畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 外文資料翻譯系 別： 機(jī)電信息系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 外文出處：材料加工技術(shù)雜志187-188（2007）附 件： 1. 原文； 2. 譯文 2013 年 03 月自適應(yīng)系統(tǒng)溫度調(diào)節(jié)的電動(dòng)注塑模具摘要在開發(fā)和生產(chǎn)過程中對(duì)注塑模具的控制是否在模具溫度條件的控制是一個(gè)基本問題。精確的研究在模具熱力學(xué)過程中表明,換熱可以操縱熱電。這樣的系統(tǒng)升級(jí)傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)在模具或可以是一個(gè)獨(dú)立應(yīng)用熱操縱。論文中,作者將目前的研究項(xiàng)目的結(jié)果進(jìn)行了三個(gè)階段 ,其結(jié)果是在 A686專利、2006專利。測(cè)試階段,原型階段和工業(yè)化階段將提出。項(xiàng)目的主要成果是總體加快在線溫度調(diào)節(jié)的模具的周期時(shí)間和總體影響強(qiáng)調(diào)變形控制的塑料產(chǎn)品的質(zhì)量。應(yīng)用程序的提出是模具溫度和產(chǎn)品質(zhì)量控制在注射成型過程的一個(gè)里程碑。關(guān)鍵詞：注塑模具冷卻；熱電模塊；有限元模擬1.引言開發(fā)技術(shù)的冷卻模具通過熱電氣(TEM) 意味著推動(dòng)工業(yè)實(shí)踐和發(fā)展，即在設(shè)計(jì)、工具制造和開發(fā)工具。目前的冷卻技術(shù)有技術(shù)的局限性。其局限性的位置及與事先預(yù)測(cè)有限元分析(FEA)仿真包，但不是完全可以避免的。不同狀態(tài)的結(jié)果的藝術(shù)分析顯示所有現(xiàn)有的冷卻系統(tǒng)不提供可控的傳熱能力足以符合當(dāng)前聚合物加工要求的工藝窗口。只有熱容操作功能的聚合物加工是當(dāng)今有限的(在任期短傳感器的生產(chǎn)周期時(shí)間內(nèi),降低成本)。其他方產(chǎn)品優(yōu)化功能已經(jīng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械和聚合物加工的局限性 [3]。1.1.熱過程在注模塑料的處理塑料的處理是基于熱傳導(dǎo)塑料材料和模腔之間的。在計(jì)算傳熱時(shí)，應(yīng)該考慮兩個(gè)主要事實(shí):首先是所有使用能源，這是基于第一定律熱力學(xué)定律的能量保護(hù) [1]；第二是速度的傳熱。在傳熱分析的基本任務(wù)是隨時(shí)間和溫度計(jì)算其分布在研究系統(tǒng)。最后取決于速度之間的熱傳導(dǎo)的系統(tǒng)與環(huán)境和速度的傳熱系統(tǒng)內(nèi)部?；趥鳠峥梢宰鳛闊醾鲗?dǎo)、對(duì)流和輻射[1]。1.2.冷卻時(shí)間完成注射模塑過程周期包括模具閉合階段,注入融化成腔、包裝測(cè)定不同條件下動(dòng)物血壓相補(bǔ)償收縮效應(yīng)、冷卻階段,開模階段和部分排出期。在大多數(shù)情況下,最長(zhǎng)時(shí)間的上述所有階段是冷卻時(shí)間。冷卻時(shí)間在注射模塑過程被定義為時(shí)間需要冷卻塑料零件到彈射溫度[1]。降低冷卻過程的主要目的是減少附加冷卻時(shí)間，但理論上是不必要的。在實(shí)踐中,它擴(kuò)展了從45% 到67%的整個(gè)周期時(shí)間[1,4]。從文學(xué)與實(shí)驗(yàn) [1,4],它可以看到，模具溫度對(duì)脫模時(shí)間影響極大,因此冷卻時(shí)間(成本） 。注射成型過程是一個(gè)循環(huán)過程,模具溫度變化見圖1,溫度也有所不同, 從平均價(jià)值通過整體周期時(shí)間。圖1 模具在一個(gè)周期內(nèi)的溫度變化2.塑料注射模具冷卻技術(shù)因?yàn)樗呀?jīng)描述,已經(jīng)有幾種不同的技術(shù),讓用戶來冷卻模具[5]。最傳統(tǒng)的方法是用鉆井技術(shù),即生產(chǎn)模具的洞。通過這些孔(冷卻線),冷卻介質(zhì)流動(dòng),消除生成和積累的熱量從模具 [1,2]。它也是非常方便的在不同的材料建造,不同的熱導(dǎo)率,目的是提高控制模具溫度條件。這樣的方法是所謂的被動(dòng)方法對(duì)模具溫度控制。這個(gè)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)是使系統(tǒng)活躍,它可以改變熱條件,對(duì)于所需的方面,比如產(chǎn)品質(zhì)量或周期時(shí)間。對(duì)于模具，一個(gè)這樣的方法是集成熱電氣模塊(TEM),它可以改變熱條件期望的性質(zhì)。用這樣的方法,一個(gè)可以控制傳熱與時(shí)間和空間變量,那意味著什么,晝夜可以調(diào)節(jié)整個(gè)注塑周期,獨(dú)立于位置的模具。熱控制是通過控制單元,輸入變量是收到的人工輸入或從注塑仿真輸入。對(duì)于輸出值,控制單元模塊行為監(jiān)控 TEM。2.1.熱電模塊(TEM)為需要的熱操作,TEM 模塊集成到模具。熱量與電之間的交互變量對(duì)于換熱是基于珀?duì)柼?yīng)。珀?duì)柼?yīng)的現(xiàn)象是眾所周知的,但直到現(xiàn)在從未用于注塑應(yīng)用程序。TEM 模塊( 見圖2)是一個(gè)對(duì) P 和 N 型半導(dǎo)體妥善安排的設(shè)備由, 在兩個(gè)陶瓷板之間的位置形成的熱與冷溫差冷卻器的網(wǎng)站。傳熱的力度可以容易控制通過的大小和極性的提供的電力電流。圖2 TEM 框圖2.2模具冷卻的應(yīng)用應(yīng)用程序的主要想法是插入到墻壁的 TEM 模塊模腔作為主要傳熱單元。這些基本的裝配中見圖3。二次傳熱是通過常規(guī)流體冷卻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),允許從模腔熱力學(xué)系統(tǒng)熱流入與流出。設(shè)備呈現(xiàn)在圖3，包括熱電模塊(A),使主要的傳熱來自可控表面模具腔(B)的溫度。二次傳熱是通過冷卻通道(C)啟用,在模具中提供恒溫條件。熱電模塊(A)作為熱泵運(yùn)行，像這樣的操縱與熱派生通過流體冷卻系統(tǒng)(C)到模具。系統(tǒng)二次加熱與冷卻通道操作作為熱交換器。減少熱容的可控區(qū)域保溫(D)安裝在模腔(F)和模具結(jié)構(gòu)板(E)之間。整個(gè)應(yīng)用程序包括 TEM 模塊,一個(gè)溫度傳感器和電子裝置，來控制系統(tǒng)的完整。該系統(tǒng)的描述見圖4，包括一個(gè)輸入單元(輸入界面)和一個(gè)供應(yīng)單元(電子單元和電力電子供應(yīng) H 橋單元)。輸入和供應(yīng)單元與溫度傳感器回路信息附在一個(gè)控制單元,作為執(zhí)行單元試圖強(qiáng)加預(yù)定義的溫帶/時(shí)間/位置關(guān)系。使用珀?duì)柼?yīng),單元可以用于加熱或冷卻的目的。二級(jí)除熱是通過流體冷卻媒體實(shí)現(xiàn)視為換熱器,如圖4。根據(jù)目前的冷卻技術(shù)和作為一個(gè)水槽或源的熱量第一單位。這允許完全控制過程從溫度、時(shí)間和位置通過整個(gè)周期。此外,它允許不同的溫度/時(shí)間/位置循環(huán)，也為起點(diǎn)和終點(diǎn)的過程。技術(shù)的描述可用于各種工業(yè)和研究目的,精確的溫度/時(shí)間/位置控制是必需的。本文系統(tǒng)分析了從理論以及實(shí)踐的觀點(diǎn)見圖3和4。通過有限元模擬分析了理論方面,而實(shí)用的開發(fā)和實(shí)現(xiàn)的原型應(yīng)用到實(shí)際測(cè)試。圖3 TEM 冷卻裝配的結(jié)構(gòu) 圖4溫度檢測(cè)和監(jiān)管結(jié)構(gòu)3.有限元分析模具冷卻當(dāng)前的發(fā)展對(duì)注塑模具設(shè)計(jì)包括幾個(gè)階段 [3]。其中還設(shè)計(jì)和優(yōu)化一個(gè)冷卻系統(tǒng)。這是通過使用定制的有限元法進(jìn)行模擬軟件包(模塑仿真分析 [4]),可以預(yù)測(cè)冷卻系統(tǒng)功能,特別是其影響塑料。與這種模擬相似,模具設(shè)計(jì)師收集了關(guān)于在產(chǎn)品流變學(xué)和變形的信息，由于收縮作為生產(chǎn)時(shí)間周期信息。這個(gè)熱信息通常是準(zhǔn)確的,但仍然存在不可靠的情況下的流變材料信息不足。高質(zhì)量的輸入為熱調(diào)節(jié) TEM,需要得到一個(gè)關(guān)于溫度分布在周期時(shí)間和整個(gè)模具表面和整個(gè)模具厚度的圖片。因此,不同的過程模擬是必要的。3.1物理模型,有限元分析有限元分析為開發(fā)項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)是由于作者長(zhǎng)期經(jīng)歷這樣的包裝 [4]和在虛擬環(huán)境中執(zhí)行不同測(cè)試的可能性。