多用角架擱板的注塑模具設(shè)計(jì)及其仿真加工設(shè)計(jì)

多用角架擱板的注塑模具設(shè)計(jì)及其仿真加工設(shè)計(jì),多用,擱板,注塑,模具設(shè)計(jì),及其,仿真,加工,設(shè)計(jì) 圖書分類號(hào)： 密 級(jí)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 多用角架擱板注塑模具設(shè)計(jì)及其仿真加工 THE DESIGN OF INJECTION MOULD OF MULTI-PURPOSE HORN WEAR SHELF AND SIMULATION PROCESSING 學(xué)生姓名 何強(qiáng) 學(xué)院名稱 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 李菊麗 2011年 5月 27日 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 徐州工程學(xué)院學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明： 所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)注。 本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 論文作者簽名： 　　 　　日期： 　　 年 　月　 　日 徐州工程學(xué)院學(xué)位論文版權(quán)協(xié)議書 本人完全了解徐州工程學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：本校學(xué)生在學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸徐州工程學(xué)院所擁有。徐州工程學(xué)院有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的紙本復(fù)印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。徐州工程學(xué)院可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進(jìn)行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 論文作者簽名： 　　 導(dǎo)師簽名： 　　 日期： 　　 年 　月　 　日 日期： 　　 年 　月　 　日 II 摘要 注射模具是模具工業(yè)的重要發(fā)展方向，也是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)的應(yīng)用從根本上改變了傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)和模具生產(chǎn)方式，大大提高了生產(chǎn)效率、產(chǎn)品品質(zhì)以及企業(yè)自身的競(jìng)爭(zhēng)力。 本文根據(jù)多用角架擱板實(shí)物模型進(jìn)行了模型特征重構(gòu)，在此基礎(chǔ)上基于 PRO/E軟件設(shè)計(jì)出一套合理的注射模具。首先分析了多用角架擱板制件的工藝特點(diǎn)，包括材料性能、結(jié)構(gòu)工藝性、成型特性與條件等，并選擇了成型設(shè)備。然后介紹了香皂盒注射模的分型面選擇、型腔數(shù)目及布置形式，重點(diǎn)介紹了澆注系統(tǒng)、成型零件、冷卻系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。然后選擇模架，并對(duì)注射機(jī)的工藝參數(shù)進(jìn)行了校核。在此基礎(chǔ)上，本文講訴了如何運(yùn)用Mastercam軟件對(duì)多用角架擱板凸模進(jìn)行仿真加工。 關(guān)鍵詞 注射模具；PRO/E；Mastercam；仿真加工 Abstract Injection molding is an important direction of development of mold industries, it also is an important indicator of the level of one country’s industry. The application of molding CAD/CAE/CAM fundamentally changed the way of traditional product development and manufacturing method, improved production efficiency, the quality of