支架塑料注射模具設(shè)計畢業(yè)論文

1、支架塑料注射模具設(shè)計摘 要此論文在第一章緒論中主要介紹了塑料模具現(xiàn)階段的發(fā)展?fàn)顩r，在現(xiàn)代模具設(shè)計中采用了大量的新技術(shù)，新工藝和新材料。模具設(shè)計已經(jīng)成為一種綜合型技術(shù)。還簡單的介紹了塑料的一般成份及塑料的一些特性。還介紹了注射模具的主要組成部件（如定模板、動模板、復(fù)位桿、頂桿、導(dǎo)柱等）及模板的材料選擇。 第二章第一節(jié)中寫的是塑料的注塑成型工藝，包括塑料的注塑成型工藝、注塑成型參數(shù)的選擇（溫度、壓力和時間）。第二節(jié)介紹的是塑料制品的設(shè)計及設(shè)計中應(yīng)考慮的因素。塑料制品設(shè)計的主要內(nèi)容包括塑料制品的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量。 在第三章塑料模具的設(shè)計中介紹了塑料模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識包括：注射模具與注射機(jī)

2、的關(guān)系（基本技術(shù)參數(shù)和選用注射成型機(jī)時基本工藝參數(shù)的校核）、澆注系統(tǒng)的設(shè)計（主流道，分流道、澆口的類型等）、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計（模具分型面的選擇和凹模、凸模、型芯的設(shè)計及組合形式）。及零件的注射模具的設(shè)計過程。每個零件的設(shè)計步驟一般由產(chǎn)品分析及零件選擇、塑件幾何特性分析、注射成型機(jī)的選擇、注射成型機(jī)參數(shù)的校核、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、成型零件的機(jī)構(gòu)設(shè)計、成型零件的尺寸計及模具的零件等組成。關(guān)鍵詞塑料；現(xiàn)代模具；塑料模具；注射機(jī)；凸模；冷卻裝置Apparatus Shell Inject Plastic Mould Design and CAD Simulate AbstractThis thesis

3、introduced the current development in mould in plastics condition primarily in an introduction, adopting a flood of new technique in modern mould design, new craft with new material. The mould design has become a kind of synthesizing the type technique. Still introduced the general composition of th

4、e plastics and the some characteristic of the plastics in brief. Still introduced to inject the mould to constitute the material choice between parts( if settle the template, move the template, reply a pole, crest pole and lead pillar etc.) and template primarily.It write in a section an is a plasti

5、cs to note the plastics mould the craft, including the plastics note the plastics mould the work craft, note the choice that plastics mould parameter.( Temperature, pressure with time) an introductive is a plastics system design and designs of the article inside should the factor of the consideratio

6、n. The main contents that plastics ware design includes the plastics ware of several why shape, size accuracy with surface quantity.Introduced in the design of a plastics mould the foundation knowledge of the plastics mould design include: Note inject the classification of the mould and inject the m

7、ould with the relation that inject machine( basic technique parameter with choose to use to inject to mould The school core of the basic craft in hour in machine parameter), sprinkle the design that note the system( main current way, the cent flows a way, sprinkle Type etc.), Mould the construction

8、design of the spare parts( the mould divides the choice of the type with the cave mould, convex mould, type of design and combination form).Empress three the section be injected by three spare parts the design process of the mould makes .The design step of each spare parts is general to be analyzed

9、by product and the spare parts choice, the piece of plastics is several why the characteristic analyzes and note inject the choice that mould the machine, inject the school core that mould the machine parameter, sprinkle the design that note the system and mould the spare parts The organization desi

10、gn, mould the size of the spare parts and the spare parts of the mould etc.Keywords plastics; modern mould; plastics mould; inject machine; convex mould; cooling device.不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印目 錄摘要IAbstractII第1章 緒論11.1 塑料模具的背景及發(fā)展?fàn)顩r11.2 注射模具設(shè)計簡要21.3 支架件的設(shè)計要求3第2章 塑料的成型工藝52.1 注塑成型工藝52.1.1 注射成型52.1.2 注射成型工藝5

11、2.2 塑料制品的設(shè)計82.2.1 塑料制品的尺寸精度82.2.2 塑料制品的表面質(zhì)量：9第3章 塑料注射模具設(shè)計103.1 塑料零件的技術(shù)要求103.2 注射機(jī)的選擇113.2.1 注射模具與注射機(jī)的關(guān)系113.2.2 注射機(jī)的選擇113.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計123.3.1 主流道設(shè)計123.3.2 分流道設(shè)計133.3.3 澆口設(shè)計143.4 模具材料的選擇143.5 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計153.5.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計163.5.2 成型零件工作尺寸的計算163.5.3 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計203.5.4 強(qiáng)度計算223.6 模具零件的三維設(shè)計223.6.1 模具零件設(shè)計223.6.2 模具裝配圖

12、263.7 UG動畫的制作273.7.1 動畫創(chuàng)建的一般過程27結(jié) 論28致 謝29參考文獻(xiàn)30附錄A31附錄B42千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行第1章 緒論1.1 塑料模具的背景及發(fā)展?fàn)顩r塑料模具作為塑料工業(yè)的基礎(chǔ)，隨著市場經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展受到了極大的挑戰(zhàn)。汽車的內(nèi)飾件、燈具反光鏡等塑制品的復(fù)雜外形，而鐘表、DVD光驅(qū)用傳動齒輪等塑制件又有很高的精度要求。很短的制模周期、相當(dāng)?shù)膲勖悄＞咧圃斓挠忠恢匾笜?biāo)，例如有的只需幾十、幾百模次（可用簡易快速制模法），有的如制瓶用吹塑模卻需

