2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p>  塑料精密注射成型模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)</p><p>  引 言 隨著電子、電信、醫(yī)療、汽車等行業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)塑料制品的高精度、高性能要求與日俱增,精密注射成型要求制品不僅具有較高的尺寸精度、較低的翹曲變形,而且還應(yīng)有優(yōu)異的光學(xué)性能等.注射成型是最重要的塑料成型方法之一,如何提高注射成型技術(shù)水平,生產(chǎn)出高精度的塑料制品,創(chuàng)造附加值高的產(chǎn)品,模具的設(shè)計(jì)是重要環(huán)節(jié)。 </p><p

2、>  在精密注射成型設(shè)計(jì)中,除了應(yīng)考慮一般模具設(shè)計(jì)事項(xiàng)外,還要特別考慮如下事項(xiàng):1)為了得到所要尺寸公差的制品,要考慮適當(dāng)?shù)哪>叱叽绻睢?)要考慮防止產(chǎn)生成型收縮率波動(dòng)。3)要考慮防止產(chǎn)生成型變形.4)要考慮防止產(chǎn)生脫模變形。5)要使模具制作誤差最小.6)要考慮防止模具精度波動(dòng).7)要考慮維持模具精度. </p><p>  1、適當(dāng)?shù)哪>叱叽绾凸?</p><p>  1.1制

3、品尺寸精度與模具尺寸精度的關(guān)連 </p><p>  繪出制品圖,考慮模具設(shè)計(jì)、模具制作和成型過程。 </p><p>  首先可從制品圖面尺寸求模具圖面尺寸。按此模具圖畫尺寸制作模具,得到模具的實(shí)際尺寸。用此模具可得到成型的制品,得到制品實(shí)際尺寸。間題是此實(shí)際尺寸如何在圖面所要尺寸公差內(nèi)。 </p><p>  1.2適當(dāng)?shù)氖湛s率 </p><

4、p>  如上所述,即使在用同一顏料的同一樹脂中,收縮率也因成型條件不同而異。在精密成型中,收縮率變化程度要小,預(yù)計(jì)收縮率和實(shí)際收縮半要盡可能無差異。主要是采用整理以往的類似制品的實(shí)際收縮率來推定收縮率,也有用實(shí)驗(yàn)?zāi)G髮?shí)際收縮率,再經(jīng)修正、設(shè)計(jì)制作生產(chǎn)模的情形. </p><p>  但完全恰當(dāng)推定收縮率幾乎是不可能的,不可避免地要在試成型后修正模具。修正結(jié)果,凹部將增大尺寸,凸部將縮小尺寸。因此,對(duì)凹部尺寸

5、,將收縮率設(shè)在小值,對(duì)于凸部尺寸將收縮率設(shè)在大值。齒輪外徑尺寸變大時(shí)不能嚙合,變小時(shí)僅齒隙變大,所以要將收縮率設(shè)在小值。 </p><p>  2、防止產(chǎn)生成型收縮率波動(dòng) </p><p>  精密注射成型,必須以確實(shí)可按所要尺寸制作模具為前提。然而,即使模具尺寸一定,制品實(shí)際尺寸也因?qū)嶋H收縮不同而異.所以在精密注射成型中,收縮率的控制是十分重要的.模具設(shè)計(jì)的合適與否支配收縮率,還因樹脂批

6、次不同而異,若改變顏料,收縮率也產(chǎn)生差異。因成型機(jī)不同,成型條件的設(shè)定、再現(xiàn)性以及各成型周期的動(dòng)作有波動(dòng),對(duì)實(shí)際收縮率產(chǎn)生波動(dòng)等,因而收縮的控制是困難的. </p><p>  2.1影響收縮率的主要因素 </p><p>  模具尺寸可由制品尺寸加上收縮率求得,所以在模具設(shè)計(jì)時(shí),需要考慮收縮率的主要因家.影響成型收縮率的主要因素有(1)樹脂壓力,(2)樹脂溫度,(3)模具溫度,(4)澆口

