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水杯
注塑
工艺
模具设计
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带把水杯注塑工艺及模具设计专 业:学 生:指 导 教 师:完 成 日 期: 36摘 要模具是工业的重要工艺装备,是许多工业产品生产中不可缺少的组成部分。塑料作为现代社会经济发展的基础材料之一,是农业、工业、能源、交通运输等经济领域不可缺少的重要材料,其用途已渗透到经济和生活的各个领域,和钢铁、木材、水泥成为材料领域的四大支柱。模具是工业生产的基础工艺装备,被各行业广泛用于生产最终产品,其产生的价值往往是模具自身价值的几十倍、上百倍,被誉为“效益放大器”。本设计为带柄带把水杯模具制作设计,它系统的介绍了带柄带把水杯模具中的各个零部件的加工工艺过程及整套模具的装配和使用。其中,涉及到注射机各种参数的选取、零部件的加工方法、注射模的结构及相关的计算问题及特种加工工艺。在该模具设计中,利用CAD绘制了零件图和装配图。本设计在保证加工质量的前提下,尽量做到在提高生产率的同时把生产成本降到最低。关键词: 模具; 注射机; 塑料。AbstractThe mould is an important technicalequipment industry,is an indispensable partin the production ofmany industrialproducts.Plasticas one of themodernsocial and economic development of thebasic materials,is an important material foragricultural,industrial,energy,transportation and otherareas of the economyindispensable,its usehaspenetrated into all fields ofeconomic and social life,and the iron and steel,wood,cement has becomethe four pillarmaterials field.Moldis the foundationof industrial production technology and equipment,the industry was widelyused in the production ofthe final product,itsvalueis oftenseveral timesthe value of the mold itself,a hundred times,known as thebenefitamplifier.The design for theshankcup moulddesign,itintroduced the system ofassemblyandmachining processof each parts ofshankcupin the moldanddie package.Theinjection machine,relates tothe selection of various parameters,parts of the processingmethod,the structure of the injection mouldand the relatedcomputational problems andspecial processing technology.Inthe design,to draw the partdrawing and assemblydrawing with CAD.This design inthe premise of ensuring the processing quality,as far as possible tominimize the cost of productionwhile improving the productivity.Keywords:mould;injection machine;plastic.目 录摘要Abstract 第一章 绪论11.1模具及模具工业的发展与现状11.2塑料成型模具的种类21.3注射模具的发展方向2第二章 塑料成型工艺42.1 塑件材料的选择42.2确定成型方法42.3注塑成型工艺过程42.3.1 成型前的准备42.3.2 注塑成型过程42.3.3、塑件的后处理62.4塑件的结构工艺性62.5 塑件成型工艺参数72.5.1 温度72.5.2 压力82.5.3 成型周期9第三章 带柄带把水杯注射模具设计103.1注塑成型设备103.1.1注塑机结构组成103.1.2 注塑机的分类103.1.3 注塑机的型号规格103.2注射模具分类及典型结构113.2.1注射模分类113.2.2注射模典型结构113.3带柄带把水杯模具的结构设计143.3.1分型面位置的确定143.3.2型腔数量的确定143.3.3 浇注系统设计153.3.4 成型零件设计163.3.5 合模导向机构设计173.3.6 推出机构设计183.3.7 模具温度调节系统设计203.3.8 标准模架的选用203.3.9 模架的尺寸计算213.4 注射模具与注射机的关系223.4.1最大注射量的校核223.4.2注射压力的校核223.4.3锁模力的校核233.4.4开模行程的校核23第四章 带柄带把水杯模具三维设计254.1带柄带把水杯三维造型及模具设计254.2 模架设计274.2.1 定义模具模架274.2.2 添加设备284.2.3 设计顶出机构294.2.4 设计冷却系统29第五章 带柄带把水杯注射仿真分析315.1 Pro/e塑料顾问的简介315.2 塑料顾问模块的进入315.3 分析功能应用315.4 分析结果315.5分析结果的输出335.6 注射仿真分析的优缺点33第六章 小结与展望346.1小结346.2展望34致 谢35参考文献36附 录37吕云涛 带柄带把水杯注塑工艺及模具设计第一章 绪论1.1模具及模具工业的发展与现状整体来看,中国塑料模具无论是在数量上,还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步,但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比,差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时,一些低档塑料模具却供过于求,市场竞争激烈,还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。