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畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
塑料螺栓的注塑模設(shè)計(jì)
DESIGN OF INJECTION MOID FOR PLASTIC
BOIT
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
班 級(jí)
指導(dǎo)教師
專業(yè)名稱
學(xué)院名稱
年
月
日
畢業(yè)設(shè)計(jì)原創(chuàng)性聲明
本人鄭重聲明： 所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)說明書不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)注。
本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。
論文作者簽名： 日期： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)版權(quán)協(xié)議書
本人完全了解關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)的規(guī)定，即：本校學(xué)生在學(xué)習(xí)期間所完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸所擁有。有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交設(shè)計(jì)說明書的紙本復(fù)印件和電子文檔拷貝，允許說明書被查閱和借閱?？梢怨颊f明書的全部或部分內(nèi)容，可以將說明書的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本說明書。
論文作者簽名： 導(dǎo)師簽名：
日期： 年 月 日 日期： 年 月 日
摘要
模具是大批量生產(chǎn)時(shí)用的設(shè)備，在使用模具后，可以反復(fù)生產(chǎn)形狀、尺寸相同的零部件。模具利用材料塑性來進(jìn)行加工的，減少了切削這一加工工序，因此用模具生產(chǎn)可以簡(jiǎn)化工序，成本低廉，進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率。本次設(shè)計(jì)的塑料螺栓絕緣性好，不導(dǎo)電，耐酸堿性能好，因此適用于醫(yī)療器械行業(yè)、電子行業(yè)、汽車行業(yè)、家用電器、航天航空行業(yè)、石油化工工業(yè)、通訊行業(yè)、船舶行業(yè)等。
在本次塑料螺栓的注塑模設(shè)計(jì)中，通過測(cè)繪塑件，使用Pro-e設(shè)計(jì)塑料螺栓三維圖，使用CAD設(shè)計(jì)塑料螺栓注塑模具裝配圖、成型零件圖。該設(shè)計(jì)中，完成塑料螺栓的工藝性分析，凸、凹模、冷卻系統(tǒng)、注塑模結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、模具零件、排氣系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)等等，一系列的設(shè)計(jì)。所有的設(shè)計(jì)中，澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注塑成型工藝中最重要的設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)直接對(duì)塑件的成型質(zhì)量，以及塑料螺栓的生產(chǎn)效率產(chǎn)生影響；而冷卻系統(tǒng)中的溫度的設(shè)計(jì)將決定塑料熔體的固化時(shí)間以及塑料螺栓的生產(chǎn)效率。通過本次的塑料螺栓注塑模設(shè)計(jì)，較為全面的了解當(dāng)前國(guó)內(nèi)外塑料模具的現(xiàn)狀和發(fā)展前景，掌握了塑料注塑成型的過程，注塑模具的基本結(jié)構(gòu)，塑料材料的工藝成型特性。經(jīng)過一系列的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出成本低廉、質(zhì)量?jī)?yōu)良、生產(chǎn)效率高的塑料螺栓。
關(guān)鍵詞 塑料螺栓；注射模；設(shè)計(jì)；ABS
Abstract
Mold is a mass production equipment, after the use of mold, can repeatedly produce parts of the same shape and size. Mold use throughout our daily life, as long as there are a large number of repeated production of the same products need to use the mold. The mould is processed by material plasticity, which reduces the cutting process. Therefore, the mould production can simplify the working procedure, reduce the cost and improve the production efficiency. This design of plastic bolt insulation, non-conductive, good acid and alkali resistance, so suitable for the medical equipment industry, electronics industry, automotive industry, home appliances, aerospace industry, petrochemical industry, communication Communication industry, ship industry, etc.
In the injection mould design of plastic bolt, through surveying and mapping plastic parts, using Pro-e to design 3D drawing of plastic bolt, using CAD to design assembly drawing of plastic bolt injection mould, forming part drawing.In this design, the process analysis of plastic bolt, convex, concave die, cooling system, injection mould structure, pouring system, die parts, exhaust system, demoulding mechanism and so on, a series of designs are completed.In all the design, the design of pouring system and cooling system is the most important design in the injection molding process, the casting system directly affects the molding quality of plastic parts and the production efficiency of plastic bolts.Through the design of injection mould for plastic bolt, the present situation and development prospect of plastic mold at home and abroad are comprehensively understood, the process of plastic injection molding, the basic structure of injection mould and the technological characteristics of plastic material are grasped. Through a series of designs, the plastic bolts with low cost, good quality and high production efficiency have been designed.