7、截面積,(5)注射時(shí)間,(6)冷卻時(shí)間,(7)制品壁厚,(8)增強(qiáng)材料含盆,(9)定向性,(10)注射速度。這些影響因樹脂和成型條件等項(xiàng)目的變化不同而異。 </p><p><b>  (1)樹脂壓力 </b></p><p>  樹脂壓力對(duì)收縮率影響很大,樹脂壓力若大,收縮率變小,制品尺寸則大。即使在同一模腔內(nèi),樹脂壓力也因制品形狀不同而異,因此產(chǎn)生收縮率差異。在多

8、腔模的場(chǎng)合,各模腔內(nèi)樹脂壓力容易產(chǎn)生差異,結(jié)果各模腔的收縮率也不相同。 </p><p><b>  (2)模具溫度 </b></p><p>  無論是非結(jié)晶性樹脂或是結(jié)晶性樹脂,模具溫度若高,收縮率則變大.精密成型要將模具溫度維持在特定溫度。在模具設(shè)計(jì)時(shí),必須注意冷卻回路設(shè)計(jì)。 </p><p><b>  (3)澆口截面積 &l

9、t;/b></p><p>  一般說來,改變澆口截面積時(shí),收縮率也變化.收縮率隨著澆口尺寸變大而變小,這與樹脂的流動(dòng)性有關(guān)。 </p><p>  (4)制品壁厚度 </P</p><p>  制品壁厚度也影響收率.對(duì)于非結(jié)晶性樹脂,因樹脂對(duì)壁厚的收縮率影響傾向不同,壁厚大,收縮率也大,反之,收縮率變小。而對(duì)于結(jié)晶性樹脂,必須避免壁厚變化特別大。在多腔

10、模的情形,如果模腔壁厚有差異,收縮率也將產(chǎn)生差異. </p><p>  (5)增強(qiáng)材料含量 </p><p>  用玻瑞纖維增強(qiáng)樹脂時(shí),加玻纖量愈多,收縮率則愈小,流動(dòng)方向的收縮率比橫向收縮率小,根據(jù)樹脂其差較大,為了防止扭曲飛翹曲,必須考慮澆口形狀飛僥口位置和澆口數(shù). </p><p><b>  (6)定向性 </b></p>

11、<p>  定向性雖有較大差異,然而對(duì)所有樹脂都存在定向性。結(jié)晶性樹脂的定向性特別大,由于壁厚和成型條件而有差異。 </p><p>  此外,還有產(chǎn)生成型后收縮。影響成型后收縮的主要因素有①內(nèi)部應(yīng)力緩和,②結(jié)晶,③溫度,④濕度. </p><p>  2.2可采取的措施 </p><p>  (1)流道,澆口平衡 </p><p&

12、gt;  如上所述,收縮率因樹脂壓力變化。在單腔模多點(diǎn)澆口以及多腔模的情形,要同樣進(jìn)行充模,就要進(jìn)行澆口平衡。樹脂流動(dòng)與在流道中的流動(dòng)阻力有關(guān),所以在取澆口平衡前最好取流道平衡。 </p><p><b>  (2)模腔排列 </b></p><p>  為了使成型條件的設(shè)定容易,所以需要注意模腔排列。由于熔融樹脂將熱帶入模具,在一般模腔排列的情況下,模具溫度分布呈以

13、澆口為中心的同心圓狀。所以在選擇多腔模的模腔排列時(shí),既要易取流道平衡,又要取以澆口為中心的同心回狀排列. </p><p>  (3)精密注射成型的冷卻回路設(shè)計(jì) </p><p>  如上所述,模具溫度對(duì)收縮率影響很大,同時(shí),因時(shí)間不同溫度變化,多腔模各模腔的溫度差也難以避免,所以需要注意冷卻回路設(shè)計(jì)。 </p><p>  從熱交換效率來看,冷卻液的流動(dòng)應(yīng)為紊流,

