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四 川 理 工 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）說 明 書 題 目 大油壺蓋注塑模具設(shè)計(jì) 學(xué) 生 劉 俊 系 別 機(jī) 電 工 程 系 專 業(yè) 班 級 材料成型及控制工程1班 學(xué) 號 030130110 指 導(dǎo) 教 師 胡 勇 四 川 理 工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 設(shè)計(jì)（論文）題目：大油壺蓋注塑模具設(shè)計(jì) 系：機(jī)電工程 專業(yè)：材料成型與控制 班級：材控031 學(xué)號： 030130110 學(xué)生： 劉 俊 指導(dǎo)教師： 胡 勇 接 受 任 務(wù) 時(shí) 間 07年3月 5號 教 研 室 主 任 （簽名） 系 主 任 （簽名） 1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及基本要求 內(nèi)容：大油壺蓋注塑模具設(shè)計(jì) ；產(chǎn)品規(guī)格：見附圖；生產(chǎn)批量：大批量 。 要求：要求有目錄、設(shè)計(jì)任務(wù)書及產(chǎn)品圖； ⑴工藝方案設(shè)計(jì)，提出至少兩種設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行比較和分析。 ⑵單個(gè)塑件體積、重量計(jì)算； ⑶成型設(shè)備的選擇及參數(shù)校核； ⑷澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（澆注系統(tǒng)及工藝圖設(shè)計(jì)圖一張） ⑸成型零件系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，成型零件尺寸計(jì)算，成型零件壁厚計(jì)算，繪制成型零件系統(tǒng)部件圖一份） ⑹脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（優(yōu)先考慮全自動脫模） ⑺模溫調(diào)節(jié)與冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)； ⑻總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及總裝圖的繪制。（要求：總裝圖一份，0#：1張，選取標(biāo)準(zhǔn)模架。） ⑼重要零部件圖紙?jiān)O(shè)計(jì)（圖紙總幅面約為零號圖一張） ⑽編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書一份（推薦用電腦打印，論文不少于2萬字）。 2．指定查閱的主要參考文獻(xiàn) ⑴《塑料模具設(shè)計(jì)手冊》，《塑料模具設(shè)計(jì)手冊》編委會，機(jī)械工業(yè)出版社，2001。 ⑵《塑料模具技術(shù)手冊》，《塑料模具技術(shù)手冊》編委會，機(jī)械工業(yè)出版社，2001。 ⑶《實(shí)用塑料注射模具設(shè)計(jì)與制造》，陳萬林等編著，機(jī)械工業(yè)出版社，2001 ⑷《沖壓與塑料成型設(shè)備》，范有成主編，高等教育出版社，2000 ⑸《塑料模具設(shè)計(jì)》，高 濟(jì)主編，機(jī)械工業(yè)出版社 3．進(jìn)度安排 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 確定論文題目，收集文獻(xiàn)，提出體系架構(gòu)需求和難點(diǎn) 2007年3月5日至3月25日 2 確定設(shè)計(jì)方案，重點(diǎn)解決關(guān)鍵疑難問題，分析、計(jì)算 2007年3月26日至4月26日 3 撰寫論文，繪圖 2007年4月26日至5月26日 4 校對、修改、加工論文及圖紙 2007年5月26日至6月5日 5 交論文圖紙， 2007年6月 5 日至6月25日 注：本表一式三份，系、指導(dǎo)教師、學(xué)生各一份 畢業(yè)設(shè)計(jì)附圖 名稱：大油壺蓋 材料：HDPE 技術(shù)要求： 1.大批量生產(chǎn)。 2.自動脫螺紋 3. 采用塑料制件尺寸公差(SJl372－78) 7級精度 摘 要 本文是關(guān)于大油壺蓋注塑模具的設(shè)計(jì)，針對的主要是模具成型中的自動脫螺紋方法。在正確分析塑件工藝特點(diǎn)和HDPE的性能的基礎(chǔ)上，采用了最簡單的絕熱流道結(jié)構(gòu)——井坑試噴嘴模具。介紹了對螺紋型芯，凹模，澆注系統(tǒng)，脫模機(jī)構(gòu)，選擇標(biāo)準(zhǔn)零件，設(shè)計(jì)非標(biāo)件的設(shè)計(jì)過程。涉及模具結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、壽命計(jì)算及熔融塑料在模具中流動預(yù)測等復(fù)雜的工程運(yùn)算問題；運(yùn)用了（CAD）、輔助制造（CAM）、輔助工程（CAE）等不同的軟件分別對模具的設(shè)計(jì)、制造和產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行分析。大油壺蓋注射模具設(shè)計(jì)，采用一般精度，利用CAD、CAE、CAM來設(shè)計(jì)或分析注射模的成型零部件，澆注系統(tǒng)，導(dǎo)向部件和脫模機(jī)構(gòu)等等。綜合運(yùn)用了專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)課知識設(shè)計(jì)，其核心知識是塑料成型模具、材料成型技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、塑料成型工藝、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、模具CAD\CAM\CAE等。 關(guān)鍵詞： 熔融塑料 ,絕熱流道, 螺紋型芯, 長導(dǎo)程螺桿，脫模機(jī)構(gòu)。 