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1任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計(jì)課題方向：水杯注塑模設(shè)計(jì)與制造題目：水杯注塑模設(shè)計(jì)完成日期：2016.5.25一、題目來源：老師布置任務(wù)與查閱資料二、設(shè)計(jì)要求：（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求、作品要求）模具的工藝分析，分型面的選擇，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝，脫模機(jī)構(gòu)和輔助機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，注射成型模具和注射機(jī)的配合。要求作品表面無氣泡，表面光滑，無明顯模具痕跡 二、個(gè)人重點(diǎn)：重點(diǎn)為模具的工藝分析，分型面的選擇，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝，脫模機(jī)構(gòu)和輔助機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，注射成型模具和注射機(jī)的配合。難點(diǎn)為軸承各零件的三維建模及模型分析，需要在一定的平臺(tái)上進(jìn)行模擬分析及仿真開模和各種制模方案的研究，這個(gè)平臺(tái)能進(jìn)行整個(gè)模具的各種仿真過程如各種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。2湘潭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題 目： 水杯設(shè)計(jì) 院 系： 湘潭職院醫(yī)電學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí)： 機(jī)制 13301 班 學(xué)生姓名： 張磊 學(xué) 號(hào)： 201303040120 同組學(xué)生： 李志明 指導(dǎo)教師： 彭福人 填表日期： 2015 年 5 月 20 日3一、選題的依據(jù)及意義畢業(yè)設(shè)計(jì)課題為塑料水杯的注朔料模具設(shè)計(jì)。我國(guó)朔料模工業(yè)不斷地發(fā)展，朔料制品在我們的日常生活中不斷的演變，價(jià)值也越來越重要，演變成各種各樣的東西。種類也越來越多，制造越來越精致美觀。在未來的模具市場(chǎng)中，朔料模具發(fā)展的速度高于其它的模具，在模具比例將有很大的提高。隨著技術(shù)的不斷地發(fā)展塑料模具在市場(chǎng)具有很大的優(yōu)勢(shì)，如水杯是我們?cè)谌粘Ｉ钪幸患夭豢缮俚纳钣闷?，而朔料水杯則以其精至美的外觀，低廉的價(jià)格,以及耐用的特點(diǎn)而受到我們的歡迎。朔料水杯外形雖然看似簡(jiǎn)單，但是注朔模具的設(shè)計(jì)制作所設(shè)計(jì)的知識(shí)面與知識(shí)點(diǎn)較多，能比較全面的反應(yīng)一些注朔模具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)模具在日常生活中有著極其重要的用途。比如汽車，電子，電氣，航空，儀表，輕工，塑料，日常用品等工業(yè)的工藝設(shè)備，沒有模具就沒有高質(zhì)量的產(chǎn)品。模具不是一般的工藝設(shè)備，而是技術(shù)密集型的產(chǎn)品，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家把模具作為機(jī)械制造方面的高科技產(chǎn)品來對(duì)待。國(guó)內(nèi)當(dāng)今注塑迅速發(fā)展，但是與國(guó)際水平卻相差很遠(yuǎn)。從整體來看，中國(guó)塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很多進(jìn)步，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比，差距仍然很大。主要缺陷明顯的表現(xiàn)在精度不高，技術(shù)含量低、復(fù)雜程度低等缺點(diǎn)。嚴(yán)重的阻礙著國(guó)內(nèi)電子業(yè)的發(fā)展。一些大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時(shí)，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢(shì)。因此中國(guó)塑料模具行業(yè)和國(guó)外先進(jìn)水平相比，主要存在一下問題：發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低；工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差；大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱，創(chuàng)新能力明顯不足；供需矛盾短期難以緩解；體制和人才問題的解決尚需時(shí)日。這些都嚴(yán)重的阻礙著國(guó)內(nèi)電子業(yè)的發(fā)展。設(shè)計(jì)出好的產(chǎn)品卻無法做出是我模具業(yè)的最大不足。因此，注重科技含量，借助了國(guó)外的先進(jìn)理論技術(shù)則尤為重要。大型化、高精密度、多功能復(fù)合型將是未來模具的發(fā)展方向，熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高，并且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)高壓注射成型等工藝的模具也將隨之發(fā)展。其中精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具等高檔塑料模具也會(huì)加大研制與開發(fā)。4三、本課題研究?jī)?nèi)容1.查閱與注塑模具設(shè)計(jì)相關(guān)的文獻(xiàn)。2. 用 UG 軟件實(shí)現(xiàn)模具型腔和型芯的設(shè)計(jì)，演示分模過程,并分析成型件的合理。掌握三維軟件，完成水杯注塑模具的設(shè)計(jì)及理論計(jì)算。3.最后在此基礎(chǔ)上完成一套完整的模具設(shè)計(jì), 繪制出模具的裝配圖和零件圖。可能遇到的難題及解決方法：1.注射工藝參數(shù)的確定，在試模時(shí)根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。2.分型面的選擇，根據(jù)分型面的選用原則確定。3.型腔數(shù)的確定，可采用注射機(jī)的注射量來確定。4.冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行。四、本課題研究方法1、選定設(shè)計(jì)依據(jù)—樣件，并在樣件上提取有用的制模信息，包括分型面的位置、澆口的位置和形狀、推出形式或推桿位置等等。2、選定型腔的布局與模架，主要包括：確定塑件在模具中的排布；確定型腔的成型方式；確定冷去水道的分布方式；確定模架大小；模板厚度尺寸的選定。3、模具圖紙的繪制，主要包括：繪制裝配草圖；拆分零件；完善裝配圖。 4、整理設(shè)計(jì)材料，總結(jié)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并做最后審查?？尚行苑治觯?.對(duì) UG 軟件有一定的了解掌握。2.對(duì)注塑模具設(shè)計(jì)有一定的理論基礎(chǔ)。3.本模具結(jié)構(gòu)合理、緊湊、簡(jiǎn)單，符合生產(chǎn)要求。綜上所述，本模具的設(shè)計(jì)方案是一較為可行的設(shè)計(jì)方案。5五、研究目標(biāo)、主要特色（創(chuàng)新）及工作進(jìn)度重點(diǎn)為模具的工藝分析，分型面的選擇，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝，脫模機(jī)構(gòu)和輔助機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，注射成型模具和注射機(jī)的配合。