蜜餞盒注塑模具設計任務書

PAGE45/NUMPAGES53HYPERLINK"/"畢業(yè)設計(論文)任務書題目蜜餞盒注塑模具設計起訖日期學生姓名專業(yè)班級所在院系指導教師職稱所在單位模具設計2011年10月10日摘要此畢業(yè)設計課題的制品的名稱為“蜜餞盒”，是用于放置果脯的盒子。制品材料為：PS（聚苯乙烯），聚苯乙烯為無色、無味的透明剛性固體，透光率可達88%～90%，制品質硬，落地時會有金屬般的響聲。聚苯乙烯的密度在1.04～1.07之間，尺寸穩(wěn)定性好，收縮率低。聚苯乙烯容易燃燒，點燃后離開火源會接著燃燒，并伴有濃煙。在設計模具時需要考慮制品的材料的一些特點。制品的外形尺寸和內部結構尺寸大部分是按照標準系列來定的，在模具設計時盡量使用標準件。通過分析制品外形特點和材料特性選擇合適的分型面。依照相關計算選擇的注射機型號為XS-ZY-125。。澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口及冷料穴等四部分組成。主流道的形狀為圓錐形，以便熔的流淌和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接阻礙到熔體的流淌速度和充模時刻。另外，由于其與高溫塑料熔體及注塑機噴嘴反復解除，因此設計中場設計成可拆卸更換的澆口套。。該塑件要求不同意有裂紋和變形缺陷，表面質量要求較高。采納一模四腔注射，為便于調整沖模時的剪切速率和封閉時刻，因此采納側澆口。其截面形狀簡單，易于加工，便于試模后修正，且開設在分型面上，從型腔邊緣進料。塑件注射成型后，塑件在模內冷卻定型，由于體積收縮，對型芯產生包緊力，當其從模具中推出時，就必須克服因包緊力而產生的摩擦力。對底部無孔的筒、殼類塑件，脫模推出時還要克服大氣壓力。型芯的成型端部，一般均要設計脫模斜度，另外，塑件剛開始脫模時，所需的脫模力最大，其后，推出力的作用是克服推出機僅僅是為構移動的摩擦力。本塑件采納推桿脫模方式。最后，在計算機上用CAD繪圖軟件畫出裝配圖和所有的零件圖，并標注尺寸，技術要求極其制造標準。關鍵詞：模具設計蜜餞盒注塑模具AbstractThegraduationsubjectproductnameis"preservesbox",isusedtoplacethedriedfruitofthebox.Productmaterials:PS(polystyrene),polystyreneisacolorless,odorless,transparentrigidsolid,88%lighttransmissionrateofupto90%,systemquality,hard,landingtherewillbemetal-likesound.Thedensityofpolystyreneisbetween1.04to1.07,gooddimensionalstability,lowshrinkage.Polystyreneiseasytoburn,litthefiresourcewillcontinuetoburnout,accompaniedbysmoke.Needtobeconsideredinthedesignofthemoldproducts,somecharacteristicsofthematerial.Thedimensionsandsizeoftheinternalstructureoftheproductsaremostlyofthestandardseries,inthemolddesign,itisbettertomakeuseofstandardpartsasmanyaspossible.Byanalyzingthephysicalcharacteristicsandmaterialpropertiesoftheproducts,wecanselecttheappropriatesub-surface.BycalculatingIchoicetheXS-ZY-125astheinjectionmachinemodel.Fromthemainchannelgatingsystem,shunt,gateandcoldmaterialpointscomposedoffourparts.Theconicalshapeofthemainchannelisgoodfortheflowofmeltandpouringmoldmaterialwhenthemainchannelsmoothpullup.Mainchanneldirectlyaffectsthesizeofthemeltflowrateandfillingtime.Inaddition,becauseofitshigh-temperaturemeltandplasticinjectionmoldingmachinenozzlerepeatedlylifted,sothedesignmidfielddesignedtoreplacetheremovablegatesets.

.Thisrequirementdoesnotallowplasticdeformationdefectsandcracks,thesurfacequalityrequirements.Ichoosefour-cavitymoldinjection,tofacilitateadjustmentoftheshearrateanddieatclosingtime,Ichoosesidegate.Thecross-sectionalshapeissimple,easyprocessing,easytofixafterthetryout,andtheopeninginthesub-typesurface,thefeedfromtheedgeofthecavity.

Aftertheinjectionmoldingofplasticparts,plasticpartsinthemoldcooling,duetovolumecontraction,tightpackageofcorepowergeneration,whenitwasintroducedfromthemold,itmustovercomethebagtightfrictionforcegenerated.Onthebottomofthebarrel,non-porous,shelltypeplasticparts,moldreleasewhentheyovercometheatmosphericpressure.Coreofthemoldingends,generallytodesignstrippingslope,theother,thebeginningplasticpartsejection,theejectionforcerequiredforthelargest,followedbytheintroductionoftheroleofforceisintroducedtoovercomethemachineonlyfortheorganizationmovingoffriction.TheplasticpartsareputtingStripping.

Finally,useCADtodrawallofthepartsassemblydrawingsanddiagrams,anddimensioning,technicalrequirementsverymanufacturingstandards.

