MJZ02-049@折叠伞手柄塑件塑料注射模具设计
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MJZ02-049@折叠伞手柄塑件塑料注射模具设计,机械毕业设计全套
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第 页 共 53 页 目 录 摘 要 . 4 ABSTRACT . 5 第一章 绪 论 . 7 1.1选题背景及意义 . 8 1.2 塑料模具的种类和应用 . 8 1.2 1塑料模具的种类 . 8 1.2 2塑料模具的应用 . 9 1.3 本次设计塑料注射模具的主要工作内容 . 9 第二章 塑料注射模具的设计步骤和结构组成 .10 2.1 塑料注射模具的设计步骤及内容 . 10 2.1.1 接受任务书 . 10 2.1.2 收集、分析、消化原始资料 . 10 2.1.3 确定成型方法 . 11 2.1.4 选择成型设备 . 11 2.1.5 确定模具类型的主要结构方案 . 11 2.1.6 绘制模具图 . 11 2.2 塑料注射模具的结 构组成和作用 . 13 第三章 折叠伞手柄塑料件 .15 3.1塑料件的结构和特点 . 15 3.2 塑料件的材料 . 16 3.2.1 对塑料的认识 . 16 3.2.2 塑料的成型工艺特点 . 16 3.2.3 常用塑料及特性 . 17 3.2.4 工程塑料（ ABS）的特性及注射工艺性 . 19 3.3 折叠伞手柄塑料件的参数 . 20 nts洛阳理工学院 论文 第 页 共 53 页 第四章 注射机的选用 .21 4.1 选用注射机的方法和原则 . 21 4.2 注射机的种类和应用范围 . 21 4.3 注射机的选用 . 22 4.3.1常用注射机： . 22 4.3.2注射机的选用 . 23 4.3.3 注射机参数的校核 . 24 第五章 塑料注射模具设计 .26 5.1 型腔数目和分布 . 26 5.2 分型面的选择 . 27 5.3 型芯和型腔 . 28 5.3.1 型芯和型腔的结构 . 28 5.3.2 型芯和型腔的尺寸 . 28 5.4 浇注系统 . 30 5.4.1 浇注系统的作用与组成 . 30 5.4.2 浇注系统的设计 . 30 5.5 推出机构 . 33 5.5.1 推出机构的作用和种类 . 33 5.5.2 推杆推出机构的组成 . 33 5.5.3 推杆推出机构的设计 . 34 5.6 导向机构 . 38 5.6.1 导向机构的作用和组成 . 38 5.6.2 导柱的设计 . 39 5.6.3 导套的设计 . 39 5.7 冷却和排气系统 . 40 5.7.1 冷却系统 . 40 5.7.2 排气系统 . 40 nts洛阳理工学院 论文 第 页 共 53 页 5.8 机架的选用 . 41 5.9 注射模的设计结果参数 . 48 5.10 模具的装配过程与工作过程 . 48 5.10.1 模具的装配总图 及其分解 . 48 5.10.2 推出机构 . 49 5.10.3 定模部分 . 50 5.10.4 动模部分 . 50 第六章 总论 .51 致 谢 .52 参 考 文 献 .53 nts洛阳理工学院 论文 第 页 共 53 页 摘 要 本课题主要是针对 折叠伞手柄 的模具设计 ,通过对塑件进行工艺的分析和比较 ,最终设计出一副注塑模。该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。根据题目设计的主要任务是 折叠伞手柄 注 塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产 折叠伞手柄 塑件产品，以实现自动化提高产量。针对 折叠伞手柄 的具体结构，该模具是 侧 浇口的 单 分型面注射模具。通过模具设计表明该模具能达到折叠伞手柄 的质量和加工工艺要求。 同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（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）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。 