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玩具车底盘的注塑射模设计【优秀注射塑料模具设计+17张CAD图纸带SW三维】

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关键词：: 玩具车底盘注塑模注射模塑料模玩具车底盘注塑射模注射塑料模具设计

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玩具车底盘塑料模具设计

玩具车底盘的注塑射模设计

玩具车底盘的注射模设计【优秀注射塑料模具设计+17张CAD图纸带SW三维】

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摘要

本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是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；

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.

关键词塑料模具分型面标准

摘要II

目录III

第1章绪论1

1.1 国内外塑料模具的研究现状1

1.1.1国内塑料模具研究现状1

1.1.2 国外塑料模具研究现状2

1.3 本课题的任务2

第2章塑件的工艺分析3

2.1分析材料性能3

2.1.1丙烯腈—丁二烯—苯乙烯三元共聚物（ABS）3

2.1.2聚苯乙烯（PS）4

2.1.3双酚A型聚碳酸酯（PC）4

2.2分析零件用途及设计要求6

2.3 综合分析塑件结构6

第3章模具总体结构设计8

3.1 分型面的确定8

3.2型腔数目的确定8

3.3 浇注系统设计9

3.3.1 主流道、主流道衬套的设计9

3.3.2 分流道设计、浇口的设计10

3.3.3 冷料穴的设计及成形零部件的设计11

第4章导向与定位机构12

第5章顶出系统设计13

第6章成型零件工作尺寸的计算14

第7章排气设计15

第8章温度调节系统设计16

8.1 温度调节对塑件质量的影响16

8.2对温度调节系统的要求16

8.3冷却系统设计：17

第9章标准模架的选择18

第10章注射机的选择校核和模具零部件结构设计18

10.1 注射机的分类18

10.2 模具相关尺寸计算19

总结22

参考文献23

致谢24

第1章绪论

模具是由机械零件构成，它与相应的压力成形机械相配合，具有直接改变金属或非金属材料的形状、尺寸、相对位置和性质，使之成形为合格制品或半成品零件[1]。

作为一种高效率的工艺装备，模具具有节约原材料、制件成本低廉等一系列优点。目前，模具的应用日益广泛，已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向，模具工业的水平和发展状况已被认为是衡量一个国家工业水平的重要标志之一。而在当今模具行业中，占大部分比例的是塑料成型模具，而塑料注射成型又是塑料模具工业中主要的加工方法之一，据统计塑料成形模具产量中约半数以上是注射模具[2]。近年来，随着新塑料的研发，以塑代钢、以塑代木的推广，塑料模的比例不断提高，塑料模将有更广阔的应用前景。同时，由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对塑料模的精度要求也将越来越高，传统的制模方法已不能满足要求，这就促使了CAD/CAM技术在模具行业中的应用。而在CAD软件的开发中，参数化设计方法的研究已成为研究的热点，因此，研究塑料注射模具参数化设计关键技术，对提高塑料注射模具的设计效率具有更重要的现实意义。

1.1 国内外塑料模具的研究现状

1.1.1国内塑料模具研究现状

我国塑料模具起步较晚，但发展很快，特别是近几年，无论在质量、技术和制造能力上都有很大发展，取得了很大成绩。按产值计算，目前我国塑料模具产值约占全部模具的1/3左右[3]。2006年，在第十届中国国际模具技术和设备展览会上[4]，温州市丰日模具厂的各类电器、开关、手机、汽配等注塑模具；精展精机有限公司的塑胶模具零配件；东莞精宝模具配件厂的各种精密模具零配件等都显示了其强大的优势。CAD/CAE/CAM技术在塑料模的设计制造上应用已越来越普遍；气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，不少企业已能在电视机外壳、洗衣机外壳、汽车饰件以及一些厚壁塑料件的模具上成功地运用气辅技术，一些厂家还使用C-MOLD气辅软件，取得了良好效果；热流道技术的应用更加广泛，近年来，热流道技术发展很快，热流道模具比例不断提高；精密、复杂、大型模具的制造水平有了很大提高；模具寿命不断提高。

虽然近年来我国塑料模具技术水平已大大提高，但同国外发达国家相比还存在较大的差距[5]。

参考文献

[1]. 李德群，唐志玉．中国模具设计大典．江西科学技术出版社．2003．1．

[2]. 塑料模设计手册编写组．塑料模设计手册．北京机械工业出版社．1982．12．

[3] 屈华昌．塑料成型工艺与模具设计．北京机械工业出版社．2003．3．

[4] 徐佩弘．塑料制品与模具设计．北京中国轻工业出版社．2001．7．

[5] 姜勇．AutoCAD2006基础培训教程．人民邮电出版社．2006．3．

[6] 邹续强．塑料模具设计参考资料汇编．清华大学出版社．2005．9．

[7] 邹续强．塑料制品及其成型模具设计．清华大学出版社．2005．6．

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[12] 常明等．画法几何及机械制图．华中科技大学出版社．2003．6．

[13] 杨占尧．注塑模具典型结构图例．化学工业出版社．2005．8．

[14] 李晓沛等．简明公差标准应用手册．上海科学技术出版社．2005．5 .

[15]《新英汉机械工程词汇》编订组．新英汉机械工程词汇．科学出版社． 2002．10．

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[19] [德] E．林纳．P．恩格．注射成型模具设计108例．中国轻工业出版社． 1994．6．

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[21] 阎亚林．塑料模具图册．高等教育出版社．2004．8．

