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江蘇財經(jīng)職業(yè)技術學院 2009 級學生畢業(yè)設計（論文）選題、審題表 系別 機械與電子工程系 選 題 教 師 姓 名 專業(yè) 模具設計與制造 專業(yè)技 術職務 高級 中級 初級 √ 申報課題名稱 手提箱提手注射模設計 課題類別 設計 論文 其它 課題來源 生產(chǎn)實踐 科研 實驗室建設 自擬 √ √ 課題簡介 本次畢業(yè)設計的題目是手提箱提手塑料注塑模具設計，根據(jù)成型工藝要求，在原有塑料件的基礎上介紹了其注塑成型模具的結構，闡述了模具設計要點及工作過程。首先要從塑料生產(chǎn)工藝上對所要設計的產(chǎn)品進行工藝計算，然后在分析計算的基礎上并參看相關的資料確定成型工藝方案，再在此基礎上進入模具總裝配圖的結構設計。在此基礎上對注塑模具的主要零部件的尺寸進行設計與計算，期間要參考大量與塑料成型相關的資料和翻閱各種模具設計手冊，并通過計算以確定模具的具體結構及尺寸，通過不斷的計算與修改，并在指導老師的悉心關懷和耐心指導下進行不間斷的反復修改，最終獨立完成這次畢業(yè)設計。在設計的過程中，首先要解決對手提箱提手的測繪。在模具設計時對分型面的選擇、澆口形式與位置的確定、側抽芯機構的設計、冷卻水道的設置。本課題采用彈簧定距螺釘裝置保證兩次分型。由于是小批量的生產(chǎn)，該注射模采用了1模2腔的結構。 設計(論文)要求(包括應具備的條件) 1. 塑件的原材料分析、塑件的結構工藝性分析； 2. 對設計對象的性能、結構及工藝有比較全面的了解，論文需要符合學院規(guī)定格式； 3. 熟練掌握注塑模具設計過程，繪制出零件的工作圖，撰寫設計說明書。進行方案比較，選擇合理的工藝過程。合理選擇產(chǎn)品材料； 4. 提供一份零件明細表及技術要求的表格。設計圖紙需要清晰，尺寸標注要準備，數(shù)據(jù)完整，書寫規(guī)范。 課題預計 工作量大小 大 適中 小 課題預計 難易程度 難 一般 易 是否是新 擬課題 是 否 √ √ √ 所在專業(yè)審定意見 負責人(簽名)： 年 月 日 注：1、該表作為學生綜合畢業(yè)實踐課題申報時專用，由選題教師填寫，經(jīng)所在專業(yè)有關人員討論，負責人簽名后生效； 2、該表的填寫針對1名學生綜合畢業(yè)實踐時選擇使用，如同一課題由2名及2名以上同學選擇，應在申報課題的名稱上加以區(qū)別（加副標題），并且在“設計（論文）要求”一欄中加以體現(xiàn)； 3、課題簡介一欄主要指研究設計該課題的背景介紹及目的、主要內(nèi)容、意義； 4、“設計（論文）要求（包括應具備的條件）”一欄：主要指本課題技術方面的要求，而“條件”指從事該課題必須具備的基本條件（如儀器設備、場地、文獻資料等）； 5、課題一旦被學生選定，此表須放在學生“綜合畢業(yè)實踐材料袋”中存檔。 江蘇財經(jīng)職業(yè)技術學院 畢 業(yè) 設 計 (論 文) 任 務 書 題 目 手提箱提手注射模設計 系 別 機械與電子工程系 專 業(yè) 模具設計與制造 屆 別 班級 09模具2班 姓 名 學號 0911103205 指導教師 職稱 講 師 顧問老師 職稱 畢設地點 江蘇財經(jīng)職業(yè)技術學院 教研室主任 系 主 任 發(fā)放日期：2011年11月26日 畢業(yè)設計（論文）課題任務書 姓 名 學號 系別 機械與電子工程系 題 目 手提箱提手注塑模設計 副 標 題 題目來源 生產(chǎn)實踐 團隊 是[ ] 否[√ ] 1．課題來源及選題依據(jù)： 本次畢業(yè)設計的題目是手提箱提手塑料注塑模具設計，根據(jù)成型工藝要求，在原有塑料件的基礎上介紹了其注塑成型模具的結構，闡述了模具設計要點及工作過程。首先要從塑料生產(chǎn)工藝上對所要設計的產(chǎn)品進行工藝的分析與計算，然后在分析計算的基礎上并參看相關的資料確定成型工藝方案，再在此基礎上進入模具總裝配圖的結構設計。在此基礎上對注塑模具的主要零部件的尺寸進行設計與計算，期間要參考大量與塑料成型相關的資料和翻閱各種模具設計手冊，并通過計算以確定模具的具體結構及尺寸，通過不斷的計算與修改，并在指導老師的悉心關懷和耐心指導下進行不間斷的反復修改，最終獨立完成這次畢業(yè)設計。在設計的過程中，首先要解決對手提箱提手的測繪。在模具設計時對分型面的選擇、澆口形式與位置的確定、型腔位置的安排、側抽芯機構的設計、冷卻水道的設置。本課題采用彈簧定距螺釘裝置保證兩次分型。由于是小批量的生產(chǎn)，該注射模采用了1模2腔的結構。 2．本設計（論文或其他）應達到的要求： ①塑料件制品的設計及成型工藝的選擇； ②一般塑料件制品成型模具的設計能力；。 ③塑料制品的質量分析及工藝改進、塑料模具結構改進設計的能力； ④了解模具設計的常用商業(yè)軟件以及同實際設計的結合。使個人能力得到全面提高，以適應今后的工作。 ⑤樹立正確的設計思想：在畢業(yè)設計中要求自己學會結合當前國家有關的技術經(jīng)濟政策，能比較全面的辯證地分析和處理設計問題，從而逐步樹立正確的設計思想。 3．進度安排(包括起迄日期、主要工作內(nèi)容等)： 起迄日期 工作內(nèi)容 備注 2011.11.29-2011.12.05 熟悉課題，為設計收集資料 2011.12.06-2011.12.12 提交開題報告 2011.12.13-2012.04.26 完成初步設計，將設計內(nèi)容交給教師，填寫中期檢查表，進行中期檢查。 2012.04.27-2012.05.08 根據(jù)指導老師意見進行完善修改 2012.05.09-2012.05.12 提交畢業(yè)設計（論文）及相關資料 2012.5.20左右 答辯、畢業(yè)典禮 4． 參考文獻： [1] 成都科技大學 北京化工學院 天津輕工院學院合編.塑料模具成型.輕工業(yè)出版社出版，1983 [2] “塑料模具設計工作組”工作組.塑料模具設計.北京：四機部標準化研究所，1974 [3] 林德寬 馮少如.塑料制件成型工藝設計及其裝備.北京：國防工業(yè)出版社，1980 [4] 李秦蕊.塑料模具設計.西安：西安工業(yè)大學出版社，1988 [5] 黃毅宏.模具制造工藝.北京：機械工業(yè)出版社，2004 [6] 朱光力.塑料模具設計[M] .北京:清華大學出版社，1992. [7] 北京華工學院 華南工學院合編.塑料機械設計.輕工業(yè)出版社，1984 [8] 李文.機械制圖.北京：清華大學，2004 [9]柳暉.互換性與測量技術基礎.上海：華東理工大學，2006 [10] 王茂元 .機械制造技術基礎. 北京：機械工業(yè)出版社，2007 [11] 孫印杰 張萬里.Pro/E零部件造型設計.北京：電子工業(yè)出版社，2004 [12] 宋江宏 段大高.Pro/E實例應用.北京：中國鐵道出版社，2003 指導教師意見： 指導教師簽字： 2011年11 月26日 系審查意見： 負責人簽字： 2011年11月26日 江蘇財經(jīng)職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文）開題報告 題 目 手提箱提手注射模設計 學 院 江蘇財經(jīng)職業(yè)技術學院 專 業(yè) 模具設計與制造 學生姓名 學號 5 指導老師 職稱 講 師 顧問老師 職稱 2011年12月12日  1、結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫1500字左右的文獻綜述(包括目前該課題在國內(nèi)外的研究狀況、發(fā)展趨勢以及對本人研究課題的啟發(fā))： 一、模具行業(yè)國內(nèi)外發(fā)展情況 模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的重要基礎之一。 隨著機械工業(yè)、電子工業(yè)、航空工業(yè)、儀器儀表工業(yè)和日常用品工業(yè)的發(fā)展，塑料成型制件的需求量越來越多，質量要求也越來越高，這就是要求成型塑件的模具的開發(fā)、設計與制造的水平也必須越來越高。