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河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要本次設(shè)計(jì)主要是針對(duì)電熱水壺手柄的模具設(shè)計(jì),通過(guò)對(duì)塑件進(jìn)行工藝的分析和比較,最終設(shè)計(jì)出一副注塑模。該設(shè)計(jì)從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)。通過(guò)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程表明該模具能夠達(dá)到此塑件所要求的加工工藝。根據(jù)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是電熱水壺手柄注塑模具的設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì)電熱水壺手柄的具體結(jié)構(gòu)，該模具是側(cè)澆口的單分型面注射模具。通過(guò)模具設(shè)計(jì)表明該模具能達(dá)到電熱水壺手柄的質(zhì)量和加工工藝要求。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱大量資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)等，結(jié)合教材上的知識(shí)也對(duì)注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、排氣系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，拓寬了視野，豐富了知識(shí)，為將來(lái)獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：電熱水壺手柄，塑料模具，分型面，注射機(jī) 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)IAbstractThis subject is mainly directed againstElectric kettle handle die design, through the technology of plastic parts for analysis and comparison, the final design an injection mold. The subject from the process of product structure, the concrete structure of mold, the mold system of casting, mold forming part of the structure, the roof system, cooling system, the choice of injection molding machines and related parameters of the check, have the detailed design, And the establishment of a simple mold processing technology. Through the entire design process that the mold plastic parts can achieve this by the requirements of the processing technology. According to Title Design's main task is to handleElectric kettle injection mold design. That is designed to produce an injection mold plastic partsElectric kettle handle products to improve the automation of production.Electric kettle handle for the specific structure, the die is the side gate of the single type of injection molds. Through die design show that the mold can achieveElectric kettle handle the quality and processing requirements. At the same time, in the design process, through the consult massive material, the handbook, the standard, the periodical and so on, unified on teaching material's knowledge also to injection mold's composition structure (formation spare part, gating system, guidance part, ejecting mechanism, exchaust gas system, mold warm governing system) to havesystem's understanding, has expanded the field of vision, has enriched the knowledge, will complete the mold design for the future to gain in certain experience independently.Keyword:Electric kettle handle，plastic mould , be allotted type face , be injected machine河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)- 0 -目 錄摘 要 ?ABSTRACT .