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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院
本科畢業(yè)論文
題 目： 160×120×80方便飯盒注射模具設(shè)計(jì)
專 業(yè)： 機(jī)械制造及其自動(dòng)化
班 級： 1102班
學(xué)生姓名： 張梓梁
指導(dǎo)教師： 陳慧珍
論文提交日期： 2015 年 6 月 1 日
論文答辯日期： 2015 年 6 月 4 日
摘要
方便飯盒在我們?nèi)粘Ｉ罾锏膽?yīng)用十分常見，在生活中方便飯盒給我們帶來了很多方便，我們?nèi)魏我粋€(gè)家庭中都會(huì)用到它。我們在市場中也會(huì)看見各式各樣的飯盒，不同大小，不同形狀，不同材質(zhì)。這次設(shè)計(jì)的是日常用品的典型代表，這對我以后的模具設(shè)計(jì)的知識程度和水平有一定的提升和幫助。此次設(shè)計(jì)的方便飯盒結(jié)構(gòu)比較簡單，我用了CAD軟件對產(chǎn)品原件進(jìn)行了電子繪圖設(shè)計(jì)，通過查閱手頭資料對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算，使方便飯盒的結(jié)構(gòu)更加的合理耐用。在設(shè)計(jì)時(shí)候我們考慮到其應(yīng)該結(jié)實(shí)并且耐用，積極查閱手上的資料進(jìn)行去設(shè)計(jì)，保證了它在我們生活中的質(zhì)量。我所設(shè)計(jì)的方便飯盒是我們最長用的長方體形狀。這種設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)實(shí)，不容易損壞，清潔起來相當(dāng)方便。
冷沖模以及塑料模的課程設(shè)計(jì)是“模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)”的教學(xué)計(jì)劃安排的十分重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)之一，它是畢業(yè)設(shè)計(jì)的首選內(nèi)容。模具設(shè)計(jì)的課程一般安排在學(xué)習(xí)冷沖模的設(shè)計(jì)和塑料模具設(shè)計(jì)之后進(jìn)行，它的意義在于鞏固所學(xué)的知識，熟悉相關(guān)資料，了解正確的的設(shè)計(jì)思想，以及掌握設(shè)計(jì)方式。通過模具設(shè)計(jì)制造，學(xué)會(huì)了工藝性的分析、工藝的計(jì)算、設(shè)計(jì)模具的零件結(jié)構(gòu)、在書寫技術(shù)文件以及查閱文獻(xiàn)方面接受到了一次綜合性的訓(xùn)練，增加了自己的實(shí)踐能力。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是“方便飯盒注射模具設(shè)計(jì)”，主要是對塑料飯盒設(shè)計(jì)的思路與加工的過程的介紹。方便飯盒質(zhì)量比較低、形狀十分簡單、方便清潔、具有耐腐蝕耐老化、強(qiáng)度比較強(qiáng)、使用壽命長、制作方便、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，是非常受大家所喜歡的產(chǎn)品，方便飯盒具有很好的發(fā)展前景。
本次的方便飯盒設(shè)計(jì)所主要采用的技術(shù)是注射成型，注射成型又稱為注塑成型，是現(xiàn)今塑料加工中最常見的方法之一，注射成型的產(chǎn)品約占塑料產(chǎn)品總量的20%-30%，它是成型熱塑加工的主要方法。到現(xiàn)在為止除了氟塑料以外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用注射成型方法去生產(chǎn)塑件。注射成型的最大特點(diǎn)是成型周期短，品種多，制品尺寸精確，產(chǎn)品可以快速更新?lián)Q代，生產(chǎn)可以自動(dòng)化、高速化。并且具有極高的經(jīng)濟(jì)效益。在設(shè)計(jì)過程之中，必須先要對方便飯盒的塑件來進(jìn)行工藝性分析，并且去了解這類型塑件的特性和用途等；再逐一的對模具的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，根據(jù)模具基本的結(jié)構(gòu)來選擇的基本模架，接著再核對各種相關(guān)的工藝數(shù)據(jù)，以及根據(jù)參考書上的資料以及圖書館中的資料以及公式和一系列表格和參數(shù)等。進(jìn)行對型腔和型芯等零件計(jì)算并設(shè)計(jì)，最后對模具來進(jìn)行加熱和試模等重要環(huán)節(jié)。
關(guān)鍵詞： 模具設(shè)計(jì); CAD; 方便飯盒; 注射模
Abstract
Convenient lunch box applications are very common in our daily life, in the life convenient lunch box brought us a lot of convenience, we use it any of a family.We will see in the market a variety of lunch box, different sizes, different shapes, different materials.This design is a typical representative of the daily necessities, the degree of mold design knowledge for my later and level has certain promotion and help.The design of convenient lunch box structure is simpler, I used the CAD software for original products for the electronic drawing design, by looking at data for calculation, the design of the product at hand to make convenient lunch box structure more reasonable and durable.In the design time we should consider its sturdy and durable, actively refer to hand data to design, ensuring the quality of it in our life.I designed by convenient lunch box is our longest with rectangle shape.This design is characterized by simple structure, strong, not easy to damage, clean up is very convenient.
