【正文】 加熱料桶內(nèi)，受熱呈熔融狀態(tài)，在注射機的螺桿或柱塞的推動下進(jìn)入塑模型腔，是塑料在型腔內(nèi)硬化成型。 此外，還有發(fā)泡成型塑模，真空成型塑模、吹塑成型塑模、玻璃纖維增強塑料成型塑模等等，但這些塑模的設(shè)計是建立在以上所述常用的集中塑模設(shè)計基礎(chǔ)上，且比較簡單。隨著塑模成型方法的不斷出現(xiàn)，必然將還會產(chǎn)生各種新型塑料的新型成型模具。 近年來我國塑料工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展速度很快，塑料的應(yīng)用正普及到國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的各個部門。采用塑模加工的 塑件也很多，如各種管材、板材、異型材、復(fù)合管材、發(fā)泡型材及棒材等，都廣泛用于紡織品、醫(yī)藥品、化學(xué)物品、機密儀器、日用品及機械行業(yè)中的齒輪、軸承等機械零件，在汽車、飛機、造船業(yè)中的儀表、車門、內(nèi)襯等，化學(xué)工業(yè)中的貯槽、貯罐、填料等，電子及電信工業(yè)中的電線、電纜絕緣層 及防護(hù)套等也得到廣泛的應(yīng)用，特別是在建筑工業(yè)中塑料的應(yīng)用更為廣泛，“以塑代木，以塑代金屬”為人類鉆尋求解決替代有限的木材和貴重金屬材料開辟了新途徑。當(dāng)前在我國塑料戰(zhàn)線上出現(xiàn)了許多新的塑膜結(jié)構(gòu)和新的塑模的加工方法，為我國塑 料模具的設(shè)計與制造走向現(xiàn)代化提供了有利條件。據(jù)資料介紹，國外一些工業(yè)比較先進(jìn)的國家在塑模的設(shè)計與制造方面，已經(jīng)采用 CAD/CAM系統(tǒng)，這對提高塑料制品質(zhì)量，縮短塑模制造周期，降低塑件成產(chǎn)成本方面取得較好經(jīng)濟(jì)效益。 塑料成型模具發(fā)展趨勢 近年來，塑料成型加工機械和成型模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精密、長壽命的模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大。 (1) 加深理論研究 隨著對塑料成型加工原理的研究越來越深入，模具設(shè)計已由經(jīng)驗設(shè)計階段逐步向理論計算設(shè)計方面發(fā)展。這些理論為塑料模 具的計算機輔助設(shè)計和輔助工程奠定了基礎(chǔ)。 (2) 高效率、自動化 如多層多型腔注射模結(jié)構(gòu)、各種自動脫出產(chǎn)品和流道凝料的脫模機構(gòu)、自動分型抽芯機構(gòu)、熱流道澆注系統(tǒng)注射模具以及高效冷卻結(jié)構(gòu)。高效自動化的模具與高速自動化的成型設(shè)備相配合對提高生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本起了很大作用 。 (3) 大型、超小型及高精度 隨著塑料應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大，在建筑、機械、汽車、儀器、家用電器等采用了許多大型、精密和高壽命的塑料制品，如汽車殼體、洗衣機桶、傳動齒輪、軸承等。大型模具設(shè)計要求作詳細(xì)準(zhǔn)確的理論計算，由于模 具自重大，物料流程長，型腔易變形，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計上需作更為周密的考慮。高精度模具要求配合精度和運動精度都很高，耐磨損，模溫控制精確，在高壓下成型，收縮變形小。 (4) 革新模具制造工藝 塑料模具制造中最困難的部分是型腔，特別是異形復(fù)雜型腔的加工，若采用各種坐標(biāo)機床、仿形機床、光控機床、數(shù)控機床等來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械加工方法，這樣不僅縮短制模周期、提高模具精度，而且還降低了勞動強度和生產(chǎn)成本。采用精密鑄造、冷擠壓、電加工等新工藝技術(shù)給模具型腔加工帶來了巨大方便 (5) 模具計算機輔助設(shè)計 (CAD)、輔助工 程 (CAE) CAD軟件的主要功能是幾何造型技術(shù)，它將制品圖形立體地精確地顯示在屏幕上，完成制件設(shè)計的繪圖工作，對制品或模具進(jìn)行力學(xué)分析。 CAE 軟件中流動軟件可以模擬熔體在模內(nèi)的流動過程，冷卻分析軟件可模擬熔體的凝固過程和在模內(nèi)的溫度變化，預(yù)測可能出現(xiàn)的問題，如制品缺陷、翹曲、變形、內(nèi)應(yīng)力等，使計算結(jié)果優(yōu)化。 (6) 標(biāo)準(zhǔn)化 模具標(biāo)準(zhǔn)化包括塑料注射模零件標(biāo)準(zhǔn)、塑料注射模零件技術(shù)條件、塑料注射模模架標(biāo)準(zhǔn)、塑料注塑模技術(shù)條件等，其中零件標(biāo)準(zhǔn)包括導(dǎo)柱、導(dǎo)套、推桿、模板等。模具標(biāo)準(zhǔn)化為塑料模具設(shè)計和制 造都帶來極大的方便，由于標(biāo)準(zhǔn)件可以直接購買，因此模具設(shè)計制造者只需精心設(shè)計和加工型腔，這樣使塑料模具設(shè)計和制造周期大為縮短，成本降低，質(zhì)量得到保證。