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1、 毕业设计（论文）题 目： 折页盒注塑模设计 学 院： 机电工程学院 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计
2、（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学
3、校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2
4、.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）
5、2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它摘 要塑料工业是世界上发展最快的工业之一。在日常生活中，我们几乎每天都在使用塑料制品，这些产品的大部分可由注塑成型的方法生产。众人皆知，注塑成型工艺是制作各种形状的产品和以低成本制作复杂形状产品的制造工艺。本次的毕业设计的主要内容是折页盒塑件的注塑模具设计。从塑料材料的性能分析，根据塑件的基本形状和尺寸入手，合理选择注射的成型方法。通过对塑件工艺的分析和对模具生产条件及制造水品的把握，开始进行模具的结构设计。其中模具的结构设计过程包括：型腔数目和位置的确定，模具总体结构形式的设计，动模及定模成形零件尺寸的确定，浇注系统
6、形式及尺寸的确定，脱模方式的确定，调温及排气系统的确定，模架的选择；待以上各步骤完成后，便开始绘制模具的结构草图，根据具体尺寸校核注塑模具及注塑机的有关尺寸，并对工艺参数进行校核和计算。之后进行初步的审查对所存在的问题进行确定和修正，然后绘制模具总装配图，按装配图绘制成型零件及需要加工的零件工作图，同时考虑零件的加工工艺。关键词：折页盒注塑模，浇注系统，导向机构，温度调节系统ABSTRACTPlastic industry is one of the words fastest growing industries. Almost every product that is used in d
7、aily life involves the usage of plastic and most of these products can be produced by plastic injection molding method. Plastic injection molding process is well known as the manufacturing process to create products with various shapes and complex geometry at low cost.The main content of the graduat
8、ion thesis is to design a plastic injection mold of the fold box. From the plastic material performance analysis, according to models a basic shape and the size obtain, reasonably selects the injection to take shape the method. After anglicizing model technological and grasping the mold working cond
9、ition and manufacture level, we can start to carry on the mold the structural design. Mold structural design process include: the cavity number and the position determination, the mold overall structural style design, moves the mold and decides the mold forming components size the determination, pou
