1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　接線盒的注塑模具設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 </p><

2、;p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　塑料工業(yè)是世界

3、上發(fā)展最快的工業(yè)之一。在日常生活中幾乎每天都使用塑料制品，這些產(chǎn)品的大部分可由注塑成型的方法生產(chǎn)。眾所周知，注塑成型工藝是制作各種形狀的產(chǎn)品和以低成本制作復(fù)雜形狀產(chǎn)品的制造工藝。</p><p>　　本文使用Pro.ENGINEERWildfire5.0對(duì)接線盒的注塑模具進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。首先塑件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，確定采用一模四腔、側(cè)澆口進(jìn)料的兩板式模具。然后開始進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程包括：型腔的

4、數(shù)目和位置的確定，模具的總體結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)，動(dòng)模及定模成形零件尺寸的確定，澆注系統(tǒng)形式及尺寸的確定，脫模方式的確定，調(diào)溫及排氣系統(tǒng)的確定，模架的選擇待以上各步驟完成以后，便開始繪制模具的結(jié)構(gòu)草圖，根據(jù)具體尺寸校核注塑模具及注塑機(jī)的有關(guān)尺寸，并對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行核定和計(jì)算。之后進(jìn)行初步的審查對(duì)所存在的問題進(jìn)行確定和修正，然后繪制模具總裝配圖，按裝配圖繪制成型零件及所有需要加工的零件工作圖，同時(shí)考慮零件的加工工藝。</p><

5、p>　　關(guān)鍵詞：塑料，Pro.ENGINEERWildfire5.0，模具，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　The plastic injection mold design of the junction box</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Plastic industry is one of

6、 the world’s fastest growing industries.Almost every product that is used in daily life involves the usage of plastic and most of these products can be produced by plastic injection molding method. Plastic injection mold

7、ing process is well known as the manufacturing process to create products with various shapes and complex geometry at low cost.</p><p>　　This paper design the plastic injection mold of the junction box in de

8、tail by using Pro.ENGINEERWildfire5.0. First analyzing the structure of the junction box, it confirms using four cavity, edge gate and two plate a mold. Then began the structural design ofthe mold. Mold structu

9、ral design process includes: the cavity number and the position determination, the mold overall structural style design, moves the mold and decides the mold forming components size the determination ,pours the system and

10、</p><p>　　Keywords: plastic ,Pro.ENGINEERWildfire5.0, mold, structural design</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p><b>　　目 錄I

11、</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1塑料模具的發(fā)展1</p><p>　　1.2 注塑模的重要性1</p><p>　　1.3 我國(guó)塑料模具工業(yè)今后的主要發(fā)展趨勢(shì)2</p><p>　　2 塑件成型的工藝過(guò)程3</p>

12、;<p>　　2.1注塑成型工藝過(guò)程3</p><p>　　2.2注塑成型工藝過(guò)程分類3</p><p><b>　　2.3成型3</b></p><p>　　3 接線盒塑件注射模具的設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1塑件材料的選擇6</p><p>　　3.1.1塑料配

13、方說(shuō)明7</p><p>　　3.2塑件的結(jié)構(gòu)分析7</p><p><b>　　3.2.1壁厚7</b></p><p>　　3.2.2脫模斜度8</p><p><b>　　3.2.3圓角8</b></p><p>　　3.3 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量8<

14、;/p><p>　　3.3.1尺寸精度的選擇8</p><p>　　3.3.2尺寸精度的組成及影響因素8</p><p>　　3.3.3塑件的表面質(zhì)量9</p><p>　　4 注塑成型的準(zhǔn)備10</p><p>　　4.1 注塑成型工藝簡(jiǎn)介10</p><p>　　4.2 注塑成型工藝條

15、件11</p><p>　　4.3注塑機(jī)的選擇13</p><p>　　4.3.1注塑機(jī)簡(jiǎn)介13</p><p>　　4.3.2 注塑機(jī)基本參數(shù)13</p><p>　　4.3.3選擇注塑機(jī)14</p><p>　　4.4 注射機(jī)的校核15</p><p>　　4.4.1 最大注塑量

16、的校核15</p><p>　　4.4.2 鎖模力的校核16</p><p>　　4.4.3 塑化能力校核16</p><p>　　4.4.4 噴嘴尺寸校核16</p><p>　　4.4.5 定位圈尺寸校核16</p><p>　　4.4.6 模具外形尺寸校核17</p><p>

17、　　4.4.7 模具厚度校核17</p><p>　　4.4.8 模具安裝尺寸校核17</p><p>　　4.4.9 開模行程校核17</p><p><b>　　5 模具設(shè)計(jì)19</b></p><p>　　5.1模具材料的選擇19</p><p>　　5.2型腔數(shù)量和排列方式19

18、</p><p>　　5.3分型面的確定21</p><p>　　5.4澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)21</p><p>　　5.4.1主流道21</p><p>　　5.4.2分流道22</p><p>　　5.4.3澆口23</p><p>　　5.4.4冷料穴和拉料桿設(shè)計(jì)24</p>

19、;<p>　　5.4.5排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)24</p><p>　　5.5成型零部件設(shè)計(jì)25</p><p>　　5.5.1成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25</p><p>　　5.5.2成型零部件的工作尺寸計(jì)算25</p><p>　　5.5.3型腔側(cè)壁和支承板厚度的計(jì)算26</p><p>　　5.5.4

20、上、下模仁尺寸的確定26</p><p>　　5.6合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)27</p><p>　　5.7脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)27</p><p>　　5.7.1 脫模力的計(jì)算28</p><p>　　5.7.2 推桿脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)29</p><p>　　5.8 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)30</p><p&

21、gt;　　5.9 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)31</p><p>　　5.9.1溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響32</p><p>　　5.9.2對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求32</p><p>　　5.9.3冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)32</p><p>　　6 接線盒的注塑模具設(shè)計(jì)37</p><p>　　6.1 Pro.ENGINEERW

22、ildfire5.0模具設(shè)計(jì)方法與流程37</p><p>　　6.2設(shè)置收縮率38</p><p>　　6.2.1設(shè)置上蓋的收縮率38</p><p>　　6.2.2設(shè)置下蓋的收縮率39</p><p>　　6.3創(chuàng)建模具文件39</p><p>　　6.4創(chuàng)建參照模型39</p><

