畢臺(tái)扇電機(jī)前塑料罩注塑模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、學(xué)號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文題目：臺(tái)扇電機(jī)前塑料罩注塑模具設(shè)計(jì)作者： 屆別： 2009屆系別：機(jī)械與電氣工程系 指導(dǎo)教師： 李凱旋 專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 職稱： 高級(jí)工程師 完成時(shí)間： 2009年4月摘 要本文討論了臺(tái)扇電機(jī)外表前塑料罩注塑模具設(shè)計(jì)模設(shè)計(jì)過(guò)程。介紹了注塑模成型工藝和注塑模具的結(jié)構(gòu)及工作原理。臺(tái)扇電機(jī)外表前塑料罩采用的是塑料ABS ，熱塑性塑料的主要成型工藝是注射成型，因此，臺(tái)扇電機(jī)外表前塑料罩成型方法采用澆注成型。本設(shè)計(jì)對(duì)臺(tái)扇電機(jī)外表前塑料罩結(jié)構(gòu)進(jìn)行了工藝分析，確定了分型面、澆注系統(tǒng)等，選擇了澆注機(jī)，計(jì)算了成型零部件的尺寸。確定了模具澆口、限位裝置、頂出機(jī)構(gòu)和導(dǎo)柱導(dǎo)套，這樣設(shè)

2、計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作可靠和靈活。最后對(duì)注射機(jī)進(jìn)行選擇和校核。用AUTOCAD 繪制了一套模具裝配圖和零件圖。通過(guò)本次設(shè)計(jì)對(duì)澆注模具有了更深的認(rèn)識(shí)，了解澆注模具結(jié)構(gòu)及工作原理。關(guān)鍵詞：ABS 塑料；注塑模；分型面；澆注系統(tǒng)；注射機(jī)；成型零件。ABSTRACTThis article discussed the injection mold structure of the fomer plastic cover of the desk fan motor , and introduced injection moulding process, the structure of the c i

3、njection mold and working principle. The fomer plastic cover of the desk fan motor is made of ABS plastic, whose moulding process mostly is injection moulding , therefore using the casting moulding. The sructure of the fomer plastic cover has been analysised . The parting surface and the casting sys

4、tem has been determined. The casting maching has been selected and the size of the forming parts have been calculated. Using the side gate, the introduction agencies asynchronous, guided column-oriented, lateral oblique derivative type column with the pump core.This structure can be designed to ensu

5、re reliable and flexible molds. Finally, injection machine has been selected and checked. A mold assembly drawings and parts diagram were drawed with AUTOCAD.Through this design I got a deeper understanding with the stucture and work principle of the casting moldKey words: ABS plastic; injection mol

6、d; surface; casting system; injection machine;molding parts目錄摘 要 . . I ABSTRACT . . II1 前言 . . 11.1 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位 . 11.2注塑模具在國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r . 21.3注射模具在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r . 22注塑件的設(shè)計(jì) . 32.1 材料選擇 . . 32.2功能設(shè)計(jì) . 42.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . . 42.3.1 塑件結(jié)構(gòu)圖 . . 52.3.2 壁厚 . . 52.3.3 圓角 . . 52.3.4脫模斜度 . 62.4 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量 . 62.4.1 尺寸精度 . . 62

7、.4.2塑件的表面質(zhì)量 . 73 注塑成型的準(zhǔn)備 . . 73.1 注塑成型工藝簡(jiǎn)介 . . 73.2 注塑成型工藝條件 . . 83.3注塑機(jī)的選擇 . 103.3.1 注塑機(jī)基本參數(shù) . 103.3.2選擇注塑機(jī) . 113.4注射機(jī)的校核 . 123.4.1注射壓力的校核 . 123.4.2鎖模力的校核 . 123.4.3開(kāi)模行程與推出機(jī)構(gòu)的校核 . 123.4.4安裝部分相關(guān)尺寸的校核 . 133.4.5模具外形尺寸校核 . 133.4.6模具總厚度與注射機(jī)模板閉合厚度的關(guān)系 . 134模具設(shè)計(jì) . 134.1塑料配方說(shuō)明 . 134.2模具材料的選擇 . 144.3分型面的確定 .

