PDA模具設(shè)計(論文+DWG圖紙)

PDA后蓋塑料模具設(shè)計摘要塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。本設(shè)計介紹了塑料模具的基本結(jié)構(gòu)和注塑模的一些典型結(jié)構(gòu)，注射成型的基本原理，對注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計原則；詳細介紹了注射模具澆注系統(tǒng)和凹凸模尺寸的設(shè)計過程，最后介紹了當今世界上最為普及的三維CAD/CAM系統(tǒng)標準軟件PRO/ENGNEER。通過本設(shè)計，可以對注塑模具有一個初步的認識，注意到設(shè)計中的某些細節(jié)問題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理。關(guān)鍵詞：塑料模具,注塑模,典型結(jié)構(gòu)。TheplasticinjectionmodledesignofPDAbackcoverAbstract:plasticindustryisintheworldgrowsnowoneofquickestindustryclasses,butcaststhemoldisdevelopmentquicktype,therefore,theresearchcaststhemoldtounderstandtheplasticproducttheproductionprocessandimprovestheproductqualitytohavetheverybigsignificance. Thisdesignintroducedthebasicstructurecfplasticmoldandsometypicalstructureandtheprincipleofwork,tocasttheproducttoproposethebasicprincipleofdesign;Introducedindetailthecoldflowchannelinjectionevilspiritmoldpoursthesystemandthedesignprocessofconcavo-convexmoldsize.FinallyintroducednowintheworldthemostpopularthreedimensionalCAD/CAMsystemstandardsoftwarePRO/ENGNEER. Throughthisdesign,maytocastthemoldtohaveapreliminaryunderstanding,notesinthedesigncertaindetailquestion,understandsthemoldstructureandtheprincipleofwork.Keyword:Theplasticmold,injectionmold,typicalstructure目錄模具設(shè)計總述……………1……………1第二章各類塑料模具及其特點62.1各種模具的分類和占有量62.2各類塑料模具結(jié)構(gòu)…………72.3注塑模具的典型結(jié)構(gòu)………13第三章PDA后蓋的塑料模具結(jié)構(gòu)……173.1注塑件的設(shè)計………………173.1.1功能設(shè)計………………173.1.2材料選擇………………173.1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計………………213.1.4塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量…………213.2注塑機的選擇………………223.2.1注塑機簡介……………223.2.2注塑機基本參數(shù)………23…………243.3模具結(jié)構(gòu)設(shè)計………………243.3.1總體設(shè)計………………243.3.2PDA塑料模具設(shè)計……………………25第四章模具的三維造型………………394.1PRO/E的功能簡介…………394.2塑件的三維造型……………424.3總裝配圖……………………44第五章總結(jié)47參考文獻………………49致謝51第一章模具設(shè)計總述1.1模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，它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。