Cold stamping die and plastic mould of the course is designed to "mold design and manufacturing professional" one of the very important practice link of teaching plan, it is the first selection of graduation design content.Die design course of general arrangement in the study of cold stamping die design and plastic mold design, its meaning is to consolidate knowledge, familiar with relevant information, understand the correct design idea, and the way the master design.Through the mold design and manufacturing, learned the art of manufacturability analysis, calculation, structure design of mould parts, technical documents in writing and literature to a comprehensive training, increase their practice ability.
The topic of this graduation design is "convenient" lunch box injection mold design, mainly for plastic lunch box design train of thought and machining process is introduced.Convenient lunch box quality is low, the shape is simple, convenient and clean, with stronger corrosion resistance to ageing, strength, long service life, convenient production, as well as the low price, it is very popular favorite product, has the very good convenient lunch box the development prospect.
The convenience of the lunch box design mainly adopts the technology is injection molding, injection molding, also known as injection molding, is now one of the most common method in plastic processing, injection molding products accounted for about 20% of the total plastic products - 20%, it is the main method of thermoplastic processing forming.So far in addition to the fluorine plastic, nearly all thermoplastics can be used to produce plastic parts injection molding method.Is the biggest characteristic of injection molding molding cycle is short, many varieties, product size precision, can quickly update products, production can be automated, high speed.And has a very high economic benefits.In the design process, must first to convenient lunch box plastic parts for manufacturability analysis, and to understand the characteristics of plastic parts and use this type, etc.;Them one by one of the basic structure of mould is analyzed, according to the basic structure to choose the basic mode of mould frame, then check the relevant process data, and according to the information on the reference books and library data and formulas and a series of tables and parameters, etc.For calculation and design of cavity and core parts, finally the mold to heating and test such as important segment.
Keywords: mold design; CAD; Convenient lunch box; Injection mould
目 錄
第一章緒論 1
1.1 塑料模具的成型特點(diǎn)與發(fā)展趨勢 1
1.1.1塑料基礎(chǔ)知識 1
1.1.2模具 1
1.1.3塑料模具的特點(diǎn) 2
1.1.4塑料模具的發(fā)展趨勢 2
