机械5

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。 在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后，塑料模设计对制品质量与产量，就具有决定性的影响。首先，模腔形状、流道尺才、表面租脸皮、分型面、进与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品(或型材)尺寸精度和状精度以及塑件的物理力学性能、内应力大孝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彤响，除简易模具外．般说来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、高效率的设备和先进的模具被誉为塑料制品成形技术的“三大支柱”。尤其是塑料模对实现塑件加工工艺要求、塑件使用要求和塑件外观造型要求、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．塑件生产与产品更新均以模具制造和更新为前提。塑料模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之后，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刻不容缓的策略。尤其大型塑料模的设计技术与制造水平，常可标志一个国家工业化的发展程度。 我国塑料模的发展极其迅速。塑料模的设计技术、制造技术、CAD技术、CAPP技术已有相当规模的开发和应用。我国在塑料模设计技术和制造技术上，与发达国家和地区有相当的差距。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。 “八五”期间，国家组织了以中国钢铁总院为首的批钢铁企业，研究和开发塑料模专用钢系列。现在塑料模用钢材、已形成了较为完善的体系，大致可分为如下5种类型： 1)基本型如55钢，使用硬度小于20HRC，切削加工性能好。但模腔表面积糙度差，使用寿命短。现已被预硬钢所代替。 2)预硬型这类钢是在中、低碳钢中加入适且合金元素的低合金钢，淬透性高，加工性能好，调质后的使用硬度应为2535HRC，属最大族系通用塑料模具钢。其典型品种，如美国的P20钢。 3)时效硬化型这类钢是在中、低碳中加入Ni、Cr、Al、Cu、Ti等合金元素的合金钢、耐磨性和耐腐蚀性忧于预硬钢，经时效处理后，硬度可高达4050HRC。这类钢的典型牌号，如美国的P21、日本的NAK55等，多用于较复杂、精密塑料模，或大批量生产长寿命塑料模。 4)热处理硬化型这类塑料模具钢如美国的D2、日本的PD6l3及PD555等，模腔能达很高的镜面,并可进行表面强化处理。这类钢制造的模具，经淬火和回火处理后．使用硬度可达50一60HRC。 5)马氏体时效钢和粉木冶金模具钢适用于要求高耐磨性、高耐腐性、高韧性和超镜面的塑料模。这类钢如美国的PS钢、日本的HAP和ASP钢．均为采用粉木冶金法制造的模具钢。 机械技术与电子技术的密切结合．日益更多地采用图形输出、数控数显、算机程序控制的设计与加工一体化方法，实现高层次、多工位加工，使塑料模在上、效率上产生一个新飞跃。集设计、分析与制造为一体。此外，激光造型与成型技术，将在新产品开发中，显示出越来越重要的作用。 模具标准化程度及其标准零件的制造规模与范围．常可标志个国家的工业化程度。使用标准架及其标准零件，可节省金属材料30％，降低成本25％，对于模具工业的发展具有十分重要的战略意义。如工业发达国家日本，塑料模标准件全由专业厂生产，一般模具厂只是它的用户。 我国塑料模的标准化，在国家标准GB／T 4169．14169．U一1984，GB／T2555.112555．1519N和GB／Ｔ12556．112556．219如等推动下，已取得了长足进步。 模具标准化的意义：模具标准化，是指在模具设计和制造中肺遵循的技术规范、基准和准则。其意义主要体现在如下几个方面： 1)模具标淮化的实施．能有助于稳定、提高和保证模具设汁质量和制造户必须达到的质量规范，使工业产品零件的不合格率减少到最低限度。 2)模具标准化可以提高专业化协作生产水平、缩短模具生产周期、提高模具制造质量和使用性能。实现模具标准化后，模具标准件和标准棋架可由专业厂大批量生产和供应。 3)模具标准化可使棋具工作者摆脱大量重复的一般性设计，将主要精力用来改进模具设汁、解决模具关键技术问题、进行创造性的劳动。 4)模具标准化，是采用现代化模具生产技术和装备、实现模具加入CAM技术的基矗 5)模具标准化有利于模具技术的国际交流和组织模具出口外销。因此、模具标准化对于提高模具设计和制造水平、提高模具质量、缩短制模周期、降低成本、节约材料和采用高新技术，都具有十分重要的意义。 进入新的世纪，中国的模具发展事业正在随着国际潮流迎头赶上，此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计周期等方面作出了贡献。相信不久，我国的模具水平能达中等发达水平。 本设计题目为普通零件罩盒，但对做设计的生有一定的设计意义，它概括了盒盖塑料零件的设计要求、内容及方向。通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者注塑模设计的基础，为设计更复杂的注塑模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。 热塑性塑料注塑模的特点是由塑料原材料的特性所决定的，最主要的有两点：一是注射时塑料熔体的充模流动特性，二是模腔内塑料冷却固化时的收缩行为，这两点决定了注塑模的特殊性和设计难度。由于塑料熔体属于粘弹体，熔体流动过程黏度随剪切应力，剪切速率而变化，流动过程中大分子沿流动方向产生定向；模腔充满后熔体被部分压缩；冷却固化过程中塑料的收缩非常复杂，模腔内各部分、各方向塑料收缩率不同，不同种类和型号的塑料收缩率也差别很大，同一塑料注塑同一制件各方案不同其收缩率也不同，基于上述特点，设计注塑模时首先要充分了解所加工的塑料原材料的特性，使设计的模具合理使用，并可在设计中有效利用塑料特性。