【正文】 塑料原料施加壓力，塑料在高溫高壓下 熔融并通過模具澆注系統(tǒng)進入型腔，最后發(fā)生化學交聯(lián)反應逐漸硬化定型。該成型方法周期長，生產(chǎn)效率底。此外，反應注射成型、雙色注射成型等特種注射成型工藝也正在不斷開發(fā)與應用。但我國在該技術的應用和推廣方面與外國相比還存在一定差距，有待于進一步改進和完善。 CAD/CAM/CAE 技術的應用 塑料制件應用的日益廣泛和大型塑料制件的不斷開發(fā)，對塑料成型模具設計和制造提出的要求越來越 高。十多年來，國內(nèi)外大學畢業(yè)設計說明書 5 塑料成型行業(yè)在改進和提高模具設計與制造方面投入了大量的資金和研究力量，取得了許多成果。國內(nèi)目前已有 的注射機，可以生產(chǎn) 左右的微型注射成型塑件。 塑料制件的精密化、微型化和超大型化 為了滿足各種工業(yè)產(chǎn)品的使用要求，塑料成型技術正朝著塑料制件的精密化、微型化和超大型化等方面發(fā)展。注射模方面關于模具零部件、模具技術條件和標準模架等有以下 14 個國家標準： — 84 推桿 — 84 直導套 — 84 帶頭導套 — 84 帶頭導柱 — 84 有肩導柱 — 84 墊塊 — 84 推板 — 84 模板 — 84 限位釘 — 84 支承板 — 84 圓錐定位件 — 84 技術條件 大學畢業(yè)設計說明書 4 GB/T12555— 90 大型注射模架標準 GB/T12556— 90 中小型注射模架標準 當前的任務是重點研究開發(fā)熱流道標準元件和模具溫控標準裝置；精密標準模架、精密導向件系列；標準模板及模具標準件的先進技術和等向性標準化模塊等。 塑料成型技術的發(fā)展趨勢 在現(xiàn)代塑料制件的生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是必不可少的三項重要因素，尤其是塑料模具對實現(xiàn)塑料加工工藝要求、滿足塑料制件的使用要求、降低塑料制件的成本起著重要的作用。由以上事實可以看出，由于塑料成型工業(yè)的發(fā)展，到目前為止，塑料模具已處于同沖壓模具并駕齊驅(qū)的地位。工業(yè)先進的發(fā)達國家，其模具工業(yè)年產(chǎn)值早已超過機床行業(yè)的產(chǎn)值。塑料模是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一種類型。 50 年代末，由于 萬噸級聚氯乙烯裝置的投產(chǎn)和 70 年代中期幾套引進石油化工裝置的建成投產(chǎn)，使塑料工業(yè)有了兩次躍進，與此同時，塑料成型加工機械和工藝方法也得到迅速發(fā)展，各種加工工藝都已齊全。 70 年代以來，由于石油危機和資本主義周期性的經(jīng)濟危機，原材料價格猛漲，塑料的增長速度顯著下降。齊格勒 — 納塔用有機金屬絡合物定向催化體系聚合工藝的創(chuàng)立、高分子學科的進一步發(fā)展及聚合技術的開拓，使得高密度聚乙烯和聚丙烯工業(yè)化。塑料工業(yè)的發(fā)展大致分為以下幾個階段。據(jù)美國 80 年代統(tǒng)計，汽車上采用塑料零件后，平均每輛汽車的重量可減輕 180kg，這樣，每升汽油可使汽車多行駛，美國每年可節(jié)約 1400 萬桶汽油；塑料拉伸比強度高，鋼的拉伸比強度約為 160MPa，而玻璃纖維增強的塑料拉伸比強度高可高達 170— 400MPa；塑料的絕緣性能好，介電損耗低，是電子工業(yè)不可缺少的原材料；塑料的化學穩(wěn)定性高，對酸、堿和許多化學藥品都有良好的耐腐蝕能力，其中聚四氟乙烯塑料化學穩(wěn)定性最高，“王水”對它也無可奈何，所以稱之為“ 塑料王”。在一定溫度和壓力下具有可塑性，可以利用模具成型為一定幾何形狀和尺寸的塑料制件。塑料的其余成分包括有增塑劑、穩(wěn)定劑、增強劑、固化劑、填料及其他配合劑。此外，塑料減磨、耐磨及減震、隔音性能也較好。 30 年代以前，科學家研制成了酚醛、硝酸纖維素及醋酸纖維素等塑料，它們的工業(yè)化特征僅是間歇法、小批量生產(chǎn)。工程塑料也因聚碳酸酯和聚甲醛、聚酰亞胺等的相繼出現(xiàn)并實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，使得塑料向耐高溫的領域發(fā)展。