基于proe的調(diào)料勺注射模具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p>　　基于PRO/E的調(diào)料勺注射模具設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：本課題在深入市場調(diào)查的基礎(chǔ)上以家庭廚房用品的使用為背景，用PRO/ENGINEER WILDFIRE 3.0及外掛模塊PRO/MOLDESIGN、Plastic Advisor、EMX4.1，設(shè)計(jì)了一套一模二腔調(diào)料勺的注塑模具。在整個調(diào)料勺模具設(shè)計(jì)過程中，涉及到了調(diào)料勺的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、調(diào)料勺的塑性分析、注塑機(jī)和模架的選擇及注塑機(jī)的一些

2、重要工藝參數(shù)的校核，并詳細(xì)敘述了模具設(shè)計(jì)中的分型面設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、成型零件設(shè)計(jì)、脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等。本調(diào)料勺材料選用PS，從而保證了塑件良好的成型質(zhì)量，降低了模具的制造成本。設(shè)計(jì)過程，由于采用Plastic Advisor等著名的設(shè)計(jì)分析軟件，最終優(yōu)化了模具設(shè)計(jì)參數(shù)并提高了設(shè)計(jì)效率。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PRO/E；調(diào)料勺；模流分析；模具設(shè)計(jì)</p><p>　　Design of

3、 the Injection Mold for Spoon-sauce Based on Pro/E</p><p>　　Abstract：The subject is on the basis of the in-depth market research and as the use of family kitchen supplies for background. Designing a plastic

4、module which can produce two pieces of spoon-sauce at the same time with PRO/ENGINEE wildfire 3.0 and extrapolated using modules Pro/MOLDESIGN, Plastic Advisor, EMX 4.1. In the whole process, the design of the spoon-sauc

5、e, mold flow analysis, the choosing of the injection machine and mold base, and the checkout of some important technique parameters o</p><p>　　Key words：PRO/E；Spoon-sauce；Mold flow analysis；Mold design</p

6、><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　1.1我國塑料模具的工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2模具設(shè)計(jì)軟件的區(qū)別比較1</p><p><b>　　1.3選題意義2</b>&l

7、t;/p><p>　　1.4本次設(shè)計(jì)項(xiàng)目概述3</p><p>　　1.4.1設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容3</p><p>　　1.4.2 調(diào)料勺注射模具設(shè)計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo)3</p><p><b>　　1.5本章小結(jié)3</b></p><p><b>　　2塑件工藝分析4</b>

8、</p><p>　　2.1市場調(diào)查并擬訂調(diào)本料勺造型方案4</p><p>　　2.2調(diào)料勺的材料選用5</p><p>　　2.2.1 PS材料的物料性能5</p><p>　　2.2.2 PS材料的成型性能5</p><p>　　2.2.3 PS材料成形工藝的確定5</p><p&g

9、t;　　2.3調(diào)料勺的結(jié)構(gòu)特征分析6</p><p>　　2.4調(diào)料勺的注塑成型工藝性分析6</p><p>　　2.5 用塑料顧問對塑件進(jìn)行塑性分析8</p><p>　　2.5.1塑料顧問功能簡介8</p><p>　　2.5.2對調(diào)料勺進(jìn)行塑性分析8</p><p>　　2.5.3塑性分析結(jié)論10&l

10、t;/p><p>　　2.6本章小結(jié)12</p><p>　　3模具結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.1模具結(jié)構(gòu)形式的擬訂13</p><p>　　3.2分型面位置的確定13</p><p>　　3.3型腔數(shù)量及排列方式的確定14</p><p>　　3.4注射機(jī)的選擇及相關(guān)參數(shù)

11、的校核14</p><p>　　3.4.1注射機(jī)的型號的選擇14</p><p>　　3.4.2注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核16</p><p>　　3.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.5.1主流道的設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.5.2 分流道的設(shè)計(jì)18</p><p>

12、;　　3.5.3澆口的設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.6模具成型零件的設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.6.1成形零件具備的性能19</p><p>　　3.6.2成形零件的結(jié)構(gòu)選擇20</p><p>　　3.6.3成形零件的材料選用20</p><p>　　3.6.4成形零件的工作尺寸設(shè)計(jì)20<

13、/p><p>　　3.6.5型腔厚度的確定21</p><p>　　3.7合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)21</p><p>　　3.8脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)22</p><p>　　3.9冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)23</p><p>　　3.10排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)24</p><p>　　3.11模架的確定24<

14、/p><p>　　3.11.1模架類型的選擇24</p><p>　　3.11.2模架尺寸的確定24</p><p>　　3.12本章小結(jié)25</p><p><b>　　4模具校核26</b></p><p>　　4.1模具裝模部分相關(guān)尺寸的校核26</p><p>

15、;　　4.2模具強(qiáng)度及剛度的校核27</p><p>　　4.3本掌小結(jié)27</p><p>　　5應(yīng)用PRO/E軟件進(jìn)行模具三維實(shí)體設(shè)計(jì)28</p><p>　　5.1模具成型零件的設(shè)計(jì)生成29</p><p>　　5.1.1 新建模具模型文件29</p><p>　　5.1.2建立模具裝配模型29<

16、;/p><p>　　5.1.3創(chuàng)建分型面31</p><p>　　5.1.4創(chuàng)建體積塊32</p><p>　　5.1.5創(chuàng)建模具元件32</p><p>　　5.2建立澆注系統(tǒng)33</p><p>　　5.3創(chuàng)建水道34</p><p>　　5.4鑄模并定義開模35</p>

17、<p>　　5.5本章小結(jié)36</p><p>　　6用EMX4.1模架專家系統(tǒng)進(jìn)行模具架構(gòu)設(shè)計(jì)37</p><p>　　6.1 EMX模架系統(tǒng)簡介37</p><p>　　6.2在EMX中創(chuàng)建模架系統(tǒng)37</p><p>　　6.2.1定義新項(xiàng)目37</p><p>　　6.2.2選擇組件3

18、7</p><p>　　6.2.3選擇模板的尺寸38</p><p>　　6.2.4選擇型腔嵌件類型39</p><p>　　6.2.5修改導(dǎo)柱和導(dǎo)套參數(shù)40</p><p>　　6.2.6修改螺釘參數(shù)41</p><p>　　6.2.7添加定位環(huán)41</p><p>　　6.2.8修

19、改后銷參數(shù)42</p><p>　　6.2.9添加澆口襯套42</p><p>　　6.2.10導(dǎo)入模具模型43</p><p>　　6.2.11加載模仁完成模具初步裝配43</p><p>　　6.3創(chuàng)建頂桿43</p><p>　　6.4定義螺釘44</p><p>　　6.5

20、EMX再生模具工程圖和總體裝配圖46</p><p>　　6.6本章小結(jié)47</p><p><b>　　7本文總結(jié)48</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)49</b></p><p><b>　　附 錄50</b></p><p>

21、;<b>　　致 謝52</b></p><p><b>　　1緒論</b></p><p>　　1.1我國塑料模具的工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　塑料工業(yè)是世界上增長最快的工業(yè)之一，自從1909年實(shí)現(xiàn)以純粹化學(xué)合成方法生產(chǎn)塑料算起，塑料工業(yè)已有90余年的歷史。我國的塑料工業(yè)發(fā)展很快，特別是近20年，產(chǎn)量和品種都大

