手電鉆右殼體注塑模具設計及仿真加工【畢業(yè)設計+開題報告+文獻綜述】

1、<p><b>　?。?0_ _屆）</b></p><p><b>　　本科畢業(yè)設計</b></p><p>　　手電鉆右殼體注塑模具設計及仿真加工</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次設計的課題是手電鉆右殼體的注塑模具設計。手電鉆屬

2、于日常生活用品，所以材料是當前應用較為廣泛的熱塑性塑料聚丙烯。在設計中使用一模兩腔的形式，可進行大批量生產。</p><p>　　設計過程包括設計準備、塑件設計、模具設計、零件圖的繪制和畢業(yè)設計論文的完成等五個環(huán)節(jié)。其中，塑件設計和模具設計是重要環(huán)節(jié)。</p><p>　　在整個模具設計過程中，涉及到了塑件的結構設計、注塑機的選擇及注塑機的一些重要工藝參數(shù)的校核，并詳細敘述了模具設計中的分

3、型面設計、澆注系統(tǒng)設計、頂出機構設計、冷卻系統(tǒng)設計等。</p><p>　　在模具設計過程中主要運用了Pro/ENGINEER 5.0及其EMX6模塊來完成整個設計工作，此外還利用了AutoCAD2004軟件進行裝配圖及零件圖的繪制。</p><p>　　同時，在設計過程中，通過查閱大量資料、手冊、期刊等，結合教材上的知識對注塑模具有了系統(tǒng)的認識，拓寬了視野，豐富了知識，為將來獨立完成模具

4、設計積累了一定的經驗。</p><p>　　關鍵詞：手電鉆，注塑模具，Pro/ENGINEER 5.0</p><p>　　Right hand drill shell mold design and simulation process</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This

5、 design issue is the subject of the right hand drill shell mold design. The Hand drill belongs to the daily life thing. Therefore, uses the material is current applies more widespread thermoplastic pp. In the design uses

6、 one-mold and two-cavity form in this case. Can be mass-produced.</p><p>　　Design process including design preparation, plastic part design, mold design, parts drawing and the completion of graduation thesis

7、 the five links. Among them, the plastic part design and mold design is an important part.</p><p>　　In the mold design process, involving the structural design of plastic parts, the choice of injection moldi

8、ng machine and injection molding machine check some important process parameters, and mold design described in detail in the sub-surface design, Gating system design, ejector mechanism design, cooling system design.</

9、p><p>　　Mainly in the mold design process using the Pro / ENGINEER 5.0 and EMX6 module to complete the design work. In addition, use of AutoCAD2004 Software Assembly drawing and parts Drawings.</p><p

10、>　　At the same time, in the design process, through access to vast amounts of data, manuals, periodicals, etc. , with materials on the knowledge of the injection mold of the structure system with the understanding, br

11、oaden the horizons and enrich the knowledge, complete independence for the future die design has accumulated some experience.</p><p>　　Keywords: Hand drill, Injection mold, Pro/ENGINEER5.0 </p><p&

12、gt;<b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　1 緒論錯誤!未定義書簽。</p><p>　　1.1選題的背景和意義錯誤!未定義書簽。</p><p>　　1.2塑料的組成

13、、分類與特點錯誤!未定義書簽。</p><p>　　1.2.1塑料的組成錯誤!未定義書簽。</p><p>　　1.2.2塑料的分類1</p><p>　　1.2.3塑料的特點2</p><p>　　1.3塑料模具的種類2</p><p>　　1.4 塑料的成型方法2</p><p>

14、;　　1.5 注射成型工藝2</p><p>　　1.5.1注射成型工藝原理2</p><p>　　1.5.2注射成型工藝過程3</p><p>　　1.5.3注射成型工藝參數(shù)3</p><p>　　1.6 Pro/ENGINEER概述3</p><p>　　1.7本次注塑模具設計的主要內容3</p&

15、gt;<p>　　2 塑料注射模具的設計和結構組成5</p><p>　　2.1塑料注射模具的設計步驟5</p><p>　　2.2塑料注射模具的結構組成5</p><p>　　2.2.1單分型面注射模的組成5</p><p>　　2.2.2單分型面注射模的工作過程6</p><p>　　3 手

16、電鉆右殼體塑料件7</p><p>　　3.1塑料件的結構和特點7</p><p>　　3.1.1產品形狀和參數(shù)7</p><p>　　3.1.2模具結構和參數(shù)8</p><p>　　3.2塑料件的材料8</p><p>　　3.2.1聚丙烯的性能和用途8</p><p>　　3.3

17、手電鉆右殼體塑料件的參數(shù)9</p><p>　　3.3.1塑件的體積9</p><p>　　3.3.2塑件的質量10</p><p>　　4 塑料注射機選用11</p><p>　　4.1注射機的類型和組成結構11</p><p>　　4.2注射機的選用原則11</p><p>　　

18、4.3注射機的選用11</p><p>　　4.4注射機的參數(shù)校核12</p><p>　　5塑料注射模具設計14</p><p>　　5.1型腔數(shù)目和分布14</p><p>　　5.2分型面的選擇15</p><p>　　5.2.1分型面原則和選擇15</p><p>　　5.2

19、.2手電鉆右殼體注塑模具在Pro/ENGINEER中的設計步驟15</p><p>　　5.3定模仁和動模仁的設計21</p><p>　　5.3.1動模仁的設計21</p><p>　　5.3.2定模仁的設計22</p><p>　　5.4澆注系統(tǒng)22</p><p>　　5.4.1澆注系統(tǒng)的作用22&l

20、t;/p><p>　　5.4.2澆注系統(tǒng)的組成22</p><p>　　5.4.3澆注系統(tǒng)的設計原則23</p><p>　　5.4.4澆注系統(tǒng)設計23</p><p>　　5.5推出機構27</p><p>　　5.5.1推出機構的作用與分類27</p><p>　　5.5.2手電鉆右殼

