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二 注塑模和壓縮模 盡管成型某些熱固性材料的方法取得了一定進步 但注塑模主要 還是 用來生產(chǎn)熱塑性塑件 這主要是因為 熱固性塑料熔體的過程中 也會出現(xiàn)這 種情況 這個問題一直非常難解決 住宿成型要換里和鑄造十分相似 住宿成 型的工藝過程包括 首先把料斗中的粉狀或粒狀的塑料混合物依次輸送到定量 去和熔化區(qū) 然后再注射到模具型腔中 經(jīng)過短時冷卻后 開模 推出成型塑 件 注塑機分為手動 半自動及全自動操作 住宿模具有以下優(yōu)點 i 較高的成型速度使大批量生產(chǎn)成為可能 ii 為成形具有不同使用性能的熱塑性材料提供了較寬的選擇 iii 可成型帶有螺紋的塑件 側(cè)向凹陷的塑件 帶有側(cè)孔的塑件和較 大的薄壁件 熔融塑料注入模具中通常有幾種方式 在大型注塑機上采用往復(fù)螺桿式的 注入方式 螺桿同時具有注射和塑化的功能 樹脂原料進入旋轉(zhuǎn)的螺桿時 要 經(jīng)過三個區(qū)域 喂入?yún)^(qū) 壓實區(qū)和塑化區(qū)經(jīng)過喂入?yún)^(qū)后 為壓實樹脂原料 螺 桿螺旋部分的深度逐漸降低 同時傳遞樹脂原料間因剪切作用而產(chǎn)生的熱量 使原料呈現(xiàn)半流動狀態(tài) 在計量區(qū) 螺缸表面的加熱裝置對熔體進一步加熱 當(dāng)熔體充滿螺桿前部區(qū)域時 螺桿在熔體壓力的作用下后退 觸動限位開關(guān)使 液壓缸工作 在液壓力的作用下推動螺桿向前運動 將熔融塑料注射到閉合的 模具型腔中 防倒流閥能夠阻止受壓熔體倒流進螺桿的螺旋區(qū) 注塑機的鎖磨系統(tǒng)所提供的鎖模力由 塑件在分型面的投影 尺寸決定 鎖模力以噸為單位 通?？拷?jīng)驗來決定塑件所需要的鎖模力總噸數(shù) 一般在塑 件投影面積上每平方英寸需要作用兩噸鎖模力 如果熔體流動困難或塑件較薄 鎖模力應(yīng)提高到三到四噸 許多螺桿式注塑機能生產(chǎn)熱固性塑料 以前 熱固性塑料由擠出模具或傳 遞模具生產(chǎn) 熱固性塑料熔體在模具內(nèi)固化或發(fā)生聚合反應(yīng) 并在溫度為 375 410 范圍內(nèi)推出熱塑性塑料熔體必須在模具冷卻成型 以保證推出時 不發(fā)生變形 這種熱硬化性循環(huán)速度很快 當(dāng)然 生產(chǎn)熱塑性塑件時 模具必 須被加熱 而不是冷卻 注塑模重要性有 塑料具有密度小 質(zhì)量輕 比強度大 絕緣性好 介電損耗低 化學(xué)穩(wěn)定 性強 成型生產(chǎn)率高和價格低廉等優(yōu)點 在國民經(jīng)濟和人民日常生活的各個領(lǐng) 域得到了日益廣泛的應(yīng)用 早在二十世紀九十年代初 塑料的年產(chǎn)量按體積計 算已經(jīng)超過鋼鐵和有色金屬年產(chǎn)量的總和 在機電 如所謂的黑色家電 儀 表 化工 汽車和航天航空等領(lǐng)域 塑料已成為金屬的良好代用材料 出現(xiàn)了 金屬材料塑料 以汽車工業(yè)為例 由于汽車輕量化 低能耗的發(fā)展要求 汽 車零部件的材料構(gòu)成發(fā)生了明顯的以塑代鋼的變化 目前我國汽車塑料占汽車 自重的 5 至 6 而國外已達 13 根據(jù)專家預(yù)測 汽車塑料的單車用量還將會 進一步增加 在現(xiàn)代車輛上 無論是外裝飾件 內(nèi)裝飾件 還是功能與結(jié)構(gòu)件 都可以采用塑料材料 外裝飾件有保險杠 擋泥板 車輪罩 導(dǎo)流板等 內(nèi)裝 飾件有儀表板 車門內(nèi)板 副儀表板 雜物箱蓋 座椅 后護板等 功能與結(jié) 構(gòu)件有油箱 散熱器水室 空濾器罩 風(fēng)扇葉片等 據(jù)統(tǒng)計 我國 2000 年汽車 產(chǎn)量 200 多萬輛 車用塑料達 138 萬噸 從國內(nèi)外汽車塑料應(yīng)用的情況看 汽 車塑料的用量現(xiàn)已成為衡量汽車生產(chǎn)技術(shù)水平的標(biāo)志之一 作為塑料制件最有效的成型方法之一的注塑成型由于可以一次成型各種結(jié) 構(gòu)復(fù)雜 尺寸精密和帶有金屬嵌件的制品 并且成型周期短 可以一模多腔 生產(chǎn)率高 大批生產(chǎn)時成本低廉 易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn) 因此在塑料加工行業(yè) 中占有非常重要的地位 據(jù)統(tǒng)計 塑料模具約占所有模具 包括金屬模 的 38 2 塑料制品總重量的大約 32 是用于注射成型的 80 以上的工程塑料制 品都要采用注射成型方式生產(chǎn) 根據(jù)海關(guān)統(tǒng)計 我國 2000 年共進口模具 9 77 億美元 其中塑膠模具共 5 5 億美元 占 56 3 2001 年共進口模具 11 12 億美元 其中塑膠模具共 6 16 億美元 占 55 4 從品種上來說 進口量最大的是塑膠模具 在壓縮成型過程中 塑料原料是以粉狀或錠料形式放置在加熱的金屬模具 型腔中 因為分型面是水平面 上模就垂直下行 閉合模具后 預(yù)成型加壓加 熱作用一段時間 在壓力為 2 3t in 和溫度為華氏溫度 350 的作用下 是塑料 呈半液態(tài) 充滿模具型腔 雖然近年來開發(fā)的酚醛樹脂可在 25S 內(nèi)塑化 但塑 料通常的塑化需要 1 15min 最后開模取出塑件 如果零件中含有金屬嵌件 應(yīng)在注入塑料前 講嵌件放入型腔定位孔中 錠料在裝入模腔前預(yù)熱出去氣體 增強流動性 以便于充滿模具和縮短塑化時間 電介質(zhì)加熱時加熱錠料的便利 方法 因為塑料是直接加入模具型腔中的 所以壓縮模比其他模塑料工藝的模具 簡單 不需要澆道和澆口 可以節(jié)省原料 因為清理澆道和澆口 對熱固性塑 料來說是極大的浪費 用于壓縮模塑的壓力機通常是垂直液壓機 較大的壓力 機要求操作者全神貫注地操作 然而 一個操作者可以同時操作幾臺小型壓力 機 因此壓力機要合理放置以便操作者能夠方便你從一臺到另一臺進行操作 操作者要保證當(dāng)他再次繞道特定壓力機前時 模具恰好準備開模 熱固性塑料 在加熱和加壓作用下固化 這個特性決定其適合壓縮模和傳遞模 因為壓縮模 要交替的加熱和冷卻 所以熱塑性塑料實際上不是用于壓縮成型 為了使熱塑 性塑料之間硬化并從型腔中頂出 就需要將塑件冷卻 壓縮模的類型 用于壓縮的模具可分為四種基本類型 分別是 不溢式壓 縮模 擋環(huán)不溢式壓縮模 溢式壓縮模和半溢式壓縮模 在不溢式壓縮模中 柱塞式凸模隨上模進入下模模腔成型 因為下模沒有擋環(huán)或限位裝置 柱塞式 凸模繼續(xù)下行以全部壓力施加在塑料上 這樣就成產(chǎn)出具有良好電性能和物理 性能的致密塑件 加入模腔的塑料劑量須精確計量 以為其影響零件的壁厚 擋環(huán)不溢式壓縮模與不溢式壓縮模類似 只是在預(yù)定點處增加了擋環(huán) 使柱塞 式凸模在預(yù)定點停止運動 在這種模具中擋環(huán)吸收了原應(yīng)作用在零件上的部分 壓力 這種壓縮模可精確控制零件的壁厚 但是塑件密度的變化是相當(dāng)大的 在溢式壓縮模中 溢料會增加上下模的尺寸 當(dāng)上模對塑料施壓時 多余的塑 料會從分型面處溢出 對溢料進一步施壓 他就硬化最后在上模形成飛邊 生 產(chǎn)致密塑件通常需要使用的計算量稍多的原料來增加壓力 這種類型的模具之 所以在生產(chǎn)中廣泛采用 是因為它想對比較容易制造 并能夠控制塑件的厚度 和致密度 使其更接近要求 半溢式壓縮模是溢式壓縮模和不溢式壓縮模的組 合類型 除了飛邊外 采用的擋環(huán)可限制上模的移動 南京工程學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書 江蘇財經(jīng) 學(xué)院 數(shù)控加工與模具設(shè)計 專業(yè) 設(shè) 計 題 目 基于 UG 的相機殼注塑模設(shè)計 學(xué) 生 姓 名 潘 濤 班 級 10 模具 本 起 止 日 期 2012 02 06 04 26 指 導(dǎo) 教 師 林 偉 教 研 室 主 任 赫 英 岐 發(fā)任務(wù)書日期 2012 年 2 月 6 日 1 畢業(yè)設(shè)計的原始數(shù)據(jù) 1 產(chǎn)品圖及其技術(shù)要求 2 生產(chǎn)批量 中批量 2 畢業(yè)設(shè)計 論文 的內(nèi)容和要求 包括技術(shù)要求 