毕业设计（论文）-多功能标线仪后盖模具设计及其型腔仿真加工【proe三维】.doc

1 前言全套图纸，加153893706模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑料工业的迅速发展，以及塑料制品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用，产品对模具的要求也越来越高，传统的模具设计方法已无法适应当今的要求. 与传统的模具设计相比，计算机辅助工程（CAE）技术无论是在提高生产率、保证产品质量方面，还是在降低成本、减轻劳动强度方面，都具有极大的优越性。利用CAE技术，可以在模具加工前，在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压和冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题并及时进行修改，而不是等到试模后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方 法的一次突破，而且在减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等方面，都有着重大的技术、经济意义。塑料模具的设计不但要采用CAD技术，而且还要采用CAE技术，这是发展的必然趋势。 21世纪，塑料工业以以前所未有的速度高速发展。塑料，在各个领域、各个行业乃至国民经济中已拥有举足轻重的不可替代的地位。模具是工业生产的重要工艺装备。由于用模具加工成形零部件，具有生产高效、质量好、节约原材料和能源、成本低等一系列优点，已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。模具制造是一个生产周期要求紧迫，技术手段要求较高的复杂生产过程。总之，模具具有结构复杂、型面复杂、精度要求高、使用的材料硬度高、制造周期短等特点。应用数控加工进行模具的制造可以大幅提高加工精度，减少人工操作，提高加工效率，缩短模具制造周期。同时，模具的数控加工具有一定典型性，并比普通产品的数控加工有更高的要求。在模具的加工中，各种数控加工均有用到，应用最多的是数控铣及加工中心，数控线切割加工与数控电火花加工在模具数控加工中的应用也非常普遍，线切割主要应用在各种直壁的模具加工。对于硬度很高的模具零件，采用机加工办法无法加工，大多采用电火花加工，另外对于模具型腔的尖角、深腔部位、窄槽等也使用电火花加工。而数控车床主要用于加工模具杆类标准件，以及回转体的模具型腔或型芯。在模具加工中，数控钻床的应用也可以起到提高加工精度和缩短加工周期的作用。模具应用广泛，现代制造业中的产品构件成形加工，几乎都需要使用模具来完成。因此，凡制造业发达的国家，模具市场均极为广阔；凡模具发达国家，制造业也必定很发达和繁荣，也必定拥有国内、国外两个市场。所以，模具产业是国家高新技术产业的重要组成部分，是重要的、宝贵的技术资源。优化模具系统结构设计和型件的CAD/CAE/CAM，并使之趋于智能化，提高型件成形加工工艺和模具标准化水平，提高模具制造精度与质量，降低型件表面研磨、抛光作业量和制造周期；研究、应用针对各种类模具型件所采用的高性能、易切削的专用材料，以提高模具使用性能；为适应市场多样化和新产品试制，应用快速原型制造技术和快速制模技术，以快速制造成型冲模、塑料注射模或压铸模等，应当是未来520年的模具生产技术的发展趋势。本课题是：设计一套多功能标线仪后盖注塑模具设计及其型腔仿真加工课题，课题来源于实际使用中。需要解决的问题主要是：分析制品结构，结构优化，制定该制品注塑成型工艺，行凹模、凸模工艺分析。在模具设计时对分型面的选择、浇口形式与位置的确定、型腔位置的安排、定模冷却水道的设置以及零件加工工艺分析。本模具设计采用潜伏式交口，采用内循环式（优点：接口少，模具外周整齐）。