灯罩注射模具1.doc

毕业设计(论文)题 目专 业班 级姓 名学 号指导教师职 称2010年 5 月 21日应用PRO/E设计灯罩注射模具 摘要 通过对塑料灯罩注射模具设计的分析以及从审美的角度设计出该塑件的模具。在整个模具设计过程中，塑件的结构和选材、注塑机的选型及模架的选择固然很重要，但在竞争激烈的当代，要想产品有竞争力，实用性和美观也不容忽视。基于以上要求，运用RRO/E三维软件通过一系列的设计如成型零件设计、分型面设计、浇注系统设计、顶出机构设计和冷却系统设计等生成铸模，然后借助于EMX5.0完成整套模具的设计过程。关键词 灯罩；模具设计；注塑机；三维软件。Design Injection Mold of Lampshade to PRO/EAbstract: Plastic lampshade on the analysis of injection mold design and design aesthetic point of view of the plastic parts. In the mold design process, the plastic parts of the structure and material selection, injection mold machine selection and the mold frame is certainly very important, but in the highly competitive contemporary, practicality and beauty can not be ignored by companies. Based on the above requirements, the product should be designed through a series of molding part design, such as,sub-surface design, gating system design, ejector mechanism design and build the mold cooling system design with the use of RRO / E 3D design software, and then by means of EMX5. 0 to complete the entire mold design process.Keywords: Lamp shade; Mold design; Injection molding machine; 3D Software目 录第一章 前言11.1我国模具行业发展的现状11.2我国塑模工业在今后发展主要的方向21.3选取本课题的意义21.4设计的主要内容31.5设计的基本要求41.6课题目的41.7本章小结4第二章 塑件设计结构分析52.1灯罩背景介绍52.2.1塑件材料确定52.2.2塑件壁厚确定52.2.3尺寸精度等级的确定52.2.4塑件的表面质量分析62.2.5塑件的结构工艺性分析62.2.6塑件拔模斜度的确定62.3聚碳酸酯（PC）的性能分析62.3.1使用性能62.3.2成型性能72.4聚碳酸酯（PC）的注射成型过程及工艺参数72.4.1注射成型过程72.4.2注射工艺参数82.5本章小结8第三章 拟定模具的结构形式93.1分型面位置的确定93.2模具型腔数目及布局的确定113.3注射机型号的确定123.3.1注射量的计算过程123.3.2浇注系统凝料体积的初步估算133.3.3选择注射机133.3.4注射机的相关参数的校核133.4本章小结14第四章 浇注系统的设计154.1主流道的设计154.1.1主流道尺寸154.1.2主流道的凝料体积154.1.3主流道当量半径154.1.4主流道浇口套的形式164.2分流道的设计164.2.1分流道的布置形式164.2.2分流道的长度164.2.3分流道截面形状164.2.4分流道截面尺寸174.2.5凝料体积174.2.6校核剪切速率174.3浇口的设计174.4校核主流道的剪切速率194.4.1计算主流道的体积流量194.4.2计算主流道的剪切速率194.5本章小结19第五章 