8、144.5澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 154.5.1主流道 . 164.5.2澆口的設(shè)計(jì) . 164.5.3分流道的設(shè)計(jì) . 174.6 成型零件工作尺寸的計(jì)算 . 174.6 .1型芯徑向尺寸計(jì)算 . 174.6 .2型腔成型尺寸計(jì)算 . 184.6.3型腔壁厚和底板厚度計(jì)算 . 194.7 模架的確定與選用 . . 194.7 .1模架的確定 . 194.7 .2模架的選用 . 204.8 型腔與型芯工藝設(shè)計(jì) . . 204.8.1型腔加工工藝過(guò)程 . 204.8.2型芯加工工藝過(guò)程 . 224.9 頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì) . . 234.9.1脫模力的計(jì)算 . 234.9.2脫模版厚度計(jì)算： . 234.1

9、0導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu) . 244.11排氣設(shè)計(jì) . 254.12溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 255開(kāi)模過(guò)程 . 266 總結(jié) . . 26參考文獻(xiàn) . . 27致 謝 詞 . . 281 前言1.1 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，它的作用是控制和限制材料的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注。在電子、汽車(chē)、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具的主要類(lèi)型有 ：沖模，鍛模，塑料模，壓鑄模

10、，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)注，它在很大的程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益喝新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。振興喝發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國(guó)政府的 關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。用信息技術(shù)帶動(dòng)和提升模具工業(yè)的制造技術(shù)水平，是推動(dòng)模具工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。CAD CAE CAM 技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用，快速原型制造技術(shù)的應(yīng)用，使模具的設(shè)計(jì)制造技

11、術(shù)發(fā)生了重大變革。模具的開(kāi)發(fā)和制造水平的提高，還有賴于采用數(shù)控精密高效加工設(shè)備。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用，也要與電子信息等高新技術(shù)嫁接，實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。模具工業(yè)地位之重要，還在于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)機(jī)械、電子、汽車(chē)、石化、建筑，都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)。機(jī)械、電子、汽車(chē)工業(yè)需要大量的模具，特別是轎車(chē)大型覆蓋件模具、電子產(chǎn)品的精密塑料模具和沖壓模具，目前在質(zhì)與量上都遠(yuǎn)不能滿足這些支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。這幾年，我國(guó)每年要進(jìn)口近10億美元的模具。我國(guó)石化工業(yè)一年生產(chǎn)500多萬(wàn)噸聚乙烯、聚丙烯和其他合成樹(shù)脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，

12、才能用于生產(chǎn)和生活的消費(fèi)。生產(chǎn)建筑業(yè)用的地磚、墻磚和衛(wèi)生潔具，需要大量的陶瓷模具; 生產(chǎn)塑料管件和塑鋼門(mén)窗，也需要大量的塑料模具成形。從五大支柱產(chǎn)業(yè)對(duì)模具的需求當(dāng)中，也可以看到模具工業(yè)地位之重要。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)模具數(shù)量出口少，但中國(guó)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)的書(shū)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，共同外貿(mào)渠道，模具出口將有很大的發(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。1.2注塑模具在國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r注塑成型是最大量生產(chǎn)塑料制品的一種成型方法，二十多年來(lái)，國(guó)外

13、的注塑模CAD 技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。70年代已開(kāi)始應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)熔融塑料在圓形、管形和長(zhǎng)方形型腔內(nèi)的流動(dòng)情況進(jìn)行分析。80年代初，人們成功采用有限元法分析三維型腔的流動(dòng)過(guò)程，使設(shè)計(jì)人員可以依據(jù)理論分析并結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)，在模具制造前對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和修改，以減少試模時(shí)間，提高模具質(zhì)量。近十多年來(lái)，注塑模CAD 技術(shù)在不斷進(jìn)行理論和試驗(yàn)研究的同時(shí)，十分注意向?qū)嵱没A段發(fā)展，一些商品軟件逐步推出，并在推廣和實(shí)際應(yīng)用中不斷改進(jìn)、提高和改善1.3注射模具在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r近年來(lái)，中國(guó)塑料模具制造水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)到50t 以上的注塑模，精密塑料模具的精度已達(dá)到2m ，制件精度很

