李冬-玩具飛機(jī)外殼注射模的設(shè)計(jì)與加工仿真

1、河南科技學(xué)院2009屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文題目：玩具飛機(jī)外殼注射模的設(shè)計(jì)與加工仿真學(xué)生姓名： 李 冬所在院系： 機(jī)電學(xué)院所學(xué)專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化導(dǎo)師姓名： 王振寧完成時(shí)間：2009年05月20日摘 要本論文主要介紹注射模模的設(shè)計(jì)過程，通過對(duì)塑件產(chǎn)品的分析了解，初選注射成型機(jī)的型號(hào)和規(guī)格，確定模具的總體結(jié)構(gòu)為雙分型面注射模，點(diǎn)澆口進(jìn)料，及點(diǎn)澆口自動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)模具的澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻裝置、成形零件等，選定標(biāo)準(zhǔn)模架和結(jié)構(gòu)零部件，最后校核計(jì)算；并根據(jù)所選的模具結(jié)構(gòu)繪制出主要的零件圖如定模固定板模板、支承塊、推桿、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等。利用AUTOCAD繪制出模具的裝配圖，并應(yīng)用CAXA

2、制造工程師軟件生成了模具型腔，然后進(jìn)行了模擬加工仿真。關(guān)鍵詞:注射模，設(shè)計(jì)，模架，模擬，裝配The design and processing simulation of the toy airplane outer shell injecting dieAbstractThis thesis mainly the introduction inject the design process of mold and pass analysis understanding to the Su piece product, the primary election injects the mode

3、l number and specification of modeling the machine, the total structure of the assurance molding tool for double cent type the noodles inject a mold and order to sprinkle to enter to anticipate, and order to sprinkle to automatically release organization. Design a sprinkling of molding tool to note

4、the system, row spirit system, cool off device and take shape spare parts etc., make selection standard mold and structure zero partses, finally the school calculate calculate; Also draw a main spare parts diagram according to the molding tool structure chosen such as certainly the mold fixed plank

5、template, pay to accept a piece, push a pole, lead pillar and lead a set of etc.Make use of AUTOCAD to draw an assemble diagram of molding tool, and apply CAXA the manufacturing engineers software is born molding tool type chamber, then carried on emulation to process to imitate really.Key words: In

6、jecting die, Design, Shelf of die, Imitate, Assemble目 錄1 緒論12 設(shè)計(jì)要求23 模具的總體設(shè)計(jì)23.1 塑件產(chǎn)品的了解23.2 初選注射成型機(jī)的型號(hào)和規(guī)格33.3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)43.3.1 確定模具型腔數(shù)目及配置43.3.2 選擇分型面43.3.3 確定模具總體結(jié)構(gòu)形式53.3.4澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)63.3.5 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)93.3.6 冷卻裝置的設(shè)計(jì)103.3.7脫模斜度的確定113.3.8 選用標(biāo)準(zhǔn)模架113.3.9 成形零件的設(shè)計(jì)123.3.10 模具結(jié)構(gòu)零部件的確定143.4 校核計(jì)算214 凸凹模材料的確定235 繪制模具總裝配

7、圖236 繪制模具工作簡(jiǎn)圖257 利用CAXA建立模具凸凹模及數(shù)控仿真277.1 CAXA制造工程師277.2 塑件模型的建立277.3 凸凹模的建立287.4 凸凹模的數(shù)控加工仿真297.5 生成數(shù)控程序318 結(jié)束語34致謝34參考文獻(xiàn)351 緒論目前，塑料制品已經(jīng)滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的每一個(gè)領(lǐng)域，我國(guó)現(xiàn)在塑料制品年產(chǎn)量已經(jīng)遠(yuǎn)超過2000萬噸，其中注塑成型制品占約30%左右。并且當(dāng)今世界注射成型設(shè)備已向超精密化、高效方向發(fā)展，日本FANUC公司的超高速注射成型技術(shù)，已將螺桿推動(dòng)速度提高到2000mm/min。注塑成型制品也已向著超薄壁化、輕量化方向發(fā)展。已有國(guó)外公司能夠注射成型出小至0.1m

8、m壁厚的制品，例如0.750.3mm的高保真喇叭振動(dòng)板。與國(guó)外注射成型技術(shù)水平相比，我國(guó)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)還存在著明顯的差距。在現(xiàn)代日趨發(fā)達(dá)的社會(huì)里，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)志著國(guó)家工業(yè)水平及產(chǎn)品開發(fā)能力。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。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

