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文檔簡介
1、<p> 摘 要:模具設計廣泛存在于各行各業(yè),隨著科學技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)力水平的提高,模具設計的重要性和必要性日益體現(xiàn)出來,隨著社會現(xiàn)代化的進步,模具設計這個不可或缺及促進科技發(fā)達的專業(yè),必然會有更好的發(fā)展前景和廣泛的適用性。</p><p> 本論文主要分為三章,首先介紹了模具設計在各領(lǐng)域的發(fā)展情況及應用,然后針對此次設計的花盆注塑模進行分析,在工藝性方面,分別介紹了塑件的工藝分析,塑件體積和質(zhì)量及
2、注射工藝參數(shù)和過程分析。在選擇注射機的要求上也作了相應講解。型芯、型腔、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)等這些相關(guān)輔助零件設計也作了相應講途述。</p><p> 關(guān)鍵字:模具設計、花盆注塑模、注塑機</p><p> Abstract :Die Design widespread in all walks of life, as science and technology develo
3、pment and raising the level of productivity, die design of the importance and necessity of increasing reflected, with the modernization of social progress, the essential die design and promote technology developed Profes
4、sional, will have better prospects for the development and wider application. This paper is divided into three chapters, first introduced the mold design in all fields of development and</p><p><b
5、> 目 錄</b></p><p> 引言 ………………………………………………………………………………4</p><p> 第一章 模具設計基本步驟 ……………………………………………………8</p><p> 第二章 注塑模具的成型工藝 …………………………………………………14</p><p>
6、第一節(jié) 設計題目及簡圖 …………………………………………………14</p><p> 第二節(jié) 成型工藝規(guī)程的編制 ……………………………………………15</p><p> 第三節(jié) PE(聚乙烯)材料分析 …………………………………………19</p><p> 第三章 注塑模設計 ……………………………………………………………21</p&g
7、t;<p> 第一節(jié) 概述 ………………………………………………………………21</p><p> 第二節(jié) 模具與注塑機的關(guān)系 ……………………………………………22</p><p> 第三節(jié) 輔助系統(tǒng)設計 ……………………………………………………27</p><p> 結(jié)論 ………………………………………………………………………
8、………30</p><p> 參考文獻 …………………………………………………………………………31</p><p> 致謝 ………………………………………………………………………………32</p><p><b> 引 言</b></p><p> 所謂模具,就是用來成型具有一定形狀和尺寸的各種制品的
9、重要工藝設備,優(yōu)點:生產(chǎn)效率高,質(zhì)量好,切削少,節(jié)約能源和原材料,成本低。這次主要設計塑料模具,塑料又可定義為:塑料是以合成高聚物為主要成分。它在一定的溫度和壓力下具有可塑性,能夠流動變形,其被塑造成制成制品之后,在一定的使用環(huán)境條件之下,能保持形狀,尺寸不變,并滿足一定的使用性能要求。高聚物即是由高分子物質(zhì)所組成,它是聚合反應而制成的,所以又叫聚合物。</p><p> 塑料制品成型的四大因素:原料、成型機械
10、、模具、成型工藝。</p><p> 模具結(jié)構(gòu)的要求:環(huán)形冷料,倒錐里不允許制作在脫模時有側(cè)向移動。</p><p> 根據(jù)海關(guān)統(tǒng)計資料,2007年1—6月我國模具進出口總量為15.42億美元,其中進口總量為9.47億美元,出口總量為5.95億美元,與2006年1—6月相比,進出口總量同比增長4.83%,出口總量同比增長25.79%,而進口總量同比減少5.11%。有關(guān)情況如下:<
11、/p><p> 一、按模具種類分,進出口最高的是塑料橡膠模具,分別占了進出口額的53.34%和71.33%。其次是沖壓模具,分別占了進出口額的39.29%和21.65%。具體如表一。 </p><p> 表一 各類模具2007年上半年進出口情況表</p><p> 模具種類 進 口 出口 </p><p> 金額(億美元) 所占
12、比例(%) 金額(億美元) 所占比例(%) </p><p> 塑料橡膠模具 5.05 53.34 4.24 71.33 </p><p> 沖壓模具 3.72 39.29 1.29 21.65 </p><p> 其他模具及模具標準件 0.70 7.37 0.42 7.02 </p><p> 二
13、、按進口貨源地分,進口模具主要來自日本、韓國和我國臺灣,其次是德國、美國、香港、新加坡、加拿大、法國和瑞士。具體如表二。 </p><p> 表二 2007年上半年進口模具主要貨源地情況表</p><p> 貨源地 日本 韓國 臺灣省 德國 美國 香港 新加坡 加拿大 法國 瑞士 </p><p> 進口量(億美元) 3.41 1.
14、82 1.33 0.61 0.22 0.20 0.198 0.14 0.13 0.11 </p><p> 所占比例% 35.95 19.19 14.06 6.43 2.31 2.13 2.09 1.51 1.39 1.12 </p><p> 三、按出口目的地分,我國出口模具的市場主要是我國香港特別行政區(qū)、日本、美國、其次是我國臺灣、德國、泰國
15、、印度、馬來西亞、法國和韓國。具體如表三。 </p><p> 表三 2007年上半年出口模具主要目的地情況表 </p><p> 目的地 香港 日本 美國 臺灣省 德國 泰國 印度 馬來西亞 法國 韓國 </p><p> 出口量(億美元) 1.39 0.68 0.59 0.27 0.18 0.16 0.15 0.1
16、49 0.11 0.09 </p><p> 所占比例% 23.40 11.5 9.85 4.51 3.05 2.76 2.60 2.52 1.79 1.46 </p><p> 四、按進口目的地分,進口最多的是江蘇、廣東和天津,其次是上海、山東、遼寧、北京、湖南、福建和浙江。具體如表四。 </p><p> 表四 2007年
17、上半年進口模具最多的10個省市情況表</p><p> 目的地 江蘇 廣東 天津 上海 山東 遼寧 北京 湖南 福建 浙江 </p><p> 出口量(億美元) 2.16 1.83 1.26 1.06 0.55 0.44 0.35 0.30 0.29 0.21 </p><p> 所占比例% 22.83 19.
