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分類(lèi)號(hào)：
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題 目 皮帶輪注塑模具的設(shè)計(jì)
I
摘要：隨著高性能工程塑料的不斷發(fā)展，各種塑料制品行業(yè)，該行業(yè)需要繼續(xù)增長(zhǎng)，注射成型工藝越來(lái)越多地用于成形制造的產(chǎn)品的各種性能要求。注塑模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量，對(duì)注塑機(jī)的生產(chǎn)效率直接影響成型，產(chǎn)品的質(zhì)量和成本。模具可以是一個(gè)很好的注射成型上百萬(wàn)次，因?yàn)槠漭^長(zhǎng)的壽命，在另一方面，降低了塑件的成型和模具成本，作為一個(gè)結(jié)果，一個(gè)好的更換，維修少，從而提高生產(chǎn)效率。為了滿足日益增長(zhǎng)的工業(yè)需求和生活質(zhì)量的需要，應(yīng)繼續(xù)研究和開(kāi)發(fā)，已被設(shè)計(jì)來(lái)提高注塑模具的性能，滿足各行各業(yè)的需求。
在本設(shè)計(jì)中，通過(guò)對(duì)皮帶輪，CAD模具設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)利用包括凸，凹模的設(shè)計(jì)，頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，注射機(jī)的選擇和校核，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，模具及其他工作選擇。在本設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了以成形件的凸，凹模的設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計(jì)的靈魂和冷卻設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接影響著塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率[ 1 ]。因此，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)工作的關(guān)鍵。同時(shí)，模具溫度對(duì)塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率有著直接的影響，對(duì)模具的凝固時(shí)間和收縮應(yīng)力，模具溫度的控制直接影響，從而影響模具和塑料件質(zhì)量的成型周期，和表面粗糙度。凸，凹模尺寸，澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，我們首先學(xué)習(xí)了解當(dāng)前的形勢(shì)和發(fā)展情況，中國(guó)塑料模具結(jié)構(gòu)和成型工藝的模具及注塑模具設(shè)計(jì)的基本原理。
關(guān)鍵詞：皮帶輪；注射模；設(shè)計(jì)；PB
Abstract: with the development of high performance engineering plastics, plastic products industry, the industry needs to continue to grow, the injection molding process is more and more used in various performance requirements for manufacturing products. The quality of injection mold design, injection molding machine for the production efficiency directly affects the forming, quality and cost of products. The mold can be a very good injection molding millions of times, because of its long life, on the other hand, reduces the cost of molding and mold plastic parts, as a result, a good replacement, repair, so as to improve the production efficiency. In order to meet the growing needs of the industry and the quality of life needs, should continue to research and development, has been designed to improve the performance of the plastic injection mold, to meet the needs of all walks of life.
In this design, the cover plate, the design and development of CAD die comprises a convex, concave mold design, the ejection mechanism design, selection and optimization of injection machine, the design of gating system, cooling system design, mold and other work. In this design, designed to focus on forming the convex, concave die design, gating system, cooling system. The gating system is the soul of the mold design and cooling design, the design of gating system directly affects the plastic parts molding quality and production efficiency [1]. Therefore, the design of gating system of injection mold design is the key work. At the same time, the mold temperature has a direct impact on the quality of plastic parts and production efficiency, solidification time and shrinkage stress of die and mold temperature control of a direct impact, thus affecting the molding cycle of molds and plastic parts quality, and surface roughness. The size of the convex die size, focus on design and system structure design of gating system and cooling system. Through this design, we first learn to understand the situation and the current development situation, basic principle of injection mold and die design Chinese plastic mould structure and injection molding process.
