奶粉勺注塑模畢業(yè)設(shè)計(jì),奶粉,注塑,畢業(yè)設(shè)計(jì)
華南理工大學(xué)廣州學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書
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設(shè)計(jì)(論文)題目：奶 粉 勺 注 塑 模 具 設(shè) 計(jì)
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機(jī)械與電子工程學(xué)院制
摘 要
根據(jù)塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，選擇塑件制件尺寸。本模具采用一模四件，側(cè)澆口進(jìn)料，注射機(jī)采用海天80XB型號(hào)，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD繪制二維總裝圖和零件圖，UG繪制3D模具圖，選擇模具合理的加工方法。附上說明書，系統(tǒng)地運(yùn)用簡(jiǎn)要的文字，簡(jiǎn)明的示意圖和和計(jì)算等分析塑件，從而作出合理的模具設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；模具設(shè)計(jì)；CAD繪制二維圖；注射機(jī)
PEtract
According to the requirements of the plastic products, understand the use of plastic parts, requirements analysis process, size precision technology of plastic parts, plastic parts size selection. This mold adopts the mode of a second, the side gate feeding, injection machine with Haitian 80XB types, equipped with a cooling system, drawing 2D assembly drawing and parts drawing CAD, UG draw 3D map die, mold reasonable processing method of choice. Attach a statement, the systematic use of a brief text analysis, schematic diagrams and with the calculation of plastic parts concise, so as to make reasonable mold design.
Key words: mechanical design; mold design; CAD drawing two-dimensional diagram; injection machine
目 錄
摘 要 I
PEtract i
目 錄 ii
第1章 緒論 4
1.1 塑料簡(jiǎn)介 4
1.2 注塑成型及注塑模 4
第2章 塑料材料分析 6
2．1 塑料材料的基本特性 6
2.1.1基本特性 7
2.2主要用途 7
2.3成型特點(diǎn) 8
第3章 塑件的工藝分析 8
3．1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9
3．2 塑件尺寸及精度 10
3．3 塑件表面粗糙度 10
3．4 塑件的體積和質(zhì)量 11
第4章 注射成型工藝及模具結(jié)構(gòu)的分析 11
4．1、注射成型工藝過程分析[5] 11
4．3 型腔數(shù)目的確定 13
4．4 注射機(jī)的選擇和校核 13
4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 14
4．4．3、模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 15
第5章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16
5．1 分型面的設(shè)計(jì) 16
5．2 型腔的布局 16
5．3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17
5．3．1 澆注系統(tǒng)組成 17
5．3．2 確定澆注系統(tǒng)的原則 17
5．3．3 主流道的設(shè)計(jì) 18
5．3．4 分流道的設(shè)計(jì) 19
5．3．5 澆口的設(shè)計(jì) 19
5．3．6 冷料穴的設(shè)計(jì) 20
5．4 注射模成型零部件的設(shè)計(jì)[7] 20
5．4．1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20
5．4．2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 21
5．5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22
5．6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22
5．6．1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 22
5．6．2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 22
5．6．3 推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) 23
