【正文】 jection molds。 改革開放的二十多年來，隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，塑料制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)及日常生活等各個領(lǐng)域的應用越來越廣泛。塑料品生產(chǎn)的關(guān)鍵常在于模具。中國雖然很早 就開始制造模具和使用模具，但長期未形成產(chǎn)業(yè)。近年，不僅國有模具企業(yè)有了很大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（個體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當迅速。 畢業(yè)設(shè)計是對大學 兩 年所學知識的系統(tǒng)的總結(jié)，是對所學知識的綜合運用。我們要運用所學的知識與課題 定向 結(jié)合，能夠用所學的知識高質(zhì)量的 完成課題，力 求做到 所設(shè)計的模具機構(gòu) 合理 ，成本低廉，使用壽命長。而作為制造業(yè)基礎(chǔ)的機械行業(yè)，根據(jù) 國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會的預測，本世紀機械制造工業(yè)的零件，其粗加工的 75﹪和精加工的 50﹪都將依靠模具完成，因此，模具工業(yè)已經(jīng)成為國名經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)工業(yè)。模具 作為一種附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個國家制造水平的重要標志之一。不論是經(jīng)濟繁榮還是經(jīng)濟蕭條時期，模具工業(yè)都不可或缺 。中國加入 WTO 以來，全球制造業(yè)重心逐步向中國大陸轉(zhuǎn)移，我國的汽車、電子、通信、電器、儀器、和家電等相關(guān)產(chǎn)業(yè)得以飛速發(fā)展。目前，我國行業(yè)總產(chǎn)值已突破 5000 億元，第 一章 引 言 2 發(fā)展勢頭強勁。而以上海為龍頭、江浙為兩翼的長江三角洲地區(qū)，經(jīng)濟基礎(chǔ)雄厚，區(qū)域條件優(yōu)越，經(jīng)濟增長勢頭良好，發(fā)展?jié)摿薮蟆? 據(jù)近 10 年全國（未含港、澳、臺統(tǒng)計數(shù)字，下同）模具生產(chǎn)及進出口發(fā)展情況 分析可知， 雖然中國模具工業(yè)發(fā)展迅速，但與需求相比，顯然供不應求，其主要缺口集中于精密、大型、復雜、長壽命模具領(lǐng)域。 中國模具產(chǎn)業(yè)除了要繼續(xù)提高生產(chǎn)能力，今后更要著重于行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技術(shù)發(fā)展水平的提高。 近年，模具行業(yè)結(jié) 構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加大，主要表現(xiàn)在，大型、精密、復雜、長壽命、中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度高于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加；“三資”及私營企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。當前 依然 存在 低檔模具供過于求， 總量供不應求 的問題。其中，中高檔模具自配率只有 50%左右 。模具工業(yè) 的發(fā)展 不僅可以解決國內(nèi)中高檔模具自配率低的問題，同時 對制造模具機床和設(shè)備的研制和生產(chǎn)也帶來了前所未有的機遇，國內(nèi)的模具制造設(shè)備及機床也已經(jīng)逐步走上規(guī)?；?、專業(yè)化、國際化的發(fā)展道路，反過來又為廣大模具企業(yè)提供良好的發(fā)展契機。中國積極發(fā)展汽車工業(yè)，并且 保持連續(xù)增長勢頭，從而將帶動模具工業(yè)市場的進一步繁榮。 隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，新的技術(shù)革命不斷取得新的進展和突破，技術(shù)的飛 速 發(fā)展已經(jīng)成為動世界經(jīng)濟增長的重要因素。 