機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-塑料外殼注射模設(shè)計(jì)【全套圖紙】

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1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - I - 摘要摘要 本論文基于塑料外殼注塑工藝分析及模具設(shè)計(jì)，介紹了注射成型的基本原 理，特別是雙分型面注射模具的結(jié)構(gòu)與工作原理，對(duì)注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè) 計(jì)原則；詳細(xì)介紹了注射模具澆注系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，并對(duì)模具強(qiáng)度 要求做了說(shuō)明。以塑料外殼模具為主線(xiàn)，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 最后到模具零件的加工方法，模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過(guò)程。能 達(dá)到很好的學(xué)以致用的效果。在設(shè)計(jì)該模具的同時(shí)總結(jié)了以往模具設(shè)計(jì)的一般 方法、步驟，模具設(shè)計(jì)中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件。把以前學(xué)

2、過(guò) 的基礎(chǔ)課程融匯、綜合應(yīng)用到本次設(shè)計(jì)當(dāng)中來(lái)。該注射模最顯著的特征是避免 了傳統(tǒng)的脫模方式。該模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠，加工裝配方便。 本文簡(jiǎn)要介紹了模具行業(yè)現(xiàn)在的情況和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。提到了限制模具 發(fā)展的因素。 在查閱參考文獻(xiàn)和對(duì)塑件進(jìn)行工藝性分析的基礎(chǔ)上，確定了模具設(shè)計(jì)的整 體方案。并對(duì)塑料模具的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了必要的計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果選用了注 射機(jī)。 最后利用 AutoCAD 軟件對(duì)塑件外殼注射?？傃b配圖及主要零部件進(jìn)行了設(shè) 計(jì)，完成了模具的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：注射模；頂出系統(tǒng)；分型面。 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706153893706 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)

3、院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - II - Abstract In this paper, based on the mouth of the bottle Cypriot injection molddesignand process analysis, This design introduced the injection takes shape the basic principle, specially single is divided the profile to inject the mold the structure and the pr

4、inciple of work, to cast the product to propose the basic principle of design，to the mouth of the bottle Cypriot Diemain line, the Integrated Process analysis, mold design of the structure, the last to die parts machining methods, the die assembly and a series of mold-all process. Can be good learni

5、ng Zhiyong results. In the design of the mold while summing up the past die design the general methods and procedures, commonly used in the die design formula, data, structure and mold parts. Previously studied the basic courses to integrate, integrated into the design of this, the so-called good us

6、e. The first part briefly introduced mould industry and the current situation in the future. Mentioned the factors restricting the development of mold. The second part of a process of the workpiece analysis, mold design package. According to plastic mold design manual and the relevant experience of

7、the formula 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - III - necessary, according to results of the injection machine used. Further completion of the standard and non-standard choice of the design. Part III completion of the overall structure of the mold design. Key words： Injection Mold;Desig

8、n Process;technique; Pulling structur 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - IV - 目錄目錄 摘要.I Abstract.II 第1章 緒論1 1.1 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位.1 1.2 各種模具的分類(lèi).2 1.3 我國(guó)模具工業(yè)的現(xiàn)狀3 1.4 我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).6 1.5 畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求及主要內(nèi)容.7 1.5.1 設(shè)計(jì)要求7 1.5.2 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容7 第 2 章 注射件材料的分析8 2.1 塑料制品的設(shè)計(jì)分析.8 2.2 塑件體積和質(zhì)量.9 2.3 材料特性.10 2.3.

9、1 ABS 的特點(diǎn) 10 2.3.2 ABS 的成形特性 10 2.3.3 ABS 的成型工藝參數(shù) 11 2.4 脫模斜度14 2.5 塑件的壁厚14 2.6 本章小結(jié).15 第 3 章 模具設(shè)計(jì)16 3.1 型腔數(shù)量的確定與配置.16 3.1.1 型腔數(shù)量的確定16 3.1.2 分型面的確定17 3.1.3 型腔的配置17 3.2 注射機(jī)的選用.19 3.2.1 類(lèi)型選擇19 3.2.2 注塑機(jī)基本參數(shù)20 3.2.3 塑件的的參數(shù)計(jì)算21 3.3 模架的確定.24 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - V - 3.3.1 標(biāo)準(zhǔn)模架

10、簡(jiǎn)介24 3.3.2 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用.24 3.4 成型零部件的工作尺寸計(jì)算.26 3.4.1 工作尺寸分類(lèi)和規(guī)定26 3.4.2 影響制品尺寸誤差的因素27 3.4.3 凹模尺寸計(jì)算28 3.4.4 凸模尺寸計(jì)算29 3.5 彈簧的設(shè)計(jì).30 3.6 本章小結(jié).31 第 4 章 澆注系統(tǒng)32 4.1 主流道.32 4.2 澆口.33 4.3 澆口套的設(shè)計(jì).34 4.4 定位圈設(shè)計(jì).35 4.5 本章小結(jié).35 第 5 章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核36 5.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).36 5.1.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)36 5.1.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)37 5.2 頂出機(jī)構(gòu)的選擇.37 5.2.1 頂出機(jī)構(gòu).37 5.