因此，模具設計水平的高高低、模具制造能力的強弱以及模具質量的優(yōu)劣，都直接影響著各種產(chǎn)品的質量、經(jīng)濟效益的真長以及整體工業(yè)水平的提高。 模具作為基礎工業(yè),它的質量、精度、壽命對其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用,在國際上被稱為“工業(yè)之母”，對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著無可置疑的重要作用。近十年來，模具工業(yè)得到了蓬勃發(fā)展。一切產(chǎn)品的更新?lián)Q代多離不開模具，只有提高對模具工業(yè)重要性認識才能加速我國工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代，才能為我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展提供必要的工業(yè)裝備，才能使我國 工業(yè)產(chǎn)品在國際市場上占有一席之地?，F(xiàn)在模具行業(yè)在激烈的市場競爭中正在向高生產(chǎn)檔次、高水平的模具方向發(fā)展，競爭的焦點是質量和制造周期，價格是次要的。 模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化迅速發(fā)展。在信息社會中，作為一個高水平的現(xiàn)代模具企業(yè)，單單只是CAD/CAM的應用已遠遠不夠。目前許多企業(yè)已經(jīng)采用了CAE、CAT、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP等技術及其它先進制造技術和虛擬網(wǎng)絡技術等，這些都是信息化的表現(xiàn)。向信息化方向發(fā)展這一趨向已成為行業(yè)共識。 隨著人類社會的不斷進步，模具必然會向更廣泛的領域和更高水平發(fā)展。現(xiàn)在，能把握機遇、開拓市場，不斷發(fā)現(xiàn)新的增長點的模具企業(yè)和能生產(chǎn)高技術含量模具企業(yè)的業(yè)務很是紅火，利潤水平和職工收入都很好。因此，模具企業(yè)應把握這個趨向，不斷提高綜合素質和國際競爭力。 二、模具的發(fā)展趨勢 近年來，模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大。從模具設計和制造角度來看，模具的發(fā)展趨勢可分為以下幾個方面： （1） 加深理論研究 在模具設計中，對工藝原理的研究越來越深入，模具設計已經(jīng)有經(jīng)驗設計階段逐漸向理論技術設計各方面發(fā)展，使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質量都得到很大的提高。 （2） 高效率、自動化 大量采用各種高效率、自動化的模具結構。高速自動化的成型機械配合以先進的模具，對提高產(chǎn)品質量，提高生產(chǎn)率，降低成本起了很大的作用。 （3） 大型、超小型及高精度 由于產(chǎn)品應用的擴大，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導熱性優(yōu)異的制模材料。 （4） 革新模具制造工藝 在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改進，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進的機床，這不僅大大提高了機械加工的比重，而且提高了加工精度。 （5） 標準化 開展標準化工作，不僅大大提高了生產(chǎn)模具的效率，而且改善了質量，降低了成本。 三、我的啟發(fā) 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)，是國際上公認的關鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關注。 大到飛機、汽車，小到茶杯、釘子，幾乎所有的工業(yè)產(chǎn)品都必須依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高一致性、高生產(chǎn)率是任何其它加工方法所不能比擬的。模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力。 這次畢業(yè)設計是在學習完課程的基礎上進行的，是對我綜合能力的考核，是對我所學知識的綜合運用，也是對我所學知識的回顧與檢查。我們以前所接觸的只是課本上的知識，對模具工藝只有側面的了解，但是通過這次設計，我才全方位的懂得了說明是模具設計，更加了解了我們的專業(yè)。本次設計是在指導老師認真、耐心的指導下，對模具經(jīng)濟性及生產(chǎn)成本等指標下進行全面、仔細的分析下而進行設計的。在此, 我表示衷心的感謝他們對我的教誨。 2．本課題的研究思路（包括要研究或解決的問題和擬采用的研究方法、手段（途徑）及進度安排等）： 需要解決的問題： 1塑件成型工藝分析 2.分型面及澆注系統(tǒng)的確定 3.塑料模具設計的方案論證 4.主要零部件的設計計算 5.繪制裝配圖的基本規(guī)范 6.繪制零件圖的基本規(guī)范 7.設計計算的說明書的編寫 研究方法： 一．塑件工藝性分析 1、塑件的原材料分析 2、塑件的結構工藝性分析 3、塑件的尺寸精度分析 4、塑件的表面質量分析 5、塑件注射成型的工藝參數(shù) 二．注射模的結構設計 1. 分型面的選擇 2. 型腔數(shù)目的確定與排列方式 3. 澆注系統(tǒng)的設計 4. 排氣系統(tǒng)的設計 5. 成型零件的結構設計 6. 脫模機構的設計 7. 合模導向機構的設計 8. 冷卻系統(tǒng)的設計 三．模架的選擇及模具的工作原理 1.模架的選擇 2.模具總裝圖及工作原理 四．注射機的選擇及校核 1.注射機的選擇 2.注射機的校核 進度安排： 起迄日期 工作內(nèi)容 2011.11.29-2011.12.05 熟悉課題，為設計收集資料 2011.12.06-2011.12.12 提交開題報告 2011.12.13-2012.04.26 完成初步設計，將設計內(nèi)容交給教師，填寫中期檢查表，進行中期檢查 2012.04.27-2012.05.08 根據(jù)指導老師意見進行完善修改 2012.05.09-2012.05.12 提交畢業(yè)設計（論文）及相關資料 2012.5.20左右 答辯、畢業(yè)典禮 指導教師意見： 1．對“文獻綜述”的評語： 2．對本課題的研究思路、深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測： 本課題的研究思路嚴謹，有一定的邏輯性以及深度和廣度，對注塑模具的研究具有參考價值和意義。本設計的共作量很大，任務艱巨需要投入大量的時間和精力，在設計著的不斷努力下將會完成這一不錯的論文設計。 指導教師： 2011年12月12日 所在專業(yè)審查意見： 同意 負責人： 2011年12月12日 江蘇財經(jīng)職業(yè)技術學院 綜合畢業(yè)實踐說明書（論文） 標題：手提箱提手注塑模設計 系 別： 機械與電子工程系 專 業(yè)： 模具設計與制造 學 號： 0911103205 姓 名： 指導教師： 2012 年 6 月 20 日 摘 要 本次畢業(yè)設計的題目是手提箱提手塑料注塑模具設計，根據(jù)成型工藝要求，在原 有塑料件的基礎上介紹了其注塑成型模具的結構，闡述了模具設計要點及工作過程。 首先要從塑料生產(chǎn)工藝上對所要設計的產(chǎn)品進行工藝計算，然后在分析計算的基礎上 并參看相關的資料確定成型工藝方案，再在此基礎上進入模具總裝配圖的結構設計。 