【正文】 徐州師范大學本科生畢業(yè)設(shè)計 推桿注塑模設(shè)計 1 第一章 原始資料的分析 塑件的工藝性分析 塑料制件外形如下圖 11 所示，從圖 11中可以看出該制品形為圓柱形。該制件是由幾個不同尺寸的圓柱形組成，但總體來看還是很簡單的一個塑料制件。因塑件為尼龍推桿，某些尺寸有一定的精度要求；其外形尺寸如圖 12。整個塑件上面圓柱，底面直徑為 ,高 。并且上面有 的倒圓角。中部圓柱，底面直徑為 ，高 。最下部的圓柱，底面直徑為 ，高 。 推桿三維圖 (圖 11) 該塑件是一個推桿，其零件圖如圖 12所示。本塑件的材料采用尼龍，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 徐州師范大學本科生畢業(yè)設(shè)計 推桿注塑模設(shè)計 2 推桿零件圖 (圖 12) 塑件的原材料分析 聚酰 胺纖維 又稱 尼龍（ Nylon），簡稱 PA，是分子主鏈上含有重復酰胺基團 — [NHCO]—的熱塑性樹脂總稱。 尼龍用途廣泛 ，因此，在 汽車 、機械部構(gòu)、 通 訊 、紡織、造紙 工業(yè) 等方面 應(yīng)用相當廣泛， 隨著 社會發(fā)展的日新月異 ， 人民 對尼龍的需求 越來越大 。特別是尼龍作為結(jié)構(gòu)性材料，對 尼龍的 強度、 耐熱性 、耐寒性等 多 方面 的性能 提出了 更 高的要求。尼龍 也有其自身不足。特別是 PA PA66 兩大品種來說，與 PA4 PAl2 等品種比具有很 高 的價格優(yōu)勢，雖某些性能不 適用于相關(guān)行業(yè)發(fā)展。因此，必須針對 一應(yīng)用 特定 領(lǐng)域，通過提高其某些性能，來擴大其應(yīng)用 的 領(lǐng)域。 尼龍材料 特點 優(yōu)點： （ 1） 機械強度 、 韌性好； （ 2） 耐疲勞性能突出； （ 3） 表面光滑，耐磨； 徐州師范大學本科生畢業(yè)設(shè)計 推桿注塑模設(shè)計 3 （ 4） 耐腐蝕； （ 5） 無毒； （ 6） 耐熱； （ 7） 有 較好 電氣性能，具有較好的電絕緣性； （ 8） 重量輕，易染色，易成形。 缺點： （ 1） 計較 易吸水； （ 2） 耐光較差； （ 3） 不耐強酸、氧化劑 等 ； （ 4） 設(shè)計技術(shù)要求 并 較嚴。 增強型 PA6 的注射成型工藝參數(shù)如下： （ 1） 密度（ g/ cm3）： 。 （ 2） 計算收縮率（ %）： ～ 。 （ 3） 摩擦系數(shù)： 。 （ 4） 彎曲彈性模量 E： 8000 (Mpa) 179。 103N/cm3。 （ 5） 適用注塑機類型：螺桿式、柱塞式均可。 （ 6） 后處理 :利用油、水、鹽水均可，在溫度為 90～ 100℃時，放置 4小時。 計算塑件的體積和重量 計算塑件的體積： V＝ *** + *** + *** ＝ + + 1 ＝ ㎜ 3 計算塑件的重量：查手冊得尼龍（ 增強型 PA6）的密 度為ρ = ㎏ /dm3? 故塑件的重量為： W＝ Vρ ＝ 179。 ㎏ /dm3? ＝ 1 .693 g 徐州師范大學本科生畢業(yè)設(shè)計 推桿注塑模設(shè)計 4 注塑機的選用 注射成型的原理 將塑料顆粒定量注入，加入到注塑機的料筒內(nèi)，通過料筒的傳熱，以及螺桿轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的剪切摩擦作用使塑料逐漸融化成流動狀態(tài)，然后在柱塞或螺桿的推擠下熔融塑料以高壓和較快的速度通過噴嘴注入到溫度較低的閉合 模具的型腔中，由于模具的冷卻作用，使膜腔內(nèi)的熔融塑料逐漸凝固并定型，最后開模取出塑件。 注射機的種類和特點 注射機的類型和規(guī)格較多，分類的方法也不同，主要的分類方法如下： （ 1） 按 注塑機 外形 ： 臥式、立式和角式。 （ 2） 按注塑機照傳動的方式： 機械式、液壓式、和機械液壓聯(lián)合作用式。 （ 3） 按 注塑機 用途 ： 通用注射機和專用注射機。 注射機的結(jié)構(gòu)組成及作用 一臺通用型注射機主要包括注射裝置、合模裝置、液壓傳動系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。 （ 1） 注射裝置 其主要作用是將塑料均勻地塑化，并以足夠的壓力和速度將一定量的熔料注射到模具的型腔中。注射裝置主要由塑化部件以及料斗、計量裝置、傳動裝置、注射和移動液壓缸等組成。 （ 2） 合模裝置 其作用是實現(xiàn)模具的啟閉，在注射時保證成型模具可靠地合緊，以及脫出制品。合模裝置主要由前后固定板、移動模板、連接前后固定模板用的拉桿、合模液壓缸、移模油缸、連桿機構(gòu)、調(diào)模裝置以及塑件頂出裝置等組成。 （ 3） 液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng) 其作用是保證注射機按工藝過程預定的要求和動作順序準確有效的工作。注射機的液壓系統(tǒng)主要由各種液壓元件和回路及其他附屬設(shè)備組成。電氣控制系統(tǒng)則主要由各 種電器和儀表組成。液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)有機地組織在一起，對注射機提供動力和實現(xiàn)控制。 注射機的選用 本塑件采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸、注射時所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注射機為 SZ40/25 型。 徐州師范大學本科生畢業(yè)設(shè)計 推桿注塑模設(shè)計 5 查《中國模具設(shè)計大典》 P44，可知 PA6 的注射壓力為 70~120/Mpa，宜用螺桿式注射機，螺桿帶止回環(huán)，噴嘴宜用自鎖式。 初步選用注射機為 SZ40/25 型。 注塑機參數(shù)如下： 注塑機最大注塑量： 40cm179。 注塑壓力： 200/Mpa 注塑速率： 50（ g/s） 塑化能力： 20（ Kg/h） 鎖模力：： 2500KN 注塑機拉行間距： 250*250mm 頂出行程： 55mm 最小模厚： 130mm 最大模厚： 220mm 模板行程： 230mm 注塑機定位孔直徑： 55mm 噴嘴球半徑： SR10 塑件注塑工藝參數(shù)的確定 查找《中國模具設(shè)計大典》和參考工廠實際應(yīng)用的情況，尼龍的成型工藝參數(shù)可作如下選擇。試模時，可根據(jù)實際情況作適當調(diào)整。 注射溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。 料筒溫度：選用 260℃； 注射壓力：選用 120Mpa； 預熱溫度：選用 100℃； 預熱時間：選用 13h； 后處理： 鹽水； 后處理溫度： 90℃； 后處理時間： 4h； 預熱條件：鼓風烘箱預熱。 徐州師范大學本科生畢業(yè)設(shè)計 推桿注塑模設(shè)計 6 第二章 確定模具的結(jié)構(gòu)方案 注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：分型面選擇、模具形腔數(shù)目的確定以及形腔的排列方式和冷卻水道的布局及澆口位置設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計、推出機構(gòu)的設(shè)計等內(nèi)容。 澆注系統(tǒng)設(shè)計 澆注系統(tǒng)設(shè)計的基本原則： （ 1） 適應(yīng)塑料的成型工藝特性 注射成型時，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隨處變化的，相應(yīng)的表觀粘度也不斷發(fā)生變化。