挡块产品造型与模具设计

摘 要模具制造技术迅速发展，已成为现代制造技术的重要组成部分。如模具的CAD/CAM技术，模具的激光快速成型技术，模具的精密成形技术，模具的超精密加工技术。以及为了缩短模具设计生产周期而采用的Unigraphics NX，正是基于以上条件应运而生,它的出现，大大提高了模具生产的效率。本设计介绍了挂板塑料注射模具的设计与制造方法。该注射模采用了1模4腔的结构。关键词：塑料；注射模具；设计；UGAbstractMold the rapid development of manufacturing technology, modern manufacturing techniques have become an important part. If the mold CAD / CAM technology, rapid prototyping mold laser technology, precision die forming technology, the ultra-precision mold processing technology. And mold design in order to shorten the production cycle and the use of Unigraphics NX, is created based on the above conditions, it appears, greatly improving the efficiency of the production mold. The design introduced the peg board plastic injection mold design and manufacturing methods. The use of an injection mold cavity mode structure of 4.Key words: plastics; injection mold; design; UG目 录摘 要i Abstractii1 前 言- 1 -1.1 模具工业在国民经济中的地位- 1 -1.2 我国模具技术的现状及发展趋势- 1 -1.3 逆向工程技术的内容及其应用范围- 4 -2 注塑件的设计- 9 -2.1 塑件材料的选择及其结构分析- 9 -2.2 塑件的结构与工艺性分析- 9 -2.3 ABS的注射成型工艺- 9 -3 模具结构形式的拟定- 13 -3.1 确定型腔数量及排列方式- 13 -3.2 模具结构形式的确定- 13 -4 注塑机型号的确定- 14 -4.1 塑件的计算和注射机型号的确定- 14 -4.2 注射机型号的确定- 14 -5 分型面位置的确定- 18 -5.1 分型面的形式- 18 -5.2 分型面的设计- 18 -6 浇注系统的形式和浇口的设计- 19 -6.1 主流道的设计- 19 -6.2 分流道的设计- 20 -6.3分型面的选择设计原则- 20 -6.4 浇口的设计- 21 -6.5 浇注系统的平衡- 22 -7 模架的确定和标准件的选用- 23 -7.1 模架和标准件的确定- 23 -8 合模导向机构的设计- 24 -8.1 定位机构的选择- 24 -8.2 导向结构的总体设计- 24 -9 脱模推出机构的设计- 26 -9.1 脱模推出机构的选择- 26 -9.2 脱模阻力计算- 26 -10 成型零件的设计- 28 -10.1 部分成型零件的结构设计选择- 28 -10.2 部分成型零件的尺寸设计- 29 -11 冷却系统的设计- 33 -11.1 冷却系统的确定- 33 -11.2 排气系统的设计- 34 -12总 结- 35 -参考文献- 36 -致 谢- 37 -iv黑龙江八一农垦大学毕业设计论文1 绪论1.1模具工业在国民经济中所占的重要地位模具是工业产品生产用的重要工艺装备，在现代工业生产中，6090的工业产品需要使用模具，模具工业已成为工业发展的基础，许多新产品的开发和研制在很大程度上都依赖于模具生产，特别是汽车、摩托车、轻工、电子、航空等行业尤为突出。模具作为一种高附加值和技术密集型产品，其技术水平的高低已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一，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，在国务院颁布的关于当前产业政策要点的决定中，模具被列为机械工业技术改造序列的首位。1997年以来，又相继把模具及其加工技术和设备列入当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录。经国务院批准，从1997年开始对部分模具企业实行了增值税返还70%的优惠政策。所有这些国家对模具工业采取的优惠政策也将对其发展提供有力支持 。塑料成型工业是随着石油工业的发展应运而生的一种新兴的工业。在短短的几十年内塑料成型模具的应用在各类模具的应用中就占有了与冲压模齐驾并驱的“老大”位置。