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手表包裝盒內(nèi)芯塑料注射模具設(shè)計(jì)
摘 要
本論文介紹了手表包裝盒內(nèi)芯塑料注射模具的設(shè)計(jì)與制造方法。該注射模采用了1模2腔的結(jié)構(gòu)。
塑料模具的設(shè)計(jì)和制造水平反應(yīng)了機(jī)械設(shè)計(jì)和加工水平，模具的設(shè)計(jì)已應(yīng)用了當(dāng)代先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段，如CAD、CAM、CAE的逐漸廣泛使用，使模具的設(shè)計(jì)效率大大提高，快速成型技術(shù)的應(yīng)用及現(xiàn)代加工技術(shù)的使用如高檔加工中心、特種加工技術(shù)的使用使模具的制造精度越來越高，加工周期越來越短。各行各業(yè)對(duì)模具的要求量與日俱增，我國(guó)的模具行業(yè)蒸蒸日上，正需要大量的模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的人才。
通過參觀,查閱資料,計(jì)算，用PRO/E 、CAD等軟件繪圖進(jìn)行塑料零件的注射模具設(shè)計(jì)，我熟悉并掌握了塑料零件注射設(shè)計(jì)全過程，能夠根據(jù)不同的塑料材料的性能，塑料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇恰當(dāng)?shù)哪＞呓Y(jié)構(gòu)，并掌握了模具主要零件的強(qiáng)度計(jì)算及每一個(gè)零件的尺寸確定，掌握了材料的選擇熱處理要求及其制造工藝知識(shí)，通過該設(shè)計(jì)，檢查了自己的外語翻譯及理解能力，能熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)和繪圖。通過本次設(shè)計(jì)后，我能夠完全獨(dú)立完成中等難度以上塑料注射模具設(shè)計(jì)，并能在選材，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行環(huán)保、經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析。
簡(jiǎn)言之，本論文就是將人們常見的手表包裝盒的內(nèi)芯作為設(shè)計(jì)模型，將塑料注射模具的相關(guān)知識(shí)作為依據(jù)，闡述塑料注射模具的設(shè)計(jì)全過程。
關(guān)鍵詞：塑料；注射模具；設(shè)計(jì)
The design of plastic injection mold about the core of
Watch box
Abstract
This paper describes the design of plastic injection mold and the methods of manufacturing about core box watches.The structure of one mold and two cavity was use in this injection mold .
Plastic mold design and manufacturing level reflects the level of mechanical design and processing,The contemporary-art instruments has been applied to the mold, such as CAD,CAM,CAE are use of the progressive with widespread, so that the efficiency of mold design are greatly improved, The application of the technologies about rapid prototyping and modern processing such as high-end machining centers and the technology of special processing enable the precision of manufacture to grow. processing cycles becoming shorter andshorter.The requirements of various industries on the amount of mold are growing with the success of China's mold industry, is in need of a large number of people about mold design and manufacturing skills.
Through visiting, accessing to information, computing, using drawing software such as PRO / E, CAD to do the design the injection mold about the plastic parts, I am familiar with and mastered the whole process of the design of the injection mold about plastic parts,I can depend on the performance of plastic materials,the characteristics of plastic structural, to select the appropriate mold structure, and be able to calculate the strength of the main parts and determine the size of each part , have the knowledge about the require of heat treatment in choice of materials and manufacturing processes, through the design, inspect the proficiency of the translation and understanding to foreign languag with own can design and graphics quickly in the use of computer. Through this design, I can be totally independent to finish the design of plastic injection mold which is more than the middle difficulty, I be able to protecte environment and analysis the technical of economic in material and structural design.
In short, the core of watch box what people often look was as a design model in this paper and the knowledge related- plastic injection mold was as the basis to describe the design process of the plastic injection mold .
