【文章內(nèi)容簡介】 70%80%相比 ,仍有很大差距。 據(jù)有關(guān)方面預(yù)測 ,模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的 ,在未來的模具市場中 ,塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具 ,在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展 ,對塑料模具提出越來越高的要求是正常的 ,因此 ,精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時 ,由于近年來進口模具中 ,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。建筑業(yè)的快速發(fā)展 ,使各種異型材擠出模具、 PVC 塑料管材管接頭模具成為模具 市場新的經(jīng)濟增長點 ,高速公路的迅速發(fā)展 ,對汽車輪胎也提出了更高要求 ,因此子午線橡膠輪胎模具 ,特別是活絡(luò)模的發(fā)展速度也將高于總平均水平 。以塑代木 ,以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大 。家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展 ,特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大 。而電子及通訊產(chǎn)品方面 ,除了彩電等音像產(chǎn)品外 ,筆記本電腦和網(wǎng)機頂盒將有較大發(fā)展 ,這些都是塑料模具市場的增長點。 圓筒形線圈骨架的注射模具設(shè)計 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 4 國內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較表 項目 國外 國內(nèi) 注塑模型腔精度 ～ 0. 2～ 型腔表面粗糙度 ～ m m 非淬火鋼模具壽命 10～ 60 萬次 10～ 30 萬次 淬火鋼模具壽命 160～ 300 萬次 50～ 100 萬次 熱流道模具使用率 80%以上 總體不足 10% 標(biāo)準(zhǔn)化程度 70～ 80% 小于 30% 中型塑料模生產(chǎn)周期 1 個月左右 2～ 4 個月 在模具行業(yè)中的占有量 30～ 40% 25～ 30% 我國塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展 方向?qū)?: 提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多控所 在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用 CAD/CAM/CAE 技術(shù)。 CAD/CAM 技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù) ,近年來模具 CAD/CAM 技術(shù)的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度 ,為其進一步普及創(chuàng)造了良好的條件 。基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE 一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪 ,其將解決傳統(tǒng)混合型 CAD/CAM 系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn) 過程分工協(xié)作要求的問題 。CAD/CAM 軟件的智能化程度將逐步提高 。塑料制件及模具的 3D 設(shè)計與成型過程的 3D 分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量 ,并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源 ,所以廣泛應(yīng)用這項技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn) ,積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件 ,是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下 ,大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐 步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制 ,而且其常用于較復(fù)雜的大型制品 ,模具設(shè)計和控制的難度較大 ,因此 ,開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件 ,顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度 ,繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。 開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。 提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低 ,與國外差距甚大 ,在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展 ,為提 高模具質(zhì)量圓筒形線圈骨架的注射模具設(shè)計 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 5 和降低模具制造成本 ,模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此 ,首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn) ,并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn) 。