河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 目 錄 前 言 . 1 第一章 塑料注射模具的設(shè)計步驟和設(shè)計內(nèi)容 . 4 料注射模具的設(shè)計要求 . 4 料注射模具的設(shè)計步驟及內(nèi)容 . 4 料注射模具的結(jié)構(gòu)組成和作用 . 5 第二章 鐵皮柜扣手塑料件的工藝分析 . 6 料件的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) . 6 料件的材料 . 6 用塑料及工藝參數(shù) . 6 程塑料（ 特性及注射工藝性 . 7 料件的基本參數(shù) . 8 件的質(zhì)量和體積 . 8 件的投影面積 . 8 第三章 注塑成型的準(zhǔn)備 . 9 塑成型的工藝簡介 . 9 塑成型的工藝條件 . 10 塑機(jī)的選擇 . 12 塑機(jī)的總體介紹 . 12 塑機(jī)的基本參數(shù) . 12 塑機(jī)的選擇確定 . 13 塑機(jī)的校核 . 15 第四章 塑料制品在模具中的位置 . 17 型面的選擇 . 17 型面的形式及選擇 . 17 型面的選擇原 則 . 17 腔的數(shù)目和分類 . 18 定型腔數(shù)目時要考慮的因素 . 18 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 腔數(shù)目的確定 . 18 第五章 成型零部件的設(shè)計 . 20 腔和型芯的設(shè)計 . 20 芯和型腔的尺寸 . 21 第六章 澆注系統(tǒng)設(shè)計 . 22 流道設(shè)計 . 22 口套設(shè)計 . 22 位圈的設(shè)計 . 23 流道設(shè)計 . 23 流道的形狀 . 23 流道的布局 . 23 流道的長度 . 24 第七章 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計 . 25 7 出機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則 . 25 出機(jī)構(gòu)的組成 . 25 出機(jī)構(gòu)的設(shè)計 . 26 桿 . 26 位桿 . 26 板 . 27 桿固定板 . 27 定螺釘 . 27 承釘 . 27 第八章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計 . 29 向機(jī)構(gòu)的作用和組成 . 29 柱導(dǎo)套的設(shè)計原則 . 29 向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 . 29 柱的設(shè)計 . 29 套的設(shè)計 . 30 第九章 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 . 31 卻管道的 工藝計算 . 31 卻管道的直徑計算 . 31 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 冷卻水管道的孔數(shù) . 32 卻水道的結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 32 卻形式 . 32 模水道結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 32 第十章 注塑模架的選用 . 33 架選擇的基本步驟 . 33 擇標(biāo)準(zhǔn)模架型號 . 33 架主要尺寸確定的原則 . 33 核模架的長和寬度 . 33 架厚度確定 . 33 計定模固定板 . 34 計定模板 . 34 模座板設(shè)計 . 35 模部分的設(shè)計 . 37 擇動模部分和定模部分的定位銷 . 37 第十一章 模具裝配圖 . 39 結(jié) 論 . 41 參考文獻(xiàn) . 42 致 謝 . 43 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 前 言 在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中，模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)中一個非常重要的行業(yè)，已被我國正式確定為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，并在“十五”中列為重點(diǎn)扶持產(chǎn)業(yè)，許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，在很大程度上依賴于模具制造技術(shù)。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通訊 等產(chǎn)品中， 60 80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具制造能力的強(qiáng)弱和模具制造水平的高低，已經(jīng)成為衡量一個國家機(jī)械制造技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一，直接影響著國民經(jīng)濟(jì)中許多部門的發(fā)展。 