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端盖注射
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端盖注射模设计
50页-24900字数+说明书+开题报告+中期报告+6张CAD图纸
三维端盖模具开模状态图.dwg
中期报告.doc
型腔.dwg
型芯.dwg
端盖注塑模总装图.dwg
端盖注射模设计开题报告.doc
端盖注射模设计论文.doc
端盖零件图.dwg
脱模板.dwg
目 录
摘要I
AbstractII
第1章 绪论1
1.1 模具工业在国民经济中的地位1
1.2 各种模具的分类和占有量2
1.3 我国模具工业的现状3
1.4 世界五大塑料生产国的产能状况5
1.5 我国模具技术的现状及发展趋势7
第2章塑件设计分析10
2.1 塑件材料工艺性分析10
2.1.1 材料基本特征11
2.1.2 材料主要用途11
2.2 塑料制品的工艺性分析12
2.2.1 收缩性12
2.2.1.1 塑件结构设计对塑件收缩的影响12
2.2.1.2 模具结构设计对塑件收缩的影响13
2.2.2 脱模斜度13
2.2.3 塑件的壁厚14
2.2.4 侧孔14
2.2.5 圆角14
2.2.6 塑件的尺寸精度及表面质量14
2.2.6.1 塑件精度等级及尺寸公差14
2.2.6.2 塑件的表面质量15
2.3 本章小结15
第3章注塑成型的准备16
3.1 注塑成型工艺简介16
3.2 注塑成型工艺条件16
3.3 注塑设备选择17
3.3.1 注塑机简介17
3.3.2 注塑机基本参数17
3.3.3 注塑机的选择17
3.4 注射机的校核18
3.4.1 最大注塑量的校核18
3.4.2 锁模力校核18
3.4.3 塑化能力的校核19
3.4.4 喷嘴尺寸校核19
3.4.5 定位环尺寸校核19
3.4.6 模具外形尺寸校核19
3.4.7 模具厚度校核19
3.4.8 模具安装尺寸校核19
3.4.9 开模行程校核19
3.5 本章小结20
第4章模具设计21
4.1 分型面的确定21
4.2 型腔数目的确定21
4.3 浇口确定21
4.4 模具材料的选择21
4.5 浇注系统设计23
4.5.1 主流道23
4.5.2 分流道24
4.5.3 冷料穴24
4.5.4 浇口25
4.6 模架的确定25
4.7 导向与定位机构26
4.8 顶出系统设计27
4.8.1 脱模力的计算27
4.8.2 推杆脱模机构27
4.8.3 推板厚度的确定28
4.9 侧抽芯机构28
4.9.1 抽芯距的计算29
4.9.2 斜导柱所受弯曲力的计算30
4.9.3 斜导柱长度的计算30
4.10 锁紧机构30
4.11 排气系统设计31
4.12 温度调节系统设计31
4.12.1 温度调节对塑件质量的影响31
4.12.2 温度调节与生产效率的关系31
4.12.3 冷却系统设计32
4.13 本章小结35
第5章模具主要零件的计算36
5.1 型腔、型芯的成型尺寸计算36
5.1.1 型腔的径向尺寸36
5.1.2 型腔深度尺寸计算36
5.1.3 型芯的径向尺寸计算36
5.1.4 型芯的高度尺寸计算36
5.2 型腔壁厚和底版厚度计算37
5.3 垫板计算37
5.4 弹簧的选用38
5.5 本章小结38
结论39
致谢40
参考文献41
附录142
附录243
摘要
本文讨论了塑料罩注塑模具设计模设计过程。介绍了注塑模成型工艺和注塑模具的结构及工作原理。塑料罩采用的是塑料-ABS，热塑性塑料的主要成型工艺是注射成型，因此，塑料罩成型方法采用浇注成型。 本设计对台扇电机外表前塑料罩结构进行了工艺分析，确定了分型面、浇注系统等，选择了浇注机,计算了成型零部件的尺寸。确定了模具浇口、限位装置、顶出机构和导柱 导套，这样设计出的结构可确保模具工作可靠和灵活。最后对注射机进行选择和校核。
本论文基于Pro/E CAD系统，通过该系统，用户可以在可视化平台上交互式的设计注塑模具各个部件，不仅可以避免相似零件设计的重复性，大大提高其设计效率和设计质量，缩短产品的开发周期，而且方便了产品后续的有限元分析，同时也符合了现代设计思想的发展要求
关键词 模具设计；注塑模；注射机塑化部件；成型零件。
- 内容简介：
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哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）中期报告题 目：端盖注塑模设计 系 （部） 材 料 工 程 系 专 业 材料成型及控制工程 学 生 孙 永 富 学 号 1089522117 班 号 0 8 9 5 2 2 1 指导教师 陈 建 东 中期报告日期 2011年11月13日 哈工大华德学院第一章 已完成项目1、塑料产品技术要求和工艺分析2、塑件体积和质量的计算3、注射机的选择4、标准模架的选择5、分型面的设计6、注射成型设备的选择7、流道的设计主流道的设计；冷料穴与拉料杆的设计；分流道的设计；浇口的设计；8、导向及脱模机构设计 9、侧向分型与抽芯机构设计10、型腔和型芯工作尺寸计算11、凹模型腔侧壁厚度和底板厚度计算12、注射机有关参数的校核第二章 未完成项目1、注射模具的温度调节系统的设计2、塑料模具部装图的绘制3、零件图的绘制凹模嵌板的绘制；凸模嵌板的绘制； 4、撰写毕业设计论文第三章 未解决的难点无第四章 日程安排 11月27日12月05日模具部件装配图的绘制； 12月06日12月11日模具零件图的绘制； 12月12日12月23日 撰写毕业设计论文与准备答辩；12月28日12月31日 毕业答辩；第五章 完成全部毕业设计的可能性根据日程和时间的安排，可以按时完成毕业设计说 明一、中期报告应包括下列主要内容：1论文工作是否按开题报告预定的内容及进度安排进行；2目前已完成的研究工作及结果；3后期拟完成的研究工作及进度安排；4存在的困难与问题；5如期完成全部论文工作的可能性。二、中期报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在系（部）保存，以备检查。指导教师评语： 指导教师签字： 检查日期： 1. 产品技术要求和工艺分析1.1 产品技术要求产品设计图见图2-1、图2-2。 图1-1 产品3D图图1-3 产品2D图此塑件上有三个尺寸有精度要求：零件上有多个尺寸有960.02；27.50.01；壁厚2mm,均为MT6级塑料精度，属于中等精度等级，制造过程中要严格保证这些尺寸的精度要求。其余尺寸均无精度要求为自由尺寸，可按MT10级精度查取公差值。1.2 塑件的工艺分析该塑件尺寸中等且要求塑件表面精度等级一般，无凹痕。采用侧浇口流道型腔注射模可以保证其表面精度,内部突起半球可依靠斜滑块型芯来成型，模具分三次分型。塑料零件的材料为ABS(丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物)其表面要求无凹痕各方面性能如下：1) 物理性能ABS外观为不透明呈象牙色粒料，其制品可着成五颜六色，并具有高光泽度。ABS相对密度为1.05左右，吸水率低。（2）力学性能ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用；ABS的耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。（3）ABS的热变形温度为93118，制品经退火处理后还可提高10左右。ABS在-40时仍能表现出一定的韧性，可在-40100的温度范围内使用。其它综合性能见表1-1表1-1 ABS的各项性能性能指数性能指数密度/g.cm-3 1.02-1.16热变形温度/C83-103吸水率/%0.2-0.4抗拉强度/Map50成型收缩率/%0.4-0.7抗弯强度/Map80熔点C130-160冲击强度/Mpa11硬度（R）9.7R121抗拉弹性模量/Mpa1800成型工艺性 查模具设计与制造简明手册P.280表2-31 ABS热塑性塑料注射成型工艺参数：预热和干燥温度：80-85，时间：2-3小时；料筒温度：后段150-170，中段：165-180，前段180-200；喷嘴温度：170-180；模具温度：50-80；注射压力：60-100 KN/cm；成型时间：注射时间20-90秒，高压时间0-5秒，冷却时间20-120秒，总周期50-220秒；螺杆转速：30转/分；后处理：红外线类、烘箱，温度：70，时间：2-4小时。2. 计算塑件的体积和质量该产品为ABS其密度为1.03-1.08g/，本设计取1.05 g/。通过PRO/E软件测出塑件体积： V=21577.5mm =21.5775cm 因为是一模两腔结构，所以： (1-1)塑件总体积=2V=43.155cm 制品的质量计算： M=V (1-2) M=1.0543.155=45.31275g 3. 分型面的选择如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则： （1)保证塑料制品能够脱模 这是一个首要原则，因为我们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。根据这个原则，分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上，最好在一个平面上，而且此平面与开模方向垂直。分型的整个廓形应呈缩小趋势，不应有影响脱模的凹凸形状，以免影响脱模。 （2)使型腔深度最浅 模具型腔深度的大小对模具结构与制造有如下三方面的影响：1)目前模具型腔的加工多采用电火花成型加工，型腔越深加工时间越长，影响模具生产周期，同时增加生产成本。2)模具型腔深度影响着模具的厚度。型腔越深，动、定模越厚。一方面加工比较困难；另一方面各种注射机对模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜过大。3)型腔深度越深，在相同起模斜度时，同一尺寸上下两端实际尺寸差值越大。若要控制规定的尺寸公差，就要减小脱模斜度，而导致塑件脱模困难。因此在选择分型面时应尽可能使型腔深度最浅。 （3)使塑件外形美观，容易清理 尽管塑料模具配合非常精密，但塑件脱模后，在分型面的位置都会留有一圈毛边，我们称之为飞边。即使这些毛边脱模后立即割除，但仍会在塑件上留下痕迹，影响塑件外观，故分型面应避免设在塑件光滑表面上，如图3的分型面a位置，塑件割除毛边后，在塑件光滑表面留下痕迹；图3的分型面b处于截面变化的位置上，虽然割除毛边后仍有痕迹，但看起来不明显，故应选择后者。（4)尽量避免侧向抽芯 塑料注射模具，应尽可能避免采用侧向抽芯，因为侧向抽芯模具结构复杂，并且直接影响塑件尺寸、配合的精度，且耗时耗财，制造成本显著增加，故在万不得己的情况下才能使用。 （5)使分型面容易加工 分型面精度是整个模具精度的重要部分，力求平面度和动、定模配合面的平行度在公差范围内。因此，分型面应是平面且与脱模方向垂直，从而使加工精度得到保证。如选择分型面是斜面或曲面，加工的难度增大，并且精度得不到保证，易造成溢料飞边现象。 （6)使侧向抽芯尽量短 抽芯越短，斜抽移动的距离越短，一方面能减少动、定模的厚度，减少塑件尺寸误差；另一方面有利于脱模，保证塑件制品精度 。 （7)有利于排气 对中、小型塑件因型腔较小，空气量不多，可借助分型面的缝隙排气。因此，选择分型面时应有利于排气。按此原则，分型面应设在注射时熔融塑料最后到达的位置，而且不把型腔封闭。 综上所述，选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构简单制造容易。