(完整版)塑料瓶盖注射模设计proe制作毕业论文.doc

1、摘要ProE 软件在国内外模具行业有着广泛的应用，本文结合国内模具企业实际和ProE 软件的最新应用成果，从总体上研究了基于ProE 的注射模设计技术。以期缩短模具设计周期，提高模具设计质量，降低模具制造成本，促进模具行业应用 CADCAMCAE 软件的深度和广度。本文首先在分析注射模设计系统的需求并拟定整体设计方案的基础上，给出了基于 ProE 软件的模具行业解决方案; 然后分析了注射模设计的主要内容和关键技术 ; 接着分析了 ProE 系统规划与配置的重要意义和配置的主要内容，并对主要配置的配置方法进行了较为详细的阐述; 接着阐述了ProE 参数化设计的关键技术，并探讨了在注射模设计中的诸

2、多应用; 最后以 LCD 上盖模具设计为例，说明了注射模设计具体过程。关键词 :ProE 软件，注射模设计，系统规划与配置，参数化设计目录1 塑件分析1.1.41.2.51.3.61.4.72、注塑机的选择与校核.72.1.72.2.83 模具结构设计.93.1.93.2.103.3143.4.174.224.1 导向机构的设计.224.2 脱模机构设计.234.3.284.4285.零件的加工工艺规程 33 5.1.335.2.356. 塑料成型工艺特点的分析.386.1.386.2406.3.436.4457. 结论.46参考文献.48塑料瓶盖注射模设计1 塑件分析1.1塑件的工艺分析该塑

3、料制件外形如下图1-1 所示（下图1-1 是根据实物和产品图用Proe 进行三维建模和渲染所得），从图中可以看出该制品形为圆形。该制件结构简单; 关键是该制件内有螺纹，在一定程度上增加了设计的难度，但总体来看还是很简单的一个塑料制件。因塑件属于水杯一部分，有一定的配合尺寸精度要求；其外形尺寸如图1-2 ，。整个塑件下部厚度为2.00mm,瓶盖顶部厚度为3.00mm.图 1-1制件外观图图 1-2制件尺寸图塑件设计应本着在保证使用性能，物理性能， 力学性能和耐摩擦性能，同时还应力求结构简单、壁厚均匀、成型方便。在设计塑件时，还要考虑其模具的总体结构，使模具型腔易于制造，模具脱模和推出机构简单。塑

4、件形状有利于模具分型、排气、补缩和冷却。此外，在塑件成型以后尽量不再进行机械加工。该制品结构较简单，内部的螺纹是用来配合的应该有较高的精度。且中间的螺纹脱模不容易，这两点应该是设计的难点，和重点。1.2塑件材料的分析PP 通称聚丙烯，因其抗折断性能好，也称 “百折胶 。PP 是一种半透明、半晶体的热塑性塑料，具有高强度、绝缘性好、吸水率低、热变形温度高、密度小、结晶度高等特点。改性填充物通常有玻璃纤维、矿物填料、热塑性橡胶等。不同用途的PP 其流动性差异较大，一般使用的PP 流动速率介于ABS 与 PC 之间。(1) 塑料的处理纯 PP 是半透明的象牙白色， 可以染成各种颜色。 PP 的染色在

5、一般注塑机上只能用色母料。 在有些机上有加强混炼作用的独立塑化元件， 也可以用色粉染色。户外使用的制品，一般使用 UV 稳定剂和碳黑填充。再生料的使用比例不要超过15 ，否则会引起强度下降和分解变色。PP 注塑加工前一般不需特别的干燥处理。(2) 注塑机选用对注塑机的选用没有特殊要求。由于PP 具有高结晶性，需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。锁模力一般按3800tm2来确定，注射量 20 -85 即可。(3) 模具及浇口设计模具温度 50-90 ，对于尺寸要求较高的用高模温。型芯温度比型腔温度低5以上，流道直径4 7mm ，针形浇口长度1 1.5mm ，直径可小至0.7mm 。边形浇

