洗發(fā)液瓶蓋注塑模設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 洗發(fā)液瓶蓋注塑模設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 目 錄 摘要 I Abstract II 第 1 章 緒論 1 1 1 概述 1 1 2 設(shè)計(jì)目的及意義 1 1 3 我國塑料模具在工業(yè)中現(xiàn)狀及展方向 1 1 3 1 塑料模具市場(chǎng)情況 2 1 3 2 塑料模具水平及發(fā)展趨向 2 1 4 存在的問題 3 1 5 發(fā)展展望 4 1 6 設(shè)計(jì)的研究設(shè)想及研究方法 5 1 7 設(shè)計(jì)的結(jié)果及意義 5 第 2 章 分型面位置以及型腔數(shù)量和排列方式的確定 6 2 1 塑件的分析 6 2 2 塑件材料的選擇 6 2 2 1 丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚物 ABS 6 2 2 2 聚苯乙烯 PS 7 2 1 3 聚丙烯 PP 7 2 3 注射工藝選擇 9 2 3 1 溫度 9 2 3 2 壓力 9 2 4 聚丙烯的用途 10 2 5 分型面位置的確定 11 2 5 1 分型面的基本形式 11 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 5 2 選擇分型面的基本原則 12 2 6 確定行腔數(shù)目和排列方式 12 2 6 1 行腔數(shù)量的確定 12 2 6 2 型腔排列方式的確定 12 2 7 本章小結(jié) 13 第 3 章 注射機(jī)的選定 14 3 1 注射量的計(jì)算 14 3 2 初選注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格 14 3 3 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 14 3 3 1 注射量的校核 14 3 3 2 注射壓力的校核 16 3 3 3 模具閉合厚度的校核 16 3 3 4 注射機(jī)最大開模行程與模無關(guān)時(shí)的校核 16 3 3 5 脫模距與模板行程的校核 17 3 4 本章小結(jié) 17 第 4 章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18 4 1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn) 18 4 2 主流道的設(shè)計(jì) 18 4 2 1 主流道的作用 18 4 2 2 主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 19 4 2 3 澆口套結(jié)構(gòu)形式 19 4 3 澆口的設(shè)計(jì) 20 4 3 1 澆口的作用 20 4 3 2 澆口的類型 20 4 3 3 澆口設(shè)計(jì)基本要點(diǎn) 20 4 4 冷料穴 21 4 5 排氣槽 21 4 6 本章小結(jié) 21 第 5 章 成型零件的設(shè)計(jì)及模架的選擇 22 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 5 1 1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 5 1 2 凸模 型芯 設(shè)計(jì) 22 5 2 型腔型芯工作尺寸計(jì)算 23 5 2 1 工作尺寸的分類和規(guī)定 23 5 2 2 塑件尺寸精度的影響因素 23 5 2 3 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 23 5 3 模架的選擇 25 5 4 本章小結(jié) 25 第 6 章 注射模的導(dǎo)向及脫模推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 26 6 1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26 6 1 1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 26 6 1 2 導(dǎo)柱的數(shù)量和布置 27 6 2 脫模推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 6 2 1 脫模機(jī)構(gòu)的分類及設(shè)計(jì)原則 27 6 2 2 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 27 6 2 3 脫模力的計(jì)算 28 6 3 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 29 6 3 1 頂桿的設(shè)計(jì) 29 6 3 2 復(fù)位桿的設(shè)計(jì) 30 6 4 本章小結(jié) 30 第 7 章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 31 7 1 溫度調(diào)節(jié)的必要性 31 7 1 1 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 31 7 1 2 溫度對(duì)生產(chǎn)效率的影響 32 7 2 模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32 7 2 1 影響模具冷卻的因素 32 7 2 2 冷卻裝置設(shè)計(jì)應(yīng)考慮 32 7 3 冷卻系統(tǒng)的形式 32 7 4 冷卻裝置設(shè)計(jì) 32 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 4 1 冷卻裝置的形式 32 7 4 2 冷卻的計(jì)算 33 7 5 本章小結(jié) 33 結(jié)論 34 參考文獻(xiàn) 35 致謝 36 附錄 37 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒 論 1 1 概述 本題目為洗發(fā)液瓶蓋模具設(shè)計(jì) 采用注射模具加工成型 注射成型周期短 加工 效率高 利于洗發(fā)液瓶蓋這類小制件的大批量生產(chǎn) 利用注塑模具生產(chǎn)洗發(fā)液瓶蓋是 此次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 同時(shí)通過查閱各種資料 完成包括形狀及尺寸方面的數(shù)據(jù)運(yùn)算 利用 Pro E 三維作圖軟件作圖 CAD CAE 做出輔助分析 完成洗發(fā)液瓶蓋所需注塑 模具的裝配圖和零件圖 以及詳細(xì)的說明 通過此次設(shè)計(jì)熟悉注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀 把大學(xué)里所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用到實(shí)際 1 2 設(shè)計(jì)目的及意義 隨著人們水平的不斷提高 使用洗發(fā)液的人也越來越多 洗發(fā)液瓶蓋也隨之推廣 使用 因此洗發(fā)液瓶蓋的發(fā)展前景越來越廣闊 如何經(jīng)濟(jì) 技術(shù)的設(shè)計(jì)洗發(fā)液瓶蓋模 具成為一個(gè)重要的研究課題 在實(shí)際生產(chǎn)中 洗發(fā)液瓶蓋采用的原料為 PP 加工時(shí) 一般采用注塑模具加工 塑料件具有比重小 耐水 耐化學(xué)腐蝕 外型美觀等優(yōu)異性 能 