Keywords:cover; injection mould; design; PA
II
目 錄
第1章 緒論 3
1.1蓬勃發(fā)展的模具工業(yè) 3
1.2塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀和技術(shù)的主要發(fā)展方向 4
第2章 皮帶輪塑料模工藝設(shè)計(jì) 8
2.1皮帶輪塑件的工藝分析 8
2.1.1塑料材料的性能及基本成型工藝參數(shù) 8
2.1.2皮帶輪塑料的選材 8
2.2注射成型基本過(guò)程 9
2.3皮帶輪的設(shè)計(jì)件 11
第3章 注射機(jī)的選擇和校核 12
3.1注射機(jī)規(guī)格的選擇 12
3.2注射機(jī)的校核 12
3.2.1注射機(jī)注射容量的校核 12
3.2.2注射機(jī)注射壓力的校核 13
3.2.3注射機(jī)鎖模力的校核 13
3.2.4注射機(jī)模具厚度校核注射機(jī)模具厚度校核 14
3.2.5注射機(jī)最大開(kāi)模行程校核 14
3.3確定型腔數(shù)目和分模面的選擇 14
3.3.1確定型腔數(shù)目 14
3.3.2分模面的選擇 14
第4章 澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16
4.1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16
4.1.1主流道的設(shè)計(jì) 16
4.1.2分流道的設(shè)計(jì) 16
4.1.3澆口設(shè)計(jì) 17
4.1.5澆注系統(tǒng)的平衡 18
4.2排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18
4.3冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18
4.3.1設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的必要性 18
4.3.2冷卻系統(tǒng)尺寸計(jì)算 19
4.4 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 20
4.4.1 型腔數(shù)目的確定 20
4.4.2 型腔的排列 22
第5章 成型零件設(shè)計(jì) 23
5.1 模具型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23
5.2 成型零件的尺寸確定 24
第6章 其他零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26
6.1脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 26
6.1.1脫模機(jī)構(gòu)的分類(lèi) 26
6.1.2脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 26
6.2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 26
6.2.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 26
6.2.2導(dǎo)柱的外形尺寸計(jì)算 27
6.2.3導(dǎo)向孔的設(shè)計(jì) 27
6.2.4導(dǎo)柱的數(shù)量和布置 28
6.3定位圈 28
6.3.1定位圈的定義 28
6.3.2導(dǎo)柱的數(shù)量和布置 28
6.4主流道襯套 28
6.5其他結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì) 28
第7章 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)校核 31
7.1模具閉合高度的確定 31
7.2注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 31
7.3模具安裝和試模 31
結(jié) 論 33
參考文獻(xiàn) 34
致 謝 35
第1章 緒論
1.1蓬勃發(fā)展的模具工業(yè)
塑料模具是在一個(gè)特定的形狀具有一定形狀和尺寸的塑料工具形狀。塑料模具塑料制品和易于使用的生產(chǎn)，外觀要求的運(yùn)行質(zhì)量，對(duì)模具的各方面的物理性能有顯著的影響，并應(yīng)滿足要求，效率高，操作方便，結(jié)構(gòu)合理，制造容易，成本低。在一個(gè)合理、高效的設(shè)備現(xiàn)代塑料加工技術(shù)，先進(jìn)的模具是必不可少的三個(gè)重要因素。尤其是塑性加工技術(shù)的塑料模具，對(duì)備件的需求和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)所需的一個(gè)很重要的角色。因此，塑料模具制造也提出了更高的要求。因此，不停地促進(jìn)模具的開(kāi)發(fā)。