products and competitiveness of interprises. The model was reconstructed based on the real multi-purpose horn wear shelf. Appropriate injection mold was designed based on PRO/E. First, the technological characteristics of the multi-purpose horn wear shelf were analyzed, including material properties, the process of the structure, forming characteristics and conditions, and the forming equipment were selected. Then the parting line was selected, the number of cavity and layout were determined. A specific introduction was made on the gating system, the cooling system, the forming parts and the stripping institutions. Then the standard mould bases were selected, and checked the technological parameters of the forming equipment. On this basis, this paper also tells about how to use the Mastercam to complete the simulation processing of multi-purpose horn wear shelf. Keywords Injection mold PRO/E Mastercam simulation processing 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 目 錄 摘要 I Abstract II 1 緒論 1 1.1模具工業(yè)的地位和發(fā)展前景 1 1.2課題內(nèi)容和意義 1 2塑件成型工藝性分析 3 2.1塑件結(jié)構(gòu)分析 3 2.2塑件的工藝性分析 3 2.2.1塑件材料的選擇 3 2.2.2 塑件的壁厚 5 2.2.3 塑件的表面質(zhì)量 5 2.2.4 塑件的精度等級(jí) 6 2.2.5 塑件的脫模斜度 6 2.3 PP塑件的注射工藝 7 3 分型面的選擇 9 3.1 分型面位置的確定 9 3.2 型腔數(shù)目的確定 10 4 注射機(jī)型號(hào)的選擇 11 4.1 體積質(zhì)量的計(jì)算 11 4.2 注射機(jī)的選擇 11 4.3 注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核 12 5 注射過程與模流分析 14 5.1 MoldFlow分析軟件簡(jiǎn)介 14 5.2 網(wǎng)格劃分 14 5.3 塑件的最佳澆口位置分析 15 5.4 塑件的流動(dòng)性分析 16 5.4.1 氣穴和熔接痕 16 5.4.2 注射位置處壓力 17 5.4.3充填時(shí)間 17 5.4.4 鎖模力 18 5.5塑件的冷卻分析 18 5.6 MoldFlow分析總結(jié) 19 6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 20 6.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 20 6.2 主流道的設(shè)計(jì)和計(jì)算 20 6.3 澆口的設(shè)計(jì) 21 6.4校核主流道的剪切速率 21 7注塑模具成型零件及模具體的設(shè)計(jì) 22 7.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 7.2成型零件鋼材的選用 22 7.3成型零件工作尺寸的計(jì)算 22 7.3.1凹模徑向尺寸的計(jì)算 22 7.3.2凹模深度尺寸的計(jì)算 23 7.3.3凸模徑向尺寸的計(jì)算 23 7.3.4 凸模高度尺寸的計(jì)算 23 7.4 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23 7.5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24 7.5.1脫模力的計(jì)算 24 7.5.2塑件脫出機(jī)構(gòu) 25 7.6 模架的確定 26 7.7模架各尺寸的校核 26 8冷卻系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 8.1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 27 8.1.1 模具溫度調(diào)節(jié)的必要性 27 8.1.