收音机后壳模具设计及其型腔仿真加工（含CAD图纸、说明书）
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收音机
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收音机后壳模具设计及其型腔仿真加工摘要：注塑模具是现在所有塑料模具中使用最广的模具，能够成型复杂的高精度的塑料制品。本课题是收音机后壳模具设计及其型腔仿真加工收音机的形状较为复杂，所以模具设计中要考虑的因素有很多，除考虑它的出模、分型面，还需考虑它成型的质量，表面光洁度等。所以我们设计应认真分析塑料制品的结构，寻求最佳的设计方案并选择成型设备的规格和型号。分型面的选择很重要，制件不是平直表面，分型面的选择既要考虑不影响制件表面的美观，又要达到结构要求。浇注系统的设计也很重要，在此次设计中我选点浇口，并设有冷料穴。拉料杆采用Z形，这就解决了制品出模的问题。编制塑件的模型成型工艺，并进一步对该注射模结构进行设计，编制该注射模主要零件的加工工艺，最后进行型腔仿真加工。关键词：注塑模具 分型面 成型凸模凹模 Pro/E Radio after the shell cavity die design and simulation processing Abstract: The injection mold plastic mold is now all in the most widely used of the mold, to complex high-precision molding of plastic products. This topic is the radio after the shell cavity die design and simulation processing Radio shape more complicated, so in the mold design to be considered by a lot of factors, in addition to its die out, type face, it needs to consider forming the quality of surface finish, and so on. Therefore, we should carefully design the structure of plastic products, find the best design options and choose the molding equipment specifications and models. Type of choice is very important, not the straight parts surface, sub surface of choice it is necessary to consider not affect parts of the surface appearance, but also to structural requirements. Pouring system design is also important in the design of the election, I gate and a cold material point Rafah materials used Z-shape, which solved the problem of products to die. Plastic Parts of the Process model, and further injection Die structure of the design, preparation of the main components of the injection-processing technology, a cavity simulation final processing. Key words: