到合模導(dǎo)向的作

33、用. 4.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道，澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道凝料澆注系統(tǒng)兩類，本設(shè)計(jì)中采用普通側(cè)澆口轉(zhuǎn)側(cè)澆口澆注系統(tǒng)。正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要。 澆注系統(tǒng)組成： 普通流道澆注系統(tǒng)的組成一般包括以下幾個(gè)部分。 1－主澆道 2－第一分澆道 3－第二分澆道 4－第三分澆道 5－澆口 6－型腔 7－冷料穴 4.2.1主流道設(shè)計(jì) 所選用海天160X2B型注射劑噴嘴有關(guān)尺寸如下： 噴嘴前段孔徑d0=3mm 噴嘴圓弧半徑R0=10mm 為了使凝料能夠順利拔出，主流道的小段

34、直徑d應(yīng)稍大于噴嘴直徑。 d=d0+（0.5~1）=3.5mm 主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角@通常為2~4°，過(guò)大的錐角會(huì)才產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣，過(guò)小的錐角使凝料脫模困難，還會(huì)使沖模時(shí)熔體的流動(dòng)阻力過(guò)大，此處的錐角選用2°，主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大1~2mm。這里取主流道球面半徑R11mm，經(jīng)測(cè)量主流道長(zhǎng)度L取95mm。 4.2.2分流道的設(shè)計(jì) 分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動(dòng)通道。分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)。其作用是改變?nèi)垠w流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個(gè)型腔，分流道的長(zhǎng)度應(yīng)該盡可能短，折彎少，盡量減少流動(dòng)過(guò)程中的熱量損失與壓力損

35、失，節(jié)約塑料的原材料和降低能耗。由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動(dòng)狀態(tài)比較理想，因此分流道表面粗糙度值不要太低，一般取Ra為1.6 m，本設(shè)計(jì)選擇圓形截面的分流道，采用流道布局如圖所示： 流道布局 4.2.3澆口的設(shè)計(jì) 側(cè)澆口普遍用于中小型塑件的多型腔模具，一般開(kāi)設(shè)在產(chǎn)品面上，一般塑料熔體從內(nèi)側(cè)充填模具型腔，其截面形狀多為矩形。側(cè)澆口的尺寸作如下取值： 澆口寬度W= 3mm，澆口深度H=1mm 4.2.4冷料穴的設(shè)計(jì) 主流道的末端需要設(shè)置冷料穴以往上制品中出現(xiàn)固化的冷料。因?yàn)樽钕攘魅氲乃芰弦蚪佑|溫度低的模具而使料溫下

36、降，如果讓這部分溫度下降的塑料流入型腔會(huì)影響制品的質(zhì)量，為防止這一問(wèn)題必須在沒(méi)塑料流動(dòng)方向在主流道末端設(shè)置冷料穴以便將這部分冷料存留起來(lái)。 冷料穴一般開(kāi)設(shè)在主流道對(duì)面的模板上，其標(biāo)稱直徑與主流道直徑相同或略大一些，這里取為6mm，最終要保證冷料體積小于冷料穴體積。冷料穴的形式有多種，這里采用錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它與水口配用，開(kāi)模時(shí)錐形的冷料穴通過(guò)推板拉出定模，最后在小拉桿的作用下將冷料和和主流道凝料隨制品一起推出定模。如圖： 冷料穴 4.3 分型面的設(shè)計(jì) 將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分，它們的接觸表面分開(kāi)時(shí)能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封

37、閉，這樣的接觸表面稱為分型面，它是決定模具結(jié)構(gòu)的重要因素，每個(gè)塑件的分型面可能只有一種選擇，也可能有幾種選擇。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條件。 選擇分型面時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮： 1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處； 2）使塑件在開(kāi)模后留在動(dòng)模上； 3）分型面的痕跡不影響塑件的外觀； 4）澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排； 5）使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上； 6）使塑件易于脫模。 綜合考慮各種因素，并根據(jù)本模具制件的外觀特點(diǎn)，采用平面分型面，并選擇在塑件的最大平面處，開(kāi)模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)，如圖所示。 分型面的選擇 4.4 成型零部件的設(shè)計(jì) 模具閉

