模具设计毕业论文 - 图文(4)

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2.5注塑机相关参数的校核

(一)最大注塑量的校核

塑件的质量必须与所选注射成型机的最大注射量相适应。不然会影响塑件的产量和质量.若注射量过大，注射机利用率降低，浪费电能,而且可能导致塑料分解。而最大注塑量小于塑件的质量，就会造成塑件的形状不完整或内部组织疏松，塑件强度下降等缺陷。为了保证正常的注塑成型，注射机的最大注射量应稍大于塑件的质量或体积（包括流道凝料和飞边）。通常注射机的实际注射量最好在注射机最大注射量的80%以内。

校核公式如下：KV0 ≥V=∑Vi+V浇（i=1～n）（斜体） 式中 V0——塑料注射成型机最大注射容积，cm3；

V——塑件的体积（包括塑料制品、浇道凝料和飞边），cm3； Vi——一个塑件的体积，cm3； n——型腔数；

K——塑料注射成型机最大的利用系数，取K=0.8。因塑料的体积与压缩比有关，故所需塑料体积为V料=KV

式中K——压缩比， V料=塑料的体积，cm3。 （二）注射压力校核

注射压力校核的目的是校核注射机的最大注射压力能否满足塑件成型的需要。注射机最大注射压力应稍大于塑件成型所需要的注射压力。即

P0≥P 式中 P0——注射机的最大注射压力，MPa； P——塑件成型所需的注射压力，MPa。 （三）锁模力的校核及型腔数的确定 1.锁模力的校核

锁模力又称合模力，是指注射机的合模机构对模具所施加的最大加紧力。当熔

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体充满型腔时，注射压力在型腔内所产生的作用力总是力图使模具沿分型面胀开，为此注射机的锁模力必须大于型腔内熔体压力与塑件及浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积。即

F0≥F=P模A分×100 式中 F0——注射机的公称锁模力，N；

P模——模内平均压力（型腔内的熔体平均压力）， A分——塑件，流道，浇口在分型面上的投影面积之和，cm2 F——注射压力在型腔内所产生的作用力，N。

在注射成型过程中，型腔内熔体压力的大小及其分布与很多因素有关，如塑料流动性、注射机类型、喷嘴形式、模具流道阻力、注射压力、保压压力与保压时间、熔体温度、模具温度、注射速度、塑件壁厚与形状、流程长度、浇口形状和大小，等等。因此几种压力损耗系数的变化很大，很难确定，在实际设计中，可用模内平均压力来校核。 2．模具型腔数的确定

模具的型腔数可根据塑件的产量、精度高低、模具制造成本以及所选用的注射机的最大注射量和锁模力的大小等因素来确定。小批量的生产，采用单型腔模具；大批量生产，宜采用多型腔模具。但塑件尺寸较大时，型腔数将受所选用的注射机允许的最大成型面积和注射量的限制。由于多型腔模的各个型腔的成型条件以及熔体到达各型腔的流程难以取得一致，所以件精度较高时，一般采用单型腔模具。

如果采用多型腔注射模，则应该根据所选用注射机的主要参数来确定型腔数n。 （1）按注射机的最大注射量确定型腔数，可按下式计算： n=Km0－m浇/mi

式中 n——一个塑件的质（重）量；

m浇——模具浇注系统中凝料质（重）量。 （2）按注射机的锁模力的大小确定型腔数

在塑件质（重）量相同的条件下，薄壁板形的塑件以锁模力确定型腔数为宜，即按下

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式计算：

n=F0－p’A浇×100/p’Ai×100 式中 p’——单位投影面积所需的锁模力，MPa

A浇——浇注系统及飞边在分型面上的投影面积，cm2

Ai——一个塑件在分型面上的投影面积，cm2。

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第三章 PRO/E模具设计

三维造型技术是CAD技术发展的重要标志，也是核心之一。二维CAD技术只是将传统的设计方法转移到计算机上进行，主要是计算机绘图技术，这相对于传统的人工绘图无疑是一大进步，当前我国的CAD技术从总体上讲还是停留在这一水平上。随着CAM技术的发展，CAD/CAM一体化的要求不断提高，三维设计逐渐受到人们的青睐。三维设计就是直接构建产品的三维模型。三维造型技术的发展为三维设计提供了坚实的基础。另外，由于许多注塑模具和汽车覆盖件模具型面是由许多复杂的曲面组成的，由传统的二维图很难表示出，因此模具型面的三维造型技术在模具的设计与制造中起着关键的作用。它也是数控加工技术的基础，只有先建立起模具型面的三维模型，才能进行数控加工编程、模拟检查等后续工作。

