【正文】 ............................................8附錄Ｂ ....................................................................................................................8遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)1前言注塑模是一種可以重復(fù)地大批量地生產(chǎn)塑料零件或制品的一種生產(chǎn)工具。這種模具是靠成型零件在裝配后形成的一個(gè)或多個(gè)型腔，來(lái)成型我們需要的制品形狀。注塑模是所有塑料模具中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，設(shè)計(jì)、制造和加工精度最高，應(yīng)用最普遍的一種模具。注塑模工作時(shí)必須安裝在塑料注射機(jī)上，由注射機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)模具動(dòng)、定模板的開(kāi)合。中國(guó)是制造業(yè)大國(guó)，產(chǎn)品是制造業(yè)的主體，模具是制造業(yè)的靈魂，模具的發(fā)展水平?jīng)Q定了制造業(yè)的發(fā)展水平。塑料的廣泛使用直接帶動(dòng)了注塑模的飛速發(fā)展。整體來(lái)看我國(guó)塑料模具無(wú)論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進(jìn)步，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。必須加強(qiáng)對(duì)模具的開(kāi)發(fā)，利用信息技術(shù)改造模具行業(yè)，只有這樣才能提高我國(guó)模具企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力 ]1[。因此，對(duì)注塑模的研究無(wú)疑具有極大的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。AutoCAD是由美國(guó) Autodesk公司于 1982年開(kāi)發(fā)的繪圖程序軟件包，它具有良好的用戶界面，通過(guò)交互菜單或命令行方式便可以進(jìn)行各種操作。因其功能強(qiáng)大，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車(chē)、航天、電子、家電中，是當(dāng)今世界上應(yīng)用最廣泛的設(shè)計(jì)軟件。此外，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，各個(gè)行業(yè)要求提高生產(chǎn)效率，提高模具設(shè)計(jì)的效率，為了減輕模具設(shè)計(jì)師的繁重的工作，目前已出現(xiàn)了模具外掛。應(yīng)用 AutoCAD和模具外掛進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，直接可以套用標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)件、材料清單，還可以很快計(jì)算模具設(shè)計(jì)及生產(chǎn)。通過(guò)對(duì)注塑模具設(shè)計(jì)的研究，既可以綜合運(yùn)用模具、工藝、材料成型、熱處理、制圖等方面的知識(shí)，同時(shí)強(qiáng)化運(yùn)用 CAD軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的能力，為將來(lái)從事模具行業(yè)打下基礎(chǔ)。劉成龍： 電池蓋注塑模具設(shè)計(jì)21　注塑成型及其組成本章重點(diǎn)在于介紹注塑成型的定義和特點(diǎn)，注塑工藝過(guò)程，注塑模的結(jié)構(gòu)和分類(lèi)。 注塑成型的定義注塑成型是熱塑性塑料產(chǎn)品生產(chǎn)中最為普遍的一種成型方法，所用模具為塑料注射模，簡(jiǎn)稱(chēng)注塑模，注塑模對(duì)應(yīng)的加工設(shè)備是注塑機(jī)。注塑是將顆粒狀態(tài)或粉狀塑料，從注射機(jī)的料斗送進(jìn)加熱的料筒中，經(jīng)過(guò)加熱熔融，塑化成為黏流態(tài)熔體，在注射機(jī)柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過(guò)噴嘴，注入模具型腔，經(jīng)一定的保壓冷卻定型后，可保持模具型腔所賦予的形狀，然后開(kāi)模分型獲得塑料制品。注塑過(guò)程可簡(jiǎn)寫(xiě)為：加料→塑化→注射→保壓→冷卻→脫模?！∽⑺艹尚偷奶攸c(diǎn)1）成型速度快，成型周期短，尺寸容易控制，能一次成型外形復(fù)雜尺寸精密帶有嵌件的塑料制品。