整個(gè)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)了原型在有限元環(huán)境(見圖5)通過溫度分布在每個(gè)部分的原型和聯(lián)系人之間的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了探討。為在一個(gè)樣機(jī)上模擬物理特性機(jī),仿真模型構(gòu)建了利用 COMSOL 軟件多重物理量。結(jié)果是一個(gè)有限元模型與真實(shí)的原型(見圖7),通過它可以比較和評(píng)估結(jié)果。就有限元模型在術(shù)語的傳熱物理的探討考慮兩個(gè)熱源:一個(gè)水換熱器與流體物理和熱電模塊與傳熱物理(只有傳導(dǎo)和對(duì)流輻射進(jìn)行分析,忽略了由于低相對(duì)溫度,因此低影響溫度)。在實(shí)際測(cè)試中，有限元分析的邊界條件設(shè)定目標(biāo)達(dá)到相同的工作條件。周圍的空氣和水換熱器被設(shè)定在穩(wěn)定溫度20 ℃。有限元分析的結(jié)果中可以看到，如圖6,即晝夜分布通過模擬區(qū)域顯示在圖5。圖6表示穩(wěn)態(tài)分析,非常準(zhǔn)確的原型測(cè)試相比。為了模擬時(shí)域響應(yīng)進(jìn)行了瞬態(tài)仿真,對(duì)于未來的工作也顯示非常積極的結(jié)果。在很短的時(shí)間(5s)能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)溫差200℃,可能會(huì)在 TEM 結(jié)構(gòu)導(dǎo)致一些問題。這些問題通過幾個(gè)方案就都解決了,如充足的安裝,選擇合適的材料和應(yīng)用 TEM 智能電子監(jiān)管。圖5 一個(gè)原型在有限元環(huán)境的橫截面 圖6 有限元分析的溫度分布 3.2.實(shí)驗(yàn)室測(cè)試因?yàn)樗呀?jīng)描述,原型制作和測(cè)試(見圖7)。結(jié)果顯示,設(shè)置的假設(shè)被證實(shí)。用 TEM 模塊,可以在整個(gè)周期的時(shí)間控制溫度分布的不同部分的模具。與實(shí)驗(yàn)室測(cè)試,這是證明了的,可以是實(shí)際的熱操縱監(jiān)管與 TEM 模塊。測(cè)試是在實(shí)驗(yàn)室,模擬真實(shí)的工業(yè)環(huán)境,注塑成型機(jī)克勞斯?馬斐公里60 ℃、溫度傳感器、紅外攝像機(jī)和原型 TEM 模塊。反應(yīng)溫度在1.8 s 反應(yīng)溫度從 5℃到80℃，這代表了一個(gè)在注射成型周期廣闊的區(qū)域內(nèi)的熱量控制。圖7 現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的原型4.結(jié)論利用熱電模塊與它直接連接輸入和輸出之間的關(guān)系是冷卻應(yīng)用程序一個(gè)里程碑。對(duì)注塑模具的引入與冷卻結(jié)構(gòu)精密問題的處理,部分高質(zhì)量的塑料代表了很高的期望。作者是假設(shè)使用珀?duì)柼?yīng)可用于溫度控制在模具注塑?；诜抡婀ぷ鞯姆椒ê驼嬲纳a(chǎn)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備證明,假設(shè)被證實(shí)。仿真結(jié)果顯示,在注塑過程中一個(gè)廣泛的領(lǐng)域可能應(yīng)用 TEM 模塊。提到的溫度曲線跨周期時(shí)間的功能,注射模塑過程可以完全控制。工業(yè)的問題,如均勻冷卻問題類表面及其后果的塑料零件的外表可以解決。在注射時(shí)間過熱的一些表面可以解決薄長(zhǎng)填充墻的問題。此外,這樣的應(yīng)用程序控制流變特性的塑料材料可以獲得。在充填階段的模腔，用適當(dāng)?shù)臒嵴{(diào)節(jié) TEM 是可能甚至控制熔體流動(dòng)的模具。這是做了適當(dāng)?shù)臏囟确植嫉哪＞?更高的溫度對(duì)薄壁零件的產(chǎn)品)。應(yīng)用 TEM 模塊,可以顯著減少周期時(shí)間在注塑過程。時(shí)間的限制可能減少在于框架的額外的冷卻時(shí)間10% 25%,在1.2節(jié)描述。~應(yīng)用 TEM 模塊可以積極控制產(chǎn)品的翹曲和產(chǎn)品翹曲調(diào)節(jié)量的方式來達(dá)到所需的產(chǎn)品公差。本文提出了 TEM 模塊冷卻應(yīng)用注射模塑過程，這是是一個(gè)優(yōu)先的選擇專利,屬于 TECOS 舉行。1任務(wù)書題目: 球形桶蓋注塑模具設(shè)計(jì) 專業(yè): XXX 學(xué)號(hào): xxxxxxxxxx 姓名: xxxxxxx 1、主要內(nèi)容1.在設(shè)計(jì)之前查閱一些相關(guān)資料，熟悉模具的設(shè)計(jì)流程，確定設(shè)計(jì)思路。2.根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)運(yùn)用 CAD 或 UG 軟件進(jìn)行前期的繪圖，運(yùn)用二維軟件獲得相關(guān)的圖紙。3.根據(jù)查找的數(shù)據(jù)，運(yùn)用相關(guān)公式等進(jìn)行計(jì)算來進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)。4.在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書后做到在指定相關(guān)的網(wǎng)站獲得論文的相似度報(bào)告，并達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2、基本要求1.選擇合理的模具結(jié)構(gòu)。2.確定模具成型零件的相關(guān)尺寸。 3.設(shè)計(jì)的模具達(dá)到制造方便，效率高且安全可靠。 4.全面考慮塑件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，減少后加工。三、 主要參考資料[1]唐志玉. 模具設(shè)計(jì)師指南.北京： 國(guó)防工業(yè)出版社,1999.[2]付宏生. 模具識(shí)圖與制圖.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2006.[3]黃毅宏. 模具制造工藝.北京： 機(jī)械工業(yè)出版社,1999.[4]塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)軟件版. 機(jī)械工業(yè)出版社 1.0.2[5]賈潤(rùn)禮，程志遠(yuǎn)主編. 實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè).北京： 中國(guó)輕工業(yè)出版社,2000.[6]屈華昌. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)第三版. 高等教育出版社,2013.[7]李學(xué)峰. 模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)教程.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2005.完 成 期 限： 指 導(dǎo) 教 師 簽 名 ： 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名： 填 表 日 期： I摘 要模具是以特定的結(jié)構(gòu)形式通過一定方式使材料成型的一種工業(yè)產(chǎn)品，同時(shí)也是能成批生產(chǎn)出具有一定形狀和尺寸要求的工業(yè)產(chǎn)品零部件的一種生產(chǎn)工具。大到飛機(jī)、汽車，小到茶杯、釘子，幾乎所有的工業(yè)產(chǎn)品都必須依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高一致性、高生產(chǎn)率是任何其它加工方法所不能比擬的。模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力。所以模具又有“工業(yè)之母”的榮譽(yù)稱號(hào)。模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)德、智、體、美等方面全面發(fā)展，具有良好的職業(yè)素質(zhì)，面向制造行業(yè)，從事模具設(shè)計(jì)、模具加工工藝編制、沖壓和塑料成型加工、數(shù)控機(jī)床的操作以及生產(chǎn)管理等工作的高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才。體現(xiàn)為制造方面達(dá)到模具制造的補(bǔ)師水平，設(shè)計(jì)方面達(dá)到助理設(shè)計(jì)師的水平在本設(shè)計(jì)中，桶蓋作為日常用品適宜采用注射方法成型，通過對(duì)塑件進(jìn)行結(jié)構(gòu)和工藝性分析，設(shè)計(jì)出一套一模一腔的塑料注射模具，并合理編寫出成型零件的制造工藝。