在現(xiàn)代制造業(yè)中 塑料已成為成型加工的主要材料 注塑制品廣泛用作裝飾件 結(jié)構(gòu)件 功能件及其他的用途等工業(yè)領(lǐng)域 由于注塑件的質(zhì)量很大程度上取決于模具 的設(shè)計(jì)與制造 而注塑件千變?nèi)f化 注塑模結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變 所以注塑模設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非 常復(fù)雜的知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè) 同時(shí)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭帶來越來越快的更新?lián)Q代 對(duì)注塑模 的設(shè)計(jì)和制造提出了更高的要求 預(yù)計(jì)今后隨著微型計(jì)算機(jī)的普及和汽車的輕型化 塑料制件的適用范圍將會(huì)越來 越大 塑料工業(yè)的生產(chǎn)量也將會(huì)迅速增長 塑料的應(yīng)用將會(huì)覆蓋國民經(jīng)濟(jì)所有部門 尤其在尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中占有越來越重要的位置 1 3 我國塑料模具在工業(yè)中現(xiàn)狀及展方向 塑料模具的發(fā)展是隨著工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的 近年來 人們對(duì)各種設(shè)備和用品 輕量化要求越來越高 這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場(chǎng) 塑料制品要發(fā)展 必 然要求塑料模具也隨著發(fā)展 汽車 家電 辦公用品 工業(yè)電器 建筑材料 電子通 信等塑料制品主要用戶行業(yè)近年來都高位運(yùn)行 發(fā)展迅速 塑料模具也快速發(fā)展 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 2000年 我國 未包括港澳臺(tái)統(tǒng)計(jì) 塑料模具產(chǎn)值約100億元 2004年 以發(fā)展到220億 元 4年平均增長率為21 高于模具行業(yè)總體發(fā)展速度近4個(gè)百分點(diǎn) 80年代以來 在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo) 下 我國模具工業(yè)發(fā)展迅速 年均增速均為13 1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億 至2002年我國模具總產(chǎn)值約為360億元 其中塑料模約30 左右 在未來的模具市場(chǎng) 中 塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高 1 3 1 塑料模具市場(chǎng)情況 我國塑料模具無論是在數(shù)量上 還是在質(zhì)量 技術(shù)和能力等方向都有了很大的 發(fā)展 但與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要和世界先進(jìn)水平相比 差距仍然很大 一些大型 精密 復(fù)雜 長壽命的中高檔塑料模具 每年仍然大量進(jìn)口 在總量供不應(yīng)求的同時(shí) 一些 低檔的塑料模具已經(jīng)供過于求 市場(chǎng)競(jìng)爭激烈 一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具 業(yè)有一些趨向于供過于求 1 3 2 塑料模具水平及發(fā)展趨向 近年來 我國塑料模具水平已有較大的提高 大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá) 50t以上的注塑模 精密注塑模的精度已經(jīng)可以達(dá)到3um 制件精度為0 5um的小模數(shù)齒 輪模具 已達(dá)到高光學(xué)要求的車燈模具等已能生產(chǎn) 多腔塑料模已能生產(chǎn)一模7800腔 的塑料膜 高速模具方面已能生產(chǎn)4m min以上擠出速度的告訴塑料異型材擠出模及 主型材雙腔共擠 雙色共擠 軟硬共擠 后共擠 再生料共擠出和低發(fā)泡鋼共擠等各 種模具 在生產(chǎn)手段上 模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率已有較大提高 CAD CAE CAM技術(shù) 的應(yīng)用面已大為擴(kuò)大 高速加工及RP RT等先進(jìn)技術(shù)的采用已越來越多 模具標(biāo)準(zhǔn)件 使用覆蓋率及模具商品化率都已有較大幅度的提高 熱流道模具的比例也有較大的提 高 三資企業(yè)蓬勃發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了塑料模具設(shè)計(jì)制造水平及企業(yè)管理水平的提高 經(jīng)過幾年的發(fā)展 在塑料模具的開發(fā) 結(jié)構(gòu)和企業(yè)管理等方面已顯示出了一些新 的趨向 先綜合如下 1 模具的質(zhì)量 周期 價(jià)格 服務(wù)四要素中 已有越來越多的用戶將周期放在首 位 要求模具盡快交貨 這已成為一種趨勢(shì) 為滿足用戶的這一需求 各方面的工作 必須跟上 2 大力提高開發(fā)能力 將開發(fā)工作盡量往前推 直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開發(fā) 中去 甚至在尚無明確的用戶對(duì)象之前進(jìn)行開發(fā) 這需要在有較大的把握和敢冒一定 的風(fēng)險(xiǎn)的情況下進(jìn)行的 變被動(dòng)為主動(dòng) 目前 電視機(jī)和顯示器外殼 空調(diào)器外殼 摩托車塑件等已經(jīng)采用這種方法 手機(jī)和電話機(jī)模具開發(fā)也已開始嘗試 這種做法打 破了長期以來模具廠只能等有了合同 才能根據(jù)用戶要求進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的被動(dòng)局面 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 事實(shí)證明 這種做法不僅是模具廠變被動(dòng)為主動(dòng) 而且對(duì)開發(fā)業(yè)務(wù)和縮短模具生產(chǎn)周 期也十分有利 受到用戶的歡迎 青島海爾模具公司等企業(yè)的 你給我一個(gè)概念 我 還你一個(gè)產(chǎn)品 的一站式服務(wù)模式及太倉求精模塑公司和浙江陶氏模具集團(tuán)有限公司 等企業(yè)主動(dòng)開發(fā)的辦法已經(jīng)被越來越多的企業(yè)所接受 這可能也是今后發(fā)展的一種趨 向 3 隨著模具企業(yè)設(shè)計(jì)和加工水平的提高 過去以鉗工為核心 大量依靠技藝的現(xiàn) 象已有了很大變化 在某種意義上說 模具是一種工藝品 的概念已逐漸被 模具 是一種高新技術(shù)工業(yè)產(chǎn)品 所替代 模具 上下模單配成套 的概念正在被 只裝不 配 的概念所替代 模具正從長期以來主要依靠技藝而變?yōu)榻窈笾饕揽考夹g(shù) 這不 但是一種生產(chǎn)手段的改變 也是一種生產(chǎn)方式的改變 更是一種觀念的改變 這一趨 向使得模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高 模具精度越來越高 生產(chǎn)周期越來越短 鉗工比例 越來越低 最終促使整個(gè)模具工業(yè)水平不斷提高 