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毕业设计 (论文 )外文资料翻译 设计题目 : 电磁屏蔽罩注塑模具及其工艺设计 翻译题目： 复合过程中的相变化 粘度随温度变 化的影响 学生姓名： 曹 春 生 学 号： 20064480218 专业班级： 材控 0602 班 指导教师： 吴 海 宏 附 件： 指导教师评语： 签名： 年 月 日 本文出自中国知识网 附件 1：外文资料翻译译文 复合过程中的相变化 粘度随温度变化的影响 拉姆勒德纳吉里， 克里斯 材料科学与工程，麻省理工学院，马萨诸塞州剑桥研究所， 02139 部 摘要 不相容的混合物在形态化合发展过程中，各组成部分的不同的保温的流变反应的影响已被研究。混合物中低粘度的次要成分发生相位转变，在化和过程中从扩散到组分 B 的组分 A 的一种形态转变成扩散到组分 A 的组 分 B 的一种形态。相对转变温度和相对粘度有关联地变化。个别组分的粘度影响温度并且决定相转变反应已经被研究过。 引言 一个具体的目标形态往往是不互溶 混合物复合 的目标。 当混合两个或两个以上不同的流变和保温的性质的组分时，这种形态就会形成。很好地理解混合物在在化合过程中的配制机制对决定工艺条件是很有必要的。在充分被融化的熔融状态下配制 比较好理解 。但是事实证明，在固体颗粒聚合物转变成最后的分散的相的形态过程中，大部分的尺寸减少在熔融的状态下发生。 在熔融和软化条件下的混合方面并不很好理解。据观察，在低熔点次要组分存在 时，一种相的转化现象可能在混合的过程中发生，次要成分形成连续相。这种有趣的现象也被证实低粘度的次要组分在相同的转化温度条件下也会发生。我们的工作重点就是通过粘度比和相对转变温度能够独立变化的混合系统模型解释这两个参数对混合反应的影响。在具有代表性的剪切率和单一温度条件下粘度比不可能充分地描绘混合的特征。因此，流变学的测量方法对固态和熔融态物质都适用，这些方法和已知混合工序方法关联。 试验 材料 组成混合物的个别组分的选择取决于它们的 熔点 /软化点 和在可加工温度条件下，在熔化器中具有代表性的剪切速率时的粘度。 除了已经被报道的 聚碳酸酯 和聚乙烯混合物体系之外，还有一系列出自 四聚丁烯、出自 聚碳酸酯 和出自 工公司的非晶态共聚多酯都应经被应用。图表 1 中总结了混合物的物理热学特性。根据聚乙烯和聚丁烯分子量的不同可以把混合物的流动性分类二不改变各组成部分的熔点 /软化点温度。 步骤（过程） 每种成分在低于转化温度的空间里干燥 40 小时。混合物的不同组成成分被用来制作不同的粘性和相对转化温度的混合物。聚丁烯和 聚碳酸酯 的混合物，聚碳酸酯和聚乙烯的混合物， 聚对苯二甲酸乙二醇 和聚乙烯混合物都已经被 调查研究过了。这些混合物的肖像成分占总重量的 10 . 一个 的间歇式搅拌机用来进行混合工作。这些干颗粒经人工在托盘里混合后在送入高效的间歇式搅拌机，这种间歇式搅拌机带有每分 50 转的旋转刀片装置。紧接着，用来驱动恒定转速的聚合化合物的扭转力矩开始起作用。 在混合过程中的选定的时间，停止搅拌机，从中选取样本，并在液态氮中急速冷却这些样本，使它们保持原来的形态。二氯甲烷用来有选择性地溶解一种组成成分，并测定连续相。在上述提到的每一种混合机制中，只有一种混合机制在二氯甲烷可以溶解。 运用 一个来自 械光谱仪是流变学的测量方法取得成功。在熔融状态，应用一个平行板装置，可以在动态剪切状态下测定合成的粘度和系数。为了测定固态下的流动性，要用到一个扭转夹具。聚合物中的矩形片状物被压缩成型，并在扭转力的作用下剪切变形，能够获得固态的低应变的动态剪切变形条件下的综合系数。我们的目的是通过整个温度变化范围测量聚合物的流变能力，正像前面所描述，这个温度变化范围是一个小颗粒的一个典型的配合工序所经历的。 结果 聚对苯二甲酸乙二醇 和聚乙烯的混合物 图表 2 显示了这两种混合物的综合粘度的大小随 着时间的变化，作为混合物的重要组成部分的 聚对苯二甲酸乙二醇 是一种非结晶的高粘度的成分。两种不同的聚乙烯（聚乙烯 A 和聚乙烯 D）被用作次要成分。这些关于聚乙烯的 线表明融融峰值接近 100。图表 1 中显示了这些混合物在 180的搅拌机设定温度条件下的扭力矩曲线。在含有低粘度聚乙烯的混合物中，发现了一个显著地低扭矩区域。在这个时候收集的样本表明，聚乙烯是连续相。在混有聚乙烯 A 的混合物中，分别在混合的 30 秒、 70 秒和五分钟是采集样本。第一次采集的样本大致和扭力矩峰值 相一致。进入混合的这个时间，发现聚乙烯 A 是连续 相。在以后的时间里， 聚对苯二甲酸乙二醇 是连续相。 聚乙烯和氯化磷的混合物 聚丁烯（聚乙烯 A 接通着聚乙烯 D）的不同分子量和低分子量氯化磷 B 混合。在这个混合体系中，次要成分（氯化磷）的熔点比主要成分的低。一个 180 设定温度的连续式搅拌机用于混杂这些混合物。在这个温度和的剪切速率 100 的条件下，这些混合物的粘度比接近于 1。图表 3 显示了混合过程中的扭力矩曲线。与低粘度次要成分的扭力矩变化曲线不同，这些混合物在混合过程中没有出现低扭力矩区域。在混合开始 45s 是采集的样本与扭力矩峰值的下降一致。对二氯甲烷分解的 研究表明聚乙烯在样本中是连续相。尽管低熔点次要成分的出现，即使是在很短的混合时间内主要成分就已是连续相了。图表 4 显示了 混合物及 混合物的混凝和粘度随时间变化的情况。 聚碳酸酯和聚乙烯的混合物 与前述的混合物恰恰相反，聚碳酸酯和聚乙烯组合成的混合物含有更多的有粘性的主要成分，这种主要成分的软化温度（ 150 ）远远高于次要成分聚乙烯的熔点温度。要应用到一个设定温度为 180的搅拌机。图表 5 显示的低粘度混合物的扭矩曲线表明低扭力矩区域和聚乙烯为连续相的区域相相符。图表 6 显示了这些混合成分的流变性的数据。 论述 表格 2 给出了一个给不同混合体系分类的简便方法。基于 量方法的粘度率和转变温度的有代表性的价值是用于区分混合物。决定连续相的分解的研究结果也包含在内。我们对混合物的相转变机制的理解表明了组成混合物的各种组分的相对转变温度和剪切率的重要性。我们先前已经报道了关于考虑相对粘度率的重要性，相对粘度转化率决定相的转变，即使是在含有较高熔点的次要相的混合物。我们已经试图通过研究混合物的流动性弄懂相转变机制，通过混合物的添加物的整个温度变化范围研究混合物的流动性。 我们的流 变学的测量方法表明与从固态到聚合物熔态变化有关的混合粘度的急剧下降是预料中的预料中。在含有两不同转变问的种成分的混合物中，两种成分的粘度的相对下降趋势严格地决定了复合性能。 正如图表 3 中的两种聚乙烯的粘度曲线所示，在 测量的熔点温度不能准确地代表包括有消耗性的混合熔融的加工操作的相对转变温度。较低分子量的聚乙烯在较低的温度开始软化。在混有聚乙烯 D 的混合物中发现了由于相转变的原因引起的扭力矩的增加【图表 1】。在含有较黏的聚乙烯 A 混合物中没有发现扭力矩的上升。 在聚乙烯和氯化磷 B 的混合物中，尽管有低熔点次 要成分的出现 。氯化磷和聚乙烯的粘度相当，它们遮掩了关于已被发现加工性能的氯化磷的低熔点的影响。我们对不同混合时刻的分解的研究表明，聚乙烯是连续相。但是这并不表明氯化磷永远不会形成连续相。因此这个结果在图表 2 中记作不确定的。 在聚碳酸酯和聚乙烯的混合物中，聚乙烯的低粘度和低熔点证实了相转化，这正是通过分解研究所发现的。另外，在较低粘度比的聚碳酸酯和聚乙烯 D 的混合物中发现了与相转变有关的扭力矩的显著增加。 结论 从上述的这些工作中可以得到如下结论： 1）相转化很可能在有低粘度的成分出现时发生，既是它有较高的熔点 。