塑料肥皂盒模具設(shè)計(jì)

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1、 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 香皂盒塑料注塑模設(shè)計(jì) [摘 要] 注塑模在機(jī)械、電子、航天航空、生物領(lǐng)域及日用品的生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)的是塑料香皂盒注塑模具，設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括模具總體結(jié)構(gòu)和零部件設(shè)計(jì)，以及模具各部分的計(jì)算和校核，借助于軟件PRO/ENGINEER對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合

2、理性的分析，縮短了設(shè)計(jì)周期，以期設(shè)計(jì)出所要求的模具。 在此次模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，模具設(shè)計(jì)路線(xiàn)如下：模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)→模具型腔、型芯三維設(shè)計(jì)→模具型腔、型芯二維出圖。? 根據(jù)實(shí)物測(cè)繪，本設(shè)計(jì)應(yīng)用Pro/ENGINEER軟件，創(chuàng)建了零件的3D模型和二維工程圖，繪制了分模曲面、型腔等零件，并評(píng)估了零件的合理性。選擇注塑機(jī)時(shí)，應(yīng)用Pro/ENGINEER軟件,避免了大量煩瑣的計(jì)算。當(dāng)各零件以實(shí)體繪出時(shí)，使用組裝模塊將各零件仿真組裝起來(lái)，生成模具產(chǎn)品圖。 [關(guān)鍵詞] 香皂盒 注塑模具 PRO/E CAD Soap box

3、plastic injection mold design [Abstract] Injection mould is widely used in the field of machine, electronics, aviation, biology and commodity. What we designed in this present is a soap box, which mainly including holistic configuration, part design, calculation and check of every part of the mould

4、. A software “PRO/ENGINEER” was used in the design process to analyze the rationality of the mould and decrease the design time for obtaining an ideal mould. The route of Design is following: Design → cavity and Core 3D design → mold cavity, the core two-dimensional drawing. According to the map

5、 the soap box, the design using Pro / ENGINEER software, create 3D model and generate 2D engineering drawings, plot the parting surface, cavity and insert Side cores parts, then evaluate the rationally of every part. Appling Pro/ENGINEER software to choose injection molding machine, avoid a lot of t

6、edious calculations. When the components drawing entities, use the assemble modules to simulation and assemble all parts, then, die map of products can generate. [Key word] Soap box injection mould PRO/E CAD II 目 錄 前 言 1 第1章 塑件的工藝分析 4 1.1分析塑件使用材料的種類(lèi)

7、及工藝特征 4 1.2分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 7 1.3工藝性分析 7 第2章 初步確定型腔數(shù)目 8 2.1初步確定型腔數(shù)目 8 第3章 注射機(jī)的選擇 9 3.1注塑成型工藝簡(jiǎn)介 9 3.2 注塑成型工藝條件 10 3.3 注塑機(jī)的選擇 11 3.4塑件體積的計(jì)算 12 3.5按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目 13 3.6估算澆注系統(tǒng)的體積，其初步設(shè)定方案如下 13 3.7注射機(jī)的校核 14 第4章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 4.1主流道的設(shè)計(jì) 16 4.2 分流道的設(shè)計(jì) 17 4.3分型面的選擇設(shè)計(jì)原則 18 4.4澆口的設(shè)計(jì) 19 4.5冷料穴的設(shè)計(jì) 1

8、9 4.6排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 20 4.6.1排氣設(shè)計(jì)原則 20 4.6.2 推桿、鑲件排氣功能的證明 21 第5章 確定主要零件結(jié)構(gòu)尺寸選模架 22 第6章 成型零部件的設(shè)計(jì) 23 6.1型腔、型芯工作尺寸計(jì)算 23 6.1.1型腔尺寸計(jì)算 23 6.1.2型芯的尺寸計(jì)算 24 第7章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26 7.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 26 7.2導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26 7.3推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26 7.3.1推件力的計(jì)算 26 7.3.2 推桿的設(shè)計(jì) 27 7.4本模具工作原理 27 第8章 加熱、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 29 8.1 求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量 29 8

9、.2 冷卻系統(tǒng)的作用 29 8.3 求冷卻水的體積流量V 29 第9章 校核 31 9.1整體式圓形型腔壁厚度的計(jì)算 31 9.1.1按剛度條件計(jì)算 31 9.2整體式圓形型腔底板厚度的計(jì)算 31 9.2.1按剛度條件計(jì)算 31 9.3注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 32 9.4模具厚度H與注射機(jī)閉和高度 32 小 結(jié) 33 致 謝 34 參考文獻(xiàn) 35 前 言 在21世紀(jì)的今天，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和社會(huì)的高速發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代越來(lái)越快。無(wú)論是工業(yè)產(chǎn)品還是家電產(chǎn)品，大多數(shù)應(yīng)用模具成型。因此，產(chǎn)品對(duì)模具的精度要求越來(lái)越高、越來(lái)越普及。其產(chǎn)品在

10、人們的生產(chǎn)生活中的作用越來(lái)越大。 塑料模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的工具，它對(duì)塑料零件的制造質(zhì)量和成本起著決定性影響，所以對(duì)塑料模具的設(shè)計(jì)要求還是比較高的，從產(chǎn)品的角度講，能生產(chǎn)出尺寸精度、外觀、物理性能等各方面均滿(mǎn)足使用要求的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品；從模具使用的角度講，要求效率高、自動(dòng)化并且操作簡(jiǎn)單；從模具制造角度講，要求模具結(jié)構(gòu)合理，制造容易，成本低廉。 模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。 模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，被成為

11、“工業(yè)之母”。而塑料模具又是整個(gè)模具行業(yè)中的一枝獨(dú)秀，發(fā)展極為迅速。自從1927年聚氯乙烯塑料問(wèn)世以來(lái)，隨著高分子化學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及高分子合成技術(shù)、材料改性技術(shù)的進(jìn)步，愈來(lái)愈多的具有優(yōu)異性能的高分子材料不斷涌現(xiàn)，從而促使塑料工業(yè)飛躍發(fā)展。 模具設(shè)計(jì)過(guò)程一般是設(shè)計(jì)收縮率、毛坯尺寸、型腔布局，然后進(jìn)行分模，創(chuàng)建型芯型腔、滑塊和鑲塊、添加模架和標(biāo)準(zhǔn)件，最后設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)和建腔，生成材料清單和模具圖。 在現(xiàn)代塑料制品的生產(chǎn)中，合理的加工工藝，高效的設(shè)備，先進(jìn)的模具是必不可少的三項(xiàng)重要因素。尤其是塑料模具對(duì)實(shí)現(xiàn)塑料加工工藝的要求，塑料制品使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要的作用。高效的全自動(dòng)設(shè)備只有