難點(diǎn)為軸承各零件的三維建模及模型分析，需要在一定的平臺(tái)上進(jìn)行模擬分析及仿真開模和各種制模方案的研究，這個(gè)平臺(tái)能進(jìn)行整個(gè)模具的各種仿真過程如各種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。采用的途徑：采用 PRO/ENGINEER模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)來制作三維模型，進(jìn)行軸承的各個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真和各種制模方案的制定。PRO/ENGINEER 模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)提供的曲面創(chuàng)建功能來創(chuàng)建主分型曲面和各種曲面創(chuàng)建。使用專家模架系統(tǒng) EMX增強(qiáng) pro/engineer模具設(shè)計(jì)和細(xì)化模架。使用 EMX系統(tǒng)可以是設(shè)計(jì)者針對(duì)自己的設(shè)計(jì)要求，方便的修改細(xì)節(jié)參數(shù)，最終方便設(shè)計(jì)出理想的高質(zhì)量模具，大大減少塑料模具所需的設(shè)計(jì)、定制和細(xì)化模架部件和組件的時(shí)間。使用 EMX插件來設(shè)計(jì)模架有如下特點(diǎn)：1．通過 2D的特定的圖形用戶界面（GUI） ，快速實(shí)現(xiàn)預(yù)覽、添加、修改模架部件2．內(nèi)建大量模架庫，支持 15個(gè)模型組件供應(yīng)商信息3．智能模具組件及組裝4．可自動(dòng)生成各模板的 2D工程圖，自動(dòng)創(chuàng)建 BOM表5．可進(jìn)行干涉檢查及開模仿真。6六、主要參考文獻(xiàn)【1】 翁其金. 《塑料模塑成型技術(shù) 》. 機(jī)械工業(yè)出版社，【2】 彭建聲. 《簡(jiǎn)明模具工實(shí)用技術(shù)手冊(cè)》. 機(jī)械工業(yè)出版社，【3】 唐志玉. 《模具設(shè)計(jì)師指南》. 國(guó)防工業(yè)出版社， 【4】 《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組. 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社， 【5】 賈潤(rùn)禮，程志遠(yuǎn). 《實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè)》. 中國(guó)輕工業(yè)出版社， 【7】 黃毅宏. 《模具制造工藝》. 機(jī)械工業(yè)出版社， 【8】 模具制造手冊(cè)編寫組. 《模具制造手冊(cè)》. 機(jī)械工業(yè)出版社，【9】 馮炳堯，韓泰榮，蔣文生.《 模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》. 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 7目 錄前言………………………………………………11緒論……………………………………………12原始資料…………………………………………22.1塑料制品產(chǎn)量和生產(chǎn)要求……………………………22.2塑料品種牌號(hào)…………………………………………22.3制品圖樣………………………………………………72.4 塑料制品成型性能……………………………………83基本參數(shù)…………………………………………883.1 注射機(jī)選擇…………………………………………83.2模具型腔數(shù)目的計(jì)算…………………………………93.3 模架選擇............................... .......... ........ .94成型零件尺寸及結(jié)構(gòu)……………………………104.1聚苯依稀的收縮率（S）......................104.2 型芯尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………114.3 型腔尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………125 模具結(jié)構(gòu)………………………………………135.1制品把手部分的成型結(jié)構(gòu)…………………………………135.2 哈夫結(jié)構(gòu)及尺寸…………………………………………145.3 模具結(jié)構(gòu)圖…………………………………………145.4模具與成型機(jī)械關(guān)系的校核…………………………166 澆注系統(tǒng)………………………………………196.1 概述 .....................................196.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)............................197推出機(jī)構(gòu)………………………………………….207.1 概述......................................207.2哈夫推出機(jī)構(gòu)..................................208.導(dǎo)向支承緊固復(fù)位機(jī)構(gòu)………………………238.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)..................................238.2支承零件..................................238.3緊固件及其他附件.........................239 模 具 的 裝 配…………………………………239.1 模具的裝配順序……………………………………….249.2 開模過程分析………………………………………….24總結(jié)....................................25參考文獻(xiàn)..................................26致謝..................................27前言塑料制品已在工業(yè)，農(nóng)業(yè)，國(guó)防和日常生活中的方面得到廣泛應(yīng)用。特別是在電子業(yè)中則為突出。電子產(chǎn)品的外客大部分是塑料制品，產(chǎn)品性能的提高要求高素質(zhì)的塑料模具和塑料性能。成型工藝和制品的設(shè)計(jì)。塑料制品的成型方法很多。其主要用于是注射，擠出，壓制，壓鑄和氣壓成型等和氣壓成型等。而注射模，擠出約占成型總數(shù)的 60%以上。注射成型分為加料，熔融塑料，注射制件冷卻和制件脫模等五個(gè)步驟。當(dāng)然如利用電氣控制。可實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化或自動(dòng)化作業(yè)。9塑料注射模主要用于熱塑料制品的成型，已成功的用于成型熱固塑性塑料制品，它是塑料制品生產(chǎn)中十分重要的工藝裝置。注射模的基本組成是：定模機(jī)構(gòu)，動(dòng)模機(jī)構(gòu)，澆注系統(tǒng)，導(dǎo)向裝置，頂出機(jī)構(gòu)，芯機(jī)構(gòu)，冷卻和加熱裝置，排氣系統(tǒng)。因注射模成型的廣泛適用，正是我這個(gè)設(shè)計(jì)的根本出發(fā)點(diǎn)?！端⑸淠！肥蔷帉懻邇蓚€(gè)月以來所編寫的畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。主要介紹：注射模的整個(gè)過程，包括成型零部件、推出機(jī)構(gòu)、流道等一些設(shè)計(jì)。在論文書寫過程中，通過一個(gè)月的時(shí)間對(duì)原始資料進(jìn)行搜集，充分考慮模具的各種結(jié)構(gòu)并和指導(dǎo)老師及同學(xué)之間進(jìn)行討論，最終選擇了論文所寫的模具結(jié)構(gòu)。