在含有低粘度低熔点的组分的混合体系中，它是最有利的。 2）在混合过程中，单独的扭利矩曲线不是相转化发生的可靠指示。这一点被聚乙烯 A 及聚碳酸酯和聚乙烯 A 的混合物的曲线证明。 3）与半晶状态聚合物的熔化和非结晶状态聚合物的软化有关的粘性的急剧下降是决定混合过程中的形态演变的重要因素。聚乙烯 D 的低融化粘度和低软化点的组合改变已被发现的加工性能已经被证实。 4）相对转化温度和相对粘度提供了一个化合反应可以被研究的框架。这是确定决定熔化 /软化环境下的混合机制参数的第一步。 鸣谢 这项研究受到 麻省理 工学院材料科学与工程 系和 工公司的支持 参考文献 1. J. M. J. , 625, (1980). 2. C. E. (1990). 3. C. K. D. G. D. A. 31, 1670 (1991). 4. U. 1994) 5. C. E. S. K. 36 , 1666(1996). 6. R. C. E. 1995). (关键词 : 相转变 , 不相容的混合物 ,粘度比 ,混合 ) 表格 1：混合物各成分的物理热学性质 表格 2: 混合系统模型加工性质摘要 图表 1： 在 180混合 聚对苯二甲酸乙二醇 和 聚乙烯的 搅拌机的扭力矩曲线 图表 2: 聚对苯二甲酸乙二醇 和聚乙烯的混合物的在间却率为 100 的综合粘度 图表 3: 聚乙烯和聚碳酸酯 B 的混合物在设定温度 180的搅拌机中的扭矩曲线 图表 4: 聚乙烯和聚碳酸酯混合物在剪切率为 100条件下的综合粘度 图表 5:聚碳酸酯和聚乙烯混合物在设定温度为 180搅拌机中的的扭矩曲线 图表 6：聚碳酸酯和聚乙烯混合物在剪切率为时的综合粘度 附件 2：外文原文 - F . 2139. he of of in an on of is a a of in to of in to in a of of on is in of to be or of A of of in is to in is 1. it of in in of to in 2. of is It in of a a ,4. to in of a 5. on of on by be at a a is to in of he of up at a in In to 6; a of a an . of so of of of at a 0of to of In 0 . A 00 in a an to 0 to at a as a of At in to at to of In of of In a in a in a of to in at to of a in a as E he of as a of of is 2. as a in an a T 0 C. as SC on a 00 C. of at a 80 C 1. In E, a of is at E In 0s, 70s of to At to be At of In a A 80 C to At a 00in is to 3. of a is no at 5 to a is 4. E n a 150 C) is of E A 80 C 5) of a E of 6. to is . A of SC to of to of in up We on of in in a 6. We to of by of in in a to a In a of of is by of in of As by 2, as in a be an E, to at a a in of a by E. An in to is in 1. is is in In B/of a a is 3. of CL 4 to of CL on at B CL . In E of as by In a in is in C/be 1) is to in of a if it a It is in a a 2) is a of of is by C/3) in of of is an in It a of 4) a be is a of by IT . J. M. J. , 625, (1980). 2. C. E. (1990). 3. C. K. D. G. D. A. 31, 1670 (1991). 4. U. 1994) 5. C. E. S. K. 36 , 1666(1996). 6. R. C. E. 1995). ( 机电工程学院 毕业设计 方案 论证报告 设计 题目 : 电磁屏蔽注塑模具及其工艺设计 学生姓名： 曹 春 生 学 号： 20064480218 专业班级： 材控 0606 班 指导教师： 吴 海 宏 2010 年 4 月 16 日 次 第一 章 开题报告 . 1 1、 课题的目的意义： . 1 2、 近年来国内外研究现状： . 1 内方面： . 1 外方面 . 2 3、 毕业设计研究内容、拟解决的主要问题 . 3 4、 设计方案的可行性分析和预期目标： . 3 行性分析： . 3 期目标： . 4 5、 课题分阶段进度计划： . 4 第二章 方案论证报告 . 5 1 零件的材料及材料的特性 . 5 件的材料 . 5 丙烯 (料的特点 . 5 丙烯 (料的主要技术指标： . 6 2 塑件结构分析 . 6 3 导电聚丙烯注 射成型的原理及工艺过程 . 7 塑成型的原理 . 7 塑成型工艺过程 . 8 4 方案分析 . 8 型面的确定 . 8 螺纹成型方法的确定 . 9 腔数目的确定 . 9 注系统的确定 . 11 模导向机构确定 . 13 气系统确定 . 13 5 模具的技术经济指标 . 14 论证结果 . 14 参考资料 . 14 1 第一章 开题报告 1、 课题的目的意义 本毕业设计的目的主要是掌握塑料制品的结构设计原则及其结构特点； 熟悉常用塑料的工艺性能、力学性能及其影响因素；熟悉塑料制品注射工艺特点及工艺参数的选择；根据制品的结构及所用材料的性能正确设计注射模具，完成相关设计计算，并初步进行工艺、成形质量的计算机分析。通过设计掌握塑料制品工艺及其模具工程设计方法及其设计步骤。 本课题的研究还将涉及一些二维和三维的软件的应用，如 次学习将对我进一步巩固所学知识及灵活应用所学知识来解决实际问题有着深远的意义。另外，通过本次毕业设计，将使我掌握写论文的一般步骤及方法。同时也提高 了我如何快速而有效的查阅相关信息的方法，不仅锻炼了我在遇到困难时冷静分析。独立思考及解决问题的能力，而且培养了我和同学相互讨论，相互学习的习惯。 2、 近年来国内外研究现状 内方面 塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的 ,在我国 ,起步较晚 ,但发展很快 ,特别是最近几年 ,无论在质量、技术和制造能力上都有很大发展 ,取得了很大成绩。这可以从下列几个方面来看。 在 术的应用方面。现在 术在塑料模的设计制造上应用已越来越普遍 ,特别是 较为普遍 ,取得了很大成绩。目前 ,使用计算机进行产品零件造型分析、模具主要结构及零件的设计、数控机床加工的编程等已成为精密、大型塑料模具设计生产的主要手段。一些塑料模主要生产企业利用计算机辅助分析 (术对塑料注塑过程进行流动分析、冷却分析、应力分析等 ,合理选择浇口位置、尺寸、注塑工艺参数及冷却系统的布置等 ,使模具设计方案进一步优化 ,也缩短了模具设计和制造周期。 精密、复杂、大型模具的制造水平有了很大的提高。目前 ,国内生产的小模数塑料齿轮等精密塑料模具已达到国外同类产品水平。在齿轮模具设计中采 用最新的齿轮设 2 计软件 ,纠正了由于成型压缩造成的齿形误差 ,达到了标准渐开线造型要求。