119-玩具車底座注塑模具設(shè)計(jì)【模具三維】,模具三維,119,玩具車,底座,注塑,模具設(shè)計(jì),模具,三維
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
題目:玩具車底座塑料注射模具的設(shè)計(jì)
玩具車底座塑料注射模具的設(shè)計(jì)
摘 要
模具在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中起著巨大的作用，有著極其廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。而注塑模在最近幾年的發(fā)展速度很快，在模具工業(yè)中占有很大的地位。因此，研究注塑模對(duì)了解塑料制品的生產(chǎn)過(guò)程和提高塑料制品的產(chǎn)品質(zhì)量都有很大的意義。此次設(shè)計(jì)中，通過(guò)對(duì)小車底座進(jìn)行成型工藝分析和模具設(shè)計(jì)，介紹了注塑模設(shè)計(jì)的基本過(guò)程。包括對(duì)塑件結(jié)構(gòu)的工藝性分析和使用材料的工藝性分析，在模具設(shè)計(jì)中，介紹了注塑機(jī)的選擇方法，澆口，冷料口、排氣槽等的設(shè)計(jì)，還詳細(xì)介紹了型腔數(shù)量確定的方法，分型面、側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、冷卻機(jī)構(gòu)等的設(shè)計(jì)原則。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，可以對(duì)注塑模的發(fā)展和設(shè)計(jì)方法有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)，能注意到設(shè)計(jì)過(guò)程中的細(xì)節(jié)問(wèn)題，了解模具結(jié)構(gòu)和工作原理。
關(guān)鍵詞：小車底座;成型工藝;模具設(shè)計(jì);注塑模
Abstract
Mold plays a huge role in modern industrial production, has a very wide range of applications. Injection molds quickly, the pace of development in recent years to account for a large position in the mold industry. Study injection molds for the plastics production process and improve the plastics product quality has a lot of sense .The design, toy playmobile base molding process and mold design, injection mold design process. Plastic structure analysis of the process and the use of materials, process analysis, mold design, introduced the design of the choice of method of injection molding machines, gate, cold discharge port, and exhaust ducts, and also gave details of the cavity to determine the number of methods, parting surfaces, lateral pulling mechanism, the design principles of the guiding mechanism of mold, mold release, institutions, cooling institutions. With this design, injection mold development and design methods can have a basic understanding of to notice the details in the design process to understand the mold structure and working principle.
Key words：Base of toys ;Molding process; Mold design; Injection mold
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1 緒論
1 緒論
1.1模具、模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的意義
模具是一種重要的工藝裝備，它主要作用是成型各種機(jī)械制造工業(yè)中的毛坯和零件。模具在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中起著巨大的作用，有著極其廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。例如：模鍛件、沖壓件等都是將金屬材料放入模具中，通過(guò)塑性變形加工出來(lái)的，而壓鑄件、粉末冶金件等則是在模具中充填通過(guò)加壓成型的，非金屬材料如塑料、陶塑等材料的制品大多數(shù)都是靠模具加工成型[17]。