Sub-surface injection mold Forming Punch Die目录1前言22总体方案论证43具体设计说明431塑件三维造型4311塑件的测绘4 312塑件三维造型432模具设计计算6321塑件材料性能分析7322型腔壁厚计算833 浇注系统设计 9331浇注系统的平衡9332主流道10333分流道设计10334浇口10335冷料穴的设计1134分型面的设计1235冷却系统设计13351设计计算13352冷却流道结构设计1436推出机构设计1537复位杆1638导向装置1639注射机技术参数的校核17310确定各模板尺寸18311模具工作过程203.12型腔加工仿真203.12.1加工零件工艺审核213.12.2毛坯的选择213.12.3基准选择213.12.4Master CAM9.0仿真加工214结论 24参考文献 25致谢 26附录 271前言在机械、电子、汽车、摩托车、电器、仪器、建材、通讯和军工等产品中, 80% 以上都要依靠模具成形, 这些行业是模具行业的主要服务领域, 近年来机械、汽车、电子、电器等行业的快速发展推动了模具行业的升级和发展。模具工业是现代制造业和先进制造技术的重要组成部分。模具生产的特点是高精度、高复杂度、高一致性、高生产率和低消耗, 是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志, 而且决定着企业产品质量、效益及新产品开发能力。世界模具市场总量近年来保持在600 650 亿美元左右,2006 年我国模具产品销售额720 亿元人民币, 2007 年增长20%以上, 在数量上我国已经是生产大国。但产品总体水平不高, 高档模具长期依赖进口。近年来,国民经济持续快速发展, 特别是汽车工业和电子信息行业高速发展, 以及国际制造业向发展中国家的转移, 促进了模具工业的发展。模具产业呈现以下几个特点: 1 模具行业产销两旺。2007年模具企业厂点约3 万家,从业人员100 多万人, 年均增长20%以上, 中低端模具为主, 720 亿元, 增长18%; 07年出口增长41.6%; 珠三角和长三角为中心的东南沿海地区(占全国总量的70%左右)发展快于中西部地区, 南方的发展快于北方2 产品结构进一步改善。由中低挡向中高挡迈进, 部分企业和产品达到国际先进水平, 大型、精密、复杂、长寿命模具和模具标准件发展加快, 塑料模和压铸模分额增大,进出口比例从2001 年的5.92:1 提高到2007年的1.97:1。3 投资增长较快, 集群式生产发展迅速。模具工业的特点是高投入高产出, 行业内中小企业占大多数, 投资以外资和民营资本为主, 这些特点也促进了集群发展的模式:紧密协作、降低成本、扩大市场、利于交流。2007 年全行业投资150 亿元左右, 骨干企业具备了从模具粗加工、热处理到各种精加工、光整加工、质量控制与监测等的整套设备体系, 一般中小企业也在数控加工设备等先进装备方面加大了投入力度。4 技术水平和创新能力提高。模具新结构、新工艺、新材料不断涌现。级进模水平提高较快, 大型级进模已超过3 米, 精密级进模可与2000 次/ 分钟冲压设备配套, 热流道和气浮模具水平有了很大提高CAD/CAE/CAM 等信息化应用更加广泛, 自身的装备水平不断提高; 大型汽车覆盖模具、汽车轮胎模具、高速冲压模具、快速成型等领域涌现许多创新成果; 大型、精密、复杂、长寿命模具提高到35%左右, 产学研合作不断加强。5 专业化水平提高。专业化是模具企业自身发展的需要, 也是制造业发展的需要; 大型企业集团内模具企业转变机制独立运作, 逐步走向专业化服务; 一批具有鲜明专业特色的模具城或模具工业园区相继建立; 重要专业领域的模具比例上升较快, 如塑料模具比例由十五期间的34%提高到40%左右, 汽车模具、子午线橡胶轮胎模具、塑料模具等专业特色企业取得快速发展。6 质量和品牌意识增强。企业从经营模具产品到经营品牌, 从外延式扩张到内涵式发展提升。企业更加重视质量和效率, 通过现代企业管理实现市场的快速响应, 并以此强化品牌意识, 着力品牌建设和创新能力建设, 提高核心竞争力。