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目錄 目錄 畢業(yè)設計任務書 I 開題報告 III 指導老師審查意見 IX 評閱教師評語 X 答辯會議記錄 XII 中外文摘要 XIII 1 前言 1 2 復合橋塞原理與意義 2 2.1初識復合材料橋塞 2 2.2結構原理 2 2.3分層施工作業(yè)程序 6 3 復合材料的基本特性 8 3.1復合材料的結構 8 3.2復合材料的特性 9 3.3復合材料的應用 12 3.4 我國復合材料科學的研究現狀 13 4 復合材料卡瓦加工方案 16 5 復合材料卡瓦結構與壓模模具設計 16 5.1復合材料卡瓦結構 16 5.2 壓模模具設計 17 6 卡瓦壓模加工工藝 21 6.1成型前的準備 21 6.2 壓縮成型過程 24 6.3塑件的后處理 25 7 模具結構設計 26 7.1關于短玻璃纖維環(huán)氧樹脂的概述 26 7.2 壓力機的選用 27 7.3 施壓方向和分型面確定 29 7.4 模具基本結構和脫模方法 30 7.5 模具尺寸設計 30 7.6 成型零件設計 32 7.7導向機構設計 33 7.8 型腔的側壁和底版厚度的計算 33 7.9 脫模機構設計 33 7.10 牙齒的設計 33 8 參考文獻 34 9 設計小結 36 10致謝 37 前言 復合材料的橋塞卡瓦模具設計 第1頁（共37頁） 前言 1 前言 在石油與天然氣勘探開發(fā)的各項施工中，修井作業(yè)是一個重要的環(huán)節(jié)。油氣水井在自噴、抽油或注水注氣過程中，隨時會發(fā)生故障，造成油井減產或甚至停產。如：油井下沙堵、井筒內嚴重結蠟、結鹽、油層堵塞、滲透降低、油氣水層互相串通、生產油層枯竭等油井本身的故障；油管斷裂、油管連接脫扣、套管擠扁、斷劣和滲漏等油井結構損壞；抽油桿彎曲、斷裂或脫扣、抽油泵工作不正常等井下采油設備故障。出現故障后，只有通過井下作業(yè)來排除故障。 一套完善的修井設備，一般包括下述部分：主機（修井機），具有動力、傳動、絞車、井架、鉆臺、游動系統(tǒng)。剎車系統(tǒng)以及液壓、氣動、電氣系統(tǒng)；井口工具；井下工具；運輸工具；起吊及發(fā)電裝置等。其中，井口工具主要包括吊環(huán)、吊卡、吊鉗、液壓動力大鉗、液壓套管鉗和修井液壓動力鉗等。 國內生產井口工具的公司主要有：江蘇如東通用機械有限公司、泰興石油機械有限公司、山東三田臨朐石油機械有限公司、牡丹江石油工具有限責任公司、海城市石油機械制造有限公司、鹽城市特達石油機械有限公司、江蘇新象股份有限公司等公司。 在衡量修井設備的性能上，一般有下述指標：修井能力（即絞車功率大小）；井架性能（強度、剛度、安裝性）；移運性；控制是否方便、靈敏；提供操作條件好壞；配套設備及工具是否完善；工作可靠性；有無特殊的防風、防水、防凍、防塵及防腐蝕措施等。 由于我國大部分油田大都已進入開發(fā)中、后期，采油的難度越來越大，工藝越來越復雜，井況也越來越復雜，修井任務也越來越繁重。與修井任務越來越繁重的同時，修井工人的勞動強十分高修井的環(huán)境條件也十分惡劣，高溫酷寒，風天雨天，井場條件差（泄露出來的天然氣和有毒氣體的侵熏和井噴），特別是地處高原的西部地區(qū)，油井較深、自然及環(huán)境條件十分嚴酷。所以要提高修井效率、減輕修井工人的勞動強度，同時惡劣的工作條件也對工作設備提出了更高的要求，克服高溫高壓的工作環(huán)境。與發(fā)達國家相比，我國的鉆井設備相對落后，尤其是在卡瓦的使用上，國外大多數使用機械手、啟動卡瓦；而目前國內絕大部分油田（或地質）鉆井工程中起下鉆作業(yè)時，大都采用雙吊卡或單吊卡加手提式卡瓦作業(yè)方式，自動化程度低、效率低、勞動強度大安全性能不高。 由于卡瓦是橋塞的關鍵部位，問題也隨之而來，如果我們采用新型復合材料，利用其質量輕，強度大的特點，來繼續(xù)強化卡瓦的耐高壓特性來滿足油田開采的更復雜的地質環(huán)境;研發(fā)新的生產工藝來生產卡瓦，節(jié)約成本，增加經濟效益。 2復合橋塞原理與意義 2.1初識復合材料橋塞 在油氣井測試過程中，為正確評價認識目的層，當遇有多層系地層時各油氣水層的層間存在差異需要進行分層測試，分層進行增產措施，生產井進行多層完井，暫時隔層等，都需要使用橋堵分層工具，如橋塞等。但目前常用的金屬橋塞存在易卡、鉆銑困難等缺點，特別是用于斜井、水平井的分層壓裂、酸化、封堵水等工藝，由于受其特殊井身結構的影響，這類井在解除金屬橋塞橋堵進行磨銑時，易發(fā)生卡鉆等問題，問題出現后比直井處理起來要復雜，為解決這一問題，可使用一種新型工具—復合材料橋塞。利用復合材料制作橋塞代替金屬橋塞，其獨特的材料設計容易鉆銑，磨掉的碎屑輕小，較易沖出，防止卡鉆。特別適用于斜井、水平井的分層壓裂、酸化、封堵水等作業(yè)，克服了金屬橋塞易卡、鉆銑困難等缺點。 2.2結構原理 復合材料橋塞的主要元件―密封膠筒通過水力或機械作用，使膠筒膨脹密封，達到隔離井筒液體和壓力、隔離產層或非目的層，達到改變井筒條件、實現封隔目的，達到施工要求。 第27頁（共37頁） 復合橋塞原理與意義 2.2.1結構 復合橋塞由密封系統(tǒng)、錨定系統(tǒng)、鎖緊系統(tǒng)等部件組成，結構示意圖如圖1所示。 密封系統(tǒng)由膠筒、上下椎體和防突隔環(huán)組成。上下椎體在釋放工具作用下剪斷銷釘，壓縮膠筒形成密封。隔環(huán)的主要作用是壓縮時首先脹開緊貼套管壁，在上下兩個防突隔環(huán)中間形成一定的空間，使得膠筒壓縮時在空間內均勻脹大，有效阻止膠筒壓縮時“肩部突出”撕裂。 