目錄 摘要 .I ABSTRACTABSTRACT IIII 第一章 緒論 11 我國模具工業(yè)及塑料模的發(fā)展現(xiàn)狀 12 中國模具工業(yè)的產(chǎn)業(yè)特點 13 模具工業(yè)及塑料模技術(shù)今后在我國的發(fā)展方向 14 PRO/ENGINEER 2001 簡介 15 注射模簡介及PRO/ENGINEER 2001 在注射模設(shè)計過程中的應(yīng)用 第二章第二章 低音炮前面板模型設(shè)計低音炮前面板模型設(shè)計 7 7 21 音炮前面板結(jié)構(gòu)分析.7 2.1.1 自頂向下設(shè)計簡介 .7 2.1.2 音炮前面板分析 .8 2. 2 塑件的選料及其性能 8 23 音炮前面板注射成型工藝過程.9 24 音炮前面板模型設(shè)計過程10 2.4.1 初步造型，切除各預留孔 11 2.4.2 實體的生成及總體優(yōu)化設(shè)計.13 第三章第三章 注射機選擇與校核注射機選擇與校核 1515 3. 1 注射機規(guī)格選擇15 3. 2 注射機的校核15 3.2.1 注射機注射容量校核 15 3.2.2 注射機鎖模力校核 16 3.2.3 注射機注射壓力校核 16 3.2.4 注射機模具厚度校核 16 3.2.5 注射機最大開模行程校核 17 第四章第四章 成型零件的設(shè)計成型零件的設(shè)計 1818 4. 1 確定分型面18 4. 2 澆注系統(tǒng)形式與澆口設(shè)計18 4.2.1 主、分流道設(shè)計 18 4.2.2 澆口及冷料穴設(shè)計 20 4.3 凹、凸模成型零件的設(shè)計.21 4.3.1 建立分型面 22 4.3.2 制作澆注系統(tǒng) 23 4.3.3 生成成型零件以及澆注件 23 4.4 冷卻系統(tǒng)設(shè)計.24 4.4.1 凹模冷卻系統(tǒng)設(shè)計 24 4.4.2 凸模冷卻系統(tǒng)設(shè)計 25 第五章第五章 模架的選擇及設(shè)計模架的選擇及設(shè)計 2626 II 5. 1 推出系統(tǒng)設(shè)計26 5. 2 確定模架27 5. 3 模架各裝配零件設(shè)計27 5.3.1 導向零件設(shè)計 27 5.3.2 澆注系統(tǒng)零件設(shè)計 29 5.3.3 推出機構(gòu)零件設(shè)計 30 5.3.4 定位和支撐零件設(shè)計 31 5.3.5 其他零件設(shè)計 31 第六章第六章 模具的裝配與調(diào)試模具的裝配與調(diào)試 3333 6. 1 模具的裝配33 6. 2 模具的調(diào)試36 結(jié)束語結(jié)束語 4141 參考文獻參考文獻 4242 文獻綜述文獻綜述 4343 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 摘要 I 摘要摘要 在這次畢業(yè)設(shè)計中，在進行了簡單的市場分析和現(xiàn)有產(chǎn)品的了解后，通過 運用三維實體造型軟件 Pro/Engineer 2001 對音炮前面板進行了 3D 造型，主 要完成工作有音炮裝配體各個零件的設(shè)計，裝配體上各零件的細化設(shè)計，同時 還生成了前面板的塑料注射模具的成型零件，并且設(shè)計了澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、 模具模架等零件，最后進行了整個模具的裝配，生成爆炸圖。此外，還就塑件 的缺陷及其消除措施進行了簡單的探討。 設(shè)計過程中，重點突出了造型設(shè)計，成型零件設(shè)計，模架設(shè)計三個重要工 作，在其中造型分模中遇到一定的困難，但是通過努力最終得以解決。 這次設(shè)計是對塑件及模具 CAD/CAM 的一次大膽嘗試，相信對實際生產(chǎn)會有 一定的指導意義。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：注射模具 熱塑性塑料 注射機 低音炮 ABS Pro/Engineer 中南大學本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） II AbstractAbstract In the graduation project, through using 3D entity sculpting software pro/engineer 2001,I build the 3D model of sound boxs case, mostly of the work completed are as follows : design of parts in the assembly, also build the 3D model of the plastics injection moulding parts at the same time. Besides ,I have designed the poor system、cooling system and the mould frame.In addition I also have a simple discussion on the molding defect of plastics pieces and dispel measure. During the design,most of the time were spent on design of case part、design of molding part and the design of the mould frame. Unavoidable I met some difficulties in the design,but I have conquered them with my assiduity. The design is an adventruous try on the CAD/CAM technology of plastics pieces and mould,and I believed that it can have certain directive significance on actual production. KeywordsKeywords： injection moulding； thermoplastic injection machine； blow-sound-box; acrylonitritle-butadiene-styrene; copolymer； Pro/Engineer 第一章 緒論 第一章第一章 緒論緒論 1 11 1 我國模具工業(yè)及塑料模的發(fā)展現(xiàn)狀我國模具工業(yè)及塑料模的發(fā)展現(xiàn)狀 模具源于傳統(tǒng)金屬鑄造，現(xiàn)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(chǎn)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(shù)有了很大的 提高，生產(chǎn)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。 但是總的來看，我國技術(shù)含量低的低檔模具已供過于求，市場利潤空間狹 小，而技術(shù)含量較高的中、高檔模具還遠不能適應(yīng)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，精密、 復雜的沖壓模具和塑料模具、轎車覆蓋件模具、電子接插件等電子產(chǎn)品模具等 高檔模具仍有很大一部分依靠進口。