模具加工在機(jī)械制造工業(yè)領(lǐng)域使用廣泛，主要是由于它有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
(1) 使用模具成型技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)少甚至無(wú)切削加工。少、無(wú)切削加工意味著能節(jié)約材料，減少加工步驟，對(duì)于機(jī)械工業(yè)的發(fā)展意義重大。
(2) 模具成型屬于低成本、低消耗、高效高精度的加工，所以模具成型有廣泛的應(yīng)用。根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，家電產(chǎn)品的80%以上都是利用模具制造零部件的，像手表、自行車這類的輕工業(yè)產(chǎn)品甚至達(dá)到了85%以上。
模具大體上可以分為金屬模具和塑料模具。金屬模具主要有：鑄造模（水龍頭，機(jī)器模板）、鍛造模（曲軸、連桿）、沖壓模（汽車車身覆蓋）、壓鑄模（汽缸體、手機(jī)殼）等。塑料模具主要有：注射成型模（電視機(jī)外殼）、吹氣模（飲料瓶）、壓縮成型模（電木開關(guān)）、熱成型模（透明成型包裝外殼）等。
1.2模具工業(yè)的發(fā)展方向
隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，尤其是電子工業(yè)以及汽車業(yè)的發(fā)展，模具在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性更加突出，模具工業(yè)有著廣泛的前景，同時(shí)也有了新的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的特征為：產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能越來(lái)越復(fù)雜；對(duì)表面粗糙度和加工尺寸精度的要求更高；對(duì)能夠耐摩擦、高溫等惡劣環(huán)境的產(chǎn)品的需求越來(lái)越多。鑒于現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的各方面都有所提高，現(xiàn)代工業(yè)對(duì)模具工業(yè)的要求也不斷提高，對(duì)模具的需求量加大，要求模具的種類更多、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、性能更優(yōu)良、精度更準(zhǔn)確、壽命更長(zhǎng)并能適應(yīng)更惡劣的工作環(huán)境。總的來(lái)說(shuō)，模具的發(fā)展趨勢(shì)主要是以下的幾個(gè)方面：
(1) 要求模具更精密、更高效、更長(zhǎng)壽
在20世紀(jì)60年代，精密件的尺寸公差要求為0.01~0.02，而到了70年代的時(shí)候，精密件的尺寸公差要求為0.001~0.0001.在當(dāng)代，有一些領(lǐng)域的精度已達(dá)到了0.2um，例如：大型棱鏡、光纖連接器等。所以說(shuō)，現(xiàn)代的模具要求有更高的
38
精度，更小的粗糙度。
現(xiàn)代的產(chǎn)品不斷的更新?lián)Q代，要滿足市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，所制造的模具必須是高效率的，高效模具主要是可以提高機(jī)床的生產(chǎn)率，顯然長(zhǎng)壽命對(duì)于高效也是至關(guān)重要的。
(2) 提高模具制造水平
只有提高了模具制造水平，才能獲得高質(zhì)量的模具?，F(xiàn)代模具的精度主要依靠各種數(shù)控機(jī)床、加工中心和精密加工機(jī)床來(lái)保證。
(3) 發(fā)展簡(jiǎn)易模具技術(shù)
工業(yè)中有70%是進(jìn)行多品種小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)，發(fā)展簡(jiǎn)易模具技術(shù)就是為了適應(yīng)這種生產(chǎn)模式。簡(jiǎn)易模具以為著低成本，短周期，可方便實(shí)現(xiàn)快速更新。通常制造簡(jiǎn)易模具的材料是鋁合金、鈹銅合金甚至是塑料等。
(4) 改善模具的鋼性能，研發(fā)新型的模具鋼種。
現(xiàn)代工業(yè)對(duì)模具的性能提出了更高的要求，要求模具具有高韌性、耐高溫耐腐蝕性等。傳統(tǒng)模具是經(jīng)過(guò)熱處理、表面處理等方式提高性能，這已經(jīng)很難滿足現(xiàn)代工業(yè)的要求。為制造更好的模具，應(yīng)提高熱處理、表面處理的工藝水平，同時(shí)研究開發(fā)出新型模具材料也是一項(xiàng)重要手段。
(5) 實(shí)現(xiàn)模具專業(yè)化生產(chǎn)
模具制造作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)不可或缺的一部分，應(yīng)該進(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn)，目前一些工業(yè)先進(jìn)的國(guó)家模具的專業(yè)化程度已經(jīng)達(dá)到了75%，?！獦I(yè)化生產(chǎn)可以使用更先進(jìn)的制造設(shè)備和工藝，同時(shí)也更利于新產(chǎn)品的研發(fā)[18]。