18、36 13.35 11.15 5.83 4.65 3.67 3.22 3.08 2.26 </p><p> 五、按出口貨源地分,出口模具主要來自廣東、浙江和上海,其次為江蘇、山東、福建、遼寧、天津、北京、安徽和吉林。具體如表五。 </p><p> 表五 2007年上半年出口模具最多的10個省市情況表</p><p> 目的地 廣東
19、 浙江 上海 江蘇 山東 福建 遼寧 天津 北京 安徽 吉林 </p><p> 出口量(億美元) 2.45 0.90 0.80 0.77 0.19 0.17 0.15 0.145 0.07 0.06 0.03 </p><p> 所占比例% 41.24 15.11 13.50 12.95 3.21 2.83 2.58 2
20、.45 1.10 0.99 0.47 </p><p> 從上述數(shù)字可以看出,今年上半年我國模具外貿(mào)雖然仍存在3.52億美元的進出口逆差,但與去年同期比,逆差同比減少32.95%,再次實現(xiàn)逆差的縮減。這不但說明模具出口前景很好,而且也表明進出口結(jié)構(gòu)漸趨合理。</p><p> 如果按模具大類比例來看,塑料橡膠模具的進出口與去年同期相比,進口比例增加了3.6個百分點,出口比例
21、增加了3.41個百分點。這說明塑料橡膠模具在我國模具進出口中的比例在上升,市場在發(fā)展,其發(fā)展速度要快于模具行業(yè)總體水平。</p><p> 目前國內(nèi)模具生產(chǎn)廠家工藝條件的參差不齊,嚴重影響了模具精度和質(zhì)量。比如精密熱處理環(huán)節(jié),模具材料的不同使得國產(chǎn)模具在外觀質(zhì)量和使用壽命上難以與國外產(chǎn)品匹敵。國產(chǎn)模具多采用 2Cr13 和 3Cr13 ,而國外則采用專用模具材料,其綜合機械性能,耐磨、耐腐蝕性能及拋光亮度更為優(yōu)
22、越。 </p><p> 其次,標準化水平有待提升。中國模具標準化工作起步晚,標準件的生產(chǎn)、銷售、推廣和應用工作相對落后,目前模具標準件的使用覆蓋率約 40%~45% ,而國際上一般高于 79% ,中小模具則更在 80% 以上。 </p><p> 第三,模具人才求遠大于供的窘境急需改觀。模具人才的培育本身是個長期過程,且要求多年經(jīng)驗的積累。而受限于軟硬件設施條件,一些高校培養(yǎng)出的專業(yè)
23、學員實際技能不夠;同時,規(guī)范化職業(yè)教學標準的缺失導致了社會上各類培訓班的學員亦良莠不齊。 </p><p> 第四,需再接再厲,加快模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的步伐??偟陌l(fā)展方向仍將是,實現(xiàn)大型、精密、復雜、長壽命模具和模具標準件發(fā)展速度高于行業(yè)總體速度;繼續(xù)擴增塑料模和壓注模所占比例;擴充專業(yè)模具廠家的數(shù)量及能力。 </p><p> 第五,加大投入以強化創(chuàng)新能力。骨干企業(yè)有必要配齊從模具粗加
24、工、熱處理到各種精加工、光整加工、質(zhì)量控制與監(jiān)測等的整套設備,一般企業(yè)也應擁有數(shù)控加工設備,實現(xiàn)模具制造的全自動加工。并通過推進產(chǎn)學研合作強化創(chuàng)新力。 中國塑料模具網(wǎng) </p><p> 第六,促進模具企業(yè)間聯(lián)合重組應成為大勢所趨。這主要是考慮到當前模具企業(yè)中相當一部分為民營企業(yè),客觀上存在先進制模技術(shù)和設備難于導入的問題,這無疑加劇了在中低檔市場的競爭。 </p><p> 第七,海
25、外市場開拓有待深化。以澳大利亞為例,該國對沖壓模具的需求看漲,中國可利用自身在這方面的技術(shù)裝備優(yōu)勢,進一步開拓國際市場。</p><p> 第一章 模具設計基本步驟</p><p> 一、接受任務書 成型塑料制件的任務書通常由制件設計者提出,其內(nèi)容如下: 1. 經(jīng)過審簽的正規(guī)制制件圖紙,并注明采用塑料的牌號、透明度等。 2. 塑料制件說明書或技術(shù)要求。 3.