在此基礎上對注塑模具的主要零部件的尺寸進行設計與計算，期間要參考大量與塑料 成型相關的資料和翻閱各種模具設計手冊，并通過計算以確定模具的具體結構及尺寸， 通過不斷的計算與修改，并在指導老師的悉心關懷和耐心指導下進行不間斷的反復修 改，最終獨立完成這次畢業(yè)設計。在設計的過程中，首先要解決對手提箱提手的測繪。 在模具設計時對分型面的選擇、澆口形式與位置的確定、側抽芯機構的設計、冷卻水 道的設置。本課題采用彈簧定距螺釘裝置保證兩次分型。由于是小批量的生產(chǎn)，該注 射模采用了 1 模 2 腔的結構。 關鍵詞：注射模具；澆注系統(tǒng)；滑塊；側型芯 I 目 錄 摘 要 .I 目 錄 .II 主要符號表 .1 1 緒 論 .2 1.1 題目背景意義 .2 1.2 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位 .2 1.3 我國塑料模具行業(yè)普遍存在的問題 .3 1.4 國內(nèi)外相關研究情況 .3 1.5 塑料模發(fā)展趨勢 .5 1.6 設計（論文）主要內(nèi)容 .5 2 塑件的工藝分析 .6 2.1 制品(手提箱提手)的簡介 .6 2.2 分析塑件使用材料的種類及工藝特征 .6 2.2.1 ABS 主要技術指標： .7 2.3 分析塑件的結構工藝性 .8 2.4 工藝性分析 .8 3 初步確定型腔數(shù)目 .9 4 注射機的選擇 .10 4.1 注射機的選用原則 .10 4.2 塑件體積的計算 .10 4.3 計算塑件的質量 .11 4.4 按最大注射量初步確定注射機 .11 4.5 注塑機相關參數(shù)的校核 .12 5 澆注系統(tǒng)的設計 .14 5.1 主流道的設計 .14 5.2 分流道的設計 .15 5.3 分型面的選擇設計原則 .16 5.4 澆口的設計 .16 6 確定主要零件結構尺寸選模架、成型零部件的設計 .17 6.1 型腔、型芯工作尺寸計算 .18 6.2 側抽機構設計 .19 6.2.1 抽芯距的確定與抽拔力的計算 .19 6.2.2 斜導柱分型抽芯機構的設計 .21 6.3 模架的選擇 .22 7 導向機構的設計 .23 7.1 導柱的設計 .23 7.2 導套的結構設計 .23 7.3 推出機構的設計 .24 7.3.1 推件力的計算 .25 7.3.2 推桿的設計 .25 8 冷卻系統(tǒng)的設計 .27 9 模具排氣槽的設計 .29 10 塑料模材料的性能要求 .30 致 謝 .31 參考文獻 .32 0 主要符號表 K注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取 0.8 M注射機的額定塑化量（g/h 或 cm/h） T成形周期 M 澆注系統(tǒng)所需塑料質量和體積（g 或 cm）2 M 單個制品的質量和體積（g 或 cm）1 F注射機的額定鎖模力（N） A 單個制品在模具分型面上的投影面積（mm）1 A 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（mm）2 p塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力（MPa） ，通常模腔內(nèi)壓力 S 注射機最大開模行程（mm）max H 推出距離（脫模距離） （mm）1 H 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度（mm）2 Q抽拔力（N） A側型芯被包緊的截面周長（cm） h成型部分深度（cm） q單位面積積壓力，一般取 7.812MPa 摩擦系數(shù) a脫模斜度 1 1 緒 論 1.1 題目背景意義 近幾年，我國塑料模工業(yè)有了很大發(fā)展，注塑模具制品的種類越來越多，在未來 的模具市場中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。 在電子、汽車、家電、玩具等產(chǎn)品中，60%-100%的零部件，都要依靠模具成形。用模 具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其 他加工制造方法所不能比擬的。通過本課題的設計，應使我們在下述基本能力上得到 培養(yǎng)和鍛煉：塑料件制品的設計及成型工藝的選擇；一般塑料件制品成型模具的 設計能力；塑料制品的質量分析及工藝改進、塑料模具結構改進設計的能力；了 解模具設計的常用商業(yè)軟件以及同實際設計的結合。使個人能力得到全面提高，以適 應今后的工作。 1.2 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位 模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)） 的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質量好，材料消 耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應用于制造業(yè)中。 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)，是國際上公認的關鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術水平 的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的 質量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關 注。早在 1989 年 3 月中國政府頒布的關于當前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定中，將模具列 為機械工業(yè)技術改造序列的第一位。 模具工業(yè)既是高新技術產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術產(chǎn)業(yè)化的重要領域。 模具在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領域里，日益成為使用最 廣泛的主要工藝裝備，它承擔了這些工業(yè)領域中 6090的產(chǎn)品的零件，組件和部件 的生產(chǎn)加工。 模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場 為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場，在工業(yè)發(fā)達的國家，這一市場占整個模 具市場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點是發(fā)展 零部件，經(jīng)濟型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中 得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2005 年將達到 170 種。一個型號的汽車所需模 2 具達幾千副，價值上億元。為了適應市場的需求，汽車將斷換型，汽車換型時約有 80的模具需要更換。 3 中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計，中國摩托車共有 14 種排量 80 多個車型， 1000 多個型號。單輛摩托車約有零件 2000 種，共計 5000 多個，其中一半以上需要模 具生產(chǎn)。一個型號的摩托車生產(chǎn)需 1000 副模具，總價值為 1000 多萬元。其他行業(yè)， 如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場。目前世界模具市場供不應求， 模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中 國模具鉗工技術水平高，勞動成本低，只要配備一些先進的數(shù)控制模設備，提高模具 加工質量，縮短生產(chǎn)周期中。 