圖1 復合材料橋塞結構示意圖 錨定系統(tǒng)由上下卡瓦、自鎖鎖環(huán)等組成。上下卡瓦的作用是將復合材料橋塞支撐在套管閉上，并限制其縱向移動，用于保持其密封性。 鎖環(huán)上的倒齒與中心管的倒齒相互嚙合，坐封后永久固定于坐封狀態(tài)。所以，這種機構決定了該橋塞解封方式只能是鉆銑。 與復合材料橋塞配套使用的還有坐封釋放機構，其主要部件是剪切銷釘，用于投送工具和復合材料橋塞的連接，完成坐封后被剪斷，使投送工具和橋塞脫開。 2.2.2工作原理 復合橋塞使用原理與大多數橋塞的使用原理一樣，通過中心管與外套件的相對運動，使推管運動壓縮膠筒和上下卡瓦，膠筒脹開貼近套管壁，達到封隔上下層的目的，上下卡瓦在椎體上裂開緊緊嚙合套管，當膠筒、卡瓦與套管配合很緊再不可壓縮且達到一定值時，剪斷釋放銷釘，使得投送坐封工具與橋塞脫開，完成釋放工作。橋塞中心管與上錐體內鎖環(huán)設有倒齒機構，坐封后自鎖形成嚙合緊鎖。使橋塞始終處于坐封狀態(tài)。 2.2.3特點 整個復合材料橋塞除錨定卡瓦和極少配件外，均采用類似硬性塑料性質的復合材料制成，其強度、耐壓、耐溫與同類型金屬橋塞相當或優(yōu)于金屬橋塞，所以可鉆型強，且磨銑后產生的碎屑不會像金屬碎屑那樣發(fā)生沉淀，又由于密度較小，很容易循環(huán)帶出地面，克服了磨銑普通橋塞時的鉆銑困難、沉淀卡鉆等難題，特別是解決了斜井、水平井的磨銑橋塞時的困難?？捎闷胀ㄈ垒喕蚱降啄バ焖巽@出橋塞。 復合材料橋塞的體外結構與普通橋塞不同的是底部采用斜面形狀，防止鉆銑時本體旋轉，使磨銑解除橋塞變得更容易、更快捷，從而可以在井內下入多個橋塞分隔一系列層系。適用于井內多重橋塞的使用和取出。 2.2.4技術參數 不同型號復合材料橋塞技術參數如表2-1所示 表2-1 復合材料橋塞技術參數 2.3分層施工作業(yè)程序 2.3.1下入作業(yè)程序 復合材料橋塞下入需用投送坐封工具，一般可用威得福HST或威得福AH坐封工具，也可使用貝克E—4、No.5、No10坐封工具。采用油管、鉆桿、連續(xù)油管及電纜等投送下井均可。 其下井程序以貝克E—4型投送坐封工具為例，復合材料橋塞與配套連接結構如圖2、圖3所示 圖2 橋塞投送工具結構示意圖 將連接好的橋塞、投送工具下入井內，到達預定深度后，通電點火引燃火藥，燃燒室產生高壓氣體，上活塞下行壓縮液壓油，液壓油通過延時緩沖嘴流出，推動下活塞，使下活塞連桿通過外殼十字連桿推動推筒下行，外推筒下行，推動擠壓上卡瓦，與此同時，由于反作用力使得外推筒與心軸之間發(fā)生相對運動，芯軸帶動中心拉桿，連接套相對向上運動，帶動橋塞中心管向上擠壓下卡瓦，在上行與下行的夾擊下，上下椎體各自剪斷與中心管的固定銷釘，壓縮膠筒使膠筒脹開，達到封隔目的，這時，上下卡瓦在椎體上裂開緊緊嚙合套管，當膠筒、卡瓦與套管配合很緊再不可壓縮且達到一定值時，剪斷釋放銷釘，使得投送坐封工具與橋塞脫開，完成釋放工作。由于橋塞中心管與椎體內鎖環(huán)設有倒齒鎖緊機構，所以坐封后形成自鎖，使橋塞始終處于坐封狀態(tài)。 復合材料的基本特性 2.3.2解除橋堵作業(yè)程序 磨銑復合橋塞的磨銑鞋最好是非刀刃切削式的，這種類型的磨鞋能在磨銑過程中減少對套管損害的可能性。適合的磨銑鞋尺寸應該是套管內徑的92%~95%。推薦使用鉆鋌和扶正器，加裝碎屑打撈杯，以收集在磨銑時大的碎塊，防止落在橋塞上。磨銑轉速為50~150r/min為宜。 磨銑程序是首先用磨銑鉆具探橋塞位置，開泵循環(huán)出橋塞頂部松散的堆積物，建議循環(huán)排量500L/min以上，然后上提鉆具30cm開泵循環(huán)，緩緩下放加壓0.25~4t磨銑。加壓噸位和排量的大小決定磨銑時間。保持鉆壓直至鉆掉橋塞。當有多個橋塞時，盡量在鉆頭附近多下幾個打撈杯。 3復合材料的基本特性 3.1復合材料的結構 復合材料的結構通常是一個相為連續(xù)相，成為基體；而另外一相是以獨立的形態(tài)分布在整個連續(xù)相中的分散相，它顯著增強材料的性能，故常稱為增強體。在多數情況下，分散相較基體硬，剛度和強度較基體大。分散相可以是纖維及編織物，也可以是顆粒狀或彌散的填料?；w和增強體之間存在著界面。因此，復合材料是由兩種以上組分以及它們之間的界面構成 組分材料主要指增強體和基體，它們被稱為復合材料的增強相和基體相。增強相和基體相之間界面區(qū)域因為其特殊的結構組成也被視作復合材料中的相，即界面相。增強相和基體相是根據它們組分的物理和化學性質和在最終復合材料中的形態(tài)來區(qū)分的。 其中一個組分是細絲（連續(xù)的或短切的）、薄片或顆粒狀，具有較強的強度、模量、硬度和脆性，在復合材料承受外加載荷時是主要承載相，成為增強相或增強體。增強相或增強體在復合材料中呈分散形式，被集體相隔離包圍，因此也稱作分散相；復合材料中的另一個組分是包圍增強相并相對較軟和韌的貫連材料，稱為基體相。復合材料的各種形態(tài)如示意圖4： 圖4 復合材料各種形態(tài)圖 3.2復合材料的特性 復合材料是由多種組分的材料組成，許多性能優(yōu)于單一組分的材料。例如，纖維增強的樹脂基復合材料，具有質量輕、強度高、可設性好、耐化學腐蝕、介電性好、耐燒蝕及容易成型加工等優(yōu)點。 3.2.1 輕質高強，比強度和比剛度高 增強劑或者基體是比重小的物體，或兩者的比重都不高，且都不是完全致密的；增強劑多是強度很高的纖維，比強度（指強度與密度的比值）和比彈性模量是各類材料中最高的。例如，普通碳鋼的密度為7.8g/，玻璃纖維增強樹脂基復合材料的密度為1.5~2.0g/，只有普通碳鋼的1/4—1/5，比鋁合金還要輕1/3左右，而機械強度卻能超過普通碳鋼的水平。 若按比強度計算，玻璃纖維增強的樹脂基復合材料不僅超過碳鋼，而且可以超過某些特殊合金鋼。