13、要上千萬模次，制造周期要求越來越短。各種特殊的成型方式的出現(xiàn)等等，都要求塑料模具技術(shù)有相應(yīng)的提高。而計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，適時的給模具技術(shù)配上了騰飛的翅膀，徹底改變了手工作坊式的模具設(shè)計和制作。在模具設(shè)計中廣泛的運(yùn)用CAD（計算機(jī)輔助設(shè)計），不但拋棄了沿用上百年的圖板，而且由于計算機(jī)的快速運(yùn)算和大容量的內(nèi)存，使得復(fù)雜曲面的生成、快速的作圖以及豐富制模技術(shù)經(jīng)驗的綜合、推廣成為可能，不少CAD軟件已具有某些智能化的功能。例如，有些CAD軟件可以運(yùn)用人機(jī)對話的形式，輸入塑料制品的某些外形特征（外形主要尺寸、分型面位置、抽心位置、脫模方向等）即可以畫出模具總圖。各種模具零件的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)器數(shù)據(jù)庫的運(yùn)用更縮

14、短了模具設(shè)計周期和制造時間。而對某些無法用數(shù)學(xué)方式描述的形狀，則可以運(yùn)用計算機(jī)反向（求）工程的方法獲得，即首先將一些需要復(fù)制的樣件進(jìn)行仿形三坐標(biāo)測量，計算機(jī)在獲得有關(guān)數(shù)據(jù)之后，通過相應(yīng)的軟件運(yùn)算得到與原形相同的三為曲面圖形機(jī)器數(shù)據(jù)，而運(yùn)用這些獲得的圖形和數(shù)據(jù)進(jìn)行模具設(shè)計和制作，從而大大提高模具制作水平。在模具設(shè)計中、為了更加準(zhǔn)確，縮短試模、調(diào)整、修模的周期和降低費(fèi)用，常常運(yùn)用CAE技術(shù)（計算機(jī)輔助分析）進(jìn)行模內(nèi)塑料流動、壓力場、溫度場的分析，對模具設(shè)計中的流道、澆口等澆注系統(tǒng)設(shè)計、冷卻系統(tǒng)設(shè)計以及模具強(qiáng)度校驗提供了十分有力的參考意見。在模具制作過程中更是離不開計算機(jī)技術(shù)，模具的計算機(jī)輔助制造（

15、CAM）的推廣使用已經(jīng)有數(shù)十年的歷史，近年來已經(jīng)趨于普及，而其技術(shù)也日益完善，復(fù)雜型面的加工，編程和加工周期的大幅度降低，加工精度的提高等待可以用日新月異來形容也不為過，不少CAM軟件，不但有快速、復(fù)雜的造型功能，而且可提供大量切削經(jīng)驗數(shù)據(jù)，以便編程和操作者參考使用。加工過程中的測量、計劃編制、生產(chǎn)準(zhǔn)備、工具管理、生產(chǎn)調(diào)度等等也都有計算機(jī)技術(shù)參與其中。模具設(shè)計，制作過程中的經(jīng)驗、教訓(xùn)的記錄、統(tǒng)計、分析機(jī)器智能軟件的編制也同樣離不開計算機(jī)技術(shù)。當(dāng)然這絲毫不能代替機(jī)械加工、電加工等傳統(tǒng)加工工藝的重要性，這工藝也有很大的發(fā)展，例如高速切削工藝及機(jī)床、低損耗高效電加工工藝及機(jī)床以及一些全心觀念的機(jī)械成

16、型工藝，如三為等離子堆積成型、三為激光成型等等。因此可以這樣說，當(dāng)今的模具技術(shù)是不斷發(fā)展的傳統(tǒng)技術(shù)和現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)的完美結(jié)合。因此只有將二者融合在一起，運(yùn)用自如，盡力發(fā)揮，才能不斷將塑模技術(shù)推向新的高度。塑料模自身的成型技術(shù)也在不斷得到發(fā)展。例如高速高精度擠塑工藝及模具、高速吹塑成型工藝及模具、注壓成型工藝及模具、模內(nèi)反應(yīng)成型工藝和模具、多色注塑成型模、氣體輔助注塑成型工藝和模具等等。為了獲得滿意的外形，一是要求加工精良的型腔、型心，二要有合適的澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計，例如大型平板狀塑制件模具的進(jìn)料澆口位置考慮到塑料流縱橫收縮的不一致性，就應(yīng)采用側(cè)面薄膜式，而冷卻亦必須均勻。一些帶有肋的塑制

17、件，由于收縮的不一致，就應(yīng)采用氣體輔助注塑成型工藝，這類模具又有其特殊的設(shè)計。機(jī)密塑件注塑模，則無論是模具零件的加工精度，還是澆注系統(tǒng)、型腔型心尺寸的計算等等都要有特殊的處理。冷卻系統(tǒng)的計算和設(shè)計也顯得由為重要，冷卻的速率必然影響到塑制品的生產(chǎn)率，而冷卻的均勻性則影響到塑制件的精度，尤其是型心的冷卻已有多種形式的出現(xiàn)，熱管冷卻也已在模具冷卻系統(tǒng)中得到應(yīng)用。排氣系統(tǒng)的設(shè)計也是十分重要的一環(huán)，可以防止塑件的缺陷和燒焦，有些特殊場合已使用多孔金屬排氣，其通氣孔直徑為310m，厚度為0.51.5mm。注壓成型模具已被廣泛應(yīng)用于激光唱片，激光打印機(jī)等光學(xué)塑性零件的壓制，其工作過程是注塑前模具先進(jìn)行閉合且

