導(dǎo)航儀固定裝置支撐件逆向建模及塑料模具設(shè)計(jì)- 副本課件

1、天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)2014屆本科生畢業(yè)論文天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)Tianjin University of Technology and Education畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)專 業(yè): 材料成型及控制工程 班級(jí)學(xué)號(hào): 學(xué)生姓名: 指導(dǎo)教師: 二一四年六月天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)本科生畢業(yè)論文導(dǎo)航儀固定裝置支撐件逆向建模及塑料模具設(shè)計(jì)Navigator support inverse molding fixtures and plastic mold design專業(yè)班級(jí): 學(xué)生姓名: 指導(dǎo)教師: 學(xué) 院: 2014 年 6月摘 要塑件在我們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用越來越廣泛，輕便快捷的生活節(jié)奏使塑件的發(fā)展也越來

2、越受到關(guān)注，本論文主要研究的是汽車上的一個(gè)導(dǎo)航儀固定裝置的塑件，通過采用逆向建模的方法采集數(shù)據(jù)，逆向建模的過程是：首先掃描塑件，得到的是一系列的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，在此過程中處理點(diǎn)云，手動(dòng)刪除一些沒有必要的點(diǎn)，減少噪音，優(yōu)化一些點(diǎn)，處理完點(diǎn)云數(shù)據(jù)之后進(jìn)行封裝，封裝完之后進(jìn)入的是三角形的的處理，把塑件上一些看不到的或者是有漏洞的點(diǎn)進(jìn)行處理，簡(jiǎn)化一些點(diǎn)，會(huì)提高做圖的效率，在這里面處理一些孔洞，還有缺料的地方補(bǔ)上等，最后優(yōu)化曲面部分得到具體的模型。然后在moldflow 分析中分析所做塑件的一些參數(shù)，moldflow分析過程是：導(dǎo)入逆向處理完的塑件，在moldflow里面分析具體的參數(shù)，包括塑件的澆口位置、充

3、填方面、冷卻方面、會(huì)不會(huì)產(chǎn)生氣泡、熔接橫的位置對(duì)塑件的影響。最后在UG軟件里面對(duì)分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理來設(shè)計(jì)模具，得到塑件。關(guān)鍵詞：逆向工程；moldflow；注塑模具設(shè)計(jì)；ABSTRACTIn this thesis, is a car navigation fixtures on the acquisition by the inverse modeling real key to obtain a specific kind of model, and then analyze some of the arguments made by the plastic parts in moldfl

4、ow analysis parameters were obtained then import the design of the mold inside UG Reverse modeling process is: first scanning plastic parts, was a series of point cloud data processing in this process point clouds, there is no need to manually delete some point, reduce noise, and optimize some of th

5、e points, finished with point cloud data after the package, after the package is processed into finished triangle, and put on some of the plastic parts can not see or deal with vulnerable points, simplify some point, will make plans to improve the efficiency of handling some of the holes in the insi

6、de , as well as places fill fine Queliao finally get specific optimization of the surface portion of the model.Analysis process are: Import Reverse processed plastic parts, analysis of specific parameters in the moldflow inside, including gate location of plastic parts, filling, the cooling, the bub

7、bles will affect the position of the transverse weld plastic parts.Finally, the software inside UG collate data analysis to design mold. Get plastic mold.Key Words：Reverse Engineering；moldflow；Mold Design天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄1 緒論12 逆向部分32.1逆向工程32.2逆向工程的應(yīng)用42.3逆向處理過程53 塑件的工藝性分析93.1塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析103.2塑

8、件的尺寸精度分析103.3塑件表面質(zhì)量分析103.4塑件的一些參數(shù)103.5 注塑機(jī)的初步選擇113.6塑件模塑成型工藝參數(shù)的確定134 注塑件的moldflow分析144.1 moldflow分析流程144.2網(wǎng)格劃分的結(jié)果144.3選擇的材料145 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)205.1分型面的選擇205.2型腔數(shù)目的確定及型腔的排列205.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)205.4斜導(dǎo)柱設(shè)計(jì)235.5成型零件尺寸的計(jì)算275.6冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)296 模具零件的配合關(guān)系306.1導(dǎo)柱和導(dǎo)套306.2澆口套與模板306.3斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)306.4推桿推出機(jī)構(gòu)316.5復(fù)位桿317 模具的工作原理32參考文獻(xiàn)33致謝.3

9、4351緒論課題背景最近幾年，隨著國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，車型開發(fā)和車身?yè)Q型越來越受到汽車生產(chǎn)廠家的重視，而且車身?yè)Q型的周期越來越短，質(zhì)量要求越來越高。一方面對(duì)模具生產(chǎn)提供了更廣闊的市場(chǎng)，另一方面對(duì)模具制造廠家提出了更高的要求，首先要保證換型的周期要求，否則錯(cuò)過了新車投放市場(chǎng)的最佳時(shí)期，很可能失去市場(chǎng)。這就要求模具制造廠有足夠的能力，但是，就國(guó)內(nèi)幾個(gè)比較大的模具制造廠來講，靠任何一個(gè)廠家的能力都不能滿足一個(gè)整車的模具制造周期要求，所以很多汽車廠到國(guó)外訂做模具，一汽也是如此，全新小紅旗模具在西班牙制造，CA1041模具在臺(tái)灣制造，6471模具在日本制造1。但是，通過到國(guó)外監(jiān)制、驗(yàn)收模具，很多人發(fā)