市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，促使工業(yè)產(chǎn)品越來越向多品種、小批量、高質(zhì)量、低成本的方 向發(fā)展，為了保持和加強產(chǎn)品在市場上的競爭力，產(chǎn)品的開發(fā)周期、生產(chǎn)周期越來越短，于是對制造各種產(chǎn)品的關(guān)鍵工藝裝備 — 模具的要求越來越苛刻。計算機、激光、電子、新材料、新技術(shù)的發(fā)展，使得快速經(jīng)濟制模技術(shù)如虎添翼，應用范圍不斷擴大，類型不斷增多，創(chuàng)造的經(jīng)濟效益和社會效益越來越顯著 模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著 塑料工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑料制品在航空、航天、電子、機械、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應用，產(chǎn)品對模具的要求越來越高， 先進的模具設(shè)計、高質(zhì)量的模具制造、優(yōu)質(zhì)的模具材料、合理的加工工藝和現(xiàn)代化的成型設(shè)備等是成型優(yōu)質(zhì)塑件的重要條件。因此， 傳統(tǒng)的模具設(shè)計方法已無法適應產(chǎn)品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求。同傳統(tǒng)的模具設(shè)計相比， CAE 技術(shù)無論在提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量，還是在降低成本、減輕勞動強度 等方面，都具有很大優(yōu)越性?？焖僭椭圃?RPM 技術(shù)是一種綜合運用計算機輔助設(shè)計技術(shù)，數(shù)控技術(shù)，激光技術(shù)和材料科學的發(fā)展成果，是當代具有代表性的先進制造技術(shù)之一。 要求制定一個合理方案將其注塑成型。 2. 塑料制件說明書或技術(shù)要求。 4. 塑料制 件樣品。 （二）收集、分析、消化原始資料 收集整理有關(guān)制件設(shè)計、成型工藝、成型設(shè)備、機械加工及特殊加工資料，以備設(shè)計模具時使用 。例如塑料制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的幾何結(jié)構(gòu)、斜度、嵌件等情況是否合理，熔接痕、縮孔等成型缺陷的允許程度，有無涂裝、電鍍、膠接、鉆孔等后加 工。此外，還要了解塑料的塑化及成型工藝參數(shù)。 成型材料應當滿足塑料制件的強度要求，具有好的流動性、均勻性和各向同性、熱穩(wěn)定性。 （三）選擇成型設(shè)備 根據(jù)成型設(shè) 備的種類來進行 選擇 ，因此必須熟知各種成型設(shè)備的性能、規(guī)格、特點。 要初步估計模具外形尺寸，判斷模具能否在所選的注射機上安裝和使用。對塑料制件的工藝技術(shù)要求是要保證塑料制件的幾何形狀，表面光潔度和尺寸精度。 第 一章 引 言 5 影響模具結(jié)構(gòu)及模具個別系統(tǒng)的因素很多，很復雜： 。 。 （主澆道、分澆道及澆口的形狀、位置、大?。┖团艢庀到y(tǒng)（排氣的方法、排氣 槽位置、大小）。 、加熱方式及加熱冷卻溝槽的形狀、位置、加熱元件的安裝部位。 ，結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式。 該產(chǎn)品大批量生產(chǎn)，故設(shè)計時要有較高的效率， 圖 澆注系統(tǒng)能夠自動脫模。 該產(chǎn)品材料為 POM 查手冊可知其密度 ? 為 克 /立方厘米 成型收縮率 :% 成型溫度： 170200℃ 干燥條件： 8090℃ 2 小時 塑件尺寸不大，內(nèi)部結(jié)構(gòu) 不 復雜，塑件上沒有側(cè)孔，所以不用安排側(cè)抽芯機構(gòu)，其他特征符合塑件的設(shè)計要求。應該考慮以下因素： 第 二章 設(shè)計及計算過程 7 注塑機額定注塑量 mg,每次注塑量不超過注塑量 80%， 即估算澆注系統(tǒng)的體jV， 根據(jù)澆注系統(tǒng)初步設(shè)計方案，如圖進行估算 jV=2 3cm ,則澆注系統(tǒng)塑件質(zhì)量 jm = jV ? = 設(shè) n=2， gm =n* zm + jm =+= 從計算結(jié)果并根據(jù)塑料注塑機技術(shù)規(guī)格選用型注塑機，采用一模 二 腔。