显示管隔离器注塑模、多注射头塑封模、高效多色注射塑料模、纯平彩电塑壳注塑模、洗衣机滚筒注塑模、塑料管路三通接头注塑模、汽车灯及汽车饰件注塑模、冰箱吸塑发泡模等一大批精密、复杂、大型模具的设计制造水平也已达到或接近国际水平。使塑件尺寸精度达到 67级的塑料模具国内已可生产 ,其分型面接触间隙为 ,模板的弹性变形为 ,型面的表面粗糙度为 0 025 。使用 维设计、计算机模拟注塑成形、有些模具零 件达到互换、抽芯脱模机构设计新颖等 ,对精密、复杂模具的制造水平提高起到了很大作用。 20吨以上的大型塑料模具的设计制造也已达到相当高的水平。 34英寸彩电塑壳和 48英寸背投电视机壳模具 ,6 5车保险杠和仪表盘的注塑模等大型模具 ,国内都已可生产。国内最大的塑料模具已达50吨。 【 1】 模具寿命不断提高。通过采用优质模具钢、对模具工作零件进行相应的热处理、采用高质量模架再镶入淬火工具钢件等结构 ,近年来模具寿命不断提高 ,不少模具的寿命已能达到 100万次以上。 模具效率不断提高。挤出 速度达 2 5m/上的高速塑料异型材挤出模国内已能商品化供应。双腔共挤、多腔注塑 (塑封膜已达 600 腔 )、采用热流道技术等使模具效率不断提高。不少企业在自动脱模 (脱流道 )方面精心设计 ,同时更加重视冷却系统的设计 ,使模具的效率大幅度提高 ,有的甚至能使注塑生产效率提高几倍。 成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流 道模具。但总体上热流道的采用率达不到 10%，与国外的 50% 80%相比，差距较大。 【 2】 在制造技术方面， 术的应用水平上了一个新台阶，陆续引进了相当数量的 统，如美国 美国 司的些系统和软件的引进，实现了 能支持术对成型过程，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具 外方面 我国模具生产厂中多数是自产自配的模 具车间（分厂），自产自配比例高达 60%左 3 右，而国外模具超过 70%属商品模具。专业模具厂大多是“大而全”、“小而全”的组织形式，而国外大多是“小而专”、“小而精”。国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足 30%，而国外在 50%以上。 2004 年，我国模具进出口之比为 1，进出口相抵后的净进口额达 世界模具净进口量最大的国家。 【 3】 注塑成型是最大量生产塑料制品的一种成型方法，二十多年来，国外的注塑模 70 年代已开始应用计算机对熔融塑料在圆形、管形和长方形型腔内 的流动情况进行分析。 80年代初，人们成功采用有限元法分析三维型腔的流动过程，使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经验，在模具制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。近十多年来，注塑模 术在不断进行理论和试验研究的同时，十分注意向实用化阶段发展，一些商品软件逐步推出，并在推广和实际应用中不断改进。 3、 毕业设计研究内容、拟解决的主要问题 （ 1） 、运用大学期间所学的专业课程知识、理论和毕业实习中学到的实践知识，正确地解决 注塑 模具设计中的工艺分析、工艺方案论证、工艺计算、模具结构设计和零 件设计等问题。 （ 2） 、提高结构设计的能力。通过所给产品进行该产品模具设计，获得根据所生产制品来设计出经济高效、省力合理且能保证加工质量的模具的能力。 （ 3） 、进行技术方面和经济方面的工艺分析。 （ 4） 、确定工序过程安排、排料方案的确定和最佳模具结构的工艺方案。 （ 5） 、进行 成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统的确定。 （ 6） 、对所选用的 注塑 机 注塑压力的校核 和 开模行程和塑件推出距离的校核 等有关工艺参数校核。 （ 7） 、熟练掌握查阅手册图表资料文献。充分利用与本 注塑 设计有关的各种资料 ，做到科学合理地熟练运用。 4、 设计方案的可行性分析和预期目标 行性分析 坚持很好地全部阅读指导教师给定的参考资料，并阅读了较多的自选资料、文献，积极开展调研论证。此外，还充分利用时间，提前学习专业软件，能够熟练运用 4 件进行设计、分析、加工等操作，使产品提前得到的方案可行性设计。 期目标 在指导教师的帮助和自己的努力下，能够选择恰当的材料，合理地设计和分析注塑工艺，并最终能设计出复合生产实际的模具，完成本次毕业设计。 5、 课题分阶段进度计划 起 迄 日 期 工 作 内 容 2010年 3月 1日 3月 15日 完成开题报告、外文文献翻译的修改 2010年 3月 16日 3月 30日 完成工艺设计、方案论证报告、部分设计计算 2010年 4月 1日 4月 15日 完成注塑模具总装图的设计计算 2010年 4月 16日 4月 30 日 完成关键零部件的设计、计算 2010年 5月 5日 5月 15日 进行工艺及其模具设计的计算机分析，根据分析结果进行修改 2010年 5月 16日 5 月 30日 撰写毕业设计说明书，完善毕业设计，准备答辩 5 第二章 方案论证报告 1 零件的材料及材料的特性 零件的材料 所谓电磁屏蔽就是采用一种材料，它能够阻止外部发射的电磁波进入机器内部，同时又能够阻止机器内部产生的电磁波发射到外部，从而使电磁波之间不互相影响。用作电磁屏蔽的材料有很多，大体分为三大类，即表层导电材料、填充型导电复合材料和分子结构型导电材料。复合屏蔽材料是由绝缘性能较好的树脂和具有导电性能的填料及其它添加剂所组成。常用的树脂有 苯醚 (聚碳酸酯 (尼龙 (热塑性聚酯 (聚丙烯等。导电填料有炭黑、石墨、金属粉、金属片等粉状填 料，还有碳纤维、石墨纤维及其电镀纤维铁纤维、铁合金纤维、不锈钢纤维、铜纤维、银纤维以及镀金的云母和镀金玻璃纤维等。 此零件的材料是 导电聚丙烯（ 聚丙烯 (料的特点 聚乙烯 简写 是高结晶度热塑性塑料， 它 属于线型烯烃类聚合物。 优点： (1) 密度低，密度为 ,无色，无味，无毒，外观和聚乙烯很相似，呈白色蜡状 ,聚乙烯相比，它的透明性更高，透气性更低 ； (2) 聚丙烯的弹性、屈服强度、硬度及抗拉、抗压强度、等都高于聚乙烯，其中拉伸强度甚至高于聚苯乙烯和 (3) 聚丙烯吸水率小于 几乎不吸水，因此其高频绝缘性能好，绝缘性能不受湿度的影响 ； (4) 聚丙烯耐热性能好，能在 100以上的温度下进行消毒灭菌，熔点为164170，其最高使用温度可达 150，最低使用温度为 。 缺点： (1) 温度低于 35时脆性大 。 (2) 聚丙烯在光、热、氧的作用下极易降解、老化，所以必须加入防老化剂。 (3) 聚丙烯成型加工时收缩率较大，易导致成型加工出来的制件出现变形、缩孔等缺陷。 6 聚丙烯 (料的 主要技术指标 熔体流动速率 (g/10 度 (g/ 计算收缩率 (%)： 线性收缩： 电阻值 ( )： 103 5； 适用的注塑机类型：螺杆式、柱塞式均可； 成型工艺：注塑温度为 180塑前 80度干燥 2h。 2 塑件结构分析 图 塑件的二维图 7 图 塑件的三维图 设计要求： （ 1）材料 ：导电聚丙烯 （ 2） 生产批量：中等批量 （ 3） 未注公差取 由上图 图 以看出 ， 该 电磁屏蔽罩的的结构比较简单，由一矩形型腔和一 外螺纹组成 ， 无特殊的尺寸精度和表面质量要求， 是一般的注塑件。由表 以看出聚丙烯 (塑件的壁厚范围是 ，而塑件的壁厚为 2，符合壁厚的要求。所以该塑件 适合注塑工艺的要求。 