10、現(xiàn)國(guó)外的大部分模具廠無論從設(shè)備、技術(shù)還是生產(chǎn)能力上，根本不如我們，他們之所以能在短的周期內(nèi)完成模具制造，是因?yàn)樗麄冏吡艘粭l模具公司之間互相協(xié)作的道路。我們國(guó)內(nèi)幾個(gè)比較大的模具公司，硬件、軟件水平都比較先進(jìn)，完全有能力參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，但是要想擋住模具進(jìn)口，在完全占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的基礎(chǔ)上走向國(guó)際市場(chǎng)，必須走模具公司之間的互相協(xié)作道路。模具在現(xiàn)在的世界中占有很大的比例，其中在美國(guó)，模具的發(fā)展很迅速，模具有可能已經(jīng)是美國(guó)等強(qiáng)大國(guó)家的工業(yè)基礎(chǔ)，模具在現(xiàn)在的社會(huì)中應(yīng)用及其廣泛，大到汽車覆蓋件的生產(chǎn)，小到平時(shí)塑料件的生產(chǎn)，模具在制造業(yè)中應(yīng)用也越來越受到歡迎，模具在生產(chǎn)中有其本身的優(yōu)勢(shì)，我們可以看到汽車業(yè)中，包括汽

11、車從外觀的形狀到內(nèi)飾幾乎全是模具生產(chǎn)出來的，只是模具的加工方式不同，外觀是沖壓模具沖出來的，汽車業(yè)中沖壓模具也是應(yīng)用很多的，汽車的內(nèi)飾有很多的塑料件，塑料件的生產(chǎn)也是模具做出來的，而且汽車的內(nèi)飾布置也是不同的，所生產(chǎn)的模具也是不同的，從以上的分析我們就能知道模具在汽車的行業(yè)中占的地位是非常重要的。 汽車模具分類的方法很多，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)做的汽車上的導(dǎo)航儀固定裝置，它是汽車上的一個(gè)塑料件，現(xiàn)在汽車上一些導(dǎo)航儀方便了用戶查詢地址，備受歡迎，所以導(dǎo)航儀成為了汽車用戶中必備的一個(gè)部件，這個(gè)導(dǎo)航儀固定裝置分成了很多的結(jié)構(gòu)，我主要做的是其中固定部分，充當(dāng)各部分的連接，所以強(qiáng)度和韌性要求很高，外觀整潔，這個(gè)件

12、主要是通過注塑工藝得到的，因?yàn)樽⑺艹鰜淼乃芗Y(jié)構(gòu)整潔，能保證使用要求，而且能達(dá)到批量生產(chǎn)。這個(gè)導(dǎo)航儀固定裝置結(jié)構(gòu)稍微有點(diǎn)復(fù)雜，只要努力還是可以做出來的。 模具在其他的商業(yè)上也占有很大的比重，尤其是塑料行業(yè)，很多我們?nèi)粘Ｉ钪械囊恍┧芰蠔|西都是模具做出來的，模具生產(chǎn)的東西即能達(dá)到實(shí)用的目的還能提高生產(chǎn)的效率。注塑模具的發(fā)展也取得了很大的進(jìn)步，通過不斷的改善工藝和結(jié)構(gòu)，使成型的件美觀，簡(jiǎn)潔。注塑模具中工藝安排的合理性越來越受到重視，在模具設(shè)計(jì)的過程中，分析尤其重要，我們大部分的模具設(shè)計(jì)者都能設(shè)計(jì)出來，但是在設(shè)計(jì)中有些問題是考慮不到的，分析能幫助我們減少設(shè)計(jì)中存在的不必要錯(cuò)誤，也提高了我們?cè)O(shè)計(jì)模具的

13、效率，使模具的生產(chǎn)更加迅速。也減少了工作人員的修模過程2。模具行業(yè)的發(fā)展尤其是在南方發(fā)展的比較迅速，北方重工業(yè)比較多，但是模具的發(fā)展還處于緩慢階段，模具是工業(yè)的支柱，北方模具以沖壓為主，主要做的就是汽車方面的，汽車是人們?nèi)找姘l(fā)展所需的消費(fèi)品，汽車行業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了一系列的產(chǎn)業(yè)，模具的發(fā)展也進(jìn)入了高速的發(fā)展，現(xiàn)在模具的成型也越來越趨于成熟，但是模具的加工精度國(guó)內(nèi)還是離發(fā)達(dá)國(guó)家有些距離。綜合模具行業(yè)的發(fā)展，相比之下注塑在汽車塑件中應(yīng)用更廣泛些，也更有發(fā)展?jié)摿?，所以我決定用注塑的方法實(shí)現(xiàn)塑件的成型方法，塑料制品在汽車行業(yè)應(yīng)用備受歡迎，但在注塑成型過程中也難免存在缺陷，為了能提它的使用性能和外觀質(zhì)量我會(huì)

