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毕业设计( 论文)中期报告题目：ABS 骨架塑料模具设计1从零件图上分析，该零件总体形状为回转体，在一个直径为 38 高为 17 的圆柱中间有一个直径为 16 高为 11 和一个直径为 19 高为 6 的台阶孔，然后留壁厚为1.5。该塑件有凹槽，因此，模具设计时必须设置侧向分型抽心机构，该零件属于中等复杂程度。在结构设计时需考虑模具总体结构的合理性。图 1 骨架零件图6图 2 骨架三维图1. 设计（论文）进展状况（1）在开题的基础上进行了更详细的计算和设计，已优化了结构方案，并进一步的完成了模具装配草图的绘制。（2）通过计算塑料件的体积及查阅相关模具设计手册完成了注塑机的选择。选型为：XS-ZY-500 型。相关参数如下：注塑机型号 XS-ZY-额定注射量 500cm3螺杆（柱塞）直径 65mm注射压力 102Mpa注射行程 260mm注射方式 螺杆式锁模力 3500KN最大成型面积 1800cm2最大开合模行程 500mm模具最大厚度 450mm模具最小厚度 300mm1喷嘴圆弧半径 R18mm喷嘴孔直径 7.5mm顶出形式 两侧设有顶杆，机械顶出动、定模固定板尺寸 900X1000mm拉杆空间 540X440mm合模方式 中心液压、两侧机械顶杆液压泵 流量 200、18L/min压力 614Mpa电动机功率 40KW加热功率 14KW机器外形尺寸 7670X1740X2380mm（3）确定主流道、分流道的形式和尺寸。（4）确定模腔数量及其排列方式、浇口形式。骨架塑料外形尺寸不大，为了我降低注射成本，根据所选注塑机的注射量，采用一模两型腔的模具。为了满足较高的外观要求，确定采用潜伏式浇口。其选用的潜伏浇口结构形式如图 3 所示。图 3 潜伏浇口结构形式（5）计算并校核型腔部分的强度和刚度，根据骨架线圈的高度确定型腔板的侧壁厚度，型芯固定板的厚度。并确动模板、顶出板，支块厚度及其模具安装方法。（6）完成了对模具工作部分尺寸及公差进行设计计算。（7）完成了模具零件结构设计。1（8）绘制骨架塑料的模具装配图如图 4 所示。图 4 模具装配图（9）绘制了部分零件图。零件图 1（型芯） 1零件图 2（滑块） 2. 存在问题及解决措施（1）未考虑到模具冷却问题。解决措施：在模具内添加了冷却系统。注塑模具的冷却水道本来孔径就不大，即使全打开了，水量也不大。因此，在使用时，一般把阀门全都打开到最大；只是在需要调节各个水道的流量时，才会调节各个阀门开合的大小。在生产中要经常根据加工的实际情况，随时对冷却系统做出调节。尤其是在冬天生产时，开始模具的温度很低。这时，模具不但不能开冷却水，而且要用加热板对模具加热，否则注出的产品会由于模具温度太低，而不能成型。(2)对于在尺寸上面的计算还有一些问题，模具零件结构设计计算、力学校核,总装配图的尺寸标注及模具上各零件图的尺寸标注。解决措施：通过查阅模具资料，和向指导老师请教，以解决这些问题。在零部件设计的过程中对一些正在设计的零件进行建模，或是对一些还没设计的零件先根据预先的设想将零件的模型建出来，然后将建好的模型进行装配，结合计算过程中所得到数据对模型进行修改或是根据建好的模型纠正在计算中出现的错误，力求满足课题的要求。3. 后期工作安排12 周13 周：完善模具结构装配图，并完成所有零件图的绘制工作。14 周15 周：完成模具零件的选材、工艺规程的编制。16 周17 周：对所有图纸进行校核，编写设计说明书，所有资料提请指导教师检查。18 周：准备答辩；1注：1、正文：宋体小四号字，行距 20 磅。2、中期报告装订入毕业设计（论文）附件册。指导教师签字：年 月 日毕业设计(论文)开题报告题目：ABS 骨架塑料模具设计1.毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）1.1 题目背景、研究意义模具是指工业生产上通过注塑、压铸或锻压等方式生产产品所用的各种模型和工具，是工业生产中极其重要而又不可或缺的特殊基础工艺装备，被称为“工业之母”。其生产过程集精密制造、计算机技术和智能控制为一体，既是高新技术载体，又是高新技术产品。由于使用模具批量生产制件具有的高生产效率、高一致性、低耗能耗材，以及有较高的精度和复杂程度，因此已越来越被国民经济各工业生产部门所重视，被广泛应用于机械、电子、汽车、信息、航空、航天、轻工、军工、交通、建材、医疗器械、五金工具、生物、能源、日用品等制造领域，据资料统计，利用模具制造的零件数量，在飞机、汽车、摩托车、拖拉机、电机、电器、仪器仪表等机电产品中占 80%以上；在电脑、电视机、摄像机、照相机、录像机、传真机、电话及手机等电子产品中占 85%以上；在电冰箱、空调、洗衣机、微波炉、吸尘器、电风扇、自行车等轻工业产品中占 90%以上；在枪支等兵器军工产品中占 95%以上。为我国经济发展、国防现代化和高端技术服务做了重要贡献。模具工业是重要的基础工业。工业要发展，模具须先行。没有高水平的模具就没有高水平的工业产品。现在，模具工业水平已经成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，在国民经济中占有重要的地位，模具技术也已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。