卡座注塑模具設(shè)計(jì)及其關(guān)鍵零件數(shù)控加工工藝與數(shù)控編程,卡座,注塑,模具設(shè)計(jì),及其,關(guān)鍵,癥結(jié),樞紐,零件,數(shù)控,加工,工藝,編程
目錄
第一章 前言 - 1 -
第二章 概述 - 2 -
2.1、塑料工業(yè)的簡(jiǎn)介 - 2 -
2.1.1 塑料工業(yè)是制造合成樹(shù)塑料材料的基本特性 - 2 -
2.1.2 塑件材料成型性能 - 2 -
2.1.3 特點(diǎn) - 2 -
2.1.4 塑件材料主要用途 - 3 -
2.1.5工業(yè)現(xiàn)狀 - 3 -
2.1.6 發(fā)展趨勢(shì) - 4 -
2.1.7我國(guó)塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 - 4 -
2.1.8 塑料成型加工方法 - 5 -
第三章注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 - 6 -
3.1 注射成型工藝過(guò)程分析 - 6 -
3.2 澆口種類的確定 - 6 -
3.3 型腔數(shù)目的確定 - 7 -
3.4型腔的布置 - 7 -
3.5分型面的設(shè)計(jì) - 7 -
3.5.1分型面的設(shè)計(jì)原則 - 7 -
3.5.2對(duì)分型面類型的選擇 - 7 -
3.6結(jié)構(gòu)的分析 - 8 -
3.6.1塑件分析 - 8 -
3.6.2對(duì)制品的分析主要包括以下幾點(diǎn)： - 8 -
3.6.3塑件模型 - 8 -
3.7 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - 11 -
3.7.1結(jié)構(gòu)分析 - 11 -
3.7.2脫模斜度 - 11 -
3.7.3塑件的壁厚 - 11 -
3.8塑件尺寸及精度 - 11 -
3.9塑件表面粗糙度 - 12 -
第四章 注塑機(jī)的選擇 - 13 -
4.1注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范 - 13 -
4.1.1公稱注射量 - 13 -
4.1.2公稱注射質(zhì)量 - 13 -
4.2注塑過(guò)程注射量的計(jì)算 - 14 -
4.2.1塑件質(zhì)量、體積的計(jì)算 - 14 -
4.2.2澆注系統(tǒng)凝料的初步計(jì)算 - 14 -
4.2.3注塑機(jī)型號(hào)的選定 - 14 -
4.2.4注射機(jī)參數(shù)的校核 - 15 -
4.2.5由注射機(jī)料筒塑化速率校核型腔數(shù)量n - 15 -
4.2.6按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量n - 16 -
4.3最大注塑量的校核 - 16 -
4.4注塑壓力的校核 - 17 -
4.5模具與注射機(jī)安裝部分校核 - 17 -
4.6開(kāi)模行程校核 - 18 -
第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) - 19 -
5.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 - 19 -
5.2主流道的設(shè)計(jì) - 19 -
5.2.1主流道尺寸 - 19 -
5.2.2主流道襯套的形式 - 20 -
5.3冷料穴的設(shè)計(jì) - 21 -
5.3.1主流道冷料穴 - 21 -
5.3.2分流道冷料穴 - 21 -
5.4分流道設(shè)計(jì) - 22 -
5.4.1分流道是形狀及尺寸 - 22 -
設(shè)計(jì)的卡座的壁厚為2mm。 - 22 -
5.4.2分流道截面形狀 - 22 -
5.4.3分流道的表面粗糙度 - 22 -
5.4.4分流道的布置形式 - 22 -
5.5澆口的設(shè)計(jì) - 23 -
5.5.1澆口的主要作用有如下幾點(diǎn)： - 23 -
5.5.2澆口尺寸的確定 - 23 -
5.5.3澆口位置的選擇 - 23 -
5.5.4澆口的結(jié)構(gòu)形式 - 23 -
第六章 成型零件的設(shè)計(jì) - 25 -
6.1成型零件的要求、選材及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - 25 -
6.2成型零件尺寸的進(jìn)算 - 25 -
6.2.1影響工作尺寸的因素 - 25 -
6.2.2 成型零件工作尺寸的計(jì)算 - 26 -
6.3成型零件強(qiáng)度計(jì)算 - 27 -
6.3.1型腔側(cè)壁厚度計(jì)算 - 27 -
6.3.2型腔地板的厚度 - 27 -
第七章 模架的確定 - 29 -
7.1模架的選擇原則 - 29 -
7.2各模板尺寸的確定 - 29 -
7.3模架各尺寸的校核 - 29 -
第八章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) - 30 -
8.1導(dǎo)柱、導(dǎo)套的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) - 30 -
