【毕业设计论文】心型台灯塑料注塑模具设计-说明书论文【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 心型台灯塑料注塑模具设计 摘要：塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对 了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。 本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计 原则；详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明；最 后介绍了当今世界上最为普及的三维 C A D / C A M 系统标准软件 P R O / E N G N E E R 的 P R O G R A M 模块，对导柱和导套进行了参数 化设计。 通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理；通 过对 P R O G R A M 的学习，可以建立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率。 关键词：塑料模具；参数化；镶件；分型面 The plastic injection modle design of heart shape lampe Abstract: plastic industry is in the world grows 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 design introduced the injection takes shape the basic principle, specially single is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design; Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system, the temperature control system and goes against the system the design process, and has given the explanation to the mold intensity request; Finally introduced now in the world 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. 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 Through this design, may to cast the 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 word: The plastic mold;the parametrization; inlays;divides the profile 目 录 1 前言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1 1 . 3我国模具工业的现状2 1 . 4世界五大塑料生产国的产能状况3 1 . 5我国模具技术的现状及发展趋势4 2 注塑件的设计6 2 . 1功能设计6 2 . 2材料选择6 2 . 3结构设计8 2 . 3 . 1对塑件的修改说明8 2 . 3 . 2 壁厚 8 2 . 3 . 3 脱模斜度9 2 . 3 . 4加强肋9 2 . 3 . 5 圆角9 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 . 4塑件的尺寸精度及表面质量 1 0 2 . 4 . 1尺寸精度1 0 2 . 4 . 2塑件的表面质量1 0 3 注塑成型的准备1 1 3 . 1 注塑成型工艺简介 1 1 3 . 2 注塑成型工艺条件1 2 3 . 3 注塑机的选择 1 3 3 . 3 . 1 注塑机简介 1 3 3 . 3 . 2 注塑机基本参 数 1 3 3 . 3 . 3 选择注塑机1 4 3 . 4 注射机的校核 1 6 3 . 4 . 1最大注塑量的校核1 6 3 . 4 . 2锁模力的校核1 6 3 . 4 . 3 塑化能力的校核 1 6 3 . 4 . 4 喷嘴尺寸校核 1 6 3 . 4 . 5定位圈尺寸校核1 6 3 . 4 . 6模具外形尺寸校核1 7 3 . 4 . 7模具厚度校核1 7 3 . 4 . 8模具安装尺寸校核1 7 3 . 4 . 9 开模行程校核 1 7 4 模具设计1 8 4 . 1 塑 料 配 方 说 明 1 8 4 . 2 分型面的确定1 8 4 . 3型腔数目的确定 1 9 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 4 . 4 浇 口 确 定 1 9 4 . 5模具材料的选择1 9 4 . 6 浇注系统设计 2 0 4 . 6 . 1 主流道 2 0 4 . 6 . 2分流道2 0 4 . 6 . 3 冷料穴 2 1 4 . 6 . 4 浇口 2 1 4 . 6 . 5剪 切 速 率 的 校 核 2 2 4 . 7 模架的确定 2 3 4 . 7 . 1型腔壁厚和底版厚度计算2 3 4 . 7 . 2模架的选用2 4 4 . 8 导 向 与 定 位 机 构 2 5 4 . 9顶出系统设计 2 6 4 . 9 . 1脱模力的计算2 6 4 . 9 . 2推杆脱模机构2 8 4 . 9 . 3推管脱模机构2 9 4 . 9 . 4推板厚度的计算3 0 4 . 1 0成型零件工作尺寸的计算 3 1 4 . 1 0 . 1凹模工作尺寸的计算3 1 4 . 