正在被社會(huì)所接受 我國模具行業(yè) 目前已有4個(gè)國家級(jí)高新技術(shù)企業(yè) 近百個(gè)省市級(jí)高新技術(shù)企業(yè) 與此趨向相適應(yīng) 生產(chǎn)模具的主要骨干力量從技藝型人才逐漸變?yōu)榧夹g(shù)型人才是十分必要的 當(dāng)然 目 前及相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi) 技藝型人才仍是十分重要的 因?yàn)槟＞弋吘闺y以完全擺脫 對(duì)技藝的依靠 4 模具企業(yè)及模具生產(chǎn)正在向信息化方面迅速發(fā)展 這也是一種趨向 21世紀(jì) 信息越來越多 信息技術(shù)越來越先進(jìn)發(fā)達(dá) 信息已與人們的生產(chǎn)和生活休戚相關(guān) 在 目前的信息社會(huì)中 高水平的模具 現(xiàn)代模具企業(yè) 單單只是CAD CAM的應(yīng)用已遠(yuǎn) 遠(yuǎn)不夠 目前許多企業(yè)已經(jīng)采用的CAE PDM CAPP KBE KBS RE CIMS ERP等技 術(shù)及其他許多先進(jìn)制造技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都是信息化的表現(xiàn) 向信息化方向發(fā)展 這一趨向已被行業(yè)所公認(rèn) 5 隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步 模具必然會(huì)向著更廣泛的領(lǐng)域和更高水平發(fā)展 現(xiàn) 在能把握機(jī)遇 開拓市場(chǎng) 不斷發(fā)現(xiàn)新的增長點(diǎn)的模具企業(yè)和能生產(chǎn)高技術(shù)含量模具 的企業(yè)日子普遍好過 使自己生產(chǎn)的模具向高水平發(fā)展 不斷提高自己的綜合素質(zhì)和 整體實(shí)力及進(jìn)入國際市場(chǎng)的競(jìng)爭力 6 世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)正加速向我國轉(zhuǎn)移 其表現(xiàn)形式 一是遷廠 二是投資 三是采購 這一趨向雖然并非這幾年才有 但近幾年更加明顯 我們應(yīng)該 抓住機(jī)遇 加快發(fā)展步伐 1 4 存在的問題 我國塑料模具行業(yè)與其發(fā)展需要和國外先進(jìn)水平相比 主要存在 6 個(gè)方面的問題 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 1 發(fā)展不平衡 產(chǎn)品總體水平較低 雖然個(gè)別企業(yè)的產(chǎn)品已達(dá)到相當(dāng)高的水平 個(gè)別企業(yè)的部分產(chǎn)品已達(dá)到或接近國際水平 但總體來看 模具的精度 型腔表面的 粗糙度 生產(chǎn)周期 壽命等指標(biāo)與國外先進(jìn)水平相比上有較大的差距 包括生產(chǎn)方式 和企業(yè)管理在內(nèi)的總體水平與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比尚有 10 年以上的差距 2 工藝裝備落后 組織協(xié)調(diào)能力差 雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造 工藝 裝備水平已比較先進(jìn) 有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國外 但大部分企業(yè)的 工藝裝備仍比較落后 更主要的是我們的企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力差 難以整合或調(diào)動(dòng)社會(huì) 資源為我所用 從而就難以承接比較大的項(xiàng)目 3 大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱 一方面是技術(shù)人員比例低 水平不夠高 另一方面是 科研開發(fā)投入少 更重要的是觀念落后對(duì)開發(fā)不夠重視 模具企業(yè)不但要重視模具開 發(fā) 而且要重視產(chǎn)品開發(fā) 4 管理落后更甚于技術(shù)落后 技術(shù)落后往往容易看到 管理落后有時(shí)卻難以意識(shí) 到 國內(nèi)外模具企業(yè)管理上的差距十分明顯 管理的差距所帶來的問題往往比技術(shù)上 的差距更為嚴(yán)重 同一個(gè)企業(yè) 設(shè)備不變 人員不變 管理一變立竿見影 這樣的例 子并不少見 5 供需矛盾一時(shí)還難以解決 2004 年 國產(chǎn)塑料模具國內(nèi)市場(chǎng)滿足率不足 74 其中大型 精密 長壽命模具滿足率還要低 估計(jì)不足 60 同時(shí) 工業(yè)發(fā)達(dá)國家的 模具正在加速向我國轉(zhuǎn)移 國家采購越來越多 國際市場(chǎng)前景很好 市場(chǎng)需求旺盛 生產(chǎn)發(fā)展一時(shí)還難以跟上 供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時(shí)間 6 體制和人才問題的解決尚待時(shí)日 在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中 競(jìng)爭性行業(yè) 特別 是像模具這樣依賴于特殊用戶 需單件生產(chǎn)的行業(yè) 國有和集體所有制原來的體制和 經(jīng)營機(jī)制已越來越顯得不適應(yīng) 人才的數(shù)量和素質(zhì)水平也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展 雖 然各地都在努力解決這兩個(gè)問題 但要得到較好解決尚待時(shí)日 展望未來 由于國際 國內(nèi)宏觀環(huán)境良好 國內(nèi)塑料模具各主要用戶行業(yè)仍將以 較快速度發(fā)展 塑料模具也必將持續(xù)高速發(fā)展 目前存在的問題通過國內(nèi)外交流與合 作 全行業(yè)的共同努力和各方面的支持 不久的將來 定會(huì)得到較好的解決 1 5 發(fā)展展望 在信息化帶動(dòng)工業(yè)化發(fā)展的今天 我們既要看到成績 又要重視落后 要抓住機(jī) 遇 采取措施 在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下 盡快提高塑料模具的水平 把 自己帶入到國際市場(chǎng)中去 促進(jìn)我國整個(gè)模具行業(yè)的快速發(fā)展 隨著市場(chǎng)的發(fā)展 塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會(huì)不斷發(fā)展 因此對(duì)模 具的要求也一定會(huì)越來越高 為了滿足市場(chǎng)的需要 未來的塑料模具無論是品種 結(jié) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 構(gòu) 性能還是加工技術(shù)都比將會(huì)有較快的發(fā)展 而且這種必須跟上時(shí)代發(fā)展步伐 展 望未來 下列幾方面發(fā)展趨勢(shì)預(yù)計(jì)會(huì)在行業(yè)中得到較快應(yīng)用和推廣 當(dāng)然 這是需要 開拓 創(chuàng)新和做出艱苦努力的 1 超大型 超精密 長壽命模具將得到發(fā)展 2 多樣材質(zhì) 多種顏色 多層多腔 多種成型方法一體化的模具得到發(fā)展 3 各種快速經(jīng)濟(jì)模具 特別是與快速成型相結(jié)合的 RP RT 技術(shù)得到較快的發(fā)展 4 模具設(shè)計(jì) 