9、要標(biāo)志，因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用，使一直被手工操作和傳統(tǒng)工藝所壟斷的模具制造行業(yè)正逐步被高新技術(shù)所滲透。尤其是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAD/CAM）技術(shù)給模具設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展帶來了美好前景，同時(shí)模具的復(fù)雜型腔、較高的精度、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的完整性給CADCAM技術(shù)提供了最好的表現(xiàn)平臺(tái)，這不僅在應(yīng)用深度，而且在應(yīng)用廣度上都比其他行業(yè)更為突出。我國(guó)模具CADCAM的研究開發(fā)，是從20世紀(jì)70年代末期開始的，當(dāng)時(shí)只是在高校和研究所作為研究課題，如今許多企業(yè)已采用了先進(jìn)的CADCAM軟件系統(tǒng)，更多的企業(yè)正在計(jì)劃購置相應(yīng)的軟件

10、。CADCAM技術(shù)在模具制造業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛，而軟件系統(tǒng)是CADCAM系統(tǒng)的核心。模具CADCAM無論是在提高生產(chǎn)率、改善設(shè)計(jì)質(zhì)量方面，還是在降低成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度方面，都具有突出的優(yōu)越性。采用模具CADCAM技術(shù)提高了模具的設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量。因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)了各有關(guān)專業(yè)的綜合性技術(shù)知識(shí)，為模具設(shè)計(jì)與制造提供了科學(xué)的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)與人的交互作用，有利于發(fā)揮人、機(jī)各自的特長(zhǎng)，使模壓成形藝、模具結(jié)構(gòu)及模具制造工藝設(shè)計(jì)更加合理化。CADCAM系統(tǒng)中采用了優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，可使某些工藝參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化。利用CADCAM技術(shù)設(shè)計(jì)制造模具可節(jié)省時(shí)間，提高工作效率。設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制和數(shù)控編程的自動(dòng)化大大

11、縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，節(jié)省了勞動(dòng)力，優(yōu)化設(shè)計(jì)與制造帶來了原材料的節(jié)省。進(jìn)入21世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢(shì)下，隨著資本、技術(shù)和勞動(dòng)力市場(chǎng)的重新整合，我國(guó)裝備制造業(yè)在加入WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對(duì)模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)正廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)來加速模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，滿足各行各業(yè)對(duì)模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求。本文應(yīng)用CAXA制造工程師軟件對(duì)設(shè)計(jì)的模具型腔進(jìn)行模擬加工仿真，利用AUTOCAD把模具的裝配關(guān)系表達(dá)清楚。2 設(shè)計(jì)要求模具的具體設(shè)計(jì)要求為：（1）利用C

12、AD/CAM軟件設(shè)計(jì)玩具飛機(jī)外殼注射模（2）確定注射模具的基本結(jié)構(gòu)（3）確定凸凹模加工方案，給出仿真軌跡（4）繪制相應(yīng)的零件圖、實(shí)體圖及總裝配圖3 模具的總體設(shè)計(jì)3.1 塑件產(chǎn)品的了解塑件產(chǎn)品為玩具飛機(jī)外殼，材料為ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）塑料，精度等級(jí)為5級(jí)，制品要求表面光澤，無收縮痕跡，生產(chǎn)批量為小批量，設(shè)計(jì)為注射成型模具。（1）材料性能 ABS為熱塑性材料，密度1.031.07g/，抗拉強(qiáng)度3050MPa，抗彎強(qiáng)度4176MPa，拉伸彈性模量15872277MPa，彎曲彈性模量13802690MPa，收縮率0.3%0.8%，常取0.5%。該材料綜合性能好，即沖擊強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)

13、定，易于成型，耐熱和耐腐蝕性也較好，并有良好的耐寒性。1（2）成型特性及條件1） 其吸濕性強(qiáng)，塑料成型前必須充分預(yù)熱干燥，其含水量應(yīng)小于0.3%，對(duì)于要求表面光澤的零件，塑料在成型前更應(yīng)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥。2） 流動(dòng)性中等，溢邊值為0.04mm。3） 塑料的加熱溫度對(duì)塑件的質(zhì)量影響較大，溫度過高易于分解（分解溫度250）。成型時(shí)宜采用較高的加熱溫度（模溫5080）和較高的注射壓力（柱塞式注射機(jī)：料溫180230，注射壓力100140MPa；螺桿式注射機(jī)：料溫160220，注射壓力70100MPa ）。（3）結(jié)構(gòu)工藝性 零件壁厚基本均勻，所有壁厚均大于最小壁厚0.8mm，注射成型時(shí)應(yīng)不發(fā)生填不足

