畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于PROE的攪蒜器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其注射模具設(shè)計(jì).doc

裝訂線基于PRO/E的攪蒜器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其注射模具設(shè)計(jì)摘 要：本文設(shè)計(jì)產(chǎn)品是當(dāng)今炙手可熱的廚房用品攪蒜器，由于其造型美觀、結(jié)構(gòu)獨(dú)特、使用方便，所以深受歡迎，應(yīng)用前景十分廣闊。本文主要工作分為兩大部分，一是對攪蒜器產(chǎn)品進(jìn)行三維造型：通過分析產(chǎn)品各個(gè)部分的功能，確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方式和結(jié)構(gòu)形式，利用Pro/ENGINEER Wildfire 3.0對產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)體建模。二是對攪蒜器產(chǎn)品關(guān)鍵受力塑件攪蒜器下蓋進(jìn)行注射模具設(shè)計(jì)：分析攪蒜器下蓋塑件的工藝結(jié)構(gòu)及品質(zhì)要求，利用塑料顧問對產(chǎn)品進(jìn)行模流分析，分析和優(yōu)化注射成型工藝參數(shù)，通過Pro/ENGINEER Wildfire 3.0提供的模具設(shè)計(jì)模塊Pro/Moldesign對塑件進(jìn)行模具分型面創(chuàng)建、體積塊抽取、模具裝配以及開模運(yùn)動(dòng)仿真，利用Pro/E中外掛的模具專家設(shè)計(jì)系統(tǒng)EMX4.1生成模架。設(shè)計(jì)的整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)了無紙化，有利于提高模具的生產(chǎn)效率和節(jié)約了生產(chǎn)成本，并大大縮短了生產(chǎn)的周期。關(guān)鍵詞：攪蒜器；三維實(shí)體造型；分型面；注塑模具；開模運(yùn)動(dòng)仿真攪蒜器3D裝配圖 攪蒜器下蓋模架爆炸圖 3D Molding and Design of Injection Mouldfor Garlic Grater Based on Pro/EAbstract：3D molding and design of injection mould for of the Garlic Grater are introduced, The Garlic Grater is very fast seller at nowadays. it attractive appearance, the structure is unique, easy to use, so it well received. The applicable foreground is very wild. This paper is divided into two parts, First, 3D Molding for Garlic Grater product underway, Analysis of some of the functions of various products, identify ways and structure of sport, and use of Pro / ENGINEER Wildfire 3.0 to the entity modeling, Second is the Garlic Grater product key component-Garlic Grater -covered under the plastic mold design, analysis Garlic Grater -covered under the plastic parts of the structure and quality requirements, Through the Pro / ENGINEER Wildfire 3.0 provide the mold design features, Pieces of plastic injection molding process analysis, mold parting surface foundation, mold volume block extraction, mold open simulation, and mold assembly. And the use of plastic products consultant-flow analysis, and optimize the parameters, reuse Pro / ENGINEER Wildfire 3.0 expert in the mold design system-on-design. In the whole process, the designer realizes a non-paper work which is beneficial to the efficiency of mould and decreases the cost. It shortens the procreative period dramatically.Key words：Garlic Grater; 3D Solid Molding; Parting Surface; Plastic Injection Mould; Mold Open Simulation 目 錄1 緒論11.1模具行業(yè)及產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀11.2國內(nèi)外模具設(shè)計(jì)技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢21.3選題意義31.4設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容及要求41.4.1設(shè)計(jì)內(nèi)容41.4.2課題基本要求51.5本章小結(jié)52 攪蒜器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的3D造型設(shè)計(jì)62.1攪蒜器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析62.2攪蒜器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)3D造型設(shè)計(jì)過程92.3 本章小結(jié)123 基于Plastic Advisor的模流分析133.1塑件模型建立133.2分型面位置的確定133.3塑件型腔數(shù)量位置的確定143.4塑件2D圖技術(shù)條件143.5攪蒜器產(chǎn)品參數(shù)分析153.5.1材料選擇153.5.2塑件收縮率153.5.3塑件的壁厚153.5.4塑件的拔模斜度163.6模具注塑過程的工程分析173.7成型工藝條件分析203.8模流分析結(jié)論213.9本章小結(jié)224 注塑設(shè)備的選用、校核與安裝234.1注塑機(jī)的選用234.1.1塑件體積的計(jì)算234.1.2澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算234.1.3鎖模力的計(jì)算234.1.4選擇注塑機(jī)244.2注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核254.2.1注射量的校核254.2.2注射機(jī)工藝參數(shù)的校核264.3本章小結(jié)275 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)285.