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PBT玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料水輔注塑成型的實(shí)驗(yàn)研究
摘要：本報(bào)告的目的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究聚對(duì)苯二甲酸丁二醇復(fù)合材料水輔注塑的成型工藝。實(shí)驗(yàn)在一個(gè)配備了水輔注塑統(tǒng)的80噸注塑機(jī)上進(jìn)行，包括一個(gè)水泵，一個(gè)壓力檢測(cè)器，一個(gè)注水裝置。實(shí)驗(yàn)材料包括PBT和15%玻璃纖維填充PBT的混合物以及一個(gè)中間有一個(gè)肋板的空心盤。實(shí)驗(yàn)根據(jù)水注入制品的長(zhǎng)度的影響測(cè)得了各種工藝參數(shù)以及它們的機(jī)械性能。XRD也被用來(lái)分別材料和結(jié)構(gòu)參數(shù)。最后,作了水輔助和氣體輔助注塑件的比較。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)熔體壓力,熔融溫度，及短射類型是影響水注塑行為的決定性參數(shù)。材料在模具一面比在水一面展示了較高的結(jié)晶度。氣輔成型制品也要比水輔成型制品結(jié)晶度高。另外，制品表面的玻璃纖維大部分取向與流動(dòng)方向一致，而隨著離制品表面距離的增加，越來(lái)越多的垂直與流動(dòng)方向。
關(guān)鍵詞：水輔注塑成型，玻璃纖維增強(qiáng)PBT，工藝參數(shù)，機(jī)械性能，結(jié)晶，
1．前言
依靠重量輕，成型周期短，消耗低，水輔注塑成型技術(shù)在塑料制品制造方面已經(jīng)取得了突破。在水輔注塑成型中，模具行腔被部分注入聚合物熔體，而后向這些聚合物中心注入水。水輔注塑成型的原理如圖1
圖1 水輔注塑成型的原理如圖
水輔注塑成型能夠在更短的循環(huán)時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出收縮小，翹曲小，表面質(zhì)量好的各種薄厚的制品。水輔注塑成型工藝也可根據(jù)工具及設(shè)備的承受壓力在設(shè)計(jì)，節(jié)省材料，減輕重量，減少成本方面取得更大的自由。典型的應(yīng)用有棒，管材，水路管網(wǎng)建設(shè)用的大型復(fù)合結(jié)構(gòu)管。另一方面，盡管有很多優(yōu)勢(shì)，由于加入了額外的工藝參數(shù)，模具和工藝控制變的更加嚴(yán)峻和困難。水也可能腐蝕模具鋼，同時(shí)一些材料包括熱塑性塑料難以成型。成型后水的清除也是對(duì)這個(gè)新技術(shù)的一個(gè)挑戰(zhàn)。表1列出了水輔注塑成型技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和局限性。
優(yōu)勢(shì)
局限性
1，成型周期短
2，成本低（水更便宜而且可方便地循環(huán)利用）
3，制品內(nèi)部不產(chǎn)生泡沫現(xiàn)象。
1，水腐蝕模具
2，需要較大的注塑元件。（容易陷入聚合物熔體）
3，一些材料難以成型（尤其是非晶態(tài)熱塑性材料）
4，成型后需要清除水
表1
水輔注塑成型有優(yōu)勢(shì)超過(guò)它更有名的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，氣輔注塑成型，因?yàn)橐揽克诔尚瓦^(guò)程中更好的冷卻能力，水輔注塑成型獲得了更短的成型周期。它的不可壓縮性，低成本以及易循環(huán)利用，水成為這一過(guò)程的理想媒介。既然水不會(huì)溶解和擴(kuò)散到聚合物熔體中，那么經(jīng)常在氣輔成型工藝出現(xiàn)的氣泡現(xiàn)象也便消除了。另外，水輔注塑成型能更好的用小剩余壁厚成型大型制件。表2是對(duì)水輔和氣輔成型工藝的一個(gè)比較。
表2水輔和氣輔成型工藝比較。
水輔
氣輔
1成型周期
2介質(zhì)成本
3氣泡現(xiàn)象
5殘余壁厚
6表面粗糙度
7表面光澤
8指形效應(yīng)
9非均勻穿透
10制品透明度
11內(nèi)表面（熱塑性半晶）
12內(nèi)表面（熱固性）
短
低
無(wú)
小
小
高
大
穩(wěn)定
高
平滑
粗糙
長(zhǎng)
高
有
大
高
低
小
不穩(wěn)定
低
粗糙
平滑
隨著對(duì)密度小，強(qiáng)度高，價(jià)格便宜，成型周期短的優(yōu)良性能材料需求的增加，塑料工程是一個(gè)不可忽視的工藝。這些塑料包括熱塑性和熱固性塑料。一般來(lái)說(shuō)，熱塑性塑料以其更高的沖擊強(qiáng)度，斷裂阻力，疲勞強(qiáng)度而更有優(yōu)勢(shì)。這使得熱塑性塑料在工程建設(shè)中廣泛使用。
PBT是廣泛使用的熱塑性工程塑料之一，它有1，4—丁烯乙2醇和DMT聚合而成。玻纖增強(qiáng)混合材料適用于提高原材料的機(jī)械性能。今天，短玻璃纖維增強(qiáng)PBT已被廣泛應(yīng)用與電子，通信，汽車領(lǐng)域。所以，對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)PBT的研究更加重要了。本文是通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究聚對(duì)苯二甲酸丁二醇水輔注塑的成型工藝，實(shí)驗(yàn)在一個(gè)配備了水輔注塑統(tǒng)的80噸注塑機(jī)上進(jìn)行，包括一個(gè)水泵一個(gè)壓力檢測(cè)器，一個(gè)注水裝置。實(shí)驗(yàn)材料包括PBT和15%玻璃纖維填充PBT的混合物以及一個(gè)中間有一個(gè)肋板的空心盤。實(shí)驗(yàn)根據(jù)水注入制品的長(zhǎng)度的影響測(cè)得了各種工藝參數(shù)以及它們的機(jī)械性能。XRD也被用來(lái)分別材料和結(jié)構(gòu)參數(shù)。最后,作了水輔助和氣體輔助注塑件的比較。
2．實(shí)驗(yàn)步驟
2.1 材料
實(shí)驗(yàn)材料包括PBT（牌號(hào)1111FB，南亞塑料，臺(tái)灣）和15%玻璃纖維填充PBT的混合物（牌號(hào)1210G3，南亞塑料，臺(tái)灣）。表3列出了此混合材料的特征。
表3 纖維增強(qiáng)PBT復(fù)合材料特征
性質(zhì)
ASTM
PBT
15%G.F.PBT
屈服應(yīng)力(kg/cm2)
彎曲應(yīng)力(kg/cm2)
硬度
熱變形溫度（℃）
MFI
沖擊強(qiáng)度
熔點(diǎn)（℃）
D-638
D-570
D-785
D-648
D-1238
D-256
DSC
600
900
119
60
40
5
224
1000
1500
120
200
25
5
224
2.2 水輔注塑元件
一個(gè)實(shí)驗(yàn)室注水元件，包括一個(gè)水泵，一個(gè)壓力檢測(cè)器，一個(gè)注水閥，一個(gè)配備了溫度調(diào)節(jié)裝置的水箱，以及一個(gè)控制電路。這個(gè)孔板型注水閥每邊有兩個(gè)孔，用來(lái)成型制件。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，注水閥的控制電路收到由注塑機(jī)產(chǎn)生的信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間和注水壓力的控制。在注入模具行腔之前，水在有溫控裝置的水箱里加熱30分鐘。
2.3注塑機(jī)和模具
水輔注塑成型實(shí)驗(yàn)在一個(gè)最高注塑速率109cm3/s的80噸注塑機(jī)上進(jìn)行。研究使用了一個(gè)中間有一個(gè)肋板的空心盤。圖2顯示了這個(gè)行腔的尺寸。模具溫度由一個(gè)水循環(huán)模溫控制元件調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)根據(jù)水注入制品的長(zhǎng)度的影響測(cè)得了各種工藝參數(shù)，包括熔體溫度，模具溫度，熔體充模壓力，水溫和水壓，注水延遲時(shí)間和保持時(shí)間，以及熔體短射類型。表4列出這些工藝參數(shù)及在實(shí)驗(yàn)中的數(shù)值。
A
B
C
D
E
F
熔體壓力
熔體溫度
短射類型
水 壓
水 溫
模具溫度
140
126
114
98
84
280
275
270
265
260
76
77
78
80
81
8
9
10
11
12
80
75
70
65
60
80
75
70
65
60
表 4
2.4氣輔注塑元件
為了對(duì)水輔和氣輔注塑成型制件進(jìn)行比較，氣輔注塑成型實(shí)驗(yàn)使用了一個(gè)商用氣輔注塑成型元件，其具體配置可參考RCFS。氣輔注塑成型工藝控制和水輔注塑成型一樣，除了氣體溫度設(shè)置為25外。
圖2 模具行腔的尺寸和外形
2.5 XRD
為了分析水輔注塑成型制品的晶體結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)使用了具有二維探測(cè)分析傳輸模式的廣角X射線衍射儀。更特別的是實(shí)驗(yàn)對(duì)水輔注塑成型制品模具一邊和水一邊的樣品在7到40的范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。分析所用的樣品來(lái)自制品中心。為了獲得XRD樣品要求的厚度，多余的部分在一個(gè)旋轉(zhuǎn)輪上打磨掉。首先用濕的碳硅紗布，而后用粒度300的，再用粒度600和1200的，以獲得更好的表面質(zhì)量。
2.6機(jī)械性能
拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度測(cè)試在一個(gè)拉力測(cè)試機(jī)上進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)對(duì)水輔注塑成型制件樣本進(jìn)行拉力測(cè)試以評(píng)估水溫對(duì)拉伸性能的影響。樣本的尺寸為30mm*10mm*1mm.
