【正文】 技大學(xué)本科畢業(yè)論文 16 H 塑 ——— 塑件外形高度尺寸 Δ——— 塑件公差 δ ——— 成型零件制造公差 l ——— 型芯徑向尺寸 l 塑 ——— 塑件內(nèi)壁徑向尺寸 h ——— 型芯高度尺寸 h 塑 ——— 塑件內(nèi)壁深度尺寸 LM——— 模具中心距尺寸 L1——— 制件中心距尺寸 通過(guò)公式，利用 UG 軟件，根據(jù)分型線、分型面、型芯區(qū)域和型腔區(qū)域曲面創(chuàng)建出型腔和型芯，見(jiàn)圖（ 33）型芯和圖（ 34）型腔。通常工作尺寸是根據(jù)模具的制造公差、塑料成型收縮率和成型零件磨損確定的。 分析塑件后，對(duì)文具盒塑件的分型面如圖 32 所示。 (7)使模具具有良好的排氣效果。 (5)盡可能使分型面具有良好的加工工藝性。 (3)盡可能使分型面的設(shè)置有利于塑件脫模。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則： (1)保證塑件的外觀質(zhì)量要求。 該文具盒塑件的分型面屬于平直分型面。模具這種實(shí)現(xiàn)分離，閉合的接觸面，稱為分型面。 分析塑件后，采用平衡式布局。 (5)采用平衡的流到和合理的澆口尺 寸，從而滿足均衡進(jìn)料，同時(shí)充滿，均勻冷卻的要求。 (3)盡可能是型腔排列緊湊，布局合理，以便減少模具外形尺寸。 型腔布局 型腔布局最佳方案的選擇，應(yīng)綜合考慮以下因素而定： 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 14 合理的布局，應(yīng)使每個(gè)型腔都能通過(guò)澆注系統(tǒng)從總壓力總，均等的分到足夠的成型壓力 (1)型腔布局和澆口開(kāi)設(shè)應(yīng)盡量保持對(duì)稱，防止模具因承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。 （ 2） 成型性能 無(wú)定形料 ， 吸濕小 ， 不須充分干燥 ， 不易分解 ， 但熱膨脹系數(shù)大 ， 易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 ， 流動(dòng)性較好 ， 可用螺桿或柱塞式注射機(jī)成型 ； 宜用高料溫 ， 高模溫 ， 低注射壓力 ,延長(zhǎng)注射時(shí)間有利于降低內(nèi)應(yīng)力 ， 防止縮孔 ， 變形 ； 可用各種形式澆口 ， 澆口與塑件圓弧連接 ， 以免去處澆口時(shí)損壞塑件 ，脫模斜度大 ， 頂出均勻 ， 塑件壁厚均勻 ， 最好不帶鑲件 ， 如有鑲件應(yīng)預(yù)熱 。所以材料最終選定為 PS， 其綜合性能優(yōu)異， 耐化學(xué)品，絕緣性 好，流動(dòng)性較好，易于成型；成型收縮率小，制件尺寸穩(wěn)定。 圖 經(jīng) UG 軟件里的質(zhì)量分析功能測(cè)得產(chǎn)品的體積 V= ，密度 ρ=，所以質(zhì)量 M=。 就以上的分析而言，文具盒這類 超薄件 注塑模具在國(guó)內(nèi)及國(guó)外都有很廣闊的前景，而且技術(shù)也是相對(duì)要求較高的，在技術(shù)的不斷更新下，我相信 超薄件 的注塑模具的生產(chǎn)周期可以縮短、成本可以降低、技術(shù)也可以得到更好的發(fā)展。傳統(tǒng)辦公及相關(guān)文具仍然是國(guó)內(nèi)文具企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，其原因就是國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平仍然相對(duì)較低，勞動(dòng)力廉價(jià)，競(jìng)爭(zhēng)力弱，傳統(tǒng)文具仍然有著龐大的消費(fèi)市場(chǎng)，這也是傳統(tǒng)辦公文具賴以生存的土壤。每年國(guó)際、國(guó)內(nèi)的文具行業(yè)展覽會(huì)或者輕工產(chǎn)品展覽會(huì)，參展的國(guó)內(nèi)文具企業(yè)不下 1000 家，中國(guó)制造的文具產(chǎn)業(yè)正以絢爛多彩的姿態(tài)展現(xiàn)給世界。 (12)、 完成整套模具的三維立體圖和二維工程圖的繪制。 (10)、 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)，溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量、生產(chǎn)效率有很大的影響，還針對(duì)型腔與型芯冷卻回路的 形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。 (8)、 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，根據(jù)文具盒塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，必須設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)便于成型，根據(jù)文具盒側(cè)部位置及工藝特點(diǎn)，選擇并設(shè)計(jì)適合的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。 (6)、 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，本塑件使用的是冷流道澆注系統(tǒng)，在澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，包括流道的設(shè)計(jì)、噴嘴的選擇、主流道襯套的選擇等，還必須研究一模兩腔澆注系統(tǒng)的平衡性設(shè)計(jì)。根據(jù)文具盒塑件的工藝及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定具體的分形面，大致應(yīng)為文具盒外側(cè)。 (3)、 注塑設(shè)備選擇，確定塑件的型腔數(shù)，并計(jì)算塑件的投影面積，通過(guò)注射量的校核、注射力的校核、鎖模力的校核、安裝部分的尺寸校核、開(kāi)模行程的校核、頂出裝置的校核，結(jié)合注塑設(shè)備的資料確定注塑設(shè)備的型號(hào)。 基本內(nèi)容：塑件尺寸測(cè)量、塑件建模、確定收縮率和分型面、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)、抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)、零部件加工工藝制訂、注射設(shè)備選擇、繪制模具設(shè)計(jì)圖紙。 2. 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)說(shuō)明 畢業(yè)設(shè)計(jì)基本內(nèi)容 參考所給文具盒塑件實(shí)物，首先設(shè)計(jì)該注塑件結(jié)構(gòu)。 ⑧背壓 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 10 螺桿回轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)于后退螺旋加以阻抗，使后退困難的阻力稱為背壓，普通為3kg/cm2~20kg/cm2 左右。 ⑥計(jì)量 計(jì)量時(shí)間（螺桿回轉(zhuǎn)時(shí)間）設(shè)定比冷卻時(shí)間要短。 ⑤冷卻時(shí)間 填充模腔樹(shù)脂冷卻固化為熱變形溫度以下至可取出制品的時(shí)間。 ④射出時(shí)間 射出時(shí)間包括注射時(shí)間與保壓時(shí)間。 PC 與 PMMA對(duì)注射壓力不敏感。 噴嘴 —— 依據(jù)成型周期及前段的溫度、材料的種類及噴射方式動(dòng)作而定，熱穩(wěn)定性良好的材料可將溫度設(shè)定稍高一些。 中段 —— 為材料的壓縮區(qū)域，依外部加熱與內(nèi)部的剪切斷作用實(shí)行可塑化，設(shè)定溫度在中間溫度為宜。 ①機(jī)筒溫度 機(jī)筒溫度的設(shè)定與塑料種類有差異，如錯(cuò)誤設(shè)定機(jī)筒溫度會(huì)造成成型不良。 產(chǎn)前準(zhǔn)備 加料 注塑機(jī) 熔融塑化物料 模具閉合 注塑、充模、保壓 冷卻定型 模具開(kāi)啟 清模 制品脫模及卸料 制品后處理 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 9 （ 5）量：計(jì)量、頂出量、開(kāi)模量。 （ 3） 時(shí)間：注射時(shí)間、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間、干燥時(shí)間。 成型的條件以及要素： （ 1） 溫度：機(jī)筒溫度、模具溫度、干燥溫度、油溫度。 （ 3） 冷卻定型 從澆口凍結(jié)開(kāi)始，到制品脫模為止，是注塑成型工藝的最后一個(gè)階段。將塑化好的溶體通過(guò)柱塞或螺桿定溫、定壓、定量的輸出機(jī)筒所進(jìn)行的準(zhǔn)備工作，這些動(dòng)作均需注塑機(jī)控制，柱塞或螺桿在塑化過(guò)程中為計(jì)量。 圖 、注塑充模和冷卻成型三個(gè)階段 [7]。導(dǎo)熱率低的塑料冷卻速度慢，必須充分冷卻，要加強(qiáng)模具冷卻效果。比熱容高的塑料在塑化時(shí)需要熱量大，應(yīng)選用塑化能力大的注射機(jī)。發(fā)生熔融裂紋會(huì)影響塑件的外觀和性能，故若選擇熔融指數(shù)高的聚合物，在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加大噴嘴、流道和澆口截面，降低注射速度和提高料溫。塑件成型后要進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力后處理，以提高抗裂性。 (5)應(yīng)力開(kāi)裂和熔融破裂：有些塑料對(duì)應(yīng)力敏感，成型時(shí)易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力且質(zhì)脆易裂，塑件在外力作風(fēng)下會(huì)發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象。 水敏性是指某些塑料 (如聚碳酸酯 )即使只含有少量水分，在高溫、。具有這種特性的塑料稱為熱敏性塑料，如硬聚氯乙烯、聚甲配、聚三氟氯乙烯等。⑥塑料結(jié)晶熔點(diǎn)范圍窄，易發(fā)生末熔粉注人型腔或堵塞進(jìn)料口現(xiàn)象 。因此，應(yīng)合理控制模具溫度。③塑件成型尼收縮大，易發(fā)生縮孔、氣孔。 