機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-文具盒塑件的注塑模具設(shè)計(jì).doc

山東淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文裝訂線 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)課題名稱 姓 名 學(xué) 號(hào) 所 在 系 機(jī)電工程系 專業(yè)年級(jí) P08機(jī)制 指導(dǎo)教師 職 稱 講師 二O一一 年 四 月 二十三第 36 頁(yè) 共 16 頁(yè)摘要塑料工業(yè)是世界上發(fā)展最快的工業(yè)之一。在日常生活中幾乎每天都使用塑料制品，這些產(chǎn)品的大部分可由注塑成型的方法生產(chǎn)。眾所周知，注塑成型工藝是制作各種形狀的產(chǎn)品和以低成本制作復(fù)雜形狀產(chǎn)品的制造工藝。本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是文具盒塑件的注塑模具設(shè)計(jì)。從塑料材料的性能分析，根據(jù)塑件的基本形狀和尺寸入手，合理選擇注射的成型方法。通過(guò)對(duì)塑件工藝性的分析和對(duì)模具生產(chǎn)條件及制造水平的掌握，制訂出成形工藝卡。在制定出成形工藝卡以后，開(kāi)始進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其中模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程包括：型腔的數(shù)目和位置的確定，模具的總體結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)，動(dòng)模及定模成形零件尺寸的確定，澆注系統(tǒng)形式及尺寸的確定，脫模方式的確定，調(diào)溫及排氣系統(tǒng)的確定，模架的選擇待以上各步驟完成以后，便開(kāi)始繪制模具的結(jié)構(gòu)草圖，根據(jù)具體尺寸校核注塑模具及注塑機(jī)的有關(guān)尺寸，并對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行核定和計(jì)算。之后進(jìn)行初步的審查對(duì)所存在的問(wèn)題進(jìn)行確定和修正，然后繪制模具總裝配圖，按裝配圖繪制成型零件及所有需要加工的零件工作圖，同時(shí)考慮零件的加工工藝。 關(guān)鍵詞：文具盒塑件；注塑模具；成形工藝 山東淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文目錄前言 11. 緒論. . 21.1模具在加工工業(yè)中的地位.21.2 模具的發(fā)展趨勢(shì).21.3 模具CAD/CAM.3 1.4 塑料的組成特點(diǎn)與分類.4 1.5熱塑性塑料注射模的基本組成.51.6注射成型模具分類.61.7 熱塑性塑料的工藝特性.71.8 注塑成型工藝過(guò)程.92 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)說(shuō)明112.1畢業(yè)設(shè)計(jì)基本內(nèi)容.112.2文具盒塑件注射模具的設(shè)計(jì)流程.112.3畢業(yè)設(shè)計(jì)選題的意義.123. 文具盒塑件注射模具的設(shè)計(jì).133.1尺寸測(cè)量和三維模型的建立.133.2 塑件材料.133.3 型腔總體布局.143.3.1型腔數(shù)量的確定.143.3.2型腔布局.143.4成型零件的設(shè)計(jì).153.4.1分型面的確定.153.4.2創(chuàng)建型腔和型芯.163.5標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇調(diào)用.183.5.1標(biāo)準(zhǔn)模架類型.183.5.2標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇調(diào)用.183.6 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì).203.6.1主流道的設(shè)計(jì) .203.6.2冷料井設(shè)計(jì).213.6.3分流道設(shè)計(jì).213.6.4澆口設(shè)計(jì).223.6.5排氣孔道的設(shè)計(jì).233.7 頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).233.8 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).243.9 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì).243.10注塑設(shè)備選擇.254模具制造 284.1注塑模具制造材料選擇 284.2 模具的特種加工方法294.3 塑料模具成形零件的加工304.4模具安裝和調(diào)試 305設(shè)計(jì)總結(jié) 32致謝 .33參考文獻(xiàn) .34前 言光陰似梭，大學(xué)四三年的學(xué)習(xí)一晃而過(guò)，為具體的檢驗(yàn)這三年來(lái)的學(xué)習(xí)效果，綜合檢測(cè)理論在實(shí)際應(yīng)用中的能力，除了平時(shí)的考試、實(shí)驗(yàn)測(cè)試外，更重要的是理論聯(lián)系實(shí)際，即此次設(shè)計(jì)的課題為文具盒塑件注塑模具。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)源于生活，應(yīng)用廣泛，但分型難度大，模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)工作人員來(lái)說(shuō)是一個(gè)很好的考驗(yàn)。它能加強(qiáng)對(duì)塑料模具成型原理的理解，同時(shí)鍛煉對(duì)塑料成型模具的設(shè)計(jì)和制造能力。本次設(shè)計(jì)以文具盒塑件注射模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后到模具零件的加工方法，模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過(guò)程。能很好的學(xué)習(xí)致用的效果。在設(shè)計(jì)該模具的同時(shí)總結(jié)了以往模具設(shè)計(jì)的一般方法、步驟，模具設(shè)計(jì)中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件。把以前學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)課程融匯到綜合應(yīng)用本次設(shè)計(jì)當(dāng)中來(lái)，所謂學(xué)以致用。在設(shè)計(jì)中除使用傳統(tǒng)方法外，同時(shí)引用了UG,AutoCAD軟件，力求達(dá)到減小勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率的目的。本次設(shè)計(jì)中得到了馬老師和學(xué)院各位老師的指點(diǎn)和精心教誨。由于實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和理論技術(shù)有限，設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤和不足之處在所難免，希望各位老師批評(píng)指正。1. 緒論1.1模具在加工工業(yè)中的地位模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。