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双向运输带式输送机结构设计【总装图】.gif

内容简介：: 塑料模具的现状和发展近年来，人们对各种设备和用品轻量化要求越来越高，这就为塑料制品提供了广阔的市场。塑料制品要发展，必然要求塑料模具随之发展。塑料制品主要用户行业近年来都高位运行，发展迅速，塑料模也快速发展，塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的。塑料模具以21%的平均增长率递增，用模具生产制件所具备的高精度、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。塑料模具水平近年来，我国塑料模具水平已有较大提高。大型塑料模具已能生产单套重量达50t以上的注塑模，精密塑料模的精度已可达到3m，制件精度为0.5m的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，多腔塑料模已能生产7800腔的塑封模，高速模具方面已能生产4m/min以上挤出速度的高速塑料异型材挤出模及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共剂出和低发泡钢塑共挤等各种模具。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技术的应用面大为扩大，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已有较大幅度的提高，热流道模具的比例也有较大提高。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。经过近几年的发展，在塑料模具的开发、结构和企业管理等方面已显示出了一些新趋向，综合如下：模具的质量、周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将周期放在首位，要求模具尽快交货，这已成为一种趋势：大力提高开发能力，将开发工作尽量往前推，直至介入到模具用户的产品开发中去，变被动为主动：随着模具企业设计和加工水平的提高，过去以钳工为核心，大量依靠技艺的现象已有了很大变化，“模具是一种工艺品”的概念已逐渐被“模具是一种高新技术工业产品”所替代，模具“上下模单配成套”的概念正在被“只装不配”的概念所替代；模具企业及其模具生产正在向信息化方面迅速发展，目前许多企业已经采用的CAE、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP等技术及其他许多先进制造技术和虚拟网格技术等都是信息化的表现：世界上工业发达国家的模具正加速向我国转移，其表现形式：迁厂，投资、采购。这一趋向虽然并非近来才有，但近几年更加明显。塑料模具的发展趋势模具CAD/CAE/CAM/PDM正向集成化、3D化、智能化、网络化和信息化方向发展。模具软件功能集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的。模具设计、分析及制造中传统的2D模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的3D化、无纸化，要求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3D数字化模型能方便地用于产品结构的CAE分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享。如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等软件具备参数化、基于特征、全相关等特点，从而使模具并行工程成为可能。另外，Cimatron公司的Moldexpert，Delcam 公司的Ps-mold及日立造船的Space-E/mold均是3D专业注塑模设计软件，可进行交互式3D型腔、型芯设计、模架配置及典型结构设计。澳大利亚Moldflow公司的3D直实感流动模拟软件Moldflow Advisers已经受到用户广泛的好评和应用。国内有华中理工大学研制的HSC3D4.5F及郑州工业大学的Z-mold软件。面向制造、基于知识的智能化功能是衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。模具软件应用的网络化、信息化趋势随着模具在企业竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化，以及计算机软硬件技术的迅速发展，网络使得在模具行业应用虚拟设计、敏捷制造技术既有必要，也有可能。美国在其 21世纪制造企业战略中指出，到2006年实现汽车工业敏捷生产/虚拟工程方案，使汽车开发周期从40个月缩短到4个月。随着信息化时代的来临，产品需求将越来越快，同时产品订单，客户输入信息的维护必须通过网络信息化实现，模具设计数据将以产品项目文件夹进行数据库管理，产品图形及技术资料通过系统进行审批流程，快捷高速的信息化时代将带领模具进入新进代。我国塑料模具现状分析整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。加入WTO，给塑料模具产业带来了巨大的挑战，同时带来更多的机会。由于中国塑料模具以中低档产品为主，产品价格优势明显，有些甚至只有国外产品价格的1/51/3，加入WTO后，国外同类产品对国内冲击不大，而中国中低档模具的出口量则加大；在高精模具方面，加入WTO前本来就主要依靠进口，加入WTO后，不仅为高精尖产品的进口带来了更多的便利，同时还促使更多外资来中国建厂，带来国外先进的模具技术和管理经验，对培养中国的专业模具人才起到了推动作用。 2006年，中国塑料模具总产值约300多亿元人民币，其中出口额约58亿元人民币。根据海关统计资料，2006年中国共进口塑料模具约10亿美元，约合83亿元人民币。由此可以得出，除自产自用外，市场销售方面，2006年中国塑料模具总需求约为313亿元人民币，国产模具总供给约为230亿元人民币，市场满足率为73.5%。进口的塑料模具中，最多的是为汽车配套的各种装饰件模具、为家电配套的各种塑壳模具、为通信及办公设备配套的各种注塑模具、为建材配套的挤塑模具以及为电子工业配套的各种塑封模具等。出口的塑料模具以中低档产品居多。由于中国塑料模具价格较低，在国际市场中有较强的竞争力，所以进一步扩大出口的前景很好，近几年出口年均增长50%以上就是一个很好的证明。虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅，但所增加的绝对量仍是进口大于出口，致使模具外贸逆差逐年增大。这一状况在2006年已得到改善，逆差略有减少。模具外贸逆差增大主要有两方面原因：一是国民经济持续高速发展，特别是汽车产业的高速发展带来了对模具旺盛需求，有些高档模具国内的确生产不了，只好进口；但也确实有一些模具国内可以生产，也在进口。这与中国现行的关税政策及项目审批制度有关。二是对模具出口鼓励不够。现在模具与其它机电产品一样，出口退税率只有13%，而未达17%。从市场情况来看，塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具，并大力开发国际市场，发展出口模具。随着中国塑料工业，特别是工程塑料的高速发展，可以预见，中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度，未来几年年增长率仍将保持20%左右的水平。近年来，港资、台资、外资企业在中国大陆发展迅速，这些企业中大量自产自用塑料模具无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中。塑料模具的发展水平与市场趋势近年来，中国塑料模具制造水平已有较大提高。