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毕业设计（论文）中期报告题目：滤镜支架塑料模具设计 1.设计（论文）进展状况 （1）已经了解了模具的结构及国内外相关研究情况； （2）已经了解了计算机辅助设计方面的基本知识； （3）已经查阅了模具设计方面的相关资料； （4）已经掌握了Pro/ENGINEER Wildfire软件的基本建模知识； （5）已经完成了滤镜支架的模具总体结构方案的设计； （6）已经完成了滤镜支架模具部分零件的设计计算及校核； （7）已经完成了滤镜支架模具的一些零件的三维建模； （8）已完成了滤镜支架模具的部分零部件的模型装配 （9）设计的支架零件图见：图1 图1 （10）设计的支架模型见：图2 图2 （11）方案确定 1.课题名称：滤镜支架塑料模具设计 2.材料选择ABS 3.生产批量：大批量 4.精度要求：中 5.塑料等级：5级 6.方案确定：分析零件特点后，发现零件的外表面又比较高的精度要求，经过分析，模具浇注是使用侧交口，选用滤镜的外表面为分型面，模具型腔排列形式为一模两腔，并采用斜导柱与滑块配合完成侧向抽芯。此方案生产效率高，操作简便，动作可靠，方便脱出流道凝料，经济性价比高，故选此次模具设计选用方案。模具设计图见： 图3（12）模具装配图 1.根据计算，此次模具注塑机选用型号为XS-ZY-1000的卧式注塑机，注射模具的装配图见：图4图4 2.工作过程：模具安装在注射机上，定模部分固定在注射机的定模板上，动模部分固定在注射机的动模板上。合模后，注射机通过喷嘴将熔料经流通注入型腔，经保压，冷却后塑件成型。开模时动模部分随动板一起运动渐渐将分型面打开，当分型面打开完毕后，凝料从上模中脱出，在注塑机顶杆的作用下，顶杆通过推杆将塑件和凝料系统顶出,并且斜推杆随着产品一起运动，相对于它水平运动，一直脱掉倒扣，与此同时由于采用的是侧浇口，在开模的瞬间，塑件和凝料分开。此时塑件自动脱落，实现全自动脱模。合模时，随着分型面的闭合复位杆将顶杆复位，模具闭合，等待下一次的动作。二、存在问题及解决措施（1）存在的问题：原来计划先进行模具总体结构方案的设计和零部件的设计与计算，然后对已经设计计算出来的零部件进行建模，但在计算过程中发现一些数据并不能与想要的数据很好地吻合，导致一些需要将来在一起装配的零件在尺寸上存在了很大的误差。（2）解决措施：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。三、后期工作安排第8-10周 对模具剩余的零件进行结构设计计算、力学校核；第11周 对模具的其它零部件建模；第12周 对模具的零件进行模型装配，模具零件的工艺规程的编制；第13-14周 完成模具零部件的二维工程图及二维装配工程图；第15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。 指导教师签字： 年 月 日毕业设计(论文)开题报告题目：滤镜支架塑料模具设计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、研究意义近几年，我国塑料模工业有了很大的发展，塑料制品在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色，其种类也越来越多，制造加工也越来越精致美观。在未来的模具市场中，塑料磨具发展的速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。并且随着注塑模具技术的发展，在工程机械和工业机械、电子、汽车、家电、玩具等产品中，60%以上的零部件，可以依靠模具成型。水杯是我们在日常生活中一件必不可少的生活用品，而塑料水杯则以其精美的外观，低廉的价格，以及耐用的特点而受到我们的欢迎。塑料水杯外形虽然看似简单，但是其注塑模具的设计制作所设计的知识面与知识点较多，能比较全面的反应一些注塑模具设计的特点。本课题应用性强，知识面覆盖较广，并且来自生活，所以容易激发我学习研究的兴趣，所以选择了这个课题。 国内外研究现状、水平和发展趋势： 模具是汽车、电子、电器、航空 仪表 轻工 塑料、日用品等工业部门极其重要的工艺装备。没有模具、就没有高质量的产品。模具不是一般的工艺装备，而是技术密集型的产品，工业发达国家把模具作为机械制造方面的高科技产品来对待。他们认为：“模具是发展工业的一把钥匙；模具是一个企业的心脏；模具是富裕社会的一种动力 ” 。目前， 美国、日本、德国等工业发达国家模具工业的产值均已超过机床工业总产值。美国模具年产值已超过 1O0 亿美元；日本从 1957 年到 1984 年二十七年间， 模具工业增长 100 倍；1987 年台湾地区模具出口达一亿二千万美元。香港的模具年产值为 30 亿港币，我国的模具年产值为人民币 3O 亿元。 国内当今注塑迅速发展，但是与国际水平却相差很远。