11、2.2 推出零件的尺寸.39 5.2.3 推出機(jī)構(gòu)40 5.3 校核.40 5.3.1 凹模的強(qiáng)度校核41 5.3.2 型腔底板變形量與厚度41 5.3.3 推板強(qiáng)度校核.42 5.3.4 推管的應(yīng)力校核42 5.4 本章小結(jié).43 結(jié) 論44 致謝45 參考文獻(xiàn)46 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 1 - 第第1 1 章章 緒緒論論 1.1 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，日益受到 人們的重視和關(guān)注。在電子、汽車(chē)、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通訊等

12、 產(chǎn)品中，6080%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(lái) 的高精度、高復(fù)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。模具又是“效益放大器” ，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往 往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量 一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效 益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。 鑒于振興我國(guó)模具工業(yè)的重要性，在 1989 年 3 月國(guó)務(wù)院頒布的關(guān)于當(dāng) 前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定中，把模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位、生 產(chǎn)和基本建設(shè)序列的第二位。 1997 年以來(lái)，國(guó)家又相繼把模具及其加工技術(shù)和設(shè)

13、備列入了當(dāng)前國(guó)家重 點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄和鼓勵(lì)外商投資產(chǎn)業(yè)目錄 。經(jīng)國(guó)務(wù) 院批準(zhǔn)，從 1997 年到 2002 年，對(duì)全國(guó)部分重點(diǎn)專(zhuān)業(yè)模具廠(chǎng)實(shí)行增值稅返還 70%的 優(yōu)惠政策，以扶植模具工業(yè)的發(fā)展。 1999 年 7 月國(guó)家計(jì)委和科學(xué)技術(shù)部發(fā)布的當(dāng)前國(guó)家優(yōu)先發(fā)展的高新技術(shù) 產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南(目錄) ，把電子專(zhuān)用工模具、塑料成形新技術(shù)與新設(shè)備、 快速原型制造工藝及成套設(shè)備、激光加工技術(shù)及成套設(shè)備、汽車(chē)關(guān)鍵零部件等 等，都列進(jìn)去了。 1999 年 8 月 20 日黨中央和國(guó)務(wù)院發(fā)布的關(guān)于加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展高科技 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的決定指出：要在電子信息特別是集成電路設(shè)計(jì)與制造、網(wǎng)絡(luò)及 通訊、

14、計(jì)算機(jī)及軟件、數(shù)字化電子產(chǎn)品等方面，在生物技術(shù)及新醫(yī)藥、新技術(shù)、 新能源、航天航空、海洋等有一定基礎(chǔ)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新， 形成一大批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。要加強(qiáng)傳統(tǒng)產(chǎn) 業(yè)的技術(shù)升級(jí)。注重電子信息等技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的嫁接，大幅度提高國(guó)產(chǎn)技術(shù) 裝備的水平。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 2 - 所有這些，都充分體現(xiàn)了國(guó)務(wù)院和國(guó)家有關(guān)部門(mén)對(duì)發(fā)展模具工業(yè)的重視和 支持。 1.2 各種模具的分類(lèi)各種模具的分類(lèi) 模具有沖壓模具和塑料加工模具。沖壓模具可以按照加工方式分類(lèi)，可以 分為沖孔落料模具、彎曲模具

15、、拉伸模具、剪切模具、翻邊模具、整形模具等。 一般用做鋼材等金屬材料的加工。 塑料加工模具按塑料的類(lèi)型可分為熱固性 塑料模和熱塑性塑料模兩大類(lèi)。熱塑性塑料均使用注射模具。下面是熱固性模 具的分類(lèi)： （1）按模具在壓機(jī)上的固定方式可分為： 移動(dòng)式模具：不固定在機(jī)床上，裝料合模、開(kāi)模及塑料制品由模具內(nèi)取 出，均在機(jī)外進(jìn)行。這種模具結(jié)構(gòu)、制造簡(jiǎn)單，但效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度高，只適 用于中小批量件的加工。 固定式模具：固定在機(jī)床上，整個(gè)過(guò)程中，裝料、合模、成型、開(kāi)模及 推出塑料制品等均在機(jī)床上進(jìn)行。使用方便、勞動(dòng)強(qiáng)度低、效率高，模具結(jié)構(gòu) 較為復(fù)雜，主要用于批量生產(chǎn)中。 （2）按照塑料制品成型方法分類(lèi)： 壓塑