本論文的資料大多是編寫者結(jié)合三年所學(xué)的各方面的理論知識(shí)完成的，包括機(jī)械制圖、公差與配合、工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、注射模具成型、工程材料等；一部分是通過查手冊(cè)所得；還有少部分是同學(xué)之間的交流和自己三年的實(shí)習(xí)總結(jié)。關(guān)鍵詞：哈夫結(jié)構(gòu)、二次推出機(jī)構(gòu)、三板式、點(diǎn)澆口。1 緒論來源背景：水杯為 PC塑料制品，采用注射模進(jìn)行成型，這種制品結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，加工難度不大。目的：通過本課題的設(shè)計(jì)，能夠懂得模具的整個(gè)設(shè)計(jì)過程及綜合性的掌握本專業(yè)知識(shí)，能夠掌握 Pro/E、CAD、Word 等軟件的操作方法。要求：設(shè)計(jì)本課題的要求的理論聯(lián)系實(shí)際。在學(xué)習(xí)好相關(guān)的設(shè)計(jì)理論知識(shí)的同時(shí)，還必須了解實(shí)踐操作。另外，設(shè)計(jì)的模具首先要能制造出來，還要有一定的使用價(jià)值。實(shí)際意義：通過本課題的設(shè)計(jì)，可以更好的掌握模具的整個(gè)設(shè)計(jì)過程。在設(shè)計(jì)過程中，定會(huì)遇到許多以前沒有遇到的問題，有問題就會(huì)促使自己想盡一切辦法去解決，從中獲得一定的知識(shí)。把整個(gè)設(shè)計(jì)做完之后，就會(huì)對(duì)知識(shí)有個(gè)系統(tǒng)的了解。另外，通過對(duì) Pro/E、CAD、Word 等軟件的操作，可以有更好、更熟練的操作技能。這些工作對(duì)我以后的人生將是一筆大財(cái)富。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：本課題的設(shè)計(jì)主要包括成型零件的設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、導(dǎo)向及定位部分的設(shè)計(jì)、推出與復(fù)位部分的設(shè)計(jì)、固定支承和緊固件的設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)、工藝過程的編寫及對(duì) Pro/E、CAD、Word 等軟件的操作技術(shù)。102 原始資料2.1 塑料制品產(chǎn)量和生產(chǎn)要求：根據(jù)圖紙要求，此制品為大批量生產(chǎn)，在生產(chǎn)要求上不是很高，所以在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但要能達(dá)到制品的各種要求。2.2 塑料品種牌號(hào)：此制品要求的材料為聚碳酸脂，牌號(hào)為 PC。PC 樹脂的材料特性和成型工藝聚碳酸酯(PC)樹脂是一種性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，具有突出的抗沖擊能力，耐蠕變和尺寸穩(wěn)定性好，耐熱、吸水率低、無毒、介電性能優(yōu)良，是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的產(chǎn)品，也是近年來增長(zhǎng)速度最快的通用工程塑料。目前廣泛應(yīng)用于汽車、電子電氣、建筑、辦公設(shè)備、包裝、運(yùn)動(dòng)器材、醫(yī)療保健等領(lǐng)域，隨著改性研究的不斷深入，正迅速拓展到航空航天、計(jì)算機(jī)、光盤等高科技領(lǐng)域。PC 樹脂的應(yīng)用與發(fā)展：70 年代 PC多用作連接器、開關(guān)等電氣、電子零件，到 80年代前半期應(yīng)用擴(kuò)展至精密機(jī)械(照相機(jī)、鐘表)、電動(dòng)工具和光學(xué)機(jī)械上，成為 PC的第一發(fā)展期。80 年代后半期 PC的應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)大到辦公設(shè)備、汽車、激光唱片(CD),需求量大增而成為第二個(gè)發(fā)展期。進(jìn)入 90年代以后受經(jīng)濟(jì)影響速度放緩,但在 1992～1994 年間仍有 10％～15％的增長(zhǎng)率。PC之所以有大的市場(chǎng)容量是由于它具有比較全面平衡的性能——優(yōu)良的耐沖擊性、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、透明及自熄性等，因此在電氣、電子、精密機(jī)械、汽車、保安、醫(yī)療等領(lǐng)域成為可廣泛使用的工程塑料。90 年代中期又開發(fā)出 PC/ABS合金的復(fù)合化技術(shù),更擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域。目前 PC廣泛應(yīng)用于汽車、電子電氣、建筑、辦公設(shè)備、包裝、運(yùn)動(dòng)器材、醫(yī)療保健等領(lǐng)域，隨著改性研究的不斷深入，正迅速拓展到航空航天、計(jì)算機(jī)、光盤等高科技領(lǐng)域。PC 合金改性PC／ABS 合金：PC 與 ABS共混物可以綜合 PC和 ABS的優(yōu)良性能，提高 ABS的耐熱性、抗沖擊和拉伸強(qiáng)度，降低 PC成本和熔體粘度，改善加工性能，減少制品內(nèi)應(yīng)力和沖擊強(qiáng)度對(duì)制品厚度的敏感性。目前 PC／ABS 合金發(fā)展迅速，全球產(chǎn)量約為 80萬噸/年左右，世界各大公司紛紛開發(fā)推出 PC／ABS 合金新品種，如阻燃、玻纖增強(qiáng)、電鍍、耐紫外線等品種，尤其是在汽車工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，另外還廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、復(fù)印機(jī)和電子電氣部件等。我國(guó)近年來也開始一定研究和生產(chǎn)，如上海杰事杰公司的 PC／ABS 合金材料已應(yīng)用于汽車裝飾件、燈11殼和耐熱電器殼體；中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)所開發(fā)的高耐熱、高耐熱高抗沖、高耐熱阻燃三個(gè)品級(jí)的 PC／ABS 合金材料已被國(guó)內(nèi)數(shù)家汽車制造公司使用，用做前裝飾板、儀表板及物品箱蓋專用料等。蘭州大學(xué)研究在 PC／ABS 共混體系中加入高壓聚乙烯進(jìn)行增容改性，得到混合物流動(dòng)性好且低溫韌性與模量幾乎不受影響，適用于制作薄壁板材；國(guó)內(nèi)研究人員為了降低 PC／ABS 兩相之間的界面能，在 PC和 ABS中加入抗沖擊劑 MBS，合金的空沖擊度可以達(dá)到極高值，PC／ABS／MBS 外觀呈象牙白、質(zhì)地均勻、手感極佳。PC／PS 合金：該合金為部分兼容、非晶／非晶體系。在 PC中加入 PS可以降低 PC粘流活化能，從而改善PC的加工流動(dòng)性，加入少量的 PS可使 PC熔體粘度大幅度下降，PS 在 PC中還可以起到剛性有機(jī)填料的作用，PC 與 PS均為透明材料，二者折射率非常接近，因此 PC／PS 合金透明，具有良好的光學(xué)特性。PC／PS 合金組成對(duì)合金力學(xué)性能、熱性能和加工性能影響較大，隨著 PS含量的增加，PC／PS 體系的流動(dòng)性增加，硬度、拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度提高，而熱變形溫度下降。當(dāng) PS含量在某一值時(shí)候，沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度出現(xiàn)極大值。因此選擇合適的 PC和 PS配比，可以制得高性能的 PC／PS 合金。另外增容劑對(duì) PC／PS 共混體系的性能有較大影響，通常選用苯乙烯，通過在 PC末端引發(fā)雙鍵接枝苯乙烯，得到接枝聚合物對(duì)PC／PS 共混體系有增容作用，可以大大提高 PC與 PS兼容性，這種材料適合制作光盤等。近年來 PC／PS 合金應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，新品種不斷涌現(xiàn)，如日本推出的 PC／PS 合金 Novally x 7000， 同 ABS一樣，易上漆及進(jìn)行油墨印刷；日本出光石化推出不合鹵素的 PC／PS 阻燃合金系列，與阻燃 ABS相比，具有韌性高、流動(dòng)性好、剛性高、阻燃性好等特點(diǎn)。