本课题是对收音机后壳制品进行测绘、模具设计、模具型腔仿真加工及数控编程。课题来源于生产实践。基于生产实践之上的对收音机后壳制品的模具设计以及仿真加工。在设计过程中要解决小汽车制品测绘、模具设计、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、工艺分析及数控编程及加工仿真等问题。收音机后壳制品的几何尺寸进行测量后要进行合理的后处理。模具分型面处在同一平面时不需要一定的角度，所以选择底面为分型面。本模具设计采用点浇口，并要避开制品点画线所示的高光量区域。为使流道平衡,应使各型腔距主流道距离均等。由于所成型的制品形状简单且几何尺寸较小,因此可采用侧浇口冷却水路的冷却方式。模具方案设计完成后对型腔进行仿真加工及数控编程。据此方案可以达到设计的预期效果。并且大大提高了注塑模的质量和效率。2总体方案论证本课题的设计目的是对收音机后壳的三维造型、塑料注射模具设计、模具型腔加工仿真及数控编程。其中：a. 制品的尺寸精度要求：长度方向小于0.50，厚度方向小于0.10； b. 制品材料：ABS；c. 制品表面粗糙度：不低于实物表面；d. 制品生产批量：5万；e. 制品其他要求：符合设计规范。在进行零件的三维造型之前，首先对塑件进行测绘，绘制塑件二维工程图，然后根据工程图进行塑件的三维造型，再进行型腔的设计主要是分型面的设计，最后进行仿真加工及数控编程。首先是对塑件进行测绘。测绘好后使用Pro/E Wildfire3.0进行三维造型。主要采用拉伸、除料等步骤造型。根据工厂现有设备的注射量、锁模力等方面进行考虑，还有塑件的精度等级确定采用一模两腔。要确保塑件及浇注系统所需的注射量不超过注射机最大容量的80。接着对各个系统进行设计，首先是浇注系统。浇注系统分为主流道、分流道、浇口、冷料穴等。主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线在同一条直线上。由于主流道与高温高压的熔融塑料接触所以外面要加个浇口套。浇口套要进行淬火处理，这样可以延长模具的使用寿命。分流道的半径与塑料种类和所需熔融塑料的体积有关，本模具设计取6mm。主流道与分流道采用圆角过渡，这样可以减小料流转向过渡时的阻力。分流道的布置要均匀处理，确保熔融塑料由主流道到各分流道的距离相等。分流道表面不必很光，可以使熔融塑料的冷却皮层固定，有利于保温。分流道与浇口采用圆弧过渡，有利于熔料的流动及填充。浇口主要有两个作用，一是起控制作用，二是压力撤销后封锁型腔，不产生倒流。模具设计完成后，进行型腔的加工工艺分析，在确定加工工艺步骤后，在Master CAM 9.0 中进行刀具路径设定完成仿真加工，而后输出数控程序。3具体设计说明3.1塑件三维造型3.1.1塑件的测绘塑件为收音机后壳，使用游标卡尺对塑件进行测绘。我们最终设计制造的是收音机后壳的模具，而我们所取的塑件是模具生产出来的大量塑件中的一个，由于制造的原因，塑件在出模后不可避免的会产生一定的变形，因此对该零件的测量数值需要进行分析处理。如对塑件较大尺寸误差的进行修正，对相同形状处所测不同尺寸的取均值进行圆整，对一些结构进行优化，然后绘出零件的测绘草图。量具：游标卡尺（0300、0.02） 垂直卡尺等。测绘时应该注意做到以下几点：a. 测绘过程中必须把被测物体放在工作平面上；b. 采用多次测量求平均值；c. 正确地读取数据。该塑件外形尺寸约为1227518 mm，制品投影面积约为13885.12mm2,体积约为 9.383 cm3。3.1.2塑件三维造型塑件测绘草图出来以后，应该根据塑件的测绘图，对塑件的进行三维造型。三维造型可以选用Pro/e Wildfire3.0软件，三维造型的所有参数与测绘的数据一致。首先打开三维软件Pro/e Wildfire3.0，进入零件设计界面,然后画出整块长方体,点击命令，向两边进行放样拉伸，接着在绘制好的曲面上进行除料继续使用命令，选择其中的去除材料命令，由于收音机有好多孔所以先进行拉伸再阵列,选择命令。由于该塑件大都是曲面都是圆滑过渡所以在三维造型中要使用倒圆角命令。