電腦顯示器底座注射模具設(shè)計(jì)及分析【含CAD圖紙+文檔】

壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,均可直接下載獲得文件，所見所得，電腦查看更方便。Q 197216396 或 11970985 摘要隨著生活水平的提高，人們對(duì)塑料產(chǎn)品的需求量日益增多，從而使得塑料注射模具變得非常重要。塑料是一種新型工程材料，發(fā)展速度迅猛，塑料的加工和成型工藝也越來越得到重視，其中注射成型是最常用的塑料零件的成型方法。生活用品的塑料模具占了很大比例，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)白熱化的今天，電器外觀零件的設(shè)計(jì)成為產(chǎn)品質(zhì)量的重要一環(huán)，電腦顯示器底座注射模成為目前注射模制造行業(yè)最為重視的模具之一。因此，研究電腦顯示器底座注射模具的設(shè)計(jì)制造，具有較高的生產(chǎn)實(shí)用價(jià)值。本論文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，設(shè)計(jì)開發(fā)了電腦顯示器底座的注塑模模具。根據(jù)電腦顯示器底座尺寸設(shè)計(jì)出零件三維模型和模具的裝配模型，通過分型面的設(shè)計(jì)最終完成模具的各個(gè)成型零件。利用Pro/E分析軟件Plastic Adviser進(jìn)行了模具注塑時(shí)的流動(dòng)仿真，根據(jù)分析結(jié)果確定出澆注點(diǎn)，設(shè)計(jì)出注塑模的澆注系統(tǒng)。為了檢驗(yàn)電腦顯示器底座模具成型零件設(shè)計(jì)的合理性，進(jìn)行了填充分析和冷卻分析，分析結(jié)果表明制件可以成型且質(zhì)量合格。關(guān)鍵詞：注塑模具；模具設(shè)計(jì)制造；電腦顯示器底座成型；分析；仿真ABSTRACTWith the improvement of living standards , demand for plastic products is increasing, which makes plastic injection mold becomes very important .Plastic is a new engineering materials, the rapid pace of development , plastic processing and molding process has been more attention , including injection molding is the most common type of plastic parts molding .Accounted for a large proportion of daily use of plastic mold , intense competition in the market today , the electrical design of the exterior parts become an important part of product quality , the computer monitor base injection mold Injection mold manufacturing industry, the most important mold .Therefore, the computer monitor base injection mold design and manufacturing , has a high production of practical value .This paper combines the actual production , injection mold mold design and development of the computer monitor base .According to the computer display base design parts size 3 d model and the mold assembly model,Through the final design type points of the die each molding parts.Using Pro/E analysis software the injection mold Plastic Adviser flow simulation, according to the results of analysis to determine pouring point, design the injection mold pouring system.In order to test the computer monitor base molding parts rationality of the design , carry out the filling and cooling analysis, and analysis showed that the parts can be molded and quality standards .Key Words: Injection mold, Mold design and manufacture, Computer monitors worldwide to shape, Analysis, The simulation目錄第一章 緒論11.1塑料成型概述11.2注塑模具的發(fā)展21.2.1模具工業(yè)的重要性31.2.2注塑模具的前景31.2.3現(xiàn)代模具制造技術(shù)的發(fā)展31.3我國(guó)的模具工業(yè)41.3.1發(fā)展現(xiàn)狀41.3.2主要差距51.4 本課題的目的意義61.5本課題所用軟件概述71.5.1 Pro/Engineer軟件簡(jiǎn)介71.5.2 AUTOCAD軟件簡(jiǎn)介7第二章 電腦顯示器底座三維模型的設(shè)計(jì)、建模和分析92.1電腦顯示器底座三維模型的設(shè)計(jì)92.1.1電腦顯示器底座的工藝性92.1.2電腦顯示器底座的結(jié)構(gòu)102.2電腦顯示器底座三維模型的實(shí)體建模102.3電腦顯示器底座三維模型的分析202.3.1電腦顯示器底座三維模型的質(zhì)量屬性分析202.3.2電腦顯示器底座三維模型的拔模檢測(cè)21第三章 注塑模具設(shè)計(jì)233.1塑件成型工藝性分析233.1.1塑件的分析233.1.2 ABS的性能分析243.1.3 ABS的注射成型過程及工藝參數(shù)243.2擬定模具的結(jié)構(gòu)形式253.2.1分型面位置的確定253.2.2型腔數(shù)目和排列方式的確定253.2.3注塑機(jī)型號(hào)的確定253.3模流分析澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)273.3.1Pro/Engineer環(huán)境下電腦顯示器底座的澆口位置分析273.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)293.4成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算303.4.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)303.4.2成型零件鋼材的選用303.4.3成型零件工作尺寸的計(jì)算313.4.4成型零件尺寸及動(dòng)模板厚度的計(jì)算373.5模架的確定383.5.1各模板尺寸的確定383.5.2模架各尺寸的校核383.6排氣槽的設(shè)計(jì)393.7脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)393.7.1推出方式的確定393.7.2脫模力的計(jì)算393.7.3校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力393.8冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)403.8.1冷卻介質(zhì)403.8.2冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算403.9導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)41第四章 基于Plastic Adviser的注塑模具質(zhì)量分析424.1 填充分析（Fill)424.2 冷卻分析（Cool）45第五章 結(jié)論47致謝48參考文獻(xiàn)49Injecting Design Into the Molding Process50Parting Lines52Gating52Ejection52Avoid Mold Design Pitfalls53成型工藝下的注射設(shè)計(jì)54分型面55澆注位置和方式55頂出方式56避免模具設(shè)計(jì)陷阱56第一章 緒論1.1塑料成型概述塑料工業(yè)是由樹脂合成業(yè)、塑料加工業(yè)和塑料制品開發(fā)應(yīng)用三個(gè)領(lǐng)域組成的。