塑料模具毕业设计说明书.pdf

1 毕 业 设 计 （ 论 文 ）课 题 ： 饮 水 机 龙 头 一 模 两 腔 注 射 模 具 设 计系 部 ： 机 械 工 程 系专 业 ： 模 具 设 计 与 制 造班 级 ： 高 模 具 0604班姓 名 ： 刘 兵 指 导 老 师 ： 谢 冬 和企 业 指 导 老 师 ： 杨 汉 钦株 洲 职 业 技 术 学 院 教 务 处 2 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 评 审 表学 生 姓 名 刘 兵 学 号 200604010104040 所 在 系 部 机 械 工 程 系所 学 专 业 模 具 设 计 与 制 造 所 在 班 级 高 模 具 0604毕 业 设 计 （ 论 文 ） 题 目 饮 水 机 龙 头 一 模 两 腔 注 射 模 具 设 计指导教 师审查意见 指 导 教 师 签 字 ： 年 月 日 评阅教师评阅意见 评 阅 教 师 签 字 ： 年 月 日 答辩 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 标 题 饮 水 机 龙 头 一 模 两 腔 注 射 模 具 设 计答 辩 日 期 年 月 日 答 辩 地 点 3 记录答辩记 录 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 标 题 饮 水 机 龙 头 一 模 两 腔 注 射 模 具 设 计答 辩 日 期 年 月 日 答 辩 地 点用 简 洁 语 言 记 录 答 辩 过 程 ， 答 辩 委 员 会 提 出 的 问 题 和 学 生 回 答 情 况 ：答 辩 委 员 会 记 录 人 （ 签 字 ） ： 答辩委员会评语与成绩 答 辩 委 员 会 对 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 的 学 术 评 （ 论 文 选 题 意 义 ， 所 用 资 料 和 数 据 的 可 靠 性 ，写 作 的 规 范 化 与 逻 辑 性 ， 实 用 性 与 创 新 性 ； 主 要 不 足 之 处 ， 答 辩 情 况 及 成 绩 ） ：答 辩 委 员 会 主 席 （ 签 字 ） ： 年 月 日本 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 成 绩 4 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 开 题 报 告1 课 题 的 目 的 及 意 义 (含 国 内 外 的 研 究 现 状 分 析 )近 年 来 ， 我 国 家 电 工 业 的 高 速 发 展 对 模 具 工 业 ， 尤 其 是 塑 料 模 具 提 出 了 越来 越 高 的 要 求 ， 2004 年 ， 塑 料 模 具 在 整 个 模 具 行 业 中 所 占 比 例 已 上 升 到 30%左右 ， 据 有 关 专 家 预 测 ， 在 未 来 几 年 中 ， 中 国 塑 料 模 具 工 业 还 将 持 续 保 持 年 均 增长 速 度 达 到 10%以 上 的 较 高 速 度 的 发 展 。 国 内 塑 料 模 具 市 场 以 注 塑 模 具 需 求 量最 大 ， 其 中 发 展 重 点 为 工 程 塑 料 模 具 。 通 过 本 次 毕 业 设 计 实 践 ， 采 用CAD/CAM(Master CAM、 UG、 Pro/E)技 术 可 以 使 设 计 者 从 繁 沉 计 算 和 绘 图 工 件 中得 到 解 脱 。 采 用 人 机 结 合 ， 各 尽 所 长 ， 充 分 发 挥 其 人 的 创 造 思 维 能 力 ， 控 制 设计 过 程 ， 使 模 具 设 计 趋 于 合 理 化 。 而 计 算 机 则 发 挥 其 计 算 分 折 和 储 存 信 息 的 能力 。 两 者 结 合 ， 发 挥 各 自 的 优 势 ， 有 利 于 获 得 最 优 的 设 计 成 果 ， 缩 短 开 发 周 期本 次 毕 业 设 计 实 践 ， 是 对 我 们 所 学 知 识 的 一 种 检 索 ， 我 相 信 它 会 使 我 们 在 各 方面 都 得 到 很 大 的 提 高 。2 课 题 任 务 、 设 计 内 容 、 实 现 途 径 课 题 任 务 ： 饮 水 机 龙 头设 计 内 容 ： pro/e造 型 ， 模 具 成 型 零 件 设 计 ， 模 架 调 用 ， 工 艺 计 算 ， 注 塑 机 选 用 ，充 模 分 析 ， 设 计 及 制 造 说 明 ， 非 标 准 件 零 件 图 ， 总 装 图 。