塑料 P S 料厚度 料 C 材料厚度 表 塑料标准材料厚度表 3 导电聚丙烯注射成型的原理及工艺过程 注塑成型的原理 在 注塑前 ，将塑料颗粒在 80的条件下 干燥 两小时 。 然后将定量的塑料颗粒加入到注塑机的料筒内， 通过 料筒 的传热，以及螺杆 转动时产生 剪切摩擦作用使塑料逐渐融化成流动状态，然后在螺杆或者柱塞的推挤 作用 下，熔融塑料以 较 高压 力 和较快的 8 速度通过喷嘴注入到温度较低的闭合模具的型腔中 ，由于模具的冷却作用，使模腔内的熔融塑料逐渐凝固及定型，最后，开模取出塑件。 注塑成型工艺过程 注 注 射 射 装 装 置 备 准 准 备 备 注 装 射 料 图 注射成型工艺示意图 4 方案分析 分型面的确定 分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，分型面的类型、形状、及位置与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模机构和模具的制造工艺等有关，不仅直接关系到模具结构的复杂程度，也关系到塑件的成型质量。 分型面的设计原则 ： （ 1）应选在塑件外形最大轮廓处； （ 2）应有利于塑件顺利脱模； （ 3）应保证塑件的尺寸尺寸精度及表面质量 ； （ 4）应有利于模具的加工； （ 5）应有利于排气。 预烘干 装入料斗 预塑化 清理模具涂脱剂 注塑 合模 保压 冷却 脱模 塑件送往下道工序 9 分型面的 确定 ： 分型面的形状有以下几种类型：平直分型面；倾斜分型面；阶梯分型面；曲面分型面；瓣合分型面（或垂直分型面）。 结合上述原则 ，此次模具分型面有 A、 B 两种 ，这两种都是塑件的最大轮廓处 ，但 考虑到 在 B 处分型模具时 ，可能会造成 矩形型腔的中心线和外螺纹 轴线不重合使塑件精度太低。故采用 A 处分型，把模具型腔开在动模一侧。 图 分型面方案 外 螺纹成型方法的确定 外 螺纹注塑成型的 方案 有 两种 ： 方案一： 把外螺纹当做内凹结构，设置侧向分型机构成 型 方案二： 用液压或者机械装置将螺纹旋出。 采用方案一时，模具结构相对简单，模具成本较低； 虽然精度降低，外形会出现注塑痕迹，但是，由于对塑件的外形和尺寸没有特别的要求，方案一能够生产出合格的制品。 采用方案二时，虽然模具精度较高，但是模具需要另外安装机械的或者液压的脱模装置，模具结构变得复杂，模具设计的成本较高 ，并且要求塑件的结构旋转体。 所以，外螺纹的成型方法采用方案一。 型腔数目 的确定 10 本次 毕业设计，就型腔数目的确定提出了 三 种方案。 方案一：一模一腔 方案二：一模二腔 方案三：一模四 腔或者八腔 下面就各个方案的优缺点进行分析比较。 一模四腔 ， 一模八腔，这两种方案虽然在模具加工时比较 困难 ， 模具的生产成本较高但是生产出的 塑件的形状和尺寸一致性较好， 并且生产效率较高，适用于大批量或者中等批量的生产 。 但是，该塑件带有外螺纹结构，需要设置侧向分型机构， 不适合采用这种方案。 采用方案一时，虽然生产出的塑件的精度会高一些，但是生产效率太低。塑件的尺寸较小，尺寸精度要求不高，所以这种方案不适合。 方案二与方案一相比， 型腔数目的增多，塑件的精度会降低（一般每增加一个型腔塑件的尺寸精度便降低 4% ，同时模具的制造成本也提高，但是生产效率提高，适应中等批量生产的需求。 图 一模两腔 图 一模四腔 11 图 一模八腔 综上所示，模具采用一模两腔的方案。 浇注系统的确定 主流道 的设计： 主流道通常设计在模具的浇口套中，为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形，锥角为 2 6，流道的表面粗糙度 注系统一般采用碳素工具钢（如 ）材料制 造，热处理淬火硬度 53 57口套的结构形式如图 示，图 图 图为浇口套与定位圈设计成两个零件的形式，以台阶的形式固定在定模座板上。图 螺钉固定于定模座板上，多用于小型注塑模。本次设计的注塑模为小型的 ，但是由于带有侧向分型机构，模具比较复杂，为了顺利脱模，采用图 A B C 图 浇口套的形式和固定形式 浇口 的设计 按浇口截面积尺寸大小的结构特点，浇口可分为限制性浇口和非限制性浇口 两大类。按浇口的结构形式和特点，常用的浇口可分成一下几种形式：直接浇口（派生出 12 中心浇口）、侧浇口（派生出扇形浇口、平缝浇口）、环形浇口、轮辐浇口、点浇口、潜伏浇口、爪形浇口。 各种浇口适用的塑件类型及优缺点如表 示。 名称 优点 缺点 适应塑件类型 直接浇口 流动阻力小、流动路程短及补缩时间长。浇注系统具有良好的熔体流动状态，塑料熔体从型腔地面中心部位流向流向分型面，有利于清除深型腔处气体不易排出的特点，排气顺畅。塑料和浇注系统在分型面上的投影面积小，模具结构紧凑，注射机受力均匀。 易 在进浇口处产生较大的残余应力而导致塑料翘曲变形。 浇口截面大，去除困难去除后会留有较大的浇口痕迹，影响塑件的美观。 这类浇口用于注射成型大、中型长流程深型腔筒形或壳形塑件，尤其适合 高粘度塑料（如聚碳酸酯、聚砜等）。只适于单型腔模具。 侧浇口 通过改变浇口的宽度与厚度可以调节熔体的剪切速率及浇口的冻结时间。可以根据塑件的形状特征选择其位置，加工和修整方便。由于浇口截面小，去除浇口较容易，且不留明显痕接。 这种浇口成型的塑件往往有熔接痕存在注射压力损失较大对深型腔塑件排气不利。 普遍适用于中小 型塑件的多型腔模具，且对于各种塑料的成型适应性强。 环形浇口 进料均圆周上各处流速大致相等熔体流动性好型腔中的空气易于排出熔接痕基本避免。 浇注系统耗料较多浇口去除较难浇口痕迹明显 主要用于成型圆筒形无底塑件 轮辐浇口 耗料比环形浇口少的多去除浇口容易 增加可熔接痕，影响塑件的强度 底部有打孔的圆筒形或壳形塑件 点浇口 易浇口的截面尺寸小浇口两端的压差较大，增大塑料熔体的剪切速率。熔体的流动性增加，易于充填型腔。 不利于成型流动性差及热敏性塑料不利于成型平薄易变形及形状复 杂的塑件 对于薄壁型塑件以及诸如聚乙烯、聚丙烯等表现粘度随剪切速率变化敏感的塑料成型有利 潜伏浇口 浇口的分流道位于模具的分型面上，浇口斜向开设在模具的隐蔽处塑件外表不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。 模具加工困难不适宜于强韧的塑料 多用于表面质量要求高的塑件 13 爪形浇口 可以在型芯的头部开设通道，也可以在主流道下端开设流道爪形浇口的型芯又用做分流锥，其头部与主流道有自定心的作用 加工较困难，通常需要电火花加工 多用于底部有孔的筒形塑件 表 各种浇口的适用 类型及优缺点 综合考虑到所要求的塑件的表面质量、尺寸精度以及 模具型腔的布置，选择 侧浇口。 分流道 的设计 分流道开设在动、定模分型面的两侧或任意一侧，其截面形状应尽量使其表面积小，使温度较高的塑料熔体和温度相对较底的模具之间提供较小的接触面积，以减少热量损失。常用的分流道截面形式有圆形、梯形、 圆形、及矩形等几种形式，如图 示。其中圆形截面的比面积小，但需要开设在分型面的两侧，制造时一定要注意模板上两部分形状对中吻合；梯形及 U 型截面分流道加工较容易且热量损失、压力损失均不大，为常用的形式；半圆形 截面分流道需要球头铣刀加工，其比面积比梯形和 U 型截面分流道 大 ；矩形截面分流道因其比面积大，且流动阻力大，故在设计中不常用。 此次设计采用梯形截面的分流道（如图 示第 三 种）。 图 分流道截面形状 合模导向机构确定 为了保证动模和定模两大部分或模内其他零件之间准确对合，以确保塑料制件的形状和尺寸精度，并避免模内各零件发生碰撞和干涉。本次的合模导向机构选择比较常用的导柱导向机构。 