塑料加工業(yè)起著承前啟后的作用，是連接原料與制品的紐帶。塑料制品的成型加工方法很多，包括注塑成型、壓縮成型、擠出成型、壓注成型、吹塑成型等等。由于注塑成型工藝的成型周期短;能一次成型外形復(fù)雜、尺寸比較精確或帶有金屬嵌件的塑料制品;生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)。并且早期的注塑成型方法主要用于加工熱塑性塑料制品，但是隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑料制品應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，注塑成型方法己經(jīng)推廣應(yīng)用到熱固性塑料制品和一些塑料復(fù)合材料制品的生產(chǎn)中。目前，除了少數(shù)幾種塑料外，注塑成型已經(jīng)成為塑料制品主要的成型加工方法。工程塑料制品中，有80%以上的塑料制品是采用注塑加工成型。注塑成型的原理是將松散的粒狀或粉狀塑料，從注塑機(jī)的料斗送入加熱的料筒內(nèi)熔融、塑化，使之成為粘流熔體，在柱塞或螺桿的推動(dòng)下，以合理的流速通過料筒前端的噴嘴注入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)冷卻保壓后，開模分型，得到具有一定形狀和尺寸的塑料制品。圖1-1為注塑成型原理圖，完整的注塑成型過程包括融料、注射充模、保壓補(bǔ)料和冷卻定型。注射充模是指合模后，熔融流體從注塑機(jī)的注塑部位注入較涼的模腔過程。整個(gè)階段從柱塞或螺桿向前移動(dòng)將己被塑化的塑料熔體注入模具型腔開始，到模腔被塑料熔體充滿為止。熔體在模腔中的流動(dòng)狀態(tài)一般為穩(wěn)態(tài)層流(即熔體流動(dòng)時(shí)受到的慣性力與粘滯力相比很小)，從澆口到模腔終端逐漸擴(kuò)展。熔體在模腔內(nèi)流動(dòng)時(shí)會(huì)受到一系列的流動(dòng)阻力，這些阻力一部分來源于注塑機(jī)筒、噴嘴、澆注系統(tǒng)和模腔表壁對(duì)熔體的外摩擦，另一部分則來源于熔體自身內(nèi)部產(chǎn)生的粘性內(nèi)摩擦。為了克服流動(dòng)阻力，注塑機(jī)必須通過螺桿或柱塞向熔體施加很大的注射壓力。充模階段對(duì)聚合物大分子的取向有很大影響，該階段進(jìn)行得不好有可能引發(fā)短射、過保壓等缺陷，對(duì)制品質(zhì)量有很大影響。保壓補(bǔ)料是指熔體充滿模腔那一刻起到澆口固化為止的一段時(shí)間。充模結(jié)束時(shí)模腔被充滿，熔體的快速流動(dòng)也停止，噴嘴處的壓力達(dá)到最大值(即注射壓力)，但模腔內(nèi)的壓力還未達(dá)到最大值，由于熔體的可壓縮性，在噴嘴壓力的作用下，熔體繼續(xù)進(jìn)入模腔，使模腔內(nèi)壓力迅速升高，并使充模結(jié)束時(shí)的非均勻壓力場(chǎng)迅速均勻。當(dāng)澆口凝固時(shí)，由于沒有物料進(jìn)入模腔，模腔內(nèi)的壓力迅速降低。圖1-1 注射成型原理圖冷卻定型是注塑成型過程的最后一個(gè)階段，從澆口固化后開始到制品達(dá)到脫模溫度從模腔中頂出為止。冷卻定型結(jié)束時(shí)的模腔壓力和模腔溫度對(duì)制品質(zhì)量非常重要。若脫模溫度太高，制品在脫模后不僅會(huì)產(chǎn)生較大的收縮，而且容易發(fā)生熱變形。若脫模時(shí)模腔內(nèi)壓力太高，容易使制品在脫模后產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，導(dǎo)致制品在以后使用中發(fā)生形狀、尺寸的變化或產(chǎn)生其它缺陷，而且脫模會(huì)非常困難;若脫模時(shí)模腔內(nèi)壓力太低，滑動(dòng)器注塑模具的設(shè)計(jì)與分析則制品表面容易有陷痕或內(nèi)部有真空泡。只有模腔壓力和外界壓力相差不大時(shí)，脫模才比較順利，并能獲得滿意的制品。1.2注塑模具的發(fā)展注塑模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著塑膠模具設(shè)計(jì)工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑膠制品在航空、航太、電子、機(jī)械、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應(yīng)用，產(chǎn)品對(duì)模具的要求越來越高，傳統(tǒng)的塑膠模具設(shè)計(jì)方法已無法適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求。1.2.1模具工業(yè)的重要性模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60%80%的零部件都依靠模具成形。因此，模具被稱之為“百業(yè)之母”、“工業(yè)之父”。模具的質(zhì)量和先進(jìn)程度，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本，影響新產(chǎn)品投產(chǎn)周期、企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整速度與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍以上。目前，模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低，己成為衡量一個(gè)國(guó)家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一，決定著一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。1.2.2注塑模具的前景在過去的20年中，我國(guó)模具工業(yè)得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步。但是，我國(guó)的模具工業(yè)與模具發(fā)達(dá)國(guó)家相比，其差距表現(xiàn)在:模具的設(shè)計(jì)水平；模具的制造水平；模具的標(biāo)準(zhǔn)化水平。長(zhǎng)期以來，我國(guó)高聚物成型加工過程工藝參數(shù)的設(shè)定和模具設(shè)計(jì)與制造主要依賴于工藝人員和模具設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和技巧，設(shè)計(jì)的合理性只能通過試模來判斷，制造的缺陷也主要靠修模來糾正，導(dǎo)致模具及制品的設(shè)計(jì)與制造周期長(zhǎng)、成本高、檔次低。我國(guó)模具技術(shù)水平大約落后于國(guó)外20年，模具生產(chǎn)只能滿足需要的60%左右，每年進(jìn)口的精密復(fù)雜模具高達(dá)數(shù)億美元。所以，今后模具工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與工藝設(shè)計(jì)相結(jié)合，模具工業(yè)向著集團(tuán)化、規(guī)?；较虬l(fā)展，完善模具設(shè)計(jì)的CAD/CAM/CAE一體化技術(shù)。在模具的開發(fā)和制造過程中，采用數(shù)控精密高效加工設(shè)備、采用逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)。1.2.3現(xiàn)代模具制造技術(shù)的發(fā)展1、模具的標(biāo)準(zhǔn)化加快模具的標(biāo)準(zhǔn)化、商品化發(fā)展，適應(yīng)大規(guī)模成批生產(chǎn)的需要，可以提高模具的制造質(zhì)量、縮短模具的制造周期。