18、留有適當(dāng)?shù)木嚯x，然后注射熔融料進(jìn)入密封的型腔（型腔設(shè)計成階梯形）而后進(jìn)一步推進(jìn)動模達(dá)到完全閉合，塑件成型、冷卻后開模，塑件脫模取出，塑制件在成型過程中，由于減小了模腔內(nèi)壓力，即消除了注射壓力，減小了塑件的殘余應(yīng)力，且之后的壓制又減小了塑件的分子取向，從而達(dá)到了光學(xué)零件對復(fù)映的要求。模具技術(shù)是一種綜合型技術(shù)，要求從事模具技術(shù)工作者，密切注意和學(xué)習(xí)相關(guān)知識，并運(yùn)用到實際工作中為模具行業(yè)的發(fā)展而努力。1.2 注射模具設(shè)計簡要 塑料注射模具是現(xiàn)在所有塑料模具中使用最廣的模具，能夠成型復(fù)雜的高精度的塑料制品。這里只是粗略介紹一下。 設(shè)計塑料注射模具首先要對塑料有一定的了解，塑料的主要成分是聚合物。如我們

19、常說的ABS 塑料便是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體采用乳液、本體或懸浮聚合法生產(chǎn)，使其具有三種單體的優(yōu)越性能和可模塑性，在一定的溫度和壓力下注射到模具型腔，產(chǎn)生流動變形，獲得型腔形狀，保壓冷卻后頂出成塑料產(chǎn)品。聚合物的分子一般呈鏈狀結(jié)構(gòu)，線型分子鏈和支鏈型分子認(rèn)為是熱塑性塑料，可反復(fù)加熱冷卻加工，而經(jīng)過加熱多個分子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，連結(jié)成網(wǎng)狀的體型分子結(jié)構(gòu)的塑料通常是一此次性的，不能重復(fù)注射加工，也就是所說的熱固性塑料。 既然是鏈狀結(jié)構(gòu)，那塑料的在加工時收縮的方向也是跟聚合物的分子鏈在應(yīng)力作用下取向性及冷卻收縮有關(guān)，在流動方向上的收縮要比其垂直方向上的收縮多。產(chǎn)品收縮也同制品的形狀、澆口、熱脹冷

20、縮、溫度、保壓時間及內(nèi)應(yīng)力等因素有關(guān)。通常書上提供的收縮率范圍較廣，在實際應(yīng)用中所考慮的是產(chǎn)品的壁厚、結(jié)構(gòu)及確定注塑時溫度壓力的大小和取向性。 一般產(chǎn)品如果沒有芯子支撐，收縮相應(yīng)要大些。 塑料注塑模具基本分為靜模和動模。在注塑機(jī)的注射頭一邊的帶澆口套的為定模，定模一般有澆口套、靠板、模板組成，簡單模具（特別是靜模沒有芯子的模具）也可以不使用靠板，直接用厚一點的模板就可以了。澆口套一般為標(biāo)準(zhǔn)件，除非特殊原因，不建議取消。澆口套的使用有利于安裝模具、更換方便，不用自己拋光。有些特殊模具澆口套可用鉆出來或用錐度線割割成。部分模具必須定模脫模時，還得加上定模脫模機(jī)構(gòu)。動模的結(jié)構(gòu)一般為動模板、動?？堪濉?/p>

21、脫模機(jī)構(gòu)以及模腳和裝機(jī)固定板。脫模機(jī)構(gòu)中除了脫料桿，還有復(fù)位桿，部分模具還要增加彈簧以實現(xiàn)例如自動脫模等功能。還有導(dǎo)柱、冷卻水孔、流道等也是不可少的模具的基本結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，斜導(dǎo)模具還有斜導(dǎo)盒、斜導(dǎo)柱等。 當(dāng)為一產(chǎn)品設(shè)計模具時，首先要設(shè)定模具的基本結(jié)構(gòu)尺寸以備料，來加快模具制造的速度。復(fù)雜產(chǎn)品應(yīng)先繪制好產(chǎn)品圖，再定好模具的尺寸。現(xiàn)在的模具基本上要進(jìn)行熱處理，加高模具的硬度，提高模具使用壽命。在熱處理前，先對模板進(jìn)行初步加工：鉆好導(dǎo)柱孔、復(fù)位孔（動模）、型腔孔、螺絲孔、澆口套孔（靜模）、拉料孔（動模）、冷卻水孔等，銑好流道、型腔，有些模具還應(yīng)銑好斜導(dǎo)柱等。現(xiàn)在的普通精密模具的模板一般用Cr12、Cr

22、12Mov和一些專業(yè)模具鋼,Cr12等硬度不能太高，在HRC60度時經(jīng)常開裂，模板的常用硬度一般為HRC55度左右。芯子的硬度可在HRC58以上。如果材料為3Cr2W8v，制造后再氮化處理表面硬度，硬度應(yīng)為HRC58以上，氮化層應(yīng)越厚越好。澆口直接關(guān)系到塑件的美觀，澆口設(shè)計不好的話，容易產(chǎn)生缺陷。在沒有任何阻擋的情況下很容易產(chǎn)生蛇型流。對于要求高的產(chǎn)品，還應(yīng)設(shè)計溢流和排氣。溢流處可以用頂桿，不要在模板上留有溢流飛邊，才不至于影響模具壽命。1.3 支架件的設(shè)計要求 本支架是一種日常生活用品衣掛的支架，因此對本塑料件的精度要求不是太高，精度為IT8IT9即可。但必須要有一定的強(qiáng)度和剛度，而且要有較