碳纖維復合材料、有機纖維復合材料具有比玻璃纖維復合材料更低的密度和更高的強度，因此具有更高的比強度。 3.2.2 可設性好 復合材料可以根據不同的用途要求，靈活的進行產品設計，具有很好的可設性。對于構件來說，可以根據受力情況合理布置增強材料，達到節(jié)約材料、減輕質量的目的。 對于有耐腐蝕性能要求的產品，設計時可以選用耐腐蝕性能好的基體樹脂和增強材料；對于其他一些性能要求，如介電性能、耐熱性能等，都可以方便地通過選擇合適的原材料來滿足要求。復合材料良好的可設性還可以最大限度的克服其彈性模量、層間剪切強度低等缺點。 3.2.3 電性能好 復合材料具有良好的電性能，通過選擇不同的樹脂基體、增強材料和輔助材料，可以將其制成絕緣材料或導電材料。例如，玻璃纖維增強的樹脂基復合材料具有優(yōu)良的電絕緣性能，并且在高頻下仍能保持良好的介電性能，因此可作為高性能電機、電器的絕緣材料；玻璃纖維增強的樹脂基復合材料還具有良好的透波性能，被廣泛的用于制造機載、艦載和地面雷達罩。復合材料通過原材料的選擇和適當的成型工藝可以制的導電復合材料。這是一種功能復合材料，在冶金、化工和電池制造等工業(yè)領域具有廣泛的應用前景。 3.2.4 耐腐蝕性能好 聚合物基復合材料具有優(yōu)異的耐酸性能、耐海水性能、也能耐堿、鹽和有機溶劑。因此，它是優(yōu)良的耐腐蝕材料，用其制造的化工管道、貯罐、塔器等具有較長的使用壽命、極低的維修費用。 3.2.5 熱性能良好 玻璃纖維增強的聚合物基復合材料具有較低的導熱系數，是一種優(yōu)良的絕熱材料。選擇適當的基體材料和增強材料可以制成耐燒蝕材料和熱防護材料，能有效的保護火箭、導彈和宇宙飛行器在2000℃以上承受高溫、高速氣流的沖刷作用。 3.2.6 工藝性能優(yōu)良 纖維增強的聚合物基復合材料具有優(yōu)良的工藝性能，能滿足各種類型的制品的制造需要，特別適合于大型制品、形狀復雜、數量少制品的制造。 3.2.7 彈性模量 金屬基和陶瓷基復合材料能夠在較高的溫度下長期使用，但是聚合物基復合材料的彈性模量很低。因此，制成的制品容易變形。用碳纖維等高模量纖維作為增強材料可以提高復合材料的彈性模量，另外，通過結構設計也可以克服其彈性模量差的缺點。 比模量系指在溫度為23±2℃和相對濕度為50±5%的條件下測量的楊氏模量（單位：N.）除以比重（單位：N.）.楊氏模量就是指表達物體在變形時所受的應力與應變關系的比例常數。在彈性范圍內大多數材料服從虎克定律，即變形與受力成正比。復合材料的突出優(yōu)點是比強度和比模量高，比強度和比模量是度量材料承載能力的一個指標，比強度愈高，同一零件的比重愈??；比模量愈高，零件的剛性愈大。 3.2.8 長期耐熱性 金屬基和陶瓷基復合材料能在較高的溫度下長期使用，但是聚合物基復合材料不能在高溫下長期使用，即使耐高溫的聚酰亞胺基復合材料，其長期工作溫度也只能在300℃左右。 3.2.9 老化現象 在自然條件下，由于紫外光、濕熱、機械應力、化學侵蝕的作用，會導致復合材料的性能變差，即發(fā)生所謂的老化現象。復合材料在使用過程中發(fā)生老化現象的程度與其組成、結構和所處的環(huán)境有關。 3.2.10 抗疲勞性能好 首先，缺陷少的纖維的疲勞抗力很高；其次，基體的塑性好，能消除或減小應力集中區(qū)的大小和數量。 3.2.11 減震能力強 復合材料的比模量高，所以它的自振頻率很高，不容易發(fā)生共振而快速脆斷；另外，復合材料是一種非均質多相體系，在復合材料中振動衰減都很快。 3.3復合材料的應用 與傳統(tǒng)材料(如金屬、木材、水泥等)相比，復合材料是一種新型材料。它具有許多優(yōu)良的性能，并且其成本在逐漸地下降，成型工藝的機械化、白動化程度也在不斷地提高。團此，復合材料的應用領域日益廣泛。 (1)　在航空、航天方面的應用 由于復合材料的輕質高強持性，使其在航空航天領域得到廣泛的應用。在航空方面，主要用作戰(zhàn)斗機的機冀蒙皮、機身、垂尾、副翼、水平尾冀、雷達罩、側壁板、隔框、翼肋和加強筋等主承力構件。 (2)在交通運輸方面的應用 　由復合材料制成的汽車質量減輕，在相同條件下的耗油量只有鋼制汽車的1／4，而且在受到撞擊時復合材料能大幅度吸收沖擊能量，保護人員的安全。用復合材料制造的汽車部件較多，如車體、駕駛室、擋泥板、保險杠、引擎罩、儀表盤、驅動軸、板黃等。隨著列車速度的不斷提高，火車部件用復合材料來制造是最好的選擇。復合材料常被用于制造高速列車的車箱外殼、內裝飾材料、整體衛(wèi)生間、車門窗、水箱等。 (3)在化學工業(yè)方面的應用 在化學工業(yè)方面，復合材料主要被用于制造防腐蝕制品。聚合物基復合材料具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。例如，在酸性介質中，聚合物基復合材料的耐腐蝕性能比不銹鋼優(yōu)異得多。 (4)在電氣工業(yè)方面的應用 聚合物基復合材料是一種優(yōu)異的電絕緣材料，被廣泛地用于電機、電工器材的制造，如絕緣板、絕緣管、印刷線路板、電機護環(huán)、槽楔、高壓絕緣子、帶電操作工具等。 (5)在建筑工業(yè)方面的應用 玻璃纖維增強的聚合物基復合材料(玻璃鋼)具有力學性能優(yōu)異，隔熱、隔聲性能良好，吸水率低，耐腐蝕性能好和裝飾性能好的特點，因此，它是一種理想的建筑材料。在建筑上，玻璃鋼被用作承力結構、圍護結構、冷卻塔、水箱、衛(wèi)生潔具、門窗等。 (6)在機械工業(yè)方面的應用 復合材料在機械制造工業(yè)中，用于制造各種葉片、風機、各種機械部件如齒輪、皮帶輪和防護罩等。 用復合材料制造葉片具有制造容易、質量輕、耐腐蝕等優(yōu)點，各種風力發(fā)電機葉片都是由復合材料制造的。 (7)在體育用品方面的應用 在體育用品方面，復合材料被用于制造賽車、賽艇、皮艇、劃槳、撐桿、球拍、弓箭、雪橇等。 3.4 我國復合材料科學的研究現狀 我國是制造和使用復合材料最早的國家，遠在400余年前就發(fā)明了以麻絲增強大漆，構成典型的復合材料器皿，并一直沿用至今。 現代復合材料是1958年才開始發(fā)展的，是以玻璃纖維增強熱固性聚合物為主要品種。除聚合物基復合材料以外，目前已展開金屬基、陶瓷基、碳基、水泥基，以及功能復合材料的制備科學和其結構與性能的研究，有些研究處于國際復合材料前沿，如納米復合材料，智能復合材料等。 3.4.1原材料的研究 結構型復合材料中關鍵的原材料是增強體。我國于20世紀50年代末，開始研制玻璃纖維增強體，研究了各種玻璃纖維的配方，包括中堿的Ｃ玻璃，無堿的Ｅ玻璃以及高強度的Ｓ玻璃等。 工藝方法是以傳統(tǒng)的坩堝法為主，近來正發(fā)展到先進的池窯法（直接熔融法）。高性能增強體如碳纖維、芳酰胺纖維（芳綸）、超高分子量聚已乙烯纖維，以及一些陶瓷纖維等我國均有研究。特別是碳纖維在20世紀60年代即從聚丙烯腈原絲開始研究，一直到燒成碳纖維。隨后又解決了連續(xù)化的問題，并且開展有關機理性的研究。 3.4.2 各種基體復合材料的研究 （1）聚合物基復合材料 熱固性聚合物基體主要為不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、雙馬樹脂，以及少量的耐高溫聚酰亞胺樹脂，其中的研究工作集中在合成新型樹脂，同時也對其結構表征和固化過程進行了研究。熱塑性聚合物基體除聚丙烯外，還有常用的工程塑料，如聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚醚砜和熱塑性聚酰亞胺等的合成，改性和表征等。 聚合物基復合材料加工成型方面，除手糊、噴射、模壓、纏繞、拉擠、熱壓罐成型等常規(guī)方法的研究外，也研究一些新型的加工方法，如樹脂傳遞法（RTM）的充模過程，包括其模擬計算等。 （2）金屬基復合材料 目前主要集中在以輕金屬（如鋁、鎂、鈦）等為基體的復合材料研究，少量研究致力于銅、鐵、鉛基體的復合材料。增強的形式包括連續(xù)纖維、短纖維、晶須和顆粒。 （3）其他基體復合材料 　　陶瓷基復合材料方面的研究工作，如熱壓燒結的碳化硅晶須增強氧化硅，或碳化硅基體的復合材料；氧化鋯顆粒增強碳化物陶瓷復合材料等的制備科學和結構性能研究。 3.4.3 復合材料今后的發(fā)展方向 (1) 降低成本 由于復合材料的性能優(yōu)于傳統(tǒng)材料，如能降低復合材料的成本，其應用前景將是非常廣闊的。 壓模設計 (2) 高性能復合材料的研制 高性能復合材料是指具有高強度、高模量、耐高溫等特性的復合材料。隨著人類向太空發(fā)展，航空航天工業(yè)對高性能復合材料的需求量越來越大，而且也會提出更高的性能要求，如更高的強度要求、更高的耐溫要求等。 (3)功能性復合材料 功能復合材料是指具有導電、超導、微波、摩擦、吸聲、阻尼、燒蝕等功能的復合材料。 (4) 智能復合材料 智能復合材料是指具有感知、識別及處理能力的復合材料。在技術上是通過傳感器、驅動器、控制器來實現復合材料的上述能力。例如，當用智能復合材料制造的飛機部件發(fā)生損傷時，可由埋入的傳感器在線檢測到該損傷，通過控制器決策后，控制埋入的形狀記憶合金動作，在損傷周圍產生壓應力，從而防止損傷的繼續(xù)發(fā)展，大大提高了飛機的安全性能。 (5)仿生復合材料 復合材料的設計從常規(guī)設計向仿生設計發(fā)展。仿照竹子從表皮到內層纖維由密排到疏松的特點，成功地制備出具有明顯組織梯度與性能梯度的新型梯度復合材料。 (6)環(huán)保型復合材料 從環(huán)境保護的角度看，目前的復合材料大多注重材料性能和加工工藝性能，而在回收利用上存在與環(huán)境不相協(xié)調的問題。因此，開發(fā)、使用與環(huán)境相協(xié)調的復合材料，是復合材料今后的發(fā)展方向之—。 3.4.1 復合材料的選取 （1） 酚醛樹脂 1872年，德國化學家拜耳首先發(fā)現酚和醛在酸的存在下可以縮合得到無定形棕紅色的不可處理的樹枝狀產物；1905~1907年，酚醛樹脂創(chuàng)始人美國科學家巴克蘭對酚醛樹脂進行了系統(tǒng)而廣泛的研究，于1909年提出了關于酚醛樹脂“加壓、加熱”固化的專利，實現了酚醛樹脂的實用化，1911年，艾爾斯沃思發(fā)現用六次甲基四胺可以使酚醛樹脂固化，轉變?yōu)椴蝗懿蝗蹱顟B(tài)，使其具有較高電絕緣性等應用特性。酚醛樹脂因此開始用于電絕緣制品。1912～1913年，俄國科學家彼得洛夫、塔拉索夫等研究了在石油磺酸和芳香族磺酸存在下的酚與醛的反應，并發(fā)明了將其注塑成型制取酚醛樹脂注塑制品的方法。1914年，日本引進巴克蘭技術在東京開始生產酚醛樹脂，開創(chuàng)了亞洲先河。酚醛樹脂耐熱性和阻燃性優(yōu)異，材料成本也低。 （2）環(huán)氧樹脂 碳纖維增強塑料主要使用環(huán)氧樹脂，固化時間較長，在做成預浸料時，需低溫保存，材料成本較高。環(huán)氧樹脂是高性能纖維增強塑料的豬樣基體。 （3）聚酯樹脂 使用加鄰苯二甲酸二烯丙酯（DAP）單體的聚酯樹脂，幾乎不降低力學性能，就能提高固化速度和降低材料成本。 （4）玻璃纖維 玻璃纖維是非常好的金屬材料替代材料，隨著市場經濟的迅速發(fā)展，玻璃纖維成為建筑、交通、電子、電氣、化工、冶金、環(huán)境保護、國防等行業(yè)必不可少的原材料。由于在多個領域得到廣泛應用，因此，玻璃纖維日益受到人們的重視。