三维造型如图3-1所示： 图3-1 塑件三维造型3.2模具设计计算3.2.1塑件材料性能分析塑件材料ABS，密度取1.01g/ cm3，脱模斜度取1，ABS收缩率（0.30.8）%，取0.5%。 成型性能： a. 无定形料，流动性中等，比聚苯乙烯、AB差，但比聚碳酸脂，聚氯乙烯，溢边值为0.04mm左右 b. 吸湿性强，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件必须经长时间的预热干燥 c. 成型时宜取高料温、高模温，但料温过高易分解（分解温度为250）。对精度较高的塑件，模温宜娶5060；对光泽、耐热塑件，模温宜取6080。注射压力高于聚苯乙烯。用柱塞式注射机成型时，料温为180230，注射压力为（10001400）105Pa。用螺杆式注塑机成型时，料温为160220，注射压力为（7001000）105Pa。塑件的尺寸精度一般是根据使用要求确定的，但还必须充分考虑塑料的性能及成型工艺的特点。由于该塑件是作为普通的儿童玩具，要求其外表面光滑，既不会在使用过程中对人造成伤害，还要必须考虑其外形的美观。因此取一般精度等级为6级。3.2.2型腔数的确定型腔的数量是由厂方给定的注塑机型号XSZY125来确定的 ，并且从塑件的尺寸精度考虑，由于该制品精度等级6所以型腔数控制在四腔之内，并且零件是收音机后壳，体积小，大批量生产，从注塑经济效益出发来确定。热塑性塑料注射机型号：XSZY125具体参数如下表： 表3-1 注塑机参数型号XSZY125螺杆（柱塞）直径mm42注射容量/ cm3125注射压力/( 105Pa)110104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mm315400 以机床的注塑能力为基础，每次注射量不超过注射机最大注射量的80% （3-1） 式中 N型腔数； S注射机的注射量，g； W浇注系统的凝料量g； 单个塑件的容积或质量g； 经计算：N2 因此型腔数确定为一模两腔。 额定锁模力： 选用注射机的锁模力必须大于型腔压力产生的开模力，不然模具分型面要分开而产生溢料。注射时产生的型腔压力对柱塞式注射机因注射压力损失较大，所以型腔压力为注射压力的40%70%；而有预塑装置的注射机及螺杆式注射机损失较小，所以型腔压力较大。另外，对不同流动性的塑料，不同的喷嘴和模具结构形式，其压力损失也不一样。一般熔料经喷嘴时其注射压力达6080MPa，经浇注系统入型腔时则型腔压力一般为2550MPa。锁模力和成型面积的关系由下式确定： （3-2）式中 ：锁模力，kN； 型腔压力，一般取4050 MPa ； A 浇道、进料口和塑件的投影面积，mm2；计算：A/1000=50122751000=457.5 KN =900KN所以：A/1000 公式成立3.2.2 型腔壁厚计算型腔和底是一体的，其壁厚t可按下式计算： （3-3） 式中 t侧壁厚度，mm ；p型腔压力，一般取50MPa ； l侧壁边长，l=102.88mm ； E弹性模量，钢取2.058,MPa 允许变形量，cm (取0.05)； h承受塑料压力部分侧壁高度，h=25.44mm； H侧壁全高，H=33.55mm. 计算得：t23.44mm 3.3 浇注系统设计浇注系统是塑料熔体自注射机的喷嘴射出后，到进入模具型腔以前所流经的一段路程的总称。浇注系统是由主流道、分流道、进料口、冷料穴等组成。在设计浇注系统时应考虑下列有关因素：a. 塑料成形特性 设计浇注系统应适应所用塑料的成形特性的要求，以保证塑件质量。b. 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塑件及细弱型芯或型芯受力不匀，以及应充分估计可能产生的质量弊端和部位等问题，从而采取相应的措施或留有修整的余地。c. 型腔数 设置浇注系统还应考虑到模具是一模一腔还是一模多腔，浇注系统需按型腔布局设计。d. 塑件外观 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。e. 