26、 生產(chǎn)產(chǎn)量。 4. 塑料制件樣品。 通常模具設計任務書由塑料制件工藝員根據(jù)成型塑料制件的任務書提出,模具設計人員以成型塑料制件任務書、模具設計任務書為依據(jù)來設計模具。</p><p> 二、 收集、分析、消化原始資料 收集整理有關(guān)制件設計、成型工藝、成型設備、機械加工及特殊加工資料,以備設計模具時使用。 1. 消化塑料制件圖,了解制件的用途,分析塑料制件的工藝性,尺寸精度等技術(shù)要求。例如
27、塑料制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要求是什么,塑件的幾何結(jié)構(gòu)、斜度、嵌件等情況是否合理,熔接痕、縮孔等成型缺陷的允許程度,有無涂裝、電鍍、膠接、鉆孔等后加工。選擇塑料制件尺寸精度最高的尺寸進行分析,看看估計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來。此外,還要了解塑料的塑化及成型工藝參數(shù)。 2. 消化工藝資料,分析工藝任務書所提出的成型方法、設備型號、材料規(guī)格、模具結(jié)構(gòu)類型等要求是否恰當,能否落實。
28、成型材料應當滿足塑料制件的強度要求,具有好的流動性、均勻性和各向同性、熱穩(wěn)定性。根據(jù)塑料制件的用途,成型材料應滿足染色、鍍金屬的條件、裝飾性能、必要的彈性和塑性、透明性或者相反的反射性能、膠接性或者焊接性等要求。 3. 確定成型方法 采用直壓法、鑄壓法還是注射法。 4. 選擇成型設備 根據(jù)成型設備的種類來進行模具,因此</p><p> 三、影響模具結(jié)構(gòu)及模具個別系統(tǒng)的因素很多,很復雜:
29、 1. 型腔布置。根據(jù)塑件的幾何結(jié)構(gòu)特點、尺寸精度要求、批量大小、模具制造難易、模具成本等確定型腔數(shù)量及其排列方式。 對于注射模來說,塑料制件精度為3級和3a級,重量為5克,采用硬化澆注系統(tǒng),型腔數(shù)取4-6個;塑料制件為一般精度(4-5級),成型材料為局部結(jié)晶材料,型腔數(shù)可取16-20個;塑料制件重量為12-16克,型腔數(shù)取8-12個;而重量為50-100克的塑料制件,型腔數(shù)取4-8個。對于無定型的塑料制件建議型腔數(shù)為24-
30、48個,16-32個和6-10個。當再繼續(xù)增加塑料制件重量時,就很少采用多腔模具。7-9級精度的塑料制件,最多型腔數(shù)較之指出的4-5級精度的塑料增多至50%。 2. 確定分型面。分型面的位置要有利于模具加工,排氣、脫模及成型操作,塑料制件的表面質(zhì)量等。 3. 確定澆注系統(tǒng)(主澆道、分澆道及澆口的形狀、位置、大?。┖团艢庀到y(tǒng)(排氣的方法、排氣槽位置、大?。?。 4. 選擇頂出方式(頂桿、頂管、推板、組合式頂出),決定側(cè)凹處
31、理方法、抽芯方式。 5. 決定冷卻、加熱方式及加熱冷卻溝槽的形狀</p><p> 四、繪制模具圖 要求按照國家制圖標準繪制,但是也要求結(jié)合本廠標準和國家未規(guī)定的工廠習慣畫法。 在畫模具總裝圖之前,應繪制工序圖,并要符合制件圖和工藝資料的要求。由下道工序保證的尺寸,應在圖上標寫注明"工藝尺寸"字樣。如果成型后除了修理毛刺之外,再不進行其他機械加工,那么工序圖就與制件圖完全相
32、同。在工序圖下面最好標出制件編號、名稱、材料、材料收縮率、繪圖比例等。通常就把工序圖畫在模具總裝圖上。 五、模具總裝圖應包括以下內(nèi)容: 1. 模具成型部分結(jié)構(gòu) 2. 澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。 3. 分型面及分模取件方式。 4. 外形結(jié)構(gòu)及所有連接件,定位、導向件的位置。 5. 標注型腔高度尺寸(不強求,根據(jù)需要)及模具總體尺寸。 6. 輔助工具(取件卸模工具,校正工具等)。 7. 按順
33、序?qū)⑷苛慵蛱柧幊?,并且填寫明細表? 8. 標注技術(shù)要求和使用說明。 六、模具總裝圖的技術(shù)要求內(nèi)容: 1. 對于模具某些系統(tǒng)的性能要求。例如對頂出系統(tǒng)、滑塊抽芯結(jié)構(gòu)的裝配要求。 2. 對模具裝配工藝的要求。例如模具裝配后分型面的貼合</p><p> 第二章 注塑模具的成型工藝</p><p> 第一節(jié) 設計題目及簡圖</p><
34、p> 塑料制品如下圖,此次設計的是花盆注塑模,試進行塑件的成型工藝和模具設計,并選擇模具的主要加工方法與工藝。</p><p><b> 花盆簡圖</b></p><p> 第二節(jié) 成型工藝規(guī)程的編制</p><p> 1.塑件的工藝性分析</p><p> (1).塑件的原材料分析。逆件的材料是采用
35、增強聚乙烯(PE).屬熱塑性塑料。從使用性能上看,該塑料具有剛度好、耐水、耐熱性強的特點,其介電性能與溫度和頻率無關(guān),是理想的絕緣材料;從成型性能上看,該塑料吸水生小,熔料的流動性較好,成型容易,但收縮率大。另外,該塑料成型時易產(chǎn)生縮孔。凹痕.變形等缺陷,成型溫度低時,方向性明顯,凝固速度較快,易產(chǎn)生內(nèi)應力。因此,在成型時應注意控制成型溫度,澆注系統(tǒng)應較緩慢散熱,冷卻速度不宜過快。</p><p> ?。?)。塑
