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毕业设计（论文）中期报告题目：手机盖塑料模具设计1 设计（论文）进展状况1.1 外文翻译完成题目Intelligent Setting and Optimization of Process Parameters for Plastic Injection Molding 作者 FENG Wei, ZHOU Hua-min, CUI Shu-biao, LI De-qun 1.2 选择材料塑件材料 ABS，密度 1.27g/cm3。ABS 即丙烯腈- 丁二烯-苯乙烯塑料ABS 树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。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。1.3 注射模基本总体结构方案的比较与选取注射模的基本结构是根据所选用的注射机的种类和塑件的结构特点以及一次注射成型塑件的数量所决定的。注射模的结构形式很多，但每副注射模都是由动模和定模两大部分组成，动模安装在注射机的移动模板上，定模安装在注射机的固定模板上。注射模的分类方法很多，按注射模的总体结构可分为单分型面注射模、双分型面注射模、带活动镶件的注射模和自动卸螺纹的注射模等，对于不同的塑件可选用不同的注塑结构。1.4 分型面的选定分型面的方向采用与注射成型机开模方向垂直的方向，其选择是一个比较复杂的问题，因为它受到塑件的形状、壁厚、尺寸精度、表面粗糙度、嵌件位置及其形状、嵌件在模具内的成型位置、顶出方法、浇注系统的设计、模具排气、模具制造等各种因素的影响。 为将塑件从密闭的模腔中取出，以及为了安装嵌件或取出浇注系统等，必须将模具分成两个或几个部分，通常情况下我们称分开模具能取出塑件的面为分型面。同时，以分型面为界，模具分成两大部分，即型芯和型腔部分，综合以上，选择单分型面注射模。1.5 浇注系统的设计普 通 浇 注 系 统 一 般 由 主 流 道 、 分 流 道 、 浇 口 和 冷 料 穴 四 部 分 组 成（ 1） 主 流 道 设 计由 注 射 机 喷 嘴 的 有 关 尺 寸 ： 喷 嘴 球 半 径 r=12mm， 喷 嘴 孔 直 径d=4mm。 根 据 模 具 主 流 道 与 喷 嘴 的 关 系 ， 主 流 道 衬 套 的 球 面 半 径 R=r+(1-2)=12+（ 1-2） mm， 取 主 流 道 球 面 半 径 R=14mm； 小 端 半 径 D=d+（ 0.51） =4+（ 0.5-1） mm， 取 主 流 道 的 小 端 直 径 D=4.5mm。为 了 便 于 将 凝 料 从 主 流 道 中 拔 出 ， 将 主 流 道 设 计 成 圆 锥 形 ， 其 锥 角 为a=2， 表 面 粗 糙 度 Ra 0.4um， 抛 光 时 沿 轴 向 进 行 ， 以 便 于 浇 注 系 统 凝 料 从其 中 顺 利 拔 出 。 同 时 为 了 使 熔 料 顺 利 进 入 分 流 道 ， 在 主 流 道 出 料 端 设 计r=3mm 的 圆 弧 过 渡 。浇注系统是指模具中由注塑机喷嘴到型腔之间的进料通道。由于此设计选择的是单分型面，所以选用直浇。1.6 注射机的初选型初步确定注射机的规格。设计模腔数为1个，材料密度为 取1.27g/cm 3，通过Proe 软件测得塑件体积是61cm 3，质量为77.5g，曲面面积为161cm 3。本次设计取一模设计一个模腔，那么每次注射机的注射量必须大于：Mm=77.5g据注射机的最大注射量初步选择型号为XS-ZY-125的注射机，表 1.1 注射机主要技术参数额定注射容量/ cm3 125 拉杆空间/mm 260290螺杆（柱塞）直径/mm42 最大模具厚度/mm 300注射压力 /Mpa 120 最小模具厚度/mm 200注射行程/mm 115 合模方式 液压机械注射方式 螺杆式 定位圈直径/mm 100合模力/N 900 喷嘴球半径/mm 12模板最大行程 /mm 300 喷嘴口孔径/mm 4根据注塑模具的基本结构及注射机的尺寸与型号规格，本设计采用卧式注塑机，其注塑方向与给模方向一致，安装、拆卸方便，嵌件便于安装。（1）最大注射量的校核注射机的最大注射量标志着注射机所能加工塑件的最大重量或体积，选择注射机时，必须保证塑件所需的注射量（包括浇注系统及飞边在内）小于注射机允许的最大注射量，一般占注射机最大注射量的80%以内。否则，就会使塑件成型不完整或内部组织疏松，塑件强度降低。当注射机的最大注射量以最大注射容积标定时，注射机的最大注射容积 应等于或大于成型塑件所需塑料的体积maxV即：sVsLVKmax式中 注射机最大注射量（公称容积，cm 3）取125；塑件所需塑料的体积（包括浇注系统凝料及飞边在内，cm 3）；S注射机最大注射量利用系数，一般取 =0.8。L LK因塑料的容积（体积）与其压缩率有关，故所需塑料的体积为： SVK式中， 塑料的压缩率，查塑料模具设计 表4-3，得1.6；S塑件的体积（包括浇注系统凝料及飞边在内，cm 3），取61cm 3；1.6 61=97.6cm3 代入上式得：S0.8 125=10097.6cm3经校核符合最大注射量要求。2 存在的主要问题（1）注塑机各方面校核不完全（2）模具装配图细节不够完善（3）部分结构表达不太清楚3 后期工作安排对侧抽、模具工作部分尺寸型芯和型腔进一步计算，确定模具成型零的尺寸，模具加热和冷却系统的设计，对模具闭合高度进行校核，注塑机参数校核。