大型塑料模具已能生产单套重量达到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已达到2m，制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，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6m/min以上的高速塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。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。经过近几年的发展，塑料模具的开发、创新和企业管理等方面已显示出一些新的发展趋势：（1）在模具的质量、交货周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将交货周期放在首位。要求模具公司尽快交货，这已成为一种趋势。企业千方百计提高自己的适应能力、提高技术水准、提高装备水平、提高管理水平及提高效率等都是缩短模具生产周期的有效手段。（2）大力提高开发能力，将开发工作尽量往前推，直至介入到模具用户的产品开发中去，甚至在尚无明确用户对象之前进行开发，变被动为主动。目前，电视机和显示器外壳、空调器外壳、摩托车塑件等已采用这种方法，手机和电话机模具开发也已开始尝试。这种做法打破了长期以来模具厂只能等有了合同，才能根据用户要求进行模具设计的被动局面。（3）随着模具企业设计和加工水平的提高，模具的制造正在从过去主要依靠钳工的技艺转变为主要依靠技术。这不仅是生产手段的转变，也是生产方式的转变和观念的上升。这一趋势使得模具的标准化程度不断提高，模具精度越来越高，生产周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促进了模具工业整体水平不断提高。中国模具行业目前已有10多个国家级高新技术企业，约200个省市级高新技术企业。与此趋势相适应，生产模具的主要骨干力量从技艺型人才逐渐转变为技术型人才是必然要求。当然，目前及相当长一段时间内，技艺型人才仍十分重要，因为模具毕竟难以完全摆脱对技艺的依靠。（4）模具企业及其模具生产正在向信息化迅速发展。在信息社会中，作为一个高水平的现代模具企业，单单只是CAD/CAM的应用已远远不够。目前许多企业已经采用了CAE、CAT、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP等技术及其它先进制造技术和虚拟网络技术等，这些都是信息化的表现。向信息化方向发展这一趋向已成为行业共识。（5）随着人类社会的不断进步，模具必然会向更广泛的领域和更高水平发展。现在，能把握机遇、开拓市场，不断发现新的增长点的模具企业和能生产高技术含量模具企业的业务很是红火，利润水平和职工收入都很好。因此，模具企业应把握这个趋向，不断提高综合素质和国际竞争力。（6）发达工业国家的模具正加速向中国转移，其表现方式为：一是迁厂，二是投资，三是采购。中国的模具企业应抓住机遇，借用并学习国外先进技术，加快自己的发展步伐。存在的主要问题中国塑料模具行业和国外先进水平相比，主要存在以下问题。发展不平衡，产品总体水平较低。虽然个别企业的产品已达到或接近国际先进水平，但总体来看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。包括生产方式和企业管理在内的总体水平与国外工业发达国家相比尚有10年以上的差距。（2）工艺装备落后，组织协调能力差。虽然部分企业经过近几年的技术改造，工艺装备水平已经比较先进，有些三资企业的装备水平也并不落后于国外，但大部分企业的工艺装备仍比较落后。更主要的是，企业组织协调能力差，难以整合或调动社会资源为我所用，从而就难以承接比较大的项目。（3）大多数企业开发能力弱，创新能力明显不足。一方面是技术人员比例低、水平不够高，另一方面是科研开发投入少；更重要的是观念落后，对创新和开发不够重视。模具企业不但要重视模具的开发，同时也要重视产品的创新。（4）供需矛盾短期难以缓解。近几年，国产塑料模具国内市场满足率一直不足74%，其中大型、精密、长寿命模具满足率更低，估计不足60%。同时，工业发达国家的模具正在加速向中国转移，国际采购越来越多，国际市场前景看好。市场需求旺盛，生产发展一时还难以跟上，供不应求的局面还将持续一段时间。（5）体制和人才问题的解决尚需时日。在社会主义市场经济中，竞争性行业，特别是像模具这样依赖于特殊用户、需单件生产的行业，国有和集体所有制原来的体制和经营机制已显得越来越不适应。人才的数量和素质也跟不上行业的快速发展。“十一五”期间发展展望在信息化带动工业化发展的今天，我们既要看到成绩，又要重视落后，要抓住机遇，采取措施，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，尽快提高塑料模具的水平，融入到国际市场中去，以促进中国模具行业的快速发展，有两方面应予以重视：一是政府相关政策对促进模具工业的发展起着非常重要的作用。从国际上看，各国模具工业在发展初期都得到了政府的大力扶持。就中国实际情况看，应降低国内不能生产的进口精密模具生产设备的关税、执行好国家对部分专业模具厂的优惠政策等，通过政策引导作用可加快行业的发展和进步。二是随着市场的发展，塑料新材料及多样化成型方式今后必然会不断发展，因此对模具的要求也越来越高。为了满足市场需要，未来的塑料模具无论是品种、结构、性能还是加工都必将有较快发展，而且这种发展必须跟上时代步伐。展望未来，下列几方面发展趋势预计会在行业中得到较快应用和推广。（1）超大型、超精密、长寿命、高效模具将得到发展。（2）多种材质、多种颜色、多层多腔、多种成型方法一体化的模具将得到发展。（3）为各种快速经济模具，特别是与快速成型技术相结合的RP/RT技术将得到快速发展。（4）模具设计、加工及各种管理将向数字化、信息化方向发展CAD/CAE/CAM/CAPP及PDM/PLM/ERP等将向智慧化、集成化和网络化方向发展。（5）更高速、更高精度、更加智慧化的各种模具加工设备将进一步得到发展和推广应用。（6）更高性能及满足特殊用途的模具新材料将会不断发展，随之将产生一些特殊的和更为先进的加工方法。（7）各种模具型腔表面处理技术，如涂覆、修补、研磨和抛光等新工艺也会不断得到发展。（8）逆向工程、并行工程、复合加工乃至虚拟技术将进一步得到发展。（9）热流道技术将会迅速发展，气辅和其它注射成型工艺及模具也将会有所发展。（10）模具标准化程度将不断提高。（11）在可持续发展和绿色产品被日益重视的今天，“绿色模具”的概念已逐渐被提到议事日程上来。即，今后的模具，从结构设计、原材料选用、制造工艺及模具修复和报废，以及模具的回收利用等方面，都将越来越考虑其节约资源、重复使用、利于环保，以及可持续发展这一趋向。 “十一五”期间，在科学发展观指导下，国内模具企业将进一步深化改革，下功夫搞好科技进步与创新，坚持走新型工业化道路，将速度效益型的增长模式逐步转变到质量和水平效益型的轨道上来，模具工业必将得到又好又快的发展。1）初创阶段1820年英国人Thomas Hancock发现经过塑炼的橡胶具有可塑性，并能流动，出现了塑性一词Plastic；1839年美国人Charlas Coodyear发现橡胶与硫磺一起加热会使橡胶更富有弹性，并能定型，出现了硫化一词Vulcanization；1851年出现了有弹性的硬质橡胶，并产生了橡胶工业。这不仅是橡胶工业的里程碑，而且也是塑料发展史上的重要一页；1856年英国人Alexander Parkes发现在感光的火棉中，熔剂蒸发后留下的固体残渣是一种硬而有弹性的角质物质，并能防水。又于1862年展出了硝化纤维素塑料，为此而被授勋；1865年美国人John Wesley Hyatt用硝化纤维素制成了代替象牙的桌球；1872年正式命名硝化纤维素加樟脑的合成材料为“赛璐珞”。这是通过有机物聚合反应生成的第一种塑料材料，是现代塑料工业的里程碑。