5．7 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 23
5．7．1 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 23
5．9 模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 24
5．9．1 模架的選用 24
第6章 模具材料的選用 26
6．1 成型零件材料選用 26
6．2 注射模用鋼種 26
總結(jié) 27
致謝 29
參考文獻(xiàn) 30
2
第1章 緒論
模具制造是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項(xiàng)重要產(chǎn)業(yè)，振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注?！澳＞呤枪I(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)。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域。
1.1 塑料簡(jiǎn)介
塑料是以樹脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力下具有流動(dòng)性?？梢员荒Ｋ艹尚蜑橐欢ǖ膸缀涡螤詈统叽?，并在成型固化后保持其既得形狀而不發(fā)生變化。塑料有很多優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活，它具有密度小，質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學(xué)穩(wěn)定性高，減摩耐磨性能好，減振隔音性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，許多塑料還具有防水、防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時(shí)燒蝕等特殊性能[1]。塑料以從代替部分金屬、木材、皮革及無機(jī)材料發(fā)展成為各個(gè)部門不可缺少的一種化學(xué)材料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，塑料制作已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。
1.2 注塑成型及注塑模
將塑料成型為制品的生產(chǎn)方法很多，最常用的有注射，擠出，壓縮，壓注，壓延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外，幾乎的有的熱塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精度較高、易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此廣泛用于塑料制件的生產(chǎn)中，其產(chǎn)口占目前塑料制件生產(chǎn)的30%左右。但注射成型的設(shè)備價(jià)格及模具制造費(fèi)用較高，不適合單件及批量較小的塑料件的生產(chǎn)。
要了解注射成型和注射模，首先得了解注射機(jī)的一些基本知識(shí)，注射機(jī)是注射成型的主要設(shè)備，依靠該設(shè)備將粒狀塑料通過高壓加熱等工序進(jìn)行注射。?注射機(jī)為熱塑性或熱固性塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可分為立式、臥式、直角式三種，由注射裝置、鎖模裝置、脫模裝置，模板機(jī)架系統(tǒng)等組成。
注射成型是根據(jù)金屬壓鑄成型原理發(fā)展而來的，其基本原理是利用塑料的可擠壓性和可模塑性。首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注射機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過料筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段保壓冷卻定型時(shí)間后，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品。
注射成型生產(chǎn)中使用的模具叫注射模，它是實(shí)現(xiàn)注射成型生產(chǎn)的工藝裝備。
注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注射機(jī)的種類等很多因素有關(guān)，其基本結(jié)構(gòu)都是由動(dòng)模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機(jī)的固定板上，動(dòng)模部分安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上，在注射成型過程中它隨注射機(jī)上的合模系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。注射成型時(shí)動(dòng)模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成[2] 。
注射模、塑料原材料和注射機(jī)通過注射成型工藝聯(lián)系在一起。注射成型工藝的核心問題就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔體，并把它注射到型腔中去，在控制條件下冷卻定型，使塑件達(dá)到所要求的質(zhì)量。注射機(jī)和模具結(jié)構(gòu)確定以后，注射成型工藝條件的選擇與控制便是決定成型質(zhì)量的主要因素。