Keywords:injectionmold,molddesign,preservesbox目錄TOC\o"1-3"\h\z\u第一章緒論 11.1模具在加工工業(yè)中的地位 11.2模具的進展趨勢 21.3國外注塑模的研究現狀及進展趨勢 21.4課題的研究意義 41.5設計（論文）的要緊內容 61.6總結 6第二章塑件分析及分型面的設計 72.1ps的性能 82.2蜜餞盒（ps）的外形尺寸 122.3注塑設備的選擇 102.31估算塑件體積 102.32注射機型號的確定 10第三章澆注系統(tǒng)的設計 133.1主流道的設計 133.2分流道的設計 143.3澆口的設計 153.4校核主流道的剪切速率 163.5冷料穴的設計及計算 16第四章成型零件的結構設計及計算 174.1成型零件的結構設計 174.2成型零件材料的選用 174.3成型零件工作尺寸的計算 174.4成型零件尺寸及動模墊板厚度的計算 224.5排氣系統(tǒng)的設計 234.6導向結構的設計 234.7推出機構的設計 244.7.1推出方式的確定 244.7.2脫模力的計算 244.8冷卻系統(tǒng)的設計 24謝辭 27參考文獻 28緒論1.1模具在加工工業(yè)中的地位模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。對模具的全面要求是：能生產出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便；從模具制造的角度，要求結構合理、制造容易、成本低廉。模具阻礙著制品的質量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內應力大小、各向同性性、外觀質量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的阻礙。其次，在加工過程中，模具結構對操作難以程度阻礙專門大。在大批量生產塑料制品時，應盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采納自動開合模自動頂出機構，在全自動生產時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有阻礙。當批量不大時，模具的費用在制件上的成本所占的比例將會專門大，這時應盡可能的采納結構合理而簡單的模具，以降低成本?，F代生產中，合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是必不可少是三項重要因素，尤其是模具對實現材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設計起著重要的作用。高效的全自動設備也只有裝上能自動化生產的模具才有可能發(fā)揮其作用，產品的生產和更新差不多上以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產量需求專門大，對模具也提出了越來越高的要求。因此促進模具的不斷向前進展1.2模具的進展趨勢目前，我國模具生產廠點約有3萬多家，從業(yè)人數80多萬人。2005年模具出口7.4億美元，比2004年的4.9億美元增長約50％，均居世界前列。2006年，我國塑料模具總產值約300多億元人民幣，其中出口額約58億元人民幣。除自產自用外，市場銷售方面，2006年中國塑料模具總需求約為313億元人民幣，國產模具總供給約為230億元人民幣，市場滿足率為73.5%。在我國，廣東、上海、浙江、江蘇、安徽是要緊生產中心[3]。廣東占我國模具總產量的四成，注塑模具比例進一步上升，熱流道模具和氣輔模具水平進一步提高。注塑模具在量和質方面都有較快的進展，我國最大的注塑模具單套重量己超過50噸，最周密的注塑模具精度己達到2微米。制件精度專門高的小模數齒輪模具及達到高光學要求的車燈模具等也已能生產，多腔塑料模具已能生產一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產擠出速度達6m/min以上的高速塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在CAD/CAM技術得到普及的同時，CAE技術應用越來越廣，以CAD/CAM/CAE一體化得到進展，模具新結構、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現，特不是汽車、家電等工業(yè)快速進展，使得注塑模的進展迅猛[4]。整體來看我國塑料模具不管是在數量上，依舊在質量、技術和能力等方面都有了專門大進步，但與國民經濟進展的需求、世界先進水平相比，差距仍專門大。一些大型、周密、復雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口[5]。在總量供不應求的同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。1.3國外注塑模的研究現狀及進展趨勢由于我國的注塑模具行業(yè)過去長期處于一種生產力水平低下、主體技術不高、規(guī)模過小、游離分散生產、企業(yè)治理水平不高、國家投入不足的狀況，大部分企業(yè)仍然處于需要技術改造、技術創(chuàng)新、提高產品質量、加強現代化治理以及體制轉軌的關鍵時期[6]。國外的技術要比我國技術領先10到20年。國內外注塑模部分性能指標對比如表1。表1注射速度國內：通常80mm/sec，大型機在65~70mm/sec國外：普遍大于100mm/sec，最高可達450mm/sec塑化能力國內：通常不超過16g/sec國外：通常在28g/sec以上，且隨預塑馬達轉速提升和螺桿長徑比和螺槽深度的改變，其塑化能力還在不斷提升啟閉模速度國內：普遍在24m/min國外：普遍已達到50m/min，最高可達100m/min螺桿轉速國外注塑機的螺桿轉速高，比國內機普遍高25%開模行程、拉桿間距開模行程大、拉桿間距長，比國內機高15%左右模板移動速度國內：20~30m/min國外：20~30m/min目前，國外的注塑機進展要緊通過以下幾個方面：（1）微型化與大型化微型化是各類產品今后的重要進展方向，有越來越多的市場需求。