【正文】 是模具價值的幾十倍、上百倍。模具技術(shù)已成為衡量一個國家制造水平 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 高低的重要標(biāo)志，決定著產(chǎn)品質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。美國工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”，日本則稱“模具是促進(jìn)社會繁榮富裕的動力”。 模具工業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)中的重要性，表現(xiàn)在國民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè) —— 機(jī)械、電子、汽車、石油化工和建筑，都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)，以滿足五大支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。 目前，全世界的模具年產(chǎn)值約有 600650 億美元。發(fā)達(dá)國家，如美國、日本、法國及瑞士等國家，模具出口約占本國模具年產(chǎn)值的 1/3。而我國模具出口數(shù)量極少， 1998 年模具出口為 億美元，約占我國模具總產(chǎn)值的 %，與發(fā)達(dá)國家的差距比較大。 當(dāng)前，由于產(chǎn)品品種增多，更新加快，市場競爭激烈，因此對模具的要求是交貨期短、精度高及成本低，塑料成型模具正朝著高效率、高精度及高壽命方向發(fā)展。隨著現(xiàn)代產(chǎn)品對形狀尺寸、精度及零件整體性要求的提高，以及許多新材料、新工藝的廣泛應(yīng)用，對現(xiàn)代模具的結(jié)構(gòu)形式和型腔形狀的要求也日益復(fù)雜。許多精密塑料成型模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度 近似于一臺精密機(jī)床。不僅 型 腔表面形狀復(fù)雜，而且模具中零件的配套性要求極高，加工中必須保證多個模具之間幾何形狀一致。例如塑料注射模具設(shè)計(jì)與制造具有三維幾何復(fù)雜及運(yùn)動配合精度要求高等特點(diǎn)，同時涉及模具強(qiáng)度計(jì)算、模具壽命計(jì)算及熔融塑料在模具中流動預(yù)測等復(fù)雜的工程運(yùn)算問題，是一項(xiàng)綜合性的復(fù)雜技術(shù)工作。只有在成型設(shè)備和模具設(shè)計(jì)及制造方面引入 CAD/CAM/CAE 先進(jìn)技術(shù)，才能迅速地完成模具各類尺寸的計(jì)算以及平衡澆注系統(tǒng)、模擬注射的計(jì)算和分析，通過反復(fù)地完成查詢表格數(shù)據(jù)，零件目錄，繪制模具圖紙和明細(xì)表等工作，使設(shè)計(jì)的模 具達(dá)到盡可能的完美，讓模具設(shè)計(jì)人員從繁重的重復(fù)勞動中解脫出來，有較多的時間從事創(chuàng)造性工作，以提高模具的設(shè)計(jì)質(zhì)量。 模具標(biāo)準(zhǔn)化是發(fā)展模具生產(chǎn)技術(shù)的關(guān)鍵，包括模具設(shè)計(jì)、制造、材料、驗(yàn)收和使用等方面，是開展模具計(jì)算機(jī) CAD/CAM/CAE 的前提。國外塑料模標(biāo)準(zhǔn)化程度很高，從材料、品種、規(guī)格、結(jié)構(gòu)、精度及驗(yàn)收等都實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，而且還建立了模具標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)典型組合。標(biāo)準(zhǔn)化是專業(yè)化生產(chǎn)的重要前提，也是提高勞動生產(chǎn)技術(shù)水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本及改善洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 勞動組織的最重要的條件之一。模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度越高，專業(yè)化生產(chǎn)越強(qiáng)，因 而模具生產(chǎn)周期越短，生產(chǎn)成本越低，模具質(zhì)量越高；同時模具設(shè)計(jì)簡化，交貨期限縮短，產(chǎn)品更新?lián)Q代迅速。我國結(jié)合實(shí)際情況，已制定出了塑料模國家標(biāo)準(zhǔn)，塑料模專業(yè)化生產(chǎn)工廠可提供標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)模架，這些為簡化設(shè)計(jì)，縮短制模周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提供了保證。 我國長期以來，對模具重視不夠，沒有認(rèn)識到模具的重要性，各部門都用模具，但都不管模具， 90 年代以前大專院校很少有模具專業(yè)。改革開放后，國家開始重視模具工業(yè)的發(fā)展， 1984 年全國模具工業(yè)協(xié)會成立； 1989年 3 月國家把模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列第一位，生產(chǎn)和基本建設(shè)序列的 第二位； 1997 年以后，又把模具及模具加工技術(shù)和成型設(shè)備列入國家重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)，同時對 80 多家國有專業(yè)模具廠實(shí)行增值返還 70%的優(yōu)惠政策，扶植模具工業(yè)的發(fā)展。