1、JIUJIANG UNIVERSITY畢 業 設 計題 目 塑料儀表蓋I注塑模具設計 英文題目Injection Mold Design of the Plastic Meter Cover = 1 * ROMAN I 院 系 機械與材料工程學院 專 業 機械設計制造及其自動化姓 名 夏茂龍 年 級 2007（機A0732） 指導教師 滿 達 虎 二 零 一一 年 六 月 摘 要論文對塑件的成型工藝進行了可行性分析，介紹了該儀表蓋零件的模具設計流程，給出了模具結構與設計要點，同時對注塑機的各項參數進行嚴格校核以及模具相關結構的重要參數進行分析。綜合多方面因素進行分析、比較，在多種可行性設計方案

2、中選擇最優設計方案，以實現產品的順利頂出，保證產品的自動化生產，節省材料，提高生產效率。【關鍵詞】注塑模具；抽芯機構；分型面AbstractThe thesis mainly introduced the mold design process of the meter caver-parts, given the mold structure of the injection mold and the mold design essentials. Meanwhile to the injection parameters strict checking and mold structure

3、 correlative analysis of the important parameters. Comprehensive many sided element analysis and comparison, in a variety of feasibility design to choose the optimum design of products, in order to realize the smooth ejection, assure product automation production, saving material and improve product

4、ion efficiency.【Key words】Injection mold; core-pulling mechanism; parting surface目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc231974546 前言 PAGEREF _Toc231974546 h 1 HYPERLINK l _Toc231974547 第一章 概論 PAGEREF _Toc231974547 h 2 HYPERLINK l _Toc231974548 模具在工業生產中的地位 PAGEREF _Toc231974548 h 2 HYPERLINK l _Toc23197

5、4549 代模具制造中的新技術 PAGEREF _Toc231974549 h 2 HYPERLINK l _Toc231974550 我國的模具工業的現狀 PAGEREF _Toc231974550 h 4 HYPERLINK l _Toc231974550 1.4 我國的模具行業的發展趨勢5 HYPERLINK l _Toc231974551 第二章 塑料罩的結構設計 PAGEREF _Toc231974551 h 6 HYPERLINK l _Toc231974552 設計要求 PAGEREF _Toc231974552 h 6 HYPERLINK l _Toc231974553 塑件成

6、型工藝的可行性分析及修改說明 PAGEREF _Toc231974553 h 6 HYPERLINK l _Toc231974554 2.2.1 產品精度分析 PAGEREF _Toc231974554 h 6 HYPERLINK l _Toc231974555 2.2.2 脫模斜度設計 PAGEREF _Toc231974555 h 7 HYPERLINK l _Toc231974556 塑件壁厚分析 PAGEREF _Toc231974556 h 7 HYPERLINK l _Toc231974557 2.2.4 圓角設計 PAGEREF _Toc231974557 h 10 HYPERL

7、INK l _Toc231974558 修正后的產品圖 PAGEREF _Toc231974558 h 10 HYPERLINK l _Toc231974559 第三章 模具結構設計 PAGEREF _Toc231974559 h 11 HYPERLINK l _Toc231974560 分型面位置的確定 PAGEREF _Toc231974560 h 11 HYPERLINK l _Toc231974561 型腔數量和排列方式的確定 PAGEREF _Toc231974561 h 11 HYPERLINK l _Toc231974562 型腔數量的確定 PAGEREF _Toc2319745

8、62 h 11 HYPERLINK l _Toc231974563 產品布局 PAGEREF _Toc231974563 h 11 HYPERLINK l _Toc231974564 脫模機構方案的確定 PAGEREF _Toc231974564 h 12 HYPERLINK l _Toc231974565 脫模機構的設計原則 PAGEREF _Toc231974565 h 12 HYPERLINK l _Toc231974566 3.3.2 脫模機構的可行方案設計 PAGEREF _Toc231974566 h 12 HYPERLINK l _Toc231974567 側型芯與滑塊的設計 P

9、AGEREF _Toc231974567 h 15 HYPERLINK l _Toc231974568 側型芯設計 PAGEREF _Toc231974568 h 15 HYPERLINK l _Toc231974569 3.4.2 滑塊設計 PAGEREF _Toc231974569 h 15 HYPERLINK l _Toc231974570 第四章 注塑機型號的選擇 PAGEREF _Toc231974570 h 16 HYPERLINK l _Toc231974571 注塑成型工藝簡介 PAGEREF _Toc231974571 h 16 HYPERLINK l _Toc2319745

10、72 注塑成型工藝條件 PAGEREF _Toc231974572 h 17 HYPERLINK l _Toc231974573 按預選型腔數選擇注塑機 PAGEREF _Toc231974573 h 18 HYPERLINK l _Toc231974574 注塑機的初步選擇原則 PAGEREF _Toc231974574 h 18 HYPERLINK l _Toc231974575 注塑機型號的選擇 PAGEREF _Toc231974575 h 20 HYPERLINK l _Toc231974576 注塑機參數校核 PAGEREF _Toc231974576 h 21 HYPERLINK

