【正文】 調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)機(jī)頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場(chǎng)的增長(zhǎng)點(diǎn)?！　?1)提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 　　(2)在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來(lái)模具 CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見(jiàn)端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程分工協(xié)作要求的問(wèn)題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過(guò)程的3D分析將在我國(guó)塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。 　　(3)推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車(chē)和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此，開(kāi)發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開(kāi)發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要?！　?4)開(kāi)發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式?！　?5)提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國(guó)外差距甚大，在一定程度上制約著我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格品種。 　　(6)應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 (7)研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測(cè)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。1塑件材料的成型工藝參數(shù)及成型條件目前，塑件材料主要分為熱固性塑料和熱塑性材料兩大類(lèi)。成型的方式有：注射、壓縮、壓注等多種。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用熱塑性材料即ABS工程塑料，注射成型。圖11塑件三維圖圖12塑件平面圖 塑件的成型工藝參數(shù)主要是溫度、壓力和時(shí)間三大要素。 溫度。注射成型過(guò)程中需要控制的溫度有料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度等。（1） 料筒溫度 料筒溫度的選擇應(yīng)保證塑料塑化良好，能順利實(shí)現(xiàn)注射，而不會(huì)引起塑料分解。（2） 噴嘴溫度 料筒和噴嘴溫度的選擇應(yīng)與其它工藝條件相配合。料筒和噴嘴溫度對(duì)成型條件及塑件的物理力學(xué)性能影響十分顯著。 （3） 模具溫度 模具溫度對(duì)塑件的內(nèi)在性能和表現(xiàn)質(zhì)量有很大影響。模具溫度根據(jù)塑件是否結(jié)晶、塑件的尺寸和結(jié)構(gòu)要求等。壓力。注射成型過(guò)程中的壓力包括塑化壓力和注射壓力兩種，它們都直接影響塑料的塑化和塑件的質(zhì)量。（1） 塑化壓力 注射過(guò)程中塑化壓力的大小是隨塑桿的設(shè)計(jì)、塑件質(zhì)量的要求以及塑件的種類(lèi)等的不同而異。（2） 注射壓力 注射壓力的大小取決于注射成型機(jī)的類(lèi)型、模具結(jié)構(gòu)、塑件壁厚、塑件種類(lèi)和注射成型工藝等。時(shí)間。 一次注射成型周期包括注射時(shí)間（充模時(shí)間和保壓時(shí)間）、閉模冷卻時(shí)間和其它時(shí)間（開(kāi)模、脫模、涂脫模劑、安放嵌件、閉模等時(shí)間）。（1） 生產(chǎn)中充模時(shí)間為3～5s。注射時(shí)間中的保壓時(shí)間所占比例較大，一般約為20～120s。在澆口處熔料凝結(jié)之前，保壓時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)塑件尺寸精度有直接影響，而澆口處凝結(jié)之后則無(wú)影響。保壓時(shí)間以塑件的收縮波動(dòng)范圍最小的時(shí)間為準(zhǔn)。（2） 冷卻時(shí)間取決于塑件厚度，塑件的熱性能和結(jié)晶性能，以及模具溫度。冷卻時(shí)間約為30～120s范圍內(nèi)。冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)對(duì)復(fù)雜塑件造成脫模困難。溫度、壓力和時(shí)間。這三大成型工藝控制因素成型條件的選擇和控制直接影響塑料的塑化流動(dòng)和冷卻的溫度、壓力和相應(yīng)的各個(gè)作用時(shí)間，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)塑件的主要因素。本零件的成型條件見(jiàn)表11。表11 ABS塑料的注射成形工藝參數(shù)塑料名稱(chēng)苯乙烯丁二烯丙烯腈共聚物縮寫(xiě)ABS注射成型機(jī)類(lèi)型螺桿式堆密度/g㎝3（不小于）計(jì)算收縮率（%）預(yù)熱溫度/℃80~85時(shí)間/h2~3料筒溫度后段150~170中段165~180前段180~200噴嘴溫度/℃170~180模具溫度/℃50~80注射壓力/MPa60~100成型時(shí)間/s注射時(shí)間20~90高壓時(shí)間0~5冷卻時(shí)間20~120總周期50~220螺桿轉(zhuǎn)速/rmin130適用注射機(jī)類(lèi)型螺桿式后處理方法紅外線燈烘箱溫度/℃70時(shí)間/h2~4說(shuō)明該成型條件為加工通用級(jí)ABS料時(shí)所用。