12、配上想適應(yīng)的模具才能發(fā)揮作用，隨著塑料制品的品種和產(chǎn)量需求量的增加，對(duì)塑料模具也提出了越來(lái)越高的要求，促使塑料模具不斷的向前發(fā)展。 在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，69%~90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具加工，模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，許多新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)在很大程度上都依賴(lài)于模具生產(chǎn)，特別是汽車(chē)、輕工、電子、航空等行業(yè)尤為突出。我國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái)，塑料工業(yè)發(fā)展很快，表現(xiàn)在不僅塑料增加而且其品種更為增多，其產(chǎn)量已上升到居世界第四位，由此可見(jiàn)，塑料工業(yè)已在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)中發(fā)揮了愈來(lái)愈大的作用。 目前世界模具市場(chǎng)供不應(yīng)求，模具的主要出口國(guó)是美國(guó)，日本，法國(guó)，瑞士等國(guó)家。中國(guó)模具出口數(shù)量極少，但中國(guó)

13、模具鉗工技術(shù)水平高，勞動(dòng)成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。 模具主要類(lèi)型有：沖模鍛摸、塑料模、壓鑄模、粉末冶金模、玻璃模、橡膠模、陶瓷模等。除部分沖模以外的上述各種模具都屬于腔型模，因?yàn)樗麄円话愣际且揽咳S的模具型腔是材料成型。 （1）沖模：沖模是對(duì)金屬板材進(jìn)行沖壓加工獲得合格產(chǎn)品的工具。沖模占模具總數(shù)的50%以上。按工藝性質(zhì)的不同，沖?？煞譃槁淞夏?、沖孔模、切口模、切邊模、彎曲模、卷邊模、拉深模、校平模、翻孔模、翻邊模、縮口模、壓印模

14、、脹形模。按組合工序不同，沖模分為單工序模、復(fù)合模、連續(xù)模。 （2）鍛模：鍛模是金屬在熱態(tài)或冷態(tài)下進(jìn)行體積成型是所用模具的總稱(chēng)。按鍛壓設(shè)備不同，鍛模分為錘用鍛模、螺旋壓力機(jī)鍛模、熱模鍛壓力鍛模、平鍛機(jī)用鍛模、水壓機(jī)用鍛模、高速錘用鍛模、擺動(dòng)碾壓機(jī)用鍛模、輥鍛機(jī)用鍛模、楔橫軋機(jī)用鍛模等。按工藝用途不同，鍛?？煞譃轭A(yù)鍛模具、擠壓模具、精鍛模具、等溫模具、超塑性模具等。 （3）塑料模：塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑料模約占模具總數(shù)的35%，而且有繼續(xù)上升的趨勢(shì)。塑料模主要包括壓塑模、擠塑模、注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料 的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。 （4）壓鑄模：壓鑄模

15、是壓力鑄造工藝裝備，壓力鑄造是使液態(tài)金屬在高溫和高速下充填鑄型，在高壓下成型和結(jié)晶的一種特殊制造方法。壓鑄模約占模具總數(shù)的6%。 （5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工藝分類(lèi)粉末冶金模有：壓模、精整模、復(fù)壓模、熱壓模、粉漿澆注模、松裝燒結(jié)模等。 模具所涉及的工藝繁多，包括機(jī)械設(shè)計(jì)制造、塑料、橡膠加工、金屬材料、鑄造（凝固理論）、塑性加工、玻璃等諸多學(xué)科和行業(yè)，是一個(gè)多學(xué)科的綜合，其復(fù)雜程度顯而易見(jiàn)。 我國(guó)塑料模的發(fā)展迅速。塑料模的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、CAD技術(shù)、CAPP技術(shù)，已有相當(dāng)規(guī)模的確開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。在設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)上與發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)差距較大，在模具材料方面，專(zhuān)用塑料模具鋼

16、品種少、規(guī)格不全質(zhì)量尚不穩(wěn)定。模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，系列化商品化尚待規(guī)?；籆AD、CAE、Flow Cool軟件等應(yīng)用比例不高；獨(dú)立的模具工廠少；專(zhuān)業(yè)與柔性化相結(jié)合尚無(wú)規(guī)劃；企業(yè)大而全居多，多屬勞動(dòng)密集型企業(yè)。因此努力提高模具設(shè)計(jì)與制造水平，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力，是刻不容緩的。 近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及對(duì)塑件質(zhì)量要求的提高，塑料模塑成型技術(shù)正向高精度、高效率、自動(dòng)化、大型、微型、精密、高壽命的方向發(fā)展，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （1）塑料成型理論研究的進(jìn)展。 （2）新的成型方法不斷涌現(xiàn)。 （3）塑件更趨向精密化、微型化及超大型化。 （4）開(kāi)發(fā)出新型模具材料。 （5）模具表面強(qiáng)化熱

17、處理新技術(shù)應(yīng)用。 （6）模具CAD/CAM/CAE技術(shù)發(fā)展迅速。 （7）模具大量采用標(biāo)準(zhǔn)化。 在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，模具工業(yè)已經(jīng)從機(jī)床工業(yè)中分離出來(lái)，并發(fā)展成為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門(mén)，而且其產(chǎn)值已經(jīng)超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。目前國(guó)內(nèi)模具行業(yè)的基本情況是，隨著輕工業(yè)及汽車(chē)制造業(yè)的迅速發(fā)展，模具設(shè)計(jì)制造日漸受到人們廣泛關(guān)注，已形成一個(gè)行業(yè)。但是我國(guó)模具行業(yè)缺乏技術(shù)人員，存在品種少、精度低、制造周期長(zhǎng)、壽命短、供不應(yīng)求的狀況。一些大型、精密、復(fù)雜的模具還不能自行制造，需要每年花幾百萬(wàn).上千萬(wàn)美元從國(guó)外進(jìn)口，制約了工業(yè)的發(fā)展，所以在我國(guó)大力發(fā)展模具行業(yè)勢(shì)在必行。 由于模具是典型的技術(shù)密集型產(chǎn)品，為了表達(dá)清楚

18、設(shè)計(jì)意圖，設(shè)計(jì)人員必須花費(fèi)大量的時(shí)間來(lái)繪制模架、頂桿、滑塊等結(jié)構(gòu)相對(duì)固定的零部件。目前，CAD/CAE的發(fā)展，為廣大模具設(shè)計(jì)人員提供了方便。 在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，模具設(shè)計(jì)多借助計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工，這就實(shí)現(xiàn)了模具設(shè)計(jì)有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段向理論計(jì)算設(shè)計(jì)方面的發(fā)展。例如CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)就以UGNX3和CAD為輔助軟件進(jìn)行了塑料端蓋的設(shè)計(jì)。按照模具設(shè)計(jì)的一般步驟，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)，型芯型腔的設(shè)計(jì)，模架設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)到標(biāo)準(zhǔn)件的選擇，到模具工程圖的生成。每一步都按照模具設(shè)計(jì)的一般規(guī)則，進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。 第1章 塑件的工藝分析 1.