16、模：塑料裝在受熱的型腔或加料室內(nèi)，然后加壓。在壓制時(shí)直接對(duì) 型腔內(nèi)的塑料施加壓力。這類(lèi)模具的加料室一般于型腔是一體的。 傳遞模：塑料在加料室內(nèi)受熱成為粘流狀態(tài)，在柱塞壓力作用下使熔料 經(jīng)過(guò)注射系統(tǒng)進(jìn)入充滿(mǎn)閉合的型腔。 注射模：塑料在注射機(jī)上裝有螺桿攪拌的料筒內(nèi)受熱進(jìn)行塑化，達(dá)到半 熔融狀態(tài)時(shí)，在壓力作用下熔料通過(guò)模具的注射系統(tǒng)進(jìn)入到有一定溫度的型腔 內(nèi)固化成塑料制品。工藝成型周期短，生產(chǎn)效率高，這種模具在熱固性塑料注 射機(jī)上使用。 （3）按加料室的形式分類(lèi)： 敞開(kāi)式模具：沒(méi)有單獨(dú)的加料室，合并在型腔中，壓塑時(shí)塑料自由向外 溢出。這種模具只能用來(lái)加工形狀簡(jiǎn)單并且質(zhì)量要求高的塑料制品。 半封閉式模

17、具：在型腔上方設(shè)有加料室，壓塑時(shí)余料形成飛邊。這中模 具可制造形狀比較復(fù)雜的塑料制品，制品致密度較高。 封閉式模具：加料室是型腔的延續(xù)部分。壓塑時(shí)壓機(jī)的壓力全部作用在 塑料制品上。制品組織致密，形成垂直飛邊，容易清除，適用于形狀較復(fù)雜的 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 3 - 塑料制品。 （4）按模具的分型面分類(lèi)： 垂直分型面模具：模具的分型面平行于壓機(jī)的工作壓力方向。 水平分型面模具：模具的分型面垂直于壓機(jī)的工作壓力方向。 1.3 我國(guó)模具工業(yè)的現(xiàn)狀我國(guó)模具工業(yè)的現(xiàn)狀 自 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)逐漸起飛，也為模

18、具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供 了巨大的動(dòng)力。20 世紀(jì) 90 年代以后，大陸的工業(yè)發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)的 總產(chǎn)值在 1990 年僅 60 億元人民幣，1994 年增長(zhǎng)到 130 億元人民幣，1999 年 已達(dá)到 245 億元人民幣，2000 年增至 260270 億元人民幣。今后預(yù)計(jì)每年仍 會(huì)以 1015的速度快速增長(zhǎng)。 目前，我國(guó) 17000 多個(gè)模具生產(chǎn)廠(chǎng)點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬(wàn)。除了國(guó)有的專(zhuān) 業(yè)模具廠(chǎng)外，其他所有制形式的模具廠(chǎng)家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨(dú)資企 業(yè)和私營(yíng)企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營(yíng)的模具企業(yè)在廣東和 浙江等省發(fā)展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體 企

19、業(yè)和私營(yíng)企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，成為我國(guó)國(guó)內(nèi)知名的“模具之鄉(xiāng)”和最具發(fā)展活力 的地區(qū)之一。在廣東，一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn) 品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，紛紛加入了對(duì)模具制造的投入。例如，科龍，美的，康佳 和威力等知名集團(tuán)都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨(dú)資的模具 企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。 在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷(xiāo)售 的約占三分之一。其中，沖壓模具約占 50（中國(guó)臺(tái)灣：40） ，塑料模具約 占 33（中國(guó)臺(tái)灣：48） ，壓鑄模具約占 6（中國(guó)臺(tái)灣：5） ，其他各類(lèi)模 具約占 11（中國(guó)臺(tái)灣：7） 。 中國(guó)臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)

