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1 毕业设计外文翻译（ 27 为了更好地成型塑件的末端，要保持熔体的流道通畅。温度上的差异也有部分取决于距离浇口的距离。 当冷却剂流过模具 (没有循环和分流道 ),并且只有一个温度控制器时，模具就会被均匀冷却。由于在整个注射和包装步骤，熔融材料都会持续流经浇口部分，以至于甚至在冷却过程中，浇口一直是温度最高的部分。塑件末端温度最低则是由于聚合物熔体热量会通过腔体流失。 不同位置上的温度不同会导致塑件不均匀收缩并且发生翘曲。差分冷却和增加注射速率这两种方法可以减少温差。 差分冷却是将冷却剂引向温度最高并且远离温度最低的末端部分的浇口。典型的方法是减少冷却剂流经塑件末端并且将冷却剂阀门设计至靠近浇口处。使冷却剂从较热的部分流至末端在某些情况下也可以。 综上所述，增加注射速率将缩短注射时间并且减少不同位置的温差。 因为冷却过程是整个注塑过程中周期最长的，所以一般推荐的模具的温度都很低。因为模具及部分设计的多样性，很难确定准确的模具温度。冷却液的温 度在 320时，聚烯烃的典型的模具表面温度范围是 70 20。对于熔点较低的材料，如 用这个范围下限附近温度，而熔点较高的材料，如 用这个范围上限附近温度。然而，冷模具会使塑件表面不那么光滑，并且会限制树脂在模具内的流动。冷却模具会增加塑件在模具内的压力。提高模具温度可以增加塑件表面光泽度并且通过缩小流道的截面面积有可能会减少树脂流动所需周期。 注塑机和模具通常会设计包括模具打开所需时间，零件弹出时间和再次关闭的固定的总时间。模具可以通过增加模具开模距离让塑件自由下落，减少塑件接触空气的时间和减少推杆活动来减少模具的打开时间。 收缩 无定型树脂 碳酸酯、聚苯乙烯的收缩率要远低于聚烯烃。聚烯烃的收缩率较高，其原因是聚烯烃树脂是半结晶的，因此，在熔融状态下，其收缩量比固态更多。当树脂凝固时，结晶区域中的分子链紧密包紧在一起，导致体积减少。一般来说，聚烯烃的收缩率排行为： 于特定的树脂，通过模具和加工方法在一定程度上可以控制收缩（ 对于一个模板厚度和浇口横截面积可以变化的模板，表示如下： 随着塑件的厚度减小，收缩减少，厚度的影响 为 显著。 随着浇口面积减小，收缩减少。 2 由于收缩受冷却影响，可以通过在较低温度下注射和注射进入较冷的模具中来减少收缩量。注入更多树脂也可以减少收缩。这是通过在中等温度下和高压下注射或者在相当高的温度下和中等压力下成型来完成的。但是温度和压力过高会发生断裂。 减少收缩的另一种方法是增加压力和保压时间。这种方法中，树脂会随着材料冷却和收缩而流入模具中，尽可能多的填充模具，但这样也会增加循环时间和模具内压力。 脱模前较长时间的冷却对于塑件的尺寸影响很大。随着塑件在型芯周围冷却和收缩， 型芯会保证塑件关键的内部尺寸。增加排气或减少会使塑件更容易推出。增加冷却时间会增加循环周期，因此许多模具会增加冷却时间来减少收缩。 收缩时时间函数。一般来说，聚烃烯塑件会在 48 小时后打到其总收缩率的90。如果零件保压时温度很高或者储存在一个温暖的仓库中，收缩可以持续很多天。封装后的模具如果堆叠在一起通常会发生“嵌套”的问题。 翘曲 翘曲是由不均匀冷却引起的塑件的不均匀收缩造成的。当塑件脱出后发生变形时，可以通过减少冷却时对模具施加的应力来使其保持原样。尽可能的减少在冷却至室温会“记住”兵缓 解的“锁定”的压力，这往往是一个难以解决的问题。在塑件脱出后处于固定状态的塑件，如果暴露于温度较高的环境下会发生松弛和翘曲。由于较厚的部分残留的温度较高，所以横截面厚度不均的零件比厚度均匀的零件更容易发生弯曲。 除了不均匀的冷却冷却外，过度的模制压力、长时间的填充、低背压和过低的熔融温度也会在模具中产生应力。 现在对于翘曲没有一个明确的补救方法。调整模具所处环境、重新设计零件和模具、切换到具有狭窄的 料或其混合物可能会降低内部应力。通常，当熔体温度设定为最大、模具温度高、注射压力小并且注射时间短时，发 生的翘曲最小。 在高温下成型需要在零件成型之前减少注射期间产生的应力。使用温暖模具也需要在融化之前减少压力。通常需要在半模之间，特别是具有较大表面积的塑件进行差分冷却，以产生无翘曲的塑件。 注射和保压的压力应足以容易填充，但不应设置过高，以便在塑件固化之前进行模具的应力松弛。 增加注射速率会减少注射时间，这会使塑件末端在过冷之前更快的填充。这样可以是整个塑件均匀的冷却，减少翘曲。 3 这些补救措施中，如提高温度或降低注射压力可以增加循环时间。使用流动性更好的 I 树脂可以减少时间。具有较高流动性的树脂可以使用较低的注射压力，这样可以缩短模塑周期。此外，较高流动性的树脂具有较少的流动记忆，这也可以较少翘曲。低密度树脂（对于 比较高密度的树脂不宜发生翘曲。 流动和转移收缩之间的差异可能导致翘曲。已知 这两者之间具有很大的差异，而 流动和转移收缩之间更平衡。 因为收缩和翘曲受模具冷却模式和部分几何 (厚度的均匀性和流动模式 )的影响很大 ,所以在模具和塑件设计的早期阶段考 虑这些是非常重要的。 表 收缩 翘曲 成型条件 降低气缸和模具温度 提高气缸和模具温度 降低浇口及浇口附近温度 降低浇口及浇口附近温度 减少塑件末端的冷却 减少塑件末端的冷却 使用适当的气缸温度并且提高注射压力 减小注射压力 提高气缸温度并使用使用适当的注射压力 提高气缸温度 提高注射压力并延长注射时间 缩短注射时间 延长保压时间 延长保压时间 模具设计 使用适当的浇口和浇口位置 使用适当的浇口和浇口位置 树脂性能 使用低密度树脂 不需要低密度树脂 使用高流动性的 用高流动性的 树脂 树脂 色散和排气 在螺杆尖端和喷嘴之间的筒体端部使用破碎板是改善分散和防止气泡进入熔体中的有效方法（图 41）。