畢業(yè)設(shè)計---塑料臺燈座注塑模畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　1 前言</b></p><p>　　1.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位</p><p>　　模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。</p><p>　　模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)

2、的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國政府頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。</p><p>　　模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電

3、子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60％~90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。</p><p>　　模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，這一市場占整個模具市場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型

4、汽車，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2005年將達(dá)到170種。一個型號的汽車所需模具達(dá)幾千副，價值上億元。為了適應(yīng)市場的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時約有80％的模具需要更換。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計，中國摩托車共有14種排量80多個車型，1000多個型號。單輛摩托車約有零件2000種，共計5000多個，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個型號的摩托車生產(chǎn)需1000副模具，總價值為1

5、000多萬元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場。</p><p>　　目前世界模具市場供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞動成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。&l

6、t;/p><p>　　1.2 各種模具的分類和占有量</p><p>　　模具主要類型有：沖模，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。</p><p>　?。?）沖模：沖模是對金屬板材進(jìn)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

7、，沖?？煞譃槁淞夏＃瑳_孔模，切口模，切邊模，彎曲模，卷邊模，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(fù)合模，連續(xù)模。</p><p>　　（2）鍛模：鍛模是金屬在熱態(tài)或冷態(tài)下進(jìn)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(jī)鍛模，熱模鍛壓力鍛模，平鍛機(jī)用鍛模，水壓機(jī)用鍛模，高速錘用鍛模，擺動碾壓機(jī)用鍛模，輥鍛機(jī)用鍛模，楔橫軋機(jī)用鍛模等。按工

8、藝用途不同，鍛?？煞譃轭A(yù)鍛模具，擠壓模具，精鍛模具，等溫模具，超塑性模具等。</p><p>　?。?）塑料模：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。</p><p>　　（4）壓鑄模：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

9、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％。</p><p>　?。?）粉末冶金模：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(fù)壓模，熱壓模，粉漿澆注模，松裝燒結(jié)模等。</p><p>　　模具所涉及的工藝繁多，包括機(jī)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(xué)科和行業(yè)，是一個多學(xué)科的綜合，其復(fù)雜程度

10、顯而易見。</p><p>　　1.3 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀</p><p>　　自20世紀(jì)80年代以來，我國的經(jīng)濟(jì)逐漸起飛，也為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的動力。20世紀(jì)90年代以后，大陸的工業(yè)發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)的總產(chǎn)值在1990年僅60億元人民幣，1994年增長到130億元人民幣，1999年已達(dá)到245億元人民幣，2000年增至260~270億元人民幣。今后預(yù)計每年仍會以10℅~15℅

11、的速度快速增長。</p><p>　　目前，我國17000多個模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國有的專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨(dú)資企業(yè)和私營企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體企業(yè)和私營企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，成為我國國內(nèi)知名的“模具之鄉(xiāng)”和最具發(fā)展活力的地區(qū)之一。在廣東，一些大集團(tuán)公司

12、和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場競爭能力，紛紛加入了對模具制造的投入。例如，科龍，美的，康佳和威力等知名集團(tuán)都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。</p><p>　　在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。其中，沖壓模具約占50℅（中國臺灣：40℅），塑料模具約占33℅（中國臺灣：48℅），壓鑄模具約占6

13、℅（中國臺灣：5℅），其他各類模具約占11（中國臺灣：7℅）。</p><p>　　中國臺灣模具產(chǎn)業(yè)的成長，分為萌芽期（1961——1981），成長期（1981——1991），成熟期（1991——2001）三個階段。</p><p>　　萌芽期，工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)的不斷改進(jìn)。由于紡織，電子，電氣，電機(jī)和機(jī)械業(yè)等產(chǎn)品外銷表現(xiàn)暢旺，連帶使得模具制造，維修業(yè)者和周邊廠商（如熱處理產(chǎn)業(yè)等）逐年

14、增加。在此階段的模具包括：一般民生用品模具，鑄造用模具，鍛造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡膠模具等。</p><p>　　1981年——1991年是臺灣模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為迅速且高度成長的時期。有鑒于模具產(chǎn)業(yè)對工業(yè)發(fā)展的重要性日益彰顯，自1982年起，臺灣地區(qū)就將模具產(chǎn)業(yè)納入“策略性工業(yè)適用范圍”，大力推動模具工業(yè)的發(fā)展，以配合相關(guān)工業(yè)產(chǎn)品的外銷策略，全力發(fā)展整體經(jīng)濟(jì)。隨著民生工業(yè)，機(jī)械五金業(yè)，汽機(jī)車及家電業(yè)

15、發(fā)展，沖壓模具與塑料模具，逐漸形成臺灣模具工業(yè)兩大主流。從1985年起，模具產(chǎn)業(yè)已在推行計算機(jī)輔助模具設(shè)計和制造等CAD/CAM技術(shù)，所以臺灣模具業(yè)接觸CAD/CAM/CAE/CAT技術(shù)的時間相當(dāng)早。</p><p>　　成熟期，在國際化，自由化和國際分工的潮流下，1994年，1998年，由臺灣地區(qū)政府委托金屬中心執(zhí)行“工業(yè)用模具技術(shù)研究與發(fā)展五年計劃”與“工業(yè)用模具技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展計劃”，以協(xié)助業(yè)界突破發(fā)展瓶頸，