14、高的小模數(shù)齒輪模具及達(dá)到高光學(xué)要求的車(chē)燈模具等也已能生產(chǎn)，多腔塑料模具已能生產(chǎn)一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產(chǎn)擠出速度達(dá)6m/min以上的高速塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在生產(chǎn)手段上，模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率已有較大提高，CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用面已大為擴(kuò)展，高速加工及RP/RT等先進(jìn)技術(shù)的采用已越來(lái)越多，模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率及模具商品化率都有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。另外，三資企業(yè)的蓬勃發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了塑料模具設(shè)計(jì)制造水平及企業(yè)管理水平的提高，有些企業(yè)已實(shí)現(xiàn)信息化管理和全數(shù)字化無(wú)圖

15、制造。我國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車(chē)保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺(tái)北極星I.K 模具有限公司制造的多腔VCD 和DVD 齒輪模具，所生產(chǎn)的這類(lèi)齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動(dòng)等要求都達(dá)到了國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm 的一模兩腔的航空

16、杯模具和難度較高的塑料門(mén)窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.020.05mm ，表面粗糙度Ra0.2m ，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)1030萬(wàn)次，淬火鋼模達(dá)501000萬(wàn)次，交貨期較以前縮短，但和國(guó)外相比仍有較大差距。今后，我國(guó)模具行業(yè)應(yīng)在以下幾個(gè)方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的距離：（1）注重開(kāi)發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；隨著我國(guó)轎車(chē)，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來(lái)越高，模具也將日趨大型化和精密化。（2）加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低磨具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日益廣

17、泛。（3）推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)；模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)種藥品里程碑。事實(shí)證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向，課顯著的提高模具設(shè)計(jì)制造水平。（4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷的提高，基于快速成型的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動(dòng)研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。2注塑件的設(shè)計(jì)2.1 材料選擇ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高

18、光潔度及高強(qiáng)度。從形態(tài)上看，ABS 是非結(jié)晶性材料。中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個(gè)是苯乙烯-丙烯腈的連續(xù)相，另一個(gè)是聚丁二烯橡膠分散相。ABS 的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上具有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場(chǎng)上上百種不同品質(zhì)的ABS 材料。這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。ABS 材料具有超強(qiáng)的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強(qiáng)度。ABS是一種綜合性能十分良好的樹(shù)脂、無(wú)毒、微黃色，在比較寬廣的溫度范圍內(nèi)具有較高的沖擊強(qiáng)度，熱變形溫度比PA 、P

19、VC 高，尺寸穩(wěn)定性好，收縮率在0.4%-0.8%范圍內(nèi)。若經(jīng)玻纖增強(qiáng)后可以減少到0.2%-0.4%，而且絕少出現(xiàn)塑后收縮。 ABS具有良好的成型加工性，制品表面光潔度高，且具有良好的涂裝性和染色性，可電鍍成多種色澤。ABS尚具有良好的配混性，可與多種樹(shù)脂配混成合金(共混物 ，如PC/ABS、ABS/PC、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等，使之具有新的性能和新的應(yīng)用領(lǐng)域，ABS 若與MMA 摻混可制成透明ABS ，透光率可達(dá)80%。ABS 樹(shù)脂在器具方面一般為大型器具如冰箱、冰柜、食品箱等和小型器具和食品加工機(jī)，吸塵器、吹風(fēng)機(jī)、縫紉機(jī)的外罩和室內(nèi)空調(diào)器、加濕器等。2.2功能設(shè)計(jì)功