最后完善装配图，绘制出各零件图，撰写毕业论文。第9-11 周：绘制零件图及完整装配图；第12周：进行相关校核计算；第13-14 周：撰写毕业论文；第 15 周：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：手机盖塑料模具设计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 题目背景和研究意义：现代塑料制品中合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要因素，尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求，塑料制件使用要求和造型设计起着重要作用。高效的全自动的设备也只有装上能自动化生产的模具才能发挥基效能，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提。由于工业塑件和日用塑料制品的品种和产量需求量很大，对塑料模具生产不断向前发展。采用Pro/E 进行模具设计， 结合 MasterCAM 进行数控加工，可使模具设计与制造一体化，从而提高模具质量，缩短研发周期 3。塑料模具影响着塑料制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在塑料加工过程中，模具结构对操作难易程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少分模。合模和取制件过程中的手工劳动，为此常采用自动开合模和自动顶出机构。在全自动生产时还要保证制品能自动从模具上脱落。另外，模具对塑料制品的成本也有相当的影响。除简易模具外，一般来说制模费是十分昂贵的，一副优良的注射模具可生产制品百万件以上，压制模约能生产二十五万件。当批量不大的时候，模具费用在制件成本中所占比例将会很大，这时应尽可能地采用结构合理而简单的模具，以降低成本。1.2 国内外相关研究情况：塑料模具与其它模具相比历史较短，但是由于塑料工业近年来取得了飞跃发展，因此塑料模真的设计技术和制造工艺进步也很快 5。近年来，塑料模板的品种、规格也越来越多。目前在建筑工程和桥梁工程中已得到大量应用,取得很好的效果。塑料模板是一种节能型绿色环保产品，建筑塑料制品的生产和应用能耗都远低于其他材料。因此，推广应用塑料模板也是节约资源、节约能耗、以塑代木、以塑代钢的重要措施。塑料模板是节能型绿色环保产品，具有广阔的发展前景。近几年，国外工业发达国家的塑料模板发展很快，开发了各种品种规格的塑料模板，塑料模板具有广阔的发展前景，采用塑料模板是模板的发展方向。模具工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业界的高度重视，发达国家有“模具工业是进入富裕社会的源动力” 之说可见其重视的程度。当今 “模具就是产品质量” ， “模具就是经济效益 ”的观念，已被越来越多的人所接受。我国塑料模的发展，极其迅速，现已具相当规模。塑料模的设计技术、加工制造技术、CAD 技术和 CAPP 技术等都得了相应的应用与发展 13。模具市场的总体趋热是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具的发展速度将高于其它模具，在模具行业中本的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展，会对塑料模具的要求越来越高。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 主要内容：本次设计的任务是手机后盖的塑料注射模具设计，手机后盖结构对称，内部是比较复杂的塑料零件，对模具的设计制造要求较高。在设计过程中通过对零件特点以及零件成型工艺的详细分析，根据模具所需抽芯机构较多，分布较密的特点，在模具设计过程中主要考虑如何快速制模及降低成本。首先了解了塑件的结构测绘出三维图和二维图，如图 2.1，图 2.2，图 2.3 所示：然后再分析所采用模具的浇注系统、侧抽芯机构、脱模机构、复位机构、冷却系统、型腔的结构和尺寸计算等，最后再画出模具装配图，及部分零件图。选择注塑机的根据。分析所有分型面，选出最佳分型面。图 2.1图 2.2 图 2.32.2 研究方法及路线：本设计题目涉及目标为工程实际零件，通过对塑件的实体测绘，完成基本参数的采集，然后运用注塑模具设计、塑料模具设计、塑料成型工艺等知识，利用 AutoCAD 和 Pro/E 等软件完成模具结构的设计，并进行相关的校核计算，完成包括选材热处理、制造工艺规程、可行性分析等工作。2.3 材料选择：在充分了解了塑件的结构特点后，需要查阅和收集资料，对方案的设计能有更加深刻的认识和研究，然后考虑能否实现该模具的设计制造，并保证高效率的生产，还要明确塑件的生产批量、成型方法和技术经济目标，在满足塑件使用性能要求，保证塑件质量的前提下按最经济的原则选择成型方法。有条件的情况下最好去工厂参观注塑模的生产过程的理解及借鉴前人在此方面作出的重要贡献完成此零件的模具设计。然后运用注塑模具设计 、 塑料模具设计 、 塑料成型工艺等知识，利用 AutoCAD 和 Pro/E 等软件完成模具结构的设计，并进行相关的校核计算，完成包括选材热处理、制造工艺规程、可行性分析等工作。