模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，這一市場占整個模具市場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件， 經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2005 年將達(dá)到 170 種。一個型號的汽車所需模具達(dá)幾千副，價值上億元。為了適應(yīng)市場的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時約有 80的模具需要更換。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計，中國摩托車共有 14 種排量 80 多個車型， 1000 多個型號。單輛摩托車約有零件 2000 種，共計 5000 多個，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個型號的摩托車生產(chǎn)需 1000 副模具，總價值為1000 多萬元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存 在巨大的模具市場。 中國塑料工業(yè)多年持續(xù)高速增長， 1991 年產(chǎn)量僅為 250 萬噸， 1995 年增為 350 萬噸， 1998 年超過 700 萬噸，到 2002 年已增達(dá)約 1400 萬噸，超過日本而成為世界第 3 大塑料原料生產(chǎn)國。中國今年塑料制品市場將持續(xù)走強(qiáng)，在包裝、工程、建材、農(nóng)用和日用塑料制品等各個領(lǐng)域都將有較大幅度的增長，需求量將超過 2500 萬噸。其中包裝塑料制品今年需求量將超過 850 萬噸，工程塑料制品需求量將達(dá) 400 萬噸左右，建材塑料制品需求量將達(dá) 300 萬噸以上，農(nóng)用塑料制品需求量將在 500 萬噸左右，日用塑料制品需求量約 為 80萬噸左右。 在大型塑料模方面，已能生產(chǎn)三十四英寸大屏幕彩電塑殼模具，六千克河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具。在精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)多型腔小模數(shù)齒輪模具和 600 腔塑封模具，還能生產(chǎn)厚度僅為 1 模 2 腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等。 在精度方面，塑料模型腔制造精度可達(dá) 外可達(dá) 分型面接觸間隙為 板的彈性變形為 面的表面粗糙度值為 料模壽命已達(dá) 100 萬 次（國外可達(dá) 300 萬次），模具制造周期仍比國外長 2 4 倍。 成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注塑模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進(jìn)展。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達(dá) 20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具 2。 在制造技術(shù)方面， 術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的 統(tǒng)。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了 集成，并能支持 術(shù)對成型 過程，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動了我國模具 術(shù)的發(fā)展 3。 模具使用材料方面，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如： ，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。 國外先進(jìn)工業(yè)國家在鏈條與模具生產(chǎn)中均采用了可靠性設(shè)計以及 術(shù)，開發(fā)新品速度快、精度高，質(zhì)量較有保證。大多數(shù)新產(chǎn)品具有高耐磨、高疲勞、高精度的特 點(diǎn)，結(jié)構(gòu)形式上有微型鏈以及多種輸送鏈、纜鏈、倍速鏈等，在材料上則使用了耐磨、耐熱、塑料、含油粉末冶金等材料，進(jìn)一步提高了鏈條的性能。 在加工方面，一般規(guī)格鏈條鏈板多采用高速多顆沖裁工藝，滾子制造采用五工位冷擠壓機(jī)加工，套筒采用高速精密且具有自動檢測功能的卷管機(jī)加工；噴丸、擠孔、表面硬化處理等新工藝應(yīng)用很普遍；零件熱處理一般采用熱處理自動生產(chǎn)線，熱處理質(zhì)量由在線檢測設(shè)備檢測與控制；熱處理工藝有趨于向溫度、爐壓、爐氣組分以及淬火介質(zhì)等多參數(shù)綜合控制，零件質(zhì)量穩(wěn)定可靠，技術(shù)性能較高；在裝配工藝上則普遍采用組裝、 鉚頭、檢測、預(yù)拉，河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 拆節(jié)多功能自動裝配線。 