11、 l _Toc231974577 第五章 模具設計 PAGEREF _Toc231974577 h 23 HYPERLINK l _Toc231974578 模架的選擇 PAGEREF _Toc231974578 h 23 HYPERLINK l _Toc231974579 模架尺寸的確定 PAGEREF _Toc231974579 h 24 HYPERLINK l _Toc231974580 注塑機的再次校核與確定 PAGEREF _Toc231974580 h 24 HYPERLINK l _Toc231974581 5.2 澆系統的設計 PAGEREF _Toc231974581 h 2

12、4 HYPERLINK l _Toc231974582 主流道設計 PAGEREF _Toc231974582 h 25 HYPERLINK l _Toc231974583 分流道設計 PAGEREF _Toc231974583 h 26 HYPERLINK l _Toc231974584 澆口設計 PAGEREF _Toc231974584 h 28 HYPERLINK l _Toc231974585 5.2.4 冷料井設計 PAGEREF _Toc231974585 h 29 HYPERLINK l _Toc231974586 脫模力計算 PAGEREF _Toc231974586 h 3

13、0 HYPERLINK l _Toc231974587 正壓力計算 PAGEREF _Toc231974587 h 30 HYPERLINK l _Toc231974588 包緊力計算 PAGEREF _Toc231974588 h 30 HYPERLINK l _Toc231974589 脫模力計算 PAGEREF _Toc231974589 h 31 HYPERLINK l _Toc231974590 推桿設計 PAGEREF _Toc231974590 h 32 HYPERLINK l _Toc231974591 推桿尺寸計算 PAGEREF _Toc231974591 h 32 HYP

14、ERLINK l _Toc231974592 推桿的固定形式 PAGEREF _Toc231974592 h 32 HYPERLINK l _Toc231974593 支承板板厚設計 PAGEREF _Toc231974593 h 33 HYPERLINK l _Toc231974594 排氣系統設計 PAGEREF _Toc231974594 h 33 HYPERLINK l _Toc231974595 冷卻系統設計 PAGEREF _Toc231974595 h 34 HYPERLINK l _Toc231974596 溫度調節對塑件質量的影響 PAGEREF _Toc231974596

15、h 34 HYPERLINK l _Toc231974597 溫度調節系統的要求 PAGEREF _Toc231974597 h 34 HYPERLINK l _Toc231974598 冷卻系統設計 PAGEREF _Toc231974598 h 34 HYPERLINK l _Toc231974599 合模導向與定位機構的設計 PAGEREF _Toc231974599 h 38 HYPERLINK l _Toc231974600 導向機構的整體設計 PAGEREF _Toc231974600 h 38 HYPERLINK l _Toc231974601 導柱、導套設計 PAGEREF _

16、Toc231974601 h 38 HYPERLINK l _Toc231974602 錐面定位機構的設計 PAGEREF _Toc231974602 h 38 HYPERLINK l _Toc231974602 5.8.4 彈簧滑塊復位時彈簧的設計 PAGEREF _Toc231974602 h 38 HYPERLINK l _Toc231974603 成型零件尺寸計算 PAGEREF _Toc231974603 h 38 HYPERLINK l _Toc231974604 成型零件尺寸計算 PAGEREF _Toc231974604 h 39 HYPERLINK l _Toc2319746

17、05 成型零件尺寸校核 PAGEREF _Toc231974605 h 41 HYPERLINK l _Toc231974606 第六章 典型零件的制造工藝 PAGEREF _Toc231974606 h 43 HYPERLINK l _Toc231974607 凸模制造工藝流程 PAGEREF _Toc231974607 h 43 HYPERLINK l _Toc231974608 凹模制造工藝流程 PAGEREF _Toc231974608 h 44 HYPERLINK l _Toc231974609 型腔的數控加工程序代碼 PAGEREF _Toc231974609 h 45 HYPER

18、LINK l _Toc231974610 結論 PAGEREF _Toc231974610 h 47 HYPERLINK l _Toc231974611 參考文獻 PAGEREF _Toc231974611 h 48 HYPERLINK l _Toc231974612 謝辭 PAGEREF _Toc231974612 h 49前 言 近年來，隨著塑料工業的飛速發展和通用與工程塑料在強度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應用范圍也在不斷擴大，如：家用電器、儀器儀表，建筑器材，汽車工業、日用五金等眾多領域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。一個設計合理的塑料件往往能代替多個傳統金屬件。工業產品和日用產

19、品塑料化的趨勢不斷上升。塑料作為現代社會經濟發展的基礎材料之一，已廣泛應用于國民經濟的各個領域，并且直接影響著塑料制品的質量、性能與生產周期。先進的制造技術（如CAD/CAM/CAE等）制造生產注塑模具，不僅省時省力，更是實現了無圖紙化加工，增加了制品的準確性，縮短模具的設計及生產周期。注塑模成型與信息技術緊密相連。未來注塑模具制造將是以計算機輔助技術為主導技術，以信息流暢作為所要備件的有極強應變能力于競爭力的技術。第一章 概論1.1模具在工業生產中的地位模具是制造業的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態或液態）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，產品質量好，材

20、料消耗低，生產成本低而廣泛應用于制造業中。自改革開放以來，到目前為此制造業在中國國民經濟中占的比重已占到45%，制造業部門成為GDP增長的主要支撐力量。模具制造的重要性主要體現在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業的模具市場為例。汽車，摩托車行業是模具最大的市場，在工業發達的國家，這一市場占整個模具市場一半左右。汽車工業是我國國民經濟五大支柱產業之一，汽車工業重點是發展零部件，經濟型轎車和重型汽車，汽車模具作為發展重點，已在汽車工業產業政策中得到了明確。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

