【正文】 產(chǎn)品、建材、玩具、儀器儀表等行業(yè)將會有更大的需求。但是我們的小型模具，比如像插座這樣的家用產(chǎn)品，因?yàn)樗?的產(chǎn)量較大，并且人們的生活中也不可缺。它在我們的生活中所占的比重很大，這是不容我們忽視的。 因此，一些重要的模具標(biāo)準(zhǔn)件也必須重點(diǎn)發(fā)展，而且其發(fā)展速度應(yīng)快于模具的發(fā)展速度，這樣才能不斷提高我國的模具標(biāo)準(zhǔn)化水平，從而提高模具質(zhì)量，縮短模具生產(chǎn)周期及降低成本。由于我國的模具產(chǎn)品在國際市場上占有較大的價格優(yōu)勢，因此對于出口前景好的模具產(chǎn)品也應(yīng)作為重點(diǎn)來發(fā)展。而且應(yīng)該是目前已有一定基礎(chǔ)，有條件、有可能發(fā)展起來的產(chǎn)品。 5摘 要 摘 要 ： 本設(shè)計(jì)是以“卷筒”為主題。其設(shè)計(jì)思路由參考多個生產(chǎn)事例而得出，設(shè)計(jì)內(nèi)容是從零件 的工藝分析開始的，根據(jù)工藝要求來確定設(shè)計(jì)的大體思路。設(shè)計(jì)順序開始是從零件的材料選擇，接下是成型參數(shù)的確定，模具種類與模具設(shè)計(jì)的關(guān)系，塑件的尺寸精度與結(jié)構(gòu)、注射機(jī)的選擇、模具設(shè)計(jì)有關(guān)尺寸的計(jì)算（包括模具行腔型芯的計(jì)算及其公差的確定）、注塑機(jī)參數(shù)的校核、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具冷卻、加熱系統(tǒng)計(jì)算、注射模標(biāo)準(zhǔn)件的選用及總裝技術(shù)要求等內(nèi)容。 關(guān)鍵詞 ： 型腔；型芯；注射模；卷筒； ABSTRACT This design is the design theme for plastic Plastic film box ideas by reference case that many production, design content from parts of the analysis of the technology of start, according to the requirement of process to determine the scope of the design idea design order from parts of the material choice to start, take is molding of parameters, mold and die design, the relation between species, the size of the plastic parts and precision injection machine structure the choice of the size of the mould design calculation (including the mould cavity while curing cores of calculation and tolerances of certain) injection molding machine parameters of checking the mould structure design mold cooling heating system calculation injection mould parts selection and assembly technology requirements, etc 6 一、塑件工藝性 分析 塑件名稱：卷筒 材料中文名：高密度聚乙烯 英文名： High density polyethylene（ HDPE） 高密度聚乙烯無毒、無味、呈乳白色。密度為 ～ ,是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂。 有一定的機(jī)械強(qiáng)度 ,具有較好的柔軟性、耐沖擊性及透明性，但和其他塑料相比機(jī)械強(qiáng)度低，表面硬度差。聚乙烯的絕緣性能優(yōu)異，常溫下聚乙烯不溶于任何一種已知的溶劑，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何濃度的其他酸以及各種濃度的堿 、鹽溶液。聚乙稀有高度的耐水性，長期與水接觸其性能可保持不變。其透水氣性能較差，而透氧氣和二氧化碳以及許多有機(jī)物質(zhì)蒸氣的性能好。