8.2導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) - 30 -
8.2.1 導(dǎo)柱的布置方式 - 30 -
8.2.2 導(dǎo)柱的尺寸長(zhǎng)度 - 31 -
8.2.3導(dǎo)柱材料的選用 - 31 -
8.2.4導(dǎo)柱的形狀 - 31 -
8.3導(dǎo)套的設(shè)計(jì) - 31 -
8.3.1導(dǎo)套的形狀 - 31 -
8.3.2導(dǎo)套的材料選用 - 32 -
8.3.3導(dǎo)套的尺寸 - 32 -
8.3.4導(dǎo)套的安裝方法 - 32 -
第九章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) - 33 -
9.1脫模機(jī)構(gòu)的分類 - 33 -
9.3推桿的設(shè)計(jì) - 33 -
9.3.1推桿的設(shè)計(jì)要求 - 33 -
9.3.2推桿的材料 - 34 -
9.3.3推桿的布置 - 34 -
第十章 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) - 35 -
10.1側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的分類 - 35 -
10.2 抽芯距離和抽芯力計(jì)算 - 35 -
10.2.1抽拔力 - 35 -
10.3斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) - 36 -
10.3.1斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度及開(kāi)模行程計(jì)算 - 36 -
10.3.2斜導(dǎo)柱與滑塊斜孔的配合 - 37 -
第十一章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) - 38 -
11.1模具加熱、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn) - 38 -
11.1.1模具溫度對(duì)模具的影響 - 38 -
11.1.2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 - 38 -
11.2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) - 39 -
11.2.1冷卻介質(zhì)的選擇 - 39 -
11.2.2冷卻水的體積流量計(jì)算 - 39 -
11.2.3冷卻水管的直徑d - 39 -
11.2.4模具上應(yīng)開(kāi)設(shè)冷卻水孔數(shù) - 39 -
11.3排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) - 39 -
11.3.1 排溢設(shè)計(jì) - 40 -
11.3.2 引氣設(shè)計(jì) - 40 -
11.3.3 排氣系統(tǒng) - 40 -
11.3.4 開(kāi)設(shè)排氣槽應(yīng)注意一下幾點(diǎn)： - 40 -
11.3.5該套模具的排氣方式有： - 40 -
第十二章 結(jié)論 - 41 -
參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………-46-
致謝 - 43 -
- 45 -
本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
第一章 前言
模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，被稱為“工業(yè)之母”。
傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)，主要是根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，用仿型加工、成型磨削以及電火花加工方法來(lái)制造模具。而現(xiàn)代模具不同，它不僅形狀與結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，而且技術(shù)要求更高，用傳統(tǒng)模具制造方法顯然難于制造，必須借助于現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，采用先進(jìn)制造技術(shù)，才能達(dá)到它的技術(shù)要求。當(dāng)前，整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，因此提出了以數(shù)字化為主題為主要因素的數(shù)字化塑性成形技術(shù)系，設(shè)計(jì)和制造模具數(shù)字化技術(shù)是實(shí)施數(shù)字化的關(guān)鍵，以便適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)模具制造的短交貨期、高精度、低成本的迫切要求。塑料模具又是整個(gè)模具行業(yè)中的一枝獨(dú)秀，發(fā)展極為迅速，作為機(jī)械專業(yè)的學(xué)生，對(duì)模具設(shè)計(jì)的了是解必須的。