该塑料制品是一个手机壳的下盖要求具有足够的强度和耐磨性能，中等精度，外 表面无瑕疵、美观、性能可靠。该塑料制品选用的是 ABS 塑料，ABS 是丙烯晴、丁二烯和苯乙烯三种单体的三元共聚物，ABS 具有较高的强度、硬度、耐热性及耐化学腐蚀性；具有弹性和较高的冲击强度；它具有优良的介电性能及成型加工性能等综合的优良性能，且价格便宜，原料易得。2.4 注射机的选择：该塑件的形状不很规则，很难直接计算出来，现在可先在 pro/e 制造工程师中画出其三维零件图，再查询其体积大小。具体步骤如：分析 模型分析 单侧体积，得到其体积大小为 。34.9cmV件塑件的注射容积较小，综合考虑各因素，在此采用一模两腔。一：选用卧式注射机（螺杆式） ，采用斜导柱侧向抽芯成型，浇注系统选用点浇口；二：选用立式注射机（柱塞式），采用斜导柱侧向抽芯成型，浇注系统选用点浇口；比较：卧式注射机合摸装置和注射装置的轴线呈水平一线排列。它具有机身低，易于操作和维修，塑件脱出模具后可自动落下，可以实现自动操作等优点；由于注射机重心较低，安装稳定但占地面积大，模具安装比较麻烦，安装镶嵌件比较困难，而且不稳。立式注射机的合摸装置与注射装置的轴线呈垂线一线排列。此类注射机的优点是 设备占地面积小。不足之处是制品从模具中推出后不能靠自重自动脱落，需用人工或其他方法取出，难以实现自动操作，并且机身高，重心不稳，加料和维修不便，这就限制了此类机的使用范围.综上所述，初步选用卧室注射机。2.5 用 Pro/e 设计该模具的三维图。2.6 生产批量：10 万件。3 本课题研究的重点及难点，前期已开展工作3.1 重点及难点:本模具设计的塑料件内部形状较复杂，外部形状较单一，其重点是设计出结构合理的抽芯机构，本课题的一个难点是考虑生产效率和成本设计一模多腔的行腔结构。3.2 前期已开展工作:（1）已充分查阅了资料，对注塑模具设计的流程有了一定的了解；（2）已对塑件结构特点有了详细的了解，并测绘了三维图和二维图；（3）已初步确定模具类型及结构。 4 完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）第 1 周：查阅和收集资料，初步了解课题；第2-3周：手机盖的结构分析与绘制，初步计划设计方案，完成开题报告； 第4-5周：尺寸计算和浇注系统等结构的选择；第6-7周：翻译外文文献，完成中期报告；第8-9周：绘制零件图及装配图；第10-11 周：进行相关校核计算；第 12-13 周：撰写毕业论文；第 14-15 周：毕业答辩。5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 6所在系审查意见：系主管领导： 年 月 日参考文献1 国外塑料模设计与制造的发展动态J. 上海无线电三厂 .于权符.2 2012 年我国工程塑料加工技术进展J. 吕召胜.(中国兵器工业集团第五研究所)3 塑料模现状及发展趋势J. 唐志玉.(四川联合大学塑料工程系).4 CAD 技术在注塑模设计中的实用性分析J.蒋小波.（湖南娄底职业技术学院).5 Pro/E 结合 MasterCAM 在模具设计制造中的应用J.门超.( 承德石油高等专科学校).6 手机产品造型风格研究J. 魏佳.昆明理工大学机电工程学院 .7 塑料注射模具 CAD 技术(一)J.武汉华中理工大学.李德群.肖景容.8 手机盖的注塑成型分析J. 王卫兵.陈勇.9 2011 年我国工程塑料加工技术进展J. 谈桂春，赵志鸿，吕召胜等 .（工程塑料应用）10 手机保护壳塑料模具设计J. 孟献.(南阳二机石油装备集团有限公司).11 基于 Pro/E 注塑模参数化设计关键技术J.张生芳.(大连交通大学. 机械工程学院).12 注塑模具设计中有关问题的探讨J. 王学仁. (福州塑料三厂).13 塑料注射模具的寿命与模具设计的关系J. 陈孝康.北京塑料一厂 .14 利用 Pro/E 和智能专家系统的壳体零件注塑模设计J.杨汉嵩，张占领.15 塑料注射模具冷却系统的设计.李永梅J.(天津大学机械学院,天津.300072).16 Intelligent Setting and Optimization of Process Parameters for Plastic Injection MoldingJ.FENG Wei, ZHOU Hua-min, CUI Shu-biao, LI De-qun.17 China PlasticsIndustry(2008)J LIAOZhengpin.18 Development Trend of China s. Plastics IndustryJ.Liao Zhen- pin.本科毕业设计(论文)题目：手机盖塑料模具设计I手机盖塑料模具设计摘 要塑料是 20 世纪发展起来的一类新型的高分子材料，它是以人工合成的高分子量的有机化合物为主体的物料。塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，塑料模具是用来生产塑料制品的工具。随着塑料工业的发展，塑料制品已深入到国民经济的各个部门中，特别是在办公用品、照相器材、汽车、仪器仪表、机械、航空、交通、通信、建材产品、日用品以及家用电器行业中的零件塑料化的趋势不断加强，并且陆续出现以塑代金属的全塑产品。所以说塑料模具是塑料工业的基础，注塑模具又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。