PC／PBT 合金：PBT 具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐化學(xué)腐蝕及易成型等特點(diǎn)，將 PBT與 PC共混制得合金材料可以提高PC流動(dòng)性、改善了加工性能和耐化學(xué)藥品性。由于 PBT是結(jié)晶聚合物，與 PC共混時(shí)易發(fā)生相分離，界面粘結(jié)不好，因而其沖擊韌性不理想，通常加入一定量彈性體以提高共混物的沖擊強(qiáng)度。如熱塑彈性體乙烯／甲基丙烯酸酯共聚物的鋅鹽，對(duì) PC／PBT 共混體系起到增容增韌作用。另外加入一些結(jié)晶成核劑可以提高共混體系結(jié)晶度；在 PC／PBT 共混體系中加入少量低壓聚乙烯，可以提高共混物的流動(dòng)性，對(duì)共混體系起增韌作用，并可改善合金的外觀；在PC／PBT 中加入乙烯／乙酸乙烯酯共聚物可以進(jìn)一步增強(qiáng)兼容性并提高耐沖擊12強(qiáng)度；PC 與 PBT之間發(fā)生酯化反應(yīng)，可以提高其兼容性，日本科研人員用 PC和 PBT在酯交換催化劑存在下，制得 PC／PBT 共混物，綜合性能良好，而且具有較好透明性；用與 PC折光率相近的玻璃纖維增強(qiáng) PC／PBT，不但體系綜合性能優(yōu)良，且透明性好，可以做玻璃代替材料。目前國(guó)外 PC／PBT 合金產(chǎn)品主要用于汽車保險(xiǎn)杠、包裝薄膜材料、汽車底座和座位等。PC／PET 合金：PET 具有較好的力學(xué)性能和耐化學(xué)藥品性，PC／PET 既有 PC的剛性和耐熱性，又有 PET的耐溶劑性，而且 PET的加入還能改善 PC的加工流動(dòng)性。國(guó)內(nèi)研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng) PC／PET 比例為 1／3 的時(shí)候，兩相之間形成了界面層，此時(shí) PC／PET 兼容性最好。另外 PC與 PET發(fā)生酯交換反應(yīng)是提高兼容性最好的辦法之一，其中催化劑種類選擇對(duì)反應(yīng)影響非常大，通過研究發(fā)現(xiàn)鑭系催化劑與傳統(tǒng)的催化劑(如鈦類)相比有較高的催化活性，而且沒有副反應(yīng)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)酯交換反應(yīng)主要發(fā)生于兩相界面處。在 PC／PET 共混體系中，加入彈性體如聚丙烯酸丁酯，可以提高合金的韌性和抗沖擊強(qiáng)度。 目前關(guān)于 PC合金的研究與開發(fā)日新月異，還有多種 PC合金不斷被開發(fā)并推向市場(chǎng)，尤其是聚酯共混改性 PC，如 PET／PCL(由乙二醇、低分子量聚己內(nèi)酯和對(duì)苯二甲酸共聚而成的多嵌段共聚酯)與 PC共混改性；由 1，4—環(huán)已烷二甲醇、乙二醇和對(duì)苯二甲酸制的聚酯與 PC共混改性，可以明顯提高 PC彎曲彈性模量、拉伸強(qiáng)度等；聚己內(nèi)酯以玻璃纖維作為增強(qiáng)材料，用酯交換催化劑促進(jìn)聚己內(nèi)酯與 PC進(jìn)行共混改性，可以得到加工性能好、高剛性的透明材料；聚(1，4—環(huán)己烷二甲酸—1，4—環(huán)己烷二甲醇)酯改性PC，可以明顯改善 PC的透明性和耐黃變性能，可以用作光盤材料；液晶聚酯改性 PC，可以用來改善 PC的熔融加工性能和力學(xué)性能。應(yīng)用領(lǐng)域拓展 隨著 PC合金材料的研究不斷進(jìn)展，PC 的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，以下簡(jiǎn)要介紹一些國(guó)內(nèi) PC極具開發(fā)前景的應(yīng)用領(lǐng)域。寬波透光的光學(xué)器械：作為一種透明性能良好的工程塑料，PC 作為光盤基材在全球大量使用， 不僅可以制備 CD、VCD、DVD 光盤，還可以適用于高密度記錄光盤的基材，尤其是 PC與苯乙烯接枝生成的共聚物具有極佳的應(yīng)用效果。PC 片材特別適宜于制作眼鏡鏡片，在 PC分子鏈中引入硅氧基團(tuán)，可以提高其硬度及耐擦傷性。PC 作為高折射率塑料，用于制作耐高溫光學(xué)纖維的芯材，若在 PC分子鏈中的 C—H鏈為 C—F鏈所取代，則可以對(duì)可見光的吸收減少，能有效降低傳遞途中的信號(hào)損失。另外 PC良好透光性，在透明13窗材高層建筑幕墻、機(jī)場(chǎng)和體育場(chǎng)館透明建筑材料等方面應(yīng)用非常普遍和具有潛力，今后重點(diǎn)是提高表面硬度和抗靜電性。阻燃環(huán)保的通信電器：由于 PC良好電絕緣性能，廣泛應(yīng)用于通信電信設(shè)備領(lǐng)域， 目前 PC已經(jīng)大量替代原有的酚醛塑料，今后重點(diǎn)開發(fā)阻燃 PC用于通信電器領(lǐng)域中，因此無污染阻燃 PC材料成為開發(fā)重點(diǎn)，溴系阻燃劑由于毒性在減少使用，而無鹵環(huán)保磷系阻燃劑會(huì)明顯降低 PC的熱變形溫度和沖擊強(qiáng)度，因此比較適宜的是有機(jī)硅系阻劑。另外隨著通信電器輕量小型化對(duì) PC材料提出更高要求，目前 PC／ABS 合金就特別適宜在通信電器及航空航天工業(yè)中應(yīng)用。表面金屬化的汽車部件：PC 表面金屬化后具有良好的金屬光澤及高強(qiáng)度，廣泛應(yīng)用于各種汽車零部件中，但是電鍍過程中會(huì)降低它的沖擊韌性，因此采用彈性體與 PC共混改性，所合彈性體分散了致開裂應(yīng)力，雖經(jīng)電鍍也不會(huì)降低其沖擊韌性，因此電鍍級(jí) PC樹脂非常具有開發(fā)前景。另外表面金屬化的 PC還可以作為電磁波的屏蔽材料，應(yīng)用于計(jì)算機(jī)中。低殘留有害物的食品容器：工業(yè)合成 PC是雙酚義型，由于合成時(shí)有微量未反應(yīng)的單體雙酚 A殘留在樹脂中，在作為飲用水桶和食品容器時(shí)，易被溶出而影響人們身體健康，因此要開發(fā)衛(wèi)生級(jí)的 PC樹脂，用作飲水桶和其它食品容器的生產(chǎn)與使用，國(guó)內(nèi)應(yīng)用前景非?？春?。防開裂脆化的醫(yī)療器械：PC 具有諸多優(yōu)異性能，目前已應(yīng)用于醫(yī)療器械中，由于其耐化學(xué)品性較差，在化學(xué)藥品存在下易引起內(nèi)應(yīng)力開裂，如 PC在人工透析器、人工肺等醫(yī)療器械中應(yīng)用要解決高溫消毒導(dǎo)致裂紋的老化現(xiàn)象，若克服這些缺點(diǎn)，PC 在醫(yī)療器械中應(yīng)用可迅速擴(kuò)大。PC樹脂的材料性能 PC（聚碳酸酯）是一種無色透明的工程塑料，具有極高的沖擊強(qiáng)度，寬廣的使用溫度范圍，良好的耐蠕變性、電絕緣性和尺寸穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、光澤度、抑制細(xì)菌特性、阻燃特性以及抗污染性；且收縮率很低，一般為 0.1%~0.2%。PC 有很好的機(jī)械特性，但流動(dòng)特性較差，因此這種材料的注塑過程較困難。在選用何種品質(zhì)的 PC材料時(shí)，要以產(chǎn)品的最終期望為基準(zhǔn)。如果塑件要求有較高的抗沖擊性，那么就使用低流動(dòng)率的 PC材料；反之，可以使用高流動(dòng)率的 PC材料，這樣可以優(yōu)化注塑過程。PC 的最大特征是非晶型透明塑料，成型后的尺寸穩(wěn)定性好，從低溫到高溫均能保持穩(wěn)定的機(jī)械強(qiáng)度，它的拉伸與形變特性比較接近金屬材料，存在著明顯的彈性極限。因此 PC作為結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算可以參照金屬材料的公式，在 PC的開發(fā)初期曾大量用作14代替金屬的輕量化透明材料。PC 樹脂的成型工藝：PC 樹脂的工藝特點(diǎn) 1、聚集態(tài)特性屬于無定型非結(jié)晶性塑料，無明顯熔點(diǎn)，熔體黏度較高。玻璃化溫度140°～150℃，熔融溫度 215℃～225℃，成型溫度 250℃～320℃。2、在正常加工溫度范圍內(nèi)熱穩(wěn)定性較好，300℃長(zhǎng)時(shí)停留基本不分解，超過 340℃開始分解，粘度受剪切速率影響較小。