臺燈底座注塑模具設(shè)計及型面仿真加工說明書

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臺燈底座注塑模具設(shè)計與型面仿真加INJECTION MOLD DESIGN AND PROFILE SIMULATION MACJINING OF TABLE LAMP BASE工 摘要 隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷提高，塑料制品的質(zhì)量、精度以及復(fù)雜性越來越高。注塑成型是塑料工業(yè)中一種重要的成型方法,注塑模具是型腔零件生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝裝備，它直接影響制品的質(zhì)量、生產(chǎn)率和成本以及新產(chǎn)品的開發(fā)，對于企業(yè)在市場中的競爭力有著決定性作用。因此，研究注塑模具的設(shè)計制造具有非常重要的現(xiàn)實意義。 提高模具的設(shè)計水平并結(jié)合現(xiàn)代化的制造技術(shù)，才能夠充分發(fā)揮模具的功能和作用。CAD/CAE/CAM技術(shù)作為一種現(xiàn)代設(shè)計制造方法，把它引入注塑模具的生產(chǎn)實際中，可以大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高生產(chǎn)效率和市場競爭力。 關(guān)鍵詞 臺燈底座；模具設(shè)計；型面仿真 Abstract With the development of economy and the continuous improvement of science and technology, the quality, accuracy and complexity of plastic products are getting higher and higher. Injection molding is an important molding method in the plastic industry. The injection mold is the key technology equipment for the production of the cavity parts. It directly affects the quality, productivity and cost of products and the development of new products. It plays a decisive role in the competitiveness of the enterprises in the market. Therefore, studying the design and manufacture of injection mold is of great practical significance. To improve the design level of mould and combine modern manufacturing technology, we can give full play to the function and function of mould. As a modern design and manufacturing method, CAD/CAE/CAM technology is introduced into the production practice of injection mold, which can greatly shorten the period of product development, improve production efficiency and market competitiveness. Key word Table lamp base mould design Surface simulation III 目錄 摘要 I Abstract II 緒論 1 1.成型工藝規(guī)程的編制 3 1.1件的工塑藝性分析 3 1.1.1塑件的原材料分析 3 1.1.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 4 1.2計算塑件的體積和質(zhì)量 4 1.3塑件注塑工藝參數(shù)的確定 5 1.4塑料成型設(shè)備的選取 5 2.注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 6 2.1分型面選擇 6 2.2確定型腔的數(shù)目及排列方式 6 2.2.1模腔數(shù)量的確定 6 2.2.2型腔的排列方式 8 2.3澆注系統(tǒng)設(shè)計 9 2.3.1主流道設(shè)計 9 2.3.2分流道設(shè)計 10 2.3.3澆口設(shè)計 12 2.3.4排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計 12 2.3.5主流道襯套的選取 12 2.4推出機構(gòu)設(shè)計 13 3.臺燈底座注塑模具的有關(guān)計算 15 4.模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 16 5.模具閉合高度確定 18 5.1計算模具的閉合高度 18 5.2校核注塑機的開，合?？臻g 18 5.2.1模具合模時校核 18 5.2.2模具開模時校核 18 6.注塑機有關(guān)參數(shù)的校核 19 7.繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖 19 9 7.1本模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖見附圖 19 7.2本模具的工作原理 19 8.