中间支架塑件的工艺分析以及其注射模具的设计—大学毕业论文毕业设计学位论文范文模板参考资料

中间支架塑件的工艺分析以及其注射模具的设计—大学毕业论文毕业设计学位论文范文模板参考资料内容摘要：

业人员100多万； 2020 年中国模具工业总产值达 470 亿圆人民币，中国模具工业的技术水平取得了长足的进步。 目前，中国的模具总量仅次于日本、美国，位居世界第三。 国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，巨大的市场需求推动着中国模具工业更快地发展。 2020 年中国制造业对模具的市场需求量约为 570 亿元人民币，并以每年 10%以上的速度增长。 对于大中型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年 10%的增幅。 特别是塑料模具的飞速发展，使整个社会受益匪浅。 现在塑料模具已经成为 3大模具之一，在国民经济中占有重要的地位。 塑料制品质量的优劣及生产效率的高低，模具因素约占 80%。 由此可知，塑料模具的设计技术与制造水平，在一定程度上标志着一个国家的工业发展的程度。 以模具的使用角度，要求高效率、自动化、操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。 在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，尤其是对实现塑料加工工艺要求、塑料制件使用要求和造型设计起到了重要作用。 高效的全自动的设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其效能，产品的生产和更新都是以模具制造和更新为前提。 而成型塑料制品的模具叫做塑料模具。 而对于塑料模具的要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面均能满足使用要求的优质制品。 塑料模的功能 2 模具是利用其特定形状去成型具有一定型状和尺寸的制品的工具，按制品所采用的原 料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具，金属冲压模具，金属压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。 因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来制成品，所以模具制造业已成为一个大行业。 在高分子材料加工领域中 ,用于塑料制品成形的模具 ,称为塑料成形模具 ,简称塑料模 .塑料模优化设计 ,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。 塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。 为了生产这些塑料制品必须设计相应的塑料模具。 在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后，塑料模具设计对制品质量与产量，就决定 性的影响。 首先，模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品（或型材）尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等，起着十分重要的影响。 其次，在塑件加工过程中，塑料模结构的合理性，对操作的难易程度，具有重要的影响。 再次，塑料模对塑件成本也有相当大的影响，除简易模外，一般来说制模费用是十分昂贵的，大型塑料模更是如此。 现代塑料制品生产中，合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具，被誉为塑料制品成型技术的“三大支柱”。 尤其是加工工艺要求 、塑件使用要求、塑件外观要求，起着无可替代的作用。 高效全自动化设备，也只有装上能自动化生产的模具，才能发挥其应有的效能。 此外，塑件生产与更新均以模具制造和更新为前提。 塑料摸是塑料制品生产的基础之深刻含意，正日益为人们理解和掌握。 当塑料制品及其成形设备被确定后，塑件质量的优劣及生产效率的高低，模具因素约占80%。 由此可知，推动模具技术的进步应是不容缓的策略。 尤其大型塑料模的设计与制造水平，常棵标志一个国家工业化的发展程度。 我国塑料模现状 在模具方面，我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体 上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。 在模具价格方面，我国比发达国家低许多，约为发达国家的 1/3~1/5，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。 3 我国塑料模的发展迅速。 塑料模的设计、制造技术、 CAD 技术、 CAPP 技术，已有相当规模的确开发和应用。 在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。 模具标准化程度不高，系列化 ]商品化尚待规模化； CAD、 CAE、 Flow Cool 软件等应用比例不高；独立 的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划；企业大而全居多，多属劳动密集型企业。 因此努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力，是刻不容缓的。 塑料模发展趋势： 1 注射模 CAD实用化； 2 挤塑模 CAD的开发； 3 压模 CAD 的 4塑料专用钢材系列化； 5 塑料模 CAD/CAE/CAM 集成化； 6 塑料模标准化。 4 1 工艺分析 塑料的介绍 塑料的主要成分是合成 树脂。 树脂这一名 词最初是由动植物分泌出的脂质而得名，如 松香 、 虫胶 等，目前树脂是指尚未和各种添加剂混合的 高聚物。 树脂约占塑料总重量 的 40%～ 100%。 塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。 有些塑料基本上是由合成树脂所组成，不含或少含添加剂，如 有机玻璃 、 聚苯乙烯 等。 所谓塑料，其实它是合成树脂中的一种，形状跟 天然树脂 中的松树脂相似，但因又经过化学的力量来合成，而被称之为塑料。 根据 美国 材料试验协会所下的定义，塑料乃是一种以 高分子 量有机物质为主要成分的材料，它在加工完成时 呈现固态形状，在制造以及加工过程中，可以借流动 (flow)来造型。 因此，经由此说明我们可以得到以下几项了解： ● 它是高分子 有机化合物 ● 它可以多种型态存在例如液体固体 胶体溶液 等 ● 它可以成形 (moldable) ● 种 类繁多因为不同的 单体 组成所以造成不同之塑料 ● 用途广泛产品呈现多样化 ● 具有不同的性质 ● 可以用不同的加工方法 (processing method ) 塑料可区分为热固性与热 可塑性 二类，前者无法重新塑造使用，后者可一再重 复生产。 塑料高分子的结构基本有两种类型：第一种是线型结构，具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物；第二种是体型结构 ，具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。 