接線盒底座注塑模具設(shè)計(jì),接線,底座,注塑,模具設(shè)計(jì)
大型注塑模具設(shè)計(jì)仿真工具：2400升固體廢棄物集裝箱
摘要
大型容器產(chǎn)品通常使用諸如滾塑的程序，這些技術(shù)沒(méi)有零件重量或尺寸限制。TIIP，薩拉戈薩大學(xué)注塑成型的機(jī)械工程，在歐洲標(biāo)準(zhǔn)下研發(fā)的CONTENURTM固體廢物的新容器高達(dá)2000升 ，其結(jié)果是一個(gè)新的主體達(dá)60公斤重。設(shè)計(jì)過(guò)程中結(jié)合了數(shù)項(xiàng)CAE工具（美學(xué)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)及流變模擬），并在去年6月，顯示了最終結(jié)果，通過(guò)了不同的測(cè)試。如今，在市場(chǎng)上有超過(guò)5000個(gè)成品在模具生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有做過(guò)基本的修改（超過(guò)100噸的重量）。本文重點(diǎn)論述集成工具和流程的設(shè)計(jì)與產(chǎn)品定義（即注射壓力，沖擊厚度和形狀的一部分力量）的方法。在這個(gè)過(guò)程中，特別是模具控制一些參數(shù)（注射速度，溫度，粘度，澆口位置...）的細(xì)節(jié)。
關(guān)鍵詞：CAE設(shè)計(jì)；容器；注塑成型
1.引言
過(guò)去的幾年，CAE工具在注射熱塑性彈性體成型行業(yè)，構(gòu)建了一個(gè)真實(shí)的革命。一個(gè)開(kāi)始直到最終的解決方案（包括幾個(gè)過(guò)程如開(kāi)發(fā)、測(cè)試的原型,修改數(shù)據(jù),新的測(cè)試,……）的過(guò)程已經(jīng)被一個(gè)更快的設(shè)計(jì)、翻譯過(guò)程和最終的客戶在同一個(gè)電腦文件下一起工作（“并行工程”）的過(guò)程取代。因此,對(duì)模具制造和完成時(shí)間減少極大,同時(shí),引入了一些關(guān)于使用CAE的建議。
薩拉戈薩工業(yè)大學(xué)注射塑料(T.I.I.P)車(chē)間,C.S.I.C相關(guān)單位,在注射熱塑性彈性體成型中，使用CAE工具已經(jīng)超過(guò)了15個(gè)年頭，同時(shí)在不同行業(yè)（機(jī)動(dòng)車(chē)、家電、包裝、玩具等）的上百個(gè)項(xiàng)目中積累了很多的經(jīng)驗(yàn)。T.I.I.P.的工作也包含著和歐洲不同的公司一起調(diào)研的項(xiàng)目（聚合物流變性、半自動(dòng)磨具設(shè)計(jì)等）。
同時(shí)，這個(gè)組織一直意識(shí)到安排仿真技術(shù)制造的重要性，這種形式已經(jīng)合作并且由塑料工業(yè)基金會(huì)注射成型部研究會(huì)體質(zhì)指導(dǎo)。這個(gè)組織給注射成型企業(yè)提供了各項(xiàng)服務(wù)，并且從中沒(méi)有任何盈利（如圖1）。許多國(guó)家的工業(yè)組織通過(guò)不同的程序和研究方向?qū)@個(gè)中心進(jìn)行了支持（新的工藝比如氣輔技術(shù)或噴流注射成型；新的設(shè)計(jì)比如使用壓力和溫度的設(shè)備的過(guò)程測(cè)量技術(shù)）。
圖1 T.I.I.P注塑成型區(qū)域概貌
2.容器工程
1999年，第一個(gè)參與城市固體剩余物收集容器制造的西班牙公司（Contenur SPAIN，SL）去T.IIP-aiTIIP集團(tuán)共同進(jìn)行大尺寸的注塑件的設(shè)計(jì)工作，隨后測(cè)試了這些方案在這一領(lǐng)域應(yīng)用的實(shí)際可能性。
該項(xiàng)目的主要目標(biāo)是快速制造大容量（2400 L和更多）的容器，與市場(chǎng)產(chǎn)品中加入了昂貴的加固結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)成型的焊接金屬板或塑料制品產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)。顯然，構(gòu)成容器的所有部件中，主要的困難是單一模腔部分的制造。
這個(gè)文獻(xiàn)提供了幾個(gè)零件和模具設(shè)計(jì)的例子和失敗的建議[2,3]，但是不太可能找到40kg重的大的塑料部件，而且，這個(gè)模具尺寸上的一個(gè)錯(cuò)誤沒(méi)有簡(jiǎn)單的解決方案（運(yùn)輸?shù)侥＞吖ぞ咧圃焐痰闹圃旃S將會(huì)太昂貴，試驗(yàn)和誤差的方法也是不提供）。
對(duì)于這個(gè)部件的設(shè)計(jì)，必須考慮到以下幾個(gè)方面：
?與歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN12574[4]要求的基本尺寸一致；
?卸載電阻（排出側(cè)）如（圖2）；
?在功能條件和位置區(qū)具有高的耐沖擊性；
?表面容易清洗；
?美學(xué)設(shè)計(jì)；
?最低的成本（不僅是加工和裝配，還包括維護(hù)）；
?安裝的沖壓機(jī)施加的鎖模力限制（大型機(jī)器鎖模力的限制范圍在5000噸和10000噸之間）；
?準(zhǔn)備標(biāo)記，也就是說(shuō)，有自由的和平坦的空間;；
?材料的限制：采用其他CONTENUR設(shè)計(jì)的相同材料。
圖 2. 裝卸作業(yè)的邊界條件，材料非線性模型，有限元模型。
特別注意的兩個(gè)限制：范圍內(nèi)的最低成本和最大鎖模力。對(duì)于最低成本，厚度是關(guān)鍵（原料的成本），在制造時(shí)確定；因此，派生機(jī)器的成本大約為厚度[5]的平方。
另一方面，為了降低其合模力，部件的投影面積和分布的壓力與一部分厚度也有很大的關(guān)系（狹窄區(qū)域產(chǎn)生較高的注射壓力，可能也會(huì)產(chǎn)生大合模力）。