本文分析了手机后盖塑件的成型特点，对 模 具 结 构 各 工 艺 参 数 ， 包 括 锁模 力 、 流 道 截 面 尺 寸 等 模 具 参 数 的 进 行 了 计 算 校 核 ， 设计了一副一模一腔、单分型面的，带有斜导柱侧向抽芯机构的直浇式浇口注射模具。该模具的关键是解决分型面的选择、侧抽芯结构的设计、直浇浇口位置确定、塑件浇注系统布局等问题，以及在实现这些功能的情况下，如何使模具有效而可靠的运动。关键词：塑料模具；导向；分型；脱模IIMobile Phone Cover Plastic Mould DesignAbstractThe plastics is a type of new macromoldcule material which is beginning to grow up.It is the materiel which main consist of man-made high molecular compound.The plastics industry is one of the increased quickest industrial sub-family in the world nowadays,and the plastics molding is the tool which produces plastics products.With the development of plastic industry, plastic products has expanded in all sectors of the national economy,particularly in office supplies, photographic equipment,automobiles, instrumentation,machinery,aviation,transportation, communication, building materials products, daily necessities and household appliances industries plastic parts of the growing trend, and come to shape metal behalf of the entire integrated products. So that to say ,the plastics molding is the foundation of plastics industry ,and the injection molding is the developed quicker category among them, therefore,study the injection mould make a considerable meaning in coming to understanding the product process of plastics products and increasing the quality of product.This paper analyzes the mobile phone back cover I molding of plastic parts characteristics, process parameters on the mold structure, including the clamping force, such as mold flow section size parameters were calculated check, designed a injection mold, with one-mode two-cavity, single-classification surface, inclined thimble and oblique guide pin lateral core-pulling mechanism and formed by the subsurface gate. The key is to solve the mold parting surface of choice, side core of the structure, the subsurface gate location determine the layout of the cooling system, plastic casting system layout and other issues, as well as in the realization of this function, how to mold an effective and reliable movement. At the same time, and through Moldflow simulation software on the deformation, filling, gate, exhaust, cooling, pressure and time parameters of injection molding analysis and optimization, forecast products in the