21、些先進的數控制模設備，提高模具加工質量，縮短生產周期，溝通外貿渠道，模具出口將會有很大發展。研究和發展模具技術，提高模具技術水平，對于促進國民經濟的發展有著特別重要的意義。現代模具行業是技術，資金密集性的行業，模具行業的發展，可以帶動制造業的蓬勃發展。對國民經濟的發展有著輻射性的影響。1.2 代模具制造中的新技術隨著計算機軟件的發展和進步，CAD/CAE/CAM技術也日臻成熟，其現代模具中的應用將越來越廣泛。利用先進的CAD/CAM/CAE技術進行模具的設計與制造，不僅省時省力，實現了無圖紙化加工，而且制品的準確性，減少了試模的次數，縮短模具的設計及生產周期。模具制造技術將向集成化、智能化、益

22、人化、高效化方向發展。最為重要的是保證了模具使用壽命。模具制造技術迅速發展，已成為現代制造技術的重要組成部分。模具網CEO、深圳市模具技術學會專家委員羅百輝表示，現代模具制造技術正朝著加快信息驅動、提高制造柔性、敏捷化制造及系統化集成的方向發展。具體表現在模具的CAD/CAM技術，模具的激光快速成型技術，模具的精密成形技術，模具的超精密加工技術，模具在設計中采用有限元法、邊界元法進行流動、冷卻、傳熱過程的動態模擬技術，模具的CIMS技術，已在開發的模具DNM技術以及數控技術等先進制造技術方面。1、高速銑削：第三代制模技術高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質量，而且與傳統的切

23、削加工相比具有溫升低(加工工件只升高3)，熱變形小，因而適合于溫度和熱變形敏感材料(如鎂合金等)加工；還由于切削力小，可適用于薄壁及剛性差的零件加工；合理選用刀具和切削用量，可實現硬材料(HRC60)加工等一系列優點。羅百輝表示，高速銑削加工技術仍是當前的熱門話題，它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發展，成為第三代制模技術。2、電火花銑削和“綠色”產品技術從國外的電加工機床來看，不論從性能、工藝指標、智能化、自動化程度都已達到了相當高的水平，目前國外的新動向是進行電火花銑削加工技術(電火花創成加工技術)的研究開發，這是一種替代傳統的用成型電極加工型腔的新技術，它是用高速旋轉的簡單的管狀電極

24、作三維或二維輪廓加工(像數控銑一樣)，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領域的重大發展。最近，日本三菱公司推出了EDSCAN8E電火花創成加工機床又有新的進展。該機能進行電極損耗自動補償，在Windows95上為該機開發的專用CAM系統，能與AutoCAD等通用的CAD聯動，并可進行在線精度測量，以保證實現高精度加工。為了確認加工形狀有無異常或殘缺，CAM系統還可實現仿真加工。在電火花加工技術進步的同時，電火花加工的安全和防護技術越來越受到人們的重視，許多電加工機床都考慮了安全防護技術。目前歐共體已規定沒有“CE”標志的機床不能進入歐共體市場，同時國際市場也越來越重視安全防

25、護技術的要求。目前，電火花加工機床的主要問題是輻射騷擾，因為它對安全、環保影響較大，在國際市場越來越重視“綠色”產品的情況下，作為模具加工的主導設備電火花加工機床的“綠色”產品技術，將是今后必須解決的難題。3、新一代模具CAD/CAM軟件技術目前，英、美、德等國及我國一些高等院校和科研院所開發的模具軟件，具有新一代模具CAD/CAM軟件的智能化、集成化、模具可制造性評價等特點。羅百輝表示，新一代模具軟件應建立在從模具設計實踐中歸納總結出的大量知識上。這些知識經過了系統化和科學化的整理，以特定的形式存儲在工程知識庫中并能方便地被模具所調用。在智能化軟件的支持下，模具CAD不再是對傳統設計與計算方

26、法的模仿，而是在先進設計理論的指導下，充分運用本領域專家的豐富知識和成功經驗，其設計結果必然具有合理性和先進性。新一代模具軟件以立體的思想、直觀的感覺來設計模具結構，所生成的三維結構信息能方便地用于模具可制造性評價和數控加工，這就要求模具軟件在三維參數化特征造型、成型過程模擬、數控加工過程仿真及信息交流和組織與管理方面達到相當完善的程度并有較高集成化水平。衡量軟件集成化程度的高低，不僅要看功能模塊是否齊全，而且要看這些功能模塊是否共用同一數據模型，是否以統一的方式形成全局動態數據庫，實現信息的綜合管理與共享，以支持模具設計、制造、裝配、檢驗、測試及投產的全過程。模具可制造性評價功能在新一代模具

27、軟件中的作用十分重要，既要對多方案進行篩選，又要對模具設計過程中的合理性和經濟性進行評估，并為模具設計者提供修改依據。在新一代模具軟件中，可制造性評價主要包括模具設計與制造費用的估算、模具可裝配性評價、模具零件制造工藝性評價、模具結構及成形性能的評價等。新一代軟件還應有面向裝配的功能，因為模具的功能只有通過其裝配結構才能體現出來。采用面向裝配的設計方法后，模具裝配不再是逐個零件的簡單拼裝，其數據結構既能描述模具的功能，又可定義模具零部件之間相互關系的裝配特征，實現零部件的關聯，因而能有效保證模具的質量。 4、先進的快速模具制造技術（1）、激光快速成型技術(RPM)發展訊速，我國已達到國際水平，