当选定一个分型面方案后，可能会存在某些缺点，再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。本设计中采用在端盖最大截面出处设置分型面。 4. 浇该系统设计 浇注系统可分为普通浇注系统和热流道浇注系统两大类。浇注系统控制着塑件成型过程中充模和补料两个重要阶段，对塑件质量关系极大。浇注系统是指从注塑机喷嘴开始，到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，或在此通道内的冷凝的固体塑料。4.1 主流道的设计主流道与喷嘴的接触处多作成半球形的凹坑。二者应严密接触以避免高压塑料的溢出，凹坑球半径比喷嘴球头半径大1-2mm；主流道小端直径应比喷嘴孔直径约大0.5-1mm，常取4-8mm，视制品大小及补料要求决定。大端直径应比分流道深度大1.5mm以上，其锥角不宜过大一般取26，但近年来有倾向于件小锥度的趋势。热塑性塑料的主流道，一般由浇口套构成。计算主流道的直径经验公式为： （4-1） 式中 D主流道大端直径（mm）； V流经主流道的溶体容积； K因溶体材料而异的常数（查表得ABS材料K值取4）。 经计算在本设计中小端取直径为5mm大端取直径为8mm。为了有利于熔料的平稳转向，同时还可减小料流阻力，在主浇道出口处设置圆角， 或 取 1 mm为了保证注射机喷嘴头部与浇注系统进料处的良好吻合避免由于积存冷料而影响脱模，一般，要求浇口套凹球面半径R比喷咀球面半径r大12mm，即 喷咀球面半径r=2mm，取R=4mm主浇道的形状一般为圆锥形，并取锥角=25。这个斜度比一般的脱模斜度大，主要是为了减少主浇道凝料的脱模阻力。主浇道入口直径d1应比喷咀孔径d大些 。避免喷嘴与浇口套之间造成死角而积存冷料 ，影响浇注系统凝料脱出。喷咀孔径=4 mm 取d1=5 mm为了减少浇注系统的凝料消耗，减小熔料的压力损失，同时结构上没有特别需要，主浇道长度应尽可能短些，一般 取H=50mm主流道表面粗糙度应适当，一般取为 这是因为，表面粗糙度大熔料的流动阻力大，脱模阻力也大； 表面粗糙度如果太小 熔料的流动阻力会小些，但凝料与主流道之间容易形成真空，反而会使脱模阻力增大。4.2 浇口设计浇口的形式众多，通常都有边缘浇口、扇形浇口、平缝浇口、圆环浇口、轮辐浇口、点浇口、潜伏式浇口、护耳浇口、直浇口等。鉴于端盖的具体结构，选择侧浇口。2.2.3冷料穴和拉料杆的设计本模具的冷料穴为一级冷料穴，即主浇道直对的冷料穴，是带Z型拉料杆的冷料穴。一般的冷料穴开设在主浇道直对的动模板上（即塑料熔体流动的转向处），其标称直径与主浇道大端直径相同，D=8mm深度约为直径的1-1.5倍， H=12mm要保证冷料穴的体积大于冷料的体积。 6. 塑料注射机参数 查模具设计与制造简明手册P.103.表2-33热塑性塑料注射机型号和主要技术规格，根据（2）计算所得的总体积和质量可初选XS-Z-60机。塑料注射机参数的规格如下表6-1 表6-1 注射机基本参数螺杆直径（mm）38实际注射量(g)60注射压力(mpa)122螺杆转速(r/min)10-140螺杆行程(mm)160锁模力(KN)500模板行程(mm)300模具最小厚度(mm)70模具最大厚度(mm)200最大注射面积(mm)130模板尺寸(mm)330440定位孔直径(mm)55喷嘴球半径(mm)12喷嘴空直径(mm)47. 选标准模架根据以上分析，计算以及型腔尺寸及位置尺寸可确定模架的结构形式和规格。模具设计手册选用A3-300X300-A1型模架，定模板厚度：A=20mm； 动模板厚度：B=25mm；垫快厚度C=70mm模具厚度 H=25+A+B+30+C+35+60=265mm 模具外形尺寸300mm300mm265mm8. 型腔和型芯工作尺寸计算 影响塑件尺寸精度的因素较为复杂，主要存在以下几方面 （1）零件的制造公差； （2）设计时所估计的收缩率和实际收缩率之间的差异和生产制品时收缩率波动； （3）模具使用过程中的磨损。以上三方面的影响表述如下：1） 制造误差：z=ai=a(0.45 +0.001D) （4-1）其中D 被加工零件的尺寸，可被视为被加工模具零件的成型尺寸； z 成型零件的制造公差值； i 公差单位； a 精度系数，对模具制造最常用的精度等级。2）成型收缩率波动影响 其中，Scp 塑件成型收缩率； LM 模具成型尺寸； LS 塑件对应尺寸。3）型腔磨损对尺寸的影响 为简便计算，凡与脱模方向垂直的面不考虑磨损量，与脱模方向平行的面才考虑磨损。考虑磨损主要从模具的使用寿命来选定，磨损值随产量的增加而增大；此外，还应考虑塑料对钢材的磨损情况；同时还应考虑模具材料的耐模性及热处理情况，型腔表面是否镀铬、氮化等。有资料介绍，中小型模具的最大磨损量可取塑件总误差的1/6（常取0.020.05mm），而对于大的模具则应取1/6以下。但实际上对于聚丙稀（如像PP）、尼龙等塑料来说对模具的磨损是很小的，对小型塑件来说，成型零件磨损量对塑件的总误差有一定的影响，而对于大的塑件来说影响很小。 在以上理论基础上，下面按平均收缩率来计算成型尺寸： ABS制品一般为4级精度，公差数值为0.12mm。查得聚丙烯（PP）的平均收缩率为：Scp=0.4%；考虑到实际的模具制造条件和工件的实际要求，模具制造公差等级取IT10级，直径120-180mm，公差数值为：1.6 mm. 1)凹模横向尺寸 式中：凹模径向名义尺寸（最小尺寸）； 所采用的塑料平均成形收缩率，取0.5%； 制品的名义尺寸（最大尺寸）； 修正系数，x=0.5（精度不高时）； 模具制造公差，（取1.6 mm）； 制品公差，（负偏差）。 2）型芯横向尺寸 式中：制品名义尺寸（最小尺寸）;3)凹模径向尺寸 4)型芯径向尺寸 （4-4）5)凹模深度尺寸 6）型芯高度尺寸 （4-5） 其余局部尺寸按照收缩率相应地缩放。9. 凹模型腔侧壁厚度和底板厚度计算 注射模具长时间承受交变负荷，并且伴有温度冷热交替，工作环境恶劣，工作状态下所发生的弹性变形或塑性变形，对塑件的质量有很大影响，因此模具必须具有足够的强度和刚度。（1）侧壁厚度的计算 （4-6） 式中 b凹模侧壁的理论宽度（cm）; h凹模型腔的深度（cm）； p凹模型腔内的溶体压力（mpa）； y凹模长边侧壁的允许弹性变形量（cm），对于一般塑件 y=0.006cm; c系数，查得c=0.1649 ； 系数，查得=0.7； E钢材的抗拉弹性模量（mpa）,预硬化塑料模具钢E=2.110mpa。设计中P=1220.6mpa E=2.110mpa h=27.5cm y=0.006cm c=0.1649 =0.7 =29.78cm 在实际设计当中我们采用壁厚30 cm完全可以满足要求。 （2）整体凹模无支撑板时，底部厚度的计算 （4-7） 式中 凹模底部的厚度（cm）； 凹模型腔的短边长度（cm）；凹模底部中央允许的弹性变形量（cm）；常数，由底板内壁边长L/b值决定为0.1304=137.6cm在实际设计当中我们采用底部厚度为138cm，完全满足要求。10.最大注射量的校核塑件的质量必须与所选择的注射机的最大注射量相适应，否则会影响塑件的生产和质量。若注射量过大，注射机利用率降低，浪费材料，而且可能导致塑料分解；最大注射量小于塑件的质量，就会造成塑件的形状不完整或内部组织疏松，以及塑件强度下降等缺陷。为了保证正常的注射成型，注射机的最大注射量应稍大于塑件的质量以及流到凝料质量的总和。通常注射机的实际注射量最好在注射机的最大注射量的80%以内。当塑料注射成型机最大注射量以最大注射容积标定时，按下式校核：（5-1） （5-1） 式中 塑料注射成型机最大注射容量,mm3； 塑件的体积（包括塑料制品、浇道凝料和飞边）,mm3； 1个塑件的体积, mm3； 型腔数； 塑料注射成型机最大注射量的利用系数，取=0.8。 故由上式得： 满足要求。10.1 注射压力的校核注射压力校核的目的是校核注射机的最大注射压力能否满足塑件成型的需要。注射机最大注射机最大注射压力应稍大于塑件成型需要的注射压力即：（5-2） 式中注射机的最大注射压力（mpa）；塑件成型所需的注射压力（mpa）。故由上式得：122（mpa）75（mpa） 满足要求。10.2 模具与注塑机装模部位相关尺寸的校核 各种型号的注塑机安装部位的形状尺寸各不相同。设计模具时应校核的主要项目有：喷嘴尺寸、定位圈尺寸、最大模厚、最小模厚、模板的平面尺寸和模具安装用螺钉位置尺寸等。现校核如下： 1) 喷嘴直径：主流道始端口径5mm喷嘴孔直径4mm；合乎要求。 2) 最大模厚与最小模厚的校核：从模具装配图中可以看出:模具厚度为215mm (最小200,最大300),合乎要求。 3)、模板平面尺寸和模具安装用螺钉位置尺寸校核：动模座板和定模座板的尺寸均是300mm220mm，均小于注塑机四根棱柱之间的尺寸值，合乎要求。10.3 锁模力的校核锁模力是指当高压熔体充满模具型腔时，会在型腔内产生一个很大的力，力图使模具分型面涨开，其值等于塑件和流道系统在分型面上总的投影面积乘以型腔内塑料压力。作用在这个面上的力应小于注塑机的额定锁模力F即： （5-3） 式中 注射机的公称锁模力（N）； 模内平均压力（型腔内的溶体平均压力mpa）,一般为30mpa； 塑件、流到、浇口在分型面上的投影面积之和,mm3 ； 注射压力在型腔内所产生的作用力。故由上式得: 500KN=45(108+0.8) 100 500000N=486360N 所以，锁模力合乎要求。10.4注射机开模行程校核 （5-4）注塑机开模时的行程是有限的，取出制件所需要的开模距离必须小于注塑机的最大开模距离。开模距离可分为两类情况校核：一是注塑机最大开模行程与模厚无关；另一种是注塑机最小开模行程与模厚有关。我们的校核应该按照第一种情况来校核，其校核依据为： 式中 注塑机最大开模行程(mm)； 塑件脱模（推出距离）距离（mm）； 塑件高度，包括浇注系统在内（mm）； a取出凝料所需要的最短距离 （mm）；故由上式得：70+60+74+10=214300mm214mm 合乎要求。到此，注塑机的各项相关工艺参数均已校核通过。完成了模具设计的基本结构设计与计算校核过程。参考文献 1 屈华昌主编.模具成型工艺与模具设计.机械工业出版社.1996 年2许发樾主编.实用模具设计与制造手册.机械工业出版社.2000 年3马金骏编.塑料模具设计.轻工业出版社.1984 年4 日叶屋臣一主编.模具设计和应用.轻工业出版社.1989 年5彭建声 秦晓刚编著.模具技术问答.机械工业出版社.2003 年6王世刚主编.机械设计实践.哈尔滨工程大学出版社.2001 年7刘鸿超主编.中国模具标准件手册.上海科学普及出版社.1989 年8 德K.斯托克海特编.注射成型模具 102 例.中国轻工业出版社.19919 屈华昌主编.塑料成型工艺与模具设计.北京:机械工业出版社,199410塑料模具设计手册编写组.塑料模具设计手册.北京:机械工业出版社, 1999哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）开题报告题 目：端盖注射模设计系 （部） 材 料 工 程 系 专 业 材料成型及控制工程 学 生 孙 永 富 学 号 1089522117 班 号 089522117 指导教师 陈 建 东 开题报告日期 2011年10月19日 哈工大华德学院说 明一、开题报告应包括下列主要内容：1通过学生对文献论述和方案论证，判断是否已充分理解毕业设计（论文）的内容和要求2进度计划是否切实可行；3是否具备毕业设计所要求的基础条件。4预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施；5主要参考文献。二、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。