8產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析及材料選擇樣件分析8-1所示的過濾器罩為例，該制品三維投影尺寸長寬高為137mm×112mm×45mm，壁厚；外部圓角半徑3mm2528mm2°。該制品精度品級一樣，尺寸誤差±，為降低成型費用，采納一模多腔，并非對制品進行后序加工。圖8-1過濾器罩材料選擇模具設計進程中確信收縮比等參數(shù)，那個地址選擇ABS（三種聚合物的共聚物）工程塑料，該材質(zhì)的性質(zhì)數(shù)據(jù)如下：典型應用范圍：汽車（儀表板，工具艙門，車輪蓋，反光鏡盒等，電冰箱，大強度工具（器，食物加工機，割草機等，機殼體，打字機鍵盤及噴氣式雪撬車等。ABS8～9℃下最少干燥2210～280245度25～70℃(模具溫度將阻礙制品光潔度，溫度較低那么致使光潔度較低)；注射壓力500～1000bar；注射速度為中高速度。是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學單體合成。每種單體都具有不同特是非結(jié)晶性材料。三種單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相ABS的特性要緊取決于三種單體的比率和兩相中的分子結(jié)構(gòu)。這就能夠夠在產(chǎn)品設計上具有專門大的靈活性，而且由此產(chǎn)生了市場上百種不同品質(zhì)的ABSABS材料具有超強的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)良的尺寸穩(wěn)固性和很高的抗沖擊強度。模具結(jié)構(gòu)設計及部件選型8.2.1確信型腔數(shù)量確定型腔數(shù)量時因考慮到型腔數(shù)量的增加對產(chǎn)品質(zhì)量的阻礙，依照體會，每增加一個型腔，制品尺寸精度要降低4%。設制品典型尺寸(大體尺寸)為L(mm)，制品尺寸誤差為x，單型腔時制品可能到的尺寸誤差百分數(shù)為%(ABS等非結(jié)晶塑料為0.005%)，那么有：n(x

L)(L

x4%)12500

24100 100 112mm，尺寸誤差0.50時考慮模具設計加工本錢和生產(chǎn)本錢，最終確信為一模兩腔。初選注射機型號射機進行校核。射機參數(shù)點在所選注射機的規(guī)格參數(shù)可調(diào)范圍之內(nèi)。如圖8-2所示，用CATIA對制品三維模型進行測量得出單件制品體積：Vs75.69cm3用最大注射量初步選定注射機：Km mmm0 i 澆i1式中 m0

——注射機的最大注射量(g)；mg)；m g)；澆mg)；in——型腔數(shù)；查表得ABS密度為1.021.05g/cm3(注射密度為1.05g/cm3)，單件制品重量為：ms10g。