23、長的壽命，能夠耐用。此塑料件的強(qiáng)度和剛度是通過增加加強(qiáng)筋來實現(xiàn)的。此外，由于是日常生活用品，外形設(shè)計要符合人們的視覺習(xí)慣，要有較美的外形。對于其它沒有特別的要求。1.4 本章小結(jié)明確設(shè)計意圖思路，對整體設(shè)計進(jìn)行開展。第2章 塑料的成型工藝2.1 注塑成型工藝 2.1.1 注射成型 注塑成型是熱塑性塑料制品生產(chǎn)的一種重要方法，除個別熱塑性塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用次方法成型。近年來，注塑成型還已成功地用來成型某些熱固性塑料制品。注塑成型可以成型各種形狀的塑料制品。它的特點是成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精密、帶有嵌件的塑料制品，生產(chǎn)效率高，易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，所以應(yīng)用廣泛。注射成

24、型用設(shè)備是各種類型的注射機(jī)，注射機(jī)的主要作用是將料筒內(nèi)的塑料加熱，使其熔化（塑化），然后對熔融塑料施加高壓，使其經(jīng)噴嘴高速注入模具型腔。2.1.2 注射成型工藝 注塑成型工藝過程注塑成型工藝過程是注塑成型工藝制訂的中心環(huán)節(jié)，它包括：成型前的準(zhǔn)備，注塑過程和制品的后處理。1成型前的準(zhǔn)備：為使注射過程順利進(jìn)行，保證塑料制品質(zhì)量，在注塑成型前應(yīng)做好如下準(zhǔn)備工作：1）原料的檢驗和預(yù)處理 在成型前對原料進(jìn)行外觀和工藝性檢驗，檢驗內(nèi)容包括對色澤、粒度及均勻性、流動性（熔體指數(shù)、粘度）、熱穩(wěn)定性、收縮性的檢驗等。2）嵌件的預(yù)熱 為了滿足裝配和使用的強(qiáng)度要求，塑料制品內(nèi)常需要嵌入金屬嵌件。由于金

25、屬嵌件和塑料的熱性能、收縮率存在較大差別，因而在塑料制品冷卻時，在嵌件周圍會產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致嵌件周圍遷都下降或出現(xiàn)裂紋。為克服上述問題可對金屬嵌件進(jìn)行預(yù)熱，這樣可以減少熔料和嵌件的溫度差，使熔料收縮比較均勻，減少嵌件周圍的內(nèi)應(yīng)力。 3）料筒的清洗 若需要更換新的塑料，則在注射之前，均須對殘存在塑料筒內(nèi)的塑料進(jìn)行清洗。對于螺旋式注射機(jī)的料筒通常采用直接換料清洗。換料清洗時，必須掌握料筒內(nèi)的塑料和欲換的新塑料的特性，然后采用正確的清洗方法。目前已經(jīng)研制出一種新的塑料清洗劑，適用于成型溫度范圍在180280 C的各種熱塑性塑料的注射機(jī)料筒清洗。4）脫模劑的選用 塑料制品的脫模，主要依賴于合理的

26、工藝條件和正確的模具設(shè)計。在生產(chǎn)上順利脫模通常使用脫模劑。常用的脫模劑有三種：硬脂酸鋅、液體石蠟（白油）和硅油。在使用脫模劑時，涂抹要均勻適量。2注塑過程注塑過程包括加料、塑化、注塑、保壓、冷卻和脫模等步驟。但實際上說主要是塑化和流動與冷卻定型兩大過程。塑化是指塑料在料筒內(nèi)經(jīng)加熱達(dá)到流動狀態(tài)并具有良好的可塑性的全過程。對塑化的要求是：塑料在進(jìn)入模腔之前，應(yīng)達(dá)到規(guī)定的成型溫度，并能在規(guī)定時間內(nèi)提供足夠數(shù)量的熔融塑料，熔料各點溫度應(yīng)均勻一致。為達(dá)到上述要求，應(yīng)視塑料的特性，正確選擇工藝參數(shù)和注塑機(jī)類型。塑化情況直接關(guān)系到塑料制品的質(zhì)量和生產(chǎn)率，這在實際生產(chǎn)中應(yīng)必須預(yù)以重視。流動與冷卻定型：這是只用

27、柱塞和螺桿推動塑化后的塑料熔體諸如并充滿塑料模型腔，熔體在壓力下的冷卻和凝固定型，直至塑料制品脫模的全過程。這一過程時間不長，但合理地選擇和控制該過程的溫度、壓力、時間等工藝參數(shù)，對塑料制品的質(zhì)量有重要影響。素來哦熔體進(jìn)入模腔內(nèi)的流動情況可分為充模、壓實、倒流和叫澆口凍結(jié)后的冷卻四個階段。在這四個階段中，塑料熔體溫度將不斷降低。3制品的后處理由于塑料的塑化不均勻或在型腔內(nèi)冷卻不均勻，常會使塑料制品的收縮不均勻，形成一定的內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力的存在會導(dǎo)致塑料制品在使用過程中產(chǎn)生變形和開裂。為了消除內(nèi)應(yīng)力長須對塑料進(jìn)行后處理。塑料制品的后處理包括：退火和調(diào)濕處理。 注塑成型工藝參數(shù)的選擇注

28、射成型的主要工藝參數(shù)是溫度、壓力、時間。溫度：注射成型工藝過程需要控制的溫度有料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度，前兩種主要影響塑料的塑化和流動，后一種溫度主要影響塑料的流動和冷卻定型。料筒溫度的分布，一般從料斗一側(cè)（后端）起至噴嘴（前端）止，是逐步升高的，以達(dá)到均勻塑化的目的。對于螺桿式注射機(jī)，起料筒內(nèi)的溫度受螺桿攪動產(chǎn)生剪切摩擦熱，有助于塑化，為了防止塑料的過熱分解，料統(tǒng)前端的溫度也略低于中段。噴嘴溫度通常略低于料筒最高溫度的，這是為了防止塑料在直通式噴嘴上可能發(fā)生的“流涎”現(xiàn)象。由噴嘴溫度產(chǎn)生的影響可從塑料注射時產(chǎn)生的摩擦熱中得到一定的補(bǔ)償，但噴嘴溫度也不能過低，否則，噴嘴處的熔料可能產(chǎn)生早凝