Keywords plastic bolt injection mold design ABS
II
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目 錄
摘要 I
Abstract II
1 緒論 1
1.1本課題的設(shè)計(jì)意義 1
1.2 塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展方向 1
1.2.1 現(xiàn)狀 1
1.2.2發(fā)展趨勢(shì) 1
2塑料螺栓的注塑模工藝設(shè)計(jì) 4
2.1螺栓塑件的工藝分析 4
2.1.1塑料材料的性能及基本成型工藝參數(shù) 4
2.1.2 塑料螺栓的選材 5
2.1.3 ABS材料成型特性 5
2.2 注塑成型基本過程 5
3注塑機(jī)的選擇和校核 7
3.1注塑機(jī)規(guī)格的選擇 7
3.2注塑機(jī)的校核 8
3.2.1注塑機(jī)注射容量的校核 8
3.2.2注射機(jī)注射壓力的校核 8
3.2.3注射機(jī)鎖模力的校核 9
3.2.4注射機(jī)模具厚度校核 9
3.2.5注射機(jī)最大開模行程校核 9
3.3確定型腔數(shù)目和分型面的選擇 10
3.3.1確定型腔數(shù)目 10
3.3.2分型面的選擇 10
4澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12
4.1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12
4.1.1主流道設(shè)計(jì) 12
4.1.2分流道設(shè)計(jì) 14
4.1.3澆口的設(shè)計(jì) 14
4.1.4冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì) 16
4.2排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17
4.3溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17
4.3.1溫度的影響及設(shè)計(jì)要求 17
4.3.2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17
4.3.3設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的必要性 18
4.3.4冷卻系統(tǒng)尺寸計(jì)算 18
5其他零部件的設(shè)計(jì) 20
5.1脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20
5.1.1脫模機(jī)構(gòu)的分類 20
5.1.2脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 20
5.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 20
5.2.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 21
5.2.2導(dǎo)柱外形尺寸計(jì)算 21
5.2.3導(dǎo)向孔的設(shè)計(jì) 22
5.2.4導(dǎo)柱的數(shù)量和布局 22
5.3定位圈的設(shè)計(jì) 22
5.3.1定位圈的數(shù)量和布局 22
5.4注塑模具成型零件和模體的設(shè)計(jì) 22
5.4.1模具型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22
5.4.2 注射模具成型零件的尺寸確定 23
5.5 注射模具的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 25
5.51側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的分類 25
5.5.2注塑模具的側(cè)抽斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 24
5.6模架的選用 26
5.6.1模架的基本類型 26
5.7模具安裝和調(diào)試 27
5.7.1模具的安裝 27
5.7.2模具的調(diào)試 27
結(jié)論 28
致謝 29
參考文獻(xiàn) 30
1 緒論
1.本課題的設(shè)計(jì)意義
我國(guó)的塑料模具剛剛起步，塑料注塑制品從設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上看，設(shè)計(jì)與制造還不夠細(xì)致；從工藝加工水平來看，加工工藝設(shè)備水平不夠高，模具裝備水平不高；許多設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)欠缺周到，導(dǎo)致使用壽命不長(zhǎng)。