這一階段塑料工業(yè)的特點是通過共聚、交聯(lián)、共混、復合、增強、填充和發(fā)泡等方法來改進塑料的性能，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，擴大應用領域，生產(chǎn)技術更趨合理。 塑料作為一種新的工程材料，由于其不斷被開發(fā)與應用，加之成型工藝不斷成熟與完善，極大地促進了塑料成型模具的開發(fā)與制造。 模具設計水平的高低、加工設備的好壞、制造力量的強弱、模具質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響著許多新產(chǎn)品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益的提高。據(jù) 1991 年統(tǒng)計 ，日本模具大學畢業(yè)設計說明書 3 工業(yè)已實現(xiàn)了高度的專業(yè)化、標準化和商品化，在全國一萬多家企業(yè)中，生產(chǎn)塑料模和生產(chǎn)沖壓模的企業(yè)各占 40%。 近年來，我國各行各業(yè)對模具工業(yè)的發(fā)展十分重視。一副好的注射?？沙尚蜕习偃f次，一副優(yōu)良的壓縮模大約能成型 25 萬次，這與模具的設計、模具的材料及 模具的制造有著很大的關系。 加強理論研究 隨著塑料制件是大型化和復雜化，模具的重量達數(shù)噸至十多噸，這樣大的模具，若只憑借經(jīng)驗來設計，往往會因設計不當而造成模具報廢，數(shù)十萬元的費用將毀于一旦，所以設計模具已逐漸向理論設計方面發(fā)展，這些理論設計包括模板剛度、強度的計算和充型流動理論的建立。精密注射成型是能將塑料制件尺寸公差保持在 — 之內(nèi)的成型工藝方法，其制件主要用于電子、儀表工業(yè)。注射塑件的大型化要求有大型的、超大型的注射成型設備。 各種新材料的研制和應用 模具材料的選用在模具設計和制造中是一個較重要的問題，它將直接影響模具加工成本、使用壽命以及塑料制件的質(zhì)量等。傳統(tǒng)的模具設計與制造方法不能適應工業(yè)產(chǎn)品不斷開發(fā)和及時更新?lián)Q代與提高質(zhì)量的要求，為了適應這些變化，先進國家的CAD/CAM/CAE 技術在 80 年代中期已進入使用階段，市場上已有商品化的系統(tǒng)軟件出售。 塑料模具的分類方法很多，按照塑料制件的成型方法不同可分為以下幾類 ： 注射模 注射模又稱注塑模。 壓縮模 壓縮模又稱壓塑模。壓縮模主要用于熱固性塑料制件的成型。壓注模主要用于熱固性塑料制件的成型。 氣動成型模 氣動成型模包括空吹塑成型模 、真空成型模和壓縮空氣成型模等。在個別塑件深度大形狀復雜的情況，也有同時采 用真空和壓縮空氣成型的方法。其中 塑件總長 是 216。10H7/n6，傾斜部位到直通孔軸線的距離為 216。24H7/n6，導柱的內(nèi)徑 216。丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 材料的性能是： 綜合性能較好，沖擊韌性 、機械強度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學性、電性能良好；易于成型和機械加工，與 372 有機玻璃的熔接性良好，可作雙色成型塑件，且表面可鍍鉻。 JPH 系列機型為我國獨創(chuàng)的新產(chǎn)品，領先于世界先進水平，它的鎖模裝置采用四缸 直壓式鎖模，具有鎖緊力大、開模行程長、無需調(diào)節(jié)閉模厚度和回拉桿及不必另注潤滑油等特點。100 mm 兩側頂出孔徑 ： 216。因此，合理選擇成型零件的材料是很重要的?；具€是應具備以下性能： ，熱處理后變形小 因為模具零件往往形狀復雜，而在淬火后加工又很困難，或根本就不好加工所以在選擇模具材料時，應盡量選擇熱處理后硬度均勻一致，變形小的鋼材，尤以后者為重要。 塑件的表面粗糙度和尺寸精度，都和模具表面的耐磨性有直接的關系，特別是含硬質(zhì)填料或玻璃纖維的塑料，就更要求模腔表面硬度要足夠，而且既要有良好韌性，又要有很高的耐磨性，可經(jīng)受操作中對模具的機械損傷。塑料模具制造中常用的正常含錳鋼有 1 4 50 等牌號；常用的較高含錳鋼有 15Mn、 20Mn、 40Mn、 45Mn、 50Mn等牌號。正火后的鋼材只能適用于小型、小批量的塑料模型腔以及強度要求不高的零件；調(diào)質(zhì)后的鋼材適用于中小批量的較復雜的塑料模型腔及強度和韌性要求較高的支承板、推件板等。適用于強度要求不高的一般結構零件如手柄、支架、動、定模固定板等。