关键词 ： 折叠伞手柄 ， 塑料，模具， 分型面 ， 注射机 nts洛阳理工学院 论文 第 页 共 53 页 Abstract This subject is mainly directed against folding umbrella handle die design, through the technology of plastic parts for analysis and comparison, the final design an injection mold. The subject from the process of product structure, the concrete structure of mold, the mold system of casting, mold forming part of the structure, the roof system, cooling system, the choice of injection molding machines and related parameters of the check, have the detailed design, And the establishment of a simple mold processing technology. Through the entire design process that the mold plastic parts can achieve this by the requirements of the processing technology. According to Title Designs main task is to handle folding umbrella injection mold design. That is designed to produce an injection mold plastic parts folding umbrella handle products to improve the automation of production. Folding umbrella handle for the specific structure, the die is the side gate of the single type of injection molds. Through die design show that the mold can achieve folding umbrella handle the quality and processing requirements. At the same time, in the design process, through the consult massive material, the handbook, the standard, the periodical and so on, unified on teaching materials knowledge also to injection molds composition structure (formation spare part, gating system, guidance part, ejecting mechanism, exchaust gas system, mold warm governing system) to have nts洛阳理工学院 论文 第 页 共 53 页 systems understanding, has expanded the field of vision, has enriched the knowledge, will complete the mold design for the future to gain in certain experience independently. Keyword: Folding umbrella handle， plastic , mould , be allotted type face , be injected machine nts 第 7 页 共 53 页 第 一 章 绪 论 目前，我国塑料模具行业日趋大型化，而且精度将越来越高。 10 年前，精密塑料模具的 精度一般为 5 ，现在已达 2 3 m。不久， 1 精度的模具将上市。随着零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度公差就要求在 1 以下，这就要求发展超精加工。 随着热流道技术的日渐推广应用，热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制件的原材料，这项技术的应用在国外发展很快，已十分普遍。