1 0 . 2 凸模工作尺寸的计算3 2 4 . 1 0 . 3 中心距尺寸的计算3 3 4 . 1 1排气设计3 3 4 . 1 1 . 1排气设计原则3 4 4 . 1 1 . 2推管、推杆、镶件排气功能的证明3 4 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 4 . 1 2温度调节系统设计3 5 4 . 1 2 . 1温度调节对塑件质量的影响 3 5 4 . 1 2 . 2对温度调节系统的要求3 5 4 . 1 2 . 3冷却系统设计3 6 5 参数化设计4 3 5 . 1 P R O G R A M简介 4 3 5 . 2 导柱的参数化设计 4 4 5 . 2 . 1模型的构建流程4 5 5 . 2 . 2 对模型的操作意图4 5 5 . 2 . 3 参数化程序4 5 结论4 9 参考文献 5 0 致谢 5 1 附录 5 2 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1 前言 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。 模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一 个国家产品制造水平高低的重要标志， 它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。 振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在 1989 年 3 月中国政府颁布的关于当前 产业政策要点的决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。 模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电 子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了 这些工业领域中 6090的产品的零件，组件和部件的生产加工。 模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩 托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我 国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为 发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加，2005 年将达到 170 种。 一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型 时约有 80的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有 14 种排量 80 多个车型，1000 多个型号。单辆摩托车约有零件 2000 种，共计 5000 多个，其中一半以上需要模具 生产。一个型号的摩托车生产需 1000 副模具，总价值为 1000 多万元。其他行业，如电子及通讯，家 电，建筑等，也存在巨大的模具市场。 目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出 口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高 模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。 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 自 20 世纪 80 年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大的动力。20 世 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 纪 90 年代以后，大陆的工业发展十分迅速，模具工业的总产值在 1990 年仅 60 亿元人民币，1994 年 增长到 130 亿元人民币，1999 年已达到 245 亿元人民币，2000 年增至 260270 亿元人民币。今后预 计每年仍会以 10? 15? 的速度快速增长。 目前，我国 17000 多个模具生产厂点，从业人数五十多万。除了国有的专业模具厂外，其他所有 制形式的模具厂家，包括集体企业，合资企业，独资企业和私营企业等，都得到了快速发展。其中， 集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具制 造的集体企业和私营企业多达数千家，成为我国国内知名的“ 模具之乡” 和最具发展活力的地区之一。 在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模 具制造的投入。例如，科龙，美的，康佳和威力等知名集团都建立了自己的模具制造中心。中外合资 和外商独资的模具企业则多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。 在模具工业的总产值中，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。其中， 冲压模具约占 50? （中国台湾：40? ） ，塑料模具约占 33? （中国台湾：48? ） ，压铸模具约占 6? （中 国台湾：5? ） ，其他各类模具约占 11（中国台湾：7? ） 。 中国台湾模具产业的成长，分为萌芽期（1961 1981） ，成长期（1981 1991） ，成熟期 （1991 2001）三个阶段。 萌芽期，工业产品生产设备与技术的不断改进。