Key words: plastics; injection mold; design
目 錄
主要符號(hào)表
1 緒 論 1
1.1模具工業(yè)簡(jiǎn)介 1
1.2 我國(guó)模具工業(yè)的現(xiàn)狀 1
1.3我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 2
1.4課題研究的背景、主要內(nèi)容、基本要求 3
1.4.1 課題背景 3
1.4.2 主要內(nèi)容 3
1.4.3基本要求 3
2注塑件的設(shè)計(jì) 4
2.1 功能設(shè)計(jì) 4
2.2塑件的工藝分析 4
2.2.1 分析塑件使用材料的種類及工藝特征 4
2.2.2分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 6
3初步確定型腔數(shù)目 7
4注塑機(jī)的選擇 8
4.1注塑機(jī)簡(jiǎn)介 8
4.2 注塑機(jī)基本參數(shù) 8
4.3選擇注塑機(jī) 9
4.3.1 塑件體積的計(jì)算 9
4.3.2計(jì)算塑件的質(zhì)量： 10
4.3.2按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目 10
4.3.3計(jì)算澆注系統(tǒng)的體積，其初步設(shè)定方案如下 11
4.3.4查表確定型號(hào) 12
5分型面的確定 13
5.1分型面的形式 13
5.2分型面的設(shè)計(jì)原則 13
6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15
6.1主流道的設(shè)計(jì) 15
6.2 分流道的設(shè)計(jì) 16
6.3澆口設(shè)計(jì) 17
6.4冷料穴的設(shè)計(jì) 18
7 確定主要零件結(jié)構(gòu)尺寸選模架 19
7.1型腔、型芯工作尺寸計(jì)算 19
7.2模架的選擇 19
8導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 21
8.1導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 21
8.2導(dǎo)套結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 21
8.3推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 21
8.3.1推件力的計(jì)算 22
8.3.2 推桿的設(shè)計(jì) 22
9 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 23
9.1 抽芯距的確定 23
9.2 斜頂桿雙滾輪抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23
10 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24
10.1 冷卻水回路布置的基本原則： 24
10.2確定冷卻水道直徑 24
11模具排氣槽的設(shè)計(jì) 26
12校核 27
12.1注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 27
12.2模具厚度H與注射機(jī)閉和高度 27
13 模具工作過程 28
13.1成型前的準(zhǔn)備 28
13.1.1原料的檢驗(yàn)和預(yù)處理 28
13.1.2料筒的清洗 28
13.1.3嵌件的預(yù)熱 28
13.1.4脫模劑的選用 28
13.2注射過程 28
13.3脫模過程 29
13.4制品的后處理 29
13.4.1退火處理 29
13.4.2調(diào)濕處理 29
14結(jié)論 30
參 考 文 獻(xiàn) 32
致 謝 33
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 34
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 35
主要符號(hào)表
T——成形周期
K——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8
M——注射機(jī)的額定塑化量（g/h或cm3/h）
M——澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積（g或cm3）
M——單個(gè)制品的質(zhì)量和體積（g或cm3）
F——注射機(jī)的額定鎖模力（N）
A——單個(gè)制品在模具分型面上的投影面積（mm2）
A——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（mm2）
p——塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力（MPa），通常模腔內(nèi)壓力
S——注射機(jī)最大開模行程（mm）
H——推出距離（脫模距離）（mm）
H——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度（mm）
Q——抽拔力（N）
A——側(cè)型芯被包緊的截面周長(zhǎng)（cm）
h——成型部分深度（cm）
q——單位面積積壓力
μ——摩擦系數(shù)
a——脫模斜度
緒論
1 緒 論
1.1模具工業(yè)簡(jiǎn)介
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)，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)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(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)政府頒布的《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)既是高新技術(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。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60％~90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。
模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場(chǎng)的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場(chǎng)為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場(chǎng)，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，這一市場(chǎng)占整個(gè)模具市場(chǎng)一半左右。汽車工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2005年將達(dá)到170種。一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時(shí)約有80％的模具需要更換。中國(guó)摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)摩托車共有14種排量80多個(gè)車型，1000多個(gè)型號(hào)。單輛摩托車約有零件2000種，共計(jì)5000多個(gè)，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個(gè)型號(hào)的摩托車生產(chǎn)需1000副模具，總價(jià)值為1000多萬元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場(chǎng)。
1.2 我國(guó)模具工業(yè)的現(xiàn)狀
模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要指標(biāo)之一，因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。自20世紀(jì)80年代以來，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)逐漸起飛，也為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。20世紀(jì)90年代以后，大陸的工業(yè)發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)的總產(chǎn)值在
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西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
1990年僅60億元人民幣，1994年增長(zhǎng)到130億元人民幣，1999年已達(dá)到245億元人民幣，2000年增至260~270億元人民幣。今后預(yù)計(jì)每年仍會(huì)以10℅~15℅的速度快速增長(zhǎng)。
