【文章內(nèi)容簡介】 它們直接影響了塑料的塑化以及塑件的質(zhì)量。成型過程中要控制的時間參數(shù)包括成型周期、合模時間、注射時間、保壓時間以及模內(nèi)冷卻時間等。經(jīng)過查詢，ABS的注射參數(shù)如下： ABS注射參數(shù)注射機類型螺桿式 模具溫度/℃50～70螺桿轉(zhuǎn)速/（rmin1）30～60注射壓力/MPa70～90噴嘴類型直通式保壓壓力/MPa50～70噴嘴溫度/℃180～190注射時間/s3～5料筒溫度/℃前段200～210保壓時間/s15～30中段210～230冷卻時間/s15～30后段180～200成型周期/s40～703 塑件制品分析 塑件的設(shè)計本次畢業(yè)設(shè)計的塑件為鼠標(biāo)上蓋。其整體的形狀是一個類似橢圓形的殼體。它的四周以及整個外表面都是弧形的，是弧狀的曲面。在使用UG進(jìn)行建模設(shè)計時，通過縫合片體進(jìn)行建模，使用了大量的投影，掃掠，拉伸以及利用片體的修剪的功能。 建模大致過程該鼠標(biāo)上蓋前端有兩個凹形以及一個長圓形孔，分別用來固定鼠標(biāo)左右按鍵以及中間滾輪，中段有一個橫向的斷口，從這個口插入按鍵塊，后面部分有一個螺紋孔柱，兩個一般孔柱以及一些的肋板用以固定和支撐。 鼠標(biāo)外殼塑件靜態(tài)線框圖 塑件的結(jié)構(gòu)及其工藝性分析 塑件形狀塑件的整體形狀是圓弧形的，在設(shè)計時應(yīng)盡量符合人手握住鼠標(biāo)時手掌的形狀，因此在設(shè)計時外形的尺寸參數(shù)也參考了一些鼠標(biāo)的資料。從以往設(shè)計時的經(jīng)驗我們知道，在自然狀態(tài)下放松放在鼠標(biāo)上時，人手能夠覆蓋的面積越大，這個鼠標(biāo)的外形就越符合人體工程學(xué)。鼠標(biāo)的上蓋的側(cè)面的外形由鼠標(biāo)上蓋頂端外形弧線所決定，這條曲線的趨勢應(yīng)該和人手掌在握住鼠標(biāo)時的趨勢相符合。由于本次畢業(yè)設(shè)計沒有相應(yīng)的設(shè)備與技術(shù)提供支持，無法精確的測量鼠標(biāo)以及人手的曲率，所以只能畫出大概的形狀使其在外觀上大致符合要求。 塑件的壁厚 影響塑件的質(zhì)量與強度的因素中，壁厚是很重要的原因之一。塑料制品的厚度在設(shè)計過程中，過厚或過薄都不是一個好的現(xiàn)象。塑件的壁厚應(yīng)該根據(jù)塑件的使用要求以及塑件的結(jié)構(gòu)特點還有它的模具的成型工藝的要求而定。如果塑料制件的壁厚過小那么它的流動阻力就會增大，如果是大型復(fù)雜塑件的話就會出現(xiàn)難以充滿型腔的情況。在設(shè)計塑件時，塑件壁厚的最小厚度應(yīng)當(dāng)滿足兩點，即其能夠使塑件具備足夠的滿足結(jié)構(gòu)功能要求的強度和剛度；以及其在脫模時受到脫模機構(gòu)帶來的的沖擊時不會受到損壞或者變形。 然而塑件的壁厚也不能設(shè)計的過大。因為如果過大的話不僅會浪費原材料，增加生產(chǎn)成本以及冷卻的時間。由經(jīng)驗得知，塑件厚度的變化對制品冷卻時間的影響是很大的，其占比大約為1:4，也就是說，制品的厚度每增加一倍，它所需要的冷卻時間就要相應(yīng)的增加四倍）。除此之外，過厚的壁厚還會降低生產(chǎn)效率，影響塑件的質(zhì)量，比如容易產(chǎn)生縮孔、翹曲或是氣泡等缺陷。 所以在設(shè)計塑件確定其壁厚時應(yīng)注意以下幾點：1）在滿足使用要求的前提下，盡量減小壁厚；2）制件的各部位壁厚盡量均勻，以減小內(nèi)應(yīng)力和變形；3）承受緊固力部位必須保證壓縮強度；4）避免過厚部位產(chǎn)生縮孔和凹陷； 5）成型頂出時能承受沖擊力的沖擊； 6）壁厚應(yīng)盡量均勻一致，同一零件的壁厚要一致，否則會因冷卻速度不同產(chǎn)生附加內(nèi)應(yīng)力，使塑件產(chǎn)生翹曲、縮孔、裂紋甚至開裂。