在材料使用方面，國外則采用專用模具材料 2316 等，其綜合機(jī)械性能，耐磨、耐腐蝕性能及拋光亮度都比較優(yōu)異。 在塑料件方面，有數(shù)據(jù)顯示，今后 5 年，中國小家電市場的年增長幅度將在 8%到 14%之間，需求總額將超過 3500 億元 4。隨著人們生活水平提高，小家電產(chǎn)品的加速普及與換代升級必將產(chǎn)生驚人的市場推動力，小家電的市場發(fā)展前景非常廣闊。 2006 年，中國小家電消費(fèi)市場份額將進(jìn)一步擴(kuò)大，針對部分小家電質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不一的狀況，國家將會出臺更嚴(yán)格的小家電產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)了 小家電品牌的優(yōu)勝劣汰，強(qiáng)勢品牌的小家電廠家成為真正的贏家。 盡管我國模具工業(yè)有了長足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國際先進(jìn)水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進(jìn)口 10 多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進(jìn)水平的距離。 （ 1） 注重開發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；隨著我國轎車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精密化。 （ 2） 加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn) 件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。 （ 3） 推廣 術(shù)；模具 術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑。實(shí)踐證明，模具 術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計制造水平。 （ 4） 重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲 得更為廣泛的應(yīng)用。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 第一章 塑料注射模具的設(shè)計步驟和 設(shè)計 內(nèi)容 塑料注射模具的設(shè)計要求 1、 塑件材料選用市場能買到的常用塑料（如工程塑料 聚氯乙烯 2、 生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，年產(chǎn)量為 30 萬件； 3、 要求塑件表面質(zhì)量光滑，沒有熔接痕； 4、 選用通用注射機(jī)，模具容易制造，成本較低。 塑料注射模具的設(shè)計步驟及內(nèi)容 閱讀設(shè)計任務(wù)書，明確設(shè)計任務(wù)；閱讀設(shè)計指導(dǎo)書，準(zhǔn)備設(shè)計資料及繪圖用具。同時了解塑件的圖紙及成型技術(shù)要求，塑件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（數(shù)量）及 現(xiàn)有生產(chǎn)條件（注射機(jī)）等。 1）熟悉塑件：塑件的幾何形狀、塑件的使用要求、塑件原料的特性； 2）檢查塑件的成型工藝性生產(chǎn)過程； 3）明確現(xiàn)有注射機(jī)的型號和規(guī)格（若沒有應(yīng)查手冊選用）； 4）熟悉了解多種模具的典型結(jié)構(gòu)。 1)確定型腔的數(shù)目 2)選擇分型面 3)確定型腔的布置形式 4)確定澆注系統(tǒng) 5)確定脫模方式 6)確定調(diào)溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 7)確定凹模和型芯的固定方 式 8)確定排氣形式 9)決定注射模的主要尺寸 10)選用標(biāo)準(zhǔn)模架 11)繪制模具的結(jié)構(gòu)草圖 12)校核模具與注射機(jī)有關(guān)尺寸 13)注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計的審核 14)繪制模具的裝配圖 15)繪制模具零件圖 16)復(fù)核設(shè)計圖樣 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 1)基本結(jié)構(gòu)方面的審核 2)設(shè)計圖紙方面的審核 3)注射模設(shè)計質(zhì)量方面的審核 4)裝拆及搬 運(yùn)條件方面的審核 塑料注射模具的結(jié)構(gòu)組成和作用 塑料注射模具一般是由成形部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī) 構(gòu)、調(diào)溫系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、支撐零部件、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)組成。 