28、并逐步實現商品化。世界上已經商業化的快速成形工藝主要有SLA(立體光刻)、LOM(分層分體制造)、SLS(選擇性激光燒結)、3D-P(三維印刷)。清華大學最先引進了美國3D公司的SLA250(立體光刻或稱光敏樹脂激光固化)設備與技術并進行開發研究，經幾年努力，多次改進，完善、推出了“M-RPMS-型多功能快速原型制造系統”(擁有分層實體制造-SSM、熔融擠壓成型-MEM)，這是我國自主知識產權的世界唯一擁有兩種快速成形工藝的系統(國家專利)，具有較好的性能價格比。（2）、無模多點成形技術是用高度可調的沖頭群體代替傳統模具進行板材曲面成形的又一先進制造技術，無模多點成形系統以CAD/CAM/CA

29、T技術為主要手段，快速經濟地實現三維曲面的自動成形。吉林工大承擔了有關無模成形的國家重點科技攻關項目，已自主設計并制造了具有國際領先水平的無模多點成形設備。我國這項技術與美國的麻省理工學院、日本東京大學、日本東京工業大學相比，在理論研究和實際應用方面均處領先地位，目前正向著推廣應用方面發展。 （3）樹脂沖壓模具首次在國產轎車的試制中得到成功應用。一汽模具制造設計制造了12套樹脂模具用于全新小紅旗轎車的改型試制，這12套模具分別是行李箱、發動機罩、前后左右翼子板等大型復雜內外覆蓋件的拉延模具，其主要特點是模具型面以CAD/CAM加工的主模型為基準，采用瑞士汽巴精化的高強度樹脂澆注成形，凸凹模間隙

30、采用進口專用蠟片準確控制，模具的尺寸精度高，制造周期可縮短二分之一至三分之二，制造費用可節省1000萬元左右(12套模具)。為我國轎車試制和小批量生產開辟了一條新途徑，屬國內首創。瑞士汽巴精化有關專家認為可達90年代國際水平。（4）現場化的模具檢測技術精密模具的發展對測量的要求越來越高。精密的三坐標測量機，長期以來受環境的限制，很少在生產現場使用。新一代三座標測量機基本上都具有溫度補償及采用抗振材料，改善防塵措施，提高環境適應性和使用可靠性，使其能方便地安裝在車間使用，以實現測量現場化的特點。 我國的模具工業的現狀我國模具工業起步晚，底子薄，與工業發達國家相比有很大的差距，但在國家產業政策和與

31、之配套的一系列國家經濟政策的支持和引導下，我國模具工業發迅速。據統計，我國（未包括香港、臺灣、澳門）現有模具生產廠近2萬家，從業人員約50萬人，“九五”期間的年增長率為13%，2000年總產值為270億元，占世界總量的5%。但從總體上看，自產自用占主導地位，商品化模具僅為1/3左右，國內模具生產仍供不應求，特別是精密、大型、復雜、長壽命模具，仍主要依賴進口。目前，就整個模具市場來看，進口模具約占市場總量的20%左右，其中，中高檔模具進口比例達40%。因此，近年來我國模具發展的重點放在精密、大型、復雜、長壽命模具上，并取得了可喜的成績，模具進口量下降，模具技術和水平也有長足的進步。目前，我國的模

32、具正處在告訴增長時期，尤其是塑料模具近年來發展相當快，2002年已猛增到140億元左右。當前國內塑料模具市場以塑料模具需求量最大，其中發展重點為工程塑料模具，這是與工程塑料的快速發展分不開的。預測塑料建材件模具需求量將增長較快。 但是，我們國家的模具產業并不是完美的。雖然我國模具總量目前已達到相當規模，模具水平也有很大提高，但設計制造水平總體上落后于德、美、日、法、意等工業發達國家許多。當前存在的問題和差距主要表現在以下幾方面： (1) 總量供不應求 國內模具自配率只有70%左右。其中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率只有50%左右。 (2) 企業組織結構、產品結構、技術結構和進出口結構均不合

33、理 我國模具生產廠中多數是自產自配的工模具車間（分廠），自產自配比例高達60%左右，而國外模具超過70%屬商品模具。專業模具廠大多是“大而全”、“小而全”的組織形式，而國外大多是“小而專”、“小而精”。國內大型、精密、復雜、長壽命的模具占總量比例不足30%，而國外在50%以上。2004年，模具進出口之比為3.71，進出口相抵后的凈進口額達13.2億美元，為世界模具凈進口量最大的國家。 (3) 模具產品水平大大低于國際水平，生產周期卻高于國際水平 產品水平低主要表現在模具的精度、型腔表面粗糙度、壽命及結構等方面。 (4) 開發能力較差，經濟效益欠佳 我國模具企業技術人員比例低，水平較低，且不重視

