玩具车前盖注塑模设计 毕业设计.doc

第一章 绪论1.1模具和模具工业 模具是工业产品生产中十分重要的工艺装备，在现代的工业生产中，半数以上的工业产品都要用到模具，许多新产品的开发和研制在很大程度上都依赖于模具生产，尤其是轻工业，电子业，以及汽车跟航空方面。模具的生产过程集精密制造、计算机技术、智能控制和绿色制造与一体，既是高新技术载体，又是高新技术产品。使用模具来生产零部件，不仅效率高，质量有保证，使用模具批量生产后可以大大的降低生产的成本。模具的这些优点是的模具的使用范围越来越广泛。在制造业中，粗加工、精加工的过程中都涉及了模具。生活中，电子仪器、汽车、生活家电的生产也都涉及到了模具。 虽然我国的模具工业有了很大的提升，但是质量却还停留在一定的水平，不能，满足高精密的零件要求，和工业发达的国家相比，模具的发展还有很大的提升范围。以下的几个方面可以参考发展模具工业：(1) 注意在开发大型、精密、复杂的高技术模具方面。随着各种机器的集成化和零件的大型化，大型模具的开发有着很大的前景。(2) 扩展模具标准件的应用范围。模具的设计已经有一定的工作量，如果模具的配件能够在大范围的运用，不仅可以减少工作量，还能大幅度提升生产效率。(3) 推广CAD/CAM/CAE技术。模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术能够的到快速发展的重要部分。模具CAD/CAM/CAE技术将会是是模具设计制造行业未来的发展方向，该技术的推广可显著地提高模具设计制造水平，提高模具制作出来的产品的质量。(4) 在快速成型方面提升技术。注塑成型中冷却时候占了大部分，不仅不能产生工业效益还浪费机器的使用寿命。在快速成型方面的研究就有个很大的隐藏效益。1.2 模具的分类与应用特点 模具的类型较多，按照需要制造的零件的材料不同可以划分为冲压模具、塑料模具、锻造模具、压铸模具、橡胶模具、粉末冶金模具、玻璃模具和陶瓷模具。据调查，在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其他各类模具约占11%。冲压模具、塑料模具和压铸模具是其中应用最为广泛的三类模具。冲压模具是实现冲压生产的重要部分。通过压力机的重大压力下，是板料件发生塑性变形，形状由冲压模具的型腔决定。冲压生产生产率很高，而且生产出的零件互换性好，冲压一体成型，操作简单。塑料注射模是融化塑料后用来生产塑料零件的模具。融化塑料，经过高压之后注入到模具的型腔中，冷却后在型腔中生产出要求形状尺寸的塑料零件。由于塑料制件的应用广泛，塑料注射模的应用也逐渐普遍起来。压铸模是实现压铸生产的基础工艺装备。压铸模的工作方式与注塑模相近。压铸模是将融化的金属材料或者合金材料注入到模具型腔中，并在高压条件下冷却形成金属零件的铸造方法。采用这一工艺生产的效率较高。机械化和自动化的程度高，减少了人为的偶然误差。1.3 塑料成型工艺原理塑料注射模是一种用来生产塑料零件的模具。设计好零件的型腔后，安装在注塑机上，由注塑机将融化的塑料液体注入模具的型腔中，冷却开模得到塑料制件。根据成型工艺性能不同，塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两类。下面简单介绍热塑性塑料的成型步骤：(1) 注射阶段由做塑料注射机把颗粒装的塑料加热到融化状态，再经过高压通过喷嘴经流道注入到已经设计好的模具型腔中。 (2) 保压阶段塑料充满型腔之后还要保持一定的压力，融化的塑料冷却收缩，在这段时间内保持压力可以继续注入少量的融化塑料液体，让型腔自始至终都充满液体，让塑料制件密实，同时也让已经小注入的融化液体在型腔内冷却成型。 (3) 预塑阶段注射压力卸载之后，料斗中的塑料颗粒加热融化，已经成型的塑料制件退出模具外。1.4 塑料注射模设计涉及的内容不论是在生活中还是欧诺个生产中，塑料都有着很大程度的应用，塑料的大面积运用推动者塑料注射模的发展。