14、現(xiàn)象。（4）塑件的外形尺寸、體積及重量單個(gè)塑件最大體積約為30，最大質(zhì)量約為32g，其外形尺寸如圖1。圖1 塑件圖3.2 初選注射成型機(jī)的型號(hào)和規(guī)格從實(shí)際注射量應(yīng)在額定注射量的20%80%之間考慮，初選額定注射量在125g以上的臥式注射機(jī)xs-zy-125，該設(shè)備的技術(shù)規(guī)范見表1。表1 xs-zy-125注射成型機(jī)的技術(shù)規(guī)范注射容量/或g125g螺桿直徑/mm42注射壓力/(Pa)110104最大注射面積/320噴嘴球半徑/mm12噴嘴孔直徑/mm4噴嘴移動(dòng)距離/mm210鎖模力/KN900模板行程/mm300最大模具厚度/mm300最小模具厚度/mm200模板最大距離/mm6003.3 模具

15、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3.1 確定模具型腔數(shù)目及配置確定模具型腔的方法有：根據(jù)鎖模力確定，根據(jù)最大注塑量確定，根據(jù)塑件精度確定和經(jīng)濟(jì)性確定等。本模具主要從經(jīng)濟(jì)性考慮，又因?yàn)樵囍苹蛐∨繒r(shí)宜取單型腔或少型腔，大批量時(shí)宜采取多型腔，而該塑件為小批量生產(chǎn)，故采用單型腔。23.3.2 選擇分型面模具閉合時(shí)型腔與型芯相接觸的表面稱之為分型面。分型面的位置直接影響模具使用、制造及塑件質(zhì)量，本模具選擇時(shí)主要考慮下列幾點(diǎn)因素：（1）便于脫模，分型面位置應(yīng)設(shè)在塑件斷面尺寸最大的地方；（2）為保證塑件表面質(zhì)量，不采用圓弧部分分型 ；（3）利于排氣，分型面盡可能設(shè)在塑料流動(dòng)的末端；（4）模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用可靠方便，制造容易；

16、（5）滿足塑件形狀、尺寸及壁厚要求；本模具選定水平分型面，如圖2。圖2 分型面示意圖3.3.3 確定模具總體結(jié)構(gòu)形式經(jīng)過對(duì)塑件結(jié)構(gòu)形狀的分析，可能適合的模具結(jié)構(gòu)有兩種，即單分型面注射模和雙分型面注射模。方案一 單分型面注射模 型腔（凹模）在定模上，主流道設(shè)在定模一側(cè)，開模后塑件連同澆道內(nèi)的凝料一起留在動(dòng)模一側(cè)；動(dòng)模上設(shè)有頂出機(jī)構(gòu)，用以頂出塑件和流道內(nèi)的凝料?？赡艿臐部谛问接校褐苯訚部?，側(cè)澆口，扇形澆口，重疊式澆口和潛伏式澆口等。方案二 雙分型面注射模 它從不同的分型面分別取出流道內(nèi)的凝料和塑件，又稱為三板式注射模具。與單分型面模具相比，三板式注射模具增加了一個(gè)可移動(dòng)的中間板，中間板使用于采用點(diǎn)

17、澆口進(jìn)料的單型腔和多型腔模具。在開模時(shí)由于定距拉桿的限制，中間板與定模板作定距離的分開，以便取出這兩塊板之間流道內(nèi)的凝料，而利用推板或推桿將型芯上的塑件推出。適合的澆口形式有：點(diǎn)澆口，直接澆口，側(cè)澆口，扇形澆口和重疊式澆口等。由于塑件為形狀較復(fù)雜的玩具飛機(jī)模型外殼，還有與之相配合的玩具飛機(jī)下殼。要求外表面光滑無痕跡，可選用的澆口形式有重疊式澆口，潛伏式澆口和點(diǎn)澆口。其中潛伏式澆口除去澆口留下的痕跡可選在塑件的內(nèi)側(cè)，對(duì)制品的外觀無任何影響，但澆口的制造太過復(fù)雜；重疊式澆口雖然制造簡(jiǎn)單，但澆口留下的痕跡卻滯留在塑件的端面，由于該塑件還有與之配合的下殼，這樣就會(huì)造成上下殼配合困難，不嚴(yán)密，進(jìn)而影響整