水輔注塑成型制件的彎曲實(shí)驗(yàn)也在室溫下進(jìn)行。彎曲樣本的尺寸為20mm*10mm*1mm。
3 結(jié)論
本報(bào)告的目的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究聚對(duì)苯二甲酸丁二醇復(fù)合材料水輔注塑的成型工藝?；诋?dāng)前實(shí)驗(yàn)可得出以下結(jié)論
1. 水輔注塑成型制品在水道的過(guò)度區(qū)域出現(xiàn)了指形效應(yīng)。并且，玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的指形效應(yīng)比不增強(qiáng)的更嚴(yán)重
2. 研究的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示PBT復(fù)合材料的水穿透長(zhǎng)度隨著水溫和水壓的增加而增加。隨著熔體充模壓力，熔體溫度，模具溫度，短射量的增加而降低。，
3. 制品的翹曲隨著水穿透的程度而降低了。
4. 注塑制品的結(jié)晶度隨著水溫的升高而提高。水輔成型制品的結(jié)晶度比氣輔的要低。
5. 模具一邊的制品表面的玻璃纖維取向大部分與流動(dòng)方向一致，而隨著離這一表面距離的增加，纖維取向逐漸的垂直與流動(dòng)方向。
6
XXXX
設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
課 題 名 稱： 電表端蓋塑料件注塑模設(shè)計(jì)
學(xué) 生 姓 名： XXXXX
指 導(dǎo) 教 師： XXXX
所 在 學(xué) 院： XXX
專 業(yè) 名 稱： XXX
（XXX）
20XXX年 月 日
開(kāi)題報(bào)告
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
專 業(yè)
指導(dǎo)教師
姓名
職 稱
講師
所在系部
課題來(lái)源
自擬課題
課題性質(zhì)
工程技術(shù)研究
課題名稱
電表端蓋塑料件注塑模設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和意義?
1． 主要內(nèi)容：
（1）編寫模具技術(shù)要求、模具材料的確定；
（2）使用UG軟件進(jìn)行模具型芯和型腔的分模，完成模具的2D總裝圖和若干零件圖的繪制。掌握塑件成型工藝性分析，注塑機(jī)的選擇，注塑模具分型面的選取，模腔數(shù)目及排列、澆注系統(tǒng)、模架與成型零件、抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)和復(fù)位機(jī)構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
（3）掌握塑料的使用性能和用途。完成與模具相關(guān)資料的外文翻譯。
（4）掌握模具鋼的使用情況，了解企業(yè)的模具設(shè)計(jì)流程和制造情況。掌握新軟件使用和模具加工的新工藝。
（5）利用模具分析進(jìn)行熔體模擬流動(dòng)分析，優(yōu)化模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。
2．畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義：
畢業(yè)設(shè)計(jì)是在教師的指導(dǎo)下，運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)、獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)研究活動(dòng)，學(xué)會(huì)分析和解決學(xué)術(shù)問(wèn)題的方法，鍛煉解決某一學(xué)術(shù)問(wèn)題的能力。是對(duì)我們的知識(shí)能力進(jìn)行一次全面的考核，同時(shí)也是對(duì)我們進(jìn)行科學(xué)研究基本功的訓(xùn)練，培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立地分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為以后工作打下良好的基礎(chǔ)。
進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們進(jìn)行最后一次知識(shí)的全面檢驗(yàn)，是對(duì)我們基本知識(shí)、基本理論和基本技能掌握與提高程度的一次總測(cè)試，這是進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的第一個(gè)目的。我們?cè)趯W(xué)習(xí)期間，已經(jīng)按照學(xué)校的規(guī)定，學(xué)完了公共課、基礎(chǔ)課、專業(yè)課以及選修課等，每門課程也都經(jīng)過(guò)了考試或考查。學(xué)習(xí)期間的這種考核是單科進(jìn)行，主要是考查我們對(duì)本門學(xué)科所學(xué)知識(shí)的記憶程度和理解程度。但畢業(yè)設(shè)計(jì)則不同，它不是單一地對(duì)我們進(jìn)行某一學(xué)科已學(xué)知識(shí)的考核，而是著重考查我們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)某一問(wèn)題進(jìn)行探討和研究的能力，是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)、基本技能，研究和解決問(wèn)題的能力。是讓我們對(duì)四年所學(xué)知識(shí)和技能進(jìn)行系統(tǒng)化、綜合化運(yùn)用、總結(jié)和深化的過(guò)程。通過(guò)這個(gè)過(guò)程，鍛煉了我們的思維能力、動(dòng)手能力，并加深了我們掌握知識(shí)的深度理解。
文獻(xiàn)綜述
塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長(zhǎng)最快的工業(yè)門類之一，掌握塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義[1]。在機(jī)械制造業(yè)中，隨著全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，各企業(yè)都力求以最好質(zhì)量、最低成本、最快速度將產(chǎn)品推向市場(chǎng)，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)得以充分用用。在傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，模具制造完畢后要進(jìn)行多次試模、修模。反復(fù)的修模會(huì)造成模具內(nèi)部品質(zhì)的變化，導(dǎo)致整副模具.性能降低，從而使最終塑料制品質(zhì)量不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。而使用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)不僅可提高一次性試模的成功率，而且還可以使模具在質(zhì)量、性能及成本上都有很大程度的提高[2]。通過(guò)本次設(shè)計(jì)掌握先進(jìn)軟件技術(shù)，用專業(yè)分析軟件moldflow和軟件EMX4.1來(lái)縮短設(shè)計(jì)周期，提高一次性試模的成功率。本設(shè)計(jì)還通過(guò)電熱毯開(kāi)關(guān)的注塑模具設(shè)計(jì)，了解注塑模具制造特點(diǎn)和新興注射成型技術(shù)對(duì)模具制造的新要求，分析注塑模具制造技術(shù)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。
模具具有明顯的效益擴(kuò)大作用，用模具生產(chǎn)出來(lái)的最終產(chǎn)品價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍，幾百倍，甚至更多。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性，高生產(chǎn)率和代消耗，是其他加工方法所不能比擬的。注塑模具的發(fā)展日新月異，掌握注塑模具設(shè)計(jì)及其專業(yè)分析軟件，對(duì)未來(lái)的注塑模具設(shè)計(jì)市場(chǎng)有著不可估量的意義，對(duì)個(gè)人今后的事業(yè)有著不同尋常的意義。世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，帶動(dòng)了模具制造業(yè)的迅速發(fā)展。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是最重要的工藝裝備之一[3]。采用模具進(jìn)行生產(chǎn)能提高生產(chǎn)效率，節(jié)約原材料，降低成本，并保證一定的加工質(zhì)量要求。模具已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要成型工具。模具行業(yè)是制造業(yè)的重要組成部分，模具生產(chǎn)水平的高低已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家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[4]。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。在電子、汽車、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%-80%的零部件都要依靠模具成型。塑料，橡膠，陶瓷，玻璃，皮革，耐火材料以及建材制品等大部分產(chǎn)品也都是采用模具成型[5]。
文獻(xiàn)綜述
國(guó)外從6O年代初就開(kāi)始了模具CAD／CAM的應(yīng)用研究工作，到7O年代已研制了模具CAD／CAM的專門系統(tǒng)，可應(yīng)用于各種類型的模具設(shè)計(jì)和制造，并取得了顯著效果，受到世界各國(guó)的普遍重視。目前國(guó)際上注塑模CAD／CAM的發(fā)展趨勢(shì)是：(1)進(jìn)一步完善注塑工藝過(guò)程的模擬程序，特別是流動(dòng)模擬和冷卻分析程序。已問(wèn)世的商品化軟件，無(wú)是Mo]dFlow、C—Flow，還是Polycool、Blycoo12等，在使用中都有一些問(wèn)題，有時(shí)甚至于在此出現(xiàn)明顯的話誤。因此，如何建立更為符合實(shí)際、又能迅速求解的三維非牛頓流體、非等溫流動(dòng)過(guò)程數(shù)學(xué)模型和三維非穩(wěn)態(tài)冷卻過(guò)程數(shù)學(xué)模型，仍是國(guó)際上致力研究和急待解決的問(wèn)題。(2)注塑模CAD／CAM的一體化工作，為了向用戶提供更實(shí)用、更方便的注塑模C&D／CAM軟件，國(guó)外許多計(jì)算機(jī)公司正在開(kāi)發(fā)集成化程序更高的注塑模CAD／CAM系統(tǒng)。(3)建立專家系統(tǒng)，改善注塑模設(shè)計(jì)質(zhì)量、提高注塑制品的生產(chǎn)效率。目前，國(guó)外已出現(xiàn)了一些注塑棋的專家系統(tǒng)，能夠幫助用戶分析注塑制品的缺陷，選擇注塑模具的最佳分型面，對(duì)模具零件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化等。
由于硬件資源的影響，我國(guó)模具CAD／CAM的研究工作起步較晚。但是現(xiàn)在我國(guó)在逐漸成熟CAD/CAM技術(shù)支持下進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，能通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，國(guó)內(nèi)的各大高校及研究機(jī)構(gòu)也對(duì)SolidWorks、AutoCAD、Pro/Engineer、UniGraphics等熟悉的軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)探索，例如山東大學(xué)材料液態(tài)結(jié)構(gòu)及其遺傳性教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的李成棟、田學(xué)雷、王培風(fēng)等開(kāi)發(fā)的鑄件材料庫(kù)管理系統(tǒng)、以及哈爾濱工業(yè)大學(xué)、江南大學(xué)和上海交通大學(xué)等高校也開(kāi)始了對(duì)Pro/E的開(kāi)發(fā)，但他們的開(kāi)發(fā)也只是面對(duì)某中具體零件的開(kāi)發(fā)，很少涉及到與其它軟件的接合開(kāi)發(fā)，這樣就限制了Pro/E的開(kāi)發(fā)空間，使得開(kāi)發(fā)結(jié)果不夠理想。研究軟件間的開(kāi)發(fā)接口，實(shí)現(xiàn)軟件資源共享，可以權(quán)衡利弊，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，開(kāi)發(fā)后的軟件更加實(shí)用、方便快捷。
國(guó)內(nèi)CAD/CAM技術(shù)發(fā)展使得下一個(gè)世紀(jì)多品種、少批量生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá)75%以上。一方面是制品使用周期短，品種更新快，另一方面制品的花樣變化頻繁，均要求模具的生產(chǎn)周期越快越好。因此，開(kāi)發(fā)快速經(jīng)濟(jì)具簡(jiǎn)單易操作的模具設(shè)計(jì)應(yīng)用程序?qū)⒃絹?lái)越引起人們的重視且具有很大的商業(yè)價(jià)值。
通過(guò)編寫語(yǔ)言程序來(lái)對(duì)Pro/E系統(tǒng)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，研制出適合各模具企業(yè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)要求的CAD系統(tǒng)，可以節(jié)省模具的設(shè)計(jì)時(shí)間，提高模具制造的效率，使用模具CAD系統(tǒng)，可以節(jié)省技術(shù)也會(huì)越來(lái)越成熟，必將對(duì)我國(guó)的模具行業(yè)的發(fā)展起到重要作用。
參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)
[1] 鄭生榮.嵌件注塑成型工藝的特點(diǎn)[J].模具工業(yè)，2008（11）：38-41.
