塑胶模具毕业论文.doc

目录第一章 前言2第一节 注塑行业基本现状及存在的主要问题2第二节 塑料模具工业现状及发展方向第三节 注塑模具的发展展望第四节 DELTA拉出式龙头简介第五节选题依据及研究意义第二章 产品材料和设计选择2第一节 塑件的精度和表面粗糙度第二节 塑件的形状和结构设计10第三节 塑件分析11第四节 聚甲醛物理化学特性及成型特性11 第三章 零件模具设计15第一节 设计题目15第二节 设计任务15第三节 选择成型设备16第四节 注塑机有关参数的校核16第五节 浇注系统设计19第六节 分型面设计23第七节 塑料模成型零部件设计31第八节 合模导向机构的设计31第九节 塑件侧向分型与斜销抽芯机构的设计计算39第十节 注塑温度调节系统的设计计算41第四章 模具动作过程及结构特点46第一节 模具结构特点47第二节 模具动作过程48第五章设计总结及课题展望参考文献致谢摘要本篇的主要内容是介绍一种拉出式龙头的模具设计及模具制造方案。此龙头为DELTA公司的一款新产品。 通过对拉出式龙头在构造及性能方面的了解，应市场需求，在选材和制造方法上做出一系列的的改进。注塑成型的制品即满足外观上的审美又满足性能方面的要求，考虑到计算过程中参数的相互影响，优化选择如下步骤：1 审查制品的要求，选择合适的成型工艺及注塑机工艺成型参数，以利于制品质量质量及外观，是设计中最重要的步骤之一。2 模具流道的设计，选择S型流道，长度以具体情况而定。3 分型面的设计计算是对数据要求最严格的部分。4 推出及复位结构的设计。5 设计总结概述。.前言当今，现代科学技术日新月异的发展，在现代经济全球化形成的技术进步中，制造业技术特别是增长最快的电子机械和信息技术的发展。对已加入WTO的我国来说，塑料加工机械面临前所未有的机遇和挑战。已步入世界塑料大国的塑料机械制造技术有显著提高，作为塑料加工中具有竞争力和影响力的精密注塑成型技术越来越呈现出蓬勃生机和巨大市场需求。1.1注塑行业基本现状及存在的主要问题1.1.1注塑行业基本现状1注塑成型是高分子材料成型加工中一种重要的方法，热塑性塑料注塑占注塑成型工艺主导地位，热固性塑料和结构泡沫塑料注塑也占有一定份额。特别是为适合特殊性能要求的塑料注塑，在传统热塑性塑料注塑成型技术的基础上开发了专用注塑成型技术，如气体辅助注塑成型（GAIM）、反应注塑成型（RIM）、增强反应注塑成型（RRIM）、结构发泡注塑成型、电磁动态注塑成型和精密注塑成型等，通过各种注塑成型可以获得各种结构形状复杂的塑料制品。如今各种复杂塑料注塑成型的结构件、功能件以及特殊用途的精密件已广泛的应用到交通、运输、包装、储运、邮电、通讯、建筑、家电、汽车、计算机、航空航天、国防尖端等国民经济的所有领域，已成为不可缺少的重要的生产资料和消费资料。进入90年代，我国国民经济的持速增长，带动了塑料工业的快速增长。塑料机械产业明显的跃升，促使注塑产品的应用领域从一般日用、民用行业向国民经济几乎所有的部门拓展，而且具有较高技术含量和高附加值的注塑产品开发应用不断增多，提高了我国注塑行业的整体水平。企业技术装备、市场开发能力、产品应用范围和参与市场竞争的能力等方面与以往相比均有了较大提高，沿海工业发达地区的注塑产品档次接近港台同类产品的水平。到2000年全国注塑产品耗用量约287万吨；其中农用注塑品2.65万吨、包装储运注塑品6.5万吨、建筑注塑管件22.6万吨、工业配套注塑件127万吨、日用注塑制品128.2万吨。注塑行业主要生产加工配套产品，服务于国民经济各行各业，市场需求量大，2000年家电行业洗衣机、冰箱、小家电产品等约需50万吨；电子电器、电视机、电脑等产品需塑料配件产品约50万吨；250万辆汽车需注塑配件约30万吨；包装储运物流产品约6.5万吨。沿海经济发达地区，由于经济高速增长，急需注塑产品的配套服务，给注塑行业发展带来机遇。目前国内经济发达地区广东、浙江、上海、江苏和山东等省市注塑产品产量约占全国总产量65%，且从过去劳动密集型逐渐转向技术、资本密集型发展，生产力布局日趋合理。目前注塑行业年加工能力350万吨以上，单机注塑加工容量可从4克-5万克，甚至将有6万克注塑机问世。1.1.2注塑行业存在的主要问题21、我国注塑行业专业化生产企业，大多数是原国家轻工业部管辖下五、六十年代建的塑料制品厂，其特点生产规模小、分散广、科技力量不强、市场开发应变能力薄弱、中低档产品偏多、企业老负担重、资金缺乏。而国内一些原料生产基地和大型家电集团、汽车制造厂、建材厂自己投资搞注塑配件、其生产规模、科学技术水平和产品市场拥有率大大超过原有企业水平，市场竞争的地理化和本土化，这种上游产品往下发展，而下游产品往上发展，使我国处于中间状态的注塑企业发展空间越来越小，注塑产品单一，企业生存和发展越来越难，濒临破产倒闭。2、我国注塑行业市场存在混乱状况。个别乡镇私人企业，由于其负担轻、税赋低、劳动成本低、偷工减料以低档次、低价格倾销产品冲击市场，阻碍我国注塑行业的健康有序发展。3、注塑行业重复建设、产能过剩、产品互相削价，致使经济效益大幅度滑坡。