设计装配图的时，首先要对零件进行工艺分析,主要是结构、尺寸精度、材料的分析；其次要选择分型面及浇注系统；第三要选择注塑机型号,这一过程的完成需要确定锁模力；最后确定模具结构，画模具装配图。再画出三维爆炸图。用Mastercam功能中的CAD设计功能，就可以通过其CAM功能选择加工方式、加工刀具、设定加工参数、计算NC刀具路径和实体切削模拟结果等，检验后，选择对应的后处理器将刀具路径转换成数控机床所能接收的代码。用电火花使用时，型腔模具的加工采用粗、中和精逐档过渡式加工方法，加工速度的矛盾是通过大功率、低损耗的粗加工规准解决的；而中、精加工虽然工具电极相对损耗大，但在一般情况下，中、精加工余量仅占全部加工量的很小部分，故工具电极的绝对损耗极小，可以通过加工尺寸控制进行补偿，或在不影响精度要求予以忽略。设计达到的效果是：所设计的模具能满足其制造工艺性好，形美观，制造成低；提高其设计的一次成功率、减少设计返工；交货期缩短；模具在使用中的维护成本低；工作稳定、可靠；其构合理，符合工作现场的需要，易于操作和使用；拆卸方便、易于维护；所设计的部分符合整个工艺流程的要求。本模具最终要完成年生产50000件产品的任务。2 多功能标线仪后盖模具设计2.1 多功能标线仪后盖模具设计总体方案本课题的设计过程主要分为模具结构设计、零件的Pro/E三维造型及装配、加工工艺分析和型腔仿真加工四个阶段。注射模的结构设计注射模的结构设计主要包括：分型面的选择、模具行腔数目的确定及型腔的排列、浇注系统设计、型腔结构的设计、推杆设计、侧抽芯机构设计、模具零件设计等内容。为保证塑件表面质量，使用潜伏成型，因此模具应为单分型面注射模。型腔布置型腔分为单型腔和多型腔，多型腔又有平衡式排布、非平衡式排布两种。在这里选择双型腔，因塑件体积质量较小，形状相对比较复杂，生产批量大的特点，综合考虑，所以采用一模两腔注射模具。考虑到塑件的一侧有卡口，须侧向抽芯，采用一模两腔，制品尺寸较小，制造加工方便，节省材料。确定分型面影响选取分型面的因素很多，比如分型面应选在塑件的最大轮廓处；分型面的选取应有利于塑件的留模方式，便于塑件的顺利脱出 塑件分型面的选择应保证塑件的质量要求，及动模板与定模板的结合处做为分型面。浇注系统的设计原则：浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使其流程为最短；浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能尽快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件变形;尽量避免使制件产生熔接痕,或使其熔接痕产生在之间不重要的位置;浇口位置及其塑料流入方向,应使塑料在流入型腔时,能沿着型腔平行方向均匀的流入,并有利于型腔内气体的排出。主流道设计： 为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其锥度为1度3度。经换算得主流道大端直径D=6mm。浇口套设计：主流道浇口套的设计，主流浇口套取T8A，热处理淬火硬取55HRC。浇口套预定模固定板的连接形式为螺钉连接，配合为h7/m6。推出机构的设计：根据塑件的形状特点，模具型腔在定模部分，型芯在动模部分。其推出机构可采用推杆推出机构、推件板推出机构。由于分型面有台阶，为了便于加工，降低模具成本，采用推杆推出机构，推杆推出机构结构简单，推出平稳可靠，虽然推出时会在塑件上留下顶出痕迹，但塑件底部装配后使用时 不影响外观，设立16个推杆平衡布置，既达到了推出塑件的目的。侧抽芯机构的设计：由于制品需有卡口与上盖配合，根据卡口放置的方向，需要设计一个与卡口可以配合的滑块。因此，在本设计里给它设计侧向抽芯，做成活动的滑块形式的侧型芯，即侧抽芯。选用斜导柱的滑块抽芯机构。模具排气槽的设计：当塑料熔体充填型腔时，必须顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。