燈罩注塑工藝分析與模具設計說明書范本

1、畢業(yè)設計（論文）說明書題目：燈罩注塑工藝分析與模具設計系別：機電工程系專業(yè)：機械設計及其自動化學生姓名：XXXX學號:XXXXXXXXXXXX指導教師：XXXXXX職稱：講師題目類型:理論研究匚實驗研匹工程設丐工程技術研究軟件開發(fā)匚2010年5月31日摘要塑料工業(yè)是當今世界上增長最為迅速的工業(yè)之一， 而注塑模具是其中發(fā)展較快的種 類，因此，研究注塑模具對于了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大的意義。本文設計了對接型銷雙向斜抽芯推桿內(nèi)抽芯燈罩注塑模， 既滿足了制品的成型和抽 芯要求，又省去了斜抽芯和水平抽芯機構，大大簡化了模具結構，脫型可靠，成型塑件 質(zhì)量好。本模具設計過程中分析了燈罩制件

2、的工藝特性， 并介紹了 ABS材料的成型工藝特點； 通過對塑件的形狀、尺寸及其精度的要求來進行注射成型工藝的可行性分析。塑件的成 型工藝性主要包括塑件的壁厚，脫模斜度和圓角以及是否有側向抽芯機構。通過以上的 分析來確定模具分型面、型腔數(shù)目、澆口形式、位置大??；其中最重要的是確定型芯和 型腔的結構，以及它們的定位和緊固方式。在模具結構設計過程中提出了不同成型的方案并進行了比較， 采取了最佳的成型方 案；此外還分析了模具受力，脫模機構的設計，模具推出機構設計，合模導向機構的設 計，冷卻系統(tǒng)的設計等。同時，詳細地分析了模具結構與計算。最后還對模具的成型零件進行了加工工藝的 分析和設備的校核；還說明了

3、模具的工作原理，對模具的裝配還作了簡單的介紹。最后 繪制完整的模具裝配總圖和主要的模具非標準零件圖。最后介紹了當今世界上最為普及的三維 CAD/CAM系統(tǒng)標準軟件的PROGRAM塊，對 導柱和導套進行了參數(shù)化設計。 還可以使用PRO/ENGNE中R勺塑料顧問來確定澆口位置 和分析澆注過程。通過本設計，可以對注塑模具有一個初步的認識，注意到設計中的某些細節(jié)問題， 了解模具結構及工作原理，通過對 PROGRAM學習，可以建立較簡單的零件庫，從而有 效的提高工作效率。關鍵詞： 塑料模具；參數(shù)化；鑲件；分型面AbstractPlastic industry is in the world grows

4、now one of quickest industry classes,but casts the mold is development quick type,therefore,the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance.This paper designs the docking type pin two-way inclined

5、 core-pulling rod inside core-pulling chimney injection mold, not only satisfy the molding and core products, and save the inclined core-drawing and horizontal core-pulling mechanism, greatly simplifying the mould structure, reliable, plastic molding of good quality.The mould design process are anal

6、yzed in the process characteristics. Chimney，And introduces the characteristics of the forming process of ABS material.Based on the shape and size of plastic parts and precision requirements for injection molding process of feasibility analysis. Plastic molding process including plastic parts of wal

7、l thickness, draft and rounded and whether any side core-pulling mechanism.Through the above analysis to determine the mold parting surface, cavity number, gate location, size and form, One of the most important is to determine the core and the mold structure, and their location and tighten.In the p

8、rocess of mould design scheme of different shape and comparison, the best solution to the molding, In addition, the stress analysis of the mould design demoulding mechanism, mould design, mould design of steering mechanism, the cooling system design, etc.At the same time, the detailed analysis and c

9、alculation, the die structure. Finally the molding parts of mould processing equipment and analysis of checking, Also explains the working principle of die mold assembly is introduced. Finally the general assembly drawing complete mold and die non-standard parts graph.Finally introduced now in the w

10、orld the most popular three dimensional CAD/CAM system standard software PRO/ENGNEERs PROGRAM module, and led the wrap to the guide pillar to carry on the parametrization design.we can use the plastic consultant to determine the runner gating processes and analysis.Through this design, may to cast t

11、he mold to have a preliminary understanding, notes in the design certain detail question, understands the mold structure and the principle of work; Through to the PROGRAM study, may establish the simple components the components storehouse, thus effective enhancement working efficiency.Key words：The

12、 plastic mold;the parametrization; inlays;divides the profile.目錄引言 11 注塑件的設計 51.1 功能設計 51.2 材料選擇 51.3 結構設計 61.3.1 塑件工藝分析 71.3.2 壁厚 71.3.3 脫模斜度 81.3.4 圓角 81.4 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量 81.4.1 尺寸精度 81.4.2 使用性能、制件技術要求和生產(chǎn)要求 91.4.3 塑件的表面質(zhì)量 92 注塑成型的準備 102.1 注塑成型工藝簡介 102.2 注塑成型工藝條件 112.3 注塑機的選擇 132.3.1 注塑機簡介 132.3.2 注塑