模具工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)水平。隨著中國(guó)加入“WTO”加快腳步不停。”中國(guó)模具行業(yè)入世”將產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響，經(jīng)濟(jì)全球化的勢(shì)頭越來(lái)越明顯，與世界許多知名公司的持續(xù)變革，國(guó)內(nèi)和國(guó)際市場(chǎng)的進(jìn)一步的今天，該行業(yè)將經(jīng)歷一個(gè)巨大的影響，競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈。在這樣一個(gè)艱難的行業(yè)背景，通過(guò)對(duì)中國(guó)的模具制造水平不停止改革，我們的技術(shù)人員創(chuàng)新有了很大的提高，大型，復(fù)雜，精密，上一個(gè)新臺(tái)階、效率高、壽命長(zhǎng)的模具。
塑料成型塑料制品已成為產(chǎn)品的實(shí)際價(jià)值的重要組成部分。工作人員已超過(guò)40種的塑料成型方法。其中最重要的是，注塑，擠出，吹塑和壓制。他們占了近85%，塑料成型；注射特別突出，超過(guò)塑料成型30%會(huì)計(jì)。注射成型的熱塑性塑料的成型方法，幾乎所有的熱塑性塑料可以用這種方法成型，部分熱固性塑料也可用于注射成型。
從20世紀(jì)80年代早期的第二十世紀(jì)80年代開(kāi)始，發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具工業(yè)已從機(jī)床產(chǎn)業(yè)中分離出來(lái)，和一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門(mén)的發(fā)展，其產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)的價(jià)值。然后，隨著模具技術(shù)的發(fā)展，模具行業(yè)也被廣泛用于航空航天，汽車(chē)，電子，儀器儀表，輕工，塑料制品，日用品等工業(yè)部門(mén)。在發(fā)達(dá)國(guó)家，人們認(rèn)為，沒(méi)有死亡，沒(méi)有高質(zhì)量的產(chǎn)品。模具享受“重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)”；“一個(gè)企業(yè)的心“；”的美譽(yù)，富裕的社會(huì)的一種力量”。改革開(kāi)放以來(lái)，在中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展也很迅速。近年來(lái)，15%的年增長(zhǎng)率快速發(fā)展。模具企業(yè)如竹筍春雨，快速啟動(dòng)后，發(fā)展。
隨著模具工業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，中國(guó)的模具技術(shù)水平較高，可以做成很大，反映現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)與制造水平的精密模具，模具的部分已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。雖然中國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，對(duì)模具的部分已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但無(wú)論是數(shù)量和質(zhì)量還不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，大型，精密，復(fù)雜模具仍需要每年進(jìn)口1000000000美元。為了減少模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距，模具在中國(guó)正朝著大型，精密，復(fù)雜模具的開(kāi)發(fā)；加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；推廣CAD／CAM／CAE技術(shù)的發(fā)展。
1.2塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀和技術(shù)的主要發(fā)展方向
（1）現(xiàn)狀
塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，在我國(guó)起步比較晚，但是，發(fā)展非常迅速，特別是近幾年來(lái)，無(wú)論在質(zhì)量上有了很大的發(fā)展，技術(shù)和制造能力，取得了巨大的成就。中國(guó)30年的發(fā)展歷程，過(guò)去90年在海外的塑料模具的發(fā)展，現(xiàn)在有相當(dāng)規(guī)模。1987我有塑料產(chǎn)量已達(dá)2970000噸，居世界第五位?，F(xiàn)在，中國(guó)的塑料工業(yè)已形成完整的具有相當(dāng)規(guī)模，設(shè)計(jì)系統(tǒng)，塑料模具的設(shè)計(jì)和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)，CAPA技術(shù)具有相應(yīng)的。塑料生產(chǎn)，加工，塑料機(jī)械及設(shè)備。模具工業(yè)以及科研等，都已發(fā)展都了一定規(guī)模。
近年來(lái)，在中國(guó)塑料模具已取得了很大的進(jìn)步，大型，復(fù)雜，高效、長(zhǎng)壽命的模具和一個(gè)新的水平，尤其是在高技術(shù)應(yīng)用的廣度和深度，性能的幾個(gè)方面列舉如下：