模具市场的总体趋势是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。1.2 国内相关研究情况我国模具行业近年来发展很快,据不完全统计,目前模具生产厂点共有 2 万多家,从业人员约 50 万人,全年模具产值约 360 亿元,总量供不应求,出口约 2 亿美元,进口约 10 亿美元.当前,我国模具行业的发展具有如下特征:大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于行业总体发展水平;塑料模和压铸模成比例增长;专业模具厂家数量及其生产能力增加较快;“三资”企业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、模具生产最集中的省份是广东和浙江,其模具产值约占全国总产值的 60%以上.我国模具总量虽然已位居世界第三,但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等发达国家,模具商品化和标准化程度也低于国际水平.现就我国塑料模具工业技术现状和发展趋势进行综述. 20 1.3 国外相关研究情况高新技术在欧美模具企业得到广泛应用，欧美许多模具企业的生产技术水平，在国际上是一流的。将高新技术应用于模具的设计与制造，已成为快速制造优质模具的有力保证。(1) CAD/CAE/CAM 的广泛应用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性。在欧美，CAD/CAE/CAM 已成为模具企业普通应用的技术。(2) 为了缩短制模周期、提高市场竞争力，普遍采用高速切削加工技术。(3) 快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用。目前，国外注射成型技术的发展迅速，精密注射成型、注射成型中的计算机技术的广泛应用，以及全电动注射剂、两板式注射机、无拉杆注射机、电磁动态化注射机、低压注射成型、高速注射成型、复合注射成型、超级小精密注射成型等技术的研发及应用，都大大提高了国外模具的生产和制造水平。 71.4 中国与国外先进技术的差距中国模具生产总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等工业发达国家落后许多，也比英国、加拿大、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等国落后、其差距主要表现在下列几方面。国内自配率不足80，其中中低档模具供过于求，中高档模具自配率不足 60。模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不够合理。中国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂），专业模具厂也大多数是“大而全”、“小而全”的组织形式。国外模具企业大多是“小而专”、“小而精”。模具产品水平和生产工艺水平总体上比国际先进水平低许多，而模具生产周期却要比国际先进水平长许多。模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低。与国际先进水平相比，模具企业的管理落后更甚于技术。 62.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1本课题研究的主要内容本次设计的主要内容是设计骨架（见图 1）塑料模具，并完成不少于3000 字的文献综述；充分了解塑件结构，绘制零件图并完成基本参数的计算及注射机的选用；确定模具类型及结构，完成模具的结构草图的绘制；运用 CAD等工具软件辅助设计完成模具整体结构；对模具工作部分尺寸及公差进行设计计算；对模具典型零件需进行选材及热处理工艺路线分析；编制模具中典型零件的制造工艺规程卡片；对设计方案和设计结果进行经济分析和环保分析；绘制模具零件图及装配图；编写设计说明书（绘图插入说明书中恰当位置）。该产品的材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS 塑料），ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成，收缩率为 0.3%0.8% 。ABS 无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。从使用性能上看，该塑料具有极好的抗冲击强度，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。从成型性能上看，该塑料在升温时粘度增高，所以成型压力较高，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减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。在要求塑件精度高时，模具温度可控制在 5060，而在强调塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在 6080。图 2.1.1 骨架塑料骨架塑料模具三维图（如下）： 图 2.1.2 骨架三维图2.2 研究方案从零件图上分析，该零件总体形状为回转体，在一个直径为 38 高为 17 的圆柱中间有一个直径为 16 高为 11 和一个直径为 19 高为 6 的台阶孔，然后留壁厚为 1.5。