18、體外觀；點(diǎn)澆口去除澆口殘留的痕跡雖然會(huì)在塑件的外表面，但由于面積小，對(duì)整體外觀影響不大，故采用點(diǎn)澆口較為合適。綜上，本模具選擇雙分型面注射模，點(diǎn)澆口進(jìn)料，及點(diǎn)澆口自動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。4 53.3.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的作用是將熔融狀態(tài)的塑料填充到模具型腔內(nèi)，并在填充及凝固過程中將注射的壓力傳遞到塑件的各部位，澆注系統(tǒng)一般由澆口、澆道、進(jìn)料口及冷料穴四部分組成。3（1）澆口澆口是熔料注入模具最先經(jīng)過的一段流道，其結(jié)構(gòu)形式如圖3。澆口直接影響到填充時(shí)間及流動(dòng)速度，澆口太小，熔料流動(dòng)過程中冷卻面相對(duì)增大，熱量消耗大，注射壓力損失大；但澆口太大則會(huì)造成塑料損耗大，查手冊(cè)知一般情況其參數(shù)通常取如下數(shù)值：

19、圖3 澆口示意圖1）d=注射機(jī)噴嘴孔直徑+（0.51）mm，取d=4.5mm；2）a=24（對(duì)流性差的塑料情況也可取36），取a=4；3）D澆道寬度，D=10mm；4）H按具體情況選擇，一般取為38mm，取H=5mm；5）R=注射機(jī)噴嘴球面半徑+（23）mm，取R=12+2=14mm；6）L應(yīng)盡量縮短，若L值大，是塑料降溫過多，損耗大，一般不超過60mm，取L=60mm；7）r按具體情況選擇，一般取13mm，取r=2mm；8）l值按具體情況決定，不宜過長(zhǎng)或過短，一般可?。?2.5）D，并不宜小于8mm，取l=2.5D=25mm；（2）澆道澆道是熔料從澆口注入型腔前的過濾部位，其作用是通過流道截

20、面及方向變化使熔料平穩(wěn)轉(zhuǎn)換流向，注入型腔澆道的形狀及尺寸應(yīng)滿足在相等截面積時(shí)其周長(zhǎng)為最小的要求，從而可減小熔料散熱面積和摩擦阻力。為了便于加工，減小熱量損失和流動(dòng)阻力，本模具澆道選為梯形，如圖4，設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。取L=10mm，H=7mm，R=2mm；圖4 澆道示意圖（3）冷料穴及拉料桿冷料穴是用來儲(chǔ)藏在注射間隔時(shí)期內(nèi)由于噴嘴部溫度低而形成的所謂冷料渣，以及用它拉出在澆口內(nèi)的塑料。查手冊(cè)冷料穴及拉料桿的形式，選用冷料穴為圓扣形，應(yīng)用在脫模板脫模無冷料穴時(shí)的情況，冷料穴及拉料桿結(jié)合情況如圖5。6圖5 冷料穴及拉桿示意圖（4）進(jìn)料口進(jìn)料口是澆道與型腔之間最短的一段距離，能夠增加和控制塑料進(jìn)入型腔的流

21、速，并封閉裝填在型腔內(nèi)的塑料。本模具選用點(diǎn)狀進(jìn)料口。原因是它為常用的一種進(jìn)料形式，適用于成形各種塑料的殼、盒類塑件；并且進(jìn)料口小，去澆口后殘留痕跡小，可減小熔接不良現(xiàn)象；澆口可自動(dòng)拉斷，塑件光澤，表面清晰。如圖6。其中R=0.20.5mm，H=3mm；圖6 進(jìn)料口示意圖進(jìn)料口位置的確定進(jìn)料口的位置對(duì)塑件質(zhì)量有直接影響，主要以塑件形狀和要求來確定的。通常應(yīng)考慮以下幾個(gè)問題：1） 塑料流動(dòng)能量損失最??；2） 進(jìn)料口的位置應(yīng)使進(jìn)入型腔的塑料能順利地排出模腔內(nèi)的空氣，進(jìn)入型腔的塑料不要立即封閉排氣系統(tǒng)；3） 進(jìn)料口的位置要避免造成收縮變形；4） 進(jìn)料口的位置應(yīng)減小或者避免塑件的熔接痕；5） 進(jìn)料口的位