加入WTO,给塑料模具产业带来了巨大的挑战,同时带来更多的机会。由于中国塑料模具以中低档产品为主,产品价格优势明显,有些甚至只有国外产品价格的1/51/3,加入WTO后,国外同类产品对国内冲击不大,而中国中低档模具的出口量则加大;在高精模具方面,加入WTO前本来就主要依靠进口,加入WTO后,不仅为高精尖产品的进口带来了更多的便利,同时还促使更多外资来中国建厂,带来国外先进的模具技术和管理经验,对培养中国的专业模具人才起到了推动作用。虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅,但所增加的绝对量仍是进口大于出口,致使模具外贸逆差逐年增大。这一状况在2006年已得到改善,逆差略有减少。模具外贸逆差增大主要有两方面原因:一是国民经济持续高速发展,特别是汽车产业的高速发展带来了对模具旺盛需求,有些高档模具国内的确生产不了,只好进口;但也确实有一些模具国内可以生产,也在进口。这与中国现行的关税政策及项目审批制度有关。二是对模具出口鼓励不够。现在模具与其它机电产品一样,出口退税率只有13%,而未达17%。从市场情况来看,塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具,并大力开发国际市场,发展出口模具。随着中国塑料工业,特别是工程塑料的高速发展,可以预见,中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度,未来几年年增长率仍将保持20%左右的水平。1.2塑料成型模具的种类1. 注射模注射模又称注塑模。塑料注射成型是在金属压铸成型的基础上发展起来的,成型所使用的设备是注射机。注射模通常适合于热塑性塑料的成型,目前部分热固性塑料也可以采用该方法。塑料注射成型是塑料成型生产中自动化程度最高、采用最广泛的一种成型方法。2. 压缩模压缩模又称压塑模或压胶模。塑料压缩成型是塑件成型方法中较早采用的一种方法。成型所使用的设备是塑料成型压力机,是热固性塑料通常采用的成型方法之一。与塑料注射成型相比,压缩模成型周期较长,生产效率较低。3. 压注模压注模又称传递模。压注成型所使用的设备和塑料的适应性与压缩成型完全相同,只是模具的结构不同。4. 挤出模 挤出模是安装在挤出机料筒端部进行生产的,因此也称为挤出机头。成型所使用的设备是塑料挤出机。只有热塑性塑料才能采用挤出成型。5. 气动成型模气动成型模是指利用气体作为动力介质成型塑料制件的模具。气动成型包括中空吹塑成型、抽真空成型和压缩空气成型等。与其他模具相比较,气动成型模具结构最为简单,只有热塑性塑料才能采用气动成型。除了上述介绍的几种常用的塑料成型模具外,还有浇铸成型模、泡沫塑料成型模、聚四氟乙烯冷压成型模和滚塑模等。1.3注射模具的发展方向1.开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。2.研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。3.推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量,并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源,所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准,积极生产价廉高质量的元器件,是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下,大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制,而且其常用于较复杂的大型制品,模具设计和控制的难度较大,因此,开发气体辅助成型流动分析软件,显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度,继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。4.应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。因此,放眼未来,模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展,模具产品的技术含量不断提高,模具制造周期不断缩短,模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展,模具企业向着技术集成化、设备精良化、产批品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。第二章 塑料成型工艺2.1 塑件材料的选择考虑到带把水杯的工作环境及作用来看,聚碳酸脂(PC)具有工作环境所需的性能。 PC属于热塑性塑料。(热塑性塑料在特定的温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。)PC的性能: 综合性能较好,无毒,化学稳定性好,耐水、油等;吸水性较小,透光率很高,介电性能良好。PC的用途: 适于制作传递中、小负荷的零部件;因PC无毒无味,可以制造医疗器械,小型日常用品等;因透光率较高,可制造大型灯罩、门窗玻璃等等透明制品。PC是非结晶型的线型结构的高聚物为此确定使用材料为:聚碳酸脂:PC2.2确定成型方法塑料的种类很多,其成型的方法也很多,有注射成型、压缩成型、压注成型、挤出成型、气动与液压成型、泡沫塑料的成型等,其中前四种方法最为常用。其中,注射成型所用模具称为注射成型模具,简称注射模。注射模主要应用于成型热塑性塑料,因此根据对零件的分析,该PC材料的塑料带把水杯用注射成型为最佳2.3注塑成型工艺过程2.3.1成型前的准备为使注塑成型过程顺利进行和保证塑件质量,成型前应该对所用塑料原料和设备作好一些准备工作。(1)检验塑料原料的色泽、颗粒大小、均匀性等;测定塑料的工艺性能;如果来料是粉料,则有时还需要对其进行染色和造粒;对易吸湿的塑料进行充分的干燥和预热。(2)对料筒进行清洗或拆换。(3)塑件带有金属嵌件时,应对嵌件进行预热,防止嵌件周围产生过大内应力。(4)脱模困难的塑件,要选择合适的脱模剂。脱模剂是使塑料制件容易从模具中脱出而覆在模具表面的一种助剂。