6、口长度越短越好，约为0.7mm ，深度为壁厚的一半，宽度为壁厚的两倍，并随模腔内的熔流长度逐步增加。模具必须有良好的排气性，排气孔深0.025mm-0.038m，厚 1.5mm ，要避免收缩痕， 就要用大而圆的注口及圆形流道，加强筋的厚度要小(例如是壁厚的50-60 )。均聚 PP 制造的产品， 厚度不能超过3mm ，否则会有气泡(厚壁制品只能用共聚PP) 。(4) 熔胶温度PP 的熔点为，分解温度为 350 ，但在注射加工时温度设定不能超过275 。熔融段温度最好在240。(5) 注射速度为减少内应力及变形，应选择高速注射， 但有些等级的PP 和模具不适用 ( 会出现气泡、气纹 )。如刻有花

7、纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹，则要用低速注射和较高模温。(6) 熔胶背压可用 5bar 熔胶背压，色粉料的背压可适当调高。(7) 注射及保压采用较高注射压力(bar) 和保压压力 (约为注射压力的80 )。大概在全行程的95 时转保压，用较长的保压时间。(8) 制品的后处理为防止后结晶产生的收缩变形，制品一般需经热水浸泡处理。1.3 塑件的尺寸和精度分析1.3.1塑件的尺寸塑件的总体尺寸主要取决于塑料品种的流动性。在一定的设备和工艺条件下，流动性较好的塑料可以成型较大尺寸的塑件；反之，成型出的塑件较小。本课题的塑件及所用材料为PP（聚丙稀） ，它有很好的机械特性，流动性； 其光泽性好，

8、外观漂亮，由于收缩率较小，制件细小部位的清晰度好，达到设计的要求。1.3.2塑件的尺寸精度一般来讲，为了降低模具的加工难度和模具制造成本。在满足塑件使用要求大前提下应尽量把塑件尺寸精度设计低一些。另外，塑件尺寸精度还与塑料品种有关，根据各种塑料收缩率的不同，又将塑料的公差等级分为高精度、一般精度、低精度三种。依据所选材料查塑料成型加工与模具表3 3 取其一般精度为6级。1.4塑料制品结构分析由图 1 可知，塑件较小且对称，塑件的最大厚度为3mm ，在材料所允许的范围之内。由于塑件的尺寸分布均匀，无过薄处，无需加强筋。塑件的尺寸小，为了便于脱模，塑件表面沿脱模方向应具有合理的脱模斜度。脱模斜度的

9、大小，与塑件的性质、收缩率、摩擦因数、塑件壁厚和几何形状有关。2、注塑机的选择与校核2.1型腔数目计算2.1.1制件特征以及质量与体积的计算制件的结构如上面的图由三维软件可得其质量与体积.33=0.90gcm ,v=16.2cm , m=14.58g2.1.2确定型腔数及其排列根据式 5-2(P112)，n0.8mg-mj mnmg注射机最大注射量， gmj浇注系统凝料量， gmn单个塑件的质量， g及 n（0.8 125-20 ）14.58=5.487 ，取 4 个。型腔的布置如下图图 2-1型腔的布置2.2选择注塑机注射机的选择主要是根据制件的质量，体积和模具的整体结构设计来确定的。主要依

10、据是每次的注射量要大与额定注射量的20%小于额定注射量的80%，模具的整体结构要小于注射机的有效尺寸以便模具能放到注射机上，最重要的是锁模力要大与制件在分型面上的涨模力。结合本次的设计，由计算的每次的注射量大约在65g 左右，模具的整体尺寸在 250mm左右， 则根据热塑性塑料注射机型号和主要技术规格， 选用 XS-ZY-125 型注射机，这种型号的注射机是卧式的螺杆式注射机。注射参数如下：注射压最大注射面模具最大厚型号注射容量锁模力力积度XS-ZY-125125g119MPa900kN320cm2300mm喷嘴球半推出孔推出孔模具最小厚模板行程定位孔直径径径距度300mm12mm22mm23

