III1緒論1.1研究背景在當今這個科技發(fā)展非常迅速的時代，科技的進步帶動生產(chǎn)制造業(yè)的飛快發(fā)展，每過一段時間就會有新型的技術被投入到生產(chǎn)制造當中去，塑料制造也就從中應運而生。生產(chǎn)制造的產(chǎn)品在各個領域都有所體現(xiàn)，而塑料制品在其中發(fā)揮著很重要的作用。大到重型工業(yè)的生產(chǎn)，如各種航天器材零件的生產(chǎn)，交通工具的組成部分，由于其具有絕緣性，也廣泛得投入到電子行業(yè)的使用中去。小到日常生活的家具等生活必需品，隨處可見塑料產(chǎn)品在生活中的運用，是與大家的日常息息相關的東西。也提供了相當多的方便之處。國家也十分重視塑料制造業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)技術水平的提高也是國家綜合國力強大的體現(xiàn)。1.2模具發(fā)展狀況自從改革開放以來，我國各個行業(yè)蓬勃發(fā)展，很多企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)效率和技術水平都得到了質(zhì)的飛越。而在各種制造業(yè)中，塑料制造業(yè)的發(fā)展十分迅速。由于塑料產(chǎn)品的精確尺寸和完美的外觀得到了廣泛的認可，因此被投入到各個行業(yè)中去。而且塑料產(chǎn)品的加工成本低，生產(chǎn)效率快，質(zhì)量也高，不會被輕易的損壞，非常適用于對那些堅固性要求不是很高的產(chǎn)品。注塑模具在機械，家電，車輛，電子產(chǎn)品等領域的應用十分廣泛。隨著人們生活質(zhì)量的提高，對使用的產(chǎn)品也有了更高的要求。塑料模具所制造的產(chǎn)品生產(chǎn)效率高，可以設計為各種結(jié)構(gòu)獨特的外觀，且尺寸精度高，利用率高，這也導致塑料產(chǎn)品能得到廣泛的應用，而且塑料模具制造的方法也很難被其他制造方式所取代。生產(chǎn)效率和成本小是企業(yè)最為看重的，這關乎到企業(yè)的根本利益。同種制造方式從生產(chǎn)效率和成本上很難比的上塑料模具，同時塑料模具的生產(chǎn)還能回爐重造，這在最低成本的制造的同時也很大程度上刺激了消費。所以企業(yè)為了得到更高的收益就加大制造水平的投入。在行業(yè)差距小的情況下，制造水平的高低決定了企業(yè)在行業(yè)中的高度。這樣就對塑料產(chǎn)業(yè)有了很大的推動作用，提高了競爭力，加快了國家模具制造方面的發(fā)展，同時也減輕了國家人員的就業(yè)壓力，解決了生存問題。1.3設計研究意義本次設計是對單一產(chǎn)品的設計成型來進一步對整個塑料模具制造行業(yè)的認知了解。將實踐與理論充分結(jié)合起來，不斷鍛煉自身的能力。深刻了解模具制造的方法，掌握多種塑料原料的工藝性，學習工藝制造的相關知識。同時也培養(yǎng)了團隊的合作能力，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，學習他人的長處，也更加熟練的掌握了制圖軟件。不懂之處就向?qū)熣埥?，增進師生情誼，總之收獲滿滿。模具是制造工業(yè)中生產(chǎn)加工的重要工具之一。通過對模具的設計和制造，可以在生產(chǎn)過程中自動實現(xiàn)加工流程，從而提高了生產(chǎn)效率。而且，模具設計的精細化也可以大幅度減少生產(chǎn)過程中的漏洞，確保生產(chǎn)的連貫性和穩(wěn)定性。模具的成功設計能夠直接的影響設備的耐用性和性能，在使用過程中能夠減少損耗和維護費用。更多的是，模具的設計還能夠大幅度的減少材料損耗和生產(chǎn)周期節(jié)省生產(chǎn)費用，進而提高資源和時間的利用效率，降低生產(chǎn)成本模具是制造過程中的重要環(huán)節(jié)之一，質(zhì)量問題可能影響整個生產(chǎn)過程，所以正確的設計模具能夠提升產(chǎn)品的精度、平整度和裝配質(zhì)量。