目前發(fā)達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)化程度達(dá)到 30%以上，我國標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，還需大力推廣，充實完善。 設(shè)計任務(wù)及步驟 注射成型模具是塑料成型模具的一種，注射過程是指塑料先加在注射機的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔融，在注射機的螺桿或活塞推動下，經(jīng)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔，塑料在模具型腔內(nèi)硬化定型。 注塑模具主要用于熱塑性塑料制品的成型，但近年來也越來越多地用于熱固性塑料成 型。注射成型在塑料制件成型中占有很大比重，世界塑料成型模具產(chǎn)量中約半數(shù)以上是注塑模具。 ：設(shè)計一套生產(chǎn)電源按鈕的注塑模具，要求批量生產(chǎn)。主要內(nèi)容包括： （ 1） 獨立擬定塑件的成型工藝，正確選用成型設(shè)備。 （ 2） 合理的選擇模具結(jié)構(gòu)。根據(jù)塑件圖的技術(shù)要求，提出模具結(jié)構(gòu)方案，并使之結(jié)構(gòu)合理，質(zhì)量可靠，操作方便。 （ 3） 正確的確定模具成型零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸及其技術(shù)要求。 （ 4） 所設(shè)計的模具應(yīng)當(dāng)制造工藝性良好，造價便宜。 （ 5）充分利用塑料成型優(yōu)良的特點，盡 量減少后加工。 （ 6）設(shè)計的模具應(yīng)當(dāng)能高效、優(yōu)質(zhì) 、安全可靠地生產(chǎn)，且模具使用壽命長。 產(chǎn)品： 電源按鈕 （電源按鈕）分析 1）塑件：如 圖 所示 2）塑料名稱： ABS 3）色調(diào)：不透明，黑色 4）生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批量生產(chǎn) 5）尺寸要求：如 圖 圖 圖 ： 見 表 表 設(shè)計步驟 設(shè)計準(zhǔn)備 閱讀設(shè)計任務(wù)書，明確設(shè)計任務(wù)，裝拆模具結(jié)構(gòu)；閱讀設(shè)計指導(dǎo)書，準(zhǔn)備設(shè)計資料及繪圖工具 模具總體機構(gòu) 的設(shè)計 塑件在模具中的成型位置，分型面和型腔數(shù)量的確定，澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計，成型零件的設(shè)計，脫模推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計，合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計，排氣系統(tǒng)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計和模架選擇等 裝配圖的設(shè)計 初繪模具裝配草圖，各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計，協(xié)調(diào)好各零件之間的裝配關(guān)系，完成裝配工作圖 零件工作圖的設(shè)計 繪制制定的成型零件工作圖 編寫設(shè)計說明書 整理和編寫設(shè)計說明書 設(shè)計總結(jié)及答辯 進(jìn)行設(shè)計總結(jié)，完成答辯準(zhǔn)備工作 第二章 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 塑件結(jié)構(gòu)及成型工藝性分析 （ 1） 結(jié)構(gòu)分析： 塑件為電源按鍵，兩端掛鉤起定位作用，中間圓柱用來固定彈簧，同時含有四個加強筋。該塑件要求表面平整光亮，無縮凹，無 頂出 ，無白化。所以對模具型腔表面的光潔度有較高的 要求。 （ 2） 成型工藝分析： 精度等級：采用一般精度 5級。 脫模斜度：該塑件壁厚為 ,取 脫模斜度 為 30′ 。 的性能分析 ： 1）使用性能： ABS 具有剛性好，沖擊強度高、耐熱、耐低溫、耐化學(xué)藥品性、機械強度和電器性能優(yōu)良，易于加工，加工尺寸穩(wěn)定性和表面光澤好，容易涂裝，著色。主要應(yīng)用：汽車、器具、電子 /電器、建材、 ABS 合金 /共混物 。 2）成型性能： ，必須充分干燥，對表面要求光澤的塑件應(yīng)長時間的預(yù)熱干燥。 ，比聚苯乙 烯， AS差，但比聚碳酸酯，聚氯乙烯好，溢邊料為 左右。 、高模溫 （對耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更適宜取高）但必須注意料溫對物性影響較大，料溫過高易分解（分解溫度≥ 250℃，比聚苯乙烯易分解），對要求精度較高的塑件，模溫宜取（ 5060）℃，對于光澤及耐熱型料模溫，宜取 (6080)℃。