毕业设计论文_基于proe的安全帽注塑模具设计及型腔仿真加工(编辑修改稿)

毕业设计论文_基于proe的安全帽注塑模具设计及型腔仿真加工(编辑修改稿)内容摘要：

的圆盘，其高度为 5～ 10mm，这里定为 8mm，并与注射机固定模板的定位孔间隙配合。 衬套的球形凹坑尝试常取 3～ 5mm，这里取 4mm。 半锥角 1 ～ 3 ，这里取 2。 主流道大端处应呈圆角，其半径常取 1r ～ mm3 ，这里取 2mm。 图 浇注口 已知注射机相关参数如下：注射机固定模板的定位孔半径 R=75mm,机床喷嘴孔径,31 mmD  ，喷嘴圆弧半径 mmR 181  ，那么浇口套主要尺寸可计算得： 1(12 RR ～ mmmm 19)2  , (12  DD ～ mmmm )1 。 如附图 1所示。 在保证塑件成型良好的前提下，主流道的长度 L尽量短，否则将会使主流道凝料增多，塑料耗量大，且增加压力损失，使塑料降温过多而影响注射成型通常主流道长度 L可小于或等于 60mm。 浇口套的设计 由于主流道要与高温塑料及喷嘴接触和碰撞，所以模具的主流道部分通常设计成可拆卸更换的主流道衬套，以便选用优质钢材（如 T8A 等）单独加工和热处理 （硬度为 53～ 57HRC），或用 45， 50， 55等钢表面淬火（  55HRC）。 其主要作用是： 第一 ,使模具安装时进入定位孔方便而在注塑机很好地定位，与注塑机喷嘴孔吻合，并能经受塑料的反压力，不致被推出模具； 基于 Pro/E 的安全帽注塑模具设 计及型腔仿真加工 １０ 第二 ,作为浇注系统的主流道，将料筒内的塑料过渡到模具内，保证料流有力畅通地到达型腔，在注射过程中不应有塑料溢出，同时保证主流道凝料脱出方便。 定位圈的设计 其直径 D 为与注射机定位孔配合直径，应按选用注射机的定位孔走私确定。 直径 D一般比注射机定位孔直径 小 ～ 以便于安装。 定位圈一般采用 45或 Q235钢。 用两个以上的 M6M8 的内六角螺钉固定在模板上。 １１ 成型零件的设计 型腔数的确定 根据制件的几何形状、材料、注射类型及生产批量通过经验图确定型腔数为单腔；为避免出现飞边，要求注射压力以及锁模力作用在主流道中心。 成型零件的结构设计 （ 1）、凹模（型腔）结构设计 凹模是成形塑件外形的主要部件，结构随塑件的形状和模具的加工方法而变化。 本设计中的制 品形状比较简单，宜设计成完全整体凹模，其特点是强度、刚度好，结构简单，牢固可靠，不易变形，成型的塑件质量较好。 （ 2）、凸模（型芯）结构设计 凸模是成型塑件内形的成型零件，型芯是成型塑件上孔的成型零件，两者并无严格的区别。 分析制品的形状特点：四周均布有 4 个方孔，两侧有 48 个小孔。 故而应设计成完全整体式凸模 +局部镶拼嵌入，即在大凸模上又局部镶拼嵌入了小凸模。 48个小孔的型芯与模板的连接方式见图 3所示。 分型面的确定 从制品的形状出发，确定分型面主要从以下四个方面进行考虑： ①确保塑件表面要求：分型面应 尽可能选择在不影响塑件外观的部位以及塑件外观的要求，而且分型面处所产生的飞边应容易修整加工。 ②考虑锁模力：尽可能减少塑件在分型面上的投影面积。 模具的分型面尺寸在保证一定的型腔不溢料边距的情况下，应尽可能减小分荆需接触面积，从而可以增加分型面的接触应力，防止溢料，并简化分型面的加工。 图 3分型面 ③考虑模板间距：该塑件的高度为 160mm，而底面椭圆尺寸为 280mm260mm。 故选 择高度方向可将模板间距减小到最小。 ④便于排溢：为了有利于气体的排出，分型面尽可能与料流的末端重合。 综上四点，根据制品的形状，应选用单分型面，以制品的最大端面作为分型面。 如附图 2 所示。 成型零件工作尺寸的计算 基于 Pro/E 的安全帽注塑模具设 计及型腔仿真加工 １２ 制品尺寸能否达到图纸尺寸要求与型腔、型芯的工作尺寸的计算有很大的关系。 成型零件工作尺寸的计算有很多，这里以塑件平均收缩率为基准的计算方法计算成型零件的工作尺寸。 计算模具成型零件最基本的公式为： AQAm A （ 41） 式中 mA ――模具成型零件在室温（ 20C ） 时的尺寸（ mm ）； A――塑料制品在室温时的尺寸（ mm ）； Q――塑料的平均收缩率，对于 ABS 为 %～ %，这里取 % （ 1）、型腔内径尺寸的计算 模具的开腔内径尺寸是由制品的外径尺寸所决定。 设制品的外径名义尺寸为 D是最大尺寸，其公差为负偏差（如非应进行转换）。 制品的平均径向尺寸取（ D－ ）2。 考虑到收缩率，其收缩量为（ D－ ）2 Q。 设型腔内径名义尺寸 MD 为最小尺寸，其公差 Z 为正偏差，则其平均值为MD + Z。 