目前盡管已有重量為萬分之一克的注射制品成型加工技術裝備，也已有直徑為1mm的塑料管生產設備和3ml的中空吹塑機等，然而日本已提出開發(fā)重量為十萬分之一克的注射成型加工裝備；而用于替代人體血管的直徑小于0.5mm的塑料管生產設備，已為一些國家在研發(fā)中[7]。大型化也是今后產品的進展方向之一。目前，小轎車車身板生產用的8000kN合模力的注射機已開發(fā)出來，2000mm的塑料管、寬10m的片材和5000L的中空容器等大型塑料制品生產設備已有商品出現。然而，工業(yè)用各種大型塑料制品的生產需求仍專門明顯，諸如洲際長途輸液輸氣超大直徑塑料管的生產，10000L甚至更大容積的塑料儲裝容器等的生產都已有需求產生。（2）個性化長期以來塑料機械的機型、功能、規(guī)格的劃一和固定不變性已不能滿足市場要求?？蛻粲捎谏a的塑料制品要求經常變化和經營上有效投資的考慮，需要塑料機械工業(yè)能為其提供最大行程注射機、小注射量大合模力或大合模力小注射量的注射機、混料與注射聯用的成型設備、附有專門外圍配套裝置的擠出生產線、木材（或其它材料）與塑料共混成型加工設備這既要求塑料機械企業(yè)在技術人才、技術創(chuàng)新方面要具有雄厚的實力，也要求企業(yè)能在第一時刻內準確把握客戶的個性化需求。（3）節(jié)能化節(jié)能降耗目前差不多成為注塑機最要緊的進展趨勢，全電動、兩板式注塑機將成為以后國際市場的主流。80年代初，日本領先研制了電動注塑機，即不含任何液壓油路的注塑機。與其它革新技術一樣，這一新機型成本高昂，業(yè)界對其持懷疑態(tài)度，因此，初其并未獲得大幅度推廣，致使業(yè)界難于認識其優(yōu)勢。現在，注塑機市場的形勢差不多發(fā)生了全然變化。與傳統(tǒng)液壓注塑機相比，全電動注塑機由于不采納液壓油，因而更加清潔，也意味著不需要冷卻，如此就不存在冷卻管路購置、運行和維護產生的費用，同時可降低能耗達30%～50%，而且運行穩(wěn)定，產品重復精度高，特不適用于周密注塑。只是全電動注塑機具有諸多優(yōu)勢，因此也有一些不足之處，例如，成本高于液壓機。近年來，模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、周密、高壽命的模具在整個模具產量中所占的比重越來越大。在模具設計中，對工藝原理的研究越來越深入，模具設計差不多有經驗設計時期逐漸向理論技術設計各方面進展，使得產品的產量和質量都得到專門大的提高。同時大量采納各種高效率、自動化的模具結構。高速自動化的成型機械配合以先進的模具，對提高產品質量，提高生產率，降低成本起了專門大的作用。由于產品應用的擴大，因此出現了各種大型、周密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導熱性優(yōu)異的制模材料。另一方面，在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了專門大的改進，特不是異形型腔的加工，采納了各種先進的機床，這不僅大大提高了機械加工的比重，而且提高了加工精度。最后確實是開展標準化工作，不僅大大提高了生產模具的效率，而且改善了質量，降低了成本。

1.4課題的研究意義近年來，中國塑料模具制造水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產單套重量達到50t以上的注塑模，周密塑料模具的精度已達到2μm，制件精度專門高的小模數齒輪模具及達到高光學要求的車燈模具等也已能生產，多腔塑料模具已能生產一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產擠出速度達6m/min以上的高速塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具[8]。

在生產手段上，模具企業(yè)設備數控化率已有較大提高，CAD/CAE/CAM技術的應用面已大為擴展，高速加工及RP/RT等先進技術的采納已越來越多，模具標準件使用覆蓋率及模具商品化率都有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高[9]。另外，三資企業(yè)的蓬勃進展進一步促進了塑料模具設計制造水平及企業(yè)治理水平的提高，有些企業(yè)已實現信息化治理和全數字化無圖制造。

通過近幾年的進展，塑料模具的開發(fā)、創(chuàng)新和企業(yè)治理等方面已顯示出一些新的進展趨勢：

（1）在模具的質量、交貨周期、價格、服務四要素中，已有越來越多的用戶將交貨周期放在首位。要求模具公司盡快交貨，這已成為一種趨勢。企業(yè)千方百計提高自己的適應能力、提高技術水準、提高裝備水平、提高治理水平及提高效率等差不多上縮短模具生產周期的有效手段。

（2）大力提高開發(fā)能力，將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產品開發(fā)中去，甚至在尚無明確用戶對象之前進行開發(fā)，變被動為主動。目前，電視機和顯示器外殼、空調器外殼、摩托車塑件等已采納這種方法，手機和電話機模具開發(fā)也已開始嘗試。這種做法打破了長期以來模具廠只能等有了合同，才能依照用戶要求進行模具設計的被動局面。