10、rs the system and the size determination, the drawing of patterns mode determination after, adjusts warm and the exhaust gas completes, then starts to draw up the mold the structure schematic diagram, according to the specific size examination injection mold and the injection computer related size,
11、and carries on the checking and the computation to the craft parameter. Carries on the determination and the revision afterward, then the plan mold assembly drawing, take shape the components and needs to process, and simultaneously considers the components the processing craft.KEY WORDS: fold box i
12、njection mold, gating system, oriented organization, temperature control system 目 录前 言1第1章 绪论21.1 模具在加工工业中的地位21.2 模具CAD/CAM21.3 塑料的组成特点与分类31.3.1塑料的组成及各组成物的作用31.3.2 塑料的优缺点41.4 热塑性塑料注射模的基本组成51.5 注射成型模具分类61.6 热塑性塑料的工艺特性71.7 注塑成型工艺9第2章 塑件成型工艺性分析及其材料的选用122.1 塑件成型工艺性分析122.2 塑件材料的选用132.2.1脱模斜度132.2.2 ABS的性
13、能分析132.2.3 ABS的注射成型过程及工艺参数14第3章 注射机型号的选用15第4章 标准模架及其相关模板尺寸的确定174.1模架的确定174.2各模板尺寸的确定184.3模架各尺寸的校核18第5章 折页盒注射模设计195.1浇注系统的设计195.1.1主流道和冷料穴的设计195.1.2分流道的设计225.1.3浇口的设计245.1.4校核主流道的剪切速率265.2 模具成型部分的设计及计算275.2.1型腔数目的确定275.2.2分型面的确定275.2.3成型零件的结构设计285.2.4模具零件材料的选用及处理295.2.5成型零件工作尺寸的计算305.2.6凹模壁厚及底板厚度的计算3
14、65.2.7排气槽的设计385.3 模具导向和推出机构的设计385.3.1导向机构的设计385.3.2推出机构的结构设计405.3.3脱模力的计算及推出零件尺寸的确定415.3.4推出零件的设计435.3.5主流道及流道凝料的推出445.4 模具温度调节系统的设计445.4.1冷却系统的设计原则445.4.2冷却回路形式的确定455.4.3冷却介质465.4.4冷却管道的简单工艺计算46第6章 总结51参考文献52致 谢53诚信声明前 言光阴似梭，大学四年的学习一晃而过，为具体的检验这四年来的学习效果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、试验测试以外，更重要的是理论联系实际，即此次
15、设计的课题为折页盒塑件注塑模具。本次毕业设计的课题来源生活，应用广泛，但分型难度大，模具结构较为复杂，对机械设计工作人员来说是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。本次设计以折页盒塑件注射模为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程，能达到很好的学以致用的效果。在设计该模具的同时学习了模具设计的一般方法、步骤、模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。自学模具设计相关的基础课程，并将其融汇到本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了SolidWorks
16、，CAD软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。本次设计中得到了商玉林老师和学院各位老师的指点和精心教诲。由于实际经验和理论技术有限，设计中错误和不足之处在所难免，恳请各位老师批评指正。第1章 绪论1.1 模具在加工工业中的地位模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如：金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。对模具的全面要求是：能生产处尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、