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國政府頒布的《關(guān)于當前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》中，將模具列為機械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔了這些工業(yè)領(lǐng)域中60％~90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場，在工業(yè)發(fā)達的國家，這一市場占整個模具市場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點是發(fā)展零部件，經(jīng)濟型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2005年將達到170種。一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元。為了適應(yīng)市場的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時約有80％的模具需要更換。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計，中國摩托車共有14種排量80多個車型，1000多個型號。單輛摩托車約有零件2000種，共計5000多個，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個型號的摩托車生產(chǎn)需1000副模具，總價值為1000多萬元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場。1.2我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2000年我國模具總產(chǎn)值預(yù)計為260-270億元，其中塑料模約占30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。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)的這類齒輪塑件的尺寸精度、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0.02～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質(zhì)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但是近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計中。

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UGⅡ、美國ParametricTechnology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。據(jù)有關(guān)方面預(yù)測，模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來進口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材管接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟增長點，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡(luò)模的發(fā)展速度也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)機頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點。加入世貿(mào)組織后，一些國家紛紛將制造業(yè)向我國轉(zhuǎn)移，模具工業(yè)正面臨空前的發(fā)展機遇。據(jù)上海模具工業(yè)協(xié)會透露，“九五”期間，國內(nèi)模具行業(yè)產(chǎn)值年增長幅度約為13%，高檔模具比例提高，模具商業(yè)化程度提高近10%，模具行業(yè)的進出口比例趨向合理，進口量占市場總量的20%，金額近10億美元，出口額已達1億美元。

目前，世界模具市場總體上供不應(yīng)求，市場量維持600億~650億美元。我國汽車、家電、通訊等領(lǐng)域的高性能模具鋼年需求約20萬噸，其中相當一部分依靠進口。為盡快改變這種局面，去年底，上鋼五廠與上海大學聯(lián)合開發(fā)我國第一條精品模具鋼專業(yè)生產(chǎn)線，達到國際先進水平，年產(chǎn)量可達3.8萬噸，這個精品模具基地，將有力地促進汽車模具的國產(chǎn)化。據(jù)分析，未來我國的9大發(fā)展趨勢是：

