735 雙蓋注塑模具設(shè)計(jì)（有cad圖+文獻(xiàn)翻譯）,735,雙蓋注塑模具設(shè)計(jì)（有cad圖+文獻(xiàn)翻譯）,注塑,模具設(shè)計(jì),cad,文獻(xiàn),翻譯 兩板式塑料注塑模的澆口，分流道和主流道的優(yōu)化 摘要：本文介紹了兩板式塑料注塑模的澆口，分流道和主流道的優(yōu)化尺寸大小。電子收款機(jī)（ECR）的塑料制品被用于這項(xiàng)研究中，其中有三個(gè)電子元器件鑄塑料制品包括登記套管頂部，底部套管和紙架。本文的主要目的是找出澆口，主流道和分流道的最佳尺寸和最佳布局，找出導(dǎo)致澆口，主流道和分流道尺寸不合適的原因。這項(xiàng)研究中使用了三種類(lèi)型的軟件，如CAD工具軟件UG被用來(lái)設(shè)計(jì)3D建模，犀牛軟件作為標(biāo)桿處理工具被用來(lái)設(shè)計(jì)澆口、分流道、主流道和Moldex軟件作為仿真工具被用來(lái)分析塑性流動(dòng)。因此，修正了型腔進(jìn)給系統(tǒng)的位置和尺寸大小，以消除短桿，過(guò)充和兩板系列注塑模具焊縫問(wèn)題。 關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)建模；仿真流動(dòng)；優(yōu)化 1．簡(jiǎn)介 通常的注塑過(guò)程包括三個(gè)階段：注射,合模和冷卻階段。本文介紹了隨著計(jì)算機(jī)日益廣泛的應(yīng)用在設(shè)計(jì)工程，仿真軟件在模具制造行業(yè)的重大影響,而大量的商用軟件市場(chǎng)也增加了[1]。ECR塑料產(chǎn)品采用相同的材質(zhì)和色彩,然而各部分尺寸大小不同。每個(gè)部分都有它自己的模具，但這個(gè)研究,所有的部分都用了這種系列的模具。設(shè)計(jì)模具的困難階段是決定這種系列注射模具的澆口、分流道、主流道的布局、位置、大小與水孔的位置[2],[6],[7]。為了探討了流動(dòng)行為，Moldex軟件仿真軟件用于分析塑性流動(dòng)。 2．方法 本研究首先從設(shè)計(jì)產(chǎn)品三維造型的ECR使用UG軟件，然后在文件被轉(zhuǎn)移到犀牛軟件后處理。在犀牛軟件的進(jìn)給系統(tǒng)如澆口，分流道，主流道，水口和模具設(shè)計(jì)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。最后，Moldex軟件從犀牛軟件中使用進(jìn)口文件。塑料原料，工藝條件決定前要進(jìn)行注射，合模，冷卻和熱曲線分析。如果結(jié)果不符合，必須修改后再進(jìn)行，如圖1所示。 1． 圖1 方法分析 3．設(shè)計(jì) –雙板模具 所有的ECR的文件包括頂級(jí)套管，套管和底紙架，他們分別一步一步出自UG軟件犀牛軟件。該文件被保存在DXF擴(kuò)展文件，它可以通過(guò)犀牛軟件來(lái)讀取。起初，頂套管中打開(kāi)文件，它是犀牛軟件 從實(shí)體模型轉(zhuǎn)換成網(wǎng)狀模型，如圖2（a）。此外，圖2（b）顯示了從UG進(jìn)口的早期階段底部外殼文件軟件犀牛軟件。外殼的底部表面細(xì)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)后取得了細(xì)化網(wǎng)格。腔表面后仍然存在，在核心方已被刪除從移開(kāi)的網(wǎng)格。同樣的方法用于紙架，如圖2（c）所示。 圖2 ECR的網(wǎng)建模 3.1矩形邊緣澆口 矩形邊緣澆口需要確定的尺寸是深度和寬度。該部件深度計(jì)算公式為h =nt，其中h是門(mén)深入（毫米），t為墻截面厚度（毫米），n為材料常數(shù)[3]。從這個(gè)公式可以得出的澆口套管深度為1.2毫米和紙架深度為1.8毫米。邊緣澆口的寬度從公式1 [4] 推導(dǎo)。 W= n x A ? / 30 (1) 其中，W為澆口寬度（毫米），Ａ是表面面積腔（平方毫米），n為材料常數(shù)。通過(guò)計(jì)算得出澆口套管的表面面積８４６４８平方毫米，寬度為5.8毫米。進(jìn)一步計(jì)算，底部寬度為5.9毫米套管和紙架寬度為1.27毫米。 3.2循環(huán)分流道 分流道直徑計(jì)算方式為：部分質(zhì)量乘以密度和部分模具中心距，公式為2 [4]。 　　　　　　　　 D = W ? x L ? / 30 (2) 其中，D是分流道直徑，W是部分質(zhì)量，L是部分模具中心距。頂套管的體積從犀牛軟件得出的是７８２０２立方毫米，重量0.08千克所以主流道直徑為6.5毫米。進(jìn)一步計(jì)算，套管底部直徑為6.7毫米，紙架為1.5毫米。 3.3主流道 主流道尺寸是由型腔板的厚度和從給定角度一直徑7毫米來(lái)決定的。初始冷料井為7毫米，基本冷料井是10毫米。圖3顯示了頂部套管，套管位置及底部紙架一起進(jìn)料系統(tǒng)。 圖3 兩板模的布局 4．填充分析- 雙板模具 從填充分析結(jié)果顯示，總填充的時(shí)間是１.０４１秒。在這階段上，100％有兩種結(jié)果：頂套管短桿和塑料不能流到紙架，如圖4所示。 圖４　填充過(guò)程 頂部外殼進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，因?yàn)榍懊娼Y(jié)合處流位于側(cè)邊，而導(dǎo)致熔合線在該地區(qū)的擴(kuò)大，如圖5所示。