从整体来看，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多进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍然很大。主要缺陷明显的表现在精度不高，技术含量低、复杂程度低等缺点。严重的阻碍着国内电子业的发展。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。因此中国塑料模具行业和国外先进水平相比，主要存在一下问题：发展不平衡，产品总体水平较低；工艺装备落后，组织协调能力差；大多数企业开发能力弱，创新能力明显不足；供需矛盾短期难以缓解；体制和人才问题的解决尚需时日。这些都严重的阻碍着国内电子业的发展。设计出好的产品却无法做出是我模具业的最大不足。因此，注重科技含量，借助了国外的先进理论技术则尤为重要。 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也会加大研制与开发。2 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设计是滤镜支架注塑模的设计。该塑件外形尺寸精度要求一般，形状比较复杂。本文详细论述了滤镜支架注塑模具设计的全过程。针对滤镜支架零件的成型工艺，选择合适的塑料材料，根据塑料的收缩率以及流动性合理的设计和计算模具工作部分尺寸及公差，同时完成了模具总体设计、模具的主要零部件及其它零件的设计以及注塑设备的选用，模具的装配等。该模具生产成本低，使用寿命长，操作安全、方便，便于搬运、安装、紧固到注塑机上，并且方便、可靠，外形美观，各部分比例协调，能保证规定的生产率和塑件的质量，对设计同类产品具有参考价值。图：塑件图2.2 研究方案方案一：分型面设计：单分型面模具布局：一模具两件脱模方式：斜滑块抽芯冷却方式：水冷方案二：采用强制脱模，其浇口套和浇口设在定模固定板上。方案二：采用强制脱模，虽然模具设计结构比较简单。但是会造成脱模困难，难以达到中精度要求，且浇口痕迹明显。故不宜采用。方案一采用一模两腔结构，效率。应用斜滑块侧抽芯机构，在开模时，斜滑块在动模带动下向外移动，退出斜导柱。同时采用侧浇口，侧浇口应用较多，浇口形状简单，尺寸容易准确控制，侧浇口缺点是产品表面有浇口瑕疵，需要切断浇道。两相对比，方案一更合理。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，前期已开展工作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。难点是：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。前期已开展工作：（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）完成了塑料模具设计的文献综述；（3）完成了塑件的二维、三维图的绘制；（4）对塑件结构进行了分析及其工艺性分析；（5）进行了模具结构的分析，拟订了二套备选结构方案，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）1-2 周：熟悉课题，工厂参观注塑生产过程，绘制塑件 3D 图，翻译外文资料；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：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； 15 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。 注：1）正文：宋体小四号字，行距 20 磅，单面打印；其他格式与毕业论文要求相同。2）开题报告由各系集中归档保存。3）开题报告引用参考文献注释格式可参照附录 E“毕业设计（论文）参考文献样式”执行。不进入正文，可以作为附件放在开题报告后面。参考文献1 杨俊秋.浅谈塑料模具毕业设计J. 模具制造.2005(7):38-41.2 王东辉.孙海洋.Pro/E 在塑料模具设计中的应用J.哈尔滨轴承,2008,(1):84-86.3 杨攀,常旭睿,吴光顺编著.Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 中文版模具设计经典作品解析.北京:中国电力出版社,2005.4 王永平编著.注塑模具设计经验点评.北京:机械工业出版社 ,2004.5 王守鹏.简述模具在我国的应用和发展趋势J. 考试周刊 ,2009,36:175.6 郑涌.模具行业现状及其发展趋势J. 科技信息,2007,4:64-65.7 李海平.国内模具工业的现状及研发趋势J .科技资讯 .2006(26):28-29.8 王文广,田宝善,田雁晨主编.塑料注射模具设计技巧与实例 .北京:化学工业出版社,2004.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：系主管领导： 年 月 日9 李光耀. 