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 27 8.1.3 冷卻水道的設(shè)計(jì) 27 8.2排氣和引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 29 9模具的裝配與調(diào)試 31 10 基于Mastercam X2的仿真加工 33 10.1 Mastercam X2軟件簡(jiǎn)介 33 10.2 多用角架擱板凸模加工 34 10.2.1 加工坯料及對(duì)刀點(diǎn)的確定 34 10.2.2規(guī)劃曲面挖槽粗加工刀具路徑 34 10.2.3 工件參數(shù)設(shè)置 35 10.2.4 曲面挖槽粗加工實(shí)體加工模擬 35 10.2.5規(guī)劃分型面淺平面精加工刀具路徑 36 10.2.6分型面淺平面精加工實(shí)體加工模擬 36 10.2.7規(guī)劃等高外形精加工刀具路徑 37 10.2.8 曲面等高外形精加工實(shí)體加工模擬 37 10.2.9 規(guī)劃3圓鼻刀曲面平行精加工刀具路徑 38 10.2.10曲面平行精加工實(shí)體加工模擬 39 10.2.11 規(guī)劃頂面平行銑削精加工刀具路徑 39 10.2.12 頂面平行銑削精加工平行銑削實(shí)體加工模擬 40 10.3生成加工NC代碼 40 結(jié)論 42 致謝 43 參考文獻(xiàn) 44 47 1 緒論 1.1模具工業(yè)的地位和發(fā)展前景 塑料注射成型所用的模具稱為注射成型模，簡(jiǎn)稱注射模。它是實(shí)現(xiàn)注射成型工藝的重要工藝裝備。塑料模具為模具總量近 40％，而且這個(gè)比例還在不斷上升。這類模具主要是兩類：一類是大型模具，一類是精密模具。大型模具主要是以汽車儀表板，保險(xiǎn)杠和家電產(chǎn)品模具為代表的成型模具。精密模具是以集成電路、塑封模具為代表的成型模具。注射模具被歐美等發(fā)達(dá)國家譽(yù)為“磁力工業(yè)”。很大部分工業(yè)產(chǎn)品依賴注射模具才得以規(guī)模生產(chǎn)、快速擴(kuò)張，由于注射模具對(duì)社會(huì)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)的巨大推動(dòng)作用和自身的高附加值，世界模具工業(yè)，尤其是注射模具工業(yè)發(fā)展較快，當(dāng)前全球模具工業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到 600 億~650 億美元，是機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值的兩倍，其中注射模具工業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到 240 億至 260 億 。 縱觀發(fā)達(dá)國家對(duì)模具工業(yè)的認(rèn)識(shí)與重視，我們感受到制造理念陳舊則是我國模具工業(yè)發(fā)展滯后的直接原因。模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力，它已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志。因此，模具是國家重點(diǎn)鼓勵(lì)與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品，現(xiàn)代模具是多學(xué)科知識(shí)集聚的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分，是國民經(jīng)濟(jì)的裝備產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)、資金與勞動(dòng)相對(duì)密集。目前，我國模具工業(yè)的當(dāng)務(wù)之急是加快技術(shù)進(jìn)步，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增加高檔模具的比重，質(zhì)中求效益，提高模具的國產(chǎn)化程度，減少對(duì)進(jìn)口模具的依賴。 