海綿拖把的注射模具設(shè)計【塑料注塑?！?

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I1海 綿 拖 把 零 件 的 的 注 射 模 具 設(shè) 計摘 要 《海綿拖把注射模具設(shè)計》是編寫者兩個月以來所編寫的畢業(yè)設(shè)計說明書。主要介紹：注射模的整個過程，包括成型零部件、推出機(jī)構(gòu)、流道等一些設(shè)計。在設(shè)計書寫過程中，通過一個月的時間對原始資料進(jìn)行搜集，充分考慮模具的各種結(jié)構(gòu)并和指導(dǎo)老師及同學(xué)之間進(jìn)行討論，最終選擇了設(shè)計所寫的模具結(jié)構(gòu)。本設(shè)計的資料大多是編寫者結(jié)合三年所學(xué)的各方面的理論知識完成的，包括機(jī)械制圖、公差與配合、工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計、注射模具成型、工程材料等；一部分是通過查手冊所得；還有少部分是同學(xué)之間的交流和自己三年的實習(xí)總結(jié)。關(guān)鍵詞：海綿拖把；注射模具； 推出機(jī)構(gòu)；流道II 2Abstract"Sponge mop injection mold design" is written by the author for two months since the graduation design manual. This paper mainly introduces the whole process of injection mold, including molding parts, ejection mechanism, runner and some other design. In the design process of writing, the original data were collected through a month's time, fully consider the various structures and mould and guide discussions between teachers and students, finally chose the mold structure design writing.The design of the data was written mostly with three years in all aspects of the theory of knowledge is complete, including mechanical drawing, tolerance and fit, engineering mechanics, mechanical design, injection molding, and other engineering materials; one part is by checking the manual income; there are few exchanges between the students and their three years practice summary.Key words: sponge mop; injection mold; ejector mechanism; runner3目錄摘 要 ...................................................................................................................................1Abstract ...............................................................................................................................2第一章 緒論 .......................................................................................................................11.1 模具在加工工業(yè)中的地位 ..................................................................................11.2 模具的發(fā)展趨勢 ..................................................................................................11.2.1 加深理論研究 ...........................................................................................21.2.2 高效率、自動化 .......................................................................................21.2.3 大型、超小型及高精度 ...........................................................................21.2.4 革新模具制造工藝 ...................................................................................21.2.5 標(biāo)準(zhǔn)化 .......................................................................................................21.3 設(shè)計在學(xué)習(xí)模具制造中的作用 ................................................................31.4 來源背景 ..............................................................................................................31.4.1 目的 ...........................................................................................................31.4.2 