塑件局部過厚，外表會出現(xiàn)凹痕，內(nèi)部會產(chǎn)生氣泡；7）～2mm，一般壁厚1～4mm，大型塑件壁厚6～8mm。通過查詢比對以上條件中最小壁厚及推薦壁厚值并參考現(xiàn)實中各類鼠標(biāo)外殼。 塑件的表面質(zhì)量要求由于塑件是一個鼠標(biāo)外殼的一部分，其表面直接與人體皮膚相接觸，而且接觸十分頻繁，因此對塑件的表面質(zhì)量要求比較高。塑件的表面質(zhì)量包括表面粗糙度和表觀質(zhì)量等。塑件表面粗糙度的高低，主要與模具型腔表面的粗糙度有關(guān)。目前，注射成型塑件的表面粗糙度通常為Ra=02～ ，模腔表壁的表面粗糙度數(shù)值應(yīng)為塑件的1/2，Ra=～。 塑件的尺寸精度要求塑件的尺寸精度是指塑件實際尺寸變化所達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)公差的等級范圍。在機械設(shè)計中，尺寸精度的設(shè)計是非常重要的一個環(huán)節(jié)，精度的設(shè)計包括幾何尺寸精度，形狀精度以及塑件幾何要素之間的位置精度等。而影響塑件尺寸精度的要素也有很多，包括：1）成型收縮率的波動。塑料本身的特性和成型工藝條件對塑件成型收縮率以及收縮率的波動影響很大，如塑料結(jié)晶、流動性、彈性模量、料溫以及模具溫度、注射壓力、保壓壓力、塑化背壓、成型周期等。均對收縮率產(chǎn)生不同程度的影響。2)模具結(jié)構(gòu)及其制造精度，在設(shè)計模具時，不但要考慮模具的分型面，以便膠件的成型和脫模。還要考慮塑件成型時熔料的流動性，及澆道的分布、澆口的位置、排氣、模具的冷卻或加熱等。3)在注射成型時，模腔內(nèi)要承受較高的壓力，若模具的剛性不足，會使模具產(chǎn)生變形從而降低塑件尺寸精度。此外型腔的結(jié)構(gòu)對剛度有較大影響，以整體模最好，框架模次之，鑲件模最差。但加工精度卻是框架模最高，鑲件模次之，整體模最差。為此，兩者要協(xié)同考慮。4)模具的定，動模的位置確定方法一般使用導(dǎo)柱和導(dǎo)套，然而由于存在配合間隙，因此模腔可能發(fā)生偏移，使塑件尺寸精度下降，為此，可采用一些定位元件來消除間隙，以提高模具的定位精度。5)模具磨損，模具在使用過程中受到不同程度的磨損，主要是指型腔和運動部件，如導(dǎo)柱和導(dǎo)套的磨損，行位與頂針的磨損。當(dāng)塑料中含有硬質(zhì)填料，玻纖時，模腔的磨損尤為突出，這是模腔應(yīng)選用耐磨性較好的材料，或在其表面進(jìn)行硬化處理。由上可見，決定塑件的尺寸精度的主要因素之一就是、塑料收縮率的波動，然而由于本次設(shè)計的塑件的配合精度并不高，所以根據(jù)《模具設(shè)計與制造簡明手冊》中表217可以查詢并確定塑件的公差數(shù)值。通過表218可以對精度的等級進(jìn)行選擇，由于所用材料為ABS，所以確定其采用一般精度，為4級精度，沒有公差值的地方，就按照8級精度進(jìn)行取值。 塑件在模具中的脫模斜度塑件在模具中的脫模斜度是指在模具脫模過程中，為了保證制件能從模具中順利完成脫出，在制件沿脫出方向上所有的內(nèi)表面都要有一定的斜度，該斜度就稱為脫模斜度。對于本次設(shè)計來說，在對塑件進(jìn)行冷卻時，塑件的收縮會使得塑件緊緊地包覆在模具的型芯或者型腔中的凸起部分上。這時塑件很可能被拉住而無法從模具中脫出，為了便于從型腔中脫出塑件或從塑件中抽出型芯，就需要對脫模斜度進(jìn)行設(shè)置。通過對《模具設(shè)計與制造簡明手冊》的表219進(jìn)行查詢可得：型腔的脫模斜度為35ˊ～1176。15ˊ；型芯為40ˊ～1176。在這里我選擇脫模斜度為1o。 