13、機基本參數(shù) 132.3.3 選擇注塑機 142.4 注射機的校核 152.4.1 最大注塑量的校核 152.4.2 鎖模力的核校 152.4.3 塑化能力的校核 152.4.4 噴嘴尺寸校核 152.4.5 定位圈尺寸校核 162.4.6 模具外形尺寸校核 162.4.7 模具厚度校核 162.4.8 模具安裝尺寸校核 162.4.9 開模行程校核 173 澆注系統(tǒng)設計 173.1 型腔數(shù)目的確定 173.2 澆口確定 173.3 澆注系統(tǒng)設計 193.3.1 主流道 193.3.2 分流道 203.3.3 冷料穴 213.3.4 澆口深度 223.3.5 剪切速率的校核 224 成型零件結構

14、設計 234.1 成型零件 234.2 分型時型銷與塑件干涉分析 264.3 分型定距機構 265 推出機構及復位機構設計 275.1 脫模力的計算 285.2 推桿脫模機構 296 模具設計 306.1 模具材料的選擇 306.2 模架的確定 316.2.1 型腔壁厚和底板厚度計算 316.2.2 模架的選用 316.3 導向與定位機構 336.4 排氣設計 346.4.1 排氣設計原則 346.4.2 推桿、鑲件排氣功能的證明 346.5 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計 356.5.1 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 356.5.2 對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 366.5.3 冷卻系統(tǒng)設計 367 參數(shù)化設計 38

15、7.1 PROGRAM 簡介 387.2 導柱的參數(shù)化設計 397.3 燈罩模塑工藝卡 397.4 模具工作過程 408 結論 42謝 辭 43參考文獻 44引言隨著模具工業(yè)的發(fā)展，目前世界范圍內(nèi)的模具年產(chǎn)值，約有600 億美元，日、美等工業(yè)發(fā)達國家，其模具工業(yè)產(chǎn)值已超過機床工業(yè)產(chǎn)值。從 1997 年開始，我國模具工業(yè) 產(chǎn)值也超過了機床工業(yè)產(chǎn)值。隨著塑料原材料的性能不斷提高，各行業(yè)的零件將以塑代 鋼、以塑代木的進程進一步加快，使用塑料模具的比例將日趨增大，塑料制品在機械、 電子、航空、醫(yī)藥、化工、儀器儀表以及日用品等各個領域的應用越來越廣泛，質(zhì)量要 求也越來越高。為了適應 21 世界塑料工業(yè)高

16、速發(fā)展的需要，根據(jù)對我們這些從事或即將從事塑料 制品生產(chǎn)和模具設計的工程技術應用型人才的實際要求， 我們需要在畢業(yè)之前運用自己 大學四年來所學的各項知識，來完成一部對于特定產(chǎn)品的設計，在指導老師的督促和總 結近幾年生產(chǎn)實習所獲得經(jīng)驗的基礎上編寫了本文。一些復雜的塑件分別需要兩種甚至多種側抽芯機構實現(xiàn)不同部位的側抽芯， 即組合 側抽芯。本文對塑料燈罩進行了設計，此燈罩的材料為 ABS該塑件的突出特點是塑件傾斜 凸起上有斜通孔，內(nèi)壁一側上有內(nèi)凹，若按常規(guī)設計，對斜通孔的抽芯，需采用二級傳 動斜抽芯機構，對內(nèi)壁上的凹槽，一般采用內(nèi)縮式斜滑塊實現(xiàn)成型和抽芯，模具結構復 雜，體積較大，為此，本文設計了對

17、接型銷雙向斜抽芯注塑模，既滿足了制品的成型和 抽芯要求，又省去了斜抽芯和水平抽芯機構，大大簡化了模具結構，脫型可靠，成型塑 件質(zhì)量好。全文的內(nèi)容分為注塑件的設計、 注塑成型的準備、 成型工藝的分析、模具結構設計、 參數(shù)化設計和總結六個部分， 第一部分主要介紹注塑件在塑料的選擇和外形設計方面的 過程；第二部分主要介紹所選擇的注塑成型設備以及注塑成型時間；第三部分對塑件成 型工藝進行詳細分析；第四部分介紹模架選擇以及推出機構的設計；第五部分主要介紹 PRO/E的三維功能和模具工作過程；第六部分為總結語。由于注塑模具結構比較復雜， 所以本文以大量的圖解來說明對接型銷雙向斜抽芯注 塑模具的結構、工作原

18、理以及其模具各部分的設計過程。本文的創(chuàng)新點在于采用特殊的對接型銷成型傾斜通孔，雙向分型斜抽芯，而對內(nèi)側 壁上的凹槽采用副型芯推出的分型方法。本文設計主要是解決一些復雜的塑件組合側抽芯的方法之一。一些繁瑣復雜的理論分析可借助計算機完成， 因此，本文編寫時針對工程實際需要， 盡可能的降低理論難度，突出實用性，同事兼顧理論與實際的緊密聯(lián)系，注重模具結構 及設計和新的塑料成型技術的介紹，并力求反映思維上的創(chuàng)新和在設計過程中的進步。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)，是國際上公認的關鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術水平的 高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì) 量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能