由Castany等研發(fā)的方法，不僅用于注射成型，也適用于其它類似的技術(shù)[6-8]，如下：
（a） 測(cè)定產(chǎn)品的可行性：鎖模力和厚度在歐洲標(biāo)準(zhǔn)允許的基本幾何條件下調(diào)整尺寸。在這一步只是一般的線條設(shè)計(jì)，而不做功能細(xì)節(jié)。一些基本的結(jié)果如下表1所示。這些分析通過(guò)遺傳物質(zhì)的基本參數(shù)，高密度聚乙烯（表2）得到。對(duì)于高級(jí)步驟，通過(guò)幾個(gè)溫度條件計(jì)算。
（b） 選擇材料，結(jié)合熔體流動(dòng)指數(shù)（MFI）和機(jī)械性能，在注入點(diǎn)的位置進(jìn)行模擬，甚至不知道組件最終的幾何形狀，但得出幾個(gè)注入點(diǎn)的最好的位置是在容器主體的底部區(qū)域。該標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)與模具結(jié)構(gòu)和零件的形狀有關(guān)。
（c） 分析主體的形式和零部件的厚度，比較結(jié)構(gòu)上的選擇方案：側(cè)壁形狀，包括氣體輔助技術(shù)注入管的側(cè)壁形狀增加的慣性等也被列入考慮。
（d） 顯然，模具的尺寸和凹陷的存在使得部件和模塊設(shè)計(jì)出現(xiàn)了一個(gè)其他問(wèn)題。這種方式中，容器上部邊框的半圓形狀是一個(gè)很困難的設(shè)計(jì)問(wèn)題，它由使用性能確定，但是在合模區(qū)域存在滑移。
（e） 將合適的零件體積和可行的不同形式與厚度和機(jī)械阻力的形式制造相結(jié)合。在這一步驟，有限元分析、3D設(shè)計(jì)和注料仿真技術(shù)同時(shí)進(jìn)行（圖3、4）。最終的零件尺寸如表3。?
表1
簡(jiǎn)單塑料模型，第一次仿真分析結(jié)果
主體厚度(mm)/質(zhì)量(kg) 最大注射壓力 (MPa) 鎖模力(kN)
6/52 96 166,000
7/60 71 122,000
8/68 55 94,000
9/76 44 74,000
10/84 35 59,000
表2
基本模擬計(jì)算參數(shù)
熔體溫度（℃） 240
在恒定速度下的注射時(shí)間
秒 20
百分率 50
模具溫度（℃） 40
表3
2400 L主體的基本尺寸（毫米）
高度 1600
寬度 1480
長(zhǎng)度 1600
圖3. 3D數(shù)模（Pro-E繪制）
圖4. C-mold軟件：噴出的塑料溫度和冷卻線管路
用這些基本尺寸核算這四步，設(shè)計(jì)組對(duì)于最終的幾何圖樣有一個(gè)初始目標(biāo)，這些細(xì)節(jié)包含輸出角度，收音機(jī)，設(shè)置的輔助配件的位置（軟木、滑軌等）。生產(chǎn)流動(dòng)分析為關(guān)鍵性的方式，與美國(guó)，日本和墨西哥實(shí)業(yè)公司模具廠的模具工人一起將模具的各部分固定在最佳的位置。
這個(gè)過(guò)程的主要方面和仿真技術(shù)（為了保證注射工人的操作其他的細(xì)節(jié)不能存在）是：
1. 2.5D幾何圖形式樣模型。
2. 模腔注澆口位置。使用速度軌道去更好的控制料的流動(dòng)性。根據(jù)軌道的流動(dòng)澆注的設(shè)計(jì)原則使?jié)沧⑴c填滿模腔同步結(jié)束（避免保壓效應(yīng)），尤其要考慮到半圓形區(qū)域的邊界形狀。
3.最佳條件：溫度的選擇、涉及的厚度、設(shè)計(jì)的耐久強(qiáng)度評(píng)價(jià)條件。溫度在210℃到250℃的評(píng)價(jià)。
4. 必須要依靠正確的速度程序調(diào)節(jié)填料形式。在恒定速度的條件下，假想不允許的壓力值的增長(zhǎng)，強(qiáng)化機(jī)器的極限。集裝箱磨具的最終布置，建議使用幾個(gè)沖壓速度。
這個(gè)步驟用目前已經(jīng)存在的小型集裝箱（如圖5），進(jìn)行了現(xiàn)實(shí)的試驗(yàn)驗(yàn)證。
圖5 用于工業(yè)生產(chǎn)條件為2400L試驗(yàn)驗(yàn)證真正的集裝箱模型
用CAE技術(shù)計(jì)算側(cè)面標(biāo)準(zhǔn)的沖壓速度如圖6所示。但是這個(gè)“函數(shù)”如果沒(méi)有實(shí)用性的編程就不能編入到注射成型機(jī)內(nèi)部，因?yàn)橐簤合到y(tǒng)不能精確的隨著所有梯度上升。無(wú)論如何，這個(gè)優(yōu)化程序后，能夠得到大約15%的鎖模力。
圖6 計(jì)算機(jī)顯示的側(cè)面理論沖擊速度
5. 加注條件準(zhǔn)備好以后，模具制造者從一個(gè)初步設(shè)想到設(shè)計(jì)的裝備，已經(jīng)用一個(gè)新的數(shù)值模型和最終的熱流道系統(tǒng)模具所驗(yàn)證。對(duì)于減少填充壓力，這個(gè)連續(xù)的工藝是有可能性的，但是實(shí)際的工藝安排，維護(hù)，一定的停工降低了其用途。
6. 最后，模具冷卻分析、包裝和彎曲矯正過(guò)程走向成熟。在這種方式下，Kyowe工業(yè)公司根據(jù)材料的傳熱性采用不同的建筑材料，調(diào)整冷卻管路。成品模具的重量超過(guò)了150，000kg（相當(dāng)于150公噸）。
事實(shí)上，在注射成型中，超過(guò)6000個(gè)部件在制造中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題。報(bào)廢、使用性能、加工比率是和目前1000L的集裝箱（每小時(shí)20-25個(gè)零件）相似的。其他組件同時(shí)設(shè)計(jì)，實(shí)際上，得到的最后的結(jié)果非常復(fù)雜，比如：集裝箱的系統(tǒng)，明顯的小于它的主體。
