【正文】 排氣槽的設(shè)計(jì) 24 第九章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 25 91 機(jī)構(gòu)的功用 25 92 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 25 93 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)原則 26 94 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)原則 26 95 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配 合形式 26 第十章 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 27 101 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 27 102 塑件推出方式 27 103 脫模力的計(jì)算 27 104 推桿的結(jié)構(gòu)形式及形狀 28 105 推出機(jī)構(gòu)的形式 29 第十一章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 30 111 冷卻系統(tǒng)的簡單計(jì)算 30 112 冷卻通道形式及設(shè)計(jì) 31 第十二章 總裝圖和零件圖的繪制 33 結(jié)論 35 參考文獻(xiàn) 36 致謝 37 附錄 38 第一章 前 言 1． 1 塑料成型模具在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 模具在現(xiàn)代生活中是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝設(shè)備它的作用是控制 和限制材料固態(tài)或液態(tài)的流動(dòng)使之形成所需要形體可以說人類的衣食住行沒有哪一方面離得開模具 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展人們對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的種類數(shù)量質(zhì)量及款式都有越來越高的要求模具工業(yè)不但在國民經(jīng)濟(jì)中占捬重要地位在世界市場上也是獨(dú)樹一枝是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)世界模具市場總體上供不應(yīng)求市場需求在 600到 650億美元如今模具工業(yè)的發(fā)展甚至已經(jīng)超過了新興的電子工業(yè)振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)中國政府早在 1989 年 3 月頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位 模具按制造的產(chǎn)品分類可以分為塑料模具又分為 注塑模具鑄壓模具和吹塑模具沖壓模具鑄造模具橡膠模具和玻璃模具等其中尤以注塑模具和沖壓模具用途廣技術(shù)成熟占據(jù)的比重大除部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模因?yàn)樗麄円话愣际且揽咳S的模具形腔是材料成型美國塑料 原料 的產(chǎn)量多年來一直雄居各國之首德國是世界最大的塑料 原料 生產(chǎn)國之一中國塑料工業(yè)多年持續(xù)高速增長 1991 年產(chǎn)量僅為 250 萬噸 1995 年增為 350 萬噸 1998 年超過 700萬噸到 2020年已增達(dá)約 1400萬噸超過日本而成為世界第 3大塑料原料生產(chǎn)國中國今年塑料制品市場將持續(xù)走強(qiáng)在包裝工程建材農(nóng)用和日用塑 料制品等各個(gè)領(lǐng)域都將有較大幅度的增長需求量將超過 2500 萬噸其中包裝塑料制品今年需求量將超過 850萬噸工程塑料制品需求量將達(dá) 400萬噸左右建材塑料制品需求量將達(dá)300萬噸以上農(nóng)用塑料制品需求量將在 500萬噸左右日用塑料制品需求量約為 80萬噸左右 國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 目前世界模具市場供不應(yīng)求模具的主要出口國是美國日本法國瑞士等國家近年來我國的模具工業(yè)一以每年 13 左右的增長速度快速發(fā)展我國模具行業(yè)在十五期間的增長速度將達(dá)到 13～ 15模具鋼的需求量也將以每年 12的速度遞增全國年需求量約 70萬噸左右而國產(chǎn)模 具鋼的品種只占現(xiàn)有國外模具鋼品種的 60每年進(jìn)口模具鋼約 6萬噸我國每年進(jìn)口模具約占市場總量的 20左右已超過 10億美元其中塑料與橡膠模具占全部進(jìn)口模具 50以上沖壓模具占全部進(jìn)口模具約 40由此可見我國的模具工業(yè)的發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮? 