目前，我國(guó)17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國(guó)有的專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨(dú)資企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營(yíng)的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，成為我國(guó)國(guó)內(nèi)知名的“模具之鄉(xiāng)”和最具發(fā)展活力的地區(qū)之一。在廣東，一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，紛紛加入了對(duì)模具制造的投入。例如，科龍，美的，康佳和威力等知名集團(tuán)都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。
1.3我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)
20世紀(jì)80年代開始，發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以15％的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國(guó)成為世界超級(jí)制造大國(guó)的重要原因。今后，我國(guó)要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國(guó)，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國(guó)。
盡管我國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，每年仍需進(jìn)口10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國(guó)模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(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）注重開發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；隨著我國(guó)轎車，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，降低模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)用必將日漸廣泛。
（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)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(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地提高，基于快速成形的快速制模技術(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。
1.4課題研究的背景、主要內(nèi)容、基本要求
1.4.1 課題背景
塑料模具的設(shè)計(jì)和制造水平反應(yīng)了機(jī)械設(shè)計(jì)和加工水平，模具的設(shè)計(jì)已應(yīng)用了當(dāng)代先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段，如CAD、CAM、CAE的逐漸廣泛使用，使模具的設(shè)計(jì)效率大大提高，快速成型技術(shù)的應(yīng)用及現(xiàn)代加工技術(shù)的使用如高檔加工中心、特種加工技術(shù)的使用使模具的制造精度越來越高，加工周期越來越短。各行各業(yè)對(duì)模具的要求量與日俱增，我國(guó)的模具行業(yè)蒸蒸日上，正需要大量的模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的人才。
1.4.2 主要內(nèi)容
通過塑料零件的注射模具設(shè)計(jì)，能夠熟悉盒掌握塑料零件注射的設(shè)計(jì)全過程能夠根據(jù)不同的塑料材料的性能，塑料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇恰當(dāng)?shù)哪＞呓Y(jié)構(gòu)，并掌握模具主要零件的強(qiáng)度計(jì)算及每一個(gè)零件的尺寸確定，掌握材料的選擇熱處理要求及其制造工藝知識(shí)，通過該設(shè)計(jì)，應(yīng)能檢查外語翻譯及理解能力，能熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)和繪圖。通過設(shè)計(jì)后，能夠完全獨(dú)立完成中等難度以上塑料注射模具設(shè)計(jì)，并能在選材，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方面進(jìn)行環(huán)保、經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析。
1.4.3基本要求
（1）繪圖要求：A測(cè)繪塑料零件圖；B模具總裝配圖；C動(dòng)模、定模、鑲塊等主要零件圖。（2）編寫說明書，具體內(nèi)容如下：A分析塑料件的材料、形狀、結(jié)構(gòu)對(duì)注塑成型的影響；B分析所采用模具結(jié)構(gòu)方案，著重分析難點(diǎn)（斜導(dǎo)柱、哈佛模、點(diǎn)澆口等）；C選擇注塑機(jī)的根據(jù)；D 分析所有分型面，選出最佳分型面；E 確定哪些面有脫模斜度；F分析澆口位置，澆口形狀形式及所有采用的理由；G說明所有推頂裝置設(shè)置的位置及其理由；H對(duì)該設(shè)計(jì)方案各部分應(yīng)作經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析。（3）計(jì)算下列尺寸：A有關(guān)成型零件工作尺寸的計(jì)算；B成型型腔壁厚計(jì)算；C冷卻水道面積計(jì)算；D斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度、直徑、抽拔力的計(jì)算。（4）應(yīng)用軟件對(duì)所設(shè)計(jì)模具進(jìn)行成型仿真，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。（5）對(duì)設(shè)計(jì)中典型零件進(jìn)行工藝規(guī)程卡片編制。（6）翻譯有關(guān)外文技術(shù)文獻(xiàn)一份 。(7)生產(chǎn)批量：10萬件。
2注塑件的設(shè)計(jì)
2注塑件的設(shè)計(jì)
2.1 功能設(shè)計(jì)
功能設(shè)計(jì)是要求塑件應(yīng)具有滿足使用目的功能,并達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo).該塑件是日用品,承受外力的幾率不大,如沖擊載荷,振動(dòng),摩擦等情況比較少;塑件的工作溫度是室溫,這使得在材料選擇時(shí)對(duì)熱變形溫度,脆化溫度,分解溫度的要求降低;作為一種日用品,生產(chǎn)批量應(yīng)該是大批大量生產(chǎn),這樣,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;此外,塑料都會(huì)老化,還要考慮到材料的光氧化等問題.
2.2塑件的工藝分析
2.2.1 分析塑件使用材料的種類及工藝特征
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).對(duì)于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來說,要考慮的主要是材料的力學(xué)性能,如屈服應(yīng)力,彈性模量,彎曲強(qiáng)度,表面硬度等.其次才是成型難易和經(jīng)濟(jì)性問題。
該塑件材料選用ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物）。
用途：汽車配件（儀表板、工具艙門、車輪蓋、反光鏡盒等），收音機(jī)殼，電話手柄、大強(qiáng)度工具（吸塵器，頭發(fā)烘干機(jī)，攪拌器，割草機(jī)等），打字機(jī)鍵盤，娛樂用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪橇車等。
比重:1.05克/立方厘米
燃燒鑒別方法：連續(xù)燃燒、藍(lán)底黃火焰、黑煙、淺金盞草味
溶劑實(shí)驗(yàn)：環(huán)已酮可軟化，芳香溶劑無作用
特點(diǎn)：
1、綜合性能較好,沖擊強(qiáng)度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好.
2、與372有機(jī)玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理.
