【正文】 木材、皮革及無機(jī)材料發(fā)展成為各個(gè)部門不可缺少的一種化學(xué)材料。 塑料工業(yè)是一門新興的工業(yè)，它的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段。 2．發(fā)展階段 上世紀(jì) 30 年代至 50 年代，低密度聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和 聚酰胺等熱塑性塑料相繼工業(yè)化，奠定了塑料工業(yè)的基礎(chǔ)，為其進(jìn)一步發(fā)展開辟了道路。這一階段，塑料的產(chǎn)量和品種不斷增加，成型加工技術(shù)更趨完善。這一階段塑料工業(yè)的特點(diǎn)是通過各種技術(shù)，如共聚、復(fù)合、增強(qiáng)和發(fā)泡等來改進(jìn)塑料的性能，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，生產(chǎn)技術(shù)更趨合理。 塑料作為一種新的工程材料，由于其不斷開發(fā)與應(yīng)用，加之成型工藝不斷成熟與完善，極大地促進(jìn)了塑料成型模具的開發(fā)與制造。塑料模是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一種類型。美國工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”，日本則稱“模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富裕的動(dòng)力”?？梢?，塑料模具在模具行業(yè)中占有舉足輕重的地位。在重點(diǎn)支持技術(shù)改造的產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品中，把模具制造業(yè)列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造 序列的第一位。提高模具工業(yè)的整體技術(shù)水平并迎頭趕上發(fā)達(dá)國家的模具技術(shù)水平。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁 塑料的組成及其特性 一、塑料的組成 塑料是以相對(duì)分子質(zhì)量的合成樹脂為主要成分，并加入其他添加劑，可以在一定溫度和壓力下塑化成型的高分子合成材料。它是塑料中起粘結(jié)作用的成分，也叫粘料。 為了改變塑料的性能而加入的添加劑有： （ 1）填料 填料在塑料中主要起增強(qiáng)作用，有時(shí)還可使塑料具有樹脂所沒有的新性能。 對(duì)填料的一般要求是：易被樹脂浸潤，與樹脂有很好的粘附性，本身性質(zhì)穩(wěn)定，價(jià)格便宜，來源豐富。 對(duì)增塑劑的一般要求是：能與樹脂很好的混融而不起化學(xué)變化，不易從制件中析出和揮發(fā)，不降低制件的主要 性能，無毒、無害、成本低。常用的穩(wěn)定劑有二鹽基性亞磷酸鉛、三鹽基性硫酸鉛、硬脂酸鈣、硬脂酸唄等。歸納起來，塑料的主要特性如下： （ 1）質(zhì)量輕 塑料的密度一般在 ~，約為鋁的 1/2，銅的 1/6。 （ 3）化學(xué)穩(wěn)定性能好 塑料對(duì)酸、堿等化學(xué)藥物具有良好的抗腐蝕能力。 （ 4）絕緣性能好 塑料具有優(yōu)越的電絕緣性能和耐電弧特性，所以廣泛用于電機(jī)、電器和電子工業(yè)智能功做結(jié)構(gòu)零件和絕緣材料。 （ 6）消聲和吸震性能好 塑料制成的傳動(dòng)摩擦零件，噪聲小，吸震性好。 三、 熱固性塑料和熱塑性塑料 塑料按其所表現(xiàn)出來的性能不同可分為熱固性塑料和熱塑性塑料。 一、工藝特性 （一）收縮性 塑件從模具中取出冷卻到室溫后，發(fā)生尺寸收縮，這種性能稱為收縮性。 （ 1）塑件的線尺寸收縮：由于熱脹冷縮，塑件脫模時(shí)的彈性恢復(fù)、塑性變形等因素，會(huì)導(dǎo)致塑件脫模冷卻到室溫后其尺寸縮小。 （ 2）收縮方向性：成型時(shí)塑料分子按方向排列，使塑件呈現(xiàn)各向 異性，沿料流方向則收縮大、強(qiáng)度高，與料流垂直方向則收縮小、強(qiáng)度低。 （ 3）后收縮：塑件成型后，由于各種成型因素的影響，塑件內(nèi)存在殘余應(yīng)力，塑件脫模后殘余應(yīng)力發(fā)生變化，使塑件發(fā)生再收縮，稱為后收縮。在模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮以上因素。 （ 2）塑件特性：塑件的形狀、尺寸、大小、對(duì)收縮性也有很大影響。 （ 4）成型工藝：傳遞和注射成型工藝一般收縮較大，方向明顯。這是模具設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的一個(gè)重要的工藝參數(shù)。所以在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí) 要根據(jù)具體情況選擇塑料，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)和選擇分型面及進(jìn)料方向等。在模具設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)硬化速度快，保持流動(dòng)狀態(tài)時(shí)間短的塑料則應(yīng)注意要便于裝料，便于裝卸嵌件，并且選擇合理的成型條件，以免過早硬化或硬化不足，導(dǎo)致塑件成型不良。