要求 ...........................................................................................................31.4.3 實際意義 ...................................................................................................31.4.4 主要設(shè)計內(nèi)容 ...........................................................................................4第二章 原始資料 ...............................................................................................................52.1 塑料制品產(chǎn)量和生產(chǎn)要求 ..................................................................................52.2 塑料品種牌號 ......................................................................................................52.2.1 特點(diǎn) ...........................................................................................................62.2.2 生產(chǎn)方法 ...................................................................................................62.2.3 成型特性 ...................................................................................................62.2.4 用途 ...........................................................................................................72.3 制品圖樣 ............................................................................................................132.3.1 尺寸及要求 ..............................................................................................132.3.2 根據(jù)制品尺寸幾何形狀進(jìn)行分析 .........................................................13第三章 基本參數(shù) .............................................................................................................163.1 注射機(jī)選擇 ........................................................................................................1643.2 模具型腔數(shù)目的計算 .........................................................................................173.2.1 計算原理 .................................................................................................173.2.2 制品體積 .................................................................................................173.2.3 型腔數(shù)目確定 .........................................................................................173.3 模架選擇 ............................................................................................................17第四章 成型零件尺寸及結(jié)構(gòu) .........................................................................................194.1 聚苯乙烯的收縮率（S） ...................................................................................194.2 型芯尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計 ........................................................................................194.2.1 型芯徑向尺寸計算利用公式 .................................................................194.2.2 型芯高度尺寸 .........................................................................................204.3 型腔尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計 ........................................................................................204.3.1 