其內(nèi)容包括：確定成型位置、確定分型面、側(cè)孔的成型方法、脫模方 式、澆注系統(tǒng)形式、進澆點位置、排氣方式、成型溫度和模具溫度調(diào)節(jié)以及確定成型零部件結(jié)構(gòu)形式等。 的校核 為確保塑件質(zhì)量，注塑模一次成型的塑料質(zhì)量（塑料和流道凝料質(zhì)量之和）應在公稱注塑量的 35%75%范圍內(nèi)，最大可達 80%，最小應不小于 10%。 第 二章 設(shè)計及計算過程 9 零件與凝料的重量之和 mz +mj =+=*v*r= 30 = 所選用注塑機的注射壓力需大于成型塑件所需的注射壓力。 查手冊可知，注塑機的注塑壓力為 119Mpa 大于 POM 的 的注塑壓力 60Mpa. 注塑時，為防止模具分型面被頂開。 要求：注塑機的鎖模力 ? 注塑時模具將分型面張開之力。 n:型腔數(shù)； A0 、 Aj ：塑件和澆注系統(tǒng)凝料在分型面上的投影 ,mm2 . Pm =(~)P0 P0 :注塑機的注塑壓力 經(jīng)計算，塑件在分型面上的投影面積 A0 =40x4020x20= , 凝料的面積為Aj = cm3 ，則 Pm (nA0 +Aj )=30 106 （ 2400+314） =F鎖 =250KN 液壓 機械式鎖模機構(gòu)注塑機的最大開模行程由曲軸機構(gòu)的最大行程決定，與模具厚度無關(guān)。 H1 —— 塑件脫模距離（ mm） 。 第 二章 設(shè)計及計算過程 10 經(jīng)計算， S= H1 +H2 +a+(510)mm =30++10+30=160mm. 第三章 澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)設(shè)計 11 第三章 澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)設(shè)計 澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴起到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道。他向型腔中的傳質(zhì)、傳熱、傳壓情況決定這塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計及加工的復雜程度，所以澆注系統(tǒng)設(shè)計的好壞是影響生產(chǎn)的一個關(guān)鍵問題，也是注塑模具設(shè)計中的主要內(nèi)容之一。 正確設(shè)計澆注系統(tǒng)首先應了解塑料及其流動特性。多數(shù)熱塑性塑料屬于假塑性體，當剪切速率增加時，表觀粘度降低。 由于塑粘熔體在模具澆注系統(tǒng)中和型腔內(nèi)的溫度、壓力和剪切速率都是隨時隨地變化的，在設(shè)計澆注系統(tǒng) 時，應綜合加以考慮。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則 （ 1） 排氣良好 能順利地引導熔融塑料填充到型腔的各個深度，不產(chǎn)生渦流和紊流，并能使型腔內(nèi)的氣體順利流出。 （ 3） 防止減少 型芯和嵌件變形，應盡量避免熔融塑料正面沖擊直徑較小的型芯和金屬嵌件，防止型芯彎曲變形和嵌件移位。 （ 5） 防止塑件翹曲變形 在流程較長活需開設(shè)兩個以上澆口時應注意這一點。 （ 7） 澆注系統(tǒng)的斷面面積和長度 除滿足以上各點外，澆注系統(tǒng)的斷面面積和長度應盡量取小值，以減少澆注系統(tǒng)占用的塑料量，從而減少回收料。 （ 1） 便于流道凝料從主流道襯套中拔出，主流道設(shè)計成圓錐形 。~ 4176。 （ 2） 主流道要求耐高溫和摩擦，要求設(shè)計成可拆卸的襯套，以便選 用優(yōu)質(zhì)材料單獨加工和熱處理。 （ 4） 主流道襯套與塑料接觸面較大時，由于腔體內(nèi)反壓力的作用使襯套易從模具中退出，可設(shè)計 定位 。 2. 分流道設(shè)計 指塑料熔體從主流道進入多腔模各個型腔的通道，對熔體流動起分流轉(zhuǎn)向作用，要求熔體壓力和熱量在分流道中損失小。 第三章 澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)設(shè)計 13 b、 梯形：加工較方便，其中 h/D = 2/3 ~ 4/5 邊斜度 5~15176。 一般分流道直經(jīng)在 5~6mm 以下時，對流動性影響較大，當直經(jīng)大于 8mm 時，對流動性影響較