22、置及大小要考慮對(duì)型芯的影響；以上這些原則在應(yīng)用時(shí)會(huì)產(chǎn)生某些不同的矛盾，必須以保證得到優(yōu)良的塑件為主。本模具為殼體零件，采用點(diǎn)狀進(jìn)料口，其位置如圖7，這樣可以減少熔接痕，有利于排氣等。圖7 進(jìn)料口位置示意圖3.3.5 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)的作用是將型腔中原有的空氣及成型過程中產(chǎn)生的氣體順利地排出，以免塑件產(chǎn)生氣泡，疏松等缺陷而影響成型及表面質(zhì)量。排氣槽的設(shè)計(jì)原則：1）排氣槽盡量開設(shè)在分型面；2）排氣槽應(yīng)在型腔最后充滿的地方；3）排氣槽一般應(yīng)開設(shè)在分型面動(dòng)模一方；4）排氣槽的槽深按表2選用為0.03mm；5）排氣槽的式要預(yù)防溢料濺出傷人，最好不要面對(duì)操作者；本模具選擇在分型面上開設(shè)排氣槽，排氣槽

23、深度為0.03mm，折彎式排氣方法，如圖8。圖8 排氣裝置示意圖表2 排氣槽深度塑料名稱深度h塑料名稱深度h聚乙烯0.02聚酰胺0.01聚丙烯0.010.02聚碳酰脂0.010.03聚氯乙烯0.02聚甲醛0.010.03ABS0.03丙烯酸共聚物0.033.3.6 冷卻裝置的設(shè)計(jì)注射模在塑料成型過程中如果模溫過高，成型收縮率會(huì)變大，塑件變化也相應(yīng)增加，并且容易粘模，難以取出。為防止塑件脫模變形，縮短成型周期，注塑模一般都應(yīng)設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)裝置，以控制模溫。7冷卻水孔開設(shè)原則：（1）孔邊離型腔的距離一般保持在1525mm，太近則效率低，水孔直徑一般在8mm以上，根據(jù)模具大小決定；（2）孔管路應(yīng)暢通無

24、阻；（3）水管接頭的位置應(yīng)盡可能放置在不影響操作的一側(cè)；（4）卻水管最好不開設(shè)在型腔塑料熔接的地方以免影響塑件強(qiáng)度；因?yàn)楸舅芰系募訜釡囟葘?duì)塑件的質(zhì)量影響較大，溫度過高易于分解（分解溫度250），成型時(shí)要控制模溫在5080，具體措施是布置冷卻水管，具體要求：（1）冷卻水管直徑8mm；（2）冷卻回路形式為直流循環(huán)式；示意圖如圖9。圖9 冷卻系統(tǒng)示意圖3.3.7脫模斜度的確定為了便于塑件從模具型腔中或從塑件中抽出型芯，在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮塑件內(nèi)外壁應(yīng)具有足夠的脫模斜度。表3 各種材料推薦脫模斜度材料脫模斜度聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯301ABS、尼龍、聚甲醛、聚苯醚氯化聚醚40130硬氯乙烯、聚碳酸酯、

25、聚砜、聚苯乙烯、有機(jī)玻璃502熱固性塑料201查表3，本模具脫模斜度取為130，因?yàn)樵谠撃＞邲]有特殊要求，所以響塑件質(zhì)量與精度的情況下盡量選取最大值。3.3.8 選用標(biāo)準(zhǔn)模架在模具設(shè)計(jì)時(shí)，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)模架，這樣可以縮短生產(chǎn)時(shí)間，降低生產(chǎn)成本。根據(jù)塑件形狀結(jié)構(gòu)，并考慮滑塊的導(dǎo)滑長(zhǎng)度和注射機(jī)的最大裝模厚度，查手冊(cè)選擇適用于薄壁殼體塑件注塑模，基本型A4。如圖10。圖10 模架圖其標(biāo)記為：A4-315400-12-Z1具體尺寸：模板B。 L=315400，A為50mm，B為30mm， H1為25mm， H3為30mm，C+H2為100mm，導(dǎo)柱安裝形式為正裝Z1。 3.3.9 成形零件的設(shè)計(jì)（1）凹