本次的課題是塑料螺栓的注塑模設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的使用了塑料模具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的CAD技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用、塑料生產(chǎn)、成型、塑料機(jī)械及設(shè)備。通過本次課題的設(shè)計(jì)，使得塑料螺栓在一定程度上可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)金屬螺栓的使用。推動(dòng)塑料螺栓的使用，由此可以降低金屬材料的使用，節(jié)約成本。
1.2 塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
1.2.1 現(xiàn)狀
對(duì)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)來說，注塑工業(yè)是非常重要的，不過注塑的相關(guān)技術(shù)跟發(fā)達(dá)國(guó)家相比，差距還是非常大的。注塑加工的材質(zhì)跟別的材質(zhì)相比密度不大，并且真實(shí)使用的時(shí)候跟別的化學(xué)成分是不會(huì)有反應(yīng)的，并且腐蝕性是非常強(qiáng)的，導(dǎo)電性能不好等等，所以現(xiàn)在很多人都在關(guān)注它?，F(xiàn)在中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的很快，再加上有政策的支持，很多行業(yè)的零部件都用注塑模來進(jìn)行加工，并且對(duì)加工零件的要求也是非常高的，塑料的性能對(duì)于產(chǎn)品的需求是能夠符合的，剛好塑料的性能可以滿足這些要求。這個(gè)行業(yè)的發(fā)展是很快的，每年的增長(zhǎng)速度在13%，2010年我們國(guó)家模具行業(yè)的產(chǎn)值達(dá)到了245億，到2015年的時(shí)候，我們過埃及模具行業(yè)的總產(chǎn)值達(dá)到了360億元，這個(gè)里面塑料模大概占到了三成，將來的模具行業(yè)里面，塑料模的使用是越來越多，我們國(guó)家的塑料模從開始發(fā)展到現(xiàn)在，大概有五十多年的歷史，發(fā)展是非?？斓模⑶宜揭蔡岣吡撕芏?。一些檔次比較差的塑料產(chǎn)品人們已經(jīng)不需要了，現(xiàn)在高檔塑料產(chǎn)品在市場(chǎng)上的銷售行情是非常不多的，并且在生產(chǎn)高檔塑料產(chǎn)品的時(shí)候次品率就沒有那么高了，廢料自然也就少了很多，這樣一來對(duì)環(huán)境的污染也改善了很多。
模具標(biāo)準(zhǔn)件的適用范圍更加廣泛，種類有了不小的拓展。在優(yōu)質(zhì)模具鋼的適用范圍上，有了較大的進(jìn)展，但應(yīng)用面拓展的還不夠。還存在很多需要解決的問題如國(guó)產(chǎn)模具鋼的鋼種的品種不全、沒有完整的系列、種類多、制品化等。模具質(zhì)量的標(biāo)注化和生產(chǎn)水平的標(biāo)準(zhǔn)化有了很大的提高，但總的來說標(biāo)準(zhǔn)化的水平還是不高，品種的拓展和質(zhì)量的提高還需要進(jìn)一步的努力。除了刷鍍修復(fù)技術(shù)外，模具的其他修復(fù)技術(shù)也有了進(jìn)一步的提升，并且引進(jìn)了外國(guó)的脈沖焊接技術(shù)，這也有利于修復(fù)技術(shù)提高。
1.2.2發(fā)展趨勢(shì)
在進(jìn)行現(xiàn)代化生產(chǎn)的時(shí)候，生產(chǎn)工藝合理，使用的機(jī)器效率很高，模具更加先進(jìn)，這些都是非常重要的，特別是對(duì)于產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)加工的時(shí)候，起得作用是非常大的。生產(chǎn)機(jī)器是效率非常高的全自動(dòng)的，那么也要配上的模具是自動(dòng)化生產(chǎn)的才能完全實(shí)現(xiàn)最大化的生產(chǎn)，加工產(chǎn)品要想進(jìn)行生產(chǎn)，進(jìn)行更新，那么一定要對(duì)模具進(jìn)行更新。因?yàn)榧庸ぎa(chǎn)品的數(shù)量非常多，所以，對(duì)于模具的要求就更高了。所以模具一定要繼續(xù)發(fā)展。
最近這些年，從模具的加工，還有模具的設(shè)計(jì)來看，模具增長(zhǎng)是很快的，效率也很高，更加自動(dòng)化，體積更大，精密度也更高，使用時(shí)間也更長(zhǎng)。
