【正文】 澆注系統(tǒng)的體積（ cm179。； 塑V — 塑件的體積（ cm179。 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計 第 8 頁 共 47 頁 注射壓力： 147MPa 鎖 模 力： 1800KN 注射速率： 114g/s 塑化能力： 55kg/h 模板行程： 500mm 模具厚度： 200~350mm 噴嘴球半徑： 18mm 噴嘴孔直徑： φ 4mm 定位孔直徑： 100mm 注射量的校核 在一個生產(chǎn)周期內(nèi)， 注射機的最大注射量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（ 包括澆道及凝料和飛邊），通常注射機的實際注射量 最好是注射機最大注射量的 80%，所以選用的注射機最大注射量應(yīng)滿足： 澆塑機 VVV ?? 式中 機V — 注射機的注射量（ cm179。 料筒溫度：后段溫度 t1 選用 200℃ ； 中段溫度 t2 選用 220℃ ； 前段溫度 t3 選用 240℃ ； 噴嘴溫度：選用 200℃ ； 注射壓力：選用 100MPa（相當(dāng)于注射機表壓 35kgf）； 注射時間：選用 15s； 保壓壓力：選用 72MPa（相當(dāng)于注射機表壓 25kgf）； 保壓時間：選用 10s； 冷卻時間：選用 15s。試模時，可根據(jù)實際情況作適當(dāng)調(diào) 整。 故塑件的質(zhì)量為： W=V? = = g 經(jīng)計算塑件的體積和質(zhì)量，根基手冊，采用一模一件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時所需的壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注塑機為 XSZ250 型。~179。澆注系統(tǒng)的體積為 179。 綜上分析可以看出， 注射時在工藝參數(shù)控制的較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。 （ 3）表面質(zhì)量分析。該零件各個尺寸均未注明公差，為了提高經(jīng)濟效益，則按未注明公差尺寸來處理，根據(jù)課本 上的表 21 查得 ABS 材料的適用未注公差等級為MT5 級，對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工容易保證。該零件屬于中等復(fù)雜程度零件。在其內(nèi)壁上還有 2 個凸筋，其高度為 ，長度為 。 從零件圖上分析， 該零件總體形狀為圓錐形，在頂部兩側(cè)壁上有 2 個小孔，其為通孔。另外，在成型時應(yīng)采用較高的成型溫度和注射壓力，以提高熔料的流動性，減小收縮率。 3 注射成型工藝規(guī)程的編制 塑件的工藝性分析 塑件的 原材料分析 塑件的材料采用 丙烯腈 丁二 烯 苯乙烯共聚物 (ABS),屬熱塑性塑料。近十年來，注塑模 CAD 技術(shù)在不斷進(jìn)行理論和試驗研究的同時，十分注意向?qū)嵱没A段發(fā)展，一些商品軟件逐步推出，并在推廣和實際應(yīng)用中不斷改進(jìn)。 70年代已經(jīng)開始應(yīng)用計算機對熔融塑料在圓形 、 管形和長方形型腔內(nèi)的流動情況進(jìn)行分析。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價的檢測設(shè)備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。 （ 7）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。 我國模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。 （ 4）開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟模具，以適應(yīng)多品種 、 少批量的生產(chǎn)方式。 （ 2）在塑料模具設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用 CAD/CAM/CAE 技術(shù)。 發(fā)展趨勢 在信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的今天，我們既要看到成績，又要重視落后，要抓住機遇，采取措施，在經(jīng)濟全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，融入到國際市場中去，以促進(jìn)中國模具行業(yè)的快速發(fā)展， 我國塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向 為 ： （ 1）提高大型 、 精密 、 復(fù)雜 、 長壽命模具的設(shè)計水平 及比例。 在社會主義市場經(jīng)濟中，競爭性行業(yè)，特別是像模具這樣依賴于特殊用戶、需單件生產(chǎn)的行業(yè)，國有和集體所有制原來的體制和經(jīng)營機制已顯得越來越不適應(yīng)。市場需求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展一時還難以跟上，供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時間。 近幾年，國產(chǎn)塑料模具國內(nèi)市場滿足率一直不足 74%，其中大型、精密、長壽命模具滿足率更低，估計不足 60%。模具企業(yè)不但要重視模具的開發(fā)，同時也要重視產(chǎn)品的創(chuàng)新。 （ 3）大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱，創(chuàng)新能力明顯不足。 雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造，工藝裝備水平已經(jīng)比較先進(jìn)，有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國外，但大部分企業(yè)的工藝裝備仍比較落后。 雖然個別企業(yè)的產(chǎn)品已達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標(biāo)與國外先進(jìn)水平相比尚有較大差距。對于國內(nèi)一些中小型模具企業(yè)，則很少應(yīng)用CAD/CAM，有些僅停留在以計算機代替固板繪圖。 