17、成本低廉。模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难易程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模和自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在指尖上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的
18、模具，以降低成本。现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的重要因素，尤其是模具，其对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求。1.2 模具CAD/CAM采用CAD技术是模具生产的一次革命，是模具技术发展的一个显著特点。引用模具CAD系统后，图纸不再是设计与制造环节的分界线，也不再是制造、生产过程中的唯一依据，图纸将被简化，甚至最终消失。模具CAD技术在近几年的发展过程中日趋成熟，基
19、于此项技术的二维、三维制图软件得到了广泛的应用，以生产家用电器的中国企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国UGS的UG、美国Parametric Technology公司的Pro/Engineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Clmatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽然花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经
20、济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主研发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航化正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。基于网络化的CAD/CAE/CAM一体化系统结构也得到了迅猛发展，在网络系统下实现了CAD/CAM的一体化，解决了传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作的要求，更能符合实际应用的自然过程。模具CAD/CAM的优越性：（1）缩短了模具设计与制造的周
21、期，促进产品的更新换代；（2）优化模具设计及优化模具制造工艺，提高产品质量和延长模具寿命；（3）提高模具设计及制造的效率，降低成本；（4）将设计人员从繁闷的计算和绘图中解放出来，使其可以从事更多的创造性劳动。1.3 塑料的组成特点与分类1.3.1塑料的组成及各组成物的作用塑料是以树脂为主，加入不同的添加剂，在一定温度和压力下塑化成型的高分子材料。（1）树脂：包括天然树脂和人工合成树脂。由于天然树脂产量有限，生产中很少采用天然树脂而主要采用人工合成树脂，树脂在塑料中一般含量为40%。树脂是基础原料，它具有流动性和可塑性，是成型的必要条件。不同的树脂，决定塑料的不同类型。添加剂主要有：填充剂、增塑
22、剂、稳定剂、发泡剂、着色剂等直接影响塑料的物理、力学、化学性能等。（2）填充剂：是坦料中的重要成分。加入量可达40%50%，常用的填充剂有碳酸钙、炭黑、玻璃纤维等。加入填充剂的目的有两个：一是增量，增加塑料的体积或重量，明显减少树脂用量，降低成本。二是改性，树脂中加入填充剂后，改变了树脂分子间构造，增加了原来不具有的特性，如酚醛树脂中加入木粉后，克服了脆性，提高了弹性；聚乙烯中加入钙质填料，提高了耐热性和刚度等。填充剂的形状一般为粉状，也有纤维状和层状，不管填充剂的形状如何，对其要求有：容易被树脂浸润，与树脂戳附很好，性质稳定又易分散，对设备的磨损不严重。 （3）增塑剂：为了改进塑料的可塑性，