11、0mm100+0.054200mm0这种注射机的脱模机构是机动的自动脱模。2.2.1螺杆的作用螺杆的作用：输送、压实、塑化和施压螺杆转速的选择：螺杆的最高转速:n=vdV- 允许的最大线速度d- 螺杆直径2.2.2锁模力校核已知注射机的最大锁模力为900kN，而胀模力为制件外形面积与截面面积之差乘以型腔压力，即其中； s=134.36 ，把这些代入得 Fps134.3620Mpa2.6872 KN 其小于注射机的额定锁模力 900KN，满足设计的要求。2.2.3型腔压力计算根据式 p=kp0 取压力损耗系数k=0.4, 并设注射机使用的注射压力 p0 =119Mpa，则型腔压力 p=kp0=0

12、.4 119=47.6Mpa。3 模具结构设计3.1 分型面的确定3.1.1分型面的分类按分型面的位置来分，分型面有垂直于注射机开模运动方向，平行于开模运动方向和倾斜于开模方向的。按分型面的形状可分为：平面分型面、曲面分型面和阶梯形分型面。3.1.2分型面的选择分型面选择的原则：（ 1）分型面选择应便于塑件脱模和简化模具结构，选择分型面应尽可能使塑件开模时留在动模，制件在动模上时有利于脱模。（ 2）分型面应尽可能选择在不影响制件外部质量的部位，并使其产生的溢料边易于消除或修整，尤其是表面质量要求高的制件，对于本次的瓶盖要求不高。（ 3）分型面的选择应有利于保证塑料制件的尺寸精度。（ 4）选择分

13、型面时要考虑行腔内气体的排出。（ 5）分型面选择应便于模具零件的加工，尤其是成型零部件的加工。（ 6）分型面选择应考虑注射机的技术规格。根据瓶盖的实际情况，结构简单，选择单分型面。分型面在制件底面上。如下图图 3-1分型面的示意图3.2 流道和浇口的设计3.2.1. 浇注系统的组成浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成。它的作用是使来自注射模喷嘴的塑料熔体平稳而顺利的充模、压实和保压。其遵循的设计原则如下（ 1）注射行程要短。 （ 2）排气要好。（3）要防止型芯变形和嵌件位移。 （ 4）防止塑件翘曲变形。3.2.2主流道设计（ 1）主流道通常设计成圆锥形。 锥角在 2 4 度，内壁粗

14、糙度为 Ra=0.63m。（ 2）为防止主流道与喷嘴处溢料， 与主流道对接处紧密对接， 主流道连接处应制成半球形凹坑，主流道的小端直径大于注射机的喷嘴直径1-2mm，半球型凹坑的半径应大与注射机喷嘴的球型半径2m左右。（ 3）为减小料流转向过渡时的阻力，主流道大端呈圆角过渡，其圆角半径r=1 3mm.(4) 在保证塑料良好成型的前提下， 主流道应尽量短， 否则将增多流道凝料。（ 5）由于主流道与塑料熔体及喷嘴反复接触和碰撞，因此常将主流道制成可拆卸的主流道衬套，便于用优质钢材加工和热处理。（ 6）根据制件的实际情况，结合所选注塑机的型号，主流道的小端直径选4.7mm，锥角选 2，经过计算，可知

15、大端直径为8mm。主流道如下图2 所示图 3-2主流道3.2.3分流道的设计分流道的长度是45mm，由以上的计算可的制件的质量是14.56g 小于 200g 属于小制件，其壁厚在2-3mm，则分流道的公称尺寸可有经验公式D0.2654m4L计算其中D 分流道的公称直径mmm制件的质量gL 分流道的长度mm由型腔的布置得到分流道的长度是L=45mm；D0.2654 14.56 4 4 455.246 mm由表 6-1 常用塑料的分流道直径得聚丙烯的分流道直径在4.8 到 9.5 之间，由此取分流道的当量公称直径D=6此外由于制件的体积V=16.2cm3, 质量 m=14.56g，查表 6-2 （

