目录 摘要Ⅰ 绪论1 1.1本课题的意义、目的及应达到的要求1 2.1本课题的国内外现状1 2.2我国塑料模具工业的发展现状1 2.3我国塑料模具工业的发展趋势2 2.3.1我国塑料模具工业今后的趋势2 2.3.2我国塑料模具工业今后的发展方向3 3.1国外塑料模具的发展现状4 4.1本设计所要解决的问题5 第1章模塑工艺规程的编制6 1.1模塑工艺规程的编制6 1.2塑件的工艺性分析6 1.2.1塑件的原材料分析6 1.3塑件的结构、尺寸精度及表面质量分析7 1.3.1结构分析7 1.3.2尺寸精度分析8 1.3.3表面质量分析8 1.4计算塑件的体积和质量8 1.5塑料注塑工艺参数的确定9 第2章注塑模的结构设计10 2.1分型面的选择10 2.2确定型腔的排列方式11 2.3浇注系统的设计11 2.3.1主流道的设计12 2.3.2主流道衬套的选取12 2.3.3分流道设计12 2.3.4浇口的设计13 2.3.5排气结构的设计13 2.3.6推出机构的设计13 2.4成型零件的结构设计14 2.4.1凹模的结构设计14 2.4.2凸模结构的设计15 第3章模具设计的有关计算16 3.1型腔的尺寸计算16 3.1.1凹模的径向尺寸(13mm)计算16 3.1.2凹模的球面半径尺寸(21.647mm)计算： 16 3.1.3凹模的深度尺寸(1.5mm)计算17 3.2凸模、型芯的尺寸计算17 3.2.1凸模镶块的尺寸(10mm)计算17 3.2.2型芯的尺寸(8mm)计算: 17 3.3型腔侧壁厚度和底板厚度的计算18 3.3.1型腔侧壁厚度的计算18 3.3.2型腔底板厚度的计算18 3.3.3模架的选择19 第4章模具加热与冷却系统的计算20 4.1求塑件在硬化时每小时释放的热量为20 4.2求冷却水的体积流量V 20 第5章模具闭合高度的确定22 第6章注塑机有关参数的校核23 第7章绘制模具总装图和非标零件工作图24 7.1本模具总装图和非标零件工作图见附图24 7.2本模具的工作原理： 24 第8章模具的装配25 8.1装配主要要求如下： 25 8.2试模26 8.3粘着模腔26 8.4粘着模芯26 8.5粘着主流道27 8.6成型缺陷27 8.7注射填充不足27 8.8溢边（毛刺、飞边、批锋） 28 8.9制件尺寸不准确28 8.10调整措施28 第9章小结29 致谢30 参考文献31 绪论 1.1本课题的意义、目的及应达到的要求 本设计主要意义是在我们学习完模具设计与制造的所有专业课之后，总结条理以前我们所学的知识，使之成为一个系统的理论体系，以便于我们在以后的工作中使用。同时也让我们对模具的设计与制造有了初步的了解，掌握了查阅资料和使用工具书以及手册的能力。 本设计的目的是在学生前夕，将通过实习和设计的实践性环节，对所学知识进行全面的总结和应用，提高综合能力的培训以及扩大模具领域的新知识。具体的要求是： 1.系统总结，巩固过去所学的基础课和专业课知识。 2.运用所学的知识解决模具技术领域内的实际工程问题，以此进行综合知识的训练。 3.通过某项具体工程设计和实验研究，达到多种综合能力的培养，掌握设计和科研的基本过程和基本方法。 4.提高和运用与工程技术有关的人文科学，价值工程和技术经济的综合知识。 2.1.本课题的国内外现状 2.2我国塑料模具工业的发展现状 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： （1）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，电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。但总体上热流道的采用率达不到10与国外的5080比，差距较大。 （2）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，美国EDS的UGⅡ、美国Parametric Tech
nology公司的Pro/E
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neer、美国CV公司的CADS5、以及一些塑料模分析软件等等。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，如对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。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。 （3）模具材料方面：近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在30下，和国外先进工业国家已达到7080比，仍有差距。 