【正文】 材料成型與控制工程 年 級 姓 名 楊永健 指導(dǎo)教師 鄧萬國 （ 年 月） 廣東技術(shù)師范學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院制 廣東工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 第 2 頁 目 錄 前言 1. 塑料制品的工藝性分析 1 2. 注射機(jī)型號的初步擬定 5 3. 模具結(jié)構(gòu)方案的確定 6 分型面的確定 6 型腔的布置方案的比較與確定 6 澆注系統(tǒng)與排氣形式的設(shè)計(jì) 7 成型零部件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與工作尺寸計(jì)算 8 頂出機(jī)構(gòu)的確定 12 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 16 其它系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 4 模具中相關(guān)的校核 23 最大注射量的校核 23 注射壓力的校核 23 鎖模力校核 23 開模行程和頂出機(jī)構(gòu)的校核 23 5 相關(guān)零 件的加工工藝過程 25 6 模具的工作過程 27 7 結(jié)束語 28 參考文獻(xiàn) 28 附錄一 成型零件加工工藝卡片 附錄二 成型零件零件圖 附錄三 模具總裝圖 廣東工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 第 3 頁 前 言 概述 注射成型也稱為注射模塑或注塑，是熱塑性塑料的一種重要成型方法。當(dāng)今世界注射模具的基本格局是以日、美及歐洲各工業(yè)化國家作為世界模具技術(shù)的領(lǐng)頭羊，占據(jù)了世界注射模具市場的半壁江山，他們擁有現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法和先進(jìn)的模具制造設(shè)備。在電子、 汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中， 60%～ 80%的零部件都要依靠模具成形。從 1997 年開始，我國模具工業(yè)產(chǎn)值也超過了機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。同時，由于近年來進(jìn)口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。 塑件的幾何形狀 塑件的幾何形狀包括脫模斜度，壁厚，加強(qiáng)肋，圓角，孔，支撐面，標(biāo)志及花紋等，塑件的幾何形狀與成型方法，模具分型面的選擇，塑件是否順利成型與脫模有直接的關(guān)系。1 39。 2） 在塑件收縮率大的情況下，應(yīng)選擇較大的脫模斜度，熱性塑料的收縮率一般較熱固性塑料的收縮率大，故脫模斜度也應(yīng)大一些。 6） 對于塑件高度很小時，才允許 不設(shè)計(jì)脫模斜度。但從塑料成型的角度來看，塑件過厚，使其收縮率加大，增加了尺寸的不穩(wěn)定性，同時延長了塑件的冷卻時間，使成型周期長而影響注射效率，并造成材料的浪費(fèi)，提高生產(chǎn)成本：而塑件過薄，則使塑件的強(qiáng)度和剛度下降，影響使用壽命，同時使塑件成型時物料的流動 阻力增大，影響成型效果，而且過薄的塑件，也給塑件的脫模帶來了困難。若壁厚不均勻，則造成塑件收縮的不均勻，從而產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力不均，以致發(fā)生變形或者開裂，同時又是產(chǎn)生縮孔、氣泡及翹曲的主要原因。 ③塑件應(yīng)能承受足夠的脫模力，不至于在頂出過程中頂裂頂壞塑件 本次設(shè)計(jì)的制件的壁厚為 3mm，符合材料和制件大小的需要，且制件各部分的壁厚均勻。提高塑件脫模的承受能力。 2）孔的成型設(shè)計(jì) 塑件的孔一定要考慮成型模具的簡單和操作的方便。 (2) 塑件的尺寸精度 塑件的尺寸誤差的產(chǎn)生是諸多因素的綜合結(jié)果，但一般認(rèn)為，模具的制造 誤差，塑料的收縮率的波動引起的誤差以及由模具的變形，磨損，熱膨脹的誤差各占塑料尺寸誤差的 1/3，實(shí)際上對于小尺寸的塑件，模具制造誤差對塑件尺寸的影響大一些；而對于大尺寸的塑件，收縮率波動引起的誤差則是影響塑件尺寸精度的主要原因。