常用的脱模剂有硬脂酸锌、液体石蜡、硅油等2.3.2注塑成型过程注塑过程如图2-1,首先将准备好的塑料加入注塑机的料斗,然后送进加热的料筒中,经过加热熔融塑化成粘流态塑料,在注塑机的柱塞或螺杆的高压推动下经喷嘴压入模具型腔,塑料充满型腔后,需要保压一定时间,使塑件在型腔中冷却、硬化、定型,压力撤消后开模,并利用注塑机的顶出机构使塑件脱模,最后取出塑件。这样就完成了一次注塑成型工作循环,以后是不断重复上述周期的生产过程。由上面的说明可以知道,注塑成型过程包括加料、塑化、注射、脱模等几个步骤。塑化是颗粒状塑料在注射机料筒中经过加热达到粘流状态并且具有良好可塑性的过程。对塑料的塑化要求是:塑料熔体在进入型腔之前,既要达到规定的成型温度,并要在规定的时间内提供足够量的熔融塑化料各处的温度尽量均匀一致,不发生或极少发生热分解以确保生产的顺利进行。螺杆式注塑机对塑料的塑化比柱塞式注塑机好得多。不管是何种形式的注塑机,注射过程均可分为充模、保压、倒流、浇口冻结后的冷却四个阶段。充模阶段是从柱塞或螺杆开始向前移动起,到塑料熔体经过喷嘴及模具浇注系统充满型腔时为止。塑料熔体充满型腔后,熔体开始冷却收缩,但柱塞或螺杆继续保持施压状态,料筒内的熔料会向模具型腔内继续流入进行补缩,以形成形状完整而致密的塑件。这一阶段称为保压阶段。 图2-1 注塑成型原理示意图1-料斗 2-螺杆 3-注塑模具。倒流阶段是柱塞或螺杆开始后退保压结束时开始的,这时型腔内的压力比流道内的高,因此会发生塑料熔体的倒流,从而使型腔内的压力迅速下降,直到浇口处熔料冻结倒流才结束。如果保压结束之前浇口已经冻结或者在喷嘴中装有止逆阀,则倒流阶段就不会存在。浇口冻结后的冷却是从浇口的塑料完全冻结时开始,这一阶段型腔内塑料继续进行冷却,没有塑料从浇口处流进或流出,但型腔内还可能有少量的流动。应该指出,塑料从注入型腔后即被冷却,直至脱模时为止。脱模是塑件冷却到一定温度后开模,在推出机构的作用下将塑料制件推出模外的过程。2.3.3塑件的后处理(1)退火处理 退火处理是将塑料制件放在定温的加热液体介质中(如热水、热的矿物油、甘油、乙二醇和液体石蜡)或热空气循环烘箱中静置一段时间,然后缓慢冷却的过程。目的是减少或消除塑件的内应力。(2)调湿处理 调湿处理是将刚脱模的塑件放在热水中隔绝空气进行防止氧化的退火,同时加快达到吸湿平衡的一种后处理方法。目的是使塑件的颜色、性能、尺寸得到稳定。聚酰胺类塑料制件通常需要进行调湿处理。2.4塑件的结构工艺性 要想获得合格的塑料制件,除合理选用塑件的原材料外,还必须考虑塑件的结工艺要求,才能设计出合理的模具结构,以防止成型时产生气泡、缩孔、凹陷及开裂等缺陷,达到提高生产率和降低成本的目的。塑件结构工艺性设计的主要内容包括:尺寸和精度、表面粗糙度、塑件形状、壁厚、斜度、加强筋、支承面、圆角、1、壁厚塑料制品的壁厚对制品质量有至关重要的影响。壁厚过后,不但用料多,成本高还容易产生气泡、缩化、凹陷等缺陷,而且冷却时间长生产效率低(对热塑性塑料制品而言)。壁厚过薄,成型困难,流动阻力大,尤其是大型制品和形状复杂制品。制品最小壁厚的确定原则:(1)脱模时受顶出零件的推力不变形;(2)能承受装配时紧固力。壁厚因制品大小和塑料品种的不同而异。热塑性塑料制品的最小壁厚可达到0.25mm,但一般在(0.60.9)mm之间。常用壁厚为(24)mm。塑料带把水杯就取壁厚为3mm2、制品的精度影响制品精度的因素较多。首先是模具的制造精度和模具的磨损量,其次是成型工艺条件的变化所引起的塑料收缩率的波动。另外,成型后的实效率变化和模具结构形式对尺寸精度也有一定的影响。因此,对塑料制品的精度要求不能过高,应在保证使用性能的情况下,尽可能选用低精度等级。3、制品的表面粗糙度塑料制品的表面粗糙度主要取决于成型模具型腔表面的粗糙度。另外,塑料品种,成型工艺以及成型模具型腔表面的磨损和腐蚀对制品的表面粗糙度也有一定的影响。一般情况下,模具型腔表面的粗糙度也有一定的影响。一般情况下,模具型腔表面的粗糙度要比所成型制品的表面粗糙度低1-2级。本课题可选用Ra(3.20.2)m2.5 塑件成型工艺参数2.5.1温度在注塑成型时需控制的温度有料筒温度、喷嘴温度、模具温度等。(1)料筒温度 料筒温度应控制在塑料的粘流温度Tf(对结晶型塑料为熔点Tm)和热分解温度Td之间。料筒温度直接影响到塑料熔体充模过程和塑件的质量。料筒温度高,有利于注射压力向模具型腔内传递,另外,使熔体粘度降低,提高流动性,从而改善成型性能,提高生产率,降低制品表面粗糙度。但料筒温度过高,时间过长时,塑料的热降解量增大,塑件的质量会受到很大影响。选择料筒温度时,应考虑以下几方面的影响因素: 塑料的特性 热敏性塑料如聚甲醛、聚氯乙烯等要严格控制料筒的最高温度和在料筒中的停留时间;玻璃纤维增强的热塑性塑料由于流动性差而要适当提高料筒温度;对于热固性塑料,为防止熔体在料筒内发生早期硬化,料筒温度倾向于取小值。 注塑机类型 螺杆式注塑机由于螺杆转动时的剪切作用能获得较大的摩擦热,促进塑料的塑化,因而料筒温度选择比柱塞式注塑机低1020。 塑件及模具结构特点 薄壁塑件的型腔比较狭窄,塑料熔体注入时的阻力大,冷却快。料筒温度应选择高一些,反之则低一些。对于形状复杂或带有嵌件的制件,或者熔体充模流程曲折较多或较长时,料筒温度也应选择高一些。料筒温度并不是一个恒温,而是从料斗一侧开始到喷嘴为止是逐步升高的,这样可使塑料温度平稳上升达到均匀塑化的目的。(2)喷嘴温度 选择喷嘴温度时,考虑到塑料熔体与喷孔之间的摩擦热能使熔体经过喷嘴后出现很高的温升,为防止熔体在直通式喷嘴可能发生的“流涎现象”,通常喷嘴温度略低于料筒的最高温度。但对于热固性塑料一般都将喷嘴温度的取值高于料筒温度,这样一方面使其自身具有良好的流动性,另一方面又能接近硬化温度的临界值,即保证了注射成型,又有利于硬化定型。料筒温度和喷嘴温度主要影响塑料的塑化和流动,由于其影响因素很多,一般都在成型前通过“对空注射法”或“塑件的直观分析法”来进行调整,以便从中确定最佳的料筒和喷嘴温度。(3)模具温度 模具温度主要影响塑料在型腔内的流动和冷却,它的高低决定于塑料的结晶性、塑件的尺寸与结构、性能要求以及其他工艺条件(熔料温度、注射压力及注射速度、成型周期等)。如对于熔体粘度高的非结晶型塑料应采用较高的模温;塑件壁厚大时模温一般要高,以减小内应力和防止塑件出现凹陷等缺陷。对于热固性塑料模具温度一般较高,通常控制在150220 度范围,另外动模温度有时还需要比定模高出1015 ,这样会更有利于塑件硬化定型。模具温度根据不同塑料的成型条件,通过模具的冷却(或加热)系统控制。对于要求模具温度较低的塑料,如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、ABS塑料、聚氯乙烯等应在模具上设冷却装置;对模具温度要求较高的塑料,如聚碳酸脂、聚砜、聚甲醛、聚苯醚等应在模具上设加热系统。