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共 3 頁 第 1 頁 裝 訂 線 題 目 按鍵塑料模具設(shè)計 姓 名 C Z IL I 畢業(yè)設(shè)計開題報告 共 3 頁 第 1 頁 開題報告 一 前言 1 國內(nèi)外模具的需要和現(xiàn)狀的分析 我國塑料模具無論是在數(shù)量上 還是在質(zhì)量 技術(shù)和能力等方面都有了很 大發(fā)展 但與國民經(jīng)濟發(fā)展需求和世界先進水平相比 差距仍很大 一些大型 精密 復(fù)雜 長壽命的中高檔塑料模具每年仍大量進口 在總量供不應(yīng)求的同 時 一些低檔塑料模具已供過于求 市場競爭激烈 一些技術(shù)含量不太高的中 檔塑料模具也有一些趨向于供過于求 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在 歷經(jīng)半個多世紀 有了很大發(fā)展 模具水平 有了較大提高 在大型模具方面已能生產(chǎn) 48 英寸大屏幕彩電塑殼注射模具 6 5kg 大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具 精密塑料模具方面 已能生產(chǎn)照相機塑料件模具 多型腔小模數(shù)齒輪模具及 塑封模具 1 推廣應(yīng)用熱流道技術(shù) 氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù) 采用熱 流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量 并能大幅度節(jié)省塑料制件的原 材料和節(jié)約能源 所以廣泛應(yīng)用這項技術(shù)是塑料模具的一大變革 2 開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具 以適應(yīng)多品種 少批量的生產(chǎn) 方式 3 提高塑料模標(biāo)準化水平和標(biāo)準件的使用率 我國模具標(biāo)準件水平和模具 標(biāo)準化程度仍較低 與國外差距甚大 在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的 發(fā)展 為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本 模具標(biāo)準件的應(yīng)用要大力推廣 為此 首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準 并嚴格按標(biāo)準生產(chǎn) 其次要逐步形成規(guī) 模生產(chǎn) 提高商品化程度 提高標(biāo)準件質(zhì)量 降低成本 再次是要進一步增 加標(biāo)準件規(guī)格品種 4 應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得 十分必要 課題題目 塑料模具 2 課題來源 3 課題類型 注射模 4 課題意義 二 方案論證 1 課題研究的方法 研究的方法是查閱資料 闡明觀點 舉例研究 2 設(shè)計及制造方案 共 3 頁 第 1 頁 一 接受任務(wù)書 成型塑料制件的任務(wù)書通常由制件設(shè)計者提出 其內(nèi)容如下 經(jīng)過審簽的正規(guī)制制件圖紙 并注明采用塑料的牌號 透明度等 塑料制件說明書或技術(shù)要求 生產(chǎn)產(chǎn)量 塑料制件樣品 通常模具設(shè)計任務(wù)書由塑料制件工藝員根據(jù)成型塑料制件的任務(wù)書提出 模具設(shè)計人員以成型塑料制件任務(wù)書 模具設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)來設(shè)計模具 二 收集 分析 消化原始資料 收集整理有關(guān)制件設(shè)計 成型工藝 成型設(shè)備 機械加工及特殊加工資料 以備設(shè)計模具時使用 消化塑料制件圖 了解制件的用途 分析塑料制件的工藝性 尺寸精度 等技術(shù)要求 例如塑料制件在外表形狀 顏色透明度 使用性能方面的要求是 什么 塑件的幾何結(jié)構(gòu) 斜度 嵌件等情況是否合理 熔接痕 縮孔等成型缺 陷的允許程度 有無涂裝 電鍍 膠接 鉆孔等后加工 選擇塑料制件尺寸精 度最高的尺寸進行分析 看看估計成型公差是否低于塑料制件的公差 能否成 型出合乎要求的塑料制件來 此外 還要了解塑料的塑化及成型工藝參數(shù) 消化工藝資料 分析工藝任務(wù)書所提出的成型方法 設(shè)備型號 材料規(guī) 格 