1.3 我國塑料模具行業(yè)普遍存在的問題 （1）發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。雖然個別企業(yè)的產(chǎn)品已達到或接近國際先 進水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標與國 外先進水平相比尚有較大差距。包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理在內(nèi)的總體水平與國外工業(yè) 發(fā)達國家相比尚有 10 年以上的差距。 （2）工藝裝備落后，組織協(xié)調能力差。雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術改造，工 藝裝備水平已經(jīng)比較先進，有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國外，但大部分企 業(yè)的工藝裝備仍比較落后。更主要的是，企業(yè)組織協(xié)調能力差，難以整合或調動社會 資源為我所用，從而就難以承接比較大的項目。 （3）大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱，創(chuàng)新能力明顯不足。一方面是技術人員比例低、水 平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少；更重要的是觀念落后，對創(chuàng)新和開發(fā)不夠重 視。模具企業(yè)不但要重視模具的開發(fā)，同時也要重視產(chǎn)品的創(chuàng)新。 （4）供需矛盾短期難以緩解。近幾年，國產(chǎn)塑料模具國內(nèi)市場滿足率一直不足 74%， 其中大型、精密、長壽命模具滿足率更低，估計不足 60%。同時，工業(yè)發(fā)達國家的模具 正在加速向中國轉移，國際采購越來越多，國際市場前景看好。市場需求旺盛，生產(chǎn) 發(fā)展一時還難以跟上，供不應求的局面還將持續(xù)一段時間。 （5）體制和人才問題的解決尚需時日。在社會主義市場經(jīng)濟中，競爭性行業(yè)，特 別是像模具這樣依賴于特殊用戶、需單件生產(chǎn)的行業(yè)，國有和集體所有制原來的體制 和經(jīng)營機制已顯得越來越不適應。人才的數(shù)量和素質也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展 1.4 國內(nèi)外相關研究情況 塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。近年來，人們對各種設備和用 品輕量化及美觀和手感的要求越來越高，這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場。塑 4 料制品要發(fā)展，必然要求塑料模具隨之發(fā)展。汽車、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建 筑材料、電子通信等塑料制品主要用戶行業(yè)近年來都高位運行，發(fā)展迅速，因此，塑 料模具也快速發(fā)展。 在生產(chǎn)量高速增長的情況下，中國塑料模具水平也有很大提高。 (1)模具產(chǎn)品將向著更大型、更精密、更復雜及更經(jīng)濟快速方向發(fā)展；模具生產(chǎn)將 朝著信息化、無圖化、精細化、自動化方向發(fā)展；模具企業(yè)將向著技術集成化、設備 精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化方向發(fā)展。 (2)模具 CADCAECAMPDM 正向集成化、三維化、智能化、網(wǎng)絡化和信息化方 向發(fā)展?？旖莞咚俚男畔⒒瘯r代將帶領模具行業(yè)進入新時代。 (3)模具的質量、周期、價格、服務四要素中，已有越來越多的用戶將周期放在首 位，要求模具盡快交貨，因此模具生產(chǎn)周期將繼續(xù)不斷縮短。 (4) 大力提高開發(fā)能力，將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開 發(fā)中去，甚至在尚無明確的用戶對象之前進行開發(fā)(這需要在有較大把握和敢冒一定風 險的情況下進行)，變被動為主動。以及“你給我一個概念，我還你一個產(chǎn)品”的一站 式服務模式都已成為發(fā)展趨勢。 (5)隨著模具企業(yè)設計和加工水平的提高，過去以鉗工為核心，大量依靠技藝的 現(xiàn)象已有了很大變化。在某種意義上說： “模具是一種工藝品”的概念正在被“模 具是一種高新技術工業(yè)產(chǎn)品”所替代，模具“上下模單配成套”的概念正在被 “只 裝不配的概念所替代。模具正從長期以來主要依靠技藝而變?yōu)榻窈笾饕揽考夹g。這 不但是一種生產(chǎn)手段的改變，也是一種生產(chǎn)方式的改變，更是一種觀念的改變。這一 趨向使得模具標準化程度不斷提高，模具精度越來越高，生產(chǎn)周期越來越短，鉗工比 例越來越低，最終促使整個模具工業(yè)水平不斷提高。 (6)高速加工、復合加工、精益生產(chǎn)、敏捷制造及新材料、新工藝、新技術將不斷 得到發(fā)展。 專家指出，面對國外先進技術與高質量制品的挑戰(zhàn)，中國塑模企業(yè)不僅要加快產(chǎn) 業(yè)集群化，發(fā)揮規(guī)模效應，還要注重模具產(chǎn)業(yè)鏈的前端研發(fā)、人才建設和產(chǎn)業(yè)鏈后端 的檢測以及信息服務，盡快縮短技術、管理、工裝水平與國際水準的差距。這是塑料 模具企業(yè)在發(fā)展中必須解決的重要問題。 5 1.5 塑料模發(fā)展趨勢 由于計算技術和數(shù)控加工迅速發(fā)展，使得 CAD/CAM 逐漸取代了過去塑料模的設計 與制造技術，使傳統(tǒng)的設計制造方法及組織生產(chǎn)的模式發(fā)生了深刻變化。塑料模 CAD/CAM 的發(fā)展不僅可以提高塑料模質量，減少塑料模的設計與制造工時，縮短塑料模 生產(chǎn)周期，加快塑件生產(chǎn)和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，而且更主要的是能滿足當前用戶對塑料 模行業(yè)提出的“質量高塑料作為現(xiàn)代四大工業(yè)基礎材料之一，越來越廣泛地在各行各 業(yè)應用。其中注塑成型在塑料的各種成型工藝中所占的比例也越來越大。隨著社會的 經(jīng)濟技術不段向前發(fā)展，對注塑成型的制品質量和精度要求都有不同程度的提高。塑 料制品的造型和精度直接與模具設計和制造有關系，對注塑制品的要求就是對模具的 要求。 塑料模以后的發(fā)展主要有以下幾方面： 1)注射模 CAD 實用化； 2)擠塑模 CAD 的開發(fā)； 3)壓模 CAD 的開發(fā)； 4)塑料專用鋼材系列化。 1.6 設計（論文）主要內(nèi)容 通過塑料零件的注塑模具設計，了解塑料成型模具的基本設計原理與設計方法， 掌握材料的選擇，熱處理要求及其制造工藝知識，掌握塑料件的材料、形狀、結構對 注塑成型的影響，能夠熟練的運用計算機進行設計與繪圖。 設計的基本要求 （1）對塑件進行實體測繪，并完成基本參數(shù)的計算及注射機的選用； （2）確定模具類型及結構，完成模具的結構草圖的繪制； 繪圖要求 （用 AutoCAD 和 Pro/E 軟件） A 測繪塑料零件圖（二維、三維） B 動模、定模、鑲塊等主要零件圖（等效 3 張 0 號圖） 編寫說明書，12000 字 6 2 塑件的工藝分析 2.1 制品(手提箱提手)的簡介 制品的分析是對所要成型的產(chǎn)品有個初步的了解，在接受設計任務書以后就要對 塑料的品種、批量的大小、尺寸精度與技術條件，產(chǎn)品的功用及工作條件有個整體概 念，以便在設計模具時優(yōu)選各種方式來成型塑件。 