14、用我大學(xué)中所有學(xué)到的知識(shí)去實(shí)踐，為找到好的工作打下基礎(chǔ)。 2 逆向部分2.1逆向工程逆向工程從字面的理解就是和正向相對(duì)的工程，正向工程就是我們平時(shí)所說的從設(shè)計(jì)到開發(fā)等一系列的工作，但是逆向工程的工作正好是反過來,就是這個(gè)件已經(jīng)有了，我們通過改造塑件的一些缺陷，不改變塑件的形狀大小，來得到新產(chǎn)品的思路的方法。逆向工程在現(xiàn)在的塑料行業(yè)的應(yīng)用很廣泛，但是逆向一般只是用于國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)水準(zhǔn)達(dá)不到的一些精度要求較高的產(chǎn)品。現(xiàn)在是塑件的產(chǎn)品有些為了開模具也是采用逆向的辦法來得到解決。處理的流程如圖2-1所示：仿制，改制產(chǎn)品二維圖樣，技術(shù)文檔CAD模型重構(gòu)采集、處理采集仿制、改制產(chǎn)品制作系統(tǒng)CAM快速原型RP實(shí)物

15、或模型模具產(chǎn)品樣件新產(chǎn)品PDM系統(tǒng)圖2-1逆向建模過程基本的處理過程如圖2-2所示：CAD模型已存在零件零件數(shù)字化檢查圖紙制造不滿意最終產(chǎn)品 圖2-2逆向處理過程2.2逆向工程的應(yīng)用在中國(guó)，由于制造和加工發(fā)展的不和諧，大部分的會(huì)存在這樣的情況：在模具制造中，制造者拿到的是原始模型，這個(gè)時(shí)候加工模具，必須首先將原始模型轉(zhuǎn)換為三維模型，在三維模型上設(shè)計(jì)模具3，逆向工程也是最終得到三維模型。逆向工程關(guān)鍵技術(shù)介紹逆向工程的主要的技術(shù)有數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的處理、CAD模型重構(gòu)等，最后直接生產(chǎn)過程。數(shù)據(jù)采集設(shè)備：如圖2-2所示： Cimcore Infinite 7自由度關(guān)節(jié)臂圖2-2采集設(shè)備影響數(shù)據(jù)采集的

16、質(zhì)量主要因素主要包括有：a 測(cè)量方法上面的一些人為的因素，包括手抖動(dòng)，或者人為的干擾。b 儀器自己本身的精度，有的機(jī)器是使用的時(shí)間長(zhǎng)，一些精度達(dá)不到要求了，或者是機(jī)器磨損了。c 測(cè)量范圍的限制，機(jī)器的工作臺(tái)范圍的限制，現(xiàn)在的機(jī)器都有規(guī)格限制，一般的比較大的機(jī)器的測(cè)量的誤差會(huì)比較大些，精度稍微差點(diǎn)，小機(jī)器的精度能比較高點(diǎn)。d 在采集過程中數(shù)據(jù)局部有很可能少了、被測(cè)量的物體表面光潔度，或者測(cè)量的過程中數(shù)據(jù)點(diǎn)難以測(cè)到。由于這些因素，測(cè)量數(shù)據(jù)一般要經(jīng)過預(yù)處理后才能進(jìn)行曲面擬合和CAD模型重建4。(1) 多視拼合其過程就是采集的過程中有可能有的數(shù)據(jù)采集不到，所以測(cè)量著在測(cè)量的過程中有可能換個(gè)角度測(cè)量，得

17、到數(shù)據(jù)，最后在軟件里面處理的時(shí)候得自己去合并這些點(diǎn)，把有的不需要的地方刪除掉，最后把一些公共的點(diǎn)進(jìn)行拼接，得到具體的實(shí)物模型，在此過程中需要變換坐標(biāo)系和尋找公共點(diǎn)，多個(gè)視覺方面去觀察物體才能采集到更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，這樣與原來的物體才能更加接近，才能達(dá)到基本的重合。(2) 噪聲去除所謂的噪聲去除就是在測(cè)量的過程中，由于周圍環(huán)境的噪音或者震動(dòng)等方面的原因，測(cè)量過程中數(shù)據(jù)有可能偏移實(shí)際要測(cè)量的位置，或者手動(dòng)測(cè)量的過程中，手的抖動(dòng)造成數(shù)據(jù)點(diǎn)的不準(zhǔn)確。噪聲去除就是把這些點(diǎn)去除掉，保留關(guān)鍵點(diǎn)的過程。選中一些距離實(shí)際目標(biāo)的點(diǎn)偏移位置很大的點(diǎn)刪除掉，從而得到更標(biāo)準(zhǔn)化的點(diǎn)。(3) 數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化就是在測(cè)量的過程中

