塑料儀表蓋注塑模具設(shè)計(jì)正文

1、JIUJIANGUNIVERSITY畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)題 目 塑料儀表蓋 I 注塑模具設(shè)計(jì) 英文題目 Injection Mold Design of the Plastic Meter CoverI院 系 機(jī)械與材料工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造與其自動(dòng)化姓 名 夏茂龍 年 級(jí) 2007（機(jī) A0732） 指導(dǎo)教師 滿 達(dá) 虎 二 零 一一 年 六 月 摘 要論文對(duì)塑件的成型工藝進(jìn)行了可行性分析，介紹了該儀表蓋零件的模具設(shè)計(jì)流程，給出了模具結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)要點(diǎn)，同時(shí)對(duì)注塑機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格校核以與模具相關(guān)結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)進(jìn)行分析。綜合多方面因素進(jìn)行分析、比較，在多種可行性設(shè)計(jì)方案中選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)

2、方案，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的順利頂出，保證產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)，節(jié)省材料，提高生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞注塑模具；抽芯機(jī)構(gòu)；分型面AbstractAbstractThe thesis mainly introduced the mold design process of the meter caver-parts, given the mold structure of the injection mold and the molddesign essentials. Meanwhile to the injection parameters strict checking and mold structure c

3、orrelative analysis of the important parameters. Comprehensive many sided element analysis and comparison, in a variety of feasibility design to choose the optimum design of products, in order to realize the smooth ejection, assure product automation production, saving material and improve productio

4、n efficiency.KeyKey wordswordsInjectionmold;core-pulling mechanism; ;parting surface目 錄前言前言1第一章概論第一章概論21.1 模具在工業(yè)生產(chǎn)中的地位21.2 代模具制造中的新技術(shù)21.3 我國的模具工業(yè)的現(xiàn)狀41.4 我國的模具行業(yè)的發(fā)展趨勢5第二章塑料罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二章塑料罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)62.1 設(shè)計(jì)要求62.2 塑件成型工藝的可行性分析與修改說明62.2.1 產(chǎn)品精度分析 62.2.2 脫模斜度設(shè)計(jì) 72.2.3 塑件壁厚分析 72.2.4 圓角設(shè)計(jì) 102.3 修正后的產(chǎn)品圖10第三章模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第三章

5、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)113.1 分型面位置的確定113.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定113.2.1 型腔數(shù)量的確定 113.2.2 產(chǎn)品布局 113.3 脫模機(jī)構(gòu)方案的確定123.3.1 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 123.3.2 脫模機(jī)構(gòu)的可行方案設(shè)計(jì) 123.4 側(cè)型芯與滑塊的設(shè)計(jì)153.4.1 側(cè)型芯設(shè)計(jì) 153.4.2 滑塊設(shè)計(jì) 15第四章注塑機(jī)型號(hào)的選擇第四章注塑機(jī)型號(hào)的選擇164.1 注塑成型工藝簡介164.2 注塑成型工藝條件174.3 按預(yù)選型腔數(shù)選擇注塑機(jī)184.3.1 注塑機(jī)的初步選擇原則 184.3.2 注塑機(jī)型號(hào)的選擇 204.3.3 注塑機(jī)參數(shù)校核 21第五章模具設(shè)計(jì)第五章模具設(shè)計(jì)2

6、35.1 模架的選擇235.1.2 模架尺寸的確定 245.1.3 注塑機(jī)的再次校核與確定 245.2 澆系統(tǒng)的設(shè)計(jì)245.2.1 主流道設(shè)計(jì) 255.2.2 分流道設(shè)計(jì) 265.2.3 澆口設(shè)計(jì) 285.2.4 冷料井設(shè)計(jì) 295.3 脫模力計(jì)算305.3.1 正壓力計(jì)算 305.3.2 包緊力計(jì)算 305.3.3 脫模力計(jì)算 315.4 推桿設(shè)計(jì)325.4.1 推桿尺寸計(jì)算 325.4.2 推桿的固定形式 325.5 支承板板厚設(shè)計(jì)335.6 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)335.7 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)345.7.1 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 345.7.2 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 345.7.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 34

7、5.8 合模導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)385.8.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的整體設(shè)計(jì) 385.8.2 導(dǎo)柱、導(dǎo)套設(shè)計(jì) 385.8.3 錐面定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 385.8.4 彈簧滑塊復(fù)位時(shí)彈簧的設(shè)計(jì) 385.9 成型零件尺寸計(jì)算385.9.1 成型零件尺寸計(jì)算 395.9.2 成型零件尺寸校核 41第六章典型零件的制造工藝第六章典型零件的制造工藝436.1 凸模制造工藝流程436.2 凹模制造工藝流程446.3 型腔的數(shù)控加工程序代碼45結(jié)論結(jié)論47參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)48辭辭491 / 59前 言近年來，隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用與工程塑料在強(qiáng)度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應(yīng)用圍也在不斷擴(kuò)大，如：家用電器、儀

8、器儀表，建筑器材，汽車工業(yè)、日用五金等眾多領(lǐng)域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。一個(gè)設(shè)計(jì)合理的塑料件往往能代替多個(gè)傳統(tǒng)金屬件。工業(yè)產(chǎn)品和日用產(chǎn)品塑料化的趨勢不斷上升。塑料作為現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)材料之一，已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，并且直接影響著塑料制品的質(zhì)量、性能與生產(chǎn)周期。先進(jìn)的制造技術(shù)（如 CAD/CAM/CAE 等）制造生產(chǎn)注塑模具，不僅省時(shí)省力，更是實(shí)現(xiàn)了無圖紙化加工，增加了制品的準(zhǔn)確性，縮短模具的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)周期。注塑模成型與信息技術(shù)緊密相連。未來注塑模具制造將是以計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)為主導(dǎo)技術(shù)，以信息流暢作為所要備件的有極強(qiáng)應(yīng)變能力于競爭力的技術(shù)。2 / 59第一章 概論1.1 模具

9、在工業(yè)生產(chǎn)中的地位模具是制造業(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(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零料（固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，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(yīng)用件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。于制造業(yè)中。 。自改革開放以來，到目前為此制造業(yè)在中國國民經(jīng)濟(jì)中占的比重已自改革開放以來，到目前為此制造業(yè)在中國國民經(jīng)濟(jì)中占的比重已占到占到 45%45%，制造業(yè)部門成為，制造業(yè)部門成為 GDPGDP 增長的主要支撐力量。增長的主