实 现 途 径 ： 搜 索 资 料 （ 图 书 馆 、 网 上 ） 咨 询 指 导 老 师 分 析 零 件 ， PROE造 型分 模 及 模 架 调 用 ， 了 解 其 基 本 的 形 状 ， 根 据 零 件 形 状 确 定 设 计 方 案 ， 工 艺 性 能 ，计 算 有 关 的 尺 寸 ， 绘 制 模 具 总 装 图 ， 确 定 加 工 方 法 等报 告 人 签 名 年 月 日3 指 导 老 师 意 见 指 导 老 师 签 名 年 月 日 5 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 任 务 书学 生 姓 名 刘 兵 学 号 200604010104040 所 在 系 部 机 机 械 工 程 系所 学 专 业 模 具 设 计 与 制 造 所 在 班 级 高 模 具 0604班E-mail 419689443 联 系 电 话 0733-6640939毕 业 设 计 （ 论 文 ） 题 目 饮 水 机 龙 头 一 模 两 腔 注 射 模 具 设 计指 导 教 师姓 名 职 称 工 作 单 位 及 所 从 事 专 业 联 系 方 式谢 冬 和 讲 师 株 洲 职 业 技 术 学 院本 设 计 选 题 根 据 （ 欲 解 决 的 问 题 及 其 实 用 价 值 ） ：随 着 社 会 的 飞 速 发 展 ， 经 济 的 日 益 增 长 ， 人 民 需 求 也 随 着 增 长 ， 对 于 物 质 的 需 求 更 是 日 益 更 新 ， 饮 水 机 是 日 常 生 活 中 必 备 的 家 具 之 一 ， 人 们 对 物 质 质 量 的 要 求 的 越 来越 高 ， 不 光 是 实 用 、 耐 用 还 要 求 美 观 。 饮 水 机 的 市 场 广 泛 有 调 查 报 告 显 示 ， 1997年国 内 饮 水 机 市 场 规 模 在 100万 台 左 右 ， 2001年 整 个 市 场 规 模 已 接 近 1000万 台 ， 呈 现出 较 快 的 增 长 趋 势 ， 其 中 家 庭 消 费 显 示 出 巨 大 潜 能 。 2001 年 市 场 销 售 量 达 到 了 384万 台 ， 2002年 1 4月 份 市 场 销 售 量 已 达 到 172.8万 台 ， 家 庭 消 费 量 占 整 个 饮 水 机 市场 规 模 的 比 重 越 来 越 大 。 专 家 预 计 在 未 来 2-3年 之 内 ， 家 庭 购 买 饮 水 机 将 超 过 商 业 用户 的 市 场 规 模 ， 饮 水 机 将 逐 渐 成 为 家 庭 必 备 电 器 之 一 。饮 水 机 市 场 有 着 令 人 心 动 的 诱 人 前 景 ， 但 饮 水 机 市 场 存 在 的 内 忧 外 患 成 为 其 发 展的 “瓶 颈 ”。内 忧 ： 饮 水 机 自 身 存 在 着 “二 次 污 染 ”问 题 。 即 使 完 全 合 格 的 桶 装 水 在 饮 水 机 上 使用 时 ， 细 菌 依 然 会 进 入 饮 水 机 内 部 并 在 贮 水 箱 及 冷 水 管 道 内 壁 滋 生 繁 殖 ， 而 大 部 分 饮水 机 的 贮 水 箱 温 度 在 30摄 氏 度 左 右 ， 是 培 养 细 菌 的 温 床 ， 20分 钟 左 右 就 能 繁 殖 一 代 。其 次 是 杂 牌 机 扰 乱 市 场 ， “杂 牌 ”饮 水 机 内 部 接 触 饮 用 水 零 件 的 抗 菌 性 根 本 不 合 格 ， 内部 接 触 饮 用 水 零 件 的 质 量 不 过 关 会 助 长 细 菌 滋 生 ， 直 接 损 害 消 费 者 的 身 体 健 康 。 外 患 ： 作 为 饮 水 机 的 连 体 兄 弟 桶 装 水 问 题 。 目 前 市 场 上 桶 装 水 质 量 良 莠 不齐 ， 所 谓 唇 亡 齿 寒 ， 即 使 饮 水 机 再 好 ， 如 果 桶 装 水 生 产 不 达 标 ， 也 一 样 会 影 响 到 饮 水机 的 声 誉此 次 设 计 最 终 目 的 是 为 了 更 好 的 巩 固 和 掌 握 塑 料 模 的 相 关 知 识 及 了 解 高 分 子 材 料注 成 型 模 具 的 分 类 、 注 射 机 型 号 的 确 定 、 分 型 面 的 位 置 的 确 定 以 及 注 射 模 具 各 组 成 部分 的 设 计 (浇 注 系 统 、 成 型 零 件 、 导 向 机 构 、 推 出 机 构 、 温 度 调 节 系 统 、 侧 向 分 型 与抽 芯 机 构 、 排 气 系 统 、 支 承 零 部 件 等 )了 解 塑 料 模 具 材 料 的 性 能 。