近五年來，我國平均每年進口模具約 11.2 億美元，2003 年就進口了近 13.7 億美元的模具，這還未包括隨設(shè)備和生產(chǎn)線 作為附件帶進來的模具。 我國現(xiàn)有模具企業(yè)超過 2 萬家，從業(yè)人數(shù) 50 多萬人。我國的模具生產(chǎn)目 前主要集中在華南和華東，大約占了全國模具制造業(yè)產(chǎn)值和銷售額的三分之二， 每年平均增長在 20%左右。華南模具生產(chǎn)企業(yè)主要集中在廣東省。廣東全省模 具生產(chǎn)企業(yè)總數(shù)目前已有 6000 家以上，產(chǎn)值已超過 150 億元人民幣。華東模 具生產(chǎn)企業(yè)主要集中在浙江、江蘇、上海，其模具產(chǎn)值也超過 150 億元人民幣， 其中浙江省的寧波市和臺州市最為集中。山東省、安徽省和四川省的模具工業(yè) 也發(fā)展很快,在全國占有重要地位。 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)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(chǎn) 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(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)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(chǎn)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(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)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(chǎn)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 0.020.05mm，表面粗糙度 Ra0.2m，模具質(zhì)量、壽 命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達 1030 萬次，淬火鋼模達 501000 萬次， 中南大學本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距，具體數(shù)據(jù)見表一。 成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽 芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術(shù)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 2934 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(shù)，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(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達 20%以上， 一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)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 5080%相 比，差距較大。 在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE 技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家 用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數(shù)量的 CAD/CAM 系統(tǒng)，如美國 EDS 的 UG、美國 Parametric Technology 公司的 Pro/Emgineer、美國 CV 公司的 CADS5、英國 Deltacam 公司的 DOCT5、日本 HZS 公司的 CRADE、以色列公司的 Cimatron、美國 AC-Tech 公司的 C-Mold 及澳大利亞 Moldflow 公司的 MPA 塑模 分析軟件等等。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(xiàn)了 CAD/CAM 的集成，并能支持 CAE 技術(shù)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(shù)經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具 CAD/CAM 技術(shù)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 系統(tǒng)及 CAE 軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、 能在微機上應(yīng)用且價格較低等特點，為進一步普及模具 CAD/CAM 技術(shù)創(chuàng)造了良 好條件。 近年來，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如： P20、3Cr2Mo、PMS、SM、SM等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大 的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標準模架、標準推桿和彈簧等越來越廣 泛地得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國 模具標準化程度和商品化程度一般在 30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達到 70%- 80%相比，仍有很大差距。 1 12 2 中國模具工業(yè)的產(chǎn)業(yè)特點中國模具工業(yè)的產(chǎn)業(yè)特點 模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。例如，在電子產(chǎn)品生產(chǎn)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(chǎn)品 第一章 緒論 生產(chǎn)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(shù)產(chǎn)品互 為依托的產(chǎn)業(yè)。 現(xiàn)代模具工業(yè)又是技術(shù)密集型和資金密集型、高投入的裝備型產(chǎn)業(yè)，是加 工裝備產(chǎn)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(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)，為其提供生產(chǎn)保證。從 支柱產(chǎn)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(chǎn) 品的高技術(shù)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(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產(chǎn)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(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的加快升級，必將 對先進模具制造技術(shù)和先進生產(chǎn)裝備提出更高的要求。