16、并支持產(chǎn)業(yè)升級，朝向開發(fā)高附加值與進(jìn)口依賴高的模具。1997年11月間臺灣憑借模具產(chǎn)業(yè)的實力，獲得世界模具協(xié)會（ISTMA）認(rèn)同獲準(zhǔn)入會，正式成為世界模具協(xié)會會員，。整體而言，臺灣模具產(chǎn)業(yè)在這一階段的發(fā)展，隨著機(jī)械性能，加工技術(shù)，檢測能力的提升，以及計算機(jī)輔助設(shè)計，臺灣模具廠商供應(yīng)對象已由傳統(tǒng)的民用家電，五金業(yè)和汽機(jī)車運(yùn)輸工具業(yè)，提升到計算機(jī)與電子，通信與光電等精密模具，并發(fā)展出汽機(jī)車用大型鈑金沖壓，大型塑料射出及精密鍛造等模具。<

17、;/p><p>　　1.4 世界五大塑料生產(chǎn)國的產(chǎn)能狀況 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(dá)2000萬噸之多，1986年增至23l0萬噸，占全球總產(chǎn)量8100噸的28.5％，此后美國塑料產(chǎn)量繼續(xù)呈現(xiàn)穩(wěn)定增長之勢，1988年、1990年、1992年、1994年、1996年和1998年分別增加到2710萬噸、2810萬噸、3010萬噸、3410萬噸、4000萬噸和4

18、360萬噸，占世界總產(chǎn)量的比例從1996年起提高到30％以上。2001年美國塑料產(chǎn)量為4170萬噸，其中以聚乙烯為最多，達(dá)1500多萬噸。其次分別是氯乙烯650萬噸、聚丙烯720萬噸、聚苯乙烯對酞酸脂320萬噸、聚苯乙烯280萬噸。國內(nèi)塑料消費(fèi)量(產(chǎn)量+進(jìn)口量一出口量)，美國也是全球最多的。美國的全部塑料消費(fèi)量2001年為4280萬噸。美國人均塑料消費(fèi)量也是很高的，2000年為159公斤，2001年略減為155公斤 ，居全球第3位。美國

19、現(xiàn)有各種大小塑料企事業(yè)單位1萬多家，其中職工人數(shù)少于50人的占總數(shù)的53％，50~l00人的占21％，100~500人的占23％，超過500人的占近4％，職工總</p><p>　　1.5 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p>　　20世紀(jì)80年代開始，發(fā)達(dá)工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)

20、展也十分迅速。近年來，每年都以15％的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為世界超級制造大國的重要原因。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國。</p><p>　　中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個多世紀(jì)，

21、有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48"（約122CM）大屏幕彩電塑殼注射模具，6.5KG大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)，模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)，快速成型與快速制模技術(shù)，新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面作

22、出了貢獻(xiàn)。</p><p>　　盡管我國模具工業(yè)有了長足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國際先進(jìn)水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進(jìn)口10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進(jìn)水平的距離。</p><p>　?。?）注重開發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；隨著我國轎

23、車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精密化。</p><p>　?。?）加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。</p><p>　?。?）推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)；模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑。實踐證明，模

24、具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計制造水平。</p><p>　　（4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。</p><p><b>　　2 注塑件的設(shè)計</b><

25、;/p><p><b>　　2.1 功能設(shè)計</b></p><p>　　功能設(shè)計是要求塑件應(yīng)具有滿足使用目的功能,并達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo).該塑件是日用品,承受外力的幾率不大,如沖擊載荷,振動,摩擦等情況比較少;塑件的工作溫度是室溫,這使得在材料選擇時對熱變形溫度,脆化溫度,分解溫度的要求降低;作為一種日用品,生產(chǎn)批量應(yīng)該是大批大量生產(chǎn),這樣,就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命,

26、在材料的選擇時要綜合各種因素;此外,塑料都會老化,作為一種光學(xué)用品,還要考慮到材料的光氧化等問題.</p><p><b>　　2.2 材料選擇</b></p><p>　　通常,選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求,以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù).對于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來說,要考慮的主要是材料的力學(xué)性能,如屈服應(yīng)力,彈性模量,彎曲強(qiáng)度,表面硬

27、度等.該塑件對材料的要求首先必須是透光性好,其次才是成型難易和經(jīng)濟(jì)性問題,以下是對幾種透光性能較好材料的性能對比，如表2-1所示。</p><p>　　+表2-1 材料的特性</p><p>　　和機(jī)械加工一樣要考慮到加工工藝問題，模具成型也要考慮到材料的注塑特性，在各特點(diǎn)都相差無幾的情況下，好的成型特性是選擇材料的主要標(biāo)準(zhǔn)，以下是三種材料的性能和成型特性比較，如表2-2所示。</

28、p><p>　　表2-2 材料的性能和成型特性比較</p><p>　　以上的性能分析對比中看出,在透光度方面三種材料相差不大，成型特性上以聚碳酸酯為好，由于是一般性民用品，所以價格上是需要考慮的，我們主要要求是價格和透光度,其它如拉伸強(qiáng)度,斷裂伸長率等則是次要考慮的指標(biāo)(這由塑件的工作環(huán)境決定),最終選定PS為塑件材料.因為除了質(zhì)脆和抗拉強(qiáng)度不如其它兩種材料外，它所擁有的特性符合我們的塑件

29、要求，但這些不是我們主要考慮的。</p><p>　　2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計 圖2-1 原始零件圖</p><p>　　塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu)對成型工藝方法的適應(yīng)性.在塑料生產(chǎn)過程中,一方面成型會對塑件的結(jié)構(gòu),形狀,尺寸精度等諸方面提出要求,以便降低模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和制造難度,保證生產(chǎn)出價廉物美的產(chǎn)品;另一方面,模具設(shè)計者