全球玻纖生產消費大國主要是美國、歐洲、日本等發(fā)達國家，其人均玻纖消費量較高。歐洲仍然是玻璃纖維消費的最大地區(qū)，用量占全球總用量的35%。 綜上所敘，從力學性能和材料成本上考慮我選用玻璃纖維增強的酚醛樹脂。 4復合材料卡瓦加工方案 模具裝上壓力機后要進行預熱。將塑料加入預熱至成型溫度的模具加料腔內。液壓機通過上模部分帶動凸模，對模腔中塑料施加壓力，是塑料在高溫高壓下由固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)充滿整個型腔。然后樹脂產生交聯(lián)反應，經一定時間后塑料固化定型即可開模。 復合材料卡瓦的加工除了要考慮壓模的加溫保溫外，還需要將牙齒固定在卡瓦本體中。由于牙齒只有很少一部分露在卡瓦本體外面，絕大本分卡在卡瓦里面，在卡瓦本體固化前，強牙齒壓進去。為了使牙齒壓入的位置不偏離設計位置，預先將牙齒埋入部分深度，待本體壓實后，再利用液缸壓力將牙齒壓入到最后位置。 5復合材料卡瓦結構與壓模模具設計 5.1復合材料卡瓦結構 卡瓦結構如下圖圖5、圖6所示，曲面為60°，上圓弧半徑R=59mm，下圓弧半徑r=35.5,下圓弧圓心在上圓弧圓心上面垂直高度6mm，上邊開5個直徑為10mm，高為6.5mm的孔，用來固定牙齒。另一側為斜坡面，卡瓦固定在六面楔形體上。 圖5 復合材料卡瓦立體圖 圖6 復合材料卡瓦立體圖 5.2 壓模模具設計 5.2.1 接受任務書 塑件任務書主要包括以下幾個方面的任務：經過審查的正規(guī)塑件圖紙；所采用塑料的種類、牌號等；塑料制件說明書或技術要求；生產產量；塑料制件樣品；設計人員以塑件任務書、模具設計任務書為依據來設計模具。 5.2.2 原始材料分析 在進行模具設計之前，首先收集、整理并分析有關塑件設計、成型工藝、成型設備、機械加工及特殊加工的資料，以備設計模具時使用。 5.2.3 選擇壓力機 壓力機的選擇主要根據塑件的大小及生產批量。設計人員在選擇壓力機時，主要考慮成型壓力、最大和最小模具厚度、頂出形式、頂出位置、頂出行程、開模距離等。倘若用戶已提供壓力機型號或規(guī)格，設計人員必須對其參數進行校核，若不能滿足要求，則必須與用戶商量調整。 5.2.4 壓模的結構設計 ⒈型腔數目及排布方式的確定 型腔的數量主要是根據塑件的質量、投影面積、幾何形狀（有無抽芯）、塑件精度、批量及經濟效益來確定的。以上這些因素有時是相互制約的，在確定設計方案時，需進行協(xié)調，以保證滿足其主要條件。 ⒉施壓方向和分型面的確定 施壓方向跟據塑件的形狀選擇便于施壓，壓力小。便于操作和加工的方向進行。分型面的形狀一般為平面，有時由于塑件的結構較為特殊，需采用曲面的分型面。分型面的選擇需注意以下幾點：不影響塑件的外觀；有利于保證塑件的精度要求；有利于模具加工，特別是型腔的加工。 3．模具尺寸的設計 成型零件是注塑成型的核心部分，它直接影響塑件質量、加工的難易程度。因此，應選擇合理的成型位置、結構及安裝方式，使成型零件在現有的設備狀態(tài)下，滿足技術上的需要，易于加工、維修和更換。 4．側向分型抽芯機構的設計 設計側向分型抽芯機構時，應靈活運用斜導柱、斜滑塊、液壓油缸、氣壓油缸、齒輪齒條等方式進行抽芯，保證抽芯機構安全可靠，盡量避免與脫模機構發(fā)生干擾，否則應設置先行復位機構。有些能夠變通塑件結構而不必側抽的，或通過強制能頂出的，應盡量避免側抽。如果塑件產量不大，也可設置活動型芯，在隨塑件頂出后再用人工抽芯。 5．脫模的結構設計 塑件脫模是注塑成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，脫模質量的好壞最終決定塑件的質量。因此，塑件的脫模是不可忽視的。在設計脫模機構時應遵循下列原則：為使塑件脫模時不產生變形，脫模力的著力點應盡量靠近型芯或難以脫模的部位，并盡量布置得均勻；脫模力的著力點應作用在塑件剛性好的部位，如筋部、凸緣、殼體形塑件的壁緣等處；盡量避免脫模力的著力點作用在塑件的薄平面上，防止塑件破裂、穿孔等；為避免脫模時頂出痕跡影響塑件外觀，頂出位置應設置在塑件的隱蔽面或非裝飾面，對于透明件尤其要注意頂出位置及頂出形式的選擇；為使塑件在頂出時受力均勻，同時避免因真空吸附而使塑件產生變形，往往采用復合頂出或特殊形式的頂出系統(tǒng)，如推件板或推管復合頂出，以及采用進氣式推桿、推塊等頂出裝置，必要時應設置進氣閥。 6．導向機構的設計 通常導向分為動、定模之間的導向、推板的導向及推件板的導向。一般的導向裝置由于受加工精度的限制或使用一段時間之后，其配合精度降低，會直接影響塑件的精度。因此，對精度要求較高的塑件必須另行設計精密導向定位裝置。 當采用標準模架時，因模架本身帶有導向定位裝置，一般情況下，設計人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導向定位裝置，則需由設計人員根據模具結構具體設計。 7．模溫控制系統(tǒng)的設計 模溫控制系統(tǒng)的設計主要包括冷卻系統(tǒng)設計和加熱系統(tǒng)設計。 冷卻系統(tǒng)設計是一向比較繁瑣的工作，既要考慮冷卻效果及冷卻的均勻性，又要考慮冷卻系統(tǒng)對模具結構的影響。冷卻系統(tǒng)設計包括以下內容：冷卻系統(tǒng)的排列方式及冷卻系統(tǒng)的確定；冷卻系統(tǒng)的具體位置及尺寸的確定；重點部位如動模型芯或鑲件的冷卻；側滑塊及側型芯的冷卻；冷卻原件的設計及冷卻標準原件的選用；密封結構的設計。 8.模具材料的選用 模具成型零件材料的選用，主要根據塑件的批量、塑料類別來確定，可以參考以下原則：對于高光澤或透明的塑件主要選用4Cr13等類型的馬氏體耐蝕不銹鋼或時效硬化鋼；含有纖維增強的塑料塑件，應選用Cr12MoV等類型的具有高耐磨性的淬火鋼；當塑件材料為聚氯乙烯、聚甲醛或含有阻燃劑時，必須選用耐蝕不銹鋼；塑件為一般材料，通常用調質鋼，若塑件批量大則應選用淬火鋼。 