割草機大防護罩注塑模具設計【畢業(yè)設計】

1、<p>　　本科畢業(yè)設計(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　割草機大防護罩注塑模具設計</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級 機械設計制造及自動化 </p>

2、<p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次設計

3、的課題是割草機大防護罩注塑模具設計。割草機屬于園林工具，所以材料是當前應用較為廣泛的熱塑性工程塑料ABS。在設計中使用單腔模形式，可進行大批量生產(chǎn)。</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

4、藝參數(shù)的校核，并詳細敘述了模具設計中的分型面設計、澆注系統(tǒng)設計、脫模機構設計、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EMX6.0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

5、，拓寬了視野，豐富了知識，為將來獨立完成模具設計積累了一定的經(jīng)驗。</p><p>　　關鍵詞：防護罩，注塑模具，Pro/ENGINEER 5.0</p><p>　　Design of Injection Mold for Mower protective casing </p><p><b>　　Abstract</b></p>

6、;<p>　　This design issue is Design of Injection Mold for Mower protective casing. The Mower handle belongs to gardening tools. Therefore, uses the material is current applies more widespread thermoplastic ABS. In

7、the design uses one-mold and one-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 gr

8、aduation thesis 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

9、injection molding 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 syst

10、em design.</p><p>　　Mainly in the mold design process using the Pro / ENGINEER 5.0 and EMX6.0 module to complete the design work. In addition, use of AutoCAD2004 Software Assembly drawing and parts Drawings.

11、</p><p>　　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

12、understanding, broaden the horizons and enrich the knowledge, complete independence for the future die design has accumulated some experience.</p><p>　　Keywords: protective casing , Injection mold, Pro/ENGIN

13、EER5.0</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1課題的來源1</p><p>　　1.2課題的意義1</p&g

14、t;<p>　　1.3塑料模具的國內外發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3.1 我國模具的發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3.2 國外模具的發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3.2 我國模具發(fā)展的總結與期望2</p><p>　　1.4課題研究的主要內容2</p><p>　　2塑料注射

15、模具工藝設計及總體設計3</p><p>　　2.1塑料的成形種類3</p><p>　　2.2注射成形的工藝過程3</p><p>　　2.2.1 注射成型工藝原理3</p><p>　　2.2.2 注射成形工藝過程4</p><p>　　2.2.3 注射成形工藝參數(shù)4</p><p&

16、gt;　　2.3塑料注射模具的設計步驟4</p><p>　　2.3.1 設計前的準備工作4</p><p>　　2.3.2 填寫塑件成型工藝卡5</p><p>　　2.3.3 注射模具結構設計步驟5</p><p>　　2.4割草機大防護罩塑件5</p><p>　　2.4.1 模具設計分析5</

17、p><p>　　2.4.2 注塑件的材料6</p><p>　　2.4.3 注塑模具的結構7</p><p>　　3塑料件的參數(shù)計算和注塑機的選用8</p><p>　　3.1塑件的質量和體積8</p><p>　　3.1.1 軟件分析8</p><p>　　3.1.2 計算塑件的質量9

18、</p><p>　　3.2 塑件的投影面積9</p><p>　　3.3 塑料注塑機的選用9</p><p>　　3.3.1 注射機的類型和組成結構9</p><p>　　3.3.2 注射機的選用原則9</p><p>　　3.3.3 注塑機的選用10</p><p>　　3.3.4

19、 注射機的參數(shù)校核10</p><p>　　4塑料注塑模具設計12</p><p>　　4.1 注塑模具設計主要流程12</p><p>　　4.2 創(chuàng)建模具文件12</p><p>　　4.3 創(chuàng)建參照模型13</p><p>　　4.3.1 選擇命令13</p><p>　　4.

20、3.2 加載參照模型13</p><p>　　4.3.3 裝配參照模型13</p><p>　　4.3.4 選擇參照模型類型14</p><p>　　4.4 設置收縮率14</p><p>　　4.5 分型面的選擇14</p><p>　　4.5.1 分型面原則與選擇14</p><p

21、>　　4.6 創(chuàng)建工件模型16</p><p>　　4.6.1 選取命令16</p><p>　　4.6.2 選擇元件類型和子類型16</p><p>　　4.6.3 選擇拉伸命令16</p><p>　　4.6.4 選擇草繪平面和方向16</p><p>　　4.6.5 繪制工件模型的截面17&l

