【正文】 時(shí)間/s15～50成型時(shí)間/s40～1203 模具的設(shè)計(jì) 確定型腔數(shù)及塑件排列方式為了使模具與注塑機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性、保證塑件精度，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先確定型腔數(shù)目。3．成型特點(diǎn) 聚丙烯成型收縮范圍大，易發(fā)生縮孔、凹痕及變形；聚丙烯熱容量大，注射成型模具必須設(shè)計(jì)能充分進(jìn)行冷卻的冷卻回路；聚丙烯成型的適宜模溫為80℃左右，不可低于50℃，否則會造成成型塑件表面光澤差或產(chǎn)生熔接痕等缺陷，且溫度過高會產(chǎn)生翹曲現(xiàn)象。聚丙烯在氧、熱、光的作用下極易解聚、老化、所以必須加入防老化劑。聚丙烯耐低溫的使用溫度可達(dá)15℃，在低于35℃進(jìn)會脆裂。定向拉伸后的聚丙烯可制作鉸鏈，其具有特別高的抗彎曲疲勞強(qiáng)度，如用聚丙烯注射成型的一體鉸鏈，經(jīng)過7107次開閉彎折未產(chǎn)生損壞和斷裂現(xiàn)象。它不吸水，光澤好，易著色。外觀似聚乙烯，但比聚乙烯更透明更輕。通過分析，比較可選用聚丙烯（PP）作為些制品的材料[9]。IT68mm～R1% 塑件材料的選取及分析塑料成型原料的選取應(yīng)該綜合考慮多方面因素，應(yīng)充分了解制品的用途、特性、設(shè)計(jì)參數(shù)及要求，在滿足以上要求后，并考慮使用塑料的成本、成型加工的難易程度等要求。打印機(jī)支架的工藝參數(shù)如表21所示。2 塑件的分析 塑件的結(jié)構(gòu)分析由圖21可以看出，該塑件結(jié)構(gòu)簡單，在塑件上有幾個(gè)孔，這部分由型腔與型芯鑲件成型，其余部分由凹模與凸模直接成型。壓注模多用于熱固性塑料制件的成型，但這種方法成型周期長、生產(chǎn)效率低。壓縮成型是塑件盛開方法中較早采用的一種方法。擠出成型是利用擠出機(jī)料筒內(nèi)的螺桿旋轉(zhuǎn)加壓的方式，連續(xù)地將熔融狀態(tài)的物料從料筒中擠出，通過特定截面形狀的機(jī)頭口成型并借助于牽扯引裝置將擠出的塑料制件均勻拉出，同時(shí)冷卻定型，獲得截面形狀一致的連續(xù)型材。壓注模的加料室與型腔是通過澆注系統(tǒng)連接起來的，通過壓柱將加料室內(nèi)受熱塑化熔融的熱固塑料經(jīng)澆注系統(tǒng)壓入被回執(zhí)的閉合型腔，最后固化定型。首先將粒狀或粉狀的塑料原料加入到注射機(jī)的料筒中，經(jīng)過加熱熔融成粘流態(tài)，然后在螺桿的推動(dòng)下，熔融塑料以一定的流速通過料筒前端的噴嘴射入閉合的模具型腔中，經(jīng)過一定的保壓，塑料在模內(nèi)冷卻、硬化定型，接著打開模具，從模內(nèi)脫出成型的塑件。(1) 注射模 注射模又稱為注塑模。塑料模具的設(shè)計(jì)不但要采用CAD技術(shù)，而且還要采用CAE技術(shù)，這是發(fā)展的必然趨勢[2]。利用CAE技術(shù)，可以在模具加工前，在計(jì)算機(jī)上對整個(gè)注塑成型過程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測熔體的填充、保壓和冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)進(jìn)行修改，而不是等到試模后再返修模具。模具制造是一個(gè)生產(chǎn)周期要求緊迫，技術(shù)手段要求較高的復(fù)雜生產(chǎn)過程。模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。 塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢21世紀(jì)，塑料工業(yè)以前所未有的速度高速發(fā)展。隨著機(jī)械工業(yè)、電子工業(yè)、航空工業(yè)、儀表工業(yè)和日常用品工業(yè)的發(fā)展，塑料成型制件的需求量越來越多，質(zhì)量要求也越來越高，這就要求成型塑件的模具開發(fā)、設(shè)計(jì)和制造的水平也必須越來越高。 塑料成型工業(yè)在生產(chǎn)中的重要地位模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。目前塑料制件幾乎已經(jīng)進(jìn)入一切工業(yè)部門以及人民日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。