36、件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度表面質(zhì)分析</p><p> 1、結(jié)構(gòu)分析。從零件圖上分析,該零件總體形狀為圓錐形,在上口方向的有一個高度為16.5mm的凸耳,而這個凸耳是一個類似圓環(huán),內(nèi)部是一個凹槽,另帶一個13.5mmX8.5mm的圓柱凸臺,因此,模具設計時必須設置側(cè)向分型抽芯機構(gòu),該零件屬于中等難復雜程度。</p><p> 2、尺寸精度分析。該零件重要尺寸如:70.5mm、74.2mm、97
37、.9mm、91.1mm等精度為3級(Sj372~78),次重要尺寸如:112.7mm、110.5mm、16.5mm等的尺寸精度為4~5級(Sj372~78)。</p><p> 由以上分析可見,該零件的尺寸精度中等偏上,對應的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。</p><p> 從塑件的壁厚上來看,壁厚最大處為2.2mm,最小處約為0.9,</p><p> 3
38、、表面質(zhì)量分析。該零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺,內(nèi)部不得有導電雜質(zhì)外,沒有特別的表面質(zhì)量要求,故此較容易實現(xiàn)。</p><p> 綜上分析可以看出,注射時在工藝參數(shù)控制得較好的情況下,零件的成型要求可以得到保證。</p><p> 2、計算塑件的體積和質(zhì)量</p><p> 計算塑件的質(zhì)量是為了選用注射機及確定型腔數(shù)。經(jīng)計算塑件的體積為V=0.05cm3 &
39、lt;/p><p> 計算塑件的質(zhì)量:根據(jù)設計手冊可查得聚乙烯的密度為0.91-0.94kg/ cm3,故塑件的質(zhì)量為</p><p><b> W=46.0g</b></p><p> 采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu),考慮其外形尺寸、注射時所需壓力等情況,初步選用注射機為XS-Z-60型。</p><p> 3、塑件注射工
40、藝參數(shù)的確定</p><p> 聚乙烯的成型工藝參數(shù)可作如下選擇:成型溫度為230-290℃;注射壓力為70-140Mpa。上述工藝參婁在試模時可作適合調(diào)整。</p><p> 在模具設計過程中,有許多比較復雜的工藝過程,而每一個過程都有它重要的作用,注射模結(jié)構(gòu)設計主要包抱:分型面選擇、模具型腔數(shù)目的確定及型腔的排列方式和冷卻水道布局以及澆口位置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設計、側(cè)向分型與抽芯
41、機構(gòu)的設計、推出機構(gòu)的設計等內(nèi)容。下面是模具設計過程的流程圖,這只是做了一個簡單的歸納,為模具生產(chǎn)的作好了前提,如下圖:</p><p> 4.注射成型工藝過程</p><p> 注射成型工藝過程包括成型前準備、注射過程及塑件的后處理等。</p><p> 1)、成型前的準備工作:包括對原料外觀的檢驗、工藝性能的測定、預熱和干燥、注射機料筒的清洗、嵌件的預熱及
42、脫模劑的選用等。有時還需對模具進行預熱。</p><p> 2)、注射過程:一般包括加料、塑化、充模、保壓、倒流、冷卻和脫模等步驟。具體每一步的做法如下:</p><p> ?。?)、加料:將粒狀或粉狀塑料加入到注射機的料斗中。</p><p> ?。?)、對料筒中塑料進行加熱,使其由固體顆粒轉(zhuǎn)變成熔融狀態(tài)并具有良好的可塑性,這一過程稱為塑化。</p>
43、<p> (3)、充模:塑化好的熔體在注射壓力作用下,被柱塞或螺桿推擠至料筒前端,經(jīng)過噴嘴、模具澆注系統(tǒng)進入并充滿型腔,這一階段稱為充模。</p><p> ?。?)、保壓:在模具中熔體冷卻收縮時,柱塞或螺桿迫使料筒中的熔料不斷補充到模具中,從而成型出形狀完整、質(zhì)地致密的塑件,這一個階段稱之為保壓。</p><p> (5)、倒流:保壓結(jié)束后,型腔壓力降低,柱塞或螺桿后退
44、,為下次注射準備原料。此時料筒前沿塑料所受壓力稱為塑化壓力。由于型腔中的熔料壓力比澆口前方的高,因此如果澆口尚未凍結(jié),型腔中的熔料就會通過流向澆注系統(tǒng),這一過程稱為倒流。倒流使塑件產(chǎn)生收縮、變質(zhì)及質(zhì)地疏松等缺陷。如果保壓結(jié)束時澆口已經(jīng)凍結(jié),那就不會存在倒流現(xiàn)象。</p><p> ?。?)、冷卻:塑件在模內(nèi)的冷卻過程是指從澆口處的塑料熔體完全凍結(jié)時起到塑件將從模腔內(nèi)推出為止的全部過程。實際上冷卻過程從塑件注入型腔
45、起就開始了,它包括從充模完成、保壓開始到脫模前的這一段時間。</p><p> (7)、脫模:塑件冷卻到一定的溫度即可開模,在推出機構(gòu)的作用下將塑件推出模外。</p><p> 3)、塑件后處理:包括退火和調(diào)濕處理。退火處理是指將塑件在定溫的加熱液體介質(zhì)(如熱水、熱的礦物油、甘油、乙二醇和液體石蠟等)或熱空氣循環(huán)烘箱中靜置一段時間,然后緩慢冷卻。其目的是減少塑件內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)應力,在生產(chǎn)