22、t;/p><p>　　4.6.6 定義拉伸方式和深度17</p><p>　　4.6.7 創(chuàng)建工件模型基準角17</p><p>　　4.7 創(chuàng)建體積塊18</p><p>　　4.7.1 選擇命令18</p><p>　　4.7.2 選擇分割方式18</p><p>　　4.7.3 選

23、擇分型面18</p><p>　　4.7.4 創(chuàng)建第一個體積塊19</p><p>　　4.7.5 創(chuàng)建第二個體積塊19</p><p>　　4.8創(chuàng)建模具元件19</p><p>　　4.8.1 選擇命令19</p><p>　　4.8.2 創(chuàng)建模具元件19</p><p>　　4

24、.9創(chuàng)建注塑模型20</p><p>　　4.9.1 選取命令20</p><p>　　4.9.2 輸入鑄模文件名稱20</p><p>　　4.9.3 觀察注塑模型20</p><p>　　5模架的選用與零件設計21</p><p>　　5.1模架的選用21</p><p>　　5

25、.1.1 模架的定義與用途21</p><p>　　5.1.2 模架的各組成結構及其稱謂21</p><p>　　5.1.3 確定模架的厚度21</p><p>　　5.2澆注系統(tǒng)22</p><p>　　5.2.1 澆注系統(tǒng)的作用22</p><p>　　5.2.2 澆注系統(tǒng)的組成22</p>

26、<p>　　5.2.3 澆注系統(tǒng)的設計原則22</p><p>　　5.2.4 澆注系統(tǒng)設計23</p><p>　　5.3脫模機構24</p><p>　　5.3.1 脫模機構的作用與分類25</p><p>　　5.3.2 割草機大防護罩脫模機構的組成25</p><p>　　5.3.3 割

27、草機大防護罩脫模機構的設計25</p><p>　　5.4導向機構25</p><p>　　5.4.1 導向裝置的組成和作用25</p><p>　　5.4.2 導向機構的設計26</p><p>　　5.5冷卻和排氣系統(tǒng)設計26</p><p>　　5.5.1 冷卻系統(tǒng)設計26</p>&l

28、t;p>　　5.5.2 排氣系統(tǒng)設計26</p><p><b>　　6開模仿真28</b></p><p><b>　　結論29</b></p><p><b>　　參考文獻30</b></p><p>　　致謝錯誤!未定義書簽。</p><

29、;p><b>　　附 錄31</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1課題的來源</b></p><p>　　注塑模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的重要基礎之一。隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展，以及塑料制品在航空、航天、

30、電子、機械、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應用。產(chǎn)品對模具的要求也越來越高，模具設計水平的高低，加工設備的好壞、制造力量的強弱、模具質量的優(yōu)劣，直接影響著許多新產(chǎn)品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品質量和經(jīng)濟效益的提高，傳統(tǒng)的模具設計方法已無法適應當今的要求。與傳統(tǒng)的模具設計相比，計算機輔助工程（CAE）技術無論是在提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質量方面，還是在降低成本、減輕勞動強度方面，都具有極大的優(yōu)越性[1]。</p><p

31、><b>　　1.2課題的意義</b></p><p>　　本設計題目為割草機大防護罩注塑模具設計，它概括了注塑模具設計的要求、內容及方向。通過對該零件模具的設計，進一步加強了設計者注塑模具設計的基礎，為設計更復雜的注塑模具做好了鋪墊和吸取更深刻的經(jīng)驗。</p><p>　　1.3塑料模具的國內外發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　1.3.1我

32、國模具的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　模具行業(yè)作為國民經(jīng)濟的支柱行業(yè)，直接影響著國民經(jīng)濟的收入。中國模具業(yè)起步晚，從整體看，中國模具業(yè)在數(shù)量、質量、技術和能力等方面都有了很大進步，但還不能滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需求，與世界模具業(yè)的先進水平相比，差距仍很大，如一些大型、精密、復雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口，進口模具遠大于出口模具，模具中使用的國產(chǎn)材料的質量遠比進口材料質量差，單憑這一點，可以說中國模具業(yè)仍

33、處在較弱的地位。</p><p>　　1.3.2 國外模具的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　西方發(fā)達國家為了適應工業(yè)產(chǎn)品品種多、更新快、市場競爭激烈的局面，加強了對生產(chǎn)周期短、精度高、壽命長、成本低的模具產(chǎn)品的研究和開發(fā)，近十多年來，國外先進國家的模具技術水平得到了飛速發(fā)展：</p><p>　　a).CAD/CAM/CAE技術的應用；</p><