在大多数情况下，熔体背部的压力将所有空气挤压在熔体颗粒之间并产生无气泡的塑件。破碎板的厚度可以为 1/4 英寸（ 并且要求足够大装入喷嘴。改板钻出 20径（ 1寸或 孔。另一种选择是增加螺钉上的背压，确保其没有设置的太高以至于螺钉在下一个循环中不能复位。增加背压或者加入一个破碎板也有助于色散和使熔融温度均匀。当在高温下注射时，应将背压保持在最低限度来减少树脂分解。 零件推出和脱模 脱模受很多因素影响。一些聚烯烃树脂比其他聚烯烃树脂更容易脱模。已发现，这些树脂具有想同的缺点，例如光泽度低。颗粒状或霜状表面的树脂比光滑、高广泽的模制品 (例如高光泽度的 澄清聚丙烯制成的塑件）更容易脱模。然而，即使同一种 丙烯在脱模性能方面也不同。树脂有时与脱模添加剂混合使用。 改变模具设计或改变一个或多个成型条件而不影响最终成型的属性可以减轻脱模问题。如果模具为了减少收缩二包装的太紧，就不容易脱模。如果持续时间太长，塑件通常会粘在模具上，并且塑件收缩到型芯上。在这种情况下，缩短冷却时间，可以改善脱模。另一方面，如果循环时间太短而不能使塑件从腔体壁收缩，也可能会发生同样的问题。在这种情况下，延长徐怒汉时间可以改善脱模。在模具打开方向上的表面绘制石块也可以缓解这个问题。 脱模很大程度上取决于模具内部的抛光程度。用于深冲塑件的模具内表面的光洁度决定了塑件能否正确脱模还是黏在腔体或型芯上 。推杆可以在型腔或型芯中推出塑件。 必须提供足够的通风，特别是在深冲压模制品中（如长容器）中。尽可能的避免反向牵引和平行的侧面。 具的涉及草图应该留出更多空间，因为它们在熔体喷出的温度下更粘。通常 3 预留斜度有助于脱模。在潜水拔模中，可能会需要脱模环和空气喷射。不推荐拔模斜度小于 1的拔模斜度，除非零件要求规定，否则应避免。 5 图 限制熔体流动并改善树脂的缓和，以获得跟均匀的熔融温度和已加入材料的混合物，例如着色剂 6 明晰 需要高熔融温度和低压才能消除模制件中的流痕。通过降低模具温度，特别是在使用高 脂时，可以提高成型塑件的的清晰度。这减小了所形成的的晶体的尺寸，进而降低了光衍射。 聚丙烯无规共聚物具有比 合物更高的透明度。通过添加澄清剂可以进一步提高无规共聚物树脂的透明度。 在约 430 F（ 220）和模具温度约 50 至80 F（ 10 至 25）的熔融温度下获得标称 寸厚度范围内的 品的最佳透明度。通常，提高注射速率也可以提高透明度。高度抛光的工具是最高清晰度所必需的。 光泽度 模塑的表面光泽度受 树脂性能，模具状况和成型条件的影响。聚烯烃树脂的 高，模制品的光泽越大。此外，较高密度的聚乙烯比较低密度的树脂具有更高的光泽度。 高度抛光的模具是获得高光部件的最重要因素之一。对于聚乙烯，温模具比冷模具更好的光泽。控制浇口也可能有助于获得高额部分。限制浇口会产生较高的光泽度，因为当熔体注入模腔时，它会保持温度高。聚丙烯树脂可以通过冷模和提高注射速率提高光泽度。 聚丙烯整体铰链 聚丙烯可以模制成铰链部件，可以在故障之前弯曲许多周期。对于正确设计和制造的铰接部件，通过测试已经可以超过一百万次的弯曲。 铰链部分必须足够薄到适合弯曲但足够厚以防止撕裂。寸（ 米）。如果铰链需要强度或承载性能，则需要更大的厚度。 整体铰链的典型横截面如图 42 所示。当铰链处于关闭位置时，必须提供浅厚度或间隙以防止收集和过度的应力。可以在此设计上进行变化以获得具体的结果。 浇口入部件必须设计成允许聚合物以均匀且连续的方式流过整个铰链部分，流动前部垂直于铰链。 这种布置确保了最佳的铰链强度，而不会发生分层。优选是，所有门都在铰链的一侧，以消除焊缝的可能性 ; 然而，一些设计由于过 于复杂，使得这种布置是不可能的，并且必须放置门，使得在铰链中不会出现焊接线。 如果使用多个门，建议将一个比壁厚略厚的部分平行于铰链放置。这种“集流器”将促进横跨铰链的均匀的流动模式。 7 最佳铰链性能的成型条件是高熔体温度（通常为 500 F 至 525 F / 260 75 C），快速注射速度和温热模具（ 120 F 至 150 F / 50 C 至 65）。为了发展最佳性能，铰链应在从模具中取出后立即弯曲几次。在一些应用中，例如多腔铰链盖，不可能进行这种弯曲。 然而，如果铰链设计合理，它仍然会对应用的要求充分发挥 作用。所有的聚丙烯都可以用于活动铰链，但最合适的铰链是用均聚物 后是无规共聚物和冲击 。可接受的铰链可以由 冲共聚物形成，但是在铰链区域中有一些潜在的分层。 也可以利用二次操作来生产铰链。在约 425 F（ 220）下的加热钢模，其在 50345力下被迫进入模制部件。也可以使用滚动加热模具 ; 这个过程通常被称为“压印”铰链。如果聚合物厚度减少到 米），则会产生令人满意的铰链。该技术可用于将铰链放置在非常大或复杂的部件中 。 图 附录 1 抗氧化剂： 用于帮助保护塑料不受诸如热，年龄，化学物质，压力等因素的降解的添加剂。 抗静电剂： 用于帮助消除或减少塑料部件表面静电的添加剂。 纵横比： 总流量长度与平均壁厚之比。 背压： 螺杆回收期间施加到塑料上的压力。通过增加背压，改善混合和塑化 ; 然而，螺杆回收率降低。 支撑板： 用作模腔，支柱，衬套等的支撑板。 老板： 在塑料部件上突出设计，以增加强度，方便对齐，提供紧固等。 断路器板： 见图 41。 