熔合線是一個(gè)流動(dòng)的結(jié)果，容易分解成兩個(gè)單獨(dú)的部分。當(dāng)兩方面滿足，他們?cè)噲D重新熔合到一起，從而導(dǎo)致形成一個(gè)單一的一條線，這很容易斷裂[5]。 圖5 頂部套管的熔合線 4.1雙板模具改造 由于過(guò)充，修改澆口尺寸，將底部外殼減少25％，由從5.9毫米降為4.3毫米。分流道由6.7毫米降至至5毫米。紙架的位置由距模具中心50毫米到25毫米，將分流道尺寸提高25％。一些凹槽加在頂部套殼表面，以確保塑料流向頂部套管中心如圖6所示。 圖6 雙板模的修正 4.2修改過(guò)的填充過(guò)程 從填充改性后分析結(jié)果表明，塑料熔體三成分互相平衡。注射前的總時(shí)間為7.804x10-1秒。熔合線已消除了頂部套管中心旁體，結(jié)果是與塑料熔體流向拐角處相交，如圖7所示。 圖7修正后的填充過(guò)程 5．討論 該分流道的紙架的大小增加，來(lái)轉(zhuǎn)移和消除不填充的現(xiàn)象。澆口與底部外殼分流道分別降低因?yàn)檫^(guò)充。頂部套管的上表面加入一些凹槽消除熔合線。結(jié)果是消除了頂部套管中心旁體的熔合線。從結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，由于是短桿的問(wèn)題，二板模紙架的澆口和分流道大小增加了25％，由于過(guò)充問(wèn)題，底殼的澆口和分流道尺寸減小了25％。 6．結(jié)論 這項(xiàng)研究是在分析兩板模中塑料材料的流動(dòng)是成功的。做這些修正改進(jìn)了型腔的布局和進(jìn)給系統(tǒng)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。此外，塑料制品上的短桿缺陷，過(guò)充和熔合線的消除在的在實(shí)際模具中是編造的。 參考文獻(xiàn) 1 S.S.S. Imehezri。，S.M. Sapuan爾蘇萊曼，材料和設(shè)計(jì)雜志，26卷，第157 -166，2005。 2 L.T. Manzione，計(jì)算機(jī)輔助工程應(yīng)用在注塑成型，漢瑟，新 紐約，1987年。 3 R.G.W.Pye，注塑成型設(shè)計(jì)，朗文科學(xué)技術(shù)，紐約，1989年。 4 G.Monges和P.Mohren，如何進(jìn)行注塑模具，漢瑟出版社，紐約，1993年。 5 M.B. Douglas，注塑成型，制造工藝基礎(chǔ)。學(xué)會(huì)制造工程師，密歇根州，1996年。 6 C.T. Wong, S. Sulaiman , N. Ismail,A.M.S. Hamouda，第二世界工程法律程序國(guó)會(huì)，Sarawak，馬來(lái)西亞。P193-198，2002。 7 M.Khairol，碩士論文，馬來(lái)西亞博特拉大學(xué)，2001。 雙蓋注塑模具設(shè)計(jì) 摘 要 本課題主要是針對(duì)塑料蓋的模具設(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。該課題從產(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)，同時(shí)并簡(jiǎn)單的編制了模具的加工工藝。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)題目設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是塑料蓋注塑模具的設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)盒蓋塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。 關(guān)鍵詞：塑料蓋；注塑模；模具結(jié)構(gòu)；澆注系統(tǒng)；注塑機(jī) ABSTRACT This topic mainly aimed at the mold design of plastic lid. Through the analysis and comparison of the plastic product , the plastic injection mold was designed. This topic came from the technology capability of product, the structure of the mold embarks, the gating system, the injection molding system and the related parameter examination, the mold took shape the partial structures, the against system, the cooling system ,the injection molding machine all had the detailed design, at the same time , the processing craft of the mold were simply