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購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 藝術(shù)與信息工程學院 畢業(yè)設(shè)計中期方案 題目 ： 基于 子題 ： 專 業(yè)： 機械工程及自動化 指導教師 ： 學生姓名： 班級 2014年 12 月 19 日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 1. 緒 論 模具工藝是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，被稱為工業(yè)之母。模具是大批量生產(chǎn)各種機電與家電產(chǎn)品零件必備的基礎(chǔ)工藝裝備，是進行少無切削加工的主要工具。 75%的粗加工 零件和精加工零件都是由模具工藝成型的，絕大部分塑料制品也由模具成型。模具工藝涉及機械、電子、汽車、化工、冶金、建材、輕工業(yè)等各個行業(yè)，有十分廣泛的應用范圍。自 80年代以來，我國模具工業(yè)也迅速發(fā)展，在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例將逐步提高。模具技術(shù)水平的高低，將直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、成本、產(chǎn)量、新產(chǎn)品的投產(chǎn)和老產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期，以及企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整速度與市場競爭力。因此，模具技術(shù)水平是衡量一個國家制造技術(shù)水平的主要標志，模具工業(yè)的發(fā)展是國家制造業(yè)發(fā)展的前提，是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)。 外塑料 模具的發(fā)展狀況 國外先進國家對發(fā)展塑料模很重視，塑料模比例一般占 30%國外模具日趨專業(yè)化、標準化程度高、設(shè)計和工藝技術(shù)先進，如模具 工設(shè)備數(shù)控化率高等，模具生產(chǎn)效率高、周期短。工藝裝備水平 術(shù)在歐美已經(jīng)逐漸成熟。在注射模設(shè)計中應用 析軟件，模擬塑料的沖模過程，分析冷卻過程，預測成型過程中可能發(fā)生的缺陷。 些壽命高的和高精度的模具拿制作模具的原材料來說，國內(nèi)的材料很難達到大型、精密模具所需要的性能要求、 塑封模具來說，國外一次可以加工出上百個型腔的模具，還有熱流道技術(shù)、氣輔成型這些工藝應用都很普遍。德國的模具很多采用熱流道技術(shù)，使用熱流道技術(shù)，產(chǎn)品的質(zhì)量好，成型周期短，精度高。 美國塑料 (原料 )的產(chǎn)量多年來一直雄居各國之首。早在 80年代前期，美國塑料產(chǎn)量就已達 2000 萬噸之多， 1986年增至 2310萬噸，占全球總產(chǎn)量 此后美國塑料產(chǎn)量繼續(xù)呈現(xiàn)穩(wěn)定增長之勢。德國是世界最大的塑料 (原料 )生產(chǎn)國之一，上世紀 90年代初，德國塑料產(chǎn)量就為 990多萬噸， 2000 年增加至1550萬噸，超過日本成為世界第 2大塑料生產(chǎn)國，德國 2001年的國內(nèi)塑料消費量為 1280萬噸，其中聚乙烯 265萬噸，聚丙烯 155萬噸．氯乙烯 152 萬噸。日本在很長一段時期內(nèi)都是僅次于美國的世界第 2 大塑料生產(chǎn)國。日本的塑料產(chǎn)量曾經(jīng)連續(xù)多年增長，年產(chǎn)量在 70年代中期就已達 500多萬噸， 1991年達約 1300萬噸，1992年和 1993年因受經(jīng)濟下滑的影響，產(chǎn)量略有減少。從 1994年起產(chǎn)量再度增長， 1997年產(chǎn)量達到 1521 萬噸，首次超過 1500 萬噸。但這種增勢在 1998年受到遏制，產(chǎn)量大幅 度減少。到 2002年日本塑料 (原料 )的產(chǎn)量減至 1361 萬噸。此時中國增為 1366萬噸，日本退居第 4位。韓國塑料產(chǎn)量增長十分迅速， 1986年超過 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 200萬噸， 2001年達 1200萬噸，躋身于世界 5大塑料生產(chǎn)國之列。韓國塑料原料產(chǎn)品中以聚乙烯居首，聚丙烯以 238萬噸排在第 2位。 國塑料模具的發(fā)展狀況 我國的塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在歷經(jīng)半個多世紀，有了很大的發(fā)展，模具水平也有了較大程度的提高。在大型模具方面已能生產(chǎn) 48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、 儀表板等塑料模具；在精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如我國制造的多腔 輪模具，所生產(chǎn)的齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達到了標準漸開線齒形要求。 