23、p>　　6.5設(shè)計(jì)分型面40</p><p>　　6.6創(chuàng)建工件模型41</p><p>　　6.7創(chuàng)建模具體積塊42</p><p>　　6.8創(chuàng)建模具元件43</p><p>　　6.9完善模具結(jié)構(gòu)44</p><p>　　6.10 創(chuàng)建注塑模型45</p><p>　　6

24、.11 模具開模仿真45</p><p>　　6.12 模具模架設(shè)計(jì)47</p><p><b>　　7 結(jié) 論49</b></p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)50</p><p><b>　　附 錄51</b></p><p>　　致 謝錯(cuò)誤!未定義書簽。<

25、;/p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 塑料模具的發(fā)展</p><p>　　模具作為重要的生產(chǎn)裝備和工藝發(fā)展方向，在現(xiàn)代化工業(yè)的規(guī)模中日益發(fā)揮著重大的作用。它是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具技術(shù)直接影響制造業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代能力和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力。模具工業(yè)潛力巨大，前景廣闊。模具技術(shù)的進(jìn)步，能極大

26、地促進(jìn)了工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展，因而深受贊譽(yù)。模具工業(yè)的水平和發(fā)展?fàn)顩r已被認(rèn)為是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。</p><p>　　模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工

27、業(yè)領(lǐng)域中60％～90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工[1]。</p><p>　　中國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。目前，我國(guó)17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬(wàn)。除了國(guó)有的專業(yè)模具廠外，很多不同種所有制形式的各種模具廠家：集體企業(yè)，私營(yíng)企業(yè)、合資企業(yè)、獨(dú)資企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。在這個(gè)中間的，集體、私營(yíng)模具企業(yè)在浙江以及廣東等省的發(fā)展最為快例如，在浙

28、江的寧波、黃巖地區(qū)，專門研究和制作模具的集體企業(yè)與私營(yíng)企業(yè)就達(dá)幾千家；另外在廣東，更有很多的的大集團(tuán)公司和剛剛崛起的一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了能夠提高所生產(chǎn)的產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，紛紛融資投資在模具制造業(yè)。在這之中的科龍、美的、康佳等知名集團(tuán)都已經(jīng)成了大家耳熟能響的模具制造中心。中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。</p><p>　　1.2 注塑模的重要性</p><

29、p>　　(1) 塑料具有密度小、比強(qiáng)度大、質(zhì)量輕、介電損耗低、絕緣性好、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、價(jià)格低廉、成型生產(chǎn)率高、等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)家經(jīng)濟(jì)和大家的日常生活中都得到了日益廣泛的應(yīng)用，據(jù)統(tǒng)計(jì)塑料現(xiàn)在的年產(chǎn)量如果按體積計(jì)算超過(guò)了鋼鐵以及有色金屬的年產(chǎn)量的總和。在機(jī)電（如所謂的黑色家電） 、汽車、航天航空等各個(gè)領(lǐng)域，塑料已經(jīng)慢慢開始替代金屬材料的使用，所以已經(jīng)出現(xiàn)了金屬材料的塑料化趨勢(shì)[2 ~3]。</p><p>　　(2

30、) 作為塑料制件最有效的能夠成型的方法之一就是注塑成型由于能夠一次成型各種尺寸精密、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、帶有金屬嵌件的制品，并且其成型的周期短，可以做到一個(gè)模多個(gè)腔，生產(chǎn)效率也很高，特別是在大量生產(chǎn)的時(shí)候成本就很低，并且容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的生產(chǎn)，所以在現(xiàn)在的塑料加工的行業(yè)當(dāng)中具有很高的地位。</p><p>　　1.3 我國(guó)塑料模具工業(yè)今后的主要發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　盡管我國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)

31、步，部分模具已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但無(wú)論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，每年仍需進(jìn)口10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國(guó)模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的距離。</p><p>　?。?）注重開發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；隨著我國(guó)轎車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來(lái)越高，模具也將日趨大型化和

32、精密化。</p><p>　　（2）加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。</p><p>　?。?）推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)；模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平[

33、10]。</p><p>　　（4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動(dòng)研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用[12]。</p><p>　　2 塑件成型的工藝過(guò)程</p><p>　　2.1注塑成型工藝過(guò)程</p><p&g

34、t;　　圖1-1.注塑成型工藝過(guò)程[13]</p><p>　　2.2注塑成型工藝過(guò)程分類</p><p>　　注塑成型工藝過(guò)程可分為塑化計(jì)量、注塑充模和冷卻成型三個(gè)階段。</p><p>　?。?）成型物料在注塑機(jī)機(jī)筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱、壓實(shí)以及混合等作用以后，由松散的粉狀或粒狀固態(tài)轉(zhuǎn)變成連續(xù)的均化溶體的過(guò)程為塑化。將塑化好的溶體通過(guò)柱塞或螺桿定溫、定壓、定量的輸出機(jī)筒所

35、進(jìn)行的準(zhǔn)備工作，這些動(dòng)作均需注塑機(jī)控制，柱塞或螺桿在塑化過(guò)程中為計(jì)量。</p><p>　?。?）注塑沖模 注塑充模是柱塞或螺桿從機(jī)筒內(nèi)的計(jì)量位置開始，通過(guò)注塑油缸和活塞施加高壓，將塑好的塑料溶體經(jīng)過(guò)機(jī)筒前端的噴嘴和模具中澆注系統(tǒng)快速送入封閉模腔的過(guò)程。</p><p>　　（3）冷卻定型 從澆口凍結(jié)開始，到制品脫模為止，是注塑成型工藝的最后一個(gè)階段。在此階段中需要注意的是模腔的壓力，

36、制品的密度、溶體在模具內(nèi)的冷卻情況以及脫模條件等[14]。</p><p><b>　　2.3成型</b></p><p>　　成型的條件以及要素：</p><p>　?。?）溫度：機(jī)筒溫度、模具溫度、干燥溫度、油溫度。</p><p>　?。?）壓力：注射壓力、保壓壓力、被壓、合模力。</p><p

37、>　?。?）時(shí)間：注射時(shí)間、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間、干燥時(shí)間。</p><p>　?。?）速度：射出速度，螺桿轉(zhuǎn)速，模具開、閉速度，頂出速度。</p><p>　?。?）量：計(jì)量、頂出量、開模量。</p><p>　　以上的成型要素相互關(guān)聯(lián)，不能各自、任意設(shè)定，又與成型制品的形狀、塑料的種類、模具構(gòu)造有關(guān)系，成型條件要依據(jù)實(shí)際情況而定。</p>&l