2.2 分析塑件使用材料的種類及工藝特征 該塑件材料選用 ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物 。用途：汽車配件（儀表3 板、工具艙門、車輪蓋、反光鏡盒等） ，收音機殼，電話手柄、大強度工具（吸塵器， 頭發(fā)烘干機，攪拌器，割草機等） ，打字機鍵盤，娛樂用車輛如高爾夫球手推車以及噴 氣式雪橇車等。比重:1.05 克/立方厘米 ，燃燒鑒別方法：連續(xù)燃燒、藍底黃火焰、黑 煙、淺金盞草味。溶劑實驗：環(huán)已酮可軟化，芳香溶劑無作用 特點： 1）綜合性能較好,沖擊強度較高,化學穩(wěn)定性,電性能良好. 2）與 372 有機玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理. 3）有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別。 4）流動性比 HIPS 差一點，比 PMMA、PC 等好，柔韌性好。 5）用途：適于制作一般機械零件,減磨耐磨零件,傳動零件和電訊零件. 6）同 PVC（聚氯乙烯）一樣在屈折處會出現(xiàn)白化現(xiàn)象。 成型特性： 1）無定形料,流動性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長時間 預熱干燥 80-90 度,3 小時. 2）宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為270 度).對精度較高的 塑件,模溫宜取 50-60 度,對高光澤.耐熱塑件,模溫宜取 60-80 度. 3）如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)?水位等方法。 4）如成形耐熱級或阻燃級材料，生產(chǎn) 3-7 天后模具表面會殘存塑料分解物，導 致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進行清理，同時模具表面需增加排氣位置。 7 ABS 樹脂是目前產(chǎn)量最大，應用最廣泛的聚合物，它將 PS，SAN，BS 的各種性能有 機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學性能。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，外觀呈淺象牙色、無毒、無味，兼有韌、硬、剛的 特性，燃燒緩慢，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣 味，但無熔融滴落現(xiàn)象。 ABS 工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、 耐磨性、抗化學藥品性、染色性，散熱性（現(xiàn)在 ABS 工程塑料的工藝已經(jīng)很成熟了， 筆記本電腦只要內(nèi)部結構設計合理，同樣可以有出色的散熱效果。) 成型加工和機械加工較好。ABS 樹脂耐水、無機鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇類 和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。 ABS 工程塑料的缺點：熱變形溫度較低，可燃，耐候性較差。ABS 有良好的耐化學 腐蝕及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。ABS 無毒、無味、呈微黃色，成型的 塑件有較好的光澤。密度為 1.021.05g/cm。ABS 有良好的機械強度和一定的耐磨性、 耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿和酸類對 ABS 幾 乎無影響。ABS 不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS 有一 定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經(jīng)過調色可配成任何顏色。ABS 的缺點是耐熱 性不高，連續(xù)工作溫度為 70C 左右，熱變形溫度為 93C 左右，且耐氣候性差，在紫 外線作用下易發(fā)脆。ABS 在升溫時粘度增高，所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜 稍大；ABS 易吸水，成型加工前應進行干燥處理；ABS 易產(chǎn)生熔接痕，模具設計時應注 意盡量少澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影 響極小。 2.2.1 ABS 主要技術指標： 表 2-1 熱物理性能 密度(g/ cm) 1.02105 比熱容(Jkg -1K-1) 12551674 導熱系數(shù) (Wm-1K-110-2) 13.831.2 線膨脹系數(shù) (10-5K-1) 5.88.6 滯流溫度(C) 130 8 表 2-2 電氣性能 表面電阻率（） 1.21013 體積電阻率（m） 6.91014 擊穿電壓（KV/mm） 介電常數(shù)（10 6Hz） 3.04 介電損耗角正切 （10 6Hz） 0.007 耐電弧性(s ) 50-85 2.3 分析塑件的結構工藝性 該塑件尺寸中等，整體結構較簡單.多數(shù)都為曲面特征。除了配合尺寸要求精度較 高外，其他尺寸精度要求相對較低，但表面粗糙度要求較高，再結合其材料性能，故 選一般精度等級： 5 級。 2.4 工藝性分析 為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用側澆口。該澆口的分流道位于 模具的分型面處，澆口橫向開設在模具的型腔處，從塑料件側面進料，因而塑件外表 面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質量與美觀效果。 塑件的工藝參數(shù)： 干燥條件：80-90 2 小時 成型收縮率:0.4-0.7% 模具溫度：25-70（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導致光潔度較低） 融化溫度：210-280（建議溫度： 245） 成型溫度：200-240 注射速度：中高速度 ，注射壓力：500-1000ba 9 3 初步確定型腔數(shù)目 當塑料制件的設計已經(jīng)完成，并選定所用塑料后，就需要考慮是采用單型腔模還 是多型腔模。 根據(jù)產(chǎn)品結構特點，此塑料產(chǎn)品在模具中的扣置方式有兩種:一種是將塑料制品的 回轉軸線與模具中主流道襯套的軸線垂直；另一種是將此塑料制品的中心線與模具中 主流道襯套的軸線平行。這里擬采用第一種方式，由于是小批量的生產(chǎn)，該注射模采 用了 1 模 2 腔的結構。使生產(chǎn)效率大為提高。 10 4 注射機的選擇 注射機規(guī)格的確定主要是根據(jù)制品的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具 結構型式及初步估算外形尺寸的前提下，設計人員應對模具所需的注射量、鎖模力、 注射壓力、拉桿間距、最大、最小模具厚度、推出行程、開模距離等進行計算。根據(jù) 這些參數(shù)選擇一臺和模具相匹配的注塑機，倘若用戶已提供了注射機的型號和規(guī)格， 設計人員必須對其進行校核，若不能滿足要求，則必須自己調整或與用戶取得商量調 整。 