3515 塑料瓶蓋注射模設(shè)計
3515 塑料瓶蓋注射模設(shè)計,塑料,瓶蓋,注射,設(shè)計
1目 錄緒 論 -----------------------------------2第 1 章 對塑料成型模具設(shè)計的認識- --------------31.1 模具工業(yè)現(xiàn)狀- -----------------------41.2 發(fā)展模具的積極意義- -------------------41.3 我國的模具將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢- -----------5第 2 章 設(shè)計過程- --------------------------7 2.1 塑料成型制品的分析---------------------------72.2 注射成型工藝的設(shè)計---------------------------82.3 注射機的技術(shù)規(guī)范-----------------------------12第 3 章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計-------------------------------143.1 注射機的鎖模力-------------------------------143.2 成型零件的設(shè)計-------------------------------16第 4 章 模具結(jié)構(gòu)零件設(shè)計-----------------------------174.1 導柱和導套---------------------------------- 174.2 推桿、復位桿及拉料桿-------------------------174.3 限位釘、墊塊---------------------------------184.4 定位圈與澆口套-------------------------------184.5 模板-----------------------------------------184.6 擋塊、限位塊---------------------------------18參 考 資 料 -------------------------------19體 會 與 感 受 --------------------- 192緒 論模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，在歐美等工業(yè)發(fā)達國家被稱為“點鐵成金”的“磁力工業(yè)” 。美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石” ；德國則認為是所有工業(yè)中的“關(guān)鍵工業(yè)” ；日本模具協(xié)會也認為“模具是促進社會繁榮富裕的動力” ，同時也是“整個工業(yè)發(fā)展的秘密” ，是“進入富裕社會的原動力” 。日本模具產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值達到 13000 億日元，遠遠超過日本機床總產(chǎn)值 9000 億日元。如今，世界模具工業(yè)的發(fā)展甚至已超過了新興的電子工業(yè)。 我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，預計到 2005 年，僅汽車行業(yè)將需要各種塑料制件 36 萬噸；電冰箱、洗衣機和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過 1000 萬臺；彩電的年產(chǎn)量已超過3000 萬臺。近年來，我國的模具工業(yè)一直以每年 13%左右的增長速度快速發(fā)展。據(jù)預測，我國模具行業(yè)在“十五”期間的增長速度將達到13%～ 15%。模具鋼的需求量也將以年 12%的速度遞增，全國年需求量約 70 萬噸左右，而國產(chǎn)模具鋼的品種只占現(xiàn)有國外模具鋼品種的 60%，每年進口模具鋼約 6 萬噸。我國每年進口模具約占市場總量的 20%左右，已超過 10 億美元，其中塑料與橡膠模具占全部進口模具的 50%以上；沖壓模具占全部進口模具約 40%。 目前，全世界模具的年產(chǎn)值約為 650 億美元，我國模具工業(yè)的3產(chǎn)值在國際上排名位居第三位，僅次于日本和美國。雖然近幾年來，我國模具工業(yè)的技術(shù)水平已取得了很大的進步，但總體上與工業(yè)發(fā)達的國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備還很少，許多先進的技術(shù)如 CAD/CAE/CAM 技術(shù)的普及率還不高，特別是大型、精密、復雜和長壽命模具遠遠不能滿足國民經(jīng)濟各行業(yè)的發(fā)展需要。縱觀發(fā)達國家對模具工業(yè)的認識與重視，我們感受到制造理念陳舊則是我國模具工業(yè)發(fā)展滯后的直接原因。模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力，它已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志。目前，我國模具工業(yè)的當務(wù)之急是加快技術(shù)進步，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增加高檔模具的比重，質(zhì)中求效益，提高模具的國產(chǎn)化程度，減少對進口模具的依賴。 現(xiàn)代模具技術(shù)的發(fā)展，在很大程度上依賴于模具標準化、優(yōu)質(zhì)模具材料的研究、先進的設(shè)計與制造技術(shù)、專用的機床設(shè)備，更重要的是生產(chǎn)技術(shù)的管理等。21 世紀模具行業(yè)的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化。追求的目標是提高產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率，縮短設(shè)計及制造周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模具行業(yè)的應變能力，滿足用戶需要?？梢?，未來我國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⑹牵骸罅ζ占?、廣泛應用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)，逐步走向集成化?，F(xiàn)代模具設(shè)計制造不僅應強調(diào)信息的集成，更應該強調(diào)技術(shù)、人和管理的集成。 4——提高大型、精密、復雜與長壽命模具的設(shè)計與制造技術(shù)，逐步減少模具的進口量，增加模具的出口量。 ——在塑料注射成型模具中，積極應用熱流道，推廣氣輔或水輔注射成型，以及高壓注射成型技術(shù)，滿足產(chǎn)品的成型需要。 ——提高模具標準化水平和模具標準件的使用率。模具標準件是模具基礎(chǔ)，其大量應用可縮短模具設(shè)計制造周期，同時也顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質(zhì)量。我國模具商品化、標準化率均低于 30%，而先進國家均高于 70%，每年我們要從國外進口相當數(shù)量的模具標準件，其費用約占年模具進口額的3%～ 8%。 ——發(fā)展快速制造成型和快速制造模具，即快速成型制造技術(shù)，迅速制造出產(chǎn)品的原型與模具，降低成本推向市場。 ——積極研究與開發(fā)模具的拋光技術(shù)、設(shè)備與材料，滿足特殊產(chǎn)品的需要。 ——推廣應用高速銑削、超精度加工和復雜加工技術(shù)與工藝，滿足模具制造的需要。 ——開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)，提高模具的可靠性。 ——研究和應用模具的高速測量技術(shù)、逆向工程與并行工程，最大限度地提高模具的開發(fā)效率與成功率。 在科技發(fā)展中，人是第一因素，因此我們要特別注重人才的培養(yǎng)，實現(xiàn)產(chǎn)、學、研相結(jié)合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術(shù)創(chuàng)新，5提高模具設(shè)計制造水平。在制造中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，逐步走向網(wǎng)絡(luò)化、智能化環(huán)境，實現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。第一章 對塑料成型模具設(shè)計的認識隨著工業(yè)的發(fā)展，模具所占的地位越來越重要，尤其是塑料模具，其應用更加廣泛，技術(shù)含量更高，我們每天都在享用這它帶來的成果。塑料制件在工業(yè)中的應用日趨普遍，這是由于他們具有一系列特殊優(yōu)點所決定的。塑料密度小，質(zhì)量輕，大多數(shù)塑料密度在1.0－1.4 之間，相當于鋼材密度的 0.11 和鋁材的 0.5 左右，即在同樣的體積下，塑料制件要比金屬制件輕得多，這就是以塑代鋼的優(yōu)點。模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟各部門的重要基礎(chǔ)之一，塑料模是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔的一種類型。模具設(shè)計水平的高低，加工設(shè)備的好壞，制造力量的強弱，模具質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響著許多新產(chǎn)品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟效益的提高。5 模具工業(yè)現(xiàn)狀 由于歷史原因形成的封閉式、“大而全”的企業(yè)特征，我國大部分企業(yè)均設(shè)有模具車間，處于本廠的配套地位，自 70 年代末才有了模具工業(yè)化和生產(chǎn)專業(yè)化這個概念。模具工業(yè)主要生產(chǎn)能力分散在各部門主要產(chǎn)品廠內(nèi)的工模具車間，所生產(chǎn)的模具基本自產(chǎn)自用。據(jù)粗略估計，產(chǎn)品廠的模具生產(chǎn)能力占全國模具生產(chǎn)能力的 75％，6他們的裝備水平較好，技術(shù)力量較強，生產(chǎn)潛力較大，但主要為本廠產(chǎn)品服務(wù)，與市場聯(lián)系較少，經(jīng)營機制不靈活，不能發(fā)揮人力物力的潛力。模具專業(yè)廠全國只有二百家左右，商品模具只占總數(shù)的20％左右，模具標準件的商品率也不到 20％。由于受舊管理體制的影響較深，缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和組織協(xié)調(diào)，存在著“中而全”，“小而全”的結(jié)構(gòu)缺陷，生產(chǎn)效率不高，經(jīng)濟效益較差。一、 發(fā)展模具的積極意義中國經(jīng)濟的持續(xù)高速發(fā)展，為模具工業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的空間。模具行業(yè)在今后的發(fā)展中，首先要更加注意其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整，使結(jié)構(gòu)復雜、精密度高的高檔模具得到更快的發(fā)展。我們的模具行業(yè)要緊緊地跟著市場的需求來發(fā)展。沒有產(chǎn)品的需求、產(chǎn)品的更新?lián)Q代，就沒有模具行業(yè)的技術(shù)進步，也就沒有模具產(chǎn)品的上規(guī)模、上檔次。如汽車生產(chǎn)中 90%以上的零部件，都要依靠模具成形，在珠三角和長三角，為汽車行業(yè)配套的模具產(chǎn)值增長達 40%左右。其次，要積極推進中西部地區(qū)模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，努力縮小發(fā)達地區(qū)和不發(fā)達地區(qū)的差距。中西部很多地區(qū)已經(jīng)意識到模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對制造業(yè)的重要作用。如陜西、四川、河北等模具生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)水平都有了很大的發(fā)展。第三，要積極推進模具企業(yè)特別是國有企業(yè)的體制創(chuàng)新，轉(zhuǎn)換經(jīng)營機制，大力發(fā)展混合所有制經(jīng)濟，明晰產(chǎn)權(quán)和完善法人治理結(jié)構(gòu)。充分發(fā)掘企業(yè)發(fā)展的內(nèi)在動力。要積極推進中、西部工業(yè)基礎(chǔ)較好地區(qū)的制造業(yè)大中型企業(yè)主輔分離，使其模具車間、分廠在不太長的時間里，采用多種有效實現(xiàn)形式，轉(zhuǎn)換機制，大力發(fā)展產(chǎn)權(quán)明晰、獨立自主經(jīng)營，適應市場運作和模具生產(chǎn)快速反應的現(xiàn)代專7業(yè)模具企業(yè)，培養(yǎng)能代表行業(yè)水平的“龍頭”企業(yè)，帶動地區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。二、 我國的模具將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢一是模具日趨大型化。這是由于用模具成型的零件日漸大型化 和高生產(chǎn)效率要求發(fā)展的“一模多腔”所造成的。二是模具的精度將越來越高。10 年前精密模具的精度一般為 5微米，現(xiàn)在已達到 2-3 微米，不久 1 微米精度的模具將上市。這要求超精加工。三是多功能復合模具將進一部發(fā)展。新型多功能復合模具除了沖壓成型零件外，還擔負疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對鋼材的性能也要求越來越高。四是熱流道模具在塑料模具中的比重也將逐漸提高。由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約制作的原材料，因此熱流道技術(shù)的應用在國外發(fā)展很快，許多塑料模具廠所生產(chǎn)的塑料模具一半以上采用了熱流道技術(shù)，有的廠家使用率達到 80%以上，效果十分明顯。熱流道模具在我國也已生產(chǎn)，有些企業(yè)使用率上升到 20%—30%。五是隨著塑料成型工藝的不斷改進與發(fā)展，氣輔模具及適應高壓注塑成型等工藝的模具將隨之發(fā)展。這類模具要求剛性好，耐高壓，特別是精密模具的型腔應淬火，澆口密封性好，模溫能準確控制，所以對模具鋼的性能要求很強。六是標準件的應用將日益廣泛。模具標準化及模具標準件的應用將極大地影響模具制造周期，且還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。因此，模具標準件的應用在“十五”期間必將得到較大的發(fā)展。