【正文】 ........ 36 注 塑 壓力的校核 ............................................. 36 鎖模力的校核 ............................................... 36 計 ............................................. 38 Proe系統(tǒng)軟件的介紹 ............................................... 38 便攜式飯盒三維模具造型 ........................................... 39 結論 ................................................................... 42 致謝 ................................................................... 43 參考文獻 ............................................................... 47 1 塑料模具的簡介 模具 工業(yè)是制造業(yè)的 重要組成部分，也是國民經(jīng)濟的基礎產(chǎn)業(yè)，是政府和企業(yè)的高度重視，具有廣闊的前景。塑料模具是工業(yè)生產(chǎn)的特殊形狀的今天，它屬于以一定的方式 ..模具型腔的范疇根據(jù)產(chǎn)品使用的原材料，不同的成型方法，模具一般分為塑料模具，金屬沖壓模具，金屬壓鑄模具，橡膠模具，玻璃，等。因為人們對產(chǎn)品及各種機械部件的日常生活中，大多數(shù)通過模具對成品成型，所以模具制造已 成為一個大產(chǎn)業(yè)。在高分子材料加工領域的塑料成型模具，稱為塑料成形模具，簡稱塑料模具。塑料模具的優(yōu)化設計是在高分子材料加工領域的一個主要問題是當代。一般來說，塑料制品的質量和 生產(chǎn)效率的高低，模具因素約占 80%。然而，質量的模具直接與模具的設計和制造有很大的關系。隨著國民經(jīng)濟和生產(chǎn)品種的需求越來越多，塑件各部門領域，產(chǎn)品的更新越來越短，對越來越高，模具設計和制造周期和質量提出了更高的要求，要求塑件的用戶，這促使了塑料模具的設計和制造技術的不斷移動前進，從而促進塑料行業(yè)和機械加工行業(yè)的快速發(fā)展。 模具設計、模具制造和過程的關鍵部分，通過合理設計制造的模具不僅能夠成功地形成高質量的塑料件，而且簡化了模具的加工工藝和高效生產(chǎn)的塑料件實現(xiàn)，從而降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的附加值。 我 國塑料模具工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 自上世紀 80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策的支持、指導和支持一系列的國家經(jīng)濟政策，中國的模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增長率為 13%。 1999，中國模具工業(yè)產(chǎn)值 245 億， 2020 中國的總產(chǎn)值模具預計 260270 億元，其中塑料模具在模具總量中的比例將逐步提高。 中國塑料模具制造業(yè)現(xiàn)在開始，半個多世紀以來，許多發(fā)展，模具水平有了較大的提高。在大型模具已能生產(chǎn) 48 英寸大屏幕彩電的注塑模具， 公斤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塑料模具，精密塑料模具，已能生產(chǎn)照相機塑料模具型腔和 小模數(shù)齒輪模具和塑料模具材料。 在制造技術，一個新的水平的 CAD / CAM、 CAE 技術的應用水平，以家用電器為代表的企業(yè)生產(chǎn)，先后介紹了 CAD／ CAM 系統(tǒng)的相當多，如美國 EDS 的 UGⅡ的參數(shù)化技術的公司，簡歷 CADS5，英國公司的公司級日本 HZS 公司等級，以色列 Cimatron 公司，美國 ACTech 2 公司 CMOLD 和澳大利亞 Moldflow 公司的 MPA模具分析軟件等。這些系統(tǒng)和軟件的介紹，雖然花了很多錢，但在我國模具行業(yè)的 CAD／ CAM 一體化，實現(xiàn)和支持 CAE 技術，形成過程，如充模和冷卻計算機仿真，具有 一定的技術經(jīng)濟效益，促進和推動發(fā)展中國模具 CAD／ CAM 技術。