16、P127）。注射机公称注射量 Vg 与注射时间 t 的关系，可知，注射时间约为1.6s ，根据式 6-3 ，qv =Vt,v3q - 熔体的体积流量， cm s； t 注射时间， s ；30.8)Vg,Vg为注射机公称注射量，3V- 制件体积， cm, 通常可取 V=(0.5cm,无论用那种方法都能方便的得到分流道的公称直径。结合制件的实际情况，分流道的形状及尺寸如下图3 所示分流道动模图 3-3分流道的形状及尺寸3.2.4浇口的设计及数目浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道，是浇注系统的关键部分，起着调节控制料流速度、补料时间及防止倒流等作用。浇口的形状、尺寸和进料位置等对塑件成型质量影响

17、很大，塑件上的一些缺陷，如缩孔、缺料、白斑、熔接痕、质脆、分解和翘曲等往往是由于浇口设计不合理而产生的，因此正确设计浇口是提高塑件质量的重要环节。浇口设计时总的要求是使熔料以较快的速度进入并充满模腔，同时在充满模腔后能适时冷却封闭，所以浇口截面要小，长度要短，这样可增大料流速度，快速冷却封闭，且便于塑件与浇口凝料分离，不留明显的浇口痕迹，保证塑件外观质量。浇口的设计主要还还是遵循以下设计原则：（ 1 ）.浇口尺寸及位置选择应绝对避免熔体破裂而产生喷射和蠕动（蛇形流）；（ 2 ）. 浇口位置的选择及尺寸形状的设计应有利于熔体的流动、型腔的排气和补料；（ 3 ）.浇口位置应使容体的流程最短，容体料

18、流变向最少，并要防止型芯的变形；（ 4 ）.浇口位置及数量的选定要有利于减少熔接痕和增加熔接强度；（ 5 ）.浇口位置应考虑定位作用对塑件性能的影响；（ 6 ）.浇口的位置应尽量开设在不影响塑件外观质量的的位置；（ 7 ） 流动比校。结合瓶盖的实际情况， 浇口的位置应选在塑件的侧壁处。这样既有利于流动、排气和补料，流程也是较短的，不影响塑件外观，同时可以有效的减少熔接痕。选择点浇口，为确保制品质量，并结合其结构特征，决定使用1 个浇口进料。浇口的设计如下图4 所示图 3-4浇口的位置几尺寸3.2.5冷料穴的设计查模具结构设计，采用带Z 头拉料杆的冷料穴，在开模时靠伸到冷料穴Z 形头起拉料作用，

19、使主流道凝料脱出主流道衬套并滞留在动模一侧，然后通过推出机构强制推出凝料，这是一种很普遍的设计方法。冷料穴的作用是储存两次注射间隔而产生的冷料以及熔体流动的前锋冷料，以防止熔体冷料进入型腔。冷料穴一般设计在主流道的末端，底部常作成曲折的钩形或下陷的凹槽，使冷料穴兼有分模时将主流道凝料从主流道衬套中拉出并滞留在动模一侧的作用。根据该制件的特征和模具确定该设计选用带拉料杆的Z 形冷料穴。冷料穴的设计如图5：图 3-5冷料穴3.3 模架的选择和校核3.3.1模架的选择由于制件选用单分型面，在模架选用时, 选用 A4 模架，通过计算可知，在一模四腔的情况下，模具的动模板和定模版的长度应大于两个制件的长

20、度之和再加上分流道的长度，所以选用355355 型号的标准模架。根据实际情况，底板厚度为 32mm，侧壁厚度为40mm,而制件的高度为30mm，所以选择A=40mm,B=32mm,C=80mm。上下模座的厚度均为32mm，则模架高度为298mm。图 3-6模具结构图此次设计过程的模架是参照龙记标准模架确定的模架。查实用模具技术手册一书表 20-7 ，选择各模板的结构、 尺寸及材料如下：材料 :45 钢（ GBT），调质处理，硬度200HRC以上材料 :45 钢（ GBT），调质处理，硬度200HRC以上材料 :45 钢（ GBT），调质处理，硬度200HRC以上材料 :45 钢（ GBT），调