成型零件的结构设计全过程205.1 成型零件的结构设计过程205.1.1设计塑件205.1.2加载参照模型205.1.3成型零件设计215.1.4斜滑块的设计225.1.5主分型面设计245.1.6分割体积块245.1.7流道分型面设计255.1.8抽取模具元件255.1.9浇注系统设计255.1.10铸模285.1.11开模285.2 基于EMX5.0的模架设计295.2.1EMX5.0软件的安装295.2.2新建EMX文件295.2.3导入模具文件305.2.4模架相关元件的创建305.2.5修改相关参数315.2.6模具图325.3本章小结32本设计总结33致 谢34附 图35参考文献38装订线襄樊学院 毕业设计（论文）报告纸第一章 前言1.1我国模具行业发展的现状在现代机械制造业中，模具工业已越来越成为国民经济中一个非常重要的行业，并被我国正式确定为基础产业，许多新产品的开发和生产，在很大程度上依赖于模具制造技术。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低，已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一，直接影响着国民经济中许多部门的发展。在最近几年市场需求的强大拉动下，模具工业得到了高速发展，市场广阔。19962002年间，中国大陆模具制造业的产值年平均增长14左右，2003年则增长25左右。其中，广东、江苏、浙江和山东等模具发达地区的增长率都在25以上。近两年，模具技术也有了很大的提高，生产的模具有些己接近或达到国际水准。在大型塑料模方面，已能生产大体积、大质量等的大型塑料模具；在精密塑料模具方面，已能生产多型腔小模数齿轮模具和厚度仅为0.08mm的1模2腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等；在精度方面，塑料模型腔制造精度可高达0.020.05mm，分型面接触间隙为0.02mm，模板的弹性变形为0.05mm，型面的表面粗糙度值为Ra0.20.25mm，塑料模寿命已达100万次；在成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注塑模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展;在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统,这些系统和软件的引进，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展;在模具使用材料方面，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响;在加工方面，滚子制造采用五工位冷挤压机加工，套筒采用高速精密且具有自动检测功能的卷管机加工,喷丸、挤孔、表面硬化处理等新工艺应用很普遍,零件热处理一般采用热处理自动生产线，热处理质量由在线检测设备检测与控制,热处理工艺有趋于向温度、炉压、炉气组分以及淬火介质等多参数综合控制，零件质量稳定可靠，技术性能较高；在塑料件方面，有数据显示，今后5年，中国小家电市场的年增长幅度将在8%到14%之间，需求总额将超过3500亿元。随着人们生活水平提高，小家电产品的加速普及与换代升级必将产生惊人的市场推动力，小家电的市场发展前景非常广阔。2006年，中国小家电消费市场份额将进一步扩大，针对部分小家电质量标准不一的状况，国家将会出台更严格的小家电产品质量标准，促进了小家电品牌的优胜劣汰，强势品牌的小家电厂家成为真正的赢家。1.2我国塑模工业在今后发展主要的方向我国模具行业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成型分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。