近年來，中國自主開發(fā)的塑料模具 CAD／ CAM 系統(tǒng)有了很大的發(fā)展，主要分布在中國北方是軟件工程研究所開發(fā)的 CAXA 系統(tǒng)，華中的注塑模 CAE 軟件等技術的發(fā)展，適應和大學，這些軟件是適應國內(nèi)模具的具體情況，在計算機應用和較低的價格等特點，創(chuàng)造了良好的條件，為進一步普及模具 CAD／ CAM 技術。近年來，中國已廣泛采用一些新的塑料模具鋼，如： P20， 3Cr2Mo， PMS， SM 和 SM II 和模具的質量和使用壽命有直接的顯著影響，但總的使用量仍較少。標準塑料模架 和標準推桿，彈簧，等越來越廣泛的應用，一些國內(nèi)的熱流道系統(tǒng)組件化的出現(xiàn)。然而，在中國的標準化和商品化的模具程度一般在30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達到 70%— 80%，仍有很大的差距。 本課題的技術要求和材料選擇 技術要求： （ 1） 材料選用 PP； （ 2）完成年產(chǎn)量 10 萬個； （ 3）在口部不能有飛邊； （ 4）產(chǎn)品口部與底部屬于與其他件配合部分，橢圓度不能超過 1mm； 圖 便攜式飯盒示意圖 3 材料選擇： 通常，選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要 求，以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù)。對于常溫工作狀態(tài)下的結構件來說，要考慮的主要是材料的力學性能，如屈服應力，彈性模量，彎曲強度，表面硬度等。綜合各項因素最后選擇 PP 塑料作為本次設計所使用的材料最為適合。 PP性能 PP無毒、無味，外觀呈象牙色半透明，或透明顆?；蚍蹱?。密度為 ~㎝ 3,收縮率為 %~%,彈性模量值為 ,泊松比值為 ，吸濕性 1%，熔融溫度 217~237℃，熱分解溫度 250℃。 力學性能 聚丙烯具有良好的力學性能，優(yōu)良的抗沖擊強度，在極低的溫度 下可以正常使用； PP 具有高的耐磨性，尺寸穩(wěn)定性好，良好的耐油和中等負荷和轉速的軸承。 PP的耐蠕變性比 PSF 和 PC 強，但比它小的 POM 和 PA。 PP塑料的彎曲強度和抗壓強度不是很好。 PP的力學性能受溫度的影響，容易 熱學性能 PP 的熱變形溫度為 93~118℃，制品經(jīng)退火處理后還可提高 10℃左右。 PP在 40℃時仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在 40~100℃的溫度范圍內(nèi)使用。 電學性能 PP 的電絕緣性較好，并且?guī)缀醪皇軠囟?、濕度和頻率的影響，可在大多數(shù)環(huán)境下使用。 PP成型工藝 PP也可以說是聚 苯乙烯 的改性，比 HIPS 有較高的抗沖擊強度和更好的機械強度，具有良好的加工性能，可以使用注塑機、擠出機等塑料成型設備進行注塑、擠塑、吹塑、壓延、層合、發(fā)泡、熱成型，還可以焊接、涂覆、電鍍和機械加工。 PP 的吸水性比較高，加工前需進行干燥處理，干燥溫度為 70~85℃，干燥時間為 2~6h； PP 制品在加工中容易產(chǎn)生內(nèi)應力，如應力太大，致使產(chǎn)品開裂，應進行退火處理，把制件放于 70~80℃的熱風循環(huán)干燥箱內(nèi) 2~4h，再冷卻至 室溫即可， PP 在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大， PP 易吸水，成型加壓前應進行干燥處理， PP易產(chǎn)節(jié)痕，模具設計時應注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力，在正常的成型條件下壁厚，熔料溫度對收縮率影響極小，在要求塑件精度高時，模具溫度可控制在 50～ 60176。 c,而在強調(diào)塑件光澤和耐熱時，模具溫度應控制在 60～ 80176。 c。 PP 注塑工藝 PP 是最常用的工程塑料，廣泛應用于制造齒輪、軸承、把手、泵葉輪、 4 電視機 、計算機、打字機殼體、鍵盤、電器儀表、儲電池槽、冰箱部件等及機械工業(yè)部件、各種日用品、消費品包裝等制品。 PP注塑成型溫度 160~220℃之間，注射壓力在 70~130Mpa之間，模具溫度為 55~75℃。 5 注塑機型號選取 注塑機的主要參數(shù) 注塑機的主要參數(shù)有注塑量、注塑壓力、注塑速度、塑化能力、鎖模力等，這些參數(shù)是設計、制造、購買和使用注塑機的主要依據(jù)。 （ 1） 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 置所能達到的最大注射量，反應了注塑機的加工能力。 （ 2） 注塑壓力：為了克服熔料流經(jīng)噴嘴、澆道和型腔時的流動阻力，螺桿或柱塞對熔料必須施加足夠的壓力，此壓力即為注射壓力。 (3) 注塑速率：為了使熔料及時充滿型腔，除了有必須有足夠的注射壓力外，熔料還必須有一定的流動速率，此參數(shù)即為注塑速率。 常用的注塑速率如表所示。 表為注塑量與注塑施加的關系 表 21 注塑機的參數(shù) 注塑量/cm 3 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000 注 塑速率/cm/s 125 200 333 570 890 1330 1600 2000 注塑時間/s 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5 塑 化能力：單位時間內(nèi)所能塑化的物料量。塑化能力應與注塑機的整個成型周期配合協(xié)調(diào)，若塑化能力高而機器的空循環(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。 鎖模力：注射機的合模機構對模具所能施加的最大夾緊力，在此力作用下模具不應被熔融的塑料所頂開。 6 注塑量的計算 1）塑件的體積計算：經(jīng)計算（計算過程略）得到塑件的體積為 cm 。 2）塑件的質量計算：查有關手冊，取聚丙烯的密度為 3/ cm?? ,所以塑件的質量為 gcmgcmVW 2 6/ 4 0 33 ????? ? 澆注系統(tǒng)重量的計算，根據(jù)澆注系統(tǒng)尺寸先計算澆注系統(tǒng)的體積 主澆道部分體積 3?? 31 =V 分澆道部分體積 LHLLV ???? ]2/)[( 212 32 2268mm　?V jV =+2268≈ 3mm 粗略計算澆注系統(tǒng)重量 Mj=Vjρ≈ g 總質量 M= +≈ PP的密度為 ～ 179。 滿足注射量 機V ≥ 塑件V /= /=179。 式中： V 機 —— 額定注射 (cm179。) 機V —— 塑件V 與澆注系統(tǒng)凝料體積和（ cm179。） 或滿足注射量 機V ≥ 塑件V / 機M ≥ 塑件M /= 7 注射壓力： 注P ≥ 成型P 查《模具設計指導 》表 65 PP 塑料成型時的注射壓力 成型P =70～ 100Mpa. 鎖模力： 鎖模力P ≥ FP 式中 P— 塑料成型時型腔壓力 PP 塑料的型腔壓力 P=30Mpa F— 澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和分型腔及澆住引流及型腔在分型面上的投影面積； s= 2mm PF= 30 = 2378946N≈ 根據(jù)以上分析與計算 .查《模具設計指導》表 22 初選注塑機的型號為 :SZ500/160 表 22 注塑機主要技術規(guī)格 項目 SZ500/160 螺桿直徑/ mm 55 螺桿轉速/ min)/(r 0～180 理論注塑容量/ 3cm 500 注塑壓力/ Mpa 150 注塑速率/ )/( sg 173 塑化能力/ )/( skg 110 鎖模力/ KN 220 拉桿間距 )/()( mmmmVH ?? 570?570 模板行程/ mm 500 模具最小厚度/ mm 280 模具最大厚度/ mm 500 定位孔直徑/ mm 160 8 定位孔深度/ mm 25 噴嘴伸出量/ mm 30 噴嘴球半徑/ mm 20 頂出行程/ mm 90 頂出力/ KN 53 9 分型面的設計 分型面是為了 將塑件澆注系統(tǒng)凝料等從密閉的模具內(nèi)取出，以及為了安放嵌件，將模具適當?shù)胤殖蓛蓚€或若干個主要部分，這些可以分離部分的接觸表面，通稱為分型面。分型面位于模具動模和定模的結合處，在塑件最大外形處 。 考慮塑件質量 對 于有軸度要求的塑件要使其全部動?；蚨Ｖ谐尚停乐褂捎谀＞吆夏２粶蚀_造成塑件尺寸的誤差。對于外觀無嚴格要求的塑件，可將分型面選在塑件中部，這樣可以用較小的脫模斜度有利于脫模。 確保塑件表面質量 分型面盡可能選擇在不影響外觀的部位以及分型面處產(chǎn)生的飛邊容易加工修整部位。 考慮模具結構 （ 1） 盡量簡化脫模部件。為便于塑件脫模，應使塑件在開模時盡可能留于動模部分。 （ 2） 盡量方便澆注系統(tǒng)布置。 （ 3） 便于排溢。為了有利于氣體的排出，分型面盡可能與料流的末端重合。 （ 4） 模具總體結構簡化，盡量減少分型面的數(shù)目，盡量采用平直分型面。 綜合以上考慮，可選擇分型面結構如下圖 31： 型腔數(shù)的確定 根據(jù)所用注射機的最大注塑量確定型腔數(shù)目 根據(jù)公式 n＝ 件廢公利 G GGK ? [7] （ 31） 10 圖