排气系统确定 注塑模通常采用以下三种方式排气： 14 （ 1）利用配合间隙排气； （ 2）在分型面 上开设排气槽； （ 3）在分型面上开设排气槽。 由于本次设计的 电磁屏蔽罩 比较小，可以借助分型间隙和其他配合间隙排气，而且不需额外开设排气槽。 5 模具的技术经济指标 由于本次设计是毕业设计，设计者是在校学生，不了解现在的市场行情 ，因此，设计者不对模具的技术经济指标进行分析。 论证结果 经过以上分析，综各项的最优方案，就得到最终的论证方案。结果如下： 材料选择：导电聚丙烯； 型腔的数目和布置方式的确定：如图 分型面的确定：如图 浇注系统的确定：如图 采用侧 浇口； 合模导向机构确定：导柱导向机构； 排气系统：分型面排气。 参考资料 【 1】周永泰 J2000,(6). 【 2】洪慎章 J2006， (6). 【 3】蒋桂芝 ,王丽 . 我国模具技术的发展现状及其发展趋势 J2008， (7). 【 4】 塑料模设计手册编写组主编： 塑料模设计手册模具手册之二 机械工业出版社 2004年 【 5】 机械电子工业部 . 模具结构与设计基础 . 北京 :机械工业出版社 ,2001 【 6】 王树逊 朱亚林等 . 注塑模具设计 华南理工大学出版社 【 7】李德群 ,肖景容等 北京 :国防工业出版社 ,1992 【 8】 剑玲 ,刘廷华 . 热流道技术的发展和应用概况 J. 模具工业， 2003 【 9】雄辉等 . 现代模具设计制造理论与技术 M.:上海交通大学出版社 【 10】雪玉等 . 中国模具工业和技术的发展 J):72 11】李德群 . 塑性加工技术发展状况及趋势 J 2002,(3):27 12】 Q. 15 【 13】 . 14】 of 9/2, 691998). 【 15】 s . 2000 ,(5). 机电工程学院 毕业设计 任务书 题 目 :电磁屏蔽罩注塑模具及其工艺设计 学生姓名： 曹 春 生 学 号： 20064480218 专业班级： 材控 0602 班 指导教师： 吴 海 宏 2010 年 1 月 10 日 1 毕业设计任务书 1本毕业设计课题应达到的目的： 掌握塑料制品的结构设计原则及 其结构特点；熟悉常用塑料的工艺性能、力学性能及其影响因素；熟悉塑料制品注射工艺特点及工艺参数的选择；根据制品的结构及所用材料的性能正确设计注射模具，完成相关设计计算，并 初步 进行工艺、成形质量 的计算机分析 。 通过设计掌握塑料制品工艺及其模具工程设计方法及其设计步骤。 2毕业设计任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 主要要求包括：英文文献翻译； 开题报告 ； 制品结构 设计； 材料选择； 注塑工艺 设计及其分析 ； 注塑模具设计、计算、及其制造工艺设计、方案论证报告 ；撰写 毕业设计说明书。 在上述几个方面达到 院毕业设计的相关规定和要求。 具体要求： （ 1） 查阅相关资料，完成开题报告 （ 2） 结合设计内容，完成外文文献翻译 （ 3） 制定 工艺 方案 、选择材料 、模具方案论证报告 （ 4） 完成注塑模具设计及关键零部件的设计计算 对成形过程及成形工艺进行计算机辅助分析 ， 按照要求撰写 毕业 设计说明书 3对毕业设计成果的要求包括毕业设计、图表、实物样品等： 1开题报告 1 份，不少于 2000 汉字 2外文文献翻译 1 份 ，不少于 3000 汉字 3 制品成形工艺选择及其模具设计方案论证报告 4. 绘制模具装配图及零件图一套 5. 撰写毕业设计说明书 （含毕业设 计心得） 1 份，格式规范 ，字数不少于 1万。 4主要参考资料： （ 1）塑料成形工艺及其模具设计 （ 2）注塑模具设计手册 （ 3）注塑模具 2 毕业设计任务书 5毕业设计工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 2010 年 3 月 1 日 3 月 15 日 完成开题报告、 外文文献翻译 的修改 2010 年 3 月 16 日 3 月 30 日 完成工艺设计、方案论证报告、部分设计计算 2010 年 4 月 1 日 4 月 15 日 完成注塑模具总装图的设计计算 2010 年 4 月 16 日 4 月 30 日 完成关键零部件 的设计、计算 2010 年 5 月 5 日 5 月 15 日 进行工艺及其模具设计的计算机分析，根据分析结果进行修改 2010 年 5 月 16 日 5 月 30 日 撰写毕业设计说明书，完善毕业设计，准备答辩 系审查意见： 负责人： 年 月 日 院学术委员会意见： 负责人： 年 月 日 机电工程学院 毕业设计说明书 设计题目 : 电磁屏蔽罩注塑模具及其工艺设计 学生姓名： 曹 春 生 学 号： 20064480218 专业班级： 材控 0602 班 指导教师： 吴 海 宏 2010 年 6 月 2 日 次 第一章 绪论 . 1 现代注塑工艺的发展 . 1 模具设计制造的发展现状， . 3 设计的内容 、要求。 . 4 第二章 电磁屏蔽罩结构设计及结构工艺性分析 . 4 电磁屏蔽罩的结构设计 . 4 塑件的尺寸和精度 . 5 脱模斜度的设计 . 5 材料的选用 . 6 第三章 注塑工艺设计 . 6 聚炳烯（ 料的基本性能： . 6 聚炳烯（ 料的成型性能： . 6 聚炳烯（ 料的主要技术指标 . 7 聚丙烯的注射成型工艺参数 . 7 第四章 注塑机的选择与校核 . 8 型腔数量的确定 . 8 注塑机型号的选择 . 8 注塑机有关工艺参数的校核 . 9 锁模力的校核 . 9 开模行程的校核 . 10 最大、最小模具行程厚度的校核 . 10 模具与注塑机安装部分相关尺寸的校核 . 11 第五章 注塑模具设计 . 11 分型面的选择 . 11 浇注系统的设计 . 12 流道设计 . 12 流道设计 . 13 口的设计 . 14 料穴的设计 . 14 成型零部件的设计 . 15 型腔和型芯径向尺寸的计算： . 16 型腔径向尺 寸的计算： . 16 型芯径向尺寸的确定： . 16 . 17 腔 高度尺寸的计算： . 17 型芯高度计算 . 17 模具型腔侧壁和底板厚度的计算 . 18 成型零 件材料选择 . 18 型腔侧壁厚度计算 . 18 底板厚度计算 . 18 侧向分型与抽芯机构的设计 . 19 导向定位机构的设计 . 21 脱模机构的设计 . 23 推杆的设计 . 25 复位装置设计 . 26 排气系统 . 26 温度调节系统的设计 . 27 模架的选择 . 29 模具的装配原则 . 30 模具的安装 . 31 第六章 模具的失效分析 . 33 第七章 塑料成形 . 34 塑料成型计算机模拟（ 内容和方法 . 34 塑料成型 . 35 . 36 塑件在注塑过程中常见的缺陷及分析 . 38 设 计 总 结 . 40 致 谢 . 40 参考文献 . 42 1 第一章 绪论 本次毕业设计的题目是： 电磁屏蔽罩注塑模具及其工艺设计 。 这次毕业设计能使我进一步 掌握塑料制品的结构设计原则及其结构特点；熟悉常用塑料的工艺性能、力学性能及其影响因素；熟悉塑料制品注射工艺特点及工艺参数的选择；根据制品的结构及所用材料的性能正确设计注射模具，完成相关设计计算，并初步进行工艺、成形质量的计算机分析 。通过设计掌握塑料制品工艺及其模具工程设计方法及其设计步骤。 本次设计的电磁屏蔽罩的作用是主要是屏蔽外部环境产生的电磁波，以免影响内部电器元件的正常工作；保护内部电器元件，以免被机械性地损坏。 现代注塑工艺的发展 塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的 。