75.691.0579.4745g圖8-2測量體積由式計算得：

m 211.186250一樣的塑膠工廠都擁有從小到大各類型號的注射機。中等型號的占大部份，小型和大型的只占一小部份。具體到這套模具，初選注射機型號為：SZ—250/1250。規(guī)格和各參數(shù)如下：注射量(g)：250；MPaKN)：1250；拉桿內(nèi)間距(mm)：600×600；mm)：550；mm)：150；mm)：4；mm)：SR15。選擇分型面較復雜。選擇分型面時一樣應遵循以下幾項原那么：保證塑料制品能夠順利脫模：這是一個首要原那么，因為咱們設置分型面的目的，確實是為了能夠順利從型腔中脫出制品。依照那個原那么，分型面應首選在塑料制品最大的輪廓線上。分型面的整個廓形應呈縮小趨勢，不該有阻礙脫模的凹凸形狀，以避免阻礙脫模。盡可能使制品開模時留在動模一側(cè)：模具開模時制品一樣可不能自行脫出，需用頂出機構(gòu)頂出，以便直接利用注射機的頂出機構(gòu)頂出制品。增強排氣成效：對中、小型制品因型腔較小，空氣量不多，可借助分型面的裂縫排氣，分型面應設在注射時熔融塑料最后抵達的位置，而且不把型腔封鎖。增加，加工周期延長。使型腔深度最淺：型腔越深加工時刻越長，阻礙模具生產(chǎn)周期，同時增加生產(chǎn)本錢，且會使動、定模越厚，在相同起模斜度時，同一尺寸上下兩頭實際尺寸差值越大。阻礙制品外觀質(zhì)量，還便于加工。本例中的過濾器罩分型面如圖8-3圖8-3分型面示用意確信型腔的布置方案確信型腔布置方案的大體原那么：型腔的布置和澆口的開設部位應力求對稱，以防模具經(jīng)受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象；型腔排列宜緊湊，以節(jié)約鋼材，減輕模具的重量；直線形排列加工容易，且平穩(wěn)性好，加工性尚可，利用普遍?？紤]到模具成型零件出模方式和模具架的尺寸設計，選擇如圖8-4所示的模具型腔排列方式。圖8-4型腔布置澆注系統(tǒng)的設計的氣體順利排出；避免型芯變形：盡可能幸免熔融塑料正面沖擊較小的型芯，避免型芯彎曲變形；熱量壓力損耗?。喝廴跔钏芰显谕ㄟ^澆注系統(tǒng)時要求其熱量、壓力損耗最??；制品外觀：設置澆注系統(tǒng)應考慮到方便去除、修整進料口，同時不阻礙制品的外表美觀；澆注系統(tǒng)的容積：在保證達到以上各原那么的前提下，應取最小值，減少澆口余料。澆注系統(tǒng)的設計對注射成型效率和制品的質(zhì)量有直接的阻礙，是注射模具設計很重要的環(huán)節(jié)。主流道設計為了便于從主流道拉出澆注系統(tǒng)的凝料和考慮塑料熔體的膨脹，主流道設計成圓錐形，其錐角為2°～4°，對流動性差的塑料，也可取3°～6°,過大會造成流速減慢，易成渦流。內(nèi)部粗糙度為。（2）主流道大端呈圓角，其半徑常取r=1～3mm，以減少料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力。加壓力損失，使塑料熔體降溫過量而阻礙注射成型。為了使熔融塑料從噴嘴完全進入主流道而不溢出，應使主流道與注塑機的噴嘴緊密對接，主流道對接處設計成半球形凹坑，其半徑r2

r(1～2)mmDd+～1)mm，凹坑深度常取13～4mm。流道襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨加工和熱處置。如其大端兼作定位環(huán)那么圓盤凸出定模端面的長度H=5～10mm，也常有將模具定位環(huán)與主流道襯套分開設計的，澆口襯套如圖8-5一樣注塑機參數(shù)表中：r1

15mm，d＝4mm。依照以上原那么和參數(shù)，主流道襯套的相關(guān)參數(shù)如下：主流道半球形凹坑半徑15116mm小端直徑D ＝4+1＝5mm；2D1

＝8mm。依照以上數(shù)據(jù)選用標準件：Ⅱ型，大體尺寸1，公差為j7H7(+，0)圖8-5澆口套澆口需用定位環(huán)固定，定位環(huán)與注射機定模固定板上的定位孔之間采納比較松動的間隙配合，H11/8～10mm，也是標準件，如圖8-6所示，外徑由注塑機規(guī)160mm35mm12mm。圖8-6定位環(huán)分流道設計U一樣采納下面的體會公式可確信其截面尺寸：D0.2654 W4L2H3D式中 W——流經(jīng)分流道的塑料(g)Lmm)Dmm)H——梯形高度(mm)梯形的側(cè)面斜角常取5°～15°，在應用式時應注意它的適用范圍，即制品厚度在3.2mm以下，重量小于200g，且計算結(jié)果在～9.5mm范圍內(nèi)才合理。本過濾器罩單件體積約為，質(zhì)量約為，分流道的長度估量設計成100mm，且有兩個型腔，因此：D=79.47454100= 取D=6mm2H=3D4 取H=4mm4mm，其側(cè)邊與垂直于分型面的方向約成108-7圖8-7分流道截面分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并非要求很低，一樣取μ左右既可，如此表面稍不滑膩，有助于塑料熔體的外和剪切熱。失和熱量損失。本例將分流道設計成直的，總長100mm。澆口設計尺寸。與制品分離。料的成型適應性均較強。短。推薦澆口尺寸取澆口厚度、寬度、長度值為mm×2mm×1mm。環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還阻礙模具結(jié)構(gòu)。通常要考慮以下幾項原那么：盡可能縮短流動距離。(3)應有利于型腔中氣體排出；幸免產(chǎn)生噴射和蠕動；澆口處幸免彎曲和受沖擊載荷(6)注意對外觀質(zhì)量的阻礙。依照本制品的特點，綜合考慮以上幾項原那么，選擇澆口位置如圖8-8所示。圖8-8澆口位置冷料穴和拉料桿設計10～25mm冷料進入澆注系統(tǒng)的流道和型腔。（也即塑料流動的轉(zhuǎn)向處同或略大一些，深度約為直徑的1～經(jīng)常使用的是端部為Z頂出機構(gòu)設計頂出機構(gòu)設計大體要點：保證制品質(zhì)量：頂出位置應設在頂出阻力大的地址，也確實是使制品不易變形的部位，由于制如凸緣，增強筋等處，作用面積也盡可能大一些。頂出機構(gòu)的結(jié)構(gòu)：在設計模具的結(jié)構(gòu)時，必需考慮在開模進程中保證制品留在具有頂出裝置的換容易，且本身具有足夠的強度和剛度。掏出或依托制品自重自行掉落的程度。所需的頂出行程可用下式估算：S h頂 凸