国内热流道模具也已经生产，有些企业已达 30%左右，但总的来看，比例太低，亟待发展。随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型工艺的模具将随之发 展。 模具标准件的应用将日渐广泛，模具标准化及模具标准件的应用能极大地影响模具制造周期。使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。同时，快速经济模具的前景十分广阔。由于人们要求模具的生产周期越短越好，因此开发快速经济模具越来越引起人们的重视。例如研制各种超塑性材料来制作模具；用环氧、聚酯或在其中填充金属、玻璃等增强物制作简易模具。这类模具制造工艺简单，精度易控制，收缩率较小，价格便宜，寿命较高。还可用水泥塑料制作汽车覆盖件模具。中、低熔点合金模具，喷涂成型模具，电铸模，精 铸模，层叠模，陶瓷吸塑模及光造型和使用热硬化橡胶快速制造低成本模具等快速经济模具将进一步发展。快换模架、快换冲头等也将日益发展。另外采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模装置技术也会得到发展和提高。 模具行业中压铸模的比例将不断提高。随着车辆和电机等产品向轻量化nts洛阳理工学院 论文 第 8 页 共 53 页 方向发展，对压铸模的数量、寿命和复杂程度将提出越来越高的要求。随着以塑料代钢、以塑代木的发展和产品零件的精度和复杂程度的不断提高，塑料模的比例将不断提高，其精度和复杂程度也将随着相应提高。 1.1 选题背景及意义 随着中国当前的经济形势的日 趋好转，在 “ 实现中华民族的伟大复兴 ”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为 “ 进入富裕的原动力 ” ，德国则冠之为 “ 金属加工业的帝王 ” ，在罗马尼亚则更为直接： “ 模具就是黄金 ” 。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在 1989 年 3 月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任 务。 近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。 1.2 塑料模具的种类和应用 1.2 1 塑料模具的种类 塑料模具的种类很多，比较常见的有注射模 、压缩模、压注模和挤出模。 nts洛阳理工学院 论文 第 9 页 共 53 页 1.2 2 塑料模具的应用 注射模是安装在注射机上，完成注射成形工艺所使用的模具。注射模的种类很多，其结构与塑料的品种、 塑件的结构和注射机的种类等很多因素有关。一般情况，注射模是由成形部件、浇注系统、导向机构、调温系统和支撑零部件组成，如果塑件有侧向的孔或凸台，注射模还包括侧向分型与抽芯机构。 压缩模可分为固定于压机上压板的上模和下压板的下模两大部分，由型腔、加料室、导向机构、侧向分型抽芯机构、脱模机构、加热系统组成，主要应用于成形热固性塑件。 压注成型是在压缩成型基础上发展起来的一种热固性塑料的成型方法，又称传递成型，压注成型的一般过程是，先闭合模具，然后将塑料加入模具加料室内，使其受热成熔融状态，在与加料室配合的压料柱塞 的作用下，使熔料通过设在加料室底部的浇注系统高速挤入型腔。塑料在型腔内继续受热受压而发生交联反应并固化成型。然后打开模具取出塑件，清理加料室和浇注系统后进行下一次成型。它由型腔、加料室、浇注系统、导向机构、侧分型与抽芯机构、脱模机构、加热系统组成。 挤出模是热塑性塑料的成型方法之一，它可以成型各种塑料管材、棒材、板材、薄膜以及电线、电缆等连续型材，还可以对塑料进行塑化、混合、造粒、脱水以及喂料等准备工序或半成品加工。 1.3 本次设计塑料注射模具的主要工作内容 本 次设计以单分型面注射模具为主，主要内容包括所 设计塑件的说明 、注塑机的选用、塑料注射模具设计、五张零件图和一张装配图的绘制。 nts洛阳理工学院 论文 第 10 页 共 53 页 第二章 塑料注射模具的设计步骤和结构组成 2.1 塑料注射模具的设计步骤及内容 2.1.1 接受任务书 成型塑料制件的任务书通常由制件设计者提出，其内容如下： 1）经过审签的正规制制件图纸，并注明采用塑料的牌号、透明度等。 2）塑料制件说明书或技术要求。 3）生产产量。 4）塑料制件样品。 通常模具设计任务书由塑料制件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出，模具设计人员以成型塑料制件任务书、模具设计任务书为依据来设计 模具。 