考虑到型腔工作过程中最大磨损量 C ，取平均值为 2C ，则有： MD + 2Z ＝（ D－ ）2 +（ D－ ）2 Q － 2C 对于中小型制品，可取 Z ＝ 3 ， C ＝ 6 ，代入上式，得： MD + 32Z ＝（ D－ ）2 +（ D－ ）2 Q － 62C 对上式化简可得： MD ＝ D+DQ － 2 Q － 43 （ mm ）（ 42） 因为 2 Q 与其它各项相比很小，可略去，加上制造偏差，则得模具型腔内径计算公式为： MD ＝（ D+DQ － 43 ） Z （ mm ）（ 43） 式中 MD ――型腔的内径尺寸（ mm ）； D――制品的最大尺寸（ mm ）； ――制品公差，这里取  ＝ ； Q――塑料的平均收缩率（ %），这里取 Q ＝ %； 3/4――系数，可随制品精度变化。 一般取 ～ 之间。 若制品偏差大则取小值 ，若制品偏差小则取大值。 这里取 ； １３ Z ――模具制造公差，一般取（ 1/6～ 1/4） mm。 这里取。 由上式易得： 制品总长： MLD ＝（ 280+280 % － ）  ＝  （ mm ）； 椭圆短轴长： MDD ＝（ 205+205 % － ）  ＝  （ mm ）； 椭圆长轴长： MCD ＝（ 226+226 % － ）  ＝  （ mm ）。 同理可得如下计算公式，推导过程从略。 （ 2）、型腔深度尺寸的计算（凹模深度计算） ZQhh  )32H 11M ＝（（ mm ）（ 44） 式中 MH ――型腔深度尺寸（ mm ）； 1h――制品高度最 大尺寸（ mm ）。 其余参数同上。 代入各数据可得： MH ＝（ 160+160 %  ））＝  （ mm ）。 （ 3）、型芯径向尺寸的计算（凸模径向尺寸） ZQDDd M )43( 11  （ mm ）（ 45） 式中 Md ――型芯外径尺寸（ mm ）； 1D――制品内径最小尺寸（ mm ）。 代入各数据可得： 椭圆短轴长： MDd ＝（ 200+200 %  ）＝  （ mm ）； 椭圆短轴长： CMd ＝（ 221+221 %  ）＝  （ mm ）。 （ 4）、型芯高度尺寸的计算 ZQHHh M  )32( 11 （ 46） 式中 Mh ――型芯高度尺寸（ mm ）； 1H――制品深度最小尺寸（ mm ）。 代入各数据可行： Mh ＝（ + %  ）＝  （ mm ）。 基于 Pro/E 的安全帽注塑模具设 计及型腔仿真加工 １４ 合模导向机构的设计 注射模的导向机构平方根有导柱导套导向和锥面定位两种类型。 导柱导套导向机构用于动模和定模的开合模导向以及脱模机构的运动导向。 因生产批量大，采用导柱与导套配合的导向类型。 导柱固定孔直径与导套固定孔直径相等 ，便于两孔同时加工，确保同轴度，导柱采用带储油槽阶梯形，其带油槽便于润滑，使用寿命长。 导柱直径的计算及选用 因导柱需承受动模的重量，则其直径应先用下式进行估算： 4 3364EWLd  （ 51） 式中 W—— 每根导柱承受的模板重力（ N ）； L—— 模板重心距导柱根部的距离（ mm ）； E—— 材料的弹性模量， 。 而： W = 4Vg 式中 —— 模具钢的的密度，对于合金钢  = 3/ cmg ； V—— 动模的近似体积（ 3cm ）； g—— 重力加速度， kgNg /。 而 V =32222112213421 hrhllhRr   其中 1r 为上半球半径，为 100mm,R 、 1h 分别为下半部分近似圆柱体底圆半径和高，其值分别为 106mm 和 60mm, h、ll 和21 分别为动模不参与成型部分长方体支承的长、宽和高，其值分别为 560mm,430mm 和 40mm， 3hr 分别为动模中空腔圆柱体的底圆半径和高，其值分别为 20mm 和 132mm。 代入以上各数据可得： V =11605004 3mm = 3 ,则 W = 4103Vg = 4 109 .80 0 6 0 3 =（ N ） 所以 453   d=(mm ) 由 [1]表 53选有肩导柱（ ），其其主要参数如下： (单位： mm ) 80,315,8,71,63,63,50   LLsDddd １５ 材料为 20钢，渗碳 ～ 厚淬硬到 HRC5660。 导套的选用 图 3 导柱 图 4 导套 由导柱的尺寸查标准 ，得导套的尺寸，选用带头导套 I 型， 其具体参数如下：(单位： mm ) 导套 1：100,125,8,71,63,63,50 10   LLsDddd 导套 2： 38,46,8,71,63,63,50 10   LLsDddd 基于 Pro/E 的安全帽注塑模具设 计及型腔仿真加工 １６ 脱模机构的设计 结构形式设计 为提高生产率，本设计采用机动脱模， 即应用注射机的液压顶出装置或机械顶出机构，在模具开模后，通过模具中的顶出机构将塑件从模具中脱出。 本脱模机构采用异。