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河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計/論文
1 緒 論
塑料工業(yè)是世界上增長最快的工業(yè)之一。自從1909年實現(xiàn)以純粹化學(xué)合成方法生產(chǎn)塑料算起，塑料工業(yè)已有90余年的歷史。伴隨著科技日新月異的發(fā)展，塑料工業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，從而使得塑料的數(shù)量也不斷上漲。當(dāng)然塑料工業(yè)的發(fā)展是離不開塑料模具設(shè)計的，模具工業(yè)被譽為“工業(yè)之母”。隨著模具技朮的迅速發(fā)展，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具已成為各種工業(yè)產(chǎn)品不可缺少的重要工藝設(shè)備。由于模具成型有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗和低成本等其它加工方法無法比擬的優(yōu)點，因此在機械、電子、輕工業(yè)、航空，日用品等工業(yè)領(lǐng)域得到了極其廣泛的應(yīng)用。尤其現(xiàn)在電子產(chǎn)品種類繁多且更新?lián)Q代速度之快，更加快了模具行業(yè)的發(fā)展?，F(xiàn)在模具成型技朮已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。
但隨著科技的不斷發(fā)展，各種性能的塑料產(chǎn)品的不斷開發(fā)，注塑工藝越來越多地被各個制造領(lǐng)域用以成型各種性能要求的產(chǎn)品。要高質(zhì)量、低價格、快速地生產(chǎn)注塑產(chǎn)品，必須綜合考慮成型材料，注塑模具及注塑機的問題。塑料模具設(shè)計質(zhì)量直接影響成型產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、質(zhì)量及成本。 這樣對注塑模具全方位的要求越來越高。高質(zhì)量、低價格、快速地開發(fā)模具顯得尤為重要。
注射模具在注射制品成型中起極其重要的作用,除了塑料制品的表面質(zhì)量,成型精度完全由模具決定之外,塑料制品的內(nèi)在質(zhì)量,成型效率也受模具左右,所以如何高質(zhì)量,簡明,快捷,規(guī)范化地設(shè)計注塑模具成為發(fā)揮注塑成型工藝優(yōu)越性,擴大注塑制品應(yīng)用的首要問題。
以上所體現(xiàn)的各個方面，都與模具設(shè)計有著非常密切的關(guān)系。一副設(shè)計合理的模具，就有85﹪成功的希望，其余就得靠設(shè)備和模具制造工人的熟練程度來達到，所以，提高塑料注射模具的設(shè)計水平就顯得尤為重要。本套模具在設(shè)計的中，結(jié)合前人的設(shè)計經(jīng)驗和這幾年模具發(fā)展新成果，采用了很多更具合理的模具結(jié)構(gòu)。例如：本套模具在開始模具設(shè)計之前，考慮了多種設(shè)計方案，衡量了每種方案的優(yōu)缺點，從中選擇一種最具合理方案。本模具采用最新的三板模結(jié)構(gòu)，及模具在開模過程中有三次分型。簡化了剝料板的厚度大小，把剝料板放入定模板中與其平齊，這樣就降低了模具閉合高度，曾強了模具自身的剛性。采用一拉桿控制剝料板和上模板的動作，并對其起支承作用。另外，在上下模板之間裝有開閉器，其作用就是控制模具的開模順序，使模具能夠安全合理的完成開合模動作。采用這些新型結(jié)構(gòu)，不僅使模具更具簡單化，而且還因為這些零件都一標(biāo)準(zhǔn)化，縮短了加工周期，節(jié)約了大量成本。
如今，我國模具成型工業(yè)已形成了相當(dāng)規(guī)模的完整體系，越來越多的新技術(shù)，新工藝，新材料誕生，將促使我國模具工業(yè)的飛躍發(fā)展。但目前，我國模具工業(yè)的總體水平與世界先進國家相比還有一定差距，還要大力推進模具產(chǎn)業(yè)的科技進步，開展新技術(shù)，新材料研究開發(fā)，并進一步加強對模具工業(yè)專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)，為我國模具成型加工技術(shù)超趕世界先進水平作出貢獻。
2 骨架注塑模工藝規(guī)程的編制
2.1 明確設(shè)計任務(wù)書和準(zhǔn)備必要的技術(shù)資料
注塑模設(shè)計工作必須以模具設(shè)計任務(wù)書作為依據(jù)，由設(shè)計任務(wù)書了解塑料制品的技術(shù)圖樣、生產(chǎn)綱領(lǐng)、使用要求，注塑成型工藝規(guī)程以及對模具質(zhì)量的要求和完成時間等內(nèi)容，明確設(shè)計任務(wù)之后，通過必要的技術(shù)資料進行初步設(shè)計。
2.2 塑件的工藝性分析
骨架塑件，塑件圖如圖所示，本塑件的材料采用苯乙烯-丁二烯-丙烯晴（ABS），生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。
圖2-1 塑件圖
2.2.1 塑件的原材料分析
塑件的材料采用ABS屬熱塑性塑料。它的成型特性為：
(1) 無定行料，其品種牌號很多，各品種的機電性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成型方法及成型條件。
(2) 吸濕性強，含水量應(yīng)小于0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時間預(yù)干燥。
(3) 流動性中等，溢邊料0.04mm左右。（流動性比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸脂、聚乙烯好）