注射模具各部分的簡單說明 圖 1料注射模具 基本結(jié)構(gòu) 1. 成形部件是指動、定模部分有關(guān)組成型腔的零件。 2. 澆注系統(tǒng)是將熔融的塑料 從注射機(jī)噴嘴進(jìn)入模具型腔所 圖 1料注射模具基本結(jié)構(gòu) 經(jīng)的通道，它包括主流道、分流道、澆口、及冷料穴。 3. 導(dǎo)向部分在注射模中，用導(dǎo)向部分對模具的動定模導(dǎo)向 ，以使模具合模時能準(zhǔn)確對合。 4. 推出機(jī)構(gòu)是指分型后將塑件從模具中推出的裝置。 5. 調(diào)溫系統(tǒng)是為了滿足注射工藝對模具溫度的要求，需要有調(diào)溫系統(tǒng)對模具的溫度進(jìn)行調(diào)整。一般熱塑性塑料的注射模主要是設(shè)計模具的冷卻系統(tǒng)。 6. 排氣系統(tǒng)是為了將成形時塑料本身揮發(fā)的氣體排出模外，常常在分型面上開設(shè)排氣槽。對于小塑件的模具，可直接利用分型面或推桿等與模具的間隙排氣。 7. 支撐零部件是用來安裝固定或支撐成形零部件及前述的各部分機(jī)構(gòu)的零部件。 8. 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是當(dāng)有些塑件有側(cè)向的凹凸形狀的孔或凸臺時，須先把側(cè) 向的凹凸形狀的瓣合模塊或側(cè)向的型芯從塑件上脫開或抽出。 1 成型零部件 2 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 3 澆注系統(tǒng) 4 脫模機(jī)構(gòu) 5 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 7 排氣機(jī)構(gòu) 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 第二章 鐵 皮柜 扣手塑料件的工藝分析 塑料件的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 鐵箱扣手 塑件的結(jié)構(gòu)簡單，尺 寸適中，屬薄壁殼體塑件。為提高生產(chǎn)率可采用多型腔；因?yàn)楸舅芗?cè)向有凹 槽， 從常規(guī)來看 如圖 2具需要設(shè)計側(cè)分型與抽芯機(jī)構(gòu)， 但是，又因?yàn)榇嗡芗膫?cè)向凹槽很小，且很窄， 這樣 就可以 考 慮將型芯和型腔做成分離式的結(jié)構(gòu)，這樣利用小型芯和小滑塊便可以達(dá)到順利成型和脫模的目的。 圖 2件圖 根據(jù) 鐵箱扣手 塑件的特征，選用澆注系統(tǒng)為側(cè)澆口的單分型面多型腔注 圖 2件三視圖 射模。而且由于側(cè)澆口的形狀簡單，加工方便，通過改變澆口尺寸能有效調(diào)整充模時的剪切速率和澆口冷卻 時間，因此這種澆口的應(yīng)用范圍廣泛。特別是一模多腔的澆注系統(tǒng)，使用這種澆口非常方便，同時去除澆注系統(tǒng)冷凝料比較方便。采用側(cè)澆口基本不影響塑件外觀。所設(shè)計 鐵箱扣手 塑料件的 基本平面圖 及尺寸如圖 2示 : 塑料件的材料 常用塑料及工藝參數(shù) 40589 81 1 0文） 7 工程塑料（ 特性及注射工藝性 一 、 料的特性 一種新型工程塑料。具有綜合的優(yōu)良性能 (堅固、堅韌、堅硬 )，價格便宜，原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的一種工程塑料。 2用塑料及工藝參數(shù) 是微黃色或白色不透明粒料，無毒、無味。 三種成分組成，具有良好的綜合力學(xué)性能。在機(jī)械性能方面， 韌、剛性好。有一定化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能。它還有很好的成型加工性能以及能與其他塑料和橡膠相混熔的特點(diǎn)。 料的表面可以電鍍。 脂的缺點(diǎn)是耐熱性不高，耐低溫性不好，而且不耐燃、不透明，耐氣候性不好，特別是耐紫外線性能不好。 二 、 料的成型特性 1、使用 料成型塑件時，由于溶體的黏度值較高，注射成形的壓力值高，所以塑件對型芯的包緊力較大，為便脫模，塑件應(yīng)采用較大的脫模斜度； 2、 料的溶體黏度高，制品易產(chǎn)生熔接痕，設(shè)計模具時應(yīng)減少澆注系統(tǒng)對料流 的阻力，流道長度短一些； 3、 料吸濕性強(qiáng)，易吸水，成型前應(yīng)進(jìn)行干燥處理； 4、在正常成型條件下， 件的尺寸穩(wěn)定性好。 