23、降低熔融强度，需在有些树脂中加入有机化合物，这些有机化合物称为增塑剂，如氯化石蜡、磷酸酪类、二甲酸脂类等。在塑料工业中，聚氯乙烯、硝酸纤维、醋酸纤维中均需加入增塑剂以改善成型性能，提高塑料的软性及其它必要的性能。树脂中加入增塑剂，加大了其分之间的距离，削弱了大分子间的相互作用力，使树脂分子容易滑移，从而达到上述目的。如聚氯乙烯树脂中加入增塑剂邻苯二甲二丁酪，变为如同橡胶一样柔软的塑料。但加入量不能太多，否则明显降低树脂的强度和硬度。增塑剂是液态或低熔点固态物质，应无毒、无色、无臭味、对光和热比较稳定、挥发性小且与树脂有良好的相容性。（4）固化剂：主要用于热固性塑料。它的作用是：热固性塑料在成型
24、时，其原来的线型分子结构变为体型分子结构，硬化过程加速，故又称为硬化剂。在环氧树脂中加入乙二胺，在酚醛树脂中加入六甲基四胺，就是这个道理。（5）稳定剂：为了提高塑件在使用时的稳定性，防止较快变质变性，需在塑料中加入某些物质，这些物质称为稳定剂。塑件在使用中要能耐热、光、空气、霉菌等。当使用环境较差时，往往会给塑件带来较大的影响，降低其使用寿命。为此，在配料时加入稳定剂。稳定剂应耐油、耐水、耐化学腐蚀、抗老化，在成型过程中挥发小、不分解，无色，能与树脂很好相容。常用的稳定剂是硬脂酸盐、环氧化合物等。（6）发泡剂：为了制成泡沫塑料，在树脂中加入某种物质，如石油醚等，是树脂膨胀，这些物质就称为发泡剂
25、。（7）着色剂：一般将颜料或燃料称为着色剂。它使塑料具有红色、蓝色等各种色彩，以满足使用者的需要。着色剂在塑料配料时加入，加入量可通过试验或凭经验确定，并要搅拌均匀、着色剂应与树脂有良好的相容性，着色能力强，性质稳定，不与其它成分（如填充剂、固化剂等）起化学反应，不易变色等。不少着色剂还具有其它作用，如炭黑着色剂有助于防止塑料受光变脆，二盐基性亚磷酸脂能防止紫外线射入。在塑料中加入萤光色彩，可使之具有特殊光学性能。除上述添加剂外，还有润滑剂、阻燃剂等。1.3.2 塑料的优缺点（1）质量轻。塑料的密度一般在范围内，约为铝的1/2，铜的1/6。（2）比强度和比刚度高。塑料的强度和刚度虽然不如金属好
26、，但塑料的密度小，所以其比强度度和比刚度相当高。如玻璃纤维增强塑料和碳纤维增强塑料的比强度和比刚度比刚才好。在一些既要求重量轻又要求强度高的中、低载荷使用条件下的制件，塑料是最合适的材料。在汽车工业中，塑料结构件的使用量已达到6%以上，小轿车中塑料质量约占整车质量的1/10。在飞机、轮船及航天工具上，使用塑料减重的意义重大，目前宇宙飞船中塑料体积占飞船总体积的1/2，而且正在逐步增长。（3）电绝缘性能好。塑料优异的电气绝缘性能和极低的介电损耗性能可与陶瓷、橡胶媲美。除用作绝缘材料，现在又用来制作半导体塑料、导电导磁塑料，在电子工业中占重要地位。（4）耐腐蚀性高。塑料具有很高的耐腐蚀性，优于金属
27、和木材，仅次于陶瓷和玻璃。不同品种塑料其耐腐蚀性不同，聚四氟乙烯的耐腐蚀性最好。一些化工管道、容器都宜用耐腐蚀塑料制造。（5）具有防震、隔热、隔音性能。塑料尤其是泡沫塑料，同时具有优良的防震、隔热、隔音的性能，只有木材具有相近的性能，而其它材料都不能与之相比。（6）加工性能好、经济效益显著。塑料具有容易成型，成型加工周期短的特点。将塑料制成塑件，所需专用设备投资少、能耗低。特别是与金属制件加工比较，加工工序少、加工过程中的边角废料多数可以回收再用。如果以单位体积计算，生产塑件的费用仅是有色金属的1/10。因此，塑件的总体经济效益显著。（7）自润滑性好。聚酰胺、聚甲醛、超高分子量聚乙烯、聚酰亚胺
28、等都具有优异的自润滑性。（8）力学强度低。与传统的工程材料学相比，塑料的力学强度低。用超强纤维增强的工程材料，虽然强度能大幅度提高，并且比强度高于钢，但在大载荷作用下，如拉伸强度超过300MPa时，塑料仍不能满足要求。此时，只好用高强度的金属材料或高级陶瓷。（9）尺寸精度低。塑料成型收缩率大而且不稳定；塑件受外力作用时变形大；热膨胀系数比金属大几倍，因此塑件的精度不高。（10）耐热性能差。塑料耐热性差，强度随温度升高下降较快，塑料的最高使用温度一般不超过400C，而且大多数在C范围内。1.4 热塑性塑料注射模的基本组成通常一副注射模由下列基本部分组成：（1）定模机构定模机构是安装在注射机的固定
29、模板上的部分型腔。由定位环、主流道体、定模底板、定模板和凹模组成一体，在注射机上固定不动。主流道口与注塑机的喷嘴相连，引入熔融塑料。（2）动模机构动模机构是安装在注塑机的动模板上的部分型腔。由凸模、动模板、导柱、动模垫板和模脚等组成一体，在注塑机锁模装置的驱动下往复运动。随着模板向右一起运动，完成凹模与凸模闭合，即闭模。在注塑机料筒里的熔融塑料的作用下，通过喷嘴和浇注系统进入模腔，获得所需要的制品。当动模板向右运动时，完成开模，借助定出装置实现制品脱模、落料。（3）浇注系统浇注系统是将熔融塑料引向闭合模腔的通道。通常由主流道、冷却穴、分流道和浇口组成。（4）导向装置导向装置是用以保证动模和定模