模具型面仿真加工 21 8.1凹模的仿真加工 21 8.1.1 凹模加工分析 21 8.1.2 凹模數(shù)控加工刀軌路徑規(guī)劃 22 8.2 凸模的仿真加工 23 8.2.1 凸模的數(shù)控加工分析 23 8.2.2 凹模數(shù)控加工刀軌路徑規(guī)劃 24 8.3程序清單 25 8.3.1 凹模工序1：粗銑型腔 25 8.3.2 凸模工序3：精銑銑槽 30 結(jié)論 34 致謝 35 參考文獻(xiàn) 36 9 1緒論 隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的種類和數(shù)量不斷增加，從而提高了更新模具的重要性。對于模具的質(zhì)量要求也顯著提高。模具技術(shù)在經(jīng)濟發(fā)展中起到了至關(guān)重要的作用。 塑料在工業(yè)和生活中越來越重要，注塑成型已成為不可替代的產(chǎn)品制造形式。注射模作為注塑成型的載體，近年來也有了很大的發(fā)展。它不僅在制造工藝、材料選擇和生產(chǎn)要求方面有更高的要求，而且在整個使用過程的穩(wěn)定性方面也有更高的要求。一般說來，注塑模具的制造有五個特點： ①模具結(jié)構(gòu)要求更精密； ②更高的表面效果和使用壽命要求； ③工期短，制造時間緊迫； ④設(shè)計和制造分工更細(xì)致； ⑤供應(yīng)鏈要求專業(yè)及細(xì)分。 由于大部分發(fā)達(dá)國家塑料模具企業(yè)遷往中國，國內(nèi)塑料模具行業(yè)正在快速發(fā)展。由于我國技術(shù)人才水平的提高和平均勞動力成本的降低成為促使了我國吸引外資的有利條件，因此我國塑料模具市場前景廣闊，是塑料模具市場快速發(fā)展的重要因素。 數(shù)控機床是利用數(shù)字信號控制機床運動和加工過程的機床，或者是裝備有數(shù)控系統(tǒng)的機床。它是一種技術(shù)密度高、自動化程度高的機電一體化加工設(shè)備，是數(shù)控技術(shù)與機床相結(jié)合的產(chǎn)物。 在數(shù)控加工過程中，如果數(shù)控機床是硬件，數(shù)控加工過程和數(shù)控程序都是相對于軟件而言的，二者缺一不可。數(shù)控加工技術(shù)是隨著數(shù)控機床的出現(xiàn)和發(fā)展而逐漸完善的應(yīng)用技術(shù)。 數(shù)控加工工藝是數(shù)控機床加工零件時所使用的各種方法和技術(shù)手段的總和，應(yīng)用于整個數(shù)控加工過程。數(shù)控加工技術(shù)是隨著數(shù)控機床的出現(xiàn)和發(fā)展而逐漸完善的應(yīng)用技術(shù)，是大量數(shù)控加工實踐的總結(jié)。 數(shù)控加工技術(shù)是數(shù)控編程的前提和基礎(chǔ)。沒有實用、科學(xué)、合理的數(shù)控加工技術(shù)，就不可能有真正可行的數(shù)控加工方案。編程是實現(xiàn)數(shù)控加工的關(guān)鍵。數(shù)控編程是指對已建立的數(shù)控加工技術(shù)的內(nèi)容進(jìn)行編程。編程前必須做好準(zhǔn)備，編程后必須做好必要的善后工作。嚴(yán)格說來，數(shù)控編程也屬于數(shù)控加工技術(shù)的范疇。 數(shù)控機床與編程技術(shù)有著密切的聯(lián)系，兩者都促進(jìn)了各自的發(fā)展。數(shù)控機床性能的提高促進(jìn)了編程技術(shù)的發(fā)展，編程手段的改進(jìn)也將促進(jìn)數(shù)控機床的改革和發(fā)展，二者是相互依存的?，F(xiàn)代數(shù)控技術(shù)正朝著①高精度②多功能③高速④高效⑤正復(fù)合加工功能⑥智能化的方向發(fā)展，隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，編程方法也越來越豐富。 隨著微電子技術(shù)和CAD技術(shù)的不斷發(fā)展，自動編程系統(tǒng)也在不斷變化和發(fā)展。它從原來的編程系統(tǒng)逐步過渡到基于圖形交互的、與CAD / cam系統(tǒng)集成的綜合編程方法。與以往基于語言的自動編程系統(tǒng)相比，CAD / cam集成系統(tǒng)能夠為產(chǎn)品提供一個單一、準(zhǔn)確的幾何模型，給設(shè)計帶來極大的方便。因此，生成和加工幾何模型的手段靈活多樣，方便快捷，可以實現(xiàn)零件設(shè)計和制造的一體化。 1 .成型工藝規(guī)程的編制 該塑料件為臺燈底座產(chǎn)品，其零件圖如圖1所示。該塑件采用ABS材料，生產(chǎn)方式為中批量生產(chǎn)。 圖1-1臺燈底座零件圖 該塑料件為臺燈底座產(chǎn)品，其零件圖如圖1所示。該塑件采用ABS材料，生產(chǎn)方式為中批量生產(chǎn)。 1.1件的工塑藝性分析 1.1.1塑件的原材料分析 材料選擇為ABS，ABS為熱塑性塑料。從性能上看，ABS各方位都優(yōu)于其他塑料材料性價比很高。從成型性能上看，塑件壁厚不應(yīng)該過厚，應(yīng)該均勻，脫模程度不應(yīng)該過小，特別是厚壁、深高塑件。加熱時間不應(yīng)超過30分鐘。材料溫度高，收縮大，易飛邊，收縮小，取向性強，注射壓力低，會產(chǎn)生凹痕和波紋。成型周期取決于塑料部件的壁厚，而厚度較長且厚度較短。為了減少收縮、凹陷和縮孔，一般宜采用模具溫度低、注射壓力高的成型條件，使用白油作為脫模劑。ABS的主要技術(shù)指標(biāo):密度1.04 kg / DM，比體積0.96 DM / kg，吸水率0.2 ~ 0.4，收縮率1.3 ~ 2.3s，熔點205 t / c，熱變形溫度55℃，拉伸屈服強度62 MPa，拉伸彈性模量1.810 MPa，彎曲強度88 MPa，硬度9.75 HB，擊穿強度20kv / mm..。 1.1.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 1.1.2.1結(jié)構(gòu)分析 從零件圖的分析來看，該零件的整體形狀為矩形。形狀相對簡單，這一部分的復(fù)雜性適中。 1.1.2.2尺寸精度分析 本部分的尺寸精度主要尺寸為mt1級( GB / t14568 - 1993 )，次要尺寸為mt5級( GB / t14568 - 1993 )。從上述分析得，該零件的尺寸精度為中高，可以保證相應(yīng)的模具相關(guān)尺寸加工。 從塑件壁厚來看，最大壁厚為2mm，壁厚均勻，符合ABS最小壁厚原則。圓角設(shè)計在零件的拐角處，以防止此處出現(xiàn)缺陷。