3、有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級(jí)別。
4、流動(dòng)性比HIPS差一點(diǎn)，比PMMA、PC等好，柔韌性好。
5、用途：適于制作一般機(jī)械零件,減磨耐磨零件,傳動(dòng)零件和電訊零件.
6、同PVC（聚氯乙烯）一樣在屈折處會(huì)出現(xiàn)白化現(xiàn)象。
成型特性：
1.無定形料,流動(dòng)性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須
西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥80-90度,3小時(shí).
2.宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為>270度).對(duì)精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,對(duì)高光澤.耐熱塑件,模溫宜取60-80度.
3、如需解決夾水紋，需提高材料的流動(dòng)性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ā?
4、如成形耐熱級(jí)或阻燃級(jí)材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會(huì)殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對(duì)模具及時(shí)進(jìn)行清理，同時(shí)模具表面需增加排氣位置。
ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。
ABS工程塑料一般是不透明的，外觀呈淺象牙色、無毒、無味，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，但無熔融滴落現(xiàn)象。
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，散熱性（現(xiàn)在ABS工程塑料的工藝已經(jīng)很成熟了，筆記本電腦只要內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，同樣可以有出色的散熱效果。)
成型加工和機(jī)械加工較好。ABS樹脂耐水、無機(jī)鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇類和烴類溶劑，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。
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。
ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為1.02~1.05g/cm3。ABS有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機(jī)鹽、堿和酸類對(duì)ABS幾乎無影響。ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。ABS的缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70oC左右，熱變形溫度為93oC左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易發(fā)脆。ABS在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響極小。
ABS主要技術(shù)指標(biāo)：
表2-1 熱物理性能
密度(g/ cm3)
1.02—1．05
比熱容(J·kg-1K-1)
1255—1674
導(dǎo)熱系數(shù)
(W·m-1·K-1×10-2)
13.8—31.2
線膨脹系數(shù)
(10-5K-1)
5.8—8.6
滯流溫度(°C)
130
表1-2 力學(xué)性能
屈服強(qiáng)度（MPa）
50
抗拉強(qiáng)度(MPa)
38
斷裂伸長(zhǎng)率(﹪)
35
拉伸彈性模量(GPa)
1.8
抗彎強(qiáng)度(MPa)
80
彎曲彈性模量(GPa)
1.4
抗壓強(qiáng)度(MPa)
53
抗剪強(qiáng)度(MPa)
24
沖擊韌度
(簡(jiǎn)支梁式)
無缺口
261
布氏硬度
9.7R121
缺 口
11
表1-3 電氣性能
表面電阻率（Ω）
1.2×1013
體積電阻率（Ω·m）
6.9×1014
擊穿電壓（KV/mm）
\
介電常數(shù)（106Hz）
3.04
介電損耗角正切（106Hz）
0.007
耐電弧性(s)
50—85
2.2.2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.多數(shù)都為曲面特征。除了配合尺寸要求精度較高外，其他尺寸精度要求相對(duì)較低，但表面粗糙度要求較高，再結(jié)合其材料性能，故選一般精度等級(jí)： 5級(jí)
2.2.3工藝性分析
為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用潛伏澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面處，澆口斜向開設(shè)在模具的型芯處，從塑料件側(cè)面進(jìn)料，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)：
干燥條件：80-90℃ 2小時(shí)
成型收縮率:0.4-0.7%
模具溫度：25-70℃（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低）
融化溫度：210-280℃（建議溫度：245℃）
成型溫度：200-240℃
注射速度：中高速度
注射壓力：500-1000bar
3初步確定型腔數(shù)目
3初步確定型腔數(shù)目
根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，此塑料產(chǎn)品在模具中的扣置方式有兩種:一種是將塑料制品的回轉(zhuǎn)軸線與模具中主流道襯套的軸線垂直；另一種是將此塑料制品的中心線與模具中主流道襯套的軸線平行。這里擬采用第一種方式，1模2件的結(jié)構(gòu)。
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；
（2）模具制造成本；
（3）注塑成型的生產(chǎn)效益；
（4）模具制造難度。
考慮到該塑件是一般日用品,查手冊(cè)得塑件的經(jīng)濟(jì)精度推薦5級(jí),所以初定為一模兩腔最合理.
4注塑機(jī)的選擇
4注塑機(jī)的選擇
4.1注塑機(jī)簡(jiǎn)介
1956年制造出世界上第一臺(tái)往復(fù)螺桿式注塑機(jī),這是注塑成型工藝技術(shù)的一大突破,目前注塑機(jī)加工的塑料量是塑料產(chǎn)量的30%;注塑機(jī)的產(chǎn)量占整個(gè)塑料機(jī)械產(chǎn)量的50%.成為塑料成型設(shè)備制造業(yè)中增長(zhǎng)最快,產(chǎn)量最多的機(jī)種之一.