模具結(jié)構(gòu)類型等要求是否恰當(dāng) 能否落實 三 確定成型方法 采用直壓法 鑄壓法還是注射法 四 選擇成型設(shè)備 根據(jù)成型設(shè)備的種類來進行模具 因此必須熟知各種成型設(shè)備的性能 規(guī) 格 特點 例如對于注射機來說 在規(guī)格方面應(yīng)當(dāng)了解以下內(nèi)容 注射容量 鎖模壓力 注射壓力 模具安裝尺寸 頂出裝置及尺寸 噴嘴孔直徑及噴嘴球 面半徑 澆口套定位圈尺寸 模具最大厚度和最小厚度 模板行程等 具體見 相關(guān)參數(shù) 要初步估計模具外形尺寸 判斷模具能否在所選的注射機上安裝和使用 五 具體結(jié)構(gòu)方案 確定模具類型 采用注射模 確定模具類型的主要結(jié)構(gòu) 選擇理想的模具結(jié)構(gòu)在于確定必需的成型設(shè)備 理想的型腔數(shù) 在絕對 可行的條件下能使模具本身的工作滿足該塑料制件的工藝技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)濟的要 求 對塑料制件的工藝技術(shù)要求是要保證塑料制件的幾何形狀 表面光潔度和 尺寸精度 生產(chǎn)經(jīng)濟要求是要使塑料制件的成本低 生產(chǎn)效率高 模具能連續(xù) 地工作 使用壽命長 節(jié)省勞動力 繪制總裝結(jié)構(gòu)圖 繪制總裝圖盡量采用 1 1 的比例 先由型腔開始繪制 主視圖 與其它視圖同時畫出 繪制全部零件圖 由模具總裝圖拆畫零件圖的順序應(yīng)為 先內(nèi)后外 先復(fù)雜后簡單 共 3 頁 第 1 頁 先成型零件 后結(jié)構(gòu)零件 三 文獻綜述 1 課題研究目標(biāo) 近年來 我國塑料模具水平已有較大提高 大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重 量達 50t 以上的注塑模 精密塑料模的精度已可達到 3 m 制件精度為 0 5 m 的小模數(shù)齒輪模具及達到高光學(xué)要求的車燈模具等也已能生產(chǎn) 多腔塑 料模已能生產(chǎn)一模 7800 腔的塑封模 高速模具方面已能生產(chǎn) 4m min 以上擠出 速度的高速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)泡鋼塑共擠等各種模具 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)用面已大為擴大 高速加工 及 RP RT 等先進技術(shù)的采用已越來越多 模具標(biāo)準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提高 三資企業(yè)蓬勃發(fā) 展進一步促進了塑料模具設(shè)計制造水平及企業(yè)管理水平的提高 2 課題研究內(nèi)容 1 模具的質(zhì)量 周期 價格 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 為滿足用 戶的這一要求 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象之前進行開發(fā) 這需 要在有較大把握和敢冒一定風(fēng)險的情況下進行 變被動為主動 青島海爾模具公司等企業(yè)的 你給我一個概念 我還你一個產(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有限公 司等企業(yè)主動開發(fā)的辦法已被越來越多企業(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) 4 四 進度安排 2006 08 15 2006 08 20 前言 2006 08 20 2006 08 30 方案論證 2006 08 30 2006 09 01 文獻綜述 附錄 參考文獻 杜智敏 何華妹 郭肇強 塑料注射模具設(shè)計實例 北京機械工業(yè)出版社 2005 年 8 月 葉久新 王群主編 塑料制品成型及模具設(shè)計 長沙湖南科學(xué)技術(shù)出版社 2005 年 8 月 共 17 頁 第 1 頁 引 言 題 目 按鍵塑料模具設(shè)計 姓 名 C Z IL I 畢業(yè)設(shè)計 論文 共 17 頁 第 2 頁 本次設(shè)計首先要注意塑件的設(shè)計要求 注塑工藝的條件 塑件的尺寸精度 幾何形狀 要明確塑件的生產(chǎn)批量及體積質(zhì)量 本產(chǎn)品的分型面的選擇 再次 要注意注塑機的選擇及安裝 了解注射機的形式及其參數(shù)的校核和模具的關(guān)系 