3、流變性接近牛頓性液體，表觀黏度受溫度的影響較大，受剪切速率的影響較小，相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大。PC 分子鏈中有苯環(huán)，所以分子鏈剛性大。4、PC 的抗蠕變性好，尺寸穩(wěn)定性好；但內(nèi)應(yīng)力不易消除。5、PC 高溫下遇水易降解，成型時(shí)要求水分含量在 0.02%以下。6、制品易開裂。PC 樹脂的成型工藝控制在成型加工上，水分控制及成型加工條件之選擇是影響成型品質(zhì)最重要的兩個(gè)因素，茲分述如下：A、水分控制 PC類塑膠即使用遇到非常低之水分亦會(huì)產(chǎn)生水解而斷鍵、分子量降低和物性強(qiáng)度降低之現(xiàn)象，因此在成型加工前應(yīng)嚴(yán)格地控制 PC樹脂之水分在 0.02%以下，以避免成型品的機(jī)械強(qiáng)度降低或表面產(chǎn)生氣泡、銀紋等異常外觀。為避免水分所產(chǎn)生異常之情況，聚碳酸脂在加工前，應(yīng)先經(jīng)熱風(fēng)干燥 3~5h以上，溫度定為 120℃，或者用除濕干燥機(jī)來處理水分。B、原料選擇 為滿足各種成型工藝的需求，PC樹脂有不同熔體流動(dòng)速率的規(guī)格。通常熔體流動(dòng)速率介于 5~25g/10min都可適用于注塑成型。但是其最佳加工條件因注塑機(jī)種類、成型品之形狀以及 PC樹脂規(guī)格不同而有相當(dāng)之差異，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況加以調(diào)整。C、注塑機(jī)選擇要點(diǎn) 鎖模壓力：以成品投影面積每 cm2*0.47~0.48T（或每平方寸*3~5T）機(jī)臺(tái)大?。撼善分亓考s為注塑機(jī)容量的 40~60%為最佳，如機(jī)臺(tái)以 PS來表示容量（盎斯）時(shí)，需減少 10%，始為使用 PC之容量， （1 盎斯=28.3 公克） 。螺桿：螺桿長(zhǎng)度最少應(yīng)有 15個(gè)直徑長(zhǎng)，其 L/D為 20：1 最佳，壓縮比宜 1.5：1 至 30：1。螺桿前端之止流閥應(yīng)采用滑動(dòng)環(huán)式，其樹脂流動(dòng)間隙最少應(yīng)有 3.2mm。噴嘴：尖端開口最少有 4.5mm直徑。若成品重量為 5.5kg以上，則噴嘴直徑應(yīng)為 9.5mm以上，另外，尖端開口需比澆口直徑少 0.5~1mm，且段道愈短愈好，約為5mm。D、成型條件要點(diǎn)：熔融溫度與模溫：最佳的成型溫度設(shè)定與很多因素有關(guān)，如注塑機(jī)大小，螺桿組態(tài)、模具及成型品的設(shè)計(jì)和成型周期等。一般而言，為了讓塑料漸漸在熔融，在料管后斷/進(jìn)料區(qū)設(shè)定較低的溫度，而在料管前段設(shè)定較高的溫度。但若螺桿設(shè)計(jì)不當(dāng)或 L/D值過小。逆向式的溫度設(shè)定亦可。模15溫方面，高模溫可提供較佳的表面外觀，殘留應(yīng)力也會(huì)較小，且對(duì)較薄或較長(zhǎng)的成型品也較填滿；而低模溫則能縮短成型周期。螺桿回轉(zhuǎn)速度：在 40~70rpm較佳，但需視機(jī)臺(tái)與螺桿設(shè)計(jì)而調(diào)整。注射壓力：根據(jù)制品壁厚程度可采取85~140kg/cm2。背壓：一般設(shè)定愈低愈好，便為求進(jìn)料均勻，建議使用3~14kg/cm2。注射速度：射速度澆口設(shè)計(jì)有很大關(guān)系。使用直接澆口或邊緣澆口時(shí)，為防止日暉現(xiàn)象和波流痕現(xiàn)象，則應(yīng)用較慢這射速，另外，如成品厚度在 5mm以上，為避免氣泡或凹陷慢速射出會(huì)有幫助。一般而言，射速原則為薄者快，厚者慢。從注塑切換到保壓，保壓要盡量低。以免成型品發(fā)生殘留應(yīng)力。而殘留應(yīng)力可用退火方式來解除或減輕，條件是 120~130℃約三十分鐘至一小時(shí)。料筒清掃 1、在 PC樹脂的成型溫度下，加入清洗料(通用級(jí)聚苯乙烯或透苯)，連續(xù)射出二十至三十次。2、將射臺(tái)后退，連續(xù)將清洗料空射，直至射出的清洗料開始膨脹起泡。3、將料筒溫度重新設(shè)定到 200至 230℃。4、繼續(xù)將清洗料空射，直到清料熔膠溫度達(dá)到 260℃且外表看起來很干凈透明。2.3 制品圖樣2.3.1 具體尺寸及要求如圖 2.1圖 2.12.3.2 根據(jù)制品尺寸幾何形狀進(jìn)行分析162.3.2.1 尺寸及公差從制品所給的尺寸及公差查《塑料模塑成型技術(shù)》表 3-7為 4級(jí)精度等級(jí)，查表 3-8得 4級(jí)精度等級(jí)為一般精度，從經(jīng)濟(jì)方面考慮，在模具設(shè)計(jì)時(shí)模具精度等級(jí)也應(yīng)設(shè)計(jì)成一般精度等級(jí)。2.3.2.2 塑料制品的形狀如圖 2.1，此制品為圓形制品，具有帶內(nèi)凹結(jié)構(gòu)的環(huán)型把手，所以在設(shè)計(jì)時(shí)著重是脫把手。2.3.2.3 塑料制品的壁厚由圖 1.1可知，此制品最大壁厚為 10mm，最小壁厚為 4mm。壁厚不均勻，它會(huì)固化或冷卻速度的不同引起收縮不均勻，從而在制品內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。因此在模具設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及適應(yīng)選擇澆口。2.3.2.4脫模斜度所設(shè)計(jì)的制品沒有脫模斜度，即脫模斜度為零，這樣制品對(duì)型心的包緊力大，脫模時(shí)較有脫模斜度的難，生產(chǎn)時(shí)可噴涂脫模劑。2.4 塑料制品成型性能聚碳酸脂成型性能優(yōu)良，其吸水性小，成型前可不進(jìn)行干燥，收縮小，制品尺寸穩(wěn)定，比熱容小，可很快加熱塑化，塑化量較大，故成型速度快，生產(chǎn)周期短，可進(jìn)行高速注射；流動(dòng)性好，可采用注射、擠出、真空等各種成型方法。但注射成型時(shí)應(yīng)防止溢料，應(yīng)控制成型溫度，壓力和時(shí)間等工藝條件，以減少內(nèi)應(yīng)力。故設(shè)計(jì)成型零件時(shí)要注意配合間隙的選擇，并且設(shè)計(jì)冷卻水道以控制溫度變化情況。3 基本參數(shù)3.1 注射機(jī)選擇17根據(jù)制品結(jié)構(gòu)選擇立式注射機(jī)，查表《塑料制品及其成型模具設(shè)計(jì)》0.10初步選用 SZ-800/3200立式注射機(jī)，主要參數(shù)如表 3.1表 3.1參數(shù) SZ-800/3200結(jié)構(gòu)類型 立式注射機(jī)理論注射容量/cm 3 840螺桿直徑/mm 67注射壓力/MPa 142.2瑣模力/KN 3200拉桿內(nèi)間距/mm 600×600移模行程/mm 550最大模具厚度/mm 600最小模具厚度/mm 300噴嘴球半徑/mm SR20噴嘴口直徑/mm 53.2 模具型腔數(shù)目的計(jì)算3.2.1 計(jì)算原理通常注射機(jī)的實(shí)際注射量為注射機(jī)最大注射量的 80﹪，即V實(shí) = Vmax×80﹪ (3-1)式中 V 實(shí) ---- 制品實(shí)際所需注射量，單位 cm3。Vmax ---- 注射機(jī)最大注射量，單位 cm 3。由表 3.1 Vmax =840cm3所以 V 實(shí)= Vmax×80﹪=672cm33.2.2 制品體積制品的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 2.1，體積如下式計(jì)算，V制= ×402×92- ×352×88＋（28×52-40×22）×12?=462208-338492+6912=130628㎜ 3=130.628cm33.2.3 型腔數(shù)目確定制品數(shù)目用 n表示，利用下列公式進(jìn)行計(jì)算，n= V實(shí)/V 制=672/130.628=5.14通過計(jì)算可以設(shè)計(jì)五個(gè)型腔。為了讓制品采用平衡式布局，暫設(shè)計(jì)型腔數(shù)目為四個(gè)。