此外，模具的高質(zhì)量還可以有效地避免生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，避免引起一系列的問題，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。注塑模具的合理設計能夠極大地促進我們對零件的設計創(chuàng)新和制造。注塑模具的設計師不僅可以根據(jù)客戶要求、材料特性和工藝實現(xiàn)零部件設計的創(chuàng)新與發(fā)展，還能提高注塑零件的競爭力。在經(jīng)濟的意義層面，模具產(chǎn)業(yè)提供了成千上萬的工作崗位，促進了人們的消費這促使模具企業(yè)具有天然的優(yōu)勢尤其是在整合模具的上下游產(chǎn)業(yè)鏈的延伸與拓展。一些具有管理水平高超、技術力量強的模具企業(yè)他們可以利用自身的特點以及優(yōu)點，拓展模具市場方便人們的日常生活。這不僅僅意味著模具企業(yè)不再只把工作重心放在生產(chǎn)模具，而是把模具生產(chǎn)為保障和支撐，直接進入下游零部件的生產(chǎn)領域。此外，模具在許多個工業(yè)制造行業(yè)中都占據(jù)了無可替代的位置。模具設計是最重要的一環(huán)在模具開發(fā)中，這個環(huán)節(jié)需要設計師精通加工工藝，深諳模具的結(jié)構(gòu)與特性、了解市場的方向與需求。例如，注塑模具在塑料工業(yè)中占據(jù)了重要的地位，這是因為塑料是現(xiàn)代主要的工業(yè)結(jié)構(gòu)材料之一，廣泛的應用于日常生活中的各行各業(yè)?？偠灾远傊?，模具不僅僅是一個用于生產(chǎn)的工具，它也是能夠起到推動制造業(yè)發(fā)展、提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和降低我們?nèi)粘Ｉ钪猩a(chǎn)成本的關鍵要素。2塑料制品工藝分析2.1塑件的原材料分析不同工作環(huán)境的塑件塑膠產(chǎn)品所采用的材料也不盡相同，比如在環(huán)境潮濕的地方，塑料制品在選擇材料的時候一定要選擇耐腐蝕的材料，假如是工作環(huán)境是電流的地方，那么選擇塑料制品材料的時候一定要考慮其絕緣性，因此這次設計的塑料制件選擇ABS材料，具體特性和成型工藝參數(shù)如下：表2-1ABS參數(shù)全名：ABS(又名丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)收縮率0.5%~0.7%比重1.02~1.08融合溫度：195~240°C成型模溫：38~93°C成型壓力：120~140Mpa流長比：30~150結(jié)晶性和射速：非結(jié)晶性，中等速度2.2塑件的整體分析2.2.1結(jié)構(gòu)分析這次設計的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和尺寸如下圖所示，為經(jīng)常見到的圓珠筆筆蓋，從圖中不難看出，該產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)相對規(guī)則，截面為圓形，整體的壁厚也相對均勻。通過觀察本次所設計的產(chǎn)品零件的結(jié)構(gòu)后，最終確定將塑料零件水平放置。很顯然本次模具設計的分型面就是所設計的筆蓋的開口面。由于設計四腔可以設計側(cè)澆口，澆口的位置位于產(chǎn)品頂部圓心處，所以本次設計也是設計成一模四腔的模具設計。該圓珠筆筆蓋注塑模具零件圖如下圖STYLEREF1\s2.SEQ圖\*ARABIC\s11所示。圖2-1原圖數(shù)據(jù)2.2.2尺寸精度分析對于一些精密儀器的組成部件來說，該零件的尺寸精度容不得出現(xiàn)一點差錯。一般來說，該零件的精度是否合理，最終會影響該產(chǎn)品的使用壽命，以及使用性能，這樣就能體現(xiàn)出尺寸精度的高低對于某些特定零件來說是特別重要。而對于平常的生活中的一些產(chǎn)品的尺寸要求，在不影響使用的前提下，該零件的尺寸是否更準確就相對顯得沒用那么的重要。由于工作環(huán)境的不同，每種產(chǎn)品都有一個固定的精度等級要求。