本文作者，定論：CAE輔助工具在設(shè)計(jì)中是最基本的工具，同相關(guān)知識(shí)和使用相似的模具進(jìn)行真實(shí)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相比。
鳴謝
本文作者，對(duì)于T.I.I.P-a.i.T.I.I.P組織和CONTENUR 技術(shù)人員的支持、設(shè)備和最終的目標(biāo)致以衷心的感謝。特別感謝D.Castany，感謝他們的專門(mén)技能在塑料注射成型工藝、設(shè)計(jì)、在很多培訓(xùn)班里面進(jìn)行的講解和世界研討會(huì)。
分 類 號(hào)
密 級(jí)
寧XX大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
接線盒底座注塑模具設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)老師
年 月 日
摘 要
隨著高性能工程塑料的不斷發(fā)展，各種塑料制品行業(yè)，該行業(yè)需要繼續(xù)增長(zhǎng)，注射成型工藝越來(lái)越多地用于成形制造的產(chǎn)品的各種性能要求。注塑模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量，對(duì)注塑機(jī)的生產(chǎn)效率直接影響成型，產(chǎn)品的質(zhì)量和成本。模具可以是一個(gè)很好的注射成型上百萬(wàn)次，因?yàn)槠漭^長(zhǎng)的壽命，在另一方面，降低了塑件的成型和模具成本，作為一個(gè)結(jié)果，一個(gè)好的更換，維修少，從而提高生產(chǎn)效率。為了滿足日益增長(zhǎng)的工業(yè)需求和生活質(zhì)量的需要，應(yīng)繼續(xù)研究和開(kāi)發(fā)，已被設(shè)計(jì)來(lái)提高注塑模具注塑模具的性能，滿足各行各業(yè)的需求。
在本設(shè)計(jì)中，通過(guò)對(duì)接線盒底座，CAD模具設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)利用包括凸，凹模的設(shè)計(jì)，頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，注射機(jī)的選擇和校核，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，模具及其他工作選擇。在本設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了以成形件的凸，凹模的設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計(jì)的靈魂和冷卻設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接影響著塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率[ 1 ]。因此，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)工作的關(guān)鍵。同時(shí)，模具溫度對(duì)塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率有著直接的影響，對(duì)模具的凝固時(shí)間和收縮應(yīng)力，模具溫度的控制直接影響，從而影響模具和塑料件質(zhì)量的成型周期，和表面粗糙度。大小的凸，凹模尺寸，澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，我們首先學(xué)習(xí)了解當(dāng)前的形勢(shì)和發(fā)展情況，中國(guó)塑料模具結(jié)構(gòu)和成型工藝的模具及注塑模具設(shè)計(jì)的基本原理。
關(guān)鍵詞：接線盒底座；注射模；設(shè)計(jì)；PP
27
Abstract
With the development of high performance engineering plastics, plastic products industry, the industry needs to continue to grow, the injection molding process is more and more used in various performance requirements of the product manufacturing. The quality of injection mold design, the injection molding machine production efficiency directly affects molding, product quality and cost. Mold can be a very good injection molding millions of times, because of their longer life expectancy, on the other hand, reduces the cost of molding and mold plastic parts, as a result, a good replacement, repair, thereby improving the production efficiency. In order to meet the growing needs of the industry and the quality of life needs, should continue to research and development, has been designed to improve the performance of injection mold injection mold, to meet the needs of all walks of life.
