【文章內容簡介】 院畢業(yè)設計說明書（論文） 3 我國模具工業(yè)技術概況及其主要發(fā)展方向 在中國，人們已經越來越認識到模具在制造中的重要基礎地位，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產品質量、效益和新產品的開發(fā)能力。我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn) 在，歷經半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。 我國模具工業(yè)起步晚，底子薄，與工業(yè)發(fā)達國家相比有很大的差距，但在國家產業(yè)政策和與之配套的一系列國家經濟政策的支持和引導下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速。目前我國模具年生產總量雖然已位居世界第三，但設計制造水平在總體上要比工業(yè)發(fā)達國家落后許多。 縱觀發(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。因此，模具是國 家重點鼓勵與支持發(fā)展的技術和產品，現(xiàn)代模具是多學科知識集聚的高新技術產業(yè)的一部分，是國民經濟的裝備產業(yè)，其技術、資金與勞動相對密集。提高模具標準化水平和模具標準件的使用率。模具標準件是模具基礎，其大量應用可縮短模具設計制造周期，同時也顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質量。 在科技發(fā)展中，人是第一因素，因此我們要特別注重對知識的更新與學習，實現(xiàn)產、學、研相結合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術創(chuàng)新，提高模具設計制造水平。在教學中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實技術，逐步走向網(wǎng)絡化、智能化環(huán)境，實現(xiàn)模具企 業(yè)的敏捷制造、動態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。我國模具工業(yè)是一個完全信息化的、充滿著朝氣和希望而又實實在在的新時代即將到來。 在信息社會和經濟全球化不斷發(fā)展的進程中，模具行業(yè)發(fā)展趨勢主要是模具產品向著更大型、更精密、更復雜及更經濟快速方面發(fā)展，技術含量不斷提高，模具生產向著信息化、數(shù)字化、無圖化、精細化、自動化方面發(fā)展；模具企業(yè)向著技術集成化、設備精良化、產品品牌化、管理信息化、經營國際化方向發(fā)展。 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 4 第二章 塑件分析 產品的零件圖 塑料件為電視機遙控器上蓋的產品（如圖 ），所用材料為 ABS。 圖 電視機遙控器上蓋 塑料零件 塑料成型工藝性能分析 塑料成型工藝特性是塑料在成型加工過程中所表現(xiàn)出來的特有性質，下面，對注塑材料 ABS 工藝特性進行分析： （ 1） 收縮性 塑料從溫度較高的模具中取出冷卻到室溫后，其尺寸或體積會發(fā)生收縮變化，這種性質稱為收縮性。收縮性的的大小以單位長度塑件收縮量的百分數(shù)來表示，稱為收縮率。一般對于大型模具的收縮率計算，我們采用實際收縮率進行計算： SS=ab/b100% （ SS:實際收縮率； a:模具或塑件在成型溫度時的尺寸； b：塑件在 室溫時的尺寸； c：模具在室溫時的尺寸） 對我所設計的零件屬于小型的模具，所以采用 SJ=cb/b% （ Sj：為計算收縮率） 由于本次畢業(yè)設條件的原因，沒有辦法自己去測量出： c b 值。于是我們通過查找資料《塑料成型工藝與模具設計》附錄 B 常用塑料的收縮率，可得： ABS 塑料成型收縮率為： ，由于塑件的結構，模具的結構，成型工藝條件等都會影響塑料的收縮率變化。我們取一個相對平均值： 。 （ 2） 流動性 塑料在一定的溫度、壓力作用充填模具開腔的能力，稱為塑料的流動性。南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 5 塑料的流動性 差，就不容易充滿開腔，易產生缺料或熔接痕等缺陷。但流動性太好，又會在成型時主生嚴重的飛邊。 ABS 材料屬于熱塑性塑料，分子成線型，具有良好的流動性。其次：料溫，壓力，模具結構都會影響塑料的流動及充模能力。 （ 3） 吸濕性 吸濕性是指塑料對水分的親疏程度。按吸濕或粘附水分能力的大小分類，ABS 塑料屬于吸濕性塑料，吸水率為 :%%。在注塑成型過程中比較容易發(fā)生水降解，成型后塑件上出現(xiàn)氣泡，銀絲與斑紋等缺陷。