三、开题报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在系（部）保存，以备检查。指导教师评语： 指导教师签字： 检查日期： 一、 毕业设计（论文）任务书1、 设计题目：端盖注射模设计利用Pro/E设计软件，完成该铸件的三维实体造型设计，在查阅相关设计资料和分析该塑件成型工艺性基础上进行模具的总体的方案设计及可行性分析。在完成模具参数计算和结构设计的基础上，利用三维设计软件完成模具的实体设计，最后完成工程图纸（二维）、轴侧图（三维）绘制和设计计算说明书。 技术要求：零件二维图及技术要求制品材料：ABS 零件三维图及技术要求：端盖材料：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)2、 工作量（1） 计算说明部分编写计算说明书一份，约10000字；（2） 图纸部分完成端盖注射模总装图（二维）设计，零号图纸1张：完成端盖注射模总装轴侧图（三维爆炸图）设计，零号图纸1张；型腔、型芯、脱模板零件图设计，2或3号图各一张。二、 选题的目的和意义通过毕业设计，掌握塑料注射模的设计步骤，以及利用斜导柱抽芯设计方法。了解和熟悉模具主要零件的加工制造工艺。三、 论文综述1、 模具工业在国民经济中的地位 模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。2、 模具的分类和占有量模具分类方法很多，过去常使用的有：按模具结构形式分类，如单工序模，复式冲模等；按使用对象分类，如汽车覆盖件模具、电机模具等；按加工材料性质分类，如金属制品用模具，非金属制用模具等；按模具制造材料分类，如硬质合金模具等；按工艺性质分类，如拉深模、粉末冶金模、锻模等。但主要分为：冲压模、塑料模、热锻模等。塑料具有诸多优良性能，已成为各行各业不可缺少的一种重要材料，其制品在工业生产中得到广泛的应用。在仪器仪表、家用电器、交通、通信等行业中，有70%以上的产品是用塑料模具。3、 我国模具工业的现状 80年代以来，中国模具工业发展十分迅速。国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。这些年来，中国模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展。目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。中国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。目前，国内已能生产精度达2微米的精密多工位级进模，工位数最多已达160个，寿命12亿次。在大型塑料模具方面，现在已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5K大容量洗衣机的塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，国内已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。在汽车模具方面，现已能制造新轿车的部分覆盖件模具。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAE/CAM技术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。4、 我国模具技术的现状及发展趋势近年来，中国塑料模具制造水平已有较大提高。国内目前已能生产单套重量达60吨的大型模具，精密塑料模具的精度已达到0.5m，多腔塑料模具已能生产一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生产挤出速度达4m/min以上的高速塑料模具。在生产手段上，模具企业设备数控化率已有较大提高，CAD/CAE/CAM技术的应用面已大为扩展，高速加工及RP/RT等先进技术的采用已越来越多，模具标准件使用覆盖率及模具商品化率都有较大幅度的提高，热流道模具的比例也有较大提高。另外，三资企业的蓬勃发展进一步促进了塑料模具设计制造水平及企业管理水平的提高，有些企业已实现信息化管理和全数字化无图制造。大型化、高精密度、多功能复合型将是未来模具的发展方向，热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高，并且随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具也将随之发展。其中精密、大型、复杂、长寿命模具等高档塑料模具应加大研制与开发。5、 国外模具工业的发展情况工业发达国家的模具行业在近四十年来取得了异常迅速的发展,已摆脱了属地位而成为独立的行业,并成为基础工业的重要组成部分1988年.美国日本,西德的模具产值分别达到62亿美元,83亿美元,4亿美元,比1957年增长了约100倍,并超过了这些国家机床工业的产值.据有关资料介绍,工业发达国家的工业产品生产中.对模具的需求量日益增多,美国,日本约有4050的工业产品的生产需用模具国际市场中模具的贸易量十分可观.近年来,由于工业发达国家的,工费用增加,模具生产有向东南亚国家转移的趋势.本国的生产以高,精模具为主,需要人工劳动量大的模具则依靠进口解决.以模具出口大国日本为倒,其1980年模具进口额为24.98亿日元,至1989年已上升到132.32亿11元.十年间提高了5.3倍由此可见,中低档模具的国际市场潜力十分巨大,只要我国模具的质量能有提高,交货期能有保证,模具出口的前景是十分乐观的.此外,国际市场对塑料模具模架及模具标准件的需求量也很大,目前我国只有塑料模具模架有少量出口。四、 塑件注射成型工艺性分析1、 主要分析制品的材质、流动性、结晶性、热敏性等。ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。ABS外观为不透明呈象牙色粒料，其制品可着成五颜六色，并具有高光泽度。ABS相对密度为1.05左右，吸水率低。ABS同其他材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。ABS的氧指数为1820，属易燃聚合物，火焰呈黄色，有黑烟，并发出特殊的臭味。ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用；ABS的耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的耐蠕变性比PSF及PC大，但比PA及POM小。ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。ABS的热变形温度为93118，制品经退火处理后还可提高10左右。ABS在-40时仍能表现出一定的韧性，可在-40100的温度范围内使用。2、 厚度分析应分析制品的最小厚度，确定该制品是否满足工艺要求。由下式计算： S=(L/100+0.5)0.6式中S塑件最小壁厚（mm） L流程（mm）本设计制品的最小厚度约为1mm.3、 塑料的成型收缩不同品种的塑料其收缩率不同，同一制件不同部位的收缩率也经常不同；不同的模具结构，特点是不同的浇口尺寸和位置其收缩率不同。4、 塑件尺寸精度塑件的尺寸精度可按SJ1372-78塑料模具及模具设计P4表1-3针对不同塑料选择。五、 模具总体设计方案（一）、型腔数量确定与配置1、型腔数量的确定确定型腔的方法有很多，根据锁模力、最大注射量、制品的精度要求、模具成本等确定型腔数量。（1）根据制品的一般精度要求确定型腔数量；对于注塑模来说，塑料制件精度为3级和3a级，重量为5克，型腔数取4-6个。塑料制件为一般精度（4-5级），塑件制件重量为12-16克，型腔数取8-12个；而重量为50-100克的塑料制件，型腔数取4-8个。当在继续增加塑料制件重量时，就很少采用多腔模具。7-9级精度的塑料制件，最多型腔数比4-5级精度的塑料增多至50%。因此，本设计采用一模两件。2、型腔的配置（即布置）型腔的配置决定了模具结构的总体方案的设计。一但型腔布置完成后，浇注系统的走向和类型便确定。冷却系统和脱模机构在配置型腔时也必须得到统筹考虑。若冷却通道布置与推杆孔、螺孔发生冲突时要在型腔配置中进行协调。当型腔、浇注系统、冷却系统、脱模机构的初步位置确定后，模板的外形尺寸也基本确定。在此基础上可以选择合适的标准模架。（二）、分型面的选择一般选择分型面的原则是：1、分型面位于塑件断面尺寸最大处，保证塑件正常取；2、分型面距离浇口最远，有利于气体排出；3、不会在光滑的外表面留下痕迹，不影响塑件的外观。 根据本设计塑件的结构分析，采用2个滑块侧抽芯机构和2个斜导柱开模。（三）、浇注系统及浇口的设计浇注系统是塑料熔体由注射机喷嘴通向模具型腔的通道，因此它应能够顺利地引导熔体迅速有序地充满型腔各处，获得外观清晰，内在质量优良的塑件。浇注系统一般由主流道、分流道、浇口、冷料穴组成。浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道，是浇注系统的关键部分，起着调节控制料流速度、补料时间及防止倒流等作用。本设计浇口使用点浇口，位置设在侧端面。（四）、脱模机构的设计选择分型面时根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量，便于清除毛刺及飞边，有利于排除模具型腔内的气体，因此采用侧向抽芯结构，模具先利用斜导柱和滑块实现两边侧向分型，将两侧的滑块镶件抽出，然后再利用推件板将塑件顶出，并用弹簧复位。 （五）、排气位置的选择当塑料熔体注入型腔时，型腔内原有空气和成型时物料逸出的挥发性气体等不能顺利地排出，不仅会在制品上形成银纹、气孔、熔接痕等表面质量缺陷，还会使型腔不能充满，造成塑件表面轮廓不清。因此，在模具设计制造中必须考虑排气的问题。模具的排气方式通常有利用结构间隙排气和在分型面上开设专用排气槽。因此，本设计采用利用结构间隙排气来实现。六、 毕业设计（论文）进度安排1、第一阶段：开题 10月9日-10月21日（2周），10月21日完成开题报告；2、第二阶段：设计阶段 10月24日-12月9日（7周）；3、第三阶段：撰写毕业论文与准备答辩 12月12日-12月23日（2周）；4、毕业答辩 12月28日-12月30日。七、 参考文献【1】 黄虹主编 塑料成型加工与模具 北京： 化学工业出版社 ， 2003。【2】 中国模具设计大典编委会 中国模具设计大典 南昌： 江西科学技术出版社， 2003。【3】 塑料成型与磨具设计（讲义）。校内自编教材，2006。【4】 谭雪松 林晓新 温丽主编 新编塑料模具设计手册 北京 人民邮电出版社 2006。【5】 靖永慧 现代模具制造行业发展【J】 模真技术 2001。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）摘要 本文讨论了塑料罩注塑模具设计模设计过程。介绍了注塑模成型工艺和注塑模具的结构及工作原理。塑料罩采用的是塑料-ABS，热塑性塑料的主要成型工艺是注射成型，因此，塑料罩成型方法采用浇注成型。 本设计对台扇电机外表前塑料罩结构进行了工艺分析，确定了分型面、浇注系统等，选择了浇注机,计算了成型零部件的尺寸。确定了模具浇口、限位装置、顶出机构和导柱 导套，这样设计出的结构可确保模具工作可靠和灵活。最后对注射机进行选择和校核。 本论文基于Pro/E CAD系统，通过该系统，用户可以在可视化平台上交互式的设计注塑模具各个部件，不仅可以避免相似零件设计的重复性，大大提高其设计效率和设计质量，缩短产品的开发周期，而且方便了产品后续的有限元分析，同时也符合了现代设计思想的发展要求关键词 模具设计；注塑模；注射机塑化部件；成型零件。