塑料注塑模设计的目的是做出自己想要的塑料制品，塑料注射模就是为了实现这个目的而设计出来的一个加工环节，所以不能单纯的为了做模具来设计模具，应从系统工程角度出发，把塑料注射模作为塑料注射成型加工系统中的一个环节，在设计注塑模具的同时考虑到其他因素的影响效果，从根本出发从目的产品出发来设计模具，不是为了满足模具的要求改变了原来产品的形状和要求的性能等基本要求。所以，塑料注射模设计所要求的内容有以下几点：(1) 对需要批量生产的零件的分析；(2) 塑料注射成型工艺及控制；(3) 塑料注射模的设计及模具各个部件的设计。1.5 塑料注射模设计流程塑料注射模在设计过程中经常有很多反复过程，从零件的基本形状尺寸出发设计出模具，设计模具的过程中不断优化零件的性能，前后不仅有因果关系，还有着反馈的作用。所以塑料注射模的设计上是一种动态的过程。塑件的使用是最终目标，要由塑件设计、塑料注射机、注射模、注射工艺等共同保证。塑件从设计到使用的过程，一环接着一环，过程中前部分结果影响这后面部分的精度和性能，后面的目标确定着前面过程所要达到的性能，相当于向前面部分提出要求。前后的配合也至关重要，前部分的设计要求需合理，不能让后部分无法继续加工，这就对前部分目标有个限度。第二章 三维造型2.1 Pro/E系统的产生与特点美国参数技术公司即PTC（Parametric Technology Corporation）,1998年发布了三维产品开发软件Pro/E。Pro/Engineer已成为是三维设计领域优秀的CAD/CAE/CAM软件之一。Pro/E是优秀的三维CAD/CAM/CAE集成软件，在我自己的是使用中觉得这个软件实用性特别好，操作性好，直观。Pro/E系统的建模的特点：(1) 直接设计出实体模型，通过三维视图直观的观察零件的各个部位，相对于二维模型生动许多。(2) 特征建模的基本思想：利用拉伸、旋转、扫描等基本创建出主要实体，然后在上面修改、添加其他部件的实体特征。 (3) 全相关的单一数据库：Pro/E系统建立在单一数据库基础之上。2.2实体三维造型由实物分析得出基本建模思路：扫描伸出项得到主体拉伸其他特征（一半）镜像得到另一半的特征实体测量实物总体尺寸特征和各个部分的形状尺寸。实物壁厚1mm。2.2.1 打开新建实体窗口单击主菜单栏中的【文件】【新建】命令，系统将弹出“新建”对话框，在“类型”中选中【零件】，在“子类型”中选中【实体】，“名称”使用默认名称。除去“使用缺省模版”前面的“”。单击对话框下部的按钮，弹出“新文件夹选项”对话框，选择“mmns_part_solid”，单击按钮进入三维实体建模环境。2.2.2 实体建模部分1、 选择top面作为草绘平面，默认参照平面草绘出玩具车前盖的主骨线，具体数据如下图2-1。 图2-1、主骨线数据图2、 在工具栏中选择插入扫描伸出项选择上一步骤草绘的轨迹线，草绘出如下图2-2所示的截面，拉伸出即玩具车前盖的主体部分。效果图如下图2-3。图2-2、实体主体截面图2-3、扫面伸出项结果图3、 根据指导老师给的实体零件测绘出的数据拉伸切除中间部分，选用RIGHT面作为草绘平面，草绘出如下所示截面，见图2-4.图2-4、拉伸切除的截面选择切除材料的方式，拉动图上的白色小框，直至超过材料的曲面部分。确定拉伸切除材料，效果出如下图2-5.图2-5、拉伸切除后实体图4、使用基本拉伸实体特征的方法拉伸出玩具车前盖顶端部分的受力支撑部分和紧固玩具车身的倒扣等部分，其设计的尺寸全部按照指导老师给的零件1:1测量出来。简单的拉伸步骤不做具体说明。拉伸玩的效果图如图2-6、2-7。图2-6、拉伸受力支撑板等后线框图图2-7、拉伸受力支撑板等后实体图5、 同样以拉伸实体的方式拉伸出侧面的挡板，换用侧面作为草绘平面，选用足够需要用到的草绘参照，草绘出拉伸的截面，拉伸厚度由实体测量可知为2mm，截面尺寸见下图2-8。