30、通過對給定塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析,弄清塑件生產(chǎn)的難點(diǎn),為模具設(shè)計和制造提供依據(jù).</p><p>　　2.3.1 對塑件的修改說明 </p><p>　　塑件要求能夠放置一對7#電池，安放小燈泡，外接系帶，所以要考慮到電池和燈泡的固定，開關(guān)的安放問題，關(guān)于零件的造型圖如圖2-3所示，詳細(xì)結(jié)構(gòu)可參考零件圖紙。 </p><p>　?。?）外型輪廓；原

31、零件2D圖的心型曲線不規(guī)則,如圖2-1和2-2所示。在用PRO/E造型時總會造成曲面不能加厚的問題,用修剪曲面的辦法雖然能解決加厚問題,但整個塑件也不規(guī)則,給后續(xù)工作帶來不便.所以在保證基本外型的前提下對尺寸做了修改,目的是為了造型。</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)；原圖形有兩個小而薄的吊耳,且置于塑件外端,考慮到所有PS料硬而脆,這會使得兩個吊耳極易損壞,所以,改兩個吊耳為一個,設(shè)計吊耳,開關(guān),燈泡在塑件中心位

32、置,如圖2.2所示,這樣起到吊掛作用又不易損壞.設(shè)計凹槽使兩半燈罩配合,設(shè)置了三個鎖位加強(qiáng). 最終確定的尺寸如圖2.2所示。</p><p>　　2.3.2 壁厚 </p><p>　　各種塑件,不論是結(jié)構(gòu)件還是板壁,根據(jù)使用要求具有一定的厚度,以保證其力學(xué)強(qiáng)度.一般地說,在滿足力

33、學(xué)性能的前提下厚度不宜過厚,不僅可以節(jié) </p><p>　　約原材料,降低生產(chǎn)成本,而且使塑件在模具內(nèi)冷卻或固化時間縮短,提高 </p><p>　　生產(chǎn)率;其次可避免因過厚產(chǎn)生的凹陷,縮孔,夾心等質(zhì)量上的缺陷.以下是PS的壁厚推薦值:</p><p>　　最小壁厚mm小型件壁厚mm中型件壁厚mm大型件壁厚mm</p>

34、<p>　　0.75 1.25 1.6 3.2~5.4</p><p>　　該塑件屬于中小型件,從圖上看,塑件邊緣的壁很厚,達(dá)到5MM,殼體取中型件壁厚1.6,這樣使得整個塑件的壁厚是不均勻的,但若減小邊緣壁厚,則對塑件的推出不利,而且有可能使電池不能安裝. 邊緣壁厚可用來放置推桿或推板。</p><p>　　2.3.3 脫模斜

35、度 </p><p>　　由于塑件成型時冷卻過程中產(chǎn)生收縮,使其緊箍</p><p>　　在凸?；蛐托旧?為了便于脫模,防止因脫模力過</p><p>　　大而拉壞塑件或使其表面受損,與脫模方向平行的塑件</p><p>　　內(nèi),外表面都應(yīng)具有合理的斜度.以下是PS的脫模斜度推薦值:&

36、lt;/p><p>　　制件外表面 制件內(nèi)表面</p><p>　　35′~1.35° 30′~1°</p><p>　　塑件內(nèi)表面在造型時就有弧度,如果要有脫模斜度就是在凹槽和鎖位處,這不僅對脫模有好處，而且可以更好的鎖緊。</p><p>　　2.3.4 加強(qiáng)肋</p><

37、;p>　　塑件上適當(dāng)設(shè)置的加強(qiáng)肋可以防止塑件的翹曲變形；沿著物料流動方向的加強(qiáng)肋還能降低充模阻力，提高融體流動性，避免氣泡，縮孔和凹陷等現(xiàn)象的產(chǎn)生。在該塑件中的加強(qiáng)肋起到引導(dǎo)物料流動的作用同時又對電池進(jìn)行定位，高度比分型面低1MM，脫模斜度取2度，頂部倒圓角，低部倒角R，寬度取0.5T。通常加強(qiáng)肋的設(shè)計原則為高度低（過高時容易在彎曲和沖擊負(fù)荷作用下受損），寬度小，而數(shù)量多為好（塑件形狀所允許的情況下）。</p>&l

38、t;p><b>　　2.3.5 圓角</b></p><p>　　塑件上各處的輪廓過度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求時才采用尖角結(jié)構(gòu)。尖角容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊載荷時會發(fā)生破裂。圓角不僅有利于物料充模，同時也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動和塑件的脫模。圓角的取值與應(yīng)力集中的關(guān)系遵循R/T函數(shù)關(guān)系，當(dāng)R/T=0.6以后應(yīng)力集中變的緩和，該塑件大部分的圓角取R1，較大值

39、取到R3。加強(qiáng)肋的圓角半徑值關(guān)系如表2-3所示。</p><p>　　表2-3 肋的圓角半徑值關(guān)系表</p><p>　　塑件上其它的特征還有如孔，螺紋，嵌件，鉸鏈，文字和花紋等，各個特征都有其設(shè)計原則和特殊功能，因為該塑件沒有涉及，所以就不一一介紹</p><p>　　2.4 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量</p><p><b>　

40、　2.4.1尺寸精度</b></p><p>　?。?）尺寸精度的選擇；塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)，然而，在滿足塑件使用要求的前提下，設(shè)計時總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。對塑件的精度要求，要具體分析，根據(jù)裝配情況來確定尺寸公差，該塑件是一般民用品，所以精度要求為一般精度即可，但是由于要保證兩半殼體的閉合，所以在凹槽和鎖位處應(yīng)該對精度要求高些，對其要有公