46、厚壁或帶有金屬嵌件的塑件時尤為重要。調(diào)濕處理是指將剛脫模的塑件放在熱水中,隔絕空氣,防止塑件的氧化,加快吸濕平衡速度。其目的是使塑件的顏色、性能以及尺寸穩(wěn)定,主要用于吸濕性很強又容易氧化的聚胺類塑件。 </p><p> 5.模具的安裝方式有三種</p><p> 1.移動式模具 這種模具不安裝固定在設備上。模具的開、合、頂出塑件等動作均由人工在機外操作完成。為了
47、減輕工人的勞動強度和考慮到操作安全性,移動式模具必須具備輕型易搬的特點。適用于帶有較多嵌件、生產(chǎn)批量不大的場合。</p><p> 2.固定式模具 這種模具是固定安裝在設備上,模具的開、合、頂出均由設備完成,在生產(chǎn)中廣泛應用。</p><p> 固定式模具操作簡單,生產(chǎn)效率高、制品成型質(zhì)量穩(wěn)定,可以實現(xiàn)自動化生產(chǎn),得到廣泛應用。</p><p> 3
48、.半固定式模具 這種模具有部分零件在工作時需要取出,模具中央的兩瓣式組合式型腔,要取出模套后再由手工操作將兩瓣型腔分開,方可取出塑件,半固定式模具兼有移動式和固定模具的優(yōu)點。</p><p><b> 按型腔數(shù)目分:</b></p><p> 1. 單型腔模具 系僅有一個型腔的模具,每次成型一個塑件。常用于成型較大尺寸或形狀復雜的塑件,帶嵌件較
49、多塑件,生產(chǎn)批量不大的普通塑件。單型腔模具比多型腔模具結(jié)構(gòu)簡單,但生產(chǎn)率較低。</p><p> 2. 多型腔模具 系有兩個或兩個以上型腔的模具,可一模成型多個塑件。采用多型腔模具可以擔高生產(chǎn)率和充分利用設備的生產(chǎn)能力,但模具加工成本和對成型工藝的要求型高,所以,應綜合考慮這些因素,合理確定型腔的數(shù)目。</p><p> 而此次設計的注塑模選擇的是第一種安裝方式移動式模具。
50、</p><p> 同時選擇的是兩個型腔的的注塑機。 </p><p> 第三節(jié) PE(聚乙烯)材料分析</p><p><b> 其基本結(jié)構(gòu)為 </b></p><p> <math>CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2</math> &l
51、t;/p><p><b> 性質(zhì)</b></p><p><b> 化學性質(zhì)</b></p><p> 聚乙烯抗多種有機溶劑,抗多種酸堿腐蝕,但是不抗氧化性酸,例如硝酸。在氧化性環(huán)境中聚乙烯會被氧化。 </p><p><b> 物理性質(zhì)</b></p>&l
52、t;p> 聚乙烯在薄膜狀態(tài)下可以被認為是透明的,但是在塊狀存在的時候由于其內(nèi)部存在大量的晶體,會發(fā)生強烈的光散射而不透明。聚乙烯結(jié)晶的程度受到其枝鏈的個數(shù)的影響,枝鏈越多,越難以結(jié)晶。聚乙烯的晶體融化溫度也受到枝鏈個數(shù)的影響,分布于從90攝氏度到130攝氏度的范圍,枝鏈越多融化溫度越低。聚乙烯單晶通常可以通過把高密度聚乙烯在130攝氏度以上的環(huán)境中溶于二甲苯中制備。 </p><p><b>
53、 分類</b></p><p> 聚乙烯有高密度聚乙烯(HDPE, High Density Polyethylene),中密度聚乙烯(MDPE, Medium Density Polyethylene),低密度聚乙烯(LDPE, Low Density Polyethylene),線性低密度聚乙烯(LLDPE, Linear Low Density Polyethylene)等多種產(chǎn)品。 <
54、/p><p><b> 高密度聚乙烯</b></p><p> 高密度聚乙烯通常使用Ziegler-Natta聚合法制造,其特點是分子鏈上沒有支鏈,因此分子鏈排布規(guī)整,具有較高的密度。 </p><p><b> 低密度聚乙烯</b></p><p> 低密度聚乙烯通常使用高溫高壓下的自由基聚合
55、生成,由于在反應過程中的鏈轉(zhuǎn)移反應,在分子鏈上生出許多支鏈。這些支鏈妨礙了分子鏈的整齊排布,因此密度較低。其結(jié)構(gòu)如下圖所示。 </p><p><b> 線性低密度聚乙烯</b></p><p> 線性低密度聚乙烯是通過在聚乙烯的主鏈上共聚一些具有短支鏈的共聚物生成的。其結(jié)構(gòu)如下圖所示。 </p><p><b> 生產(chǎn)與應用&
56、lt;/b></p><p> 聚乙烯產(chǎn)品通常摻加大量各種添加劑以抗氧化等環(huán)境因素破壞。聚乙烯還可以和一些人造橡膠產(chǎn)品混合在一起增加抗沖擊能力。 </p><p> 中國聚乙烯消費結(jié)構(gòu)分析</p><p> 聚乙烯在中國應用相當廣泛,薄膜是其最大的用戶,約消耗低密度聚乙烯77%,高密度聚乙烯的18%,另外,注塑制品、電線電纜、中空制品等都在其消費結(jié)構(gòu)中占