總體知道模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計 如何運用澆注系統(tǒng) 推出機構(gòu) 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和排 氣系統(tǒng) 最后完成相關(guān)的設(shè)計計算 關(guān)鍵詞 熱塑性塑料 定模 動模 拉料桿 澆口設(shè)計 共 17 頁 第 3 頁 目 錄 第一章 概述 第二章說明書正文 2 1 塑件的原材料及結(jié)構(gòu)工藝分析 2 2 零件的工作尺寸 2 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 2 4 分型面的選擇 2 5 脫模機構(gòu)的設(shè)計 10 2 6 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 11 2 7 校核 12 2 8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 13 2 9 熱塑性制品的設(shè)計原則 13 3 1 裝配圖 14 第三章 模具制造業(yè)的優(yōu)缺點 15 第四章 小結(jié) 16 參考文獻 17 裝 訂 線 共 17 頁 第 4 頁 第一章 概 述 一般說來 模具企業(yè)都是中小企業(yè) 大都是從作坊式的企業(yè)成長起來 甚 至目前仍有許多模具企業(yè)是作坊式的的管理 在模具交貨期 成本 質(zhì)量的控 制方面問題層出不斷 面對激烈的市場競爭 落后的管理手段和水平 使模具 企業(yè)中的管理和技術(shù)人員只有疲于奔命 企業(yè)投巨資引進的 CAD CAM 系統(tǒng)和高 檔數(shù)控加工設(shè)備也難以發(fā)揮出應(yīng)有的效率和水平 企業(yè)缺乏活力和競爭力 這 些問題已經(jīng)引起了許多有志向國際先進水平看齊的模具企業(yè)經(jīng)營者的高度重視 如何提高企業(yè)管理水平 增強企業(yè)的競爭力已成為我國模具制造行業(yè)參與國際 市場競爭迫切需要解決的問題 因此 模具制造企業(yè)要提高管理水平 具備快速反應(yīng)和及時調(diào)整的能力 沒有一套先進的管理系統(tǒng)實現(xiàn)管理的信息化是很難做到的 通過信息化建設(shè) 實現(xiàn)模具制造企業(yè)的集成化管理 是促進企業(yè)提高經(jīng)營管理水平的一個有效途 徑 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在 歷經(jīng)多世紀 有了很大的發(fā)展 模具水平有了 較大的提高 但與國名經(jīng)濟發(fā)展需求和世界先進水平相比 差距仍然很大 并且 隨著近來這些行業(yè)的迅速發(fā)展 對模具的要求越來越迫切 精度越來越高 結(jié)構(gòu) 越來越復(fù)雜 同模具生產(chǎn)的制件所表現(xiàn)出來的高精度 高復(fù)雜性 高一致性 高生 產(chǎn)效率和低消耗 是其它加工制造方法所不能比擬的 共 17 頁 第 5 頁 第二章 說明書正文 2 1 塑件的原材料及結(jié)構(gòu)分析 塑料的分析 材料 PC 熱塑性塑料 結(jié)構(gòu)特點 線性結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型 使用溫度 小于 120 度 化學(xué)穩(wěn)定性 較好比較穩(wěn)定 性能特點 機械強度較好 有一定的耐磨性 耐熱性好 但塑件易開裂 收縮率 0 5 0 8 成型特性 可采用注射 擠出 吹塑和真空成型等加工方法 非結(jié)晶塑料 收縮率較小 可制得精度高的塑件 熱穩(wěn)定性好 成型溫 度范圍寬 吸水性小 但水敏性強 吸收微量水分 就會使塑件質(zhì)量顯著下降 因 此成型前必須干燥處理 熔融溫度高 熔體黏度大 宜采用敞開式延伸噴嘴 熔體流動性差 溢 邊值約為 0 06um 流動性對溫度變化敏感 流動性對剪切速率不太敏感 冷卻 速度快 易產(chǎn)生應(yīng)力集中 因此流道應(yīng)粗和短 采用截面較大的直接澆口 環(huán) 行澆口 扇形澆口或護耳澆口等 應(yīng)設(shè)冷卻穴 防止出現(xiàn)熔接痕 塑件壁厚不宜太厚 應(yīng)均勻 避免尖角 缺口或帶有嵌件 防止應(yīng)力集 中引起開裂 為減少應(yīng)力開裂 應(yīng)進行退火處理 一般采用高溫 高壓力及快速成型 并采用模溫加熱 提高模溫 以減 低塑件成型中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 塑件的尺寸精度分析 該塑件上幾個定位尺寸位置精度要求較高 