產(chǎn)品外表面和內(nèi)表面的精度要求不同。因此，通過對本設計中設計的塑料零件進行結(jié)構(gòu)分析和材料分析，確定產(chǎn)品的精度等級為MT5。2.2.3表面質(zhì)量分析塑料產(chǎn)品大多都對產(chǎn)品外觀的美觀程度和實用性比較看重，因此對塑料產(chǎn)品的表面粗糙度要求較高，同時不會因為一些客觀的因素發(fā)生形變或者縮水等一些別的因素引起該產(chǎn)品質(zhì)量的變化。所以在設計模具時候，在保證產(chǎn)品的整體質(zhì)量的前提之下應對產(chǎn)品的表面質(zhì)量有所要求，是否光滑，美觀。本次要求表面粗糙度為Ra1.6.綜上分析，注塑時塑件在工藝控制較好情況下，塑件成型的要求可以得到較好的保障。3注塑設備的選擇3.1計算塑件的體積該產(chǎn)品的形狀為類似矩形抽殼體，理論上可以具體計算出該產(chǎn)品的具體體積，但是一些倒圓角的部分無法具體計算出，所以需要借助軟件工具進行測量，在利用UG將筆蓋畫出后，點擊分析-分析體命令就可以將該產(chǎn)品的體積測量出，圖3-1體積塑件的體積：3.2確定型腔數(shù)目選擇注塑機3.2.1注射量的計算由（4.3）其中：V1-注塑機在一次注射成型中的的特定固定的熔料的體積；1.3cm3Vs式本次注射成型所需的熔料；cm3a-注射機注射成型的安全系數(shù)，該值具體數(shù)值一般為0.75-0.8。本次注射成型所需的熔料：實際注射量由于vs≤av1計算額定注射量：所以額定注射量：v≧7.8cm3：3.2.2鎖模力的計算所需合模力該材料的平均成型壓力為F=，型腔數(shù)目為4投影面積K是安全系數(shù)1.2所以該模具產(chǎn)品在成型時的成型壓力為：。3.2.3注塑機的選擇經(jīng)過上面的計算，根據(jù)計算出的實際注射量，然后反推出注塑模具過程中所需的額定注射量，再結(jié)合所設計的模具的實際使用空間，也就是常說的拉桿空間，最終確定了合適的注塑機型號sz-100/60注塑機，該注塑機為臥式注塑機，其具體參數(shù)如下圖所示：表3-1注塑機參數(shù)注塑機型號sz-100/60理論注射量/cm3100注射壓力/MPa150頂出力/kN15鎖模力/kN600最大模具厚度/mm300最小模具厚度/mm170模板行程/mm260拉桿間距440x340定位孔直徑/mm125噴嘴球半徑/mm14噴嘴孔徑/mm34注射模的結(jié)構(gòu)設計4.1分型面的選擇分型面的確定是一套模具最主要的部分，設計師將分型面確定的位置如何可以決定成型塑件的質(zhì)量的好與壞，因此在選擇模具的分型面的時候需要考慮的因素有很多，首先要保證的最重要的一點就是：針對該分型面的選取。選取后既可以保證模具成型開模后塑件的順利脫模，也不能使得模具復雜化，盡量使得分型后的模具零件方便后期的一個制造加工一旦模具零件的結(jié)構(gòu)簡單，方便加工，就可以保證模具設計成型的產(chǎn)品的成型質(zhì)量和精度，還有最最最重要的一點就是：選擇的這個分型面的時候，要盡可能保證設計后避免一個側(cè)抽機構(gòu)的設計，從而可以簡化整套模具設計的難度。經(jīng)過以上分型面選擇原則的分析以及結(jié)合本次設計中塑件的特點，該產(chǎn)品的最大投影面比較明顯，并且整個塑件沒有特殊的結(jié)構(gòu)阻礙其順利脫模，所以毫無疑問，本次設計的收納藥盒的底部就是本次模具設計的分型面，如圖所示：圖4-1分型面的設計4.2確定型腔的排列方式一次模具成型得到的產(chǎn)品數(shù)量要考慮多方面的因素，多個產(chǎn)品同時成型是否對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)造成影響，生產(chǎn)效率的快慢，生產(chǎn)成本的高低等多個因素的制約。一般來說成型數(shù)量越多，產(chǎn)品的精度就會越低，而生產(chǎn)的效率就會有很大的提高，同時就會降低整個生產(chǎn)的成本。