57、有較大的比例。下面將分應用領(lǐng)域?qū)垡蚁┫M市場進行分析。 </p><p> 第三章 注塑模設計</p><p><b> 第一節(jié) 概述</b></p><p><b> 一、注塑模的特點</b></p><p> 用注塑模來生產(chǎn)制品,主要有以下幾個特點:</p><
58、p> ?。?)、塑料的加熱和塑化是在注塑機的高溫料筒內(nèi)完成的,注塑模無加料腔結(jié)構(gòu),而需要設計澆注系統(tǒng)。成型時,先閉緊模具,熔融塑料通過澆注系統(tǒng)注入型腔里面。每一模成型中產(chǎn)生的澆注系統(tǒng)凝料為廢料,它將損耗部分原料。</p><p> ?。?)、一般,當成型制品的精度較高。生產(chǎn)批量較大時,模應當設有溫度控制系統(tǒng)。</p><p> ?。?)、注塑模對制品成型的適應性很強,無論大、中型還是
59、微型、復雜形狀及高精度的制品,均可成型。</p><p> ?。?)、注射成型時,塑件的成型周期最短,生產(chǎn)效率最高,便于實現(xiàn)自動化操作,因此便于組織大批量制品的生產(chǎn)。</p><p><b> 1. 注塑模的品種</b></p><p> 注塑模的品種很多,如下表所列為生產(chǎn)中常用的模具分類方法,以及模具的名稱</p><
60、p> 第二節(jié) 模具與注塑機的關(guān)系</p><p> 每副模都只能安裝在與其相適應的注塑機上進行生產(chǎn),因此高計模具時,應詳細地了解注塑機的技術(shù)規(guī)范,以及注射模與設備相關(guān)部分。</p><p> 一、注塑機的品種及應用</p><p> ?。ㄒ唬⒆⑺軝C的組成</p><p> 塑料注射成型機簡稱注塑機,主要由注射裝置、鎖模
61、裝置、液壓傳動及電器控制系統(tǒng)、機架等組成。</p><p> 工作時,由注塑機的鎖模機構(gòu)將安裝在設備移動模板與固定模板之間的模具合攏并鎖緊,注射裝置將已塑化好的熔融塑料注入模具中,待制品固化定型后,即由鎖模機構(gòu)開啟模具,并由頂出裝置推動模具的推出機構(gòu)將制品推出模外。從塑化到制品冷卻定型,整個成型周期中各個工序的時間、動作是由設備的電腦控制器,通過液壓系統(tǒng)和電器系統(tǒng)來控制的。</p><p&g
62、t; ?。ǘ⒆⑺軝C的種類及其應用</p><p> 注塑機的分類方法很多。若按成型塑料分,有熱塑性塑料注塑機和熱固性塑料注塑機。這兩種類型的注塑機的差別主要體現(xiàn)在注射螺桿和料筒的結(jié)構(gòu)細節(jié)上。迄今為止,由于適用于注塑成型的熱固性塑料品種尚少,因而使熱固性塑料注塑機的應用受到限制。目前在生產(chǎn)中廣泛應用得是熱塑性塑料注塑機,其形式多樣,規(guī)格眾多。</p><p> 按塑化方式分有柱塞式注
63、塑機和螺桿式注塑機。柱塞式注塑機一般在公稱注射量60 cm3以下,故較常使用于小型模具的成型。柱塞式注塑機的特點是,結(jié)構(gòu)較簡單,使用成本低,它的最大不足是塑化效率低,塑化效果不良使最大注射量的提高受到限制。熱敏性塑料不宜用柱塞式注塑機來成型。由于螺桿式注塑機是在柱塞式注塑機基礎上的改進發(fā)展,因此比較先進,是目前產(chǎn)量最大、應用最廣的類型的注塑機。按可成型塑件的精度高低分有一般注塑機和精密注塑機。精密注塑機,顧名思義,專門用于成型精密級塑件
64、,它與一般注塑機相比,具有注射壓力高、注射速度快和溫度控制精確的特點。</p><p> 按鎖模機構(gòu)驅(qū)動方式分,有液壓式和液壓—機械聯(lián)合式兩大類。</p><p> 按操縱方式分,注塑機有全自動、半自動和手動式。</p><p> 按結(jié)構(gòu)形式分有立式、臥式和直角式三類注塑機。</p><p> 二、注塑機型號的確定</p>
65、<p> 對于模具與注塑機關(guān)系的計算及校核可從三大方面來進行:計算校核注塑機型工藝參數(shù)是否滿足制品成型的要求;校核模具能否在機上安裝固定;計算校核注塑機能否保證模具的動作要示。</p><p> ?。ㄒ唬?、計算校核注塑機成型工藝參數(shù)是否滿足制品成型的要求</p><p> 最大注射量的校核計算</p><p> 一般,注塑機公稱注射量的利用率為8
66、0-85%,所以,選擇的注塑機,其注射量應滿足下式:</p><p> (0.8—0.85)V公≥V型</p><p> 式中 V公 —— 注塑機公稱注射量,cm3;</p><p> V型 — 每模的塑料體積量,cm3;是所有型腔的塑料加上澆注系統(tǒng)塑料的體積總和。</p><p> 由于注塑機公稱注射
67、量的標定是以注射聚苯乙烯塑料為基礎,當注射其它塑料時,應進行換算,成型其他塑料時注塑機的最大注射量V’公。換算公式為:</p><p> V’公 = V公(ρ2/ρ1)</p><p> 式中,(ρ2/ρ1)為注射塑料的密度(ɡ/ cm3度)與聚苯乙烯密度之比。</p><p> 比較經(jīng)濟的生產(chǎn)是,模具的塑料用量與注塑機的最注射量相差不太大。成型熱敏性塑料
68、時一模的注射量最好不要低于設備量大注射量的20%,否則,物料在料筒內(nèi)停留時間過長會發(fā)生分解,導致制品成型質(zhì)量變劣。</p><p> ?。ǘ?、對模具安裝固定的校核</p><p> 1、模板規(guī)格與拉桿間距</p><p> 模具的模板規(guī)格應不超出注塑機的模板規(guī)格,即模具安裝后不得伸出工作臺面。</p><p> 模具需經(jīng)過注塑機拉桿夾