21、體推出機構的組成27</p><p>　　5.5.3手電鉆右殼體推出機構的設計27</p><p>　　5.6導向機構28</p><p>　　5.6.1導向裝置的組成和作用28</p><p>　　5.6.2導向機構的設計28</p><p>　　5.7冷卻和排氣系統(tǒng)設計28</p><

22、;p>　　5.7.1冷卻系統(tǒng)設計28</p><p>　　5.7.2排氣系統(tǒng)設計29</p><p>　　5.8機架的選用29</p><p>　　5.8.1選用標準模架的型號29</p><p>　　5.8.2確定模架的厚度30</p><p>　　5.9模具的開模仿真30</p>&

23、lt;p>　　6數(shù)控仿真加工32</p><p>　　6.1 Cimatron軟件概述32</p><p>　　6.2 Cimatron仿真加工32</p><p>　　6.2.1 Cimatron NC32</p><p>　　6.2.2手電鉆右殼體注塑模具在Cimatron中的仿真加工步驟32</p><

24、;p><b>　　總結35</b></p><p><b>　　參考文獻36</b></p><p><b>　　致謝37</b></p><p><b>　　附錄38</b></p><p><b>　　1 緒論</b>

25、;</p><p>　　1.1 選題的背景與意義</p><p>　　模具工業(yè)是國民經濟的基礎產業(yè)，模具工業(yè)的發(fā)展水平標志著一個國家工業(yè)水平及產品開發(fā)能力。我國模具工業(yè)解放后從無到有，在經歷了半個多世紀的發(fā)展，已有了較大的提高，發(fā)展速度十分迅速，目前已初具規(guī)模。近年來，對模具技術的探索和研究取得了可喜的成績。我國模具設計與制造技術的發(fā)展經歷了手工作坊制造階段、工業(yè)化生產階段和現(xiàn)代化生產階段

26、。伴隨著計算機技術的快速發(fā)展，數(shù)字化、信息化模具CAD/CAE/CAM技術和數(shù)控加工機床已普遍采用，模具產業(yè)正處于高速發(fā)展階段。</p><p>　　雖然我國模具技術水平正在逐步提高，但與工業(yè)較為先進的國家相比，仍存在較大的差距，縱觀我國的模具工業(yè)，既有高速發(fā)展的良好勢頭，又存在模具品種少、精度低、結構欠合理、壽命短等一系列的不足，無法滿足整個工業(yè)迅速發(fā)展的迫切要求。[1]</p><p>

27、;　　隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料注射模已經成為制造塑料制造品的主要手段之一，且發(fā)展成為最有前景的模具之一。在我國塑料模具的起步較晚，但發(fā)展很快，特別是最近幾年，無論在質量、技術和制造能力上都有很大發(fā)展，取得了很大成績。我國塑料模具的質量、技術和制造能力近年來確實發(fā)展很快，有些已達到或接近國際水平，尤其是隨著改革開放政策的不斷深入，“三資”企業(yè)蓬勃發(fā)展，對我國塑料模具設計制造水平的提高起到了非常大的作用。然而，由于我國模具制造基礎薄弱，各地

28、發(fā)展極不平衡，因此總體來看，與國際先進水平相比和與國內外市場需求相比，差距還很大。[2]</p><p>　　1.2 塑料的組成、分類與特點</p><p>　　1.2.1 塑料的組成</p><p>　　塑料是一種以合成樹脂為主要成分，加入一定量的添加劑制成的高分子有機化合物。在一定的溫度、壓力和時間條件下，塑料可以通過模具成型出具有一定形狀和尺寸的制件，并且當外

29、力解除后，在常溫下仍能使形狀保持不變。成型所用的模具稱為塑料模，它是型腔模的一種。</p><p>　　1.2.2 塑料的分類</p><p>　　按照塑料合成樹脂的分子結構和受熱特性分類，可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。這種分類方法反應了高聚物的結構特點、物理特性、化學性能和成型特性。</p><p>　　按照塑料的性能和用途分，可分為通用塑料、工程塑料和特種

30、塑料。</p><p>　　1.2.3 塑料的特點</p><p>　　質量輕；比強度和比剛度高；化學穩(wěn)定性好；電絕緣性能好；耐磨和減磨性能好；消聲和吸震性能好。</p><p>　　1.3 塑料模具的種類</p><p>　　塑料模具的種類很多，比較常見的有注射模、壓縮模、壓注模和擠出模。[3]</p><p>　　

31、1.4 塑料的成型方法</p><p>　　成型是塑料制品生產過程中最重要的工序，塑料的種類很多，其成型方法也很多，主要有注射成型、擠出成型、壓縮成型、壓注成型、氣動成型和泡沫成型等，其中前四種方法最為常用。熱塑性塑料多采用注射和擠出方法成型。熱固性塑料多采用壓縮和壓注成型，同時其注射成型工藝也有較大的發(fā)展。</p><p>　　1.5 注射成型工藝</p><p>

32、;　　注射成型又稱注射模具，是熱塑性塑料制件的一種主要成型方法。除個別熱塑性塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可用此方法成型。近年來，注射成型已成功地用來成型某些熱固性塑料制件。</p><p>　　注射成型可成型各種形狀的塑料制件，它的特點是成型周期短，能一次成型外形復雜、尺寸精密、帶有嵌件的塑料制件，且生產效率高，易于實現(xiàn)自動化生產，所以廣泛用于塑料制件的生產中，但注射成型的設備及模具制造費用較高，不適合單件及批

33、量較小的塑料制件生產。</p><p>　　1.5.1 注射成型工藝原理</p><p>　　注射成型的原理是將顆粒狀態(tài)或粉狀塑料從注射機的料斗送進加熱的料筒中經過加熱熔融塑化成為粘流態(tài)熔體，在注射機柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過噴嘴注入模具型腔，經一定時間的保壓冷卻定型后可保持模具型腔所賦予的形狀，然后開模分型獲得成型塑件。這樣就完成了一次注射工作循環(huán)（如圖1-1所示）。<