對(duì)模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動(dòng)化操作簡(jiǎn)便；從模具制造的角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對(duì)制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過(guò)程中，模具結(jié)構(gòu)對(duì)操作難以程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時(shí)，應(yīng)盡量減少開(kāi)模、合模的過(guò)程和取制件過(guò)程中的手工勞動(dòng)，為此，常采用自動(dòng)開(kāi)合模自動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)，在全自動(dòng)生產(chǎn)時(shí)還要保證制品能自動(dòng)從模具中脫落。另外模具對(duì)制品的成本也有影響。當(dāng)批量不大時(shí)，模具的費(fèi)用在制件上的成本所占的比例將會(huì)很大，這時(shí)應(yīng)盡可能的采結(jié)構(gòu)合理而簡(jiǎn)單的模具，以降低成本?，F(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少是三項(xiàng)重要因素，尤其是模具對(duì)實(shí)現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要的作用。高效的全自動(dòng)設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產(chǎn)量需求很大，對(duì)模具也提出了越來(lái)越高的要求。1.2 模具的發(fā)展趨勢(shì) 近年來(lái)，模具增長(zhǎng)十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個(gè)模具產(chǎn)量中所占的比重越來(lái)越大1。從模具設(shè)計(jì)和制造角度來(lái)看，模具的發(fā)展趨勢(shì)可分為以下幾個(gè)方面：（1） 加深理論研究在模具設(shè)計(jì)中，對(duì)工藝原理的研究越來(lái)越深入，模具設(shè)計(jì)已經(jīng)有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段逐漸向理論技術(shù)設(shè)計(jì)各方面發(fā)展，使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高。（2） 高效率、自動(dòng)化大量采用各種高效率、自動(dòng)化的模具結(jié)構(gòu)。高速自動(dòng)化的成型機(jī)械配合以先進(jìn)的模具，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低成本起了很大的作用。（3） 大型、超小型及高精度 應(yīng)用的擴(kuò)大，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導(dǎo)熱性優(yōu)異的制模材料。（4） 革新模具制造工藝 在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改進(jìn)，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進(jìn)的機(jī)床，這不僅大大提高了機(jī)械加工的比重，而且提高了加工精度。（5） 標(biāo)準(zhǔn)化 開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化工作，不僅大大提高了生產(chǎn)模具的效率，而且改善了質(zhì)量，降低了成本。1.3 模具CAD/CAM采用CAD技術(shù)是模具生產(chǎn)的一次革命，是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)。引用模具CAD系統(tǒng)后，圖紙不再是設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié)的分界線，也不再是制造、生產(chǎn)過(guò)程中的唯一依據(jù)，圖紙將被簡(jiǎn)化，甚至最終消失。模具CAD技術(shù)在近幾年的發(fā)展過(guò)程中日趨成熟，基于此項(xiàng)技術(shù)的二維、三維制圖軟件得到了廣泛的應(yīng)用，以生產(chǎn)家用電器的中國(guó)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(guó)UGS的UG、美國(guó)Parametric Technology公司的Pro/Engineer、美國(guó)CV公司的CADS5、英國(guó)Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國(guó)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(guó)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(duì)成型過(guò)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(dòng)了我國(guó)模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)自主開(kāi)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(kāi)發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開(kāi)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(guó)內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格較低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件?；诰W(wǎng)絡(luò)化的CAD/CAE/CAM一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也得到了迅猛發(fā)展，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的一體化，解決了傳統(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)作的要求，更能符合實(shí)際應(yīng)用的自然過(guò)程。模具CAD/CAM的優(yōu)越性2：（1）縮短了模具設(shè)計(jì)與制造的周期，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代；（2）優(yōu)化模具設(shè)計(jì)及優(yōu)化模具制造工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量和延長(zhǎng)模具壽命；（3）提高模具設(shè)計(jì)及制造的效率，降低成本；（4）將設(shè)計(jì)人員從繁悶的計(jì)算和繪圖中解放出來(lái)，使其可以從事更多的創(chuàng)造性勞動(dòng)。1.4 塑料的組成特點(diǎn)與分類1塑料的組成及各組成物的作用塑料是以樹脂為左，加入不同添加劑，在一定的溫度和壓力下塑化成型的高分子材料。 (1)樹脂：包括天然樹脂和人工合成樹脂。由于天然樹脂產(chǎn)量有限，生產(chǎn)中很少采用天然樹脂而主要采用人工合成樹脂，樹脂在塑料中一般含量為40。1肋。樹脂是基礎(chǔ)原料，它具有流功性和可塑性，是成型的必備條件。不同的樹脂，決定塑料的不同類型。添加劑主要有：填充劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑；著色劑等，添加劑直接影響塑料的物理、力學(xué)、化學(xué)性能等。(2)填充劑：是坦料中的重要成分。加入量可達(dá)40。50，常用的填充劑有碳酸鈣、碳黑、玻璃纖維等。 加入填充劑的目的有兩個(gè)：一是增量，增加塑料的體積或重量，明顯減少樹脂用量，降低成本。二是玫性，樹脂中加入填充劑后，改變了樹脂分子問(wèn)構(gòu)造，增加了原來(lái)不具有的特性，如酚醛樹脂中加入木粉后，克服了脆性，提高了彈性；聚乙烯中加人鈣質(zhì)填料，提高了耐熱性和剛度等3。