浅谈现代塑料模具的设计与制造J.橡塑技术与装备 2005,32(3):24-28.10 (德)E. 林纳(Edmund Linder), (德)P.恩格编著(Peter Unger). 注射模具 130 例.北京:化学工业出版社,2005.11 任义磊.具有复杂抽芯结构的注塑模设计J. 塑料科技 ,2009,37(8):69-71.12 孟繁博.ABS 材料的市场需求和竞争力J. 天津商学院学报 .2007,27(6):71-74.13 S.H.Tang, Y.M.Kong,S.M.Sapuan,R.Samin and S.Sulaiman. Design and thermal analysis of plastic injection mould. Journal of Materials Processing Technology,2006,171(2)259-267.14 C.G. Lia and C.L. Li. Plastic injection mould cooling system design by the configuration space method. Computer-Aided Design,2008,40(3):334-349.15 Sadegh Rahmati,Phill Dickens. Rapid tooling analysis of Stereolithography injection mouldtooling. International Journal of Machine Tools and Manufacture,2007,47(5):740-747.I本科毕业设计（论文）题目：滤镜支架塑料模具设计滤镜支架塑料模具设计摘 要注射成型是塑料成型的一种重要方法，它主要适用于热塑性塑料的成型，可以是一个复杂的精密塑性成形件形状。本课题是塑料制件作为设计模型，相关知识的注塑模具为基础，阐述了塑料注射模具的设计过程。通过对塑料成型工艺的正确分析，对塑料模具的设计。决定死在一个几何II形态和组件称为成型零件的尺寸，包括前模板的模板，前模，后模，后模块设计等。在塑料成型零件工作直接接触，在一定温度下熔体在高温高压下的，所以必须有一个合理的结构，强度和刚度高，耐磨性好，正确的几何形状，尺寸精度高、表面粗糙度低。工艺参数的选择和计算的重要组成部分，和脱模机构，设计过程的系统和其他结构的设计。应根据塑料成型件的特性，设计塑料件的结构，以及使用要求，确定型腔的总体分布，选择分型面，确定脱模方式，设计浇注系统，排溢系统，等，然后根据加工工艺要求和装配用于成型零件的结构设计过程中，计算零件工作成形，成形件的强度和刚度的关键。关键词：塑料模具；注射成型；模具设计IIIDesign of Injection Mould for Plastic Filter BracketAbstractInjection molding is a kind of important method of plastic molding, it is mainly suitable for thermoplastic plastic molding, can be a complicated shape of precision plastic forming parts. This topic is to plastic as a design model, the injection mold of the related knowledge as the basis, elaborated the design of plastic injection mould process. Through the analysis of the right of plastic molding process, a pair of plastic mould design. Decided to die in a geometric shape and size of components called molding parts, including former template template, front mould kernel, back, back mould kernel, back mould set piece of design. Molding parts in direct contact with the plastic at work, at a certain temperature melt under high temperature and high pressure, so there must be a reasonable structure, high strength and rigidity, good wear resistance, the correct geometry, high dimensional