目前，由于用模具生产的塑料制品具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率、质量稳定和低消耗等特点，塑料制件几乎已经进入了一切工业部门以及人民日常生活的各个领域。特别是在办公设备、照相机、汽车、仪器仪表、机械制造、交通、电信、轻工、建筑业产品、日用品以及家用电器行业中的电视机、收录机、洗衣机、电冰箱和手表的壳体等零件，都已经向塑料化方向发展。近几年来由于工程塑料制件的强度和精度等得到很大的提高，因而各种工程塑料零件的使用范围正在不断扩大，预计今后随着微型电子计算机的普及和汽车的微型化，塑料制件的使用范围将会越来越大，塑料工业的生产量也将迅速增长，塑料的应用将覆盖国民经济所有部门，尤其在国防和尖端科学技术领域中占有越来越重要的地位 。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。1.2我国冲压模具制造企业技术现状及发展趋势 1.2.1现状 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷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现已有几千家。我国的模具工业的发展，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、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形（型）。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和代消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。近几年，我国模具工业一直以每年15%左右的增长速度发展，2003年，我国模具总产值超过400亿元人民币。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术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做出了贡献。例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的用户。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，但许多方面与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不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。1.2.2产品发展重点随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。虽然模具种类繁多，但其发展重点应该根据需要量大、技术含量高、代表发展方向、出口前景好的原则来选择。所选择的这些需要重点发展的产品，必须是目前已有一定基础，是有条件、有可能发展起来的产品。对于技术发展重点，则既要看国际发展趋势，又要看我国具体情况，也应该是既代表发展方向，又可能发展起来的技术。1.2.2.1汽车覆盖件模具冲压模具占模具重量的40%以上。汽车覆盖件模具主要为汽车配套，也包括为农用车、工程机械和农机配套的覆盖件模具。它在冲压模具中具有很大的代表性，模具大都是大中型，结构复杂，技术要求高，尤其是为轿车配套的覆盖件模具，要求更高，它可以代表冲压模具的水平。此类模具我国已有一定技术基础，已为中档轿车配套，但水平还不高，能力不足，目前满足率只有一半左右。中高档轿车覆盖件模具主要依靠进口，每年花费几亿美元。汽车覆盖件模具水平不高，能力不足，生产周期长已成为汽车发展的瓶颈，极大地影响了车型开发。今后，中高档轿车所需覆盖件模具是重中之重。争取到2010年时中高档轿车及以下水平的汽车覆盖件模具做到可以完全自配。2020年时除个别特别高档的轿车外，所有汽车覆盖件模具应基本立足国内配套。1.2.2.2精密冲压模具多工位级进模和精冲模代表了冲压模具的发展方向，精度要求和寿命要求极高，主要为电子信息产业、汽车、仪器仪表、电机电器等配套。这两种模具，国内已有相当基础，并已引进了国外技术设备，个别企业生产的产品已达到了世界水平，但大部分企业仍有较大差距，总量也供不应求，进口较多，对于为超大规模集成电路配套、为引线脚100以上及间隙0.2mm以下的引线框架配套、为精度5m以上的精密微型连接件配套、为1.6mm以下的微型马达铁芯配套及为显像管和电子枪等配套的精密模具是发展的重中之重。为汽车覆盖件及其他大中型冲压件配套的大型多工位级进模也应重点发展。1.2.2.3大型及精密塑料模具塑料模具占模具总量近40%，而且这个比例还在不断上升。塑料模具中为汽车和家电配套的大型注塑模具，为集成电路配套的精密塑封模具，也电子信息产业和机械及包装配套的多层、多腔、多材质、多色精密注塑模，为新型建材及节水农业配套的塑料异型材挤出模及管路和喷头模具等。目前虽然已有相当技术基础并在快速发展，但技术水平与国外仍有较大差距，总量也供不应求，每年进口几亿美元，“十一五”期间应重点发展。