模具企業(yè)新增投資中加 工設(shè)備的投入要占 80%。據(jù)估計，全國約有 40 億元以上的模具設(shè)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(shù) 裝備升級已成為產(chǎn)品生產(chǎn)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(chǔ)產(chǎn)業(yè)。據(jù)國家稅務(wù)總局對 1 萬多家工業(yè)企業(yè)流轉(zhuǎn)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(xiàn)代模具產(chǎn)業(yè)高投入的產(chǎn)業(yè)特點不協(xié)調(diào)，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(chǎn)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(shù)和設(shè) 備列入了當前國家重點鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄和鼓勵外商投 資產(chǎn)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(guān)模具技術(shù)和產(chǎn)品列入國家計委和科學技 術(shù)部發(fā)布的當前國家優(yōu)先發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點領(lǐng)域指南(目錄) 。這 都充分體現(xiàn)了國務(wù)院和國家有關(guān)部門對發(fā)展模具工業(yè)的重視和支持。 1 13 3 模具工業(yè)及塑料模技術(shù)今后在我國的發(fā)展方向模具工業(yè)及塑料模技術(shù)今后在我國的發(fā)展方向 模具方面，中國經(jīng)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(chǎn)品結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整，使 結(jié)構(gòu)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(chǎn)品的需求、產(chǎn)品的更新?lián)Q代，就沒有模具行業(yè)的 技術(shù)進步，也就沒有模具產(chǎn)品的上規(guī)模、上檔次。如汽車生產(chǎn)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(chǎn)值增 中南大學本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 長達 40%左右。而模具技術(shù)水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效 益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志。 其次，要積極推進中西部地區(qū)模具產(chǎn)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(jīng)意識到模具產(chǎn)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(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)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。 第三.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(zhuǎn)換經(jīng)營機制， 大力發(fā)展混合所有制經(jīng)濟，明晰產(chǎn)權(quán)和完善法人治理結(jié)構(gòu)。充分發(fā)掘企業(yè)發(fā)展 的內(nèi)在動力。要積極推進中、西部工業(yè)基礎(chǔ)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(xiàn)形式，轉(zhuǎn)換 機制，大力發(fā)展產(chǎn)權(quán)明晰、獨立自主經(jīng)營，適應(yīng)市場運作和模具生產(chǎn)快速反應(yīng) 的現(xiàn)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(chǎn)業(yè)鏈 的發(fā)展。 第四.用信息技術(shù)帶動和提升模具工業(yè)的制造技術(shù)水平，是推動模具工業(yè) 技術(shù)進步的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。CADCAECAM 技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用，快速原型制 造技術(shù)的應(yīng)用，使模具的設(shè)計制造技術(shù)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(shù)控精密高效加工設(shè)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(shù)的重點方向 是無圖化生產(chǎn)、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(shù)等先進制造技術(shù)在模 具工業(yè)中的應(yīng)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(shè)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(chǎn)率要求而發(fā) 展的一模多腔所致。 2、在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用 CAD/CAM/CAE 技術(shù)。CAD/CAM 技術(shù)已 發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具 CAD/CAM 技術(shù)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(wǎng)絡(luò)的 CAD/CAM/CAE 一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(chǎn)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(shè)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(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱 第一章 緒論 流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)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(yīng)用這項技術(shù)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(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。 氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)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統(tǒng)的普通注射工藝有更 多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且其常用于較復雜的大型制品，模具設(shè)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(jīng)濟模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn) 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(zhì)量和降低模具制造成本，模具標準件的應(yīng)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(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生 產(chǎn)、提高商品化程度、提高標準件質(zhì)量、降低成本；再次是要進一步增加標準 件規(guī)格品種。 6、應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得 十分必要。 7、研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐 標掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模 CAD/CAM 的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、 調(diào)整、廉價的檢測設(shè)備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。 1 14 4 Pro/engineerPro/engineer 20012001 簡介簡介 Pro/ENGINEER 是當今 3D CAD/CAM 系統(tǒng)的標準軟件，廣泛應(yīng)用于電子、 機械、模具、工業(yè)設(shè)計、汽車、航天、家電、玩具等行業(yè)。Pro/ENGINEER 集 合了零件設(shè)計、產(chǎn)品組合、模具開發(fā)、NC 加工、鈑金件設(shè)計、鑄造件設(shè)計、 造型設(shè)計、逆向工程、自動測量、機構(gòu)仿真、應(yīng)力分析、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等功能 于一體。 Pro/ENGINEER 是一個參數(shù)式設(shè)計的 CAD/CAM 系統(tǒng)。參數(shù)式設(shè)計就是將 零件尺寸的設(shè)計用參數(shù)來描述，并在設(shè)計修改時通過修改參數(shù)的數(shù)值來更改零 件的外形。這項參數(shù)式設(shè)計的功能不但改變了設(shè)計的概念，并且將設(shè)計的便捷 性推進了一大步。 Pro/ENGINEER 參數(shù)式設(shè)計的特性： 中南大學本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 實體模型實體模型：3D 實體模型除了可以將用戶的設(shè)計思想以最真實的模型在 計算機上表現(xiàn)出來之外，借助于系統(tǒng)參數(shù)，用戶還可隨時計算出產(chǎn)品的 體積、面積、重心、慣性大小等，以了解產(chǎn)品的真實性，并補足傳統(tǒng)面 結(jié)構(gòu)、線結(jié)構(gòu)的不足。用戶在產(chǎn)品設(shè)計過程中，可以隨地回掌握以上重 點，設(shè)計物理參數(shù)，并減少許多認為計算時間。 單一數(shù)據(jù)庫單一數(shù)據(jù)庫：Pro/ENGINEER 可隨時由 3D 實體模型產(chǎn)生 2D 工程圖， 而且自動標示工程圖尺寸。不論在 3D 還是 2D 圖形上在尺寸修改，其 相關(guān)的 2D 圖形或 3D 實體模型均自動修改，這樣可確保數(shù)據(jù)的正確性。 由于采用單一數(shù)據(jù)庫，提供了所謂雙向關(guān)連性的功能，正符合現(xiàn)代產(chǎn)業(yè) 中的同步工程。 特征作為設(shè)計的單位特征作為設(shè)計的單位：Pro/ENGINEER 以最自然的思考方式從事設(shè)計工 作，如孔、開槽、圓角等均被視為零件設(shè)計的基本特征，除了充分掌握 設(shè)計思想之外，還在設(shè)計過程中導入實際的制造思想；也正因為以特征 作為設(shè)計的單元，因此可隨時對特征做合理、不違反幾何的順序調(diào)整、 插入、刪除、重新定義等修正動作。 參數(shù)式設(shè)計參數(shù)式設(shè)計：配合單一數(shù)據(jù)庫，所有設(shè)計過程中所使用的尺寸都存在數(shù) 據(jù)庫中，修改 CAD 模型及工程圖不再是一件難事。也正因為有參數(shù)式 的設(shè)計， 用戶才可以運用強大的數(shù)學運算方式，建立各尺寸參數(shù)間的 關(guān)系式，使得模型可自動計算出應(yīng)有的外型，減少尺寸逐一修改的繁瑣 費時，并減少錯誤發(fā)生。 1 15 5 注射模簡介及注射模簡介及 pro/engineerpro/engineer 20012001 在注射模設(shè)計過程中的應(yīng)用在注射模設(shè)計過程中的應(yīng)用 塑料注射成形所用模具稱為注射成形模具，簡稱注射模。注射模區(qū)別于其 它塑料模的特點是，模具先有注射機合模機構(gòu)閉合緊密，然后由注射機注射裝 置將高溫高壓的塑料熔體注入模腔內(nèi)，經(jīng)冷卻或固化定型后，開模取出塑件。 因此注射模能一次成形出外形復雜，尺寸精確或帶有嵌件的塑料制件。 Pro/engineer 自從問世以來，10 多年來已經(jīng)成為全球最普及的 3D CAD/CAM 系統(tǒng)，儼然已成為 3D CAD/CAM 系統(tǒng)的標準軟件，其在模具設(shè)計 中更是涵蓋了模具留成設(shè)計、分模面設(shè)計、破孔填補、拆模、澆道系統(tǒng)設(shè)計、 冷卻系統(tǒng)設(shè)計、模具各組件設(shè)計、開模模擬、模座設(shè)計、模具設(shè)計變更等各個 應(yīng)用領(lǐng)域，為全世界的模具工業(yè)快速發(fā)展提供了一個有力的技術(shù)支持。 第二章 低音炮前面板模型設(shè)計 7 第二章第二章 低音炮前面板模型設(shè)計低音炮前面板模型設(shè)計 2 21 1 音炮前面板結(jié)構(gòu)分析音炮前面板結(jié)構(gòu)分析 2.1.12.1.1 自頂向下設(shè)計簡介自頂向下設(shè)計簡介 隨著計算機技術(shù)日新月異的發(fā)展，CIMS、并行工程概念的相繼產(chǎn)生，以及 動態(tài)導航技術(shù)和參數(shù)設(shè)計的綜合運用，為產(chǎn)品設(shè)計從概念設(shè)計到零、部件詳細 設(shè)計以及產(chǎn)品的并行設(shè)計提供了堅實的基礎(chǔ)。