由于零件尺寸小，不需要增加ABS的強度。 零件尺寸為mt5級( GB / t 14486 - 1993 )，尺寸精度中等，可保證相應(yīng)模具相關(guān)零件的尺寸加工。 從塑件的壁厚來看，壁厚比較均勻，有利于塑件的成型。 1.1.2.3表面質(zhì)量分析 該零件表面無缺陷、毛刺，無導(dǎo)電雜質(zhì)。又由于沒有特殊的表面質(zhì)量要求，所以對此實現(xiàn)相對容易。 從分析中可以看出，控制好注塑成型，可以保證零件的成型要求。 1.2計算塑件的體積和質(zhì)量 計算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)。 計算塑件的體積：V=73.149cm 計算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計手冊可查得ABS的密度為ρ=1.05kg/dm 塑件質(zhì)量：M=Vρ =73.149101.0510 =76.8g 采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注塑機XS—ZY—350型。 1.3塑件注塑工藝參數(shù)的確定 查找有關(guān)文獻(xiàn)和參考工廠時間應(yīng)用的情況，ABS的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時，可根據(jù)實際情況作適當(dāng)調(diào)整） 注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。 料筒溫度：后段溫度t選用 190～210c； 中段溫度t 選用 200～220c； 前段溫度t 選用 210～230c； 噴嘴溫度： 選用200～210c； 注塑壓力一：選用40～100Mpa； 注塑時間： 選用20～90s； 保壓壓力： 選用 65Mpa； 高壓時間： 選用0～5s； 冷卻時間： 選用20～120s； 總周期： 選用45～220s； 后處理方法： 采用油﹑水﹑鹽水； 后處理溫度： 90～100t/c; 后處理時間： 4h。 說明：預(yù)熱和干燥均采用鼓風(fēng)烘箱。凡潮濕環(huán)境使用的塑料，應(yīng)進(jìn)行調(diào)濕處理，在100～120c水中加熱218h。 1.4塑料成型設(shè)備的選取 根據(jù)計算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機為XS—ZY—350查材料知： 標(biāo)稱注射量/cm 350 螺桿直徑/㎝ Ф42 注射容量/克 350 注射壓力/10Pa 116.6 鎖模力/t 90 最大注射面積/㎝ 320 模具厚度/㎜ 200～300 模板行程/㎜ 300 噴嘴 球半徑/㎜ 12 孔半徑/㎜ 4 定位孔直徑/㎜ 推出兩側(cè)孔徑/㎜ 22 孔距/㎜ 230 2.注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括分型面的選擇、型腔數(shù)量的確定、型腔的布置、冷卻通道的布置、澆口位置的設(shè)置、模具工作部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、頂出機構(gòu)的設(shè)計等。 2.1分型面選擇 模具設(shè)計時，決定模具的關(guān)鍵是分型面。余姚按塑件成型要求進(jìn)行選擇。 該塑件為塑料臺燈底座，表面無特殊要求，分型面選擇如圖2所示。 圖2-1 2.2確定型腔的數(shù)目及排列方式 2.2.1模腔數(shù)量的確定 塑件的生產(chǎn)為中批量生產(chǎn)，應(yīng)采用多腔注射模。型腔數(shù)量與注塑機塑化能力、最大注射量和合模力有關(guān)，同時還受零件精度和生產(chǎn)經(jīng)濟性等因素的影響。利用上述參數(shù)和因素，空腔的數(shù)量可以按照以下方法確定。 2.2.1.1根據(jù)注塑機的額定夾緊力確定型腔數(shù)量n1 1=（F/PC）/A－B/A 中： F 注塑機的鎖模力 N PC 型腔內(nèi)的平均壓力MPa A 每個制件在分型面上的面積（㎜） B 流道和澆道在分型面上的投影面積（㎜） 模具設(shè)計前未知量，b為( 0.2 ~ 0.5 )根據(jù)多腔模具的流動分析，且b = 0.35往往取值。熔體中的平均壓力取決于注射壓力，一般為25 ~ 40 MPa，實際所需的夾緊力應(yīng)小于所選注塑機的標(biāo)稱夾緊力，出于安全原因一般采用0.8f，然后: N1=(0.8F/PC)/1.35A =0.6F/(APC)=9000000.6/（303870.6）=4.65（個） 2.注射機注塑量確定型腔數(shù)目N2 N2=（G－C）/V 其中： G 注射機的公稱注塑量（㎜） V 單個制件體積 （㎜） C 流道和澆口的總體積（㎜） 生產(chǎn)實際注入量應(yīng)為公稱注入量的0.8倍，轉(zhuǎn)輪和轉(zhuǎn)輪的容積未知。據(jù)統(tǒng)計，每種產(chǎn)品所需的澆注系統(tǒng)為體積的0.2～1倍?，F(xiàn)在c = 0.6，N2 = 0.6g / 1.6v = 0.375 g / v = ( 0.375125 ) / 14.8 = 3.1 ( PCs ) 從以上討論中可以看出，模具中的空腔的數(shù)量必須取較小的n1和N2值，并且考慮到取出部件和打開模具的情況，在此可以選擇的數(shù)量是1、2、3，并且模具的主澆道的長度優(yōu)選小于60 mm，以防止諸如由于注射壓力降低而導(dǎo)致的部件填充不足之類的缺陷。我們設(shè)計的端蓋注塑模具采用一模兩件的方案，即n = 2 2.2.2型腔的排列方式 圖2-2 本成形品在注射時采用1模2件，采用綜合考慮澆注系統(tǒng)、模具構(gòu)造復(fù)雜性等的圖3所示的排列方式。 2.3澆注系統(tǒng)設(shè)計 2.3.1主流道設(shè)計 產(chǎn)品在模具中的位置直接影響模具構(gòu)造的復(fù)雜性、模具分型面的確定、澆口的設(shè)置、產(chǎn)品尺寸精度、品質(zhì)等。 因此，在開始提出模具時，首先需要正確考慮產(chǎn)品的位置。 