注射成型有三大工藝條件，即：溫度、壓力、時(shí)間。在成型過程中，尤其是精密制品的成型，要確立一組最佳的成型條件決非易事，因?yàn)橛绊懗尚蜅l件的因素太多，有制品形狀、模具結(jié)構(gòu)、注射裝備、原材料、電壓波動(dòng)及環(huán)境溫度等。
塑料模具的設(shè)計(jì)不但要采用CAD技術(shù)，而且還要采用計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)。這是發(fā)展的必然趨勢(shì)。注塑成型分兩個(gè)階段，即開發(fā)/設(shè)計(jì)階段（包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和模具制造）和生產(chǎn)階段（包括購(gòu)買材料、試模和成型）。
傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前，由于設(shè)計(jì)人員憑經(jīng)驗(yàn)與直覺設(shè)計(jì)模具，模具裝配完畢后，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問題后，不僅需要重新設(shè)置工藝參數(shù)，甚至還需要修改塑料制品和模具設(shè)計(jì)，這勢(shì)必增加生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)產(chǎn)品開發(fā)周期。
采用CAE技術(shù)，可以完全代替試模，CAE技術(shù)提供了從制品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的完整解決方案，在模具制造加工之前，在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)注射成型過程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)修改制件和模具設(shè)計(jì)，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對(duì)傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破，而且對(duì)減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義[3]。
第2章 塑料材料分析
2．1 塑料材料的基本特性
塑料成形模具按成形原理分有注射模、壓縮模、壓注模、擠出模、中空吹塑成形模具和氣動(dòng)成形模。此次設(shè)計(jì)的模具需要成形的塑料零件是電器面板，由各方面性能決定選用材料為聚乙烯(PE)，因此注射模是其最適合成形的塑料模。設(shè)計(jì)模具之前，明確PE材料的種類及特性，模具設(shè)計(jì)必須符合其成形條件。為了了解PE，有必要先了解一下樹脂及塑料。 工業(yè)上用作成型的塑料有粉狀、粒狀、溶液和分散體（糊狀）等，無論是哪種形態(tài)的物料都不單純是聚合物（樹脂），或多或少都有添加劑（或稱助劑），加入添加劑的目的是改善成型工藝性能，提高塑件性能和降低成本等。由此可見，塑料一般是由樹脂和添加劑組成，合成樹脂是其主要部分，因此塑料的基本性能主要取決于樹脂的性質(zhì)，但也不能忽視添加劑的重要影響。塑料按其成分不同可分為簡(jiǎn)單組分和多組分的塑料。 簡(jiǎn)單組分的塑料基本上由合成樹脂組成，加入少量輔助材料，如著色劑、潤(rùn)滑劑和增塑劑等。這類材料主要有聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲脂等，也有的除樹脂外不加任何添加劑，如聚四氟乙烯等。 復(fù)雜組分的塑料由多種組分組成，除樹脂外，還加入填料、增塑劑、染料，穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑等添加劑，因此也稱多組分材料。這類材料主要有聚氯乙烯、酚醛塑料等。 樹脂是遇熱變軟，具有可塑性的高分子化合物的統(tǒng)稱。一般是無定形固體或半固體。分為天然樹脂和合成樹脂兩大類。松香、安息香等是天然樹脂，酚醛樹脂、聚乙烯樹脂等是合成樹脂。樹脂是制造塑料的原材料，也用來制涂料、黏合劑、絕緣材料等。 塑料是一種以有機(jī)合成樹脂為主要原料，加入或不加入其它配合材料而構(gòu)成的人造高分子材料。按受熱行為分有熱固性塑料和熱塑性塑料。受熱后聚合物作物理及化學(xué)變化，分子呈網(wǎng)型結(jié)構(gòu)而固化的塑料為熱固性塑料，如酚醛樹脂(PF)、脲甲醛樹脂(UF)、環(huán)氧樹脂(EP)等。受熱后聚合物作物態(tài)轉(zhuǎn)變而變軟，分子仍為線型或支鏈型結(jié)構(gòu)的塑料為熱塑性塑料，如聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等。按使用特點(diǎn)分為通用塑料、工程塑料、特種塑料和增強(qiáng)塑料。聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)屬通用塑料，產(chǎn)量大（約占塑料總產(chǎn)量的75%），價(jià)格低、用途廣。ABS屬工程塑料，其力學(xué)性能優(yōu)良、在工程中作結(jié)構(gòu)材料的塑料。特種塑料具有某一方面的特殊性能，如高耐熱性、高電絕緣性類塑料。PI屬特種塑料。增強(qiáng)塑料是樹脂與增強(qiáng)材料（如玻璃纖維）相結(jié)合而提高塑料機(jī)械強(qiáng)度的復(fù)合型塑料。FRP、FRTP屬增強(qiáng)塑料。按結(jié)晶狀態(tài)分為非結(jié)晶型塑料和結(jié)晶型塑料。非結(jié)晶型塑料是長(zhǎng)鏈分子繞成一團(tuán)（對(duì)熱塑性塑料）或結(jié)成網(wǎng)狀（對(duì)熱固性塑料），且保持其形狀的塑料。結(jié)晶型塑料是分子規(guī)整排列且保持其形狀的塑料。此塑件選用的PE材料屬結(jié)晶型塑料。