Ⅱ第一章 緒 論 .11.1選題背景及意義11.2 塑料模具的種類(lèi)和應(yīng)用21.2.1塑料模具的種類(lèi).21.2.2塑料模具的應(yīng)用.21.3 本次設(shè)計(jì)塑料注射模具的主要工作內(nèi)容2第二章 塑料注射模具的設(shè)計(jì)步驟和結(jié)構(gòu)組成.32.1 塑料注射模具的設(shè)計(jì)步驟及內(nèi)容32.1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū).32.1.2 收集、分析、消化原始資料.32.1.3 確定成型方法.32.1.4 選擇成型設(shè)備.32.1.5 確定模具類(lèi)型的主要結(jié)構(gòu)方案.32.1.6 繪制模具零件圖.32.2 塑料注射模具的結(jié)構(gòu)組成和作用5第三章 電熱水壺手柄塑料件63.1塑料件的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn).63.2 塑料件的材料.63.2.1 對(duì)塑料的認(rèn)識(shí)63.2.2 塑料的成型工藝特點(diǎn)73.2.3 工程塑料（ABS）的特性及注射工藝性73.3 電熱水壺手柄塑料件的參數(shù).8河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)- 1 -3.4 電熱水壺手柄塑料顧問(wèn)9第四章 注射機(jī)的選用104.1 選用注射機(jī)的方法和原則.144.2 注射機(jī)的種類(lèi)和應(yīng)用范圍.144.3 注射機(jī)的選用.144.3.1常用注射機(jī)144.3.2注射機(jī)的選用154.3.3 注射機(jī)參數(shù)的校核16第五章 塑料注射模具設(shè)計(jì)175.1 型腔數(shù)目和分布.175.2 分型面的選擇.185.3 型芯和型腔.195.3.1 型芯和型腔的結(jié)構(gòu)195.3.2 型芯和型腔的尺寸205.4 澆注系統(tǒng).215.4.1 澆注系統(tǒng)的作用與組成215.4.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)215.5 推出機(jī)構(gòu).235.5.1 推出機(jī)構(gòu)的作用和種類(lèi)235.5.2 推桿推出機(jī)構(gòu)的組成235.5.3 推桿推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)255.6 導(dǎo)向機(jī)構(gòu).265.6.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用和組成265.6.2 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)275.6.3 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)27河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)- 2 -5.7 冷卻和排氣系統(tǒng).275.7.1 冷卻系統(tǒng)275.7.2 排氣系統(tǒng)275.8 機(jī)架的選用.275.9 注射模的設(shè)計(jì)結(jié)果參數(shù).275.10 模具的裝配過(guò)程與工作過(guò)程.325.10.1 模具的裝配總圖及其分解325.10.2 推出機(jī)構(gòu)345.10.3 定模部分345.10.4 動(dòng)模部分34第六章 總結(jié)36參考文獻(xiàn)37致謝38河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)0第一章 緒論目前，我國(guó)塑料模具行業(yè)日趨大型化，而且精度將越來(lái)越高。10 年前， 精密塑料模具的精度一般為 5μｍ，現(xiàn)在已達(dá) 2－3μm。不久，1μｍ精度的模 具將上市。隨著零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度公差就要 求在 1μｍ以下，這就要求發(fā)展超精加工。 隨著熱流道技術(shù)的日漸推廣應(yīng)用，熱流道模具在塑料模具中的比重將逐 步提高。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 制件的原材料，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用在國(guó)外發(fā)展很快，已十分普遍。國(guó)內(nèi)熱流道模 具也已經(jīng)生產(chǎn)，有些企業(yè)已達(dá) 30%左右，但總的來(lái)看，比例太低，亟待發(fā)展。 隨著塑料成型工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展， 氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型工藝的模 具將隨之發(fā)展。 模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛，模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用能極大 地影響模具制造周期。使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高 模具質(zhì)量和降低模具制造成本。同時(shí)，快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊。由于人 們要求模具的生產(chǎn)周期越短越好， 因此開(kāi)發(fā)快速經(jīng)濟(jì)模具越來(lái)越引起人們的重 視。例如研制各種超塑性材料來(lái)制作模具；用環(huán)氧、聚酯或在其中填充金屬、 玻璃等增強(qiáng)物制作簡(jiǎn)易模具。這類(lèi)模具制造工藝簡(jiǎn)單，精度易控制，收縮率較 小，價(jià)格便宜，壽命較高。還可用水泥塑料制作汽車(chē)覆蓋件模具。中、低熔點(diǎn) 合金模具，噴涂成型模具，電鑄模，精鑄模，層疊模，陶瓷吸塑模及光造型和 使用熱硬化橡膠快速制造低成本模具等快速經(jīng)濟(jì)模具將進(jìn)一步發(fā)展。快換模 架、快換沖頭等也將日益發(fā)展。另外采用計(jì)算機(jī)控制和機(jī)械手操作的快速換模 裝置、快速試模裝置技術(shù)也會(huì)得到發(fā)展和提高。 模具行業(yè)中壓鑄模的比例將不斷提高。隨著車(chē)輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化方向發(fā)展，對(duì)壓鑄模的數(shù)量、壽命和復(fù)雜程度將提出越來(lái)越高的要求。