在成型工藝方面，高效多色注射模、多材質(zhì)塑料成型模、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展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司等廠家成功地在 29～ 34英寸電視機 外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術(shù)。熱流道模具也開始推廣， 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水平的高難度針閥式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達不到 10%，與國外的 50～ 80%相比，差距較大。 在制造技術(shù)方面， 生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數(shù)量的 些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了 并能支持 充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具 年來，我國自主開發(fā)的塑料模 要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的 中理工大學開發(fā)的注塑模 些軟件具有適應國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應用且價格較低等特點，為進一步普及模具 射模具的發(fā)展趨勢 塑料制品在日常生活中有著廣泛的利用，模具技術(shù)已經(jīng)成為衡量一 個國家產(chǎn)品制造水平的重要標志之一。模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的，近年來，人們對各種設(shè)備和用品輕量化及美觀和手感的要求越來越高，這就為塑料制品提供了更加廣闊的市場，塑料制品的發(fā)展，必然要求塑料模具隨之發(fā)展。因此，塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出的要求也越來越高。由于近年來在進口模具中精密、大型、復雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)， 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 此類模具在市場上的份額也將逐步增大。同時，建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，使各種異型材擠出模具、 速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高的要求，以塑代金屬使塑料模具在汽車、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料、電子通信等主要領(lǐng)域快速發(fā)展運作起來。但從整體來看，中國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進步，但結(jié)合國民經(jīng)濟發(fā)展的需求，與世界先進水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、復雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口。 具的分類和占有量 模具主要類型有：沖鍛摸、塑料模、壓鑄模、粉末冶金模、玻璃模、橡膠模、陶瓷 模等。除部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模，因為他們一般都是依靠三維的模具形腔是材料成型。 料模概述 塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑料模約占模具總數(shù)的 35％，而且有繼續(xù)上升的趨勢。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。 模概述 鍛模是金屬在熱態(tài)或冷態(tài)下進行體積成型是所用模具的總稱。按鍛壓設(shè)備不同，鍛模分為錘用鍛模，螺旋壓力機鍛模，熱模鍛壓力鍛模，平鍛機用鍛模，水壓機用鍛模，高速錘用鍛模，擺動碾壓機用鍛模， 輥鍛機用鍛模，楔橫軋機用鍛模等。按工藝用途不同，鍛模可分為預鍛模具，擠壓模具，精鍛模具，等溫模具，超塑性模具等。 模概述 沖模是對金屬板材進行沖壓加工獲得合格產(chǎn)品的工具。沖模占模具總數(shù)的 50％以上。按工藝性質(zhì)的不同，沖模可分為落料模，沖孔模，彎曲模，卷邊模，切口模，切邊模，拉深模，校平模，翻孔模，翻邊模，縮口模，壓印模，脹形模。按組合工序不同，沖模分為單工序模，復合模，連續(xù)模。 鑄模概述 壓鑄模是壓力鑄造工藝裝備，壓力鑄造是使液態(tài)金屬在高溫和高速下充填鑄型，在高壓下成型和結(jié)晶的一 種特殊制造方法。壓鑄模約占模具總數(shù)的 6％。 末冶金模概述 粉末冶金模用于粉末成型，按成型工藝分類粉末冶金模有：壓模，精整模，復壓模，熱壓模，粉漿澆注模，松裝燒結(jié)模等。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 模具所涉及的工藝繁多，包括機械設(shè)計制造，塑料，橡膠加工，金屬材料，鑄造（凝固理論），塑性加工，玻璃等諸多學科和行業(yè)，是一個多學科的綜合，其復雜程度顯而易見。 