注射机安装板的大小 在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心开设主流道，造成注射时受力不匀。f. 成形效率 在大量生产时设置浇注系统还应考虑到在保证成形质量的前提下尽量缩短流程，减少断面积以缩短填充及冷却时间，缩短成形周期，同时减少浇注系统损耗的塑料。g. 冷料 在注射间隔时间，喷嘴端部的冷料必须除去，防止注入型腔影响塑件质量，在设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施。3.3.1浇注系统的平衡对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计应尽量保证所有的型腔同时得到均匀的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。显然，我们设计的模具是平衡式的，即从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同。3.32主流道为使冷料能顺利地从主流道中拔出, 将主流道设计成锥形(3锥角) , 采用电火花加工成形。3.33分流道设计： 确定分流道的尺寸应考虑以下因素： a. 塑件的形状和壁厚 要能充分填满模腔，充分传递注射压力，保证补缩； b. 浇口和型腔的距离 为了克服流动阻力，应按分流道的长短决定分流道的粗细； c. 对浇道硬化的考虑 浇道过粗则固化时间过长，影响成型周期； d. 成型材料的种类 按流动性大小决定浇道的断面； e. 加工浇道的工具 应尽可能采用标准刀具的轮廓和尺寸。 本设计应保证熔融塑料的流动阻力小, 塑料的温度下降小, 而且能均匀流入型腔; 将分流道设计成梯形, 脱模斜度为10, 便于取出废料。3.34 浇口浇口是连接流道与型腔之间的一段细短的通道。它是浇注系统的关键部分。浇口的设计或选择恰当与否, 直接关系到制品能否被完好的注射成型。浇口的种类有直浇口、侧浇口、扇形浇口、环行浇口及点浇口。根据制品的结构要求, 本设计采用点浇口形式。本制品表面进料口允许有少许的残余痕迹(如图3 所示) 。模具打开时点浇口废料即被自动拉断。模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：a. 尽量缩短流动距离；b. 浇口应开设在塑件壁厚最大处；c. 必须尽量减少熔接痕；d. 应有利于型腔中气体排出；e. 考虑分子定向影响；f. 避免产生喷射和蠕动； g. 浇口处避免弯曲和受冲击载荷；h. 注意对外观质量的影响。浇口设计一般情况下，如图3-2所示的浇口，其参数通取数值如下：a. d=注射机喷嘴孔直径+（0.51）mm；b. a=24（对流动性差的塑料等情况，也有取36；c. D流道的宽度mm；d. H按具体情况选择，一般为38mm；e. R=注射机喷嘴的球面半径+（23）mm；f. r按具体情况一般取13mm；g. L应尽量缩短，若L值大，使塑料降温过多，损耗大，一般不超过60mm，如需要很长时应采用热延长喷嘴等诸措施。图3-2 浇口参数 3.35冷料穴的设计: 冷料穴的作用是储存因注射间隔而产生的的冷料头及熔体流动的前锋冷料,以防止熔体冷料进入型腔,以影响塑件的质量。冷料穴设计在主流道的末端，当分流道较长时，在分流道的末端有时也开设冷料穴。卧式注射机使用的模具的冷料穴设置在主流道正对面的动模上，直径稍大于主流道的大端直径，以利于冷料流入。本设计采用带Z形头拉料杆的冷料穴，Z形头拉料杆的冷料穴既起冷料穴的作用，又兼有分型时将主流道的凝料从主流道衬套中拉出并滞留在动模一侧的作用。开模后，塑件稍作侧向移动，凝料会连同塑件一起从冷料穴拉料杆脱落。图33 冷料穴结构图3.4分型面的设计如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则： a. 分型面应选在塑件外形最大轮廓处；b. 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边；c. 保证塑件的精度要求；d. 