隨著以 塑料代鋼、以塑代木的發(fā)展和產(chǎn)品零件的精度和復(fù)雜程度的不斷提高，塑料模 的比例將不斷提高，其精度和復(fù)雜程度也將隨著相應(yīng)提高。 1.1 選題背景及意義 隨著中國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的日趨好轉(zhuǎn)，在“實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興” 口號(hào)的倡引下，中國(guó)的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó) 家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一， 模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提 高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，因而引起了各國(guó)的高度重視和贊賞。在日本， 模具被譽(yù)為“進(jìn)入富裕的原動(dòng)力” ，德國(guó)則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王” ，在 羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金” ?？梢?jiàn)模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要地 位。我國(guó)對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展也十分河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)1重視，早在 1989 年 3 月頒布的《關(guān)于當(dāng)前 國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》 就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。 中， 近年來(lái)，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、 長(zhǎng)壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來(lái)越大。注塑成型模具就是將塑料 先加在注塑機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機(jī)的螺桿或活塞的推動(dòng) 下，經(jīng)過(guò)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。1.2 塑料模具的種類(lèi)和應(yīng)用 1.2．1 塑料模具的種類(lèi) 塑料模具的種類(lèi)很多，比較常見(jiàn)的有注射模、壓縮模、壓注模和擠出模。 1.2．2 塑料模具的應(yīng)用注射模是安裝在注射機(jī)上，完成注射成形工藝所使用的模具。注射模的 種類(lèi)很多，其結(jié)構(gòu)與塑料的品種、 塑件的結(jié)構(gòu)和注射機(jī)的種類(lèi)等很多因素有關(guān)。 一般情況，注射模是由成形部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、調(diào)溫系統(tǒng)和支撐零部 件組成，如果塑件有側(cè)向的孔或凸臺(tái)，注射模還包括側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。 壓縮模可分為固定于壓機(jī)上壓板的上模和下壓板的下模兩大部分，由型 腔、加料室、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、加熱系統(tǒng)組成，主要 應(yīng)用于成形熱固性塑件。 壓注成型是在壓縮成型基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種熱固性塑料的成型方法， 又稱(chēng)傳遞成型，壓注成型的一般過(guò)程是，先閉合模具，然后將塑料加入模具加 料室內(nèi)，使其受熱成熔融狀態(tài)，在與加料室配合的壓料柱塞的作用下，使熔料 通過(guò)設(shè)在加料室底部的澆注系統(tǒng)高速擠入型腔。 塑料在型腔內(nèi)繼續(xù)受熱受壓而 發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)并固化成型。然后打開(kāi)模具取出塑件，清理加料室和澆注系統(tǒng)后 進(jìn)行下一次成型。它由型腔、加料室、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、側(cè)分型與抽芯機(jī) 構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、加熱系統(tǒng)組成。 擠出模是熱塑性塑料的成型方法之一，它可以成型各種塑料管材、棒材、 板材、薄膜以及電線、電纜等連續(xù)型材，還可以對(duì)塑料進(jìn)行塑化、混合、造粒、 脫水以及喂料等準(zhǔn)備工序或半成品加工。1.3 本次設(shè)計(jì)塑料注射模具的主要工作內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)以單分型面注射模具為主，主要內(nèi)容包括所設(shè)計(jì)塑件的說(shuō)明、 注塑機(jī)的選用、塑料注射模具設(shè)計(jì)、五張零件圖和一張裝配圖的繪制。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)2第二章 塑料注射模具的設(shè)計(jì)步驟和結(jié)構(gòu)組成2.1 塑料注射模具的設(shè)計(jì)步驟及內(nèi)容 2.1.1 接受任務(wù)書(shū) 成型塑料制件的任務(wù)其內(nèi)容如下：1）查閱文獻(xiàn)，選用適合材料，并根據(jù)圖紙?zhí)峁┑男畔⑼瓿闪慵?。尺寸和外形自定。