34、;/p><p>　　圖1-1 注射成型工作循環(huán)</p><p>　　1.5.2 注射成型工藝過程</p><p><b>　　1）成型前的準備</b></p><p>　　原料與處理、料筒的清洗、預熱嵌件、選擇脫模劑</p><p><b>　　2）注射過程</b></p&

35、gt;<p>　　加料、塑化、充模、保壓補縮、倒流、冷卻、脫模</p><p><b>　　3）塑件后處理</b></p><p><b>　　退火處理、調濕處理</b></p><p>　　1.5.3 注射成型工藝參數(shù)</p><p>　　1）溫度。注射過程需控制的溫度有料筒溫度、噴

36、嘴溫度和模具溫度等。</p><p>　　2）壓力。注射成型過程中的壓力包括塑化壓力和注射壓力。</p><p>　　3）時間。完成一次注射成型說需要的時間，成為成型周期。[4]</p><p>　　1.6 Pro/ENGINEER概述</p><p>　　Pro/Engineer軟件是1985年在美國波士頓成立的PTC公司研發(fā)的計算機輔助

37、工程設計軟件。其系列軟件使用于工業(yè)設計和機械設計，還包括對大型裝配體的管理、功能仿真、分析制造和產品數(shù)據管理等，覆蓋了眾多的工程設計領域。Pro/Engineer軟件的正式推出時在1988年，經過幾十年的發(fā)展已經成為世界三維軟件中的代表產品、當今世界機械CAD/CAM/CAE領域的新標準。作為一個高端、全方位的三維產品設計開發(fā)軟件，它以其尺寸驅動、基于特征、全相關及單一數(shù)據庫的優(yōu)點，逐漸成為國內最受歡迎的三維CAD/CAM軟件，應用范圍

38、遍布汽車、機械、電子、模具等諸多行業(yè)。Pro/Engineer軟件有如下特點：(1)信息相關性：所有模塊的信息都是全相關的。這就意味著在產品開發(fā)過程中某一處進行的修改，能夠擴展到整個設計中，同時自動更新所有的工程文檔，包括裝配體、設計圖紙、制造數(shù)據。(2)基于特征的造型：在Pro/Engineer軟件中，構造實體的基本單元是特征，實體是由多個特征構成的。造型的過程就是不斷的增加特征，以達到最終產品希望的模型。在構造實體完成后，可以對特征

39、進行操作。如對特征進行修改、復位義、</p><p>　　本文采用的是Pro/Engineer野火版5.0，在設計過程中主要使用以下幾個模塊：(1)草繪模塊(Pro/SKETCH)，用于創(chuàng)建和編輯二維平面草圖，是三維零件模型創(chuàng)建的基礎。(2)零件模塊(Pro/PART)，用于創(chuàng)建和編輯零件的三維實體模型，用戶通過實體建模最終實現(xiàn)產品設計和生產的目的。(3)模具設計模塊(Pro/MOLDESIGN)，用于創(chuàng)建、修改

40、、分析模具元件及其組件，并可根據設計模型的變化對它們進行更快速更新，并且提供了一些實用的分析檢測功能，如投影面積計算、充模仿真、開模仿真等。[5]</p><p>　　1.7 本次注塑模具設計的主要工作內容</p><p>　　本次注塑模具設計以單分型面注射模具為主，主要內容包括所設計塑件的說明書、注塑機的選用、塑料注射模具設計、裝配圖和零件圖紙的繪制等。</p><p

41、>　　2 塑料注射模具的設計和結構組成</p><p>　　2.1 塑料注射模具的設計步驟</p><p>　　1）設計前的準備工作</p><p>　　a）熟悉塑件：塑件的幾何形狀、塑件的使用要求、塑件原料的特性；</p><p>　　b）檢查塑件的成型工藝；</p><p>　　c）明確現(xiàn)有注射機的型號和規(guī)格

42、；</p><p>　　2）填寫塑件成型工藝卡</p><p>　　3）注射模具結構設計步驟</p><p><b>　　a）確定型腔數(shù)目</b></p><p><b>　　b）選擇分型面</b></p><p>　　c）確定型腔的布置方案</p><p

43、><b>　　d）確定澆注系統(tǒng)</b></p><p><b>　　e）確定脫模方式</b></p><p>　　f）確定調溫系統(tǒng)結構</p><p>　　g）確定凹模和型芯的固定方式</p><p><b>　　h）確定排氣尺寸</b></p><p

44、>　　i）確定注射模的主要尺寸</p><p><b>　　j）選用標準模架</b></p><p>　　k）繪制模具的結構草圖</p><p>　　l）校核模具與注射機有關尺寸</p><p>　　m）注射模結構設計的審查</p><p>　　n）繪制模具的裝配圖</p>&

45、lt;p><b>　　o）繪制模具零件圖</b></p><p><b>　　p）復核設計樣圖</b></p><p><b>　　4）注射模具的審核</b></p><p>　　a）基本結構方面的審核</p><p>　　b）設計圖紙方面的審核</p>&

46、lt;p>　　c）注射模設計質量的審核</p><p>　　d）拆裝及搬運條件方面的審核[6]</p><p>　　2.2 塑料注射模具的結構組成</p><p>　　2.2.1 單分型面注射模的組成</p><p>　　根據注射模各個零部件所起的作用，可以將注射模分為如下幾個組成部分：成型零部件、澆注系統(tǒng)、導向機構、推出裝置、溫度調節(jié)

47、和排氣系統(tǒng)、結構零部件。圖2-1所示為單分型面注塑模。</p><p>　　圖2-1單分型面注塑模</p><p>　　2.2.2 單分型面注射模的工作過程</p><p>　　單分型面注射模的一般工作過程：模具閉合→模具鎖緊→注射→保壓→補縮→冷卻→開?！瞥鏊芗?。如圖2-2所示</p><p>　　圖2-2 單分型面注射模的工作過程<