19、1分析塑件使用材料的種類(lèi)及工藝特征 一般塑料內(nèi)大合成樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%到100%；透明塑料的合成樹(shù)脂為100%，它不允許滲進(jìn)其他顏色和其他成分；而其他塑料大多數(shù)要加入輔助材料，如增塑劑、發(fā)泡劑、填充劑（如滑石粉）、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、著色劑、增強(qiáng)材料（如玻璃纖維）等。加入輔助材料是為了改善塑料的性能、節(jié)約昂貴的塑料。 樹(shù)脂成分為天然樹(shù)脂和人工合成樹(shù)脂。天然樹(shù)脂如：橡膠、樹(shù)脂油（桐油、蓖麻油）等和樹(shù)脂油漆（俗稱(chēng)國(guó)漆）。橡膠、國(guó)漆是在橡膠樹(shù)或漆樹(shù)皮上用刀割幾道斜口，在斜口下端用容器接住刀口內(nèi)留下的膠脂，在經(jīng)過(guò)人工提煉而成的。 人工合成樹(shù)脂主要是從石油中提煉出來(lái)的多化學(xué)元素聚合而成。塑料的主要

20、成分是C，H，N等源自的聚合物，像PA，PC，POM等塑料內(nèi)含有O原子。他們相對(duì)原子質(zhì)量一般低于，也叫做大分子物質(zhì)，是將低分子物質(zhì)經(jīng)聚合反應(yīng)而成。 通常，選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求，以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù).該塑件對(duì)材料的要求是電絕緣性，成型難易和經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，以下是幾種常用材料的性能對(duì)比，如表2-1所示。 表2-1 材料的特性 材料性能 塑料名稱(chēng) 聚酰胺6或尼龍6(PA6) 聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT) 聚苯乙烯(PS) 聚碳酸酯(PC) 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS） 拉伸強(qiáng)度/MPa 72 55 51.9 66～

21、72 35～62 彎曲強(qiáng)度/MPa 120 85 110 95～113 69 斷裂伸長(zhǎng)率/% 70 200～300 2 80～100 3～60 洛氏硬度（M） 114 72 115 82 109 熱變形溫度/℃ 95 162 85 134 86 體積電阻率/·cm 1015 2×10 10 2.1×10 10～10 吸水率% 3 0.09 0.05 0.13 1.19 線(xiàn)膨脹系數(shù) 8.3 9.2 8 7.2 8 氧指數(shù)（OI） 17 21 20 24.9 18 流動(dòng)性 較好 較好 較好

22、一般 一般 價(jià)格（元/噸） 15000 16000 1200 35000 9800 同時(shí)機(jī)械加工一樣要考慮到加工工藝問(wèn)題，模具成型也要考慮到材料的注塑特性，在各特點(diǎn)都相差無(wú)幾的情況下，好的成型特性是選擇材料的主要標(biāo)準(zhǔn)，以下是三種材料的性能和成型特性比較，如表2-2所示。 表2-2 材料的性能和成型特性比較 塑料品種 性 能 特 點(diǎn) 成 型 特 點(diǎn) 主要用途 聚苯乙烯(PS) 透明性好，電性能好，抗拉強(qiáng)度高，耐磨性好，質(zhì)脆，抗沖擊強(qiáng)度差，化學(xué)穩(wěn)定性教好 成型性能好，成型前可不干燥，但注射時(shí)應(yīng)防止溢料，制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，易開(kāi)裂 裝飾制品，儀表殼，絕緣零

23、件，容器，泡沫塑料，日用品等 聚碳酸酯(PC) 透光率較高，介電性能好，吸水性小，力學(xué)性能好，抗沖擊，抗蠕變性能突出，但耐磨性差，不耐堿，酮，酯 耐寒性好，熔融溫度高，黏性大，成型前需干燥，易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，甚至裂紋，質(zhì)硬，易損模具，使用性能好 在機(jī)械上做齒輪，凸輪，蝸輪，滑輪等，電機(jī)電子產(chǎn)品零件，光學(xué)零件等 聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT) PBT 是最堅(jiān)韌的工程熱塑材料之一，它是半結(jié)晶材料，有非常好的化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度、電絕緣特性和熱穩(wěn)定性。PBT 吸濕特性很弱。由于 PBT 的結(jié)晶速度很高，因此它的粘性很低，塑件加工的周期時(shí)間一般也較低。 這種材料在高溫下很容易水解，

24、因此加工前的干燥處理是很重要的 家用器具（食品加工刀片、真空吸塵器元件、電風(fēng)扇、頭發(fā)干燥機(jī)殼體、咖啡器皿等），電器元件（開(kāi)關(guān)、電機(jī)殼、保險(xiǎn)絲盒、計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)按鍵等），汽車(chē)工業(yè)（散熱器格窗、車(chē)身嵌板、車(chē)輪蓋、門(mén)窗部件等）。 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS） 具有良好的綜合性能，既高的沖擊韌性和良好的機(jī)械性能，優(yōu)良的耐熱、耐油性能和化學(xué)穩(wěn)定性，尺寸穩(wěn)定、易機(jī)械加工，表面還可鍍金屬，電性能良好 干燥處理： ABS 材料具有吸濕性，要求在加工之前進(jìn)行干燥處理。建議干燥條件為 80～90C°下最少干燥 2 小時(shí)。材料溫度應(yīng)保證小于 0.1% 。 作一般結(jié)構(gòu)或耐磨受力傳動(dòng)零件和耐腐蝕設(shè)備，用

25、ABS可制成泡沫夾層板可作小轎車(chē)車(chē)身，電話(huà)機(jī)把手，電腦顯示器外殼，電視機(jī)外殼等等. 以上的性能分析對(duì)比中看出該塑件材料選用ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物）。ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。 表2-3 塑料材料應(yīng)用與特性 材料名稱(chēng) 典型應(yīng)用范圍 注塑模工藝條件 化學(xué)和物理特性 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS） ABS屬于工程塑料，常用電器的外殼，如電腦顯示器外殼，電話(huà)把手按鈕等 干燥處理：這種材料在高溫下很容易水解，因此加工前的干燥處理是很重要的。建議在空氣中的干燥條件為120C，6～8小時(shí)，或者150C，2～4小時(shí)。濕度0.