加工機(jī)各種管理獎(jiǎng)項(xiàng)數(shù)字化 信息化方向發(fā)展 CAD CAM CAE CAPP 及 PDM 等等向智能化 集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 5 更加高速 更加高精度 更加智能化的各種模具加工設(shè)備將進(jìn)一步得到發(fā)展與 推廣應(yīng)用 6 更高性能及滿足特殊用途的各種模具新材料將會(huì)不斷發(fā)展 隨之而來的也會(huì)產(chǎn) 生一種特殊的和更為先進(jìn)的加工方法 7 各種模具型腔表面處理技術(shù) 涂覆 修補(bǔ) 研磨和拋光的新工藝也會(huì)不斷得到 發(fā)展 8 逆向工程 并行工程 復(fù)合加工乃至虛擬技術(shù)將得到發(fā)展 9 熱流道技術(shù)將會(huì)迅速發(fā)展 氣輔和其他注射成型工藝及模具業(yè)將會(huì)有所發(fā)展 10 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高 十一五 期間 在科學(xué)發(fā)展觀的指導(dǎo)下 廣大 模具企業(yè)將進(jìn)一步深化改革 下功夫搞好科技進(jìn)步與創(chuàng)新 堅(jiān)持走新型工業(yè)化道路 將速度效益型的增長模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型的軌道上來 模具工業(yè)必將獲 得更好的發(fā)展 1 6 設(shè)計(jì)的研究設(shè)想及研究方法 本設(shè)計(jì)已洗發(fā)液瓶蓋為研究對(duì)象 通過對(duì)制件外型尺寸進(jìn)行分析 材料選為聚丙 烯 確定模具設(shè)計(jì)方案 制件的三維實(shí)體由 PRO E 做出 根據(jù)原始塑料零件定義參 照模型 定義模具坯料 在參照模型上進(jìn)行拔模檢測(cè) 設(shè)置模具模型的收縮率 定義 分型面 定義體積塊 以將模具分割成單獨(dú)的元件 抽取模具體積塊 以生成模具特 征 增加澆口 流道作為模具特征 填充模具型腔 以創(chuàng)建制模 創(chuàng)建澆鑄件 定義 開模步驟 使用 CAE 功能模塊執(zhí)行模流分析 估計(jì)模具的初步尺寸并選取合適模座 最后完成模具工程圖的制作 1 7 設(shè)計(jì)的結(jié)果及意義 本次設(shè)計(jì)的目的是 通過測(cè)量實(shí)際制件的尺寸 利用三維制圖軟件得到之間的 三維模型 選擇合適的注射機(jī) 澆注系統(tǒng) 標(biāo)準(zhǔn)模架 推出機(jī)構(gòu)等等 最后利用 Proe 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 畫出模具的三維圖紙 并在此基礎(chǔ)上畫出模具的裝配圖和零件圖 完成設(shè)計(jì)說明書 通過這次系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 可以將大學(xué)的知識(shí)串聯(lián)起來 完整的復(fù)習(xí) 并將其應(yīng)用到實(shí)際 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 第 2 章 分型面位置以及型腔數(shù)量和排列方式的確定 2 1 塑件的分析 塑件的分析 該塑件是一個(gè)洗發(fā)水瓶蓋 屬于小型復(fù)雜零件 材料選擇為聚丙 烯 它柔韌性能好 伸縮率較高 塑件分上下蓋兩部分 可以開合 外觀要求光滑 如圖所示 塑件壁厚為 0 8mm 屬于塑料制件 生產(chǎn)批量大 其中部分尺寸在實(shí)件體 零件圖里有標(biāo)注 該零件分為兩部分 圖 2 1 是用 Pro e 創(chuàng)建的零件 圖 2 1 制件的三維立體圖 2 2 塑件材料的選擇 選擇材料的合適與否關(guān)系著這個(gè)設(shè)計(jì)的成敗與否 所以應(yīng)慎重選擇 幾種典型的 材料進(jìn)行比較選取 2 2 1 丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚物 ABS ABS 外觀是淡黃色非晶態(tài)樹脂 不透明 密度與聚苯乙烯基本相同 ABS 具有 良好的綜合物理力學(xué)性能 耐熱 耐磨 耐油 尺寸穩(wěn)定 加工性能優(yōu)良 具有三種 單體所賦予的優(yōu)點(diǎn) 其中丙烯腈賦予材料良好的剛性 硬度 耐油性耐寒性 苯乙烯 賦予材料剛性 硬度 光澤性和良好的加工流動(dòng)性 改變?nèi)M分比例可以調(diào)節(jié)材料性 能 ABS 為無定型聚合物 無明顯熔點(diǎn) 融融流動(dòng)溫度不太高隨所含三種單體比例 不同 在 160 C 190 C 度具有充分的流動(dòng)性 且熱穩(wěn)定性好在高于 285 時(shí)才出現(xiàn)分 解現(xiàn)象 因此加工溫度范圍較寬 ABS 熔體具有明顯的非牛頓性 提高成型壓力可 以使熔體粘度明顯減小 粘度隨溫度升高也會(huì)明顯下降 ABS 吸濕性稍大于聚苯乙 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 烯 吸水率在 0 2 0 45 之間 但由于熔體粘度不高 對(duì)于要求不高的制品 可以 不經(jīng)干燥 但干燥可使制品具有良好的表面光澤并可改善內(nèi)在質(zhì)量 在 80 90 一下 干燥 2 3 個(gè)小時(shí) 可以滿足各種成型要求 ABS 具有較小的成型收縮率 收縮率變化 最大范圍約為 0 3 0 8 在多數(shù)情況下 其變化不小于該范圍 注塑是 ABS 塑料 最重要的成型方法 可以采用柱塞式注塑機(jī) 但更常用螺桿式注塑機(jī) 后者更適于形 狀復(fù)雜制品 大型制品成型 2 2 2 聚苯乙烯 PS 聚苯乙烯是無色無味的透明剛硬固體 制品鄭地時(shí)有金屬般鳴響 聚苯乙烯透 光率不低于 80 霧度約為 3 折射率較大 在 1 5 1 6 之間 具有特殊光亮 但 儲(chǔ)存容易泛黃 泛黃的原因之一是單體純度不夠 特別是在含微量元素時(shí) 二是聚合 物在空氣中緩慢老化引起發(fā)黃 聚苯乙烯較輕 密度在 1 04 1 05 之間 1 力學(xué)性能 聚苯乙烯在熱塑性塑料中屬于典型的硬而脆材料 拉伸 彎曲等常 規(guī)力學(xué)性能高于聚苯烴 拉伸時(shí)無明顯屈服現(xiàn)象 2 熱學(xué)性能 聚苯乙烯分子鏈雖是剛性鏈 但由于是無定型結(jié)構(gòu) 超過玻璃花溫 度即開始軟化 軟化點(diǎn)為 95 左右 許多力學(xué)性能都受到溫度升高的明顯影響 最 高連續(xù)實(shí)用溫度僅 60 80 120 時(shí)開始成為熔體 180 時(shí)開始具有流動(dòng)性 其熱 穩(wěn)定性較好 超過 300 才開始分解 因此聚苯乙烯具有較高的成型加工區(qū)間 3 電性能 聚苯乙烯是非極性聚合物 具有優(yōu)異的介電 電絕緣性能 由于吸 濕性很小 電性能也不變環(huán)境溫度改變的影響 4 加工工藝性 吸濕性很小 加工前一般不需要與專門的干燥工序 成型溫度范 圍較寬 收縮率及其變化范圍都很小 一般在 0 2 0 8 有利于成型尺寸精度較高 和尺寸穩(wěn)定性的制品 聚苯乙烯制品容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 并且在空氣中緩慢老化引起發(fā) 黃 很明顯不適合選用 2 2 3 聚丙烯 PP 聚丙烯 俗稱百折膠 是繼尼龍之后發(fā)展到的又一種樹脂品種 它是一種高密度 無側(cè)鏈 高結(jié)晶體的聚合物 是一種半透明 半晶體的熱塑性塑料 聚丙烯按其結(jié)晶 度可以分為等規(guī)聚丙烯和無歸聚丙烯 常用的聚丙烯原料是等規(guī)聚丙烯 聚丙烯具有 優(yōu)良的綜合性能 具有高強(qiáng)度 