41、差配合要求，應(yīng)選擇高精度。根據(jù)精度等級選用表，PS的高精度為2級，一般精度為3級。根據(jù)塑件尺寸公差表，在公稱尺寸在100~120范圍內(nèi)，取MT2B級的公差數(shù)值為0.52 mm，MT3B級的公差數(shù)值為0.78 mm。</p><p>　?。?）尺寸精度的組成及影響因素；制品尺寸誤差構(gòu)成為：</p><p>　　=+++ （2—1

42、）</p><p>　　式中 ——制件總的成型誤差； ——塑料收縮率波動所引起的誤差；</p><p>　　——模具成型零件制造精度所引起的誤差； ——模具磨損后所引起的誤差；</p><p>　　——模具安裝，配合間隙引起的誤差；</p><p>　　影響塑料制品尺寸精度的因素比較復(fù)雜，歸納有以下三個方

43、面。</p><p>　?。?）模具—— 模具各部分的制造精度是影響制件尺寸精度重要的因素。</p><p>　?。?）塑料材料—— 主要是收縮率的影響，收縮率大的尺寸精度誤差就大。</p><p>　　（3）成型工藝—— 成型工藝條件的變化直接造成材料的收縮，從而影響尺寸精度。</p><p>　　2.4.2塑件的表面質(zhì)量</p>

44、;<p>　　表面質(zhì)量是一個相當(dāng)大的概念，包括微觀的幾何形狀和表面層的物理-力學(xué)性質(zhì)兩方面技術(shù)指標(biāo)，而不是單純的表面粗糙度問題。塑件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標(biāo)，包括缺料，溢料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個等級。該塑件要求對型腔拋光，所以對粗糙度的要求比較高，查表得PS拋光后順紋路方向的表面粗糙度為0.02m，垂直紋路方向的表面粗糙度為0.26m。&

45、lt;/p><p><b>　　3 注塑成型的準(zhǔn)備</b></p><p>　　3.1 注塑成型工藝簡介</p><p>　　注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中

46、，經(jīng)過一段時間的保壓冷卻以后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為三個階段的工作。</p><p>　　圖3-1 注塑成型壓力—時間曲線</p><p>　　（1）物料準(zhǔn)備；成型前應(yīng)對物料的外觀色澤、顆粒情況，有無雜質(zhì)等進(jìn)行檢驗，并測試其熱穩(wěn)定性，流動性和收縮率等指標(biāo)。對于吸濕性強(qiáng)的塑料，應(yīng)根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件的

47、熱膨脹系數(shù)，對模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，以避免收縮應(yīng)力和裂紋，有的塑料制品還需要選用脫模劑，以利于脫模。</p><p>　　（2）注塑過程；塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過加熱達(dá)到流動狀態(tài)后，進(jìn)入模腔內(nèi)的流動可分為注射，保壓，倒流和冷卻四個階段，注塑過程可以用如圖所示3.1所示。圖中T0代表螺桿或柱塞開始注射熔體的時刻；當(dāng)模腔充滿熔體（T=T1）時，熔體壓力迅速上升，達(dá)到最大值P0。從時間T1到T2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下

48、，熔體會繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補(bǔ)因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在流動，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔壁固化，另一端沿流動方向排列）容易被凝結(jié)，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段。這一階段的時間越長，分子定向的程度越高。從螺桿開始后退到結(jié)束（時間從T2到T3），由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓力迅速下降。倒流一直進(jìn)行到澆口處熔體凝結(jié)時為止。其中，塑料凝結(jié)時的壓力和溫度是決定塑料制件平均收縮

49、率的重要因素。</p><p>　?。?）制件后處理；由于成型過程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動非常復(fù)雜，再加上流動前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力，脫模后除引起時效變形外，還會使制件的力學(xué)性能，光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴(yán)重時會開裂。故有的塑件需要進(jìn)行后處理，常用的后處理方法有退火和調(diào)濕兩種。</p><p

50、>　　退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力，此外，退火還可以對制件進(jìn)行解除取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的10~20度至熱變形溫度以下10~20度之間；調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強(qiáng)、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件.調(diào)濕處理所用的加熱介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀溶液（沸點(diǎn)為121℃，加熱溫度為100～121℃，保溫時間與制件厚度有關(guān)，通常取2～9小時。</p>

51、<p>　　3.2 注塑成型工藝條件</p><p>　　溫度；注塑成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生“流涎現(xiàn)象”；模具溫度一般通過冷卻系統(tǒng)來控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。PS料與溫度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)如表3-1所示。</p>

52、<p>　　表3-1 溫度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)</p><p>　　2）壓力；注射成型過程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動的阻力，提供充模速度及對熔料進(jìn)行壓實等。保壓力的大小取決于模具對熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對于像PS流動性好的料，保壓力應(yīng)該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。背壓力是指注塑機(jī)螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動后退時所受到的壓力

53、，背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣，提高熔體密實程度之外，還可以使熔體內(nèi)壓力增大，螺桿后退速度減小，塑化時的剪切作用增強(qiáng)，摩擦熱量增大，塑化效果提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，背壓的使用范圍約為3.4~27.5MPA。</p><p>　　3）時間；完成一次注塑成型過程所需要的時間稱為成型周期。包括注射時間，保壓時間，冷卻時間，其他時間（開模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時間，

54、以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時間和冷卻時間，在實際生產(chǎn)中注射時間一般為3~5秒，保壓時間一般為20~120秒，冷卻時間一般為30~120秒（這三個時間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時間越長）。確定成型周期的經(jīng)驗數(shù)值如表3-2所示。</p><p>　　表3-2 成型周期與壁厚關(guān)系</p><p>　　經(jīng)過上面的經(jīng)驗數(shù)據(jù)和推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因為各個推薦值