（1）的CAD／CAM／CAE技術(shù)的廣泛應(yīng)用，特別是處理，計(jì)算機(jī)建模，通過(guò)數(shù)控機(jī)床編程與加工一直是主要的方法，CAE軟件也得到了廣泛的應(yīng)用，提高設(shè)計(jì)水平。
（2）和熱流道技術(shù)的推廣應(yīng)用，爭(zhēng)取進(jìn)一步提高，加熱裝置的通道，自制的熱噴嘴和熱噴嘴的介紹已經(jīng)應(yīng)用，有的已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
（3）氣體輔助注射技術(shù)已應(yīng)用，許多廠家都采用此技術(shù)，如熊貓公司開(kāi)發(fā)的氣輔模具，用C型分析軟件進(jìn)行氣輔模具研制成功。
（4）高質(zhì)量的塑料模具鋼的應(yīng)用，注塑模具現(xiàn)在少采用45鋼，P20鋼廣泛應(yīng)用，大大提高了使用壽命和表面光潔度。
（5）抽芯機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，許多制造商設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)新穎，易于脫模，脫模機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，具有創(chuàng)新意識(shí)，并解決了很多難題之前釋放但與發(fā)達(dá)國(guó)家。
（6）精密，大型，復(fù)雜，模具制造水平高的生活有了很大的提高。的尺寸精度高，模具零件需要互換，塑料模具的復(fù)雜形狀的零件，由于技術(shù)的CAD三維注塑成型計(jì)算機(jī)模擬使用，氣輔技術(shù)先進(jìn)的方式，使模具已達(dá)到國(guó)外同類(lèi)模具的水平。模具的壽命已達(dá)到1000000或更高。
中國(guó)的模具行業(yè)在“九五”期間盡管發(fā)展迅速，但與一些快速發(fā)展的國(guó)家，目前在我國(guó)仍然是一個(gè)相當(dāng)大的差距。據(jù)統(tǒng)計(jì)，CAD，CAE應(yīng)用，發(fā)達(dá)國(guó)家比中國(guó)高得多，而應(yīng)用程度，中國(guó)都遠(yuǎn)低于香港，臺(tái)灣。特別是在流程軟件和很酷的軟件，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)普及，中國(guó)才剛剛開(kāi)始。大的差異，感覺(jué)。在模具標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)件模具方面，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)流行，并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，以及中國(guó)大陸的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。在發(fā)達(dá)國(guó)家中管技術(shù)已經(jīng)熱流道和熱的大量使用，并形成了一系列的標(biāo)準(zhǔn)和。但在中國(guó)大陸，70年代開(kāi)始研究到目前為止沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)。
在發(fā)達(dá)國(guó)家，塑料模具工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)小、專(zhuān)業(yè)化方向發(fā)展；向技術(shù)密集型發(fā)展；高技術(shù)和高技術(shù)相結(jié)合；生產(chǎn)規(guī)模小而見(jiàn)長(zhǎng)的專(zhuān)業(yè)和靈活的組合。而在中國(guó)大陸則剛好相反。獨(dú)立的模具廠生存；屬于勞動(dòng)密集型企業(yè)；有一種傾向，忽略高技能；大而全的；沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的和靈活的組合規(guī)劃。和大型，精密，復(fù)雜，長(zhǎng)壽命模具產(chǎn)需矛盾仍然十分突出，高檔模具進(jìn)口比例超過(guò)40%，和一些模具有盈余。
（2）發(fā)展趨勢(shì)
隨著人類(lèi)社會(huì)的不斷進(jìn)步不斷發(fā)展和高新技術(shù)，人們對(duì)產(chǎn)品的要求越來(lái)越高，這促使我們必須大力發(fā)展模具設(shè)計(jì)技術(shù)。塑料模具的設(shè)計(jì)技術(shù)的世界也給予了高度重視，投入了大量的研究和開(kāi)發(fā)。在塑料模具的未來(lái)主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)：
①在模具設(shè)計(jì)制造中全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)
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，CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。
②注射模CAD的實(shí)用化