AbstractThis article discussed the injection mold structure of the plastic cover, and introduced injection moulding process, the structure of the injection mold and working principle. The plastic cover of ABS plastic, whose moulding process mostly is injection moulding , therefore using the casting moulding. The structure of the former plastic cover has been analysis. The parting surface and the casting system has been determined. The casting maching has been selected and the size of the forming parts have been calculated. Using the side gate, the introduction agencies asynchronous, guided column-oriented, lateral oblique derivative type column with the pump core. This structure can be designed to ensure reliable and flexible molds. machine has been selected and checked. Finally, injection machine has been selected and checked.In this paper, based on Pro / E CAD system, through the system, users can interactive visualization platform on the injection mold design various components, not only can avoid similar to the repetitive parts design, greatly improving the efficiency of its design and design quality and shorten product development cycle, and facilitate the follow-up product finite element analysis, but also in line with the thinking of the development of modern design requirements.Key words Mold Design；injection mold；injection machine plastics parts；molding parts。目 录摘要IAbstractII第1章 绪论1 1.1 模具工业在国民经济中的地位1 1.2 各种模具的分类和占有量2 1.3 我国模具工业的现状3 1.4 世界五大塑料生产国的产能状况5 1.5 我国模具技术的现状及发展趋势7第2章塑件设计分析10 2.1 塑件材料工艺性分析10 2.1.1 材料基本特征11 2.1.2 材料主要用途11 2.2 塑料制品的工艺性分析12 2.2.1 收缩性12 塑件结构设计对塑件收缩的影响12 模具结构设计对塑件收缩的影响13 2.2.2 脱模斜度13 2.2.3 塑件的壁厚14 2.2.4 侧孔14 2.2.5 圆角14 2.2.6 塑件的尺寸精度及表面质量14 塑件精度等级及尺寸公差14 塑件的表面质量15 2.3 本章小结15第3章注塑成型的准备16 3.1 注塑成型工艺简介16 3.2 注塑成型工艺条件16 3.3 注塑设备选择17 3.3.1 注塑机简介17 3.3.2 注塑机基本参数17 3.3.3 注塑机的选择17 3.4 注射机的校核18 3.4.1 最大注塑量的校核18 3.4.2 锁模力校核18 3.4.3 塑化能力的校核19 3.4.4 喷嘴尺寸校核19 3.4.5 定位环尺寸校核19 3.4.6 模具外形尺寸校核19 3.4.7 模具厚度校核19 3.4.8 模具安装尺寸校核19 3.4.9 开模行程校核19 3.5 本章小结20第4章模具设计21 4.1 分型面的确定21 4.2 型腔数目的确定21 4.3 浇口确定21 4.4 模具材料的选择21 4.5 浇注系统设计23 4.5.1 主流道23 4.5.2 分流道24 4.5.3 冷料穴24 4.5.4 浇口25 4.6 模架的确定25 4.7 导向与定位机构26 4.8 顶出系统设计27 4.8.1 脱模力的计算27 4.8.2 推杆脱模机构27 4.8.3 推板厚度的确定28 4.9 侧抽芯机构28 4.9.1 抽芯距的计算29 4.9.2 斜导柱所受弯曲力的计算30 4.9.3 斜导柱长度的计算30 4.10 锁紧机构30 4.11 排气系统设计31 4.12 温度调节系统设计31 4.12.1 温度调节对塑件质量的影响31 4.12.2 温度调节与生产效率的关系31 4.12.3 冷却系统设计32 4.13 本章小结35第5章模具主要零件的计算36 5.1 型腔、型芯的成型尺寸计算36 5.1.1 型腔的径向尺寸36 5.1.2 型腔深度尺寸计算36 5.1.3 型芯的径向尺寸计算36 5.1.4 型芯的高度尺寸计算36 5.2 型腔壁厚和底版厚度计算37 5.3 垫板计算37 5.4 弹簧的选用38 5.5 本章小结38结论39致谢40参考文献41附录142附录243IV第1章 绪论1.1 模具工业在国民经济中的地位模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。 模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。 从以下四个方面，可以看出模具工业在国民经济中的重要地位与作用。第一，模具工业是高新技术产业的一个组成部分。例如：属于高新技术领域的集成电路的设计与制造，不能没有做引线框架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封模；计算机的机壳、接插件和许多元器件的制造，也必须有精密塑料模具和精密冲压模具；数字化电子产品(包括通讯产品)的发展，没有精密模具也不行。不仅电子产品如此，在航天航空领域也离不开精密模具。例如：形状误差小于0.10.3的空空导弹红外线接收器的非球面反射镜，就必须用高精度的塑料模具成形。因此可以说，许多高精度模具本身就是高新技术产业的一部分。有些生产高精度模具的企业，已经被命名为“高新技术企业”。第二，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平，是推动模具工业技术进步的关键环节。CADCAECAM技术在模具工业中的应用，快速原型制造技术的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革。模具的开发和制造水平的提高，还有赖于采用数控精密高效加工设备。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用，也要与电子信息等高新技术嫁接，实现高新技术产业化。第三，模具工业是装备工业的一个组成部分。在1998年以前，许多人把机械工业当作一般的加工工业。1998年11月召开的中央经济工作会议，首次明确提出了加大装备工业的开发力度，推进关键设备的国产化。将机械工业作为装备工业，把它同一般的加工工业区别开来，是对机械工业在国民经济中的地位与作用的重新定位。模具作为基础工艺装备，在装备工业中自然有其重要地位。因为国民经济各产业部门需要的装备，其零部件有很大一部分是用模具做出来的。第四，模具工业地位之重要，还在于国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。机械、电子、汽车工业需要大量的模具，特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都远不能满足这些支柱产业发展的需要。这几年，我国每年要进口近10亿美元的模具。我国石化工业一年生产500多万吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生产和生活的消费。生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具，需要大量的陶瓷模具;生产塑料管件和塑钢门窗，也需要大量的塑料模具成形。从五大支柱产业对模具的需求当中，也可以看到模具工业地位之重要.从我国的情况来看，不少工业产品质量上不去，新产品开发不出来，老产品更新速度慢，能源消耗指标高，材料消耗量大，这都与我国模具生产技术落后，没有一个强大的、先进的模具工业密切相关。因此，要使国民经济各个部门获得高速发展，尽快缩短和发达国家之间的差距，加速实现社会主义现代化步伐，惟一的出路就是必须尽快将模具工业搞上去，使模具生产形成一个独立的工业部门，从而充分发挥模具在国民经济中的关键作用。1.2 各种模具的分类和占有量模具主要类型有：冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。 （1）冲模：冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占模具总数的50以上。按工艺性质的不同，冲模可分为落料模，冲孔模，切口模，切边模，弯曲模，卷边模，拉深模，校平模，翻孔模，翻边模，缩口模，压印模，胀形模。按组合工序不同，冲模分为单工序模，复合模，连续模。 （2）锻模：锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。按锻压设备不同，锻模分为锤用锻模，螺旋压力机锻模，热模锻压力锻模，平锻机用锻模，水压机用锻模，高速锤用锻模，摆动碾压机用锻模，辊锻机用锻模，楔横轧机用锻模等。按工艺用途不同，锻模可分为预锻模具，挤压模具，精锻模具，等温模具，超塑性模具等。 （3）塑料模：塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的35，而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。 （4）压铸模：压铸模是压力铸造工艺装备，压力铸造是使液态金属在高温和高速下充填铸型，在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。压铸模约占模具总数的6。 （5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工艺分类粉末冶金模有：压模，精整模，复压模，热压模，粉浆浇注模，松装烧结模等。 模具所涉及的工艺繁多，包括机械设计制造，塑料，橡胶加工，金属材料，铸造（凝固理论），塑性加工，玻璃等诸多学科和行业，是一个多学科的综合，其复杂程度显而易见。1.3 我国模具工业的现状中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。虽然我国模具总量目前已达到相当规模，模具水平也有很大提高，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等工业发达国家许多。