22、大增加，許多新穎的工程塑料也已投入批量生產(chǎn)。如今，我國塑料工業(yè)已形成相當(dāng)規(guī)模的完整體系，它包括塑料的生產(chǎn)，成型加工，塑料機(jī)械設(shè)備，模具加工以及科研、人才培養(yǎng)等。塑料工業(yè)國民經(jīng)濟(jì)的各個部門中發(fā)揮了愈來愈大的作用。</p><p>　　塑料模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展與塑料工業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)，模具設(shè)計(jì)與制造水平標(biāo)志著一個國家工業(yè)化發(fā)展的程度，近20年來，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速達(dá)13%，1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為

23、245億，其中塑料模約占30%， 近幾年塑料模在模具總量中的比例還在逐步提高。模具水平也有較大的提高，在大型模具、精密塑料模具等方面都有顯著提高，模具精度已達(dá)2-3μm，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)10-30萬次，淬火鋼模達(dá)50-1000萬次，但和國外相比仍有較大差距[21]。成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面也有較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，熱流道模

24、具開始推廣。制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新的臺階。</p><p>　　隨著國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的各個部門對塑件的品種和產(chǎn)量需求量愈來愈大、產(chǎn)品更新?lián)Q代周期愈來愈短、用戶對塑件的質(zhì)量要求愈來愈高，因而對模具設(shè)計(jì)與制造的周期和質(zhì)量提出了更高的要求，促使塑料模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)不斷向前發(fā)展。</p><p>　　1.2模具設(shè)計(jì)軟件的區(qū)別比較</p><p

25、>　　隨著模具行業(yè)的迅猛發(fā)展，涌現(xiàn)出了大量計(jì)算機(jī)輔助軟件。目前我國應(yīng)用于模具設(shè)計(jì)的常用軟件有UG、PRO/E、CAD、EMX等等還有幾個日本軟件。CAD一般的公司都在用，但是它設(shè)計(jì)模具消耗時間長，而且模具圖不能用3D表示，必須要有能看懂工程圖功底的人才能看懂設(shè)計(jì)圖紙。使用UG和PRO/E這兩個軟件的模具制造企業(yè)面很廣。UG主要集中在江浙一帶。PRO/E主要集中在珠三角一帶。從產(chǎn)品加工方面考慮，用UG設(shè)計(jì)的產(chǎn)品自動生成的數(shù)控代碼加工

26、要穩(wěn)定些。從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程來說，PRO/E能快設(shè)計(jì)出來，目前國內(nèi)用PRO/E的人要多于UG，而專家系統(tǒng)EMX主要是對標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)行調(diào)入，因?yàn)槎际菢?biāo)準(zhǔn)件，后期加工比較簡單。創(chuàng)始于日本UNISYS公司的CADCEUS模具設(shè)計(jì)軟件，最大的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，快捷，其儲存著當(dāng)今日本數(shù)家公司有名的模具標(biāo)準(zhǔn)部品，同時該軟件也結(jié)合了幾十年模具設(shè)計(jì)的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，是一套綜合、獨(dú)特、先進(jìn)的3D設(shè)計(jì)軟件，目前日本國內(nèi)公司應(yīng)用較多。</p><p&

27、gt;　　本課題選用的設(shè)計(jì)軟件是PRO/E，它是目前三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。該軟件包括了在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多項(xiàng)功能，還包括對大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。PRO/ENGINEE不僅提供了目前所能達(dá)到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境，同時在建模方面是強(qiáng)項(xiàng)，唯一不足的地方是在模具設(shè)計(jì)方面和加工方面要顯得差一些，必須借助外掛程序[2]。盡管如此，目前在中國市場的占有率還是處于領(lǐng)先地位，且在產(chǎn)品開發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上運(yùn)

28、用最廣泛。</p><p><b>　　1.3選題意義</b></p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來自人們?nèi)粘Ｉ钪械膹N房用品——調(diào)料勺。</p><p>　　傳統(tǒng)的調(diào)料勺子材料大多采用陶瓷或者各種鋼，陶瓷燒制時間長，體積和重量大，且易碎，碎后產(chǎn)生各種鋒利的邊緣，給用戶帶來諸多不便。鋼質(zhì)調(diào)料勺重量大，成本高，工藝復(fù)雜且邊緣的光整也不易保證，很難

29、形成規(guī)?；a(chǎn)。目前市場上的陶瓷類餐具受年輕用戶青睞的一個重要的原因就是這些餐具大多很靚麗，上面常常印有色彩鮮艷的美麗圖案，然而這些美麗的外表下面卻隱藏著許多危害健康的因素。不久前，國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局公布了國內(nèi)陶瓷餐飲用具的抽查結(jié)果，合格率僅為54%左右，其中鉛和鎘元素的溶出量過高。據(jù)有關(guān)專家介紹，餐具中如鉛鎘超標(biāo)，當(dāng)盛放溫?zé)峄蚝兄参锼岬氖澄飼r，游離的鉛鎘就很容易與食物結(jié)合，經(jīng)常使用這樣的餐具易引起鉛鎘重金屬中毒。因此，專家提醒，選擇

30、陶瓷餐具要注重產(chǎn)品的質(zhì)量，這其中當(dāng)然包括調(diào)料勺子[22]。塑料克服了以上缺點(diǎn)，質(zhì)量輕，各種外表問題容易控制，原料便宜，且加工工藝成熟，效率高，且可以在保證安全的前提下使外表顏色各異，靚麗鮮艷，便于大量生產(chǎn)。目前市場上的塑料勺子種類很多，但大都加工粗糙，質(zhì)量一般，且專門為調(diào)料用具設(shè)計(jì)的勺子種類不多，市場潛力巨大，所以通過嚴(yán)格控制選材和質(zhì)量，做出衛(wèi)生、美觀高質(zhì)量的調(diào)料勺，意義</p><p>　　通過完成該畢業(yè)課題，

31、可以系統(tǒng)地學(xué)習(xí)塑料的性能與用途，掌握調(diào)料勺的工藝性及設(shè)計(jì)方法。同時基于PRO/E設(shè)計(jì)軟件的三維實(shí)體建摸及其模具設(shè)計(jì)，可以了解模具設(shè)計(jì)的相關(guān)知識和基本方法，掌握相關(guān)技能，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，為所學(xué)知識作進(jìn)一步的回顧總結(jié)。</p><p>　　1.4本次設(shè)計(jì)項(xiàng)目概述</p><p>　　1.4.1設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容</p><p>　　(1)根據(jù)任務(wù)書所提供的調(diào)料勺，了解它的用途

32、，分析擬訂其工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求。</p><p>　　(2)確定零件成型方法擬訂成型方案?！?lt;/p><p>　　(3)選擇零件成型設(shè)備，根據(jù)成型設(shè)備的種類來進(jìn)行模具模架的選擇，因此必須熟知各種成型設(shè)備的性能、規(guī)格、特點(diǎn)。</p><p>　　(4)確定模具的總體結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)整套模具,考慮模具安裝與加工精度。</p><p>　　1.4