塑料 高壓 聚乙烯 硬聚氯 乙烯 聚苯 乙烯 工程塑料 度 / 噴嘴 150 180 150 170 160 170 180 190 料筒 180 200 165 180 160 180 210 230 模具 30 60 30 60 20 60 50 70 壓力 射 70 100 80 130 60 100 70 90 保壓 40 50 40 60 30 40 50 70 時間 /S 注射 0 5 2 5 0 3 3 5 保壓 15 60 15 40 15 40 15 30 冷卻 15 60 15 40 15 30 15 30 總計 40 140 40 90 40 90 40 70 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 三 、 料的注射成型工藝參數(shù) 如表 2數(shù) 取值范圍 選取數(shù)值 密度 縮率 S 溫度 / 噴嘴 180 190 180 料筒 210 230 220 模具 50 70 60 壓力 射 70 90 80 保壓 50 70 60 時間 /S 注射 3 5 3 保壓 15 30 20 冷卻 15 30 25 總計 40 70 48 表 2料的注射成型工藝參數(shù) 塑料件的基本參數(shù) 塑件的質(zhì)量和體積 塑件質(zhì)量： 7g 塑件體積： 塑件的投影面積 塑件成型投影面積： 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 第 三 章 注塑成型的準(zhǔn)備 注塑成型的工藝簡介 注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性 ，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段時間的保壓冷卻以后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為三個階段的工作。 如圖 33塑成型壓力 時間曲線 1、 物料準(zhǔn)備；成型前應(yīng)對物料的外觀色澤、顆粒情況，有無雜質(zhì)等進(jìn)行檢驗(yàn)，并測試其熱穩(wěn)定性，流動性和收縮率等指標(biāo) 。對于吸濕性強(qiáng)的塑料，應(yīng)根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件的熱膨脹系數(shù)，對模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，以避免收縮應(yīng)力和裂紋，有的塑料制品還需要選用脫模劑，以利于脫模。 2、 注塑過程；塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過加熱達(dá)到流動狀態(tài)后，進(jìn)入模腔內(nèi)的流動可分為注射，保壓，倒流和冷卻四個階段，注塑過程可以用如圖所示 中 模腔充滿熔體（ T=，熔體壓力迅速上升，達(dá)到最大值 時間 2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會繼續(xù)流入模腔內(nèi) 以彌補(bǔ)因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在流動，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 壁固化，另一端沿流動方向排列）容易被凝結(jié)，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段。這一階段的時間越長，分子定向的程度越高。從螺桿開始后退到結(jié)束（時間從 3），由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓力迅速下降。倒流一直進(jìn)行到澆口處熔體凝結(jié)時為止。其中，塑料凝結(jié)時的壓力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素。 3、 制件后處理；由于成型過程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動非常復(fù)雜，再加上 流動前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力，脫模后除引起時效變形外，還會使制件的力學(xué)性能，光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴(yán)重時會開裂。 故 有的塑件需要進(jìn)行后處理，常用的后處理方法有退火和調(diào)濕兩種。 退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力，此外，退火還可以對制件進(jìn)行解除取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的 1020度至熱變形溫度以下 1020度之間；調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強(qiáng)、而且 又容易氧化的聚酰胺等塑料制件 點(diǎn)為 121 ，加熱溫度為 100 121 ，保溫時間與制件厚度有關(guān)，通常取 2 9小時。 注塑成型的工藝條件 1、 溫度； 注塑成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生 “流涎現(xiàn)象 ”；模具溫度一般通過冷卻系統(tǒng)來控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。 