第一章绪论 一、塑料模具设计与制造在国民经济中的地位和作用 1.1塑料工业在国民经济中的地位 目前在国民经济的各个部门中都广泛地使用着各式各样的塑料制品。特别是在办公机器、照相机、汽车、仪器仪表、机械制造、交通、通信、轻工、建筑业产品、日用品以及家用电器行业中的电视机、收录机、洗衣机、电冰箱和手表的壳体等零件，都已经想胜利、塑料化方向发展。近几年来，由于工程塑料制件的强度和精度等都得到很大提高，因而各种工程塑料零件的使用范围正在不断扩大，预计今后随着微型电子计算机的普及和汽车的轻型化，塑料制件的使用范围将会越来越大，塑料工业的生产量也将迅速增长，塑料的应用将覆盖国民经济所以部门，尤其在国防和尖端科学科技领域中有越来越重要的地位。 1.2塑料模具的现代设计与制造在塑料工业中的作用 塑料模具的现代设计与制造和现代塑料工业的发展有极密切关系。塑模是现代塑料工业生产中的重要工艺装备，塑模工业是国民经济的基础工业。用塑模生产成形零件的主要优点是制造简便、材料利用率高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。 塑模也是成型塑料制品的主要工具，它的结构和加工精度对塑件的质量和生产效率等有直接的关系。因而世界各国对塑模的设计与制造技术都极为关注。近年来国外对塑模的热浇道系统、温度控制系统、应用数控机床加工及减少热处理变形等方面都作了许多探索，并取得了一定的效果。 二：塑料成型技术的发展趋势 在现代塑料制件的生产中，合理的加工工艺，高效的设备，先进的模具是必不可少的三项重要因素，尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求，满足塑料制件的使用要求，降低塑料制件的成本起着重要的作用。一副好的注塑模具可成型上百万次，这与模具的设计，模具材料及模具的制造有很大的关系，从塑料模的设计，制造及模具的材料等方面考虑，塑料成型技术的发展趋势可简单地归纳为以下几个方面。 ⑴．刚形表面加工向精密自动化方向发展 ⑵．光整加工向自动化方向发展 ⑶．反向制造工程制模技术的发展 ⑷．模具CAD/CAM技术将有更快发展 ⑸．模具生产专业化，标准化程度不断提高 ⑹．模具粗加工向高速方向发展 三、塑料模分类 按照塑料制品成型加工方法的不同，通常可将塑料模分为以下6大类型。 1、注塑模 用于塑料制件注塑成型的模具通称注塑模，或称注塑模。主要用于热塑性塑料制品成型，近年来也越来越多地用于热固性塑料制品成型。这是一类用途宽、占有比重大、技术较为成熟、地位尤为显赫的一大类塑料模具。因材料或塑件结构或成型过程不同，有热固性塑料注塑模，结构泡沫注塑模和反应成型注塑模等之别。 2、压塑模 用于塑料制件压缩成型的模具简称压塑模，俗称压模。压塑模主要用于热固性塑料制品的成型，但也可用于热塑性塑料制品成型。另外，还可用于冷压成型聚四氟已稀坯件，此种模具称为压锭模。 3、传递模 用于塑料制件传递成型的模具称为传递模或称压注塑，俗称挤胶模。传递模多用于热固性塑料制品的成型。 4、挤塑模 用于连续挤出成型塑料型材的模具通称挤塑模，简称模头，俗称机头。这是又一大类用途很宽、品种繁多的塑料模具。主要用于塑料棒材、管材、板材、片材、薄膜、电线电缆包覆、带丝、复合型材及异性材的成型加工。也用于中空制品的制坯成型，此种模具称为型坯模。 5、中空吹塑模 将挤出或注射出来的尚处于塑化状态的管状型坯，趁热放置于模具型腔内、立即在管状型坯中心通以压缩空气，致使型坯膨胀而紧贴于模腔壁上，经冷却硬化即可得一中空制品。凡此种塑料制品成型方法所用的模具，称为中空吹塑模。