1.3模具工業(yè)在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著我國(guó)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的模具制造技術(shù)在最近幾年也發(fā)展迅速，中、低檔模具已經(jīng)能100%滿足國(guó)內(nèi)使用，甚至還有一些模具向美國(guó)、泰國(guó)、新加坡等國(guó)家出口。雖然我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展迅速，但因?yàn)槲覈?guó)工業(yè)總體起步較晚，模具工業(yè)在很多方面與發(fā)達(dá)國(guó)家還有很大的差距。例如：我國(guó)的模具制造中CAD/CAM技術(shù)普及率很低，一些精密加工設(shè)備相對(duì)缺乏，缺少一些先進(jìn)的模具加工技術(shù)，很多精密、復(fù)雜、高質(zhì)量的模具仍需要從國(guó)外進(jìn)口。根據(jù)有關(guān)資料顯示，目前我國(guó)的模具有60%左右時(shí)自己生產(chǎn)的，有40%靠從國(guó)外進(jìn)口[19]。
目前我國(guó)的模具制造業(yè)與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相比，主要有以下幾點(diǎn)的不足:
(1) 模具的精度低
一般國(guó)外的模具廠都有成套的模具設(shè)備，如數(shù)控電火花機(jī)床、CNC坐標(biāo)磨床等，這些設(shè)備可以很好的保證加工出來(lái)的模具的精度。我國(guó)目前的模具廠中，設(shè)備陳舊而且很多都不配套，數(shù)控機(jī)床的配置率低，新工藝采用較少等，這些原因?qū)е铝藝?guó)內(nèi)生產(chǎn)的模具精度比國(guó)外的低1~2級(jí)，而且生產(chǎn)的周期更長(zhǎng)。
(2) 模具的壽命短，材料利用率不高
國(guó)外為了提高模具的使用壽命，采用冶煉和熱處理等先進(jìn)的技術(shù)，國(guó)內(nèi)一般采用常規(guī)的熱處理方法，因此質(zhì)量較差，且材料的利用率低，一般只有60%。
(3) 管理水平差
由于工業(yè)起步晚，從事模具生產(chǎn)的專業(yè)人才缺乏，生產(chǎn)過(guò)程中缺乏科學(xué)的管理。
雖然以上的幾個(gè)問(wèn)題在我國(guó)的模具制造業(yè)中依然存在，但最近幾年也得到了很大的改善，我國(guó)的模具工業(yè)與國(guó)際先進(jìn)水平的差距也在逐漸縮小。很多以前只能依靠進(jìn)口的模具現(xiàn)在也可以在國(guó)內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)制造了。例如在以前，一汽、東風(fēng)等公司的汽車覆蓋件模具完全是靠進(jìn)口的，進(jìn)幾年，這些公司的一部分汽車覆蓋件已經(jīng)可以自己生產(chǎn)了，這說(shuō)明了我國(guó)的模具制造水平在不斷提高著，雖然總體仍遠(yuǎn)低于國(guó)際先進(jìn)水平，但我們相信我國(guó)的模具工業(yè)終有一天也將在國(guó)際市場(chǎng)上占有一席之地。
模具工業(yè)可以促進(jìn)工業(yè)總體水平的提高，而且可以獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，模具制造必將引起各個(gè)國(guó)家的高度重視。
1.4模具工業(yè)在國(guó)際上的水平
目前在模具制造技術(shù)上處于先進(jìn)水平的是德國(guó)、美國(guó)、加拿大、法國(guó)、日本、英國(guó)、意大利、西班牙、韓國(guó)等國(guó)家。這些國(guó)家的模具材料優(yōu)良，制造的模具能夠在強(qiáng)摩擦、高溫等惡劣環(huán)境下使用，模具精度高，制造模具的專業(yè)人才眾多，很早就實(shí)現(xiàn)大規(guī)模模具專業(yè)化生產(chǎn)，大范圍使用數(shù)控設(shè)備，成熟應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)[20]。
1.5 本課題研究的意義
我研究的課題名稱是玩具車底座塑料注射模具的設(shè)計(jì)，將采用注塑成型的方式。使用塑料模具生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)加工的成本低，制造簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高。為了能夠設(shè)計(jì)出更加節(jié)約成本和提高生產(chǎn)效率的模具，就要不斷的嘗試新的材料和技術(shù)，我國(guó)的注塑模具生產(chǎn)還有很長(zhǎng)的一段路要走，所小車車底座的注塑模具設(shè)計(jì)將有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。通過(guò)對(duì)它的研究可以帶動(dòng)和促進(jìn)相關(guān)塑件產(chǎn)品件注塑成形技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，也將產(chǎn)生很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
2 注塑件的設(shè)計(jì)
2 注塑件的設(shè)計(jì)
2.1功能設(shè)計(jì)