成形品在模具內(nèi)的位置必須設(shè)計成，成形品或產(chǎn)品組件(包括插件)的正視圖相對于注塑成形機的軸線對稱，以便成形成形品。 產(chǎn)品方位易脫模，注塑成型時，開模后產(chǎn)品殘留在可動模部分，成型設(shè)備易脫模。 使用模具的相互正交的可動成形零件成形孔、溝、凸臺時，請注意產(chǎn)品的位置是使成形零件的水平位移最簡便，使定心作業(yè)更容易。 產(chǎn)品采用2種方式設(shè)置，兩者的分離面不同，相互正交時，請選擇產(chǎn)品成形裝置向工作臺安裝面的投影面積最小的方式。 長軸配置在開模方向上，不能開模和取出產(chǎn)品的長度的管狀產(chǎn)品。 或者，管接頭類型的產(chǎn)品需要兩種平面類型。 產(chǎn)品的長軸必須配置在與開模垂直的方向上。 通過這樣配置，能夠大幅度減薄模具厚度，開模和取出產(chǎn)品變得容易。 但是，此時需要更大的間隙(操縱桿、油壓、空氣等)。 如果是自動螺合螺絲的產(chǎn)品和螺絲芯的模具，產(chǎn)品的組合有特別的要求。 最終產(chǎn)品位置的選擇，請根據(jù)注水系統(tǒng)的入口部、冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)的配置、產(chǎn)品的產(chǎn)品外觀要求等進(jìn)行考慮。xs-zy-350型注射成型機噴嘴相關(guān)尺寸 噴嘴前端孔徑: d0=φ4 mm 噴嘴前端球面半徑: r0= 12 mm 根據(jù)模具主流路與噴嘴關(guān)系， r = r0+ (1~2) mm d = d0+ (0.5~1) mm 取主流路球面半徑: r = 13 mm 取主流路小端徑: d =φ4.5 mm 為了容易地從主軌道拔出凝固材料，如圖4所示，主軌道能夠以其傾斜度為1~3度方式換算成主軌道的大端徑d =φ8.5 mm，在主軌道的出側(cè)設(shè)計半徑r =5mm的圓弧遷移。 圖2-3 2.3.2分流道設(shè)計 分流路由于將高溫高壓的塑料熔液的流動從主流路轉(zhuǎn)換為型腔，因此不僅要求盡量減小通過分流路時的溫度降低和壓力損失，而且要求分流路平衡良好地進(jìn)行向各型腔的熔液的分配。 根據(jù)這些要求，流道需要設(shè)計得短而粗，但是如果過短的話，塑料的消耗量會增加，冷卻時間會變長，而且空腔的配置也會變得困難。截面尺寸根據(jù)經(jīng)驗式算出，但計算結(jié)果以現(xiàn)有的工具尺寸卷起，慢熔絲的剪切速度在5102~103 s-1的范圍內(nèi)是合理的。 經(jīng)驗公式 式中 d—圓分流道直徑或各截面分流道的當(dāng)量直徑 M—流經(jīng)的塑料物料質(zhì)量 L—該分流道的長度 此長度根據(jù)型腔板尺寸確定 ㎜ 根據(jù)刀具圓整為3㎜ 該公式適用于壁厚3㎜以下200 g以下的塑料。 關(guān)于高粘度材料，適當(dāng)?shù)V石大25 %，一般分流路徑為3~10 mm，高粘度材料為13~16 mm，分流路表面粗糙度為ra & gt； 0.63~1.6，能夠增大外層流動阻力，避免熔融流表面滑動，提高中心層的剪切速度。 根據(jù)取入斜率10幾何學(xué)關(guān)系計算出d1=1. 94㎜t = 3㎜。 截面形狀為u型，在流路設(shè)計中，為了減小壓力損失，優(yōu)選流路的面積大。 為了降低傳熱損失，優(yōu)選減小流路面積。 因此，流路的效率用流路面積相對于周長的比來表示。 u字型如圖5所示，實質(zhì)上是雙重梯形狀流路截面。 效率0.195 d 分流路的尺寸:3.8---7. 5 旁通直徑/ mm6mm選擇 分流通路表面粗糙度:分流通路表面不太需要光澤，表面粗糙度為ra1. 25~2.5μm，由此增加外層塑料的熔融流動阻力，固定外層塑料的冷卻表層形成絕熱層。 有利于保溫。 但是，必須在表面上設(shè)置凸凹，以免對分型產(chǎn)生不利影響。 圖2-4 2.3.3澆口設(shè)計 澆口是澆道與型腔的連接部分，是注射成型機的最終部分，基本功能如下。 以最快速度將流道中的熔融塑料注入型腔。 型腔充滿后，澆口快速冷卻關(guān)閉，防止型腔內(nèi)未冷卻的熱流道逆流。 澆口的設(shè)計與成形品的形狀、截面尺寸、模具構(gòu)造、注射工藝條件(壓力)及塑料性能等因素有關(guān)。 澆口截面小，長度短。 這是因為可以滿足材料的增量速度、快速冷卻的關(guān)閉、與成型品的分離以及澆口殘留最小的要求。 根據(jù)成形品的成形要求和型腔的排列方式，最好選擇側(cè)澆口。 考慮到從成形品的表面供給而設(shè)計，模具構(gòu)造采用了嵌入成形型腔、型芯，因此容易填充、排氣。 選擇，初始選型尺寸為( blh )2mm1 mm1 mm，試制時進(jìn)行修正。 2.3.4排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計 在注塑模具的設(shè)計過程中，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計，否則，熔融的塑料流體會進(jìn)入模腔，如果不能及時排氣，會在零件中產(chǎn)生氣泡，甚至?xí)a(chǎn)生高溫，使塑料燒焦，造成廢品。 排氣有兩種方式:打開排氣箱排氣和利用夾緊間隙排氣。 2.3.5主流道襯套的選取 主澆道襯套應(yīng)注意以下事項:對于小型注塑模具，主澆道襯套和定位環(huán)可以作為一個整體設(shè)計，但大多數(shù)情況下是分開設(shè)計的；主澆道襯套應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)鋼(如t8a等)。熱處理后硬度為53～57 HRC。襯套的長度應(yīng)與固定模配合部分的厚度一致，主通道出口端面不應(yīng)凸出分型面，否則不僅會造成溢流，還會擠壓模具。襯套與固定模配合采用H7 / M6。 為了提高模具的使用壽命，在模具與注塑機頻繁接觸的地方設(shè)計了可更換的主流道襯套。選用t8a材料，熱處理后硬度為50～55 HRC，主流道襯套與固定模的配合形式為H7 / M6過渡配合。 2.4推出機構(gòu)設(shè)計 圖2-5 如圖6所示，開模后，塑件包住型芯的力不大，適當(dāng)考慮拔模角度，頂桿不會使塑件頂部變形，模具結(jié)構(gòu)簡單。 圖2-6 3.