随着科 技时代和信息时代到来，传统的注塑成型技术更加成熟，更加先进；同时 世界各国不断探索 注塑成型 新 工艺 ，各种注塑成型新工艺遍地开花。 （ 1） 现在 术在塑料模的设计制造上应用已越来越普遍 ,特别是 术的应用较为普遍 ,取得了很大成绩。目前 ,使用计算机进行产品零件造型分析、模具主要结构及零件的设计、数控机床加工的编程等已成为精密、大型塑料模具设计生产的主要手段。一些塑料模主要生产企业利用计算机辅助分析 (术对塑料注塑过程进行流动分析、冷却分 析、应力分析等 ,合理选择浇口位置、尺寸、注塑工艺参数及冷却系统的布置等 ,使模具设计方案进一步优化 ,也缩短了模具设计和制造周期。 （ 2） 电子信息工程技术的应用 应用电子信息工程技术进一步提高了塑料模的设计制造水平。国内一些主要的塑料模生产企业已经实现了通过客户提供的产品三维信息盘片和网上产品电子信息来进行预算、报价、设计审定、设计更改等 ,这不仅缩短了生产前的准备时间 ,而且还为扩大模具出口创造了良好的条件。由于直接利用了用户提供的产品电子信息 ,大大缩短了 技术准备时间 ,也相应缩短了模具的设 计和制造周期。 （ 3） 气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟 几年前还是刚刚开始应用的气体辅助注射成型技术近年来发展很快 ,更趋成熟。目前 ,不少企业已能在电视机外壳、洗衣机外壳、汽车饰件以及一些厚壁塑料件的模具上成功地运用气辅技术 ,一些厂家还使用 取得了良好效果。 （ 4） 热流道技术的应用更加广泛 近年来 ,热流道技术发展很快 ,热流道模具比例 2 不断提高。虽然在全国范围来说 ,热流道模具比例仍旧不高 ,但也有些模具企业 ,热流道模具已占其模具生产总量的 1/3 左右。现在 ,一般内热式、外热式元件 以及分流板多点热喷嘴的结构应用已比较普遍 ,具有先进水平的针阀式喷嘴和通断控制式喷嘴国内也能自行设计制造。与此相应 ,国产商品化热流道系统元件也已出现。 （ 5） 精密、复杂、大型模具的制造水平有了很大提高 目前 ,国内生产的小模数塑料齿轮等精密塑料模具已达到国外同类产品水平。在齿轮模具设计中采用最新的齿轮设计软件 ,纠正了由于成型压缩造成的齿形误差 ,达到了标准渐开线造型要求。显示管隔离器注塑模、多注射头塑封模、高效多色注射塑料模、纯平 彩电 壳注塑模、洗衣机滚筒注塑模、塑料管路三通接头注塑模、汽车灯及汽车饰件注塑模 、冰箱吸塑发泡模等一大批精密、复杂、大型模具的设计制造水平也已达到或接近国际水平。使塑件尺寸精度达到 6 7级的塑料模具国内已可生产 ,其分型面接触间隙为 ,模板的弹性变形为 ,型面的表面粗糙度为 。使用 维设计、计算机模拟注塑成形、有些模具零件达到互换、抽芯脱模机构设计新颖等 ,对精密、复杂模具的制造水平提高起到了很大作用。20吨以上的大型塑料模具的设计制造也已达到相当高的水平。 34英寸彩电塑壳和 48英寸背投电视机壳模具 ,衣机塑料模具、汽车保险杠和仪 表盘的注塑模等大型模具 ,国内都已可生产。国内最大的塑料模具已达 50吨。 （ 6） 模具寿命不断提高 通过采用优质模具钢、对模具工作零件进行相应的热处理、采用高质量模架再镶入淬火工具钢件等结构 ,近年来模具寿命不断提高 ,不少模具的寿命已能达到 100万次以上。 （ 7） 模具效率不断提高 挤出速度达 上的高速塑料异型材挤出模国内已能商品化供应。双腔共挤、多腔注塑 (塑封膜已达 600腔 )、采用热流道技术等使模具效率不断提高。不少企业在自动脱模 (脱流道 )方面精心设计 ,同时更加重视冷却系统的设计 ,使模 具的效率大幅度提高 ,有的甚至能使注塑生产效率提高几倍。 （ 8） 采用模具先进加工技术及设备 采用模具先进加工技术及设备 ,使模具制造能力大为提高。高速铣削技术及高速铣削机床在模具加工中的使用 ,已使模具加工效率有了显著提高。目前 ,主轴转速达到 25000r/上的高速铣床国内已引进多台 ,转速达到8000r/上的机床就更多了。使用高速铣床 ,采用高速铣削技术 ,不但能使模具精度和表面质量得到大幅度提高 ,而且模具制造周期大为缩短。国外引进的高精度数控电加工机床的使用也使模具制造能力得到提高。某些国外电 加工机床具有内容丰富、实用可靠的工艺数据和专家系统 ,使模具的深槽窄缝加工、微细加工、镜面加工等效率和质量大大提高。新 3 的模糊控制系统具有加工反力的监测和控制 ,提高了大面积加工的深度控制精度。电火花混粉加工技术的应用有效地提高了模具表面质量。模具逆向工程技术、快速经济模具制造技术、三维扫描测量技术及数控模具雕刻机的发展与应用 ,对模具制造能力的提高也起到了很大作用。 模具设计制造的发展现状 模具属于边缘科学 ,它涉及机械设计制造、塑性加工、铸造、金属材料及其热处理、高分子材料、金属物理、凝固理论、粉末冶金 、塑料、橡胶、玻璃等诸多学科、领域和行业。我国模具工业解放后从无到有 ,发展速度较快 ,目前已初具规模。我国模具工业在经历了半个多世纪的发展 ,与国外的差距正在进一步缩小。纵观我国的模具工业 ,既有高速发展的良好势头 ,又存在精度低、结构欠合理、寿命短等一系列不足 ,无法满足整个工业迅速发展的迫切要求。现对现代模具的现状简介如下。 （ 1） 精密模具 当代模具要求的模具精度要比传统模具高出一个数量级。多工位连续模、精冲模、精密塑料模的精度已达到 至更高。多工位的连续模设计和制造技术已日趋成熟 ,在引进 技术及设备情况下 ,部分企业的此类模具已达到或接近国外先进水平 ;比如照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具均已形成规模化生产 ,目前 ,模具超精密加工已达到纳米级精度。 （ 2） 大型模具 我国已能生产轿车覆盖件模具、背投 40、 52英寸大屏幕彩色电视机前壳及后盖注塑模具、 容量洗衣机全套塑料模、轿车仪表板形状复杂的注塑模、自动扶梯整体阶梯压铸模及汽车变速箱体压铸模等大型模具。另外 ,为了提高生产率 ,采用了多工位及多模腔方式 ,例如 ,高生产率级进模有 50 多个工位 ,塑封模每模一次生产数百件等等。 （ 3） 模具材料及表面处理技术 因选材和用材不当 ,致使模具过早报废 ,大约占模具失效的 50%左右。在整个模具价格构成中 ,材料所占比例不大 ,一般占总成本的 20 30%,所以 ,选用优质模具钢和应用表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于优质模具钢来说 ,要采用电渣重熔工艺 ,努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性有特殊性等。例如采用粉末冶金工艺制造的粉末高速钢等。粉末高速钢解决了原来高速钢冶炼过程中产生的一次碳化物粗大和偏析问题 ,从而影响材质的质量。其碳化物微细 ,组织均匀 ,没有材料方向性 ,因此 ,它具 有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点 ,特别对形状复杂的冲压件及高速冲压的模具 ,其优越性更加突出 ,是一种很有发展前途的模具钢。热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢性能的关键环节。模具热处理的主要趋势 4 是 :由渗入单一元素向多元素共渗、复合渗发展 ;由一般扩散向 子注入等方向发展 ;可采用的镀膜有 :同时热处理手段由大气热处理向真空热处理发展。另外 ,目前的激光强化、辉光离子氮化技术及电镀 (刷镀 )防腐强化等技术也日益受到重视 。 （ 4） 高速加工技术 高速加工技术的出现 ,为模具制造技术开辟了一条崭新的道路。