[2] 艾方.精密注塑模具[J].模具技術(shù)，1993（5）：67-71.
[3] 李建國(guó).注射模成型零件工作尺寸計(jì)算方法分析[J].模具工業(yè)，2003（11）：38-41.
[4] 駱志文.注射模冷卻時(shí)間計(jì)算分析[J].模具工業(yè)，1994（3）：29-34.
[5] 王建華，徐佩弦. 注射模的熱流道技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.
[6] 袁中雙，李德群.注塑成形的流動(dòng)平衡分析[J].模具技術(shù)，94（1）：12-16.
[7] 申長(zhǎng)雨.注射模保壓過(guò)程的數(shù)值模擬和塑料的收縮分析[J].模具工業(yè)，2001（5）：48-52.
[8] 葉久新，王群.塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007：:25-240.
[9] 鄭生榮，辛勇.注射工藝參數(shù)的快速確定方法[J].模具工業(yè)，2003（12）：9-37.
[10] 何華妹，杜智敏，伍柳機(jī)，《注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)例精解》，清華大學(xué)出版社，2005.9
[11] JANSEN K M B. Heat transfer in injection moulding systems with insulation layers and heating
elements [J]. International journal of heat and mass transfer, 1995, 38(2)：309-316.
[12] YAO D G, KIM B. Development of rapid heating and cooling systems for injection molding applications [J]. Polymer Engineering & Science, 2002 , 42(12)：2471-2481.
[13] 吳生緒.塑料成形模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社
[14] 朱光力,萬(wàn)金保等.塑料模具設(shè)計(jì)(第2版) [M].北京：清華大學(xué)出版2006:48-52.
[15] 楊予勇.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007:52-66.
1．設(shè)計(jì)、研究思路：
本畢業(yè)設(shè)計(jì)分以下步驟進(jìn)行；
(a)認(rèn)真跟老師溝通，了解所要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品；
(b)了解設(shè)計(jì)的大概思路；
(c)查閱大量資料，確定設(shè)計(jì)方案；
(d)跟老師溝通，看有無(wú)出錯(cuò)；
(e)熟悉各類軟件，如AutoCAD，PRO/E，MOLDFLOW 等;
(f)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的一系列任務(wù)；
2.課題研究的主要內(nèi)容
如圖所示為該塑料件的結(jié)構(gòu)，我們可以看出該制件可以簡(jiǎn)化為一殼體，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和模具的制造加工工藝出發(fā)盡量簡(jiǎn)化模具的結(jié)構(gòu)。分型面選取為該制件的最底面位置，澆口選擇為側(cè)澆口，頂出方式選擇多根頂桿推出結(jié)構(gòu)，最后采取一模2腔的結(jié)構(gòu)平衡布置型腔。
3．解決的關(guān)鍵問(wèn)題
本塑件外表面有一個(gè)側(cè)凹槽，一個(gè)側(cè)孔，棱角應(yīng)該為圓弧過(guò)渡。設(shè)計(jì)過(guò)程中需要解決的主要問(wèn)題有：
1）選擇分型面。
2）確定模具結(jié)構(gòu)。
3）確定型腔的數(shù)目。
4）型腔的布置。
5）側(cè)孔的成型，確定抽芯機(jī)構(gòu)的類型。
6）確定澆注系統(tǒng)類型。
7）選擇注射機(jī)類型、大小等。
8）確定脫模方式，選擇推出機(jī)構(gòu)的類型。
9）確定開(kāi)模方向。
10）塑料充模的流動(dòng)分析，預(yù)期成型時(shí)可能出現(xiàn)的缺陷。
11）選擇模架，計(jì)算模板的大小。
12）注射機(jī)技術(shù)參數(shù)、模板強(qiáng)度等校核。
這些問(wèn)題都是設(shè)計(jì)該模具的關(guān)鍵問(wèn)題，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，本人將通過(guò)查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料來(lái)解決。
4．預(yù)期成果
（1）該塑料件模具技術(shù)要求一份、訂料表文件一份；
（2）開(kāi)題報(bào)告一份、外文翻譯資料一份；
（3）3D開(kāi)模圖一份；
（4）2D裝配圖一份和零件圖若干份（不少于3張A0圖紙）；
（5）畢業(yè)論文一份；
（6）熔體模擬流動(dòng)分析，優(yōu)化模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)報(bào)告；
研究計(jì)劃
1．第 1～2 周 查閱技術(shù)文獻(xiàn)資料，了解課題相關(guān)領(lǐng)域的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，翻譯外文相關(guān)技術(shù)資料2000字以上；
2．第 3 周 編寫開(kāi)題報(bào)告；
3．第 4～5 周 熟悉對(duì)Pro/E、cad的實(shí)際操作和有關(guān)功能，完成標(biāo)準(zhǔn)零件的造型及關(guān)系式的建立；
4．第 6～8 周 建立標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù)、材料庫(kù)，完成模具方案的分析；
5．第 9～10 周 進(jìn)行成型零部件的造型，并進(jìn)行總體裝配，繪制模具裝備圖出圖，繪制模具所有非標(biāo)準(zhǔn)零件圖；
6．第 11 周 整理文檔，編寫畢業(yè)論文；
7．第 12 周 論文答辯。
特色與創(chuàng)新
在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，本人將全部應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)與制造模具。在模具設(shè)計(jì)方面，應(yīng)用PRO/E軟件對(duì)模具型芯和型腔進(jìn)行3D分模，并完成三維模具總裝圖；使用MOLDFLOW軟件對(duì)注射成型過(guò)程進(jìn)行了3D數(shù)值模擬，從而優(yōu)化了模具結(jié)構(gòu)。由于學(xué)習(xí)該軟件需要一定的塑件成型實(shí)踐知識(shí)，在使用上要多查閱這方面的資料。
指導(dǎo)教師
意 見(jiàn)
指導(dǎo)教師簽名：
2015年 月 日
教研室意見(jiàn)
主任簽名：
2015 年 月 日
學(xué)院（系部）意見(jiàn)
教學(xué)院長(zhǎng)（主任）簽名：
2015年 月 日
6
課題名稱課題名稱:電表端蓋塑料件注塑模設(shè)計(jì)設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 者者：XXX指指導(dǎo)導(dǎo)老老師師：XXX主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：一、畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的概述二、塑件的工藝性分析三、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四、總結(jié)一、課題概述一、課題概述本課題的題目是：本課題的題目是：電表端蓋塑料件注塑模設(shè)計(jì)電表端蓋塑料件注塑模設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)過(guò)程：模具設(shè)計(jì)過(guò)程：繪制塑件三維模型分析塑件結(jié)構(gòu)繪制二維零件圖設(shè)計(jì)凸、凹模結(jié)構(gòu)添加模架二、塑件的工藝性分析二、塑件的工藝性分析塑件的幾何特征：l塑件材料為ABSl密度為1.02-1.08g/cm3 經(jīng)UG三維造型分析得到：l塑件的體積為1.4.6cm3 l質(zhì)量約為15.768gl塑件在分型面上的投影面積為1885mm2塑件的工藝分析：塑件的工藝分析：（1）.該塑件尺寸不大，一般精度等級(jí)，為降低成型費(fèi)用，采用一模2件的結(jié)構(gòu)來(lái)提高生產(chǎn)率。塑件的壁厚為4mm，對(duì)制品不進(jìn)行后加工。（2）.為滿足制品高光亮的要求與提高成型效率，采用側(cè)澆口。（3）.為了方便加工和熱處理，型芯部分采用組合式結(jié)構(gòu)。（4）.制件含有側(cè)孔，我們需要設(shè)計(jì)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)來(lái)完成側(cè)孔的橫向抽芯moldflow分析-網(wǎng)格劃分對(duì)塑件的劃分采用表面網(wǎng)格，表面網(wǎng)模型是由三角形單元組成的，與中面不同，中面網(wǎng)格創(chuàng)建在模型壁厚的中間處，而表面網(wǎng)格創(chuàng)建在模型的上下表面，對(duì)于一般的薄壁塑件，都采用表面網(wǎng)格進(jìn)行劃分。而該制件采用表面網(wǎng)格進(jìn)行劃分。moldflow分析-型腔布局Moldflow軟件提供了型腔復(fù)制向?qū)?lái)進(jìn)行型腔的布置設(shè)計(jì)，我們也可以利用移動(dòng)鏡像功能來(lái)設(shè)計(jì)型腔布置：moldflow分析-創(chuàng)建流道Moldflow軟件提供了流道設(shè)計(jì)向?qū)?，可以根?jù)模型自動(dòng)設(shè)計(jì)流道，但是在本例中，我們使用手工方式設(shè)計(jì)流道，手工設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)就是可以根據(jù)自己的需求設(shè)計(jì)主流道和分流道的長(zhǎng)度、直徑、角度等。分流道的形狀及尺寸，應(yīng)根據(jù)塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射速率、分流道長(zhǎng)度等因素來(lái)確定。本塑件的形狀不算太復(fù)雜，熔料填充型腔比較容易。moldflow分析-模擬結(jié)果分析對(duì)于塑料注射成型來(lái)說(shuō),最重要的是控制塑料在模具中的流動(dòng)方式。moldflow分析-模擬結(jié)果分析MPI/Flow通過(guò)對(duì)熔體在模具中的流動(dòng)行為進(jìn)行模擬,可以預(yù)測(cè)和顯示熔體流動(dòng)前沿的推進(jìn)方式、填充過(guò)程中的壓力和溫度變化、氣穴和熔接痕的位置等 moldflow分析-模擬結(jié)果分析moldflow分析-模擬結(jié)果分析根據(jù)塑件的體積及尺寸，確定模具為一模2件，并根據(jù)注塑機(jī)的注塑量選定注塑機(jī)型號(hào)為XS-ZY125 三、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 通過(guò)通過(guò)UGUG軟件，由塑件的三維模型作出凸模和凹模的模型，軟件，由塑件的三維模型作出凸模和凹模的模型，選定標(biāo)準(zhǔn)模架，并設(shè)計(jì)分型面、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及排選定標(biāo)準(zhǔn)模架，并設(shè)計(jì)分型面、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)等模具結(jié)構(gòu)，完成模具的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。氣系統(tǒng)等模具結(jié)構(gòu)，完成模具的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。凸模結(jié)構(gòu)：凸模結(jié)構(gòu)：凹模結(jié)構(gòu)：凹模結(jié)構(gòu)：冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)：冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)：模具總體結(jié)構(gòu)模具總體結(jié)構(gòu)3d：四、設(shè)計(jì)總結(jié)四、設(shè)計(jì)總結(jié) 塑料模具設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于通過(guò)對(duì)塑件結(jié)構(gòu)的分析，完成計(jì)算機(jī)三維造型，從而完成模具主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，調(diào)出模架，組成裝配體，最終導(dǎo)出裝配圖及各零件的工程圖。歡迎各位老師指點(diǎn)謝謝！
