【正文】 6）澆口位置要適當(dāng)，盡量避免沖擊型芯，防止型芯變形。 （ 2）型腔和澆口的排列要盡可能的減少模具外形尺寸。； 代入數(shù)據(jù) ，計(jì)算得： 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 47 頁(yè) 0 ?????N 根據(jù)以上兩種計(jì)算方式，可以看出模具型腔的數(shù)量必須取 1N ， 2N 中的較小值，由于型腔的數(shù)目只能是整數(shù)，所以最終確定型腔的數(shù)目為一腔。 t — 成型周期（ s） ,取 t =40s； jm — 澆注系統(tǒng)和飛邊所需的質(zhì)量或體積（ g 或 cm179。由上述參數(shù)和因素，可按下列方法確定型腔的數(shù)量。 該塑件為高壓瓶蓋，表面質(zhì)量無(wú)特殊要求， 其分型面選擇如下圖所示： 圖 2 方案一 如圖 2 所示的方案一，取 AA 為分型面，有利于塑件的脫模，由于塑件本身就有一定的斜度，所以脫模斜度對(duì)塑件沒有影響 ，并且有利于側(cè)面的分型和抽芯。 4 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面的選擇 、 模具型腔數(shù)目的確定 、 型腔的排列方式 、 冷卻水道的布局 、 澆口位置 設(shè)置 、 模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 、 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 、 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。 代入數(shù)據(jù)，計(jì)算得： 7 7 6 2 3 5 2 ????K A q 179。 注射壓力的校核 注射機(jī)的額定注射壓力即為它的最高壓力 maxP ， 應(yīng)該 大于注射機(jī)注射成型所需調(diào)用的注射壓力 OP ,即 maxP ? OP 注射機(jī)的額定注射壓力為 147Mpa， ABS 注射成型所需的注射壓力為 100 Mpa，所以注射壓力符合要求。），取 澆V = cm179。），取 機(jī)V =250 cm179。 注射溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。,取其平均密度為 179。 計(jì)算塑件的體積和重量 注射成型工藝規(guī)程的編制 第 7 頁(yè) 共 47 頁(yè) 計(jì)算塑件的體積：用 Proe 軟件 繪制塑件的三維圖形，計(jì)算出塑件的體積為179。從塑件的壁厚上來(lái)看，兩側(cè)的壁厚為 ，底部 的壁厚為 ，壁厚差為 ，較均勻，有利于零件的成型。因此，用推桿或推板不能直接推出塑件，可以采用斜滑塊推出機(jī)構(gòu)來(lái)推出塑件。 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 塑件圖 如圖 1 所示： 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 共 47 頁(yè) 圖 1 塑件圖 （ 1） 結(jié)構(gòu)分析。國(guó)外塑料模具存在的主要問題是；相比較國(guó)內(nèi)塑料模具的價(jià)格，國(guó)外塑料模具的價(jià)格要高上很多，因此生產(chǎn)成本也要高很多。 國(guó)外的現(xiàn)狀 、 存在的主要問題及發(fā)展趨勢(shì) 注塑成型是大量生產(chǎn)塑料制品的一種成型方法，二十多年來(lái)，國(guó)外的注塑模 CAD技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。 （ 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。 （ 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)。人才的數(shù)量和素質(zhì)也高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 共 47 頁(yè) 跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。同時(shí)，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具正在加速向中國(guó)轉(zhuǎn)移，國(guó)際采購(gòu)越來(lái)越多，國(guó)際市場(chǎng)前景看好。 一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少；更重要的是觀念落后，對(duì)創(chuàng)新和開發(fā)不夠重視。 （ 2）工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。對(duì)于國(guó)內(nèi)一些大型模具企業(yè)，它們的CAD/CAM 應(yīng)用狀況多停留在購(gòu)買國(guó)外先進(jìn)的 CAD/CAM 系統(tǒng)和設(shè)備上，但在其上進(jìn)行的二次開發(fā)較少，資源利用率低。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到 10%，與國(guó)外的 50%～ 80%相比，差距較大。 我國(guó)塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大的發(fā)展，模具水平有了較大提高。 意義 對(duì)本課題進(jìn)行研究 、 設(shè)計(jì)， 一方面 能夠使我們將自己在課堂上學(xué)到的知識(shí)加以運(yùn)用，將知識(shí)掌握得更加牢靠 ；另一方面 能夠讓我們對(duì)塑料模具有更多的了解。 目的 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 47 頁(yè) 模具行業(yè)的發(fā)展日新月異，塑料模具行業(yè)的發(fā)展對(duì)我國(guó)制造業(yè)有著重要的影響。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我也得到了老師和同學(xué)們的幫助 ，在此表示感謝 ！ 由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏和水平的限制，且時(shí)間倉(cāng)促，在這次設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)了一些錯(cuò)誤，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。 這次 畢業(yè)設(shè)計(jì) 是 我們 在修完所有的課程之后，走向社會(huì)之前的一次綜合性設(shè)計(jì)。 我國(guó)塑料模具行業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大的發(fā)展，模具水平有了較大的提高。