現(xiàn)代模具技術(shù)的發(fā)展，在很大程度上依賴于模具標(biāo)準(zhǔn)化、優(yōu)質(zhì)模具材料的研究、先進(jìn)的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、專用的機(jī)床設(shè)備，更重要的是生產(chǎn)技術(shù)的管理等。21世紀(jì)模具行業(yè)的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化。追求的目標(biāo)是提高產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率，縮短設(shè)計(jì)及制造周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模具行業(yè)的應(yīng)變能力，滿足用戶需要。 在科技發(fā)展中，人是第一因素，因此我們要特別注重人才的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術(shù)創(chuàng)新，提高模具設(shè)計(jì)制造水平。在制造中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，逐步走向網(wǎng)絡(luò)化、智能化環(huán)境，實(shí)現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動(dòng)態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。我國模具工業(yè)一個(gè)完全信息化的、充滿著朝氣和希望而又實(shí)實(shí)在在的新時(shí)代即將到來。 1.2課題內(nèi)容和意義 本次設(shè)計(jì)的課題設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括以下幾點(diǎn)： 1.進(jìn)行多用角架擱板塑件的三維造型設(shè)計(jì)； 2.從塑料品種、塑件形狀、尺寸精度、表面粗糙度等方面考慮注塑成型工藝的可行性和經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)行塑件成型的工藝性分析； 3.根據(jù)塑件的質(zhì)量和模具型腔數(shù)大致確定模具的結(jié)構(gòu)，初步確定注射機(jī)型號(hào)，了解注射機(jī)與模具有關(guān)的技術(shù)參數(shù)； 4.考慮塑件成型位置及分型面選擇，模具型腔數(shù)，型腔的排列，流道布局及澆口位置設(shè)置來進(jìn)行凸、凹模零件設(shè)計(jì)； 5.將模具三維模型導(dǎo)入CAM軟件中，進(jìn)行注塑成型模具三維型面的數(shù)控仿真加工； 6.由模具三維結(jié)構(gòu)圖繪制出二維裝配圖，依據(jù)裝配圖完成模具主要零件的設(shè)計(jì)和圖樣繪制。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)通過對(duì)注塑成型模具的設(shè)計(jì)，可了解常用塑料的性能、塑料制品的設(shè)計(jì)原則及方法，掌握注射模具常用結(jié)構(gòu)的組成、特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合，并由此熟悉注射成型工藝及仿真加工的全過程。通過學(xué)習(xí)現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)制造方法，積極開展CAD/CAM技術(shù)在注射模具設(shè)計(jì)中的推廣應(yīng)用, 從而提高自己進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的工作能力。 2塑件成型工藝性分析 2.1塑件結(jié)構(gòu)分析 在家居用品中，擱板的使用越來越受歡迎，各式各樣的擱板既可用作廚房碗碟的收納工具、客廳的CD架、臥房床頭的書架等實(shí)用工具，還可以是一件靚麗的裝飾品，倘若使用得當(dāng)，擱板可以瞬間為家居增色。本設(shè)計(jì)中的多用腳架擱板能夠用來放置塑料盆一類的日用品。其結(jié)構(gòu)外形如下圖2-1所示，其橢圓形凸臺(tái)是用來使得相同的擱板豎直連接在一起，方便您裝拆且為您節(jié)省空間的同時(shí)，也已成為一件靚麗的裝飾品。 正面 反面 圖2-1 多用角架擱板外形 2.2塑件的工藝性分析 2.2.1塑件材料的選擇 塑件的材料要在保證產(chǎn)品的使用性能、物理性能、力學(xué)性能、耐腐蝕性能和耐熱性能的前提下，盡量選用價(jià)廉且成型性能又好的塑料。