20、能設(shè)計(jì)是要求塑件應(yīng)具有滿足使用的功能，并且達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo)。該塑件是工業(yè)用品，承受外力的幾率不太大，如沖擊載荷、振動(dòng)、摩擦等情況比較少。塑件的工作溫度是溫室，這個(gè)使得在材料選擇時(shí)對(duì)熱變形溫度、脆化溫度、分解溫度的要求降低。作為一種常用的工業(yè)用品，生產(chǎn)批量應(yīng)該是大批量生產(chǎn)，因此就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命，在材料的選擇時(shí)要綜合各種因素。2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu)對(duì)成型工藝方法的適用性。在塑料生產(chǎn)過(guò)程中，一方面成型會(huì)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)，形狀，尺寸精度等諸方面提出要求，以便降低模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和制造難度，保證生產(chǎn)出物美價(jià)廉的產(chǎn)品；另一方面，模具設(shè)計(jì)者通過(guò)對(duì)給定塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行

21、分析，弄清楚塑件生產(chǎn)的難點(diǎn)，為模具設(shè)計(jì)和制造提供依據(jù)。2.3.1 塑件結(jié)構(gòu)圖 圖1 塑件結(jié)構(gòu)圖該塑料罩是一個(gè)普通的塑料制件，通過(guò)對(duì)原零件圖的分析之需要在轉(zhuǎn)折的地方設(shè)計(jì)圓角以避免應(yīng)力集中，同時(shí)要設(shè)計(jì)拔模斜度。2.3.2 壁厚各種塑件，不論是結(jié)構(gòu)還是板壁，根據(jù)使用要求具有一定的厚度，以保證其力學(xué)強(qiáng)度，一般的的說(shuō)，在滿足力學(xué)性能的前提下厚度不宜過(guò)厚，不僅可以節(jié)約原材料，降低成本，而其使塑件在模具內(nèi)冷卻或固化時(shí)間縮短，提高生產(chǎn)率；其次可以避免因過(guò)厚產(chǎn)生的凹陷，縮孔，夾心等質(zhì)量上的缺陷。本產(chǎn)品已經(jīng)給出了厚度為3MM 。2.3.3 圓角塑件上各處的輪廓過(guò)度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求是才采用

22、尖角結(jié)構(gòu)。尖角如意產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊載荷時(shí)發(fā)生破裂。圓角不僅有利于物料充模，同時(shí)也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動(dòng)和塑件的脫模。圓角的取值與應(yīng)力集中的關(guān)系遵循R/T函數(shù)關(guān)系，當(dāng)R/T0.3時(shí)應(yīng)力容易集中，當(dāng)R./T=0.6 以后應(yīng)力集中變緩和，該塑件的圓角取值R5. 2.3.4脫模斜度由于塑件成型時(shí)冷卻過(guò)程中產(chǎn)生收縮，使其緊箍在凸?；蛐托旧?，未來(lái)便于脫模，防止因脫模力過(guò)大而拉壞塑件或使其表面受損，與脫模方向平行的塑件內(nèi)，外表面都應(yīng)具有合理的斜度。以下是ABS 產(chǎn)品光面的脫模斜度推薦值：制件外表面 制件內(nèi)表面 35° 1°30 30 402.4 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量

23、2.4.1 尺寸精度（1） 尺寸精度的選擇；塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)。 然而，在滿足塑件使用要求的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。對(duì)塑件的精度要求，要具體分析，根據(jù)裝配情況來(lái)確定尺寸公差，該塑件是一般民用品，所以精度要求為一般精度即可。根據(jù)精度等級(jí)選用表，ABS 的高精度為MT2級(jí)，一般精度為MT3級(jí)。根據(jù)塑件尺寸公差表，在公稱尺寸在80范圍內(nèi)，取MT2B 級(jí)的公差數(shù)值為0.44MM ，MT3B 級(jí)的公差數(shù)值為0.66MM 。（2）尺寸精度的組成及影響因素主要有模具、塑料材料以及成型工藝。 （3）制品尺寸誤差構(gòu)成為：s z c a

24、 =+ (2-1 公式中 制件中的成型誤差s 塑件收縮率波動(dòng)所引起的誤差 z 模具成型零件制造精度所引起的誤差: c 模具磨損后所引起的誤差 a 模具安裝, 配合間隙引起的誤差;2.4.2塑件的表面質(zhì)量表面質(zhì)量是一個(gè)相當(dāng)大的概念，包括微觀的幾何形狀和表層的物理力學(xué)性質(zhì)兩方面技術(shù)指標(biāo)，而不是單純的表面粗糙度問(wèn)題。塑件的表面缺陷是其特有的質(zhì)量指標(biāo)，包括缺料，益料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度決定性因素，通常要比塑件高出12個(gè)等級(jí)：即為MT1B 級(jí)，其公差數(shù)值為0.17m 。3 注塑成型的準(zhǔn)備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