型腔徑向尺寸 ..........................................................................................204.3.2 型腔深度尺寸 .........................................................................................214.3.3 型腔結(jié)構(gòu) .................................................................................................224.3.4 型腔計算 ...............................................................................................22第五章 模具結(jié)構(gòu) .............................................................................................................245.1 模具結(jié)構(gòu)圖 .........................................................................................................245.2 模具與成型機(jī)械關(guān)系的校核 .............................................................................245.2.1 制品及流道體積 .....................................................................................245.2.2 注射機(jī)的校核 ..........................................................................................25第六章 澆注系統(tǒng) .............................................................................................................276.1 概述 ....................................................................................................................276.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 ................................................................................................276.2.1 主流道的設(shè)計 .........................................................................................276.2.2 澆口的設(shè)計 .............................................................................................276.2.3 排氣糟的設(shè)計 .........................................................................................296.3 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 .........................................................................................29第七章 推出機(jī)構(gòu) .............................................................................................................317.1 概述 ....................................................................................................................317.2 推出機(jī)構(gòu) ............................................................................................................31第八章 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) .........................................................................................................3258.1 滑塊結(jié)構(gòu) ............................................................................................................328.2 斜頂結(jié)構(gòu) ............................................................................................................34第九章 支承零件 .............................................................................................................36第十章 冷卻系統(tǒng) .............................................................................................................3810.1 