29、而將噴嘴堵塞，或?qū)⒃缒献⑷胄颓欢绊懰芰现破返馁|(zhì)量。模具溫度對塑料熔體在型腔內(nèi)的流動和塑料制品的內(nèi)在性能與表面質(zhì)量影響很大。模具溫度的選擇與塑料的特性，塑料制品的結(jié)構(gòu)、尺寸和性能要求以及成型工藝參數(shù)有關(guān)。對于非結(jié)晶性塑料，在熔料注入型腔后，隨著溫度的不斷降低而固化，但不發(fā)生相的轉(zhuǎn)變，模具溫度主要影響熔料的粘度，也就是影響充模的能力和冷卻時間，如充模順利，采用低模溫是可取的，這樣可以縮短冷卻時間，提高生產(chǎn)率。對于結(jié)晶形塑料，模具溫度直接影響到塑料制品的結(jié)晶速度和結(jié)晶結(jié)構(gòu)，從而影響塑料制品的性能。一般來說模具溫度較高，冷卻速度小，為結(jié)晶充分進(jìn)行創(chuàng)造了條件，因而得到塑料制品的結(jié)晶度高，硬度大剛度大

30、，耐磨性能較好，但成型周期長收縮率較大，制品發(fā)脆；模具溫度較低，冷卻速度大，結(jié)晶不充分對某些塑料還會出現(xiàn)后期結(jié)晶過程，使塑料制品后收縮率增大。因此對于結(jié)晶形塑料，模具溫度以取中等為宜。壓力：注射成型過程中的壓力包括塑化壓力和注射壓力。1塑化壓力 增加塑化壓力可以提高熔體溫度和使溫度均勻，但會減少塑化速率，延長成型周期，可導(dǎo)致塑料降解。在滿足塑料制品的前提下，塑化壓力低一點為好，通常不超過2Mpa。2注射壓力 注射壓力的作用是克服塑料熔體從料筒流向型腔的流動阻力，使塑料具有一定的充模速率并對熔體進(jìn)行壓實。注射壓力的大小與塑料品種、注射機(jī)類型、塑料制品和模具結(jié)構(gòu)及其他工藝參數(shù)有關(guān)。為保證塑料制品的

31、質(zhì)量，對注射速率有一定的要求，而注射速率又主要取決于注射壓力，注射壓力高則注射速率高。在滿足塑料制品成型前提下，一般應(yīng)盡量采用低的注射壓力。時間：完成一次注射成型過程所需要的時間稱為成型周期。在整個成型周期中，注射時間和冷卻時間是基本組成部分，注射時間和冷卻時間的多少對塑料制品的質(zhì)量有決定性影響。注射時間中的充模時間不長，一般不超過10s；保壓時間較長，一般為20120s，壁厚特別大的可達(dá)到510min，通常以塑料制品的收縮率最小為保壓時間的最佳值。.冷卻時間主要決定于塑料制品的壁厚、模具溫度、塑料的熱性能和結(jié)晶性能冷卻時間的長短應(yīng)以保證塑料制品脫模時不引起變形為原則，一般為30120s。成型

32、周期的長度直接影響生產(chǎn)率和設(shè)備利用率，因此，在生產(chǎn)中，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量縮短成型周期中個階段的時間。2.2 塑料制品的設(shè)計塑料制品的設(shè)計不僅要滿足使用要求，而且要符合塑料的成型工藝特點，并且盡可能使模具結(jié)構(gòu)簡化。這樣，可使成型工藝穩(wěn)定，保證塑料制品的質(zhì)量，又可使生產(chǎn)成本降低。塑料制品的設(shè)計必須考慮以下幾個因素：1塑料的性能 塑料制品的設(shè)計與塑料的物理力學(xué)性能和工藝性能有密切關(guān)系。2 成型方法 塑料制品的設(shè)計要求視成型方法而異。3模具結(jié)構(gòu)和制造工藝性 塑料制品的設(shè)計應(yīng)有利于模具結(jié)構(gòu)的簡化和制造。塑料制品設(shè)計的主要內(nèi)容包括塑料制品的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量。2.2.1 塑料制品的尺

33、寸精度影響塑料制品尺寸精度的因素很多，其主要因素是材料收縮和模具的制造誤差。影響塑料制品尺寸精度因素有以下幾個方面：1成型材料 塑料本身的收縮性，原料內(nèi)含水分及揮發(fā)物量，原料的配置工藝，生產(chǎn)批量大小，保存方法和保存時間等因素，均會造成收縮不穩(wěn)定。2成型條件 塑料制品的成型溫度、壓力、時間等成型條件都直接影響成型收縮。3塑件形狀 塑料制品的形狀和壁厚會影響成型收縮，脫模斜度大小直接影響尺寸精度。4模具 1）主流道尺寸大時收縮小，主流道小時收縮大。2）料流方向：與料流方向平行的尺寸收縮大，與料流方向垂直的尺寸收縮小。3）分型面的選擇：它決定了飛邊產(chǎn)生的位置，飛邊使垂直于分型面的制品尺寸產(chǎn)生誤差。4

