【文章內(nèi)容簡介】 的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中 60％ ~90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。 目前世界模具市場(chǎng)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。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞動(dòng)成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。研究和發(fā) 展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀 大多數(shù)塑件的制造是靠模塑成型的，用模具生產(chǎn)的塑件具有高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗等特點(diǎn)。 模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低，已成為衡量一個(gè)國家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益、新產(chǎn)品的開發(fā)能力，決定著一個(gè)國家制造業(yè)的國際競(jìng)爭力。 20 世紀(jì) 80 年代以來，在一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速為 13%～ 15%。 1999 年我國模具 工業(yè)產(chǎn)值為 245 億元人民幣，至 2021 年我國模具總產(chǎn)值為 450 億元人民幣，其中塑料模具約占 30%。隨著塑料工業(yè)的迅猛發(fā)展，在未來的模具市場(chǎng)中，塑料模具在模具總量中的比例還將逐步提高。 目前，按模具產(chǎn)值總量排名，中國名列日本、美國之后，位居世界第三。我國已經(jīng)成為一個(gè)模具大國，但從先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用的深度和廣度來看，我國還不是一個(gè)模具強(qiáng)國，雖然近幾年來，我國模具工業(yè)的技術(shù)水平已取得了很大的進(jìn)步，但總體上與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。如 :精密加工設(shè)備少 。 CAD/CAM/CAE等的普及率不高 。塑料成型設(shè)備陳舊、規(guī)格 品種少 。塑料、模具材料性能差等。 據(jù)預(yù)測(cè)，中國模具市場(chǎng)的總體趨勢(shì)是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場(chǎng)中，塑 2 料模具的發(fā)展速度將高于其他模具，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(duì)塑料模具提出越來越高的要求是必然的，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(shí)，由于近年來進(jìn)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(jìn)口量、提高國產(chǎn)化率的角度出發(fā)，高檔模具在中國市場(chǎng)上的份額也將逐步增大。 塑料成型模具的發(fā)展趨勢(shì) （ 1）在塑料模具設(shè)計(jì)制造中大力普及、廣泛應(yīng)用 CAD/CAM/CAE 技術(shù)，逐步走向集成 化?，F(xiàn)代模具設(shè)計(jì)制造不僅應(yīng)強(qiáng)調(diào)信息的集成，更應(yīng)該強(qiáng)調(diào)技術(shù)、人和管理的集成。 （ 2）提高大型、精密、復(fù)雜與長壽命模具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，逐步減少模具的進(jìn)口量，增加模具的出口量。 （ 3）在塑料注射成型模具中，積極應(yīng)用熱流道技術(shù)，推廣氣輔或水輔注射成型以及高壓注射成型技術(shù)，滿足產(chǎn)品的成型需要。 （ 4）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。 （ 5）發(fā)展快速制造成型和快速制造模具技術(shù)，即快速成型制造技術(shù)，迅速制造出產(chǎn)品的原型與模具，降低推向市場(chǎng)的成本。 （ 6）積極研究與開 發(fā)模具的拋光技術(shù)、生產(chǎn)設(shè)備與材料，滿足特殊產(chǎn)品的需要。 （ 7）推廣應(yīng)用高速銑削、超精密加工和復(fù)雜加工技術(shù)與工藝，滿足模具制造的需要。 （ 8）開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)，提高模具的可靠性。 （ 9）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)、逆向工程與并行工程，最大限度地提高模具的開發(fā)效率與成功率。 （ 10）開發(fā)新的成型工藝與模具，以滿足未來多學(xué)科、多功能綜合產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)的要求。 3 圖 11 塑料水杯三維圖形 4 圖 12 水杯二維圖形及尺寸 5 第二 章：塑件的工藝性分析 原材料分析 表 21 聚丙烯材料特性 塑料品種 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 使用溫度 化學(xué)穩(wěn)定性 性能特點(diǎn) 成性特點(diǎn) 熱塑性塑料聚丙烯（ PP） 線性結(jié)構(gòu)，非結(jié)晶材料，無色、無味、無毒 熔點(diǎn)為 164176。 —170176。耐熱性好，其低溫使用溫度達(dá)15176。，低于35176。會(huì)脆裂 具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性，但在氧、熱、光的作用下極易老化，所以必須加入防老化劑 其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、硬度及彈性較好，不吸水 流動(dòng)性好，溢邊值， 尺寸穩(wěn)定性好，但模具溫度對(duì)收縮率影響大，冷卻時(shí)間長，容易發(fā)生翹曲變形，塑件應(yīng)避免尖角、缺口 結(jié)論 ①聚丙烯無色、無味、無毒、不吸水、光澤好、易著色，滿足水杯 的性能要求。 ②容易發(fā)生翹曲變形，塑件應(yīng)避免尖角、缺口，易產(chǎn)生應(yīng)力集中，塑件成型后要進(jìn)行退火處理，消除內(nèi)應(yīng)力。 6 圖 21 塑件尺寸公差 7 塑件表面質(zhì)量分析 查表可知，聚丙烯注射成型時(shí)，表面粗糙度的范圍在 ，而該塑件的表面粗糙 度沒有要求，可取 ，塑件允許有溶接痕和推桿的痕跡。 、塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析 ① 該塑件外形簡單，壁厚均勻。 ② 塑件的型腔尺寸較大，并且上下端面有錐度，型腔設(shè)計(jì)時(shí)要注意整體結(jié)構(gòu)。 通過以上分析可知，該塑件結(jié)構(gòu)較為簡單，結(jié)構(gòu)工藝性合理，塑件尺寸精度中等，對(duì)應(yīng)的模具零件的尺寸加工容易保證。 8 第三 章 注射機(jī)的選擇 在選擇注射機(jī)時(shí)，通常保證制品所需注射量小于或等于注射機(jī)允許最大注射量的 80%。注射成型 塑件所需的總注射量（包括制品、澆注系統(tǒng)及飛邊在內(nèi)） 一般 來說，僅對(duì)最大注射量進(jìn)行校核。熱敏性塑料每次注射量太小時(shí)，塑料在料筒內(nèi)停留時(shí)間會(huì)過長，導(dǎo)致塑料高溫分解，從熱降低制品質(zhì)量和性能。因此，應(yīng)注意注射機(jī)最小注射量。最小注射量應(yīng)大于額定注射量的 20%。 根據(jù)公式： nv+v1≤ kvp 可計(jì)算出注射成型塑件所需的總注射量 n—— 型腔數(shù) V—— 單個(gè)塑件的體積或質(zhì)量 v1—— 澆注系統(tǒng)及飛邊體積與質(zhì)量 K—— 最大注射量的利用系數(shù)，一般取 Vp—— 注射機(jī)的最大注射量 依據(jù)最大注射量初選設(shè)備 （ 1）計(jì)算塑件的體積 V=90cm3 (由于水杯體積計(jì)算過于復(fù)雜可由三維造型后用計(jì)算機(jī)算出 ) （ 2）計(jì)算水杯的質(zhì)量 計(jì)算水杯質(zhì)量是為了選擇注射機(jī)和確定模具型腔數(shù)目。由手冊(cè)查得聚丙烯 塑料密度為 質(zhì)量 =體積 密度 =90 =81g 根據(jù) 水杯形狀及尺寸大端直徑為 82，高度為 165，尺寸較大宜采用一模一腔結(jié)構(gòu)。 塑件成型每次注射需要（含凝膠質(zhì)量，初步估算為 5g） 86g （ 3）計(jì)算每次注入型腔塑料總體積 體積 =質(zhì)量 /密度 =86/=96cm3 根據(jù)注射量，查模具設(shè)計(jì)手冊(cè)初選螺桿式注射機(jī)，選擇 XSZY125 型號(hào)滿足 制品最小 注射量小于或等于注射機(jī)允許的最大注射量的 80%要求。 依據(jù) 最大鎖模力初選設(shè)備 （ 1）單個(gè)塑件在分型面投影面積 A≈ 82 82 =21113mm2 （ 2）成型時(shí)熔體塑料對(duì)動(dòng) 模的作用力 F=AP/k=21113 (P 代表塑料熔體対腔體平均成型壓力， K代表安全系數(shù) ) 經(jīng)計(jì)算 F小于 XSZY125 型號(hào)最大鎖模力 900KN。 綜上所 述，所選注射機(jī)符合條件要求。 9 表 31 注射機(jī)主要技術(shù)參 項(xiàng)目 設(shè)備參數(shù) 額定注射量 g 125 螺桿直徑 mm 42 注射壓力 MPa 119 注射形程 mm 300 鎖模力 KN 900 最大開合模行程 mm 300 最大模厚