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則285.2主流道設(shè)計(jì)285.3分流道設(shè)計(jì)295.4澆口設(shè)計(jì)305.5澆口位置的確定315.6冷料穴的設(shè)計(jì)325.7主流道冷料穴325.8 本章小結(jié)336 Pro/Moldesign下成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)346.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)346.2成型零件鋼材的選用356.3 成型零件工作尺寸的計(jì)算356.4 成型零件強(qiáng)度計(jì)算366.5模架的確定376.6 本章小結(jié)377 脫模機(jī)構(gòu)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)387.1排氣槽的設(shè)計(jì)387.2脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)387.3溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)407.4冷卻水道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)427.5 本章小結(jié)428 用模具專家設(shè)計(jì)系統(tǒng)EMX4.1設(shè)計(jì)模座448.1根據(jù)型腔大小選擇模座448.1.1 新建EMX項(xiàng)目448.1.2 加載并定義模架448.2加載模仁508.3添加定位環(huán)518.4添加澆口襯套528.5 模架3D系統(tǒng)設(shè)計(jì)528.6 本章小結(jié)589 模架開模運(yùn)動(dòng)仿真599.1打開組件599.2動(dòng)畫制作599.3本章小結(jié)6110 本文總結(jié)62參考文獻(xiàn)63附 錄64致 謝66 IV裝訂線 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）報(bào)告紙1 緒論1.1模具行業(yè)及產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中，模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)中一個(gè)非常重要的行業(yè)，已被我國正式確定為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，并在“十五”中列為重點(diǎn)扶持產(chǎn)業(yè)，許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，在很大程度上依賴于模具制造技術(shù)。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。模具制造能力的強(qiáng)弱和模具制造水平的高低，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家機(jī)械制造技術(shù)水準(zhǔn)的重要標(biāo)志之一，直接影響著國民經(jīng)濟(jì)中許多部門的發(fā)展。國外先進(jìn)工業(yè)國家在鏈條與模具生產(chǎn)中均采用了可靠性設(shè)計(jì)以及CADCAM技術(shù)，開發(fā)新品速度快、精度高，質(zhì)量較有保證。大多數(shù)新產(chǎn)品具有高耐磨、高疲勞、高精度的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)形式上有微型鏈以及多種輸送鏈、纜鏈等，在材料上則使用了耐磨、耐熱、塑料、含油粉末冶金等材料，進(jìn)一步提高了鏈條的性能。 在塑料件方面，有數(shù)據(jù)顯示，今后5年，中國廚房用品市場的年增長幅度將在8%到，在設(shè)計(jì)上廚房用品能夠根據(jù)市場的需要更快速地開發(fā)出具有消費(fèi)群體所要求功能的新產(chǎn)品，還有14%之間，需求總額將超過3500億元。隨著人們生活水平提高，廚房用品的加速普及與換代升級必將產(chǎn)生驚人的市場推動(dòng)力，廚房用品的市場發(fā)展前景非常廣闊。2006年，中國廚房用品市場份額將進(jìn)一步擴(kuò)大，針對部分廚房用品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不一的狀況，國家將會(huì)出臺(tái)更嚴(yán)格的廚房用品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)了廚房用品品牌的優(yōu)勝劣汰，強(qiáng)勢品牌的廚房用品廠家成為真正的贏家。廚房用品的發(fā)展?fàn)顩r主要表現(xiàn)為：市場需要多樣化，越來越多的廠商認(rèn)識(shí)到，為了與同類產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)差異化，自己的產(chǎn)品必須能進(jìn)一步滿足消費(fèi)者對質(zhì)量、性能、感觀、時(shí)尚性的要求。比如時(shí)常出差的消費(fèi)者與主要在浴室內(nèi)使用的消費(fèi)者，對電剃須刀就會(huì)有不同的要求；功能多樣化，為了滿足市場的需要，制造商在設(shè)計(jì)生產(chǎn)廚房用品的時(shí)候，都要考慮到產(chǎn)品功能的多樣化；效益高廚房用品的生產(chǎn)廠家一旦發(fā)現(xiàn)市場銷路不暢，廠商可以迅速進(jìn)行調(diào)整，由于投入的成本很低，因此其可能導(dǎo)致的損失也大大小于研發(fā)高級廚房用品。1.2國內(nèi)外模具設(shè)計(jì)技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 在機(jī)械工業(yè)迅速發(fā)展的當(dāng)今世界，效率和成本已經(jīng)成為評價(jià)發(fā)展的一個(gè)重要因素，而模具不但在這方面有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，而且在精密.大型.復(fù)雜.長壽命.范圍廣等方面也是首屈一指的，目前模具基本上能達(dá)到23微米的精度，1微米也將成為必然的趨勢，而納米技術(shù)也將成為世人終將的目標(biāo)，現(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)資金密集型行業(yè)，它作為重要的生產(chǎn)裝備行業(yè)在各行各業(yè)服務(wù)的同時(shí)，也直接為高新技術(shù)服務(wù)，由于它生產(chǎn)要采用一系列高新技術(shù)，如CAD/CAE/CAM/CAPP等技術(shù)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù).激光技術(shù).逆向工程和并行工程，快速成型技術(shù)及敏捷制造技術(shù).高速加工及超精度加工技術(shù)等，因此，模具工業(yè)已經(jīng)成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要組成部分，模具技術(shù)水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量.效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力，因此成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。隨著中國汽車、電子、通訊、家電等行業(yè)的發(fā)展，對塑料模具的需求越來越大，對產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高。