3.3 模架選擇型腔數(shù)目為四個(gè)，設(shè)計(jì)為四方布排，根據(jù)制品尺寸大小及型腔數(shù)目，查表18《模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)》表 6-15初步選用 600×500模架具體結(jié)構(gòu)如圖 3.1(a)、3.1(b)圖 3.1 （a）圖 3.1 (b)4 成型零件尺寸及結(jié)構(gòu)4.1 聚碳酸脂的收縮率（S）查《塑料制品及其成型模具設(shè)計(jì)》表 0.1聚苯乙烯的收縮率范圍為 0.5-190.7﹪，換算成平均收縮率 Scp﹪Scp﹪=(0.6﹪+0.8﹪)/2=0.6﹪ (4-1)4.2 型芯尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.2.1 大型芯尺寸及結(jié)構(gòu)圖 4.14.2.1.1 大型芯徑向尺寸計(jì)算利用公式LM1=[ls1(1+Scp﹪)+ △] (4-2)430zδ基本尺寸為 70φ查表公差為 0.38將數(shù)值代入計(jì)算DM1=[70（1+0.6%）+ ×0.38] 430zδ=70.70013.4.2.1.2 大型芯高度尺寸20Hm1 = [hs1(1+Scp%)+ △] (4-3)320zδ基本尺寸為 88查表公差為 0.44將數(shù)值代入計(jì)算Hm1 = [88(1+0.6%)+2/3×0.44]034.=88.82015.4.3 型腔尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.3.1 型腔尺寸及結(jié)構(gòu)4.3.1.1 型腔徑向尺寸，利用公式DM=[ls(1+Scp﹪)- △] （4-6）43zδ+0基本尺寸為 80、 77φ查表公差為 0.44、0.38將數(shù)值代入計(jì)算DM1=[80(1+0.6﹪)- ×0.44]4334.0+=80.88 15.0+DM2=[77(1+0.6﹪)- ×0.38]4338.0+=77.75 1.0+4.3.1.2 型腔深度尺寸，利用公式Hm = [Hs(1+Scp%)- △] (4-7)32zδ+0基本尺寸為 87 5查表公差為 0.44、0.1621將數(shù)值代入計(jì)算Hm1 = [87(1+0.6%)- ×0.44] 3234.0+=87.72 14.0+Hm1 = [5(1+0.6%)- ×0.16] 32316.0+=5.14 05.+4.3.1.3 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型腔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用整體式凹模，這種結(jié)構(gòu)成形的制品質(zhì)量較好，加工方便，并且就加工在型腔板上，與型腔板構(gòu)成一體。4.3.1.4 型腔底厚、壁厚計(jì)算1 按剛度校核側(cè)壁厚度，利用公式t=r[ （4-8）[]1+μΓΡδΕ代入計(jì)算得 t=1.62 mm2 按強(qiáng)度計(jì)算，利用公式t=r( []12δ代入計(jì)算t=4.37mm取較大值 4.37mm。4.3.1.5 底厚計(jì)算按剛度計(jì)算 h=5.32mm按強(qiáng)度計(jì)算 h=6.3mm取較大值 6.3mm。5 模具結(jié)構(gòu)模具結(jié)構(gòu)主要由以下部分組成：成型部分、側(cè)向分型及抽芯部分、支承部分、推出機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、緊固定位部分、冷卻排氣系統(tǒng)。在模具設(shè)計(jì)過程中，主要考慮塑料怎樣進(jìn)料，制品怎樣成型、制品怎樣脫出。從設(shè)計(jì)的制品結(jié)構(gòu)來說，主要是螺紋的成型與脫出。225.1 制品把手部分的成型結(jié)構(gòu)5.1.1 把手脫出形式及特點(diǎn)在本制品設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮兩種形式，即哈夫結(jié)構(gòu)和齒輪齒條結(jié)構(gòu)。5.1.2 兩種結(jié)構(gòu)的比較成型制品屬于小批量生產(chǎn)，精度等級(jí)為一般等級(jí)。對(duì)于兩種結(jié)構(gòu)通過以下幾點(diǎn)進(jìn)行比較，通過比較選出一種較好的結(jié)構(gòu)形式。1 結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度：哈夫結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，齒輪齒條結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。2 精度：哈夫結(jié)構(gòu)成型的制品能達(dá)到一般精度等級(jí)，齒輪齒條成型的制品精度等級(jí)較高，從制品精度方面考慮，哈夫結(jié)構(gòu)已能達(dá)到精度要求。 3 結(jié)構(gòu)體積空間：設(shè)計(jì)的模具型腔為 4腔結(jié)構(gòu)，利齒輪齒條結(jié)構(gòu)，至少需要兩對(duì)齒輪齒條結(jié)構(gòu)，因此，模具內(nèi)部應(yīng)留有足夠的空間以進(jìn)行齒輪的裝配和傳動(dòng)，因此，模具結(jié)構(gòu)尺寸較大，但制品尺寸較小。利用哈夫結(jié)構(gòu)，尺寸要緊湊一些。4 制造費(fèi)用：哈夫機(jī)構(gòu)比齒輪齒條結(jié)構(gòu)成本低。綜上所述，根據(jù)制品本身的要求，哈夫結(jié)構(gòu)比齒輪齒條結(jié)構(gòu)要好，設(shè)計(jì)采用哈夫機(jī)構(gòu)。5.2 哈夫結(jié)構(gòu)及尺寸圖 5.1哈夫結(jié)構(gòu)的角度一般采用 8°-12°。在設(shè)計(jì)此模具時(shí)采用 10°。在脫模時(shí)，哈夫的設(shè)計(jì)只要能夠讓螺紋脫出即可，計(jì)算哈夫在水平方向推出的距離hH=(12-6)/2=3mm (5-1) 23在設(shè)計(jì)時(shí)將其設(shè)為 3.5mm，角度為 10°。則在垂直方向的運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度 hv為hv=3/tg10°=13.4mm (5-2)但為了保證制品在脫出之后哈夫件還有一部分在導(dǎo)滑槽中，將 hv設(shè)計(jì)為 25mm，計(jì)算后的截面尺寸如圖 5-1，型腔的布置如圖 5-2，由圖 4.2所示制品之間的距離，將哈夫件的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為 300mm，300mm 的長(zhǎng)度包括兩導(dǎo)軌10×10的尺寸，具體結(jié)構(gòu)如圖 5.1。哈夫在推出時(shí)，會(huì)因?yàn)橥瞥隽Σ痪鶆蚨箖苫瑝K在垂直方向上產(chǎn)生不同的位移，并且在復(fù)位時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩滑塊不在同一時(shí)間復(fù)位，這樣就會(huì)影響制品的質(zhì)量。為了防止這些情況的發(fā)生，在兩哈夫之間加一不同配合的銷釘。具體的哈夫結(jié)構(gòu)與銷釘?shù)呐浜蠄D 5.3，圖 5.4。圖 5.2圖 324圖 5.45.3 模具結(jié)構(gòu)圖通過對(duì)模具成型零件的計(jì)算，模架的確定，模具結(jié)構(gòu)圖如裝如圖所示。5.4 模具與成型機(jī)械關(guān)系的校核5.4.1 制品及流道體積5.4.1.1 制品體積Vi=130.628cm3255.4.1.2 流道體積主流道體積V主=1/3 h(R +Rr+r )π22代入計(jì)算V主=1/3 h(R +Rr+r )22=1/3×3.14×17（4 ＋4×9.6＋9.6 ）2=2.9 cm3V主=2.9 cm5.4.1.3 分流道體積V分 1= R L＋ R21?3= ×3.14×10 ×160＋ ×3.14×1023=5 cm326V分 2= R L＋ R ×421?3= ×3.14×5 ×115＋ ×3.14×323=3cm3V總= V 主+V 分 1+V分 2=10.9 cm35.4.1 注射機(jī)的校核1． 最大注射量的校核根據(jù)公式 KV0≥V代入計(jì)算得 V=130.628×4+10.9=141.528 cm3符合注射機(jī)的要求2. 注射壓力的校核，按下公式Po＞P根據(jù) P=160-220MPa符合所需要求3. 