2.1.2 收集、分析、消化原始资料 收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料，以备设计模具时使用。 1） .消化塑料制件图，了解制件的用途，分析塑料制件的工艺性，尺寸精度等技术要求。例如塑料制件在外表形状、颜色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的几何结构、斜度、嵌件等情况是否合理，熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度，有无涂装、电镀、胶接、钻孔等后加工。选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析，看看估计成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件来。此外，还 要了解塑料的塑化及成型工艺参数。 2） .消化工艺资料，分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当，能否落实。成型材料应当满足塑料制nts洛阳理工学院 论文 第 11 页 共 53 页 件的强度要求，具有好的流动性、均匀性和各向同性、热稳定性。根据塑料制件的用途，成型材料应满足染色、镀金属的条件、装饰性能、必要的弹性和塑性、透明性或者相反的反射性能、胶接性或者焊接性等要求。 2.1.3 确定成型方法 采用直压法、铸压法还是注射法。 2.1.4 选择成型设备 根据成型设备的种类来进行模具，因此必须熟知各种成型设备的性能、规 格、特点。例如对于注射机来说，在规格方面应当了解以下内容：注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具体见相关参数。要初步估计模具外形尺寸，判断模具能否在所选的注射机上安装和使用。 2.1.5 确定模具类型的主要结构 方案 选择理想的模具结构在于确定必需的成型设备，理想的型腔数，在绝对可靠的条件下能使模具本身的工作满足该塑料制件的工艺技术和生产经济的要求。对塑料制件的工艺技术要求是要保证塑料制件的几何形状，表面 光洁度和尺寸精度。生产经济要求是要使塑料制件的成本低，生产效率高，模具能连续地工作，使用寿命长，节省劳动力。 2.1.6 绘制模具图 要求按照国家制图标准绘制，但是也要求结合本厂标准和国家未规定的工厂习惯画法。在画模具总装图之前，应绘制工序图，并要符合制件图和工艺nts洛阳理工学院 论文 第 12 页 共 53 页 资料的要求。由下道工序保证的尺寸，应在图上标写注明“工艺尺寸”字样。如果成型后除了修理毛刺之外，再不进行其他机械加工，那么工序图就与制件图完全相同。在工序图下面最好标出制件编号、名称、材料、材料收缩率、绘图比例等。通常就把工序图画在模具总装图上 。 （ 1） .绘制总装结构图 绘制总装图尽量采用 1： 1的比例，先由型腔开始绘制，主视图与其它视图同时画出。 模具总装图的技术要求内容 包括 ：模具某些系统的性能要求 ； 模具装配工艺的要求 ； 模具使用，装拆方法 ； 防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求 ； 有关试模及检验方面的要求 等 。 （ 2） .绘制全部零件图 由模具总装图拆画零件图的顺序应为：先内后外，先复杂后简单，先成型零件，后结构零件。 1） .图形要求：一定要按比例画，允许放大或缩小。视图选择合理，投影正确，布置得当。为了使加工专利号易看懂、便于装配，图 形尽可能与总装图一致，图形要清晰。 2） .标注尺寸要求统一、集中、有序、完整。标注尺寸的顺序为：先标主要零件尺寸和出模斜度，再标注配合尺寸，然后标注全部尺寸。在非主要零件图上先标注配合尺寸，后标注全部尺寸。 3） .表面粗糙度。把应用最多的一种粗糙度标于图纸右上角，其它粗糙度符号在零件各表面分别标出。 4） .其它内容，例如零件名称、模具图号、材料牌号、热处理和硬度要求，表面处理、图形比例、自由尺寸的加工精度、技术说明等都要正确填写。 （ 3） .编写制造工艺卡片 nts洛阳理工学院 论文 第 13 页 共 53 页 由工具制造单位技术人员编写制造工艺卡片，并 且为加工制造做好准备。 在模具零件的制造过程中要加强检验，把检验的重点放在尺寸精度上。模具组装完成后，由检验员根据模具检验表进行检验，主要的是检验模具零件的性能情况是否良好，只有这样才能俚语模具的制造质量。 （ 4）试模及修模 虽然是在选定成型材料、成型设备时，在预想的工艺条件下进行模具设计，但是人们的认识往往是不完善的，因此必须在模具加工完成以后，进行试模试验，看成型的制件质量如何。