填充劑的形狀一般為粉狀，也有纖維狀和層狀，不管填充劑的形狀如何，對(duì)其要求有：容易被樹脂浸潤(rùn)與樹脂戳附很好，性質(zhì)穩(wěn)定又易分散，對(duì)設(shè)備的磨損不嚴(yán)重。(3)增塑劑：為了改進(jìn)塑料的可塑性，降低熔融強(qiáng)度，需在有些樹脂中加入有機(jī)化合物，這些有機(jī)化合物稱為增塑劑，如氯化石蠟、磷酸酪類、二甲酸酯類等。在塑料工業(yè)中，聚氯乙烯、硝酸纖維、醋酸纖維中均需加入增塑劑以改善成型性能，提高塑料的軟性及其它必要的性能。樹脂中加入增塑刑，加大了其分子間的距離，削弱了大分子間的相互作用力，使樹脂分子容易滑移，從而達(dá)到上述目的。如聚氯乙烯樹脂中加人增塑劑鄰苯二甲二丁酪，變?yōu)槿缤鹉z一樣柔軟的塑料。但加入量不能太多，否則會(huì)明顯降低樹脂的強(qiáng)度和硬度。 增塑劑是液態(tài)或低熔點(diǎn)固態(tài)物質(zhì)，應(yīng)無(wú)毒、無(wú)臭味、無(wú)色、對(duì)光和熱比較穩(wěn)定、揮發(fā)性小且與樹脂有良好的相容性。(4)固化劑：主要用于熱固性塑料。它的作用是，熱固性塑料在成型時(shí)，其原來(lái)的線型分子結(jié)構(gòu)變?yōu)轶w型分子結(jié)構(gòu)，硬化過(guò)程加速，故又稱為硬化劑。在環(huán)氧樹脂中加入乙二胺，在酚醛樹脂中加入六甲基四胺，就是這個(gè)道理。(5)穩(wěn)定劑：為了提高塑件在使用時(shí)的穩(wěn)定性，防止較快變質(zhì)變性，需在塑料中加入某些物質(zhì)，這些物質(zhì)稱為穩(wěn)定劑。塑件在使用中要能耐熱、光、空氣、霉菌等。當(dāng)使用環(huán)境較差時(shí)，往往會(huì)給塑件帶來(lái)較大的影響，降低其使用壽命。為此，在配料時(shí)加入穩(wěn)定劑。 穩(wěn)定劑應(yīng)耐油、耐水、耐化學(xué)腐蝕，抗老化，在成型過(guò)程中揮發(fā)小、不分解，無(wú)色，能與樹脂很好相容。常用的穩(wěn)定劑是硬脂酸鹽、環(huán)氧化合物等。(6)發(fā)泡劑：為了制成泡沫塑料，在樹脂中加入某種物質(zhì)，如石油醚等，使樹脂膨脹，這些物質(zhì)就稱勺發(fā)泡劑。(7)著色劑： 般將顏料或染料稱為著色劑，它使塑料具有紅色、藍(lán)色等各種色彩，以滿足使用者陶需要。著色劑在塑料配料時(shí)加入，加入量可通過(guò)試驗(yàn)或憑經(jīng)驗(yàn)確定，并要攪拌均勻、著色劑應(yīng)與樹脂有很好的相容性，著色力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定，不與其它成分(如填充劑、固化劑等)起化學(xué)反應(yīng)，不易變色等。不少著色劑還束有其他作用，如炭黑著色劑有助于防止塑料受光變脆，二鹽基性亞磷酸酯能防止紫外線射入。在塑料中加入螢光色料，可使之具有特殊光學(xué)性能。除上述添加劑外，還有潤(rùn)滑劑、阻燃劑等。2塑料的特點(diǎn)(1)質(zhì)量輕。哩料的密度一般在0923gcm3范圍內(nèi)，約為鋁的12，銅的l6。(2)比強(qiáng)度和比剛度高。塑料的強(qiáng)度和剛度雖然不如金屬好，但塑料的密度小，所以其比強(qiáng)度(贏P)和比剛度(xP)相當(dāng)高。如玻璃纖維增強(qiáng)塑料和碳纖維增強(qiáng)塑料的比強(qiáng)度和比剛度比鋼材好。(3)化學(xué)穩(wěn)定性好。塑料對(duì)酸、堿等化學(xué)物質(zhì)具有良好的抗腐蝕能力，因此，在化工設(shè)備以及日用和工業(yè)品中得到廣泛應(yīng)用。 (4)電絕緣性能好。塑料具有優(yōu)越的電絕緣性能和耐電弧特性，所以廣泛應(yīng)用于電機(jī)、電器和電子工業(yè)中，做結(jié)構(gòu)零件和絕緣材料。(5)耐磨和減磨性能好。塑料的摩擦系數(shù)小，耐磨性強(qiáng)，可以作為減磨材料，如用來(lái)制造軸承、齒輪等零件。(6)消聲和吸振性能好。用塑料制成的傳動(dòng)摩擦零件，噪聲小，吸振性好。1.5熱塑性塑料注射模的基本組成 通常一付注射模由下列基本部分組成4：(1).定模機(jī)構(gòu)定模機(jī)構(gòu)是安裝在注射機(jī)的固定模板上的部分型腔。由定位環(huán)，主流道體，定模底板，定模板和凹模組成一體，在注射機(jī)上固定不動(dòng)。主流道口與注塑機(jī)的噴嘴相聯(lián)，引入熔融塑料。(2).動(dòng)模機(jī)構(gòu)動(dòng)模機(jī)構(gòu)是安裝在注塑機(jī)的動(dòng)模板上的部分型腔。由凸模，動(dòng)模板，導(dǎo)柱，動(dòng)模墊板和模腳等組成一體，在注塑機(jī)的鎖模裝置的驅(qū)動(dòng)下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。隨著模板向右一起運(yùn)動(dòng)，完成凹模與凸模閉合，即閉模。注塑機(jī)料筒里的熔融塑料的高壓作用下，通過(guò)噴嘴和澆注系統(tǒng)進(jìn)入模腔，獲得所需要的制品。當(dāng)動(dòng)模板向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，完成開(kāi)模，借助頂出裝置實(shí)現(xiàn)制品脫模，落料。(3).澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)是將熔融塑料引向閉合模腔的通道。通常由主流道，冷料穴，分流道和澆口等組成(4).導(dǎo)向裝置導(dǎo)向裝置時(shí)用以保證動(dòng)模和定模閉合時(shí)位置準(zhǔn)確。它由導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成。對(duì)于多腔位射模，其頂出機(jī)構(gòu)也設(shè)置了導(dǎo)向裝置，以免頂針彎曲和折斷。(5).頂出機(jī)構(gòu)頂出機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)制品脫模的裝置。常見(jiàn)的有頂桿式，頂管式和推板式等。(6).抽芯機(jī)構(gòu)當(dāng)制品上帶有側(cè)孔和側(cè)凹結(jié)構(gòu)時(shí)，在頂出工作前，先要將可作側(cè)向運(yùn)動(dòng)的型芯從制品中抽出，該側(cè)向運(yùn)動(dòng)是由抽芯機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。由此可知，該機(jī)構(gòu)只是部分注射成型模才需要設(shè)置。(7).冷卻和加熱裝置加熱時(shí)為滿足注射成型工藝對(duì)模具溫度的要求：冷卻為使熔料能在模具內(nèi)冷卻定型。一般凹，凸模中通冷卻水，熱水，熱蒸汽等。(8).排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)是為把型腔內(nèi)原有的空氣以及塑料受熱過(guò)程中產(chǎn)生的氣體排出，而在模具分型面處開(kāi)設(shè)的排氣槽。1.6注射成型模具分類（1）按塑料品種不同可分為熱塑性注射成型模和熱固性塑料注射成型模。（2）按所用的注塑機(jī)類型不同而分為臥式注射成型模，立式注射成型模和角式注射成型模。（3）按注射成型模的結(jié)構(gòu)特征分為：分型面注射成型模，又稱為雙板式注射成型模。雙分型面注射成型模，也稱為三板式注射成型模。適用于點(diǎn)膠口形式的注射成型模。在開(kāi)模時(shí)，中間板與定模板進(jìn)行定距分模，取出澆口，流道廢把。1.7 熱塑性塑料的工藝特性 (1)收縮率：熱塑性塑料的收縮形式與熱固性塑料類似。影響熱塑性塑料成型收縮率的主要因素有以下幾方面。 塑料品種：熱塑性塑料在成型過(guò)程中由于存在結(jié)晶化引起的體積變化，內(nèi)應(yīng)力強(qiáng)，塑件殘余應(yīng)力大，分子取向性強(qiáng)，因此與熱固性塑料相比收縮率較大，方向性明顯。此外，脫模后收縮和后處理收縮也比熱固性塑料大。 塑件特性：塑件成型時(shí)，熔料與模具型腔表面接觸層的冷卻較快，形成較低密度的固態(tài)層，由于塑料的導(dǎo)熱性差，其內(nèi)層緩慢冷卻而形成收縮大的高密度固態(tài)層，因此塑件壁越厚則收縮率越大。 澆口形式和尺寸：這些直接影響料流方向、密度分布、保壓補(bǔ)塑及成型時(shí)間。 成型條件：模具溫度、注射壓力、保壓時(shí)間等對(duì)塑件的收縮均有直接影響。