34、產品開發，在市場中經常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創造產值約合1萬美元，國外模具工業發達國家大多是1520萬美元，有的高達2530萬美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業還沿用過去作坊式管理，真正實現現代化企業管理的企業較少。 造成上述差距的原因很多，除了歷史上模具作為產品長期未得到應有的重視，以及多數國有企業機制不能適應市場經濟之外，還有下列幾個原因： 國家對模具工業的政策支持力度還不夠 雖然國家已經明確頒布了模具行業的產業政策，但配套政策少，執行力度弱。目前享受模具產品增值稅的企業全國只有185家，大多數企業仍舊稅負過重。模具企業進行技術改造引進設備要繳納相當數量的稅金，影響技術

35、進步，而且民營企業貸款十分困難。 人才嚴重不足，科研開發及技術攻關投入太少 模具行業是技術、資金、勞動密集的產業，隨著時代的進步和技術的發展，掌握并且熟練運用新技術的人才異常短缺，高級模具鉗工及企業管理人才也非常緊張。由于模具企業效益欠佳及對科研開發和技術攻關重視不夠，科研單位和大專院校的眼睛盯著創收，導致模具行業在科研開發和技術攻關方面投入太少，致使模具技術發展步伐不大，進展不快。 工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低 近年來我國機床行業進步較快，已能提供比較成套的高精度加工設備，但與國外裝備相比，仍有較大差距。雖然國內許多企業已引進許多國外先進設備，但總體的裝備水平比國外許多企業低很多。

36、由于體制和資金等方面的原因，引進設備不配套，設備與附件不配套現象十分普遍，設備利用率低的問題長期得不到較妥善的解決。 專業化、標準化、商品化程度低，協作能力差 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，模具專業化水平低，專業分工不細致，商品化程度低。目前國內每年生產的模具，商品模具只占40左右，其余為自產自用。模具企業之間協作不暢，難以完成較大規模的模具成套任務。模具標準化水平低，模具標準件使用覆蓋率低也對模具質量、成本有較大影響，特別是對模具制造周期有很大影響。 模具材料及模具相關技術落后 模具材料性能、質量和品種問題往往會影響模具質量、壽命及成本，國產模具鋼與國外進口鋼材相比有較大差距。塑料

37、、板材、設備性能差，也直接影響模具水平的提高。 我國模具行業的發展趨勢1 1模具日趨化。2模具的精度將越來越高。10年前精密模具的精度一般為5微米，現已達到2-3微米。1微米精度的模具也將上市。3多功能復合模具將進一步發展。4熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高。5隨著塑料成型工藝的不段發展與改進，氣輔模具及適應高壓注塑成型等工藝的模具也將隨之發展。6標準件的應用將日益廣泛。模具標準化及模具標準件的應用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質量和就降低模具制造成本。7快速經濟模具的前景十分廣闊。8隨著車輛和電機等產品向輕量化發展，壓鑄模的比例將不斷提高。同時對壓鑄模的壽命和復雜程度也將提出

38、越來越高的要求。9以塑代鋼、以塑代木的進程一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。由于機械零件的復雜程度和精度的不斷提高，對塑料模具的要求也越來越高。10模具技術含量將不斷提高。第二章 儀表蓋的結構設計 設計要求圖2-1表2-1 單位：mm材料尺寸序號ABCDEFGHPOM110706575105131090 塑件成型工藝的可行性分析及修改說明產品的可行性分析主要包括：產品尺寸精度分析；脫模斜度檢測；塑件厚度及其均勻性檢測；圓角設計。塑件的修正：對于塑件的精度、壁厚、拔模斜度、圓角等不合理之處加以更正說明，在不影響使用的前提下提出合理可行性的更正措施，以利于工業生產。 產品精度分析注塑用材料為PO

39、M，查主要技術指標知：POM的收縮率為。查表2-1-33知：當時，塑件能得到的高精度為MT2級，一般精度為MT3級，未注公差為MT5級。所給要求未標注公差等級，按MT5級計算，各尺寸都符合要求。 脫模斜度設計由于注塑件在開模冷卻時會產生收縮，對型芯產生一個包緊力，所給標準塑件沒有設置脫模斜度，使得塑件脫模困難，過大的推出力推出時易拉壞插傷塑件。在不影響塑件使用的前提下，為了便于塑件脫模，在塑件的內外表面沿脫模方向設計一定的脫模斜度。 表2-2 單邊脫模斜度推薦值3脫模高度mm183030505080ABS塑件內外表面的脫模高度為60mm，凸臺的高度為25mm，所以脫模斜度分別取和。在模具模型下

40、進行拔模檢測結果如圖2-2所示：圖2-2分析：內表面全為負角，外表面全為正角，可正常拔模。 塑件壁厚分析塑件壁厚對質量的影響3：壁厚過小：成型時流動阻力大，熔體難以充滿型腔；壁厚過大：易產生氣泡、縮孔、翹曲等缺陷；增加冷卻時間，降低生產效率。 表2-3 ABS的建議壁厚值3 單位：mm最大壁厚常用壁厚最小壁厚3.18厚度檢測結果如圖2-3 至 圖2-8所示：圖2-3圖2-4圖2-5圖2-6圖2-7圖2-8分析結果：只在凸臺處出現厚度偏大，其余都滿足厚度要求,所以塑件壁厚合理。2.2.4 圓角設計塑件除特殊要求的圓角之和塑件某些特殊部位如分型面、型芯和型腔配合處不便作圓角，而只能采用尖角外，其余