注塑機(jī)的分類方式很多,目前尚未形成完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分類方法.常用的說法有:
（1）按設(shè)備外形特征分類:臥式,立式,直角式,多工位注塑機(jī)；
（2）按加工能力分類:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑機(jī)。
此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類,但日常生活中用的較少。
4.2 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5-1 注射量與注射時(shí)間的關(guān)系
注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000
注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000
注射時(shí)間/S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75
(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.
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(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)被熔融的塑料所頂開.
(6)合模裝置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉桿空間,模板間最大開距,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)開合模速度；為使模具閉合時(shí)平穩(wěn),以及開模,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,開模時(shí)由慢到快在到停.
(8)空循環(huán)時(shí)間；在沒有塑化,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.
4.3選擇注塑機(jī)
4.3.1 塑件體積的計(jì)算
塑件：
零件塑件的體積 V=15.24cm
澆注系統(tǒng)的體積：V2=4.92cm
塑件與澆注系統(tǒng)的總體積為V=15.24*2+4.92=35.4cm
4.3.2計(jì)算塑件的質(zhì)量：
查手冊(cè)取密度ρ=1.05g/cm
塑件體積：V=15.24cm
塑件質(zhì)量：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)查得：ρ=1.05g/cm
所以，塑件的重量為：
M=V×ρ=15.24cm×1.05=16g
4.3.2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，cmз或g;
澆注系統(tǒng)凝料量，cmз或g；
單個(gè)塑件體積或質(zhì)量，cmз或g；
根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)及尺寸精度要求,該塑件在注射時(shí)采用1模2腔
4.3.3計(jì)算澆注系統(tǒng)的體積，其初步設(shè)定方案如下
圖4.1 澆注系統(tǒng)示意圖
根據(jù)三維模型，利用三維軟件直接可查詢到澆注系統(tǒng)的體積V2=4.92cm
4.3.4查表確定型號(hào)
查表文獻(xiàn)4、2得選用CJ80NC3型號(hào)注射機(jī)，其參數(shù)如下：
5分型面得確定
5分型面的確定
分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動(dòng)特性及塑料的脫模。
5.1分型面的形式
該塑件的模具只有一個(gè)分型面，垂直分型。
5.2分型面的設(shè)計(jì)原則
由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、形狀以及摧出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析。
選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則：
分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處
確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模
保證塑件的精度
滿足塑件的外觀質(zhì)量要求
便于模具制造加工
注意對(duì)在型面積的影響
對(duì)排氣效果
對(duì)側(cè)抽芯的影響
在實(shí)際設(shè)計(jì)中，不可能全部滿足上述原則，一般應(yīng)抓住主要矛盾，在此前提下確定合理的分型面。
其分型面如圖5.3.1
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圖5 .2分型面示意圖
6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動(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：澆口位置應(yīng)盡量選擇在分型面上，以便于模具加工及使用時(shí)澆口的清理；澆口位置距型腔各個(gè)部位的距離應(yīng)盡量一致，并使其流程為最短；澆口的位置應(yīng)保證塑料流入型腔時(shí)，對(duì)著型腔中寬敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔時(shí)直沖型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能盡快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件變形;盡量避免使制件產(chǎn)生熔接痕,或使其熔接痕產(chǎn)生在之間不重要的位置;澆口位置及其塑料流入方向,應(yīng)使塑料在流入型腔時(shí),能沿著型腔平行方向均勻的流入,并有利于型腔內(nèi)氣體的排出。