当前存在的问题和差距主要表现在以下几方面：(1) 总量供不应求国内模具自配率只有70%左右。其中低档模具供过于求，中高档模具自配率只有50%左右。(2) 企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构均不合理我国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂），自产自配比例高达60%左右，而国外模具超过70%属商品模具。专业模具厂大多是“大而全”、“小而全”的组织形式，而国外大多是“小而专”、“小而精”。国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足30%，而国外在50%以上。2004年，模具进出口之比为3.71，进出口相抵后的净进口额达13.2亿美元，为世界模具净进口量最大的国家。(3) 模具产品水平大大低于国际水平，生产周期却高于国际水平产品水平低主要表现在模具的精度、型腔表面粗糙度、寿命及结构等方面。(4) 开发能力较差，经济效益欠佳我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合1万美元，国外模具工业发达国家大多是1520万美元，有的高达2530万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。造成上述差距的原因很多，除了历史上模具作为产品长期未得到应有的重视，以及多数国有企业机制不能适应市场经济之外，还有下列几个原因： 国家对模具工业的政策支持力度还不够虽然国家已经明确颁布了模具行业的产业政策，但配套政策少，执行力度弱。目前享受模具产品增值税的企业全国只有185家，大多数企业仍旧税负过重。模具企业进行技术改造引进设备要缴纳相当数量的税金，影响技术进步，而且民营企业贷款十分困难。 人才严重不足，科研开发及技术攻关投入太少模具行业是技术、资金、劳动密集的产业，随着时代的进步和技术的发展，掌握并且熟练运用新技术的人才异常短缺，高级模具钳工及企业管理人才也非常紧张。由于模具企业效益欠佳及对科研开发和技术攻关重视不够，科研单位和大专院校的眼睛盯着创收，导致模具行业在科研开发和技术攻关方面投入太少，致使模具技术发展步伐不大，进展不快。 工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低近年来我国机床行业进步较快，已能提供比较成套的高精度加工设备，但与国外装备相比，仍有较大差距。虽然国内许多企业已引进许多国外先进设备，但总体的装备水平比国外许多企业低很多。由于体制和资金等方面的原因，引进设备不配套，设备与附件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较妥善的解决。 专业化、标准化、商品化程度低，协作能力差由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，模具专业化水平低，专业分工不细致，商品化程度低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占40左右，其余为自产自用。模具企业之间协作不畅，难以完成较大规模的模具成套任务。模具标准化水平低，模具标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，特别是对模具制造周期有很大影响。 模具材料及模具相关技术落后模具材料性能、质量和品种问题往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢材相比有较大差距。塑料、板材、设备性能差，也直接影响模具水平的提高。1.4 世界五大塑料生产国的产能状况美国塑料(原料)的产量多年来一直雄居各国之首。早在80年代前期，美国塑料产量就已达2000万吨之多，1986年增至23l0万吨，占全球总产量8100吨的28.5，此后美国塑料产量继续呈现稳定增长之势，1988年、1990年、1992年、1994年、1996年和1998年分别增加到2710万吨、2810万吨、3010万吨、3410万吨、4000万吨和4360万吨，占世界总产量的比例从1996年起提高到30以上。2001年美国塑料产量为4170万吨，其中以聚乙烯为最多，达1500多万吨。其次分别是氯乙烯650万吨、聚丙烯720万吨、聚苯乙烯对酞酸脂320万吨、聚苯乙烯280万吨。国内塑料消费量(产量+进口量一出口量)，美国也是全球最多的。美国的全部塑料消费量2001年为4280万吨。美国人均塑料消费量也是很高的，2000年为159公斤，2001年略减为155公斤，居全球第3位。美国现有各种大小塑料企事业单位1万多家，其中职工人数少于50人的占总数的53，50l00人的占21，100500人的占23，超过500人的占近4。职工总数近90万人。在美国塑料制品加工业的就职人数达110万，2001年的出货金额为2150亿美元，人均出货金额为195美元。德国是世界最大的塑料(原料)生产国之一，上世纪90年代初的1991年、1992年和1993年，德国塑料产量都为990多万吨，1994年增达超过1000万吨的1110万吨1998年达近1300万吨，1999年为近1400万吨，2000年增至1550万吨，超过日本为世界第2大塑料生产国，2001年上升为1580万吨，2002年已过1600万吨。2001年德国生产的种种塑料原料中，聚乙烯为285万吨(低密度聚乙烯160万吨，高密度聚乙烯125万吨)，氯乙烯175万吨，聚丙烯160万吨。德国2001年的国内塑料消费量为1280万吨，其中聚乙烯265万吨，聚丙烯155万吨氯乙烯152万吨。德国人均塑料消费量2001年为160公斤，在世界上仅少于比利时的172公斤，高于美国的155公斤，排在世界第2位。德国塑料制品加工业的职工总计有近30万人，2001年的出货金额为360亿美元，人均126美元。德国塑料制品加工企业中职工少于50人的占44，50100人的占28，100500人的占25，500人以上的占4。小编推荐广大化工厂用泵、医药厂用泵首选上海市龙亚水泵厂 上海龙亚耐腐蚀泵制造有限公司 上海市新龙亚给排水设备有限公司转自：国际泵阀贸易网中国塑料工业多年持续高速增长，1991年产量仅为250万吨，1995年增为350万吨，1998年超过700万吨，到2002年已增达约1400万吨，超过日本而成为世界第3大塑料原料生产国。中国今年塑料制品市场将持续走强，在包装、工程、建材、农用和日用塑料制品等各个领域都将有较大幅度的增长，需求量将超过2500万吨。其中包装塑料制品今年需求量将超过850万吨，工程塑料制品需求量将达400万吨左右，建材塑料制品需求量将达300万吨以上，农用塑料制品需求量将在500万吨左右，日用塑料制品需求量约为80万吨左右。日本在很长的时期内都是仅次于美国的世界第2大塑料生产国。一直到1997年，日本塑料产量曾经连续多年增长，年产量在70年代中期就已达500多万吨，1987年突破1000万吨，1991年达约1300万吨，1992年和1993年因受日本经济下滑的影响，产量略有减少，分别降至1258和1225万吨。从1994年起产量再度增长，1994年、1995年和1996年分别回升到1300万吨、1400万吨和1470万吨，1997年的产量又比上年增长3.7，达到1521万吨，首次超过1500万吨。但这种增势在1998年受到遏制，产量大幅度减少。1998年，日本塑料产量为1390万吨，比上年减少了8.7。1999年和2000年日本塑料产量分别回升到1432万吨和1445万吨，但仍远未恢复到1997年的水平。2001年和2002年日本塑料产量再度下降至1400万吨以下的1364万吨和1361万吨。2002年日本塑料(原料)产量减为1361万吨。而中国则增为1366万吨，日本又退居第4位。可塑性树脂产量在日本塑料(原料)总产量中占9成左右，2002年日本生产了1214万吨热可塑性树脂，占总产量的89.2，热硬化性树脂产量为127万吨。仅占9.3，聚乙烯在日本生产的各种塑料中，数量最多，1997年、1998年、1999年、2000年和2001年分别为337万吨、314万吨、337万吨、334万吨和329万吨，2002年减至318万吨、比上年减少3.6，其中低密度聚乙烯179万吨，高密度聚乙烯118万吨，其他(EVA)21万吨；聚丙烯264万吨，比上年减少2(比历史最高的1997年的285万吨减少7；氯乙烯223万吨，比上年增长1.4(比1997年的262万吨减少15)；聚苯乙烯119万吨，比上年减少2.5(比1997年的152万吨少22)。日本国内塑料消费量1997年曾达1230万吨，是迄今为止的最高纪录，2002年降到1035万吨，人均年消费量同样也从1997年97.2公斤下降到2002年的81.2公斤。日本塑料制品加工业有职工45万，2001年出货金额为840亿美元，人均186美元。日本塑料制品加工企业中职工人数不足50人的占93.3(其中9人以下的占66)，50100人的企业占4.1，100500人的占2.5，500人以上的只占0.1。韩国塑料产量增长十分迅速，1986年超过200万吨，1990年增达300万吨，1992年突破500万吨，1994年、1996年和1997年分别上升到600多万吨、700多万吨和800多万吨，1998年产量增至850万吨，1999年突破900万吨，2001年达1200万吨，跻身于世界5大塑料生产国之列。韩国塑料原料产品中以聚乙烯居首，2001年产量为340万吨(低密度聚乙烯160万吨，高密度聚乙烯180万吨)，聚丙烯以238万吨排在第2位，其次分别是聚酯161万吨、氯乙烯124万吨、ABSAS树脂86万吨、聚苯乙烯77万吨。韩国国内塑料消费量2001年420万吨，只相当于产量的1/3略高。人均塑料消费量2001年为106公斤，韩国塑料制品加工业的职工总数2001年为3.1万人，出货金额为85亿美元，人均276美元。塑料产量位居世界前10名的国家和地区还有法国660万吨、比利时600万吨、中国台湾598万吨、加拿大432万吨和意大利385万吨(均为2001年产量)。1.5 我国模具技术的现状及发展趋势20世纪80年代以来，国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，同时为模具的发展提供了巨大的动力。这些年来，中国模具发展十分迅速，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展。振兴和发展中国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”已经取得了共识。目前，中国有17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其他各类模具约占11%。近年来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了变化。除了国有专业厂家外，还有集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，他们都得到了迅速的发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。中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48in（约122cm）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。