1、塑料模具的發(fā)展主要有：
（1）加深理論研究
設(shè)計(jì)模具的時(shí)候，對(duì)于模具的加工工藝的研究現(xiàn)在研究的更多，模具在設(shè)計(jì)的時(shí)候，從原先的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)慢慢轉(zhuǎn)變到理論支持的技術(shù)，所以不管是加工產(chǎn)品的數(shù)量，還是加工產(chǎn)品的質(zhì)量都變得更高了。
（2）高效率、自動(dòng)化
模具變得效率更高，自動(dòng)化程度更高。讓速度非常快的自動(dòng)化機(jī)器加上高科技的模具，這樣一來生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量就更好，生產(chǎn)率也變得更高，并且將成本變得更低。
（3）大型、超小型及高精度
因?yàn)楫a(chǎn)品的體積變得更大，所以現(xiàn)在的模具也變得更大，精密度更高，使用時(shí)間耿嬋，要想對(duì)這些要求進(jìn)行滿足，所以加工模具的材料應(yīng)該用的是強(qiáng)度更高，硬度更高，耐磨性更好的材料，并且這些原材料生產(chǎn)起來簡(jiǎn)單一些，熱變形不是很大，并且導(dǎo)熱性是非常好。
（4）革新模具制造工藝
生產(chǎn)模具的時(shí)候，要想讓它的生產(chǎn)時(shí)間變得更短，那么鉗工的工作量就要變得更少，在加工工藝上進(jìn)行了很大的改變，尤其是生產(chǎn)異型型腔的時(shí)候，使用的機(jī)床是非常先進(jìn)的，這樣一來機(jī)械生產(chǎn)的程度就更高了，對(duì)于生產(chǎn)精度也是提升了很多。
（5）標(biāo)準(zhǔn)化
生產(chǎn)實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)于模具的生產(chǎn)效率提高了很多，對(duì)于質(zhì)量也是變好了不少，成本也沒有那么高了。
2、技術(shù)的發(fā)展方向：
（1）CAD／CAM／CAE技術(shù)
CAD/CAM/CAE技術(shù)已經(jīng)是一個(gè)比較成熟的技術(shù)，近年來CAD/CAM/CAE技術(shù)價(jià)格已經(jīng)大大降低，各中小企業(yè)可以接受的技術(shù)價(jià)格程度。
（2）注射模具CAD / CAM / CAE集成系統(tǒng)
目前，已設(shè)計(jì)出與CAD/CAM/CAE集成相關(guān)的專家系統(tǒng)，這種技術(shù)可以解決塑料模具設(shè)計(jì)的難題。
（3）塑料材料
當(dāng)前，塑料模具鋼類型還是比較有限，在該方面多加研究，可開發(fā)出更多種類，這將塑料模具鋼的得到更廣泛的使用。
（4）控制模具及塑料工程
各機(jī)械企業(yè)為了迎合機(jī)械技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，開始大量運(yùn)用數(shù)控技術(shù)，工作人員只需使用計(jì)算機(jī)，機(jī)械就可加工出符合需求的零件，從而實(shí)現(xiàn)加工技術(shù)進(jìn)一步的提升，塑件的生產(chǎn)效率將大大地提高。
（5）模具拋光自動(dòng)化、智能化
模具表面加工是模具加工工程中比較難加工的一步。模具表面質(zhì)量一定程度上影響塑件的質(zhì)量，而我國(guó)仍處于使用手工拋光的方式來處理模具表面的階段，手動(dòng)處理模具表面（約占整個(gè)塑料模具加工的1／3）不僅效率低，而且當(dāng)勞動(dòng)量較大時(shí)，質(zhì)量將下降，這使得注塑的相關(guān)技術(shù)跟發(fā)達(dá)國(guó)家相比，差距還是非常大。所以，拋光自動(dòng)化，或許是未來智能化，這些技術(shù)是未來塑料模具行業(yè)較為可能的技術(shù)。
（6）快速原型制造技術(shù)
根據(jù)塑料模具的CAD模型，快速完成復(fù)雜三維實(shí)體制造，PRM技術(shù)可以較為直接或者間接使用在模具制造的過程中，而且使用該技術(shù)可以大大減少?gòu)哪＞咴O(shè)計(jì)到制造的時(shí)間，大概是原始技術(shù)所用時(shí)間的1/3以及成本的1/4左右。
（7）熱流道技術(shù)
使用熱流道技術(shù)有很多的優(yōu)點(diǎn)，可以提高塑件的生產(chǎn)效率，并且可以降低生產(chǎn)成本，節(jié)約能源，塑件質(zhì)量也得到提高。在國(guó)外，熱流道技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了較為廣泛的應(yīng)用，特別是在塑料模具方面，近幾年，熱流道技術(shù)在國(guó)內(nèi)開始流行，但總體來說，使用范圍較少。
40
2塑料螺栓的工藝設(shè)計(jì)