本設(shè)計(jì)是嚴(yán)格按照模具設(shè)計(jì)的步驟及模具設(shè)計(jì)中的要求來(lái)設(shè)計(jì)的：塑件的工藝性分析、型腔熟料的確定。分型面的確定、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。成型零件的設(shè)計(jì)等，著一套的程序下來(lái)感覺(jué)自己這方面的知識(shí)豐富了不少，同時(shí)在設(shè)計(jì)中也要求對(duì)機(jī)械的先關(guān)知識(shí)相當(dāng)?shù)牧私猓簷C(jī)械制圖、公差與配合、機(jī)械制造、材料成型、數(shù)控技術(shù)等，同時(shí)加強(qiáng)了軟件的熟練程度。
當(dāng)然在設(shè)計(jì)中也遇到了很多問(wèn)題，但在指導(dǎo)老鵬南老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助下，還是教為順利的完成了這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)！感謝我的指導(dǎo)老師李老師，和各位同學(xué)。
第二章 概述
2.1、塑料工業(yè)的簡(jiǎn)介
2.1.1 塑料工業(yè)是制造合成樹(shù)塑料材料的基本特性
ABS是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合理學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蝕性、耐熱性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS價(jià)格便宜原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的工程塑料之一。是一種良好的熱塑性塑料。
ABS無(wú)毒，無(wú)氣味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤，、不透明，密度為1.02--1.05。既有較好的抗沖擊強(qiáng)度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無(wú)機(jī)鹽、堿、酸類對(duì)ABS幾乎沒(méi)有影響， ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹，在酮，醛，酯，氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液。ABS表面受冰醋酸，植物油等化學(xué)藥品的侵蝕時(shí)會(huì)引起應(yīng)力開(kāi)裂， ABS有一定的硬度，他的熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸穩(wěn)定性較好，易于成型加工，經(jīng)過(guò)調(diào)色配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70左右，熱變形溫度約為93耐氣候性差，在紫外線作用下ABS易變硬發(fā)脆。
ABS的性能指標(biāo)：
密度 1.02——1.05（），收縮率 ，熔點(diǎn)，彎曲強(qiáng)度80Mpa，拉伸強(qiáng)度3549Mpa，拉伸彈性模量1.8Gpa，彎曲彈性模量1.4Gpa，壓縮強(qiáng)度1839Mpa，缺口沖擊強(qiáng)度1120，硬度6286HRR，體積電阻系數(shù)，收縮率 范圍內(nèi)。ABS的熱變形溫度為93118℃，制品經(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40100℃的溫度范圍內(nèi)使用。
2.1.2 塑件材料成型性能
ABS易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；ABS在升溫時(shí)黏度增高，黏度對(duì)剪切速率的依賴性很強(qiáng)，因此模具設(shè)計(jì)中大都采用側(cè)澆口形式，成型壓力較高，塑件上的脫模斜度宜稍大；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響及小。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在5060，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，模具溫度應(yīng)控制在6080。ABS比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。
2.1.3 特點(diǎn)
①塑料工業(yè)最早是以天然樹(shù)脂和改性的纖維素為原料，合成樹(shù)脂出現(xiàn)后，則轉(zhuǎn)向以煤焦油產(chǎn)品和電石乙炔為原料的合成樹(shù)脂。20世紀(jì)50年代以后至今，合成樹(shù)脂的原料絕大部分由石油化工提供。在這個(gè)意義上，塑料工業(yè)又常稱作石油化工的下游工業(yè)。而且，隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，也促進(jìn)了石油化工的發(fā)展。