南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）
XXX
設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)
作 者： XX 學(xué) 號(hào)：
學(xué)院（系、部）： XXXX
專 業(yè)： XXXXXXXX
題 目： 電表端蓋塑料件注塑模設(shè)計(jì)
指導(dǎo)者： XXX
評(píng)閱者： XXX
20XX 年 4 月
摘 要
注射成形是把塑料原料放入料筒中經(jīng)過(guò)加熱熔化，使之成為高黏度的流體，用柱塞或螺桿作為加壓工具，使熔體通過(guò)噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中，經(jīng)過(guò)冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是塑料盒蓋的注塑模的設(shè)計(jì)，依據(jù)產(chǎn)品的數(shù)量和塑料的工藝性能確定了以1次分型面注塑模的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。模具的型腔采用一模2腔直線排列，澆注系統(tǒng)采用側(cè)澆口成形，推出形式為推桿推出機(jī)構(gòu)完成塑件的推出。由于塑件的工藝性能要求注塑模中有冷卻系統(tǒng)，因此在模具設(shè)計(jì)中也進(jìn)行了設(shè)計(jì)。本次的設(shè)計(jì)中參考了大量的文獻(xiàn)，還在互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計(jì)過(guò)程比較完整。
關(guān)鍵詞 ：1次分型面注射模具；側(cè)澆口；推桿；側(cè)抽芯。
I
Abstract
Injection?molding?is?the?plastic?material?into?the?barrel?through?the?heating?and?melting,?make?it?become?the?high?viscosity?fluid,?used?as?a?plunger?or?screw?compression?tools,?cavity?melt?through?the?nozzle?with?high?pressure?injection?mold,?after?cooling,?solidification?stage,?and?then?ejected?from?the?mould,?a?plastic?products.?The?graduation?design?is?the?design?of?the?injection?mould?for?the?plastic?box,?plastic?product?quantity?and?process?performance?determined?the?design?with?1?sub?type?surface?injection?mold?way.?The?cavity?of?the?mold?using?a?2?cavity?is?arranged?in?a?straight?line,?pouring?system?uses?some?gate?forming,?roll?out?in?the?form?of?for?push?board?launched?institutions?to?complete?the?introduction?of?plastic?parts.?Because?the?plastic?parts?of?the?process?performance?requirements?of?injection?mold?cooling?system,?and?therefore?in?the?mold?design?to?design.?The?design?of?the?reference?of?a?large?number?of?literature,?is?still?on?the?Internet?to?find?information,?the?design?process?is?complete.
Keywords:1?single?injection?mold?parting?surface;?the?side?gate;?push?rod;?side core pulling.
II
目 錄
摘 要 I
前言 1
第一章 塑料制件的分析 3
1.1 成型塑料件的工藝性分析 3
1.2 成型塑件的材料分析 4
1.2.1 ABS塑料主要的性能指標(biāo)： 5
1.2.2 ABS的注射成型工藝參數(shù): 5
第二章 Molidflow分析過(guò)程 7
2.1產(chǎn)品網(wǎng)格劃分 7
2.2 型腔的布置和設(shè)計(jì) 7
2.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8
2.4注塑工藝參數(shù)的設(shè)定 9
2.5 模擬結(jié)果分析 10
第三章 注塑設(shè)備的選擇 12
3.1估算塑件體積質(zhì)量 12
3.2 注塑機(jī)的選擇 12
第四章 成型零件有關(guān)尺寸的計(jì)算 15
第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21
5.1澆口套的選用 21
5.2冷料井的設(shè)計(jì) 22
5.3分流道的設(shè)計(jì) 22
5.4分流道的布置 23
5.5澆口設(shè)計(jì) 24
第六章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26
6.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 26
6.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 27
第七章 脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 29
第八章 側(cè)向分型和抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 30
8.1抽拔距的計(jì)算 30
8.2斜導(dǎo)柱的尺寸與安裝形式 30
8.3 鎖緊楔形式 31
8.4 斜導(dǎo)柱的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算 31
第九章 排氣系統(tǒng)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 33
9.1排氣系統(tǒng) 33
9.2溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 33
第十章 繪制裝配圖及定制零件明細(xì)表 35
第十一章 注射機(jī)的校核 37
11.1 注射量的校核 37
11.2 鎖模力的校核 37
11.3注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核 37
第十二章 模具的安裝試模 39
12.1試模前的準(zhǔn)備 39
12.2模具的安裝及調(diào)試 39
12.3 試模 40
12.4檢驗(yàn) 40
結(jié)束語(yǔ) 41
致謝 42
參考文獻(xiàn) 43
IV
前言
模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要裝備，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)設(shè)備，是衡量一個(gè)國(guó)家和地區(qū)工業(yè)水平的重要標(biāo)志。模具在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊產(chǎn)品制造中具有不可替代的作用，是工業(yè)發(fā)展的基石，被人稱為“工業(yè)之母”和“磁力工業(yè)”。
模具是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，是工業(yè)化國(guó)家實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品研發(fā)所不可缺少的工具。用模具生產(chǎn)制品所表現(xiàn)出來(lái)的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高復(fù)雜程度是其他任何制造方法所不及的。換句話說(shuō)，沒(méi)有高水平的模具就不會(huì)有高水平的工業(yè)產(chǎn)品。模具業(yè)是否強(qiáng)盛也反映出一個(gè)國(guó)家工業(yè)的強(qiáng)弱。
1.塑料制品和注射成形在模具業(yè)的重要地位
塑料制品具有原料來(lái)源豐富,價(jià)格低廉,性能優(yōu)良等特點(diǎn)。它在電腦、手機(jī)、汽車、電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊產(chǎn)品制造中具有不可替代的作用，應(yīng)用極其廣泛。
注射成形是成形熱塑件的主要方法，因此應(yīng)用范圍很廣。注射成形是把塑料原料放入料筒中經(jīng)過(guò)加熱熔化，使之成為高黏度的流體，用柱塞或螺桿作為加壓工具，使熔體通過(guò)噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中，經(jīng)過(guò)冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。
塑料注射成形工藝的最大特點(diǎn)是復(fù)制，能夠復(fù)制出所需任意數(shù)量的可直接使用或稍作處理即可使用的制品，是一種適宜大批量生產(chǎn)的工藝。雖然在設(shè)備上投入較大，但是可以生產(chǎn)制品的數(shù)量非常大，實(shí)屬一種經(jīng)濟(jì)快捷的生產(chǎn)方式，因此得到廣泛的應(yīng)用和快速的發(fā)展。
2.模具在我國(guó)的發(fā)展歷程