34、p>　　b).激光技術的應用日益受到重視；</p><p>　　c).模具材料先進。</p><p>　　1.3.2 我國模具發(fā)展的總結與期望</p><p>　　我國塑料模具行業(yè)存在的主要問題發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。雖然個別企業(yè)的產(chǎn)品已達到或接近國際先進水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標與國外先進水平相比尚有較大差距。

35、包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理在內的總體水平與國外工業(yè)發(fā)達國家相比尚有10年以上的差距。工藝裝備落后，組織協(xié)調能力差。雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術改造，工藝裝備水平已經(jīng)比較先進，有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國外，但大部分企業(yè)的工藝裝備仍比較落后。更主要的是，企業(yè)組織協(xié)調能力差，難以整合或調動社會資源為我所用，從而就難以承接比較大的項目。</p><p>　　總的看來，我國技術含量低的模具已供過于求，市場利潤空間狹小

36、，而技術含量高的中、高檔次模具還遠不能適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，精密、復雜的沖壓模具和塑料模具、轎車覆蓋件模具、電子接插件等電子產(chǎn)品模具等高檔磨具仍有很大一部分需要進口[2]。近五年來，我國平均每年進口模具約價值11.2億美元，2003年進口近13.7億美元的模具，這還未包括隨設備和生產(chǎn)線作為附件帶來的模具。因此，模具工業(yè)發(fā)展前景廣闊。</p><p>　　1.4課題研究的主要內容</p><p

37、>　　本次注塑模具設計為單分型面的組塑模具，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>　　2塑料注射模具工藝設計及總體設計</p><p>　　2.1塑料的成形種類</p><p>　　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，其中熱塑

38、性塑料多采用注射和擠出方法成型。</p><p>　　2.2注射成形的工藝過程</p><p>　　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。此外，注射成型已成功地用來成型某些熱固性塑料制件。</p><p>　　2.2.1注射成型工藝原理</p><p>　　注射成型

39、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(jīng)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(jīng)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)。</p><p>　　圖1.1是用框圖表示的注射成形工作循環(huán)。</p><p>　　圖1.1注射成形工作循環(huán)[3]</p

40、><p>　　2.2.2注射成形工藝過程</p><p>　　注射成形的工藝過程包括：成型前的準備、注射成型過程以及塑件的后處理三個階段。</p><p><b>　　(1)成型前的準備</b></p><p>　　1)原料外觀的檢驗和工藝性能的測定</p><p>　　2)物料的預熱和干燥</

41、p><p><b>　　3)嵌件的預熱</b></p><p><b>　　4)料筒的清洗</b></p><p><b>　　5)脫模劑的選用</b></p><p><b>　　(2)注射成型過程</b></p><p>　　注射成

42、型過程包括加料、加熱塑化、加壓注射、保壓、冷卻定型、脫模等工作。其中重要的是塑化、注射充模和冷卻等基本過程。</p><p><b>　　1)塑化</b></p><p>　　2)注射充模與冷卻定型</p><p><b>　?、俪淠?lt;/b></p><p><b>　?、诒貉a縮<

43、/b></p><p><b>　?、鄣沽麟A段</b></p><p><b>　　④澆口凍結后的冷卻</b></p><p><b>　　(3)塑件的后處理</b></p><p><b>　　1)退火處理</b></p><p

44、><b>　　2)調濕處理</b></p><p>　　2.2.3注射成形工藝參數(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

45、成型周期。</p><p>　　2.3塑料注射模具的設計步驟</p><p>　　2.3.1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；</p>&l

46、t;p>　　2.3.2填寫塑件成型工藝卡</p><p>　　2.3.3注射模具結構設計步驟</p><p>　?。?）創(chuàng)建模具文件。</p><p>　　（2）創(chuàng)建參照模型：“裝配”創(chuàng)建參照模型。</p><p>　?。?）設置收縮率：使用“按比例”收縮方式設置收縮率，收縮率為1.006。</p><p>　　

47、（4）設計分型面：使用投影、旋轉、填充和合并的方法創(chuàng)建分型面。</p><p>　?。?）創(chuàng)建工件模型：使用“手動”方式創(chuàng)建工件模型。</p><p>　?。?）創(chuàng)建體積塊：使用“分割”方式創(chuàng)建模具體積塊。</p><p>　　（7）創(chuàng)建模具元件：通過抽取的方法將模具體積塊轉換成模具元件。</p><p>　?。?）完善模具結構：創(chuàng)建鑲件、模