該產(chǎn)品用于承載物品，要求有較好的力學(xué)性能，有較大的強(qiáng)度和剛性，屈服強(qiáng)度高，彎曲疲勞壽命要高；有穩(wěn)定的化學(xué)性能，對(duì)接觸物（水、洗化用品）有很好的耐腐蝕性，衛(wèi)生程度較高，日常使用時(shí)無毒安全，成型工藝性較好，所選的塑料流動(dòng)性好，易于成型，有較高的表面光澤；市場(chǎng)價(jià)格盡量低，產(chǎn)品有較大的利潤(rùn)空間和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。ABS 常用作電器外殼，機(jī)械強(qiáng)度較高，但是耐熱性差，洗浴時(shí)的較高溫度會(huì)使該材料產(chǎn)生較大變形。PA 化學(xué)穩(wěn)定性較差，注射成型時(shí)熔融溫度范圍窄，熱穩(wěn)定性差，溫度控制較復(fù)雜。PC 價(jià)格昂貴 ，成本太高，化學(xué)穩(wěn)定性差，不耐堿、酮、脂等，成型工藝較復(fù)雜，常用來制造光學(xué)零件。PP價(jià)格低廉，化學(xué)穩(wěn)定性好，機(jī)械強(qiáng)度較高，成型工藝性較好，主要用來制造日用品。通過以上分析可以看出，PP 是制造塑料置物架的最佳材料，幾種常用塑料相關(guān)資料見表 2-1。 表2-1 幾種常用塑料相關(guān)資料 塑件品種 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 使用溫度 化學(xué)穩(wěn)定性 性能特點(diǎn) 成型特點(diǎn) 主要用途 ABS 線型結(jié)構(gòu) 非結(jié)晶型 小于 70℃ 較好 機(jī)械強(qiáng)度較好，有一定的耐磨性。但耐熱性較差，吸水性較差 成型性能好,成型前原料要干燥 應(yīng)用廣泛，如電器外殼、汽車儀表盤、日用品等 聚酰胺(尼龍) 線型結(jié)構(gòu)結(jié)晶型 小于 70℃(尼龍6) 較好,不耐強(qiáng)酸和氧化劑,能溶于甲酚,苯酚,濃硫酸等 抗拉強(qiáng)度,印度,耐磨性,自潤(rùn)滑性突出,吸水性強(qiáng) 熔點(diǎn)高,熔融溫度范圍較窄,成型前原料要干燥.熔體黏度低,要防止溢料,制品易產(chǎn)生變形等特點(diǎn) 耐磨零件及傳動(dòng)件,如齒輪,凸輪等,電氣零件中的骨架外殼,閥類零件 聚碳酸酯(pc) 線型結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型 小于130℃耐寒性好,脆化溫度-100℃ 有一定的化學(xué)穩(wěn)定性,不耐堿,酮,酯等 透光率較高,介電性能好,吸水性小,力學(xué)性能好,抗沖擊,抗蠕變性能突出,但耐磨性較差 熔融溫度高,熔體粘度大,成型前原料需干燥,粘度對(duì)溫度敏感,制品要進(jìn)行后處理 在機(jī)械上用作齒輪,凸輪,蝸輪,滑輪等,電機(jī)電子產(chǎn)品零件,光學(xué)零件等 聚丙烯(pp) 線型結(jié)構(gòu)結(jié)晶型 10-120℃ 較好 耐寒性差,光養(yǎng)作用下易降解老化,力學(xué)性能比聚乙烯好 成型時(shí)收縮率大,成型性能較好,易產(chǎn)生變形等缺陷 板,片,透明薄膜,繩,絕緣零件,汽車零件,閥門配件,日用品等 PP 塑料的相關(guān)參數(shù)見表 2-2。 表2-2 PP塑料相關(guān)參數(shù) 性能項(xiàng)目 試驗(yàn)條件 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn) 測(cè)試數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)單位 基本性能 熔體流動(dòng)速率 23℃,2.16kg ASTM D-1238 30 g/10min 密度 --- ASTM D-1505 0.9 g/cm3 機(jī)械性能 拉伸屈服強(qiáng)度 50mm/min ASTM D-638 270 Kg/ cm2 彎曲模量 --- ASTM D-790 6000 Mpa 續(xù)表2-2 性能項(xiàng)目 試驗(yàn)條件 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn) 測(cè)試數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)單位 機(jī)械性能 洛氏硬度 --- ASTM D-785 100 R標(biāo)尺 彎曲強(qiáng)度 --- GB 9341 >50 Mpa 熱性能 維卡軟化點(diǎn) 1kgf ASTM D-1525 152 ℃ 熱變形溫度 4.6kg/ cm2 ASTM D-648 105 ℃ 2.2.2 塑件的壁厚 塑件的壁厚對(duì)其質(zhì)量有很大的影響，壁厚過小不能滿足使用強(qiáng)度和剛度的要求，而本產(chǎn)品對(duì)強(qiáng)度和剛度的要求較高。