2、新材料、新技術(shù)、新工藝的研究和應(yīng)用研究開發(fā)模具新材料，進(jìn)一步提高模具鋼材的耐磨、耐蝕、綜合機(jī)械性能、加工性能和拋光性能，是提高模具質(zhì)量的穩(wěn)定性和使用壽命的主要途徑和發(fā)展趨向。3、現(xiàn)代生產(chǎn)制造方式在完全實(shí)現(xiàn)模具標(biāo)準(zhǔn)件、通用件的生產(chǎn)專業(yè)化，供應(yīng)商品化的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代IT技術(shù)，組成局域通信網(wǎng)絡(luò)，將計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)完成的各成型面、配合面數(shù)字化，并編成代碼直接輸入數(shù)控機(jī)床或CNC加工中心進(jìn)行自動(dòng)編程，繼而完成自動(dòng)加工。加工過程中能夠完成自動(dòng)檢測(cè)和結(jié)果的自動(dòng)顯示，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)以及模具制造的自動(dòng)化和智能化并以此提高設(shè)計(jì)和制造的速度和質(zhì)量，減少人為的多層次失誤造成的缺陷，從而縮短模具生產(chǎn)周期，提高模具質(zhì)量以及使用的可靠性和壽命。4、塑料制件的精密化、微型化、超大型化為了滿足各種產(chǎn)品越來越高的使用要求，塑料模具和塑料成型技術(shù)正朝著精密化、微型化和超大型化方向發(fā)展。1.3我國(guó)的模具工業(yè)1.3.1發(fā)展現(xiàn)狀自二十世紀(jì)以來，我國(guó)模具工業(yè)已經(jīng)走過了半個(gè)多世紀(jì)。改革開放后，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅猛，截至2006年底已擁有3萬(wàn)家模具生產(chǎn)企業(yè)?！笆濉逼陂g，我國(guó)模具工業(yè)以年均20%的速度持續(xù)快速增長(zhǎng)。2001年全國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)300億元人民幣，我國(guó)模具年產(chǎn)值位居世界第四。至2005年，我國(guó)模具銷售額達(dá)610億元，同比增長(zhǎng)25%，已躍居世界第三，僅次于日本和美國(guó)。2006年，我國(guó)模具銷售額720億元，直接帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)值2.4萬(wàn)億元。當(dāng)前，中國(guó)模具市場(chǎng)容量已達(dá)800億元人民幣左右，“十一五”期間中國(guó)模具業(yè)市場(chǎng)份額將達(dá)1200億元。在區(qū)域分布上，廣東、重慶、浙江形成了國(guó)內(nèi)模具行業(yè)的“三足鼎立”，廣東是當(dāng)前我國(guó)最主要的模具市場(chǎng)，中國(guó)最大的模具出口與進(jìn)口省。目前，深圳周邊及珠江三角洲地區(qū)已經(jīng)成為我國(guó)模具工業(yè)最為發(fā)達(dá)、科技含量最高的區(qū)域。與全國(guó)塑料加工業(yè)區(qū)域分布相類似，珠三角、長(zhǎng)三角的塑料制品加工業(yè)位居前列，浙江、江蘇和廣東塑料模具產(chǎn)值在全國(guó)模具總產(chǎn)值中的比例也占到70%。我國(guó)的模具出口也開始大幅增長(zhǎng)，表明國(guó)內(nèi)模具水平和競(jìng)爭(zhēng)力的迅速提高。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，2005年模具出口7.4億美元，同比增長(zhǎng)50%以上；模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更趨高檔，復(fù)雜、精密、長(zhǎng)壽命模具份額提高到30%。2007年l6月，我國(guó)模具進(jìn)出口總量為7.42億美元，其中進(jìn)口總量為9.47億美元，出口總量為5.95億美元，與2006年16月相比，進(jìn)出口總量同比增長(zhǎng)4.83%，出口總量同比增長(zhǎng)25.79%，而進(jìn)口總量同比減少5.11%。從模具種類來看，進(jìn)出口量最高的是塑料橡膠模具，分別占了進(jìn)、出口額的53.34%和71.33%。進(jìn)口模具主要來自日本、韓國(guó)和我國(guó)臺(tái)灣，其次是德國(guó)、美國(guó)、香港、新加坡、加拿大、法國(guó)和瑞士。我國(guó)出口模具的市場(chǎng)主要是香港特別行政區(qū)、日本、美國(guó)，其次是我國(guó)臺(tái)灣，以及德國(guó)、泰國(guó)、印度、馬來西亞、法國(guó)和韓國(guó)。出口模具主要來自廣東、浙江和上海，其次為江蘇、山東、福建、遼寧、天津、北京、安徽和吉林。從上述數(shù)字可以看出，我國(guó)模具外貿(mào)雖然仍存在進(jìn)出口逆差，但與去年同期比，逆差同比減少32.95%，再次實(shí)現(xiàn)逆差的縮減。這不但說明模具出口前景很好，而且也表明我國(guó)模具進(jìn)、出口的結(jié)構(gòu)漸趨合理。如果按模具大類比例來看，塑料橡膠模具的進(jìn)出口與去年同期相比，進(jìn)口比例增加了3.6%，出口比例增加了3.41%。這說明塑料橡膠模具在我國(guó)模具進(jìn)出口中的比例在上升，不但市場(chǎng)在發(fā)展，而且發(fā)展速度要快于模具行業(yè)總體水平。目前，世界模具市場(chǎng)產(chǎn)品供不應(yīng)求，近幾年世界模具市場(chǎng)總量一直保持在600億650億美元，美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)一年出口的模具約占本國(guó)模具總產(chǎn)值的1/3，模具己成為不少行業(yè)的發(fā)展瓶頸。要想成為世界制造業(yè)大國(guó)，沒有先進(jìn)的模具工業(yè)是不行的。我國(guó)的加工成本相對(duì)較低，模具加工行業(yè)日趨成熟，技術(shù)水平不斷提高，人員素質(zhì)大幅提高，國(guó)內(nèi)投資環(huán)境越來越好，各種有利因素使越來越多的國(guó)外企業(yè)選擇我國(guó)作為模具加工基地。近年來，外資對(duì)我國(guó)模具行業(yè)投入量增大，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家將模具向我國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)進(jìn)一步明朗化，國(guó)際模具制造巨頭在中國(guó)投資設(shè)廠的新一輪擴(kuò)張，這代表著我國(guó)模具行業(yè)迎來新一輪的發(fā)展機(jī)遇，也代表著面臨國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和高品質(zhì)制品的挑戰(zhàn)，模具行業(yè)在“十一五”期間將面臨再次騰飛的契機(jī)。當(dāng)今世界正進(jìn)行著新一輪的產(chǎn)業(yè)調(diào)整，一些模具制造逐漸向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移，中國(guó)正成為世界模具大國(guó)。德國(guó)海拉吉林落戶；日本豐田模具天津設(shè)廠：芬蘭貝爾羅斯公司投資興建深圳模具制造廠，專為電信、保健、電子、汽車等行業(yè)提供高檔模具產(chǎn)品。目前，我國(guó)模具業(yè)規(guī)模僅次于日本和美國(guó)，但大多集中在中低檔領(lǐng)域，總體技術(shù)水平和附加值偏低。我國(guó)制造業(yè)急需的精密、復(fù)雜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，還大量依靠進(jìn)口，模具產(chǎn)品仍然存在進(jìn)出口逆差。1.3.2主要差距由于我國(guó)的模具行業(yè)起步較晚，與國(guó)外相比仍存在不小的差距，我國(guó)現(xiàn)在的模具開發(fā)制造水平比國(guó)際先進(jìn)水平至少落后10年，特別是大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的產(chǎn)需矛盾十分突出，已成為嚴(yán)重制約我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的瓶頸。