4、国内多数注塑产品企业整体技术、装备、水平与发达国家比还处于较落后状态、产品开发能力差，创新少、深度加工跟不上市场需求。5、注塑制品加工离不开注塑设备和模具，而目前国内能制造的最大注塑机锁模力只有3600吨左右，注塑量未超过5万克。同时全国模具厂缺乏龙头企业，模具开发能力尚不及先进发达国家。6、原材料供应方面。国内自己生产原料品种牌号少，选择余地小，不能满足加工厂需求，每年还需大量进口原材料。国内原材料供需矛盾突出。1.2塑料模具工业现状及发展方向1.2.1我国塑料模具工业的发展现状 80年代以来,在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下,我国模具工业发展迅速,年均增速均为13%,1999年我国模具工业产值为245亿,至2004年我国模具总产值为450亿元,其中塑料模约占30%左右。在未来的模具市场中,塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国塑料模工业从起步到现在,历经半个多世纪,有了很大发展,模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具;精密塑料模具方面,已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齿轮模具,所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平,而且还采用最新的齿轮设计软件,纠正了由于成型收缩造成的齿形误差,达到了标准渐开线齿形要求3。能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.020.05mm,表面粗糙度Ra0.2m,模具质量、寿命明显提高了,非淬火钢模寿命可达1030万次,淬火钢模达501000万次,交货期较以前缩短,但和国外相比仍有较大差距。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设计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、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术,一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件,取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广,有的厂采用率达20%以上,一般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5080%相比,差距较大。在制造技术方面,CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶,以生产家用电器的企业为代表,陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统,如美国EDS的UG、美国Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进,虽花费了大量资金,但在我国模具行业中,实现了CAD/CAM的集成,并能支持CAE技术对成型过程,如充模合冷却等进行计算机模拟,取得了一定的技术经济效益,促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来,我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展,主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等,这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点,为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。近年来,国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢,如:P20、3Cr2Mo、PMS、SM、SM等,对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响,但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用,并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在30%以下,和国外先进工业国家已达到70%-80%相比,仍有很大差距。