2.5.2压力注塑成型过程中的压力包括塑化压力和注射压力两种。(1)塑化压力 塑化压力又称背压,是注塑机螺杆顶部熔体在螺杆转动后退时受到的压力。一般操作中,塑化压力应在保证塑件质量的前提下越低越好,具体数值随所选用的塑料品种而变化,通常很少超过6 MPa。但要注意的是,背压力如果过小,物料易充入空气,使计量不准确,塑化不均匀。(2)注射压力 注射压力是指柱塞或螺杆头部注射时对塑料熔体所施加的压力。它的作用:一是克服塑料熔体从料筒流向型腔时的阻力,保证一定的充模速率;二是对塑料熔体进行压实。注射压力的大小,取决于塑料品种、注射机类型、模具浇注系统的结构、尺寸与表面粗糙度、模具温度、塑件的壁厚及流程大小等多种因素。确定注射压力的原则是: 对于热塑性塑料,注射压力一般在40130 MPa之间。熔体粘度高,冷却速度快的塑料以及成型薄壁和长流程的塑件,采用高压注射有利于充满型腔;成型玻璃纤维增强塑料时采用高压注射有利于塑件表面光洁。其他均应选用低压慢速注射为宜。但要提醒的是,如果注射压力过高,塑件易产生飞边使脱模困难,另外使塑件产生较大的内应力,甚至成为废品。注射压力过低则易产生物料充不满型腔,甚至根本不能成型等现象。 对于热固性塑料,由于熔料中填料较多,粘度较大,且在注射过程中对熔体有温升要求,注射压力一般要选择大一些,常用范围约为100170 MPa。 在其他条件相同的情况下,柱塞式注塑机作用的注塑压力应比螺杆式的大,因为塑料在柱塞式注塑机料筒内的压力损失比螺杆式的大。2.5.5时间(成型周期)完成一次注塑过程所需的时间称为注塑成型周期。它包括以下几部分:(1)注射时间 注射时间包括充模时间、保压时间和合模冷却时间。其中保压时间和冷却时间合计为总的冷却时间。充模时间直接反比于充模速率,生产中约为35 s。保压时间就是对塑料的压实时间,在整个注射时间中所占比例较大,约为20120 s。冷却时间以保证塑件脱模时不引起变形为原则,一般约为30120 s。生产中注射时间一般在0.52min,厚大件可达510 min。(2)其他时间(辅助时间)包括开模、脱模、涂脱模剂、安放嵌件、合模等时间。第三章 带柄带把水杯注塑模具设计3.1注塑成型设备注塑机是利用塑料成型模具将热塑性塑料或热固性塑料原料制成塑料制件的注射成型设备,也是应用最广的塑料成型设备。3.1.1注塑机结构组成注射成型机通常由注射装置、合模装置、液压传动系统、电器控制系统等组成,如图2-2所示。注射装置使塑料均匀地塑化成熔融状态,并以足够的速度和压力将一定量的熔料注射进模具型腔。合模装置也称锁模装置,保证注射模具可靠地闭合,实现模具开、合动作以及顶出制件。液压和电器控制系统保证注射机按预定工艺过程的要求(如压力、温度、速度和时间)和动作程序准确有效工作。3.1.2注塑机的分类注塑机的分类方法很多,目前使用较多的是按注塑机外形特征分类,这种分类方法主要是根据注塑机的合模装置和注射装置的相对位置进行分类的。1、卧式注塑机 合模装置与注射装置的运动轴线呈一线水平排列,具有机身低,操作、维修方便,自动化程度高等特点。所以这种形式应用最广,对大、中、小型都适用,是目前注塑机最基本的形式。2、立式注塑机 合模装置与注射装置的运动轴线呈一线并垂直排列,具有占地面积小,模具拆装容易,模具内安放嵌件方便等优点。但制品顶出后不易脱落,不易实现全自动化操作,且机身高,加料、维修不方便。目前小型注塑机常采用这种形式。3、角式注塑机 合模装置和注射装置的运动轴线互成垂直排列,其优缺点介于立式和卧式之间,使用也较普遍,大、中、小型注塑机均有。3.1.3 注塑机的型号规格注塑机型号规格是用来表示注塑机加工能力的,而反映注塑机加工能力的主要参数是公称注射量和锁模力。因此常用公称注射容积数量和锁模力大小来表示注塑机型号规格。公称注射量是指注塑机在注射螺杆(或柱塞)作一次最大注射行程时,注射装置所能达到的对空注射量。锁模力是由合模机构所能产生的最大模具闭紧力决定的,它反映了注塑机成型制品面积的大小。一般用注塑机的公称注射量和锁模力同时来表示注塑机的加工能力,并以此作为注塑机的系列规格。国产注塑机的型号表示为:XS-ZY-125/90,型号中:X表示(成)形(机),S表示塑料,Z表示注射,Y表示预塑式,125表示公称注射量为125 cm3,90表示最大锁模力为9010 kN。3.2注射模具分类及典型结构3.2.1注射模分类注射模具的分类方法很多。按其所用注射机的类型可分为卧室注射机用的模具、立式注射机用的模具、角式注射机用的模具;按所成型的塑料制品材料分,可分为热塑性塑料注射模和热固性塑料注射模。按注射模的整体结构分,可分为单分型面注射模、双分型面注射模、垂直分型面注射模、有侧面分型和抽芯结构的注射模、定模有定距推板结构的注射模、直角注射成型机上用的专用注射模、有活动向镶件的注射模等。按浇注系统的结构分,可分为浇注系统为热流道结构的注射模、浇注系统为绝热流道结构的注射模、浇注系统为温流道结构的注射模。3.2.2注射模典型结构1、单分型面注射模单分型面注射模也称二板式注射模,如图3-1所示。它是注射模中最简单的一种结构形式。这种模具只有一个分型面。单分型面注射模具可以根据需要,既可以设计成单型腔注射模,也可以设计成多型腔注射模,应用十分广泛。图3-1 单分型面注射模1动模板 2定模板 3冷却水道 4定模座板 5定位圈 6浇口套 7凸模 8导套 9导套 10动模座板 11支 12支承柱 13推板 14推杆固定 15拉料杆 16推板导柱 17推板导套 18推杆 19复位杆 20垫块其工作原理为:合模时,在导柱的导向定位下,动模和定模闭合。型腔由定模板上是凹模与固定在动模板上的凸模组成,并由注射机合模系统提供的锁模力锁紧。然后注射机开始注射,塑料熔体经定模板上的浇注系统进入型腔,待熔体充满型腔并经过保压、补缩和冷却定型后开模。开模时,注射机合模系统带动动模后退,模具从分型面分开,塑料件包在凸模上随动模一起后退,同时拉料杆将浇注系统的主流道凝料从浇口套中拉出。当动模移动一定距离后,注射机的顶杆接触推板,推出机构开始动作,使推杆和拉料杆分别将塑件及浇注系统凝料从凸模推出,塑件与浇注系统凝料一起从模具中落下,至此完成一次注射过程。推出机构靠复位杆复位并准备下一次注射。2、双分型面注射模双分型面注射模具有两个分型面,如图3-2所示。第一个分型面A-A是定模板与中间板的分型后浇注系统凝料由此脱出,第二个分型面B-B是中间板与推件板之间的分型,分型后塑件由此脱出。与单分型面注射模具比较,双分型面注射模具在定模部分增加了一块可以局部移动的中间板,所以也叫三板模(动模板、中间板、定模板)注射模具。