20、，分為萌芽期（19611981） ，成長(zhǎng)期 （19811991） ，成熟期（19912001）三個(gè)階段。 萌芽期，工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)的不斷改進(jìn)。由于紡織，電子，電氣， 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 4 - 電機(jī)和機(jī)械業(yè)等產(chǎn)品外銷(xiāo)表現(xiàn)暢旺，連帶使得模具制造，維修業(yè)者和周邊廠(chǎng)商 （如熱處理產(chǎn)業(yè)等）逐年增加。在此階段的模具包括：一般民生用品模具，鑄 造用模具，鍛造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡膠模具等。 1981 年1991 年是臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為迅速且高度成長(zhǎng)的時(shí)期。有 鑒于模具產(chǎn)業(yè)對(duì)工業(yè)發(fā)展的重要性日益彰顯，自 1

21、982 年起，臺(tái)灣地區(qū)就將模 具產(chǎn)業(yè)納入“策略性工業(yè)適用范圍”，大力推動(dòng)模具工業(yè)的發(fā)展，以配合相關(guān)工 業(yè)產(chǎn)品的外銷(xiāo)策略，全力發(fā)展整體經(jīng)濟(jì)。隨著民生工業(yè)，機(jī)械五金業(yè)，汽機(jī)車(chē) 及家電業(yè)發(fā)展，沖壓模具與塑料模具，逐漸形成臺(tái)灣模具工業(yè)兩大主流。從 1985 年起，模具產(chǎn)業(yè)已在推行計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)和制造等 CAD/CAM 技術(shù)， 所以臺(tái)灣模具業(yè)接觸 CAD/CAM/CAE/CAT 技術(shù)的時(shí)間相當(dāng)早。 成熟期，在國(guó)際化，自由化和國(guó)際分工的潮流下，1994 年，1998 年，由 臺(tái)灣地區(qū)政府委托金屬中心執(zhí)行“工業(yè)用模具技術(shù)研究與發(fā)展五年計(jì)劃”與“工 業(yè)用模具技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展計(jì)劃”，以協(xié)助業(yè)界突破發(fā)展瓶頸，并

22、支持產(chǎn)業(yè)升級(jí)， 朝向開(kāi)發(fā)高附加值與進(jìn)口依賴(lài)高的模具。1997 年 11 月間臺(tái)灣憑借模具產(chǎn)業(yè)的 實(shí)力，獲得世界模具協(xié)會(huì)（ISTMA）認(rèn)同獲準(zhǔn)入會(huì)，正式成為世界模具協(xié)會(huì)會(huì) 員， 。整體而言，臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)在這一階段的發(fā)展，隨著機(jī)械性能，加工技術(shù)， 檢測(cè)能力的提升，以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，臺(tái)灣模具廠(chǎng)商供應(yīng)對(duì)象已由傳統(tǒng)的民 用家電，五金業(yè)和汽機(jī)車(chē)運(yùn)輸工具業(yè)，提升到計(jì)算機(jī)與電子，通信與光電等精 密模具，并發(fā)展出汽機(jī)車(chē)用大型鈑金沖壓，大型塑料射出及精密鍛造等模具。 成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽 芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成 熟。熱流道

23、模具開(kāi)始推廣，有的廠(chǎng)采用率達(dá) 20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱 式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。 但總體上熱流道的采用率達(dá)不到 10%，與國(guó)外的 50%80%相比，差距較大。 在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE 技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階，以生 產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的 CAD/CAM 系統(tǒng)，如美國(guó) E DS 的 UG、美國(guó) Parametric Technology 公司的 Pro/Emgineer、美國(guó) CV 公司 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 5 - 的 CA

24、DS5 塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金， 但在我國(guó)模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了 CAD/CAM 的集成，并能支持 CAE 技術(shù)對(duì)成型 過(guò)程，如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和 推動(dòng)了我國(guó)模具 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的塑料模 CA D/CAM 系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開(kāi)發(fā)的 CAXA 系 統(tǒng)、華中理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的注塑模 HSC5.0 系統(tǒng)及 CAE 軟件等，這些軟件具有適 應(yīng)國(guó)內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具 CAD/CAM 技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)已較廣泛地采用一些

25、新的塑料 模具鋼，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SM、SM等，對(duì)模具的質(zhì)量和使用壽 命有著直接的重大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿 和彈簧等越來(lái)越廣泛得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國(guó)產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元 件。但目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的商品化程度一般在 30%以下，和國(guó)外先進(jìn)工 業(yè)國(guó)家已達(dá)到 70%80%相比，仍有差距。 表 1-1:國(guó)內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較表 項(xiàng)目國(guó)外國(guó)內(nèi) 注塑模型腔精度0.0050.01mm0.020.05mm 型腔表面粗糙度Ra0.010.05m Ra0.20m 非淬火鋼模具壽命1060 萬(wàn)次1030 萬(wàn)次 淬火鋼模具壽命160300 萬(wàn)次50100