8第 2 章 設(shè)計過程塑料模具分類的方法很多，按照塑料制作的成型方法不同可分為以下幾類：注射模，壓縮模，擠出模，氣動成型模本次設(shè)計主要是注射模，又叫注塑模，注射成型是根據(jù)金屬壓鑄成型原理發(fā)展起來的，首先將粒狀或粉末狀的塑料原料加入到注射機的料筒中，經(jīng)過加熱熔融成粘流態(tài)，然后在柱塞或螺桿的推動下，以一定的流速通過料筒前端的噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)，注射入閉合的模具型腔中，經(jīng)過一定的時間后，模具在模內(nèi)硬化成型，近幾年來，熱固性塑料注射成型的應用也在逐漸增加。塑料制件主要是靠成型模具獲得的，而它的質(zhì)量是靠模具的正確結(jié)構(gòu)和模具成型零件的正確形狀，精確尺寸及較低的表面粗糙度來保證的。由于塑料成型工藝的飛速發(fā)展，模具的結(jié)構(gòu)也日益趨于多功能和復雜化，這對模具的設(shè)計工作提出了更高的要求。雖然模9具制作的質(zhì)量與許多因素有關(guān)，但合格的塑料制作首先取決于模具的設(shè)計與制造的質(zhì)量，其次取決與合理的成型工藝。塑料成型加工技術(shù)發(fā)展很快，塑料模具的各種結(jié)構(gòu)也在不斷的創(chuàng)新，我們在學習成型的同時，還應注意了解塑料模具的新技術(shù)、新工藝和新材料的發(fā)展動態(tài)，學習和掌握新知識，為振興我國的塑料成型加工技術(shù)做出貢獻。一、 塑料成型制品的分析1、 制品的設(shè)計要求本次設(shè)計制品的用途是塑料瓶蓋，形狀較復雜，但基本對稱，精度要求中等。2、 制品的生產(chǎn)批量本制品為大批量生產(chǎn)，為了縮短周期，提高生產(chǎn)率，制品使用一模兩腔和全自動化生產(chǎn)，利用模具的頂出機構(gòu)，將制品推出模腔，再利用拉料桿和二次脫模機構(gòu)使制品流道凝料脫落。為了提高生產(chǎn)率，制品在模具中直接成型。3、 制品成型設(shè)計按照與以往的設(shè)計經(jīng)驗，該瓶蓋制品使用二次分型機構(gòu)，采用點澆口形式，雖然其他的澆口形式還有直接澆口、側(cè)澆口、扇形澆口、薄片式澆口、環(huán)行澆口、輪輻澆口、爪形澆口、潛伏澆口、護耳澆口等，但他們都不容易在開模時實現(xiàn)自動切斷，而點澆口就具有這個優(yōu)點，而且其留于塑件的疤痕較小，不影響塑件外觀 。4、 抽芯機構(gòu)的設(shè)計在塑件中間有兩個用于翻蓋時起旋轉(zhuǎn)固定作用的半圓球，如果設(shè)計一抽芯機構(gòu)用于該球的成型，則在抽出時易于產(chǎn)生干涉10現(xiàn)象，而且由于該處的尺寸形狀比較小，模具的抽芯機構(gòu)制造比較困難，對模具的制造工藝要求比較高，從而影響了模具的成本，為了簡化該處抽芯問題，考慮到制品是塑料制品，具有一定的收縮性，同時為了更好的控制制造成本，將模具機構(gòu)合理的簡化，故本機構(gòu)不采用側(cè)向抽芯，改為由頂桿直接將模具頂出。5、 制品的質(zhì)量和體積塑件質(zhì)量：m=10.5 gABS 密度： =1.04 g/cm?3所以 V=m/ =10.09 cm二、 注射成型工藝的設(shè)計1、塑料制品分析 本制品采用 ABS 為原料（模具與制造簡明手冊 P272）苯乙烯—丁二烯—丙烯氰共聚物。（1） 無定性料，流動性中等，比聚苯乙烯、AS 差，但比聚氯乙烯好，溢邊值為 0.04 mm 左右。（2） 吸濕性強，必須充分干燥，表面要求光澤的塑料須經(jīng)長時間的預熱干燥。（3） 成型時宜取高料溫，但料溫過高易分解（分解溫度≥250℃），對精度較高的塑料，模溫宜取 50～60℃，對光澤要求較高的耐熱塑料模溫宜取 60～80℃ ， 注射壓力高于聚苯乙烯。用柱塞式注射機成型時，料溫為 180～200℃，注射壓力為 1000～1400MPa，用螺桿式注射機成型時，料溫為 160～220℃，注射壓力為700～1000×10MPa 。11（4） ABS 的其他成型工藝參數(shù)注射機類型：螺桿式制品收縮率：0.3～0.8%預熱溫度：80～85℃ 時間：2～3 h料筒溫度：后段 150～170℃ 中段 165～180℃ 前段 180～200℃噴嘴溫度：170～180℃ 模具溫度：50～80℃注射壓力：60～100 MPa成型時間：注射時間 20～90 s 保壓時間 0～5 s冷卻時間 20～120 s 總周期 50～220 s螺桿轉(zhuǎn)速：30 r/min適用注射機類型：螺桿、柱塞均可后處理方法：紅外線燈、鼓風烘箱溫度 70℃ 時間 2～4 h2、制品成型方法及工藝流程本制品采用注射成型，工藝流程包括模前準備，模塑成型和后處理及二次加工工藝流程步驟如下：（1）預熱ABS 吸濕性強，必須充分干燥，表面要求光澤的塑料須經(jīng)長時間的預熱干燥。（2）注射注射過程包括加料、塑化、注射冷卻和脫模幾個步驟。? 加料12由于注射成型是一個間歇過程，因而須定量（定容）加料，以保證操作穩(wěn)定，塑料塑化均勻，最終獲得良好的塑件。加料過多。受熱的時間過長等容易引起物料的熱降解，同時注射及功率損耗增多；加料過少，料筒內(nèi)缺少傳壓介質(zhì)，型腔中塑料融化壓力降低，難于補料，容易引起塑件出現(xiàn)收縮、凹陷、空洞等缺陷。? 塑化加入的塑料在料筒中進行加熱，由固體顆粒轉(zhuǎn)化成粘流態(tài)，并且受到良好的剪切力作用。通過料筒對物料加熱，使聚合物分子松弛，出現(xiàn)由固體向液體轉(zhuǎn)變；一定的溫度使塑料得到變形、熔融和塑化的必要條件，螺桿的剪切作用能在塑料中產(chǎn)生更多的摩擦熱，促進了塑料的塑化，因而螺桿式注射機對塑料的溫度盡量均勻一致，還有使熱分解物的含量達到最小值，并且能提供上述質(zhì)量的足夠的熔融塑料以保證產(chǎn)生連續(xù)并順利的進行，這些要求與塑料的特性、工藝條件的控制及注射機的塑化裝置的結(jié)構(gòu)等密切相關(guān)。? 注射不論何種形式的注射機，注射的過程可分為充模，保壓倒流，澆口凍結(jié)后的冷卻和脫模等幾個階段（3）塑件的后處理注射成型的塑件經(jīng)脫?；驒C械加工之后，常需要進行適當?shù)暮筇幚硪韵嬖诘膬?nèi)應力，改善塑件的性能和提高尺寸穩(wěn)定性。其主要方法是退火和調(diào)濕處理。退火處理是將注射塑件在定溫的加熱液體介質(zhì)或熱烘箱中靜置一段時間，塑料制件的氧化，加快吸濕平衡速度的一種處理方13法，其目的是使制作的顏色、性能以及尺寸得到穩(wěn)定。本次設(shè)計采用退火后處理。工藝流程圖解： 3、成型工藝條件注射成型的核心問題，就是采用一切措施得到塑化良好的塑料熔體，并把它注射到型腔中去，在控制條件下冷卻定型，使塑件達到所要求的質(zhì)量，影響注射成型工藝的重要參數(shù)是塑化流動和冷卻的溫度、壓力以及影響的各個作用時間。（1）注射成型過程需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。前兩個溫度主要影響塑件的塑化和流動，而后一個溫度主要是影響塑件的流動和冷卻，料筒溫度的選擇與各種塑料的特性有關(guān)。每種塑料都具有不同的粘流態(tài)溫度，為了保證塑件溶體的正常流動不使物料發(fā)生質(zhì)分解，料筒最合適的溫度范圍應在粘流態(tài)溫度和熱分解溫度之間。柱塞式和螺桿式柱塞注射機由于其塑化過程不同，因而選擇料筒也不同，通常后者選擇的溫度低一點，料筒溫度在1470～93℃之間，噴嘴溫度稍低于料筒溫度，在 65～90℃之間，模溫在要求塑件光澤時控制在 60～80℃之間。（2）壓力包括塑化壓力和注射壓力兩種，他們直接影響塑料的塑化和塑料質(zhì)量。塑化壓力是指背壓，是指采用螺桿式注射機時，螺桿頭部熔體在螺桿轉(zhuǎn)動后退時所受到的壓力，塑化壓力在保證塑件質(zhì)量的前提下越低越好，其具體數(shù)值時隨所用塑料的品種而異的，但通常很少超過 20MP，注射壓力是指柱塞式螺桿頭部對塑件熔體所施加的壓力。在注射機上常用表壓指示注射壓力的大小，一般在40～130MP 之間。