1.2 注射模設(shè)計(jì)的要求與程序 3
1.2.1注射成型的原理和特點(diǎn) 3
第二章塑件的工藝分析 5
2.1 材料的工藝分析 5
2.1.1材料分析 5
2.2 塑件尺寸精度分析 6
2.2.1塑件的表面質(zhì)量分析 7
2.2.2塑件的表面粗糙度分析 7
2.3 塑件的工藝分析 7
2.3.1結(jié)構(gòu)工藝性分析 7
第三章塑料模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟 8
3.1 塑件設(shè)計(jì) 8
3.1.1設(shè)計(jì)塑件考慮以下因素 8
3.1.2塑件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 8
3.2塑料種類 9
3.2.1通用塑料有五大品種 9
3.2.2常用的工程塑料品種 9
3.2.3常用的熱固性塑料品種 10
3.3外觀要求 10
3.4 壁厚及制件體積計(jì)算 11
3.5 脫模斜度 11
第四章成型的模具設(shè)計(jì) 12
4.1成型零件的工作尺寸計(jì)算 12
4.2型腔的長、寬、深度尺寸計(jì)算 13
4.3型芯的長、寬、高度尺寸計(jì)算 14
4.4支撐板強(qiáng)度的計(jì)算 15
4.5澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 15
4.6脫模阻力計(jì)算 15
第五章注射機(jī)的選擇 17
5.1最大注射量校核 17
5.2注射壓力校核 17
5.3鎖模力校核 18
5.4開模行程及頂出型模校核 18
5.5注射機(jī)的工藝分析 18
第六章模具材料的選擇 20
6.1滿足工作條件要求 20
6.2滿足工藝性能要求 20
6.3滿足經(jīng)濟(jì)性要求 21
第七章模具材料的選擇 23
結(jié)論 24
致謝 25
參考文獻(xiàn) 26
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論
第一章 緒論
1.1 塑料模具的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢
近年來我國的塑料模具發(fā)展的速度十分迅速，由于塑料制品的品種和加工方式繁多，塑料成型機(jī)與塑料產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)又繁簡不同，所以，塑料模具的種類與結(jié)構(gòu)也是各種各樣的。有的需要生產(chǎn)外形漂亮、性能可靠、尺寸標(biāo)準(zhǔn)的塑料成品，需要了解塑料的各種性能并掌握塑料和模具設(shè)計(jì)相關(guān)的工藝性能，然后根據(jù)塑件的使用性能去正確的選擇合適的塑料品種。通常我們把塑料產(chǎn)品稱為塑料制件，塑料制品或者塑件?，F(xiàn)在塑料制品應(yīng)用廣泛在我們的國民生產(chǎn)和居民日常生活中。塑料產(chǎn)品的原料種類很多，形狀不同，其性能與工藝各異。
1.1.1 塑料基礎(chǔ)知識
樹脂：ABS樹脂是丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物，是通用型樹脂，經(jīng)過改性（加入添加劑或者合金的方法）來提高性能的ABS叫做工程塑料，ABS合金產(chǎn)量高，種類多，被廣泛應(yīng)用，是重要改性塑料。ABS無毒、無味、吸水率低，不透明，呈淺黃色粒狀或珠狀，具有優(yōu)秀的物理機(jī)械綜合性能，導(dǎo)電性能和耐磨性能十分優(yōu)秀，能保持穩(wěn)定的尺寸化學(xué)性能良好，表面光澤度高，方便一次性大量生產(chǎn)。但是對氣候的要求極高，不耐熱，高溫環(huán)境下容易燃燒［1］。
1.1.2 模具
模具指的是在外力的作用下，使坯料成為特定形狀和尺寸制件的工具。普遍用于沖裁模鍛，冷鐓擠壓，和粉末冶金件的壓制以及壓力鑄造。在壓塑和注塑的成形加工之中可以生產(chǎn)工程材料、橡皮、陶瓷等產(chǎn)品的。模具普遍具有內(nèi)腔形狀和特定輪廓，應(yīng)用在有刃口輪廓形狀，可以讓坯料按輪廓線形狀發(fā)生沖裁(分離)。不同的立體形狀由內(nèi)腔形狀決定，可以讓坯料得到相應(yīng)的造型。定模(凸模和凹模)和動(dòng)模兩個(gè)部分組成整個(gè)模具。分開時(shí)拿出塑件，合并時(shí)讓塑料注入模具型腔內(nèi)成型。模具是精密的工具，形狀繁復(fù)。要承受坯料的膨脹力，并且需要有比較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度剛度和表面硬度以及表面的粗糙度和加工精度， 模具生產(chǎn)水平的發(fā)展是檢測一個(gè)國家機(jī)械制造水平
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的重要標(biāo)志之一。
1.1.3 注塑模具的特點(diǎn)
注塑模具因?yàn)樗梢砸淮纬尚卧S多個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸精細(xì)、整體質(zhì)量良好的塑件，在塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)中獲得了廣泛的運(yùn)用。可是注塑模具的制造設(shè)計(jì)過程特別的復(fù)雜，影響因素特別多。澆注系統(tǒng)是注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)必要的組成部分，同時(shí)還是唯一能讓塑料溶體進(jìn)入模具型腔的通道，它的結(jié)構(gòu)尺寸和幾何形狀是否有合理設(shè)計(jì)，也會(huì)直接影響到塑料溶體在模具通道中的流動(dòng)效果和填充特性，最后可能影響到塑件的品質(zhì)。生產(chǎn)實(shí)踐表明，塑件成型的過程中有很多的缺陷, 如噴射流、翹曲變形、溶接痕及欠注等不良現(xiàn)象，都和澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有著密不可分的關(guān)系。