在模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)各種塑料的性質(zhì)，塑件的壁厚，形狀，進(jìn)料口形狀與尺寸，按經(jīng)驗(yàn)確定塑件各部位的收縮率：，再計(jì)算模具型腔尺寸。對(duì)高精度的塑件，在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留有修模余地，通過(guò)試模尼逐步修正模具，以達(dá)到塑件尺寸、精度要求。 (2)流動(dòng)性：塑料流動(dòng)性可以根據(jù)塑料的相對(duì)分子質(zhì)量、熔融指數(shù)、阿基米德螺旋線長(zhǎng)度、表觀融度及流動(dòng)比(流程長(zhǎng)度塑件壁厚)等進(jìn)行分析。相對(duì)分子質(zhì)量小、熔融指數(shù)高、螺旋線長(zhǎng)、表觀熟度小、流動(dòng)比大的塑料流動(dòng)性好5。按模具設(shè)計(jì)要求，可將流動(dòng)性分為3類：流動(dòng)性好的，如尼龍、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯；流動(dòng)性中等的，如改性聚苯乙烯(ABS)、有機(jī)玻璃、聚甲醛、氯化聚醚等；流動(dòng)性差的，如聚碳酸酪、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚礬、氟塑料等。 影響流動(dòng)性的主要因素有以下幾個(gè)方面：溫度。料溫高則塑料的流動(dòng)性增大。壓力。注射壓力增大則熔融塑料受剪切作用大，其流動(dòng)性也隨之增大。特別是聚乙烯、聚甲醛對(duì)壓力的反應(yīng)十分敏感，所以在成型時(shí)可以通過(guò)調(diào)節(jié)注射壓力來(lái)控制流動(dòng)性。模具結(jié)構(gòu)。模具澆注系統(tǒng)的形式、尺寸和布置，冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性，熔料流動(dòng)(如型腔表面粗糙度、流道截面積、型腔形狀和排氣系統(tǒng))等因素都直接影響到熔料在型腔內(nèi)的流動(dòng)性。 (3)結(jié)晶性：熱塑性塑料按其冷凝時(shí)有無(wú)結(jié)晶現(xiàn)象，可分為結(jié)晶型塑料和非結(jié)晶型塑料兩大類。 塑料的結(jié)晶現(xiàn)象是指塑料由熔融狀態(tài)到冷凝狀態(tài)的過(guò)程中，分子由無(wú)序的自由狀態(tài)排列而逐步成有序有規(guī)律排列的一種現(xiàn)象。從表觀特征來(lái)看，一般結(jié)晶型塑料是不透明或半透明的，非結(jié)晶型塑料是透明的。但也有例外，如聚4甲基戊烯為結(jié)晶型塑料，卻有高透明性，ABS為非結(jié)晶型塑料，但卻不透明。對(duì)于結(jié)晶型塑料在模具設(shè)計(jì)及選擇注塑機(jī)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：料溫上升到成型溫度所需要的熱量多，要選用塑化能力大的設(shè)備。冷凝時(shí)放出的熱量大，模具需要充分冷卻。塑件成型尼收縮大，易發(fā)生縮孔、氣孔。塑件壁較薄時(shí)，冷卻快，結(jié)晶度低，收縮小；塑件壁較厚時(shí)，冷卻慢，結(jié)晶度高，收縮大。因此，應(yīng)合理控制模具溫度。塑料各向異性明顯，內(nèi)應(yīng)力大，脫模后塑件易發(fā)生變形翹曲。塑料結(jié)晶熔點(diǎn)范圍窄，易發(fā)生末熔粉注人型腔或堵塞進(jìn)料口現(xiàn)象。 (4)熱敏性和水敏性：熱敏性是指某些塑料對(duì)熱較為敏感，在料溫高和受熱時(shí)間長(zhǎng)的情況下就會(huì)產(chǎn)生變色、降聚、分解的特性。具有這種特性的塑料稱為熱敏性塑料，如硬聚氯乙烯、聚甲配、聚三氟氯乙烯等。為防止熱敏性塑料在成型過(guò)程中出現(xiàn)變色、分解現(xiàn)象，一方面可在塑料加入熱穩(wěn)定劑，另一方面應(yīng)選用螺桿式注塑機(jī)，正確控制成型溫度和成型周期，問(wèn)時(shí)應(yīng)及時(shí)消除分解物，對(duì)模具和設(shè)備采取防腐措施。 水敏性是指某些塑料(如聚碳酸酯)即使只含有少量水分，在高溫、。高壓下也會(huì)發(fā)生分解，對(duì)這類塑料在成型之前，必須預(yù)先加熱干燥。 (5)應(yīng)力開(kāi)裂和熔融破裂：有些塑料對(duì)應(yīng)力敏感，成型時(shí)易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力且質(zhì)脆易裂，塑件在外力作風(fēng)下會(huì)發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象。為此，除在原料內(nèi)加入附加劑提高抗裂性外，對(duì)原料還應(yīng)注意干烘，同時(shí)選用合理的成型條件和結(jié)構(gòu)合理的塑件；在設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)增大脫模斜度，選用合理的進(jìn)料口和頂出機(jī)構(gòu)；在成型時(shí)應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)料溫、模溫、注射壓力及冷卻時(shí)間，盡量避免塑件在冷脆的情況下脫模;塑件成型后要進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力后處理，以提高抗裂性。 當(dāng)一定熔融指數(shù)的聚合物熔體，在恒溫下通過(guò)噴嘴孔時(shí)，其流速超過(guò)一定值后，擠出的熔體表面發(fā)生明顯的橫向裂紋稱為熔融裂紋。發(fā)生熔融裂紋會(huì)影響塑件的外觀和性能，故若選擇熔融指數(shù)高的聚合物，在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加大噴嘴、流道和澆口截面，降低注射速度和提高料溫。(6)熱性能和冷卻速度：各種熱塑性塑料有不同的比熱容、導(dǎo)熱率、熱變形溫度等熱性能。比熱容高的塑料在塑化時(shí)需要熱量大，應(yīng)選用塑化能力大的注射機(jī)。熱變形溫度高的塑料冷卻時(shí)間短，脫模早，但脫模后要防止冷卻變形。導(dǎo)熱率低的塑料冷卻速度慢，必須充分冷卻，要加強(qiáng)模具冷卻效果。1.8 注塑成型工藝過(guò)程1.注塑成型工藝過(guò)程見(jiàn)圖1-16。產(chǎn)前準(zhǔn)備加料注塑機(jī)熔融塑化物料模具閉合注塑、充模、保壓冷卻定型模具開(kāi)啟清模制品脫模及卸料制品后處理圖1-1.注塑成型工藝過(guò)程2.注塑成型工藝過(guò)程可分為塑化計(jì)量、注塑充模和冷卻成型三個(gè)階段7。（1）成型物料在注塑機(jī)機(jī)筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱、壓實(shí)以及混合等作用以后，由松散的粉狀或粒狀固態(tài)轉(zhuǎn)變成連續(xù)的均化溶體的過(guò)程為塑化。將塑化好的溶體通過(guò)柱塞或螺桿定溫、定壓、定量的輸出機(jī)筒所進(jìn)行的準(zhǔn)備工作，這些動(dòng)作均需注塑機(jī)控制，柱塞或螺桿在塑化過(guò)程中為計(jì)量。（2）注塑沖模 注塑充模是柱塞或螺桿從機(jī)筒內(nèi)的計(jì)量位置開(kāi)始，通過(guò)注塑油缸和活塞施加高壓，將塑好的塑料溶體經(jīng)過(guò)機(jī)筒前端的噴嘴和模具中澆注系統(tǒng)快速送入封閉模腔的過(guò)程。（3）冷卻定型 從澆口凍結(jié)開(kāi)始，到制品脫模為止，是注塑成型工藝的最后一個(gè)階段。在此階段中需要注意的是模腔的壓力，制品的密度、溶體在模具內(nèi)的冷卻情況以及脫模條件等。3.成型成型的條件以及要素：（1）溫度：機(jī)筒溫度、模具溫度、干燥溫度、油溫度。（2）壓力：注射壓力、保壓壓力、被壓、合模力。（3）時(shí)間：注射時(shí)間、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間、干燥時(shí)間。（4）速度：射出速度，螺桿轉(zhuǎn)速，模具開(kāi)、閉速度，頂出速度。（5）量：計(jì)量、頂出量、開(kāi)模量。