臺燈底座注塑模具的有關(guān)計算 本例中成型零件工作尺寸計算時均采用平均尺寸，平均收縮率平均制造公差和平均磨損率來計算。 型腔總長L2=159.9mm。 總寬B1=159.9mm 總高;h=12.2mm 凸臺的中心距為125mm. 形成凸臺的型腔的總寬： 型腔的圓角半徑： mm 查常用塑料的收縮率塑料ABS的成型收縮率為S=0.5～4.0％，?？紤]到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取Б=Δδ/4。 表3-1：成型零件尺寸的計算 模具零件名稱 塑件尺寸 計算公式 型腔或型芯的工作尺寸 型腔 Ф5-0.40 LM=(L+SCP%-3/4Δ)0+δZ Ф5.690+0.1 Ф10-0.68 10.050+0.17 125-0.40 125+0.1 型芯 159.9+0.40 LM=(L+SCP%+3/4Δ)0-δZ 159.9-0.1 100+0.36 100-0.09 159.9+0.18 159.9-0.04 材料選擇45，硬度50 HRC以上。 成型件制造誤差:成形件的制造誤差包括成形件的加工誤差、安裝誤差和配合誤差。在設(shè)計時，塑件的制造公差一般應(yīng)控制在塑件的1 / 3左右，一般為it6 - 9級，綜合考慮it8級。 4.模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 塑料在生產(chǎn)過程中由于需要冷卻熔融的塑料流體，塑料零件不能有過高的溫度(防止成型零件翹曲和變形)冷卻系統(tǒng)設(shè)計可按以下公式計算: 模具的平均工作溫度設(shè)定為60度，模具的冷卻介質(zhì)為20度的常溫水，模具的出口溫度為30度，產(chǎn)量為1000 g / h (每分鐘2個模具)。 當(dāng)硬化時塑料件每小時釋放的熱量為Q3時，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，ABS的單位熱流率為Q2 = 314.3 ~ 398.1 j / g，Q2 = 350 j / g如下: Q3 = wq2 = 1008克/小時* 350焦耳/小時= 352，800焦耳 求冷卻水體積流量v v = wq1 / pc1 ( t1 - T2 ) = 350600 / 601 / 10004.2 - ( 30 - 20 ) = 140立方厘米 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面: 變形尺寸精度的力學(xué)性能與表面質(zhì)量 在選擇模具溫度時，應(yīng)根據(jù)使用情況注意滿足零件的質(zhì)量要求。 在注射模中，溶解體從200℃降低到約60℃。釋放的能量的5 %被輻射并對流到大氣中，其余95 %被冷卻介質(zhì)帶走。因此，注塑模具的冷卻時間僅取決于冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。模具的冷卻時間占整個循環(huán)的約2 / 3?？s短循環(huán)冷卻時間是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。 在冷卻水冷卻過程中，湍流換熱是層流換熱的10～20倍。下次我選擇湍流。 表4-1 冷卻水道直徑 d/（mm） 最低流量v /（m/s） 流量 qv/（m/min） 12 1.10 7.410 圖2-7 5.模具閉合高度確定 根據(jù)經(jīng)驗，在支撐板和固定件的設(shè)計中確定固定模座h1 = 25 mm，固定模座H2 = 80 mm，活動模座H3 = 100 mm，墊塊H5 = 100 mm，活動模座h6 = 25 mm 5.1計算模具的閉合高度 H=H1＋H2＋H3＋H4＋H5＋H6 =25＋80＋100＋80＋63＋25 =341mm 5.2校核注塑機的開，合?？臻g 5.2.1模具合模時校核 220mm<341mm<400mm （模具符合注塑機的要求） 5.2.2模具開模時校核 2200mm<341mm＋150mm<540mm （模具符合注塑機的要求） 6.注塑機有關(guān)參數(shù)的校核 本模具的外形尺寸為350mm550mm341mm, XS—ZY—350型注塑機模板最大安裝尺寸是570mm650mm。 由于上述計算的模具閉合高度為210mm，XS—ZY—350型注塑機的最小模具厚度為220mm，最大模具厚度為540mm。 經(jīng)查資料XS—ZY—350型注塑機的最大開模行程S =300mm，滿足式子 S≥H1+H2+a+（5—10） S≥65mm 式中：H1—制品所用的脫模距離；H1=10mm H2—制品高度；H2=20mm α—取出澆注系統(tǒng)凝料必需的長度。a=25mm 7.繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖 7.1本模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖見附圖 7.2本模具的工作原理 模具安裝在注塑機上，固定模具部分固定在注塑機的固定模板上，活動模具固定在注塑機的活動模板上。合模后，注塑機通過噴嘴通過流道將熔體注入模腔，保壓冷卻后成型塑料件，完成注塑。當(dāng)模具開啟時，活動模具部分將與后續(xù)模板一起逐漸開啟分型面。當(dāng)分型面打開時，活動模具的運動將停止。在注塑機的頂出作用下，頂出桿會被推動移動以頂出塑膠件。合模時，隨著分型面的閉合，復(fù)位桿復(fù)位頂桿。 圖7-1 圖7-2 圖7-3 8.模具型面仿真加工 8.1凹模的仿真加工 8.1.1 凹模加工分析 凹模的三維圖如下圖所示。從圖中可以看出：凹模的形狀一般復(fù)雜，待加工不太多，加工精度要求高。綜合考慮，其零件加工步驟主要分為3步進(jìn)行：①粗銑；②精銑孔；③精銑型腔及圓弧槽。其切削參數(shù)及刀軌路徑規(guī)劃如下所示。 圖8-1 8.1.2 凹模數(shù)控加工刀軌路徑規(guī)劃 機床選用HASS-VF5型機床，各加工特征及路徑規(guī)劃如下： 8.1.2.1工序1 粗銑型腔 ap=0.5，S=500r/min ,f=20，其刀軌路徑規(guī)劃如下圖所示： 圖8-2 8.1.2.2工序2 精銑孔 ap=0.5，S=1000r/min ,f=20，其刀軌路徑規(guī)劃如下圖所示 圖8-3 8.1.2.3工序3 精銑及清根 ap=0.2，S=1000r/min ,f=9.8，其刀軌路徑規(guī)劃如下圖所示 圖8-4 8.2 凸模的仿真加工 8.2.1 凸模的數(shù)控加工分析 凸模的三維圖如下圖所示。