尽可能用高速加工技术来代替电加工 ,是加快模具开发速度、提高模具制造质量的必然趋势。与电火花加工相比高速加工出来的产品质量好 ,工件表面的残馀应力小 ,工件的热变形小 ,零件的加工精度高表面质量好 ,常可省去后续的许多精加工工序 ,生产效率高。而且高速切削时切削力小 ,可以加工淬火钢 ,实现硬切削和干切削。采用多轴控制五轴联动机床以及一次安装下完成所有车、铣、钻工序加工的复合加工机床是当前世界机床技术发展的潮流。高速车铣复合中心、铣车复 合中心、车磨复合中心等高端机床产品的推广应用 ,必将带动模具加工技术向更高效发展。 设计的内容、要求。 主要要求包括：英文文献翻译；开题报告；制品结构设计；材料选择；注塑工艺设计及其分析；注塑模具设计、计算、及其制造工艺设计、方案论证报告；撰写毕业设计说明书。在上述几个方面达到院毕业设计的相关规定和要求。 具体要求： （ 1） 查阅相关资料，完成开题报告 （ 2） 结合设计内容，完成外文文献翻译 （ 3） 制定工艺方案、选择材料、模具方案论证报告 （ 4） 完成注塑模具设计及关键零部件的设计计算 对成形过程及成形工艺进行计算机辅助分析，按照 要求撰写毕业设计说明书 第二章 电磁屏蔽罩结构设计及结构工艺性分析 电磁屏蔽罩的结构设计 本次设计的电磁屏蔽罩的作用是主要是 屏蔽外部环境产生的电磁波 ，以免影响内部电器元件的正常工作； 保护内部电器元件， 以免被机械性地损坏 。 因此，该塑件的材料应该是能屏蔽电磁的导电塑料；该电磁屏蔽罩应该具有一定的强度和刚度，以保护内部电器元件不被机械性地损坏；在塑件结构和形状设计上，应尽可能地做到简化模具结构，且符合成型工艺特点，从而降低成本，提高生产效率。 据此，塑件的结构设计如图 2图 2 5 图 2塑件的二维图 图 2塑件的三维图 塑件的尺寸和精度 该塑件的尺寸精度要求不高，尺寸未注公差，因此，尺寸精度取 各尺寸转化为相应的带公差的尺寸为： 、 、 、 、 、 。 脱模斜度的设计 塑件在模具型腔中的冷却收缩会使它紧紧包裹住模具的型芯或其它凸起部分。因此，为了便于从型腔零件上顺利脱出塑件 必须在塑件内外表面沿脱模方向设计足够的斜度。塑件斜度的大小与塑件的收缩率、塑件的形状、结构、壁厚及成型工艺条件都有一定的关系， 6 一般取 30 1 30。查塑料成型工艺与模具设计的表 知：聚丙烯型腔和型芯的脱模斜度为 25 45。所以，本次设计取内外表卖弄的脱模斜度为 30。 材料的选用 用作电磁屏蔽的材料有很多，大体分为三大类，即表层导电材料、填充型导电复合 材料和分子结构型导电材料。复合屏蔽材料是由绝缘性能较好的树脂和具有导电性能的填料及其它添加剂所组成。常用的树脂有 苯醚 (聚碳酸酯 (尼龙 (热塑性聚酯 (聚丙烯等。导电填料有炭黑、石墨、金属粉、金属片等粉状填料，还有碳纤维、石墨纤维及其电镀纤维铁纤维、铁合金纤维、不锈钢纤维、铜纤维、银纤维以及镀金的云母和镀金玻璃纤维等。 电磁屏蔽罩选择 的材料是导电聚丙烯 ；即聚丙烯里面添加导电填料金属粉铜 。 由于铜的含量很少 ，导电聚丙烯与聚丙烯的性质相差不大，所以按聚丙烯的性质进行设计。 第三章 注塑工艺设计 聚炳烯（ 料的基本性能： 聚丙烯密度低，无色，无味，无毒，外观和聚乙烯很相似，和聚乙烯相比，它的透明性更高，透气性更低。此外，聚丙烯的弹性、屈服强度、硬度及拉力、抗压强度等都高于聚乙烯，其中拉伸强度甚至高于聚苯乙烯 丙烯吸水率 几乎不吸水，因此其高频绝缘性好，绝缘性能不受湿度的影响。此外，聚丙烯耐热性好，能在 100以上的温度下进行消毒灭菌，熔点为 164 170，其最高使用温度可达 150，最低使用 温度为 但当温度低于 35是会脆裂。聚丙烯在氧、热、光的作用下极易降解、老化，所以必须加入防老化剂。定向拉伸后聚丙烯可制作铰链，抗弯曲疲劳强度特别高。聚丙烯成型加工时收缩率交大，极易导致成型加工出来的制件出现变形、缩孔等缺陷。 聚炳烯（ 料的成型性能： 结晶性塑料，吸湿性小，可能发生熔体破裂，长期与热金属接触已发生分解 流动性极好好，溢边值 冷却速度快，浇注系统及冷却系统的散热应适度 成型收缩范围大，收缩率大，易发生缩孔、凹陷、变形，取向性强 7 注意控制成型温 度，料温低时取向性明显，尤其低温高压时更明显，模具温度低于 50一下塑件无光泽，易产生熔接痕、流痕； 90以上时易发生翘曲、变形 塑件应壁厚均匀，避免缺口、尖角，以防止应力集中 聚炳烯（ 料的主要技术指标 密度（ kg/ 度 (g/ 3) 水率（ 24h） 算收缩率（ %） 点（） 170 176 热变形温度 ） 56 67 抗拉屈服强度（ 22 39 拉伸弹性模量（ 弯强度（ 40 冲击强度（ 积电阻率（ 1015 1016 击穿强度（ ） 要技术指标 聚丙烯 的注射成型工艺参数 （ 1）注射机： 螺杆式 （ 2）螺杆转速： 30 60 r/ 3）烘干温度： 80 （ 4）烘干时间： 2 4h （ 5）喷嘴形式： 直通式 （ 6）喷嘴温度： 170 190 （ 7）料筒温度： 前段 180 120 中段 200 220 后段 160 170 （ 8）模具温度： 40 80 （ 9）注射压力： 70 120 10）保压压力： 50 60 11）注射时间： 0 5 s （ 12）保压时间： 20 60 s （ 13）冷却时间： 15 50 s （ 14）成型周期： 40 120 s （ 15）流道和浇口： 对于冷流道，典型 的流道直径范围是 4 7，建议采用圆形的注入口和流道。可以采用所有类型的浇口。浇口直径范围是 1 但也可以用小 8 到 的浇口。对于边缘交口，最小的浇口深度应为塑件厚度的一半，最小的浇口宽度应至少为塑件壁厚的两倍。 第四章 注塑机的选择与校核 型腔数量的确定 单型腔模具和多型腔模具各有优缺点，在一副模具中，总有一个方案最适合。与多型腔模具相比较，单型腔模具塑料之间的形状和尺寸一致性好，成型的工艺条件容易控制，模具的结构简单、紧凑，模具的制造成本低，制造周期短。但是在大批量生产的情况下，多 型腔模具应是更为合适的形式，它可以提高生产效率，降低塑件的整体成本。 在本次设计中，塑件的尺寸精度要求不高， 中等批量生产，适合一模多腔的模具。该塑件带有螺纹结构，并且螺纹结构要求的精度不高，可以用斜滑块侧向分型机构成型螺纹。由于该 模具需要设计斜滑块侧向分型机构成型螺纹，所以该模具只能一模两腔，其布局如图（ 4示： 4模具型腔布局 注塑机型号的选择 利用 三维软件定性测得该塑件的实际体积 V 实 为 设浇注系统的体积 塑件 体积 V 塑 的 即： V 实 = +V 浇 V 浇 = 式中 n 模具的型腔个数， n=2。 则，可得： V 实 =9 又根据实际情况，为了保证注射机能够正常注射成型，模具所需的实际注射量应该小于注射量的公称注射量。一般由经验公式可得公称注射量为： V 公 V 实 /时考虑到 聚丙烯适合用螺杆式注塑机 ，一般不考虑用 柱塞式 注塑机 ,并且考虑注塑机首先选用卧式的 ，故预选 其主要技术参数 如表 4 型号 构形式 卧式 注射方式 螺杆式 螺杆直径 /2杆转速（ r/ 2000 最大注射量 / 3 125 注塑压力 /20 注塑速率（ g/s） 125 塑化能力 (kg/h) 35 锁模力 /00 最大注射面积 / 2 320 模具最小厚度 /00 模具最大厚度 /00 最大开模行程 300 定位圈直径 /00 定位孔深度 / 10 顶出行程 / 70 喷嘴球半径 /R 12 喷嘴孔半径 / 4 顶出力 / 12 模板尺寸 / 420 450 表 4 注塑机有关工艺参数的校核 锁模力的校核 锁模力是指注射机构对模具所施加的最大夹紧力。