【文章內(nèi)容簡介】 度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡化。追求的目標是提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率。國外發(fā)達國家模具標準化程度達到70％ 80％，實現(xiàn)部分資源共享，大大縮短設計周期及制造周期，降低生產(chǎn)成本．最大限度地提高模具制造業(yè)的應變能力 滿足用戶需求。 模具企業(yè)在技術上實現(xiàn)了專業(yè)化，在模具企業(yè)的生產(chǎn)管理方面，也有越來越多的采用以設計為龍頭、按工藝流程安排加工的專業(yè)化生產(chǎn)方式，降低了對模具工人技術全面性的要求，強調(diào)專業(yè) 化。 國外注塑成型技術在也向多工位、高效率、自動化、連續(xù)化、低成本方向發(fā)展。因此，模具向高精度復雜、多功能的方向發(fā)展。例如：組合模、即鈑金和注塑一體注塑鉸鏈一體注塑、活動周轉(zhuǎn)箱一體注塑；多色注塑等；向高效率、高自動化和節(jié)約能源，降低成本的方向發(fā)展。例如：疊模的大量制造和應用，水路設計的復雜化、裝夾的自動化、取件全部自動化。 我國注塑模具行業(yè)與其發(fā)展需要和國外先進水平相比，主要存在五大問題： ，產(chǎn)品總體水平較低，雖然有個別企業(yè)的部分產(chǎn)品已達到或接近國際水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面粗糙度 、生產(chǎn)周期、壽命等指標與國外先進水平相比尚有較大差距。 ，組織協(xié)調(diào)能力差，雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術改造，工藝裝備水平已比較先進，但大部分企業(yè)工藝裝備仍比較落后。企業(yè)的組織協(xié)調(diào)能力差，難以整合或調(diào)動社會資源為我所用，從而就難以承接比較大的項目。 ，一方面是技術人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少，觀念落后，對開發(fā)不夠重視。 ， 2020 年國產(chǎn)塑料模具國內(nèi)市場滿足率只有 74， 7％，其中大型、精度、長壽命模具滿足率還要低，估計不足 60％。市場需求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展一時還難以跟上，供不應求的局面還將持續(xù)一段時間。 ，在模具這樣競爭性行業(yè)中需依賴于特殊用戶，需單件生產(chǎn)的行業(yè)，國有和集體所有制原來的體制和經(jīng)營機制已越來越顯 3 得不適應。人才的數(shù)量和素質(zhì)水平也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。各地都重視這兩問題，解決尚待時日。 國內(nèi)外注塑模具的發(fā)展趨向 由于塑料模具工業(yè)快速發(fā)展及上述各方面差距的存在，因此我國今后塑料模具的發(fā)展必將大于模具工業(yè)總體發(fā)展速度。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)模化和現(xiàn)代化發(fā)展的同時， “小而專 ”、 “小而 精 ” 仍舊是一個必然的發(fā)展趨勢。從技術上來說，為了滿足用戶對模具制造的 “交貨期短 ”、 “精度高 ”、 “質(zhì)量好 ”、 “價格低 ”的要求，以下的發(fā)展趨勢也較為明顯。 展望我國塑料模具的未來，筆者以為應從提高技術水平著手，一方面發(fā)展專業(yè)模具廠的技術優(yōu)勢，使之進一步提高對某一類模具的設計制造水平；另一方面 要不斷采用新技術、新工藝，提高模具產(chǎn)品的技術含量。要提高我國的模具技術水平，必須在以下方面加大努力： 、大型、復雜、長壽命的模具，實現(xiàn)模具國產(chǎn)化； 2..加速模具標準化、專業(yè)化、商品化生產(chǎn)； CAD／ CAM／ CAE、 RPM 等先進模具設計和制造技術； ，使他們盡快掌握模具設計和制造中的先進技術。 