26、03必須小于%。如果用吸濕干燥器干燥，建議條件為150C°，2.5小時(shí)。 ABS工程塑料一般是不透明的，外觀呈淺象牙色、無(wú)毒、無(wú)味，兼有韌、硬、剛的特性，燃燒緩慢，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無(wú)熔融滴落現(xiàn)象。 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS） 熔化溫度：225～275C，建議溫度：250C°。 模具溫度：對(duì)于未增強(qiáng)型的材料為 40～60C。要很好地設(shè)計(jì)模具的冷卻腔道以減小塑件的彎曲。熱量的散失一定要快而均勻。建議模具冷卻腔道的直徑為12mm。 注射壓力：中等（最大到1500bar）。 注射速度：應(yīng)使用盡可能快的注射速度（因?yàn)镻BT的凝

27、固很快）。 流道和澆口： 建議使用圓形流道以增加壓力的傳遞（經(jīng)驗(yàn)公式：流道直徑=塑件厚度+1.5mm）?？梢允褂酶鞣N型式的澆口。也可以使用熱流道，但要注意防止材料的滲漏和降解。澆口直徑應(yīng)該在0.8～1.0t之間，這里t是塑件厚度。 ABS工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性，成型加工和機(jī)械加工較好。ABS樹(shù)脂耐水、無(wú)機(jī)鹽、堿和酸類(lèi)，不溶于大部分醇類(lèi)和烴類(lèi)溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。 ABS工程塑料的缺點(diǎn)：熱變形溫度較低，可燃，耐候性較差。 1.2分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 該塑件尺寸中等，整體結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，

28、卻帶有曲面特征。上蓋上表面有六個(gè)橢圓突出，與下蓋配合的邊緣部分也是曲面相接，上蓋的上表面的表面精度要求較高，下表面為非工作面，精度要求相對(duì)較低，再結(jié)合其材料性能，故選一般精度等級(jí)：五級(jí)。 1.3工藝性分析 為了滿(mǎn)足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用潛伏式澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面上，而澆口卻斜向開(kāi)設(shè)在模具的隱蔽處。塑料熔體通過(guò)型腔的側(cè)面或推桿的端部注入型腔，因而塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果。 塑件的工藝參數(shù)：模具溫度：50～700/C 注射壓力：70～90MPa

29、 保壓力： 50～70MPa 注射時(shí)間： 3～5s 保壓時(shí)間：15～30s 冷卻時(shí)間：15～30s 成型周期：40～70s 第2章 初步確定型腔數(shù)目 2.1初步確定型腔數(shù)目 注塑模的型腔數(shù)目，可以是一模一腔，也可以是一模多腔，在型腔數(shù)目的確定時(shí)主要考慮以下幾個(gè)有關(guān)因素： （1）塑件的尺寸精度：塑件的精度較高時(shí)盡量采取一模一腔，型腔越多，精度也相對(duì)降低。這不僅由于型腔加工精

30、度產(chǎn)差，也由于熔體在模具內(nèi)流動(dòng)不均所致。 （2）模具制造成本：多腔模比單腔模的難度大； （3）注塑成型的生產(chǎn)效益：如果生產(chǎn)批量不大，并且交貨期限較寬，盡量采用一模一腔，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)推算，生產(chǎn)批量在10000件以下，采用一模一腔是最佳的選擇； （4）模具制造難度：多腔模高于單腔模，但不是簡(jiǎn)單的倍數(shù)關(guān)系。單從塑件成本中所占的費(fèi)用比例來(lái)看比單腔模低。 在具體確定模具型腔數(shù)目的時(shí)候，有多種計(jì)算公式，現(xiàn)根據(jù)注塑機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目，見(jiàn)式(3.1)。 (3.1) 式中: n為型腔數(shù)目； G為注塑機(jī)的最大注射量； 為單個(gè)制品的質(zhì)量；

31、 為澆注系統(tǒng)的質(zhì)量。 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)及尺寸精度要求采用一模兩腔。 圖3.1 型腔分布圖 第3章 注射機(jī)的選擇 3.1注塑成型工藝簡(jiǎn)介 注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過(guò)機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的保壓冷卻以后，開(kāi)啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為三個(gè)階段的工作。 圖4-1 注塑成型壓力—時(shí)間曲線(xiàn) （1）塑料原料的選擇利用；成型前應(yīng)對(duì)原料的外觀色澤、顆

32、粒情況，有無(wú)雜質(zhì)等進(jìn)行檢驗(yàn)，并測(cè)試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)。對(duì)于吸濕性強(qiáng)的塑料，應(yīng)根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件的熱膨脹系數(shù)，對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，以避免收縮應(yīng)力和裂紋，有的塑料制品還需要選用脫模劑，以利于脫模。 （2）融體注射；塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，進(jìn)入模腔內(nèi)的流動(dòng)可分為注射，保壓，倒流和冷卻四個(gè)階段，注塑過(guò)程可以用如圖所示3.6所示。圖中T0代表螺桿或柱塞開(kāi)始注射熔體的時(shí)刻；當(dāng)模腔充滿(mǎn)熔體（T=T1）時(shí)，熔體壓力迅速上升，達(dá)到最大值P0。從時(shí)間T1到T2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會(huì)繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補(bǔ)因冷卻收縮而

33、產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在流動(dòng)，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔壁固化，另一端沿流動(dòng)方向排列）容易被凝結(jié)，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段。這一階段的時(shí)間越長(zhǎng)，分子定向的程度越高。從螺桿開(kāi)始后退到結(jié)束（時(shí)間從T2到T3），由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會(huì)發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓力迅速下降。倒流一直進(jìn)行到澆口處熔體凝結(jié)時(shí)為止。其中，塑料凝結(jié)時(shí)的壓力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素。 （3）保壓、冷卻；使融化的塑膠在模具型腔內(nèi)經(jīng)過(guò)保壓、冷卻、定型稱(chēng)為分子結(jié)構(gòu)致密的塑膠產(chǎn)品。注意冷卻過(guò)程在保壓過(guò)程中就完成了，冷卻后就可以開(kāi)模取出塑件了。 （4）出模塑件的后處理；由