其作用式克服塑料熔體從料筒流向型腔的流動阻力，給予熔體一定的充型速率以及對熔體進行壓實等。（3）完成一次注射成型過程所需要的時間稱成型周期，成型周期直接影響到勞動生產(chǎn)率和注射機使用率，因此在生產(chǎn)中，在保證質(zhì)量的前提下，盡量縮短成型周期中各個階段的有關(guān)時間，一般生產(chǎn)中，充模時間為 3～5S，保壓時間為20～25S，冷沖壓時間一般在 30～120S。三、 注射機的技術(shù)規(guī)范1、 注射機的選用注射機的選用包括兩方面的內(nèi)容：一是要確定注射機的型號，使塑料、塑件、注射模、注射工藝等所要求的注射機的規(guī)格參數(shù)點在所選注射機的規(guī)格參數(shù)可調(diào)范圍之內(nèi)，即要滿足所需的參數(shù)在額定的范圍之內(nèi)；二是調(diào)整注射機的技術(shù)參數(shù)至所需的參數(shù)點。塑件的直徑：d=66 mm15所以塑件的投影面積 s=П×(d/2) =3.14×(66÷2)2≈3419.46 mm22澆道凝料的質(zhì)量大約為 20 g，澆注系統(tǒng)的投影面積大約為300 mm2? 擬定一次成型 8 個塑件（1）注射量的校核根據(jù)公式 K×G=Q+Q’K—注射機公稱質(zhì)量注射量(g）G—注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.75～0.85Q—塑件的質(zhì)量(g）Q’—澆注系統(tǒng)等廢料的質(zhì)量(g）所以所需注射機的注射量 K=(Q+Q’)/G=(2.5×8+20)÷0.85≈47.1 g（2）鎖模力的校核鎖模力必須大于模具在模具在開模方向得投影面積上的總注射壓力。根據(jù)要求，鎖模力不小于總注射壓力的1.2 倍，即要取一安全系數(shù)，以保證安全生產(chǎn)。所以 F≥A×P×SF—注射機的鎖模力（KN）P—型腔單位面積的注射壓力（MPa），ABS 的壓力值約為 80MPaS—型腔（包括澆注系統(tǒng)）的投影面積（mm ）2A—安全系數(shù)，本設(shè)計取 1.4即 F≥)≈15000 KN16根據(jù)要求選得的注射機型號為 SZ—250/1250，但該注射機過于龐大，能源損耗大，用于生產(chǎn)本次設(shè)計塑件不合理，故修改生產(chǎn)方案。? 擬定一次成型 4 個塑件（1）注射量的校核根據(jù)公式 K×G=Q+Q’ 得 K=(Q+Q )/G=(2.5×4+20)1÷0.85=25.5 g（2）鎖模力的校核根據(jù)公式 F≥A×P×S 得 F≥1600根據(jù)要求選得的注射機型號為 SZ—100/630，該型號的注射機比較經(jīng)濟合理，故本設(shè)計采用該注射機。2、 注射機的確定本次設(shè)計采用螺桿式注射機，型號是 SZ-300/160它的主要參數(shù)為：理論注射容積：300 cm 螺桿直徑：45mm3注射壓力：150 MPa 注射速率：145g/s塑化能力：82 g/s 螺桿轉(zhuǎn)速：0～180 r/min鎖模力：1600KN 拉桿內(nèi)間距：450×450 mm移模行程：L=380mm 模具定位孔直徑：160 mm最大模具厚度：Hmax=450 mm 最小模具厚度： Hmin=250 mm模具噴嘴球半徑：R=20mm⒋ 三 模具結(jié)構(gòu)零件設(shè)計17㈠. 導柱和導套用于動模與定模間或推出機構(gòu)零件的定位和導向.⒈ 導柱導柱具有與動模之間的導向作用,同時也具有保護模具的作用.導柱的導向部分應具有較好的滑動性能, 一般應沒有潤滑油槽. 其硬度應在 50HRC 以上, 采用銅為原料 ,經(jīng)淬火后導柱的滑動配合部分在進行磨消加工,表面粗糙度到達 Ra 0.63μm.⒉導套通常在模板上鑲配導套以減少導柱滑動部分的磨損. 采用錫青銅為原料.㈠ 推桿.復位桿及拉料桿⒈ 推桿推桿用于推出塑件的桿類零件, 通稱為推桿.要求外觀無傷痕, 裂紋及銹斑等缺陷. 配合部分需進行加工, 表面粗糙度到達 Ra 0.63μm 以下. 推桿前端部分淬火后硬度到達 55HRC 以上.⒉ 復位桿也稱回程桿, 它是用于使推出機構(gòu)復位的桿類零件. 復位桿用材料與加工要求與推桿相同.⒊ 拉料桿用于拉出主流道凝料或分流道凝料的一類桿狀零件. 通稱為拉料桿. 根據(jù)其功能作用的不同,又可分為主道拉料桿和分道拉料桿兩種.主道拉料桿是用來從澆口套中拉出主流道凝料的零件.18分道拉料桿是用來拉出針點澆口并使之與模塑件斷開的桿類零件,其前端形狀視樹脂種類不同兒異.㈡ 定位圖與澆口套⒈ 定位圖定位圖的作用是使注射機的噴嘴與模具主流澆口保持同心. 定位圖為標準型與特殊型兩種. 由于此此模具為普通模具.因此選甲標準型.⒉ 澆口套通常澆口套與定位圖是配合使用的. 澆口套是塑料熔體熔入模具的入口,其尺寸與注塑機噴嘴尺寸有關(guān).本模具選用標準澆口套中的 A 型.㈢ 限位釘, 墊塊⒈ 限位釘限位釘安裝在動模板上,用于確定推板下限位置.⒉ 墊塊墊塊用以決定推出模塑件的距離,調(diào)節(jié)高度一類塊狀零件.19㈣ 斜銷, 側(cè)滑塊, 導滑槽⒈ 斜銷斜銷是用于驅(qū)動側(cè)滑塊進行側(cè)向分型或的構(gòu)件.選其傾斜角為 20°,淬火后硬度在 55HRC 以上,并須進行磨削加工.⒉ 側(cè)滑塊側(cè)滑塊通常有側(cè)型芯 ,滑動部分及本體組成,其硬度在40HRC 以上.⒊ 導滑槽 導滑槽是用于支撐側(cè)滑塊進行抽芯運動的機構(gòu)㈤ 模板.模板于固定凹凸槽,各類桿件,導柱和導套等各類成型零件的板類.多用 45＃開鋼制造,為拉提高模具壽命,加工后須要淬火.㈥ 擋塊, 彈簧, 限位塊 ⒈ 擋塊它是用于在模具開模以后,防止側(cè)滑塊由于抽芯力的作用而脫離模具整體,一般將其固定在動模板上.⒉ 彈簧彈簧它是用于在模具開模以后, 防止側(cè)滑塊向塑件而破壞塑件的抽芯,將它固定在擋板塊的雙頭螺栓柱上.⒊ 限位塊限位塊是用來定位側(cè)滑塊,一般將其固定在定模板上整體加工出來.20參考資料在設(shè)計過程中所查閱的書籍如下：《模具設(shè)計于制作技術(shù)基礎(chǔ)》《典型模具設(shè)計圖例》《實用塑料注射模設(shè)計與制造》《機械原理》《機械基礎(chǔ)》體會與感受(宋小 2 號)（通過畢業(yè)設(shè)計自己的體會和感受，在哪些方面有經(jīng)驗、教訓和提高。 ）在本次畢業(yè)設(shè)計中，我從指導老師身上學到了很多東西。老師認真負責的工作態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。他無論在理論上還是在實踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學習都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導。在設(shè)計期間由于模具設(shè)計是第一次有點無從下手的感覺，上學期學過《塑料模具的設(shè)計》一課，對模具的結(jié)構(gòu)不是太陌生，再加上老師的指導，數(shù)據(jù)的來源較快，畫圖的工作量太大，使我有些招架不住。還好由于我平時 CAD 學得還行，再加上系里同學提供方便，在這么多人的關(guān)心下，我的進展很快，草圖在一天內(nèi)完成，兩天內(nèi)也完成了繪圖的三分之一，一周內(nèi)完成了畢業(yè)設(shè)計。一學期的任務(wù)讓我在一周內(nèi)完成了，工作量可想而知，但我沒有因為時間短而忽略了設(shè)計質(zhì)量。在老師的指導下，我精心的查手冊，認真的計算和驗算著每一個數(shù)據(jù)，并根據(jù)我所設(shè)計的零件的特性，找出了比較完21整的設(shè)計方案，并得到了指導老師得認可。嚴格的按照要求繪圖，終于在答辯之前完成了畢業(yè)設(shè)計?？傊?，畢業(yè)設(shè)計期間，我體驗到了許多以前少能體驗到的東西。 