绘制好截面后点击右下角的表示确认草绘平面，在上方输入所要拉伸的厚度2mm，选择往零件内侧方向拉伸，可以先预览一下效果图，再确定。拉伸出侧面的挡板。图2-8,、拉伸侧面挡板的截面尺寸6、倒圆角，在内测倒扣部分倒圆角，圆角半径为R5。点击工具栏的倒圆角图标，选择要倒角的一条边，输入圆角半径R5。和上部分拉伸挡板后的实体示意图如下图2-9。图2-9、拉伸基本特征完成图7、镜像。按住Ctrl键，依次选择以上基本拉伸特征，点击镜像图标，选择TOP面作为镜像对称面，镜像出另一半的特征。如下图2-10.至此实体建模过程全部完成。图2-10、零件完成图第三章 塑件工艺分析零件所用的材料为ABS，取其密度为1.05g/mm³。3.1 玩具车前盖实体图3-1、玩具车前盖实体3.2玩具车前盖材料的分析及简介此次设计中玩具车前盖材料采用的是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，又称ABS。ABS是一种合成树脂，这种该材料的综合性的性能良好，具有一定的强度、硬度和韧性。表面易于着色，还可以在其表面进行电镀、焊接等等二次加工。作用的范围包括机械、汽车行业、电子行业、仪器仪表和建筑等工业领域。ABS的价格便宜，原料易得，属于目前应用最为广泛的工程材料。3.3塑件形状及工艺分析(1) 制品表面粗糙度为Ra1.6m，凸模和凹模表面粗糙度应达到Ra0.8m。(2) 成型表面精度没有特别的要求，因此塑料制品精度选用IT7。3.3 ABS塑料的基本性能表3-1 ABS的基本性能塑料性能ABS力学性能压缩强度/MPa<53拉伸强度/MPa3549断裂伸长率/%35弯曲强度/ MPa<80拉伸弹性模量/GPa1.8弯曲弹性模量/ GPa1.4缺口冲击强度/（kj/）1118布氏硬度(HBS)R6286基本物理性能密度/（g/cm3）1.021.05吸水率（24h）/%0.20.4熔点（粘流温度）/130160热变形温度（0.45MPa）/90108收缩率/%0.40.7比热容/J/（kg·K）1470热导率/W/（m·K）0.263电气性能体积电阻率/（·m）击穿电压/（kv/mm）15介电常数（Hz）60Hz3.7外观色泽白色或浅象牙色、不透明光化学稳定性能耐候性比PS好；耐酸、碱、无机盐及水溶性性能优良，但在冰醋酸中会引起应力开裂；在某些植物油中会引起应力开裂第四章注塑模具的结构和设计4.1 注塑模具的基本结构注塑模具由动模和定模两部分组成，动模安装在注射成型机的移动模板上，定模安装在注射机的固定模板上。闭合时，动模和定模加上一些滑块组织跟斜顶或者侧抽之类的外加的实体之后，中间留有型腔，型腔即目的塑料制品和浇注系统的形状；当融化的塑料液体经过高压从浇注系统注入型腔，经过几分钟的冷却时间之后，动模由机器上的液压系统将其和动模分开，由于塑料的冷却收缩和拉料杆的限制，塑料制件会留在凸模上，所以一般是凸模作为动模。动模和定模分开之后，拉料杆松开，由顶杆将塑料制件从动模顶出，落入装制件的槽中。一般来说，一套完整的注塑注塑模具由成形零部件、浇注系统、脱模机构、分型抽芯机构、排气系统、标准模架等部分组成。下面一一简单介绍各个机构的作用。(1)成型零部件，其形状尺寸决定这型腔的相状尺寸，凸模的上表面和凹模的下表面合模之后便是型腔。(2)浇注系统，融化的塑料液体经过高压后注入型腔的通道，主流道设置在凹模上，浇注系统的布局需要合理，尽量让塑料液体小阻力的注入到型腔里，主流道与分流道成对称布置；同时在各个流道末端设置冷料井；主流道为了分模的时候不将长条形的塑料冷凝残留在模具中，都将主流道设置一定的锥度。(3)导向部件，为了确保每次分模与合模都能使得动模和定模准确无误的配合在一起，所起导向作用。一般由导套和导柱组成。(4)脱模机构，实现塑料制件脱模的装置。由于塑料的冷却收缩塑料制件与动模黏连在一起，只需要较小的力便能将其分开。常见的脱模机构由顶杆和推板组成。