灭火器喷嘴模具设计Word文档格式.docx

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模具的开发和制造水平的提高，还有赖于采用数控精密高效加工设备。

逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用，也要与电子信息等高新技术嫁接，实现高新技术产业化。

第三，模具工业是装备工业的一个组成部分。

在1998年以前，许多人把机械工业当作一般的加工工业。

1998年11月召开的中央经济工作会议，首次明确提出了加大装备工业的开发力度，推进关键设备的国产化。

将机械工业作为装备工业，把它同一般的加工工业区别开来，是对机械工业在国民经济中的地位与作用的重新定位。

模具作为基础工艺装备，在装备工业中自然有其重要地位。

因为国民经济各产业部门需要的装备，其零部件有很大一部分是用模具做出来的。

第四，模具工业地位之重要，还在于国民经济的五大支柱产业——机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。

机械、电子、汽车工业需要大量的模具，特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都远不能满足这些支柱产业发展的需要。

这几年，我国每年要进口近10亿美元的模具。

我国石化工业一年生产500多万吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生产和生活的消费。

生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具，需要大量的陶瓷模具;

生产塑料管件和塑钢门窗，也需要大量的塑料模具成形。

从五大支柱产业对模具的需求当中，也可以看到模具工业地位之重要。

1.2我国模具工业的发展现状

20世纪80年代以来，国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，同时为模具的发展提供了巨大的动力。

目前，中国有17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。

许多模具企业十分重视技术发展。

加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。

此外，许多研究机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。

中国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。

在大型模具方面已能生产48in（约122cm）大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。

经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料[1]等方面取得了显著进步；

在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。

1.3我国模具技术发展的趋势

随着电子、信息等高新技术的不断发展，我国模具技术的发展呈现以下趋势。

（1）模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展

（2）模具制造向精密、高效、复合和多功能方向发展

（3）快速经济制模技术得到应用

（4）特种加工技术有了进一步的发展

（5）模具自动加工系统的研制和发展

（6）模具材料及表面处理技术发展迅速

（7）模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到了认同

另一方面，随着先进制造技术的不断发展和模具行业整体水平的提高，在模具行业出现了一些新的设计、生产、管理理念与模式。

主要有：

适应模具单件生产特点的柔性制造技术；

创造最佳管理和效益的精益生产；

提高快速应变能力的并行工程、虚拟制造及全球敏捷制造、网络制造等新的生产模式；

模具标准件的日渐广泛应用（模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，且还能提高模具的质量和降低模具制造成本）；

