【正文】 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。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。 本論文主要研究?jī)?nèi)容本課題主要是針對(duì)柵欄型紙簍進(jìn)行的模具設(shè)計(jì)， 該塑件的材料為PP，是塑料產(chǎn)品加工中最普遍的材料之一。通過(guò)對(duì)塑件的工藝以及材料的成型特點(diǎn)和性能進(jìn)行分析，最終設(shè)計(jì)出一副注塑模。該課題主要從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具的結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)。并簡(jiǎn)要的介紹了模具的裝配及模具的工作原理。第2章 零件的結(jié)構(gòu)及工藝性分析本產(chǎn)品為紙簍，屬于日常生活用品，故其對(duì)于機(jī)械強(qiáng)度要求不高，又由于是家庭使用，所以對(duì)耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電器性能等均無(wú)要求。只需要考慮它的外光等性能，如光澤度、著色度、透明度以及材料的價(jià)格和成型難易度進(jìn)行考量。綜合以上因素，PP更適合些。這個(gè)塑料制品是日常生活所需，對(duì)外觀要求較為嚴(yán)格。主要尺寸如圖21所示。其材料選用聚丙烯（PP）。 ( a ) 主視圖( b ) 俯視圖圖21 柵欄型紙簍的尺寸 塑件材料的性能分析1．基本特性聚丙烯無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒，外觀似聚乙烯，但比聚乙烯更透明、更輕， ～。它不吸水、光澤好、易著色。聚丙烯的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和硬度及彈性都比聚乙烯好。定向拉伸后的聚丙烯可制作鉸鏈，其具有特別高的抗彎曲疲勞強(qiáng)度。聚丙烯的熔點(diǎn)為164～170℃，其耐熱性好，能在100℃以上的溫度下進(jìn)行消毒滅菌。聚丙烯耐低溫，使用溫度可達(dá)15℃，在低于35℃時(shí)會(huì)脆裂。聚丙烯的高頻絕緣性能好，而且由于其不吸水，其絕緣性能不受溫度的影響。聚丙烯在氧、熱、光的作用下極易解聚、老化。密度小，強(qiáng)度、剛性、硬度、耐熱行均優(yōu)于HDPE，可在100℃左右使用。具有優(yōu)良的耐腐蝕性，良好的高頻絕緣性，不受濕度影響，但低溫變脆，不耐磨，易老化。適于制作一般機(jī)械零件、耐腐蝕零件和絕緣零件[2]。2．成型特點(diǎn)聚丙烯成型收縮范圍大，易發(fā)生縮孔、凹痕及變形；聚丙烯熱容量大，注射成型模具必須設(shè)計(jì)能充分進(jìn)行冷卻的冷卻回路；聚丙烯成型的適宜模溫為80℃左右，不可低于50℃，否則會(huì)造成成型塑件表面光澤差或產(chǎn)生熔接痕等缺陷，且溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生翹曲現(xiàn)象。 塑件結(jié)構(gòu)工藝分析塑件的工藝性就是塑件對(duì)成型加工的適應(yīng)性。塑件工藝性的好壞不但關(guān)系到塑件能否順利成型，也關(guān)系到塑件的質(zhì)量以及塑料模具結(jié)構(gòu)是否經(jīng)濟(jì)合理。塑件工藝性的好壞主要取決于塑件設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)塑件時(shí)不僅要滿(mǎn)足使用要求，而且要符合成型工藝特點(diǎn)，并盡可能簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。這樣，不僅能保證成型工藝順利實(shí)施，提高產(chǎn)品質(zhì)量，又能提高生產(chǎn)效率，降低成本。 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 1．塑件的尺寸精度分析該塑件需標(biāo)注公差的尺寸有mm，mm，mm，mm，屬于一般精度要求，其他尺寸均為未標(biāo)注公差的為自由尺寸，可按MT5查取有關(guān)尺寸公差[3]。