48、;/p><p>　　3 手電鉆右殼塑料件</p><p>　　3.1 塑料件的結構和特點</p><p>　　手電鉆右殼塑件的結構簡單，尺寸適中。采用一模一腔。根據手電鉆右殼塑件的特征，選用澆注系統(tǒng)為側澆口的單分型面多型腔注射模。采用側澆口基本不影響塑件外觀。</p><p>　　用Pro/ENGINEER對手電鉆右殼進行建模，本設計中得手電鉆右

49、殼相對于現(xiàn)實中得手電鉆右殼，是一個較簡單得圖形，通過拉伸、抽殼、倒圓角。拔模等命令，就可以完成整個模型得建模工作，圖3-1為手電鉆右殼塑料件的三維效果圖，圖3-2為手電鉆右殼的工程圖。</p><p>　　圖3-1 手電鉆右殼三維圖</p><p>　　圖3-2 手電鉆右殼工程圖</p><p>　　3.1.1 產品形狀和參數(shù)</p><p>

50、;　　手電鉆右殼外觀形狀如圖3-2所示，長寬高為142×23×130（mm），采用聚丙烯塑料制造（簡稱PP塑料），其收縮率為1.0%～3.0%。</p><p>　　3.1.2 模具結構和參數(shù)</p><p>　　本例模具為“一模一腔”的多腔模具，塑件在模具中對稱布置。定模為一塊模板，外形尺寸為250×230×70mm。動模分成動模模板和四個鑲件，動

51、模模板的外形尺寸為250×230×70mm。如圖3-3所示。</p><p>　　定模模板 動模模板 動模鑲件</p><p>　　圖3-3手電鉆右殼的模具</p><p>　　3.2 塑料件的材料</p><p>　　3.2.1 聚丙烯（PP）的性能和用途</p>

52、<p>　　聚丙烯無色、無味、無毒。外觀似聚乙烯，但比聚乙烯更透明、更輕。它不吸水，光澤好，易著色。屈服強度、抗拉強度、抗壓強度和硬度及彈性比聚乙烯好。定向拉伸后聚丙烯可制作鉸鏈，有特別高的抗彎曲疲勞強度。如用聚丙烯注射成型一體鉸鏈（蓋和本體合一的各種容器），經過7×107次開閉彎折未產生損壞和斷裂現(xiàn)象。聚丙烯熔點為164～170℃，耐熱性好，能在100℃以上的溫度下進行消毒滅菌。其低溫使用溫度達－15℃，低于－

53、35℃時會脆裂。聚丙烯的高頻絕緣性能好，而且不吸水，絕緣性能不受濕度的影響。但在氧、熱、光的作用下極易解聚、老化，所以必須加入防老化劑。</p><p>　　聚丙烯可用作各種機械零件如法蘭、接頭、泵葉輪、汽車零件和自行車零件，水、蒸汽，各種酸堿等的輸送管道，化工容器和其他設備的襯里、表面涂層。制造蓋和本體合一的箱殼，各種絕緣零件，并用于醫(yī)藥工業(yè)中。表3-1所示為聚丙烯的綜合性能。</p><p

54、>　　表3-2 聚丙烯的注射成型工藝參數(shù)</p><p>　　表3-1 聚丙烯的綜合性能</p><p>　　表3-2 聚丙烯的注射成型工藝參數(shù)</p><p>　　3.3 手電鉆右殼塑料件的參數(shù)[7]</p><p>　　3.3.1 塑件的質量和體積</p><p>　　1）通過Pro/ENGINEER軟件的“

55、質量屬性（如圖3-4所示）”分析塑件，得到塑件的體積為</p><p>　　V= 33419.882mm3 =33.420cm3 （3-1）</p><p>　　初步估計澆注系統(tǒng)的體積約為：</p><p>　　Vj=4cm3 （3-2）</p><p>　　塑件與澆注系統(tǒng)的總體積為：<

56、;/p><p>　　V總=（33.420+4）cm3=37.420cm3 （3-3）</p><p>　　圖3-4 質量屬性示意圖</p><p>　　2）計算塑件的質量，材料PP的密度取 ρ=1g/cm3；</p><p><b>　　單個塑件的質量為：</b></p><p>　　m =ρ

57、15; V = 1g/cm3 ×33.420cm3=33.420g （3-4）</p><p><b>　　澆注系統(tǒng)的質量為：</b></p><p>　　m =ρ× Vj = 1g/cm3×4cm3=4g （3-5）</p><p>　　3

58、.3.2 塑件的投影面積</p><p><b>　　塑件成型投影面積：</b></p><p>　　S=3400.23mm2=34.00cm2 （3-6）</p><p><b>　　4 塑料注射機選用</b></p><p>　　4.1 注射

59、機的類型和組成結構</p><p>　　塑料注射機按用途可以分為熱塑性塑料通用注射機和專用注射機（熱固性塑料注射機、注射吹塑機、發(fā)泡注射機、排氣注射機等）；按外形可以分為臥式注射機、立式注射機和直角式注射機；按塑料在料筒內的塑化方式可以分為柱塞式注射機和螺桿式注射機。目前，在生產中應用最為廣泛的是臥式螺桿式熱塑性塑料通用注射機。</p><p>　　塑料注射機一般由注射裝置、合模裝置、液壓

60、和電氣控制系統(tǒng)、機架等四個部分組成。注射裝置的作用是：將一定量的塑料加入料筒；將加入料筒內的塑料加熱并均勻地塑化成熔體；以足夠地速度和壓力將一定量地塑料熔體注射進模具型腔；注射完成后保持一定時間的壓力，進行補縮并防止熔體返流。合模裝置的作用是：準確可靠地實現(xiàn)模具的開、合模動作，注射時保證可靠地鎖緊模具；開模時保證制件頂出脫模。液壓和電氣控制系統(tǒng)的作用是控制注射機的工作循環(huán)過程和成型工藝條件，使注射機按注射工藝預定的動作要求和工作要求準確

61、有效的工作。機架的作用是將上述三個部分組合在一起同時作為液壓系統(tǒng)的油箱。[8]</p><p>　　4.2 注射機的選用原則</p><p>　　塑料注射機的規(guī)格是指決定注射機加工能力和適用范圍的一些主要技術參數(shù)，在設計塑料注射模時，應根據實際情況對這些技術參數(shù)進行校核。</p><p><b>　　1）注射量</b></p>&