如果气体不能被顺利排出，塑料会由于填充不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清等缺陷，甚至气体受压而产生高温，使塑料焦化。特别是对大型塑件、容器类和精密塑件，排气槽将对它们的品质带来很大的影响，对于在高速成行中排气槽的作用更为重要。本塑件并不是很大，而且不属于深型腔类零件，因此本方案设计在分型面之间、推杆预模板之间及活动型芯与模板之间的配合间隙进行排气，间隙值取0.04。冷却系统的确定： 冷却水回路布置的基本原则：a) 冷却水道应尽量多；b) 截面尺寸应尽量大；c) 冷却水道离模具型腔表面的距离应适当；d) 适当布置水道的出入口；e) 冷却水道应畅通无阻；f) 冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位； 由以上原则本人可以确定冷却水道的布置情况，以及冷却水道的截面积。2.2 制品分析2.2.1 多功能标线仪后盖的测绘与造型制品为多功能标线仪后盖，材料为ABS，用游标卡尺对零件进行测量和用直尺、圆规绘出零件草图，由于本制品的曲面比较多，所以用多取断面图的方法，表示清楚制品的形状，结构。测绘时必须把被测物体放在工作平面上，为了得到尺寸正确应采用多次测量求平均值并且要正确地读取数据，再对尺寸进行取整，然后绘出零件的草图。制品零件图见附件图BXYM-07-22，其三维造型如图2-1所示。 图2-1制品三维图2.2.2 制品注塑工艺分析本模具设计的产品的材料为ABS(抗冲)，ABS是在聚苯乙烯分子中导入了丙烯腈 、丁二烯等异种单体后成为的改性共聚物，也可称为改性聚苯乙烯，具有比聚苯乙烯更好的使用和工艺性能。ABS是一种常用的具有良好的综合力学性能的工程材料。ABS塑料为无定形料，一般不透明。ABS无毒、无味，成形塑件的表面具有较好的光泽。ABS具有良好的机械强度，特别是抗冲击强度。ABS还具有一定的耐磨性、耐旱性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电性能。ABS的缺点是耐热性不高，并且耐气候性较差，在紫外线作用下易变硬发脆。塑件材料成形性能 ABS易吸水，使成形塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。为此，成型加工前应进行干燥处理;在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小；要求塑件精度较高时，模具温度可控制在5060，要求塑件光泽和耐热，应控制在6080;ABS 比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成形周期短，ABS的表观黏度对剪切速率的依赖性很强，因此模具设计中大都采用点浇口形式。塑件的成形工艺参数确定查有关手册得ABS（抗冲）塑件的成形工艺参数：密度1.011.04g/cm3收缩率0.3%0.8%预热温度8085，预热时间23h料筒温度后段150170中段165180前段180200喷嘴温度170180模具温度 5080注射压力60100Mpa，注塑时间2090s保压时间05s冷却时间20150s。最大不溢料间隙0.04，塑件的尺寸精度为34级，则模具型腔的尺寸精度应力为IT7IT8级。2.2.3 制品拔模斜度 塑件沿脱模方向要有一定的脱模斜度，否则会发生脱模困难。ABS的脱模斜度一般取1 2。由于制品的高度较小，而且对于制品的使用要求也不是太高，综合考虑以上因素，本设计中选用2的拔模斜度。2.3 注射机选择型腔数的确定 利用Pro/E软件对该塑件的三维造型图的体积进行估算，得知V=10.1 cm。塑件的重量G=V=101.02g10.2g 式中为塑料容重（ABS的容重=1.021.05g/cm）。选择XSZ125的注塑机，确定型腔数。查得XSZ125的主要参数如下表1。 