但是在設(shè)計(jì)注塑模具的過程之中，絕大部分都是靠著設(shè)計(jì)模具人員的知識以及經(jīng)驗(yàn)來去設(shè)計(jì)的，澆注系統(tǒng)的類型和結(jié)構(gòu)的確定，設(shè)計(jì)是否合理只能依靠試模結(jié)果來去評價(jià)?，F(xiàn)在，雖然有一些企業(yè)運(yùn)用了CAE分析工具能去對澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)來進(jìn)行流動(dòng)性模擬，但是由于塑件的結(jié)構(gòu)和材料的變化性以及澆注系統(tǒng)與塑件材料流變性能的難以去匹配，在設(shè)計(jì)的時(shí)想要迅速的找出適合特殊塑件的結(jié)構(gòu)以及材料流變特性的最優(yōu)澆注系統(tǒng)數(shù)據(jù)，仍需做大量的工作。
從以上分析我們了解到了設(shè)計(jì)注射模具的過程時(shí)間過長工藝繁多，因此我將引入更多的技術(shù)去設(shè)計(jì)注射模具，運(yùn)用cad，solidworks等軟件對所設(shè)計(jì)的塑件進(jìn)行三維立體的數(shù)據(jù)化建模。從一開始就做到精確的數(shù)據(jù)測量，從而避免了之后一系列的誤差。模擬舊有的成功案例，構(gòu)建高效率的設(shè)計(jì)機(jī)制和高水平的設(shè)計(jì)概念，建立一個(gè)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，并減少設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的各種失誤。以科學(xué)的方法減少實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的時(shí)間，提高模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量，減少制造模具所用的時(shí)間。這樣就能達(dá)到本次設(shè)計(jì)的目的。
1.1.4 塑料模具的發(fā)展趨勢
在我們這個(gè)社會(huì)中模具工業(yè)是一個(gè)重要的基本工業(yè)，它能影響到國家經(jīng)濟(jì)。而高分子材料在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛，其作用也日益增大，效益也越來越多，它的性能也逐漸的提高，各種優(yōu)秀材料的更新飛速，也有更多的人去研究和提升性能因此造就了許多模具工業(yè)發(fā)展的飛快。因此，也將會(huì)有更多的設(shè)計(jì)人員加入進(jìn)來，從而使塑料模具工業(yè)的發(fā)展更加蓬勃，目前我國塑料模具的設(shè)計(jì)和分析與制造主要是依靠
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設(shè)計(jì)人員擁有的技術(shù)知識和經(jīng)驗(yàn)技巧，通過試模才了解之后才知道是否有一個(gè)合理的設(shè)計(jì)，制品有沒有缺陷等，這樣就浪費(fèi)了大量的時(shí)間和金錢。想要很大程度的提高塑料模具設(shè)計(jì)制造水平及制品質(zhì)量，采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、分析和制造(CAD/CAE/CAM)一體化的技術(shù)是一個(gè)好辦法。 模具工業(yè)能快速發(fā)展，那么現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展水平和技術(shù)也會(huì)飛速提升。一個(gè)國家想要加強(qiáng)自己的社會(huì)發(fā)展和國家的經(jīng)濟(jì)，就需要進(jìn)一步的發(fā)展自己的模具設(shè)計(jì)工業(yè)，如果不這樣的話就會(huì)影響國家的整體工業(yè)發(fā)展水平，因此發(fā)展模具工業(yè)至關(guān)重要。 在當(dāng)前的市場環(huán)境之下，競爭也越來越激烈，不斷的提高自己的技術(shù)水平才能在國際市場中成功。
1.2 注射模設(shè)計(jì)的要求與程序
1.2.1 注射成型的原理和特點(diǎn)
注塑成型又稱注射成型，在現(xiàn)今的塑料加工中普及最為廣泛，注射成型制品大約占塑料制品的百分之二十到百分之三十。到當(dāng)前為止，除了氟塑料外，大部分的熱塑性塑料都允許用注塑成型方式生產(chǎn)塑件?，F(xiàn)在注射成型不僅用于熱塑性塑料的成型，而且成功的運(yùn)用在熱固性塑料成型。它的成型的時(shí)間短，品種樣式多，制品尺寸穩(wěn)定，產(chǎn)品便于更新，生產(chǎn)可以高速化、自動(dòng)化，具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
因?yàn)橐陨显?，注射成型受到廣大生產(chǎn)廠家的青睞，應(yīng)用于各種各樣的模具生產(chǎn)之中。不同于其它的生產(chǎn)加工工藝，因其簡單易懂的操作方式。使它能在模具加工生產(chǎn)的領(lǐng)域中可以占有一席之地。雖然仍有某些缺陷，但是其優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)大于缺點(diǎn)。成為受大家歡迎的加工方式之一。
雖然當(dāng)今市場中有著越來越多的競爭對手，但以長遠(yuǎn)的角度來講短時(shí)間內(nèi)注射成型的加工方式不可能會(huì)被其他加工方式所迅速取代選擇了注射成型這種加工方式，可以讓使用者有更加長遠(yuǎn)的發(fā)展。