1、日趨大型化。

2、的精度將越來越高。10年前精密的精度一般為5微米，現(xiàn)已達到2-3微米，1微米精度的也將上市。

3、多功能復(fù)合將進一步發(fā)展。新型多功能復(fù)合除了沖壓成型零件外，還擔負疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對鋼材的性能要求越來越高。

4、熱流道在塑料中的比重也將逐漸提高。

5、隨著塑料成型工藝的不斷改進與發(fā)展，氣輔及適應(yīng)高壓注塑成型等工藝的也將隨之發(fā)展。

6、的應(yīng)用將日益廣泛。標準化及的應(yīng)用將極大地影響制造周期，還能提高的質(zhì)量和降低制造成本。

7、快速經(jīng)濟的前景十分廣闊。

8、隨著車輛和電機等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高。同時對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求。

9、以塑代鋼、以塑代木的進程進一步加快，塑料的比例將不斷增大。由于機械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對塑料的要求也越來越高。

第二章各類塑料模具及其特點2.1各種模具的分類和占有量模具主要類型有：沖模，鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模，因為他們一般都是依靠三維的模具形腔是材料成型。（1）沖模：沖模是對金屬板材進行沖壓加工獲得合格產(chǎn)品的工具。沖模占模具總數(shù)的50％以上。按工藝性質(zhì)的不同，沖?？煞譃槁淞夏＃瑳_孔模，切口模，切邊模，彎曲模，卷邊模，拉深模，校平模，翻孔模，翻邊模，縮口模，壓印模，脹形模。按組合工序不同，沖模分為單工序模，復(fù)合模，連續(xù)模。（2）鍛模：鍛模是金屬在熱態(tài)或冷態(tài)下進行體積成型是所用模具的總稱。按鍛壓設(shè)備不同，鍛模分為錘用鍛模，螺旋壓力機鍛模，熱模鍛壓力鍛模，平鍛機用鍛模，水壓機用鍛模，高速錘用鍛模，擺動碾壓機用鍛模，輥鍛機用鍛模，楔橫軋機用鍛模等。按工藝用途不同，鍛?？煞譃轭A(yù)鍛模具，擠壓模具，精鍛模具，等溫模具，超塑性模具等。（3）塑料模：塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑料模約占模具總數(shù)的35％，而且有繼續(xù)上升的趨勢。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。（4）壓鑄模：壓鑄模是壓力鑄造工藝裝備，壓力鑄造是使液態(tài)金屬在高溫和高速下充填鑄型，在高壓下成型和結(jié)晶的一種特殊制造方法。壓鑄模約占模具總數(shù)的6％。（5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工藝分類粉末冶金模有：壓模，精整模，復(fù)壓模，熱壓模，粉漿澆注模，松裝燒結(jié)模等。模具所涉及的工藝繁多，包括機械設(shè)計制造，塑料，橡膠加工，金屬材料，鑄造（凝固理論），塑性加工，玻璃等諸多學科和行業(yè)，是一個多學科的綜合，其復(fù)雜程度顯而易見。2.2各類塑料模具結(jié)構(gòu)塑料模是保證塑件形狀、尺寸、精度和表面質(zhì)量的主要工藝裝備，塑料模種類繁多，可根據(jù)塑料類型、塑件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量、成型方法和成型設(shè)備的不同，采用各種不同形式的模具。常見塑料模有壓縮模、壓注模、注射模、移動式、固定式、單型腔、多型腔等。要掌握模具設(shè)計技術(shù)，必須認識和了解常見模具結(jié)構(gòu)的工作原理、功能作用、技術(shù)要求、應(yīng)用范圍等內(nèi)容，方能在實際生產(chǎn)中，正確選擇和應(yīng)用模具結(jié)構(gòu)。下面分別介紹塑料模中常用的幾類機構(gòu)：圖（1）是單分型面注塑模的典型結(jié)構(gòu)。其工作原理是：開模時，動模后退，模具從分型面分開，塑件包緊在型芯13上隨動模部分一起向左移動而脫離凹模14，同時，澆注系統(tǒng)凝料在拉料桿10的作用下，和塑件制作一起向左移動。移動一定距離后，當注射機的頂桿接觸推板9時，脫模機構(gòu)開始動作，推桿11推動塑件從型芯13上脫下來，澆注系統(tǒng)凝料同時被拉料桿推出。