表 2-1 XSZ125注塑机参数表型号XSZY125螺杆（柱塞）直径mm42注射容量/ cm3125注射压力/( 105Pa)120锁模力/(kN)900最大注射面积/cm2320模具厚度最大/mm300最小/mm200模板行程/mm300喷嘴孔直径/mm4球半径/mm12定位孔直径/mm100注射时间s1.6动、定模固定板尺寸mm315250注塑机的额定注射量 ，每次注射量不超过最大注射量的80%，即： （2-1）式中：n型腔数； 浇注系统重量（g）； Gs塑件重量（g）； 注塑机的额定注射量（g）。估算浇注系统的体积,根据主流道、分流道初步设计体积进行估算=10cm，则浇注系统塑料重量=101.O2g=10.2g。 从塑件尺寸精度考虑，由于该塑件精度等级为4级所以型腔数目应控制在4腔以内，由于本设计中有侧抽芯，综合考虑最终本模具采用一模两腔。即n=2。根据塑件的体积或重量来确定型腔数。因此该塑件注塑成形时，首先明确在125g注射机上成形，则利用式（2-1），计算型腔数。得： 综合考虑塑件的精度要求、经济性和生产量，型腔数确定为一模二腔。注射机的注塑性能力能达到本模具的使用要求。2.4 分型面的确定将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，这些可以分离部分的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为模具的分型面。分型面是决定模具结构形成的重量因素，分型面设计的合理与否直接影响到塑件的质量、模具的整体结构、模具的制造工艺以及模具的制造成本。分型面选择在塑件外形的最大轮廓处，有利于塑件的留模及脱模，保证塑件的精度要求，满足塑件外观的要求，便于模具的制造，减小成型面积，增强排气效果，使侧抽芯行程较短。根据以上要求本设计的分型面选择在凹、凸模的最大结合面处。 图2-2分型面2.5 型腔布置方案的确定多腔模设计的重要问题之一就是型腔的排列方式，通常有圆形排列、H形排列、直线排列及复合排列等。在进行型腔的布置时应根据塑件的形状和大小来确定排列方式，来防止模具承受偏载而产生溢料现象，型腔排列宜紧凑，以节约钢材，减轻模具重量。型腔的圆形排列较难加工，直线排列加工容易，但平衡性较差，H形排列平衡性好，加工性能尚可，所以应用较广。设计时型腔的布置和浇口的开设部位应力求对称，以防模具承受偏载而产生溢料现象，型腔排列宜紧凑，以节约钢材，减轻模具的重量。圆形排列平衡好，加工困难；直线形排列加工容易，但平衡性好，而且加工性尚可，使用广泛。在本设计中由于要有侧向抽芯，所以选择如2-3图的布置。 图2-3型腔分布2.6 浇注系统的选择所谓浇注系统是指从注塑机喷嘴进入模具开始，到型腔入口为止的那一段流道。它控制着塑件在注塑成型过程中充模和补料两个重要阶段。浇注系统是由主流道、分流道、浇口、冷料井等组成。浇注系统设计内容包括：根据塑件大小和形状进行流道布置、决定流道断面尺寸、对浇口的数量、位置、形式进行优化。在具体设计浇注系统时应考虑的因素有：塑料成形特性以及塑件大小及形状，根据塑件大小，形状壁厚、技术要求等因素，结合选择分型面考虑设置浇注系统的形式、进料口数量及位置，保证正常成形。还应注意防止流料直接冲击细弱的型芯或使型芯受力不匀等问题，从而采取相应的措施或留有修整的余地。同时要考虑型腔数的多少，其数量决定了浇注系统总体布局。此外塑件外观和注射机安装板的大小也应给予考虑，在设置浇注系统时应考虑到去除、修整进料口方便，同时不影响塑件的外表美观。当塑件投影面积比较大时，设置浇注系统时应考虑到注射机模板大小是否允许，并应防止偏离模具中芯开设主流道，造成注射时受力不匀。2.6.1 主流道主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触的部位开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道。它与注射机喷嘴在同一直线上。本模具设计采用浇口套采用了整体式。为了有效地传递保压压力，浇注系统主流道及其附近的塑料熔体应该最后固化。在卧式或立式注塑机用模具中，主流道垂直于分型面，而角式注塑机用模具的主流道则开设在分型面上。