6.1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CJ80NC3型號(hào)注射機(jī)的相關(guān)尺寸得
噴嘴前端孔徑：d0=4.0mm；
噴嘴前端球面半徑：R0=10mm；
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系
取主流道球面半徑：R=11mm；
取主流道小端直徑：d=4.5mm
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，此處選用2°，經(jīng)換算得主流道大端直徑為7.26MM。
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圖6.1 主流道示意圖
6.2 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4-1流道斷面尺寸推薦值
塑料名稱
分流道斷面直徑mm
塑料名稱
分流道斷面直徑 mm
ABS，AS
聚乙烯
尼龍類
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
分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長(zhǎng)的比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成梯形流道。在該模具上取圓形斷面形狀，直徑為6mm。
分流道選用圓形截面：直徑D=6mm
流道表面粗糙度
圖6.2分流道示意圖
6.3澆口設(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)開設(shè)在塑件壁厚處等要求。采用扇形澆口可以保持產(chǎn)品外觀精度。本設(shè)計(jì)采用邊緣澆口，邊緣澆口（又名為標(biāo)準(zhǔn)澆口、側(cè)澆口） 該澆口相對(duì)于分流道來說斷面尺寸較小，屬于小澆口的一種。邊緣澆口一般開在分型面上，具有矩形或近矩形的斷面形狀，其優(yōu)點(diǎn)是澆口便于機(jī)械加工，易保證加工精度，而且試模時(shí)澆口的尺寸容易修整，適用于各種塑料品種，其最大特點(diǎn)是可以分別調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和澆口封閉時(shí)間。
該模具采用側(cè)澆口，其有以下特性:
①形狀簡(jiǎn)單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證；
②試模時(shí)如發(fā)現(xiàn)不當(dāng)，容易及時(shí)修改；
③能相對(duì)獨(dú)立地控制填充速度及封閉時(shí)間；
④對(duì)于殼體形塑件，流動(dòng)充填效果較佳。
澆口設(shè)計(jì)如圖5.3
圖7.3口示意圖
6.4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
圖6.4冷料穴示意圖
7確定主要零件結(jié)構(gòu)尺寸選模架
7 確定主要零件結(jié)構(gòu)尺寸選模架
7.1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%
型腔內(nèi)徑： =84.68mm
型腔深度： =22.42mm
型芯外徑： =91.1mm
型芯深度： =22.42mm
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
-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）
-型芯高度（mm）；
-塑件孔深基本尺寸（mm）；
型腔：鋼材選用P20，使用數(shù)控精雕及電火花加工成型，HRC50-55
型芯：鋼材選用P20，使用數(shù)控精雕及電火花加工成型,HRC50-55
7.2模架的選擇
注塑模模架國(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》。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，型號(hào)為：CI2035A60B100
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圖7.2 模架模型圖
8導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
8導(dǎo)向結(jié)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
8.1導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)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。
8.2導(dǎo)套結(jié)構(gòu)的設(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。
8.3推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn)， 模具型腔在定模部分，型心在動(dòng)模部分。其推出機(jī)構(gòu)可采用推桿推出機(jī)構(gòu)、推件板推出機(jī)構(gòu)。由于分型面有臺(tái)階，為了便于加工，降低模具成本，我們采用推桿推出機(jī)構(gòu)，推桿推出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時(shí)會(huì)在塑件上留下頂出痕跡，但塑件底部裝配后使用時(shí) 不影響外觀，設(shè)立五個(gè)推桿平衡布置，既達(dá)到了推出塑件的目的，又降低了加工成本。注：推桿推出塑件，推桿的前端應(yīng)比型腔或型心平面高出0.1-0.2mm