從40年代至今，隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展，石油資源的廣泛開發(fā)利用，塑料工業(yè)獲得迅速發(fā)展。這兩種塑料當(dāng)時(shí)為推動(dòng)電氣工業(yè)和儀器制造工業(yè)的發(fā)展起了積極作用。1909年出現(xiàn)了第一種用人工合成的塑料酚醛塑料。 塑料工業(yè)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀早在19世紀(jì)以前，人們就已經(jīng)利用瀝青、松香、琥珀、蟲膠等天然樹脂。塑料目前尚無確切的分類，一般分為熱固性塑料和熱塑性塑料，其中熱塑性塑料在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化，如聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料等。塑料密度小、質(zhì)量輕、耐磨性好，此外，許多塑料還具有透光性能和絕熱性能以及防水、防透氣和防輻射等特殊性能，因此它能夠在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。廣東揭陽學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)打印機(jī)支架的注塑模具設(shè)計(jì)1 緒論 塑料的基本知識塑料是以樹脂為主要成分，在一定溫度和壓力下塑造成一定形狀，并在常溫下能保持既定形狀的高分子有機(jī)材料，它大多采用合成樹脂。在一定溫度和壓力下，塑料具有可塑性，可以利用模具將其成型為具有一定幾何形狀和尺寸精度的塑料制件。塑料作為一種新的工程材料，其不斷被開發(fā)與應(yīng)用，加之成型工藝的不斷成熟與發(fā)展，極大地促進(jìn)了塑料成型方法的研究與應(yīng)用和塑料成型模具的開發(fā)與制造。而熱固性塑料的特點(diǎn)是能在受熱或其他條件作用下固化成不溶性物料，如酚醛塑料、環(huán)氧塑料等[1]。1868年將天然纖維素硝化，用樟腦作增塑劑制成了世界上第一個(gè)塑料品種，稱為賽璐珞，從此開始了人類使用塑料的歷史。1920年又一種人工合成塑料氨基塑料(苯胺甲醛塑料)誕生了。到20世紀(jì)30年代，相繼出現(xiàn)了醇酸樹脂、聚氯乙烯、丙烯酸酯類、聚苯乙烯和聚酰胺等塑料。品種上又出現(xiàn)了聚乙烯、聚丙烯、不飽和聚酯、氟塑料、環(huán)氧樹脂、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰亞胺等等。塑料工業(yè)又是一個(gè)飛速發(fā)展的工業(yè)領(lǐng)域，現(xiàn)已發(fā)展成為塑料產(chǎn)品系列化、生產(chǎn)工藝自動(dòng)化、連續(xù)化以及不斷開拓功能塑料新領(lǐng)域[23]。塑料模具是指用于成型塑料制作的模具，它是型腔模的一種類型。因此，模具設(shè)計(jì)水平的高低、模具制造能力的強(qiáng)弱以及模具質(zhì)量的優(yōu)劣，都直接影響著各種產(chǎn)品的質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益的增長以及整體工業(yè)水平的提高[4]。塑料，在各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)行業(yè)乃至國民經(jīng)濟(jì)中已擁有舉足輕重的不可替代的地位。由于用模具加工成形零部件，具有生產(chǎn)高效、質(zhì)量好、節(jié)約原材料和能源、成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向?？傊?，模具具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、型面復(fù)雜、精度要求高、使用的材料硬度高、制造周期短等特點(diǎn)，因此傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法已無法適應(yīng)當(dāng)今的要求，與傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)相比，計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)無論是在提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量方面，還是在降低成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度方面，都具有極大的優(yōu)越性。