結(jié)合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，設定型腔布局的時候，要從以下幾點去確定：1.塑件的尺寸精度2.塑件的外觀結(jié)構(gòu)，是否存在有側(cè)孔，內(nèi)凹，倒扣等需要設計側(cè)抽結(jié)構(gòu)或者利用斜頂桿來成型的結(jié)構(gòu)，3.理論上來說型腔數(shù)目的多少影響模具的難度，影響成型產(chǎn)品的表面質(zhì)量，并且影響整個生產(chǎn)加工的進度也就是批量生產(chǎn)，由于本次設計的塑件的尺寸較大，并且實際生活中該產(chǎn)品的精度較高，因此可以設計一模4腔進行模具設計。圖4-2塑件的排列4.3澆注系統(tǒng)設計4.3.1主流道設計為了保證熔料在由注塑機的噴嘴進入模具澆口套的主流道的時候，不會滲入到模外，浪費材料。所以注塑機噴嘴和澆口套主流道球面凹坑的一個關系很重要。具體圖所示圖4-3主流道尺寸4.3.2分流道設計當熔融物料注入主流道后，考慮到模具設計有四個型腔腔室，每個腔室需獨立接收材料，這就要求設計一條精確的分流路徑。本設計選擇圓形分流道，其優(yōu)點在于能有效提升物料的填充速度，然而，圓形結(jié)構(gòu)在加工上可能存在一定的難度。分流道的橫截面直徑依據(jù)主流道尾端直徑及制品尺寸精心設定，確定為6毫米，這樣的設計確保了流速穩(wěn)定，且腔體壁受力均衡，有助于控制凝固過程。這種設計策略在模具行業(yè)中應用廣泛。對于那些結(jié)構(gòu)復雜、對塑料產(chǎn)品質(zhì)量和外觀要求極高的產(chǎn)品，比如采用三板模工藝的情況，會采用梯形分流道。其截面呈梯形，特別適合精細加工，保證了制品的高精度和外觀效果。在設計分流道時，首要原則是簡潔，過于復雜可能導致物料流動受阻，形成堵塞，甚至產(chǎn)生額外的廢料，影響模具的散熱效率。因此，流道應保持直線且長度適中，避免不必要的浪費。大多數(shù)的模具一次都是多個產(chǎn)品的同時成型，故此塑料凝料在注塑機外力的作用下經(jīng)流主流道進入成型零件內(nèi)部的時候就要開始分流，同時進入各個相同的腔體內(nèi)部。為了達到這個目的就需要設計一個通道分別到達內(nèi)部。分流通道要求密封性很高，不可以使凝料有一點的泄露出去，要保證流到內(nèi)部的時間也沒有差別。分流道設計的時候要有很大的流通性，一般設計為圓形分流道。圓形分流道的特點就是流道內(nèi)部各處的受力是均勻的，這樣是可以加快凝料的流動。分流道的設計也要結(jié)合產(chǎn)品和模具的結(jié)構(gòu)，分流道設計不宜過長，也不宜過短，要使凝料在進入腔體內(nèi)部的時候還能保持流動的狀態(tài)?？紤]試算之后選出直徑為6mm，如圖所示。圖4-4分流道設計4.3.3澆口設計成型腔體和分流道之間的最后連接處就是澆口，這段路程是塑料凝料在模具中流經(jīng)這最后一段距離。澆口的作用就是在凝料進入腔體中減緩流速，進而減小對腔體內(nèi)部的沖擊。出于對這點的考慮，就要求澆口的設計短小而細，這樣設計不僅減緩了流速，同時也不會在產(chǎn)品表面留下進澆痕跡，影響產(chǎn)品的美觀。澆口的種類一般取決于模具選擇的類型，考慮澆口的類型有側(cè)澆口，直澆口，潛伏式澆口等多種類型，還要根據(jù)塑件的形狀結(jié)構(gòu)確定，而較為復雜的三板模類型的模具采用的都是點澆口，這種類型的澆口的進澆痕跡非常小，不影響產(chǎn)品的美觀，但模具結(jié)構(gòu)較為復雜。故此結(jié)合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和選擇的模具的類型來設計最佳的澆口類型。本次設計的澆口類型為側(cè)澆口，具體的位置如下圖：圖4-5澆口的位置與設計4.4成形零件結(jié)構(gòu)設計產(chǎn)品外表面的結(jié)構(gòu)是由型腔來成型的。型腔的設計決定著產(chǎn)品外部的光滑程度和整個輪廓的尺寸，從而體現(xiàn)出型腔在整個模具的設計中扮演著很重要的角色。