2）對(duì)各種塑料的適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。3）注塑是目前應(yīng)用最普遍的塑料成型方法，但注塑設(shè)備及模具制造費(fèi)用較高，不適合單件及批量較小的塑料制品的生產(chǎn)。 注塑模的基本組成不管是二板模、三板模還是熱流道模，都由動(dòng)模和定模兩大部分組成。而根據(jù)模具中各個(gè)部件的不同作用，注塑模一般又可以分成八個(gè)主要部分。1）成型零件。成型零件是構(gòu)成模具型腔部分的零件，包括內(nèi)模鑲件型芯和側(cè)抽芯等2）排氣系統(tǒng)。排氣系統(tǒng)是溶膠填充時(shí)將型腔內(nèi)空氣排出模具以及開(kāi)模時(shí)讓空氣及時(shí)進(jìn)入型腔，避免產(chǎn)生真空的結(jié)構(gòu)。3）結(jié)構(gòu)件。結(jié)構(gòu)件包括模架板、撐柱、限位件。模架分為定模和動(dòng)模，其中定模包括面板、流道推板、定模 A板；動(dòng)模包括推板、動(dòng)模 B板、托板、方鐵、底板、推桿固定板、推桿底板，撐柱；限位件如定距分型機(jī)構(gòu)、開(kāi)閉器、限位螺絲、復(fù)位彈簧、復(fù)位桿等。4）側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)包括：斜導(dǎo)柱、滑塊、斜滑塊、斜推遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)3桿、彎銷(xiāo)、T 形扣等。5）澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)是模具中溶膠進(jìn)入型腔之前的一條過(guò)渡通道，其作用是將熔融的塑料由注射機(jī)噴嘴引向閉合的型腔。6）溫度控制系統(tǒng)。注塑模的溫度控制系統(tǒng)包括冷卻和加熱兩方面，但大多數(shù)都是要冷卻。注塑模溫度控制系統(tǒng)包括冷卻水管、冷卻水膽、鈹銅冷卻、噴流冷卻。7）脫模系統(tǒng)。脫模系統(tǒng)又叫頂出系統(tǒng)推出系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)塑膠制品安全無(wú)損壞地脫模的機(jī)構(gòu)。8）導(dǎo)向與定位系統(tǒng)。導(dǎo)向系統(tǒng)主要包括動(dòng)定模的導(dǎo)柱導(dǎo)套和側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向槽等；定位系統(tǒng)包括邊鎖和錐面定位機(jī)構(gòu)。 注塑模的分類(lèi)注塑模的分類(lèi)方法很多。按注塑模澆注系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的不同可分為三類(lèi)：第一類(lèi)是二板?；騿畏中兔婺＃ㄔ趶V東地區(qū)也稱(chēng)大水口模） ；第二類(lèi)是三板?；螂p分型面模（在廣東地區(qū)也稱(chēng)細(xì)水口模） ；第三類(lèi)是熱流道模，又叫無(wú)流道模。其他模具如有側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的模具、內(nèi)螺紋機(jī)動(dòng)脫模機(jī)構(gòu)的模具、定模推出的模具和復(fù)合脫模的模具等，都是由這三類(lèi)模具演變而得到的。劉成龍： 電池蓋注塑模具設(shè)計(jì)42　塑件的分析 塑料模具是用來(lái)生產(chǎn)塑料制品的模具，在設(shè)計(jì)模具之前，必須對(duì)塑料的成型工藝性能、塑件的結(jié)構(gòu)、用途、性能進(jìn)行深入了解和分析，這樣才能精確控制模具尺寸與塑料制品尺寸，才能設(shè)計(jì)出優(yōu)良的模具?！∮猛痉治?該產(chǎn)品是電池蓋，外觀以電火花紋為主，注塑條件為高溫、高壓，故對(duì)模具有較高強(qiáng)度要求，尺寸定位較高，主要是用來(lái)進(jìn)行電路板的組裝和電池盒的裝配。產(chǎn)品要有一定的柔軟性、耐磨性和耐腐蝕性。　材料分析　技術(shù)指標(biāo) PP屬于結(jié)晶型高聚物，有質(zhì)輕、無(wú)毒、 、無(wú)味的特點(diǎn)，而且還具有耐腐蝕、耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度高的特點(diǎn)。注射用的聚丙烯樹(shù)脂為白色、有蠟狀感的顆粒。聚丙烯容易燃燒，火焰上端呈黃色下端呈藍(lán)色，冒少量黑煙并熔融滴落，離火后能繼續(xù)燃燒，散發(fā)出石油味。　使用性能 聚丙烯具有聚乙烯所有的優(yōu)良性能，如卓越的介電性能、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性，宜于成型加工等；還具有聚乙烯所沒(méi)有的許多性能，如屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和硬度及彈性比聚乙烯好。