2）確定制品的結(jié)構(gòu)特征、工藝要求和選用合適的精度，設(shè)計(jì)成模具3）工程繪圖量不少于折合成圖幅為A0號(hào)的圖紙3張4）編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，應(yīng)簡(jiǎn)述整個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容。按照《機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)撰寫(xiě)規(guī)范要求》統(tǒng)一規(guī)定格式編輯、打印。通常模具設(shè)計(jì)以成型塑料制件任務(wù)書(shū)、 模具設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)為依據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)模具。 2.1.2 收集、分析、消化原始資料 收集整理有關(guān)制件設(shè)計(jì)、成型工藝、成型設(shè)備、機(jī)械加工及特殊加工資 料，以備設(shè)計(jì)模具時(shí)使用。1）.消化塑料制件圖，了解制件的用途，分析塑料制件的工藝性，尺寸 精度等技術(shù)要求。例如塑料制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要 求是什么，塑件的幾何結(jié)構(gòu)、斜度、嵌件等情況是否合理，熔接痕、縮孔等成 型缺陷的允許程度，有無(wú)涂裝、電鍍、膠接、鉆孔等后加工。選擇塑料制件尺 寸精度最高的尺寸進(jìn)行分析，看看估計(jì)成型公差是否低于塑料制件的公差，能 否成型出合乎要求的塑料制件來(lái)。 此外， 還要了解塑料的塑化及成型工藝參數(shù)。2）.消化工藝資料，分析工藝任務(wù)書(shū)所提出的成型方法、設(shè)備型號(hào)、材 料規(guī)格、模具結(jié)構(gòu)類(lèi)型等要求是否恰當(dāng)，能否落實(shí)。成型材料應(yīng)當(dāng)滿足塑料制件的強(qiáng)度要求，具有好的流動(dòng)性、均勻性和各向同性、熱穩(wěn)定性。根據(jù)塑料制 件的用途，成型材料應(yīng)滿足染色、鍍金屬的條件、裝飾性能、必要的彈性和塑 性、透明性或者相反的反射性能、膠接性或者焊接性等要求。2.1.3 確定成型方法 采用直壓法、鑄壓法還是注射法。2.1.4 選擇成型設(shè)備 根據(jù)成型設(shè)備的種類(lèi)來(lái)進(jìn)行模具，因此必須熟知各種成型設(shè)備的性能、 規(guī)格、 特點(diǎn)。 例如對(duì)于注射機(jī)來(lái)說(shuō)， 在規(guī)格方面應(yīng)當(dāng)了解以下內(nèi)容：注射容量、 鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、噴嘴孔直徑及噴嘴球 面半徑、澆口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具體見(jiàn) 相關(guān)參數(shù)。要初步估計(jì)模具外形尺寸，判斷模具能否在所選的注射機(jī)上安裝和 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)3使用。2.1.5 確定模具類(lèi)型的主要結(jié)構(gòu)方案 選擇理想的模具結(jié)構(gòu)在于確定必需的成型設(shè)備，理想的型腔數(shù)，在絕對(duì) 可靠的條件下能使模具本身的工作滿足該塑料制件的工藝技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)的 要求。對(duì)塑料制件的工藝技術(shù)要求是要保證塑料制件的幾何形狀，表面光潔度 和尺寸精度。生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)要求是要使塑料制件的成本低，生產(chǎn)效率高，模具能連 續(xù)地工作，使用壽命長(zhǎng)，節(jié)省勞動(dòng)力。2.1.6 繪制模具圖 （1）.繪制總裝結(jié)構(gòu)圖 繪制總裝圖盡量采用 1：1 的比例，先由型腔開(kāi)始繪制，主視圖與其它視 圖同時(shí)畫(huà)出。 模具總裝圖的技術(shù)要求內(nèi)容包括：模具某些系統(tǒng)的性能要求；模具裝配 工藝的要求；模具使用，裝拆方法；防氧化處理、模具編號(hào)、刻字、標(biāo)記、油 封、保管等要求；有關(guān)試模及檢驗(yàn)方面的要求等。 （2）.繪制全部零件圖 由模具總裝圖拆畫(huà)零件圖的順序應(yīng)為：先內(nèi)后外，先復(fù)雜后簡(jiǎn)單，先成 型零件，后結(jié)構(gòu)零件。1）.圖形要求：一定要按比例畫(huà)，允許放大或縮小。視圖選擇合理，投 影正確，布置得當(dāng)。為了使加工專(zhuān)利號(hào)易看懂、便于裝配，圖形盡可能與總裝 圖一致，圖形要清晰。2）.標(biāo)注尺寸要求統(tǒng)一、集中、有序、完整。標(biāo)注尺寸的順序?yàn)椋合葮?biāo) 主要零件尺寸和出模斜度，再標(biāo)注配合尺寸，然后標(biāo)注全部尺寸。在非主要零 件圖上先標(biāo)注配合尺寸，后標(biāo)注全部尺寸。3）.表面粗糙度。把應(yīng)用最多的一種粗糙度標(biāo)于圖紙右上角，其它粗糙 度符號(hào)在零件各表面分別標(biāo)出。4）.其它內(nèi)容，例如零件名稱(chēng)、模具圖號(hào)、材料牌號(hào)、熱處理和硬度要 求，表面處理、圖形比例、自由尺寸的加工精度、技術(shù)說(shuō)明等都要正確填寫(xiě)。 （3）理資料進(jìn)行歸檔 把設(shè)計(jì)模具開(kāi)始到模具設(shè)計(jì)結(jié)束，檢驗(yàn)合格為止，在此期間所產(chǎn)生的技 術(shù)資料，例如任務(wù)書(shū)、制件圖、技術(shù)說(shuō)明書(shū)、模具總裝圖、模具零件圖、底圖、 模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)42.2 塑料注射模具的結(jié)構(gòu)組成和作用 塑料注射模具一般是由成形部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、調(diào) 溫系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、支撐零部件、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)組成。 