e （）式中 S ——所需頂出行(mm)；頂h mm)；凸e mm)；∴ S =+e=45頂依照具體情形，要對所需頂出行程進行驗算合理調(diào)整。多由塑料收縮引發(fā)，因此頂出制品時所需的力必需克服粘附力所引發(fā)的磨擦阻力，但阻礙粘附力的因素很多，故精準計算比較困難。頂出力：FAp(cossin)qA （）t 1式中 A——塑料包絡型芯的面(mm)p——塑料對型芯單位面積上的包緊力，取0.8107~1.2107Pa——脫模斜度q——大氣壓力MPa——制品對鋼的磨擦系數(shù)，約為～A——制件垂直于脫模方向的投影面積(mm)1A、、A1

28000mm2，25°，13000mm2那么：F280001107(0.2cos25sin0.09130007829.45Nt免頂桿變形。本例中頂桿布置如圖8-9所示。8-9本例選用mm×125mm10板分型面，使頂出機構(gòu)復位。冷卻系統(tǒng)設計模具工作溫度對成型質(zhì)量和生產(chǎn)率有專門大阻礙，在模具內(nèi)設置冷卻系統(tǒng)是操縱模具溫度的有效方劑。本模具的熱平穩(wěn)是依托冷卻水通過冷卻水道的循環(huán)來調(diào)劑的。ABS72～85所需冷卻水孔數(shù)量：An （）db式中 n——水孔數(shù)量Amm)dmm)bmm)∴n

59106 3.14105300

取n4入冷水，而在溫度較低的外側(cè)只需要通過經(jīng)熱互換的溫水即可。排氣結(jié)構(gòu)設計被緊縮所產(chǎn)生的高溫使制品底部碳化和燒焦，而且型腔內(nèi)氣體被緊縮產(chǎn)生的反壓力會降低充模速度?！玬m再也不另設排氣結(jié)構(gòu)。選用模具架準配件，這對縮短設計與制造周期、降低制造本錢是有利的。制，最終選用標準模架：A2-315400-39-Z1GB/TA=80B=40C=80mmH100ABC=300mmmm×400mm×300mm設計周密導向定位裝置。如圖8-10選用即可，那個地址需要說明的是CATIA圖8-10模具架注射機校核最大注射量的校核最大注射量和制品的重量有直接關(guān)系，二者必需相適應，不然會阻礙制品的質(zhì)量和產(chǎn)量。假設最大注注射機利用率低，浪費能源，而且可能致使塑料分解。因此，為了保證正常的注射成型，注射機的最大注80%之內(nèi)。當注射機以最大注射質(zhì)量標按時，按下式校核：Km mmm （）0 i 澆i1式中 m——注射機的最大注射(g)；0m——制品的總質(zhì)量(g)；m g)；澆n——型腔數(shù)。m、m、0

n250ggg、2，由上式驗算知足要求。澆注射壓力的校核最大注射壓力應稍大于制品成型所需的注射壓力，即p0p （）式中 p——注射機的最大注射壓(Pa)；0p——制品成型時所需的注射壓力(Pa)。p160PaABSp70～90MPa。經(jīng)上式驗算知足需要。0鎖模力校核的鎖模力必需大于型腔內(nèi)熔體壓力與制品及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積，即：F p A （）0 模分式中 F0