2.1螺栓的工藝分析
2.1.1螺栓的工藝性及基本成型工藝參數(shù)
圖2-1塑料螺栓零件圖
塑料由高分子合成樹脂組成，在一定溫度和壓力下，塑料顆粒就變?yōu)樗芰先垠w了。將這些熔體注入到模具里面，就可以加工成為任何我們需要的產(chǎn)品了。熔體固化后，塑件形狀穩(wěn)定。塑料的優(yōu)點(diǎn)非常多，它的密度不大，質(zhì)量很小，并且比強(qiáng)度好，絕緣性也是非常好的，介電損耗不高，化學(xué)穩(wěn)定性非常好，無論是減摩性還是耐磨性都是非常好的，對(duì)振動(dòng)的降低，還有隔絕聲音的性能都非常好的。還有，塑料還能夠防止水，潮氣的滲入，避免透氣，避免輻射的功能。
1、在本課題的塑料螺栓的注塑模設(shè)計(jì)中，對(duì)塑料螺栓結(jié)構(gòu)的工藝性分析如下：
（1）塑料螺栓沒有型芯，所以塑料螺栓的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，成型效果好；
（2）塑料螺栓有外螺紋，即采用哈夫分型可使得塑件脫模更加方便；
（3）因?yàn)樗芰下菟ǖ慕Y(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，所以只需設(shè)置一個(gè)分型面；
（4）塑料螺栓的表面要求光滑，不存在裂紋，表面粗糙度一般設(shè)為3.2。
2、塑料螺栓的設(shè)計(jì)件
該塑件材料為ABS,查書本得知其密度,收縮率為0.3%~0.8%,計(jì)算其平均密度,平均收縮率為0.55﹪。
經(jīng)過測(cè)量，基本參數(shù)分別是：
螺栓頭估計(jì)半徑：
螺栓半徑：
螺栓頭厚度：
螺栓螺紋長(zhǎng)度：
塑件的體積可通過公式：
（2-1）
將數(shù)據(jù)代入式（2-1）得：V=14.6；
塑件質(zhì)量：
（2-2）
將數(shù)據(jù)代入式（2-2）得：；
螺栓長(zhǎng)度：；
螺栓平均寬度：B=mm；
螺栓在分型面投影面積：
（2-3）
將數(shù)據(jù)代入式（2-3）得：S=4.52；
制件表面積：
（2-4）
將數(shù)據(jù)代入式（2-4）得：S=32.66
2.1.2 塑料螺栓的選材
作為塑料螺栓，負(fù)載較小，塑料螺栓的工作溫度較低，本課題目的是降低成本，提高效率。通過對(duì)現(xiàn)有材料的比較，決定選擇ABS。ABS的性能是不錯(cuò)的，價(jià)格還不高，所以可以進(jìn)行大量生產(chǎn)，加工起來是比較容易的，論文里面的零件用這個(gè)材料來加工是合適的。
2.1.3 ABS材料特性
1、ABS材料具有吸濕性，需要在加工之前對(duì)該塑料材料干燥處理，一般把干燥溫度設(shè)在80~90℃之間，最少干燥2個(gè)小時(shí)。
2、加工溫度較高，對(duì)各種工藝變化比較敏感；溫度一地程度上可能影響塑件光滑程度，溫度低導(dǎo)致光潔度較低，所以對(duì)模溫有一定要求，模具溫度保證在25~70℃。
3、ABS可以比較容易進(jìn)行一系列的加工，外觀特性，低蠕變性和尺寸穩(wěn)定性高以及抗沖擊性高。
2.2 注塑成型基本過程
1、生產(chǎn)前的準(zhǔn)備工作
為保證注塑生產(chǎn)不受其他不必要因素影響，保證塑件質(zhì)量?jī)?yōu)良，須在生產(chǎn)前，有順序地，進(jìn)行材料的預(yù)處理，清洗，預(yù)熱和選擇脫模劑。
（1）原材料的預(yù)處理
原料的預(yù)處理包括三個(gè)方面：一是檢查質(zhì)量，成型材料的分析。這一部分包括測(cè)試塑料材料的水分含量、外觀顏色、雜質(zhì)顆粒，檢測(cè)其熱穩(wěn)定性、流動(dòng)性、收縮率指標(biāo)。如果該塑料材料是粉狀物料，在注塑之前還需要制成顆粒劑。二是著色，根據(jù)塑件成型的部分項(xiàng)目需要時(shí)，在成型材料中添加所需顏色的色劑材料。三是預(yù)熱和干燥，材料的吸濕性和粘性可能影響塑件的注塑成型工藝，即需要按照注塑成型工藝所允許的水分含量，來進(jìn)行預(yù)熱干燥。如果材料蒸發(fā)出去水分太多，成型后的塑件可能有氣泡或裂紋出現(xiàn)。
（2）清洗
塑料可能會(huì)發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致材料不穩(wěn)定，則需要進(jìn)行注塑機(jī)料筒的清洗。通常，注塑機(jī)料桶容積大，必須拆卸并清洗機(jī)筒，螺桿機(jī)筒等。而且清洗柱塞式的注射機(jī)料筒的時(shí)候是非常難的，這種注射機(jī)保存的物料是非常多的，轉(zhuǎn)動(dòng)起來很困難。
（3）預(yù)熱
因?yàn)榻饘俸退芰鲜湛s率不同，導(dǎo)致插入周圍的塑料易受應(yīng)力影響，而使得塑料收縮或裂縫，所以，在成形前，將塑料插入預(yù)熱溫度適應(yīng)，減少在成型時(shí)塑料融化的可能性。
（4）脫模劑的選擇