過(guò)去在我國(guó)工業(yè)中，模具長(zhǎng)期未受到重視。改革開(kāi)放以來(lái)，塑料成形、家用電器、儀表、汽車等行業(yè)進(jìn)入大批量生產(chǎn)，模具工業(yè)有了一定的發(fā)展。隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，塑料制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，質(zhì)量要求也越來(lái)越高。當(dāng)今社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，使原有的商品已經(jīng)不能滿足人們對(duì)物質(zhì)的需求，然而有些商品的制造必須依靠模具才能夠生產(chǎn)加工出來(lái)，因此，模具的發(fā)展與人們的生活關(guān)系越來(lái)越緊密，如我們使用的電腦、手機(jī)、汽車等產(chǎn)品都要依靠模具。在塑料制品的生產(chǎn)中，高質(zhì)量的模具設(shè)計(jì)、先進(jìn)的模具制造設(shè)備、合理的加工工藝、優(yōu)質(zhì)的模具材料和現(xiàn)代化的成形設(shè)備等都是成形優(yōu)質(zhì)塑件的重要條件。
我國(guó)模具工業(yè)雖然有了長(zhǎng)足的發(fā)展，取得了巨大進(jìn)步，但是我們也要清醒地看到，我國(guó)模具工業(yè)總體水平比工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家要落后很多，這與我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的要求相比差距還很大；我們的企業(yè)技術(shù)裝備還比較落后，勞動(dòng)生產(chǎn)率也較低；模具生產(chǎn)專業(yè)化、商品化、標(biāo)準(zhǔn)化程度也不夠高；模具產(chǎn)品主要還是以中低檔為主，技術(shù)含量較低，高中檔模具多數(shù)要依靠進(jìn)口，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的任務(wù)很重；人才緊缺，管理滯后的狀況依然突出，等等?？梢?jiàn)，我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展任重而道遠(yuǎn)。
3.前景展望
我國(guó)進(jìn)入實(shí)施國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的第十一個(gè)五年規(guī)劃期，模具工業(yè)的發(fā)展也將進(jìn)入一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期。在這一時(shí)期，模具行業(yè)的主要任務(wù)是，在黨中央關(guān)于把我國(guó)建設(shè)成為創(chuàng)新型國(guó)家的戰(zhàn)略思想指引下，進(jìn)一步推進(jìn)改革，調(diào)整結(jié)構(gòu)，開(kāi)拓市場(chǎng)，苦練內(nèi)功，提升水平，使我國(guó)模具工業(yè)在整體上再上一個(gè)新臺(tái)階。不斷提升模具制造水平，振興我國(guó)裝備制造業(yè)，為實(shí)現(xiàn)把我國(guó)建設(shè)成為制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的宏偉目標(biāo)而奮斗。
43
第一章 塑料制件的分析
1.1 成型塑料件的工藝性分析
通過(guò)對(duì)塑件外部造型、工藝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、對(duì)塑件進(jìn)行計(jì)算仿真和生產(chǎn)驗(yàn)證，也通過(guò)對(duì)分模線、塑件的壁厚、圓角、塑件的尺寸精度、脫模斜度進(jìn)行了綜合的考慮，工件的尺寸和形狀如下圖:
圖1.1 塑件圖
從塑件厚來(lái)看，總的來(lái)講塑件壁厚變化比較均勻，有利于零件成型。
脫模斜度分析 當(dāng)塑件成型后因塑料收縮而包緊型芯，若塑件外形較復(fù)雜時(shí)，塑件的多個(gè)面與型芯緊貼，從而脫模阻力較大。為防止脫模時(shí)塑件的表面被檫傷和推頂變形，需設(shè)脫模斜度。
一般來(lái)說(shuō)，塑件高度在25mm以下者可不考慮脫模斜度。但是，如果塑件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，即使脫模高度僅幾毫米，也必須認(rèn)真設(shè)計(jì)脫模斜度。
斜度作用： 便于塑件脫模，防止脫模時(shí)擦傷塑件，須在塑件內(nèi)外表面脫模方向上留有足夠的斜度，在模具上稱為脫模斜度。
脫模斜度選取:取決于塑件的形狀、壁厚及塑料的收縮率，一般取30′～1°30′。
塑件脫模斜度的選取應(yīng)遵循以下原則：
1、塑料的收縮率大，壁厚，斜度應(yīng)取偏大值，反之取偏小值。
2、塑件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，脫模阻力就比較大，應(yīng)選用較大的脫模斜度。
3、當(dāng)塑件高度不大（一般小于2mm）時(shí)，可以不設(shè)斜度；對(duì)型芯長(zhǎng)或深型腔的塑件，斜度取偏小值。但通常為了便于脫模，在滿足制件的使用和尺寸公差要求的前提下可將斜度值取大些。
4、一般情況下，塑件外表面的斜度取值可比內(nèi)表面的小些，有時(shí)也根據(jù)塑件的預(yù)留位置（留于凹?；蛲鼓Ｉ希﹣?lái)確定制件內(nèi)外表面的斜度。
5、熱固性塑料的收縮率一般較熱塑性塑料的小一些，故脫模斜度也相應(yīng)取小一些。
6、一般情況下，脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)。綜合以上的原則，由于塑件高度不是很大，收縮率一般，本設(shè)計(jì)中采用30′的脫模斜度。
表面粗糙度分析 塑料制件的表面粗糙度，除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等癡點(diǎn)外，主要取決于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度值要比塑件的低1~2級(jí)，塑料制件的表面粗糙度Ra值一般為1.6~0.2um，在模具使用中，由于型腔磨損而使表面粗糙度值不斷加大，應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。非配合表面和隱蔽面可取較大的表面粗糙度值，除塑件外表面有特殊要求以外，一般型腔的表面粗糙度值要低于型芯的。此外，塑件的表面粗糙度與塑料的品種有關(guān)。一般，型腔表面粗糙度要求達(dá)到0.2~0.4mm。
1.2 成型塑件的材料分析
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS樹(shù)脂微黃色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐熱，耐化學(xué)腐蝕，丁二烯使聚合物具有優(yōu)越的柔性，韌性；苯乙烯賦予聚合物良好的剛性和加工流動(dòng)性。因此ABS樹(shù)脂具有突出的力學(xué)性能和良好的綜合性能。同時(shí)具有吸濕性強(qiáng)，但原料要干燥，它的塑件尺寸穩(wěn)定性好，塑件盡可能偏大的脫模斜度。
ABS無(wú)毒、無(wú)味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為1.02~1.05g/cm3。ABS有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無(wú)機(jī)鹽、堿和酸類對(duì)ABS幾乎無(wú)影響。ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經(jīng)過(guò)調(diào)色可配成任何顏色。ABS的缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70oC左右，熱變形溫度為93oC左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易發(fā)脆。ABS在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響極小。
1.2.1 ABS塑料主要的性能指標(biāo)：
使用注射成形塑料制品時(shí)，由于其熔體黏度較高，所需的注射成形壓力較高，因此塑件對(duì)型芯的包緊力較大，故塑件應(yīng)采用較大的脫模斜度。另外熔體黏度較高，使制品易產(chǎn)生熔接痕，所以模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減少系統(tǒng)對(duì)料流的阻力。易吸水，成形加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理。在正常的成形條件下，制品的尺寸穩(wěn)定性較好。
密度(Kg.dm-3) 1.13——1.14
收縮率 % 0.3~0.8
熔 點(diǎn) ℃ 130~160
熱變形溫度 45N/cm 65~98
彎曲強(qiáng)度 Mpa 80
拉伸強(qiáng)度 MPa 35~49
拉伸彈性模量 GPa 1.8
彎彈性模量 Gpa 1.4
壓縮強(qiáng)度 Mpa 18~39
缺口沖擊強(qiáng)度 kJ/㎡ 11~20
硬 度 HR R62~86
體積電阻系數(shù) Ω/cm 1013
擊穿電壓 Kv.mm-1 15
介電常數(shù) 60Hz3.7
1.2.2 ABS的注射成型工藝參數(shù):
注塑機(jī)類型：螺桿式
噴嘴形式： 通用式
料筒一區(qū) 150——170
料筒二區(qū) 180——190
料筒三區(qū) 200——210
噴嘴溫度 180——190
模具溫度 50——70
注塑壓 60——100
保壓 40——60
注塑時(shí)間 2——5
保壓時(shí)間 5——10
冷卻時(shí)間 5——15
周期 15——30
后處理 紅外線烘箱
溫度 （70）
時(shí)間 （0.3——1）
第二章 Molidflow分析過(guò)程
2.1產(chǎn)品網(wǎng)格劃分
對(duì)塑件的劃分采用表面網(wǎng)格，表面網(wǎng)模型是由三角形單元組成的，與中面不同，中面網(wǎng)格創(chuàng)建在模型壁厚的中間處，而表面網(wǎng)格創(chuàng)建在模型的上下表面，對(duì)于一般的薄壁塑件，都采用表面網(wǎng)格進(jìn)行劃分。而該制件采用表面網(wǎng)格進(jìn)行劃分。
圖2.1網(wǎng)格劃分
2.2 型腔的布置和設(shè)計(jì)
Moldflow軟件提供了型腔復(fù)制向?qū)?lái)進(jìn)行型腔的布置設(shè)計(jì)，我們也可以利用移動(dòng)鏡像功能來(lái)設(shè)計(jì)型腔布置：
圖2.2 型腔分布
2.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
Moldflow軟件提供了流道設(shè)計(jì)向?qū)?，可以根?jù)模型自動(dòng)設(shè)計(jì)流道，但是在本例中，我們使用手工方式設(shè)計(jì)流道，手工設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)就是可以根據(jù)自己的需求設(shè)計(jì)主流道和分流道的長(zhǎng)度、直徑、角度等。流道設(shè)計(jì)見(jiàn)下圖
圖2.3 流道創(chuàng)建
2.4注塑工藝參數(shù)的設(shè)定
1、模具溫度。模具表面溫度為80℃
2、熔體溫度。熔料溫度，選擇溫度為260℃。
3、本例模擬采用“自動(dòng)控制方式”進(jìn)行。
4、速度/壓力切換。速度和壓力控制轉(zhuǎn)換點(diǎn)的設(shè)置，在充填階段，首先對(duì)注塑機(jī)的螺桿進(jìn)行速度控制，等充填到某個(gè)狀態(tài)時(shí)，將速度控制方式轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫刂?。本例采用“充填體積%”來(lái)設(shè)置速度/壓力切換點(diǎn)，當(dāng)充填體積達(dá)到99%的時(shí)候進(jìn)行速度與壓力的切換。