25、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：（1）物料準(zhǔn)備；成型前應(yīng)對(duì)物料的外觀色澤、顆粒情況、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）

26、注塑過(guò)程；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。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，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）制件后處理；由于成型過(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

27、，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，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1020度至熱變形溫度以下1020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100121，保溫時(shí)間與制件厚度有關(guān)，通常取29小時(shí)。）3.2 注

28、塑成型工藝條件1）溫度；ABS 料與溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3-1所示. 。表3-1 溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)料筒溫度/°C噴嘴溫度/°C模具溫度/°C熱變形溫度/°C后段 中段 前段1701800.185MAP50800.45MAP 83108150170901081651801802002）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)。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

29、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。3 時(shí)間；完成一次注塑成型過(guò)程所需要的時(shí)間稱為成型周期。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58秒，保壓時(shí)間一般為2060秒，冷卻時(shí)間一般為2040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3-2所示。表3-2 成型周期與壁厚關(guān)系 經(jīng)過(guò)上面的經(jīng)

30、驗(yàn)數(shù)據(jù)和推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因?yàn)楦鱾€(gè)推薦值有差別，而且有的與實(shí)際注塑成型時(shí)的參數(shù)設(shè)置也不一致，結(jié)合兩者的合理因素，初定制品成型工藝參數(shù)如表3-3所示。表3-3 制品成型工藝參數(shù)初步確定 3.3注塑機(jī)的選擇3.3.1 注塑機(jī)基本參數(shù)注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱注射量、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公稱注塑量；指在對(duì)空注射的情況下, 注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時(shí), 注射裝置所能達(dá)到的最大注射量, 反映了注塑機(jī)的加工能力。(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

31、力, 螺桿(或柱塞 對(duì)熔料必須施加足夠的壓力, 我們將這種壓力稱為注射壓力。(3注射速率；為了使熔料及時(shí)充滿型腔, 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3-4所示。表3-4 注射量與注射時(shí)間的關(guān)系 (4塑化能力；單位時(shí)間內(nèi)所能塑化的物料量. 塑化能力應(yīng)與注塑機(jī)的整個(gè)成型周期配合協(xié)調(diào), 若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時(shí)間長(zhǎng), 則不能發(fā)揮塑化裝置的能力, 反之則會(huì)加長(zhǎng)成型周期。(5鎖模力；注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力, 在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料頂開(kāi)。(6合模裝置的基本尺寸；包括模板尺寸, 拉

32、桿空間, 模板間最大開(kāi)距, 動(dòng)模板的行程,模具最大厚度與最小厚度等. 這些參數(shù)規(guī)定了機(jī)器加工制件所使用的模具尺寸范圍。(7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)由慢到快在到停。(8空循環(huán)時(shí)間；在沒(méi)有塑化, 注射保壓, 冷卻, 取出制件等動(dòng)作的情況下, 完成一次循環(huán)所需的時(shí)間。 3.3.2選擇注塑機(jī)由注射量選定注射機(jī)（材料密度為1.05） 總體積V=112.3 cm； 總質(zhì)量m=73g；V 實(shí)=1.2537532×104+2698.298125=96.15 cm； m 實(shí)=101.5g。

33、根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱注射量原則，即：0.8V 公V 實(shí) V 公=126.875 cm結(jié)合上面的計(jì)算，初步確定注塑機(jī)為表3-2所示，查國(guó)產(chǎn)注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表取SZ-100/60，主要技術(shù)參數(shù)如下。表2：國(guó)產(chǎn)注射機(jī)SZ-25/25技術(shù)參數(shù)表 3.4注射機(jī)的校核3.4.1注射壓力的校核該項(xiàng)工作是校核所選注射機(jī)的公稱壓力P 公能否滿足塑件成型時(shí)所需要的注射壓力P0，塑件成型時(shí)所需要的壓力一般由塑料的流動(dòng)性、塑件的結(jié)構(gòu)和壁厚以及澆注系統(tǒng)類(lèi)型等因素決定，其值一般為70150MPa 。ABS 所需的注射壓力P0如表3所示。表3： PC所需的注射壓力P0 P 公p0，滿足條件。 3.4.2鎖模力