34、于成型過(guò)程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動(dòng)非常復(fù)雜，再加上流動(dòng)前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力，脫模后除引起時(shí)效變形外，還會(huì)使制件的力學(xué)性能，光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)開(kāi)裂。故有的塑件需要進(jìn)行后處理，常用的后處理方法有退火和調(diào)濕兩種。 退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力，此外，退火還可以對(duì)制件進(jìn)行解除取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的10～20度至熱變形溫度以下10～20度之間；調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強(qiáng)、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制

35、件.調(diào)濕處理所用的加熱介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀溶液（沸點(diǎn)為121℃，加熱溫度為100～121℃，保溫時(shí)間與制件厚度有關(guān)，通常取2～9小時(shí)。 3.2 注塑成型工藝條件 1）溫度；注塑成型過(guò)程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生“流涎現(xiàn)象”；模具溫度一般通過(guò)冷卻系統(tǒng)來(lái)控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。PBT料與溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表4-1所示 表4-1 溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 料筒溫度 /℃ 噴嘴溫度/℃ 模具溫度/℃ 熱變形溫度 /℃

36、 后段 中段 前段 1.82MPA 0.45MPA 150～210 170～230 225～275℃ 250 40～60℃ 66 ——— 2）壓力；注射成型過(guò)程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動(dòng)的阻力，提供充模速度及對(duì)熔料進(jìn)行壓實(shí)等。保壓力的大小取決于模具對(duì)熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對(duì)于像PS流動(dòng)性好的料，保壓力應(yīng)該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。背壓力是指注塑機(jī)螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)所受到的壓力，背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣，提高熔體密實(shí)程度之外，還可以使熔體內(nèi)壓力增大，螺

37、桿后退速度減小，塑化時(shí)的剪切作用增強(qiáng)，摩擦熱量增大，塑化效果提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，背壓的使用范圍約為3.4～27.5MPA。 3）時(shí)間；完成一次注塑成型過(guò)程所需要的時(shí)間稱(chēng)為成型周期。包括注射時(shí)間，保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間，其他時(shí)間（開(kāi)模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時(shí)間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時(shí)間和冷卻時(shí)間，在實(shí)際生產(chǎn)中注射時(shí)間一般為3～5秒，保壓時(shí)間一般為20～120秒，冷卻時(shí)間一般為30～120秒（這三個(gè)時(shí)間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來(lái)決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時(shí)間越長(zhǎng)）。確定成型周期的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值如表4-2所示。 表4-2 成型周期與壁厚

38、關(guān)系 制件壁厚 /mm 成型周期 / s 制件壁厚 / mm 成型周期 / s 0.5 10 2.5 35 1.0 15 3.0 45 1.5 22 3.5 65 2.0 28 4.0 85 3.3 注塑機(jī)的選擇 注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱(chēng)注射量、注射壓力注射速度、塑化能力、鎖模力、合模裝置的基本尺寸、開(kāi)合模速度、空循環(huán)時(shí)間等.這些參數(shù)是設(shè)計(jì)，制造，購(gòu)買(mǎi)和使用注塑機(jī)的主要依據(jù)。 (1)溫度：注射溫度應(yīng)比熔點(diǎn)溫度高出40~50，但必須塑料的分解汽化溫度。溫度過(guò)高，塑料易老化，產(chǎn)品容易縮水變形，冷卻時(shí)間需要延長(zhǎng)，一般ABS、AS、PS、PP之類(lèi)的塑料，

39、其模具溫度應(yīng)控制在30~40；PC、PMMA塑料，模具不但不能冷卻，反而需要加熱。 (2)注射壓力：為了克服熔料流經(jīng)噴嘴，澆道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力，螺桿(或柱塞)對(duì)熔料必須施加足夠的壓力，我們將這種壓力稱(chēng)為注射壓力。 (3)注射速率：為了使熔料及時(shí)充滿(mǎn)型腔，除了必須有足夠的注射壓力外，熔料還必須有一定的流動(dòng)速率，描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注射速度。 常用的注射速率如表4-3所示 表4-3 注射量與注射時(shí)間的關(guān)系 注射量/CM 125 250 500 1000~10000 2000 4000 6000 注射速率/CM/S 125 200 333 570~

40、2000 890 1330 1600 注射時(shí)間/S 1 1.25 1.5 1.75~5 2.25 3 3.75 (4)開(kāi)合模速度：為使模具閉合時(shí)平穩(wěn)，以及開(kāi)模，推出制件時(shí)不使塑料制件損壞，要求模板在整個(gè)行程中的速度要合理，即合模時(shí)從快到慢，開(kāi)模時(shí)由慢到快再到停。 (5)時(shí)間：每一段時(shí)間必須調(diào)節(jié)得當(dāng)。注射、保壓、預(yù)塑、冷卻、開(kāi)模這五個(gè)步驟之間的時(shí)間必須調(diào)整適當(dāng)。時(shí)間太少會(huì)造成產(chǎn)品缺陷，影響產(chǎn)品品質(zhì)；時(shí)間太長(zhǎng)又會(huì)降低生產(chǎn)效率。一般大的塑料件各時(shí)間段需要的時(shí)間長(zhǎng)，小的塑件各時(shí)間段需要的時(shí)間短 3.4塑件體積的計(jì)算 按照?qǐng)D1塑件所示尺寸近似計(jì) 塑件體積： ≈

41、26cmз 塑件質(zhì)量：g=26.91g 結(jié)合上述計(jì)算，初步確定注塑機(jī)為表4-4所示，查<<模具設(shè)計(jì)與加工速查手冊(cè)>>常用注塑機(jī)技術(shù)規(guī)格和特性。 表4-4 XS-ZY-125技術(shù)參數(shù)表 SYS-30 SYS-20直角 XS-2S-22 XS-ZY-60 XS-ZY-125 XS-ZY-500 螺桿直徑/mm 28 22 25 38 30、42、45 55、65、75 最大注射量/cm3 30g 20g 30g 60g 125g 475、665、880g 注射壓力/kN 500 200 250 500 900 3500 最大注射