腔体： 注射材料的模具内的空间（图 43）。 耗材： 在一个周期内填充模具所需的材料的测量或重量。 夹紧板： 安装在模具上并用于将模具固定到压板上的板（图 43）。 夹紧压力： 施加到模具上的压力在一个循环期间保持关闭，通常以吨表示。 闭环控制： 用于监控温度，压力和时间的完整，注塑成型工艺条件的系统，以及 8 自动进行任何更改，以使零件生产保持在预设公差范围内。 共注射成型： 一个特殊的超材料注射过程，其中一个模具腔首先部分填充一个塑料，然后注射注射以封装第一次注射 . 冷却通道： 在模具主体内的通道，冷却介质通过该通道循环以控制模具表面温度。 澄清器： 用于添加剂聚丙烯无规共聚物以提高透明度。 冷料井： 周期中留下的额外的材料，以保证帽子的部分被包装在他的时间。 循环： 在完成一整套模具的过程中的完整操作顺序。当再次达到该点时，在操作结束的某一点进行循环。 开模距离： 夹紧单元在完全打开位置的固定和移动板之间的最大距离。 分层： 当成品零件的表面分离或分层时，由层组成。地层或鱼鳞型外观这里的层可能分开。 隔膜门： 用于对称腔体填充，以减少焊缝线形成并提高填充率。 直接浇口： 直接进入模腔的浇道。 分散助剂： 放置在塑化器喷嘴中的穿孔板在着色剂流过穿孔时有助于混合或分散着 色剂（图 41）。 牵伸： 模腔侧壁的锥度或间隙角设计为便于将零件从模具中取出。 图 中指出了一些要点 喷雾： 在填充或拍摄模具时，从塑化器喷嘴或喷嘴冲洗区域挤出或泄漏熔融树脂。 9 停留： 在模具完全关闭之前，在注射循环期间暂停对模具施加的压力。 这种停留允许形成或存在的任何气体从成型材料中逸出。 推杆： 当模具打开时从后方推入模腔中的推杆将加工零件压出模具。也称为顶针。 推出器返回销： 当模具关闭时将推出器组件推回。 也称为表面引脚或返回引脚。 喷射杆： 当模具打开时启动喷射器组件的杆。 家庭模具： 多腔模具，其中每个空腔形成组装的成品部件的组成部件之一。 风门： 用于通过将开口扩展到更宽的区域来帮助减少门区的应力集中的门。 通常可以通过使用这种类型的门来预期零件翘曲变小。 填充： 根据需要填充模具的空腔或空腔，以提供无闪光的完整零件。 翅片： 残留在模制零件中的孔或开口中的材料网，必须移除才能进行最终组装。 闪光灯： 额外的塑料通常沿着模具分型线连接到成型机上。 流程： 在成型过程中定性描述塑料材料的流动性。 其成型性的量度通常表示为熔体流动速率或熔体指数。 流动线： 标记在成品上可见，表示熔体流入模具的方向。 流动标记： 由于熔体流入模具而引起的模制件上的波浪表面外观。 浇口： 熔体进入模腔的孔口。 滚刀： 淬硬钢的主模型。 炉具用于将模具的形状沉入软金属块中。 均聚物： 由单一单体聚合而产生的塑料。 料斗干燥机： 从树脂颗粒中除去水分的辅助设备。 料斗装载机： 将树脂颗粒自动装载到机器料斗中的辅助设备。 热流道模具： 模具，其中流道与冷冻腔隔绝并保持热。热流道模具制造的零件没有废料。 注射压力： 将注射材料注入模具时，注射螺杆或压头的表面上的压力通常以 绝缘转轮： 参见热流 道模具。 艾佐德冲击试验： 通过将样品棒保持在一端并通过冲击破碎来测试样品的冲击强度。 样品样品可以是缺口或无缺口的。 喷射： 由不正确的浇口引起的熔体中的湍流，或薄壁部分变薄。 夹具： 在制造过程中保持组件的零件的工具。 编织线 ：见焊缝。 敲击销： 用于将成品从模具中敲出的杆或装置。 L / D 比率： 用于帮助定义注射螺杆的术语。 这是螺杆的长径比。 熔体流动速率：在压力和温度的规定条件下，通过孔口挤出的聚合物的重量，测定聚合物的熔融粘度。特定条件取决于被测聚合物的类型。 常以每 10 分 10 钟克数报告。 熔体流动 速率限定了聚丙烯树脂的流动。使用在 446 F（ 230）下的 2160 克的挤出重量。 熔体指数： 定义聚乙烯树脂熔体流动速率的术语。 使用在 310 F（ 190）下的 2160 克的挤出重量。 模具更换机： 一种用于从机器中取出一个模具并用另一个模具更换的自动化设备。 模具框架： 一系列包含模具部件的钢板，包括模腔，芯，流道系统，冷却系统，喷射系统等。 模具温度控制单元： 用于控制模具温度的辅助设备。 有些单元可以加热和冷却模具。其他的叫冷水机，只能冷却模具。 移动压板： 由液压油缸或机械扳手移动的注塑机的压板。（图 21 多腔模具： 具有两个或多个印模的模具，用于在一个机器周期中形成成品。 多材料成型： 在单个成型周期内，依次将两种或三种材料注入单个模具中。 注塑机配有两个或三个塑料机。（另见共注射） 巢板： 在模具中具有用于腔体块的凹陷区域的保持板。 止回阀： 允许材料沿一个方向流动并关闭的螺杆头，以防止回流并将材料注入模具。 喷嘴： 中空的金属鼻子拧入塑化器的注射端。 喷嘴匹配模具中的凹陷。 该喷嘴允许熔体从塑化器转移到流道系统和空腔。 成核剂： 与聚丙烯一起使用的添加剂，通 过提供晶体生长的附加位点来提高结晶速率。 橙皮： 在粗糙和微小的模制部件上的表面光洁度。 通常由模具腔内的水分引起。 包装： 模腔或空腔尽可能填充而不会对模具造成不适当的压力或导致成品上出现闪光。 零件拾取器： 通常安装在固定压板上的辅助单元，该辅助单元在下一个成型周期之前到达打开的模具中抓取零件并将其移除。也称为机器人，当您不想在弹出时将零件从模具中丢弃时使用该设备。 分型线： 在完成的部分，这条线显示了两个半模在关闭时遇到的位置。 精密门： 直径 寸或以下的限制门，该闸门在热流道模具上很常见。 11 活塞： 看内存。 塑化： 通过加热和混合软化。 