10、要支撐力量。模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上，僅以汽車，摩托模具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(dá)的國家，這一市場占整個(gè)模具市場一半左右。汽車工業(yè)是工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，這一市場占整個(gè)模具市場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確

11、。政策中得到了明確。 目前世界模具市場供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國，日本，法目前世界模具市場供不應(yīng)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(shù)水國，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(shù)水平高，勞動(dòng)成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具平高，勞動(dòng)成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具3 / 59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(huì)有很大發(fā)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(huì)有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對(duì)

12、于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。的發(fā)展有著特別重要的意義?，F(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)，資金密集性的行業(yè)，模具行業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)，資金密集性的行業(yè)，模具行業(yè)的發(fā)展，可以帶動(dòng)制造業(yè)的蓬勃發(fā)展。對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著輻射性的影響。可以帶動(dòng)制造業(yè)的蓬勃發(fā)展。對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著輻射性的影響。1.2 代模具制造中的新技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，CAD/CAE/CAM 技術(shù)也日臻成熟，其現(xiàn)代模具中的應(yīng)用將越來越廣泛。利用先進(jìn)的 CAD/CAM/CAE 技術(shù)進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)與制造，不僅省時(shí)省力，實(shí)現(xiàn)了無圖紙化加工，而且制品的準(zhǔn)確性，減少了試模的次數(shù)，縮短模具的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)周期。模具制造技術(shù)將向集成

13、化、智能化、益人化、高效化方向發(fā)展。最為重要的是保證了模具使用壽命。模具制造技術(shù)迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分。模具網(wǎng)CEO、市模具技術(shù)學(xué)會(huì)專家委員羅百輝表示，現(xiàn)代模具制造技術(shù)正朝著加快信息驅(qū)動(dòng)、提高制造柔性、敏捷化制造與系統(tǒng)化集成的方向發(fā)展。具體表現(xiàn)在模具的 CAD/CAM 技術(shù)，模具的激光快速成型技術(shù)，模具的精密成形技術(shù)，模具的超精密加工技術(shù)，模具在設(shè)計(jì)中采用有限元法、邊界元法進(jìn)行流動(dòng)、冷卻、傳熱過程的動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)，模具的 CIMS 技術(shù)，已在開發(fā)的模具 DNM 技術(shù)以與數(shù)控技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)方面。 1、高速銑削：第三代制模技術(shù) 高速銑削加工不但具有加工速度高以與良好的加工精度

14、和表面質(zhì)量，而且與傳統(tǒng)的切削加工相比具有溫升低(加工工件只升高 3)，熱變形小，因而適合于溫度和熱變形敏感材料(如鎂合金等)加工；還由于切削力小，可適用于薄壁與剛性差的零件加工；合理選用刀具和切削用量，可實(shí)現(xiàn)硬材料(HRC60)加工等一系列優(yōu)點(diǎn)。羅百輝表示，高速銑削加工技術(shù)仍是當(dāng)前的熱門話題，它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展，成為第三代制模技術(shù)。 2、電火花銑削和“綠色”產(chǎn)品技術(shù)4 / 59 從國外的電加工機(jī)床來看，不論從性能、工藝指標(biāo)、智能化、自動(dòng)化程度都已達(dá)到了相當(dāng)高的水平，目前國外的新動(dòng)向是進(jìn)行電火花銑削加工技術(shù)(電火花創(chuàng)成加工技術(shù))的研究開發(fā)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工

15、型腔的新技術(shù)，它是用高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。 最近，日本三菱公司推出了 EDSCAN8E 電火花創(chuàng)成加工機(jī)床又有新的進(jìn)展。該機(jī)能進(jìn)行電極損耗自動(dòng)補(bǔ)償，在 Windows95 上為該機(jī)開發(fā)的專用 CAM 系統(tǒng)，能與 AutoCAD 等通用的 CAD 聯(lián)動(dòng)，并可進(jìn)行在線精度測量，以保證實(shí)現(xiàn)高精度加工。為了確認(rèn)加工形狀有無異?；驓埲?，CAM 系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)仿真加工。在電火花加工技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，電火花加工的安全和防護(hù)技術(shù)越來越受到人們的重視，許多電加工機(jī)床都考慮了安全防護(hù)技術(shù)。目前歐共體已規(guī)定沒有

16、“CE”標(biāo)志的機(jī)床不能進(jìn)入歐共體市場，同時(shí)國際市場也越來越重視安全防護(hù)技術(shù)的要求。 目前，電火花加工機(jī)床的主要問題是輻射騷擾，因?yàn)樗鼘?duì)安全、環(huán)保影響較大，在國際市場越來越重視“綠色”產(chǎn)品的情況下，作為模具加工的主導(dǎo)設(shè)備電火花加工機(jī)床的“綠色”產(chǎn)品技術(shù)，將是今后必須解決的難題。 3、新一代模具 CAD/CAM 軟件技術(shù) 目前，英、美、德等國與我國一些高等院校和科研院所開發(fā)的模具軟件，具有新一代模具 CAD/CAM 軟件的智能化、集成化、模具可制造性評(píng)價(jià)等特點(diǎn)。羅百輝表示，新一代模具軟件應(yīng)建立在從模具設(shè)計(jì)實(shí)踐中歸納總結(jié)出的大量知識(shí)上。這些知識(shí)經(jīng)過了系統(tǒng)化和科學(xué)化的整理，以特定的形式存儲(chǔ)在工程知識(shí)庫

17、中并能方便地被模具所調(diào)用。在智能化軟件的支持下，模具 CAD 不再是對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算方法的模仿，而是在先進(jìn)設(shè)計(jì)理論的指導(dǎo)下，充分運(yùn)用本領(lǐng)域?qū)＜业呢S富知識(shí)和成功經(jīng)驗(yàn)，其設(shè)計(jì)結(jié)果必然具有合理性和先進(jìn)性。 新一代模具軟件以立體的思想、直觀的感覺來設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)，所生成的三維結(jié)構(gòu)信息能方便地用于模具可制造性評(píng)價(jià)和數(shù)控加工，這就要求模具軟件在三維參數(shù)化特征造型、成型過程模擬、數(shù)控加工過程仿真與信息交流和組織與管理方面達(dá)到相當(dāng)完善的程度并有較高集成化水平。衡量軟件集成化程度的高低，不僅要看功能模塊是否齊全，而且要看這些功能模塊是否共用同一數(shù)據(jù)模型，是否以統(tǒng)一的方式形成全局動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理與共享