33、.2 調(diào)料勺注射模具設(shè)計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　(1)調(diào)料勺具有一定的外表面質(zhì)量要求, 要求表面光滑，無明顯的熔接線痕跡不能有飛邊。</p><p>　　(2)產(chǎn)品無明顯的縮孔、凹陷及燒焦現(xiàn)象。 </p><p>　　(3)產(chǎn)品要求變形較小。</p><p>　　(4)模具裝配后分型面的貼合面的貼合間隙應(yīng)不大于0.05mm。<

34、;/p><p><b>　　1.5本章小結(jié)</b></p><p>　　本章重點(diǎn)講述了國內(nèi)現(xiàn)階段模具行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，以及目前模具設(shè)計(jì)行業(yè)所使用的設(shè)計(jì)軟件，然后結(jié)合本課題所使用的設(shè)計(jì)軟件闡述選題意義并提出設(shè)計(jì)項(xiàng)目的主要內(nèi)容和技術(shù)指標(biāo)。為后續(xù)設(shè)計(jì)工作定好了基本方向。</p><p><b>　　2塑件工藝分析</b></p&

35、gt;<p>　　2.1市場調(diào)查并擬訂調(diào)本料勺造型方案</p><p>　　經(jīng)過前期廣泛深入的市場調(diào)查和資料收集，提出如下幾種方案：</p><p>　　(1)普通的直柄勺子，前端容器部分大致成橢圓形外表；如圖1、圖2所示。</p><p>　　(2)雙耳湯匙，柄的末端加一圓形部位，方便手持；如圖3、圖4所示。</p><p>

36、　　(3)直柄，但前端的容器部分和手柄成一定的角度，方便手持。如圖5、圖6示。 </p><p>　　目前市場上第一種形式的還是占很大比率，只是顏色、材料、輪廓和尺寸等方面有所不同，屬傳統(tǒng)型結(jié)構(gòu)；第二種形式目前市場上也可以見到，它的創(chuàng)新之處在于末端加上了方便手持的圓柄部分，并且圓柄部分還可以進(jìn)行形式各異的裝飾和個性化的設(shè)計(jì)；第三種形式主要的創(chuàng)新之處在于打破手柄和前端部分在同一直線上的傳統(tǒng)固定化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使

37、前端與手柄成一定的角度，方便手持，符合人體工學(xué)。</p><p>　　通過總體結(jié)構(gòu)和功能方面的比較和考慮，本設(shè)計(jì)采用圓弧形手柄，與前端光滑連接，具體可見產(chǎn)品三維圖。</p><p>　　2.2調(diào)料勺的材料選用</p><p>　　通過資料檢索和市場調(diào)查，調(diào)料勺的塑件材料初步考慮選用：PS(聚苯乙烯)</p><p>　　2.2.1 PS材料的

38、物料性能</p><p>　　英文名稱：Polystyrene，密度約為1.05 /克立方厘米，成型收縮率為0.6-0.8%，其流動性良好，成型溫度范圍寬約為170-250℃。電絕緣性（尤其高頻絕緣性）優(yōu)良，無色透明，透光率僅次于有機(jī)玻璃，著色性耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性良好。強(qiáng)度一般，但質(zhì)脆。</p><p>　　2.2.2 PS材料的成型性能</p><p>　　(1)

39、屬無定形料，吸濕小，不須充分干燥，不易分解，但熱膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。流動性較好，可用螺桿或柱塞式注射機(jī)成型；</p><p>　　(2)宜用高料溫，高模溫，低注射壓力，延長注射時間有利于降低內(nèi)應(yīng)力，防止縮孔、變形；</p><p>　　(3)可用各種形式澆口，澆口與塑件圓弧連接，以免去除澆口時損壞塑件。脫模斜度大，頂出均勻。塑件壁厚均勻，最好不帶鑲件，如有鑲件應(yīng)預(yù)熱。</p&g

40、t;<p>　　2.2.3 PS材料成形工藝的確定</p><p>　　查相關(guān)資料[5]，PS成型工藝參數(shù)可作如下選擇，成型時可根據(jù)具體情況做相關(guān)調(diào)整。具體參數(shù)如下：</p><p>　　預(yù)熱和干燥：溫度60~75ºC；時間2h</p><p>　　料筒溫度：中后段溫度140~160ºC 、前段溫度為170~190ºC&l

41、t;/p><p>　　模具溫度：32~65ºC</p><p>　　注射壓力：60~110MPa</p><p>　　成型時間：注射時間15~45s、保壓時間0~3s、冷卻時間15~60s、總周期40~120s</p><p>　　2.3調(diào)料勺的結(jié)構(gòu)特征分析</p><p>　　調(diào)料勺的二維零件圖如圖7所示。&l

42、t;/p><p>　　調(diào)料勺的三維實(shí)體模型如圖8所示。</p><p>　　從零件圖上分析，調(diào)料勺總體上成一定圓弧狀，零件結(jié)構(gòu)比較簡單。零件重要尺寸如前端半徑13.3mm，深度尺寸7mm，長度尺寸28mm，這些尺寸的公差要求一般，只要大致保證形狀精度即可，在對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工中很容易得以保證。</p><p>　　2.4調(diào)料勺的注塑成型工藝性分析</p&

43、gt;<p>　　在PRO/E Wildfire 3.0中打開文件，進(jìn)行調(diào)料勺的注塑成型工藝性分析。</p><p>　　(1) 模型的質(zhì)量屬性</p><p>　　由于調(diào)料勺的材料為PS，其密度在1.05~1.065之間，在“密度”的文本框輸入1.05e，單擊或按回車鍵，完成模型質(zhì)量屬性的計(jì)算。從PRO/E軟件中的分析功能中，可以查詢到該制品的重量為，體積約為,如圖9所示。

44、</p><p><b>　　(2) 厚度分析</b></p><p>　　塑料制品的壁厚對塑件成型質(zhì)量的影響很大。壁厚過小成型流動阻力大，復(fù)雜制品難以充滿型腔。塑料制品壁厚的最小尺寸應(yīng)滿足以下幾方面的要求：具有足夠的強(qiáng)度和剛度；脫模時能經(jīng)受脫模機(jī)構(gòu)的沖擊與振動；裝配時能承受緊固力。本調(diào)料勺前端壁厚約為1mm，勺柄壁厚為0.9mm，為了避免注射成型時塑件翹曲變形在勺柄

45、部增設(shè)加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋的高度為0.2mm。</p><p>　　熱塑性制品一般都規(guī)定有最小壁厚值，查相關(guān)手冊[3]，材料為PS的制品其最小壁厚為0.75mm。作為小型塑件，很顯然本調(diào)料勺壁厚滿足最小厚度條件。利用PRO/E Wildfire 3.0 的模型分析功能來對制件厚度均勻進(jìn)行檢測。此時系統(tǒng)會自動完成計(jì)算，并顯示出結(jié)果如圖10所示。</p><p>　　(3) 模具拔模分析</p

46、><p>　　塑件在模塑成型過程中，塑料從熔融狀態(tài)轉(zhuǎn)為固體狀態(tài)，將會產(chǎn)生一定量的尺寸收縮，從而使塑件緊緊地包在模具型芯和型腔中凸起的部分上。為此需要考慮內(nèi)外壁有足夠的拔模斜度。塑件的脫模斜度大小跟塑件的性質(zhì)、收縮率、摩擦因素、塑件的壁厚和幾何形狀有關(guān)，由PS材料的性能確定其成型收縮率為0.6-0.8%，故設(shè)置塑件收縮率為0.006。</p><p>　　在設(shè)計(jì)時，可以參考手冊[3]資料來確定塑