絕緣性能好 吸水率低 熱變形溫度高 密度小 結(jié) 晶度高等特點(diǎn) 有著良好的硬度和剛性 具有高抗蠕變和應(yīng)力松弛能力 優(yōu)良的耐磨 性 自潤滑性 耐疲勞性 是其它工程材料不能相比的 1 聚丙烯的特性 1 物理性能 純聚丙烯是透明的象牙白色 蠟狀 無毒 無味的乳白色高結(jié)晶 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 聚合物 密度為 0 9 0 91g cm 是通用塑料中最輕的一種 成型收縮率 1 0 2 5 對(duì)水特別穩(wěn)定 24 小時(shí)在水中的吸水率為 0 01 成形性好 但收縮率大 制品壁厚 制品容易凹陷 制品表面光澤度好 容易著色 2 力學(xué)性能 聚丙烯的結(jié)晶度高 結(jié)構(gòu)規(guī)則 具有良好的力學(xué)性能 其強(qiáng)度和硬度 彈性都較 好 但在室溫和低溫下沖擊強(qiáng)度較差 分子量增加的時(shí)候沖擊強(qiáng)度也增大 但成型加 工性能變差 聚丙烯突出的性能是抗彎曲疲勞性 干燥系數(shù)與尼龍相似 在潤滑油下 不如尼龍 3 熱性能 聚丙烯的燃燒熱很高 很難支撐阻燃產(chǎn)品 聚丙烯具有良好的耐熱性 熔點(diǎn)在 164 170 之間 制品在 100 以上驚醒消毒滅菌 在不變外力的情況下 150 也不變 形 但低溫時(shí)便脆 不耐磨 易老化 脆化溫度為 35 可在 100 左右長時(shí)間使用 聚丙烯不適合 0 以下使用 由于均聚物的聚丙烯在 0 以下時(shí)非常脆 因此需對(duì)商 業(yè)的聚丙烯材料是加入 1 4 乙烯的無規(guī)則共聚物或者更高比例乙烯含量的鉗段式共 聚物 共聚物型的聚丙烯材料有較高的熱扭曲溫度 低透明度 低光澤度 低剛性 但是有更強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度 聚丙烯的強(qiáng)度隨著乙烯含量的增加而增大 聚丙烯的維卡 軟化溫度為 150 由于結(jié)晶度較高 這種材料的表面剛性和抗劃痕特性比較好 聚 丙烯不存在環(huán)境應(yīng)力開裂問題 聚丙烯也不像聚乙烯那樣在高溫下具有抗氧化性 4 化學(xué)性能 聚丙烯化學(xué)穩(wěn)定性好 除了強(qiáng)氧化劑和非極性溶劑能使聚丙烯降解 聚丙烯對(duì)化 學(xué)侵蝕有很強(qiáng)的抵抗力 農(nóng)地較低的溶液則對(duì)聚丙烯無害 但低分子量的脂肪烴 汽 油 二甲苯 氯化烴等能使聚丙烯軟化和溶脹 共聚物溶脹程度比均聚物高 聚丙烯 從這類溶劑中取出后 其尺寸恢復(fù)原狀 由于表面惰性極大 如果不采用火焰處理或 類似技術(shù) 很難在聚丙烯進(jìn)行印刷 噴漆及粘合 5 電性能 聚丙烯的高頻絕緣性能優(yōu)良 由于它幾乎不吸水 故絕緣性能不變溫度的影響 PP 具有較高的介電系數(shù) 隨著溫度的上升 可以用來制作變熱的電氣絕緣制品 它 的擊穿電壓很高 聚丙烯的抗壓性 耐電弧好 但靜電度高 遇銅易老化 能制造高 純度的聚丙烯 用于半導(dǎo)體工業(yè) 6 耐老化性 聚丙烯對(duì)紫外線很敏感 耐紫外線性能 抗其它穿透性能很差 加入氧化鋅 硫 化丙酸二月桂酯 炭黑或類似的乳白填料比可以改善其耐老化性能 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 2 成型性能 1 吸濕性小 易發(fā)生熔體破裂 長期與金屬接觸容易容易分解 2 結(jié)晶性好 但收縮范圍及收縮值大發(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 材料 方向性明顯 低溫高壓時(shí)尤其明顯 磨具溫度低于 50 C 塑件不光滑 易產(chǎn)生熔接不 良 留痕 90 C 以上易發(fā)生翹曲變形 4 塑料壁厚均勻 避免缺膠 夾角 以防應(yīng)力集中 2 3 注射工藝選擇 影響注塑件質(zhì)量的因素有很多 當(dāng)成型材料 成型設(shè)備選定后 注塑成型過程中 工藝條件的選擇與控制就成為最大的關(guān)鍵因素 概括的講 注塑成型工藝條件主要包 括四個(gè)方面 即溫度 壓力 速度和時(shí)間 2 3 1 溫度 注塑成型過程中需要控制的溫度主要包括料筒溫度 噴嘴溫度和磨具溫度 1 料筒溫度 確定料筒溫度時(shí) 應(yīng)保證塑料塑化均勻 能順利的進(jìn)行充模 同時(shí)又不制造成型 塑料降解 料筒溫度應(yīng)在考慮到成型材料的熱穩(wěn)定性 流動(dòng)性能等基礎(chǔ)上含模選擇 并在成型過程中保持穩(wěn)定 料筒溫度的分布通常是從料斗向噴嘴 方向逐步升高 以 保證塑料溫度平穩(wěn)上升 達(dá)到均勻塑化的目的 聚丙烯塑料制品適用的料筒溫度為后 端 150 210 C 中段 170 230 C 前段 190 250 C 2 噴嘴溫度 通常低于料筒最高溫度 主要是防止直通式噴嘴 可能產(chǎn)生的留延現(xiàn)象 噴嘴溫 度的降低可通過塑料熔體在此剪切作用產(chǎn)生的熱量得到部分補(bǔ)償 由參考資料 18 3 5 表 查得 聚丙烯塑料制品的噴嘴溫度范圍為 240 250 C 1 模具溫度 2 模具溫度是指與塑料直接接觸的磨壁溫度 她直接影響塑料的沖模流動(dòng)性 制品的冷卻速率 成型周期以及制品的結(jié)晶 取向 收縮率等的結(jié)果 是關(guān)系制品質(zhì) 量的重要特性 由參考資料 18 表 3 7 查得 聚丙烯塑件的熱變形溫度 1 82MPa 時(shí)為 56 76 C 0 45MPa 時(shí)為 102 115 C 查表 18 3 8 得注塑成型可選用的模溫范圍 55 65 C 2 3 2 壓力 注塑成型過程中需要選擇和控制的壓力包括塑化壓力 注射壓力和保壓壓力 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 1 塑化壓力及螺桿轉(zhuǎn)速 1 塑化壓力是指螺桿塑化物料時(shí) 推向其前端的融融物料對(duì)螺桿壓力 背壓對(duì) 注塑成型的影響主要體現(xiàn)在物料塑化效果塑化能力兩個(gè)方面 在保證塑化質(zhì)量和熔體 密度的情況下盡量適用背壓 2 螺桿轉(zhuǎn)速也是影響塑化能力和塑化效果的重要參數(shù) 對(duì)每種物料都有一定含 量的轉(zhuǎn)速范圍 需要根據(jù)世紀(jì)情況而定 聚丙烯背壓 3 4 6 9MPa 螺桿轉(zhuǎn)速在 50 150r min 之間 9 2 注射壓力 注射壓力是指注塑時(shí)螺桿施加與料筒內(nèi)熔融塑料單位面積上的力 其作用是使料 筒中的容料克服注塑機(jī)噴嘴及模具澆注系統(tǒng)的阻力 以一定速度 一定壓力充滿模腔 并將模具中的物料壓實(shí) 注射壓力對(duì)熔體的流動(dòng) 沖模及制品的質(zhì)量有很大的影響 2 4 聚丙烯的用途 用于汽車工業(yè) 主要實(shí)用含金屬添加劑的 PP 擋風(fēng)板 通風(fēng)管 風(fēng)扇 器械襯 墊 干燥機(jī) 洗衣機(jī)框架及機(jī)蓋 冰箱門襯底 日用消費(fèi)品 可用于工程材料 多用 于制造電視機(jī)收音機(jī)外殼 電氣絕緣材料 防腐管道 板材 也用于生產(chǎn)扁絲 纖維 包裝薄膜 盆 編織袋 瓶蓋 汽車保險(xiǎn)桿等它也抗細(xì)菌生產(chǎn) 適合做一次性注射器 和醫(yī)療設(shè)備 纖維是聚丙烯的一個(gè)主要市場(chǎng) 通過拉伸或定向 可使器抗張強(qiáng)度提高 15 倍 抽絲產(chǎn)品包括衣物 尿布 非制品 家具 皮革 農(nóng)用袋 鋪地物 地毯 聚丙烯還 可以鑄造或定向拉伸成為薄膜 定向薄膜可作為香煙 糖果及許多視頻的包裝材料 非定向薄膜用于電容器活包裝材料 聚丙烯材料用于炙熱成型容器 這連同防潮和傳氣傳味性能必須符合 FDA 規(guī)定 新型極低模量產(chǎn)品可以用壓延機(jī)壓延 