在熱、光、氧氣的作用下會產(chǎn)生老化和變脆。一般使用溫度約在 80 C 左右。能耐寒，在 60oC 時仍有較好的力學(xué)性能， 70 c 時仍有一定的柔軟性 .該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽性，可用于包裝用途。中到高分子量等級具有極好的抗沖擊性，在常溫甚至在 40F 低溫度下均如此。各種等級 HDPE 的獨(dú)有特性是四種基本變量的適當(dāng)結(jié)合：密度、分子量、分子量 7分布和添加劑。不同的催化劑被用于生產(chǎn)定制特殊性 能聚合物。這些變量相結(jié)合生產(chǎn)出不同用途的 HDPE 品級；在性能上達(dá)到最佳的平衡。注塑品級一般熔體指數(shù) 5～ 10，具有韌性較低流動性品級和具有可加工性的較高流動性品級。 化學(xué)和物理特性 : PEHD的高結(jié)晶度導(dǎo)致了它的高密度，抗張力強(qiáng)度，高溫扭曲溫度，粘性以及化學(xué)穩(wěn)定性。 PEHD比 PELD有更強(qiáng)的抗?jié)B透性。 PEHD的抗沖擊強(qiáng)度較低。 PHHD 的特性主要由密度和分子量分布所控制。適用于注塑模的 PEHD 分子量分布很窄。對于密度為 ~ ，我們稱之為第一類型 PEHD；對于密度為 ~ ，稱之為第二類型 PEHD；對于密度為 ~ ，稱之為第三類型 PEHD。該材料的流動特性很好， MFR 為 到 28 之間。分子量越高， PHLD 的流動特性越差，但是有更好的抗沖擊強(qiáng)度。 PELD 是半結(jié)晶材料，成型后收縮率較高，在 %到 4%之間。 PEHD 很容易發(fā)生環(huán)境應(yīng)力開裂現(xiàn)象。可以通過使用很低流動特性的材料以減小內(nèi)部應(yīng)力，從而減輕開裂現(xiàn)象。 PEHD當(dāng)溫度高于 60C 時很容易在烴類溶劑中溶解，但其抗溶解性比 PELD還要好一些。 結(jié)晶形塑料 ,吸濕性小 ,成型前可不預(yù)熱，熔體粘度小，成型時不易分解，流動性極好。 溢邊值為 左右 ,流動性對壓力變化敏感，加熱時間長則易發(fā)生分解。冷卻速度快 ,必須充分冷卻 ,設(shè)計(jì)模具時要設(shè)冷料穴和冷卻系統(tǒng)。 收縮率大，方向性明顯，易變形、翹曲，結(jié)晶度及模具冷卻條件對收縮率影響大，應(yīng)控制模溫 ,宜用高壓注射，料溫要均勻，填充速度應(yīng)快，保壓要充分。不宜采用直接澆口注射，否則會增加內(nèi)應(yīng)力，使收縮不均勻和方向性明顯。應(yīng)注意選擇澆口位置。 質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時可強(qiáng)行脫模。 精度、表面質(zhì)量分析： ○1結(jié)構(gòu)分析。從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓柱體，上面有外緣，底面有弧度為 1長度為 16 的凸臺，屬于簡單的零件。 ○2尺寸精度分析。該零件重要尺寸有： 216。32 ㎜、 50㎜、 2 ㎜等，其余為次要尺寸， 8尺寸精度無要求。該零件的尺寸精度中等，對應(yīng)的模具零件的尺寸精度中等偏上。從塑件的壁厚上來看，壁厚均為 2mm。塑件較均勻，澆口設(shè)置在底部，便于熔融塑料充滿型腔、塑件成形質(zhì)量不受影響。 ○3表面質(zhì)量分析。該 零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺，沒有特別的表面質(zhì)量要求。但安裝、使用中其表面與人的手指接觸較多，因此表面應(yīng)形成自然圓角。 2） 計(jì)算塑件的體積與質(zhì)量，是為了選用注射機(jī)及確定型腔數(shù)。 查閱相關(guān)資料，高密度聚乙烯的綜合性能可作如下選擇，在試模時可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 壓縮比 ~ 彎曲彈性模量 ~ 熱變形溫度 43～54℃ 收縮率 ~ 0 時 為 60～ 88℃ 壓縮強(qiáng)度 225MPa 抗拉屈服強(qiáng)度 22~39MPa 疲勞強(qiáng)度 11Mpa（ 107周） 拉伸彈性模量 ~ 脆化溫度 70 彎曲強(qiáng)度 25~40MPa 二、成型設(shè)備的選擇 Pro/E 建模分析結(jié)果 9 通過計(jì)算或 Pro/E 建模分析得，塑件體積 = 3cm 塑件質(zhì)量 卷筒采用的材料為 HDPE，該材料密度為 ～ 3cmg , 取密度為3cmg. 