21、质处理，硬度200HRC以上材料 :45 钢（ GBT），调质处理，硬度200HRC以上（ 3 ）导柱 查实用模具技术手册一书表 20-9 ，选择带头导柱的结构、尺寸及材料如下：导柱 32100GBT 4169.4-1984材料 :T8A（ GBT），淬火处理，硬度55HRC以上（4）导套查实用模具技术手册一书表20-12 ，选择带头 型导套的结构、尺寸及材料如下：导套 3232 （ ）GBT 4169.4-1984材料 :T8A （GBT），淬火处理，硬度55HRC以上（5）推杆查实用模具技术手册一书表20-7 ，选择推杆的结构、尺寸及材料如下：推杆12.5125 GBT材料 :T10A （

22、GBT），淬火处理，硬度55HRC以上（ 7）拉料杆查实用模具技术手册一书表20-36 ，选择拉料杆的结构、尺寸及材料如下：拉料杆8158材料 :T8A （GBT），淬火处理，硬度（5055）HRC（ 8）内六角螺钉内六角螺钉为标准件，可直接从市场上购得。查机械设计课程设计一书表 11-15 ，选用以下几种内六角螺钉：螺钉 GB70-80- 12M16螺钉 GB70-80- 6M10材料： Q235钢3.3.2开模行程的校核由于开模时的高度L=A+B+C+32+32+50+32=298mm，小于注塑机的模板行程300mm。所以选择合理。3.4 模板尺寸计算3.4.1型腔与型芯的径向尺寸计算本着

23、在保证塑件质量要求的前提下，便于加工，装配，使用，维修等原则下。由于塑件为中小型零件，外形较简单。 本设计将采用整体式，其结构简单，牢固，不易变形，塑件无拼缝痕迹。（ 1）、成型零部件工作尺寸计算工作尺寸指成型零件上直接用来成型塑件的尺寸。包括： 型芯型腔的径向尺寸型芯的高度尺寸型腔的深度尺寸中心距尺寸影响塑件尺寸的因素：成型零件本身制造公差使用过程中的磨损收缩率的波动3.4.2型芯型腔尺寸计算计算方法有平均值法和公差带法，其中平均值法是按照塑料收缩率，成型零件制造公差和磨损量均为平均值时，制品获得的平均尺寸来计算的。本设计将采用平均值法，在设计中，凡是孔类尺寸均以其最小尺寸作为公称尺寸，即公

24、差为正。凡是轴类尺寸均以其最大尺寸作为公称尺寸，即公差为负。（ 1）、型芯与型腔工作尺寸计算公式，根据塑料模具结构设计可得到成型零部件的工作尺寸的计算公式如下表3-1 所示表 3-1成型零件工作尺寸计算公式尺寸类型计算公式径向尺寸（直径、长、宽）型腔深度径向尺寸（直径、长、宽）型芯高度中心距尺寸以上各式中符号代表的含义如下；Scp塑料的平均收缩率；塑件公差；z成型零件的制造公差x 修正系数，一般在12 34 之间变化，公差值大的取小值，对中、小型塑件，一般取34；x 修正系数，一般在 1223 范围选取， 当制品尺寸较大、 精度较低时取小值，反之取大值，对中、小型塑件，一般取23；Lm型腔基本

25、尺寸；Ls塑件外形基本尺寸；Hm型腔深度尺寸；Hs塑件高度尺寸；lm型芯基本尺寸；ls 塑件内形尺寸；- 推杆数目；E-钢材的弹性模量，Mpa。把；代入（4）得11L2 F4(125 10 3)213.021 103 4d K1.542.11051065.917mmnE较核推杆的强度有式子：式子中-推杆材料的许用应力，Mpa；- 推杆所受的应力， Mpa；E 钢材的弹性模量，MPa； E=2.1 105 ， =160 Mpa.经过较核的d=5.917mm的推杆满足要求.此外推杆在设计时还要注意以下的设计要点：(1) 推杆应设置在脱模阻力大的地方，控制器外壳的侧壁受较大的阻力，推杆设在靠近侧壁的