射模具概述 注射成型的原理是將顆粒狀或粉狀塑料從注射機的料斗送進加熱的料筒中，經(jīng)過加熱熔融塑化成為粘流態(tài)熔體，在注射機柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過噴嘴 注入磨具型腔，經(jīng)過一定時間的保壓。冷卻定型后可保持模具型腔所賦予的形狀，然后開模分型獲得成型塑件。 射模具設(shè)計的特點 塑料注射?？沙尚透鞣N形狀的塑料制品，具有成型周期短，能一次成型外形復雜、尺寸精密、帶有嵌件的塑料制品，且生產(chǎn)效率高，易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)的特點，是熱塑性塑料制品的一種主要成型方式。但由于注射成型的設(shè)備及模具制造費用較高，所以不適于單件及小批量塑料制品的生產(chǎn)。 注塑件的生產(chǎn)中，通常以最終塑料制品的質(zhì)量來評價模具的設(shè)計和制造質(zhì)量。注塑件的質(zhì)量包括表觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量。表觀質(zhì)量通常以塑件 的形狀和尺寸精度來衡量，其主要包括注塑件的表面粗糙度和表觀缺陷狀況（凹陷、氣孔、無光澤、發(fā)白、銀文、剝層、暗斑紋、燒焦、翹曲、溢料飛邊及可見融合度縫）。內(nèi)在質(zhì)量即性質(zhì)質(zhì)量，包括熔合縫強度、殘余應力、取向、密度、收縮等。 射模具的組成 注射模的結(jié)構(gòu)由注射機的形式、制品的復雜程度以及模具內(nèi)的型腔數(shù)目所決定的。無論簡單還是復雜，注射模均由定模和動模兩大部分組成。 根據(jù)模具中各零件所起的作用，又可細分為以下幾部分： （ 1）成型零部件 成型零件是構(gòu)成模具型腔并直接與塑料熔體相接觸并成型制品的模具 零件和部件。通常包括凸模、凹模、型芯、鑲件、成型桿等零部件。在模具的動、定模部分合模后成型零部件構(gòu)成了模具的型腔，從而決定了塑件的內(nèi)、外輪廓尺寸。 （ 2）澆注系統(tǒng) 由注射機噴嘴到型腔之間的進料通道稱為澆注系統(tǒng)，通常由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。 （ 3）導向與定位機構(gòu) 確保動模和定模閉合時能夠準確導向和定位對中。對于深腔注射模需要在主分型面上設(shè)有錐面定位裝置；此外，為保證脫模機構(gòu)的運動與定位，在推板與動模板之間也需設(shè)置導向機構(gòu)。 （ 4）脫模機構(gòu) 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 脫模機構(gòu)是指開模過程的后期將制品從 模具中脫出的機構(gòu)。一般有三種方式：頂出機構(gòu)、澆注系統(tǒng)脫出機構(gòu)以及側(cè)抽芯機構(gòu)。 （ 5）側(cè)向分型抽芯機構(gòu) 主要指帶有側(cè)凹或側(cè)孔的制品在脫出模具之前，必須先進行側(cè)向分型將型芯側(cè)向抽出。包括斜導柱、滑塊、楔緊塊、滑塊定位裝置、側(cè)抽芯和抽芯液壓缸等。 （ 6）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 為滿足注射成型工藝對模具溫度的要求，模具應設(shè)有冷卻或加熱的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。其中，冷卻系統(tǒng)主要采用循環(huán)水冷卻方式；加熱系統(tǒng)主要采取通入熱水、蒸汽、熱油和置入加熱元件等，有些注射模須配備模溫自動調(diào)節(jié)裝置。 （ 7）排氣系統(tǒng) 在注射成型 過程中需要將型腔內(nèi)原有的空氣和塑料熔體中逸出的氣體排出，因此，須在模具分型面上開設(shè)排氣槽。型腔內(nèi)排氣量不大時，直接利用分型面之間的間隙自然排氣，或者利用模具的推桿與配合孔之間的活動間隙排氣；而對于一些大型注射模，則應該預先設(shè)置排氣槽。 射模具的分類 注射模具的分類方法有很多，按照所用注射劑的類型可分為臥式（或立式）注射機用注射模和直角式注射機用注射模；按照模具型腔數(shù)目可分為單型腔和多型腔注射模；但是，從模具設(shè)計角度來看，依據(jù)模具的總體結(jié)構(gòu)特征分類較為合適。通常被分為以下七類： （ 1）單分 型面注射模 單分型面注射模具又稱為兩板式模具，它是注射模中最簡單最常見的一種結(jié)構(gòu)形式，占全部注射模的 70%左右。 （ 2）雙分型面注射模 雙分型面注射模又稱為三板式注射模，與單分型面注射模相比，只是在動模與定模之間增加了一個可移動的澆口板（又稱中間板），塑件和澆注系統(tǒng)凝料分別從兩個不同的分型面取出。 這種模具結(jié)構(gòu)復雜，只適用于采用點澆口的單型腔或多型腔注射模。 （ 3）帶活動鑲件的注射模 根據(jù)某些塑件的特殊要求，需在模具上設(shè)置活動的型芯，螺紋型芯等鑲件。 （ 4）帶有側(cè)向抽芯的注射模 當塑件帶有 側(cè)孔或者側(cè)凹時，成型零件必須要做成可側(cè)向移動的，否則，塑件無法脫模。那么，帶動型芯側(cè)向移動的整個機構(gòu)稱為側(cè)向抽芯機構(gòu)。 （ 5）自動脫螺紋的注射模 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 對帶有內(nèi)螺紋或外螺紋的塑件，當要求自動脫螺紋時，可在模具中設(shè)置能夠轉(zhuǎn)動的螺紋型芯或型環(huán)，利用注射機的往復運動或旋轉(zhuǎn)運動，或設(shè)置專門的驅(qū)動和傳動機構(gòu)，帶動螺紋型芯或型環(huán)轉(zhuǎn)動，從而使塑件脫出。 （ 6）推出機構(gòu)設(shè)在定模一側(cè)的注射模 在一般情況下，注塑模開模后，塑件應留在動模一側(cè)，因此，通常將推出機構(gòu)設(shè)在動模一側(cè)。但有時候由于塑件的特殊要求或者形狀的限制，開模 后塑件仍將留在定模一側(cè)（或有可能留在定模一側(cè)），此時需要在定模一側(cè)設(shè)置推出機構(gòu)。 （ 7）熱流道注射模 在成型過程中，澆注系統(tǒng)中的塑料始終保持熔融狀態(tài)，每次注射完后，只有型腔中的塑件冷凝成型，取出塑件后可繼續(xù)注射，很大程度上節(jié)省了塑料的用量，既提高了生產(chǎn)效率，又保證了塑件的質(zhì)量。但由于模具結(jié)構(gòu)復雜，要求模溫控制較嚴格，否則容易在塑件澆口處出現(xiàn)疤痕。 課題設(shè)計的與意義 計目的 模具是現(xiàn)代加工行業(yè)中的基本工藝裝備，許多行業(yè)都對模具有大量的需求。隨著工藝的不斷發(fā)展，模具行業(yè)顯得越來 越重要。模具技術(shù)水平已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要指標，因此對模具的生產(chǎn)精度、使用壽命等相關(guān)要求不斷提高。本課題就是在這種背景下對梳子進行工藝和結(jié)構(gòu)上的分析，設(shè)計出一副合理的注塑模具，使產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量、產(chǎn)品精度及生產(chǎn)率得到提高。在設(shè)計過程中強化自己的專業(yè)知識，學習模具工作零件加工工藝規(guī)程的編制，熟悉 等專業(yè)繪圖軟件。 計意義 （ 1）掌握模具設(shè)計的方法和步驟； （ 2）熟練掌握繪圖和編寫技術(shù)文件的能力； （ 3）運用理論知識和實際生產(chǎn)知識進行模具設(shè)計的初步訓練，培 養(yǎng)自己的設(shè)計能力； （ 4）掌握模具設(shè)計的基本技能，具有查閱和運用資料、手冊等相關(guān)技術(shù)資料的能力。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 2. 塑件的工藝分析 本課題是利用 件對梳子進行實體建模， 繪圖軟件的圖形設(shè)計是基于三維的。運用 軟件繪制生成的模型直觀、立體感強、可以在任意角度進行全方位觀察。此外，該系統(tǒng)還能自動分析出實體的體積、表面積、重量、重心等。使得設(shè)計者更清楚的掌握零件的特性。并且可以由立體圖生成三視圖，大大提高了工作效率和準確性。 料梳子的三維視圖 子的基本外形尺寸 圖 1 梳子平面圖 繪制的梳子三維視圖 圖 2 梳子成型塑件三維圖 于 的塑料梳子制件三維設(shè)計 梳子塑件的實體圖可通過拉伸、斜度、倒圓角、陣列等功能進行組合所繪制成的。其簡要繪制過程如下所述： （ 1）通過拉伸命令繪制出梳子的外形輪廓，如圖 3所示； 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 圖 3 梳子的外輪廓 （ 2）通過插入斜度，設(shè)置拔模斜度為 1o； （ 3）通過拉伸命令并選擇去除材料，繪制出梳子塑件的一根齒數(shù)，如圖 4所示； 圖 4 梳子的一根 梳齒 （ 4）通過陣列繪制出梳子的全部齒數(shù)，如圖 5； （ 5）通過倒圓角命令，完成梳子的全部形狀，如圖 6； 圖 5 梳子的全部梳齒 圖 6 梳子塑件圖 件的成型工藝分析 料的比較和選擇 在塑料工程中，“塑料”的定義為“以合成樹脂（或者化學改性的天然的高分子化合物）為基本成分，能夠在一定條件下（主要指溫度和壓力）塑化成型，產(chǎn)品最后能夠保持形狀不變的材料”。塑料在成型過程中表現(xiàn)出的各種性能的變化和變形流動性為，主要 取決于塑料中的基本成分 —— 高分子聚合物。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 塑料的品種很多，分類方式也各有所異。通常情況下，塑料按照合成樹脂的分子結(jié)構(gòu)和受熱行為可分為熱塑性塑料和熱固性塑料；按照塑料的應用范圍又可分為通用塑料、工程塑料和特種塑料。 在塑料制品設(shè)計選材時要從塑料的力學性能、物理性能、化學性能、精度以及成型工藝性幾個方面來綜合考慮。 梳子是我們?nèi)粘Ｉ钪惺殖Ｒ娪质潜夭豢缮俚乃芰袭a(chǎn)品，但通常對其精度和力學性能的要求較低，當然對其成本要求也要低，加工性能良好。所以綜合考慮，梳子選用 （ 1） 一種具有良好的綜合性能的工程塑料，既具有聚苯乙烯（ 良好成型性，聚丁二烯的韌性，又具有聚丁烯腈的化學穩(wěn)定性和表面硬度，抗拉強度可達 35～ 50沖擊強度、力學強度較高，耐化學性，尺寸穩(wěn)定，電氣性能良好； 動性較好，易于成型和機械加工；它的另一優(yōu)點就是耐氣候性，其塑件制品的適用范圍可達 40～ 1000C,適應性較廣。 表一 密度 /g· 服強度 /0 比體積 /伸強度 /8 吸水率 (%) 彎強度 /0 熔點 /0C 130～ 160 抗壓強度 /3 計算收縮率 (%) 伸彈性模量 /103 比熱容 /J(0C) 1470 彎曲彈性模量 /103 （ 2） 1）注射成型過程 成型前的準備。