定向拉伸后聚丙烯可制作鉸鏈，有特別高的抗彎曲疲勞強(qiáng)度，有很高的疲勞壽命，故在廣東地區(qū)稱(chēng)百折軟膠。聚丙烯熔點(diǎn)為 164℃～170℃，耐熱性好，能在 100℃以上溫度下進(jìn)行消毒滅菌。其低溫使用溫度達(dá)15℃，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，絕緣性能不受濕度的影響，但在氧、熱、光的作用下極易解聚、老化，所以必須加入防老化劑?！〕尚托阅?聚丙烯的流動(dòng)性好，適合遍平大型膠件，較低的注射壓力就能充滿型腔。壓力太高易產(chǎn)生飛邊，但太低縮水會(huì)嚴(yán)重，注射壓力一般在 80～90Mpa，保壓力取注射壓力的 80%左右，宜取較長(zhǎng)保壓時(shí)間補(bǔ)縮。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)5PP冷卻速度快，適于快速注射，為改善排氣不良，排氣槽宜稍深取 。聚丙烯結(jié)晶度高，前料筒取 200℃～240℃，中料筒取 170℃～220℃，后料筒取160℃～190℃，因其成型溫度范圍大，易成型，實(shí)際上為減少披峰及縮水而采用較低溫度。因材料收縮率大，為準(zhǔn)確控制膠件尺寸，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)冷卻時(shí)間。模溫宜取低溫（20℃～40℃） ，若模溫太高使結(jié)晶度大，分子間作用強(qiáng)，制品剛性好、光澤度好，但柔軟性、透明性差，縮水也明顯。背壓以 ，干粉著色工藝應(yīng)適當(dāng)提高背壓，以提高混凝效果?！〗Y(jié)構(gòu)分析 1）壁厚均勻。壁厚均勻?yàn)樗芰现破吩O(shè)計(jì)的第一原則，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)過(guò)厚或過(guò)薄的部位。查表常用塑料的壁厚值，得聚丙烯小型塑膠塑料制品推薦壁厚為 ，電池蓋的平均壁厚為 ，符合要求。從整體來(lái)看，塑件的壁厚是較均勻的。2）制品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)，易于成型。3）采用圓形盲孔，孔之間的距離、孔與制品邊緣之間的距離合理，盲孔深較小，可以采用鑲針成型。4）制品的兩個(gè)內(nèi)側(cè)倒扣的成型采用斜頂機(jī)構(gòu)，倒扣（又稱(chēng)搭扣）用于裝配，搭扣采用圓角設(shè)計(jì)，提高強(qiáng)度?！∷芰现破返木群捅砻尜|(zhì)量塑料制品尺寸精度是指所獲得的塑料制品尺寸與塑料制品圖中尺寸的符合程度，即所獲得的塑料制品尺寸的準(zhǔn)確度。查表 常用塑料注塑制品公差等級(jí)和使用（GB/T 1448693） ，得聚丙烯未注公差尺寸的公差等級(jí)為 MT6。查表 不同加工方法和不同材料所能達(dá)到的表面粗糙度（GB/T 1423493） ，得對(duì)聚丙烯采用注射成型時(shí)能得到的表面粗糙度為 ～ ?m。一般模具型腔粗糙度要比制品的要求低 1～2 級(jí) ]1[。劉成龍： 電池蓋注塑模具設(shè)計(jì)63　注射機(jī)的選擇 注塑模是安裝在注射機(jī)上進(jìn)行注射成型生產(chǎn)的，在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)之前，除了必須了解注射成型工藝規(guī)程外，對(duì)有關(guān)注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范和使用性能也應(yīng)熟悉和了解。這樣，才能在模具設(shè)計(jì)中處理好注射模具與注射機(jī)之間安裝和配合關(guān)系，使設(shè)計(jì)出來(lái)的注塑模具能夠在注射機(jī)中順利地安裝和有效的使用。注射機(jī)按外形分為立式、臥式和角式，應(yīng)用較多的是臥式注射機(jī)。按塑化方式分為柱塞式注射機(jī)和螺桿式注射機(jī)?！」浪阒破返捏w積和質(zhì)量制品的總體積為 V=2303010 3?=㎝ 3。聚丙烯的密度為 ㎝ 3，制品的質(zhì)量為 M= ?V==?！∽⑸錂C(jī)的選擇 查表 部分國(guó)產(chǎn)注射機(jī)主要技術(shù)規(guī)格 ]2[，初步選定注射機(jī)的型號(hào)為 XSZY125，額定注射量為 125㎝ 3，螺桿直徑為 42㎜，注射壓力為 120Mpa，注射行程為 115㎜，注射時(shí)間為 ，螺桿轉(zhuǎn)速為 24568101r/min，合模力為 900kN，最大開(kāi)模行程為 300㎜，模具最大厚度為 300㎜，模具最小厚度為 200㎜，動(dòng)、定模板固定板尺寸為428458，拉桿空間為 260290，合模方式為液壓機(jī)械，定位圈尺寸為 ?100㎜，噴嘴球頭直徑為 SR12㎜。 　