In this design, through the one or two point of cover on the air conditioning remote control, the design and development of CAD die comprises a convex, concave mold design, the ejection mechanism design, selection and optimization of the injection machine, the design of gating system, cooling system design, mold and other work options. In this design, designed to focus on parts of the convex, concave mold design, gating system, cooling system. The gating system is the mold design of the soul and cooling design, the design of gating system directly affects the moulding quality and production efficiency [1]. Therefore, the design of gating system is the key of the injection mold design work. At the same time, mould temperature has a direct impact on the quality of plastic parts and production efficiency, solidification time and contraction on die stress, mold temperature control of a direct impact, thus affecting the molding cycle of molds and plastic parts quality, and surface roughness. The size of the convex, concave die size, design key points and system structure design of gating system and cooling system. Through this design, we first learn to understand the situation and the current development situation, basic principle of injection mold and die design China plastic mould structure and injection molding process.
Key Words: remote base, injection mold, design, PP
第1章 緒論
目 錄
摘 要 II
Abstract III
目 錄 1
第1章 緒論 3
1.1蓬勃發(fā)展的模具工業(yè) 3
1.2塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀和技術(shù)的主要發(fā)展方向 3
第2章 接線盒底座塑料模工藝設(shè)計(jì) 5
2.1接線盒底座塑件的工藝分析 5
2.1.1塑料材料的性能及基本成型工藝參數(shù) 5
2.1.2接線盒底座塑料的選材 5
2.1.3 ABS材料成型特性 6
2.2注射成型基本過(guò)程 6
2.3接線盒底座的設(shè)計(jì)件 8
第3章 注射機(jī)的選擇和校核 9
3.1注射機(jī)規(guī)格的選擇 9
3.2注射機(jī)的校核 9
3.2.1注射機(jī)注射容量的校核 9
3.2.2注射機(jī)注射壓力的校核 10
3.2.3注射機(jī)鎖模力的校核 10
3.2.4注射機(jī)模具厚度校核注射機(jī)模具厚度校核 11
3.2.5注射機(jī)最大開(kāi)模行程校核 11
3.3確定型腔數(shù)目和分模面的選擇 11
3.3.1確定型腔數(shù)目 11
3.3.2分模面的選擇 12
第4章 澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13
4.1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13
4.1.1主流道的設(shè)計(jì) 13
4.1.2分流道的設(shè)計(jì) 13
4.1.3澆口設(shè)計(jì) 14
4.1.4冷料穴和拉料桿設(shè)計(jì) 15
4.1.5澆注系統(tǒng)的平衡 15
4.2排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15
4.3冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16
4.3.1設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的必要性 16
4.3.2冷卻系統(tǒng)尺寸計(jì)算 17
第5章 其他零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18
5.1脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 18
5.1.1脫模機(jī)構(gòu)的分類 18
5.1.2脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 18
5.2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 18
5.2.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 18
5.2.2導(dǎo)柱的外形尺寸計(jì)算 19
5.2.3導(dǎo)向孔的設(shè)計(jì) 19
5.2.4導(dǎo)柱的數(shù)量和布置 20
5.3定位圈 20
5.3.1定位圈的定義 20
5.3.2導(dǎo)柱的數(shù)量和布置 20
5.4主流道襯套 20
5.5其他結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì) 20
第6章 繪制模具圖 22
6.1 SOLIDWORKS創(chuàng)建模具 22
6.2 繪制總裝配結(jié)構(gòu)圖和部分零件圖 22
結(jié) 論 23
參考文獻(xiàn) 24
致 謝 25
第1章 緒論
1.1蓬勃發(fā)展的模具工業(yè)
從20世紀(jì)80年代早期的第二十世紀(jì)80年代開(kāi)始，發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具工業(yè)已從機(jī)床產(chǎn)業(yè)中分離出來(lái)，和一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門(mén)的發(fā)展，其產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)的價(jià)值。然后，隨著模具技術(shù)的發(fā)展，模具行業(yè)也被廣泛用于航空航天，汽車(chē)，電子，儀器儀表，輕工，塑料制品，日用品等工業(yè)部門(mén)。在發(fā)達(dá)國(guó)家，人們認(rèn)為，沒(méi)有死亡，沒(méi)有高質(zhì)量的產(chǎn)品。模具享受“重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)”；“一個(gè)企業(yè)的心“；”的美譽(yù)，富裕的社會(huì)的一種力量”。改革開(kāi)放以來(lái)，在中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展也很迅速。近年來(lái)，15%的年增長(zhǎng)率快速發(fā)展。模具企業(yè)如竹筍春雨，快速啟動(dòng)后，發(fā)展。