48、仁、?？蚝托被瑝K。</p><p>　?。?）創(chuàng)建注塑模型。</p><p>　?。?0）模具開模仿真。</p><p>　　2.4割草機大防護罩塑件</p><p>　　2.4.1模具設計分析</p><p><b>　　1.產(chǎn)品形狀和參數(shù)</b></p><p>　　割

49、草機大防護罩外觀形狀如圖2.1所示，采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物制造（簡稱ABS），其收縮率為0.3%～0.8%。</p><p>　　圖2.1割草機大防護罩（正反面）</p><p>　　割草機大防護罩塑件的結構簡單，尺寸適中，曲面復雜。故采取單型腔模。</p><p>　　塑件在模具中居中布置。定模為一塊類似階梯模板，其長寬尺寸為500×350mm

50、。動模模板的長寬尺寸為500×350mm。模仁總體高度為208mm。如圖2.2所示。</p><p>　　定模仁 動模仁 模仁整體</p><p>　　圖2.2割草機大防護罩模仁</p><p>　　2.4.2注塑件的材料</p><p>　　ABS塑料的

51、性能和用途：</p><p>　　ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大，應用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯[3]。</p><p>　　化學名稱 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物</p><p>　　英文名稱 Acrylonitr

52、ile Butadiene Styrene</p><p>　　ABS塑料用途：ABS樹脂的最大應用領域是汽車、電子電器和建材。汽車領域的使用包括汽車儀表板、車身外板、內裝飾板、方向盤、隔音板、門鎖、保險杠、通風管等很多部件。在電器方面則廣泛應用于電冰箱、電視機、洗衣機、空調器、計算機、復印機等電子電器中。建材方面，ABS管材、ABS衛(wèi)生潔具、ABS裝飾板廣泛應用于建材工業(yè)。此外ABS還廣泛的應用于包裝、家具、體

53、育和娛樂用品、機械和儀表工業(yè)中[4]。</p><p>　　2.4.3注塑模具的結構</p><p>　　根據(jù)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)和排氣系統(tǒng)、結構零部件。圖2.3所示為單分型面注塑模。</p><p>　　圖2.3所示為單分型面注塑模</p><p>

54、　　3塑料件的參數(shù)計算和注塑機的選用</p><p>　　3.1塑件的質量和體積</p><p>　　3.1.1 軟件分析</p><p>　　通過Pro/ENGINEER軟件的“質量屬性”如圖3-1所示分析塑件，得到塑件的體積為</p><p>　　V=205524.94mm3=205.525cm3 (3-1)&

55、lt;/p><p>　　初步估計澆注系統(tǒng)的體積約為：</p><p>　　Vj=5cm3 (3-2)</p><p>　　塑件與澆注系統(tǒng)的總體積為：</p><p>　　V總=（205.525+5）cm3=210.525cm3 (3-3)</p><p

56、><b>　　圖3-1</b></p><p>　　3.1.2 計算塑件的質量</p><p>　　計算塑件的質量，材料ABS的密度取ρ=1.06g/cm3；</p><p><b>　　單個塑件的質量為：</b></p><p>　　m=ρv=1.06g/cm3×205.525cm

57、3=217.857g (3-4)</p><p><b>　　澆注系統(tǒng)的質量為：</b></p><p>　　M=ρvj=1.06g/cm3×5cm3=5.300g (3-5)</p><p>　　3.2 塑件的投影面積</p><p><b>　　

58、塑件成型投影面積：</b></p><p>　　S=12047.50mm2=120.48cm2 (3-6)</p><p>　　3.3塑料注塑機的選用</p><p>　　3.3.1注射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

59、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(chǎn)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

60、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有效的工作[5]。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。</p><p>　　3.3.2注

61、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(jù)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><p><b>　　2）注射壓力</b></p><p><b>　　

62、3）鎖模力</b></p><p>　　4）安裝部分的配合、連接尺寸</p><p>　　3.3.3注塑機的選用</p><p>　　注射防護罩塑件選用SZ-1600/ZH臥式塑料注射機。表3-1所示為SZ-1600/ZH型號注射機主要參數(shù)[6]。</p><p><b>　　表3-1</b></p&g

63、t;<p>　　3.3.4注射機的參數(shù)校核</p><p>　　1）最大注射量的校核</p><p><b>　　（3-7）</b></p><p>　　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>

64、<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。</p><p><b>　　實際注射量 ：</b></p><p>　　(3-8) &

65、lt;/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>　　P0≥P (3-9) </p><p>　　式中：P0——注射機的最大注射壓力，M