18、，以支持模具設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢驗(yàn)、測試與投產(chǎn)的全過程。 模具可制造性評(píng)價(jià)功能在新一代模具軟件中的作用十分重要，既要對(duì)多方案進(jìn)行篩選，又要對(duì)模具設(shè)計(jì)過程中的合理性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)估，并為模具設(shè)計(jì)者提供修改依據(jù)。 在新一代模具軟件中，可制造性評(píng)價(jià)主要包括模具設(shè)計(jì)與制造費(fèi)用的估算、模具可裝配性評(píng)價(jià)、模具零件制造工藝性評(píng)價(jià)、模具結(jié)構(gòu)與成形性能的評(píng)價(jià)等。新一代軟件還應(yīng)有面向裝配的功能，因?yàn)槟＞叩墓δ苤挥型ㄟ^其裝配結(jié)構(gòu)才能5 / 59體現(xiàn)出來。采用面向裝配的設(shè)計(jì)方法后，模具裝配不再是逐個(gè)零件的簡單拼裝，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)既能描述模具的功能，又可定義模具零部件之間相互關(guān)系的裝配特征，實(shí)現(xiàn)零部件的關(guān)聯(lián)，因而能有效保證

19、模具的質(zhì)量。 4、先進(jìn)的快速模具制造技術(shù) （1）、激光快速成型技術(shù)(RPM)發(fā)展訊速，我國已達(dá)到國際水平，并逐步實(shí)現(xiàn)商品化。世界上已經(jīng)商業(yè)化的快速成形工藝主要有 SLA(立體光刻)、LOM(分層分體制造)、SLS(選擇性激光燒結(jié))、3D-P(三維印刷)。清華大學(xué)最先引進(jìn)了美國 3D 公司的 SLA250(立體光刻或稱光敏樹脂激光固化)設(shè)備與技術(shù)并進(jìn)行開發(fā)研究，經(jīng)幾年努力，多次改進(jìn)，完善、推出了“M-RPMS-型多功能快速原型制造系統(tǒng)”(擁有分層實(shí)體制造-SSM、熔融擠壓成型-MEM)，這是我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界唯一擁有兩種快速成形工藝的系統(tǒng)(國家專利)，具有較好的性能價(jià)格比。（2）、無模多點(diǎn)成

20、形技術(shù)是用高度可調(diào)的沖頭群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進(jìn)行板材曲面成形的又一先進(jìn)制造技術(shù)，無模多點(diǎn)成形系統(tǒng)以 CAD/CAM/CAT 技術(shù)為主要手段，快速經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)三維曲面的自動(dòng)成形。工大承擔(dān)了有關(guān)無模成形的國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，已自主設(shè)計(jì)并制造了具有國際領(lǐng)先水平的無模多點(diǎn)成形設(shè)備。我國這項(xiàng)技術(shù)與美國的麻省理工學(xué)院、日本東京大學(xué)、日本東京工業(yè)大學(xué)相比，在理論研究和實(shí)際應(yīng)用方面均處領(lǐng)先地位，目前正向著推廣應(yīng)用方面發(fā)展。（3）樹脂沖壓模具首次在國產(chǎn)轎車的試制中得到成功應(yīng)用。一汽模具制造設(shè)計(jì)制造了 12 套樹脂模具用于全新小紅旗轎車的改型試制，這 12 套模具分別是行箱、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、前后左右翼子板等大型復(fù)雜外覆蓋件

21、的拉延模具，其主要特點(diǎn)是模具型面以 CAD/CAM 加工的主模型為基準(zhǔn)，采用瑞士汽巴精化的高強(qiáng)度樹脂澆注成形，凸凹模間隙采用進(jìn)口專用蠟片準(zhǔn)確控制，模具的尺寸精度高，制造周期可縮短二分之一至三分之二，制造費(fèi)用可節(jié)省 1000 萬元左右(12 套模具)。為我國轎車試制和小批量生產(chǎn)開辟了一條新途徑，屬國首創(chuàng)。瑞士汽巴精化有關(guān)專家認(rèn)為可達(dá) 90 年代國際水平。（4）現(xiàn)場化的模具檢測技術(shù)精密模具的發(fā)展對(duì)測量的要求越來越高。精密的三坐標(biāo)測量機(jī)，長期以來受環(huán)境的限制，很少在生產(chǎn)現(xiàn)場使用。新一代三座標(biāo)測量機(jī)基本上都具有溫度補(bǔ)償與采用抗振材料，改善防塵措施，提高環(huán)境適應(yīng)性和使用可靠性，使其能方便地安裝在車間使用

22、，以實(shí)現(xiàn)測量現(xiàn)場化的特點(diǎn)。1.3 我我國的模具工業(yè)的現(xiàn)狀我國模具工業(yè)起步晚，底子薄，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比有很大的差距，但在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)迅速。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國（未包括、 、澳門）現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠近 2 萬家，從業(yè)人6 / 59員約 50 萬人， “九五”期間的年增長率為 13%，2000 年總產(chǎn)值為 270 億元，占世界總量的 5%。但從總體上看，自產(chǎn)自用占主導(dǎo)地位，商品化模具僅為 1/3 左右，國模具生產(chǎn)仍供不應(yīng)求，特別是精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具，仍主要依賴進(jìn)口。目前，就整個(gè)模具市場來看，進(jìn)口模具約占市場總量的 20%左右，其中，中高檔模

23、具進(jìn)口比例達(dá) 40%。因此，近年來我國模具發(fā)展的重點(diǎn)放在精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具上，并取得了可喜的成績，模具進(jìn)口量下降，模具技術(shù)和水平也有長足的進(jìn)步。目前，我國的模具正處在告訴增長時(shí)期，尤其是塑料模具近年來發(fā)展相當(dāng)快，2002 年已猛增到 140 億元左右。當(dāng)前國塑料模具市場以塑料模具需求量最大，其中發(fā)展重點(diǎn)為工程塑料模具，這是與工程塑料的快速發(fā)展分不開的。預(yù)測塑料建材件模具需求量將增長較快。 但是，我們國家的模具產(chǎn)業(yè)并不是完美的。雖然我國模具總量目前已達(dá)到相當(dāng)規(guī)模，模具水平也有很大提高，但設(shè)計(jì)制造水平總體上落后于德、美、日、法、意等工業(yè)發(fā)達(dá)國家許多。當(dāng)前存在的問題和差距主要表現(xiàn)在以下幾方