饮 水 机 作 为 生 活 中 非 常 重 要 的 用 品 ， 饮 水 机 龙 头 的 好 坏 自 然 决 定 饮 水 机 的 价 值 ，它 要 求 材 料 无 毒 、 稳 定 、 耐 高 温 。专 业 方 向 、 基 本 理 论 及 设 计 内 容 （ 设 计 要 求 和 设 计 步 骤 要 求 详 细 到 章 节 ） ：一 ： 专 业 方 向 ： 了 解 模 具 设 计 的 基 本 原 理 、 塑 料 模 具 设 计 的 前 景 开 发二 ： 基 本 理 论 ：总 个 设 计 过 程 包 括 三 个 环 节 ： 成 型 前 的 准 备 ； 注 射 过 程 ； 6 塑 件 的 后 处 理 。而 成 型 前 的 准 备 就 必 须 注 意 材 料 的 性 能 和 特 点 。 考 虑 材 料 是 否 符 合 制 件 的 使 用 功能 以 及 材 料 的 流 动 性 ， 对 制 件 进 行 工 艺 分 析 ， 进 行 预 热 处 理 和 干 燥 处 理 等 等 。 而 注 射过 程 包 括 加 料 、 塑 化 、 充 模 、 保 压 、 倒 流 、 冷 却 和 脱 模 等 阶 段 。 模 具 标 准 件 的 选 择 、脱 模 斜 度 的 计 算 、 装 配 。 分 型 面 的 设 计 。成 型 后 的 处 理 ： 当 注 射 结 束 后 进 行 退 火 和 调 湿 处 理 ， 保 证 制 件 的 强 度 和 刚 度 。 在总 个 过 程 要 注 意 个 标 准 件 的 配 合 精 度 和 考 虑 可 加 工 性 能 。 结 构 尽 量 简 单 ， 考 虑 经 济 性 。三 ： 设 计 内 容 ：一 、 确 定 制 品 的 成 型 位 置 及 分 型 面二 、 确 定 模 具 的 型 腔 数 目三 、 浇 注 系 统 的 设 计四 、 工 作 零 件 的 设 计 和 计 算五 、 抽 芯 机 构 设 计六 、 加 热 、 冷 却 装 置 的 设 计 和 计 算 七 、 脱 模 机 构 的 设 计 和 计 算八 、 考 虑 排 气 和 引 气 方 式九 、 上 述 设 计 步 骤 完 成 后 ， 模 具 结 构 草 图 已 基 本 完 成 ， 然 后 进 行 动 作 分 析 ， 分析 各 机 构 之 间 工 作 的 协 调 性 以 及 有 无 干 涉 现 象 。十 、 绘 制 模 具 总 装 图 和 主 要 零 件 的 工 作 图 。 模 具 总 装 图 的 俯 视 图 ， 一 般 去 掉 定模 部 分 ， 只 画 出 动 模 部 分 。 总 装 图 应 包 含 必 要 的 尺 寸 、 技 术 条 件 及 明 细 表 。十 一 、 审 核 、 制 造 、 调 试 。 模 具 设 计 工 作 应 在 用 户 验 收 合 格 后 才 真 正 结 束 。四 ： 设 计 要 求 ：运 用 所 学 知 识 完 成 对 隔 弧 板 注 射 模 的 全 部 设 计 过 程 ， 熟 练 掌 握 绘 图 软 件 的 应 用 ，精 度 要 求 较 高 ， 型 腔 局 部 设 置 固 定 的 镶 件 。 开 模 时 ， 这 些 固 定 镶 件 不 能 简 单 地 沿 开 模方 向 与 塑 件 分 离 ， 而 是 必 须 在 塑 件 脱 模 时 利 用 斜 滑 块 连 同 塑 件 一 起 移 出 模 外 ， 然 后 通过 斜 滑 块 角 度 将 它 与 塑 件 分 离 ， 在 下 一 次 合 模 注 射 之 前 ， 再 重 新 将 其 注 入 模 内 。五 ： 设 计 步 骤1、 零 件 图 样 的 分 析 2、 根 据 零 件 确 定 选 材3、 零 件 的 工 艺 分 析 、 经 济 分 析4、 各 机 构 的 设 计 和 标 准 件 的 选 择5、 相 关 工 作 零 件 的 计 算6、 零 件 组 装 图 的 设 计7、 零 件 图 的 检 测 （ 是 否 合 格 ）8、 工 作 原 理 图 7 主 要 参 考 文 献 、 资 料 ： 许 发 樾 主 编 模 具 结 构 设 计 . 北 京 ; 机 械 工 业 出 版 社 ,2003 贾 润 礼 , 程 志 远 主 编 . 实 用 注 塑 模 设 计 手 册 . 北 京 : 中 国 轻 工 业 出 版 社 ,2000 蒋 继 宏 ,王 效 岳 编 绘 .注 塑 模 具 典 型 结 构 100例 . 北 京 : 化 学 工 业 出 版 社 ,2000 屈 华 昌 主 编 . 塑 料 成 型 工 艺 与 模 具 设 计 , 北 京 : 机 械 工 业 出 版 社 ,1998 陆 宁 编 著 .实 用 注 塑 料 模 具 设 计 . 北 京 : 中 国 轻 工 业 出 版 社 ,1997 许 鹤 峰 ,陈 言 秋 编 著 . 