【正文】 在模架的基礎上再加工、添加成型零部件和其他功能結構件可以構成任何形式的注射模具 [11]。又因為該塑件為大批量生產，所以構成型腔的嵌入式凹模鋼材選用 P20(美國牌號 )。 圖 組合式凹模 （ 3）成型桿 (小型芯 )組合式 成型桿 (小型芯 )通常單獨制造，再嵌入模板中。成型桿通常單獨制造，再嵌入到模板中去。在四個角處，嵌入的半徑 R 應大于固定板 (或?？?)的轉角半徑 r。 圖 整體嵌入式凹模的兩種結構 (a) (b) H7/f6 H8/f7 武漢科技大學本科畢業(yè)設計 27 （ 3）局部鑲嵌式 當凹模局部形狀復雜，或某一部分容易損壞需要經常 更換，常采用局部鑲嵌式結構。 總體來說，整體式強度、剛度好，但不適用于復雜的型腔。尖錐的分流作用較好，常用在單型腔成型帶中心孔的塑件中，如塑料齒輪注射模具。 ～5176。 圖 定位孔 圖 定位圈 武漢科技大學本科畢業(yè)設計 24 冷料穴的設計 主流道冷料穴開設在主流道對面的動模板上，冷料穴直徑與主流道大端直徑相同或略大些，深度約為直徑的 1～ 倍，其體積要大于冷料的體積。定位圈外徑由注射機固定模板定位孔直徑確定。 主流道的表面精度 流道壁表面粗糙度取 mRa = ，且加工使應沿流道軸向拋光。 (5) 防止型芯變形和嵌件位移 應盡量避免塑料熔體直接沖擊細小型芯和嵌件，以防止熔體沖擊力使細小型芯變形、使嵌件位移。 武漢科技大學本科畢業(yè)設計 18 澆注系統(tǒng)設計影響因素 澆注系統(tǒng)設計合理與否影響塑件的內在性能質量、 尺寸精度、外觀質量、成型效率、塑料利用率等。 表 注射機主要技術參數 理論注射容量 500 cm179。為了充分發(fā)揮設備的能力，選擇范圍通常在 50％～ 80％。 （ 2）注射壓力 指注射過程中螺桿或柱塞頭部的最大壓力作用：克服注射過程中塑料熔體流經噴嘴、流道和型腔的阻力，同時對注入型腔的熔體給予一定的壓力，以完成物料補充，使塑件密實。 武漢科技大學本科畢業(yè)設計 14 我國早期的注射機多采用注射量表示法，如 XS—ZY－ 125， XS 表示塑料成型機械，Z 表示注射成型， Y 表示螺桿式（無 Y 則表示柱塞式）， 125 表示公稱注射容積為 125 cm3圖 410 所示為國產 XS－ ZY－ 125 注射機鎖模部分。 缺點：模具安裝比較麻煩，嵌件放入模具后應采用彈性裝置將其卡緊，否則可能傾斜或落下，機床占地面積較大。 (a) (b) 武漢科技大學本科畢業(yè)設計 12 (3) 根據塑件精度確定型腔數目 。盡可能將塑件留在動模一側，如圖（ a），將型芯設在動模 邊，依靠薄壁塑件對型芯足夠的包緊力，讓塑件留在動模一側。 塑料熔體容易在分型面上產生飛邊，影響外觀質量，因此，在光滑平整表面或圓弧曲面上應盡量避免選擇分型面。影響充模速率的因素很多，最主要的是塑件的壁厚，一般壁厚越大，注射壓力越低，充模速率越小。 注射壓力 注射機上常用壓力表表 示注射壓力的大小，一般熱塑性塑料在 40～ 130Mpa 之間，熱固性塑料在 100～ 170Mpa。 武漢科技大學本科畢業(yè)設計 7 (4) 在滿足注射要求的前提下，應采用盡可能低的模具溫度，縮短冷卻時間，提高生產率。 PEHD 的主要性能指標表 表 PEHD 的性能指標 密度 3/cmg ~ 熔點 c? 132~135 收縮比 拉伸強度 Mpa 17~41 拉伸彈性模量 Mpa 840~950 泊松比 與鋼磨擦因數 彈性模量 Gpa ~ PEHD 的注射成型過程及工藝參數 注射成型過程 (1) 成型前的準備 :對 PEHD 的色澤、粒度和均勻等進行檢驗，由于 PEHD 吸收性較大，成型前應進行 充分的干燥。設置一般圓角半徑 R 和厚度 T：當 R/T＜ 時，應力容易集中；當 R/T＞ 時則很少出現應力集中。為了方便脫模，塑件設計時必須考慮與脫模（及軸芯）方向平行的內、外表面，設計足夠的脫模斜度。特別是在汽車、家電、玩具等行業(yè)，模具水平更 是起到決定其命脈的作用。 ——推廣應用高速銑削、超精度加工和復雜加工技術與工藝，滿足模具制造的需要。現代模具設計制造不僅應強調信息的集成，更應該 強調技術、人和管理的集成?？