這不僅是對傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方 法的一次突破，而且在減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等方面，都有著重大的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)意義。 塑料模具的分類按照塑料制件的成型方法不同可以分為以下幾類。塑料注射成型是在金屬壓鑄造成型原理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。(2) 壓注模 又稱傳遞模。(3) 擠出模 又稱為擠出機(jī)頭。(4) 壓縮模 又稱壓塑模。將預(yù)熱過的塑料原料直接放在經(jīng)過加熱的模具型腔內(nèi)，凸模向下運(yùn)動(dòng)，在熱和壓力的作用下塑料呈熔融狀態(tài)并充滿型腔，然后再固化成型。除了上述介紹的幾類常用的塑料成型模具外，還有泡沫塑料成型模、氣動(dòng)成型模、澆鑄成型模、滾塑成型模、壓延成型模以及聚四氟乙烯冷壓成型模等[56]。 圖21 塑件圖制品要求表面光潔度比較高，不允許有明顯的熔接痕、飛邊等工藝痕，也正是由于對外表的嚴(yán)格要求，以及使產(chǎn)品容易脫模，降低制造時(shí)的廢品率，因此設(shè)置了塑件的脫模斜度為1176。表21 打印機(jī)支架的工藝參數(shù)材料脫模斜度尺寸精度壁厚圓角(mm)收縮率PP1176。根據(jù)分析可知此塑件要求有較強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度、具有較強(qiáng)的抗?jié)裥阅埽约翱垢g性能。下面將對PP加以介紹[14]：1．基本特性 聚丙烯無味，無毒，無色?！M3。聚丙烯的屈服強(qiáng)度，抗拉，抗壓強(qiáng)度和硬度及彈性比聚乙烯好。聚丙烯的熔點(diǎn)為164～170℃，其耐熱性好，能在100℃以上的溫度下進(jìn)行消毒滅菌。聚丙烯的高頻絕緣性能好，而且由于其不吸水，絕緣性能不受濕度的影響。2．主要用途 聚丙烯可用于制作各種機(jī)械零件如法蘭、汽車零件和自行車零件；可作水、蒸汽、各種酸堿等的輸送管道，化工容器和其他設(shè)備的襯里、表面涂層；可制造蓋和本體合一的箱殼，各種絕緣零件，并用于醫(yī)藥工業(yè)中。4．PP的注射工藝參數(shù) PP的注射工藝參數(shù)如表22所示。與多型腔模具相比較，單型腔模具具有塑料制件的形狀和尺寸一致性好、成型的工藝條件容易控制、模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊、模具制造成本低、制造周期短等特點(diǎn)。由于此塑件體積小，如果采用單型腔模具，雖然可以保證制品的質(zhì)量，但不適合大批量生產(chǎn)[1]。模具的型腔排列方式如圖31所示：圖31 模具的型腔排列方式 分型面的設(shè)計(jì)為了便于將塑件從密閉的模腔內(nèi)取出，也為了便于安放嵌件或取出澆注系統(tǒng)，必須將模具分成兩個(gè)或幾個(gè)部分，通常將分開模具能取出塑件的面稱為分型面，另外，以分型面為界，模具又可分成兩大部分即動(dòng)模與定模部分，而其他的面則被稱作分離面或分模面，注射模只有一個(gè)分型面。常見的分型面有水平分型面、斜分型面、階梯分型面、曲線分型面[23]。由于制品的結(jié)構(gòu)比較特殊，分型面應(yīng)選在制品的最大外形尺寸處，因?yàn)檫@樣有利于排氣，使注射出來的塑件不會產(chǎn)生氣孔，并且要有利于型芯、型腔鑲件的安裝。如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生的氣體不能被排除干凈，塑件上就會形成氣泡、產(chǎn)生熔接不牢、表面輪廓不清及充填不滿等成型缺陷，另外氣體的存在還會產(chǎn)生反壓力而降低充模速度，因此設(shè)計(jì)模具時(shí)必須考慮型腔的排氣問題。注射模通常以如下三種方式排氣：(1) 利用配合間隙排氣 對于簡單型腔的小型模具，可以利用推桿、活動(dòng)型芯、活動(dòng)鑲件以及雙支點(diǎn)固定的型芯端部與模板的配合間隙進(jìn)行排氣。(2) 在分型面上開設(shè)排氣槽 分型面上開設(shè)排氣槽是注射模排氣的主要形式。排氣系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)一般如下：(1