41、所以轉角處均應盡采用圓角過度，因為制件尖角處易產生應力集中，導致塑件制件破裂或失效；同時圓角過度使料流平滑繞過，大大改善了塑料的沖模特性；塑件設計成圓角，尤其是外圓角，使模具型腔對應部位也是圓角，增加了模具的堅固性。通常塑件理想的內圓角半徑應有壁厚的1/4以上3。這里因塑件外圓角半徑為4mm,塑件內圓角設為2mm(外圓角半徑減去壁厚2mm),凸臺圓角半徑為1mm。 修正后的產品圖第三章 模具結構設計 分型面位置的確定分型面的選擇原則1：（1）便于塑件脫模，盡量使塑件開模時留在動模一側。（2）分型面應盡量選在塑件的最大截面處。（3）有利于保證塑件的精度要求。 （4）有利于澆注系統、排氣系統、冷卻

42、系統的設置和模具型腔的加工。（5）便于嵌件的安裝。確定結果：分型面選在塑件的投影面最大的部位，如 圖3-1。 圖3-1 型腔數量和排列方式的確定 型腔數量的確定模具型腔數量的確定要綜合考慮塑件的技術質量要求、產品的生產數量、塑料的種類、塑件的形狀、塑件的加工成本、注塑機的額定最設量和鎖模力等因素。 單腔模具、多腔模各自的缺點和使用范圍：單型腔模具結構相對簡單，設計自由度較大，成型塑件的形狀和尺寸的一致性好，塑件精度較高；多型腔模具的結構復雜，生產效率高，分配到單個塑件上的成本低。單型腔模具宜用于大型或精度要求較高的塑件的注塑成型，多型腔模具特別使用于精度要求不是很高、結構較易沖型的中小型塑件的

43、大批生產。型腔數量的確定：因本次設計的塑料罩類零件的精度要求不高；注塑用塑料ABS的成型性能良好；塑件屬小型塑件。綜合塑件的尺寸，考慮到模具制造費用、設備運轉費用低一些，這里初步擬定采用一模四腔的模具成型。 圖3-2 型腔排列方式 產品布局 型腔排列形式采用矩形對稱布局，如 圖3-2所示。 脫模機構方案的確定塑件結構分析：該塑件的側壁帶有對稱布置的側孔，需通過可側向移動的側型芯來成型側孔，以便在脫模之前先抽掉側向成型零件。 脫模機構的設計原則4（1）塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅動脫模裝置，完成脫模動作。（2）由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點盡量靠近型芯，同時推出力應施于塑件剛性

44、和強度最大的部位以保證塑件不因推出而變形損壞。（3）結構簡單、動作合理可靠、合模時能正確復位，便于制造和維護。常用的推出方式有推桿推出、推板推出、氣壓推出，其中推桿脫模機構最為常用，采用推桿脫模機構可以簡化模具結構，給制造和維護帶來方便。 脫模機構的可行方案設計因本次設計的塑件有側孔，需要增加滑塊以完成側向抽芯，設計了以下四種可能的脫模機構，通過比較選擇最優方案。圖3-3（滑塊外側抽芯）脫模機構1方案1：如 圖3-3 合模時彈簧處于鎖緊狀態，開模后動模往后退時，滑塊在壓縮彈簧的作用下向外側滑動完成側抽芯，然后在頂桿的作用下將塑件頂出；合模時，通過定模側契緊塊與滑塊的斜面作用使滑塊向內側滑動直至

45、合模完畢，整個過程都能自動開合模，工人勞動強度小，且側型芯伸入到凸模一段長度，避免了橫線飛邊，減少了成型后的加工余量。圖3-4 （斜銷內抽芯）脫模機構2方案2：該裝置采用的是兩段式斜銷，如圖3-4 斜銷在推桿的作用沿導滑槽斜向上運動，完成內側抽芯頂桿需向上運動的高度h，其中 mm (側抽芯距離為4mm，再加上2mm的安全值，斜滑塊運動方向與豎直方向所成角度為)，然后用手工的方法將塑件取出，然后復位桿上的壓縮彈簧將頂針板往后復位，斜銷拉桿和頂針板一同往后復位通過，斜銷在拉桿的作用下往后復位。這種脫模機構不能實現自動化操作，加大了工人的勞動強度。圖3-5（滑塊內抽芯）脫模機構3方案3：如 圖3-5

46、開模時，動模側一齊向后退，開模到一定距離時，凸模繼續后退，滑塊在壓縮彈簧的作用下向內側滑動，內側抽芯完成，螺釘對滑塊進行限位以防滑動距離過大而導致復位困難，然后動模板起著脫模板的作用將塑件脫出，合模時動模板起著復位桿的作用，滑塊在凸模的作用下將滑塊歸位。整個過程能夠自動開合模，運動平穩，模具尺寸相對較小；但和其它脫模機構相比多了兩塊板，所以模具高度增加，成型后塑件有不易修整的飛邊，加工余量相對加大。經上述綜合分析比較，方案1和3的脫模機構設計比較合理。機構1的模具尺寸比機構稍大，但模具高度明顯減小；避免了橫向飛邊，成型后塑件的加工余量小。因為該塑件的分型面簡單，結構也不復雜，推桿脫模機構是最簡