雖然我國模具技術(shù)得到較大的發(fā)展但仍不能滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要還需花費(fèi)大量資金向國外進(jìn)口一些模具其原因有專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化程度不高模具產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)工藝水平總體上比國際先進(jìn)水平低許多生產(chǎn)工藝水平低則主要表現(xiàn)在加工工藝加工裝備等方面模具品種少效率低經(jīng)濟(jì)效益不好模具生產(chǎn)制造周期卻要比國際先進(jìn)水平 長許多產(chǎn)品質(zhì)量水平低主要表現(xiàn)在模具精度表面粗糙度壽命及模具的復(fù)雜程度上制造技術(shù)較發(fā)達(dá)國家落后模具壽命較短壽命也只有國際先進(jìn)水平的 50％左右新材料使用量較低且力量分散管理落后根據(jù)我國模具技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題近年來我國積極發(fā)展開發(fā)發(fā)展精密復(fù)雜大型長壽命模具以滿足國內(nèi)市場需求國家已規(guī)劃分別在山東廣東北京上海廣州江浙等地的有關(guān)單位重點(diǎn)扶持發(fā)展熱鍛模熱鑄模塑料模冷沖模等以便集中力量發(fā)展這些有影響的高水平模具及標(biāo)準(zhǔn)件加速模具標(biāo)準(zhǔn)化和商品化以提高模具質(zhì)量縮短模具制造周期大力開發(fā)和推廣應(yīng)用模具 CADCAM 技術(shù)提高模具 制造過程的自動(dòng)化程度積極開發(fā)模具新品種新工藝新技術(shù)和新材料發(fā)展模具加工成套設(shè)備以滿足高速發(fā)展的模具工業(yè)需要 塑料加工技術(shù)和塑料模具技術(shù)發(fā)展迅速成為我國塑料加工業(yè)近年來連續(xù)高速穩(wěn)定增長的重要基礎(chǔ)也為塑料相關(guān)領(lǐng)域如家電汽車包裝等行業(yè)的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用 AIE亞太國際緊跟材料市場趨勢致力于 ABS材料的開發(fā)與推廣推出一系列具有優(yōu)異綜合性能及技術(shù)表現(xiàn)的 ABS汽車材料開發(fā)處諸多新型 ABS復(fù)合材料如高抗沖性阻燃性外觀著色等為最終用戶的使用提供全程的支持和幫助并不斷提供新的解決方案 縱觀發(fā)達(dá)國家對(duì)模具工業(yè)的認(rèn)識(shí)與重視 制造理念陳舊是我國模具工業(yè)發(fā)展滯后的原因模具技術(shù)水平的高低決定著產(chǎn)品的質(zhì)量效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力因此模具是國家重點(diǎn)鼓勵(lì)與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品現(xiàn)代模具是多學(xué)科知識(shí)集聚的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分是國民經(jīng)濟(jì)的裝備產(chǎn)業(yè)其技術(shù)資金與勞動(dòng)相對(duì)密集目前我國模具工業(yè)的當(dāng)務(wù)之急是加快技術(shù)進(jìn)步調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)增加高檔模具的比重質(zhì)中求效益提高模具的國產(chǎn)化程度減少對(duì)進(jìn)口模具的依賴 今后我國要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展成為模具制造強(qiáng)國中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)有了很大發(fā)展模具水平有了較大提高在大型模具方面 已能生產(chǎn) 48約 122CM大屏幕彩電塑殼注射模具 65KG 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具精密塑料模方面以能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具經(jīng)過多年的努力在模具 CADCAECAM 技術(shù)模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)快速成型與快速制模技術(shù)新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)盡管我國模具工業(yè)有了長足的進(jìn)步部分模具已達(dá)到國際先進(jìn)水平但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要每年仍需進(jìn)口 10 多億美元的各類大型精密復(fù)雜模具與發(fā)達(dá)國 家的模具工業(yè)相比在模具技術(shù)上仍有不小的差距 國內(nèi)外模具工業(yè)和技術(shù)主要發(fā)展方向?qū)⒅饕性谝韵聨追矫? 