55、有差別，而且有的與實際注塑成型時的參數(shù)設(shè)置也不一致，結(jié)合兩者的合理因素，初定制品成型工藝參數(shù)如表3-3所示。</p><p>　　后處理溫度70℃，保溫時間2小時。</p><p><b>　　3.3注塑機(jī)的選擇</b></p><p>　　3.3.1 注塑機(jī)簡介</p><p>　　1956年制造出世界上第一臺往復(fù)螺桿

56、式注塑機(jī),這是注塑成型工藝技術(shù)的一大突破,目前注塑機(jī)加工的塑料量是塑料產(chǎn)量的30%;注塑機(jī)的產(chǎn)量占整個塑料機(jī)械產(chǎn)量的50%.成為塑料成型設(shè)備制造業(yè)中增長最快,產(chǎn)量最多的機(jī)種之一.</p><p>　　注塑機(jī)的分類方式很多,目前尚未形成完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分類方法.常用的說法有:</p><p>　?。?）按設(shè)備外形特征分類:臥式,立式,直角式,多工位注塑機(jī)；</p><p&g

57、t;　?。?）按加工能力分類:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑機(jī)。</p><p>　　此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類,但日常生活中用的較少。</p><p>　　3.3.2 注塑機(jī)基本參數(shù)</p><p>　　注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱注射量,注射壓力,注射速度,塑化能力,鎖模力,合模裝置的基本尺寸,開合模速度,空循環(huán)時間等.這些參數(shù)是設(shè)計,制造,購買和

58、使用注塑機(jī)的主要依據(jù).</p><p>　　(1)公稱注塑量；指在對空注射的情況下,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時,注射裝置所能達(dá)到的最大注射量,反映了注塑機(jī)的加工能力.</p><p>　　(2)注射壓力；為了克服熔料流經(jīng)噴嘴,澆道和型腔時的流動阻力,螺桿(或柱塞)對熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力.</p><p>　　(3)注射速率；為了

59、使熔料及時充滿型腔,除了必須有足夠的注射壓力外,熔料還必須有一定的流動速率,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時間或注射速度.</p><p>　　常用的注射速率如表3-4所示。</p><p>　　表3-4 注射量與注射時間的關(guān)系</p><p>　　(4)塑化能力；單位時間內(nèi)所能塑化的物料量.塑化能力應(yīng)與注塑機(jī)的整個成型周期配合協(xié)調(diào),若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時間

60、長,則不能發(fā)揮塑化裝置的能力,反之則會加長成型周期.</p><p>　　(5)鎖模力；注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力,在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開.</p><p>　　(6)合模裝置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉桿空間,模板間最大開距,動模板的行程,模具最大厚度與最小厚度等.這些參數(shù)規(guī)定了機(jī)器加工制件所使用的模具尺寸范圍.</p><p>

61、　　(7)開合模速度；為使模具閉合時平穩(wěn),以及開模,推出制件時不使塑料制件損壞,要求模板在整個行程中的速度要合理,即合模時從快到慢,開模時由慢到快在到停.</p><p>　　(8)空循環(huán)時間；在沒有塑化,注射保壓,冷卻,取出制件等動作的情況下,完成一次循環(huán)所需的時間.</p><p>　　3.3.3選擇注塑機(jī)</p><p>　　（1）由公稱注射量選定注射機(jī)<

62、;/p><p>　　由注射量選定注射機(jī).由PRO/E建模分析得（材料密度?。?</p><p>　　總體積V=49.3cm；</p><p>　　總質(zhì)量M=56.5g；</p><p>　　流道凝料V’=0.5V(流道凝料的體積(質(zhì)量)是個未知數(shù),根據(jù)手冊取0.5V(0.5M)來估算,塑件越大則比例可以取的越小)；</p><

63、;p>　　實際注射量為:V=49.3×1.5=73.95 cm；</p><p>　　實際注射質(zhì)量為M=1.5M=56.5×1.5=84.75g；</p><p>　　根據(jù)實際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱注射量原則, 即： </p><p>　　0.8V≧ V （3—1） </p>&l

64、t;p>　　V= V/0.8 </p><p>　　=79.35÷0.8</p><p>　　=92.44 cm；</p><p>　　（2）由鎖模力選定注射機(jī)</p><p>　　FF=A·P （3—2）

65、 </p><p><b>　　=2·P</b></p><p><b>　　=2××30×10</b></p><p>　　=569.91 （KN）</p><p>　　式中 F注射機(jī)的鎖模力（N）； A塑件和澆注系統(tǒng)在分

66、型面上的投影面積之和；</p><p>　　P型腔壓力，取P=30MP ； D取的是塑件的平均直徑，D==110.5，D110mm ；</p><p>　　結(jié)合上面兩項的計算，初步確定注塑機(jī)為表3-5所示，查國產(chǎn)注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表取SZ-160/1000,主要技術(shù)參數(shù)如下。</p><p>　　表3-5 國產(chǎn)注射機(jī)SZ-160/1000技術(shù)參數(shù)表</p&g

67、t;<p>　　3.4 注射機(jī)的校核</p><p>　　3.4.1 最大注塑量的校核</p><p>　　為確保塑件質(zhì)量，注塑模一次成型的塑件質(zhì)量（包括流道凝料質(zhì)量）應(yīng)在公稱注塑量的35%~75%范圍內(nèi)，最大可達(dá)80%，最小不小于10%。為了保證塑件質(zhì)量，充分發(fā)揮設(shè)備的能力，選擇范圍通常在50%~80%。</p><p>　　V =73.95 cm；

