【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(jìn)入型腔，最后發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)逐漸硬化定型。該成型方法周期長，生產(chǎn)效率底。此外，反應(yīng)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(yīng)用。但我國在該技術(shù)的應(yīng)用和推廣方面與外國相比還存在一定差距，有待于進(jìn)一步改進(jìn)和完善。 CAD/CAM/CAE 技術(shù)的應(yīng)用 塑料制件應(yīng)用的日益廣泛和大型塑料制件的不斷開發(fā)，對(duì)塑料成型模具設(shè)計(jì)和制造提出的要求越來越 高。十多年來，國內(nèi)外大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 塑料成型行業(yè)在改進(jìn)和提高模具設(shè)計(jì)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(jī)，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(shù)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(guān)于模具零部件、模具技術(shù)條件和標(biāo)準(zhǔn)模架等有以下 14 個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)： — 84 推桿 — 84 直導(dǎo)套 — 84 帶頭導(dǎo)套 — 84 帶頭導(dǎo)柱 — 84 有肩導(dǎo)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(shù)條件 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 GB/T12555— 90 大型注射模架標(biāo)準(zhǔn) GB/T12556— 90 中小型注射模架標(biāo)準(zhǔn) 當(dāng)前的任務(wù)是重點(diǎn)研究開發(fā)熱流道標(biāo)準(zhǔn)元件和模具溫控標(biāo)準(zhǔn)裝置；精密標(biāo)準(zhǔn)模架、精密導(dǎo)向件系列；標(biāo)準(zhǔn)模板及模具標(biāo)準(zhǔn)件的先進(jìn)技術(shù)和等向性標(biāo)準(zhǔn)化模塊等。 塑料成型技術(shù)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(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少的三項(xiàng)重要因素，尤其是塑料模具對(duì)實(shí)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(shí)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(jìn)的發(fā)達(dá)國家，其模具工業(yè)年產(chǎn)值早已超過機(jī)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(jí)聚氯乙烯裝置的投產(chǎn)和 70 年代中期幾套引進(jìn)石油化工裝置的建成投產(chǎn)，使塑料工業(yè)有了兩次躍進(jìn)，與此同時(shí)，塑料成型加工機(jī)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(jī)和資本主義周期性的經(jīng)濟(jì)危機(jī)，原材料價(jià)格猛漲，塑料的增長速度顯著下降。齊格勒 — 納塔用有機(jī)金屬絡(luò)合物定向催化體系聚合工藝的創(chuàng)立、高分子學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展及聚合技術(shù)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(gè)階段。據(jù)美國 80 年代統(tǒng)計(jì)，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(qiáng)度高，鋼的拉伸比強(qiáng)度約為 160MPa，而玻璃纖維增強(qiáng)的塑料拉伸比強(qiáng)度高可高達(dá) 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(xué)穩(wěn)定性高，對(duì)酸、堿和許多化學(xué)藥品都有良好的耐腐蝕能力，其中聚四氟乙烯塑料化學(xué)穩(wěn)定性最高，“王水”對(duì)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(qiáng)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(xué)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(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，使得塑料向耐高溫的領(lǐng)域發(fā)展。這一階段塑料工業(yè)的特點(diǎn)是通過共聚、交聯(lián)、共混、復(fù)合、增強(qiáng)、填充和發(fā)泡等方法來改進(jìn)塑料的性能，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，生產(chǎn)技術(shù)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(yīng)用，加之成型工藝不斷成熟與完善，極大地促進(jìn)了塑料成型模具的開發(fā)與制造。 模具設(shè)計(jì)水平的高低、加工設(shè)備的好壞、制造力量的強(qiáng)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(jì)效益的提高。據(jù) 1991 年統(tǒng)計(jì) ，日本模具大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 工業(yè)已實(shí)現(xiàn)了高度的專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)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(duì)模具工業(yè)的發(fā)展十分重視。一副好的注射模可成型上百萬次，一副優(yōu)良的壓縮模大約能成型 25 萬次，這與模具的設(shè)計(jì)、模具的材料及 模具的制造有著很大的關(guān)系。 