成形部件是指動(dòng)、定模部分有關(guān)組成型腔的零件。 澆注系統(tǒng)是將熔融的塑料從注射機(jī)噴嘴進(jìn)入模具型腔所經(jīng)的通道，它包 括主流道、分流道、澆口、及冷料穴。 導(dǎo)向部分在注射模中，用導(dǎo)向部分對(duì)模具的動(dòng)定模導(dǎo)向，以使模具合模時(shí)能準(zhǔn)確對(duì)合。 推出機(jī)構(gòu)是指分型后將塑件從模具中推出的裝置。 調(diào)溫系統(tǒng)是為了滿足注射工藝對(duì)模具溫度的要求，需要有調(diào)溫系統(tǒng)對(duì)模 具的溫度進(jìn)行調(diào)整。一般熱塑性塑料的注射模主要是設(shè)計(jì)模具的冷卻系統(tǒng)。 排氣系統(tǒng)是為了將成形時(shí)塑料本身?yè)]發(fā)的氣體排出模外，常常在分型面 上開(kāi)設(shè)排氣槽。對(duì)于小塑件的模具，可直接利用分型面或推桿等與模具的間隙 排氣。 支撐零部件是用來(lái)安裝固定或支撐成形零部件及前述的各部分機(jī)構(gòu)的零 部件。 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是當(dāng)有些塑件有側(cè)向的凹凸形狀的孔或凸臺(tái)時(shí)，須 先把側(cè)向的凹凸形狀的瓣合模塊或側(cè)向的型芯從塑件上脫開(kāi)或抽出。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)5第三章 塑料件的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 3.1 電熱水壺手柄塑料件由圖 3-1a 知，塑件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸適中，屬薄壁殼體塑件。為提高生 產(chǎn)率可采用多型腔； 塑件側(cè)向沒(méi)有孔和槽， 模具不需要設(shè)計(jì)側(cè)分型與抽芯機(jī)構(gòu)。 根據(jù)端蓋塑件的特征，選用澆注系統(tǒng)為側(cè)澆口的單分型面多型腔注射模。 采用側(cè)澆口基本不影響塑件外觀。a b圖3-1 電熱水壺手柄塑料件示意圖 3.2 塑料件的材料3.2.1 對(duì)塑料的認(rèn)識(shí) 塑料的主要成分是樹(shù)脂、填充劑、增塑劑、著色劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑等。 它有著以下諸多優(yōu)點(diǎn)： 1） 重量輕： 一般的塑料密度為 0.83~2.2 g/cm ， 這對(duì)于減輕自重的汽車(chē)、 飛機(jī)、航空航天等工程有著重要的意義。2）比強(qiáng)度度高：它是材料的強(qiáng)度和密度之比。在某些場(chǎng)合傳統(tǒng)的金屬制 品往往強(qiáng)度上達(dá)到要求，但由于質(zhì)量過(guò)大而不能夠被使用，特殊的塑料制品可 以滿足這一要求。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)63）優(yōu)良的耐磨、自潤(rùn)滑、和吸震性：基于此特點(diǎn)，塑料在電子設(shè)備的傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)和摩擦機(jī)構(gòu)中有廣泛的應(yīng)用。譬如數(shù)控機(jī)床中要求精度、穩(wěn)定性很高的 導(dǎo)軌，其摩擦面就是用聚四氟乙烯貼塑而成。4）優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性：一般塑料對(duì)酸、堿、鹽均有一定的抗腐蝕性，因 此在化工設(shè)備中有著極其廣泛的用途。5）優(yōu)良的電絕緣性能：某些塑料無(wú)論在高頻還是低頻，高壓還是低壓的 情況下，絕緣性能都十分優(yōu)良。尤其在高頻，高壓的情況下，是陶瓷、云母等 其它絕緣材料所不能相比的，因此塑料廣泛應(yīng)用于電機(jī)、電器、電子工業(yè)的結(jié) 構(gòu)材料和絕緣材料。3.2.2 塑料的成型工藝特點(diǎn) 塑料在常溫下是玻璃態(tài)，若加熱是高彈態(tài)，進(jìn)而變?yōu)轲こ砹鲬B(tài)，從而有 優(yōu)良的可塑性， 可以用很多高生產(chǎn)率的成型方法制造產(chǎn)品。 這就有了節(jié)約原料、 易于大批量生產(chǎn)、節(jié)省工時(shí)等諸多優(yōu)點(diǎn)。塑料成型有以下工藝特性：1）收縮率：它是指塑料從熱的模具中取出冷卻到室溫后，其尺寸發(fā)生變 化的特性稱(chēng)為收縮率。2）流動(dòng)性：流動(dòng)性大的塑料容易造成溢料過(guò)多、填充不密實(shí)、塑件組織 疏松等缺點(diǎn)。流動(dòng)性過(guò)小則有填充不足、不易成型、成型壓力大等缺點(diǎn)。3）吸濕性：塑料中的水分很大程度上影響到塑件的物理、機(jī)械、介電性 能。塑料中的水分量過(guò)大，在成型時(shí)產(chǎn)生內(nèi)壓，脫模后水氣溢出極易造成塑件 裂紋，降低機(jī)械強(qiáng)度。此外水分過(guò)多會(huì)使塑料的流動(dòng)性過(guò)大，造成溢料、造型 時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、收縮量過(guò)大、易產(chǎn)生蹺起、波紋、光澤性不好等缺點(diǎn)。4）定型速度：熱固性塑料在成型過(guò)程中要完成交聯(lián)反應(yīng)，即樹(shù)脂分子由 線型結(jié)構(gòu)變成體型結(jié)構(gòu)，這一過(guò)程稱(chēng)為硬化。硬化的速度與塑料的品種、塑件 形狀、壁厚、成型溫度有關(guān)。3.2.3 工程塑料（ABS）的特性及注射工藝性 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、高光潔度及高強(qiáng)度。從形態(tài)上看，ABS 是非結(jié)晶 性材料。 三中單體的聚合產(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)上百種不同品質(zhì)的 ABS 材料。 