满足塑件的外观质量要求；e. 便于模具加工制造；f. 对成型面积的影响；g. 对排气效果的影响；h. 对侧向抽芯的影响。根据以上原则确定分型面在塑件最底面。在做分型面之前，先进入Pro/E Wildfire 3.0下的制造模块，选择子菜单。去掉默认选择，选择mm为单位。首先要做的是把塑件的三维造型调入，其次选择型腔工件的大小，这里我们选择一模两腔，接着制作分流道的制作，选择特征型腔组件流道制做完成流道。制作分型面，首先，复制整个塑件表面，接着对塑件的破孔进行修补，使用平整命令，接着和先前复制的塑件外表面进行合并，再创建底平面，使用拉伸命令分割整个工件，在和先前合并的曲面再次合并，使之成为一个曲面。接着分割整个工件。完成整个分型面的制作。之后抽取分型面分割的上下两工件（全选），生成凸模（图3-4）、凹模（图3-5）。图3-4型芯图3-5 型腔3.5冷却系统设计3.5.1设计计算模具设计冷却装置的目的，一是防止塑件脱模变形；二是缩短成型周期；三是使结晶性塑料冷凝形成较低的结晶度，以得到柔软性、扰曲性、伸长率较好的塑件。冷却形式一般在型腔、型芯等部位合理地设置通水冷却水路，并通过调节冷却水流量及流速来控制模温。冷却水一般为室温冷水，必要时也有采用强迫通水或低温水来加强冷却效率。冷却系统的设计对塑料质量及成型效率直接有关，尤其在高速、自动成型时更应注意。A. 设计冷却管道考虑因素：a. 模具结构形式，如普通模具、细长型芯的模具及脱模机构障碍多的或镶块多的模具，对冷却系统设计直接有关；b. 模具的大小和冷却面积；c. 塑件熔接痕位置；B. 冷却水孔的开设原则：a. 边离型腔的距离一般保持在1525mm，距离太近则冷却不宜均匀，太远则效率低。水孔直径一般在8mm以上，根据模具大小（塑件重量）决定；b. 孔通过镶块时，应该考虑镶套管等密封问题；c. 孔管路应畅通无阻；e. 管接头（冷却水嘴）的位置尽可能放置在不影响操作的一侧；f. 冷却水孔管路最好不开设在型腔塑料熔接的地方，以免影响塑件强度； C. 冷却计算：单位时间内进入模具应除去的总热量Q，可以用下式计算： Q=W1 a （3-5） 式中 W1单位时间内进入模具的塑料的重量g a克塑料的热容量(J/g) 查表6-171 得130 J/g 经计算：Q=66.65251.11.61305957.067 J 则带走上述热量，所需的冷却水量按下式计算： （3-6） 式中 W通过模具冷却水的重量(g/h) T3出水温度 查表得 ABS模具温度4060 T4入水温度 取常温24 K热传导系数；凹模板或凸模板钻孔的冷却水道K=0.64 经计算： W357.997 g/h 由下式可以计算出冷却水道的直径： （3-7） 式中 p 冷却液容重g/cm3 L 冷却水道长度cm d冷却水道直径cm 经计算：d0.831cm 取8mm3.5.2冷却流道结构设计本模具采用一模两腔结构，为使各个塑件都能均匀冷却，设计如图3-8：图3-8 冷却流道该图是侧浇口冷却回路的布置,塑件熔体在填充型腔时,模具的浇口处是最热的部分,距浇口最远的地方温度越低,为了得到等温的型腔表面,冷却水的入口宜选在浇口附近,出口选在熔体流动的末端。3.6推出机构设计推出机构的作用是塑件成型后，顺利地把塑件及浇道凝料推出模外。推出机构一般由推杆、推管、推板、推杆固定板等零件组成。在设置推出机构时，首先需要确定当模具开启后，制品的留模形式（留动模部分或留定模部分），推出机构必须是建立在制品所滞留的模具部分中。通常，由于注塑机的推出机构设置在动模板一侧，因此大多数模具的推出机构是安装在动模中的。根据文献5中的P590-P593。A推出机构的设计原则：a. 模具的推出机构必须有足够的强度及刚度，使塑件出模后不致于变形；b. 推力要均匀。推力面尽可能要大，其推力应设计在塑件承受力较大的地方如筋部、凸缘及壳体壁部等部位；c. 推件不应设计在零件外表面，以免影响塑件外观质量；d. 推出系统要动作灵敏可靠、动作平稳并便于更换与维修。B推出机构的类型：a. 推杆推出机构的结构特点：塑件成型后，能一次被推出。