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。結(jié)合制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，模具型腔的結(jié)構(gòu)采用了整體式型腔板，這種結(jié)構(gòu)工作過程中精度高，并且在此模具中容易加工得到， 在推出機(jī)構(gòu)中采用廠組合式推桿，如圖中，這種結(jié)構(gòu)主要是防止推桿在于作過程中受到彎曲力或側(cè)向壓力而折斷，因?yàn)楫a(chǎn)品較小，另外折斷后也易于更換。這里采用設(shè)計(jì)推桿，全部固定在頂桿固定板。
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，推桿裝入模具后，起端面還應(yīng)與型腔底面平齊或高出型腔
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0.05—0.1cm.
8.3.1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
7.8——11.8MPa；
--磨擦系數(shù)，一般取0.1~1.2；
--脫模斜度；
L=310.7MM
H=22.42MM
Q=310.7MM*22.42MM*10MPA(0.1*COS0.5-SIN0.5)*2=1393.1788 (N)
8.3.2 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——推桿材料的彈性模量N/(鋼的彈性模量E=2.1107N/)
Q——總脫模力
取 D=4MM。
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
9抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
9 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
9.1 抽芯距的確定
抽芯距的計(jì)算公式如下：
式中 S—抽芯距，mm；
S1— 取出塑件最小尺寸，mm；
R—最外尺寸，mm；
r—滑塊內(nèi)徑，mm。
S=9.15+2.85=12mm
9.2 斜頂桿雙滾輪抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
當(dāng)塑件側(cè)面的凹槽較淺，所需抽芯距不大，而采用斜導(dǎo)柱分型抽芯比較麻煩時(shí)，可考慮用斜頂桿來進(jìn)行抽芯。
圖9.2 斜頂桿雙滾輪抽芯機(jī)構(gòu)圖
10冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
10 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
10.1 冷卻水回路布置的基本原則：
a) 冷卻水道應(yīng)盡量多，b) 截面尺寸應(yīng)盡量大； c) 冷卻水道離模具型腔表面的距離應(yīng)適當(dāng)； d) 適當(dāng)布置水道的出入口； e) 冷卻水道應(yīng)暢通無阻； f) 冷卻水道的布置應(yīng)避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位； 由以上原則我們可以確定冷卻水道的布置情況，以及冷卻水道的截面積
澆注系統(tǒng)中的分流道布置如圖所示，采用非平衡式布置，從主流道末端到每個(gè)澆口的距離不相等，但是分流道的截面形狀和尺寸大小完全相同，這樣的設(shè)計(jì)可以使進(jìn)人每—型腔的流程最短，減少了熱量散失，縮小了模具的體積，對(duì)于該小型什的注射成型來說，并不影響制品的使用性能。分流道的橫截面形狀為梯形，澆口的類型采用側(cè)澆口。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)于成型小型件的1模多腔模具來說是十分重要的。如果冷卻不好或冷卻不均勻，必然導(dǎo)致收縮不均勻，特別是非平衡式分流道的結(jié)構(gòu)。放為了使冷卻效果好，在模具的定模型腔板和動(dòng)模利腔板內(nèi)開沒了如圖所示的水道，橫向穿過這兩塊模板，這樣使塑件各處的冷卻均勻，模具的模溫均勻
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。
10.2確定冷卻水道直徑
查表3-26得ABS的單位流量為
依據(jù)塑件體積可知所需的冷卻水管直徑較小。
設(shè)計(jì)冷卻水道直徑為6mm符合要求。
冷卻水示意圖：
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11模具排氣槽的設(shè)計(jì)
11模具排氣槽的設(shè)計(jì)
當(dāng)塑料熔體充填型腔時(shí)，必須順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱而產(chǎn)生的氣體。如果氣體不能被順利排出，塑料會(huì)由于填充不足而出現(xiàn)氣泡、接縫或表面輪廓不清等缺陷，甚至氣體受壓而產(chǎn)生高溫，使塑料焦化。特別是對(duì)大型塑件、容器類和精密塑件，排氣槽將對(duì)它們的品質(zhì)帶來很大的影響，對(duì)于在高速成行中排氣槽的作用更為重要。我們的塑件并不是很大，而且不屬于深型腔類零件，因此本方案設(shè)計(jì)在分型面之間、推桿預(yù)模板之間及活動(dòng)型芯與模板之間的配合間隙進(jìn)行排氣，間隙值取0.04㎜。
12校核
12校核
12.1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
(10-4)
--注射時(shí)型腔壓力 查參考文獻(xiàn)得 113MPa
--塑件在分型面上的投影面積（）
--澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（）
--注射機(jī)額定鎖模力，按CJ80NC2型注射機(jī)額定鎖模力為800
12.2模具厚度H與注射機(jī)閉和高度
注射機(jī)開模行程應(yīng)大于模具開模時(shí)，取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需的開模距離
即滿足下式
(10-5)
式中 --注射機(jī)最大開模行程，mm；
--推出距離（脫模聚居），mm；
--包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，mm；