級畢業(yè)設(shè)計（論文）課題名稱：塑料瓶蓋注射模設(shè)計專 業(yè)：數(shù)控技術(shù)及應用設(shè) 計 人 指導老師: 職 稱： 年 月 日1目 錄緒 論 -----------------------------------2第 1 章 對塑料成型模具設(shè)計的認識- --------------31.1 模具工業(yè)現(xiàn)狀- -----------------------41.2 發(fā)展模具的積極意義- -------------------41.3 我國的模具將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢- -----------5第 2 章 設(shè)計過程- --------------------------7 2.1 塑料成型制品的分析---------------------------72.2 注射成型工藝的設(shè)計---------------------------82.3 注射機的技術(shù)規(guī)范-----------------------------12第 3 章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計-------------------------------143.1 注射機的鎖模力-------------------------------143.2 成型零件的設(shè)計-------------------------------16第 4 章 模具結(jié)構(gòu)零件設(shè)計-----------------------------174.1 導柱和導套---------------------------------- 174.2 推桿、復位桿及拉料桿-------------------------174.3 限位釘、墊塊---------------------------------184.4 定位圈與澆口套-------------------------------184.5 模板-----------------------------------------184.6 擋塊、限位塊---------------------------------18參 考 資 料 -------------------------------19體 會 與 感 受 --------------------- 192緒 論模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，在歐美等工業(yè)發(fā)達國家被稱為“點鐵成金”的“磁力工業(yè)” 。美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石” ；德國則認為是所有工業(yè)中的“關(guān)鍵工業(yè)” ；日本模具協(xié)會也認為“模具是促進社會繁榮富裕的動力” ，同時也是“整個工業(yè)發(fā)展的秘密” ，是“進入富裕社會的原動力” 。日本模具產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值達到 13000 億日元，遠遠超過日本機床總產(chǎn)值 9000 億日元。如今，世界模具工業(yè)的發(fā)展甚至已超過了新興的電子工業(yè)。 我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，預計到 2005 年，僅汽車行業(yè)將需要各種塑料制件 36 萬噸；電冰箱、洗衣機和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過 1000 萬臺；彩電的年產(chǎn)量已超過3000 萬臺。近年來，我國的模具工業(yè)一直以每年 13%左右的增長速度快速發(fā)展。據(jù)預測，我國模具行業(yè)在“十五”期間的增長速度將達到13%～ 15%。模具鋼的需求量也將以年 12%的速度遞增，全國年需求量約 70 萬噸左右，而國產(chǎn)模具鋼的品種只占現(xiàn)有國外模具鋼品種的 60%，每年進口模具鋼約 6 萬噸。我國每年進口模具約占市場總量的 20%左右，已超過 10 億美元，其中塑料與橡膠模具占全部進口模具的 50%以上；沖壓模具占全部進口模具約 40%。 目前，全世界模具的年產(chǎn)值約為 650 億美元，我國模具工業(yè)的3產(chǎn)值在國際上排名位居第三位，僅次于日本和美國。雖然近幾年來，我國模具工業(yè)的技術(shù)水平已取得了很大的進步，但總體上與工業(yè)發(fā)達的國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備還很少，許多先進的技術(shù)如 CAD/CAE/CAM 技術(shù)的普及率還不高，特別是大型、精密、復雜和長壽命模具遠遠不能滿足國民經(jīng)濟各行業(yè)的發(fā)展需要?？v觀發(fā)達國家對模具工業(yè)的認識與重視，我們感受到制造理念陳舊則是我國模具工業(yè)發(fā)展滯后的直接原因。模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力，它已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志。目前，我國模具工業(yè)的當務(wù)之急是加快技術(shù)進步，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增加高檔模具的比重，質(zhì)中求效益，提高模具的國產(chǎn)化程度，減少對進口模具的依賴。 現(xiàn)代模具技術(shù)的發(fā)展，在很大程度上依賴于模具標準化、優(yōu)質(zhì)模具材料的研究、先進的設(shè)計與制造技術(shù)、專用的機床設(shè)備，更重要的是生產(chǎn)技術(shù)的管理等。21 世紀模具行業(yè)的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化。追求的目標是提高產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率，縮短設(shè)計及制造周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模具行業(yè)的應變能力，滿足用戶需要?？梢?，未來我國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⑹牵骸罅ζ占?、廣泛應用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)，逐步走向集成化。現(xiàn)代模具設(shè)計制造不僅應強調(diào)信息的集成，更應該強調(diào)技術(shù)、人和管理的集成。 4——提高大型、精密、復雜與長壽命模具的設(shè)計與制造技術(shù)，逐步減少模具的進口量，增加模具的出口量。 ——在塑料注射成型模具中，積極應用熱流道，推廣氣輔或水輔注射成型，以及高壓注射成型技術(shù)，滿足產(chǎn)品的成型需要。 ——提高模具標準化水平和模具標準件的使用率。模具標準件是模具基礎(chǔ)，其大量應用可縮短模具設(shè)計制造周期，同時也顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質(zhì)量。我國模具商品化、標準化率均低于 30%，而先進國家均高于 70%，每年我們要從國外進口相當數(shù)量的模具標準件，其費用約占年模具進口額的3%～ 8%。 ——發(fā)展快速制造成型和快速制造模具，即快速成型制造技術(shù)，迅速制造出產(chǎn)品的原型與模具，降低成本推向市場。 ——積極研究與開發(fā)模具的拋光技術(shù)、設(shè)備與材料，滿足特殊產(chǎn)品的需要。 ——推廣應用高速銑削、超精度加工和復雜加工技術(shù)與工藝，滿足模具制造的需要。 ——開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)，提高模具的可靠性。 ——研究和應用模具的高速測量技術(shù)、逆向工程與并行工程，最大限度地提高模具的開發(fā)效率與成功率。 在科技發(fā)展中，人是第一因素，因此我們要特別注重人才的培養(yǎng)，實現(xiàn)產(chǎn)、學、研相結(jié)合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術(shù)創(chuàng)新，5提高模具設(shè)計制造水平。在制造中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，逐步走向網(wǎng)絡(luò)化、智能化環(huán)境，實現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。第一章 對塑料成型模具設(shè)計的認識隨著工業(yè)的發(fā)展，模具所占的地位越來越重要，尤其是塑料模具，其應用更加廣泛，技術(shù)含量更高，我們每天都在享用這它帶來的成果。塑料制件在工業(yè)中的應用日趨普遍，這是由于他們具有一系列特殊優(yōu)點所決定的。塑料密度小，質(zhì)量輕，大多數(shù)塑料密度在1.0－1.4 之間，相當于鋼材密度的 0.11 和鋁材的 0.5 左右，即在同樣的體積下，塑料制件要比金屬制件輕得多，這就是以塑代鋼的優(yōu)點。模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟各部門的重要基礎(chǔ)之一，塑料模是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔的一種類型。模具設(shè)計水平的高低，加工設(shè)備的好壞，制造力量的強弱，模具質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響著許多新產(chǎn)品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟效益的提高。5 模具工業(yè)現(xiàn)狀 由于歷史原因形成的封閉式、“大而全”的企業(yè)特征，我國大部分企業(yè)均設(shè)有模具車間，處于本廠的配套地位，自 70 年代末才有了模具工業(yè)化和生產(chǎn)專業(yè)化這個概念。模具工業(yè)主要生產(chǎn)能力分散在各部門主要產(chǎn)品廠內(nèi)的工模具車間，所生產(chǎn)的模具基本自產(chǎn)自用。據(jù)粗略估計，產(chǎn)品廠的模具生產(chǎn)能力占全國模具生產(chǎn)能力的 75％，6他們的裝備水平較好，技術(shù)力量較強，生產(chǎn)潛力較大，但主要為本廠產(chǎn)品服務(wù)，與市場聯(lián)系較少，經(jīng)營機制不靈活，不能發(fā)揮人力物力的潛力。模具專業(yè)廠全國只有二百家左右，商品模具只占總數(shù)的20％左右，模具標準件的商品率也不到 20％。由于受舊管理體制的影響較深，缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和組織協(xié)調(diào)，存在著“中而全”，“小而全”的結(jié)構(gòu)缺陷，生產(chǎn)效率不高，經(jīng)濟效益較差。一、 發(fā)展模具的積極意義中國經(jīng)濟的持續(xù)高速發(fā)展，為模具工業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的空間。模具行業(yè)在今后的發(fā)展中，首先要更加注意其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整，使結(jié)構(gòu)復雜、精密度高的高檔模具得到更快的發(fā)展。我們的模具行業(yè)要緊緊地跟著市場的需求來發(fā)展。沒有產(chǎn)品的需求、產(chǎn)品的更新?lián)Q代，就沒有模具行業(yè)的技術(shù)進步，也就沒有模具產(chǎn)品的上規(guī)模、上檔次。如汽車生產(chǎn)中 90%以上的零部件，都要依靠模具成形，在珠三角和長三角，為汽車行業(yè)配套的模具產(chǎn)值增長達 40%左右。其次，要積極推進中西部地區(qū)模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，努力縮小發(fā)達地區(qū)和不發(fā)達地區(qū)的差距。中西部很多地區(qū)已經(jīng)意識到模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對制造業(yè)的重要作用。如陜西、四川、河北等模具生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)水平都有了很大的發(fā)展。第三，要積極推進模具企業(yè)特別是國有企業(yè)的體制創(chuàng)新，轉(zhuǎn)換經(jīng)營機制，大力發(fā)展混合所有制經(jīng)濟，明晰產(chǎn)權(quán)和完善法人治理結(jié)構(gòu)。充分發(fā)掘企業(yè)發(fā)展的內(nèi)在動力。要積極推進中、西部工業(yè)基礎(chǔ)較好地區(qū)的制造業(yè)大中型企業(yè)主輔分離，使其模具車間、分廠在不太長的時間里，采用多種有效實現(xiàn)形式，轉(zhuǎn)換機制，大力發(fā)展產(chǎn)權(quán)明晰、獨立自主經(jīng)營，適應市場運作和模具生產(chǎn)快速反應的現(xiàn)代專7業(yè)模具企業(yè)，培養(yǎng)能代表行業(yè)水平的“龍頭”企業(yè)，帶動地區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。二、 我國的模具將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢一是模具日趨大型化。這是由于用模具成型的零件日漸大型化 和高生產(chǎn)效率要求發(fā)展的“一模多腔”所造成的。二是模具的精度將越來越高。10 年前精密模具的精度一般為 5微米，現(xiàn)在已達到 2-3 微米，不久 1 微米精度的模具將上市。這要求超精加工。三是多功能復合模具將進一部發(fā)展。新型多功能復合模具除了沖壓成型零件外，還擔負疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對鋼材的性能也要求越來越高。四是熱流道模具在塑料模具中的比重也將逐漸提高。由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約制作的原材料，因此熱流道技術(shù)的應用在國外發(fā)展很快，許多塑料模具廠所生產(chǎn)的塑料模具一半以上采用了熱流道技術(shù)，有的廠家使用率達到 80%以上，效果十分明顯。熱流道模具在我國也已生產(chǎn)，有些企業(yè)使用率上升到 20%—30%。五是隨著塑料成型工藝的不斷改進與發(fā)展，氣輔模具及適應高壓注塑成型等工藝的模具將隨之發(fā)展。這類模具要求剛性好，耐高壓，特別是精密模具的型腔應淬火，澆口密封性好，模溫能準確控制，所以對模具鋼的性能要求很強。六是標準件的應用將日益廣泛。模具標準化及模具標準件的應用將極大地影響模具制造周期，且還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。因此，模具標準件的應用在“十五”期間必將得到較大的發(fā)展。