24、面： (1) 總量供不應(yīng)求 國模具自配率只有 70%左右。其中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率只有 50%左右。 (2) 企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)均不合理 我國模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間（分廠），自產(chǎn)自配比例高達(dá) 60%左右，而國外模具超過 70%屬商品模具。專業(yè)模具廠大多是“大而全”、“小而全”的組織形式，而國外大多是“小而?！薄ⅰ靶《?。國大型、精密、復(fù)雜、長壽命的模具占總量比例不足 30%，而國外在 50%以上。2004 年，模具進(jìn)出口之比為 3.71，進(jìn)出口相抵后的凈進(jìn)口額達(dá) 13.2 億美元，為世界模具凈進(jìn)口量最大的國家。 (3) 模具產(chǎn)品水平大大

25、低于國際水平，生產(chǎn)周期卻高于國際水平 產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在模具的精度、型腔表面粗糙度、壽命與結(jié)構(gòu)等方面。 (4) 開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳 我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是1520 萬美元，有的高達(dá) 2530 萬美元，與之相對(duì)的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 造成上述差距的原因很多，除了歷史上模具作為產(chǎn)品長期未得到應(yīng)有的重視，以與多數(shù)國有企業(yè)機(jī)制不能適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)之外，還有下列幾個(gè)原因： 國家對(duì)模具工業(yè)的政策支持力度還不夠

26、 7 / 59 雖然國家已經(jīng)明確頒布了模具行業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策，但配套政策少，執(zhí)行力度弱。目前享受模具產(chǎn)品增值稅的企業(yè)全國只有 185 家，大多數(shù)企業(yè)仍舊稅負(fù)過重。模具企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造引進(jìn)設(shè)備要繳納相當(dāng)數(shù)量的稅金，影響技術(shù)進(jìn)步，而且民營企業(yè)貸款十分困難。 人才嚴(yán)重不足，科研開發(fā)與技術(shù)攻關(guān)投入太少 模具行業(yè)是技術(shù)、資金、勞動(dòng)密集的產(chǎn)業(yè)，隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，掌握并且熟練運(yùn)用新技術(shù)的人才異常短缺，高級(jí)模具鉗工與企業(yè)管理人才也非常緊。由于模具企業(yè)效益欠佳與對(duì)科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)重視不夠，科研單位和大專院校的眼睛盯著創(chuàng)收，導(dǎo)致模具行業(yè)在科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)方面投入太少，致使模具技術(shù)發(fā)展步伐不大，進(jìn)展不快。

27、 工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低 近年來我國機(jī)床行業(yè)進(jìn)步較快，已能提供比較成套的高精度加工設(shè)備，但與國外裝備相比，仍有較大差距。雖然國許多企業(yè)已引進(jìn)許多國外先進(jìn)設(shè)備，但總體的裝備水平比國外許多企業(yè)低很多。由于體制和資金等方面的原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較妥善的解決。 專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化程度低，協(xié)作能力差 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，模具專業(yè)化水平低，專業(yè)分工不細(xì)致，商品化程度低。目前國每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 40左右，其余為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不暢，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，模具標(biāo)

28、準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，特別是對(duì)模具制造周期有很大影響。 模具材料與模具相關(guān)技術(shù)落后 模具材料性能、質(zhì)量和品種問題往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命與成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼材相比有較大差距。塑料、板材、設(shè)備性能差，也直接影響模具水平的提高。1.4 我國模具行業(yè)的發(fā)展趨勢11 模具日趨化。2 模具的精度將越來越高。10 年前精密模具的精度一般為 5 微米，現(xiàn)已達(dá)到 2-3 微米。1 微米精度的模具也將上市。3 多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展。4 熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高。5 隨著塑料成型工藝的不段發(fā)展與改進(jìn)，氣輔模具與適應(yīng)高壓注塑成型等工藝的模具也將隨之發(fā)展。6 標(biāo)準(zhǔn)

29、件的應(yīng)用將日益廣泛。模具標(biāo)準(zhǔn)化與模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極影響模具制8 / 59造周期，還能提高模具的質(zhì)量和就降低模具制造成本。7 快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊。8 隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高。同時(shí)對(duì)壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求。9 以塑代鋼、以塑代木的進(jìn)程一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對(duì)塑料模具的要求也越來越高。10 模具技術(shù)含量將不斷提高。第二章 儀表蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)要求圖 2-1表 2-1 單位：mm尺寸序號(hào)材料ABCDEFGHPOM1107065751051310902.2 塑件成型工藝的可行性

30、分析與修改說明產(chǎn)品的可行性分析主要包括：產(chǎn)品尺寸精度分析；脫模斜度檢測；塑件厚度與其均勻性檢測；圓角設(shè)計(jì)。塑件的修正：對(duì)于塑件的精度、壁厚、拔模斜度、圓角等不合理之處加以更正說明，在不影響使用的前提下提出合理可行性的更正措施，以利于工業(yè)生產(chǎn)。2.2.1 產(chǎn)品精度分析注塑用材料為 POM，查主要技術(shù)指標(biāo)知：POM 的收縮率為。s0.4 0.7查表 2-1-33知：當(dāng)時(shí)，塑件能得到的高精度為 MT2 級(jí)，一般精度為s0 1MT3 級(jí)，未注公差為 MT5 級(jí)。所給要求未標(biāo)注公差等級(jí)，按 MT5 級(jí)計(jì)算，各尺寸都符合要求。2.2.2 脫模斜度設(shè)計(jì)由于注塑件在開模冷卻時(shí)會(huì)產(chǎn)生收縮，對(duì)型芯產(chǎn)生一個(gè)包緊力，

31、所給標(biāo)準(zhǔn)9 / 59塑件沒有設(shè)置脫模斜度，使得塑件脫模困難，過大的推出力推出時(shí)易拉壞插傷塑件。在不影響塑件使用的前提下，為了便于塑件脫模，在塑件的外表面沿脫模方向設(shè)計(jì)一定的脫模斜度。表 2-2 單邊脫模斜度推薦值3脫模高度mm183030505080ABS1 45130115塑件外表面的脫模高度為 60mm，凸臺(tái)的高度為 25mm，所以脫模斜度分別取和。1151 45在模具模型下進(jìn)行拔模檢測結(jié)果如圖 2-2所示：圖 2-2分析：表面全為負(fù)角，外表面全為正角，可正常拔模。2.2.3 塑件壁厚分析塑件壁厚對(duì)質(zhì)量的影響3：壁厚過小：成型時(shí)流動(dòng)阻力大，熔體難以充滿型腔；壁厚過大：易產(chǎn)生氣泡、縮孔、翹曲