從圖中可以看出：凸模的形狀較為復(fù)雜，待加工多，加工精度要求高。綜合考慮，其零件加工步驟主要分為3步進(jìn)行：①粗銑；②精銑型腔及圓弧槽；③精銑細(xì)槽。其切削參數(shù)及刀軌路徑規(guī)劃如下所示。 8.2.2 凹模數(shù)控加工刀軌路徑規(guī)劃 機床選用HASS-VF5型機床，各加工特征及路徑規(guī)劃如下： 8.2.2.1工序1 粗銑型腔 ap=0.5，S=500r/min ,f=20，其刀軌路徑規(guī)劃如下圖所示： 圖8-5 8.2.2.2工序2 精銑型腔及圓弧槽 ap=0.5，S=1000r/min ,f=20，其刀軌路徑規(guī)劃如下圖所示 圖8-6 8.2.2.3工序3 精銑細(xì)槽 ap=0.2，S=1000r/min ,f=9.8，其刀軌路徑規(guī)劃如下圖所示 圖8-7 8.3程序清單 由于各程序段過長，僅節(jié)選凹模工序1及凸模工序3程序，其余程序附后。 8.3.1 凹模工序1：粗銑型腔 由于其數(shù)控加工程序過長，僅選其中一小段，其程序如下： O0001 N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 N0030 T00 M06 N0040 G00 G90 X12.5168 Y4.685 S0 M03 N0050 G43 Z.3937 H00 N0060 Z.1181 N0070 G01 X12.4472 Y4.6797 Z.0994 F9.8 M08 N0080 X12.3802 Y4.6597 Z.0807 N0090 X12.3184 Y4.6269 Z.062 N0100 X12.2643 Y4.5827 Z.0433 N0110 X12.2198 Y4.5288 Z.0246 N0120 X12.1867 Y4.4672 Z.0059 N0130 X12.1664 Y4.4003 Z-.0128 N0140 X12.1607 Y4.3307 Z-.0315 N0150 Y4.2869 N0160 X12.2047 N0170 G03 Y4.3745 I0.0 J.0438 N0180 G01 X12.1607 N0190 Y4.3307 N0200 X11.9835 N0210 Y4.1097 N0220 X12.2047 N0230 G03 Y4.5517 I0.0 J.221 N0240 G01 X11.9835 N0250 Y4.3307 N0260 X11.8064 N0270 X11.8063 Y3.9326 N0280 X12.2047 N0290 G03 Y4.7288 I0.0 J.3981 N0300 G01 X11.8064 N0310 Y4.3307 N0320 X11.6292 N0330 Y3.7554 N0340 X12.2047 N0350 G03 Y4.906 I0.0 J.5753 N0360 G01 X11.6292 N0370 Y4.3307 N0380 X11.452 N0390 Y3.5782 N0400 X12.2047 N0410 G03 Y5.0832 I0.0 J.7525 N0420 G01 X11.452 N0430 Y4.3307 N0440 X11.2749 N0450 Y3.4011 N0460 X12.2047 N0470 G03 Y5.2603 I0.0 J.9296 N0480 G01 X11.2749 N0490 Y4.3307 N0500 X11.0977 N0510 Y3.2239 N0520 X12.2047 N0530 G03 Y5.4375 I0.0 J1.1068 N0540 G01 X11.0977 N0550 Y4.3307 N0560 X10.9205 N0570 Y3.0467 N0580 X12.2047 N0590 G03 Y5.6147 I0.0 J1.284 N0600 G01 X10.9205 N0610 Y4.3307 N0620 X10.7434 N0630 Y2.8771 N0640 G03 X10.8199 Y2.8696 I.0765 J.3853 N0650 G01 X12.2047 N0660 G03 Y5.7918 I0.0 J1.4611 N0670 G01 X10.8199 N0680 G03 X10.7434 Y5.7843 I0.0 J-.3928 N0690 G01 Y4.3307 N0700 X10.5662 N0710 Y2.7921 N0720 G02 X10.5649 Y2.7557 I-1.5905 J.0373 N0730 G01 X10.5651 Y2.7525 N0740 G03 X10.8199 Y2.6924 I.2548 J.5099 N0750 G01 X12.2047 N0760 G03 Y5.969 I0.0 J1.6383 N0770 G01 X10.8199 N0780 G03 X10.5651 Y5.9089 I0.0 J-.57 N0790 G01 X10.5649 Y5.9057 N0800 G02 X10.5662 Y5.869 I-1.5849 J-.0733 N0810 G01 Y4.3307 N0820 X10.389 N0830 Y2.7943 N0840 G02 X10.3875 Y2.7558 I-1.4134 J.035 N0850 X10.3893 Y2.7039 I-1.4041 J-.0724 N0860 G01 Y2.6518 N0870 G03 X10.8199 Y2.5152 I.4306 J.6106 N0880 G01 X12.2047 N0890 G03 Y6.1462 I0.0 J1.8155 N0900 G01 X10.8199 N0910 G03 X10.3893 Y6.0096 I0.0 J-.7472 N0920 G01 Y5.9575 N0930 G02 X10.3875 Y5.9057 I-1.4059 J.0205 N0940 X10.389 Y5.8668 I-1.4076 J-.0732 N0950 G01 Y4.3307 N0960 X10.2119 N0970 