Pro/E软件自1988年问世以来，十余年间迅速成为全世界最普及的 3D CAD/CAM 软件，现今 Pro/E 几乎成为 3D CAD/CAM 系统的标准软件。Pro/ E软件在机械、模具、电子、通讯、工业设计、汽车、航天、家电、玩具等各行业都得到广泛的应用。它整合零件设计、零件装配、模具开发、钣金设计、机械设计、动态仿真、应力分析等功能于一体，为专业人员提供了一个强大的学习、工作平台。 3.1 模具分类及其工作方式

在现代工业发展的进程中，模具的地位及其重要性日益被人们所重视。可以毫不夸张地说，一个国家模具工业的技术水平高低直接代表着这个国家工业设计制造的技术水平。这是因为通过模具可以制造形状复杂的零部件，而且具有生产效率高、节约原材料、成本低廉、保证质量等优点。模具的分类方法很多，按照成型方式可分为成型模具和冲裁模具。成型模具一种“高效率”成型工具，成型方式之一是成型材料直接在模具的外力作用下产生永久的形变，而不是弹性形变，形变后的外形由模具的型腔决定，也就是说“硬”压出合乎需要的外形，要做到这一点当然需要事先设计与计算。各种冷冲压模具，包括拉伸模、弯曲模、成型模、冷挤压模，都是这种工作方式。另一种成型方式是成型材料处于熔解状态，有流动性，被注射机注入或者直接浇灌到模具型腔中，在外加压力的作用下或者无外力的作用，填充模具的型腔，冷却后固化，成为具有合乎需要外形的部件。

典型的是合金压铸模具，其主要的工作方式是：将已经被加热为液体状态的金属合金，填入压铸机的加料室，然后在压铸机的活塞压力作用下，进入模具型腔，冷却固化便可得

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到铸件。其他各种塑料模具和铸造模具也都大同小异。冲裁模具不同于此，冲裁模主要用来去除多余的材料，从而加工出将要被下一道工序所利用的毛坯或者直接生成零件。例如钟表的指针，冲裁模并不直接加工出一个一个指针，而是在1个长长的带状毛坯上利用定位装置定位，准确地去除不需要的部分，这样的结果就是在毛坯上仅剩的是连在一起的一个个指针零件，然后利用人工或者机械裁剪出单个指针按照模具所完成的工序，模具可以分为单工序模具和组合工序模具。其中的组合工序模具也可分为复合模和级进工序模。模具所制造的各种部件涵盖了日常生活用品、家电、医疗器械、机械、车辆配件、管材和各种线材等。可以通过模具成型的材料有塑性材料和非塑性材料。塑性材料包括各种成型薄钢板、塑料工业中的各种塑料；非塑性材料则包括铸铁和玻璃等。模具设计制造的水平直接决定模具制品的质量和生产效率的高低。 3.2 模具的主体构件

由于模具的种类和用途不同，因此组成模具的主要零部件也不同。大体上模具的主要构件包括凸模、凹模、浇道系统（包括浇口、直浇道、横浇道、主浇道）、砂芯、销、镶块等，这些零部件组成了模具的主体结构。模具的其他辅助零件包括固定侧模板、移动侧模板、板、导柱、导套、定位销、回位销、顶出器、弹簧和气囊等，其中很多部件都是标准件，由专门的生产厂家制造，可以直接采购用于模具。模具的主体是模具设计的最主要内容，其他的部件均是参照模具的主体来进行选择购买或者自行设计制造。 3.3 模具设计的一般流程

在野火版Pro/ENGINEER 中，模具设计拥有专用的工具，主要是 Pro/MOLDESIGN 和 Pro/CASTING，其中 Pro/MOLDESIGN 主要用来设计塑料注射模具，Pro/CASTING 主要用于设计浇注压铸模具。这2个模块主要用来设计型腔（成型模具）。Pro/MOLDESIGN 和 Pro/CASTING，利用它们所提供的强大功能，可以有效地创建、修改模具元件。如果设计原型模型发生了变化，所有相应的模型元件都会自动更新。下面介绍利用野火版 Pro/ENGINEER 设计模具的一般流程。 1 原始的设计模型

模具设计时首先必须有一个设计模型，也就是模具将要制造的产品原型，在 Pro /ENGINEER 零件设计模式中设计。此外，在建模的过程中应考虑到会以它为基础建立参照模型，各个基准定位元素的相对位置应该仔细的考虑，以便于后来的装配。零件设计是模

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