注 塑 模 具 设 计 要 点 与 图 例 , 北 京 :化 学 工 业 出 版 社 ,1999 付 宏 生 , 刘 京 华 编 著 . 注 塑 制 品 与 注 塑 模 具 设 计 . 北 京 : 化 学 工 业 出 版 社 ,2003 许 发 樾 主 编 模 具 结 构 设 计 . 北 京 ; 机 械 工 业 出 版 社 ,2003 许 发 樾 主 编 .模 具 常 用 机 构 设 计 . 北 京 ; 机 械 工 业 出 版 社 2003 陈 志 刚 主 编 . 塑 料 模 具 设 计 , 北 京 ; 机 械 工 业 出 版 社 ,2002 王 鹏 驹 主 编 .塑 料 模 具 技 术 手 册 .北 京 :机 械 工 业 出 版 社 ,1997 李 海 梅 ,申 长 雨 主 编 .注 塑 成 型 及 模 具 设 计 实 用 技 术 . 北 京 : 化 工 业 出 版 社 ,2002 教研室审批意见 专 业 教 研 室 主 任 签 字 ：（ 盖 章 ） 系部审批意见 系 部 主 任 签 字 ：（ 盖 章 ） 8 目 录第 一 章 工 艺 分 析 .11 1 1 塑 料 分 析 .11常 用 塑 料 .11 1 2 产 品 结 构 分 析 .13 1 3 产 品 经 济 分 析 .13第 二 章 模 具 设 计 .14 2 1 模 具 型 腔 数 目 的 确 定 .14 2 2 分 型 面 的 设 计 .14 2 3 型 腔 布 局 15 2 4 模 具 材 料 的 选 用 .16 2 5 浇 注 系 统 的 设 计 .17 主 流 道 设 计 .17分 流 道 的 设 计 .19浇 口 的 设 计 .20推 出 力 的 计 算 .23 2 8 侧 向 抽 芯 与 分 型 机 构 设 计 .23斜 导 柱 侧 向 分 型 .24斜 导 柱 的 设 计 .242.侧 滑 块 设 计 .25弯 销 侧 向 抽 芯 机 构 的 设 计 .26A.弯 销 的 设 计 .26 2 9 冷 却 系 统 .27 2 10 成 型 零 件 的 设 计 .28一 、 成 型 零 件 的 结 构 设 计 .28 二 、 计 算 成 型 零 件 工 作 尺 寸 .29 2 11 模 架 的 调 用 .32一 、 模 架 尺 寸 的 确 定 .32二 、 导 向 机 构 .32第 三 章 注 塑 成 型 工 艺 简 介 .343.2 注 塑 成 型 工 艺 条 件 .35 3 1 注 塑 机 的 选 择 .371 注 塑 机 简 介 .373 选 择 注 塑 机 .384 注 射 机 有 关 参 数 的 校 核 和 最 终 选 择 .395模 具 开 模 行 程 校 核 .40第 四 章 模 具 的 装 配 .411 模 具 的 装 配 顺 序 .41 2 模 具 工 作 原 理 .42结 论 .43后 记 .45 9 绪 论近 年 来 ， 随 着 我 国 经 济 的 腾 飞 ， 塑 料 成 型 加 工 机 械 和 成 型 模 具 发 展 十 分 迅 速 ，高 效 ， 自 动 化 ， 大 型 ， 微 型 ， 精 密 ， 高 寿 命 的 模 具 在 整 个 模 具 行 业 中 所 占 的 比 例越 来 越 大 。 我 国 大 型 、 复 杂 、 精 密 、 高 效 和 长 寿 命 模 具 又 上 了 一 个 新 台 阶 ， 不 少种 类 模 具 已 能 替 代 进 口 模 具 ， 模 具 CAD/CAM 技 术 得 到 了 较 快 推 广 应 用 并 取 得了 良 好 效 果 ， 快 速 成 形 制 造 技 术 和 设 备 有 了 长 足 发 展 并 已 开 始 进 入 实 用 推 广 阶段 ， 高 速 铣 等 新 一 代 制 造 技 术 已 被 人 们 重 视 并 开 始 应 用 。 从 模 具 使 用 角 度 来 说 ，要 求 高 效 ， 自 动 化 ， 作 简 便 ； 从 模 具 制 造 角 度 ， 要 求 结 构 合 理 ， 制 造 容 易 ， 低 成本 。 现 代 塑 料 制 品 生 产 中 ， 合 理 的 加 工 工 艺 ， 高 效 的 设 备 ， 先 进 的 模 具 是 必 不 可 少 的 三 项 重 要 因 素 。 模 具 与 其 他 机 械 产 品 比 较 ， 一 个 重 要 特 点 就 是 技 术 含 量 高 、净 产 值 比 重 大 。 随 着 化 工 、 轻 工 产 业 的 快 速 发 展 ， 我 国 的 模 具 工 业 近 年 来 一 直 以每 年 13 15 左 右 的 增 长 速 度 高 速 发 展 ， 而 各 行 业 对 模 具 的 要 求 也 越 来 越 高 。