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料1等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。进入21世纪，在经济全球化的新形势下，随着资本、技术和劳动力市场的重新整合，中国装备制造业在加入WTO以后，将成为世界装备制造业的基地。而在现代制造业中，无论哪一行业的工程装备，都越来越多地采用由模具工业提供的产品。为了适应用户对模具制造的高精度、短交货期、低成本的迫切要求，模具工业正广泛应用现代先进制造技术来加速模具工业的技术进步，这是各行各业对模具这一基础工艺装备的迫切需求。我国模具技术的发展趋势:随着电子、信息等高新技术的不断发展，模具技术的发展呈现以下趋势。模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展。模具CAD/CAE/CAM技术是模具设计、制造技术的发展方向，模具和工件的检测数字、模具软件功能集成化、模具设计、分析及制造的三维化、模具产业的逆向工程以及模具软件应用的网络化是主趋势。新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟（CAE）及信息的管理与共享。值得强调的是，模具数字化不是孤立的计算机辅助功能或数控技术的集合，其关键是它们与人工智能的有机集成，不仅可以整理知识、保存知识，还可以挖掘知识、繁衍知识。新一代的模具数字化将是一个集工程师的智慧和经验、计算机的硬件和软件、数值模拟和数控技术、工艺及工程管理为一体的模具优化的开发、设计和认证的系统工程。由于车辆和电机等产品向轻量化发展，许多轻型材料和轻型结构用于汽车业，如以铝代钢，非全密度成形，高分子材料、复合材料、工程陶瓷、超硬材料。新型材料的采用使得生产成形和加工工艺发生了根本变革，相应地出现了液态（半固态）挤压模具及粉末锻模、冲压模具功能复合化、超塑性成形、塑性精密成形技术、塑料模气体辅助注射技术及热流道技术、高压注射成型技术等。另一方面，随着先进制造技术的不断发展和模具行业整体水平的提高，在模具行业出现了一些新的设计、生产、管理理念与模式。主要有：适应模具单件生产特点的柔性制造技术；创造最佳管理和效益的精益生产；提高快速应变能力的并行工程、虚拟制造及全球敏捷制造、网络制造等新的生产模式；模具标准件的日渐广泛应用（模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，且还能提高模具的质量和降低模具制造成本）；广泛采用标准件、通用件的分工协作生产模式；适应可持续发展和环保要求的绿色设计与制造等。第2章塑件设计分析2.1 塑件材料工艺性分析三维结构图2-1所示: 图2-1塑件模型三维图二维结构图2-2所示: 图2-2塑件模型二维图2.1.1 材料基本特征塑料零件的材料为ABS为塑料件的材料。ABS塑料（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物）的特性如下：（1) 物理性能ABS外观为不透明呈象牙色粒料，其制品可着成五颜六色，并具有高光泽度。ABS相对密度为1.05g/cm左右，吸水率低。（2) 力学性能ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用；ABS的耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的热变形温度为93118，制品经退火处理后还可提高10左右。ABS在-40时仍能表现出一定的韧性，可在-40100的温度范围内使用 化学名称：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 2.1.2 材料主要用途ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。 ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。 2.1.3 材料成型特点成型特性： (1)无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥8090,3h。(2)宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270)。对精度较高的塑件,模温宜取5060,对高光泽。耐热塑件,模温宜取6080。(3)如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 (4)如成形耐热级或阻燃级材料，生产37天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。2.2 塑料制品的工艺性分析2.2.1 收缩性材料为ABS，查阅资料可知，ABS的收缩率为0.0040.007，由公式（2-1）求出ABS平均收缩率： （2-1）式中 塑料的平均收缩率； 塑料的最大收缩率；塑件的最小收缩率。 塑件结构设计对塑件收缩的影响塑件的形状、尺寸、壁厚、有无嵌件和嵌件数量及分布等对收缩率影响不小。但形状复杂、壁薄、有嵌件而且嵌件分布均匀地收缩率较小。 塑件的结构设计要求塑件有一个均匀的截面，即通常所说的塑件壁厚要均匀。如果一个塑件中有一、二处的截面较其它处的截面厚些，而采用的成型条件又只适宜于模塑薄处截面，则在厚截面处会发现缺料或塑件不密实或熟化不足以致造成收缩的不均，且薄壁塑件比厚壁塑件的收缩要小。另外，塑件上带有嵌件者比不带嵌件者收缩要小，塑件形状复杂的比形状简单的收缩要小，且直径方向的尺寸比高度方向的尺寸收缩要小。 模具结构设计对塑件收缩的影响模具分型面、加压方向、浇注系统结构形式、浇口布局及尺寸对收缩率及收缩的方向性影响很大。设计所选用的结构及浇口的位置和大小均与模制压力有密切关系。对热固性塑料的模塑成型来讲，模具结构设计合理时，可提高作用在物料上的压力，增加流动性，从而填充密实，促使成型后的产品收缩值小，如密闭式压模模具能将承受到的压力全部传递给型腔中的物料，而敞开式压模模具却只能传递一部分压力，而热塑性塑料的模塑成型时，注射模具浇口的位置和大小对塑件的收缩影响很大，浇口过小则会过多地限制原料流动，同时浇道的长度、直径和塑料进入模具流道的曲折点都会引起压力的损失，相应地减小“有效压力.，以致影响塑料的压缩程度。而浇口的位置又决定原料流动的方向，从而影响塑料的收缩。对热固性塑料铸压模具来讲，其浇口位置和大小对塑件收缩亦有同样的影响。 除上述关于模塑过程中以及模塑刚完成后所发生的收缩现象外，有些塑料在老化过程中还有一些收缩，这种老化收缩现象对热固性塑料尤为显著。对纤维醋类如醋酸纤维，则根据所用的增塑剂类型和比例也有不同程度的收缩，因此将在模塑过程中塑件的收缩值补偿到模具的相应尺寸中去，再从工艺条件来控制收缩范围，这样，就有可能得到比较符合图纸要求的塑件。2.2.2 脱模斜度塑件在模塑成型过程中，塑料从熔融状态转变为固态，将会产生一定量的尺寸收缩，从而使塑件紧紧地包在模具型芯或型腔中凸起部分。为此必须考虑塑件内外壁有足够的脱模斜度。脱模斜度是为了便于脱模，防止塑件表面在脱模时划伤，擦毛，在设计塑件表面沿脱模方向应具有合理的脱模斜度。塑件的脱模斜度大小跟塑件的性质、收缩率、摩擦因素、塑件的壁厚和几何形状有关。在设计时，参考一些资料来确定塑件的脱模斜度，一般以塑件的材料为选择依据。ABS塑料的脱模斜度为，本设计选择的脱模斜度为0.95。 2.2.3 塑件的壁厚一般说来，塑件的厚度越厚就越能满足产品的强度和刚度的性能要求，但是从塑件的成型过程看来，塑件的壁厚越厚，冷却的时间就越长，整个塑件的成型周期就要延长，提高了生产的成本，降低了生产的效率，同时，塑件的壁厚越厚，收缩率就增大，这样使的得产品的尺寸不稳定性增加，降低了产品的质量。热塑性塑料的壁厚一般为2-4mm，小塑件取偏小值，中等塑件取偏大值，大塑件可以适当地加厚。塑件最小壁厚取决于塑料的流动性。 最小壁厚与流程的关系： (2-2) 根据热塑性塑料壁厚推荐值：ABS最小壁厚0.9mm，最大壁厚7.6mm，推荐壁厚2.5mm。本设计中采用2.5mm，满足壁厚要求。2.2.4 侧孔 塑料制品上的孔通常有两种，一种是制品本身有各种用途的装配孔，另一种是为了改善制品的性能而设置的工艺孔，不管是哪一种孔，设计合理，就会有一个好的质量并且便于制品的成型。具体应用主要分三种情况：当制品需有侧孔时，往往会使模具增加侧抽芯机构，使模具的制造复杂化，因此应尽量改进设计，简化模具结构，确保顺利脱模；制品上孔的位置，应尽可能设置在不易削弱制品强度的位置上；对于脆性制品，相邻孔之间以及孔到制品边缘之间，要留有适当的距离，以防止在连接和固定制品时发生破裂。2.2.5 圆角在塑件的角隅处，既内外表面的交接转折处，加强筋的顶端及根部等处都应有设计成圆角，而且圆角的半径不应小于0.5mm。凡能设计成圆角的地反均设计成圆角，有一系列好处。在塑件成型时熔料流动阻力小，有利于改善流动冲模特性。可以防止因塑料收缩而导致的塑件变形或者因锐角而引起的应力集中，使塑件的强度增大，模具使用寿命延长，塑件外形也因圆弧过渡而显得更为美观。本塑件设计圆角为1mm。2.2.6 塑件的尺寸精度及表面质量 塑件精度等级及尺寸公差查阅资料可得塑件采用的精度等级为4级精度。 塑件的表面质量该塑件要求外形美观，色泽鲜艳，外表面没有斑点及熔接痕，粗糙度可取Ra0.025m，Ra0.8m,Ra1.6m。2.3 本章小结通过绘制塑件的二维图和三维图，来直观分析塑件的具体形状和结构，为模具所需要的成型零件的选择奠定基础。第3章注塑成型的准备3.1 注塑成型工艺简介注塑成型工艺是制作塑料产品的一种作方法。注塑成型的全过程为：把塑料颗粒通过进料斗加入到一筒内逐渐加热到一定温度并保持一定时间，并在一定的搅拌强度（转速）下均匀（塑化）在一定压力（推力）及速度下推注到模具内（注塑成型）在压力作用下（保压），进行冷却（控制冷却速度）当塑料达到一定温度时，在一定速度下打开模具（开模）在一定的速度及作用力下把成品顶出模具（出模）成品进行检查、修除飞边（模具结合面形成的多余料）料柄（塑料的注射通道上的料，此料还起到补充成品在冷却收缩时减少的体积）包装进库。同时注塑机进行加脱模剂，合拢模具工序。 注塑成型工艺主要控制各过程中的温度、压力、速度、时间等参数指标.3.2 注塑成型工艺条件注塑成型工艺条件：速度、压力、溫度、时间、行程、数量。 1.射出压力(一次压)：在注射成型时螺杆顶部单位面积对塑料施加的压力； P=油缸直径D0/螺杆直径D1*油压压力； 2.保压(二次压)： 熔融原料在型腔中冷却，这时必须施加一定的压力来补充其收缩部分， 增高密度，这时螺杆对塑料施加的压力叫保压； 3.锁模力： （吨位） 锁模机构对模具所能施加的最大夹紧力； F=KPA(K=0.4-0.7，即压力损失系数)；P：最大油泵压力；A：锁模板面积； 设定时一般不超过80-100； 4.注射量： 一个注射成型周期中注入模具内的塑料重量； 5.注射能力： 克数.g/h 一台注塑机螺杆作一次最大注射行程時所能射出的最大量； G=3.14/4D2S密度 D：螺杆直径；S：螺杆行程生产中一个周期注射量应小于或等于机台最大射出量的80%； 6.射速： 螺杆在料管內移动，单位时间內移动的行程叫射速； V=S/T100% S：螺杆在料管內的行程；T：螺杆射出时间； 7.背压： 加料时，在螺杆反退的反方向上，加在熔融塑料上的压力； 背压的作用：1.提高熔融塑胶的混练效果； 2.提高熔融塑胶的温度； 3.提高熔融塑胶的密度； 4.增进塑胶颜色的均匀；5.排出熔融塑胶内的气体； 8.低压保护： 指模具在锁模时对阻力产生的一种保护裝置，其能使模具在压住异物时受到最小的伤害，減少压模损失。 其工作原理是在模具从锁模低速到锁模高压的这段距离设定一定的时间，当模具在这段锁模过程中碰到异物.