塑料模Mold——Flow或C——Flow軟件和塑料模Mold——Cool或C——Cool軟件已經(jīng)商品化，注射模CAD正向?qū)嵱没较蜻~進(jìn)。我國(guó)政府對(duì)注射模CAD實(shí)用化進(jìn)程也十分重視。專(zhuān)門(mén)組織了“八五”國(guó)家重點(diǎn)技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目“注射模CAD/CAM/CAE集成系統(tǒng)研究”。目前，美國(guó)PSP公司的IMES專(zhuān)家系統(tǒng)，能幫助模具設(shè)計(jì)人員用專(zhuān)家的知識(shí)解決注射模的問(wèn)題。
③塑料模專(zhuān)用材料研究和開(kāi)發(fā)
目前，塑料模鋼擁有的類(lèi)型有：基本型、預(yù)硬化型、時(shí)效硬化型、熱處理硬化型、馬氏體時(shí)效鋼和粉末冶金模具鋼等鋼種。在“八五”期間，國(guó)家也組織了諸多鋼鐵廠單位大力研究和開(kāi)發(fā)塑料模專(zhuān)用系列鋼，這將進(jìn)一步擴(kuò)大和完善塑料模鋼材。
④塑料模加工程控化
機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的密切結(jié)合，日益更多地采用數(shù)控?cái)?shù)顯、計(jì)算機(jī)程序控制的加工方法，實(shí)現(xiàn)高層次、多工位加工，使塑料模在質(zhì)量上、效率上產(chǎn)生一個(gè)新的飛躍。⑤模具研磨拋光自動(dòng)化、智能化
模具表面的光整加工是模具加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響,我國(guó)目前仍以手工研磨拋光為主,不僅效率低（約占整個(gè)模具周期的1/3),且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,質(zhì)量不穩(wěn)定,制約了我國(guó)模具加工向更高層次發(fā)展。因此,研究拋光自動(dòng)化、智能化是重要的發(fā)展趨勢(shì)。日本已研制了數(shù)控研磨機(jī),可實(shí)現(xiàn)三維曲面模具的自動(dòng)化研磨拋光。
模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活的新技術(shù)不斷取得新的進(jìn)展和突破，不斷發(fā)展的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，帶動(dòng)更多的工業(yè)產(chǎn)品和多品種，小批量，高質(zhì)量，低成本的方向，是多種產(chǎn)品的模具制造的關(guān)鍵工藝設(shè)備的要求越來(lái)越高，模具將有以下發(fā)展勢(shì)頭：
1模具CAD／CAM／CAE技術(shù)將越來(lái)越深入人心，發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。CAD／CAM／CAE網(wǎng)絡(luò)將開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上的整合統(tǒng)一，兼容性和專(zhuān)業(yè)。CAD／CAM軟件，智能對(duì)象，基于制造的特點(diǎn)，將得到長(zhǎng)足的進(jìn)步。模具三維分析更清晰的重要性。國(guó)產(chǎn)CAXA軟件系統(tǒng)，功能和造血干細(xì)胞的系統(tǒng)和z-molo軟件將繼續(xù)改進(jìn)和完善水平。
2模具的精度將越來(lái)越高，越來(lái)越多，現(xiàn)在模具的精度已達(dá)到2 ~ 3毫米，長(zhǎng)1毫米的精密模具將上市。作為微觀和精度要求的不斷提高，超精密加工的需要發(fā)展。另一方面，由于成型零件越來(lái)越多的多腔模具和要求，開(kāi)發(fā)和有效利用，將需要大規(guī)模的。
3隨著熱流道技術(shù)的日漸推廣應(yīng)用，熱流道模具塑料模具中的比重將逐步提高，為模具熱流道技術(shù)可以提高生產(chǎn)力和零部件，原材料的質(zhì)量，并可大大減少工件，所以熱流道技術(shù)的應(yīng)用將得到快速發(fā)展，將逐漸增加比例。
4，不斷完善和發(fā)展的塑性成形工藝，氣輔模具及適應(yīng)模具壓注射成型技術(shù)和發(fā)展?？梢愿纳仆庥^和氣體輔助注射成型技術(shù)的內(nèi)在質(zhì)量的塑料部件。與注射壓力低，變形小，節(jié)約原材料，提高了生產(chǎn)效率，大大降低了成本優(yōu)勢(shì)從等等。高壓噴射可以減少樹(shù)脂的收縮，提高了塑件的尺寸穩(wěn)定性，提高其精度。
5經(jīng)濟(jì)快速模具技術(shù)具有廣闊的前景，在快速原型（RP）的快速模具制造（RT）的出色表現(xiàn)。在第二十一世紀(jì)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比重將達(dá)到75%。模具的生產(chǎn)周期將越來(lái)越短，成本會(huì)相應(yīng)降低。精度和RP + RT壽命能滿足生產(chǎn)的要求成為國(guó)內(nèi)和國(guó)際的RPM行業(yè)使用大力發(fā)生的領(lǐng)域，大力快速模具制造（RTM）的發(fā)展，一些新的快速成型方法的出現(xiàn)，RPM是電腦，激光，光學(xué)掃描，新的先進(jìn)材料，計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD），計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM），數(shù)值控制（CNC）高新技術(shù)的應(yīng)用。它可以用來(lái)直接或間接快速模具。快速模具制造技術(shù)以滿足市場(chǎng)的需求，將呈現(xiàn)多元化的發(fā)展勢(shì)頭。