当高压的塑料熔体充填模腔时，会 10 沿锁模方向产生一个很大的账型力。为此，注塑机的额定锁模力必须大于该胀型力 。 根据式： P=中 P 型腔压 力 (注射压力 (（聚乙烯的注射压力为 70 120 k 压力损耗系数（一般为 取压力损耗系数 k 为 设注射机使用的注射压力为 00型腔压力 P=40 已知注射机最大锁模力为 900 而胀模力为塑件和流道系统在分型面上的投影面积与型腔压力的乘积， 即 : F=S P=760 40N=900满足锁模力的要求。 开模行程的校核 开模行程是指从模具中取出塑件所需要的最小开合距离， 用 必须小于注射机移动模板的最大行程 S 机 。在本设计中采用 双 分型脱模，所以开模行程为： S 机 H=2+5 10)中 S 机 注射机的最大行程 , S 机 =300 H 所需开模行程 ( 第一次分型距离（）； 浇注系统的高度 （）； 塑件推出距离（也可作为凸模高度） (； 由该模具结构可知： 000以可得： H=2+5 10) =20+80+10+(5 10) =110+(5 10)S 机 =300 所以开模行程满足要求。 最大、最小模具行程厚度的校核 根据注射机与注射模具运动之间的关系可知，模具总厚度与注射机模板闭合厚度应满足以下关系： 中 模具闭合后总高度 ( 11 注射机允许的最大模具厚度 , 00 注射机允许的最小模具厚度 ,00 根据模具结构以及最 终所确定的模架，可知模具总高度为 210该注射机的最大、最小模具厚度分别为 300200以该模具的最大、最小模具行程高度满足要求。 从以上对该注射机的校核可以知道，型号为 以最终确定该型号的注射机为 模具与注塑机安装部分相关尺寸的校核 模具上安装在注塑机上的，在设计模具时必须使模具的有关尺寸与注塑机相匹配。与模具安装的有关尺寸包括喷嘴尺寸、定位圈尺寸、 模具的最大和最小厚度以及模板上的安装螺孔尺寸。 （ 1） 浇口套 球面尺寸 设计模具时，浇口套内主流道始端的球面必须比注塑机喷嘴头部半径略大一些，大 1 2 ；主流道小端直径要比喷嘴直径略大 1。 （ 2） 定位圈尺寸 为了使模具在注塑机上的安装准确、可靠，定位圈的设计很关键。 模具定位圈的外直径尺寸必须与注塑机的定位孔尺寸相匹配。通常采用间隙配合， 以保证模具主流道的中心线与注塑机喷嘴的中心线重合，一般模具的定位圈外径尺寸应比注塑机固定板上的定位孔尺寸小 下。 （ 3） 安装螺孔尺寸 注塑模在注塑机上的安装方法有两种，一种是用螺钉直接固定；另一种是用螺钉、压板固定。当用螺钉 直接固定时 ，模具动、定座板与注塑机模板上的螺孔应完全吻合；而用压板固定时，只要在模具固定板需按放压板的外侧附近有螺孔就就能紧固，因此，压板固定有较大的灵活性。本次设计，采用压板固定。 第五章 注塑模具设计 分型面的选择 分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，分型面的类型、形状、及位置与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模机构和模具的制造工艺等有关，不仅直接关系到模具结构的复杂程度，也关系到塑件的成型质量。 分型面的设计原则 （ 1）应选在塑件外形最大轮廓处； （ 2）应有利于塑件顺利脱模； （ 3）应保证塑件的尺寸尺寸精度及表面质量； 12 （ 4）应有利于模具的加工； （ 5）应有利于排气。 分型面的形状有以下几种类型：平直分型面；倾斜分型面；阶梯分型面；曲面分型面；瓣合分型面（或垂直分型面）。 结合上述原则，此次模具分型面有 A、 如图 5这两种都是塑件的最大轮廓处，但考虑到在 能会造成矩形型腔的中心线和外螺纹轴线不重合使塑件精度太低。故采用 模具型腔开在动模一侧。 图 5分型面方案 浇注系统的设计 普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井 组成。在设计浇注系统前首先必须确定塑料的成形位置，该电磁屏蔽罩模具采用一模两腔三板式结构，侧浇口。 流道设计 主流道是连接注射机的喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，且有一定的锥度。 主流道的设计要点如下： （ 1） 主流道设计成圆锥形，其锥角常取 2 4流动性查的塑料可取 3 6，流道壁表面粗糙度取 加工时应沿流道轴向抛光。聚炳烯（ 流动性好，故其锥度取 3 （ 2） 主流道始端球面凹坑半径 1大 1 2；球面凹坑深度 3 5；主流道始端入口直径 1；一般 d=5 （ 3） 主流道末端呈圆角过渡，圆角半径 r=1 3。 13 （ 4） 主流道长度 0为佳，最长不宜超过 95。 （ 5） 主流道常开设在可拆卸的主流道衬套上；不同主流道衬套的结构与装配如图所示，其材料常用 处理淬火硬度为 53 57次设计应选用图 a b c d 5流道设计 分流道是主流道 末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道其作用是给比俺熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。 分流道截面形状有圆形、矩形、梯形、 U 形和六角形等，如图 5示。根据熔体流动时尽可能减少压力损失、热量损失及减少流道凝料的总体要求，在实际生产中采用梯形、次设计采用 图 5分流道截面形状 根据实践经验，表 5 表 5注：当分流道越长、分流道的弯折越多、流经分流道的熔体量越多时，其取值偏上限；6 塑料名称 分流道直径 / 塑料名称 分流道直径 / C、 冲击 14 综合上述，本次设计取 D=8。 对于非圆形分流道，表中的数值可作为当量直径来确定其截面尺寸。采用 1=度 =5 。 则 8 5；取 8 。 口的设计 本次注塑模具上设计采用侧浇口。 侧浇口又称边缘浇口，是常用的小截面浇口的一种形式。它是从塑料件一侧边缘进料，开设在主分型面上，截面可以为半圆形，但更多的是采用矩形，不仅容易加工，也容易调整尺寸达到合理要求，。采用侧浇口可以使模具结构简单。另外，侧浇口痕迹在分型面处，切除后对塑件外观影响小。 侧浇口有厚度 h、宽度 三个重要的尺寸，以厚度 次是宽度 W，长度在任何情况下力求短些，一般在 2之间，对很小的塑件可取 1，对大型塑件可取 2 3。厚度 剪切速率 y、流体速率 Q、熔体流动线速度 影响熔体充模时流动状态的决定性因素。宽度 壁厚度的影响小多了。 侧向进料的浇口，对于中小型塑件，一般深度 t=2 (或取塑件壁厚的 1/2 2/3)，宽度 b=浇口的长度 L=。 设计 时 ，应根据塑料件厚度先确定浇口厚度，可用如下经验公式： h=中 t 塑料件壁厚， h=2； n 与塑料品种有关的浇口尺寸系数，可按注塑模具设计与生产应用中表 4n= 代入，得 h= 在按经验公式确定浇口宽度 W： W=30 A 型腔表面积， A=2340 2。 代入，得 W= 长度可取经验值： L=。 料穴的设计 15 冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端。其作用是捕集料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又将主流道的凝料拉出。冷料穴的直径宜大端直径，长度约为主流道大端直径。 此次模具设计是不带顶料杆的冷料穴，其作用仅是为了捕集料流前 锋的“冷料”。 这类冷料穴的底部由一个以主流道下端半径为半径的半球。本次设计的冷料穴
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