功能設(shè)計(jì)是要求塑件應(yīng)具有滿足使用目的功能,并達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo)。該塑件是玩具車產(chǎn)品,承受外力的幾率不大,如沖擊載荷,振動(dòng),摩擦等情況比較少；塑件的工作溫度是室溫,這使得在材料選擇時(shí)對(duì)熱變形溫度,脆化溫度,分解溫度的要求降低；作為一種玩具零件,生產(chǎn)批量應(yīng)該是大批大量生產(chǎn),這樣,就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命,在材料的選擇時(shí)要綜合各種因素。此外，對(duì)澆口的選擇要考慮到該塑件對(duì)外觀的要求。
2.2材料選擇
通過(guò)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析，結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程，比較各種材料的性能，最終材料選擇為熱塑性塑料中的ABS（苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚物）。根據(jù)《模具結(jié)構(gòu)型式與應(yīng)用手冊(cè)》（機(jī)械工業(yè)出版社）介紹，ABS綜合性能較好，力學(xué)性能，抗沖擊力強(qiáng)，不易變形，易于加工成型，適于制作一般的機(jī)械零件、傳動(dòng)零件和減摩耐磨零件。
2.2.1 ABS的基本性能指標(biāo)
表 2.1 ABS熱物理性能
密度(g/ cm3)
1.03~1．07
比熱容(J·kg-1K-1)
1255~1674
導(dǎo)熱系數(shù)
(W·m-1·K-1×10-2)
13.8~31.2
線膨脹系數(shù)
(10-5K-1)
5.8~8.6
滯流溫度(°C)
130
計(jì)算收縮率
0.3~0.8
注射壓力/MPa
60~100
成型周期/S
50~220
表 2.2 ABS力學(xué)性能
屈服強(qiáng)度（MPa）
50
抗拉強(qiáng)度(MPa)
38
斷裂伸長(zhǎng)率(﹪)
35
拉伸彈性模量(GPa)
1.8
抗彎強(qiáng)度(MPa)
80
彎曲彈性模量(GPa)
1.4
抗壓強(qiáng)度(MPa)
53
抗剪強(qiáng)度(MPa)
24
2.2.2 ABS的優(yōu)點(diǎn)
(1) 綜合性能良好，抗沖擊性強(qiáng)、力學(xué)強(qiáng)度高，對(duì)低溫不性感。
(2) 耐腐蝕性、耐磨型、耐水性、耐化學(xué)性均為良好。
(3) 水、無(wú)機(jī)鹽、堿、酸等對(duì)ABS幾乎無(wú)影響。
(4) 尺寸穩(wěn)定，易于成型和機(jī)械加工，不易變形。
2.2.3ABS的成型性能
（1）吸濕性強(qiáng)，要求含水量小于0.3％，應(yīng)充分干燥。
（2）流動(dòng)性能中等，溢邊料在0.04mm左右。
（3）比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫。一般用螺旋式注塑機(jī)時(shí)料溫為 180~200°C，注射壓力為 60~100 MPa。
（4）易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)斜流阻力，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)料口位置。
（5）ABS升溫時(shí)粘度增高，塑料上的脫模斜度應(yīng)取稍大，宜取1 °以上。
（6）在一般的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響很小。
2.2.4ABS成型塑件的主要缺陷及解決措施
主要缺陷：成型時(shí)易出現(xiàn)缺料、氣孔、飛邊、熔接痕等情況，材料不耐高溫，熱變形溫度為93°C左右，且在紫外線照射下易變硬變脆。
解決措施：加大主流道、澆口、分流道、增大注射壓力且提高模具預(yù)熱溫度。
2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu)對(duì)成型工藝方法的適應(yīng)性.在塑料生產(chǎn)過(guò)程中，一面成型會(huì)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)，形狀、尺寸精度等諸方面提出要求，以便降低模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和制造難度，保證生產(chǎn)出價(jià)廉物美的產(chǎn)品；另一方面，模具設(shè)計(jì)者通過(guò)對(duì)給定塑件的構(gòu)工藝性進(jìn)行分析，弄清塑件生產(chǎn)的難點(diǎn)，為模具設(shè)計(jì)和制造提供依據(jù)。玩具車車底座的二維零件圖、三維實(shí)體如圖2.1與2.2所示。
圖2.1玩具車底座三維圖
(此處插入二維圖)
圖2.2 玩具車底座二維圖
2.3.1尺寸精度
(1) 尺寸精度的選擇；塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)，然而，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，以便降低模具的加工難度和制造成本。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，該塑件是一般玩具零件，所以精度要求為一般精度即可，但是由于要塑件中有許多通孔，所以應(yīng)該對(duì)通孔精度要求高些，對(duì)其要有公差配合要求，應(yīng)選擇高精度。根據(jù)精度等級(jí)選用表，ABS的高精度為2級(jí)，一般精度為3級(jí)。根據(jù)塑件尺寸公差表，在公稱尺寸在100-120范圍內(nèi)，取MT2B級(jí)的公差數(shù)值為0.52 mm，MT3B級(jí)的公差數(shù)值為0.78 mm。