ABSTRACT This is the lard on the handle of the plastic injection mold design, which is mainly aimed at the Molding of Automatic Screw methods. I choice the most simple structure must Abstracts -- pits trial nozzle mold on the basis of The correct analysis of the characteristics of plastic parts and the performance of HDPE. This article includes the design process of thread core, die, casting system, stripping institutions, the selection criteria parts, and the non-standard pieces . It also involve many Project Operational issues :mold structure, strength, life calculation and forecast the flow of melting plastic in the mold. At the same time, analyses the design, manufacture and product quality of the mold with (CAD), aided manufacturing (CAM), aided engineering (CAE) software in a wide variety. In the design process ,I use CAD, CAE and CAM to design or analysis the injection mold parts of the molding, casting systems, components ,guidance Demoulding institutions and so on ,following the usual precision . I use the expertise integratedly in the design process too,while the Core Knowledge is the plastic mold, molding material and technological foundation for mechanical design, plastic molding technology, computer-aided design, CAD \ CAM \ CAE, etc.. Key word: Fusing plastic heat insulation flow channel thread core, long lead screw, drawing of patterns organization. Ⅰ 目錄 中文摘要 ……………………………………………………………………………………Ⅰ 英文摘要 ……………………………………………………………………………………Ⅱ 第一章 概述 ……………………………………………………………………………… 1 1.1國際塑料模具工業(yè)的發(fā)展的新動態(tài) ………………………………………………… 1 1.2我國模具工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 …………………………………………………………… 3 1.3我國模具設(shè)計(jì)技術(shù)今后發(fā)展方向 …………………………………………………… 5 1.4畢業(yè)設(shè)計(jì)課題資料查詢……………………………………………………………… 5 1.4.1分析塑件結(jié)構(gòu)及工藝技術(shù)要求 ……………………………………………………6 1.4.2了解塑件的加工性能和工藝性能 …………………………………………………6 1.4.3塑料的適用范圍……………………………………………………………………6 1.4.4塑件收縮及補(bǔ)縮問題，盡量減少殘余內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形……………………………6 1.4.5注塑工藝及模具條件………………………………………………………………7 1.4.6模具材料 …………………………………………………………………………7 1.4.7模具的熱量損耗，冷卻水用量，生產(chǎn)效率…………………………………………7 1.5畢業(yè)設(shè)計(jì)思想簡述 ……………………………………………………………………7 第二章 塑料制件的工藝性分析及工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………9 2.1成型塑料制件結(jié)構(gòu)工藝性分析………………………………………………………… 9 2.2 塑件三維CAD建模及CAE分析 ………………………………………………………10 2.2.1利用CAD建模，完成三維零件的設(shè)計(jì) ……………………………………………10 2.2.2 CAE分析及其結(jié)果 ……………………………………………………………10 2.3根據(jù)CAE分析結(jié)論進(jìn)行模具工藝設(shè)計(jì)……………………………………………………14 2.3.1.型腔數(shù)量的決定 …………………………………………………………………14 2.3.2型腔布置 ………………………………………………………………………14 2.3.3確定分型面 ……………………………………………………………………14 2.3.4 主流道和主流道襯套結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………16 第三章 選擇注射機(jī)及注射機(jī)工藝參數(shù)校核 ……………………………………… 19 3.1注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)范……………………………………………………………………19 3.2最大注射量的校核……………………………………………………………………19 3.3注塑壓力的核核………………………………………………………………………20 3.4鎖模力的校核…………………………………………………………………………20 3.5 模具閉合高度校核……………………………………………………………………21 第四章 模具設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………22 4.