主要對 度以及均勻度等進行檢驗；由于 此成型前應進行充分的干燥。 注射過 程。梳子塑件在注射機料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化后達到流動狀態(tài)，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔進行成型。其主要過程可簡要分為：充模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段。 塑件的后處理。處理的主要介質(zhì)是空氣和水，處理溫度一般為 60～ 70oC,處理時間大概為 16～ 20s。 2）注射工藝參數(shù) 查找有關(guān)資料和參考工廠的時間應用情況， 模時，可根據(jù)實際情況做適當?shù)恼{(diào)整）： 注射機：螺桿式， 螺桿結(jié)構(gòu)形式：通用型。 料筒溫度（ oC）：后段 150～ 170； 中段 165～ 180； 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 前段 180～ 200。 模具溫度（ oC）： 50～ 80。 噴嘴溫度（ oC）： 170～ 180。 注射壓力（ 60～ 100。 成型時間（ s）： 30（其中注塑時間取 模時間取 8s，冷卻時間 說明 1：干燥和預熱均采用鼓風烘箱。 2：凡是潮濕環(huán)境使用的塑料，均應進行調(diào)濕處理，在 100～ 1200C 水中加熱2～ 18h。 件的分析 （ 1）結(jié)構(gòu)分析 從梳 子的零件圖中分析，該塑件形狀不規(guī)則，壁厚為 3～ 4塑件外形尺寸不大，塑料熔體的流程不太長，適合注射成型。 （ 2）尺寸精度分析 塑件的尺寸精度就是指所得到的塑件尺寸與制品圖中尺寸的相符合程度，即所得塑件尺寸的準確度。一般情況下，塑件的尺寸精度與模具的制造精度、模具的結(jié)構(gòu)形式、模具的磨損程度、塑件成型后的時效變化、塑件收縮率的波動以及成型時工藝條件的變化等有關(guān)。因此，塑件的尺寸精度并不高，所以應在保證使用要求的前提下盡可能的選用低精度等級。 由于該塑件上的尺寸公差均為未注公差尺寸。查 ]可知， 塑件的尺寸精度不高，無特殊的精度要求，對應的模具相關(guān)零件的尺寸加工就可以保證。 （ 3）表面質(zhì)量分析 該梳子塑件的表面除要求光潔，沒有缺陷、毛刺之外，再無其他特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實現(xiàn)。表面粗糙度 取 m。 綜上所述，該塑件結(jié)構(gòu)簡單，無特殊精度和結(jié)構(gòu)要求。因此，在注射成型過程中，只要工藝參數(shù)控制得當，塑件是比較容易成型的。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 3. 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 型面的確定 分型面是指分開模具，取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料時 的可分離的接觸表面。一副模具根據(jù)需求可能有一個或者多個分型面，常見分型面的形式主要有：水平分型面，垂直分型面，斜分型面，階梯分型面，曲面分型面以及平面、曲面分型面這幾種。 型面的選擇原則 分型面除了受到排位的影響之外，還受塑件的形狀、外觀、澆口位置、精度、滑塊、推出、加工等多種因素的影響。分型面的選擇是否合理是塑件能否良好成型的主要先決條件，一般在選擇過程中考慮以下幾個方面： （ 1）符合塑件脫模要求，即能使成型塑件從模具內(nèi)取出，分型面位置應設(shè)在塑件外形最大輪廓處； （ 2）分型線不影 響塑件的外觀，即盡量不破壞外表面的光滑程度； （ 3）盡量確保塑件開模式留在動模一側(cè)； （ 4）確保塑件質(zhì)量； （ 5）盡量避免形成側(cè)孔、側(cè)凹； （ 6）滿足模具的鎖緊要求，盡量將塑件投影面積大的方向放置在動、定模的合模方向上，將投影面積小的方向作為側(cè)向分型面； （ 7）合理安排澆注系統(tǒng)，尤其是澆口的位置； （ 8）有利于模具加工。 子塑件分型面位置的確定 該梳子塑件外形基本為拉伸件，表面無特殊要求，從理論上分析，其分型面選擇有以下三種情況，如圖 7所示： 圖 7 梳子的分型面 在本次設(shè)計中，選擇上圖所示的平面 2 作為分型面，既不影響塑件成型時的外觀質(zhì)量，而且中間分型還有利于脫模。脫模后能保證塑件留在動模一側(cè)。 腔的確定 腔數(shù)量的確定 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 為使模具與注射機的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性，并且能保證塑件的精度，在模具設(shè)計時必須確定型腔的數(shù)目。一般情況下，在實際生產(chǎn)中常常根據(jù)注射機的最大注塑量和成型的經(jīng)濟成本來確定型腔數(shù)目。 多型腔的排列就是塑件的排位，就是根據(jù)需求將一種或多種塑件按合理注射工藝、模具結(jié)構(gòu)進行排列。其結(jié)構(gòu)一般分為兩種情況： 一種是同一塑件采用一模多腔；另一種情況是不同塑件采用一模多腔。 由于該梳子塑件的精度要求不高，塑件的尺寸較小，且為大批量成產(chǎn)，所以可以采用一模多強的結(jié)構(gòu)形式。