accuracy and low surface roughness. Important parts of the process parameters selection and calculation, and extrusion outfit, inject system and other structures of the design process. Should be according to the characteristics of the plastic molding parts, the design, the structure of the plastic parts, and use requirements, determine the overall distribution of cavity, choose the parting surface, determine the demoulding way, design pouring system, overflowing system, etc., and then according to the requirement of the machining process and assembly process for the structural design of molding parts, calculating the forming parts work, the key of forming parts strength and rigidity.Key Words: Plastic mold; Injection molding; Mold design.IV目 录1 绪论 .11.1 模具工业在国民经济中的重要地位 .11.2 我国模具技术发展的趋势 .21.3 本次毕业设计研究目的及意义 .32 塑件分析 .42.1 塑件分析 .42.1.1 塑件的二维图 .42.1.2 塑料名称 .42.1.3 生产纲领 .42.1.4 塑件分析 .42.2 塑件结构分析 .42.2.1 开模方向 .42.2.2 脱模斜度 .52.2.3 分型面 .52.2.4 收缩率 .52.2.5 零件壁厚 .5V2.2.6 圆角 .52.3 塑件体积及质量 .52.4ABS 的材料 .52.5 塑件材料成型条件 .63 注射机的选择及校核 .83.1 注射机的选择 .83.2 型腔数目的确定及校核 .93.3 锁模力的校核 .103.4 开模行程的校核 .104 浇注系统的设计 .114.1 分型面的选择 .114.2 主流道的设计 .124.3 浇口设计 .124.3.1 剪切速率的校核 .134.3.2 主流道剪切速率校核 .134.3.3 浇口剪切速率的校核 .144.4 冷料穴和拉杆的设计 .145 成型零部件设计 .155.1 型腔和型芯工作尺寸计算 .155.2 型腔侧壁厚度计算 .176 推出机构的设计 .187 合模导向机构设计 .208 温度调节系统设计 .21VI8.1 对温度调节系统的要求 .218.2 设计原则 .218.3 冷却时间的确定 .218.4 塑料熔体释放的热量 .228.5 高温喷嘴向模具的接触传热 .228.6 注射模通过自然冷却传导走的热量 .238.7 冷却系统的计算 .248.8 凹模冷却系统的计算 .249 斜推杆设计 .279.1 概念 .279.1.1 斜推杆的设计要点 .279.2 斜推杆倾斜角的确定 .2810 抽芯系统设计 .3010.1 斜导柱设计 .3010.2 滑槽的设计 .3210.3 楔紧设计 .3310.4 滑块定位设计 .3311 模具工作原理说明 .34结论与展望 .35参考文献 .36致谢 .37毕业设计（论文）知识产权声明 .38毕业设计（论文）独创性声明 .39VII主要符号表V 估算浇注系统的体积 S 当量面积 d 主流道直径 脱模斜度q v 体积当量T S 成型温度T E 平均脱模温度T M 模具温度水的密度辐射率R 3n 浇注系统断面当量半径T出 水管出水温度R e 雷诺数T 模具与冷却介质平均温度 11 绪论1.1 模具工业在国民经济中的重要地位模具是工业生产的基础工艺装备。在中国模具工业的振兴和发展，越来越多的人所关注和重视。在电子，汽车，电机，电器，仪器，仪表，家用电器，通讯产品，如 60 到 80%的零部件，都要依靠模具成型 3。具有高精度，模具生产的零件的高复杂性，高一致性，高生产率和低消耗，是不能被其他的加工和制造方法的匹配。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，一百倍 7。高和低的模具生产技术水平，已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志，在很大程度上，决定了产品的质量，效益和新产品的开发能力。模具的具体形状的成型产品的使用有一定的形状和大小的工具。