隨著模具工業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，中國(guó)的模具技術(shù)水平較高，可以做成很大，反映現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)與制造水平的精密模具，模具的部分已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。雖然中國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，對(duì)模具的部分已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但無(wú)論是數(shù)量和質(zhì)量還不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，大型，精密，復(fù)雜模具仍需要每年進(jìn)口1000000000美元。為了減少模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距，模具在中國(guó)正朝著大型，精密，復(fù)雜模具的開(kāi)發(fā)；加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；推廣CAD／CAM／CAE技術(shù)的發(fā)展。
1.2塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀和技術(shù)的主要發(fā)展方向
（1）現(xiàn)狀
近年來(lái)，國(guó)外的塑料模具的發(fā)展速度也迅速增長(zhǎng)，在許多國(guó)家（日本，德國(guó)，瑞士）塑料模具工業(yè)的發(fā)展是高于沖壓模具，塑料模具產(chǎn)值占1 / 2模具行業(yè)的整個(gè)經(jīng)濟(jì)。大量的塑料模具生產(chǎn)國(guó)外主要采用一模多腔，多層膜和多腔，多站多型腔模具，多層膜已發(fā)展到64×64腔，以及多層成型機(jī)模具的發(fā)展，塑料飲料瓶，杯數(shù)鞋模采用多站多腔模32腔，飲料瓶模具。一些日本和歐美國(guó)家的鋁模具生產(chǎn)，鋁的導(dǎo)熱系數(shù)比鋼，是鋼的三倍，注塑周期可縮短為25 ~ 30%，和模具，大大降低。
塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，在我國(guó)起步比較晚，但是，發(fā)展非常迅速，特別是近幾年來(lái)，無(wú)論在質(zhì)量上有了很大的發(fā)展，技術(shù)和制造能力，取得了巨大的成就。中國(guó)30年的發(fā)展歷程，過(guò)去90年在海外的塑料模具的發(fā)展，現(xiàn)在有相當(dāng)規(guī)模。1987我有塑料產(chǎn)量已達(dá)2970000噸，居世界第五位。現(xiàn)在，中國(guó)的塑料工業(yè)已形成完整的具有相當(dāng)規(guī)模，設(shè)計(jì)系統(tǒng)，塑料模具的設(shè)計(jì)和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)，CAPP技術(shù)具有相應(yīng)的。塑料生產(chǎn)，加工，塑料機(jī)械及設(shè)備。模具工業(yè)以及科研等，都已發(fā)展都了一定規(guī)模。
（2）發(fā)展趨勢(shì)
隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步不斷發(fā)展和高新技術(shù)，人們對(duì)產(chǎn)品的要求越來(lái)越高，這促使我們必須大力發(fā)展模具設(shè)計(jì)技術(shù)。塑料模具的設(shè)計(jì)技術(shù)的世界也給予了高度重視，投入了大量的研究和開(kāi)發(fā)。在塑料模具的未來(lái)主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)：
①在模具設(shè)計(jì)制造中全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)
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，CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。
②注射模CAD的實(shí)用化
塑料模Mold——Flow或C——Flow軟件和塑料模Mold——Cool或C——Cool軟件已經(jīng)商品化，注射模CAD正向?qū)嵱没较蜻~進(jìn)。我國(guó)政府對(duì)注射模CAD實(shí)用化進(jìn)程也十分重視。專門(mén)組織了“八五”國(guó)家重點(diǎn)技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目“注射模CAD/CAM/CAE集成系統(tǒng)研究”。目前，美國(guó)PSP公司的IMES專家系統(tǒng)，能幫助模具設(shè)計(jì)人員用專家的知識(shí)解決注射模的問(wèn)題。
③塑料模專用材料研究和開(kāi)發(fā)
目前，塑料模鋼擁有的類型有：基本型、預(yù)硬化型、時(shí)效硬化型、熱處理硬化型、馬氏體時(shí)效鋼和粉末冶金模具鋼等鋼種。在“八五”期間，國(guó)家也組織了諸多鋼鐵廠單位大力研究和開(kāi)發(fā)塑料模專用系列鋼，這將進(jìn)一步擴(kuò)大和完善塑料模鋼材。
④塑料模加工程控化
機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的密切結(jié)合，日益更多地采用數(shù)控?cái)?shù)顯、計(jì)算機(jī)程序控制的加工方法，實(shí)現(xiàn)高層次、多工位加工，使塑料模在質(zhì)量上、效率上產(chǎn)生一個(gè)新的飛躍。⑤模具研磨拋光自動(dòng)化、智能化
模具表面的光整加工是模具加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響,我國(guó)目前仍以手工研磨拋光為主,不僅效率低（約占整個(gè)模具周期的1/3),且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,質(zhì)量不穩(wěn)定,制約了我國(guó)模具加工向更高層次發(fā)展。因此,研究拋光自動(dòng)化、智能化是重要的發(fā)展趨勢(shì)。日本已研制了數(shù)控研磨機(jī),可實(shí)現(xiàn)三維曲面模具的自動(dòng)化研磨拋光。
第2塑料模工藝設(shè)計(jì)
第2章 接線盒底座塑料模工藝設(shè)計(jì)
2.1接線盒底座塑件的工藝分析
2.1.1塑料材料的性能及基本成型工藝參數(shù)
塑料是在室溫下為高分子聚合物的高彈態(tài)。這是樹(shù)脂（聚合物）為主要成分，改善其加工性能的添加劑的使用性能，在一定的溫度，壓力，溶劑的影響，模具可成型為一定形狀和塑料零件的尺寸，并能保持一類的材料，在正常的溫度和壓力，在形式的多樣性，并具有不同的性能不同的塑料。塑料一般具有重量輕，低密度的優(yōu)點(diǎn)，比強(qiáng)度高，電，熱，聲和優(yōu)良的絕緣性能，耐腐蝕性能和光學(xué)性能強(qiáng)，耐磨性強(qiáng)，優(yōu)秀的。塑料成型過(guò)程中在許多方面的性能特點(diǎn)，一些操作相關(guān)，一些特性直接影響成型方法及工藝參數(shù)的選擇。熱塑性塑料，成型工藝參數(shù)包括收縮期，流動(dòng)性，相容性，吸濕性和熱靈敏度和熱力學(xué)性質(zhì)，結(jié)晶度和取向.