不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和模具類型所設計的不同，在設計成型零件型腔零件的時候可以設計為整體式也可以設計為組合式，但是根據(jù)不同的產(chǎn)品的外觀精度要求不一樣，去選擇不同的結(jié)構(gòu)形式的型腔結(jié)構(gòu)。對于一些對表面精度要求很高的產(chǎn)品和尺寸較小的來說，為了提高設計精度，設計多個型腔同時來成型產(chǎn)品表面，這樣對產(chǎn)品的外表面尺寸精度和外觀美觀度有所保證。而對于那些產(chǎn)品的尺寸較大而且對產(chǎn)品表面要求不高的產(chǎn)品來說，為了減小設計的難度和減少設計成本，大多數(shù)情況下設計整體式型腔。有些情況下由模具的定模板來充當型腔的角色，為了模具的整體性，這種情況一般不常見。型腔的材料選擇一般區(qū)別于模具其他模板的材料，這樣方便于之后的維護和更換。本次設計的型腔凹模如下圖所示：圖4-6型腔產(chǎn)品內(nèi)部的結(jié)構(gòu)由型芯來成型，產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)越復雜，相對的型芯的設計就會復雜，難度就會增加。根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，型芯的結(jié)構(gòu)也分為整體式和鑲嵌式兩大類。有的產(chǎn)品內(nèi)部有加強筋或者孔，這些結(jié)構(gòu)由小型芯來成型比較合理，在型芯內(nèi)部再設計小型芯，這種鑲嵌式的型芯的設計較為復雜，適合內(nèi)部比較復雜的產(chǎn)品。而那些內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單的型芯凸模經(jīng)常與塑件接觸，所以其材料的選擇比較重要，需要選擇熱傳導性好的鋼材，這樣可以避免在成型過程熱量聚集并且燒壞塑件產(chǎn)品，型芯凸模的結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖4-7型芯4.5脫模機構(gòu)的設計塑件產(chǎn)品在成型后會沾在型芯凸模上，由于本次設計的模具是全自動脫模的一個模具。所以肯定需要設計一個頂出機構(gòu)將產(chǎn)品從模具內(nèi)部推出，推出機構(gòu)的類型一般分為推桿和推件板2種主要的類型，由于本次設計模具包含側(cè)抽芯機構(gòu)也就是滑塊，因此不宜再設計推件板頂出。型芯截面為矩形時候其中：；，——無因次系數(shù)；=1代入數(shù)據(jù)計算得到每個型腔的脫模力為：設計了多個推桿聯(lián)合將塑件平穩(wěn)的頂出，推桿的直徑為6mm，具體位置如下圖所示：圖4-8推出機構(gòu)4.6抽芯機構(gòu)的設計4.6.1抽拔距的計算筆管圓孔深38mm，所以本次設計滑塊抽芯距離：s＝38＋2～3（mm），取s＝41mm4.6.2斜導柱的設計滑塊和側(cè)型芯的組合來成型產(chǎn)品的側(cè)面結(jié)構(gòu)，斜導柱起到了滑塊導向的作用，滑塊底部設計有導滑槽，利于滑塊在模板里滑動。斜導柱的形狀的設計和長度取決于產(chǎn)品抽芯距離的大小。由于產(chǎn)品的側(cè)面抽芯結(jié)構(gòu)出的尺寸大多數(shù)情況下不會太大，故滑塊的尺寸相對設計的也小。為了不占具太大面積和加工難度方面的考慮，一般將斜導柱設計成圓柱的形狀，容易在滑塊上鉆孔加工。直徑太小的話，作用力太小，不足以帶動滑塊運動。斜導柱的數(shù)量增多，本次設計斜導柱的角度為15度，斜導柱直徑為10mm斜導柱的示意圖如下：圖4-9滑塊和斜導柱最終的長度計算公式為：以上這個計算公式中：；；。經(jīng)過上述計算可以得到我們的斜導柱總長是108mm。4.7導向機構(gòu)的設計4.7.1導柱模具在開模運動過程中，需要由導向機構(gòu)來控制方向，避免開模時出現(xiàn)偏差。由于注塑模具并不是一次性使用，在多次使用后，各個結(jié)構(gòu)部件的接觸摩擦會造成一定程度的磨損。所以本次設計的導向結(jié)構(gòu)，在導柱表面開設環(huán)形油槽，這樣可以大大降低導柱與各個模板的摩擦力。