established. Through the entire process of the design indicated this mold can achieve the processing craft which the plastic lid requested. Key words：plastic lid；plastic injection mold；the structure of the mold embarks;gating systerm; injection molding machine 目 錄 前言 1 1 塑件成型的工藝性分析 4 1.1塑件的分析 4 1.2 PP的性能分析 4 1.3聚丙烯的成型工藝 4 2 注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格選擇及校核 6 2.1 注射機(jī)的選用 6 2.2 注射壓力的校核 7 2.3 鎖模力的校核 7 3 分型面的選擇 8 3.1 分型面的形式 8 3.2 分型面的選擇原則 8 3.3 水平分型面的選擇 8 4 型腔數(shù)目的決定及排布 9 4.1 型腔數(shù)目的確定： 9 4.2 多型腔的排列： 9 4.3 模具結(jié)構(gòu)的初步確定 9 5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 5.1主流道設(shè)計(jì)： 10 5.2分流道的設(shè)計(jì) 11 5.3澆口的設(shè)計(jì)： 13 5.4 校核主流道的剪切速率 13 5.5冷料穴的設(shè)計(jì) 13 6 成型零件的工作尺寸計(jì)算 14 6.1 凹模的結(jié)構(gòu)形式 14 6.2 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 6.3 成型零件的工作尺寸計(jì)算 15 6.3.1 凹模徑向尺寸計(jì)算 15 6.3.2 凹模深度尺寸的計(jì)算 16 6.3.3 型芯徑向尺寸計(jì)算 16 6.3.4 型芯高度尺寸的計(jì)算 17 6.3.5型腔的壁厚和底板厚度的計(jì)算 17 7 模架的確定 18 7.1各模板尺寸的確定 18 8 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 19 9 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20 9.1 脫模力的計(jì)算 20 9.2 推出方式的確定 20 9.3 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 20 10 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 10.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 10.2 冷卻時(shí)間的確定 21 10.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 21 10.4 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 22 11模具安裝 23 設(shè)計(jì)總結(jié) 24 參考文獻(xiàn) 25 致 謝 26 前言 模具被稱(chēng)為工業(yè)產(chǎn)品之母。所以工業(yè)的高速發(fā)展也離不開(kāi)模具工業(yè)的不斷進(jìn)步。中國(guó)模具巿場(chǎng)規(guī)模巨大，隨著國(guó)內(nèi)模具工業(yè)高速發(fā)展，技術(shù)也獲得了較大的飛躍，但是，仍然面對(duì)高檔模具以進(jìn)口為主的尷尬局面。提升技術(shù)實(shí)力，乃是中國(guó)模具工業(yè)發(fā)展的前途所在。隨著沖壓金屬制品在機(jī)械、電子、交通、國(guó)防、建筑、農(nóng)業(yè)等各行業(yè)的廣泛應(yīng)用，對(duì)冷沖壓模具的需求日益增加，沖壓模在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性也日益突出。模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。因此我選擇了模具設(shè)計(jì)的課題，即設(shè)計(jì)一副能夠生產(chǎn)所給空氣濾清器殼的模具，并且結(jié)構(gòu)合理、能保證制品的精度、表面質(zhì)量。在設(shè)計(jì)中能熟練使用PRO/E?、AUTOCAD?等機(jī)械、模具相關(guān)繪圖軟件。 1、 國(guó)內(nèi)方面發(fā)展情況 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標(biāo)志，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(kāi)發(fā)能力。中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)提出了越來(lái)越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。