塑化器： 注塑机上完全熔化注塑单元。 压板： 安装有半模的压力机的安装板。 析出 :塑料添加剂在机械加工过程中溢出。 柱塞： 看内存。 压力垫： 硬化钢筋分布在模具表面的死区周围，以帮助土地吸收关闭的最终压力而不会塌陷。 清洗： 在成型新材料之前，用另一种材料将一种成型材料从塑化剂中挤出。 使用特殊的清洗化合物。 在迫使熔体进入模腔中的塑化机筒螺杆的向前运动。 恢复时间： 螺丝旋转并创建镜头的时间长度。 限制门： 注射模具中流道和腔之间的孔很小。当零件被弹出时，这个门很容易脱离流道系统。通常，零件通过一个滑槽和流道系统通过另一个导向造粒机和废品回收系统。 垫板： 模塑时可安装可拆卸件（如模腔，顶针，导销和衬套）的板。 可收缩芯： 当模制零件在不垂直于零件从模具中排出的方向的空腔中时使用。 在模具打开之前，芯子从模具中自动拉出，并且当模具再次关闭并且在注入之前重新插入。 肋： 模制件的加强件。 环形浇口： 用于一些圆柱形的形状。 该浇口围绕芯部以允许熔体首先在填充空腔之前围绕芯部移动。 机器人： 自动装置，用于在从打开的模具中弹出时移除零件，而不是使零件掉落。 另见零件选择器。 机器人还可以执行次要功能，例如检查，脱胶，输送机上零件的精确放置等。 糙度： 测量材料的表面粗糙度 /平滑度。 使用 定表面“峰 12 谷”的均方根（ 均值。 数字越小，表面越平滑：一个或两个的读数将是非常抛光和光滑的表面。 洛氏硬度： 材料的表面硬度的测量值。当钢压头的载荷从固定的最小值增加到较高的值时，从印模的深度增加得到的值，然后返回到最小值。 这些值引用与对应于与给定的负载和压头组合相关的标 度的字母前缀。 流道： 将浇口与浇口连接以将熔体传送到腔体的通道。 无流道成型： 见热流道模具。 螺丝移动： 当填充模具腔时螺钉向前移动的距离。 短镜头： 未能完全填充模具的模具或腔体。 喷射： 在成型周期中注入的熔体的量，包括填充流道系统的熔体的数量。 注射量： 通常基于聚苯乙烯，这是通过单次注射冲程可以移位或注射的塑料的最大重量。 通常表示为聚苯乙烯盎司。 收缩： 模制件与实际模具尺寸之间的尺寸差异。 侧杆： 用于承载一个或多个成型销并从模具外部操作的松散件。 侧拉销： 用于在除模具闭合线以外的方向上钻出孔的突出部 ，并且在将部件从模具中排出之前必须将其取出。参见可伸缩内核。 银条纹 :看到倾斜的标志。 单腔模具： 一个模具只有一个模腔，每个循环只生产一个成品零件。 缩痕： 通过空腔收缩或低填充产生的成品表面上的浅凹陷或凹坑。 润滑剂： 用于在塑料加工过程中及之后立即进行润滑的添加剂。 滑动平面： 由于焊接不良或冷却时收缩，生成在成品零件中或其上。 螺旋流动： 通过将样品注塑成螺旋模具进行测试，并用于加工性能不同的树脂上。 启动标志 :看到倾斜的标志。 喷射标记： 在成品部件的表面上标记或突出显示可能是由于熔体通过浇口而进入其设置的冷腔引起的缺陷。 13 分割模具： 模具，其中分割腔体组装在通道中以允许在模制件中形成底切。 这些部件从模具中弹出，然后与该部件分离。 浇口套： 在模具中的硬化钢插件，其接受塑化器喷嘴并提供用于转移熔体的开口。 直接浇口 :一项针对从喷嘴的模具型腔熔体流动。 浇注锁 ：通过底切保留在冷块中的树脂部分。该锁用于在模具打开时将浇口从衬套中拉出。 浇道锁本身由推杆从模具中推出。 浇口： 喷嘴与腔或流道系统之间注射成型的进料口。 堆叠模具： 两个或多个类似类型的模具，一个定位在另一个之后，以允许在一个循环期间制造额外的零件。 固定式压板：模具前板固定的注塑机的大前板。 该压板在正常操作期间不移动。 应力开裂：应力开裂有三种类型： 件的晶体和非晶部分之间发生物理应力开裂。 发生化学应力开裂。 所有这些类型的应力开裂都具有相同的最终结果：模制件的分裂或压裂。 条纹： 在指示熔体流动方向或冲击的模制零件表面上显而易见 。 串联： 当模具打开并且该区域中的熔体没有充分冷却时，在成品部件和浇道之间发生。 脱模板： 从芯柱或强力塞上剥下模制件的板。脱模板通过模具的打开而被操作。 结构泡沫成型 ：制造具有固体外皮和发泡芯的零件的工艺。 潜伏浇口 :从喷嘴打开到模具型腔位于分型线以下。也称为隧道门。 回吸： 当螺杆返回时，浇口上的压力不能保持足够长的时间以使熔体冷却。 空腔或流道系统中的一些熔体可能会扩展回到喷嘴中并导致成品部件上的凹陷。 护耳型浇口： 一个与模制品相同厚度的小型可拆卸片，但通常垂直于零件，便于拆卸。 拉杆间距： 注射成型机上水 平连杆之间的间距。 基本上，这种测量限制了可以放置在连杆之间并进入成型机的模具的尺寸。 切换： 一种通过在膝关节上施加力来施加压力的夹紧机构。 一个开关用于关闭压力机上的模具并施加压力。 隧道门 :见 潜伏浇口。 底切： 阻止从两件式刚性模具退出的突起或凹痕。 14 购买后包 含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 摘 要 塑料注塑模具是当今普遍的模具的类型 ,而 且 注塑模具 是比较热门且常用的模具 ,因此 ,研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大的意义 . 本 文 设计介绍了 快餐勺子 注射成型的基本原理 ,特别是单分型面 和一抹多腔注射模具的结构与工作原理 ,对注塑产品提出了基本的设计原则 ;详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程 ,并对模具强度要求做了说明 ; 通过本设计 ,可以对注塑模具具有一个初步的认识 ,注意到设计中的某些细节问题 ,了解模具结构及工作原理 . 