圖表要求以及工 作要求等 1 繪制產(chǎn)品零件圖 2 查閱資料并就自己承當(dāng)?shù)恼n題方向?qū)懗鲩_題報告 嚴格按統(tǒng)一 格式 3 完成產(chǎn)品的工藝設(shè)計及模具設(shè)計并繪制模具及模具零件的工程 圖 4 按規(guī)定格式和要求用 Word 打印設(shè)計說明書一份 5 用 PowerPoint 或其它軟件制作答辯提綱一份 3 畢業(yè)設(shè)計應(yīng)完成的技術(shù)文件 1 產(chǎn)品零件圖 2 開題報告 格式見校園網(wǎng) 3 模具裝配圖及各零件圖 4 設(shè)計計算說明書 5 上述所有文檔的刻錄光盤一張 4 主要參考文獻 1 李秦蕊主編 塑料模具設(shè)計 西安工業(yè)大學(xué)出版社 1997 2 申開智主編 塑料成型模具 中國輕工業(yè)出版社 2009 3 廖念釗主編 互換性與技術(shù)測量 中國計量出版社 1998 4 王鵬駒主編 塑料模具設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社 2008 5 吳宗澤主編 機械零件設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社 2006 6 羅和生主編 塑料材料手冊 廣東出版社 2004 7 張國強主編 塑料模設(shè)計與生產(chǎn)應(yīng)用 應(yīng)用出版社 2005 10 王永主編 注塑模具經(jīng)驗點評 機械工業(yè)出版社 2007 5 畢業(yè)設(shè)計 論文 進度計劃 以周為單位 起 止 日 期 工 作 內(nèi) 容 備 注 第 1 2 周 02 06 02 19 1 熟悉課題 查閱并收集有關(guān)資料 為寫 開題報告做準備 2 繪制產(chǎn)品零件圖 3 完成工藝性分析 提出設(shè)計方案 檢查零件圖 和方案 第 3 4 周 02 20 03 04 1 寫出開題報告初稿 2 完成工藝計算 3 完成模具零件結(jié)構(gòu)形式確定及設(shè)計 選 擇設(shè)備 檢查開題報 告 第 5 6 周 03 05 03 18 1 第 8 周完成開題報告的最后定稿 2 繪制模具草圖 檢查開題報 告與模具結(jié) 構(gòu)草圖 第 7 9 周 03 18 04 08 繪制模具裝配圖及各設(shè)計件零件圖 檢查圖 電子版 第 10 11 周 04 09 04 22 編寫設(shè)計說明書 檢查設(shè)計說明書 第 12 周 04 23 04 26 打印畢業(yè)設(shè)計資料并準備答辯 檢查答辯PPT 教研室審查意見 室主任 2012 年 2 月 8 日 學(xué)院審查意見 教學(xué)院長 2012 年 2 月 12 日 南 京 工 程 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 作 者 潘濤 學(xué) 號 088810202018 學(xué) 院 江蘇財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 專 業(yè) 數(shù)控加工與模具設(shè)計 題 目 基于 UG 的相機殼注塑模設(shè)計 指導(dǎo)者 評閱者 2012 年 4 月 淮安 第 I 頁 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 論 文 中 文 摘 要 模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中 60 90 的工業(yè)產(chǎn) 品需要使用模具 模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ) 許多新產(chǎn)品的研制與開發(fā) 在很大程度上依賴于模具的生產(chǎn) 因此 研究和發(fā)展模具技術(shù) 提高模具水平 對促進國民經(jīng)濟的發(fā)展有著特別重要的意義 本 文 根 據(jù) 相 機 外 殼 的 結(jié) 構(gòu) 特 點 及 技 術(shù) 要 求 通 過 一 系 列 的 注 射 模 設(shè) 計 流 程 設(shè) 計 了 帶 側(cè) 抽 芯 的 塑 料 模 具 并 利 用 UG與 Moldflow軟 件 對 其 進 行 了 分 析 對 塑 件 進 行 了 工 藝 分 析 確 定 了 塑 件 的 尺 寸 及 結(jié) 構(gòu) 在 模 具 的 設(shè) 計 中 詳 細 介 紹 了 斜 導(dǎo) 柱 型 芯 型腔等 零 部 件 的 設(shè) 計 與 制 造 以 及 注 射 機 和 模 架 的 選 擇 關(guān) 鍵 詞 相 機 外 殼 注 射 模 側(cè) 抽 芯 Moldflow 第 II 頁 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 論 文 外 文 摘 要 Title Injection Mold Design of Camera Cover Based on UG Abstract Mold is important process equipment of industrial production in the modern industrial production 60 90 of industrial products need to use mold the mold industry has become the foundation of industrial development research and development of many new products are largely dependent on mold Therefore the research and the development of mold technology are significant to promote the development of the national economy This paper completes a series of injection mold design process and designs the plastic mold with side core pulling based on the structural features and technical requirements of camera cover The software of UG and Moldflow are used to analyze the mold Plastic parts are analyzed in the design process at the same time the size and structure of the plastic parts are determined The design and manufacturing of slanted guide pillar mould core cavity and other parts are introduced in detail as well as the injection molding machine is chosen correctly Keywords camera cover injection mold side core pulling Moldflow 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 III 頁 目 錄 前言 1 第一章 塑料模的功能 2 第二章 塑件成型工藝分析 3 2 1 擬定制品成型工藝 3 2 2 熱塑性塑料 ABS 的注射成型工藝 3 2 2 1 ABS 的注射成型工藝參數(shù) 3 2 2 2 ABS 材料綜合性能分析 4 第三章 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 6 3 1 分型面位置的確定 6 3 2 確定型腔數(shù)量及排列方式 7 第四章 注塑機型號的確定 8 4 1 注射量的計算 8 4 2 塑件和流道凝料在分型面上的投影及所需鎖模力的計算 8 4 3 選擇注射機 9 4 4 有關(guān)參數(shù)的校核 10 第五章 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計 12 