4.1 注射機的選用原則 1、計算塑件及澆道凝料的總容量（體積或重量）應小于注射機額定容量（體積或 容量）的 0.8 倍； 2、模具成型時需用的注射壓力應小于所選用注射機的最大注射壓力； 3、模具型腔注射時所產(chǎn)生的壓力必須要小于注射機的鎖模力； 4、模具的閉模高度應在注射機最大，最小閉合高度之間； 5、模具脫模取出朔件所需的距離應小于所選注射機的開模行程； 4.2 塑件體積的計算 塑件： 由三維軟件的零件塑件的體積 V=21.54cm 3 11 4.3 計算塑件的質量 查手冊取密度：=1.05g/cm 3 塑件體積：V=21.54cm 塑件質量：根據(jù)有關手冊查得：=1.05g/cm 所以，3 塑件的重量為：M=V=21.54cm 1.05=22.617g3 澆注系統(tǒng)的 體積計算：主澆道的近視體積為12 =3.14 5.57 5.57 60/4=1.46 cm1V3 分澆道的近視體積為： =3.14 6.39 6.39 35/4=1.12 cm2V3 澆注系統(tǒng)的體積近視為：V= + =1.46 cm +1.12 cm 3 cm123 4.4 按最大注射量初步確定注射機 根據(jù) (4.1）kmnp1 得 (4.2)p1 注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取 0.8;k 注射機最大注射量，cm 或 g; pm 澆注系統(tǒng)質量，cm 或 g；1 單個塑件體積或質量， 或 g；3cm 根據(jù)塑件的結構及尺寸精度要求,該塑件在注射時采用 1 模 2 腔 ， 代 入 數(shù) 值 有 大 于 等 于 57.6 ， 根據(jù)體積可初選 SZ100/630 查表可得（P60）3cm 一次注射量 75-105 螺桿直徑 30-35 注射壓力 224-164.5 注射方式 螺桿式 鎖模力 630 最大注射面積 645 3cm 最大開（合）模行程 270 12 模具最大厚度 300 模具最小厚度 100 拉桿空間 a 或 a b 370 X320 4.5 注塑機相關參數(shù)的校核 1.注射壓力的校核 查模具設計與制造簡明手冊P47 表 3-1 常用熱塑性塑料注射成型工藝參數(shù)注 射壓力 80MPa 164.5MPa(選擇的注塑機實際注射壓力)，合乎要求。 2 鎖模力的校核 由于高壓塑料熔體充滿型腔時，會產(chǎn)生一個沿注射機軸向的很大的推力，這個力 應小于注射機的公稱鎖模力，否則將會產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，即 (4.3）10FKTQ 式中：T-注射機的公稱鎖模力； Q-注射機的型腔壓力，它于塑料品種和塑件有關 F-塑件和澆注系統(tǒng)在分型面的垂直投影面積 K安全系數(shù) 通常取 1.1-1.2 ABS 型腔壓力 300kg/cm 2 T 1.1 300 38.8654/1000=15.15Kg 151KN 630KN 所以，鎖模力合乎要求。 3 模具與注塑機裝模部位相關尺寸的校核 最大模厚與最小模厚的校核：從模具裝配圖中可以看出: 模具厚度為 250mm 45+74+10+15=144 mm， 合乎要求。 到此，注塑機的各項相關工藝參數(shù)均已校核通過。 14 5 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)的設計原則：澆口位置應盡量選擇在分型面上，以便于模具加工及使用 時澆口的清理；澆口位置距型腔各個部位的距離應盡量一致，并使其流程為最短；澆 口的位置應保證塑料流入型腔時，對著型腔中寬敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避 免塑料在流入型腔時直沖型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能盡快的流入到型腔各部位,并避 免型芯或嵌件變形;盡量避免使制件產(chǎn)生熔接痕,或使其熔接痕產(chǎn)生在之間不重要的位 置;澆口位置及其塑料流入方向,應使塑料在流入型腔時,能沿著型腔平行方向均勻的流 入,并有利于型腔內(nèi)氣體的排出。 5.1 主流道的設計 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具處到分流道為止 塑料熔體 流動通道， 根據(jù)選用的 SZ100/630 型號注射機的相關尺寸得噴嘴前端孔徑： =4.0mm；噴嘴前端0D 球面半徑： mm；根據(jù)模具主流道與噴嘴的關系10R mm （5.1）（ 2- D= +(0.5-1)mm （5.2）0D 取主流道球面半徑：R=11mm；取主流道小端直徑：D=4.5mm。為了便于將凝料 從主流道中取出，將主流道設計成圓錐形，起斜度為 2-60，此處選用 2，經(jīng)換算得主 流道大端直徑為 7.62mm 圖 5.1 直流道示意圖 15 5.2 分流道的設計 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設在分型面上，起分流和轉向作用， 分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設計應盡可能短，以 減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。常用分流道斷面尺寸推薦如表 5-1 所示。 表 5-1 流道斷面尺寸推薦值 塑料名稱 分流道斷面直徑 mm 塑料名稱 分流道斷面直徑 mm ABS，AS 4.89.5 聚苯乙烯 3.510 聚乙烯 1.69.5 軟聚氯乙烯 3.510 尼龍類 1.69.5 硬聚氯乙烯 6.516 聚甲醛 3.510 聚氨酯 6.58.0 丙烯酸 810 熱塑性聚酯 3.58.0 抗沖擊丙烯酸 812.5 聚苯醚 6.510 醋酸纖維素 510 聚砜 6.510 聚丙烯 510 離子聚合物 2.410 異質同晶體 810 聚苯硫醚 6.513 分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U 形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失， 希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周 長的比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫 模困難，所以一般是制成梯形流道。在該模具上取圓形斷面形狀，直徑為 6mm。 分流道選用圓形截面：直徑 D=6mm 流道表面粗糙度： 1.6aRm 圖 5.2 分流道示意圖 16 5.3 分型面的選擇設計原則 分型面是決定模具結構形式的重要因素，它與模具的整體結構和模具的制造藝有 密切關系，并且直接影響著塑料熔體的流動特性及塑料的脫模。 一、分型面的形式 該塑件的模具只有一個分型面，垂直分型。 二、分型面的設計原則 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設計、塑件的結構工藝性 及精度、形狀以及摧出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此 在選擇分型面時應綜合分析。 選擇分型面時一般應遵循以下幾項基本原則： 1）分型面應選在塑件外形最大輪廓處 2）確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模 3）保證塑件的精度 4）滿足塑件的外觀質量要求 5）便于模具制造加工 6）注意對在型面積的影響 7）對排氣效果 8）對側抽芯的影響 在實際設計中，不可能全部滿足上述原則，一般應抓住主要矛盾，在此前提下確 定合理的分型面。 其分型面如圖 5.3. 圖 5.3 分型面示意圖 5.4 澆口的設計 根據(jù)澆口的位選置擇要求，盡量縮短流動距離，避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺 17 陷，澆口應開設在塑件壁厚處等要求。采用扇形澆口可以保持產(chǎn)品外觀精度。本設計 采用邊緣澆口，邊緣澆口（又名為標準澆口、側澆口） 該澆口相對于分流道來說斷面 尺寸較小，屬于小澆口的一種。邊緣澆口一般開在分型面上，具有矩形或近矩形的斷 面形狀，其優(yōu)點是澆口便于機械加工，易保證加工精度，而且試模時澆口的尺寸容易 修整，適用于各種塑料品種，其最大特點是可以分別調整充模時的剪切速率和澆口封 閉時間。 