18、數(shù)據(jù)有可能太多，一些點(diǎn)有可能我I們?cè)谧龅倪^程中并不影響其他的點(diǎn)，這些點(diǎn)我們可以簡(jiǎn)化，還有一些點(diǎn)是在掃描的過程中重復(fù)了，這樣做的過程中我們可能不知道，這也需要我們進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化的好處就是使我們?cè)谧鲌D的過程中，減少一些不必要的時(shí)間，有可能一些點(diǎn)導(dǎo)致我們的電腦處理不過來，在保證關(guān)鍵點(diǎn)不便的條件下，我們要盡量減少一些不必要的點(diǎn)，這樣能提高我們作圖的效率，對(duì)后面的作圖有很大的作用。(4) 數(shù)據(jù)補(bǔ)缺數(shù)據(jù)補(bǔ)缺就是在做的過程中，有的數(shù)據(jù)可能不存在，我們得人為的添上一些點(diǎn)來使實(shí)物的面完整，有些空洞需要填充，我們得添加一些點(diǎn)或者填充來得到，在測(cè)量的過程中，有可能一些關(guān)鍵的地方我們掃描不到，是件本身有些地方遮擋

19、住了，所以我們得采取措施來彌補(bǔ)這些漏洞，比如深孔類的零件就無法測(cè)全，這時(shí)候我們會(huì)通過其他的方式來解決。2.3逆向處理過程：開始掃描數(shù)據(jù)如圖2-3所示：圖2-3采集數(shù)據(jù)結(jié)果1. 在圖2-3中處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)，該零件總共17萬(wàn)個(gè)點(diǎn)，此時(shí)的坐標(biāo)系還沒更改，處理一些不需要的點(diǎn)，處理完之后進(jìn)行封裝。在此過程中使用的命令都有:在Geomagic Studio 12中輸入點(diǎn)云掃描的IEGS文件，通過著色點(diǎn)得到處理中的點(diǎn)，然后把零件以外的一些不需要的點(diǎn)云刪除，調(diào)整坐標(biāo)系，刪除體外弧點(diǎn)，選擇非連接項(xiàng)刪除。有時(shí)候我們會(huì)采用一些精度比較高的點(diǎn)來采樣，這樣得到的數(shù)據(jù)會(huì)更好些。圖2-4處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)2. 圖2-4中當(dāng)處理完點(diǎn)

20、云之后，下面就是進(jìn)行多邊形網(wǎng)格的處理，在處理之前首先將零件的坐標(biāo)系進(jìn)行調(diào)整，這樣對(duì)以后的建模的時(shí)候統(tǒng)一坐標(biāo)，從而減少了作圖所需要的時(shí)間。從上面的圖中可以直觀的看出在掃描的過程中一些地方?jīng)]有被掃描到，有些地方是規(guī)則的圖形，所以就沒有細(xì)致的掃描，實(shí)際中通過測(cè)量數(shù)據(jù)得到，主要需要的是沒辦法測(cè)量曲面，拐角等地方。在此處理過程中零件的表面上有許多孔洞，需要通過填充孔來實(shí)現(xiàn)，填充孔的方式很多合理的選擇，效率將得到很大的提高。需要零件是對(duì)稱的所以可以做一半通過鏡像得到另一半節(jié)省處理的過程。在此過程中首先通過網(wǎng)格醫(yī)生檢查分析零件的尖狀物、自相交、小組件、非流形邊、高度折射邊等一些問題。然后進(jìn)行快速平滑處理，對(duì)

21、于一些細(xì)節(jié)的地方需要用砂布處理，保證面的光滑，平滑的過程中不能影響到本身數(shù)據(jù)。圖2-5三角形處理3. 從圖2-5中我們可以看到塑件的曲面還是挺平滑的，不過還是有缺陷，一些地方還是不夠完善。深度的地方?jīng)]有掃描到，這樣處理的時(shí)候我們就要注意填充的范圍，這些有缺陷的部位在后期的建模中去完善得到圖2-6所示： 圖2-6三角形處理結(jié)果4.三角形處理完了之后，接著就是做曲面部分的處理，精確的曲面造型，然后選擇自動(dòng)造面，這樣得到的曲面還是比較光滑的但是有些也許是還不夠完善，需要導(dǎo)入U(xiǎn)G里面進(jìn)行再次建模，得到與實(shí)際的零件相匹配的零件圖如圖2-7所示：圖2-7逆向處理結(jié)果零件的名稱:導(dǎo)航儀固定裝置 生產(chǎn)批量:中

22、小批量 材料:丙烯腈 丁二烯 苯乙烯(ABS)沒有標(biāo)注的公差按MT5級(jí)精度塑件立體圖形如圖2-8所示：圖2-8零件尺寸圖2-8中是我們?cè)谠O(shè)計(jì)塑件的時(shí)候通過查找相關(guān)資料書，查閱塑件的公差值，為我們后面的設(shè)計(jì)做好基礎(chǔ)，表面需要達(dá)到什么要求，以及技術(shù)要求，使我們?cè)O(shè)計(jì)的塑件能保證使用，這才是我們的最終目的，塑件的尺寸公差有些是要求比較高的，在設(shè)計(jì)的時(shí)候我們得自己去控制，根據(jù)實(shí)際的用途去調(diào)整塑件的公差范圍。最后處理完的塑件如圖2-9所示： 圖2-9零件外觀3 塑件的工藝性分析塑件的工藝性分析有:塑料材料選擇方面的分析、尺寸一些要求高的面精度分析、表面粗糙度和工藝性分析,下面是具體分析的過程:3.1塑件的