由于纺织，电子，电气，电机和机械业等产品外 销表现畅旺，连带使得模具制造，维修业者和周边厂商（如热处理产业等）逐年增加。在此阶段的模 具包括：一般民生用品模具，铸造用模具，锻造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡胶模具等。 1981 年 1991 年是台湾模具产业发展最为迅速且高度成长的时期。有鉴于模具产业对工业发 展的重要性日益彰显，自 1982 年起，台湾地区就将模具产业纳入“ 策略性工业适用范围” ，大力推动 模具工业的发展， 以配合相关工业产品的外销策略， 全力发展整体经济。 随着民生工业， 机械五金业， 汽机车及家电业发展，冲压模具与塑料模具，逐渐形成台湾模具工业两大主流。从 1985 年起，模具 产 业 已 在 推 行 计 算 机 辅 助 模 具 设 计 和 制 造 等 CAD/CAM技 术 ， 所 以 台 湾 模 具 业 接 触 CAD/CAM/CAE/CAT 技术的时间相当早。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 成熟期，在国际化，自由化和国际分工的潮流下，1994 年，1998 年，由台湾地区政府委托金属 中心执行“ 工业用模具技术研究与发展五年计划” 与“ 工业用模具技术应用与发展计划” ，以协助业界突 破发展瓶颈，并支持产业升级，朝向开发高附加值与进口依赖高的模具。1997 年 11 月间台湾凭借模 具产业的实力，获得世界模具协会（ISTMA）认同获准入会，正式成为世界模具协会会员， 。整体而 言，台湾模具产业在这一阶段的发展，随着机械性能，加工技术，检测能力的提升，以及计算机辅助 设计，台湾模具厂商供应对象已由传统的民用家电，五金业和汽机车运输工具业，提升到计算机与电 子，通信与光电等精密模具，并发展出汽机车用大型钣金冲压，大型塑料射出及精密锻造等模具。 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 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 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。 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。 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)， 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 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、ABS AS 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 年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工 业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来， 每年都以 15的增长速度快速发展。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，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研 究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要发展成为 世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。 中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，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“（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，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔 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。 尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满 足不了国内市场的需要，每年仍需进口 10 多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模 具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创 新，以缩小与国际先进水平的距离。 （1）注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。 （2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而 且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。 （3）推广 CAD/CAM/CAE 技术；模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具技术发展的一个重要里程碑。 实践证明，模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。 （4 ）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造 水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将 在模具制造中获得更为广泛的应用。 2 注塑件的设计 2.1 功能设计 功能设计是要求塑件应具有满足使用目的功能,并达到一定的技术指标.