1.2.2.4主要模具标准件目前国内已有较大产量的模具标准件主要是模架、导向件、推杆推管、弹性元件等，但质量较差，品种规模较少，这些产品不但国内配套大量需要，出口前景也很好，应继续大力发展，氮气缸和热流道元件国内至今无像样的专业厂生产，主要依靠进口，应在现有基础上提高水平，形成标准，并组织规模化生产。1.2.2.5其他高技术含量的模具占模具总量近8%的压铸模具中，大型薄壁精密压铸模技术含量高，难度大。镁合金压铸模和真空压铸成形模目前虽然刚起步，但发展前景好，有代表性。子午线塑胶轮胎模具也是发展方向，其中活络模技术难度最大。与快速成型技术相结合的一些快速制模技术及相应的快速经济模具具有很好的发展前景。这些高技术含量的模具在“十一五”期间也应重点发展。1.2.3技术发展重点高新技术蓬勃发展的今天，为保证属高新技术产业的模具工业快速发展，模具行业许多共性技术也必须更上一层楼，应不断开发和推广应用并积极应用高新技术。它们主是：（1）开发拥有自主知识产权、适合于我国国情，具有较高水平的模具设计、加工及模具企业管理的软件，不断提高软件的智能化、集成化程度，并推广应用。（2）推广应用高速、高精加工技术并研制相应设备高速高精加工包括高速高精切削加工和高速高精电加工及复合加工等。在未来15年左右的时间里，我国机床行业应向模具行业逐步提供适合于模具高速高精加工的相应设备。如有可能，建议开发拥有自主知识产群、精度能达0.0001mm的高精度模具制造设备。（3）快速原型和快速经济模具制造新技术的进一步开发、提高和应用。（4）大力发展和推广信息化、数字化技术。例如逆向工程、并行工程、敏捷制造技术的研发及推广应用；包括大型级进模及高精密和高复杂性的高技术含量的先进模具三维设计和制造技术的研发；包括冲压工艺设计系统、模具型面设计系统、成形分析系统、模具结构设计系统、模具CAM系统和冲压专家资源系统的车身模具数字化设计制造系统的研发；模具的集成、柔性及自动加工技术和网络虚拟技术等。（5）模具制造新工艺、新技术。模具制造的节能、节材技术，模具热处理、表面光整加工和表面处理新技术等。（6）高性能模具材料的研制、系列化及其正确选用。1.3现代模具的设计将客户提供的图纸或计算机文件资料输入电脑，使用CAD/CAE进行设计并做模拟实验，得出所需要的计算机文件，在此设计过程中，系统可进行图纸编辑。设计完成的模具零部件可使用电脑系统的实体成型功能将其显示出来，以便观察设计的正确性及可能需要进行优化处理,之后还可以借助系统功能进行强度、模温、塑料流动状态等模拟测试。如果发现设计有误可重新修改设计。 模具CAD/CAE/CAM技术是改造传统模具生产方式的关键技术，能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量。它使技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形（型）工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。目前，世界上大型的CAD/CAE/CAM软件系统有英国Delcam公司的系列化软件；以色列Cimatron公司的Cimatron系统；澳大利亚Modflow公司的软件MPA、MPX、MPI；美国PTC公司CAD/CAE/CAM集成软件系统Pro/E；美国EDS公司的UG；美国Solidworks公司的Solidworks软件；C-mold公司的注塑模CAE软件C-mold；近年来，我国自主开发的有上海交大的冲裁模CAD/CAM系统；北京北航海尔软件有限公司的CAXA系列软件；吉林金网格模具工程研究中心的冲压CAD/CAE/CAM系统；华中科技大学研制的软件HSC3D4.5F；郑州工业大学Z-mold软件等。 1.4、现代模具的制造 1.4.1.CAD/CAE/CAM计算机辅助设计、模拟、制造一体化 CAD/CAE/CAM一体化集成技术是现代模具制造中最先进最合理的生产方式。使用计算机辅助设计、辅助工程与制造系统，按设计好的模具零件分别编制该零件的数控加工程序是从设计到制造的一个必然过程，该过程都是从CAD/CAE/CAM系统内进行的，其加工程序直接由联机电缆输入加工机台，在编制程序时可利用系统中的加工模拟功能，将零件刀具、刀柄、夹具，平台及刀具移动速度、路径等显示出来，以检查程序编制的正确性。总之在CAD/CAE/CAM系统内编制和模拟加工程序可以充分了解发现的问题，从而在加工之前，将整套加工程序作好完善修改工作，这对于高效、准确的加工模具零件有着相当重要的意义。 1.4.2.先进设备在现代模具制造中的作用 现代模具制造的必然趋势,就是机械加工尽可能地取代人工加工，尤其现在数控车床、多轴联动机床、数控模具雕刻机、电火花加工机床、数控精密磨床、三坐标测量机、扫描仪等现代设备在工厂中的广泛使用，而且这些设备大部分所用的程序基本上都是应用CAD/CAE/CAM系统产生的，操作人员工作按照规定的程序装夹工件,配备刀具和操作，机台就能自动地完成加工任务,并将理想的模具零件制造出来或为下一加工工序完成规定的部分。1.4.3.模具材料及表面处理技术 因选材和用材不当，致使模具过早失效，大约占失效模具的45%以上。