26、萬(wàn)次 熱流道模具使用率80%以上總體不足 10% 標(biāo)準(zhǔn)化程度7080%小于 30% 中型塑料模生產(chǎn)周期一個(gè)月左右24 個(gè)月 1.4 我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) （1）提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例。這是由于 塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā) 展的一模多腔所致。 （2）在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用 CAD/CAM/CAE 技術(shù)。 CAD/CAM 技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來(lái)模具 CAD/CAM 技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普 及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的 C

27、AD/CAM/CAE 一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見(jiàn)端倪， 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 6 - 其將解決傳統(tǒng)混合型 CAD/CAM 系統(tǒng)無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程分工協(xié)作要求的問(wèn) 題；CAD/CAM 軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的 3D 設(shè)計(jì)與 成型過(guò)程的 3D 分析將在我國(guó)塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。 （3）推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采 用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的 原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流 道元器件的國(guó)家

28、標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān) 鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在 汽車(chē)和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝 有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì) 和控制的難度較大，因此，開(kāi)發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件，顯得十分重要。 另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開(kāi)發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常 重要。 （4）開(kāi)發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn) 方式。 （5）提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國(guó)外差距甚大，在一定程

29、度上制約著我國(guó)模具工業(yè) 的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。 為此，首先要制訂統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模 生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo) 準(zhǔn)件的規(guī)格品種。 （6）應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得 十分必要。 （7）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或 三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模 CAD/CAM 的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用 多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測(cè)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。 目前中國(guó)與國(guó)外水平相比還存在較大差距，眼前需盡快突破制約模具產(chǎn)業(yè) 發(fā)展

30、的三大瓶頸：一是加大塑料材料與注塑工藝的研發(fā)力度；二是塑模企業(yè)應(yīng) 向園區(qū)發(fā)展，加快資源整合；三是模具試模結(jié)果檢驗(yàn)等工裝水平必須盡快跟上， 否則塑料模具發(fā)展將受到制約。面對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)與高質(zhì)量制品的挑戰(zhàn)，中國(guó) 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(yīng)，還要注重模具產(chǎn)業(yè)鏈的前端 研發(fā)、人才建設(shè)和產(chǎn)業(yè)鏈后端的檢測(cè)以及信息服務(wù)，盡快縮短技術(shù)、管理、工 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 7 - 裝水平與國(guó)際水準(zhǔn)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(wèn)題。 1.5 畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求及主要內(nèi)容畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求及主要內(nèi)容 1.5.1 設(shè)計(jì)要

31、求設(shè)計(jì)要求 （1）塑料外殼注射?？傃b圖及脫模機(jī)構(gòu)部裝圖設(shè)計(jì)，零號(hào)圖各 1 張； （2）凹模板、凸模、澆口套零件圖設(shè)計(jì)，2 或 3 號(hào)圖各 1 張； （3）撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文：10000 字。 1.5.2 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本論文主要是對(duì)塑料錐齒輪的結(jié)構(gòu)和模具進(jìn)行了研究和探討，所做的工作 主要有以下幾個(gè)方面： （1）掌握塑料注射模的設(shè)計(jì)步驟，采用點(diǎn)澆口自動(dòng)切斷脫落機(jī)構(gòu)； （2）利用擺塊式二級(jí)推出機(jī)構(gòu)，完成制件脫模的設(shè)計(jì)方法。 （3）了解和熟悉模具主要零件的加工制造工藝。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 8 - 第第 2

32、2 章章 注射件材料的分析注射件材料的分析 2.1 塑料制品的設(shè)計(jì)分析塑料制品的設(shè)計(jì)分析 制品如圖 2-1、圖 2-2 所示。 圖2-1 塑料外殼二維零件圖 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 9 - 圖 2-2 塑料外殼三維實(shí)體 圖22 所示本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的塑料外殼，材料為ABS，注射成型。從圖22 可以看出， 塑件結(jié)構(gòu)主要有以下特點(diǎn)： （1）外殼上部有個(gè)很小的凹槽； （2）下部有個(gè)突出圓形板塊，板塊上有個(gè)很小的圓形通孔； （3）制品為薄壁件，內(nèi)腔相對(duì)較深且有一定的精度要求。 根據(jù)以上分析，模具在設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)解決以下幾方面的問(wèn)題：