2）理论和技术发展阶段1872年Adolf Bayer用甲醛反应得到树脂状物质；1899年Aithur Smith获得了关于酚醛树脂的第一个英国专利（16874号）；1909年Lee Hendrik Baekeland控制和改进反应使得酚醛树脂成为第一个进入工业化生产的合成树脂；19251935年间，建立了有关高分子化合物特征和生成的基本理论，从而在有机化学和物理化学的基础上产生了高分子化学和物理这一新兴学科，有力地促进了塑料工业的发展。这期间，低密度聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等热塑性塑料相继工业化，奠定了塑料工业的基础。3）飞跃发展阶段1954年，发现用TiCl3的络合物作催化剂（齐格勒纳塔催化剂），通过定向聚合可得到优良性能的聚合物。这一定向催化聚合工艺的创立、高分子学科的进一步发展及聚合技术的开拓，使得高密度聚乙烯、聚丙烯进入了工业化生产。50年代中期60年代末，石油化工的高速发展为塑料工业提供了丰富而廉价的原料，这一阶段，塑料的产量和品种不断增加，成型加工技术更趋完善。4）稳定增长阶段70年代以来，由于石油危机和资本主义周期性的经济危机，原材料价格猛涨，塑料增长速度显著下降。这一阶段塑料工业的特点是通过各种改性技术来改进塑料的性能，提高产品的质量，扩大应用领域，生产技术更趋合理。进入90年代以来，塑料工业向着生产工艺自动化、连续化，产品系列化，以及不断开拓功能性塑料的新领域发展。毕业设计（论文）文献综述设计（论文）题目：玩具车底盘塑料模具设计学院名称：机械工程学院专业：模具设计与制造学生姓名：金铭学号： 093030119 指导教师：朱旭霞 2012年 3 月 2日一、前言部分我国模具行业在制造业里已经有了举足轻重的地位1，模具工业已成为工业发展的基础，随着科技的不断发展，计算机也早已经走进了各个行业的领域，模具行业也不例外，CAD/CAM/CAE技术也已经灵活的应用在了各种模具的设计，检测等领域2，可见模具事业的道路一片光明。二、主题阐述2.1 模具的历史背景塑料是一门新兴工业，随着石油工业发展运营而生，作为现在四大工业基础之一，越来越广泛的在各行各业应用，其中塑料成型在塑料的各种成型工艺中所占的比例也越来越大。随着社会的经济技术不断向前发展，对注塑成型的制品质量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品在工业中的应用日趋普遍。在国民经济中，塑料制件已称为各行业不可缺少的重要材料之一。塑料制品的造型与精度直接与模具的制造有关系，对塑料制品的要求就是对模具的要求。有人说，模具是现代工业之母。世界各国对模具生产技术非常重视，出现许多新工艺、新技术。从而促进塑料工艺的不断提高和发展。2.2 模具的现状在我国制造业不断发展的今天，模具制造显得越来越重要，社会对模具专业技术人员的需求也越来越大3。而模具中亦有其最为广泛的模具类型，据新近有关统计资料表明，在国内外模具工业中，各类模具占模具总量的比例大致如下：冲压模、塑料模各占35%40%，压铸模占10%15%，粉末冶金模、陶瓷模、玻璃模等其他模具约占10%，因此，塑料成型模具的应用在各类模具的应用中占有与冲压模并驾齐驱的“老大”位置4。随着我国经济与国际的接轨和国家经济建设持续稳定的发展，塑料制件的应用快速上升，模具设计与制造和塑料成型的各类企业日益增多，塑料成型工业在基础工业中的地位和对国民经济的影响日益重要。目前我国的模具生产企业可划分为四大类，即专业模具厂，专门生产模具外供；产品厂的模具分厂或车间，以供给本产品厂所需的模具为主要任务；三资企业的模具分厂，其组织模式与专业模具厂相类似，以小而专为主；乡镇模具企业，与专业模具厂相类似。其中以第二类数量最多，模具产量约占总产量的70%以上。我国模具行业管理体制分散，目前有19个大行业部门制造、使用模具，却没有统一的管理部门。靠中国模具工业协会来统筹规划、集中攻关，跨行业、跨部门管理困难很多。模具适宜于中小型企业组织生产，而我国技术改造投资向大中型企业倾斜时，中小型模具企业的投资得不到保证。包括产品厂的模具车间、分厂在内，技术改造后不能很快收回其投资，不少模具企业技术改造后负债累累，影响其发展。虽然大多数产品厂的模具车间、分厂技术力量较强，设备条件较好，生产的模具水平也较高，但设备利用率低。我国模具价格长期以来与其价值不协调，造成模具行业“自身经济效益小，社会效益大”的现象。“干模具的不如干模具标准件的，干标准件的不如模具带件生产的，干带件生产的不如用模具加工产品的”不正常现象严重存在，极大地挫伤了模具企业(包括模具车间和分厂职工)的积极性。这也是模具行业人才留不住、青年技术人员、青年工人不愿学技术的原因之一。2.3发展方向2.31协同创新设计将成为模具设计的主要方向制造业垂直整合的模式使得世界范围内产品销售、设计、生产和模具制造分工更明确。为了缩短产品上市周期，使模具设计充分理解产品设计的意图，在产品的设计阶段，模具设计即同时开始，产品设计工程师和模具设计工程师需尽早进人协同设计状态9。2.32模具制造信息将更加丰富，制造过程将更有效目前，模具制造厂已经较广泛地采用了数控加工11。保证了加工质量、提高了加工效率、改进了制造流程，有较多的模具制造厂开始使用多坐标数控加工、高速铣削加工及基于快速原型的模具制造等方法12。今后的制造信息将不仅仅是只提供数控编程加工的G代码，更重要的是，从设计开始，将进行制造过程的设计，即提供模具制造的工艺流程，。 CAM将充分利用网络及仿真等技术，通过合理地规划制造过程，有效地组合机床、刀具和人的经验，使企业发挥更大的潜力，取得最大的效益。耐磨性的材料外，同时又要重视兼一制模工艺研究3、总结部分随着塑料工业的发展，近年来，我国个行业对模具工业的发展十分重视，在重点支持技术改造的产业、产品中、把模具制造列为机械工业技术改造序列的第一位，确定了模具工业在国民经济中的重要地位，也提高了振兴模具工业的重要任务，故模具产业将来必会向一下几个方面发展 1高效率、自动化大量采用各种高效率、自动化的模具结构，如高效冷却管以缩短成型周期：各种能可靠地自动脱出产品和流道的脱模机构：热流道浇注系统注射出模具等。高速自动化的塑料成型机械配合以先进的模具，对提高生产效率，降低成本起了很大作用 2大型、超小型及高精度由于模具应用的夸大，塑料制件已经应用到了建筑、机械、电子、仪器等各个工业领域。于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，对提高生产效率，降低成本起了很大作用。 3更加标准化开展模具标准化工作，使模块，导柱等通用零件标准化、商品化，以适应大规模地成批生产塑料成型模具 4革命模具制造工艺为了更新产品花式和适应小批量的生产要求，除大力发展高强度、耐磨性的材料外，同时又要重视兼一制模工艺研究四、参考文献（根据文中参阅和引用的先后次序按序编排） 1 许发樾，袁国定. 模具结构设计M. 北京：机械工业出版社，2003.10.2 周永泰. 中国模具正在加速融入世界并事先国际共赢J。模具工业。2006，32（4）：1-63 袁崇绫，剧标准件的发展趋势及需要解决的问题J，模具制造.2006.32(4)1-24 张荣清. 模具制造工艺M. 北京: 高等教育出版社, 2006.1. 5 王秀彦，安国平等，激光模具表面强化的应用研究J、锻造机械.2000,(6):3-66 屈华昌. 塑料成型工艺及模具设计M. 北京：高等教育出版社，2005.5. 7 李光耀，浅谈现代模具的设计与制造J，CAD/CAM与制造业信息化.2005（1）： 8 徐庆仁国外模具制造技术技术与现状和发展趋势J.航空精密制造技术2007年第4期11 黄晓燕. 注塑模浇口位置新方法经验搜索法J. 塑料工业, 2006.12 吴承格. 注塑成型中的模糊控制技术J. 塑料工业, 2005.13 蒋美丽. 可熔型芯注射模具技术D. 塑料科技,2005.毕业设计（论文）设计（论文）题目：玩具车底盘塑料模具设计学院名称：机械工程学院专业：模具设计与制造班级：姓名：学号指导教师：职称定稿日期： 2012 年 5 月 2 日摘要本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是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；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.