(4) 比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對耐熱，高抗沖擊和中抗沖擊性樹脂料溫更宜取高）。料溫對物性影響較大，料溫過高宜分解（分解溫度為250℃，比聚苯乙烯宜分解）。對要求精度高的塑件模溫宜取50℃～60℃ ，要求光澤及耐熱塑料宜取60℃～80℃。注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯的高，一般用柱塞式注射機時料溫為180℃～230℃，注射壓力為100℃～140℃，螺桿式注射機宜取160℃～220℃，注射壓力70℃～100℃。
(5) 模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng)對料流阻力小，澆口處外觀不良宜發(fā)生熔接痕，應(yīng)注意選擇澆口位置、形式，頂出力過大或機械加工時塑件表面顯現(xiàn)“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失），脫模斜度宜取2°以上。
成型時注意事項：
(1) 因ABS原料粒料及宜吸潮，致使制品出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷，因此成型前需充分干燥，含水率控制在0.1%以下。
(2) ABS流動性好，流動距離比，即流動長度L與該處制品壁厚T之比達190，因而不易出現(xiàn)飛邊、熔痕等溫度低，有利于成型，但含橡膠組分多的ABS流動性較差。
(3) 耐熱級和電鍍級ABS的料筒溫度要稍高，而阻燃級和抗沖擊級稍低。
1.2.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析
(1) 結(jié)構(gòu)分析 要想獲得合格的塑料制件除選用塑料的原材料外，還必須考慮塑件的結(jié)構(gòu)工藝性，塑件的結(jié)構(gòu)工藝性與模具設(shè)計有直接關(guān)系，只有塑件設(shè)計滿足成型工藝要求，才能設(shè)計出合理的模具結(jié)構(gòu)以防止成型時產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷、及開裂等缺陷，達到提高生產(chǎn)率和降低成本的目的。
從零件圖上分析，模具設(shè)計時必須設(shè)置側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，該零件屬于中等復(fù)雜程度。
(2) 尺寸精度分析 塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸相符合程度，即所獲得塑件尺寸的準(zhǔn)確度。塑件的尺寸精度與模具的制造精度，模具的磨損程度，塑件收縮率的波動及成型時工藝條件的變化，塑件成型后的時效變化和模具的結(jié)構(gòu)形式等有關(guān)，因此，塑件 的尺寸精度往往不高，應(yīng)在保證使用要求的前提下盡可能選用低精度等級。
以上分析可見，該零件的尺寸精度中等偏上，對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。
從零件的壁厚上來看，壁厚為1.5mm，較均勻，有利于成型。
(3) 表面質(zhì)量分析 該零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺、內(nèi)部不得有導(dǎo)電介質(zhì)外，零件外表面要求表面粗糙度為Ra6.3，且要有光澤。除此外沒有特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實現(xiàn)。
綜上分析可以看出，注塑時在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。
1.2.3 計算塑件的體積和質(zhì)量
計算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)。
計算塑件的體積：
V=17200 (由PRO/E量得)
計算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計手冊查得ABS的密度為P=1.46g/
故零件的質(zhì)量為：
W=VP
=17200×1.46×
=25g
1.3 成型設(shè)備的選擇
注射模具是安裝在注射機上的，模具與注射機應(yīng)當(dāng)相適應(yīng)，這將關(guān)系到制件的質(zhì)量，均勻性及成型周期。一副模具放在許多型號和規(guī)格的注射機上使用，均可能獲得令人滿意的效果，但是只有該模具的注射量、鎖模力、注射速度和總的循環(huán)操作都與預(yù)想值相同的情況下才能取得最佳效果。選擇注塑機時，必須保證制品的注射量小于注射機允許的最大注射量。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，制品注射量一般不超過注射機最大注射量的80%，此模具采用一模兩腔。
1.3.1 注射量的校核
模具型腔能否充滿與注射機允許的最大注射量密切聯(lián)系，設(shè)計模具時應(yīng)保證注塑模內(nèi)所需融體總量在注射機實際的最大注射量；根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，注射機的最大注射量是允許最大注射量的80%。
由+ ≤80%
計算可得滿足使用要求。
1.3.2 注射壓力校核及鎖模力校核
注射壓力校核是檢驗注射機的最大注射壓力能否滿足制品成型的需要，注射壓力的大小與制品的復(fù)雜程度、模具結(jié)構(gòu)、塑件品種、注射速度、流動比、噴嘴及模具流道系統(tǒng)以及注射機類型等因素有關(guān)。ABS的注射壓力為60MPa～100MPa，而XS-ZY-125型注射機的注射壓力為119MPa。故滿足注射壓力的需要。
注射成型時，模具所需的鎖模力與塑件在水平分型面上的投影面積有關(guān)，為了可靠的鎖模，不使成型過程中出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，應(yīng)使塑料融體時型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機額定鎖模力。
即（+）P
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