為了設(shè)計出符合人們設(shè)計常規(guī)的、 面向并行工程的新型 CAD 系統(tǒng)，我們提出了在裝配層次上進行產(chǎn)品建模，用 產(chǎn)品裝配模型改進現(xiàn)有的 CAD 系統(tǒng)。自頂向下“Top-down”的設(shè)計過程，設(shè)計 是從產(chǎn)品功能要求出發(fā)，選用一系列的零件去實現(xiàn)產(chǎn)品的功能；先設(shè)計出初步 方案及其結(jié)構(gòu)草圖，建立約束驅(qū)動的產(chǎn)品模型；通過設(shè)計計算，確定每個設(shè)計 參數(shù)，然后進行零件的詳細設(shè)計，通過幾何約束求解將零件裝配成產(chǎn)品；對設(shè) 計方案分析之后，返回修改不滿意之處，直到的得到滿足功能要求的產(chǎn)品。這 種設(shè)計過程能充分利用計算機的優(yōu)良性能，最大限度地發(fā)揮設(shè)計人員的設(shè)計潛 力，最大限度地減少設(shè)計實施階段不必要的重復工作，使企業(yè)的人力、物力等 資源得到充分的利用，有利于提高設(shè)計效率，減少新產(chǎn)品的設(shè)計研究時間，使 企業(yè)在市場競爭中占據(jù)有利的位置。目前一些流行的 CAD 系統(tǒng)軟件都聲稱支 持 Top-down 設(shè)計。Top-down 設(shè)計過程的思路如下流程所示。 產(chǎn)品功能要求 建立功能設(shè)計方案 建立零件和子模塊的設(shè)計方案 建立裝配設(shè)計關(guān)系模型 建立零件和裝配體詳細設(shè)計方案 設(shè)計方案分析 產(chǎn)生設(shè)計方案 修改功能設(shè)計方案 修改零件和子模塊設(shè)計方案 修改裝配設(shè)計關(guān)系模型 修改零件和裝配體詳細設(shè)計方案 中南大學本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 8 2.1.22.1.2 音炮前面板分析音炮前面板分析 音炮前面板總體來說結(jié)構(gòu)比較簡單，為了使用方便預留各種按鈕的靠炮孔， 即電源指示燈和音盆?，F(xiàn)在前面板的一般都采用各種流線型設(shè)計，增強美觀效 果特別是現(xiàn)在人們欣賞水平的提高，各種個性化、迷你型音響音炮大量出現(xiàn)， 造型各異。它們大部分是仍是立式結(jié)構(gòu)，配已木質(zhì)結(jié)構(gòu)的主體現(xiàn)代而不俗套。 內(nèi)部變化并不影響前面板設(shè)計。我在設(shè)計時也采用了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式，前面板 上預置了各種按鈕和電源指示燈的靠炮孔。 首先確定以下參數(shù)： 1尺寸精度 塑件的尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動和模具制造誤 差。由于我們要設(shè)計的零件的工作環(huán)境對精度要求不高，僅要求外表光滑漂亮， 加之選用的塑料 ABS 推薦精度等級為 3、4、5 級，因此，塑件的精度等級選用 4 級已完全滿足要求。 2脫模斜度 脫模斜度大小與塑件的形狀、壁厚及收縮率有關(guān)。ABS 常用 的脫模斜度見表 2-1。由于脫模過程中最難的地方在于型腔，因此我們把把型 腔脫模斜度放大，取 1，型芯的脫模斜度為 40，其余所有需要脫模斜度的 地方均取 40。 表 2-1 斜度 塑件材料 型腔型芯 ABS 401.20351 3壁厚和圓角 塑件壁厚力求各處均勻，以免產(chǎn)生不均勻收縮等成形缺陷。 塑件轉(zhuǎn)角處一般采用圓角過渡，其半徑為塑件壁厚的 1/3 以上，最小不宜小于 0.5mm。我們采用的壁厚為 2mm，轉(zhuǎn)角處的半徑見附錄零件工作圖 ，即 01 號圖紙。 4支撐面和加強肋 塑件的支承面應(yīng)充分保證其穩(wěn)定性，一般不以塑件的 整個底面作為支承面，而將底面設(shè)計成凹凸形，或在凹入面增設(shè)加強筋。塑件 上的加強筋除了能增加剛性和強度外，還能改善塑料熔體的流動性，避免氣泡、 縮孔和凹陷等成形缺陷。加強筋的形式和尺寸見附錄零件工作圖 ，即 01 號 圖紙。 5孔 雖然嚴格意義上講塑件上的通孔和盲孔通常用單獨型芯或分段型芯 來成形，對于易彎曲變形的型芯，須附設(shè)支承住。但是本次設(shè)計中，考慮到生 產(chǎn)成本的盡量縮小，以及我們需要的孔在工藝上要求不高，我們采用分型面直 第二章 低音炮前面板模型設(shè)計 9 接成形法。 2.2. 2 2 塑件的選料及其性能塑件的選料及其性能 機箱前蓋一般采用熱塑性塑料 ABS。 熱塑性塑料是在特定的溫度的范圍內(nèi)能反復加熱軟化和冷卻硬化的塑料。 ABS 是 acrylonitritle-butadiene-styrene copolymer 的縮寫，中文名是丙 烯腈丁二烯苯乙烯共聚物。ABS 的性能可以根據(jù)要求通過改變各單體的含 量比例進行調(diào)整。當丙烯腈增加時，塑料的耐熱、耐蝕性和表面硬度可改善； 丁二烯可提高彈性和韌性；苯乙烯可改善電性能和成形能力。近年來 ABS 塑料 在汽車上的應(yīng)用發(fā)展很快,如作檔泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導管，以及小轎車 車身等。阻燃級的 ABS 樹脂則用于電子計算機的殼體，控制臺、電信、光盤音 響設(shè)備、彩電的機殼等。 成型性能： 無定性料，流動性中等，吸濕大，必須充分干燥，表面要求光澤的 塑件須長時間預熱干燥。 宜取高料溫、高模溫，但料溫過高易分解（分解溫度為250） 。 對精度較高的塑件，模溫宜取 50 60，對光澤、耐熱塑件，模溫宜取 60 80。 綜合性能較好，沖擊強度較高，化學穩(wěn)定性、電性能良好。與 372 有機玻 璃的熔接性良好，制成雙色塑件，且可表面鍍鉻。 ABS 的主要技術(shù)指標見表 2-2。 表 2-2 密度 3 /cmg1.021.16比容gcm / 3 0.860.98吸水率%0.20.4 收縮率%0.40.7熔點130160彎曲強度 MPa90 抗拉屈服強度 MPa50拉伸彈性模量 MPa 3 108 . 1 體積電阻率cm 16 109 . 6 硬度 HB9.7 0.45MPa130160無缺口261 熱變形溫度 1.82MPa90108 沖擊強度 2 /mkJ 缺口11 2 23 3 音炮前面板注射成型工藝過程音炮前面板注射成型工藝過程 音炮前面板注塑成形工藝過程見圖 2-1。 中南大學本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 10 第二章 低音炮前面板模型設(shè)計 11 注射裝置準備裝料 預烘干 裝入料斗 預塑化 注射裝置準備注射 清理嵌件、預熱 清理模具、涂脫模劑 放入嵌件 合模 注射 保壓 脫模 冷卻 塑件送下道工序 圖 2-1 音炮前面板注射成形工藝過程 注射成形工藝參數(shù)見表 2-3。 表 2-3 預熱和干燥料筒溫度（）注射機類型 溫度（） 時間 （h） 后段中段前段 噴嘴溫度 （） 螺桿式809545150170165180180200170180 模具溫度（） 注射壓力（Mpa）成形時間（s） 高壓時間保壓時間冷卻時間成形時間 508060100 05153015304070 后 處 理螺桿轉(zhuǎn)速 （r/min）方 法溫度（）時間（h） 3060紅外線燈、烘箱7024 2 24 4 音炮前面板模型設(shè)計過程音炮前面板模型設(shè)計過程 總體模型設(shè)計過程參考目前國內(nèi)設(shè)計流程及方法，采用自頂向下的設(shè)計方 法，先建立一個音炮前面板的特征曲面，延拓到一底平面，然后建立各種附屬 各個曲面特征，最后利用建立好的曲面長肉厚生成殼體。