未来国内外塑料模具的制造技术和成型技术的发展趋势如下：1） 在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；2） 快速原型制造及相关技术将得到更好的发展；3） 高速铣削加工将得到更广泛的应用；4） 在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术；5） 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；6） 发展优质模具材料和先进的表面处理技术；7） 电火花加工技术将得到发展；8） 超精加工和复合加工将得到发展；9） 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；10） 虚拟技术将得到发展；11） 模具自动加工系统的研制和发展；12） 热流道技术将得到推广；13） 模具高速扫描及数字化系统将在逆向工程中发挥更大作用。1.3选取本课题的意义随着社会科学技术的快速发展，人们的生活水平中许多方面都得到了很大提高，这些东西的很多方面都涉及到模具方面的东西，小号夹具也是生活中不可或缺的东西，这些东西是人们所熟知的东西，但它的生产方法却甚为人知。要说到它的产品设计就得提到PRO/E这个强大的3D产品设计软件，它集成了零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、钣金件设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构仿真、应力分析，产品数据库管理等功能于一体。并且和现代制造业密切的结合起来。现代科学的日新月异，随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业，农业以及日常生活等各个领域越来越广泛。塑料制品指以合成树脂（高分子化合物）为主要原料，经采用挤塑、注塑、吹塑、压延、层压等工艺加工成型的各种制品的生产；以及利用回收的废旧塑料加工再生产塑料制品的活动，它具有很多良好的性能，塑料是继钢材，木材，水泥之后，当代新兴的第四大类工业材料，塑料具有良好的成型加工可塑性能，在一定的温度下，通过模具可以成型为具有一定形状的制品，并在常温下保持即定的形状。2008年以来，受原料持续上涨、人民币升值、出口退税率下降、“限塑令”、劳动法实施以及国际环境不断恶化等影响，沿海塑料加工业发达地区的增长放缓。但与上年同期相比，塑料制品行业总体仍保持了两位数增长，从各项经济指标看，总体发展态势令人乐观。塑料行业具有较大的发展潜力：科技、制度与管理等方面创新能力的提升推动了塑料加工工业的发展。而国有股份制改造、民营经济崛起等也推动塑料行业进行资源配置的调整，并演化为企业的发展动力;内需对塑料经济增长的作用在加大，这为我国塑料行业发展新增了市场空间;塑料制品已经成为人们生活必需品。随着人们生活水平的提高，消费结构也发生了相应的变化，而大量电子消费品进入家庭也必然带来塑料配套制品的发展。中国塑料加工工业经过50多年的发展历程，特别是改革开放辉煌的30年历程，已跻身于世界塑料先进大国的行列。中国塑料工业的神圣使命就是要使塑料加工机械位居世界第一，由设计制造大国发展成为先进的自主开发强国；使塑料合成树脂生产位居世界第二，由大量依靠进口逐步转为立足国内多品种满足市场需求；使塑料制品加工亦位居世界第二，由加工数千万吨制品到拥有更多自主知识产权的中国品牌的产业，使整个塑料行业实现跨越式发展耸立于世界之林。因此，模具设计作为本次毕业设计的课题具有现实意义及广阔的前景。1.4设计的主要内容1）设计课题：应用PRO/E设计灯罩注射模具。2）设计任务：了解制件的用途，分析注塑制件的工艺性，尺寸精度等技术要求，然后确定零件成型方法，使用三维制图软件pro/e生成塑件，最后用EMX5.0将生成的塑件加载模架，设计该塑件的全套模具。1.5设计的基本要求1）该产品为日用品，最主要的要求就是生成成本低，性能好，实现高的性价比。2）设计时，要注重美观，所以首要的任务就是外表面要求光滑 ,无明显的熔接线痕迹、缩孔、凹陷及烧焦。3）在设计过程中还要考虑一些细节的问题，如模具的配合、变形、避免产生应力集中现象等。1.6课题目的1）提高综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力。2）掌握塑料模具设计的一些基本准则和结构布局。