圖（1）技術(shù)要求：推桿與推桿孔之間一般采用H7/f8配合，型芯與型芯孔采用了導柱和導套之間采用間隙配合一般采用H7/f7的配合，型芯與動模板采用了間隙配合一般采用H7/f6的配合。模具上需設(shè)有冷卻或加熱裝置。圖（2）是雙分型面注塑模。其工作原理是：開模時，動模后退，在彈簧2的作用下，流道板13同時向左移動，模具從A-A分型面分開。當A-A分型面分開一定距離后，定距拉板1通過固定在流道板13上的限位銷3將中間板拉住，使中間板停止運動。動模繼續(xù)后退，此時B-B分型面分開。因塑料制件包緊在型芯16上，將澆口自行拉斷，從A-A分型面將澆注系統(tǒng)凝料取出。動模部分繼續(xù)后退，注射機的推桿接觸推板9時，脫模機構(gòu)開始工作，11推動推件板5將塑件從型芯16上脫下。功能及其作用：這種模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，重量大，成本高，主要用于采用點澆口的單型腔或多型腔注射模。圖（2）圖（3）是側(cè)向分型抽芯注射模。其工作原理：開模時，動模部分左移。側(cè)型芯滑塊3可在型芯固定板5上開設(shè)的導滑槽中滑動。動模左移時，在導滑槽的作用下，側(cè)型芯滑塊3在斜導柱2的作用下沿著斜導柱軸線方向移動，相對動模向模具外側(cè)移動，進行抽芯動作。當斜導柱和側(cè)型芯滑塊脫開的時候，側(cè)型芯滑塊被定位，相對動模不再移動。動模繼續(xù)左移，由推桿11將塑件從動模邊頂出，澆注系統(tǒng)凝料同時被頂出。合模時，在斜導柱的作用下使側(cè)型芯滑塊復(fù)位，為防止成型時在料的壓力作用下移位去由楔緊塊對側(cè)型芯滑塊鎖緊。脫模機構(gòu)由復(fù)位桿復(fù)位。圖（3）圖（4）是溢式壓縮模的結(jié)構(gòu)。其工作原理是：把塑料放入型腔加熱，再進行合模，保溫、保壓、固化后開模，利用推桿推出。功能及其作用：機構(gòu)簡單、造價低、耐用、安裝嵌件方便，塑件容易取出，但塑件帶有飛邊，去除困難，且浪費塑料。技術(shù)要求：模具無加料室，模腔總高度h基本上就是塑件的高度。應(yīng)用范圍：適用于壓制扁平、尺寸小和形狀簡單的塑件，壓制小批量或試制，低精度和強度沒有嚴格要求的塑件。不宜壓制壓縮率高的塑料，如：帶狀、片狀或纖維填料的塑料，不宜成型薄壁或壁厚均勻性要求很高的塑件。圖（4）圖（5）是半溢式壓縮模。其工作原理是：把塑料放入型腔加熱，再進行合模，保溫、保壓、固化后開模，利用推桿推出。功能及其作用：塑件承受壓力大，溢料量極少，密實性好，機械強度高。技術(shù)要求：導柱和導向孔之間的配合為H7/f7。凸模與凹模有高度不大的間隙配合，一般每邊間隙值約0.075mm左右。凸模與凹模的密切配合。必須設(shè)推出裝置。圖（5）圖（6）是固定式壓注模。其工作原理：開模時，壓力機滑塊帶動上?；爻?，上模部分與加料室在I—I處分形，以便從該分型面處往加料室。當上?；爻痰揭欢ǜ叨葧r，拉桿20迫使拉鉤19轉(zhuǎn)動并與下模部分脫開，接著定距拉桿發(fā)揮作用，帶動上凹模板及加料室在Ⅱ—Ⅱ處與下模分型，以便推出機構(gòu)將塑件從該型面處推出。功能及其作用：使用方便、生產(chǎn)效率高、勞動強度小、模具使用壽命長，但是模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高、且安裝嵌件不方便。技術(shù)要求：推桿與推桿孔之間一般采用H7/f8配合。上、下模分別與壓力機的餓滑塊和工作臺面固定聯(lián)接。應(yīng)用范圍：適用于產(chǎn)量大、尺寸大的塑件生產(chǎn)。圖（6）2.3注塑模具的典型結(jié)構(gòu)機構(gòu)是模具中重要的組成部件，選擇和設(shè)計機構(gòu)是模具設(shè)計中的重要內(nèi)容，正確選擇和設(shè)計機構(gòu)是保證模具結(jié)構(gòu)科學合理的前提。塑料模工作動作相對較多，因此所涉及的機構(gòu)類型和數(shù)量也比較多，主要包括合模導向機構(gòu)、脫模機構(gòu)、側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)、先行復(fù)位機構(gòu)、順序定距分型機構(gòu)等。要掌握模具設(shè)計技術(shù)，必須認識和了解常用機構(gòu)的工作原理、功能作用、技術(shù)要求、應(yīng)用范圍等內(nèi)容，方能在實際生產(chǎn)中，正確選擇和應(yīng)用機構(gòu)。下面分別介紹塑料模中常用的幾類機構(gòu)：1．脫模機構(gòu)（推出機構(gòu)）圖（7）是一級推桿脫模機構(gòu)。