molding process problems that may arise.Key works: plastics mold; director; joint face; strippingIII主要符号表K 安全系数 E 材料弹性模量Smax 塑料的最大收缩率 P1 脱模阻力Smin 塑料的最小收缩率 C 型芯成型部分断面的平均P0 单位面积的包紧力 h 型芯被塑料包紧部分的长度s 塑件公差 P0 单位面积的包紧力D 腔 型腔內形尺寸 安全系数Qcp 塑料平均收缩率 S 顶 顶出行程ds 塑件外径基本尺寸 1 富余量Ds 塑件內形基本尺寸 2 顶出行程富余量h 腔 凸模/型芯高度尺寸 倾斜角Hs 塑件內形深度基本尺寸 Q 抽拔阻力P1 动模受的总压力 P 斜导柱所受的弯曲力F 塑件的投影面积 塑件收缩率P 型腔压力 f 摩擦系数K 修正系数 塑料泊松比B 动模垫板的宽度 L 支撑块的跨距IV目 录1 绪论 .11.1 模具工业在国民经济中的地位 .11.2 我国模具工业现状 .21.3 模具工业及塑料模技术今后在我国发展的方向 .21.4 论文的主要工作 .32 塑件的工艺分析 .42.1 塑料材料的性能 .42.2 塑料材料的选择 .62.2.1ABS 的性能分析 .73 注塑模总体设计 .93.1 注塑模具总体结构方案的比较与选择 .93.2 注射成型 .93.2.1 注塑成型工艺简介 .113.2.2 注塑成型工艺条件 .123.3 塑料注射成型机 .134 成型设备的选用 .144.1 注射机规格初选 .144.2 注射机的校核 .154.2.1 最大注射量的校核 .154.2.2 锁模力的校核 .164.2.3 注射能力的校核 .165 分型面的选择与浇注系统的设计 .175.1 分型面的选择 .175.1.1 塑件的脱模斜度 .175.2 制品收缩率 .175.3 脱模斜度的设置 .185.4 浇注系统的设计 .185.4.1 主流道的设计 .185.4.2 分流道的设计 .195.5 浇口设计 .196 成型零部件设计 .206.1 型腔的设计 .20V6.2 成型零件工作尺寸的确定 .206.2.1 型腔内径尺寸计算 .206.2.2 型芯外径尺寸计算 .206.2.3 型腔深度尺寸计算 .216.2.4 型芯高度尺寸计算 .216.2.5 成型零件型腔壁厚的计算 .216.2.6 底板厚度的计算 .216.3 定模冷却水道的设计 .226.4 顶出方式的设计 .227 导向机构设计 .247.1 导向机构的设计的作用和原则 .247.2 导柱和导套的设计 .248 注射模机构设计及标准 .258.1 抽芯机构设计 .258.1.1 抽芯力与抽芯距的确定 .258.1.2 斜导柱的设计 .258.1.3 滑块的设计 .268.1.4 楔紧块的设计 .278.2 脱模机构设计 .279 支承与连接零件的设计与选择 .299.1 固定板 .299.2 支承板和垫块 .299.3 模座 .2910 总结 .30参考文献 .31致谢 .32毕业设计（论文）知识产权声明 .33毕业设计（论文）独创性声明 .3401 绪论1.1 模具工业在国民经济中的地位利用模具成型零件，是一种少切削、无切削、多工序重合的生产方法。采用模具成型的工艺代替传统的切削加工工艺，可以提高生产效率、保证零件质量、节约材料、降低生产成本，从而取得很高的经济效益。因此，模具在现代工业的主要部门，如机械、电子、轻工、交通和国防工业中得到了极其广泛的应用。例如：70以上的汽车、拖拉机、电机、电器、仪表零件，80以上的塑料制品，70以上的日用五金及耐用消费品零件，都采用模具来生产。由此可见，利用模具生产零件的方法已成为工业上进行成批或大批生产的主要技术手段，它对于保证制品质量，缩短试制周期，进而争先占领市场，以及产品更新换代和新产品开发都具有决定性意义。因此德国把模具称为“金属加工中的帝王” ，把模具工业视为“关键工业” ；美国把模具称为“美国工业的基石” ，把模具工业视为“不可估其力量的工业” ；日本把模具说成是“促进社会富裕繁荣的动力” ，把模具工业视为“整个工业发展的秘密” 。我国将模具工业视为整个制造业的“加速器” 。塑料模制造工艺不同于一般机械零件的加工技术,它运用了机械制造业中最现代化的先进技术,并通过模具钳工复杂的想象力和丰富的实践经验,才能成功。在日本、美国等国家,造就一个模具钳工一般需要化5 年时间的专业培训 1。从另一方面来看，机床、刀具工业素有“工业之母”之称，在各个工业发达国家中都占有非常重要的地位。由于模具工业的重要性，模具成型工艺在各个工业部门得到了广泛的应用，使得模具行业的产值已经大大超过机床、刀具工业的产值。这一情况充分说明了在国民经济蓬勃发展的过程中，在各个工业发达国家对世界市场进行激烈争夺的过程中，愈来愈多的国家采用模具来进行生产，模具工业明显地成为技术、经济和国力发展的关键。从我国的情况来看，不少工业产品质量上不去，新产品开发不出来，老产品更新速度慢，能源消耗指标高，材料消耗量大，这都与我国模具生产技术落后，没有一个强大的、先进的模具工业密切相关。因此，要使国民经济各个部门获得高速发展，尽快缩短和发达国家之间的差距，加速实现社会主义现代化步伐，惟一的出路就是必须尽快将模具工业搞上去，使模具生产形成一个独立的工业部门，从而充分发挥模具在国民经济中的关键作用。11.2 我国模具工业现状2012 年我国在工程塑料成型加工工艺研究、成型加工设备及模具设计、二次加工等方面得到进一步发展。