我國(guó)的塑料模具中，汽車和家電的大型注塑模具，集成電路的精密塑料模具，電子信息產(chǎn)業(yè)和機(jī)械及包裝的多層、多腔、多材質(zhì)、多色精密注塑模，新型建材及節(jié)水農(nóng)業(yè)的塑料異型材擠出模及管路和噴頭模具等，雖然已有相當(dāng)技術(shù)基礎(chǔ)并正在快速發(fā)展，但技術(shù)水平與國(guó)外仍有較大差距。1、行業(yè)創(chuàng)新能力薄弱整體效率低我國(guó)模具行業(yè)產(chǎn)需矛盾突出，無論是數(shù)量還是質(zhì)量都無法滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，只達(dá)到70%左右。模具行業(yè)是技術(shù)密集、資金密集的產(chǎn)業(yè)，隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，能掌握和運(yùn)用新技術(shù)的人才異常短缺。我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例較低，水平也較低。由于不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場(chǎng)中常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元左右，而模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是1520萬(wàn)美元，有的甚至達(dá)到2530萬(wàn)美元。我國(guó)模具企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益差，大都微利，國(guó)有企業(yè)總體虧損，缺乏后勁。高級(jí)模具鉗工及企業(yè)管理人才非常緊缺，高素質(zhì)的模具技術(shù)人才缺乏，產(chǎn)品的綜合開發(fā)能力還急需加強(qiáng)。由于模具企業(yè)效益欠佳及對(duì)科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)不夠重視，因而模具行業(yè)在科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)方面投入太少。中國(guó)塑料模具企業(yè)不僅要加快產(chǎn)業(yè)集群化，發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)，還要注重模具產(chǎn)業(yè)鏈的前端研發(fā)、人才建設(shè)、產(chǎn)業(yè)鏈后端的檢測(cè)以及信息服務(wù)，盡快縮短技術(shù)、管理、工裝水平與國(guó)際水準(zhǔn)的差距。這是塑料模具企業(yè)在發(fā)展中必須解決的重要問題。2、企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)不合理我國(guó)模具生產(chǎn)許多是在各主機(jī)廠的模具分廠或車間內(nèi)，其中一半以上是自產(chǎn)自用，模具的商品化程度低，而國(guó)外70%以上都是專業(yè)模具廠，且走的是“小而精”的道路。國(guó)內(nèi)模具總量中，屬大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例只有30%左右，國(guó)外在50%以上。歐、美等國(guó)家的模具企業(yè)，大部分也是3050人的小企業(yè)，但CAD/CAE/CAM的應(yīng)用水平高，數(shù)控加工設(shè)備多，模具零部件的精度靠先進(jìn)的加工設(shè)備保證，工人嚴(yán)格按工藝操作，每個(gè)模具零件的加工都很到位，最后鉗工的裝修工作量很小，一個(gè)50人左右的模具廠，裝配鉗工一般只有23人。3、產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平低產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上比國(guó)際先進(jìn)水平低，而模具生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)。產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在尺寸精度、型腔表面粗糙度、壽命及模具的復(fù)雜程度上，這幾項(xiàng)指標(biāo)與國(guó)外先進(jìn)水平相比差距十分明顯。工藝水平低主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)、加工、工藝裝備等方面，模具工業(yè)的整體裝備水平相對(duì)落后、利用率低。雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等方面原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附、配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長(zhǎng)期得不到較好的解決。裝備水平低，帶來我國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低，也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，特別是對(duì)模具制造周期有很大影響。國(guó)內(nèi)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率只有35%左右，而國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)化程度為70%80%。如能廣泛應(yīng)用模具標(biāo)準(zhǔn)件，將會(huì)縮短模具設(shè)計(jì)制造周期25%40%，并可大大減少由于自制模具零件而造成的工時(shí)浪費(fèi)。4、模具材料技術(shù)落后模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比還有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。1.4 本課題的目的意義我國(guó)塑料模具業(yè)發(fā)展相當(dāng)快，目前，塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)中約占 80%左右，而在整個(gè)塑料模具市場(chǎng)中以注塑模具需求量最大。模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其制造技術(shù)水平的高低，已經(jīng)是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志之一。隨著消費(fèi)類塑料制品進(jìn)入千家萬(wàn)戶，日常生活用具的塑料模具已經(jīng)占了很大比例。家電市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的白熱化，使電器外殼設(shè)計(jì)成為產(chǎn)品質(zhì)量的重要一環(huán)，市場(chǎng)要求家電外殼的色彩、手感、精度、壁厚等都能夠時(shí)尚化，其中最為突出和典型的就是電腦。電腦在科技發(fā)達(dá)的今天作為家庭必不可少的產(chǎn)品，自然對(duì)外觀的要求很高。底座作為電腦顯示器的組成部分，在顯示器追求更小巧的今天，顯示器底座的外觀結(jié)構(gòu)自然成為研究對(duì)象。而本題的設(shè)計(jì)將涉及一些二維軟件及三維軟件的應(yīng)用，如 AUTOCAD、PRO/E等，以及相關(guān)軟件的應(yīng)用。電腦顯示器底座注塑模具的 CAD 設(shè)計(jì)、分析, 包括根據(jù)產(chǎn)品模型進(jìn)行模具分型面的設(shè)計(jì)、 確定型腔和型芯、模具結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)、塑料充填過程分析等幾個(gè)方面。利用先進(jìn)的特征造型軟件PRO/E很容易地確定分型面, 生成上下模腔和模芯, 再進(jìn)行流道、澆口以及冷卻水管的布置等。