关键词 : 塑 料模具 分型面 标准 购买后包 含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 he in of in is to to of of is to of of of of of to to to a in of 买后包 含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 目 录 第一章 绪论 .二章 塑件成型工艺分析 .注系统的设计 .三章 成型零件的结构设计及计算 . .四章 整体设计 .辞 .考文献 .连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 1 第一章 绪论 题的来源和意义 模具应用广泛，现代制造业中的产品构件成形加工，几乎都需要使用模具来完成。所以，模具产业是国家高新技术产业的重要组成部分，是重要的、宝贵的技术资源，也是关键的 基础工业。随着塑料制品在机械、电子、交通、国防、建筑、农业、等各个行业广泛应用，对塑料模具的需求日益增加，塑料模在国民经济中的重要性也日益突出。模具作为一种高附加值和技术密集型产品，其技术水平的高低已经一个国家制造业水平的重要标志之一，也成为民族工业的支柱行业之一。 本次设计以快餐勺子为设计课题，并应熟练地使用 软件来完成课题。在设计过程中，应对我们设计方法、软件绘图、资料查询、论文写作、外文翻译等方面进行全方位的训练，培养我们初步的设计能力，并加强我们对模具行业的理解和认知。 内发展状况 尽管我国在注塑模的开发与研究方面起步较晚，但历经半个多世纪 ,我国的模具工业水平有了飞跃的发展 ,但与需求相比 ,显然供不应求 ,其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面。中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此每年需要大量进口模具。但相比于不足，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。 目前，我国经济仍处于高速发展 阶段。一方面，国内模具市场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具 采购 趋向也十分明显。因此，放眼未来，模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产批品牌化、管理信息化、经营国际化的 方向发展。这对我们新时代的年轻人来说是一个巨大的机会也是一次强大的挑战。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 2 外发展状况 国外注塑模具制造行业的最基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。追求的目标是提高产品质量及生产效率。国外发达国家模具标准化程度达到70% 80%，实现部分资源共享，大大缩短设计周期及制造周期，降低生产成本，最大限度地提高模具制造业的应变能力 满足用户需求。 目前在欧美， 经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前 30%89%。 、 软件的应用很普遍。应用这些软件不仅可完成 2时可获得 3D 模型，为 程和 集成提供了保证。应用 3可以在设计时进行装配干涉的检查，保证设计和工艺的合理性。数控机床的普遍应用，保证了模具零件的加工精度和质量。 30 50 人的模具企业，一般拥有数控机床十多台。经过数控机床加工的零件可直接进行装配，使装配钳工的人数大大减少。 注射模设计中应用 拟塑料的冲模过程，分析冷却过程，预测成型过程 中可能发生的缺陷。实现了多工位、高效率、自动化、连续化、低成本等优点。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 3 第二章塑件工艺性分析 件及材料的分析 件性能分析 本设计实例为一快餐勺子，塑件比较简单，塑件的质量要求是不允许有裂纹和变形缺陷；脱模斜度为 2度；塑件材料为 产批量为大批量，塑件公差按模具设计基本要求进行转换。 图 件 尺寸精度：塑料有 5、 6、 7 三种精度等级，我们取外表面为 7 级精度。塑料制品的表面光洁度，除了在成 型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点外，主要由模具光洁度决定。一般模具表面光洁度要比塑料制品高一级。因此制件外表面取 m。 能分析 （ 1）使用性能 综合性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性，电气性能良好；易于成型和机械加工，其表面可镀铬，适合制作一般机械零件、减磨零件、传动零件和结构零件。 （ 2）成型性能 1）无定形塑料。 其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异应按品种来确定成型方法及成型条件。 2）吸湿性强。 含水量应小于 质量 ），必须充分干燥，要求表面光 泽的塑件应要求长时间预热干燥。 3）流动性中等。益边料 右。 