34、的校核鎖模力是指注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所施加的最大夾緊力。當(dāng)高壓的塑料熔體充填模腔時(shí)，會(huì)沿鎖模方向產(chǎn)生一個(gè)很大的脹型力。為此，注射機(jī)的額定鎖模力必須大于該脹型力，即F 鎖F 脹=A分·P 型式中，F(xiàn) 鎖-注射機(jī)的額定鎖模力（N ）；P型-模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力MPa ，一般為注射壓力的0.30.65倍，通常為2040MPa ；A分-塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和（2）。 F 鎖F 脹=A分·P 型=702640+3.14×552×40=452740N F鎖F 脹滿足要求。 3.4.3開(kāi)模行程與推出機(jī)構(gòu)的校核開(kāi)模行程是指從模具中取出塑件所需要的

35、最小開(kāi)合距離，用H 表示，它必須小于注射機(jī)移動(dòng)模板的最大行程S 。3.4.4安裝部分相關(guān)尺寸的校核噴嘴尺寸：主流道的始端球面半徑R 應(yīng)比注射機(jī)噴嘴頭球面半徑R 0大12，主流道小端直徑d 應(yīng)比噴嘴直徑d 0大0.51，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模。定位圈與注射機(jī)固定板的關(guān)系：模具定模座板上的定位圈要求與主流道同心，并與注射機(jī)固定模板上的定位孔呈較松動(dòng)的間隙配合。定位圈的高度對(duì)小型模具為810，對(duì)大型模具為1015。此外，對(duì)中、小型模具一般只在定模座板上設(shè)定位圈，而對(duì)大型模具，可在動(dòng)模座、定模座板上同時(shí)設(shè)定位圈。 3.4.5模具外形尺寸校核注射模外形尺寸應(yīng)小于注射機(jī)工作臺(tái)面的有效尺寸，模具

36、長(zhǎng)度方向的尺寸要與注射機(jī)拉桿間距相適應(yīng)，模具至少有一個(gè)方向的尺寸能穿過(guò)拉桿間的空間裝在注射機(jī)的工作臺(tái)面上。3.4.6模具總厚度與注射機(jī)模板閉合厚度的關(guān)系H min H m H max 10 304 340式中，H m 所設(shè)計(jì)的模具閉合后總厚度304； Hmin 注射機(jī)所允許的最小模具厚度10； Hmax 注射機(jī)所允許的最大模具厚度340。4模具設(shè)計(jì)4.1塑料配方說(shuō)明塑料配方設(shè)計(jì)師塑料制品成型加工中在加工設(shè)備和工藝參數(shù)確定之后所必須進(jìn)行的重要環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)水平的高低直接關(guān)系到塑料制品的最終實(shí)用性能的優(yōu)劣。也是應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)隊(duì)塑料進(jìn)行改性的過(guò)程，其技術(shù)含量極高。一個(gè)成功配方的生產(chǎn)是多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與應(yīng)用高科

37、技術(shù)的結(jié)局。塑料是以高分子聚合物為主要成分，加入一定量的添加劑而組成的一種混合物，添加劑是由一系列為改變所料的某些性能而添加的混合物，通常為填充劑，增添劑，穩(wěn)定劑，潤(rùn)滑劑，著色劑等。根據(jù)ABS 的特性及使用性能要求，配方中英還有以下添加劑。填充劑 玻璃微珠 潤(rùn)滑劑 硬脂酸及其鹽類(lèi) 著色劑 黑色 抗菌劑 磷酸鋯系銀離子抗菌劑4.2模具材料的選擇現(xiàn)有的模具模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所以在模具材料的選擇時(shí)主要根據(jù)制品的特性和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料，如何合理的選擇磨具鋼，是關(guān)系到模具質(zhì)量的前提條件，如果選材不當(dāng)則所有的精密加工所投入的工時(shí)，設(shè)備費(fèi)用將浪費(fèi)。在選擇磨具鋼時(shí)，首先必須考慮材料的使用性能和工