其中，基于 CAE 等的模拟技术更加成熟，而在新工艺理论研究、电动注塑机设计等方面的研究也获得了较大的发展。笔者现根据 2012 年国内主要塑料类期刊发表的有关工程塑料加工技术的文献加以汇总，以飨读者 2。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，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 英寸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；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星 I.K 模具有限公司制造的多腔 VCD 和 DVD 齿轮模具，所生产的这类塑料齿轮的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。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，这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了 CAD/CAM的集成，并能支持 CAE 技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具 CAD/CAM 技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模 CAD/CAM 系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的 CAXA 系统、华中理工大学开发的注塑模 HSC5.0 系统及 CAE 软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点，为进一步普及模具 CAD/CAM 技术创造了良好条件。我国专用模具钢,品种少、规格不全,质量不稳定,且供应渠道不畅。塑料模以 45 钢为当家材料的状况,短时间内难以改变 3。1.3 模具工业及塑料模技术今后在我国发展的方向模具方面，中国经济的持续高速发展，为模具工业的发展提供了广阔的空间。模具行业在今后的发展中，首先要更加注意其产品结构的战略性调整，使结构复杂、精密度高的高档模具得到更快的发展。我们的模具行业要紧紧地跟着市场的需求来发展。没有产品的需求、产品的更新换代，就没有模具行业的技术进步，也就没有模具产品的上规模、上档次。如汽车生产中 90%以上的零2部件，都要依靠模具成形，在珠三角和长三角，为汽车行业配套的模具产值增长达 40%左右。而模具技术水平的高低，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。已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。 其次，要积极推进中西部地区模具产业的发展，努力缩小发达地区和不发达地区的差距。中西部很多地区已经意识到模具产业的发展对制造业的重要作用。如陕西、四川、河北等模具生产企业的生产规模、技术水平都有了很大的发展，河北兴林车身制造集团有限公司作为河北泊头地区的骨干企业带动了一片模具企业的开拓;四川宜宾普什模具有限公司凭借强有力的资金投入，将在未来写下新的篇章。1.4 论文的主要工作（1）根据设计要求，进行模具总体设计及，由于手机后盖具有侧孔部分，所以本设计选用了侧向分型与抽芯机构。工件用分型面分割之后，分成凸模，凹模；（2）完成塑件的工艺分析，注塑模总体设计，成型设备的选用，分型面的选择与浇注系统的设计，成型零部件设计，导向机构设计，注射模机构设计及标准，支承与连接零件的设计与选择等工作；（3）完成模具装配图的设计。32 塑件的工艺分析2.1 塑料材料的性能塑料在常温下呈高弹态的高分子聚合物，是玻璃态，若加热则变为高弹态，进而变为粘流态，从而具有优良的可塑性可以用许多高生产率的成型方法来制造产品。它是以树脂（高分子聚合物）为主要成分，加入各种能改善其加工性能和使用性能的添加剂，在一定温度、压力和溶剂等作用下，利用模具可成型为一定几何形状和尺寸的塑料制件，并在常温、常压下能保持此种形态的一类材料，它品种繁多，且不同的塑料具有不同的性能。塑料普遍具有质量轻、密度小、比强度高、优良的电、热、声绝缘性能、较强的耐腐蚀性能和较强的光学性能、耐磨性能等优良的性能，在国民经济各个领域得到广泛的应用，获得飞跃的发展，成为现代世界上不可缺少的材料。塑料成型的成型工艺特性表现在许多方面，有的只与操作有关，有些特性直接影响成型方法和工艺参数的选择。对于热塑性塑料来说，其成型工艺参数特性主要包括：收缩率：收缩率用尺寸相对收缩的百分数来表示，收缩率分为实际收缩率和计算收缩率，这两种收缩率的计算可按下列公式求得：(2.1) %10/baQ）（实(2.2)-c）（计式中，Q 实实际收缩率；Q 计计算收缩率；a 模具或塑件在成型温度时的尺寸（mm） ；b 塑件在室温时的尺寸（mm） ；c 模具在室温时的尺寸（ mm） 。实际收缩率表示塑料实际发生的收缩与计算收缩率相差很小，所以模具设计时采用计算收缩率。比体积和压缩率：比体积是单位质量的松散塑料所占的体积，以 cm3/g 计；压缩率是塑料的体积与塑件的体积之比，其值恒大于 1。