⒈確定標(biāo)準(zhǔn)注塑模架……………………………………………………………………22 4.2模具成型零件設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………22 4.2.1凹模（陰模）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………………………………22 4.2.2型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………………………………………22 4.2.3確定模具零件厚度及外形尺寸………………………………………………………23 4.2.4排氣方式及排氣孔的設(shè)計(jì) ………………………………………………………23 4.3型腔成型尺寸計(jì)算 ……………………………………………………………………24 4.3.1塑件精度影響誤差值的確定 ………………………………………………………24 4.3.2按平均收縮率計(jì)算成型尺寸 ………………………………………………………24 4.3.3型芯徑向尺寸計(jì)算 ………………………………………………………………25 4.3.4型腔深度尺寸計(jì)算 ………………………………………………………………26 4.3.5型芯高度尺寸的計(jì)算 ……………………………………………………………27 4.4脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………28 4.5模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………30 4.5.1注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則 ………………………………………………………30 4.5.2模具熱平衡計(jì)算 …………………………………………………………………31 4.6模具主要連接、定位、導(dǎo)向件設(shè)計(jì) ………………………………………………………33 第五章 繪制模具圖 ……………………………………………………………………35 第六章 結(jié)論 ……………………………………………………………………………37 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………39 致謝 ………………………………………………………………………………40 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第一章 概 述 1.1國際塑料模具工業(yè)的發(fā)展的新動態(tài)  快速模具( Rapid Tooling以下簡稱RT)制造技術(shù)是一種快捷、 方便、實(shí)用的模具制造技術(shù), 是傳統(tǒng)金屬模具所不能涵蓋的，亦無法取代的制模手段，它既是模具制造的一個(gè)重要分支, 又是對傳統(tǒng)金屬模具的有力補(bǔ)充。 隨著社會需要和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品的競爭愈來愈激烈，更新的周期越來越短，因而要求設(shè)計(jì)者不但能根據(jù)市場的要求很快地設(shè)計(jì)出新產(chǎn)品，而且能在盡可能短的時(shí)間內(nèi)制造出產(chǎn)品，進(jìn)行必要的性能測試，征求用戶的意見并進(jìn)行修改，最后形成能投放市場的定型產(chǎn)品。 用傳統(tǒng)方法制作樣件時(shí), 需采用多種機(jī)械加工機(jī)床, 以及相應(yīng)的工卡量具，既費(fèi)時(shí)，成本又高， 根本不適應(yīng)日新月異的變化。正是基于這樣一個(gè)背景，快速原型，快速模具，快速樣件的快速制作工藝相繼涌現(xiàn)。 快速原型制造技術(shù)(Rapid Prototyping以下簡稱RP)是80年代末發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù), 它是集CAD/CAM技術(shù)、激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)控制技術(shù)(CNC)、精密伺服驅(qū)動技術(shù)和高分子材料合成技術(shù)于一體。 RP技術(shù)的原理就是: 將計(jì)算機(jī)內(nèi)的三維實(shí)體模型進(jìn)行分層切片得到各層截面的輪廓, 計(jì)算機(jī)據(jù)此信息控制激光器有選擇地固化一層層的液態(tài)光敏樹脂, 形成一系列具有微小厚度的片狀實(shí)體, 再逐層聚合堆積, 形成一個(gè)與所設(shè)計(jì)同樣的三維實(shí)體模型, 這就是第一個(gè)實(shí)物原型。當(dāng)然, 原型基材不同, 成型工藝亦不盡相同, 但其原理是一致的。 自3D SYSTEM 公司1988年推出的第一臺SLA成型機(jī)后,Vantico公司適時(shí)推出的一系列光固化樹脂, 在全球所有的3D公司生產(chǎn)的SLA成型機(jī)上大量使用, 表現(xiàn)出精度高、韌性好、耐候性強(qiáng)、 適用范圍廣的特點(diǎn), 目前已在眾多的SLA成型機(jī)上得以廣泛的使用。 有了原型, 接下來的后續(xù)工序即是快速模具和快速制件, Vantico公司擁有三種獲取快速制模和快速制件的制作工藝, 即真空注型工藝, 低壓灌注工藝和高溫樹脂型腔模具工藝。 真空注型工藝(Vacuum Casting) 即用原型來翻制硅膠軟?；蚓郯滨ボ浤? 將硅膠或聚氨酯樹脂澆入置有原型的容器內(nèi), 待軟模完全固化后, 沿分型面裁切軟模, 取出原型, 再將軟模合模后置于帶有真空裝置的真空注型機(jī)內(nèi), 澆注改性的聚氨酯樹脂, 十幾分鐘后, 待樹脂固化完畢(必要時(shí)須進(jìn)行后固化處理), 就可以脫模并獲得形狀與原型一致的塑料制件。由于制件是在真空環(huán)境下澆注成形, 故制件不帶有氣泡, 精度較高, 不過由于真空注型設(shè)備的尺寸限制, 一般只適合中小制件的制作。 低壓灌注工藝(Parts In Minutes ) 又叫聚氨酯低壓灌注工藝, 同樣是利用原型翻制樹脂簡易模具(包括軟模、硬模及抽芯活塊)并需考慮澆冒口的位置和流道。