14、冷卻回路最好設(shè)為串聯(lián)的折流板式。 </p><p>  在回路設(shè)計(jì)中,型腔與型芯應(yīng)帶出的熱量也不同,熱阻力也因回路構(gòu)造不同而異,入口水溫在模腔與型芯產(chǎn)生較大差異.因此,精密成型模具的冷卻回路為型腔與型芯分別設(shè)計(jì),用分別的溫調(diào)機(jī)進(jìn)行溫度控制。 </p><p>  3、防止產(chǎn)生成型變形 </p><p>  成型變形產(chǎn)生的原因是在不均勻的收縮下有內(nèi)應(yīng)力,所以需要防止不

15、均勻地收縮。 </p><p><b>  (1)澆口數(shù) </b></p><p>  在齒輪中心有孔的圓形制品的情形,必須在中心設(shè)澆口.然而在樹脂的流動(dòng)方向與垂直方向收縮率有較大差異時(shí),卻有產(chǎn)生橢圓的缺點(diǎn),在需要更高精度的圓度時(shí),需要設(shè)成3點(diǎn)或6點(diǎn)澆口。但需要充分注意各澆口的平衡。 </p><p>  在使用側(cè)澆口時(shí),3點(diǎn)澆口將使圓筒狀制品

16、內(nèi)徑增大,在外表和端面不允許澆口痕跡的情形少使用內(nèi)側(cè)多點(diǎn)勻分澆口,可以得到良好結(jié)果。 </p><p>  (2)澆口形狀和位置 </p><p>  需要根據(jù)制品形狀選用適當(dāng)形狀的澆口。圖置表示澆口形狀和位置對(duì)變形的影響。 </p><p>  4、防止脫模產(chǎn)生變形 </p><p>  精密制品一般較小,制品壁厚較薄,有的還有許多薄筋。棋

17、具設(shè)計(jì)必須考慮使制品不變形,而且可適當(dāng)脫棋. </p><p>  對(duì)于收縮率較小的樹脂,當(dāng)成型壓力高的情形,需要注意制品易留在模腔內(nèi).用收縮率小的樹脂成型齒輪時(shí),齒輪部分模腔最好設(shè)計(jì)在頂出一側(cè)的模板上。 </P</p><p>  在用頂銷時(shí),濡要注意無變形的頂銷數(shù)和頂壓位置。帶孔齒輪需要芯銷,這時(shí)為了有助于在頂出時(shí)平行頂出,而需要設(shè)置頂出側(cè)模板上。 </p><

18、;p>  對(duì)于角狀制品,可以使用沖孔模板頂出,用這種模板頂出可以防止產(chǎn)生變形。 </p><p>  一般精密制品拔模斜度較小。為了減小脫模力,而需要鏡面加工,研磨方向必須為拔模方向。要按拔模方向設(shè)容易研磨的分塊型芯。 </p><p>  5.最小的模具制作誤差 </p><p>  5.1按所要加工方式的適當(dāng)?shù)哪>邩?gòu)造 </p><p&

19、gt;  為了得到所要精度的制品尺寸,必須有相應(yīng)的模具尺寸,而模具需要有極高精度的加工,又受精加工機(jī)械限制. </p><p>  為了維持模具精度,需要耐磨性高,為此需要采用淬火.用磨床及電火花加工機(jī)床加工淬火模具的精度可達(dá)0.01毫米以內(nèi)。 </p><p>  由于用平面磨床無法加工封閉槽形,可選用】形,但因】形強(qiáng)度差,需要采用如圖2的增強(qiáng)措施。 </p><p&

20、gt;  用電火花加工機(jī)床彤模加工時(shí),必須注意電極端的磨損變大。加工圖3的齒輪用模腔以及用鋼絲電火花加工機(jī)床加工時(shí),應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)能夠貫通加工的構(gòu)造。 </p><p>  從防止磨削變形和縮短加工時(shí)間方面來看,要選定淬火變形少的鋼材,而且要設(shè)計(jì)為淬火變形少的形狀。形狀復(fù)雜時(shí),悴火冷卻不易均勻,易產(chǎn)生淬火變形。 </p><p>  5.2總分割式模具 </p><p&g