3）巩固所学的一些基础专业知识。4）熟练使用Pro/E进行模具设计的方法。5）培养以三维建模为基础的现代CADCAM技术相适应的设计意识。6）能提高形像思维与创新思维能力。1.7本章小结通过收集相关的模具资料，对模具行业有了较清楚地认识，并且意识到无论在国内还是在国外，模具行业在整个工业生产中的地位已经日趋重要了，所以本课题关于模具设计是有非常明显的现实意义。第二章 塑件设计结构分析2.1灯罩背景介绍随着社会的大幅度进步和人们生活水平的提高，电已越来越成为人类不可缺少的日常必需品，随之而来，各种电器已走进千家万户，电灯也不例外。在竞争激烈的当今，各行各业的产品厂商不计其数，为了增加其竞争力，各厂商之间打起了价格战，但对消费者来说，除了价格之外，其外形也是他们选择产品的一个重要指标，所以对生产厂商而言，在不断降低产品成本的同时，其外形也同样的重要，当然其性能也要保证。鉴于当今市场的这种特点，故提出本课题。2.2塑件的结构分析2.2.1塑件材料确定分析该塑件的使用条件，选定原材料为聚碳酸酯（PC）2.2.2塑件壁厚确定一般来说，塑件的厚度越厚就越能满足产品的强度和刚度的性能要求，但是从塑件的成型过程来看，塑件的壁厚越厚，冷却的时间就越长，整个塑件的成型周期就要延长，提高了生产的成本，降低了生产的效率，同时，塑件的壁厚越厚，收缩率就增大，这样使得产品的尺寸不稳定性增加，降低了产品的质量。因此产品的厚度必须设计得适中，由于该塑件在实际中需要承受的作用力一般不大，初取塑件的壁厚为3mm。2.2.3尺寸精度等级的确定该塑件只是日常用品，对制件尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自有尺寸，可按MT5查取公差，其主要尺寸公差标注如下（单位均为mm）：塑料制件外形尺寸：、。塑料制件的内形尺寸：、孔的尺寸：、。孔心距的尺寸：、。2.2.4塑件的表面质量分析此塑件要求除物美价廉外，还要外形美观，色泽鲜艳，透光性好，外表面没有斑点及熔接痕，考虑到加工精度的高低与生产成本成正比例，故外表面粗糙度Ra可取0.4um，而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求，相应地可以减低精度，从而减低了生产成本。2.2.5塑件的结构工艺性分析1）此塑件的外形为回转体，壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。2）塑件的型腔较大，有尺寸不等的孔，如、，它们均符合最小孔径的要求。3）设计时，由于安装需要，在塑件内壁设计有4个高2.2mm、长11mm的内凸台，因此，塑件不易取出，此处需要考虑使用侧抽装置。2.2.6塑件拔模斜度的确定拔模斜度是为了便于脱模，防止塑件表面在脱模时划伤。在设计塑件表面沿脱模方向应具有合理的脱模斜度，其大小跟塑件的性质、收缩率、塑件的壁厚和几何形状有关。由于该塑件的材料为PC，成型收缩率较小，鉴于此，选择该塑件的脱模斜度为。 2.3聚碳酸酯（PC）的性能分析2.3.1使用性能该材料刚而韧，耐高低温性好，对热、氧、大气和紫外线均有良好的稳定性，冷却速度快，成型收缩率小，综合性能好：易于成型，常用来制作绝缘插件、线圈框架，绝缘套管、电话机壳体。但容易产生应力集中，严格控制成型条件，塑料制件成型后退火处理，消除内应力：塑料制件壁不宜厚，避免有尖角、缺口和金属嵌件造成应力集中。当然如果在PC中加入紫外线吸收剂，将会使制品具有良好的耐候性，此时在光学照明器材方面可用来制作灯罩，防护玻璃等。2.3.2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性也各有差异，应按品种来确定成型方法及成型条件。2) 吸湿性强PC具有一定的吸水性，它在正常使用情况下的水性是0.15%，室温水中吸水性是0.35%，沸水中吸水性为0.58%，且吸水后会降解，故必须充分干燥，要求有表面光泽的塑件应要求长时间的预热干燥。3) 流动性差 2.4聚碳酸酯（PC）的注射成型过程及工艺参数2.4.1注射成型过程1） 成型前的准备首先应对PC的色泽、粒度和均匀度等进行检验，同时由于PC吸水性较大，所以成型前还应对其进行充分的干燥。