為了降低模具的成本，提高模具的使用壽命，塑件的粗糙度數(shù)值不要過低。 使用 PRO/E軟件畫出三維實(shí)體圖，軟件能自動計(jì)算出所畫圖形澆道凝料和塑件的體積。見圖 2： 廣東工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 第 10 頁 圖 2 模架的選擇 3. 模具結(jié)構(gòu)方案 的確定 注射模具每一次注射循環(huán)所能成型的塑件的個 數(shù)是由模具型腔數(shù)目所決定的。選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則： 1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 。 5) 便于模具加工制造。 具體如下圖所示： 圖 52 型腔的布置方案的比較與確定 根據(jù)注塑機(jī)最大注射質(zhì)量求型腔數(shù) 注塑機(jī)最大注塑質(zhì)量是指注塑在常溫下密度為 s? = 3/gcm 的普通聚苯乙烯的對空注塑量 som 。 som = 70 ? = ???m g 2 80%WW?總 機(jī) 該注射模具采用的是雙型腔 的模具，優(yōu)點(diǎn)是塑件的精度高；工藝參數(shù)易于 控制；模具結(jié)構(gòu)簡單；模具制造成本低，周期短，成型 的生產(chǎn)效率高，適用范圍是塑件較大，精度要求較高或者小批量及試生產(chǎn)。主流道垂直于分型面。～ 6176。在多型腔的模具中是必不可少的，而在單型腔的模具中，有時可忽略。 圖 63 流道的截面形狀 流道效率 流動阻力 脫模 加工性 選用情況 圓形 小 好 不易對中 常用 梯形 較小 好 好 最常用 半圓 較大 好 好 較常用 方形 大 不好 好 不用 表 62 (3) 澆口的設(shè)計(jì) 廣東工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 第 15 頁 圖 64 d=4 L=4 a=3176。 澆口的類型采用的是針點(diǎn)式澆口，適用于成型 各種殼、盒塑件；澆口痕跡較小，易于自動切斷，使用于成型雙分型面。 4）澆口應(yīng)設(shè)置在能避免塑件表面產(chǎn)生熔合紋的位置。 一般設(shè)計(jì)主 流道的末端。 本設(shè)計(jì)的排氣的方式采用的是利用配合間隙排 氣，分型面，推出機(jī)構(gòu)及活動型芯與模板之間的配合間隙可進(jìn)行排氣，間隙值為 ～ ，適用于中小型單型腔模具。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。 整體式型芯，適用于塑件的內(nèi)形較簡單的模具 ，型芯結(jié)構(gòu)牢固；成型塑件的質(zhì)量較好，但模具的加工量大，耗鋼材多，熱處理變 形大 。 (2)模具成型零件的制造誤差 模具成型零件的制造精度是影響塑件的尺寸精度的重要原因之一。 綜上所述，塑件在成型過程中產(chǎn)生的最大尺寸誤差應(yīng)該是上述各種誤差的綜合。本塑件的最大 ，最小收縮率為 ，塑件的精度等級為五級，則模具按四級精度 制造， 以下按平均收縮率法計(jì)算各工作尺寸。其余各符號的意 義同上。因?yàn)樗芗?底面為圓形固采用推桿推出。將頂桿設(shè)計(jì)在塑件的內(nèi)部型腔。為了縮短頂桿與型芯配合長度以減少磨擦 ，可以將頂管配合孔的后半段直徑減少，一般減少 3—— 5mm.這是最常用的一種脫模機(jī)構(gòu)，這些頂桿一般只起頂出作用。 溫度的調(diào)節(jié)系統(tǒng) 模具溫度調(diào)節(jié)的重要性 模具的溫度直接 影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率 （ 1）塑件的尺寸精度 模具的溫度的穩(wěn)定，冷卻速度的均勻可以減少塑料的成型收縮率的波動，是塑件減少變形，保證尺寸穩(wěn)定的根本條件。 （ 3）塑件的表面質(zhì)量 提高模 具的溫度可以改善塑件的表面光潔；過低的模溫會使塑件的輪廓不清晰，并產(chǎn)生明顯的熔合紋。因此，除去薄壁小型件的注射?？梢岳米匀焕鋮s外，大部分塑件的模具都需要設(shè)置冷卻系統(tǒng)，進(jìn)行人工冷卻，以增大 ?? 的值，提高生產(chǎn)效率。 本設(shè) 計(jì)采用的是斜導(dǎo)柱的側(cè)向分型與側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) ,特點(diǎn)是利用模具開模力作為動力和開模行程 ,通過斜導(dǎo)柱等零件 ,在塑件脫模之前 ,進(jìn)行側(cè)抽芯；這類機(jī)構(gòu)復(fù)雜 ,但不需要特別的設(shè)備 .