5 1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 12 5 1 1 主流道設(shè)計 12 5 1 2 分流道的設(shè)計 14 5 2 澆口的設(shè)計 16 5 2 1 澆 口 設(shè) 計 的 技 術(shù) 要 求 17 5 2 2 澆口尺寸的確定 19 5 3 冷料穴的設(shè)計 20 5 4 拉料桿的設(shè)計 22 5 5 澆注系統(tǒng)的平衡 22 5 5 1 分流道平衡 22 5 5 2 澆口平衡 23 第六章 模架的確定和標(biāo)準件的選用 24 6 1 模具各個板料尺寸的確定 25 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 IV 頁 6 1 1 定模座板 25 6 1 2 定模板 型腔板 25 6 1 3 動模板 25 6 1 4 推件板 25 6 1 5 動模墊板 25 6 1 6 墊塊 26 6 1 7 動模座板 26 第七章 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 27 7 1 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計 27 7 1 1 導(dǎo)柱的設(shè)計 27 7 1 2 導(dǎo)套的設(shè)計 28 第八章 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計 30 8 1 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計原則 30 8 2 制品推出的基本方式 30 8 3 塑件的推出機構(gòu) 30 8 4 推件板推出機構(gòu)設(shè)計要點 31 8 5 復(fù)位機構(gòu)設(shè)計 33 第九章 抽芯機構(gòu)設(shè)計 34 9 1 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的分類 34 9 2 斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)的設(shè)計 34 9 2 1 斜導(dǎo)柱的傾斜角的確定 35 9 2 2 側(cè)向抽心力的計算 35 9 2 3 斜導(dǎo)柱的彎曲力的計算 36 9 2 4 斜導(dǎo)柱直徑的計算 36 9 2 5 斜導(dǎo)柱的長度計算 38 9 2 6 鎖緊楔的設(shè)計 38 第十章 成型零部件的設(shè)計 39 10 1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 39 10 1 1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 39 10 1 2 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 40 10 2 成型零件工作尺寸的計算 41 10 2 1 影響工作尺寸的因素 41 10 2 2 成型零件工作尺寸的計算 41 10 3 成型零件強度計算 44 10 3 1 型腔側(cè)壁厚度計算 44 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 V 頁 第十一章 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 47 11 1 排氣設(shè)計的要點 47 11 2 排氣系統(tǒng)的幾種方式 47 12 2 1 冷卻水道開設(shè)的技術(shù)要點 48 12 2 2 冷卻回路的布置 48 第十二章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 49 12 1 加熱系統(tǒng)設(shè)計 49 12 2 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 49 12 3 型芯的冷卻 50 12 4 冷卻系統(tǒng)的有關(guān)計算 50 結(jié)束語 52 致 謝 53 參考文獻 54 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 1 頁 前 言 畢 業(yè) 設(shè) 計 是 大 學(xué) 的 最 后 一 個 教 學(xué) 環(huán) 節(jié) 是 對 大 學(xué) 所 學(xué) 知 識 的 綜 合 運 用 是 對 我 們 以 前 所 學(xué) 理 論 知 識 和 技 能 的 一 次 綜 合 性 訓(xùn) 練 模 具 是 工 業(yè) 生 產(chǎn) 中 應(yīng) 用 極 為 廣 泛 的 重 要 工 藝 裝 備 采 用 模 具 生 產(chǎn) 制 品 及 零 件 具 有 生 產(chǎn) 效 率 高 節(jié) 約 原 材 料 成 本 低 廉 保 證 質(zhì) 量 等 一 系 列 優(yōu) 點 模 具 生 產(chǎn) 是 現(xiàn) 代 工 業(yè) 生 產(chǎn) 的 重 要 手 段 和 主 要 發(fā) 展 方 向 本 設(shè) 計 的 課 題 是 相 機 外 殼 注 塑 模 模 具 設(shè) 計 在 此 次 設(shè) 計 中 主 要 用 到 所 學(xué) 的 注 塑 模 設(shè) 計 機 械 設(shè) 計 UG 和 Moldflow 等 軟 件 應(yīng) 用 的 相 關(guān) 知 識 需 要 對 注 射 模 設(shè) 計 的 一 般 流 程 進 行 分 析 即 注 射 成 型 的 分 析 注 射 機 的 選 擇 及 相 關(guān) 參 數(shù) 的 校 核 模 具 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 注 射 模 具 設(shè) 計 的 有 關(guān) 計 算 模 具 總 體 尺 寸 的 確 定 與 結(jié) 構(gòu) 草 圖 的 繪 制 模 具 結(jié) 構(gòu) 總 裝 圖 和 零 件 工 作 圖 的 繪 制 全 面 審 核 投 產(chǎn) 制 造 等 其 中 模 具 結(jié) 構(gòu) 的 設(shè) 計 既 是 重 點 又 是 難 點 主 要 包 括 成 型 位 置 及 分 型 面 的 選 擇 模 具 型 腔 數(shù) 目 的 確 定 型 腔 的 排 列 布 局 流 道 布 局 以 及 澆 口 位 置 的 選 擇 模 具 工 作 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 側(cè) 向 分 型 及 抽 芯 機 構(gòu) 的 設(shè) 計 推 出 機 構(gòu) 的 設(shè) 計 拉 料 桿 的 形 式 選 擇 排 氣 方 式 設(shè) 計 等 要 教 好 的 完 成 畢 業(yè) 設(shè) 計 必 須 要 掌 握 模 具 設(shè) 計 的 過 程 學(xué) 習(xí) 如 何 查 閱 相 關(guān) 資 料 和 怎 樣 解 決 在 實 際 工 作 中 遇 到 的 實 際 問 題 總 之 這 次 畢 業(yè) 設(shè) 計 能 夠 為 我 們 以 后 從 事 模 具 職 業(yè) 打 下 良 好 的 基 礎(chǔ) 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 2 頁 第一章 塑料模的功能 近年來 中國塑料模具發(fā)展速度相當(dāng)快 目前 塑料模具在整個模具行業(yè)中所 占比重約為 30 隨著中國汽車 家電 電子通訊 各種建材迅速發(fā)展 預(yù)計在未 來模具市場中 塑料模具占模具總量的比例仍將逐步提高 且發(fā)展速度將快于其他 模具 以汽車工業(yè)為例 隨著汽車產(chǎn)銷量高速增長 汽車模具潛在市場十分巨大 據(jù)介紹 在生產(chǎn)汽車時 各種功能性零部件都要靠模具成型 僅制造一款普通轎車 約需 200 多件內(nèi)飾件模具 而制造保險杠 儀表盤 油箱 方向盤等所需的大中型 塑料模具 從模具行業(yè)生產(chǎn)能力看 目前滿足率僅約 50 在建筑領(lǐng)域 塑料建材 大量替代傳統(tǒng)材料也是大勢所趨 預(yù)計 2010 年全國塑料門窗和塑管普及率將達到 