常用的脫模劑有硬脂酸鋅，液體石蠟（白油）和硅油。聚酰胺材料的脫模不可選擇硬脂酸鋅，另外兩種脫模劑可以用于任意的塑料材料，而硅油的脫模效果較好，可用于允許范圍內(nèi)長(zhǎng)期性的脫模，但價(jià)格昂貴。本次設(shè)計(jì)所使用的ABS塑料材料，可使用脫模劑是硬脂酸鋅。此外，需要使用顏色通透的脫模。
2、加料
將顆粒和粉料按一定比例稱重，并倒入料斗，通過料斗進(jìn)入注射機(jī)料筒，物料一般是在注射機(jī)的料筒中塑化。物料塑化完成后將變成塑料熔體，注射模閉合注射充模。
3、注射成型
將塑料顆粒在注射機(jī)里面進(jìn)行加熱，那么顆粒就融化了熔體，通過注射機(jī)注射到模具的澆注系統(tǒng)里面，之后進(jìn)到型腔里面去，它的注射加工過程，分別是充模，壓實(shí)，保壓，倒流還有冷卻。包裝進(jìn)料階段是指從熔體充滿型腔螺桿機(jī)筒內(nèi)，這將意味著新一輪注塑成型的開始。保壓壓力是指保證熔體的注射壓力使得保證模腔繼續(xù)壓實(shí)過程、進(jìn)給過程。在注塑模的冷卻系統(tǒng)中由于塑料收縮率的影響開始形成熔體?；亓魇侵冈谧⑺軝C(jī)的柱塞或螺桿后退（保壓消除），熔體會(huì)往澆口和流道方向流動(dòng)。冷卻是注射成型過程的最后階段，也是整個(gè)注塑成型過程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。只有設(shè)置的冷卻系統(tǒng)可使塑件固化到一定程度的剛性，下一步的脫模才能順利進(jìn)行。
4、加工塑料產(chǎn)品之后進(jìn)行的處理
溫度和壓力、熔體流動(dòng)不均勻、填充范圍不完整，這些因素一定程度上對(duì)塑件的成型過程產(chǎn)生影響。除此以外，模具冷卻后，由于收縮應(yīng)力的影響往往會(huì)出現(xiàn)一些不均勻的結(jié)晶。除了脫模后可能會(huì)產(chǎn)生變形的現(xiàn)象外，塑件的生產(chǎn)性能、表面質(zhì)量等等，都是造成變形的因素。為解決相應(yīng)的問題，我們必須進(jìn)行加工塑料產(chǎn)品之后進(jìn)行的處理。
一次注射周期后，我們將塑件脫模，卸料，清洗模具，重新開始新一輪注射成型周期。
3注塑機(jī)的選擇和校核
3.1注塑機(jī)規(guī)格的選擇
注塑機(jī)是通過其螺栓或柱塞將塑化好的塑料熔體注塑經(jīng)模腔的設(shè)備，進(jìn)過冷卻固化最終的得到所需塑件。當(dāng)前注塑機(jī)有多種分類方法，通常有如下幾種：
1、根據(jù)塑化方式不同：柱塞式、螺桿式；
2、按機(jī)器的傳動(dòng)方式不同：液壓式、機(jī)械式和液壓—機(jī)械（連桿）式；
3、按操作方式不同：自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)。
注塑機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)大批量、高精度、高速度的自動(dòng)化生產(chǎn)。
3.1.1注塑機(jī)的基本參數(shù)
注塑機(jī)的基本參數(shù)有注塑壓力，鎖模力，注塑容量，開合模速度，合模裝置的基本尺寸，塑化能力等。
1、注塑壓力
注塑壓力是指克服熔料在流道，型腔以及注塑機(jī)噴嘴時(shí)的流動(dòng)阻力，螺桿或柱塞所需的施加的足夠壓力。
2、鎖模力
注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)針對(duì)模具施加的最大夾緊力，同時(shí)保證塑料熔料不會(huì)把模具頂開，我們把此時(shí)的夾緊力稱為鎖模力
3、注塑容量
注塑裝置達(dá)到的最大的注射量時(shí)，注塑螺桿或柱塞完成最長(zhǎng)的注塑行程，注塑容量是顯示注塑機(jī)注塑一個(gè)周期的加工能力。
4、開合模速度
避免塑件出現(xiàn)開裂、損壞的前提下，模板的最合理開合模速度，即在合模是模板速度是由快到慢，在開模時(shí)模板速度是由慢到快。
5、合模裝置的基本尺寸
合模裝置基本尺寸包括最大模具厚度、最小模具厚度、模具板行程、模板最大距離、模板尺寸、拉桿空間。
3.1.2 注塑機(jī)的選擇
加工產(chǎn)品的體積是V=14.6，，而又可初步設(shè)其為一模兩腔，在本次設(shè)計(jì)中,注射量在60以下，所以選擇使用柱塞式注射機(jī)，選用的注射機(jī)型號(hào)為XS-ZY-60型臥式注射機(jī)，有關(guān)數(shù)據(jù)如表3-1所示：
表3-1注塑機(jī)XS-ZY-125技術(shù)參數(shù)表
參數(shù)
數(shù)據(jù)
參數(shù)
數(shù)據(jù)
螺桿直徑（mm）
40
注塑容量（cm）
60
續(xù)表3-1
參數(shù)
數(shù)據(jù)
參數(shù)
數(shù)據(jù)
注塑壓力（MPa）
120
塑化能力（kg/s)
20