19、力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關注。早在 1989 年 3 月中國政府頒布的關于當前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定中，將模具列為機 械工業(yè)技術改造序列的第一位。模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料(固態(tài)或液態(tài))的 流動，使之形成所需要的形體。 用模具制造零件以其效率高， 產(chǎn)品質(zhì)量好， 材料消耗低， 生產(chǎn)成本低而廣泛應用于制造業(yè)中。模具工業(yè)既是高新技術產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術產(chǎn)業(yè)化的重要領域。模 具在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領域里，日益成為使用最廣泛 的主要工藝裝備，它承擔了這些工業(yè)領域中60%90%的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生 產(chǎn)加工。模具

20、制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場為 例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場，在工業(yè)發(fā)達的國家，這一市場占整個模具市 場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟五大支柱產(chǎn)業(yè)之一， 汽車工業(yè)重點是發(fā)展零部件， 經(jīng)濟型轎車和重型汽車， 汽車模具作為發(fā)展重點， 已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。 汽車基本車型不斷增加， 2005年將達到 170種。一個型號的汽車所需模具達幾千副， 價 值上億元。為了適應市場的需求， 汽車將不斷換型， 汽車換型時約有 80%的模具需要更 換。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計，中國摩托車共有14種排量 80多個車型，1000多個型號。單輛摩托車約

21、有零件 2000種，共計 5000多個， 其中一半以上需要模具 生產(chǎn)。一個型號的摩托車生產(chǎn)需 1000副模具，總價值為 1000多萬元。其他行業(yè)，如電 子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場。目前世界模具市場供不應求， 模具的主要出口國是美國， 日本，法國，瑞士等國家。 中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術水平高，勞動成本低，只要配備一些先進 的數(shù)控制模設備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會有 很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術，提高模具技術水平，對于促進國民經(jīng)濟的發(fā)展有著特 別重要的意義 1 。模具主要類型有：沖模，鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠

22、模， 陶瓷模等。除部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模，因為他們一般都是依靠三 維的模具形腔是材料成型。自 20 世紀 80年代以來，我國的經(jīng)濟逐漸起飛，也為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的 動力。20 世紀 90 年代以后， 大陸的工業(yè)發(fā)展十分迅速， 模具工業(yè)的總產(chǎn)值在 1990年僅 60億元人民幣， 1994年增長到 130億元人民幣， 1999年已達到 245億元人民幣， 2000 年增至 260270 億元人民幣。今后預計每年仍會以 10% 15%的速度快速增長。中國臺灣模具產(chǎn)業(yè)的成長， 分為萌芽期(19611981)，成長期(19811991)， 成熟期( 1991 2001)三個階段

23、。萌芽期，工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)設備與技術的不斷改進。由于紡織，電子，電氣，電機和機 械業(yè)等產(chǎn)品外銷表現(xiàn)暢旺， 連帶使得模具制造， 維修業(yè)者和周邊廠商 (如熱處理產(chǎn)業(yè)等) 逐年增加。在此階段的模具包括： 一般民生用品模具， 鑄造用模具， 鍛造用模具， 木模， 玻璃，陶瓷用模具，以及橡膠模具等 2 。1981 年 1991 年是臺灣模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為迅速且高度成長的時期。有鑒于模具 產(chǎn)業(yè)對工業(yè)發(fā)展的重要性日益彰顯，自 1982 年起，臺灣地區(qū)就將模具產(chǎn)業(yè)納入“策略 性工業(yè)適用范圍”，大力推動模具工業(yè)的發(fā)展，以配合相關工業(yè)產(chǎn)品的外銷策略，全力 發(fā)展整體經(jīng)濟。隨著民生工業(yè)，機械五金業(yè)，汽機車及家電業(yè)發(fā)展，沖壓模

24、具與塑料模 具，逐漸形成臺灣模具工業(yè)兩大主流。從 1985 年起，模具產(chǎn)業(yè)已在推行計算機輔助模 具設計和制造等CAD/CA技術，所以臺灣模具業(yè)接觸CAD/CAM/CAE/CA技術的時間相當 早。成熟期，在國際化，自由化和國際分工的潮流下， 1994年， 1998 年，由臺灣地區(qū) 政府委托金屬中心執(zhí)行“工業(yè)用模具技術研究與發(fā)展五年計劃”與“工業(yè)用模具技術 應用與發(fā)展計劃”，以協(xié)助業(yè)界突破發(fā)展瓶頸，并支持產(chǎn)業(yè)升級，朝向開發(fā)高附加值與 進口依賴高的模具。 1997 年 11 月間臺灣憑借模具產(chǎn)業(yè)的實力，獲得世界模具協(xié)會 （ISTMA認同獲準入會，正式成為世界模具協(xié)會會員。整體而言，臺灣模具產(chǎn)業(yè)在這