8第 2 章 設(shè)計過程塑料模具分類的方法很多，按照塑料制作的成型方法不同可分為以下幾類：注射模，壓縮模，擠出模，氣動成型模本次設(shè)計主要是注射模，又叫注塑模，注射成型是根據(jù)金屬壓鑄成型原理發(fā)展起來的，首先將粒狀或粉末狀的塑料原料加入到注射機的料筒中，經(jīng)過加熱熔融成粘流態(tài)，然后在柱塞或螺桿的推動下，以一定的流速通過料筒前端的噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)，注射入閉合的模具型腔中，經(jīng)過一定的時間后，模具在模內(nèi)硬化成型，近幾年來，熱固性塑料注射成型的應用也在逐漸增加。塑料制件主要是靠成型模具獲得的，而它的質(zhì)量是靠模具的正確結(jié)構(gòu)和模具成型零件的正確形狀，精確尺寸及較低的表面粗糙度來保證的。由于塑料成型工藝的飛速發(fā)展，模具的結(jié)構(gòu)也日益趨于多功能和復雜化，這對模具的設(shè)計工作提出了更高的要求。雖然模9具制作的質(zhì)量與許多因素有關(guān)，但合格的塑料制作首先取決于模具的設(shè)計與制造的質(zhì)量，其次取決與合理的成型工藝。塑料成型加工技術(shù)發(fā)展很快，塑料模具的各種結(jié)構(gòu)也在不斷的創(chuàng)新，我們在學習成型的同時，還應注意了解塑料模具的新技術(shù)、新工藝和新材料的發(fā)展動態(tài)，學習和掌握新知識，為振興我國的塑料成型加工技術(shù)做出貢獻。一、 塑料成型制品的分析1、 制品的設(shè)計要求本次設(shè)計制品的用途是塑料瓶蓋，形狀較復雜，但基本對稱，精度要求中等。2、 制品的生產(chǎn)批量本制品為大批量生產(chǎn)，為了縮短周期，提高生產(chǎn)率，制品使用一模兩腔和全自動化生產(chǎn)，利用模具的頂出機構(gòu)，將制品推出模腔，再利用拉料桿和二次脫模機構(gòu)使制品流道凝料脫落。為了提高生產(chǎn)率，制品在模具中直接成型。3、 制品成型設(shè)計按照與以往的設(shè)計經(jīng)驗，該瓶蓋制品使用二次分型機構(gòu)，采用點澆口形式，雖然其他的澆口形式還有直接澆口、側(cè)澆口、扇形澆口、薄片式澆口、環(huán)行澆口、輪輻澆口、爪形澆口、潛伏澆口、護耳澆口等，但他們都不容易在開模時實現(xiàn)自動切斷，而點澆口就具有這個優(yōu)點，而且其留于塑件的疤痕較小，不影響塑件外觀 。4、 抽芯機構(gòu)的設(shè)計在塑件中間有兩個用于翻蓋時起旋轉(zhuǎn)固定作用的半圓球，如果設(shè)計一抽芯機構(gòu)用于該球的成型，則在抽出時易于產(chǎn)生干涉10現(xiàn)象，而且由于該處的尺寸形狀比較小，模具的抽芯機構(gòu)制造比較困難，對模具的制造工藝要求比較高，從而影響了模具的成本，為了簡化該處抽芯問題，考慮到制品是塑料制品，具有一定的收縮性，同時為了更好的控制制造成本，將模具機構(gòu)合理的簡化，故本機構(gòu)不采用側(cè)向抽芯，改為由頂桿直接將模具頂出。5、 制品的質(zhì)量和體積塑件質(zhì)量：m=10.5 gABS 密度： =1.04 g/cm?3所以 V=m/ =10.09 cm二、 注射成型工藝的設(shè)計1、塑料制品分析 本制品采用 ABS 為原料（模具與制造簡明手冊 P272）苯乙烯—丁二烯—丙烯氰共聚物。（1） 無定性料，流動性中等，比聚苯乙烯、AS 差，但比聚氯乙烯好，溢邊值為 0.04 mm 左右。（2） 吸濕性強，必須充分干燥，表面要求光澤的塑料須經(jīng)長時間的預熱干燥。（3） 成型時宜取高料溫，但料溫過高易分解（分解溫度≥250℃），對精度較高的塑料，模溫宜取 50～60℃，對光澤要求較高的耐熱塑料模溫宜取 60～80℃ ， 注射壓力高于聚苯乙烯。用柱塞式注射機成型時，料溫為 180～200℃，注射壓力為 1000～1400MPa，用螺桿式注射機成型時，料溫為 160～220℃，注射壓力為700～1000×10MPa 。11（4） ABS 的其他成型工藝參數(shù)注射機類型：螺桿式制品收縮率：0.3～0.8%預熱溫度：80～85℃ 時間：2～3 h料筒溫度：后段 150～170℃ 中段 165～180℃ 前段 180～200℃噴嘴溫度：170～180℃ 模具溫度：50～80℃注射壓力：60～100 MPa成型時間：注射時間 20～90 s 保壓時間 0～5 s冷卻時間 20～120 s 總周期 50～220 s螺桿轉(zhuǎn)速：30 r/min適用注射機類型：螺桿、柱塞均可后處理方法：紅外線燈、鼓風烘箱溫度 70℃ 時間 2～4 h2、制品成型方法及工藝流程本制品采用注射成型，工藝流程包括模前準備，模塑成型和后處理及二次加工工藝流程步驟如下：（1）預熱ABS 吸濕性強，必須充分干燥，表面要求光澤的塑料須經(jīng)長時間的預熱干燥。（2）注射注射過程包括加料、塑化、注射冷卻和脫模幾個步驟。? 加料12由于注射成型是一個間歇過程，因而須定量（定容）加料，以保證操作穩(wěn)定，塑料塑化均勻，最終獲得良好的塑件。加料過多。受熱的時間過長等容易引起物料的熱降解，同時注射及功率損耗增多；加料過少，料筒內(nèi)缺少傳壓介質(zhì)，型腔中塑料融化壓力降低，難于補料，容易引起塑件出現(xiàn)收縮、凹陷、空洞等缺陷。? 塑化加入的塑料在料筒中進行加熱，由固體顆粒轉(zhuǎn)化成粘流態(tài)，并且受到良好的剪切力作用。通過料筒對物料加熱，使聚合物分子松弛，出現(xiàn)由固體向液體轉(zhuǎn)變；一定的溫度使塑料得到變形、熔融和塑化的必要條件，螺桿的剪切作用能在塑料中產(chǎn)生更多的摩擦熱，促進了塑料的塑化，因而螺桿式注射機對塑料的溫度盡量均勻一致，還有使熱分解物的含量達到最小值，并且能提供上述質(zhì)量的足夠的熔融塑料以保證產(chǎn)生連續(xù)并順利的進行，這些要求與塑料的特性、工藝條件的控制及注射機的塑化裝置的結(jié)構(gòu)等密切相關(guān)。? 注射不論何種形式的注射機，注射的過程可分為充模，保壓倒流，澆口凍結(jié)后的冷卻和脫模等幾個階段（3）塑件的后處理注射成型的塑件經(jīng)脫模或機械加工之后，常需要進行適當?shù)暮筇幚硪韵嬖诘膬?nèi)應力，改善塑件的性能和提高尺寸穩(wěn)定性。其主要方法是退火和調(diào)濕處理。退火處理是將注射塑件在定溫的加熱液體介質(zhì)或熱烘箱中靜置一段時間，塑料制件的氧化，加快吸濕平衡速度的一種處理方13法，其目的是使制作的顏色、性能以及尺寸得到穩(wěn)定。本次設(shè)計采用退火后處理。工藝流程圖解： 3、成型工藝條件注射成型的核心問題，就是采用一切措施得到塑化良好的塑料熔體，并把它注射到型腔中去，在控制條件下冷卻定型，使塑件達到所要求的質(zhì)量，影響注射成型工藝的重要參數(shù)是塑化流動和冷卻的溫度、壓力以及影響的各個作用時間。（1）注射成型過程需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。前兩個溫度主要影響塑件的塑化和流動，而后一個溫度主要是影響塑件的流動和冷卻，料筒溫度的選擇與各種塑料的特性有關(guān)。每種塑料都具有不同的粘流態(tài)溫度，為了保證塑件溶體的正常流動不使物料發(fā)生質(zhì)分解，料筒最合適的溫度范圍應在粘流態(tài)溫度和熱分解溫度之間。柱塞式和螺桿式柱塞注射機由于其塑化過程不同，因而選擇料筒也不同，通常后者選擇的溫度低一點，料筒溫度在1470～93℃之間，噴嘴溫度稍低于料筒溫度，在 65～90℃之間，模溫在要求塑件光澤時控制在 60～80℃之間。（2）壓力包括塑化壓力和注射壓力兩種，他們直接影響塑料的塑化和塑料質(zhì)量。塑化壓力是指背壓，是指采用螺桿式注射機時，螺桿頭部熔體在螺桿轉(zhuǎn)動后退時所受到的壓力，塑化壓力在保證塑件質(zhì)量的前提下越低越好，其具體數(shù)值時隨所用塑料的品種而異的，但通常很少超過 20MP，注射壓力是指柱塞式螺桿頭部對塑件熔體所施加的壓力。在注射機上常用表壓指示注射壓力的大小，一般在40～130MP 之間。