本課題的內(nèi)容和具體要求 本課題的內(nèi)容 根據(jù) 模具 樣品，設計一套注射模具。 圖 1 4 具體要求 a、本設計中要注意的問題：塑件的精度要求為六級，其中配合部位為七級。 b、計預期的效果：通過本次設計，熟練掌握模具開發(fā)的基礎知識，并能熟練應用 AutoCAD。 5 第二章 塑件成型工藝性分析 塑件的分析 （ 1） 塑件的外 形尺寸 此 塑件 的 壁厚為 ， 塑件的外形尺寸不是很大，但是形狀不是很規(guī)則，適用于注塑成型。 （ 2） 塑件的精度等級 此 塑件的每個尺寸的公差都不盡相同，有的精度要求不高，有的尺寸的精度要求比較高，我們按照實際的公差進行計算。 ABS 的性能分析 （ 1） 使用性能 綜合性能好，沖擊強度、力學強度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學性，電氣性能良好；易于成型和機械加工，適合制作一般機械零件、減摩零件、傳動零件和結(jié)構零件。 （ 2） 成型性能 1）無定型塑料。其品種繁多，各品種的機電性能及成型特性也各有差異，應按品種來確定成型 方法及成型條件。 2） 吸濕性強。含水量應小于 %（質(zhì)量），必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應要求長時間預熱干燥。 3） 流動性中等。溢邊料 。 4） 模具設計時要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進料口的位置、形式。推出力過大或機械加工時塑件呈現(xiàn)白色痕跡。 （ 3） ABS 的主要性能指標 密度 / g/ cm3 ～ 屈服強度 /MPa 50 比體積 / cm3/g ～ 拉伸強度 /MPa 38 吸水率 (%) ～ 拉伸彈性模量 /MPa 103 熔點 /℃ 130～ 160 抗彎強 度 /MPa 80 計算收縮率 (%) ～ 抗壓強度 /MPa 53 比熱容 /J/（ kg ℃ ） 1470 彎曲彈性模量 /MPa 103 6 ABS 的注塑成型過程及工藝參數(shù) （ 1） 注塑成型過程 將塑料顆粒定量注入，加入到注塑機的料筒內(nèi)，通過料筒的傳熱，以及螺桿轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的剪切摩擦作用使塑料逐漸融化成流動狀態(tài)，然后在柱塞或螺桿的推擠下熔融塑料以高壓和較快的速度通過噴嘴注入到溫度較低的閉合模具的型腔中，由于模具的冷卻作用，使膜腔內(nèi)的熔融塑料逐漸凝固并定型，最后開模取出塑件。 （ 2） 熱塑性 注射成型工藝過程 注射裝備準備裝料 注射裝置準備注射 圖 注射成形工藝示意圖 （ 3） 注塑工藝參數(shù) 1）注塑機：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為 30r/min。 2）料筒溫度（ ℃ ）：后段 150～ 170； 中段 165～ 180； 前段 180～ 200。 3）噴嘴溫度（ ℃ ）： 170～ 180。 4）模具溫度（ ℃ ）： 50～ 80。 5）注射壓力（ MPa）： 60～ 100。 6）成型時間（ s）： 30（注射時間取 ，冷卻時間 ，輔助時間 8）。 預烘干 裝入料斗 預塑化 清理嵌件預熱 清理模具涂脫模劑 放入嵌件 合模 注射 保壓 冷卻 脫模 塑件送下道工序 7 第 三 章 擬定模具的結(jié)構形式 分型面位置的確定 a、 分型面是動、定模具的分界面，即打開模具取出塑件或取出澆注系統(tǒng)凝料的面。分型面的位置影響著成型零部件的結(jié)構形狀，型腔的排氣情況也與分型面的開設密切相關。 b、 分型面的分類及選擇原則 （ 1）分型面的分類 實際 的模具結(jié)構基本上有三種情況： ① 型腔完全在動模一側(cè)； ② 型腔完全在定模一側(cè)； ③ 型腔各有一部分在動定、模中。 本模具的型腔設計采用完全在定模一側(cè)的結(jié)構設計。 （ 2）分型面的分類及選擇原則 分型面的選擇不僅關系到塑件的正常成型和脫模，而且設計末句結(jié)構和制造成本。一般來說，分型面的總體選擇原則有以下幾條： 1） 脫出塑件方便； 2） 模具結(jié)構簡單； 3） 型腔排氣順利； 4） 確保塑件質(zhì)量； 5） 無損塑件外觀； 6） 合理利用設備。 （ 3）分型面的確定 鑒 于以上的要求，在該模具中分型面設在 兩個曲面的結(jié)合處 ， 這 是該塑件分型面的一個好的選擇。 8 圖 2 型腔的分布 （ 1） 型腔數(shù)量 的確定 該塑件采用的精度一般在 2～ 3 級之間，且為大批量生產(chǎn)，可采用一模多腔的結(jié)構形式。 模具型腔在模板上的排列方式通常有圓形排列、 H 形排列、直線排列、對稱排列及復合排列等。 綜合考慮， 初步設定該 模具型腔為一模 兩 腔， 故采用直線對稱排列 。 （ 2） 模具結(jié)構形式 的確定 從上面的分析可知，本模具設計為一模兩腔，對稱直線排列。澆注系統(tǒng) 設計時，流道采用對稱平衡式，澆口采用側(cè)澆口，且開設在分型面上。由上分析可確定選用單分型面注射模。 注射機型號的確定 （ 1） 注射量的計算 通過三維軟件建模設計分析計算得 塑件體積： V= cm3 塑件質(zhì)量： m=ρV= 式中， ρ參考表可取 g/ cm3/ （ 2） 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 澆注系統(tǒng)的凝料在設計之前是不能確定準確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的 ～ 1 倍來估算。由于本次采用流道簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按 倍來估算，故 一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為 V 總 =V 塑 （ 1+） 2= cm3 9 （ 3） 選擇注射機 根據(jù)第二步計算得出一次注入模具型腔的塑料總 體積 V 總 = cm3， 并結(jié)合試有； V 總 /=. cm3根據(jù)以上的計算，初步選定公稱注射量為 160 cm3 ，注射機型號為 SZ160/100 臥試注射機，其主要技術參數(shù)如下表 理論注射量 / cm3 160 移模行程 /mm 325 螺桿柱塞直徑 /mm V注射壓力 /MPa 40 最大模具厚度 /mm 320 150 最小模具厚度 /mm 200 注射速率 / 105 鎖模形式 雙曲模 塑化能力 / 45 模具定位孔直徑 /mm 125 螺桿轉(zhuǎn)速 / 0~200 噴嘴球半徑 /mm 12 鎖模力 /KN 1000 噴嘴口徑 /mm 3 拉桿內(nèi)間距 /mm 345X345 （ 4） 注射機相關參數(shù)的校核 1）注射壓力校核 查表可知， ABS 的注射壓力為 80～ 110 MPa，這里取P0=100 MPa，該注射機的公稱壓力 P 公 =150 MPa，注射壓力安全系數(shù) k1=～ ,這 里取 k1=，則； k1 P0=100=130P 公 ，所以，注射機壓注射力合格。 2）鎖模力校核 1塑件在分型面的投影面積 A 塑 則； A 塑 =2 澆注系統(tǒng)在 分型面上的投影 A 澆 ，即流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積 A 澆 數(shù)值。 但是對于塑件來說 A 澆 太小幾乎可以忽略。 3 總投影面積 A 總 =n（ A 塑 +A 澆 ） A 總 = mm2 4 模具型腔內(nèi)脹型力 F 腔 F 脹 = A 總 P 模 = 式中， P 模 是型腔的平均計 算壓力值， P 模 是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射 第 10 頁 壓力的 20%～ 40%。大致范圍是 25～ 40 屬于中等粘度塑料及具有精度要求塑件，故取 P 模 =35 MPa 由表 445 可得 F 鎖 =1000KN，鎖模力安全系數(shù)為 k2=～ ，這里取 k2 F 脹 = F 脹 =F 鎖 ， 所以，注射機鎖模力合格。 成型腔數(shù)的確定 以機床的注射能力為基礎，每次注射量不超過注射機最大注射量的 80%。 計算： N=（ 澆 ） / W 件 N型腔數(shù) S注射機的注射量（ 168g） W 澆 澆注系統(tǒng)的重量（ ） W 件 塑件重量（ ） 因為， N= 所以，此模具型腔為一模 兩 腔結(jié)構 符合。 因此注射機選擇合適 。 第 11 頁 第 四 章 澆注系統(tǒng)