广泛应用于各种材料加工行业提供各种模具。如砂模铸造金属的使用或压铸模具，金属压力加工用锻模，冷卷，等各种模具。对模具的要求是：全面生产尺寸精度，外观，物理性能等各方面都符合产品的公共部门的要求。用于高效率和高自动化模具角度易于操作；从模具制造，结构合理，易于制造的角度来看，成本低。模具影响着产品的质量。首先，模具型腔的形状，尺寸，表面粗糙度，分型面，到门和排气槽位置以及脱模方式等，对尺寸精度和形状的产品和零件精度的物理性能，机械性能，电性能，和大小的内部应力和各向同性的，外观质量，表面完成，气泡，凹陷，燃烧，银纹等都有十分重要的影响 2。第二，在加工过程中，模具结构对运行影响很大难度。在大规模生产的塑料制品，应尽量减少开模具的过程中，模具和零件的过程中，手工劳动，因此，自动脱模机构，结合模型经常被用于自动化生产，确保产品能自动脱落，从模具。产品附加的模具成本也可能会受到影响。当批量不大，模具上的零部件成本占成本将会很大，这时应尽可能使用，结构合理、简单的模具，以降低成本 8。在现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备，先进的模具是必不可少的，三个重要的因素，尤其是模具实现材料加工工艺的要求，使用塑料零件和造型设计起着重要的作用。有效的自动设备也只能放在自动生产模具可能发挥其作2用，生产和更新是模具制造和更新的前提。由于产品品种和生产需求量非常大，也提出了越来越高的要求，模具。因此促进模具的不断发展。近年来，模具增长很快，效率高，自动化，大，小，精度高，在大比例的模3具生产模具的寿命。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面：深化理论研究在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计，拥有经验丰富的设计阶段逐步向技术设计理论的发展，使得产品的产量和质量有很大提高 1。效率高、自动化大量用于各种高效率、自动化的模具结构。高速自动配合先进的模具成型机械，提高产品质量，提高生产率，降低成本起到了很大的作用。大，超小型高精度然后，由于产品应用的扩大，出现了各种大，精度高，成型模具的寿命，为了满足这些要求，开发了各种高强度，高硬度，高耐磨性和易加工，热处理变形小，导热性，良好的成型材料。创新的模具制造工艺在模具制造过程，缩短模具制造周期，降低工作台，在模具加工技术的提高，特别是异型模具加工1.2 我国模具技术发展的趋势随着高新技术如电子，信息的不断发展，提出以下我国模具技术的发展趋势。（1）模具的 CAD / CAE / CAM 集成，立体化，智能化和网络化的方向发展（2）模具制造的精度，效率高的方向发展，复杂的和多功能的（3）经济的快速模型制作技术的应用（4）特种加工技术的进一步发展（5）的研究和发展模具自动加工系统4（6）模具材料及表面处理技术发展迅速（7）模具工业新技术，新思路和新模式逐渐获得批准另一方面，随着先进制造技术的不断发展和提高模具行业作为一个整体，在模具行业出现了一些新的设计，生产，管理理念和管理模式 6。主要包括：适应柔性制造技术模具单件生产的特点；创造最佳的管理和精益生产效率；提高并行工程的快速应变能力，虚拟制造和全球敏捷制造，网络制造等新的生产模式；模具标准件的应用越来越广泛（模具和规范模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造费用） 。广泛使用的标准件，对生产劳动的合作模式划分的部分；适应可持续发展与绿色设计与制造的环保要求，在塑件的注塑模具生产，是一种广泛使用的制造过程 2。注射模的基本原理是固体聚合物注入模腔熔融状态下，冷却后，然后是在模具。因此，注塑模具的过程中涉及到灌浆期，冷阶段和射血期。通过成型周期主要决定是注塑模具的工艺过程，冷却时间是最重要的一步。形成冷却时间确定塑件的生产速度。很长一段时间，在现代工业中，具有很强的相关性的时间和成本，更高的较长的生产成本。减少一部分的冷却时间将大大提高生产效率和降低成本。所以在一个典型的形成过程，是理解和优化热传递非常重要。注塑模具和注塑成型经济行为之间的热交换起着决定性的因素 3。要达到稳定状态（即，当可释放）模型的热释放。需要时间来达到这种状态被称为部分冷却或冻结时间。正确的冷却系统的设计必须使聚合塑料件和模具之间的最佳传热 9。在传统的模具型腔和型芯，通过在直孔创建，然后通过冷却剂引导聚合塑料多余的热量，可以减少冷却时间实现 5。这种加工孔的方法依赖于通用的加工技术，如钻孔，但不是在复杂轮廓形状的通道或三维空间的隐蔽部分的生产。1.3 本次毕业设计研究目的及意义(1) 调查研究中外文献检索和阅读能力；(2) 综合运用专业理论和知识分析、解决实际问题的能力；(3) 设计、计算与绘图的能力，包括使用计算机的能力；(4) 掌握模具设计方法和步骤，了解模具的加工工艺过程；5(5) 逻辑思维与形象思维相结合的文字及口头表达能力；(6) 撰写设计说明书（论文）的能力；(7) 养成严肃、认真、细致地从事技术工作的优良作风。