在整个模具价格构成中，材料所占比重不大,一般在20%30%,因此，选用优质钢材和应用表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说,要采用电渣重熔工艺，如采用粉末冶金工艺制造的粉末高速钢等。模具钢品种规格多样化、产品精细化、制品化，尽量缩短供货时间亦是重要发展趋势。 模具热处理的主要趋势是：由渗入单一元素向多元素共渗、复合渗（如TD法）发展；由一般扩散向CVD、PVD、PCVD、离子渗入、离子注入等方向发展；另外，目前对激光强化、辉光离子氮化技术及电镀（刷镀）防腐强化等技术也日益受到重视。 1.5逆向工程逆向工程即先对制件（所加工的产品）进行扫描生成多种格式的CAD数据，再在另外的CAD/CAE/CAM软件中进行改型设计，该技术是现代模具制造中最流行的模具制造技术。英国雷尼绍公司专门为模具制造开发生产的扫描系统，就可以成功地应用于模具制造的逆向工程中，它不仅可以改善数控机床的性能，扩大数控机床的功能，而且还能提高数控机床的效率。雷尼绍公司的Retroscan、Renscan200、Cyclone 高速扫描机已被青岛海尔、济南轻骑、国家模具中心等单位开始使用。1.6展望1.6.1计算机软件的发展和进步随着计算机软件的发展和进步，CAD/CAE/CAM技术也日臻成熟，其现代模具中的应用将越来越广泛。可以预料不久的将来，模具制造业将从机械制造业中分离出来，而独立成为国民经济中不可缺少的支柱产业，与此同时，也进一步促进了模具制造技术向集成化、智能化、益人化、高效化方向发展。模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：(1)全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。(2)高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。(3)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。(4)电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。(5)提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。(6)优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。(7)模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。(8)模具自动加工系统的发展这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。1.6.2注塑模具设计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。注塑成型是现代塑料工业中的一种重要的加工方法 ,世界上注塑模的产量约占塑料成型模具总产量的 50 %以上 ,尤其是家电盒型注塑产品需求量不断增加，注塑成型能一次成型形状复杂、尺寸精确的制品 ,适合高效率、大批量的生产方式 ,以发展成为热塑性塑料和部分热固性塑料最主要的成型加工方法 ，注塑模具的设计与制造主要依赖于设计者的经验和技师的制造技艺 ,一般需要经过反复调试和修模才能正式投入生产 ,这种传统的生产方式不仅使产品的生产周期延长 ,生产成本增加 ,而且难以保证产品的质量，要解决这些问题 ,必须以科学分析的方法 ,研究各个成型过程的关键技术，塑料注塑成型是一个复杂的加工与物理过程 ,为实现注塑产品的更新换代 ,提高企业的竞争能力 ,必须进行注塑模具设计与制造及成型过程分析的 CAD/ CAM/ CAE集成技术的研究国外注塑模 CAD/ CAM/ CAE 技术研究的成果有关统计数据表明:采用注塑模 CAD/ CAE/CAM 技术能使设计时间缩短 50 %,制造时间缩短 30 %,成本下降 10 %,塑料节省 7 % 注塑模计算机模拟技术正朝着与 CAD/ CAE无缝整体集成化方向发展 ,注塑 CAD 所构造的几何模型为实现注塑模 CAE技术提供了基本的几何拓扑信息和特征信息 ,注塑模 CAE的目标是通过对塑料材料性能的研究和注射成型工艺过程的模拟和分析 ,为塑料制品的设计、材料选择、模具设计、注射成型工艺的制定及注射成型工艺过程的控制提供科学依据 。现时国际上占主流地位的注射模CAD软件有Pro/E、I-DEAS、UG、SolidWorks等；结构分析软件有MSC、Analysis等；注射过程数值分析软件有MoldFlow等；数控加工软件有MasterCAM、Cimatron等。2 注塑件的设计2.1 塑件材料的选择及其结构分析图 2-1 挡块1.塑件模型如图2-1：2.塑件材料的选择：选用ABS（即丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。3.色调：米白色。4.生产批量：大批量。5.质量：13.8g2.2 塑件的结构与工艺性分析1、结构分析塑件挡块用与玩具，对于结构强度要求不是很高。由于该塑件为非高精度塑料件制品，因此对表面粗糙度要求不高。此外此零件外部有两个挂钩，要成型必须采用外侧抽芯机构，塑件整体精度要求较低，零件的总尺寸为中型，比较适合于模具生产。