2） 注射的全过程拟定基本流程是：塑件在注射机料筒内进过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可以分为充模、压实、保压、倒流和冷却5个阶段。3） 塑件的后处理这一步不要忽视，因为这一过程主要是消减塑件的内应力，如果忽略将会使产品的使用寿命大大降低。处理的主要介质为水和空气，本塑件采用退火处理，一般是在下保温4小时 ，再自然冷却，可有效的降低聚碳件的内应力。2.4.2注射工艺参数注射是产品成型的一个重要步骤，它直接影响到产品的性能、可靠性、表面质量等指标，所以必须合理选取注射工程中的各项参数，其参数见表2-1。表2-1 聚碳酸酯注射成型工艺参数工艺参数规格预热和干燥温度：时间： 8-12h筒料温度/后段210-240中段230-280前段240-285喷嘴温度/240-250模具温度/70（90）-120注射压力p/80-130成型时间/s注射时间20-90保压时间0-5冷却时间20-90总周期40-190螺杆转速28后处理方法红外线灯温度鼓风烘箱100-110时间/h8-122.5本章小结通过对本章的设计过程，使我对各种塑料的特性有了一定的了解，对其各参数也有了初步的概念，同时明白了在进行塑料模具设计前应该做的准备工作。第三章 拟定模具的结构形式3.1分型面位置的确定分型面是模具上用以取出塑件和冷凝料的可分离的接触表面，其选择设计是模具设计的最重要的一环，它直接影响到塑件能否顺利取出、塑件表面是否光滑美观，模具型腔的体积块需要分开成动模型芯和定模型腔，而分型面就是动模型芯和定模型腔的接触面。因侧向合模锁紧力较小，故应将投影面积大的分型面放在动、定模的合模主平面上，而将投影面积较小的分型面作为侧向分型面。综上所述，分型面的选择一般遵循如下原则：1) 分型面应选择在塑件外型的最大轮廓处，便于塑件的脱模。2) 在第一条的前提下，分型面的选择还要满足塑件的精度要求，同时也应使模具零件易于加工。3) 对于有侧抽芯时，注意主分型面和侧向分型面的确定。4) 确定分型面时，除了能满足塑件能顺利脱模外，还应考虑流道凝料和浇口凝料也能够顺利从流道和浇口脱掉。5) 对于具有孔或者槽的塑件在分模前需要用填充命令修补好这些结构。总之，作为模具设计的一个重要环节，分型面的设计合理与否直接影响到塑件的质量、模具的整体结构、工艺操作的难易程度及模具的制造成本。分型面是以产生的分型线为基础采用拉伸面、边界面或者其他创建面方法获得，具体操作为：通过Pro/e4.0软件中的【插入】【模具几何】【分型面】。通过对本设计中塑件结构形式的分析及以上的原则，分型面应初步选在灯罩截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上，其位置如图3-1所示。图3-1 分型面的初步确定如果按图3-1那样只确定一个分型面，那么动模部分应该是如图3-2所示。图3-2 动模部分由于流道和浇口的对称面一般是设计在分型面上，如果按上面确定的分型面那样，那么生成的成型件就会因为流道和浇口而被破坏，达不到预期的结果。而如果将流道和浇口设计在图3-2的动模中，虽然塑件的完整性解决了，但流道凝料和浇口凝料却不能顺利地从流道和浇口脱掉，综上所述，只确定一个分型面是有缺陷的。假如设计两个分型面，这样就能为了消除此缺陷，不仅塑件能完整地脱模，而且流道凝料和浇口凝料也能顺利地从流道和浇口脱掉，最终设计的结果如图3-3 动模板一和图3-4 动模板二。图3-3 动模板一图3-4 动模板二3.2模具型腔数目及布局的确定由于本塑件的外轮廓较大，考虑到如果型腔数目多时模具结构复杂，所需的注射条件相应地也要提高，综合经济、生产条件等因素，型腔的排列初步拟定采用一模一腔的模具形式，由于采用的是一模一腔成型，塑件的轮廓也是对称的，所以型腔应布置在模具的中间，这样有利于浇注系统的排列和模具的平衡，模具型腔数目及布局如图3-5。图3-5 模具型腔数目及布局3.3注射机型号的确定注射机型号主要是根据注射量来确定的，所以要想确定其型号，首先应该初步计算注射量。其中注射量包括两部分该塑件体积和浇注系统凝料体积。3.3.1注射量的计算过程从PRO/E软件中的分析功能（【分析】【模型】【质量属性】，弹出图3-6中的对话框）中可以查出该塑件的体积为=192544.64mm。