塑件中的加強筋加強筋也叫加強肋。在對塑件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，可能會出現(xiàn)由于結(jié)構(gòu)之間距離跨度過大，而塑件本身由于結(jié)構(gòu)上或者材料、壁厚等的限制本身連接面之間的負(fù)荷承受能力有限，需要增強其剛度。就本次設(shè)計來說，塑件的整體是殼體，壁厚也由于設(shè)計上的限制并不是很厚，那么要加強整體的剛度，增設(shè)加強筋是一個很好的辦法，它不僅有效加強了塑件剛度與強度，防止了塑件在脫模時可能發(fā)生的損壞，也提升了塑件的使用壽命。 塑件中的孔 本次設(shè)計的塑件為一個鼠標(biāo)外殼上蓋，其上的孔共有三個，其中兩個普通孔，一個螺紋孔?？椎目咨疃疾皇呛苌?，因此在設(shè)計模具時，考慮到加工的便利性，只需要在設(shè)計凸模時在上面留一個小的型芯就行了。 塑件的體積，質(zhì)量等參數(shù) =17538mm3。又由之前資料可知ABS材料的密度為ρ=～㎝3，%～%。，%。 故可計算得塑件的質(zhì)量為： M=Vρ==。 （）4 注射機的選擇以及校核 注射機的概述注射機的工作循環(huán)分為如下幾步：加熱、預(yù)塑化：螺桿在傳動系統(tǒng)的驅(qū)動下，將來自料斗的物料向前輸送，壓實，在料筒外加熱器、螺桿和機筒的剪切和摩擦的混合作用下，物料逐漸熔融，在料筒的頭部已積累了一定量的熔融塑料，在熔體的壓力下，螺桿緩慢后退。后退的距離由計量裝置按著一次注射所需的量來調(diào)整，當(dāng)達(dá)到預(yù)定的注射量后，螺桿停止旋轉(zhuǎn)和后退；合模和鎖緊：鎖模機構(gòu)推動模板及安裝在動模板上的動模與定模板上的定模合模并鎖緊，以保證成形時可提供足夠的夾緊力使模具鎖緊；注射裝置前移：當(dāng)合模完成后，整個注射座被推動，前移，使注射機噴嘴與模具主澆道口完全貼合；注射、保壓：在注射器噴嘴完全貼合模具澆口以后，注射液壓缸進(jìn)入高壓油，推動螺桿相對料筒前移，將積聚在料筒的頭部的熔體以足夠的壓力注入模具的型腔。由于溫度降低而使塑料體積產(chǎn)生收縮，為保證塑料的致密性、尺寸精度和力學(xué)性能，需對模具型腔內(nèi)的熔體保持一定的壓力，以補充物料；卸壓：當(dāng)模具澆口處的熔體凍結(jié)時，即可卸壓；注射裝置后移：一般來說，卸壓完成后螺桿即可旋轉(zhuǎn)，后退，以完成下一次的加料、預(yù)塑化過程，預(yù)塑化完成以后注射裝置撤離模具的主澆道口；開模、頂出塑件：模具型腔內(nèi)的塑件經(jīng)冷卻定型后，鎖模機構(gòu)開模，并且推出模具內(nèi)的塑件。注射機按外形特征可劃分為如下三類：立式、臥式和直角式。注射機按塑料在料筒的塑化方式不同可分為兩類：柱塞式和螺桿式。 注射機的選取 注射量的計算通過之前的計算已知：塑件的質(zhì)量M=澆注系統(tǒng)凝料體積的初步計算：一般來說在進(jìn)行設(shè)計之前，澆注系統(tǒng)的凝料是無法確定其準(zhǔn)確的數(shù)值的。但是根據(jù)經(jīng)驗，～。根據(jù)所設(shè)計的塑件。所以一次性注入模具型腔的塑料熔體的總體積為： V總=V(1+)n=2= （） 選擇注射機 由于實際注射量應(yīng)在公稱注射量的20%～80%之間，故最小公稱注射量應(yīng)為： V公=V總247。=247。= （）根據(jù)以上所得數(shù)據(jù)，初步選定注射機型號為XSZY125。