Sk=35mm+104.71mm=110.68mm
Sk≤S=570mm 條件成立
13模具工作過程
13 模具工作過程
模具裝配試模完畢之后，模具進(jìn)入正式工作狀態(tài)，其基本工作過程如下：成型前的準(zhǔn)備、注射過程、開模及制品的后處理：
13.1成型前的準(zhǔn)備
13.1.1原料的檢驗(yàn)和預(yù)處理
在成型前應(yīng)對(duì)原料進(jìn)行外觀及工藝性能的檢驗(yàn)，對(duì)要求色彩的塑料，應(yīng)在原料中加著色劑。對(duì)于易吸潮的塑料，在成型前必須進(jìn)行干燥處理，以避免產(chǎn)品表面出現(xiàn)斑紋、氣泡和銀絲等缺陷。其干燥方法是，小批量生產(chǎn)時(shí)可采用熱風(fēng)循環(huán)干燥箱后紅外線干燥箱；大批量生產(chǎn)時(shí)，可用負(fù)壓沸騰干燥或真空干燥，其效果好、時(shí)間短。一般來說，干燥的溫度不宜過高，干燥時(shí)間不宜過長(zhǎng)。當(dāng)溫度超過玻璃化的溫度過長(zhǎng)時(shí)，會(huì)使塑料結(jié)塊，對(duì)于熱穩(wěn)性差的塑料，還會(huì)導(dǎo)致變色、降解。
13.1.2料筒的清洗
在初用某種塑料或某一注射機(jī)之前，或者在生產(chǎn)中，當(dāng)需要蓋換產(chǎn)品或顏色時(shí)，都要在成型前對(duì)料筒進(jìn)行清洗和拆除。
13.1.3嵌件的預(yù)熱
當(dāng)嵌件為金屬時(shí)，由于金屬與塑料的膨脹與收縮率相差很大，所以必須對(duì)嵌
件進(jìn)行預(yù)熱，以避免嵌件周圍塑料層強(qiáng)度下降而出現(xiàn)裂紋缺陷。預(yù)熱的溫度以不損壞金屬表面的鍍層為限，一般為110～130度。
13.1.4脫模劑的選用
為了便于脫模，生產(chǎn)中常使用脫模劑。常用的脫模劑有三種：硬酯酸鋅、液態(tài)石蠟和硅油。硬酯酸鋅除尼龍塑料外，其余塑料均可使用；液態(tài)石蠟作為尼龍類塑料脫模劑效果最好；硅油的使用效果好，但價(jià)格昂貴，而且使用時(shí)要去其它溶劑配合使用，才能顯示硅油的的脫模效果。
13.2注射過程
完整的注射過程包括加料、塑化、注射、保壓、冷卻和脫模等幾個(gè)步驟。但實(shí)質(zhì)上只有在料筒中的塑化與在注射過程中的流動(dòng)兩個(gè)過程。所謂塑化即塑料熔融，是指塑料在料筒中經(jīng)過加熱達(dá)到黏流狀態(tài)并具有良好可塑性的全過程。所謂
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流動(dòng)是指塑料熔體在注射進(jìn)入模具型腔后的流動(dòng)。該流動(dòng)情況又可分為：充模、保壓、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻。
在注射過程隨著溫度的變化，塑料從料斗進(jìn)入高溫料筒，受熱后溫度迅速上升，并開始塑化，料筒的繼續(xù)加熱使塑料完全熔融塑化，最后在高溫狀態(tài)下高速注入模具，注射完畢后，受模具的散熱作用冷卻而定型。
13.3脫模過程
開模時(shí)，開合模系統(tǒng)帶動(dòng)動(dòng)模部分后移，動(dòng)、定模從分型面分型。這時(shí)在拉料桿Z形槽的作用下，凝料留在塑件上。與此同時(shí)，斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯開始同步運(yùn)作，當(dāng)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到一定距離.注塑機(jī)的頂桿起作用，使推板傳遞力于推管，致使塑件強(qiáng)制脫下。從而完成制品和模具的分離，最后取出制品。
13.4制品的后處理
塑件在成型過程中，由于塑化不均勻或由于塑料在型腔中的結(jié)晶、定向以及冷卻不均勻而造成塑件各部分收縮不一致，或因其他原因使塑件內(nèi)部不可避免地存在一些內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致在使用過程中變形或開裂。因此，應(yīng)該設(shè)法消除掉：退火和調(diào)濕處理。
13.4.1退火處理
是把從模具中取出的塑件放在一定溫度的烘箱中或液體介質(zhì)中一段時(shí)間，然后緩慢冷卻。退火的溫度一般控制在高于10～20度或低于塑料熱變形溫度10～20度。溫度不宜過高，否則塑件會(huì)翹曲變形；但溫度也不宜過低，否則達(dá)不到退火的目的。
13.4.2調(diào)濕處理
該法主要用于尼龍類塑料制品。因?yàn)槟猃埣撃Ｒ院?，在高溫下接觸空氣容易氧化變色。另外，這類塑件在空氣中使用或存放過程中容易吸水而膨脹，需要經(jīng)過很長(zhǎng)時(shí)間尺寸才能穩(wěn)定下來。所以將脫模后的塑件放在熱水中處理，不僅隔
絕空氣防止氧化，消除內(nèi)應(yīng)力，而且還可以加速達(dá)到吸濕平衡，穩(wěn)定尺寸，故稱調(diào)濕處理。經(jīng)調(diào)濕后的塑件，其沖擊韌性和抗拉強(qiáng)度均有所提高。
當(dāng)然，不是所有的塑件一定要經(jīng)后處理，像聚甲醛和氯化聚醚塑件，雖然存在內(nèi)應(yīng)力，但由于高分子本身柔性較大且玻璃化溫度澆低，其內(nèi)應(yīng)力可以自己消除。此外當(dāng)塑件要求不嚴(yán)格時(shí)，也可以不后處理。
14結(jié)論
14結(jié)論
本論文就是將人們常見的手表包裝盒的內(nèi)芯作為設(shè)計(jì)模型，將塑料注射模具的相關(guān)知識(shí)作為依據(jù)，闡述塑料注射模具的設(shè)計(jì)全過程。其具體介紹了手表包裝盒內(nèi)芯塑料注射模具的設(shè)計(jì)與制造方法。
論文研究的主要成果有：（1）繪圖：A測(cè)繪了塑料零件圖；B畫了一張模具總裝配圖；C完成了動(dòng)模、定模、鑲塊等主要零件圖。（2）設(shè)計(jì)過程具體內(nèi)容如下：A分析了塑料件的材料、形狀、結(jié)構(gòu)對(duì)注塑成型的影響；B分析了所采用模具結(jié)構(gòu)方案，著重分析難點(diǎn)（斜導(dǎo)柱、哈佛模、點(diǎn)澆口等）；C選擇了注塑機(jī)的根據(jù)；D 分析了所有分型面，選出了最佳分型