该塑件是日用品,承受外力 的几率不大,如冲击载荷,振动,摩擦等情况比较少;塑件的工作温度是室温,这使得在材料选择时对热变 形温度,脆化温度,分解温度的要求降低;作为一种日用品,生产批量应该是大批大量生产,这样,就必须考 虑生产成本和模具寿命,在材料的选择时要综合各种因素;此外,塑料都会老化,作为一种光学用品,还要 考虑到材料的光氧化等问题. 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2.2 材料选择 通常,选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求,以及原材料厂家提供的材料 性能数据.对于常温工作状态下的结构件来说,要考虑的主要是材料的力学性能,如屈服应力,弹性模量, 弯曲强度,表面硬度等.该塑件对材料的要求首先必须是透光性好,其次才是成型难易和经济性问题,以 下是对几种透光性能较好材料的性能对比，如表2- 1所示。 + 表2 - 1 材料的特性 塑料名称 PS PC PMMA 拉伸强度/MPa 51.9 6672 弯曲强度/MPa 110 95113 断裂伸长率/% 2 80100 落球冲击强度 J/m 16 422 洛氏硬度（M） 115 82 101 氧指数（OI） 24.9 17.3 热变形温度/ 85 134 100 维卡软化点/ 105 153 120 马丁耐热温度/ 112 体积电阻率/cm 101710 19 17 2.11016 101410 15 吸水率% 0.05 0.13 1.19 透光度/% 8892 93 93 雾度% 3 0.9 0.9 折射率 1.592 1.586 1.492 价格（元/吨） 11501230 3300041000 1950020700 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 和机械加工一样要考虑到加工工艺问题，模具成型也要考虑到材料的注塑特性，在各特点都相差 无几的情况下，好的成型特性是选择材料的主要标准，以下是三种材料的性能和成型特性比较，如表 2- 2 所示。 表2 - 2 材料的性能和成型特性比较 塑料 品种 性 能 特 点 成 型 特 点 模具设计 注意事项 使用温 度 主 要 用 途 聚 苯 乙烯 （ 非 结晶型） 透明性好， 电性能好，抗拉 强度高，耐磨性 好，质脆，抗冲 击强度差，化学 稳定性教好 成型性能好， 成型前可不干燥，但 注射时应防止溢料， 制品易产生内应力， 易开裂 因 流 动 性 好，适宜用点浇 口，但因热膨胀 大，塑件中 不宜 有嵌件 30 80 装 饰 制 品，仪表壳， 绝缘零件，容 器， 泡沫塑料， 日用品等 有 机 玻璃（非 结晶型） 透 光 率 最 好，质轻坚韧， 电气绝缘性好/ 但表面硬度不 高，质脆易开 裂，化学稳定性 较好，但不耐无 机酸，易溶于有 机溶剂 流动性差，易产 生流痕，缩孔，易分 解，透明性好，成型 前要干燥，注射时速 度不能太高 合理设计浇 注系统，便于充 型，脱模斜度尽可 能大，严格控制料 温与模温，以防分 解 收 缩 率 取 0.35? 80 透 明 制 品， 如窗玻璃， 光学镜片，灯 罩等 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 聚 碳 酸酯（非 结晶型） 透 光 率 较 高，介电性能 好，吸水性小， 力学性能好，抗 冲击，抗蠕变性 能突出，但耐磨 性差，不耐碱， 酮，酯 耐寒性好，熔融 温度高，黏性大，成 型前需干燥，易产生 残余应力，甚至裂 纹， 质硬， 易损模具， 使用性能好 尽可能使用 直接浇口，减小流 动阻力，塑料要干 燥，不宜采用金属 嵌件，脱模斜度 2 130脆化 温度为 100 在机械上 做齿轮， 凸轮， 蜗轮， 滑轮等， 电机电子产品 零件，光学零 件等 以上的性能分析对比中看 出,在透光度方面三种材料相差 不大， 成型特性上以聚碳酸酯为 好，由于是一般性民用品，所以 价格上是需要考虑的， 我们主要 要求是价格和透光度,其它如拉 伸强度,断裂伸长率等则是次要 考虑的指标(这由塑件的工作环 境决定),最终选定PS为塑件材料. 因为除了质脆和抗拉强度不如 其它两种材料外， 它所拥有的特 性符合我们的塑件要求， 但这些 不是我们主要考虑的。 2.3 结构设计 图2 - 1 原始零件图 塑料制件的结构工艺性是 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 指塑件结构对成型工艺方法的适应性.在塑料生产过程中,一方面成型会对塑件的结构,形状,尺寸精度 等诸方面提出要求,以便降低模具结构的复杂程度和制造难度,保证生产出价廉物美的产品;另一方面, 模具设计者通过对给定塑件的结构工艺性进行分析,弄清塑件生产的难点,为模具设计和制造提供依 据. 2.3.1 对塑件的修改说明 塑件要求能够放置一对7#电池， 安放小灯泡，外接系带，所以要考虑 到电池和灯泡的固定，开关的安放问 题，关于零件的造型图如图2- 3所示， 详细结构可参考零件图纸。 （1）外型轮廓；原零件2D图的心型曲线不规则,如图2- 1和2- 2所示。在用PRO/E造型时总会造成 曲面不能加厚的问题,用修剪曲面的办法虽然能解决加厚问题,但整个塑件也不规则,给后续工作带来 不便.所以在保证基本外型的前提下对尺寸做了修改,目的是为了造型。 （2）结构；原图形有两个小而薄的吊耳,且置于塑件外端,考虑到所有PS料硬而脆,这会使得两个 吊耳极易损坏,所以,改两个吊耳为一个,设计吊耳,开关,灯泡在塑件中心位置,如图2.2所示,这样起到吊 挂作用又不易损坏.设计凹槽使两半灯罩配合,设置了三个锁位加强. 最终确定的尺寸如图2.2所示。 2.3.2 壁厚 图2 - 2 原始零件图 各种塑件,不论是结构件还是板壁,根据使用要求具有一定的厚度,以保证其力学强度.