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1、相机面壳模具设计专业：机械设计制造及其自动化学生：指导教师：高征兵完成日期：扬州大学机械工程学院摘要塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，关键词：注塑模具；注射机；Pro/Engineer ； EMX（模架设计专家）；数控加工AbstractNowplastic industry has becomeone of the industry categories witnessing itsKey words: Injection molding; injection machine; Pro/Engineer; EMX (formwork design expert); NC Machi
2、ning目 录 （内容控制在 45 页左右， 目录内容可删 减或增加 ）摘要Abstract第一章 绪论1.1模具及模具工业的发展与现状 11.2塑料成型模具及分类 11.3注射模具的发展趋势 2第二章 塑料成型工艺2.1 塑料制品的结构和工艺性能设计3塑件结构形状 3塑件材料选择3塑料制件的结构工艺性42.2塑料注塑成型5注塑成型工艺过程 5塑料成型工艺参数 7注塑成型特点102.3注塑成型设备 11注塑机机构组成11注塑机的工作过程11注塑机的分类13注塑机的基本参数13注塑机的型号规格16第三章 相机面壳注射模设计3.1注射模具分类及典型结构17注射模分类17注射模典型结构173.2相机
3、面壳模具的结构设计20分型面位置的确定20型腔数量的确定21浇注系统设计213.2.4 成型零件设计22325 合模导向机构设计25326推出机构设计26327模具温度调节系统设计28328 标准模架的选用29329模架的尺寸计算303.3 注射模具与注射机的关系313.3.1 选择注塑机31最大注射量的校核32注射压力的校核33锁模力的校核33安装部分尺寸校核34开模行程的校核35注射机定位孔与模具定位圈配合校核35推出装置的校核35第四章 相机面壳模具三维设计与加工仿真4.1相机面壳三维造型及模具设计364.1.1 相机面壳三维造型36相机面壳模具设计364.2模架设计38定义模具模架38
4、添加设备40设计顶出机构40设计冷却系统41动画模拟开模434.3模具数控加工仿真43从Pro/E系统转出凹模IGES数据文件43将IGES数据文件转入 Mastercam系统 434.3.3 加工工艺分析与实体加工模拟44生成加工NC代码 45435传输NC程序第五章 相机面壳注射仿真分析5.1Pro/E塑料顾问模块简介 475.2 分析功能的应用475.2.1 分析过程 475.2.2 分析结果495.3 分析结果的输出 515.4 注射仿真分析的优缺点 52第六章 小结与展望6.1 小结 536.2 展望 53参考文献 54致 谢55附 录56第一章 绪论1.1 模具及模具工业的发展与现
5、状第二章 塑料成型工艺 （本章内容需修改、精简 ）塑料成型是将塑料原材料转变为所需形状和性能的塑件的一门工程技术。在设 计模具时不仅要了解塑料制作的技术要求和注射成型的工艺过程，还必须了解注射 机的技术规范，以保证设计的模具与使用的注射机相适应。2.1 塑料制品的结构和工艺性能设计2.1.1 塑件结构形状 制品的整体外形尺寸与塑料的流动性有关。在注射成型与传递成型中，当塑料 流动性能差时（如玻璃纤维或石棉纤维增强塑料）以及制品壁厚较薄时，其整体外 形尺寸不能设计过大。此外，整体外形尺寸受到成型设备的制约。2.1.2 塑件材料选择结合相机面壳壁薄的特点，本课题选流动性较好的材料：丙烯腈-丁二烯
6、-苯乙烯共聚物（ ABS）。1、使用性能 综合性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学稳定性，电气性能 良好；易于成型和机械加工，其表面可渡铬，适合制作一般机械零件、减磨零件、 传动零件和机构零件。2、成型性能（1）无定型塑料。其品种很多，各品种的机电性能及成型特征也各有差异，应 按品种来确定成型方法及成型条件。（2）吸湿性强。水的质量分数小于 0.3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件 应要求长时间预热干燥。（3）流动性中等。溢边料0.004mm左右。（ 4）模具设计时注意浇注系统，选择好进料口的位置、进料形式。当推出力过 大或机械加工时塑件表面易呈现白色痕迹。3、ABS的主要性能指
7、标见表2-1 02.1.3 塑料制件的结构工艺性 要想获得合格的塑料制件，除合理选用塑件的原材料外，还必须考虑塑件的结 构工艺性0塑件的结构工艺性与模具设计有直接关系，只有塑件结构设计满足成型表2-1 ABS的性能指标密度/(g cm3)1.281.08屈服强度/MP50比体积/(cm3 g1)0.860.98拉伸强度/MP38吸水率/%0.20.4拉压强度/MP53熔点/ c130160拉弯强度/MP80计算收缩率/%0.30.8拉伸弹性模量/MP1.4 X 103比热容 /J (kg C )-11470弯曲弹性模量/MP1.4 X 103工艺要求，才能设计出合理的模具结构，以防止成型时产生