（3）隨著模具企業(yè)設計和加工水平的提高，模具的制造正在從過去要緊依靠鉗工的技藝轉變?yōu)橐o依靠技術。這不僅是生產手段的轉變，也是生產方式的轉變和觀念的上升。這一趨勢使得模具的標準化程度不斷提高，模具精度越來越高，生產周期越來越短，鉗工比例越來越低，最終促進了模具工業(yè)整體水平不斷提高。中國模具行業(yè)目前已有10多個國家級高新技術企業(yè)，約200個省市級高新技術企業(yè)。與此趨勢相適應，生產模具的要緊骨干力量從技藝型人才逐漸轉變?yōu)榧夹g型人才是必定要求[10]。因此，目前及相當長一段時刻內，技藝型人才仍十分重要，因為模具怎么講難以完全擺脫對技藝的依靠。

（4）模具企業(yè)及其模具生產正在向信息化迅速進展。在信息社會中，作為一個高水平的現代模具企業(yè)，單單只是CAD/CAM的應用已遠遠不夠。目前許多企業(yè)差不多采納了CAE、CAT、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP等技術及其它先進制造技術和虛擬網絡技術等，這些差不多上信息化的表現。向信息化方向進展這一趨向已成為行業(yè)共識。

（5）隨著人類社會的不斷進步，模具必定會向更廣泛的領域和更高水平進展?，F在，能把握機遇、開拓市場，不斷發(fā)覺新的增長點的模具企業(yè)和能生產高技術含量模具企業(yè)的業(yè)務專門是紅火，利潤水平和職工收入都專門好。因此，模具企業(yè)應把握那個趨向，不斷提高綜合素養(yǎng)和國際競爭力。（6）發(fā)達工業(yè)國家的模具正加速向中國轉移，其表現方式為：一是遷廠，二是投資，三是采購。中國的模具企業(yè)應抓住機遇，借用并學習國外先進技術，加快自己的進展步伐。存在的要緊問題中國塑料模具行業(yè)和國外先進水平相比，要緊存在以下問題。（1）進展不平衡，產品總體水平較低。盡管個不企業(yè)的產品已達到或接近國際先進水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生產周期、壽命等指標與國外先進水平相比尚有較大差距。包括生產方式和企業(yè)治理在內的總體水平與國外工業(yè)發(fā)達國家相比尚有10年以上的差距。（2）工藝裝備落后，組織協調能力差。盡管部分企業(yè)通過近幾年的技術改造，工藝裝備水平差不多比較先進，有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國外，但大部分企業(yè)的工藝裝備仍比較落后[11]。更要緊的是，企業(yè)組織協調能力差，難以整合或調動社會資源為我所用，從而就難以承接比較大的項目。（3）大多數企業(yè)開發(fā)能力弱，創(chuàng)新能力明顯不足。一方面是技術人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少；更重要的是觀念落后，對創(chuàng)新和開發(fā)不夠重視。模具企業(yè)不但要重視模具的開發(fā)，同時也要重視產品的創(chuàng)新。（4）供需矛盾短期難以緩解。近幾年，國產塑料模具國內市場滿足率一直不足74%，其中大型、周密、長壽命模具滿足率更低，可能不足60%。同時，工業(yè)發(fā)達國家的模具正在加速向中國轉移，國際采購越來越多，國際市場前景看好。市場需求旺盛，生產進展一時還難以跟上，供不應求的局面還將持續(xù)一段時刻。（5）體制和人才問題的解決尚需時日。在社會主義市場經濟中，競爭性行業(yè)，特不是像模具如此依靠于專門用戶、需單件生產的行業(yè)，國有和集體所有制原來的體制和經營機制已顯得越來越不適應。人才的數量和素養(yǎng)也跟不上行業(yè)的快速進展[12]。在信息化帶動工業(yè)化進展的今天，我們既要看到成績，又要重視落后，要抓住機遇，采取措施，在經濟全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，融入到國際市場中去，以促進中國模具行業(yè)的快速進展，有兩方面應予以重視：一是政府相關政策對促進模具工業(yè)的進展起著特不重要的作用。從國際上看，各國模具工業(yè)在進展初期都得到了政府的大力扶持。就中國實際情況看，應降低國內不能生產的進口周密模具生產設備的關稅、執(zhí)行好國家對部分專業(yè)模具廠的優(yōu)惠政策等，通過政策引導作用可加快行業(yè)的進展和進步；二是隨著市場的進展，塑料新材料及多樣化成型方式今后必定會不斷進展，因此對模具的要求也越來越高。為了滿足市場需要，以后的塑料模具不管是品種、結構、性能依舊加工都必將有較快進展，而且這種進展必須跟上時代步伐。1.5設計（論文）的要緊內容(1)論述該產品的設計的必要性及應用前景；(2)蜜餞盒注塑模材料及結構的確定；(3)蜜餞盒注塑模設計生產工藝流程的設計；(4)要緊技術要求的確定。1.6總結通過將近兩周的學習調研實踐，讓我們在之前的基礎上對注塑模具的設計計算有了更進一步的認識。不管是從前期注塑機的選擇、鎖模力校核、分型面選取依舊后期澆注系統(tǒng)設計、注塑模成型零件設計、模架設計等，由于過程中有諸多需要考慮的因素，此次畢業(yè)設計不可能按照課程設計的模式，單純的套用公式，而是要求我們做到對整個設計計算過程及需要考慮的因素完全涵蓋到。查閱相關文獻也讓我對注塑模具設計有了更開闊的思路。掌握了常用材料在各種成型過程中對模具的工藝要求，各種模具的結構特點及設計計算的方法，以達到能夠獨立設計一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結構的特點，依照不同情況選用模具加工新工藝。整個過程下來我差不多能夠獨自按照半理論半經驗公式完成一套模具的設計。2塑件分析及分型面設計2.1PS的性能PS的結構聚苯乙烯的分子鏈上交替連接著側苯基。由于側苯基的體積較大，有較大的位阻效應，而使聚苯乙烯的分子鏈變得剛硬，因此，玻璃化溫度比聚乙烯、聚丙烯都高，且剛性脆性較大，制品易產生內應力。由于側苯基在空間的排列為無規(guī)結構，因此聚苯乙烯為無定形聚合物，具有專門高的透明性。側苯基具有專門大的空間位阻，造成PS分子鏈專門僵硬，Tg在80℃。