30 50 塑料排水管市場占有率將超過 50 都會大大增加對模具的需求量 應(yīng) 該說 塑料模具的應(yīng)用潛力是不可低估的 專家預(yù)測 大型 精密 設(shè)計合理的注 塑模具將受到市場普遍歡迎 與全國塑料加工業(yè)區(qū)域分布相類似 珠三角 長三角的塑料制品加工業(yè)位居前 列 浙江 江蘇和廣東塑料模具產(chǎn)值在全國模具總產(chǎn)值中的比例也占到 70 現(xiàn)在 這 3 個省份的不少企業(yè)已意識到塑模業(yè)的無限商機 正積極組織模具產(chǎn)品的開發(fā)制 造 最近 由杭州娃哈哈集團精密機械制造公司研制的多腔防盜瓶蓋注塑模具通過 浙江省省級鑒定 該模具采用的三次頂出強制脫模技術(shù) 平衡式熱流道系統(tǒng) 瓶蓋 模通用模架具有較強的創(chuàng)新性 模具性能和質(zhì)量達到國內(nèi)領(lǐng)先水平 然而 塑料模具盡管成為時下最為誘人的 奶酪 但櫻桃好吃樹難栽 由于 塑料零配件形狀復(fù)雜 設(shè)計靈活 對模具材料 設(shè)計水平及加工設(shè)備均有較高要求 并不是人人都可以輕易涉足的 專家認為 目前中國與國外水平相比還存在較大差 距 眼前需盡快突破制約模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三大瓶頸 一是加大塑料材料與注塑工藝 的研發(fā)力度 二是塑模企業(yè)應(yīng)向園區(qū)發(fā)展 加快資源整合 三是模具試模結(jié)果檢驗 等工裝水平必須盡快跟上 否則塑料模具發(fā)展將受到制約 專家指出 面對國外先進技術(shù)與高質(zhì)量制品的挑戰(zhàn) 中國塑模企業(yè)不僅要加快 產(chǎn)業(yè)集群化 發(fā)揮規(guī)模效應(yīng) 還要注重模具產(chǎn)業(yè)鏈的前端研發(fā) 人才建設(shè)和產(chǎn)業(yè)鏈 后端的檢測以及信息服務(wù) 盡快縮短技術(shù) 管理 工裝水平與國際水準的差距 這 是塑料模具企業(yè)在發(fā)展中必須解決的重要問題 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 3 頁 第二章 塑件成型工藝分析 2 1 擬定制品成型工藝 該 制 品 是 相 機 外 殼 如 圖 2 1 所 示 生 產(chǎn) 批 量 大 材 料 為 丙 烯 腈 丁 二 苯 苯 乙 烯 共 聚 物 ABS 該 材 料 具 有 良 好 的 綜 合 力 學(xué) 性 能 成 型 工 藝 性 能 好 可 以 注 射 成 型 工 藝 性 與 結(jié) 構(gòu) 分 析 精 度 等 級 采 用 一 般 精 度 3 級 塑 件 內(nèi) 孔 以 型 芯 小 端 為 準 塑 件 外 形 以 型 腔 大 端 為 準 一 般 情 況 下 脫 模 斜 度 不 包 括 在 塑 件 的 公 差 范 圍 內(nèi) 當(dāng) 要 求 開 模 后 塑 件 留 在 型 芯 上 時 塑 件 內(nèi) 表 面 的 脫 模 斜 度 應(yīng) 不 大 于 塑 件 外 表 面 的 脫 模 斜 度 圖 2 1 塑件 2 2 熱塑性塑料 ABS 的注射成型工藝 注 射 成 型 工 藝 過 程 1 預(yù) 烘 干 裝 入 料 斗 預(yù) 塑 化 注 射 裝 置 準 備 注 射 注 射 保 壓 冷 卻 脫 模 塑 件 送 下 工 序 2 預(yù) 熱 清 理 模 具 涂 脫 模 劑 合 模 注 射 2 2 1 ABS 的注射成型工藝參數(shù) 1 注 射 機 螺 桿 式 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 4 頁 2 螺 桿 轉(zhuǎn) 速 r min 20 40 3 預(yù) 熱 和 干 燥 溫 度 C 80 85 時 間 h 2 3 4 料 筒 溫 度 C 后 段 150 170 中 段 165 180 前 段 180 200 5 噴 嘴 溫 度 C 170 180 噴 嘴 形 式 自 鎖 式 6 模 具 溫 度 C 50 80 7 注 射 壓 力 MPa 60 100 8 成 型 時 間 s 注 射 0 5 保 壓 20 50 成 型 周 期 30 50 冷 卻 20 40 9 后 處 理 方 法 紅 外 線 燈 烘 箱 溫 度 C 70 100 時 間 h 0 3 1 2 2 2 ABS 材料綜合性能分析 1 ABS 屬 于 熱 塑 性 材 料 具 有 良 好 的 力 學(xué) 強 度 和 一 定 的 耐 腐 蝕 性 2 相 容 性 吸 濕 性 流 動 性 良 好 對 溫 度 敏 感 宜 采 用 點 澆 口 有 效 的 增 大 塑 料 熔 體 的 剪 切 速 率 并 產(chǎn) 生 較 大 的 剪 切 熱 流 動 性 增 加 利 于 充 填 3 有 較 高 的 沖 擊 強 度 和 表 面 硬 度 熱 變 形 溫 度 較 高 尺 寸 穩(wěn) 定 性 好 易 于 成 型 加 工 4 成 型 的 壓 力 較 高 塑 料 上 的 脫 模 斜 度 宜 稍 大 5 ABS 易 吸 水 成 型 加 工 前 應(yīng) 進 行 干 燥 處 理 6 易 產(chǎn) 生 熔 接 痕 設(shè) 計 時 盡 量 減 小 澆 注 系 統(tǒng) 對 料 流 的 阻 力 ABS 的綜合性能如下表所示 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 5 頁 表 2 1 ABS 綜合性能 性能名稱 數(shù) 值 性能名稱 數(shù) 值 密度 g cm 1 05 彈性模量 MPa 1 8X104 比容 cm g 0 86 0 98 彎曲強度 MPa 80 吸水率 24h 0 2 0 45 硬度 HB 9 7 R121 收縮率 0 4 0 7 體積電阻率 cm 160 9 熔點 C 130 160 擊穿電壓 Kv mm 15 7 19 7 熱變形溫度 C 70 107 沖擊強度 kJ m 無缺口 不斷 缺口 48 抗拉屈服強度 MPa 500 介電系數(shù) 60Hz 60Hz3 7 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 6 頁 第三章 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 3 1 分型面位置的確定 分 型 面 即 打 開 模 具 取 出 塑 件 或 取 出 澆 注 系 統(tǒng) 凝 料 的 面 分 型 面 的 位 置 影 響 著 成 型 零 部 件 的 結(jié) 構(gòu) 形 狀 型 腔 的 排 氣 情 況 也 與 分 型 面 的 開 設(shè) 密 切 相 關(guān) 分 型 面 的 選 擇 應(yīng) 注 意 以 下 幾 點 A 不 影 響 塑 件 外 觀 尤 其 是 對 外 觀 有 明 確 要 求 的 制 品 B 有 利 于 保 證 塑 件 的 精 度 要 求 C 有 利 于 模 具 加 工 特 別 是 型 腔 的 加 工 D 有 利 于 澆 注 系 統(tǒng) 排 氣 系 統(tǒng) 冷 卻 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計 E 便 于 制 件 的 脫 模 盡 量 使 塑 件 開 模 時 留 在 動 模 一 邊 1 多 型 腔 單 分 型 面 模 具 塑 件 外 觀 質(zhì) 量 要 求 不 高 尺 寸 精 度 要 求 一 般 的 小 型 塑 件 可 采 用 此 結(jié) 構(gòu) 2 多 型 腔 多 分 型 面 模 具 塑 件 外 觀 質(zhì) 量 要 求 高 尺 寸 精 度 要 求 一 般 的 小 型 塑 件 可 采 用 此 結(jié) 構(gòu) 該 塑 件 外 觀 質(zhì) 量 要 求 較 高 并 可 以 看 出 分 型 面 的 位 置 塑 件 推 出 機 構(gòu) 的 痕 跡 澆 口 為 點 澆 口 可 初 步 擬 定 兩 型 腔 雙 分 型 面 的 結(jié) 構(gòu) 根 據(jù) 塑 件 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 分 型 面 選 為 雙 分 型 面 如 圖 3 1 所 示 圖 3 1 分型面位置 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 7 頁 3 2 確定型腔數(shù)量及排列方式 一 