25、一階段的發(fā)展，隨著機械性能，加工技術，檢測能力的提升，以及計算機輔助設計，臺 灣模具廠商供應對象已由傳統(tǒng)的民用家電，五金業(yè)和汽機車運輸工具業(yè)，提升到計算機 與電子，通信與光電等精密模具，并發(fā)展出汽機車用大型鈑金沖壓，大型塑料射出及精 密鍛造等模具。美國塑料 （原料） 的產(chǎn)量多年來一直雄居各國之首。 國內(nèi)塑料消費量 （ 產(chǎn)量+進口量一 出口量） ，美國也是全球最多的。美國的全部塑料消費量2001 年為 4280 萬噸。美國人均塑料消費量也是很高的， 2000 年為 159 公斤， 2001 年略減為 155 公斤 ，居全球第 3 位。美國現(xiàn)有各種大小塑料企事業(yè)單位 1 萬多家，其中職工人數(shù)少于

26、50 人的占總數(shù)的 53%, 50100人的占21%, 100500人的占23%，超過500人的占近4%,職工總數(shù) 近 90 萬人。德國是世界最大的塑料 （原料）生產(chǎn)國之一， 上世紀 90年代初的 1991 年、1992年和 1993 年，德國塑料產(chǎn)量都為 990 多萬噸， 1994 年增達超過 1000 萬噸的 1110 萬噸1998 年達近 1300萬噸， 1999年為近 1400萬噸， 2000年增至 1550萬噸，超過日本為世界第 2 大塑料生產(chǎn)國， 2001 年上升為 1580萬噸， 2002年已過 1600萬噸。 德國塑料制品加工 業(yè)的職工總計有近 30萬人， 2001 年的出貨金

27、額為 360億美元，人均 126美元。中國塑料工業(yè)多年持續(xù)高速增長， 1991 年產(chǎn)量僅為 250 萬噸， 1995 年增為 350 萬 噸， 1998 年超過 700 萬噸，到 2002 年已增達約 1400 萬噸，超過日本而成為世界第 3 大塑料原料生產(chǎn)國。中國今年塑料制品市場將持續(xù)走強，在包裝、工程、建材、農(nóng)用和 日用塑料制品等各個領域都將有較大幅度的增長，需求量將超過 2500 萬噸。其中包裝 塑料制品今年需求量將超過 850萬噸，工程塑料制品需求量將達 400萬噸左右，建材塑 料制品需求量將達 300萬噸以上，農(nóng)用塑料制品需求量將在 500萬噸左右，日用塑料制 品需求量約為 80 萬

28、噸左右。日本在很長的時期內(nèi)都是僅次于美國的世界第 2 大塑料生產(chǎn)國。一直到 1997 年， 日本塑料產(chǎn)量曾經(jīng)連續(xù)多年增長，年產(chǎn)量在 70 年代中期就已達 500多萬噸， 1994年、 1995年和 1996年分別回升到 1300萬噸、1400萬噸和 1470萬噸，1997年的產(chǎn)量又比上 年增長 3.7 ，達到 1521萬噸，首次超過 1500萬噸。 2002年日本塑料 （原料）產(chǎn)量減為 1361萬噸。而中國則增為 1366萬噸，日本又退居第 4 位。韓國塑料產(chǎn)量增長十分迅速， 1986 年超過 200萬噸， 1990 年增達 300 萬噸， 1992 年突破 500萬噸，1994年、1996年

29、和 1997年分別上升到 600 多萬噸、700多萬噸和 800 多萬噸， 1998年產(chǎn)量增至 850萬噸，1999年突破 900萬噸，2001年達 1200萬噸，躋身 于世界 5 大塑料生產(chǎn)國之列。塑料產(chǎn)量位居世界前 10名的國家和地區(qū)還有法國 660 萬噸、比利時 600 萬噸、中 國臺灣 598萬噸、加拿大 432萬噸和意大利 385萬噸（均為 2001年產(chǎn)量） 。20 世紀 80 年代開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展 成為獨立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè) 發(fā)展也十分迅速。 近年來， 每年都以 15的增長速度快速發(fā)展。 模

30、具行業(yè)的快速發(fā)展是 使我國成為世界超級制造大國的重要原因。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強國，仍將 依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強國。中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了 較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn) 48（約122CM大屏幕彩電塑殼注射模具，6.5KG 大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方 面，以能生產(chǎn)照相機塑料件模具， 多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。 經(jīng)過多年的努力， 在模具CAD/CAE/CA技術，模具的電加工和數(shù)控加工技術，快速成型與快速制模技術， 新型模具材料等方面取得了顯著進步； 在提高模具質(zhì)量

31、和縮短模具設計制造周期等方面 作出了貢獻。盡管我國模具工業(yè)有了長足的進步，部分模具已達到國際先進水平，但無論是數(shù)量 還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進口 10 多億美元的各類大型，精密， 復雜模具。與發(fā)達國家的模具工業(yè)相比，在模具技術上仍有不小的差距。今后，我國模 具行業(yè)應在以下幾方面進行不斷的技術創(chuàng)新，以縮小與國際先進水平的距離。1）注重開發(fā)大型，精密，復雜模具；隨著我國轎車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成 型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精密化。2）加強模具標準件的應用；使用模具標準件不但能縮短模具制造周期，降低模具 制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具