69、持的空間而裝入機內(nèi)。有三種裝機方式:圖a為從上方將模具吊入機和模具由側(cè)面推入機內(nèi)安裝的方式,圖c所示是按a、b兩種方式無法實現(xiàn)裝入機內(nèi),而模具的厚度拉桿間距尺寸小時,采取先以其厚度裝入機,然后旋轉(zhuǎn)90度(轉(zhuǎn)到圖示位置)的安裝方式。</p><p> 如果在模具外表安裝的零件影響模具的裝機,可將這些零件的安裝安排在模具裝機后完成。</p><p> 模具模板尺寸與注塑機拉桿間距的關(guān)系&l
70、t;/p><p> 2、模具厚度與注塑機模板的閉合厚度</p><p> 在注塑機的技術(shù)規(guī)范里有最大模具厚度參數(shù)(Hmax)和最小模具厚度參數(shù)(Hmin)。安裝模具的厚度(Hm)應在注塑機的最大模具厚度和最小模具厚度之間,即</p><p> Hmin〈 Hm 〈 Hmax </p><p> 移動式模具厚度較小,為了滿中上式條件
71、,可在注塑機上設置墊板以達增厚。固定式模具的厚度未達到Hmin值時,可設計增高模具墊塊的高度來解決。</p><p> 三、花盆注塑模的特點及取件工作原理</p><p> 特 點:制品為深腔圓桶形狀。該模具設計了2個型腔;采用熱流道澆注系統(tǒng),使塑料能夠較好地充模并節(jié)約原料;型腔、型芯均設計了螺旋式冷卻水路,使冷卻均勻和冷卻效率提高;定、動模合模時除了導柱導向裝置外,增加了圓錐定
72、位面,確保了制品壁厚的均勻性;鑲件31的裝配面要留有適用當間隙(必要時開設氣道),避免制品與型芯之間產(chǎn)生真空狀態(tài)。推件采用推件板同氣吹結(jié)合的方式。</p><p> 工作原理:開模后,制品脫離型腔鑲件7留在型芯10上。推出時,連接推桿36和環(huán)形推件板9在推板13的作用下,將制品上推一小段高度,然后高壓空氣經(jīng)過進氣管接頭11進入制品與型芯脫松的空隙中,制品即被吹起,最后由人工取出制品。連接推桿36上套有彈簧37可
73、使推件板9復位。</p><p> 第三節(jié) 輔助系統(tǒng)設計</p><p> ?。ㄒ唬⑴艢饨Y(jié)構(gòu)設計</p><p> 成型時,塑料填充型腔的時間極為短暫,為了迅速排出型腔內(nèi)部的空氣和塑料的揮發(fā)氣體,模具必須具備良好的排氣功能。專門排氣裝置指在設排氣槽、排氣推桿、排氣銷等,它們應設置在料流最后到達的部位。注意的是:排氣口的位置不要正對操作者,以防被氣體和
74、熔融塑料噴傷。以球粒狀在原料做成的燒結(jié)金屬具有良好的排氣效果,燒結(jié)金屬下方的通氣孔直徑不宜過大,以免燒結(jié)金屬受力變形。</p><p> 排氣槽的深度應不大于成型塑料的溢料間隙。排氣槽寬度一般取1.5~6mm.</p><p> 塑料模材料及其選用:</p><p> 1、良好的力學性能;</p><p> 2、機械加工性能好,熱處理
75、變形小,可淬性好;</p><p><b> 3、拋光性能優(yōu)良;</b></p><p> 4、耐熱性和耐熱疲勞性良好,熱膨脹系數(shù)要??;</p><p><b> 5、耐腐蝕性良好;</b></p><p> 6、良好的表面腐蝕加工;</p><p> 7、良好的電
76、加工性能;</p><p><b> 8、焊接性好;</b></p><p> 9、熱處理性能好,變形小。</p><p> ?。ǘ?、冷卻系統(tǒng)設計</p><p> 熱塑性塑料模的溫度控制系統(tǒng)為冷卻系統(tǒng),它起到使模內(nèi)塑料冷卻定型的作用。冷卻系統(tǒng)是指模具中開設的水道系統(tǒng),它與外界水源連通,根據(jù)需要在模具中組成一個基
77、者多個水回路,水道中通入冷卻液,并使其不斷地循環(huán)流動,從而將模具里多余熱量帶到模具之外。最常用的冷卻液取自室溫下的水,因使用水最方便,成本最低。另外,冷卻液還有過冷水油等,分別用于要求模溫更低或稍高些的情況下。</p><p> 冷卻系統(tǒng)的設計原則如下: </p><p> 1、合理地進行冷卻水道總體布局;</p><p> 2、合理確定冷卻水道與型腔表壁的距
78、離;</p><p> 3、考慮模具材料的導熱性;</p><p> 4、應加強澆口的冷卻;</p><p> 5、控制冷卻水入口處的溫度差盡量小;</p><p> 6、應使冷卻水道中的水呈湍流狀態(tài)流動。</p><p> 除了上述幾項基本原則應遵循外,還應注意以下事項:</p><p&
79、gt; 1、避免在制品容易產(chǎn)生熔結(jié)痕的部位開設冷卻水道;</p><p> 2、設置密封圈以防止水流入型腔;</p><p> 3、當水道發(fā)生相貫時,應采取導流措施,使水沿一定方向連續(xù)流出,避開產(chǎn)生死水區(qū)。水道壁應加工光滑,并清除污垢方便,水道要定期清理,達到冷卻效果一致的目的;</p><p> 4、注塑機配備有調(diào)溫器,可控制回路中冷卻的溫度、壓力、流量和
80、速度。確定冷卻液的溫度時,還應根據(jù)周圍空氣溫度進行調(diào)整。同一副模具,在夏天基 冬天使用,調(diào)溫器提供的冷卻液的溫度應不一樣。</p><p> 5、對型腔、型芯均設計了螺旋式冷卻水路,使冷卻均勻和冷卻效率提高。</p><p> ?。ㄈ?、澆注系統(tǒng)設計</p><p> 澆注系統(tǒng)的組成:它們大都由主流道,分流道,澆口和冷料穴幾部分組成。</p>