42、面積 130 45 90 130 320 1000 鎖模力/kN 500 200 250 500 900 3500 最大模具厚度/mm 200 250 180 200 300 450 最小模具厚度/mm 70 50 60 70 80 200 模板最大距離/mm - - 340 380 600 950 模板行程/mm - - 160 180 300 300 噴嘴圓弧半徑/mm 18 - 12 12 12 18 噴嘴孔徑 3 - 2 4 4 3、5、6、8 噴嘴移動(dòng)距離/mm - -

43、 - 120 210 280 頂出行式 - - 四側(cè)頂桿機(jī)械頂出 中心頂桿機(jī)械頂出 兩側(cè)頂桿機(jī)械頂出 中心液壓頂出 其他 - - 可雙色注射 - - - 3.5按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目 根據(jù) (4-1) 得 (4-2) 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8; 注射機(jī)最大注射量CM3或g; 澆注系統(tǒng)凝料量，CM3或g；

44、 單個(gè)塑件體積或質(zhì)量，CM3或g； 3.6估算澆注系統(tǒng)的體積，其初步設(shè)定方案如下 10.1cmз 4.4 查表文獻(xiàn)4、2得選用 XS-ZY-125型號(hào)注射機(jī) 圖4.1 澆注系統(tǒng)示意圖 3.7注射機(jī)的校核 1)最大注塑量的校核 為確保塑件質(zhì)量，注塑模一次成型的塑件質(zhì)量（包括流道凝料質(zhì)量）應(yīng)在公稱(chēng)注塑量的35%～75%范圍內(nèi)，最大可達(dá)80%，最小不小于10%。為了保證塑件質(zhì)量，充分發(fā)揮設(shè)備的能力，選擇范圍通常在50%～80%。 V=346cm； V＝880cm； 滿(mǎn)足要求。 2)鎖模力的校核 在確定了

45、型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機(jī)的額定鎖模力，見(jiàn)式(3.4)。 F＞KA·P (3.4) 3500000＞ 3500000＞3314000 滿(mǎn)足要求。 式中 F注塑機(jī)額定鎖模力：3500KN；K安全系數(shù)，通常取1.1～1.2，取K=1.2； 3)注射壓力的校核 注射機(jī)的最大壓力應(yīng)大于塑件所需要的壓力，見(jiàn)式(3.6)。[5] (3.6) 式中: 注射機(jī)最大注射壓力(Mpa)，見(jiàn)表4-3 注塑成型所需的注塑壓力(Mpa)，見(jiàn)表4-5。

46、表4-5 塑料名稱(chēng) 注射壓力/MPa 塑料名稱(chēng) 注射壓力MPa 低壓聚乙烯 60-100 聚碳酸脂 80-130 聚丙烯 70-100 聚楓 80-200 ABS 60-100 尼龍6 70-120 聚苯乙烯 60-110 尼龍1010 40-100 經(jīng)查表得；取145，取100，代入數(shù)值由此可見(jiàn)>，滿(mǎn)足要求。 第4章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 注塑模的澆注系統(tǒng)的作用是將粘流態(tài)塑料引入模具型腔，將注塑機(jī)的壓力傳遞到的模具型腔的各個(gè)部位，以獲得組織致密的塑件產(chǎn)品。它由主流道、

47、分流道、支流道、冷料穴、澆口、型腔組成。而澆注系統(tǒng)的形式有大水口類(lèi)和細(xì)水口類(lèi)。大水口類(lèi)分為側(cè)澆口和直澆口兩種。細(xì)水口主要是點(diǎn)澆口一類(lèi)的澆口。注塑過(guò)程中澆注系統(tǒng)向型腔中的傳質(zhì)，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計(jì)及加工的復(fù)雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容之一。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則: 總的原則是是粘著液的塑料能夠平穩(wěn)順利地充滿(mǎn)型腔，成型完好的塑料制品。 1) 保證塑料流體流動(dòng)穩(wěn)定，應(yīng)與排氣槽相結(jié)合，使塑件在填充時(shí)不產(chǎn)生渦流和紊流。使粘流態(tài)的塑料流動(dòng)平穩(wěn)順暢，從而獲得好的塑件制品。流到內(nèi)應(yīng)該平滑但不要太光滑，大約用600號(hào)砂紙拋光就可

48、以了。 2) 流程應(yīng)該盡量短。一是減少流道內(nèi)的塑料。二是要縮短填充時(shí)間，減少熱量損失，加快生產(chǎn)過(guò)程，提高生產(chǎn)效率。 3) 盡量避免正面沖擊細(xì)小型芯和細(xì)小嵌件，以免細(xì)小型芯彎曲、細(xì)小嵌件移位。萬(wàn)以避免不了時(shí)，一是改變進(jìn)料口的角度，即沖塑膠方向；二是將型芯兩端固定，將嵌件固定。 4) 既要使整修水口方便，又不影響產(chǎn)品外觀。進(jìn)料口要選擇合適的位置和形狀。 5) 防止因?yàn)檫M(jìn)料位置選擇不適合而產(chǎn)生產(chǎn)品產(chǎn)生翹曲變形。如果塑件較小，可以單點(diǎn)進(jìn)料；如果料件較大，單進(jìn)料壓力小，產(chǎn)品容易翹曲變形或缺塑膠，應(yīng)改為兩點(diǎn)或多點(diǎn)進(jìn)料。進(jìn)料位置應(yīng)該選擇適當(dāng)，應(yīng)在塑膠位面積較大、塑膠位較厚處，使塑膠易于流動(dòng)。 6)

49、 盡量避免塑膠量懸殊太大的產(chǎn)品排在一套模上，這不利于澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造。大部分產(chǎn)品上進(jìn)料口位置的選擇受產(chǎn)品在模具上的排位制約，所以必須與排位設(shè)計(jì)統(tǒng)籌兼顧，不能顧此失彼。 4.1主流道的設(shè)計(jì) 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具處到分流道為止 塑料熔體流動(dòng)通道 根據(jù)選用的XS-ZY-125型號(hào)注射機(jī)的相關(guān)尺寸得 噴嘴前端孔徑：； 噴嘴前端球面半徑：； 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 取主流道球面半徑：； 取主流道小端直徑：； 為了便于將凝料從主流道中取出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，起斜度為，取其值為，經(jīng)換算得主流道大端直徑為 圖5.1 主流道示意圖 4.2