2、工艺性分析精度等级：采用5级低精度脱模斜度：型腔一般取 35130 型芯取 3040（脱模斜度不包括在塑件的公差范围内，塑件外形以型腔大端为准，塑件内形以型芯小端为准。）2.3 ABS的注射成型工艺该塑件材料选用ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。用途：汽车配件（仪表板、工具舱门、车轮盖、反光镜盒等），收音机壳，电话手柄、大强度工具（吸尘器，头发烘干机，搅拌器，割草机等），打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪橇车等。比重:1.05克/立方厘米 燃烧鉴别方法：连续燃烧、蓝底黄火焰、黑烟、浅金盏草味溶剂实验：环已酮可软化，芳香溶剂无作用特点： 1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好. 2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理. 3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。 5、用途：适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件. 6、同PVC（聚氯乙烯）一样在屈折处会出现白化现象。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80-90度,3小时. 2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度. 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3-7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。 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，散热性（现在ABS工程塑料的工艺已经很成熟了，笔记本电脑只要内部结构设计合理，同样可以有出色的散热效果。)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。 ABS工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差，ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。密度为1.021.05g/cm。ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对ABS几乎无影响。ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易与成型加工，经过调色可配成任何颜色。ABS的缺点是耐热性不高，连续工作温度为70C左右，热变形温度为93C左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。ABS在升温时粘度增高，所以成型压力高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。ABS主要技术指标：表2-1 热物理性能密度(g/ cm)1.02105比热容(Jkg-1K-1)12551674导热系数(Wm-1K-110-2)13.831.2线膨胀系数(10-5K-1)5.88.6滞流温度(C)130表2-2 力学性能屈服强度（MPa）50抗拉强度(MPa)38断裂伸长率()35拉伸弹性模量(GPa)1.8抗弯强度(MPa)80弯曲弹性模量(GPa)1.4抗压强度(MPa)53抗剪强度(MPa)24冲击韧度(简支梁式)无缺口261布氏硬度9.7R121缺 口11表2-3 力学性能表面电阻率（）1.21013体积电阻率（m）6.91014击穿电压（KV/mm）介电常数（106Hz）3.04介电损耗角正切（106Hz）0.007耐电弧性(s)50853 模具结构形式的拟定3.1 确定型腔数量及排列方式由于挡块的体积较下，其成型必须制作成可侧向移动的，否则塑件无法脱模。塑件的总体尺寸为中型,尺寸精度要求不高比较适合于模具生产。为了提高生产效率, 降低模具生产成本, 简化模具结构, 根据零件的结构特点, 将模具设计成简单的三板式结构, 其结构如图3-1所示。图 3-1 模具装配图3.2 模具结构形式的确定塑件外观质量要求不高，且是尺寸精度要求一般，尺寸较大的中型塑件，故可采用斜导柱侧向分型与抽芯注射模。由于浇口位置及浇口类型决定了熔料在型腔中的流动方向与路径。如果浇口位置选择不当或浇口类型选用不合理, 则可能造成塑件变形或某些尺寸超差。由于 A B S具有较好的流动性,可以采用单一的点浇口,而且点浇口结构简单, 料流顺畅, 生产时效率较高, 可以满足生产要求。根据零件的结构特点, 将浇口设在塑件非工作面的底部, , 使零件工作面外观及质量都比较好。