塑料模具將朝著大型化、高精密度、多功能復(fù)合型的技術(shù)方向發(fā)展。以汽車工業(yè)為例，隨著汽車產(chǎn)銷量高速增長，汽車模具潛在市場十分巨大。譬如在生產(chǎn)汽車時(shí)，僅制造一款普通轎車約需200多件內(nèi)飾件模具，而制造保險(xiǎn)杠、儀表盤、油箱、方向盤等所需的大中型塑料模具，從模具行業(yè)生產(chǎn)能力看，目前滿足率僅約50%。在建筑領(lǐng)域，塑料建材大量替代傳統(tǒng)材料也是大勢所趨，預(yù)計(jì)2010年全國塑料門窗和塑管普及率將達(dá)到30%50%，塑料排水管市場占有率將超過50%，都會(huì)大大增加對模具的需求量。在塑料模具的設(shè)計(jì)制造中，熱流道技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。熱流道系統(tǒng)在現(xiàn)今追求產(chǎn)品高質(zhì)量的注塑加工業(yè)，已成為不可或缺的加工手段。使用熱流道，可以延長模具的壽命、節(jié)約材料、減少廢品。同時(shí)在生產(chǎn)復(fù)雜、壁厚不一的塑料制品時(shí)，熱流道的優(yōu)勢更為顯著。此外，氣輔注射技術(shù)和高效多色注射技術(shù)也開始成功應(yīng)用。我國模具技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)：產(chǎn)需保持高速增勢。技術(shù)水平明顯提高。信息化管理富有成效。投資熱情高漲，集群化初步顯現(xiàn)。品牌建設(shè)得到重視.人才培訓(xùn)力度加大2007年國產(chǎn)模具水平得到明顯提高，主要表現(xiàn)在：級進(jìn)模水平提高較快，大型級進(jìn)模長度已超過3米，精密級進(jìn)模已可與2000次/分高速?zèng)_床匹配；熱流道模具和氣輔模具方面，有的已達(dá)到國際水平；在CAD/CAM技術(shù)得到普及的同時(shí)，CAE技術(shù)應(yīng)用越來越廣，CAD/CAE/CAM一體化技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展，并取得較好成果；模具新結(jié)構(gòu)、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn),有力地促進(jìn)了中國塑料模具業(yè)發(fā)展。中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48（約122CM）大屏幕彩電塑殼注射模具，6.5KG大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)，模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)，快速成型與快速制模技術(shù)，新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。盡管我國模具工業(yè)有了長足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國際先進(jìn)水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進(jìn)口10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進(jìn)水平的距離。（1）注重開發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；隨著我國轎車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精密化。（2）加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。（3）推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)；模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。（4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動(dòng)研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。1.3選題意義中國是個(gè)農(nóng)業(yè)大國，有著悠久的文化歷史，俗話說“民以食為天”，一日三餐，人們有太多的時(shí)間都難免要在廚房里度過，隨著人們生活水平地提高，廚房用品的更新?lián)Q代也是越來越快，人們的生活效率也是越來越高，為了更好的提高人們生活的效率，緩解在工作之余還要在廚房里勞作人們的壓力，特設(shè)計(jì)一款方便實(shí)用小巧的廚房用品攪蒜器。蒜是人們經(jīng)常食用的蔬菜之一，蒜是餐桌菜肴中一種最常見的食物，即可以生吃，也可以調(diào)味。大蒜的特殊功效之多使它成為最佳營養(yǎng)食品之一，被稱為“天然的抗生素”。但是蒜皮剝起來是相當(dāng)?shù)穆闊┒业⒄`時(shí)間，有時(shí)候還剝不好。本產(chǎn)品特別針對剝蒜而設(shè)計(jì)，利用簡單的機(jī)械原理以及其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，可以輕松的將蒜皮去掉，節(jié)省時(shí)間，而且剝蒜效果好，可以將蒜瓢單獨(dú)的分離，不留任何蒜皮，而且攪蒜器拆洗方便，小巧，不占用廚房空間。根據(jù)市場調(diào)查，目前在中國市場，攪蒜器產(chǎn)品并沒有得到普及，還有很大的發(fā)展空間，我國是個(gè)人口眾多的國家，如果給每個(gè)家庭配備一臺(tái)攪蒜器，其需求量是相當(dāng)大的，而在歐美等一些發(fā)達(dá)國家，人們在廚房里勞作的時(shí)間是相當(dāng)少的，原因之一就是廚房配備了一些節(jié)省時(shí)間，提高效率的廚房用品，攪蒜器就是其中之一。所以本課題具有一定創(chuàng)新和實(shí)際應(yīng)用意義。本畢業(yè)設(shè)計(jì)通過對德國法克曼（FACKELMANN）公司所生產(chǎn)的攪蒜器塑料產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及對其中重要零部件的注塑模具設(shè)計(jì)，熟悉了解了一個(gè)產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)基本流程，鍛煉了塑料制品的設(shè)計(jì)及成型工藝的選擇能力；塑料制品成型模具的設(shè)計(jì)能力、塑料制品的質(zhì)量分析及工藝改進(jìn)能力、塑料模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)能力，熟悉了模具設(shè)計(jì)的常用商業(yè)軟件。1.4設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容及要求1.4.1設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)攪蒜器產(chǎn)品機(jī)構(gòu)與造型設(shè)計(jì)利用美國PTC公司設(shè)計(jì)的Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 對攪蒜器產(chǎn)品進(jìn)行3D造型設(shè)計(jì)，分析各個(gè)零部件的作用以及功能是否能滿足攪蒜的條件，提出方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。