【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 材料、電子通信等塑料制品主要用戶行業(yè)近年來(lái)都高位運(yùn)行，發(fā)展迅速，因此，塑料模具也快速發(fā)展。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是 車用防滑手機(jī)座置物盒 注塑模具的設(shè)計(jì)，也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn) 車用防滑手機(jī)座置物盒 塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高產(chǎn)量。針對(duì) 車用防滑手機(jī)座置物盒 的 具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析，設(shè)計(jì)出合理的模具。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我對(duì)二次頂出、強(qiáng)制脫模模具的設(shè)計(jì)有了較深刻的認(rèn)識(shí)；同時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱大量資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)等，結(jié)合教材上的知識(shí)也對(duì)注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，拓寬了視野，豐富了知識(shí)，為將來(lái)獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。 塑料的分類 塑料的品種很多，從不同角度按照不同原則，其分類的方式也各不相同，常用的塑料分類方法有以下兩種。 按照合成樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)及受熱的行為分類 1)熱塑性 塑料。這類塑料的合成樹(shù)脂都是線型或帶有支鏈線型結(jié)構(gòu)的聚合物，因而受熱會(huì)變軟，成為可流動(dòng)的鉆稠液體。在此狀態(tài)下具有可塑性，可塑制成一定形狀的塑件，并可經(jīng)冷卻定型 。再次加熱后，又可變軟塑制成另一形狀，如此可以重復(fù)利用。熱塑性塑料在成型加工過(guò)程中，一般只有物理變化，因而其變化過(guò)程是可逆的。 2）熱固性塑料。這類塑料的合成樹(shù)脂是帶有體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物，當(dāng)加熱，溫度達(dá)到一定程度后，分子呈現(xiàn)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，樹(shù)脂變成熔融或不溶解的體型結(jié)構(gòu)，形狀將會(huì)不再變化。如再加熱，也不再軟化，不再具有可塑性。在這一變化過(guò)程中既有物理變化， 又有化學(xué)變化，因而其變化過(guò)程是不可逆的。 按塑料的應(yīng)用范圍分類 l)通用塑料。 一般是指產(chǎn)量大、用途廣、成型性好、價(jià)格便宜的塑料 。其中聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、酚醛塑料合稱五大通用塑料 .其他聚烯烴、乙烯基塑料、丙烯酸塑料、氮基塑料等也都屬于通用塑料。它們的產(chǎn)量占塑料總產(chǎn)量的一大桂林理 工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 半以上，構(gòu)成了塑料工業(yè)的主體。 2)工程塑料。是指那些具有突出的力學(xué)性能和耐熱性，或具有優(yōu)異的耐化學(xué)試劑、耐溶劑性，或在變化的環(huán)境條件下可保持良好絕緣介電性能的塑料。工程塑料一般可作為承載結(jié)構(gòu)件、耐熱件、耐腐蝕件、 絕緣件等使用。工程塑料的生產(chǎn)批量小，價(jià)格較昂貴，用途范圍相對(duì)狹窄。從廣義來(lái)說(shuō)，幾乎所有的塑料都可作為工程塑料使用，但實(shí)際上目前常用的工程塑料僅包括聚酞胺、聚甲醛、 ABS 、聚碳酸醋、聚諷、聚酸亞胺、聚苯硫醚、聚四氟乙烯等幾種。 3) 一般是指具有特種功能，可用于航空、航天等特殊應(yīng)用領(lǐng)域的 塑料 。如氟塑料和有機(jī)硅具有突出的耐高溫、自潤(rùn)滑等特殊功用，增強(qiáng)塑料和泡沫塑料具有高強(qiáng)度、高緩 沖性等特殊性能，這些塑料都屬于特種塑料的范疇。 塑料的常用成型方法 塑料的常用成型方法有注塑、吹塑、擠塑、壓注、壓縮、發(fā)泡膨脹、熱成型等，其中應(yīng)用最廣泛的是注塑、擠塑、壓注成型三種。本次設(shè)計(jì)的模具為注塑模，下面主要介紹注塑成型加工方法。 注塑成型是塑料在注塑機(jī)加熱料筒中塑化后，由柱塞或螺桿推力作用下進(jìn)入模具型腔，經(jīng)過(guò)冷卻獲得制品。 