塑胶或因润滑不足而在设定时间内锁不到高压切换点时，机器就产生警报，并将模具打开； 3.3 注塑设备选择3.3.1 注塑机简介注塑机又名注射成型机或注射机。它是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。分为立式、卧式、全电式。注塑机能加热塑料，对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。3.3.2 注塑机基本参数注射机的主要参数有公称注射量、公称注射量、注射速率、塑化能力、锁模力、公称注射量、注射压力、注射压力、注射速率、塑化能力、锁模力、合模装置的基本尺寸、开合模速度、空循环时间、合模装置的基本尺寸、开合模速度、空循环时间等。3.3.3 注塑机的选择选取注射机型号为XS-Z-60，具体参数如表3-1：表3-1注塑机参数理论容量ShotSize (Theoretical)60注塑速率Injection Rate60塑化能力Plasticizing Capacity30注塑压力Injection Pressure122锁模力Clamp Tonnage500移模行程Toggle Stroke180最大模厚Max Mold Height200最小模厚Min Mold Height70喷嘴球半径Spray nozzle12喷嘴口孔径Aperture nozzle43.4 注射机的校核3.4.1 最大注塑量的校核塑件的质量必须与所选择的注射机的最大注射量相适应，否则会影响塑件的生产和质量。若注射量过大，注射机利用率降低，浪费材料，而且可能导致塑料分解；最大注射量小于塑件的质量，就会造成塑件的形状不完整或内部组织疏松，以及塑件强度下降等缺陷。为了保证正常的注射成型，注射机的最大注射量应稍大于塑件的质量以及流到凝料质量的总和。通常注射机的实际注射量最好在注射机的最大注射量的80%以内。当塑料注射成型机最大注射量以最大注射容积标定时，按下式校核： （3-1） 式中 塑料注射成型机最大注射容量,mm3； 塑件的体积（包括塑料制品、浇道凝料和飞边）,mm3； 1个塑件的体积, mm3； 型腔数； 塑料注射成型机最大注射量的利用系数，取=0.8。制品的体积计算：=2V1+V2+V3 （3-2） =2Dbh+Dbh+4/3r3 =20.2596+0.25912+3.14(0.3)3 =27+27+0.1131 =54.1131 cm3 故由上式得： 即等于 （3-3） 满足要求。3.4.2 锁模力校核锁模力是指当高压熔体充满模具型腔时，会在型腔内产生一个很大的力，力图使模具分型面涨开，其值等于塑件和流道系统在分型面上总的投影面积乘以型腔内塑料压力。作用在这个面上的力应小于注塑机的额定锁模力F即： （3-4） 式中:注射机的公称锁模力（N）； 模内平均压力（型腔内的溶体平均压力MPa）,一般为45MPa； 塑件、流到、浇口在分型面上的投影面积之和,mm3 ； 注射压力在型腔内所产生的作用力。故由上式得: 900KN=45(108+0.8) 100 900000N=486360N 所以，锁模力合乎要求。3.4.3 塑化能力的校核初定成型周期为28秒计算，实际要求的塑化能力为：每次实际注射量/成型周期，即：0.36（g/s），小于注塑机的塑化能力20（g/s），说明注射机能完全满足塑化要求。3.4.4 喷嘴尺寸校核注射机喷嘴头部的球面半径 应与模具主流道始端的球面半径 吻合，以免高压塑料熔体从缝隙处溢出。一般 应比 小1-2mm，否则主流道内德塑料拧料将无法脱出。本设计主流道始端口径5mm喷嘴孔直径4mm；合乎要求。3.4.5 定位环尺寸校核为了使模具主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线重合，模具定模板上凸出的定位环与注射机固定板上的定位孔呈较松动的间隙配合H11/h11。定位环的高度一般小型模具为8-10mm，大型模具为10-15mm。本设计定位环高度取15mm；合乎要求。3.4.6 模具外形尺寸校核模板平面尺寸和模具安装用螺钉位置尺寸校核：动模座板和定模座板的尺寸均是350mm320mm，均小于注塑机四根棱柱之间的尺寸值，合乎要求。3.4.7 模具厚度校核注射机规定的模具最大与最小厚度是指模板闭合后达到规定锁模力时动模板和定模板的最大与最小距离。因为，所设计模具的厚度应在注射机规定的模具最大与最小厚度范围内，否则将不可能获得规定的锁模力。本设计从模具装配图中可以看出:模具厚度为215mm (最小200,最大300)；合乎要求。3.4.8 模具安装尺寸校核为了使注射模具能顺利地安装在注射机上并生产出合格的制件，在设计模具时必须校核注射机上与模具安装有关的尺寸，因为不同型号和规格的注射机，其安装模具部位的形状和尺寸各不相同。一般情况下设计模具时应校核的部分包括模具最大和最小厚度、模具的长度和宽度、喷嘴尺寸、定位圈尺寸等。3.4.9 开模行程校核注塑机开模时的行程是有限的，取出制件所需要的开模距离必须小于注塑机的最大开模距离。开模距离可分为两类情况校核：一是注塑机最大开模行程与模厚无关；另一种是注塑机最小开模行程与模厚有关。我们的校核应该按照第一种情况来校核，其校核依据为： （3-5） 式中 注塑机最大开模行程(mm)； 塑件脱模（推出距离）距离（mm）； 塑件高度，包括浇注系统在内（mm）； a取出凝料所需要的最短距离 （mm）；故由上式得：35+27.5+70+10=142.5180mm142.5mm 合乎要求。到此，注塑机的各项相关工艺参数均已校核通过。3.5 本章小结模架尺寸的选择确定模具的整体框架，为模具具体内部设计奠定基础。第4章模具设计4.1 分型面的确定选择分型面是为了便于塑件的脱模和简化模具结构一般选择分型面的原则是：分型面位于塑件断面尺寸最大处，保证塑件正常取；分型面距离浇口最远，有利于气体排出；不影响塑件的外观。本设计分型面为塑件上表面。4.2 型腔数目的确定确定型腔的方法有很多，根据锁模力、最大注射量、制品的精度要求、模具成本。根据制品的一般精度和塑件的质量确定本设计为一模两件。4.3 浇口确定浇口的形式众多，通常都有边缘浇口、扇形浇口、平缝浇口、圆环浇口、轮辐浇口、点浇口、潜伏式浇口、护耳浇口、直浇口等。鉴于塑料罩的投影面积大的具体结构，选择侧浇口。4.4 模具材料的选择选择模具材料，应重点考虑是否能够满足模具工作条件、加工工艺性、使用经济性三方面要求： 一、模具满足工作条件要求 1.耐磨性坯料在模具型腔中塑性变性时，沿型腔表面既流动又滑动，使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。硬度是影响耐磨性的主要因素。一般情况下，模具零件的硬度越高，磨损量越小，耐磨性也越好。另外，耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。 2.强韧性模具的工作条件大多十分恶劣，有些常承受较大的冲击负荷，从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断，模具要具有较高的强度和韧性。模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。 3.疲劳断裂性能模具工作过程中，在循环应力的长期作用下，往往导致疲劳断裂。其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。 4.高温性能当模具的工作温度较高进，会使硬度和强度下降，导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。因此，模具材料应具有较高的抗回火稳定性，以保证模具在工作温度下，具有较高的硬度和强度。 5.耐冷热疲劳性能有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态，使型腔表面受拉、压力变应力的作用，引起表面龟裂和剥落，增大摩擦力，阻碍塑性变形，降低了尺寸精度，从而导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一，帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。 6.耐蚀性有些模具如塑料模在工作时，由于塑料中存在氯、氟等元素，受热后分解析出HCI、HF等强侵蚀性气体，侵蚀模具型腔表面，加大其表面粗糙度，加剧磨损失效。 二、模具满足工艺性能要求模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的制造质量，降低生产成本，其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。 1.可锻性具有较低的热锻变形抗力，塑性好，锻造温度范围宽，锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。 2.退火工艺性退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。 3.切削加工性削用量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。 4.氧化、脱碳敏感性高温加热时抗氧化怀能好，脱碳速度慢，对加热介质不敏感，产生麻点倾向小。 5.淬硬性淬火后具有均匀而高的表面硬度。 6.淬透性淬火后能获得较深的淬硬层，采用缓和的淬火介质就能淬硬。 7.淬火变形开裂倾向常规淬火体积变化小，形状翘曲、畸变轻微，异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低，对淬火温度及工件形状不敏感。 8.可磨削性砂轮相对损耗小，无烧伤极限磨削用量大，对砂轮质量及冷却条件不敏感，不易发生磨伤及磨削裂纹。 三、模具满足经济性要求 在给模具选材是，必须考虑经济性这一原则，尽可能地降低制造成本。因此，在满足使用性能的前提下，首先选用价格较低的，能用碳钢就不用合金钢，能用国产材料就不用进口材料。另外，在选材时还应考虑市场的生产和供应情况，所选钢种应尽量少而集中，易购买。4.5 浇注系统设计浇注系统可分为普通浇注系统和热流道浇注系统两大类。浇注系统控制着塑件成型过程中充模和补料两个重要阶段，对塑件质量关系极大。浇注系统是指从注塑机喷嘴开始，到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，或在此通道内的冷凝的固体塑料。本模具的浇注系统简单，没有分浇道，只有一个主浇道。这样流程比较可能短，减小了压力损失、缩短了填充时间、减少了流道凝料。4.5.1 主流道主流道与喷嘴的接触处多作成半球形的凹坑。二者应严密接触以避免高压塑料的溢出，凹坑球半径比喷嘴球头半径大1-2mm；主流道小端直径应比喷嘴孔直径约大0.5-1mm，常取4-8mm，视制品大小及补料要求决定。大端直径应比分流道深度大1.5mm以上，其锥角不宜过大一般取26，但近年来有倾向于件小锥度的趋势。热塑性塑料的主流道，一般由浇口套构成。 图4-1 流道结构形式计算主流道的直径经验公式为： （4-1） 式中 D主流道大端直径（mm）； V流经主流道的溶体容积； K因溶体材料而异的常数（查表得ABS材料K值取4）。经计算在本设计中小端取直径为5mm大端取直径为8mm。为了有利于熔料的平稳转向，同时还可减小料流阻力，在主浇道出口处设置圆角， 或 取r1=1 mm为了保证注射机喷嘴头部与浇注系统进料处的良好吻合避免由于积存冷料而影响脱模，一般，要求浇口套凹球面半径R比喷咀球面半径r大12mm，即喷咀球面半径r=2mm，取R=4mm主浇道的形状一般为圆锥形，并取锥角=25。