68、 V＝179 cm；</p><p>　　=41.3%滿足要求。</p><p>　　3.4.2 鎖模力的校核 </p><p>　　在確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機(jī)的額定鎖模力：</p><p>　　F＞K A·P

69、 （3—3）</p><p>　?。?.2×2××30×10 </p><p>　?。?683.892 KN 滿足要求。 </p><p>　　式中 F注塑機(jī)額定鎖模力：1000KN； K安全系數(shù)，通常取1.1~1.2，取K=1.2； </p><p>　　3

70、.4.3 塑化能力的校核</p><p>　　由3.2.3初定的成型周期為30秒計算，實際要求的塑化能力為</p><p>　　即：=2.465（g/s），小于注塑機(jī)的塑化能力10.5（g/s），說明注射機(jī)能完全滿足塑化要求。</p><p>　　3.4.4 噴嘴尺寸校核</p><p>　　在實際生產(chǎn)過程中，模具的主流道襯套始端的球面半徑R

71、2取比注射機(jī)噴嘴球面半徑R1大1~2 mm，主流道小端直徑D取比注射機(jī)噴嘴直徑d大0.5~1 mm，如圖3.2所示，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模，所以，注射機(jī)噴嘴尺寸是標(biāo)準(zhǔn)，模具的制造以它為準(zhǔn)則。 </p><p>　　3.4.5 定位圈尺寸校核 </p><p>　　注塑機(jī)固定模板臺面

72、的中心有一規(guī)定尺寸的孔，稱之為定位孔。注塑模端面凸臺徑向尺寸須與定位孔成間隙配合，便于模具安裝，并使主流道的中心線與噴嘴的中心線相重合。模具端面凸臺高度應(yīng)小于定位孔深度。</p><p>　　3.4.6 模具外形尺寸校核</p><p>　　注塑模外形尺寸應(yīng)小于注塑機(jī)工作臺面 </p><p>　　的有效尺寸。模具長寬方向的尺寸要與注

73、塑機(jī)拉桿 間距相適應(yīng)，模具至少有一個方向的尺寸能穿過拉桿間的空間裝在注塑機(jī)的工作臺面上。</p><p>　　3.4.7 模具厚度校核</p><p>　　模具厚度必須滿足下式：</p><p>　　H H H （3—4）</p><p>　　170301360 滿足要求。</p>&

74、lt;p>　　式中 H——所設(shè)計的模具厚度 301 mm； H——注塑機(jī)所允許的最小模具厚度170 mm；</p><p>　　H——注塑機(jī)所允許的最大模具厚度360 mm；</p><p>　　3.4.8 模具安裝尺寸校核</p><p>　　注塑機(jī)的動模板，定模板臺面上有許多不同間距的螺釘孔或“T”形槽，用于安裝固定模具。模具固定安裝方法有兩種：螺釘

75、固定，壓板固定。采用螺釘直接固定時（大型模具常用這種方法），模具動，定模板上的螺孔及其間距，必須與注塑機(jī)模板臺面上對應(yīng)的螺孔一致；采用壓板固定時（中，小模具多用這種方法），只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有較大的靈活性。</p><p>　　該模具外形尺寸為300×400屬中，小型模具，所以采用壓板固定法（一般認(rèn)為當(dāng)尺寸在500×500內(nèi)為中，小模具）。</p><p&g

76、t;　　3.4.9 開模行程校核</p><p>　　所選注塑機(jī)為全液壓式鎖模機(jī)構(gòu)，最大開模行程受模具厚度影響。此時最大開模行程S等于注塑機(jī)移動、固定模板臺面之間的最大距離減去模具厚度。</p><p>　　S≧H+H+（5~10）mm （3—5）</p><p>　　280 ≧15+67+10 <

77、/p><p>　　280≧92 滿足要求。 </p><p>　　式中 S——注塑機(jī)移模行程280 mm；</p><p>　　H——推出距離15 mm；</p><p>　　H——流道凝料與塑件高度67 mm。</p><p><b>　　4 模具設(shè)計</b>&

78、lt;/p><p>　　4.1 塑料配方說明</p><p>　　塑料配方設(shè)計是塑料制品成型加工中在加工設(shè)備和工藝參數(shù)確定之后所必須進(jìn)行的重要環(huán)節(jié),設(shè)計水平的高低直接關(guān)系到塑料制品的最終使用性能的優(yōu)劣,也是應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)對塑料進(jìn)行改性的過程,其技術(shù)含量極高.一個成功配方的產(chǎn)生是多年實踐經(jīng)驗與應(yīng)用高新技術(shù)的結(jié)局.塑料是以高分子聚合物為主要成分,加入一定量添加劑而組成的一種混合物,添加劑是由一系列為

79、改變塑料的某些性能而添加的混合物,通常為填充劑,增塑劑,穩(wěn)定劑,潤滑劑,著色劑等.根據(jù)PS的特性及使用性能要求,配方中應(yīng)含有以下添加劑.</p><p>　　填充劑——玻璃微珠；PS成型后易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,添加玻璃微珠使塑料的流動性好,殘余內(nèi)應(yīng)力分布均勻,使光的漫反射率為80%~88%。</p><p>　　增韌劑——SBS,ABS,EPR；PS的沖擊性能很差,是一種十分脆的材料,增韌改性是必