將模具夾緊達(dá)到規(guī)定的合模力, 再把改性的聚氨酯樹脂通過專用設(shè)備注入模具內(nèi), 在室溫下快速固化, 十幾分鐘后即可取出形狀與原型一致的制件。這種工藝制作的制件可以大到汽車保險(xiǎn)杠大小的制品, 一般適合中大型制件的制作。 高溫樹脂型腔模具工藝(Injection Moulding) 使用高溫樹脂利用原型來翻制樹脂型腔模, 再將樹脂型腔模鑲嵌在標(biāo)準(zhǔn)的金屬模架內(nèi), 再安裝在普通注塑機(jī)上, 使用常規(guī)工程塑料(如ABS, PP)注射成形. 該工藝制模周期大大縮短, 制模成本明顯降低. 其打出的制件與金屬模無異.目前這一工藝只適用于中小件, 型腔壽命在幾千件范圍之內(nèi). 在以上工藝中, 前兩種工藝中用到的塑料制件材料皆為改性的聚氨酯樹脂, 其機(jī)械性能非常類似于橡膠、ABS、PP、PE及HDPE等工程塑料, 可以做成各種顏色或透明色, 制件精度高, 收縮率極小只有0.01-0.05%。 RP技術(shù)與RT技術(shù)的結(jié)合可快速實(shí)現(xiàn)原型, 模具, 樣件的單件或小批量生產(chǎn), 這一生產(chǎn)模式對新產(chǎn)品研發(fā)尤為重要。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: 外形設(shè)計(jì): 很多產(chǎn)品特別是家電產(chǎn)品和汽車產(chǎn)品對外形的美觀和新穎性要求極高。傳統(tǒng)的做法是將產(chǎn)品效果圖顯示于電腦終端, 但經(jīng)常發(fā)生"畫出來好看做出來不好看"的現(xiàn)象。采用RT技術(shù)可以很快作出制件, 供設(shè)計(jì)人員和用戶審查, 使得外形設(shè)計(jì)及檢驗(yàn)更直觀有效便捷。 檢查設(shè)計(jì)質(zhì)量: 以模具制造為例, 傳統(tǒng)的方法是根據(jù)幾何造型在數(shù)控機(jī)床上開模, 這對于一個(gè)價(jià)值數(shù)十萬至數(shù)百萬元的復(fù)雜模具來說風(fēng)險(xiǎn)太大, 設(shè)計(jì)上任何不慎反映到模具上都是不可挽回的損失。通過RT技術(shù), 設(shè)計(jì)上的各種細(xì)微差錯(cuò)就能在樣件上及時(shí)反映出來, 這就大大減少了開模風(fēng)險(xiǎn)。 功能檢測: 設(shè)計(jì)人員可以通過樣件快速進(jìn)行功能測試以判斷是否最好地滿足設(shè)計(jì)要求, 從而優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。 裝配干涉檢驗(yàn): 在有限空間內(nèi)的復(fù)雜系統(tǒng), 對其進(jìn)行裝配干涉檢驗(yàn)是及為重要的。用樣件進(jìn)行裝配模擬, 可以觀察工件之間如何配合, 如何相互影響。 供貨投標(biāo)及用戶評價(jià): 由于能夠及時(shí)地將產(chǎn)品樣件提供給用戶, 極大地增強(qiáng)了產(chǎn)品競爭力。 以上主要介紹了塑料件的快速制模技術(shù), 實(shí)際上威獅模具樹脂系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛, 例如塑料件的焊接夾具、陶瓷模具、文物復(fù)制及假肢制作等, 只要是掌握了材料的性能, 操作工藝是靈活的, 就可以在模具制造領(lǐng)域盡情地發(fā)揮。另外快速原型制造技術(shù)與快速模具制造技術(shù)的有機(jī)結(jié)合, 為RT技術(shù)插上了騰飛的翅膀, 已成為不可阻擋的發(fā)展趨勢, 必將迎來一場新的技術(shù)革命。 1.2我國模具工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為 245億，至2002年我國模具總產(chǎn)值約為360億元，其中塑料模約30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。 我國塑料模工業(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。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)10～30萬次，淬火鋼模達(dá)50～100萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。?? 成型工藝方面：多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在29～34英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達(dá)20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10%，與國外的50%～80%相比，差距較大?！　? 在制造技術(shù)方面：CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國EDS的UGⅡ、美國Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國CV公司的CADS5、英國Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對成型過程，如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動了我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展?！? 近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模 HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。近年來，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的商品化程度一般在30%以下，和國外先進(jìn)工業(yè)國家已達(dá)到70%～80%相比，仍有差距。 