在設(shè)計(jì)中，三維軟件的應(yīng)用貫穿到了整個(gè)設(shè)計(jì)過程，首先利用三維軟件的零件模塊進(jìn)行桶蓋實(shí)體模型的創(chuàng)建，然后利用其制造模塊對(duì)模型進(jìn)行分模、型芯的設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，最后利用其模具生成標(biāo)準(zhǔn)模架，再進(jìn)行頂桿、冷卻系統(tǒng)、支撐柱等綜合布置。在模具的設(shè)計(jì)過程中，一些重要的尺寸（如壁厚，頂桿直徑，流道尺寸等）都經(jīng)過了理論計(jì)算或取一個(gè)合理的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，并進(jìn)行了強(qiáng)度校核和流道剪切速率的校核。 關(guān)鍵詞：桶蓋；注射模具；型芯；澆注系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)IIAbstractDie is a kind of industrial product which makes the material shape by a certain way in a specific structure form. It is also a kind of production tool that can produce industrial product parts with certain shape and size requirements in batches. From airplanes and cars to teacups and nails, almost all industrial products must be molded. The high precision, high consistency and high productivity of the parts manufactured by mould are incomparable with any other processing method. To a large extent, mold determines product quality, efficiency and new product development capability. Therefore, the mold has the honor of “the mother of industry“.The training goal of mold design and manufacturing specialty is to cultivate all-round development of morality, intelligence, physique and beauty, with good professional quality, and to apply advanced technology in mold design, mold processing technology preparation, stamping and plastic forming processing, CNC machine tool operation and production management, etc. for manufacturing industry. Professional talents. Embodies the level of makeup for mold manufacturing, and reaches the level of assistant designer in design.In this design, the barrel cover is suitable for injection molding as a daily product. By analyzing the structure and process of the plastic parts, a set of plastic injection mold with one mold and one cavity is designed, and the manufacturing process of the molding parts is reasonably prepared. In the design, the application of three-dimensional software runs through the whole design process. First, the solid model of the barrel cover is created by the parts module of three-dimensional software, then the model is divided into molds, the core is designed and the gating system is designed by the manufacturing module. Finally, the standard mold frame is generated by the mold, and then the ejector is made. The cooling system, supporting columns and other comprehensive layout. In the process of die design, some important dimensions (such as wall thickness, plunger diameter, runner size, etc.) have been calculated theoretically or taken a reasonable empirical value, and strength checking and runner shear rate checking have been carried out.Key words: barrel cover; injection mold; core; gating system; cooling systemIII目 錄摘 要 .IAbstract II1 前言 .12 塑件成型工藝分析 42.1 塑件的使用要求 42.2 塑件的材料分析 62.3 塑件的尺寸精度、塑件表面質(zhì)量、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 72.4 注射機(jī)的選擇和校核 83 成型設(shè)備選擇與模塑工藝參數(shù)的編制 .123.1 塑件的體積和重量 .123.2 型腔數(shù)量確定 133.3 澆注系統(tǒng)凝料的估算 133.4 注射機(jī)的選用及其技術(shù)參數(shù) 133.5 成型工藝參數(shù) 144 模具結(jié)構(gòu)方案的確定 164.1 分型面位置確定 164.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 174.3 成型零件結(jié)構(gòu)的確定 214.4 排氣與引氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的確定 245 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 .255.1 成型零件工作尺寸計(jì)算 255.2 成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 265.3 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 275.4 推出方式的確定 276 模具冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 296.1 冷卻介質(zhì) 296.2 冷卻系統(tǒng)計(jì)算 296.3 水路的布置形式 30IV7 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 327.1 注射量的校核 327.2 注射壓力的校核 327.3 合模力校核 327.4 安裝部分相關(guān)尺寸的校核 .337.5 開模行程的校核 33第 8 章 模具材料的選用 .348．1 成型零件材料選用 .348．2 注射模用鋼種 .34結(jié)論 .35致謝 .3611 前言對(duì)于國(guó)家的經(jīng)濟(jì)來說，模具行業(yè)現(xiàn)在是非常重要的。 “模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)成為廣大業(yè)內(nèi)人士的共識(shí)。在很多行業(yè)的零件生產(chǎn)里面，有六成到八成的產(chǎn)品都要通過模具來加工出來。通過模具加工出來的產(chǎn)品精確度都是很高的，批量生產(chǎn)的零部件都非常一致，生產(chǎn)時(shí)候效率很高，并且耗費(fèi)的能量也不高，這些優(yōu)勢(shì)都是別的加工方法沒有辦法比的。模具產(chǎn)生的效益是非?？捎^的，通常來說效益都是模具自身價(jià)格的成百倍。機(jī)械加工行業(yè)里面，模具產(chǎn)業(yè)是一個(gè)基礎(chǔ)的行業(yè)，也是將技術(shù)轉(zhuǎn)變成為效益的一個(gè)體現(xiàn)，同時(shí)它也是看一個(gè)行業(yè)是否先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)之一。