8、气泡、缩孔、凹陷及开 裂等缺陷，达到提高生产率和降低成本的目的。塑件结构工艺性设计的主要内容包 括：尺寸和精度、表面粗糙度、塑件形状、壁厚、斜度、加强筋、支承面、圆角、 孔、螺纹、齿轮、嵌件、文字、符号及标记等。1、脱模斜度查表2-2可知ABS型腔的脱模斜度为351 45，型芯的脱模斜度为30 40表2-2常用塑件的脱模斜度塑料名称脱模斜度凹模型芯聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、氯化聚醚25 4525 45硬聚氯乙烯、聚碳酸酯35 4530 50聚苯乙烯、有机玻璃、ABS聚甲醛35 1 4530 40热固性塑料25 4020 502、壁厚塑料制品的壁厚对制品质量有至关重要的影响。壁厚过后，不但用料多，
9、成本 高还容易产生气泡、缩化、凹陷等缺陷，而且冷却时间长生产效率低（对热塑性塑料制品而言）。壁厚过薄，成型困难，流动阻力大，尤其是大型制品和形状复杂制品。制品最小壁厚的确定原则：（1）脱模时受顶出零件的推力不变形；（2）能承受 装配时紧固力。壁厚因制品大小和塑料品种的不同而异。热塑性塑料制品的最小壁厚可达到0.25mm但一般在（0.60.9）mn之间。常用壁厚为（24） mm本课题相机面壳的壁厚为 1mm。(3)制品的精度 影响制品精度的因素较多。首先是模具的制造精度和模具的磨损量，其次是成 型工艺条件的变化所引起的塑料收缩率的波动。另外，成型后的实效率变化和模具 结构形式对尺寸精度也有一定的
10、影响。因此，对塑料制品的精度要求不能过高，应 在保证使用性能的情况下，尽可能选用低精度等级。本课题采用一般精度MT3对应公差为0.55mm(4) 制品的表面粗糙度 塑料制品的表面粗糙度主要取决于成型模具型腔表面的粗糙度。另外，塑料品 种，成型工艺以及成型模具型腔表面的磨损和腐蚀对制品的表面粗糙度也有一定的 影响。一般情况下，模具型腔表面的粗糙度也有一定的影响。一般情况下，模具型 腔表面的粗糙度要比所成型制品的表面粗糙度低 1-2 级。本课题可选用Ra (1.60.2 )卩m2.2 塑料注塑成型塑料注塑成型，又称注射成型，是目前塑料加工中最普遍采用的方法之一，除 用于热塑性塑料成型外，近年来，也
11、用于部分热固性塑料的成型加工。注塑成型生 产效率高、易于实现机械化和自动化、并能制造外形复杂、尺寸精确的塑料制品， 大约60%-70%勺塑料制件用此方法生产。2.2.1 注塑成型工艺过程1 、成型前勺准备为使注塑成型过程顺利进行和保证塑件质量，成型前应该对所用塑料原料和设 备作好一些准备工作。( 1 )检验塑料原料勺色泽、颗粒大小、均匀性等；测定塑料勺工艺性能；如果 来料是粉料，则有时还需要对其进行染色和造粒；对易吸湿勺塑料进行充分勺干燥 和预热。( 2)对料筒进行清洗或拆换。( 3)塑件带有金属嵌件时， 应对嵌件进行预热， 防止嵌件周围产生过大内应力( 4)脱模困难勺塑件，要选择合适勺脱模剂
12、。脱模剂是使塑料制件容易从模具中脱出而覆在模具表面的一种助剂。常用的脱模剂有硬脂酸锌、液体石蜡、硅油等。2 、注塑成型过程注塑过程如图2-1，首先将准备好的塑料加入注塑机的料斗，然后送进加热的料 筒中，经过加热熔融塑化成粘流态塑料，在注塑机的柱塞或螺杆的高压推动下经喷 嘴压入模具型腔，塑料充满型腔后，需要保压一定时间，使塑件在型腔中冷却、硬 化、定型，压力撤消后开模，并利用注塑机的顶出机构使塑件脱模，最后取出塑件。 这样就完成了一次注塑成型工作循环，以后是不断重复上述周期的生产过程。由上 面的说明可以知道，注塑成型过程包括加料、塑化、注射、脱模等几个步骤。塑化是颗粒状塑料在注射机料筒中经过加热
13、达到粘流状态并且具有良好可塑性 的过程。对塑料的塑化要求是：塑料熔体在进入型腔之前，既要达到规定的成型温 度，并要在规定的时间内提供足够量的熔融塑化料各处的温度尽量均匀一致，不发 生或极少发生热分解以确保生产的顺利进行。螺杆式注塑机对塑料的塑化比柱塞式 注塑机好得多。不管是何种形式的注塑机，注射过程均可分为充模、保压、倒流、 浇口冻结后的冷却四个阶段。图2-1注塑成型原理示意图1-料斗2-螺杆3-注塑模具。充模阶段是从柱塞或螺杆开始向前移 动起，到塑料熔体经过喷嘴及模具浇注系 统充满型腔时为止。塑料熔体充满型腔后，熔体开始冷却 收缩，但柱塞或螺杆继续保持施压状态， 料筒内的熔料会向模具型腔内继
14、续流入进 行补缩，以形成形状完整而致密的塑件。 这一阶段称为保压阶段。倒流阶段是柱塞或螺杆开始后退保压结束时开始的，这时型腔内的压力比流道 内的高，因此会发生塑料熔体的倒流，从而使型腔内的压力迅速下降，直到浇口处 熔料冻结倒流才结束。如果保压结束之前浇口已经冻结或者在喷嘴中装有止逆阀， 则倒流阶段就不会存在。浇口冻结后的冷却是从浇口的塑料完全冻结时开始，这一阶段型腔内塑料继续 进行冷却，没有塑料从浇口处流进或流出，但型腔内还可能有少量的流动。应该指 出，塑料从注入型腔后即被冷却，直至脱模时为止。脱模是塑件冷却到一定温度后开模，在推出机构的作用下将塑料制件推出模外 的过程。3 、塑件的后处理 为改