所有這些，都充分體現(xiàn)了國務(wù)院和國家有關(guān)部門 對發(fā)展模具工業(yè)的重視和支持，也體現(xiàn)了模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第 1 章 塑件成型工藝規(guī)程的編制 制品結(jié)構(gòu)及成型分析 圖 11 制品外形及結(jié)構(gòu)尺寸 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 圖 12 實(shí)體圖 塑件的原材料分析 塑件的原材料分析見下 表 ： 表 11 塑件的原材料分析 塑料品種 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 使用溫度 化學(xué)穩(wěn)定性 性能特點(diǎn) 成型特點(diǎn) 聚碳酸酯（ＰＣ），屬于熱塑性料 線型結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型材料，透明 小于 130176。C,耐寒性好，脆化溫度為 100176。C 有一定的化學(xué)穩(wěn)定性，耐堿，酯，酮等． 透光率較高，介電性能好，吸水性小，但水敏性強(qiáng)（含水量不得超過 ％），且吸水后會降解 化學(xué)性能很好，沖擊抗蠕變性能突出，但耐磨性較差 熔融溫度高（但超過330176。 C 才嚴(yán)重分解），但熔體黏度大流動性差（溢邊值為)；流動性對溫度變化敏感，冷卻速度快；成型收縮率 小；易產(chǎn)生應(yīng)力集中 結(jié)論 ①熔融溫度高且熔體黏度大，對于大于200g 的塑件應(yīng)用螺桿式注射機(jī)成型，噴嘴宜用敞開式延伸噴嘴，并加熱，嚴(yán)格控制模具溫度，一般在 70～ 120 為宜，模具應(yīng)用耐磨鋼，并淬火 ②水敏性強(qiáng)，加工前必須燥處理，否則會出現(xiàn)銀絲、氣泡及強(qiáng)度顯著下降現(xiàn)象 ③易產(chǎn)生應(yīng)力集中，嚴(yán)格控制成型條件，洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 塑件成型后退火處理，消除內(nèi)應(yīng)力；塑件壁不宜厚，避免有尖角，缺口和金屬嵌件造成應(yīng)力集中，脫模 斜度宜取 2176。 塑件的尺寸精度分析 該塑件尺寸精度無特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，可按ＭＴ 5 查取公差，其主要尺寸公差標(biāo)注如下（單位均為 mm） 塑件外形尺寸：Ф 690 、Ф 、Ф 1270 、Ф 1290 、Ф 1700 、 R50 、Ф 1370 、 30 、 80 、1330 。 內(nèi)形尺寸：Ф 64+ 0、Ф 63+ 0、Ф 114+ 0、Ф 121+ 0、 R2+ 0、 60+ 0、 32+ 0、 30+ 0、 8+ 0Ф 123+ 0、Ф 164+ 0、Ф 131+ 0。 孔尺寸：Ф 10+ 0、Ф 12+ 0、Ф 137+ 0、Ф 164+ 0、Ф + 0、Ф 2+ 0、Ф 5+ 0。 孔心距尺寸： 34+ 、 96+ 、 150+ 。 塑件的表面質(zhì)量分析 該塑件要求外形美觀，色澤鮮艷，外表面沒有斑點(diǎn)及熔接痕，粗糙度可取 um。而塑件內(nèi)部沒有較高的表面粗糙度要求。 塑件 的結(jié)構(gòu)工藝性分析 ，塑件的外形為回轉(zhuǎn)體。壁厚均勻，且符合最小壁要求。 ，有尺寸不等的孔，如Ф 1 4Ф 4Ф 、 4Ф 5，它們均符合最小孔徑要求。 4 個高 ，長 11的內(nèi)凸臺。因此，塑件不易取出。需要考慮側(cè)抽裝置。 綜上所述，該塑件可采用注射成型加工。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 成型設(shè)備與模塑工藝分析 V＝ 計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選擇注射機(jī)及確定模具型腔數(shù)。根據(jù)有關(guān)手冊查得 ρ =179。 所 以，塑件的質(zhì)量為 W=ρ V =179。 179。 10?179。 = 根據(jù)塑件的形狀及采用一模一件的模具結(jié)構(gòu)，考慮外形尺寸、對塑件原材料的分析及注射時所需的壓力情況，參考模具設(shè)計(jì)手冊初選螺桿式注射機(jī)：ＸＳ－ＺＹ－ 250（經(jīng)注射參數(shù)校核，ＸＳ－ＺＹ－ 250 不能滿足閉合高度要求，故選ＸＳ－ＺＹ－ 500)。 聚碳酸酯注射成型工藝參數(shù)見表２－ 1２，試模時可根據(jù)實(shí) 際情況作適當(dāng)整。 表 12 聚碳酸酯注射成型工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 規(guī)格 工藝參數(shù) 規(guī)格 預(yù)熱和干燥 溫度 t： 110～ 120℃ 成型時間 /s 注射時間 20～ 90 時間： 8～ 12h 保壓時間 0～ 5 料筒溫度 t/℃ 后段 210～ 240 冷卻時間 20~90 中段 230～ 280 總周期 40~190 前段 240～ 285 螺桿轉(zhuǎn)速 n（ r/min?185。） 