塑料簡(jiǎn)介塑料的組成成分就是高分子，在溫度還有壓力達(dá)到要求的時(shí)候，它是可以進(jìn)行流動(dòng)的。它是可以用來加工成任何需要的形狀的，并且固化了之后它的形狀是不會(huì)發(fā)生改變的。塑料的好處是很多的，現(xiàn)在工業(yè)化生產(chǎn)還有我們的日常生活里面好多都在使用這種材質(zhì)，塑料的密度不大，質(zhì)量也不大，但是比強(qiáng)度是非常高的，還絕緣，介電損耗不高，化學(xué)穩(wěn)定性也是比價(jià)好的，減摩耐磨性能都是比較好的，還是隔絕噪音等等。另外，好多塑料還能夠防水，防潮，防透氣等等這些功能。之前我們生產(chǎn)零部件大多數(shù)用的都是金屬，木材，皮革等等，現(xiàn)在好多都不用這些材質(zhì)了，改為使用塑料了，所以說在現(xiàn)代化的生產(chǎn)里面，塑料已經(jīng)是非常重要的原材料了。注塑成型及注塑模用塑料來生產(chǎn)加工產(chǎn)品，有很多的方法的，用的最多的就是注射，壓縮，壓注等等。在這個(gè)里面，用的最多的加工方法就是注射。只有含氟的塑料不能進(jìn)行注射加工，別的所有的熱塑性塑料都能用這樣的方式來進(jìn)行生產(chǎn)加工。在生產(chǎn)的時(shí)候時(shí)間不長(zhǎng)，而且可以一次就加工出來需要的產(chǎn)品，就算產(chǎn)品的形狀比較復(fù)雜，大小精確度要求很高，它也是可以生產(chǎn)出來的，并且在進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候是全自動(dòng)化的生產(chǎn)方式。所以說，注射加工現(xiàn)在在塑料產(chǎn)品加工的時(shí)候用的是最多的，一般來說塑料產(chǎn)品三成左右都是用這種方法來進(jìn)行加工。不過注射的機(jī)器成本是比較高的，數(shù)量不多的塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)是不適合用注射的方式生產(chǎn)的。要想知道什么是注射加工還有注射模，一開始要知道關(guān)注注射機(jī)的一些基本內(nèi)容，在進(jìn)行注射加工的時(shí)候，主要的機(jī)器就是注射機(jī)，這個(gè)機(jī)器就是通過高溫對(duì)塑料顆粒進(jìn)行加熱，將它變?yōu)樗芰先垠w，然后在進(jìn)行注射。對(duì)注射機(jī)進(jìn)行分類，有三種，一種是立2式的，一種是臥式的，還有一種是直角式的，它的組成部分有注射部分，鎖模部分，脫模部分還有模板機(jī)架。要實(shí)際上注射加工的原理就是金屬壓鑄成型的原理，因?yàn)樗芰鲜强梢詳D壓，可以塑造的，所以可以用注射機(jī)對(duì)這個(gè)進(jìn)行擠壓還有塑造。一開始，先將注射機(jī)里面裝好需要加工的塑料顆粒，之后再將這些塑料顆粒送到溫度很高的機(jī)筒里面進(jìn)行加熱，這個(gè)時(shí)候塑料顆粒就熔化，編程塑料熔體了，之后再用柱塞或者是螺桿對(duì)這個(gè)熔體進(jìn)行推動(dòng)，講這些熔體都噴射到溫度沒有那么高的模具里面，當(dāng)然這個(gè)模具是閉合的，經(jīng)過一定時(shí)間的保壓冷卻，將產(chǎn)品進(jìn)行定型之后，將模具打開，就可以從模具里面拿到需要生產(chǎn)加工的產(chǎn)品了。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行注射加工的時(shí)候用的模具就是注射模，這是進(jìn)行注射加工的時(shí)候一個(gè)必要的生產(chǎn)設(shè)備。注射模有很多種，它的構(gòu)造跟需要加工的產(chǎn)品的構(gòu)造還有需要加工的產(chǎn)品是否復(fù)雜，注射機(jī)用的哪一種等都有很大的關(guān)系，它的組成部分有兩個(gè)，一個(gè)是定模，一個(gè)是動(dòng)模。一般來說在注射機(jī)的固定板上面安裝定模，在注射機(jī)的移動(dòng)模板上面安裝動(dòng)模，在進(jìn)行注射加工的時(shí)候跟著注射機(jī)上的合模進(jìn)行系統(tǒng)的動(dòng)作。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行注射加工的時(shí)候，動(dòng)模還有定模都是通過導(dǎo)柱導(dǎo)向進(jìn)行閉合的。注射模的組成部分有成型的零部件，合模時(shí)候的導(dǎo)向裝置，澆注裝置，還有側(cè)向分型部分，抽芯裝置，推出裝置，加熱系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)，還有支撐零部件 [2] 。因?yàn)橐M(jìn)行注射加工，所以說注射模，還有塑料顆粒，還有注射機(jī)就連接在一起了。進(jìn)行注射加工的關(guān)鍵問題就是要將塑料熔體很好的進(jìn)行塑化，然后再將這些熔體注射到型腔里面去，在一定條件的控制下，對(duì)模具進(jìn)行定型，這樣加工出來的產(chǎn)品就可以滿足質(zhì)量要求了。注射成型有三大工藝條件，即：溫度、壓力、時(shí)間。在進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候，特別是加工的產(chǎn)品精密度要求很高的時(shí)候，要想讓產(chǎn)品成型時(shí)候的條件最佳不是那么簡(jiǎn)單的，因?yàn)槭苡绊懙臇|西實(shí)在是很多，比方說產(chǎn)品的形狀，模具的構(gòu)造，注射機(jī)，原材料，還有周邊的溫度等等。在設(shè)計(jì)塑料模具的時(shí)候要用到 CAD，還有 CAE。這是發(fā)展的必然趨勢(shì)。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行注塑加工的時(shí)候有兩步，一個(gè)是開發(fā)設(shè)計(jì)，還有一個(gè)就是投入生產(chǎn)。原來用的注塑加工方式就是在正式進(jìn)行生產(chǎn)之前，通過設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，再將模具裝配好了之后，還要進(jìn)行試模，在試模的時(shí)候發(fā)現(xiàn)問題所在，然后將這3些存在問題的參數(shù)重新進(jìn)行設(shè)置，有的問題大的，整個(gè)設(shè)計(jì)方案要推掉重新再來，這樣一來生產(chǎn)成本就變大了，生產(chǎn)產(chǎn)品的時(shí)間就變長(zhǎng)了?，F(xiàn)在在全球市場(chǎng)上用的比較多的分析軟件是澳洲，美國(guó)，還有我們國(guó)家研發(fā)的三種軟件，分別是 MOLDFLOW、CFLOW、H-FLOW 。其中 MOLDFLOW 軟件包括三個(gè)部分：MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS （產(chǎn)品優(yōu)化顧問，簡(jiǎn)稱 MPA） ，MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT （注射成型模擬分析，簡(jiǎn)稱 MPI） ，MOLDFLOW PLASTICS XPERT （注射成型過程控制專家，簡(jiǎn)稱 MPX） 。使用了 CAE 之后，試模就沒有必要了，用 CAE 技術(shù)之后，產(chǎn)品設(shè)計(jì)，到產(chǎn)品生產(chǎn)的整個(gè)方案就都有了，在對(duì)模具進(jìn)行生產(chǎn)加工之前，在電腦上對(duì)整個(gè)注射加工過程進(jìn)行模擬試驗(yàn)，對(duì)熔體在填充，保壓還有冷卻時(shí)候的狀況做一個(gè)模擬，還有產(chǎn)品的應(yīng)力是怎么去分布的，產(chǎn)品怎么收縮，還有變形是哪一種狀況等等，這樣設(shè)計(jì)人員就能及時(shí)的將問題找出來，對(duì)方案進(jìn)行修改，對(duì)模具重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，而不是在試模完成之后再對(duì)模具進(jìn)行修改。對(duì)于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模具方式來說這個(gè)是顛覆性的改變，這樣一來對(duì)于模具的成本可以降低很多，生產(chǎn)出來產(chǎn)品的質(zhì)量還提升了很多。 [3]。42 塑件成型工藝分析2.1 塑件的使用要求設(shè)計(jì)模具之前要先了解塑料加工產(chǎn)品的工藝，比方說產(chǎn)品的構(gòu)造，產(chǎn)品的形狀，產(chǎn)品的大小，產(chǎn)品質(zhì)量要求，這些都要分析清楚，這樣才能將模具按照產(chǎn)品的要求生產(chǎn)出來。2.1.1 脫模斜度因?yàn)樽⑸浼庸さ漠a(chǎn)品在進(jìn)行冷卻的時(shí)候會(huì)有收縮的狀況出現(xiàn)，所以脫離模具之前，它肯定會(huì)緊緊的包裹柱模具的型芯，或者是型腔里面突出來的地方，要想讓產(chǎn)品從模具里面脫離的時(shí)候方便一點(diǎn)，避免因?yàn)槊撃r(shí)候的力量太大，將產(chǎn)品的面弄傷，那么在脫模的這個(gè)方向上，跟產(chǎn)品的面肯定要有一個(gè)脫模斜度。