6模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將更加廣泛。模具標(biāo)準(zhǔn)件不僅可以縮短成型周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，因此模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將更加廣泛，在模具市場(chǎng)將成為一個(gè)非?；钴S和迅速發(fā)展的產(chǎn)品。
模具開(kāi)發(fā)7三維掃描儀和高速，逆向工程技術(shù)已成為模具制造，信息傳輸方便，模具CAD／CAM是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
8高性能模具鋼的消費(fèi)也在快速增長(zhǎng)，因?yàn)楦嗟哪＞咪摰囊蟾?，為發(fā)展高強(qiáng)度，高硬度的迫切需要，高耐磨性，機(jī)械加工，熱處理，模具材料性能的導(dǎo)熱系數(shù)，并得到廣泛的應(yīng)用。如各種軌道型材模具，塑料，PVC。
隨著塑料鋼的進(jìn)一步發(fā)展，塑料模具將繼續(xù)加大發(fā)展步伐的比例將高于死亡。模具的要求也越來(lái)越高，市場(chǎng)份額將逐步擴(kuò)大高檔模具。
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第2章 皮帶輪塑料模工藝設(shè)計(jì)
2.1皮帶輪塑件的工藝分析
2.1.1塑料材料的性能及基本成型工藝參數(shù)
塑料是在室溫下為高分子聚合物的高彈態(tài)。這是樹(shù)脂（聚合物）為主要成分，改善其加工性能的添加劑的使用性能，在一定的溫度，壓力，溶劑的影響，模具可成型為一定形狀和塑料零件的尺寸，并能保持一類(lèi)的材料，在正常的溫度和壓力，在形式的多樣性，并具有不同的性能不同的塑料。塑料一般具有重量輕，低密度的優(yōu)點(diǎn)，比強(qiáng)度高，電，熱，聲和優(yōu)良的絕緣性能，耐腐蝕性能和光學(xué)性能強(qiáng)，耐磨性強(qiáng)，優(yōu)秀的。塑料成型過(guò)程中在許多方面的性能特點(diǎn)，一些操作相關(guān)，一些特性直接影響成型方法及工藝參數(shù)的選擇。熱塑性塑料，成型工藝參數(shù)包括收縮期，流動(dòng)性，相容性，吸濕性和熱靈敏度和熱力學(xué)性質(zhì)，結(jié)晶度和取向
2.1.2皮帶輪塑料的選材
塑料材料是根據(jù)材料的選擇和使用，尼龍（Nylon），又翻譯為耐綸。英文名稱Polyamide（簡(jiǎn)稱PA），是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)—[NHCO]—的熱塑性樹(shù)脂總稱。包括脂肪族PA，脂肪—芳香族PA和芳香族PA。其中，脂肪族PA品種多，產(chǎn)量大，應(yīng)用廣泛，其命名由合成單體具體的碳原子數(shù)而定。尼龍是美國(guó)杰出的科學(xué)家卡羅瑟斯(Carothers)及其領(lǐng)導(dǎo)下的一個(gè)科研小組研制出來(lái)的，是世界上出現(xiàn)的第一種合成纖維。尼龍的出現(xiàn)使紡織品的面貌煥然一新，它的合成是合成纖維工業(yè)的重大突破，同時(shí)也是高分子化學(xué)的一個(gè)重要里程碑。
2.1.3 聚酰胺材料成型特性
①無(wú)定形塑料,流動(dòng)性中等,吸濕性小, 一般不需要很大程度上干燥，也能獲得較好的表面質(zhì)量塑料零件。
②高料溫,高模溫,材料分解溫度為>270度，對(duì)精度要求較高的塑件,模溫宜取50-60度,對(duì)高光澤度高，耐熱塑件,模溫宜取60-80度。
③如出現(xiàn)水紋，需提高材料的流動(dòng)性，采取高料溫、高模溫，或者改變澆口位置等方法。
2.2注射成型基本過(guò)程
圖2.1. 注射成型基本過(guò)程
生產(chǎn)前的準(zhǔn)備工作一般是為了使注射成型生產(chǎn)順利進(jìn)行和保證制件質(zhì)量，在生產(chǎn)前進(jìn)行的包括原料的預(yù)處理、清洗機(jī)筒、預(yù)熱嵌件和選擇脫模劑等準(zhǔn)備工作。
1、原料的預(yù)處理
原料的預(yù)處理包括三個(gè)方面：一是質(zhì)量檢驗(yàn)，造型材料的分析。這一部分包括材料，水含量測(cè)試的顏色，紋理，無(wú)雜質(zhì)，并測(cè)試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性，收縮率。粉狀物料，在注塑前還將制成小丸的要求。兩個(gè)，著色。根據(jù)塑件成型的產(chǎn)品需求，成型材料中添加一個(gè)顏色或顏色的材料，以達(dá)到所需的顏色。粉狀或粒狀熱塑性塑料的著色，用直接法和間接法兩種方法實(shí)現(xiàn)。前者稱為著色的方法，它是天然的彩色塑料著色劑和精細(xì)的簡(jiǎn)單混合粉末可直接用于成型，或其他用于塑化成型。該方法比較簡(jiǎn)單，容易操作。間接染色方法相比是更困難的，它需要使用被稱為“塑料粒子、彩色塑料顆粒高的顏料濃度色母比例稱重放入攪拌機(jī)，攪拌，然后發(fā)送到成型設(shè)備的使用。