并與軟質(zhì)乙烯基樹脂爭奪市場(chǎng) 通過主色吹塑 法擠壓吹塑法或拉伸吹塑法 可以把聚丙烯加工成中空制品 為了提高吹塑和熱成型 性能 已開放處高熔體強(qiáng)度聚丙烯 市場(chǎng)上有快速加工擠壓貼膠級(jí)聚丙烯 聚丙烯卓越的電性能使其適合于電話線和 數(shù)據(jù)線及傳輸電纜的絕緣材料 許多不同類型的注塑部件是由聚丙烯或聚乙烯的抗沖 擊共聚物制成的 在汽車市場(chǎng) 共聚物被用作內(nèi)部裝潢和面板 外部組件和蓄電池等 均聚物和填充及用于發(fā)動(dòng)機(jī)箱活作儀表板 玻璃填料及聚丙烯用作裝飾品或器具的部 件 所有無填充料的聚丙烯樹脂可作家具用品 醫(yī)療器具 包括一次性放射性殺菌用 品 主要實(shí)用低成本的均聚物和無規(guī)共聚物 薄壁模塑容器擴(kuò)大了聚丙烯傳統(tǒng)包裝市 場(chǎng)的范圍 如防竄改的窗釘器和配料器 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 表 2 1 三種材料材料性能參數(shù)表 ABSPSPP 密度 g cm3 1 051 04 1 060 90 0 91 收縮率 0 3 0 80 2 0 81 0 2 5 熔點(diǎn) C 130 160131 165220 275 熱變形溫度 C 65 9865 90102 模具溫度 C 60 8040 6040 80 注射壓力 MPa 60 10060 10068 6 137 2 塑化形式螺桿柱塞式螺桿柱塞式螺桿柱塞式 拉伸強(qiáng)度 MPa 33 4935 6337 拉伸彈性模量 MPa 1 82 8 3 5 彎曲強(qiáng)度 MPa 8061 9867 5 缺口沖擊強(qiáng)度 KJ m2 11 200 25 0 4078 介電常數(shù) KV mm 2 4 5 02 724 噴嘴溫度 C 220 240160 170240 250 2 5 分型面位置的確定 設(shè)計(jì)塑料注塑模具時(shí)選擇分型面是一個(gè)重要的環(huán)節(jié) 分型面選擇合理模具的工藝 性強(qiáng) 容易加工 塑件質(zhì)量也容易得到保證 否則會(huì)給造模帶來麻煩 為了將塑件和澆注料從模具中取出 以及為了將活動(dòng)型芯或嵌件裝入莫體 必須 將模具分成兩個(gè)或者幾個(gè)部分 一般的模體結(jié)構(gòu)大體分為定模和動(dòng)模兩大部分 當(dāng)模 體閉合時(shí) 凹模相合的接觸面叫做分型面 通常模具的分型面與成型注塑機(jī)的開模方 向垂直 開模時(shí)將注射后冷卻固化的塑件及澆注凝料從模體中頂出取出 再將模腔內(nèi) 的雜物清除 或?qū)⑶都罨顒?dòng)型芯安放與模腔內(nèi) 2 5 1 分型面的基本形式 分型面的形式由塑件的具體情況而定 但大體上有水平分型面 斜分型面 階梯 分型面 曲面分型面等 材 料 性質(zhì) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 圖 2 2 分型面的幾種形式 2 5 2 選擇分型面的基本原則 分型面是模具結(jié)構(gòu)中的基準(zhǔn)面 它直接影響著成型塑件的質(zhì)量 模具加工工藝性 以及注塑成型效率等 因此確定模的分型面是模具設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)之一 選擇模具分型面時(shí) 通常應(yīng)考慮如下有關(guān)問題 根據(jù)塑件的某些技術(shù)要求 確定 成型零件在動(dòng)模好定模上的配置 1 塑件的生產(chǎn)批量 2 結(jié)合塑件的流動(dòng)性確定澆注系統(tǒng)的形式和位置 3 型腔的溢流性和排氣條件 4 模具加工的工藝性 因此選擇分型面時(shí)的基本原則如下 1 保持塑料件外觀 2 分型面應(yīng)有利于排氣 3 應(yīng)考慮開模時(shí)塑件留在動(dòng)模一側(cè) 4 應(yīng)容易保證塑件的精度要求 5 扣分幸免應(yīng)力求簡單實(shí)用并易于加工 6 考慮側(cè)向分型面與主分型面的協(xié)調(diào) 7 分型面與注射機(jī)的參數(shù)相適應(yīng) 8 考慮脫模斜度的影響 9 嵌件和活動(dòng)型芯應(yīng)安裝方便 2 6 確定行腔數(shù)目和排列方式 2 6 1 行腔數(shù)量的確定 考慮到該塑件的精度要求不高 還是大批量生產(chǎn)可以采用一模多腔 根據(jù)塑料制 品的結(jié)構(gòu) 初步確定采用一模兩腔的模具形式 2 6 2 型腔排列方式的確定 1 多腔時(shí) 型腔在模板上通常采用圓形排列 H 形排列 直線型排列以及復(fù)合排 列一邊構(gòu)成平衡式澆注系統(tǒng) 保證制品的質(zhì)量均一和穩(wěn)定 2 型腔布置和教主口部位應(yīng)力求對(duì)稱 以便防止模具稱便偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 3 盡可能使型腔排列緊湊 以便減小的外形尺寸 4 多腔多腔時(shí) 型腔在模板上通常采用圓形排列 H 形排列 直線型排列以時(shí)型 腔在模板上通常采用圓形排列 H 形排列 直線型型腔的圓形排列所在的模板尺寸大 雖有利于澆注系統(tǒng)的平衡 但加工困難 除圓形制品和一些高精度制品外 在一般情 況下 常用直線排列和 H 形排列 選擇分型面的位置時(shí) 分型面一般不取在裝飾外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處 分型面 必須設(shè)置在產(chǎn)品的最大截面處 而且便于開模后塑件留在動(dòng)模的一側(cè) 以保證便于頂 出機(jī)構(gòu)能夠順利脫模 選擇分型面時(shí)應(yīng)遵循如下原則 1 符合塑件脫模 為使塑件能從模具內(nèi)取出 分型面的位置應(yīng)設(shè)在塑件斷面最大 尺寸的部位 2 分型面的數(shù)目和形狀 通常只采用一個(gè)與開模運(yùn)動(dòng)方向相垂直的分型面 確定 分形面應(yīng)以模具制造及脫模方便為原則 3 型腔的選擇 盡量防止形成側(cè)孔和側(cè)凹 以避免采用較復(fù)雜的模具結(jié)構(gòu) 4 確保表面質(zhì)量 分型面盡量不要選擇塑件光滑的外表面 避免影響塑件的外觀 質(zhì)量 將塑件要求同軸度的部分放在分型面的同一側(cè) 以確保塑件的同軸度 要考慮減 小造成塑件大 小端的尺寸差異要求等 5 有利于塑件脫模 由于模具的脫模機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動(dòng)模一側(cè) 故盡可能使開模 后塑件留在動(dòng)模一側(cè) 6 考慮側(cè)向軸拔距 一般機(jī)械式分型抽芯機(jī)構(gòu)的側(cè)向軸拔距都較小 因此選擇分 型面的時(shí)應(yīng)將抽芯或分型距離長的方向置于動(dòng) 定模的開合模方向上 即將短軸拔距 作為側(cè)向分型或抽芯 并注意將側(cè)抽芯放在動(dòng)模邊 避免定模抽芯 7 鎖緊模具的要求 側(cè)向合模鎖緊力較小 故對(duì)于投影面積較大的大型塑件 應(yīng) 將投影面積大的方向放在動(dòng) 定模的合模方向上 而將投影面積小較小的方向作為側(cè) 向分型面 8 有利于排氣 當(dāng)分型面作為主要排氣渠道時(shí) 應(yīng)將分型面設(shè)計(jì)在塑料的流動(dòng)末 端 以利于排氣 9 模具零件易于加工 2 7 本章小結(jié) 本章從塑件的尺寸結(jié)構(gòu)分析出發(fā) 充分了解了制件的結(jié)構(gòu) 通過比較幾種常用的 塑料 確定了制件的材料采用聚丙烯 并初步確定了制件的分型面以及模具的基本形 式 此外 制件的排列方式采用對(duì)排式 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 