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 ..........................................................................3810.2 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計規(guī)則 ......................................................................................39第十一章 模具的裝配 .....................................................................................................40結(jié)論 ...................................................................................................................................43參考文獻(xiàn) ...........................................................................................................................44致 謝 ...............................................................................................................................450第一章 緒論1.1 模具在加工工業(yè)中的地位模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。對模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便；從模具制造的角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結(jié)構(gòu)對操作難以程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時，應(yīng)盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機(jī)構(gòu)，在全自動生產(chǎn)時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。當(dāng)批量不大時，模具的費(fèi)用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡單的模具，以降低成本。現(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少是三項重要因素，尤其是模具對實現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計起著重要的作用。高效的全自動設(shè)備也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產(chǎn)量需求很大，對模具也提出了越來越高的要求。因此促進(jìn)模具的不斷向前發(fā)展。1.2 模具的發(fā)展趨勢1近年來，模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大。從模具設(shè)計和制造角度來看，模具的發(fā)展趨勢可分為以下幾個方面：1.2.1 加深理論研究在模具設(shè)計中，對工藝原理的研究越來越深入，模具設(shè)計已經(jīng)有經(jīng)驗設(shè)計階段逐漸向理論技術(shù)設(shè)計各方面發(fā)展，使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高。1.2.2 高效率、自動化大量采用各種高效率、自動化的模具結(jié)構(gòu)。高速自動化的成型機(jī)械配合以先進(jìn)的模具，對提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低成本起了很大的作用。1.2.3 大型、超小型及高精度由于產(chǎn)品應(yīng)用的擴(kuò)大，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導(dǎo)熱性優(yōu)異的制模材料。1.2.4 革新模具制造工藝在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改進(jìn)，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進(jìn)的機(jī)床，這不僅大大提高了機(jī)械加工的比重，而且提高了加工精度。1.2.5 標(biāo)準(zhǔn)化開展標(biāo)準(zhǔn)化工作，不僅大大提高了生產(chǎn)模具的效率，而且改善了質(zhì)量，降低了成本。21.3 設(shè)計在學(xué)習(xí)模具制造中的作用通過對模具專業(yè)的學(xué)習(xí)，掌握了常用材料在各種成型過程中對模具的工藝要求，各種模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計計算的方法，以達(dá)到能夠獨(dú)立設(shè)計一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機(jī)械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。畢業(yè)設(shè)計能夠?qū)σ陨细鞣矫娴囊蠹右造`活運(yùn)用，綜合檢驗大學(xué)期間所學(xué)的知識。1.4 來源背景海綿拖把為 HIPS 塑料制品，采用注射模進(jìn)行成型，這種制品結(jié)構(gòu)比較簡單，加工難度不大。1.4.1 目的通過本課題的設(shè)計，能夠懂得模具的整個設(shè)計過程及綜合性的掌握本專業(yè)知識，能夠掌握 UG、CAD、Word 等軟件的操作方法。1.4.2 要求設(shè)計本課題的要求的理論聯(lián)系實際。在學(xué)習(xí)好相關(guān)的設(shè)計理論知識的同時，還必須了解實踐操作。另外，設(shè)計的模具首先要能制造出來，還要有一定的使用價值。