2、 壓力；注射成型過程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動的阻力，提供充模速度及對熔料進(jìn)行壓實(shí)等。保壓力的大小取決于模 對熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對于像 動性好的料，保壓力應(yīng)該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。背壓力是指注塑機(jī)螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動后退時所受到的壓力，背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣，提高熔體密實(shí)程度之外，還可以使熔體內(nèi)壓力增大，河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 螺桿后退速度減小，塑化時的剪切作用增強(qiáng)，摩擦熱量增大，塑化效果提高，根據(jù)生 產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，背壓的使用范圍約為 大，塑化效果提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，背壓的使用范圍約為 3溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 3、 時間；完成一次注塑成型過程所需要的時間稱為成型周期。包括注射時間，保壓時間，冷卻時間，其他時間（開模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉 模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時間和冷卻時間，在實(shí)際生產(chǎn)中注射時間一般為 35 秒，保壓時間一般為 20120 秒，冷卻時間一般為 30120 秒（這三個時間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時間越長）。確定成型周期的經(jīng)驗(yàn) 數(shù)值 如表 3示。 制件壁厚 /型周期 / s 制件壁厚 / 型周期 / s 10 35 15 45 22 65 28 85 表 3成型周期與壁厚關(guān)系 經(jīng)過上面的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因?yàn)楦鱾€推薦值有差別，而且有的與實(shí)際注塑成型時的參數(shù)設(shè)置也不一致，結(jié)合兩者的合理因素，初定制品成型工藝參數(shù)如表 3示。 料筒溫度 / 噴嘴溫度 / 模具溫度/ 熱變形溫度 / 后段 中段 前段 220 60 50210 170230 190250 240250 575 6596 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 注塑機(jī)類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速（ r/ 48 噴嘴形式 直通式 模具溫度 50 噴嘴溫度 ( ) 230 后段溫度 ( ) 150210 中段溫度 ( ) 170230 前段 溫度 ( ) 190250 注射壓力 0 保壓力 0 注射時間 s 壓時間 s 5 冷卻時間 s 20 其他時間 s 3 成型周期 s 30 成型收縮 (%) 燥溫度 ( ) 6080 干燥時間 ( ) 13 表 3制品成型工藝參數(shù)初步確定 注塑機(jī)的選擇 注塑機(jī)的總體介紹 1956年制造出世界上第一臺往復(fù)螺桿式注塑機(jī) ,這是注塑成型工藝技術(shù)的一大突破 ,目前注塑機(jī)加工的塑料量是塑料產(chǎn)量的 30%;注塑機(jī)的產(chǎn)量占整個塑料機(jī)械產(chǎn)量的 50%料成型設(shè)備制造業(yè)中增長最快 ,產(chǎn)量最多的機(jī)種之一 . 注塑機(jī)的分類方式很多 ,目前尚未形成完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分類方法 1、 按設(shè)備外形特征分類 :臥式 ,立式 ,直角式 ,多工位注塑機(jī)； 2、 按加工能力分類 :超小型 ,小型 ,中型 ,大型和超大型注塑機(jī)。 此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類 ,但日常生活中用的較少。 注塑機(jī)的基本參數(shù) 注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱注射量 ,注射壓力 ,注射速度 ,塑化能力 ,鎖模力 ,合模裝置的基本尺寸 ,開合模速度 ,空循環(huán)時間等 制造 ,購買和使用注塑機(jī)的主要依據(jù) . 