近10年來(lái)，中國(guó)模具工業(yè)一直以每年15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)模具工業(yè)無(wú)論在技術(shù)上，還是在管理上，都存在較大差距。特別在大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具技術(shù)上，差距尤為明顯。中國(guó)每年需要大量進(jìn)口此類(lèi)模具，在模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上，中低檔模具相對(duì)過(guò)剩，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇價(jià)格偏低，降低了許多模具企業(yè)的效益。而中高檔模具能力不足，模具的開(kāi)發(fā)能力較弱，技術(shù)人才嚴(yán)重不足，科研開(kāi)發(fā)和技術(shù)攻關(guān)投入少等一系列問(wèn)題，嚴(yán)重制約了中國(guó)模具行業(yè)的發(fā)展。 由于近年市場(chǎng)需求的強(qiáng)大拉動(dòng)，中國(guó)模具工業(yè)高速發(fā)展，市場(chǎng)廣闊，產(chǎn)銷(xiāo)兩旺。2003年我國(guó)模具產(chǎn)值達(dá)到450億元人民幣以上，約折合50多億美元，按模具總量排名，中國(guó)緊隨日本、美國(guó)其后，位居世界第三。中國(guó)模具已涵蓋了各種用于金屬和非金屬成形的特殊裝備，被分為10大類(lèi)、46小類(lèi)。1996年至2002年間，中國(guó)模具制造業(yè)的產(chǎn)值年平均增長(zhǎng)14%左右，2003年增長(zhǎng)25%左右，廣東、江蘇、浙江、山東等模具發(fā)達(dá)地區(qū)的增長(zhǎng)在25%以上。近兩年，我國(guó)的模具技術(shù)有了很大的提高，生產(chǎn)的模具有些已接近或達(dá)到國(guó)際水平。2003年模具出口3.368億美元，比上年增長(zhǎng)在33.5%，形勢(shì)喜人。 總的來(lái)看，我國(guó)技術(shù)含量低的模具已供過(guò)于求，市場(chǎng)利潤(rùn)空間狹小，而技術(shù)含量較高的中、高檔模具還遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，精密、復(fù)雜的沖壓模具和塑料模具、轎車(chē)覆蓋件模具、電子接插件等電子產(chǎn)品模具等高檔模具仍有很大一部分依靠進(jìn)口。 近五年來(lái)，我國(guó)平均每年進(jìn)口模具約11.2億美元，2003年就進(jìn)口了近13.7億美元的模具，這還未包括隨設(shè)備和生產(chǎn)線作為附件帶進(jìn)來(lái)的模具。中國(guó)現(xiàn)有模具企業(yè)超過(guò)2萬(wàn)家，從業(yè)人數(shù)50多萬(wàn)人。中國(guó)的模具生產(chǎn)目前主要集中在華南和華東，大約占了全國(guó)模具制造業(yè)產(chǎn)值和銷(xiāo)售額的三分之二，每年平均增長(zhǎng)在20%左右。 2、國(guó)外方面發(fā)展情況 我國(guó)模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車(chē)間（分廠），自產(chǎn)自配比例高達(dá)60%左右，而國(guó)外模具超過(guò)70%屬商品模具。專(zhuān)業(yè)模具廠大多是“大而全”、“小而全”的組織形式，而國(guó)外大多是“小而專(zhuān)”、“小而精”。國(guó)內(nèi)大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的模具占總量比例不足30%，而國(guó)外在50%以上。2004年，模具進(jìn)出口之比為3.7﹕1，進(jìn)出口相抵后的凈進(jìn)口額達(dá)13.2億美元，為世界模具凈進(jìn)口量最大的國(guó)家。 3、未來(lái)塑料模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) ?（1）提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)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(lái)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(jiàn)端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程分工協(xié)作要求的問(wèn)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(guò)程的3D分析將在我國(guó)塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來(lái)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(guó)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(chē)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(kāi)發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)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(kāi)發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。???? （4） 