第 3 章 注射機(jī)的選定 注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)包括注射 合模 綜合性能等三個(gè)方面 如公稱注射量 螺桿直徑及有效長度 注射行程 注射壓力 注射速度 塑化能力 合模力 開模力 開模合模速度 開模行程 模板尺寸 推出行程 推出力 空循環(huán)周期 機(jī)器的功率 體積和重量等 3 1 注射量的計(jì)算 通過計(jì)算機(jī) PRO E 建模分析 可以得到塑件的體積 3 8 103 mm3 3 8cm3 1 V 流道凝料的質(zhì)量還未知 可以按塑件質(zhì)量的 0 6 倍來估算 上述已經(jīng)確定制件模具為 一模兩腔 所以注射容量公式為 1 1 6n 3 1 V 1 V 式中 n 為型腔數(shù) 這里取 2 注射容量為 1 6n 1 6 2 3 8cm3 12 16cm3 V 1 V 3 2 初選注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格 從實(shí)際注射量是額定注射量的 20 80 之間考慮 以及所選塑料聚丙烯的成型 工藝要求等方面的考慮 初選額定注射量為 60 cm3臥式注射成型機(jī) XS ZY 60 該設(shè) 備的技術(shù)規(guī)范見表 3 1 3 3 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 3 3 1 注射量的校核 據(jù)式 1 V件 0 8V注 3 2 式中 V件 塑件與澆注系統(tǒng)的體積 cm3 V注 注射機(jī)的注射量 cm3 0 8 最大注射容量的利用系數(shù) 已知 V件 1 6n 12 16cm3 60 0 8 48cm3 1 V 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 表 3 1 XS ZY 60 40 型注射成型機(jī)技術(shù)規(guī)范 螺桿直徑 mm 30 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 0 200 理論注射量 cm3 60 注射壓力 MPa 150 注射速率 g s 60 注 射 裝 置 塑化能力 g s 5 6 鎖模力 kN 400 拉桿間距 H L mm mm 295 185 模板行程 mm 260 180 模具最小厚度 mm 160 模具最大厚度 mm 280 定位孔直徑 mm 55 定位孔深度 mm 10 噴嘴孔直徑 mm 3 5 噴嘴球半徑 mm 15 頂出行程 mm 140 鎖 模 裝 置 頂出力 kN 15 油泵電動(dòng)機(jī)功率 kW 11 其 他 加熱功率 kW 7 25 鎖模力的校核 1 F KN 3 3 kPA 1000 式中 F 注射機(jī)的額定鎖模力 N A 塑料制品與澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積 m2 P 熔融塑料在型腔內(nèi)的平均壓力 MPa 取 35MPa K 安全系數(shù)取 1 1 1 2 這里取 1 2 代入數(shù)據(jù)得 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 143 4KN 400KN 3 4 kPA 1000 66 1 2 35 103414 29 10 1000 故滿足要求 3 3 2 注射壓力的校核 塑件成形所需的注射壓力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定注射壓力 其關(guān)系按下式校 核 1 3 5 成 p 注 p 式中 塑件成形所需的注射壓力 MPa 成 p 所選注射機(jī)的額定注射壓力 MPa 注 p 已知 30MPa 150MPa 成 p 注 p 所以滿足 成 p 注 p 3 3 3 模具閉合厚度的校核 模具閉合時(shí)的厚度在注射機(jī) 動(dòng) 定模板的最在閉合高度和最小閉合高度之間 其關(guān)系按下式校核 1 3 6 min H m H max H 式中 min H 注射機(jī)允許的最小模具厚度 mm 模具閉合厚度 mm m H 注射機(jī)允許的最大模具厚度 mm max H 已知 min H 160 mm max H 280 mm 初步設(shè) m H 250 mm 則滿足要求 3 3 4 注射機(jī)最大開模行程與模無關(guān)時(shí)的校核 注射機(jī)開模行程的校核 1 Smax H1 H2 5 10 mm 3 7 式中 H1 制品所用的脫模距離 為 60mm H2 包括與制品相連的澆注系統(tǒng)凝固后在內(nèi)的制品高度 為 88mm Smax 注射機(jī)最大的開模行程 mm Smax 250 60 88 10 158 mm 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 故滿足上式 3 3 5 脫模距與模板行程的校核 由于采用單分型面注射模 所以其開模行程公式 1 H1 H2 5 10mm L 3 8 式中 H1 脫模距離 mm H2 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度 mm L 注射機(jī)開模行程 即移動(dòng)模板的行程 mm 所以 L 60 88 5 10mm 153mm 160mm 即合格 3 4 本章小結(jié) 本章是在查閱相關(guān)資料學(xué)習(xí)有關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)之后 通過對(duì)注射量的計(jì)算 然后根 據(jù)注射機(jī)的選擇原則 以及相關(guān)資料的查閱最終選擇了 SZ 60 40 型注射機(jī)為本次設(shè) 計(jì)對(duì)象的注射機(jī) 并對(duì)注塑機(jī)的鎖模力 注射壓力 模具閉合厚度 最大開模行程 脫模距與模板行程的校核 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 第 4 章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4 1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn) 首先要對(duì)塑料制品所采用的塑料品種 制品的幾何形狀 尺寸 使用的機(jī)床設(shè)備 注射事可能產(chǎn)生的缺陷及填充條件等作全面的分析 同時(shí)模具的分型面選擇與澆注系 統(tǒng)的選擇有密切關(guān)系 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)基本要點(diǎn)如下 1 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí) 澆道應(yīng)盡量減少彎折 表面粗糙度為 Ra1 6 Ra0 8 m 2 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí) 應(yīng)考慮到模具使一模一腔還是一模多腔 澆注系統(tǒng)應(yīng)按型腔 布局設(shè)計(jì) 盡量與模具中心線對(duì)稱 3 塑料制品投影面積較大時(shí) 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí) 應(yīng)避免在模具的單面開設(shè)澆口 否則會(huì)造成注射使受力不均 4 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí) 應(yīng)考慮去除澆口方便 修正澆口時(shí)在塑料制品上不留痕跡 以保證塑料制品的外觀 5 一模多件時(shí) 應(yīng)防止將大小相差懸殊的塑料制品放在同一模具內(nèi) 