前者为便于流道凝料的拔出，设计成具有25锥角的圆锥形，在内壁研磨和抛光时应注意抛光方向，不形成垂直于脱模方向上的划痕，否则会发生脱出困难而造成成型中断。浇口套的球半径应比喷嘴的球半径大2mm5mm,主流道的小端尺寸应比喷嘴孔尺寸稍大，这样可以使喷嘴与浇口套对位容易。此外主流道的脱模斜度不能过大，否则在注塑时会产生涡流和流速过慢等现象。主流道应保持光滑的表面，避免留有影响塑料流动和脱模的尖角毛刺等。主流道的几何图形和主要的几何尺寸如图2-4所示： 图2-4主流道在本设计中，主流道的相关尺寸计算公式如下：d= d1 +（0.51） （2-2）=+（13） （2-3）D=d+2 =10 （2-4）由于注塑机喷嘴直径d1=4mm，注塑机喷头的球面半径=12mm，L=89mm，r=3mm，a=2根据以上公式得d=4+0.5=4.5mm，=12+3=15mm，D=4.5+289tan210mm。2.6.2 分流道的设计分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道，它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前通过截面积的变化及流向变换来获得平稳流态的过滤段。因此要求所设计的分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔，并且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小，能将塑料熔体均衡分配到各个型腔。分流道的形状及尺寸：由于本塑件的材料ABS的流动性一般，为了减少压力损失，便于潜伏式浇注系统的加工，再综合其他的一些因素，选择半圆形截面的分流道，其形状如下图2-5所示： 图2-5分流道的截面对于大多数塑料，分流道截面直径常取56 mm，根据经验这里直径取6mm。分流道的长度：本模具采用“一模两腔”，浇口开在塑件大端处，因此采用了平衡式布局。具体分布如2-6图所视。图2-6分流道2.6.3 浇口的设计浇口也称进料口，是连接分流道与型腔的通道，它是浇注系统最关键的部分，它的形状、尺寸、位置对塑件的质量有着很大的影响。它的作用主要有以下两个：一是作为塑料熔体的通道，二是浇口的适时凝固可控制保压时间。根据制品的结构特点和模具的型腔数，本模具设计采用潜伏式浇口。潜伏式浇口的断面形状和尺寸类似点浇口，它除了具备点浇口的各种特点外，其进料部分一般选在制品侧面或背面较隐蔽处，不至影响制品的美观，同时可采用较简单的两板式模具。浇口进浇点潜入分型面的下方，沿斜向进入型腔。如图2-7所示。 图2-7潜伏式浇口2.7 冷却系统的确定注塑模具型腔壁的温度高低及其均匀性对成型效率和制品的质量影响很大，一般注入模具的塑料熔体的温度为200300。为了调节型腔的温度，需在模具内开设冷却水通道，通过模温调节机构调节冷却介质的温度。热塑性塑料和部分热固性塑料注塑成型的过程中，是将温度较高的熔融塑料，通过高压注射进入温度较低的模具中，经过冷却固化，从而得到所需要的制品。从提高生产效率的角度来看，成型过程中的成型周期是一个非常重要的环节。由于在整个成型周期中一半左右的时间用于对制品的冷却，因此在成型过程中冷却时间长短的重要性是显而易见的。塑件的形状是变化万千的，因此对于不同的塑件，冷却水道的位置形状也不一样。本塑件为深型腔塑件，深型腔塑件最困难的是凸模的冷却，本塑件凸模结构复杂，而且需侧向抽芯，很难设置冷却水道，因此要加强凹、凸模冷却。凹模设置内循环式冷却水道，入水口在浇口附近，水流流经凹、凸模的内循环槽后在分型面附近流出，这种形式的冷却水道的冷却效果好。a）冷却水道直径的计算单位时间内从模具应除去的总热量Q，可用下式计算： Q=Wc(T-T)+L (2-5)式中：Q除去总热量（J）； W单位时间内进入模具的塑料重量（g）； c塑料比热（J/g）； T塑料的注塑温度（）； T模具的表面温度（）； L塑料的熔化潜热（J/g）。