发现总是以后，进行排除错误性的修模。 修理模具更应慎重，没有十分把握不可轻举妄动。其原因是一旦变更了模具条件，就不能再作大的 改造和恢复原状。 （ 5）整理资料进行归档 把设计模具开始到模具加工成功，检验合格为止，在此期间所产生的技术资料，例如任务书、制件图、技术说明书、模具总装图、模具零件图、底图、模具设计说明书、检验记录表、试模修模记录等，按规定加以系统整理、装订、编号进行归档。这样做似乎很麻烦，但是对以后修理模具，设计新的模具都是很有用处的。 2.2 塑料注射模具的结构组成和作用 塑料注射模具一般是由成形部件、浇注系统、导向部分、推出机构、调温系统、排气系统、支撑零部件、侧向分型与抽芯机构组成。 成形部件是指动、定模部分有关 组成型腔的零件。 浇注系统是将熔融的塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所经的通道，它包括主流道、分流道、浇口、及冷料穴。 导向部分在注射模中，用导向部分对模具的动定模导向，以使模具合模nts洛阳理工学院 论文 第 14 页 共 53 页 时能准确对合。 推出机构是指分型后将塑件从模具中推出的装置。 调温系统是为了满足注射工艺对模具温度的要求，需要有调温系统对模具的温度进行调整。一般热塑性塑料的注射模主要是设计模具的冷却系统。 排气系统是为了将成形时塑料本身挥发的气体排出模外，常常在分型面上开设排气槽。对于小塑件的模具，可直接利用分型面或推杆等与模具的间隙排气。 支撑 零部件是用来安装固定或支撑成形零部件及前述的各部分机构的零部件。 侧向分型与抽芯机构是当有些塑件有侧向的凹凸形状的孔或凸台时，须先把侧向的凹凸形状的瓣合模块或侧向的型芯从塑件上脱开或抽出。 nts 第 15 页 共 53 页 第 三 章 折叠伞手柄塑料件 3.1 塑料件的结构和特点 由 图 3-1a知， 塑件的结构简单，尺寸适中，属薄壁壳体塑件。为提高生产率可采用多型腔；塑件侧向没有孔和槽，模具不需要设计侧分型与抽芯机构。 根据端盖塑件的特征，选用浇注系统为侧浇口的单分型面多型腔注射模。采用侧浇口基本不影响塑件外观。 a b 图 3-1 折叠伞手柄塑料件 示意图 nts洛阳理工学院 论文 第 16 页 共 53 页 3.2 塑料件的材料 3.2.1 对塑料的认识 塑料的主要成分是树脂、填充剂、增塑剂、着色剂、稳定剂、润滑剂等。它有着以下诸多优点： 1）重量轻：一般的塑料密度为 0.832.2 g/cm3 ，这对于减轻自重的汽车、飞机、航空航天等工程有着重要的意义。 2）比强度度高：它是材料的强度和密度之比。在某些场合传统的金属制品往往强度上达到要求，但由于质量过大而不能够被使用，特殊的塑料 制品可以满足这一要求。 3）优良的耐磨、自润滑、和吸震性：基于此特点，塑料在电子设备的传动机构和摩擦机构中有广泛的应用。譬如数控机床中要求精度、稳定性很高的导轨，其摩擦面就是用聚四氟乙烯贴塑而成。 4）优越的化学稳定性：一般塑料对酸、碱、盐均有一定的抗腐蚀性，因此在化工设备中有着极其广泛的用途。 5）优良的电绝缘性能：某些塑料无论在高频还是低频，高压还是低压的情况下，绝缘性能都十分优良。尤其在高频，高压的情况下，是陶瓷、云母等其它绝缘材料所不能相比的，因此塑料广泛应用于电机、电器、电子工业的结构材料和绝缘材 料。 3.2.2 塑料的成型工艺特点 塑料在常温下是玻璃态，若加热是高弹态，进而变为黏稠流态，从而有优良的可塑性，可以用很多高生产率的成型方法制造产品。这就有了节约原料、易于大批量生产、节省工时等诸多优点。塑料成型有以下工艺特性： 1）收缩率：它是指塑料从热的模具中取出冷却到室温后，其尺寸发生变nts洛阳理工学院 论文 第 17 页 共 53 页 化的特性称为收缩率。 2）流动性：流动性大的塑料容易造成溢料过多、填充不密实、塑件组织疏松等缺点。流动性过小则有填充不足、不易成型、成型压力大等缺点。 3）吸湿性：塑料中的水分很大程度上影响到塑件的物理、机械、介电性能。塑料中的水分量过大，在成型时产生内压，脱模后水气溢出极易造成塑件裂纹，降低机械强度。此外水分过多会使塑料的流动性过大，造成溢料、造型时间过长、收缩量过大、易产生跷起、波纹、光泽性不好等缺点。 4）定型速度：热固性塑料在成型过程中要完成交联反应，即树脂分子由线型结构变成体型结构，这一过程称为硬化。硬化的速度与塑料的品种、塑件形状、壁厚、成型温度有关。 3.2.3 常用塑料及特性 ） PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA 具有优良的光学特性及耐气侯变化特性。