對(duì)于結(jié)晶型塑料在模具設(shè)計(jì)及選擇注塑機(jī)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①料溫上升到成型溫度所需要的熱量多，要選用塑化能力大的設(shè)備。 從表觀特征來(lái)看，一般結(jié)晶型塑料是不透明或半透明的，非結(jié)晶型塑料是透 明的。 (3)結(jié)晶性：熱塑性塑料按其冷凝時(shí)有無(wú)結(jié)晶現(xiàn)象，可分為結(jié)晶型塑料和非結(jié)晶型塑料兩大類。③模具結(jié)構(gòu)。注射壓力增大則熔融塑料受剪切作用大，其流動(dòng)性也隨之增大。料溫高則塑料的流動(dòng)性增大。按模具設(shè)計(jì)要求，可將流動(dòng)性分為 3 類：流動(dòng)性好的，如尼龍、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯；流動(dòng)性中等的，如改性聚苯乙烯 (ABS)、有機(jī)玻璃、聚甲醛、氯化聚醚等；流動(dòng)性差的，如聚碳酸酪、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚礬、氟塑料等。 (2)流動(dòng)性：塑料流動(dòng)性可以根據(jù)塑料的相對(duì)分子質(zhì)量、熔融指數(shù)、阿基米德螺旋線長(zhǎng)度、 表觀融度及流動(dòng)比 (流程長(zhǎng)度／塑件壁厚 )等進(jìn)行分析。在模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)各種塑料的性質(zhì)，塑件的壁厚，形狀，進(jìn)料口形狀與尺寸，按經(jīng)驗(yàn)確定塑件各部位的收縮率：，再計(jì)算模具型腔尺寸。 澆口形式和尺寸：這些直接影響料流方向、密度分布、保壓補(bǔ)塑及成型時(shí)間。此外，脫模后收縮和后處理收縮也比熱固性塑料大。影響熱塑性塑料成型收縮率的主要因素有以下幾方面。在開(kāi)模時(shí)，中間板與定模 板進(jìn)行定距分模，取出澆口，流道廢把。 雙分型面注射成型模，也稱為三板式注射成型模。 （ 2）按所用的注塑機(jī)類型不同而分為臥式注射成型模，立式注射成型模和角式注射成型模。 (8).排氣系統(tǒng) 排氣系統(tǒng)是為把型腔內(nèi)原有的空氣以及塑料受熱過(guò)程中產(chǎn)生的氣體排出，而在模具分型面處開(kāi)設(shè)的排氣槽。 (7).冷卻和加熱裝置 加熱時(shí)為滿足注射成型工藝對(duì)模具溫度的要求：冷卻為使熔料能在模具內(nèi)冷卻定型 。 (6).抽芯機(jī)構(gòu) 當(dāng)制品上帶有側(cè)孔和側(cè)凹結(jié)構(gòu)時(shí)，在頂出工作前，先要將可作側(cè)向運(yùn)動(dòng)的型芯從制品中抽出，該側(cè)向運(yùn)動(dòng)是由抽芯機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。 (5).頂出機(jī)構(gòu) 頂出機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)制品脫模的裝置。它由導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成。 (3).澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)是將熔融塑料引向閉合模腔的通道。注塑機(jī)料筒里的熔融塑料的高壓作用下，通過(guò)噴嘴和澆注系統(tǒng)進(jìn)入模腔，獲得所需要的制品。由凸模，動(dòng)模板，導(dǎo)柱， 動(dòng)模墊板和模腳等組成一體，在注塑機(jī)的鎖模裝置的驅(qū)動(dòng)下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。主流道口與注塑機(jī)的噴嘴相聯(lián)，引入熔融塑料。 熱塑性塑料注射模的基本組成 通常一付注射模由下列基本部分組成 [4]： 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 5 (1).定模機(jī)構(gòu) 定模機(jī)構(gòu)是安裝在注射機(jī)的固定模板上的部分型腔。 (6)消聲和吸振性能好。 (5)耐磨和減磨性能好。 (4)電絕緣性能好。 (3)化學(xué)穩(wěn)定性好。塑料的強(qiáng)度和剛度雖然不如金屬好，但塑料的密度小，所以其比強(qiáng)度 (贏／ P)和比剛度 (x／ P)相當(dāng)高。哩料的密度一般在 0． 9— 2． 3g／ cm3 范圍內(nèi)，約為鋁的 1／ 2，銅的 l／ 6。 除上述添加劑外，還有潤(rùn)滑劑、阻燃劑等。不少著色劑還束有其他作用，如炭黑著色劑有助于防止塑料 受光變脆，二鹽基性亞磷酸酯能防止紫外線射入。 (7)著色劑： — 般將顏料或染料稱為著色劑，它使塑料具有紅色、藍(lán)色等各種色彩，以滿足使用者陶需要。常用的穩(wěn)定劑是硬脂酸鹽、環(huán)氧化合物等。為此，在配料時(shí)加入穩(wěn)定劑。塑件在使用中要能耐熱、光、空氣、霉菌等。 在環(huán)氧樹(shù)脂中加入乙二胺，在酚醛樹(shù)脂中加入六甲基四胺，就是這個(gè)道理。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 4 (4)固化劑：主要用于熱固性塑料。