32、等缺陷；增加冷卻時(shí)間，降低生產(chǎn)效率。表 2-3 ABS 的建議壁厚值3 單位：mm最大壁厚常用壁厚最小壁厚3.182.30.76厚度檢測結(jié)果如圖 2-3 至 圖 2-8所示：10 / 59圖 2-3圖 2-4圖 2-511 / 59圖 2-6圖 2-7圖 2-812 / 59分析結(jié)果：只在凸臺(tái)處出現(xiàn)厚度偏大，其余都滿足厚度要求,所以塑件壁厚合理。2.2.4 圓角設(shè)計(jì)塑件除特殊要求的圓角之和塑件某些特殊部位如分型面、型芯和型腔配合處不便作圓角，而只能采用尖角外，其余所以轉(zhuǎn)角處均應(yīng)盡采用圓角過度，因?yàn)橹萍饨翘幰桩a(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致塑件制件破裂或失效；同時(shí)圓角過度使料流平滑繞過，大大改善了塑料的沖模

33、特性；塑件設(shè)計(jì)成圓角，尤其是外圓角，使模具型腔對(duì)應(yīng)部位也是圓角，增加了模具的堅(jiān)固性。通常塑件理想的圓角半徑應(yīng)有壁厚的 1/4 以上3。這里因塑件外圓角半徑為 4mm,塑件圓角設(shè)為 2mm(外圓角半徑減去壁厚 2mm),凸臺(tái)圓角半徑為 1mm。2.3 修正后的產(chǎn)品圖13 / 59第三章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1分型面位置的確定分型面的選擇原則1：（1）便于塑件脫模，盡量使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模一側(cè)。（2）分型面應(yīng)盡量選在塑件的最大截面處。（3）有利于保證塑件的精度要求。（4）有利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)置和模具型腔的加工。（5）便于嵌件的安裝。確定結(jié)果：分型面選在塑件的投影面最大的部位，如 圖

34、3-1。 圖 3-13.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定3.2.1 型腔數(shù)量的確定模具型腔數(shù)量的確定要綜合考慮塑件的技術(shù)質(zhì)量要求、產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量、塑料的種類、塑件的形狀、塑件的加工成本、注塑機(jī)的額定最設(shè)量和鎖模力等因素。 單腔模具、多腔模各自的缺點(diǎn)和使用圍：單型腔模具結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，設(shè)計(jì)自由度較大，成型塑件的形狀和尺寸的一致性好，塑件精度較高；多型腔模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)效率高，分配到單個(gè)塑件上的成本低。單型腔模具宜用于大型或精度要求較高的塑件的注塑成型，多型腔模具特別使用于精度要求不是很高、結(jié)構(gòu)較易沖型的中小型塑件的大批生產(chǎn)。型腔數(shù)量的確定：因本次設(shè)計(jì)的塑料罩類零件的精度要求不高；注塑用塑料ABS

35、的成型性能良好；塑件屬小型塑件。綜合塑件的尺寸，考慮到模具制造費(fèi)用、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低一些，這里初步擬定采用14 / 59一模四腔的模具成型。 圖 3-2 型腔排列方式3.2.2 產(chǎn)品布局型腔排列形式采用矩形對(duì)稱布局，如 圖 3-2所示。3.3 脫模機(jī)構(gòu)方案的確定塑件結(jié)構(gòu)分析：該塑件的側(cè)壁帶有對(duì)稱布置的側(cè)孔，需通過可側(cè)向移動(dòng)的側(cè)型芯來成型側(cè)孔，以便在脫模之前先抽掉側(cè)向成型零件。3.3.1 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則4（1）塑件滯留于動(dòng)模邊，以便借助于開模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作。（2）由于塑件收縮時(shí)包緊型芯，因此推出力作用點(diǎn)盡量靠近型芯，同時(shí)推出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位以保證塑件不因推出而變形

36、損壞。（3）結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)作合理可靠、合模時(shí)能正確復(fù)位，便于制造和維護(hù)。常用的推出方式有推桿推出、推板推出、氣壓推出，其中推桿脫模機(jī)構(gòu)最為常用，采用推桿脫模機(jī)構(gòu)可以簡化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護(hù)帶來方便。3.3.2 脫模機(jī)構(gòu)的可行方案設(shè)計(jì)因本次設(shè)計(jì)的塑件有側(cè)孔，需要增加滑塊以完成側(cè)向抽芯，設(shè)計(jì)了以下四種可能的脫模機(jī)構(gòu)，通過比較選擇最優(yōu)方案。15 / 59圖 3-3（滑塊外側(cè)抽芯）脫模機(jī)構(gòu) 1方案 1：如 圖 3-3 合模時(shí)彈簧處于鎖緊狀態(tài)，開模后動(dòng)模往后退時(shí)，滑塊在壓縮彈簧的作用下向外側(cè)滑動(dòng)完成側(cè)抽芯，然后在頂桿的作用下將塑件頂出；合模時(shí)，通過定模側(cè)契緊塊與滑塊的斜面作用使滑塊向側(cè)滑動(dòng)直至合模完畢，

37、整個(gè)過程都能自動(dòng)開合模，工人勞動(dòng)強(qiáng)度小，且側(cè)型芯伸入到凸模一段長度，避免了橫線飛邊，減少了成型后的加工余量。16 / 59圖 3-4 （斜銷抽芯）脫模機(jī)構(gòu) 2方案 2：該裝置采用的是兩段式斜銷，如圖 3-4 斜銷在推桿的作用沿導(dǎo)滑槽斜向上運(yùn)動(dòng)，完成側(cè)抽芯頂桿需向上運(yùn)動(dòng)的高度 h，其中 mm (側(cè)6h22tan15o抽芯距離為 4mm，再加上 2mm 的安全值，斜滑塊運(yùn)動(dòng)方向與豎直方向所成角度為)，然后用手工的方法將塑件取出，然后復(fù)位桿上的壓縮彈簧將頂針板往15o后復(fù)位，斜銷拉桿和頂針板一同往后復(fù)位通過，斜銷在拉桿的作用下往后復(fù)位。這種脫模機(jī)構(gòu)不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，加大了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。17 /