根据有关手册查得该塑件原材料（PC）的密度为，所以，由质量公式可得该塑件的质量为图3-6 【质量属性】对话框3.3.2浇注系统凝料体积的初步估算浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.21倍来估算。由于本次采用的流道较简单，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.3倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和一个塑件体积之和）为=1.3=250308.032。3.3.3选择注射机根据上面的计算，可知一次注入模具型腔塑料熔体的总体积=250.31,于是可以选择注射机了。但结合实际生产，为了延长注射机的寿命，保证注射过程的稳定性，注射机的最大注射量不得超过其额定注射量的80%，所以注射机的额定注射量为V/0.8=312885.04312.89 。根据以上的计算，初步选定公称注射量为314，查相关手册得型号为SZ250/160卧式注射机的公称注射量为314，所以注射机定为SZ250/160卧式注射机，其主要技术参数见表3-1。表3-1 SZ250/160注射机主要参数理论注射容量/314锁模力/KN1600实际注射量/g1280拉杆有效间距/mm注射压力/ 180模板行程/mm280注射速率/（g/s）227最大模厚/mm400塑化能力/（g/s）21最小模厚/mm205螺杆转速/（r/min）10-200顶出行程/mm70模板尺寸/mm螺杆直径/mm503.3.4注射机的相关参数的校核1） 注射压力校核查相关资料得，PC所需注射压力为，这里取，该注射机的公称注射压力，注射压力安全系数，这里取，则：，所以，注射机注射压力是合格的。2） 锁模力校核1 该塑件在分型面（上面确定的两个分型面任何一个可以）上的投影面积，则2 浇注系统（即流道凝料和浇口）在分型面上的投影面积，可以按照多型腔模的统计分析来确定。是每个塑件在分型面上的投影面积的0.20.5倍。由于本例流道设计简单，但分流道较长，因此流道凝料投影面积可以适当取中间值。这里取。3 于是可以确定塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积，即（其中n为型腔数目）4 模具型腔内胀型力的确定式中，是型腔的平均计算压力值，通常取注塑压力的20%40%，大致范围为，故取。查表可得该注射机的公称锁模力，锁模力安全系数为，这里取，则，所以，注射机锁模力合格。对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定、结构尺寸确定后方可进行。3.4本章小结通过本章，我学会了如何进行分型面的设计，模腔布局的原则，注射机的选择依据及其怎样进行校核。第四章 浇注系统的设计4.1主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。4.1.1主流道尺寸1) 主流道的长度中小型模具应尽量小于,本次设计中初取进行设计。2) 主流道小端直径。3) 主流道大端直径。4) 主流道球面半径：。5) 球面的配合高度：。4.1.2主流道的凝料体积。4.1.3主流道当量半径。4.1.4主流道浇口套的形式主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。对材料的要求较严格，因而尽管中小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便拆卸更换。4.2分流道的设计4.2.1分流道的布置形式在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道，其布局如图4-1。图4-1 分流道布局4.2.2分流道的长度由于流道设计简单，根据型腔的结构设计，但型腔轮廓较大，所以分流道可以设计得较长些。单边分流道长度。4.2.3分流道截面形状常用的分流道的分流道截面形状有圆形、梯形、倒圆角形、六角形等，为了便于加工和凝料的脱模，分流道大多设计在分型面上。