关键词塑料模具分型面标准目录摘要II目录III第1章绪论11.1 国内外塑料模具的研究现状11.1.1国内塑料模具研究现状11.1.2 国外塑料模具研究现状21.3 本课题的任务2第2章塑件的工艺分析32.1分析材料性能32.1.1丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物（ABS）32.1.2聚苯乙烯（PS）42.1.3双酚A型聚碳酸酯（PC）42.2分析零件用途及设计要求62.3 综合分析塑件结构6第3章模具总体结构设计83.1 分型面的确定83.2型腔数目的确定83.3 浇注系统设计93.3.1 主流道、主流道衬套的设计93.3.2 分流道设计、浇口的设计103.3.3 冷料穴的设计及成形零部件的设计11第4章导向与定位机构12第5章顶出系统设计13第6章成型零件工作尺寸的计算14第7章排气设计15第8章温度调节系统设计168.1 温度调节对塑件质量的影响168.2对温度调节系统的要求168.3冷却系统设计：17第9章标准模架的选择18第10章注射机的选择校核和模具零部件结构设计1810.1 注射机的分类1810.2 模具相关尺寸计算19总结22参考文献23致谢24第1章绪论第1章绪论模具是由机械零件构成，它与相应的压力成形机械相配合，具有直接改变金属或非金属材料的形状、尺寸、相对位置和性质，使之成形为合格制品或半成品零件1。作为一种高效率的工艺装备，模具具有节约原材料、制件成本低廉等一系列优点。目前，模具的应用日益广泛，已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向，模具工业的水平和发展状况已被认为是衡量一个国家工业水平的重要标志之一。而在当今模具行业中，占大部分比例的是塑料成型模具，而塑料注射成型又是塑料模具工业中主要的加工方法之一，据统计塑料成形模具产量中约半数以上是注射模具2。近年来，随着新塑料的研发，以塑代钢、以塑代木的推广，塑料模的比例不断提高，塑料模将有更广阔的应用前景。同时，由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对塑料模的精度要求也将越来越高，传统的制模方法已不能满足要求，这就促使了CAD/CAM技术在模具行业中的应用。而在CAD软件的开发中，参数化设计方法的研究已成为研究的热点，因此，研究塑料注射模具参数化设计关键技术，对提高塑料注射模具的设计效率具有更重要的现实意义。1.1 国内外塑料模具的研究现状1.1.1国内塑料模具研究现状我国塑料模具起步较晚，但发展很快，特别是近几年，无论在质量、技术和制造能力上都有很大发展，取得了很大成绩。按产值计算，目前我国塑料模具产值约占全部模具的1/3左右3。2006年，在第十届中国国际模具技术和设备展览会上4，温州市丰日模具厂的各类电器、开关、手机、汽配等注塑模具；精展精机有限公司的塑胶模具零配件；东莞精宝模具配件厂的各种精密模具零配件等都显示了其强大的优势。CAD/CAE/CAM技术在塑料模的设计制造上应用已越来越普遍；气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，不少企业已能在电视机外壳、洗衣机外壳、汽车饰件以及一些厚壁塑料件的模具上成功地运用气辅技术，一些厂家还使用C-MOLD气辅软件，取得了良好效果；热流道技术的应用更加广泛，近年来，热流道技术发展很快，热流道模具比例不断提高；精密、复杂、大型模具的制造水平有了很大提高；模具寿命不断提高。虽然近年来我国塑料模具技术水平已大大提高，但同国外发达国家相比还存在较大的差距5。1.1.2 国外塑料模具研究现状近年来，由于工业发展迅速的原因，国外发达国家的模具制造业发展也相当迅速。特别是在欧美，许多模具企业的生产技术水平在国际上都是一流的：在Arcam公司的基于EBM技术的自由成形制造工艺直接工具钢注射模具镶块方法研究中6，首次将复杂的冷却几何与传统的冷却镶块的直接比较，并通过热成像技术分析冷却效率与分布，为注射模提供了一种高效制造型芯部镶块的技术，从而降低了生产时间和成本，提高了产品质量；在模具的正确定向研究方面7，研究者针对在发动机舱中压铸铝部件日益地被耐热的热塑性塑料的注射模制品所替代的问题，讨论各向异性零件的模具设计，以玻璃纤维强化的PA废气回流阀为示例，在设计构件的机械零件时，为了确保零件成型制品质量，提出了制品纤维取向因素的模具设计方法；在高速铣削模具型腔的电火花加工（EDM）电极设计技术方面8，对于复杂模具型腔，在模具型腔加工前，EDM设计者提出几种可行的电极加工的组合设计方案，并确定最佳方案，给出了基于自动EDM电极设计系统理论的设计原理，以系统的逻辑运作方式，使EDM工程师便于实现电极设计任务，描述自动设计EDM电极的整体步骤；在模具制造的激光加工技术方面9，技术人员在高速铣削(HSM)与激光加工(LM)的粗、精的组合模具设计与加工时，通过嵌入在一个标准结构的数据库中的输入和输出的模具工艺数据，为将来的模具工艺优化和数据更新提供重要的技术支持，从而缩短了从模具设计到制造的时间。1.3 本课题的任务本文以玩具车底盘，确定了玩具车底盘的模腔数并选择相关注塑机，完成对应模具总图设计，模具总图用2D-CAD绘制，总图设计严格按标准，包含零件序号及零件明细表等；完成玩具车底盘的造型设计，如动模、定模等型腔零件及动定模套板、浇口套等零件的设计，按制图标准标注尺寸、公差、形位公差及表面粗糙度等；对模具分型面、浇注方案、冷却方案等设计进行分析，对模具零件关键尺寸的确定进行计算，如套板边框尺寸、厚度尺寸、导柱直径、压室充满度计算等，具有很强的工程实用意义。27第2章塑件的工艺分析第2章塑件的工艺分析2.1分析材料性能塑料（Plastics)是以有机高分子化合物为基础，加入若干其他材料（添加剂）制成的固体材料。塑料的优点：塑料的强度较小，有较高的比强度。塑料还具有较高的电绝缘和热绝缘性，良好的耐磨性和耐腐蚀性，以及优异的成型工艺性。塑料的缺点：强度，硬度较底，易老化等。通用塑料如聚丙烯PP，聚乙烯PE，聚氯乙烯PVC具有应用范围广、加工性能良好，价格低廉的优点，但由于其力学性能较差且成型收缩率较大不易成型尺寸稳定的制品故不选用，以下拿三种常用典型材料比较选取。2.1.1丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物（ABS）ABS外观上是淡黄色非晶态树脂，不透明，密度与聚苯乙烯基本相同。ABS具有良好的综合物理力学性能，耐热，耐腐，耐油，耐磨、尺寸稳定，加工性能优良，它具有三种单体所赋予的优点。其中丙烯腈赋予材料良好的刚性、硬度、耐油耐腐、良好的着色性和电镀性；丁二烯赋予材料良好的韧性、耐寒性；苯乙烯赋予材料刚性、硬度、光泽性和良好的加工流动性。改变三组分的比例，可以调节材料性能。 ABS为无定形聚合物，无明显熔点，熔融流动温度不太高，随所含三种单体比例不同，在160190范围即具有充分的流动性，且热稳定性较好，在约高于285时才出现分解现象，因此加工温度范围较宽。ABS熔体具有明显的非牛顿性，提高成型压力可以使熔体粘度明显减小，粘度随温度升高也会明显下降。ABS吸湿性稍大于聚苯乙烯，吸水率约在0.2%0.45%之间，但由于熔体粘度不太高，故对于要求不高的制品，可以不经干燥，但干燥可使制品具有更好的表面光泽并可改善内在质量。在8090下干燥23h,可以满足各种成型要求。ABS具有较小的成型收缩率，收缩率变化最大范围约为0.3%0.8%，在多数情况下，其变化小于该范围。注塑是ABS塑料最重要的成型方法，可以采用柱塞式注塑机，但更长采用螺杆式注塑机，后者更适于形状复杂制品、大型制品成型5。2.1.2聚苯乙烯（PS）聚苯乙烯是无色无臭的透明刚硬固体，制品掷地时有金属般响鸣。聚苯乙烯透光率不低于80%，雾度约为3%，折射率较大，在1.591.60之间，具有特殊光亮性，但储存时易泛黄。