塑件質(zhì)量 m=ρ v= ﹦ 初步選定采用一模四腔的結(jié)構(gòu)所以： 塑件總質(zhì)量 1m =4? = 1)凝料 2m 為未知數(shù) ,可按塑件質(zhì)量的 倍來計(jì)算 ,上面分析的一模八腔 凝料質(zhì)量 2m =? = 3）總質(zhì)量 m= 1m + 2m = 根據(jù)塑件尺寸、注射方式、流道熔料的總質(zhì)量等， 查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表 初步定注射機(jī)為國產(chǎn) XSZY125 型號 ,注射機(jī)規(guī)格和性能如下表 : 項(xiàng)目 參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 額定注射量 / 3cm 125 螺桿（柱塞）直徑 /mm 42 注射壓力 /MPa 120 注射行程 /mm 115 注射方式 / 螺桿式 鎖模力 /kN 900 最大成型面積 / 2cm 320 最大開模行程 /mm 300 最大模具厚度 /mm 300 最小模具厚度 /mm 200 噴嘴圓弧半徑 /mm 12 噴嘴孔直徑 /mm 4 鎖模力的校核 當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時，會產(chǎn)生使模具分型面漲開的力，這個力的大小等于塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔的壓力，它應(yīng)小 10于注射機(jī)的額定鎖模力 pF ，才能保證注射時不發(fā)生溢料現(xiàn)象，即 )( 1AnApFz ?? PF 式中 ZF 為熔融塑料在分型面上的漲開力， N ； P為塑料注射時所選用的型腔壓力， aMP ； n為型腔的數(shù)量 A為塑件在分型面上的投影面積 2mm ； 1A 為流道在分型面上的投影面積 2mm PF 注射機(jī)的額定鎖模力 N 。 塑件投影面積為 2mm 型腔內(nèi)的壓力約為注射機(jī)注射壓力的 80％ ，通常取 20~40 aMP 。由于本次塑件澆口為側(cè)澆口 ,壓力損失大，故 P取 30 aMP 流道凝料包括主流道和分流道，在分型面上的投影面積 A2,模具設(shè)計(jì)前為未知值 , 根據(jù)多腔統(tǒng)計(jì)分析 ,A2是每個塑件在分型面上投影面積的 ,因此可用 來進(jìn)行計(jì)算 ,所以 . )( 1AnApFz ?? =30（ 4? +4 328 ） =≈ ZF = PF =250kN 該注射機(jī)能滿足鎖模力的要求。 正確的注射成型工藝可以保證塑料熔體良好塑化、順利充模、冷卻與定行，從而生產(chǎn)出合格的塑料制品。溫度、注射量、壓力和時間是影響注射成型工藝的重要參數(shù)。 由于該產(chǎn)品采用的是 HDPE 材料，根據(jù)材料的性能和指標(biāo)查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表 ， HDPE 的成型工藝參數(shù)可作如下選擇，在試模時可根據(jù)實(shí)際 11情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 項(xiàng)目 參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 注射機(jī)類型 螺桿式 模溫 30~60℃ 噴嘴形式 直通式 注射壓力 70~100Mpa 噴嘴溫度 150~180oC 保壓壓力 40~50Mpa 螺桿轉(zhuǎn)速 30~60r/min 注射時間 0~5s 料筒溫度 前 180~190oC 保壓時間 15~60s 中 180~200℃ 冷卻時間 15~60s 后 140~160oC 成型周期 40~60s 三、塑料模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 分型面位置選擇的總體原則，是能保證塑件的質(zhì)量、便于塑件脫模及簡化模具的結(jié)構(gòu)，分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較。 因此在選擇分型面時應(yīng)考慮 12到以下幾點(diǎn)： a、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)。 b、分型面的選擇應(yīng)考慮塑件的技術(shù)要求。 c、分型面應(yīng)盡量選擇在不影響塑件外觀的位置，并使其產(chǎn)生的飛邊易于清理和修整。