34、）模具制造誤差及磨損：尤其是成型零件的制造和裝配誤差以及使用中的磨損會直接影響塑料制品的精度。5成型后的條件1）測量誤差：由于測量工具、測量方法、測量溫度等造成的誤差。2）存放條件：塑料制品如果存放不當(dāng)，會使塑料制品產(chǎn)生彎曲、扭曲等變形。成型收縮：塑料制品在冷卻定型后，其尺寸要縮小，所以模具設(shè)計時，必須把塑料制品收縮量補(bǔ)給到模具成型零件的相應(yīng)尺寸中去，這樣才能制造出符合設(shè)計圖樣要求的塑料制品。塑料制品的收縮值一般用收縮率表示。收縮率的計算公式如下： .（2-1）式中S收縮率（%）；A模具型腔在室溫下的尺寸；B塑料制品在室溫下的尺寸。由式（2-1）可得：2.2.2 塑料制品的表面質(zhì)量：塑料制品表

35、面質(zhì)量包括 無斑點、條紋、凹痕、氣泡、變色等缺陷，還有表面光澤性和表面粗糙度。表面缺陷必須避免，表面光澤性和表面粗糙度視塑料制品的使用要求而定。本工件要求有一定的強(qiáng)度和剛度，其強(qiáng)度和剛度是通過加強(qiáng)肋來實現(xiàn)的。2.3 本章小結(jié)塑件分析，通過設(shè)計成型工藝過程和成型參數(shù)已達(dá)到產(chǎn)品要求第3章 塑料注射模具設(shè)計3.1 塑料零件的技術(shù)要求塑料制件設(shè)計視塑料成型方法和塑料品種性能不同而有所差異。本節(jié)主要討論塑料制件品中產(chǎn)量最大的注射成型模具的設(shè)計。塑料制件主要是根據(jù)使用要求進(jìn)行設(shè)計，由于塑料有其特殊的物理機(jī)械性能，因此設(shè)計塑料件是必須充分發(fā)揮其性能上的優(yōu)點，避免或補(bǔ)償其缺點，在滿足使用要求的前提下，塑料件形

36、狀應(yīng)進(jìn)可能地作到簡化模具結(jié)構(gòu)，符合成型工藝特點，在設(shè)計塑料件是必須考慮以下幾個方面的因素：1)塑料的物理性能，如強(qiáng)度、剛性、韌性、彈性、吸水性及對應(yīng)力的敏感性。2)塑料的成型工藝性，如流動性。3)塑料形狀應(yīng)有利于沖模流動、排氣、補(bǔ)償，同時能適應(yīng)高效冷卻硬化（熱塑性塑料制品）或快速受熱熱固化（熱固性塑料制品）。4)模具的整體結(jié)構(gòu)，特別是抽芯與脫出塑料件的復(fù)雜程度。5)模具零件的形狀及其制造工藝以上前三條主要啊是塑料性能的特點，后兩條主要是考慮模具結(jié)構(gòu)特點，塑料設(shè)計的主要內(nèi)容包括塑料件的材料、形狀、尺寸、壁厚、精度、表面光潔度、圓角等。本文設(shè)計的塑料零件如圖3-1所示： 圖3-13.2 注射機(jī)的選

37、擇3.2.1 注射模具與注射機(jī)的關(guān)系1注射成型機(jī)的基本技術(shù)參數(shù)： 注射成型機(jī)的基本技術(shù)參數(shù)包括最大注射量，最大注射壓力、塑化能力、鎖模力、模板行程、模板最大開距、模板最大厚度和最小厚度、模板尺寸和安裝螺釘孔位置尺寸、定位孔尺寸、噴嘴球面半徑等。2注射成型機(jī)基本工藝參數(shù)的校核注射成型機(jī)基本工藝參數(shù)的校核包括：1）最大注射量的校核。2）注射壓力的校核3）鎖模力的校核及型腔數(shù)的確定4）模具閉合高度和平面尺寸的校核3.2.2 注射機(jī)的選擇每副模具都只能安裝在與其相適應(yīng)的注射機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)，因此模具設(shè)計與所用的注射機(jī)關(guān)系十分密切。在設(shè)計模具時，應(yīng)詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范。才能設(shè)計出合乎要求的模具。從模具設(shè)

38、計角度出發(fā)，首先應(yīng)了解的技術(shù)規(guī)范有：注塑機(jī)的最大注射量、最大注射應(yīng)力、最大鎖模力、最大成型面積、模具的最大和最小厚度、最大開模行程，以及機(jī)床模板安裝模具的螺釘孔（或T形槽）的位置和尺寸。1注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核1）最大注射量的校核根據(jù)實際情況，注射機(jī)的實際注射量為理論注射量的80%左右，即 0.8V理V實所以 V理V實/0.8=140/0.8 cm3=17532) 最大注射壓力注射機(jī)螺桿對塑料施加的壓力稱注射壓力，用以克服噴嘴、流道和模腔等處的流動阻力。注射機(jī)注塑塑料時，油路系統(tǒng)提供最大壓力下所獲得的注射壓力稱為最大注射壓力。對于聚乙烯，其熔體具有流動性好，但塑件形狀復(fù)雜、精度要求一般，所需

39、注射壓力通常為70100MP。3）鎖模力高壓塑料熔體充滿型腔時，會產(chǎn)生使模具沿分型面分開的脹模力，此脹模力的大小為塑件和流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積與型腔內(nèi)壓力的乘積。注射機(jī)的額定鎖模力必須大于脹模力，（模）型腔壓力：Pc kP(MP) (3-1)式中：Pc型（模）腔壓力，MPa； P 注射壓力，MPa； K 壓力損耗系數(shù)。一般取0.250.5。Pc0.257017.5MPa則注射機(jī)的鎖模力： TKPcA (3-2)式中：T注射機(jī)額定鎖模力，KN；A塑件和流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積2；K安全系數(shù)，通常取1.11.2。所以 T1.117.57106137KN根據(jù)以上條件，選用螺桿臥式注射機(jī)SZ