双分型面注射模常用于点浇口进料的单型腔或多型腔的注射模具,开模时,中间板在定模的导柱上与定模板作定距离分离,以便在这两模板之间取出浇注系统凝料。图3-2 双分型面注射模1支架 2支承板 3型芯固定板 4推件板导柱 5导柱 6限位销 7弹簧 8定距拉板 9推板 10推杆固定板11推杆 12导柱 13中间板 14定模座板 15导套 16浇口套 17型芯其工作原理为:开模时,注射机开合模系统带动动模部分后移。由于弹簧的作用,模具首先在A分型面分型,中间板随动模一起后移,主流道凝料随之拉出。当动模部分移动一定距离后,固定在中间板上的限位销与定距拉板左端接触,使中间板停止移动。动模继续后移,B分型面分型。因塑件包紧在型芯上,这时浇注系统凝料在浇口处自行拉断,然后在A分型面之间自行脱落或由人工取出。动模部分继续后移,当注射机的推杆接触推板时,推出机构开始工作,推件板在推杆的推动下将塑件从型芯上推出,塑件在B分型面之间自行落下。3、斜导柱侧向分型与抽芯注射模当塑件侧壁有通孔、凹穴或凸台时,其成型零件必须制成可侧向移动的,否则塑件无法脱模。带动型芯滑块侧向移动的整个机构称侧向分型与抽芯机构。如图3-3所示为斜导柱侧向抽芯的注射模,其中的侧向抽芯机构是由斜导柱和侧型芯滑块所组成的,此外还有楔紧块、挡块、滑块拉杆、弹簧等一些辅助零件。图3-3 斜导柱侧向分型与抽芯注射模1动模座板 2垫块 3支承板 4动模板 5挡块 6螺母 7弹簧 8滑块拉杆 9楔紧块 10斜导柱 11侧型芯滑块12型芯 13浇口套 14定模座板 15导柱 16定模板 17推杆 18拉料杆 19推杆固定板 20推板 其工作原理为:开模时,动模部分向后移动,开模力通过斜导柱作用于侧型芯滑块,迫使其在动模板的导滑槽内向外滑动,直至滑块与塑件脱开,完成侧向抽芯动作。这时塑件包在型芯上随动模继续后移,直到注射机顶杆与模具推板接触,推出机构开始工作,推杆将塑件从型芯上推出。合模时,复位杆使推出机构复位,斜导柱使侧型芯滑块向内动复位,最后由楔紧块锁紧。斜导柱侧向抽芯结束后,侧型心滑块应有准确的位置,以便在合模时斜导柱能顺利插入滑块的斜导孔中使滑块复位。图3-3的定位装置是由挡块、滑块拉杆、螺母和弹簧组成的。楔紧块是防止注射时熔体压力使侧型芯滑块产生位移而设置的,其上面的斜面应与侧型芯滑块上斜面的斜度一致,在设计时应留有一定的修正余量,以便装配时修正。4、带有活动镶件的注射模图3-4 带有活动镶件的注射模1定模板 2导柱 3活动镶块 4型芯座 5动模板 6支承块 8弹簧 9推杆 10推杆固定板 11推板 有些塑件上虽然有侧向的通孔及凹凸形状,但还有更特殊的要求,如模具上需要设置螺纹型芯或螺纹型环等。这样的模具有时很难用侧向抽芯机构来满足侧向抽芯的要求。为了简化模具结构,将不采用斜导柱、斜滑块等机构,而是在型腔的局部设置镶件。开模时,这些活动镶件不能简单的沿开模方向与塑件分离,而是必须在塑件脱模时连同塑件一起移出模外,然后通过手工或专门的工具将它与塑件分离,在下一次合模注射之前,再重新将其放入模内。 采用活动镶件结构形式的模具,其优点不仅省去了斜导柱、滑块等负责结构的设计与制造,使模具外形缩小,大大降低了模具的制造成本,更主要的是在某些无法安排斜滑块等结构的场合,必须使用活动镶件形式。这种方法的缺点是操作时安全性差,生产效率较低。如图3-4所示的是带有活动镶件的注射模。开模时,塑件包在型芯和活动镶件上,随动模部分向左移动而脱离动模板,分型到一定距离,推出机构开始工作,设置在活动镶件上的推杆将活动镶件连同塑件一起推出型芯脱模,由人工将活动镶件从塑件上取下。合模时,推杆在弹簧的作用下复位,推杆复位后动模板停止移动,然后人工将活动镶件重新插入定位孔中,再合模后进行下一次的注射动作。3.3塑料带把水杯模具的结构设计进行塑料带把水杯模具结构方案设计,需要考虑以下几个方面,包括分型面位置的确定、型腔数量的确定、浇注系统设计、成型零件设计、合模导向机构设计、推出机构设计、模具温度调节系统、标准模架的选用及模架的尺寸计算。3.3.1分型面位置的确定分型面是模具上用于取出塑件和(或)浇注系统冷凝料的可分离的接触表面。分型面的设计原则:分型面应选择在塑件断面轮廓最大的位置,以便顺利脱模。塑件分型面决定了模具的基本结构和飞边产生的位置,根据该塑料带把水杯的形状要求,外表面要求精美、无明显的毛刺,另外,带把水杯手柄部位形状比较复杂,所以,将分型面选择在带把水杯中间剖切面上。这样,不致影响塑件外观,既有利于脱模(注:分型面应使塑料件在开模时留在有脱模机构的一边,通常是在动模一侧。),又使模具的加工制造更容易。3.3.2型腔数量的确定型腔的布置形式有很多,在布置型腔时,要求塑料通过流道那能够顺利到达型腔。通过对塑件结构分析,进行一模一腔和一模两腔对比设计,考虑浇口位置的设计,由于塑件中等尺寸,产量不大,采用一模一件即可满足生产需要,采用直浇口,塑件质量容易保证,从零件上端中心进料,料流比较顺畅,不易产生熔接痕与气泡缺陷。而一模两件或一模多件的对称布置,生产效率较高,采用侧浇口,从分型面进料,模具结构简单,但浇口位置不是进料的最佳位置,塑件容易产生熔接痕。3.3.3 浇注系统设计浇注系统是指模具中塑料熔体由注射机喷嘴至型腔之间的进料通道。其作用是将塑料熔体充满型腔并将注射压力传递到型腔的各个部位,以获得组织致密、轮廓清晰、表面光洁、尺寸精确地塑件。1、对浇注系统的简要分析浇口位置的选择原则:(1)尽量缩短流动距离;(2)浇口应开设在塑件壁厚最大处;(3)必须尽量减少熔接痕;(4)应有利于型腔中气体排出;(5)考虑分子定向影响;(6)避免产生喷射和蠕动;(7)浇口处避免弯曲和受冲击载荷;(8)注意对外观质量的影响。2、浇注系统组成浇注系统由主流道、进料浇口和冷料穴组成。3、主流道尺寸设计根据所选注射机,则流道小端尺寸为d=注射剂喷嘴尺寸(0.51)=41=5mm主流道球面半径为SR喷嘴球面半径(12)18220mm(2)主流道村套形式主流道长度取40mm,约等于定模板的厚度。材料用T10A钢,热处理淬后表面硬度为53HRC-57HRC。(3)流道凝料体积式中4、分流道的设计分流道的尺寸:分流道尺寸由塑料品种、塑件的大小及流道长度确定。大多数塑料所用的分流道的直径为6mm10mm,先预定用6mm,通过塑料顾问分析再决定。 分流道的布置:选用平衡式的圆形分流道布局,即分流道到各型腔浇口的长度、断面形状、尺寸都相同。3.3.4 成型零件设计注射模的成型零件是指构成模具型腔的零件,通常包括凹模、型芯,以及各种型杆和成型镶块。本设计主要涉及对凹模和型芯的设计。1、成型零件结构设计成型零件在工作时与塑料直接接触,成型塑件。