而先進(jìn)新型的塑料加工方法大多數(shù)也都是在注射成型的基礎(chǔ)上改良而來，即使有較大的技術(shù)革新，運(yùn)用舊的注射成型的知識也能迅速適應(yīng)新型的生產(chǎn)方式方法，從而再次投入生產(chǎn)之中，這就比其他的塑料生產(chǎn)方式要節(jié)約掉許多不必要的加工成本和原料。注塑成型的主要原理是把顆粒狀或粉末狀的塑料投入到設(shè)計(jì)的料斗中，在注射機(jī)內(nèi)部加熱使塑料熱熔化并讓其保持流動(dòng)狀態(tài)，然后在一定的壓力下注入閉合的模具之
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中，經(jīng)過冷卻定型后，熔融的塑料經(jīng)過固化變?yōu)樗璧墓碳?
注射成型的特點(diǎn)有：注射成型的生產(chǎn)時(shí)間短，生產(chǎn)效率高，運(yùn)用注射成型的方法可以生產(chǎn)尺寸要求高，形狀復(fù)雜和帶著各種嵌件的塑件，其它的塑件成型都無法做到的。還有注射成型再次生產(chǎn)的過程中容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，如注入、脫模、摘除澆口等過程都能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，所以注射成型的方法得到了廣泛的應(yīng)用。然而注射成型的方法也存在一些缺陷。比如注射設(shè)備的要求比較高、注射模具的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜等［3］。
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 塑件的工藝分析驟
第二章 塑件的工藝分析
塑料工業(yè)的發(fā)展本是伴隨石油工業(yè)的發(fā)展而產(chǎn)生的新興工業(yè)，它在工業(yè)領(lǐng)域方面發(fā)展迅速。從20世紀(jì)30年代左右開始發(fā)展至今，塑料作為一種新興的工業(yè)材料不斷的被應(yīng)用、開發(fā)，直到目前為止已經(jīng)發(fā)展成為系列化的產(chǎn)物，生產(chǎn)方式的自動(dòng)化以及不斷開發(fā)功能塑料的新興領(lǐng)域。以及電子領(lǐng)域、機(jī)械領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域、儀器儀表領(lǐng)域和日用品領(lǐng)域的快速發(fā)展，塑件也有了越來越多的需求量，質(zhì)量的要求也會(huì)越來越高，這就要求塑件成型的模具的設(shè)計(jì)、開發(fā)和制作水平也必然會(huì)越來越高。作為一個(gè)模具設(shè)計(jì)者，只掌握一種單一的知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，一個(gè)模具從設(shè)計(jì)到加工，需要運(yùn)用到各式各樣的領(lǐng)域的知識，這對一個(gè)模具設(shè)計(jì)者來說是相當(dāng)困難的。這就需要查閱各不相同的資料。比如模具專業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該掌握設(shè)計(jì)及制造的工藝；這樣設(shè)計(jì)出的模具才會(huì)是一個(gè)合格的質(zhì)量優(yōu)秀的產(chǎn)品。在日益更迭的市場環(huán)境能夠得到更多廠家的喜愛。
2.1材料的工藝分析
在我們的日常生活中會(huì)接遇到到許許多多的材料，它們用途不同，效果不同，下面去分析具體材料的工藝性。
2.1.1 材料分析
ABS:ABS是由丁二烯、丙烯腈、苯乙烯共聚形成的非結(jié)晶型的高聚物。這三組都有各自的特征，因?yàn)锳BS具有優(yōu)秀的綜合物理性能。ABS不透明，無毒無嗅，呈淺象牙白色或白色，可燃燒。密度為1.02~1.05g/cm3。它有聚苯乙烯的光澤和穩(wěn)定加工性能，有聚丙烯腈的剛性、耐彎曲性和優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度，而且還發(fā)揮了橡膠成分所擁有的良好的抗沖擊性，ABS有硬質(zhì)、剛性的特點(diǎn)，導(dǎo)電性優(yōu)異，耐腐蝕、耐磨損。ABS可以運(yùn)用注射、壓延、真空成型等方式成型。成型的特點(diǎn)：ABS材料擁有吸濕性，要求在較為干燥的環(huán)境下加工，建議干燥條件：八十?dāng)z氏度～九十?dāng)z氏度的溫度下最低干燥兩個(gè)小時(shí)上，濕度應(yīng)低于百分之零點(diǎn)一，ABS易產(chǎn)生溶接痕，設(shè)計(jì)模具時(shí)澆注系統(tǒng)對材料流的阻力應(yīng)該降至最低；ABS材料在普通的成型條件之下，壁厚、
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熔體溫度對收縮率影響較小。主要運(yùn)用：ABS是一種綜合性能優(yōu)異的材料在生產(chǎn)中廣泛運(yùn)用的新型塑料。用來在機(jī)械工業(yè)中制造零件、槳輪、日用品、扶手、電腦電視、和高強(qiáng)度工具（切割機(jī)、粉碎機(jī)、壓縮機(jī)等）、手機(jī)殼體、電腦鍵盤等。在汽車領(lǐng)域中，用ABS制造汽車儀表、工具艙蓋、擋泥板、把手、散熱器等。ABS還可用來生產(chǎn)手表殼、紡織用品、電子零部件、體育用品、玩具、模型及錄音機(jī)殼體、食品包裝容器、殺蟲噴霧器和家具等。
2.2 塑件尺寸精度分析