47、件的脫模斜度，由塑件的材料為選擇依據(jù)，PS塑料的脫模斜度為5’~2°，本設(shè)計(jì)選擇的拔模斜度為1°。</p><p>　　為了檢測塑件的拔模斜度是否符合要求，PTC公司的產(chǎn)品PRO/E Wildfire提供的完善的拔模檢測方法，用其提供的分析功能完成本調(diào)料勺拔模斜度的檢測結(jié)果如圖11所示。</p><p>　　從圖上可以看出，塑料的曲面呈現(xiàn)藍(lán)色，如果出現(xiàn)黃色，說明塑件中存

48、在未拔模的情況，應(yīng)該對塑件作相應(yīng)的修改，除非塑件有特殊的要求，否則應(yīng)該直到看不到黃色為止。顯然，塑件的設(shè)計(jì)完全符合開始設(shè)定的拔模斜度要求。</p><p>　　2.5 用塑料顧問對塑件進(jìn)行塑性分析</p><p>　　2.5.1塑料顧問功能簡介</p><p>　　塑料顧問是PRO/ENGINEER中的一個CAE(計(jì)算機(jī)輔助分析)程序, 它可以對塑件的工藝參數(shù)、塑料

49、的型號和注射位置進(jìn)行設(shè)定,同時能模擬塑料填充過程，可以直觀看到塑件溫度和壓力分布、熔接痕和氣泡的位置等。從而避免了塑件出現(xiàn)翹曲、過填充、溢料、應(yīng)力集中等不良問題[4]。為確保塑件的質(zhì)量，優(yōu)化模具設(shè)計(jì)方案提供了充足的保證。</p><p>　　2.5.2對調(diào)料勺進(jìn)行塑性分析</p><p>　　進(jìn)入PRO/ENGINEER系統(tǒng)，打開要分析的調(diào)料勺塑件圖文件，選擇“應(yīng)用程序”下的Plastic

50、s Advisor，進(jìn)入程序界面后先選取塑料材料，然后進(jìn)行澆口位置分析(Gate location Analysis)和模流分析(Plastic Flow Analysis)，可以看到填充質(zhì)量(Confidence of fill)、溫度分布(Flow front drop)、填充時間(Fill time)、注射壓力(Injection pressure)、冷卻溫度(Cooling quality)、產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)測(Quality pre

51、diction)等分析結(jié)果。繼續(xù)運(yùn)行冷卻分析(Cooling Quality Analysis)與縮痕分析(Sink Mark Analysis)，可以解決更多的問題。具體塑性分析結(jié)果如下所示：</p><p>　　2.5.3塑性分析結(jié)論</p><p>　　(1) 澆口位置分析</p><p>　　從圖12中可以看出，藍(lán)色區(qū)域代表澆口的最佳位置，然后按照從優(yōu)到劣的

52、順序排列依次是：綠色、黃色、紅色。很明顯本設(shè)計(jì)實(shí)際的澆口位置處于模流分析中最佳澆口的位置范疇。由于考慮去除澆口容易，且不留明顯痕跡，故將澆口位置設(shè)置在勺柄側(cè)面，這樣也有利于保證塑件外型美觀，同時使型腔內(nèi)部塑料的流動狀態(tài)最佳，而獲得恰當(dāng)?shù)臎_模效果和最大的制品強(qiáng)度。</p><p>　　(2) 塑件填充可行性分析</p><p>　　從圖13中可以看出，填充的效果是比較好的，基本是綠色通道。檢

53、驗(yàn)填充可行性的重要指標(biāo)分別是：波前溫度、注射壓力和壓降。反復(fù)調(diào)整好這些參數(shù)，可以生產(chǎn)出質(zhì)量上乘、外觀漂亮的產(chǎn)品。</p><p>　　(3) 填充時間分析</p><p>　　填充時間即為塑料填滿到模具各處的時間，如圖14可知中心的紅色區(qū)域是最先填滿的，而外圍的藍(lán)色是最后填滿的。勺子大頭兩端不易迅速的充滿，注塑時可適當(dāng)對塑料填充的速度進(jìn)行調(diào)整。</p><p>　　

54、(4) 波前溫度分析</p><p>　　波前溫度低會導(dǎo)致中等甚至下等的可填充性，高則會使塑料物質(zhì)退化或表面出現(xiàn)瑕疵，從圖15中可以看出，本分析結(jié)果中波前溫度始終控制在一個中間的可行數(shù)據(jù)之內(nèi)，比較理想。</p><p>　　(5) 注射壓力和壓降分析</p><p>　　注射壓力一般與壓降參數(shù)一起分析考慮，根據(jù)零件不同的結(jié)構(gòu)，壓降可能有所不同，實(shí)際的注射壓力也要作相

55、應(yīng)調(diào)整，所以要統(tǒng)籌兼顧，防止由于部分區(qū)域的高注射壓力造成塑件過保壓。如圖16和17中所示,每一種顏色都代表不同的壓力，可以根據(jù)右邊對應(yīng)的壓力顏色查出塑件每個部位的壓力，再根據(jù)壓力來選擇壓力機(jī)，這樣壓力機(jī)的大小噸位容易把握。這也防止了因壓力機(jī)選擇太小使零件溢邊或選擇太大造成塑料資源浪費(fèi)的情況出現(xiàn)。 </p><p>　　(6) 冷卻質(zhì)量分析</p><p>　　要結(jié)合圖20中表面溫度變化和圖

56、21中冷卻時間變化的分析結(jié)果來分析冷卻質(zhì)量，從圖18中可知，只有在調(diào)料勺兩大頭端顏色向紅色變化，表明該區(qū)域要冷卻。從圖19中可知，塑件顯示顏色基本上為藍(lán)色。說明冷卻時間較短而且相對均衡。冷卻質(zhì)量分析結(jié)果較為理想，具體可見圖20。</p><p>　　(7) 縮痕分析和質(zhì)量預(yù)測</p><p>　　結(jié)合圖21中縮痕預(yù)分析和圖22中縮痕著色分析可知，塑件表面沒有明顯的凹陷和較大的縮痕。圖23中

57、產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)測結(jié)果圖即為塑件填充完后的效果圖，很顯然充模效果良好，滿足塑件成型要求。</p><p>　　(8) 確定塑件成型參數(shù)</p><p>　　由塑料分析結(jié)果圖24表明，零件很容易填充，但零件質(zhì)量不易保證，故需要不斷調(diào)整塑件的成型參數(shù)。</p><p>　　綜合以上分析，可以看出，該制件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為合理，壁厚均勻，選用的材料成型工藝性較好，可以進(jìn)行注射工藝操作

58、。</p><p><b>　　2.6本章小結(jié)</b></p><p>　　本章重點(diǎn)內(nèi)容是要確定調(diào)料勺的結(jié)構(gòu)造型參數(shù)和成型工藝參數(shù)。經(jīng)過前期深入的市場調(diào)查和分析，最終確定了調(diào)料勺造型方案。然后利用PRO/E設(shè)計(jì)軟件繪制出調(diào)料勺三維造型圖并圍繞造型圖對塑件進(jìn)行詳細(xì)的成型工藝參數(shù)分析。尤其是利用塑料顧問（Plastics Advisor）對調(diào)料勺進(jìn)行了具體的模流分析，根據(jù)