(2) 注塑模具設(shè)計(jì)對攪蒜器產(chǎn)品進(jìn)行工藝性分析，確定為其主要受力塑件攪蒜器下蓋進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，分析攪蒜器下蓋的結(jié)構(gòu)，看其底蓋采用的塑料是否能順利完成注射、冷卻、脫模，成型強(qiáng)度、剛度以及使用壽命是否滿足使用的要求，找出不足之處，對底蓋做出結(jié)構(gòu)上的修正，直到滿足這些條件為止；分析產(chǎn)品的最佳澆口位置，流動(dòng)是否平衡，對注塑設(shè)備選擇，根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)備，從中選擇合適的注塑設(shè)備；確定分型面：根據(jù)蒜器蓋塑料件的幾何形狀，尺寸精度要求，兼顧脫模方式等選擇合適的分型面，選擇模架時(shí)，模架為標(biāo)準(zhǔn)件，選擇合適的即可進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)：包括澆道的形狀和位置的確定，設(shè)計(jì)成型件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)合理的成型零件，確定模腔的數(shù)量及其排列方式，冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算，冷卻水孔的位置與數(shù)量與冷卻效果有密切關(guān)系，在確定時(shí)，應(yīng)盡可能地靠近型腔和盡可能地多，但不要發(fā)生干涉，在模具模擬開模時(shí)對模具的動(dòng)態(tài)碰撞進(jìn)行模擬檢查。1.4.2課題基本要求1、根據(jù)任務(wù)書所提的要求，進(jìn)行市場調(diào)查，確定產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸，以及主要部分的組成，完成產(chǎn)品初期的3D造型。2、分析完成的攪蒜器產(chǎn)品的合理性，并對其關(guān)鍵性部位進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。3、選擇零件成型設(shè)備根據(jù)成型設(shè)備的種類來進(jìn)行模具，因此必須熟知各種成型設(shè)備的性能、規(guī)格、特點(diǎn)。4、確定模具的總體結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)全套模具,考慮模具安裝與加工精度。5、根據(jù)所選的關(guān)鍵受力塑件，分析其工藝性，測繪制品的尺寸，確定尺寸精度，繪制制品零件圖。要求產(chǎn)品厚度均勻，變形較小，滿足使用要求。 6、熟悉注塑機(jī)的工作原理，確定制品成型方法，選擇零件成型設(shè)備，了解各種成型設(shè)備的性能、規(guī)格、特點(diǎn)。 7、掌握模具設(shè)計(jì)的方法與步驟、模具的制造工藝與方法，認(rèn)真分析制品結(jié)構(gòu)，確定模具設(shè)計(jì)的方案，繪制模具布置圖。 8、認(rèn)真進(jìn)行分析、計(jì)算，繪制模具總裝圖、各個(gè)零件圖。要求：模具的使用壽命在50萬次以上；產(chǎn)品外表面要求光滑,無明顯的熔接線痕跡；模具裝配后分型面的貼合間隙應(yīng)不大于0.01mm，塑件不能有飛邊，毛刺等缺陷。1.5本章小結(jié)本章主要介紹了模具行業(yè)的現(xiàn)狀以及本產(chǎn)品的背景，明確了設(shè)計(jì)目的和設(shè)計(jì)要求，以及本課題的基本設(shè)計(jì)要求。2 攪蒜器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)3D造型設(shè)計(jì)2.1攪蒜器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析通過對攪蒜器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)功能的研究，為使其具有攪蒜功能，方便使用，現(xiàn)設(shè)計(jì)如下方案，將攪蒜器設(shè)計(jì)成為六個(gè)部分：旋鈕、攪桿、攪蒜器上蓋、攪蒜器下蓋、定位夾、容器杯，這樣設(shè)計(jì)方便拆卸清洗，其中每個(gè)部分的之間的關(guān)系如圖所示，其工作原理是根據(jù)簡單的機(jī)械傳動(dòng)原理，通過人手握住旋鈕，使旋鈕和攪桿之間發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，旋鈕外表面設(shè)計(jì)成螺紋狀防滑，攪桿在攪蒜器上蓋和攪蒜器下蓋組合成的容器內(nèi)攪動(dòng)，使蒜瓢分離，并且剝落蒜皮，最后攪好的蒜瓢通過攪蒜器下蓋設(shè)計(jì)的圓弧形槽，順利分離掉落到容器杯內(nèi)，這樣就完成了整個(gè)攪蒜過程。攪蒜器各個(gè)部分機(jī)構(gòu)關(guān)系如圖1所示。圖1 攪蒜器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖(1) 攪桿 攪蒜器機(jī)構(gòu)的主要部分，通過螺旋葉片和鋸齒狀的錐體，分別將蒜外部壓碎然后將蒜瓢分別分開,通過底蓋到達(dá)容器杯內(nèi)。 圖2 攪桿(2) 攪蒜容器上蓋 用于盛放蒜,將蒜放進(jìn)攪蒜器上蓋后，然后通過攪桿的作用使蒜瓢分離。圖3 攪蒜容器上蓋(3) 攪蒜容器下蓋 用于連接上蓋,底部設(shè)計(jì)成3個(gè)圓弧大小中間為圓形是根據(jù)蒜瓢的大小設(shè)計(jì)，當(dāng)攪桿將蒜瓢順利壓碎分離之后通過下蓋的圓弧設(shè)計(jì)能很好的落到容器杯底部。圖4 攪蒜容器下蓋(4) 定位夾 對定位夾的設(shè)計(jì),其主要作用是用于固定攪蒜容器上蓋和絞桿,因?yàn)樵跀囁獾倪^程當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生少許偏心力這樣攪桿和上蓋不能很好的結(jié)合，攪起蒜來也不是很方便,用定位夾將它們固定，很好的解決拉這個(gè)問題。定位夾中間開槽部分的設(shè)計(jì)是因?yàn)樵趭A緊固定過程當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生彈性變形,而開槽則可以很好的解決彈性變形問題。 圖5 攪蒜器定位夾(5) 容器杯 用于盛放絞好的蒜瓢。 圖6 攪蒜器容器杯(6) 旋鈕通過連接攪桿上的螺釘，使攪桿可以旋轉(zhuǎn)，外部螺紋部分時(shí)可以防滑，中間通過螺釘連接，當(dāng)人手轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)旋鈕也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，然后通過攪桿上的螺釘固定部分和攪桿之間產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng),設(shè)計(jì)這樣攪蒜省力。 圖7 旋鈕(7) 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖 圖8 攪蒜器產(chǎn)品3D造型 圖9 攪蒜器產(chǎn)品3D爆炸圖2.2 攪蒜器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)3D造型設(shè)計(jì)過程 (1) 攪桿的造型設(shè)計(jì)攪桿部分的造型設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于其不規(guī)則的螺旋葉片，由于要使其具有攪蒜特有的功能，攪桿底部設(shè)計(jì)為鋸齒的狀，一般大的蒜。首先要經(jīng)過擠壓，這樣使蒜瓢分離，更方便攪蒜器攪桿的作用，攪桿上部螺旋較大，下部較小，這樣是使蒜瓢由大到小最后順利分離，其中造型設(shè)計(jì)步驟如下：拉伸草繪攪桿其它部位，如與上蓋結(jié)合部分圓形，伸出機(jī)構(gòu)平桿，其主要部分螺旋葉片，利用插入螺旋掃描伸出項(xiàng)，繪制掃描軌跡，掃描截面，最后得出螺旋葉片，其底部鋸齒狀由拉伸草繪陣列其特征完成。其它部分給予相應(yīng)的倒圓角。