塑件尺寸的大小會(huì)受到多種影響，在注射過程中會(huì)出現(xiàn)各種不同的情況，可能會(huì)影響到塑件的尺寸和精度。這些原因可能是因?yàn)槟＞叩南忍烊毕莼蚝筇斓哪p造成的，而且在使用過程中還可能會(huì)產(chǎn)生損耗。在制成壁厚較大的或壁厚較薄的制品時(shí)要特別的考慮塑件的收縮率，脫模角度。但是對塑件的精確度要求太過精確是不合適的。另外還需要考慮到注射機(jī)的注射量，模架的尺寸。目前，我國已頒布的GB/T14486—2008模塑件尺寸公差代號為MT，公差等級為7級。塑件在模具中成形完畢時(shí)，有可能出現(xiàn)以下情況：塑件會(huì)產(chǎn)生收縮，主要是由于冷卻的形變，這時(shí)塑件會(huì)吸附在模具的外表面。在這種情況下，不適當(dāng)?shù)拿撃Ｊ址ê兔撃Ｐ倍葧?huì)使塑件的表面產(chǎn)生各種瑕疵，這樣就會(huì)影響塑件的精度和尺寸。為了避免這種情況就需要了解塑料的性質(zhì)與性能，再去了解這種塑料的脫模斜度。用這些基礎(chǔ)的手法對整體塑件有一個(gè)大致的了解之后，這時(shí)就需要更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娜ニ伎既绾伟焉鲜鏊私獾闹R運(yùn)用到下面的設(shè)計(jì)之中。對于我這種設(shè)計(jì)新手來說，想要獲得一個(gè)表面光潔，外型美觀的方便飯盒。需要多次的嘗試和計(jì)算。即使這樣也無法完全避免失誤的出現(xiàn)［5］。
在查閱手頭書籍和多方資料后經(jīng)不斷的計(jì)算研究，知道了ABS材料的性能，模具的各方面影響。以及在復(fù)雜的工作條件下多種不同狀況的影響。把以上這些都考量進(jìn)去。
最后，查資料書 《塑料模具的設(shè)計(jì)與制造》 可得ABS材料的脫模斜度，型腔：35'—1 ，型芯：40'—1 ，20'—1， 從零件圖可得到以下分析，該零件有一個(gè)等大環(huán)型、再加上一個(gè)長方矩形。厚度為1.5mm ，總寬為120mm，環(huán)形大小為：長度163mm,寬度為123mm。 因此，設(shè)計(jì)該模具的時(shí)候不需要設(shè)置比較復(fù)雜的零件機(jī)構(gòu)，該零件
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為較為簡單的零件［6］。
2.2.1 塑件的表面質(zhì)量分析
本次設(shè)計(jì)的方便飯盒屬于透明塑件對塑料模具加工的過程有著更加精細(xì)的需求，透明塑件的表面要求尤其嚴(yán)格，要避免各種可能產(chǎn)生的缺陷。這是與不透明塑件之間的最大不同。
2.2.2 塑件的表面粗糙度分析
從工藝上盡可能的避免產(chǎn)生冷疤，波紋等瑕疵可以使塑件的表面粗糙程度降低，成型零件的表面粗糙程度主要靠模具決定。塑件的表面粗糙度要比普通模具的表面粗糙程度高一個(gè)等級。要求對于透明的塑件的型腔和型芯的表面粗糙度相同，而不透明的塑件，則根據(jù)使用狀況可以不相同。這個(gè)零件要求其表面粗糙度為Ra1.6可以滿足其精度得要求，生產(chǎn)出一個(gè)外形漂亮，色彩鮮艷，表面沒有瑕疵及熔接痕的塑件。［1］
2.3 塑件的工藝分析
2.3.1 結(jié)構(gòu)工藝性分析
脫模斜度、壁厚、圖案、支承面和凸臺、側(cè)凹與側(cè)凸、圓角，嵌件、孔、螺紋、鋸齒、符號標(biāo)記文字、掛模槽等都是塑件的物理結(jié)構(gòu)之一。模具中塑件成形結(jié)束后，可能會(huì)出現(xiàn)以下狀況：塑件冷卻之后會(huì)使塑件收縮包緊在模具型腔或型芯中的凸起部分；對收縮率較小的塑件來說，已經(jīng)成型的塑件極有可能緊緊的吸附于模具腔體表面上；對于吸附力很高的塑件，當(dāng)模具型腔具有高表面光潔度時(shí)，已經(jīng)成型的塑件也許會(huì)緊緊吸附在模具腔體的表面上；以上現(xiàn)象的存在，都會(huì)影響從模具的型芯或型腔中取出加工好的塑件。為了避免脫模時(shí)拉傷或扯傷塑件，塑件設(shè)計(jì)時(shí)必須考量塑件內(nèi)表面沿脫模方向都擁有充足的傾斜角度，即脫模斜度［4］。
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 塑料模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟
第三章 塑料模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟
塑料加工生產(chǎn)中與塑料成型機(jī)配套的是塑料模具，它能生產(chǎn)出一個(gè)完整結(jié)構(gòu)和精確尺寸的塑料制品。塑料產(chǎn)品以及塑料成型機(jī)的結(jié)構(gòu)不相同，主要是由于塑料材料品種不同和加工方式不同，因此，塑料模具的種類和樣式也是有很大不同的。
3.1 塑件的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)塑件時(shí)在滿足使用情況的前提下，塑件的結(jié)構(gòu)構(gòu)型、尺寸大小、精度和產(chǎn)品質(zhì)量，要適應(yīng)成型工藝和模具結(jié)構(gòu)，盡量的簡單化模具。在提高生產(chǎn)效率并且降低生產(chǎn)成本的情況下保證塑件順利成型，防止缺陷塑件的生產(chǎn)［7］。
3.1.1 設(shè)計(jì)塑件考慮以下因素：
成型方式:不同的成型方式，它對塑件的工藝要求也有不同；
塑料的成型工藝性：如流動(dòng)性、彎曲性等；
要點(diǎn)個(gè)數(shù)：各個(gè)面和尺寸的個(gè)數(shù)越多，塑件的工藝性越差；
結(jié)構(gòu)相似性：經(jīng)過采用實(shí)踐生產(chǎn)和實(shí)際使用的結(jié)構(gòu)要素越多，越容易保證生產(chǎn)質(zhì)量，工藝性也越高；
成型之后的收縮：各項(xiàng)指標(biāo)的收縮率和塑件收縮情況的差別；
材料的選取和可利用率：盡量采用方便采購、價(jià)格合理的材料?；仡^料的二次利用，可以讓生產(chǎn)成本大大降低；
模具整體結(jié)構(gòu)和加工的工藝性：不同的塑件形狀有不同的模具結(jié)構(gòu)，還要考量模具零件特別是成型零件的可加工性。
3.1.2 塑件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