Y2.7986 N0980 G02 X10.2101 Y2.7558 I-1.2362 J.0306 N0990 X10.2121 Y2.7025 I-1.2267 J-.0724 N1000 G01 Y2.566 N1010 G03 X10.8199 Y2.3381 I.6078 J.6964 N1020 G01 X12.2047 N1030 G03 Y6.3233 I0.0 J1.9926 N1040 G01 X10.8199 N1050 G03 X10.2121 Y6.0954 I0.0 J-.9243 N1060 G01 Y5.9589 N1070 G02 X10.2101 Y5.9057 I-1.2287 J.0191 N1080 X10.2119 Y5.8625 I-1.2301 J-.0731 N1090 G01 Y4.3307 N1100 X10.0348 N1110 Y2.803 N1120 G02 X10.0326 Y2.7559 I-1.0591 J.0262 N1130 X10.0349 Y2.701 I-1.0492 J-.0725 N1140 G01 Y2.4897 N1150 G03 X10.8199 Y2.1609 I.785 J.7727 N1160 G01 X12.2047 N1170 G03 Y6.5005 I0.0 J2.1698 N1180 G01 X10.8199 N1190 G03 X10.0349 Y6.1718 I0.0 J-1.1015 N1200 G01 Y5.9604 N1210 G02 X10.0326 Y5.9056 I-1.0515 J.0176 N1220 X10.0348 Y5.8582 I-1.0526 J-.0731 N1230 G01 Y4.3307 N1240 X9.8576 N1250 Y2.8054 N1260 G02 X9.8549 Y2.7559 I-.882 J.0238 N1270 X9.8578 Y2.6994 I-.8715 J-.0725 N1280 G01 Y2.4202 N1290 G03 X10.8199 Y1.9837 I.9621 J.8422 N1300 G01 X12.2047 N1310 G03 Y6.6777 I0.0 J2.347 N1320 G01 X10.8199 N1330 G03 X9.8578 Y6.2412 I0.0 J-1.2787 N1340 G01 Y5.962 N1350 G02 X9.8549 Y5.9056 I-.8744 J.016 N1360 X9.8576 Y5.8558 I-.8749 J-.073 N1370 G01 Y4.3307 N1380 X9.6805 N1390 Y2.8102 N1400 G02 X9.677 Y2.7559 I-.7049 J.019 N1410 X9.6806 Y2.6976 I-.6936 J-.0724 N1420 G01 Y2.3561 N1430 G03 X10.8199 Y1.8066 I1.1393 J.9063 N1440 G01 X12.2047 N1450 G03 Y6.8548 I0.0 J2.5241 N1460 G01 X10.8199 N1470 G03 X9.6806 Y6.3053 I0.0 J-1.4558 N1480 G01 Y5.9638 N1490 G02 X9.677 Y5.9055 I-.6972 J.0142 N1500 X9.6805 Y5.8511 I-.697 J-.073 N1510 G01 Y4.3307 N1520 X9.5034 N1530 Y2.815 N1540 G02 X9.4985 Y2.7559 I-.5278 J.0142 N1550 X9.5034 Y2.6956 I-.5151 J-.0724 N1560 G01 Y2.2962 N1570 G03 X10.8199 Y1.6294 I1.3164 J.9662 N1580 G01 X12.2047 N1590 G03 Y7.032 I0.0 J2.7013 N1600 G01 X10.8199 N1610 G03 X9.5034 Y6.3652 I0.0 J-1.633 N1620 G01 Y5.9659 N1630 G02 X9.4985 Y5.9055 I-.52 J.0121 N1640 X9.5034 Y5.8464 I-.5185 J-.073 N1650 G01 Y4.3307 N1660 X9.8971 N1670 Z.0866 N1680 G00 Z.3937 N1690 X4.0184 Y3.9764 N1700 Z.1181 N1710 G01 X4.088 Y3.9817 Z.0994 N1720 X4.155 Y4.0018 Z.0807 N1730 X4.2168 Y4.0345 Z.062 N1740 X4.2709 Y4.0787 Z.0433 N1750 X4.3154 Y4.1326 Z.0246 N1760 X4.3485 Y4.1943 Z.0059 N1770 X4.3688 Y4.2611 Z-.0128 N1780 X4.3745 Y4.3307 Z-.0315 N1790 Y4.3745 N1800 X4.3307 N1810 G03 Y4.2869 I0.0 J-.0438 N1820 G01 X4.3745 N1830 Y4.3307 N1840 X4.5517 N1850 Y4.5517 N1860 X4.3307 N1870 G03 Y4.1097 I0.0 J-.221 N1880 G01 X4.5517 N1890 Y4.3307 N1900 X4.7288 N1910 Y4.7288 N1920 X4.3307 N1930 G03 Y3.9326 I0.0 J-.3981 N1940 G01 X4.7288 N1950 Y4.3307 N1960 X4.906 N1970 Y4.906 N1980 X4.3307 N1990 G03 Y3.7554 I0.0 J-.5753 N2000 G01 X4.906 N2010 Y4.3307 N2020 X5.0832 N2030 Y5.0832 N2040 X4.3307 N2050 G03 Y3.5782 I0.0 J-.7525 N2060 G01 X5.0832 N2070 Y4.3307 N2080 X5.2603 N2090 