這個(gè)斜度有多大，跟產(chǎn)品的外形，產(chǎn)品的大小，產(chǎn)品的壁厚，還有產(chǎn)品的收縮率有很大的關(guān)系。這個(gè)斜度很小的話，生產(chǎn)的時(shí)候大小很難把握，這樣的話產(chǎn)品的面就會(huì)出現(xiàn)損傷或者是破裂的情況，斜度很大的話，雖然脫離磨具的時(shí)候很便利，不過產(chǎn)品的大小就不能那么精確了，這樣肯定會(huì)有材料被浪費(fèi)了。一般來說，塑料加工產(chǎn)品的脫模斜度大小在零點(diǎn)五度到一點(diǎn)五度，查閱有關(guān)資料以后，PE 的脫模斜度是在 0.35 ～1 30/ ，型芯脫模斜度為 30/～1/? ?2.1.2 塑件的壁厚塑料產(chǎn)品的壁厚是一個(gè)關(guān)鍵因素，在對(duì)塑料產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候這還是一個(gè)比較重要的地方。塑料產(chǎn)品壁厚是多少，對(duì)于注射生產(chǎn)加工產(chǎn)品的質(zhì)量有很大的影響，很注射加工時(shí)候熔體流動(dòng)，產(chǎn)品固定成型時(shí)候冷卻的速度還有冷卻耗費(fèi)的時(shí)間，塑料產(chǎn)品的質(zhì)量，產(chǎn)品使用的原材料，還有生產(chǎn)效率，生產(chǎn)成本的關(guān)系都是很大的。通常來說，要求都得到滿足的時(shí)候，塑料產(chǎn)品的壁厚一定要薄一點(diǎn)。因?yàn)槿绻竦脑?，那么使用的原材料就比較多了，這樣一來成本就變大了，最主要的就是產(chǎn)品在模具里面冷卻的時(shí)間會(huì)更加長(zhǎng)，而且產(chǎn)品的表面會(huì)有氣泡，縮孔這些缺陷出現(xiàn)在產(chǎn)品的表面上，那么加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量就達(dá)不到要求了。塑料產(chǎn)品的壁厚通常都是一點(diǎn)五毫米到四毫米，用的最多的數(shù)值就是兩毫米到四毫米。這個(gè)管連接產(chǎn)品的壁厚還是比較運(yùn)城的，周邊的壁厚大約是三毫米，底部的壁厚大約也是三毫米。2.1.3 塑件的圓角5要想避免塑料產(chǎn)品在轉(zhuǎn)角的這個(gè)地方應(yīng)力他國(guó)集中，那么在生產(chǎn)的時(shí)候充模特性就要進(jìn)行改善，這樣跟它對(duì)應(yīng)的模具就要多一點(diǎn)，要在 Sulia 產(chǎn)品拐彎的地方還有里面連接的地方過度的時(shí)候用圓角。如果沒有什么特別的需求，塑料產(chǎn)品的每一個(gè)連接角的圓角半徑都是在零點(diǎn)五毫米到一毫米。通常來說，外面圓弧半徑都比壁厚要厚，差不多是零點(diǎn)五倍，里面的圓角半徑也比壁厚厚一些，大約是壁厚數(shù)值的零點(diǎn)五倍。 2.1.4 孔一般來說在塑料產(chǎn)品的上面有很多的通孔還有盲孔，從一定的規(guī)則來說，所有的孔成型都是通過型芯的。不過如果這個(gè)孔很復(fù)雜的時(shí)候，熔體在流動(dòng)的時(shí)候有很大的難度，這樣一來加工模具的時(shí)候難度就比較大，成本跟著也就變的比較高了，所以說在塑料加工產(chǎn)品上面涉及孔的時(shí)候，孔的結(jié)構(gòu)一定不能復(fù)雜。因?yàn)樾托緯?huì)對(duì)熔體產(chǎn)生分流，那么在孔的周邊就會(huì)有熔接痕出現(xiàn)，這樣一來孔的強(qiáng)度就沒有那么大了，所以在對(duì)孔進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，孔跟孔之間的距離，還有孔道產(chǎn)品邊緣的距離，都要比孔的直徑還要大，在這個(gè)孔的周圍壁厚要厚一點(diǎn)，這樣一來塑料產(chǎn)品的強(qiáng)度才會(huì)變的更好，剛度也會(huì)變的更好。2.1.5 塑件尺寸及精度塑料產(chǎn)品外形有多大，主要在于塑料原材料流通性能的好壞，還有用的是哪一種注射機(jī)，在使用的注射機(jī)，還有加工工藝不變的狀況下，流通性比較好的塑料產(chǎn)品，它加工的產(chǎn)品的外形是比較大的，相反的加工出來的產(chǎn)品就是比較小的。要想耗費(fèi)的材質(zhì)少一點(diǎn)，能源也耗費(fèi)的低一點(diǎn)，那么只要達(dá)到產(chǎn)品的使用要求之后，產(chǎn)品的構(gòu)造設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要盡可能的緊湊，這樣產(chǎn)品的外形看上去就比較小巧了。這個(gè)塑料產(chǎn)品的原材料是 PE，流動(dòng)的時(shí)候性能是很好的，可以用來對(duì)大小不一樣的產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)加工。塑料產(chǎn)品的大小精確度對(duì)模具的構(gòu)造，還有模具生產(chǎn)加工的精確度都有很大的影響。要想讓模具生產(chǎn)的時(shí)候簡(jiǎn)單一點(diǎn)，生產(chǎn)時(shí)候花費(fèi)的金錢少一點(diǎn)，在塑料產(chǎn)品的要求都達(dá)到的情況下，塑料產(chǎn)品的精確度沒有必要那么高。因?yàn)樗芰袭a(chǎn)品跟金屬有很大的區(qū)別，所以說不能根據(jù)金屬材料的精確度等級(jí)來確定。按照現(xiàn)在我們國(guó)家現(xiàn)在成型的水平，塑料產(chǎn)品的大小查閱有關(guān)資料可以進(jìn)行確定。按照論文的要求，這次設(shè)計(jì)的塑料產(chǎn)品的精度等級(jí)是三級(jí)。 2.1.6 塑件表面粗糙度塑料產(chǎn)品面的質(zhì)量越是要求高，那么它的表面粗糙度數(shù)值就越是小。在生產(chǎn)的時(shí)候，不能出現(xiàn)冷疤，云紋這些不好的狀況，要想不出現(xiàn)這些瑕疵，那么模具型腔的表面粗糙6度一定要小。一般來說，塑料加工產(chǎn)品表面粗糙度的數(shù)值是在零點(diǎn)零二到一點(diǎn)二五這個(gè)范圍里面，模腔的表面粗糙度的數(shù)值是塑料產(chǎn)品的一般，在用模具進(jìn)行伸長(zhǎng)的時(shí)候，因?yàn)樾颓灰恢庇心p，所以說導(dǎo)致它的表面粗糙度的數(shù)值在變大，那就應(yīng)該定時(shí)對(duì)這個(gè)面進(jìn)行拋光復(fù)原。這個(gè)塑料產(chǎn)品外面的粗糙度的數(shù)值要比里面的高很多，一般來說外面的粗糙度數(shù)值是零點(diǎn)二，里面的粗糙度數(shù)值是零點(diǎn)四。這個(gè)塑料產(chǎn)品平常是我們經(jīng)常用到的，所以不能有毒，一定要安全，化學(xué)穩(wěn)定性要好，不能容易分解。零件采用 PE 原料2.2 塑件的材料分析文中的產(chǎn)品用的原材料是 PE，這種材料對(duì)于腐蝕性的抵抗能力是比較好的，絕緣性能也是很好的，氯化能夠?qū)崿F(xiàn)，輻照之后性能可以改變，使用的玻璃纖維是比較強(qiáng)的，剛性，硬度，還有強(qiáng)度都是很高的，防水，壓力很高的聚乙烯柔軟性好，伸長(zhǎng)率，受到?jīng)_擊時(shí)候抵抗強(qiáng)度的性能好，滲透性能也是比較好的，耐磨，耐疲勞。低壓的聚乙烯可以用來生產(chǎn)的部件絕緣性能好，耐腐蝕的性能也好，高壓聚乙烯可以用來生產(chǎn)薄膜，超高分子聚乙烯可以用來生產(chǎn)傳動(dòng)的零部件。成型特性： 2.2.1 注射成型工藝過程分析 [5]按照塑料產(chǎn)品的構(gòu)造，源材質(zhì)，還有質(zhì)量的好壞，下面是它怎么進(jìn)行加工的步驟： 第一步：要想進(jìn)行注射加工的時(shí)候不出現(xiàn)問題，加工出來產(chǎn)品質(zhì)量過關(guān)，那么對(duì)所有的加工機(jī)器，還有塑料原材料先進(jìn)行準(zhǔn)備。（1） 、進(jìn)行生產(chǎn)加工之前，先對(duì)原材料進(jìn)行一系列的處理工作按照產(chǎn)品加工的需求，對(duì)原材料的含水量，外面看它的色澤，還有塑料顆粒的狀況，對(duì)它的熱穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試，對(duì)流動(dòng)性還有收縮率進(jìn)行測(cè)試，之后還要對(duì)塑料顆粒進(jìn)行預(yù)熱干燥處理， PE 材料吸水率極低，成型前一般不必進(jìn)行干燥處理。如有需要，可在 70 ～ 80 ℃下干燥 2～4 h。（2） 、料筒的清洗在一開始選擇塑料的某一種材質(zhì)的時(shí)候，或者確定注射機(jī)的型號(hào)之前，又或者在進(jìn)行產(chǎn)品加工的時(shí)候產(chǎn)品的型號(hào)變了，原料變了，顏色變了，或者是塑料原材料出現(xiàn)分解了，這個(gè)時(shí)候都應(yīng)該清洗注射機(jī)的料筒，或者之間將這個(gè)料筒換掉。