62、lt;p><b>　　2）注射壓力</b></p><p><b>　　3）鎖模力</b></p><p>　　4）安裝部分的配合、連接尺寸[8]</p><p>　　4.3 注射機的選用[9]</p><p>　　根據塑件的大小和實際中常用的注射機，注射手電鉆右殼塑件選用SZ-250/160

63、立式塑料注射機。表4-1所示為SZ-250/160型號注射機主要參數(shù)。</p><p>　　表4-1 SZ-250/160注射機主要技術參數(shù)</p><p>　　4.4 注射機的參數(shù)校核</p><p>　　1）最大注射量的校核</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　

64、式中：V0——塑料注射成型機最大注射容積，cm3；</p><p>　　V——塑件的體積（包括塑料制品、澆道凝料和飛邊），cm3；</p><p>　　Vi——一個塑件的體積，cm3；</p><p><b>　　n——型腔數(shù)；</b></p><p>　　K——塑料注射成型機最大注射量的利用系數(shù)，取K=0.8。<

65、/p><p><b>　　實際注射量 ：</b></p><p>　　故最大注射量滿足要求。</p><p><b>　　2）注射壓力的校核</b></p><p><b>　　（4-2）</b></p><p>　　式中：P0——注射機的最大注射壓力，MP

66、a；</p><p>　　P——塑件成型所需的注射壓力，MPa。</p><p>　　SZ-250/160注射機的注射壓力為180MPa；</p><p>　　PP塑料的注射壓力為70～120MPa，取90MPa。</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　故注射機的注射壓力

67、滿足要求。</p><p><b>　　3）鎖模力的校核</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中：F0——注射機的公稱鎖模力，N；</p><p>　　P?！绕骄鶋毫Γㄐ颓粌鹊娜垠w平均壓力），N；</p><p>　　A分——塑

68、件、流道、澆口在分型面上的投影面積之和，cm3；</p><p>　　F——注射壓力在型腔內所產生的作用力，N。</p><p>　　SZ-250/160注射機的鎖模力為1600KN；</p><p>　　PP塑料的注射壓力為70～120MPa，取90MPa；</p><p>　　單個塑件在分型面上的投影面積為34.00cm2；</p&

69、gt;<p>　　澆道凝料在分型面上的投影面積為2.4cm2。</p><p><b>　　所以 </b></p><p><b>　　故鎖模力滿足要求。</b></p><p>　　5 塑料注射模具設計</p><p>　　5.1 型腔數(shù)目和分布</p><p&g

70、t;　　在設計時，先確定注射機的型號，在根據所選用的注射機的技術規(guī)格記塑件的技術要求，計算出選取的型腔數(shù)目；也有根據經驗先確定型腔數(shù)目，然后根據生產條件，如注射機的有關技術規(guī)格等進行校核計算，但無論采用哪種方式，一般考慮的要點有：塑料制件的批量和交貨周期；質量的控制要求；成型的塑料品種與塑件的形狀及尺寸；所選用的注射機的技術規(guī)格。[10]</p><p>　　1）按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)量</p>

71、;<p><b>　　（5-1）</b></p><p>　　式中：Vg(mg)——注射機最大注射量，cm3或g；</p><p>　　Vj(mj)——澆注系統(tǒng)凝料量，cm3或g；</p><p>　　Vg(mg)——單個制品的容積或質量，cm3或g。</p><p>　　注射機最大注射量取100cm3；&

72、lt;/p><p>　　假設澆道凝料取4cm3；</p><p>　　單個塑件的體積取33.420cm3。</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　2）按注射機的額定合模力確定型腔數(shù)</p><p><b>　　（5-2）</b></p>

73、<p>　　式中：F——注射機的額定合模力，N；</p><p>　　Pm——塑料熔體對型腔的平均壓力，MPa；</p><p>　　Aj——澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，mm2；</p><p>　　Az——單個制品在分型面上的投影面積，mm2。</p><p>　　注射機的額定合模力取1600KN；</p><

74、;p>　　塑料熔體對型腔的平均壓力取90MPa；</p><p>　　澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積取2.4cm2；</p><p>　　單個制品在分型面上的投影面積取34.00cm2。</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　由于塑件的形狀復雜，，所以應使用單一型腔模具。綜合分析本設計采用一模

75、一腔布置。</p><p>　　5.2 分型面的選擇</p><p>　　5.2.1 分型面原則與選擇</p><p>　　分型面位于模具動模和定模的結合處，在塑件最大外形處，設計的目的是為了塑件和凝料的取出。根據分型面的設計原則： </p>

76、<p>　　1）分型面應選擇在塑件外形的大輪廓處； </p><p>　　2）分型面的選取應有利于塑件的留模方式，便于塑件順利脫模； </p><p>　　3）保證塑件的精度要求；</p><p>　　4）滿足塑件外觀的要求；<

77、/p><p>　　5）便于模具的制造。</p><p>　　結合該產品的結構,塑件分型面確定在塑件的最大投影面積上.本設計中塑件的分型面選取如圖5-1所示。這樣選取的塑件的外表面可以在整體的定模型腔內成型，表面質量好，而且塑件脫模方便。[11]</p><p>　　圖5-1 分型面選取</p><p>　　5.2.2 手電鉆右殼注塑模具在Pro/

78、ENGINEER中的設計步驟[12][13][14]</p><p>　　Pro/ENGINEER軟件在模具設計中，最重要的部分就是分型面設計。結合生產實際，本此設計手電鉆右殼的分型面設計主要在零件界面中完成。表5-1所示為手電鉆右殼注塑模具設計的主要流程圖。</p><p>　　表5-1手電鉆右殼注塑模具設計的主要流程圖解</p><p><b>　　1

