【正文】 on to the collocation relationship of injection molding machine in choosing formwork. Keywords： injection。模具的設(shè)計是利用輔助設(shè)計軟件 AutoCAD 進(jìn)行設(shè)計的。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 安陽工學(xué)院 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。同時還介紹了在設(shè)計注塑模時的技術(shù)、理論、方法以及其他相關(guān)知識。在設(shè)計過程中要注意一些細(xì)節(jié)問題，例如模架的選擇要注意是兩板式結(jié)構(gòu)還是三板式結(jié)構(gòu)，在澆注系統(tǒng)的設(shè)計中要考慮塑料的流動性，在選模架時 ， 要 注意 與注塑機搭配關(guān)系?；ㄙM在防護(hù)罩設(shè)計和制造的時間不論是在改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品或者開發(fā)新產(chǎn)品中，在生產(chǎn)周期中都占有較大的比重。結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，降低了防護(hù)罩的制造成本。進(jìn)出口之比 20xx 年為 :1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口 達(dá) 億美元，為凈進(jìn)口量較大的國家。 20xx 年模具行業(yè)還顯現(xiàn)另外兩個特點 : 一是各地政府對模具工業(yè)的發(fā)展進(jìn)一步關(guān)注。許多地方加強了吸引外資及合資投入模具工業(yè)的工作，特別是在高新技術(shù)園區(qū)和工業(yè)園區(qū)，外資、合資模具企業(yè)進(jìn)一步增加， 如蘇州昆山模具園區(qū)， 60%以上是外資企業(yè)。 落后和差距主要表現(xiàn)在下列幾方面 ： （ 1）總量供不應(yīng)求、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不夠合理 其中中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率嚴(yán)重不足，大量進(jìn)口。 20xx 年德國模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元。 產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在對后續(xù)使用模具制造制件的工藝（如沖壓工藝）理解上，在模具設(shè)計上；在加工中精度、型腔表面粗糙度、壽命及模具的復(fù)雜程度上等。不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場經(jīng)濟(jì)中常處于被動地位。我國模具企業(yè)大都微利，缺乏后勁。信息化、數(shù)字化管理在模具企業(yè)應(yīng)用現(xiàn)在剛剛開始。與國際水平相比要落后許多 。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。 6 第 1 章 塑件工藝分析 塑件分析 塑件的二維圖 防護(hù)罩塑件圖如圖 所示 ： 圖 防護(hù)罩零件圖 塑件工藝分析 防護(hù)罩選擇的材料是丙烯腈 — 丁二烯 — 苯乙烯共聚物（ ABS），該產(chǎn)品在使用過程中需要經(jīng)常接觸，為防止防護(hù)罩磨損因此塑件的厚度必須均勻，如果可能的話，應(yīng)沒有接觸痕，不充分熔合的熔接痕易于形成薄弱的部位，所以要盡量避免。且表面硬度高、耐化學(xué)性好，同時通過改變上述三種組分的比例，可改變 ABS 的各種性能，故 ABS工程塑料具有廣泛用途。 ABS 的性能 7 ABS 的外觀為不透明呈象牙色的粒料，無毒、無味、吸水率低其制品可著成各種顏色，并具有 90%的高光澤度。其臨界表面張力為 34～38mN/cm。即使 ABS 制品被破壞，也只能是拉伸破壞而不會是沖擊破壞。 ABS 的力學(xué)性能受溫度的影響較大。 ABS 塑料的成型加工性能 ABS 同 PS 一樣是一種加工性能優(yōu)良的熱塑性塑料，可用通用的加工方法加工。 ABS 的吸水性較高，加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理。 ABS 工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性，成型加工和機械加工較好。而磷系阻燃劑品種、數(shù)量較少，且多數(shù)又為液體和低熔點化合物，不適用于 ABS 的造粒加工工藝。