26、部位，但不会和型芯距离太近，以免影响凸模或凹模的强度。而底部也有较大的阻力，所以推杆要分布均匀，以防止变形。(2) 推杆应有足够的强度和刚度承受推出力，以免推杆在推出时弯曲或折断。推杆直径可由计算得出，通常取2.0 12mm，对于本模具的推杆直径由计(3)算得到。推杆端面应和型腔在同一平面或比型腔的平面高出0.05 0.10mm，且不应有轴向窜动。推杆与推杆孔配合一般为H8f8 或 H9f9，其配合间隙不大于所用塑料的溢料间隙，以免产生飞边。对带有侧抽芯的模具，推杆位置应尽量避开侧抽芯，否则需设置推杆先复位装置，以免与侧抽芯发生干涉。同时，应尽量避免与冷却水道干涉.图 4-1推杆的布置4.3

27、排气系统设计瓶盖注塑成型，脱模后塑件的包容面与型芯的被包容面基本上形成真空，由于受到大气压力的作用，造成脱模困难，因而需要引气，本次设计的制件的包容不太严重，采用分型面排气就可以了。4.4 冷却系统的设计对于小型注射模，塑料熔体传递给模具的热量可以依靠自然对流和辐射的方式散发，但在更多情况下，熔体传给模具的绝大多数热量只能依靠冷却水对流传导扩散出去。因此，需要在模具中合理的设计冷却水的通道截面尺寸及长度，以便准确的计算控制模温所需的热传导面积。公式出自塑料挤塑模与注塑模优化设计冷却介质的体积流量，单位时间( 每分钟 ) 内注入模具的塑料质量，单位重量的贸件在凝同时所放比的热量，：冷却介质的密度

28、，；冷却介质的比热容，；冷却介质出u 温度，；冷却介质进口温度，；可表示为Q1c 2 (34)式中塑料的比热容，；分别为塑料熔体的温度和椎出前制件的温度结晶形塑料的化潜热，当求出冷却水的体积流量以后，便可根据冷却水处于湍流状态下的流速与管道直径的关系 ( 参见表 10。1) ，确定模具冷却水管道的直径d。表 4-1常用塑料的热扩散系数、热到率、比热容及熔化潜热热扩散系数热到率KJ 比热容 kj 潜热 Jkg)塑料品种( m2 h )(m?h?)( kg ? )聚苯乙烯3.20.4521.340ABS9.61.0551.047聚氯乙烯2.20.5741.842（硬）低密度聚乙6.21.2062.

29、0941.30烯高密度聚乙7.21.7332.5542.3烯聚丙烯2.40.4231.9261.80尼龙3.90.8371.8841.30聚碳酸脂3.30.6951.717聚甲醛3.30.8291.7591.63有机玻璃4.30.7541.465冷却管道总传热面积A(m ) 可用如下公式计算式中 : 冷却管道孔壁与冷却介质之间的传热膜系数，模温与冷却介质温度之间的平均温差。）的注射量。对于本次设计采用水进行冷却，水的密度，其比热容。冷却介质的进口水的温度，出口水的温度。这样可的冷却介质的体积流量q vWQ 1c1123.6075.910 2103m3/ min10 34.1851.6960有冷

30、却介质的体积流量查冷却水的稳定湍流速度与流量的表可得冷却水管的直径。求冷却水在管道内的流速，把，代入到冷却水在管内的流速：4 qv4 1.69 103d 2820.58 m / s求冷却管道孔壁与冷却介质之间的传热膜系数h，查不同水温下f 值得到平均水温在时的。有式子f0.87.221030.80.58h 4.1870.24.18710 30.2d61.366 104 kJ /m2 hC求冷却管道总传热面积A。所用的式子是把以上的数据代入，其中是模温与冷却介质温度之间的平均温差，模温为50 度冷却介质的平均温度是22.5 度，这样 =27.560WQ1607510 35.9102A1.3661