2．塑件的表面質(zhì)量分析該塑件要求外觀光潔、色彩艷麗，由于外形結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，所以應(yīng)盡量避免有成形斑點(diǎn)和熔接痕的產(chǎn)生，塑件表面粗糙度要求一般，無(wú)特殊要求。3．塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析（1）從圖紙上看，該塑件的外形為四方殼，壁厚均勻，且符合最小壁厚要求。（2）由于該塑件無(wú)側(cè)孔和內(nèi)凸，所以不用考慮側(cè)向分型抽芯裝置。（3）為使塑件順利脫模，可在塑件內(nèi)部處增設(shè)1176?！?176。拔模斜度。綜上所述，該塑件可采用注射成型加工。4．塑件的生產(chǎn)批量該塑件的生產(chǎn)類(lèi)型是大批量生產(chǎn)，因此在模具設(shè)計(jì)中要提高塑件的生產(chǎn)率、模具的壽命、自動(dòng)脫模裝置等，以便降低生產(chǎn)成本。5．塑件厚度塑件厚度制品應(yīng)有一定的厚度，這不僅是因?yàn)橹破吩谑褂弥杏凶銐虻膹?qiáng)度和剛度，而且也為了塑料在成型時(shí)有良好的流動(dòng)性。有時(shí)制品在使用中需要的強(qiáng)度雖然很小，但是為了使制品便于從模具中頂出以及部件的裝配，仍需要有適當(dāng)?shù)暮穸?。一般說(shuō)來(lái)，塑件的厚度越厚就越能滿(mǎn)足產(chǎn)品的強(qiáng)度和剛度的性能要求，但是從塑件的成型過(guò)程看來(lái)，塑件的壁厚越厚，冷卻的時(shí)間就越長(zhǎng)，整個(gè)塑件的成型周期就要延長(zhǎng)，提高了生產(chǎn)的成本，降低了生產(chǎn)的效率，同時(shí)，塑件的壁厚越厚，收縮率就增大，這樣使的得產(chǎn)品的尺寸不穩(wěn)定性增加，降低了產(chǎn)品的質(zhì)量。因此產(chǎn)品的厚度必須得適中，根據(jù)材料的的特性，一般熱塑性塑件的壁厚取1mm，該塑件在使用時(shí)對(duì)強(qiáng)度和剛度要求稍高，故壁厚取2mm。6．脫模斜度拔模斜度是為了便于脫模，防止塑件表面在脫模時(shí)劃傷，擦毛，在設(shè)計(jì)塑件表面沿脫模方向應(yīng)具有合理的脫模斜度。塑件脫模斜度大小跟塑件性質(zhì)、收縮率、摩擦因素、塑件的壁厚和幾何形狀有關(guān)。為了使制品易于從模具內(nèi)脫出，設(shè)計(jì)時(shí)必須保證制品的內(nèi)外壁厚具有足夠斜度，以保證塑件脫模。由于脫模斜度沒(méi)有比較精確的計(jì)算公式。，最小取15′～20′。本設(shè)計(jì)選擇拔模斜度為1176。7．塑件圓角塑料制品除了在使用上要求采用尖角之外，其余所有轉(zhuǎn)角處均應(yīng)盡可能采用圓角過(guò)度，因?yàn)閹Ъ饨堑乃芗鶗?huì)在尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中。在受力或受沖擊振動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生破裂，甚至在脫模過(guò)程中由于成型應(yīng)力而開(kāi)裂，特別是塑件的內(nèi)角處[4]。塑件上轉(zhuǎn)角處采用圓弧過(guò)度，有利于物料充模，同時(shí)也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動(dòng)和塑件的脫模。不僅避免了應(yīng)力集中，而且還使塑件變的美觀，有利于塑料充型的流動(dòng)。從塑件的產(chǎn)品圖可以看出，塑件的形狀大體為方筒形，壁厚為2mm，內(nèi)外壁轉(zhuǎn)折處采用了過(guò)度圓角，內(nèi)、外壁的表面粗糙度要求稍高一些，底部要求較低，較高的表面粗糙度可以通過(guò)提高模具的制造精度和嚴(yán)格控制材料的注射成型工藝參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其他表面粗糙度要求適中的部分均符合成型工藝要求。 注射機(jī)的選取注射機(jī)的選取是至關(guān)重要的，因?yàn)樽⑸錂C(jī)的眾多參數(shù)需要和模具的相互匹配，否則無(wú)法正常使用，這也是我們選擇注射機(jī)的重要依據(jù)。