该塑件有凹槽，因此，模具设计时必须设置侧向分型抽心机构，该零件属于中等复杂程度。图 2.2.1（方案二分型面）图 2.2.2 （方案一分型面）方案一：以图 2.2.1 为分型面，采用斜导柱抽芯机构来实现垂直分型动作。锁紧锲与定模板做成整体，确保凹模滑块的定位锁紧，浇口采用侧浇口，采用一模两腔结构，提高生产率。方案二：以图 2.2.2 为分型面，采用斜滑块机构进行侧向抽芯，浇口采用潜伏式浇口，尺寸容易准确控制，同样采用一模两腔结构。方案三：采用强制脱模，其浇口套和浇口设在定模固定板上。方案二采用潜伏式浇口，进料位置较灵活，且制品分型面不会留有进料口痕迹；成型时，不会在制品表面留有由于喷射带来的喷痕和气纹等问题，但是浇注时压力损失较大。方案一采用侧浇口，侧浇口应用较多，浇口形状简单，尺寸容易准确控制，侧浇口缺点产品表面有浇口瑕疵，需要切断浇道。综合采用方案二。2.3 研究方法或措施 本设计题目是工程实际零件，通过运用塑料模具设计、塑料成型工艺等知识，利用 Pro/E 软件完成模具结构的设计，并进行相关的校核计算，完成包括注塑机的选择、选材热处理、制造工艺规程、可行性分析等工作。本设计旨在锻炼我们在专业技术应用能力上达到培养目标的基本要求，在塑料成型工艺与塑料模具设计技术方面得到全面提高，并受到模具设计工程师的基本训练。3.本课题研究的重点及难点，前期已展开工作3.1 重点及难点:本课题研究的重点是模具总体结构的设计优化选择,实现内侧抽芯动作及脱模过程，以及对模具结构进行三维剖析输出开合模具结构图。难点在于型芯机构的设计、脱模过程和总体方案的优化选择,以及模具三维结构剖析和开合模具图输出。3.2 前期工作：（1）搜集并查阅了相关专业资料为后期的毕业设计做好充分的准备（2）调查研究中外文献检索和阅读；（3）掌握模具设计方法和步骤，了解模具的加工工艺过程；（4）完成了塑件的二维、三维图的绘制；（5）对塑件结构进行了分析及其工艺性分析；（6）进行了模具结构的分析，拟订了两套备选结构方案，并绘制了方案草图。4.完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写） 12 周：熟悉课题，绘制塑件 3D 图；34 周：确定模具类型及结构，绘制模具结构草图，准备开题答辩；510 周：对模具工作部分尺寸及公差进行设计计算，并运用 Pro/E 辅助设计完成部分模具零件，准备中期答辩；1114 周：运用 Pro/E 完成模具整体结构 3D 图，完成模具零件的选材、工艺规程的编制、装配图及零件图的 绘制等工作；1518 周：对所有图纸进行校核，编写设计说明书，所有资料提请指导教师检查，准备毕业答辩。指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）指导教师： 年 月 日 所在系审查意见：领导： 年 月 日参考文献1屈华昌主编.塑料成型工艺与模具设计M.北京:高等教育出版社 ,20012张维合编著.注塑模具设计实用教程M.北京:化学工业出版社 ,20113塑料模设计手册编写组主编.塑料模设计手册 (第二版)M.北京:机械工业出版 社,20024许发樾主编.实用模具设计与制造手册.北京：机械工业出版社， 20025吴兆祥主编.模具材料及表面处理M.北京:机械出版社 ,20006郑涌. 模具行业现状及其发展趋势. 科技信息，2007， 4：64657申长雨，李海梅，高峰.注射成型技术发展概况.工程塑料应用， 2003，31（3）：53578黄虹.塑料成型加工与模具M.化工工业出版社， 2003.39詹友刚主编Pro/ENGINEER 模具设计实例精解.机械工业出版社， 2013.1010朱光力、万金保 等.塑料模具设计.清华大学出版社， 200311中国机械工程学会、中国模具设计大典编委会.中国模具设计大典 .江西科学技术出 版社,200112伍先明、王群 等：塑料模具设计指导，国防工业出版社， 2006.513李国峰.塑料模具设计内涵和方法J.期刊.2007.514王守鹏.简述模具在我国的应用和发展趋势J.考试周刊， 2009，36：17515谭雪松、林晓新、温丽.塑料模具设计手册M.人民邮电出版社， 2007.0816M.M.Fisher, F.E.Mark and T.Kingsbury:Energy recovery in the sustainable recycling of plastics from end-of-life electrical and electronic products,2005 IEEE International Symposium on Electronics and the Environment, May 2005.17 C.G. Lia and C.L. Li. Plastic injection mould cooling system design by the configuration space method. Computer-Aided Design，2008，40（3）：33434918Bill Davies.Serge Jonnaert：Guide to Better Hot Runner Control White Paper， MoldflowCorporation，March 2004.19周永泰.