80、須的。</p><p>　　光穩(wěn)定劑——氧化鋅；塑料制品在日光或強(qiáng)熒光下，，由于吸收紫外光的能量，引發(fā)氧化反應(yīng)，導(dǎo)致聚合物降解，使制品的外觀或內(nèi)在性能變壞，這一過程稱為光氧化或光老化。</p><p>　　潤滑劑——硬脂酸及其鹽類；對塑料的表面去潤滑作用,防止塑料在成型加工時黏模,同時提高塑料制品表面光潔度。</p><p>　　著色劑——粉紅色；在塑料制品中，需要

81、著色的大約占80%左右，著色的目的有1：增加制品美感，以吸引消費(fèi)者的購買欲望2：提高產(chǎn)品的耐候性，主要是通過著色劑防紫外線功能而實現(xiàn)的。</p><p>　　抗菌劑——磷酸鋯系銀離子抗菌劑；考慮到該產(chǎn)品人們可能會作為玩具把玩,因此需要做此設(shè)計.很多塑料制品的表面會滋生致病細(xì)菌，與人接觸后可能導(dǎo)致如感冒，咽炎，流行性腦膜炎，肺結(jié)核等疾病的傳播。塑料抗菌改性是在樹脂中加入抗菌劑，其逸出塑料表面后，可將沾在塑料表面的細(xì)

82、菌殺死或抑制細(xì)菌的繁殖，保持自身的清潔狀態(tài)。</p><p>　　4.2 分型面的確定 </p><p>　　根據(jù)分型面的選擇原則： &l

83、t;/p><p>　?。?）便于塑件脫模； </p><p>　?。?）在開模時盡量使塑件留在動模； </p><p>　?。?）外觀不遭到損壞；</p><p>　?。?）有利于排氣和模具的加工方便。</p>&l

84、t;p>　　結(jié)合該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),分型面確定在塑件的最大投影面積上.如圖4-1所示。</p><p>　　4.3型腔數(shù)目的確定</p><p>　　注塑模的型腔數(shù)目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔數(shù)目的確定時主要考慮以下幾個有關(guān)因素：</p><p>　?。?）塑件的尺寸精度；</p><p>　　（2）模具制造成本；<

85、/p><p>　　（3）注塑成型的生產(chǎn)效益；</p><p>　　（4）模具制造難度。</p><p>　　考慮到該塑件是一般日用品,查手冊得塑件的經(jīng)濟(jì)精度推薦4級,這個產(chǎn)品是兩個殼件的組合,所以初定為一模兩腔最合理.排列形式如圖4-2所示。</p><p>　　4.4澆口確定</p><p>　　PS料的流動性好,

86、可適用于各種澆口,為了不影響外觀,簡化模局結(jié)構(gòu),確定使用側(cè)澆口。</p><p>　　4.5模具材料的選擇</p><p>　　現(xiàn)有的模具模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,所以在模具材料的選擇時主要是根據(jù)制品的特性和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料.如何合理的選擇模具鋼,是關(guān)系到模具質(zhì)量的前提條件,如果選材不當(dāng)則所有的精密加工所投入的工時,設(shè)備費(fèi)用將浪費(fèi)。</p><p>　　在

87、選擇模具鋼時,首先必須考慮材料的使用性能和工藝性能,從使用性能考慮:硬度是主要指標(biāo)之一,模具在高應(yīng)力作用下欲保持尺寸不變,必須有足夠的硬度,當(dāng)承受沖擊載荷時還要考慮折斷,崩刃問題,所以韌性也是一重要指標(biāo),耐磨性是決定模具壽命的重要因素,從PS特性看,這三項指標(biāo)是必須要滿足的,此外還有紅硬性,抗壓屈服強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度和熱疲勞能力的指標(biāo)。</p><p>　　從工藝性能考慮:要熱加工工藝好,加工溫度范圍寬,冷加工性能如

88、切削,銑削,拋光等加工性能好,此外還要考慮淬透性和淬硬性,熱處理變形和氧化脫碳等性能.另外從經(jīng)濟(jì)考慮,要求材料來源廣,價格低。</p><p><b>　　4.6澆注系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳質(zhì)，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和

89、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(fù)雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計中的主要內(nèi)容之一。</p><p><b>　　4.6.1主流道</b></p><p>　　主流道是連接注塑機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料的脫模，同時也改善料流的速度，因為要和注塑機(jī)相配，所以其尺寸與注

90、塑機(jī)有關(guān)，如圖所示：</p><p>　　主要參數(shù)： 錐角=3°；內(nèi)表面粗糙度Ra=0.63；小端直徑D=d+(0.5~1)mm；</p><p>　　半徑R=R+(1~2)mm；材料T8A；</p><p>　　由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨(dú)加工和熱處理。

91、</p><p>　　4.6.2分流道 </p><p>　　分流道是主流道與澆口之間的通道，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。常用分流道斷面尺寸推薦如表4-1所示。</p><p>　　表4-1流道斷面尺寸推薦值</p><p

92、>　　分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形。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，所以一般是制成梯形流道。在該模具上取圓形斷面形狀，直徑為6mm。</p><p>　　4.6.3冷料穴</p><p>　　冷料穴一般位于主流道對

93、面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料進(jìn)入型腔而形成冷接縫，此外，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，冷料穴的尺寸如圖4-3所

94、示：</p><p><b>　　4.6.4澆口</b></p><p>　　澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對塑件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。澆口的類型有很多，有點(diǎn)澆口，側(cè)澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應(yīng)用和尺寸按塑件的形狀和尺

95、寸而定，該模具采用側(cè)澆口，其有以下特性:</p><p>　?、傩螤詈唵危コ凉部诜奖?，便于加工，而且尺寸精度容易保證；</p><p>　?、谠嚹r如發(fā)現(xiàn)不當(dāng)，容易及時修改；</p><p>　　③能相對獨(dú)立地控制填充速度及封閉時間；</p><p>　?、軐τ跉んw形塑件，流動充填效果較佳。</p><p>　　(1