4 注塑机型号的确定 除了模具的结构、类型和一些基本参数和尺寸外，模具的型腔数、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面积、成型时需要的合模力、注射压力、模具的厚度、安装固定尺寸以及开模行程等都与注射机的有关性能参数密节相关，如果两者不相匹配，则模具无法使用，为此，必须对两者之间有关数据进行较核，并通过较核来设计模具与选择注射机型号。4.1 塑件的计算和注射机型号的确定4.1.1根据零件的三维模型，利用三维软件直接可查询到塑件的体积 V= 13.62cm浇注系统的体积：V2=2.2cm塑件与浇注系统的总体积为V=13.62x2+2.2=29.24cm4.1.2计算塑件的质量：查手册取密度=1.05g/cm塑件体积：V=13.62cm塑件质量：根据有关手册查得：=1.05g/cm 所以，塑件的重量为：M=V=13.62cm1.052= 26.801g4.1.3按注射机的最大注射量确定型腔数目根据 （4-1）得 (4-2) 注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8; 注射机最大注射量，cm或g; 浇注系统凝料量，cm或g；4.2 注射机型号的确定根据塑件的体积及质量初步选定用CJ80NC 3型注塑机。CJ80NC 3型注塑机的主要技术规格如下表：表4-1 注塑机的主要参数额定注射容积(cm）173注射压力(MPa)113最大成型面积(cm2)1000锁模力(kN)800开模行程(mm)570模具最小厚度(mm)130喷嘴移动距离 (mm)490喷嘴口孔径(mm)41、主流道的体积约为： V(cm) = V=1/33.141592685(6.05482+6.05481.75+1.752) = 4.479 (4-3)2、分流道与浇口的体积约为： V(cm) = 2(82608)+4(1/33.141592618.5(42+43+32)= 33.63 (4-4)3、该模具总共需填充塑件的体积约为： V(cm) = 191.8658061 + 4.479 + 33.63= 229.9748061 (4-5)注射机一个注射周期内所需注射量的塑料熔体的总量必须在注射机额定注射量的80%以内。在一个注射成形周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量，应为制件和浇注系统两部份容量或质量之和，即V = nVz + Vj (4-6)或 M = nmz + mj (4-7)式中 V（m）一个成形周期内所需射入的塑料容积或质量(cm或g）； n 型腔数目,这里取 1 Vz（mz）单个塑件的容量或质量(cm或g）。 Vj（mj）浇注系统凝料和飞边所需塑料的容量或质量(cm或g）。故应使nVz + Vj 0.8Vg (4-8) 或 nmz + mj 0.8mg (4-9)式中 Vg（mg）注射机额定注射量(cm或g）。根据容积计算 nVz + Vj =1191.8658061+38.109=229.97480610.8Vg=0.8500=400可见注射机的注射量符合要求4、型腔数量的确定和校核型腔数量与注射机的塑化率、最大注射量及锁模力等参数有关，此外，还受塑件的精度和生产的经济性等因数影响。可根据注射机的最大注射量确定型腔数n （4-10）式中 K注射机的最大注射量的得用系数，一般取0.8； mN注射机允许的最大注射量； m 2浇注系统所需塑料的质量或体积（g或cm）； m 1单个塑件的质量或体积（g或cm）。所以需要 （4-11） n=1 符合要求5、塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。如果这一数值超过了注射机允许使用的最大成型面积，则成型过程中将会出现溢漏现象。因此，设计注射模时必须满足下面关系：nA1 + A2 A式中 A注射机允许使用的最大成型面积(cm2） A1单个塑件在模具分型面上的投影面积（cm2） A2浇注系统在分型面上的投影面积（cm2）由已知塑件的造型可计算出其在模具分型面上的投影面积为378.30（cm2），由浇注系统可大约估计出基在分型面上的投影面积为21.44（cm2）注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢漏现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即：(nA1 + A2)p F （4-12）式中符号意义同前。所以需要1378.30+21.44=399.74A=1000查得ABS的平均成型压力为30（cm2/MPa）（1378.30+21.44）30=399.7430=1200（kN）F=3500（kN）符合要求6、最大注射压力校核注射机的额定注射压力即为它的最高压力pmax,应该大于注射机成型时所调用的注射压力，即：pmaxKp0 （4-13） 经查表得：ABS的注射机成型时所调用的注射压力为7090Mpa而注射机的额定注射压力为145Mpa 符合要求7、模具与注射机安装部份相关尺寸的校核喷嘴尺寸 注射机头为球面，其球面半径与相应接触的模具主流道始端凹下的球面半径相适应，一般地模具设计时，浇口套内主流道始端的球面必须比注射机喷嘴头部球面半径略大12mm；主流道小端直径要比喷嘴直径略大0.51mm。