注塑速率（g/s）
60
模具板行程（mm）
180
最小模具厚度（mm）
70
噴嘴孔徑（mm）
4
最大模具厚度（mm）
250
噴嘴球半徑（mm）
10
頂出行程（mm）
160
鎖模力（KN）
500
3.2注塑機(jī)的校核
3.2.1注塑機(jī)注射容量的校核
注塑容量一定程度反映了注塑機(jī)的注塑能力，本次塑料螺栓的注塑模設(shè)計(jì)中，初步設(shè)為一模兩腔，則校核要求兩腔塑件的體積以及澆注系統(tǒng)中的體積之和，必須小于注塑機(jī)額定注塑量的80%。即
（3-1）
式中 ——成型零部件的體積加上澆注部分的體積，；
——塑件的體積；
V——澆注系統(tǒng)的體積，；
n——初步設(shè)定的型腔數(shù)量，取2。
將數(shù)據(jù)代入式（3-1）可得
(3-2)
式中 ——一個(gè)成型周期所需注塑熔料質(zhì)量，g；
——澆注系統(tǒng)的質(zhì)量，。
將數(shù)據(jù)代入式（3-2）可得
要使0.8Vg>；0.8Mg>
式中 Vg——注塑機(jī)額定注塑容量；
Mg——注塑機(jī)額定注塑質(zhì)量。
將數(shù)據(jù)代入式中符合
ABS是非熱敏性材料，對(duì)最大注塑容量進(jìn)行校核，而不需要最小注塑容量校核。
3.2.2注塑機(jī)注射壓力的校核
查表可知，ABS材料的注塑壓力為50~120MPa，在本次設(shè)計(jì)中取注塑壓力P=100MPa，注塑壓力的安全系數(shù)k=1.2~1.5，即取k=1.2。注塑機(jī)的額定注塑壓力為120MPa，注射壓力的校核要求是，，所以，注塑機(jī)的注塑壓力滿足要求。
3.2.3注塑機(jī)鎖模力的校核
投影面積總和:
（3-3）
式中 ——單個(gè)塑件在分型面上的投影面積，cm；
——塑件以及流道凝料在分型面上的投影面積，cm
—— 流道凝料在分型面上的投影面積，cm。
所需鎖模力:
（3-4）
式中 ——塑料熔體對(duì)型腔的平均壓力(取35MPa)。
注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)針對(duì)模具施加的最大夾緊力，我們需對(duì)此最大夾緊力校核，當(dāng)高壓的塑料熔體充滿型腔時(shí),會(huì)沿鎖模力方向產(chǎn)生一個(gè)很大的帳型力。因此,注射機(jī)的鎖模力必須大于該模的帳型力
(3-5)
式中 ——鎖模力安全系數(shù)（，取k=1.2）；
——注塑機(jī)的額定鎖模力，KN。
又=56.95KN
本次設(shè)計(jì)選擇的注塑機(jī)額定鎖模力為500KN,即鎖模力校核合格。
3.2.4注塑機(jī)模具厚度校核
注塑機(jī)的最大（或最小）厚度是指動(dòng)模板閉合時(shí)，達(dá)到合模時(shí)，動(dòng)模板與定模之間所達(dá)到的最大（或最小）距離。因此，模具厚度的設(shè)計(jì)必須在注射機(jī)模具的最大和最小厚度范圍內(nèi)，即模具的厚度必須滿足：
（3-6）
式中 ——注射機(jī)允許的最大（最小）模具厚度，mm；
H —— 模具厚度，mm。
注塑機(jī)模具厚度分別為，。本次設(shè)計(jì)中選擇的模架規(guī)格為，則模具厚度。將數(shù)據(jù)代入式中得：H=220m，即，滿足不等式，模具厚度校核合格。
3.2.5注射機(jī)最大開模行程校核
模具開模后為了便于取出塑件，須有足夠的開模距離，而注射機(jī)的開模行程是有限的，所以須對(duì)注射機(jī)開模行程校核，本次選擇的注射機(jī)的最大開模行程為180mm。注射機(jī)的最大開模行程應(yīng)大于模具開模時(shí)取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需要的開模距離，即滿足下式：
(3-7)
式中 ——脫模距離，=5mm；
——塑料產(chǎn)品與澆注系統(tǒng)高度之和 ，=60+50=110mm，
S——注塑機(jī)最大開模行程，。
代入數(shù)據(jù)可得，，經(jīng)校核，注塑機(jī)最大開模行程校核合格。
通過上述校核得出該規(guī)格的注塑機(jī)滿足要求，因此，確定選擇注塑機(jī)型號(hào)為：XS?ZY—60。
3.3型腔數(shù)目的確定和分型面選擇
3.3.1型腔數(shù)目選擇
塑料產(chǎn)品在加工的時(shí)候數(shù)量是非常多的，要想模具加工產(chǎn)品的質(zhì)量都符合要求，從成本這邊來考慮，生產(chǎn)成本要想變低，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，并經(jīng)過上述計(jì)算，型腔數(shù)目可選擇為2個(gè)。
3.3.2分型面選擇