模具工业 2003 年经济运行展望J.模具工业， 2003, ( 1) : 57-58.20罗继相.浅析我国模具行业现状及发展趋势和对策fJl. 模具技术，2001, (3) : 72-75.21申长雨，李海梅，高峰.注射成型技术发展概况J.工程塑料应用， 2003，31（3）：53 57本科毕业设计( 论文)题目：ABS 骨架塑料模具设计IABS 骨架塑料模具设计摘要本文是关于骨架塑料件注塑模的设计，主要内容包括塑件的成形工艺分析，模具结构形式的确定，分型面位置的确定,浇注系统的形式和浇口的设计,成形零件的结构设计和计算,模架的确定和标准件的选用,合模导向机构的设计,脱模推出机构的设计等。在正确分析塑件工艺特点和材料的性能后，涉及模具结构计算及熔融塑料在模具中流动预测等复杂的工程运算问题；运用 CAD 等不同的软件分别对模具的设计、制造和产品质量进行分析。塑料件注塑模设计，采用一般精度，利用CAD、二维软件来设计或分析注射模的成型零部件，浇注系统，导向部件和脱模机构等等。综合运用了专业基础、专业课知识设计，其核心知识是塑料成型模具、材料成型技术基础、机械设计、塑料成型工艺、计算机辅助设计、模具CAD 等。关键词：模架,标准件,脱模推出机构.IISkeleton plastic mold designAbstractThis paper is about the design of plastic injection mold, cone-shaped include plastic parts forming process analysis, determination of die structure form, parting surface positioning, gating system forms and runner design, forming parts structure design and calculation, the determination of the formwork and standard parts choose, shut the mould design of steering mechanism, striABSing out institution design, etc.In the correct analysis plastics technology characteristics and ABS material performance, involving the mould structure, strength, lifetime calculation and molten plastic mould flow prediction in complex engineering computation problem; Using CAD, such different software UG respectively to mold of design, manufacturing and product quality analysis. Tapered plastic injection mold design, use general accuracy, use CAD, UG to design or analysis of injection mold, gating system, discusses guide components and moulding mechanism, etc. Comprehensive use of the professional basis, professional class design, and its core knowledge is plastic molding, material molding technology base, mechanical design, plastic injection molding process, computer aided design, mould CAD/CAM/CAD, etc.Key words: formwork, standard parts, striABSing out institution designIII目 录1 绪论 -11.1 题目背景 -11.2 题目国内外相关研究情况 -11.3 中国与国外先进技术的差距 -21.4 塑料模具发展走势 -22 塑件材料分析与方案论证 -42.1 塑件的工艺分析 -42.1.1 塑件的材料 -42.1.2 ABS 的成型工艺特性与性能 -42.1.3 塑件的工艺性分析 -42.1.4 苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）的注射成型工艺参数 -52.2 塑件的成型工艺 -52.2.1 注射成型的原理 -62.2.2 注射成型的工艺过程 -62.3 注塑模的机构组成 -72.4 方案论证 -83 注塑机的选择 -93.1 塑件收缩率与模具尺寸的关系 -93.2 确定零件的体积 -93.3 选择注射机及注射机的主要参数 -103.3.1 注射机的类型 -103.3.2 注射机的主要技术参数 -113.3.3 注塑机的校核 -124 模具结构的设计 -144.1 浇注系统 -144.1.1 浇注系统的作用 -144.1.2 浇注系统布置 -144.2 浇注系统设计 -144.2.1 浇口套的设计： -144.2.2 冷料井设计 -164.2.3 分流道的设计 -16IV4.3 浇口设计 -174.3.1 浇口的类型 -174.3.2 浇口的位置 -175 成型零件设计 -195.1 分型面的设计 -195.2 成型零件应具备的性能 -205.3 成型零件的结构设计 -205.3.1 凹模（型腔）结构设计 -205.3.2 型芯的结构设计 -215.4 成型零件工作尺寸计算 -215.4.1 影响塑件尺寸和精度的因素 -215.4.2 成型零件工作尺寸的计算 -226 导向机构的设计 -246.1 导向机构的作用 -246.2 导柱导向机构 -246.2.1 导向机构的总体设计 -246.2.2 导柱的设计 -256.2.3 导套的设计 -257 脱模机构的设计 -267.1 脱模机构的结构组成 -267.1.1 脱模机构的设计原则 -267.1.2 脱模机构的结构 -267.1.3 脱模机构的分类 -267.2 脱模力的计算 -267.3 简单脱模机构 -277.4 复位装置 -278 侧向分型与抽芯机构设计 -298.1 侧向分型与抽芯机构的分类 -298.2 斜滑块侧向分型与抽芯机构 -298.2.1 斜滑块侧向分型与抽芯机构设计要点 -298.3 斜导柱的计算 -298.3.1 抽拔力的计算 -308.3.2 抽芯距及斜导柱长度的计算 -308.4 斜滑块的设计 -31V9 排气系统的设计 -3210 温度调节系统的设计 -3310.1 温度调节系统的作用 -3310.1.1 温度调节系统的要求 -3310.1.2 温度调节系统对塑件质量的影响 -3310.2 冷却系统的机构 -3310.2.1 模具冷却系统的设计原则 -3310.2.2 模具冷却系统的结构 -3410.3 冷却系统设计 .3410.3.1 冷却时间的确定 -3410.3.2 塑料熔体释放的热量 -3510.3.3 高温喷嘴向模具的接触传热 -3510.3.4 注射模通过自然冷却传导走的热量 -3510.3.5 冷却系统的计算 -3610.3.6 凹模冷却系统的计算 -3711 推出机构的设计 -3912 模具工作过程 -4013 模具可行性分析 -4113.1 本模具的特点 -4113.2 市场效益及经济效益分析 -4114 总结 -42参考文献 -43致 谢 -45毕业设计（论文）知识产权声明 -46毕业设计（论文）独创性声明 -4701 绪论1.1 题目背景塑料注射模具是成型塑料制件的一种重要工艺装备，在塑料制品的生产中起着关键的作用。塑料模具工业从起步到现在，历经半个世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂家在 2934 英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了 C-MOLD 气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。在制造技术方面，CAD/CAM/CAE 技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的 CAD/CAM 系统。如美国 EDS 的 UG、美国 Parametric Technology 公司的Pro/Engineer、美国 CV 公司的 CADS5、美国 Delta cam 公司的 CADS5、美国Delta cam 公司的 Doct5、日本 HZS 公司的 CRADE、以色列公司的 Cimatron、美国 AC-Tech 等 1。整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是质量、技术和能力等方面都有了很大的进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距任然很大。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，一些低挡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高档塑料模具也有供过于求的趋势 2。1.2 题目国内外相关研究情况加入 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，有些甚至只有国外价格的 1513。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 3。虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅，但所增加绝对量仍是进口大于出口，至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1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的旺盛需求，有些高档模具国内实在生产不了，只好进口；但确实也有一些模具国内可以生产，也可以进口。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 4。