側苯基的存在使聚苯乙烯的化學活性要大一些，苯環(huán)所能進行的特征反應如氯化、硝化、磺化等聚苯乙烯都能夠進行。此外，側苯基能夠使主鏈上a氫原子活化，在空氣中易氧化生成過氧化物，并引起降解，因此制品長期在戶外使用易變黃、變脆。但由于苯環(huán)為共扼體系，使得聚合物耐輻射性較好，在較強輻射的條件下，其性能變化較小。(1)差不多特征聚苯乙烯為無色、無味的透明剛性固體，透光率可達88%～90%，制品質硬，落地時會有金屬般的響聲。聚苯乙烯的密度在1.04～1.07之間，尺寸穩(wěn)定性好，收縮率低。聚苯乙烯容易燃燒，點燃后離開火源會接著燃燒，并伴有濃煙。(2)力學性能聚苯乙烯屬于一種硬而脆的材料，無延伸性，拉伸時無屈服現象。聚苯乙烯的拉伸、彎曲等常規(guī)力學性能在通用塑料中是專門高的，但其沖擊強度專門低。聚苯乙烯的力學性能與合成方式、相對分子質量大小、溫度高低、雜質含量及測試方法有關。(3)熱性能聚苯乙烯的耐熱性能較差，熱變形溫度約為70～95℃，長期使用溫度為60～80℃。聚苯乙烯的熱導率較低，約為0.10～0.13W/(m?K)，差不多不隨溫度的變化而變化，是良好的絕熱保溫材料。聚苯乙烯泡沫是目前廣泛應用的絕熱材料之一。聚苯乙烯的線膨脹系數較大，為（6～8)X10-5K-1，，與金屬相差懸殊甚大，故制品不易帶有金屬嵌件。此外，聚苯乙烯的許多力學性能都顯著受到溫度的阻礙。(4)電性能聚苯乙烯是非極性的聚合物，使用中也專門少加人填料和助劑，因此具有良好的介電性能和絕緣性，其介電性能與頻率無關。由于其吸濕率專門低，電性能不受環(huán)境濕度的阻礙，但由于其表面電阻和體積電阻均較大，又不吸水，因此易產生靜電，使用時需加人抗靜電劑。(5)耐化學藥品性聚苯乙烯的化學穩(wěn)定性比較好，可耐各種堿、一般的酸、鹽、礦物油、低級醇及各種有機酸，但不耐氧化酸，如硝酸和氧化劑的侵蝕。聚苯乙烯還會受到許多烴類、酮類及高級脂肪酸的侵蝕，可溶于苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷以及醋類當中。此外，由于聚苯乙烯帶有苯基，可使苯基a位置上的氫活化，因此聚苯乙烯的耐氣候性不行，假如長期暴露在日光下會變色變脆，其耐光性、氧化性都較差，使用時應加人抗氧劑。但聚苯乙烯具有較優(yōu)的耐輻射性。(6)加工性聚苯乙烯是一種無定形的聚合物，沒有明顯的熔點，從開始熔融流淌到分解的溫度范圍專門寬，約在120～180℃之間，且熱穩(wěn)定性較好，因此，成型加工可在專門寬的范圍內進行。聚苯乙烯由于其成型溫度范圍寬且流淌性、熱穩(wěn)定性好，因此能夠用多種方法加工成型，如注射、擠出、發(fā)泡、吹塑、熱成型等。由于聚苯乙烯的吸濕率專門低，約為0.01%～0.2%，因此加工前一般不需要干燥，假如需要制成透明度高的制品時，才需干燥。聚苯乙烯在成型過程中，分子鏈易取向，但在制品冷卻定型時，取向的分子鏈尚未松弛完成，因此易使制品產生內應力。因此，加工時除了選擇合適的工藝條件及合理的模具結構外，還應對制品進行熱處理，熱處理的條件一般為60～80℃下處理1～2h。聚苯乙烯的成型收縮率較低，一般為0.2%～0.7%，有利于成型尺寸精度較高及尺寸穩(wěn)定的制品。(3) 聚苯乙烯的要緊成型方法為注射、擠出和發(fā)泡．注射成型是聚苯乙烯最常用的成型方法?？刹杉{螺桿式注射機及柱塞式注射機．成型時，依照制品的形狀和壁厚不同，可在較寬的范圍內調整熔體溫度，一般溫度范圍為180～220℃。擠出成型可采納一般的擠出機。擠出成型的產品有板材、管材、棒材、片材、薄膜等。成型溫度范圍為150～200℃。2.2蜜餞盒（PS）的外形尺寸本塑件為一PS塑料蜜餞盒，如圖1所示。塑件比較簡單，借此以闡明注塑模的設計過程。塑件的質量要求是不同意有裂紋和變形缺陷；脫模斜度；塑料材料為PS（聚苯乙烯），大批量生產。圖1PS塑料蜜餞盒圖2PS塑料蜜餞盒(盒體)示意圖圖3PS塑料蜜餞盒(盒蓋)示意圖2.3注塑設備的選擇2.3.1估算塑件體積估算塑件體積和質量：該產品材料為聚苯乙烯(PS)，查書本得知其密度為1.04～1.06g/cm3，收縮率為0.6-0.8%，計算其平均密度為1.05g/cm3，平均收縮率為0.7﹪。使用PRO/E軟件畫出三維實體圖，軟件能自動計算出所畫圖形澆道凝料和塑件的體積。另預置澆道凝料為2cm3因此估算蜜餞盒盒蓋體積為：；蜜餞盒盒體體積為：2.3.2注射機型號的確定（1）注射量的計算通過三維軟件設計分析計算得蜜餞盒盒蓋體積為：；蜜餞盒盒體體積為：； 蜜餞盒盒蓋質量為：；蜜餞盒盒體質量為：； （2）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算澆注系統(tǒng)的凝料在設計之前是不能確定準確的數值，然而能夠依照經驗按照體積的0.2-1倍來估算。由于本次采納六道簡單同時較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按照塑件體積的0.2倍來計算，故依稀注入模具型腔塑料熔體的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和塑件的體積之和）為： （3）選擇注塑機依照第二部得出一次注入模具型腔的塑料總質量并結合下式：可知依照以上的計算，初步定公稱注射量如下：蜜餞盒盒蓋： 蜜餞盒盒體：故注塑機的公稱注塑量初定為：依照塑料制品的體積或質量，查書可選定注塑機型號,故注射機型號選定為：XS-ZY-125表1XS-ZY-125注塑機技術規(guī)范及特性型號XS-ZY-125螺桿（柱塞）直徑/mm30、42、45最大理論注射容量/g(或)104、125、146注射壓力/MPa150鎖模力/kN（1000）900最大注射面積/（300）320最大模具厚度H/mm300最小模具厚度200（145+10）模板最大距離600模板行程（375）300噴嘴圓弧半徑12噴嘴孔徑4噴嘴移動距離210推出形式兩側沒有推桿，機械推出其他最大開距時，動模板裝模面到頂板距離為190mm總力1030kN，頂桿最大頂出距離240mm（4）注塑機的相關參數校核1）注塑壓力校核。