1、 公稱注塑量；指在對空注射的情況下 ,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時 ,注射裝置所能達(dá)到的最大注射量 ,反映了注塑機(jī)的加工能力 . 2、 注射壓力；為了克服熔料流經(jīng)噴嘴 ,澆道和型腔時的流動阻力 ,螺桿 (或河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 柱塞 )對熔料必須施加足夠的壓力 ,我們將這種壓力稱為注射壓力 . 3、 注射速率；為了使熔料及時充滿型腔 ,除了必須有足夠的注射壓力外 ,熔料還必須有一定的流動速率 ,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時間或注射速度 . 常用的注射速率如表 3 注射量 / 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000 注射速率 / 125 200 333 570 890 1330 1600 2000 注射時間 /S 1 3 5 表 3注射量與注射時間的關(guān)系 4、 塑化能力；單位時間內(nèi)所能塑化的物料量 若塑化能力高而機(jī)器的 空循環(huán)時間長 ,則不能發(fā)揮塑化裝置的能力 ,反之則會加長成型周期 . (5)鎖模力；注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力 ,在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開 . (6)合模裝置的基本尺寸；包括模板尺寸 ,拉桿空間 ,模板間最大開距 ,動模板的行程 ,模具最大厚度與最小厚度等 (7)開合模速度；為使模具閉合時平穩(wěn) ,以及開模 ,推出制件時不使塑料制件損壞 ,要求模板在整個行程中的速度要合理 ,即合模時從快到慢 ,開模時由慢到快在到停 . (8)空循環(huán)時間；在沒有塑化 ,注射保壓 ,冷卻 ,取出制件等動作的情況下 ,完成一次循環(huán)所需的時間 . 注塑機(jī)的選擇確定 1、 由公稱注射量選定注射機(jī) 由注射量選定注射機(jī) 建模分析得（材料密度取 3cm/ ） ； 總體積 V= 總質(zhì)量 M=28g； 流道凝料 V=(流道凝料的體積 (質(zhì)量 )是個未知數(shù) ,估算 ,塑件越大則比例可以取的越小 )； 實(shí)際注射量為 : 實(shí)際注射質(zhì)量為 842g； 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于 即： 3 1） = 2、 由鎖模力選定注射機(jī) 分 3 2）=2 24D 1043010 6 = 式中 N） ； 0 D=120 1012=D 110 根據(jù)塑件的大小和實(shí)際中常用的注射機(jī)，注射端蓋塑件選用 螺 桿 式 注 射 機(jī) 。 圖 3查國產(chǎn)注射機(jī)主要技 圖 3術(shù)參數(shù)表取 主要技術(shù)參數(shù)如 表 3河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 結(jié)構(gòu)類型 臥 拉桿內(nèi)間距 (2602 90 理論注射容積（ 125 移模行程 (300 螺桿 (柱塞 )直徑 (44 最大模具厚度 (300 注射壓 (120 最小模具厚度 (200 注射速率 (g/s) 110 鎖模形式 (液壓 塑化能力 (g/s) 具定位孔直徑(100 螺桿轉(zhuǎn)速 (r/10150 噴嘴球半徑 (12 鎖模力 (900 噴嘴口直徑 (4 表 3國產(chǎn) 術(shù)參數(shù)表 注塑機(jī)的校核 1、 最 大注射量校核 為確保塑件質(zhì)量，注塑模一次成型的塑件質(zhì)量（包括流道凝料質(zhì)量）應(yīng)在公稱注塑量的 35%75%范圍內(nèi)，最大可達(dá) 80%，最小不小于 10%。為了保證塑件質(zhì)量，充分發(fā)揮設(shè)備的能力，選擇范圍通常在 50%80%。 塑件體積：次成型 4 個塑件。假設(shè)澆道凝料為 20 125 %=80% 滿足要求 。 2、 鎖模力的校核 在確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機(jī)的額定鎖模力： F K 3 3） 10430106 N 滿足要求 。 式中 F 注塑機(jī)額定鎖模力： 900 K 安全系數(shù)，通常取 K= 3、 注塑壓力的校核 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 注塑壓力的校核是校驗(yàn)注塑機(jī)的最大注塑壓力能否滿足制品成型的需要。只有在注塑機(jī)額定的注塑壓力內(nèi)才能調(diào)整出某一制件所需的要的注塑壓力，因此注塑機(jī)的最大壓力要大于該制件所要求的注塑壓力。制件成型 時所需的注塑壓力，與塑料的品種，注塑機(jī)的類型，噴嘴形式，制件的復(fù)雜程度以及澆注系統(tǒng)等因素有關(guān)。在本次模具設(shè)計中，參考了制件的材料 一些參數(shù)， 料的注射壓力為 70 90取 80而 射機(jī)的注射壓力為 120 就是注塑機(jī)的注塑壓力符合要求。 