66、Pa；</p><p>　　P——塑件成型所需的注射壓力，MPa。</p><p>　　SZ-1600/ZH注射機的注射壓力為160MPa；</p><p>　　ABS塑料的注射壓力為100～150MPa，取120MPa。</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　120MP

67、a≤160MPa (3-10)</p><p>　　故注射機的注射壓力滿足要求。</p><p><b>　　3）鎖模力的校核</b></p><p>　　F0≥F=P模A分 （3-11）</p><p>　　式中：F0——注射機

68、的公稱鎖模力，N；</p><p>　　P模——模內平均壓力（型腔內的熔體平均壓力），N；</p><p>　　A分——塑件、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(chǎn)生的作用力，N。</p><p>　　SZ-1600/ZH注射機的鎖模力為1600KN；</p><p&g

69、t;　　ABS塑料的注射壓力為100～150MPa，取120MPa；</p><p>　　單個塑件在分型面上的投影面積為120.48cm2；</p><p>　　澆道凝料在分型面上的投影面積為3cm2。</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　F=120MPa×(120.48+3)cm3

70、=1481.76KN＜1600KN (3-12) </p><p><b>　　故鎖模力滿足要求。</b></p><p><b>　　4塑料注塑模具設計</b></p><p>　　4.1注塑模具設計主要流程</p><p>　　防護罩注塑模具設計的主要流程表4-

71、1</p><p>　　4.2 創(chuàng)建模具文件</p><p>　　單擊【新建】按鈕，進入“新建”對話框，在【類型】中選擇【制造】，在【子類型】中選擇【模具型腔】，在【名稱】框中使用系統(tǒng)默認的模具文件名“mfg0001”，去掉【使用缺省模板】的勾選，單擊按鈕進入“新文件選項”對話框，在【模板】框中選擇“mmns_mfg_mold”選項，再單擊按鈕，進入Pro/ENGINEER模具設計界面[7

72、]。</p><p>　　4.3 創(chuàng)建參照模型</p><p><b>　　4.3.1選擇命令</b></p><p>　　在菜單管理器中選擇【模具模型】→【裝配】→【參照模型】，如圖4.1所示。</p><p>　　圖4.1選擇“裝配”參照模型命令</p><p>　　4.3.2加載參照模型&

73、lt;/p><p>　　打開防護罩fhz-cp.prt”文件，單擊按鈕，將設計模型加載到模具模型中。</p><p>　　4.3.3裝配參照模型</p><p>　　在操控板的【設置約束類型】面板中選擇【缺省】，如圖4.2所示，單擊按鈕，系統(tǒng)會將設計模型缺省坐標系與模具缺省坐標系自動對齊，然后彈出“創(chuàng)建參照模型”對話框，如圖4.3所示。</p><p

74、>　　圖4.2 裝配約束 圖4.3參照模型對話框</p><p>　　4.3.4選擇參照模型類型</p><p>　　在參照模型類型中選擇【同一模型】選項，單擊按鈕關閉對話框，再單擊菜單管理器的【完成/返回】選項，完成參照模型的創(chuàng)建工作。</p><p>　　4.4 設置收縮率</p><p><

75、;b>　　1、選擇命令</b></p><p>　　單擊模具工具欄的【按比例收縮】按鈕或從菜單管理器中選擇【收縮】→【按比例】，系統(tǒng)彈出“按比例收縮”對話框。</p><p><b>　　2、設置收縮率</b></p><p>　　在【公式】框中選擇【1+S】。單擊【坐標系】框下的箭頭 ，選擇參照模型的坐標系“default”

76、作為設置收縮率的參照坐標系。在【類型】框中使用缺省選項【各向同性的】和【前參照】。在【收縮率】框中輸入收縮率“1.006”。單擊按鈕關閉對話框，完成收縮率的設置工作[8]。</p><p>　　4.5 分型面的選擇</p><p>　　4.5.1 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

77、出。根據(jù)分型面的設計原則： </p><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>

78、;　　4）滿足塑件外觀的要求；</p><p>　　5）便于模具的制造。</p><p>　　結合該產(chǎn)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4.4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[8]。</p><p>　　圖4.4 分型面選取</p><p>　　a）

79、打開參照模型，復制分型線所在曲面，如圖4.5所示，在根據(jù)剛復制好的曲面上分型線。單擊【延伸】“”按鈕→單擊【將曲面延伸到參照平面】“”按鈕，同理做好其他延伸曲面如圖4.6所示。</p><p>　　b）根據(jù)剛創(chuàng)建好的延伸曲面的兩條邊，單擊【邊界混合】“”按鈕→單擊兩條邊補全曲面如圖4.7所示。</p><p>　　單擊【合并】“”按鈕將所有延伸曲面合并，在單擊【邊界混合】“”按鈕→單擊兩條