項(xiàng)目 國外 國內(nèi) 注塑模型腔精度 0.005～0.01mm 0.02～0.05mm 型腔表面粗糙度 Ra0.01～0.05μm Ra0.20μm 非淬火鋼模具壽命 10～60萬次 10～30萬次 淬火鋼模具壽命 160～300萬次 50～100萬次 熱流道模具使用率 80%以上 總體不足10% 標(biāo)準(zhǔn)化程度 70～80% 小于30% 中型塑料模生產(chǎn)周期 一個(gè)月左右 2～4個(gè)月 在模具行業(yè)中的占有量 30～40% 25～30% 表1-1　國內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較表 據(jù)有關(guān)方面預(yù)測，模具市場的總體趨勢是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時(shí)，由于近年來進(jìn)口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡(luò)模的發(fā)展也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)機(jī)頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點(diǎn)。 1.3我國模具設(shè)計(jì)技術(shù)今后發(fā)展方向 1.提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 2.在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具 CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實(shí)際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 3.推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。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)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要?！　? 4.開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。　 5.提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格品種。 　 6.應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。　 7.研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。 1.4畢業(yè)設(shè)計(jì)課題資料查詢 1.4.1分析塑件結(jié)構(gòu)及工藝技術(shù)要求 該塑件名為大油壺蓋，機(jī)構(gòu)簡單，關(guān)鍵在于自動卸螺紋，采用的材料：HDPE（高壓聚乙烯），其技術(shù)要求1.大批量生產(chǎn) ；2.自動卸螺紋。在設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)時(shí)會比較復(fù)雜，而且要實(shí)現(xiàn)全自動對傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是重點(diǎn)。 1.4.2了解塑件的加工性能和工藝性能。 HDPE(高密度聚乙烯) High density polyethylene [7] ⑴．密度：??0.941～0.965g/ ⑵．熔料溫度?：220～280℃ ⑶．料筒恒溫?：220℃ ⑷．模具溫度?：20～60℃ ⑸．注射壓力?：具有很好的流動性能，避免采用過高的注射壓力80～140MPa（800～1400bar）；一些薄壁包裝容器除外可達(dá)到180MPa (1800bar) ⑹．保壓壓力?：收縮程度較高，需要長時(shí)間對制品進(jìn)行保壓，尺寸精度是關(guān)鍵因素，約為注射壓力的30％～60％ ⑺．背壓：5～20MPa（50～200bar）；背壓太低的地方易造成制品重量和色散不均 ⑻．注射速度?：對薄壁包裝容器需要高注射速度，中等注射速度往往比較適用于其它類的塑料制品 ⑼．螺桿轉(zhuǎn)速?：高螺桿轉(zhuǎn)速（線速度為1.3m/s）是允許的，只要滿足冷卻時(shí)間結(jié)束前就完成塑化過程就可以；螺桿的扭矩要求為低 ⑽．計(jì)量行程?：0.5～4D（最小值～最大值）；4D的計(jì)量行程為熔料提供足夠長的駐留時(shí)間是很重要的殘料量??? 2～8mm，取決于計(jì)量行程和螺桿直徑 ⑾．回收率?：可達(dá)到100％回收 ⑿．收縮率?：1.2～2.5％；容易扭曲；收縮程度高；24h后不會再收縮（成型后收縮） 1.4.3塑料的適用范圍 典型應(yīng)用范圍 電冰箱容器、存儲容器、家用廚具、密封蓋等。 1.4.4塑件收縮及補(bǔ)縮問題，盡量減少殘余內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形。 ⑴．HDPE是半結(jié)晶材料，成型收縮率較大，在1．5％～2.5％之間。 ⑵．HDPE 容易發(fā)生環(huán)境應(yīng)力開裂現(xiàn)象?？梢酝ㄟ^采用很低流動特性的品種以減小成型塑件的內(nèi)部應(yīng)力，從而減輕開裂現(xiàn)象。在溫度高于60℃的環(huán)境中，HDPE成型的塑件很容易在烴類溶劑中溶解，但其抗溶解性比LDPE還要好一些。 1.4.5注塑工藝及模具條件 ⑴．干燥：如果貯存恰當(dāng)則無須干燥。 ⑵．模具溫度：50～95℃ 。6mm以下壁厚的塑件應(yīng)使用較高的模具溫度，6mm以上壁厚的塑件使用較低的模具溫度。塑件冷卻溫度應(yīng)當(dāng)均勻以減小收縮率的差異。為了取得合理的成型周期，冷卻回路直徑應(yīng)不小于8mm，并且距模具表面的距離應(yīng)在1．3J之內(nèi)(這里“J，’是冷卻回路的直徑)。 ⑶．注射壓力：70～105MPa 。 ⑷．注射速度：建議使用高速注射。 ⑸．流道和澆口：流道直徑應(yīng)在4～7．5mm之間，流道長度應(yīng)盡可能短一些的澆口，澆口長度不要超過0.75mm。這種樹脂特別適十采用熱流道。 1.4.6模具材料 模具多采用45鋼，各標(biāo)準(zhǔn)模架和凹模也采用45鋼，部分零件采用T8A，T10A。45鋼屬于低碳碳素鋼，強(qiáng)度低，韌度、塑性和焊接性均好，主要用于型腔簡單，生產(chǎn)批量較小的塑料模，采用反印法制造模具，然后經(jīng)滲碳淬火、回火處理，可或的外表高硬度又耐磨，心部韌性好的模具，其加工性能較好，脫碳敏銳性較小。