4、 最大注射成型面積的校核 射機(jī)的最大注射成型面積為 320 2 單個塑件在分型面上的投影面積為 澆道凝料為 注射時模具的成型面積 ( 2+ 320 25、 開模行程校核 所選注塑機(jī)為全液壓式鎖模機(jī)構(gòu)，最大開模行程受模具厚度影響。此時最大開模行程 定模板臺面之間的最大距離減去模具厚度。 2+（ 510） （ 3 4） 280 15+67+10 300 92 滿足要求。 式中 注塑機(jī)移模行程 300 推出距離 15 2流道凝料與塑件高度 67 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 第 四 章 塑料制品在模具中的位置 分型面的選擇 分型面是模具上用于取出塑件和（或）澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。 塑件的分型面應(yīng)位于截面尺寸最大的部位，本實(shí)例中塑件的分型面選取如圖所示。這樣選取的塑件的外表面可以在整體的定模型腔內(nèi)成型，表面質(zhì)量好，而且塑件脫模方便。模具分模圖如圖 4： 圖 4模圖 分型面的形式及選擇 分型面有多種形式，分型面按其位置和注射機(jī)開模運(yùn)動方向的關(guān)系來分類：分型面垂直注射 機(jī)開模運(yùn)動方向，平行于注射機(jī)開模運(yùn)動方向，傾斜與運(yùn)動方向。 按分型面的形狀來分類有：平面分型面，曲面分型面，解題分型面和斜面分型面。 模具分型面的選擇，主要是根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、精度要、求澆注系統(tǒng)形式、排氣方式、脫模形式及模具的制造工藝等各種因素，進(jìn)行全面考慮，做出合理選擇。分型面選擇設(shè)計合理與否，直接影響塑件質(zhì)量模具結(jié)構(gòu)模 具使用可靠性和模具壽命等。本模具的設(shè)計綜合和考慮選擇平面分型面，因?yàn)樗芗唵?，又采用了小型芯和小鑲塊，分型簡單。 分型面的選擇原則 在確定了分型面結(jié)構(gòu)后，在設(shè)計過程中還要 考慮選擇分型面的一些原則。選擇分型面的基本原則是：分型面應(yīng)選擇在塑件斷面輪廓最大的位置，以便順利脫模。同時在設(shè)計的過程中還要考慮下面一些因素： 1、 分型面的選擇應(yīng)便于塑件脫模并簡化模具結(jié)構(gòu) 因此，應(yīng)盡可能使塑件在動定模分離后留在動模一側(cè)。因?yàn)樽⑸錂C(jī)的脫模機(jī)構(gòu)一般在動模一側(cè)，河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 否則會增加脫模難度，勢必使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。如塑件有側(cè)孔或側(cè)凹，選擇分型面應(yīng)盡量將側(cè)型芯置于動模，以避免定模抽芯并使抽拔距離盡量短。本模具設(shè)計中存在 類似 側(cè)孔形式的形狀，故把型芯置于動模。 2、 分 型面的選擇應(yīng)考慮塑件的技術(shù)要求，當(dāng)塑件的表面有 平行度和同軸度等要求時，應(yīng)盡可能將其置于同一半模內(nèi)，否則，將會由于合模誤差影響塑件精度。 3、 分型面的選擇應(yīng)有利于排氣 為此應(yīng)盡量是分型面與充模時型腔料流末端重合，以利于排氣。 4、 分型面的選擇應(yīng)便于模具零件的加工，這個問題在設(shè)計時務(wù)必注意，不能忽視。 5、 分型面的選擇應(yīng)考慮注射機(jī)的技術(shù)參數(shù) 注射成型時所需的鎖模力是與塑件在模具合模方向的投影面積成正比，所以選擇分型面時應(yīng)盡量選擇塑件在垂直合模方向上投影面積較小的表面，以減少鎖模力。 選擇分型面應(yīng)綜合考慮以上各種因素，權(quán)衡利弊，已取得最佳效果。在該注射模 具的設(shè)計過程中正式從以上幾個方面綜合考慮的結(jié)果。 最終決定采用最大面積出分型，如圖所示 示。 型腔的數(shù)目和分類 確定型腔數(shù)目時要考慮的因素 1、滿足注射機(jī)的最大注射量 2、鎖（合）模力 3、塑件精度 4、經(jīng)濟(jì)性 型腔數(shù)目的確定 1、按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)量。 n（ g 125 6） /10= （ 4 Vg( g)，取 125Vj(g), 假設(shè)澆道凝料為 塑件體積的 有計算可知凝料體積為 6Vz( g),單個塑件為 10 、按注射機(jī)的額定合模力確定型腔數(shù) 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 6 463 （ 4 n F 注射機(jī)的額定合模力 (N)。查手冊為 900 m 塑料熔體對型腔的平均壓力 (取 80j 澆 注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 (取 z 單個制品在分型面上的投影面積 (由計算得 、按制品的精度要求確定型腔數(shù) 成型高精度制品時，型腔數(shù)不宜過多，通常推薦不超過 4 腔，因?yàn)槎嗲浑y于使各腔的成型條件均勻一致。本模具選擇的是一模兩腔，設(shè)置了 2 個型腔 . 24