62 塑件分析2.1 塑件分析2.1.1 塑件的二维图(a) 塑件图二维图 (b) 塑件图三维图图 2.1 塑件图2.1.2 塑料名称根据各材料的注塑性能及加工使用性能，综合市场价格，选择材料为ABS。2.1.3 生产纲领因市场需求量大，大批量自动化生产。2.1.4 塑件分析是人们用手接触相当频繁的部件，对其有着较高的外观要求，要求表面色泽均匀，成型收缩率小，制件成型后不能有明显色差、缩痕、熔接痕、污点、7银丝等缺陷，还需要有一定的手感。综合考虑选择 ABS。2.2 塑件结构分析该塑件是，对表面美观有一定要求，设计时要注意对外边面的处理。表面圆角 5 度，壁厚 2mm 左右。2.2.1 开模方向由零件的二维图分析，作为外壳类产品，外表面的表面质量是比较重要的，再根据模具的结构分析得到，产品的外表面应该在定模上，在产品的内表面设置顶出机构，所以开模方向应沿零件的 Z 轴。82.2.2 脱模斜度根据产品的外型，结合产品的工作条件、工艺特点，为提高产品的生产效率和表面质量，因此根据模具设计与制造简明手册查得：所以脱模斜度设置为 1。2.2.3 分型面结合零件的使用要求，应保证其外表面的注塑质量，零件的内表面应留在动模侧，开模的时候，零件的外表面应与定模分离，所以零件的分型面应设置在沿零件的外表面上，并根据流道等条件进行设置，具体设定在后文中表述。2.2.4 收缩率在设计本产品时，结合产品的结构工艺特点和材料的特性，在本设计中，ABS 的收缩率一般为 0.5%2.2.5 零件壁厚本产品的壁厚设置为 2mm，是根据产品的工作要求和 ABS 的化学和流动特性确定的。2.2.6 圆角塑件底面与面之间一般应采用圆弧过渡，这样不仅可以避免塑件尖角处的应力集中提高塑件强度，而且可以改善物料的流动状态，降低充模阻力，便于充模。另外，塑件转角处的圆角对应于模具上的圆角，有时可便于模具的加工制造及模具强度的提高，避免模具在淬火或使用时应力裂开。塑件转角处的圆角半径通常不要小于 0.5 到 1mm，在不影响塑件使用的前提下应尽量取大些，综合考虑以上的各种因素后，确定塑件的圆角半径为2mm。2.3 塑件体积及质量通过使用软件软件实体造型后知体积为 315.47cm3，材料密度取91.05g/cm3，所以塑件质量：331.24g。2.4ABS 的材料ABS 成型性能主要有：一般性能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。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。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 的耐蠕变性比 PSF 及 PC 大，但比 PA 及 POM 小 7。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。热学性能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。电学性能ABS 的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。环境性能ABS 不受水、无机盐、碱及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃中，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂 6。ABS 的耐候性差，在紫外光的作用下易产生降解；于户外半年后，冲击强度下降一半。ABS 塑料的加工性能ABS 同 PS 一样是一种加工性能优良的热塑性塑料，可用通用的加工方法加工。10ABS 的熔体流动性比 PVC 和 PC 好，但比 PE、PA 及 PS 差，与 POM 和HIPS 类似；ABS 的流动特性属非牛顿流体；其熔体粘度与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感 8。 ABS 的热稳定性好，不易出现降解现象。ABS 的吸水率较高，加工前应进行干燥处理。一般制品的干燥条件为温度8085，时间 24h；对特殊要求的制品 (如电镀) 的干燥条件为温度 7080，时间 1818h。 ABS 制品在加工中易产生内应力，内应力的大小可通过浸入冰乙酸中检验；如应力太大和制品对应力开裂绝对禁止，应进行退火处理，具体条件为放于 7080的热风循环干燥箱内 24h，再冷却至室温即可。2.5 塑件材料成型条件确定注射工艺条件时，需要根据塑料品种选择适当的工艺参数，知道了塑料的工艺参数还能选择合适的注射机，使机型的规格大小及性能参数的范围尽量与注射工艺参数接近，只有这样才能在保证制品质量的前提下，获得最高的生产效率和经济效益。