——注射機的公稱鎖模力(N)；p Pa)；模A m2)。分注射機的公稱鎖模力為106NABS3107Pa，投影面積之和為m2，經(jīng)上式校核合格。模具安裝尺寸的校核最大厚度和最小厚度之間，即應知足以下關(guān)系：HminHHmax （）式中Hminmm)；HmaxmmHmm)。HminHmaxH150mm、550mm、313mm，體會算知足以上關(guān)系式。HHmax，可采納墊板來調(diào)整，以使模具閉合。開模行程的校核分型面注射模，開模行程可按下式校核：sH1H2(5~10)mm 式中 s——注射機的最大開模行(mm)；H1——制品推出距離(mm)；H2——制品高度(mm)。360mm45mm45mm。經(jīng)上式驗算知足要求。注射機頂出裝置與模具推出機構(gòu)關(guān)系的校核裝置類別和頂桿位置。SZ250/1250移動模板中心位置上，以便注射機的頂桿頂在模具的推板中心位置上。模具模板面尺寸校核設計時安裝模具的外形尺寸應小于注射機的拉桿間距，不然模具無法安裝。本例選用的SZ250/1250注射機拉桿間距為600mm600mm，所選模架模板尺寸為315mm500mm，知足安裝需要。CATIA模具構(gòu)建用CATIA和頂桿；出工程圖。要緊涉及的功能模塊有：PartDesign、Core&CavityDesign、MoldToolingDesign、Drafting。8.3.1成立制品的三維模型（1）啟動CATIA，選擇File（文件）菜單下的New（新建）選項，彈出如圖8-11所示的對話框。三維建模要緊在PartDesignPartDesign3D機械零件，PartDesign（從簡單到高級）為PartDesign（如AssemblyDesign和GenerativeShapeDesign）一起利用。（1）啟動CATIA，選擇File（文件）菜單下的New（新建）選項，彈出如圖8-11所示的對話框。圖8-11新建對話框從ListofType（類型列表框）當選擇Par（部件，然后單擊OK（確信）CATPartPart1.。從CATIAStart（開始）菜單下的MechanicalDesign（機械設計）菜單項下選PartDesign（零件設計）項即可進入零件設計模塊，其界面如圖8-12所示。圖8-12PartDesign模塊界面單擊Sketcher（草圖）圖標并選擇XY8-13圖8-13Sketcher工作環(huán)境然后回到PartDesign8-14（6）對以上成立的實體進行拔模、倒圓角和抽殼，取得如圖8-15所示的實體。圖8-14Pad特點（6）對以上成立的實體進行拔模、倒圓角和抽殼，取得如圖8-15所示的實體。圖8-15DraftAngle、EdgeFillet、Shell特點選擇插入）菜單下的Body項，向樹狀目錄中插入一個實體集。然后，利用SketcherPad、Shell8-16圖8-16實體特點選擇Insert（插入）菜單下的Boolean布爾運算）UnionTrim再選擇PartBody8-17從