開(kāi)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(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國(guó)外差距甚大，在一定程度上制約著我國(guó)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(guó)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(duì)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(cè)量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x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(cè)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。 1 塑件成型的工藝性分析 本產(chǎn)品主要用于小玩具，它要求質(zhì)量輕、成本低廉、能大規(guī)模的生產(chǎn)、無(wú)毒，下列為其圖樣 圖1 零件圖 1.1塑件的分析 本塑件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)批量為大批量，根據(jù)性能要求，這里選擇塑件材料為PP,塑件的公差按模具設(shè)計(jì)要求進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 1.2 PP的性能分析 1.結(jié)晶料，濕性小，易發(fā)生融體破裂，長(zhǎng)期與熱金屬接觸易分解。 2.流動(dòng)性好，但收縮范圍及收縮值大，易發(fā)生縮孔.凹痕，變形。 3.冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱，并注意控制成型溫度，料溫低溫高壓時(shí)容易取向，模具溫度低于50度時(shí)，塑件不光滑，易產(chǎn)生熔接不良，流痕，90度以上易發(fā)生翹曲變形。 4.塑料壁厚須均勻，避免缺膠，尖角，以防應(yīng)力集中。 1.3聚丙烯的成型工藝 注塑機(jī)選用：對(duì)注塑機(jī)的選用沒(méi)有特殊要求。由于PP具有高結(jié)晶性。需采用注射壓力較高及可多段控制的電腦注塑機(jī)。鎖模力一般按3800t/m2來(lái)確定，注射量20%-85%即可。 干燥處理：如果儲(chǔ)存適當(dāng)則不需要干燥處理。 熔化溫度：PP的熔點(diǎn)為160-175℃，分解溫度為350℃，但在注射加工時(shí)溫度設(shè)定不能超過(guò)275℃。熔融段溫度最好在240℃。 模具溫度：模具溫度50-90℃，對(duì)于尺寸要求較高的用高模溫。型芯溫度比型腔溫度低5℃以上。 注射壓力：采用較高注射壓力（1500-1800bar）和保壓壓力（約為注射壓力的80%）。大概在全行程的95%時(shí)轉(zhuǎn)保壓，用較長(zhǎng)的保壓時(shí)間。 注射速度：為減少內(nèi)應(yīng)力及變形，應(yīng)選擇高速注射，但有些等級(jí)的PP和模具不適用（出現(xiàn)氣泡、氣紋）。如刻有花紋的表面出現(xiàn)由澆口擴(kuò)散的明暗相間條紋，則要用低速注射和較高模溫。 流道和澆口：流道直徑4-7mm，針形澆口長(zhǎng)度1-1.5mm，直徑可小至0.7mm。邊形澆口長(zhǎng)度越短越好，約為0.7mm，深度為壁厚的一半，寬度為壁厚的兩倍，并隨模腔內(nèi)的熔流長(zhǎng)度逐肯增加。模具必須有良好的排氣性，模具排氣孔深度為0.025mm-0.038mm，厚1.5mm，要避免收縮痕，就要用大而圓的注口及圓形流道，加強(qiáng)筋的厚度要?。ɡ缡潜诤竦?0-60%）。均聚PP制造的產(chǎn)品，厚度不能超過(guò)3mm，否則會(huì)有氣泡（厚壁制品只能用共聚PP）。 熔膠背壓：可用5bar熔膠背壓，色粉料的背壓可適當(dāng)調(diào)高。 制品的后處理：為防止后結(jié)晶產(chǎn)生的收縮變形，制品一般需經(jīng)熱水浸泡處理。 2 注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格選擇及校核 注射模是安裝在注射機(jī)上的，因此在設(shè)計(jì)注射模具時(shí)應(yīng)該對(duì)注射機(jī)有關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行必要的了解，以便設(shè)計(jì)出符合要求的模具，同時(shí)選定合適的注射機(jī)型號(hào)。 