但加入量不能太多，否則會(huì)明顯降低樹(shù)脂的強(qiáng)度和硬度。 樹(shù)脂中加入增塑刑，加大了其分子間的距離，削弱了大分子間的相互作用力，使樹(shù)脂分子容易滑移，從而達(dá)到上述目的。 (3)增塑劑：為了改進(jìn)塑料的可塑性，降低熔融強(qiáng)度，需 在有些樹(shù)脂中加入有機(jī)化合物，這些有機(jī)化合物稱為增塑劑，如氯化石蠟、磷酸酪類、二甲酸酯類等。二是玫性，樹(shù)脂中加入填充劑后，改變了樹(shù)脂分子問(wèn)構(gòu)造，增加了原來(lái)不具有的特性，如酚醛樹(shù)脂中加入木粉后，克服了脆性，提高了彈性；聚乙烯中加人鈣質(zhì)填料，提高了耐熱性和剛度等 [3]。 50％ ，常用的填充劑有碳酸鈣、碳黑、玻璃纖維等。 (2)填充劑：是坦料中的重要成分。不同的樹(shù)脂，決定塑料的不同類型。 1 肋％。 (1)樹(shù)脂：包括天然樹(shù)脂和人工合成樹(shù)脂。 模具 CAD/CAM 的優(yōu)越性 [2]： 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 3 （ 1） 縮短了模具設(shè)計(jì)與制造的周期，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代； （ 2）優(yōu)化模具設(shè)計(jì)及優(yōu)化模具制造工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量和延長(zhǎng)模具壽命； （ 3）提高模具設(shè)計(jì)及制造的效率，降低成本； （ 4）將設(shè)計(jì)人員從繁悶的計(jì)算和繪圖中解放出來(lái)，使其可以從事更多的創(chuàng)造性勞動(dòng)。近年來(lái)，我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的塑料模 CAD/CAM 系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開(kāi)發(fā)的 CAXA 系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的注塑模 系統(tǒng)及 CAE 軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國(guó)內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格較低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具 CAD/CAM 技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。模具 CAD 技術(shù)在近幾年的發(fā)展過(guò)程中日趨成熟，基于此項(xiàng)技術(shù)的二維、三維制圖軟件得到了廣泛的應(yīng)用，以生產(chǎn)家用電器的中國(guó)企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的 CAD/CAM 系統(tǒng)，如美國(guó) UGS 的 UG、美國(guó) Parametric Technology 公司的 Pro/Engineer、美國(guó) CV 公司的 CADS英國(guó) Deltacam 公司的 DOCT日本 HZS 公司的 CRADE、以色列公司的 Cimatron、美國(guó) ACTech 公司的 CMold 及澳大利亞 Moldflow 公司的 MPA塑模分析軟件等等。 模具 CAD/CAM 采用 CAD 技術(shù)是模具生產(chǎn)的一次革命，是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)。 （ 4） 革新 模具制造工藝 在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改進(jìn)，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進(jìn)的機(jī)床，這不僅大大提高了機(jī)械加工的比重，而且提高了加工精度。高速自動(dòng)化的成型機(jī)械配合以先杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 2 進(jìn)的模具，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低成本起了很大的作用。從模具設(shè)計(jì)和制造角度來(lái)看，模具的發(fā)展趨勢(shì)可分為以下幾個(gè)方面： （ 1） 加 深理論研究 在模具設(shè)計(jì)中，對(duì)工藝原理的研究越來(lái)越深入，模具設(shè)計(jì)已經(jīng)有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段逐漸向理論技術(shù)設(shè)計(jì)各方面發(fā)展，使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高。由于制件品種和產(chǎn)量需求很大，對(duì)模具也提出了越來(lái)越高的要求。 現(xiàn)代生產(chǎn)中，