?、谒芰现破酚谐汕先f(wàn)種，其性能主要取決于所用單體和聚合方法、以及助劑和加工方法等。例如高壓法聚乙烯有高支化度、低結(jié)晶度和高透明度，而低壓法聚乙烯有低支化度、高結(jié)晶度、高強(qiáng)度和高硬度；懸浮法聚氯乙烯主要用作軟質(zhì)或硬質(zhì)塑料，而乳液法聚氯乙烯主要用作泡沫人造革。一般說(shuō)，非極性樹(shù)脂如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等主要用作通用塑料；而帶極性基的樹(shù)脂如聚丙烯腈、丙烯酸系樹(shù)脂和聚醋酸乙烯酯等，則用于纖維、涂料和膠粘劑等；分子間有氫鍵或高結(jié)晶性樹(shù)脂如聚酰胺、聚丙烯等則既可作塑料，又可作纖維。所以塑料工業(yè)與化學(xué)纖維工業(yè)、涂料工業(yè)、以及膠粘劑的生產(chǎn)緊密相連。
?、鬯芰瞎I(yè)既是原料、材料工業(yè)又是制品工業(yè)，它不僅可為本行業(yè)提供合成樹(shù)脂、各種模塑粉和粒料，又為其他行業(yè)提供進(jìn)一步加工的材料，如片基、管材、板材、泡沫結(jié)構(gòu)材料等。還直接為社會(huì)和生活提供種類繁多、性能各異的塑料制品，包括塑料消費(fèi)品等。
2.1.4 塑件材料主要用途
ABS在機(jī)械工業(yè)上用來(lái)制造插座下蓋、泵業(yè)輪、軸承、把手、管道、管連接件、蓄電池槽、冷藏庫(kù)和冰箱襯里等，汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管等，還可用ABS夾層板制小轎車車身。ABS還可用來(lái)制造水表殼，紡織器材，電器零件、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器，農(nóng)藥噴霧器及家具等。
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。脂和塑料制品的高分子化工部門，也有把塑料加工機(jī)械和模具的制造工業(yè)包括在內(nèi)的。塑料工業(yè)的生產(chǎn)量和品種，主要依賴于合成樹(shù)脂的生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)，因此與石油化工關(guān)系密切；塑料又以其質(zhì)輕、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、生產(chǎn)效率高、能耗低等特點(diǎn)，在機(jī)械制造，建筑等部門的某些領(lǐng)域，可取代金屬和木材；在電子、電器等部門，塑料已成為必需材料之一；塑料制品廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活之中；在包裝方面，可以說(shuō)當(dāng)今沒(méi)有塑料，幾乎就沒(méi)有現(xiàn)代化的包裝工業(yè)。
2.1.5工業(yè)現(xiàn)狀
塑料工業(yè)是發(fā)展很快的一個(gè)材料工業(yè)，1946年世界塑料產(chǎn)量?jī)H600kt,1970年已達(dá)30.4Mt。1984年達(dá)72Mt，占三大合成材料（塑料、合成橡膠、合成纖維）總產(chǎn)量的75%，生產(chǎn)集中的地區(qū)分別為西歐(35%)、北美(30%)、亞洲(17%)、東歐(13%)。
70年代以后，塑料工業(yè)出現(xiàn)的新情況是：①合成樹(shù)脂的生產(chǎn)裝置實(shí)現(xiàn)了大型化、連續(xù)化和自動(dòng)化，單條生產(chǎn)線的能力達(dá)到120kt以上。高效催化劑和流程簡(jiǎn)化,以及節(jié)能的本體聚合方法實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。在品種上,線型低密度聚乙烯的問(wèn)世和大規(guī)模投入生產(chǎn)是突出的代表。②工程塑料、高分子復(fù)合材料和高性能材料發(fā)展很快，出現(xiàn)了許多新品種,如液晶自增強(qiáng)塑料開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)。工程塑料的增長(zhǎng)率也超過(guò)了通用塑料，如在70年代，工程塑料的發(fā)展速度為年平均增長(zhǎng)15%，比通用塑料高出一倍多。1984年世界工程塑料消費(fèi)的增長(zhǎng)率為14%，總消費(fèi)量達(dá) 1.383Mt。③塑料加工以節(jié)能、節(jié)約原材料為目標(biāo)，塑料機(jī)械的自動(dòng)化水平越來(lái)越高；成型加工新方法不斷涌現(xiàn)。例如：反應(yīng)注射成型、結(jié)構(gòu)泡沫塑料注射成型和熱固性塑料注射成型；各種共擠出技術(shù)，包括薄膜、片材和異型材的共擠出；多層吹塑，擠拉吹和注拉吹；增強(qiáng)塑料的拉擠成型等。世界上塑料的人均年消費(fèi)量1970年8kg，1980年13.4kg,預(yù)計(jì)1995年可達(dá)到22.5kg，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家多超過(guò)50kg。