47、單、最常用的一種形式，具有制造簡單、更換方便、推出效果好等特點，推桿直接與塑件接觸，開模后將塑件推出，采用推桿脫模機構簡化了模具結構，給制造和維護帶來方便。所以方案1是本次設計的最優方案。3.4 側型芯與滑塊的設計3.4.1 側型芯設計在上面的提出的三種設計方案中，側型芯的安裝有圖3-6兩種形式。（a）圖形式：成型時孔的A端會產生不易修整的飛邊，孔深時型芯易彎曲；(b)圖形式：避免了橫向飛邊的產生，減小成型后塑件的加工余量；提 圖3-6 高了型芯的強度和剛度。所以這里選擇(b)圖型芯結構更合理：設計時將型芯超出端面（即 塑件內表面）3mm，因側孔深度為4mm,所以側型芯長度為7mm，如圖3-7

48、所示。3.4.2 滑塊設計(1)抽芯距設計：因側型芯長度為7mm,理論上而言抽芯距只需要7mm即可，為了安全起見，側向抽芯距離通常比塑件上的側孔深度大23mm,所以這里將抽芯距設計成9mm。(2)滑塊寬度設計：為了確保模具在合模時契緊塊能夠將滑塊正確歸位，將契緊塊與滑塊在抽芯方向的作用長度設計成比抽芯距大5mm6mm(即讓契緊塊在合模過程中與滑塊剛接觸已經有5mm6mm的作用長度)，所以這里將作用長度設計成15mm，作用面與垂直方向所成角度一般為，這里設計成，其結構如 圖3-7所示： 圖3-7 滑塊結構示意圖 第四章 注塑機型號的選擇4.1 注塑成型工藝簡介注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑

49、性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機的料斗送入高溫的機筒內加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過機筒前端的噴嘴注射進入溫度較低的閉合模具中，經過一段時間的保壓冷卻以后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為三個階段的工作。圖4-1 注塑成型壓力時間曲線（1）物料準備 成型前應對物料的外觀色澤、顆粒情況、有無雜質等進行檢驗，并測試其熱穩定性、流動性和收縮率等指標。對于吸濕性強的塑料，應根據注射成型工藝允許的含水量進行適當的預熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件的熱膨脹系數，對模具進行適當的預熱，以避免收縮應力和裂紋，有的塑料制

50、品還需要選用脫模劑，以利于脫模。（2）注塑過程 塑料在料筒內經過加熱達到流動狀態后，進入模腔內的流動可分為注射、保壓、倒流和冷卻四個階段，注塑過程可以用如圖所示3-1所示。圖中t0代表螺桿或柱塞開始注射熔體的時刻；當模腔充滿熔體（t=t1）時，熔體壓力迅速上升，達到最大值P0。從時間t1到t2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會繼續流入模腔內以彌補因冷卻收縮而產生的空隙。由于塑料仍在流動，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔壁固化，另一端沿流動方向排列）容易被凝結，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段。這一階段的時間越長，分子定向的程度越高。從螺桿開始后退到結束（時間從t2

51、到t3），由于模腔內的壓力比流道內高，會發生熔體倒流，從而使模腔內的壓力迅速下降。倒流一直進行到澆口處熔體凝結時為止。其中，塑料凝結時的壓力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素。（3）制件后處理 由于成型過程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動非常復雜，再加上流動前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，制件內經常出現不均勻的結晶、取向和收縮，導致制件內產生相應的結晶、取向和收縮應力，脫模后除引起時效變形外，還會使制件的力學性能，光學性能及表觀質量變壞，嚴重時會開裂。故有的塑件需要進行后處理，常用的后處理方法有退火和調濕兩種。退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應力，此外，退火還可以對制件進行解除

52、取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的1020度至熱變形溫度以下1020度之間；調濕處理是一種調整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。調濕處理所用的加熱介質一般為沸水或醋酸鉀溶液（沸點為121，加熱溫度為100121），保溫時間與制件厚度有關，通常取29小時。4.2 注塑成型工藝條件 ABS的注射工藝參數 = 1 * GB3 注射機類型：螺桿式。 = 2 * GB3 螺桿轉速（r/min）：30。 = 3 * GB3 預熱和干燥：溫度（t/）8085； 時間（/h）23。 = 4 * GB3 料筒溫度（t/）；后段150170；

53、中段165180； 前段180200。 = 5 * GB3 噴嘴溫度（t/）：170180。 = 6 * GB3 模具溫度（t/）： 5080。 = 7 * GB3 注射壓力（MPa）：60100。 = 8 * GB3 保壓壓力（MPa）：40 50。 = 9 * GB3 成型時間（/s）：注射2090；高壓05；成型周期50220；冷卻20120。注：螺桿帶止回環。 = 10 * GB3 后處理：方法紅外線燈、烘箱； 溫度（t/）70； 時間（/h）24。表4-1 ABS的主要技術指標4密度/(g/ cm)拉伸彈性模量E/ GPa1.810比體積/（dm/kg-1）抗彎強度 / MPa80吸