38、t;p><b>　?、贆C(jī)筒溫度</b></p><p>　　機(jī)筒溫度的設(shè)定與塑料種類有差異，如錯(cuò)誤設(shè)定機(jī)筒溫度會(huì)造成成型不良。</p><p>　　后段——為供給材料，是軟化材料并施行熔融的區(qū)域，設(shè)定溫度易稍低。</p><p>　　中段——為材料的壓縮區(qū)域，依外部加熱與內(nèi)部的剪切斷作用實(shí)行可塑化，設(shè)定溫度在中間溫度為宜。</p&g

39、t;<p>　　前段——為計(jì)量區(qū)，使熔融塑料混合攪拌均勻化，設(shè)定溫度為高溫。</p><p>　　噴嘴——依據(jù)成型周期及前段的溫度、材料的種類及噴射方式動(dòng)作而定，熱穩(wěn)定性良好的材料可將溫度設(shè)定稍高一些。</p><p><b>　?、谧⑸鋲毫?lt;/b></p><p>　　將熔融塑料樹脂注射于模腔，射出壓力過(guò)分的高、低均不適宜。PC

40、與PMMA對(duì)注射壓力不敏感。</p><p><b>　?、凵涑鏊俣?lt;/b></p><p>　　為熔融塑料樹脂向模腔的注射速度，一般對(duì)于制品的外觀、尺寸精度而言，射出速度易快；但對(duì)于加厚或加深的成型制品宜緩慢。</p><p><b>　?、苌涑鰰r(shí)間</b></p><p>　　射出時(shí)間包括注射時(shí)

41、間與保壓時(shí)間。保壓時(shí)間過(guò)短則澆口部位未固化，模腔內(nèi)的樹脂被退回螺桿側(cè)面，致使尺寸精度或外觀不良，為了避免短射或消除氣泡，宜采取較長(zhǎng)的保壓時(shí)間。</p><p><b>　?、堇鋮s時(shí)間</b></p><p>　　填充模腔樹脂冷卻固化為熱變形溫度以下至可取出制品的時(shí)間。可根據(jù)成型的厚度、樹脂溫度、模具溫度及材料特性確定，但一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而頂，冷卻時(shí)間長(zhǎng)，成型制品變形較小，

42、但因成型制品有收縮，從模具中拔出不宜，從而成型周期拖長(zhǎng)。</p><p><b>　　⑥計(jì)量</b></p><p>　　計(jì)量時(shí)間（螺桿回轉(zhuǎn)時(shí)間）設(shè)定比冷卻時(shí)間要短。</p><p><b>　?、呗輻U轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　因螺桿回轉(zhuǎn)，樹脂受到剪斷作用以至內(nèi)部發(fā)熱，螺桿轉(zhuǎn)速越快，樹脂發(fā)熱

43、越多，使樹脂溫度升高發(fā)生過(guò)熱或分解，在不至發(fā)生過(guò)燒或分解的范圍內(nèi)，盡可能提高設(shè)備回轉(zhuǎn)速度。</p><p><b>　?、啾硥?lt;/b></p><p>　　螺桿回轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)于后退螺旋加以阻抗，使后退困難的阻力稱為背壓，普通為3kg/cm2~20kg/cm2左右。其效果排列為：</p><p>　　a） 防止重量不均勻；</p>

44、;<p><b>　　b）防止空氣混入；</b></p><p>　　c） 揮發(fā)脫氣效果；</p><p>　　d）使熔融均勻并是顏色分散良好。</p><p>　　3 接線盒塑件注射模具的設(shè)計(jì)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的接線盒，分為上蓋和下蓋。圖2-1為接線盒外觀形狀。</p>

45、<p>　　上蓋外觀形狀 下蓋外觀形狀</p><p>　　圖2-1 接線盒外觀形狀</p><p>　　3.1塑件材料的選擇</p><p>　　通常，選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求，以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù)。對(duì)于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來(lái)說(shuō)，要考慮的主要是材料的力學(xué)性

46、能，如屈服應(yīng)力，彈性模量，彎曲強(qiáng)度，表面硬度等。本設(shè)計(jì)接線盒是本例接線盒是采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（簡(jiǎn)稱ABS三元共聚物）經(jīng)過(guò)注塑成型的一種塑料制品，ABS材料具有超強(qiáng)的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強(qiáng)度，制品表面光潔度高，且具有良好的涂裝性和染色性，可電鍍成多種色澤。材料性能如表2-1所示。</p><p>　　表2-1 材料ABS的特性[4]</p>&

47、lt;p>　　3.1.1塑料配方說(shuō)明</p><p>　　塑料的主要組成物是樹脂，但單純樹脂不能成為理想的結(jié)構(gòu)材料，必須通過(guò)加入若干種添加劑才能獲得滿意的使用性能和工藝性能[5]。添加劑是由一系列為改變塑料的某些性能而添加的混合物，通常為填充劑，增塑劑，穩(wěn)定劑，潤(rùn)滑劑，著色劑等，其目的是改善塑料成型性能，降低成本，提高塑件使用性能。根據(jù)ABS的特性及使用性能要求,配方中應(yīng)含有以下添加劑。</p>

48、<p>　　填充劑——玻璃微珠；該添加劑質(zhì)輕，絕熱，隔音，耐高低溫，耐腐蝕，具有良好的熱穩(wěn)定性和電絕緣性。</p><p>　　抗氧化劑——MMB（抗氧劑2264）；ABS屬于對(duì)氧敏感的塑料，加入MMB來(lái)防止塑件的氧化降解</p><p>　　偶聯(lián)劑——-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷 (代號(hào)KH-570)；可改善填充劑的潤(rùn)濕性和制品的力學(xué)和電學(xué)性能。</p>

49、<p>　　潤(rùn)滑劑——脂肪酰酸；對(duì)塑料的表面去潤(rùn)滑作用,防止塑料在成型加工時(shí)黏模,同時(shí)提高塑料制品表面光潔度。</p><p>　　阻燃劑——有機(jī)硅系阻燃劑；ABS料遇火毀燃燒，通過(guò)阻燃劑的吸熱分解或是吸熱升華而降低聚合物表面的溫度。</p><p>　　另外增塑劑，光穩(wěn)定劑等在ABS料中有少量的添加[6]。</p><p>　　3.2塑件的結(jié)構(gòu)分析&