31、0 427.5h0.014m2求冷却水孔的数量n, 所用式子是其中的是冷却管道在开设方向上的长度对于本次设计去，是冷却水孔的直径等于 6mm，A 是总的传热面积。把这些数据代入得到nA0.0143.012dl6 10 3 0.25这样取四个冷却水孔。5. 零件的加工工艺规程成型零件结构设计完后，就要开始零件的下材料和加工制作等。由于此塑件的材料的主要成分是PP，要求有优良的力学性能，抗压强度高，耐热能力好等。厂家的这种材料具有一定的腐蚀性，容易产生批锋（飞边），因此其成型零件的材料的各种性能要求相当好，并且必须进行热处理，提高它们的硬度。：出厂状态：淬火加回火。钢材特点：1、最佳之抛光性。2、

32、渗透性良好。3、良好的耐腐蚀性。4、此钢材经淬火及镜面磨光后，其抗腐蚀性能更加可靠。所有的成型零件的加工工艺大致可分为：a) 订材料、开料， b) 热处理前的加工， c) 热处理后的加工，d) 加工型腔等几道工序。5.1 型腔的加工工艺规程5.1.1动模的加工（ 1）订材料、开料由模腔的结构设计可知，模腔就是上下模板。它们是一个355mm355mm正方体。其设计尺寸为35535532，而订材料时的尺寸每边必须大约留3 的余量，订料的尺寸为35535535。材料到了后，就要进行开料即开粗，开粗的最终尺寸仍然单边要留20 丝的余量， 因为材料热处理后会有少量变形，余量是留给最后精磨的。（ 2） 热

33、处理这里所说的热处理，其作用就是要提高材料的硬度，调质到200HRC以上。（ 3）热处理后的加工热处理过后就不能用一般的刀具加工了，且用刀具加工的精度低。所以只能用以下三种方式加工：一是线切割，二是打火花（即电火花加工），三是精磨。用上述三种方式加工的精度很高。模具中精度要求高的地方如分型面、成型型腔等基本上都是用的这几种方式进行加工的。根据所学到和所知道的的知识，本次的设计选用线切割。线切割是用电脑控制的，其中用的软件是AUTOP V4.0。我们在 AutoCAD中画好要线割的图形，再另存为 DXF 文件，然后用一个转换程序将DXF 文件转换成DAT 文件，这种文件能在 AUTOP 中打开，

34、打开后就可以在这个软件里指定加工路线，尖点圆弧半径，火花位等参数，然后就可自动生成数控程序。这程序即可直接通过本软件传给线切割机，马上进行加工，也可保存到磁盘中，保存的文件称3B 文件。5.1.2定模的加工定模的结构如下图。其加工工艺同动模，这里不再细说。5-1定模5.2型芯的加工型芯都是圆柱形，主要用传统的车削和铣削的方法加工完成。1. 型芯5-2 瓣块型心的结构图5-3 锥心杆结构图其加工工艺如下（ 1）订材料、开料由模具型芯的尺寸结构设计可得型芯材料的尺寸是圆棒料，还要为最后的精磨留 20 丝的加工余量。棒材是Q235（ 2）热处理前的加工热处理前的加工主要是加工出型芯的基本形状，主要是

35、进行车削。 进行车削时先进行粗车， 然后是半精车， 最后是精车， 为最后的磨削留出20 丝的加工余量。（ 3）热处理热处理主要是提高型芯的表面硬度，提高表面的耐磨度，从而提高其寿命。热处理的具体情况我们不是很清楚，我们只需要把我们希望得到的表面硬度告知热处理厂就行了。（ 4）热处理后的加工热处理后的加工主要是进行磨削，使表面的尺寸， 粗糙度等满足我设计的要求。6. 塑料成型工艺特点的分析6.1概述热塑性塑料的注射过程包括加料、塑化、注射充模、 冷却固化和脱模等几个工序，其中关键是塑化、流动和冷却。塑化是注射成型的准备过程，是指塑料在料筒内受热达到充分熔融状态，而且有良好的可塑性的过程，是注射成