5、保壓控制。保壓及冷卻過(guò)程中的壓力控制。包括保壓壓力與充填時(shí)間。液壓壓力與時(shí)間、最大機(jī)器壓力百分比、充填壓力百分比與時(shí)間。本例采用充填壓力百分比與時(shí)間的關(guān)系進(jìn)行控制，保壓壓力為充填壓力的80%，保壓時(shí)間選擇10s。
6、開(kāi)模時(shí)間。是指頂出產(chǎn)品時(shí)模具打開(kāi)的時(shí)間。本文設(shè)置開(kāi)模時(shí)間為5s。
2.5 模擬結(jié)果分析
對(duì)于塑料注射成型來(lái)說(shuō),最重要的是控制塑料在模具中的流動(dòng)方式。制品的許多缺陷,如氣穴、熔接痕、短射乃至制品的變形、冷卻時(shí)間等,都與樹(shù)脂在模具中的流動(dòng)方式有關(guān)。MPI/Flow通過(guò)對(duì)熔體在模具中的流動(dòng)行為進(jìn)行模擬,可以預(yù)測(cè)和顯示熔體流動(dòng)前沿的推進(jìn)方式、填充過(guò)程中的壓力和溫度變化、氣穴和熔接痕的位置等,幫助工藝人員找出缺陷產(chǎn)生的原因并加以改進(jìn)工藝參數(shù)。
圖2.5充填時(shí)間
圖2.6模具總體溫度
圖2.7氣穴位置
圖2.8熔接痕
圖2.9所有因素引發(fā)的變形
第三章 注塑設(shè)備的選擇
3.1估算塑件體積質(zhì)量
建模，三維零件設(shè)計(jì)
利用UG軟件。進(jìn)行三維實(shí)體建模，并可直接通過(guò)軟件進(jìn)行測(cè)量
圖3.1體積說(shuō)明
V=14636mm3
3.2 注塑機(jī)的選擇
注射機(jī)的類型和規(guī)格很多，分類方法各異，按結(jié)構(gòu)型式可分為立式、臥式、直角式三類，國(guó)產(chǎn)臥式注射機(jī)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。這三類不同結(jié)構(gòu)形式的注射成型機(jī)各特點(diǎn)如下：
立式注射機(jī)的注射柱塞（或螺桿）垂直裝設(shè)，鎖模裝置推動(dòng)模板也沿垂直方向移動(dòng)，這種注射成型機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，安裝或拆卸小型模具很方便，容易在動(dòng)模上（下模）
安放嵌件，嵌件不易傾斜或墜落。其缺點(diǎn)是制品自模具中頂出以后不能靠重力下落。需人工取出，有礙于全自動(dòng)操作，但附加機(jī)械手取產(chǎn)品后，也可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作，此類注射機(jī)注射量一般均在60克以下。
臥式注射機(jī)是目前使用最廣、產(chǎn)量最大的注射成型機(jī)，其注射柱塞或螺桿與合模運(yùn)動(dòng)均沿水平方向裝設(shè)，并且多數(shù)在一條直線上（或相互平行）。優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體較低，容易操縱和加料，制件頂出模具后可自動(dòng)墜落，故能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作，機(jī)床重心較低安裝穩(wěn)妥，一般大中型注射機(jī)均采用這種形式。缺點(diǎn)是模具安裝比較麻煩嵌件放入模具有傾斜或落下的可能，機(jī)床占地面積較大。
直角式注射機(jī)的柱塞或螺桿與合模運(yùn)動(dòng)方向相互垂直，主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于自制適于單件生產(chǎn)者，中心部位不允許留有澆口痕跡的平面制件，同時(shí)常利用開(kāi)模時(shí)絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)拖動(dòng)螺紋型芯或型環(huán)旋轉(zhuǎn)，以便脫下塑件。缺點(diǎn)是機(jī)械傳動(dòng)無(wú)準(zhǔn)確可靠的注射和保壓壓力及鎖模力，模具受沖擊振動(dòng)較大。
根據(jù)實(shí)際情況，注塑機(jī)的實(shí)際注塑量是理論注塑量的80％左右。即有
V s ≦a V1
式中：V1——理論注塑容量，cm3 ;
VS——實(shí)際注塑容量，g ;
a——注塑系數(shù)，一般取值為0.8。
經(jīng)計(jì)算可得 實(shí)際注塑量V=2×1.2×14636mm3≈35126mm3
根據(jù)以上計(jì)算《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2-40選擇注射機(jī)XS-ZY-125螺桿式注射機(jī)，其參數(shù)如下：
額定注射量：125
螺桿直徑：42mm
注射壓力：150Mpa
鎖模力：900KN
模板行程：300mm
模具最大厚度：300mm
模具最小厚度：200mm
模板尺寸：450×420mm
拉桿空間：260×290mm
定位孔直徑：100mm
合模方式：液壓—機(jī)械
第四章 成型零件有關(guān)尺寸的計(jì)算
該塑件的材料ABS是一種收縮范圍較大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法計(jì)算。查手冊(cè)得的收縮率為0.3%~0.8 %,故平均收縮率為 0.5%。
表4.1公差數(shù)值表[5.9-11]
基本尺寸
精 度 等 級(jí)
公 差 數(shù) 值
0.04
0.06
0.06
0.07
0.08
0.09
0.10
0.12
-
-
-
-
-
精度等級(jí)表,
表4.2精度尺寸的選用[2-3、5]
類別
塑件種類
建議采用的精度等級(jí)
高精度
一般精度
低精度
根椐塑件的要求，由以上兩表可查得：該塑件可按精度等級(jí)為級(jí)精度選取。
此產(chǎn)品采用4級(jí)精度，屬于一般精度制品。因此，凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù)x取值可在0.5~0.75的范圍之間，凸凹模各處工作尺寸的制造公差，因一般機(jī)械加工的型腔和型芯的制造公差可達(dá)到IT７～I(xiàn)T８級(jí)，綜合參考，相關(guān)計(jì)算具體如下：
型腔凹模徑向尺寸計(jì)算：
（相關(guān)公式參見(jiàn)《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》第79-80頁(yè)）
圖4.1 型腔
(一)、型腔徑向尺寸的計(jì)算：
LＭ+δz =[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz 式（4-1）
LＭ————凹模徑向尺寸（mm）
LS————塑件徑向公稱尺寸（mm）
Scp————塑料的平均收縮率（％）
Δ—————塑件公差值（mm）
δz ————凹模制造公差（mm）
由：LS1=60 mm Ls2=107.8 mm
又查表知4級(jí)精度時(shí)塑件公差值
Δ1= 0.32mm Δ2= 0.5 mm
實(shí)踐證明：成型零件的制造公差約占塑件總公差的1/3～1/4，因此在確定成型零件工作尺寸公差值時(shí)可取塑件公差的1/3～1/4。為了保持較高精度選1/4。
由于： δz= 1/4Δ
得： δz1=1/4×0.22=0.08 mm δz2=1/4×0.30=0.125 mm
則： LＭ1+δz=[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz
=[（1+0.5%）×60-3/4×0.32]+0.08
=60.06+0.08 mm
LＭ2+δz=[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz
=[（1+0.5%）×107.8-3/4×0.5]+0.125
=107.964+0.125 mm
(二)、型腔深度尺寸的計(jì)算：
凹模深度尺寸同樣運(yùn)用平均收縮率法：
HＭ+δz =[（1+Scp）LS-2/3Δ]+ δz 式（4-2）
HＭ————凹模深度尺寸（mm）
δz————凹模深度制造公差（mm）
其余符號(hào)同上
由：HS1=8.7 mm HS1=11.1 mm
取4級(jí)精度時(shí)Δ1=0.16 mm Δ1=0.18 mm
由δz=1/4Δ得：δz1=0.04 mm δz1=0.045 mm
則：HＭ1+δz =[（1+Scp）LS-2/3Δ]+δz
=[（1+0.5%）×8.7-2/3×0.16]+0.04
=8.637 +0.04 mm
HＭ1+δz =[（1+Scp）LS-2/3Δ]+δz
=[（1+0.5%）×11.1-2/3×0.18]+0.045
=11.035 +0.045 mm
圖4.2 型芯
(一) 型芯徑向尺寸的計(jì)算
運(yùn)用平均收縮率法：
LＭ–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ] –δz 式（4-3）
LＭ———— 型芯徑向尺寸（mm）
δz———— 型芯徑向制造公差（mm）
其余符號(hào)同上
由：LS1=56.9mm LS2=58.4mm LS2=104.6mm
取4級(jí)精度時(shí)Δ1=0.32 mm Δ2=0.32 mm Δ2=0.5 mm
由δz=1/4Δ得：δz1=0.08 mm δz2= 0.08 mm δz2= 0.125 mm
則：LＭ1–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz
=[（1+0.5%）×56.9+3/4×0.32]–0.08
=57.424–0.08 mm
LＭ2–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz
=[（1+0.5%）×58.4+3/4×0.32]–0.08
=58.932–0.08 mm
LＭ2–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz
=[（1+0.5%）×104.6+3/4×0.5]–0.125
=105.498–0.125mm
(二) 型芯高度尺寸的計(jì)算
運(yùn)用平均收縮率法：
HＭ–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz 式（4-4）
HＭ————型芯高度尺寸（mm）
δz————型芯高度制造公差（mm）
其余符號(hào)同上
由：HＳ1=6.7 mm HＳ1=7.6 mm
取4級(jí)精度時(shí) Δ1=0.16 mm Δ1=0.16 mm
由δz=1/4Δ得：δz1=0.04 mm δz1=0.04 mm
則：HＭ1–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz
=[（1+0.5%）×6.7+2/3×0.16]–0.04
=6.839–0.04 mm
HＭ1–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz
=[（1+0.5%）×7.6+2/3×0.16]–0.04
=7.744–0.04 mm
第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)它是獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑件以及最佳的成型效率有直接影響。 此塑件采用普通流道系統(tǒng)，它是由主流道、分流道、澆口、冷料穴組成的。澆注系統(tǒng)是一副模具的重要的內(nèi)容之一。從總體來(lái)說(shuō)，它的作用可以作如下歸納：它是將來(lái)自注塑機(jī)噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸教送到型腔，同時(shí)使型腔的氣體能及時(shí)順利排出，在塑件熔體填充凝固的過(guò)程中，將注塑壓力有效地傳遞到型的各個(gè)部位，以獲得形完整、內(nèi)外在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件制件。
澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的一般原則：了解塑件的成型性能和塑件熔料的流動(dòng)特性。采用盡量短的流程，以降低熱量與壓力損失。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該有利于良好的排氣，澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利填充型腔。便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量。確保均勻進(jìn)料。
5.1澆口套的選用
主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動(dòng)和開(kāi)模時(shí)主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。另外，由于其與高溫熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計(jì)中常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套。
主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購(gòu)。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損，對(duì)材料要求較嚴(yán)格，因而盡管小型注射模可以將主流道澆口與定位圈設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開(kāi)來(lái)設(shè)計(jì)，以便于拆卸更換。同時(shí)，也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。設(shè)計(jì)中常采用碳素工具鋼（T8A或T10A），熱處理淬火表面硬度為50～55HRC，澆口套屬于標(biāo)準(zhǔn)件，在選夠澆口套時(shí)應(yīng)注意：澆口套進(jìn)料口直徑和球面坑半徑。因此，所選澆口套如圖所示：
圖5.1 澆口套
5.2冷料井的設(shè)計(jì)
根據(jù)實(shí)際,采用底部帶有拉料桿的冷料井，推桿裝于推桿固定板上，具體結(jié)構(gòu)如圖。
圖5.2 冷料井
5.3分流道的設(shè)計(jì)
分流道截面形狀
分流道截面形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，圓形和正方形截面流道的比表面積最?。鞯辣砻娣e與體積之比稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降少，阻力亦小，流道的效率最高。但加工較困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實(shí)際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。本次設(shè)計(jì)采取圓形截面。截面直徑d=6mm
圖5.3 分流道截面
5.4分流道的布置
1、在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體順利充滿型腔的前提下，分流道截面面積與長(zhǎng)度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)圓弧過(guò)度。
2、分流道較常時(shí)，在分流道的末端應(yīng)開(kāi)設(shè)冷料井。
3、分流道的位置可單獨(dú)開(kāi)設(shè)在定模板上或動(dòng)模板上，也可以同時(shí)開(kāi)設(shè)在動(dòng)、定模板上，合模后形成分流道截面形狀。
4、分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過(guò)度。
在單腔模中，常不設(shè)分流道，而在多腔模中，一般都設(shè)置有分流道，塑料沿分流道流動(dòng)時(shí)，要求通過(guò)它盡快地充滿型腔，流動(dòng)中溫度降低盡可能小，阻力盡可能低。同時(shí)，應(yīng)能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。從前兩點(diǎn)出發(fā)，分流道應(yīng)短而粗。但為了減少澆注系統(tǒng)的加回料量，分流道亦不能過(guò)粗。過(guò)粗的分流道冷卻緩慢，還倒增長(zhǎng)模塑的周期。而該設(shè)計(jì)中使用了圓形斷面形狀的分流道。截面直徑為6mm。
5.5澆口設(shè)計(jì)
澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道。它是整個(gè)澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵的部位，也是最薄點(diǎn)。其形狀、大小及位置應(yīng)根據(jù)塑件大小、形狀、壁厚、成型材料及塑件技術(shù)要求等進(jìn)行而確定。澆口分限制性澆口和非限制性澆口，該塑件采用的是限制性澆口，它一方面通過(guò)截面積的突然變化，使分流道輸送來(lái)的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，有利于塑料進(jìn)入，使其充滿型腔。另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔的流動(dòng)特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時(shí)充滿，可控制填充時(shí)間、冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量，，同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分開(kāi)的作用。
設(shè)計(jì)中，澆口的位置及尺寸的要求是比較嚴(yán)格的，初步試模，必要時(shí)還需要修改。因此澆口的位置的開(kāi)設(shè)，對(duì)成型性能及成型質(zhì)量的影響是很大的。一般在選擇澆口位置時(shí)，需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝及特征，成型質(zhì)量和技術(shù)要求，綜合分析。一般要滿足以下原則：
1、盡量縮短流動(dòng)距離。
2、口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件的壁厚。
3、必須盡量減少或避免產(chǎn)生熔接痕。
4、應(yīng)有利于型腔中氣體的排除。
5、考慮分子定向的影響。
6、避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。
7、不在承受彎曲沖擊載荷的部位設(shè)置澆口。
8、澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件的外觀質(zhì)量。
澆口的形狀和尺寸對(duì)制品質(zhì)量影響很大，澆口在多情況下，系整個(gè)流道斷面尺寸最小的部分（除主流道型的澆口外），一般匯報(bào)口的斷面積與分流道的斷面積之比約為0.03～0.09。澆口臺(tái)階長(zhǎng)1～1.5㎜左右．雖然澆口長(zhǎng)度比分流道的長(zhǎng)度短的多，但因?yàn)槠鋽嗝娣e甚小，澆口處的阻力與分流道相比，澆口的阻力仍然是主要的，故在加工澆口時(shí)，更應(yīng)注意其尺寸的準(zhǔn)確性。
然而，根據(jù)塑件的樣品圖、生產(chǎn)的批量等，采用一模2腔結(jié)構(gòu)。澆口采用側(cè)澆口 具體尺寸見(jiàn)總裝圖。
第六章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要包括導(dǎo)柱、導(dǎo)套，主要作用是在動(dòng)模與定模合模時(shí)保證型芯和型腔的精確定位。導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分別在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。根據(jù)模具的形狀和大小，一副模具一般采用2到4根導(dǎo)柱。在此設(shè)計(jì)中采用了4根導(dǎo)柱。
6.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
在對(duì)導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮以下要求：
1長(zhǎng)度 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比凸模端面要高出一些。以免導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而凸模先進(jìn)入型腔與其相碰而損壞。在這里我設(shè)計(jì)的是把導(dǎo)柱裝在定模那邊。
2形狀 導(dǎo)柱的端部做成錐形或球形的先導(dǎo)部分，使導(dǎo)柱能順利進(jìn)入導(dǎo)柱孔。
3材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面、堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此，多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理。或碳素工具鋼（T8、T10）經(jīng)淬火處理硬度HRC50-55。
4配合精度 導(dǎo)柱裝入模板多用七級(jí)精度過(guò)渡配合。
5光潔度 配合部分光潔度要求7級(jí)，此外，導(dǎo)柱的選擇還應(yīng)跟椐模架來(lái)確定。
加工個(gè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔時(shí)，應(yīng)將定模板、推件板、動(dòng)模板合在一起，一次性加工出來(lái)，以保證孔的同心度，然后再在定模板、動(dòng)模板上加工沉頭孔。導(dǎo)柱導(dǎo)套的具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖。
圖6-1 導(dǎo)柱
6.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)
（1）分類
導(dǎo)套有直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套，直導(dǎo)套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，用于簡(jiǎn)單模具或?qū)缀竺鏇](méi)有墊板的場(chǎng)合；帶頭導(dǎo)套結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用于精度較高的場(chǎng)合，導(dǎo)套的固定孔便于與導(dǎo)柱的固定孔同時(shí)加工。也可以直接在模板上開(kāi)設(shè)導(dǎo)向孔，而不用獨(dú)立的導(dǎo)套，這種形式的孔加工簡(jiǎn)單，適用于生產(chǎn)批量小，精度要求不高的模具。在設(shè)計(jì)中兩種導(dǎo)套都有用到。
（2）形狀
為了使導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套比較順利，在導(dǎo)套的前端倒圓角，導(dǎo)柱孔最好打通，否則導(dǎo)柱進(jìn)入未打通的導(dǎo)柱孔時(shí)，孔內(nèi)空氣無(wú)法逸出而產(chǎn)生壓力，給導(dǎo)柱的進(jìn)入造成阻力。
（3）長(zhǎng)度
導(dǎo)套的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)模板的厚度確定，其長(zhǎng)度一般比板厚少2-3mm
（4）材料
可用淬火銅或銅等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，這樣可以改善磨擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?dǎo)套的選擇應(yīng)根據(jù)模板的厚度來(lái)確定，材料為T8A, 硬到HRC50～55,或采用20 鋼滲碳0.5～0.8厚，淬硬到HRC56～60。導(dǎo)套固定部分和導(dǎo)滑部分的表面粗糙度一般為Ra0.8μm。