50、lt;/p><p><b>　　3.2.1壁厚</b></p><p>　　塑件應(yīng)有一定的壁厚，這不僅是為了保證塑件在使用中有足夠的強(qiáng)度和剛度，而且也為了塑料在成型時(shí)能保持良好的流動(dòng)狀態(tài)。壁厚的大小對(duì)塑料的成型影響很大。壁厚過(guò)大，則浪費(fèi)材料，還易產(chǎn)生氣泡、縮孔等缺陷;壁厚過(guò)小，則成型時(shí)流動(dòng)阻力大，難以充型，因此應(yīng)合理選擇塑件的壁厚[5]。以下是ABS的壁厚推薦值：<

51、/p><p>　　表2-2 ABS的壁厚推薦值[4]</p><p>　　該塑件屬于小型件，屬于壁厚均勻的塑件，結(jié)合推薦值和圖紙中我們可取中型件壁厚為2.01mm。</p><p><b>　　3.2.2脫模斜度</b></p><p>　　由于塑件成型時(shí)冷卻過(guò)程中產(chǎn)生收縮，使其緊箍在凸?；蛐托旧?，為了便于脫模，防止因脫模力

52、過(guò)大而拉壞塑件或使其表面受損，內(nèi)外表面都應(yīng)該具有合理的斜度。以下是ABS的脫模斜度推薦值[7]：</p><p>　　表2-3 ABS的脫模斜度推薦值</p><p><b>　　3.2.3圓角</b></p><p>　　為了防止塑料件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，改善其成型加工過(guò)程中的充模特性，增加相應(yīng)模具和塑料件的力學(xué)強(qiáng)度，需在塑料件的轉(zhuǎn)角處或內(nèi)部聯(lián)

53、結(jié)處采用圓角過(guò)渡。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)圓弧半徑大于塑料件壁厚1/4時(shí)，其應(yīng)力集中系數(shù)小于2；當(dāng)此比值增大到1/2時(shí)，應(yīng)力集中系數(shù)可減至1.5[7]。該塑件的圓角取R2。 </p><p>　　3.3 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量</p><p>　　3.3.1尺寸精度的選擇</p><p>　　塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度，即所獲得塑件尺寸的準(zhǔn)確

54、度。一般來(lái)講，為了降低模具的加工難度和制造成本，在滿足塑件使用要求的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)總是盡量將其尺寸精度放低一些[5]。對(duì)塑件的精度要求要具體分析，根據(jù)裝配情況來(lái)確定尺寸公差，該塑件是一般用品，所以精度要求為一般精度即可，但是由于要保證上下殼體的閉合，所以在凹槽和鎖位處應(yīng)該對(duì)精度要求高些，對(duì)此有公差能夠配合的要求，要盡量選擇精度比較高的。然后依照精度的等級(jí)選用表，ABS的精度最高為2級(jí)，一般的情況之下精度是3級(jí)。再依照塑件的尺寸公差表，使

55、得公稱尺寸在50~65范圍內(nèi)，取MT2B級(jí)的公差數(shù)值為0.40 mm，MT3B級(jí)的公差數(shù)值為0.60 mm[6]。</p><p>　　3.3.2尺寸精度的組成及影響因素</p><p>　　制品尺寸誤差構(gòu)成為：</p><p>　　=+++ （2-1） </p><

56、p>　　式中：——制件總的成型誤差； </p><p>　　——塑料收縮率波動(dòng)所引起的誤差；</p><p>　　——模具成型零件制造精度所引起的誤差； </p><p>　　——模具磨損后所引起的誤差；</p><p>　　——模具安裝，配合間隙引起的誤差；</p><p>　　3

57、.3.3塑件的表面質(zhì)量</p><p>　　表面質(zhì)量是一個(gè)相當(dāng)大的概念，包括微觀的幾何形狀和表面層的物理-力學(xué)性質(zhì)兩方面技術(shù)指標(biāo)，而不是單純的表面粗糙度問題。塑料的表面質(zhì)量包括塑件表面缺陷、表面光澤性與表面粗糙度，其與模塑成型工藝、塑料的品種、模具成型零件的表面粗糙度，模具的磨損程度相關(guān)。</p><p>　　塑件的外觀要求越高，表面粗糙度值應(yīng)越低。塑料的表面粗糙度一般取0.8~0.2m；

58、某些制品的表面要求較高時(shí)，可取表面粗糙度為0.4~0.025m，甚至可達(dá)鏡面要求。透明制品要求型腔與型芯的表面粗糙度相同，且其表面粗糙度應(yīng)達(dá)到0.025m以上；非透明制品，則根據(jù)使用情況來(lái)決定。本設(shè)計(jì)的接線盒表面要求高，故表面粗糙度取0.06m。</p><p>　　模具型腔表面粗糙度通常應(yīng)比塑料件對(duì)應(yīng)部位的表面粗糙度在數(shù)值上要低1~2級(jí)。對(duì)于光潔的模腔表面，其最后的拋光方向應(yīng)該是順著制件脫模的方向，否則容易導(dǎo)致

59、脫模困難[6]。</p><p><b>　　4 注塑成型的準(zhǔn)備</b></p><p>　　4.1 注塑成型工藝簡(jiǎn)介</p><p>　　注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過(guò)機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫

60、度較低的閉合模具中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的保壓冷卻以后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。</p><p>　　圖3-1 注塑成型壓力—時(shí)間曲線</p><p>　　一般分為三個(gè)階段的工作。</p><p>　?。?）物料準(zhǔn)備：成型前應(yīng)對(duì)物料的外觀色澤、顆粒情況，有無(wú)雜質(zhì)等進(jìn)行檢驗(yàn)，并測(cè)試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)。對(duì)于吸濕性強(qiáng)的塑料，應(yīng)根據(jù)注射

61、成型工藝允許的含水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件的熱膨脹系數(shù)，對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，以避免收縮應(yīng)力和裂紋，有的塑料制品還需要選用脫模劑，以利于脫模。</p><p>　?。?）注塑過(guò)程：塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，進(jìn)入模腔內(nèi)的流動(dòng)可分為注射，保壓，倒流和冷卻四個(gè)階段，注塑過(guò)程可以用如圖3-1所示。圖中T0代表螺桿或柱塞開始注射熔體的時(shí)刻；當(dāng)模腔充滿熔體（T=T1）時(shí)，熔體壓力迅速上升，達(dá)到最