5.2.5 繪制模具裝配草圖 在繪制裝配草圖的過程中，應對已選定的澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、抽芯機構、脫模機構等作進一步的協(xié)調和完善，從結構上達到比較完美設計。 ⒈標準模架及標準件的選用 在繪制裝配草圖之前，應根據已選定的模具結構，盡量選用標準模架及標準件。選用標準架時，應指出所選用標準架的形式、規(guī)格及標準代號。 ⒉裝配草圖的繪制 裝配草圖的重點是表達各零件之間的裝配關系及相對位置，并不需要把每個零件的內外形狀完全表達出來。一般是以三個視圖為主：一個是凸模或凹模分型面的投影試圖；一個凸、凹模合模狀態(tài)下的主剖視圖；當零件數量較多，裝配關系較為復雜時，可再采用一個動、定模合模狀態(tài)下的左剖視圖；當用上述三個視圖還不能完整、清楚地表達各零件間的裝配關系時，還可再增加一些局部剖視圖來表示。裝配草圖的繪制盡量采用1：1的比例，先由型腔開始繪制，主視圖與其他視圖同時畫出。 5.2.6 模具設計的相關計算 壓模設計的相關計算主要包括以下幾個方面：型腔、型芯工作尺寸的計算；型腔壁厚、底板厚度的計算；側向抽芯機構的工作尺寸及強度計算；模具與壓力機相關參數的校核；模具加熱、冷卻系統(tǒng)的相關計算。 5.2.7 完善裝配圖 壓模的裝配圖模具應標出外形尺寸及裝配尺寸，按順序將全部零件序號標出，并填寫明細表；標注技術要求和使用說明。 此外，裝配圖上還應標注必要的尺寸，如外形尺寸、特征尺寸、安裝尺寸、配合尺寸、配合代號、極限尺寸（活動零件的起、止位置），并注寫技術要求，填寫標題欄、明細表。注塑模裝配圖的技術要求包括以下幾個方面的內容：對模具某些性能的要求，如推出系統(tǒng)、滑塊抽芯結構的裝配要求；對模具裝配工藝的要求，如模具裝配后分型面的貼合間隙應不大于0.05mm，模具上、下面的平行度要求，并指由出裝配決定的尺寸和對該尺寸的要求；模具使用、裝卸方法；防氧化處理、模具編號、刻字、標記、油封、保管等要求。 5.2.8 拆畫零件圖 由模具裝配圖拆畫零件圖的順序應為：先內后外，先復雜后簡單，先成型零件，后結構零件。零件圖繪制時，應注意以下方面。 圖形要求：一定要按比例繪制，允許放大或縮??；視圖應選擇合理，投影正確，布置得當；為了使加工人員看懂、便于裝配，圖形應盡可能與總裝配圖一致，并要清晰。 標注尺寸：要求統(tǒng)一、集中、有序、完整，標注尺寸的順序是先標注配合尺寸，后標注全部尺寸。 表面粗糙度：把應用最多的一種粗糙度標于圖紙右上角，如標注“其余”。其他粗糙度符號在各零件表面分別標出。 其他內容：如零件名稱、模具圖號、材料牌號、熱處理和硬度要求、表面處理、圖形比例、自由尺寸的加工精度、技術說明等都要正確填寫。 5.2.9 審核圖紙 1．模具及其零件與塑件圖紙的關系 審核模具及其零件的材質、硬度、尺寸精度、結構等是否符合塑件圖紙的要求。 2．塑件方面 塑料流體的流動、縮孔、熔合紋、裂口、脫模斜度等是否影響塑料制件的使用性能、尺寸精度、表面質量等方面的要求；方案設計有無不足，加工是否簡單，成型材料的收縮率選用是否正確。 3．成型設備方面 加料量、注塑壓力、鎖模力是否達到要求；模具的安裝、塑件的脫模有無問題，。 4．模具結構方面 模具結構方面的審核包括以下幾個部分：分型面位置及精加工精度是否滿足需要，是否發(fā)生溢料，開模后是否能保證塑件留在有推出裝置的模具一邊；脫模方式是否正確，推桿、推管的大小、位置、數量是否合適，推板會不會被型芯卡住，是否會擦傷成型零件；模具溫度控制方面，如加熱器的功率、數量，冷卻介質的流動回路位置、大小、數量是否合適；處理塑件側凹的方法、脫側凹的機構是否恰當，如斜導柱抽芯機構中的滑塊與推桿是否相互干擾；澆注、排氣系統(tǒng)的位置、尺寸大小是否恰當。 5．設計圖紙 裝配圖上各模具零件的安置部位是否恰當，表示的是否清楚，有無遺漏；零件圖上的零件編號、名稱、制件數量，是自制還是外購，是標準件還是非標準件，零件配合處的精度，塑件高精度尺寸處的修正加工及余量，模具零件的材料、熱處理、表面處理、表面精加工程度是否標出，敘述是否清楚；檢查主要零件、成型零件工作尺寸及配合尺寸，尺寸數字應正確無誤，避免讓生產者換算；檢查全部零件圖及裝配圖的視圖位置，投影是否正確，畫法是否符合圖標，有無遺漏尺寸。 6．校核加工性能 校核所有零件的幾何結構、視圖畫法、尺寸標注等是否有利于機械加工。 6卡瓦壓模加工工藝 完整的注塑成型工藝過程，按其先后順序應包括成型前的準備、壓模成型過程、塑件的后處理等。 6.1成型前的準備 壓縮成型前的準備工作主要是之預壓、預熱和干燥等預處理工序 6.1.1預壓 壓縮成型前，為了成型是操作的方便和提高塑件的質量，常利用預壓模將物料壓成重量一定，形狀相似的錠料。在成型時以一定數量的錠料放入壓縮模內。錠料的形狀一般以既能整數又能十分緊湊地放入模具中便于預熱為宜。通常使用的錠料形狀多為圓片狀，也有長條狀、扁球狀、空心體或放塑件形狀等。 6.1.2 預熱 在成型前，對應加熱固性塑料加熱，除去其中的水分和其他揮發(fā)物，同時提高料溫，便于縮短成型周期，提高塑件內部固化的均勻性，從而改善塑件的物理力學性能。同時還能提高塑件的熔體的流動性，降低成型壓力，減少模具磨損。 6.2 壓縮成型過程 模具裝上壓力機后要進行預熱。一般固熱性塑料壓縮過程可以分為加料、合模排氣、固化和脫模等幾個階段，在成型帶有嵌件的塑料塑件時，加料前應預熱嵌件并將其安放定位于模內。 