80、邊補全曲面如圖4.8所示</p><p>　　c）單擊【合并】“”將所有曲面合并起來。</p><p>　　圖4.5 圖4.6</p><p>　　圖4.7 圖4.8</p><p>

81、;　　4.6 創(chuàng)建工件模型</p><p>　　采用“手動”方式創(chuàng)建工件。</p><p><b>　　4.6.1選取命令</b></p><p>　　從菜單管理器中選擇【模具】→【模具模型】→【創(chuàng)建】→【工件】→【手動】，打開“元件創(chuàng)建”對話框，如圖4.9所示。</p><p>　　4.6.2選擇元件類型和子類型&l

82、t;/p><p>　　在“元件創(chuàng)建”對話框的【類型】框中選擇【零件】，【子類型】框中選擇【實體】，在【名稱】框中將“PRT0001”修改成“fhz-gj”，單擊按鈕進入“創(chuàng)建選項”對話框，如圖4.10所示。在【創(chuàng)建方法】中選擇【創(chuàng)建特征】，單擊按鈕。</p><p>　　圖4.9“元件創(chuàng)建”對話框 圖4.10 “創(chuàng)建選項”對話框</p><p>　　4.6

83、.3選擇拉伸命令</p><p>　　從菜單管理器中選擇【實體】→【伸出項】→【拉伸】→【實體】→【完成】，打開“拉伸”操控板，進入實體拉伸操作界面。</p><p>　　4.6.4選擇草繪平面和方向</p><p>　　在操控板中單擊【放置】→【定義】，進入“草繪”對話框，在【平面】中選擇“DTM1”平面為草繪平面，在【參照】中選擇“DTM2”平面為參照平面，【方

84、向】中選擇“右”，單擊按鈕，進入草繪模式。</p><p>　　4.6.5 繪制工件模型的截面</p><p>　　根據(jù)分型面的大小確定工件模型大小，其截面的長度為350mm，與分型面截面長度一致，寬度滿足模板強度，距工件上下尺寸各為40mm，如圖4.11所示。</p><p>　　圖4.11 工件截面尺寸</p><p>　　4.6.6 定

85、義拉伸方式和深度</p><p>　　在“拉伸”操控板中單擊【選項】，打開【選項】面板，在【側1】和【側2】都選擇“到選定項”，然后分別選擇分型面的對應的兩條邊界。單擊操控板的按鈕，再兩次單擊菜單管理器中的【完成/返回】選項，完成工件模型的創(chuàng)建工作，如圖4.12所示。</p><p>　　圖4.12 創(chuàng)建出的工件模型</p><p>　　4.6.7 創(chuàng)建工件模型基

86、準角</p><p>　　在“模型樹”中右鍵單擊工件模型名稱，然后從快捷菜單中單擊【激活】選項，激活工件模型，從“插入”菜單中選擇【倒角】→【邊倒角】命令，輸入倒角尺寸“5”，選擇工件模型的1條棱邊，完成工件模型5×5的倒角工作。然后從菜單管理器中選擇【完成】，退出編輯工作。 </p><p>　　4.7 創(chuàng)建體積塊</p><p>　　4.7.1 選擇

87、命令</p><p>　　單擊模具工具欄的【體積塊分割】按鈕，打開“分割體積塊”菜單，如圖4.13所示。</p><p>　　4.7.2 選擇分割方式</p><p>　　選擇【兩個體積塊】→【所有工件】→【完成】，打開“分割”對話框和“選取”對話框，如圖4.14所示和圖4.15所示，要求選擇分型面。</p><p>　　圖4.13 “分割體

88、積塊” 圖4.14 “分割”對話框 圖4.15“選取”對話</p><p>　　菜單 框</p><p>　　4.7.3 選擇分型面</p><p>　　選擇工件模型中已經(jīng)創(chuàng)建好的分型面（選中后呈紅色），如圖4.16所示，單擊“選取”對話框中的按鈕，再單擊“分割”對話框

89、中的按鈕，系統(tǒng)彈出“屬性”對話框，要求輸入體積塊的名稱，如圖4.17所示。</p><p>　　圖4.16選取的分型面 圖4.17“屬性”對話框</p><p>　　4.7.4 創(chuàng)建第一個體積塊</p><p>　　單擊按鈕，圖形窗口中顯示定模體積塊的著色圖，如圖4.18所示，因此將【名稱】框的“MOLD_VOL_1”改為“fh