查表4-1可知PS的注塑壓力為80~100MPa，那個地點取，該注塑機的公稱注射壓力，注射壓力安全系數，那個地點取，則：，因此注射機注射壓力合格。2）鎖模力校核eq\o\ac(○,1)塑件在分型面上的投影面積eq\o\ac(○,2)澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，即流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積數值，能夠按照多型腔模的統(tǒng)計分析來確定。是每個塑件在分型面上的投影面積的0.2~0.5倍。由于本例流道這幾簡單，分流道相對較短，因此流道凝料投影面積能夠適當取小一點。那個地點取eq\o\ac(○,3)塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總的投影面積，則eq\o\ac(○,4)模具型腔內的脹型力式中，是型腔的平均計算壓力值。是模具型腔內的壓力，通常去注射壓力為20%~40%，大致范圍在30~60MPa。關于粘度較大的精度較高的塑料制品應該取較大值。PS屬于中等粘度塑料且有精度要求，故取45MPa.查上表1可知XS-ZY-125型注塑機的公稱鎖模力，鎖模力安全系數為那個地點取，則，因此，注射機鎖模力合格。關于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定，結構尺寸確定后方可進行。3澆注系統(tǒng)的設計3.1主流道的設計主流道通常位于模具中性塑料熔體的入口處，它將注塑機噴嘴住宿處的熔體導入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔的流淌和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接阻礙到熔體的流淌速度和充模時刻。另外，由于其與高溫塑料熔體及注塑機噴嘴反復解除，因此設計中場設計成可拆卸更換的澆口套。(1)主流道尺寸主流道的長度：小型模具應盡量小于60mm，本次設計中初取50mm進行設計。主流道小端直徑：=注塑機噴嘴尺寸+（0.5~1）mm=(4+0.5)mm=4.5mm主流道大端直徑：=+211.5，式中。主流道球面半徑：=注塑機噴嘴球頭半徑+（1~2）mm=(12+2)mm=14mm.球面的配合高度：h=3mm.(2)主流道的凝料體積V=π/3L（R2+r2+Rr）=π/350(2.252+5.752+2.255.75)mm3=2673.8mm3=2.674cm3(3)主流道當量半徑Rn=(2.25+5.75)/2=3.985(4)主流道澆口套的形式主流道襯套為標準件可選購。主流道小端入口處于注塑機噴嘴反復接觸，易磨損。對材料的要求嚴格，因而盡量小型注塑模能夠將主流道澆口套與定位圈設計成一體，然而考慮上訴因素通常仍然將其分開來設計，以便于拆卸方便。同時也便于選用優(yōu)質鋼材進行單獨的加工和熱處理。設計中常采納碳素工具鋼（T8A或T10A），熱處理淬火表面硬度為50-55HRC。3.2分流道的設計（1）分流道的布置形式在設計時應盡量考慮減少在流道內的壓力損失和盡可能幸免熔體溫度的降低，同時還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡，因此采納平衡式分流道。（2）分流道的長度由于流道設計簡單，依照兩個型腔的結構設計，分流道較短，故設計時可設當選小一些。單邊分流道長度L分取35mm。（3）分流道的當量直徑因為該塑件的質量m=45.4g＜200g，因此分流道的當量直徑為D分=0.2654×m0.5×L分0.25=0.2654×45.40.5×350.25=4.35mm（4）分流道截面形狀常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、U型、六角形等，為了便于加工和凝料的脫模，分流道大多設計在分型面上。本設計采納梯形截面，其加工工藝性能好，且塑料熔體的熱量散失、流淌阻力均不大。（5）分流道截面尺寸設梯形的下底寬度為x，底面圓角半徑R=1mm，依照手冊設置梯形的高h=3.5mm，則該梯形截面積為A=1/2×(x+x+23.5×tan8o)h=(x+3.5tan8o)×3.5結合該面積與當量直徑為4.5mm的圓面積相等，可得x=4mm，則梯形的上底邊為5mm。（6）凝料體積1）分流道的長度L分=35×2=70mm。2）分流道的截面積A分=(5+4)/2×3.5=15.75mm2。3）凝料的體積V分=L分A分=70×15.72=1.1cm2。（7）校核剪切速率1）確定注射時刻：查手冊，取t=1.6s。2）計算分流道體積流量：q分=（V分+V塑）/t=(1.1+51.84)/1.6=33.094cm3/s3）計算得到剪切速率為γ=3.3q/3.14/R3=3.3×33.094×103/3.14/(4.35/2)3=3.38×103s-1該分流道的剪切速率處于澆口主流道和分流道的最佳剪切速率5×102~5×103之間，因此分流道內的熔體的剪切速率合格。（8）分流道的表面粗糙度和脫模斜度分流道的表面粗糙度要求不是專門低，一般去Ra1.25~2.5即可，此處Ra取1.6。另外，其脫模斜度一般為5o~10°之間，那個地點取脫模斜度為8o。3.3澆口的設計該塑件要求不同意有裂紋和變形缺陷，表面質量要求較高。采納一模四腔注射，為便于調整沖模時的剪切速率和封閉時刻，因此采納側澆口。其截面形狀簡單，易于加工，便于試模后修正，且開設在分型面上，從型腔邊緣進料。（1）側澆口尺寸確定1）計算側澆口的深度。依照手冊，可得側澆口的深度h計算公式為h=nt=0.7×2mm=1mm式中，t是塑件壁厚，那個地點t=1.5mm；n是塑料成型系數。2）計算側澆口的寬度。依照手冊公式計算，可得側澆口的寬度B=3cm。