6.2.1 嵌件的安放 在有嵌件的磨具中通常用手將嵌件安放在固定位置，特殊情況是要用專門工具安放。安放的嵌件要求位置正確和平穩(wěn)，以免造成廢品和損傷模具。 6.2.2 加料 加料的關鍵是加料量。因為加料的多少直接影響塑件的尺寸和密度，所以必須嚴格定量。定量的方法有重量法、體積法和計數法三種。物料加入型腔時，應根據其成型時的流動情況和各部分大致需要量合理地堆放，以免造成塑件局部疏松等現象，尤其對流動性差的塑料更應注意。 6.2.3 合模 加料后即進行合模，合模分為兩步：當凸模尚未接觸物料時，為縮短成型周期，避免塑料在合模之前發(fā)生化學反應，加料速度應盡快；當凸模接觸到塑料之后，為避免嵌件或模具成型零件的損壞，并使模腔內空氣充分排除，應該放慢合模速度。即所謂的縣快后慢的合模方式。 6.2.4 排氣 壓縮熱固性塑料時，在模具閉合后，有時還要還需要卸壓將凸模松動少許時間，以便排除其中的氣體。排氣不但可以縮短固化時間，而且還有利于塑件表面質量和性能的提高。排氣次數和時間要按需要而定，通常排氣次數為1~2次，每次需要幾秒之幾十秒。 6.2.5 交聯(lián)固化 壓縮成型熱固性塑料時，塑料依靠交聯(lián)反應固化定型，生產中常將這以過程稱為硬化。在這一過程中，呈粘流態(tài)的熱固性塑料在模腔內與固化劑反應，形成交聯(lián)結構，并在成型溫度下保持一段時間，使其性能達到最佳狀態(tài)。對固化速率不高的塑料，為提高生產效率，有時不必將整個固化過程放在模具內完成，只需塑件能夠完整脫模即可結束成型，然后采取后處理的方法完成固化。 模內固化時間應適中。一般為30秒至數分鐘不等，視塑料品種、塑件厚度、預熱狀況與成型溫度而定。時間過短，熱固性塑件機械強度、耐蠕變性、耐熱性、化學穩(wěn)定性、電氣絕緣性等性能均下降，熱膨脹后收縮增加，有時，還會出現裂紋；時間過長會造成塑件機械強度不高、脆性大、表面出現密集小泡等。 6.2.6塑件脫模 塑件脫模的方法有機動推出脫模和手動推出脫模。帶有側向型芯或嵌件時，必須先用專業(yè)工具將它們擰脫，才能取出塑件 6.3塑件的后處理 塑件脫模后對模具應進行清理，有時對塑件要進行后處理。 1．模具的清理 脫模后必要時需要用銅刀或銅刷去除殘留在模具內側的塑料廢邊，然后用壓縮空氣吹凈模具。如果塑料有粘?，F象，用上述方法不易清理時，則用拋光劑拭刷。 2．后處理 為了進一步提高塑件的質量，熱固性塑件脫模后常在較高的溫度下保溫一段時間。后處理能使塑料固化更趨完全，同時減少或消除塑件的內應力，減少水分及揮發(fā)物等，有利于提高塑件的電性能及強度。 6.3.1 退火處理 對于不同的材料，退火的本質不盡相同，但主要有兩個：其一是使受迫凍結的分子鏈得到松弛，對分子鏈進行解取向，從而消除這一部分的內應力；其二是提高塑件的結晶度，或加速二次結晶和后結晶的過程，穩(wěn)定結晶結構，從而提高結晶塑料制品的彈性模量和硬度。 退火處理的方法是將塑件放在一定溫度的烘箱中或液體介質（如熱水、礦物油、甘油、液體石蠟等）中一段時間，然后緩慢冷卻。退火溫度一般控制在塑件的使用溫度以上10~20℃或塑件熱變形溫度以下10~20℃。溫度不宜過高，否則塑件會產生翹曲變形；但溫度也不宜過低，否則達不到退火目的。保溫時間與塑料品種和制件厚度有關，若無數據資料，也可按每毫米約需0.5h的原則估算。退火冷卻時，速度不能太快，否則有可能重新產生內應力。 6.3.2 調濕處理 調濕處理是一種調整塑件含水量的后續(xù)處理工序，主要用于吸濕性很強且容易氧化的聚酰胺等塑料制品。將脫模后的該類塑件放在熱水中處理，不僅隔絕空氣防止氧化，而且可以加速達到吸濕平衡，以穩(wěn)定其尺寸。調濕處理所用的加熱介質一般為沸水或乙酸鉀溶液（沸點為121℃），加熱溫度為200~245℃，保溫時間與制件厚度有關，通常約取2~9h。 當然，并非所有塑件都要進行熱處理，像聚甲醛和氯化聚醚塑件，雖然存在內應力，但由于高分子本身柔性較大且玻璃化溫度低，其內應力可自行緩慢消除。此外，當塑件要求不嚴格時，也可以不必后處理。 如表3所示是部分熱塑性塑料的壓模成型工藝條件 表6-2 部分熱塑性塑料的壓模成型工藝條件 物料組成 成型壓力/MPa 成型溫度/℃ PF+木粉 9.8~39.2 140~195 PF+玻璃纖維 13.8~41.4 150~195 PF+纖維素 9.8~39.2 140~195 MF+玻璃纖維 13.8~55.1 138~177 MF+木粉 13.8~55.1 138~177 EP 1.96~19.6 135~190 SI 6.9~54.9 150~19o 壓模設計 7模具結構設計 7.1關于短玻璃纖維環(huán)氧樹脂的概述 環(huán)氧樹脂（EP）因其具有良好的粘接性能、熱力學性能、電氣性能和耐化學介質性以及優(yōu)良的工藝性等有點，在膠黏劑、涂料、電子電器和航空航天領域得到廣泛應用。由于環(huán)氧樹脂含有大量的環(huán)氧基因，固化時交聯(lián)密度大，沖擊性能和耐熱性能較差。通過復合改性，進一步提高其剛性與強度，擴大其范圍，已成為EP級復合材料研究的熱點之一。 環(huán)氧樹脂固化收縮率低，僅1%~3%，而不飽和聚酚樹脂卻高達7%~8%；粘結力強；有B階段，有利于生產工藝；可低壓固化，揮發(fā)份甚低；固化后力學性能、耐化學性佳，電絕緣性能良好，密度為0.98g/。 7.2壓力機的選用 7.2.1 計算塑件的體積和質量 根據所給卡瓦的尺寸，計算塑件體積：=625492.4 塑件質量：=612.0g 7.2.2 塑件成型時所需的總壓力 塑件成型時所需的總壓力 =nAp 式中 A——壓制面積，型腔的水平投影面積（㎡） A=54×35.05+（46+54）×15/2=1640 P——單位成型壓力，查表，選p=40 MPa n——型腔數，在此為單腔，n=1 將A、p、n代入，得 Fm=×1×40=65.6 kN 可求出基本壓力 ≦ ≧/ 查表，取=0.8 ≧65.6/0.8=82 差表液壓力機的技術參數，可選YA71-45，基本壓力是450kN，動梁至工作臺的最大距離750mm，動梁的最大行程250mm。 