广泛采用标准件、通用件的分工协作生产模式；

适应可持续发展和环保要求的绿色设计与制造等。

2.塑件分析

2.1塑件材料选择

灭火器在工作过程中，会有大量高压气体从喷嘴中喷出，这就要求喷嘴材料要有比较好的耐高冲击性能。

并且灭火器的喷嘴还会经常经受高温和低温，因此对材料的热变形温度和脆化温度有一定要求。

综合考虑使用性能、加工性能、经济条件和原料情况，选择材料PP1340。

PP1340（嵌段共聚聚丙烯）在国内有大批量的生产，具有良好的成型性、力学性能、表面光泽度和低成本等优点，其性能如下表：

表1PP1340性能

项目

质量指标

试验方法

断裂伸长率，%

500

ASTMD638

拉伸强度，MPa

23

洛氏硬度，

85

ASTMD785

密度，kg/m3

910

ASTMD1505

热变形温度，℃

105

ASTMD648

熔体流动速率，g/10min

1.2

ASTMD1238

维卡软化点，℃

150

ASTMD1525

悬臂梁冲击强度，J/m

50

ASTMD256

2.2塑件形状

图1塑件图

该制件形状为旋转体，四面有四个通孔，形状较为简单：

（如上图）

2.3制品质量

根据M=ρV（V=1/4πd²

）

查表1可得PP1340的密度：

ρ=0.910g/cm3

V=π/4D²

H-π/4d²

h

=π/4（98²

-90²

）×

74×

【π×

90×

74-4×

（24²

+24²

×

π/4）】/（π×

74）+

π/4（98²

-34²

8+π/4（50²

-10²

10

≈148942mm³

≈149cm3

故制品的质量M约为136g

2.4尺寸精度

由于改制件未标注公差，查（《塑料成型模具》P7表2-1-1、2-1-2）取MT5，B类公差。

2.5表面粗糙度

2.5.1制品表面粗糙度的选择

该制品为不透明制品，非配合表面和隐藏的面可取较大的表面粗糙度。

同时可利用这种表面粗糙度的差异使塑件在开模时更加有力的包住型芯，而留在型芯上。

制件各处具体的表面粗糙度在后文将陆续介绍。

2.5.2热塑性塑料产生的常见性表观质量缺陷及产生原因

表2热塑性塑料常见表观质量缺陷及产生原因

制品表观缺陷

产生的原因

塑件不完整

①注射量不够，加料量及素化能力不足；

②料桶、喷嘴及模具温度低；

③注射压力太低；

④注射速度太慢或太快；

⑤流道或浇口太小，浇口数目不够，位置不当；

⑥飞边溢料太多；

⑦塑件壁厚太薄，形状复杂且面积大；

⑦原料流动性太差，或含水分及挥发物多

塑件四周飞边过大

①分型面贴和不严，有间隙，型腔和型芯部分滑动零件间隙过大；

②模具强度和刚性差；

③料桶、喷嘴及模具温度太高；

④注射压力太大、锁模力不足或锁模机构不良，注射机定、动模板不平行；

⑤原料流动性太大；

⑥加料量过多

塑件有气泡

①塑料干燥不良，含水分或挥发物；

②料温高，加热时间长，塑料存在降解、分解；

③注射速度太快；

④注射压力太小；

⑤模温太低，易出真空泡；

⑥模具排气不良

塑件凹陷

①加料量不足；

②料温太高，模温也高，冷却时间短；

③塑件设计不合理，壁太厚或厚薄不均

④注射及保压时间太短；

⑤注射压力不足；

⑥注射速度太快；

⑦浇口位置不当，不利于供料；

塑件尺寸不稳定

①注射机的电气，液压系统不稳定；

②加料量不稳定；

③塑料颗粒不均，收缩率不稳定；

④成型条件（温度、压力、时间）变化，成型周期不一致；

⑤浇口太小，多型腔时各进料口大小不一致，进料不平衡；

⑥模具精度不良，活动零件动作不稳定，定位不准

确；

塑件粘模

①注射压力太高，注射时间太长或太短；

②模具温度太高；

③浇口尺寸太大或位置不当；

④模腔表面粗糙度过大或有划痕；

⑤脱模斜度太小，不易脱模；

⑥推出位置结构不合理

熔接痕

1料温太低，塑料流动性太差

②注射压力太小，注射速度太低；

③浇口系统流程长，截面积小，进料口尺寸及形状、

位置不对，料流阻力大；

④塑件形状复杂，壁太薄；

⑤冷料穴设计不合理

塑件表面出现波纹

①料温低，模温、喷嘴温度也低；

②注射压力太小，注射速度低；

③冷料穴设计不合理；

④塑料流动性差；

⑤模具冷却系统设计不合理；

⑥流道曲折、狭窄，表面粗糙

塑件翘曲变形

1具温度太高，冷却时间不够；

2塑件形状设计不合理，薄厚不均，相差太大，强度不足；

3嵌件分布不合理，预热不足；

④塑料分子取向作用太大；

⑤模具推出位置不当，受力不均；

⑥保压补缩不足，冷却不均，收缩不均；

塑件分层脱皮

①不同塑料混杂；

②同种塑料不同级别相混；

③塑化不均匀；

4原料污染或混入异物

3.注塑成型工艺条件

3.1注塑成型工艺简介

注塑成型是塑料先在注塑机的加热料筒中受热熔融，而后由柱塞或往复式螺杆将熔体推挤到闭合模具的模腔中成型的一种方法。

它不仅可在高生产率下制得高精度，高质量的制品，而且可加工的塑料品种多和用途广，因此注塑是塑料加工中重要成型方法之一。

一般分为三个阶段的工作。

图2注塑成型压力—时间曲线

（1）物料准备：

为了使注塑能顺利地进行并保证产品得到质量，在成型前有一系列的准备工作。

包括对物料的颗粒情况、外观色泽，杂质含量等进行检验，并测试其流动性，热稳定性和收缩率等指标。

对于吸湿性比较强的塑料，应进行适当的预热干燥，为了保证顺利脱模，部分塑料制品还需要选用脱模剂。

（2）注塑过程：

塑料在料筒内经过塑化达到流动状态后，进入模腔内的流动可分为注射，保压，倒流和冷却四个阶段，注塑过程可以用图2表示。

图中T0代表螺杆或柱塞开始注射熔体的时刻；

当模腔充满熔体（T=T1）时，熔体压力迅速上升，达到最大值P0。

从时间T1到T2，塑料仍处于螺杆（或柱塞）的压力下，熔体会继续流入模腔内以弥补因冷却收缩而产生的空隙。

由于塑料仍在流动，而温度又在不断下降，定向分子（分子链的一端在模腔壁固化，另一端沿流动方向排列）容易被凝结，所以这一阶段是大分子定向形成的主要阶段。

这一阶段的时间越长，分子定向的程度越高。

从螺杆开始后退到结束（时间从T2到T3），由于模腔内的压力比流道内高，会发生熔体倒流，从而使模腔内的压力迅速下降。

倒流一直进行到浇口处熔体凝结时为止。

（3）制件后处理：

注塑制品经脱模或机械加工后，常需要经过适当的后处理以改善制品的性能和提高尺寸稳定性；

制品的后处理主要指退火和调湿处理。

3.2注塑成型工艺条件

（1）温度；

注塑成型过程中需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和