2.1.6 發(fā)展趨勢(shì)
今后數(shù)十年內(nèi)，塑料工業(yè)的基礎(chǔ)原料仍將以石油為主。在生產(chǎn)地區(qū)分布上，通用塑料的生產(chǎn)正逐步地由工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家向產(chǎn)石油的發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家則更加重視發(fā)展噸位小、附加價(jià)值高、性能優(yōu)異的工程塑料和高性能多功能塑料。此外，各種改性的塑料新品種仍將繼續(xù)大量涌現(xiàn)，以獲得各種特定性能，擴(kuò)大塑料的應(yīng)用領(lǐng)域，創(chuàng)造新型材料，來(lái)滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的需求。塑料廢棄物的數(shù)量影響了環(huán)境保護(hù)，廢塑料的處理和應(yīng)用將成為重要課題。
2.1.7我國(guó)塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
模具工業(yè)是國(guó)民緊急的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，收到政府和企業(yè)的高度重視，發(fā)達(dá)國(guó)家的“模具工業(yè)是進(jìn)入富裕社會(huì)的源動(dòng)力”之說(shuō)，可見(jiàn)其受重視之程度，當(dāng)今“模具就是經(jīng)濟(jì)效益”的觀念已唄越來(lái)越多的人所接受。
我國(guó)模具行業(yè)近年來(lái)發(fā)展的很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前模具生產(chǎn)廠點(diǎn)共有2萬(wàn)多家，從業(yè)人員約50萬(wàn)人，全年模具產(chǎn)值約360億元，總量供不應(yīng)求，出口約2億美元，進(jìn)口約10億美元，當(dāng)前，我國(guó)模具行業(yè)的發(fā)展具有如下特征：大型、精密、復(fù)雜長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展快于總體行業(yè)發(fā)展水平；塑料模具和壓鑄模成比例增長(zhǎng)；專業(yè)模具廠家數(shù)量級(jí)其生產(chǎn)能力增加較快；“三資”企業(yè)及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。南方的發(fā)展快于北方，目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最集中的省份是廣東和浙江，其模具產(chǎn)值約占全國(guó)總產(chǎn)值的60%以上，我國(guó)模具生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三，但是設(shè)計(jì)制造水平總體落后于德、美、法、日、意等發(fā)達(dá)國(guó)家，模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度低于國(guó)際水平，現(xiàn)在就我國(guó)塑料模具行業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行綜述。
2.1.8 塑料成型加工方法
塑料成型加工是將塑料原料轉(zhuǎn)化成具有使用價(jià)值的商品的工程技術(shù)。它是通過(guò)成型設(shè)備完成塑料原料塑化、變形、定型以分子鏈結(jié)構(gòu)、凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)等物理和化學(xué)變化，最終成為高分子材料制品的過(guò)程。因此塑料成型加工方法、成型設(shè)備、成型工藝、原料特性均是決定塑料制品性能或質(zhì)量的基本因素。一種塑料制品可能采用多種成型加工方法，在不同類型的成型設(shè)備上，用不同的工藝進(jìn)行加工，優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程十分必要。
塑料成型加工方法主要有：壓制成型、注射成型、吹塑成型、澆注成型、壓延成型、纖維纏繞成型、擠出成型、涂層成型以及發(fā)泡成型等。
第三章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定
3.1 注射成型工藝過(guò)程分析
根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量，確定其成型工藝過(guò)程為：
第一步：為使注射過(guò)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，ABS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)ABS材料，可選用硬脂酸鋅，因?yàn)榇嗣撃┏埘０匪芰贤猓话闼芰隙伎墒褂谩?
第二步: 注射成型過(guò)程