90、z-xm” 表示動模（下模），然后單擊按鈕，完成定模的分割工作。</p><p>　　4.7.5 創(chuàng)建第二個體積塊</p><p>　　系統(tǒng)再次打開“屬性”對話框，要求輸入第二個體積塊的名稱。單擊按鈕，圖形窗口中顯示動模體積塊的著色圖，如圖4.19所示，因此將“MOLD_VOL_1”改為“fhz-sm” 表示定模（上模）。最后單擊按鈕，完成動模的分割工作。</p><p

91、>　　圖4.18 動模體積塊著色圖 圖4.19 定模體積塊著色圖</p><p><b>　　4.8創(chuàng)建模具元件</b></p><p>　　上面利用分型面將工件體積分割為兩個體積塊，但它們還不是實體零件，需要通過對體積塊的抽取將其轉換為實體零件。</p><p>　　4.8.1 選擇命令</p>

92、<p>　　單擊工具欄【型腔插入】按鈕，或從菜單管理器中選擇【模具元件】→【抽取】，系統(tǒng)打開【創(chuàng)建模具元件】對話框，列表框中顯示所有可抽取為模具元件的體積塊的列表，如圖4.20所示。</p><p>　　4.8.2 創(chuàng)建模具元件</p><p>　　單擊對話框中的【選取全部】按鈕，同時選中定模和動模的體積塊，單擊按鈕關閉對話框，再單擊菜單管理器的【完成/返回】選項，將定模和動

93、模的體積塊轉換成實體的定模和動模元件，形狀與同名的體積塊相同。</p><p>　　圖4.20創(chuàng)建模具元件對話框 </p><p><b>　　4.9創(chuàng)建注塑模型</b></p><p>　　4.9.1 選取命令</p><p>　　從菜單管理器中選擇【制?！俊緞?chuàng)建】，系統(tǒng)打開“輸入零件名稱”文本框。<

94、;/p><p>　　4.9.2 輸入鑄模文件名稱</p><p>　　輸入鑄模文件名“FHZ-ZM”，單擊按鈕關閉文本框。系統(tǒng)接著打開“輸入模具零件公用名稱”文本框，直接單擊按鈕接受缺省名稱，系統(tǒng)自動完成鑄模工作。</p><p>　　4.9.3 觀察注塑模型</p><p>　　在“模型樹”中右鍵單鑄模名稱“FHZ-ZMPRT”，從快捷菜單中單

95、擊【打開】選項，可以觀察到報警器中蓋的注塑模型，如圖4.21所示。然后從“窗口”菜單中選擇【關閉】，返回到模具模塊。</p><p>　　圖4.21 割草機大防護罩注塑模型</p><p>　　5模架的選用與零件設計</p><p><b>　　5.1模架的選用</b></p><p>　　5.1.1模架的定義與用途&l

96、t;/p><p>　　定義：模架也稱為模胚。由模板、導柱和導套等零件組成，但型腔未加工的組合體。</p><p>　　型芯、型腔、定位環(huán)、澆口套、頂桿、滑塊機構等部件須安裝到模架上才組成一套完整的模具。</p><p>　　模架保證了凸凹模在開合模時能正確對準。</p><p>　　模架的作用：連接、固定、導向[9]。</p>&l

97、t;p>　　5.1.2模架的各組成結構及其稱謂</p><p>　　模架由四部分組成：頂摸部分、動模部分、導向部分、連接固定部分。</p><p>　　本品采用龍記大水口CI型模架。無墊板、無推板式。CI型模架如圖5.1所示</p><p><b>　　圖 5.1龍記模架</b></p><p>　　5.1.3 確

98、定模架的厚度</p><p>　　確定模架的厚度，并使之與注射機要求的最大、最小模具厚度適應。</p><p>　　SZ-1600/ZH注塑機要求：最小模具厚度200mm，無最大模具厚度。故模具厚度確定為500mm。</p><p>　　所以模具厚度滿足注射機要求。</p><p><b>　　5.2澆注系統(tǒng)</b>&l

99、t;/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>　　5.2.1 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>　　5.2.2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&

100、lt;/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

101、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[10]。</p><p>

102、;　　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>　　5.2.3 澆注系統(tǒng)的設計原則</p><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(chǎn)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(chǎn)生熔接痕尤其