32、標準件的應用必將日漸廣泛。3）推廣CAD/CAM/CA技術；模具CAD/CAM/CA技術是模具技術發(fā)展的一個重要里 程碑。實踐證明，模具CAD/CAM/CA技術是模具設計制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模 具設計制造水平。4）重視快速模具制造技術，縮短模具制造周期；隨著先進制造技術的不斷出現(xiàn)， 模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術，高速銑削加工技術， 以及自動研磨拋光技術將在模具制造中獲得更為廣泛的應用。1注塑件的設計1.1功能設計功能設計是要求塑件應具有滿足使用目的功能，并達到一定的技術指標。該塑件是 日用品，承受外力的幾率不大，如沖擊載荷，振動，摩擦等情況比較少；塑件的工作

33、溫 度是室溫，這使得在材料選擇時對熱變形溫度，脆化溫度，分解溫度的要求降低；必須 考慮生產(chǎn)成本和模具壽命，在材料的選擇時要綜合各種因素；此外，塑料都會老化，作 為一種光學用品，還要考慮到材料的光氧化等問題 01.2材料選擇通常，選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求，以及原材料 廠家提供的材料性能數(shù)據(jù)。對于常溫工作狀態(tài)下的結構件來說，要考慮的主要是材料的 力學性能，如屈服應力，彈性模量，彎曲強度，表面硬度等。該塑件對材料的要求首先 必須是透光性好，其次才是成型難易和經(jīng)濟性問題，以下是對幾種透光性能較好材料的 性能對比，如表1-1所示。表1-1材料的特性:塑料名稱PSPMMAAB

34、S拉伸強度/MPa50 60507721 63彎曲強度/MPa60 9062 97斷裂伸長率/%1.0 3.72723 60沖擊韌度懸臂梁缺口沖擊力J/m10 8014.7123454洛氏硬度（M115M101M62 121HRR氧指數(shù)（01）18.117.318熱變形溫度廠C35100105維卡軟化點/C105120馬丁耐熱溫度/C6874 85吸水率%小于0.020.3 0.40.2 0.4 24h透光度/%38 9290 92和機械加工一樣要考慮到加工工藝問題，模具成型也要考慮到材料的注塑特性，在 各特點都相差無幾的情況下，好的成型特性是選擇材料的主要標準，以下是三種材料的 性能和成型特

35、性比較，如表1-2所示。以上的性能分析對比中看出在透光度方面三種材料相差不大，成型特性上以ABS為好，由于是一般性民用品，所以價格上是需要考慮的，我們主要要求是價格和透光度， 其它如拉伸強度，斷裂伸長率等則是次要考慮的指標 （這由塑件的工作環(huán)境決定）。最終 選定ABS*塑件材料，因為它所擁有的特性符合我們的塑件要求o表1-2材料的性能和成型特性比較:塑料品種性能特點成型特點模具設計注意事項使用溫度主要用途PS塑料，聚苯 乙烯（非結晶 型），英文名稱：Polystyrene透明性好，電性 能好，抗拉強度 高，耐磨性好， 質(zhì)脆，抗沖擊強 度差，化學穩(wěn)定 性較好。成型性能好，成型前 可不干燥，但注射

36、時 應防止溢料，制品易 產(chǎn)生內(nèi)應力，易開裂因流動性好，適宜 用點澆口，但因熱 膨脹大，塑件中不 宜有嵌件30C80C裝飾制品，儀表 殼，絕緣零件， 容器，泡沫塑 料，日用品等。PMMA聚甲基丙烯酸甲酯，有機玻璃（非結晶 型），英文名：acrylic ；透光率最好，質(zhì) 輕堅韌，電氣絕 緣性好/但表面 硬度不高，質(zhì)脆 易開裂，化學穩(wěn) 定性較好，但不 耐無機酸，易溶 于有機溶劑流動性差，易產(chǎn)生流痕，縮孔，易分解， 透明性好，成型前要 干燥，注射時速度不 能太高合理設計澆注系 統(tǒng)，便于充型，脫 模斜度盡可能大， 嚴格控制料溫與模 溫，以防分解收縮率取0.35 %。80C透明制品，如窗玻璃，光學鏡片，燈

37、罩等ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；英文名：AcrylonitrileButadieneStyrene ；ABS綜合性能較 好，沖擊強度較 高，化學穩(wěn)定性， 電性能良好，吸 水率低。工作壓 力高，抗沖擊性 好，化學性能穩(wěn) 定，有高抗沖、 高耐熱、阻燃、 增強、透明等級 別。有很好的成型性，加 工岀的產(chǎn)品表面光 潔，易于染色和電 鍍。有優(yōu)良的力學性 能，其沖擊強度極 好，可以在極低的溫 度下使用；ABS的耐 蠕變性比PSF及PC 大，但比PA及POM 小。宜取高料溫，高模 溫，但料溫過高易 分解。在-25 C - 60 C的環(huán)境下表現(xiàn)正常。家電外殼、玩具等日常用品。常見的樂 高積木就是ABS