表1-1 国内外塑料模具技术比较表项目国外国内注塑模型腔精度0.0050.01mm0.020.05mm型腔表面粗糙度Ra0.010.05mRa0.20m非淬火钢模具寿命1060万次1030万次淬火钢模具寿命160300万次50100万次热流道模具使用率80%以上总体不足10%标准化程度7080%小于30%中型塑料模生产周期一个月左右24个月在模具行业中的占有量3040%2530%据有关方面预测,模具市场的总体趋热是平稳向上的,在未来的模具市场中,塑料模具的发展速度将高于其它模具,在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展,对塑料模具提出越来越高的要求是正常的,因此,精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时,由于近年来进口模具中,精密、大型、复杂、长寿命模具占多数,所以,从减少进口、提高国产化率角度出发,这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展,使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材管接头模具成为模具市场新的经济增长点,高速公路的迅速发展,对汽车轮胎也提出了更高要求,因此子午线橡胶轮胎模具,特别是活络模的发展速度也将高于总平均水平;以塑代木,以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大;家用电器行业在“十一五”期间将有较大发展,特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大;而电子及通讯产品方面,除了彩电等音像产品外,笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展,这些都是塑料模具市场的增长点。1.2.2我国塑料模具工业技术今后的主要发展方向1、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。2、在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术4。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术,近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度,为其进一步普及创造了良好的条件.利用 CAE 技术可以在模具加工前，在电脑上对整个注塑成型过程进行类比分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题，及时修改制件和模具设计，而不是等到试模以后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方法的一次突破，而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等，都有着重大的技术经济意义。塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析也将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。3、推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量,并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源,所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准,积极生产价廉高质量的元器件,是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下,大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制,而且其常用于较复杂的大型制品,模具设计和控制的难度较大,因此,开发气体辅助成型流动分析软件,显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度,继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。 4、开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。5、提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低,与国外差距甚大,在一定程度上制约着我国模具工业的发展,为提高模具质量和降低模具制造成本,模具标准件的应用要大力推广。为此,首先要制订统一的国家标准,并严格按标准生产;其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本;再次是要进一步增加标准件规格品种。 6、应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。7、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。