面 对 市 场 的 变 化 ， 有 着 高 技 术 含 量 的 模 具 正 在 市 场 上 崭 露 头 角 。 随 着 工 业 发 展 ，工 业 产 品 的 品 种 、 数 量 越 来 越 多 ； 对 产 品 质 量 和 外 观 的 要 求 ， 更 是 趋 精 美 ， 华 气 。因 此 ， 结 合 中 国 具 体 情 况 ， 学 习 国 外 模 具 工 业 建 设 和 模 具 生 产 的 经 验 ， 宣 传 、 推行 科 学 合 理 化 的 模 具 生 产 ， 才 能 推 进 模 具 技 术 的 进 步 。注 塑 成 型 是 热 塑 性 塑 料 制 件 最 重 要 的 加 工 方 法 。 用 此 方 法 加 工 成 型 的 塑 料 制件 ， 其 品 种 与 样 式 之 多 是 其 他 成 型 方 法 无 可 比 拟 的 。 起 过 程 是 借 助 与 螺 杆 的 推 力 ，将 已 塑 化 的 塑 料 熔 体 注 入 闭 合 的 模 具 型 腔 内 ， 经 冷 却 固 化 定 型 后 开 模 得 到 塑 件 。 因 此 ， 构 成 注 塑 成 型 的 三 个 必 要 条 件 ： 一 是 塑 件 必 须 以 熔 融 状 态 进 入 模 腔 ； 二 是塑 料 溶 体 必 须 要 有 足 够 的 压 力 和 流 速 ， 以 确 保 及 时 的 充 满 整 个 模 腔 的 各 个 角 落 ；三 是 需 有 符 合 制 件 形 状 和 尺 寸 并 满 足 成 型 工 艺 的 要 求 的 模 具 。注 塑 成 型 技 术 与 其 他 成 型 技 术 相 比 较 有 其 独 特 的 优 势 ， 表 现 在 以 下 几 个 方面 ： 其 一 是 成 型 物 料 的 熔 融 塑 化 和 流 动 造 型 是 分 别 是 在 塑 料 筒 和 模 腔 两 处 进 行 ，模 具 可 以 始 终 处 于 是 溶 体 很 快 冷 凝 或 交 联 固 化 的 状 态 ， 从 而 有 利 于 缩 短 成 型 周期 ； 其 二 是 先 锁 紧 模 具 然 后 才 将 塑 料 溶 体 注 入 ， 加 之 具 有 良 好 的 流 动 性 的 溶 体 对模 腔 的 磨 损 很 小 ， 因 而 可 以 用 一 套 模 具 大 批 量 成 型 复 杂 零 件 ， 表 面 图 形 与 标 记 清晰 和 尺 寸 精 度 较 高 的 制 品 ； 其 三 是 成 型 过 程 的 合 模 、 加 料 、 塑 化 、 注 塑 、 启 模 和顶 出 制 品 等 全 部 成 型 作 均 由 注 塑 机 自 动 完 成 ， 从 而 使 注 塑 工 艺 容 易 全 自 动 化 和 实 10 现 程 序 控 制 。 但 我 们 也 要 看 到 注 塑 成 型 的 不 足 之 处 ， 由 于 冷 却 条 件 的 限 制 ， 很 难用 这 种 技 术 制 的 无 缺 陷 、 壁 厚 的 变 化 又 较 大 的 热 塑 性 塑 料 制 品 ， 另 外 由 于 注 塑 机和 注 塑 模 具 的 造 价 很 高 ， 成 型 设 备 的 启 始 投 资 较 大 ， 所 以 注 塑 技 术 不 适 合 于 小 批量 制 品 的 生 产 。注 塑 成 型 又 称 注 射 模 塑 或 注 射 成 型 ， 是 热 塑 性 塑 料 制 品 成 型 的 一 种 重 要 方法 。 除 极 少 数 几 种 热 塑 性 塑 料 外 ， 几 乎 所 有 的 热 塑 性 塑 料 都 可 以 用 此 方 法 成 型 塑件 。 注 塑 成 型 可 以 成 型 各 种 形 状 、 满 足 众 多 要 求 的 塑 料 制 件 。 注 塑 成 型 已 经 成 功地 运 用 于 某 些 热 固 性 塑 料 制 件 、 甚 至 橡 胶 制 品 的 工 业 生 产 中 。注 塑 成 型 的 过 程 是 ， 将 粒 状 或 粉 状 塑 料 从 注 射 机 的 料 斗 送 入 加 热 的 料 筒 ， 经 加 热塑 化 成 熔 融 状 态 ， 由 螺 杆 （ 或 柱 塞 ） 施 加 压 力 而 通 过 料 筒 底 部 的 喷 嘴 注 入 低 温 的 、 闭 合 的 模 具 型 腔 中 ， 经 冷 却 硬 化 而 保 持 模 腔 所 赋 予 的 形 样 ， 开 模 取 得 所 注 塑 成 型塑 件 ， 在 作 上 完 成 了 一 个 周 期 。注 塑 成 型 是 塑 料 模 塑 成 型 的 一 种 重 要 方 法 ， 生 产 中 已 有 广 泛 的 应 用 。 它 具 有以 下 几 方 面 的 特 点 ： 成 型 周 期 短 ， 能 一 次 成 型 外 形 复 杂 、 尺 寸 准 确 、 带 有 金 属 或 非 金 属 嵌 件 的 塑 料制 件 。 