2.1.1基本特性
聚乙烯（PE）塑料由乙烯單體經(jīng)聚合而成，是塑料中產(chǎn)量最大的品種。按聚合時(shí)采用的生產(chǎn)壓力的高低分為高壓、中壓和低壓聚乙烯三種。 高密度聚乙烯（HDPE）又稱低壓聚乙烯，其分子中支鏈短且很少、其相對(duì)分子質(zhì)量大、結(jié)晶度高（85％～95％）、密度高(0.941～0.965g/cm3)，所以具有較的剛性、強(qiáng)度和硬度，但柔韌性、透明性較差。低密度聚乙烯（LDPE）又稱高壓聚乙烯，其相對(duì)分子質(zhì)量小、其分子鏈中含有較多較長(zhǎng)的支鏈、結(jié)晶度低（45％～65％）、密度小(0.940～0.925g/cm3)，具有較好的柔軟性、耐寒性、耐沖擊性；但耐熱、耐光、耐氧化能力差，易老化。 聚乙烯無毒、無味、呈乳白色的蠟狀半透明狀，柔而韌，比水輕，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，但與其他塑料相比機(jī)械強(qiáng)度偏低、表面硬度差。聚乙烯的絕緣性能優(yōu)異，介電性能穩(wěn)定；化學(xué)穩(wěn)定性好。一般不溶于有機(jī)溶劑；其透水氣性能較差，而透氧氣、二氧化碳及許多有機(jī)物質(zhì)蒸汽性能好；聚乙烯的耐低溫性能較好，在-60℃下仍具有較好的力學(xué)性能，但其使用溫度不高，一般LDPE的使用溫度在80℃左右，HDPE的使用溫度在100℃左右。
2.2主要用途
低密度聚乙烯可用與制造塑料管、塑料板、塑料繩以及承載不高的零件，如齒輪、軸承等；高密度聚乙烯常用于制作塑料薄模、軟管、塑料瓶以及電氣工業(yè)的絕緣零件和包覆電纜等。
2.3成型特點(diǎn)
聚乙烯成型時(shí)，在流動(dòng)方向與垂直方向的收縮差異較大，且注射方向的收縮率大于垂直方向的收縮率，易產(chǎn)生變形，并使塑件澆口周圍部位的脆性增加；聚乙烯收縮率的絕對(duì)值較大，成型收縮率也較大，易產(chǎn)生縮孔；冷卻速度慢，必須充分冷卻，且冷卻速度要均勻；聚乙烯質(zhì)軟易脫模，制品有淺的側(cè)凹時(shí)可強(qiáng)行脫模。 由于模具是與注射機(jī)配套使用的，設(shè)計(jì)模具時(shí)，大部分結(jié)構(gòu)都是根據(jù)注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格來設(shè)計(jì)的，因此在設(shè)計(jì)過程中，注射機(jī)的選用顯得尤為重要，而且應(yīng)根據(jù)要求先選用注射機(jī)。
第3章 塑件的工藝分析
在模具設(shè)計(jì)之前需要對(duì)塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級(jí)和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。
奶粉勺如圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)量大，要求中低的模具成本，成型容易，精度要求一般
圖（1）3D視圖
3．1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）、脫模斜度
由于注射制品在冷卻過程中產(chǎn)生收縮，因此它在脫模前會(huì)緊緊的包住模具型芯或型腔中突出的部分。為了便于脫模，防止因脫模力過大拉傷制品表面，與脫模方向平行的制品內(nèi)外表面應(yīng)具有一定的脫模斜度。脫模斜度的大小與制品形狀、壁厚及收縮率有關(guān)。斜度過小，不僅會(huì)使制品尺寸困難，而且易使制品表面損傷或破裂，斜度過大時(shí)，雖然脫模方便，但會(huì)影響制品尺寸精度，并浪費(fèi)原材料。通常塑件的脫模斜度約取0.5～1.5，根據(jù)文獻(xiàn)[1]，塑件材料PE的型腔脫模斜度為0.35～130/，型芯脫模斜度為30/～1
（2）、塑件的壁厚
塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素，是設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮的問題之一。塑件的壁厚對(duì)于注射成型生產(chǎn)具有極為重要的影響，它與注射充模時(shí)的熔體流動(dòng)、固化定型時(shí)的冷卻速度和時(shí)間、塑件的成型質(zhì)量、塑件的原材料以及生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本密切相關(guān)。一般在滿足使用要求的前提下，塑件的壁厚應(yīng)盡量小。因?yàn)楸诤裉蟛粌H會(huì)使原材料消耗增大，生產(chǎn)成本提高，更重要的是會(huì)延緩塑件在模內(nèi)的冷卻速度，使成型周期延長(zhǎng)，另外還容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小則剛度差，在脫模、裝配、使用中會(huì)發(fā)生變形，影響到塑件的使用和裝配的準(zhǔn)確性。選擇壁厚時(shí)應(yīng)力求塑件各處壁厚盡量均勻，以避免塑件出現(xiàn)不均勻收縮等成型缺陷。塑件壁厚一般在1～4，最常用的數(shù)值為2～3。該塑件壁厚均勻，周邊和底部壁厚均為1.5左右。（3）、塑件的圓角為防止塑件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，改善其成型加工過程中的充模特性，增加相應(yīng)位置模具和塑件的力學(xué)角度，需要在塑件的轉(zhuǎn)角處和內(nèi)部聯(lián)接處采用圓角過度。在無特殊要求時(shí)，塑件的各連接角處均有半徑不小于0.5～1的圓角。一般外圓弧半徑大于壁厚的0.5倍，內(nèi)圓角半徑應(yīng)是壁厚的0.5倍。該塑料件表面圓角半徑和內(nèi)部轉(zhuǎn)彎處圓角較小。