本设计采用倒圆角形截面，其加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失、流动阻力均不大。4.2.4分流道截面尺寸该截面的直径是。4.2.5凝料体积1) 分流道的长度是：。2) 分流道截面面积。3) 凝料体积：。4.2.6校核剪切速率1) 确定注射时间：查表，可取。2) 计算分流道体积流量：。3) 由式得，该分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率范围大致为，所以，分流道内熔体的剪切速率是合格的。4.3浇口的设计该塑料要求不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求较高，为便于调整充模时的剪切速率和封闭时间，采用如图4-2的浇口位置。图4-2 浇口位置其中浇口的尺寸如图4-3。图4-3 浇口尺寸4.4校核主流道的剪切速率前面分别求出了塑件的体积、主流道的体积、分流道的体积（浇口的体积大小可以忽略不计）以及主流道的当量直径，这样就可以校核主流道熔体的剪切速率了。4.4.1计算主流道的体积流量4.4.2计算主流道的剪切速率主流道内熔体的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率之间，所以，主流道的剪切速率是合格的。4.5本章小结本章的主要任务是浇注系统的设计以及剪切速率的校核过程，通过本章了解到浇注系统包括主流道、分流道和浇口，其设计的合理与否直接关系到成型件的质量问题。第五章 成型零件的结构设计全过程5.1 成型零件的结构设计过程5.1.1设计塑件使用pro/e4.0软件设计出课题的模型并保存，文件名命为dengzhao，设计结果如图5-1。图5-1 产品图5.1.2加载参照模型1) 设置模具工作目录首先在硬盘根目录下建立一个文件夹，将设计的模型文件dengzhao.prt复制到此文件夹下，然后启动pro/e4.0，执行【文件】【设置工作目录】，并设置此文件夹为工作目录。2) 新建文件执行【文件】【新建】，选择【制造】类型和【模具型腔】子类型，在【名称】文本框中输入文件名dengzhao，取消【使用缺省模板】复选框，单击【确定】，在弹出的【新文件选项】对话框中，选择mmns_mfg_mold模板，单击【确定】，进入制造模块界面。3) 定位参照零件执行菜单管理器中的【模具】【模具模型】【定位参照零件】（或者使用快捷按钮“”），系统弹出【布局】以及【打开】对话框，选择dengzhao.prt文件，单击【打开】按钮，选择【同一模型】，单击【确定】按钮。注意如果默认的出模方向与实际的不同，则还应在【布局】对话框中，单击【参照模型起点与定向】下的按钮进行调整，本设计不需要进行调整。5.1.3成型零件设计1) 应用收缩执行菜单管理器中的【模具】【收缩】【按尺寸】【所有尺寸】，设置缩水率为0.006，单击确认，单击【完成/返回】按钮，完成收缩率设置。2) 增加毛坯工件执行菜单管理器中的【模具】【模具模型】【创建】【工件】【自动】（或者使用快捷按钮“”），选择参考模型坐标系（MOLD_DEF_CSYS）作为工件的定位参考坐标，如图5-2所示。在【自动工件】对话框中，输入表5-1所示相关尺寸，单击【预览】，查看工件形状，单击【确定】完成工件创建，单击【完成/返回】按钮退出模具模型菜单。表5-1 毛坯相关尺寸项目长度宽度高度（分型面以上）高度（分型面以上）尺寸值（mm）20020050160图5-2 【自动工件】对话框5.1.4斜滑块的设计执行【旋转】命令，进入草绘模式，绘制如图5-3所示的旋转截面，在旋转对话框中修改如图5-4所示的参数，单击确认。然后选中刚才的旋转特征，使用【阵列】命令，修改如图5-5所示的参数，选取模型的中心线AA_2，单击确认，最终生成如图5-6结果。图5-3 旋转截面图5-4 旋转对话框图5-5 【阵列】对话框图5-6 斜滑块图5.1.5主分型面设计使用【编辑】【填充】，将孔填充，并填充主分型面一，填充的最终结果如图5-7。