因此，在成型前必須進行干燥處理。一般干燥溫度取 8090℃ ，干燥時間為兩小時。 （ 4） 熱敏感性 塑料的化學性質對熱量的敏感程度稱為熱敏性。熱敏性塑料在成型過程中很容易在不太高的溫度下發(fā)生熱分解、熱降解，從而影響到塑件的性能，色澤和表面質量等，另處，塑料熔體發(fā)生熱分解或熱降解時，會釋放出一些揮發(fā)性氣體，這些氣體一般具有腐蝕性，或有毒，不管是對人，還是模具都會造成一定的影響。 ABS 塑料成型溫度為 210℃ 250℃ ，經查中國人力資源專家網(wǎng)提供的材料編經驗值得，到達 260℃ 變色，于料溫達到 280℃ 時，塑料出現(xiàn)分解。于是注塑成型是，一般取 210℃ 250℃ 。 綜上所述： ABS 收縮比較大，成型收縮后，對型芯具 有比較大的包裹力，為方便塑件順利脫模，應將脫模斜度設計為較大值：型腔 40′～ 1176。 40′型芯 30′～１176。 ABS 溶融時具有良好的流動性；較低的熱敏性；屬于吸濕性塑料。于是在成型是需要控制好，成型溫度，壓力，注射前的干燥處理等。 塑件的工藝性分析 塑件的表面質量分析 該塑件要求外行美觀，外表面要求非常光滑，沒有斑點及熔接痕現(xiàn)象，內表面相對光滑點，內、外表面粗糙度分別可取 m、 m。塑件制品內、外表面成型后方不可見邊緣有缺陷，邊緣面要求平整。 塑件的結構工藝性能分 析 （ 1） 塑件的形狀較為復雜，中間有個很小深度的沉積面，在最外面使用了小圓弧過渡，四條棱也分別使用了圓弧過渡，側面進行了抽抽芯，另外在上表面打了很多有規(guī)率一樣的圓孔以及一些橢圓孔，其內部結構因考慮到實用性以及機構特點因而較為復雜。 （ 2）由工件可知，該塑件有許多中不同的壁厚，如 2mm、 、 等。壁厚不均勻，這就造成塑料熔體的充模速率和冷卻收縮不均勻，并由此產生許多質量問題。如凹陷、真空包、翹曲、甚至開裂。為防止此類現(xiàn)象出現(xiàn)，這就要求防止出現(xiàn)突變與截面厚薄懸殊的設計，故我在壁厚不同處采取過 渡設計，例如：采用圓南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 6 弧過渡等措施。但由于工件整體結構較小，且超過了 ABS 塑料的最小成型壁厚，則可注塑成型 （ 3）從塑件可知，該塑件內外表面的轉折處加強筋的根部等處都設計了圓角。其采用圓角不僅降低了應力集中系數(shù)，提高了抗沖擊、抗疲勞能力，而且改善了塑料熔體的流動充性能，減少了流動阻力。降低了局部的殘余應力，防止開裂和翹曲，也使塑料件外形流暢美觀。而且成型模具型腔也有了對應的圓角，提高了成型零件的強度。 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 7 第三章 模具設計 模具加工精度的確定 本次設計的 遙控器 是日常用品，其外殼要能承受磨損。對于制件的 外觀要求合表面精度等級要求比較高?，F(xiàn)初定制品精度等級為 4 級。 經分析，現(xiàn)確認模具的制造加工精度為 IT7 級，而型芯和型腔的加工精度均為 IT6，型腔采用機械粗加工后電火花精加工，其它采用機械加工。 型腔數(shù)目的決定 注射模的型腔數(shù)目，可以是一模一腔，每一次注射生產一個塑件，也可以是多腔，每一次注射生產多個塑件。每一副模具中，型腔數(shù)目的多少與下列條件有關系。 （ 1）塑件尺寸精度 型腔數(shù)目越多時，精度也相對地降低。這不僅由于型腔加工精度的參差，也由于熔體在模具內的流動不均所致。按照 SJ1372— 78 標準中規(guī) 定的 2 級超精密級塑件，只能一模一腔，當尺寸數(shù)目少（形狀簡單）可以是一模二腔。 4 級的精密級的精密塑料件，最多是一模四腔。 （ 2）模具制造成本 多腔模的制造成本高于單腔模，但非簡單的倍數(shù)比。四腔模并非單腔模的四倍。因此，從塑件成本中所占模費比例來看，多腔模比單腔模要低。 （ 3）注塑成型的生產效益 多腔模從表面上看，比單腔模經濟效益高，但是多腔模所使用的注射機大，每一注射循環(huán)期長而維修費用高，所以要從最經濟的條件上考慮一模的腔數(shù)。 （ 4）制造難度 多腔模的制造難度比單腔模大。當其中一腔先損壞（或磨損超 差）時，應立即停機維修，影響生產。 綜合以上幾個方面綜合考慮，我的設計采用一模兩腔結構形式。就精度而言，我的塑件屬于四級精度，它可以使用一模四腔；但從模具制造成本以及模具成型的生產效益來看，他比單型腔模具降低了生產成本提高了生產效率；而且塑件的注射量比較?。坏珡闹圃祀y度來講，這套模具的型腔十分復雜已經很難加工，必須采用較多的鑲塊才能實現(xiàn)，如果型腔過多，就會影響各個鑲塊之間的裝配關系，造成塑件成型困難，尺寸精度以及表面粗糙南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 8 度難以保證。