圖10 攪蒜容器攪桿2D結(jié)構(gòu)圖(2) 攪蒜容器上蓋的造型設(shè)計(jì)攪蒜容器上蓋的造型設(shè)計(jì)主要是根據(jù)蒜瓢的大小而設(shè)計(jì)，其主要作用是用于承放蒜瓢，其大小也是根據(jù)可承放蒜瓢設(shè)計(jì)，因?yàn)閿囁馊萜魃仙w要用于連接攪桿和攪蒜容器下蓋所以其連接部位的設(shè)計(jì)要易于加工，外部設(shè)計(jì)螺紋是為了防滑。Pro/ENGINEER Wildfire 3.0造型設(shè)計(jì)步驟如下：拉伸草繪攪蒜容器上蓋圓桶部分的設(shè)計(jì)，然后創(chuàng)建基準(zhǔn)面，利用伸出項(xiàng)，混合完成其承放部分的設(shè)計(jì)，連接部分用旋轉(zhuǎn)完成，外部防滑螺紋利用鏡象陣列完成，最后利用倒圓角特征，使產(chǎn)品造型更加符合人性化的要求。 圖11 攪蒜容器上蓋2D結(jié)構(gòu)圖 (3) 攪蒜容器下蓋的造型設(shè)計(jì) 攪蒜容器下蓋其主要作用是連接上蓋和容器杯，其內(nèi)部為了更好的配合攪桿的工作設(shè)計(jì)成錐狀，下部為了使蒜瓢順利脫落，根據(jù)蒜瓢的大小設(shè)計(jì)成3個(gè)圓弧和一個(gè)圓形，其尺寸大小根據(jù)市場調(diào)查，根據(jù)蒜飄大小設(shè)計(jì)，確保蒜飄完整的脫落，達(dá)到攪蒜器工作的目的。造型設(shè)計(jì)步驟如下：旋轉(zhuǎn)草繪攪蒜容器下蓋的大體形狀，因?yàn)閿囁馊萜飨律w部分還帶有容器杯的杯蓋部分，杯蓋部分設(shè)計(jì)要很好的和容器杯相結(jié)合，所以杯蓋部分有開槽，杯蓋利用旋轉(zhuǎn)草繪完成，3個(gè)圓弧和一個(gè)圓形，則利用拉伸剪切材料，在定好尺寸的前提下完成其設(shè)計(jì)。其余部分給予相應(yīng)的倒圓角。圖12 攪蒜容器下蓋2D結(jié)構(gòu)圖(4) 定位夾的造型設(shè)計(jì) 定位夾的造型主要是根據(jù)定位夾的作用，它是用于固定作用，固定的部分是攪桿和攪蒜容器上蓋，所以在攪蒜容器上蓋部分有用于定位夾固定的固定凸槽，由于在攪蒜過程中可能會(huì)存在用力過大的現(xiàn)象，所以定位夾中間部分開槽，這樣產(chǎn)生彈性變形，起到更好的固定作用。造型設(shè)計(jì)步驟如下：拉伸草繪定位夾基本表面，用于連接部分的上槽和下槽用殼和旋轉(zhuǎn)完成，中間部分的開槽，用拉伸剪切材料完成。為了美觀實(shí)用，其余部分則進(jìn)行倒圓角的設(shè)計(jì)。圖15 定位夾2D結(jié)構(gòu)圖(5) 容器杯的造型設(shè)計(jì) 容器杯主要是用于承放蒜瓢，并且連接攪蒜容器下蓋，使攪蒜器攪好的蒜瓢順利脫落到杯中，其大小尺寸應(yīng)配合整體尺寸的設(shè)計(jì)，顏色為透明狀。造型設(shè)計(jì)步驟如下：旋轉(zhuǎn)草繪杯子的大體形狀，利用殼特征，繪制成杯子的形狀，最后在杯頂和杯底進(jìn)行倒圓角的操作。 圖14 容器杯2D結(jié)構(gòu)圖(6) 旋鈕的造型設(shè)計(jì)旋鈕是攪蒜器受力的主要部分之一，也是人手直接接觸的部位，它的設(shè)計(jì)要考慮到人性化，防滑并且易于操控，在這里設(shè)計(jì)旋鈕的主要作用是為了是攪蒜更加省力，所以本旋鈕考慮到的是螺釘固定，這樣結(jié)構(gòu)簡單并且節(jié)約成本，本設(shè)計(jì)難點(diǎn)主要是螺釘固定部分的設(shè)計(jì)，為了減小受力情況，其中造型設(shè)計(jì)步驟大體如下：拉伸草繪旋鈕截面草繪防滑部分螺紋利用殼特征生成旋鈕外壁最后倒圓角設(shè)計(jì)造型完成。圖15 攪蒜容器旋鈕2D結(jié)構(gòu)圖2.3 本章小結(jié)本章主要介紹了攪蒜器的基本結(jié)構(gòu)組成及其功能，簡單闡述了攪蒜器的設(shè)計(jì)過程。3 基于Plastic Advisor的模流分析3.1塑件模型建立本塑件為攪蒜器的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件，因?yàn)樵跀囁獾倪^程當(dāng)中，攪蒜器下蓋承受較大的受力，當(dāng)攪桿在運(yùn)動(dòng)過程當(dāng)中與下蓋之間產(chǎn)生摩擦，中間有蒜瓢的作用，使三者之間有個(gè)相對的運(yùn)動(dòng)，所以下蓋所受阻力較大，當(dāng)攪好的蒜瓢從設(shè)計(jì)好的圓弧形底槽內(nèi)掉落時(shí)，下蓋也承受一定的壓力。由于該下蓋是薄壁形零件，所以要特別考慮底部所承受的壓力，以防止時(shí)間過久后會(huì)產(chǎn)生變形，由于攪蒜器下蓋生產(chǎn)批量很大.外形尺寸和精度要求中等，因其底部結(jié)構(gòu)連接脆弱，為保證塑件的強(qiáng)度，故對成型工藝條件要求高，必須對塑料在模具中的流動(dòng)情況進(jìn)行分析，優(yōu)化成型工藝參數(shù)和澆口位置。圖16 塑件三維立體圖3.2分型面位置的確定選擇模具分型面時(shí)要考慮如下基本規(guī)則：(1) 確保塑件的尺寸精度。選擇分型面時(shí)應(yīng)該盡量減小由于脫模斜度而造成塑件的大小端尺寸差異 (2) 考慮注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格 考慮到注射機(jī)的鎖模力應(yīng)盡可能減小塑件在分型面上的投影面積。模具的分型面尺寸在保證一定的型腔不溢料的邊距的情況下，應(yīng)盡可能減小分型面接觸面積，從而以增加分型面的接觸應(yīng)力，防止溢料，并簡化分型面的加工 (3) 盡量方便澆注系統(tǒng)的布置 (4) 便于排溢。根據(jù)以上原則，攪蒜容器下蓋分型面的位置取在上表面邊緣，因?yàn)閿囁馄飨律w是塑件的最大邊緣處，選擇上表面有利于產(chǎn)品的脫模，并且保證了攪蒜器下蓋的精度要求，選擇上表面有利于零件的加工，綜上所述，所以選擇攪蒜器下蓋外表面為分型面，其分型面如下圖17所示。 圖17 創(chuàng)建模具的分型面3.3塑件型腔數(shù)量位置的確定由于該攪蒜器產(chǎn)品容器下蓋精度要求不是很高，并且尺寸不是很大(零件直徑為87mm),所以初步定為一模四腔的布置，采用平衡式排列，以保證各型腔能平衡進(jìn)料。 圖18 模具型腔排列 圖19 模具布局3D圖3.4塑件2D圖技術(shù)條件本模型2D圖由Pro/E 3D圖轉(zhuǎn)換而來,并在軟件AutoCAD上進(jìn)行整理繪制出來的2D圖如圖所示，如果需要更加詳細(xì)的塑件尺寸，請參照附件中的塑件的2D圖，該塑件要求外形美觀，色澤鮮艷，外表面沒有斑點(diǎn)及熔接痕，粗糙度可取Ra0.4m。而塑件內(nèi)部沒有較高的表面粗糙度要求。 圖20 塑件2D工程圖3.5攪蒜器產(chǎn)品參數(shù)分析3.5.1材料選擇攪蒜器產(chǎn)品下蓋為一般的零件,屬于殼體類,沒有特別的要求,根據(jù)以上的依據(jù),選擇材料ABS為塑料件的材料，ABS中文名稱:苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物，其性能為：綜合性能好，沖擊韌，力學(xué)強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性，電性能良好，易于成型和機(jī)械加工。用途是：適于制作一般的機(jī)械零件，各類殼體,汽車配件,日用品，管材及文具等。ABS材料的成型特點(diǎn)如下：(1) 因ABS原料粒料極易受潮，致使制品出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷，因此成型前需充分干燥，含水率控制在0.1%以下。(2) ABS流動(dòng)性好，流動(dòng)距離比，即流動(dòng)長度L與該處制品壁厚T之比達(dá)190，因而不易出現(xiàn)飛邊。熔融溫度低而寬，有利于成型，但含橡膠組分多的ABS流動(dòng)性較差。3.5.2塑件收縮率根據(jù)以上選用的材料為ABS，查相關(guān)資料可知，ABS的收縮率為0.0040.007，這里選擇偏中值，為0.005。