此成型加工方法能加工外形復(fù)雜、尺寸精確或帶嵌件的制品，生產(chǎn)效率高，大多數(shù)熱塑性塑料和某些熱固性塑料（如酚醛塑料）均可用此法進(jìn)行加工。 塑件的 注塑成型 工藝過(guò)程主要包括合模 —填充 —保壓 —冷卻 —脫模等 4 個(gè)階段 。 塑料模具在加工工業(yè)中的地位 塑料成型所用的模具稱為塑料成型模，是用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一種類型。目前，塑料制件幾乎已經(jīng)進(jìn)入了一切工業(yè)部門(mén)以及人民日常生活的各個(gè)領(lǐng)域，因此，對(duì)塑料模具生產(chǎn)不斷向前發(fā)展起著推動(dòng)作用。 現(xiàn)代塑料成型生產(chǎn)中，決定塑料制件的質(zhì)量的好壞， 先進(jìn)的成型工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少的三個(gè)重要因素 。 塑 料模具對(duì)實(shí)現(xiàn)塑料成型工藝要求和塑件使用要求起著十分重要的作用，任何塑件的生產(chǎn)和更新?lián)Q代都是以模具的制造和更新為前提的 。要求塑料模具能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等方面均能滿足使用要求的優(yōu)質(zhì)制品。從模具使用角度，要求高效率、自動(dòng)化、操作簡(jiǎn)便；從模具制造角度， 要求模具零件的加工工藝性能好、選材合理、制造容易、成本低廉、裝配方便。模具是決定最終產(chǎn)品性能、規(guī)格、形狀機(jī)尺寸精度的載體，塑料成型模具是使塑料成型生產(chǎn)過(guò)程順利進(jìn)行、保證塑料成型制件質(zhì)量不可缺少的工藝裝備，是體現(xiàn)塑料成型設(shè)備高效率、高性能和合理先進(jìn)塑料成 型工藝的具體實(shí)施者，也是新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的決定桂林理 工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 3 性環(huán)節(jié)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與國(guó)際的接軌和國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，塑料制件的應(yīng)用快速上升，模具設(shè)計(jì)與制造和塑料成型的各類企業(yè)日益增多，塑料成型工業(yè)在基礎(chǔ)工業(yè)中的地位和對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的影響日益重要。 塑料模具的發(fā)展趨勢(shì) 目前為止，我國(guó)在塑料模的制造精度、模具標(biāo)準(zhǔn)化程度、制造周期、模具壽命以及塑料成型設(shè)備的自動(dòng)化程度和精度等方面已經(jīng)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。從塑料成型模具的設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)實(shí)踐和制造技術(shù)出發(fā)，實(shí)踐與制造大致有以下幾個(gè)方面的發(fā)展趨勢(shì)。 1）注重開(kāi)發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具； 隨著我國(guó)轎車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來(lái)越高，模具也將日趨大型化和精密化。 2）加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。 3）推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù)；模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。 4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出 現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動(dòng)研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用 選題意義及目的 由于塑料具有質(zhì)量輕、機(jī)械強(qiáng)度高、透明度好、導(dǎo)熱性小、電絕緣性能好、化學(xué)穩(wěn)定性好、色彩鮮艷、 美觀等優(yōu)點(diǎn)，以及品種多、 成型加工容易、原料來(lái)源豐富等特點(diǎn)，塑料工業(yè)獲得了迅速的發(fā)展。隨著科學(xué)的發(fā)展，各種產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度越來(lái)越快 而產(chǎn)品的更新是以新產(chǎn)品的造型 設(shè)計(jì)和模具的設(shè)計(jì)、制造與更新為前提的。