对 成 型 各 种 塑 料 的 适 应 性 强 。 目 前 ， 除 氟 塑 料 外 ， 几 乎 所 有 的 热 塑 性 塑 料 都 可以 用 此 方 法 成 型 ， 某 些 热 固 性 塑 料 也 可 以 采 用 注 塑 成 型 。 生 产 效 率 高 ， 易 于 实 现 自 动 化 生 产 。 注 塑 成 型 所 需 设 备 昂 ， 模 具 结 构 比 较 复 杂 ， 制 造 成 本 高 ， 所 以 注 塑 成 型 特 别 适 合 大 批 量 生 产 。 11 第 一 章 工 艺 分 析 1 1 塑 料 分 析常 用 塑 料塑 料 分 为 热 固 性 塑 料 和 热 塑 性 塑 料 两 大 类 。 常 用 的 塑 料 有 聚 乙 烯 （ PE） 、 聚丙 烯 （ PP） 、 聚 氯 乙 烯 （ PVC） 、 聚 苯 乙 烯 （ PS） 、 丙 烯 睛 丁 二 烯 苯 乙 烯 树 脂 (ABS)、聚 甲 基 丙 烯 酸 甲 脂 （ PMMA） 、 聚 酰 氨 （ PA） 、 聚 甲 醛 （ POM） 、 聚 碳 酸 脂 （ PC） 、聚 对 苯 二 甲 酸 乙 二 醇 脂 （ PETP） 、 聚 四 氟 乙 烯 （ PTFE） 、 酚 醛 塑 料 （ PF） 、 氨 基 塑 料 。 模 具 设 计 时 要 求 塑 件 应 具 有 满 足 使 用 目 的 功 能 ,并 达 到 一 定 的 技 术 指 标 .该 塑 件 要 求 大 批 量 生 产 、 精 度 一 般 。 根 据 其 用 途 产 品 要 求 材 料 热 稳 定 好 ， 表 面 光洁 ， 无 毒 ， ABS材 料 完 全 满 足 这 些 要 求 ， 因 此 本 产 品 采 用 ABS材 料 比 较 适 合 。ABS塑 料 由 于 具 有 较 大 的 机 械 强 度 和 良 好 的 综 合 性 能 ， 在 电 子 工 业 、 机 械工 业 、 交 通 运 输 、 建 筑 材 料 、 玩 具 制 造 等 工 业 中 占 有 重 要 地 位 ， 特 别 是 稍 微 大 点的 箱 体 结 构 以 及 受 力 元 件 ， 需 要 电 镀 的 装 饰 件 更 是 离 不 开 这 种 塑 料 。 这 里 对 ABS塑 料 注 塑 工 艺 分 析 如 下 ：（ 1） ABS塑 料 的 干 燥 ABS塑 料 的 吸 湿 性 和 对 水 分 的 敏 感 性 较 大 ， 在 加 工 前 进 行 充 分 的 干 燥 预 热 ， 不 但 能 消 除 水 汽 造 成 的 制 件 表 面 烟 花 状 泡 带 、 银 丝 ， 而 且还 有 助 于 塑 料 的 塑 化 ， 减 少 制 件 表 面 的 色 斑 和 云 纹 。 ABS 原 料 要 控 制 水 分 在0.3%以 下 ， 注 塑 前 的 干 燥 条 件 是 ： 干 冬 季 节 在 75 80 以 下 ， 干 燥 2 3h，夏 季 雨 水 天 在 80 90 以 下 ， 干 燥 4 8小 时 如 制 件 要 达 到 特 别 良 好 的 光 泽 或制 件 本 身 复 杂 ， 干 燥 时 间 更 长 ， 达 8 16h。 因 微 量 水 汽 的 存 在 导 致 制 件 表 面 雾斑 是 往 往 被 忽 略 的 一 个 问 题 。 最 好 将 机 台 的 料 斗 改 装 成 热 风 料 斗 干 燥 器 ， 以 免 干燥 好 的 ABS在 料 斗 中 再 度 吸 潮 ， 但 这 种 料 斗 要 加 强 湿 度 监 控 ， 在 生 产 偶 然 中 断时 ， 防 止 料 的 过 热 。（ 2） 注 射 温 度 ABS塑 料 的 温 度 与 熔 融 粘 度 的 关 系 有 别 于 其 他 无 定 型 塑 料 。 在融 化 过 程 温 度 升 高 时 ， 其 熔 融 实 际 上 降 低 很 小 ， 但 一 旦 达 到 塑 化 温 度 .（ 适 宜 加 12 工 的 温 度 范 围 ） 如 果 继 续 盲 目 升 温 必 将 导 致 耐 热 性 不 太 高 的 ABS的 热 降 解 反 应而 使 熔 融 粘 度 增 大 ， 注 塑 更 困 难 ， 塑 件 的 机 械 性 能 也 下 降 了 。 所 以 ABS的 注 塑温 度 虽 然 比 聚 苯 乙 烯 等 塑 料 的 更 要 高 ， 但 不 能 像 后 者 那 样 有 较 宽 松 的 升 温 范 围 。某 些 温 控 不 良 的 注 塑 机 ， 当 生 产 ABS制 件 到 一 定 数 量 时 往 往 或 多 或 少 地 在 制 件上 发 现 嵌 有 黄 色 或 褐 色 的 焦 化 粒 ， 而 且 很 难 利 用 加 新 料 对 空 注 射 等 方 法 将 其 清 除排 出 。 