近年来，港资、台资、外资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，因此未能进入上述统计之中。在科技发展中，人是第一要素，因此我们特别注意人才的培养，实现产、学、研相结合，培养更多的模具人才，搞好技术创新，提高模具设计制造水平。在制造中积极采用多媒体与虚拟现实技术，逐步走向网络化、智能化环境，实现模具企业的敏捷制造、动态联盟与系统集成。我国模具工业一个完全信息化的、充满着朝气和希望而又实实在在的新时代即将到来 5。1.3 中国与国外先进技术的差距面对国外先进技术与高质量制品的挑战，中国塑模企业不仅要加快产业集群化，发挥规模效应，还要注重模具产业链的前端研发、人才建设和产业链后端的检测以及信息服务，尽快缩短技术、管理、工装水平与国际水准的差距。这是塑料模具企业在发展中必须解决的重要问题。并且也要注意当前整个工业生产的发展特点（产品品种多、更新快、市场竞争激烈）。为了适应用户对模具制造的短交货期、高精度、低成本的迫切要求，我们必须学习国外先进技术，改善我们操作和管理方面的各种问题。1.4 塑料模具发展走势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、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2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 6。32 塑件材料分析与方案论证2.1 塑件的工艺分析2.1.1 塑件的材料此塑件的材料为 ABS。2.1.2 ABS 的成型工艺特性与性能 ：非结晶型塑料，品种牌号很多。各品种的机电性能和成型性能也各有差异，应按品种确定成型方法和成型射时间和冷却时间最重要，它们对塑件的质量均有决定性影响。注射时间中的 充模时间和充模速度成正比，在生产中，充模时间一般为 3s5s。注射时间中的保压时间就是对型腔的压实时间，在整个注射时间内所占的比例较大，一般为 20s25s，（特厚塑件可高达 5min 10min）。在熔料冻结浇口之前，保压时间的多少，将对塑件密度和尺寸精度产生影响。保压时间的长短不仅与塑件的结构尺寸有关，而且与料温、模温以及主流道和浇口的大小有关。如果主流道和浇口的尺寸合理、工艺条件正常，通常以塑件收缩率波动范围最小的压实时间为最佳值。冷却时间主要决定于塑件的厚度、塑件的热性能和结晶性能以及模具温度等。冷却时间的长短应以脱模时塑件不引起变形为原则，冷却时间一般在30s120s 之间。成型周期中的其他时间则与生产过程是否连续化和自动化，以及连续化和自动化的参与程度有关 7。2.1.3 塑件的工艺性分析图 2.1 塑件二维图 图 2.2 塑件三维图4塑件名称：骨架线圈； 生产批量：大批量生产；精度：零件的精度等级为 MT4 级；零件尺寸：零件的尺寸见图 2.1 所示，零件的三维图如上图 2.2 所示；工艺条件： 吸湿性强，成型前需充分干燥，要求含水量不小于 0.3%，对于表面光泽要求叫高的制品，需要长时间预热干燥；流动性一般，溢料间隙约 0.4mm（流动性比 PS 和 AS 差，但比 PC、RPVC 好）；成型难度较聚苯乙烯大，宜采用较高的料温和模温（对耐热，高抗冲击型和中抗击型品种，应在允许范围内，将其料温去取最大值），料温对制品物性影响较大，若料温过高，很容易使熔体分解（分解温度约 250C）。若制品精度要求过高，模温宜取 50C60C，若制品表面要求具有光泽或对于耐热型品种，模温宜取 60C80C；注射压力应比成型聚苯乙烯时高，采用柱塞式注射机时，料温可取 180C330C、注射压力可取 100Mpa140Mpa，采用螺杆式注射机时，料温可取160C220C，注射压力可取 70Mpa100Mpa；设计模具时需注意：浇注系统的流动阻力应可能小，浇口形式及其位置应合理并能防止产生熔接痕或减少熔接痕数量，另外， 脱模斜度宜取 2以上，顶出力不宜过大，否则，成型时或成型后对制品进行机械加工时，制品表面容易“发白”变浑，对于有发白现象的制品，需要在热水中加热，以消除发白现象。2.1.4 苯乙烯-丁二烯- 丙烯腈（ABS）的注射成型工艺参数密度（g/ cm 3）： 1.031.07； 计算收缩率（%）：0.30.8；吸水性（% ）：.01；拉伸弹性模量（MPa）：840 950（MPa） ； 压缩强度（MPa）：22.5；模具温度（）：5080；注射压力（Mpa）：6001000；成形时间（s）：注射时间 2090，高压时间 0 5，冷却时间 20120，总周期 50220；适用注塑机类型：螺杆式、柱塞式均可。2.2 塑件的成型工艺塑料的种类很多，其成型的方法也很多，有注射成型、压缩成型、压注成5型、挤出成型、气动与液压成型、泡沫塑料的成型等。其中前四种方法最为常用。本塑件的成型采用注射成型。注射成型又称为注射模塑，是热塑性塑料制件的一种主要成型方法，除个别热塑性塑料外，几乎所有热塑性塑料都可用此方法成型。近年来，注射成型已成功的用来成型某些热固性塑件。注射成型可成型各种形状的塑料制件。它的特点是成型周期短，能一次成型外观复杂、尺寸精密、带有嵌件的塑料制件，且生产率高，易于实现自动化生产，所有广泛用于塑料制件的生产中，但注射成型的设备及模具的制造费用较高，不适合单件及批量较小的塑料制件生产。注射成型所用的设备是注塑机。目前注塑机的种类很多，但普遍采用的是柱塞式注塑机和螺杆式注塑机 8。