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車普遍進(jìn)入了普通家庭，自駕的人越來(lái)越多，同時(shí) 手機(jī)的普及和越來(lái)越智能化。然而在駕車如何正確放置手機(jī)和使用手機(jī)，是值得我們探索的。本次設(shè)計(jì)的 車用多功能防滑手機(jī)座置物盒在此就很派上用場(chǎng)了，此多功能防滑手機(jī)座置物盒PU 制作，質(zhì)地柔軟，不傷車，不用粘貼可在車上使用。在車內(nèi)使用非常方便 :可以放置鑰匙、眼鏡、手機(jī)、香煙、硬幣等其他一些小東西，以免駕車時(shí)震動(dòng)；當(dāng)開(kāi)車時(shí)，可以將手機(jī)垂直固定在防滑盒內(nèi)，方便查看地圖，垂直放置時(shí)可以方便的觸摸屏幕。它既是使用品又是裝飾品，應(yīng)該很有市場(chǎng)需求的。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們所學(xué)課程知識(shí)進(jìn)行一次綜合性復(fù)習(xí)與應(yīng)用的訓(xùn)練。在本課題的制做過(guò) 程中，我們鍛煉使用 Proe, AUTOCAD 等 CAD,CAE 繪圖軟件的技巧。通過(guò)塑件、塑料模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范以及編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，使自己桂林理 工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 掌握一般塑料模成型工藝分析、分型面及澆注系統(tǒng)的確定、塑料模具設(shè)計(jì)的方案論證、主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算具的設(shè)計(jì)內(nèi)容、步驟和方法，并在設(shè)計(jì)構(gòu)思和設(shè)計(jì)技能等方面得到相應(yīng)的鍛煉，為未來(lái)工作適應(yīng)期奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 桂林理 工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 5 2 塑件成型工藝分析 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 1）塑料制品名稱： 車用防滑手機(jī)座置物盒 2）塑料原料：熱塑性聚氨酯（ TPU） 3）生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn) 4) 塑件圖：如圖 11 所示為 車用防滑手機(jī)座置物盒二維樣圖。 圖 11 置物盒二維樣圖 塑件的原材料分析 塑件的材料采用聚氨酯 (PU), PU 的分類 : 從加工方法上分 , PU 可分為澆注型桂林理 工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 PU、注射型 PU 和混煉型 PU 三種。注射型 PU 又稱熱塑性聚氨酯，簡(jiǎn)稱 TPU。 TPU的分子結(jié)構(gòu)基本上是線形的 , 由剛性鏈段和柔性鏈段以共價(jià)鍵尾 尾相連構(gòu)成。剛性鏈段包括脲基和氨基甲酸酯基鏈段 , 為高熔點(diǎn)鏈段。脲基或氨基甲酸酯基的高極性使分子間易結(jié)晶和形成氫鍵 , 起到類似交聯(lián)的作用 , 故使 TPU在較高溫度下具有塑性 , 在常溫下又有高彈性。 TPU 的柔性鏈段為聚醚或聚酯鏈段 , 相對(duì)分子質(zhì)量都較大 , 在 15000 以上 , 屬于低熔點(diǎn)鏈段 , 能賦予 TPU 以高彈性和低溫柔軟性。 TPU 熱塑性聚氨酯彈性體系列產(chǎn)品因其分子結(jié)構(gòu)性單純 (僅含 C、 H、 O、 N)焚化燃燒時(shí)無(wú)空氣污染，埋于土壤中因受溫度及微生物作用 3～ 5 年內(nèi)自然分解， TPU 的無(wú)毒環(huán)保性能是取代 PVC 制品的發(fā)展潮流，而其獨(dú)特的理化性能更是其它高分子材料所不可比擬的， TPU 材料 (包括聚酯型和聚醚型樹(shù)脂和共混物系列產(chǎn)品 )已成為新世紀(jì)各行業(yè)首選環(huán)保材料。其具 有其它塑料材料所無(wú)法比擬的硬度范圍廣、強(qiáng)度高、耐磨擦、韌性好、彈性好、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐氣候等特性，同時(shí)他具有高防水性透濕性、防風(fēng)、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外線以及能量釋放等許多優(yōu)異的功能。 