為了提高模具企業(yè)的設(shè)計水平和加工能力，中國模具協(xié)會向全國模具行業(yè)推薦適合模具企業(yè)使用的 CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)。 在制造技術(shù)方面， CAD/CAM/CAE 技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新臺階 。 熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達(dá) 20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。在大型模具方面已經(jīng)能生產(chǎn) 48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具 、 大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具 [2]；精密塑料模具方面，已經(jīng)能生產(chǎn)相機塑料件模具 、 多型腔小模數(shù)齒輪 模具及塑封模具 [2]。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。同時，我們還能夠從這次設(shè)計中學(xué)到在實際工作中解決困難的途徑，為我們撿來的工作奠定了基礎(chǔ)。為了能夠更好的掌握注塑模具設(shè)計方面的知識，高壓瓶蓋注射模具作為一個技術(shù)含量比較高的課題，值得我們?nèi)パ芯?、 設(shè)計。作為學(xué)習(xí)模具設(shè)計專業(yè)的大學(xué)生，為了將來能夠更好的從事塑料模具設(shè)計這一行業(yè)，我們應(yīng)當(dāng)能夠了解和掌握塑料模具的一般設(shè)計步驟。 2 選題背景 課題來源 課題來源于生產(chǎn) /社會實際。 在寫畢業(yè)論文的過程中，我參考了《塑料膜 成型 模具設(shè)計》 、 《中國模具設(shè)計大典》 、 《簡明塑料成型工藝與模具設(shè)計手冊》等有關(guān)教材，引用了其中的公式及圖表。同時，通過這次設(shè)計，我也學(xué)到了查閱相關(guān)資料的方法和實際工作中遇到的問題的解決方法，這為我以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。在此次設(shè)計中，主要會用到所學(xué)的注射模設(shè)計，機械制圖以及機械設(shè)計等方面的知識。做為二十一世紀(jì)的大學(xué)生， 并且我們又學(xué)的是模具制造專業(yè)，因此，我們要抓住這次機會，盡可能多的了解和掌握塑料模具設(shè)計方面的知識，為中國塑料模具的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。注射成型是大量生產(chǎn)塑料制品的一種成型方法，二十多年來，國外的注塑模 CAD 技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。前言 第 1 頁 共 47 頁 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計 1 前言 塑料模具是模具行業(yè)中十分重要的行業(yè)。 我國塑料模具行業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大的發(fā)展，模具水平有了較大的提高。在經(jīng)濟全球化趨向日漸加速的情況下，塑料模具行業(yè)的發(fā)展水平 對一個國家的制造業(yè)有著巨大的影響。 這次 畢業(yè)設(shè)計 是 我們 在修完所有的課程之后，走向社會之前的一次綜合性設(shè)計。通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我對塑料模具有了更深層次的了解，能將自己在課堂上學(xué)到的知識運用到實際中。 本次畢業(yè)設(shè)計，我也得到了老師和同學(xué)們的幫助 ，在此表示感謝 ！ 由于實踐經(jīng)驗的缺乏和水平的限制，且時間倉促，在這次設(shè)計過程中出現(xiàn)了一些錯誤，懇請各位老師批評指正。由于我對塑料模具設(shè)計不是很了解，所以在論文中存在一些缺點和錯誤，希望老師多加指正。 目的 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計 第 2 頁 共 47 頁 模具行業(yè)的發(fā)展日新月異，塑料模具行業(yè)的發(fā)展對我國制造業(yè)有著重要的影響。進(jìn)行此課題， 我能夠初步地設(shè)計一副塑料模具。 意義 對本課題進(jìn)行研究 、 設(shè)計， 一方面 能夠使我們將自己在課堂上學(xué)到的知識加以運用，將知識掌握得更加牢靠 ；另一方面 能夠讓我們對塑料模具有更多的了解。 國內(nèi) 的現(xiàn)狀 、 存在的主要問題及發(fā)展趨勢 國內(nèi)的現(xiàn)狀 80 年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng) 濟政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為 13%， 1999 年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為 245 億，至 2021 年我國模具總產(chǎn)值約為 360 億元，其中塑料模約 30%左右[1]。 我國塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大的發(fā)展，模具水平有了較大提高。 成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模 、 高效多色注射模 、 鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計方面也取得較大的進(jìn)展；氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟 。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到 10%，與國外的 50%～ 80%相比，差距較大。 