28 噴嘴溫度 t/℃ 240～ 250 后處理 方法 紅外線燈 模具溫度 t/℃ 70（ 90） ~120 溫度 t/℃ 鼓風(fēng)烘箱100~110 注射壓力 p/MPa 80～ 120 時間τ /h 8~12 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 表 13 燈座模塑工藝卡 塑料注射成型工藝卡片 資料編號 車間 共 頁 第 頁 零件名稱 燈座 材料牌號 PC 設(shè)備型號 ＸＳ－ＺＹ－５００ 裝配圖號 材料定額 每模件數(shù) １件 零件圖號 單件質(zhì)量 0g 工裝號 零件草圖 材料干燥 設(shè)備 溫度 /℃ １１０～１２０ 時間 /h ８～１２ 料筒溫度 后段 /℃ ２１０～２４０ 中段 /℃ ２３０～２８０ 前段 /℃ ２４０～２８５ 噴嘴 /℃ ２４０～２５０ 模具溫度 /℃ ７０（９０）～１２０ 時間 注射 /s ２０～９０ 保壓 /s ０～５ 冷卻 /s ２０～９０ 壓力 注射壓力/MPa ８０～１３０ 背壓 /MPa 后處理 溫度 /℃ 鼓風(fēng)烘箱 １００～１１０ 時間定額 輔助 /min 時間 /h ８～１２ 單件 /min 檢驗(yàn) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 第 2 章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 分型面的選擇 分型面指的是注射成型后，能取出塑料制件的動、定模部分的結(jié)合面。分型 面確定后，塑件在模具中的位置處就確定了。該塑料為燈座，外形要求美觀，無斑點(diǎn)和熔接痕，表面質(zhì)量要求較高。要選擇分型面時，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量以及成型后能順利取出塑件，在兩種分型面的選擇方案 : 其一，選塑件小端底平面作為分型面，如圖 21（ A）所示；選擇這種方案，側(cè)面抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)在定模部分，模具結(jié)構(gòu)需用瓣合式，這樣在塑件面會留有熔接痕，同時增加了模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。 其二，選塑件大端底平面作為分型面，如圖 21（ B）所示；采用這種方案，側(cè)面抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)在動模部分，模具結(jié)構(gòu)也較為簡單。所以， 選塑件大端底平面作為分型面較為合適。 最總，此模具選擇塑件大端底平面作為分型面。 (A) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 (B) 圖 21 分型面的選擇 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 由于該塑件采用的是一模一件成型，所以，型腔布置在模具的中間。這樣也有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 主流道設(shè)計(jì) 根據(jù)手冊查得 XSZY500 型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸。 噴嘴球半徑： R0=18mm 噴嘴孔直徑： d0=Ф 4mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系： R=R0+（ 1~2） mm, d=d0+ 取 主流道球面半徑： R=20mm 取主流道的小端直徑： d= 為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度為1176。 ~3176。經(jīng)換算得主流道大端直徑 D=Ф 12mm。同時為了使熔料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè)計(jì) r=5mm 的圓弧過渡。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 分流道的設(shè)計(jì) 分流道的形狀及尺寸與塑件的體積，壁厚，形狀的復(fù)雜程度，注射速率等因素有關(guān)。該塑件的體積比較大，但形狀不算太復(fù)雜，且壁厚均勻，可考慮采用多點(diǎn)進(jìn)料方式，縮短分流道長度，有利于塑件的成型和外觀質(zhì)量的保證。本例從便于加工的方面考慮，采用截面形狀 為半圓形的分流道。查有關(guān)手冊得 R=6mm。 澆口設(shè)計(jì) 。 。由于該塑件外觀質(zhì)量要求較高，澆口的位置和大小應(yīng)以不影響塑件的外觀質(zhì)量為前提。同時，也應(yīng)盡量使模具結(jié)構(gòu)更簡單。根據(jù)對該塑件結(jié)構(gòu)的分析及已確定的分型面的位置，可選擇的澆口形式有幾種方案，其分析見表 21。 表 21 澆口形式的選擇 類型 圖示 特點(diǎn) 潛伏式澆口 它從分流道處直接以隧道式澆口進(jìn)入型腔。澆口位置在塑件內(nèi)表面，不影響其外觀質(zhì)量。但采用這種澆口形式增加模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 輪輻式澆口 它是中心澆口的一種變異 形式，采用幾股料進(jìn)入型腔，縮短流程，去除澆口時較方便，但有澆口痕跡。模具結(jié)構(gòu)較潛伏式澆口的模具結(jié)構(gòu)簡單 盤形澆口 它具有料流同時前進(jìn)，旱災(zāi)料均勻，不易產(chǎn)生熔接痕，排氣條件好等優(yōu)點(diǎn)，但是澆口凝料去除較困難。此外，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也不易實(shí)現(xiàn) 點(diǎn)澆口 又稱針澆口或菱形澆口。采用這種澆口，可獲得外觀清晰，表面光澤的塑件。在模具開模時，澆口凝料會自動拉斷，有利于自動化操作。由于澆口尺寸較小，澆口凝料去除后，在塑件表面殘留痕跡也很小，基本上不影響塑件的外觀質(zhì)量。同時，采用四點(diǎn)澆口進(jìn)料，流程短而進(jìn)料均勻。由于澆口 尺寸較小，剪切速率會增大，塑料黏度降底，提高流動性，有利天充模。但是模具需要設(shè)計(jì)成雙分型面，以便脫出澆注系統(tǒng)凝料，增加了模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，但能保證塑件成型要