其工作原理：開模時，靠注射機的機械推桿使脫模機構(gòu)運動，推動塑件脫落。功能及其作用：推桿加工簡單，更換方便滑動阻力小，脫模效果好。技術(shù)要求：推桿與推桿孔之間一般采用H7/f8配合。應(yīng)用范圍：適用于板狀塑件。圖（7）2．側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)圖（8）是斜銷分型與抽芯機構(gòu)。其工作原理：成型塑件上側(cè)孔的側(cè)型芯5隨著滑塊8在開模過程中側(cè)移離開塑件，而滑塊8的側(cè)移離開塑件，而滑塊8的側(cè)移則是斜銷3則固定在定模上下不能運動，著就迫使滑塊8在開模運動的同時作側(cè)向分型抽芯動。功能及其作用：機構(gòu)緊湊、動作安全可靠、加工制造方便。保證閉模時斜導柱能很準確地插入滑塊的斜孔，使滑塊復(fù)位。技術(shù)要求：斜銷與其固定的模板之間采用過度配合H7/m6。應(yīng)用范圍：適用于抽芯力不大及抽芯距小于60∽80mm的場合。圖（8）圖（9）是斜桿導滑的內(nèi)側(cè)分型抽芯機構(gòu)。其工作原理：塑件內(nèi)側(cè)的凸臺由斜桿5的頭部成型(該結(jié)構(gòu)斜桿與成型滑塊合為體),在型芯7上開有斜孔,滑座2固定在推桿固定板l上,斜桿的成型端可在型芯的斜孔內(nèi)滑動,而另一端與滑座T形槽配合。推出時,推桿固定板使斜桿沿斜孔移動,推出塑件并進行內(nèi)側(cè)抽芯,同時斜桿的底端可在滑座的T形槽內(nèi)滑動,保證不致卡死。斜桿由復(fù)位桿3復(fù)位。功能及其作用：推出時，推桿固定板使斜桿沿斜孔移動，推出塑件并進行內(nèi)側(cè)抽芯，同時斜孔的底端可在滑座的T形槽內(nèi)滑動，保證不致卡死。推板可通過支架、滾輪、可帶動斜桿進行抽拔和復(fù)位。技術(shù)要求：斜銷與其推件板鑲塊之間采用過度配合H7/m6。應(yīng)用范圍：適用于不宜采用斜桿導滑的外側(cè)分型抽芯機構(gòu)的情況下。圖（9）第三章PDA后蓋的塑料模具結(jié)構(gòu)3.1注塑件的設(shè)計3.1.1功能設(shè)計功能設(shè)計是要求塑件應(yīng)具有滿足使用目的功能,并達到一定的技術(shù)指標。該塑件是PDA后蓋，承受較大外力的幾率不大,如沖擊載荷等情況比較少;塑件的工作溫度是室溫,這使得在材料選擇時對熱變形溫度,脆化溫度,分解溫度的要求降低。在材料的選擇時要綜合各種因素。3.1.2材料選擇 通常,選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求,以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù).對于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來說,要考慮的主要是材料的力學性能,如屈服應(yīng)力,彈性模量,彎曲強度,表面硬度等.該塑件對材料的要求首先必須是粗糙度和透光性好,其次才是成型難易和經(jīng)濟性問題,以下是對幾種材料的性能對比，如表1所示。表1材料的特性塑料名稱PSPCPMMA拉伸強度/MPa51.966~72——彎曲強度/MPa11095~113——斷裂伸長率/%280~100——落球沖擊強度J/m16422——洛氏硬度（M）11582101氧指數(shù)（OI）18.124.917.3熱變形溫度/℃85134100維卡軟化點/℃105153120馬丁耐熱溫度/℃——112——體積電阻率/·cm10~102.1×1010~10吸水率%0.050.131.19透光度/%88~929393霧度%30.90.9折射率1.5921.5861.492價格（元/噸）1150~123033000~4100019500~20700 和機械加工一樣要考慮到加工工藝問題，模具成型也要考慮到材料的注塑特性，在各特點都相差無幾的情況下，好的成型特性是選擇材料的主要標準，以下是三種材料的性能和成型特性比較，如表2所示。表2材料的性能和成型特性比較塑料品種性能特點成型特點模具設(shè)計注意事項使用溫度主要用途聚苯乙烯（PS）透明性好，電性能好，抗拉強度高，耐磨性好，質(zhì)脆，抗沖擊強度差，化學穩(wěn)定性教好成型性能好，成型前可不干燥，但注射時應(yīng)防止溢料，制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，易開裂因流動性好，適宜用點澆口，但因熱膨脹大，塑件中不宜有嵌件—30℃~裝飾制品，儀表殼，絕緣零件，容器，泡沫塑料，日用品等有機玻璃（PMMA）透光率最好，質(zhì)輕堅韌，電氣絕緣性好/但表面硬度不高，質(zhì)脆易開裂，化學穩(wěn)定性較好，但不耐無機酸，易溶于有機溶劑流