54、水率24h/沖擊韌度261收縮率s硬度HB熔點t/130160體積電阻系數抗拉屈服強度/ MPa50熱變形溫度t/83103 按預選型腔數選擇注塑機 注塑機的初步選擇原則1）2）式中 最大注塑量 () 注塑機的額定鎖模力(N)注塑所需的鎖模力（N）一次注塑所需塑料量()（1）注塑量的計算 （4-1）其中 成型單個塑件所需的塑料量()型腔個數折算系數（將澆注系統的塑料量折算成）在零件模塊下對單個塑件的進行模型質量屬性分析，信息如圖4-2： 圖4-2塑件體積 塑件質量 由于尺寸此次設計的模具采用的是一模四腔，所以塑件的總體積和總質量分別為 所以 （2）鎖模力計算 （4-2）式中 單個塑件在分型面上

55、的投影面積() n型腔個數 將澆注系統在分型面上的投影面積折算成塑料熔體對型腔的平均壓力（MPa）在模具模型中對塑件進行投影分析檢測，信息如圖4-3所示： 圖4-3投影面積 根據查參考文獻2表2-2取=35 MPa所以 由 .2 注塑機型號的選擇由上面計算得到的m和值來選擇注塑機，注塑機的最大注射量（額定注射量G）和額定鎖模力F應滿足 式中 初步選擇SZ-400/1600型注塑機表4-2 SZ400/1600型（臥式）注塑機主要參數4理論注射容量/cm416拉桿內間距/mm410410螺桿直徑/mm48移模行程/mm360注射壓力/ MPa141最大模具厚度/mm注射速率/(g/s)160最小

56、模具厚度/mm150塑化能力/(g/s)推出行程/mm65螺桿轉速/(r/min)10200鎖模形式雙曲肘鎖模力/kN1600噴嘴球半徑SR/mm18定位孔直徑/mm150孔直徑/mm4.3.3 注塑機參數校核(1)塑化能力( )校核 塑化能力必需滿足 （4-3）式中 一次注塑所需塑料量 成型周期，取30s校核結果：注塑機的塑化能力滿足要求(2)注射壓力校核141 （4-4） 注塑機的額定注塑壓力（MPa） 塑件成型時所需要的注射力 (MPa) 注塑壓力安全系數，一般取 因成型時塑料熔體對型腔的平均壓力一般是注射壓力的30%65%, 取 校核結果：注塑機的注射壓力不滿足要求(3)鎖模力校核 1

57、600 （4-5）式中鎖模力安全系數，一般取校核結果：注塑機的鎖模力不滿足要求其它安裝尺寸的校核需待模架選定，結構尺寸確定后才可進行。通過校核可知，所選注塑機的注塑壓力和鎖模力偏小，為了安全起見，將注塑機初步更選為SZ-500/2000型表4-3 SZ500/2000型（臥式）注塑機主要參數4理論注射容量/cm525拉桿內間距/mm460460螺桿直徑/mm52移模行程/mm450注射壓力/ MPa153最大模具厚度/mm注射速率/(g/s)200最小模具厚度/mm280塑化能力/(g/s)28推出行程/mm65螺桿轉速/(r/min)10160鎖模形式雙曲肘鎖模力/kN2000噴嘴球半徑SR

58、/mm15定位孔直徑/mm160孔直徑/mm第五章 模具設計 模架的選擇模具的大小主要取決于塑件的大小和結構，對于模具而言，在保證足夠強度和剛度的條件下，結構越緊湊越好。為節約模具鋼材和便于熱處理，根據產品的外形尺寸，可以確定鑲件（模仁）的外形尺寸，確定鑲件的尺寸后，就可以大致確定模架的大小。 模仁尺寸的確定單個塑件在分型面上的投影面積為 ，各參數取值依表5-1 表5-14 產品投影面積/mm2ABCHDE64001440050-5530-3650-6550-6528-3230-36模仁寬度 模仁長度 模仁高度Z =H+E+B=60+35+35=130mm 式中 x塑件長度 y塑件寬度 D型腔

59、間距 圖5-1 分型面上、下的模仁（工件）厚度 因塑件有側孔，需增加斜滑塊側向分型抽芯機構，如 圖5-2所示，完成抽芯所需的寬度f約為40mm,中間兩滑塊完成側抽芯所需的寬度為70mm.所以模仁的長度 圖5-2模仁外形尺寸 模架尺寸的確定選擇A型結構模架查得 A=5055,取A=55模架寬度為：模架長度為：上述尺寸確定后，就可以確定模架的板面尺寸為 ，類 圖5-3 模架類型型為Futaba_2P SA-Type 的標準模架。模架外形尺寸 5. 注塑機的再次校核與確定（1）注塑機安裝尺寸的校核拉桿間距校核：模架的板面尺寸，所選注塑機的拉桿間距為，拉桿寬度模具寬度，拉桿間距合格；模具高度校核：模具

60、高度 410 最小模具厚度280，校核合格；開模行程校核：開模行程H是指從模具中取出塑件所需的最小開合距離，它必須小于注塑機的動模板的最大行程S。因選擇注塑機是雙曲肘結構（即開模行程與模具厚度無關）且是單分型面注射模，所以模具開模行程H=57.5（型芯高度）+60（塑件高度）+139.5（澆注系統凝料高度）+（810）=265267450 (注塑機移模行程S) 合格。綜合以上各項校核可知SZ-500/2000型（臥式）注塑機的各項參數均合格。結論：通過各項校核，確定選擇SZ-500/2000型（臥式）注塑機。5.2 澆系統的設計澆注系統控制著塑件在注塑成型過程中充模和補料兩個重要階段，對塑件質