究 其 原 因 ， 是 ABS塑 料 含 有 丁 二 烯 成 分 ， 当 某 塑 料 颗 粒 在 较 高 的 温 度 下牢 牢 地 粘 附 在 螺 槽 中 一 些 不 易 冲 刷 的 表 面 上 ， 受 到 长 时 间 的 高 温 作 用 时 ， 将 造 成降 解 和 碳 化 。 既 然 偏 高 温 作 对 ABS可 能 带 来 问 题 ， 故 有 必 要 对 料 通 各 段 炉 温 进行 限 制 。 当 然 ， 不 同 类 型 和 构 成 的 ABS的 适 用 炉 温 也 不 同 。 如 柱 塞 式 绩 ， 炉 温维 持 在 180 230 ； 螺 杆 机 ， 炉 温 维 持 在 160 220 。 特 别 值 得 提 出 的 是 ， 由 于 ABS的 加 工 温 度 较 高 ， 对 各 种 工 艺 因 素 的 变 化 是 敏 感 的 。 所 以 料 筒 前 端 和喷 嘴 部 分 的 温 度 控 制 十 分 重 要 。 实 践 证 明 ， 这 两 部 分 的 任 何 微 笑 变 化 都 将 在 制 件上 反 映 出 来 。 温 度 变 化 越 大 将 会 带 来 熔 接 缝 、 光 泽 不 佳 、 飞 边 、 粘 模 、 变 色 等 缺陷 。（ 3） 注 射 压 力 ABS熔 融 件 的 粘 度 比 聚 苯 乙 烯 或 改 性 聚 苯 乙 烯 高 ， 所 以 注 射 时采 用 较 高 的 注 射 压 力 。 当 然 并 非 所 有 的 ABS制 件 都 要 施 加 高 压 ， 对 小 型 、 构 造简 单 、 厚 度 大 的 制 件 可 以 用 较 低 的 注 射 压 力 。 注 射 过 程 中 ， 浇 口 封 闭 瞬 间 型 腔 内的 压 力 大 小 往 往 决 定 了 制 件 的 表 面 质 量 及 银 丝 状 缺 陷 的 程 度 。 压 力 锅 小 ， 塑 料 收缩 率 大 ， 与 型 腔 表 面 脱 离 接 触 的 机 会 较 大 ， 制 件 表 面 雾 化 。 压 力 过 大 ， 塑 料 与 型腔 表 面 摩 擦 作 用 强 烈 ， 容 易 造 成 粘 模 。 （ 4） 注 射 速 度 ABS料 采 用 中 等 注 射 速 度 效 果 较 好 。 当 注 射 速 度 过 快 时 ， 塑 料易 燃 焦 或 分 解 析 出 气 化 物 ， 从 而 在 制 件 上 出 现 熔 接 缝 、 光 泽 差 及 浇 口 附 近 塑 料 发红 等 缺 陷 。 但 在 生 产 薄 壁 及 复 杂 制 件 时 ， 还 是 要 保 证 有 足 够 高 的 注 射 速 度 ， 否 则难 以 充 满 。（ 5） 模 具 温 度 ABS的 成 型 温 度 相 对 较 高 ， 模 具 温 度 也 较 高 。 一 般 调 节 模 温 为75 85 ， 当 生 产 具 有 较 大 投 影 面 积 制 件 时 ， 定 模 温 度 要 求 70 80 ， 动 定模 温 度 要 求 50 60 。 在 注 射 较 大 的 、 构 型 复 杂 的 、 薄 壁 的 制 件 时 ， 应 考 虑 专门 对 模 具 加 热 。 为 了 缩 短 生 产 周 期 ， 维 持 模 具 温 度 的 稳 定 ， 在 制 件 取 出 后 可 采 用冷 水 浴 、 热 水 浴 或 其 他 机 械 定 型 法 来 补 偿 原 来 在 型 腔 内 冷 固 定 型 的 时 间 。 13 （ 6） 料 量 控 制 一 般 注 塑 机 注 ABS 塑 料 时 ， 其 每 次 注 射 量 仅 达 标 准 注 射 量 的75%， 为 了 提 高 制 件 质 量 及 尺 寸 稳 定 ， 表 面 光 泽 ， 色 调 的 均 匀 ， 要 求 注 射 量 为标 定 注 射 量 的 50%为 宜 。本 设 计 综 合 ABS的 性 能 和 现 状 及 将 来 的 发 展 方 向 ， 考 虑 到 ABS的 成 型 工 艺将 通 过 查 阅 各 方 面 资 料 设 计 出 一 套 制 造 方 便 、 结 构 合 理 的 模 具 。 1 2 产 品 结 构 分 析从 图 1.1可 看 出 这 个 产 品 类 似 于 三 通 管 的 形 状 ， 两 处 螺 纹 ， 中 部一 处 修 饰 花 纹 ， 大 多 为 圆 弧 过 度 ， 该 产 品 最 适 合 对 半 开 的 侧 向 分 型 ，这 样 大 大 简 化 了 模 具 结 构 ， 另 加 侧 向 抽 芯 。 产 品 结 构 相 对 简 单 ， 有 几处 竖 直 边 需 设 计 脱 模 斜 度 ， 一 般 脱 模 斜 度 取 1 。 。 图 1.1 1 3 产 品 经 济 分 析随 着 社 会 的 污 染 越 来 越 严 重 ， 人 们 对 自 来 水 的 信 用 度 大 打 折 扣 。 