在清洗柱塞式注射機(jī)的料筒的時(shí)候，相比螺桿式的注射機(jī)來說要復(fù)雜的多，主要原7因是柱塞式料筒里面塑料原材料的量是比較多的，并且它轉(zhuǎn)動(dòng)起來不怎么方便，所以洗料筒的時(shí)候，一定要拆下來，或者用的料筒是專門的。但是螺桿式的料筒在清洗的時(shí)候直接對(duì)它洗就可以了，可能對(duì)空注射將料筒清洗干凈。（3） 、脫模劑的選用為了讓塑料產(chǎn)品從模具里面脫離出來，敷在模具表面上的溶劑就是脫模劑。一般注射加工的產(chǎn)品在脫離模具的時(shí)候，關(guān)鍵就在于工藝狀況，還有設(shè)計(jì)的模具方式是不是正確。在和產(chǎn)上為了順利脫模，常用的脫模劑有：硬脂酸鋅，液體石蠟（白油） ，硅油，針對(duì) PE 這種，使用的脫模劑就是硬脂酸辛，所以除了聚酰胺這種塑料，基本上所有的塑料都能用。第二步: 注射成型過程一個(gè)整的注射就是加料，塑化，將物料注射進(jìn)模具，維護(hù)壓力對(duì)模具進(jìn)行冷卻，將產(chǎn)品從模具里面脫離出來，總結(jié)起來實(shí)際上就兩步，一個(gè)是塑化成型，還有一個(gè)是冷卻第三步：制件的后處理注射加工的產(chǎn)品脫離模具之后，或用機(jī)械進(jìn)行生產(chǎn)加工之后，一般都要進(jìn)行一些后期的處理工作，這樣做是為了將內(nèi)里的應(yīng)力消除掉，這樣產(chǎn)品的性能還有大小穩(wěn)定性就比較好了。加工產(chǎn)品進(jìn)行后期處理的方式一般有退火處理，還有調(diào)濕處理。2.2.2 澆口種類的確定注射模的澆注系統(tǒng)說的就是模具里面注射機(jī)噴嘴到型腔的這段距離。澆口是用來將塑料熔體傳送到型腔的每一個(gè)地方的。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好，設(shè)計(jì)的不好對(duì)塑料產(chǎn)品的性能，塑料產(chǎn)品的外表還有成型是不是簡(jiǎn)單影響都是比較大的。澆注系統(tǒng)的組成部分有主流道，分流道，澆口還有冷料穴。在這個(gè)里面澆口設(shè)計(jì)的好不好，所在的地點(diǎn)合不合適都跟產(chǎn)品的質(zhì)量有很大的關(guān)系。2.3 塑件的尺寸精度、塑件表面質(zhì)量、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析圖 1 所示為桶蓋的零件圖8圖 1 塑件零件圖2.3.1 塑件的尺寸精度分析加工產(chǎn)品的大小要求沒有那么高，每一個(gè)大小都是自由的，所以說精度等級(jí)不要太高就能滿足日常生活的需要了，根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)，確定塑料產(chǎn)品大小的公差值精確等級(jí)是五級(jí)。2.3.2 塑件的表面質(zhì)量分析文中設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是桶的蓋子，這個(gè)蓋子的面一定要光滑漂亮，產(chǎn)品的表面不能有缺陷。因?yàn)樗芰袭a(chǎn)品表面的要求是很高的，所以說模具的造價(jià)必然也是比較高的，按照塑料產(chǎn)品在用的時(shí)候的需求，還有加工模具時(shí)候花費(fèi)的金錢，塑料產(chǎn)品外面的面粗糙度的數(shù)值是一點(diǎn)六，產(chǎn)品里面的面粗糙度要稍微低一點(diǎn)。那么跟它對(duì)應(yīng)的，生產(chǎn)模具的腔室里面的粗糙度是零點(diǎn)八，模具的型芯的表面粗糙度是三點(diǎn)二。2.3.3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析看圖紙 1 可以知道這個(gè)塑料產(chǎn)品是圓柱的殼類零部件，它的外形構(gòu)造是非常簡(jiǎn)單的，并且很等稱。腔體是 R60mm 球體，球體上面提手，中間懸空，零件需要采用兩瓣型芯成型球形和提手。這也是本設(shè)計(jì)的最大難點(diǎn)。塑件中，環(huán)形分布著 3 處陣列型內(nèi)側(cè)凹，深度為 2mm.通過分析，這兒須要三個(gè)滑塊成型。2.4 注射機(jī)的選擇和校核9因?yàn)橛玫哪＞叩臉?gòu)造是一個(gè)模具一個(gè)腔室，注射量要大于等于二十七點(diǎn)五三克，流道口這個(gè)地方的廢料是六點(diǎn)二九克，注塑加工的時(shí)候總的質(zhì)量達(dá)到三十三點(diǎn)八二克，之后按照工藝的要求，確定使用注射機(jī)的型號(hào)是 110XB。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為：海天 HTF110XB型號(hào)參數(shù)單位 110×B螺桿直徑 mm 36理論注射容量 cm3 159注射重量 PS g 182注射壓力 Mpa 183注射行程 mm 122螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 0~220料筒加熱功率 KW 5.7鎖模力 KN 800拉桿內(nèi)間距(水平×垂直) mm 450×400允許最大模具厚度 mm 360允許最小模具厚度 mm 150移模行程 mm 310移模開距(最大) mm 670液壓頂出行程 mm 100液壓頂出力 KN 33液壓頂出桿數(shù)量 PC 5油泵電動(dòng)機(jī)功率 KW 11油箱容積 l 200機(jī)器尺寸(長(zhǎng)×寬×高) m 4.3×1.25×1.8機(jī)器重量 t 3.22最小模具尺寸(長(zhǎng)×寬) mm 240×2402.4.1 注射量的校核在對(duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要讓注射機(jī)里面需要加工的塑料熔體的質(zhì)量不超過10設(shè)備的額定注射量的百分之八十。校核公式為：mn%8021??式中 --型腔數(shù)量--單個(gè)塑件的體積（ ）3c--澆注系統(tǒng)所需塑料的體積（ ）2 3m本設(shè)計(jì)中：n=1 84.001 5.99 ?132M=84.001+5.99X0.91=81.89g注塑機(jī)額定注塑量為 182g 113X0.8=90.4g81.89g注射量符合要求2.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核鎖模力的大小跟進(jìn)行注射加工時(shí)候塑料產(chǎn)品在模具分型面上投影面積的大小有很大關(guān)系。如果說投影面積比注射機(jī)可以的最大成型面積還要大，那么在進(jìn)行生產(chǎn)加工的時(shí)候就會(huì)有溢料的情況出現(xiàn)，那么就一定要達(dá)到下面的公式要求： An??21式中 n --型腔數(shù)目--單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積--澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積2n=1 =3025.38 =572 1Am22=3025.38+572=3597.382n?在進(jìn)行注射加工的時(shí)候，鎖模要想可靠性高，要滿足下面的關(guān)系式： （ ）P F21n?式中： P—塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力（MPa ）F—注射機(jī)額定鎖模力（N）其它意義同上翻閱書本，型腔里面的壓力大小一般是二十到四十兆帕，普通的加工產(chǎn)品壓力大小是二十四兆帕到三十四兆帕，精密度要求比較高的產(chǎn)品是三十九兆帕到四十四兆帕（ ）P=3597.38X30x1.1X0.001=118.71KN800KN21An?鎖模力符合要求2.4.3 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核（1） 、模具厚度（閉合高度）模具關(guān)起來的時(shí)候高要達(dá)到下面公式的要求 maxminH?在公式里面 --注射機(jī)允許的最大模厚--注射機(jī)允許的最小模厚ax本設(shè)計(jì)中模具厚度為 355mm 105H360符合要求（2） 、開模行程（S）的校核模具打開來之后要想拿出產(chǎn)品的時(shí)候方便一點(diǎn)，那么這個(gè)開模的距離就要夠大，說的這個(gè)開模行程也就是模具在開還有關(guān)的這個(gè)過程里面動(dòng)模固定板移動(dòng)了多遠(yuǎn)。注塑機(jī)的開模行程是有規(guī)定的，在對(duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要對(duì)確定的注射機(jī)11的開模行程進(jìn)行校核，這樣它才能跟模具的開模距離匹配。針對(duì)臥式的注射機(jī)，它的模具的厚跟開模行程有很大的關(guān)系，針對(duì)有很多個(gè)分型面的注射模要滿足下面的公式： mHS10~521max???式中 --推出距離 21--包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度2=（水口料的長(zhǎng)度+20~30）本設(shè)計(jì)中 =310 =40mm =140+30=170 mmmaxS12H總的開模距離需要 H=210mm 以上經(jīng)計(jì)算，符合要要求。