38、合時(shí)用來(lái)填充塑料成型制品的空間稱為型腔。構(gòu)成模具型腔的零部件稱成型零部件。一般包括型腔、型芯、型環(huán)和鑲塊等。成型零部件直接與塑料接觸，成型塑件的某些部分，承受著塑料熔體壓力，決定著塑件形狀與精度，因此成型零部件的設(shè)計(jì)是注射模具的重要部分。 成型零部件在注射成型過(guò)程中需要經(jīng)常承受溫度壓力及塑料熔體對(duì)它們的沖擊和摩擦作用，長(zhǎng)期工作后晚發(fā)生磨損、變形和破裂，因此必須合理設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)形式，準(zhǔn)確計(jì)算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的表面質(zhì)量。 4.4.1成型零部件結(jié)構(gòu) 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下，從便于加工、裝配、使用、維修等角度加以考慮。 型腔是用來(lái)成型制

39、品外形輪廓的模具零件，其結(jié)構(gòu)與制品的形狀、尺寸、使用要求、生產(chǎn)批量及模具的加工方法等有關(guān)，常用的結(jié)構(gòu)形式有整體式、嵌入式、鑲拼組合式和瓣合式四種類型。 本設(shè)計(jì)中采用嵌入式型腔及型芯，如圖所示。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，不容易變形，成型出來(lái)的制品表面不會(huì)有鑲拼接縫的溢料痕跡，還有助于模具加工提高加工效率。 型腔3D圖 型芯3D圖 4.4.2成型零部件工作尺寸的計(jì)算 成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸，以及中心距尺寸等。 在模具設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定成

40、型零部件的工作尺寸及精度等級(jí)。影響塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率，模具成型零部件的制造誤差，模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差。這些影響因素也是作為確定成型零部件工作尺寸的依據(jù)。 由于按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型芯型腔的尺寸有一定的誤差（因?yàn)槟＞咧圃旃詈湍＞叱尚土悴考谑褂弥械淖畲竽p量大多憑經(jīng)驗(yàn)決定），這里就只考慮塑料的收縮率計(jì)算模具盛開(kāi)零部件的工作尺寸。 塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后，因冷卻及其它原因會(huì)引起尺寸減小或體積縮小，收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一，選定ABS材料的平均收縮率為0.5%，剛計(jì)算模具成型零部件工作尺寸的公式為：

41、 A=B+0.005B 式中 A — 模具成型零部件在常溫下的尺寸 B — 塑件在常溫下實(shí)際尺寸 1.型腔和型芯尺寸的計(jì)算 型腔長(zhǎng)度尺寸計(jì)算：Lm=[(1+s)Ls-XΔ]+制造公差 Lm-模具型腔長(zhǎng)度基本尺寸 Ls-塑件外表面的長(zhǎng)度基本尺寸： S-塑料平均收縮率 X-修正系數(shù)（0.5~0.75） Δ-塑件外表面長(zhǎng)度基本尺寸的公差 所以Lm = [160（1+0.005）-0.75x0.3] =160.575(+0.3) 型腔寬度尺寸計(jì)算：Lm=[(1+s)Ls-XΔ]+制造公差 Lm-模具型腔寬度基本尺寸 Ls-

42、塑件外表面的寬度基本尺寸 S-塑料平均收縮率 X-修正系數(shù)（0.5~0.75） Δ-塑件外表面寬度基本尺寸的公差： 所以Lm = [92（1+0.005）-0.75x0.15] =92.347(+0.3) 型芯長(zhǎng)度尺寸計(jì)算：lm =[（1+s）ls+XΔ]-模具制造公差 lm-模具型芯長(zhǎng)度基本尺寸 ls-塑件內(nèi)表面的長(zhǎng)度基本尺寸 所以 lm = [158（1+0.005）+0.75x0.3] =159.015(-0.15) 型芯寬度尺寸計(jì)算：lm =[（1+s）ls+XΔ]-模具制造公差 lm-模具型芯寬度基本尺寸

43、ls-塑件內(nèi)表面的寬度基本尺寸 所以 lm= [90（1+0.005）+0.75x0.15] =90.562(-0.15) 2.型腔深度和型芯高度尺寸的計(jì)算 型腔深度：Hm=[（1+s）Hs-XΔ]+制造公差 Hm-模具型腔深度基本尺寸 Hs-塑件凸起部分高度基本尺寸 X-修正系數(shù)（0.5~0.75） 所以 Hm=[43（1+0.005）-0.75x0.05] =43.177（+0.05） 型芯高度：hm=[（1+s）Hs-XΔ]+制造公差 hm-模具