3）計算側澆口的長度。依照手冊，可得側澆口的長度L一般選用0.7~2.5mm，那個地點取L=1mm。（2）側澆口剪切速率校核1）計算澆口的當量半徑。由面積相等可得，πR2=Bh2）校核澆口的剪切速率確定注射時刻，計算澆口的體積流量，計算澆口的剪切速率，該矩形側澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率之間，因此澆口剪切速率校核合格。3.4校核主流道的剪切速率上面分不求出了塑件的體積，主流道的體積、分流道的體積（澆口的體積太小能夠忽略不計）以及主流道的當量半徑，如此就能夠校核主流道熔體的剪切速率。（1）計算主流道的體積流量Q=(V主+V分+nV塑)/t=（2.674+1.1+1×43.2）/1.6=29.36cm3/s（2）計算主流道的剪切速率計算主流道的剪切速率得到其值處于澆口與分流道的最佳剪切速率之間，因此主流道的剪切速率校核合格。3.5冷料穴的設計及計算冷料穴位于主流道正對面的動模板上，其作用要緊是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進入模具型腔而阻礙制品的表面質量。本設計僅有主流道冷料穴。由于該塑料件表面要求沒有印痕，采納脫模板推出塑件，故采納與球頭型拉料桿匹配的冷料穴。開模時，利用凝料對球頭的包緊力是凝料從主流道襯套中脫出。4.成型零件的結構設計及計算4.1成型零件的結構設計（1）凹模的結構設計凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結構的不同能夠將其分成整體式、整體嵌入式、組合嵌入式和鑲嵌式。依照對塑件的結構分析，本設計采納整體嵌入式凹模。（2）凸模的結構設計凸模是成型塑件內表面的成型零件，通常能夠分為整體式和組合式兩種類型。通過對塑件的結構分析可知，本設計采納整體式即可實現該模具的注塑設計。4.2成型零件材料的選用依照隨成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強度、耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時考慮它的機械加工性能和拋光性能。又因為該塑件為大批量生產，因此構成型腔的嵌入式凹模鋼材選用P20。關于成型塑件的凸模型芯來講，采納性能較好的Cr12Mo。4.3成型零件工作尺寸的計算采納平均尺寸法計算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照塑件零件圖中給定的公差計算（塑件圖紙具體公差未給出，其具體數值均為人為設定）。1)蜜餞盒模具尺寸計算（1）凹模徑向尺寸的計算依照塑性成型零件圖可知：L1=70mm，L2=22mm，相應的制造公差為Δ=0.5mm。LM1=[(1+Scp)L1-xΔ]0-δ=[(1+0.0055)×70-0.6×0.5]0-0.083mm=70.080-0.083mmLM2=[(1+Scp)L3+xΔ]0-δ=[(1+0.0055)×22+0.6×0.5]0-0.083mm=22.420-0.083mm式中，Scp是塑件的平均收縮率，查找相關手冊可知HDPC的收縮率為0.3%~0.8%，因此平均收縮率為0.0055，x為系數，查表可知x一般為0.5~0.8之間，此處取x為0.6，Δ為塑件上相應的制造公差，關于下型塑件取δ=1/6Δ。（2）凹模深度尺寸的計算依照塑性成型零件可知：H1=60mm，H2=12mm，相應的制造公差為Δ=0.5mm。HM1=[(1+Scp)L1-xΔ]0+δ=[(1+0.0055)×60-0.6×0.5]0+0.083mm=60.030+0.083mmHM2=[(1+Scp)L3+xΔ]0-δ=[(1+0.0055)×12+0.6×0.5]0-0.083mm=12.370-0.083mm式中，Scp是塑件的平均收縮率，查找相關手冊可知HDPC的收縮率為0.3%~0.8%，因此平均收縮率為0.0055，x為系數，查表可知x一般為0.5~0.8之間，此處取x為0.6，Δ為塑件上相應的制造公差，關于下型塑件取δ=1/6Δ。（3）凸模徑向尺寸的計算依照塑性成型零件圖可知：L1=68mm，L2=66mm，L3=26，相應的制造公差為Δ=0.5mm。LM1=[(1+Scp)L3+xΔ]0-δ=[(1+0.0055)×68+0.6×0.5]0-0.083mm=68.670-0.083mmLM2=[(1+Scp)L3+xΔ]0-δ=[(1+0.0055)×66+0.6×0.5]0-0.083mm=66.660-0.083mmLM3=[(1+Scp)L3-xΔ]0+δ=[(1+0.0055)×26-0.6×0.5]0+0.083mm=25.840+0.083mm式中，Scp是塑件的平均收縮率，查找相關手冊可知HDPC的收縮率為0.3%~0.8%，因此平均收縮率為0.0055，x為系數，查表可知x一般為0.5~0.8之間，此處取x為0.6，Δ為塑件上相應的制造公差，關于下型塑件取δ=1/6Δ。（4）凸模深度尺寸計算依照塑性成型零件可知：H1=58mm，H2=12mm，相應的制造公差為Δ=0.5mm。HM1=[(1+Scp)L3+xΔ]0-δ=[(1+0.0055)×58+0.6×0.5]0-0.083mm=58.620-0.083mmHM2=[(1+Scp)L2-xΔ]0+δ=[(1+0.0055)×12-0.6×0.5]0+0.083mm=11.770+0.083mm式中，Scp是塑件的平均收縮率，查找相關手冊可知HDPC的收縮率為0.3%~0.8%，因此平均收縮率為0.0055，x為系數，查表可知x一般為0.5~0.8之間，此處取x為0.6，Δ為塑件上相應的制造公差，關于下型塑件取δ=1/6Δ。1)蜜餞蓋模具尺寸計算（1）凹模徑向尺寸的計算依照塑性成型零件圖可知：L1=70mm，L2=20mm，相應的制造公差為Δ=0.5mm。