4）模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力过大或 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 4 机械加工时塑件表面呈现白色痕迹。 （ 3） 主要性能指标 其性能指标见表 2 密度 g 服强度 /0 比体积 /伸强度 /8 吸水率 (%) 伸弹性模量 /103 熔点 / 130 160 抗弯强度 /0 计算收缩率 (%) 压强度 /3 比热容 /J ( ) 1470 弯曲弹性模量 /103 注射成型过程及工艺参数 （ 1）注射成型过程 1）成型前的准备。对 色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于 水性较大，成型前应进行充分的干燥。 2）注射过程。塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由于模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为冲模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。 3）塑件的后处理。处理的介质 为空气和水，处理温度为 60 75，处理时间为 16 20s。 （ 2）注射工艺参数 1）注射机：螺杆转数为 30r/ 2）料筒温度（）：后段 150 170； 中段 165 180； 前段 180 200。 3）喷嘴温度（）： 170 180。 4）模具温度（）： 50 80。 5）注射压力（ 60 100。 6）成型时间（ s）： 30（注射时间取 却时间取 助时间 8）。 定模具的结构形式 型面位置的确定 通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在 端盖截面积最大且利于开模取大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 5 出塑件，分型面如图 2图 腔数量和排列方式的确定 （ 1）型腔数量的确定 该塑件采用的精度一般为 4级，且为大批量生产，可采取一模多腔的结构形式。同时，考虑到塑件的尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本费等因素 ,初步定为一模四腔结构形式。 （ 2）型腔排列形式的确定 多型腔模具尽可能采用平衡式排列布置，且要力求紧凑，并与浇口开设的部位对称。由于该设计选择的是一模四腔，故采用直线对称排列，如图 2示。 图 2（ 3）模具结构形式的确定 从上面的分析可知，本模具设计为一模四腔，对称直线排列，根据塑件结构形状，推出机构拟采用推杆推出的推出形式。浇注系统设计时，流道采用 口采用侧浇口，且开设在分型面上。因此，定模部分不需要单独开设分型面取出凝料，由上综合分析可确定选用推杆的大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 6 单分型面注射模。 射机型号的选择 （ 1）注射量的计算 通过三维软件建模设计分析计算得 塑件体积： V 塑 =塑件 质量： m 塑 = V 塑 =式中，可取 2） 浇注系统凝料体积的初步估算 浇注系统的凝料在设计之前是不能确定的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的 1 倍来估算。由于本次采用流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的 一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和 4个塑件体积之和）为 1+ 4=4= 3）选择注塑机 根据第二步计算得出一次注入 型腔的塑料总质量 V 总 / 根据以上的计算，初步选定公称注射量为 125注射机型号为 25卧式注射机，主要技术参数如下： 理论注射容量 /25 移模行程 /00 螺杆柱塞直径 /42 最大模具厚度 /06 注射速率 /35 最小模具厚度 /65 塑化能力 /5 锁模形式 双曲肘 螺杆转速 /0140 模具定位孔直径 /00 锁模 力 /00 喷嘴球直径 /2 拉杆内间距 /260*360 喷嘴口孔径 / 注射压力 /50 表 （ 4）注射机的相关参数的校核 1）注射压力校核。 0 110里取 0注射机的公称注射压力 P 公 =119射压力安全系数 里取： 90=117P 公 ，所以，注射机注射压力合格。 2）锁模力校核 塑件在分型面上的投影面积 A 塑 ，则： A 塑 =连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 7 浇注系统在分型面上的投影面积 A 浇 ，即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积 A 浇 数值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。 A 浇 是每个塑件在分型面上的投影面积 A 塑的 。由于本例流道设计简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以适当取小一些。这里取 A 浇 = 塑 。 塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积 A 总 ，则： A 总 =n(A 塑 +A 浇 )=n(A 塑 + )=4 =4 模具型腔内的胀型力 F 胀 ，则 F 胀 =A 总 P 模 =35=式中， P 模 是型腔的平均压力值。通常取注射压力的 20% 40%。对于 5 40 于粘度较大精度较高的塑料制品应取较大值。 于中等粘度且有精度要求的塑件，取 P 模 =35 该注射机的公称锁模力 900模力安全系数为 F 胀 =F 胀 = 锁 ，所以，注射机锁模力合格。 注系统的设计 流道的设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。 （ 1）主流道尺寸 1）主流道的长度：本次设计中初取 71 2）主流道小端直径： d=注射机喷嘴尺寸 +（ 1） 4+ 3)主流道大端直径： d = d+2L 主 /2)= 50 ，式中 =4 4)主流道球面半径： 射机喷嘴球头直径 +（ 1 2） 12+2)4 5)球面的配合高度： h=3 （ 2） 主流道的凝料体积 V 主 = /3 L 主 ( 2主R+2 主 r 主 ) = 3 50（ 4+4+4. =（ 3）主流道当量半径 1/2（ =（ 4）主流道浇口套的形式 主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。对材料要求较严格，因而尽管小型注射模可大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 8 以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。设计中常采用碳素工具钢 处理淬火表面硬度为 5256 图 套 流道的设计 （ 1） 分流道的布置形式 在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用如图 2 型平衡式分流道。 图 2 2）分流道的长度 由于分流道设计简单，根据型腔的结构设计，采用两级分流道， 00 （ 3）分流道的当量直径 因为该塑件质量 m 塑 200g，所以分流道的当量直径为 D 分 =m 4分m 41L= 4100 =2据教材中表 4选取 理 m 42L= 4100 =1连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 9 根据教材中表 4选取 4） 分流道截面形状 常用的分流道截面形状有圆形，梯形， U 形，六角形等，为了便于加工和凝料的脱模，分流道大多设计在分型面上，本设计采用圆形截面，其塑料熔体的热量散 失，流动阻力均不大。 (5）凝料体积 1）分流道的长度 0 2=1002=50 4=2002） 分流道截面积 21R =4=2= 22R = 3）凝料体积 100 2=00 6)校核剪切速率 1）确定注射时间：取 t=1s。 2) 计算分流道体积流量： V 分 +V 塑 ） /t=(2+V 塑 )/t=s. V 分 +V 塑 ） /t=（ 塑 )/t=s 3)得剪切速率： 31R = 23） =2= 32R =(=分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率 5 102 5 103以，分流道内熔体的剪切速率合格。 （ 7）分流道的表面粗糙度和脱模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取 处取 外，其脱模斜度一般在 510之间，这里取 脱模斜度为 8。 口的设计 该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求较高，采用一模八腔注射，为便于充模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。其截面形状简单，易于加工，便于试模后修正，且开设在分型面上，从型腔的边缘进料。 （ 1）侧浇口尺寸的确定 1）计算侧浇口的深度。根据表 4得侧浇口的深度 h 计算公式为 h=中， t 是塑件壁厚，这里 t=1n 是塑料成型系数，对于 成型系数 n= 2） 计算测浇口的宽度 。根据表 4得侧浇口的宽度 B 的计算公式为 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 10 B=n A /30=）计算侧浇口的长度。根据表 4得侧浇口的长度 L 浇 一般选用 里取 L 浇 = （ 2）侧浇口剪切速率的校核 1）校核浇口的剪切速率 确定注射时间：查表 4取 t=1s； 计算浇口的体积流量： q 浇 =V 塑 /t=1=s 计算浇口的剪切速率：由式（ 4得： v= 3浇R=5120矩形侧浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率 5 103 5104s 之间，所以，浇口的剪切速率校核合格。 核主流道的剪切速率 上面分别求出了塑件的体积、主流道的体积、分流道的体积（浇口的体积太小可以忽略不计）以及主流道的当量半径，这样就可以校核主流道熔体的剪切速率。 （ 1）计算主流道的体积流量 （ （ （ 2）计算主流道的剪切速率 /（ =103/（ 532主流道内熔体的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率 5*1025*103以，主流道的剪切速率校核合格。 