26、模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模是成型塑件外表面的凹狀零件，它的結(jié)構(gòu)取決于塑件的成型需要和加工與裝配工藝的要求，通?？煞譃檎w式和組合式兩大類。整體式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固可靠、不易變形，成型塑件的質(zhì)量好；缺點(diǎn)是在采用一般機(jī)械加工方法，加工工藝性能較差。組合式是由兩個(gè)以上零件組合而成的，其優(yōu)點(diǎn)是改善了加工工藝性能，減小了熱處理變形，并且節(jié)約了模具貴重材料；缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配調(diào)整比較麻煩，塑件表面可能留有鑲拼痕跡，組合后的型腔牢固性較差。8考慮到先進(jìn)的型腔加工機(jī)床普遍應(yīng)用（萬能數(shù)控銑的應(yīng)用），可以很好的解決整體式加工工藝性能較差的缺點(diǎn)。本模具凹模采用整體式。其示意圖如圖11。圖11 凹模示意圖（2）凸模的結(jié)構(gòu)

27、設(shè)計(jì)凸模在整個(gè)模具結(jié)構(gòu)主要起承受和傳遞注塑機(jī)壓力的作用，與凹模有配合段，直接接觸塑料，成型塑件的內(nèi)表面或上、下端面。凸模有整體式和組合式兩大類，兩大類的優(yōu)缺點(diǎn)與凹模一樣，在此不再復(fù)述。凸模也采用整體式結(jié)構(gòu)，其示意圖如圖12。圖12 凸模示意圖3.3.10 模具結(jié)構(gòu)零部件的確定（1）推桿的選擇由模具的工作行程及所選模架的要求知所選的推桿長(zhǎng)度必須大于30+30+85-33=112（mm），又考慮到凸模高度，查手冊(cè)選取推桿125 GB/T 4619.1-1984，其具體尺寸及要求如圖13所示。圖13 推桿1）材料 T8A；2）技術(shù)要求 工作端不允許倒錐； 工作端面不允許有中心孔；（2）導(dǎo)柱的選擇根據(jù)

28、模具的工作行程及所選模架的動(dòng)模型板A和墊板B的厚度，知所選導(dǎo)柱的長(zhǎng)度為50+30=80（mm），查手冊(cè)選取導(dǎo)柱8025 GB/T 4619.4-1984，其具體尺寸及要求如圖14所示。圖14 導(dǎo)柱1）材料 T8A 20鋼；2）技術(shù)要求 熱處理5055HRC，20鋼滲碳0.8mm 5660HRC； 圖示倒角不大于145； 其它按GB/T 4170-1984；（4）導(dǎo)套的選擇根據(jù)上步導(dǎo)柱的長(zhǎng)度及所選模架的動(dòng)模型板A，知所選導(dǎo)套的長(zhǎng)度為50（mm），查手冊(cè)選取導(dǎo)柱50 GB/T 4619.3-1984，其具體尺寸及要求如圖15所示。圖15 導(dǎo)套1）材料 T8A 20鋼；2）技術(shù)要求 熱處理5055H

29、RC，20鋼滲碳0.50.8mm 5660HRC； 圖示倒角不大于145； 其它按GB/T 4170-1984；（四）頂板導(dǎo)柱的選擇根據(jù)所選模架的要求，頂板導(dǎo)柱其長(zhǎng)度須大于小于+C+，知所選頂板導(dǎo)柱長(zhǎng)度為116（mm），滿足30116130。選取導(dǎo)柱1611632（I） GB/T 4619.4-1984，其具體尺寸及要求如圖16所示。圖16 頂板導(dǎo)柱1）材料 T8A 20鋼；2）技術(shù)要求 熱處理5055HRC，20鋼滲碳0.8mm 5660HRC； 圖示倒角不大于145；（5）頂板導(dǎo)套的選擇根據(jù)頂桿固定板和頂桿墊板的厚度，知所選頂板導(dǎo)套的長(zhǎng)度為35（mm），查手冊(cè)選取導(dǎo)柱1240(H) GB/