該模具的其他各部分零件詳見后面章節(jié)內(nèi)容。 1.4.7模具的熱量損耗，冷卻水用量，生產(chǎn)效率 模具的熱量損耗，冷卻水用量，生產(chǎn)效率見第四章第5節(jié)。 1.5畢業(yè)設(shè)計(jì)思想簡述 本次模具設(shè)計(jì)盡量借用計(jì)算機(jī)來完成復(fù)雜的計(jì)算和建模分析，總結(jié)前人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合塑件的具體結(jié)構(gòu)和塑料材料的具體性能，盡量設(shè)計(jì)出高的，科學(xué)的，自動化高的先進(jìn)的模具。在模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，降低模具設(shè)計(jì)工作量，節(jié)約原材料，降低成本，在保證質(zhì)量的前提下盡量簡化模具結(jié)構(gòu)。 大學(xué)四年的本科學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。 在完成大學(xué)四年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時(shí)在現(xiàn)場查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊和書籍，設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。 39 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第二章 塑料制件的工藝性分析及工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1成型塑料制件結(jié)構(gòu)工藝性分析 尺寸精度分析：塑料制件圖樣上未注公差尺寸的允許偏差，采用塑料制件尺寸公差(SJl372－78) 7級精度。用于孔時(shí)，取“公差數(shù)值表”中數(shù)值冠以（+）號，用于軸時(shí)，取“公差數(shù)值表”中數(shù)值冠以（-）號。用于長度尺寸時(shí)，取“公差數(shù)值表”中數(shù)值之1/2冠以（±）號[7]。 根據(jù)塑件材料加工精度分析，選用較低精度制造，經(jīng)查選用IT7級制造，塑件其他尺寸均按該精度等級制造。 基本尺寸（mm） 公差數(shù)值（mm） 0 ～ 3 0.32 3 ～ 6 0.36 6 ～ 10 0.40 10 ～ 14 0.44 80 ～ 100 1.2 表2-1 (SJl372－78) 7級精度 公差數(shù)值簡表 粗糙度：由塑料制件的粗糙度確定模具的粗糙度，模具的粗糙度比塑料制件的粗糙度小一級。按制件的使用要求和工藝條件可選用模具的粗糙度為0.4， 斜度設(shè)計(jì)：便于拔模和留模?；诒驹O(shè)計(jì)，由于是螺紋型芯所以開模時(shí)塑件留在型芯上。 壁厚：壁厚應(yīng)均勻，薄壁處是否有強(qiáng)度。本塑件壁厚均勻且符合材料最小壁厚要求，也同時(shí)能滿足使用要求。 圓角設(shè)計(jì)、螺紋設(shè)計(jì)：該塑件最小圓角R=2mm 滿足加工要求；螺紋M80×1.5也能滿足工藝要求。 塑件質(zhì)量的初步估算：根據(jù)CAE建模分析可得制件的體積和質(zhì)量如圖2-1-1 V=22.39 密度?。?.96 g/ 質(zhì)量：M=21.50g 圖 2-1-1 CAE建模分析體積與質(zhì)量 2.2 塑件三維CAD建模及CAE分析 2.2.1利用CAD建模，完成三維零件的設(shè)計(jì) 圖2-2-3 最佳澆口位置分布分析 圖2-2-2 制件三維模型圖 2.2.2 CAE分析及其結(jié)果 2.2.2.1最佳澆口位置分布分析 從分析結(jié)果圖2-2-3中可以看到由紅到藍(lán)不同的顏色，紅色的位置是澆口分布最差的位置，而藍(lán)色的地方卻是最佳的澆口位置分布。我們在選折澆口的時(shí)候可以根據(jù)此圖和實(shí)際情況（比如：分型面的設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)等）來確定。在選擇好最佳澆口位置后，便可以開始對塑件進(jìn)行模流分析，包括注射時(shí)間分布、注射質(zhì)量分布、注射壓力分布、注射壓力損失分布、注射溫度分布、注射熔接痕分布、注射氣泡分布等。根據(jù)模流的分析情況可以對塑件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候進(jìn)行可行的修改和優(yōu)化，達(dá)到最佳的效果。 根據(jù)最佳交口位置分析，現(xiàn)在提出兩種方案：A：中心點(diǎn)澆口 B：邊緣點(diǎn)澆口。 2.2.2.2注射時(shí)間分布分析 在選擇好最佳澆口位置后，便可以開始對塑件進(jìn)行模流分析了。首先看看注射時(shí)間的分布情況。如圖2-2-4紅色的地方注射時(shí)間最短，而藍(lán)色的地方是注射時(shí)間最長的地方，可根據(jù)該圖計(jì)算注射的時(shí)間差，該時(shí)間為塑件的參考注射時(shí)間，并不是塑件的真實(shí)的注射時(shí)間，但我們可以參考該時(shí)間來設(shè)計(jì)模具。 A B 圖 2-2-4注射時(shí)間分布分析 從圖片上看來A方案的注塑時(shí)間比B方案短0.18秒，但是都滿足工藝條件。 2.2.2.3注射質(zhì)量分布分析 A B 圖 2-2-5注射質(zhì)量分布分析 由質(zhì)量分布分析圖2-2-5中可以看到有兩種不同的顏色，綠色和黃色。其中綠色代表質(zhì)量最佳的分布情況，而黃色則表示一般質(zhì)量的分布情況。紅色表示質(zhì)量最差的分布 情況，在圖中A B方案都看不見紅色和黃色，那么就表示該塑件注射質(zhì)量可行。 A B 圖2-2-6注射壓力分布分析 2.2.2.4注射壓力分布分析 由注射壓力分布圖2-2-6可以看到由藍(lán)到紅的不同顏色，表示不同的壓力分布情況。藍(lán)色表示壓力最小的分布位置，橘紅色表示壓力最大的分布位置，藍(lán)色變到橘紅色的其他顏色則表示壓力的變化位置。我們可以看到離澆口近的位置壓力小，隨著距澆口距離的變化，壓力也逐步變大，這和我們預(yù)想是一致的。其壓力差為20.49MPa。 2.2.2.5注射壓力損失分布分析 A B 圖 2-2-7注射壓力損失分布分析 由注射壓力損失分布分析圖2-2-7也可以看出A B 兩種方案壓力損失都在5 MP左右，完全符合工藝條件。