2.3我国塑料模具工业的发展趋势 2.3.1我国塑料模具工业今后的趋势 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。同时，由于近年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。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，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展也将高于总平均水平；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，笔记本电脑和网络机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点。 2.3.2我国塑料模具工业今后的发展方向 （1）.提高大型、精密、复发展方向杂、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；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 （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。 3.1国外塑料模具的发展现状 （1）模具生产效率高，工期短，人均产值高。各企业共同之处是厂房设备密集，显得十分拥挤，即使在这样的条件下，车间管理还是有条不紊，生产效率高。一般模具企业，人均年产值为5～14万美元。 （2）专业分工细，技术精益求精，客户相对稳定。模具企业专业分工较细，生产协作紧密。每家企业只生产某一类模具，各家都有自己的拳头产品，这利于在技术上精益求精，以利在激烈的竞争中生存发展。模具厂所需的模具标准件都是外购的，有些零件加工业是由其他厂协作。 （3）模具企业带件生产比较普遍，有利于企业发展。模具作为单件或极小批量产品，技术密集和精密加工设备密集，与模具成型制品的大批量生产相比，投入大，产出低，因而制约了模具企业大发展。他们注重模具与制品一体化，模具与制品相辅相成，互相促进，有利于模具企业的发展。 （4）紧跟主产品需求开发模具，重视开拓海外市常模具工业发展较快，紧跟主产品需求开发制造模具是一个重要因素。近几年3C电子产品和汽车工业的迅速发展，带动了模具工业的发展。目前模具产值的76自3C产品和汽车、摩托车提供的产品。模具行业以很强的市场敏感性，以最短的生产周期满足了这些行业的需求。大陆的许多3C产品和汽车模具就来自美国，日本和西欧，以及台湾。 （5）CAD/CAE/CAM和高速切削加工技术应用广泛。他们的模具生产效率较高，市场快速反应能力强，CAD/CAE/CAM技术和高速切削技术的普及应用，无疑是一个重要因素。 4.1本设计所要解决的问题 在挡条套塑料模具的设计与制造过程中，根据所学的知识和我们在实习中所积累的经验，所采用方案如下：该塑件是挡条套，中等批量生产，塑件的材料采用常用的原料ABS，属于常用的工程材料。挡条套的结构简单，但四周有四个凸台，需要考虑侧向分型，增加了模具设计的难度，制件的尺寸较小，特别是需要侧向分型的地方尺寸更小，制造侧向型芯有点困难，强度不容易保证，需要考虑使用成型顶杆的方式完成侧向分型。 1.2塑件的工艺性分析 1.2.1塑件的原材料分析 塑件的材料采用的是ABS,其颜色是蓝色，按色标，属于热塑性塑料。从使用性能上看，ABS为韧性半透明树脂，无毒，无嗅，坚忍，质硬，呈刚性，有较好的耐低温性和耐蠕变性,吸水率小于1其最主要的特点是冲击强度大大提高,在低温下也不迅速下降。而这样与所含橡胶的含量，接枝率和橡胶形态等因素有关，另外ABS的耐磨性很好，尺寸稳定性好。ABS的热变形温度为93C，脆化温度为-70C,在-40C时仍有相当的强度.一般ABS易燃,无自熄性,有良好的电绝缘性，且很少受温度的影响，化学稳定性好，对水、酸、碱、无机盐几乎没影响。且易于加工成型，但能溶于酮、醛、酯及某些卤化烃，由于含二烯双键，所以耐侯性不好；ABS的主要缺点：耐热性差，而且易燃，耐侯性差，一般的ABS不透明，所以改性的方向是提高耐热性，抗燃，耐侯,透明和增加光泽。改性的方法是共混、共聚、接枝等. 作为工程塑料的ABS分子，分子量很大，价格昂贵,性能优异,可作结构材料，或者有特殊用途的塑料，它具有聚苯乙烯的良好成型性，聚丁二烯的韧度，聚丙烯氰的化学稳定性的表面硬度，其抗拉强度可达35～50MPa。另外成型温度低时，收缩小，但是方向性明显，凝固速度较快，易因温差过大而产生内应力，造成凹痕和裂纹等缺陷，因此，在成型时应注意控制成型温度，浇注系统应较缓慢的散热，冷却速度不易过快。ABS的具体性能如下表：