動性差，易產(chǎn)生流痕，縮孔，易分解，透明性好，成型前要干燥，注射時速度不能太高合理設(shè)計澆注系統(tǒng)，便于充型，脫模斜度盡可能大，嚴格控制料溫與模溫，以防分解收縮率取0.35℅〈80透明制品，如窗玻璃，光學鏡片，燈罩等聚碳酸酯（PC）透光率較高，介電性能好，吸水性小，力學性能好，抗沖擊，抗蠕變性能突出，但耐磨性差，不耐堿，酮，酯耐寒性好，熔融溫度高，黏性大，成型前需干燥，易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，甚至裂紋，質(zhì)硬，易損模具，使用性能好盡可能使用直接澆口，減小流動阻力，塑料要干燥，不宜采用金屬嵌件，脫模斜度〉2?〈130℃脆化溫度為—在機械上做齒輪，凸輪，蝸輪，滑輪等，電機電子產(chǎn)品零件，光學零件等以上的性能分析對比中看出,在透光度方面三種材料相差不大，成型特性上以聚碳酸酯最好，所以最終選定PC為塑件材料。3.1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu)對成型工藝方法的適應(yīng)性.在塑料生產(chǎn)過程中,一方面成型會對塑件的結(jié)構(gòu),形狀,尺寸精度等諸方面提出要求,以便降低模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和制造難度,保證生產(chǎn)出價廉物美的產(chǎn)品;另一方面,模具設(shè)計者通過對給定塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進行分析,弄清塑件生產(chǎn)的難點,為模具設(shè)計和制造提供依據(jù)。該塑件為比較高端水平的產(chǎn)品。表面形狀要求完整光滑。此塑件的特點是有兩個和電池連接的接觸頭，所以在設(shè)計模具時要用到內(nèi)側(cè)抽芯機構(gòu)。塑件上各處的輪廓過度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求時才采用尖角結(jié)構(gòu)。尖角容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊載荷時會發(fā)生破裂。圓角不僅有利于物料充模，同時也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動和塑件的脫模。3.1.4塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量（1）尺寸精度的選擇；塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標準，然而，在滿足塑件使用要求的前提下，設(shè)計時總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。對塑件的精度要求，要具體分析，根據(jù)裝配情況來確定尺寸公差，該塑件是比較高端的產(chǎn)品，所以精度要求比較高。（2）尺寸精度的組成及影響因素；制品尺寸誤差構(gòu)成為： =+++式中——制件總的成型誤差；——塑料收縮率波動所引起的誤差；——模具成型零件制造精度所引起的誤差；——模具磨損后所引起的誤差；——模具安裝，配合間隙引起的誤差；影響塑料制品尺寸精度的因素比較復(fù)雜，歸納有以下三個方面。1）模具——模具各部分的制造精度是影響制件尺寸精度重要的因素。2）塑料材料——主要是收縮率的影響，收縮率大的尺寸精度誤差就大。3）成型工藝——成型工藝條件的變化直接造成材料的收縮，從而影響尺寸精度。3.2注塑機的選擇3.2.1注塑機簡介1956年制造出世界上第一臺往復(fù)螺桿式注塑機,這是注塑成型工藝技術(shù)的一大突破,目前注塑機加工的塑料量是塑料產(chǎn)量的30%;注塑機的產(chǎn)量占整個塑料機械產(chǎn)量的50%.成為塑料成型設(shè)備制造業(yè)中增長最快,產(chǎn)量最多的機種之一。注塑機的分類方式很多,目前尚未形成完全統(tǒng)一標準的分類方法。常用的說法有:（1）按設(shè)備外形特征分類:臥式,立式,直角式,多工位注塑機；（2）按加工能力分類:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑機。此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類,但日常生活中用的較少。第四章模具的三維造型4.1PRO/E的功能簡介本世紀的一個重大變革是全球市場的統(tǒng)一，它使市場競爭更加激烈，產(chǎn)品更新更快，但是有限的資源加上消費者對復(fù)雜產(chǎn)品的需求日益增加，使你合很難保持市場分額。