（3） 、頂出裝置的校核對(duì)模具的頂出部分進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要對(duì)注射機(jī)頂出的形式進(jìn)行校核，需要關(guān)注的是在兩邊推出的時(shí)候，模具的推板的面積應(yīng)該能將注射機(jī)的兩個(gè)頂桿都覆蓋住，這樣一來才能確保塑料產(chǎn)品被頂桿從模具里面脫離出來。海天 110XB 型注射機(jī)的推出裝置是在兩邊的。分析檢驗(yàn)之后，它是可以達(dá)到論文里面將物料從模具里面脫離的要求的。123 成型設(shè)備選擇與模塑工藝參數(shù)的編制圖 2 是根據(jù)塑件要求，用 UG 三維軟件做的一個(gè)球蓋模型，建模后除了能得到球蓋體積，分型面面積等參數(shù)外，這個(gè)模型也是 UG 分模時(shí)的參照模型。圖 2 塑件的 UG 模型3.1 塑件的體積和重量建立好模型了，就能通過 UG 軟件對(duì)模型進(jìn)行分析了，這樣就可以將每一個(gè)塑料產(chǎn)品的體積算出來。現(xiàn)查得：354.02cmV?塑確定 PE 這個(gè)材質(zhì)的密度大小是 ，那么就可以按照下面公式將一個(gè)3/91.0ρcmg?塑料產(chǎn)品的質(zhì)量算出來： .2754.3.??塑塑 V?133.2 型腔數(shù)量確定零件外徑 155MM 高 50MM 體積比較大，成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用一模一腔結(jié)構(gòu)。3.3 澆注系統(tǒng)凝料的估算算澆注部分的凝料體積的大小，按照過去的經(jīng)驗(yàn)來看，基本上都是塑料產(chǎn)品體積的零點(diǎn)二倍到一倍，因?yàn)檫@個(gè)模具只有一個(gè)模具一個(gè)腔室，它的流道相對(duì)來說不復(fù)雜，也沒有多長(zhǎng)，在這個(gè)系統(tǒng)里面凝料是沒有多少的，現(xiàn)在一般在算凝料的體積的時(shí)候都是用塑料體積的零點(diǎn)二倍來進(jìn)行計(jì)算的，按照下面的公式將模具型腔的注射量算出來： 3cm05.62.154.302.1?????）（塑總 V3.4 注射機(jī)的選用及其技術(shù)參數(shù)按照上面的公式將模具型腔里面塑料的總體積算出來，注射機(jī)注入到模具里面的物料的數(shù)量應(yīng)該要比公稱注射量的八成來進(jìn)行計(jì)算，那么就是說： 33cm4.290c8.0/5368.0/≥??總公 V按照上面算出來的結(jié)果，現(xiàn)在確定公稱注射量的大小就是五百立方厘米，螺桿式注射機(jī)的型號(hào)就是 XS—ZY—500，它的有關(guān)的數(shù)據(jù)在下面列出來： 14額定注射量：500mm最大成型面積：1000cm柱塞直徑：65mm注射壓力：150Mpa模板尺寸：780×850（mm×mm）柱桿空間：540×440（mm×mm）鎖模力：3500KN噴嘴圓弧半徑：16mm噴嘴孔徑：2mm最大開模行程：500mm模具最大厚度：450mm模具最少厚度：350mm3.5 成型工藝參數(shù)塑料產(chǎn)品進(jìn)行注射加工的時(shí)候工藝數(shù)據(jù)在下面表格里面都列出來了，在進(jìn)行試模的時(shí)候，按照具體的要求來進(jìn)行修改。一定要確保加工產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到要求，并且相關(guān)的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)一定要達(dá)到，在對(duì)工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整的時(shí)候，調(diào)試的順序是壓力，時(shí)間，溫度來進(jìn)行的，不能對(duì)其中兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行同時(shí)改動(dòng)，因?yàn)檫@樣的話會(huì)導(dǎo)致工藝出現(xiàn)混亂，加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量就得不到保證了。表 3 PE 塑料的注射成型工藝參數(shù)工藝參數(shù) 規(guī)格預(yù)熱和干燥溫度/℃ 80～85預(yù)熱和干燥時(shí)間/h 2～3料筒溫度（后段）/℃ 150～170料筒溫度（中段）/℃ 165～180料筒溫度（前段）/℃ 180～200噴嘴 溫度/℃ 170～18015結(jié)構(gòu) 直通式注射壓力/MPa 60～100螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 30模具溫度/℃ 50～80注射時(shí)間 20～90保壓時(shí)間 0～5冷卻時(shí)間 20～120成型時(shí)間/s成型周期 50～220后處理方法（溫度/℃，時(shí)間/ s） 紅外線燈、烘箱（70，2～4）164 模具結(jié)構(gòu)方案的確定4.1 分型面位置確定要想從模具里面將產(chǎn)品安然無恙的拿出來，模具一定要分成公母兩個(gè)部分，這個(gè)面也就是分型面，可以對(duì)模具進(jìn)行分開，將氣排出去，因?yàn)榉中兔娴挠绊懸蛩厥菢O愛歐多的，有塑料產(chǎn)品的外形，大小精確度，還有脫離模具時(shí)候用的方式，后期處理工序，模具的種類，澆口是什么形式等等，在確定分型面的時(shí)候要注意下面幾個(gè)點(diǎn)： （1）分型面所在的這個(gè)地方對(duì)產(chǎn)品的外形不能有影響。（2）對(duì)模具進(jìn)行分型之后，塑料產(chǎn)品應(yīng)該跟動(dòng)模在一邊，這樣從模具里面將產(chǎn)品拿出來的時(shí)候就比較方便了。（3）確定分型面的時(shí)候，對(duì)模具生產(chǎn)一定要有利才行。（4）軸度一樣的，但是產(chǎn)品要求比較高的，容易有錯(cuò)位的狀況出現(xiàn)，所以要都在分型面的同一邊才可以。（5）分型面應(yīng)該在塑料產(chǎn)品截面最大的那個(gè)地方，也就是在料流的最后的地方，這樣排氣就比較方便了。這個(gè)塑料產(chǎn)品的形狀不復(fù)雜，只要有一個(gè)分型面就能將產(chǎn)品從模具里面拿出來了，按照分型面的需求，確定分型面所在的地方，在圖紙 3 里面的 A-A 這個(gè)地方體現(xiàn)出來。放在這個(gè)地方的好處就是排氣比較方便，塑料產(chǎn)品成型的時(shí)候質(zhì)量就會(huì)好一點(diǎn)，模具進(jìn)行加工的時(shí)候也是很方便的。17圖 3 分型面位置4.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.2.1 主流道設(shè)計(jì)主流道就是噴嘴跟分流道入口中間的距離。它的大小跟塑料流動(dòng)時(shí)候的速度還有充模時(shí)間的長(zhǎng)短都有很大的關(guān)系，如果說主流道很長(zhǎng)的話，那么回收的冷料就會(huì)很多，對(duì)模具進(jìn)行冷卻的時(shí)間也就變得長(zhǎng)了，會(huì)有渦流出現(xiàn)，這樣加工出來的塑料產(chǎn)品質(zhì)量就比較差；如果說流動(dòng)的直徑很小的話，那么耗費(fèi)的熱能就比較大，流動(dòng)性就不快了，這樣注射的壓力就變大了，產(chǎn)品成型的時(shí)候就不那么容易了，并且塑料產(chǎn)品還會(huì)出現(xiàn)飛邊的狀況。主流道設(shè)計(jì)有以下要點(diǎn)：1）澆口這個(gè)地方里面的孔錐度是在兩度到六度之間，角度太大的話，壓力就會(huì)變小，角度太小的話，流動(dòng)的速度就會(huì)很快，這樣產(chǎn)品成型的時(shí)候就沒有那么容易；粗糙度在 之間。mRa?8.0~6?2）主流道大的那一頭跟分流道連接的這個(gè)地方要倒一個(gè)圓角，數(shù)值大小應(yīng)該在R=1～3mm，這樣可以將物料流動(dòng)時(shí)候的阻力變小。3）主流道不能太長(zhǎng)，小的模具應(yīng)該不能大于六十毫米，這樣冷料就可以少一點(diǎn)，耗費(fèi)的熱量也能少一點(diǎn)。4）主流道跟噴嘴連接的這個(gè)地方一般都是半球形的一個(gè)凹坑，這個(gè)坑的深度一般是在三毫米到五毫米之間。（1）主流道尺寸確定1）主流道長(zhǎng)度：按照設(shè)計(jì)主流道時(shí)候的要求，還有對(duì)模具大小的計(jì)算，現(xiàn)在確定L=35mm 對(duì)它進(jìn)行設(shè)計(jì)。2）主流道小端直徑：d=注射機(jī)噴嘴尺寸+ （0.5～1）mm= （3+0.5）mm=3.5mm。3）主流道球面半徑：SR=注射機(jī)噴嘴球半徑+ （1～2）mm= （12+1）=13mm。4）主流道錐角：取 。?2α=5）主流道大端直徑： 。mLdD04.7≈2αtan+6）半球形凹坑深度：取 h=5mm。7）主流道大端圓角：取 R=2mm。（2） 主流道的凝料體積183 332227.10 1.74≈04.75304.75.314.)r(πcm mRLV= ×+×=+ ）（主主主主主（3） 主流道當(dāng)量半徑 。