7.2.3壓力計工作行程的校核 由于模具的閉合高度為<3動梁至工作臺的最大距離750mm，股磨具看裝入壓力機。 取出塑件的開模距離為 h=++（5~10）=40+15.6+（5~10）=60.6~65.6mm<250 （動梁的最大行程） ——凸模高度 ——塑件高度 壓力機的工作行程滿足要求。 7.2.4壓力機電功率的計算 模具加熱所需的功率p為 P=0.24G（T-t） 式中 G——壓模重量； T——工業(yè)用酚醛塑料的模塑溫度一般為160℃； t——室溫，定位20℃ 代入上式 P=0.24×612×（160-20）=2056W 故壓力計的加熱電功率>2056我才滿足需要。 7.3 施壓方向和分型面確定 加壓方向是模具合模和鎖模力的方向，凸模的作用方向在確定加壓方向時要有利于壓力傳遞、便于加料、便于嵌件安裝和固定、保證凸模強度、便于塑料流動、保證重要尺寸的精度和長型芯位于加壓方向上，估加壓方向選擇如圖7所示。 定模和動模相接觸的面稱為分型面，分型面的形狀有品面、斜面、階梯面和曲面。分型面的選擇有利于脫模，由于卡瓦的結構選擇曲面做作為分型面如圖7所示。 圖7 施壓方向和分型面 7.4模具基本結構和脫模方法 由于卡瓦生產和精度要求，在此選擇半溢式壓縮模，塑件用壓力機頂出系統(tǒng)頂動壓縮模的推桿脫模。 圖8 頂出方式 7.5模具尺寸設計 7.5.1凸模徑向尺寸 （1）平均尺寸法 為塑料平均收縮率，查表，取=0.15%； △ 塑件公差值，查表取△=1.4； 為徑向公稱尺寸，=60； =1.58/3=0.53； =[（1+）—3/4△]+ =68.45 （2）極限尺寸法，按修模時凹模尺寸增大容易 為塑件最大收縮率，取=0.2%； =[(1+) —△] + =71.13 校核 ++—≦ 成立 由于 塑件收縮率s+模具制造公差塑件公差△ 0.15+0.53=0.64≦1.4 成立 故 凸?；境叽鐬?71.13，取整=72 mm 7.5.2．加料室高度計算 所需原料的體積V V=（1+K）SV1 V1——為塑件體積 K飛邊益料重量系數，K=1.5~2.7，取K=2； S為壓縮比，S=0.1~0.2%； V= （1+2）×618×1.8=3337.2 加料室面積 F=1640 加料室高度H H=（V+v）/F+（5~10）=16~21mm 7.6成型零件設計 7.7導向機構設計 模具設計通常購買標準模架，其中包括了導向機構。導向機構包括導套和導柱，根據模架的尺寸結構選用合適的導柱，然后選用相對應的導套，其結構如圖所示 圖9 導柱 第39頁（共41頁） 7.8型腔的側壁和底版厚度的計算 通常模具設計中，型腔壁厚及支撐板厚度不通過計算確定，而是憑經驗確定。參考《塑料模具設計》中的經驗數據表可知： 型腔側壁厚度S的經驗值為：S=0.2L+17=0.2×190+17=55mm 支撐板厚度h的經驗數據：h≈0.12b≈0.12×190≈38mm 7.9脫模機構設計 卡瓦的頂出頗具技術性。因為壁和筋都很薄，非常容易損壞，而且壁薄沿厚度方向收縮就很小，使得加強筋和其他小結構很容易粘合，同時高寶壓壓力使收縮更小為避免粘模，應使用比常規(guī)成型數量更多、尺寸更大的頂出銷。 7.10 牙齒的設計 在卡瓦中，牙齒起著嵌入套管固定位置的作用要求強度 高和硬在卡瓦中，牙齒起著嵌入套管固定位置的作用要求強度 高和硬在卡瓦中，牙齒起著嵌入套管固定位置的作用要求強度 高和硬在卡瓦中，牙齒起著嵌入套管固定位置的作用要求強度 高和硬高。目前硬度高的材料主要有質合金和陶瓷等。 硬質合金的度和強都很高， 但比重很高，不利于循環(huán)出地面；陶瓷小強度較低。 要在卡瓦固化前將牙齒壓入卡瓦本體，需要牙齒承受一定的壓力，可以利用玻璃纖維增強的酚醛樹脂高強度決解陶瓷強度不夠的缺點，在牙齒的外表面用玻璃纖維包裹起來，具體做法是在牙齒表面加工出一道凹槽，然后涂上粘合劑，包上酚醛樹脂后加上酚醛樹脂的環(huán)，如圖10. 圖10 改進牙齒 8參考文獻 ［1］ 許樹琴. 王文平模具設計與制造 北京大學出版社 2005.1 ［2］ 史鐵梁. 模具設計指導，北京工業(yè)出版社 ，2010 ［3］ 張維合. 注塑模具設計實用教程. 化學工業(yè)出版社, 2007 ［4］ 鐘鋒良, 陳萌. 玻纖混合料注塑模具的改進, 模具技術, 2010.3 ［5］ 賈潤禮等. 實用注塑模設計手冊. 中國輕工業(yè)出版社, 2000.4 ［6］ 李修文，黎文才，張胭脂，董建偉.[ 小直徑橋塞及注灰一體化工藝管柱設計與應用].石油機械，2002，第30卷，第八期：54-55 ［7］ 尹洪峰，任耘，羅發(fā).復合材料及其應用［M］.西安：陜西科學技術出版社，2003.2 ［8］ 周承民，劉志華，刁剛田，倪愛珍，張宗元，李琴.QSA型可撈可鉆式橋塞的設計與使用［J］.石油礦場機械.2004,,33（3）：90～91 ［9］ 倪紅梅，徐國英，王維剛，王飛.可取橋塞卡瓦結構優(yōu)化設計［J］.石油械.2009,37(2):32~36 ［10］ 趙越超，馬狀，霍春林.油氣田可鉆橋塞卡瓦材質選擇及制造工藝［J］.遼寧工程技術大學學報.1998,17(1):47~50 ［11］ [11] 馬開文.可取式橋塞工藝技術試驗與推廣應用［J］.內缸科技.2006,4:147 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