1.3 注塑模具的发展展望目前，我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，我国注塑模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面，国内注塑模具市场将继续高速发展，另一方面，注塑模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行注塑模具采购趋向也十分明显。因此，放眼未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好，预计中国注塑模具将在良好的市场环境下得到高速发展，我国不但会成为注塑模具大国，而且一定逐步向注塑模具制造强国的行列迈进。“十一五”期间，中国注塑模具工业水平不仅在量和质的方面有很大提高，而且行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机制以及技术进步的方面也会取得较大发展。注塑模具技术集合了机械、化学、材料、计算机、精密监测和信息网络等诸多学科，是一个综合性多学科的系统工程。注塑模具技术的发展趋势主要是注塑模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，注塑模具产品的技术含量不断提高，注塑模具制造周期不断缩短，注塑模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展，注塑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。随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对注塑模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。虽然注塑模具种类繁多，但其发展重点应该是既能满足大量需要，又有较高技术含量，特别是目前国内尚不能自给，需大量进口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具。注塑模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个注塑模具行业的发展有重大影响。因此，一些重要的注塑模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于注塑模具的发展速度，这样才能不断提高我国注塑模具标准化水平，从而提高注塑模具质量，缩短注塑模具生产周期，降低成本。由于我国的注塑模具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因此对于出口前景好的注塑模具产品也应作为重点来发展。根据上述需要量大、技术含量高、代表发展方向、出口前景好的原则选择重点发展产品，而且所选产品必须目前已有一定技术基础，属于有条件、有可能发展起来的产品。1.4 DELTA拉出式龙头简介拉出式龙头是近几年新兴的一类产品，它是集厨房龙头和喷枪于一体的产品，它的出现免除了厨房里面既装喷枪又装龙头的麻烦,而DELTA是世界最著名的卫浴公司之一。现在使用的水龙头一般是铜或铁制品,它经久耐用, 价格便宜,安装方便,但它既笨重又不美观, 不符合现代人的审美观念;使用时水花飞溅,浪费水资源。而本人所设计的是DELTA拉出式水龙头，其绝大部零件都是通过注塑而成，制造工艺简单。产品表面经过电镀处理，外观精美，手感具佳。内部装有起波器，形成气泡水，气泡水是通过多个空气温和水嘴，使周围空气产生负压，与喷嘴内的水相混合，形成柔软的气泡水。其特点是泡状出水，柔和细腻，使用时水花不会四处飞溅，即使洗头发也不会溅湿衣服。本产品具有节水功能，采用钢球阀芯，又增加了过滤网，可以节水50%，却丝毫不会影响洗浴的舒适度。还具有清洁功能，出水孔设计的裸露在外面，这种设计一方面增加了美感，另一方面是为了更方便进行清洁，用手，布擦洗皆可，出水时，会自动清洗出水口的沉淀物，使其始终处于良好的出水状态。既能满足使用的强度要求和卫生要求，又符合人们对艺术化家居生活的审美需求，是一种人性化产品，其发展前景宽阔。下图是DELTA拉出式水龙头的零件组装图。图1-1 DELTA拉出式水龙头的零件组装图1.5选题依据及研究意义厦门建霖卫浴工业有限公司是一个主要生产卫浴塑料件的企业，通过在公司实习期间对各产品的了解，应公司要求及结合自己所学知识和能力选择了DELTA拉出式龙头作为毕业设计的研究课题。DELTA拉出式龙头的设计制造涉及选材，模具设计，结构分析等一系列专业知识,以说是将所学的知识付诸实践，既可提高实际操作能力，又可丰富理论知识，开阔视野。设计中培养了发现问题，提出问题，分析问题到解决问题的科学研究方法，为以后的工作打下基础。拉出式龙头是近几年新兴的一类产品，它是集厨房龙头和喷枪于一体的产品，它的出现免除了厨房里面既装喷枪又装龙头的麻烦,而DELTA是世界最著名的卫浴公司之一，DELTA拉出式龙头的研究迎合了广大用户的需求。