38、59圖 3-5（滑塊抽芯）脫模機(jī)構(gòu) 3方案 3：如 圖 3-5開模時(shí)，動(dòng)模側(cè)一齊向后退，開模到一定距離時(shí)，凸模繼續(xù)后退，滑塊在壓縮彈簧的作用下向側(cè)滑動(dòng)，側(cè)抽芯完成，螺釘對(duì)滑塊進(jìn)行限位以防滑動(dòng)距離過大而導(dǎo)致復(fù)位困難，然后動(dòng)模板起著脫模板的作用將塑件脫出，合模時(shí)動(dòng)模板起著復(fù)位桿的作用，滑塊在凸模的作用下將滑塊歸位。整個(gè)過程能夠自動(dòng)開合模，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，模具尺寸相對(duì)較小；但和其它脫模機(jī)構(gòu)相比多了兩塊板，所以模具高度增加，成型后塑件有不易修整的飛邊，加工余量相對(duì)加大。經(jīng)上述綜合分析比較，方案 1 和 3 的脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)比較合理。機(jī)構(gòu) 1 的模具尺寸比機(jī)構(gòu)稍大，但模具高度明顯減??；避免了橫向飛邊，成型后塑件

39、的加工余量小。因?yàn)樵撍芗姆中兔婧唵?，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，推桿脫模機(jī)構(gòu)是最簡單、最常用的一種形式，具有制造簡單、更換方便、推出效果好等特點(diǎn)，推桿直接與塑件接觸，開模后將塑件推出，采用推桿脫模機(jī)構(gòu)簡化了模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護(hù)帶來方便。所以方案 1 是本次設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案。18 / 593.4 側(cè)型芯與滑塊的設(shè)計(jì)3.4.1 側(cè)型芯設(shè)計(jì)在上面的提出的三種設(shè)計(jì)方案中，側(cè)型芯的安裝有圖 3-6 兩種形式。（a）圖形式：成型時(shí)孔的 A 端會(huì)產(chǎn)生不易修整的飛邊，孔深時(shí)型芯易彎曲；(b)圖形式：避免了橫向飛邊的產(chǎn)生，減小成型后塑件的加工余量；提 圖 3-6高了型芯的強(qiáng)度和剛度。所以這里選擇(b)圖型芯結(jié)構(gòu)更合理：設(shè)計(jì)

40、時(shí)將型芯超出端面（即 塑件表面）3mm，因側(cè)孔深度為 4mm,所以側(cè)型芯長度為 7mm，如圖3-7所示。3.4.2 滑塊設(shè)計(jì)(1)抽芯距設(shè)計(jì)：因側(cè)型芯長度為 7mm,理論上而言抽芯距只需要 7mm 即可，為了安全起見，側(cè)向抽芯距離通常比塑件上的側(cè)孔深度大 23mm,所以這里將抽芯距設(shè)計(jì)成 9mm。(2)滑塊寬度設(shè)計(jì)：為了確保模具在合模時(shí)契緊塊能夠?qū)⒒瑝K正確歸位，將契緊塊與滑塊在抽芯方向的作用長度設(shè)計(jì)成比抽芯距大 5mm6mm(即讓契緊塊在合模過程中與滑塊剛接觸已經(jīng)有5mm6mm 的作用長度)，所以這里將作用長度設(shè)計(jì)成 15mm，作用面與垂直方向所成角度一般為，這里設(shè)計(jì)成o15 20o，其結(jié)構(gòu)如

41、 圖 3-7所示： 圖 3-7 滑塊結(jié)構(gòu)示意圖 o1819 / 59第四章 注塑機(jī)型號(hào)的選擇4.1 注塑成型工藝簡介注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段時(shí)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(gè)階段的工作。圖4-1 注塑成型壓力時(shí)間曲線（1）物料準(zhǔn)備成型前應(yīng)對(duì)物料的外觀色澤、顆粒情況、有無雜質(zhì)等進(jìn)行檢驗(yàn)，并測試其熱穩(wěn)定性、流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)。對(duì)于吸濕性強(qiáng)

42、的塑料，應(yīng)根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件的熱膨脹系數(shù)，對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，以避免收縮應(yīng)力和裂紋，有的塑料制品還需要選用脫模劑，以利于脫模。（2）注塑過程塑料在料筒經(jīng)過加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，進(jìn)入模腔的流動(dòng)可分為注射、保壓、倒流和冷卻四個(gè)階段，注塑過程可以用如圖所示3-1所示。圖中t0代表螺桿或柱塞開始注射熔體的時(shí)刻；當(dāng)模腔充滿熔體（t=t1）時(shí)，熔體壓力迅速上升，達(dá)到最大值P0。從時(shí)間t1到t2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會(huì)繼續(xù)流入模腔以彌補(bǔ)因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在流動(dòng)，20 / 59而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔

43、壁固化，另一端沿流動(dòng)方向排列）容易被凝結(jié)，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段。這一階段的時(shí)間越長，分子定向的程度越高。從螺桿開始后退到結(jié)束（時(shí)間從t2到t3） ，由于模腔的壓力比流道高，會(huì)發(fā)生熔體倒流，從而使模腔的壓力迅速下降。倒流一直進(jìn)行到澆口處熔體凝結(jié)時(shí)為止。其中，塑料凝結(jié)時(shí)的壓力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素。（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(dòng)非常復(fù)雜，再加上流動(dòng)前塑化不均勻以與充模后冷卻速度不同，制件經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導(dǎo)致制件產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力，脫模后除引起時(shí)效變形外，還會(huì)使制件的力學(xué)性能，光學(xué)性能與表觀質(zhì)量變壞，嚴(yán)

44、重時(shí)會(huì)開裂。故有的塑件需要進(jìn)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(yīng)力，此外，退火還可以對(duì)制件進(jìn)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(qiáng)、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(diǎn)為121，加熱溫度為100121） ，保溫時(shí)間與制件厚度有關(guān)，通常取29小時(shí)。4.2 注塑成型工藝條件ABS 的注射工藝參數(shù)注射機(jī)類型：螺桿式。螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）：30。預(yù)熱和干燥：溫度（t/）8085；

45、時(shí)間（/h）23。料筒溫度（t/）；后段 150170；中段 165180；前段 180200。噴嘴溫度（t/）：170180。模具溫度（t/）： 5080。21 / 59注射壓力（MPa）：60100。 保壓壓力（MPa）：40 50。 成型時(shí)間（/s）：注射 2090；高壓 05；成型周期 50220；冷卻 20120。注：螺桿帶止回環(huán)。后處理：方法紅外線燈、烘箱； 溫度（t/）70； 時(shí)間（/h）24。表 4-1 ABS 的主要技術(shù)指標(biāo)4密度 /(g/ cm)1.021.16拉伸彈性模量 E/ GPa1.810比體積 /（dm/kg-1）0.860.98抗彎強(qiáng)度 / MPa80吸水率 2