因此在設(shè)計澆注系統(tǒng)時， 應(yīng)綜合考慮這些因素，以便在充模這一階段能使熔融塑料以盡可能低的表觀粘度和較快的速度充滿整個型腔，而在保壓這一階段有能通過澆注系統(tǒng)，使壓力充分地傳遞到型腔的各個部位，同時還能通過澆口的適時凝固來控制補料時間，以獲得外形清晰、尺寸穩(wěn)定、質(zhì)量較好的塑件。 （ 2） 利于型腔內(nèi)氣體的排出 澆注系統(tǒng)應(yīng)順利而平穩(wěn)地引導熔融塑料充滿型腔的各個角落，在充填過程中不產(chǎn)生紊流或渦流，使型腔內(nèi)的氣體順利排出。 （ 3） 盡量減少塑料熔體的熱量及壓力損失 澆注系統(tǒng)應(yīng)能使熔融塑料通過時其熱量及壓力損失最小，以防止因過快的降溫降壓而影 響塑件的成型質(zhì)量。為此，澆注系統(tǒng)的流程應(yīng)盡量短，盡量減少折彎，表面粗糙度 Ra 值應(yīng)小。 （ 4） 避免熔融塑料直沖細小型芯或嵌件 經(jīng)澆口進入型腔的熔融塑料的速度和壓力一般都較高，應(yīng)避免直沖型芯或嵌件，以防止細小型芯和嵌件產(chǎn)生變形或位移。 （ 5） 便于修整和不影響塑件的外觀質(zhì)量 設(shè)計澆注系統(tǒng)時要結(jié)合塑件的大小、形狀及技術(shù)要求綜合考慮，做到去除、修整澆口方便，并且不影響塑件的美觀和使用。 （ 6） 防止塑件翹曲變形 當流程較長或需采用多澆口進料時，應(yīng)考慮由于澆口收縮 等原因引起塑件翹曲變形問題，必須采用必要的措施予以防止或消除。 徐州師范大學本科生畢業(yè)設(shè)計 推桿注塑模設(shè)計 7 （ 7） 便于減少塑料耗量和減少模具尺寸 在滿足以上各項原則的前提下，澆注系統(tǒng)的容積盡量小，以減少其占用的塑料量，從而減少回收料，同時澆注系統(tǒng)與型腔的布局應(yīng)合理對稱，以減少模具尺寸，節(jié)約模具材料。 主流道是熔融塑料進入模具型腔時最先經(jīng)過的部位，其截面尺寸直接影響塑料的流動速度和填充時間，如果主流道截面尺寸太小，則塑料在流動時的冷卻面積相對增加，熱量損失大，使熔體粘度增大，流動性降低，注射壓力損失也相應(yīng)增大，造成成型困難。反之，如果主流道截面尺寸太 大，則使流道的容積增大，塑料耗量增多，且塑件冷卻定型時間的延長，降低了生產(chǎn)效率。同時主流道過粗還容易使塑件在流動過程中產(chǎn)生紊流或渦流，在塑件中出現(xiàn)氣泡，從而影響其質(zhì)量。因此，主流道的設(shè)計主要應(yīng)恰當?shù)剡x擇主流道的截面尺寸。通常對于粘度大、流動性差的塑料或尺寸較大的塑件，主流道應(yīng)設(shè)計得大一些；粘度小、流動性好的塑料或尺寸較小的塑件，主流道應(yīng)設(shè)計得小一些。 小型塑件的單型腔模具常不設(shè)分流道，而塑件尺寸較大采用澆口進料的單型腔模具和所有多型腔模具都需設(shè)置分流道。分流道的設(shè)計應(yīng)能使塑料熔體的流向得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換并盡快地 充滿型腔，流動中溫度降得盡可能低。同時應(yīng)能將塑料熔體均衡得分配到各個型腔。 選擇分流道的形狀時應(yīng)綜合考慮塑料的注射成型需要和加工的難易程度。通常，從減少壓力損失和熱量散失考慮，采用圓形截面分流道最好。從便于加工考慮，宜采用梯形、 U 形或半圓形分流道截面。 在多型腔注射模具中分流道的布置有平衡式和非平衡式兩種，一般以平衡式布置為佳。所謂平衡式布置就是各分流道的長度、截面形狀和尺寸都是對應(yīng)相同的。這種布置可以達到各型腔能均衡得進料，同時充滿各型腔。在加工平衡式布 置的分流道時，應(yīng)特別注意各