(5)分型抽芯机构，一般来说，目的塑料成品不可能只用上下分模便能分开，存在的侧向槽、倒扣、或者一些目标制件要的特殊部件，都需要通过此环节来完成，此环节设置在动模和定模分开之前。(6)排气系统，注塑进入型腔中将原来存在里面的空气排出而设置的通气孔，也是为了快速冷却融化的塑料液体，达到一定的工作效率。对于小型的模具，可以直接利用分型面作为排气系统，大型模具需要另外开设排气系统。(7)标准模架，为了较少模架其他部分的设计时间，一般都采用标准的模架结构。4.2模具型芯尺寸的确定确定型芯尺寸的方法有两种：计算法和经验法。但为了提高效率，一般都是采用经验确定法来计算内模镶件尺寸。但相对于形状较大的模具、要求较高的模具，为了安全起见，一般都要使用计算法对尺寸进行刚度和强度校核。为了延长模具的使用寿命和不导致其形状结构变化，必须确保模具有相对稳定的强度和刚度。4.2.1确定模具型芯的长宽尺寸第一步：这次设计用的是一模四腔，型腔之间的距离B跟型腔的深度有关，型腔深度越深，则型腔之间的距离应该越大，根据经验型芯深度一般可以选择在12-25mm之间。经过测量产品型腔深度为43mm，所以取距离B为20mm。如图4-2所示。图4-2长宽计算第二步：确定模具型芯的长宽尺寸，型腔至模具型芯边之间的距离A，一般可以选15-50mm。距离A的大小与产品的高度有关，常见的产品可以根据下图所给参数值确定。如表4-1所示。表4-1 型腔到内模镶件的距离型腔深度/mm型腔到内模镶件的距离/mm2015202030253030403035>403530 因为型腔深度43，根据上表取A为40mm。4.2.2确定模具型芯的厚度尺寸 模具型芯分为凹模和凸模，型芯的高度与产品在分型面上的总投影面积有关。凹模的高度一般是在产品高度上在加上15-20mm，即Wa=15-20mm。而当产品的总投影面积比200cm*cm还大时，Wa一般取25-30mm。即Wa=25-30mm。根据计算，Wa取15mm。所以凹模的厚度为43+15=58mm。因为是凸模是没有型腔的，为了保证凸模在注塑成型时有足够大的强度和刚度，凸模的高度一般根据凸模的长宽尺寸来确定。如表4-2所示。表4-2 凸模厚度的确定内模镶件的长×宽/mm*mm凸模厚度B/mm50*50152050*50100*1002025100*100150*1502530150*150200*2003040200*2004050因为本产品的长宽为70mm*155mm，所以经过考虑取凸模的厚度选择100mm。4.3注塑机的选择及其重要参数计算4.3.1注塑机的选择根据数塑料产品的尺寸大小和生产数量来选择合适的注塑机。在选择注塑机的时候，要依据以下几个原则来考虑：1、选对型：即选对注塑机的型号，在市面上注塑机的种类有很多，因此，我们在选择的时候应该选择什么型号的注塑机来生产此产品。2、放得下：要先确定模具的大小，是否能在此注塑机中放得下，并且还要判断模具的大小相对于注塑机来说是否合适。3、拿得出：是指在产品做好后能不能再注塑机拿出来，也就是要考虑模具的开模行程是否合理。4、锁得住：即锁模力够不够，锁模力的大小是由产品及塑料来确定的，只有锁模力的大小足够是才不至于模具注塑机在注塑原料时被撑开。5、射得饱：注射量的需求是根据产品的重量和一模几腔来确定的，在注塑成型时，产品的重量一般要在注塑机注射量的10%-80%之间，为了保证最大效率，选择在50%-80%较好。6、射得好：通过螺杆压缩比和射出压力来判断，为了得到较好的成型效果，必须考虑射出压力的大小，确保产品射的更好。7、射的快：就是射出速度及原料进入型腔的速度，有些产品壁比较薄，那它就需要更快的射出速度，确保原料不冷却过快，使产品能够稳定成型。4.3.2根据注塑量初步选择注塑机要根据产品重量和大小来选择注塑机的最大注射量，为了不影响到产品的质量和生产数量，必须选择合适的注塑机。当产品的需要的重量大于注塑机的最大注射量，就会使产品的形状有缺陷和导致其内部产生气泡，结构不稳定，达不到产品所需要的强度。即G Gmax 。