壁厚太大則浪費(fèi)原材料，在大批量生產(chǎn)時(shí)造成生產(chǎn)成本提高，利潤(rùn)空間降低；注射成型時(shí)則易造成塑件內(nèi)部產(chǎn)生氣穴，外部產(chǎn)生凹陷；冷卻時(shí)需要更長(zhǎng)的冷卻時(shí)間，增加了冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)和加工的難度。從以上諸方面考慮，應(yīng)在滿足使用的前提下對(duì)塑件進(jìn)行最大限度的薄壁化。同一塑件的壁厚應(yīng)當(dāng)盡可能一致，塑件壁厚不同將導(dǎo)致收縮不同，最終導(dǎo)致變形或開裂。 PP 塑料最小壁厚及推薦壁厚見表 2-5。 表 2-5 PP 塑料最小壁厚及推薦壁厚 塑件材料 最小壁厚 小型零件推薦壁厚 中型零件推薦壁厚 大型零件推薦壁厚 PP 0.85 1.45 1.75 2.40—3.20 本產(chǎn)品屬于中型塑件，推薦壁厚為 1.75mm，但是考慮到塑件的力學(xué)要求，應(yīng)使用較大壁厚，這里取壁厚為 2mm。 2.2.3 塑件的表面質(zhì)量 塑件的表面粗糙度和外觀質(zhì)量決定了塑件的表面質(zhì)量。一般來說，原材料的質(zhì)量、成型工藝和模具表面粗糙度都會(huì)影響到塑件的表面粗糙度，尤其是以型腔壁的表面粗糙度影響最大。因此，模具的型腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素。產(chǎn)品的外觀面應(yīng)有很好的光澤度且非常光滑，對(duì)表面粗糙度要求較高，應(yīng)不大于 1.60，產(chǎn)品的內(nèi)表面與使用無關(guān)且不影響外觀，對(duì)表面粗糙度無太高要求，為了降低模具制造成本 ，凸模成型表面的粗糙度設(shè)計(jì)為 3.20。PP 材料通過注射成型所能達(dá)到的表面粗糙度范圍是0.10~1.60，滿足塑料角架擱板的表面粗糙度要求。使用注射成型時(shí)幾種常用材料所能達(dá)到的塑件表面粗糙度見表 2-3。 表 2-3 使用注射成型時(shí)幾種常用材料所能達(dá)到的塑件表面粗糙度 材料 Ra 參數(shù)范圍/um 0.025 0.05 0.10 0.20 0.40 0.80 1.60 3.20 6.30 ABS ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- PC ----- ----- ----- ----- ----- ----- PA ----- ----- ----- ----- ----- PP ----- ----- ----- ----- ----- PE ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- 2.2.4 塑件的精度等級(jí) 影響塑件精度的因素很多，如模具制造精度及其使用后的磨損程度，塑料收縮率的波動(dòng)，成型工藝條件的變化等。在一般生產(chǎn)過程中，為了降低模具的加工難度和模具的生產(chǎn)成本，在滿足塑料使用要求的前提下將盡可能地把塑件尺寸精度設(shè)計(jì)得低一些。目前我國頒布了工程塑料模塑塑料件尺寸公差的國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T14486-1993。該標(biāo)準(zhǔn)將塑件分成 7 個(gè)精度等級(jí)，MT1的精度要求最高，一般不采用。見表2-4 表 2-4 PP 材料模塑件公差等級(jí) 材料代號(hào) 模具塑料 公差等級(jí) 標(biāo)注公差尺寸 未注公差尺寸 高精度 一般精度 PP 聚丙烯 MT3 MT4 MT6 MT2 MT3 MT6 MT2 MT3 MT5 根據(jù)此表和塑件的設(shè)計(jì)使用要求，塑件的精度選用MT3。 2.2.5 塑件的脫模斜度 塑件冷卻后產(chǎn)生收縮時(shí)會(huì)緊緊包在凸模上，或由于粘附作用緊貼在型腔內(nèi)。為了便于脫模，防止塑件表面在脫模時(shí)出現(xiàn)頂白、頂傷、劃傷等，在塑件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使其表面有合理的脫模斜度。脫模斜度的選擇要遵循以下原則： （1）塑件精度要求高時(shí)，應(yīng)采用較小的脫模斜度； （2）較高較大的塑件尺寸，應(yīng)選用較小的脫模斜度； （3）形狀復(fù)雜的、不易脫模的，應(yīng)選用較大的脫模斜度； （4）塑件的收縮率大的應(yīng)選用較大的脫模斜度值； （5）塑件壁較厚時(shí)，會(huì)使成型收縮增大，脫模斜度應(yīng)采用較大數(shù)值。 常用塑料的脫模斜度見表 2-6。由于 PP 塑料的收縮率很大，所以應(yīng)選擇較大的脫模斜度，選擇脫模斜度為3。。 