图5-7 填充图5.1.6分割体积块首先选择【编辑】【分割】（或者使用快捷按钮“”），在弹出的菜单管理器对话框中依次选择【两个体积块】【所有工件】【完成】命令，接着会弹出【分割】对话框，在系统提示下，需要选择分型面，选择前面创建的滑块斜分型面旋转14PART_SURF_1_COPY1，单击【分割】对话框中的【确定】，给分割的两个体积块命名：斜滑块命名为dz_fixed_1,剩下的部分命名为dz_move_1；继续分割体积块，在弹出的菜单管理器对话框中依次选择【两个体积块】【模具体积块】【完成】命令，接着会弹出【分割】对话框，但同时会弹出【搜索工具：1】对话框，单击选中“面组：F18（DZ_MOVE_1）”，再单击“”，最后单击【关闭】。在系统提示下，需要选择分型面，选择前面创建的滑块斜分型面旋转13PART_SURF_1_COPY1，单击【分割】对话框中的【确定】，给分割的两个体积块命名：斜滑块命名为dz_fixed_2,剩下的部分命名为dz_move_2，重复第二次的分割步骤，但要注意每次在【搜索工具：1】对话框中选中上一步分割出斜滑块的剩余体积，直到四个斜滑块和上下模被完全分割为止。5.1.7流道分型面设计根据前面的说明，还要设计一个分型面以便流道凝料和浇口凝料能顺利地从流道和浇口脱掉，执行【分型曲面工具】（快捷按钮“”）【拉伸】，选择草绘截面并绘制一条直线，草绘完成，指定拉伸到草绘的另一侧的结果如图5-8。图5-8 流道分型面图5.1.8抽取模具元件选择菜单管理器的【模具】【模具元件】【抽取】，在弹出的【创建模具元件】对话框中，单击，选中全部对象，然后选择【确定】，再单击【完成返回】，完成模具元件的抽取。5.1.9浇注系统设计为了使操作界面简洁一些，这里首先把参照零件、工件以及分型面遮蔽。1) 主流道在菜单管理器中依次执行【特征】【型腔组件】【实体】【切减材料】【旋转】【实体】【完成】，系统进入旋转特征操控面板，按照图5-9所示设置相关选项，创建旋转特征。图5-9 【旋转】对话框2) 分流道在菜单管理器中依次选择【特征】【型腔组件】【模具】【流道】【倒圆角】命令，按照系统提示，输入流道直径：5mm，单击按钮，然后选择分型面为草绘平面，绘制流道路径，如图5-10所示。图5-10 流道图单击草绘界面的按钮，系统弹出【相交原件】对话框，如图5-11所示。勾选“在子模型中显示特征属性”复选框，选择【等级】为“零件级”，选择DZ_MOVE_5和DZ_MOVE_6，单击【选取】菜单的【确定】按钮，单击【相交原件】对话框的【确定】按钮，接着单击【流道】对话框的【确定】按钮，完成型腔分型面的流道设计，整个分流道如图5-12。 图5-11 【相交原件】对话框 图5-12 分流道效果图3) 浇口设计在菜单管理器中依次执行【特征】【型腔组件】【实体】【切减材料】【旋转】【实体】【完成】，系统进入旋转特征操控面板，然后选择分型面为草绘平面，绘制浇口路径，创建旋转特征，如图5-13所示，整个浇口如图5-14。 图5-13 浇口草绘图 图5-14 浇口效果图5.1.10铸模选择【模具】【铸模】【创建】，在系统提示下，输入名称“dz_moding”，单击按钮，生成铸模零件，如图5-15。图5-15 铸模5.1.11开模单击【视图】【分解】【编辑位置】，效果如图5-16所示。图5-16 分解图5.2 基于EMX5.0的模架设计5.2.1EMX5.0软件的安装打开EMX5.0压缩文件，双击“setup”进行安装，安装完成后，接着就要在PRO/E4.0中挂上EMX5.0，成功挂上后才能正常运行。5.2.2新建EMX文件执行【EMX5.0】【项目】【新建】，弹出图5-17对话框，输入“项目名称”、“前缀”“后缀”名称后，单击按钮。 图5-17 新建EMX项目对话框 图5-18 【元件状态】对话框5.2.3导入模具文件单击按钮，在弹出的对话框中打开文件“dengzhao.asm”,在【放置】对话框中选择“缺省”的约束方式，再单击按钮。5.2.4模架相关元件的创建1) 执行【EMX5.0】【模架】【元件状态】，出现【元件状态】对话框，如图5-18，单击对话框中的“”，再单击按钮。2) 执行【EMX5.0】【模架】【组件定义】，出现模架定义对话框，如图5-19，单击对话框中的【文件】【载入组件】，出现【载入组件】对话框，在“供应商”下拉菜单中选择“futaba_s”，在“futaba_s”下选择“SB_Type”,单击“”，等加载完后再单击按钮。通过修改整