62、大值P0。從時(shí)間T1到T2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會(huì)繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補(bǔ)因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在流動(dòng)，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔壁固化，另一端沿流動(dòng)方向排列）容易被凝結(jié)，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段。這一階段的時(shí)間越長(zhǎng)，分子定向的程度越高。從螺桿開始后退到結(jié)束（時(shí)間從T2到T3），由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會(huì)發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓力迅速下降。倒流一直進(jìn)行到澆口處熔體凝

63、結(jié)時(shí)為止。其中，塑料凝結(jié)時(shí)的壓力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素。</p><p>　?。?）制件后處理：由于成型過(guò)程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動(dòng)非常復(fù)雜，再加上流動(dòng)前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力，脫模后除引起時(shí)效變形外，還會(huì)使制件的力學(xué)性能，光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)開裂。故有的塑件需要進(jìn)行后處理，常用的后

64、處理方法有退火和調(diào)濕兩種。</p><p>　　退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力，此外，退火還可以對(duì)制件進(jìn)行解除取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的10~20度至熱變形溫度以下10~20度之間；調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強(qiáng)、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。調(diào)濕處理所用的加熱介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀溶液（沸點(diǎn)為121℃，加熱溫度為100～121℃，保溫

65、時(shí)間與制件厚度有關(guān)，通常取2～9小時(shí)）。</p><p>　　4.2 注塑成型工藝條件</p><p>　　（1）溫度：注塑成型過(guò)程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生流涎現(xiàn)象；模具溫度一般通過(guò)冷卻系統(tǒng)來(lái)控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度

66、。ABS料與溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3-1所示。</p><p>　　表3-1 溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)[6]</p><p>　?。?）壓力：注射成型過(guò)程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動(dòng)的阻力，提供充模速度及對(duì)熔料進(jìn)行壓實(shí)等。保壓力的大小取決于模具對(duì)熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對(duì)于像ABS流動(dòng)性較好的塑料，保壓力應(yīng)該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓

67、力可取略低于注射壓力。背壓力是指注塑機(jī)螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)所受到的壓力，背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣，提高熔體密實(shí)程度之外，還可以使熔體內(nèi)壓力增大，螺桿后退速度減小，塑化時(shí)的剪切作用增強(qiáng)，摩擦熱量增大，塑化效果提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，背壓的使用范圍約為3.4~27.5MPa。</p><p>　　表3-2 壓力的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)[6]</p><p>　　（3）時(shí)間：完成一次注塑成型過(guò)程所需

68、要的時(shí)間稱為成型周期。包括注射時(shí)間，保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間，其他時(shí)間（開模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時(shí)間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時(shí)間和冷卻時(shí)間，在實(shí)際生產(chǎn)中注射時(shí)間一般為3~5秒，保壓時(shí)間一般為15~35秒，冷卻時(shí)間一般為20~70秒（這三個(gè)時(shí)間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來(lái)決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時(shí)間越長(zhǎng)）。確定成型周期的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值如表3-3所示。</p><p&

69、gt;　　表3-3 成型周期與壁厚關(guān)系</p><p>　　經(jīng)過(guò)上面的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因?yàn)楦鱾€(gè)推薦值有差別，而且有的與實(shí)際注塑成型時(shí)的參數(shù)設(shè)置也不一致，結(jié)合兩者的合理因素，初定制品成型工藝參數(shù)如表3- 4所示。</p><p>　　表3- 4 制品成型工藝參數(shù)初步確定</p><p><b>　　4.3注塑機(jī)的選擇</

70、b></p><p>　　4.3.1注塑機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>　　在注塑成型過(guò)程中，需要將塑料經(jīng)加熱熔融，并施加一定壓力，迫使高溫熔體注入模具，經(jīng)冷卻，固化而制成一定形狀和尺寸精度的塑料制品，完成此種工序的設(shè)備即是注塑機(jī)，是生產(chǎn)注塑制品的關(guān)鍵成型設(shè)備[7]。</p><p>　　注塑機(jī)一般可根據(jù)注塑機(jī)的外形特征，塑化方式，合模機(jī)構(gòu)特征，注塑機(jī)的加工能力等進(jìn)行

71、分類。</p><p>　　(1) 根據(jù)注塑機(jī)的外形特征分類：立式注塑機(jī)，臥式注塑機(jī)，角式注塑機(jī)。</p><p>　　(2) 根據(jù)塑化方式分類：螺桿式注塑機(jī)，柱塞式注塑機(jī)。</p><p>　　(3) 根據(jù)合模機(jī)構(gòu)特征分類：機(jī)械式，液壓式，液壓機(jī)械式。</p><p>　　(4) 根據(jù)注塑機(jī)的加工能力分類：超小型，小型，中型，大型，超大型。

72、</p><p>　　4.3.2 注塑機(jī)基本參數(shù)</p><p>　　注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱注射量，注射壓力，注射速度，塑化能力，鎖模力，合模裝置的基本尺寸，開合模速度，空循環(huán)時(shí)間等。這些參數(shù)是設(shè)計(jì)，制造，購(gòu)買和使用注塑機(jī)的主要依據(jù)。</p><p>　　(1) 公稱注塑量：指在對(duì)空注射的情況下，注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時(shí)，注射裝置所能達(dá)到的最大注射量，反映

73、了注塑機(jī)的加工能力。</p><p>　　(2) 注射壓力：為了克服熔料流經(jīng)噴嘴，澆道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力，螺桿(或柱塞)對(duì)熔料必須施加足夠的壓力，我們將這種壓力稱為注射壓力。</p><p>　　(3) 注射速率：為了使熔料及時(shí)充滿型腔，除了必須有足夠的注射壓力外，熔料還必須有一定的流動(dòng)速率，描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注射速度。常用的注射速率如表3-5所示。</p>

74、<p>　　表3-5 注射量與注射時(shí)間的關(guān)系</p><p>　　(4) 塑化能力：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所能塑化的物料量。塑化能力應(yīng)與注塑機(jī)的整個(gè)成型周期配合協(xié)調(diào)，若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)，則不能發(fā)揮塑化裝置的能力，反之則會(huì)加長(zhǎng)成型周期。</p><p>　　(5) 鎖模：注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力，在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開。</p>