现在使用的水龙头一般是铜或铁制品,它经久耐用, 价格便宜,安装方便,但它既笨重又不美观, 不符合现代人的审美观念;使用时水花飞溅,浪费水资源。而本人所设计的是DELTA拉出式水龙头，它是集厨房龙头和喷枪于一体的塑料产品。绝大部零件都是通过注塑而成，制造工艺简单。产品表面经过电镀处理，外观精美，手感具佳。内部装有起波器，形成气泡水，气泡水是通过多个空气温和水嘴，使周围空气产生负压，与喷嘴内的水相混合，形成柔软的气泡水。其特点是泡状出水，柔和细腻，使用时水花不会四处飞溅，即使洗头发也不会溅湿衣服。DELTA拉出式水龙头既能满足使用的强度要求和卫生要求，又符合人们对艺术化家居生活的审美需求，是一种人性化产品，其发展前景宽阔。 现代塑料制品的生产中，合理的加工工艺、高效率的设备和先进的模具，被誉为塑料制品成型技术的“三大支柱”。尤其塑料模对实现塑件工艺要求、塑件使用要求和塑件外观要求，起着无可替代的作用。塑料模是塑料制品生产的基础。塑料品种及其成型设备被确定之后，塑件质量的优劣及生产效率的高低，模具因素约占80%。由此可知，推动模具技术的进步应是刻不容缓的策略。注塑摸的设计技术与制造水平，常可标志一个国家工业化的发展程度。.产品设计和材料选择2.1塑件的精度和表面粗糙度2.1.1尺寸精度塑件精度的确定应该合理，在满足时要求前提下尽可能选用低精度等级。因为制件材料选用POM，其公差等级选用MT4，未注公差选用MT65。2.1.2表面粗糙度塑料制品的表面状态的改善除了成型工艺上进可能避免冷疤、云纹等缺陷外，模具型腔的粗糙度起着决定性的作用。非配合表面和隐蔽面可取较大的表面粗糙度。还可利用表面粗糙度差异来使塑件在开模时留在表面粗糙度较大的型芯上或留在凹模中。2.2塑件的形状和结构设计2.2.1易于模塑，避免侧向分型抽芯6塑件的形状应便于模塑，用注塑模塑成型的制品在充模阶段能顺畅地充满型腔，为此塑件沿料流方向应设计成流线型或具有较大曲率半径，避免流动死角，否则在死角处会形成气泡、缩孔。此分水片有三个通孔，所以模具设计时必须采用侧向分型抽芯机构。2.2.2斜度设计在塑件的内外表面沿脱模方向应设计足够的脱模斜度，否则会发生脱模困难，如过大推出力推出时易拉坏擦伤塑件。由于分水片是一个较复杂的零件，所以选取的脱模斜度为。2.2.3壁厚设计塑件壁厚的最小尺寸应满足以下几方面的要求：首先是使用要求，既具有足够的强度和刚度，脱模时能经受住脱模机构的冲击与震动，装配时能承受紧固力。而且壁厚过大不仅造成材料的浪费，同时会影响塑件的成型周期和产品质量，因为壁厚塑件易产生气泡、缩孔、翘曲等缺陷。同一个零件的壁厚应尽可能一致，否则会因冷却或固化速度不同产生内应力，引起翘曲变形。2.3塑件分析塑件图及公差标注： 图2-1 分水器零件图模具型芯、型腔的制造按照机械类IT9级制造。2.4聚甲醛物理化学特性及成型特性 聚甲醛（缩写代号POM）学名为聚氧化亚甲基，是分子链的重复结构单元为氧化亚甲基的聚合物。聚甲醛外观呈淡黄色或白色，制品的薄壁部分呈半透明，表面光滑，有光泽，硬而致密，与象牙相似。燃烧特性为易燃，离火后继续燃烧，火焰上端呈黄色，下端蓝色，发出熔融液滴，有强烈的刺激性甲醛味和鱼腥臭。聚甲醛具有较好的综合性能，强度、刚度高，抗冲击、疲劳、蠕变性能较好，减磨耐磨性好，吸水性小，尺寸稳定好，是所有塑料材料中力学性能最接近金属的品种之一，因而是重要的热塑性工程塑料。其缺点是密度较大，热稳定性较差，耐酸性和阻燃性不够理想。2.4.1聚甲醛物理化学特性1. 聚甲醛的物理力学性能通常聚甲醛的比强度可达50.5MPa，比刚度可达2650 MPa与金属材料较为接近，能在许多领域中代替刚、锌、铝、铜及铸铁等金属材料。具有良好的冲击强度，特别是耐多次重复冲击。具有良好的耐疲劳性，在上万次的循环载荷以后，它的耐疲劳性能依然良好。聚甲醛的耐蠕变性与聚酰胺等工程塑料相似。在23、21MPa负荷下，经过3000h蠕变值仅为2.3%，而且它的蠕变值受温度的影响较小，即使在较高的温度下仍能保持较好的耐蠕变值。聚甲醛的摩擦因数很小，而极限PV值又很大，因而自润滑性能极佳，且无藻声、噪声。.聚甲醛的热性能聚甲醛的负荷变形温度较高，在0.46MPa负荷下，共聚甲醛（POM/M90）的负荷变形变形温度为158。共聚甲醛在114和138在分别连续使用2000h和1000h的情况下，其性能仍不会有明显变化，而短时间内的使用温度可达160。.聚甲醛电性能聚甲醛的电绝缘性较好，几乎不受温度和湿度的影响。它的介电常数和介电损耗在很宽频率（102105HZ）和温度（20100）范围内变化很小，在很高温度下仍能保持良好的耐电弧性。聚甲醛制品的厚度其耐电压性有一定影响，厚度越薄，耐电压性越强。.聚甲醛的化学性能聚甲醛具有良好的耐溶剂性，特别是有机溶剂，即使在高温下，聚甲醛对于一般有机溶剂也表现出相当好的耐蚀性，与均聚甲醛相比，共聚甲醛的耐蚀性表现更突出，它能耐强酸及强碱去垢剂。它们共同的缺点是不耐强酸和氧化剂，对于稀酸和弱酸则有一定的抵抗性。.