38、制品。1.3結構設計塑料制件的結構工藝性是指塑件結構對成型工藝方法的適應性。在塑料生產(chǎn)過程 中，一方面成型會對塑件的結構，形狀，尺寸精度等諸方面提出要求，以便降低模具結構的復雜程度和制造難度，保證生產(chǎn)出價廉物美的產(chǎn)品；另一方面，模具設計者通過對 給定塑件的結構工藝性進行分析，弄清塑件生產(chǎn)的難點，為模具設計和制造提供依據(jù)。1.3.1塑件工藝分析-丁二烯-苯乙烯（ABS。ABS具有較高的0.5%;溢料值為5。燈罩形狀及尺寸如圖所示，材料為丙烯腈 力學性能，流動性好，易于成型；成型收縮率小，理論計算收縮率為 0.04mm比熱容較低，在模具中凝固較快，模塑周期短；塑件尺寸穩(wěn)定該塑件的突出特點是塑件傾斜

39、凸起上有 12mn斜通孔，內(nèi)壁一側上有內(nèi)凹。若按常 規(guī)設計，對 12mn斜通孔的抽芯，需采用二級傳動斜抽芯機構；對內(nèi)壁上的凹槽，一般 采用內(nèi)縮式斜滑塊實現(xiàn)成型和抽芯，模具結構復雜，體積較大。為此，本文設計了對接型銷雙向斜抽芯注塑模，既滿足了制品的成型和抽芯要求， 又省去了斜抽芯和水平抽芯機構，大大簡化了模具結構，脫型可靠，成型塑件質(zhì)量好。圖1-3-1燈罩零件圖圖1-3-1塑料燈罩三維圖1.3.2壁厚各種塑件，不論是結構件還是板壁，根據(jù)使用要求具有一定的厚度，以保證其力學 強度。一般地說，在滿足力學性能的前提下厚度不宜過厚， 減小壁厚不僅可以節(jié)約材料, 節(jié)約能源，也可以縮短成形周期，因為塑料是熱

40、傳導率很小的材料，壁厚的少量增加， 會使塑料件在模腔內(nèi)冷卻凝固時間明顯增長。塑料件壁厚減小，也有利于獲得質(zhì)量較優(yōu)的塑料件，因為厚壁塑料件容易產(chǎn)生表面凹陷和內(nèi)部縮孔。以下是ABS大型件的壁厚推薦值：1.53MM該塑件從圖上看，塑件邊緣的壁很厚，達到4MM殼體取壁厚3MM這樣使得整個塑件的壁厚是不均勻的，但若減小邊緣壁厚，則對塑件的推出不利。邊緣壁厚可用來放 置推桿或推板 6 。1.3.3 脫模斜度塑料在模塑成形過程中，從熔融態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)時，將會產(chǎn)生一定的收縮，從而使塑 料件緊抱在模具型芯或模具型腔中有突起的部位，為此，塑料件沿脫模方向的內(nèi)、外表 面一般情況下都應帶有一定斜度，以減少脫模時的阻力。

41、脫模斜度指平行于模具開模方 向，塑料件壁面所應有的傾斜度。只有當塑料件高度很小 （5mm并采用收縮率較小的塑 料成形時，才可以不考慮脫模斜度。以下是ABS的脫模斜度推薦值：401 30塑件內(nèi)表面在造型時就有弧度，如果要有脫模斜度就是在凹槽和鎖位處，這不僅對 脫模有好處，而且可以更好的鎖緊 7 。1.3.4 圓角塑件上各處的輪廓過度和壁厚連接處， 一般采用圓角連接， 改善塑料熔體的流動性， 便于充滿與脫模，便于模具的機械加工和熱處理，從而提高模具的使用壽命，有特殊要 求時才采用尖角結構。尖角塑件也不規(guī)容易產(chǎn)生應力集中，在受力或受沖擊載荷時會發(fā) 生破裂。圓角的取值與應力集中的關系遵循 R/T 函數(shù)

42、關系，當 R/T=0.6 以后應力集中變 的緩和，該塑件大部分的圓角取 R5,較大值取到R&塑件上其它的特征還有如孔，螺 紋，嵌件，鉸鏈，文字和花紋等，各個特征都有其設計原則和特殊功能，因為該塑件沒 有涉及，所以就不一一介紹。1.4 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量1.4.1 尺寸精度（1 ）尺寸精度的選擇；塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標準，然而， 在滿足塑件使用要求的前提下，設計時總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具 的加工難度和制造成本。根據(jù)精度等級選用表， ABS 的高精度為 2 級，一般精度為 3 級。根據(jù)塑件尺寸公差表，在公稱尺寸在 120140 范圍內(nèi)，取 MT2B 級的公