白光的穿透性高达 92%。PMMA 具有室温蠕变特性。 随着负荷加大、时间增长，可导致应力开裂现象。PMMA 具有较好的抗冲击特性。 PMMA 制品具有很低的双折射，特别适合制作影碟等。 ） SA 苯乙烯 -丙烯腈共聚物 SA是一种坚硬、透明的材料。苯乙烯成份使 SA坚硬、透明并易于加工；丙烯腈成份使 SA具有化学稳定性和热稳定性。 SA 具有很强的承受载荷的能力、抗化学反应能力、抗热变形特性和几何稳定性。 SA 中加入玻璃纤维添加剂可以增加强度和抗热变形能力，减小热膨胀系数。 ） PVC 聚氯乙烯 刚性 PVC是使用最广泛的塑料材料之一。 PVC材料是一种非结晶性材料。nts洛阳理工学院 论文 第 18 页 共 53 页 PVC材料在 实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂。 PVC 材料具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。 PVC对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。 PVC的流动特性相当差，其工艺范围很窄。特别是大分子量的 PVC材料更难于加工（这种材料通常要加入润滑剂改善流动特性），因此通常使用的都是小分子量的 PVC材料。 PVC的收缩率相当低，一般为 0.20.6% ） PS 聚苯乙烯 大多数商业用的 PS都是透明的、非晶体材料。 PS具有非常好的几何稳定性、热稳定性、光学透过特性、电绝缘特性以及很微小的吸湿倾向。它能够抵抗水、稀释的无机酸，但能够被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀，并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。典型的收缩率在 0.40.7%之间。 ） PPE 聚丙乙烯 通常，商业上提供的 PPE 或 PPO 材料一般都混入了其它热塑型材料例如PS、 PA等。这些混合材料一般仍称之为 PPE或 PPO。混合型的 PPE或 PPO比纯净的材料有好得多的加工特性。特性的变化依赖于混合物如 PPO和 PS的比率。混入了 PA 66的混合材 料在高温下具有更强的化学稳定性。这种材料的吸湿性很小，其制品具有优良的几何稳定性。 ） PP 聚丙烯 PP是一种半结晶性材料。由于均聚物型的 PP温度高于 0C以上时非常脆，因此许多商业的 PP材料是加入 14%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的 PP 材料有较低的热扭曲温度（ 100C）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。 PP 的强度随着乙烯含量的增加而增大。由于结晶， PP 的收缩率相当高，一般为 1.82.5%。并且收缩率的方向均匀性比 PE-HD等材料要好得多。加入 30%的玻璃添加剂可以使收nts洛阳理工学院 论文 第 19 页 共 53 页 缩率降到 0.7%。 ） POM 聚甲醛 POM是一种坚韧有弹性的材料，即使在低温下仍有很好的抗蠕变特性、几何稳定性和抗冲击特性。 POM既有均聚物材料也有共聚物材料。均聚物材料具有很好的延展强度、抗疲劳强度，但不易于加工。共聚物材料有很好的热稳定性、化学稳定性并且易于加工。无论均聚物材料还是共聚物材料，都是结晶性材料并且不易吸收水分。 POM的高结晶程度导致它有相当高的收缩率，可高达到 2%3.5%。对于各种不同的增强型材料有不同的收缩率。 ） PC 聚碳酸酯 PC 是一种非晶体工程 材料，具有特别好的抗冲击强度、热稳定性、光泽度、抑制细菌特性、阻燃特性以及抗污染性。 PC的缺口伊估德冲击强度（ otched Izod impact stregth）非常高，并且收缩率很低，一般为 0.1%0.2%。 PC 有很好的机械特性，但流动特性较差，因此这种材料的注塑过程较困难。在选用何种品质的 PC材料时，要以产品的最终期望为基准。如果塑件要求有较高的抗冲击性，那么就使用低流动率的 PC 材料；反之，可以使用高流动率的 PC材料，这样可以优化注塑过程。 3.2.4 工程塑料（ ABS）的特性及注射工艺性 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看， ABS是非结晶性材料。 