23、材料分析:材料的選擇如圖3-1如圖所示：圖3-1塑件材料的選擇該零件選用ABS材料，ABS塑料來源比較廣泛，機(jī)械性能的各方面良好，很多我們?nèi)粘Ｉ钪械乃芰虾艽笠徊糠謥碜运乃芗g性好，容易成型，也給模具的設(shè)計(jì)帶來了方便5，很多的塑件選擇ABS就是因?yàn)檫@種材料有自己的優(yōu)越性，不僅僅是能保護(hù)環(huán)境，而且也是能夠回收再利用的，ABS材料的屬性也輕巧，方便，使用起來也沒有啥危害，也能替代一些重量非常重的東西。3.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析從塑件的外觀形狀上分析得到:該塑件的外形包括曲面和一些規(guī)則的形狀結(jié)合此塑件是導(dǎo)航儀固定裝置部分所以要求有一定的強(qiáng)度,為了減少壁厚塑件的一些部分都做成有抽芯的，這樣能避免

24、塑件壁厚不均與性。塑件表面部分比較光潔有利于塑件成型和脫模，能滿足使用和外觀要求。都壁厚連接部位稍厚點(diǎn)其余的壁厚均勻?yàn)?mm左右,且符合最小壁厚要求，塑件也好成型，塑件的強(qiáng)度也很高，但是塑件有些地方的部位有尖角，需要我們自己去處理，倒圓角,或者自己改進(jìn)下結(jié)構(gòu)，避免一些大的結(jié)構(gòu)性的錯(cuò)誤。3.3塑件的尺寸精度分析該塑件未注公差的按MT5級(jí)公差,別公差按要求的公差進(jìn)行。塑件的外形尺寸: 24.5mm 46.05mm  27.15mm 7×7mm 25.50.12mm 160.1mm 130.18mm孔尺寸: 6 mm 4mm 9.5mm 12.50.09mm 21.5mm3.4塑

25、件表面質(zhì)量分析塑件的表面質(zhì)量包括：缺料、條紋、氣泡、熔接痕、表面粗糙度等因素。我們看看塑件的一些表面，有些地方是不需要特別好的質(zhì)量要求的話，該零件曲面部分分析出來粗糙度很低，表面達(dá)到所要求的值。3.5塑件的一些參數(shù)在UG軟件里面我們通過軟件的分析，得到我們?cè)O(shè)計(jì)的塑件的參數(shù)，它是我們?cè)O(shè)計(jì)模具之前所要了解的數(shù)值。如圖3-2所示：圖3-2塑件分析3.6 注塑機(jī)的初步選擇首先我們采用moldflow分析下塑件的參數(shù)，這樣計(jì)算比較精確，誤差值會(huì)比較小，分析結(jié)果在下圖3-3所示：圖3-3塑件體積分析其關(guān)系是:注射容量：這個(gè)是注射機(jī)的一個(gè)重要的參數(shù)，反應(yīng)注射機(jī)能注射的最大容量，在計(jì)算中也是很重要的，是選擇塑

26、件做幾腔的條件。V 0.8V （3-1）35.6cm 0.8VV44.5 cm 式中V- 成型塑件與澆注系統(tǒng)的體積總和()V- 注射機(jī)最大注射容量()0.8- 最大注射容量的利用系數(shù)。 通過分析塑件,查手冊(cè)得知導(dǎo)航儀固定裝置這個(gè)塑料件所需的注射壓力為60-100 ,由于這個(gè)塑料件的尺寸稍微大些,抽芯也比較復(fù)雜,所以選擇較大的注射壓力P成=100MPA.該模具所需的注射壓力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定注射壓力,其關(guān)系按下式:P P （3-2）式中P成- 塑件成型是所需的壓力()P注- 選擇的注射機(jī)額定注射壓力()模具的最大鎖模力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定鎖模力,其關(guān)系式如下:F P A （3-3）F

27、0.5X0.002410.0356X202F 0.2KN式中P - 模具型腔壓力,取40MPa注塑機(jī)選用的是鎖模力是1600KN滿足鎖模力。N2最大與最小模具厚度模具厚度H應(yīng)滿足 Hmin<H<Hmax （3-4）Hmin=180mm Hmax=500mm 模具總厚度H=90+90+80+50+6=316mm 注塑機(jī)選擇如圖3-4所示：注:注塑機(jī)的噴嘴球半徑12mm 噴嘴孔徑 3mm圖3-4注塑機(jī)參數(shù)L=H+C （3-5）=316+50+60+2+20=403mm 滿足注塑機(jī)的使用要求。 n24確定選用一模倆腔的結(jié)構(gòu)。由以上數(shù)據(jù)相關(guān)資料初選螺桿式注塑機(jī):海天160J/TJ它的注射容

28、量為253,注塑壓力為202MPa,鎖模力為1600KN,均滿足以上件3.7塑件模塑成型工藝參數(shù)的確定 塑件工藝參數(shù)如圖3-4所示：表3-1 零件工藝表設(shè)備名稱海天注塑機(jī)零件名稱導(dǎo)航儀固定裝置材料名稱ABS零件凈重7g冷卻溫度25C左右模具型腔一模一腔背壓頂出方式頂管頂出技術(shù)要求模具溫度在50-60C產(chǎn)品外觀整潔，不能少料符合圖紙的要求4 注塑件的moldflow分析4.1 moldflow分析流程做模具設(shè)計(jì)前，首先做的是分析，一般做分析的塑件是檢驗(yàn)塑件存在的一些問題，提前改進(jìn)。Moldflow分析主要分析塑件的冷卻，保壓、翹曲等工藝過程。一般的過程的是首先對(duì)塑件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，各項(xiàng)參數(shù)達(dá)到實(shí)際