這些不同品質(zhì)的河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)7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，其成型工藝參數(shù)如表3-1。3.3 電熱水壺手柄塑料件的參數(shù)根據(jù)圖 3-1，用 pro/E 分析功能分析得：塑料密度：1.03g/cm 2 塑件體積：13.945cm 3 塑件成型投影面積：37.55cm 2 。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)8圖3-2 質(zhì)量屬性3.4 電熱水壺手柄塑料顧問(wèn)電熱水壺手柄外表面質(zhì)量的要求是很高要求。因此，在做此類(lèi)產(chǎn)品模具時(shí)。必須進(jìn)行產(chǎn)品模型的塑料顧問(wèn)分析。由于Pro/E的Plastics Advisers（塑料顧問(wèn)） [16]模塊對(duì)塑料顧問(wèn)分析不是很精確，由此生成的分析結(jié)果也僅僅是作為有限的參考。（1）填充時(shí)間（Fill Time）填充時(shí)間分析結(jié)果用來(lái)解決塑料熔體在充填過(guò)程中是否能同時(shí)充填整個(gè)模具型腔。利用填充時(shí)間有助于理解溶解接線與氣孔是怎樣形成，此外，在充填過(guò)程中的 缺陷也能通過(guò)充填的動(dòng)態(tài)過(guò)程推斷出來(lái)，例如，滯流、過(guò)保壓等。圖 3-3 充填時(shí)間結(jié)果分析（2）注射壓力（Injection Pressure）注射壓力結(jié)果和壓力降結(jié)果連接一起使用，可以解釋得更加清晰。例如，即使產(chǎn)品的某一部分有可能接受的壓力降，但在同一區(qū)域的實(shí)際注射壓力可能太高，可導(dǎo)致過(guò)保壓現(xiàn)象。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)9圖 3-4 注射壓力結(jié)果分析（3）流動(dòng)前沿溫度（Flow Front Temperature ）流動(dòng)前沿溫度也是充填可行性之一，低料溫將導(dǎo)致黃色或紅色的可行性結(jié)果。圖 3-5 流動(dòng)前沿溫度結(jié)果分析（4）壓力降（Pressure Drop）壓力降是用來(lái)決定充填可行性的因素之一。假如壓力降超過(guò)目標(biāo)壓力的 80%，充填可行性就顯示黃色；若達(dá)到了目標(biāo)設(shè)定 100%，可行性就顯示為紅色。在模型上的每個(gè)位置的顏色代表是該位置充填瞬間從進(jìn)澆口點(diǎn)到該位置的壓力降。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)10圖 3-6 壓力降結(jié)果分析（5）表皮方位（Skin Orientation）表皮方位分析用于預(yù)測(cè)模型的機(jī)型特性。在表皮方位的方向上，通常是沖擊力較高的。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)11圖 3-7 表皮方位結(jié)果分析（6）填充可行性（Confidence of Fill）填充可行性顯示了塑料充填模穴內(nèi)某一區(qū)域的可能性。這個(gè)結(jié)果來(lái)源于壓力降和溫度的結(jié)果。圖 3-8 填充可行性 結(jié)果分析河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)12（7）質(zhì)量預(yù)測(cè)（Quality Prediction ）質(zhì)量預(yù)測(cè)分析估量的是產(chǎn)品可能出現(xiàn)的質(zhì)量和它的機(jī)械，這個(gè)結(jié)果來(lái)源溫度、壓力和其他的結(jié)果。圖 3-9 質(zhì)量預(yù)測(cè)結(jié)果分析（8）冷卻質(zhì)量（Cooling Quality）冷卻質(zhì)量的分析結(jié)果反映了模型中哪里冷卻質(zhì)量高，哪里冷卻質(zhì)量低。圖3-10 冷卻質(zhì)量結(jié)果分析河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)13（9）縮痕預(yù)測(cè)（Skin Mark Estimate）縮痕預(yù)測(cè)分析用來(lái)檢查模型表面的凹坑情況。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)14第四章 注射機(jī)的選用 4.1 選用注射機(jī)的方法和原則 1、使用現(xiàn)有設(shè)備，使塑料、塑件、注射模及注射工藝等所要求的注射機(jī) 的規(guī)格參數(shù)在所選注射機(jī)的規(guī)格參數(shù)可調(diào)范圍內(nèi)， 調(diào)整注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)至所 需要的參數(shù)。2、根據(jù)每次成型件數(shù)安滿足最大注射量、鎖模力、經(jīng)濟(jì)性等要求選擇合 適的注射機(jī)，確定注射機(jī)，調(diào)整注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)至所需要的參數(shù)。4.2 注射機(jī)的種類(lèi)和應(yīng)用范圍 注塑機(jī)按照注射裝置和鎖模裝置的排列方式，可分為立式、臥式和角式 注射機(jī)。其各自的特點(diǎn)如下 ；１.立式注塑機(jī) 注射裝置與鎖模機(jī)構(gòu)的軸線呈一直線垂直排列。 優(yōu)點(diǎn)：占地少，模具拆裝方便，易于安裝嵌件。 缺點(diǎn)：重心高，加料困難；推出的塑件要手工取出，不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化容積較小。 ２.臥式注塑機(jī) 注射裝置與鎖模機(jī)構(gòu)的軸線呈一直線水平排列，使用廣泛。 優(yōu)點(diǎn)：重心低，穩(wěn)定；加料、操作及維修方便；塑件可自行脫落，易實(shí) 現(xiàn)自動(dòng)化。 缺點(diǎn)：模具安裝困難，嵌件安裝不穩(wěn)，機(jī)器占地較大。3.角式注塑機(jī) 注射裝置與鎖模機(jī)構(gòu)的軸線相互垂直排列。優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)介于立式注射機(jī)和臥式注射機(jī)之間。