44、型芯高度基本尺寸 hs-塑件孔或凹槽深度尺寸 所以 hm=[41（1+0.005）+0.75*0.05] =41.242（-0.05） 4.4.3模具強(qiáng)度與剛度校核 普通意義上的模具強(qiáng)度包括模具的強(qiáng)度、剛度。模具的各種成型零部件和結(jié)構(gòu)零部件均有強(qiáng)度、剛度的要求，足夠的強(qiáng)度才可以保證模具能正常工作。 由于模具形式較多，計(jì)算也不盡相同且較復(fù)雜，實(shí)際生產(chǎn)中，采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核相結(jié)合的方法，通過(guò)強(qiáng)度校核來(lái)調(diào)整設(shè)計(jì)，保證模具能正常工作。 模具強(qiáng)度計(jì)算較為復(fù)雜，一般采用簡(jiǎn)化的計(jì)算方法,計(jì)算時(shí)采取保守的做法，原則是：選取最不利的受力結(jié)構(gòu)形式，選用較大的安全

45、系數(shù)，然后再優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)，充分提高模具強(qiáng)度。為保證模具能正常工作，不僅要校核模具的整體性強(qiáng)度，也要校核模具局部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。 整體性強(qiáng)度主要針對(duì)型腔側(cè)壁厚度，型腔底板厚度，合模面所能承受的壓力等幾個(gè)方面，實(shí)際選用尺寸應(yīng)大于計(jì)算尺寸并取整。校核時(shí)應(yīng)從強(qiáng)度與彎曲兩個(gè)方面分別計(jì)算，選取較大的尺寸。 4.6 脫模及推出機(jī)構(gòu) 4.6.1脫模力 脫模力的產(chǎn)生范圍： ①（脫模）塑件在模具中冷卻定型時(shí)，由于體積收縮，產(chǎn)生包緊力。 ②不帶通孔殼體類塑件，脫模時(shí)要克服大氣壓力 。 ③機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)的磨擦阻力。 ④塑件與模具之間的粘附力。 初始脫模力，開(kāi)始脫模進(jìn)的瞬間防要克服的阻力。 相繼脫模

46、力，后面防需的脫模力，比初始脫模力小，防止計(jì)算脫模力時(shí)，一般計(jì)算初始脫模力。 脫模力的影響因素： a． 脫模力與塑件壁厚，型芯長(zhǎng)度，垂直于脫模方向塑件的投影面積有關(guān)，各項(xiàng)值越大，則脫模力越大。 b． 塑件收縮率，彈性模量E越大，脫模力越大。 c． 塑件與芯子磨擦力俞大，則脫模阻力俞大。 d． 排除大氣壓力和塑件對(duì)型芯的粘附等因素，則型芯斜角大到，塑件則自動(dòng)脫落。 4.6.2推出機(jī)構(gòu) 塑件從模具上取下以前有一個(gè)從模具的成型零部件上脫出的過(guò)程，使塑件從成型零部件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成。 脫模機(jī)構(gòu)按其推出動(dòng)

47、作的動(dòng)力來(lái)源分為手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，液壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。根據(jù)推出零件的類別還可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推板推出機(jī)構(gòu)、推塊推出機(jī)構(gòu)、利用成型零部件推出和斜滑桿側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)等。 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則： （1）使塑件脫模時(shí)不發(fā)生變形（略有彈性變形在一般情況下是允許的，但不能形成永久變形）； （2）推力分布依脫模阻力的的大小要合理安排； （3）推桿的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部產(chǎn)生隙裂； （4）推桿的強(qiáng)度及剛性應(yīng)足夠，在推出動(dòng)作時(shí)不產(chǎn)生彈性變形； （5）推桿位置痕跡須不影響塑件外觀； 考慮到塑件的特征等要求不高，決定選用簡(jiǎn)單推出機(jī)構(gòu)中最簡(jiǎn)單、使用最廣泛的推管推出機(jī)構(gòu)。