流动性：是指塑料在一定温度与压力下填充型腔的能力，影响流动性的因素主要有以下几个方面：塑料品种，模具结构，成型工艺。吸湿性及其热敏感性以及挥发物含量：塑料中水分及挥发物含量，在很大程4度上直接影响塑件的物理、力学和介电性能。水分及挥发物在成型时变成气体，必须排出模外，否则影响塑件质量。热敏性是指某些热稳定性差的塑料，在高温下受热时间较长或浇口截面过小及剪切作用大时，料温增高就易发生变色、降解、分解的倾向。结晶性：根据塑料冷凝时有无结晶现象，可将塑料分成结晶性塑料和非结晶性塑料两大类。作为判断这两类塑料的外观标准，可视塑料厚壁塑件的透明性而定。一般来说，结晶性塑料为不透明或半透明的，非结晶性塑料为透明的。结晶性塑料对模具设计及选择注射机有下列要求：结晶性塑料冷却时放出热量大，要充分冷却。结晶性塑料熔态与固态的密度差大，成型收缩大，易发生缩孔、气孔。结晶性塑料冷却快，结晶度低，收缩小，透明度高。结晶度与塑件壁厚有关，壁厚冷却慢结晶度高，收缩大，物性好，所以结晶性料必须按要求控制模温。结晶性塑料结晶熔点范围窄，易发生未熔粉末注入模具或堵塞进料口。结晶性塑料各向异性显著，内应力大。脱模后未结晶化的分子有继续结晶化倾向，处于能量不平衡状态，易发生变形，翘曲。应力开裂及熔体破裂：有些塑料在成型时易产生内应力而使塑件质脆易裂，在外力作用下或在溶剂作用下发生开裂现象。模具设计时应增大脱模斜度，尽量减少应力集中，选用合理的进料口及推出机构，成型时，应适当的调节料温、模温、注射压力及冷却时间，尽量避免塑件过于冷脆时脱模。质脆的塑料有聚苯乙烯、有机玻璃等。定型速度：热固性塑料在成型过程中要完成交联反应，即树脂分子有线型结构变成体型结构，这一变化过程称为硬化。硬化速度通常以塑料试样硬化1mm 厚度所需的秒数来表示，以 s/mm 计。玻璃化温度：聚合物在随温度增高的过程中，在其熔融前会在某一温度范围内处于既非固体又非黏性液体的黏流态，这个黏流态的开始温度称为其玻璃化温度（Tg） 。5表 2.1 常用塑料的加工范围塑料名称 玻璃化温度 熔点 加工温度范围 降解温度（空气中）聚苯乙烯（PS） 85-110C 85-110C85-110C 85-110C 丙烯晴-丁二烯- 苯乙烯共聚物85-110C 85-110C85-110C 85-110C聚碳酸酯 85-110C 85-110C85-110C 85-110C 流长比和型腔压力：熔体流动长度与制品壁厚度的比值叫流长比，流长比和模腔压力，这两个参数都很重要，前者可以考虑制品最多能做多宽多薄，后者为锁模力计算提供了参考。表 2.2 是几种常用塑料流长比和对型腔的压强。表 2.2 常用塑料的流比长和型腔压力表 2.2 常用塑料的流比长和型腔压力PS 流长比（平均） 型腔压力/MPaPMMA2101(200:1) 25(54)PC 130:1 30ABS 170:1(150:1) 42PA 90:1 502.2 塑料材料的选择塑料成型原料的选取应从加工性能、力学性能、热性能、物理性能等多方面因素考虑来选取合适的塑料进行生产，本次设计材料的选择是根据材料特性进行选择的。根据塑料受热后表现的性能和加入各种辅助料成分的不同可分为热固性材料和热塑性材料，通过比较分析可以看出热固性塑料主要用于压塑、挤塑成型，而热塑性塑料还适合注塑成型，本次设计为注塑设计，所以采用热塑性塑料。热塑性塑料还分为很多种，如聚乙稀、聚丙稀、聚氯乙烯、聚苯乙烯和ABS 等等，为了选到合适的塑件材料，通过对塑件的分析和查阅有关资料可选择 ABS 和聚乙烯。以下是两者的对比：(1)材料特性 ABS 具有较大的机械强度和良好的综合性能；而聚乙烯结晶6部分多时，塑料硬度高、韧性大、抗拉强度高，但整体尺寸变小，耐冲击强度及断裂强度底。(2)成型工艺特点 ABS 的吸湿性和对水分子的敏感性较大，在加工前必须进行充分的干燥和预热。原料控制水分在 0.3%以下；聚乙烯制件最显著的特点是收缩率大，这与材料的可结晶性和模具温度有关。定型后塑件在强的收缩牵引作用下，可令制件变形和翘曲。(3)注射温度 ABS 塑料的温度与熔融粘度的关系比较独特，在达到塑化温度后在继续盲目升温，必将 ABS 的热降解；聚乙烯的注射温度一般在120310之间，温度超过 300时，收缩率会明显增大。(4)注射速度及压力 ABS 采用中等注射速度效果较好，注射时需要采用较高的注射压力，其溢边料为 0.04mm 左右。并需要调配好保压压力和保压时间；聚乙烯的注射压力一般选择在 68.6137.2Mpa 之间。注射速度不易过快，以保证结晶程度高。(5)模具温度 ABS 的模具温度相对较高，一般调节在 7585；由于模具温度对收缩率影响很大，因此要经常保持模具相对恒定的温度，一般在4080之间。经以上两种备选材料的性能对比，并考虑到制件的使用环境，本设计采用ABS 材料。由于材料的吸湿性强，含水量应小于 0.3% ，所以原料应充分干燥。2.2.1ABS 的性能分析(1)使用性能：综合性能良好，冲击韧度、力学强度较高，且要低温下也不迅速下降。耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化学性和电气性能良好。水、无机盐、碱、酸对 ABS 几乎无影响。尺寸稳定，易于成型和机械加工，与 372 有机玻璃的熔接性良好，经过调色可配成 任何颜色，且可作双色成型塑件，且表面可镀铬。(2)成型性能：无定型塑料，其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种确定成型方法及成型条件。