聚甲醛的耐侯性聚甲醛的耐侯性不理想，长期暴露在紫外线辐射下，其力学性能显著下降，表面亦会发生粉化、龟裂现象。2.4.2聚甲醛的成型特性及成型条件7.聚甲醛的成型特性结晶性料熔融范围很在窄，熔融或凝固速率快，结晶化速度快，料温稍低于熔融温度即发生结晶，流动性下降。热敏性塑料极易分解（但比聚氯乙烯稍弱，共聚比均聚稍弱），分解温度为240，但200时滞留30min以上即发生分解，分解时产生有刺激性、腐蚀性气体。流动性中等，溢边值为0.04mm左右，流动性对温度变化不敏感，但对注塑压力变化敏感。结晶度高，结晶时体积变化大，成型收缩范围大，收缩率大。吸湿性低，水分对成型影响小，一般可不干燥处理，但为了防止树脂表面吸附水分，不利成型，加工前须进行干燥并起预热作用，特别对大面积薄壁塑件，改善塑件表面光泽有较好的效果，干燥条件一般用烘箱加热，温度为90100，时间为4h,料层厚度为3cm。摩擦系数低，弹性高，浅侧凹槽可强迫脱模，塑件表面可带有皱纹花样，但易产生表面缺陷，如毛斑、折皱、熔接痕、缩孔、凹痕等弊病。宜用螺杆式注塑机成型，余料不宜过多和滞留太长，一般塑件克量（包括主流道、分流道）不应超过注塑机注塑克量的75%，或取注塑容量与料筒容量之值为1：61：10，料筒、喷嘴等务必防止死角、间隙而滞料，预塑时螺杆转速宜取低，并宜单头、全螺纹、等距、压缩突变型螺杆。喷嘴孔径应取大，并采用直通式喷嘴，为防止流荡现象，喷嘴可呈喇叭形，并设置单独控制的加热装置，以适应地控制喷嘴温度。模具浇注系统对料流阻力要小，进料口宜小，要尽量避免死角积料，模具应加热，模温高应防止滑动配合的部件卡住，模具应选用耐磨，耐腐蚀材料、并淬硬、镀铬，要注意排气。必须严格控制成型条件，嵌件应预热（一般100150），料温取稍高于熔点（一般170190）即可，不宜轻易提高温度，模温对塑件质量影响较大，提高模温可改善表面凹痕，与助于熔料流动，塑件内外均匀冷却，防止缺料、缩孔、折皱，模温对结晶度及收缩也有很大影响，必须正确控制，一般取75120，壁厚大于4mm的取90120，小于4mm的取7590，宜用高压，高速注射，塑件可在较高温度时脱模，冷却时间可短，但为防止收缩变形，应力不均，脱模后宜将塑件放在90左右的热水中缓冷或用整形夹具冷却。在料温偏高，喷嘴温度偏低，高压对空注射时易发生爆炸性伤人事故，分解时有刺激性气体，易燃应远离明火。.聚甲醛塑料的成型条件表2-1 POM的成型条件塑料名称聚甲醛POM（共聚）注射成型机类型螺杆式密度（g/cm2）1.411.43计算收缩率（%）1.23.0预热温度（）时间（h）8010035料筒温度（）后段中段前段160170170180180190喷嘴温度（）170180模具温度（）90120注射压力（MPa）80130成型时间（s）注射时间高压时间冷却时间总周期209005206050160螺杆转速（r/min）28后处理方法温度()时间（h）红外箱灯、鼓风烘箱1401454本注塑模具采用的原料为POM，型号为M90，为共聚甲醛，其材料性能如下表所示：表2-2 POM/ M90材料特性性能单位实验法ASTMM90 Series比重-D7921.41拉伸强度MpaD63860伸长率%D63860弯曲强度MpaD79090弯曲模量MpaD7902.580艾矢冲击强度（带缺口）缺口侧J/MD25663反缺口侧J/MD256760载荷挠曲温度（1.82MPa）D648110阻燃性（UL94）-(UL94)HB线膨胀系数（室温）10-5/-10介电穿击强度（短时间实验：3mmt）MV/mD14924体积电阻率（3mmt）cmD25711014应用范围：适用于制作减磨耐耐磨零件、传动零件、化工容器及仪器仪表外壳。.零件模具设计3.1 设计题目3589分水器注射模具的设计3.2设计任务将质量为18.1g的3589分水器采用注射工艺生产出来，对3589分水器注射模具进行设计，在保证成型循环时间和不良品率最低的前提下，保证制品预定的性能。制件的工艺参数及形状特征见后几章所述。此次设计的主要目的：拉出式龙头是近几年新兴的一类产品，它是集厨房龙头和喷枪于一体的产品，它的出现免除了厨房里面装喷枪又装龙头的麻烦。而DELTA是最世界著名的卫浴公司之一。通过对DELTA拉出式龙头的研究，可以学习到拉出式龙头的基本结构和功能，一些塑胶材料知识，注塑模具知识，塑胶电镀常识以及电镀的各种表面处理加工工艺等。 设计的主要任务有：搜集整理有关POM制件设计，成型工艺，成型设备，机械加工等相关资料，以备设计模具时使用。分析塑件的工艺性，尺寸精度等要求。分析成型工艺资料选择成型设备拟定模具结构方案方案讨论与论证绘制模具装配图绘制模具零件图3.3选择成型设备估算制品的质量为18.1g，再根据POM材料的工艺特性和仕霖集团厦门建霖卫浴工业有限公司的实际情况选择SZ-250/1250卧式注塑机，其技术参数如下：理论注射量： 270cm3/oz喷嘴半径： 15 mm喷嘴口径： 4mm螺杆直径： 45mm螺杆转速： 10-200r/min塑化能力： 18.9g/s注射压力： 160MPa射出行程： 150mm射出速度： 110g/min连接柱内距： 415*415mm最大模厚： 550mm最小模厚： 150mm锁模形式： 双曲轴开模行程： 360mm合模力： 1250kN定位孔直径： 160mm3.4注塑机有关参数的校核8一：注塑机工艺参数的校核1型腔数： 注塑机一次成型的重量（包括流道系统）应在注塑机理论注塑量的10%-80%之间。