通過對(duì)本課題的設(shè)計(jì)，能夠提高理論分析能力與計(jì)算能力，同時(shí)提高分析問題和解決問題的能力，對(duì)我所學(xué)知識(shí)的鞏固及靈活運(yùn)用來解決實(shí)際問題有著深遠(yuǎn)的意義。1.5本課題所用軟件概述1.5.1 Pro/Engineer軟件簡(jiǎn)介Pro/ENGINEER軟件是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司的全方位CAX應(yīng)用軟件。PTC公司在該軟件開發(fā)當(dāng)中，提出單一數(shù)據(jù)庫(kù)、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)等新概念，徹底打破機(jī)械CAD/CAM/CAE的傳統(tǒng)觀念。利用Pro/ENGINEER軟件這種全新的設(shè)計(jì)理念，能將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)至生產(chǎn)過程集成到一起，讓工程師們便捷、高效的完成同一產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造的所有工作。全相關(guān)性：Pro/ENGINEER的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中，同時(shí)自動(dòng)更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵(lì)在開發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，卻沒有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用?；谔卣鞯膮?shù)化造型：Pro/ENGINEER使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。這些特征是一些普通的機(jī)械對(duì)象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。例如：設(shè)計(jì)特征有弧、圓角、倒角等等，它們對(duì)工程人員來說是很熟悉的，因而易于使用。 裝配、加工、制造以及其它學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨(dú)特的特征。通過給這些特征設(shè)置參數(shù)（不但包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性），然后修改參數(shù)很容易的進(jìn)行多次設(shè)計(jì)疊代，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)。 數(shù)據(jù)管理：加速投放市場(chǎng)，需要在較短的時(shí)間內(nèi)開發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)這種效率，必須允許多個(gè)學(xué)科的工程師同時(shí)對(duì)同一產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開發(fā)研制，正是專門用于管理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作，由于使用了Pro/ENGINEER獨(dú)特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能。裝配管理：Pro/ENGINEER的基本結(jié)構(gòu)能夠使您利用一些直觀的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對(duì)齊”等很容易的把零件裝配起來，同時(shí)保持設(shè)計(jì)意圖。高級(jí)的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。易于使用：菜單以直觀的方式聯(lián)級(jí)出現(xiàn)，提供了邏輯選項(xiàng)和預(yù)先選取的最普通選項(xiàng)，同時(shí)還提供了簡(jiǎn)短的菜單描述和完整的在線幫助，這種形式使得容易學(xué)習(xí)和使用。1.5.2 AUTOCAD軟件簡(jiǎn)介AUTOCAD是由美國(guó)AUTOCAD歐特克公司于二十世紀(jì)八十年代初為微機(jī)上應(yīng)用CAD技術(shù)而開發(fā)的繪圖程CAD2010序軟件包，經(jīng)過不斷的完善，現(xiàn)已經(jīng)成為國(guó)際上廣為流行的繪圖工具。 AUTOCAD具有良好的用戶界面，通過交互菜單或命令行方式便可以進(jìn)行各種操作。它的多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境，讓非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員也能很快地學(xué)會(huì)使用。在不斷實(shí)踐的過程中更好地掌握它的各種應(yīng)用和開發(fā)技巧，從而不斷提高工作效率。AUTOCAD具有廣泛的適應(yīng)性，它可以在各種操作系統(tǒng)支持的微型計(jì)算機(jī)和工作站上運(yùn)行，并支持分辨率由320200到20481024的各種圖形顯示設(shè)備40多種，以及數(shù)字儀和鼠標(biāo)器30多種，繪圖儀和打印機(jī)數(shù)十種，這就為AUTOCAD的普及創(chuàng)造了條件。AUTOCAD軟件具有如下特點(diǎn)：(1) 具有完善的圖形繪制功能。(2)有強(qiáng)大的圖形編輯功能。(3)可以采用多種方式進(jìn)行二次開發(fā)或用戶定制。(4)可以進(jìn)行多種圖形格式的轉(zhuǎn)換，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力。(5)支持多種硬件設(shè)備。(6)支持多種操作平臺(tái)(7)具有通用性、易用性，適用于各類用戶此外，從AutoCAD2000開始，該系統(tǒng)又增添了許多強(qiáng)大的功能，如AUTOCAD設(shè)計(jì)中心（ADC）、多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境（MDE）、Internet驅(qū)動(dòng)、新的對(duì)象捕捉功能、增強(qiáng)的標(biāo)注功能以及局部打開和局部加載的功能，從而使AUTOCAD系統(tǒng)更加完善。49第二章 電腦顯示器底座三維模型的設(shè)計(jì)、建模和分析2.1電腦顯示器底座三維模型的設(shè)計(jì)2.1.1電腦顯示器底座的工藝性塑料制品的設(shè)計(jì)不僅要滿足使用要求，而且要符合塑料的成型工藝特點(diǎn)，同時(shí)還要盡量使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化。在進(jìn)行制品結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計(jì)時(shí)，必須在保證制品的使用性能、物理性能與力學(xué)性能、電氣性能、耐蝕性能和耐熱性能的前提下，盡量選用價(jià)廉且成型性能好的塑料。同時(shí)，還應(yīng)該力求制品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壁厚均勻且成型方便。另外，同時(shí)考慮模具的總體結(jié)構(gòu)合理，使模具型腔易于制造，模具的抽芯和推出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單。塑件制品形狀應(yīng)有利于模具的分型、排氣、補(bǔ)縮和冷卻。1、材料的選擇塑件的選材主要注意以下幾個(gè)方面：（1） 塑料的力學(xué)性能：如強(qiáng)度、剛性、韌性、彈性、彎曲性能、沖擊性能以及對(duì)應(yīng)力的敏感性。（2） 塑料的物理性能：如對(duì)使用環(huán)境溫度變化的適應(yīng)性、光學(xué)特性、絕熱或電氣絕緣的程度、精加工和外觀的完美程度等。（3） 塑料的化學(xué)性能：如對(duì)接觸物的耐腐蝕性、衛(wèi)生程度以及使用上的安全性等。（4） 必要的精度：如收縮率的大小及各向收縮率的差異。（5） 成型工藝性：如塑料的流動(dòng)性、結(jié)晶性、熱敏性等。