48、推管將塑件從動(dòng)模的型芯推出脫模，由于設(shè)置推管的自由度較小，而且設(shè)計(jì)推桿截面為圓形，這樣制造、修配較方便，容易達(dá)到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度，推桿推出時(shí)運(yùn)動(dòng)阻力小，推出動(dòng)作靈活可靠，推桿損壞后也方便維修，因此選擇推桿機(jī)構(gòu)推出是最合理的。 該塑件采用了圓形推桿，其分布情況如圖所示，推桿的作用，使制品受推出力從而脫模。采用臺(tái)肩形式的圓形推桿，設(shè)計(jì)時(shí)推桿的形狀根據(jù)不同的設(shè)置部位選用不同的直徑。推桿端平面不應(yīng)有軸向竄動(dòng)。推桿型芯孔配合一般為，其配合間隙不大于所用溢料間隙，以免產(chǎn)生飛邊，ABS塑料的溢料間隙為。 推桿布局 4.8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 注射模的溫度對(duì)于塑料

49、熔體的充模流動(dòng)、固化成型、生產(chǎn)效率以及制品的形狀和尺寸精度都有影響，對(duì)于任一個(gè)塑料制品，模具溫度波動(dòng)過(guò)大都是不利的。過(guò)高的模溫會(huì)使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長(zhǎng)冷卻時(shí)間又會(huì)使生產(chǎn)率下降。過(guò)低的模溫會(huì)降低塑料的流動(dòng)性，使其難于充模，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的熔接痕等缺陷。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對(duì)模具溫度的要求也不相同。一般注射到模具內(nèi)的塑料粉體的溫度為左右，熔體固化成為塑件后，從左右的模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水，將熱量帶走。對(duì)于要求較低模溫（一般小于）的塑料，僅需要設(shè)置冷系統(tǒng)即可，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。 4.8.1冷卻水道設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

50、a．冷卻水孔的數(shù)量越多，對(duì)塑件冷卻也就越均勻。 b．冷卻水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即將孔的排列與型腔的形狀一致。 c．塑件局部壁厚處，應(yīng)加設(shè)冷卻裝置。當(dāng)設(shè)計(jì)冷卻孔直徑為D時(shí)，它的孔距最好為5D，孔與型腔的距離為3D。 d．當(dāng)大型塑件或薄壁零件成型時(shí)，料流較長(zhǎng)，而料溫越流越低，可以適當(dāng)?shù)馗淖兝鋮s水道的排列密度。 e．冷卻水道要避免接近塑料的熔接痕部分，以免熔接不牢，降低強(qiáng)度。 f．冷卻水道不應(yīng)穿過(guò)接縫部分，以防漏水。 g．冷卻水道內(nèi)不應(yīng)有存水或產(chǎn)生回流的部分。 h．澆口部分由于經(jīng)常接觸注塑機(jī)噴嘴，是模具上最熱的部分，應(yīng)加強(qiáng)冷卻，有時(shí)應(yīng)考慮進(jìn)料嘴單獨(dú)冷卻。 i．進(jìn)出水水

51、嘴接頭，應(yīng)設(shè)在不影響操作的方向，盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)，通常在注塑機(jī)操作的對(duì)面。 j．如果型芯太長(zhǎng)，冷卻水道無(wú)法開(kāi)設(shè)，則可以選用熱導(dǎo)系數(shù)較大的材料，在型芯下部采用噴水法進(jìn)行冷卻。 4.8.2冷卻水道在定模和動(dòng)模中的位置 冷卻水道的位置取決于制品的形狀和定、動(dòng)模板的厚度，原則上冷卻水道應(yīng)設(shè)置在塑料向模具熱傳導(dǎo)困難的地方，根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，冷卻水道應(yīng)圍繞模具所成型的制品，且盡量排列均勻一致。不少小型模具的型腔時(shí)直接在模板上加工而成的（也可以采用拼鑲結(jié)構(gòu)，但是由于模具尺寸較小，所以型腔與型芯的鑲件尺寸更?。?，對(duì)于這類模具，可以直接在模板上設(shè)置冷卻水道。 在模板上直接設(shè)置冷卻水道，同樣應(yīng)