既能保证产品质量，又能充分发挥设备性能则选在50%-80%之间为好。该塑件质量为18.1克。故选择 SZ-250/1250的机台。根据注塑机最大注塑质量求型腔数：m=85%*mm实际注塑量； m机器最大注塑能力（苯乙烯）；m= m=270常温下某塑料的密度； 常温下苯乙烯的密度；由于POM为结晶型塑料，从固态到熔融态密度变化较大，故需成以一校正系数0.9；所以： m=0.9 m=383.40.9=345.06g m=0.85 m=293.3 g；N=16.2；N=N =16.2*30%= 4.86选择型腔数为 4个。2压力的校核： POM应在中压下成型加工：压力为80-130MPa之间，在流动比210，110范围内，POM压力选择100MPa。另外该塑精度要求一般,POM流动性较好,所选注塑压力为70-100MP即可。通过流动比校核注塑压力：（参照流道设计）-3锁模力的校核：锁模力为注塑机锁模装置用以夹紧模具的力。所选注塑机的锁模力必须大于由于高压熔体注入型腔而产生的胀模力，此胀模力等于塑件和浇道系统再分型面上的投影与型腔压力的乘积。即：FF锁模力（KN）；P型腔压力（MP ）; A制品及流道在分型面上的投影面积（mm）制品和流道在分型面上的投影面积为：2-6.52）（34.622-30.642）+892+5.542 =5576.90mm2流程长度与壁厚之比6-6=563266.9N=57476.2KG=57.5Ton所选用的注塑机的锁模力的为100Ton57.5Ton选用SZ-250/1250卧式注塑机是符合要求的。4模具与注塑机装模部位相关尺寸的校核：1）喷嘴尺寸：注塑机SZ-250/1250的喷嘴球半径为20 mm ，主流道始端球面半径取22mm ，则注塑机喷嘴球与主流道始端球面半径吻合,R2 R1，以利于同心和紧密接触，主流道内凝料能顺利脱出。注射机喷嘴孔直径d1=3mm主流道孔始端直径d2=3.5mmd2 d1, 以利于塑料熔体流动。（2）、定位圈尺寸SZ-250/1250卧式注塑机的定位孔直径为100mm，分水器模具的定位圈的直径为99.7mm,注射模端面凸台径向尺寸与定位孔呈间隙配合，便于模具安装，并使主流道与喷嘴同心，所设计的定位圈是符合要求的。5. 校核模厚： SZ-250/1250移模行程360mm，拉杆间距为415*415(mm)，依此选择模架为A4型模架，动定磨均有两块板,采用推板顶出机构，模架尺寸为300*400(mm)-（模架图）取滑块厚度为40mm，=h+14.2=25.8+14.2=40mm+B+C+C=+所以: H=30+60+50+40+50+90+25+40=385mm界于最大模厚550mm和最小模厚150mm之间所以： 校核合格。6开模行程和塑件推出距离的校核：注射机移动，固定板台面上有许多不同间距的螺丝孔，用于装固模具。本模具为中、小模具，采用压板固定。注塑机开模行程是有限制的，取出制件所需开模行程必须小于注塑机最大开模距离。SZ250/1250注塑机为双曲轴锁模，注塑机最大开模行程与模厚无关，由曲轴连杆的最大行程决定。SZ-250/1250移模行程360mm，拉杆间距为415*415(mm).S+510 mm （取8 mm）H塑件推出距离 （）塑件高度（包括浇注系统）为缩短流道尺寸，采用延长式浇口。主流道从定模开始， 定模厚度为60 mm，滑块高度为40 mm，所以塑件高度为100mm。推出距离H应大于动模型心的高度，取H=17mm。开模行程 S= H+ H+8=108 mm 360 mm 校核合格。浇注系统设计3.5.1设计要点，组成和作用：1) 浇注系统力求距型腔距离近,一致,并首先进入制品的壁厚部位,不宜直冲型芯(尤其是细小型芯)镶件块；应避免产生熔结痕，利于排气。2）其位置力求在分形面上，便于加工并易于快速，均匀，平稳地充满型腔，主流道入口应在模具中心位置；3）有利于制品的外观，并易于清除。当产生矛盾无法处理时，可协商修改制品构造。4）对大型制品和功能性制品，力求用模拟软件分析充填过程，以保证制品的内在质量和尺寸精度的要求。5）大批量制品，浇注系统应自动脱落，以利于实现自动化生产;6)还应考虑到制品的后续工序，利于后工序的加工，装配，工序间运送和管理，必要时设辅助流道，将制品联为一体。3.5.2主流道设计：主流道是连接注塑机喷嘴与分流道的塑料熔体通道。根据材料及塑件的要求，选择垂直式主流道；）注塑机喷嘴口径为mm，要求主流道小端直径比喷嘴大mm（.mm）；即mm）主流道锥度选）分流道端面尺寸：根据料的要求，深度是最大壁厚的.