泛黄原因之一是单体纯度不够，特别是在含有微量元素时；二是聚合物在空气中缓慢老化引起发黄。聚苯乙烯较轻，密度在1.041.065之间。力学性能聚苯乙烯在热塑性塑料中属于典型的硬而脆塑料，拉伸、弯曲等常规力学性能皆高于聚烯烃，拉伸时无屈服现象。热学性能聚苯乙烯分子链虽是刚性链，但由于是无定形结构，超过玻璃化温度即开始软化，软化点仅95左右，许多力学性能都受到温度升高的明显影响。最高连续使用温度仅6080。120开始成为熔体，180后开始具有流动性，其热稳定性较好，超过300才开始分解，因此聚苯乙烯具有较高的成型加工区间。电性能聚苯乙烯是非极性聚合物，具有颇为优异的介电、电绝缘性能，由于吸湿性很小，电性能也不受环境湿度改变的影响。加工工艺性吸湿性很小，加工前一般不需要专门的干燥工序成型温度范围较宽收缩率及其变化范围都很小，一般在0.2%0.8%有利于成型出尺寸精度较高和尺寸较稳定的制品聚苯乙烯制品容易产生内应力，并且在空气中会缓慢老化引起发黄很显然不适合选用2.1.3双酚A型聚碳酸酯（PC）双酚A型聚碳酸酯是无色或者微黄色透明的刚硬、坚韧固体。力学性能双酚A型聚碳酸酯是典型的硬而韧聚合物，具有良好的综合力学性能。拉伸、压缩、弯曲强度均相当于聚酰胺6、聚酰胺66，冲击强度高于所有脂肪族聚酰胺和大多数工程塑料，抗蠕变性也明显优于聚酰胺、聚甲醛。力学性能方面缺点是耐疲劳性较差，缺口敏感性较明显热性能有良好的耐热性，玻璃化温度较高，高于所有的脂肪族聚酰胺，熔融温度略高于聚酰胺6但低于聚酰胺66，热变形温度和最高连续使用温度均高于绝大多数脂肪族聚酰胺，也高于几乎所有的热塑性通用塑料。在工程塑料中，他的耐热性优于聚甲醛、脂肪族聚酰胺和PBT,与PET相当，但逊于其他工程塑料。聚碳酸酯具有良好的耐热性，脆化温度为-100电性能双酚A型聚碳酸酯是弱极性聚合物，极性的存在对电性能有一定不利影响，在标准条件下电性能虽不如聚烯烃、聚苯乙烯等，但也不失为是电性能较优的绝缘材料，特别是因其耐热性优于聚烯烃，可在较宽温度范围保持良好的电性能。由于吸湿性较小，环境温度对电性能无明显影响。其他性能在干燥的气候条件下物理力学性能基本不变，但在潮湿环境及强烈日照条件下，会产生表面裂纹并发暗，在火焰中可缓慢燃烧，离火源后可自熄5。PC剪切黏度高，充模阻力大，并且由于其在力学性能方面的缺点也不选用。表2.1: 三种材料性能参数表ABSPSPC密度1.051.041.061.181.20收缩率0.30.80.20.80.50.7熔点130160131165220240热变形温度（45N/cm）65986590132138模具温度6080406085120喷嘴温度180190160170250300中段温度180230170190270320后段温度150170140160250270注射压力601006010050110塑化形式螺杆式柱塞式螺杆式柱塞式螺杆式柱塞式拉伸强度334935636066拉伸弹性模量1.82.83.52.3弯曲强度806198105113弯曲弹性模量1.4-1.54压缩强度18398011285缺口冲击强度11200.250.40不断硬度R6286洛氏M658011.7HB体积电阻率1016101710191015介电常数60Hz2.45.0106 Hz2.760Hz3.0击穿电压-19272030外观浅象牙色或白色不透明无色透明、摔打音清脆透明微黄特点耐热、表面硬度高、，尺寸稳定、耐化学及电性能好，易成型加工，可镀铬耐水、耐化学品、绝缘性好、不耐冲击不耐温透明度高、硬而韧、高抗冲、尺寸稳定性优电绝缘性和耐热性好、耐开裂耐药品性差材料最终选定为ABS,其综合性能优异，具有较高的力学性能，流动性好，易于成型；成型收缩率小，理论计算收缩率为05 ；溢料值为004 mm；比热容较低，在模具中凝固较快，模塑周期短。制件尺寸稳定，表面光亮。2.2分析零件用途及设计要求该塑件为玩具车底座，用于儿童娱乐。根据要求，采用大批量生产，采用注塑成型。2.3 综合分析塑件结构塑料制件的结构工艺性是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.图1 玩具车底盘正面图图2 玩具车底盘反面图由图可见,玩具车底盘塑料件壁厚均匀,有利于塑料成型.宁波工程学院毕业设计（论文）第3章模具总体结构设计3.1 分型面的确定根据分型面的选择原则：（1）便于塑件脱模；（2）在开模时尽量使塑件留在动模；（3）外观不遭到损坏；（4）有利于排气和模具的加工方便。图3-1 分型面的位置结合该产品的结构,分型面确定在塑件的最大投影面积上.如图3-1所示。3.2型腔数目的确定注塑模的型腔数目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素：（1）塑件的尺寸精度；（2）模具制造成本；（3）注塑成型的生产效益；（4）模具制造难度。根据大批量生产要求，以及考虑塑件的外形为长方形的,本模具采用一模二腔，塑件型腔位置沿着中心对称分布。3.3 浇注系统设计浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴出来后，到达型腔之前在模具中所流经的通道，其作用是将熔融状态的塑料从喷嘴处平稳的引入模具型腔，并在熔体填充和固化定形的过程中将注射压力和保压力传递到塑料制品各部位，以获得组织致密、外形清晰、表面光洁和尺寸精确的塑料模具。浇注系统可分为普通流道浇注系统和无流道浇注系统两大类。此次设计的模具，其浇注系统为普通流道浇注系统。浇注系统的设计对注射成型效率和制件质量有直接影响，是获得优质塑料制品的关键。浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。3.3.1 主流道、主流道衬套的设计主流道是指从注射机喷嘴与模具接触处起到分流道为止的一段料流通道，负责将塑料熔体从喷嘴引入模具。当模具闭合后，注射机喷嘴压紧模具主流道衬套，并封紧注射机与模具之间的间隙，熔体材料直接从料筒流入主流道。此次设计的模具在卧式注射机上使用，主流道应垂直于分型面。为了使冷凝料能从主流道中顺利拔出，将主流道设计成圆锥形。锥角约为14，锥角取大值，以降低熔体在流道中流动阻力，因此取=4见图。内壁表面粗糙度Ra应小于0.631.25m，取Ra=0.6m。在保证制品成形的条件下，主流道的长度应尽可能短，以减少压力损失及废料，但由于主流道的长度由与定模座板的厚度及主流道衬套的安装位置有关，必须结合主流道衬套的设计一同对其进行确定，因此主流道长度待定，接下去先设计主流道衬套。由于注射成形时，注射机对模具施加的压力很大，主要作用于主流道衬套上，且主流道在与高温塑料熔体和注射机喷嘴反复接触和碰撞，所以一般不将主流道直接开设在定模上，而是将它单独开在一个主流衬套中，通常在淬火后嵌入模具，这样在损坏时便于更换或修磨。常用的主流道衬套有A、B两类，此模具选用A型主流道衬套，B型是为了防止衬套在熔体反压力作用下退出定模设计的，这里不再赘述。主流道衬套嵌定模座板之后，再由定位圈压住其大端面，也能起到抵抗熔体反压力的作用。主流道衬套的材料选用T8A，要求热处理后硬度达到5357HRC。其尺寸应根据Sz-400/ZH-63注射机配套的定位圈尺寸及定模的厚度进行确定。衬套与定模座板之间的配合采用H7/m6。因定模座板必须与中间板无间隙接触，所以主流道衬套与定模座板配合后，必须保证其端面与定模座板大平面处在同一平面内。3.3.2 分流道设计、浇口的设计分流道是主流道与浇口之间的料流通道，是塑料熔体由主流道流入型腔的过渡段，负责将熔体的流向进行平稳转换，在多型腔模中起着将熔体向各个型腔分配的作用。对于单型腔模，可不设置分流道，而此次设计的模具设有两个型腔，有必要开设分流道，且开设在定模座板与中间板之间，并在中间板上进行加工。分流道其截面形状及尺寸主要取决于制品的大小、模具结构以及所加工的塑料种类。根据此塑料零件、材料及加工难易程度，确定分流道截面为抛物线截面，其尺寸依据推荐值及主流道直径大小定为如图所示尺寸。分流道的表面粗糙度不宜太小，以防将冷凝料带入型腔，一般要求达到Ra值为1.6m即可。