38、藝性能考慮：硬度的主要指標(biāo)之一，模具在搞應(yīng)力作用下欲保持尺寸不變，必須有足夠的硬度，當(dāng)承受沖擊載荷時(shí)還要考慮折斷，崩刃問(wèn)題，所以韌性也是一重要指標(biāo)，耐磨性是決定模具壽命的重要因素，從ABS 特性看，這三項(xiàng)指標(biāo)必須滿足的。從工藝性能考慮：要熱加工工藝好，加工溫度范圍寬，冷加工性能如切削，銑削，拋光等加工性能好，此外還要考慮淬透性和淬硬性，熱處理變形和氧化脫碳等性能，另外從經(jīng)濟(jì)考慮，要求材料來(lái)源廣，價(jià)格低。由于本產(chǎn)品生產(chǎn)批量小，型腔結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜，表面精度只要達(dá)到一般要求即可。經(jīng)查手冊(cè)選擇模仁的材料是40Cr 。該鋼機(jī)械加工性能較好，經(jīng)熱處理（經(jīng)兩次淬火及后會(huì)后），具有較高的強(qiáng)度和耐磨性，同時(shí)保證

39、新報(bào)具有較好的強(qiáng)度和韌性?；鼗鸷笥捕燃s為4852HRC。4.3分型面的確定根據(jù)分型面的選擇原則：（1）便于塑件脫模；（2）在開(kāi)模時(shí)盡量使塑件留在動(dòng)模； （3）外觀不遭到損壞；（4）有利于排汽和模具的加工方便。結(jié)合該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，分型面確定在塑件的最大投影面積上。下圖為本次設(shè)計(jì)的分型 圖2 分型面結(jié)構(gòu)圖4.4澆口確定ABS 料的流動(dòng)性好，可適用于各種澆口。本模具為一模一腔結(jié)構(gòu) 所以采用點(diǎn)澆口。4.5澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔入口位置的塑料熔體的流動(dòng)通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳質(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

40、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)中的主要之一。 圖3澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4.5.1主流道 圖4主流道尺寸主流道是連接注射機(jī)噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度，其主要實(shí)際要點(diǎn)為：主流道圓錐角=4°, 內(nèi)壁粗糙度為R a =0.63m 。主流道大端呈圓角, 半徑r=2, 以減小料流轉(zhuǎn)向過(guò)度時(shí)的阻力。 其小端直徑D 2=D1+(0.51 。主流道的一端常設(shè)計(jì)成帶凸臺(tái)的圓盤(pán)，其高度為8并與注射機(jī)固定模板的定位孔間隙配合，襯套的球形凹坑深度取5。R 2=R1+(12 查表取D 2=4 D 1=3 D3=5.5在模具結(jié)

41、構(gòu)允許的情況下，主流道應(yīng)盡可能短，一般小于60，過(guò)長(zhǎng)則會(huì)影響熔體的順利充型。主流道襯套與定模座板采用H7/m6過(guò)渡配合，與定位圈的配合采用H9/f9間隙配合。主流道襯套選用T8制造。熱處理強(qiáng)度為5256HRC。4.5.2澆口的設(shè)計(jì)澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道, 它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。本模具才用側(cè)澆口，開(kāi)設(shè)在分型面上，從塑件側(cè)面進(jìn)料，它能方便地調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和澆口封閉時(shí)間, 因而國(guó)外稱之為標(biāo)準(zhǔn)澆口，一般取寬1.55，厚0.52.0，長(zhǎng)0.72，表面粗糙度R a 不低于0.4m ，截面形狀為矩形，側(cè)澆口可根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn)靈活地選擇澆口位置以改善填充條件。取l=2，d=2.0。