確定型腔的數(shù)目有四種方法：按注射機(jī)的最大注射量、注射機(jī)的額定鎖模力、制品的精度要求以及加工的經(jīng)濟(jì)性。現(xiàn)在根據(jù)注射機(jī)的最大注射量來(lái)確定型腔數(shù)目n （11）式中：——注射機(jī)最大注射量，cm179?！獫沧⑾到y(tǒng)凝料量，cm179?！獑蝹€(gè)塑件的體積，cm179。則：=（個(gè)）所以，取n=8，即采用一模8腔形式。注塑機(jī)是注射成形熱塑性塑料的主要設(shè)備。注射成形時(shí)，注塑機(jī)塑化塑料并將塑化好的塑料注入模具，并在成形結(jié)束時(shí)將塑件推出。注塑機(jī)的種類(lèi)有很多，考慮到塑件的特性選擇臥式注塑機(jī)，這類(lèi)注塑機(jī)重心低，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，操作維修方便，塑件推出后可自行下落，便于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化。初選型號(hào)為XSZY125型臥式注塑機(jī)。2采用MPI Moldflow分析首先對(duì)量筒的CAD三維模型進(jìn)行STL格式的轉(zhuǎn)換，然后導(dǎo)入到Moldflow中。再對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分，縱橫比為6，并對(duì)縱橫比大于6的網(wǎng)格進(jìn)行修復(fù)，用三點(diǎn)旋轉(zhuǎn)法使鎖模力方向與窗口中坐標(biāo)系的Z軸方向一致。先用向?qū)?chuàng)建流道與澆口，設(shè)定注射位置，再用向?qū)?chuàng)建冷卻水道，進(jìn)行流動(dòng)分析時(shí)發(fā)現(xiàn)分析結(jié)果并不理想，然后重新設(shè)置流道及澆口的形狀和位置，創(chuàng)建冷卻水道，再進(jìn)行流動(dòng)分析。再多次分析、比較、優(yōu)化后選出最優(yōu)的方案。其中本次流動(dòng)分析的相關(guān)條件如下：模具表面溫度：90℃；熔體溫度：；充填方式：自動(dòng)；速度/壓力切換再98％充填體積處；保壓控制選擇充填壓力百分比與時(shí)間；冷卻時(shí)間設(shè)置為20s；其它選項(xiàng)默認(rèn)。注塑件冷卻質(zhì)量 填充時(shí)間流動(dòng)前沿溫度 凍結(jié)時(shí)間方差質(zhì)量預(yù)測(cè) 表面溫度方差3分型面的確定分型面的選擇受到塑件的形狀、壁厚、尺寸精度、及其形狀、塑件在模具內(nèi)的成型位置、脫模方法、澆口的形式及位置、模具類(lèi)型、模具排氣、模具制造及其成型設(shè)備結(jié)構(gòu)因素的影響。本次設(shè)計(jì)，分型面的選擇考慮七個(gè)方面：（1） 便于塑件的脫模。 （2） 考慮塑件的外觀。 （3） 保證塑件的尺寸精度。 （4） 有利于防止溢料，考慮飛邊在塑件上的位置。 （5） 有利于排氣。 （6） 考慮脫模斜度對(duì)塑件尺寸的影響。 （7） 使成型零件便于加工。根據(jù)以上所思及零件的形狀、尺寸精度要求，分型面的選擇見(jiàn)圖：圖21分型面示意圖 型腔數(shù)的確定，主要跟注射機(jī)的最大注射量、額定鎖模力、塑化速度、制品的精度要求、生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素有關(guān)。考慮到本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)采用一模八腔結(jié)構(gòu)，配套生產(chǎn)。4澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指模具中從接觸注射機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道，其作用是使塑料熔體平穩(wěn)且有順序地填充到型腔中，并在填充和凝固過(guò)程中把注射壓力充分傳遞到各個(gè)部位，以獲得組織緊密、外形清晰的塑件。澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和無(wú)流道凝料澆注系統(tǒng)兩類(lèi)。本次設(shè)計(jì)采用普通澆注系統(tǒng)。本澆注系統(tǒng)有主流道、分流道、澆口和冷料穴四個(gè)部分組成。（1）主流道 是從注射機(jī)噴嘴與模具的接觸部分起到分流道為止的一段流道。（2）分流道 是介于主流道和澆口之間的一段通道，它是熔融塑料由主流道流入型腔的過(guò)渡通道，能使塑料的流向得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換。（3） 澆口 它是分流道與型腔之間的狹窄部分。這一狹窄短小的澆口能使分流道輸送來(lái)的熔融塑料產(chǎn)生加速，形成理想的流動(dòng)狀態(tài)而充滿型腔。（4）冷料穴 是直接對(duì)著主流道的孔。其作用是儲(chǔ)藏注射間隔期間產(chǎn)生的冷料頭，以防止冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量。（1）適應(yīng)塑料的成型工藝性 注射成型時(shí)，熔融塑料在澆注系統(tǒng)和型腔中的溫度、壓力和剪切速率是隨時(shí)變化的，相應(yīng)的表觀粘度也不斷發(fā)生變化。因此在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，綜合考慮這些因素，以便在沖模這一階段能使熔融塑料以盡可能低的表現(xiàn)粘度和較快的速度充