59、所設(shè)定的成型參數(shù)，塑件成型效果達(dá)到預(yù)期的要求。</p><p>　　3模具結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1模具結(jié)構(gòu)形式的擬訂</p><p>　　(1) 從調(diào)料勺塑件結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　本調(diào)料勺塑件總體上成一定圓弧狀，無側(cè)向孔或凸緣，零件結(jié)構(gòu)簡單。故模具設(shè)計(jì)時無須斜滑塊或者斜導(dǎo)柱，設(shè)置上下分型即可。 </p>

60、<p>　　(2) 從調(diào)料勺塑件尺寸精度分析</p><p>　　調(diào)料勺塑件的重要尺寸公差要求一般，只要大致保證形狀精度即可，使得在對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工中很容易得以保證。</p><p>　　因此本模具精度一般，可采用二板脫模機(jī)構(gòu)，能保證塑件有良好的外觀質(zhì)量。</p><p>　　3.2分型面位置的確定</p><p>　

61、　分型面的選擇受到塑件的形狀、壁厚、尺寸精度、嵌件位置及其形狀、塑件在模具中的成型位置、脫模方法、澆口的形式及位置、模具類型、模具排氣、模具制造及其成型設(shè)備結(jié)構(gòu)等因素的影響[24]。因此，在選擇分型面時，應(yīng)反復(fù)比較與分析，選取一個較為合理的方案。</p><p>　　分型面的選擇原則如下：①應(yīng)選擇在塑件外型的最大輪廓處；②有利于塑件的脫模；③要保證塑件的精度要求；④有利于防止溢料和考慮飛邊在塑件上的部位；⑤分型面

62、作為主要的排氣渠道，應(yīng)將分型面設(shè)計(jì)在熔融塑料的流動末端，以利于模具型腔內(nèi)氣體的排出；⑥選擇分型面時應(yīng)使模具零件易于加工；⑦考慮脫模斜度對塑件尺寸的影響；⑧應(yīng)有利于型腔加工和脫模方便。</p><p>　　根據(jù)以上設(shè)計(jì)原則，本設(shè)計(jì)中由于塑料勺子表面質(zhì)量要求不是很高，要求表面光滑，無飛邊和明顯的熔接線痕，通過PRO/E軟件的處理可得到分型面如圖26所示。此分型面可相對降低模具的復(fù)雜程度，易于模具加工，且方便塑件脫模。

63、</p><p>　　3.3型腔數(shù)量及排列方式的確定</p><p>　　由于塑件精度要求不高，并且尺寸較小，形狀簡單。所以初步定為一模兩腔的布置，采用平衡式排列，以同時保證兩型腔能平衡進(jìn)料[23]。通過PRO/E可知其型腔排列方式示意圖如27所示。</p><p>　　3.4注射機(jī)的選擇及相關(guān)參數(shù)的校核</p><p>　　3.4.1注射機(jī)

64、的型號的選擇</p><p>　?。?）塑件質(zhì)量、體積的計(jì)算</p><p>　　在PRO/ENGINEER Wildfire 3.0中利用分析功能查得的調(diào)料勺質(zhì)量屬性圖可知其質(zhì)量和體積參數(shù)分別為：，。</p><p>　　（2）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算</p><p>　　可按塑件體積的0.6倍來估算，因?yàn)閺纳鲜龇治鲋写_定為一模兩腔，所以

65、塑件成型所需注射量為。</p><p>　　結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，注射機(jī)的最大注射量是其額定注射量的80%，所以注射機(jī)的最大注射量為。</p><p><b>　?。?）鎖模力的計(jì)算</b></p><p>　　模具設(shè)計(jì)時應(yīng)使注射機(jī)的額定鎖模力大于脹模力，即；其中為注射機(jī)額定鎖模力（N）；為塑料熔體在型腔內(nèi)的平均壓（MPa）；為制品和澆注系統(tǒng)在分型面上

66、的垂直投影面積（mm）。因?yàn)槭且荒汕唬鶕?jù)多腔模的統(tǒng)計(jì)分析，是每個塑件在分型面上的投影面積的0.2-0.5倍因此可用0.4來進(jìn)行估算，其中面積由PRO/E分析約為1297.18mm，所以制品的投影面積估算為：。</p><p>　　型腔平均壓力通常為20～40MPa。因?yàn)樗貌牧蠟镻S，粘度高，精度高，壓力損失大，根據(jù)查表應(yīng)選擇25MPa，所以鎖模力為：</p><p>　?。?）最大注

67、射壓力的計(jì)算</p><p>　　注射機(jī)注入的塑料熔體流經(jīng)噴嘴、流道、澆口和型腔，將產(chǎn)生壓力損耗，一般型腔內(nèi)平均壓力僅為注射壓力的1/4～1/2。所以～=50～100MPa。根據(jù)PS材料的特性，成型時的注射壓力為60～110MPa，所以最大注射壓力50MPa＜P＜110MPa。</p><p><b>　?。?）選擇注射機(jī)</b></p><p&g

68、t;　　綜上所述，塑件注射量和鎖模力擬選用XS-Z-60型臥式注射機(jī)，其主要參數(shù)如表3.1所示。</p><p>　　表3.1 XS-Z-60型臥式注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　3.4.2注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核</p><p>　?。?）按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量</p><p><b>　　3-1</b&

69、gt;</p><p>　　式中 K——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，結(jié)晶型塑料一般取0.75；</p><p>　　n——型腔數(shù)量，取n為2；</p><p>　　——注射機(jī)允許的最大注射量，該注射機(jī)為60cm；</p><p>　　——單個塑件的質(zhì)量和體積(g或cm)，取cm；</p><p>　　——澆注系統(tǒng)所需

70、塑料質(zhì)量和體積(g或cm)，取cm。</p><p>　　以上根據(jù)所計(jì)算得出的結(jié)果上式右邊=32.6＞2，所以符合要求。</p><p>　?。?）注射機(jī)工藝參數(shù)的校核</p><p><b>　　1)注射壓力的校核</b></p><p>　　該項(xiàng)工作是校核所選注射機(jī)的額定壓力能否滿足塑件成型時所需要的注射力，塑件成型

71、時所需要的壓力一般由塑料流動性、塑件結(jié)構(gòu)和壁厚以及澆注系統(tǒng)類型等因數(shù)所決定，在生產(chǎn)實(shí)踐中其值一般為50MPa～100MPa。由式3-2得：</p><p><b>　　3-2</b></p><p>　　式中 ——為注射壓力安全系數(shù)，一般取=1.25～1.4。</p><p>　　則=1.3×80=104MPa，而=122MPa，所

72、以注射壓力校核合格。</p><p><b>　　2) 鎖模力的校核</b></p><p>　　注射時塑料熔體進(jìn)入型腔內(nèi)仍然存在較大壓力。為了平衡塑料熔體的壓力，鎖緊模具保證塑件的質(zhì)量，注射機(jī)必須提供足夠的鎖模力。它同注射量一樣，也反映了注射機(jī)的加工能力，是一個重要的參數(shù)。為使注射時不發(fā)生溢料和漲?，F(xiàn)象，滿足下式：</p><p><b