根据塑件的材料，知c1.926J/ g,L=1800 J/g；W=40 g, T=260 ,T=80；将这些数据代入（2-7）得： Q=401.926（260-80）+180J=21067J则带走上述热量，所需冷却水量按下式计算： W= (2-6) 式中：通过模具的冷却水流量(g/h)；T出水温度（）；T入水温度（）；热传导系数；将K=0.64 ，T=70，T=20，代入（2-6）得： W= g/h = 987.525g/h=0.27g/s再由下式可求出冷却水道的直径： W=V V=dL则 d= (2-7) 式中： 冷却液密度（kg/cm）； V冷却水道体积(cm)； L冷却水道长度(cm)； d冷却水道直径(cm)。将水的密度=0.001 kg/cm，L=192mm ,=3.14代入（2-7）得： d= cm0.8cm=8mm所以本模具冷却水道的直径为8mm。2.8 脱模机构的设计推杆脱模机构是脱模机构的典型结构，它由推杆，拉料杆和推杆固定板，推板，以及导柱，导套等构成，当开模到一定距离时，注塑机机推出装置推动推板并带动所有推杆，拉料杆和复位杆一道前进，将塑件和浇注系统一起推出模外，合模时复位杆首先与定模边的分型面接触，而将推板和所有的推杆一道腿回复位。脱模机构的典型结构就是推杆脱模机构，它由推杆、复位杆、拉料杆和推杆固定板、推板、以及导柱、导套等构成，当开模到一定距离时，注塑机机推出装置推动推板并带动所有推杆、拉料杆和复位杆一道前进，将塑件和浇注系统一起推出模外。合模时复位杆首先与定模边的分型面接触，而将推板和所有的推杆一道推回复位。2.8.1 推杆的设计推杆多为圆形结构，细长杆可将后部加粗成台阶形，配合间隙要求小的推杆，其推杆端部应设计成锥形。推杆应尽量短，推出时，一般将塑件推到高于型腔（或型芯）10mm左右即可。推杆的端面应高出所在型腔的底面或型芯顶面0.050.1mm。推杆及其力学设计，包括推杆形状尺寸设计，受力计算和材料选用等。推杆最常见的有直杆式圆柱形推杆，常用直径为1.525mm，高度不大于600mm，与推杆孔的配合段可用H7/f7或H8/f8，对细长的推杆为了增加其刚性，可设计成台阶形。推杆需要进行淬火处理，使其具有足够的强度和耐磨性。本设计采用4mm的圆形推杆。2.7.2 复位杆的设计复位杆的作用是当推杆将塑件制品推出后，将推杆、推板以及推板垫板回复到原位。在设计过程中，复位杆的设计主要是参照模具手册。其装配位置如图2-8所示。 图2-8复位杆2.7.3 导柱导向机构设计导向装置的作用是：当动模与定模合模时，导向装置先进行导向，型腔与型芯再合模，这样可避免型芯与型腔发生碰撞而损坏。同时，保证了型芯及型腔的相对位置，兼起定位作用及承受一定的侧压力作用。导向装置包括两个部件，即导柱和导套，导柱一般安装在动模上，导套安装在定模上。有时，也可将导柱安装定模上，导套安装在动模上，或在动模上设计导套孔，用导柱直接导向。在本设计中，导套安装在定模上，导柱安装在动模上，在合模时进行导向定位。 图2-9导柱与导套的配合2.8.4 抽芯机构的设计a）斜导柱的设计在塑件上凡是脱出方向与开模方向不相同的侧孔或侧凹除少数浅侧凹可以强制脱出外，都需要进行侧向抽芯或侧向分型方能将塑件顺利脱出。侧向分型用于有内外侧凹的塑件，系将凹模作成两瓣或多瓣，利用侧向分型完成各瓣与塑件之间分离，脱出侧凹。由于制品的曲面较多，内部细小结构较多，所以本设计用侧向抽芯机构。其抽芯距S可利用下式计算： S=S1+（23） （2-8）式中：S理论抽芯距根据测量本设计S1取4，则其抽芯距取7。据文献5一般取，1520，不大于。本设计中取，锁紧楔的斜度应比斜导柱安装角度a大23，以保证开模时斜导柱的抽芯滞后于锁紧模与滑块的脱离。 图2-10斜导柱L= L+ L+ L=84.1985b）滑块的设计由于制品要有卡口与上盖配合，而且是相同的两个。所以要设计一个能同时把两都抽出来的滑块。 图2-11滑块c）楔紧块设计为防止在成形是滑块受力而移动，在合模状态下滑块由楔紧块锁紧。根据文献5楔紧块斜面角度取=+（23），其中为斜导柱的倾斜角。 