根据的公式： G=nG1+G2 (N) 式4-1式中n：模具中的型腔数；G1：每个制品的重量；G2： 浇注系统的重量。在零件造型时对模型进行分析：得出零件制品的体积如图4-4所示。 图4-4质量分析一般情况下，注塑成型时所需要的总重量要小于注塑机最大注射量的八成以下，也就是G 80%Gmax。零件制品的质量 G1=79g，n=4。利用Pro/E对注塑后的零件进行分析，数据如图3-4所示，进行转换后可得出： G=320g 式4-2 Gmax=320/0.8=256 g 式4-3注塑机的最大注射量是以一次注射的最大体积V来表示。其使用和塑料的重量没有关系，使用起来相对方便。 由 V1=196cm³ 式4-4 得出： Vmax196/0.8=245cm³ 式4-5所以所选择的注塑机的最大注射量一定要超过245cm³。所以参考上面计算出的数据选用型号为XS-ZY-1000的注塑机对本次设计进行注塑成型。参数如表4-3：表4-3 XS-ZY-1000型注射机的基本参数序号项目单位XS-ZY-10001螺杆（柱塞）直径mm702最大理论注射容量Cm314003注射压力MPa1784锁模力kN45005最大注射面积Cm218006最大模具厚度Hmm6007最小模具厚度H1mm3708模板最大距离L0mm13009模板行程L1mm70010喷嘴圆弧半径Rmm1811喷嘴孔径dmm5,6,6.5,7, 812喷嘴移动距离mm4904.3.3注塑容量校核一般注塑机都是按照国家标准来生产的，注塑机的推杆做一次最大的行程所能喷射的最大容量。注塑容量是注塑机的一个很重要的数据，其很大程度是体现了一台注塑机的工作能力，也就是能生产最大体积的产品。以体积来计算时，注塑成型一个产品所需要的体积必须在注塑机最大注射量的80%以内，也就是V塑0.8V注 式4-6式中 V注为注塑机的最大注射量； V塑为塑料产品和浇注系统需要融化状态下塑料的总体积； 0.8 为最大注塑容量的利用系数。计算结果如下:V塑=V模×4+ V浇=196cm³ 式4-7其中，V模为零件所需塑料的体积，本次设计的模具是采用的一模四腔，所以总体积是4×V模；V浇是浇注系统的总体积，也就是主流道、分流道和浇口所需要的体积。所以， V注V塑/0.8=196/0.8=245 cm³ 式4-8因为本次选用的注塑机最大注射量为1400 cm³，所以该注塑选择合适。4.3.4锁模力校核锁模力又称合模力，它是指在注塑成型时固定模具需要的最大力。当原料充满整个型腔，随着注塑压力的增加，对型腔产生的压力会沿着分型面向外部扩散，所以为了能使凹凸模能够闭合，而且能保证产品的质量要求及尺寸精度，所以在成型时注射压力在分型面上扩散的压力必须小于注塑机的锁模力。这个压力的大小就是塑料产品加上浇注系统在分型面上的投影面积之和与型腔内塑料的平均压力之和。FkPcA/1000(KN) 式4-9 A=43700 mm² FkpcA/1000 =1.1×40×43700/1000=1922.8 KNFkPcA/1000(KN) 3-9A=43700 mm² FkpcA/1000 =1.1×40×43700/1000=1922.8 KN式中 F 注射机的最大锁模力(KN)式中 F 注射机的最大锁模力(KN)A塑料产品与浇注流道在分型面上的总投影面积(mm²)；Pc熔融塑料在型腔内的平均压力(Mpa)，普通制品的型腔平均压力取2040Mpa，取40Mpa；k安全系数，取k=1.11.2，在此取1.1；经过计算得：锁模力的校核满足要求。4.3.5开模行程与顶出装置的校核每台注塑机的开模行程都在一定的，取出产品所需要的开模距离一定要比注塑机的最大开模距离小。开模距离的校核可根据注塑机的型号选用，在此选用注射机最大行程与模具厚度无关的方式校核。 而只有一个分型面的注射模的开模行程可以根据以下的公式来计算： LH1+H2+(510) (mm) 式4-10 式中 H1 脱模距离 H2 型芯的高度（包括主流道的高度） (mm) L 注射机的开模行程 (mm)根据上述型芯的尺寸可以得到：H1=50mm H2=135mm即 L135+50+8=193mm本次设计是选择的斜顶机构来进行分模。