6 在設(shè)計(jì)主流道時(shí) 避免熔融的塑料直接沖擊小直徑型芯 以免產(chǎn)生彎曲或折斷 7 在滿足塑料成型和排氣良好的前提下 要選取最短的流程 這樣可縮短填充時(shí) 間 能順利地引導(dǎo)熔融的塑料填充各個(gè)部位 并在填充過程中不致產(chǎn)生塑料渦流 紊 亂現(xiàn)象 使型腔內(nèi)的氣體順利排除模外 8 在成批塑料制品生產(chǎn)時(shí) 在保證產(chǎn)品質(zhì)量前提下 要縮短冷卻時(shí)間及成型周期 9 因主流道處有收縮現(xiàn)象 若塑料制品在這個(gè)部位要求精度較高時(shí) 主流道應(yīng)留 有加工余量或修正余量 4 2 主流道的設(shè)計(jì) 4 2 1 主流道的作用 主流道 它是連接注射機(jī)料筒噴嘴和注射模具的橋梁 也是熔融塑料進(jìn)入模具型 腔時(shí)最先經(jīng)過的地方 主流道的大小和塑料進(jìn)入型腔的速度及充模時(shí)間的長短有密切 關(guān)系 若主流道太大 其主流道塑料體積增大 回收冷料多 冷卻時(shí)間增長 使包藏 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 的空氣增多 如果排氣不良 易在塑料制品內(nèi)造成氣泡或組織松散等缺陷 影響塑料 制品的質(zhì)量 同時(shí)也易造成進(jìn)料時(shí)形成旋渦及冷卻不足 主流道外脫模困難 若主流 道太小 則塑料在流動(dòng)過程中的冷卻面積相應(yīng)增加 熱量損失增大 粘度提高 流動(dòng) 性降低 注射壓力增大 易造成塑料制品成型困難 4 2 2 主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1 澆口套的內(nèi)孔 主流道 呈圓錐形 錐度為 2 6 取 3 2 澆口套進(jìn)口的直徑 d 應(yīng)比注塑機(jī)噴嘴直徑 d1大 1 2mm 3 澆口套內(nèi)孔出料口處應(yīng)設(shè)計(jì)成圓角 r 一般為 0 5 3mm 4 澆口套與注塑機(jī)噴嘴接觸處球面的圓弧必須吻合 設(shè)模具澆口套球面半徑為 R 注射機(jī)球面半徑為 r 其關(guān)系式如下 R r 0 5 1mm 5 澆口套長度應(yīng)盡量短 可以減少冷料回收量 減少壓力損失和熱量損失 6 澆口套錐度內(nèi)壁表面粗糙度為 Ra1 6 Ra0 8 m 保證料流順利 易脫模 7 澆口套不能制成拼塊結(jié)構(gòu) 以免塑料進(jìn)入接縫處 造成冷料脫模困難 澆口套 的長度應(yīng)與定模板厚度一致 它的端部不應(yīng)凸出在分模面上 否則會(huì)造成合模困難 不嚴(yán)密 甚至壓壞模具 8 澆口套部位是熱量最集中的地方 為了保證注射工藝順利進(jìn)行和塑料質(zhì)量 要 考慮冷卻措施 4 2 3 澆口套結(jié)構(gòu)形式 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 圖4 1澆口套結(jié)構(gòu)形式 mm 澆口套材料為 T8A 淬火硬度為 HRC55 60 4 3 澆口的設(shè)計(jì) 4 3 1 澆口的作用 澆口是分流道和型腔之間的連接部分 也是注塑模具澆注系統(tǒng)的最后部分 通過 澆口直接使熔融的塑料進(jìn)入型腔內(nèi) 澆口的作用是使從流道來的熔融塑料以較快的速 度進(jìn)入并充滿型腔 型腔充滿塑料后 澆口能迅速冷卻封閉 防止型腔內(nèi)還沒有冷卻 的熱料回流 澆口的設(shè)計(jì)與塑料制品的形狀 塑料制品斷面尺寸 模具結(jié)構(gòu) 注射工藝參數(shù) 壓力等 及塑料性能等因素有關(guān) 澆口的截面要小 長度要短 這樣才能增大料流速度 快速冷卻封閉 便于使塑 料制品分離 塑料制品的澆口痕跡亦不明顯 塑料制品質(zhì)量的缺陷 如缺料 縮孔 分解 白斑 翹曲等往往都是由于澆口設(shè) 計(jì)不合理而造成的 4 3 2 澆口的類型 根據(jù)模具澆注系統(tǒng)在塑料制品上開設(shè)的位置 形狀不同 澆口的形式是多樣的 但通常用的澆口可分為盤形澆口 扇形澆口 環(huán)形澆口 點(diǎn)澆口 側(cè)澆口 直接澆口 潛伏澆口等 在此設(shè)計(jì)中選用側(cè)澆口 4 3 3 澆口設(shè)計(jì)基本要點(diǎn) 1 澆口應(yīng)開設(shè)在塑料制品斷面較厚的部位 能使熔融的塑料從塑料制品厚斷面 流向薄斷面 保證塑料充模完全 2 澆口位置的選擇 應(yīng)使塑料充模流程最短 減少壓力損失 有利于排除模具 型腔的氣體 3 澆口不能使熔融塑料直接進(jìn)入型腔 否則會(huì)產(chǎn)生漩流 在塑料制品上留下螺 旋 型痕跡 特別是點(diǎn)澆口 側(cè)澆口等更容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象 4 澆口位置的選擇 應(yīng)防止在塑料制品表面上產(chǎn)生拼縫線 特別是圓環(huán)或筒形 塑料制品 應(yīng)在澆口對(duì)面的熔料結(jié)合處加開冷料井 5 裝有細(xì)長型芯的注塑模所開的澆口位置 應(yīng)當(dāng)離型芯較遠(yuǎn) 以防止熔融料流 達(dá)到?jīng)_擊而使型芯變形 錯(cuò)位 6 大型和扁平塑料制品成型可多采用多點(diǎn)澆口 7 澆口位置應(yīng)開在不影響塑料制品外觀的部位 8 澆口尺寸的大小 取決于塑料制品的尺寸 幾何形狀 結(jié)構(gòu)和塑料的性能 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 9 設(shè)計(jì)多型腔注塑模時(shí) 結(jié)合流道平衡并考慮澆口的平衡 應(yīng)做到熔融塑料同 時(shí)均勻充滿型腔 10 為了在開模時(shí)從澆口套內(nèi)拉出主流道凝料使與注塑模具分離 一般在冷料 穴的盡端開設(shè)拉料桿 4 4 冷料穴 當(dāng)注射機(jī)未注射塑料之前 噴嘴最前端的熔融塑料的溫度較低 形成冷料渣為了 積存這部分的冷料渣 在進(jìn)口的末端的動(dòng)模板上開設(shè)一洞穴 這個(gè)就是冷料穴 為了在開模時(shí) 從澆口套內(nèi)拉出進(jìn)料口冷凝料與注塑機(jī)分離 一般在冷料穴的末 端位置設(shè)置拉料桿 拉料桿一般由注射機(jī)頂出機(jī)構(gòu)的頂板帶動(dòng) 開模后塑料制品脫模 進(jìn)料口的冷凝料被拉料桿拉出 在此設(shè)計(jì)中采用了 Z 頭拉料桿 4 5 排氣槽 在該型芯 型腔結(jié)構(gòu)中 型芯 型腔板與動(dòng)模板的間隙已經(jīng)構(gòu)成很好的排氣系統(tǒng) 因此 不需開設(shè)排氣槽 減少了加工量 降低了成本 4 6 本章小結(jié) 本章是通過閱讀相關(guān)的文獻(xiàn) 結(jié)合本次設(shè)計(jì)的塑料制件 選定合適的澆注系統(tǒng) 采用澆口套形成主流道 半圓形分流道 澆口為側(cè)澆口形式 Z 字形拉料桿 此外排 氣槽可以省去 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 第 5 章 成型零件的設(shè)計(jì)及模架的選擇 5 1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下 便于加工裝配 使 用 維修等角度加以考慮 5 1 1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成型塑件外表面的零部件 按其結(jié)構(gòu)類型可分為整體式和組合式兩大類 1 整體式凹模 凹模有一整塊金屬加工而成 其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單 牢固 不易變形 塑件無拼縫 痕