2.1.2接線盒底座塑料的選材
塑料材料是根據(jù)材料的選擇和使用，為空調(diào)遙控器后，他不需要一個(gè)很大的負(fù)載，其工作溫度不高，因此要求的耐熱性不高。根據(jù)需要和條件看，一般塑料結(jié)構(gòu)材料能滿足他們的要求，因此在材料的空調(diào)遙控器蓋材料的選擇。為塑料材料的一般結(jié)構(gòu)，主要是在高，低密度聚乙烯，聚丙烯，聚碳酸酯，ABS，聚甲基丙烯酸甲酯，高抗沖聚苯乙烯樹(shù)脂，玻璃鋼和丙烯晴共聚物等。但塑件注射模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)在優(yōu)良的初步選擇注塑成型材料，低密度聚乙烯，聚丙烯，ABS，聚碳酸酯和其他四種材料作為原材料制造接線盒底座。
2.1.3 ABS材料成型特性
①無(wú)定形塑料,流動(dòng)性中等,吸濕性小, 一般不需要很大程度上干燥，也能獲得較好的表面質(zhì)量塑料零件。
②高料溫,高模溫,材料分解溫度為>270度，對(duì)精度要求較高的塑件,模溫宜取50-60度,對(duì)高光澤度高，耐熱塑件,模溫宜取60-80度。
③如出現(xiàn)水紋，需提高材料的流動(dòng)性，采取高料溫、高模溫，或者改變澆口位置等方法。
2.2注射成型基本過(guò)程
圖2.1. 注射成型基本過(guò)程
生產(chǎn)前的準(zhǔn)備工作一般是為了使注射成型生產(chǎn)順利進(jìn)行和保證制件質(zhì)量，在生產(chǎn)前進(jìn)行的包括原料的預(yù)處理、清洗機(jī)筒、預(yù)熱嵌件和選擇脫模劑等準(zhǔn)備工作。
1、原料的預(yù)處理
原料的預(yù)處理包括三個(gè)方面：一是質(zhì)量檢驗(yàn)，造型材料的分析。這一部分包括材料，水含量測(cè)試的顏色，紋理，無(wú)雜質(zhì)，并測(cè)試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性，收縮率。粉狀物料，在注塑前還將制成小丸的要求。兩個(gè)，著色。根據(jù)塑件成型的產(chǎn)品需求，成型材料中添加一個(gè)顏色或顏色的材料，以達(dá)到所需的顏色。粉狀或粒狀熱塑性塑料的著色，用直接法和間接法兩種方法實(shí)現(xiàn)。前者稱為著色的方法，它是天然的彩色塑料著色劑和精細(xì)的簡(jiǎn)單混合粉末可直接用于成型，或其他用于塑化成型。該方法比較簡(jiǎn)單，容易操作。間接染色方法相比是更困難的，它需要使用被稱為“塑料粒子、彩色塑料顆粒高的顏料濃度色母比例稱重放入攪拌機(jī)，攪拌，然后發(fā)送到成型設(shè)備的使用。其步驟簡(jiǎn)單，容易染色的分散均勻，色澤明亮的部分和沒(méi)有顏料粉塵污染，并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)著色工藝。但因?yàn)樗呛?jiǎn)單和自然的彩色塑料顆粒混合，沒(méi)有混合功能或只成型設(shè)備的混合功能很差，所以當(dāng)成型顏色均勻性高的產(chǎn)品不需要使用顏色形成材料。三，預(yù)熱和干燥。對(duì)材料的吸濕性和粘性的水性強(qiáng)，預(yù)熱干燥適當(dāng)根據(jù)水的要求允許的注射成型工藝，以在材料和揮發(fā)水分太多出去，成型后的產(chǎn)品以防止氣泡和裂紋缺陷，而且可以避免注水時(shí)間的降解。但是，吸濕性和粘性的水是不強(qiáng)的材料，如果包裝是更好的可以不預(yù)熱干燥。
2、清洗料筒
如果你需要在塑料制品的生產(chǎn)，改變顏色或更換，更換材料在熱分解或降解反應(yīng)時(shí)間形成的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，對(duì)注塑機(jī)清洗桶的需要。通常，筒柱塞式機(jī)庫(kù)存量大，必須拆卸清洗機(jī)筒，螺桿機(jī)筒，可用于清潔空氣噴射的方法。
3、預(yù)熱嵌件
本程序主要用于塑料插入，因?yàn)榻饘俸退芰鲜湛s率不同，導(dǎo)致插入周?chē)乃芰弦资湛s應(yīng)力和裂縫，為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在成型前可插入的預(yù)熱溫度，減少它融化的塑料在成型，避免或全塑性收縮應(yīng)力和裂紋插入的抑制作用。
4、選擇脫模劑
常用的脫模劑有硬脂酸鋅、液體石蠟（白油）和硅油等。其中除了硬脂酸鋅不能用于聚先胺外，這三種脫模劑對(duì)于一般塑料均可使用，尤其是硅油的脫模效果是最好的，只要對(duì)模具施用一次，即可以長(zhǎng)效脫模，但是價(jià)格昂貴。硬脂酸鋅通常多用于高溫模具而液體石蠟多用于中低溫模具。另外，對(duì)于含有橡膠的軟制品或透明制品不宜采用脫模劑，否則將影響制品的透明度。