设计要点：推杆的直径不要过细，应有足够的强度承受推力；推杆的端面应距离型腔或镶件的平面0.08-0.1mm；推杆应作淬硬处理。b. 推管推出机构 适用于环形、桶形塑件或塑件上中心带孔部分的顶出，过薄的塑件尽量不要用这种机构，因为过薄的推管加工困难，且易损坏。c. 推板推出机构 其主要特点是在制件表面不留下顶出痕迹，同时塑件受力均匀，顶出平稳，适用于各种容器、桶形制品及中心带孔塑件。d. 气压推出机构 它是推出薄壁深腔壳型塑件最简单有效的方法，特别是成型车间设有压缩空气管路，采用此法更加经济合理。e. 推块推出机构 中间有孔的平块状带凸缘塑件，易采用这种机构，它的结构形式及与推出板的固定方法与推杆相似。 本套模具设计每个塑件用6根直径6和5根直径4的推杆顶出，总共使用22根。推杆直径确定：薄壁塑件收缩使型芯全面积所受总压力： （3-8）E塑料拉伸弹性模量；2/GPa塑料收缩率；0.5%塑料泊松比；0.33t壁厚；1l型芯长；经计算得：FP=9.37104推杆设计：稳定裕度： （3-9）稳定裕度对于钢锥杆取2。对于常见的等截面圆形推杆直径： （3-10）F0临界负荷，NF一根推杆允许的负荷，NL等断面推杆为推杆全长经计算得：d=1.96 结合塑件结构取推杆直径为4和6mm。3.7复位杆顶杆在将制品顶出后，其顶端位置会高于型芯（型腔）表面很多，在下一次合模（模具合紧之前）时，必须使其退回到顶出前的初始位置，以免碰坏型腔（或型芯），因此在顶出机构中必须设有复位杆帮助顶杆回位，如图所示 图393.8导向装置导向装置的作用是：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。3.9注射机技术参数的校核由于每副模具都只有安装在与其相适应的注塑机上进行生产，因此模具设计与所用的注射机关系十分密切。根据文献15中的P575-P576，注射机的基本技术参数校核如下：A注射量的校核 V 0.8V （3-1）式中 V塑件与浇注系统的体积总和（厘米3）；V注射机的注射容量（厘米3）；0.8最大注射容量利用系数。V 5/4 V1.25233.4=83.5gB锁模力的校核 （3-2） C注射压力的校核ABS成型所需注射压力 （3-3）D模具高度与注射机闭合高度关系的校核（3-4） E开模行程校核（3-5） F推出装置校核模具设计时需根据注射机顶出装置的形式、顶杆的直径、配制和顶出距离、校核模具的推出脱模机构是否与之相适应。G模具外形尺寸校核a模具安装尺寸必须与注射机动、定模固定板上的螺孔的直径和位置相适应；b模具的长度与宽度应使模具可以穿过拉杆空间在注射机动模固定板和定模固定板上安装。H注射机定位孔与模具定位圈配合校核为了使模具安装在注射机上，其主流道中心线应与注射机喷嘴中心线重合，其模具的定位圈与注射机定模板上的定位孔应呈较松的间隙配合，定位圈的高度对于小型模具为8-10mm。I喷嘴的校核 模具主流道的球面半径应与注射机喷嘴球头半径相吻合或稍大，以便于脱卸主流道中凝料，主流道小端孔径应较喷嘴前端孔径略小。3.10确定各模板尺寸模板各部分结构尺寸如表3-4所示：表3-3 模板各部分主要结构尺寸1定模固定板 长 宽厚 400mm 400mm 25mm2定模板 长 宽厚 400mm 315mm 50mm3动模板 长 宽厚 400mm 315mm 32mm4动模支承板 长 宽厚 400mm 315mm 50mm5垫块 长 宽厚 400mm 315mm 80mm6推杆固定板 长 宽厚 400mm 199mm 20mm7推板 长 宽厚 400mm 199mm 25mm8动模固定板 长 宽厚 400mm 400mm 25mm根据上述的设计，最后设计出的模具的总装图如下：a主视图 a. 左视图c俯视图3.11 模具工作过程注射成型后, 开模时, 在弹簧和凝料拉料杆的拉紧作用下, 一次分型, 定模底板与凹模板分开, 凝料留在凹模板一侧; 凹模板带动滑块后移, 在斜导柱的作用下, 滑块在凸模板上沿着导轨作横向移动从而完成侧向抽芯动作; 当限位圆柱销的端头碰到限位拉板的端头时凹模板停止不动, 一次分型结束。