所以还需要考虑斜顶抽出需要的距离。斜顶所需要的行程为H3。当H3大于H1与H2之和时，开模行程按公式3-11来校核： LH3+（510） (mm) 式4-11若H3小于H1与H2之和时，则公式3-12校核： LH1+H2+(510) (mm) 式4-12在这里H3= 5/tan10º=28.3mm而 H1+H2=135+50185mm所以注射机的开模行程还是按LH1+H2+(510) (mm)计算，即为 L193 mm而所选注射机的行程为700mm，大于193 mm，因此能达到需求。4.4模架的选择模架与镶件的尺寸的确定。塑料产品的尺寸大小和形状结构决定着模具的大小的选择，对于模具来说，要让其有相对紧凑的结构，就必须要让模具有足够大的强度。型芯的大小是根据产品尺寸大小、形状结构和一腔几模来确定的，在确定好型芯大小之后再根据参数选择就可以选择合适的模架了。因为本次设计的产品是普通的塑料制品，所以模具模架的与镶件的大小可以根据图4-5来选择：图4-5模板参数A：指型芯与模板之间的宽度；B：指凹模的上表面面到定模板上表面的高度；C：指凸模下表面到动模板下表面的高度；D：指产品到型芯侧面的宽度；E：指产品最高点到型芯的上表面高度；X-表示产品高度。根据前面测量得到产品的的长宽分别为155mm、70mm，因为采用的是一模四腔，所以产品的总投影面积在40000-62500mm*mm之间，所以选择一下参数：A=70mm、B=52mm、C=60mm。见表4-4表 44 模架具体数据 名称尺寸（mm×mm×mm）材料数量上模板座板650×700×35451凹模型板410×280×100451凸模型板410×280×40451垫块700×68×100Q235-A2推杆固定板700×260×25451推板700×260×30451下模板座板650×700×354514.5浇注系统设计4.5.1浇注系统的基本要点 浇注系统是指原料被喷射出来后，到达各个型腔之前在模具中还需流过的流道。浇注系统有普通流道和无流道之分，根据工艺用途的不同又可以将浇注系统分为两类，分别为冷流道和热流道浇注系统。在一般使用中的普通流道浇注系统是冷流道浇注系统，它的应用比较普及；无流道浇注系统属于热流道浇注系统，其应用也在日益扩大。其原理是将经过高温融化了的的塑料能够均匀的流到模具分各个型腔之中，为了使产品的结构比较紧凑，形状符合要求，表面粗糙度小，必须使压力分散传送到产品的每一个部位。在设计浇注系统时，主要是合理的布置浇口，为了使产品的质量能达到要求和能够顺利的完成浇注，必须选择合适的位置来布置浇口。所以浇注系统的选择一般要遵循一下几个原则：1、浇注系统的设计时，流道要尽量避免弯曲，其表面粗糙度应达到Ra1.6-Ra0.8um。2、还应该确定模具是一模几腔，浇注系统应该按照型腔的总体布局来进行设计，最好要与模具中心线对齐。3、设计浇口的时候们应该想到浇口去除时是否方便，要求切除浇口时不在产品上留下痕迹，以保证产品外观良好。4、为了减少原料的填充时间，在满足注塑成型和能有较好的排气，应该选择较短的流程。5、浇口要确保在原料流入各个型腔时，正好与产品厚度较大的地方在同一水平线，以确保原料的快速流入。4.5.2主流道设计主流道是指连接注射机喷嘴和分流道的塑胶通道，是将熔融状态的塑料注入模具之前最先经过的一段流道，其形状、大小都会直接影响到塑胶的流动速度和注射完成时间。本次设计采用的是垂直式主流道，其形状如图4-6所示。主流道的直径为d，即是其与注射机喷嘴接触的圆的直径。d=注射机喷嘴直径+（0.5-1）mm主流道的长度L是依照模具的具体结构来设计选择的。主流道的倾斜角度a，一般在2°-4°的范围内选择，如果粘度过大的塑料，则a可选3°-6°。为了易于加工，应该尽量选择标准的倾斜角度，或者选择标准的浇口套。