注射機(jī)的校核 1）注射量的校核。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)的最大注射量是其所允許的最大注射量的80％以?xún)?nèi)，故其關(guān)系按下式校核： M≤ （3—1）即 ㎝ 3≤125㎝ 3，經(jīng)校核，滿足要求。2）鎖模力的校核。當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生使模具分型面脹開(kāi)的力，即脹型力。查表 常用塑料的流長(zhǎng)比和型腔壓力，得 PP的型腔壓強(qiáng)為 P=20Mpa。制品投影面積為 2303010 6?=180010 6?㎡。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)7故脹型力=制品投影面積 A型腔壓強(qiáng) P=36kN。 鎖模力 F≥脹型力247。80％ （3—2）即 900kN≥36kN247。80％，經(jīng)校核，滿足要求。3）開(kāi)模行程的校核。對(duì)于單分型面模注射模具， Smax ≥S= 1H＋ 2＋（5～10） mm （3—3）式中 S max─注射機(jī)最大開(kāi)模行程（㎜） ； 1H─塑料件脫模距離（㎜） ； 2─塑料件的工藝高度（㎜） 。 即 300㎜≥6㎜＋8㎜＋10㎜,經(jīng)校核,滿足要求。4）模具高度的校核。模具高度 mH（又稱(chēng)為閉合高度）必須滿足下述要求： in＜ ＜ ax （3—4）式中 minH─注射機(jī)允許的最小模具高度； ax─注射機(jī)允許的最大模具高度。 即 200㎜＜230㎜＜300㎜，經(jīng)校核，滿足要求。5）模具外形與注射機(jī)拉桿間距的關(guān)系拉桿空間為 260290，而模具的寬度（包括工字模的外緣）為 230㎜，長(zhǎng)度為 230㎜，能夠滿足要求。劉成龍： 電池蓋注塑模具設(shè)計(jì)84　注塑模設(shè)計(jì) 　模具結(jié)構(gòu)初步分析 根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用單分型面模具結(jié)構(gòu)，由于制品有側(cè)凸，采用斜推桿機(jī)構(gòu)，模具不采用托板和推板?！⌒颓徊季旨皵?shù)量 對(duì)于高精度制品，型腔數(shù)目盡可能少。因?yàn)槊吭黾右粋€(gè)型腔，制品精度下降 4％。本設(shè)計(jì)采用一模兩腔、平衡進(jìn)膠布置。模具在保證有足夠空間設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)要考慮型腔布置結(jié)構(gòu)緊湊，采用一模兩腔生產(chǎn)率高，塑件成本較低?！》中兔娴倪x擇 分型面選擇的原則：1）有利于脫模；2）必須確保塑料制品的尺寸精度；3）滿足模具的鎖緊要求，將投影面積大的方向放在前后模的合模方向，而將投影面積小的方向作為側(cè)向分型面；4）保證塑料制品的外觀質(zhì)量要求；5）有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)；根據(jù)以上原則，結(jié)合制品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分型面必須做成曲面沿著產(chǎn)品的最大輪廓處分型?！〕尚土慵O(shè)計(jì) 成型零件材料的選擇模具生產(chǎn)時(shí)用來(lái)填充塑料熔體，成型制品的空間稱(chēng)為型腔，構(gòu)成注塑模具型腔部分的模具零件統(tǒng)稱(chēng)為成型零件，又稱(chēng)內(nèi)模鑲件。由于成型零件直接和高溫熔體接觸，其質(zhì)量直接影響塑件的質(zhì)量，所以成型零件必須具備如下性能：遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)91）具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受塑料熔體的高溫高壓；2）具有足夠的硬度和耐磨性能；3）具有良好的加工性能，可淬性好，熱處理變形??；4）成型部位有足夠的位置精度和尺寸精度。根據(jù)以上原則，內(nèi)模鑲件鋼材采用 X42Cr13（不銹鋼） ，此鋼材較好的品牌有瑞典一勝百公司的 S136（48～52HRC） 。此鋼材有高鏡面度，拋光性能好，抗銹防酸佳，適合 PP塑料模。 確定內(nèi)模鑲件外形尺寸內(nèi)模鑲件經(jīng)驗(yàn)確定法1）確定內(nèi)模鑲件的長(zhǎng)、寬尺寸一模多腔的模具，各型腔之間的鋼厚 B可根據(jù)型腔深度取 12~25㎜.此次設(shè)計(jì)中，取鋼厚 B為 ㎜。型腔至內(nèi)模鑲件邊之間的鋼厚 A可取 15~50㎜，在此次設(shè)計(jì)中，取鋼厚 A為 25㎜。所以?xún)?nèi)模鑲件的長(zhǎng)為 +32+25+32