图2-12楔紧块d）滑块的定位开模后滑块应停留在应有位置，以保证再次合模时斜导导入滑块斜孔。常见滑块定位机构如图2-13所示。 图2-13滑块定位方式考虑需要定位可靠并且结构简单，所以本设计选用在模具安装后滑块位于侧面，用弹簧支承。如2-13图中的b。e）防止干扰 活动侧型芯机构中要注意防止活动型芯与推杆之间发生干扰。如有可能发生干扰，则应考虑设置先复位机构。在采用复位杆的一般复位方式的情况下，应尽量避免将推杆设计在活动型芯水平投影面的重合处。2.9 模架设计由于采用一模两腔，根据型腔投影面积选择250mm315mm的模架。模板各部分结构如下2-14图，其规格及各部分材料选择见表2-2： 图2-14模架结构 表2-2 模架尺寸件号名称数量尺寸(mm)1定模固定板1315x315x252定模板1315x250x503动模板1315x250x404动模垫板1315x250x505垫块2315x63x406顶杆固定板1315x250x167推板1315x158x208定模固定板1315x315x252.10 注塑模具的相关校核2.10.1 注射机的校验注射模具是与注射机配套使用，因此设计时应对注射机的基本参数进行校核。（1）注射量的校核 （2-9）式中：n模具型腔数目 单个塑件的容量或质量（） 浇注系统和飞边所需塑料的容积或质量（） 注射机额定注射量（） 所以 必须使一个成形周期内所需注射的塑料熔体的量（容积或质量）在注射机额定注射量的80%以内。2.10.2 锁模力校核当高压塑料熔体充满模具型腔时，产生一个使模具沿分型面分开，其值等于制件和浇口流道系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔内塑料压力。 A （2-10）式中：模具型腔压力，一般取20-40Mpa。A塑件与浇注系统在分型面上的投影面积总和（cm 2）；注射机额定锁模力（KN / cm 2）。 F=A=4KN /cm2(13.5cm)2=729KN900KN由于=900KN，故满足A。同时XSZY125的额定注射压力为110Mpa也能满足ABS塑料成型的注塑压力。故锁模力满足要求。2.10.3 开模行程 注塑机的开模行程应大于脱模取出塑件所需的开模距离。即满足下式： +() （2-11）式中 注塑机行程（SK=200mm）；脱模距离 （H1=27mm）；塑件高度+浇注系统高度（H2=27+89=116mm）。则+()=27+116+10=153mm200mm能满足要求。2.10.4 模具高度与注射机闭合高度的关系校核 模具的闭合高度应在注射机最大与最小模厚之间，即按下式校核HminH Hmax （2-12）式中 H 模具闭合高度（mm） Hmin注射机允许最小模厚（Hmin =200mm）； Hmax注射机允许最大模厚（Hmax=300mm）根据所选的模架，模具闭合时的厚度H为240mm，200253300所以能够满足要求。2.11 确定定模、动模成型零件结构根据所选用的模具结构形式，确定其定模、动模结构、即是采用整体式结构。2.12 绘制装配图与三维造型根据选用的模架及所设计的动、定模模板及上述设计的内容，绘制结构草图，并将上述的确定的推件、浇注、控温等内容设置在草图上。绘制图见附图BXYMJ-07-00。运用三维绘图软件Pro/E模具零件进行造型。其中的机械设计模块是一个高效的三维机械设计工具，它可绘制任意复杂形状的零件。Pro/E生成造型的方法有：拉伸、旋转、放样、扫描、网格、点阵等。由于模具中的零件多为板件和轴套类零件。对于板类零件，其主要结构特点是：在板上主要有台阶孔及光孔。对动模板及定模板还有一些曲面结构。其一般造型思路为：首先用拉伸特征形成矩形板，再利用打孔特征形成台阶孔及光孔。如图2-15所示。 图2-15凹模三维通过分型得到凹、凸模。如图2-16、2-17所示。 图2-16凹模三维 图2-17凸模三维装配模块中，利用匹配，对齐等装配方式，依次将各个零件装配起来。如图2-18所示。 