75、<p>　　(6) 合模裝置的基本尺寸：包括模板尺寸，拉桿空間，模板間最大開距，動(dòng)模板的行程，模具最大厚度與最小厚度等。這些參數(shù)規(guī)定了機(jī)器加工制件所使用的模具尺寸范圍。</p><p>　　(7) 開合模速度：為使模具閉合時(shí)平穩(wěn)，以及開模，推出制件時(shí)不使塑料制件損壞，要求模板在整個(gè)行程中的速度要合理，即合模時(shí)從快到慢，開模時(shí)由慢到快在到停。</p><p>　　(8) 空循環(huán)

76、時(shí)間：在沒有塑化，注射保壓，冷卻，取出制件等動(dòng)作的情況下，完成一次循環(huán)所需的時(shí)間。</p><p>　　4.3.3選擇注塑機(jī)</p><p>　?。?）由公稱注射量選定注射機(jī)</p><p>　　由注射量選定注射機(jī)由Pro.ENGINEERWildfire5.0建模分析得：</p><p>　　總體積V=2×（7.38+4.80）=

77、24.36cm，總質(zhì)量M=25.58g。</p><p>　　由于本塑件分為上下蓋，且為一模四腔設(shè)計(jì)，所以總體積由四部分組成，此體積數(shù)值可從Pro.ENGINEERWildfire5.0“分析”中查得，材料密度取[4]。</p><p>　　流道凝料V’=0.5V，凝料的體積（質(zhì)量）是個(gè)未知數(shù)，根據(jù)手冊(cè)取0.5V（0.5M）來(lái)估算，塑件越大則比例可以取的越??；</p><

78、;p>　　實(shí)際注射量為:V=24.36×1.5=36.54 cm；</p><p>　　實(shí)際注射質(zhì)量為M=1.5M=25.58×1.5=38.38g；</p><p>　　根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱注射量原則, 即： </p><p>　　0.8V≧ V （3-1） <

79、;/p><p>　　V= V/0.8 </p><p>　　=36.54/0.8</p><p>　　=45.68 cm；</p><p>　?。?）由鎖模力選定注射機(jī)[7]</p><p>　　FF= P ·A/1000

80、（3-2） </p><p><b>　　= P·/1000</b></p><p>　　=30×/1000 </p><p>　　=264.61（KN）</p><p>　　式中：F——注射機(jī)的鎖模力（N）；</p><p>　　A——

81、塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和；</p><p>　　P——型腔壓力，取P=30MP ； </p><p>　　D——取的是塑件的直徑，D=53mm；</p><p>　　結(jié)合上面兩項(xiàng)的計(jì)算，初步確定注塑機(jī)為表3-6所示，查海天注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表取HTF60W2B，主要技術(shù)參數(shù)如下。</p><p>　　表3-6 海天注射機(jī)HTF

82、60W2B技術(shù)參數(shù)表[6]</p><p>　　4.4 注射機(jī)的校核</p><p>　　4.4.1 最大注塑量的校核</p><p>　　一次注塑成型所用塑料量最好為注塑機(jī)最大注射量的80%。過(guò)小會(huì)造成制品缺料、制品疏松而強(qiáng)度降低等缺陷；過(guò)大，塑料在料筒中停留的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)發(fā)生分解變質(zhì)。最大可達(dá)80%，最小不小于10%。為了保證塑件質(zhì)量，充分發(fā)揮設(shè)備的能力，選擇范圍

83、通常在50%~80% 。</p><p>　　V =36.54 cm； </p><p><b>　　V＝88 cm；</b></p><p>　　=41.52%滿足要求。</p><p>　　4.4.2 鎖模力的校核 </p><p>　　在確定了型腔壓力和分型面面積之后

84、，可以按下式校核注塑機(jī)的額定鎖模力：</p><p>　　F＞K P ·A/1000 （3-3）</p><p>　?。?.2×30×/1000 </p><p>　?。?317.53 KN 滿足要求。 </p><p>　　式中：F——注

85、塑機(jī)額定鎖模力，為600KN； </p><p>　　K——安全系數(shù)，通常為1.1~1.2，取K=1.2； </p><p>　　4.4.3 塑化能力校核</p><p>　　由查表初定的成型周期為28秒計(jì)算，實(shí)際要求的塑化能力=，即：=1.31（g/s），小于注塑機(jī)的塑化能力9.3（g/s），說(shuō)明注射機(jī)能完全滿足塑化要求。</p><p

86、>　　4.4.4 噴嘴尺寸校核</p><p>　　在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，模具的主流道襯套始端的球面半徑R2取比注射機(jī)噴嘴球面半徑R1大1~2 mm，主流道小端直徑D取比注射機(jī)噴嘴直徑d大0.5~1 mm。如圖3-2所示，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模，所以，注射機(jī)噴嘴尺寸是標(biāo)準(zhǔn)，模具的制造以它為準(zhǔn)則。</p><p>　　圖3-2 噴嘴與澆口套尺寸關(guān)系</p>&

87、lt;p>　　4.4.5 定位圈尺寸校核 </p><p>　　注塑機(jī)固定模板臺(tái)面的中心有一規(guī)定尺寸的孔，稱之為定位孔。注塑模端面凸臺(tái)徑向尺寸須與定位孔成間隙配合，便于模具安裝，并使主流道的中心線與噴嘴的中心線相重合。模具端面凸臺(tái)高度應(yīng)小于定位孔深度。</p><p>　　4.4.6 模具外形尺寸校核</p><p>　　注塑模外形尺寸應(yīng)小于注塑機(jī)工作臺(tái)面的有

88、效尺寸。模具長(zhǎng)寬方向的尺寸要與注塑機(jī)拉桿間距相適應(yīng)，模具至少有一個(gè)方向的尺寸能穿過(guò)拉桿間的空間裝在注塑機(jī)的工作臺(tái)面上。</p><p>　　4.4.7 模具厚度校核</p><p>　　模具厚度必須滿足下式：</p><p>　　H H H （3-4）</p><p>　　120250330

89、 滿足要求。</p><p>　　式中：H——所設(shè)計(jì)的模具厚度，初步定為250 mm； </p><p>　　H——注塑機(jī)所允許的最小模具厚度120 mm； </p><p>　　H——注塑機(jī)所允許的最大模具厚度330 mm；</p><p>　　4.4.8 模具安裝尺寸校核</p><p>　　注塑機(jī)

