【正文】 鐵、塑料，偶見(jiàn)20 世紀(jì)才發(fā)展起來(lái)的一大類(lèi)新材料。塑料因其本身材料易得、性能優(yōu)越，加工方便，而被廣泛應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)、電子工業(yè)，航天工業(yè)、醫(yī)療器械、化工機(jī)械、包裝工業(yè)、日常用品工業(yè)等領(lǐng)域，并日益顯示出其巨大的優(yōu)越性和發(fā)展?jié)摿Α? 塑料工業(yè)是發(fā)展歷史短但發(fā)展速度驚人的新興 工業(yè)之一，同時(shí)又是一個(gè)伴隨著石油工業(yè)的發(fā)展而迅速發(fā)展的領(lǐng)域。塑料模具已處于同沖壓模具并駕齊驅(qū)的地位。日本在全國(guó)一萬(wàn)多家企業(yè)中，生產(chǎn)塑料模和生產(chǎn)沖壓模的企業(yè)各占 40%。在韓國(guó)的全國(guó)模具專(zhuān)業(yè)廠中，生產(chǎn)塑料模的占 %，生產(chǎn)凌辱模的占 %。新加坡的 460 家企業(yè)， 60%生產(chǎn)塑料模， 35%生產(chǎn)沖模和夾具。另外，在我國(guó)的、深圳、江浙等地，其模具工業(yè)主要是從事塑料模具的制造和塑料制件的生產(chǎn)。 學(xué)習(xí)塑料模具的設(shè)計(jì)是十分的有必要了。將塑料模具設(shè)計(jì)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，這可很好的驗(yàn)證我們的學(xué)習(xí)效果，鍛煉我們自立設(shè)計(jì)的能力 ，是一個(gè)考驗(yàn)。抓住這個(gè)機(jī)會(huì)好好的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)并豐富相關(guān)的理論知識(shí)，增加實(shí)際工業(yè)知識(shí)。這有助于我們更好的融入到工作中，為以后的事業(yè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)花費(fèi)很大的精力，但不足之處再所難免，還望老師給予批評(píng)指正。 第一章 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 2 第一章 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 1. 塑料制品名稱(chēng)：手機(jī)后殼 (如下圖所示 )； 第一章 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 3 圖 11 塑件二維工程圖 第一章 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 4 圖 12 塑件三維立體圖 2. 塑料原料： ABS； 3. 精度等級(jí)：一般精度（ 5 級(jí)）； 4. 生產(chǎn)批量：中批量。 第二章 塑件及其材料分析 5 第二章 塑件及其材料分析 塑件分析 如圖 、圖 分別為手機(jī)后殼的二維工程圖和三維立體圖，該產(chǎn)品形狀如中空薄壁型零件，精度及表面粗糙度要求高，不允許有明顯的熔接痕、飛邊等工藝痕跡，需要一定的配合精度要求。制品整體有充分的脫模斜度，各處脫模力比較合理。從整體結(jié)構(gòu)分析：制品表面積較大、高度不大但是壁薄、零件的曲面復(fù)雜，型腔、型芯加工困難。 塑件材料分析 ABS 是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成，為無(wú)定型塑料，綜合性能良好，沖擊韌度、力學(xué)強(qiáng)度高，且在 低溫下也不迅速下降；尺寸穩(wěn)定，易于成型和機(jī)械加工，經(jīng)過(guò)調(diào)色可配成任何顏色。 ABS 的技術(shù)指標(biāo)、注射工藝參數(shù)具體看表 和表 。 表 21 ABS 技術(shù)指標(biāo) ABS 技術(shù)指標(biāo) 密度（ g/㎝179。） ~ 比容 ~ 吸水率 ~% 收縮率 ~% 熔點(diǎn) 130~160℃ 硬度 HB 拉伸彈性模量 310 Mpa 彎曲強(qiáng)度 80Mpa 拉伸屈服強(qiáng)度 50Mpa 溫度傳導(dǎo)系數(shù) 10 7? m2 /s 第二章 塑件及其材料分析 6 表 22 ABS 的注射工藝參數(shù) 注射機(jī)類(lèi)型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速 30 ~ 60r/min 噴嘴形式 直通式噴嘴 噴嘴溫度 180~190℃ 模具溫度 50 ~ 70℃ 注射壓力 60 ~100Mpa 保壓壓力 5 ~ 10 Mpa 冷卻時(shí)間 5 ~ 15s 周期 15 ~ 30s 后處理方法 紅外線烘箱溫度 70℃時(shí)間 ~ 1h 備注 原材料應(yīng)預(yù)干燥 以上 第三章 塑料成型方案的確定 7 第三章 塑料成型方案的確定 方案一 1. 分型面位置：截面積最大處。 圖 31 分型面位置 2. 型腔數(shù)量：一模兩腔。 3. 型腔排列形式： 圖 32 型腔排列形式 4. 澆口：采用扇形澆口。 5. 頂出機(jī)構(gòu)：斜滑頂桿頂出。 結(jié)構(gòu)草圖如下：第三章 塑料成型方案的確定 8 圖 33 草圖結(jié)構(gòu) 方案二 1. 分型面位置：同方案一。 2. 型腔數(shù)量：一模兩腔。 3. 型腔排列形式： 圖 34 型腔排列形式 4. 澆口：側(cè)澆口。 5. 頂出機(jī)構(gòu)：斜滑頂桿頂出。 結(jié)構(gòu)草圖如下：第三章 塑料成型方案的確定 9 圖 35 草圖結(jié)構(gòu) 方案三 1. 分型面位置：同方案一。 2. 