注射成型是大量生產(chǎn)塑料制品的一種成型方法，二十多年來(lái)，國(guó)外的注塑模 CAD 技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。在此次設(shè)計(jì)中，主要會(huì)用到所學(xué)的注射模設(shè)計(jì)，機(jī)械制圖以及機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。 在寫畢業(yè)論文的過程中，我參考了《塑料膜 成型 模具設(shè)計(jì)》 、 《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》 、 《簡(jiǎn)明塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》等有關(guān)教材，引用了其中的公式及圖表。作為學(xué)習(xí)模具設(shè)計(jì)專業(yè)的大學(xué)生，為了將來(lái)能夠更好的從事塑料模具設(shè)計(jì)這一行業(yè)，我們應(yīng)當(dāng)能夠了解和掌握塑料模具的一般設(shè)計(jì)步驟。同時(shí)，我們還能夠從這次設(shè)計(jì)中學(xué)到在實(shí)際工作中解決困難的途徑，為我們撿來(lái)的工作奠定了基礎(chǔ)。在大型模具方面已經(jīng)能生產(chǎn) 48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具 、 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具 [2]；精密塑料模具方面，已經(jīng)能生產(chǎn)相機(jī)塑料件模具 、 多型腔小模數(shù)齒輪 模具及塑封模具 [2]。 在制造技術(shù)方面， CAD/CAM/CAE 技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階 。對(duì)于國(guó)內(nèi)一些中小型模具企業(yè)，則很少應(yīng)用CAD/CAM，有些僅停留在以計(jì)算機(jī)代替固板繪圖。 雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造，工藝裝備水平已經(jīng)比較先進(jìn)，有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國(guó)外，但大部分企業(yè)的工藝裝備仍比較落后。模具企業(yè)不但要重視模具的開發(fā)，同時(shí)也要重視產(chǎn)品的創(chuàng)新。市場(chǎng)需求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展一時(shí)還難以跟上，供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時(shí)間。 發(fā)展趨勢(shì) 在信息化帶動(dòng)工業(yè)化發(fā)展的今天，我們既要看到成績(jī)，又要重視落后，要抓住機(jī)遇，采取措施，在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，融入到國(guó)際市場(chǎng)中去，以促進(jìn)中國(guó)模具行業(yè)的快速發(fā)展， 我國(guó)塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向 為 ： （ 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。 （ 4）開發(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。 （ 7）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。 70年代已經(jīng)開始應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)熔融塑料在圓形 、 管形和長(zhǎng)方形型腔內(nèi)的流動(dòng)情況進(jìn)行分析。 3 注射成型工藝規(guī)程的編制 塑件的工藝性分析 塑件的 原材料分析 塑件的材料采用 丙烯腈 丁二 烯 苯乙烯共聚物 (ABS),屬熱塑性塑料。 從零件圖上分析， 該零件總體形狀為圓錐形，在頂部?jī)蓚?cè)壁上有 2 個(gè)小孔，其為通孔。該零件屬于中等復(fù)雜程度零件。 （ 3）表面質(zhì)量分析。澆注系統(tǒng)的體積為 179。 故塑件的質(zhì)量為： W=V? = = g 經(jīng)計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量，根基手冊(cè)，采用一模一件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時(shí)所需的壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注塑機(jī)為 XSZ250 型。 料筒溫度：后段溫度 t1 選用 200℃ ； 中段溫度 t2 選用 220℃ ； 前段溫度 t3 選用 240℃ ； 噴嘴溫度：選用 200℃ ； 注射壓力：選用 100MPa（相當(dāng)于注射機(jī)表壓 35kgf）； 注射時(shí)間：選用 15s； 保壓壓力：選用 72MPa（相當(dāng)于注射機(jī)表壓 25kgf）； 保壓時(shí)間：選用 10s； 冷卻時(shí)間：選用 15s。； 塑V — 塑件的體積（ cm179。 代入數(shù)據(jù)，計(jì)算得： ???機(jī)V cm179。 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 共 47 頁(yè) 鎖模力的校核 在注射成型時(shí)，為了防止模具分型面被注射壓力頂開，必須對(duì)模具施加足夠的鎖模力，否則在分型面處將產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，因此注射機(jī)的額定鎖模力必須大于注射壓力，即 ： KAqF? 式中 F — 注射機(jī)的額定鎖模力（ N），取 F =1800 310? N； A— 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積（ cm178。 N= 10179。 分型面的選擇 模具設(shè)計(jì)中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切的關(guān)系，并且直接影響到塑料熔體的流動(dòng)充填特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注塑模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。 