(2) 尺寸精度的組成及影響因素；制品尺寸誤差構(gòu)成為：
=+++ （2.1）
式中 ——制件總的成型誤差；
——塑料收縮率波動(dòng)所引起的誤差；
——模具成型零件制造精度所引起的誤差；
——模具磨損后所引起的誤差；
——模具安裝，配合間隙引起的誤差；
影響塑料制品尺寸精度的因素比較復(fù)雜，歸納有以下三個(gè)方面:
(1) 模具—— 模具各部分的制造精度是影響制件尺寸精度重要的因素。
(2) 塑料材料—— 主要是收縮率的影響，收縮率大的尺寸精度誤差就大。
(3) 成型工藝—— 成型工藝條件的變化直接造成材料的收縮，從而影響尺寸精度。
2.3.2塑件的表面質(zhì)量
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(wèn)題。塑件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標(biāo)，包括缺料，溢料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個(gè)等級(jí)。該塑件要求對(duì)型腔拋光，所以對(duì)粗糙度的要求比較高，查表得ABS拋光后順紋路方向的表面粗糙度為0.02m，垂直紋路方向的表面粗糙度為0.26m。
3 注塑成型的準(zhǔn)備
3 注塑成型的準(zhǔn)備
3.1概述
通過(guò)上述對(duì)玩具車底座零件的工藝性分析，以及對(duì)已選擇的ABS材料性能的介紹，可以確定出此塑件需要采用注塑模加工生產(chǎn)，選擇的制造機(jī)器為注射成型機(jī)。
首先做一下基本概念的介紹：
（1）合模：注射成型機(jī)與塑料成型模具配合的過(guò)程
（2）注射成型模具：制作注塑件所使用的成型模具
注射成型模具主要由以下6部分組成：
（1）支撐件，定、動(dòng)模座和墊板與墊塊；
（2）抽芯與分型機(jī)構(gòu)；
（3）定位與導(dǎo)向件；
（4）脫模機(jī)構(gòu)；
（5）注射系統(tǒng)；
（6）型件，即凸模與凹模。
3.2注塑成型工藝條件
(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。
(2) 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)性好的料，保壓力應(yīng)該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓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。
(3) 時(shí)間；完成一次注塑成型過(guò)程所需要的時(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20~120秒，冷卻時(shí)間一般為30~120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)）。
3.3注塑機(jī)的選擇
3.3.1注塑機(jī)簡(jiǎn)介
注塑機(jī)的分類方式很多,目前尚未形成完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分類方法.常用的說(shuō)法有:
(1) 按設(shè)備外形特征分類:臥式,立式,直角式,多工位注塑機(jī)；
(2) 按加工能力分類:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑機(jī)。
此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類,但日常生活中用的較少。
3.3.2注塑機(jī)基本參數(shù)
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)。
(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,反映了注塑機(jī)的加工能力。
(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。
(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3.1所示。
表3.1 注射量與注射時(shí)間的關(guān)系
注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000
注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000
注射時(shí)間/S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5
(4) 塑化能力；單位時(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。
(5) 鎖模力；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。
(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。
(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。
(8) 空循環(huán)時(shí)間；在沒(méi)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。
3.3.3選擇注塑機(jī)
(1) 由公稱注射量選定注射機(jī)
由注射量選定注射機(jī)。由PRO/E建模分析，如下圖所示得（材料密度?。?