30、T 4619.3-1984，其具體尺寸及要求如圖17所示。圖17 頂板導(dǎo)套1）材料 T8A 20鋼；2）技術(shù)要求 熱處理5055HRC，20鋼滲碳0.50.8mm 5660HRC； 其它按GB/T 4170-1984；（6）定距拉桿的選擇該模具的定距拉桿由拉桿和螺釘組成，其主要作用是在第一次開模分型時(shí)限制定模固定板和定模型板的距離，更進(jìn)一步說是定距拉桿的長(zhǎng)度決定第一次開模分型的距離。所以對(duì)定距拉桿長(zhǎng)度要求是：第一次開模后澆注系統(tǒng)凝料可以順利取出。定距拉桿的長(zhǎng)度必須大于澆注系統(tǒng)的高度L=60（mm），又考慮到進(jìn)料口的長(zhǎng)度，查手冊(cè)其他機(jī)構(gòu)零件形式，選取拉桿長(zhǎng)度為135mm，材料為T8A，淬火HRC

31、 5055；螺釘總長(zhǎng)度為56mm，材料為T8A或45，淬火HRC 4045。其具體尺寸如圖18所示。圖18 定距拉桿（7）定距板的確定定距板主要作用是第二次開模分型時(shí)限制動(dòng)模型板和定模型板的距離，準(zhǔn)確的說是確定第二次分型的距離。查手冊(cè)中其他機(jī)構(gòu)零件形式，選取定距板尺寸ABH=15072100(mm)材料為T8A或45，淬火HRC 4045。具體尺寸如圖19所示。圖19 定距板（8）澆注系統(tǒng)零件的確定澆注系統(tǒng)零件主要是澆口套及定位圈兩個(gè)零件，定位圈的作用是使模具安裝在注射機(jī)上后有一個(gè)準(zhǔn)確的位置，兩個(gè)零件可以結(jié)合在一起，成為整體。查手冊(cè)取本模具澆注系統(tǒng)零件為整體式，材料為T8A，硬度4045HRC

32、，具體尺寸如圖20所示。圖20 澆口套（9）支承塊的確定支承塊是模具與注射機(jī)直接接觸的零件，起支承模具零部件的作用，材料為HT200。具體尺寸如圖21所示。圖21 支承塊（10）定模固定板的確定定模固定板是支撐零件，主要用來連接及固定模具工作零件，使之成為完整模具結(jié)構(gòu)，所以支撐零件要有足夠的剛度及強(qiáng)度。根據(jù)手冊(cè)選擇定模固定板外形尺寸為ABH=20040025(mm)其定模固定板示意圖如圖22。圖22 定模固定板（11）澆道卸料板的確定澆道卸料板是輔助零件，主要作用是在開模時(shí)使?jié)沧⑾到y(tǒng)凝料易于取出，根據(jù)所選模架的尺寸要求，確定其外形尺寸ABH=40031516(mm)具體尺寸如圖23。圖23 澆

33、道卸料板3.4 校核計(jì)算所設(shè)計(jì)模具是否可以正常使用，需要進(jìn)行必要的計(jì)算校核。9（1）最大注射量的校核（以克量計(jì)算） 0.8CG （1）式中 C 注射機(jī)最大注射容量，g； G 成形塑件及澆注系統(tǒng)所需塑料的克量，G=V件，g； 成形塑料的密度，g/； 0.8 系數(shù)，一般要求成形塑件的容量不得超過注塑機(jī)容量的80；由前面初選的注射機(jī)可知C=125g，而塑件的最大克量為31.356g，故0.8125=100g31.356g滿足要求（2）注射壓力的校核 （2）式中選用的注射機(jī)的最大注射壓力，MPa；成形需用的注射壓力，MPa；其中 =104110 MPa， =70100 MPa滿足要求（3）點(diǎn)狀進(jìn)料口模

34、具與機(jī)床開模行程關(guān)系的校核 S+a+(510) （3）式中S 開模行程，mm；脫模距離，mm；塑件高度，mm；510為保證取出塑件而增設(shè)的余量，mm；a定模板與澆口套分離距離（取出澆口的長(zhǎng)度），對(duì)階梯形塑件，不需要全部定出型芯，但必須考慮脫模后型芯是不妨礙取出塑件，mm；式中S=300mm，=55mm，=42mm，a取65mm，顯然300mm55+42+65+(510)mm滿足要求（4）模具厚度的校核 （4）式中注射機(jī)所允許的最小模具厚度，mm； 所設(shè)計(jì)模具在閉合狀態(tài)下的厚度，mm； 注射機(jī)所允許的最大模具厚度，mm；其中=200mm，=263mm，=300 mm 顯然滿足要求（5）鎖模力的校