46、4h/100p c0.20.4沖擊韌度2/()nKJ m261收縮率 s0.40.7硬度 HB9.7熔點(diǎn) t/130160體積電阻系數(shù)/()Vcm166.9 10抗拉屈服強(qiáng)度 / MPa50熱變形溫度 t/831034.3 按預(yù)選型腔數(shù)選擇注塑機(jī)4.3.1 注塑機(jī)的初步選擇原則1）0smm2）mFF式中 最大注塑量 ()0sm3cgm或注塑機(jī)的額定鎖模力(N)F注塑所需的鎖模力（N）mF一次注塑所需塑料量()m3cgm或（1）注塑量的計(jì)算0smm22 / 59（4-1）11.6mnm其中 成型單個(gè)塑件所需的塑料量()1m3cgm或型腔個(gè)數(shù)n1.6折算系數(shù)（將澆注系統(tǒng)的塑料量折算成）10.6nm

47、在零件模塊下對(duì)單個(gè)塑件的進(jìn)行模型質(zhì)量屬性分析，信息如圖 4-2：圖 4-2塑件體積 3143.72Vcm塑件質(zhì)量 145.91mg由于尺寸此次設(shè)計(jì)的模具采用的是一模四腔，所以塑件的總體積和總質(zhì)量分別為3144 43.72174.88VVcm144 45.91183.64mmg所以 031.6 174.88279.8sVVcm01.6 183.64293.8smmg（2）鎖模力計(jì)算23 / 59mFF（4-2）11.35mFnA p型式中 單個(gè)塑件在分型面上的投影面積()1A2mm n型腔個(gè)數(shù) 1.35將澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積折算成10.35nA塑料熔體對(duì)型腔的平均壓力（MPa）p型在模具

48、模型中對(duì)塑件進(jìn)行投影分析檢測，信息如圖 4-3所示：圖 4-3投影面積 217910.64mmA 根據(jù)查參考文獻(xiàn)2表 2-2 取=35 MPap型所以 661.35 4 7910.64 1035 1014951111495mFNKN 由 3279.8smcm1495FKN4.3.2 注塑機(jī)型號(hào)的選擇由上面計(jì)算得到的 m 和值來選擇注塑機(jī)，注塑機(jī)的最大注射量（額定注mF射量 G）和額定鎖模力 F 應(yīng)滿足 24 / 593279.83500.8mGcm式中注塑機(jī)最大注射量的利用系數(shù)一般取 0.81495mFFKN初步選擇 SZ-400/1600 型注塑機(jī)表 4-2 SZ400/1600 型（臥式）

49、注塑機(jī)主要參數(shù)4理論注射容量/cm416拉桿間距/mm410410螺桿直徑/mm48移模行程/mm360注射壓力/ MPa141最大模具厚度/mm注射速率/(g/s)160最小模具厚度/mm150塑化能力/(g/s)22.2推出行程/mm65螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)10200鎖模形式雙曲肘鎖模力/kN1600球半徑 SR/mm18定位孔直徑/mm150噴嘴孔直徑/mm4.3.3 注塑機(jī)參數(shù)校核(1)塑化能力( )校核 M/g s 塑化能力必需滿足141（4-4）01.3 117152ePkPMPaMPa注塑機(jī)的額定注塑壓力（MPa）eP塑件成型時(shí)所需要的注射力 (MPa) 0P注塑壓力安全系數(shù)

50、，一般取=1.251.4 kk因成型時(shí)塑料熔體對(duì)型腔的平均壓力一般是注射壓力的 30%65%,P型0P, 取03554a 117a0.3 0.650.3 0.65PPMPMP型0117PMPa25 / 59校核結(jié)果：注塑機(jī)的注射壓力不滿足要求(3)鎖模力校核 1600（4-5）0F1.2 14951794mk FKNKN式中鎖模力安全系數(shù)，一般取0k01.11.2k 校核結(jié)果：注塑機(jī)的鎖模力不滿足要求其它安裝尺寸的校核需待模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后才可進(jìn)行。通過校核可知，所選注塑機(jī)的注塑壓力和鎖模力偏小，為了安全起見，將注塑機(jī)初步更選為 SZ-500/2000 型表 4-3 SZ500/2000

51、 型（臥式）注塑機(jī)主要參數(shù)4理論注射容量/cm525拉桿間距/mm460460螺桿直徑/mm52移模行程/mm450注射壓力/ MPa153最大模具厚度/mm注射速率/(g/s)200最小模具厚度/mm280塑化能力/(g/s)28推出行程/mm65螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)10160鎖模形式雙曲肘鎖模力/kN2000球半徑 SR/mm15定位孔直徑/mm160噴嘴孔直徑/mm26 / 59第五章 模具設(shè)計(jì)5.1 模架的選擇模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu)，對(duì)于模具而言，在保證足夠強(qiáng)度和剛度的條件下，結(jié)構(gòu)越緊湊越好。為節(jié)約模具鋼材和便于熱處理，根據(jù)產(chǎn)品的外形尺寸，可以確定鑲件（模仁）的外形尺

52、寸，確定鑲件的尺寸后，就可以大致確定模架的大小。5.1.1 模仁尺寸的確定單個(gè)塑件在分型面上的投影面積為 ，各參數(shù)取值依表 5-127910.64mm表 5-14產(chǎn)品投影面積/mm2ABCHDE64001440050-5530-3650-6550-6528-3230-36模仁寬度 232 1003 30290byDmm 模仁長度 232 1033 30296mmlxD 模仁高度 Z =H+E+B=60+35+35=130mmZ35Z式中 x塑件長度 y塑件寬度 D型腔間距 圖 5-1分型面上、下的模仁（工件）厚ZZ27 / 59度 因塑件有側(cè)孔，需增加斜滑塊側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，如 圖 5-2所示

53、，完成抽芯所需的寬度 f 約為 40mm,中間兩滑塊完成側(cè)抽芯所需的寬度為 70mm.所以模仁的長度 圖 5-222702 1032 4070356lxfmm 模仁外形尺寸 290 356 165寬長高5.1.2 模架尺寸的確定選擇 A 型結(jié)構(gòu)模架查得 A=5055,取 A=55模架寬度為：2356 110466BbAmm模架長度為：2290 110400LlAmm 上述尺寸確定后，就可以確定模架的板面尺寸為 ，類 圖 5-3 模架類型400 500型為 Futaba_2P SA-Type 的標(biāo)準(zhǔn)模架。模架外形尺寸 寬長高=400 500 4105.1.3 注塑機(jī)的再次校核與確定（1）注塑機(jī)安