21、t;  為了將淬火零件加工成較高精度,要使用磨床。因此,需要采用鑲件組成分割式模具。這種模具有如下特征: </p><p>  (1)因?yàn)榭蛇x擇適當(dāng)材料,所以能夠使用適當(dāng)硬度模具材料。 </p><p>  (2)能夠利用耐蝕性和耐磨性高的模具材料. </p><p>  (3)能夠分別熱處理,所以容易設(shè)定熱處理?xiàng)l件。 </p><p>  

22、(4)能夠使用鏡面加工性良好的模具材料,鏡面加工操作也容易,所以能夠提高鏡面度。 </p><p>  (5)因?yàn)槿菀装窗文7较蜓心?,所以有利于采用拔模斜度小的模具?</p><p>  (6)由于硬化,可延長(zhǎng)模具精度保持時(shí)間,模具壽命長(zhǎng)。 </p><p>  (7)容易設(shè)在任意位置排氣,所以充模容易. </p><p>  (8)磨削加

23、工容易. </p><p>  (9)能夠提高模具零件精度,所以可能提高制品精度。 </p><p>  (10)可在較小的公差內(nèi)制作備模腔和型芯,所以部件互換性高,容易維修。 </p><p>  (11)因?yàn)橐阅ハ骷庸橹黧w,所以加工效率高。 </p><p>  (12)零件數(shù)多,需要極大提高各零件加工精度. </p>&

24、lt;p>  (13)局限于特定加工方法 </p><p>  (14)采用完全淬火 </p><p>  5.3總分割式模具設(shè)計(jì)方面的注意點(diǎn) </P</p><p>  關(guān)系精度和各部件所要精度必須從所要制品精度逆運(yùn)算決定。 </p><p>  因?yàn)榉指顢?shù)愈多,積象誤差愈大,愈要提高加工精度,所以分割數(shù)僻要定在最小限度。 &l

25、t;/p><p>  一般禁止在制品表面設(shè)分型線,不僅外觀上嫌棄,而且在功能上也將成為障礙。若在產(chǎn)生應(yīng)力處有分型線時(shí),也往往因應(yīng)力集中而引起破損。 </p><p>  因?yàn)槟ハ骷庸と菀椎玫骄鶆虻某叽缌慵?,所以?yīng)分割成可用研磨劑加工的形狀。 </p><p>  易損易壞部分應(yīng)分割成易更換的,并且考慮選用高耐磨性合金。 </p><p>  此外

26、,要考慮組裝和拆卸容易。必須用能夠容易、正確地復(fù)原精度的機(jī)構(gòu),組裝模腔和型芯的各部件,如果分別裝在基座上,則模腔與型芯必須同心。在使用安裝銷釘?shù)那樾?,必須正確研磨銷孔。 </p><p>  6、防止模具精度的誤差 </p><p>  確?;瑒?dòng)件各周期的定位,需要防止模具精度的波動(dòng)。為了維持滑動(dòng)件的精度,滑動(dòng)件都應(yīng)悴火研磨.側(cè)芯滑動(dòng)部分的配合應(yīng)有定位退拔部分,如圖4所示,在側(cè)芯尺寸大時(shí),

27、中間部分可以設(shè)狹小的導(dǎo)槽。 </p><p>  7、模具精度的維持 </p><p>  7.1確保模腔與模芯的中心一致 </p><p>  為了經(jīng)常正確地合模,的構(gòu)造.圖5-7表示其例必須設(shè)計(jì)成兩模板可確實(shí)正確定位 </p><p>  7.2 防止模具變形 </p><p>  為了避免因樹脂壓力作用于模腔而產(chǎn)

28、生的模具變形,棋具強(qiáng)度就要足夠大。在型芯板中間常加支柱,銷的材料也選用高強(qiáng)度鋼,并且將容易受彎曲的銷設(shè)在接近澆口,還要降低作用于銷的樹脂流動(dòng)壓力。</p><p>  7.3預(yù)防時(shí)效變化 </p><p>  模具藉要淬火回火處理時(shí),如果有殘余奧氏體,將產(chǎn)生時(shí)效變化,導(dǎo)致模具尺寸精度變化,所以再使殘余奧氏體分解的溫度回火,并且孺要用冷處理。 </p><p>  為

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