般 來 說 精 度 要 求 高 的 小 型 塑 件 和 中 大 型 塑 件 優(yōu) 先 采 用 一 模 一 腔 的 結(jié) 構(gòu) 對 于 精 度 要 求 不 高 的 小 型 塑 件 形 狀 簡 單 又 是 大 批 量 生 產(chǎn) 時 若 采 用 多 型 腔 模 具 可 提 供 獨 特 的 優(yōu) 越 條 件 使 生 產(chǎn) 效 率 大 為 提 高 塑 料 相 機 外 殼 塑 件 屬 于 小 型 塑 件 大 批 量 生 產(chǎn) 該 塑 件 精 度 要 求 不 高 又 是 大 批 大 量 生 產(chǎn) 可 以 采 用 一 模 多 腔 的 形 式 考 慮 到 模 具 制 造 費 用 低 一 點 設(shè) 備 運 轉(zhuǎn) 費 用 小 一 點 根 據(jù) 塑 件 的 形 狀 以 及 塑 件 材 料 ABS 的 綜 合 性 能 本 設(shè) 計 采 用 一 模 兩 腔 的 形 式 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 8 頁 第四章 注塑機型號的確定 注 射 機 規(guī) 格 的 確 定 主 要 是 根 據(jù) 塑 件 的 大 小 及 型 腔 的 數(shù) 目 和 排 列 方 式 在 確 定 模 具 結(jié) 構(gòu) 型 式 及 初 步 估 算 外 形 尺 寸 的 前 提 下 設(shè) 計 人 員 應(yīng) 對 模 具 所 需 的 注 射 量 鎖 模 力 注 射 壓 力 拉 桿 間 距 最 大 最 小 模 具 厚 度 推 出 型 式 推 出 位 置 推 出 行 程 開 模 距 離 等 進 行 計 算 根 據(jù) 這 些 參 數(shù) 選 擇 一 臺 和 模 具 相 匹 配 的 注 塑 機 倘 若 用 戶 已 提 供 了 注 射 機 的 型 號 和 規(guī) 格 設(shè) 計 人 員 必 須 對 其 進 行 校 核 若 不 能 滿 足 要 求 則 必 須 自 己 調(diào) 整 或 與 用 戶 取 得 商 量 調(diào) 整 4 1 注射量的計算 通過 UG 建模分析 可得出塑件質(zhì)量為 115 克 塑件體積 m1為 118 33 流3c 道凝料 m2還是個未知數(shù) 可按塑件質(zhì)量的 0 6 倍來計算 從上述分析中確定型腔為 一模兩腔 所以注射量為 按 體 積 算 Q 4 1 塑 件nq6 1 1 6 2 118 33 378 656 3cm 按 質(zhì) 量 算 M 1 6nm1 4 2 1 6 2 115 368g 4 2 塑件和流道凝料在分型面上的投影及所需鎖模力的計算 流 道 凝 料 包 括 澆 口 在 分 型 面 上 的 投 影 面 積 A 在 模 具 設(shè) 計 前 是 個 未 知 數(shù) 根 據(jù) 多 型 腔 模 的 統(tǒng) 計 分 析 大 概 是 每 個 塑 件 在 分 型 面 上 的 投 影 的 0 2 0 5 倍 因 此 可 以 采 用 0 4nA1 來 進 行 估 算 所 以 A nA1 0 4nA1 4 3 1 4nA1 30862 10 其中 A1 11022 18 2m2m 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 9 頁 F AP 4 4 30862 10 95 2931 8995KN 式 中 型 腔 壓 力 P 取 95Mpa 4 3 選擇注射機 塑 件 成 型 所 需 要 的 注 射 量 應(yīng) 小 于 所 選 注 射 機 的 注 射 容 量 可 按 注 射 容 量 鎖 模 力 模 具 閉 合 時 的 厚 度 等 來 確 定 注 射 機 的 型 號 根 據(jù) 每 一 生 產(chǎn) 周 期 的 注 射 量 和 鎖 模 力 的 計 算 值 確 定 選 用 XS ZY 250 臥 式 注 射 機 其 參 數(shù) 如 表 4 1 所 示 表 4 1 XS ZY 250 臥式注射機主要技術(shù)參數(shù) 名 稱 單 位 數(shù) 值 名 稱 單 位 數(shù) 值 公稱注射量 3cm250 模板尺寸 mm 598 520 螺桿 柱塞 直徑 mm 50 拉桿空間 mm 448 370 注射壓力 MPa 130 合模方式 增壓式 注射行程 mm 160 油泵流量 L min 180 12 注射時間 s 2 油泵壓力 N min 650 螺桿轉(zhuǎn)數(shù) R min 25 31 39 58 32 89 機器外形 尺寸 m 4 7 1 0 1 815 注射方式 螺桿式 螺桿驅(qū)動 功率 kW 5 5 合模力 kN 1800 加熱功率 kW 9 83 最大成型面 積 3cm500 機器重量 t 4 5 模板最大行 程 mm 500 電動機功 率 kW 18 5 模具最大厚 度 mm 350 資料提供 單位 上海塑機廠 模具最小厚 度 mm 200 噴嘴球半徑 mm 18 噴嘴孔直徑 mm 4 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 10 頁 21FpAn 4 4 有關(guān)參數(shù)的校核 1 型 腔 數(shù) 量 的 校 核 1 由注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù) n 4 5 21 360mkMtn 84 360 21 8 4 74 2 所 以 所 設(shè) 定 的 型 腔 數(shù) 符 合 要 求 合 格 上 式 中 k 注 射 機 最 大 注 射 量 的 利 用 系 數(shù) 一 般 取 0 8 M 注 射 機 的 額 定 塑 化 量 取 18g s t 成 型 周 期 取 40s 其 它 的 安 裝 尺 寸 的 校 核 要 待 模 架 選 定 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 確 定 之 后 方 可 進 行 2 按 注 射 機 的 最 大 注 射 量 校 核 型 腔 數(shù) 量 n 5 15 4 6 12mknn 上式右邊 5 15 2 符合要求 式中 M n 注射機允許的最大注射量 g 或 cm 3 按注射機的額定鎖模力校核型腔數(shù)量 n 4 7 上式右邊 2 36 2 符合要求 式中 F 注射機的額定鎖模力 N A1 單個塑件在模具分型面上的投影面積 mm A2 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 mm P 塑料熔體對型腔的成型壓力 MPa 一般是注射壓力的 80 2 注 射 機 的 校 核 1 注 射 壓 力 的 校 核 該 注 射 機 的 注 射 壓 力 為 130MPa ABS 的 注 射 壓 力 為 70 100 所 以 能 夠 滿 足 要 求 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 11 頁 2 注 射 量 以 及 鎖 模 力 在 上 面 已 經(jīng) 校 核 符 合 要 求 模 具 厚 度 的 校 核 模 具 厚 度 H 必 須 滿 足 Hmin max 4 8 該 模 具 厚 度 為 H 30 20 35 30 30 110 90 345mm 符合要求 式中 Hmin 注射機允許的最小模厚 即動 定模板之間的最小開距 Hmax 注射機允許的最大模厚 3 開 模 行 程 的 校 核 Smax S H1 H2 a 5 10 4 9 上式右邊 S 100 100 20 6 226mm 符合要求 式中 Smax 注射機最大開模行程 mm H1 推出距離 脫模距離 mm H2 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 mm 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 12 頁 第五章 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計 澆 注 系 統(tǒng) 是 塑 料 熔 體 從 注 射 機 噴 嘴 射 出 后 達 到 型 腔 之 前 在 模 具 內(nèi) 流 經(jīng) 的 通 道 它 分 為 普 通 流 道 澆 注 系 統(tǒng) 和 無 流 道 凝 料 熱 流 道 澆 注 系 統(tǒng) 該 模 具 采 用 普 通 流 道 澆 注 系 統(tǒng) 其 包 括 主 流 道 分 流 道 冷 料 井 澆 口 5 