2.2.1 注射成型的原理注射成型是原理是将颗粒状态或粉状塑料从注塑机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔融塑化成为粘流态熔体，在注射剂柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过喷嘴注模具型腔，经一定时间的保压冷却定型后可保持模具型腔所赋予的形状，然后开模分型获得成型塑件，这样就完成了一次工作循环。2.2.2 注射成型的工艺过程注射成型工业过程包括：成型前的准备、注射成型过程以及塑件的后处理三个阶段。a. 成型前的准备为确保注射过程顺利进行和保证质量，应对所用设备和塑料进行一下准备工作：(1) 成型前对原料的预处理 根据各种塑料的特性及供料状况，一般在成型前对原料进行外观（指色泽、粒度大小及均匀性等）和工艺性能（熔融指数、流动性、收缩率等）检验。如果来料为粉料，则有时还需进行捏合、塑炼、造料等操作。此外对所用料粒有时还需要进行干燥。(2) 料筒的清洗 在注射成型前，如果料筒内残余塑料与将要使用的塑料不一致以及需要调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对料筒进行清洗或更换。柱塞式注射机料筒内的存料量较多且料筒中间有分流梭，因此清洗较困难必须拆卸清洗或者采用专用料筒。(3) 螺杆式注射机通常是直接换料清洗 为节省时间和原料，换料清洗应根据塑料的热稳定性成型温度范围及各种塑料之间的相容性的因素采用正确6的清洗步骤。当新料的成型温度高预料筒内存料的成型温度时，先将料筒温度升至新料的最低成型温度，然后加入新料，并连续“对空注射” ，直至全部存料清洗完毕，在调整料筒温度进行正常生产。当新料成型温度比存料成型温度低，则先将料筒温度升高到存料最好的流动温度后切断电源，用新料在降温下进行清洗。当新料与存料成型温度相近时，则不必变更温度，直接清洗即可。(4) 脱模剂的使用 脱模剂是使塑件容易从模具中脱出而敷在模具表面上的一种助剂。常用的脱模剂有硬脂酸锌液体石蜡和硅油等。除了硬脂酸锌不能用于聚酰胺之外，上述三种脱模剂对于一般塑料均可使用，其中尤以硅油脱模效果最好，只要对模具施用一次，即可长效脱模，但价格很贵。硬脂酸锌多用于高温模具，而液体石蜡多用于中低温模具。使用脱模剂时，要求涂层适量和均匀，否则会影响塑料的外观及性能。b. 注射成型过程注射过程是塑料转变为塑件的主要阶段。它包括加料、塑化、加压、注射、保压、冷却定型和脱模等步骤。(1) 加料 (2) 塑化 (3) 加压注射 (4) 保压 (5) 冷却定型 (6) 脱模 c. 塑料的后处理 塑件经注射成型后，除去浇口凝料，修饰浇口处余料及飞边毛刺外，常需要进行适当的后处理，借以改善和提高塑件的性能，塑件的后处理主要指退火和调湿处理。(1) 退火处理 退火处理是使塑件在定温的加热液体介质（如热水甘油和液体石蜡）或热空气循环烘箱中静置一段时间，然后缓慢冷却的过程。其目的在于减少由于塑件在料筒塑化不均匀或在型腔内冷却速度不一致，而形成内应力，这在生产厚壁或带有金属镶件得塑件时尤为重要。一般退火温度控制在塑件使用温度以上 10-15，或低于塑料的热变形温度 10-20。退火处理的时间取决于塑件品种、加热介质、温度、塑件的形状和成型条件。退火时间到达后，塑件缓慢冷却至室温，冷却太快，有可能重新产生内应力。(2) 调湿处理 将刚脱模的塑件放在热水中进行处理，以隔绝空气，防止塑件氧化而变色，同时，加快达到吸湿平衡的一种处理方法。通过处理，使塑件的颜色性能和尺寸达到稳定。通常聚酰胺类塑件需进行调湿处理，处理的时间随塑料的品种形状厚度及结晶度大小而异 10。2.3 注塑模的机构组成注射模具主要包括动模和定模两部分，动模安装在注射机的移动模板上，7定模安装在注射机的固定模板上。注射时动模与定模闭合，构成型腔和浇注系统，开模时动模与定模分离，以便取出塑料制品 11。2.4 方案论证方案一：采用强制脱模，其浇口套和浇口设在定模固定板上。方案二：采用斜导柱抽芯机构来实现垂直分型动作。锁紧锲与定模板做成整体，确保凹模滑块的定位锁紧，浇口采用侧浇口，采用一模两腔结构，提高生产率。方案三：做成一个大滑块，采用斜滑块机构进行侧向抽芯，浇口采用潜伏式浇口，实现自动脱模，同样采用一模两腔结构。方案一采用强制脱模，虽然模具设计结构比较，但是塑件容易产生变形或者破坏。方案二采用侧浇口，侧浇口应用较多，浇口形状简单，尺寸容易准确控制，侧浇口缺点产品表面有浇口瑕疵，需要切断浇道。方案三：采用潜伏式浇口，进料位置较灵活，且制品分型面不会留有进料口痕迹；成型时，不会在制品表面留有由于喷射带来的喷痕和气纹等问题。 83 注塑机的选择3.1 塑件收缩率与模具尺寸的关系注塑件脱模后的尺寸要比模具零件的相应尺寸小。这是由于注塑成型过程中熔融塑料产生收缩造成的。成型塑件的收缩率是一个与多种因素有关的量。通常，塑料的收缩率是有生产厂家按照某一实验标准给定的成型工艺，经过实验后给出一个取值范围。实际过程中的成型工艺不可能完全与实验条件相同，因此，对具体的塑件，要根据其成型工艺选择收缩率范围内适当的值，一般是取塑件收缩率的平均值 12。在选择塑件收缩率值时要注意，厚壁塑件（壁厚在 3mm 以上）按给定收缩率范围的上限取值，而薄壁塑件（壁厚在 1mm 以下）按给定收缩绿范围的下限取值。成型收缩率与模具和塑件尺寸有下述关系式 式中，k 为成型收缩率； 为模具尺寸（mm）； 为塑件尺寸（mm）MS PS3.2 确定零件的体积a. 