其它尺寸均無特殊要求 為自由尺寸 可按塑件的技術(shù)要求取 MT6 級 查 模具設(shè)計指導(dǎo)書 表 6 6 的塑件公差數(shù)值表 SJ 1372 1978 來選取公差 塑件表面質(zhì)量分析 該塑件要求外表美觀 無氣泡 銀絲 明顯縮凹及熔接痕 塑件表面及內(nèi) 部有較高的粗糙度要求 表面粗糙度可取 Ra1 6 塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析 此塑件外形為規(guī)則的方形殼類零件 塑件的定位公差為 0 1 塑件的尺 寸不大 結(jié)構(gòu)簡單 壁厚要求均勻 均為 3mm 這樣可以避免產(chǎn)生收縮 凹痕 和裂紋等質(zhì)量問題 設(shè)計較合理 尖角處 R 3 的圓角過渡 防止應(yīng)力集中 會 影響塑件的強度 同時還會出現(xiàn)氣泡 影響塑件外觀質(zhì)量 過渡圓角有利于塑 件充模時的流動 塑件尺寸精度如圖 1 1 所示 裝 訂 線 共 17 頁 第 6 頁 圖 1 1 塑件精度 2 2 成型零件的工作尺寸 計算平均收縮率 查教科書公式 6 4 S SmaX Smin 2 100 0 65 型芯的徑向尺寸 LM Z 2 S CP LS 2 L S 2 SCPLS SCP 2 L S 2 LM 1 SCP LS 2 Z 2 C 2 當(dāng) Z 1 3 C 1 2 Z LM 1 SCP LS 2 6 12 1 SCP LS 3 4 1 0 65 30 3 0 52 4 30 5850 0 17 mm 共 17 頁 第 7 頁 型腔的徑向尺寸 LM Z 2 SCP LS 2 L S 2 SCPLS SCP 2 L S 2 LM SCP 1 LS 2 Z 2 C 2 當(dāng) Z 1 3 C 1 2 Z LM 1 SCP LS 2 6 12 1 SCP LS 3 4 1 SCP LS 3 4 1 0 65 30 3 4 0 52 29 8050 0 17 mm 型腔的深度尺寸 HM Z 2 H S 2 S CP HS 2 HS 2 S CPHS SCP 2 HS 1 SCP 2 HM HS 1 SCP 2 Z 3 當(dāng)取 Z 1 3 HM HS 1 SCP 2 3 21 1 0 65 2 0 44 2 21 710 0 15 mm 型心的高度尺寸 HM Z 2 HS 2 S CP HS 2 HS 2 S CPHS SCP 2 HS 1 SCP 2 HM HS 1 SCP 2 Z 2 當(dāng)取 Z 1 3 共 17 頁 第 8 頁 HM HS HSSCP 2 3 21 21 0 65 2 3 0 44 21 430 0 15 mm 2 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 1 澆注系統(tǒng)的組成 主澆道 分澆道 澆口和冷料穴等幾部分組成 2 設(shè)計原則 1 流程要短 減少壓力和熱量損失及塑件消耗量 同時縮短充模時間 2 排氣良好 使料流平穩(wěn) 順利充滿型腔 3 防止型心變形和嵌件位移 應(yīng)避免料流之沖較小的型心和嵌件 4 防止塑件翹曲變形和表面形成冷疤 冷癍等缺陷 應(yīng)減輕澆口附近應(yīng) 力集中 5 合理選擇冷料穴 a 分澆道的設(shè)計 要點 1 分澆道的斷面和長度設(shè)計 應(yīng)在保證順利充模的前提下 盡量 取小 尤其對小型塑件更為重要 2 分澆道的表面不必很光滑 表面粗糙度一般為 Ra1 6 即可 這樣可以 使熔融塑料的冷卻皮層固定 有利于保溫 3 當(dāng)分澆道較長時 在分澆道末端應(yīng)開設(shè)冷料穴 以容納冷料 保證塑 件的質(zhì)量 4 分澆道與澆口的連接處要以斜面或圓弧過渡 有利于熔料的流動及填 充 否則會引起反壓力 消耗動能 布置形式如圖 2 1 所示 圖 2 1 分澆道布置形式 b 澆口設(shè)計 澆口是熔料注入模具最先經(jīng)過的一段流道 直接影響到填充時間及流動速 度 澆口太小 熔料流動過程中冷卻面相對增大 熱量消耗大 注射壓力損失 大 但澆口太大則會造成塑料損耗大 冷卻時間長 發(fā)生口 一般情況下 其 參數(shù)通取數(shù)值如下 1 d 注射機噴嘴孔直徑 0 5 1 mm 2 對流性差的塑料等情況也有取 3 D 澆口的寬度 mm 4 H 按具體情況選擇 一般為 3 8 mm 共 17 頁 第 9 頁 5 R 注射機噴嘴球面半徑 2 3 mm 6 2D 3 7 8 按具體情況選擇 一般取 1 3mm 9 L 應(yīng)盡量縮短 若 L 值大 使塑料降溫過多 損耗大 一般不超過 60 mm 如需要很長時則應(yīng)采用熱延長噴嘴等措施 10 值按具體情況決定 不宜過長或過短 一般可取 1 