模具厚度 模具厚度H（又称闭合高度）必须满足：HminHHmax式中 Hmin注射机允许的最小厚度，即动、定模板之间的最小开距； Hmax注射机允许的最大模厚。 经检查：H375mm注射机允许厚度300H450符合要求。8.开模行程校核开模行程s（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受合模机构限制的，注射机的最大开模距离必须大于脱模距离，否则塑件无法从模具中取出。做模具时需在侧面设置抽芯机构，就应该考虑具有侧向抽芯机构时的开模行程校核。 注射机采用液压和机械联合作用的合模机构，所以最大开模行程与模具厚度无关，又由于完成侧向抽芯所需的开模行程小于推出距离与浇注系统凝料在内的塑件高度之和，所以完成侧向抽芯所需的开模行程对开模行程没有影响，故注射模开模行程：Smax s = H1 + H2 + （510）mm （4-15）式中 H1推出距离（脱模距离）（mm）； H2包括浇注系统凝料在内的塑件高度（mm）。 开模距离取 H1 = 50包括浇注系统凝料在内的塑件高度取 H2 = 200余量取 8 则有：Smax s = 50+200+8 =258符合要求。5 分型面位置的确定5.1 分型面的形式分型面是决定模具结构形式的重要因素，分型面的类型、形状及位置与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺等有关，不仅直接关系到模具结构的复杂程度，也关系到塑件的成型质量。该塑件的模具只有一个分型面，垂直分型。5.2 分型面的设计由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、形状以及摧出方法、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。（1） 选用此分型面的优点是：（2） 应有利于塑件的留模及脱模（3） 较好的满足了塑件的精度要求及外观要求（4） 便于模具制造加工（5） 增强排气效果（6） 分型面的确定根据以上综合分析，本副模具设计时将主分型面设在零件的口部,分型面位置如图 5-1所示, 这样不仅有利于零件脱模和人工取出塑件, 而且产生的飞边在零件的口部, 容易去除飞边, 修理飞边产生的细小缺陷不影响零件的外观质量。图 5-1 分型面6 浇注系统的形式和浇口的设计浇注系统的设计原则：浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使其流程为最短；浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能尽快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件变形;尽量避免使制件产生熔接痕,或使其熔接痕产生在之间不重要的位置;浇口位置及其塑料流入方向,应使塑料在流入型腔时,能沿着型腔平行方向均匀的流入,并有利于型腔内气体的排出。6.1主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止的塑料熔体流动通道。 根据选用的CJ150NC型号注射机的相关尺寸得 喷嘴前端孔径：d0=4.0mm；喷嘴前端球面半径：R0=10mm； 根据模具主流道与喷嘴的关系 (6-1) 取主流道球面半径：R=11mm； 取主流道小端直径：d=4.5mm为了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，起斜度为，此处选用3，经换算得主流道大端直径为8.85MM。 图6.1 主流道示意图6.2 分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。常用分流道断面尺寸推荐如表5-1所示。塑料名称分流道断面直径mm塑料名称分流道断面直径 mmABS，AS 聚乙烯尼龙类聚甲醛丙烯酸抗冲击丙烯酸醋酸纤维素聚丙烯异质同晶体 4.89.5 1.69.5 1.69.53.510810812.5510 510810聚苯乙烯软聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯热塑性聚酯聚苯醚聚砜离子聚合物聚苯硫醚 3.510 3.510 6.516 6.58.0 3.58.0 6.510 6.510 2.410 6.513表6-1流道断面尺寸推荐值分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形，U形和六角形。要减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，因此，可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，其中圆形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脱模困难，所以一般是制成梯形流道。在该模具上取圆形断面形状。分流道选用圆形截面