鎖模力校核根據(jù)公式 F 機(jī)≥（niA+A1）Pi經(jīng)過計(jì)算 A=1352mm 227A1=1564 mm2代入計(jì)算 F=1120KN符合所須的注射要求4．拉桿間距的校核由表 3-1可知，注射機(jī)的拉桿間距為 600×600，模具尺寸為 600×500，符合所須的注射要求。5．開模行程的校核根據(jù)公式 S≥H1+H2+H3+(5~10)mm代入計(jì)算 H1+H2+H3+(5~10)=150~155mm符合所須的注射要求6. 模具厚度的校核模具總厚度為 247mm符合 H小≤247≤H 大6 澆注系統(tǒng)6.1 概述注射模的澆注系統(tǒng)是指熔體從注射機(jī)的噴嘴開始到型腔為止的流動(dòng)通道。對(duì)其要求是：使熔體平穩(wěn)的進(jìn)入型腔，使之按要求填充型腔，使型腔內(nèi)的氣體順利排出，在熔體填充型腔和凝固的過程中，能充分的把壓力傳到各個(gè)部位，以獲得組織致密，外形清晰，尺寸穩(wěn)定的塑料制品。可見，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是十分重要的。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)正確與否，是注射成型能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵，因此，要引起高度重視。6.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1 主流道的設(shè)計(jì)主流道的截面形狀一般為圓形，其錐度為 2°～6°，在此模具的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)中采用 2°，小端直徑一般取 3～6mm,且大于注射機(jī)噴嘴直徑0.51mm,由表 3-1注射機(jī)噴嘴直徑為 4mm。將此模具主流道小端直徑設(shè)計(jì)為 4.5mm。主流道的長(zhǎng)度一般不超過 60mm,本模具設(shè)計(jì)為 17mm。主流道大端倒角 R3。由于主流道需要與高溫塑料頻繁接觸，故設(shè)計(jì)主流道襯套是十分必要的，尤其是主流道要穿過兩塊板時(shí)，如果沒有主流道襯套，在結(jié)合處很容易發(fā)生溢料，導(dǎo)致主流道難以取出，主流道襯套的球半徑比注射機(jī)的球半徑大 1～2mm，設(shè)計(jì)球半徑為 SR14mm。主流道襯套的尺寸查表 3-6-62《模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè)》 。2 分流道設(shè)計(jì)在采用多型腔模具時(shí)，就應(yīng)該使用分流道，在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)情況的不同，采用不同的截面，不同的布置。1）分流道的截面形狀和尺寸分流道的截面形狀有好幾種，包括圓形、U 形、半圓形、正方形。在設(shè)28計(jì)時(shí)一般常用的為梯形半圓形和 U形。在此模具中，采用半圓形分流道。本模具分流道直徑為 20mm。二級(jí)分流道直徑為 10mm。2）分流道的布置在多型腔注射模具中，要求各型腔的制品表面質(zhì)量和內(nèi)部性能差異不大，所以流道的布置要合適，分流道的布置有平衡式和非平衡式兩種，在本模具的設(shè)計(jì)過程中，為了保證制品質(zhì)量，采用平衡式布局。3 澆口的設(shè)計(jì)澆口的基本作用是使分流道來的熔體產(chǎn)生加速以快速充滿型腔。1）澆口的形式及特點(diǎn)澆口在通常情況下有直接澆口、中心澆口、側(cè)澆口、點(diǎn)澆口、潛伏式澆口等幾種形式。直接澆口適用與熱敏性塑料；中心澆口去除澆口方便一些，它適用與圓筒形、圓環(huán)形等中心帶孔的制品成型，側(cè)澆口是從制品側(cè)面進(jìn)料；點(diǎn)澆口截面積較小，熔體進(jìn)料時(shí)，產(chǎn)生很高的剪切速度，同時(shí)產(chǎn)生摩擦作用，提高熔體溫度；潛伏式澆口適用與表面質(zhì)量高的制品。在本模具的設(shè)計(jì)中，考慮使用的是多型腔，采用側(cè)口。2）澆口截面形狀、尺寸及位置側(cè)澆口一般采用矩形截面，一般澆口截面積與分流道的截面積之比為 0.03～0.09。已知分流道是梯形分流道，根據(jù)分流道尺寸，通過計(jì)算，選用矩形邊長(zhǎng)為 1mm,設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度一般為 0.8～1.2mm，在設(shè)計(jì)時(shí)采用0.8mm。側(cè)澆口的位置一般設(shè)在分型面上，以便于脫模，在此模具的設(shè)計(jì)中，為了保證螺紋的質(zhì)量，將側(cè)澆口設(shè)在上模部分，在這個(gè)位置，脫模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單一些，進(jìn)料比較均勻，而且也有利于型腔內(nèi)氣體的排出。本模具澆口尺寸為 1×2mmφ7 推出機(jī)構(gòu)7.1 概述推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是為了把制品從型芯型腔中推出來，為下一次注射做準(zhǔn)備，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求有：1．盡量使制品留在動(dòng)模上。2．保證制品不變形，不損壞。3．保證制品外觀良好。4．結(jié)構(gòu)要可靠。7.2 推出機(jī)構(gòu)要將制品合理推出，將要采用二次推出機(jī)構(gòu)。首先，將哈夫機(jī)構(gòu)和制品同時(shí)推出，當(dāng)螺紋能從哈夫中脫出時(shí)，哈夫件停止推出，然后利用倒錐推桿將制品從型芯上推出，以達(dá)到脫模要求。7.2.1 制品推出裝置推出機(jī)構(gòu)一般有推桿、推管、推件塊等，從制品的形狀、尺寸考慮，利用推管制品的壁厚太小，采用直推桿，制品的受力面積太小，會(huì)損壞制品，其他結(jié)構(gòu)不適合成型本產(chǎn)品，所以將推桿設(shè)計(jì)成倒錐形，下面采用螺釘固定，保證裝配需要。297.2.2 哈夫推出機(jī)構(gòu)在哈夫件的推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到磨損位置、維修、結(jié)構(gòu)等多方面因素，采用推桿直推哈夫件的形式。7.2.3 推板和推桿固定板的尺寸及結(jié)構(gòu)由于推出為二次推出，所以在設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)了一塊推板和三塊推桿固定板。他們的結(jié)構(gòu)尺寸查表 6-15《模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)》得到。1. 推桿固定板一的結(jié)構(gòu)如圖 7.12. 推桿固定板二的結(jié)構(gòu)如圖 7.23. 推桿固定板三的結(jié)構(gòu)如圖 7.3在推板下面，為了能方便清理推板下的雜物和調(diào)整其平衡度，推板下面設(shè)支承釘，尺寸為 M6×10。圖 7.130圖 7.27.2.4 二次推出機(jī)構(gòu)擺鉤設(shè)計(jì)擺鉤主要是為了實(shí)現(xiàn)二次推出的，當(dāng)哈夫件分開 3mm時(shí)，擺鉤從耐磨板中脫開，錐型推桿繼續(xù)上移將制品推出，以達(dá)到脫模要求，當(dāng)哈夫分開 3mm時(shí)，哈夫需要上升的高度為 h。h = 3/tg10° =13.4 (7-1)即推出機(jī)構(gòu)上升 13.4mm時(shí)，擺鉤脫開。31圖 7.48 導(dǎo)向支承緊固復(fù)位機(jī)構(gòu)8.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是為了使模具和模有正確的位置，以提高制品成型質(zhì)量。另外，它還可以提高模具壽命。一般注射模采用的導(dǎo)向零件為導(dǎo)柱導(dǎo)套，在設(shè)計(jì)時(shí)選用標(biāo)準(zhǔn)件，查表 5-5 《模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)》。8.2 支承零件在此模具中，支承零件包括上模座板、下模座板、型芯固定板、哈夫固定板、支撐板等。