同時，考慮到塑件尺寸和模具結(jié)構(gòu)尺寸的大小關(guān)系，以及在制造時的各種成本費和制造費用等因素，初步定為一模四腔的結(jié)構(gòu)形式。 腔排列形式的確定原則 多型腔的排列就是塑件的排位，是根據(jù)客戶的要求，將所需的一種或者多種塑件按合理的注射工藝、模具結(jié)構(gòu)進行排列。塑件的排位與模具的結(jié)構(gòu)、塑件的工藝性相輔相成，并將直接影響后期的注射工藝。因此，在確定 型腔排列時應遵循以下原則： （ 1）從注射工藝角度考慮： 1）流動長度。塑料的流動長度各不相同，如果流道長度超出工藝要求，塑件就不會充滿。 2）流道廢料。在滿足型腔充滿的前提下，流道長度及橫截面尺寸盡量要小，使得流道廢料最少。 3）澆口位置。澆口位置要統(tǒng)一。 4）進料平衡。 按平衡式排位； 按大塑件靠近主流道、小塑件遠離的方式排位，再調(diào)整流道、澆口尺寸。 5）型腔壓力平衡。 （ 2）從模具結(jié)構(gòu)考慮： 1）保證澆口套、流道離定模型腔邊緣有一定的距離，滿足 封膠要求。 2）滿足模具結(jié)構(gòu)件如滑塊、楔緊塊、斜推桿等的空間要求： 模具結(jié)構(gòu)件有足夠的強度； 與其他模架零件沒有干涉； 有運動時，行程要滿足脫模要求；多個運動時，相互之間不能產(chǎn)生干涉； 3）為使冷卻效果達到最好，排位時需注意螺釘、推桿等對冷卻水孔的影響； 4）排位盡量緊湊。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 腔排列形式的確定 多型腔模具應盡可能采用平衡式排列位置，切要求結(jié)構(gòu)緊湊，并與澆口開設(shè)的部位對稱分布。由于該模具選擇的是一模四腔的排位方式故采用 H 型對稱排列，使得型腔進料平衡，如圖 8所示。 圖 8 型腔 數(shù)量的排列布置 具結(jié)構(gòu)形式的確定 從上面的分析可得，本模具設(shè)計為一模四腔，對稱 據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)形狀，推出機構(gòu)初步選為推桿推出方式。澆注系統(tǒng)設(shè)計時，流道采用對稱平衡式，澆口采用側(cè)澆口形式，且開設(shè)在分型面上。所以，定模部分再不需要單獨開設(shè)分型面來取凝料，動模部分還需添加支撐板、推件板等。由以上綜合分析可確定選用單分型面注射模。 射機型號的確定 通過 建模分析可得梳子塑件的質(zhì)量屬性如下圖 9所示，則： 塑件體積： 塑 塑件質(zhì)量： ??? 塑塑 ? 式中， 3/04.1 。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 圖 9 塑件的質(zhì)量屬性 注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計之前是不能確定準確數(shù)值的，但可根據(jù)實際經(jīng)驗按照塑件體積的 1倍來估算。由于在本次設(shè)計中，采用的流道簡單且較短。因此澆注系統(tǒng)的凝料可按塑件體積的 估算，所以，一次注入模具型腔的塑料熔體的總體積（即 4個塑件體積之和和澆注系統(tǒng)的凝料）為： ?????? ）（塑總 擇注射機 根據(jù) 總 ，結(jié)合 4[1]有： ??? 總公 為確保塑件的質(zhì) 量，注射模一次成型的塑件質(zhì)量應為公稱注塑量的 35%～ 75%，最大可達 80%，最小不應低于 10%。 因此，綜合以上計算，初步選定公稱注射量為 3125注射機型號為 主要技術(shù)參數(shù)見表二。 表二 注射機主要技術(shù)參數(shù) 標稱注射量 /25 移模行程 /00 螺桿柱塞直徑 /2 最大模具厚度 /00 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 注射壓力 /50 最小模具厚度 /00 注射速率 /g· 14 合模方式 液壓 塑化能力 /g· s 具定位孔直徑 /00 注射行程 /60 噴嘴球半徑 /2 合模力 /00 噴嘴口孔徑 / 拉桿空間 /60× 360 注射時間 /s 注射機的相關(guān)參數(shù)的校核 （ 1）注射壓力的校核 查 ]可知： 0～ 110 本次設(shè)計取 00 ? ，該注射機的公稱注射壓力 19?公 ，注射壓力安全系數(shù) k ，這里取 k ，則： M P ???? 公。 所以，該注射機壓力合格。 （ 2）鎖模力的校核 1）塑件在分型面上的投影面積 塑A ： 由 分析測量可知： 塑 。 2）澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 澆A ： 即 澆A 為流道凝料在分型面上的投影面積的數(shù)值，可以按照多型腔模的統(tǒng)計分析來確定。是每個塑件在分型面上的投影面積的 于流道設(shè)計簡單，分流道相對較短 ，因此流道凝料投影面積可以適當取小一些。 這里取 塑澆 。 3）塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積 由 4[1]可得： 5 3 7 ???????? 塑澆塑總 ）（ 4）模具型腔內(nèi)的脹型力 脹F ： 由 4[1]可得： 6 1 0 5 3 6 ????? ?？偯? 式中， 模P 是型腔的平均計算壓力值，通常取注射壓力的 20%～ 40%，由 ]常用塑料注射時型腔的平均壓力可知其大致范圍為 25~40于黏度較大的精度較高的塑件應取較大值，而 故取 5?模 。