79、）創(chuàng)建分型面</b></p><p>　　a）在進入Pro/ENGINEER模具設計界面后，在菜單管理器中選擇【模具模型】→【裝配】→【參照模型】，如圖5-2所示。然后選擇手電鉆右殼零件導入界面中。在模具設計界面中，從【菜單管理器】中選擇【收縮】，系統(tǒng)自動更新，出現(xiàn)一個收縮選項類型【菜單管理器】，如圖5-3所示，在收縮選項類型中選擇【按比例】選項，系統(tǒng)彈出一個【按比例收縮】對話框，如圖5-4所示，在【

80、按比例收縮】特征中選擇公式【1+S】→選擇零件模型的【坐標系】→在【收縮率】中輸入“S”值【0.018】，收縮設置成功。</p><p>　　圖5-2 參照模型選擇界面 圖5-3 收縮選項對話框</p><p>　　圖5-4 收縮操作對話框</p><p>　　b）打開參照模型，進入草繪界面確定模板

81、中心基準面，如圖5-5所示，根據剛才做好基準線創(chuàng)建一根中心軸線。單擊【拉伸】“”按鈕→單擊【拉伸為曲面】“”按鈕→進入草繪界面，根據手電鉆右外殼的結構特點和模板大小，作出如圖5-6所示的分型線圖，進入3D界面，如圖5-7所示。</p><p>　　圖5-5 模板中心基準面操作圖 圖5-6 分型線圖 </p><p>　

82、　圖5-7 分型面效果圖</p><p><b>　　2）創(chuàng)建工件模型</b></p><p>　　a) 選擇菜單管理器中的【模具】→【模具模型】→【創(chuàng)建】→【模具模型類型】→【工件】→【手動】，如圖5-8所示。</p><p><b>　　圖5-8</b></p><p>　　b) 進入【創(chuàng)建選項

83、】對話框，在【創(chuàng)建方法】中選擇【創(chuàng)建特征】，然后單擊“”按鈕進入【特征操作】界面，選擇【實體】→【伸出項】→【實體選項】→【拉伸】→【實體】，如圖5-9所示，單擊“”按鈕，系統(tǒng)進入實體拉伸作圖界面。</p><p><b>　　圖5-9</b></p><p>　　c) 進入草繪對話框，根據分型面的大小確定工件大小，工件創(chuàng)建完成。</p><p&g

84、t;　　d) 進入【菜單管理器】，選擇如圖5-10所示【特征】→【創(chuàng)建】→【實體】→【倒角】→【邊】。5×5的倒角就完成了。</p><p>　　圖5-10 倒角特征選項</p><p><b>　　3)創(chuàng)建體積塊</b></p><p>　　單擊【體積塊】分割“”按鈕，系統(tǒng)自動彈出分割體積塊菜單,如圖5-11所示。保持【菜單管理器】

85、中的參數(shù)不變，直接單擊“”按鈕，系統(tǒng)彈出【分割】菜單，如圖5-11所示，單擊如圖5-12所示已做好的分型面（選中后呈紅色），然后單擊【選取】對話框中的“”按鈕，再單擊【分割】對畫框中的“”按鈕，系統(tǒng)會自動打開【體積塊名稱】對話框，單擊“”按鈕出現(xiàn)模具體積塊效果圖，如圖5-13所示，單擊對畫框中的“”按鈕，體積塊創(chuàng)建完成。</p><p>　　圖5-11 分割體積塊對話框

86、 圖5-12 分割對話框</p><p>　　圖5-13 選取的分型面 </p><p>　　4）創(chuàng)建模具開模過程</p><p>　　a) 單擊【主菜單管理器】中的【模具進料孔】或“”圖標，【菜單管理器】將會自動更新如圖5-14所示，單擊【主菜單管理器】中的【定義間距】選項，【菜單管理器】將會自動更新如圖5-15

87、所示，單擊【主菜單管理器】中的【定義移動】選項，系統(tǒng)會自動打開如圖5-16所示的【選取】對話框。</p><p>　　圖5-14 單管理器1 圖5-15 單管理器2 圖5-16 “選取”對話框</p><p>　　b) 單擊如圖5-17中所指的顯【紅色】模具元件，將其作為移動對象，然后單擊【選取】對話框的“”按鈕，此時系統(tǒng)要求選取邊、軸或表面，作為分解方向上的參照。&

88、lt;/p><p>　　c) 單擊如圖5-25中標識所指的邊，將其作為分解方向上的參照基準，系統(tǒng)會自動添加方向指示箭頭，并在窗口打開【輸入沿指定方向的位移】操控板，在操控板中的文本框里輸入“200”,將其作為移動距離，單擊“”按鈕，再單擊菜單管理器中的“”按鈕，確定當前操作。</p><p>　　d) 用同樣的方法操作另一模具元件，單擊菜單管理器中的“”按鈕，系統(tǒng)會自動顯示出開模后的效果，如圖

89、5-19所示。</p><p>　　圖5-17 選取模具元件 圖5-18 選取的參照邊 </p><p>　　圖5-19 模具開模后的效果</p><p>　　5.3 定模仁和動模仁的設計</p><p>　　5.3.1 動模仁的設計</p><p>　　動模

90、仁零件是成型塑料件外表面的主要零件。按結構不同可分為：</p><p>　　1）整體式動模仁結構</p><p>　　整體式動模仁是由整塊金屬加工而成的，其特點是牢固、不易變形、不會使塑件產生拼接線痕跡。但是由于整體式動模仁加工困難，熱處理不方便，所以常用于形狀簡單的中、小型模具上。</p><p>　　2）組合式動模仁結構</p><p>

91、　　組合式動模仁結構是指動模仁是由兩個以上的零部件組合而成的。按組合方式不同，組合式動模結構可分為整體嵌入式、局部鑲嵌式、側壁鑲嵌式和四壁拼合式等形式。</p><p>　　本次設計采用整體式動模仁結構。</p><p>　　整體式動模仁的優(yōu)點是:強度和剛度相對較高，且不易變形，對塑件的上表面不會產生拼?？p的痕跡，缺點為切削量大，模具成本高，同時給熱處理和表面處理帶來一定的困難，本設計手電