Y5.2603 N2100 X4.3307 N2110 G03 Y3.4011 I0.0 J-.9296 N2120 G01 X5.2603 N2130 Y4.3307 N2140 X5.4375 N2150 Y5.4375 N2160 X4.3307 N2170 G03 Y3.2239 I0.0 J-1.1068 N2180 G01 X5.4375 N2190 Y4.3307 N2200 X5.6147 N2210 Y5.6147 N2220 X4.3307 N2230 G03 Y3.0467 I0.0 J-1.284 N2240 G01 X5.6147 N2250 Y4.3307 N2260 X5.7918 N2270 Y5.7844 N2280 G03 X5.7156 Y5.7918 I-.0763 J-.3853 N2290 G01 X4.3307 N2300 G03 Y2.8696 I0.0 J-1.4611 N2310 G01 X5.7156 N2320 G03 X5.7918 Y2.8771 I0.0 J.3928 N2330 G01 Y4.3307 N2340 X5.969 N2350 Y5.8577 N2360 G02 X5.9705 Y5.9057 I1.5908 J-.0257 N2370 G01 X5.9704 Y5.9089 N2380 G03 X5.7156 Y5.969 I-.2548 J-.5099 N2390 G01 X4.3307 N2400 G03 Y2.6924 I0.0 J-1.6383 N2410 G01 X5.7156 N2420 G03 X5.9704 Y2.7525 I0.0 J.57 N2430 G01 X5.9705 Y2.7557 N2440 G02 X5.969 Y2.8037 I1.5892 J.0737 N2450 G01 Y4.3307 N2460 X6.1462 N2470 Y5.8562 N2480 G02 X6.1479 Y5.9057 I1.4136 J-.0241 N2490 X6.1462 Y5.9575 I1.4041 J.0724 N2500 G01 Y6.0096 N2510 G03 X5.7156 Y6.1462 I-.4306 J-.6106 N2520 G01 X4.3307 N2530 G03 Y2.5152 I0.0 J-1.8155 N2540 G01 X5.7156 N2550 G03 X6.1462 Y2.6518 I0.0 J.7472 N2560 G01 Y2.7039 N2570 G02 X6.1479 Y2.7557 I1.4059 J-.0205 N2580 X6.1462 Y2.8053 I1.4119 J.0737 N2590 G01 Y4.3307 N2600 X6.3233 8.3.2 凸模工序3：精銑銑槽 由于其數(shù)控加工程序過長，僅選其中一小段，其程序如下： O0002% N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 N0030 T00 M06 N0040 G00 G90 X5.874 Y1.4639 S0 M03 N0050 G43 Z.7973 H00 N0060 Z.5218 N0070 G01 Y1.4489 Z.5177 F9.8 M08 N0080 X5.8746 Y1.4443 Z.5165 N0090 X5.8762 Y1.4399 Z.5153 N0100 X5.8746 Y1.4443 Z.514 N0110 X5.874 Y1.4489 Z.5128 N0120 Y1.6623 Z.4556 N0130 Y1.4489 Z.3984 N0140 X5.8746 Y1.4443 Z.3972 N0150 X5.8762 Y1.4399 Z.3959 N0160 X5.874 Y1.4489 N0170 Y3.025 N0180 G02 X5.9134 Y3.0644 I.0394 J0.0 N0190 G01 X7.2191 N0200 G02 X7.2325 Y3.062 I0.0 J-.0394 N0210 G01 X7.2695 Y3.0486 N0220 Z.514 N0230 G00 Z.7973 N0240 X7.2325 Y3.062 N0250 Z.514 N0260 G01 Z.3959 N0270 X7.2647 N0280 X7.2783 Y3.0622 N0290 X7.3192 Y3.062 N0300 X7.3724 N0310 X7.3749 Y3.0619 N0320 X7.3748 Y3.0644 N0330 Y3.1043 N0340 X7.3749 Y3.1068 N0350 X7.3724 Y3.1067 N0360 X7.2325 N0370 G02 X7.2191 Y3.1043 I-.0134 J.037 N0380 G01 X5.9134 N0390 G02 X5.874 Y3.1437 I0.0 J.0394 N0400 G01 Y5.5177 N0410 G02 X5.9134 Y5.5571 I.0394 J0.0 N0420 G01 X7.2191 N0430 G02 X7.2325 Y5.5547 I0.0 J-.0394 N0440 G01 X7.2695 Y5.5414 N0450 Z.514 N0460 G00 Z.7973 N0470 X7.2325 Y5.5547 N0480 Z.514 N0490 G01 Z.3959 N0500 X7.2647 N0510 X7.2783 Y5.5549 N0520 X7.3056 Y5.5547 N0530 X7.3724 N0540 X7.3749 Y5.5546 N0550 X7.3748 Y5.5571 N0560 Y5.597 N0570 X7.3749 Y5.5995 N0580 X7.3724 Y5.5994 N0590 X7.3192 N0600 X7.2783 Y5.5992 N0610 X7.2647 Y5.5994 N0620 X7.2325 N0630 G02 X7.2191 Y5.597 I-.0134 J.037 N0640 G01 X5.9134 N0650 G02 X5.874 Y5.6364 I0.0 J.0394 N0660 G01 Y7.2123 N0670 X5.8737 Y7.2174 N