完整的注射過(guò)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(guò)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)暮筇幚恚康氖菫榱讼嬖诘膬?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ABS，就采用退火處理1～3小時(shí)。
3.2 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(kāi)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)中卡座外表面質(zhì)量要求較高，所以選用側(cè)澆口。側(cè)澆口主流道需要設(shè)置鉤針，分流道與產(chǎn)品相連，頂出產(chǎn)品包含流道連接在一起。
3.3 型腔數(shù)目的確定
因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用側(cè)澆口，且塑件的尺寸不大，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，采用一模二腔，進(jìn)行加工生產(chǎn)。
3.4型腔的布置
型腔的布置具體見(jiàn)裝配圖合零件圖
3.5分型面的設(shè)計(jì)
3.5.1分型面的設(shè)計(jì)原則
分型面即打開(kāi)模具取出塑件或取出澆注系統(tǒng)凝料的面，分型面的位置影響著成型零部件的結(jié)構(gòu)形狀，型腔的排氣情況也與分型面的開(kāi)設(shè)密切相關(guān)。分型面的設(shè)計(jì)原則為：
（1） 便于塑件脫模：
a在開(kāi)模時(shí)盡量使塑件留在動(dòng)模一內(nèi)
b應(yīng)有利于側(cè)面分型合抽芯
c應(yīng)合理安排塑件在型腔中的方位
（2） 考慮和保證塑件的外觀不遭損壞：
（3） 盡力保證塑件尺寸的精度要求；
（4） 有利于排氣；
（5） 盡量使模具加工方便；
（6） 有利于嵌件的安裝；
（7） 有利于預(yù)防飛邊和溢料的產(chǎn)生；
（8） 有利于模具結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。
3.5.2對(duì)分型面類型的選擇
圖3.1 分型面
對(duì)于分型面，其特點(diǎn)如下：
（1）單分型面注射模又稱兩板式模具，它是注射模具中最簡(jiǎn)單又是最常見(jiàn)的一種結(jié)果形式。這種模具可根據(jù)需要設(shè)計(jì)成但型腔，也可以設(shè)計(jì)成多型腔，構(gòu)成型腔的一部分在動(dòng)模，另一部分在定模。主流到設(shè)在定模一側(cè)，分流道設(shè)在分型面上。開(kāi)模后由于拉料桿的拉料作用以及塑件應(yīng)收縮包緊在型芯上，塑件聯(lián)通澆注系統(tǒng)凝料一同留在動(dòng)模一側(cè)，動(dòng)模一側(cè)設(shè)置推出機(jī)構(gòu)推出塑件和澆注系統(tǒng)凝料。一般對(duì)于塑件外觀治療要求不高，尺寸精度要求一般小型芯塑件，可采用此結(jié)構(gòu)。
（2）雙分型面又稱三板式注射模。與但分型面注射模相比，在動(dòng)模與定模之間鄭家了一個(gè)可以移動(dòng)的澆注口板，塑件和澆注系統(tǒng)凝料從兩個(gè)不同的分型面取出，分型面的種類較多，我們接觸到的大致有以下幾種：
a定距板式雙分型面注射模；
b定距拉式雙分型面注射模；
c定距導(dǎo)柱雙分型面注射模；
d拉鉤式雙分型面注射模；
e擺鉤式雙分型面注射模；
f尼龍拉鉤式雙分型面注射模，
根據(jù)的實(shí)際情況擬已塑件的最大平面為分型面，具體情況見(jiàn)裝配圖。
3.6結(jié)構(gòu)的分析
3.6.1塑件分析
塑件分析是對(duì)所要成型的產(chǎn)品有個(gè)初步的了解，在接受設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)以后就要對(duì)塑件是品種、批量大小、尺寸精度與技術(shù)條件，產(chǎn)品的功用及工作條件有個(gè)整日概念，以便在設(shè)計(jì)模具時(shí)優(yōu)選各種方式來(lái)成型塑件。
3.6.2對(duì)制品的分析主要包括以下幾點(diǎn)：
1、產(chǎn)品尺寸精度及其圖紙尺寸的正確性；
2脫模斜度是否合理；
3塑件厚度及其均勻性；
4塑件種類及其收縮率；
5塑件表面及表面質(zhì)量要求。
3.6.3塑件模型
圖3.2塑件
圖3.3塑件
（1）塑料（ABS丙稀腈-丁二烯-苯乙烯）
（2）體積15.002
（3）塑料質(zhì)量
本次設(shè)計(jì)中，卡座的質(zhì)量和體積采用3D測(cè)量，在PROE軟件中，使用塑模部件驗(yàn)證功能，可以測(cè)得塑件的質(zhì)量（ABS的密度為1.05），即可以得出該塑件制品的體積為15克,15x1.05=15.75g。
（4）色條 不透明（黑色）
（5）生產(chǎn)綱領(lǐng)：批量生產(chǎn)
3.7 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.7.1結(jié)構(gòu)分析