需要計(jì)算的參數(shù)很多，有注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推出形式等。下面通過(guò)對(duì)一些參數(shù)的計(jì)算來(lái)選取注射機(jī)的型號(hào)。1．塑件體積和質(zhì)量的計(jì)算該塑件材料為PP， ～。由于該塑件為不規(guī)則體，所以利用SolidWorks軟件計(jì)算其體積，得出塑件體積V塑=，塑件的質(zhì)量M塑==225g。2．注射機(jī)的選用（1）由于塑件較大，故確定型腔數(shù)目為一模一腔。（2）根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)要求，該塑件采用主流道直接澆口系統(tǒng)，粗略計(jì)算澆注系統(tǒng)的體積V澆=4cm3，質(zhì)量M澆=4=。（3）計(jì)算一次注射所需的總體積V=V塑+V澆=+4= cm3，計(jì)算一次注射所需的總質(zhì)量M=M塑+M澆=225+=。（4）根據(jù)計(jì)算出的一次注射所需總體積和總質(zhì)量，初步選擇注射機(jī)的型號(hào)為SZY—1000。查閱模具設(shè)計(jì)課程書(shū)，得到注射機(jī)參數(shù)如表21[5]所示。表21 注射機(jī)參數(shù)型號(hào)SZY—1000模板最大行程/mm700注射方式螺桿式噴嘴圓弧半徑/mm18鎖模力/kN4500最小模具厚度/mm300注射壓力/MPa121最大模具厚度/mm700噴嘴孔直徑/mm理論注射容積/cm31000合模方式兩次動(dòng)作液壓式拉桿空間mmmm650550注射行程/mm260動(dòng)、定模固定尺寸/mmmm9001000 本章小結(jié)本章確定了塑料制品的材料為PP，注射機(jī)的型號(hào)為SZY—1000，并確定了制品壁厚應(yīng)為2 mm，為了便于脫模采用1176。的拔模斜度，為了減少轉(zhuǎn)折及尖角處的應(yīng)力集中，所以在轉(zhuǎn)折及尖角處均采用圓弧過(guò)渡。第3章 模具各部零件的方案選擇與設(shè)定 分型面的確定塑料制品在成型模具中的位置，是由模具的分型面決定的。在注射模具的設(shè)計(jì)中，必須根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、形狀，首先確定成型時(shí)塑件在模具中的位置，也即是確定分型面；再根據(jù)成形特點(diǎn)、塑件的生產(chǎn)批量，來(lái)確定一模成型件數(shù)(即一模幾腔)、澆口形式、排氣系統(tǒng)及脫模方式等。分型面是模具上用于取出塑件和澆注系統(tǒng)冷凝料的可分離的接觸表面。分型面決定著塑料制品在成型模具中的位置。按形狀分類(lèi)分型面可分為：平面分型面，曲面分型面，階梯分型面，斜面分型面。按其位置與注射機(jī)開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系可分為：分型面垂直于注射機(jī)開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向，平行于開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向，與開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向傾斜。分型面的選擇設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、精度要求、澆注系統(tǒng)形式、排氣方式、脫模形式及模具的制造工藝等各種因素，進(jìn)行全面考慮，做出合理選擇。分型面選擇設(shè)計(jì)的基本原則是，選擇在塑件斷面輪廓最大的位置，以便順利脫模。同時(shí)還要考慮以下因素：1．分型面的選擇應(yīng)便于脫模并簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。因此盡可能使塑件在動(dòng)模分離后留在動(dòng)模一側(cè)。如塑件有側(cè)孔或側(cè)凹，選擇分型面應(yīng)盡可能將側(cè)型心置于動(dòng)模，以避免定模抽心，并使抽拔距離盡量短。2．分型面的選擇應(yīng)考慮技術(shù)要求。當(dāng)塑件的表面有同軸度、平行度