總體積V=6.7cm；
總質(zhì)量M=7.04g；
流道凝料V’=0.5V (流道凝料的體積(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小)；
實(shí)際注射量為:V實(shí)=6.7×2.5=16.75cm；
實(shí)際注射質(zhì)量為M實(shí)=2.5M=7.04×2.5=17.6g；
根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱注射量原則, 即：
0.8V公≧ V實(shí) （3.1）
V= V/0.8
=16.75÷0.8
=21cm；
（2）由鎖模力選定注射機(jī)
FF=A·P （3.2）
=2×（1+0.2）××30×10
= 288（KN）
式中 F注射機(jī)的鎖模力（N）；
A塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和；P型腔壓力2，取P=30MP ；
結(jié)合上面兩項(xiàng)的計(jì)算，初步確定注塑機(jī)為表3.2示，查國(guó)產(chǎn)注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表取再根據(jù)工藝參數(shù)（主要是注射壓力），綜合考慮各種因素，選定注射機(jī)為海天80XB。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為：
表3.2 參數(shù)表
HTF海天注塑機(jī)技術(shù)參數(shù)
參數(shù)
單位
80×B
螺桿直徑
mm
34
理論注射容量
cm3
300
注射重量PS
g
165
注射壓力
Mpa
150
注射行程
mm
120
螺桿轉(zhuǎn)速
r/min
0~240
料筒加熱功率
KW
5.7
鎖模力
KN
800
拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)
mm
365*365
允許最大模具厚度
mm
360
允許最小模具厚度
mm
150
移模行程
mm
310
移模開距(最大)
mm
670
液壓頂出行程
mm
100
液壓頂出力
KN
33
液壓頂出桿數(shù)量
PC
5
油泵電動(dòng)機(jī)功率
KW
11
油箱容積
l
200
機(jī)器尺寸(長(zhǎng)×寬×高)
m
4.3×1.25×1.8
機(jī)器重量
t
3.45
最小模具尺寸(長(zhǎng)×寬)
mm
240*240
3.4注射機(jī)的校核
3.4.1注射量的校核
模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。校核公式為：
（4.1）
式中 --型腔數(shù)量；
--單個(gè)塑件的質(zhì)量（）；
--澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量（）；
本設(shè)計(jì)中：n=2 24.722 =5.3
M=2x7.04 +0.5x7.04=17.05g<165x0.8
注:塑機(jī)額定注塑量為165g
注射量符合要求
3.4.2塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核
注射成型時(shí)塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。如果這一數(shù)值超過(guò)了注射機(jī)所允許的最大成型面積，則成型過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，必須滿足以下關(guān)系。
（4.2）
式中 n --型腔數(shù)目；
--單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積；
--澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積n=2；
=4000；
= 779；
=4000x2+779=8779
注射成型時(shí)為了可靠的鎖模，應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力。即：
（）P
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