30、闭合时位置的准确。它由导柱和导套组成。对于多腔位注射模，其定出机构也设置了导向装置，以免顶针弯曲和折断。（5）顶出机构顶出机构是实现制品脱模的装置。常见的有顶杆式、顶管式和推板式等。（6）抽芯机构当制品上带有侧孔或侧凹结构时，在顶出工作前，先要将可作向右运动的型芯从制品中抽出，该侧向运动是由抽芯机构实现的。由此可知，该机构只是部分注射成型模才需要设置。（7）冷却和加热装置加热时为满足注射成型工艺对模具温度的要求，冷却为使熔料能在模具内冷却定型。一般凹、凸模只能够通冷却水、热水、热蒸汽等。（8）排气系统排气系统是为满足把型腔内原有的空气以及塑料受热过程中产生的气体排出，而在模具分型面处开设的排气
31、槽。1.5 注射成型模具分类（1）按塑料品种不同可分为热塑性注射成型模和热固性注射成型模。（2）按所用的注塑机类型的不同而分为卧式注射成型模、立式注射成型模、角式注射成型模。（3）按注射成型的结构特征分为： 分型面注射成型模，又称双板式注射成型模。 双分型面注射成型模，也称三板式注射成型模。适用于点交口形式的注射成型模。在开模时，中间板与定模板进行定距分模，取出浇口，流道废料。1.6 热塑性塑料的工艺特性（1）收缩率：热塑性塑料的收缩形式与热固性塑料类似。影响热塑性塑料成型收缩率的主要因素有以下几方面。塑料品种：热塑性塑料在成型过程中由于存在结晶化引起的体积变化，内应力强，塑件残余应力大，分子
32、取向性强，因此与热固性塑料相比收缩率较大，方向性明显。此外，脱模后收缩和处理后收缩也比热固性塑料大。塑件特性：塑件成型时，熔料与模具型腔表面接触层的冷却较快，形成较低密度的固态层，由于塑料的导热性差，其内层缓慢冷却而形成收缩大的高密度固态层，因此塑件壁越厚则收缩率越大。浇口形式和尺寸：这些直接影响料流方向、密度分布、保压补塑及成型时间。成型条件：模具温度、注射压力、保压时间等对塑件的收缩均有直接影响。在模具设计时，应根据各种塑料的性质、塑件的壁厚、形状、进料口形状与尺寸，按经验确定塑件各部分的收缩率，再计算模具型腔尺寸，对高精度的塑件，在模具设计时应留有修模余地，通过试模拟逐步修正模具，以达到
33、尿素见尺寸、精度的要求。（2）流动性：塑料流动性可根据塑料的相对分子质量、熔体指数、阿基米德螺旋线长度、表观粘度及流动比（流程长度/塑件壁厚）等进行分析。相对分子质量小、熔体指数高、螺旋线长、表观粘度小、流动比大的塑料流动性好。按模具设计要求，可将流动性分为3类： 流动性好的塑料有聚酰胺、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纤维素等。 流动性中等的塑料有改性聚苯乙烯（如ABS和AS）、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛和氯化聚醚等。 流动性差的塑料有聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、氟塑料等。影响塑料流动性的主要因素有以下几个方面： 分子结构不同流动性能也不同。相对分子质量小、表观粘度小及流动比大的塑料，它
34、们的流动性能好，如聚氯乙烯、聚丙烯及尼龙等。相对分子质量大的塑料粘度较高，其流动性就差一些，如聚砜、聚碳酸酯等。流动性能好的塑料在注射成型过程中容易溢料，产生飞边。因此模具配合的间隙要小一些。 模具结构的影响流道的形式、长度、厚度；型腔形状、表面粗糙度；排气系统、冷却系统的设计等都直接影响塑料的流动性。凡使塑料熔体温度降低、流动阻力增加的因素都导致其流动性能降低。 压力的影响注射压力增大，则熔体受剪切作用力大，流动性也增大，尤其是聚乙烯、聚甲醛的流动性对压力较为敏感。 温度的影响料温高则流动性大，不同塑料各有差异。聚苯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、ABS等塑料的流动性受温度
35、变化的影响较大，而聚乙烯、聚甲醛的流动性受温度变化的影响较小。（3）结晶性：热塑性塑料按其冷凝时有无结晶现象，可分为结晶型塑料和非结晶型塑料两大类。塑料的结晶现象是指塑料由熔融状态到冷凝状态的过程中，分子由无序的自由状态排列逐步形成有序有规律排列的现象。从表观特征来看，一般结晶型塑料是不透明或半透明的，非结晶型塑料是透明的。但也有例外，如聚4甲基戊烯为结晶塑料，却有高透明性，ABS为非结晶性塑料，但却不透明。对于结晶性塑料在模具设计及选择注塑机时应注意以下几点：1）料温上升到成型温度所需要的热量多，故需选择塑化能力大的注塑机。2）冷凝时放出的热量大，模具需要充分冷却。3）塑件成型收缩大，易发生