表 2.1 ABS 的注射工艺参数料筒温度注射机类型 预热温度 喷嘴温度前段 后段模具温度柱塞式 6075 160170 170190 140160 2060表 2.2 ABS 的注射工艺参数注射压力MPa成型时间 S冷却时间S成型周期S后处理介质 后处理温度后处理时间 S60100 1545 1530 4090 热水浴或鼓风烘箱70 2411表 2.3 ABS 的热处理条件塑料 热处理介质 处理温度 制件厚度 mm 处理时间 min6070 63060ABS 空气或水7077 7120360123 注射机的选择及校核3.1 注射机的选择设计模具时，应详细地了解注射机的技术规范，才能设计出合乎要求的模具，应了解的技术规范有：注射机的最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、最大成型面积、模具最大厚度和最小厚度、最大开模行程以及机床模板安装模具的螺钉孔的位置和尺寸。公称注塑量；指在对空注射的情况下，注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注塑成型过程所需要的时间称为装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力。注射压力；为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力 5。注射速率；为了使熔料及时充满型腔,除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。常用的注射速率如表所示。表 3.1 注射速率注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射时间/S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5塑化能力；单位时间内所能塑化的物料量.塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调,若塑化能力高而机器的空循环时间长,则不能发挥塑化装置的能力。锁模力；注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,在此力的作用下13模具不应被熔融的塑料所顶开.合模装置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉杆空间,模板间最大开距,动模板的行程,模具最大厚度与最小厚度等.这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围。开合模速度；为使模具闭合时平稳,以及开模,推出制件时不使塑料制件损坏,14要求模板在整个行程中的速度要合理,即合模时从快到慢,开模时由慢到快在到停。空循环时间；在没有塑化,注射保压,冷却,取出制件等动作的情况下,完成一次循环所需的时间。选择螺杆式注塑机的型号为：XS-ZY-1000，其主要技术参数如下：表 3.2 注射机参数注塑机型号 XS-ZY-1000额定注射量 1000cm3螺杆（柱塞）直径 85mm注射压力 121Mpa注射行程 260mm注射方式 螺杆式锁模力 4500KN最大成型面积 1800cm2最大开合模行程 700mm模具最大厚度 700mm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，机械顶出动、定模固定板尺寸 900X1000mm拉杆空间 650X550mm合模方式 中心液压、两侧机械顶杆15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 7670X1740X2380mm3.2 型腔数目的确定及校核根据市场经济及生产效率的要求，本模具采用一模 2 腔型腔结构，即型腔数目 2n。因型腔数量与注射机的塑化速率、最大注射量及锁模量等参数有关，因此有任何一个参数都可以校核型腔的数量。一般根据注射机料筒塑化速率确定型腔数量 ；mKnp1（3.1）式中 K注射机最大注射量的利用系数，一般取 0.8；pm注射机最大注塑量，g；1浇注系统所需塑料质量， g；单个塑件的质量， 。式中 pm、 1、 也可以为注射机最在注射体积（cm 3） 、浇注系统凝料体积（cm 3） 、单个塑件的体积（cm 3） 。估算浇注系统的体积：V=0.2xV=63.1cm 3故取 2n满足我们设计要求。3.3 锁模力的校核注射成型时，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。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料16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离。3.4 开模行程的校核注射机开模行程是有限的，开模行程应该满足分开模具取出塑件的需要 7。因此，塑料注射成型机的最大开模距离必须大于取出塑件所需的开幕距离。