本塑件的復(fù)雜程度一般對(duì)塑件表面質(zhì)量有一定的要求。如圖所示，塑件有孔，因而需要考慮側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)置。其他結(jié)構(gòu)部分用一般分型結(jié)構(gòu)即可。可是該塑件比較薄，需要七個(gè)頂桿來(lái)頂出。
3.7.2脫模斜度
由于注射制品在冷卻過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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ABS的型腔脫模斜度為0.35～130/，型芯脫模斜度為30/～1
3.7.3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(wèn)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。該插座下蓋壁厚均勻，周邊和底部壁厚均為2左右。
3.8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ABS，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(lái)確定。根據(jù)任務(wù)書(shū)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。
3.9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(lái)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(guò)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。該卡座需要的表面粗糙度為Ra0.2。
第四章 注塑機(jī)的選擇
注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備，因此設(shè)計(jì)注射模時(shí)應(yīng)詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計(jì)出符合規(guī)范的模具。
注射機(jī)規(guī)格的去確定主要是根據(jù)塑件的大小及塑件的數(shù)目和排列方式，在確定注射模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下設(shè)計(jì)人應(yīng)對(duì)模具所需的注射量、注射索磨力、拉桿間距、最和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開(kāi)模距離等進(jìn)行計(jì)算。
4.1注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范
從模具設(shè)計(jì)角度考慮，需要了解主色劑的主要技術(shù)規(guī)范有：額定注射量、額定注射壓、額定鎖模力、模具安裝尺寸以及開(kāi)模行程等。公稱注射量有注射容量和注射質(zhì)量?jī)煞N表示方法。
4.1.1公稱注射量
公稱注射量::：是指只涉及對(duì)空注射時(shí)活干一次最大行程伸縮射出的塑料體積，以立方厘米（）表示。
（4.1）
式中：D—螺桿直徑（cm）；
S—螺桿的最大注射行程（）
在注射過(guò)程中，隨溫度和壓力的變化，塑料的密度也發(fā)生變化，加上成型無(wú)聊的漏損等因素，故注射機(jī)的公稱量一般為：
（4.2）
式中：D—螺桿直徑（mm）；
S--；螺桿的最大注射行程（cm）
在注射過(guò)程中，隨溫度和壓力的變化，塑料的密度也發(fā)生變化，加上成型物料損
等因素，故注射機(jī)的公稱量一般為：cm
式中：a—注射系數(shù)，一般取0.7~0.9.cm
4.1.2公稱注射質(zhì)量
公稱注射質(zhì)量：注射機(jī)對(duì)空注射時(shí)，螺桿組委一次最大注射行程所能射出的聚苯乙烯塑料的質(zhì)量。由于各種塑料的材料密度不及壓縮比不同，在使用其他塑料時(shí)，實(shí)際上最大注射聊與聚苯乙烯的公稱量可以進(jìn)行換算。
（4.3）
式中-實(shí)際用塑料時(shí)的最大注射量（g）；
--以聚苯乙烯為標(biāo)準(zhǔn)的注射機(jī)的公稱注射量（g）
--實(shí)際用塑料在常溫下的密度（g /）;
--ABS在常溫下的密度（g、）（通常為1.05g/）;
--實(shí)際用塑料的體積壓縮比，由實(shí)驗(yàn)測(cè)定；
--ABS的壓縮比，2.5~3.0此設(shè)計(jì)中取3.
4.2注塑過(guò)程注射量的計(jì)算
4.2.1塑件質(zhì)量、體積的計(jì)算
在pro/e中的工具計(jì)算，具體過(guò)程如下：打開(kāi)零件圖—分析—模型—質(zhì)量屬性-選擇坐標(biāo)系--輸入密度。
體積=15.00198
密度=10.5（g/）
質(zhì)量=15.752079g
4.2.2澆注系統(tǒng)凝料的初步計(jì)算
按塑件體積的0.6倍計(jì)，所以澆注系統(tǒng)的凝料體積為：
V=V X0.6=15.752x0.6=9.45124
則：該磨具一次注射所需要的塑料ABS
體積V=15X2+9.45=39.45
質(zhì)量M=39.45X1.05=41.4225g
4.2.3注塑機(jī)型號(hào)的選定