进行成型零件的结构设计时,既要考虑保证获得合格的塑件,又要便于加工制造,还要注意尽量节约贵重模具材料,以降低模具成本。(1)凹模的结构设计凹模是成型制品外表面的成型零件,是制品外表面形状、结构的复制。对于本课题,选用整体镶入结构的凹模结构。整体镶入结构的凹模,结构简单易于制造,也便于维修和更换,一致性较好。(2)凸模的结构设计凸模即成型塑料制品内表面的型芯。对于本课题,选用整体镶入结构的凸模。整体镶入结构的凸模,结构简单易于制造,也便于更换。2、成型零件工作尺寸的计算1. 凹模径向尺寸:LM=(1+Scp)Ls-3/40+z=(1+0.5%)*71.5-3/4*0.20+0.03=71.710+0.033/4项,系数随塑件精度和尺寸变化LM-凹件径向尺寸(mm)Ls塑件径向公称尺寸(mm)Scp塑料的平均收缩率(%)塑料公差值(mm)z-凹模制造公差(mm)2. 凹模深度尺寸:HM=(1+Scp)Hs-2/3 0+z=(1+0.5%)*90-2/3*0.2 0+0.03=90.320+0.032/3项,有资料介绍系数为0.5HM-凹模深度尺寸(mm)Hs塑件高度公称尺寸(mm)z-凹模深度制造公差(mm)其余符号同上3. 型芯径向尺寸:LM=(1+Scp)Ls+3/40-z=(1+0.5%)*63.5+3/4*0.20-0.03=63.670-0.033/4项,系数随塑件精度和尺寸变化LM型芯径向尺寸(mm)z型芯制造公差(mm)其余符号同上4. 型芯高度尺寸:HM=(1+Scp)Hs+2/3 0-z =(1+0.5%)*86+2/3*0.2 0-0.03 =86.300-0.032/3项,有资料介绍系数为0.5HM型芯高度尺寸(mm)Hs塑件孔深度尺寸(mm)z型芯高度制造公差(mm)其余符号同上5. 中心距尺寸计算a=(1+Scp)Ls=(1+0.5%)*1000.015=100.50.015mm3.3.5 合模导向机构设计合模导向机构是保证动、定模或在上、下模合模时,正确的定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式,通常采用导柱导向定位,导向机构的作用有以下三点。1、定位作用模具闭合后,保证动、定模或上下模位置正确,保证型腔的形状和尺寸精度。导向机构在模具装配过程中也起到定位作用,即便与模具的装配与调整。2、导向作用 合模时,首先是导向零件接触,引导动、定模或上、下模准确闭合,避免型芯先进入型腔造成零件的损坏。3、承受一定的侧向压力 塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧向压力或受成型设备精度低的影响,导柱将承受一定的侧向压力,以保证模具的正常工作。若侧向压力很大或精度要求高时,则不能单靠导柱来承担,需增设锥面定位机构来承担侧向压力。4、导柱的机构形式导柱的结构形式和尺寸一标准化,常见的结构形式有带头导柱和有肩导柱。有时为减小导柱与导柱孔间的摩擦,在导柱的工作部位设置粗油槽来存储润滑剂。导柱的直径可由模板外形尺寸确定。导柱应合理均布在模具分型面的四周,导柱中心至模具外缘应有足够的距离,以保证模具的强度。为了保证动模和定模只能按一个方向合模,导柱的布置方式采用等直径导柱的不对称布置或者不等直径的对称布置。本设计采用等直径的不对称布置,导柱形式为带头导柱,公称直径d=25mm。3.3.6 推出机构设计推出机构总的设计要求为:1、推出机构应尽可能设置在动模上,以便利用注射机驱动推出机构,当塑件因形状等关系不能保证留在动模端时,则须采用强留措施,或在定模上设置推出机构2、推出机构须动作可靠、运动灵活、制造方便、维修与更换容易;3、根据塑件的尺寸、形状及塑件材料等选用推杆、推杆的位置及数量,以保证塑件不发生变形、破裂、擦伤以及外观、精度等质量要求。因此,推杆应设置在塑件承力较大的位置;4、对塑件推出阻力较大的部位,须有足够的推出力,以保证塑件各部位均匀推出;5、推杆孔须与推板运动方向平行,与推杆的配合不能过紧或过松,避免推杆折损或产生毛边,造成不易推出,标准规定采用 H7f6 配合。1. 脱模力的计算=71.586*10(0.18sin20+cos20) =193.42kN其中,Fc抽芯力(N)c侧型芯成形部分的截面平均周长。h侧型芯成形部分的高度。p塑件对侧抽芯的收缩力(包紧力),模内冷却的塑件p(0.81.2)107 Pa。取p1.0107 Pa。塑件在热关态时对钢的摩擦系数,一般0.150.2,取0.18。侧抽芯的脱模斜度或倾余角,取20。2. 抽芯距的计算抽芯距是指型芯从成型位置抽至不妨碍塑件脱模的位置,滑块所移动的距离。一般抽芯距等于侧孔深加23mm。则 S=S1+(2+3)mm=37.74mm 3. 斜导柱的倾斜角计算斜导柱轴向与开模方向的夹角称为斜导柱倾斜角,它是决定斜导柱抽芯机构工作效果的重要参数。的大小对斜导柱的有效工作长度、抽芯距离和受力状况等起着决定性的影响。 Lssin Hscot 式中 斜导柱的工作长度(); 抽芯距(mm); 斜导柱的倾斜角; 与抽芯距对应的开模行程(mm)。 此处H为125mm,s为37.74mm可以算出为16.8,取为154. 斜导柱的长度计算斜导柱的总长度与抽芯距、斜导柱的直径和倾斜角以及斜导柱固定板厚度等有关。斜导柱的总长度为: L=L1+L2+L3+L4= =11tan15+40/cos15+37.74/sin15+10=200.17mm取L为200mm。式中:L斜导柱总长度(mm); D斜导柱固定部分大端直径(mm); h斜导柱固定板厚度(mm);L1,L2斜导柱固定部分长度,mm; L4斜导柱工作部分长度(mm);L5斜导柱引导部分长度,一般为510mm; s抽芯距(mm)。 3.3.7 模具温度调节系统设计注射成型时向模具注射200左右的塑料熔体,使熔体在模具内冷却定型,所以模具在成型过程中还起着热交换的作用。模具温度调节系统直接影响着塑件质量和生产效率。成型的塑料品种不同,塑件的质量要求不同,对模具的温度要求也不同。对于多数塑件来说,要求的模温不高,则模具仅设置冷却系统即可。 一般塑件受成型条件影响的质量因素有:尺寸精度、形状精度、表面质量和力学性能。1、冷却系统的设计原则(1)冷却系统的布置应先于脱模机构;(2)合理地确定冷却管道的直径中心距以及与型腔壁的距离;(3)降低进出水的温度差;(4)浇口处应加强冷却;(5)应避免将冷却水道开在塑件熔接痕处,并注意干涩及密封等问题:(6)冷却水道应便于加工和清理。在本课题中采用通过冷却水道来调节模具的温度。 2、冷却回路的布置模具冷却回路的形式应根据塑件的形状、型腔内温度分布及浇口位置等情况设计成不同的形状。通常有型腔冷却和型芯冷却两种回路的结构形式。