此種方法是目前復雜 零件設(shè)計的最先進的方法，利用率相當高。 中南大學本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 12 2.4.12.4.1 初步造型，切除各預留孔初步造型，切除各預留孔 1. 新建文件 命名 yin.prt。首先建立混合曲面，繪制截面如圖 2-2 圖 2-2 圖 2- 3 圖 2-4 得到混合特征如 2-3 所示 。 2.混合面組延拓到一平面得到前面板的外圍輪廓面組 如圖 2-4 所示 。 3.音炮前面板音盆孔造型、預留按鈕的靠炮孔的設(shè)計 仍然利用面組建立 模型輪廓，在利用曲面操作選項裁減合并曲面達到理想的設(shè)計的設(shè)計效果；預 留按鈕的靠炮孔的設(shè)計采用曲面的拉伸切除得到預留空的設(shè)計。如圖 2-5,圖 2-6 所示： 第二章 低音炮前面板模型設(shè)計 13 圖 2-5 圖 2-6 4.面板前兩裝飾燕角的設(shè)計 先構(gòu)件燕角所在的曲面：在燕角所在的曲面 上選擇三個截面得到三段截面線如圖 2-7，選擇混合命令得到燕角所在的曲面， 如圖 2-8。再選擇曲面合并操作將主題曲面和燕角曲面進行合并的所要的裝飾 效果，這樣音炮前面板的曲面輪廓設(shè)計基本完成，如圖 2-9 所示。 圖 2-7 圖 2-8 中南大學本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 14 圖 2-9 2.4.22.4.2 實體的生成及總體優(yōu)化設(shè)計實體的生成及總體優(yōu)化設(shè)計 1.面板的實體生成設(shè)計 利用前面設(shè)計好的最終曲面，選擇薄板伸出項操 作中的使用面組選項，給定板件的厚度 2mm，曲面自動長成實體（此種設(shè)計方 法在目前復雜零件設(shè)計使用很多） ，如圖 2-10。操作方式如 2-11： 圖 2-10 圖 2-11 2. 各加強筋和連接件的設(shè)計 為了增強面板的剛度，避免生產(chǎn)中面板變形， 實際應(yīng)用中按鈕處的增強抗負荷能力，設(shè)置前面板加強筋，選擇厚度為 2mm。 第二章 低音炮前面板模型設(shè)計 15 同時在四角處設(shè)置連接件。如果是那種連接負荷比較大的話，則應(yīng)設(shè)置連接筋 增強穩(wěn)定性。連接筋如圖 2-12，加強筋如圖 2-13： 圖 2-12 圖 2-13 3結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計 大型件需要制造拔模斜度，小型件則可以省略。還 有便交處應(yīng)考慮到圓角增強產(chǎn)品的美觀效果，這在現(xiàn)代設(shè)計中很重要，因為現(xiàn) 代設(shè)計產(chǎn)品不僅要考慮使用效果還要盡量的考慮到美的享受，體現(xiàn)人文價值等 等。最后成型產(chǎn)品及其設(shè)計流程圖如圖 2-14，2-15 所示： 圖 2-14 圖 2-15 中南大學本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 16 第三章第三章 注射機選擇注射機選擇與校核與校核 3.3. 1 1 注射機規(guī)格注射機規(guī)格選擇選擇 注射機是熱塑性塑料和部分熱固性塑料注射成形的主要設(shè)備，參照模具 設(shè)計與制造簡明手冊表 2-40，我們選擇注射機型號為 XS-ZY-250,它的技術(shù)規(guī) 格如表 3-1 所示。 表 3-1 型號 螺桿直徑 （mm） 注射容量 （cm3） 注射壓力（MPa）鎖模力(kN) XS-ZY-250422501301800 最大注射面積（cm3） 模板行程 （mm） 定位孔直徑（mm） 500350 06 . 0 0 150 頂出 模具厚度（mm）噴嘴 兩側(cè) 最大最小 球半徑 （mm） 孔半徑 （mm） 孔徑（mm）孔距（mm） 中心孔徑 （mm） 350250 18440280 3.3. 2 2 注射機的校核注射機的校核 3.2.13.2.1 注射機注射容量校核注射機注射容量校核 塑件成形所需的注射總量應(yīng)小于所選注射機的注射容量。注射容量以容積 （cm3）表示時，塑件體積（包括澆注系統(tǒng)）應(yīng)小于注射機的注射容量，其關(guān) 系按 3-1 式校核 V件0.8V注 （3-1） 式中 V件 塑件與澆注系統(tǒng)的體積（cm3）; V注 注射機注射容量（cm3）; 0.8 最大注射容量利用系數(shù)。 在這個設(shè)計中， 第三章 注射機選擇與校核 17 V件= 180cm3 V注=250cm3 1800.8*250=200 所以注射機注射容量完全滿足要求。 3.2.23.2.2 注射機鎖模力校核注射機鎖模力校核 模具所需的最大鎖模力應(yīng)小于或等于注射機的額定鎖模力，其關(guān)系按 3-2 式校核 p腔FP鎖 （3-2） 式中 p腔 模具型腔壓力，一般取 4050Mpa； F 塑件與澆注系統(tǒng)分型面上的投影面積（mm2）; P鎖 注射機額定鎖模力（N） 。 在這個設(shè)計中 p腔 = 40 Mpa F = 30000mm2 P鎖 = 1800 kN p腔F = 40 106 30000 10-6 = 1200 (kN)1800(kN) 所以注射機的鎖模力也滿足要求。 3.2.33.2.3 注射機注射壓力校核注射機注射壓力校核 塑件所需的注射壓力應(yīng)小于或等于注射機的額定注射壓力，其關(guān)系按 3-3 式 校核 p成 P注 （3-3） 式中 p成 塑件成形所需的注射壓力（Mpa） ，其值參見表 2-3。 P注 所選注射機的額定注射壓力(Mpa)。 在這個設(shè)計中 p成 = 80 Mpa P注 = 130 Mpa 顯然，80 130，因此注射壓力也滿要求。 3.2.43.2.4 注射機模具厚度校核注射機模具厚度校核 模具閉合時的厚度應(yīng)在注射機動、定模板的最大閉合高度和最小閉合高度 中南大學本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 18 之間，其關(guān)系按 3-4 式校核 H最小 H模 H最大 （3-4） 式中 H最小 注射機所允許的最小模具厚度（mm） ； H模 模具閉合厚度（mm） ； H最大 注射機所允許的最大模具厚度（mm） 。 在這個設(shè)計中 H最小 = 250 mm H模 = 340 mm H最大 = 350 mm 顯然，300340450 所以注射機模具厚度也滿足要求。 3.2.53.2.5 注射機最大開模行程校核注射機最大開模行程校核 塑件所需的開模距應(yīng)小于注射機的最大開模行程。對在液壓機械聯(lián)合鎖模 的立式、臥式注射機上使用的一般澆口模具，關(guān)系按 3-5 式校核 H1 + H2 + 510mm s （3-5） 式中 H1 脫模距離（mm） ； H2 塑件高度（包括澆注系統(tǒng)） （mm） ； S 注射機模板行程（mm） 。 在這個設(shè)計中 H1 = 40 mm H2 = 80mm S = 350 mm H1 + H2 + 10 = 40 + 100 +10 = 150 mm 顯然，150 350 因此，注射機模板行程也滿足要求。 至此注射機型號確定，選擇 XS-ZY-250。 第四章 成型零件的設(shè)計 19 第四章第四章 成型零件的設(shè)計成型零件的設(shè)計 4.4. 