（5）導(dǎo)套的選擇
導(dǎo)套的選擇應(yīng)根據(jù)模板的厚度和以上各個(gè)因素來(lái)確定，本設(shè)計(jì)在脫澆道板、定模板和動(dòng)模板以及頂針板上各設(shè)置一套導(dǎo)套，典型的導(dǎo)套可分為直導(dǎo)套合帶頭導(dǎo)套，直導(dǎo)套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，用于簡(jiǎn)單模具或?qū)缀竺鏇](méi)有墊板的場(chǎng)合，帶頭導(dǎo)套結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用于精度較高的場(chǎng)合，由于導(dǎo)套配合導(dǎo)柱使用其具體結(jié)構(gòu)與布局如圖所示：
圖6-2導(dǎo)套
第七章 脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
在注塑成型的每一個(gè)循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中脫出，在該設(shè)計(jì)中，為了使符合脫模機(jī)構(gòu)的要求：
1、使塑件留于動(dòng)模；
2、塑件不變形損壞
這是脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)達(dá)到的基本要求。要做到這一點(diǎn)首先必須分析塑件對(duì)模腔的附著力的大小和所在部位，以便選擇合適的脫模方式和脫模位置，使脫模力得以均勻合理的分布。
3、良好的塑件外觀
頂出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部，以免損壞塑件的外觀。
4、結(jié)構(gòu)可靠
因此，根據(jù)裝配圖，其模具結(jié)構(gòu)的脫模機(jī)構(gòu)主要推桿和推管將產(chǎn)品推出模外，還有在設(shè)計(jì)主型芯時(shí)也會(huì)有一定的撥模作斜度1°～2°。推桿和推管的設(shè)計(jì)如圖所示：
圖7.1推桿和推管
第八章 側(cè)向分型和抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
當(dāng)塑件上具有與開(kāi)模方向不同的內(nèi)外側(cè)孔時(shí)，塑件不能直接脫模，必須將成型側(cè)孔的零件做成可動(dòng)的，在塑件脫模前先將活動(dòng)型芯抽出，然后再自模中通過(guò)頂桿頂出塑件。而此次的設(shè)計(jì)完全符合以上要求，因此，也采用了側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)。又，該塑制品是大批量的生產(chǎn)，故也使用了機(jī)動(dòng)側(cè)向分型抽芯。
8.1抽拔距的計(jì)算
因?yàn)槌榘尉嗟扔趥?cè)孔深加2～3mm的安全系數(shù)，而當(dāng)結(jié)構(gòu)比較特殊時(shí)，如成型圓形制件的設(shè)計(jì)時(shí) 抽拔距不能等于制件凹模深度S2，因?yàn)榛瑝K抽至S2時(shí)塑件的外徑仍不能脫出滑塊的內(nèi)徑，必須抽出S１的距離再加上(2～3)mm，塑件才能脫出。
故抽拔距為：S= S1+(2～3)=1.5+(2～3)mm=3.5～4.5mm
式中 S—抽拔距；
S１—抽拔的極根尺寸（此為塑件最大的外形尺寸）；
8.2斜導(dǎo)柱的尺寸與安裝形式
1. 斜導(dǎo)柱的形狀與基本尺寸；
斜導(dǎo)柱的基本尺寸主要以長(zhǎng)度尺寸為主，斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度計(jì)算為如下式：
L =1/2Dtanα+h×1/cosα+1/2dtanα+S/sinα+(10～15)mm
≈72mm
式中L—斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度；
D—斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑；
h—斜導(dǎo)柱固定板厚度；
2. 斜導(dǎo)柱的安裝固定形式：
如圖所示，斜導(dǎo)柱的傾斜角a為15°，而一般來(lái)說(shuō)鎖緊塊的角度a′=a+(2～3)mm,斜導(dǎo)柱與固定板之間用三級(jí)精度第三種過(guò)渡配合。由于斜導(dǎo)柱只起驅(qū)動(dòng)滑塊的作用，滑塊運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性由導(dǎo)滑槽與滑塊間的配合精度保證，滑塊的最終位置由鎖緊塊保證，因此為了運(yùn)動(dòng)靈活，斜導(dǎo)柱和滑塊間采用比較松的配合，斜導(dǎo)柱的尺寸為 Φ12，頭部做成球形。那么固定形式如圖所示：
圖8-1 斜導(dǎo)柱
8.3 鎖緊楔形式
塑料的注塑過(guò)程中，型芯受到塑料很大的推力作用，這個(gè)力通過(guò)滑塊傳給斜導(dǎo)柱，而一般斜導(dǎo)柱為細(xì)長(zhǎng)桿件，受力后容易變形，因此必須設(shè)置鎖緊楔，以便在模具閉模后鎖住滑塊，承受塑料給予型芯的推力，鎖緊楔與模件的邊連接可以根據(jù)推力的大小，選取不同的方式，而該設(shè)計(jì)所選取的是整體式結(jié)構(gòu)，牢固可靠，側(cè)向力較大。它直接與定模固定，可見(jiàn)裝配圖可知。而鎖緊楔的角度在斜導(dǎo)柱的固定形式已講述了，這里不再重復(fù)。具體形狀如8-2圖所示。
8.4 斜導(dǎo)柱的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算
斜導(dǎo)柱的受力分析；
根據(jù)斜導(dǎo)柱的形式，可以按公式: Fw = Ft/cosα
Fk = Ft·tanα
式中 Fw —側(cè)抽芯時(shí)斜導(dǎo)柱所受的彎曲力；
Ft —側(cè)抽芯的脫模力，其大小等于抽芯力；
Fk —側(cè)抽芯時(shí)所需要的開(kāi)模力；
綜合以上分析可知，從斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)考慮，希望斜角α值大一些好；而從斜導(dǎo)柱受力情況考慮，希望斜角α值小一些好。因此，該斜導(dǎo)柱的斜角取了15°，經(jīng)過(guò)用上述公式的核算，滿足了模具結(jié)構(gòu)要求。
第九章 排氣系統(tǒng)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
9.1排氣系統(tǒng)
塑料在熔化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生氣體，所以當(dāng)塑料在充滿型腔時(shí)及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣，如果在型腔中不及時(shí)排除干凈，可以會(huì)在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面氣體的受壓產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，還可能造成塑件碳化或燒焦。注射成型時(shí)的排氣可采用如下四種方式排氣：
1、利用配合間隙排氣；
2、在分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽排氣；
3、利用排氣守排氣；
4、強(qiáng)制性排氣；
該模具是采用利用配合間隙排氣。其間隙值約為0.03~0.05mm.它常用于中小型的簡(jiǎn)單模具。
9.2溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
冷卻裝置的目的，主要是防止塑件在脫模時(shí)發(fā)生變形，縮短成型周期及提高塑件質(zhì)量。一般在型腔，型芯等部位設(shè)置合理的冷卻水路，通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻水流量和流速來(lái)控制模溫。
冷卻水孔開(kāi)孔的原則：
1、冷卻水孔的數(shù)量應(yīng)盡可能的多，直徑應(yīng)盡量大；
2、 每個(gè)冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)相等，一般保持在0~15mm范圍內(nèi)，距離太近則冷卻不易均勻，太遠(yuǎn)則效率低。水孔直徑一般保持在8~12mm。
3、水孔通過(guò)鑲塊時(shí)，防止鑲套管等漏水。
4、冷卻管路一般不宜設(shè)在型腔內(nèi)塑料熔接的地方，以免影響塑件的強(qiáng)度。
5、水管接頭應(yīng)設(shè)在不影響操作的一側(cè)
該注塑模的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)為直運(yùn)水，具體分布方式見(jiàn)總裝圖。
圖9.1 運(yùn)水系統(tǒng)
第十章 繪制裝配圖及定制零件明細(xì)表
模具整體設(shè)計(jì)也就是模體的設(shè)計(jì)，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，模體設(shè)計(jì)已接近標(biāo)準(zhǔn)化，可以從市場(chǎng)上購(gòu)買相應(yīng)的模體。標(biāo)準(zhǔn)模體一般包括定模板、動(dòng)模板、墊塊、頂出固定板、頂板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、復(fù)位桿等。標(biāo)準(zhǔn)模架有12種結(jié)構(gòu)，15876種規(guī)格。在本次設(shè)計(jì)中，澆口套、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、頂桿、水嘴都采用標(biāo)準(zhǔn)件，可以外購(gòu)?？傃b圖如圖所示
圖10.1 總裝圖
模具零件的材料選定 大部分零件材料為45 具體的材料明細(xì)表如下圖所示：
圖10.2材料明細(xì)表
第十一章 注射機(jī)的校核
11.1 注射量的校核
根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》可知：塑件的體積應(yīng)小于注射機(jī)的注射容量，其公式按下式校核：
式中：
0.8=0.8125=100
——塑件與澆注系統(tǒng)的體積總和
——注射機(jī)的注射量（）
0.8——最大注射量的利用系數(shù)
經(jīng)估計(jì)算得：V=2×1.2×14636mm3≈21580mm3
所以=35.126cm3<100 故合格
11.2 鎖模力的校核
由
查《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表6-5塑料成型時(shí)的注射壓力=30~60Mp
pF
式中 p——塑料成型時(shí)型腔壓力 塑料的型腔壓力p=60Mpa
F——澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（）
各型腔及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積
F=（107.6×60×2）=12912
pF=6012912≈774.72KN
因?yàn)?900KN> pF=774.72KN 故合格
11.3注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核
噴嘴尺寸：噴嘴尺寸與澆口套相適應(yīng)，澆口套是根據(jù)噴嘴尺寸來(lái)設(shè)計(jì)的；
定位環(huán)尺寸：定位環(huán)高度10mm，直徑100mm（與定位孔相配合）；
模具厚度：Hmin=200mm
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