加強(qiáng)理論研究 隨著塑料制件是大型化和復(fù)雜化，模具的重量達(dá)數(shù)噸至十多噸，這樣大的模具，若只憑借經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)，往往會(huì)因設(shè)計(jì)不當(dāng)而造成模具報(bào)廢，數(shù)十萬元的費(fèi)用將毀于一旦，所以設(shè)計(jì)模具已逐漸向理論設(shè)計(jì)方面發(fā)展，這些理論設(shè)計(jì)包括模板剛度、強(qiáng)度的計(jì)算和充型流動(dòng)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(shè)備。 各種新材料的研制和應(yīng)用 模具材料的選用在模具設(shè)計(jì)和制造中是一個(gè)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(shè)計(jì)與制造方法不能適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品不斷開發(fā)和及時(shí)更新?lián)Q代與提高質(zhì)量的要求，為了適應(yīng)這些變化，先進(jìn)國家的CAD/CAM/CAE 技術(shù)在 80 年代中期已進(jìn)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(dòng)成型模 氣動(dòng)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(gè)別塑件深度大形狀復(fù)雜的情況，也有同時(shí)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(dǎo)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(jī)械強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性、電性能良好；易于成型和機(jī)械加工，與 372 有機(jī)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(jī)型為我國獨(dú)創(chuàng)的新產(chǎn)品，領(lǐng)先于世界先進(jìn)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(diǎn)。100 mm 兩側(cè)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(yīng)具備以下性能： ，熱處理后變形小 因?yàn)槟＞吡慵螤顝?fù)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(shí)，應(yīng)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(guān)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(duì)模具的機(jī)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(hào)；常用的較高含錳鋼有 15Mn、 20Mn、 40Mn、 45Mn、 50Mn等牌號(hào)。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(qiáng)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(fù)雜的塑料模型腔及強(qiáng)度和韌性要求較高的支承板、推件板等。適用于強(qiáng)度要求不高的一般結(jié)構(gòu)零件如手柄、支架、動(dòng)、定模固定板等。這類鋼材淬火 后有較高的強(qiáng)度和耐磨性，缺點(diǎn)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(diǎn)是具有較好的淬透性、強(qiáng)度和韌性、耐磨性及耐熱性，但加工性能較差，加工前需要進(jìn)行退火處理，退火后的硬度仍可能在30HRC 左右。 合金結(jié)構(gòu)鋼 在制造 塑料模具時(shí)，對(duì)于復(fù)雜的型腔和型芯，常用合金結(jié)構(gòu)鋼來制造。因此，在選材方面應(yīng)作全面的考慮，對(duì)塑件成型模具中各種零件要根據(jù)不同的應(yīng)用條件合理得地選擇，主要應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 對(duì)于與熔體接觸并受熔體流動(dòng)摩擦的零件（成型零件和澆注系統(tǒng)零件）和工作時(shí)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)摩擦的零件（導(dǎo)向零件、推出和抽芯零件）以及重要的定位零件等，應(yīng)根據(jù)不同情況選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼或合金工具鋼等，并根據(jù)工作條件提出熱處理要求。 對(duì)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(duì)于成型過程中易于析出腐蝕性產(chǎn)物的塑料模具，宜對(duì)所選材料進(jìn)行鍍鉻或選用耐腐蝕鋼。其他的基本都是工具鋼和碳素結(jié)構(gòu)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(hào)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 式中符號(hào)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(shè)計(jì)模具的時(shí)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(hào)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)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(huì)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(dāng)穩(wěn)定、均勻，模溫對(duì)整個(gè) 模塑 成型過程都有極大的影響。ABS 注射時(shí) 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(jì)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(jìn)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(hào) 式（ ） 。 把上面計(jì)算得到的各數(shù)值代入 式（ ） 得