如細(xì)料流動(dòng)性好， 但預(yù)熱不易均勻，充入空氣多不易排出，傳熱不良，成型時(shí)間長。塑料過粗或過細(xì)均直接影響比容及壓縮率和模具加料室容積。硬化時(shí)一般不需排氣 4. 一般預(yù)熱溫度為 140~170℃，成型壓力為 10~20MPa，保壓時(shí)間為 36s/mm 熱塑性塑料 常用的熱 塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、苯乙烯 丁二烯 丙烯腈（ ABS 塑料）、聚苯醚、聚四氟乙烯等。影響熱塑性塑料成型收縮的因素主要有以下幾個(gè)方面： (1)塑料品種：與熱固性塑料相比較，熱塑性塑料在成型過程中由于存在結(jié)晶化引起的體積變化，內(nèi)應(yīng)力強(qiáng)，塑件內(nèi)的殘余應(yīng)力大，分子取向性強(qiáng)等因素，因此收縮率后較大，方向性更加明顯。 （ 2）塑料特性：塑件的形狀、尺寸、大小、對(duì)收縮性也有很大影響。采用直接澆口，澆口截面大則收縮小，但方向性明顯。 （二）流動(dòng)性 流動(dòng)性的大小，可以從塑料的相對(duì)分子量、熔融指數(shù)、阿基米德螺旋線長度、表觀粘度及流動(dòng)比等進(jìn)行分析。 （ 2） 流動(dòng)性中等：有 ABS、 AS、有機(jī)玻璃、聚甲醛、氯化聚醚等。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 影響流動(dòng)性的主要因素有溫度、壓力、模具結(jié)構(gòu)。 塑料的結(jié)晶現(xiàn)象是指塑料由熔融狀態(tài)到冷凝的過程中，分子由無次序的自由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而逐漸排列成偽證規(guī)模性傾向的一種現(xiàn)象。 2） 冷凝時(shí)放出熱量大，模具要充分冷卻。 4） 塑件壁薄，冷卻快，結(jié)晶度低，收縮小，反之 則相反。 除以上工藝特性外，熱塑性塑料還具有熱敏性和水敏性、應(yīng)力開裂和熔融破裂、熱性能和冷卻速度等工藝性能的要求。 電線被覆、電線管、絕緣材料、膠帶。 水管、塑料地板、屋頂材料、隔熱材料。 玩具、農(nóng)業(yè)用薄皮、涂料。 車用 座墊。 防濕紙、帳篷、唱片、發(fā)泡體、軟水管。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 ABS 乳白色半透明，沖擊性比 PS差，流動(dòng)性佳，化學(xué)電鍍密著性佳，耐熱性佳。 機(jī)械之構(gòu)造體、金屬化用品。 文具、容 器、吸 塵 機(jī) 械 零件。 消化塑料制件圖，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，如：塑件的原材料表面形狀、顏色與透明度、使用性能與要求；塑件的幾何結(jié)構(gòu)、斜度、鑲件等情況；熔接痕、縮孔等成型缺陷出現(xiàn)的可能與允許程度；澆口、頂桿等可以設(shè)置的部位；有無涂裝、電鍍、膠接、鉆孔等后加工等，此類情況對(duì)塑件設(shè)計(jì)均有相應(yīng)要求。若發(fā)現(xiàn)問題，可對(duì)塑件圖紙?zhí)岢鲂薷囊庖?。并注意收集如彈性模?E、摩擦因素 f、泊松比μ等與模具設(shè)計(jì)計(jì)算有關(guān)的資料與參數(shù)。以注塑機(jī)來說，如注射容量、鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出方式與距離、噴嘴直徑與噴嘴球面半徑、定位孔尺寸、模具最小與最大厚度、模板行程等，都將影響到模具的結(jié)構(gòu)尺寸與成型能力。 擬定模具結(jié)構(gòu)方案 理想的模具結(jié)構(gòu)應(yīng)能充分發(fā)揮成型設(shè)備的能力（如合理的行腔數(shù)目和自動(dòng)化水平 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 等），在絕對(duì)可靠的條件下使模具 本身的工作最大限度地滿足塑件的工藝技術(shù)要求（如塑件的幾何形狀、尺寸精度、表面光潔度等）和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)要求（成本低、效率高、使用壽命長、節(jié)省勞動(dòng)力等），由于影響因素很多，可先從以下方面做起： （ 1） 塑件成型 按塑件形狀結(jié)構(gòu)合理確定其成型位置，因成型位置在很大程度上影響模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性； （ 2） 型腔布局 根據(jù)塑件的形狀大小、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸精度、批量大小以及模具制造的難易、成本的高低等確定行腔的數(shù)量與排列方式； （ 3） 選擇分型面 分型面的位置要有利于模具加工、排氣、脫氣、脫模、塑件的表面質(zhì)量及工藝操作等； （ 4） 確定澆注系統(tǒng) 包括主 流道、分流道、冷料穴、澆口的形狀、大小和位置，排氣方法、排氣槽的位置與尺寸大小等； （ 5） 選擇脫模的方式 