2 5 D 并不宜小于 8 mm 11 1 可取 對大型塑件 h 值可取大 取小 以利于增 大分流道截面 料溫下降緩慢 注射壓力損失小 12 一般取 1 2 mm 13 一般取 2 3 1 D 14 1 按塑件形狀選擇旋渦及紊流 要求機床可塑化能力增大 因此 必須選擇恰當(dāng)尺寸的澆口 該塑件為殼類零件 中心有型孔 且塑件四角壁厚較均勻 為提高成型效 率采用側(cè)澆口 如圖 2 2 所示 圖 2 2 澆道 C 主澆道設(shè)計 要點 1 為便于凝料從直澆道中拔出 主澆道設(shè)計成圓錐形 其錐角 2 4 2 主澆道與分澆道結(jié)合處采用圓角過渡 其半徑 R 為 1 3mm 以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力 3 在保證塑件成型良好的前提下 主澆道的長度 L 盡量短 4 設(shè)置主澆道忖套 主澆道的形狀如圖 2 3 所示 共 17 頁 第 10 頁 圖 2 3 主澆道的形狀 2 4 分型面的選擇 根據(jù)分型面選擇原則分型面選擇遵循以下原則 1 保持塑件外觀整潔 2 分型面應(yīng)有利于排氣 3 應(yīng)考慮開模時對塑件留在動模一側(cè) 4 應(yīng)容易保證塑件的精度要求 5 分型面應(yīng)該簡單實用并容易加工 6 考慮側(cè)面分型面與主分型面的協(xié)調(diào) 7 分型面應(yīng)與注射機的參數(shù)相適應(yīng) 8 考語脫模斜度的影響 所以分型面應(yīng)選擇在塑件中心面的平面上 該零件的分型面如圖 2 4 所示 圖 2 4 分型面 共 17 頁 第 11 頁 2 5 脫模機構(gòu)的設(shè)計 制品的頂出是注射機成型過程中的最后一個環(huán)節(jié) 頂出質(zhì)量的好壞將最后 決定制品的質(zhì)量 因此制品的頂出是不可忽視的 在設(shè)計脫模機構(gòu)時應(yīng)遵循下列原則 1 為使制品不致因頂出產(chǎn)生變形 推力點應(yīng)盡量靠近型心或難于脫模的 部分 推力點的布置應(yīng)盡量均勻 2 推力點應(yīng)作用在制品剛性好的部分 如筋部 突源 殼體行制品的壁 緣等處 3 盡量避免推力點作用在制品的薄平面上 防止制品破裂 穿孔等 如 殼體行制品及筒行制品多采用推件板脫模 4 為避免頂出痕跡影響制品外觀 頂出位置應(yīng)設(shè)在制品的隱蔽面或非裝 飾面 對于透明件由于要注意頂出位置及頂出形式的選擇 5 為使制品在頂出時受力均勻 同時避免因真空吸附而使制品產(chǎn)生變形 往往采用復(fù)合頂出頂出或特殊形式的頂出系統(tǒng) 如推桿和推件板和推管復(fù)合頂 出 或采用進氣式推桿 推塊等頂出裝置必要時哈應(yīng)設(shè)置進氣閥 脫模斜度的設(shè)計 由于塑件在模腔內(nèi)產(chǎn)生冷卻收縮的現(xiàn)象 使塑件緊抱模腔中的型心和型腔 中的凸出部分 使塑件取出會導(dǎo)致塑件表面擦分 拉毛 為了方便脫模 塑件 設(shè)計時必須考慮與脫模 及型心 方向平行的內(nèi) 外表面 設(shè)計足夠的脫模斜 度 一般取 1 1 30 一般型心斜度要比型腔大 型心長度及型腔深度越大 則斜度不減 2 6 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 型腔數(shù)目的確定 選擇注射機及工藝參數(shù)的校核 1 根據(jù)塑件的形狀估算其體積和重量 塑件的體積 V 3 2 1 2 2 1 6 1 8 2 4 3 14 0 25 0 25 6 75cm 塑件的重量 PP 的密度為 1 2g cm Wj V 6 75 1 2 8 1g 澆注系統(tǒng)的凝料 分澆道 V 1 0 2 0 6 7 5 1 2 0 6 0 2 4 1 476cm 主澆道 V 2 r h 3 14 0 3 4 4 1 243cm 凝料的重量 Wa V V 1 V2 1 2 3 24g 2 根據(jù)塑件的計算重量和體積 選擇設(shè)備型號規(guī)格 確定型腔數(shù) 當(dāng)未限定 設(shè)備時須考慮 a 注射機的額度注射量 mg 每次注射量不超過最大注射量的 80 即 N 0 8 Wa B Wa w j 共 17 頁 第 12 頁 0 8 60 1 2 1 05 3 24 8 1 6 4 式中 N 型腔的數(shù)目 KL 注射機的最大注射量 一般取 KL 0 8 Wma 注射機的最大注射重量 Wa 澆鑄系統(tǒng)凝料的重量 Wj 單件塑件的重量 塑件的密度 B 聚碳酸脂的密度 從計算結(jié)果并根據(jù)塑料的注射機技術(shù)的規(guī)格 應(yīng)選用 XS ZY 60 型號的注 射機 根據(jù)塑件的精度 由于該塑件精度一般 