42、4.5.3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)向的作用。由于塑件的形狀是圓形，所以在分型面上開(kāi)設(shè)兩條分流道。分流道的斷面形狀采用圓形，減少料流阻力，壓力損失小。圓形分流道斷面的直徑D 一般在212的范圍內(nèi)變動(dòng)，對(duì)流動(dòng)性差的ABS ，直徑可達(dá)12，即D=12。分流道的斷面面積應(yīng)不小于其上各澆口斷面之和，表面粗糙度一般達(dá)R a =3.21.6m 即可1。4.6 成型零件工作尺寸的計(jì)算一般情況下，影響成型零件及塑料公差的主要因素是模具制造公差z 、模具磨損量c 以及塑件的收縮率S 這三項(xiàng)。成型零件工作尺寸計(jì)算方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制

43、造公差和平均磨損量進(jìn)行計(jì)算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和磨損量進(jìn)行計(jì)算。前一種方法簡(jiǎn)便，但不適合精密塑件的模具設(shè)計(jì)，后一種計(jì)算比較復(fù)雜，但能較好的保證尺寸精度。本設(shè)計(jì)采用平均值法 4.6 .1型芯徑向尺寸計(jì)算型芯徑向尺寸的計(jì)算：43 1(z S l l s m -+= 000.0730.0733110(10.006 0.44110.994m l -=+=型芯高度尺寸的計(jì)算：32 1(z S h h s m -+= (000.18670.186725410.0060.5654.73m h -=+=型芯中心到成型面大端距離的計(jì)算：(2241zS L L s m ±-+= (0.0

44、630.0630.386710.00667.38624m l ±±=+-=型芯中心到成型面小端距離的計(jì)算：(2241zS L L s m ±-+= (0.0630.0630.485510.00654.32224m l ±±=+-=L s 是塑件內(nèi)型腔尺寸，公差為正值“+”，制造公差為負(fù)值“-z ”。h s 是制品孔深，公差為正值“+”，制造公差為負(fù)值“-z ”。z /2是型腔的單邊磨損量。4.6 .2型腔成型尺寸計(jì)算（1）凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸屬包容尺寸，在使用過(guò)程中凹模的磨損會(huì)使包容尺寸逐漸變大。因此，為了使得模具的磨損留有

45、修模的余地，以及裝配的需要，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，包容尺寸盡量取下限尺寸，尺寸公差取上限差。模具工作尺寸與塑件尺寸的關(guān)系如圖4-5所示：1）凹模徑向尺寸計(jì)算13(1 4z cp m L S L +=+-=(1+0.005 120-3/40.40 0.17+=120.30.17+mm 式中 Lm凹模尺寸塑件的公差值；塑件尺寸公差根據(jù)GB/T144861993模塑件尺寸公差表取MT2B 級(jí)，由尺寸段決定值的大??；z 制造公差，z = /3cp S 塑件的平均收縮率，cp S =0.005.2）凹模深度尺寸的計(jì)算10.170.17(1 (10.005 542/30.2854.823z cp s m S H

46、mmH +=+-=+-=式中 Hs 塑件的凹模測(cè)高度尺寸，Hs=54mm凸模凹模凹模圖5凹凸模尺寸4.6.3型腔壁厚和底板厚度計(jì)算按剛度條件計(jì)算型腔壁厚和底板厚度：(單位：mm-+1 25. 175. 0(21rP E E rP r S 4188. 01 301025. 1101. 207. 0101. 207. 0301075. 0(102155=-+S 31456. 0 E Ph h s 043. 1307. 0101. 2503056. 03154=s hS-側(cè)壁厚度；E-模具材料的彈性模量(MPa ，碳鋼為2.1×105MP a ； P-型腔壓力，一般取2545MP a ； z -剛度條件，即允許變形量（）； h s -底板厚度。4.7 模架的確定與選用4.7 .1模架的確定注塑模模架?chē)?guó)家標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，即GB/T12556-1990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>，前者使用于模版尺寸為B*l=560mm*900mm;后者的模版尺寸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)采用龍脊標(biāo)準(zhǔn)模架。（1）模仁尺寸的確