從模具設(shè)計(jì)角度考慮，需要了解注射機(jī)的主要技術(shù)規(guī)范。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，最好查閱注射機(jī)生產(chǎn)廠家提供的有關(guān)“注射機(jī)使用說(shuō)明書(shū)”上標(biāo)明的技術(shù)規(guī)范，。因?yàn)榧词雇灰?guī)格的注射機(jī)，生產(chǎn)廠家不同，其技術(shù)規(guī)格也略有差異。 2.1 注射機(jī)的選用 選用注射機(jī)時(shí)，通常是以某塑件（或模具）實(shí)際需要的注射量初選某一公稱(chēng)注射量的注射機(jī)型號(hào)，然后依次對(duì)該機(jī)型的公稱(chēng)注射壓力、公稱(chēng)鎖模力、模板行程以及模具安裝部分的尺寸一一進(jìn)行校核。 經(jīng)過(guò)初步計(jì)算 塑件體積：V塑=9.9㎝3 由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以依據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.2倍—1倍來(lái)估算。由于本次設(shè)計(jì)采用的流到簡(jiǎn)單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.3倍來(lái)估算，故一次注入模具型腔的塑料熔體的總體積為 V總=1.3n V塑=1.3×4×9.9=51.48㎝3……………………………………（1） 根據(jù)一次注入模具型腔的塑料總體積，由V公= V總÷0.8=51.48÷0.8=64.35㎝3根據(jù)以上計(jì)算，初步選擇公稱(chēng)注塑量為125㎝3，注塑機(jī)選擇為XS-ZY-125型號(hào)的注射成型機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表1 表1 XS-ZY-125型號(hào)的注射成型機(jī)技術(shù)參數(shù) 項(xiàng)目 技術(shù)參數(shù) 項(xiàng)目 技術(shù)參數(shù) 螺桿直徑/mm 42 拉桿間距/mm 260Х360 理論容量（cm3） 125 最大模具厚度/mm 300 塑化能力（g/s） 16.8 最小模具厚度/mm 200 額定注射壓力/Mpa 150 頂桿根數(shù) 1 鎖模力/KN 900 定位孔直徑/mm 125 開(kāi)模行程/mm 300 噴嘴球半徑SR/mm 12 螺桿轉(zhuǎn)速(r/min) 0～200 噴嘴孔直徑/mm 4 2.2 注射壓力的校核 該項(xiàng)工作是效核所選注射機(jī)的公稱(chēng)壓力P能否滿足塑件所成型時(shí)需要的注射壓力P0，其值一般為70～100MPa， 這里取P0=100MPa，公稱(chēng)注塑壓力P=150MPa,注射壓力安全系數(shù)k1=1.25-1.4,這里取k1=1.3 k1 P0=1.3×100=130MPa<公稱(chēng)注塑壓力P，所以，注射機(jī)注射壓力合格。 2.3 鎖模力的校核 鎖模力是指注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所施加的最大夾緊力，當(dāng)高壓的塑料熔體充填模腔時(shí)，會(huì)沿鎖模方向產(chǎn)生一個(gè)很大的脹型力。為此，注射機(jī)的額定鎖模力必須大于該脹型力，即：F鎖 > K× F脹 F脹= A 分 × P型…………………………………（2） F鎖—注射機(jī)的額定鎖模力（N）； P分—模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力（MPa）；一般為注射壓力的0.3～0.65倍，通常取20～40MPa。我們這里選P型=30MPa。 K為鎖模力安全系數(shù)。 A分—塑料和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和（mm2） 取A澆=0.2A塑 A分=n(A澆+A塑)=4×1.2×A塑=11424 mm2，由公式（2）得 F脹= 11424×30=342.72KN F鎖=900KN，鎖模力安全系數(shù)k為1.1-1.2，這里取1.2，則1.2×F脹=411.26410,所以可將該主型芯視為薄壁塑件。根據(jù)參考資料脫模力計(jì)算公式為： F=10faE(Tf-Tj)th ……………………………（10） 式中f為脫模系數(shù)取0.5，a為塑料的線膨脹系數(shù)值為9.8×10-5/℃，E為脫模溫度下塑料的抗拉彈性模量取1.5×103MPa，Tf為塑料的軟化溫度取110℃,Tj脫模時(shí)塑件溫度取60℃，h為型芯脫模方向高度為17mm,由公式(10)得 F1=630N (2) 2×R14小型芯脫模力，因?yàn)镽/t=14>10,同理由公式（10）得 F2=1260N (3) 總脫模力F=F1+F2=1890N 9.2 推出方式的確定 （1）采用推桿推出 設(shè)6mm的圓推桿4根，推出面積A桿=(d2π/4)×4=113mm2。推桿推出應(yīng)力為F/A桿=16.7MPa，查表得許用應(yīng)力為12 MPa，應(yīng)力偏大，不用推桿推出。 （2）采用推件板推出 推件板推出面積A板=68×34-66×32=20mm2 推件板推出應(yīng)力為1890/200=9.45 MPa <12 MPa 合格 所以采用推件板推出，由于采用側(cè)澆口，充模時(shí)容易形成封閉式氣囊，因此在每個(gè)型芯上設(shè)置1根直徑為6mm的推桿，以供排氣，另外推出更加平穩(wěn)。 9.3 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)遵循以下原則： （1）結(jié)構(gòu)可靠：機(jī)械的運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強(qiáng)度。 （2）保證塑件不變形、不損壞。 （3）保證塑件外觀良好。 （4）盡量使塑件留在動(dòng)模一邊，以便借助于開(kāi)模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作。 10 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 塑料在成型過(guò)程中，模具溫度會(huì)直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。所以，我們?cè)谀＞呱闲枰O(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以到達(dá)理想的溫度要求。 一般注射模內(nèi)的塑料熔體溫度為200℃左右，而塑件從模具型腔中取出時(shí)其溫度在60℃以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻，以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對(duì)于熔融黏度低、流動(dòng)性比較好的塑料，如聚丙烯、有機(jī)玻璃等等，當(dāng)塑件是小型薄壁時(shí)，如我們的塑件，則模具可簡(jiǎn)單進(jìn)行冷卻或者可利用自然冷卻不設(shè)冷卻系統(tǒng)；當(dāng)塑件是大型的制品時(shí)，則需要對(duì)模具進(jìn)行人工冷卻。 10.2 冷卻時(shí)間的確定 在注射過(guò)程中，塑件的冷卻時(shí)間，通常是指塑料熔體從充滿模具型腔起到可以開(kāi)模取出塑件時(shí)止的這一段時(shí)間。這一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)常以制品已充分固化定型而且具有一定的強(qiáng)度和剛度為準(zhǔn)，這段冷卻時(shí)間一般約占整個(gè)注射生產(chǎn)周期的80%。因?yàn)槲覀兯枰乃芗容^薄，固用此公式： ……………………………（11） 式中，a — 塑料熱擴(kuò)散系數(shù) （m2/s）； S — 制品壁厚 （mm）； 現(xiàn)我們根據(jù)已知條件知道PP的TS=260℃，TM=60℃，TE=100℃，而塑件的厚度為1mm，由公式（11）得 t =4.5 S 10.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 ①、盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡 ②、冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對(duì)塑件的冷卻效果越均勻。 ③、盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等。 ④、澆口處加強(qiáng)冷卻。 ⑤、應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差。 ⑥、合理選擇冷卻水道的形式。 ⑦、合理確定冷卻水管接頭位置。 ⑧、冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象。 ⑨、冷卻水管進(jìn)出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運(yùn)過(guò)程中造成損壞。 10.4 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 注射周期=t注+t冷+t脫=1.6+4.5+7.5=13.6S，每小時(shí)注射次數(shù)N=264次。 設(shè)PP塑料的密度ρ=0.92 (g/cm3)，且流量為125，Qs=590(KJ/KG)。 現(xiàn)有公式可得：Q = N · G · Qs ……………………………………（12） 式中，Qs — 塑料熔體的單位熱流量 N — 每小時(shí)的注射次數(shù) G — 制品包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的質(zhì)量（Kg） G = nG件= 4 × 0.92 ×9.9 0 = 36 （g） 由公式（12）得Q = 5607（KJ） 設(shè)冷卻水道入水口的水溫為22℃,出水口的溫度為26℃，算出冷卻水的體積流量為5.58×10-3m3/min。根據(jù)參考資料冷卻水的流量為湍流狀態(tài)，最低流速為1.66m/s.