如圖所示。圖4-10導柱4.7.2導套本次設計的導套是帶肩導套，通過專門工具將其壓入到定模板內(nèi)部，不用設計專門的固定工具去固定導套，導套與定模板之間屬于一個過盈配合，是不會掉落的，在取出的時候，需要專門的工具將其從定模板的孔內(nèi)頂出，導套的尺寸和形狀如下圖所示。圖4-11導套5主要零部件設計計算5.1成形零件工作尺寸的計算本次設計的產(chǎn)品其材料為ABS。ABS的收縮范圍較大為0.5%~0.7%，所以該材料的平均收縮率為0.6%。表5-1MT5公差精度塑件基本尺寸公差種類標注公差的尺寸公差值塑件基本尺寸公差種類標注公差的尺寸公差值>0～3A0.2>3～6A0.24B0.4B0.44>6～10A0.28>10～14A0.32B0.48B0.52>14～18A0.38>18～24A0.44B0.58B0.64>24～30A0.5>30～40A0.56B0.7B0.76>40～50A0.64>50～65A0.74B0.84B0.94>65～80A0.86>80～100A1B1.06B1.2型腔尺寸的計算由：按照MT5精度的，選擇對應公差值由于：得：則：則：(二)、型腔深度尺寸的計算：深度尺寸一樣用平均收縮率法計算：其余符號同上由：按照MT5精度的，選擇對應公差值由知道：則：型芯徑向尺寸的計算：由：按照MT5級精度由于：得：則：則：(二)型芯高度尺寸的計算符號同上由：按照MT5級精度由得：則：=5.2模具冷卻系統(tǒng)的設計冷卻結(jié)構(gòu)的設計是模具的重要組成部分。高溫的液態(tài)塑料凝料進入模具內(nèi)部之后，由于模具的成型零件內(nèi)部是相對封閉的結(jié)構(gòu)，而凝料進入之后攜帶大量的熱量，而模具自身也是金屬制品，導熱性好，從而使模具的溫度快速升高。模具經(jīng)過長時間，多次的過高的溫度的加熱，時間久了之后會對模具自身造成不可逆的損害，會降低產(chǎn)品成型的精度。模具降溫的介質(zhì)大多數(shù)情況下選擇的是水，其獲取的難度較低，同時成本低且能循環(huán)使用，冷卻的效果也特別出色。冷卻結(jié)構(gòu)的設計要結(jié)合模具的類型和成型零件的結(jié)構(gòu)，要保證各個位置的冷卻均勻，避免出現(xiàn)由于某些位置的冷卻程度不夠而造成產(chǎn)品某處的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)氣泡或者鼓起的情況出現(xiàn)。根據(jù)產(chǎn)品的成型面積和布局，使用較多的冷卻結(jié)構(gòu)為環(huán)繞型水路和直線型水路。環(huán)繞型水路適用于產(chǎn)品的外輪廓的長寬尺寸相差不大的產(chǎn)品，呈環(huán)形繞著產(chǎn)品一周，使產(chǎn)品的各個位置的結(jié)構(gòu)都能得到冷卻。直線型水路一般用于產(chǎn)品的長寬相差較大的那些長條裝結(jié)構(gòu)，或者產(chǎn)品自身結(jié)構(gòu)較為，不適合在成型內(nèi)部再鉆孔會設計冷卻水路，不然會破壞成型零件的結(jié)構(gòu)。冷卻系統(tǒng)設計計算1）制件成型周期塑件體積1.3cm3ABS密度1.05所以單個塑件的質(zhì)量為m=1.365g本次設計一模4件所以為5.46g一小時內(nèi)澆筑成型按照3600s/60s故制件總的成型周期計算如下：計算冷卻水的體積流量查閱文獻，發(fā)現(xiàn)ABS材料所會釋放出的熱焓量約為3500。在此使用冷卻水將其進行冷卻的方式，且水的流量也足夠大，值分別為25，20。此時，此種冷卻介質(zhì)水的比熱容c約為，密度為。體積流量的具體計算公式如下:式中：）；；=；；），取C=；，分別為為25；為20。3）確定冷卻水道直徑翻閱參考文獻，結(jié)合自身塑件的壁厚，取水路直徑d為6mm。4）計算冷卻水在孔中的流動速度5）計算冷卻水道壁和冷卻水兩者間的傳熱系數(shù)α查資料文獻可得，當冷卻水溫為200時，取得φ=6 計算冷卻水孔總的傳熱面積A，查資料所得公式如下：式中：（KJ/kg）；。