1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆 注 系 統(tǒng) 是 指 從 注 射 機 的 噴 嘴 到 模 具 型 腔 的 澆 口 這 一 段 塑 料 流 動 的 信 道 稱 為 澆 注 系 統(tǒng) 澆 注 系 統(tǒng) 由 主 澆 道 分 流 道 冷 料 穴 澆 口 等 組 成 1 澆 注 系 統(tǒng) 設(shè) 計 原 則 1 了 解 塑 料 的 成 型 能 和 塑 料 熔 體 的 流 動 特 性 2 熱 量 及 壓 力 損 失 要 小 為 此 澆 注 系 統(tǒng) 流 程 應(yīng) 盡 可 能 短 截 面 尺 寸 應(yīng) 盡 可 能 大 彎 折 盡 量 少 表 面 粗 糙 度 要 低 3 澆 注 系 統(tǒng) 應(yīng) 結(jié) 合 型 腔 布 局 同 時 考 慮 均 衡 進 料 4 塑 料 耗 量 要 少 滿 足 各 型 腔 充 滿 的 前 提 下 澆 注 系 統(tǒng) 容 積 盡 量 小 以 減 少 塑 料 耗 量 5 消 除 冷 料 澆 注 系 統(tǒng) 應(yīng) 能 收 集 溫 度 較 低 的 冷 料 6 澆 注 系 統(tǒng) 設(shè) 計 應(yīng) 有 利 于 良 好 的 排 氣 7 防 止 塑 件 出 現(xiàn) 缺 陷 避 免 熔 體 出 現(xiàn) 充 填 不 足 或 塑 件 出 現(xiàn) 氣 孔 縮 孔 殘 余 應(yīng) 力 8 便 于 修 整 澆 口 保 證 塑 件 外 觀 質(zhì) 量 9 較 高 的 生 產(chǎn) 效 率 10 流 動 距 離 比 和 流 動 面 積 比 的 校 核 避 免 充 填 不 足 現(xiàn) 象 的 發(fā) 生 5 1 1 主流道設(shè)計 1 主 流 道 是 噴 嘴 熔 融 狀 態(tài) 的 塑 料 進 入 模 具 型 腔 時 的 首 段 信 道 它 的 形 狀 和 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 13 頁 尺 寸 直 接 影 響 塑 料 的 流 動 速 度 及 填 充 時 間 主 流 道 一 般 呈 圓 錐 形 錐 度 一 般 為 2 4 度 其 小 端 直 徑 應(yīng) 大 于 噴 嘴 直 徑 0 5 1mm 以 便 補 償 與 噴 嘴 對 中 的 誤 差 主 流 道 的 最 佳 長 度 一 般 為 20 40mm 根 據(jù) 所 選 注 射 機 小 端 尺 寸 直 徑 應(yīng) 為 d 注射機噴嘴尺寸 0 5 1 5 1 4 0 5 1 4 5 5 5 mm 主 流 道 球 面 半 徑 應(yīng) 為 R 噴嘴球面半徑 1 2 5 2 18 2 20 mm 球 面 配 合 高 度 h 3 5 取 h 3 mm 2 主 流 道 襯 套 的 設(shè) 計 主 流 道 小 端 入 口 處 與 注 射 機 噴 嘴 反 復(fù) 接 觸 屬 易 損 件 對 材 料 要 求 較 嚴 因 而 模 具 主 流 道 部 分 常 設(shè) 計 成 可 拆 卸 更 換 的 主 流 道 襯 套 形 式 即 澆 口 套 以 便 有 效 的 選 用 優(yōu) 質(zhì) 鋼 材 單 獨 進 行 加 工 和 熱 處 理 一 般 采 用 碳 素 工 具 鋼 如 T8A T10A 等 熱 處 理 硬 度 為 53 57HRC 主 流 道 襯 套 和 定 位 圈 設(shè) 計 成 整 體 式 用 于 中 小 型 模 具 大 型 模 具 設(shè) 計 成 分 體 式 該 模 具 采 用 整 體 式 為 了 便 于 加 工 和 縮 短 主 流 道 長 度 襯 套 和 定 位 圈 設(shè) 計 成 整 體 式 主 流 道 長 度 取 35 約 等 于 定 模 板 型 腔 板 的 厚 度 見 模 架 的 確 定 和 裝 配 圖 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 14 頁 圖 5 1 主流道襯套 3 主 流 道 凝 料 有 關(guān) 計 算 主 流 道 凝 料 體 積 為 Q d L 5 3 4 35682 1346 275 mm 1 346 cm 主 流 道 剪 切 速 率 校 核 由 經(jīng) 驗 公 式 3 nRq 3 196 45 4804 37 在 500 5000 之間 1 s1 s1 s 式中 塑 件澆 道 q 主 195 1 346 196 346 R 68 2 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 15 頁 3 5 mm 生產(chǎn)實踐表明 當(dāng)注射模具主流道的剪切速率在 500 5000 之間 所成1 s1 s 型的塑件的質(zhì)量較好 所以本設(shè)計的主流道剪切速率符合要求 5 1 2 分流道的設(shè)計 1 分 流 道 布 置 形 式 分流道為主流道和澆口之間的流動通道 一般開設(shè)在分型面上 起分流和轉(zhuǎn)向 作用 分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置 分流道的設(shè)計應(yīng)盡可 能短 以減少壓力損失 熱量損失和流道凝料 常用的分流道截面有圓形 梯形 U 形和六角形等 如圖 5 2 所示 5 2 常用流道截面形狀 ABS塑料的分流道斷面直徑的推薦值為4 8 9 5mm 要減少流道內(nèi)的壓力損失 希望流道的截面積大 表面積小 以減小傳熱損失 因此 可以用流道的截面積與 周長的比值來表示流道的效率 其中圓形和正方形的效率最高 但正方形的流道凝 料脫模困難 所以一般是制成半圓形流道 2 分 流 道 的 截 面 尺 寸 為 了 便 于 機 械 加 工 及 凝 料 脫 模 本 設(shè) 計 的 分 流 道 設(shè) 置 在 A 分 型 面 上 截 面 形 狀 采 用 加 工 工 藝 比 較 好 的 半 圓 形 截 面 半 圓 形 截 面 對 塑 料 熔 體 流 動 阻 力 不 大 本 設(shè) 計 有 三 級 分 流 道 第 一 級 半 徑 為 6mm 的 半 圓 形 流 道 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 16 頁 第 二 級 半 徑 為 4mm 的 半 圓 形 流 道 第 三 級 始 端 直 徑 為 5mm 終 端 直 徑 為 2mm 的 錐 形 流 道 流道截面形狀及尺寸如圖 5 3 所示 圖 5 3 流道截面圖 從 理 論 上 第 二 級 分 流 道 的 截 面 尺 寸 要 比 第 一 級 分 流 道 截 面 尺 寸 小 10 3 分流道的有關(guān)計算 分流道凝料體積 分流道長度第一級 72 第二級 26 第三級 12 1L2L3L 分流道截面積 56 52 25 12 S2 分流道凝料體積 72 56 52 4069 441q3m 25 12 26 653 122 12 2325 4 230 79 3m 4953 35123q 3 分流道剪切速率校核 根據(jù)經(jīng)驗公式 3372 21 5 4 3 nR 1 S 在 500 5000 剪切速率校核合理1 S1 其中 q 4 95 3cm 式中 q 分流道的體積流量 cm3 s 工程中常采用經(jīng)驗公式來計算 Rn 分 流 道 截 面 的 當(dāng) 量 半 徑 cm 5 5 22330 64 195nAL 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 17 頁 式中 Rn 假想圓形流道的當(dāng)量半徑 cm A 實際流道的截面面積 2cm L 實際流道截面積的周邊長度 cm 分 流 道 的 表 面 粗 糙 度 分 流 道 的 表 面 粗 糙 度 要 求 不 是 很 低 一 般 取 0 8um 1 6um 即 可 因 此 本 設(shè) 計 取 1 5um 分 流 道 的 布 置 形 式 分 流 道 在 分 型 面 上 的 布 置 與 前 面 所 述 型 腔 排 列 密 切 相 關(guān) 有 多 種 不 同 的 布 置 形 式 但 應(yīng) 遵 循 兩 方 面 原 則 即 一 方 面 排 列 緊 湊 縮 小 模 具 板 面 尺 寸 另 一 方 面 流 程 盡 量 短 鎖 模 力 力 求 平 衡 本 模 具 的 流 道 布 置 形 式 采 用 平 衡 式 5 2 澆口的設(shè)計 澆 口 又 稱 進 料 口 是 分 流 道 與 型 腔 之 間 的 狹 窄 部 