圖 3 方案二 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 共 47 頁(yè) 如圖 3 所示的方案二，取 AA 為分型面，則塑件內(nèi)壁處的凸筋無(wú)法抽芯，且澆口的位置很難 確定，側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)很復(fù)雜，需要很大的抽芯距，增加了模具設(shè)計(jì)的難度。 按注射機(jī)的塑化能力確定型腔的數(shù)量 1NsjpmmtKm ?? 3600 （ 1） 式中 1N — 型腔的數(shù)量； K — 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取 ； pm — 注射機(jī)的額定塑化量（ g/h 或 cm179。），取 jm = sm — 單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積（ g 或 cm179。 由于型腔的數(shù)目為一腔，所以這里就不需要再確定型腔的排列方式了。 （ 3）系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費(fèi)大）；盡量減少?gòu)澱郏砻娲植诙纫?，以使熱量及壓力損失盡可能小。澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀。 ~6176。主流道與注射機(jī) 噴嘴應(yīng)緊密對(duì)接，主流道對(duì)接處應(yīng)制成半球形的凹坑，則有： R=R0 +(1~2)mm D=d0 +(~1)mm 取主流道球面半徑 R=20mm； 取 主流道的小端直徑 d=φ 5mm； 凹坑的深度為 h=5mm。 澆口的設(shè)計(jì) 澆口又稱進(jìn)料口， 是連接流道與型 腔之間的一段細(xì)短通道（直接澆口除外），是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，其主要作用為： （ 1）型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，可以防止熔體倒流。但澆口尺寸過小會(huì)使壓力損失大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象， 影響塑件質(zhì)量 [7]。 （ 4）澆口位置的設(shè)計(jì)應(yīng)減少或避免生成熔接痕。 （ 3）點(diǎn)澆口一般開在塑件的頂部，注射流程短，拐角小，排氣好，易于成型。 （ 2）消除了塑件在脫模時(shí)內(nèi)部形成真空，脫模困難的問題。 （ 2）模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，便于加工， 流程短，壓力損失小。 冷料井 和拉料桿 的設(shè)計(jì) 冷料井 位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端，其作用是接受料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件的質(zhì)量，開模時(shí)又能將主流道的凝料拉出。開模時(shí)，拉料桿通過鉤頭拉住井內(nèi)的冷料，使主流道凝料脫出定模，然后隨推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，將凝料與塑件一起推出動(dòng)模。 當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí)，必須順序排出型腔中的氣體。另外，由于該模具還設(shè)有拉料桿，氣體也可以通過拉料桿和型芯之間的間隙排出。 5 用于安放上型芯， 6 用于安放下型芯。型芯的結(jié)構(gòu)形式如圖 11 所示： 圖 11 型芯 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 共 47 頁(yè) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 合模 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 是塑料模具設(shè)計(jì)中必不可少的部分 ，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)模和定模合模時(shí)，正確定位和導(dǎo)向的零件。 定位作用：模具閉合后，保證動(dòng)定模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精確；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具裝配過程中也起了定位作用，便于裝配和調(diào)整。 導(dǎo)柱設(shè)計(jì) 導(dǎo) 柱導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面的高度高出 8mm~12mm，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱未進(jìn)入導(dǎo)套，而型芯先進(jìn)入型腔的情況。導(dǎo)柱固定部分的表面粗糙度值為 Ra=，導(dǎo)向部分的表面粗糙度值為 Ra=~。 導(dǎo)套的材料與導(dǎo)柱相同，也為 T8A，但其硬度應(yīng)略低于導(dǎo)柱硬度，這樣可以減輕磨損，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌? （ 5）合模時(shí)能夠準(zhǔn)確復(fù)位。 脫模力的計(jì)算公式如下： ? ? Af ftLEF d o ss in1 t a nc o s12 ???? ???? ?? ????? （ 3） 式中 dF — 脫模力（ N）； A— 垂直抽芯方向型芯的投影面積（ mm178。 ； ?— 塑料的泊松比，取 ? =； f — 塑件與型芯間的靜摩擦因數(shù)，取 f =； L— 塑件對(duì)型芯的包容長(zhǎng)度 （ mm） ,取 L =。8mm，推桿的材料為 T8A（ GB/T 12981986），推桿與推桿孔的配合一般為 H8/f8 或 H9/f9。因此，成型側(cè)壁上的小孔 、 把手處長(zhǎng)孔的零件 和內(nèi)壁處的凸筋 必須做成活動(dòng)的型芯， 在塑件推出前先將活動(dòng)型芯抽出，然后再?gòu)哪Ｇ恢忻摮鏊芗?。手?dòng)抽芯是在推出塑件前或脫模后用手工方法將活動(dòng)型芯取出。由于一般注射機(jī)沒有抽芯油缸或氣缸，需另行設(shè)計(jì)液壓或氣動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及抽芯系統(tǒng) ，增大了模具設(shè)計(jì)的困難，因此本次設(shè)計(jì)中也不采用。因此本次設(shè)計(jì)將采用機(jī)動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)。開模時(shí)，斜導(dǎo)柱與滑塊發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，斜導(dǎo)柱對(duì)滑塊產(chǎn)生一側(cè)向分力。楔緊塊的作用是在閉模時(shí)