有些高分子带有支链，称为支链高分子，属于线型结构。 有些高分子虽然分子间有交联，但交联较少，称为网状结构，属于体型结构。 高分子的分子结构分类： （ a）线型结构 （ b）线型结构（带有支链） （ c）网状结构（ 分子链 间少量交联） （ d）体型结构（分子链间大量交联） 两种不同的结构，表现出两种相反的性能。 线型结构（包括支链结构）高聚物由于有独立的分子存在，故有 弹性 、可塑性，在 溶剂 中能溶解，加热能熔融， 硬度 和脆性较小的特点。 体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在，故没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。 塑料则两 5 种结构的高分子都有，由 线型高分子 制成的是 热塑性 塑料，由 体型高分子 制成的是热固性塑料。 塑料主要特性： ① 大多数塑料质轻，化学性稳定 ,不会锈蚀； ② 耐冲击性好； ③ 具有较好的透明性和耐磨耗性； ④ 绝缘性好，导热性低； ⑤ 一般成型性、着色性好，加工成本低； ⑥ 大部分塑料 耐热性 差，热膨胀率大，易燃烧；⑦ 尺寸稳定性差，容易变形； ⑧ 多数塑料耐低温性差，低温下变脆； ⑨ 容易老化； ⑩ 某些塑料易溶于溶剂。 塑料可区分为 热固性 与 热可塑性 二类，前者无法重新塑造使用，后者可以再重复生产。 基本有两种类型：第一种是线型结构，具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物；第二种是体型结构，具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。 有些高分子带有支链，称为支链高分子，属于线型结构。 有些高分子虽然分子间有交联，但交联较少，称为网状结构，属于体型结构。 两种不同的结构，表现出两种相反的性能。 线型结构（包括支链结构）高聚物由于有独立的分子存在，故有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度和脆性较小的特点。 体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在，所以没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。 塑料则两种结构 的高分子都有，由线型高分子制成的是 热塑性塑料 ，由体型高分子制成的是热固性塑料。 塑料与其它材料比较 大部分塑料的抗腐蚀能力强，不与酸、碱反应。 塑料制造成本低。 耐用、防水、质轻。 容易被塑制成不同形状。 是良好的绝缘体。 塑料可以用于制备燃料油和燃料气，这样可以降低原油 消耗。 塑料的缺点 ： 回收利用废弃塑料时，分类十分困难，而且经济上不合算。 塑料容易燃烧，燃烧时产生 有毒气体。 例如聚苯乙烯燃烧时产生甲苯，这种物质少量会导致失明，吸入有呕吐等症状， PVC 燃烧也会产生 氯化氢 有毒气体，除了燃烧，就是高温环境，会导致塑料分解出有毒成分，例如苯环 等。 塑料是由 石油 炼制的产品制成的，石油资源是有限的。 塑料无法被 自然 分解。 ABS的常用特性有 化学名称：丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 ,英文名称 :Acrylonitrile Butadiene Styrene,比重 : 克 /立方厘米 ,成型收缩率 :~ %,成型温度： 200~ 240℃ ,干燥条件： 80~ 90℃ 2 小时。 特点： （ 1） 综合性能较好 ,冲击强度较高 ,化学稳定性 ,电性能良好。 （ 2） 与 372 有机玻璃的熔接性良好 ,制成双色塑件 ,且可表面镀铬 ,喷漆处理。 6 （ 3） 有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 （ 4） 流动性比 HIPS 差一点，比 PMMA、 PC 等好，柔韧性好。 ABS 工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。 ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。 ABS 树 脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。 ABS注塑成型的工艺条件 成型特性 [8] ： （ 1） 无定形料 ,流动性中等 ,吸湿大 ,必须充分干燥 ,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥 80~ 90 度 ,3 小时。 （ 2） 宜取高料温 ,高模温 ,但料温过高易分解 (分解温度为 270 度 ).对精度较高的塑件 ,模温宜取 50~ 60 度 ,对高光 泽 .耐热塑件 ,模温宜取 60~ 80 度。 （ 3） 如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 （ 4） 如成形耐热级或阻燃级材料，生产 3~ 7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。 ABS主要注塑成型条件 流动性中等，溢边料 左右。 比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温。 料温对物性影响很大、料温过高易分解，对要 求精度较高塑件，模温宜去50~ 60C ，要求光泽及耐热型料宜取 60~ 80C。 注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑机时料温为 180~ 230C ，注射压力为 100~ 140Mp,螺杆式注射机则取 160~ 220Mp,70~ 100Mp 为宜 [7]。 模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。 推出力过大或机械加工时塑件表面呈“白色”。 脱模斜度宜取 2C 以上。 ABS 基本参数表 [8] ： 表 ABS 基本参数： 7 密度 3g/cm 吸水率 %（ 24h） 收缩率 % 成形模具温度（ C ） 料筒温度 （ C ） 拉伸强度（ MPa） ~ ~ ~ 50~ 60 180~ 230 70 弹性模量 （ MPa） 弯曲强度（ MPa） 冲击强度（不断无缺口） 硬度 体积电阻率 ( .cm ) 介质强度 10 2kJ/m 10 20KV/mm 塑料件工艺 性分析 塑件为中间支架 塑件，实体图见图 ： 8 图 中间支架 塑件 塑件 为一对称实体，侧面上 3个通孔，支架两侧 壁厚为 5mm，有 2 个方向分型 ，制件大体尺寸为 704025mm。 形状较规则 ，外形不 是很复杂，基本上都是平面所组成。 从塑件图形可以看出，此中间支架塑件结构对称，所以采用对称的侧分型 结构，有侧抽芯机构。 ABS 流动性中等，主流道最好做成粗短为好， 且采用侧浇口。 这里模具结构采用一次分型机构，分型面取在塑件小圆柱体的端面处，一模两腔，塑件分型面采用平直分型面，开模时侧分型机构随模具 同时进行 运动，最后采用推杆 脫模机构将塑件脱模。 9 2 成型方案分析与选择 根据塑料制件图可以看出，由于塑料件本身形状特点，塑料件的分型面 只有一种，是第一章 分型面 设在塑件的顶端平面上。 除此若把分型面设在其它面上，将会导致塑料 外形有缺陷。 成型方案。