其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本 。再次是要進一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種。 應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 圓筒形線圈骨架的注射模具設(shè)計 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 6 第二章 注射模的可行性分析 注射成形工藝條件 （ 1） 溫度 主要指料筒溫度和模具溫度。 （ 1）不同塑料的料溫都不盡相同。 （ 2）料溫太低不利于塑化，料溫太高，易導(dǎo)致塑件出飛邊，嚴(yán)重時將導(dǎo)致塑料發(fā)生降解。 （ 3）噴嘴的溫度通常低于料筒的前段溫度，以避免“流涎”現(xiàn)象。 （ 2） 壓力 包括注射壓力 ,塑化壓力（即背壓）、保壓力和鎖模壓力。 （ 1）塑件的尺寸越大，形狀越復(fù)雜，壁厚越薄，要求注射壓力越大。 （ 2）流動性好的塑料及形狀簡單的塑件，注射壓力較?。徊ＡЩ瘻囟燃梆ざ榷驾^大的塑料，應(yīng)用較高的注射壓力。 （ 3）模具或熔膠溫度較低時，宜用較大的注射壓力。 （ 4）對于同一副模具，注射壓力越大，注射速度也越快。 （ 3） 成型周期 完成一次注射成型工藝過程所需的時間，包括合模時間，注射時間，保壓時間，冷卻時間，開模時間，頂出時 間及其它時間（如放嵌件，噴脫模劑等）。其中保壓時間和冷卻時間占的比例最大，有時可達 80%。 注射模組成 注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注射機的種類等很多因素有關(guān)，但不論是簡單的還是復(fù)雜的注射模具，其基本結(jié)構(gòu)都是由動模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機的固定模板上，動模部分安裝在注射機的移動模板上，在注射成型過程中它隨注射機上的合模系統(tǒng)運動。注射成型時，動模和定模由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合，構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng)；開模時定模和動模分離，取出制件。 根據(jù)模具上各個零部件所起的作用，一般 注射模具可由以下幾個部分組成： （ 1） 成型零部件 成型零部件是指動、定模部分有關(guān)組成型腔的零件，它直接與熔體相接觸并成型塑料制件。通常有凸模、型芯、成型桿、凹模、成型環(huán)、鑲件等零件。在動模和動模閉合后，成型零件確定了塑件的內(nèi)部和外部輪廓尺寸。 （ 2） 合模導(dǎo)向機構(gòu) 圓筒形線圈骨架的注射模具設(shè)計 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 7 合模導(dǎo)向機構(gòu)是保證動模和定模在合模是準(zhǔn)確對合，以保證塑件形狀和尺寸的精確度，并避免模具中其他零部件發(fā)生碰撞和干涉。常用的合模導(dǎo)向機構(gòu)是導(dǎo)柱和導(dǎo)套，對于深腔薄壁塑件，除了采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向外，還常采用在動、定模部分設(shè)置互相吻合的內(nèi)外錐面導(dǎo)向、定位機構(gòu)。 （ 3） 澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)是熔融塑料從注射機噴嘴進入模具型腔所流經(jīng)的通道，它包括主流道、分流道、澆口和冷料穴等。 （ 4） 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu) 帶有側(cè)向凹凸形狀的孔或凸臺的塑件，在開模推出塑件之前，必須先把成型塑件側(cè)向凹凸形狀的瓣合模塊或側(cè)向型芯從塑件上脫開或抽出，塑件方能順利脫模。側(cè)向分型或抽芯機構(gòu)就是為實現(xiàn)這一功能而設(shè)置的。 （ 5） 推出機構(gòu) 推出機構(gòu)是指分型后將塑件從模具中推出的裝置，又叫脫模機構(gòu)。一般情況下，推出機構(gòu)由推桿、推桿固定板、推板、主流道拉料桿、復(fù)位桿及為了該機構(gòu)運動平穩(wěn)所設(shè)置的導(dǎo)向機構(gòu)所組成的 。 常見的推出機構(gòu)有推桿推出機構(gòu)、推管推出機構(gòu)、推件板推出機構(gòu)。此外還有凹模推出機構(gòu)、順序推出機構(gòu)和二級推出機構(gòu)。 （ 6） 加熱和冷卻系統(tǒng) 加熱和冷卻系統(tǒng)又叫溫度冷卻系統(tǒng)，它是為了滿足注射成型工藝對模具溫度的要求而設(shè)置的，其作用是保證塑料熔體的順利充型和塑件的固化定型。注射模具中是設(shè)置冷卻回路還是設(shè)置加熱裝置要根據(jù)塑料的品種和塑件成型工藝來確定。冷卻系統(tǒng)一般在模具上開設(shè)冷卻水道，加熱系統(tǒng)則在模具內(nèi)或周邊安裝點加熱元件，有的注射模須配備模溫自動調(diào)節(jié)裝置。 （ 7） 排氣系統(tǒng) 為了在注射成型過程中將型腔內(nèi)空氣及注射過 程中塑料本身揮發(fā)出來的氣體排出模外，以避免它們在塑料利用分型面排氣，也可利用模具的頂桿或型芯與配合孔之間間隙排氣。大型注射模須預(yù)先設(shè)置專用排氣槽。 （ 8） 支承零部件 用來安裝固定或支承成型零部件及前述的各部分機構(gòu)的零部件均稱為支承零部件。支承零部件組裝在一起，可以構(gòu)成注射模具的基本骨架。 