三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯 -丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。 ABS的特性主要取决于三种单体的比nts洛阳理工学院 论文 第 20 页 共 53 页 率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的 ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的 抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。 ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度 ，其 成型工艺参数 如表 - 表 3 - ABS塑料的成型工艺参数 参数 取值范围 选取数值 密度 1.021.05g/cm2 1.03g/cm2 收缩率 S 0.3%0.8% 0.5% 温度 / 喷嘴 180-190 180 料筒 210-230 220 模具 50-70 60 压力 MPa 注射 70-90 80 保压 50-70 60 时间 /S 注 射 3-5 3 保压 15-30 20 冷却 15-30 25 总计 40-70 48 3.3 折叠伞手柄 塑料件的参数 根据 图 3-1b， 用 pro/E分析功能分析得： 塑料密度： 1.03g/cm2 塑件体积： 9.77cm3 塑件成型投影面积： 12.47cm2 nts洛阳理工学院 论文 第 21 页 共 53 页 第 四 章 注射机的选用 4.1 选用注射机的方法 和原则 1、使用现有设备 ，使塑料、塑件、注射模及注射工艺等所要求的注射机的规格参数在所选注射机的规格参数可调范围内，调整注射机的技术参数至所需要的参数。 2、根据每次成型件数安满足最大注射 量、锁模力、经济性等要求选择合适的注射机 ，确定注射机，调整注射机的技术参数至所需要的参数 。 4.2 注射机的种类和应用范围 注塑机按照注射装置和锁模装置的排列方式，可分为立式、臥式和 角式注射机 。其各自的特点如下 ： .立式注塑机 注射装置与锁模机构的轴线呈一直线垂直排列。 优点：占地少，模具拆装方便，易于安装嵌件。 缺点：重心高，加料困难；推出的塑件要手工取出，不易实现自动化；容积较小。 .臥式注塑机 注射装置与锁模机构的轴线呈一直线水平排列，使用广泛。 优点：重心低，稳定；加料、操作及维修方便；塑件可自 行脱落，易实现自动化。 缺点： 模具安装困难，嵌件安装不稳，机器占地较大。 3.角式 注塑机 注射装置与锁模机构的轴线 相互 垂直排列。 nts洛阳理工学院 论文 第 22 页 共 53 页 优点 、缺点介于立式注射机和卧式注射机之间。特别适用于中心不允许有浇口痕迹的平面塑件。 4.3 注射机的选用 4.3.1 常用注射机： 1、 XS-Z-60 型注射机：注射量为 60cm3的柱塞式塑料注射成型机 ，其主要参数如表 4-1。 表 4-1 XS-Z-60型注射机的主要参数： 额定注射量 60cm3 注射压 力 122MPa 锁 模 力 500KN 最大成型面积 130cm2 最大开模行程 180mm 最大模具厚度 200mm 最小模具厚度 70mm 喷嘴圆弧半径 12mm 喷嘴孔直径 4mm 模板尺寸 330mm X 440mm 拉杆空间 190mm X 300mm 定位孔直径： 55+0.06 注射机的顶出方式： 机械式顶杆顶出。 单根顶杆设在模板中心。 模板面上螺纹孔 M12 X 25共 24个 2、 XS-ZY-125型注射机：注射量为 125cm3的 柱塞式塑料注射成型机 其主要参数如表 4-2。 nts洛阳理工学院 论文 第 23 页 共 53 页 表 4-2 XS-Z-60型注射机的主要参数： 额定注射量 125cm3 注射压力 120MPa 锁 模 力 900KN 最大成型面积 320cm2 最大开模行程 300mm 最大模具厚度 300mm 最小模具厚度 200mm 喷嘴圆弧半径 12mm 喷嘴孔直径 4mm 模板尺寸 428mm X 528mm 拉杆空间 260mm X 290mm 定位孔直径： 100+0.054 注射机的顶出方式： 机械式顶杆顶出。 两根顶杆设在两侧 ，顶杆孔径22mm。 模板面上螺纹孔 M16 X 25共 36个 4.3.2 注射机的选用 根据塑件的大小和实际中常用的注射机，注射端盖塑件选用 XS-YZ-125型螺杆式注射机 ，外形如图 4-1所示 。 