LM1=[(1+Scp)L1-xΔ]0-δ=[(1+0.0055)×70-0.6×0.5]0+0.083mm=70.080+0.083mmLM2=[(1+Scp)L1-xΔ]0-δ=[(1+0.0055)×20-0.6×0.5]0+0.083mm=19.810+0.083mm式中，Scp是塑件的平均收縮率，查找相關手冊可知HDPC的收縮率為0.3%~0.3%，因此平均收縮率為0.0055，x為系數，查表可知x一般為0.5~0.8之間，此處取x為0.6，Δ為塑件上相應的制造公差，關于下型塑件取δ=1/6Δ。（2）凹模深度尺寸的計算依照塑性成型零件可知：H1=20mm，H2=10mm，相應的制造公差為Δ=0.5mm。HM1=[(1+Scp)L1-xΔ]0+δ=[(1+0.0055)×20-0.6×0.5]0+0.083mm=19.810+0.083mmHM1=[(1+Scp)L1-xΔ]0+δ=[(1+0.0055)×10-0.6×0.5]0+0.083mm=9.760+0.083mm式中，Scp是塑件的平均收縮率，查找相關手冊可知HDPC的收縮率為0.3%~0.8%，因此平均收縮率為0.0055，x為系數，查表可知x一般為0.5~0.8之間，此處取x為0.6，Δ為塑件上相應的制造公差，關于下型塑件取δ=1/6Δ。（3）凸模徑向尺寸的計算依照塑性成型零件圖可知：L1=68mm，L2=66mm，L3=16，相應的制造公差為Δ=0.5mm。LM1=[(1+Scp)L3+xΔ]0-δ=[(1+0.0055)×68+0.6×0.5]0-0.083mm=68.670-0.083mmLM2=[(1+Scp)L3+xΔ]0-δ=[(1+0.0055)×66+0.6×0.5]0-0.083mm=66.660-0.083mmLM3=[(1+Scp)L3+xΔ]0-δ=[(1+0.0055)×16+0.6×0.5]0-0.083mm=16.390-0.083mm式中，Scp是塑件的平均收縮率，查找相關手冊可知HDPC的收縮率為0.3%~0.8%，因此平均收縮率為0.0055，x為系數，查表可知x一般為0.5~0.8之間，此處取x為0.6，Δ為塑件上相應的制造公差，關于下型塑件取δ=1/6Δ。（4）凸模深度尺寸計算依照塑性成型零件可知：H1=18mm，H2=8mm，相應的制造公差為Δ=0.5mm。HM1=[(1+Scp)L3+xΔ]0-δ=[(1+0.0055)×18+0.6×0.5]0-0.083mm=18.400-0.083mmHM1=[(1+Scp)L3+xΔ]0-δ=[(1+0.0055)×8+0.6×0.5]0-0.083mm=8.340-0.083mm式中，Scp是塑件的平均收縮率，查找相關手冊可知HDPC的收縮率為0.3%~0.8%，因此平均收縮率為0.0055，x為系數，查表可知x一般為0.5~0.8之間，此處取x為0.6，Δ為塑件上相應的制造公差，關于下型塑件取δ=1/6Δ。4.4成型零件尺寸及動模墊板厚度的計算塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應具有足夠的強度和剛度，假如型腔側壁和底板厚度過小，可能因強度不夠而產生塑性變形甚至破壞;也可能因剛度不足而產生撓曲變形，導致溢料和出現飛邊，降低塑件尺寸精度并阻礙順利脫模。因此，應通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚。模具型腔壁厚的計算，應以熔體充滿型腔的瞬間產生的最大力為準。理論分析和生產實踐表明，大尺寸的模具型腔，剛度不足是要緊矛后，型腔壁厚應以滿足剛度條件為準:而關于小尺寸的模具型腔，在發(fā)生大的彈性變形前，其內應力往往超過了模具材料的許用應力，因此強度不夠是要緊矛盾，設計型腔壁厚應以強度條件為準。經分析，聽筒的上下殼的型腔屬于小尺寸模具型腔，因此，該項計算以強度條件為準。由于話筒的型腔為不規(guī)則型腔，因此，在計算中，把它簡化為規(guī)則的矩形型腔進行大概的計算。（1）凹模側壁厚度的計算凹模側壁厚度與型腔內壓力及凹模的深度有關，依照型腔的布置，模架出選200mm×355mm的標準模架，其厚度依照剛度強度設計計算公式計算：S=(3ph4/2Eδ)1/3=[(3×35×704)/(2×2.1×105×0.025)1/3=53mm式中，P是型腔壓力（Mpa）；E是材料的彈性模量（Mpa）；h=W，W是阻礙變形的最大尺寸，而h=70mm，δ是模具剛度計算許用變形量。依照注射塑料品種：δ=25i=25×1μm=25μm=0.025cm式中，i=0.45×701/5+0.001×70μm=1μm。凹模側壁是采納嵌件，為結構緊湊，那個地點凹模嵌件單邊厚度選30mm。由于型腔采納直線、對稱結構布置，故型腔之間壁厚滿足結構的設計要求了。型腔與模具周邊的距離由模板的外形尺寸來確定，依照現在選用的模架，它比型腔布置的尺寸大的多，因此滿足強度和剛度的要求。4.5排氣系統(tǒng)的設計模具型腔在塑料的填充過程中，除了型腔內原有的空氣外，還有因塑料受熱或凝固而產生的低分子揮發(fā)氣體，尤其是在高速注射成型時，考慮排氣是專門必要的。一般是在塑料填充同時，必須將氣體排出模外。否則，被壓縮的氣體產生的高溫會引起塑件局部碳化燒焦，或使塑件產生氣泡，或使塑件熔接不良引起強度下降，甚至阻礙塑件填充等。為了使這些氣體能從型腔中及時排出，可采納排氣槽等方法。當塑件熔體充填型腔時，必須順序的排出型腔以及澆注系統(tǒng)內的空氣及塑件受熱而產生的氣體。假如氣體不能被順序的排出，塑件由于填充不足而出現氣泡，接縫或表而輪廓不清等缺陷;甚至因氣體受而產生高溫，使塑件焦化?？紤]該塑件尺寸，屬于中小型簡單型腔模具，故能夠利用推出機構與模板之間的配合間隙進行排氣，間隙值為0.03mm。4.6導向結構的設計導向機構是保證動定模或上下模合模時，正確定位和導向的零件。導向具有如下功能:1.定位作用:模具閉合后，保證動定?；蛏舷履Ｎ徽_，保證型腔的形狀和尺寸精確:導向機構在模具裝配過程中也起了定位作用，便于裝配和調整。2./r/