92、鉆右殼的動模仁的3D圖如圖5-20所示。</p><p>　　圖5-20 動模仁的3D圖</p><p>　　5.3.2 定模仁的設計</p><p>　　按結構定模仁可分為整體式和組合式兩種。組合式定模仁其結構牢固，但不便加工，消耗的模具剛多，主要用于工藝實驗或小型模具上的簡單型芯。組合式定模仁設計時必須注意結構合理，應保證定模仁和鑲塊的強度，防止熱處理時變形且應

93、避免尖角與壁厚突變。</p><p>　　本設計手電鉆右殼采用的是整體式定模仁結構。本次設計中的定模仁的3D圖如圖5-21所示。</p><p>　　圖5-21 定模仁的3D圖</p><p>　　5.4 澆注系統(tǒng)[15]</p><p>　　澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機噴嘴到型腔之間的進料通道。</p><p>　　5

94、.4.1 澆注系統(tǒng)的作用</p><p>　　澆注系統(tǒng)的作用是將注射機中的熔化的塑料順利引入模具中完成注塑。</p><p>　　5.4.2 澆注系統(tǒng)的組成</p><p>　　普通澆注系統(tǒng)的組成：主流道、分流道、澆口、冷料穴</p><p>　　1）主澆道是指從注射機噴嘴與模具接觸處開始，到有分澆道支線為止的一段料流通道，它起到將熔體從噴嘴

95、引入模具的作用，其尺寸的大小直接影響熔體的流動速度和填充時間。</p><p>　　2）分澆道是主澆道與型腔進料口之間的一段流道，主要起分流和轉向作用，使熔體以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個型腔。</p><p>　　3）澆口也稱進料口，是指料流進入型腔前最狹窄部分，也是澆注系統(tǒng)中最短的一段，其尺寸狹小且短，目的是使料流進入型腔前加速，便于充滿型腔，且又利于封閉型腔口，防止熔體倒流，也便于成型

96、后冷料與塑件分離。</p><p>　　4）在每個注射成型周期開始時，最前端的料接觸低溫模具后會降溫、變硬稱之為冷料，為防止此冷料堵塞澆口或影響制件的質量而設置的料穴，冷料穴一般設在主流道的末端，有時在分澆道的末端也增設冷料穴。</p><p>　　組成澆注系統(tǒng)的零件有：澆口套、定位圈、拉料桿、定模板</p><p>　　5.4.3 澆注系統(tǒng)的設計原則</p&

97、gt;<p>　　1）了解塑料的成型工藝特性。掌握塑料的流動特性以及溫度、剪切速度對精度的影響，以設計出合適的澆注系統(tǒng)。</p><p>　　2）盡量避免或減少產生熔接痕。熔體流動時應盡量減少分流的次數(shù)，有分流必然有匯合，熔體匯合之處必然會產生熔接痕尤其在流程長、溫度低時，這對塑件強度的影響較大。</p><p>　　3）有利于型腔中氣體的排除。澆注系統(tǒng)應能順利地引導塑料熔體

98、充滿型腔的各個部分，使?jié)沧⑾到y(tǒng)及型腔中原有的氣體能有序地排出，避免充填過程中產生紊流或渦流，也避免因氣體積存而引起凹陷、氣泡、燒焦等塑件地成型缺陷。</p><p>　　4）防止型芯的變形和嵌件的位移。澆注系統(tǒng)設計時應盡量避免塑料熔體直接沖擊細小型芯和嵌件，以防止熔體的沖擊力使細小型芯變形或嵌件位移。</p><p>　　5）盡量采用較短的流程充滿型腔。這樣可有效減少各種質量缺陷。<

99、/p><p>　　6）流動距離比的校核。對于大型或薄壁塑料制件，塑件熔體有可能因其流動距離過長或流動阻力太大而無法充滿整個型腔。</p><p>　　5.4.4 澆注系統(tǒng)設計</p><p><b>　　1）主流道設計</b></p><p>　　主流道是熔體最先流經模具的部分，它的形狀與尺寸對塑件熔體的流動速度和充模時間有

100、較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降低和壓力損失最小。</p><p>　　由于主流道要與高溫塑料熔體及注射機噴嘴反復接觸，所以只有在小批量生產時，主流道才在注射模上直接加工，在大部分注射模中，主流道通常設計成可拆卸、可更換的主流道澆口套形式。</p><p>　　為了讓主流道凝料能從澆口套中順利拔出，主流道設計成圓錐形。其錐角α為2°～6°，小端直徑d比注射機噴嘴直徑

101、大0.5～1mm。由于小端的前面是球面，其深度為3～5mm，注射機噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大1～2mm。流道的表面粗糙度值Ra為0.08μm。</p><p>　　表5-2 主流道設計參數(shù)</p><p><b>　　2）分流道設計</b></p><p>　　分流道設計時應使熔體較快地充滿整個

102、型腔，流動阻力小，流動中溫降盡可能低，同時應能將塑料熔體均勻地分配到各個型腔。</p><p>　　分流道開設在動、定模分型面地兩側或任意一側，其截面形狀應盡量使其比表面積（流表面積與其體積之比）小。常用地分流道截面形式有圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等。梯形及U形截面分流道加工容易，且熱量損失與壓力損失均不大，是常用的形式。</p><p>　　本次設計分流道采用梯形截面分流道。梯形截面

103、分流道的尺寸可按下面經驗公式確定：</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　（5-6）</b></p><p>　　式中：b——梯形大底邊寬度，mm；</p><p>　　m——塑件的質量，g；</p><p>　　L——分流道的長度，mm

104、；</p><p>　　h——梯形的高度，mm。</p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　梯形大底邊寬度：</b></p><p><b>　　梯形的高度：</b></p><p><b>　　3）側澆口設計<