这个斜度比一般的脱模斜度大，主要是为了减少主浇道凝料的脱模阻力。主浇道入口直径d1应比喷咀孔径d大些 。避免喷嘴与浇口套之间造成死角而积存冷料 ，影响浇注系统凝料脱出。 喷咀孔径=4 mm 取d1=5 mm为了减少浇注系统的凝料消耗，减小熔料的压力损失，同时结构上没有特别需要，主浇道长度应尽可能短些，一般 取H=50mm主流道表面粗糙度应适当，一般取为 这是因为，表面粗糙度大熔料的流动阻力大，脱模阻力也大； 表面粗糙度如果太小 熔料的流动阻力会小些，但凝料与主流道之间容易形成真空，反而会使脱模阻力增大。4.5.2 分流道分流道的布置形式 在设计时应尽量考虑减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔料温度的降低，同时还要考虑到减小分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道分流道的长度，由于流道设计简单根据两个型腔的结构设计，分流道 设计较短，设计时可适当取小值,单边分流道长度 L。分流道的截面形状，常用的分流道形状有圆形和梯形等，为了便与加工 和凝料的脱模，分流道大多设计在分型面上。本设计采用圆形，其加工性能较好。4.5.3 冷料穴本模具的冷料穴为一级冷料穴，即主浇道直对的冷料穴，是带Z型拉料杆的冷料穴。一般的冷料穴开设在主浇道直对的动模板上（即塑料熔体流动的转向处），其标称直径与主浇道大端直径相同。要保证冷料穴的体积大于冷料的体积。本设计冷料穴直径D=22mm。深度约为7mm，H=20mm。4.5.4 浇口根据经验的数据,一般的点浇口直径常为0.51.8,这里选4；浇口的长度常为0.52，这里选2。4.6 模架的确定4.6.1 模架的选用普通标准模架的优点和局限性：注射模具在结构上存在相似性，才使模具零件和模架的标准化成为可能目前，因为外已有许多标准化的模架形式用户订购。选用标准模架有如下优点：简单方便买来即用不必库存。能使模具的设计和制造得以简化。缩短了模具生产周期促进了塑件的更新换代。模具的精度和动作可靠性得以保证。提高了模具中易损零件的互换性便于模具的维修。但采取标准模架时也会带来某些不便例举如下：模板尺寸的局限性在标准模架中模板的长宽高都是在一定范围内的一些特殊塑料可能无标准模架可选。由于标准模架中导柱、紧固螺钉及复位杆的位置已确定有可能会妨碍冷却水道的开设。由于动模两垫块之间的跨越无法调整在模具设计中往往需要增加支撑柱来减少模板变形。综上所述采用标准模架的优越性是十分明显的我们希望在模具设计中要尽可能选用标准模架不仅如此而且能在标准模架的基础上实现模具制图的标准化，模具结构的标准化以及工艺范围的标准化。通过前面的设计及计算工作，便可以根据所定内容确定模架。模架部分可以自己设计，也可以选用标准模架；在生产现场模具设计过程中，尽可能选用标准模架，确定出标准模架的形式，规格及标准代号，因为标准件有很大一部分已经标准化，随时可在市场上买到，这对缩短制造周期，降低制造成本时极其有用的。而标准件则包括通用标准件及模具专用标准件两大类。通用标准件如紧固件等。模具专用标准件如定位圈、浇口套、推杆、导柱、导套、模具专用弹簧、冷却及加热元件等。此外，在模架尺寸确定之后，对模具有关零件进行必要的强度或刚度校核，看所选模架是否符合要求，尤其对大型模具，这一点尤为重要。设计模具时，开始就要选定模架。当然选用模架时要考虑到塑件的成型、流道的分布形式以及顶出机构的形式等因素。模具的结构形式注射模是塑料注射成型工艺中不可缺少的工具，虽然其结构形式多种多样，但通常按结构特征来说,可分为二板式注射模、三板注射模、哈夫式注射模等。二板式注射模是最简单的一种结构形式，是由动模和定模两块组成的，二板式注射模可设计成单型腔二板式注射模和多型腔二板式注射模，根据实际塑件的要求，单型腔二板式注射模也可以增添其他部件：如支撑销和活动成型芯等。在本设计中，由于塑件结构简单，故可采用二板式注射模。根据型腔排列的方式以及根据制件型腔、型芯的结构形式、脱模动作、浇注形式，初选择模架A4型，300400系列。4.7 导向与定位机构导柱导向机构是利用导柱和导套之间的配合来保证模具的对合精度。导向结构的设计内容包括：导柱和导套的机构设计；导柱和导套的配合；导柱和导套的数量和布置等。导向机构的作用：（1）导向 上模和下模合模时，首先是导向零件相接触，引导上下模准确合模，避免凸模和型芯进入型腔，以保证不损坏成型零件。（2）定位 避免模具接触时错位而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确的形状，不至于由于位置的偏移而引起零件壁厚不均匀；（3）承受一定的侧向压力，塑料注入型腔过程中会产生单向侧面压力，或由于成型设备精度的限制，使导柱在工作中承受一定的侧压力。导柱设计（GB/T4169.5-1984）（1）导柱直径表4-1 导柱直径d 与模板外形尺寸关系 模板外形尺寸 150150200200250250300300400导柱直径 161618182020252530根据动模板尺寸：选定导柱直径为25。（2）导柱配合精度导柱工作部分的配合精度采用间隙配合H7/f6，表面粗燥度为Ra0.4；导柱固定部分配合精度采用过渡配合H7/k6,表面粗糙度Ra0.8。（3）材料导柱必须具有足够的抗弯强度，且表面要耐磨，芯部要坚韧，因此导柱的材料选用碳素工具钢（T8A）淬火处理，硬度5055HRC。（4）导柱的长度通常高出凸模端面68mm,以免在导柱还未导正时，凸模就先进入型腔与其碰撞而破坏。为了便于导柱顺利进入导套，导柱的端面应该设计成锥形。导套设计 （GB/T4169.2-1984） 导套是与安装在另一半模上的导柱相配合，用以确定动定模的相对位置，保证模具运动导向精度的圆套形零件。导套有直导套和带头导套两种形式，本设计中采用带头导套。导套的材料选为：T8A，淬硬HRC5055。导套内外圆柱面表面粗燥度都取为Ra0.8。导套孔的滑动部分按H7/f6间隙配合，导套外径按H7/k6过渡配合。为了便于模具在注射机上安装以及模具浇口套与注射剂的喷嘴孔精确定位，应在模具上（通常在定模上）安装定位圈，用于与注射机定位孔匹配。定位圈除了完成浇口与喷嘴孔的精确定位外，还可以防止浇口套从模具内滑出。定位圈有标准定位圈和特殊定位圈两种，本设计中采用特殊定位圈，定位圈的材料选用45中碳钢，经正火处理，硬度为250280HBS。4.8 顶出系统设计4.8.1 脱模力的计算脱模力指将塑件从型芯上脱出时所需克服的阻力。计算的公式为 （4-2）式中 抽芯力（）；单位面积塑件对型芯的正压力（），一般取p（4.8411.76）； 塑件包紧型芯的侧面积（）； 塑件与模体钢材的摩擦系数，一般取0.10.3； 脱模斜度。计算得： 24.8.2 推杆脱模机构采用圆柱型推杆优点：由于圆柱形状的推杆和推杆孔最容易加工，而且很容易保证其配合精度，易于保证其互换性，并且易于更换，而且它还具有滑动阻力小，不易于卡滞等。推杆结构形式如图4-2（a）所示；推杆的固定形式如图4-2（b）。 （a） (b)图4-2 推杆结构形式4.8.3 推板厚度的确定为减少脱模过程中脱模板与与型芯之间的摩擦，根据溢料间隙，两者之间应有0.20.3mm的间隙，并采用锥面配合，一防止脱模板偏斜溢料。锥面的斜度约取510。另外在脱模板上安装矩形嵌件，进一步提高脱模板的耐磨性，减小热处理带来的变形。对于脱模板的厚度的计算，根据刚度条件 （4-3）其中L矩形件长度，单位mm，本模具取96mm；B矩形件宽度，单位mm，本模具取47.5mm；模具许用变形量，根据上文的分析取；塑件脱模力，单位N，计算中取；材料的弹性模量，碳钢。4.9 侧抽芯机构 因为塑件有内侧凸台，所以本设计采用滑块内侧抽芯机构的设计。塑料制品的内侧经常会有凸台和凹穴，除用斜导柱内侧抽芯结构进行抽芯外，也可采用斜滑块内侧抽芯结构。根据塑料制品结构的特点。根据塑料制品结构的特点，可用用不同形式的斜滑块内侧抽芯结构。图 4-3中塑料制品内侧的凸台由斜滑块1成型，在型芯2上开有斜孔，滑座3用螺钉固定在动模板4（即反推杆固定板）上。斜滑块的成型端可在型芯的斜孔内移动，另一端滑配合于滑座的T形槽内，开模后，推出推动动模板4，使斜滑块的成型端可在型芯的斜孔内移动，作推件和内抽芯动作，同时斜滑块在滑座的形槽内移动。斜滑块的复位是用反推杆来成的。利用推杆推动斜滑块1沿斜面移动，推件和内侧抽芯同时进行。图4-3侧抽芯结构形式 4.9.1 抽芯距的计算型芯从成型位置抽到不妨碍塑件脱模的位置所移动的距离叫抽芯距，用S表示。一般抽芯距等于侧孔或侧凹深度So加上23mm的余量，即S=S1+（23）mm当结构特殊时，如成型圆形线圈骨架时，抽芯距离应为S=(23)=+（23）mm （44）式中 R线圈骨架凸缘半径，mm； r滑块内经，mm； 抽拔得极限尺寸，mm。由（43）计算得：S=+3=8.6mm4.9.2 斜导柱所受弯曲力的计算抽芯时滑块在斜销作用下沿导滑槽运动，当忽略摩擦阻力时，滑块将受到下述三个力的作用:抽芯阻力、开模阻力（即导滑槽施于滑块的力）以及斜导柱作用于滑块的正压力。由此可得抽芯时斜导柱所受的弯曲力F（与大小相等，方向相反） （45）抽芯时所需开模力为 （46）由此二式可知，当倾角增大时，斜导柱所受的弯曲力F和开模阻力均增大，斜导柱受力情况变差。因此，决定斜导柱倾角的大小时，应从抽芯距、开模行程和斜销受力几个方面综合考虑。生产中，一般取=，不宜超过。本设计采用4.9.3 斜导柱长度的计算在确定了斜导柱倾角、有效工作长度L和直径d之后，便可按图44所示几何关系计算斜导柱的长度。 （4-7）式中 锥体部分长度，一般取； D固定轴肩直径； t斜导柱固定板厚度。=40mm4.10 锁紧机构锁紧块用于在模具闭合后锁紧滑块，承受成型时塑料熔体对滑块的推力，以免斜销弯曲变形；但开模时，又要求锁紧块迅速让开，以免阻碍斜销驱动滑块抽芯。4.10.1 锁紧机构设计因此，锁紧块的倾角应大于斜销的倾斜角，一般取 =+（23） (4-8)常见的几种锁紧块的结构形式。整体式结构，这种结构牢固可靠，可承受较大的倾向力，但金属材料消耗大；采用螺钉与销钉固定的结构形式，结构简单，使用较广泛；利用T形槽固定锁紧块，销钉定位；采用锁紧块整体嵌入板的连接形式；采用了两个锁紧块，起增强作用。后面几种形式适用于侧向力较大的场合。故本设计采用锁紧块整体嵌入连接形式 。4.11 排气系统设计当塑料熔体注入型腔时，型腔内原有空气和成型时物料逸出的挥发性气体等不能顺利地排出，不仅会在制品上形成银纹、气孔、熔接痕等表面质量缺陷，还会使型腔不能充满，造成塑件表面轮廓不清。因此，在模具设计制造中必须考虑排气的问题。模具的排气方式通常有利用结构间隙排气和在分型面上开设专用排气槽。因此，本设计采用利用结构间隙排气来实现。4.12 温度调节系统设计4.12.1 温度调节对塑件质量的影响 在注塑成型过程中，模具的温度对塑件的质量、生产率等均有很大的影响， 因此保证塑件质量，必须控制好温度，使温度适当、稳定和均匀。 （1）塑料品种很多，每种塑料由于品种和添加剂的不同，使得其成型的最佳温度不同，通过温调系统，可以得到最佳模温，使塑料有良好的成型性。 （2）凸凹模的模温如不同，会使塑件内应力加大，导致塑件翘曲变形，而温调系统可使凸凹模的温度相近和均匀，对减少变形大有好处。 （3）合适的模温，可使塑料的力学性能大为改善，使塑件具有良好的机械强度。 （4）恒定的模温，能有效地减少塑件成型时收缩的波动，保证塑件的尺寸精度。 （5）适当地提高模温能有效地改善塑件外观质量，使塑件表面光滑，具有光泽。 （6）对于结晶性塑料，应采用高模温，可有利于结晶过程的进行，所得塑件不易变形。对于柔性塑料，若采用低模温会有利于塑件尺寸的稳定。4.12.2 温度调节与生产效率的关系塑料熔体在注
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