其步驟簡(jiǎn)單，容易染色的分散均勻，色澤明亮的部分和沒(méi)有顏料粉塵污染，并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)著色工藝。但因?yàn)樗呛?jiǎn)單和自然的彩色塑料顆?；旌?，沒(méi)有混合功能或只成型設(shè)備的混合功能很差，所以當(dāng)成型顏色均勻性高的產(chǎn)品不需要使用顏色形成材料。三，預(yù)熱和干燥。對(duì)材料的吸濕性和粘性的水性強(qiáng)，預(yù)熱干燥適當(dāng)根據(jù)水的要求允許的注射成型工藝，以在材料和揮發(fā)水分太多出去，成型后的產(chǎn)品以防止氣泡和裂紋缺陷，而且可以避免注水時(shí)間的降解。但是，吸濕性和粘性的水是不強(qiáng)的材料，如果包裝是更好的可以不預(yù)熱干燥。
2、清洗料筒
如果你需要在塑料制品的生產(chǎn)，改變顏色或更換，更換材料在熱分解或降解反應(yīng)時(shí)間形成的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，對(duì)注塑機(jī)清洗桶的需要。通常，筒柱塞式機(jī)庫(kù)存量大，必須拆卸清洗機(jī)筒，螺桿機(jī)筒，可用于清潔空氣噴射的方法。
3、預(yù)熱嵌件
本程序主要用于塑料插入，因?yàn)榻饘俸退芰鲜湛s率不同，導(dǎo)致插入周?chē)乃芰弦资湛s應(yīng)力和裂縫，為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在成型前可插入的預(yù)熱溫度，減少它融化的塑料在成型，避免或全塑性收縮應(yīng)力和裂紋插入的抑制作用。
4、選擇脫模劑
常用的脫模劑有硬脂酸鋅、液體石蠟（白油）和硅油等。其中除了硬脂酸鋅不能用于聚先胺外，這三種脫模劑對(duì)于一般塑料均可使用，尤其是硅油的脫模效果是最好的，只要對(duì)模具施用一次，即可以長(zhǎng)效脫模，但是價(jià)格昂貴。硬脂酸鋅通常多用于高溫模具而液體石蠟多用于中低溫模具。另外，對(duì)于含有橡膠的軟制品或透明制品不宜采用脫模劑，否則將影響制品的透明度。
加料：計(jì)量將粒料和粉料加入料斗，通過(guò)料斗進(jìn)入注射機(jī)料筒，物料一般是在注射機(jī)的料筒中塑化。通過(guò)對(duì)塑化計(jì)量的計(jì)算設(shè)定好后，物料在設(shè)定的計(jì)量中塑化完全，即粒料和粉料變成塑料熔體后，注射模閉合，注射機(jī)注射充模。
注射充模：注射充模一般劃分為流動(dòng)充模、保壓補(bǔ)縮和倒流三個(gè)階段。注流指的過(guò)程中熔體注射將好的塑料進(jìn)入模腔。在注射壓力注射過(guò)程中隨時(shí)間而變化，流動(dòng)期，噴射壓力、噴嘴壓力迅速上升，而腔（柵極端子）壓力接近于零，所以注射壓力主要是用來(lái)克服阻力，熔體在模腔中的思想。在填充過(guò)程中，熔體流入模腔，模腔壓力的急劇增加，注射壓力和噴嘴的壓力將增加到最大，然后停止變化，注射壓力對(duì)熔體起兩個(gè)作用，一是克服在模具型腔的液流，二是壓實(shí)熔融程度。包裝料，夾持進(jìn)給階段從熔體充滿型腔在機(jī)筒螺桿回現(xiàn)在開(kāi)始。壓力定義為熔體的注射壓力，模腔的壓實(shí)過(guò)程，喂養(yǎng)是注塑機(jī)的包裝工藝，模具型腔逐漸開(kāi)始空冷熔體由于成型收縮，美聯(lián)儲(chǔ)的行動(dòng)。反在機(jī)筒柱塞或螺桿后退（即解除保羅的壓力），熔體在澆口和流道流動(dòng)方向相反的方向。
冷卻：冷卻凍結(jié)時(shí)間開(kāi)始從大門(mén)，放行產(chǎn)品到目前為止，這是注射成型過(guò)程的最后階段。在這個(gè)階段，有問(wèn)題的注模腔壓力，冷卻部分的密度，熔體在模和脫模條件。
的后處理部分：從模具零件，在塑性成形過(guò)程中熔體的流動(dòng)行為的溫度和壓力是非常復(fù)雜的，再加上不均勻的熔體流動(dòng)前沿和冷卻速率不同填充塊后，往往會(huì)出現(xiàn)一些結(jié)晶，部分不均勻取向和收縮，產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶，取向和收縮應(yīng)力，脫模后的變形的影響，還可使機(jī)械零件
可轉(zhuǎn)換的光學(xué)性能，和表面質(zhì)量，甚至開(kāi)裂，需要解決一系列我們必須作出相應(yīng)的處理問(wèn)題。
當(dāng)這個(gè)過(guò)程完成后我們將推出的產(chǎn)品，卸料，清洗模具，可總回筒重新塑化注射成型周期，開(kāi)始循環(huán)。
2.3皮帶輪的設(shè)計(jì)件
該塑件經(jīng)測(cè)量所得，其基本幾何值為：
密度：p=0.9g/cm3；
體積：V=21cm3；
質(zhì)量：M=18.9g；
長(zhǎng)度：L=150mm；
塑件平均寬度：B=60mm；
投水平投影面積：S=73.4cm2；
制件表面積：S=194.3cm2
第3章 注射機(jī)的選擇和校核
3.1注射機(jī)規(guī)格的選擇
注射機(jī)為塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可以分為立式、臥式、直角式三種注射機(jī)。按塑料在料筒中的塑化方式分可以分為，柱塞式和螺桿式兩種注射機(jī)。