其作用式克服塑料熔體從料筒流向型腔的流動阻力，給予熔體一定的充型速率以及對熔體進行壓實等。（3）完成一次注射成型過程所需要的時間稱成型周期，成型周期直接影響到勞動生產(chǎn)率和注射機使用率，因此在生產(chǎn)中，在保證質(zhì)量的前提下，盡量縮短成型周期中各個階段的有關(guān)時間，一般生產(chǎn)中，充模時間為 3～5S，保壓時間為20～25S，冷沖壓時間一般在 30～120S。三、 注射機的技術(shù)規(guī)范1、 注射機的選用注射機的選用包括兩方面的內(nèi)容：一是要確定注射機的型號，使塑料、塑件、注射模、注射工藝等所要求的注射機的規(guī)格參數(shù)點在所選注射機的規(guī)格參數(shù)可調(diào)范圍之內(nèi)，即要滿足所需的參數(shù)在額定的范圍之內(nèi)；二是調(diào)整注射機的技術(shù)參數(shù)至所需的參數(shù)點。塑件的直徑：d=66 mm15所以塑件的投影面積 s=П×(d/2) =3.14×(66÷2)2≈3419.46 mm22澆道凝料的質(zhì)量大約為 20 g，澆注系統(tǒng)的投影面積大約為300 mm2? 擬定一次成型 8 個塑件（1）注射量的校核根據(jù)公式 K×G=Q+Q’K—注射機公稱質(zhì)量注射量(g）G—注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.75～0.85Q—塑件的質(zhì)量(g）Q’—澆注系統(tǒng)等廢料的質(zhì)量(g）所以所需注射機的注射量 K=(Q+Q’)/G=(2.5×8+20)÷0.85≈47.1 g（2）鎖模力的校核鎖模力必須大于模具在模具在開模方向得投影面積上的總注射壓力。根據(jù)要求，鎖模力不小于總注射壓力的1.2 倍，即要取一安全系數(shù)，以保證安全生產(chǎn)。所以 F≥A×P×SF—注射機的鎖模力（KN）P—型腔單位面積的注射壓力（MPa），ABS 的壓力值約為 80MPaS—型腔（包括澆注系統(tǒng)）的投影面積（mm ）2A—安全系數(shù)，本設(shè)計取 1.4即 F≥)≈15000 KN16根據(jù)要求選得的注射機型號為 SZ—250/1250，但該注射機過于龐大，能源損耗大，用于生產(chǎn)本次設(shè)計塑件不合理，故修改生產(chǎn)方案。? 擬定一次成型 4 個塑件（1）注射量的校核根據(jù)公式 K×G=Q+Q’ 得 K=(Q+Q )/G=(2.5×4+20)1÷0.85=25.5 g（2）鎖模力的校核根據(jù)公式 F≥A×P×S 得 F≥1600根據(jù)要求選得的注射機型號為 SZ—100/630，該型號的注射機比較經(jīng)濟合理，故本設(shè)計采用該注射機。2、 注射機的確定本次設(shè)計采用螺桿式注射機，型號是 SZ-300/160它的主要參數(shù)為：理論注射容積：300 cm 螺桿直徑：45mm3注射壓力：150 MPa 注射速率：145g/s塑化能力：82 g/s 螺桿轉(zhuǎn)速：0～180 r/min鎖模力：1600KN 拉桿內(nèi)間距：450×450 mm移模行程：L=380mm 模具定位孔直徑：160 mm最大模具厚度：Hmax=450 mm 最小模具厚度： Hmin=250 mm模具噴嘴球半徑：R=20mm⒋ 三 模具結(jié)構(gòu)零件設(shè)計17㈠. 導柱和導套用于動模與定模間或推出機構(gòu)零件的定位和導向.⒈ 導柱導柱具有與動模之間的導向作用,同時也具有保護模具的作用.導柱的導向部分應具有較好的滑動性能, 一般應沒有潤滑油槽. 其硬度應在 50HRC 以上, 采用銅為原料 ,經(jīng)淬火后導柱的滑動配合部分在進行磨消加工,表面粗糙度到達 Ra 0.63μm.⒉導套通常在模板上鑲配導套以減少導柱滑動部分的磨損. 采用錫青銅為原料.㈠ 推桿.復位桿及拉料桿⒈ 推桿推桿用于推出塑件的桿類零件, 通稱為推桿.要求外觀無傷痕, 裂紋及銹斑等缺陷. 配合部分需進行加工, 表面粗糙度到達 Ra 0.63μm 以下. 推桿前端部分淬火后硬度到達 55HRC 以上.⒉ 復位桿也稱回程桿, 它是用于使推出機構(gòu)復位的桿類零件. 復位桿用材料與加工要求與推桿相同.⒊ 拉料桿用于拉出主流道凝料或分流道凝料的一類桿狀零件. 通稱為拉料桿. 根據(jù)其功能作用的不同,又可分為主道拉料桿和分道拉料桿兩種.主道拉料桿是用來從澆口套中拉出主流道凝料的零件.18分道拉料桿是用來拉出針點澆口并使之與模塑件斷開的桿類零件,其前端形狀視樹脂種類不同兒異.㈡ 定位圖與澆口套⒈ 定位圖定位圖的作用是使注射機的噴嘴與模具主流澆口保持同心. 定位圖為標準型與特殊型兩種. 由于此此模具為普通模具.因此選甲標準型.⒉ 澆口套通常澆口套與定位圖是配合使用的. 澆口套是塑料熔體熔入模具的入口,其尺寸與注塑機噴嘴尺寸有關(guān).本模具選用標準澆口套中的 A 型.㈢ 限位釘, 墊塊⒈ 限位釘限位釘安裝在動模板上,用于確定推板下限位置.⒉ 墊塊墊塊用以決定推出模塑件的距離,調(diào)節(jié)高度一類塊狀零件.19㈣ 斜銷, 側(cè)滑塊, 導滑槽⒈ 斜銷斜銷是用于驅(qū)動側(cè)滑塊進行側(cè)向分型或的構(gòu)件.選其傾斜角為 20°,淬火后硬度在 55HRC 以上,并須進行磨削加工.⒉ 側(cè)滑塊側(cè)滑塊通常有側(cè)型芯 ,滑動部分及本體組成,其硬度在40HRC 以上.⒊ 導滑槽 導滑槽是用于支撐側(cè)滑塊進行抽芯運動的機構(gòu)㈤ 模板.模板于固定凹凸槽,各類桿件,導柱和導套等各類成型零件的板類.多用 45＃開鋼制造,為拉提高模具壽命,加工后須要淬火.㈥ 擋塊, 彈簧, 限位塊 ⒈ 擋塊它是用于在模具開模以后,防止側(cè)滑塊由于抽芯力的作用而脫離模具整體,一般將其固定在動模板上.⒉ 彈簧彈簧它是用于在模具開模以后, 防止側(cè)滑塊向塑件而破壞塑件的抽芯,將它固定在擋板塊的雙頭螺栓柱上.⒊ 限位塊限位塊是用來定位側(cè)滑塊,一般將其固定在定模板上整體加工出來.20參考資料在設(shè)計過程中所查閱的書籍如下：《模具設(shè)計于制作技術(shù)基礎(chǔ)》《典型模具設(shè)計圖例》《實用塑料注射模設(shè)計與制造》《機械原理》《機械基礎(chǔ)》體會與感受(宋小 2 號)（通過畢業(yè)設(shè)計自己的體會和感受，在哪些方面有經(jīng)驗、教訓和提高。 ）在本次畢業(yè)設(shè)計中，我從指導老師身上學到了很多東西。老師認真負責的工作態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。他無論在理論上還是在實踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學習都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導。在設(shè)計期間由于模具設(shè)計是第一次有點無從下手的感覺，上學期學過《塑料模具的設(shè)計》一課，對模具的結(jié)構(gòu)不是太陌生，再加上老師的指導，數(shù)據(jù)的來源較快，畫圖的工作量太大，使我有些招架不住。還好由于我平時 CAD 學得還行，再加上系里同學提供方便，在這么多人的關(guān)心下，我的進展很快，草圖在一天內(nèi)完成，兩天內(nèi)也完成了繪圖的三分之一，一周內(nèi)完成了畢業(yè)設(shè)計。一學期的任務(wù)讓我在一周內(nèi)完成了，工作量可想而知，但我沒有因為時間短而忽略了設(shè)計質(zhì)量。在老師的指導下，我精心的查手冊，認真的計算和驗算著每一個數(shù)據(jù)，并根據(jù)我所設(shè)計的零件的特性，找出了比較完21整的設(shè)計方案，并得到了指導老師得認可。嚴格的按照要求繪圖，終于在答辯之前完成了畢業(yè)設(shè)計?？傊?，畢業(yè)設(shè)計期間，我體驗到了許多以前少能體驗到的東西。
收藏