3.5.3塑件的壁厚一般說來，塑件的厚度越厚就越能滿足產(chǎn)品的強(qiáng)度和剛度的性能要求，但是從塑件的成型過程看來，塑件的壁厚越厚，冷卻的時(shí)間就越長，整個(gè)塑件的成型周期就要延長，提高了生產(chǎn)的成本，降低了生產(chǎn)的效率，同時(shí)，塑件的壁厚越厚，收縮率就增大，這樣使得產(chǎn)品的尺寸不穩(wěn)定性增加，降低了產(chǎn)品的質(zhì)量。因此產(chǎn)品的厚度必須適中，根據(jù)材料的特性，查閱相關(guān)的資料，查得ABS制品的壁厚通常為1、1.2、1.5、2、2.5、3mm。本次設(shè)計(jì)中，由于攪蒜器下蓋要承受較大的壓力，因?yàn)樗芗暮穸葘λ芗馁|(zhì)量有很大的影響，厚度過小難以滿足使用的剛度，成形使的流動(dòng)阻力大，會(huì)出現(xiàn)缺料現(xiàn)象，而塑件的厚度過大，則有可能使成本增大。制品壁厚的作用如下：(1) 使制品具有確定的結(jié)構(gòu)和一定的強(qiáng)度、剛度，以滿足制品的使用要求。(2) 成型時(shí)具有良好的流動(dòng)狀態(tài)以及填充和冷卻效果。(3) 防止制品翹曲變形。所以塑件的壁厚取為3mm。在設(shè)計(jì)完產(chǎn)品之后，為了確保產(chǎn)品的壁厚在確定的范圍之內(nèi)，需要對塑件進(jìn)行檢測，而在產(chǎn)品3D設(shè)計(jì)的軟件Pro/ENGINEER Wildfire3.0中，就有用于檢測產(chǎn)品厚度的功能，檢測的結(jié)果如圖21-22所示。 圖21 厚度分析參數(shù)設(shè)置 圖22 厚度分析結(jié)果 總體上看，塑件基本上滿足塑件的壁厚為3mm的設(shè)計(jì)要求，綜上所述，該塑件的縱向壁厚滿足設(shè)計(jì)的要求。3.5.4塑件的拔模斜度拔模斜度是為了便于脫模，防止塑件表面在脫模是劃傷，擦毛，在設(shè)計(jì)塑件表面沿脫模方向應(yīng)具有合理的脫模斜度。塑件的脫模斜度大小跟塑件的性質(zhì)、收縮率、摩擦因素、塑件的壁厚和幾何形狀有關(guān)。在設(shè)計(jì)時(shí)，可以參考一些資料來確定塑件的脫模斜度，一般以塑件的材料為選擇依據(jù)，而ABS塑料的脫模斜度為40度1020度 ，為了便于脫模，塑料制品壁在出模方向上應(yīng)具有傾斜角度。脫模斜度確定要點(diǎn)如下：(1)制品精度熱高，脫模斜度應(yīng)越小。(2)尺寸大的制品，應(yīng)采用較小的脫模斜度。(3)制品形狀復(fù)雜不易脫模的，應(yīng)選用較大的脫模斜度。(4)制品的收縮率大，脫模斜度也應(yīng)加大。(5)制品壁厚時(shí)，脫模斜度也應(yīng)增大。綜合以上因素查表可得該塑件的脫模斜度為2。在設(shè)計(jì)完成之后，為了檢測塑件的拔模斜度是否符合要求，需要對塑件進(jìn)行拔模檢測，PTC公司的產(chǎn)品Pro/ENGINEER Wildfire3.0提供的完善的拔模檢測方法，塑件檢測完成后的結(jié)果如圖23-24所示。 圖23 塑件拔模檢測設(shè)置 圖24 塑件拔模檢測結(jié)果 3.6 模具注塑過程的工程分析塑料顧問Plastic Advisor,是Pro/E系統(tǒng)的外掛程序之一，位于Applications/應(yīng)用菜單中，屬于計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）分析軟件，專門用來塑料仿真，塑件射出成型，處理注塑射出成形的模流分析，使設(shè)計(jì)者能在模具設(shè)計(jì)的階段，輔助射出制程仿真，對注塑在型腔中的充填情況，產(chǎn)品的生產(chǎn)特性能快速掌握。使用“塑料顧問”做模流分析必須先了解幾個(gè)重要的特點(diǎn)，現(xiàn)分述于下：(1) 直接讀取Pro/E 3D模型數(shù)據(jù)，為STL格式，無須另外建立網(wǎng)絡(luò)。(2) 計(jì)算是將膠體視為牛頓流體，即線性的假設(shè)。(3) 快速充填分析，可以知道：是否短射，充填時(shí)間，氣泡及融合線的位置，壓力，溫度分布等。(4) 內(nèi)建相當(dāng)豐富的注塑數(shù)據(jù)庫，包括世界各知名大廠。 步驟一 打開文件。如圖，建立基準(zhǔn)點(diǎn)PNT0。PNT0點(diǎn)即是零件的澆注點(diǎn)。圖25 塑件的模流分析步驟二 創(chuàng)建基準(zhǔn)點(diǎn)。如圖 點(diǎn)選下拉式菜單Applications/應(yīng)用 Plastic Adviser/塑料顧問 點(diǎn)選PNT0確定進(jìn)入了塑料顧問界面。 圖26 塑料顧問分析界面步驟三 選擇材料。點(diǎn)選第四個(gè)圖標(biāo)，點(diǎn)選如圖27，接著找到Family name/俗稱Add，輸入所選的材料的俗稱，本論文攪蒜器下蓋的材料為ABS。搜尋結(jié)果如圖28，根據(jù)材料介紹選擇其中一種材料。 圖27 選擇molding window 圖28 選擇廠商材料 圖29 材料參數(shù)步驟四 塑模分析。選擇在Pro/E 中完成3D模型設(shè)計(jì)后，可以直接啟動(dòng)塑料顧問進(jìn)行模流分析，不需要建立網(wǎng)格劃分模型。此時(shí)要?jiǎng)?chuàng)建點(diǎn)，本課題為PNT0，雖然建立了點(diǎn)，但是在塑料顧問中卻不能顯示基準(zhǔn)點(diǎn)，因此在選注射點(diǎn)時(shí)就會(huì)發(fā)生偏差，導(dǎo)致對稱的注件似乎不對稱，這是外掛模塊塑料顧問一個(gè)缺點(diǎn)。點(diǎn)選后，要指定注射點(diǎn)，是憑視覺選擇的，如此，。接著選擇開始分析圖形按扭，視模型，塑料等情況而定，計(jì)算時(shí)間長短不一，計(jì)算結(jié)束時(shí)顯示Results Summary (結(jié)果摘要)的畫面。鉤選Molding Window Analysis Start 彈出 Molding Window Analysis對話框，選Gloss,分析結(jié)果如圖31。 圖30成型參數(shù)窗口 圖31 成型結(jié)果窗口圖32 產(chǎn)生分析結(jié)果3.7成型工藝條件分析利用塑料顧問對零件的澆口位置、塑料流動(dòng)性、填充可行性、填充時(shí)間、注射壓力、冷卻質(zhì)量、縮痕等進(jìn)行分析，分析顯示的塑件的狀態(tài)如圖33-42所示。 圖33 澆口位置分析 圖34 填充狀態(tài) 圖35 填充時(shí)間 圖36 注射壓力 圖37 表面溫度變化 圖38 冷卻時(shí)間變化 圖39 冷卻質(zhì)量 圖40 波前溫度 圖41 氣泡分析最后制作報(bào)告書塑料顧問能自動(dòng)將分析結(jié)果制作報(bào)告書，輸出為網(wǎng)頁模式，直接利用瀏覽器查看?？梢渣c(diǎn)擊 分別加注釋和制作報(bào)告書(report),報(bào)告書所有文件會(huì)集中在數(shù)據(jù)夾中，打開名為：start.htm文件，瀏覽報(bào)告書。3.8模流分析結(jié)論(1)澆口位置確定：通過圖33分析可知，藍(lán)色區(qū)域?yàn)榱慵部谧罴盐恢?，由于考慮到澆口布置和型腔布局，所以本設(shè)計(jì)采用零件側(cè)澆口。(2)成型工藝參數(shù)優(yōu)選：通過對塑件進(jìn)行流動(dòng)性分析，由圖34可知塑件效果為綠色，填充狀況良好，表明塑件比較容易填充。為保證塑件的質(zhì)量，還必須多次調(diào)整注射壓力、注射時(shí)間和注射溫度這三個(gè)主要成型工藝參數(shù)，從中進(jìn)行優(yōu)選。圖35中填充時(shí)間紅色為最先填充區(qū)域，按照填充的先后順序一次是黃色、綠色、藍(lán)色。注射壓力是指噴嘴在注射期間施加的壓力，圖36中紅色代表壓力最大的區(qū)域，按照壓力由大到小依次為黃色、綠色、藍(lán)色。