33、（1）模具的結(jié)構(gòu)形式、澆口形式與進(jìn)澆位置的選擇； （2）分型面如何選取及分型面位置的選擇； （3）塑件板塊上的小孔如何成型； （4）確保不發(fā)生推出變形，應(yīng)采用什么樣的脫模方式。 2.2 塑件體積和質(zhì)量塑件體積和質(zhì)量 由 PRO/E 模型分析得出塑件的體積和質(zhì)量： （1）體積為 7.2258348102mm； （2）曲面面積為 1.390843104mm2； （3）密度為 1.05g/mm； （4）質(zhì)量為 7.5871265103g。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 10 - 2.3 材料特性材料特性 2.3.1 ABS 的特點(diǎn)的

34、特點(diǎn) ABS 樹(shù)脂是丙烯腈（A） 、丁二烯（B）和苯乙烯（S）三種單體的共聚物所 組成。綜合性能較好，沖擊強(qiáng)度較高，化學(xué)穩(wěn)定性，電性能良好。與 372 有機(jī) 玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件，且可表面鍍鉻，噴漆處理。有高抗沖、高 耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級(jí)別。流動(dòng)性比 HIPS 差一點(diǎn)，比 PMMA、PC 等好， 柔韌性好。適用于制作一般機(jī)械零件、減摩耐磨零件，傳動(dòng)零件，以及化工、 電器、儀表等零件。 2.3.2 ABS 的成形特性的成形特性 （1）ABS 為無(wú)定形塑料，其品種很多，各品種的機(jī)電性能及成型特性也 各有差異，應(yīng)按品種確定成型方法及成型條件。 （2）吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于 0.3%，

35、必須充分干燥，要求表面光澤 的塑件應(yīng)要求長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥。 （3）流動(dòng)性中等，溢邊料 0.04mm 左右（流動(dòng)性比聚苯乙烯、 AS 差， 但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。 （4）比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對(duì)耐熱、高抗沖擊和 中抗沖擊型樹(shù)脂，料溫更宜取高）。料溫對(duì)物性影響較大、料溫過(guò)高易分解 （分解溫度為 250左右，比聚苯乙烯易分解），對(duì)要求精度較高塑件，模 溫宜取 5060，要求光澤及耐熱型料宜取 6080。注射壓力應(yīng)比加 工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注射機(jī)時(shí)料溫為180230，注射壓力為 100140MPa，螺桿式注射機(jī)則取 160220，70100MPa 為宜。 （5）模具設(shè)計(jì)時(shí)要

36、注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)料口位置、形式。推出力 過(guò)大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面呈現(xiàn) “白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失）。 脫模斜度宜取 2以上。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 11 - 2.3.3 ABS 的成型工藝參數(shù)的成型工藝參數(shù) 表 2-1 ABS 的各項(xiàng)參數(shù) 塑料性能單位 ABS 密 度 g/cm3 1.02-1.16 質(zhì)量體積 cm3/g 0.86-0.98 物理性能 吸水率 24h 長(zhǎng)時(shí)期 0.2-0.4 熔 點(diǎn) （或黏流溫度） 130-160 熔融指數(shù) （MFI） g/10min 200、載荷 50N、噴嘴直徑 2.0

37、9 0.41-0.82 維卡針入度 71-122 馬丁耐熱 63 0.45Mpa 90-108 熱變形 溫度 1.8Mpa 83-103 熱膨脹系數(shù)105/ 7.0 計(jì)算收縮率 0.4-0.7 比熱容 J/(kgk) 1470 熱導(dǎo)率 W/(mk) 0.263 熱性能 燃燒性 cm/min 慢 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 12 - 塑料性能單位 ABS 屈服強(qiáng)度 MPa350 抗拉強(qiáng)度 MPa 38 斷裂伸長(zhǎng)率 35 拉伸彈性模量 GPa 1.8 抗彎強(qiáng)度 MPa 80 彎曲彈性模量 GPa 1.4 抗壓強(qiáng)度 MPa 53

38、抗剪強(qiáng)度 MPa 24 無(wú)缺口 261 沖擊韌度 缺口 kJ/m2 11 力學(xué)性能 布氏硬度 HBS 9.7 R121 表面電阻率 1.21013 體積電阻率 m 6.91014 介電常數(shù) 106Hz 3.04 介電損耗角正切 106Hz0.007 電氣性能 耐電弧性 S 50-85 塑料性能 ABS 日光及氣候影響 耐候性要比聚苯乙烯強(qiáng)，加黑色顏料的苯乙 烯共聚物經(jīng)戶(hù)外大氣侵蝕二年，其外觀(guān)和性 能基本不變化學(xué)性能 耐酸性及對(duì)鹽溶液 的穩(wěn)定性 酸、水、無(wú)機(jī)鹽幾乎完全沒(méi)有影響，在冰醋 酸中會(huì)引起應(yīng)力開(kāi)裂 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