因本制品工作在常溫下，不與水接觸，所以初步選擇成型的材料為ABS，ABS的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是線性結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型，使用溫度為70C以下，化學(xué)穩(wěn)定性較好，機(jī)械強(qiáng)度較好，有一定的耐磨性，成型性能很好，成型前原料要干燥，但耐熱性較差，吸水性較大，廣泛應(yīng)用于電器外殼、汽車儀表盤、日用品中。2、塑件的尺寸和精度（1） 塑件的尺寸：塑件總體尺寸收到塑料流動(dòng)性的限制。在一定的設(shè)備和工藝條件下，流動(dòng)性好的塑料可以成型較大尺寸的塑件；反之成型出的塑件尺寸較小。通常，只要能滿足塑件的使用要求，應(yīng)將塑件設(shè)計(jì)緊湊一些，尺寸小一些，以節(jié)約能源和模具制造成本。通過對(duì)現(xiàn)有電腦顯示器底座的認(rèn)知，初選設(shè)計(jì)件的最大外形尺寸為。（2） 塑件的精度：影響塑件精度的因素很多，如模具制造精度及其使用后的磨損程度，塑件收縮率的波動(dòng)，成型工藝條件的變化，塑件的形狀，脫模斜度及成型后的尺寸變化等。在一般生產(chǎn)過程中，為了降低模具的加工難度和模具的生產(chǎn)成本，在滿足塑料使用要求的前提下將盡可能地把塑件尺寸精度設(shè)計(jì)得低一些。根據(jù)選擇的材料ABS，制品的精度按照一般精度MT3級(jí)制造。2.1.2電腦顯示器底座的結(jié)構(gòu)1、壁厚塑件的壁厚首先取決于塑件的使用要求，如強(qiáng)度結(jié)構(gòu)、重量、電氣性能、尺寸穩(wěn)定性以及裝配等各項(xiàng)要求，此外，還應(yīng)該盡量使各處壁厚均勻。塑件的壁厚一般在1-6之間，常用23。根據(jù)制件的最大外形尺寸，屬于中等制件，初選壁厚值為2。2、脫模斜度由于塑件成型時(shí)冷卻過程中產(chǎn)生收縮。使其緊箍在凸模或型芯上。為了便于脫模，防止因脫模力過大而拉壞或使其表面受損，與脫模方向平行的塑件內(nèi)、外表面都應(yīng)具有合理的斜度。根據(jù)材料ABS的特性，選擇制件內(nèi)、外表面的脫模斜度為。3、加強(qiáng)筋塑料的強(qiáng)度并不隨其壁厚的增大而增大。反而會(huì)因壁厚的增大而導(dǎo)致收縮時(shí)產(chǎn)生能應(yīng)力，降低其強(qiáng)度。塑料制件應(yīng)該采取薄壁的網(wǎng)絡(luò)結(jié)合結(jié)構(gòu)，在薄壁部位設(shè)置加強(qiáng)筋，以提高截面的慣性矩。加強(qiáng)筋的厚度為制件厚度的0.50.7倍。初定加強(qiáng)筋的厚度為1。4、圓角塑件設(shè)置圓角，不但能使其成型時(shí)熔體流動(dòng)性能好，成型順利，而且能減少應(yīng)力集中。因?yàn)楫?dāng)制件帶有尖角時(shí)，往往會(huì)在尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊時(shí)發(fā)生斷裂。圓角半徑與壁厚的關(guān)系：內(nèi)圓角半徑=0.5壁厚=1，外圓角半徑=1.5壁厚=3。2.2電腦顯示器底座三維模型的實(shí)體建模1、 打開Pro/ENGINEER軟件。2、 在菜單欄中選擇【文件】-【新建】，選擇【零件】-在【名稱】中輸入DIZUO-去掉【使用缺省模板】的勾-【確定】-彈出【新文件選項(xiàng)】對(duì)話框，選擇mmns_part_solid-【確定】。3、 選擇【拉伸】點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵-選擇【定義內(nèi)部草繪】。4、 選擇FRONT作為草繪平面，結(jié)果如圖2-1所示。圖2-1 草繪平面及參照5、 選擇【草繪】-進(jìn)行如圖2-2所示的草繪。圖2-2 草繪參數(shù)6、 選擇【完成】-在深度值輸入框中輸入25-【完成】，結(jié)果如圖2-3所示。圖2-3 拉伸結(jié)果7、 選擇【拉伸】點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵-選擇【定義內(nèi)部草繪】。8、 選擇圖2-4所指平面作為草繪平面，結(jié)果如圖2-5所示。圖2-4 草繪平面圖2-5 草繪參照9、 選擇【草繪】-進(jìn)行如圖2-6所示的草繪。圖2-6 草繪參數(shù)10、 選擇【完成】-在深度值輸入框中輸入30-【完成】，結(jié)果如圖2-7所示。圖2-7 拉伸結(jié)果11、 選擇【拉伸】點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵-選擇【定義內(nèi)部草繪】。12、 選擇圖2-8所指平面作為草繪平面，結(jié)果如圖2-9所示。圖2-8 拉伸平面圖2-9 拉伸參照13、 選擇【草繪】-進(jìn)行如圖2-10所示的草繪。圖2-10 拉伸參數(shù)14、 選擇【完成】-在深度值輸入框中輸入23-選擇拉伸方向-選擇移除材料-【完成】，結(jié)果如圖2-11所示。圖2-11 拉伸結(jié)果15、 選擇【拉伸】點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵-選擇【定義內(nèi)部草繪】。16、 選擇圖2-12所指平面作為草繪平面，結(jié)果如圖2-13所示。圖2-12 拉伸平面圖2-13 拉伸參照17、 選擇【草繪】-進(jìn)行如圖2-14所示的草繪。圖2-14 草繪參數(shù)18、 選擇【完成】-在深度值輸入框中輸入60-【完成】，結(jié)果如圖2-15所示。圖2-15 拉伸結(jié)果19、 選擇【拔?！?選擇如圖2-16所示的【參照】，拔模曲面選擇步驟14拉伸切除材料后的2個(gè)側(cè)面，拔模樞軸選擇圖2-12所示平面，角度選擇向外1。圖2-16 拔模參照20、 選擇【拔?！?選擇如圖2-16所示的【參照】，拔模曲面選擇步驟18拉伸后的2個(gè)側(cè)面，拔模樞軸選擇圖2-12所示平面，角度選擇向內(nèi)1。21、 選擇【殼】-厚度改為2-鼠標(biāo)左鍵選擇如圖2-17所示平面-【完成】，結(jié)果如圖2-18所示。圖2-17 抽殼平面圖2-18 抽殼結(jié)果22、 選擇【拉伸】點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵-選擇【定義內(nèi)部草繪】。23、 選擇圖2-19所指平面作為草繪平面，結(jié)果如圖2-20所示。圖2-19 草繪平面圖2-20 草繪參照24、 選擇【草繪】-點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵-【參照】，選擇如圖2-21所示的邊作為參照-【確定】-【關(guān)閉】-草繪如圖2-22所示圖形-【完成】-在深度值輸入框中輸入23-【完成】，結(jié)果如圖2-23所示。圖2-21 草繪基準(zhǔn)圖2-22 草繪參數(shù)圖2-23 拉伸結(jié)果25、 選擇【拉伸】點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵-選擇【定義內(nèi)部草繪】。26、 選擇圖2-24所指平面作為草繪平面，結(jié)果如圖2-25所示。圖2-24 草繪平面圖2-25 草繪參照27、 選擇【草繪】-點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵-【參照】，選擇如圖2-26所示的邊作為參照-【確定】-【關(guān)閉】-草繪如圖2-27所示圖形-【完成】-在深度值輸入框中輸入13-【完成】，結(jié)果如圖2-28所示。圖2-26 草繪基準(zhǔn)圖2-27 草繪參數(shù)圖2-28 拉伸結(jié)果28、 選擇【拔模】-選擇如圖2-16所示的【參照】，拔模曲面選擇步驟24和步驟27拉伸后的8個(gè)側(cè)面，拔模樞軸選擇圖2-17所示平面，角度選擇向外1。29、 選擇【圓角】-圓角半徑值改為1-選擇制件所有的內(nèi)尖角邊。30、 選擇【圓角】-圓角半徑值改為3-選擇制件所有的外尖角邊，制件如圖2-29、2-30所示。圖2-29 倒角結(jié)果圖2-30 倒角結(jié)果2.3電腦顯示器底座三維模型的分析2.3.1電腦顯示器底座三維模型的質(zhì)量屬性分析Pro/ENGINEER軟件除了具備CAD功能外，還具有一定的CAE功能，有一定的分析、計(jì)算性能。在Pro/ENGINEER中，點(diǎn)選菜單欄中的【分析】-【測(cè)量】-【面積】，測(cè)量結(jié)果:在FRONT平面(垂直于Z軸的平面)上的投影面積為。點(diǎn)選【分析】-【模型】-【質(zhì)量屬性】命令，在彈出的“質(zhì)量屬性”對(duì)話框中輸入材料密度，分析結(jié)果見圖2-31。