目录 前言1 第一章绪论1 1.1塑料模具设计的发展现状和趋势2 1.2塑料制件的设计原则4 1.3注射模设计方案应确定的要点4 第二章按键塑件成型工艺性分析6 2.1塑件结构分析6 2.2 ABS塑料注射成型特性6 2.3 ABS塑料注射成型工艺参数7 2.4设备的选择与确定8 2.4.1注射机的型号选取8 2.4.2模具参数的校核9 2.5拟定模具结构形式12 2.6分型面位置的确定13 2．7浇注系统形式和浇口的设计14 2.7.1主流道的设计14 2.7.2分流道的设计16 2.7.3浇口的设计17 2.7.4浇注系统的平衡18 2.7.5冷料穴的设计18 2.8排气系统的设计19 2.9冷却系统的设计20 2.9.1冷却水道的开设原则21 2.9.2冷却水道及连通方式21 2.9.3型腔型芯的冷却22 2.10成型零件的设计22 2.10.1型腔的结构设计23 2.10.2型芯的结构设计24 2.10.3成型零件的加工工艺24 2.11复位机构的设计25 2.12合模导向机构的设计26 2.12.1导柱26 2.12.2导套27 2.13推出机构的设计27 第三章支撑部件的设计与选择29 3.1固定板29 3.2垫块29 3.3动定模板29 第四章结论30 致谢31 参考文献32 第一章绪论 1.1塑料模具设计的发展现状和趋势 80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速；在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。 我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48英寸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。注塑模型腔制造精度可达0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达10～30万次，淬火钢模达50～1000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。 成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟。特别是热流道技术模具开始推广，给塑料模具带来了新的发展契机。一般来说，采用内热式或外热式热流道装置，高难度的则采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50%～80%相比，差距较大，这将是今后塑料模具发展的一个重要的突破口。 在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UGⅢ、美国Parametric Tech
nology公司的Pro/E
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neer及澳大利亚Mold Flow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，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济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。 据有关方面预测，模具市场的总体趋势是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度；建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材接头模具成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求；以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大；而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点。具体体现在以下几点： 1.提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致； 2.在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高； 3.推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要； 4.开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式； 5.提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种； 6.应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要； 7.研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。 1.2塑料制件的设计原则 塑料制件也称为塑料制品，简称为塑件。塑料制件主要是根据使用要求进行设计。要想获得优质的塑件，塑件本身必须有良好的结构工艺性，这样不仅可使成型工艺得以顺利进行，而且能得到最佳的经济效益。塑件的设计视塑料成型方法和塑料品种性能不同而有所差异。 在塑件的结构设计中必须遵循以下基本原则： （1）在满足使用要求和性能（如机械强度，电性能，耐化学腐蚀，尺寸稳定性，耐温等）的前提下，力求塑料制品结构简单，壁厚均匀，连接可靠，安装，使用方便。 （2）设计塑件时应尽量使结构合理，便于模具制造和成型工艺的实施，用最简单的工序和设备来完成塑件成型加工。 （3）日用生活塑件和儿童玩具等要求外表美观者，则应与美工人员共同研究，设计出两全其美的塑件。所用塑料必须无毒，无味，符合国家卫生安全标准。 （4）高效率，低消耗，尽量减少塑件成型前后的辅助工作量，并避免成型后的机械加工。 在塑料制件时，应考虑以下几点： （1）为了便于塑件从成型零件上顺利脱出，必须在塑件外表面沿脱模方向设计足够的斜度。一般斜度取30′～1°30′。 （2）在满足制件结构各使用要求的条件下，尽可能用较小的壁厚。并且同一塑件的壁厚应尽可能均匀一致，否则会因冷却和固化速度不均产生附加应力。 （3）加强肋的布置应考虑到其方向尽量与熔体充模流动方向一致，以避免熔体流动干扰、影响成型质量。 （4）制件的两相交平面之间尽可能以圆角过渡，避免因锐角而造成应力集中，同时采用圆角过渡可增加塑件的美观程度和增加塑件的强度。 （5）孔与孔的中心距应大于孔径（两者中的小孔）的2倍，孔中心至边缘的距离为孔径的3倍。孔周边的壁厚要加大，其值比与之相装配件的外径大20%～40%，以壁免收缩应力所造成的不良影响。 （6）为增加塑件螺纹的强度，防止最外圈螺纹可能产生的崩裂或变形，应使其始末端留出一定距离。当考虑螺纹螺距收缩率时，塑件与金属螺纹的配合长度不能太长，一般不大于螺纹直径的1.5倍（或7～8牙）。 （7）塑件上标记的凸出高度不小于0.2mm，线条宽度一般不小于0.3mm，通常以0.8mm为宜。两条线的间距不小于0.4mm，边框可比字高出0.3mm以上。 （8）铰链部分厚度应减薄一般为0.2～0.4mm，且其厚度必须均匀一致，壁厚的减薄处应以圆弧过渡。 1.3注射模设计方案应确定的要点 （1）首先确定分型面，有侧抽芯的要选定抽芯结构。 （2）确定型腔数和排列形式以及型腔和型芯的结构。 （3）浇口位置，脱浇道结构的确定和排气系统的确定。 （4）冷却系统的选定。 （5）导向，定位结构的确定。 （6）推出结构和复位结构的选定。 （7）模架大小的选定和相关标准件的选定。 （8）模具钢材和热处理要求的确定。 （9）注射机型号，规格的选定。 第二章按键塑件成型工艺性分析 2.1塑件结构分析 按键属于小型塑件，如图2.1所示，其壁厚为1mm，其外形尺寸为19 mm×8mm×65mm。按键外形结构比较复杂，四周都是直角过渡。要求塑件表面美观、光洁、无明显熔接痕、银丝和流痕，同时不产生明显的翘曲变形。塑件底侧带有通孔。另外为了从成型零件上顺利脱出塑料件，必须在塑件内外表面沿脱模方向设计足够的脱模斜度，塑件的转角处应尽可能采用圆弧过渡。增加塑件的强度和改善充模流动性，同时增加美观程度。