倍，即：.mm .mm.mm mm主流道大端应比分流道深至少.mm，所以取主流道大端直径为mmmm）浇口套的设计：浇口套形式及尺寸： 设计要求：进料口处为球面（）；配合要求j或；粗糙度（.）mm浇口套与定模部分的装配情况：3.5.3浇注系统的拉料和顶出结构设计：）拉料和顶出结构设计：对具有垂直分型面的注塑模，开模时分型面左右分开，塑件与浇道凝料一道取出，冷料井底部不必设杆件。）冷料穴位置及作用：分流道冷料穴分流道较长时，在分流道尽头沿料流方向延长作为分流道冷料穴，以储存前锋冷料，冷料井长度一般为分流到直径的.倍但对于模温较高，可选择较小的冷料井长度mm主流道冷料穴主流道冷料穴带有拉料钩，具体形状和尺寸详见图3-5： 图3-5 带拉料钩冷料井的主、俯视图3.5.4分流道设计：）设计要点：分流道设 2）分流道截面形状：常用形状有圆形，矩形，梯形，U字形，六角形。若考虑到减少压力损失，则选择截面大流道表面积小的力于减少热损失由于此制品一模四腔，S型流道较长，选择圆形流道减小压力损失分流道的理想状态是其中心与交口中心一致，圆形流道可实现这一点）分流道截面尺寸：）分流道布置方式采用平衡式截面布置：所谓平衡式分流道布置既是：从主流道到各型腔的分流道和浇口其长度，形状，断面尺寸都是对应相等的此设计可达到各型腔平衡进料，均衡补料加工断面尺寸误差在以内圆形分流道同时开设在动定模两侧分流道为型，如下图： H=60mm， 取Hmm S型分流道半径为 R=31mm，制品最大投影半径R=45.8mmL= 45.8+31*6 =231.8mm3.5.5浇口设计：选择矩形浇口采用侧浇口，开在分型面上，从塑件外侧进料。侧浇口是典型的矩形截面浇口，能方便地调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间，浇口截面形状简单，加工方便；能对浇口尺寸进行精密加工；浇口位置选择比较灵活，以便改善充模状况；不必从注塑机上卸模就能进行修正；去除浇口方便，痕迹小；特别适合用于两板式多腔模具。浇口断面积与分流道断面积之比约为0.030.09。 浇口长度约为0.52mm，通常矩形断面的浇口厚度a=(1/32/3)s ,s为浇口处塑件的厚度，对中小型塑件取浇口宽度b1=(5 10)a，浇口表面粗糙度要求：Ra0.40,否则易产生摩擦力。）定义及作用：定义：连接流道与制品的通道作用：型腔充满后浇口先凝结，防止倒流；易于切除浇口凝料；对于多型腔模具用以平衡进料，对于多浇口单型腔模具用以控制熔结痕的位置）浇口截面积及长度：长度约为mm，浇口具体尺寸取其下限值，试模时逐步校正浇口形式及特点：采用小浇口即限制性浇口（型腔与分流道之间采用一段距离很短的约mm浇口连接，截面积很小）堆浇口的快速凝结可以进行限制由于此模具为两板模多型腔，选择侧浇口较合适，测浇口为典型的矩形截面浇口，能方便调整冲模时剪切速率和浇口封闭时间，为标准浇口浇口截面形状简单，加工方便，位置选择灵活，易于改善冲模状况；不必卸模就可进行纠正，浇口去除方便痕迹小浇口尺寸计算：h=2.3mm(浇口深度)l=1.1mm(浇口长度)b=4.5mm(浇口宽度3.3-6.4mm)A-型腔表面积t-塑件壁厚也可依照经验公式计算得： 浇口深度： 式中：制品厚度，mm k材料系数，POM为0.7浇口宽度： 塑料外表面， mm2也可依照经验公式计算得： 浇口深度： 式中：制品厚度，mm k材料系数，POM为0.7浇口宽度： 公式（3-5）B 塑料外表面， mm2mmAkw45.13029.33.45.814.37.030=取h=1.50 w=1.45mm L=1.14mm取h=1.50 w=1.45mm L=1.14mm3）浇口位置的选择：浇口避免导致塑件上产生缺陷，避免产生喷射（方法：加大浇口尺寸，采用冲击性浇口。）浇口应开在塑件最厚处，以利于容体流动，排气和补料，避免产生锁孔和表面凹陷，浇口数目为1。3.5.6.校核流动比：主流道平均厚度：t=(5.5+6.8)/2=6.75mm = =113 3.5.7 利用流动比校核注塑压力： K=故注射压力选100MPa即可。由此同样可得，注塑机所选压力合格。 3.6 分型面设计3.6.1.型芯及材料性质与参数的选择:1.塑料制品在成型过程中影响其尺寸精度的主要因素有三方面：1)型腔、型芯等成型零件在制造时的尺寸精度9。2）POM收缩率为1.23.0%，平均收缩率为2.1%，考虑到制品的壁厚比较薄，又由于平行于熔体流动方向的收缩率比较大10，综合因数考虑，所以在平行于熔体流动方向上的收缩率取POM=2%。3)塑料收缩率波动值：对于工艺条件，一般讲，注塑压力提高，收缩率减小；温度升高，收缩率增加；保压时间延长，收缩率也减小；脱模速度加快，收缩率增大。制品结构对收缩率的影响有：有嵌件比没有嵌件、薄壁比厚壁、形状复杂比形状简单的，其收缩率都有一定程度的减小，而径向尺寸的收缩率比厚度方向尺寸要大。当然塑料本身由于牌号不一，批号、厂家不同，即使同一类塑料，其收缩率也往往波动不一，引起制品精度的降低。4)动、定模型芯比较复杂，为了加工方便，因此都是组装的，存在装配误差，影响制品的精度。5)型腔成型零件长期在工作过程中的磨损：塑料在型腔中流动或制品脱模时与型腔壁摩擦都会造成成型零件的磨损，一般估