而一模兩腔恰好解決了這一問題，不僅使得模具有了較好的精度，而且便于加工，便于 注塑，適應了現(xiàn)代化大規(guī)模高效率生產高精密零件的要求。 注射機型號的確定 除了模具的結構、類型和一些基本參數(shù)和尺寸外，模具的型腔數(shù)、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時需要的合模力、注射壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開模行程等都與注射機的有關性能參數(shù)密節(jié)相關，如果兩者不相匹配，則模具無法使用，為此，必須對兩者之間有關數(shù)據(jù)進行較核，并通過較核來設計模具與選擇注射機型號。 鎖模力計算 鎖模力是指注射機構在工作中對模具所能施加的最大夾緊力。鎖模力與注射容量全面地反映了設備的主要特征 和加工能力。 在實際注射成型中，由于制品形狀不同，所采用樹脂品種不同，注射工藝條件及模具結構不同，所需要的合模力大小也各不相同。因此，在選用注射機時 ,要對其合模力進行計算。通常，可采用下列公式進行： F≥ Pm(NAs+Aj) () 式中 : F注射機最大合模力 (MN)。 N型腔個數(shù) 。 Pm成型時模腔平均壓力（ MPa） 。 As塑件在開模方向的最大投影面積 (㎡ ). Aj澆注系統(tǒng)在開模方向的最大投影面積 (㎡ ) 從前面可知 : N=2 采用 PRO/E 測得澆注 統(tǒng)以及塑件在開模方向上的投影面積為 ． 所以： F≥ nPcA =2 40 =2 MN =2020KN 注射容量計算 注射機的理論注量，指在對空注射時能完成一次注射熔料的體積量 (㎝ 3).模具安裝后，對模腔注射容量的計算 ,可以制件產品為主 ,計算其體積量，然后確認總體積注射量，從而可得 : Vgn(Vs+Vj)(cm3) 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 9 式中： Vg注射機額定注射量 (cm3)； Vs單個塑件的容積量 (cm3)； Vj澆注系統(tǒng)和飛邊所需要的容積量 (cm3)； N型腔數(shù)。 其中： Vs=24cm3 Vj=3cm3 所以： Vn(Vs+Vj) =2(24+3) =54cm3 注射機型號的確定 根據(jù)塑件的體積初步選定用 XSZY500（臥式）型注塑機。 XSZY500（臥式）型注塑機的主要技術規(guī)格如下表： 表 31 注塑機的主要參數(shù) 理論注射容積(cm179。） 500 螺桿直徑 (mm) 65 注射壓力 (MPa) 145 注射速率 (g/s) 70 塑化能力 (g/s) 35 螺桿轉速 (r/min) 30— 60 鎖模力 (kN) 3500 拉桿有較 距離 (mm) 540 440 移模行程 (mm) 250 模具最大厚度 (mm) 450 模具最小厚度 (mm) 300 鎖模形式 雙曲肘 模具定位孔直徑(mm) ￠ 80 噴嘴球半徑 (mm) SR18 噴嘴口孔徑 (mm) ￠ 5 模板尺寸 (mm) 200 315 注射機及型腔數(shù)量的校核 主流道的體積約為： V(cm179。) = = 分流道與澆口的體積約為： V(cm179。)=13= 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 10 該模具總共需填充塑件的體積約 為： V(cm179。) = 224++= 注射機及參數(shù)量的校核 （ 1） 注射量的校核 注射機一個注射周期內所需注射量的塑料熔體的總量必須在注射機額定注射量的 80%以內。 在一個注射成形周期內，需注射入模具內的塑料熔體的容量或質量，應為制件和澆注系統(tǒng)兩部份容量或質量之和，即 V=nVz+Vj 或 M = nmz + mj 式中 V（ m） —— 一個成形周期內所需射入的塑料容積或質量 (cm179?；?g）； n —— 型腔數(shù)目 Vz（ mz） —— 單 個塑件的容量或質量 (cm179。或 g）。 Vj（ mj） —— 澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需塑料的容量或質量 (cm179?；?g）。 故應使 nVz + Vj ≤ 或 nmz + mj ≤ 式中 Vg（ mg） —— 注射機額定注射量 (cm179?；?g）。 根據(jù)容積計算 nVz + Vj = ≤ 可見注射機的注射量符合要求 （ 2） 型腔數(shù)量的確定和校核 型腔數(shù)量與注射機的塑化率、最大注射量及鎖模力等參數(shù)有關，此外，還受塑件的精度和生產的 經濟性等因數(shù)影響。 可根據(jù)注射機的最大注射量確定型腔數(shù) n 式中 K—— 注射機的最大注射量的得用系數(shù)，一般取 ；