都可看到到由藍(lán)色到紅色的不同分布情況，把他和注射壓力分布圖比較可以看到此二圖是相對應(yīng)的，注射壓力小的地方則壓力損失大，注射壓力大的地方壓力損失小。其壓力損失為5.14MPa。 2.2.2.6注塑溫度分布分析 A B 圖2-2-8注塑溫度分布分析 如圖2-2-8 A B兩種方案分溫度分布都在允許范圍之內(nèi)。其溫度差 A：ΔΤ=220–197=23℃，。 B：ΔΤ=220–207=13℃，。 2.2.2.7注射熔接痕與氣泡分布分析 A B 圖 2-2-9注射熔接痕與氣泡分布分析 如圖2-2-9中可知： A方案有較多的熔接痕和氣泡，大多數(shù)的熔接痕分布在側(cè)壁和螺紋處。在不影響塑件本身的強(qiáng)度和裝配的前提下，要在熔接痕位置處對塑件壁厚進(jìn)行適當(dāng)處理，同時(shí)通過適當(dāng)?shù)墓に囌{(diào)整，盡量減少熔接痕的產(chǎn)生。那樣的話我們就需要設(shè)置專門的排氣系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)會復(fù)雜許多。 B方案的熔接痕與氣泡相對來說比較少了，那樣我們就可以完全采用分型面排氣就可以解決問題，模具結(jié)構(gòu)也相對簡單了很多。 2.3根據(jù)CAE分析結(jié)論進(jìn)行模具工藝設(shè)計(jì) 2.3.1.型腔數(shù)量的決定（型腔數(shù)必需同時(shí)滿足：交貨期、注塑機(jī)最大注塑質(zhì)量、注塑機(jī)的塑化能力、鎖模力和模板尺寸） 2.3.1.1由交貨期計(jì)算型腔數(shù)[7] (2-1) 式中 1.05——故障系數(shù)（以5％計(jì)） N——一副模具定貨量（件） 20萬件 tc——成型周期（s） 20秒 （注射保壓5s 冷卻10s開模5s） to——從定貨到交貨時(shí)間（月） 7月 tm——模具制造時(shí)間（月） 1月 th——所在廠的每月工作時(shí)間計(jì)／月） 300小時(shí)/月 所以代入相關(guān)數(shù)據(jù)得：n = 0.975 個(gè) 2.3.1.2根據(jù)注塑機(jī)最大注塑質(zhì)量求型腔數(shù) ⑴普通聚苯乙烯實(shí)際注塑量：（注人模具時(shí)由于流動阻力增加，加大了沿螺桿逆流量，再考慮安全系數(shù)取為機(jī)器最大注塑能力的85％。）。 型腔數(shù)量計(jì)算： (2-2) ：1個(gè)塑件與均分到的澆注系統(tǒng)的質(zhì)量質(zhì)量之和，當(dāng)不到1時(shí)則應(yīng)改用較大的機(jī)器 代入數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果得：= 2.3.2型腔布置 由于HDPE特別適合采用熱流道，但熱流道模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有一定難度。根據(jù)自身情況選用井坑式噴嘴模具又名絕熱主流道，它是最簡單的絕熱式流道，適用于單型腔模。所以采用一模一腔。 2.3.3確定分型面 分型面的位置要有利于模具加工，排氣、脫模及成型操作，塑料制件的表面質(zhì)量等。 2.3.3.1型腔分型面位置的設(shè)計(jì)[1] 外表質(zhì)量：分型面最好不選在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處 方便脫模，制件留在動模邊：從制件的推出裝置設(shè)置方便考慮。 包緊力大的，芯應(yīng)設(shè)在動模邊 而將凹模放在定模邊 包緊力小且不能確切判斷留向的將型芯和凹模的主要部分都設(shè)在動模邊 對型芯無包緊力，對凹模粘附力較大的，將粘附力較大的設(shè)在動模邊 同心度要求：要求同心的部分放在模具分型面的同一側(cè)。 排氣：當(dāng)分型面作為主要排氣面時(shí) 料流的末端應(yīng)在分型面上以利排氣。 2.3.3.2分型面形狀的決定（如圖2-3-4） 圖2-3-1 分型面三維圖 2.3.3.3確定澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng) ? 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮下列有關(guān)因素[1]： ⑴. 塑料成型特性：設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)所用塑料的成型特性的要求，以保證塑件質(zhì)量。 ⑵. 模具成型塑件的型腔數(shù)：設(shè)置澆注系統(tǒng)還應(yīng)考慮到模具是一模一腔或一模多腔，澆注系統(tǒng)需按型腔布局設(shè)計(jì)。 ⑶. 塑件大小及形狀：根據(jù)塑件大小，形狀壁厚，技術(shù)要求等因素，結(jié)合選擇分型面同時(shí)考慮設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式、進(jìn)料口數(shù)量及位置，保證正常成型，還應(yīng)注意防止流料直接沖擊嵌件及細(xì)弱型芯受力不均以及應(yīng)充分估計(jì)可能產(chǎn)生的質(zhì)量弊病和部位等問題，從而采取相應(yīng)的措施或留有修整的余地。 ⑷. 塑件外觀：設(shè)置澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮到去除、修整進(jìn)料口方便，同時(shí)不影響塑件的外表美觀。 ⑸. 注射機(jī)安裝模板的大?。涸谒芗队懊娣e比較大時(shí)，設(shè)置澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮到注射機(jī)模板大小是否允許，并應(yīng)防止模具偏單邊開設(shè)進(jìn)料口，造成注射時(shí)受力不勻。 ⑺. 冷料：在注射間隔時(shí)間，噴嘴端部的冷料必須去除，防止注入型腔影響塑件質(zhì)量，故設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲存冷料的措施。 ⑻. 根據(jù) 圖2-2-9 A 可看出氣泡分布位置明顯且比較多，可在模具型腔上加排氣系統(tǒng)。 2.3.4 主流道和主流道襯套結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 絕熱流道澆注系統(tǒng)[1]　這種澆注系統(tǒng)是將流道設(shè)計(jì)得相當(dāng)粗大，使其在注射過程中只有周圍很薄一層塑料凝固。