39、 - 13 - 塑料性能 ABS 耐堿性耐堿性能優(yōu)良 耐油性對(duì)某些植物油會(huì)引起應(yīng)力開(kāi)裂 化學(xué)性能 耐有機(jī)溶劑性 在酮、醛、酯以及有氯化中要溶解，長(zhǎng)期接 觸類(lèi)會(huì)軟化和溶脹 表 2-2 ABS 的成型條件 塑料名稱(chēng) 苯乙烯-丁二烯-丙 烯腈共聚物 塑料名稱(chēng) 苯乙烯-丁二烯-丙 烯腈共聚物 縮寫(xiě) ABS 縮寫(xiě) ABS 注射成形機(jī)類(lèi)型螺桿式 密度/（g/cm3） 1.03-1.07 計(jì)算收縮率/ 0.3-0.8 預(yù)熱 溫度/ 時(shí)間/h 80-85 2-3 成形 時(shí)間 /s 注射時(shí)間 高壓時(shí)間 冷卻時(shí)間 總周期 20-90 0-5 20-120 50-220 螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min) 30 適用注射機(jī)類(lèi)

40、型 螺桿式、柱塞式均 可 方法紅外線(xiàn)燈、烘箱 料筒 溫度 / 后段 中段 前段 150-170 165180 180-200 后處 理 溫度/ 時(shí)間/h 70 2-4 噴嘴溫度/ 170-180 模具溫度/ 50-80 注射壓力/MPa60100 說(shuō)明 該成型條件為加工 通用級(jí) ABS 料時(shí)所 用，苯乙烯-丙烯腈 共聚物（即 AS）成 形條件與上相似 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 14 - 2.4 脫模斜度脫模斜度 塑件模塑成形過(guò)程中，塑料從熔融狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)，將會(huì)產(chǎn)生一定的 尺寸收縮，從而使塑件緊緊地包在模具型芯或型腔中

41、凸起部分。為了便于使塑 件從模具型腔中取出或從塑件中抽出型芯，阻止塑料制品表面在脫模時(shí)劃傷等， 在設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮塑件內(nèi)外壁具有足夠的脫模斜度。常見(jiàn)熱塑性塑件的脫 模斜度的推薦值，見(jiàn)表 23 所示。 表 2-3 幾種熱塑性塑件的脫模斜度 脫模斜度 塑料名稱(chēng) 塑件外表面塑件內(nèi)表面 尼龍（通用） 20402540 尼龍（增強(qiáng)） 20502040 聚乙烯 20452545 氯化聚醚 25453045 有機(jī)玻璃 3050351 聚碳酸酯 3513050 聚苯乙烯 35130301 ABS 40120301 2.5 塑件的壁厚塑件的壁厚 塑件的壁厚首先取決于塑件的使用要求，如強(qiáng)度結(jié)構(gòu)、重量、電氣性能、

42、 尺寸穩(wěn)定性以及裝配等各項(xiàng)要求。此外，還應(yīng)盡量使其各處壁厚均勻，壁厚太 小，熔融塑料在模具型腔中的流動(dòng)阻力較大，難填充，強(qiáng)度剛度差；壁厚太大， 內(nèi)部易生氣泡，外部易生收縮凹陷，且冷卻時(shí)間長(zhǎng)，料多亦增加成本。 塑件壁厚與流程有關(guān)。所謂流程是指熔融物料由進(jìn)料口流向型腔各處的距 離。各種塑料壁厚在其常規(guī)工藝參數(shù)下，流程大小與塑件壁厚成正比，壁厚則 其流程長(zhǎng)。表 24 為壁厚與流程的關(guān)系，用它能計(jì)算與其相對(duì)應(yīng)的塑件壁厚。 S（L/1000.8）0.6 (2-1) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 15 - 式中 S壁厚（mm） ； L流程

43、（mm） 。 將相關(guān)參數(shù)代入式(2-1)，經(jīng)計(jì)算得出： S（60/1000.8）0.60.84mm 塑件最小壁厚為 1mm，符合 Smin0.84mm 的要求； 塑件的結(jié)構(gòu)是合理的。 表 2-4 壁厚與流程的關(guān)系 塑料流動(dòng)性計(jì)算式說(shuō)明 流動(dòng)性好（聚乙烯、 尼龍等） S（L/1000.5）0.6 流動(dòng)性中等（有機(jī)玻 璃、ABS 等） S（L/1000.8）0.7 流動(dòng)性差（聚碳酸酯、 聚砜等） S（L/1001.2）0.9 S壁厚（mm） L流程（mm） 2.6 本章小結(jié)本章小結(jié) 本章主要介紹了本設(shè)計(jì)使用的材料 ABS 的性能與其成型條件；計(jì)算了塑件 的最小壁厚和脫模斜度，又使用 Pro/E 三