40、300/160,其技術(shù)規(guī)范與技術(shù)特性為：螺桿直徑 45 理論注塑容量3003注塑壓力 150MPa 鎖模力160KN模具最小厚度250 模具最大厚度450噴嘴球半徑 20 噴嘴伸出量20模板行程 380 定位孔直徑160頂出力 33KN定位孔深度203.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計澆注系統(tǒng)通常分為普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)。首先要對塑料制品所采用的塑料品種，制品的幾何形狀、尺寸使用的機(jī)床設(shè)備，注塑時可能產(chǎn)生的缺陷及填充條件等作全面分析。同時模具的分型面的選擇與澆注系統(tǒng)也有密切關(guān)系。3.3.1 主流道設(shè)計1. 澆口套進(jìn)料口直徑 D4（0.51） (3-3)式中:d注塑機(jī)噴嘴直徑。所以D4152. 球面凹坑

41、半徑R Rr+(0.51) (3-4)式中：r注射機(jī)噴嘴半徑。所以R211213. 冷料井設(shè)計冷料井位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端。其作用是捕集料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，開模時又能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大于主流道大端直徑，長度約為主流道大端直徑。 圖3-23.3.2 分流道設(shè)計1.分流道截面形狀分流道截面形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等。圓形和正方形截面流道的比表面積最小，塑料熔體的溫度下降少，阻力亦小，流道的效率最高。但加工較困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。在本文的設(shè)計中，設(shè)

42、計成U形截面。2.分流道尺寸分流道的尺寸由塑料品種、塑料件的大小及流道長度確定。在此設(shè)計中，取分流道的半徑R8，H=1.25R 。其形狀如圖3-2所示：圖3-33.3.3 澆口設(shè)計澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。其主要作用是：1.型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流。2.在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。當(dāng)塑料熔體通過澆口時，剪切速率增高，同時熔體的內(nèi)摩擦加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動性能，有利于充型。但澆口尺寸過小會使壓力損失增大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。澆口可分為直澆口、側(cè)澆口、點澆口、護(hù)耳式澆口等，在

43、此設(shè)計中選用點澆口。3.4 模具材料的選擇現(xiàn)代注塑成型技術(shù)必須能以低廉的成本滿足對質(zhì)量的要求，日益提高產(chǎn)品的生產(chǎn)要求。為此，必須控制成型工藝，合理選擇注射材料，并根據(jù)產(chǎn)品要求控制模具成型尺寸精度及表面質(zhì)量。由于塑料尺寸精度的高低，要求模具必須按相應(yīng)的精度或更高的精度進(jìn)行制造。模具在制造過程中，必須能承受巨大的注射壓力進(jìn)而可靠地完成重復(fù)動作，同時使模具的工作壽命盡可能的高，補(bǔ)償一次性的巨額投資。模具的可靠性及使用壽命除與內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計，使用過程中的保養(yǎng)關(guān)系外，主要取決于模具所選用的材料、熱處理方法及制造的加工方法。幾乎所有的注射模具都是金屬材料（主要是剛材料）制造，其原因是該材料價格低廉，易于購買

44、。而鑲嵌鋼或型腔嵌件有時也用其他的材料。注射模具通常有幾個部分組裝而成，這些部件在模具內(nèi)有自己的獨特功能，這些部件在選材和熱處理方面有各自的要求，我們主要討論選材方面。材料的選擇及要求：1 型腔、型芯材料的選擇 主要性能要求：除了要求有較強(qiáng)的耐磨性以外，還要有較高的強(qiáng)度，在加工某些材料時，還要求有較好的熱應(yīng)性或耐蝕性。此外，由于制件的形狀、大小、精度和批量各不相同，因此模具中同類的零件也應(yīng)該根據(jù)具體情況選材。綜合本設(shè)計要求，選材為：45鋼。其熱處理方法為調(diào)質(zhì)淬火，切HRC43HRC48。2 導(dǎo)柱、導(dǎo)套材料的選擇主要性能要求：較高的硬度和耐磨性。中心有一定的韌性。導(dǎo)柱 材料：20 鋼 導(dǎo)套 材料

45、：T10A鋼 3 澆口套的材料選擇主要性能要求：表面耐磨，有時還需要耐腐蝕性和熱硬性。澆口套材料：T8A 熱處理方法：淬火加低溫回火 HRC554 頂出的材料及要求主要性能要求：一定的強(qiáng)度及耐磨性頂料桿材料：45 鋼 熱處理方法：端部淬火 HRC555 拉料桿的材料及要求 主要性能要求：一定的強(qiáng)度及耐磨性 拉料桿的材料：T10A。 熱處理方法：端部淬火50HRC55HRC6 各種模板、頂出板、固定板、模腳等材料的選擇及要求 主要性能要求：一定的強(qiáng)度。 材料：45鋼 熱處理方法：調(diào)質(zhì)處理。 HB2007 螺栓、螺釘、定位環(huán)等材料的選擇及要求主要性能要求：一般強(qiáng)度 材料：Q2353.5 成型零件的