8.3 緊固件及其他附件8.3.1 上模部分1 固定定位圈螺釘選用 M8×10。2 固定上模座和型芯固定板的螺釘選用 M12×40。8.3.2 下模部分1 固定下模的螺釘選用 M12×140。2 固定推桿固定板的螺釘選用 M6×12。3 固定耐磨板的螺釘選用 M8×10。8.3.3 冷卻系統(tǒng)模具在注射時(shí)，應(yīng)對(duì)模具溫度進(jìn)行較好的控制，才能保證制品的精度，這就要求在模具內(nèi)設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)，但由于本零件較小，可以通過模具自然冷卻來保證熱平衡。另外此制品為小批量生產(chǎn)，成型的制品精度等級(jí)為一般精度，故采用模具自然冷卻，不設(shè)計(jì)冷卻水道。9 模 具 的 裝 配裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質(zhì)量、壽命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術(shù)要求和相互間的關(guān)系，將合格的零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。在模具裝配過程中，對(duì)模具的裝配精度應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，模具的裝配精度包括相關(guān)零件的位置精度，相關(guān)的運(yùn)動(dòng)精度，配合精度及接觸只有當(dāng)各精度要求得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。塑料模的裝配基準(zhǔn)分為兩種情況，一是以塑料模中和主要零件臺(tái)定模，動(dòng)模的型腔，型芯為裝配基準(zhǔn)。這種情況，定模各動(dòng)模的導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔先不加32工，先將型腔和型芯鑲塊加工好，然后裝入定模和動(dòng)模內(nèi)，將型腔和型芯之間墊片法或工藝定位器法保證壁厚，動(dòng)模和定模合模后用平行夾板夾緊，鏜投影導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔，最后安裝動(dòng)模和定模上的其它零件，另一種是已有導(dǎo)柱導(dǎo)套塑料模架的。澆口套與定模部分裝配后，必須與分模面有一定的間隙，其間隙為 0.05——0.15毫米，因?yàn)樵撎幨車娮靿毫Φ挠绊?，在注射時(shí)會(huì)發(fā)生變形，有時(shí)在試模中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在分模面上澆口套周圍出現(xiàn)塑料飛邊，就是由于沒有間隙的原因。為了有效的防止飛邊，可以接近塑件的有相對(duì)位移的面上銼一個(gè)三角形的槽，由于空氣的壓力的緣故可以更好的防止飛邊。9.1 模具的裝配順序（1）確定裝配基準(zhǔn)；（2）裝配前要對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈；（3）調(diào)整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗(yàn)修磨，以保證模板組裝密合，分型面吻合面積不得小于 80%，間隙不得小于溢料最小值，防止產(chǎn)生飛邊。（4）在裝配過程中盡量保持原加工尺寸的基準(zhǔn)面，以便總裝合模調(diào)整時(shí)檢查；（5）組裝導(dǎo)向系統(tǒng)并保證開模合模動(dòng)作靈活，無松動(dòng)和卡滯現(xiàn)象；（6）組裝冷卻和加熱系統(tǒng)，保證管路暢通，不漏水，不漏電，門動(dòng)作靈活緊固所連接螺釘，裝配定位銷。裝配液壓系統(tǒng)時(shí)允許使用密封填料或密封膠，但應(yīng)防止進(jìn)入系統(tǒng)中；（7）試模：試模合格后打上模具標(biāo)記，包括模具編號(hào)、合模標(biāo)記及組裝基面。① 模具預(yù)熱模具預(yù)熱的方法，采用外部加熱法，將鑄鋁加熱板安裝在模具外部，從外部向內(nèi)進(jìn)行加熱，這種方法加熱快，但損耗量大。筒和噴嘴的加熱根據(jù)工藝手冊(cè)中推薦的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱，與模具同時(shí)進(jìn)行。工藝參數(shù)的選擇和調(diào)整根據(jù)工藝手冊(cè)中推薦的工藝參數(shù)初選溫度，壓力，時(shí)間參數(shù)，調(diào)整工藝參數(shù)時(shí)按壓力，時(shí)間，溫度這樣的先后順序變動(dòng)。注塑在料筒中的塑料和模具達(dá)到預(yù)熱溫度時(shí)，就可以進(jìn)行試注塑，觀察注塑塑件的質(zhì)量缺陷，分析導(dǎo)致缺陷的原因，調(diào)整工藝參數(shù)和其他技術(shù)參數(shù)，直至達(dá)到最佳狀態(tài)。（8）模具的維護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的鑲件和嵌件在這里就起到了很大的作用，只須更換個(gè)別已損壞的零件，不會(huì)導(dǎo)致用過程中，會(huì)出現(xiàn)正常的磨損或不正常的磨損。不正常的損壞絕大多數(shù)是由于操作不當(dāng)所致模具的徹底報(bào)廢。最后檢查各種配件、附件待零件，保證模具裝備齊全，另外在裝配過程中應(yīng)嚴(yán)防零件在裝配過程中磕、碰、劃傷和銹蝕。裝配滾動(dòng)軸承允許采用機(jī)油進(jìn)行熱裝，油的溫度不得超過 1000°C。9.2 開模過程分析33本模具為一模四腔三板式注塑模，澆口采用點(diǎn)澆口形式，采用哈夫件成型，一次注塑完成后，分型面一先打開，澆注系統(tǒng)凝料脫出當(dāng)開模到一定距離后，限距導(dǎo)柱起作用，分型面二打開，制品從哈夫件中脫出，到了一定距離后，二次推出機(jī)構(gòu)將包裹在型芯上的制品頂出。34總結(jié)通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我受益匪淺，可大體地了解作為一名設(shè)計(jì)人員所要具備的基本素質(zhì)及知識(shí)量及思考問題，解決問題的能力。同時(shí)也讓我鞏固了自己的專業(yè)知識(shí)，在設(shè)計(jì)的過程中對(duì)于 CAD、PRO/E 繪圖軟件、Microsoft Word 辦公軟件等應(yīng)用有了更進(jìn)一步的掌握；在設(shè)計(jì)之初，面對(duì)從未涉及的問題，感到十分棘手，但經(jīng)過反復(fù)的思考、查閱資料以及在老師的熱心指導(dǎo)幫助下，同學(xué)之間的探討，發(fā)現(xiàn)并非想象中的那么困難。另外，查閱資料是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，詢問經(jīng)驗(yàn)人士，我想實(shí)踐是最可靠的保證，經(jīng)驗(yàn)是寶貴的財(cái)富。通過認(rèn)真仔細(xì)的資料查閱和軟件的反復(fù)模擬，特別在劉老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的要求下，我確信這次畢業(yè)實(shí)際是成功的，在這表示特別感謝！當(dāng)然，由于本人的知識(shí)面欠全，設(shè)計(jì)中還存在不足，但我相信通過這次設(shè)計(jì)將為我今后走向工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。35參考文獻(xiàn)【1】 翁其金. 《塑料模塑成型技術(shù)》. 機(jī)械工業(yè)出版社， 【2】 彭建聲. 《簡(jiǎn)明模具工實(shí)用技術(shù)手冊(cè)》. 機(jī)械工業(yè)出版社，【3】 唐志玉. 《模具設(shè)計(jì)師指南》. 國(guó)防工業(yè)出版社， 【4】 《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組. 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè). 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