81、<p><b> 1、主流道:</b></p><p> 主流道系指從注塑機噴嘴與模具接觸部位起,到分流道為止的這一段流道。主流道的軸線位置與噴嘴軸線的位置應一致。熔融塑料最先流經(jīng)主流道,所以主流道的作用是負責將塑料熔體輸往分流道去。</p><p><b> 2、分流道</b></p><p> 分
82、流道是介于主流道和澆口之間的一段流道,它開設在分型面上。分流道的作用是將主流道送來塑料分配后,輸往各個澆口,因而物料到分流道后即改變流動方向。在多腔模中分流道必不可少,而在單腔模中,有時則可省去分流道。</p><p><b> 3、澆口</b></p><p> 澆口是連續(xù)分流道與型腔之間的一段細短通道,它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀,位置和尺寸對制品的質(zhì)量
83、影響很大。澆口的主要作用有以下幾點:</p><p> (1)、調(diào)節(jié)控制充模速度。一般將澆口尺寸設計較小,熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時壓力增強而充模速度提高,同時產(chǎn)生的摩擦熱使熔體升溫,有助于充模。</p><p> (2)、起補縮和適時凝固澆口的作用。熔體充模后,首先在澆口處凝固,澆口如過小,則不能起補縮作用;過大,則注塑機螺桿抽回時腔內(nèi)熔體會向流道回流。</p><p
84、> (3)、使制品易于與澆注系統(tǒng)分離。流道到澆口后斷面變小還可使與制品斷離容易,留在制品上的澆口殘痕小,對保證制品外觀質(zhì)量有利。</p><p><b> 4、冷料穴</b></p><p> 由于注射成型呈周期性進行,從完成一模注射到再進行下一次注射的間歇時間里,噴嘴口部塑料與空氣接觸易形成冷料為,為了防止注射時冷料頭阻塞澆口或注入型腔而影響制品成型質(zhì)量
85、,一般在主流道的末端設置冷料穴,以裝納冷料頭。</p><p> 澆注系統(tǒng)的設計原則:</p><p> 1)、確保塑料充滿整個型腔;</p><p> 2)、保證塑料熔體流動平穩(wěn);</p><p> 3)、應盡量減短流程;</p><p> 4)、流道表壁的粗糙度要低;</p><p&g
86、t; 5)、防止制品變形和翹曲;</p><p> 6)、防止型芯變形和嵌件位移;</p><p> 7)、去除澆口應盡量方便,且不影響制品質(zhì)量;</p><p> 8)、合理設計冷料穴。</p><p> 此次設計采用熱流道澆注系統(tǒng),使塑料能夠較好充模并節(jié)約原料。</p><p><b> (四
87、)、型芯、型腔</b></p><p> 設計型芯時,同時設計有型芯鑲件,鑲件中螺旋槽,即為冷卻水路。因為聚乙烯有一定的腐蝕作用,所以型芯選擇的是模具鋼,型芯設計成形后,對塑件的收縮具有更好的確定作用。此模具設計的是2個型腔,在設計型腔時,主要考慮的是模具的收縮率。</p><p> 最后,此設計的花盆適用于室內(nèi)做為小的裝飾,當然允許插的花易少、小。</p>
88、<p><b> 結(jié)論</b></p><p> 隨著我國改革開放的不短深入,作為少、無切削加工的模具行業(yè)得到了飛速發(fā)展,社會上迫切需要各種模具設計師、模具技師等技術(shù)人才。</p><p> 注塑模具設計應用很廣,以上分別介紹的內(nèi)容都說明了設計過程和在設計過程中所設計的輔助零件。在此次設計中讓我有了人生一次重大突破,雖然學的不是模具專業(yè),但經(jīng)過這次的接
89、觸,讓我學到很多相關(guān)知識,為以后公司所需人才的要求墊定了基礎。</p><p><b> 參考文獻</b></p><p> 《模具設計》 趙偉閣 西安電子科技大學出版社</p><p> 《機械零件手冊》 周開勤 高等教育出版社</p><p> 《塑料模
90、具圖冊》 閻亞林 高等教育出版社</p><p> 《機械制圖》 劉力 高等教育出版社</p><p> 《塑料成型工藝及模具設計》 閻亞林 成都電子機械高等??茖W校</p><p><b> 致謝</b></p><p> 在論文即將完成之際,我的
91、心情不是抵達終點的欣喜,雖然這里面有我的辛勤付出,但是,由于經(jīng)驗的匱乏,難免有許多考慮不周全的地方。在課題設計的整個過程,以及畢業(yè)論文的寫作、修改和定稿過程中,得到了老師和同學們的熱心幫助。</p><p> 首先我要衷心的感謝*老師以及我公司的所有領(lǐng)導對我整個畢業(yè)設計由始至終地悉心督促指導,并提供了大量而又詳實的資料給我,使我從困惑迷茫的初期走向論文的順利完成,在完成論文的同時也深受啟發(fā)和教育,使我受益終生;
92、然后還要感謝進大學以來所有的老師們,為我打下機械和電氣專業(yè)知識的基礎;同時還要感謝我的同學和朋友們,正是因為有了你們的熱心幫助和鼓勵,使我有一個愉快而又嚴肅認真的學習和生活環(huán)境,這段日子成為我一生中美好的回憶。</p><p> 最后感謝機電系和我的母?!獂x三年來對我的大力栽培。</p><p> 總之,如果沒有你們我想圓滿完成這個設計是難以想象的,在這里請最后接受我最誠摯的謝意!
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