1.4.3 實際意義通過本課題的設(shè)計，可以更好的掌握模具的整個設(shè)計過程。在設(shè)計過程中，定會遇到許多以前沒有遇到的問題，有問題就會促使自己想盡一切辦法去解決，從中獲得3一定的知識。把整個設(shè)計做完之后，就會對知識有個系統(tǒng)的了解。另外，通過對UG、CAD、Word 等軟件的操作，可以有更好、更熟練的操作技能。這些工作對我以后的人生將是一筆大財富。1.4.4 主要設(shè)計內(nèi)容本課題的設(shè)計主要包括成型零件的設(shè)計、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、導(dǎo)向及定位部分的設(shè)計、推出與復(fù)位部分的設(shè)計、固定支承和緊固件的設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計、工藝過程的編寫及對 UG、CAD、Word 等軟件的操作技術(shù)。4第二章 原始資料2.1 塑料制品產(chǎn)量和生產(chǎn)要求根據(jù)圖紙要求，此制品為小批量生產(chǎn)，在生產(chǎn)要求上不是很高，所以在模具設(shè)計時應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單，但要能達(dá)到制品的各種要求。2.2 塑料品種牌號耐 沖 擊 性 聚 苯 乙 烯 （ HIPS） 耐 沖 擊 性 聚 苯 乙 烯 是 通 過 在 聚 苯 乙 烯 中 添 加 聚丁 基 橡 膠 顆 粒 的 辦 法 生 產(chǎn) 的 一 種 抗 沖 擊 的 聚 苯 乙 烯 產(chǎn) 品 。 這 種 聚 苯 乙 烯 產(chǎn) 品 會 添 加微 米 級 橡 膠 顆 粒 并 通 過 枝 接 的 辦 法 把 聚 苯 乙 烯 和 橡 膠 顆 粒 連 接 在 一 起 。 當(dāng) 受 到 沖 擊時 ， 裂 紋 擴(kuò) 展 的 尖 端 應(yīng) 力 會 被 相 對 柔 軟 的 橡 膠 顆 粒 釋 放 掉 。 因 此 裂 紋 的 擴(kuò) 展 受 到 阻礙 ， 抗 沖 擊 性 得 到 了 提 高 。 聚 苯 乙 烯 是 一 種 用 途 廣 泛 的 脆 性 塑 料 。 你 現(xiàn) 在 正 在 使 用 的 計 算 機(jī) 的 外 殼 就是 聚 苯 乙 烯 的 。 透 明 的 塑 料 水 杯 ， 包 裝 用 的 泡 沫 塑 料 也 是 由 聚 苯 乙 烯 制 成 的 。 聚 苯乙 烯 屬 于 聚 烯 烴 ， 是 由 苯 乙 烯 通 過 自 由 基 聚 合 而 成 的 。 通 過 茂 金 屬 催 化 聚 合 可 以 得到 一 種 新 型 聚 苯 乙 烯 ， 即 間 同 聚 苯 乙 烯 （ syndiotactic） 。 間 同 聚 苯 乙 烯 上 的 苯環(huán) 交 替 地 連 接 的 主 鏈 的 兩 側(cè) ， 而 普 通 聚 苯 乙 烯 的 苯 環(huán) 在 無 規(guī) 地 連 接 在 主 鏈 兩 側(cè) 。 間同 聚 苯 乙 烯 （ syndiotactic） 是 結(jié) 晶 高 分 子 ， 熔 點(diǎn) 達(dá) 到 270℃ 。 在 苯 乙 烯 聚 合 體系 中 中 加 入 聚 丁 二 烯 ， 使 苯 乙 烯 在 聚 丁 二 烯 主 鏈 上 接 枝 聚 合 。 聚 苯 乙 烯 和 聚 丁 二 烯是 不 相 容 的 ， 因 此 苯 乙 烯 和 丁 二 烯 鏈 段 分 別 聚 集 ， 產(chǎn) 生 相 分 離 。 這 些 聚 丁 二 烯 相 區(qū)可 以 吸 收 沖 擊 能 ， 從 而 提 高 了 聚 苯 乙 烯 的 沖 擊 強(qiáng) 度 HIPS 工 程 塑 料 乳 白 色 不 透 明顆 粒 .密 度 為 1.05g/cm^3.熔 融 溫 度 150~180℃ .熱 分 解 溫 度 300℃ .溶 于 芳 香 烴 ，氯 化 烴 ， 酮 類 （ 除 爾 酮 外 ） 和 酯 類 .能 耐 許 多 礦 物 油 ， 有 機(jī) 酸 ， 堿 ， 鹽 ， 低 級 醇 及其 水 溶 液 ， 不 耐 沸 水 . HIPS 是 最 便 宜 的 工 程 塑 料 之 一 ， 和 ABS,PC/ABS,PC 相 比 ， 材 料 的 光 澤 性5比 較 差 ， 綜 合 性 能 也 相 對 差 一 些 . HIPS 是 由 PS 加 丁 二 烯 改 性 而 成 的 ， 因 為 PS的 沖 擊 強(qiáng) 度 很 低 ， 做 出 的 產(chǎn) 品 很 脆 ， 而 丁 二 烯 的 韌 性 很 好 ， 加 入 丁 二 烯 后 可 使PS 的 沖 擊 性 能 提 高 2~3 倍 .盡 管 HIPS 的 沖 擊 強(qiáng) 度 比 PS 的 沖 擊 強(qiáng) 度 高 出 很 多 ， 但其 綜 合 性 能 還 是 不 如 ABS,PC/ABS 等 . HIPS 的 沖 擊 性 能 在 工 程 塑 料 中 是 比 較 低 的 ，因 此 ， 我 們 在 使 用 次 料 時 應(yīng) 注 意 對 材 料 的 沖 擊 性 能 的 檢 驗 。2.2.1 特點(diǎn)無毒、無味，密度小，強(qiáng)度、剛度、硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯,可在 100 度左右使用.具有良好的電性能和高頻絕緣性不受濕度影響,但低溫時變脆、不耐磨、易老化.適于制作一般機(jī)械零件,耐腐蝕零件和絕緣零件 。常見的酸、堿有機(jī)溶劑對它幾乎不起作用，可用于食具。2.2.2 生產(chǎn)方法1.淤漿法。在稀釋劑（如己烷）中聚合，是最早工業(yè)化、也是迄今生產(chǎn)量最大的方法。2.液相本體法。在 70℃和 3MPa 的條件下，在液體丙烯中聚合。3.氣相法。在丙烯呈氣態(tài)條件下聚合。后兩種方法不使用稀釋劑，流程短，能耗低。液相本體法現(xiàn)已顯示出后來居上的優(yōu)勢。2.2.3 成型特性1.結(jié)晶料,吸濕性小,易發(fā)生融體破裂,長期與熱金屬接觸易分解.2.流動性好,但收縮范圍及收縮值大,易發(fā)生縮孔.凹痕,變形. 3.冷卻速度快,澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱,并注意控制成型溫度.料溫低溫高壓時容易取向,模具溫度低于 50 度時,塑件不光滑,易產(chǎn)生熔接不良,流痕,90 度以上易6發(fā)生翹曲變形 4.塑料壁厚須均勻,避免缺膠,尖角,以防應(yīng)力集中.2.2.4 用途1.工程用聚苯乙烯纖維分為聚苯乙烯單絲纖維和聚苯乙烯網(wǎng)狀纖維。聚苯乙烯網(wǎng)狀纖維以改性聚苯乙烯為原料，經(jīng)擠出、拉伸、成網(wǎng)、表面改性處理、短切等工序加工而成的高強(qiáng)度束狀單絲或者網(wǎng)狀有機(jī)纖維，其固有的耐強(qiáng)酸，耐強(qiáng)堿，弱導(dǎo)熱性，具有極其穩(wěn)定的化學(xué)性能。