以上的成型要素相互關(guān)聯(lián)，不能各自、任意設(shè)定，又與成型制品的形狀、塑料的種類、模具構(gòu)造有關(guān)系，成型條件要依據(jù)實(shí)際情況而定。機(jī)筒溫度機(jī)筒溫度的設(shè)定與塑料種類有差異，如錯(cuò)誤設(shè)定機(jī)筒溫度會(huì)造成成型不良。后段為供給材料，是軟化材料并施行熔融的區(qū)域，設(shè)定溫度易稍低。中段為材料的壓縮區(qū)域，依外部加熱與內(nèi)部的剪切斷作用實(shí)行可塑化，設(shè)定溫度在中間溫度為宜。前段為計(jì)量區(qū)，使熔融塑料混合攪拌均勻化，設(shè)定溫度為高溫。噴嘴依據(jù)成型周期及前段的溫度、材料的種類及噴射方式動(dòng)作而定，熱穩(wěn)定性良好的材料可將溫度設(shè)定稍高一些。注射壓力將熔融塑料樹脂注射于模腔，射出壓力過(guò)分的高、低均不適宜。PC與PMMA對(duì)注射壓力不敏感。射出速度為熔融塑料樹脂向模腔的注射速度，一般對(duì)于制品的外觀、尺寸精度而言，射出速度易快；但對(duì)于加厚或加深的成型制品宜緩慢。射出時(shí)間射出時(shí)間包括注射時(shí)間與保壓時(shí)間。保壓時(shí)間過(guò)短則澆口部位未固化，模腔內(nèi)的樹脂被退回螺桿側(cè)面，致使尺寸精度或外觀不良，為了避免短射或消除氣泡，宜采取較長(zhǎng)的保壓時(shí)間。冷卻時(shí)間填充模腔樹脂冷卻固化為熱變形溫度以下至可取出制品的時(shí)間?？筛鶕?jù)成型的厚度、樹脂溫度、模具溫度及材料特性確定，但一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而頂，冷卻時(shí)間長(zhǎng)，成型制品變形較小，但因成型制品有收縮，從模具中拔出不宜，從而成型周期拖長(zhǎng)。計(jì)量計(jì)量時(shí)間（螺桿回轉(zhuǎn)時(shí)間）設(shè)定比冷卻時(shí)間要短。螺桿轉(zhuǎn)速因螺桿回轉(zhuǎn)，樹脂受到剪斷作用以至內(nèi)部發(fā)熱，螺桿轉(zhuǎn)速越快，樹脂發(fā)熱越多，使樹脂溫度升高發(fā)生過(guò)熱或分解，在不至發(fā)生過(guò)燒或分解的范圍內(nèi)，盡可能提高設(shè)備回轉(zhuǎn)速度。背壓螺桿回轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)于后退螺旋加以阻抗，使后退困難的阻力稱為背壓，普通為3kg/cm220kg/cm2左右。其效果排列為：a）防止重量不均勻；b）防止空氣混入；c）揮發(fā)脫氣效果；d）使熔融均勻并是顏色分散良好。2. 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)說(shuō)明2.1畢業(yè)設(shè)計(jì)基本內(nèi)容參考所給文具盒塑件實(shí)物，首先設(shè)計(jì)該注塑件結(jié)構(gòu)。為滿足大批量自動(dòng)化生產(chǎn)的需要，為該塑件設(shè)計(jì)注塑模具?；緝?nèi)容：塑件尺寸測(cè)量、塑件建模、確定收縮率和分型面、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)、抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)、零部件加工工藝制訂、注射設(shè)備選擇、繪制模具設(shè)計(jì)圖紙。2.2文具盒塑件注射模具的設(shè)計(jì)流程(1)、塑件尺寸測(cè)量，用測(cè)量?jī)x器對(duì)塑件進(jìn)行尺寸的測(cè)量，(2)、塑件建模，利用軟件UG或SolidWorks進(jìn)行塑件的立體建模。(3)、注塑設(shè)備選擇，確定塑件的型腔數(shù)，并計(jì)算塑件的投影面積，通過(guò)注射量的校核、注射力的校核、鎖模力的校核、安裝部分的尺寸校核、開(kāi)模行程的校核、頂出裝置的校核，結(jié)合注塑設(shè)備的資料確定注塑設(shè)備的型號(hào)。(4)、確定收縮率和分型面，首先由塑件性能的要求等，確定塑件的塑料，通過(guò)查資料確定塑件的收縮率。根據(jù)文具盒塑件的工藝及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定具體的分形面，大致應(yīng)為文具盒外側(cè)。(5)、模架設(shè)計(jì)，通過(guò)塑件的大小及型腔數(shù)、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部件、推出機(jī)構(gòu)、調(diào)溫系統(tǒng)、排氣槽、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)等的初步估算，確定使用模架的型號(hào)。(6)、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，本塑件使用的是冷流道澆注系統(tǒng)，在澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，包括流道的設(shè)計(jì)、噴嘴的選擇、主流道襯套的選擇等，還必須研究一模兩腔澆注系統(tǒng)的平衡性設(shè)計(jì)。(7)、成型件（模腔、模芯）設(shè)計(jì)，確定型腔數(shù)和分型面。(8)、抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，根據(jù)文具盒塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，必須設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)便于成型，根據(jù)文具盒側(cè)部位置及工藝特點(diǎn)，選擇并設(shè)計(jì)適合的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。(9)、頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，根據(jù)文具盒塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)頂出機(jī)構(gòu)。(10)、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)，溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量、生產(chǎn)效率有很大的影響，還針對(duì)型腔與型芯冷卻回路的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。(11)、零部件加工工藝制定，結(jié)合現(xiàn)代加工手段，利用數(shù)控CNC，電火花，線切割等方法，制定最符合經(jīng)濟(jì)效益的加工工藝。(12)、完成整套模具的三維立體圖和二維工程圖的繪制。2.3畢業(yè)設(shè)計(jì)選題的意義文具行業(yè)作為國(guó)內(nèi)迅速崛起的一個(gè)輕工產(chǎn)品，在國(guó)際市場(chǎng)上起著越來(lái)越重要的作用。每年國(guó)際、國(guó)內(nèi)的文具行業(yè)展覽會(huì)或者輕工產(chǎn)品展覽會(huì)，參展的國(guó)內(nèi)文具企業(yè)不下1000家，中國(guó)制造的文具產(chǎn)業(yè)正以絢爛多彩的姿態(tài)展現(xiàn)給世界。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)現(xiàn)在專業(yè)的文具生產(chǎn)企業(yè)近5000家，專業(yè)生產(chǎn)辦公文具的企業(yè)約3000家，年銷售額達(dá)1000萬(wàn)元以上的企業(yè)約為10%。傳統(tǒng)辦公及相關(guān)文具仍然是國(guó)內(nèi)文具企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，其原因就是國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平仍然相對(duì)較低，勞動(dòng)力廉價(jià)，競(jìng)爭(zhēng)力弱，傳統(tǒng)文具仍然有著龐大的消費(fèi)市場(chǎng)，這也是傳統(tǒng)辦公文具賴以生存的土壤。 