90、的動(dòng)模板，定模板臺(tái)面上有許多不同間距的螺釘孔或“T”形槽，用于安裝固定模具。模具固定安裝方法有兩種：螺釘固定，壓板固定。采用螺釘直接固定時(shí)（大型模具常用這種方法），模具動(dòng)，定模板上的螺孔及其間距，必須與注塑機(jī)模板臺(tái)面上對(duì)應(yīng)的螺孔一致；采用壓板固定時(shí)（中、小模具多用這種方法），只要在模具的動(dòng)、定固定板附近有螺孔就行，有較大的靈活性。</p><p>　　該模具外形尺寸為230×220屬中，小型模具，所以采

91、用壓板固定法（一般認(rèn)為當(dāng)尺寸在500×500內(nèi)為中，小模具）[7]。</p><p>　　4.4.9 開模行程校核</p><p>　　所選注塑機(jī)為全液壓式鎖模機(jī)構(gòu)，最大開模行程受模具厚度影響。此時(shí)最大開模行程S等于注塑機(jī)移動(dòng)、固定模板臺(tái)面之間的最大距離加上模具厚度。</p><p>　　S≧H+H+（5~10）mm （3-

92、5）</p><p>　　270 ≧15+55+10 </p><p>　　270≧55 滿足要求。 </p><p>　　式中：——注塑機(jī)移模行程270 mm；</p><p>　　——推出距離15 mm；</p><p>　　——流道凝料與塑件高度

93、55mm；</p><p><b>　　5 模具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1模具材料的選擇</p><p>　　現(xiàn)有的模具模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所以在模具材料的選擇時(shí)主要是根據(jù)制品的特性和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料。如何合理的選擇模具鋼，是關(guān)系到模具質(zhì)量的前提條件，如果選材不當(dāng)則所有的精密加工所投入的工時(shí)，設(shè)備費(fèi)用將浪費(fèi)。</

94、p><p>　　在選擇模具鋼時(shí)，首先必須考慮材料的使用性能和工藝性能，從使用性能考慮：硬度是主要指標(biāo)之一，模具在高應(yīng)力作用下欲保持尺寸不變，必須有足夠的硬度，當(dāng)承受沖擊載荷時(shí)還要考慮折斷，崩刃問題，所以韌性也是一重要指標(biāo)，耐磨性是決定模具壽命的重要因素，從ABS特性看，這三項(xiàng)指標(biāo)是必須要滿足的，此外還有抗壓屈服強(qiáng)度和熱疲勞能力的指標(biāo)。</p><p>　　從工藝性能考慮：要熱加工工藝好，加工溫

95、度范圍寬，冷加工性能如切削，銑削，拋光等加工性能好，此外還要考慮淬透性和淬硬性，熱處理變形和氧化脫碳等性能。另外從經(jīng)濟(jì)考慮，要求材料來(lái)源廣，價(jià)格低。</p><p>　　查手冊(cè)選擇模仁的材料是4Cr13。屬馬氏體類型不銹鋼，該鋼機(jī)械加工性能較好，經(jīng)熱處理(淬火及回火)后，具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，拋光性能，較高的強(qiáng)度和耐磨性，適于制造承受高負(fù)荷，高耐磨及在腐蝕介質(zhì)作用下的塑料模具。模仁材料有關(guān)參數(shù)如表4-1：<

96、/p><p>　　表4-1 4Cr13的物理常數(shù)(在20℃左右)</p><p>　　5.2型腔數(shù)量和排列方式</p><p>　　在大批量生產(chǎn)的情況下，多型腔模具更為合適，它可以提高生產(chǎn)效率。降低塑件的整體成本。在多型腔模具的實(shí)際設(shè)計(jì)中，確定型腔數(shù)目的方法一般有兩種。一種方法是首先確定注射機(jī)的型號(hào)，再根據(jù)注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)和塑件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求，計(jì)算出要求選取型腔的數(shù)目；

97、另一種方法是先根據(jù)生產(chǎn)效率的要求和塑件的精度要求確定型腔的數(shù)目，然后再選擇注射機(jī)或?qū)ΜF(xiàn)有的注射機(jī)進(jìn)行校核。一般可以按下面幾點(diǎn)對(duì)型腔的數(shù)目進(jìn)行確定[5]。</p><p>　?。?）按注射機(jī)的最大注射量確定型腔的數(shù)目</p><p>　　根據(jù)式（3-1）可得型腔數(shù)目n為： n</p><p>　　式中：n——型腔的數(shù)量； </p><p&

98、gt;　　K——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8； </p><p>　　——注射機(jī)的最大注射量(g或)； </p><p>　　——澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量或體積(g或)； </p><p>　　——單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積(g或)；</p><p>　?。?）按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目</p><p>

99、;　　根據(jù)式（3-2）可得型腔數(shù)目n為： n</p><p>　　式中：——注射機(jī)的額定鎖模力(N )； </p><p>　　p——塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力(MPa)，其大小一般是注射壓力的80%； </p><p>　　——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（）； </p><p>　　A——單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面

100、積（）；</p><p>　?。?）按塑件的精度要求確定型腔數(shù)目經(jīng)驗(yàn)表明，注射模每增加一個(gè)型腔，塑件的尺寸精度將降低4%。在成型高精度的塑件時(shí)，型腔數(shù)目不宜過(guò)多，通常不超過(guò)4腔，因?yàn)槎嘈颓粫r(shí)難以使型腔的成型條件一致。</p><p>　?。?）根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目根據(jù)總成型加工費(fèi)用最小的原則，忽略準(zhǔn)備時(shí)間和試生產(chǎn)原料費(fèi)用，僅考慮模具費(fèi)和成型加工費(fèi)。</p><p&

101、gt;　　這次設(shè)計(jì)我們采用注射機(jī)的最大注射量確定型腔的數(shù)目：</p><p>　　n （4-1）</p><p>　　=（0.8·88-36.54）/6.09</p><p><b>　　=5.6</b></p><p>　　一次注射只能生