v觀發(fā)達國家對模具工業(yè)的認識與重視，我們感受到制造理念陳舊則是我國模具工業(yè)發(fā)展滯后的直接原因。模具工業(yè)發(fā)展的關鍵是模具技術的進步 [11]。 再次， 就是擬定模具的結構形式。 本科畢業(yè)設計 題目 ： PE塑料桶蓋注射成型工藝 與模具設計 學 院 : 專 業(yè) : 學 號 : 學生姓名 : 指導教師 : 日 期 : 武漢科技大學本科畢業(yè)設計 I 摘 要 本次設計的題目是 PE 塑料桶蓋注射成型工藝與模具設計，要求設計出用于生產PE 塑料桶蓋的注射模具。模具的結構形式必須根據塑件的結構尺寸，通過計算進行合理的選擇。 我國塑料模具現狀及發(fā)展趨勢 近年來，我國的模具工業(yè)一直以每年 13%左右的增長速度快速發(fā)展。模具技術水平的高低，決定著產品的質量、效益和新產品開發(fā)能力，它已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志。 ——提高大型、精密、復雜與長壽命模具的設計與制造技術，逐步減少模具的進口量，增加模具的出口量。 ——開發(fā)優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術，提高模具的可靠性。 模具是工業(yè)產品生產用的重要工藝裝備，在現代工業(yè)生產中， 60%90%的工業(yè)產品武漢科技大學本科畢業(yè)設計 3 需要使用模具，模具工業(yè)已經成為工業(yè)發(fā)展的基礎，許多新產品的開發(fā)和研制在很大程度上都依賴于模具生產，特別是汽車、摩托車、輕工、電子、航空等行業(yè)尤為突出。只有塑件高度不大、沒有特殊狹窄細小部位時，才可以不設計斜 度。由塑件圖可知，該塑件有較多方體邊應力集中處，故在塑件設計過程中確定各邊圓角半徑 R=1mm[23]。 (2) 注射過程 :塑件在注射劑料筒內經過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具性強成型，其過程可分為沖模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段 。 注射成型過程中的壓力 壓力可分為塑化壓力和注射壓力?？梢酝ㄟ^注射機的控制系統(tǒng)來調節(jié)。 3 擬定模具的結構形式 分型面位置的確定 根據塑件情況，一套模具中可以只有一個分型面，也可以同時設定兩個或多個分型面。圖結構較好，能減少飛邊，有損塑件的表面質量 。但是遇到厚壁塑件或者沒有型芯時，如圖（ b），應將塑件型腔設在動模一側為妥。 (4) 根據注塑機的最大注塑量確定型腔數目 。 武漢科技大學本科畢業(yè)設計 13 (2) 立式注射機 立式注射機的注射裝置與鎖模裝置均垂直安裝且在一條直線上，如圖 . 1 2 31 2312312 3 圖 注射機示意圖 1合模裝置； 2模具； 3注 射裝置 優(yōu)點：占地面積小，模具拆裝方便，在動模（下模）安放嵌件時，嵌件不易傾斜或墜落。 320 177。部分國產 SZ 系列注射機的注射壓力。 一般只需對最大注射量進行校核，但當注射熱敏性塑料時，還需校核最小注射量，因為一次注射量太小，塑料在料筒中停留時間過長，會導致塑料高溫分解，降低塑件質量和性能。 模板行程 500mm 螺桿柱塞直徑 55mm 最大磨具厚度 280mm 注射壓力 150Mpa 最小磨具厚度 500mm 注射速率 173g/s 定位孔深度 25mm 塑化能力 110kg/h 模具定位孔直徑 160mm 螺桿轉速 30r/min 噴嘴求半徑 20mm 鎖模力 2021N 噴嘴口半徑 3mm 拉桿內間距 570mm*570mm 頂出行程 90mm 注射機的相關參數的 校核 (1) 注射壓力的校核 有查表可得， PEHD 的注射壓力為 70~100Mpa，這里取 P0=90MPa,注射機的公稱注射壓力 MpaP 150=總 , 注射壓力安全系數 ~ =K , 這里取 =K ，所以有1 5 050**1 =PK ,則注射機的注射壓力合格。對澆注系統(tǒng)進行設計時，一般應遵循以下基本原則 ： (1) 適應塑料的成型工藝性能 了解塑料的成型工藝性能，如熔體的流動特性，溫度、剪切速度對粘度的影響，使?jié)沧⑾到y(tǒng)適應于所用塑料的成型特性要求，以保證塑件質量。 (6) 保證塑件外觀質量 應使?jié)沧⑾到y(tǒng)凝料與塑件容易分離，澆口痕跡易于清除修整、無損塑件的美觀和使用，澆口應開設在隱蔽的地方。 主流道尺寸 (1) 主流道的長度 小型模具 L 應盡量小于 60mm,本次設計中取 20mm 進行設計。澆口套（定位圈）由 M6～ M8 的螺釘固定在模具定模座板上。 如果分流道較長，也需要設置冷料穴，可將分流道末端沿料流方向延長作為冷料穴，以容納前鋒冷料，其長度為分流道直徑的 ～ 2 倍 [7]。123121210～155～85176。 武漢科技大學本科畢業(yè)設計 25 2456713 圖 帶球形頭拉料桿的冷料穴 校核主流道的剪切速率 計算主流道的體積流量 scmtVVq /)( 3=+= 主塑主 () 計算主流道的剪切速率 310*∏/ 3 —主主 sRq == () 主流道內熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 5*102~5*103s 之間，所以，主流道的剪切速率校核合格。鑲嵌式采用組合的模具結構，使復雜的型腔加工相對容易，可避免采用同一材料，可利用拼接間隙排氣，但易在塑件表面留下鑲嵌塊的拼接痕跡。嵌入圓銷成型塑件表面直紋；鑲件成型塑件的溝槽；鑲件構成塑件圓環(huán)形筋槽；鑲件成型塑件底部復雜構形。 圖 四壁 拼合的組合式凹模 凹模是成型制品的外表面的成型零件。 下面介紹凸模的整體式、組合式結構及小型芯 (成型桿 )組合式結構。 圖 (a)中成型桿靠過盈配合直接壓入模板的孔中，是最簡單的一種固定形式，但牢固性差，配合不緊時有可能拔出。對于成型塑件外圓筒的大型芯來說，由于脫模時與塑件的磨損嚴重，因此剛才選用高合金工具鋼 40CrMoSiV1，熱處理硬度為 45~55HRC[9]。 武漢科技大學本科畢業(yè)設計 34 123456789101112131415161718192021 圖 基本模架 注射模的典型結構 支承零部件用來安裝或支承成型零部件及其他結構零部件，圖中，包括定位圈 定模座板 動模座板 定模板 動模板 支承板 1墊塊 11 等。標準模架包括支承零部件、導向機構和脫模機構。 成型零件剛才的選用 根據對成型塑件的綜合分析，該塑件的成零件要求有足夠的剛度、強度、耐 磨性及良好的抗疲勞性能，同時考慮他的機械加工性能和拋光性能。圖 (a)采用整體嵌入結構，(b)為螺釘連接、銷釘定位的結構， (c)為型芯嵌入模板的結構，采用止口定位。小型模具凸模常采用整體式，與模板做成一體，大、中型模具采用組合式。圖(a)、 (b)中，側壁相互之間采用扣鎖以保證連接的準確性，連接處外側做成 ～ 的間隙，使內側接縫緊密。 凹模從凹模固定板下部嵌入，用支承板、螺釘將其固定；凹模從凹模固定板上面嵌入。按其結構的不同可分為 :整體式、整體嵌入式、局部鑲嵌式、大面積鑲嵌式和四壁鑲嵌式 [8]。錐形頭拉料桿沒有儲存冷料的作用，它僅靠塑料收縮的包緊力拉出主流道凝料，故可靠性不佳，可采用較小的錐度、 增加錐面粗糙度或在錐面上開環(huán)形槽來增大錐面的摩擦力。3 176。另外，定位圈高度應小于定位孔深度。 定位圈與注射機固定模板的定位孔相配合，用于模具與注射機的安裝定位。 主流 道的材料 主流道的襯套材料采用 T8A，熱處理硬度為 53~57HRC。 (4) 有利于型腔中氣體的排出 澆注系統(tǒng)應能順利地引導塑料熔體充滿型腔的各個角落，使型腔及澆注系統(tǒng)中的氣體有序排出，保證充填過程中不產生紊流，避免因氣體積存而引起凹陷、氣泡、燒焦等塑件成型缺陷。 4 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)的組成由主流道、分流道、澆口、冷料穴 圖 澆注系統(tǒng)的組成 澆注系統(tǒng)的作用 使塑料熔體平穩(wěn)有序地填充到型腔中，把注射壓力充分傳遞到型腔的各個部位，以獲得組織致密、外形清晰的塑件。注射機型號為SZ500/200 臥 式注射機 ，其主要技術參數見表 [4]。 圖 鎖模裝置的基本參數 1動模固