43、差數(shù)值為 0.56 mm， MT3B 級的公差數(shù)值為 0.84 mm8。（ 2）尺寸精度的組成及影響因素；制品尺寸誤差構成為:(1 41)式中:.制件總的成型誤差；：s 塑料收縮率波動所引起的誤差； 一一一模具成型零件制造精度所引起的誤差；c 模具磨損后所引起的誤差；a 模具安 裝，配合間隙引起的誤差;影響塑料制品尺寸精度的因素比較復雜，歸納有以下三個方面。a. 成型工藝一一影響產(chǎn)品尺寸精度的成型條件有料筒溫度、模具溫度，注射量、注射速度，注射壓力，保壓時間，冷卻時間，還有成形方式（注射、壓制），成型工藝 條件的變化直接造成材料的收縮，從而影響尺寸精度。b. 塑料材料一一 主要是收縮率的影響，

44、原料水分及揮發(fā)物含量，原料的配制工藝, 原料的生產(chǎn)批號，分子量分布，結晶形態(tài)，保存方法和時間的影響，收縮率大的尺寸精 度誤差就大。c. 模具結構一一模具各部分的制造精度是影響制件尺寸精度重要的因素。進料口尺寸大，收縮?。慌c料流方向平行的尺寸收縮大，與料流方向垂直的尺寸收縮小。分型 面決定毛邊的位置和方向，影響垂直于分型面的尺寸精度，模具裝配，如型芯、頂桿的 固定方法，模具的拼合，模具的加工等直接影響到產(chǎn)品尺寸精度， 模具的磨損，如型芯、 型腔的磨損直接影響產(chǎn)品的精度；制造誤差，模具制造誤差將直接放映在產(chǎn)品上9。142使用性能、制件技術要求和生產(chǎn)要求該塑件為蓋狀，可用于防塵。根據(jù)要求，采用小批量

45、生產(chǎn)，采用注塑成型。143塑件的表面質(zhì)量 必須避免在塑件的分型面處出現(xiàn)毛邊； 注意通孔處不出現(xiàn)銳邊。表面質(zhì)量是一個相當大的概念，包括微觀的幾何形狀和表面層的物理一力學性質(zhì)兩 方面技術指標，而不是單純的表面粗糙度問題。塑件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標， 包括缺料，溢料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表 面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個等級。該塑件要求對型腔拋光，所以對 粗糙度的要求比較高，查表得 ABS拋光后順紋路方向的表面粗糙度為 0.025 m垂直 紋路方向的表面粗糙度為0.05m10。2注塑成型的準備2.1注塑成型工藝簡介注塑成型是利用塑料的可擠壓性與

46、可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從 注塑機的料斗送入高溫的機筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或 螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過機筒前端的噴嘴注射進入溫度較低的閉合模具 中，經(jīng)過一段時間的保壓冷卻以后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸 的塑料制件。一般分為三個階段的工作。（1）物料準備；成型前應對物料的外觀色澤、顆粒情況，有無雜質(zhì)等進行檢驗， 并測試其熱穩(wěn)定性，流動性和收縮率等指標。對于吸濕性強的塑料，應根據(jù)注射成型工 藝允許的含水量進行適當?shù)念A熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件的熱膨脹系數(shù)，對模具 進行適當?shù)念A熱，以避免收縮應力和裂紋，有的塑料制品還需要選

47、用脫模劑，以利于脫 模11 0（2）注塑過程；塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過加熱達到流動狀態(tài)后，進入模腔內(nèi)的流動可分為注射，保壓，倒流和冷卻四個階段，注塑過程可以用如圖所示2.1所示。圖中TO代表螺桿或柱塞開始注射熔體的時刻；當模腔充滿熔體（T=T1 ）時，熔體壓力迅速上升， 達到最大值P0。從時間T1到T2,塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會繼續(xù)流 入模腔內(nèi)以彌補因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在流動，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔壁固化，另一端沿流動方向排列）容易被凝結，所以這 一階段是大分子定向形成的主要階段。其中，塑料凝結時的壓力和溫度是決定塑料制件 平均收縮率的重要因素1

48、2 0（3）制件后處理；由于成型過程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動非常復雜， 再加上流動前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結晶、取 向和收縮，導致制件內(nèi)產(chǎn)生相應的結晶、取向和收縮應力，脫模后除引起時效變形外， 還會使制件的力學性能，光學性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴重時會開裂。故有的塑件需要進 行后處理，常用的后處理方法有退火和調(diào)濕兩種。退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應力，此外，退火還可以對制件進行解除 取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的1020度至熱變形溫度以下1020度之間；調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于 吸濕性很強、

49、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。調(diào)濕處理所用的加熱介質(zhì)一般為沸 水或醋酸鉀溶液（沸點為121C，加熱溫度為100121C，保溫時間與制件厚度有關， 通常取29小時冋。2.2注塑成型工藝條件1）溫度；注塑成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。 噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生“流涎現(xiàn) 象”；模具溫度一般通過冷卻系統(tǒng)來控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應 避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。表2-2-1ABS塑料溫度的經(jīng)驗數(shù)據(jù):料筒溫度/ C噴嘴溫度/C模具溫度/C熱變形溫度/ C后段中段前段199210