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 由表二可知該注射機的公稱鎖模力 00?鎖 ，通常情況下鎖模力安全系數(shù)為 K ，本次設(shè)計取 K 。 因為 0 ???? 鎖脹 ， 所以該注射機鎖模力合格。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 4. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 流道的設(shè)計 主流道通常位于模具中心的塑料入口處 ，它是將注射機噴嘴注射出的熔體導入分流道或型腔中。常見主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出，主流道的尺寸將直接影響熔體的流動速度和充模時間。另外，由于主流道需要與高溫塑料熔體及注射機噴嘴反復接觸，因此設(shè)計中常設(shè)計成可拆卸更換的澆口套。 流道的尺寸 （ 1）主流道的長度 對于小型模具 主L 應盡量小于 60本次設(shè)計中初取 50 （ 2）主流道小端直徑： ???? ）（注射機噴嘴尺寸d （ 3）主流道大端直徑 ： a a ???????? ?式中 ??4? 。 （ 4） 主流道球面半徑： ? ? ? ? 12~10 ????? 注射機噴嘴球頭半徑 （ 5） 球面的配合高度： h 。 流道的凝料體積 其計算如下： ? ? ? ? 332222 ?????????? ?? 主主主主主主 流道當量半徑 其計算如下： ???? 主主 流道澆口套的形式 由于主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，易磨損，故一般情況下都不將主流道直接開在定模上，而是將其單獨開在設(shè)在一個嵌套中，然后將此套再嵌入定模中，則該嵌套就稱為主流道襯套（有的文獻稱為澆口套）。 主流道襯套為標準件可以選購。對材料 的要求也較嚴格，盡管小型注射模可以將主流道澆口套與定位圈設(shè)計成一個整體，但考慮上述因素，通常仍然將兩者分開來設(shè)計，以便于拆卸更換。同時也方便選用優(yōu)質(zhì)鋼材進行單獨加工和熱處理。在設(shè)計時常常采用碳素工具鋼（ 10A），本次設(shè)計選用 處理淬火表面硬度為 40~43圖 10所示。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 圖 10 主流道澆口套的形式 在設(shè)計時應該注意以下幾點： （ 1）要求襯套的長度與定模配合部分的厚度一致，且主流道出口處的端面不能突出于分型面，否則會造成溢料，也會壓壞模具。 （ 2）襯套與定模之間的配合采用 H7/ 流道的設(shè)計 分流道是澆口與主流道之間的通道，是塑料熔體進入型腔前的通道，一般開設(shè)在分型面上，主要起分流和轉(zhuǎn)向的作用。對于多型腔模具必須設(shè)置分流道。在設(shè)計時要遵循以下原則： （ 1）塑件流經(jīng)分流道時的溫度損失和壓力損失要??； （ 2）分流道的固化時間要稍后于制品的固化時間； （ 3）能保證塑料迅速均勻地進入各個型腔； （ 4）分流道的長度要盡可能短，其容積要小； （ 5）要便于加工及道具的選擇。 流道的布置形 式 分流道和型腔的分布形式主要有以下兩種形式： （ 1）平衡式分布 其特點是：從主流道到各個型腔的分流道，其長度、橫截面積尺寸以及形狀完全相同，以確保各個型腔同時均衡進料，同時充滿。其大體又可分為：輻射式、單排列式、 （ 2）非平衡式分布 分為兩種情況：一種是各個型腔的形狀和尺寸相同，只是各型腔距主流道的距離各不相同；另一種是各型腔大小與流道長度均不相同。 本次設(shè)計中，為了減少在流道內(nèi)的壓力損失，以及盡可能避免熔體溫度降低，同時還考慮到減少分流到的容積和壓力平衡， 因此選擇采用平衡式（ H 型）分流道。如圖 11所示。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 圖 11分流道布置形式 流道的長度 分流道的長度與塑件的大小，型腔的排列、布置有關(guān)。 本次設(shè)計中，根據(jù)四個型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計，分流道的長度應適中，具體尺寸如上圖 11所示。 流道的當量直徑 流過一級分流道的塑料熔體的質(zhì)量： ????? 塑 但是由于該梳子塑件的壁厚在 3~4照 ]經(jīng)驗曲線查得 D′=再根據(jù)單項分流道長度為 60 2]可查得修正系數(shù) 分流道直徑修正后為： 5 m ????? 流道的截面形狀 通常分流道的截面形狀有圓形、梯形、矩形、正六邊形和 減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失，設(shè)計時要求流道的橫截面積大、表面積小。在實際生產(chǎn)中，圓形橫截面具有最小的壓力降和熱損失，所以效率最高，但受模具加工設(shè)備的限制，加工成本較高，并且必須在兩側(cè)模板都進行加工，合模難 以對齊，所以圓形橫截面的分流道使用不多；正方形流道凝料脫模困難；正六邊形的效率又低； 其容易加工，又比圓形和正方形的流道更容易脫模；而梯形橫截面的流道與圓形的相比熱量損失較大，但是其流道便于選擇加工刀具，同時容易加工，所以，梯形橫截面的分流道使用也較為廣泛。 綜上所述，本次設(shè)計采用梯形橫截面的分流道，其加工工藝性好，且流動阻力和塑料熔體的熱量散失也不大。查 ] ，其主要尺寸可見下表三。 