29、要求的數(shù)值，劃分網(wǎng)格的好壞直接影響塑件的分析的準(zhǔn)確性。網(wǎng)格劃分好之后就是工藝參數(shù)的設(shè)置，包括材料的選擇、注塑機(jī)等方面。選擇完之后進(jìn)行分析，得出分析的報(bào)告，查看塑件分析哪些方面存在問題，針對(duì)問題進(jìn)行修改，滿足塑件的使用要求，分析的過程也是一個(gè)復(fù)雜的過程需要不斷的實(shí)驗(yàn)還有修改才能達(dá)到6。4.2網(wǎng)格劃分的結(jié)果劃分網(wǎng)格的過程中中性面的網(wǎng)格要求最大縱橫比6 匹配率85%以上，這樣分析的過程中能減少出錯(cuò)。在網(wǎng)格劃分的過程中，里面節(jié)點(diǎn)編輯的過程中，一定不能改變件的形狀，這樣得出的網(wǎng)格才是準(zhǔn)確的。塑件劃分完網(wǎng)格，接著做主流道和分流道的網(wǎng)格劃分，主流道和分流道尺寸查經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，隨著查看分析的結(jié)果來更改尺寸的大小，

30、得出最好的尺寸數(shù)據(jù)。圖4-1中是劃分網(wǎng)格的結(jié)果。圖4-1網(wǎng)格劃分結(jié)果4.3選擇的材料根據(jù)ABS的材料屬性進(jìn)行選擇工藝如圖4-2所示：圖4-2模具工藝參數(shù)從圖4-2中我們看到剛開始選擇的工藝是根據(jù)塑件材料進(jìn)行選擇的查相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行模擬，我們看到所對(duì)應(yīng)的模具的一些參數(shù)和我們所選擇的材料的屬性基本上匹配，這樣的話我們自己模擬的時(shí)候就能更接近實(shí)際數(shù)值。圖4-3塑件冷卻設(shè)置圖4-3中選用的參數(shù)都是軟件自動(dòng)設(shè)置的，主要是為了查看數(shù)值，方便以后的修改。圖4-5塑件充填設(shè)置設(shè)置澆注系統(tǒng)如圖4-6所示：圖4-6澆注系統(tǒng)設(shè)置主流道選擇的是d=4m D=7mm 分流道為5mm 平衡式 澆口選擇的是梯形的，塑件外觀有

31、曲面，所以選擇側(cè)澆口是為了充填體積的完整，采用別的澆口充填的時(shí)候可能時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng)，充填也不能保證完整，出現(xiàn)的缺陷會(huì)比較多點(diǎn)，澆口的位置非常重要。最佳澆口位置分析如圖4-7所示： 圖4-7澆口位置分析通過分析，一模倆腔的塑件澆口最佳位置在圓的側(cè)面位置澆注，零件采用側(cè)澆口。充填分析如圖4-8所示：圖4-8塑件充填時(shí)間分析要充填滿的時(shí)間是1.7s,在零件的底端位置充填相對(duì)比較長(zhǎng)點(diǎn)，因?yàn)榇宋恢玫膱A柱相對(duì)厚點(diǎn)，所以充填時(shí)間長(zhǎng)，解決辦法就是把圓柱孔做大點(diǎn)，使壁厚均勻。零件的凍結(jié)時(shí)間分析如圖4-9所示： 圖4-9塑件制品凍結(jié)時(shí)間凍結(jié)時(shí)間沒間隔6s觀察的結(jié)果如圖，最后用時(shí)最多的是圓柱部分，冷卻時(shí)間比較慢點(diǎn)。凍

32、結(jié)時(shí)間分析如圖4-10所示： 圖4-10塑件凍結(jié)時(shí)間通過分析得出，塑件大部分位置在20s就能冷卻，就是圓柱部分比較難冷卻，需要時(shí)間長(zhǎng)點(diǎn)，要減少厚度，保證冷卻時(shí)間大體相同。圖4-11分析的是塑件的冷流道的溫度變化 圖4-11冷流道凍結(jié)時(shí)間制品最高溫度的模擬如圖4-12所示： 圖4-12塑件的最高溫度制品的大面積的溫度范圍還算是合理的，厚的地方溫度可能比較高些，這就需要實(shí)際的生產(chǎn)中具體的解決，觀察最高溫度的地方，做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，通過改變冷卻水道的位置，或者改變塑件的溫度最高位置的厚度。由于有冷卻的作用，所以制品的溫度基本保持在50攝氏度以下，冷卻比較均勻，收縮比也會(huì)減少。回路的管壁溫度如圖4-13所