加料：計(jì)量將粒料和粉料加入料斗，通過(guò)料斗進(jìn)入注射機(jī)料筒，物料一般是在注射機(jī)的料筒中塑化。通過(guò)對(duì)塑化計(jì)量的計(jì)算設(shè)定好后，物料在設(shè)定的計(jì)量中塑化完全，即粒料和粉料變成塑料熔體后，注射模閉合，注射機(jī)注射充模。
注射充模：注射充模一般劃分為流動(dòng)充模、保壓補(bǔ)縮和倒流三個(gè)階段。注流指的過(guò)程中熔體注射將好的塑料進(jìn)入模腔。在注射壓力注射過(guò)程中隨時(shí)間而變化，流動(dòng)期，噴射壓力、噴嘴壓力迅速上升，而腔（柵極端子）壓力接近于零，所以注射壓力主要是用來(lái)克服阻力，熔體在模腔中的思想。在填充過(guò)程中，熔體流入模腔，模腔壓力的急劇增加，注射壓力和噴嘴的壓力將增加到最大，然后停止變化，注射壓力對(duì)熔體起兩個(gè)作用，一是克服在模具型腔的液流，二是壓實(shí)熔融程度。包裝料，夾持進(jìn)給階段從熔體充滿型腔在機(jī)筒螺桿回現(xiàn)在開(kāi)始。壓力定義為熔體的注射壓力，模腔的壓實(shí)過(guò)程，喂養(yǎng)是注塑機(jī)的包裝工藝，模具型腔逐漸開(kāi)始空冷熔體由于成型收縮，美聯(lián)儲(chǔ)的行動(dòng)。反在機(jī)筒柱塞或螺桿后退（即解除保羅的壓力），熔體在澆口和流道流動(dòng)方向相反的方向。
冷卻：冷卻凍結(jié)時(shí)間開(kāi)始從大門(mén)，放行產(chǎn)品到目前為止，這是注射成型過(guò)程的最后階段。在這個(gè)階段，有問(wèn)題的注模腔壓力，冷卻部分的密度，熔體在模和脫模條件。
的后處理部分：從模具零件，在塑性成形過(guò)程中熔體的流動(dòng)行為的溫度和壓力是非常復(fù)雜的，再加上不均勻的熔體流動(dòng)前沿和冷卻速率不同填充塊后，往往會(huì)出現(xiàn)一些結(jié)晶，部分不均勻取向和收縮，產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶，取向和收縮應(yīng)力，脫模后的變形的影響，還可使機(jī)械零件
可轉(zhuǎn)換的光學(xué)性能，和表面質(zhì)量，甚至開(kāi)裂，需要解決一系列我們必須作出相應(yīng)的處理問(wèn)題。
當(dāng)這個(gè)過(guò)程完成后我們將推出的產(chǎn)品，卸料，清洗模具，可總回筒重新塑化注射成型周期，開(kāi)始循環(huán)。
2.3接線盒底座的設(shè)計(jì)件
該塑件經(jīng)測(cè)量所得，其基本幾何值為：
密度：p=0.9g/cm3；
體積：V=21cm3；
質(zhì)量：M=18.9g；
長(zhǎng)度：L=150mm；
塑件平均寬度：B=60mm；
投水平投影面積：S=73.4cm2；
制件表面積：S=194.3cm2
第3章 注射機(jī)的選擇和校核
第3章 注射機(jī)的選擇和校核
3.1注射機(jī)規(guī)格的選擇
注射機(jī)為塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可以分為立式、臥式、直角式三種注射機(jī)。按塑料在料筒中的塑化方式分可以分為，柱塞式和螺桿式兩種注射機(jī)。
在此我們通過(guò)假設(shè)的模腔數(shù)目初步確定注射機(jī)的規(guī)格。初步設(shè)計(jì)模腔個(gè)數(shù)為兩個(gè)，PP材料的密度p為p=0.9g/cm3（0.9~0.91）。通過(guò)測(cè)量所得出塑件的體積（V）和質(zhì)量（M）以及水平投影面積（S）分別為V=21cm3、M=18.9g、S=73.4cm2。一模設(shè)計(jì)兩個(gè)模腔，那么每次注射機(jī)的注射量必須大于：2M= 2×21cm3=42cm3。根據(jù)注射機(jī)的最大注射量初步選擇型號(hào)為XS?Z?60的注射機(jī)，其工藝參數(shù)如下：
螺桿直徑/mm：φ38
注射容量cm3：60
注射壓力/105Pa：122
鎖模力/10KN：500
最大成型面積/cm2：130
模板最大行程/mm：180
定位孔直徑/mm： 55mm
模具厚度/mm：（最大）：200（最?。?0
噴嘴：（球半徑/mm）：12（孔直徑/mm）：φ4
3.2注射機(jī)的校核
3.2.1注射機(jī)注射容量的校核