(1)型腔冷却回路本设计采用在型腔上方定模板上钻孔,钻出两条平行对称水道,外部设置进出水接头。(2)型芯冷却回路本设计采用单层冷却回路,在型芯上定模板四周钻孔,冷却水在定模板水道内循环流动。3.3.8 标准模架的选用模架是指由模板、导柱、导套和复位杆等零件组成。标准模架则是由结构、形式和尺寸都已经标准化并具有一定互换性的零件成套组合而成的一类模架。GB/ T12555 2006塑料注射模模架于2007年4月1日起实施,用于取代原来GB T12556.1 1990塑料注射模中小型模架模架国家标准。模架型号以模具所采用的浇口形式、制件脱模方法和动定模板组成数目,分为基本型4 种和派生型9种两类共13 种。基本型模架如图3-5所示,派生型模架如图3-6所示。图3-5基本型模架结构(A1A4)图3-6 派生型模架结构(P1P9)3.3.9 模架的尺寸中小型标准模架的选择方法有两种经验法,在这里选择一种计算即可。当型腔带镶件时,根据制品的外形尺寸(平面投影面积与高度)以及制品本身结构,可以确定镶件的外形尺寸,然后再按经验确定模架的大小。表3-1模架尺寸模板名称模板尺寸模板名称模板尺寸定模座板65065035支承板650550100定模固定板65055040推件板65037030定模板650550115推件板固定板65037025动模固定板65055080动模座板65065035动模板650550603.4 注射模具与注射机的关系3.4.1最大注射量的校核在一个注射成形周期内,需注射入模具内的塑料熔体的容量,应为制件和浇注系统两部分容量之和,即式中,V一个成形周期内所需注射的塑料容积(cm3)。n型腔数目。VX单个塑件的容量(cm3), (93.78cm3)。Vj浇注系统凝料和飞边所需的塑料容量(56.28cm3)。式中,Vg注塑机额定注射量(400cm3)。左边=150.06cm3 400cm33.4.2注射压力的校核为了保证产品的注塑质量,注塑时即使在高的压力下也需要一个非常稳定的注射速度(高质量注射),因此只有当所需压力不超过一定值(通常大约为最大压力的80%),液压系统的工作才能保证有相当稳定的注射性能(注射时螺杆向前运动的速度稳定)。而电机直接驱动装置高压注射时性能的下降甚至可能比液压注射装置的还要大。此外还必须考虑到可用于注射的能量有5%10%损耗在液压缸、油路中的磨擦上,对于不同的机器,这种能耗能肯定是不同的。因此,当注塑质量要求高的制品时,由于这种独特的特性,当同一套模具,更换同型号的机台时,也需重新调整工艺参数。PMAX=1.25P式中PMAX机台最大注射压力P注塑制品所需注射压力=100MP 而注射压力校核合格式中k取1.25,取80MP,属正常型浇口类。通过上面公式计算得出-锁模力符合要求。3.4.3锁模力的校核注射成形时,高压塑料熔体充满型腔时,会产生使模具沿分型面分开的胀模力,此胀模力等于塑件和浇道系统在分型面上投影面积与型腔压力之积。为防止模具分型面被胀模力顶开,必须对模具施加足够的锁模力,否则在分型面处将产生溢料现象。因此模具设计时应使注塑机的额定锁模力大于胀模力。则:式中,F注塑机额定锁模力(2540KN)。、分别为制品和浇注系统在分型面上的垂直投影面积(5420.455mm2)。塑料熔体在型腔内的平均压力(查模具设计手册)(2040MPa)锁模力校核合格3.4.4开模行程的校核选择液压机械式锁模机构的注塑机,其最大开模行程是由肘杆机构或合模液压缸的冲程所决定的,而与模具厚度无关,当模具厚度变化时可由其调模装置。用校核时只需使注塑机最大开模行程大于模具所需的开模距离即可。模具为单分型面注塑模,其最大开模行程按下式校核: 式中,Smax注塑机最大开模行程(666mm)。S模具所需开模距离(330mm)。H1塑件脱模距离(125mm)。H2包括浇注系统凝料在内的塑件高度(195mm)。代入上式可得:左边=666右边=125+195+10=330mm.通过上式可知开模的行程在允许范围内,达到设计要求。各种型号注塑机开合模系统中采用的顶出装置和最大顶出距离不尽相同,设计的模具必须与其相适应。采用注塑机XS-ZY350,为中心顶杆液压顶出。模具设计成推杆顶出,符合要求。第四章 带柄带把水杯模具三维设计随着计算机技术与机械设计制造的领域知识不断融合,出现了多种CAD/CAM软件,如SolidWorks、Inventor、MDT、Cimatron、 Mastercam 、Pro/Engineer 、UG、CATIA等等,软件的发展使得模具数字化设计技术得到了迅速的发展。这些软件各具特色,其中Pro/Engineer是美国参数技术公司(PTC)推出的新一代基于特征、具有全相关数据库的CAD/CAM参数化软件,它具有产品造型设计、装配、模具设计、分析计算、动态模拟仿真等优势功能。模架设计专家(EMX)是Pro/Engineer中的一个扩展模块,是专为满足模架设计与制造的解决方案,它同时将使用者对模架设计的专业知识和整个设计流程整合在一起。因此,利用Pro/Engineer和EMX进行模具设计应是模具企业优先采用的设计模式4.1塑料带把水杯三维造型及模具设计Pro/E系统下的“零件”/“实体”模块进行三维造型,创建如图4-1所示的带柄带把水杯模型。 图4-1 带柄带把水杯模型图4-1 带柄带把水杯模型利用Pro/E系统下的模具模块进行模具组件(凸凹模)设计,过程如下:1、进入“制造”/“模具型腔”模块,新建如图4-1 带柄带把水杯模具型腔设计文件,直接调入零件模型并定义其为参考模型,将其布局定位。2、设置收缩率根据铸造理论,逐渐在温度下降而凝固的过程中体积会缩小。因此在进行模具设计时,必须考虑材料对零件大小的影响,通常的做法是根据材料的特性适当加大参考模型的尺寸。这样在元件成型后会略有收缩,最后生成的零件才能得到设计要求,该产品的收缩率设置为“0.0055”。3、设计毛坯工件工件模型可以从外部导入,也可以在当前文件下建立,在此选择自动创建工件,比较更简便。4、分型面的设计在Pro/E中模具分型面的生成有多种方法,如挤出、复制、裙边、阴影等。在此采用裙边定义分型面的方法。首先生成模型的侧面影像线,再利用裙边曲面建立分型面。5、分割体积块利用刚建立的分型面将参考工件拆分成凸模(型芯)和凹模(型腔)两个体积块。6、抽取模具元件将体积块转换成零件模型,分别如图4-2所示的凸模零件和如图4-3所示的凹模零件。图4-2 凸模 图4-3 凹模7、浇注系统设计注射模的浇注系统是指熔体从注射机的喷嘴开始到型腔为止的流动通道。它的主要作用产将熔体平稳地引入型腔,使熔体按要求填充型腔的各个角落,并顺利排除型腔内的气体。8、铸模浇注系统的各个组成部件创建完成后,可以创建出如图4-4所示的铸模零件。