33、示： 圖4-13回路管壁溫度從圖（4-13）中我們可以看出整個(gè)回路中塑件的管壁溫度恒定。氣泡的位置如圖4-14所示： 圖4-14氣泡的位置分析產(chǎn)生的原因及改進(jìn)措施原因：1.氣泡產(chǎn)生可能與網(wǎng)格劃分有一定的聯(lián)系，網(wǎng)格密集的地方可能產(chǎn)生氣泡 改進(jìn)：針對(duì)有氣泡的網(wǎng)格重新劃分。2.澆口或者是分流道的截面積太小。改進(jìn)：增大澆口和分流道截面積。3.模具溫度太低，模溫不平衡 改進(jìn)：改善冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，達(dá)到溫度統(tǒng)一。4.注射速度太快，注射壓力太低。 改進(jìn)：調(diào)整注射速度和注射壓力7.5 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括: 分型面的選擇、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成型零件的設(shè)計(jì)、側(cè)抽心機(jī)構(gòu)，頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等。 5.1分

34、型面的選擇 該塑件為汽車上導(dǎo)航儀固定裝置的一個(gè)部件，對(duì)其表面質(zhì)量沒有什么高的要求,只要求零件沒有明顯的氣泡及熔接痕.在選擇分型面時(shí),主要是考慮塑料件能不能取出來，滿足分型面的選擇原則。我做了倆個(gè)方面的分型如圖5-1所示： 圖5-1分型面?zhèn)z種方案?jìng)z種分案進(jìn)行對(duì)比得出結(jié)論：第一種方案選擇下面作為分型面，我們可以看到抽芯的部位是位于型芯和型腔之間的，對(duì)于我們的模具設(shè)計(jì)產(chǎn)生了很大的不便，零件上面的孔需要做在前模具上。第二種方案分型面選擇上面開始分型，改進(jìn)了第一種方案的缺點(diǎn)，優(yōu)化了設(shè)計(jì)，側(cè)抽心比較合理，而且避免了分型面的尖角，使模具的結(jié)構(gòu)更加合理。5.2型腔數(shù)目的確定及型腔的排列該塑件用一模倆腔的方法成

35、型,有利于在澆注系統(tǒng)方面的排列和考慮到模具的平衡性.5.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) (1)主流道設(shè)計(jì) 主流道是是澆注塑料時(shí)剛開始經(jīng)過的地方，一般澆口不直接開設(shè)在定模上，噴嘴球徑:R =10mm噴嘴孔直徑:d =3mm。a、主流道尺寸及其澆口套 主流道就是和注塑機(jī)配合部分的流道，主流道的設(shè)計(jì)是查閱相關(guān)資料，了解到主流道的尺寸，按照注塑機(jī)的注射噴嘴要求按照公式計(jì)算得到該塑件的主流道d=3.5mm，R=13mm。(2)分流道的設(shè)計(jì) 在大部分注射成型過程中，分流道的橫截面應(yīng)該選的比較小些。過小降低注射速度，使充填時(shí)間延長(zhǎng)，會(huì)出現(xiàn)皺紋，縮孔等缺陷。過大則增大冷凝料的回收，延長(zhǎng)時(shí)間，在這里該模具分流道采用平衡式的分

36、流道，直徑為5mm。如圖5-4所示： 圖5-4分流道設(shè)計(jì)(3)澆口設(shè)計(jì) 澆口是澆注系統(tǒng)最后的部分，澆口位置的影響塑件的充填時(shí)間，充填速度，還有充填時(shí)候的壓力，澆口的位置要容易清除掉。的澆口形式如圖5-5所示：圖5-5澆口(4)勾料設(shè)計(jì)Z形狀鉤料桿如圖5-6所示： 圖5-6鉤料針設(shè)計(jì)選用Z行鉤料桿比較方便也耐用，Z形狀鉤料桿強(qiáng)度也高，拉料也很容易。易于加工，如圖5-7所示： 圖5-7鉤料桿設(shè)計(jì)（5）推件方式的選擇 從上面的分析得出:本塑件用頂管推出,放置如下圖5-8圖5-8頂管設(shè)計(jì)本模具采用的是頂管頂出的結(jié)構(gòu)形式，頂管頂出的方式的優(yōu)點(diǎn)是頂出的范圍大，對(duì)于有大面積管狀的塑件作用及其廣泛。頂管固定在

37、頂桿固定板上。頂桿型芯固定在動(dòng)模座上，通過一塊板來壓緊。圖5-9是斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的模型： 圖5-9斜導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)（6）側(cè)抽機(jī)構(gòu)采用斜導(dǎo)柱和滑塊完成側(cè)抽心。抽芯機(jī)構(gòu)零件設(shè)計(jì)與計(jì)算 (1)抽芯距的計(jì)算 S抽=S+(25) （5-1）S抽=15+3=18mm其中:h為側(cè)抽芯孔的深度,(25)mm為側(cè)抽芯的安全系數(shù).5.4斜導(dǎo)柱設(shè)計(jì)（1）斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu) 斜導(dǎo)柱安裝在定模板上，斜導(dǎo)柱頂部去除一部分材料，這個(gè)斜導(dǎo)柱是圓柱形狀的，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度比較高，韌性也比較好些，滿足側(cè)抽的要求。斜導(dǎo)柱頭部對(duì)滑塊有驅(qū)動(dòng)作用。本次設(shè)計(jì)采用斜導(dǎo)柱是普通的斜導(dǎo)柱，斜導(dǎo)柱上端和型腔固定板上面平齊，加工的時(shí)候直接在型腔上面加工出來，這樣便于