73、>　　3-3</b></p><p>　　式中 A——制品的投影面積為3632.104mm2；</p><p>　　——鎖模力安全系數(shù)，一般取1.1-1.2；</p><p>　　——PS的型腔平均壓力為25MPa。</p><p>　　計(jì)算得出F1.2×3632.104×25=108.963KN,而F

74、=500KN，所以鎖模力校核合格。</p><p>　　3.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　澆注系統(tǒng)是塑料熔體自注射機(jī)的噴嘴射出后，到進(jìn)入模具型腔以前所流經(jīng)的一段路程的總稱。澆注系統(tǒng)是主流道、分流道、進(jìn)料口、冷料穴等組成。設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時應(yīng)注意以下原則：適應(yīng)塑料的成型工藝特性、利于型腔內(nèi)氣體的排出、盡量減少塑料熔體的熱量及壓力損失、避免熔融塑料直沖細(xì)小型芯或嵌件、便于修整和不影響塑件的

75、外觀質(zhì)量、防止塑件翹曲變形、便于減少塑料耗量和減少模具尺寸[25]。</p><p>　　3.5.1主流道的設(shè)計(jì)</p><p>　　主流道是熔融塑料進(jìn)入模具型腔時最先經(jīng)過的部位，其截面尺寸直接影響塑料的流動速度和填充時間，如果主流道截面尺寸太小，則塑料在流動時的冷卻面積相對增加，熱量損失大，使熔體粘度增大，流動性降低，注射壓力損失也相應(yīng)增大，造成成型困難。反之，如果主流道截面尺寸太大，則

76、使流道的容積增大，塑料耗量增多，且塑件冷卻定型的時間延長，降低了生產(chǎn)效率。</p><p><b>　　（1）主流道尺寸</b></p><p>　　根據(jù)所選注射機(jī)，則主流道最小端尺寸為：</p><p>　　d=注射機(jī)噴嘴尺寸+(0.5～1)=4+1=5mm</p><p><b>　　主流道球面半徑為：&l

77、t;/b></p><p>　　SR=噴嘴球面半徑+(1～2)=12+1=13mm</p><p>　　主流道錐角一般在2º～4º范圍內(nèi)取，選取為3º。</p><p>　　（2）主流道襯套的形式 </p><p>　　主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴吩咐接觸，屬易損件，對材料較嚴(yán)格，因而模具主流道部分設(shè)計(jì)成可

78、拆卸更換的主流道襯套形式(俗稱澆口套)，材料選用T10A鋼，熱處理淬火后硬度為52HRC～57HRC，如圖28所示。</p><p>　　3.5.2 分流道的設(shè)計(jì)</p><p>　　分流道是介于主流道和澆口之間的一段通道,它是熔融塑料由主流道流入型腔的過渡通道,能使塑料的流向得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換。</p><p>　?。?）分流道的布置形式</p><

79、;p>　　分流道布置形式應(yīng)滿足塑料良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，并在流道過程中壓力損失盡可能小，最終將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。本課題采用平衡式流道，如圖29所示。</p><p><b>　?。?）分流道的長度</b></p><p>　　查設(shè)計(jì)手冊，得分流道長度一般在8~30mm之間，PS的最小分流道圓形直徑為3.2mm，本設(shè)計(jì)中選擇分流道直徑為3

80、.6mm，長度為25mm。</p><p>　　（3）分流道的形狀及尺寸</p><p>　　為了方便于機(jī)械加工及凝料脫模，分流道設(shè)置在分型面上定模一側(cè)，截面形狀采用加工工藝比較好的梯形截面。梯形截面對塑料熔體的熱量散失及流動阻力均不大，采用經(jīng)驗(yàn)公式來確定截面尺寸。梯形的側(cè)面斜角常取5º～10º，取5º。梯形流道拐角半徑r=1～3mm，取1mm。分流道截面如圖

81、30所示。</p><p>　　3.5.3澆口的設(shè)計(jì)</p><p>　　（1）澆口的類型及位置的確定</p><p>　　對于本調(diào)料勺而言，澆注系統(tǒng)屬于常規(guī)類型。由于該塑件的尺寸小，填充時間相對較短，故澆口應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)澆口。這類澆口可以根據(jù)塑件的形狀特征選擇其位置，加工和修整方便，且對各種塑料的成型適應(yīng)性較強(qiáng)。由于澆口截面小，去除澆口較容易，且不留明顯痕跡。澆口位置

82、選取勺柄側(cè)面，以保證分流道設(shè)計(jì)美觀同時使型腔內(nèi)部塑料的流動狀態(tài)最佳，而獲得恰當(dāng)?shù)臎_模效果和最大的制品強(qiáng)度。</p><p>　?。?）澆口結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算</p><p>　　本設(shè)計(jì)中選擇側(cè)澆口,截面為梯形,其深度h由下式計(jì)算： </p><p><b>　　3-4</b></p><p>　　式中 h——側(cè)進(jìn)料口之

83、深（mm）；</p><p>　　t——塑件在進(jìn)料口位置處的壁厚（mm），取t=1；</p><p>　　n——系數(shù)，依塑料種類而異，PS取0.6。</p><p>　　計(jì)算得：h=0.6×1=0.6（mm）</p><p>　　寬度（指梯形大口寬度）由下式計(jì)算：</p><p><b>　　3-5

84、</b></p><p>　　式中 W——側(cè)進(jìn)料口之寬（mm）；</p><p>　　A——型腔一側(cè)的表面積（等于Ｖ／t）（）；</p><p><b>　　n——同上系數(shù)。</b></p><p>　　計(jì)算得 W＝0.6（mm），小口寬度可相應(yīng)初步選擇為0.5mm。</p><p>

85、;　　3.6模具成型零件的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.6.1成形零件具備的性能</p><p>　　由于成形零件的質(zhì)量直接影響到塑件的質(zhì)量，且與高溫高壓的塑料熔體接觸，所以必須具備以下性能：</p><p>　　(1)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受塑料熔體的高溫和高壓。</p><p>　　(2)具有足夠的硬度和耐磨性，以承受料流的磨擦和磨損

86、。</p><p>　　(3)具有良好的拋光性能和耐腐蝕性能。</p><p>　　(4)零件的加工性能好，可淬性良好，熱處理變形小。</p><p>　　(5)成形部位須有足夠的位置精度和尺寸精度。</p><p>　　3.6.2成形零件的結(jié)構(gòu)選擇</p><p>　　型腔結(jié)構(gòu)形式有：整體式、整體嵌入式、鑲嵌式、四壁

87、拼合式、拼塊式。型芯結(jié)構(gòu)有：整體式、鑲嵌式和組合式。</p><p>　　由于采用一模兩腔，型腔尺寸較小，為了維修方便，決定使用型腔和型芯為整體嵌入式。</p><p>　　3.6.3成形零件的材料選用</p><p>　　由于塑件表面質(zhì)量要求較高，對成形零件鋼材也提出了新的要求，必須要有高的硬度，并且由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要求成形零件便于電極加工，結(jié)合多方面要求，綜合考慮