特別適用于中心不允許 有澆口痕跡的平面塑件。4.3 注射機(jī)的選用 4.3.1 常用注射機(jī)：1、XS-Z-60 型注射機(jī)：注射量為 60cm3 的柱塞式塑料注射成型機(jī)，其主要 參數(shù)如表 4-1。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)152、XS-ZY-125 型注射機(jī)：注射量為 125cm3 的柱塞式塑料注射成型機(jī)其主要 參數(shù) 表 4-2 4.3.2 注射機(jī)的選用 根據(jù)塑件的大小和實(shí)際中常用的注射機(jī)，注射端蓋塑件選用 XS-YZ-125 型螺桿式注射機(jī)，外形如圖 4-1 所示。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)16圖 4-1 XS-YZ-125 型螺桿式注射機(jī) 1） 、最大注射量的校核 2） 、注射壓力的校核 3） 、鎖模力的校核4） 、最大注射成型面積的校核 當(dāng)上面四方面校核都滿足要求時(shí)，才能確定注射機(jī)選用的合適。4.3.3 注射機(jī)參數(shù)的校核 1） 、最大注射量的校核 注射機(jī)的額定注射量為 125cm3 塑件體積：13.935cm 3，每次成型 2個(gè)塑件。 假設(shè)澆道凝料為 20cm3。 實(shí)際注射量＝13.935 2+20 = ?47.99cm3 125 80% 最大注射量滿足要求。 ?2） 、注射壓力的校核ABS 塑料的注射壓力為 70~90MPa, 取 80MPa; SX-ZY-125 注射機(jī)的注射壓力為 120 MPa 注射機(jī)的注射壓力滿足要求。3） 、鎖模力的校核 注射機(jī)的鎖模力為 900KN；ABS 塑料的注射壓力為 70~90MPa, 取 80MPa; 單個(gè)塑件在分型面上的投影面積為 37.55cm2; 澆道凝料為 20cm2; 注射時(shí)模具的膨脹力 KNF906805.37?????）（脹鎖模力滿足要求。4） 、最大注射成型面積的校核 ） 、最大注射成型面積的校核 SX-ZY-125 注射機(jī)的最大注射成型面積為 320cm2； 單個(gè)塑件在分型面上的投影面積為 37.55cm2; 澆道凝料為 20cm2; 注射時(shí)模具的成型面積 22301.85025.37cmA?????最大注射成型面積滿足要求。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)17第五章 塑料注射模具設(shè)計(jì) 5.1 型腔數(shù)目和分布確定型腔數(shù)目時(shí)要考慮的因素：1、滿足注射機(jī)的最大注射量鎖（合）模力 3、塑件精度 4、經(jīng)濟(jì)性 按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)量。 1) 按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)量。 594.13208.0??????VzjgnVg(mg)—注射機(jī)量大注射量(cm 3 或 g)，取 125cm3. Vj(mj)——澆注系統(tǒng)凝料量(cm 3 或 g), 假設(shè)澆道凝料為 20cm3 Vz(mz)——單個(gè)制品的容積或質(zhì)量(cm 3 或 g),單個(gè)塑件為 13.945cm3 按注射機(jī)的額定合模力確定型腔數(shù)。2) 按注射機(jī)的額定合模力確定型腔數(shù)。475.3710102963??????zmjApFnF ——注射機(jī)的額定合模力(N)。查手冊(cè)為 900 KN. Pm——塑料熔體對(duì)型腔的平均壓力 (MPa)。取 50 MPa河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)18Aj ——澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積(mm2)。取 50cm2Az——單個(gè)制品在分型面上的投影面積(mm2) 。由計(jì)算得 37.55cm2. 3) 按制品的精度要求確定型腔數(shù) 成型高精度制品時(shí)，型腔數(shù)不宜過(guò)多，通常推薦不超過(guò) 4 腔，因?yàn)槎嗲?難于使各腔的成型條件均勻一致。250???sLn?L——塑件基本尺寸(mm)。 δ——塑件的尺寸公差(mm)，為雙向?qū)ΨQ(chēng)偏差標(biāo)注。ΔS——單腔模注射時(shí)塑件可能產(chǎn)生的尺寸誤差的百分比。 4) 按經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù) 根據(jù)總成型加工費(fèi)用最小的原則，并忽略準(zhǔn)備時(shí)間和試生產(chǎn)原材料費(fèi)用， 僅考慮模具費(fèi)和成型加工費(fèi)。160CNYTn?Cl——每一型腔所需承擔(dān)的與型腔數(shù)有關(guān)的模具費(fèi)用。N——制品總件數(shù)。Y——每小時(shí)注射成型加工費(fèi) (元／h)。T——成型周期(min) 。 綜合以上幾個(gè)方面，由于塑件的形狀簡(jiǎn)單，重量較輕，且生產(chǎn)批量大， 所以應(yīng)使用多型腔模具。綜合分析本設(shè)計(jì)采用一模兩腔、平衡布置。這樣模具 的尺寸較小，生產(chǎn)率高，塑件質(zhì)量可靠，成本較低。如圖5-1所示a b圖5-1 一模兩腔布置河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)195.2 分型面的選擇 塑件的分型面應(yīng)位于截面尺寸最大的部位，本實(shí)例中塑件的分型面選取 如圖所示。這樣選取的塑件的外表面可以在整體的定模型腔內(nèi)成型，表面質(zhì)量 好，而且塑件脫模方便。如圖 5-2 所示： a b圖 5-2 分型面的選擇 5.3 型芯和型腔 5.3.1 型芯和型腔的結(jié)構(gòu) 型腔、型芯可分別有整體式和組合式兩種形式。 由于塑件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，型腔加工容易，所以選用整體式型腔和組合式型 芯。在定模板上直接加工型腔。 型芯的結(jié)構(gòu)采用組合式型芯 。