但是，國(guó)內(nèi)文具在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，不可避免地走了一條惡性循環(huán)的競(jìng)爭(zhēng)之路，缺乏明確有序的規(guī)范，產(chǎn)品線單一、低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)、資源浪費(fèi)嚴(yán)重等等，都成了當(dāng)前文具行業(yè)發(fā)展的樊籬，嚴(yán)重制約和阻礙了國(guó)內(nèi)文具新生品牌的健康發(fā)展隨著科技的不斷發(fā)展，人們對(duì)塑料件的要求也越來(lái)越高，如何縮短成型周期、降低生產(chǎn)成本、提高制件精度，也直接關(guān)系到科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近20年來(lái)注射成型工藝及模具新技術(shù)發(fā)展很快，新的工藝和結(jié)構(gòu)也層出不窮，同時(shí)也因?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）也促進(jìn)模具行業(yè)的發(fā)展。就以上的分析而言，文具盒這類超薄件注塑模具在國(guó)內(nèi)及國(guó)外都有很廣闊的前景，而且技術(shù)也是相對(duì)要求較高的，在技術(shù)的不斷更新下，我相信超薄件的注塑模具的生產(chǎn)周期可以縮短、成本可以降低、技術(shù)也可以得到更好的發(fā)展。3 .文具盒塑件注射模具的設(shè)計(jì)3.1尺寸測(cè)量和三維模型的建立利用游標(biāo)卡尺測(cè)出產(chǎn)品的主要尺寸并在UG軟件的造型界面下完成文具盒塑件的三維造型，圖3-1為文具盒塑件的三維立體圖。圖3-1.文具盒塑件的三維立體圖經(jīng)UG軟件里的質(zhì)量分析功能測(cè)得產(chǎn)品的體積V=24.571cm3 ，密度=1.05g/cm3，所以質(zhì)量M=25.8g。3.2 塑件材料通用塑料如聚丙烯PP，聚乙烯PE，聚氯乙烯PVC具有應(yīng)用范圍廣、加工性能良好，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，但由于其力學(xué)性能較差且成型收縮率較大不易成型尺寸穩(wěn)定的制品故不選用。所以材料最終選定為PS，其綜合性能優(yōu)異，耐化學(xué)品，絕緣性好，流動(dòng)性較好，易于成型；成型收縮率小，制件尺寸穩(wěn)定。俗稱 ：PS塑料 ；中文學(xué)名：聚苯乙烯；英文學(xué)名：Polystyrene；英文簡(jiǎn)稱：ps；比重:1.05克/立方厘米 成型收縮率:0.6-0.8% 成型溫度：170-250（1）物料性能電絕緣性(尤其高頻絕緣性)優(yōu)良,無(wú)色透明,透光率僅次于有機(jī)玻璃,著色性耐水性,化學(xué)穩(wěn)定性良好，強(qiáng)度一般，但質(zhì)脆，易產(chǎn)生應(yīng)力脆裂，不耐苯，汽油等有機(jī)溶劑，適于制作絕緣透明件，裝飾件及化學(xué)儀器，光學(xué)儀器等零件8。（2）成型性能無(wú)定形料，吸濕小，不須充分干燥，不易分解，但熱膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，流動(dòng)性較好，可用螺桿或柱塞式注射機(jī)成型；宜用高料溫，高模溫，低注射壓力,延長(zhǎng)注射時(shí)間有利于降低內(nèi)應(yīng)力，防止縮孔，變形；可用各種形式澆口，澆口與塑件圓弧連接，以免去處澆口時(shí)損壞塑件，脫模斜度大，頂出均勻，塑件壁厚均勻，最好不帶鑲件，如有鑲件應(yīng)預(yù)熱。3.3 型腔總體布局33.1型腔數(shù)量的確定為了提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，高效率的利用材料，在既保證產(chǎn)品質(zhì)量，滿足模具制造加工工藝性的要求，又要保證生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的前提下，型腔數(shù)量采用一模兩腔的方式。3.3.2型腔布局型腔布局最佳方案的選擇，應(yīng)綜合考慮以下因素而定：合理的布局，應(yīng)使每個(gè)型腔都能通過(guò)澆注系統(tǒng)從總壓力總，均等的分到足夠的成型壓力(1)型腔布局和澆口開(kāi)設(shè)應(yīng)盡量保持對(duì)稱，防止模具因承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。(2)保證熔體同時(shí)均勻地充滿每個(gè)型腔，使各型腔的塑件質(zhì)量符合圖紙規(guī)定，并滿足穩(wěn)定，均一的要求。(3)盡可能是型腔排列緊湊，布局合理，以便減少模具外形尺寸。(4)型腔與主流道的距離應(yīng)盡量短，以避免壓力和熱量損失，提高材料利用率。(5)采用平衡的流到和合理的澆口尺寸，從而滿足均衡進(jìn)料，同時(shí)充滿，均勻冷卻的要求。型腔布置方式，有平衡式布置和非平衡式布置兩種。分析塑件后，采用平衡式布局。3.4成型零件的設(shè)計(jì)3.4.1分型面的確定模具必須制成既可以分離又可以閉合的兩個(gè)或幾個(gè)部分，以滿足注射過(guò)程中成型，脫模的需要。模具這種實(shí)現(xiàn)分離，閉合的接觸面，稱為分型面。一般來(lái)說(shuō)，分型面有平直分型面，傾斜分型面，階梯分型面，曲面分型面，瓣合分型面和立體分型面等幾種形式。該文具盒塑件的分型面屬于平直分型面。分型面的確定，受模具結(jié)構(gòu)，模具制造工藝，總體布局，澆注系統(tǒng)，塑件結(jié)構(gòu)工藝性，嵌件位置，推出機(jī)構(gòu)，排氣系統(tǒng)，操作工藝等多方面因素的影響9。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則：(1)保證塑件的外觀質(zhì)量要求。(2)分型方向確定后，分型面應(yīng)設(shè)計(jì)在此方向上的塑件外形最大處。(3)盡可能使分型面的設(shè)置有利于塑件脫模。(4)提高塑件關(guān)鍵行位尺寸精度。(5)盡可能使分型面具有良好的加工工藝性。(6)為了可靠鎖模，盡量減少塑件在合模分型面上的投影面積。(7)使模具具有良好的排氣效果。(8)盡可能避免側(cè)向分型或抽芯機(jī)構(gòu)。分析塑件后，對(duì)文具盒塑件的分型面如圖3-2所示。圖3-2 文具盒塑件分型面3.4.2創(chuàng)建型腔和型芯成型零件的工作尺寸是指型芯和型腔工作圖上所標(biāo)注的尺寸, 包括型腔的徑向尺寸和深度尺寸、型芯的徑向尺寸和高度尺寸、型芯或型腔的徑向尺寸和高度尺寸以及它們的制造公差等, 它直接構(gòu)成塑件的尺寸,影響著塑件的精度。通常工作尺寸是根據(jù)模具的制造公差、塑料成型收縮率和成型零件磨損確定的。傳統(tǒng)的方法是平均收縮率計(jì)算法,其計(jì)算式如下:（1）型腔的工作尺寸計(jì)算式: （3-1） （3-2）（2）型芯的工作尺寸計(jì)算式: （3-3） （3-4）（3）中心距尺寸計(jì)算 LM=L1（1+K） （3-5） 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文式中K塑料的平均收縮率 L 型腔徑向尺寸H型腔深度尺寸L 塑塑件外形徑向尺寸H塑塑件外形高度尺寸 塑件公差 成型零件制造公差l 型芯徑向尺寸l 塑塑件內(nèi)壁徑向尺寸h 型芯高度尺寸h 塑塑件內(nèi)壁深度尺寸LM模具中心距尺寸L1制件中心距尺寸通過(guò)公式，利用UG軟件，根據(jù)分型線、分型面、型芯區(qū)域和型腔區(qū)域曲面創(chuàng)建出型腔和型芯，見(jiàn)圖（3-3）型芯和圖（3-4）型腔。圖3-3.型芯圖3-4.型腔3.5標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇調(diào)用3.5.1標(biāo)準(zhǔn)模架類型美國(guó)、德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家都十分重視模具標(biāo)準(zhǔn)化工作，目前世界較流行的標(biāo)準(zhǔn)有：國(guó)際模具標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC29/SC8的國(guó)際通用模具技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；德國(guó)的DIN標(biāo)準(zhǔn)；美國(guó)的DME公司標(biāo)準(zhǔn)；日本的JIS和FUTABA標(biāo)準(zhǔn)等。