同時 ABS 在通訊器材、商品器材、文教娛樂用品及建材的需求前景也十分看好。 其他制品 ： 各類化工耐腐蝕管道、鍍金制品、文具、仿木制品、頭發(fā)烘干機 、 攪拌器 、食品加工機 、 割草機 、 高爾夫球手推車以及噴氣式雪撬車等。 通 過計算得塑件體積為 ： cmV =塑 塑件的質(zhì)量 ： gM 15=塑 澆注系統(tǒng)體積 ： 39cmV ?澆 澆注系統(tǒng)質(zhì)量 ： gVM ?? 澆澆 故 ： cmV =總 故 ： gM 30=總 選擇注塑機 根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量選擇 注塑機，公式如下： iimnkkm? （ 21） 式中 im — 注塑成型塑件單件的質(zhì)量或體積； jm — 澆注系統(tǒng)及飛邊的質(zhì)量或體積； m — 注射機的理論注射量； k — 注射機注射量的理論利用系數(shù)，一般取 ； n — 型腔數(shù)。 確定型腔數(shù)目及布局 12 塑件形狀簡單，質(zhì)量較小，生產(chǎn)批量件較大，所以應(yīng)使用多型腔注射模具。 （ a） (b) 圖 分型面 13 第 3 章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。由于塑件的形狀比較簡單， ABS 的流動性好，沖型能力比較好，因此可采取平衡分流道，便于加工。 分流道表面粗糙度：分流道表面不要求太光潔，表面粗糙度常取 ～ m? ，這可增 加對外層塑料熔體流動阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，以免帶入模腔，也有助于外層與心部的熔體之間產(chǎn)生一定的 速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱，增加流動性，形成絕熱層， 有利于保溫。主流道大端呈圓角，其半徑取 1～ 3mm,以減少流速轉(zhuǎn)向過渡的阻力，取半徑 。 由于主流道要與高溫高壓的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計成可拆卸的主流道襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨加工和熱處理，其大端兼作定位環(huán)，圓盤凸出定模端面的長度 H=5～ 10mm。冷料井的直徑宜大端直徑，長度約為主流道大端直徑。當(dāng)其被推出時，塑件和流道能自動墜落，易實現(xiàn)自動化操作。 型芯由動模板上的孔固定，型芯與推件板采用錐面配合，以保證配合緊密，防止塑件產(chǎn)生飛邊。 故 )3/1(0 ])4/3()(41[39。 故 ][39。 故 0 ][ ?? ??????? ）（模 ）（）（l 0 ][39。39。所以該成型零件采用 45。 型腔側(cè)壁的厚度計算 當(dāng) a/L≥ ： h=22σ4 )ωβ1( +pL （ 45） 當(dāng) a/L≤ ： 18 h=22σ )ωβ1(3 ?pa （ 46） 式中 h— 型腔側(cè)壁厚度， mm； ? — 模具材料的許用應(yīng)力， MPa； P— 型腔所受壓力， Mpa； L— 型腔側(cè)壁長邊尺寸， mm； a— 型腔側(cè)壁受熔體壓力的部分高度， mm； w— 系數(shù)； β— 邊長比， β=b/L。錐面定位機構(gòu)用于動、定模之間的精密對中定位。 導(dǎo)向機構(gòu)結(jié)構(gòu)及設(shè)計 模具設(shè)計通常購買標(biāo)準(zhǔn)模架，其中包括了導(dǎo)向機構(gòu)，如拉桿導(dǎo)柱，小導(dǎo)柱，復(fù)位桿。 導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯端面的高度高出 8～ 12mm，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型腔進(jìn)入凹模時與凹模相碰撞而損壞。另一種是除安裝部分的凸肩外安裝用的配合部分直徑比外伸工作部分直徑大，稱為帶肩導(dǎo)柱。 脫模機構(gòu)設(shè)計 簡單脫模機構(gòu) 在動模一邊拖加一次頂出力，就可實現(xiàn)塑件脫模的機構(gòu)稱為簡單脫模機構(gòu)。 頂桿頂出塑件后，必須回到頂出前的初始位置，才 能進(jìn)行下一次循環(huán)的工作。復(fù)位桿端面與分型面平齊，合模時，定模板推動復(fù)位桿，通過頂桿固定板，頂板使頂桿恢復(fù)到頂出前的位置。 22 第 7 章 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計 由于本塑件結(jié)構(gòu)的特殊性，塑件的成型機構(gòu)大部分也就是抽芯 機構(gòu)。 