表三 梯形截面分流道的形狀及尺寸 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 梯形截面 °5°B 5 6 （ 7） 8 （ 9） 10 11 12 r 1～5 1～5 （ 1～ 5） 1～5 （ 1～ 5） 1 ～ 5 1～5 1～5 H 6 8 流到截面尺寸 設(shè)梯形的下底寬為 x，底面圓角半徑 R=1表三設(shè)置梯形的高 H=該梯形的截面積為： ? ? ? ? a t a ?????? 再根據(jù)該面積與當量直徑為 5可得 ? ? a ???? ?? D 計算得 x=5梯形上底約為 5圖 12所示。 圖 12 分流道截面形狀 料體積 （ 1）分流道的長度為 ? ? ????L 分 （ 2）分流道截面面積為 5 ????A 分（ 3）凝料體積為 33 6 0 ????? 分分 考慮到圓弧的影響，取 核剪切速率 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 （ 1）確定注射時間： 查 ]可取 t= 表四 注射機公稱注射量 公V 與注射時間 公稱注射量 3/注射時間 60 25 50 2）計算單邊分流道體積流量： s/7214222322 3塑分分 .. ./??????（ 3）計算剪切速率：由 4[1]得 ?????? ???? R 分 分分該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率 5× 102 ～ 5×103 之間，所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率校核合格。 流道的表面粗糙度和脫模斜度的確定： 分流道的表面粗糙度的要求不宜太小，以免把冷料帶入型腔，處取 m?？梢栽龃髮ν鈱铀芰先垠w的流動阻力，使得流速減小并與中心熔體之間有一定的速度差，可以保證熔體流動時具有合適的切邊速率和剪切熱。另外，其脫模斜度一般在 5o~10o之間，本次設(shè)計取脫模斜度為 8o。 位圈的設(shè)計 定位圈與注塑機的定模固定板中心的定位孔相互配合，其作用主要是為了使主流道與噴嘴和機筒對中，由選擇的注射機的型號 合 13]可知，定位孔的直徑為 100 ]，選擇定位圈的形狀及尺寸如下圖 13所示。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 圖 13 定位圈 注： a=m，未注倒角 145o； 次設(shè)計使用 45 鋼； 82 B/2006的規(guī)定。 口的設(shè)計 該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質(zhì)量要求較高，采用一模四腔注射，為便于調(diào)整充模時的剪切速率和封閉時間，因此采用側(cè)澆口，其截面形狀簡單，易于加工，便于試模后修正，且澆口開設(shè)在分型面上，從型腔的邊緣進料。 澆口尺寸的確定 （ 1）計算側(cè)澆口的深度 根據(jù) ]表 4得側(cè)澆口的深度 ??? 式中， 里去 t=3 于 成型系數(shù)為 n= 在工廠進行設(shè)計時，澆口深度常常先取最小值，以方便在后面試模時發(fā)現(xiàn)問題時進行修模處理。根據(jù) ]中推薦的 此處澆口深度 （ 2）計算側(cè)澆口的寬度 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 根據(jù) ]表 4得側(cè)澆口的寬度 B 的計算公式為：2 m 5 4 ???? （ 3）計算側(cè)澆口的長度 根據(jù) ]表 4得側(cè)澆口可得點澆口的長度， 澆L 一般選用 里取 澆L = 澆口剪切速率的校核 （ 1）計算澆口的當量半徑 由面積相等可得 2澆? ，由此矩形澆口的當量半徑： 21）（澆 ?（ 2）側(cè)澆口剪切速率的校核 1）確定注射時間： 查 ]表 4可取 t= 2）計算澆口的體積流量： s/33 ????? 澆3）計算澆口的剪切速率：由 ]式（ 4得 ?澆則 : 142333 ????????）（澆澆??? 該側(cè)澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 5× 103～ 5× 104 以澆口的剪切速率校核合格。 核主流道的剪切速率 上面分別計算出了塑件的體積、主流 道和分流道的體積（澆口的體積可忽略不計）以及主流道的當量半徑，由此便可校核主流道的剪切速率。 （ 1）主流道的體積流量 7 ???????? 塑分主主（ 2）主流道的剪切速率 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 13333 ???????主主主 R q?? 主流道內(nèi)的熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 5× 102～ 5×103 以主流道的剪切速率校核合格。 料穴的設(shè)計及計算 冷料穴又稱冷料井，一般設(shè)在主流道和分流道的末端，其主要作用是收集存放兩次注射間隔產(chǎn)生的冷料和 料流前鋒的冷料，防止冷料進入模具型腔形成各種缺陷而影響制品的表面質(zhì)量。根據(jù)所處位置，可分為主流道冷料穴和分流道冷料穴。 本次設(shè)計既有。對于主流道冷料穴，在設(shè)計時可使其兼有開模式將主流道凝料從主流道中拉出來附在動模邊上的作用，由于塑件表面要求沒有特殊要求，采用推桿推出塑件，故采用與 而對于分流道冷料穴一般采用兩種形式，一種是將冷料穴設(shè)在動模深度方向上，設(shè)計方式與主流道冷料穴類似，另一種是將分流道在分型面上延伸作為冷料穴。本次設(shè)計選擇第二種類型。