图2-18装配三维 图2-19三维爆炸图3 仿真加工及零件加工工艺分析3.1零件的加工工艺分析模具材料的选择及热处理的确定塑料注射模具结构比较复杂，组成一套模具具有各种各样的零件，各个零件在模具中所处的位置、作用不同，对材料的性能要求就有所不同。所以选择优质、合理的材料，是生产高质量模具的保证。塑料模具用材料的要求有：要有良好的机械加工性能；具有足够的表面硬度和耐磨性；具有足够的强度和韧性；具有良好的抛光性；具有 良好的热处理性；具有良好的热处理性；具有良好的耐腐蚀性和表面加工性等特点。在这里我们查手册得下表：模具零件使用要求模具材料热处理说明成形零布件强度高、耐磨性好热处理变形小、有时还要求耐腐蚀 5GrMnMo、5GrNiMo、 3GrW8V 淬火、中温回火 46HRC 用于成型温度高、成型压力大的模具 T8、T8A、T10、T10A 、T12、淬火、低温回火55HRC 用于制品形状简单,尺寸不大的模具 38GrMoAlA、调制 、氮化 55HRC用于耐磨性要求高并能防止热咬合的活动成型零件 45、50、55、40Gr、42GrM。调制、表面淬火55HRC 用于制品批量生产的热塑性塑料成型模具10、15、20、12GrNi2 渗碳、淬火55HRC容易切削加工或采用塑性加工方法制作小型模具铍铜导热性优良、耐磨性好、可铸造成形锌基合金、铝合金用于制品试制或中小批量生产中的成形零件球墨铸铁正火或退火，正火200HB用于大型模具 主流道衬套耐磨性好、有时要求耐腐蚀40、50、55表面淬火55HRC推杆、拉料杆等一定的强度和耐磨性T8A 、T8 、T10 淬火、低温回火55HRC导柱、导套 表面耐磨、有韧性、抗弯曲不易折断 20、20Mn2B 渗碳、淬火55HRC T8AT10A 表面淬火55HRC 45调制、表面淬火、低温回火55HRC黄铜H62青铜合金 用于导套成形零部件强度高、耐磨性好、热处理变形小9Mn2V 淬火低温回火55HRC 用于制品生产批量大，强度、耐磨性要求高的模具 Gr12MoV 淬火中温回火55HRC 同上，但热处理变形小、抛光性好 各种模板、推板、固定板、模座等一定的强度和刚度45、50、40Gr调制200HBS结构钢Q235球墨铸铁用于大型模具HT200仅用于模座。3.2 加工仿真本设计在塑料模具制造时采用了新的设计制造工艺方法路线：首先利用Pro/ENGINEER或MasterCAM等先进的CAD/CAM软件进行产品的3D图形设计。然后根据产品的特点设计模具结构，生成模具型腔实体图。再在MasterCAM中根据模具型腔的特点绘制CNC数控加工工艺图，拟定数控加工工艺路线，输入加工参数，生成刀具路径。最后进行三维加工动态仿真，生成加工程序，并输送到数控机床进行自动加工。MasterCAM软件能够进行数控自动编程，但是数控编程之前的加工工艺分析和规划必须由用户自行完成。本模具型腔、型芯的加工可采用粗加工半精加工精加工辅助加工的加工工艺。以粗加工为例,其刀具路径生成步骤如下：a)在主功能区依次单击Toolpaths 和Surface 命令；b)在主功能区选择粗加工；c)选择加工方式为平行铣削加工；d)系统提示区显示Select Drive Surface，则窗选整个手机，在主功能区选Solids ，将Surface后的Y改为N，用鼠标单击屏幕中的注射模型芯，选取整个实体，点击Done/ Done ；e)确定刀具参数及生成刀具路径。在Tool Parameters 空白区域单击鼠标右键，选GetTool From Library , 从刀库中直接选取圆头铣刀，点击Surface Parameters 标签, 设置安全高度Clearance 、退刀高度Retract 、进给高度Feed等参数。点击平行铣削粗加工参数，设置好最大步距。工序步骤： a) 使用直径8mm的指状铣刀铣削出外轮廓，转速2000，粗铣削进给量0.5mm,进给次数50，精铣削进给量0.5mm，加工余量0.3mm；b)使用直径3mm的指状铣刀进行精加工，转速2200，精铣削进给量0.05m