52、遵循冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，使冷卻水道盡量靠近型腔表面和盡量圍繞型腔，使制品在成型過(guò)程中冷卻均勻。 本設(shè)計(jì)中型芯型腔各一組冷卻水回路, 此方式冷卻快速, 塑件冷卻均勻, 確保尺寸變形一致。冷卻水路排布如圖所示： 模具冷卻水路圖 4.8.3冷卻水道的計(jì)算 冷卻計(jì)算：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)進(jìn)入模具應(yīng)除去的總熱量Q，可以用參考文獻(xiàn)中的公式計(jì)算： Q=W1 a 　　　　 式中 W1—單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入模具的塑料的重量g a—克塑料的熱容量(J/g) 經(jīng)計(jì)算：Q=47.9831．11．6130≈4288.56J 則帶走上述熱量，所需的冷卻

53、水量按下式計(jì)算： 　　　　 式中 W—通過(guò)模具冷卻水的重量(g/h) T3—出水溫度℃ T4—入水溫度℃ K—熱傳導(dǎo)系數(shù)； 經(jīng)計(jì)算 W≈378．997 g/h 由下式可以計(jì)算出冷卻水道的直徑： 　　　 式中 —冷卻液容重kg/cm3 =0．001 kg/cm， L —冷卻水道長(zhǎng)度cm L=200cm d—冷卻水道直徑cm 經(jīng)計(jì)算d≈5．858 cm，取6mm 4.9 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 排氣是注射模設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)問(wèn)

54、題。在注射成型中，若模具排氣不良，型腔內(nèi)的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓，阻止塑料熔體正?？焖俪淠?，同時(shí)氣體壓縮所產(chǎn)生的熱使塑料燒焦，在充模速度大、溫度高、物料黏度低、注射壓力大和塑件過(guò)厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會(huì)滲入塑料制件內(nèi)部，造成氣孔、組織疏松等缺陷。特別是快速注射成型工藝的發(fā)展，對(duì)注射模的排氣系統(tǒng)要求就更為嚴(yán)格。 在塑料熔體充模過(guò)程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣、塑料局部過(guò)熱分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)性氣體，塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學(xué)反應(yīng)所生成的氣體。常用的排氣方式有利用配合間隙排氣，在分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽排氣，利用推桿運(yùn)動(dòng)間隙排氣等。 由于

55、本次設(shè)計(jì)中模具尺寸不大，本設(shè)計(jì)中采用間隙排氣的方式，而不另設(shè)排氣槽，利用間隙排氣，以不產(chǎn)生溢料為宜。 4.10 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 1.模具長(zhǎng)寬尺寸 模具長(zhǎng)寬尺度必須小于注塑機(jī)拉桿間距,本設(shè)計(jì)選用機(jī)臺(tái)拉桿間距為455X455模具大小為400x350用合適。 2.模具厚度（閉合高度） 模具閉合高度必須滿足以下公式 式中 --注射機(jī)允許的最大模厚 --注射機(jī)允許的最小模厚 本設(shè)計(jì)中模具厚度為321 180

56、程是指模具開(kāi)合過(guò)程中動(dòng)模固定板的移動(dòng)距離。 注塑機(jī)的開(kāi)模行程是有限的，設(shè)計(jì)模具必須校核所選注射機(jī)的開(kāi)模行程，以便與模具的開(kāi)模距離相適應(yīng)。對(duì)于臥式注射機(jī)，其開(kāi)模行程與模具厚度有關(guān)，對(duì)于單分型面注射模應(yīng)有： Smax＞S= H1 + H2 + H3 + C 式中 H1--模具厚度 H2--頂出行程 H3 --包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度 C – 安全距離 本設(shè)計(jì)中=920 =321 =45 H3 =99 C取100mm 總的開(kāi)模距離需要S=565mm以上. 經(jīng)計(jì)算，符合要求。 5 數(shù)控編程加工工藝設(shè)計(jì) 5.1 工序設(shè)計(jì) 按

57、照先粗后精.先面后孔的原則,先粗、精銑內(nèi)外輪廓。步驟如下： 凹模的工序 工序一：下料 下225.00X275.00X70.00mm方料 工序二：銑 銑工件的六方至220.50X270.50X65.50mm 工序三：精磨削六面 磨削工件的六方至220.00X270.00X65.00mm 工序四：鉆 工步一：鉆Φ6mm冷卻水路孔 工步二：鉆M8螺絲孔底孔 工序五：鉗 攻4-M8螺紋 工序六：CNC 工步一：開(kāi)粗 工步二：半精加工 工步三：精加工 工步