大 都数 人 都 对 饮 水 机 有 很 大 的 兴 趣 。 因 此 饮 水 机 在 全 球 的 市 场 非 常 大 ， 而且 由 于 ABS材 料 的 发 展 前 景 很 好 。 该 产 品 可 以 大 量 生 产 。 14 第 二 章 模 具 设 计 2 1 模 具 型 腔 数 目 的 确 定注 射 模 有 一 模 一 腔 也 有 一 模 多 腔 。 其 数 目 的 确 定 要 从 以 下 几 个 方 面 考虑 ： 产 品 的 尺 寸 及 结 构 的 复 杂 性塑 件 的 尺 寸 精 度 型 腔 越 多 ， 精 度 也 相 对 降 低 。 这 不 仅 由 于 型腔 加 工 精 度 产 差 ， 也 由 于 熔 体 在 模 具 内 流 动 不 均 所 致 。制 造 难 度 多 腔 模 比 单 腔 模 的 难 度 大 。制 造 成 本 多 腔 模 高 于 单 腔 模 ， 但 不 是 简 单 的 倍 数 关 系 。 从 塑 单 件 成 本 中 所 占 的 费 用 比 例 来 看 比 单 腔 模 低 。注 塑 成 型 的 生 产 效 益 。 从 表 面 上 看 ， 多 腔 模 比 单 腔 模 高 的 多 ，单 多 腔 模 所 使 用 的 注 射 极 大 ， 每 一 注 射 循 环 期 长 而 维 持 费 用 高该 产 品 由 于 需 要 侧 向 分 型 并 且 有 侧 抽 ， 也 就 是 三 侧 抽 。 这 几 个 条 件 完全 约 束 了 型 腔 的 数 目 ， 该 产 品 的 模 具 最 多 只 能 设 计 成 一 模 两 腔 ， 这 样就 是 天 、 地 、 左 、 右 四 个 方 向 运 动 。 2 2 分 型 面 的 设 计选 择 分 型 面 的 原 则1.应 选 在 塑 件 外 形 最 大 轮 廓 处2.应 有 利 于 塑 件 脱 模 3.应 保 证 塑 件 的 质 量4.应 有 利 于 排 气5.应 便 于 模 具 的 加 工 制 造6.应 有 利 于 侧 向 分 型 和 抽 芯7.应 尽 量 减 小 脱 模 斜 度 给 塑 件 大 小 端 尺 寸 带 来 的 差 异8.应 考 虑 注 射 机 的 技 术 参 数 15 对 于 高 度 较 大 的 塑 件 ， 为 了 取 出 塑 件 所 需 要 的 开 模 距 离 必 须 小 于 注 射机 的 最 大 开 模 距 离 。在 实 际 设 计 中 ， 对 于 某 一 塑 件 ， 以 上 分 型 面 原 则 有 时 可 能 发 生 矛 盾 同 ，不 能 全 部 符 合 ， 应 根 据 实 际 情 况 ， 以 满 足 主 要 要 求 为 宜 。此 模 具 的 分 型 面 如 图 2.1 图 2.1从 图 中 可 以 看 出 该 模 具 采 用 侧 向 分 型 和 抽 芯 。 2 3 型 腔 布 局对 于 多 型 腔 模 具 ， 由 于 型 腔 模 具 的 排 布 与 浇 注 系 统 密 切 相 关 ， 所 以 在 模 具 设 计 时应 综 合 加 以 考 虑 。 型 腔 的 排 布 应 使 每 个 型 腔 能 通 过 浇 注 系 统 从 总 压 力 中 均 等 地 分得 所 需 的 足 够 压 力 ， 以 保 证 塑 料 熔 体 能 同 时 均 匀 地 充 填 每 一 个 型 腔 ， 从 而 使 各 个型 腔 的 塑 件 内 在 质 量 均 一 稳 定 。型 腔 在 模 板 上 通 常 采 用 圆 形 排 列 、 H形 排 列 、 直 线 形 排 列 以 及 复 合 排 列 等 在设 计 时 应 注 意 以 下 几 点 ： 16 1、 尽 可 能 采 用 平 衡 式 排 列 ， 以 便 构 成 平 衡 式 浇 注 系 统 ， 保 证 制 件 质 量 的 均 一 和稳 定 。2、 型 腔 的 布 置 和 浇 口 开 设 部 位 应 力 求 对 称 ， 以 便 防 止 模 具 承 受 偏 载 而 产 生 溢 料现 象 。3、 尽 可 能 使 型 腔 排 列 得 紧 凑 ， 以 便 减 小 模 具 的 外 形 尺 寸 。4、 型 腔 的 圆 形 排 列 所 占 的 模 板 尺 寸 大 ， 虽 然 有 利 于 浇 注 系 统 的 平 衡 ， 但 加 工 困难 。在 一 般 情 况 下 ， 常 用 直 线 形 排 列 和 H或 O形 排 列 。该 产 品 的 摆 放 如 总 装 图 所 示 ， 制 件 的 中 心 应 相 距 60MM， 因 为 制 件 的 半 为 10MM，这 样 制 件 与 制 件 之 间 就 只 有 40MM， 这 样 司 筒 就 不 会 与 顶 棍 孔 干 涉 ， 而 顶 棍 孔 的 规 格 一 般 有 两