50、分流道的設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開(kāi)設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長(zhǎng)度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。常用分流道斷面尺寸推薦如表4-1所示 表5-1流道斷面尺寸推薦值 塑料名稱(chēng) 分流道斷面直徑mm 塑料名稱(chēng) 分流道斷面直徑 mm ABS，AS 聚乙烯 尼龍類(lèi) 聚甲醛 丙烯酸 抗沖擊丙烯酸 醋酸纖維素 聚丙烯 異質(zhì)同晶體 4.8～9.5 1.6～9.5 1.6～9.5 3.5～10 8～10 8～12.5 5～10 5～10 8～10 聚苯乙

51、烯 軟聚氯乙烯 硬聚氯乙烯 聚氨酯 熱塑性聚酯 聚苯醚 聚砜 離子聚合物 聚苯硫醚 3.5～10 3.5～10 6.5～16 6.5～8.0 3.5～8.0 6.5～10 6.5～10 2.4～10 6.5～13 分流道選用圓形截面：直徑D=10cmз 流道表面粗糙度 圖5.2 分流道示意圖 4.3分型面的選擇設(shè)計(jì)原則 1） 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處； 2） 分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模； 3） 分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求； 4） 分型面的選擇應(yīng)滿(mǎn)足塑件的外觀質(zhì)量要求； 5） 分型面的選擇要便于模具的加工

52、制造； 6） 分型面的選擇應(yīng)有利于排氣； 7） 分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上投影面積的大小。 其分型面如圖5.3 圖5.3 分型面示意圖 4.4澆口的設(shè)計(jì) 根據(jù)澆口的位置選擇要求，盡量縮短流動(dòng)距離，避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷，澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚處等要求 澆口設(shè)計(jì)如圖5.4 圖5.4 澆口示意圖 4.5冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成之一。冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入型腔。這些冷料既影響熔體充填的速度，有影響成型塑件的質(zhì)量，另外還便于在該處設(shè)置主流道拉料桿的功能。注射結(jié)束模具分型時(shí)，在拉

53、料桿的作用下，主流道凝料從定模澆口套中被拉出，最后推出機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外。 其設(shè)計(jì)如下圖（Z字型） 圖5.4 冷料穴示意圖 4.6排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 模具的排氣可以利用排氣槽排氣，分型面排氣，利用型芯，推桿，鑲件等的間隙排氣。ABS料推薦的排氣槽深度為0.01。 在本設(shè)計(jì)中主要利用分型面排氣。 4.6.1排氣設(shè)計(jì)原則 通常，選擇排氣槽的開(kāi)設(shè)位置時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：[10] 1）排氣口不能正對(duì)操作者，以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故； 2）最好開(kāi)設(shè)在分型面上，如果產(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出； 3）最好設(shè)在凹模上，以便于模具加工和清模方便； 4）開(kāi)

54、設(shè)在塑料熔體最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的終端； 5）開(kāi)設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處，因?yàn)檫@樣的部位最容易形成熔接痕； 6）若型腔最后充滿(mǎn)部位不在分型面上，其附近又無(wú)可供排氣的推桿或活動(dòng)的型心時(shí)，可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊，以供排氣； 7）高速注射薄壁型制件時(shí)，排氣槽設(shè)在澆口附近，可使氣體連續(xù)排出。 4.6.2 推桿、鑲件排氣功能的證明 我們知道，推管和型芯的公差配合取，屬于間隙配合，現(xiàn)在計(jì)算這個(gè)配合的極限間隙。推管外徑為8 mm，所以計(jì)算。 解：的極限偏差 查表求得基本尺寸的標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T8=18，IT7=12。 孔、軸的上、下偏差為： 基準(zhǔn)孔H8

55、EI=0； ES=EI+IT8=0+18=18 基準(zhǔn)軸f7 es=－10； ei=es－IT7=－10－12=－22 孔、軸的極限偏差分別為： H8 f7 的極限間隙為： X=ES－ei=18－（－22）=40 X=EI－es=0－（－10）=10 從計(jì)算結(jié)果看，間隙在0.01～0.04 mm之間，相比排氣槽的深度0.02，似乎推桿能更好的排氣，這也說(shuō)明了，增加推桿和鑲件等可以有利于型腔的排氣。公差帶圖如圖5-5所示。 圖5.5 公差帶圖[1 第5章 確定主要零件結(jié)構(gòu)尺寸選模架 注塑模模架?chē)?guó)家標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，即GB/T12556

56、——1990《塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件》和GB/T12555——1990《塑料注射模大型模架》。前者適用于模板尺寸為B×L≤560mm×900mm；后者的模板尺寸B×L為（630mm×630mm）～（1250mm×2000mm）。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國(guó)的部分地區(qū)形成了自己的標(biāo)準(zhǔn)，該設(shè)計(jì)采用龍記標(biāo)準(zhǔn)模架。 模架的選擇，圖6.1 圖6.1 模架模型圖 第6章 成型零部件的設(shè)計(jì) 6.1型腔、型芯工作尺寸計(jì)算 ABS塑料的收縮率是0.3%--0.8% 平均收縮率: =（0.3%--0.8%）/2=0.55%

57、 型腔內(nèi)徑： (7-1) 型腔深度： (7-2) 型芯外徑： (7-3) 型芯深度： (7-4) 型腔徑向尺寸（mm ）; - 塑件外形基本尺寸（mm）; -塑件平均收縮率； -塑件公差（參考文獻(xiàn)[4]） -成形零件制造公差，一般取1/4—1/6； -塑件內(nèi)形基本尺寸（ mm）; -型芯徑向尺寸（mm）; -型腔深度（mm）； -塑件高度（mm） -型芯

58、高度（mm）； -塑件孔深基本尺寸（mm）； 6.1.1型腔尺寸計(jì)算 基本尺寸/mm 公差值/mm 計(jì)算 100 0.44 4 0.14 30 0.24 104 0.5 324 1.2 6 0.14 80 0.38 25.5 0.24 6 0.14 29 0.24 14 0.20 26 0.24 12 0.18 106 0.5 6.1.2型芯的尺寸計(jì)算 基本尺寸/mm 公差值/mm 計(jì)算 96 0.44 34 0.26 104 0.5