46、結(jié)構(gòu)設(shè)計直接與塑料接觸構(gòu)成塑件形狀稱為成型零件，其中構(gòu)成塑件外形的成型零件稱為凹模，構(gòu)成塑件內(nèi)部形狀的成型零件稱為凸模（或型芯）。由于凹、凸模件直接與高溫、高壓的塑料接觸，并且脫模時反復(fù)與塑件摩擦，因此，要求凹模、凸模模件具有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性以及足夠低的表面粗糙度。3.5.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計1凹、凸模的結(jié)構(gòu)凹、凸模在結(jié)構(gòu)上有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：整體式、整體嵌入式、局部鑲拼式、四壁拼合式等。根據(jù)本文的設(shè)計零件的形狀結(jié)構(gòu)特點，采用整體式凹、凸模。所謂整體式，就是指直接在選購的模架上開挖型腔。其優(yōu)點是加工成本低。但是，通常模架的模板材料為普通的中碳鋼，用作型腔，使用壽命短，

47、若選用好材料的模板制作整體型腔，則制造成本相對較高。2模具分型面注射模具一般由動模和定模兩部分組成，其動模和定模的接觸表面即模具分型面。每套模具可能有一個或多個分型面。在選擇分型面一般應(yīng)考慮以下幾個因素：1）塑料制品的形狀、尺寸和壁厚。2）塑料性能及填充條件。3）澆注系統(tǒng)的布局。4）成型效率及成型操作。5）排氣及脫模。6）模具結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，制造容易。模具分型面可能垂直于合模方向，有可以傾斜于合模方向或平行于合模方向。分型面的選擇很重要，它對塑料制品的質(zhì)量、模具操作和模具制造等均有較大的影響。3.5.2 成型零件工作尺寸的計算1成型收縮率影響收縮率的因素很多，在確定收縮率時主要根據(jù)塑件品種

48、、塑件形狀、及壁厚來考慮。聚乙烯 成型收縮率 1.5%5%平均收縮率為=3.25% (3-4)2件脫模斜度為了使塑件容易脫模，在凹、凸模上沿塑件塑件脫模方向上都應(yīng)設(shè)有脫模斜度和較低的粗糙度。 型腔35130 型芯 3013成型零件尺寸計算成型零件尺寸是指成型零件上直接用于成型塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型芯高度尺寸，型腔深度尺寸和中心距尺寸等。進(jìn)行成型零件尺寸計算時，考慮以下三個方面的影響因素，即成型零件本身的制造公差，成型零件在使用過程中的磨損和成型收縮率的波動。成型零件的尺寸計算如下：1） 型腔有關(guān)尺寸的計算徑向尺寸 取= =30(1+0.325)0.24=30.80深度尺寸

49、=42.5(1+0.0325)0.36=43.6肋徑向尺寸 =18(1+0.325)0.16=18.46 =5(1+0.325)0.16=5.04深度尺寸 =15(1+0.0325)0.24=15.3 =9(1+0.0325)0.24=9.13徑向尺寸 =50(1+0.325)0.36=51.25 =40(1+0.325)0.24=41.12 =213(1+0.325)0.62=219 =125(1+0.325)0.54=127.8型芯的有關(guān)工作尺寸：=18（1+0.0325）+0.32=18.81=22（1+0.0325）+0.32=23=10（1+0.0325）+0.32=10.6 =18

50、(1+0.325)+0.24=18.8 =45(1+0.325)+0.24=46.25 =85(1+0.325)+0.48=87.28 =18(1+0.325)+0.36=18.46八角型芯位置： =35（1+0.0325）（0.161/6）/2=36.140.025圓形型芯位置： =17.36（1+0.0325）（0.161/6）/2=17.90.0253.5.3 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計1抽芯機(jī)構(gòu)分類：抽芯機(jī)構(gòu)可分為：機(jī)動抽芯 、手動抽芯 、液壓抽芯等。2抽芯距和脫模力的計算1）抽芯距的計算：S=Htan (3-5)式中： S-抽芯距 H-斜導(dǎo)柱完成抽芯距所需的行程（mm） -斜導(dǎo)柱的傾斜角 H=8

51、0所以： S=80tan20+（23） =322) 脫模力的計算：F=Lhp（cos-sin） (3-6)式中：F-脫模力 （N）； L-活動型芯被塑料制品包緊的斷面形狀的周長； h-成型部分的深度（mm）。 p-單位面積包緊力，一般取812MPa； -摩擦系數(shù)，取0.150.2； -脫模斜度（）；所以：F=Lhp（cos-sin）=4.21621210（0.21-0.035）=26.14 N3. 斜導(dǎo)柱的各項參數(shù)： 1）導(dǎo)柱的直徑根據(jù)材料力學(xué)可以推導(dǎo)出斜導(dǎo)柱的直徑計算公式： d=(F彎L/0.1彎cos)1/3 (3-7)式中： 斜導(dǎo)柱的傾斜角； F彎 斜導(dǎo)柱所受彎曲力，N； L 斜導(dǎo)柱的有

52、效工作長度，m； d 斜導(dǎo)柱直徑，m;彎彎曲許用應(yīng)力，對于碳鋼可取140MPa。所以：d=(F彎L/0.1彎cos)1/3 =（F/cos2032/0.93/0.11400.94）1/3=10.45由于要同時考慮剛度和強(qiáng)度，為安全保險起見取： d=20 圖 3-42) 斜導(dǎo)柱總長L總=L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7=D/2tan+H1/cos+d/2tan+H2/cos+d/2tan+s/sin+(510)=15tan20+50/cos20+10tan20+35/cos20+10tan20+11.63/sin20+5=135 3.5.4 強(qiáng)度計算型腔要承受高壓熔體的壓力，因此應(yīng)具有足夠的壁厚。如壁厚不夠則表現(xiàn)為剛度不足，即產(chǎn)生過大的彈性變形，也可表現(xiàn)為強(qiáng)度不夠，即型腔發(fā)生塑型變形甚至破壞。型腔壁厚計算以最大壓力計算為主，理