本次设计,添加了一个定位坏，用来固定注塑机和主流道的这位置，其固定形式如图4-7所示。 图4-6 主流道 图4-7 定位环4.5.2分流道设计分流道是介于主流道和浇口之间，可以通过分流道的结构，尺寸的不同及其曲直程度，使熔融状态的塑料推进各个型腔时确保最好的成型成果。1、影响分流道的设计有以下几点：1） 产品的厚度和产品的质量符合要求，其尺寸和结构要相对稳定。2） 塑料的类别，也就是熔融状态下塑料的流动性、融化温度、凝固温度和收缩率。3） 注射机的注射压力、融化温度和射出速率。4） 脱模时各个流道的分离方法。5） 一模几腔、浇口的放置和结构的选择。2、选择分流道的要求： 1）熔融状态的塑料经过每一节流道时的压力及温度流失的大小。 2）熔融状态的塑料在分流道中凝固的时间应该后于产品的凝固时间，以保证压力的传递与保压。 3）能够保证塑料在固化之前均匀的流道各个型腔之中。 4）每节流道的直径一般要比前面一节流道的直径小10%-20%左右。本次设计次流道设计如图4-8所示。图4-8分流道本次设计采用的流道是圆形的分流道，因为圆形分流道的有效接触面与体积之比最小的形状，在体积一样的分流道中圆形截面分流道与产品的接触面积是最小的，所以它的压力流失和温度流失会比较小，有利于熔融状态的塑料的流动和压力的传递。但是圆形截面的分流道的加工比较麻烦，它要在动模和定模上分别加工。4.5.3浇口设计浇口的形状大小都很小，且流道的距离很短，其截面是很小的一段料流通道。1.浇口的作用：让原料在进入型腔时有比较快的速度和相对较好的流动性；可以很好地避免因为压力集中而产生原料逆向流动的现象；便于制品脱模。2.浇口尺寸设计：因为浇口的尺寸比较小，平常都是按经验来选取的，先取其最小值，然后在调试模具时慢慢增加其尺寸大小，直到合适为止，浇口截面面积与流道截面面积之比一般为5%左右，截面的形状一般为矩形或圆形。 1）浇口截面高度h。浇口的高度一般是根据产品的厚度来选择的，取产品厚度的30%-%70左右或者是0.5-2mm。 2）浇口截面宽度b。在速度和产品的厚度平均正常的前提下，浇口截面尺寸一般可取为1-3mm。 3）浇口长度L。为了减小在注塑原料时产生的阻力和压力，且能比较平均的速度，浇口的长度应该取得比较小，一般情况下浇口的长度可以取1mm-2mm左右。 本零件中，h=2mm,b=1mm,L=2mm 3.浇口位置选择：浇口的布置对产品的质量要求有很大的改变，所以在布置浇口时应考虑以下几个问题： 1）浇口应该设在产品厚度较大的位置，使原料从厚壁的位置流向薄壁，并且能够保持浇口到型腔每个位置的流程基本上一样。 2）要有利于排气。 3）防止在喷射原料时在填充的过程中产生冲纹。 4）浇口的位置应选择在产品的主要受力方向上，以减小原料流动方向产生的拉应力和压应力。 5）完成分型后，浇口去除方便，不能影响产品的外观。 参考上述几点，本次设计的浇口位置选择在分流道的最后端。如图4-9所示。图4-9浇口4.5.4冷料穴设计 冷料穴是有倒扣的作用，能够将流道和产品先留在动模上。如图4-10所示。1. 冷料穴又分主流道冷料穴和分流道冷料穴。冷料穴一般都是在流道的最后端。2. 冷料穴的主要作用是防止在注塑塑料时将冷却了的塑料注射进型腔里，而使产品产生不必要的缺陷。3. 冷料穴的大小和深浅都要适合，要根据产品的大小和形状结构来确定的，对于打的产品可以适当选择大的。图4-10冷料穴4.6成形零件的设计1、导向部分的配合一般采用H8/h7或H8/h8；2、衬套与定模之间的配合采用H7/m6；3、定位环与注射机定模固定板中心定位孔相配，配合精度为H11/h11；4、导柱与安装孔之间采用过渡配合H7/m6或H7/k6；5、顶杆与顶杆孔的配合采用滑动配合，一般为H8/f8；6、斜导柱与固定板的配合采用H7/k6；。4.7 型芯分模步骤1、设置完工作目录后，新建制造模具型腔，不要勾选使用缺省模板，选择“mmns_part_solid”。