1 1 確定分型面確定分型面 分型面的形式參見模具設(shè)計與制造簡明手冊圖 2-40，其選擇示例見 模具設(shè)計與制造簡明手冊表 2-47。 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復雜。由于分型面受到塑件在模具 中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及 推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型 面時應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一 般應(yīng)遵循以下幾項原則： 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，盡量使塑件開模時留在動模一邊。 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) 對成型面積的影響。 7) 對排氣效果的影響。 8) 對側(cè)向抽芯的影響。 其中最重要的是第 5）和第 2） 、第 8）點。為了便于模具加工制造，應(yīng)盡是 選擇平直分型面工易于加工的分型面。 在本次設(shè)計中，考慮到塑件是深腔薄壁規(guī)則的殼狀零件，我們采用水平分 型面，將分型面設(shè)在零件薄壁邊緣表面，便于分模。 4.4. 2 2 澆注系統(tǒng)形式與澆口設(shè)計澆注系統(tǒng)形式與澆口設(shè)計 4.2.14.2.1 主、分流道設(shè)計主、分流道設(shè)計 1主流道設(shè)計 主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連 的一段帶有錐度的流動通道。主流道小端尺寸為 8.510mm。主流道小端入口 處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分 常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式，俗稱澆口套，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼 材單獨進行加工和熱處理。本設(shè)計中澆口套由于與定位圈有配合需求，而且注 射機噴嘴球半徑 18，遵循注射機球半徑小于等于澆口套球半徑的國標要求，澆 中南大學本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 20 口套的規(guī)格有 12，16，20 等幾種。由于注射機的噴嘴半徑為 18，所以 唧咀的為 R20?？紤]到機箱前面板上放置光驅(qū)的地方開設(shè)的矩形通孔，可以利 用這個孔，將主流道設(shè)置于此，這樣設(shè)計的方便之處在于：1.可以節(jié)省空間， 減小模具體積；2.橫澆道和澆口的開設(shè)比較方便。主流道的形式見附錄模具 裝配圖 ，即 03 號圖紙。 主流道澆口套固定配合見圖 4-1 所示。 圖 4-1 2分流道設(shè)計 在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時應(yīng)設(shè)置分流道， 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。因此分流道設(shè)計應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填 狀態(tài)，并在流動過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型 腔。分流道的設(shè)計應(yīng)盡量使其面積小，熱量損失少，摩擦阻力小。常用分流道 的截面形狀及尺寸參見模具設(shè)計與制造簡明手冊表 2-49。在考慮分流道設(shè) 計時，由于其水平高度已經(jīng)被主流道位置確定，因此，我們只要設(shè)計分流道的 布置形式和截面形狀即可?？紤]到圓形截面的分流道在注射過程中對塑料流動 的阻力最小，流動效率最高，因此我們選用圓形截面的分流道，直徑為 6mm。 考慮到零件的形狀特征，我們采用一腔兩澆口的形式，這樣設(shè)計的優(yōu)點是塑料 在填充過程中較均勻和平穩(wěn)，避免出現(xiàn)冷隔現(xiàn)象，有利于保證成形零件的成形 質(zhì)量。 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體 的流動狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取 1.6m 左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定， 從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的 剪切速率和剪切熱。 分流道布置位置如圖 4-2 所示，其中主流道至各澆口流動距離相等，保證了 塑料在填充過程中同時到達。 第四章 成型零件的設(shè)計 21 圖 4-2 4.2.24.2.2 澆口及冷料穴設(shè)計澆口及冷料穴設(shè)計 1澆口 澆口是分流道與型腔的連接通道，澆口的各類形式和尺寸參見 模具設(shè)計與制造簡明手冊中表 2-502-60。在本例設(shè)計中，考慮到所設(shè)計 零件的形狀為深腔薄壁狀殼類零件，同時零件表面光潔度要求較高，選用側(cè)澆 口。側(cè)澆口又稱邊緣澆口，國外稱之為標準澆口。側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上， 塑料熔體于型腔的側(cè)面充模，其截面形狀多為矩形狹縫，調(diào)整其截面的厚度和 寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時的剪切速率及澆口封閉時間。這種澆口加工容易，修 整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進料位置，因此它是廣泛使 用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且對各種塑料的成 型適應(yīng)性均較強；但有澆口痕跡存在，會形成熔接痕、縮孔、氣孔等塑件缺陷， 且注射壓力損失大，對深型腔塑件排氣不便。 總之要使塑件具有良好的性能與外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇， 通常要考慮以下幾 項原則： 1) 盡量縮短流動距離。 2) 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。 3) 必須盡量減少熔接痕。 4) 應(yīng)有利于型腔中氣體排出。 5) 考慮分子定向影響。 6) 避免產(chǎn)生噴射和蠕動。 7) 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。 8) 注意對外觀質(zhì)量的影響。 考慮到以上幾點，本次設(shè)計中可利用零件上已有的音盆預留孔，可將澆口 中南大學本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 22 設(shè)在孔壁內(nèi)側(cè)，這樣設(shè)計的優(yōu)點在于：1.不會破壞成形零件的表面光潔度。2. 澆口處的落料較簡單，落料后只需做簡單的光整即可。澆口形狀如圖 4-3 所示， 尺寸見附錄凸模工作圖即 02 號圖紙所示。 圖 4-3 2. 