36、型最重要最关键的过程。对塑料塑化的要求是：塑料在进入模腔之前要充分塑化既要达到规定的成型温度，又要使熔体各点温度尽量均匀致，而其中的热分解物的含量则应尽可能少，并能提供足够量的上述质量的熔融塑料以保证生产能顺利进行：这些要求与塑料的特性、工艺条件的控制。塑化质量主要是由塑料的受热情况和所受的剪切作用所决定的。一定的温度是使塑料得以形变、熔融和塑化的必要条件，通过料简对塑料的加热，使聚合物由固体向液体转变而剪切作用则是以机械力的方式强化了混合和塑化过程，使熔体温度分布均匀，物料组成和高分子形态也发生改变，趋于均匀。同时，剪切作用能在塑料中产生更多的摩擦热，也加速了塑料的塑化。6.1.1热均匀性的

37、分析热塑性塑料由于导热系数小，要使其均匀加热是一个相当复杂的问题。塑料塑化所需的热量来自两个方面，即料筒壁的传热和塑料之间的内摩擦热。柱塞式注射机内物料的热源绝大多数靠料筒的外加热。物料在注射机中的移动是靠柱塞的推动，几乎没有混合作用，物料在移动过程中产生的剪切摩擦热相当小，这些都是对热传递不利的，在料筒中的物料有不均匀的温度分布，近料筒壁的温度偏高，料筒中心的温度偏低。此外，熔体在圆管内流动时，料筒中心处的料流速度快于筒壁处，造成径向上速度分布不同。因此料流无论在横截面上还是在长度方面都有很大的温度梯度。以加热效率 (E) 来分析柱塞式注射机内熔体的热均匀性。如果进入料筒的塑料初始温度为T0

38、，加热器对料筒加热后使其内壁达到的温度为Tw，则 Tw T。应是塑料可以达到的最大温升，但实际上塑料从加料口至喷嘴范围内只能升到比Tw要低的某一温度丁(TwT Tu) ；所以塑料实际温升是(T T0) 。塑料的实际温升和最大温升之比即为加热效率E 可表示为E 值高有利于塑料的塑化。且值与下列因素有关：增加料筒的长度和传热面积，或延长塑料在料简内的受热时间和增大塑料的热扩散速率，都能使塑料吸收更多的热量，提高 T 值，从而使 E 值增大，但这些对于柱塞式注射机是难以做到的。在料筒几何尺寸一定的情况下，塑料在料筒内的受热时间与料筒内的存料量、每次注射量 W和注射周期 t ，有如下关系：即存料量多，

39、注射周期长，都可以增加塑料受热时间，提高塑料的温升，使E 值增大。但不适当地延长塑料的受热时间，易使塑料降解，故一般料筒内的存料量不超过最大注射量的3 8 倍。塑料的热扩散速率。与热传导系数、塑料的比热 c 和密度 P 有如下关系：即塑料的热扩散速率正比于热传导系数，但一般塑群的热传导系数都较小，因此要增大热扩散速率取决于塑料是否受到搅动，很显然，柱塞式注射机的加热效率不如移动螺杆式注射机，塑化质量也比其差。料简的加热效率E 还与料简中塑料层的厚度、塑料与料筒表面的温差有关。由于塑料的导热性差，故料筒的加热效率会随料层厚度的增大和料筒与塑料间的温差减小而降低。因此，减少柱塞式注射机料简中的料层厚度是很有必要的。料筒加热效率还受到塑料温度分布的影响。由喷嘴射出的塑料各点温度是不均匀的，它的最高极限温度为料筒壁温Tw，最低温度为Ti ， Ti 必然高于进入料筒的塑科韧始温度Ti ，即 T5 T0o 而料筒内塑料的平均温度Ta 处于 Ti 和 Tw之间，即塑科熔体的实际温度总是分布在Ti T 之间，塑料从料筒实际所获得的热量可由温差 (Ta To) 表示。在