通過了解塑料各個(gè)方面的工藝性能，針對所給參數(shù)得到的流動(dòng)結(jié)果分析，修正注射時(shí)間、注射壓力、注射溫度參數(shù)，最后得到比較優(yōu)化的工藝參數(shù)：注射壓力128Mpa、注射溫度203C、注射時(shí)間3.7s。(3)塑件冷卻質(zhì)量分析：此種分析方法可以協(xié)助用戶修改造型的幾何，從而避免因冷卻方法造成的變形。分析塑件表面溫度變化，在冷卻質(zhì)量分析結(jié)果中，如圖39，綠色所代表冷卻質(zhì)量最高，其次是黃色和紅色。在塑件上圓柱表面的顏色為黃色時(shí)，表明該區(qū)域需要冷卻，因此需對型芯進(jìn)行冷卻。(4)氣泡分析：注射過程中會(huì)存在一些氣體不能夠很好的排除而困在模腔里面，使得流體不能夠填充滿整個(gè)模腔。通過分析發(fā)現(xiàn)：在塑件的邊沿和圓柱面與底面的交接處會(huì)產(chǎn)生氣泡，如圖41，因此需要在分型面上遠(yuǎn)離澆口一側(cè)開設(shè)排氣槽、在型芯與固定板之間應(yīng)設(shè)置排氣間隙。3.9本章小結(jié)本章主要介紹了攪蒜器下蓋分型面的選擇，包括型腔的布置，以及利用Pro/ENGINEER Wildfire分析零件的厚度和拔模斜度等，都是為設(shè)計(jì)產(chǎn)品做前期的準(zhǔn)備和分析工作，分型面的選擇是零件注塑模具設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，它不僅關(guān)系到模具的結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，也關(guān)系到塑件的成型質(zhì)量。在本章的最后，攪蒜器下蓋的工程分析中，利用塑料顧問Plastic Adviser，對塑件做了進(jìn)一步的分析，確定了澆口的最佳位置，優(yōu)選了成型工藝參數(shù)，找到了排氣的位置，為后續(xù)模具設(shè)計(jì)工作提供了理論依據(jù)。- 57 -4 注塑設(shè)備的選用、校核與安裝4.1注塑機(jī)的選用4.1.1塑件體積的計(jì)算對于該攪蒜器下蓋的參數(shù)在Pro/ENGINEER Wildfire 3.0中利用分析模型質(zhì)量屬性中可以計(jì)算得出：M=1.53g，V0=1.53cm。圖43 零件質(zhì)量屬性4.1.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算可按塑件體積的0.6倍來估算，因?yàn)閺纳鲜龇治鲋写_定為一模四腔，所以塑件成型所需注射量為： 4-1結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，注射機(jī)的最大注射量是其額定注射量的80%，所以注射機(jī)的最大注射量為： 4-24.1.3 鎖模力的計(jì)算模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使注射機(jī)的額定鎖模力大于脹模力，即FA ,F為注射機(jī)額定鎖模力（N）；為塑料熔體在型腔內(nèi)的平均壓力()；A為制品和澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積（）。因?yàn)槭且荒Ｋ那?，根?jù)多腔模的統(tǒng)計(jì)分析是每個(gè)塑件在分型面上投影面積的0.20.5倍，因此可用0.4進(jìn)行估算，所以制品的投影面積估算為： 4-3 4-4型腔平均壓力P通常為2040MPa。因?yàn)樗貌牧蠟锳BS，粘度高，精度高，壓力損失大，根據(jù)查表應(yīng)選擇35.，所以鎖模力： 4-5(4) 最大注射壓力的計(jì)算注射機(jī)注入的塑料熔體流經(jīng)噴嘴、流道、澆口和型腔，將產(chǎn)生壓力損耗，一般型腔內(nèi)平均壓力僅為注射壓力P的1/41/2。所以P=/（0.250.5）=35/（0.250.5）=70140。根據(jù)ABS材料的特性，成型時(shí)的注射壓力為60100。所以最大注射壓力70P1004.1.4選擇注塑機(jī)為了保證正常生產(chǎn)和獲得良好的塑件，在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該選擇合適的注射機(jī)，選擇注射機(jī)時(shí)要考慮以下幾個(gè)因素：(1) 額定注射量 國產(chǎn)注塑料的容積均表示一次注射量。(2) 額鎖模力 選用注射機(jī)的鎖模力必須大于型腔壓力產(chǎn)生開模力，不然模具分型面要分開而產(chǎn)溢料。注射時(shí)產(chǎn)生的型腔壓力對柱塞式注射機(jī)因注射壓力損失較大，所以型腔壓力約注射壓力的4070%。(3) 額定注射壓力 如果考慮注射機(jī)的最大的注射量，最大成形面積和鎖模力來確定注射機(jī)這還是不夠的，選用的注射機(jī)注射壓力必須大于成形時(shí)所需的壓力。根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注塑量和鎖模力的計(jì)算值,可選用XS-ZY-500型臥式注射機(jī)。表4-1 XS-ZY-500型臥式注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)指標(biāo)名稱技術(shù)參數(shù)額定注射量/500螺桿直徑/65注射壓力/145注射行程/200加熱功率/14注射方式螺桿式鎖模力/3500最大成形面積/1000模具最大厚度/450模具最小厚度/300動(dòng)、定模固定板尺寸/700850合模方式液壓-機(jī)械拉桿空間/540440電動(dòng)機(jī)功率/22最大開合模行程/500液壓泵壓力/6.5機(jī)器外型尺寸/6500130020004.2 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核4.2.1 注射量的校核注射生產(chǎn)中，注射機(jī)每個(gè)成型周期向模內(nèi)注入的熔體或質(zhì)量稱為制品的注射量，其中包括模內(nèi)澆注系統(tǒng)和飛邊所用的熔體量。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，制品注射量一般不能超過注射機(jī)的最大注射量的80%，按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量。 4-6式中：K注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，結(jié)晶型塑料一般取0.75；注射機(jī)允許的最大注射量，該注射機(jī)為400；單個(gè)塑件的品質(zhì)和體積(g或)，取=1.53g；澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積(g或)，取=0.64。以上根據(jù)所計(jì)算得出的結(jié)果上式右邊=17.24，所以符合要求。4.2.2注射機(jī)工藝參數(shù)的校核(1) 注射壓力的校核注射壓力的校核是檢驗(yàn)注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足制品成型需要注射壓力的大小與制品復(fù)雜程度、模具結(jié)構(gòu)、塑料品種、注射速度、流動(dòng)比、噴嘴及模具流到系統(tǒng)以及注射機(jī)類型等因素有關(guān)，該項(xiàng)工作校核注射機(jī)的額定壓力能否滿足塑件成型時(shí)所需要的注射力,生產(chǎn)實(shí)踐中一般為70-150，k為注射壓力安全系數(shù)，一般取1.251.4。所以 =1.3100=130，而=145。注射壓力校核合格。(2) 鎖模力校核高壓塑料熔體充滿型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的力，使模具沿分型面漲開，該力等于制品澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔內(nèi)熔體的壓力,即為作用在這個(gè)面積上的總力，該力稱為工藝鎖模力，它必需小于注射機(jī)的額定鎖模力，否則在注射成型過程中會(huì)因?yàn)殒i模不緊出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象。