圖2-31 質(zhì)量屬性分析結(jié)果2.3.2電腦顯示器底座三維模型的拔模檢測(cè)在Pro/ENGINEER中，利用系統(tǒng)提供的功能可以對(duì)模型進(jìn)行拔模檢測(cè)。依次點(diǎn)選下拉式菜單中的【分析】-【模具分析】-【拔模斜度】，檢測(cè)結(jié)果見圖2-32和圖2-33。圖2-32 外表面拔模檢測(cè)圖2-33 內(nèi)表面拔模檢測(cè)結(jié)合圖2-32和圖2-33分析，電腦顯示器底座的實(shí)體模型是合理的，零件是可塑的，電腦顯示器底座在注塑過程中，塑件能順利的和模具脫離。第三章 注塑模具設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)為電腦顯示器底座塑料件，如圖3-1所示。塑件的質(zhì)量要求是不允許有裂紋和變形缺陷；脫模斜度1；塑件材料ABS，生產(chǎn)批量50萬(wàn)件/年，塑件公差按模具設(shè)計(jì)要求進(jìn)行轉(zhuǎn)換。圖3-1 制件3.1塑件成型工藝性分析3.1.1塑件的分析（1） 外形尺寸 該塑件壁厚為2，塑件外形尺寸不大，塑件熔體流程不太長(zhǎng)，適合于注射成型。（2） 精度等級(jí) 塑件尺寸的公差不一樣，按實(shí)際公差進(jìn)行計(jì)算。（3） 脫模斜度 ABS屬于無定型塑料成型收縮率較小，選擇該塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為1。3.1.2 ABS的性能分析（1) 使用性能 綜合性能好、沖擊強(qiáng)度、力學(xué)強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性，電氣性能良好；易于成型和機(jī)械加工，其表面可鍍鉻，適合制作一般機(jī)械零件、減摩零件、傳動(dòng)零件和結(jié)構(gòu)零件。（2) 成型性能1） 無定型塑件。其品種很多，各品種的機(jī)電性能及成型特性 也各有差異，應(yīng)按品種來確定成型方法及成型條件。2） 吸濕性強(qiáng)。含水量應(yīng)小于3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥。3） 流動(dòng)性中等。溢邊料0.04左右。4） 模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)，選擇好的進(jìn)料口位置、形式。推出力過大或者機(jī)械加工時(shí)塑件表面呈現(xiàn)白色痕跡。（3） ABS的主要性能指標(biāo) 其性能指標(biāo)見表3-1。表3-1 ABS的性能指標(biāo)密度/1.021.08屈服強(qiáng)度/50比體積/0.860.98拉伸強(qiáng)度/38吸水率/(%)0.20.4拉伸彈性模量/1400熔點(diǎn)/130160抗彎強(qiáng)度/80計(jì)算收縮率/(%)0.30.8抗壓強(qiáng)度/53比熱容/1470彎曲彈性模量/14003.1.3 ABS的注射成型過程及工藝參數(shù)（1）注射成型過程1）注射前的準(zhǔn)備 對(duì)ABS的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)，由于ABS的吸水性較大，成型前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥。2）注射過程 塑件在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過程可分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(gè)階段。3）塑件的后處理。處理的介質(zhì)為空氣和水，處理溫度為6070C，處理時(shí)間為1620s 。（2）注射工藝參數(shù)1）注射機(jī) 螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為45r/min 。2）料筒溫度（） 后段150170；中段165180；前段180200 。3）噴嘴溫度（） 170180 。4）模具溫度（） 6080 。5）注射壓力（） 7090 。6）成型時(shí)間（s） 25（注射時(shí)間5，冷卻時(shí)間9.3，輔助時(shí)間10.7）。3.2擬定模具的結(jié)構(gòu)形式3.2.1分型面位置的確定通過對(duì)塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，分型面應(yīng)該選在電腦顯示器底座截面積最大且利于開模取出塑件的底平面上，其位置如圖3-2所示。圖3-2 分型面3.2.2型腔數(shù)目和排列方式的確定（1） 型腔數(shù)目的確定 塑件的產(chǎn)量為50萬(wàn)件/年，塑件預(yù)計(jì)的成型周期為20s ，設(shè)一年工作時(shí)間10個(gè)月，每個(gè)月工作22天，每天工作時(shí)間16小時(shí)。則產(chǎn)量件/年，所以模具的型腔數(shù)為一模一腔即可。（2） 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 從上面的分析可知，本模具設(shè)置為一模一腔，根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)形狀，推出機(jī)構(gòu)擬采用脫模板推出的推出形式。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，流道采用垂直式流道交口套形式的直接澆口。由上所述分析可確定選用帶脫模板的單分型面注塑模。3.2.3注塑機(jī)型號(hào)的確定（1） 注射量的計(jì)算 通過Pro/ENGINEER軟件建模分析結(jié)果（圖2-31）得：塑件體積：塑件質(zhì)量：（2） 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前是不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.2-1倍估算。由于本次采用流道簡(jiǎn)單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按照塑件的0.2倍估算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為：（3） 選擇注射機(jī) 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)注塑機(jī)的一次最大注射量不宜超過公稱注射量的80% ，所以注塑機(jī)的最少注射量為：根據(jù)以上計(jì)算，初步選定公稱注射量為，注射機(jī)型號(hào)為FM125式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見表3-2。表3-2 注塑機(jī)參數(shù)理論注射容量/200移模行程/350螺桿柱塞直徑/45最大模具厚度/425注射壓力/MPa175最小模具厚度/175注射速率/117塑化能力/22模具定位孔直徑/125螺桿轉(zhuǎn)速/200噴嘴球半徑/15鎖模力/kN1250噴嘴口孔徑/3拉桿內(nèi)間距/375410(4) 注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核1） 注射壓力校核 ABS所需注射壓力為100130，這里取=115，該注塑機(jī)的公稱注射壓力=175，注射安全系數(shù)=1.251.4，這里取=1.3，則，所以，注射機(jī)注射壓力合格。2） 鎖模力校核1 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，因?yàn)闈沧⑾到y(tǒng)為直接澆口，故即為塑件在分型面上的投影面積，由Pro/ENGINEER軟件分析得塑件在分型面上的投影面積為。2 模具型腔內(nèi)的漲型力，則：式中，是型腔的平均計(jì)算壓力值。由表3-2可得注射機(jī)的公稱鎖模力，鎖模力安全系數(shù)=1.11.2，這里取=1.2，則： 所以，注射機(jī)鎖模力合格。對(duì)于其他安裝尺寸的校核等到模架選定，結(jié)果尺寸確定后方可進(jìn)行。