这样可增大对外层塑料熔体的流动阻力，减小流速，并与中心熔体之间具有一定的速度差，以保证熔体流动时具有合适的切变速率和剪切热。浇口是分流道与型腔之间长度非常短，截面又很狭窄的一段料流通道。浇口截面狭窄，可使经过分流道之后压力和温度都已有所下降的塑料熔体，产生加速度和较大的剪切热，保证熔体充模时具有较快的流动速度和较好的流动性。又因其长度短，所以浇口内可容纳的塑料熔体体积很小，故很容易冷却固化，从而有助于防止保压力不足或保压时间过短而引起的倒流现象。而且，浇口内冷却固化的塑料熔体（废料）强度很低，非常容易断裂，故使制品与废料分离，并便于制品脱模。浇口的长度和截面尺寸一般均可在试模过程中适当调整。特别是调整其截面尺寸时，截面高度的变化对浇口的容积及浇口冻结时间影响很大；另外，截面积的变化对塑料熔体内的切变速率影响很大，而切变速率又与熔体表面黏度有关，所以改变浇口截面尺寸或截面积的大小，可以控制浇口冻结时间，以及熔体充模时的流动性能。浇口的形式很多，参考实用模具设计与制造手册1给出的浇口形式，根据塑料种类、塑料制品的形状及分模落料形式，应选点浇口。点浇口又称针状浇口或橄榄形浇口，点浇口是一种在制品中央开设浇口时使用的圆形限制性浇口，由于浇口前后两端存在较大的压力差，能有效地增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，从而导致熔体的表观粘度下降，流动性增加，利于充模。常用于各种壳类、盒类的热塑性塑料制品。点浇口的优点是浇口残留痕迹小，易取得浇注系统的平衡，也利于自动化操作；但是由于浇口的截面积小，流动阻力大，需提高注射压力，只宜于成型流动性好的热塑性塑料。 3.3.3 冷料穴的设计及成形零部件的设计冷料穴是用来收集料流前锋的冷料，常设在主流道或分流道末端。如图所示深度取4mm，主流道表面粗糙度Ra小于0.320.63m。注射模闭合后，其内部零部件将组合成一个能容纳塑料的闭合空腔，即所说的型腔，它将接受由注射机注射出来的塑料熔体，并使它们在其内部固化成形为塑料制品。构成型腔的所有零部件统称为成形零部件。由于塑料零件外形有凹陷部分，对应成形模上必须有凸起部分，为便于加工起见，不把成形模设计成一个整体，而是采用嵌入式的成形模，即用型芯嵌入固定板中形成型腔结构。另外，与其它结构件不同，成形零部件采用的是更为优质的材料，出于材料费用考虑，也应设计成嵌入式的。成形零部件在注射成形过程中直接与塑料熔体接触，需要承受温度、压力及塑料熔体的冲击和摩擦，长期工作之后，容易发生磨损、变形和断裂，因此成形零部件必须采用优质钢材制作。第4章导向与定位机构注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。导柱：国家标准规定了两种结构形式，分为带头导柱和有肩导柱，大型而长的导柱应开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩擦。若导柱需要支撑模板的重量，特别对于大型、精密的模具，导柱的直径需要进行强度校核。导套：导套分为直导套和带头导套，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构，带头导套向固定容易。设计导柱和导套需要注意的事项有：(1) 合理布置导柱的位置，导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度；导柱不应设在矩形模具四角的危险断面上。通常设在长边离中心线的1/3处最为安全。导柱布置方式常采用等径不对称布置，或不等直径对称布置。(2) 导柱工作部分长度应比型芯端面高出68 mm，以确保其导向与引导作用。(3) 导柱工作部分的配合精度采用H7/f7，低精度时可采取更低的配合要求；导柱固定部分配合精度采用H7/k6；导套外径的配合精度采取H7/k6。配合长度通常取配合直径的1.52倍，其余部分可以扩孔，以减小摩擦，降低加工难度。(4) 导柱可以设置在动模或定模，设在动模一边可以保护型芯不受损坏，设在定模一边有利于塑件脱模。图4-1 导向机构图第5章顶出系统设计注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称顶出机构。脱模机构的设计一般遵循以下原则：(1) 塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。(2) 由于塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度最大的部位。(3) 结构合理可靠，便于制造和维护。本设计使用简单的推杆脱模机构，因为该塑件的分型面简单，结构也不复杂，采用推简单的脱模机构可以简化模具结构，给制造和维护带来方便。在对脱模机构做说明之前，需要对脱模力做个简单的计算。推杆脱模机构是最简单、最常用的一种形式，具有制造简单、更换方便、推出效果好等特点。推杆直接与塑件接触，开模后将塑件推出。推杆的截面形状；可分为圆形，方形或椭圆形等其它形状，根据塑件的推出部位而定，最常用的截面形状为圆形；推杆又分为普通推杆和成型推杆两种，前者只是起到将塑件推出的作用，后者不仅如此还能参与局部成型，所以，推杆的使用是非常灵活的。压推杆材料的许用压应力, 压=150Mpa。推杆的固定形式：推杆的固定形式有多种，但最常用的是推杆在固定板中的形式，此外还有螺钉紧固等形式。推出机构的导向：当推杆较细或推杆数量较多时，为了防止因塑件反阻力不均匀而导致推杆固定板扭曲或倾斜折断推杆或发生运动卡滞现象，需要在推出机构中设置导向零件，一般称为推板导柱。推出机构的复位：脱模机构完成塑件的顶出后，为进行下一个循环必须回复到初始位置，目前常用的复位形式主要有复位杆复位和弹簧复位。本设计采用弹簧复位机构，弹簧复位机构是一种最简单的复位方式。推出时弹簧被压缩，而合模时弹簧的回力就将推出机构复位。推杆与模体的配合：推杆和模体的配合性质一般为H8/f7或H7/f7，配合间隙值以熔料不溢料为标准。图5-1 顶出机构图第6章成型零件工作尺寸的计算成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影响塑件的精度。成型零件工作尺寸计算方法一般有两种：一种是平均值法，即按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算；另一种是按极限收缩率、极限制造公差和磨损量进行计算；前一种方法简便，但不适合精密塑件的模具设计，后一种复杂，但能较好的保证尺寸精度。本设计采用平均值法。表6-1成型零件的尺寸计算已知条件：平均收缩率Scp=0.005；模具的制造公差取z=/4 尺寸分类塑件尺寸计算公式成型零件尺寸型腔径向尺寸66.9(Lm)0+z=(1+S)Ls-1/20+z67.3 0+0.2556.857.2 0+0.253232.060+0.252626.050+0.2523.323.50+0.2524.925.080+0.2572.472.48 0+0.25148148.090+0.2566.90-0.8866.910+0.25型腔深度13.1(Hm)+z0=(1+S)Hs-1/20+z13.080+0.09540.140.120+0.09521.121.080+0.09565.980+0.095第7章排气设计在塑料熔体填充注射模腔过程中，模腔内除了原有的空气外，还有塑料含有的水分在注射温度下蒸发而形成的水蒸汽，塑料局部分解产生的低分子挥发气体，塑料助剂挥发（或化学反应）所产生的气体以及热固性塑料交联硬化释放的气体等；这些气体如果不能被熔融塑料顺利地排出模腔，将在制件上形成气孔，接缝，表面轮廓不清，不能完全充满型腔，同时，还会因为气体被压缩而产生的高温灼伤制件，使之产生焦痕，色泽不佳等缺陷。模具的排气可以利用排气槽排气，分型面排气，利用型芯，推杆，镶件等的间隙排气。ABS料推荐的排气槽深度为0.02。