1 模具 CADCAECAM 正向集成化三維化智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 2 模具檢測加工設(shè)備向精密高效和多功能方向發(fā)展 3 快速經(jīng)濟(jì)制造技術(shù)的廣泛應(yīng)用 4 開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù) 5 模具研磨拋光將向自動(dòng)化智能化方向發(fā)展 6 模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛 7 模具工業(yè)新工藝新理念和新模式的發(fā)展 第二章 注塑件分析 21 塑件材料的選擇及其結(jié)構(gòu)分析 211 塑件說明 手機(jī)外殼是日常生活中經(jīng)常看到的東西在現(xiàn)今社會(huì)幾乎 每個(gè)人都有手機(jī)其形狀也是各式各樣豐富多彩手機(jī)外殼常用塑膠材料主要有 PCABS和 PCABS三大類 產(chǎn)品圖如下 圖 21 塑件圖 1 塑件材料的選擇選用 ABS 即丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物 2 生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn) 212 塑件的結(jié)構(gòu)與工藝性分析 1 結(jié)構(gòu)分析 該塑料制品是一個(gè)手機(jī)殼的上蓋上端部的配合處有尺寸精度要求該塑料制品選用的是 ABS塑料 ABS具有較高的強(qiáng)度硬度耐熱性及耐化學(xué)腐蝕性具有彈性和較高的沖擊強(qiáng)度該塑件壁厚為 1～ 2 2 工藝性分析 精度等級(jí)部分采用 5 級(jí)低精度 脫模斜度 ABS屬無定型塑料成型收縮率較小由參考文 獻(xiàn) [1]P36 表 210選擇該塑件上型芯和型腔的統(tǒng)一脫模斜度為 1 2． 2 ABS 的注射成型工藝 221 注射成型工藝過程 1 預(yù)烘干→裝入料斗→預(yù)塑化→注射裝置準(zhǔn)備注射→注射→保壓→冷卻→脫?！芗拖鹿ば? 2 清理模具涂脫模劑→合?！⑸? 222 ABS 的注射成型工藝參數(shù) 1 注射機(jī)螺桿式 2 螺桿轉(zhuǎn)速 rmin30 3 預(yù)熱和干燥溫度176。 C 要求光澤及耐熱型料宜取 60～ 80 176。 C 130 表 22 力學(xué)性能 名稱 數(shù)值 名稱 數(shù)值 屈服強(qiáng)度 MPa 抗拉強(qiáng)度 MPa 38 斷裂伸長率 ％ 35 拉伸彈性模量 GPa 18 抗彎強(qiáng)度 MPa 80 彎曲彈性模量 GPa 14 抗壓強(qiáng)度 MPa 53 抗剪強(qiáng)度 MPa 24 沖擊韌度 簡支梁式 無缺口 261 布氏硬度 97R121 缺口 11 表 23 電氣性能 名稱 數(shù)值 名稱 數(shù)值 表面電阻率Ω 12 1013 體積電阻率Ω℃ W 22kgh 00035 1113 確定冷卻水路的直徑 因?yàn)?qv 00035查參考文獻(xiàn) [1]P200表 430可知取模具冷卻水孔的直徑為 8mm 1114 冷卻水在管內(nèi)的流速 根據(jù)參考文獻(xiàn) [1]P211 式 459 有 1115 冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù) 因?yàn)槠骄疁貫?235℃查參考文獻(xiàn) [1]P200 表 431 可得 f 067 則有 1116 計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積 根據(jù)參考文獻(xiàn) [1]P211 式 461 有 1117 計(jì)算模具所需冷卻水管的 總長度 根據(jù)參考文獻(xiàn) [1]P211 式 463 有 1118 冷卻水路的根數(shù) 設(shè)每條水路的長度為 l 300則冷卻水道的根數(shù)不足一根由上述計(jì)算可以看出不足一條冷卻水道對(duì)于模具來說顯然是不適合的因此應(yīng)根據(jù)具體情況加以修改 11． 2 冷卻通道形式及設(shè)計(jì) 1121 影響冷卻通道設(shè)計(jì)的因素 1 模具結(jié)構(gòu)形式 2 模具的大小和成型投影面積的大小 3 澆口和流道的布置和結(jié)構(gòu) 1122 冷卻通道設(shè)計(jì)的基本原則 1 冷卻通道離膠壁的距離既不能太遠(yuǎn)也不能太近距離太遠(yuǎn)影響冷卻距離太近影響模具強(qiáng)度通常其邊距為 1018mm 2 冷卻通 道設(shè)計(jì)和布置應(yīng)與塑料制品的厚度相適應(yīng) 3 冷卻通道內(nèi)不應(yīng)有存水或產(chǎn)生回流的部位進(jìn)水管直徑的選擇應(yīng)使其進(jìn)水流速不超過冷卻通道中的水流速度以避免過大的壓力降 4 冷卻通道不應(yīng)穿過設(shè)有鑲塊或其接縫部位以防漏水 5 進(jìn)、出水水嘴接頭應(yīng)設(shè)在不影響操作的方向盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)通常在注射機(jī)操作位置的對(duì)面 6 合理確定冷卻水道的形式確定冷卻水管接頭位置避免與模具的其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉 7 冷卻水管進(jìn)出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)以免模具在搬運(yùn)過程中造成損壞 1123 冷卻通道的形式 冷卻通道的形式有直通式通道、圓周式通道、水柱式通道和 循環(huán)通道 在本設(shè)計(jì)中采用 4 個(gè)直徑為 8mm 的直通式冷卻通道其布置如下 第十二章 總裝圖和零件圖的繪制 一般先畫上主視圖再畫側(cè)視圖和其他視圖由于注射機(jī)大多為臥式的故注射模也常按安裝位置畫成臥式畫主視圖最好從分型面開始向左右兩個(gè)方向畫比較方便 1 主視圖繪制模具工作位置的剖面圖 2 側(cè)