該模具采用側澆口，其有以下特性: 形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證； 試模時如發(fā)現(xiàn)不當，容易及時修改； 能相對獨立地控制填充速度及封閉時間； 對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。 澆口設計如圖 5.4 圖 5.4 澆口示意圖 5.5 冷料穴的設計 冷料穴是澆注系統(tǒng)的結構組成之一。冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的 前鋒冷料，以免這些冷料注入型腔。這些冷料既影響熔體充填的速度，有影響成型塑 件的質量，另外還便于在該處設置主流道拉料桿的功能。注射結束模具分型時，在拉 料桿的作用下，主流道凝料從定模澆口套中被拉出，最后推出機構開始工作，將塑件 和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外。 6 確定主要零件結構尺寸選模架、成型零部件的設計 影響塑件尺寸精度的因素較為復雜，主要存在以下幾方面 18 （1）零件的制造公差； （2）設計時所估計的收縮率和實際收縮率之間的差異和生產(chǎn)制品時收縮率波動； （3）模具使用過程中的磨損。以上三方面的影響表述如下： 1、制造誤差：z=ai=a(0.45 +0.001D) 其中，D 被加工零件的尺寸，可被視為被加工模具零件的成型尺寸； z 成型零件的制造公差值； i 公差單位； a 精度系數(shù)，對模具制造最常用的精度等級。 2 成型收縮率波動影響 其中， 塑件成型收縮率； 模具成型尺寸； 塑件對應尺寸。cpSmLsL 3 型腔磨損對尺寸的影響 為簡便計算，凡與脫模方向垂直的面不考慮磨損量，與脫模方向平行的面才考慮 磨損?？紤]磨損主要從模具的使用壽命來選定，磨損值隨產(chǎn)量的增加而增大；此外， 還應考慮塑料對鋼材的磨損情況；同時還應考慮模具材料的耐模性及熱處理情況，型 腔表面是否鍍鉻、氮化等。有資料介紹，中小型模具的最大磨損量可取塑件總誤差的 1/6（常取 0.020.05mm） ，而對于大的模具則應取 1/6 以下。但實際上對于 ABS 塑料 來說對模具的磨損是很小的，對小型塑件來說，成型零件磨損量對塑件的總誤差有一 定的影響，而對于大的塑件來說影響很小。 在以上理論基礎上，下面按平均收縮率來計算成型尺寸 6.1 型腔、型芯工作尺寸計算 ABS 塑料的收縮率是 0.3%-0.8% 平均收縮率: =（0.3%-0.8%）/2 0.5% 平Q 型腔內(nèi)徑： =161.81mm）（ 平模 43-D 型腔深度： =28.14mm）（ 平模 2H 型芯外徑： = 157.21mm-）（ 平模 dQ 型芯深度： =10.95mm-3）（ 平模 h 型腔徑向尺寸（mm ）;D模 19 -塑件外形基本尺寸（mm）D -塑件平均收縮率；Q平 -塑件公差 -成形零件制造公差，一般取 1/41/6 ； -塑件內(nèi)形基本尺寸（ mm）;d -型芯徑向尺寸（ mm） ;模 -型腔深度（mm） ；H模 -塑件高度（mm） -型芯高度（mm） ；h模 -塑件孔深基本尺寸（mm） ； 型腔：鋼材選用，使用數(shù)控精雕及電火花加工成型 型芯：鋼材選用 42CrMo，使用數(shù)控精雕及電火花加工成型 6.2 側抽機構設計 6.2.1 抽芯距的確定與抽拔力的計算 (1)抽拔力 Q 的計算 18 Q=u C h （6.1）0P C-型芯成型部分斷面的平均周長（cm） h-型芯被塑件包緊部分的長度（cm） -單位面積的包緊力，一般取 80-120kg/cm0P 2 u 大，其值與塑件的幾何形狀及塑件的性質有關， u 一般取 0.34-0.46 本設計取 0.4 C 取 350 mm h 取 11 mm 取 80kg/cm0P2 Q=492.8 kg 20 2)斜導柱傾斜角的確定 Q=P COS （6.2） Q 抽拔阻力(與抽拔力大小相等方向相等) 估計 為 180 查表有彎曲力為 600 kg， 由公式算的有 P 斜導柱所受的彎曲力為 518 kg，小于查表有彎曲力為 600 kg。即有 選定 180 抽芯距的計算公式如下：S=H+(3-5) （6.3） 式中 S抽芯距， mm； H- 側孔深度 mm； S=2.52+4.49=7mm （6.4） 有 S=H tga+(3-5) （6.5） S抽芯距， mm；H-斜導柱完成抽芯距所需的開模行程 算的 H 為 13.3 即取 H 為 15mm 由 H tan=L COS （6.6） 其中 L 為斜導柱的有效工作長度 算的 L 為 44.5 mm 即取 L 為 44 mm 斜導柱的直徑的確定 （1） 由于 Q 抽拔阻力與斜導柱的傾斜角查表的，找出相應的最大彎曲力。 （2） 根據(jù)最大的彎曲力與抽芯孔中心至滑塊頂面的垂直距離， 查表得斜導柱的直徑為， 斜導柱的傾斜角為 180，抽芯孔中心至滑塊頂面的垂直距離為 10 mm, 最大彎曲 力為 600P/ kg, 斜導柱的直徑 d =14mm 因為斜導柱為圓形截面，對于圓形截面 W=1/32 =0.1 （6.7）3d3 M=P L （6.8） = M/ W （6.9）彎 式中 -斜導柱所受的彎曲應力 - 彎曲許用應力，對于碳鋼可取 1400kg/ cm彎 2 21 W-抗彎剖面系數(shù) d = Q L/0.1 COS （6.10）彎 d =14mm 6.2.2 斜導柱分型抽芯機構的設計 斜導柱分型抽芯是應用最廣的分型抽芯機構，它借助開模力完成側向抽芯，結構 簡單，制造方便，動作可靠。其結構如圖 6. 1 所示，瓣合?；瑝K裝在 T 型導滑槽內(nèi)， 可沿著抽拔方向平穩(wěn)滑移，驅動滑塊的斜導柱與開模運動方向成斜角安裝，斜導柱與 滑塊上對應的孔呈松動配合，開模時斜導柱與滑塊發(fā)生相對運動，斜導柱對滑塊產(chǎn)生 一側向分力，迫使滑塊完成抽芯動作 。20 圖中的限位塊和彈簧的作用是完成抽拔動作后對滑塊起定位作用，使它停留在與 斜導柱脫離時的位置上，以便合模時斜導柱能準確進入斜孔驅動其復位，楔緊塊的作 用是在閉模時壓緊滑塊，以免注塑時滑塊受到塑料壓力移位。 圖 6.1 斜導柱分型抽芯機構示意 斜導柱 斜導柱的斜角一般為 1520 ，最大不得超過 25，本設計采用 18，斜 導柱的材料采用優(yōu)質鋼材 T10. 1斜導柱的長度計算 21 當滑塊抽出的方向與開模方向垂直,斜導柱的長度計算公式如下： （6.11） 50sinco2ShtgdDL 式中 L斜導柱的總長度，mm； D大端的直徑，mm； S抽拔距， mm； 22 d導滑段的直徑，mm； h固定模板厚度，mm； 斜導柱的傾斜度，18。 L=35mm 6.3 模架的選擇 注塑模模架國家標準有兩個，即 GB/T125561990塑料注射模中小型模架及 其技術條件和 GB/T125551990塑料注射模大型模架 。由于塑料模具的蓬勃發(fā) 展，現(xiàn)在在全國的部分地區(qū)形成了自己的標準，該設計采用龍記標準模架，型號為： GCI2535A60B70。 圖 6.2 模架模型圖 23 7 導向機構的設計 導向機構的作用：1）定位作用；2）導向作用；3）承受一定的側向壓力 7.1 導柱的設計 1 長度：導柱導向部分的長度應比凸模端面的高度高出 812 cm，以免出現(xiàn)導柱 末導正方向而型芯先進入型腔的情況。 2 形狀：導柱前端應做成錐臺形，以使導柱能順利地進入導向孔。 3 材料：導柱應具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用 T10A 鋼（經(jīng)表面滲碳淬火處理） ，硬度為 5055HRC。 圖 7.1 導柱圖 7.2 導套的結構設計 1 材料 用與導柱相同的材料制造導套，這樣可以減輕磨損，一防止導柱或導套拉 毛 24 2 形狀 為使導柱順利進入導套，導套的前端應倒圓角。導向孔作成通孔，以利于 排出孔內(nèi)的空氣。 24 圖 7.2 導套圖 7.3 推出機構的設計 根據(jù)塑件的形狀特點，模具型腔在定模部分，型芯在動模部分。其推出機構可采 用推桿推出機構、推件板推出機構。