图 4-1 XS-YZ-125型螺杆式注射机 1）、最大注射量的校核 nts洛阳理工学院 论文 第 24 页 共 53 页 2）、注射压力的校核 3）、锁模力的校核 4）、最大注射成型面积的校核 当上面四方面校核都满足要求时，才能确定注射机选用的合适。 4.3.3 注射机 参数 的校核 1）、最大注射量的校核 注射机的额定注射量为 125cm3 塑件体积： 9.77cm3，每次成型 4个塑件。 假设浇道凝料为 20cm3。 实际注射量 9.77 X 4+20 = 59.08cm3 125 X 80% =100cm3 最大注射量满足要求。 2）、注射压力的校核 ABS塑料的注射压力为 7090MPa, 取 80MPa; SX-ZY-125 注射机的注射压力为 120 MPa 注射机的注射压力满足要求。 3）、锁模力的校核 注射机的锁模力为 900KN； ABS塑料的注射压力为 7090MPa, 取 80MPa; 单个塑件在分型面上的投影面积为 12.47cm2; 浇道凝料为 20cm2; 注射时模具的膨胀力 (12.47 X 4 + 20) X 80= 559 KN 900 KN 锁模力满足要求。 nts洛阳理工学院 论文 第 25 页 共 53 页 4）、最大注射成型面积的校核 SX-ZY-125注射机的最大注射成型面积为 320cm2； 单个塑件在分型面上的投影面积为 12.47cm2; 浇道凝料为 20cm2; 注射时模具的成型面积 (12.47 X 4 + 20) = 69.88 cm2 320 cm2 最大注射成型面积满足要求。 nts洛阳理工学院 论文 第 26 页 共 53 页 第 五 章 塑料注射模具设计 5.1 型腔数目和分布 确定型腔数目时要考虑的因素： 1、满足注射机的最大注射量 2、锁（合）模力 3、塑件精度 4、经济性 1) 按注射机的最大注射量确定型腔数量。 877.9 201258.0V V0 . 8 VZjg nVg(mg) 注射机量大注射量 (cm3或 g)，取 125cm3. Vj(mj) 浇注系统凝料量 (cm3或 g), 假设浇道凝料为 20cm3 Vz(mz) 单个制品的容积或质量 (cm3或 g),单个塑件为 9.77cm3 2) 按注射机的额定合模力确定型腔数。 131047.121050 1050105010900 46 463 zmjmApApFn F 注射机的额定合模力 (N)。查手册为 900 KN. Pm 塑料熔体对型腔的平均压力 (MPa)。取 50 MPa Aj 浇注系统在分型面上的投影面积 (mm2)。取 50cm2 Az 单个制品在分型面上的投影面积 (mm2)。由计算得 9.62cm2. 3) 按制品的精度要求确定型腔数 成型高精度制品时，型腔数不宜过多，通常推荐不超 过 4 腔，因为多腔难于使各腔的成型条件均匀一致。 nts洛阳理工学院 论文 第 27 页 共 53 页 242 5 0 0 sLn L 塑件基本尺寸 (mm)。 塑件的尺寸公差 (mm)，为双向对称偏差标注。 S 单腔模注射时塑件可能产生的尺寸误差的百分比。 4) 按经济性确定型腔数 根据总成型加工费用最小的原则，并忽略准备时间和试生产原材料费用，仅考虑模具费和成型加工费。 160CNYTn Cl 每一型腔所需承担的与型腔数有关的模具费用。 N 制品总件数。 Y 每小时注射成型加工费 (元 h)。 T 成型周期 (min)。 综合以上几个方面， 由于塑件的形状简单，重量较轻，且生产批量大，所以应使用多型腔模具。综合分析本设计采用一模四腔、平衡布置。这样模具的尺寸较小，生产率高，塑件质量可靠，成本较低。 5.2 分型面的选择 塑件的分型面应位于截面尺寸最大的部位，本实例中塑件的分型面选取如图所示。这样选取的塑件的外表面可以在整体的定模型腔内成型，表面质量好，而且塑件脱模方便。 如图 5-1所示： nts洛阳理工学院 论文 第 28 页 共 53 页 图 5-1 分型面的选择 5.3 型芯和型腔 5.3.1 型芯和型腔的结构 型腔、型芯可分别有整体式和组合式两种形式 。 由于塑件的结构简单，型腔加工容易，所以选用整体式型腔和组合式型芯。在定模板上直接加工型腔。 型芯的结构采用组合式型芯 5.3.2 型芯和型腔的尺寸 ） 型腔径向尺寸 ABS 塑件的精度一般为 4 级， 塑件 径向 尺寸 40mm 的公差值为 0.42mm,模具最大磨损量取塑件公差的 1/6；模具的制造公差 z= /3 0.14mm；取x=0.75， ABS塑料的收缩率在 0.3 0.8%，取 0.5% 。 nts洛阳理工学院 论文 第 29 页 共 53 页 14.001
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