注射壓力應(yīng)比 成型聚苯乙烯時高，用柱塞式注塑機成型時，料溫為（ 180230）℃，注射壓力為（ 100140） MPa ,用螺桿式注塑機成型時，料溫為（ 160220）℃，注射壓力為（ 70100） MPa。 ，進(jìn)料口處易發(fā)生熔接痕，應(yīng)合理選擇進(jìn)料口位置及其形式。 分型面位置的確定 為了塑件及澆注系統(tǒng)凝料的脫模和安放嵌件的需要，將模具型腔適當(dāng)?shù)姆殖蓛蓚€或者 更多部分，這些可以分離部分的接觸表面，統(tǒng)稱為分型面。 在模具設(shè)計階段，應(yīng)首先確定分型面的位置，然后 選擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面設(shè)計是否 合理，對塑件質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計制造都有很大影響。 分型面的選擇原則： 1） 有利于保證塑件的外觀質(zhì)量。 2） 分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處。 3） 盡可能使塑件留在動模一 側(cè)。 4） 有利于保證塑件的尺寸精度。 5） 盡可能滿足塑件的使用要求。 6） 盡量減少塑件在合模方向上的投影面積。 7） 長型芯應(yīng)置于開模方向。 8） 有利于排氣。 9） 有利于簡化模具結(jié)構(gòu)。 遵循以上原則，分型面選擇方案 有如下兩種： （ 1）分型面方向與開模方向垂直 。如圖 所示 圖 （ 2）分型面方向與開模方向平行。采用滑塊、斜導(dǎo)柱來實現(xiàn)。 如圖 所示 圖 由于本模具是一模兩腔，要使用四組滑塊和斜導(dǎo)柱，為了簡化模具結(jié)構(gòu)， 是塑件美觀， 采用方案（ 1）。 確定型腔數(shù)量和排列方式 一般來說，大中型塑件和精度要求高的小型 塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，但對于精度要求不高的小型塑件（沒有配合精度要求） ，形狀簡單，又是 大批量生產(chǎn)時，采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，能提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本， 故 本套模具 初步擬定一模兩腔 。 型腔排列方式采用單列直排。 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 由以上分析知，該模具采用單分型面注射模，一模兩腔，單列直排，導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向，流道采用平衡式，澆口采用平縫式澆口， 合模后，動、定模組合構(gòu)成型腔，主澆道在定模一側(cè)，分澆道及 澆口在分型面上，動模上設(shè)有推出機構(gòu)，用以推出塑件和澆注系統(tǒng)凝料，推出板設(shè)有回位桿及彈簧，使 其自動回位，便于自動生產(chǎn)。 注射機型號的確定 注射量的計算 （ 1）塑件質(zhì)量、體積計算： 根據(jù)塑件建模，并對模型進(jìn)行分析得，塑件體積 V1=179。 塑件質(zhì)量 m1= （ 2） 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步計算： 可按塑件體積的 倍計算，由于該模具采用一模兩腔， 所以澆注系統(tǒng)的凝料體積為 V2=2V1 = 2 = cm179。 (3)該模具一次注射所需塑料 ABS 體積 V0=2V1+V2=+= cm179。 質(zhì)量 m0=ρ V0= = 注射機型號的選定 根據(jù)以上計算，初步選定型號為 SZ60/450 的注塑機。 主要技術(shù)參數(shù)見表 表 SZ60/450 的注塑機主要技術(shù)參數(shù) 螺桿直徑 /mm 30 拉桿內(nèi)間距 /mm 280x250 理論容量 /cm3 78 最大模具厚度 /mm 300 注射質(zhì)量 /g 80 最小模具厚度 /mm 100 注射速率 /(g/s) 60 推出行程 /mm 60 塑化能力 /(g/s) 頂出桿根數(shù) 1 額定注射壓 /MPa 170 定位孔直徑 /mm 55 螺桿轉(zhuǎn) /(r/min) 14~200 頂出中心孔直徑 /mm 45 鎖模力 /kN 450 噴嘴 球半徑 SR/mm 13 開模行程 /mm 220 孔直徑 /mm 3 型腔數(shù)量以及注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核 1） 由注塑機料筒塑化速率校核型腔數(shù)量 n≤ (KMt/3600m2)/m1 上式右邊 等于 33≥ 2，符合要求。 式中 K—— 注射機最大注射量的利用系數(shù)，結(jié)晶型塑料一般取 ； M—— 注塑機額定塑化量 (g/s)，該注射機為 ； t—— 成型周期，因塑件小，壁厚不大，取 30s； m1—— 單個塑件的 質(zhì)量 (g)，取 m1=； m2—— 澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量， 取 m2=。