我也十分重視模具標(biāo)準(zhǔn)化工作，全國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)制定了沖模模架、塑料模模架和這兩類模具的通用零件及其條件等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。目前，國(guó)內(nèi)外有許多標(biāo)準(zhǔn)注射模架產(chǎn)品在市場(chǎng)出售，我國(guó)注射模標(biāo)準(zhǔn)模架共有兩個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：（1）是適用于模板尺寸B L為560mm900mm的中小型模架（GB/T12556.1-1990）；（2）是適用于模板尺寸B L為630mm1250mm的大型模架（GB/T12555.1-1990）。美國(guó)DME公司的標(biāo)準(zhǔn)模架共有七種系列，它們是A、AR、B、X5、X6、AX、T系列。在這七種系列中，A、AR、B系列屬于兩板結(jié)構(gòu)（單分型面），X5、X6、AX屬于三板結(jié)構(gòu)（雙分型面），T系列屬于四板結(jié)構(gòu)（三分型面）10。在兩板結(jié)構(gòu)中，A系列和B系列結(jié)構(gòu)相同，只是A系列設(shè)置了上、下墊板，AR系列與A系列相似，只是導(dǎo)柱與導(dǎo)套倒裝。在三板結(jié)構(gòu)中，X5、X6系列在A系列上增加了推件板，X6與X5系列的區(qū)別在于X6系列設(shè)置有動(dòng)模板。AX系列與A系列的不同點(diǎn)在于AX系列具有一塊中間活動(dòng)板，可以形成兩個(gè)分型面，分別脫出流道凝料和塑件制品。在T系列中有兩塊活動(dòng)板，可以形成三個(gè)分型面，用于一些特殊場(chǎng)合。標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇是注射模CAD系統(tǒng)的一個(gè)重要步驟。標(biāo)準(zhǔn)模架系列應(yīng)在設(shè)計(jì)工作開(kāi)始之前，就已經(jīng)存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中。3.5.2標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇調(diào)用根據(jù)凹凸模的尺寸W=220 Z-UP=35 L=240 Z-DOWN=25，選取圖3-5：美國(guó)DME公司的2A模架。圖3-5：美國(guó)DME公司的2A模架Index=3050; 模架型號(hào)為3050；Mold_w=296; 模架寬度為296；Mold_l=496; 模架長(zhǎng)度為496；TCP_type=1; TCP_w=346; TCP_h=26; BCP_h=26; AP_h=56;BP_h=46; CP_h=66; CP_w=46; EJA_h=16;EJB_h=26; EJ_w=202; Stp_D=16; Gp_D=32;Scr_d=12; D1=24; DB=23.A板如圖3-6所示，B板如圖3-7所示。圖3-6 A板圖3-7 B板3.6 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.6.1主流道的設(shè)計(jì) 在多數(shù)情況下，主流道襯套和定位環(huán)設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，配合裝配且用定位環(huán)壓住，用于中大型模具。對(duì)于小型模具主流道襯套與定位環(huán)設(shè)計(jì)成整體式的。此模具屬于中型模具，為了便于主流道襯套和定位環(huán)拆裝，所以在此畢業(yè)設(shè)計(jì)采用流道襯套和定位環(huán)設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件。一般要求主流道襯套球面半徑比唧嘴球面半徑大12mm,主流道進(jìn)口直徑d，比注射機(jī)噴嘴出口直徑d應(yīng)大0.51mm。其作用：一是補(bǔ)償噴嘴與主流道的對(duì)中誤差；二是避免注射機(jī)注射時(shí)在噴嘴與主流道之間造成漏料或積存冷料，使主流道無(wú)法脫模11。一主流道進(jìn)口直徑d1=唧嘴出口直徑+0.51mm =3+0.51mm 取d1=3.5mm二錐角錐角a=24，取a=2三主流道出口尺寸d2=d1+2tan(a/2)=6.4mm四主流道襯套球面半徑R=唧嘴球面半徑+12mm =8+12mm取R=10mm五主流道出口圓角半徑R=d2/8=6.4mm 圓錐形表面的粗超度應(yīng)在Ra=0.8以上。主流道出口端面應(yīng)與定模分型面齊平，以免出現(xiàn)溢料。若d1太大，主流道體積增大，回收冷料增多，冷卻時(shí)間延長(zhǎng)，同時(shí)包藏的空氣亦多，如排氣不良，制品易生成泡貨組織疏松等，影響質(zhì)量。此外，主流道體積大易形成進(jìn)料漩渦以及冷卻不足，進(jìn)口料脫模困難。若d1太小，則塑料在流動(dòng)過(guò)程中的冷卻面積相對(duì)增加，熱量損失大，粘度提高，注射壓力降也增大，易造成成型困難。故d1尺寸應(yīng)慎重選用。定位環(huán)也采用標(biāo)準(zhǔn)件，外徑為100mm，內(nèi)徑32mm。主流道結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3-8。圖3-8.主流道結(jié)構(gòu)圖3.6.2冷料井設(shè)計(jì)最先噴射出的熔融塑料一接觸冷的模具溫度降低，稱為冷料。若進(jìn)入型腔則影響制品的質(zhì)量均勻性和外觀完美性。因此，為“逮捕”冷料，常在主流道或一級(jí)分流道的轉(zhuǎn)彎處的末端設(shè)置冷料井。冷料井的直徑稍大于主流道大端直徑的d2,長(zhǎng)度一般取主流道d2的1.52倍12。在此設(shè)計(jì)中冷料井的直徑取8mm，長(zhǎng)度為78mm。采用倒錐形拉料桿冷料井，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)形式有足夠大的冷料井，在成型韌性好的塑料制品時(shí)，應(yīng)用較為廣泛。在取出主流道凝料時(shí)無(wú)需作側(cè)向移動(dòng)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。3.6.3分流道設(shè)計(jì)分流道系指主流道與澆口之間的通道。其作用是使熔融塑料過(guò)渡和轉(zhuǎn)向。在多型腔模中均設(shè)置分流道，且常由一級(jí)分流道和二級(jí)分流道共同完成。要求滿足熔融流料壓力損失小，散熱最少，容積量最小。1.分流道的截面常用的分流道截面有圓形，半圓形，矩形，梯形四種。由于半圓形截面加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失流動(dòng)阻力均不大，所以在本次設(shè)計(jì)中采用半圓形的分流道截面。2.分流道的尺寸計(jì)算分流道尺寸應(yīng)根據(jù)制品的壁厚，體積，形狀復(fù)雜程度和塑料的流動(dòng)性等因素而定。根據(jù)主流道的大端直徑選擇半圓形截面的直徑為8mm,為將少熱量損失，將分流道設(shè)計(jì)成直的，且長(zhǎng)度為50mm。分流道的表面粗糙度應(yīng)高于主流道的表面粗糙度，以增大外層料流的阻力，降低流速，以獲得與中心料流有相對(duì)速度差，有利于熔融塑料冷皮層固定，起到保溫作用。3.6.4澆口設(shè)計(jì)1澆口位置的選擇模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無(wú)論采用何種澆口，其開(kāi)設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開(kāi)設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項(xiàng)原則13：（1）盡量縮短流動(dòng)距離。