7）計算冷卻水孔的數(shù)量型芯型腔的平均寬度L=（120+170）/2=0.145m根據(jù)以上計算的結(jié)果為7.8條，由于型芯型腔是矩形的，為了均勻的分布這8根水路，因此可以將水路分布在型芯型腔的四周。圖5-1水路5.3模架的確定在當今，很多塑件產(chǎn)品的尺寸和形狀已經(jīng)能大部分在設計模具的時候選擇標準模架，國家模架標準庫目前也已經(jīng)很大范圍的涵蓋了各種尺寸的模架，因此注塑模具設計模架標準化是當今模具行業(yè)發(fā)展的趨勢，本次設計的模架是常見的2板模，除此之外還有比較復雜的三板模，三板模一般澆口設計為點澆口，而2板模具則設計常見的直澆口或側(cè)澆口，由于本次設計為直澆口，所以選擇2板模，模架型號為CI-2030-A60-B60-C70。其中CI模架就是不帶支撐板的模架，2030代表定模板的寬度為200mm長度為300mmABC則代表定模板，動模板以及墊塊的厚度，該標準模架的參數(shù)如下圖所示圖5-2模架6注射機安裝尺寸校核6.1模具閉合高度的校核所選注射機sz-100/60Hmax=300mmHmin=170mm本次設計的H模架高度是H=240mm，注塑機的高度范圍符合要求。6.2開模行程的校核模架開模行程㎜—塑件脫離距離，85—塑件的高度，10；查注射機sz-100/60型Sz=260mm，可見Sm<Sz，sz-100/60滿足其開模行程。6.3最大空間的校核因為在設計模具時候，所選模架的尺寸為250mm×300mm，注射機sz-100/60的拉桿空間340×440，所以所選注塑機sz-100/60是符合要求的。7繪制模具裝配圖通過設計以及計算，得以繪制如下所示的模具裝配圖。圖7-1總裝圖模具是安裝在注塑機的內(nèi)部，在開始階段，注塑機將液體熔料通過澆口套主流道澆注進入模具內(nèi)部型腔內(nèi)，通過保壓，冷卻后，塑件成型。然后注塑機的拉力會使得模具向2邊運動開模，然后模具的動模和定模會在整個模具的分型面處開模，開模的時候主流道的余料是和產(chǎn)品粘在一起的，產(chǎn)品是包裹在型芯凸模上的，所以余料和產(chǎn)品一起留在了動模，同時滑塊會在斜導柱的作用下進行橫向抽芯運動，運動到一定位置，澆口套內(nèi)部的主流道被拉出澆口套，滑塊的抽芯運動完成，并且注塑機的之間空間足夠產(chǎn)品和余料掉落的時候，再有注塑機的頂出機構(gòu)通過動模座板的中心推動推桿座板，推桿座板推動推桿，多個推桿一起運動將產(chǎn)品推出至模外。此時開模運動完全結(jié)束。8零件的數(shù)控加工編程8.1創(chuàng)建坐標系及幾何體1.準備毛坯：將毛坯設定為120x170x35mm的尺寸。2.CNC加工：按照“粗→精-清根加工”的一般順序進行加工。3.進入加工模塊，初始化加工環(huán)境，選擇“mill_contour”進入加工環(huán)境。4.選擇坐標系設置“MCS_MILL”，指定坐標系原點為工件正中央，在間隙設置里指定安全平面，選擇工件上表面，設定偏置為10。如圖所示：圖8.1X.選擇“WORKPIECE”打開，指定部件為加工幾何體，指定毛坯為毛坯幾何體，指定材料為CARBONSTEEL，單擊顯示圖標。如圖所示：圖8.2毛坯8.2創(chuàng)建刀具1.在插入工具條中點創(chuàng)建刀具按鈕，在刀具類型中選擇第一個立銑刀圖標，輸入刀具名稱“D10”，在銑刀參數(shù)中選擇“5-參數(shù)”，直徑設置為10mm，長度設置為75mm，刀刃長度設置為50mm，刀刃數(shù)為2，刀具號設置為1。如圖所示：圖8.3同理，創(chuàng)建其余刀具，如圖8.4所示圖8.48.3創(chuàng)建型芯加工步驟1.創(chuàng)建粗加工操作在UG“加工方法視圖”導航器中選擇MILL_ROUGH,右鍵彈出菜單，選擇插入→操作，在類型中選擇mill_contour，在操作子類型中選擇第一個型腔銑CAVITY_MILL，程序設置PROGRAM，刀具設置D10，幾何體設置WORKPIECE，方法MILL_ROUGH，確定進入型腔銑對話框。在刀軌設置里切削模式選擇“跟隨周邊”，步距恒定，距離為5mm，全局每刀深度3mm。