105、;/b></p><p>　　塑件采用側澆口成型。側澆口一般開設在分型面上，塑料熔體從內側或外側充填模具型腔，其截面形狀多為矩形（扁槽），是限制性澆口。側澆口廣泛使用在多型腔單分型面注射模上，由于澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，同時去除澆口容易，不留明顯痕跡。但是這種澆口成型的塑件往往有熔接痕存在，且注射壓力損失較大，對深型腔塑件排氣不利。</p><p>　　側澆口尺寸的計

106、算公式如下：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　式中：b——側澆口的寬度，mm；</p><p>　　A——塑件的外側表面積，mm；</p><p>　　t——側澆口的厚度，mm；</p&

107、gt;<p>　　δ——澆口處塑件的厚度，mm。</p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　側澆口的寬度：；</b></p><p><b>　　側澆口的厚度：；</b></p><p><b>　　側澆口的長度：。</

108、b></p><p>　　4）澆注系統(tǒng)零件的設計</p><p><b>　　a）澆口套的設計</b></p><p>　　SZ-250/160注射機的注射部分噴嘴球頭半徑為12mm，噴嘴直徑為4mm。</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　澆口

109、套凹球面半徑取14mm，深度取5mm。</p><p>　　澆口套進料口直徑取5mm，出料口直徑取8mm。</p><p>　　澆口套外徑取40mm。</p><p>　　澆口套的材料選T10A碳素工具鋼，淬火處理HRC50－55。</p><p>　　澆口套的示意圖如圖5-22所示。</p><p>　　圖5-22

110、澆口套示意圖</p><p><b>　　b）定位圈的設計</b></p><p>　　SZ-250/160注射機的固定模板上定位孔直徑為100mm。</p><p>　　定位圈的外徑取100mm，厚度15mm。</p><p>　　定位圈的固定使用M6內六角螺釘。</p><p>　　定位圈的材

111、料選用普通碳素結構鋼A3，熱處理淬火處理中溫回火，表面硬度HRC45－50。</p><p>　　定位圈示意圖如圖5-23所示。</p><p>　　圖5-23 定位圈示意圖</p><p><b>　　c）拉料桿的設計</b></p><p>　　澆口套出料口直徑為8mm，取拉料桿的直徑與出料口相等8mm。</p

112、><p>　　拉料桿上部選用鉤頭（Z字形）形結構。</p><p>　　材料選用45號鋼，淬火處理HRC40－45，表面粗糙度Ra1.6。</p><p>　　與動模板的配合H8/f8</p><p><b>　　外徑尺寸取8mm。</b></p><p>　　拉料桿示意圖如圖5-24所示。</

113、p><p>　　圖5-24 拉料桿示意圖</p><p>　　d）澆注系統(tǒng)的主流道</p><p>　　主流道上端直徑取5mm，下端直徑取8mm，高度取123mm，錐角4°。</p><p>　　e）澆注系統(tǒng)的分流道</p><p>　　分流道由定模板形成，分流道的截面形狀常選用梯形或U形，但考慮便于加工選用半圓

114、形，分流道半徑取4mm。</p><p><b>　　f）澆注系統(tǒng)的澆口</b></p><p>　　本設計選用標準側澆口，形狀為矩形。</p><p>　　側澆口的寬度：b＝2.54mm；</p><p>　　側澆口的厚度：t＝1.5mm；</p><p>　　側澆口的長度：l＝2.5mm。&l

115、t;/p><p>　　g）澆注系統(tǒng)的冷料穴</p><p>　　冷料穴是澆注系統(tǒng)的結構組成之一。冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前部冷料，以免這些冷料注入型腔。</p><p>　　主流道末端的冷料穴還有便于在該處設置主流道拉料桿的功能。在模具分型時，注射凝料從定模澆口套中被拉出，最后推出機構開始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外。</p>&l

116、t;p>　　冷料穴示意圖如圖5-25所示。</p><p>　　圖5-25 冷料穴示意圖</p><p><b>　　5.5 推出機構</b></p><p>　　在注射成型的每一循環(huán)中，塑件必須由模具的型腔或型芯上脫出，脫出塑件的機構稱為推出機構。</p><p>　　5.5.1 推出機構的作用與分類</p

117、><p>　　1）推出機構的作用：</p><p>　　推出機構的作用就是指分型后將塑件從模具中推出的裝置。</p><p>　　2）簡單推出機構的分類：</p><p>　　簡單推出機構的種類包括：推桿推出機構、推管推出機構、推件板推出機構、推塊推出機構等。</p><p>　　5.5.2 手電鉆右殼推出機構的組成<

118、;/p><p>　　手電鉆右殼推出機構的組成有：推桿、復位桿、推板導柱、推板導套、推板、推桿固定板、固定螺釘、支承釘。</p><p>　　5.5.3 手電鉆右殼推出機構的設計</p><p><b>　　1）推桿</b></p><p>　　推桿的直徑選8mm，采用圓柱形結構，長度由模板厚度和塑件的推出距離決定，取204m

119、m。</p><p>　　推桿材料選用優(yōu)質碳素結構鋼45號鋼，淬火處理，低溫回火，HRC45－50，表面粗糙度Ra1.6，與型芯的配合為間隙配合H8/g7。</p><p><b>　　2）復位桿</b></p><p>　　復位桿的直徑選24mm，采用圓柱形結構，長度由模板厚度和塑件的推出距離決定，取156mm。推桿材料選用優(yōu)質碳素結構鋼45

120、號鋼，淬火處理，低溫回火，HRC45－50，表面粗糙度Ra1.6，與動模板的配合為間隙配合H8/f8。</p><p><b>　　3）推板導套</b></p><p>　　推板導套的直徑選28mm，長度取56mm。推板導套的材料選用碳素工具鋼T8A淬火處理HRC45－48。</p><p><b>　　4）推板導柱</b>

121、;</p><p>　　推板導柱的直徑選16mm，長度取156mm。推板導柱的材料選擇碳素工具鋼T8A，熱處理為淬火處理，硬度HRC52－55。</p><p><b>　　5）推板</b></p><p>　　推板的長、寬、厚分別為450mm、260mm、30mm，材料為采用普通碳素結構鋼A3。</p><p><