圖8-17BooleanOperations、UnionTrim特點插入BodySketcherRibRectangularPattern和Draft成立如圖8-18所示的實體。圖8-18實體特點再插入，成立后用Insert菜單下BooleanOperations選項下的UnionTrim8-19圖8-19實體特點選擇PartBodyUnionTrim8-20（12）進入Sketcher（12）進入Sketcher8-21圖8-21草圖（13）執(zhí)行Pocket命令，Profile/Surface選擇以上成立的草圖，命令完成后產(chǎn)生如圖8-22所示的下沿特點。圖8-22Pocket特點至此，過濾器罩制品的三維模型已成功成立，接下來能夠?qū)⒋巳S模型導入Cavity&Core模塊進行后續(xù)操作。概念主開模方向和型芯型腔表面Cavity&CoreDesign的過濾器制品三維模型。進入模塊并導入模型8-23File菜單下的NewProduct類型，新建一個CATProductStartMechanicalDesignCavity&CoreDesign命令進入Cavity&Core8-23圖8-23Cavity&CoreDesign模塊界面ImportModel8-24ReferenceBody列表框當選擇PartBod，AxisSystm坐標系列表框當選擇Localaxissystem（局部坐標系）以便接下來的操作進行更好的定位。Shrinkage選項組用于概念收縮率，因為ABS的平均收縮率為%，因此在Ratio文本框中輸入。點擊OK（確信）即可導入模型，導入模型的尺寸會依照概念的收縮率進行縮放。圖8-24ImportModel對話框概念主開模方向點擊PullingDirection（開模方向）圖標彈出如圖8-25所示的對話框。圖8-25PullingDirection對話框軟件自動識別Localaxissystem示為深綠色，內(nèi)表面被識別為型芯表面，顯示為紅色，選中Locked選項鎖定開模方向。點擊確信按鈕，在目錄樹中生成一個名為MainPulling集，即別離為：型腔表面、型芯表面。型芯和型腔表面的分解視圖如圖8-26圖8-26、表面特點作分型面把分型面和制品上表面歸并組成CavitySurface，再把分型面和制品內(nèi)表面歸并組成CoreSurface，用于以后概念型芯型腔。單擊Boundary（邊界）8-27圖8-27邊界概念對話框Limit1和Limit28-28圖8-28邊界限單擊Line8-29圖8-29線概念對話框在Line線型）中選擇Point-Direction，選擇線的起點和X方向，在End按確信按鈕，完成一條線的繪制。重復以上步驟，完成如圖8-30圖8-30線框單擊Joincurvesor連接曲線或曲面）8-31框。圖8-31Joincurvesorsurfaces對話框在ElementsToJoinCheckconnexity（通性）選項，以便讓軟件檢查連通性，排除斷點。按確信按鈕，得如圖8-32圖8-32連接線單擊Fill（填充）8-33圖8-33Fill對話框在Boundary（邊界）選項當選擇適才創(chuàng)建的，按確信按鈕，生成如圖8-34圖8-34平面特點用和上述方式相同的操作步驟完成整個分型面，完成后的分型面如圖8-35圖8-35PartingSurface表面特點概念型芯曲面和型腔曲面一樣要先完成PartBody選的。（2）單擊Joincurvesorsurface圖標，啟動如圖8-36所示的連接概念對話框。（從Insert菜單下選擇Geometricalset命令向樹狀目錄中插入一個名為PartingBody接下來概念的表面都將歸入它的目錄下。（2）單擊Joincurvesorsurface圖標，啟動如圖8-36所示的連接概念對話框。圖8-36Joincurvesorsurface對話框ElementsToJoinCheckconnexity軟件檢查表面是不是有間隙，按確信按鈕，取得如圖8-37圖8-37型腔表面用一樣方式歸并分型面和制品內(nèi)表面，取得如圖8-38圖8-38型芯表面完成以上所有的操作后，在樹狀目錄中生成了二個表面：CavitySurface、CoreSurface，如圖8-39所示，以上名稱都是后續(xù)操作中軟件可自動識別的。圖8-39樹狀目錄導入模具架以下操作將在MoldToolingDesign模塊中完成，因此必需先進入MoldToolingDesignMoldToolingDesing模塊下只能對Product.CATProductStart菜單中的MechanicalDesign選項選擇MoldToolingDesign命令，加載并進入該模塊，其界面8-40圖8-40MoldtoolingDesign模塊界面首先導入之前所建的制品模型和CavitySurfaceCoreSurfaceInsert菜單下的ExistingComponent8-41圖8-41文件選擇對話框在對話框當選中ShowPreview8-42圖8-42導入三維模型單擊工具欄上的Createanewmold8-43圖8-43Createanewmold對話框CATIA系統(tǒng)軟件自帶的目錄庫中包括了世界上一些有阻礙的標準模具架，包括全世界最為聞名的三大模具架標準，英制的“DME-AmaricHASCOFUTABACATIACatalog（目錄庫）CatalogBrower（目錄庫閱讀器）8-44圖8-44CatalogBrower對話框在CatalogBrowerfilter（過濾器）Filter8-45圖8-45Filter對話框在上面的對話框中概念模具的尺寸條件后，按確信按鈕，返回CatalogBrower，選中multi-levelquery，以便在全數(shù)模架標準中查詢，單擊查詢Query8-46果。圖8-46Query對話框按確信按鈕，返回Createanew，去掉CavitySupport修改Cavity和Core的值為100mRiserBaSetting、AplateBplateMoldtoolingDesign8-47圖8-47模具架剖分型芯型腔除CoreSurface點擊Manipulation（操縱器）8-48Dragalongx圖標沿xCoreSurface圖8-48Manipulation對話框用一樣方式別離沿、z軸調(diào)整CoreSurface8-49圖8-49CoreSurface定位右鍵單擊樹狀目錄中的，從彈出的快捷菜單當選擇object選項下的Splitcomp