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的分類 根據(jù)動力來源的不同，側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)一般可分為機動、液壓或氣動以及手動等三大類型。對于側(cè)向凸起 較少的塑件的抽芯力往往是比較小的，僅僅是克服塑件與側(cè)型腔的粘附力和側(cè)型滑塊移動時的摩擦阻力。 抽芯距計算 在設(shè)計抽芯機構(gòu)時，除了計算側(cè)向抽芯力之外，還需考慮抽芯距地問題，側(cè)向抽芯距應(yīng)為完成側(cè)孔、側(cè)凹抽拔的最大深度再加上 3～ 5mm的安全余量。傾斜角 α實際上斜導(dǎo)柱與滑塊之間的壓力角。） ，防止側(cè)型芯受到成型壓力的作用時向外移動，斜導(dǎo)柱變形。 根據(jù)經(jīng)驗，取斜導(dǎo)柱直徑 d為 12mm。根據(jù)模具上側(cè)型芯大小、形狀和要求不同，以及各工廠的具體使用情況，滑塊與導(dǎo)滑槽的配合形式也不同，一般采用 T 形槽或燕尾槽導(dǎo)滑，本設(shè)計采用燕尾槽。 滑塊定位裝置在開模過程中 用來保證滑塊停留在剛剛脫離斜導(dǎo)柱的位置，不再發(fā)生任何移動，以避免在合模時發(fā)生碰撞。 本模具由于側(cè)抽芯較短，故導(dǎo)滑長度只要符合滑塊在開模時的定位要求即可。 25 圖 側(cè)抽芯機構(gòu) 1定位鋼球 2側(cè)滑塊 3斜導(dǎo)柱 4楔緊塊 5內(nèi) 六 角螺釘 26 第 8 章 注塑機參數(shù)校核 最大注射壓力的校核 丙烯腈 — 丁二烯 — 苯乙烯共聚物的原料為 ABS，所需注射為 60～ 100MPa，而所選注射機壓力為 109MPa，所以注射壓力符合要求。 鎖模力校核 鎖模力又稱合模力，是指熔料注入模腔時，合模裝置對模具施加的最大夾緊力。 模具與注塑機安裝部分相關(guān)尺寸校核 27 高度長寬尺寸要與注塑機模板尺寸和拉桿間距相適合 模具長 ?寬＜拉桿面積 模具長 ?寬為 250mm300mm＜注塑機拉桿間距 290mm? 368mm 故滿足要求。 28 第 9 章 溫 度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 在注射成形過程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率，根據(jù)塑料的要求，注射到模具內(nèi)的塑料溫度為 20xxC 左右，而從模具中取出塑件的溫度約為 600C，溫度降低是由于模具通入冷卻水，將溫度帶走了，普通的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度 因防護(hù)罩使用的塑料是丙烯腈 — 丁二烯 — 苯乙烯共聚物（ ABS），要求模溫高，若模具溫度過低則會影響塑料的流動性，增加剪切阻力，使塑件的內(nèi)應(yīng)力較大，甚至還出現(xiàn)冷流痕、銀絲、注不滿等缺陷。 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 對于大多數(shù)熱塑性塑料，模具上不需設(shè)置加熱裝置。冷卻水孔中心線與型腔壁的距離應(yīng)為冷卻水道直徑的 1～ 2 倍（通常 12mm～ 15mm） ，冷卻水道之間的中心距約為水孔直徑的 3～ 5 倍。澆口處要加強冷卻。在模具上開設(shè)冷卻水道，通循環(huán)水對 模具進(jìn)行冷卻，如下圖為凹模的冷卻水道，型芯的冷卻水道見裝配圖。模具加熱方法包括：熱水、 熱空氣 、熱油及電加熱等。同時，在斜導(dǎo)柱 31 帶動側(cè)滑塊 30 進(jìn)行側(cè)向抽 芯脫模，且在側(cè)向抽芯動作同時，斜滑塊 30 沿著推件板 18 上的滑槽運動，并沿著楔緊塊 32 的斜面向著斜面方向運動。并在導(dǎo)柱 1 和拉桿導(dǎo)柱 13 的作用下，完成與定模板 推料板 2定模座板 11 復(fù)位，同時側(cè)滑塊 30 在斜導(dǎo)柱 3楔緊 塊 32 和定位鋼球 29 的作用下完成側(cè)型芯的合模。 在設(shè)計過程充分利用了各種可以利用的方式，參考不同的 文獻(xiàn)資料，對比不同的設(shè)計方案，找出最經(jīng)濟(jì)、最實用、最合理的。在確定澆注系統(tǒng)時，為保證塑件的表面質(zhì)量，采用點澆口澆注系統(tǒng)，并且采用三板式模具結(jié)構(gòu)。好在有指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和同學(xué)的相互幫助設(shè)計才能順利地完成。她那一絲不茍的工作作風(fēng)是我在以后的工作中所要努力學(xué)習(xí)的榜樣。在最后感謝在這4 年里共同學(xué)習(xí)的同學(xué)們是他們使我的 大學(xué)生活充滿了激情， 也認(rèn)識了更多的朋