分 也 是 澆 注 系 統(tǒng) 中 最 小 部 分 它 使 塑 料 熔 體 的 流 速 產(chǎn) 生 加 速 度 以 利 于 迅 速 充 滿 型 腔 同 時 還 起 封 閉 型 腔 防 止 熔 體 倒 流 的 作 用 并 在 成 型 后 使 澆 口 凝 料 與 塑 件 易 于 分 離 根 據(jù) 塑 件 的 外 部 特 征 外 觀 表 面 質(zhì) 量 要 求 比 較 高 要 求 看 不 到 澆 口 的 痕 跡 塑 件 的 外 表 面 是 光 滑 的 因 此 本 設(shè) 計 采 用 點 澆 口 點 澆 口 的 優(yōu) 點 這 類 澆 口 由 于 前 后 兩 端 存 在 較 大 壓 力 差 能 有 效 的 增 大 塑 料 熔 體 的 剪 切 速 率 并 產(chǎn) 生 較 大 的 剪 切 熱 從 而 導(dǎo) 致 熔 體 的 表 觀 粘 度 下 降 流 動 性 增 加 利 于 充 填 因 而 對 于 薄 壁 塑 件 成 型 有 利 且 去 除 澆 口 后 殘 留 痕 跡 小 已 取 得 澆 注 系 統(tǒng) 平 衡 利 于 自 動 化 操 作 模 具 結(jié) 夠 簡 單 點 澆 口 的 缺 點 點 澆 口 成 型 塑 件 壓 力 損 失 大 收 縮 大 塑 件 易 變 形 不 利 于 成 型 流 動 性 差 及 熱 敏 材 料 不 利 于 成 型 平 薄 易 變 形 及 形 狀 復(fù) 雜 的 塑 件 同 時 在 定 模 部 分 需 另 加 一 個 分 型 面 以 便 澆 口 凝 料 脫 模 5 2 1 澆 口 設(shè) 計 的 技 術(shù) 要 求 1 澆 口 位 置 的 選 擇 應(yīng) 遵 循 的 原 則 1 避 免 制 件 上 產(chǎn) 生 噴 射 等 缺 陷 避 免 噴 射 有 兩 種 方 法 a 加 大 澆 口 截 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 18 頁 面 尺 寸 降 低 熔 體 流 速 b 采 用 沖 擊 型 澆 口 改 善 塑 料 熔 體 流 動 狀 況 該 模 具 采 用 方 法 a 2 澆 口 應(yīng) 開 設(shè) 在 塑 件 截 面 最 厚 處 3 有 利 于 塑 件 熔 體 流 動 4 有 利 于 型 腔 排 氣 5 考 慮 塑 件 使 用 時 的 載 荷 狀 況 6 減 少 或 避 免 塑 件 的 熔 接 痕 7 考 慮 分 子 取 向 對 塑 件 性 能 的 影 響 8 考 慮 澆 口 位 置 和 數(shù) 目 對 塑 件 成 型 尺 寸 的 影 響 9 防 止 將 型 芯 或 嵌 件 擠 歪 變 形 2 澆 口 設(shè) 計 的 基 本 要 點 1 盡 量 縮 短 流 動 距 離 澆 口 位 置 的 安 排 應(yīng) 保 證 塑 料 熔 體 迅 速 和 均 勻 地 充 填 模 具 型 腔 盡 量 縮 短 熔 體 的 流 動 距 離 減 少 壓 力 損 失 有 利 于 排 除 模 具 型 腔 中 的 氣 體 這 對 大 型 塑 件 更 為 重 要 2 澆 口 應(yīng) 設(shè) 在 塑 件 制 品 斷 面 較 厚 的 部 位 當(dāng) 塑 件 的 壁 厚 相 差 較 大 時 若 將 澆 口 開 設(shè) 在 塑 件 的 薄 壁 處 這 時 塑 料 熔 體 進 入 型 腔 后 不 但 流 動 阻 力 大 而 且 還 易 冷 卻 以 致 影 響 了 熔 體 的 流 動 距 離 難 以 保 證 其 充 滿 整 個 型 腔 另 外 從 補 縮 的 角 度 考 慮 塑 件 截 面 最 厚 的 部 位 經(jīng) 常 是 塑 料 熔 體 最 晚 固 化 的 地 方 若 澆 口 開 設(shè) 在 薄 壁 處 則 厚 壁 處 極 易 因 液 態(tài) 體 積 收 縮 得 不 到 收 縮 而 形 成 表 面 凹 陷 或 真 空 泡 因 此 為 保 證 塑 料 熔 體 的 充 分 流 動 性 也 為 了 有 利 于 壓 力 有 效 地 傳 遞 和 比 較 容 易 進 行 因 液 態(tài) 體 積 收 縮 時 所 需 的 補 料 一 般 澆 口 的 位 置 應(yīng) 開 設(shè) 在 塑 件 壁 最 厚 處 3 必 須 盡 量 減 少 或 避 免 熔 接 痕 由 于 成 型 零 件 或 澆 口 位 置 的 原 因 有 時 塑 料 充 填 型 腔 時 造 成 兩 股 或 多 股 熔 體 的 匯 合 匯 合 之 處 在 塑 件 上 就 形 成 熔 接 痕 熔 接 痕 降 低 塑 件 的 強 度 并 有 損 于 外 觀 質(zhì) 量 這 在 成 型 玻 璃 纖 維 增 強 塑 料 的 制 件 時 尤 為 嚴 重 有 時 為 了 增 加 熔 體 的 匯 合 匯 合 之 處 在 塑 件 上 就 形 成 熔 接 痕 熔 接 痕 降 低 塑 件 的 強 度 并 有 損 于 外 觀 質(zhì) 量 這 在 成 型 玻 璃 纖 維 增 強 塑 料 的 制 件 時 尤 其 嚴 重 一 般 采 用 直 接 澆 口 點 澆 口 環(huán) 形 澆 口 等 可 以 避 免 熔 接 痕 的 產(chǎn) 生 有 時 為 了 增 加 熔 體 匯 合 處 的 溶 接 牢 度 可 以 在 溶 接 處 外 側(cè) 設(shè) 一 冷 料 穴 使 前 鋒 冷 料 引 如 其 內(nèi) 以 提 高 熔 接 強 度 在 選 擇 澆 口 位 置 時 還 應(yīng) 考 慮 熔 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 19 頁 接 的 方 位 對 塑 件 質(zhì) 量 及 強 度 的 不 同 影 響 4 應(yīng) 有 利 于 型 腔 中 氣 體 的 排 除 要 避 免 從 容 易 造 成 氣 體 滯 留 的 方 向 開 設(shè) 澆 口 如 果 這 一 要 求 不 能 充 分 滿 足 在 塑 件 上 不 是 出 現(xiàn) 缺 料 氣 泡 就 是 出 現(xiàn) 焦 斑 同 時 熔 體 充 填 時 也 不 順 暢 雖 然 有 時 可 用 排 氣 系 統(tǒng) 來 解 決 但 在 選 擇 澆 口 位 置 時 應(yīng) 先 行 加 以 考 慮 5 考 慮 分 子 定 向 影 響 充 填 模 具 型 腔 期 間 熱 塑 性 塑 料 會 在 流 動 方 向 上 2 呈 現(xiàn) 一 定 的 分 子 取 向 這 將 影 響 塑 件 的 性 能 對 某 一 塑 件 而 言 垂 直 流 向 和 平 行 于 流 向 的 強 度 應(yīng) 力 開 裂 傾 向 等 都 是 有 差 別 的 一 般 在 垂 直 于 流 向 的 方 位 上 強 度 降 低 容 易 產(chǎn) 生 應(yīng) 力 開 裂 6 避 免 產(chǎn) 生 噴 射 和 蠕 動 蛇 形 流 塑 料 熔 體 的 流 動 主 要 受 塑 件 的 形 狀 和 尺 寸 以 及 澆 口 的 位 置 和 尺 寸 的 支 配 良 好 的 流 動 將 保 證 模 具 型 腔 的 均 勻 充 填 并 防 止 分 層 塑 料 濺 射 進 入 型 腔 可 能 增 加 表 面 缺 陷 流 線 熔 體 破 裂 及 氣 如 果 通 過 一 個 狹 窄 的 澆 口 充 填 一 個 相 對 較 大 的 型 腔 這 種 流 動 影 響 便 可 能 出 現(xiàn) 特 別 是 在 使 用 低 粘 度 塑 料 熔 體 時 更 應(yīng) 注 意 通 過 擴 大 尺 寸 或 采 用 沖 擊 型 澆 口 使 料 流 直 接 流 向 型 腔 壁 或 粗 大 型 芯 可 以 防 止 噴 射 和 蠕 動 7 澆 口 與 塑 件 連 接 得 部 位 應(yīng) 成 R0 5 的 圓 角 或 0 5 45 的 倒 角 澆 口 和 流 道 連 接 的 部 位 一 般 斜 度 為 30 45 并 以 R1 R2 的 圓 弧 和 流 道 底 面 相 連 接 經(jīng) moldflow 分 析 最 佳 澆 口 位 置 如 圖 5 4 所 示 圖 5 4 澆 口 位 置 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 20 頁 圖 5 5 氣 穴 分 析 圖 5 2 2 澆口尺寸的確定 1 由經(jīng)驗公式 d 0 14 0 20 2 0142A m 式中 點澆口直徑 d 塑件在澆口處的壁厚 2 A 型腔表面積 4879 9 2 澆口截面形狀如圖 5 6 所示 圖 5 6 澆口截面 在 設(shè) 計 模 具 時 澆 口 直 徑 先 取 直 