模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須是得在一個(gè)注射成型周期內(nèi)所需注射的塑件料溶體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)，且在一個(gè)注射成型周期內(nèi)，需注射入模具內(nèi)的塑料溶體的容量和質(zhì)量，應(yīng)為制件和澆注系統(tǒng)兩部分容量和質(zhì)量之和，即V=nVn+Vj或M=nMn+Mj
式中：V（M）——一個(gè)成型周期內(nèi)所需要注射的塑料容積和質(zhì)量，cm3或g；
n—— 型腔數(shù)目；
Vn（Mn）——單個(gè)塑件的容量或質(zhì)量，cm3或g；
Vj（Mj）——澆注系統(tǒng)凝料的容量和質(zhì)量，cm3或g；
故應(yīng)使0.8Vn+Vj≤0.8Vg或M=0.8Mn+Mj≤0.8Mg式中：Vg（Mg）——注射機(jī)額定注射量，cm3或g；將數(shù)據(jù)代入以上不等式（取其中之一的質(zhì)量不等式來(lái)對(duì)注射量進(jìn)行校核）得：M=nMn+Mj=2×18.9+5.5=43.3g≤0.8Mg=0.8×60=48g滿足要求上式中的：
Mj=M主流道+M橫澆道+M分流道+M澆口+M拉料鉤≈5.5g
由于為制件所選的材料為PP，該材料非熱敏性材料，所以只需對(duì)其進(jìn)行最大注射量即可，不必對(duì)其進(jìn)行最小注射量的校核。
3.2.2注射機(jī)注射壓力的校核
注射壓力的校核是校驗(yàn)注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足制品的成型要求。只有在注射機(jī)額定的注射壓力內(nèi)才能調(diào)整出某一制件所需要的注射壓力，因此注射機(jī)的最大注射壓力要大于該制件所要求的注射壓力。制件成型時(shí)所需要的注射壓力，與塑料品種、注射機(jī)類型、噴嘴形狀、制件形狀的復(fù)雜程度和澆注系統(tǒng)等因素有關(guān)系。可以根據(jù)塑料的成型工藝參數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)確定制品成型時(shí)所需要的注射壓力。根據(jù)塑料成型工藝參數(shù)表查得PP材料的成型注射壓力在（70~120Mpa）之間，而我們所選擇的注射機(jī)的額定注射壓力為119Mpa，在其設(shè)定的注射壓力之間，滿足工藝要求。
3.2.3注射機(jī)鎖模力的校核
當(dāng)高壓的塑料熔體充滿型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沿注射機(jī)軸向的很大的推力，該推力的大小必須小于注射機(jī)的鎖模力，否則在注射成型時(shí)會(huì)因鎖模不緊而發(fā)生溢邊跑料現(xiàn)象。型腔內(nèi)塑料熔體的壓力（MPa）值可根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式算得：P=KPo
式中：P —— 型腔內(nèi)塑料熔體的壓力 （MPa）
Po —— 注射壓力（MPa）
K —— 壓力損耗系數(shù) 0.2~0.4
將數(shù)據(jù)代入上式得：P=KPo=(0.2~0.4)×119MPa=23.8MPa~47.6MPa
在該次設(shè)計(jì)中，并基于PP這種塑料上我們?nèi)⌒颓恢腥垠w的平均壓力為：P=30MPa再由公式T=PS計(jì)算推力大小。
式中：T —— 塑料熔體在注射機(jī)軸向上的推力（MPa）
P —— 型腔內(nèi)塑料熔體的壓力，在此我們?nèi)=30MPa
S —— 制件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（cm2）
將數(shù)據(jù)代入該公式得：T=PS=30MPa×73.4cm2≈220.2KN≤500KN滿足要求經(jīng)校核合格。
3.2.4注射機(jī)模具厚度校核注射機(jī)模具厚度校核
注射機(jī)規(guī)定的模具的最大與最小厚度是指模板閉合后達(dá)到規(guī)定鎖模力時(shí)動(dòng)模板到定模板的最大與最小距離。所以，所設(shè)計(jì)的模具的厚度必須要在注射機(jī)規(guī)定的模具最大與最小厚度范圍內(nèi)，否則將不可能獲得規(guī)定的鎖模力，當(dāng)模具厚度小時(shí)，可以加墊板。根據(jù)要求模具的厚度必須滿足Hmin
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