由于塑料的導(dǎo)熱性能差，這層凝固的塑料層便起著絕熱層的作用，使中心的塑料保持熔融狀態(tài)。這種流道稱為絕熱流道。絕熱流道有兩種常用形式。 圖2-3-2 絕熱流道澆注系統(tǒng) 1.塑件 2.絕熱主流道 3. 噴嘴 本設(shè)計(jì)采用井坑式絕熱流道這種絕熱流道澆注系統(tǒng)只用于單型腔模具，是最簡單的絕熱流道澆注系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖2-3-2所示。用一個(gè)直徑較大的錐形井坑代替直接澆口的主流道襯套，澆口處按點(diǎn)澆口形式設(shè)計(jì)，井坑一端與注射機(jī)噴嘴連接。正常工作時(shí)，井坑錐面有一層塑料凝固層，中心是熔融塑料；這種澆口雖有一定的絕熱保溫性能，但畢竟只是靠塑料自身的熱量保持一定溫度，故只適用于每次注射周期較短的模具。如果每次注射間隔時(shí)間太長，井坑內(nèi)的塑料也會凝固而使通道變小或堵塞。 主流道村套結(jié)構(gòu)：設(shè)計(jì)成井坑式絕熱流道型；設(shè)計(jì)過程如下： 容積的計(jì)算： = 1.7542 (2-3) p1——熔體在澆道中所受的外部壓力（MPa）；119 p2——熔體在澆道中所受的內(nèi)壓（MPa）；34.8 V——熔體在該狀態(tài)下的容積（cm^3/g）；1.7542 ω——熔體在－273℃下的比容（cm^3/g）；0.956 R′——修正的氣體常數(shù)；0.271 T——熱力學(xué)溫度（℃+273）。453 容積流率的計(jì)算： = 94.2883 (2-4) Q——容積流率（cm^3/s）；94.2883 V——熔體在該狀態(tài)下的容積（cm^3/g）；1.7542 W——塑件的重量（g）；21.5 t——注射時(shí)間（s）。4 主流道直徑的計(jì)算：= 5.78 (2-5) Qs——主澆道流率（cm^3/s）;94.2883 Ds——主流道直徑(mm)。5.7804 縫隙寬度的計(jì)算：= 2.23 (2-6) Qs——主澆道流率（cm^3/s）；94.2883 hs——主澆道縫隙寬度(mm)。2.2302 點(diǎn)澆口直徑：=2.1 (2-7) ——澆口流率（cm^3/s）；94.2883 ——點(diǎn)澆口直徑（mm）。2.1 圖2-3-3 絕熱主流道 ⑵根據(jù)以上要求按《塑料成型模具》一書P76 圖3-4-2 主流道杯主要尺寸設(shè)計(jì)主流道襯套結(jié)構(gòu)如圖2-3-3 ⑶澆口套的固定方式：定位圈與澆口套為一體，壓配于定模板內(nèi)，能防止從定模板內(nèi)頂出。 ⑴澆口斷面： 如圖2-3-4 ⑵澆口斷面尺寸：按《塑料成型模具》一書P76 圖3-4-2 主流道杯主要尺寸設(shè)計(jì)。 澆口位置設(shè)計(jì)說明，澆口的設(shè)計(jì)需要滿足一下條件： 圖2-3-4 澆口斷面尺寸 1.有利于減小制品翹曲變形 2.有利于改善注塑制品的力學(xué)性質(zhì) 3.有利于避免注塑成型時(shí)的噴射現(xiàn)象 4.有利于充模流動、排氣和補(bǔ)料 5.有利于減少熔接痕，增加熔接牢度 6.澆口位置應(yīng)防止料流將型芯或嵌件擠歪變形 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第三章 選擇注射機(jī)及注射機(jī)工藝參數(shù)校核 3.1注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)范 注射模是安裝在注塑機(jī)是使用得工藝設(shè)備，因此設(shè)計(jì)注塑模時(shí)應(yīng)該詳細(xì)了解注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)范，放能設(shè)計(jì)出符合要求模具。從模具設(shè)計(jì)角度考慮，需了解注塑機(jī)技術(shù)規(guī)范的主要項(xiàng)目有：最大注射量、最大注射壓力、最大鎖（合）模力，模具安裝尺寸以及開模行程等。根據(jù)《材料成型設(shè)備》一書P169表5-1部分國產(chǎn)SZ塑料注射成型機(jī)的規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)，選擇確定注射機(jī)型號SZ-60/450，其規(guī)格如下[2]： 圖 3-1-1 注塑機(jī)SZ-60/450 結(jié)構(gòu)形式：臥式 額定注射量/：78 螺桿注射直徑/mm：30 注射壓力/MPa：170 注射速率g/s: 60 塑化能力g/s: 5.6 螺桿轉(zhuǎn)速r/min： 14～200 注射方式：螺桿式 鎖模力kN：450 最大開合模行程：220mm 拉桿內(nèi)間距：280×250mm 最大模具厚度：300mm 最小模具厚度：100mm 合模形式：雙曲肘 噴嘴口孔徑：2mm 噴嘴球半徑：20mm 3.2最大注射量的校核 >+ (3-1) 式中，--制品的質(zhì)量 21.5g --澆道凝料質(zhì)量 5g（第一次注射時(shí)才有） K—0．8 -----最大注射量 HDPE的密度為?0.941--0.965g/ 得65>30滿足要求 3.3注塑壓力的核核[1]（可計(jì)算、可應(yīng)用CAE分析結(jié)論） 注射成型時(shí)需要選擇與控制的壓力包括注射壓力、保壓力和背壓力。其中的注射壓力與注射速度相輔相承，對塑料的流動和沖模有決定性的作用；保壓力和保壓時(shí)間密切相關(guān)，主要是影響模腔壓力以及最終的成型質(zhì)量;背壓力的大小影響塑料的塑化程度、塑化效果和塑化能力,并于螺桿轉(zhuǎn)速有關(guān)。 由塑料的要求可知：此材料為HDPE，由《注塑模具設(shè)計(jì)手冊（軟件版）》可查得：HDPE塑料的注射壓力為：Po=80～140MPa 注射機(jī)的最大注射壓力應(yīng)該大于塑件成型所要的注射壓力： 即：P 式中: ：注射機(jī)的最大注射壓力 P：塑件成型所要的注射壓力 =150MPa 大于 P=100MPa 滿足要求 3.4鎖模力的校核 由于熔體塑料是在高溫下充滿型腔，會對注塑機(jī)的軸向產(chǎn)生很大的后壓力，因此需要對模具加有一定的鎖模力，否則就會產(chǎn)生溢流飛邊，塑料形狀發(fā)生改變等缺陷，造成不應(yīng)有的損失。型腔內(nèi)的塑料熔體的壓力可由：P=K×Po計(jì)算 k為壓力損失系數(shù) 取0.2～0.4以：p=(0.