如圖8.5所示：圖8.5打開“切削參數(shù)”按鈕，在“策略”選項卡里選擇“切削方向”為順銑，“切削順序”為深度優(yōu)先，“圖樣方向”向內(nèi)；在“余量”選項卡里設置部件側(cè)面余量0.2mm，部件底部面余量0,內(nèi)外公差為0.03mm；在“連接”選項卡中設置區(qū)域排序為優(yōu)化，勾選區(qū)域連接；其余參數(shù)默認設置。如圖8.6所示：圖8.6在傳遞/快速選項卡中設置安全設置為平面，指定平面為工件上表面偏置15mm傳遞類型為間隙。其余設置為默認設置，如圖8.7所示：圖8.7在進給和速度選項里，設置主軸轉(zhuǎn)速為1300，切削為30，其余參數(shù)如圖：點擊生成按鈕，生成刀軌，如圖8.8所示：圖8.82、創(chuàng)建精加工階梯輪廓銑操作再次新建工序命令。在這里類型還是選擇為mill_contour，子類型選擇為深度加工拐角；刀具選擇球刀B2,選擇程序四，其他的參數(shù)按系統(tǒng)默認進行，點擊生成按鈕，生成刀軌，如圖x.10所示：圖8.9精加工階梯輪廓銑3、創(chuàng)建銑筆帽掛鉤在加工導航器中切換到“加工方法視圖”，在操作導航器中選擇MILL_FINISH,右鍵彈出菜單，選擇插入→操作，在類型中選擇mill_contour，在操作子類型中選擇FLOWCUT_SINGLE，程序設置PROGRAM，刀具設置R1，方法MILL_FINISH，確定進入深度輪廓銑對話框。在“驅(qū)動設置”里切削模式為“往復”打開“切削參數(shù)”按鈕，在“余量”選項卡里設置部件側(cè)面余量0，部件底部面余量0,內(nèi)外公差為0.01mm；在“安全設置”選項卡中設置過切時退刀，檢查安全距離3mm，在“更多”選項卡中設置最大步長為30%刀具直徑，其余參數(shù)默認設置。打開“非切削移動”按鈕，在“進刀”選項卡開放區(qū)域中設置進刀類型為“圓弧-與刀軸平行，半徑為刀具直徑的50%，圓弧角度90°；在”根據(jù)部件/檢查”中設置進刀類型為線性，長度為刀具直徑80%，旋轉(zhuǎn)角度180°，傾斜角度為45度。在傳遞/快速選項卡中設置區(qū)域距離為刀具直徑200%，安全設置為平面，指定平面為工件上表面偏置15mm傳遞類型為間隙。其余設置為默認設置在進給和速度選項里，設置主軸轉(zhuǎn)速為2000，切削為50。點擊生成按鈕，生成刀軌，如圖8.10所示：圖8.10加工筆帽掛鉤8.4后處理程序最后在PROGRAM上右鍵彈出菜單，選擇“后處理”選項，彈出后處理器，在其中選擇后處理文件。這里選擇已經(jīng)編輯設置好的FANUC0IMC系統(tǒng)后處理文件，如下圖所示的“FANUC_0M”文件，指定存放位置，確認輸出，生成G代碼，至此，加工完成。如圖8.11所示：圖8.11程序結(jié)論本次設計的題目是筆帽的注塑模具設計，文中主要介紹了組成筆帽的材料的基本性能和成型參數(shù)，然后通過計算選擇了合適的注塑機sz-100/60型號，并且在選擇注塑機以后對模具的整體方案進行的設計，比如分型面和型腔布局。然后針對模具的一些重要數(shù)據(jù)進行計算，比如型芯型腔的計算，模架的計算。然后再針對模具的澆注，冷卻，脫模，抽芯機構(gòu)等進行了詳細的計算和設計，最后在不懈的努力下，最終完成了一套合理的注塑模具設計。經(jīng)過此次的設計，以后在生活中遇到其他產(chǎn)品的設計已經(jīng)會使我觸類旁通，能夠更快速的更自主的解決問題，對于不同的塑件我也能運用腦海中的知識去解決，能夠更好的將我所學到的模具知識運用在實際生活中，來方便我們的日常生活。在這里就側(cè)抽芯機構(gòu)的設計來簡單說下本次模具設計的難點，由于所設計的產(chǎn)品是直角形狀，并且是管狀，因此管狀的內(nèi)芯，就需要進行抽芯抽出，在抽芯抽出后，才可以利用推桿推出機構(gòu)將產(chǎn)品推出，推出機構(gòu)本次設計是推桿頂出，也是比較常規(guī)的脫模機構(gòu)。另外滑塊在抽芯完成后是有限位螺釘對其定位，方便模具合模的時候，斜導柱還能順利的插入滑塊內(nèi)部帶動滑塊進行合模。以上就是本次設計的幾點