加入混凝土或砂漿中可有效的控制混凝土（砂漿）固塑性收縮、干縮、溫度變化等因素引起的微裂縫，防止及抑止裂縫的形成及發(fā)展，大大改善混凝土的阻裂抗?jié)B性能，抗沖擊及抗震能力，可以廣泛的使用于地下工程防水，工業(yè)民用建筑工程的屋面、墻體、地坪、水池、地下室等，以及道路和橋梁工程中。是砂漿/混凝土工程抗裂，防滲，耐磨，保溫的新型理想材料2.雙向拉伸聚苯乙烯薄膜 在塑料制品中包裝材料占有極其重要的位置，據(jù)統(tǒng)計，世界用于包裝領(lǐng)域的塑料約占塑料總消費(fèi)量的 35%。我國包裝用塑料發(fā)展迅速，產(chǎn)量從 1980 年的 19 萬 t 迅速增至 2003 年的 465 萬 t，預(yù)計 2005 年將超過 550 萬 t，2010 年超過 700 萬 t，2015 年超過 900 萬 t，約占全國包裝總產(chǎn)量的 13%以上。 從產(chǎn)品上看，包裝用薄膜約占包裝用塑料總量的 50%以上。我國雙向拉伸聚苯乙烯（BOHIPS）薄膜是 HIPS 樹脂消費(fèi)量最大的領(lǐng)域之一，2003 年我國有 BOHIPS 生產(chǎn)企業(yè)86 家（123 條生產(chǎn)線），總生產(chǎn)能力約 140 萬 t/a，2004 年達(dá)到 200 萬 t/a（138 條生產(chǎn)線），產(chǎn)量將突破 100 萬 t。近年來，國內(nèi)企業(yè)注重提升產(chǎn)品競爭力，先后引進(jìn)了一批先進(jìn)的 BOHIPS 生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)的薄膜寬度可達(dá) 8.3m，線速度高達(dá) 400~500m/min，如浙江大東南集團(tuán)引進(jìn)德國布魯克納 6 萬 t/a 生產(chǎn)線；國風(fēng)集團(tuán)投資 2 億元引進(jìn) 3.5萬 t/a 生產(chǎn)線（目前亞洲第 1 條、世界第 4 條 10m 寬的 BOHIPS 設(shè)備）；常州武進(jìn)金氏集團(tuán)引進(jìn)德國 2 萬 t/a 五層共擠高強(qiáng)超薄 BOHIPS 生產(chǎn)線；福建現(xiàn)代集團(tuán)引進(jìn) 2.5 萬7t/a 生產(chǎn)線；寶碩集團(tuán)計劃引進(jìn) 10 萬 t/a 生產(chǎn)線等。按我國現(xiàn)有的 BOHIPS 薄膜生產(chǎn)能力換算，每年對 HIPS 樹脂的需求量近 200 萬噸，因此應(yīng)重視開發(fā) BOHIPS 薄膜用高線速、延伸性、透明性好的 HIPS 專用料，包括配套用的乙、丙共聚物，以適應(yīng)新引進(jìn)的BOHIPS 薄膜設(shè)備。 3.汽車用改性聚苯乙烯 2003 年，我國汽車產(chǎn)量為 440 多萬輛，已位居世界第四，同比增長 36.6%。據(jù)美國 ESM WerWide 報道：“2008 年中國汽車產(chǎn)量將超過 600 萬輛，2015 將超過日本，躍居世界第二位”。 汽車工業(yè)的發(fā)展離不開汽車塑料化的進(jìn)程，目前我國工程塑料的自給率不足 16%。據(jù)中國工程塑料協(xié)會預(yù)測，2005 年我國工程塑料需求增長率為 15%，2010 年約為10%，需求量將從 2000 年的 44 萬 t 增長到 2010 年的 140 萬 t。我國汽車制造業(yè)對工程塑料需求量增長迅速，到 2010 年總用量將達(dá)到 94 萬 t（以塑料用量占汽車重量的5%~10%計）。 HIPS 用于汽車工業(yè)具有較強(qiáng)的競爭力，但因其模量和耐熱性較低，沖擊強(qiáng)度較差，因此不能直接用作汽車配件，轎車中使用的均為改性 HIPS 產(chǎn)品，其耐熱性可由 80℃提高到 145℃~150℃，并能承受高溫 750~1000h 后不老化，不龜裂。據(jù)報道，日本豐田公司推出的新一代具有高取向結(jié)晶性的聚苯乙烯 HEHCHIPS 產(chǎn)品，可以作為汽車儀表板、保險杠，比以 TPO 為原料生產(chǎn)的同類產(chǎn)品成本降低 30%，改性 HIPS 用作汽車配件具有十分廣闊的開發(fā)前景。 4.家用電器用聚苯乙烯 近幾年我國家用電器產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，品種多，產(chǎn)量大。2003 年我國電冰箱產(chǎn)量為1850 萬臺，空調(diào)器 4200 萬臺，洗衣機(jī) 1700 萬臺，微波爐 3500 萬臺。據(jù)“2004~2006年中國城市家庭影院市場研究咨詢報告”顯示，預(yù)計未來 3 年內(nèi)我國家庭影院系統(tǒng)市場規(guī)模將達(dá)到 690 萬臺。另外，各種小家電也擁有巨大的潛在市場，這對改性 HIPS 來說，是一個極好的商機(jī)。目前，我國一些塑料原料廠商已經(jīng)開發(fā)出洗衣機(jī)專用料如8HIPS 1947 系列、K7726 系列等，受到了洗衣機(jī)制造廠商的歡迎。因此，在未來幾年內(nèi)應(yīng)加大開發(fā)家用電器 HIPS 專用料的力度，以適應(yīng)市場變化的需求。 5.管材用聚苯乙烯2003 年全國塑料管材總產(chǎn)量突破 180 萬 t，同比增長 23%。早期，HIPS 管材主要用作農(nóng)用輸水管，但是由于早期產(chǎn)品性能還存在一些問題（抗沖擊強(qiáng)度、耐老化性能較差），市場未能打開。隨著上海塑料建材廠首家引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，采用進(jìn)口 HIPS-R 料生產(chǎn)的輸送冷、熱水用的管材得到市場認(rèn)可后，目前已有不少廠家建設(shè) HIPS-R 管材生產(chǎn)線，價格也由投產(chǎn)初期的 2 萬~3 萬元/t 不斷回落，但 HIPS-R 管材在塑料管材市場上的占有率仍然很低。據(jù)反映，目前國產(chǎn) HIPS-R 料與進(jìn)口料比較還有一定差距，質(zhì)量有待改進(jìn)和提高。據(jù)報道，目前韓國開發(fā)出一種耐高壓給水管用無規(guī)共聚聚苯乙烯 HIPS-R 112 新牌號，使用該牌號生產(chǎn)的管材可在 20℃和 11.2MPa 的超高壓狀態(tài)下使用 50 年。 