一般地说,在 满足力学性能的前提下厚度不宜过厚,不仅可以节 约原材料,降低生产成本,而且使塑件在模具内冷却或固化时间缩短,提高 生产率;其次可避免因过厚产生的凹陷,缩孔,夹心等质量上的缺陷.以下是PS的壁厚推荐值: 最小壁厚mm小型件壁厚mm中型件壁厚mm大型件壁厚mm 0.75 1.25 1.6 3.25.4 该塑件属于中小型件,从图上看,塑件边缘的壁很厚,达到5MM,壳体取中型件壁厚1.6,这样使得整 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 个塑件的壁厚是不均匀的,但若减小边缘壁厚,则对塑件的推出不利,而且有可能使电池不能安装. 边缘 壁厚可用来放置推杆或推板。 2.3.3 脱模斜度 由于塑件成型时冷却过程中产生收缩,使其紧箍 在凸模或型芯上,为了便于脱模,防止因脱模力过 大而拉坏塑件或使其表面受损,与脱模方向平行的塑件 内,外表面都应具有合理的斜度.以下是PS的脱模斜度推荐值: 制件外表面 制件内表面 351.35 301 塑件内表面在造型时就有弧度,如果要有 脱模斜度就是在凹槽和锁位处,这不仅对脱模 图2 - 3 修改后的产品零件图 有好处，而且可以更好的锁紧。 2.3.4 加强肋 塑件上适当设置的加强肋可以防止塑件的翘曲变形；沿着物料流动方向的加强肋还能降低充模阻 力，提高融体流动性，避免气泡，缩孔和凹陷等现象的产生。在该塑件中的加强肋起到引导物料流动 的作用同时又对电池进行定位，高度比分型面低1MM，脱模斜度取2度，顶部倒圆角，低部倒角R， 宽度取0.5T。通常加强肋的设计原则为高度低（过高时容易在弯曲和冲击负荷作用下受损） ，宽度小， 而数量多为好（塑件形状所允许的情况下） 。 2.3.5 圆角 塑件上各处的轮廓过度和壁厚连接处，一般采用圆角连接，有特殊要求时才采用尖角结构。尖角 容易产生应力集中，在受力或受冲击载荷时会发生破裂。圆角不仅有利于物料充模，同时也有利于融 料在模具型腔内的流动和塑件的脱模。圆角的取值与应力集中的关系遵循R/T函数关系，当R/T=0.6以 后应力集中变的缓和，该塑件大部分的圆角取R1，较大值取到R3。加强肋的圆角半径值关系如表2- 3 所示。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 表2 - 3 肋的圆角半径值关系表 肋的高度/mm 6.5 6.513 1319 19 圆角半径 /mm 0.81.5 1.53.0 2.55.0 36.5 塑件上其它的特征还有如孔，螺纹，嵌件，铰链，文字和花纹等，各个特征都有其设计原则和特 殊功能，因为该塑件没有涉及，所以就不一一介绍 2.4 塑件的尺寸精度及表面质量 2.4.1 尺寸精度 （1）尺寸精度的选择；塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准，然而，在满足塑件使 用要求的前提下，设计时总是尽量将其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工难度和制造成本。对 塑件的精度要求，要具体分析，根据装配情况来确定尺寸公差，该塑件是一般民用品，所以精度要求 为一般精度即可，但是由于要保证两半壳体的闭合，所以在凹槽和锁位处应该对精度要求高些，对其 要有公差配合要求，应选择高精度。根据精度等级选用表，PS 的高精度为 2 级，一般精度为 3 级。 根据塑件尺寸公差表，在公称尺寸在 100120 范围内，取 MT2B 级的公差数值为 0.52 mm，MT3B 级 的公差数值为 0.78 mm。 （2）尺寸精度的组成及影响因素；制品尺寸误差构成为： = s+z+c+a （2 1） 式中 制件总的成型误差； s 塑料收缩率波动所引起的误差； z 模具成型零件制造精度所引起的误差； c 模具磨损后所引起的误差； a 模具安装，配合间隙引起的误差； 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 影响塑料制品尺寸精度的因素比较复杂，归纳有以下三个方面。 （1）模具 模具各部分的制造精度是影响制件尺寸精度重要的因素。 （2）塑料材料 主要是收缩率的影响，收缩率大的尺寸精度误差就大。 （3）成型工艺 成型工艺条件的变化直接造成材料的收缩，从而影响尺寸精度。 2.4.2 塑件的表面质量 表面质量是一个相当大的概念， 包括微观的几何形状和表面层的物理- 力学性质两方面技术指标， 而不是单纯的表面粗糙度问题。塑件的表观缺陷是其特有的质量指标，包括缺料，溢料与飞边，凹陷 与缩瘪，气孔，翘曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的决定性因素，通常要比塑件高出 一个等级。该塑件要求对型腔抛光，所以对粗糙度的要求比较高，查表得 PS 抛光后顺纹路方向的表 面粗糙度为 0.02m，垂直纹路方向的表面粗糙度为 0.26m。 3 注塑成型的准备 3.1 注塑成型工艺简介 注塑成型是利用塑料的可挤压性与可模塑性， 首先将松散的粒状或粉状成型物料从注塑机的料斗 送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流状态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大 的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段时间的保压冷却以后，开启模 具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。一般分为三个阶段的工作。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图3 - 1 注塑成型压力时间曲线 （1）物料准备；成型前应对物料的外观色泽、颗粒情况，有无杂质等进行检验，并测试其热稳 定性，流动性和收缩率等指标。对于吸湿性强的塑料，应根据注射成型工艺允许的含水量进行适当的 预热干燥， 若有嵌件，