在這種背景下，CAD(計算機輔助設(shè)計)/CAM(計算機輔助制造)/CAE（計算機輔助測量）技術(shù)得到迅速普及和極大發(fā)展。海灣戰(zhàn)爭結(jié)束當年，美國評出的最具影響的十大技術(shù)中，CAD/CAM/CAE技術(shù)便榜上有名。在為數(shù)眾多的CAD/CAM/CAE軟件中，主流軟件包種類繁多，PRO/E，UG，CIMATRON，MDT，I－DEAS，MASTERCAM都是個中極品，但PRO/E工業(yè)解決方案地位顯赫，它是美國PTC公司的拳頭產(chǎn)品，技術(shù)領(lǐng)先，在機械、電子、航空、航天、郵電、兵工、紡織等各行各業(yè)都有應(yīng)用，是CAD/CAM/CAE領(lǐng)域少有的頂尖“人物”。一般PRO/E有六大主模塊。PRO/ENGINEER軟件包的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境在支持并行工作，它通過一系列完全相關(guān)的模塊表述產(chǎn)品的外形、裝配及其他功能。PRO/E能夠讓多個部門同時致力于單一的產(chǎn)品模型。包括對大型項目的裝配體管理、功能仿真、制造、數(shù)據(jù)管理等。一、工業(yè)設(shè)計(CAID)模塊工業(yè)設(shè)計模塊主要用于對產(chǎn)品進行幾何設(shè)計，以前，在零件未制造出時，是無法觀看零件形狀的，只能通過二維平面圖進行想象?，F(xiàn)在，用3DS可以生成實體模型，但用3DS生成的模型在工程實際中是“中看不中用”。用PRO/E生成的實體建模，不僅中看，而且相當管用。事實上，PRO/E后階段的各個工作數(shù)據(jù)的產(chǎn)生都要依賴于實體建模所生成的數(shù)據(jù)。包括：PRO/3DPAINT(3D建模)、PRO/ANIMATE(動畫模擬)、PRO/DESIGNER(概念設(shè)計)、PRO/NETWORKANIMATOR(網(wǎng)絡(luò)動畫合成)、PRO/PERSPECTA-SKETCH（圖片轉(zhuǎn)三維模型）、PRO/PHOTORENDER(圖片渲染)幾個子模塊。二、機械設(shè)計(CAD)模塊機械設(shè)計模塊是一個高效的三維機械設(shè)計工具，它可繪制任意復(fù)雜形狀的零件。在實際中存在大量形狀不規(guī)則的物體表面，如圖1中的摩托車輪轱，這些稱為自由曲面。隨著人們生活水平的提高，對曲面產(chǎn)品的需求將會大大增加。用PRO/E生成曲面僅需2步～3步*作。PRO/E生成曲面的方法有：拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣、掃掠、網(wǎng)格、點陣等。由于生成曲面的方法較多，因此PRO/E可以迅速建立任何復(fù)雜曲面。它既能作為高性能系統(tǒng)獨立使用，又能與其它實體建模模塊結(jié)合起來使用，它支持GB、ANSI、ISO和JIS等標準。包括：PRO/ASSEMBLY（實體裝配）、PRO/CABLING（電路設(shè)計）、PRO/PIPING（彎管鋪設(shè)）、PRO/REPORT（應(yīng)用數(shù)據(jù)圖形顯示）、PRO/SCAN-TOOLS（物理模型數(shù)字化）、PRO/SURFACE（曲面設(shè)計）、PRO/WELDING（焊接設(shè)計）三、功能仿真(CAE)模塊功能仿真(CAE)模塊主要進行有限元分析。機械零件的內(nèi)部變化情況是難以知曉的。有限元仿真使我們有了一雙慧眼，能“看到”零件內(nèi)部的受力狀態(tài)。利用該功能，在滿足零件受力要求的基礎(chǔ)上，便可充分優(yōu)化零件的設(shè)計。著名的可口可樂公司，利用有限元仿真，分析其飲料瓶，結(jié)果使瓶體質(zhì)量減輕了近20％，而其功能絲毫不受影響，僅此一項就取得了極大的經(jīng)濟效益。包括：PRO/FEM~POST（有限元分析）、PRO/MECHANICACUSTOMLOADS（自定義載荷輸入）、PRO/MECHANICAEQUATIONS（第三方仿真程序連接）、PRO/MECHANICAMOTION（指定環(huán)境下的裝配體運動分析）、PRO/MECHANICATHERMAL（熱分析）、PRO/MECHANICATIREMODEL（車輪動力仿真）、PRO/MECHANICAVIBRATION（震動分析）、PRO/MESH（有限元網(wǎng)格劃分）。四、制造(CAM)模塊在機械行業(yè)中用到的CAM制造模塊中的功能是NCMachining(數(shù)控加工)。說到數(shù)控功能，就不能不提八十年代著名的“東芝事件”。