（4）、孔
塑料制品上通常帶有各種通孔和盲孔，原則上講，這些孔均能用一定的型芯成型。但當(dāng)孔太復(fù)雜時(shí)，會(huì)使熔體流動(dòng)困難，模具加工難度增大，生產(chǎn)成本提高，困此在塑件上設(shè)計(jì)孔時(shí)，應(yīng)盡量采用簡(jiǎn)單孔型。由于型芯對(duì)熔體有分流作用，所以在孔成型時(shí)周圍易產(chǎn)生熔接痕，導(dǎo)致孔的強(qiáng)度降低，故設(shè)計(jì)孔時(shí)孔時(shí)孔間距和孔到塑件邊緣的距離一般都尖大于孔徑，孔的周邊應(yīng)增加壁厚，以保證塑件的強(qiáng)度和剛度。
3．2 塑件尺寸及精度
塑料制品外形尺寸的大小主要取決于塑料品種的流動(dòng)性和注射機(jī)規(guī)格，在一定的設(shè)備和工藝條件下流動(dòng)性好的塑料可以成型較大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比較小。從節(jié)約材料和能源的角度出發(fā)，只要能滿足制品的使用要求，一般都應(yīng)將制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的盡量緊湊，以便使制品的外形尺寸玲瓏小巧些。該塑件的材料為食品級(jí)PE，流動(dòng)性較好，適用于不同尺寸的制品。
塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設(shè)計(jì)得低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公關(guān)等級(jí)確定精度等級(jí)。根據(jù)我國(guó)目前的成型水平，塑件尺寸公差可以參照文獻(xiàn)[2]表3-2塑件的尺寸與公關(guān)（SJ1372-1978）的塑料制件公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)來確定。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用MT3級(jí)精度，未注采用MT5級(jí)精度。
3．3 塑件表面粗糙度
塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點(diǎn)來保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般為Ra 0.02～1.25之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的1/2，即Ra 0.01～0.63。模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。
該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高許多，為Ra0.2，內(nèi)部為0.4。
3．4 塑件的體積和質(zhì)量
本次設(shè)計(jì)中，塑件的質(zhì)量和體積采用估算，在有關(guān)3D軟件中，用分析模塊對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量特性分析，輸入材料密度（PE的密度為0.95），即可以得出該塑件制品的體積為質(zhì)量為11.5克。
第4章 注射成型工藝及模具結(jié)構(gòu)的分析
4．1、注射成型工藝過程分析[5]
根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量，確定其成型工藝過程為：
第一步：為使注射過程順利和保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)對(duì)所用的設(shè)備和塑料作好以下準(zhǔn)備工作。
（1）、成型前對(duì)原材料的預(yù)處理
根據(jù)注射成型對(duì)物料的要求，檢驗(yàn)物料的含水量，外觀色澤，顆粒情況并測(cè)試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)，對(duì)原材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，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
在初用某種塑料或某一注射機(jī)之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時(shí)，都需要對(duì)注射機(jī)（主要是料筒）進(jìn)行清洗或拆換。
柱塞式注射機(jī)料筒的清洗常比螺桿式注射機(jī)困難，因?yàn)橹搅贤矁?nèi)的存料量較大而不易對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)，清洗時(shí)必須拆卸清洗或者采用專用料筒。對(duì)螺桿式通常是直接換料清洗，也可采用對(duì)空注射法清洗。
（3）、脫模劑的選用
脫模劑是使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面上的一種助劑。一般注射制件的脫模，主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設(shè)計(jì)。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，對(duì)PE材料，可選用硬脂酸鋅，因?yàn)榇嗣撃┏埘０匪芰贤?，一般塑料都可使用?