而且生產(chǎn)效力高 ,在生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛 .數(shù)量不宜主要適用于延時抽芯或 抽芯力不大的型芯。對于側(cè) 抽芯的抽芯力，采用如下的公式來估算： )s inc o s( ??? ?? chpF C CF ————— 抽芯力 c ————— 側(cè)型芯成型部分的截面平均周長 h————— 側(cè)型芯成型部分的高度 p————— 塑件對型芯單位面積上的包緊力；模內(nèi)冷卻的塑件 — 的取值約為 8~12MPa μ ————— 塑件對模具鋼的摩檫系數(shù)約為 ～ α ————— 側(cè)抽芯的脫 模斜度或傾斜角 NF C 4 6)20c o ( s i n10836 ?????? 斜導(dǎo)柱的傾斜角的確定 斜導(dǎo)柱的傾斜角的大小，既關(guān)系到開模時所需 的力，斜導(dǎo)柱所受的彎曲力和能提供的抽芯力，又關(guān)系到斜導(dǎo)柱的有效長度，抽芯距及 開模行程。在滑塊上 直接制出側(cè)型芯或側(cè)向成型塊稱 為整體式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)適合于形狀簡單的側(cè)向移動零 件。導(dǎo)滑槽多為Ｔ形槽或燕尾槽。將蓋板制 成局部式，這樣我們可以對導(dǎo)滑部分進(jìn)行淬火，磨削，由于導(dǎo)滑部分的精度大大的被提 高，因此這種斜滑塊使用的最為廣泛。 圖 104 此結(jié)構(gòu)承受的側(cè)向力比較大，采用緊固螺釘將 鍥緊塊安裝在模架中 廣東工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 第 27 頁 鍥緊角的選擇 當(dāng)斜導(dǎo)柱帶動滑塊做抽芯移動時，鍥緊塊的鍥緊角必須大于斜導(dǎo)柱的傾斜角 3~239。 鎖模力 鎖模力為注射機(jī)鎖模裝置用于夾緊模具的力。 注射機(jī)的開模行程是有限制的，塑件從模具中取出所需的開模距離必須小于注射機(jī)廣東工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 第 28 頁 的最大開模距離，否則塑件無法從模具中取出。 （ 3）流動性中等 其流動性中等，溢邊料在 mm左右（流動性比聚苯乙烯， AS 差，但比聚碳酸脂，聚氯乙烯好） [7]。 ③ 容易產(chǎn)生熔接痕。以上。 塑料模的裝配基準(zhǔn)分為兩種情況，一是以塑料模中和主要零件臺定 模，動模的型腔，型芯為裝配基準(zhǔn)。 1 模具的裝配順序 （ 1）確定裝配基準(zhǔn)； （ 2）裝配前要對零件進(jìn)行測量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈； （ 3）調(diào)整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗(yàn)修磨，以保證模板組裝密合，分型面吻合面積不得小于 80%，間隙不得小于溢料最小值，防止產(chǎn)生飛邊。 廣東工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 第 31 頁 ② 筒和噴嘴的加熱 根據(jù)工藝手冊中推薦的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱，與模具同時進(jìn)行。那么優(yōu)化設(shè)計(jì)的鑲件和嵌件在這里就起到了很大的作用，只須更換個別已損壞的零件，不會導(dǎo)致用過程中，會出現(xiàn)正常的磨損或不正常的磨損。 2 開模過程分析 注塑機(jī)推動推桿墊板兼頂管墊板使動定模分開，在導(dǎo)柱導(dǎo)向的情況下，動定模順利分型，同時拉料桿拉斷澆口，使塑件在推板和頂管的作用下順利脫出。使我對塑料模具設(shè)計(jì)的各種成型方法，成型零件的設(shè)計(jì)，成型零件的加工工藝，主要工藝參數(shù)的計(jì)算，產(chǎn)品缺陷及其解決辦法，模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及零部件的設(shè)計(jì)等都有了進(jìn)一步的理解和掌握。 經(jīng)過三個月的努力，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)終于順利完