注射時(shí)塑料熔體進(jìn)入型腔內(nèi)仍然存在較大壓力。為了平衡塑料熔體的壓力，鎖緊模具保證塑件的質(zhì)量，注射機(jī)必須提供足夠的鎖模力。它同注射量一樣，也反映了注射機(jī)的加工能力，是一個(gè)重要的參數(shù)。為使注射時(shí)不發(fā)生溢料和漲?，F(xiàn)象，及滿足下式： 4-7式中: A制品的投影面積mm； 鎖模力安全系數(shù)，一般取1.11.2；F注射機(jī)的額定鎖模力； ABS的型腔平均壓力為35。 所以計(jì)算得出F1.233273.32435=1397.479KN,而F=3500KN，所以鎖模力校核合格。4.3本章小結(jié)本章選用了合理的注塑機(jī)，并對注射量、注射壓力等主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行校核。5 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機(jī)噴嘴出來以后，到達(dá)型腔之前在模具中所流經(jīng)的通道，其作用是將熔融狀態(tài)的塑料從噴嘴處平穩(wěn)地引到模具的型腔，并在熔體充填和固化的過程中將注射壓力和保壓力傳遞到塑料制品的各個(gè)部位，以獲得組織致密、外行清晰、表面光潔和尺寸精確的塑料制品。澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對注射成形效率和質(zhì)量有直接影響。5.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)要考慮下列因素：(1)塑料的成形特性 (2)制品的大小及形狀 (3)模具成形制品的型腔數(shù) (4)制品的外觀(5)注射機(jī)安裝范本的大小 (6)成形效率。5.2主流道設(shè)計(jì)(1) 主流道尺寸主流道是指連接注射機(jī)噴嘴與分流道的塑料熔體通道，是熔體注入模具最先經(jīng)過的一段流道。其形狀、大小會(huì)直接影響熔體的流動(dòng)速度和注射時(shí)間。為了使凝料能從主流道中順利拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形。內(nèi)壁表面粗糙度Ra一般取0.63m。設(shè)計(jì)主流道截面直徑時(shí)，應(yīng)該注意噴嘴和主流道對中。為了補(bǔ)償對中誤差并解決凝料的脫模問題，主流道的入口直徑比噴嘴直徑大0.51mm。根據(jù)所選注塑機(jī),主流道小端尺寸為d=注塑機(jī)噴嘴尺寸+(0.51)=3+0.5=3.5mm。主流道球面半徑為:SR=噴嘴球面半徑+(12)=18+2=20mm。球面配合高度 h=35mm,取h=3mm。在保證制品成形的條件下，主流道的長度應(yīng)盡可能短，以減小壓力損失，取主流道的長度為:L=40mm。 圖44主流道截面 圖45主流道3D圖(2) 主流道襯套形式 本設(shè)計(jì)雖然是小型摸具，但為了便于加工和縮短主流道長度，襯套和定位圈還是設(shè)計(jì)成分體式，主流道長度取50mm，約等于定模板的厚度。襯套如圖所示，材料采用T10A鋼，熱處理淬火后表面硬度為100 圖46 主流道襯套由于注射成形時(shí)，注射機(jī)對模具施加的壓力很大，主要作用于主流道襯套上，且主流道與高溫塑料熔體和注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以一般不將主流道直接開在定模上，而是單獨(dú)將它開在一個(gè)主流道襯套中，通常在淬火后嵌入模具中，這樣在損壞時(shí)便于更換和修磨,選用T10A碳素鋼,熱處理硬度為50HRC55HRC。5.3 分流道設(shè)計(jì)良好的分流道是主流道與交口之間的料流通道，是塑料熔體由主流道流入型腔的過度段，負(fù)責(zé)將熔體的流向進(jìn)行平穩(wěn)轉(zhuǎn)換，在多型腔模具中起著將熔體向各個(gè)型腔分配的作用。分流道設(shè)計(jì)原則如下：以最短的路程、最小的熱量損失，將熔體快速地輸入型腔。材料必須能在相同的溫度、壓力條件下，從各個(gè)澆口同時(shí)向型腔進(jìn)料。考慮到節(jié)省材料與冷卻條件，分流道的表面積/體積比應(yīng)盡可能的小。分流道應(yīng)能滿足壓力和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地經(jīng)分流道均衡地分配到各個(gè)型腔，因此，本設(shè)計(jì)采用平衡式分流道，分流道的截面形狀采用圓形，為了減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失，希望流道的截面積大、表面積小。為此用流道截面積與周長的比值來表示流道的效率。其中圓形的效率最高。(1) 分流道的長度根據(jù)型腔在分型面上的排布情況，分流道為二級流道。分流道長度應(yīng)盡可能短，且折彎少，以便減少壓力損失和熱量損失，節(jié)約塑料的原材料和降低能耗。第一級分流道 =60mm；第二級分流道 =10mm。(2) 分流道的直徑對于壁厚小于3mm,質(zhì)量200g以下的塑料制品,可以采用如下的經(jīng)驗(yàn)公式確定分流道的直徑(該公式的分流道直徑僅限在3.29.5mm以內(nèi)) 5-1式中D流道的直徑，mm；m制品的質(zhì)量，g；L分道的長度，mm。根據(jù)以上模型分析的得出的結(jié)果,塑料制件的質(zhì)量=1.53g，D=5.2mm根據(jù)塑料的品種為ABS,其常用的分流道直徑選6mm為分流道的直徑，其分流道的截面如圖所示圖47 零件分流道布局5.4澆口設(shè)計(jì)澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的熔體通道，澆口的設(shè)計(jì)與位置的選擇恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到塑件能否被完好高質(zhì)量地注射成型。澆口的理想尺寸很難用理論公式來計(jì)算，通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限，然后在試模中逐步加以修正。按澆口的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)，常用的澆口有直接澆口、側(cè)澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口、點(diǎn)澆口、潛伏澆口、爪形澆口。本設(shè)計(jì)采用側(cè)澆口，側(cè)澆口亦稱標(biāo)準(zhǔn)澆口，可以根據(jù)塑件的形狀特征選擇其位置，加工和調(diào)整方便，且對各種塑料的成型適應(yīng)性均較強(qiáng)。其優(yōu)點(diǎn)是，澆口截面小，去除澆口較容易，且不流留明顯痕跡。圖48 側(cè)澆口的形式(1) 側(cè)澆口尺寸的確定側(cè)澆口寬度和側(cè)澆口深度尺寸計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式如下： 5-2 5-3式中： b側(cè)澆口寬度，mm； A塑件外側(cè)表面積，mm； t側(cè)澆口深度，mm； 側(cè)澆口處塑件的壁厚，mm。根據(jù)本零件計(jì)算得出：b=1.3 mm，t=0.5 mm5.5澆口位置的確定澆口的位置對制品的質(zhì)量有直接影響，在確定澆口位置時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)問題：1）澆口應(yīng)設(shè)在塑料制件斷面較厚的部位，使熔體由厚斷面流入薄斷面。2）澆口的位置應(yīng)設(shè)在有利于排出型腔空氣的地方。3）澆口位置應(yīng)選擇