排气设计原则：通常，选择排气槽的开设位置时，应遵循以下原则：排气口不能正对操作者，以防熔料喷出而发生工伤事故；最好开设在分型面上，如果产生飞边易随塑件脱出；最好设在凹模上，以便于模具加工和清模方便；开设在塑料熔体最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的终端；开设在靠近嵌件和制件壁最薄处，因为这样的部位最容易形成熔接痕；若型腔最后充满部位不在分型面上，其附近又无可供排气的推杆或活动的型心时，可在型腔相应部位镶嵌烧结的多孔金属块，以供排气；高速注射薄壁型制件时，排气槽设在浇口附近，可使气体连续排出；若制件具有高深的型腔，那么在脱模时需要对模具设置引气系统，那是因为制件表面与型心表面之间在脱模过程中形成真空，难于脱模，制件容易变形或损坏。热固性塑料制件在型腔内的收缩小，特别是不采用镶拼结构的深型腔，在开模时空气无法进入型腔与制件之间，使制件附粘在型腔的情况比热塑性制件更甚，因此，必须引入引气系统。第8章温度调节系统设计在注塑成型过程中，模具的温度直接影响到塑件成型的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具的温度要求也不同。流动性差的塑料如PC，POM等，要求模具温度高，温度过低会影响塑料的流动，增大流动剪切力，使塑件内应力增大，出现冷流痕，银丝，注不满等缺陷。普通的模具通入常温的水进行冷却，通过调节水的流量就可以调节模具的温度，为了缩短成型周期，还可以把常温的水降低温度后再通入模内，可以提高成型效率。对于高熔点，流动性差的塑料，流动距离长的制件，为了防止填充不足，有时也在水管中通入温水把模具加热。8.1 温度调节对塑件质量的影响1）采用较低的模温可以减小塑料制件的成型收缩率；2）模温均匀，冷却时间短，注射速度快可以减少塑件的变形3）对塑件表面粗糙度影响最大的除型腔表面加工质量外就是模具温度，提高模温能大大改善塑件的表面状态；温度对塑件质量的影响有相互矛盾的地方，设计时要根据材料特性和使用要求偏重于主要要求。8.2对温度调节系统的要求1）根据塑料的品种确定是对模具采用加热方式还是冷却方式；2）希望模温均一，塑件各部同时冷却，以提高生产率和提高塑件质量；3）采用低的模温，快速，大流量通水冷却效果一般比较好；4）温度调节系统应尽可能做到结构简单，加工容易，成本低廉；从成型温度和使用要求看，需要对该模具进行冷却，以提高生产率。8.3冷却系统设计：设计原则1）尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡；2）冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越好；3）尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，与制件的壁厚距离相等，经验表明，冷却水管中心距B大约为2.53.5D，冷却水管壁距模具边界和制件壁的距离为0.81.5B。最小不要小于10。4）浇口处加强冷却，冷却水从浇口处进入最佳；5）应降低进水和出水的温差，进出水温差一般不超过56）冷却水的开设方向以不影响操作为好，对于矩形模具，通常沿宽度方向开设水孔。7）合理确定冷却水道的形式，确定冷却水管接头位置，避免与模具的其他机构发生干涉宁波工程学院毕业设计（论文）第9章标准模架的选择通过相关计算，根据选择，定模由两块模板组成，动模由两块模板组成；采用推杆推出制件。定模座板厚37.5mm，支承板厚48mm，垫块厚120mm,动模板厚37.5mm。注塑模模架国家标准有两个，即GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技术条件和GB/T125551990塑料注射模大型模架。前者适用于模板尺寸为BL560mm900mm；后者的模板尺寸BL为（630mm630mm）（1250mm2000mm）。由于塑料模具的蓬勃发展，现在在全国的部分地区形成了自己的标准，该设计采用龙记标准模架。第10章注射机的选择校核和模具零部件结构设计10.1 注射机的分类注射成型机的分类方法很多，有按塑料塑化方式分类柱塞式和螺旋式；有的按机械的传动方式分为液压式和机械式；也有的按操作方式分为自动、半自动和手动；还有按住设计的能力分为超小型（合模力在以上）、小型（合模力为；注射容量为）、中型（合模力为；注射容量为）、大型和超大型的（合模力为800；注射容量为以上）关于柱设计的分类，聚丙烯是流动性、热稳定性都差的塑料，因此不宜选用注塞式注射机。再根据给定塑料件的大小，初步设计一模多腔的注射模所需的注射量要大于25cm，且模具形状不大，所以适合选用卧式注射机。立式注射成形机和直角式注射成形机的结构为注塞式结构，而卧式注射成形机的结构多为螺杆式，因此，此塑件应选用卧式且为螺杆式的注射机进行成形加工。根据技术规格的不同，此类注射机分有多种型号。由聚丙烯的成型条件工艺参数结合实用模具设计与制造手册，选型号为Sz-400/ZH-63的注射机。上海塑料机械厂制造机型Sz-250/ZHSz-320/ZHSz-400/ZH螺杆直径/mm222530253035303540理论注射容积/cm192536284054466382注射压力/Mpa213165115237165121225165126锁模力/KN250320400模具最小厚度/mm130130150模板行程/mm310310350模板最大开距/mm440440500顶出力/KN131318顶出行程/mm507070塑料成形时所需的注射总量应小于所选的注射机的注射量，注射容量以容积表示，塑件体积应小于（包括浇注系统）注射机容量，其关系按下式校核： (2-1)注塑容量一重量（g）表示(包括浇注系统)同样应小于注射机的注射量其关系按下式校核： (2-2) 根据塑件尺寸大至估算其体积V如下: V=23.26CM3 (2-3) V总=50CM3 (2-4)模具为两腔型腔平均压力:ABS属易成型制品，根据经验数据查表，选择注射机型号为: Sz-400/ZH-63。10.2 模具相关尺寸计算1）模具厚度注射机规定的模具最大与最小厚度是指动模板闭合后达到规定锁模力时动模板和定模板间的最大与最小距离，因此所设计模具的厚度应处在注射机规定的模具最大与最小厚度范围内，即式中：H-模具厚度（mm）；Hmin-注射机允许的最小模厚，即动、定模之间的最小开距（mm）；Hmax-注射机允许的最大模厚（mm）。如果模厚太大，则无法安装在注射机上，反之如果模厚太小，需要增加垫板。2）开模行程的校核开模行程s（也称合模行程）指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注射机的开模行程是有限的，制品从模具中取出所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离，否则制品无法从模具中取出。下面分三种情况加以讨论。注射机最大开模行程Smax与模厚无关时的校核当注射机采用液压机械联合作用的锁模机构时，其最大开模行程是由连杆机构或合模液压缸的冲程所决定的，而不受模具厚度影响，当模具厚度变化时可由其调模装置调整。其开模行程用下述方法校核。单分型面注射模式中：H1制品脱模需推出的距离； H2制品高度（包括浇注系统凝料）。3）双分型面注射模对于双分型面注射模，为了保证开模后既能取出制品又能取出流道内的凝料，需要在开模距离中增加定模座板与中间板之间的分开距离，的大小应该保证可以方便地取出流道内的凝料，因此双分型面注射模式中：H1制品脱模需推出的距离； H2制品高度（包括浇注系统凝料）；H3取出浇注系统凝料必须的长度。一般情况下制品脱模所需的推出距离H1常等于或大于模具型芯高度，但对于内表面为阶梯状的制品，有时不必推出型芯的全部高度即可取出制品。4）注射机最大开模行程Smax与模厚有关时的校核对于全液压式锁模机构的注射机和直角式注射机，它们的最大开模行程直接与模具厚度有关，其最大开模行程等于注射机移动模板与固定模板之间最大距离SK减去模具闭合厚度Hm，,即式中：SK注射机移动模板与固定模板之间最大距离（）； Him模具厚度（）。单分型

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