102、產(chǎn)一件塑件的模具稱為單型腔模具，一次注射能生產(chǎn)兩件或兩件以上塑件的模具稱為多型腔模具。與多型腔模具相比較，單型腔模具具有塑件的形狀和尺寸一致性好、成型的工藝條件容易控制、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、模具制造成本低、制造周期短等特點(diǎn)。但是，在大批量生產(chǎn)的情況下，多型腔模具更為合適，它可以提高生產(chǎn)效率，降低塑件的整體成本。本例接線盒是由上蓋和下蓋兩個(gè)不同的產(chǎn)品放在同一副模具中“一模四腔”，屬多腔模具結(jié)構(gòu)，可以滿足批量生產(chǎn)。</p>&l

103、t;p><b>　　5.3分型面的確定</b></p><p>　　分型面是指注射模中用以取出塑件或澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面，是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個(gè)重要因素。分型面的類型、形狀及位置與模具的整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的脫模和模具的制造工藝等有關(guān)，不僅關(guān)系到模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，而且也關(guān)系到塑件的成型質(zhì)量。在選著分型面時(shí)，應(yīng)遵循以下幾個(gè)基本原則：</p><

104、p>　　（1）應(yīng)選在塑件外形的最大輪廓處。 </p><p>　?。?）應(yīng)有利于塑件的順利脫模。</p><p>　?。?）應(yīng)保證塑件的精度要求。</p><p>　　（4）應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。</p><p>　?。?）要便于模具的加工制造。</p><p>　　（6）應(yīng)有利于排氣。</p>

105、<p>　　結(jié)合該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，分型面確定在塑件的最大投影面積上，如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1 分型面位置的確定</p><p><b>　　5.4澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道，是注塑模的重要組成部分，分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道澆注系統(tǒng)兩大類。普通澆

106、注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四個(gè)部分組成[5~ 9]。</p><p><b>　　5.4.1主流道</b></p><p>　　主流道是連接注塑機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料的脫模，同時(shí)也改善料流的速度，因?yàn)橐妥⑺軝C(jī)相配，所以其尺寸與注塑機(jī)有關(guān)，主要參數(shù)： </p>&

107、lt;p>　　錐角=3°；內(nèi)表面粗糙度Ra=0.63m；</p><p>　　小端直徑D=d+(0.5~1)mm=2+1mm=3mm；</p><p>　　半徑R2= R1+(1~2)mm=10+2mm=12mm；</p><p>　　材料優(yōu)質(zhì)鋼T8A。 </p><p>　　由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰

108、撞，所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨(dú)加工和熱處理。</p><p><b>　　5.4.2分流道</b></p><p>　　分流道是主流道與澆口之間的通道。多型腔注塑模一定要設(shè)置分流道，分流道截面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形[7~10]。根據(jù)熔體流動(dòng)時(shí)盡可能減少壓力損失、熱量損失及減少流道凝料的總體要求，在實(shí)際生產(chǎn)中我們采用

109、圓形截面的分流道。</p><p>　　（1）分流道的長(zhǎng)度L</p><p>　　根據(jù)型腔在分型面上的排布情況，分流道可分為一次分流道，二次分流道等。分流道的長(zhǎng)度要盡可能短，卻彎著少，以便減少壓力損失和熱量損失，節(jié)約塑料的原材和能耗。本次設(shè)計(jì)的分流道為二次分流道，L=130mm，L1=12.5mm[5]。</p><p>　　（2）圓形截面分流道直徑D</p&

110、gt;<p>　　一般情況下根據(jù)塑件實(shí)際情況，ABS常用的分流道直徑D可在4.8~9.5mm的范圍內(nèi)最好[15]。所以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值取D=5mm，D1=3mm[6]。</p><p>　?。?）分流道的表面粗糙度</p><p>　　由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動(dòng)狀態(tài)比較理想，因此分流道的表面粗糙度數(shù)值不能太小，一般Ra值取左右，這可增加對(duì)外層塑料熔

111、體的流動(dòng)阻力，是外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層[5]。</p><p><b>　　（4）分流道的布置</b></p><p>　　多型腔模具應(yīng)盡量均衡布置型腔，是熔融塑料幾乎同時(shí)到達(dá)每個(gè)型腔的進(jìn)料口，這樣，塑料到每個(gè)型腔的壓力和溫度是相同，塑件的品質(zhì)理應(yīng)相同。</p><p>　　圖4-2 分流道的布置</p><p&g

112、t;<b>　　5.4.3澆口</b></p><p>　　澆口亦稱進(jìn)料口，是指澆注系統(tǒng)中連接分流道與型腔的熔體通道。澆口的設(shè)計(jì)與位置的選擇恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到塑料能否被完好地高質(zhì)量地注射成型。本次設(shè)計(jì)采用側(cè)澆口，側(cè)澆口在國(guó)外稱為標(biāo)準(zhǔn)澆口。側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體從內(nèi)側(cè)或側(cè)充填模具型腔，其截面形狀多為矩形(扁槽形)，改變澆口的寬度與厚度可以調(diào)節(jié)熔體的剪切速率及澆口的凍結(jié)時(shí)間。這類澆

113、口可以根據(jù)塑件的形狀選擇其位置，加工和修整方便，因此它是應(yīng)用較廣泛的一種澆口形式，普遍用于中小型塑件的多型腔模具，且對(duì)各種塑料的成型適應(yīng)性均較強(qiáng)。由于澆口截面小，因此去除澆口容易，且不留明顯痕跡。但這種澆口成型的塑件往往有熔接痕存在，且注射壓力損失大，對(duì)深型腔塑件的排氣不利。側(cè)澆口尺寸計(jì)算的計(jì)算公式如下：</p><p><b>　　b=</b></p><p>　　

114、t=（0.6~0.9）</p><p>　　式中:b—一側(cè)澆口的寬度(mm )；</p><p>　　A—塑件的外側(cè)表面積（）；</p><p>　　t—一側(cè)澆口的厚度(mm )； </p><p>　　—澆口處塑件的壁厚(mm)；</p><p>　　對(duì)于中小型塑

115、件，我們根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取寬度b為1mm，深度t為1mm，澆口的長(zhǎng)度l為2mm[5]。</p><p>　　圖4-2 側(cè)澆口的形式</p><p>　　5.4.4冷料穴和拉料桿設(shè)計(jì)</p><p>　　冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于分流道的末端，其作用是出去熔體流動(dòng)前沿的“冷料”，防止冷料進(jìn)入型腔而影響塑料件的質(zhì)量。當(dāng)分流道較長(zhǎng)時(shí)，可將分流道的端部沿料流前進(jìn)方向延