36、缩孔、气孔。4）塑件壁较薄时，冷却快、结晶度低、收缩小；塑件壁较厚时，冷却慢、结晶度高、收缩大。因此，应合理控制模具温度。5）塑料各向异性显著，内应力大，脱模后塑件易发生变形、翘曲。6）塑料融融温度范围窄，易发生未完全熔融的生料注入型腔或堵塞浇口。故应注意进料温度。（4）热敏性和水敏性：热敏性指某些热稳定性差的塑料，在料温高和受热时间长的情况下产生降解、分解、变色的特性，具有这种特性的塑料称为热敏性塑料。如硬聚氯乙烯、聚甲醛、醋酸乙烯共聚物和聚三氟氯乙烯等。为防止热敏性塑料在成型过程中出现变色、分解现象，一方面可在塑料中加入热稳定剂，另一方面应选用螺杆式注射机，正确控制成型温度和成型周期，同时
37、应及时消除分解物，对模具和设备采取防腐措施。水敏性是指某些塑料（如聚碳酸酯）即使只含有少量水分，在高温、高压下也会发生分解，对这类塑料在成型之前，必须预先加热干燥。（5）应力开裂和熔体破裂：有些塑料对应力敏感，成型时易产生内应力且质脆易裂，塑件在外力作用下会发生开裂现象。为此，除在原料内加入附加剂提高抗裂性之外，对原料还应注意干烘，同时选用合理的成型条件和结构合理的塑件；在设计模具时应增大脱模斜度，选用合理的进料口和顶出机构；在成型时应适当调节料温、模温、注射压力及冷却时间，尽量避免塑件在冷脆的情况下脱模；塑件成型后要进行消除内应力处理，以提高抗裂性。当一定熔体指数的聚合物熔体，在恒温下通过喷
38、嘴孔时，其流速超过一定值后，挤出的熔体表面发生明显的横向裂纹称为熔体裂纹。发生熔体裂纹会影响塑件的外观和性能，故若选择熔体指数高的聚合物，在模具设计时应加大喷嘴、流道和浇口截面，降低注射速率和提高料温。（6）热性能和冷却速度：各种热塑性塑料有不同的比热容、导热率和热变形等热性能。比热容高的塑料在塑化时需要热量大，应选用塑化能力大的注塑机。热变形温度高的塑料冷却时间短，脱模早，但脱模后要防止冷却变形。导热率低的塑料冷却速度慢，必须充分冷却，要加强模具冷却效果。（7）吸湿性和粘水性：由于各种塑料所含的助剂不同，他们对水分的亲疏程度也不同，为此，可按吸湿或粘附水分能力的大小，将塑料分为吸湿性（包括粘
39、水性）和不吸湿性（包括不粘水性）两大类型。聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、ABS、聚砜和纤维素酯（醚）等属于前者；聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和氟塑料等属于后者。吸湿性塑料在注射成型过程中比较容易产生水降解和气泡。因此，成型之前必须按照工艺要求对他们进行预热干燥处理。（8）比容与压缩率：比容是单位质量的松散毒了所占的体积，以计；压缩率是塑料的体积与塑件的体积之比，其值恒大于1,。比容和压缩率都表示粉状和短纤维状塑料的松散性，他们都可用来确定压缩、压注等模具加料室的大小。（9）硬化速度：热固性塑料在成型过程中交联硬化，其硬化速度通常以塑料试样硬化1mm厚度所需要的秒数来表示，比值越小，硬化速度越
40、快。硬化速度与塑料品种、塑件形状、壁厚、成型温度及是否预热、预压等有密切关系。1.7 注塑成型工艺1.7.1 注塑成型工艺过程如图1-1所示。产前准备加料注塑机模具闭合注塑、充模、保压冷却定型熔体塑化物料模具开启制品脱模及卸料清模制品后处理图1-1 注塑成型工艺过程1.7.2 注塑成型工艺过程可分为塑化计量、注塑充模和冷却成型三个阶段。（1）成型物料在注塑机机筒内经过加热、压实以及混合等作用以后，由松散的粉状或粒状固态转变成连续的均化熔体的过程叫做塑化。将塑化好的熔体通过柱塞或螺杆定温、定压、定量的输出机筒所进行的准备工作，这些动作均需注塑机控制，柱塞或螺杆在塑化过程中为计量。（2）注塑充模
41、注塑充模是柱塞或螺杆从机筒内的计量位置开始，通过注塑油缸和活塞施加高压，将塑化好的塑料熔体经过机筒前端的喷嘴和模具中浇注系统快速送入封闭模腔的过程。（3）冷却定型 从浇口冻结开始，到制品脱模为止，是注塑成型工艺的最后一个阶段。在此阶段中需要注意的事模腔的压力、制品的密度、熔体在模具内的冷却情况以及脱模条件等。1.7.3 成型成型的条件以及要素：（1）温度：机筒温度、模具温度、干燥温度、油温度。（2）压力：注射压力、保压压力、背压、合模力。（3）时间：注射时间、保压时间、冷却时间、干燥时间。（4）速度：射出速度，螺杆转速，模具开、闭速度，顶出速度。（5）量：计量、顶出量、开模量。以上的成型要素相