考慮開模、分型的方法與循序，拉料桿、推桿、推管、推板等脫摸零件的組合方式，合模導(dǎo)向與復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)置以及側(cè)向分行與抽芯機(jī)構(gòu)的選擇與設(shè)計(jì)； （ 6） 模溫調(diào)節(jié) 模溫的測量方法，冷卻水道的形狀、尺寸與位置，特別是與模腔壁間的距離及位置關(guān)系； （ 7） 確定主要零件的結(jié)構(gòu)與尺寸 考慮成型與安裝的需要及制造與裝配的可能，根據(jù)所選材料，通過理論計(jì)算或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定型腔、型芯、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、推桿、滑塊等主要零件的結(jié)構(gòu)與尺寸以及安裝、固定、 定位、導(dǎo)向等方法； （ 8） 支承與聯(lián)接 如何將模具的各個(gè)組成部分通過支承塊、模板、銷釘、螺釘?shù)戎С信c連接零件，按照使用與設(shè)計(jì)要求組合成一體，獲得模具的總體結(jié)構(gòu)。它既是設(shè)計(jì)者的構(gòu)思過程，也是設(shè)計(jì)對(duì)象的胚胎，設(shè)計(jì)者應(yīng)將其結(jié)果用簡圖和文字加以描繪與記錄，作為方案設(shè)計(jì)的依據(jù)與基礎(chǔ)。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁 繪制模具裝配草圖 總裝配圖的設(shè)計(jì)過程比較復(fù)雜，應(yīng)先從畫草圖著手， 經(jīng)過認(rèn)真的思考、討論與修改，使其逐步完善，方能最后完成。其基本做法就是將初步擬定的結(jié)構(gòu)方案在圖紙上具體化，最好是用坐標(biāo)紙，盡量采用 1:1 的比例，先從行腔開始，由里向外，主視圖與俯視圖同時(shí)進(jìn)行： ① 型腔與型芯的結(jié)構(gòu)； ② 澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式； ③ 分型面及分型脫模機(jī)構(gòu)； ④ 合模導(dǎo)向與復(fù)位機(jī)構(gòu)； ⑤ 冷卻或加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式與部位； ⑥ 安裝、支承、連接、定位等零件的結(jié)構(gòu)、數(shù)量及安裝位置； ⑦ 確 定裝配圖的圖紙幅面、繪圖比例、視圖數(shù)量布置及方式。將原草圖中不細(xì)不全的部分在正式圖上補(bǔ)細(xì)補(bǔ)全；此過程在 CAD 上實(shí)現(xiàn)。 繪制零件圖 繪制零件圖時(shí)應(yīng)注意做到以下幾點(diǎn)： ① 凡需自制的零件都應(yīng)畫出單獨(dú)的零件圖； ② 圖形盡可能按１∶１的比例畫出，但允許放大或縮小。 編寫設(shè)計(jì)說明書 第 2 章 模具 方案設(shè)計(jì) 塑料模具的分類 塑料模具的分類方法很多，按照塑料制件的成型方法不同可分為以下幾類。這就是注塑模。 二、壓縮模 壓縮模又稱壓塑膜。首先將預(yù)熱過的塑料原料直接加入敞開的、經(jīng)加熱的模具型腔內(nèi)，然后合模，塑料在熱和壓力的作用下稱熔融流動(dòng)狀態(tài)充滿型腔，經(jīng)一段時(shí)間夠硬化定型。 三、壓注模 壓注模又稱傳遞模。首先將預(yù)熱過的塑料 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁 原料加入預(yù)熱的加料室內(nèi)，然后通過壓柱向加料室內(nèi)塑料原料施加壓力，塑料在高溫高壓下熔融并通過模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔，最后發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)逐漸硬化定型。 四、擠出模 擠出模常稱擠出機(jī)頭。 這類模具能連續(xù)不斷得生產(chǎn)斷面形狀相同的熱塑性塑料得行材，例如管材、棒材等。吹塑成型是將擠出機(jī)擠出或注射機(jī)注出的、處于高彈性狀態(tài)的空心塑料型坯置于閉合的模腔內(nèi)，然后向其內(nèi)部通入壓縮空氣，使其脹大并貼緊模具型腔壁，經(jīng) 冷卻定型后成為具有一定形狀和尺寸精度的中空塑料容器。壓縮空氣成型是利用壓縮空氣，使熱軟化的塑料片才發(fā)生塑性變形并緊貼在模具型腔上稱為塑料制件的成型方法。 方案的確定 熱塑性塑料的注塑成型 特點(diǎn)： 熱塑性塑料注塑成型這種方法即是將塑料材料熔 融，然后將其注入膜腔。所得形狀往往就是最后的成品，在安裝或作為最終成品使用之前不再需要其它的加工。肋、螺紋，都可以在注射模塑一步操作中成型出來。合模裝置的作用在于：（ 1）使模具在承受住注射壓力情況下閉合；（ 2）將制品取出。 目前廣泛應(yīng)用的合模裝置設(shè)計(jì)包括：肘桿式合模裝置、液壓式 合模裝置和液壓 機(jī)械式合模裝置。其特點(diǎn)包括閉鎖作業(yè)的高機(jī)械效益、內(nèi)設(shè)鎖模減慢裝置、模具損壞慢以及快速的合模 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁 操作。合模裝置關(guān)閉時(shí)，