mn.20.7=（4） 主流道澆口套形式主流道小的那一頭跟注射機(jī)噴嘴這個(gè)地方一直在碰觸，磨損很容易就出現(xiàn)了，那么材質(zhì)的使用要求就是很高的，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候要分開來進(jìn)行，方便拆裝。同一時(shí)間也方便使用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行生產(chǎn)加工還有熱處理。我們使用的材質(zhì)是 T8A，進(jìn)行熱處理，還有淬火處理之后，這個(gè)材質(zhì)的表面硬度是在 50HRC－55HRC 。不能讓它轉(zhuǎn)動(dòng)，澆口是固定的，在固定的時(shí)候用的是螺釘。跟澆口匹配的定位圈直徑大小是一百毫米。各形狀如下圖 5 示。19圖 5 澆口套、定位圈形狀4.2.2 分流道的設(shè)計(jì)主流道還有澆口的中間就是分流道，它的作用就是分流，還有轉(zhuǎn)向。由于零件比較大，采用直接澆口，所以不需要分流道4.2.3 澆口的設(shè)計(jì)對(duì)于澆注系統(tǒng)來說，比較重要的就是澆口，澆口在哪，什么類型，還有大小，對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量有很大的關(guān)系。它的好處就是讓塑料能夠最快速度進(jìn)到型腔里面去。它可以在最快的時(shí)間里面進(jìn)行冷卻，封閉，不能讓型腔里面的塑料熔體出現(xiàn)倒流的情況。優(yōu)點(diǎn)：（1）澆口的截面是比較大的，流動(dòng)的路程不長(zhǎng)，在流動(dòng)時(shí)候阻力不大，可以用的塑料零件是殼類的，腔室比較深的，壁厚比較厚的，材質(zhì)流動(dòng)性能不好的。（2）模具的構(gòu)造是不復(fù)雜的，并且緊湊，加工的時(shí)候非常方便，流動(dòng)的路程不長(zhǎng)，耗費(fèi)的壓力沒有多大。（3）維護(hù)壓力，補(bǔ)縮的作用是比較好的，可以實(shí)現(xiàn)一次成型。（4）有利于排氣及消除熔接痕。缺點(diǎn)：（1）將澆口這個(gè)地方的凝料去掉的時(shí)候有難度，塑料產(chǎn)品上澆口的痕跡是非常明顯的。20（2）澆口這個(gè)地方熔料冷卻的時(shí)候耗費(fèi)的時(shí)間比較長(zhǎng)，產(chǎn)品成型的時(shí)間就比較長(zhǎng)，這樣一來成型的效率就沒有多高（3）會(huì)有內(nèi)應(yīng)力出現(xiàn)，這樣一來加工產(chǎn)品的形狀就會(huì)出現(xiàn)改變，或者表面會(huì)有氣泡，開裂，鎖孔這些狀況出現(xiàn)。（4）只適用于單腔模具。21圖 6 澆注系統(tǒng)與塑件4.3 成型零件結(jié)構(gòu)的確定4.3.1 冷料穴的設(shè)計(jì)主流道最后的這個(gè)地方一定要安裝一個(gè)冷料穴，這樣在加工產(chǎn)品的時(shí)候出現(xiàn)的冷料就可以放置在這個(gè)地方。因?yàn)樽钕攘鞯侥＞呃锩娴乃芰先垠w因?yàn)闇囟忍?，物料的溫度也?huì)變低，這樣的塑料流到型腔里面去，產(chǎn)品的質(zhì)量也不會(huì)好，為了避免這種狀況的出現(xiàn)，在主流道最后那一個(gè)地方安裝一個(gè)冷料穴，這樣就可以將冷料都安放在這個(gè)地方。通常都是在主流道對(duì)面的動(dòng)模板的上面安裝冷料穴，它的直徑要比主流道的直徑大一點(diǎn)點(diǎn)，論文里面確定冷料穴的直徑大小是五毫米，因?yàn)樽詈蠓旁诶淞涎ɡ锩娴睦淞喜荒鼙人捏w積還要大。冷料穴有很多種的形式，在這里使用的是倒錐形的。在將冷料從模具里面拉出去的時(shí)候，要配合推桿，在模具打開來的時(shí)候，將主流道里面的凝料從定模里面拉出去，之后用推桿將冷料跟加工產(chǎn)品從動(dòng)模里面都推出去。4.3.2 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要想生產(chǎn)起來簡(jiǎn)單一點(diǎn)，加工時(shí)候工藝不能復(fù)雜，使用的型芯裝置是組合式的，跟整體的型芯比較之后可以發(fā)現(xiàn)，組合式的型芯在進(jìn)行生產(chǎn)加工的時(shí)候，工藝沒有那么復(fù)雜。如圖 7 所示。22圖 7 整體式凹模4.3.3 凸模（型芯）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析塑料產(chǎn)品的構(gòu)造就能知道，這個(gè)塑料產(chǎn)品的型芯是有兩個(gè)部分：一個(gè)是成型零件內(nèi)表面的 R60 球的型芯，由于里面有把手，采用兩瓣型芯成型，所以采用組合式，中心用軸固定，方便旋轉(zhuǎn)。另一個(gè)是環(huán)形分布著 3 處陣列型內(nèi)側(cè)凹，此處需要三個(gè)滑塊抽芯，所以也采用組合式，各型芯形狀如下圖 8 示。23圖 8 型芯4.4 排氣與引氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的確定在型腔里面都充滿塑料熔體的時(shí)候，一定要按照順序?qū)⑿颓焕锩妫瑵沧⑾到y(tǒng)里面的空氣，還有熔體受熱產(chǎn)生的氣體都排出去。24在這篇論文里面，因?yàn)橛泻芏嗔悴考幕瑝K，還有抽芯裝置是很多的，所以可以通過分型面，推桿活動(dòng)的間隙，還有型芯中間的間隙將氣體都排出去，這樣一來產(chǎn)品的質(zhì)量就能夠達(dá)到要求，而且成本還不會(huì)變高，耗費(fèi)的時(shí)間也沒有多長(zhǎng)，提高了工作效率。255 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 成型零件工作尺寸計(jì)算這個(gè)塑料產(chǎn)品的大小精確度是不高的，對(duì)于配合要求也沒有提出來，所以每一個(gè)大小都沒有將公差寫上去。在實(shí)際生產(chǎn)里面，因?yàn)橄胗?jì)算簡(jiǎn)單一點(diǎn)，在算的時(shí)候只將收縮量加上去了，公差在計(jì)算的時(shí)候一般都是根據(jù)模具的經(jīng)濟(jì)制造精度來進(jìn)行確定的?，F(xiàn)在論文里面塑料產(chǎn)品成型零部件的大小在進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候也按照這樣的方法，公差確定是精度七級(jí)，配合成型零部件的精度六級(jí)確定。 。（1）凹模的徑向尺寸L 凹=[L (1+k)-(3/4)Δ]塑 3??L 凹 為型腔內(nèi)形尺寸(mm)；L 為塑件外徑基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際外形尺寸；塑k 為塑料平均收縮率(%)，此處取 1.5%；Δ 為塑件公差，查閱資料確定 PE 的精度等級(jí)是六級(jí)；塑件基本尺寸在 50~65mm公差取 0.74mm；塑件基本尺寸在 50~40mm 公差取 0.64mm；塑件基本尺寸在 30~40 范圍內(nèi)其公差取 0.56mm；在 3~6mm 范圍內(nèi)公差取 0.24mm；在 0~3mm 范圍內(nèi)取 0.2mm 。所以凹模尺寸如下：L1=[190×(1+0.015)-(3/4)×1.76] =191.53376.1?59.0?L2=[154×(1+0.015)-(3/4)×1.44] =155.534. 48.0L3=[5×(1+0.015)-(3/4)×0.24] =4.89532.0?.?深度尺寸h 凸=[h (1+k)- (2/3)Δ]塑 ??h 凸 為型腔內(nèi)形尺寸(mm)；h 為塑件深度基本尺寸(mm), 即塑件的實(shí)際深度尺寸；塑26k 為塑料平均收縮率(%)Δ 為塑件公差，H= [50×(1+0.015)-( 2/3) ×0.64] =50.32364.0?021.?（2）凸模的徑向尺寸計(jì)算L 凸=[L (1+k)+(3/4) Δ]塑 ??L 凸 為型芯內(nèi)形尺寸(mm)；L 為塑件外徑基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際外形尺寸；塑k 為塑料平均收縮率(%)Δ 為塑件公差，L1=[44×（1+0.015）+（3/4）×0.64] =45.14364.0?021.?L2=[120×（1+0.015）+（3/4）×1.14] =122.66314.?038.?深度尺寸h 凸=[h (1+k)+ (2/3)Δ]塑 3??h 凸 為型芯內(nèi)形尺寸(mm)；h 為塑件深度基本尺寸(mm), 即塑件的實(shí)際深度尺寸；塑k 為塑料平均收縮率(%)Δ 為塑件公差，H1= [25×(1+0.015)+( 2/3) ×0.50] =25.705350.?017.?H2= [3×(1+0.015)+( 2/3) ×0.20] =3.182.0.5.2 成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算在進(jìn)行注塑生產(chǎn)的時(shí)候，型腔會(huì)受到一個(gè)熔體產(chǎn)生的壓力，所以模具的型腔的強(qiáng)度還有剛度一定要大。假如說型腔的壁厚薄，底部的厚度也比較薄的話，那么型腔里面的