图4.7-12、 设置好绝对精度，如果已经是绝对精度就不用设置了。点击，选择pro/E实体建模好的实体模型，选择参照模型合并，全部按照默认选择，目标是分模方向与图中“PULL DIRECTION”方向一致，如果不一致，则更换参照。图4.7-2上图中4个零件模型排放位置和尺寸要合理，关系到后面流道的设计和模仁的大小，故先在pro/E中使用镜像的方式创建好其他三个零件模型，四个零件均布，间隔均为40cm。保存为新文件，上述步骤中参照模型便是选用的此文件。另一个方法是直接参照一个零件的方式，在新建模具型腔的工作空间通过模具布局阵列出其他三个，但是试过几次都不成功，阵列出来的四个零件不能成对称布置。前一方法更为简单有效，如果是更多个型腔的模具也更好排放位置。3、设置产品收缩率，收率为0.05%.4、创建工件手动，接下来步骤见下两个图。图4.7-3创建实体伸出项，点击完成设置，这一步骤与拉伸创建实体相似，选择好草绘平面，拉伸出包络整个零件的长方体prt002，这一长方体的形状便是后面的模仁大小，因此设置其尺寸要根据零件的大小来设计，在模具设计手册上查表得知再结合实际零件尺寸计算出模仁的大小为410mm*282mm*140mm。图4.7-45、 在新建的prt002上创建2个基准面，将四个零件均分，创建的两个基准面也是为了创建两两零件间的分型面作为一个参照。6、 将prt002隐藏，在一个零件内侧面复制分型面，具体步骤：点击图标开始创建分型面，在零件内侧面选择任意一个平面，依次点击，按住Ctrl键复制整个零件内侧面，切记将所有内侧面选择上，选择出的这个平面便是后面设计的凸模上表面。见图4.7-5.7、 点击图标，以拉伸方式创建分型面，连接中间的空隙，拉伸创建的分型面需要与复制的分型面合并，合并后才能整合一个分型面。再点击图标，以便捷混合的方式创建分型面，选取圆弧边与任意一条与其相邻的边，将两边的空隙填补上，便捷混合方式创建的分型面同样要与复制的分型面进行合并。这两个步骤做出的分型面决定着后面凸模和凹模的配合，这一步骤的决定也是通过多次实验，通过对后面步骤凸模凹模的合理设计优化反胡来设计的这一分型面。效果图如下图4.7-6。图4.7-5图4.7-68、 做到这一步骤需要明确一下创建分型面的目的：分型面是一个面，作为凸模和凹模分开的临界面，零件实体与现在分型面的创建没有关系，故应该遮蔽掉，至此零件的作用已经完成，之后所有的步骤零件军事处于遮蔽状态，留下以上步骤创建出的分型面，再将prt002取消遮蔽，以延伸的方式创建分型面，将复制分型面延伸到prt002的边界面上，延伸的方式实际意思是将复制的分型面延伸扩展到想要到达的面上，来将整个prt002分成凸模和凹模两个部分，因此延伸方式创建的分型面不需要与复制的分型面进行合并。延伸完分型面如下图4-7.特别说明：做到这一步骤，零件内侧的倒扣部分未考虑进去，这部分倒扣留在模架的设计时加上了滑块机构，通过脱模的运动带动滑块的横向运动，做出这部分结构，因此在分模时忽略这步骤，强行先将体积快分割为凹模与凸模。图4.7-79、 创建完一个零件的分型面，直接点击图中的一个零件的完整分型面，镜像出其他三个，再将四个分型面合并成一个完整的分型面。见图4.7-8.图4.7-810、 点击图标，将prt002分割成两个体积块，选择第9步完成了的分型面作为分割体积块的边界面。图4.7-911、抽取体积快。将分割好的体积块抽取为可用的体积快。12、创建流道。点击菜单管理器中的特征型腔组件实体切除材料旋转完成，在居中位置创建流道。主流道浇口大小，锥度，分流道的直径等数据在前面的计算中计算的得出。上浇口大小为R1.5，锥度为88度。结果如下图4-10. 图4.7-1013、 分模。点击菜单管理器中的模具开模定义间距定义移动。将上下模板的移动距离都定义为100，模具开模的效果图如下。图4.7-11. 图4.7-11至此模具分模部分全部完成。第五章用EMX6.0设计模架5.1模架总体设计简述