96、) 側(cè)澆口深度尺寸H的確定</p><p>　　H=nt =0.6×1.6 = 0.96mm </p><p>　　n塑料系數(shù)PS料取0.6； t塑件在澆口位置處的壁厚，該設(shè)計取殼體中間壁厚t=1.6 mm。</p><p>　　(經(jīng)驗數(shù)據(jù)表明，H的取值范圍在0.5~2.0mm之間，若按澆口處壁厚計算則H=0.6×5=3mm

97、,超出了經(jīng)驗值，而且由于澆口是易磨損部位，所以開始時取小值是有好處的，這有利于以后的修模)</p><p>　　(2) 側(cè)澆口寬度尺寸W的確定</p><p>　　W= （4-1）</p><p>　　A型腔一側(cè)的表面積: A=V/t ；</p><p>　　V澆注體積 ：V=53.9&

98、#215;10mm； t取平均壁厚=3.3mm 取3mm。</p><p>　　W===2.68 取3mm </p><p>　　澆口尺寸如圖4-3所示：</p><p>　　4.6.5剪切速率的校核</p><p>　　生產(chǎn)實踐表明，當(dāng)注射模主流道和分流道的剪切速率R=5×10~5×10S、澆口的剪切

99、速率R=10~10S時，所成型的塑件質(zhì)量最好。對一般熱塑性塑料，將以上推薦的剪切速率值作為計算依據(jù)，可用以下經(jīng)驗公式表示：</p><p>　　R= （4-2）</p><p>　　式中 q——體積流量（CM/S）；R——澆注系統(tǒng)斷面當(dāng)量半徑（CM）。</p><p>　?。?）主流道剪切速率校核&

100、lt;/p><p>　　Q=0.8Q/T =73.95÷1.5=49.3 （CM/S） </p><p>　　T注射時間，T=1.5（S）； </p><p>　　R==0.27（CM） </p><p>　　R主流道的平均當(dāng)量截面半徑；</p><p>　　d 主流道小端直徑 ， d=0.

101、4 （CM）； d主流道大端直徑，d=0.68（CM）</p><p>　　R== =2.63×10 S </p><p>　　（2）分流道剪切速率的校核 </p><p>　　第一級分流道： Q= = =27（CM/S） </p><p><b>

102、　　R=0.3（CM）</b></p><p>　　R= = =1.05×10 S </p><p>　　第二級分流道： Q=（CM/S） </p><p>　　因為當(dāng)量半徑和第一級，相同所以，R= R/2 5×10 S</p><p>　?。?）澆口剪切速率的校核<

103、;/p><p>　　R= ==1.42×10 S </p><p>　　Q= Q=13.5（cm/s）； 澆口面積S=1×3=3mm,當(dāng)量面積S=R 取R=1mm。 </p><p>　　從以上的計算結(jié)果看，流道與澆口剪切速率的值都落在合理的范圍內(nèi)，證明流道與澆口的尺寸取值是合理的。</p><p><b>

104、　　4.7模架的確定 </b></p><p>　　4.7.1型腔壁厚和底版厚度計算</p><p>　　在注塑成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果型腔壁厚和底版的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料本身的許用應(yīng)力[]時，型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開裂。與此同時，若剛度不足將導(dǎo)致過大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因

105、此，有必要對型腔進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計算，尤其對重要的，精度要求高的大型塑件的型腔，不能僅憑經(jīng)驗確定。</p><p>　　根據(jù)大型模具按剛度條件設(shè)計，按強(qiáng)度校核；小型模具按強(qiáng)度條件設(shè)計，按剛度校核原則：模具結(jié)構(gòu)形式如圖4-4所示：</p><p><b>　　側(cè)壁厚度計算公式：</b></p><p>　　S≧() （4-3）<

106、/p><p><b>　　=()</b></p><p><b>　　=20.91 mm</b></p><p>　　式中 C—與型腔深度對型腔側(cè)壁長邊邊長之比 h/L有關(guān)的系數(shù)；查表C=1； </p><p&

107、gt;　　——型腔壓力，取30MP； ——型腔深度，=40；</p><p>　　E——模具材料的彈性模量（MP），E取2.1×10；</p><p>　　[]——剛度條件，即允許變形量(mm)，取[]=0.04;</p><p><b>　　底板厚度計算公式：</b></p><p>　　≧（）

108、 （4-4）</p><p>　　=（）=46.02 mm</p><p>　　——由底板短邊與長邊邊長之比決定的系數(shù)；查表=0.026；</p><p>　　——型腔壓力，取30MP；</p><p>　　——底版短邊長度(mm)，=180；</p><p>　　E—

109、—模具材料的彈性模量（MP），E取2.1×10；</p><p>　　[]——剛度條件，即允許變形量(mm)，取[]=0.04;</p><p>　　4.7.2模架的選用</p><p>　　注塑模模架國家標(biāo)準(zhǔn)有兩個，即GB/T12556——1990《塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件》和GB/T12555——1990《塑料注射模大型模架》。前者適用于模板尺

110、寸為B×L≤560mm×900mm；后者的模板尺寸B×L為（630mm×630mm）～（1250mm×2000mm）。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國的部分地區(qū)形成了自己的標(biāo)準(zhǔn)，該設(shè)計采用龍記標(biāo)準(zhǔn)模架。</p><p>　?。?）模仁尺寸的確定</p><p>　　因為采用的是整體式凹模和整體式凸模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受