58、四：精加工 工步五：曲面精加工 工序七：鉗工 去毛刺 工序八：線切割 （線切割頂針孔） 工序九：檢驗(yàn) 5.2 確定裝夾方案和選擇夾具 夾具是用一裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的裝置。用夾具裝夾能使工件迅速獲的正確位置，定位精度高而穩(wěn)定。用精基準(zhǔn)定位時(shí)，工件的定位精度一般可達(dá)0.01mm。夾具裝夾工件廣泛用于成批大量生產(chǎn)。 夾具種類很多，廣泛的應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程的切削加工、熱處理、配件、焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。它直接影響著工件加工的精度、勞動(dòng)生率和產(chǎn)品的制造成本等。按專門化程度可分為以下幾種： 專用夾具：該夾具是指專為某一工件的某一加工工序而設(shè)計(jì)制造的夾具

59、，其 結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，主要用于固定產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)。 組合夾具：組合夾具是機(jī)床夾具中一種標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化程度很高的新型工藝裝備，它是由一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件組合而成的，具有各種不同的形狀、尺寸和規(guī)格，有較好的互換性、耐磨性和較高的精度，適用于產(chǎn)品經(jīng)常變換的生產(chǎn)（如單件小批生產(chǎn)、新產(chǎn)品試制和臨時(shí)突擊性的生產(chǎn)任務(wù)）一般不受工件形狀復(fù)雜程度的限制，適用于外形尺寸在20～600mm的工件。 可調(diào)夾具：可調(diào)夾具包括通用夾具和組合夾具，見(jiàn)有通用和專用夾具的優(yōu)點(diǎn)，其適用范圍較寬，加工對(duì)象并不十分明確。 通用夾具：通用家具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、無(wú)需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來(lái)裝夾不同工件

60、的夾具，如三爪卡盤、四爪卡盤、平口虎鉗和萬(wàn)能分度頭等。這類夾具適應(yīng)性強(qiáng)，可用于一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件，價(jià)格便宜。其缺點(diǎn)是夾具精度不高，生產(chǎn)率也比較低，較難裝夾。一般實(shí)用于單件小批量生產(chǎn)中。 數(shù)控加工的特點(diǎn)對(duì)夾具提出幾點(diǎn)要求： （1）當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)試夾具及其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、節(jié)約生產(chǎn)費(fèi)用。 （2）在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 （3）零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機(jī)床的停頓時(shí)間。 （4）夾具上各零件應(yīng)不防機(jī)床對(duì)零件各表面的加工，即夾具要開(kāi)敞，其定位、夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的走刀。 該零件不僅精度要求較高

61、，可以看到輪廓的周邊曲線圓弧和粗糙度值要求也較高，零件采用通用夾具中的平口虎鉗裝夾。平口虎鉗如圖所示。 圖 平口虎鉗 5.3 選擇刀具 刀具材料主要指刀具切削部分的材料。刀具切削性能的優(yōu)劣（如表7-1），直接影響著生產(chǎn)效率、加工質(zhì)量和生產(chǎn)成本。而刀具的切削性能，首先取決于切削部分的材料；其次是幾何形狀及刀具結(jié)構(gòu)的選擇和設(shè)計(jì)是否合理。 在切削過(guò)程中，刀具切削部分不僅要承受很大的切削力，而且要承受切削變形和摩擦產(chǎn)生的高溫。要保持刀具的切削能力，刀具應(yīng)具備如下的切削性能： （1）高硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必須高與工件材料的硬度，常溫下一般應(yīng)在HRC60以上。一般來(lái)說(shuō)，刀具材料的硬

62、度越高，耐磨度也越好。 （2）足夠的強(qiáng)度和韌性。刀具切削部分要承受很大的切削力和沖擊力因此刀具材料必須要有足夠的強(qiáng)度和韌性。 （3）良好的耐熱性和導(dǎo)熱性。刀具材料的耐熱性是指在高溫下仍能保持其硬度和強(qiáng)度的性能，這是刀具材料必備的關(guān)鍵性能。耐熱性越好，刀具材料在高溫時(shí)抗塑性變形的能力、抗磨損的能力越強(qiáng)。高溫硬度是耐熱性的重要指標(biāo)，常用的耐熱溫度表示，如高速鋼約為600℃，硬質(zhì)合金可達(dá)800～1000℃。 （4）良好的工藝性。為便于制造，要求刀具材料具有良好的可加工性，包括熱加工性能（熱塑性、可焊性、淬透性）和機(jī)械加工性能。 表7-1常用刀具材料性能比較 刀具材料 切削速度 耐磨性