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)20a b圖5-3 凹模a b5-4凸模 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)21圖5-5動(dòng)定模組圖 5.3.2 型芯和型腔的尺寸１） 型腔徑向尺寸 ABS 塑件的精度一般為 4 級(jí)，塑件徑向尺寸 135mm 的公差值為 0.42mm,模 具最大磨損量取塑件公差的 1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.14mm；取 x=0.75， ABS 塑料的收縮率在 0.3～0.8%，取 0.5% .????????cmxLszoM 14.014.0893275.130.1 ??? ????????2） 型腔深度 塑件高度尺寸 40mm 的公差值為 0.36mm，模具最大磨損量取塑件公差的 1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.12mm；取 x=0.5。????????cxHszoM 12.012.0973675.40.11 ??? ???????3） 型芯徑向尺寸 塑件徑向尺寸 37mm 的公差值為 0.42mm,模具最大磨損量取塑件公差的 1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.14mm；取 x=0.75。 ABS 的收縮率為 0.3～ 0.8%，取 0.5% 。 ????????cmxhszM 014.014.0 983275.13.1 ??? ????????4） 型芯高度 塑件高度尺寸 28.5mm 的公差值為 0.36mm， 模具最大磨損量取塑件公差的 1/6； 模具的制造公差δz=Δ/3≈0.08mm； x=0.5。ABS 塑料的收縮率為 0.3～ 0.8%，取平均收縮率為 0.5% 。????????cmxHsLzoM 1.012.0463775.30.11 ??? ????????河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)225.4 澆注系統(tǒng) 5.4.1 澆注系統(tǒng)的作用與組成 澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道，如圖 5-6。普 通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。圖 5-6 澆道凝料5.4.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 組成澆注系統(tǒng)的零件有：澆口套、定位圈、拉料桿、定模板、動(dòng)模板。 澆口套的結(jié)構(gòu)：選用定位圈與澆口套分離的結(jié)構(gòu)。1） 澆口套的設(shè)計(jì)。如圖 5-7 澆口套的材料選 T10A 碳素工具鋼，淬火處理 HRC50-55。圖 5-7 澆口套設(shè)計(jì)2） 定位圈的設(shè)計(jì)。 如下圖所示：定位口直徑60mm，高度10mm。定位圈的固定使用 M6 內(nèi)六角螺釘兩 個(gè)定位圈的材料選用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 20號(hào)鋼，不需熱處理。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)23圖 5-8 定位圈 3） 拉料桿的設(shè)計(jì)。 澆口套出料口直徑為 10mm，取拉料桿的直徑與出料口相等 10mm。拉料桿 上部選用鉤頭（Z 字形）形結(jié)構(gòu)。 材料選用 45#鋼，淬火處理 HRC40~45，表面粗糙度 Ra1.6。與動(dòng)模板的配 合 H8/f8,外徑尺寸取 10mm。圖 5-9 帶Z形頭的拉料桿4） 澆注系統(tǒng)的主流道 主流道由澆口套形成 拉料桿 主流道上端直徑為 5mm,下端直徑取 10mm，高度為 60mm,錐角 4°。 5） 澆注系統(tǒng)的分流道 分流道由定模板形成，分流道的截面形狀常選用梯形或 U 形，但考慮便于 加工選半圓形，一級(jí)分流道半徑取 5mm，二級(jí)分流道半徑取 4mm。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)24圖 5-10 分流道形狀6） 澆注系統(tǒng)的澆口 分流道 澆口共有十種形式，按照塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選用標(biāo)準(zhǔn)側(cè)澆口，形狀為矩形。 側(cè)澆口寬度 b=2mm，深度為 t=0.5mm，長(zhǎng)度 l=1mm。5.5 推出機(jī)構(gòu) 5.5.1 推出機(jī)構(gòu)的作用和種類(lèi) 在注射成型的每個(gè)周期中，將塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具中脫出的機(jī) 構(gòu)稱(chēng)為推出機(jī)構(gòu)，也叫頂出機(jī)構(gòu)或脫模機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作通常是由安裝在 注射機(jī)上的機(jī)械頂桿或液壓缸的活塞桿來(lái)完成的。 注射模的推出機(jī)構(gòu)有推桿、推管、推板三種形式。 由于塑件形狀簡(jiǎn)單為圓柱形外殼，所以采用普通推出機(jī)構(gòu)中的推桿推出方 式。每個(gè)制件用一根根頂桿頂出，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，推出可靠。 5.5.2 推桿推出機(jī)構(gòu)的組成組成注射模的推桿推出機(jī)構(gòu)的零件有：推桿、復(fù)位桿、推板導(dǎo)柱、推板導(dǎo) 套、推板、推桿固定板、固定螺釘和支承釘組成。如圖 5-11所示。 圖 5-11 推桿推出機(jī)構(gòu)5.5.3 推桿推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1） 推桿 推出機(jī)構(gòu) 推桿的直徑選 6mm，采用圓柱形結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度由模板厚度和塑件的推出距離 決定，取 145mm。 推桿材料選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 45 號(hào)鋼，淬火處理，低溫回火，HRC45-50, 表面粗糙度 Ra1.6，與型芯的配合為間隙配合 H8/g7。