第二步: 注射成型過程
完整的注射過程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個(gè)步驟，但實(shí)際上是塑化成型與冷卻兩個(gè)過程。
第三步：制件的后處理
注射制件經(jīng)脫?；驒C(jī)械加工后，常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?，目的是為了消除存在的?nèi)應(yīng)力，以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性。制件的后處理主要有退火和調(diào)濕處理。該塑料制件材料為PE，就采用退火處理1～3小時(shí)。
4．2 澆口種類的確定
注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個(gè)部分。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對(duì)塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。它由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。其中澆口的選擇與設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型。
由于本設(shè)計(jì)中塑件外表面質(zhì)量要求較高，不允許出現(xiàn)澆口痕跡，所以選用側(cè)澆口。側(cè)澆口直接在兩端的平面處進(jìn)，奶粉勺組裝后，澆口被遮擋起來。
側(cè)澆口的側(cè)傾角可以在較大的范圍內(nèi)依塑件的具體形狀選擇。其直徑與潛伏式澆口相同。引入的圓錐角α約在2°左右。司筒頂出結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單（采用兩板式模具結(jié)構(gòu)）并且塑料流動(dòng)平衡等優(yōu)點(diǎn)， 可以有效提高生產(chǎn)效率，縮短成型周期，節(jié)約成型材料和塑件去澆口清理等工作，尤其是對(duì)外形尺寸較小的產(chǎn)品。
4．3 型腔數(shù)目的確定
因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用側(cè)澆口，且塑件的尺寸較大，為提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一模四件，進(jìn)行加工生產(chǎn)。
4．4 注射機(jī)的選擇和校核
由于采用一模四件，需要至少注射量為13.9x2=27.8g，流道水口廢料4.3g，總注塑量達(dá)到32.1g，再根據(jù)工藝參數(shù)（主要是注射壓力），綜合考慮各種因素，選定注射機(jī)為海天80XB。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為：
海天HTF80XB
型號(hào)
參數(shù)
單位
80×B
螺桿直徑
mm
36
理論注射容量
cm3
250
注射重量PS
g
113
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
365×365
允許最大模具厚度
mm
420
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
240×240
4.4.1 注射量的校核
模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。校核公式為：
式中 --型腔數(shù)量
--單個(gè)塑件的體積（）
--澆注系統(tǒng)所需塑料的體積（）
本設(shè)計(jì)中：n=4 12.1 =4
M=4x12.1X2+4=100.8X1.2=120.96g
注塑機(jī)額定注塑量為245g
245x0.8=196g>120.96g
注射量符合要求
4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核
注射成型時(shí)塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。如果這一數(shù)值超過了注射機(jī)所允許的最大成型面積，則成型過程中會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，必須滿足以下關(guān)系。
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
n=2 =3453.9 =312.7
=4x3453.9+312.7=14128.3
注射成型時(shí)為了可靠的鎖模，應(yīng)使塑料熔體對(duì)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(jī)額定鎖模力。即：
（）P < F
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
根據(jù)教科書表5-1，型腔內(nèi)通常為20-40MPa，一般制品為24-34MPa，精密制品為39-44MP,這里去30MPA
（）P=(3453.9X4+312.7)X1.1X30X0.001=466.3KN<800KNx0.8
鎖模力符合要求
4．4．3、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）
模具閉合高度必須滿足以下公式
式中 --注射機(jī)允許的最大模厚
--注射機(jī)允許的最小模厚
本設(shè)計(jì)中模具厚度為330mm 150
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