料穴的设计及计算 冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。其作用就是存放料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成接触；此外，在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大 于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径。冷料穴的形式有三种：一种是与推杆匹配的冷料穴；二种是与拉料杆匹配的冷料穴；三种是无拉料杆的冷料穴。本设计采用与拉料杆匹配的冷料穴。 节小结 本章主要进行塑件及材料的分析，初步拟定了模具的结构形式，并且简单设计了浇注系统的结构形式。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 11 第三章成型零件的结构设计及计算 型零件的结构设计 模的结构设计 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。根据对塑件的结构分析，本设计中采 用整体嵌入式凹模。 图 3模的结构设计（型芯） 凸模是成型塑件内表面的成型零件，通常可分为整体式和组合式两种类型。通过对塑件的结构分析可知，本设计采用整体式凸模。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 12 图 3模 型零件钢材的选用 根据对成型塑件的综合分析，该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳强度性能，同时考虑它的机械加工性能和抛光性能。又因为该塑件为大批量生产，所以构成型腔的嵌入式凹模和凸模 钢材选用 45号钢。 型零件工作尺寸的计算 根椐塑件的要求，由以上两表可查得：该塑件可按精度等级为 4 级精度选取。此产品采用 4 级精度，属于一般精度制品。因此，凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造与作用修正系数 x 取值可在 范围之间，凸凹模各处工作尺寸的制造公差，因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达到 ，综合参考，相关计算具体如下 : (1+ z %） （ 1）凹模径向尺寸的计算 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 13 由 06，查表 =M=(1+ z= 中， 表 2得 收缩率为 0 0 所以其平均收缩率 2=表 4知 x 一般在 处取 x=是塑件上的相应尺寸的公差（下同）， 于中小型塑件取 z=1/4 （下同）。 （ 2） 凹模深度尺寸的计算 (1+ z 由 30，查表 =M=(1+ z= 3） 型芯径向尺寸的计算 (1+ z 由 04，查表 =M=(1+ z= （ 4）型芯高度尺寸的计算 (1+ z 由 8，查表 =M=(1+ z= 架的确定 本次模具的设计采用选取的模架大小为 546 646 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 14 模板尺寸的确定 1） A 板尺寸。 A 板是定模型腔板，塑件高度为 35考虑在模板上还要开设冷却水道，还需留出足够的距离，故 A 板厚度取 70 2） 模架标准板厚取 46 3）垫板厚度根据模架标准取 46） 块）尺寸。 垫块 =推出行程 +推板厚度 +推杆固定板厚度 +（ 510） 60+63+5 10） =128 133步选定 36 具各尺寸的校核 根据所选注射机来校核模具设计的尺寸。 1) 模具平面尺寸 54646260 360杆间距），校核合格。 2） 模具高度尺寸 384165384406具的最大厚度和最小厚度），校核合格。 3) 模具的开模行程 S=2+（ 5 10） +（ 5 10） 0300模行程），校核合格。 模推出机构的设计 出方式的确定 由于采用的是一次推出脱模机构，故可以从推杆脱模、推板脱模、推管脱模等几种常见的结果中选择。考虑到塑件形状尺寸，本设计采用推杆脱模机构，还需设置复位装置即复位杆。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 15 图 核推出机构作用在塑件上的单位压应力 （ 1） 推出面积 A=/4(48（ 2） 推出应力 =219 压强度 )合格 却系统的设计 冷却系统的计算很麻烦，在此只进行简单的计算。设计时忽略模具因空气对流、辐射以及与注射机接触所散发的热 量，按单位时间内塑料熔体凝固时所放出的热量应等于冷却水所放出的热量。 却介质 冷却系统的计算很麻烦，在此只进行简单的计算。设计时忽略模具因空气对流、辐射以及与注射机接触所散发的热量，按单位时间内塑料熔体凝固时所放出大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 16 的热量应等于冷却水所放出的热量。 却介质 于粘度较低的材料。其成型温度和模具温度分别为 200 250 和35 65 。所以模具选用水作为冷却介质。 却系统的简单计算 (1) 单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量 W 1） 塑料制品的 体积 V=V 主 +V 分 + =（ =2） 塑料制品的质量 m=） 塑件