54、裝尺寸的校核拉桿間距校核：模架的板面尺寸，所選注塑機(jī)的拉桿間距為，400 500460 460拉桿寬度模具寬度，拉桿間距合格；模具高度校核：模具高度 410 最小模具厚度 280，校核合格；開模行程校核：開模行程 H 是指從模具中取出塑件所需的最小開合距離，它必須小于注塑機(jī)的動(dòng)模板的最大行程 S。因選擇注塑機(jī)是雙曲肘結(jié)構(gòu)（即開模行程與模具厚度無關(guān)）且是單分型面注射模，所以模具開模行程 H=57.5（型芯高度）+60（塑件高度）+139.5（澆注系統(tǒng)凝料高度）+（810）=265267450 (注塑機(jī)移模行程 S) 合格。綜合以上各項(xiàng)校核可知 SZ-500/2000 型（臥式）注塑機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)均

55、合格。28 / 59結(jié)論：通過各項(xiàng)校核，確定選擇 SZ-500/2000 型（臥式）注塑機(jī)。5.2 澆系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)控制著塑件在注塑成型過程中充模和補(bǔ)料兩個(gè)重要階段，對(duì)塑件質(zhì)量關(guān)系極大。澆注系統(tǒng)是指從注塑機(jī)噴嘴進(jìn)入模具開始，到型腔入口為此的那一段流道，對(duì)于多型腔模具，澆注系統(tǒng)包括主流道、分流道、澆口、冷料井。5.2.1 主流道設(shè)計(jì)緊接注塑機(jī)噴嘴，與注塑機(jī)噴嘴在同一直線上，主流道形狀一般為圓形和圓錐形，為便于冷料流道凝料的拔出，設(shè)計(jì)成具有24 度的圓錐形。(1)主流道尺寸為避免高壓塑料熔體溢出，凹坑球半徑SR2 應(yīng)比噴嘴球半徑 SR1 大 12mm,主流道小端直徑 d2 比噴嘴孔直徑 d1

56、大 0.51mm,如圖 5-5 示：根據(jù)所選注塑機(jī)，則主流道小端尺寸為： 圖 5-4 噴嘴與主流道襯套連接關(guān)系d=注塑機(jī)噴嘴尺寸 +（0.51）=5.5+（0.51）=6.5mm主流道球面半徑 SR=噴嘴球半徑+（12）=15+（12）=16mm(2)主流道襯套形式為了便于加工和縮短主流道尺寸，襯套和定位環(huán)設(shè)計(jì)成分體式，長 139.5mm,材料采用 T10 鋼，熱處理淬火后表面硬度為53HRC57HRC(3) 主流道剪切速率 圖 5-5 主流道襯套結(jié)構(gòu)主（5-1）1333.33.3 24843080.3925VqsR主主流道剪切速率校核符合要求211315 104308s5 10ss 29 /

57、 59式中 體積流量（5-2）Vq3(/ )cms3191248/0.77VVqcmst t注射時(shí)間（s）200.50.77260mtsv所選注塑機(jī)的注射速率（260）v/g s R主流道平均半徑() cm0.3250.460.39252Rcm一次成型所需的塑料總體積3200.51911.05mVcm一次成型所需的總塑料量7.29.7 183.6200.5mmmmg分主塑件（5-3）22112222m= V=()123.14 13.95 = 1.05(0.650.65 0.920.92 )7.212hddddg主1.05 (4 5.5) 0.429.7mLAg分144 45.91183.6mm

58、g塑件分流道長度總 （為單個(gè)流道的長度，5.5）1L=44 5.522Lcm1Lcm分流道截面積20.80.7230.550.422Acm5.2.2 分流道設(shè)計(jì)（1）分流道斷面形狀的選擇分流道的斷面形狀有圓形、六邊形、半圓形、梯形、矩形、U 形等。斷面的比表面積直接關(guān)系到熔體的熱量損失和流動(dòng)阻力，在其它條件一樣時(shí)，比表面積越大則熱量損失和流動(dòng)阻力也越大；反之亦然。 表 5-33斷面形狀優(yōu)缺點(diǎn)與適用圍圓形比表面積最小，澆口可開設(shè)在流道中心線上，延長了澆口凍結(jié)時(shí)間，但需要同時(shí)在定模和動(dòng)模上切削加工且必須保證吻合度，制造困難，成本高正六邊形優(yōu)點(diǎn)與圓形斷面相似，比表面積稍大，但加工稍易，常用于小斷面尺

59、寸（約3mm）流道30 / 59梯形只需在一側(cè)模板上加工，節(jié)省了加工費(fèi)用，且熱量損失和阻力損失均不太大，最為常用半圓形比表面積較大，不常采用矩形比表面積大，脫模斜度小，不常采用U 形優(yōu)缺點(diǎn)和梯形斷面基本一樣，較為常用綜合工藝和加工成本等多角度考慮，梯形斷面流道最為合理，所以這里選擇梯形流道，如圖 5-6所示。 表 5-53表 5-4 部分塑料分流道尺寸推薦值3塑料名稱推薦直徑/mmABS、AS4.8-9.5圖 5-6 分流道截面（2）分流道的布置 分流道的設(shè)計(jì)原則：在熔體不產(chǎn)生噴射的前提下，流道越短越好，以減小壓力損失，提高充型壓力。由前面的鑲件設(shè)計(jì)部分可知，兩型腔在長度方 圖 5-7向的中心

60、距為 173mm,在寬度方向的中心距為 130mm。通過計(jì)算可知，當(dāng)流道與長度方向所成角度約為時(shí)，流道最短，如圖 5-7 所示。o35（3）分流道剪切速率計(jì)算分1333.33.3 6016030.35VnqsR分分流道的合理剪切速率圍為，根據(jù)前面的設(shè)計(jì)的尺寸校核21315 10 5 10ss可知：剪切速率在圍，分流道尺寸設(shè)計(jì)校核合格。式中 分流道體積流量（ ） Vq3/cms31 / 59311(183.69.7)/1.054460/0.77Vmmqcmst分塑件（）/分流道截面的當(dāng)量半徑（） nRcm（5-4） 223322 0.420.353.14 2.5nARcmL分流道截面面積，截面周