63、 硬度 硬度隨溫度變化 高速鋼 最低 最差 最低 最大 硬質(zhì)合金 低 差 低 大 陶瓷刀片 中 中 中 中 金剛石 高 高 高 小 根據(jù)該表所顯示的內(nèi)容可以看出硬質(zhì)合金鋼刀具材料的切削速度和硬度都較低且耐磨性較差，而該零件的材料為鋁合金，切削速度和硬度較低，該零件所選用的刀具應(yīng)該為硬質(zhì)合金鋼。 根據(jù)加工內(nèi)容,所需的刀具有鉆頭 ,平頭銑刀，鉸刀等,其規(guī)格根據(jù)加工尺寸選擇.因XH715型加工中心的允許裝刀直徑:無(wú)相鄰刀具為直徑為400mm,但工件寬度為120mm,一次能銑削整個(gè)寬度,但是為了保證加工精度，至少需兩次走刀.一般來(lái)說(shuō),銑刀半徑一般小于加工

64、零件輪廓的最小曲率半徑ρ，一般取R=（0.8～0.9）ρ，其詳細(xì)參數(shù)見(jiàn)下表。 表2.1 凹模刀具參數(shù)表 產(chǎn)品名稱 零件名稱 零件圖號(hào) 01 程序編號(hào) O01-O04 工步號(hào) 刀具號(hào) 刀具名稱 刀具 補(bǔ)償值/mm 備注 直徑/mm 長(zhǎng)度/mm 1 T01 平頭銑刀 Φ30 75 2 T02 平頭銑刀 Φ16 75 3 T03 平頭銑刀 Φ10 75 4 T04 平頭銑刀 Φ6 75 5 T08 球頭銑刀 Q3 75 5.4 工序余量的安排 加工余量的大小，對(duì)零件的加

65、工質(zhì)量和生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)行均有較大的影響。正確規(guī)定加工余量的數(shù)值，是制定工藝規(guī)程的重要任務(wù)之一，特別是加工中心，選好余量尤為重要，在剛度允許的情況下，應(yīng)以最少的進(jìn)給次數(shù)切除加工余量，最好一次切凈余量，以便提高生產(chǎn)率。在數(shù)控機(jī)床上，在工件表面粗糙度值要求為Ra3.2～12.5μm時(shí)，粗銑后的余量一般?。?.5～1.0）㎜[8] ，而本次設(shè)計(jì)中工件的表面粗糙度為Ra3.2μm，所以粗銑時(shí)的余量取0.15mm。 粗加工工序余量設(shè)置 5.5 加工中心加工切削用量的選擇 1）切削用量的確定 切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、背吃刀量（切削深度）、進(jìn)給量（進(jìn)給速度）。對(duì)于不同的加工方法，

66、需要選擇不同的切削用量，并編入程序單內(nèi)。 a）切削深度ap（㎜）ap是指平行于銑刀軸線方向測(cè)量的切削層尺寸， 主要根據(jù)機(jī)床、夾具、刀具和工件的剛度來(lái)決定。由于零件精度要求不高，從“切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)”可查得，可以一次凈加工余量，即ap等于加工余量，即粗銑時(shí)ap=0.5mm。 b）切削速度νc（m/min），νc是指銑刀旋轉(zhuǎn)時(shí)的切削速度 n=1000νc/πd0 由此公式可算得粗銑外輪廓時(shí) n=3000r/min,精銑內(nèi)外輪廓時(shí)n=1600r/min。 進(jìn)給與速度設(shè)置 c）進(jìn)給量（進(jìn)給速度）f（mm/min或mm/r） 是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給量數(shù)值應(yīng)選小些，一般在200～3000mmpm[5]范圍內(nèi)選取。最大進(jìn)給量則受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制，并與脈沖當(dāng)量有關(guān)。 合理選擇切削用量的原則是，粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工