注射模設(shè)計要求 圓筒形線圈骨架的注射模具設(shè)計 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 8 注射模具的功能是雙重的；賦予塑化的材料以期望的形狀、質(zhì)量；冷卻并推出注射成型的制件。 塑料注射模塑能一次性地成型形狀復(fù)雜、尺寸精確或嵌件的塑料制品。在注射模設(shè)計時。必須充分注意以下三個特點： （ 1）塑 料熔體大多屬于假塑料液體，能剪切變稀。它的流動性依賴于物料品種、剪切速率、溫度和壓力。因此須按其流變特性來設(shè)計澆注系統(tǒng)，并校驗型腔壓力及鎖模力。 （ 2）視注射模為承受很高型腔壓力的耐壓容器。應(yīng)在正確估算模具型腔壓力的基礎(chǔ)上，進行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計。為保證模具的閉合、成型、開模、脫模和側(cè)抽芯的可靠進行，模具零件和塑件的剛度與強度等力學(xué)問題必須充分考慮。 （ 3）在整個成型周期中，塑件 — 模具 — 環(huán)境組成了一個動態(tài)的熱平衡系統(tǒng)。將塑件和金屬模的傳熱學(xué)原理應(yīng)用于模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計，以確保制品質(zhì)量和最佳經(jīng)濟指標(biāo)的實現(xiàn)。 模具決定最終產(chǎn)品的性能、形狀、尺寸和精度。為了周而復(fù)始地獲得符合技術(shù)經(jīng)濟要求及質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品，模具的結(jié)構(gòu)特征、成型工藝及澆注系統(tǒng)的流動條件是影響塑料制件的質(zhì)量及生產(chǎn)率的關(guān)鍵因素。目前我國注射模具的設(shè)計已由經(jīng)驗設(shè)計階段逐漸向理論計算設(shè)計階段發(fā)展，因此，在了解并掌握塑料的成型工藝特性、塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性及注射機性能等成型技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計出先進合理的注射模具，是一名合格的模具設(shè)計人員所必需達到的要求。 圓筒形線圈骨架的注射模具設(shè)計 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 9 第 三 章 塑料件的工藝性分析 零件大體說明 零件名稱：圓筒形線圈骨架 生產(chǎn)批量：小批量 材料： ABS 顏色：透明 外形尺寸如下 圖： 圖 明確塑件設(shè)計要求 塑料制品的材料 圓筒形線圈骨架的注射模具設(shè)計 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 10 （ 1） 基本性能 ABS 是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性使 ABS 具有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，堅韌，良好的加工性和染色性能等一系列良好的綜合性能。 ABS 無毒、無味、呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤，有極好的抗沖擊強度，且在低溫下也不迅速下降；有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電器性能 ,其工藝參數(shù)如表 31 所示。 ABS 的主要成型特點是：成型壓力較高 ；塑料上的脫模斜度宜稍大；成型加工前應(yīng)進行干燥的處理；模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力；要求塑件精度高時，模具溫度可控制在 C?50 ～ 60 C? ，要求塑件光澤和耐熱時，應(yīng)控制在 60C? ～ 80 C? 。 （ 2） ABS 成型性能 1）無定形料 其品種很多，各品種的機電性能及成形特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成形方法及成形條件。 2）吸濕性強 含水 量應(yīng)小于 %（質(zhì)量），必須進行充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時間預(yù)熱干燥。 3）流動性中等 溢邊料 左右 。 4）模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng) 對料流阻力小，澆口處外觀不良，容易發(fā)生熔接痕，應(yīng)注意選擇澆口位置、形式，頂出力過大或機械加工時塑件表面 “ 呈現(xiàn)白色 ” 痕跡 。 表 ABS 注射成型的工藝參數(shù)表 塑 料 注射成型機類型 密 度 () 料 筒 溫 度 )(c? 模具溫度)(c? 注射壓力mpa 成型時間（ s） 后 段 中 段 前段 注射時間 保壓時間 冷卻時間 成型時間 ABS 螺桿式 1040 180 ～200 210～230 200～210 50～70 70 ～ 90 3～30 15～30 15～30 40～70 （ 3） ABS 主要性能指標(biāo) ABS，易燃，屈服強度 50Mpa，拉伸強度 38Mpa，伸長率 35%，摩擦系數(shù) ，熱變形溫度 80~103℃ ，計算收縮率 ～ %。具體如表 所示。 圓筒形線圈骨架的注射模具設(shè)計 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 11 表 ABS 的主要性能指標(biāo) 性能 單位 數(shù)值 密度 比體積 吸水率 收縮率 熔點 熱變形溫度 抗拉屈服強度 拉伸彈性模量 抗彎強度 沖擊韌度 硬度 體積電阻系數(shù) 拉伸強度 抗壓強度 彎曲彈性模量 比熱容 g/cm3 cm3/ g % % ℃ ℃ MPa MPa MPa kJ/m2 HB Ω