一般注射機(jī)都有高速、低速兩種特性（或稱高壓時(shí)間，低壓時(shí)間）并可調(diào)節(jié)選用。1000以下的中、小型注射機(jī)，其注射時(shí)間通常為4s，大型注射機(jī)的注射時(shí)間在12s以內(nèi)，注射速度一般為5~7m/min,常用低速注射。根據(jù)以上的初步計(jì)算選定型號(hào)為SX-Z-60的注塑機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表4-1;
表4-1 SX-Z-60注塑機(jī)主要技術(shù)參數(shù)
項(xiàng)目
額定注射量/
60
螺桿（柱塞）直徑/mm
38
注射壓力/MPa
122
注射行程/mm
170
注射方式
柱塞式
鎖模力/KN
500
最大成型面積
130
最大開(kāi)合模行程/mm
180
模具最大厚度/mm
200
模具最小厚度/mm
70
噴嘴圓弧球半徑/mm
12
噴嘴孔直徑/mm
4
頂出形式
中心設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出
動(dòng)、定模固定板尺寸/mm
330X440
拉桿空間/mm
170X300
合模方式
液壓—機(jī)械
液壓泵
流量/(L/min)
70、12
壓力/MPa
6.5
電動(dòng)機(jī)功率/KW
11
加熱功率/KW
2.7
資料來(lái)源：模具設(shè)計(jì)手冊(cè)
4.2.4注射機(jī)參數(shù)的校核
在注射生產(chǎn)中，注射機(jī)在每一個(gè)成型周期內(nèi)坐模內(nèi)注入熔融質(zhì)量稱為塑件的注塑量M，塑件的注塑量M必須小于或等于注射機(jī)的實(shí)際注塑量。
4.2.5由注射機(jī)料筒塑化速率校核型腔數(shù)量n
（4.4）
上式右邊1（符合要求）
式中K---注射劑最大注射量的利用參數(shù)一般取0.8
M---注射劑的額定塑化量（g/h或）
T----成型周期
--單個(gè)制品的質(zhì)量和體積（g或）
---澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積（g或）
4.2.6按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量n
（4.5）
=2.57
2.571（符合要求）
4.3最大注塑量的校核
最大注塑量是指注射機(jī)螺栓式柱塞以最大注射行程注塑時(shí)，一次所能達(dá)到的塑料注射量。理論注塑量一般有兩種表示：
一種規(guī)定以注塑ABS塑料的最大克數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)。而另外一種為規(guī)定以注塑塑料最大容積（）為標(biāo)準(zhǔn)，其具體情況如下：
（4.6）
式中：--注塑任意中塑料時(shí)的最大寬積質(zhì)量，單位g；
V—理論注塑量，單位；
D---所注塑的塑料熔體密度（g/）；
經(jīng)過(guò)計(jì)算得M=50X1.05=52.5 。
所設(shè)計(jì)的注射模，塑料件加澆注系統(tǒng)凝料所用皆塑料量，不應(yīng)該超過(guò)最大注塑量，對(duì)應(yīng)正常成批生產(chǎn)，應(yīng)滿足下面的式子：
（4.7）
式中：Mr—成型塑件所需求的注塑量由定義可知Mr即上節(jié)所講的m因此，
a=m=41.42g
0.8X52.5=48
因此，符合要求。
4.4注塑壓力的校核
注塑時(shí)，螺桿作用于塑料熔體的壓力，在流經(jīng)機(jī)筒、噴嘴、模具的澆注系統(tǒng)后，在型腔中余于的模腔壓力P，該壓力在型腔中產(chǎn)生與生產(chǎn)使模具沿切邊型面脹開(kāi)的脹模力F2，改該力大小為：
F2=PA=(nAx+A) （4.8）
式中：P——熔體塑料在型腔內(nèi)的壓力為20MPa~40MPa，取38MPa；
A——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和、；
——塑件在分型面上的投影面積
——塑件澆注系統(tǒng)在在模具分型面上的投影面積
流道進(jìn)料在模具分型面上的投影面積，在模具設(shè)計(jì)前是個(gè)位置數(shù)，根據(jù)多型腔模具的統(tǒng)計(jì)分析，每個(gè)塑件在分型面上的投影面積的0.2~0.5倍，因此，可采用0.35倍的塑件分型面上的投影面積來(lái)計(jì)算，通過(guò)計(jì)算得=55x26+45x15=2105
=0.35X2105=736.75
A=2105+736.75=2841.75
F2=2841.75X38=107.97KN
由于107.97KN，故上選的注射機(jī)鎖模力為500KN符合要求。
4.5模具與注射機(jī)安裝部分校核
噴嘴尺寸 注射機(jī)頭為球面，其球面半徑與相應(yīng)接觸的模具主要流道始端凹下的球面半徑相適應(yīng)。
模具厚度 模具厚度H必須滿足：
（4.9）
式中——注射機(jī)允許的最小厚度，即動(dòng)、定模板之間的最小開(kāi)距；
——注射機(jī)允許的醉倒模厚。
注塑機(jī)允許厚度：
200
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