TPU 的成型特性為 : 1） TPU 材料加工工藝方式多樣化，可注塑，擠出，吹膜、熱壓，吹塑，熔融涂覆，溶于有機(jī)溶劑溶液加工等； 2）吸濕性強(qiáng)，加工前必須充分干燥，表面光澤要求高的塑件應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥； 3）流動(dòng)性中等，溢邊值為 左右； 4）比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短； 5）易產(chǎn)生熔接 痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力； 6）由于粘度對(duì)溫度的依存性較慢，要提高溫度控制精度； 7）根據(jù)材料的流動(dòng)性考慮模具結(jié)構(gòu)（不會(huì)引起滯留的噴咀、流道、澆口等）； 8）成型后退火處理，恢復(fù)原有特性（尤其是未完全塑化的材料）。 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 尺寸精度分析 由塑件零件圖可知。該塑件的尺寸屬于未注公差尺寸，又因?yàn)樗芗捎盟苄跃郯滨ィ?TPU），所以該塑件尺寸精度公差等級(jí)選用 IT5 級(jí)（ GB/T144891993），由以上分析可見(jiàn)，該零件的尺寸精度為一般精度 ，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。塑件壁厚均勻，有利于零件成型，制品的外形尺寸標(biāo)注單向的負(fù)公差，內(nèi)行尺寸標(biāo)注單向的正公差。表 21 所列為塑件主要尺寸的公差要求。 桂林理 工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 7 表 21 塑件主要尺寸的公差要求 表質(zhì)量分析 對(duì)該塑件底表面屬于放置承受面，要求底表面外觀光潔，不允許有成型斑點(diǎn)和熔接痕， Ra 為 ， 一般情況下，其他外表面要求光潔，表面粗糙度 Ra 可以取 ；沒(méi)有特殊要求的塑件內(nèi)部表面粗糙度 Ra 可取 。 塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析 1)從圖紙上看，該塑件外形類似四方殼罩，圓角過(guò)渡且無(wú)尖角存在，壁厚均勻，外形尺寸 塑件標(biāo)注尺寸 塑件尺寸公差 149 0 ? 155 0 ? 94 0 ? 100 0 ? 250 0 ? 9(軸 ) ? 20(軸 ) 0 ? 3(軸 ) ? 內(nèi)形尺寸 135 ? 80 ? 18 ? 35 ? 36 ? 40 ? ? ? 1 ? ? ? 10 ? 4(軸 ) ? 2(軸 ) ? (軸 ) ? 桂林理 工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 且符合最小壁厚要求。 2)塑件 型腔較大，但結(jié)構(gòu)前后左右對(duì)稱。 3)內(nèi)部底面有分布均勻的防滑加強(qiáng)筋，可增加塑件的強(qiáng)度，減少塑件的變形。 4)塑件兩側(cè)都有帶有的倒鉤的通孔，由于材料彈性好，可以考慮強(qiáng)脫推出機(jī)構(gòu)，使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低成本。 5)為了塑件順利脫模，防止因脫模力過(guò)大拉傷制件，應(yīng)設(shè)置合理的脫模斜度一般1176?！?1176。30`。 結(jié)論：綜合上述，該 手機(jī)座置物盒 可采用注射成型加工。 塑件的生產(chǎn)批量 塑件的生產(chǎn)類型對(duì)注射模具結(jié)構(gòu)、注射模具材料使用均有重要的影響。該塑件的生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)的，因此在模具設(shè)計(jì)中要提高塑件的生產(chǎn)率，傾向于 才有多型腔、高壽命、自動(dòng)脫模模具，以便降低生成成本。 初選注射機(jī) 注射機(jī)的概述 注射機(jī)（又名 注塑機(jī) ） 是將熱塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設(shè)備。根據(jù)注射裝置的排列方式分類，可分為臥式、立式、角式和多工位注射成形機(jī)。 因?yàn)楸敬巫⑺艹尚偷乃芗蟠笈?，自?dòng)化生產(chǎn)，考慮到模具的拆裝方便性，故選用臥式注射機(jī)。 計(jì)算塑件體積或質(zhì)量 通過(guò)三維造型可獲得 車用防滑手機(jī)座置物盒 的體積 V= 3mm 。熱塑性聚氨酯密度為 ,所以塑件的質(zhì)量為 : ?? Vw ? 310 == 確定型腔數(shù)目 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用側(cè)澆口，且塑件大小一般，形狀較簡(jiǎn)單，為了保證一次加工過(guò)程中各種參數(shù)均衡，利于 配合使用，提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)和提高生產(chǎn)效率，采用一模四腔的模具結(jié)構(gòu)，型腔平衡布置在型腔板兩側(cè)，這