38、安裝，斜導(dǎo)柱的有效工作剛好能完成側(cè)抽芯。如圖5-10所示： 圖5-10斜導(dǎo)柱的尺寸（2）斜導(dǎo)柱傾角a確定 斜導(dǎo)柱的傾角a一般是能滿足側(cè)抽方面的要求，角度一般選在15°20°間,這個(gè)塑件的孔深部分是18mm，所以可以選在稍微比較大一些的的傾角，我選取的角度為20°這樣即能完成所要求的抽芯也滿足了斜導(dǎo)柱的使用要求。選擇角度的時(shí)候一定要適中，過大或者過小都對(duì)斜導(dǎo)柱彎曲力的大小產(chǎn)生一定的影響。L=S/Sina L=53mm H=S/Tan（a） H=52mm（3）斜導(dǎo)柱直徑的確定斜導(dǎo)柱主要承受彎曲力,而對(duì)斜導(dǎo)柱的直徑的確定一般按經(jīng)驗(yàn)來取,所以取斜導(dǎo)柱的直徑為12mm.（4

39、）斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度確定 （5-2） =2.7+70+2.2+49.43+3=127.33mm圓整之后取斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)為127mm 如圖5-11 圖5-11斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度斜導(dǎo)柱的側(cè)抽力計(jì)算 （5-3） =5000000X0.00124(0.1X0.9-0.017)+9.8X0.000170998 =465.69NF-脫模力 NP-單位面積的塑件對(duì)型芯的正壓力a-脫模斜度B-塑件垂直于脫模方向的投影面積f-摩擦系數(shù)斜導(dǎo)柱的彎曲力計(jì)算 （5-4） =517NF-抽拔力a-抽拔角 -斜導(dǎo)柱最大彎曲力斜導(dǎo)柱的最小直徑計(jì)算 (5-5)=9mm-斜導(dǎo)柱許用彎曲力2. 滑塊與導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì) （2.1）側(cè)型芯與滑塊的連接形式

40、 根據(jù)塑件的形式分析,側(cè)型芯與滑塊座應(yīng)做成整體式，因?yàn)閭?cè)型芯是異型芯不便于安裝,做成整體式易于加工。如圖5-12所示：圖5-12斜滑塊 圖5-13螺釘設(shè)計(jì)底孔抽芯是和側(cè)滑座采用裝配的關(guān)系，用M5的螺釘裝配，通過半圓臺(tái)階定位。(2.2) 滑塊的導(dǎo)滑形式 導(dǎo)滑槽采用T形槽，用T字銑進(jìn)行銑加工，加工過程中先加工導(dǎo)滑槽，經(jīng)過手工修研確定尺寸，再進(jìn)行配作。(2.3) 滑塊定位裝置的設(shè)計(jì) 開模后側(cè)滑塊后移抽芯距S后，斜導(dǎo)柱與側(cè)滑塊分離，側(cè)滑塊在其運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)停止移動(dòng)。但是由于重力、震動(dòng)等原因必須設(shè)置側(cè)滑塊的定位裝置，使其準(zhǔn)確的停留在運(yùn)動(dòng)終止的位置上。改模具采用波珠螺絲定位，依靠彈簧彈力的作用下與側(cè)滑塊底部窩

41、進(jìn)行定位。模具才用波珠定位,如圖5-14所示：圖5-14波珠滾絲設(shè)計(jì)楔緊塊的形式如圖5-15所示：圖5-15楔緊塊圖(5-13)此套模具的鎖緊裝置的采用優(yōu)化了以往鎖緊裝置中需要在模板上鑲嵌一個(gè)斜面擋塊，采用斜滑塊代替了鎖緊塊，使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，即保證了側(cè)型芯的準(zhǔn)確復(fù)位，而且能承受注射壓力對(duì)側(cè)型芯的沖擊，滿足了要求，強(qiáng)度較高。5.5成型零件尺寸的計(jì)算1.型腔的徑向部分尺寸計(jì)算公式：D= (5-6)D-型腔的最小基本尺寸 D0-塑件的最大基本尺寸 -塑件的尺寸公差S-塑件的平均收縮率D=55×(1+0.5%)-×0.36 (5-7)=(55.28-0.27) =55.01取型腔的

42、尺寸是55，根據(jù)整體式型腔壁厚經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的查詢，得出一模一腔的型腔尺寸是100mm。 D= (5-8) =27.15×(1+0.5%)×0.2 = (27.310.15) =27.132.型芯的徑向尺寸計(jì)算D= (5-9)=55×(1+0.5%)+×0.36=(55.28+0.27) =55.56D= (5-10) =27.31×(1+0.5%)+×0.2= (27.31+0.15)=27.463.型腔深度和高度計(jì)算型腔深度 (5-11) =24.5×(1+0.5%)-×0.2= (24.62-0.1) =24.52 (5-12)=50×(1+0.5%)-×0.02 =（50.25-0.01）=50.21型芯高度 (5-13) =24.5×(1+0.5%)+×0.02=（24