3.3模流分析澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.3.1Pro/Engineer環(huán)境下電腦顯示器底座的澆口位置分析電腦顯示器底座在注塑過程中，熔融的塑料經(jīng)過澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔，它在型腔中的流動(dòng)狀態(tài)會(huì)影響到塑件的質(zhì)量，而模具成型零件的形狀和尺寸是影響塑料流動(dòng)的重要因素。如果模具設(shè)計(jì)不合理，塑料流動(dòng)不均勻，開模后取出的塑件產(chǎn)生變形和應(yīng)力，甚至塑件的形狀和尺寸達(dá)不到要求。因此，在模具設(shè)計(jì)完成后，通過一套模擬軟件來模擬塑料在模具中的流動(dòng)，發(fā)現(xiàn)和分析零件和模具在設(shè)計(jì)中的不足，從而在模具制造之前加以改進(jìn)和完善，降低模具的廢品率。注射成型充模流動(dòng)過程是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的物理過程，高溫塑料熔體在壓力的驅(qū)動(dòng)下通過流道、澆口向型腔內(nèi)充填，將型腔內(nèi)的氣體排出，這需要確定排氣的位置，多股流料在某處匯合會(huì)形成熔接痕，這需要確定熔接痕的位置，在傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)中，這些問題需要經(jīng)過多次試模之后才能夠得到圓滿解決，增加了生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)了模具生產(chǎn)周期。通過計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE)，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行塑料熔體的液態(tài)流動(dòng)性模擬分析，確定澆口的位置、排氣的位置、熔接痕的位置、以及可能產(chǎn)生充模不滿的位置，這樣在模具設(shè)計(jì)時(shí)就可以采取有效段來避免這些問題的產(chǎn)生。Plastic Adviser(塑料顧問)是Pro/Engineer針對(duì)塑料模具發(fā)展的一套模流分析系統(tǒng)，它具有強(qiáng)大的分析、計(jì)算和動(dòng)態(tài)仿真功能。在“塑料顧問”中可以進(jìn)行注射點(diǎn)位置的分析和選擇，通過注射工藝參數(shù)的設(shè)置，可以進(jìn)行分析計(jì)算、模擬塑料注射成型時(shí)的流動(dòng)，從而得到詳細(xì)的檢查結(jié)果，并且可以觀察制件的填充狀態(tài)、注射壓力的變化情況等。在Pro/Engineer軟件中打開電腦顯示器底座的鑄模零件文件，選擇主菜單“應(yīng)用程序”中的“Plastic Adviser” ，進(jìn)入“Plastic Adviser(塑料顧問)”的操作界面。首先點(diǎn)擊工具欄中的圖標(biāo)按鈕設(shè)定“成型參數(shù)” ：材料(Material)：ABS，如圖3-3所示。融化溫度(Melt Temperature)：230；模具溫度(Mold Temperature)：70；最大注射壓(Max Injection Pressure Limit)：175 ，如圖3-4所示。由系統(tǒng)分析、計(jì)算，確定最佳澆口位置，結(jié)果如圖3-5所示。圖3-3 材料選擇圖3-4 分析參數(shù)設(shè)定圖3-5 最佳澆注位置分析3.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)所謂注射模的澆注系統(tǒng)是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動(dòng)通道。其作用是使塑料熔體平穩(wěn)而有序地充填到型腔中，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。由于本設(shè)計(jì)采用一模一腔，垂直式直接澆口，故無分流道，只需進(jìn)行主流道的設(shè)計(jì)便可。1、 主流道的設(shè)計(jì)主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此在本設(shè)計(jì)中做成可以更換的澆口套。（1） 主流道的尺寸1） 主流道的長(zhǎng)度 本次設(shè)計(jì)初選進(jìn)行設(shè)計(jì)。2） 主流道小端直徑 3） 主流道大端直徑 ，式中4） 主流道球面半徑 5） 球面配合高度 （2） 主流道的凝料體積(3) 主流道的當(dāng)量半徑 (4) 主流道澆口套形式 澆口套為標(biāo)準(zhǔn)件。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對(duì)材料的要求較嚴(yán)格，將澆口套與定位圈分開設(shè)計(jì)，便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。2、 校核主流道的剪切速率上面分別求出了塑件的體積和主流道的體積以及主流道的當(dāng)量半徑，這樣就可以校核主流道熔體的剪切速率。（1） 計(jì)算主流道的體積流量：（2） 計(jì)算主流道的剪切速率：主流道內(nèi)熔體的剪切速率處于最佳剪切速率之間，所以主流道的剪切速率校核合格。3.4成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算3.4.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結(jié)果的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。根據(jù)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計(jì)中采用整體嵌入式凹模。2、 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通常可以整體式和組合式兩種類型。根據(jù)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計(jì)中采用整體嵌入式凸模。3.4.2成型零件鋼材的選用根據(jù)對(duì)成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強(qiáng)度、耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時(shí)考慮它的機(jī)械加工性能和拋光性能。所以構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用40CrMnMo；對(duì)于凸模來說，由于脫模時(shí)與塑件的磨損嚴(yán)重，因此鋼材選用高合金工具鋼38CrMoAlA 。3.4.3成型零件工作尺寸的計(jì)算成型零件工作尺寸計(jì)算方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進(jìn)行計(jì)算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和極限磨損量進(jìn)行計(jì)算。前一種計(jì)算方法簡(jiǎn)便，但不適用于精密塑件的模具設(shè)計(jì)；后一種計(jì)算方法能保證所成型的塑件在規(guī)定的公差范圍內(nèi)，但計(jì)算比較復(fù)雜。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)所要求的塑料制件精度為一般精度，故采用平均值法計(jì)算成型零件的工作尺寸。采用平均值法計(jì)算成型零件的工作尺寸，塑件尺寸公差按照塑件零件圖給定的公差計(jì)算。1、 凹模徑向尺寸的計(jì)算圖3-6 制件主視圖圖3-7 制件俯視圖，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；2、 凹模深度尺寸的計(jì)算圖3-8 制件剖視圖，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；3、 型芯徑向尺寸的計(jì)算圖3-9 制件剖視圖，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；圖3-10 制件仰視圖，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；圖3-11 制件剖視圖，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差；4、型芯深度尺寸的計(jì)算圖3-12 制件剖視