冷料穴 在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機噴嘴和主流道入口 這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射 機料筒以內(nèi)約 1025mm 的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達到正常的 塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動性能及成型性能不佳，如果這里 溫度相對較低的冷料進入型腔，便會產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一 個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這 一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。 冷料穴的形狀見模具設(shè)計與制造簡明手冊中表 2-62。冷料穴一般開設(shè) 在主流道對面的動模板上（也即塑料流動的轉(zhuǎn)向處） ，其標稱直徑與主流道大 端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的 11.5 倍，最終要保證冷料的體積 小于冷料穴的體積，冷料穴有六種形式，常用的是端部為 Z 字形和拉料桿的形 式，具體要根據(jù)塑料性能合理選用?？紤]到后面采用 Z 形拉料稈，冷料穴選取 相應(yīng)形式，這種冷料穴常用于熱塑性塑料注射模。冷料穴的形狀和尺寸參見附 錄凸模工作圖，即 02 號圖紙。 3. 排氣槽 排氣槽的型式和尺寸見模具設(shè)計與制造簡明手冊表 2-63。 本設(shè)計綜合考慮，利用分型面和配合間隙進行排氣，沒有單獨開設(shè)排氣槽。 4.34.3 凹、凸模成型零件的設(shè)計凹、凸模成型零件的設(shè)計 Pro/enginner 系統(tǒng)的制造組塊（mfg）允許你在建立好分型面后自動創(chuàng)建凹、 凸模，因此，我們首先建立一個 mfg 模塊的文件，命名 yp_mold.mfg。 第四章 成型零件的設(shè)計 23 4.3.14.3.1 建立分型面建立分型面 1進入模具界面 點擊裝配菜單，選擇參考零件 yin4.prt，在制造模塊中將 其更名為 yin4_ref.prt。此時特征樹如圖 4-4 所示，制造模塊中只有一個零件參 照 圖 4-4 2添加胚料 默認位置裝配該參照零件后，選擇手工加入工件的方法，建 造第一特征，選擇拉伸生長特征，制作工件胚料。此時，特征樹及制造模塊中 零件分別如圖 4-5 和圖 4-6 所示。 圖 4-5 圖 4-6 3確立設(shè)計分型面 選取以下圖 4-7 所示特征樹中所示這種規(guī)則殼體零件， 利用的側(cè)向影線，建立分型面中裙邊操作直接得到系統(tǒng)中的分型面，名稱 prt_surf_1，此時分型面形狀如圖 4-8 所示。這種方法使用起來很簡單，避免了 多個面的合并操作，以及各種靠炮孔的填補，可以得到事半功倍的效果。不過 有的方面就不可用這種方法，只能用傳統(tǒng)各種面的復制合并和各處的孔的修補 工作。 中南大學本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 24 圖 4-7 圖 4-8 4.3.24.3.2 制作澆注系統(tǒng)制作澆注系統(tǒng) 參照 4.2 節(jié)所設(shè)計的澆注系統(tǒng)形狀及尺寸，在該制造模塊中使用拉伸切除， 旋轉(zhuǎn)切除，掃描切除等方法制作澆注系統(tǒng)，此時的特征樹及該制造模塊分別如 圖 4-9 和 4-10 所示。 圖 4-9 圖 4-10 4.3.34.3.3 生成成型零件以及澆注件生成成型零件以及澆注件 1選擇菜單“模具體積塊”“分割”“兩個體積塊，所有工件” menu select 方式選擇以上建立的分型面 prt_surf_1確定分別生成兩個體積 塊，命名為 yp_m_vol_a、yp_m_vol_b，分別為成型零件的凹模和凸模體積塊。 2選擇菜單“模具元件”“抽取”“select all” ，自動抽取剛才建立的 兩個體積塊，命名凹模凸模分別為 yp_m_vol_a、yp_m_vol_b。此時的特征樹中 將自動建立 yp_m_vol_a.prt、yp_m_vol_b.prt 文件，其中 yp_m_vol_a.prtt 如圖 第四章 成型零件的設(shè)計 25 4-11 所示，yp_m_vol_b.prt 如圖 4-12 所示。 圖 4-11 圖 4-12 3選擇菜單“鑄?！薄皠?chuàng)建”輸入鑄模名稱“yp_molding” ，系統(tǒng)自動 創(chuàng)建以上兩成型零件澆注件，并在左側(cè)特征樹中自動添加文件 yp_molding.prt。 特征樹如圖 4-13 所示，此時制造模塊如圖 4-14 所示。 圖 4-13 圖 4-14 至此，我們完全生成了成型零件的初步 prt 文件，下面就澆注系統(tǒng)改進以及 冷卻系統(tǒng)的創(chuàng)建進行探討。 4.44.4 冷卻系統(tǒng)設(shè)計冷卻系統(tǒng)設(shè)計 4.4.14.4.1 凹模冷卻系統(tǒng)設(shè)計凹模冷卻系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)置冷卻裝置的目的，主要是防止塑件在脫模時發(fā)生變形，縮短成形周期 及提高塑件質(zhì)量。凹模的冷卻系統(tǒng)采用開設(shè)冷卻水孔的方式，冷卻水孔的開設(shè) 原則如下： 中南大學本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 26 冷卻水孔的數(shù)量應(yīng)盡可能多，直徑盡量大。 各冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)相等，一般保持在 1520mm 范圍內(nèi)，距離太近則冷卻不易均勻，太遠則效率低。水孔直徑一般取 812mm。孔距最好為水孔直徑的 5 倍。 水孔通過鑲塊時，防止鑲套管等漏水。 冷卻管路一般不宜設(shè)在型腔內(nèi)塑料熔接的地方，以免影響塑件 強度。 水管接頭（冷卻水嘴）應(yīng)設(shè)在不影響操作的一側(cè)。 凹模上的冷卻水孔采用直流式，冷卻水孔的直徑為 6mm。冷卻水孔的布置 形式如圖 4-15 和 4-16 所示。 圖 4-15 圖 4-16 4.4.24.4.2 凸模冷卻系統(tǒng)設(shè)計凸模冷卻系統(tǒng)設(shè)計 考慮到凸模下方與動模板直接連接，不宜采用冷卻水孔設(shè)計，參考模具設(shè) 計手冊，決定采用開設(shè)水槽輔以隔板的冷卻形式。 圖 4-21 第五章 模架的選擇及設(shè)計 27 第五章第五章 模架的選擇及設(shè)計模架的選擇及設(shè)計 5.5. 1 1 推出系統(tǒng)設(shè)計推出系統(tǒng)設(shè)計 確定推出系統(tǒng)形式，是確定模架選擇的基礎(chǔ)。在此，我們只介紹推桿推出 和推件板推出兩種機構(gòu)，其他推出機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式參見模具設(shè)計與制造簡明 手冊中第二章第六節(jié)的內(nèi)容。 1推桿推出 推桿推出是一種最簡單常用的推出形式。推出元件制造簡便， 更換容易，滑動阻力小，推出效果好，其結(jié)構(gòu)型式見模具設(shè)計與制造簡明手 冊表 2-78。 推桿設(shè)計要點如下： 推桿應(yīng)設(shè)在塑件能承力較大的部位，盡量使推出的塑件受力均 勻，但不宜與型芯或鑲件距離過近，以免影響凸、凹模