为了保证开模后既能取出塑件又能取出流道内的凝料，对于双分型面注射模具，需要满足下式： 10521aHS（3.2）式中 S模具开模行程；1H推出距离（脱模距离，H 1=60mm）2塑件高度；（H 2=22mm）则 051aS=60+22+510=92mm500mm 小于注射机最大开合模行程，故满足要求174 浇注系统的设计浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。该模具采用普通流道浇注系统，包括主流到，分流道、冷料穴，浇口。浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观、物理性能、尺寸精度等）都有直接影响，故设计时要使型腔布置和浇口开始部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象，而浇口的位置也要适当，尽量避免冲击嵌件和细小的型芯，防止型芯变形，浇口的残痕不影响塑件的外观 4。概括说来，需要注意以下问题：1.适应塑料的工艺性；2.流程要短；3.排气良好；4.避免料流直冲型芯或嵌件；5.浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小；6.浇注系统的位置尽量与模具的轴线对称；7.修整方便，保证制品外观质量；8.防止塑件变形。4.1 分型面的选择分型面是模具结构中的基准面，选择模具分型面时通常考虑如下有关问题：1 根据塑件的某些技术要求，确定成型零件在动模和定模上的配置；2 塑件的生产批量；3 结合塑件的流动性确定浇注系统的形式和位置；184 型腔的溢流和排气条件；5 模具加工的工艺性。分析零件特点后，发现零件的外表面有比较高的精度要求，且经过分析，模具浇注是使用侧浇口，所以决定分型面沿零件的外表面。如下图所示：图 4.1 分型面示意图194.2 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接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分。在卧式注射机上主流道垂直于分型面，为使凝料能顺利拔出，设计成圆锥形，主流道通常设计在主流道衬套（浇口套）中，为了方便注射，主流道始端的球面必须比注射机的喷嘴圆弧半径大 12mm，防止主流道口部积存凝料而影响脱模，通常将主流道小端直径设计的比喷嘴孔直径大 0.51mm。其中，浇口套主流道大端直径 D 应尽量选得小些。如果 D 过大模腔内部压力对浇口套的反作用也将按比例增大，到达一定程度浇口套容易从模体中弹出。如下图所示为主流 道各部尺寸：图 4.2 主流道示意图204.3 浇口设计浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道，浇口是连接分流道与型腔的通道，它是浇注系统最关键的部分，它的形状、尺寸、位置对塑件的质量有着很大的影响。它的作用主要有以下两个：一是作为塑料熔体的通道，二是浇口的适时凝固可控制保压时间。常用的浇口形式有直接浇口、侧浇口、侧浇口、轮辐浇口、潜伏浇口等。由于不同的浇口形式对塑料熔体的充型特性、成型质量及塑件的性能会产生不同的影响。而各种塑料因其性能的差异对于不同的浇口形式也会有不同的适应性。在模具设计时，浇口位置及尺寸要求比较严格，它一般根据下述几项原则来参考：尽量缩短流动距离；浇口应开设在塑件壁最厚处；必须尽量减少或避免熔接痕；应有利于型腔中气体的排除；考虑分子定向的影响；避免产生喷射和蠕动；不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口；浇口位置的选择应注意塑件外观质量。21图 4.3 浇口设计图4.3.1 剪切速率的校核生产实践表明，当注射模主流道和分流道的剪切速率 R=5.810 25103S1、浇口的剪切速率 R=10 410 5S 1时，所成型的塑件质量最好。对一般热塑性塑料，将以上推荐的剪切速率值作为计算依据，可用以下经验公式表示：R=式中 q v体积流量（CM 3/S） ；R 3n浇注系统断面当量半径（CM ） 。4.3.2 主 流道剪切速率校核Q 主 v=0.8Q公 /T =338.21.5=225.5（CM 3/S） (4.1)T 注射时间： T=2.5（S ） ；R n主流道的平均当量截面半径：R n=0.538（CM） (4.2)d1 主流道小端直径， d1=0.63（CM） ； d2 主流道大端直径，3.nvq3.nvRq42122d2=1.2（ CM）主R=3.1331.24.9/(3.140.2783)=1.4710 3 S 1510 21.4710 3510 3 (满足条件)4.3.3 浇口 剪切速率的校核R 浇 = =3.67152/(3.140.423)=1.45103 S 1其中：浇口面积 S=/4(D22-D12),当量面积 S=R 2
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