（2）澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚最大處。（3）必須盡量減少熔接痕。（4）應(yīng)有利于型腔中氣體排出。（5）考慮分子定向影響。（6）避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。（7）澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。（8）注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響。綜合考慮以上幾項(xiàng)原則，澆口位置選擇在塑件分型處的中間位置，采用側(cè)澆口，即矩形澆口。2.澆口尺寸選擇澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對(duì)塑件性能和質(zhì)量的影響很大。澆口截面尺寸太小，雖然澆口凝料與制品容易分離，但壓力損失增大，熔料充模發(fā)生困難。在保壓期間，當(dāng)模內(nèi)熔料未得到成型制品所需的壓力時(shí)，澆口中的熔料就回先凝固。反之，澆口截面尺寸增加過(guò)多，澆口部位機(jī)加工量增大，澆口深度過(guò)大，由于保壓時(shí)間延長(zhǎng)，可使注塑周期變長(zhǎng)。故澆口截面影響充模條件和保壓時(shí)間。澆口尺寸常用經(jīng)驗(yàn)確定，先取下限值，然后在試模中加以修正。澆口斷面面積約為分流道面積的3%9%，長(zhǎng)度盡可能短，約為11.5mm左右，截面形狀常為矩形或半圓形。澆口形狀和尺寸見(jiàn)圖3-9。圖3-9.澆口形狀和尺寸W=5 ；W1=10 ; B=53.6.5排氣孔道的設(shè)計(jì)排氣孔道的作用是把型腔和型芯周圍的空氣內(nèi)的氣體其熔料所產(chǎn)生的氣體排到模具之外。排氣孔道應(yīng)開(kāi)設(shè)在型腔左后充滿的地方，即熔料流動(dòng)的末端，在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)就要通盤考慮到排氣道的開(kāi)設(shè)。鑒于該文具盒塑件屬于中小型制品，故采用型腔和頂桿的間隙排氣14。3.7 頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)注塑成型后的制品必須從模具中取出，而完成取出制品的機(jī)構(gòu)稱為頂出機(jī)構(gòu)，亦稱脫模機(jī)構(gòu)。頂出制品后，頂出機(jī)構(gòu)又要復(fù)位。一次頂出機(jī)構(gòu)又稱為簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)，它是通過(guò)一次頂出動(dòng)作就能將制品全部取出，它是最常見(jiàn)的應(yīng)用最廣泛的一種頂出機(jī)構(gòu)。頂桿式頂出機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)原理為：頂桿，拉料桿，復(fù)位桿均安裝在頂桿固定板上，再用螺釘將固定板與頂出板連成一整體。當(dāng)模具打開(kāi)到一定距離后，注塑機(jī)上的擋桿將頂出機(jī)構(gòu)擋住，使之不動(dòng)，而動(dòng)模還在繼續(xù)移動(dòng)，二者產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，頂桿使制品，澆注系統(tǒng)從動(dòng)模中脫出。合模時(shí)，復(fù)位桿因較頂出桿長(zhǎng)，首先與定模分型面相接觸，隨著動(dòng)模不斷向定?？拷?，使頂出機(jī)構(gòu) 動(dòng)模產(chǎn)生相反方向的相對(duì)移動(dòng)，在模具完全閉合后，頂出機(jī)構(gòu)便回復(fù)到初始位置。在被次設(shè)計(jì)中，采用圓截面的頂桿，其尾部采用軸肩式的，D-d=46mm，選用直徑5.5，3，長(zhǎng)度為160mm的兩種頂桿。復(fù)位裝置采用復(fù)位桿復(fù)位，復(fù)位桿一般設(shè)計(jì)24根，其位置在型腔和澆注系統(tǒng)之外。頂桿的固定方式用軸肩連接。頂桿和頂桿孔的配合采用滑動(dòng)配合，一般選用H8/f8,其間隙兼有排氣作用，但不應(yīng)大于所用塑料的排氣間隙，以避免漏料。頂桿端部應(yīng)精細(xì)拋光 ，其作用是構(gòu)成型腔表面的組成部分。為不影響制品的裝配，頂桿端面應(yīng)高于型腔表面0.1mm，以防止制品表面被頂壞或留下明顯頂出痕跡。將該塑件的頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為圖3-10。圖3-10 塑件的頂出機(jī)構(gòu)3.8 滑塊抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)所謂滑塊是在模具的開(kāi)模動(dòng)作中能夠按垂直于開(kāi)模方向或與開(kāi)模方向成一定角度的模具組件。鑒于該文具盒塑件的結(jié)構(gòu)使得模具在不采用滑塊的情況下不能正常脫模，并且該模具的抽芯距離較短，抽芯力較小，所以不采用氣缸，采用滑塊就夠了。 滑塊見(jiàn)圖3-11。圖3-11.滑塊有些塑料制品由于結(jié)構(gòu)的需要常帶有側(cè)孔和側(cè)凹，他們的軸線與注塑機(jī)開(kāi)模方向相垂直，不能用通常的方法實(shí)現(xiàn)抽芯。一般均需要采用側(cè)向分型或側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。把能完成側(cè)向活動(dòng)型芯抽出和復(fù)位的機(jī)構(gòu)稱為抽芯機(jī)構(gòu)。抽芯機(jī)構(gòu)按動(dòng)力來(lái)源可分為手動(dòng)、液壓、氣動(dòng)和機(jī)動(dòng)。機(jī)動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)抽拔力較大，具有靈活、方便、生產(chǎn)效率高，容易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作，且不要另外添置設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)，是目前生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的一種抽芯機(jī)構(gòu)15。所以在設(shè)計(jì)中采用機(jī)動(dòng)抽芯方式中的斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。39 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)在注射工藝中，模具溫度直接影響制品質(zhì)量和注射周期。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，因此對(duì)其模具溫度的要求各異。表3-1為常用塑料注射成型時(shí)所需模溫。表3-1 常用塑料注射成型時(shí)所需模溫塑料模溫塑料模溫聚丙烯（PP）5565聚甲醛(POM)4060聚苯乙烯（PS）4060聚碳酸脂(PC)90110ABS4060聚苯醚(PPO)100120硬聚氯乙烯（HPVC）3060聚砜（PSF）100120一 冷卻裝置設(shè)計(jì)要點(diǎn)模具冷卻劑可以用水、壓縮空氣和冷凍水冷卻，而水冷卻最為普遍。水冷，即在模具型腔周圍和型芯內(nèi)開(kāi)設(shè)冷卻水通道，使水在其中循環(huán)，帶走熱量，維持所需的模溫。水的熱容量大，導(dǎo)熱系數(shù)大，成本低16。冷卻水道的開(kāi)設(shè)受模具上鑲塊和頂出針等零件幾何形狀的限制，必須根據(jù)模具的特點(diǎn)靈活地設(shè)置冷卻裝置。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)有：（1）試驗(yàn)表明冷卻水孔的數(shù)量愈多，對(duì)制品的冷卻也就愈均勻。（2）水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即孔的排列與型腔形狀相吻合