以下是該型號注射機的技術(shù)參數(shù)： XSZY125型注射機參數(shù)結(jié)構(gòu)形式臥式定位圈直徑100mm注射方式螺桿式最大開模行程300mm螺桿(柱塞)直徑42mm噴嘴球半徑12mm最大注射量125cm3噴嘴孔半徑2mm注射壓力119MPa頂出形式兩側(cè)頂出鎖模力900kN孔徑Φ22mm最大注射面積320cm2孔距230mm模具最大厚度300mm模板尺寸420450（mm）模具最小厚度200mm機器外形尺寸32407501550（mm）拉桿內(nèi)間距260290（mm）注射行程115mm 注射機的校核 注射量的校核之前注射機的選擇是以計算出的注射量為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的，因此注射量是滿足設(shè)計的要求的。 鎖模力的校核 鎖模力是指注射時為克服型腔內(nèi)熔體對模具的漲開力，注射機施加給模具的鎖緊力 。當(dāng)原料以高壓注入模穴內(nèi)時會產(chǎn)生一個撐模的力量，因此注塑機的鎖模單元必須提供足夠的鎖模力使模具不至于被撐開。而影響鎖模力的因素主要是塑件在模具的分型面上的投影面積，投影面積越大，那么需要的鎖模力也就越大。如果面積大于注射機所允許的最大注射面積，那么在成型過程中就可能出現(xiàn)漲模溢料等現(xiàn)象。所以，設(shè)計注射模時必須滿足下面關(guān)系： （）式中 ——注射機允許的最大注射面積()； ——單個塑件在模具分型面上的投影面積（）； ——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（）； n——模具的模腔數(shù)因本次設(shè)計采取一模一件，澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 （）所以： （）所以此投影面積滿足要求。其中單個塑件在模具分型面上的投影面積通過ug的注塑模向?qū)е械拿娣e計算獲得。 注射成型時，應(yīng)可靠地鎖模，使成型過程中不出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，應(yīng)使塑料熔體對型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機額定鎖模力，即： （式中符號同前） （）可得： （）其中p為型腔的平均計算壓力值。p是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的20%～40%，大致范圍為25～40MPa。對于粘度較大的精度較高的塑料制品應(yīng)取較大值。ABS屬于中等粘度塑料及有精度要求的塑件，故p取30MPa。 由此可得鎖模力滿足要求。 注射壓力的校核在塑料注塑成型時，注射壓力的選擇是十分重要的。注射壓力與塑料性能、塑化方式、塑化溫度、模具溫度、流動阻力、塑件形狀及塑件精度等均有關(guān)系。對于某一塑件的注塑成型，注射壓力過高，塑件易產(chǎn)生飛邊，且脫模困難，影響塑件的表現(xiàn)質(zhì)量，還會引起塑件產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，甚至成為廢品。同時還會影響注塑機壽命。而注射壓力過低，則會造成熔料難以充滿模腔，甚至不能成型等。因此，注射壓力對注塑機提出了較高的要求。在我們設(shè)計模具時，可根據(jù)塑料的注射成型工藝確定塑件的注射壓力與注射機額定壓力相比較，ABS材料的注射成型工藝參數(shù)中塑件的注射壓力為70～90 MPa，小于所選注射機的額定注射壓力119 MPa。因此注射壓力滿足要求。 模具安裝尺寸的校核 根據(jù)所選塑件的尺寸以及注塑機的參數(shù)，尺寸為250270。 模具長寬尺寸校核 模具閉和高度長寬尺寸要與注塑機模板尺寸和拉桿間距相適合。 即：模具長寬拉桿面積　　 （）所以：250270(mmmm)260290(mmmm) （）故滿足要求。 xszy125注塑機安裝圖 模具閉合高度校核　　模具實際厚度H模=220mm　　注塑機最小閉和厚度Hmin=200mm