為了便于將塑件從密閉的模腔內(nèi)取出，也為了便于安放嵌件或取出澆注系統(tǒng)，必須將模具分成幾個(gè)部分。通常將分開模具后能取出塑件的面稱為分型面。分型面就是模具上用來將產(chǎn)品拿出來，將澆注部分冷料取出來可以分離的那個(gè)面。根據(jù)分型面的形狀來進(jìn)行劃分，有平面的，有曲面的，還有階梯的。正常來說，定模還有動(dòng)模進(jìn)行分離的那么面就是主要的分型面。模具在進(jìn)行劃分的時(shí)候，可以分成兩個(gè)或者是好多個(gè)，這些模具接觸的面分離了之后，從模具里面將產(chǎn)品，還有冷凝料都拿出來，加工好了之后，再把這個(gè)模具關(guān)起來，這個(gè)接觸的面就是我們說的分型面，這個(gè)面是什么樣，就將模具的結(jié)構(gòu)定下來了，加工的產(chǎn)品分型面只能是一個(gè)，不過，要是有要求的話，分型面也可以是好多個(gè)。塑件是不是能完美的成型取決于分型面如何。選擇分型面應(yīng)遵循如下原則：
1、為了便于塑件脫模，應(yīng)使塑件開模盡可能留在動(dòng)模；
2、對(duì)產(chǎn)品的外觀不能有太大的影響；確保產(chǎn)品的加工精度；
3、盡可能減少塑件在分型面上的投影面積；
4、高精度的塑件部分保證在分型面的同一側(cè)；
5、分型面盡可能便于模具排氣。
由于塑料螺栓存在外螺紋，選分型面須考慮塑料螺栓的外形，并且須遵循原則。分型面選的好還是不好，對(duì)于模具影響是非常大的，分型面應(yīng)該讓產(chǎn)品從模具里面脫離的時(shí)候容易一些，對(duì)產(chǎn)品的外表不能產(chǎn)生影響，并且排氣起來還比較容易，這樣它的工作效果才能比較好。
按照塑件結(jié)構(gòu)，可以有兩種分型面方案，如圖3-1所示：
圖3-1分型面方案
根據(jù)分型面選擇原則，綜合比較兩個(gè)方案，選定方案1為最終方案。方案1中，
按照選用分型面時(shí)候的要求，對(duì)這兩個(gè)方案進(jìn)行對(duì)比，使用的是第一個(gè)方案，在第一個(gè)方案里面，塑料螺栓開模后，將完整地留在動(dòng)模側(cè)，對(duì)于設(shè)計(jì)分型面的要求是可以滿足的，將模具的構(gòu)造進(jìn)行了簡(jiǎn)化，并且流道也變短了很多，使用的材料也沒有那么多的浪費(fèi)，這樣經(jīng)濟(jì)效益就變高了。
4澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注塑機(jī)噴嘴進(jìn)入模具開始到充滿型腔為止所流經(jīng)的通道。澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴組成，如圖4-1所示。澆注系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)的基本原則：
1、必須了解本設(shè)計(jì)塑料材料的工藝特性；
2、必須減小流程和截面尺寸，將熱量和壓力的損失降到最低；
3、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)有利于良好的排氣；
4、防止熔體充型時(shí)，對(duì)細(xì)小型芯或嵌件的直接沖擊而造成位移或變形；
5、澆注系統(tǒng)位置應(yīng)該盡可能和模具軸線對(duì)稱。
1-主流道；2-分流道；3-澆口；4-冷料穴；5-塑件
圖4-1澆注系統(tǒng)的組成
4.1.1主流道設(shè)計(jì)
主流道是塑料熔體經(jīng)過模腔的的第一道關(guān)卡，它可將熔體導(dǎo)入分流道或型腔。一般情況下，把主流道設(shè)計(jì)在模具的中心位置，臥、立式注塑機(jī)須使主流道垂直于水平分型面。主流道尺寸可影響流動(dòng)阻力，而影響流動(dòng)時(shí)間，最終影響注塑成型的周期時(shí)間。
1、設(shè)計(jì)主流道
（1）主流道設(shè)計(jì)的基本原則有：
a、主流道與噴嘴軸線重合；主流道與注塑機(jī)的噴嘴緊密對(duì)接，并且可以半球形過渡，凹入高度；
b、主流道出口以圓弧過渡，其半徑1mm~3mm,以此減少流動(dòng)阻力；
c、在能形成完整塑件的前提下，盡量減少主流道的長(zhǎng)度；
d、主流道形狀為圓錐形，其錐度為2~4，內(nèi)表面粗糙度Ra=0.8；
e、主流道的部分應(yīng)該設(shè)計(jì)成主流道稱套，主流道稱套的大端可看做定位環(huán)，圓盤凸出定模板截面高度5mm~10mm；
f、減少冷卻時(shí)間，以避免塑件產(chǎn)生氣孔。
本次的塑料螺栓注塑模設(shè)計(jì)中，塑料材料選擇為ABS，該塑料材料的流動(dòng)性較差，所以選擇錐角度數(shù)α =3°~6°，主流道長(zhǎng)度H60mm。主流道內(nèi)壁表面粗糙度Ra=0.4。主流道與分流道結(jié)合處采取圓角過渡，其半徑r=1~3mm。
（2）主流道相關(guān)計(jì)算
為減少流動(dòng)阻力，則d
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