滑块与凸模板继续运动,开始二次分型, 首先拉断点浇口; 在塑件包紧凸模的包紧力作用下, 塑件随着凸模型芯继续运动; 当运动到一定距离时, 注射机的顶杆推动推杆固定板, 带动推杆将塑件推出动模, 同时拉料杆将凝料推出。模具合模时, 动模运动到二次分型面使凸模和凹模啮合。推杆和复位杆首先复位; 继续运动, 当滑块在楔块和斜导柱的作用下, 产生相对运动, 压制滑块沿导轨产生横向运动, 迫使滑块复位; 当凹模板和定模座板完全啮合时, 结束合模, 可重新开始下一个工作循环过程。3.12型腔加工仿真3.12.1加工零件工艺审查A. 零件结构特点：该零件是注塑模的型腔，矩形外表面和动模板配合，由于型芯在注塑时需要承受一定的压力和温度，故该零件需要有足够的强度、刚度、耐磨性和韧性。B. 主要技术要求： 零件图上的主要技术要求有：a. 热处理：HB230270；b. 锐角去毛刺倒钝；c. 未注圆角R=0.5mm；d. 孔与基准C的垂直度公差等级为7级。加工表面及其要求:矩形配合面的表面粗糙度Ra=1.6m、与基准A的垂直度公差为0.01mm；分模面的平面度公差为0.01mm，与基准A的平行度公差为0.015mm；内轮廓表面的粗糙度为Ra=0.8m。C. 零件材料：由于大批量生产及型腔结构简单，成型零件的材料选用淬硬性模具钢9Mn2V。3.12.2 毛坯的选择a. 考虑到零件所需的性能，选用锻件作毛坯；b. 确定毛坯的形状、尺寸：选用模具钢9Mn2V锻件21517037（mm）；3.12.3 基准选择加工中心的一次装夹希望能够进行在该基准下的全部加工，这样可以降低由于基准不重合而导致的基准不重合度误差。根据对工件的加工的初步分析在毛坯的初次装夹后可以完成加工，故选用毛坯的初始轮廓面为装夹基准。3.12.4 Master CAM 9.0仿真加工Master cam 9.0是一套被模具行业广泛采用的CAD/CAM软件系统，CAM部分提供了完整的二轴，三轴，四轴和五轴铣削加工方式。利用Master cam 9.0的CAM部分选择加工方式、加工刀具、设定加工参数、计算NC刀具路径、实体切削模拟结果等步骤，在检验一切无误后，选择对应的后处理器将刀具路径转换成数控机床所能接受的NC代码，再利用DNC方式传输给CNC控制器进行加工。工件设置 工件的设置包括设置工件的大小、原点、材料等，在主菜单中选择刀具路径工作设置选项后，弹出工作设置对话框。直接输入X=170，Y=215，Z=37；设定工件原点坐标，在工作原点框中输入X=0，Y=-60.5，Z= 19。工序步骤： 1. 使用直径1mm的平头铣刀铣削出外轮廓，进给率2000,下刀速率2000,提刀速率2000,主轴转速5000,参考高度绝对坐标50,进给下刀位置增量坐标30,工作表面绝对坐标19,深度绝对坐标12,补正方向右,平面多次铣削粗铣次数350,间距0.5,精铣次数20,间距0.3；2. 使用直径0.5mm的平头铣刀铣削出内轮廓低边，进给率2000,下刀速率2000,提刀速率2000,主轴转速5000,参考高度绝对坐标50,进给下刀位置增量坐标30,工作表面绝对坐标19,深度绝对坐标0,补正方向左,平面多次铣削粗铣次数2,间距0.25,精铣次数0,间距0；3.使用直径8mm的球刀铣流道，进给率1527.68,下刀速率2000,提刀速率2000,主轴转速4774,参考高度绝对坐标50,进给下刀位置增量坐标30,工作表面绝对坐标19,深度绝对坐标9,补正方向左,平面多次铣削粗铣次数1,间距6,精铣次数0,间距0；4.使用直径1mm的圆角成型刀铣圆倒角，进给率2000,下刀速率2000,提刀速率2000,主轴转速5000,参考高度绝对坐标50,进给下刀位置增量坐标30,工作表面绝对坐标19,深度绝对坐标17,补正方向左,平面多次铣削粗铣次数1,间距1,精铣次数0,间距0；5. 使用直径1mm的倒角刀铣铣方孔，进给率2000,下刀速率2000,提刀速率2000,主轴转速5000,参考高度绝对坐标50,进给下刀位置增量坐标30,工作表面绝对坐标19,深度绝对坐标-1,补正方向左
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