徑 d 1 5 在 試 模 時 根 據(jù) 實 際 情 況 再 進 行 調(diào) 整 2 澆口剪切速率的校核 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 21 頁 根據(jù)點澆口的經(jīng)驗公式 90933 s 5 6 34nRq 318 075 1 在 10000 100000 s 之間 減切速率符合要求 1 5 3 冷料穴的設(shè)計 當(dāng) 注 射 機 未 注 射 塑 料 之 前 噴 嘴 最 前 端 的 熔 融 塑 料 的 溫 度 較 低 形 成 冷 料 渣 為 了 集 存 這 部 分 冷 料 渣 在 進 料 口 的 末 端 的 動 模 板 上 開 設(shè) 一 個 洞 穴 或 者 在 流 道 的 末 端 開 設(shè) 洞 穴 這 個 洞 穴 就 是 冷 料 穴 在 注 射 時 必 須 防 止 冷 料 渣 進 入 流 道 或 模 具 型 腔 內(nèi) 否 則 將 會 堵 塞 流 道 和 減 緩 料 流 速 度 進 入 模 具 型 腔 就 會 造 成 塑 料 制 品 上 的 冷 把 或 冷 斑 冷 料 穴 位 于 主 流 道 正 對 面 的 動 模 板 上 或 者 處 于 分 流 道 的 末 端 其 作 用 是 收 集 熔 體 前 鋒 的 冷 料 防 止 冷 料 進 入 模 具 型 腔 而 影 響 制 品 質(zhì) 量 冷 料 穴 分 兩 種 一 種 專 門 用 于 收 集 貯 存 冷 料 另 外 一 種 除 貯 存 冷 料 外 還 兼 有 拉 出 流 道 凝 料 的 作 用 根 據(jù) 需 要 不 但 在 主 流 道 的 末 端 而 且 可 在 各 分 流 道 轉(zhuǎn) 向 的 位 置 甚 至 在 型 腔 的 末 端 開 設(shè) 冷 料 穴 冷 料 穴 應(yīng) 設(shè) 置 在 熔 體 流 動 方 向 的 轉(zhuǎn) 折 位 置 并 迎 著 上 游 的 熔 體 流 向 冷 料 穴 的 長 度 通 常 為 流 道 直 徑 d 的 1 5 2 倍 如 圖 有 的 冷 料 穴 兼 有 拉 料 的 作 用 在 圓 管 形 的 冷 料 穴 底 部 裝 有 一 根 Z 形 頭 的 拉 料 桿 稱 為 鉤 形 拉 料 桿 這 是 最 常 用 的 冷 料 穴 形 式 同 類 形 的 還 有 倒 錐 形 和 圓 環(huán) 糟 形 的 冷 料 穴 本 設(shè) 計 采 用 常 用 的 Z 形 頭 冷 料 穴 冷 料 穴 一 般 位 于 主 流 道 對 面 的 動 模 板 上 其 作 用 就 是 存 放 料 流 前 鋒 的 冷 料 防 止 冷 料 進 入 型 腔 而 形 成 冷 接 縫 此 外 在 開 模 時 又 能 將 主 流 道 凝 料 從 定 模 板 中 拉 出 冷 料 穴 的 尺 寸 宜 稍 大 于 主 流 道 大 端 的 直 徑 長 度 約 為 主 流 道 大 端 直 徑 1 主 流 道 冷 料 穴 如 圖 5 5 所 示 采 用 與 拉 料 桿 匹 配 冷 料 穴 的 半 球 形 形 式 采 用 Z 形 頭 拉 料 桿 使 主 流 道 凝 料 脫 出 2 分 流 道 冷 料 穴 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 22 頁 在 分 流 道 端 部 加 長 流 道 直 徑 d 的 1 5 2 倍 做 分 流 道 的 冷 料 穴 如 圖 5 7 所 示 圖 5 7 分流道冷料穴 并 不 是 所 有 注 射 模 都 需 要 開 設(shè) 冷 料 穴 有 時 由 于 塑 料 性 能 或 工 藝 控 制 較 好 很 少 產(chǎn) 生 冷 料 或 塑 件 要 求 不 高 時 可 不 必 設(shè) 置 冷 料 穴 如 果 初 始 設(shè) 計 階 段 對 是 否 需 要 開 設(shè) 冷 料 穴 尚 無 把 握 可 流 適 當(dāng) 空 間 以 便 增 設(shè) 本 設(shè) 計 開 設(shè) 冷 料 穴 長 度 為 1 5d 1 5 6 9mm 5 4 拉料桿的設(shè)計 拉 料 桿 的 作 用 是 勾 著 澆 注 系 統(tǒng) 冷 料 使 其 隨 同 塑 件 一 起 留 在 動 模 一 側(cè) 其 分 為 主 流 道 拉 料 桿 和 分 流 道 拉 料 桿 本 設(shè) 計 只 設(shè) 計 了 主 流 道 拉 料 桿 拉 料 桿 及 其 固 定 方 式 如 圖 5 8 所 示 圖 5 8 拉料桿固定方式 5 5 澆注系統(tǒng)的平衡 對 于 中 小 型 塑 件 的 注 射 模 具 己 廣 泛 使 用 一 模 多 腔 的 形 式 設(shè) 計 時 應(yīng) 盡 量 保 證 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 23 頁 所 有 的 型 腔 同 時 得 到 均 一 的 充 填 和 成 型 一 般 在 塑 件 形 狀 及 模 具 結(jié) 構(gòu) 允 許 的 情 況 下 應(yīng) 將 從 主 流 道 到 各 個 型 腔 的 分 流 道 設(shè) 計 成 長 度 相 等 形 狀 及 截 面 尺 寸 相 同 型 腔 布 局 為 平 衡 式 的 形 式 否 則 就 需 要 通 過 調(diào) 節(jié) 澆 口 尺 寸 使 各 澆 口 的 流 量 及 成 型 工 藝 條 件 達 到 一 致 這 就 是 澆 注 系 統(tǒng) 的 平 衡 5 5 1 分流道平衡 對 于 多 型 腔 模 具 為 了 達 到 各 型 腔 同 時 充 滿 的 目 的 可 通 過 調(diào) 整 分 流 道 的 長 度 及 截 面 面 積 改 變 熔 融 樹 脂 在 各 分 流 道 中 的 流 量 達 到 澆 注 平 衡 的 目 的 計 算 公 式 如 下 5 7 21QdL 式中 Q 1 Q 2 熔融樹脂分別在流道 1 和流道 2 中的流量 cm 3 s d1 d2 分流道 1 和分流道 2 的直徑 cm L1 L 2 分流道 1 和分流道 2 的長度 cm 5 5 2 澆口平衡 在 多 型 腔 非 平 衡 分 流 道 布 置 時 由 于 主 流 道 到 各 型 腔 的 分 流 道 長 度 或 各 型 腔 所 需 填 充 流 量 不 同 也 可 采 用 調(diào) 整 各 澆 口 截 面 尺 寸 的 方 法 使 熔 融 樹 脂 同 時 充 滿 各 型 腔 澆 口 平 衡 簡 稱 為 BGV balanced gate value 只 要 做 到 各 型 腔 BGV 值 相 同 基 本 上 能 達 到 平 衡 填 充 對 于 多 型 腔 相 同 制 品 的 模 具 其 澆 口 平 衡 計 算 公 式 如 下 BGV 5 8 LgrS 式中 S g 澆口的截面積 mm 2 Lg 澆口的長度 mm Lr 分流道的長度 mm 該 模 具 從 主 流 道 到 各 個 型 腔 的 分 流 道 的 長 度 相 等 形 狀 及 截 面 尺 寸 都 相 同 顯 然 是 平 衡 式 的 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 第 24 頁 第六章 模架的確定和標(biāo)準件的選用 現(xiàn) 場 設(shè) 計 中 盡 可 能 選 用 標(biāo) 準 模 架 確 定 出 標(biāo) 準 模 架 的 形 式 規(guī) 格 及 標(biāo) 準 代 號 模 架 尺 寸 確 定 之 后 對 模 具 有 關(guān) 零 件 要 進 行 必 要 的 強 度 或 剛 度 計 算 以 校 核 所 選 模 架 是 否 適 當(dāng) 尤 其 時 對 大 型 模 具 這 一 點 尤 為 重 要 以 上 內(nèi) 容 確 定 之 后 便 根 據(jù) 所 定 內(nèi) 容 設(shè) 計 模 架 在 學(xué) 校 作 設(shè) 計 時 模 架 部 分 要 自 行 設(shè) 計 在 生 產(chǎn) 由 前 面 型 腔 的 布 局 以 及 相 互 的 位 置 尺 寸 再 結(jié) 合 標(biāo) 準 模 架 可 選 用 標(biāo) 準 模 架 315 L 其 中 L 取 400mm 可 符 合 要 求 模 架 上 要 有 統(tǒng) 一 的 基 準 所 有 零 件 的 基 準 應(yīng) 從 這 個 基 準 推 出 并 在 模 具 上 打 出 相 應(yīng) 的 基 準 標(biāo) 記 一 般 定 模 座 板 與 定 模 固 定 板 要 用 銷 釘 定 位 動 定 模 固 定