當時，蘇聯(lián)從日本東芝公司引進了一套五座標數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控軟件CAMMAX，加工出高精度、低噪聲的潛艇推進器，從而使西方的反潛系統(tǒng)完全失效，損失慘重。東芝公司因違反“巴統(tǒng)”協(xié)議，擅自出口高技術(shù)，受到了嚴厲的制裁。在這一事件中出盡風頭的CAMMAX軟件就是一種數(shù)控模塊。PRO/ES的數(shù)控模塊包括：PRO/CASTING（鑄造模具設(shè)計）、PRO/MFG（電加工）、PRO/MOLDESIGN（塑料模具設(shè)計）、PRO/NC-CHECK（NC仿真）、PRO/NCPOST（CNC程序生成）、PRO/SHEETMETAL（鈑金設(shè)計）。五、數(shù)據(jù)管理(PDM)模塊PRO/E的數(shù)據(jù)管理模塊就像一位保健醫(yī)生，它在計算機上對產(chǎn)品性能進行測試仿真，找出造成產(chǎn)品各種故障的原因，幫助你對癥下藥，排除產(chǎn)品故障，改進產(chǎn)品設(shè)計。它就像PRO/E家庭的一個大管家，將觸角伸到每一個任務(wù)模塊。并自動跟蹤你創(chuàng)建的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括你存貯在模型文件或庫中零件的數(shù)據(jù)。這個管家通過一定的機制，保證了所有數(shù)據(jù)的安全及存取方便。它包括：PRO/PDM（數(shù)據(jù)管理）、PRO/REVIEW（模型圖紙評估）。六、數(shù)據(jù)交換(GeometryTranslator)模塊在實際中還存在一些別的CAD系統(tǒng)，如UGⅡ、EUCLID、CIMATRTON、MDT等，由于它們門戶有別，所以自己的數(shù)據(jù)都難以被對方所識別。但在實際工作中，往往需要接受別的CAD數(shù)據(jù)。這時幾何數(shù)據(jù)交換模塊就會發(fā)揮作用。PRO/E中幾何數(shù)據(jù)交換模塊有好幾個，如：PRO/CAT（PRO/E和CATIA的數(shù)據(jù)交換）、PRO/CDT（二維工程圖接口）、PRO/DATAFORPDGS（PRO/E和福特汽車設(shè)計軟件的接口）、PRO/DEVELOP（PRO/E軟件開發(fā)）、PRO/DRAW（二維數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)輸入）、PRO/INTERFACE（工業(yè)標準數(shù)據(jù)交換格式擴充）、PRO/INTERFACEFORSTEP（STEP/ISO10303數(shù)據(jù)和PRO/E交換）、PRO/LEGACY（線架/曲面維護）、PRO/LIBRARYACCESS（PRO/E模型數(shù)據(jù)庫進入）、PRO/POLT（HPGL/POSTSCRIPTA數(shù)據(jù)輸出）4.2塑件的三維造型該塑件特征是殼體，建立有主電路板與電源連接的各種機構(gòu)，如：電源線連接口，SIM卡開口，電池腳插口，電池固定機構(gòu)等。如下圖所示：4.3總裝配圖圖4-1圖4-1為總裝配圖，圖4-2到圖4-6是主要的幾個零件圖。圖4-2圖4-3圖4-4圖4-5圖4-6第五章總結(jié)隨著經(jīng)濟的發(fā)展，社會的進步，塑料工業(yè)將繼續(xù)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢。本論文主要介紹了塑料模具的設(shè)計，冷流道注塑模具無外乎包括四大系統(tǒng)：澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)和機構(gòu)系統(tǒng)（其實也可以歸為頂出系統(tǒng)，該系統(tǒng)如斜導柱、滑塊和開閉器等）。在澆注系統(tǒng)的設(shè)計中根據(jù)經(jīng)驗公式取流道橫截面形狀，確定澆口尺寸；溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)說明了設(shè)計的一般步驟，確定冷卻時間，計算體積流量等；頂出系統(tǒng)著重說明了推桿，推管的安裝要求，并進行強度校核；該模具有滑塊抽芯機構(gòu)。做完這些工作之后，該模具的設(shè)計到此結(jié)束。在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)經(jīng)驗公式有不一致的地方，不同公式的計算結(jié)果有的相差很大。在完成圖紙之后發(fā)現(xiàn)塑件的設(shè)計有的地方是不合理的，比如說壁厚