在此我們通過(guò)假設(shè)的模腔數(shù)目初步確定注射機(jī)的規(guī)格。初步設(shè)計(jì)模腔個(gè)數(shù)為兩個(gè)，PA材料的密度p為p=0.9g/cm3（0.9~0.91）。通過(guò)測(cè)量所得出塑件的體積（V）和質(zhì)量（M）以及水平投影面積（S）分別為V=21cm3、M=18.9g、S=73.4cm2。一模設(shè)計(jì)兩個(gè)模腔，那么每次注射機(jī)的注射量必須大于：2M= 2×21cm3=42cm3。根據(jù)注射機(jī)的最大注射量初步選擇型號(hào)為XS?Z?60的注射機(jī)，其工藝參數(shù)如下：
螺桿直徑/mm：φ38
注射容量cm3：60
注射壓力/105Pa：122
鎖模力/10KN：500
最大成型面積/cm2：130
模板最大行程/mm：180
定位孔直徑/mm： 55mm
模具厚度/mm：（最大）：200（最?。?0
噴嘴：（球半徑/mm）：12（孔直徑/mm）：φ4
3.2注射機(jī)的校核
3.2.1注射機(jī)注射容量的校核
模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須是得在一個(gè)注射成型周期內(nèi)所需注射的塑件料溶體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)，且在一個(gè)注射成型周期內(nèi)，需注射入模具內(nèi)的塑料溶體的容量和質(zhì)量，應(yīng)為制件和澆注系統(tǒng)兩部分容量和質(zhì)量之和，即V=nVn+Vj或M=nMn+Mj
式中：V（M）——一個(gè)成型周期內(nèi)所需要注射的塑料容積和質(zhì)量，cm3或g；
n—— 型腔數(shù)目；
Vn（Mn）——單個(gè)塑件的容量或質(zhì)量，cm3或g；
Vj（Mj）——澆注系統(tǒng)凝料的容量和質(zhì)量，cm3或g；
故應(yīng)使0.8Vn+Vj≤0.8Vg或M=0.8Mn+Mj≤0.8Mg式中：Vg（Mg）——注射機(jī)額定注射量，cm3或g；將數(shù)據(jù)代入以上不等式（取其中之一的質(zhì)量不等式來(lái)對(duì)注射量進(jìn)行校核）得：M=nMn+Mj=2×18.9+5.5=43.3g≤0.8Mg=0.8×60=48g滿足要求上式中的：
Mj=M主流道+M橫澆道+M分流道+M澆口+M拉料鉤≈5.5g
由于為制件所選的材料為PA，該材料非熱敏性材料，所以只需對(duì)其進(jìn)行最大注射量即可，不必對(duì)其進(jìn)行最小注射量的校核。
3.2.2注射機(jī)注射壓力的校核
注射壓力的校核是校驗(yàn)注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足制品的成型要求。只有在注射機(jī)額定的注射壓力內(nèi)才能調(diào)整出某一制件所需要的注射壓力，因此注射機(jī)的最大注射壓力要大于該制件所要求的注射壓力。制件成型時(shí)所需要的注射壓力，與塑料品種、注射機(jī)類(lèi)型、噴嘴形狀、制件形狀的復(fù)雜程度和澆注系統(tǒng)等因素有關(guān)系。可以根據(jù)塑料的成型工藝參數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)確定制品成型時(shí)所需要的注射壓力。根據(jù)塑料成型工藝參數(shù)表查得PA材料的成型注射壓力在（70~120Mpa）之間，而我們所選擇的注射機(jī)的額定注射壓力為119Mpa，在其設(shè)定的注射壓力之間，滿足工藝要求。
3.2.3注射機(jī)鎖模力的校核
當(dāng)高壓的塑料熔體充滿型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沿注射機(jī)軸向的很大的推力，該推力的大小必須小于注射機(jī)的鎖模力，否則在注射成型時(shí)會(huì)因鎖模不緊而發(fā)生溢邊跑料現(xiàn)象。型腔內(nèi)塑料熔體的壓力（MPa）值可根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式算得：P=KPo
式中：P —— 型腔內(nèi)塑料熔體的壓力 （MPa）
Po —— 注射壓力（MPa）
K —— 壓力損耗系數(shù) 0.2~0.4
將數(shù)據(jù)代入上式得：P=KPo=(0.2~0.4)×119MPa=23.8MPa~47.6MPa
在該次設(shè)計(jì)中，并基于PA這種塑料上我們?nèi)⌒颓恢腥垠w的平均壓力為：P=30MPa再由公式T=PS計(jì)算推力大小。
式中：T —— 塑料熔體在注射機(jī)軸向上的推力（MPa）
P —— 型腔內(nèi)塑料熔體的壓力，在此我們?nèi)=30MPa
S —— 制件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（cm2）
將數(shù)據(jù)代入該公式得：T=PS=30MPa×73.4cm2≈220.2KN≤500KN滿足要求經(jīng)校核合格。
3.2.4注射機(jī)模具厚度校核注射機(jī)模具厚度校核
注射機(jī)規(guī)定的模具的最大與最小厚度是指模板閉合后達(dá)到規(guī)定鎖模力時(shí)動(dòng)模板到定模板的最大與最小距離。所以，所設(shè)計(jì)的模具的厚度必須要在注射機(jī)規(guī)定的模具最大與最小厚度范圍內(nèi)，否則將不可能獲得規(guī)定的鎖模力，當(dāng)模具厚度小時(shí)，可以加墊板。根據(jù)要求模具的厚度必須滿足Hmin
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