9、组件开模铸件完成后,可以将创建的模具体积块、铸模零件等沿着指定的方向和距离展开,以便清晰地显示模具型腔和型芯系统的结构。组件开模效果如图4-5所示。图4-4 铸模零件 图4-5 模具展开效果图4.2 模架设计运用EMX4.1(专家模架库)来设计相机壳体模具模架,其制造思路是:建立一个EMX模具项目加载一款合适的标准模架对型腔进行处理加入模具标准件模具结构后期局部处理。由于Pro/E为国外研发的软件,目前在EMX4.1中还没有符合我国国家标准的模架,制作中通常选用与GB类似的模架,然后再参照国家标准,对模架作适当修改。4.2.1 定义模具模架数码相机外壳模具模架为二板式模架,包括JT板(上模座板)、JL板(下模座板)、A板(定模板)、B板(动模板)、U板(支承板)、C板(支承块)、推杆固定板等。1、新建项目单击EMX工具栏中的“Define new project”按钮,打开“定义新项目”对话框,修改项目名称及前缀名,其他均保持默认设置,单击“确定”,完成新项目的创建。2、载入模具装配零件单击“工程特征”工具栏中的“将元件添加到组件” 按钮,在弹出的“打开”对话框中选择4.2中已设计好的装配文件,模具装配文件被载入到组件设计环境中。在程序弹出的元件放置操控板中设置约束类型为“缺省”,并单击鼠标中键完成参照模型的装载。3、项目准备单击EMX工具栏中的“Prepare project”按钮,弹出“准备元件”对话框,在对话框中设置与工件、参照模型、动模、下模等零件相应的参数,然后单击“确定”按钮,结束模架元件的准备。4、定义模架组件单击EMX工具栏中的“Define Moldbase Assembly”按钮,弹出“模具组件定义”对话框,在对话框中“功能”栏中单击“载入/保存组件”按钮,在打开的对话框中选择“SA-Type”型号模架,单击“载入”和“确定”按钮,载入模具组件。在“模具组件定义”对话框中单击“大小”按钮,弹出“基体尺寸”对话框,设置模板的宽度为270mm与长度为300mm,然后单击“确定”按钮,完成模板的设置。如图4-6 所示模架结构示意图单击“模具组件定义”对话框中“功能”栏中的“型腔切口”按钮,在弹出的对话框中勾选“矩形嵌件”复选框,设置相应的参数,然后单击“确定”按钮。图4-6 模架结构示意图在主视图模架预览区中双击A板(定模板),弹出“A/B板-板参数”对话框,设置厚度值,其他参数保持默认设置,单击“确定”按钮,结束A板的设置。同理设置B板(动模板)、JT板(上模座板)及JL板(下模座板)的厚度。4.2.2 添加设备利用EMX对浇注系统中的定位环和浇口套进行设计时,无须单独进行组件创建,直接选用适合的定位环和浇口套、并对其进行参数设置即可。在“模具组件定义”对话框的“功能”栏中单击“添加设备”按钮,再在“选择元件”栏中单击“定模侧定位环”按钮,在打开的对话框中设置相应的参数,高度为15mm,直径为100mm,单击“确定”按钮完成定位环的添加。图4-7加载的模架效果图 依次单击“添加设备”按钮和“浇口衬套”按钮,在弹出的“浇口衬套”对话框中设置相应的参数,浇口半径为11mm,直径为20mm,内径为3mm,长度为45 mm,单击“确定”按钮完成浇口衬套的添加。在“模具组件定义”对话框中单击“确定”按钮,程序将自动加载定义的模架,由于此时还没有设置“加载元件”,所以得到的只是该设备的切口,如图4-7所示。 4.2.3 设计顶出机构由于数码相机壳体塑料件壁薄,不宜采用推杆、推管或者组合推出,所以数码相机壳模具的顶出机构宜采用成型零件作为顶板推出结构。1、创建动模切剪特征及推件板 在模型树中选择动模特征并打开,通过“拉伸”等工具完成动模的切剪。通过“在组件模式下创建元件”的方法,创建推件板。 由上一章节可知推件板厚度为15mm。2、设置顶杆参数在EMX工具栏中单击“Define ejector pin on existing point”按钮,选择动模板上的基准点,程序弹出“顶杆”对话框,从中选择相应的参数,直径为10mm,长度为125mm,最后单击“确定”按钮,结束顶杆参数的设置。同理,设置另外3根顶杆的参数。4根顶杆的参数都设置完成后,在菜单栏中选择“EMX4.1/模具基体/装配元件”命令,在弹出的对话框中勾选“顶杆”复选框,再单击“确定”按钮,程序自动加载顶杆元件。3、在支承板上创建沉头螺孔并加载在支承板的适当位置创建2个沉头螺孔并在其中心位置上创建2个基准点。在EMX工具栏中单击“Define screw on existing point”按钮,选择基准点,程序弹出“螺钉”对话框,从中选择相应的参数,最后单击“确定”按钮,结束螺钉的定义。在菜单栏中选择“EMX4.1/模具基体/装配元件”命令,在弹出的对话框中勾选全部复选框,单击“确定”按钮,程序加载所有定义的螺钉和定位环、浇口衬套。4.2.4 设计冷却系统注射机往模具中注入黏流状塑料后,模具经过冷却水道内的水流急速降温,塑料件在很短时间内凝固,被顶出机构推出而不至于变形或翘曲。相机面壳模具的冷却水路为单个冷却水路,也是在进料口附近通入冷却循环水流的循环冷却回路。1、设计水线在模型树中选择并打开定模板零件,在该模型上建立基准平面,并用“草绘工具”创建水线。2、创建喷嘴、接头和密封塞单击EMX工具栏中的“Create cooling bore”按钮,程序弹出“冷却装置”对话框,在该对话框中通过分别单击“喷嘴”按钮、“接头”按钮、“盲孔”按钮及“密封塞”按钮,在弹出的对话框中选择相应的参数完成喷嘴、接头和密封塞的创建。3、加载所有组件 图4- 8带柄带把水杯模具在菜单栏中选择“EMX4.1/模具基体/装配元件”命令,在弹出的对话框中勾选全部复选框,单击“确定”按钮,程序自动加载其他未加载的组件。完整的模具结构如图4-8 所示。带柄带把水杯模架的主要零件如图49图414所示。 图4-9 定位环 图4-10 浇口衬套 图4-11定模板 图4-12动模板 图4-13上模座板 图4-14下模座板 第五章 带柄带把水杯注射仿真分析5.1 Pro/e塑料顾问的简介Pro/e中的塑料顾问模块(Plastic Advisor)是一个分析模块,它是专门用来对塑料制品进行注射仿真分析的。此模块主要分析的是塑料在熔体状态下注射成型过程中的填充状态、注射压力变化、温度缺陷等情况。通过这些分析,用户可以直观看到注射成型中的各种缺陷,使设计人员能在模具设计的初始阶段发现这些问题,并得到正确可靠的信息和建议,使模具设计得到完善和优化。5.2 塑料顾问模块的进入1、 在浇口的中心位置创建一个浇注点2、 选取刚才创建的浇注点3、 设置分型面的方向5.3 分析功能应用1、 选择一种分析方式
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