塑件体积、质量计算V 总=3.14 19217=19270.18 mm3V1 =3.149.526=1700.31 mm3V2 =3.14(192-112)6=4521.6 mm3V3 =3.14(192-9.5)28=6801.25 mm3V4 =3.148211=2210.56 mm3所以塑件的体积为 V=19270.18-1700.31-4521.6-6801.25-2210.56=4036.46mm3=4.04 cm3塑件重量为 Gs =V=1.064.04=4.2824 g式中 为塑料密度(ABS 的密度 =1.041.07g/cm 3)b. 浇注系统凝料体积的初步估算浇注系统凝料体积未知，可按塑件体积的 0.6 倍来估算。本模具为一模二腔，则 V 浇 =20.6V 塑 =20.64.04=4.848 cm3c. 塑件成型时所需要的 ABS体积 V=V 塑 +V 浇 =24.04+4.848=12.928 cm3%10 P （3.1）09质量 M=V=1.0612.928=13.70358 gd. 注射机的最大注射量V 80%V0 （5.1） 式中 V塑件成型时所需要的注射量（cm 3）；V0注射机的最大注射量（cm 3）。所以 V0 V/80%=13.70358/0.8=17.129475 cm33.3 选择注射机及注射机的主要参数3.3.1 注射机的类型不同的注射成型方法，对注射机的要求及装配位置是不同的。用于注射成型的设备有：通用注射机、热固性塑料注射机、特种注射成型工艺用注射机等类别。通用注射机主要用于热塑性塑料注射成型，是一类应用很广泛是的注塑机。在这种注塑机上加上特定的辅助设施，可以用于热流道注射成型、气体辅助注射成型、多级注射成型等。热固性塑料注射机用于热固性塑料注射成型，在其上面添加流道的温度调节与控制系统，或在锁模机构上加上二次合模系统，可用于热固性塑料冷流道注射成型或热固性塑料压铸成型。特种注射机有很多，如动力熔融注射机、排气注射机、结构发泡注射机、BMC 注射机、液态注射机、反应注射机等，它们主要用于不同的特种注射成型工艺 13。就本课题而言，主要用的是通用注射机。通用注射机按分类方式不同，有多种形式：a. 按注射机的注射方向和模具的开合方向，可分为三类。(1) 卧式注射机 这种注射机成型物料的注射方向与合模机构开合方向均沿水平方向。其特点是重心低、稳定，加热、操作及维修均很方便，塑件推出后可自行脱落，便于实现自动化生产。其缺点是模具安装较麻烦，嵌件放入模具有倾斜和脱落的可能，机床占地面积较大。目前，大、中型注射机一般采用这种形式。(2) 立式注射机 成型物料的注射方向与合模机构开合方向均垂直于地面。其主要有点是占地面积小，安装和拆卸模具方便，安装嵌件较容易。缺点是重心高、不稳定，加料较困难，推出的塑件要人工取出，不易实现自动化生产。这种机型一般为小型的，最大注射量在 60g 以下。(3) 角式注射机 成型物料的注射方向与合模机构开合方向相互垂直，10又成为直角式注射机。目前国内使用最多的角式注射机采用沿水平方向开合模，沿垂直方向注射。其主要优点是结构简单，便于自制。主要缺点是不能准确可靠地控制注射压力、保压压力和锁模力，模具受冲击和震动较大。b. 按注射装置分类，可分为三类。(1) 螺杆式 以同一螺杆来实现成型物料的塑化和注射。它能使成型物料的混炼塑化均匀，无材料滞留，结构简单，但压力损失较大，是当前使用较广泛的机 型。(2) 柱塞式 以加热料筒、分流梳和柱塞来实现成型物料的塑化和注射。它构造简单，适合于小型塑件的成型，但材料滞留严重，压力损失大。(3) 螺杆预塑化型 这是双料筒形式，螺杆、料筒进行塑化，柱塞、料筒进行注射。它能使塑化均匀，计量准确，适合与精密成型。但其结构复杂，材料滞留大。c. 按锁模装置分类，可分为两类(1) 直压式 以液压缸直接锁模。这种形式调整、保压都较容易，但能量消耗大。(2) 肘拐式 以连杆机构实现锁模，常与液压缸一起组合使用。它可以实现高速合模，锁模可靠，产品不易实现飞边，但调整复杂，需要经常保养 14。综上所述，根据注射容积、注射压力、锁模力初选注射机型号为 XS-ZY-500。3.3.2 注射机的主要技术参数根据以上的分析计算，初选注射机型号为：XS-ZY-500 型注射机。XS-ZY-500 型注射机技术规格如下 7：注塑机型号 XS-ZY-额定注射量 500cm3螺杆（柱塞）直径 65mm注射压力 102Mpa注射行程 260mm注射方式 螺杆式锁模力 3500KN最大开合模行程 500mm模具最大厚度 450mm模具最小厚度 300mm喷嘴圆弧半径 R18mm喷嘴孔直径 7.5mm顶出形式 两侧设有顶杆，机械顶出拉杆空间 540X440mm11液压泵 流量 200、18L/min压力 614Mpa电动机功率 40KW加热功率 14KW机器外形尺寸 7670X1740X2380mm3.3.3 注塑机的校核a. 最大注射量校核 最大注射量是指注射机一次注射塑料的最大容量，设计时应保证成型塑件所需的注射量小于所选注射机的最大注射量。XS-ZY-500 型注射出成型机理论注射量 500cm3 17.1294cm3，因此满足要求。b. 锁模力校核 当高压的塑料熔体充满模具型腔时，会产生一个沿注射机抽向的很大的推力，此推力的大小等于塑件加上浇
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