尺寸、公差、表面粗糙度和物理結(jié)構(gòu)以及形狀。塑件的工藝性:是塑件對加工成型的適應(yīng)性。塑件工藝性設(shè)計(jì)包含：選擇不同塑料材料，塑件結(jié)構(gòu)的尺寸精度和表面粗糙程度要好。避免出現(xiàn)工藝性的問題，盡可能保持產(chǎn)品質(zhì)量。防止產(chǎn)品出現(xiàn)瑕疵塑件工藝性設(shè)計(jì)的重點(diǎn)：必需要滿足使用性能和工藝成型要求，必須做到結(jié)構(gòu)合理、樣
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式美觀、方便制造。
3.2 塑料的種類
3.2.1 通用塑料有五大品種
聚乙烯、聚氯乙稀、聚丙烯、聚苯乙烯和ABS。
聚乙烯（PE）聚乙烯是塑料生產(chǎn)中產(chǎn)量最高的材料。聚乙烯有不透明或半透明兩種、結(jié)晶性輕質(zhì)塑料，具有良好的耐低溫性能（最低使用環(huán)境可達(dá)零下七十度到零下一百攝氏度），絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異，有著較為優(yōu)異的耐腐蝕性，卻不耐高溫。適合采用注塑和吹塑以及擠塑等方式加工聚乙烯。
聚丙烯（PP）聚丙烯是由丙烯聚合所得的熱塑性塑料，通常無色，半透明，呈固體，無毒無臭，密度為0.90 ~ 0.919 g/cm3，是通用塑料中最輕的，在水中的耐蒸煮性是其特殊優(yōu)點(diǎn)，聚乙烯的耐腐蝕性，強(qiáng)度、剛性以及透明性都要比聚丙烯差，但耐沖擊性在低溫環(huán)境下差，容易老化，通過改性和添加輔助劑來加以改進(jìn)可以解決。聚丙烯的生產(chǎn)方式有淤漿法和液相本體法以及氣相法三種。
聚氯乙?。≒VC） 聚氯乙稀是通過氯乙烯聚合而成的塑料，它的硬度隨加入增塑劑的量而大幅度變化。它所制成的硬軟制品都擁有各式用途。生產(chǎn)聚氯乙稀的方式有懸浮聚合法和乳液聚合法以及本體聚合法，常見方式為懸浮聚合法。
聚苯乙烯（PS）聚苯乙烯是由苯乙烯的聚合的產(chǎn)物，外觀透明，但有脆性的缺點(diǎn)，因此，想制成耐沖擊性的聚苯乙烯（HTPS）需要加入聚丁二烯。生產(chǎn)聚苯乙烯的主要方法有本體聚合法、懸浮聚合法以及溶液聚合法。
ABS樹脂由丙烯腈－丁二烯－苯乙烯三種單體在聚合條件下產(chǎn)生，簡稱ABS三元共聚物。它由于其組分A為丙烯腈和B為丁二烯以及S為苯乙烯在組成過程中比例不相同，以及制造方式的差別，其特性也有很大的區(qū)別。 ABS其用途為生產(chǎn)加工合用注塑和擠壓材料，生產(chǎn)加工方式也是這兩種。
3.2.2 常用的工程塑料品種
像聚銑胺、聚甲醛、聚酯、聚苯醚、聚砜以及聚碳酸酯，它們都是熱塑性塑料。
聚銑氨（PA） 聚銑氨又叫尼龍，有尼龍6、尼龍11、尼龍66、尼龍12、芳
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香族尼龍等品種，常見的是尼龍6和尼龍66。這兩種材料都是尼龍纖維的主要原料，同時(shí)是重要的塑料材料。
聚碳酸酯（PC） 聚碳酸酯材料，透明，具有良好的耐熱性。尤其是抗沖擊度大，比其他塑料優(yōu)秀，并且抗蠕變性能強(qiáng)，即使在120℃的環(huán)境下仍保持其強(qiáng)度。因此，廣泛應(yīng)用于工業(yè)塑料之中。但是， 耐藥品較低，不耐芳香烴和強(qiáng)酸堿。聚碳酸酯適于注塑和擠塑以及吹塑等加工。
聚甲醛（POM） 聚甲醛塑料，不透明，呈乳白色，它的抗磨性和回彈性以及耐熱性極佳。
聚砜（PSF）聚砜是一種高強(qiáng)度工程塑料出現(xiàn)在六十年代中期。有著良好的耐熱性。聚砜的特點(diǎn)是耐溫性好，導(dǎo)電性良好，導(dǎo)電性能在濕潤條件或190℃的環(huán)境下變化較小。除了這些，耐輻照也是它的優(yōu)點(diǎn)之一。
3.2.3 常用的熱固性塑料品種
有三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、脲醛樹脂、有機(jī)硅樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯等。
酚醛樹脂是存在時(shí)間最長的塑料材料之一，又稱電木或者膠木，呈黃褐色或黑色外觀，它是熱固性塑料的關(guān)鍵材料。
脲醛樹脂可以用作模壓料、粘接劑等的塑料，無色，由尿素和甲醛合成。脲醛樹脂模壓料填加有纖維素。而且有著良好的硬度和機(jī)械強(qiáng)度。
不飽和聚酯樹脂是有不同粘度的液體。呈淡黃或琥珀色，透明。因?yàn)椴伙柡途埘渲痪咻^高強(qiáng)度，因此常加入玻璃纖維等材料使其強(qiáng)度增強(qiáng)，這種產(chǎn)品又稱"玻璃鋼"。
環(huán)氧樹脂是熱固性塑料。由用固化劑固化，它有極好的粘接性，電學(xué)性質(zhì)優(yōu)異，有較好的機(jī)械性質(zhì)。
有機(jī)硅樹脂，主要成分是硅，不是碳，所以價(jià)格很高。但有機(jī)硅樹脂耐熱180℃，經(jīng)過特殊處理可耐500℃高溫，也有較好的耐寒性，溫度變化不影響物理性質(zhì)，有著極好的耐藥品性、耐水性和耐天候性的熱固性塑料。
3.3 外觀要求
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產(chǎn)品表面應(yīng)該光滑、飽滿、無瑕疵、過渡自然，不允許有碰傷和劃傷以及縮孔等瑕疵。其厚度應(yīng)該相同，無翹曲變形、毛刺、缺料、飛邊、流痕、熔接痕以及各種影響性能的注射缺陷。毛刺、飛邊清除干凈，缺口應(yīng)該修正。塑件的顏色應(yīng)均勻相同，表面沒有明顯的色差。原材料的顏色顏色和制件應(yīng)該基本相同，并且均勻。需要配顏色的產(chǎn)品應(yīng)該符合色板要求。
3.4 壁厚及制件體積計(jì)算
根據(jù)《手冊》30頁，表2-3 取壁厚為：1.5mm
體積：
V1＝［180×120 -（80×80-×30）］×1.5
＝45 cm3
V2＝｛180×120 -（50×50－π×30）-［180×120 -（44×44-π×22）］｝×19