中空吹塑模主要用于热塑性塑料的中空容器类的制品成型。 6、热成型模具 热成型模具通常以单一的阴模或阳模形式构成。将预先制备的塑料片材周边紧压于模具周边上，并加热使之软化，然后于紧靠模具一侧抽真空，或在其反面 充以压缩空气，使塑料片材紧贴于模具上，经冷却定型后即得到一热成型制品。此类制品成型所用的模具通称热成型模具。 2.塑件的工艺分析 2.1塑件的原材料分析 塑件的材料采用低压聚乙烯(PE),属于结晶型塑料。聚乙烯是烯的第三大塑料品种只一，聚乙稀吸湿性小，流动性极好，溢边值0.02mm左右。流动性对压力变化敏感，可能发生熔融破裂，与有机溶剂接触可发生开裂，加热时间过长则发生分解，烧焦，冷却速度慢，因此必须充分冷却，可设冷料穴，模具应有冷却系统，收缩率范围大，收缩值大，取向性明显，容易变形翘曲，结晶度及模具冷却条件对收缩影响大，应控制模具温度，保持冷却均匀，稳定，不可用直接进料口，否则容易增大内应力或产生收缩不均。 成型特点、流动性和成型性优良，成品率高。低压PE取向明显，变形增大，应注意选择进料位置与数量，防止产生缩孔，翘曲变形，质软易脱模。该塑件有浅的侧凹槽，可强行脱模。是成型工艺性最好的塑料制品之一，容易制造形状复杂的制品。 2.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析 2.2.1结构分析 从塑件图上分析,该零件的总体形状为长方形,在塑件内部有凹槽，可强制脱模，长度为61.5mm，宽度为29.87mm,塑件总高度为3.3mm。可见零件尺寸较小，因此模具设计时采用一次强制性脱模便可，属于简单脱模，因此，模具设计时采用顶出脱模机构，使塑件脱模容易，模具结构简单。 2.2.2尺寸精度分析 由塑件零件图可知。该塑件的尺寸属于未注公差尺寸，又因为塑件采用聚苯乙烯，所以该塑件尺寸精度公差等级选用IT5级（GB/T14489-1993），由以上分析可见，该零件的尺寸精度为一般精度，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。塑件壁厚均匀，有利于零件成型，制品的外形尺寸标注单向的负公差，内行尺寸标注单向的正公差。 2.2.3表面质量分析 该零件要求表面不应有缺陷，内部不得有导电杂质，比较容易实现。一般情况下模具精度低于制品1∽2个等级，塑料制品的粗糙度一般在Ra0.2∽0.8之间。 综上所述分析可以看出，注塑事，在工艺参数控制得好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。 2.2.4计算塑件的体积和质量 计算塑件的体积和质量主要是为了选用注塑机及确定模具形腔。 单个塑件的体积V=3031.06mm 。该模具采用一模四腔，所以 V总=4V=4×3031.6=12124.0mm 塑件的质量计算m=v×ρ式中密度ρ查得ρ=0.9g/cm m=v×ρ=12124.0×10 ×0.9=10.91g 2.3选用成型设备 注射模具安装在注塑机上的，模具与注塑机应当相适应，这样关系到塑件的质量，均匀性及有效的成型周期，一副模具放在许多型号和规格的注塑机上使用均可能取得令人满意的效果，但是唯有包括该模具预想的量，锁模力，注塑速度和总的循环操作的机型才能取得最佳的效果。选择注塑机时，必须保证制品的注塑量要小于注塑机允许的最大注塑量。根据生产经验，制品注塑量一般不超过注塑机的最大住宿量的80此模具设计采用一模两腔，查《中国模具设计大典》，塑件所需的压力和工厂现有的设备初步选用注塑机SZ-25/25。