近年來，我國自主開發(fā)的塑料模 CAD/CAM 系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航 華正軟選題背景 第 3 頁 共 47 頁 件工程研究所開發(fā)的 CAXA 系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模 系統(tǒng)及CAE 軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應(yīng)用且價格低等特點，為進(jìn)一步普及模具 CAD/CAM 技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。對于國內(nèi)一些大型模具企業(yè)，它們的CAD/CAM 應(yīng)用狀況多停留在購買國外先進(jìn)的 CAD/CAM 系統(tǒng)和設(shè)備上，但在其上進(jìn)行的二次開發(fā)較少，資源利用率低。 存在的主要問題 （ 1）發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。 （ 2）工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。更主要的是，企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力差，難以整合或調(diào)動社會資源為我所用，從而就難以承接比較大 的項目。 一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少；更重要的是觀念落后，對創(chuàng)新和開發(fā)不夠重視。 （ 4）供需矛盾短期難以緩解。同時，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具正在加速向中國轉(zhuǎn)移，國際采購越來越多，國際市場前景看好。 （ 5）體制和 人才問題的解決尚需時日。人才的數(shù)量和素質(zhì)也高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計 第 4 頁 共 47 頁 跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。 這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 （ 3）推廣應(yīng)用熱流道技術(shù) 、 氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。 （ 5）提高塑料模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。 （ 6）應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 采用三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模 CAD/CAM 的關(guān)鍵技術(shù)之一。 國外的現(xiàn)狀 、 存在的主要問題及發(fā)展趨勢 注塑成型是大量生產(chǎn)塑料制品的一種成型方法，二十多年來，國外的注塑模 CAD技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。 80年代初，成功采用有限 元法分析三維型腔的流動過程，使設(shè)計人員可以依據(jù)理論分析并結(jié)合自身的經(jīng)驗，在模具制造前對設(shè)計方案進(jìn)注射成型工藝規(guī)程的編制 第 5 頁 共 47 頁 行評價和修改，以減少試模時間，提高模具質(zhì)量 [3]。國外塑料模具存在的主要問題是；相比較國內(nèi)塑料模具的價格，國外塑料模具的價格要高上很多，因此生產(chǎn)成本也要高很多。從使用性能上看，該塑料強度高，耐水 、 耐油性 好，介電性能與溫度和頻率無關(guān)，是理想的絕緣材料 [4]；從成型性能上看，該塑料具有很好的加工性，成型容易，收縮率較小，制件尺寸容易控制，但是其吸水性較大，易使成型后制件上產(chǎn)生氣泡，銀絲 、 斑紋等缺陷，因此應(yīng)注意注塑前對原料的干燥。 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 塑件圖 如圖 1 所示： 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計 第 6 頁 共 47 頁 圖 1 塑件圖 （ 1） 結(jié)構(gòu)分析。因此，模具設(shè)計時必須設(shè)置側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。因此，用推桿或推板不能直接推出塑件，可以采用斜滑塊推出機構(gòu)來推出塑件。 （ 2）尺寸精度分析。從塑件的壁厚上來看，兩側(cè)的壁厚為 ，底部 的壁厚為 ，壁厚差為 ，較均勻，有利于零件的成型。該零件的表面除要求沒有缺陷 、 毛刺，內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外，沒有特別的表面質(zhì)量要求，因此表面要求比較容易實現(xiàn)。 計算塑件的體積和重量 注射成型工藝規(guī)程的編制 第 7 頁 共 47 頁 計算塑件的體積：用 Proe 軟件 繪制塑件的三維圖形，計算出塑件的體積為179。 計算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計手冊可查得 ABS 的密度為 179。,取其平均密度為 179。 塑件注射工藝參數(shù)的確定 查找相關(guān)文獻(xiàn)資料， ABS 塑料的成型工藝參數(shù) [4]可作如下選擇。 注射溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。 塑料成型設(shè)備參數(shù) 根據(jù)計算及原材料的注射成型參數(shù)確定注塑機為 XSZ250 型 [5]，查資料得知其技術(shù)參數(shù)如下： 螺桿直徑： φ 50mm 注射容量： 250cm179。），取 機V =250 cm179。），取 塑V = cm179。），取 澆V = cm179。 ???? 澆塑 VV cm179。 注射壓力的校核 注射機的額定注射壓力即為它的最高壓力 maxP ， 應(yīng)該 大于注射機注射成型所需調(diào)用的注射壓力 OP ,即 maxP ? OP 注射機的額定注射壓力為 147Mpa， ABS 注射成型所需的注射壓力為 100 Mpa，所以注射壓力符合要求。），取 A = mm178。 代入數(shù)據(jù)，計算得： 7