59、320 1.2 6 0.14 80 0.38 25.5 0.24 8 0.16 12 0.18 27 0.24 10 0.18 24 0.24 110 0.5 第7章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用： 1）定位作用； 2）導(dǎo)向作用； 3）承受一定的側(cè)向壓力 7.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 長(zhǎng)度 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度應(yīng)比凸模端面的高度高出8—12 cm，以免出現(xiàn) 導(dǎo)柱末導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔的情況。 形狀 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺(tái)形，以使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。 材料 導(dǎo)柱

60、應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用20鋼（經(jīng)表面滲碳淬火處理），硬度為50—55HRC。 7.2導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 材料 用與導(dǎo)柱相同的材料制造導(dǎo)套，其硬度應(yīng)略低與導(dǎo)柱硬度，這樣可以減輕磨損，一防止導(dǎo)柱或?qū)桌? 形狀 為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔作成通孔，以利于排出孔內(nèi)的空氣。 7.3推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 采用推桿推出，推桿截面為圓形，推桿推出動(dòng)作靈活可靠，推桿損壞后也便于更換。 推桿的位置選擇在脫模阻力最大的地方，塑件各處的脫模阻力相同時(shí)需均勻布置，以保證塑件推出時(shí)受力均勻，塑件推出平穩(wěn)和不變形。根據(jù)推桿本身的剛度和強(qiáng)度要求，采用四根推桿推出

61、。推桿裝入模具后，起端面還應(yīng)與型腔底面平齊或搞出型腔0.05—0.1cm. 7.3.1推件力的計(jì)算 對(duì)于一般塑件和通孔殼形塑件，按下式計(jì)算，并確定其脫模力（Q）： (8-1) 式中 --型芯或凸模被包緊部分的斷面周長(zhǎng)（cm）; --被包緊部分的深度（cm）; --由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積上的正壓力，一般取 ； --磨擦系數(shù)，一般取； --脫模斜度； =406.4mm mm 得 7.3.2 推桿的設(shè)計(jì) ①推桿的強(qiáng)度計(jì)算 查《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)之二》由式5-97得 d=（） (8-2) d——圓

62、形推桿直徑cm ——推桿長(zhǎng)度系數(shù)≈0.7 l——推桿長(zhǎng)度cm n——推桿數(shù)量 E——推桿材料彈性模量N/(鋼的彈性模量E=2.1107N/) Q——總脫模力 取。 ②推桿壓力校核 查《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》式5-98 = (8-3) 取320N/mm2 < 推桿應(yīng)力合格，硬度HRC50～65 7.4本模具工作原理 模具工作原理：模具安裝在注塑機(jī)上，定模部分固定在注塑機(jī)的定模板上，動(dòng)模部分固定在注塑機(jī)的動(dòng)模板上。合模后，注塑機(jī)通過(guò)噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)保壓，冷卻后注件成型。開(kāi)模時(shí)，動(dòng)模后退，首先使模具在分型面分型，由于拉料桿9

63、的作用，凝料從澆道被拉出，流道凝料保留在定模座板上，塑件脫離型腔跟著動(dòng)模一起后退，此時(shí)頂桿推動(dòng)滑塊向前滑行，塑件順利脫模。合模時(shí)，型腔板1接觸滑塊的水平端，滑塊復(fù)位，同時(shí)頂桿9也跟著復(fù)位。 第8章 加熱、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 本塑件在注射成型機(jī)時(shí)不要求有太高的模溫因而在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下設(shè)計(jì)算計(jì)。 設(shè)定模具平均工作溫度為，用常溫的水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為。 8.1 求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量 查表3-26得 ABS的單位流量為 得 = 8.2 冷

64、卻系統(tǒng)的作用 由于注塑產(chǎn)品的成型過(guò)程是將顆粒狀的塑料加熱到粘流態(tài)再加壓注入到模具的型腔中的。在加熱過(guò)程中，塑料吸收了大量的熱能，溫度一般在190°C以上。ABS塑料注射溫度在220°到230°C，PC塑料注射溫度在300°C左右。這么高溫度的塑料要讓他迅速冷卻定型成為塑膠產(chǎn)品，必須使模具內(nèi)的熱量迅速被帶走，使模具迅速冷卻，必須設(shè)冷卻系統(tǒng)。 熱傳導(dǎo)有三種方式：（1）傳導(dǎo)，例如將一根金屬棒的一端燒熱，另一端也會(huì)變熱，這種現(xiàn)象較熱傳導(dǎo)。（2）輻射，太陽(yáng)離地球雖然很遠(yuǎn)，但仍然能感覺(jué)到溫度。（3）對(duì)流。如水的冷熱對(duì)流。這三種熱傳導(dǎo)方式中選擇對(duì)流，選擇水作為介質(zhì)。因?yàn)橥ㄟ^(guò)水對(duì)流進(jìn)行熱交換的效率高，水這

65、種介質(zhì)最廉價(jià)。在模具內(nèi)鉆一些空接上水管，讓水在孔里面流動(dòng)。溜進(jìn)去的誰(shuí)是冷的，流出來(lái)的水是熱的，流動(dòng)的水帶走了模具內(nèi)熱量，使模具和產(chǎn)品迅速冷卻下來(lái)，使塑膠產(chǎn)品迅速定型。 8.3 求冷卻水的體積流量V 由式3-41得： (9-1) 查表3-27可知所需的冷卻水管直徑較小。 由上述可知，設(shè)計(jì)冷卻水道直徑為8符合要求。 第9章 校核 9.1整體式圓形型腔壁厚度的計(jì)算 9.1.1按剛度條

66、件計(jì)算 設(shè)想用通過(guò)型腔軸線(xiàn)的兩平面截面取側(cè)壁，得到一個(gè)單位寬度長(zhǎng)條，該長(zhǎng)條可以看作一個(gè)一端固定、一端外伸的懸臂梁，。由于長(zhǎng)條的寬度取得很小，梁的截面可近似視為矩形。由于該梁承受均勻分布載荷，故最大饒度產(chǎn)生在外伸一端，起值為： (10-1) 式中 --型腔材料彈性模量； --梁的慣性矩，其中，； s—側(cè)壁厚度。 應(yīng)使，則取為一單位寬度，可求得： (10-2) 得 校核條件成立 9.2整體式圓形型腔底板厚度的計(jì)算 9.2.1按剛度條件計(jì)算 整體式圓形型腔底板可視為周邊固定的圓板，在型腔內(nèi)熔體壓力作用下，最大饒度亦產(chǎn)生在底板中心，其數(shù)值為： (10-3) 應(yīng)使，則 得 校核條件成立 9.3注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 鎖模力與注射壓力的校核