50、20422121023220423863 85105模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導致光潔度較低2）壓力；注射成型過程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。注射壓力用以 克服熔體從料筒向型腔流動的阻力，提供充模速度及對熔料進行壓實等。保壓力的大小 取決于模具對熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關。對于像ABS流動性好的塑料，保壓力應該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。背壓力是指 注塑機螺桿頂部的熔體在螺桿轉動后退時所受到的壓力，背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣，提高熔體密實程度之外，還可以使熔體內(nèi)壓力增大，螺桿后退速度減小，塑化時的 剪切作用增強，摩擦熱量增大，塑化效果

51、提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，有如下表：表2-2-2ABS塑料壓力的經(jīng)驗數(shù)據(jù):射壓 Injection69-103MPa保壓Hold34-69MPa背壓Back0.34-0.69MPa3）速度:表2-2-3ABS塑料速度的經(jīng)驗數(shù)據(jù):填充速度Fill25-51mm/sec螺桿轉速Screw60-90rpm4）時間；完成一次注塑成型過程所需要的時間稱為成型周期。包括注射時間，保 壓時間，冷卻時間，其他時間（開模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注 射時間和冷卻時間，在實際生產(chǎn)中注射時間一般為35秒，保壓時間一般為 20120

52、秒，冷卻時間一般為30120秒（這三個時間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來決定的，質(zhì)量越大 則相應的時間越長）網(wǎng)。經(jīng)過上面的經(jīng)驗數(shù)據(jù)和推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因為各個推薦值有差 別，而且有的與實際注塑成型時的參數(shù)設置也不一致，結合兩者的合理因素。表2-2-4確定成型周期的經(jīng)驗數(shù)值下表成型周期與壁厚關系表:制件壁厚/mm成型周期/ s制件壁厚/ mm成型周期/ s0.5102.5351.0153.0451.5223.5652.0284.085表2-2初定制品成型工藝參數(shù)如下表所示特性內(nèi)容特性內(nèi)容注塑機類型螺桿式螺桿轉速/s48噴嘴形式直通式模具溫度（C）50噴嘴溫度C ）240后段溫度（C）199

53、210中段溫度（C ）204221前段溫度（C ）210232注射壓力MPa90保壓力MPa3469注射時間s1.5保壓時間s5冷卻時間s20其他時間s3成型周期s30成型收縮（）0.1干燥溫度（C ）60 80干燥時間（S）13后處理溫度（C）70保溫時間（h）22.3注塑機的選擇2.3.1注塑機簡介1956年制造出世界上第一臺往復螺桿式注塑機，這是注塑成型工藝技術的一大突 破，目前注塑機加工的塑料量是塑料產(chǎn)量的30%注塑機的產(chǎn)量占整個塑料機械產(chǎn)量的50%成為塑料成型設備制造業(yè)中增長最快，產(chǎn)量最多的機種之一。注塑機的分類方式很多，目前尚未形成完全統(tǒng)一標準的分類方法。常用的說法有：(1) 按設

54、備外形特征分類：臥式、立式、直角式、多工位注塑機；(2) 按加工能力分類：超小型，小型,中型,大型和超大型注塑機。此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類，但日常生活中用的較少。2.3.2注塑機基本參數(shù)(1)公稱注塑量；注射壓力；(3)注射速率；塑化能力；(5)鎖模力；合模 裝置的基本尺寸；(7)開合模速度；(8)空循環(huán)時間。這些參數(shù)是設計，制造,購買和使用 注塑機的主要依據(jù)。(1) 公稱注塑量；指在對空注射的情況下，注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時， 注射裝置所能達到的最大注射量，反映了注塑機的加工能力。(2) 注射壓力；為了克服熔料流經(jīng)噴嘴，澆道和型腔時的流動阻力，螺桿(或柱塞)對 熔料

55、必須施加足夠的壓力，我們將這種壓力稱為注射壓力。(3) 注射速率；為了使熔料及時充滿型腔，除了必須有足夠的注射壓力外，熔料還必 須有一定的流動速率，描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時間或注射速度，常用的注射 速率如下表所示購0表2-3-2注射量與注射時間的關系：注射量 /CM 丨 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000注射速率 /CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射時間 /S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5(4) 塑化能力；單位時間內(nèi)所能塑化的物料量.塑化能力應與注塑機的整個成型周期 配合協(xié)調(diào)，若塑化能力高而機器的空循環(huán)時間長，則不能發(fā)揮塑化裝置的能力，反之則會 加長成型周期。(5) 鎖模力；注塑機的合模機構對模具所能施加的最大夾緊力，在此力的作用下模具 不應被熔融的塑料所頂開。(6) 合模裝置的基本尺寸；包括模板尺寸，拉桿空間,模板間最大開距，動模板的行程, 模具最大厚度與最小厚度等.這些參數(shù)規(guī)定了機器加工制件所使用的模具尺寸范圍。(7) 開合模速度；為使模具閉合時平穩(wěn)，以及開模,推出制件時不使塑料制件損壞，要 求模板在整個行程中的速度要合理，即合模時從快到慢，開模時由慢到快在到停。(