型腔數(shù)量：一模四腔。 3. 型腔排列形式： 第三章 塑料成型方案的確定 10 圖 36 型腔排列形式 4. 澆口：扇形澆口。 5. 頂出機(jī)構(gòu)：斜滑頂桿頂出。 結(jié)構(gòu)草圖如下： 圖 37 草圖結(jié)構(gòu) 第三章 塑料成型方案的確定 11 方案分析 斜滑頂桿 既能做頂桿還能起內(nèi)部側(cè)抽的作用，能保證配合精度及互換性，滑動(dòng)阻力最好，不卡滯，應(yīng)用很廣。 側(cè)澆口 的澆口痕跡適中，適應(yīng)性強(qiáng)，便于加工和修整；有時(shí)會(huì)出現(xiàn)熔接痕、縮孔、氣孔等缺陷，排氣不暢。 扇形澆口 能使熔體 在快讀方向上得到更均勻的分配，流動(dòng)速度快，比較容易進(jìn)澆，但是澆口去除較困難，痕跡較明顯。 綜合分析，選用扇形澆口，以利于熔料能均勻充滿(mǎn)型腔。 并采用后續(xù)機(jī)加工去除熔接痕。 本產(chǎn)品為中小批量生產(chǎn)，由于塑件大且中空，從精度、經(jīng)濟(jì)等方面考慮，采用一模兩腔結(jié)構(gòu)。 綜上所述，采用方案一。 第四章 注 射機(jī)型號(hào)的確定 12 第四章 注射機(jī)型號(hào)的確定 注射量的計(jì)算 通過(guò) UG 建模分析，塑件的體積 31 V ? ，流道凝料的體 積 V2 還是未知數(shù)，可按塑件體積的 倍來(lái)估算。從上述分析中確定為一模兩腔，所以一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為： 31 1 3 .7 c m4 . 2 8 221 . 61 . 6 n VV ????? 圖 41 塑件體積 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計(jì)算 流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積2A ，在模具設(shè)計(jì)前是個(gè)未知數(shù)，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析， 2A 是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積 1A 的~ 倍，因此可用 來(lái)進(jìn)行估算，所以 311121 1 0 5 5 1 . 8 m m1 .3 5 n A0 .3 5 AnAAnAA ?????? 式中 1A 通過(guò) UG 分析得出： 31 m3 9 0 8 .0 6 4 5 mA ?第四章 注射機(jī)型號(hào)的確定 13 所以鎖模力 3 6 9 . 3 1 k N351 0 5 5 1 . 8APF m ???? 型 式中型腔壓力 型P 取 35MPa（因是薄壁塑件，壓力損失大，取大一些）。 選擇注射機(jī) 根據(jù)上面計(jì)算得到的 V 和 Fm 值來(lái)選擇注射機(jī)，注射機(jī)應(yīng)滿(mǎn)足條件 316. 1c ??? ?額 式中 ? 為注射系數(shù)，無(wú)定型塑料取 ，結(jié)晶型塑料取 。 3 6 9 .3 1 k NFmF ??額 根據(jù)上述條件選用 450/60?SZ 臥式注射機(jī)（上海第一塑料機(jī)械廠），見(jiàn)表 。 表 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 理論注射容量 3/cm 100 鎖模力 kN/ 600 螺桿直徑 mm/ 35 拉桿內(nèi)間距 mm/ 320320? 注射壓力 MPa/ 150 移模行程 mm/ 300 注射速率 /( sg/ ) 85 最大模厚 mm/ 300 塑化能力 /( sg/ ) 最小模厚 mm/ 170 螺桿轉(zhuǎn)速 min)//(r 20~200 定位孔直徑 mm/ 125 噴嘴球半徑 mm/ 20 噴嘴孔直徑 mm/ 第四章 注射機(jī)型號(hào)的確定 14 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 1. 由注射機(jī)料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù) n 0/ 1 2 ???? m mk Mtn 型腔數(shù)校核合格。 式中 k 為注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取 ； M 為注射機(jī)的額定塑化量（ sg/ ）； T 為成型周期，取 30s； gVm 8 ???? ? ； gm ???? 。 2. 注射壓力的校核 M P aPkPe 39。 0 ???? 而 MPaPe 150? ，注射壓力校核合格。 式中 k39。為注射壓力安全系數(shù)，一般取 ~。 3. 鎖模力校核 4 6 ???? 型k A pF 而 F=600kN，鎖模力校核合格。 式中 k 為鎖模力安全系數(shù)，一般取 ~。 其他安裝尺寸的校核要待模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定以后才可以進(jìn)行。 第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15 第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 主流道的設(shè)計(jì) 1. 主 流道尺寸 主流道長(zhǎng)度：一般由模具結(jié)構(gòu)確定，對(duì)于小型模具 L 應(yīng)盡量小于 60mm，這里初選 L 為 40mm。 主流道小端直徑： ~ ????? ）（注射機(jī)噴嘴尺寸d 。 主流道大端直徑： mmLdD )2/(tan2 ??? ?主 ，式中 ??3? 。 主流道球面半徑： mmSR 22220mm2~1 ???