88、選用在塑料模具里最常用的型腔材料718，相當(dāng)于市場上俗稱的P20+Ni。</p><p>　　3.6.4成形零件的工作尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　此調(diào)料勺所用材料為PS，故收縮率取0.6%。</p><p>　　(1) 凹模徑向尺寸</p><p><b>　　3-6</b></p><p>　

89、　式中 L——型腔尺寸 ； ——塑件相應(yīng)尺寸； S——平均收縮率 ； ——模具制造公差； ——模具磨損余量。</p><p>　　計(jì)算時取90, S取0.6%，取/5，按SJ/T10628-95中5級精度要求，=+0.16，=/5，由上式可得：L= [90×(1+0.006)-0.032]=90.508mm。</p><p>　　(2) 凸模徑向尺

90、寸</p><p><b>　　3-7</b></p><p>　　式中各項(xiàng)符號含義同上，計(jì)算結(jié)果可得：L=[90×（1+0.006）+0.032] = 90.572 mm。</p><p>　　(3) 凹模高度尺寸</p><p><b>　　3-8</b></p><

91、;p>　　式中H為型腔高度尺寸，為塑件高度尺寸，計(jì)算時取7mm，式中各項(xiàng)符號含義同上，計(jì)算結(jié)果可得：H=[7×（1+0.006）-0.032]=7.010mm。</p><p>　　(4) 凸模高度尺寸</p><p><b>　　3-9</b></p><p>　　式中H為型芯高度尺寸，為塑件高度尺寸，計(jì)算時取7mm，式中各項(xiàng)

92、符號含義同上，計(jì)算結(jié)果可得：H=[7×（1+0.006）+0.032] = 7.074 mm。</p><p>　　具體見凸模和凹模二維剖面圖如圖31和32所示。</p><p>　　3.6.5型腔厚度的確定</p><p>　　查模具設(shè)計(jì)手冊[3]可知中小型模具是指模板的長度和寬度在500mm以下的模具（這僅是從模具的力學(xué)角度來劃分，而不是以塑件質(zhì)量來劃

93、分的）。這類模具的強(qiáng)度，只要模板的型腔長寬尺寸不大于其長度和寬度的60%，深度不超過其長度的10%時，可以不必通過計(jì)算，根據(jù)注射機(jī)的模板尺寸250mm×280mm，可以做成125mm×100mm×20mm的型腔尺寸。</p><p>　　3.7合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　每套塑料模具都要設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，在模具工作時，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以維持動模和定模正確合模

94、，合模后保持型腔的正確形狀。同時，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以引導(dǎo)動模按順序合模，防止型芯在合模過程中損壞；并能承受一定的側(cè)向力。</p><p>　　導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合間隙一般采用H7/h6級配合。這是標(biāo)準(zhǔn)件，模架系統(tǒng)中都自動設(shè)定，不需要進(jìn)行計(jì)算。</p><p><b>　　(1) 導(dǎo)柱規(guī)格</b></p><p>　　用于動模與定模間或推出機(jī)構(gòu)零件間的定位與

95、導(dǎo)向。據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4169.4-1984帶頭導(dǎo)柱的規(guī)格設(shè)計(jì)如圖33所示。</p><p>　　技術(shù)要求：材料選用T8A淬硬到50~55HRC。</p><p><b>　　(2) 導(dǎo)套規(guī)格</b></p><p>　　據(jù)GB/T4169.3—1984帶頭導(dǎo)套尺寸，設(shè)計(jì)如圖34所示。</p><p>　　技術(shù)要求：材

96、料采用T8A淬硬到50~55HRC。</p><p>　　3.8脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于本調(diào)料勺外殼尺寸小，結(jié)構(gòu)簡單，并且屬于薄壁零件，所以不適合采用推板式脫模機(jī)構(gòu)，在這里，我們采用運(yùn)用最多的頂桿脫模機(jī)構(gòu)。</p><p>　?。?）頂桿的形狀及尺寸</p><p>　　頂桿加工簡單，更換方便，滑動阻力小，脫模效果好，設(shè)置的自

97、由度大，在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。查國標(biāo)GB/T4169.1—1984，設(shè)計(jì)具體相關(guān)尺寸見圖35所示。</p><p>　　技術(shù)要求：材料采用T8A鋼，端部淬硬到50~55HRC。</p><p>　　（2）頂桿的位置及固定形式</p><p>　　頂桿的位置應(yīng)設(shè)在脫模阻力最大的地方。勺子為薄壁件，其側(cè)面是阻力最大的地方，但考慮到外表對光滑程度的嚴(yán)格要求，頂桿不宜設(shè)在邊緣部

98、位，將頂桿位置設(shè)在底部圓弧部位及手柄部位中間。如圖36所示。</p><p><b>　?。?）復(fù)位桿規(guī)格 </b></p><p>　　頂桿在完成推出塑件動作之后,要求返回初始位置,以待下一次動作。使頂桿復(fù)位的零件稱復(fù)位桿。查相關(guān)手冊設(shè)計(jì)復(fù)位桿的尺寸如圖37所示。</p><p><b>　　(4)拉料桿規(guī)格</b>&l

99、t;/p><p>　　根據(jù)主流道的大小和相關(guān)的尺寸關(guān)系，查《塑料模設(shè)計(jì)手冊》，選擇對應(yīng)的拉料桿，具體尺寸見圖38所示。</p><p>　　3.9冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　冷卻系統(tǒng)的計(jì)算比較麻煩，在此只進(jìn)行簡單說明。冷卻方式采用在定模板中通冷卻管的方法,在單位時間內(nèi)塑件熔體凝固時所放出的熱量等于冷卻水所帶走的熱量,模具溫度為40度。由于塑件小，單位時間注射量小

100、，所需冷卻水道也比較小，但一條冷卻水道對模具來說是不可取的，會導(dǎo)致冷卻不均勻。所以開設(shè)一條往返水道，模外膠管串聯(lián)，水道流量大小根據(jù)注射時具體工藝情況進(jìn)行調(diào)整，水孔開設(shè)見裝配圖。</p><p>　　3.10排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)簡單，利用分型面就可以直接排氣，故排氣系統(tǒng)不做特別的設(shè)計(jì)。利用分型面排氣是最簡單的方法，排氣的效果與分型面的接觸精度有關(guān)。本設(shè)計(jì)的

101、排氣系統(tǒng)正是利用分型面的配合間隙來完成排氣動作的。 </p><p><b>　　3.11模架的確定</b></p><p>　　3.11.1模架類型的選擇</p><p>　　模架是設(shè)計(jì)、制造塑料注射模的基礎(chǔ)部件。為提高模具質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，組織專業(yè)化生產(chǎn)，促進(jìn)商業(yè)化，我國于1988年完成了《塑料注射模中小型模架》和《大型模架》兩項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)

102、的制定，并由國家技術(shù)監(jiān)督局審批、發(fā)布實(shí)施。</p><p>　　選擇標(biāo)模架，可以簡化模具的設(shè)計(jì)與制造，一旦某一型號模架確定下來，就可以得到已經(jīng)設(shè)計(jì)好的零件的尺寸數(shù)據(jù)，如模板大小，螺釘大小與安裝位置等，而且這些零部件可以從市場上買到，或買來進(jìn)行二次加工就可以使用，這樣可以大大減輕模具的設(shè)計(jì)和制造工作。</p><p>　　目前市場上出售的標(biāo)準(zhǔn)模架主要有三種：大水口系列、細(xì)水口系列、簡化型細(xì)水