由于分型面有臺階，為了便于加工，降低模具成 本，我們采用推桿推出機構，推桿推出機構結構簡單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時會 在塑件上留下頂出痕跡，但塑件底部裝配后使用時 不影響外觀，設立四個推桿平衡布 置，既達到了推出塑件的目的，又降低了加工成本。注：推桿推出塑件，推桿的前端 應比型腔或型芯平面高出 0.1-0.2mm 采用推桿推出，推桿截面為圓形，推桿推出動作靈活可靠，推桿損壞后也便 于更換。結合制品的結構特點，模具型腔的結構采用了整體式型腔板，這種結構工作 過程中精度高，并且在此模具中容易加工得到， 在推出機構中采用廠組合式推桿，如 圖中，這種結構主要是防止推桿在于作過程中受到彎曲力或側向壓力而折斷，因為產(chǎn) 品較小，另外折斷后也易于更換。這里采用設計推桿，全部固定在頂桿固定板。 推桿的位置選擇在脫模阻力最大的地方，塑件各處的脫模阻力相同時需均勻布置， 以保證塑件推出時受力均勻，塑件推出平穩(wěn)和不變形。根據(jù)推桿本身的剛度和強度要 求，推桿裝入模具后，起端面還應與型腔底面平齊或搞出型腔 0.050.1cm。 25 圖 7.3 頂桿圖 7.3.1 推件力的計算 對于一般塑件和通孔殼形塑件，按下式計算，并確定其脫模力（Q）： (7-1)cosinLhpf 式中 -型芯或凸模被包緊部分的斷面周長（cm ）; -被包緊部分的深度（cm）; -由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積上的正壓力，一般取p -磨擦系數(shù)，一般取 0.1-0.2f -脫模斜度 ； L=354.87mm H=10.05mm Q=354.87mm10.05mm10MPA(0.1Cos0.5-Sin0.5)2 =713.3(N) 7.3.2 推桿的設計 推桿的強度計算查塑料模設計手冊之二由式 5-97 得 26 d=（ ） (7-2) QEn2644 1 d圓形推桿直徑 cm 推桿長度系數(shù) 0.7 n推桿數(shù)量 E推桿材料的彈性模量 N/ (鋼的彈性模量 E=2.1 107N/ )2cm2cm Q總脫模力 取 D=6MM。 推桿壓力校核 查塑料模設計手冊式 5-98 = (7-3)sdn24 取 320N/mms 推桿應力合格，硬度 HRC5065s 27 8 冷卻系統(tǒng)的設計 冷卻水回路布置的基本原則： a) 冷卻水道應盡量多，b) 截面尺寸應盡量大； c) 冷卻水道離模具型腔表面的距離應適當； d) 適當布置水道的出入口； e) 冷卻水道 應暢通無阻； f) 冷卻水道的布置應避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位； 由以上原則我們 可以確定冷卻水道的布置情況，以及冷卻水道的截面積 。27 澆注系統(tǒng)中的分流道布置如圖所示，采用非平衡式布置，從主流道末端到每個澆 口的距離不相等，但是分流道的截面形狀和尺寸大小完全相同，這樣的設計可以使進 人每型腔的流程最短，減少了熱量散失，縮小了模具的體積，對于該小型什的注射 成型來說，并不影響制品的使用性能。分流道的橫截面形狀為梯形，澆口的類型采用 側澆口。冷卻系統(tǒng)的設計對于成型小型件的 1 模多腔模具來說是十分重要的。如果冷 卻不好或冷卻不均勻，必然導致收縮不均勻，特別是非平衡式分流道的結構。放為了 使冷卻效果好，在模具的定模型腔板和動模利腔板內(nèi)開沒了如圖所示的水道，橫向穿 過這兩塊模板，這樣使塑件各處的冷卻均勻，模具的模溫均勻 本塑件在注射成型機時不要求有太高的模溫因而在模具上可不設加熱系統(tǒng)。是否 需要冷卻系統(tǒng)可作如下設計算計。 設定模具平均工作溫度為 60，用常溫 20 的水作為模具冷卻介質，其出 口溫度為 30。 確定冷卻水道直徑: 查表得 ABS 的單位流量為 43510/Jkg 依據(jù)塑件體積可知所需的冷卻水管直徑較小。設計冷卻水道直徑為 6mm 符合要求 28 。 8.1 冷卻水示意圖： 29 9 模具排氣槽的設計 塑料熔體充填型腔時，必須順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱而產(chǎn) 生的氣體。如果氣體不能被順利排出，塑料會由于填充不足而出現(xiàn)氣泡、接縫或表面 輪廓不清等缺陷，甚至氣體受壓而產(chǎn)生高溫，使塑料焦化。特別是對大型塑件、容器 類和精密塑件，排氣槽將對它們的品質帶來很大的影響，對于在高速成行中排氣槽的 作用更為重要。我們的塑件并不是很大，而且不屬于深型腔類零件，因此本方案設計 在分型面之間、推桿預模板之間及活動型芯與模板之間的配合間隙進行排氣，間隙值 取 0.04 30 10 塑料模材料的性能要求 塑料模包括熱固性塑料壓縮模和熱塑性塑料注射模等。這類模具由于制品形狀復 雜，表面粗糙度要求較高，主要失效形式是磨損而造成的制品拉毛、工作部位堆塌和 裂紋等，因此，塑料模對本身選用的鋼，應具有相關的要求： 1)應具有良好的拋光性能：塑料模的成型表面都要求鏡面表面質量，故所選的材 料，應具有良好的拋光性能，以保證制品有良好的外觀質量及順利脫模； 2)應具有良好的耐磨性：模具的型面應有足夠的硬度（表面硬度一般不低 于 55HRC）以便于在壓制含有云母粉、石英粉、玻璃纖維等無機填料的塑料制品時， 模具有足夠的抗力，不致于被磨損； 3)應有足夠的抗腐蝕性能：塑料模具是在高溫下，熔融塑料侵蝕的冷熱交替條件 下工作的，故材料應具有足夠的抗腐蝕性能，以抵抗塑料中存在的有害物質及受熱分 解時析出的氣體的侵蝕而損壞 4)應有足夠的硬化層深度及芯部強度：塑料模工作時，易受機械及高速熔料沖擊， 為防止模具表面堆塌、變形必須具備有表面較高的硬度和芯部強度 5)應具有良好的機加工性能：多數(shù)塑料模往往是先淬硬后加工，以保證模具型腔 尺寸精度，所以模具要在 45HRC 左右的硬度下有良好的加工性能 6)應具有良好的冷壓性能：某些形狀復雜、批量小的塑料模，往往采用冷擠壓加 工，因此，模具材料應具有在退火狀態(tài)下硬度低、塑性好、冷作硬傾向小的性能 31 致 謝 本文是在導師何玉林的精心指導、反復修改下完成的。三個多月以來，導師在學 習上對我嚴格要求，熱情鼓勵并給了我耐心細致的指導。導師待人熱情，學風嚴謹， 思想活躍，知識淵博。她對我的論文提出了許多寶貴的建議和意見，使我澄清了不少 模糊的概念和認識。沒有導師平時的嚴格要求和悉心教誨，本文是不可能順利完成的； 而且導師開闊的視野、敏銳的洞察力、嚴謹?shù)闹螌W風范使我終生受益；她兢兢業(yè)業(yè)、 不辭勞苦的工作態(tài)度，誠實做人的人生觀使我敬佩。她嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和高尚的人格 必將對我以后的學習和工作產(chǎn)生非常積極的影響。在此謹向何老師表示誠摯的感謝和 崇高的敬意！ 此外還要衷心感謝周圍同學的友好合作與對本人的熱情幫助！ 衷心感謝所有在學習上，生活中對我友情幫助和大力支持的老師和同學！ 32 參考文獻 1 成都科技大學 北京化工學院 天津輕工院學院合編.塑料模具成型.輕工業(yè)出 版社出版，1983 2 “塑料模具設計工作組”工作組.塑料模具設計.北京：四機部標準化研究所， 1974 3 林德寬 馮少如.塑料制件成型工藝設計及其裝備.北京：國防工業(yè)出版社， 1980 4 李秦蕊.塑料模具設計.西安：西安工業(yè)大學出版社，1988 5 黃毅宏.模具制造工藝.北京：機械工業(yè)出版社，2004 6 朱光力.塑料模具設計M .北京:清華大學出版社，1992. 7 北京華工學院 華南工學院合編.塑料機械設計.輕工業(yè)出版社，1984 8 李文.機械制圖.北京：清華大學，2004 9 柳暉.互換性與測量技術基礎.上海：華東理工大學，2006 10 王茂元 .機械制造技術基礎. 北京：機械工業(yè)出版社，2007 11 孫印杰 張萬里.Pro/E 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