42、互关联，不能各自、任意设定，又与成型制品的形状、塑料的种类、模具构造有关，成型条件要依据实际情况而定。1）机筒温度机筒温度的设定与塑料种类有差异，如错误设定机筒温度会造成成型不良。后段为供给材料，是软化材料并施行熔融的区域，设定温度宜稍低。中段为材料的压缩区域，依靠外部加热与内部的剪切作用施行可塑化，设定温度在中间温度为宜。前段为计量区，使熔体塑料混合搅拌均匀化，设定温度为高温。喷嘴依据成型周期及前段的温度、材料的种类及喷射方式动作而定，热稳定性良好的材料可将温度设定稍高一些。2）注射压力将熔体塑料注射于模腔，射出压力太高或太低均不适宜。3）射出速度为熔体塑料向模腔的注射速度，一般对于制品的外
43、观、尺寸精度而言，射出速度宜快；但对于加厚或加深的成型制品宜缓慢。4）射出时间射出时间包括注射时间和保压时间。保压时间果断则浇口部位未固化，模腔内的塑料被退回螺杆侧面，致使尺寸精度或外观不良，为了避免短射或消除气泡，宜采取较长的保压时间。5）冷却时间填充模腔塑料冷却固化为热变形温度一下至可取出制品的时间。可根据成型的厚度、塑料温度、模具温度及材料特性确定，但一般根据经验而定，冷却时间长，成型制品变性较小，但因为成型制品有收缩，不易从模具中拔出，从而成型周期延长。6）计量计量时间（螺杆回转时间）设定比冷却时间要短。7）螺杆转速因螺杆回转，塑料受到剪断作用以致内部发热，螺杆转速越快，塑料发热越多，
44、使塑料温度升高发生过热分解，在不至于发生过烧或分解的范围内，尽可能提高设备的回转转速。8）背压螺杆回转时，对于后退螺旋加以阻抗，使后退困难的阻力称为背压，通常在范围内。其效果排列为： 防止重量不均匀； 防止空气混入； 挥发脱气效果； 使熔体均匀并且颜色分散良好。第2章 塑件成型工艺性分析及其材料的选用本设计实例为一折页盒，如图2-1所示。图2-1 塑件图2.1 塑件成型工艺性分析（1）外形尺寸该塑件壁厚6mm，塑件外形尺寸、体积不大，塑料熔体流程不太长，适合注射成型，如图2-1所示。（2）建立三维模型利用塑件的主要尺寸在SolidWorks软件的造型界面下完成折页盒塑件的三维造型，图2-2为折
45、页盒塑件的三维立体图。图2-2 塑件三维立体图经SolidWorks软件里的质量分析功能测得产品的体积，表面积。2.2 塑件材料的选用塑件的质量要求是不允许有裂纹和变形缺陷；塑件的使用要求是耐用，耐磨，可以承受较大的冲击力，不易摔坏；好看，有光泽，表面较光滑；化学性质稳定，可以耐高温（一般低于100C），耐化学腐蚀。根据塑件的用途、使用要求以及外观形状，选用ABS作为本次设计的塑件材料。中文学名：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯英文学名：Acrylonitrile-Butadiene-Styrene copolymer（简称ABS）2.2.1 脱模斜度ABS属无定型塑料，成型收缩率小，参考表2-1选择该
46、塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为1。表2-1 常用塑件的脱模斜度塑件名称脱模斜度凹模型芯聚乙烯、聚丙烯、软聚氯乙烯、聚酰胺、氯化聚醚硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜聚苯乙烯、有机玻璃、ABS、聚甲醛热固性塑料2.2.2 ABS的性能分析（1）使用性能综合性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学稳定性，电气性能好；易于成型和机械加工，其表面可镀铬，适合制作一般机械零件、减摩零件、传动零件和结构零件。（2）成型性能1）无定型塑料。其品种多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种来确定成型方法及成型条件。2）吸湿性强。水的质量分数应小于0.3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。3）流动性中等。溢边料0.04mm左右。4）模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口的位置、进料方式。当推出力多大或者机械加工时塑件表面易呈现白色痕迹。（3）ABS的主要性能指标其性能指标见表2-2。表2-2 ABS的性能指标密度/(g)1.031.06屈服强度/MPa50比体积/(/g)0.860.98拉伸强度/MPa38吸水率/%0.20.4拉伸弹性模量/MPa熔点/C