35、核 =AF （5）式中型腔平均壓力（MPa），非精密級(jí)成型時(shí)根據(jù)塑件的復(fù)雜程度及塑料的流動(dòng)性好壞，常取2045 MPaA塑件及澆注系統(tǒng)在分型面的總投影，；F注射機(jī)的額定鎖模力，N；其中A=3015.3=439F=900滿足要求4 凸凹模材料的確定本模具凸凹模采用鋁合金?，F(xiàn)今人們已經(jīng)改變了過去不愿意使用軟質(zhì)金屬鋁的觀念，因?yàn)殇X材供貨商對(duì)其性能和使用性做了顯著的改進(jìn)，鋁（第三代鋁，大約在1990年后投入使用）很多優(yōu)點(diǎn)的應(yīng)用日益增加，鋁熔點(diǎn)低，熱工作特性好（與鋼相比），良好的機(jī)加工性能；此外，易于回收再利用，相對(duì)較低的能量消耗，這些使得鋁這種材料在模具加工中廣泛應(yīng)用。10第三代鋁合金的特性一點(diǎn)也不遜

36、于塑料模具鋼：其有較低密度，足夠強(qiáng)度，良好的機(jī)加工性能，良好的熱傳導(dǎo)性，良好的耐腐性，易于得到，合理的價(jià)格體積比。5 繪制模具總裝配圖利用AUTOCAD的繪圖功能來完成裝配圖，了解各部分零件的作用來進(jìn)行繪制。繪制過程中要認(rèn)真分析各部分零件的尺寸達(dá)到最佳的裝配效果，繪制裝配圖時(shí)已經(jīng)確定好的尺寸要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)所選擇的標(biāo)準(zhǔn)來繪制，雖然零件的尺寸是根據(jù)自己的設(shè)計(jì)而定的但是有些零件比如：支承塊、定模固定板、澆道卸料板、頂桿固定板、墊板、等一些零件是根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)選擇標(biāo)準(zhǔn)模架而確定的結(jié)構(gòu)，因此這些零件只需要根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)來繪圖。圖24 裝配圖6繪制模具工作簡(jiǎn)圖其工作過程第一次在分型面A-A處，第二次分型面

37、在B-B處。第一次分型主要用于澆道凝料的拉出，第二次分型主要用于拉斷進(jìn)料口，使?jié)驳赖哪吓c塑件分離，這樣頂出塑件不需要再進(jìn)行去除澆道凝料。它與單分型面注射模相比，在動(dòng)模和定模之間增加了一個(gè)可移動(dòng)的中間板，其澆注系統(tǒng)凝料和塑件制品一般是由不同分型面上取出。開模時(shí)，中間板與定模板首先沿A-A分型面定距分型，其分型距離由定距拉桿控制，以便取出這兩塊板之間的澆注系統(tǒng)凝料。隨著開模的繼續(xù)，沿B-B面分型，然后在注射機(jī)推出機(jī)構(gòu)作用下，頂桿推動(dòng)塑件從型芯上脫出，閉模時(shí)A-A和B-B分型面在注射機(jī)作用下自動(dòng)閉合，完成一次注射過稱。工作示意圖如圖25、圖26、圖27和圖28。圖25 合模狀態(tài)圖26 第一次開模分型圖27 第二次開模分型圖28 頂出塑件7 利用CAXA建立模具凸凹模及數(shù)控仿真7.1 CAXA制造工程師CAXA是北京華正軟件工程研究所開發(fā)的系列軟件，是具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的我國(guó)自主開發(fā)的CAD/CAM軟件。CAXA制造工程師具有較強(qiáng)的三維造型功能和靈活多樣的加工方式，可自動(dòng)生成加工刀具軌跡，通過后置處理生成數(shù)控加工代碼，并能進(jìn)行仿真、檢查和編輯；最后利用數(shù)控機(jī)床加工出符合要求的零件。117.2 塑件模型的建立要利用CAXA制造工程師建立凸凹模，其前提必須先建立塑件模型，然后利用CAXA制造工程師特征工具中的“型腔”、“分模”命令生成凸凹模。根據(jù)對(duì)