表 2-6 常用塑件的脫模斜度 塑料名稱 脫模斜度 型腔 型芯 PE PP PA 25’—45’ 20’—45’ HPVC 35’—40’ 30’—50’ PS ABS POM 35’—1/30’ 30’—40’ 熱固性塑件 25’—40’ 20’—50’ 2.3 PP塑件的注射工藝 PP塑件的注塑工藝參數(shù)如下表2-7 表2-7 PP塑件的注塑工藝參數(shù) 預(yù)烘干 不需要,如貯藏條件不好,在80℃下烘干1小時(shí) 溫度 喂料區(qū)溫度/℃ 30～50 料筒/℃ 后段 160～180 中段 1800～2000 前段 200～230 噴嘴/℃ 220～300 熔料/℃ 220～280 模具/℃ 40～80 壓力 注射/Mpa 70～120 保壓/Mpa 50～60 背壓/Mpa 5～20 續(xù)表2-7 預(yù)烘干 不需要,如貯藏條件不好,在80℃下烘干1小時(shí) 時(shí)間 注射/s 1～5 保壓/s 20～50 冷卻/s 20～50 成型周期/s 40～120 螺桿轉(zhuǎn)速/ 30～60 3 分型面的選擇 3.1 分型面位置的確定 分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。一副模具根據(jù)需要可能有一個(gè)或兩個(gè)以上的分型面。它的合理選擇是塑件能夠完好成型的條件，不僅關(guān)系到塑件的脫模，而且涉及模具結(jié)構(gòu)和制造成本。合理的分型面不但能滿足制品各方面的性能要求，而且使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，也會(huì)有令人滿意的成本。在選擇分型面的時(shí)候，應(yīng)該遵循以下幾個(gè)原則： （1）符合塑件脫模的基本要求，就是能使塑件從模具內(nèi)取出，分型面位置應(yīng)設(shè)在塑件脫模方向最大的投影邊緣部位； （2）分型線不影響塑件外觀，即分型面應(yīng)盡量不破壞塑件光滑的外表面； （3）確保塑件留在動(dòng)模一側(cè)，利于推出且推桿痕跡不顯露于外觀面； （4）應(yīng)盡量避免形成側(cè)孔、側(cè)凹，若需要滑塊成型，力求滑塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，盡量避免定?；瑝K； （5）確保塑件質(zhì)量，例如：將有同軸度要求的塑件部分放到分型面的同一側(cè)等； （6）滿足模具的鎖緊要求，將塑件投影面積大的方向放在定、動(dòng)模的合模方向上，而將投影面積小的方向作為側(cè)向分型面； （7）合理安排澆注系統(tǒng)，特別是澆口位置； （8）有利于模具加工。 從塑件模型可以看出，將塑件周邊把手的最下端側(cè)面作為分型面。分析本產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用要求，選擇主分型面為塑件的上表面。見圖3-1。 圖3-1 分型面示意圖 分型面設(shè)計(jì)方法有陰影曲面分型面、裙邊分型面、側(cè)面影像曲線分型面、復(fù)制曲面、延伸曲面、合并曲面等設(shè)計(jì)方法。在主分型面的設(shè)計(jì)中，采用復(fù)制塑件上表面的方法，并進(jìn)行相關(guān)的編輯。具體設(shè)計(jì)過程為： （1）復(fù)制塑件上表面。 （2）延伸塑件分型面邊至工件表面。 （3）合并曲面，使分型面為一個(gè)整體。 應(yīng)用Pro/e創(chuàng)建出的分型面見圖 3-2。 正面 反面 圖3-2 主分型面 3.2 型腔數(shù)目的確定 為了使模具與注射機(jī)的生產(chǎn)能力相配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件的精度，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定型腔數(shù)目。型腔數(shù)目的確定一般遵循以下原則： （1）型腔的數(shù)目及排列形式與澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)有關(guān)。型腔的數(shù)目及排列形式的設(shè)計(jì)要考慮到后者的結(jié)構(gòu)； （2）模具加工條件好，加工精度高時(shí)可以增加型腔數(shù)目，反之應(yīng)減少型腔數(shù)目； （3）型腔越多，模具加工周期越長(zhǎng)。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮加工周期； （4）多型腔模具的可靠性及靈活性不如單型腔。但在空間利用和能耗上優(yōu)于單型腔； （5）型腔的數(shù)目與塑件外形尺寸有關(guān)。一般尺寸較小的塑件采用多型腔，尺寸較大的塑件采用少型腔，甚至單型腔； （6）模具中每增加一個(gè)型腔，制品尺寸精度將降低 4%。 