塑料管材是我國化學(xué)建材推廣應(yīng)用的重點(diǎn)產(chǎn)品之一，建設(shè)部曾于 2001 年發(fā)出“關(guān)于加強(qiáng)共聚聚苯乙烯（HIPS-R、HIPS-B）管材生產(chǎn)管理和推廣應(yīng)用工作的通知”，要求有關(guān)部門共同做好從原料、加工、質(zhì)量以至管材使用、安裝等工作，要嚴(yán)格把好HIPS 管材質(zhì)量關(guān)，以利更好地做好我國 HIPS 管材的生產(chǎn)、應(yīng)用、推廣工作。 6.高透明聚苯乙烯 隨著人們生活水平不斷提高，必然帶來在文化、娛樂、食品、醫(yī)療、材料、居室裝飾等各個方面不同變化的要求與提高，市場中很多物品越來越多地使用透明材料。因此，開發(fā)透明 HIPS 專用料是一個很好的發(fā)展趨勢，尤其需要透明性高、流動性好，成型快的 HIPS 專用料，以便設(shè)計加工成人們喜愛的 HIPS 制品。透明 HIPS 比普通HIPS、PVC、PET、PS 更具特色，有更多優(yōu)點(diǎn)和開發(fā)前景。 近幾年，國外透明 HIPS 市場增長很快，如韓國 LG 將透明 HIPS 作為 PET 替代品推向市場；德國某些公司用透明 HIPS 替代 PVC；美國透明 HIPS 制品的增長速度高出普通HIPS 制品 7%~9%；日本近幾年 HIPS 成核透明劑的年用量約為 2000t，若以添加量 0.25%推9算，日本透明 HIPS 料的年產(chǎn)量可達(dá) 80 萬 t 以上。據(jù)日本理化株式會社介紹，日本透明 HIPS 專用料用于微波炊具及家具兩方面的消費(fèi)量最大。預(yù)計，2005 年國外市場對透明 HIPS 專用料需求量約為 500 萬~550 萬 t。目前國內(nèi)透明 HIPS 專用料與國外差距較大，透明 HIPS 樹脂及其制品的生產(chǎn)、應(yīng)用仍有待加強(qiáng)。7 高 抗 沖 擊 聚 苯 乙 烯 ， 為 了 滿 足 韌 性 材 料 的 要 求 ， 1950 年 開 始 開 發(fā) 橡 膠 改 性聚 苯 乙 烯 （ 高 抗 沖 擊 聚 苯 乙 烯 即 HIPS） 。 通 過 將 橡 膠 加 入 聚 苯 乙 烯 基 材 ， 可 生 產(chǎn)出 具 有 不 同 性 能 的 各 種 品 級 的 高 沖 擊 聚 苯 乙 烯 。 近 年 來 ， 已 開 發(fā) 出 各 種 特 殊 品 級 的HIPS， 已 有 阻 燃 級 、 抗 應(yīng) 力 開 裂 級 、 高 光 澤 度 級 、 極 高 沖 擊 強(qiáng) 度 級 、 玻 璃 纖 維 增 強(qiáng)級 以 及 低 殘 留 揮 發(fā) 分 級 等 ， 它 們 在 許 多 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 中 已 能 與 昂 貴 的 工 程 樹 脂 相 競 爭 。 抗 沖 擊 聚 苯 乙 烯 突 出 的 特 性 是 易 加 工 、 尺 寸 穩(wěn) 定 性 優(yōu) 異 、 沖 擊 強(qiáng) 度 高 并 且 有 較 高 剛性 。 對 于 HIPS 只 是 在 耐 熱 性 。 氧 滲 透 性 、 紫 外 光 穩(wěn) 定 性 和 耐 油 品 性 方 面 有 一 定 限度 。 化 學(xué) 和 性 能 抗 沖 擊 聚 苯 乙 烯 是 通 過 將 聚 了 二 烯 橡 膠 在 聚 合 反 應(yīng) 之 前 溶 于 苯 乙烯 單 體 而 制 得 的 。 雖 然 可 以 用 懸 浮 聚 合 法 制 HIPS， 但 目 前 工 業(yè) 上 生 產(chǎn) HIPS 采 用的 主 要 是 本 體 聚 合 法 。 在 本 體 聚 合 過 程 中 ， 苯 乙 烯 單 體 /橡 膠 /添 加 劑 的 混 合 體 通過 一 系 列 反 應(yīng) 器 ， 轉(zhuǎn) 化 率 達(dá) 70～ 90%。 標(biāo) 準(zhǔn) HIPS 的 其 它 重 要 性 能 如 下 ： 彎 曲 強(qiáng) 度 13． 8～ 55． 1MPa； 拉 伸 強(qiáng) 度13． 8—41． 4MPa； 斷 裂 伸 長 率 為 15—75%； 密 度 1． 035—1． 04 g/ml； 維 卡 軟化 點(diǎn) 185—220°F。 唯 一 工 業(yè) 化 的 摻 用 HIPS 合 金 是 其 與 聚 苯 醚 的 共 混 物 。 這 種 共 混 物 的 耐 熱性 和 韌 性 都 很 突 出 ， 但 產(chǎn) 品 價 格 比 單 用 HIPS 的 產(chǎn) 品 高 許 多 。 聚 苯 乙 烯 技 術(shù) 的 不 斷 發(fā) 展 使 生 產(chǎn) 廠 可 以 生 產(chǎn) 與 標(biāo) 準(zhǔn) 級 PS 相 比 具 有 更 突 出性 能 的 品 級 。 聚 苯 乙 烯 的 許 多 性 能 是 不 能 兼 而 得 之 的 ， 如 欲 提 高 抗 沖 擊 強(qiáng) 度 ， 就 不得 不 犧 牲 光 澤 度 等 。 目 前 出 現(xiàn) 的 一 些 新 型 樹 脂 ， 它 們 具 有 ABS 的 光 澤 度 ， 同 時 也有 很 高 的 韌 性 。 有 些 品 級 如 在 包 裝 食 品 時 ， 可 耐 各 種 油 脂 和 用 于 致 冷 機(jī) 時 能 耐 氯 氟烴 （ CFC） 發(fā) 泡 劑 的 也 已 開 發(fā) 出 來 。 阻 燃 級 （ UL V－ 0 和 UL 5－ V） ， 抗 沖 擊 聚 苯乙 烯 已 有 生 產(chǎn) 并 廣 泛 用 于 電 視 機(jī) 殼 、 商 用 機(jī) 器 和 電 器 制 品 。 這 些 樹 脂 的 加 工 操 作 比10許 多 阻 燃 工 程 樹 脂 更 為 容 易 ， 價 格 也 更 低 。物理和電氣性能Item試驗項目 Unit單位 Specification技術(shù)要求 Test Method測試方法Melt Index熔體流動速率 g/10min 2.5 ASTMD1238Density密度 g/cm3 0.91 ASTMD1505Tensile Strength拉伸強(qiáng)度 MPa 21 ASTMD638Elongation at Break11斷裂伸長率 % 600 ASTMD638Brittle Temperature with Low Temperature低溫脆化溫度 ℃ - 35 ASTMD74620℃ Volume Resistivity20℃體積電阻率 Ω?m 1.6×1014 ASTMD25720℃ Dielectric Strength,50Hz介電強(qiáng)度, 50Hz MV/m 35 ASTMD14920℃ Dielectric Constant介電常數(shù) --- 2.22 ASTMD150Dielectric Dissipation Factor介質(zhì)損耗因數(shù) --- 0.0003 ASTMD15012Air Aging Condition熱空氣老化條件135℃×168h Tensile Strength Variation After Aging拉伸強(qiáng)度變化率 % ≤±25 ASTMD3045Elongation Variation After Aging斷裂伸長變化率 % ≤±252.3 制品圖樣2.3.1 尺寸及要求海綿拖把產(chǎn)品造型，如圖 2.1圖 2.12.3.2 根據(jù)制品尺寸幾何形狀進(jìn)行分析132.3.2.1 尺寸及公差從制品所給的尺寸及公差查《塑料模塑成型技術(shù)》表 3-7 為 4 級精度等級，查表3-8 得 4 級精度等級為一般精度，從經(jīng)濟(jì)方面考慮，在模具設(shè)計時模具精度等級也應(yīng)設(shè)計成一般精度等級。