吸湿性强，含水量应小于 0.3，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。流动性中等，溢边料 0.04mm 左右（流动性比聚苯乙烯、AS 差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好） 。比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲7击型树脂，料温更宜取高） 。料温对物性影响较大、料温过高易分解（分解温度为250 C 左右比聚苯乙烯易分解） ，对要求精度较高的塑件，模温宜取 5060 C，要求光泽及耐热型料宜取 6080 C。注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑机时料温为 180230 C，注射压力为 100140 MPa，螺杆式注塑机则取 160220 C，70 100 MPa 为宜。易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对斜流的阻力，模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。摧出力过大或机械加工时塑件表面呈“ 白色” 痕迹（但在热水中加热可消失） 。ABS 在升温时粘度增高，塑料上的脱模斜度宜稍大，宜取 1 以上。在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。(3)ABS 注射成型工艺参数注射机：螺杆式螺杆转速（r/min）：3060（选 30）预热和干燥：温度（C） 8085 时间 (h) 23密度（g/ cm ）：1.02 1.05材料收缩率（%）：0.30.8料筒温度（）：后段 150157 中段 165180 前段 180200喷嘴温度（）：170180模具温度（）：5080 注射压力（MPa）：70100适应注射机类型：螺杆、柱塞均可(4)ABS 成型塑件的主要缺陷及消除措施：主要缺陷：缺料、气孔、飞边、出现熔接痕、塑件耐热性不高（连续工作温度为 70左右热变形温度约为 93） 、耐气候性差（在紫外线作用下易变硬变脆） 。消除措施：加大主流道、分流道、浇口、加大喷嘴、增大注射压力、提高模具预热温度。83 注塑模总体设计3.1 注塑模具总体结构方案的比较与选择注射模的基本结构是由注射机的形式和塑件复杂程度等因素决定的。注射模的分类方法很多，按注射模的总体结构可分为单分型面注射模、双分型面注射模、带活动镶件的注射模和自动卸螺纹的注射模等，对于不同的塑件可选用不同的注塑结构。 单分型面注射模是最简单的一种。在该结构中，构成型腔的一部分在定模上，型芯部分在动模上，主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上，开模后塑件与流道凝料一起留在动模一侧。双分型面注射模与单分型面注射模相比多了一个可移动的浇口板，它用于点浇口进料的单（双）型腔模具。开模时，浇口板与定模座板作定距离分型，以便取出凝料。带活动镶件的注射模上带有活动螺纹型芯、侧向型芯和活动镶件等，开模时，活动镶件连同塑件一起脱出模后，再通过人工使镶件与塑件分开。当塑件有螺纹部分并要求自动脱模时，可采用自动卸螺纹的注射模。该结构利用注射机的旋转运动带动螺纹型芯或螺纹型环转动，使塑件按规定的螺距推出。在具体选用模具结构时，应综合考虑塑件结构，尽量做到经济、实用。设计中由于塑件实体是手机后盖，其结构较简单，没有螺纹及需要侧向分型的结构，且不需要针点浇口，所以可选单分型面模具结构。影响模具设计的因素主要有如下四个方面:1.注射机,包括注射量、注射压力、锁模力、机架刚度及其液压顶出系统；2.模具结构,包括流道系统、分型面、排气孔、型腔设计、卸料系统、冷却系统等；3. 操作条件,包括时间、温度、压力三要素；4.材料特性,包括塑料的粘度、结晶性、添加剂、冷却液等 7。3.2 注射成型注射成型技术是根据压铸原理而发展起来的，是目前塑料加工中最普遍采用的方法之一，是塑料成型的一种重要的方法。注射成型是间歇操作，成型周期9短，生产效率高。它可以成型形状复杂、尺寸精确的制品，而且可成型带有他种材料的嵌件制品。注射制品种类繁多，变更模具能制作各式各样成批产品，生产自动化、高速化程度高，有极高的经济性，其制品约占塑料制品总产量的30%左右。在注射成型过程中，塑料熔体在模具型腔内的流动和传热过程是非常复杂的物理现象。合理地利用注塑模 CAE 技术，工艺人员可在模具制造之前，就对模具设计方案进行分析和模拟，以此代替实际的物理试模，预测潜在的设计缺陷并进行修改 8。注射成型是热塑性塑料产品生产中最为普遍的一种成型方法，所用模具为塑料注射模，简称注塑模。注塑模对应的加工设备是塑料注射机（又称注塑机） ，塑料首先在注射机的加热料筒内受热熔融变成流体，然后在注射机的螺杆或柱塞推动下，经注射机喷嘴和模具的浇注系统进入磨具型腔，在型腔内成型、冷却、固化，脱模后得到制品。注射成型是依靠注射成型机和注射模具来完成的，注射成型实质上最主要的是塑化、注射与模塑成型等三个过程。（1）塑化这是指塑料在料筒内经加热达到流动状态，经螺杆旋转或柱塞的推挤达到塑料组分
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