＝40 cm3
V＝V1+ V2＝95 cm3 （3-1）
3.5 脫模斜度
選用材料的收縮率比較大，按《手冊》29頁，表2-1
選擇的脫模斜度為：
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第四章 成型的模具設(shè)計(jì)
4.1 成型零件的工作尺寸計(jì)算
凹模型腔的強(qiáng)度
根據(jù)《手冊》139頁，式
（4-1）
b：凹模側(cè)壁的理論寬度；
h: 凹模型腔的深度；
p: 凹模型腔里的熔體壓力 ；
y: 凹模側(cè)壁的允許彈性變形量 ；
圖4.1塑件成品圖
已知：=130Mpa ; E=2.1×Mpa ; h = 2.2cm cm
由《手冊》得：＝22/180=0.12 得：c=1
由《手冊》得：＝126/180=0.67 得：
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將以上各數(shù)值代入式（4-1）得 （4-2）
4.2型腔的長、寬、深度尺寸計(jì)算
型腔的長、寬尺寸計(jì)算
塑件的平均收縮率η為：％＝2.25％,模具制造公差取的制品公差。
＝
＝
＝160.8 （4-3）
——型腔的L方向公稱尺寸
——制品 L方向最大尺寸
——制品L方向公稱尺寸
η——產(chǎn)品收縮率
Δ——制品的設(shè)計(jì)公差
——模具的制造公差。
（4-4）
式中：L1——型腔的L2方向公稱尺寸
型腔的深度尺寸計(jì)算
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H＝
＝＝81.4 （4-5）
式中：H為型腔深度，為制品高度尺寸，為制品高度。
4.3 型芯的長、寬、高度尺寸計(jì)算
（4-6）
式中：
——方向最小尺寸
（4-7）
＝119.45
型芯的高度
h＝
＝79.33 （4-8）
式中h－型心高度公稱尺寸
－制品深度最小尺寸
－制品深度公稱尺寸
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4.4 支撐板強(qiáng)度的計(jì)算
根據(jù)《手冊》147頁，式5-6
支撐板厚度
（4-9）
p =130Mpa ; ;
;
; y = 0.005 cm
代入上式，得H = 5 cm
4.5 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算
根據(jù)《手冊》205頁，式（5-59）
（4-10）
式中：
D為主流道大頭直徑
V為主澆道的熔體的容積
K為熔體常數(shù)
其中K取5
V=95×（1+20%）＝120
代入式算得：D=7.8mm 取D=8mm
4.6 脫模阻力計(jì)算
根據(jù)《手冊》243頁，式5-93
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（4-11）
式中：
Q 脫模力(N)
t 塑件平均壁厚（cm）
E 塑料彈性模量
S 塑料平均成形收縮率
L 包容凸模的長度
f 塑料與鋼的摩擦系數(shù)
m 塑料的帕松比
E＝200000 ；S＝0.0225 ； L＝2.2cm ；f=0.3 ；m=0.3；t=0.3
代入上式得：
（4-12）
模具冷卻水道設(shè)計(jì)計(jì)算
查閱《實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊》433頁，式6-31
W＝ （4-13）
其中W根據(jù)《注射模典型結(jié)構(gòu)100例》20l頁附表3中查得
85g／s，W＝＝595.4g，W＝， （4-14）
V＝＝＝368.4cm3， （4-15）
取直徑d＝20mm，
L＝＝＝1.5m式中： （4-16）
W為通過模具的冷卻水質(zhì)量，為一定時(shí)間內(nèi)注入模具的塑料質(zhì)量，a為每克塑料的溶熱量，K為熱傳導(dǎo)系數(shù)，為出水溫度，為如水溫度，為冷卻液容重，V為冷卻水道體積，L為冷卻水道長度，d為冷卻水道直徑。
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 注射機(jī)的選擇
第五章 注射機(jī)的選擇
5.1 最大注射量校核
最大注射量校核
根據(jù)《塑料·橡膠成型模具設(shè)計(jì)手冊》144頁，式
（5-1）
式中： G1注塑機(jī)最大注謝量（cm3）
G 注塑機(jī)額定注謝量（cm3）
待加工塑料密度
代入數(shù)據(jù)得：
（5-2）
根據(jù)式（5-1）
式中：n 為模具型腔數(shù) , 為塑件質(zhì)量 g ，為分流道凝料質(zhì)量g ,為主流道凝料質(zhì)量g , 為塑件飛邊的質(zhì)量g
代入數(shù)據(jù)得：
根據(jù)校核式（5-2）
故：合格
5.2注射壓力校核
注射壓力校核,根據(jù)《塑料·橡膠成型模具設(shè)計(jì)手冊》P145，P＝150Mpa，Pch＝100Mpa，（0.75～0.9）P＝112.5～135Mpa>Pch，故也是合格的。式中：P－注
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塑機(jī)額定最大注射壓力，Pch－成型模具時(shí)需要的注射壓力。
5.3 鎖模力校核
鎖模力的校正,根據(jù)《塑料·橡膠成型模具設(shè)計(jì)手冊》P145，P取30Mpa，k取，＝pK＝30×＝20Mpa由表5-2-1，取F＝17.6Mpa，有>F，故合格。式中：－型腔內(nèi)的材料壓力，P－機(jī)筒里注射機(jī)柱塞或螺桿施加在材料的壓力，K為損耗系數(shù)，F(xiàn)為注射機(jī)的鎖模力［2］。
5.4 開模行程及頂出型模校核
開模行程及其頂出行程校正,根據(jù)《塑料·橡膠成型模具設(shè)計(jì)手冊》P149，H＝25mm，H＝25mm，S＝320mm，H+ H+（5～10）＝55～60mm
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