103、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(chǎn)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

104、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。</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[11]。</p><p>　　5.2.4 澆注系統(tǒng)設計</p><p><b>　　1

105、）主流道設計</b></p><p>　　主流道是熔體最先流經(jīng)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(chǎn)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[12]。<

106、/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°～5°，小端直徑d比注射機噴嘴直徑大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5-1主流道設計參數(shù)</p&g

107、t;<p>　　2）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>　　澆口套凹球面半徑取12mm，深

108、度取6mm。</p><p>　　澆口套進料口直徑取2.1mm，出料口直徑取3.4mm。</p><p>　　澆口套外徑取35mm。</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5.2所示。</p><p>　　圖5.2 澆口套示意圖</

109、p><p><b>　　b）定位環(huán)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>　　定位環(huán)的外徑取100mm，厚度15mm。</p><p>　　定位環(huán)的固定使用M8內六角螺釘。</p><p>　　定位圈的材料選用普通碳素結構鋼A

110、3，熱處理淬火處理中溫回火，表面硬度HRC45－50。</p><p>　　定位環(huán)示意圖如圖5.3所示。</p><p>　　圖5.3 定位環(huán)示意圖</p><p>　　c）澆注系統(tǒng)的主流道</p><p>　　主流道上端直徑取2.1mm，下端直徑取3.4mm，高度取80mm，錐角1°。</p><p>　　

111、d）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><p>　　冷料穴示意圖如圖5.4所

112、示。</p><p>　　圖5.4 冷料穴示意圖</p><p><b>　　5.3脫模機構</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脫模機構。</p><p>　　5.3.1 脫模機構的作用與分類</p><p>　　1）推出機構的

113、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[13]。</p><p>　　5.3.2 割草機大防護罩脫模機構的組成</p><p>

114、　　割草機大防護罩脫模機構的組成有：頂針、回針、絲筒、中托司、推板、頂針固定板、固定螺釘、垃圾釘。</p><p>　　5.3.3 割草機大防護罩脫模機構的設計</p><p><b>　　1）頂針</b></p><p>　　頂針的直徑有兩種一種選8mm，一種選10mm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204mm。<

115、;/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）回針</b></p><p>　　復位桿的直徑選30mm，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245mm。推桿材料選用優(yōu)質碳素結構鋼45號鋼，淬火處

116、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>　　4）中托司</b></p><p>　　推板導柱的直徑選25mm，長度取175mm。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><

117、/p><p>　　推板的長、寬、厚分別為750mm、340mm、25mm，材料為采用普通碳素結構鋼A3。</p><p><b>　　6）頂針固定板</b></p><p>　　推桿固定板的長、寬、厚分別為750mm、340mm、30mm，材料為采用普通碳素結構鋼A3。</p><p><b>　　5.4導向機構&

118、lt;/b></p><p>　　合模導向裝置是保證動模與定?；蛏夏Ｅc下模合模時正確定位和導向的裝置[]。</p><p>　　5.4.1.導向裝置的組成和作用</p><p><b>　　1）導向裝置的組成</b></p><p>　　導向裝置的組成主要有：導柱、導套。</p><p>&

119、lt;b>　　2）導向裝置的作用</b></p><p>　　導向作用、定位作用、承受一定的側向壓力。</p><p>　　5.4.2 導向機構的設計</p><p><b>　　1）導柱的設計</b></p><p>　　直徑50mm，高度310mm，倒角高度7mm。材料選用碳素工具鋼T8A，淬火處理

120、HRC45～48。表面粗糙度Ra0.8。</p><p><b>　　2）導套的設計</b></p><p>　　選用臺肩型導套，導向部分直徑51mm，高度150mm，壁厚9.5mm，臺肩高度12mm。材料選用碳素工具鋼T8A，淬火處理HRC45～48。表面粗糙度Ra0.8。</p><p>　　5.5冷卻和排氣系統(tǒng)設計</p>

121、<p>　　5.5.1 冷卻系統(tǒng)設計</p><p>　　注射模的溫度對塑料熔體的充模流動、固化定形、生產(chǎn)率及塑件的形狀和尺寸精度都有重要的影響。熱塑性塑料在注射成型過程中，根據(jù)其品種的不同，模溫的要求也有所不同。對于熔融粘度較低，流動性較好的塑料，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、尼龍等，需要對模具進行人工冷卻，對于結晶型塑料，冷凝時放出的熱量大，應對模具充分冷卻，以便塑件在模腔內很快冷凝定型，縮短成型周期