103、口系列[5]，本設(shè)計(jì)中調(diào)料勺為小型塑件，模架的選用根據(jù)塑件大小和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式，知模架屬中小型模架?？梢猿醪竭x擇大水口模架，此時相關(guān)位置尺寸和零部件也可相應(yīng)確定。（3.7和3.8節(jié)中結(jié)構(gòu)零件的確定是與此處模架的大小相對應(yīng)的情況下進(jìn)行的，所以結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)是一個反復(fù)修正的過程）。</p><p>　　3.11.2模架尺寸的確定</p><p>　　根據(jù)3.6節(jié)的內(nèi)容可知，模仁的尺寸為125mm

104、×100mm，型腔厚度為25mm。為了能使模仁能合理擺放，我們將模架總體尺寸設(shè)為200mm×250mm，其中定模座板設(shè)為25mm，定模板設(shè)為25mm，動模板設(shè)為20mm，動模墊板設(shè)為30mm，模腳厚度為150mm，動模座板也為25mm，頂桿安裝板厚為25mm，頂桿墊板30mm。</p><p>　　其尺寸布局初步選擇如圖39所示。</p><p><b>　　

105、3.12本章小結(jié)</b></p><p>　　這一章是本文的重點(diǎn)章節(jié)，在本章中主要講述了模具各結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。內(nèi)容包括:模具分型面的確定，型腔數(shù)目和大小的確定，注射機(jī)的選擇及主要參數(shù)的確定，成型零件的設(shè)計(jì),脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等等,并最終完成了模架的選用。</p><p><b>　　4模具校核</b></p><p>　　4

106、.1模具裝模部分相關(guān)尺寸的校核</p><p>　?。?）模具厚度與注射機(jī)模板閉合厚度</p><p>　　各種規(guī)格的注射機(jī)，允許安裝的模具厚度是不一樣的，在其技術(shù)規(guī)范里均注明有最大模具厚度和最小模具厚度。所設(shè)計(jì)的模具閉合厚度應(yīng)在注射機(jī)的最大模具厚度和最小模具厚度之間。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中模具閉合厚度為195mm，為200mm，為70mm，滿足設(shè)計(jì)要求。&

107、lt;/p><p>　　（2）噴嘴尺寸的校核</p><p>　　模具主流道小端直徑d應(yīng)稍大于噴嘴孔徑d。，否則主流道中的凝料將無法順利脫出，或因孔對中稍有偏移而妨礙塑料順暢流動，本設(shè)計(jì)中澆口套的小端孔徑為5mm，大于所選注射機(jī)的噴嘴孔徑4mm，符合要求。</p><p>　　模具主流道始端的球面半徑R應(yīng)稍大于噴嘴前端的球面半徑R。，否則將形成死角，存積塑料，而使主流道

108、凝料脫模困難。本設(shè)計(jì)中R為15mm 而R。為13mm，滿足要求。</p><p>　?。?）模板規(guī)格與拉桿間距</p><p>　　模具模板規(guī)格應(yīng)不超出注射機(jī)的模板規(guī)格，即模具長、寬方向底面不得伸出工作臺面。本設(shè)計(jì)中，模板尺寸為200mm×200mm，小于注射機(jī)的模板尺寸300mm×440mm，符合要求。</p><p>　　模具通常采取從注射機(jī)

109、上方直接吊裝入機(jī)內(nèi)進(jìn)行安裝，或先吊到側(cè)面再由側(cè)面推入機(jī)內(nèi)安裝的方法，所以模具厚度要小于拉桿間距，XS-Z-60的拉桿間距為300mm，模具厚度為195mm，故滿足要求。</p><p>　?。?）頂出裝置的校核</p><p>　　各種型號的注射機(jī)頂出裝置的結(jié)構(gòu)形式、最大頂出距離是不相等的，設(shè)計(jì)模具時應(yīng)保證模具的推出機(jī)構(gòu)與注射機(jī)的頂出裝置相適應(yīng)。XS-Z-60型注射機(jī)為中心頂桿機(jī)械頂出，模

110、具應(yīng)對稱地固定在移動模板中心位置上，以便注射機(jī)的頂桿頂在模具的推板中心位置上。因塑件高度尺寸較小，注射機(jī)的頂出距離滿足要求，頂桿的強(qiáng)度、剛度都可不必驗(yàn)證，滿足要求。</p><p><b>　　（5）開模行程校核</b></p><p>　　XS-Z-60的開模行程為180mm，可按下經(jīng)驗(yàn)公式校核：</p><p>　　mm

111、 4-1</p><p>　　式中 S——注射機(jī)最大開模行程（mm）；</p><p>　　——塑件推出距離，這里可取20mm；</p><p>　　——塑件高度（包括澆注系統(tǒng)），這里可取50mm；</p><p>　　20+50+（5～10）mm，滿足要求。</p><p>　　經(jīng)驗(yàn)

112、證，XS-Z-60型注射機(jī)能滿足使用要求，故可采用。</p><p>　　4.2模具強(qiáng)度及剛度的校核</p><p>　　由于此模具為中小型，其規(guī)格為200mm×200mm，其模具的有效使用面積為2×40mm×100mm不大于其長度和寬度的60%，而且其深度為20mm不超過其長度的10%，因此不必通過計(jì)算來校核，亦可滿足強(qiáng)度和剛度的要求[16]。</p&

113、gt;<p><b>　　4.3本掌小結(jié)</b></p><p>　　本章重點(diǎn)對模具裝模部分相關(guān)的尺寸進(jìn)行校核，確保了模具設(shè)計(jì)的合理性。</p><p>　　5應(yīng)用PRO/E軟件進(jìn)行模具三維實(shí)體設(shè)計(jì)</p><p>　　PRO/ENGINEER是當(dāng)今世界上最先進(jìn)、最流行的工業(yè)設(shè)計(jì)軟件之一。它具有強(qiáng)大的建模工具、分析模塊和其他相應(yīng)的

114、多種應(yīng)用模塊。Mold Wizard是PRO/ENGINEER系列軟件中一個獨(dú)立的應(yīng)用模塊，也是運(yùn)用于注塑模具自動設(shè)計(jì)的專業(yè)應(yīng)用模塊。它運(yùn)用知識嵌入的基本理念，按照注塑模具設(shè)計(jì)過程的一般順序來實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)的整個過程[4]。在此過程中，它只需根據(jù)一個產(chǎn)品的三維實(shí)體造型，便可建立一套與產(chǎn)品造型參數(shù)相關(guān)的三維實(shí)體模具即可。</p><p>　　運(yùn)用軟件PRO/ENGINEER WILDFIRE 3.0里的Mold Wi

115、zard模塊對模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，在PRO/E中對模具進(jìn)行設(shè)計(jì)主要流程如圖40所示。</p><p>　　5.1模具成型零件的設(shè)計(jì)生成</p><p>　　5.1.1 新建模具模型文件</p><p>　　“文件”→“新建”命令→“制造”→“模具型腔”,添加文件名為“mul-cavity”，取消對“使用缺省模板”→單擊，在彈出的“件文件選項(xiàng)”對話框中選中“mmns-mfg