型腔數(shù)目的確定要考慮到塑件精度。多用角架擱板的外形尺寸較大，考慮到模具結(jié)構(gòu)形式和模架的結(jié)構(gòu)尺寸，以及制造費(fèi)用和各種成本費(fèi)等因素，應(yīng)采用一模一腔。 4 注射機(jī)型號(hào)的選擇 4.1 體積質(zhì)量的計(jì)算 通過 PRO/E 建模設(shè)計(jì)分析計(jì)算塑件的質(zhì)量屬性，計(jì)算結(jié)果見圖 4-1。 圖4-1 塑件質(zhì)量屬性的計(jì)算 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，澆注系統(tǒng)的凝料體積按照塑件體積的0.2~1倍來估算。在該設(shè)計(jì)中，采用直流道，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此澆注系統(tǒng)的凝料按照塑件體積的0.3倍來估算，故一次注入模具型腔內(nèi)的塑料熔體的總體積（單個(gè)塑件的體積和澆注系統(tǒng)的凝料體積之和）為 V總 =（1 + 0.3）V塑 = 1.3 × 313 .333 cm3 =407.333 cm3 式(4.1) 式中 V總 ——表示型腔內(nèi)的塑料熔體的總體積； V塑 ——表示塑件的體積。 4.2 注射機(jī)的選擇 根據(jù)塑件體積估算注射機(jī)的公稱注射量，計(jì)算如下： V公 = V塑 / 0.8 = 407.333 / 0.8 = 509.1 cm3 式(4.2) 式中 V公 ——表示注射機(jī)的公稱注射量。 根據(jù)以上計(jì)算，并考慮到模具尺寸和開模行程較大，初步選定公稱注射量為1000 cm3 ，型號(hào)為 XS-ZY-1000 的注射機(jī)，其主要參數(shù)見表 4-1。 表4-1 注塑機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 理論注塑容量/cm3 1000 注射方式 螺桿式 螺桿柱塞直徑/mm 85 注射行程/mm 260 注射壓力/Mpa 121 模板最大厚度/mm 700 螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min) 21-83 模板最小厚度/mm 300 鎖模力/KN 4500 電機(jī)功率/KW 40 模板最大行程/mm 700 拉桿空間/mm 650×550 4.3 注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核 （1）注射壓力的校核 由表2-2可知，PP塑料所需的注射壓力為70~120MPa，該注射機(jī)的公稱注射壓力為121MPa，則： k 1p 0 = 1 .3 × 90 = 117＜121 MP a 式(4-3) 式中 k1 ——表示注射壓力安全系數(shù) k1 =1.25~1.4，取 k1 =1.3； p0——表示 PP 塑料所需的注射壓力，取 p0=90Mpa。 所以，注射機(jī)注射壓力合格。 （2）鎖模力的校核 塑件在分型面上的投影面積A。應(yīng)用PRO/E創(chuàng)建塑件在分型面方向上的投影面，并測(cè)量投影面積，見圖 4-2。A =103502mm2 。 圖 4-2 塑件投影面積的計(jì)算 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積為A澆 ，即流道凝料包括澆口在分型面上的投影面積，是塑件在分型面上的投影面積A的 0.2~0.5 倍。由于本產(chǎn)品流道設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，無分流道，因此流道凝料投影面積可以適當(dāng)取小。 A澆 =0.2 A =0.2 × 103502 mm2 =20700.4 mm2 式（4.4） A總 = A澆 + A =20700.4 mm2 +103502 mm2 =124202.4 mm2 式（4.5） F脹 = A總 p模 =124202.4 mm2 × 22Mpa=2292.45KN 式（4.6） 式中 F脹 ——表示模具型腔內(nèi)的脹型力； p模 ——模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的 20%~40%，范圍是 20~40Mp。 對(duì)于粘度較大的精度較高的塑料制品應(yīng)取較大值，PP 屬于低等粘度、精度要求一般的塑件，因此取 22MPa 作為p的值。 由表 4-1 可知注射機(jī)的公稱鎖模力F鎖 =4500KN。鎖模力安全系數(shù)k2 =1.1~1.2，這里取k2 =1.2， k2F脹 =1.2F脹 =1.22292.45KN=2750.94KN

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