故采用多腔 即一出四 由于六 腔不好分布 選擇一出四 同時并不影響塑件的大體質(zhì)量 3 額定注射量 國產(chǎn)標(biāo)準的注射機均用塑料的容量 cm 表示一次注射量 因聚苯乙烯 塑料密度是 1 05 近似于 1 因此以聚苯乙烯為基準來確定注射機的額定注射量 但是由于過去的習(xí)慣 目前對注射機的注射量也還是采用克來表示 所以選擇 注射機的注射量時可以同下面的公式計算 以容量計算時 0 8V 注 V 件 式中 V 注 注射機的最大注射容量 cm V 件 成形塑件及注澆系統(tǒng)所需塑料的容量 cm 0 8 系數(shù) 一般要求成形塑件的容量不得超過注射機容量的 80 以克量計算時 0 8C G 式中 C 注射機的最大注射克量 g G 成形塑件及注澆系統(tǒng)所需塑料的克量 G V 件 g 成形塑件的密度 g cm 0 8 系數(shù) 一般要求成形塑件的容量不得超過注射機容量的 80 4 額定鎖模力 選用注射機的鎖模力必須大于型腔壓力產(chǎn)生的開模力 不然模具分型面要 分開而產(chǎn)生溢料 注射時產(chǎn)生的型腔壓力對柱塞式注射機因注射壓力損失較大 所以型腔壓力為注射壓力的 40 70 而有預(yù)塑裝置的注射機及螺桿式注射 機壓力損失較小 所以型腔壓力較大 另外對不同流動性的塑料 不同噴嘴和 模具結(jié)構(gòu)形式 其壓力損失特不一樣 一般熔料經(jīng)噴嘴時其注射壓力達 60 80MPa 經(jīng)澆注系統(tǒng)入型腔時則型腔壓力一般為 25 50 MPa 鎖模力和成形面積的關(guān)系由下式確定 P 鎖 P 腔 A 1000 共 17 頁 第 13 頁 P 鎖 鎖模力 k N P 腔 型腔壓力 一般取 40 50MPa A 澆道 進料口和塑件的投影面積 mm 2 7 校核 1 注射壓力的的校核 注射壓力校核的目的是校核注射機的最大注射壓力能否滿足塑件成型 零件的需要 為此注射機的最大注射壓力應(yīng)大于或等于塑件成型時所需的注射 壓力 即 Pmax P 示中 Pmax 注射機的最大注射壓力 Mpa XS ZY 60 的 Pmax 為 122Mpa P 塑件成型時所需的注射壓力 Mpa 它的大小與注射機的類型 噴嘴形 式 塑件的流動性 澆注系統(tǒng)及型腔阻力等因素有關(guān) 一般取 P 40 200Mpa 2 根據(jù)以上分析 計算 查 模具設(shè)計指導(dǎo) 表 6 24 初選注射機型號為 XS ZY 60 注射機有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下 最大開合模行程 S 180mm 模具最大厚度 200mm 模具最小厚度 70mm 噴嘴圓弧半徑 12mm 噴嘴孔直徑 4mm 動 定模板尺寸 250 250mm 拉桿空間 190 300mm 2 8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 1 原則 冷卻水管應(yīng)盡量多 孔徑應(yīng)盡量大 本塑料模采用兩道冷卻水孔 均勻 的分布在塑件的兩邊 冷卻水道至型腔表面的距離應(yīng)盡量相等 一般冷卻水孔的孔壁至型腔表 面的距離應(yīng)大于 10mm 常取 12 15mm 澆口處加熱冷卻 減低入水與出水的冷卻溫度 冷卻水道要避免接近溶接痕部位 冷卻水道的大小要易于加工和清理 一般孔徑為 8 10mm 本次用 8mm 對于冷卻水管的排布不可小看 必須在設(shè)計塑件排布時考慮好 以便后 面的設(shè)計 2 冷料穴 冷料穴用來儲藏在注射間隔時期內(nèi)由于噴嘴部位溫度低而構(gòu)成的所謂冷料 渣 以及用它拉出凝固在澆口內(nèi)的塑件對與該模具我采用 冷料穴位于主流道正對面的動模板上 或者位于分流道的末端 其作用是 收集熔體前鋒的冷料 防止冷料進入模具型腔而影響制品質(zhì)量 冷料穴分為兩 種 一種專門用于收集 貯存冷料 另一種除貯存冷料外還兼有拉出流道澆色 料的功用 根據(jù)需要 不但在主流道的末端 而且可在個分流道轉(zhuǎn)向的位置 甚至 共 17 頁 第 14 頁 在型腔的末端開設(shè)冷料穴 冷料穴應(yīng)設(shè)在熔體流動方向的轉(zhuǎn)折位置 并迎著上 游的熔體流向 兼有拉料作用的冷料穴 在圓管形冷料穴底部有根 Z 形的拉料桿稱為鉤形拉料桿 這是最常用的冷 料穴形式 同類型的還有倒錐形和圓環(huán)槽形的冷料穴 在開模時靠冷料穴的倒錐或側(cè) 凹起拉料作用 使主流道凝料脫出澆口套并滯留在動模一側(cè) 然后通過脫模機 構(gòu)強制推出凝料 這兩種形式宜用于韌性較好的塑料制品 故采用倒錐和圓環(huán) 槽形冷料穴易實現(xiàn)自動操作 冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料 從而避免這些冷料 注入系統(tǒng) 主流道末端的冷料穴還有便于在該處設(shè)置主流道拉料桿的功能 9 熱塑性制品的設(shè)計原則 尺寸 主要滿足使用要求及安裝要求 同時要考慮模具的加工制造 設(shè)置的性能 還好考慮塑料的流動性 精度 影響因素很多 有模具制造精度 塑料的成分和工藝條件等 表面粗糙度 由模具表面的粗糙度決定 故一般模具表面粗糙度比制品要低一級 模 具表面要進引研磨拋光 透過制品要求模具型腔與型心的表面光潔度要一致 壁厚 根據(jù)塑件使用要求 強度 剛度 和制品結(jié)構(gòu)特點及模具成型工藝的確定 壁厚太小 強度及剛度不足 塑件填充困難 壁厚太大 增加冷卻時間 減低 生產(chǎn)率 產(chǎn)生氣泡 縮孔等 要求壁厚盡可能均勻一致 否則由于冷卻和固化 速度不一樣易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 引起塑件的變形和開裂 溫度 注射過程的溫度主要是指溶膠溫度和模具溫度 因為兩者都對整個注射過 程有重要影響 要同時有最高的填充速度 又能保證塑件的特性 就需要有適 當(dāng)?shù)娜苣z溫度 模溫越高 填模速度越快 模溫控制塑料的充填速度 成品冷 卻時間和成品的結(jié)晶度 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 一般導(dǎo)向分為動 定模之間的導(dǎo)向 推板的導(dǎo)向 一般導(dǎo)向裝置由于受加 工精度的限制或使用一般時間之后 其配合精度降低 會直接影響制品的精度 因此對精度要求教高的制品必須另行設(shè)計精密導(dǎo)向定位裝置 當(dāng)采用標(biāo)準模架時 因模架本身帶有導(dǎo)向裝置 一般情況下 設(shè)計人員只 要按模架規(guī)格選用即可 若需采用精密導(dǎo)向定位裝置時 則須由設(shè)計人員根據(jù) 模具結(jié)構(gòu)進行具體設(shè)計 共 17 頁 第 15 頁 3 1 裝配圖如圖 3 1 所示 圖 總裝圖 三 模具制造業(yè)的優(yōu)缺點 1 發(fā)展不平衡 產(chǎn)品總體水平較低 雖然個別企業(yè)的產(chǎn)品已達到相當(dāng) 高的水平 個別企業(yè)的部分產(chǎn)品已達到或接近國際水平 但總體來看 模具的 精度 型腔表面粗糙度 生產(chǎn)周期 壽命等指標(biāo)與國外先進水平相比尚有較大 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 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)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)動社會資源為我所用 從而就難以承接比較大的項目 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 共 17 頁 第 16 頁 方面是科研開發(fā)投入少 更重要的是觀念落后 對開發(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 管理落后有時卻難 以意識到 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)上的差距更為嚴重 同一個企業(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 供需矛盾一時還難以解決 2004 年 國產(chǎn)塑料模具國內(nèi)市場滿足率不足 74 其中大型 精密 長壽命模具滿足率還要低 估計不足 60 同時 工業(yè) 發(fā)達國家的模具正在加速向我國轉(zhuǎn)移 國際采購越來越多 國際市場前景很好 市場需求旺盛 生產(chǎn)發(fā)展一時還難以跟上 供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時間 6 體制和人才問題的解決尚待時日 在社會主義市場經(jīng)濟中 競爭性行業(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問題 但要得到較好解決尚待時 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 目前存在的主要問題 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 會得到較好的解決 發(fā)展展望 在信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的今天 