這類鋼材淬火 后有較高的強度和耐磨性，缺點是熱處理的淬透性低，變形較大，所以淬火后需要經(jīng)過磨削加工來矯正變形。這類鋼材 的特點是具有較好的淬透性、強度和韌性、耐磨性及耐熱性，但加工性能較差，加工前需要進行退火處理，退火后的硬度仍可能在30HRC 左右。 合金結構鋼 在制造 塑料模具時，對于復雜的型腔和型芯，常用合金結構鋼來制造。因此，在選材方面應作全面的考慮，對塑件成型模具中各種零件要根據(jù)不同的應用條件合理得地選擇，主要應注意以下幾點： 對于與熔體接觸并受熔體流動摩擦的零件（成型零件和澆注系統(tǒng)零件）和工作時有相對運動摩擦的零件（導向零件、推出和抽芯零件）以及重要的定位零件等，應根據(jù)不同情況選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金結構鋼或合金工具鋼等，并根據(jù)工作條件提出熱處理要求。 對于成型含有礦物填料的塑料模具，成型零件宜選用 耐磨性較好的合金工具鋼；對于成型過程中易于析出腐蝕性產(chǎn)物的塑料模具，宜對所選材料進行鍍鉻或選用耐腐蝕鋼。其他的基本都是工具鋼和碳素結構鋼。 塑件型腔各端部內(nèi)外的直徑與公差為： 11 1 03[ 1 ]4D d s ??? ? ? ?1塑（ ） （ ） 503[ 9 6 1 0 .5 5 % 0 .4 8 ]4 ??? ? ? ? ?（ ） ,168?? （ mm） 式中符號意義同式（ ）； 22 2 03[ 1 ]4D d s ??? ? ? ?2塑（ ） （ ） 503[ 8 4 1 0 .5 5 % 0 .4 8 ]4 ??? ? ? ? ?（ ） ?? （ mm） 大學畢業(yè)設計說明書 15 式中符號意義同式（ ） 。所以，為了使得模具的磨損留有修模的余地以及裝配的需要，在設計模具的時候，被包容尺寸盡量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。 型芯 長度 3l 的基本尺寸和公差 為： 30332[ 1 ) ]3l l s ??? ? ? ?3塑（ （ ） 0 52[ 5 4 (1 0 .5 5 % ) 0 .4 8 ]3 ??? ? ? ? ? ?? （ mm） 式中符號同式（ ） 在 塑料模塑過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力。 在成型過程不發(fā)生溢料的情況下，允許的最大間隙值 作 為 塑料模型腔的剛度條件，而 ABS（ 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物） 的不溢料間隙值 是 —[3]。在保證塑件順利脫模的情況下，型腔的允許變形量 [δ ]受收縮率的限制，即 []st? ? [4] （ ） 式中 ： s — 塑件材料的成型收縮率 ，此處塑件材料為 ABS， 故其值為 %； t— 塑件的壁厚 ，由圖 1 可知其值為 6mm。 故 1 22 [ ] 2D Ph P?? ? 大學畢業(yè)設計說明書 19 9 6 .1 6 8 2 4 02 1 6 0 2 4 0?? ?? ? (mm) 模塑 成型過程中，模具的溫度會直接影響到塑料充模、塑件的定型、 模塑 周期和塑件質(zhì)量。因此，為了保證塑件質(zhì)量，模溫必須適當穩(wěn)定、均勻，模溫對整個 模塑 成型過程都有極大的影響。ABS 注射時 模溫范圍是 50— 90℃。 常用的模具冷卻方法是水冷卻方法。 把數(shù)值 代入公式 （ ） 得 5 200 000 111wQ ? ? ? 21090000? (J/h) 計算單位產(chǎn)量所需冷卻水的體積流量 V (m3/min) 216 0 ( )ww w wQV C T T?? ? [3] （ ） 式中 ： wC — 水 的平均比熱容 4187J/kg℃ ； ? — 冷卻水的密度 1000kg/m3； 2wT — 冷卻水 出口溫度，取為 27℃ ； 1wT — 冷卻水 進口溫度，取室溫 20℃ 。 把數(shù)值代入 式（ ） 得 (1 0 0 0 0 .6 3 7 )7 .5 0 .0 2? ??? 2872? 冷卻水道總傳熱面積 wA 3 6 0 0 ( )ww mwQA TT?? ?[3] （ ） 式中 ： mT — 模具的平均溫度 ，取 50℃ ； wT — 冷卻水的平均溫度，（ 20+27） /2=℃ ； 其余符號 式（ ） 。 把上面計算得到的各數(shù)值代入 式（ ） 得