取冷卻水道的直徑為8mm。成型零件的冷卻水道開(kāi)設(shè)如圖13所示。 圖13 成型零件冷卻水道形式 11模具安裝 （1）、清理模板平面定位孔及模具安裝表面上的污物、毛刺； （2）、因模具的外形尺寸不大，故采用整體安裝法。先在機(jī)器下面的兩根導(dǎo)軌上墊好板，模具從側(cè)面進(jìn)入機(jī)架間，定模入定位孔，并放正，慢速閉合模板，壓緊模具，然后用壓板或螺釘壓緊定模，并初步固定動(dòng)模，然后慢速開(kāi)閉模具，找正動(dòng)模，應(yīng)保證開(kāi)閉模具時(shí)平穩(wěn)，靈活，無(wú)卡住現(xiàn)象，然后固定動(dòng)模； （3）、調(diào)節(jié)鎖模機(jī)構(gòu)，保證有足夠開(kāi)模距及鎖模力，使模具閉合適當(dāng)； （4）、慢速開(kāi)啟模板直至模板停止后退為止，調(diào)節(jié)頂出裝置，保證頂出距離。開(kāi)閉模具觀察頂出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，動(dòng)作是否平衡、靈活、協(xié)調(diào)。 設(shè)計(jì)總結(jié) 塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上最快的工業(yè)門(mén)類(lèi)之一，對(duì)于我國(guó)而言，它在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)中發(fā)揮了越來(lái)越大的作用。我們大學(xué)生對(duì)于塑料工業(yè)的認(rèn)識(shí)還是很膚淺的，但是通過(guò)這次塑料模具課程設(shè)計(jì)，讓我們更多的了解有關(guān)塑料模具設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，初步掌握了一些關(guān)于塑料模具設(shè)計(jì)的步驟和方法，對(duì)塑料模有了一個(gè)更新的認(rèn)識(shí)。這對(duì)我們?cè)诮窈蟮纳a(chǎn)實(shí)踐工作中無(wú)疑是個(gè)很好的幫助，也間接性的為今后的工作經(jīng)驗(yàn)有了一定的積累。 塑料制品成型及模具的設(shè)計(jì)還是個(gè)很專(zhuān)業(yè)性、實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)，而它的主要內(nèi)容都是在今后的生產(chǎn)實(shí)踐中逐步積累和豐富起來(lái)的。因此，我們要學(xué)好這項(xiàng)技術(shù)光靠書(shū)本上的點(diǎn)點(diǎn)知識(shí)還是不夠的，我們更多的還應(yīng)該將理論與實(shí)際結(jié)合起來(lái)，這還需要我們到工廠里去實(shí)踐。 參考文獻(xiàn) 1、《塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》伍先明、張蓉、楊軍、周志冰編著，國(guó)防工業(yè)出版社 2、《塑料模具設(shè)計(jì)》卜建新主編，中國(guó)輕工業(yè)出版社 3、《塑料模具設(shè)計(jì)》申樹(shù)義、高濟(jì)編，機(jī)械工業(yè)出版社 4、《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》編委會(huì)，機(jī)械工業(yè)出版社 5、《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》葉久新、王群主編，機(jī)械工業(yè)出版社 6、《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》陳于萍、周兆元主編，機(jī)械工業(yè)出版社 7、《機(jī)械制圖》劉朝儒、彭福萌、高政一主編，高等教育出版社 致 謝 經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，在指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們綜合運(yùn)用知識(shí)能力的一次考核，也是為我們走進(jìn)社會(huì)打下良好基礎(chǔ)的最后一次鍛煉。 本次設(shè)計(jì)能夠順利完成，首先要感謝我的指導(dǎo)老師董勇老師，董勇老師對(duì)我們的設(shè)計(jì)經(jīng)常提出的關(guān)鍵性的建議和進(jìn)行修改，還給我們提供了大量的參考資料。給予了我很大的幫助，解決了許多設(shè)計(jì)中的困難，最終順利的完成了本次設(shè)計(jì)。其次我還有要感謝我的老師們和同學(xué)。老師傳授了我許多專(zhuān)業(yè)知識(shí)，還讓我學(xué)會(huì)了許多的道理。不管是在學(xué)習(xí)還是在生活中，班上的同學(xué)給予我很大的幫助，四年的大學(xué)生活，四年的同學(xué)友情，我的的學(xué)習(xí)和和生活才會(huì)如此快樂(lè)。最后還要感謝我的家人，正是他們?cè)谖冶澈竽母冻?，才有我在這的學(xué)習(xí)和生活。即將畢業(yè)的我，對(duì)大家唯有說(shuō)句謝謝。 27