我們既要看 到成績 又要重視落后 要抓住機遇 采取措施 在經(jīng)濟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中去 促進我國 整個模具行業(yè)的快速發(fā)展 隨著市場的發(fā)展 塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會不斷發(fā)展 因此對 模具的要求也一定會越來越高 為了滿足市場的需要 未來的塑料模具無論是 品種 結(jié)構(gòu) 性能還是加工技術(shù)都必將會有較快發(fā)展 而且這種發(fā)展必須跟上 時代發(fā)展步伐 展望未來 下列幾方面發(fā)展趨勢預(yù)計會在行業(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 高效模具將得到發(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將得到發(fā)展 3 各種快速經(jīng)濟模具 特別是與快速成型技術(shù)相結(jié)合的 RP RT 技術(shù)將得到快速 發(fā)展 4 模具設(shè)計 加工及各種管理將向數(shù)字化 信息化方向發(fā)展 CAD CAM CAE CAPP 及 PDM 等將向智能化 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)備將進一步得到發(fā)展 和推廣應(yīng)用 6 更高性能及滿足特殊用途的各種模具新材料將會不斷發(fā)展 隨之而來的也會 產(chǎn)生一種特殊的和更為先進的加工方法 7 各種模具型腔表面處理技術(shù) 涂覆 修補 研磨和拋光等新工藝也會不斷得 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)將會迅速發(fā)展 氣輔和其他注射成型工藝及模具也將會有所發(fā)展 10 模具標(biāo)準化程度將不斷提高 十一五 期間 在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下 廣 大模具企業(yè)將進一步深化改革 下功夫搞好科技進步與創(chuàng)新 堅持走新型工業(yè) 共 17 頁 第 17 頁 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)必將得到更好的發(fā)展 小 結(jié) 時間過的很快 一會兒到了我們畢業(yè)的時間了 還真有點舍不得 這段時間 雖然很累 但心理還是蠻開心的 不但學(xué)到了許多的東西 還體會到很多自己 沒有經(jīng)歷的事情 經(jīng)過自己的設(shè)計到修改 發(fā)現(xiàn)不足的地方有很多 通過老師的指點 在回 來一次次的查閱 一次次的修改 越來越完善了一點 也更深的了解掌握書本 上的知識 細節(jié)方面也很重要 不可忽略大意 這副模具雖然不是很復(fù)雜 但也是自己精心設(shè)計的 真的花了很多心思和 時間 但由于本人的功底有限 肯定還存在許多的問題和不當(dāng)之處 敬請諒解 不過最后能完成下來還是挺開心的 一份耕耘 一份收獲 在這副模具中肯定有許多不合理之處 或有更好和 設(shè)計方案沒有想到 但這對于毫無工作實踐的學(xué)生來說 存在問題是難免的 但是通過這次的設(shè)計 從自己學(xué)的到自己真正做出來 的確學(xué)到了許多東西 我認為這才是畢業(yè)設(shè)計的目的所在 隨著日后時間的推移和經(jīng)驗的積累 我相 信我會做得更好 裝 訂 線 共 17 頁 第 18 頁 參考文獻 1 馮炳堯主編 模具設(shè)計與制造簡明手冊 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1994 2 陳萬林等編 實用模具技術(shù) 北京 機械工業(yè)出版社 2000 3 陳劍鶴等編 模具設(shè)計基礎(chǔ) 北京 機械工業(yè)出版社 2003 4 柴建國等編 機械制造基礎(chǔ) 蘇州大學(xué)出版社 2004 5 林慧國等編 袖珍世界鋼號手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1993 6 李鐘猛主編 型腔模設(shè)計 西安 西安電子科技大學(xué)出版 1996 7 張佑生主編 塑料模具計算機輔助設(shè)計 北京 機械工業(yè)出版社 1999 8 楊春柏 塑料成型基礎(chǔ) 北京 輕工業(yè)出版社 1999 9 屈華昌主編 塑料成型工藝與模具設(shè)計 北京 機械工業(yè)出版社 2000 裝 訂 線