2.3.2.2 塑料制品的形狀此制品為海綿拖把形制品，制品體積較大，如圖 2.1。塑料制品的壁厚由圖 1.1 可知，此制品最大壁厚為 3mm，最小壁厚為 1.5mm。壁厚均勻，但是網(wǎng)格較多，它會固化或冷卻速度的不同引起收縮不均勻，從而在制品內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。因此在模具設(shè)計時要進(jìn)行冷卻系統(tǒng)的設(shè)計及適應(yīng)選擇澆口。2.3.2.3 脫模斜度所設(shè)計的制品沒有脫模斜度，即脫模斜度為零，這樣制品對型心的包緊力大，脫模時較有脫模斜度的難，生產(chǎn)時可噴涂脫模劑。2.3.2.4 分型面的選擇塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動模兩大部分。定模和動模相接觸的面稱分型面。通常有以下原則：1.分型面的選擇有利于脫模：分型面應(yīng)取在塑件尺寸的最大處。而且應(yīng)使塑件流在動模部分，由于推出機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動模的一側(cè)，將型芯設(shè)置在動模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較大，內(nèi)孔較小或者有嵌件時，為了使塑件留在動模，一般應(yīng)將凹模也設(shè)在動模一側(cè)。142.分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求。3.分型面的選擇應(yīng)有利于成型零件的加工制造。4.分型面應(yīng)有利于側(cè)向抽芯。15第三章 基本參數(shù)3.1 注射機(jī)選擇根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量，查書可選定注塑機(jī)型號為 HTF 160X2B.注塑機(jī)的參數(shù)如下：型號參數(shù) 單位160×2A160×2B160×2C螺桿直徑 mm 40 45 48理論注射容量 cm3 253 320 364注射重量 PS g 230 291 331注射壓力 Mpa 202 159 140注射行程 mm 201螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 0~230料筒加熱功率 KW 9.3鎖模力 KN 1600拉桿內(nèi)間距(水平×垂直) mm 455×455允許最大模具厚度 mm 500允許最小模具厚度 mm 180移模行程 mm 420移模開距(最大) mm 920液壓頂出行程 mm 140液壓頂出力 KN 33液壓頂出桿數(shù)量 PC 5油泵電動機(jī)功率 KW 18.5油箱容積 l 240機(jī)器尺寸(長×寬×高) m 5.4×1.45×2.05機(jī)器重量 t 5最小模具尺寸(長×寬) mm 320×320163.2 模具型腔數(shù)目的計算3.2.1 計算原理通常注射機(jī)的實際注射量為注射機(jī)最大注射量的 80﹪，即V 實 = Vmax×80﹪ (3-1)式中 V 實 ---- 制品實際所需注射量，單位 cm3。Vmax ---- 注射機(jī)最大注射量，單位 cm3。由表 3.1 Vmax=320cm3所以 V 實=256cm33.2.2 制品體積制品的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 2.1，體積如通過 3D 測量可得出：V 制=19.81cm33.2.3 型腔數(shù)目確定制品數(shù)目用 n 表示，利用下列公式進(jìn)行計算，n= V 實/V 制=256/19.81=12通過計算可以設(shè)計型腔數(shù)量。因此制品為小批量生產(chǎn)，暫設(shè)計型腔數(shù)目為一模二腔。3.3 模架選擇17根據(jù)制品尺寸大小及型腔數(shù)目，查表《模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊》 表 6-15 初步選用250x450 模架具體結(jié)構(gòu)如圖 3.1(a)、3.1(b)模架型號采用 CI-2545-A60-B70-C80，使用標(biāo)準(zhǔn)模架，可以降低計算量，節(jié)約成本。圖 3.1 （a ）18圖 3.1 (b)19第四章 成型零件尺寸及結(jié)構(gòu)4.1 聚苯乙烯的收縮率（S）查《塑料制品及其成型模具設(shè)計》表 0.1 聚苯乙烯的收縮率范圍為 0.4-0.8﹪，換算成平均收縮率 Scp﹪Scp﹪=(0.4﹪+0.8﹪)/2=0.6﹪ (4-1)4.2 型芯尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計4.2.1 型芯徑向尺寸計算利用公式LM1=[ls1(1+Scp﹪)+ △] (4-2)430zδ制品的基本尺寸為：54、127、19.5查表公差為 0.46、0.46、0.22 將數(shù)值代入計算LM1=[54（1+0.6%）+ ×0.46] 430z?= 54.66909.-LM2=[127（1+0.6%）+ ×0.46] 430z?20= 128.10709.-LM3=[19.5（1+0.6%）+ ×0.22] 430zδ= 19.78209.-4.2.2 型芯高度尺寸Hm = [hs(1+Scp%)+ △] (4-3)320zδ制品的基本尺寸為：19.5查表公差為 0.5 將數(shù)值代入計算Hm= [19.5(1+0.6%)+2/3×0.5]035.=19.9503.-4.3 型腔尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計4.3.1 型腔徑向尺寸型腔徑向尺寸利用公式