44、維繪圖和 AutoCAD 軟件繪制出塑料外 殼的三維圖形和二維零件圖，知道了此塑件的體積、質(zhì)量與尺寸等參數(shù)，為以 后的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 16 - 第第 3 章章 模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì) 3.1 型腔數(shù)量的確定與配置型腔數(shù)量的確定與配置 3.1.1 型腔數(shù)量的確定型腔數(shù)量的確定 確定型腔數(shù)量的方法有很多，如根據(jù)鎖模力、最大注射量、制品的精度要 求、模具成本等確定行腔數(shù)量。 （1）根據(jù)制品的精度要求確定型腔數(shù)量 n 對(duì)于注射模來(lái)說(shuō)，塑料制件精度為 3 級(jí)和 3a 級(jí)，重量為 5 克，型腔數(shù) 取 4-6 個(gè)。

45、 塑料制件為一般精度（4-5 級(jí)） ，塑料制件重量 12-16 克，型腔數(shù)取 8- 12 個(gè)；而重量為 50-100 克的塑料制件，型腔數(shù)取 4-8 個(gè)，當(dāng)再繼續(xù)增加塑料 制件重量時(shí)，就很少采用多腔模具。 7-9 級(jí)精度塑料制件，最多型腔數(shù)比 4-5 級(jí)精度的塑料增多至 50% （2）根據(jù)注射機(jī)最大注射量確定型腔數(shù)量 n 一般注射機(jī)不應(yīng)超過(guò)注射機(jī)最大注射量的 80%，即: (3-1) 0.8 gj n VV n V 或 0.8 gj n MM n M 式中 ()注射機(jī)的最大注射量； g V g m 0.8 s g V V 成型塑件及澆注系統(tǒng)所需塑料重量，g； g V 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)

46、學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 17 - ()澆注系統(tǒng)凝料量，或 g； j V j m 3 cm ()單個(gè)塑件的容積或質(zhì)量，或 g； n V n M 3 cm 塑件及澆注系統(tǒng)所需塑料容積，。 s V 3 cm 根據(jù)方法 1 確定型腔數(shù)量，制件的制造精度為 4 級(jí)，所以應(yīng)該選擇多腔模 具，故本設(shè)計(jì)選擇一模四腔進(jìn)行加工制件。 3.1.2 分型面的確定分型面的確定 模具上用于取出塑件和（或）澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面統(tǒng)稱(chēng)為分型面。 分型面選擇是否合理對(duì)于塑件質(zhì)量、模具制造與使用性能均有很多影響，它決 定了模具的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，是模具設(shè)計(jì)工作中的重要環(huán)節(jié)。模具設(shè)計(jì)

47、時(shí)應(yīng)根據(jù)制品 的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度、澆注系統(tǒng)形式、推出形式、排氣形式及制造工藝等多 種因素，全面考慮，合理選擇。 分型面的選擇原則: （1）分型面位于塑件斷面尺寸最大處,保證塑件可正常取出； （2）開(kāi)模時(shí)盡量使塑件留在動(dòng)模； （3）分型面距離澆口最遠(yuǎn)，有利于排氣； （4）不會(huì)在光滑的外表面留下痕跡。 本設(shè)計(jì)采用點(diǎn)澆口，應(yīng)該采取二次分型。 3.1.3 型腔的配置型腔的配置 型腔的配置決定了模具結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計(jì)。一但型腔布置完成，澆注系統(tǒng)走 向和類(lèi)型便確定。冷卻系統(tǒng)和脫模機(jī)構(gòu)在配置型腔時(shí)也必須統(tǒng)籌考慮。若冷卻 通道布置與推桿孔、螺孔發(fā)生沖突時(shí)要在型腔配置中進(jìn)行協(xié)調(diào)。當(dāng)型腔、澆注 系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、

48、脫模機(jī)構(gòu)的初步位置確定后，模板的外行尺寸也基本確定。 多型腔在模具上通常采用圓形排列、H 形排列、直線(xiàn)形排列以及復(fù)合排列 等，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)： （1）盡可能采用平衡式排列，以便構(gòu)成平衡式澆注系統(tǒng)，確保塑件質(zhì)量 的均一穩(wěn)定。 （2）型腔布置和澆口開(kāi)設(shè)部位應(yīng)力求對(duì)稱(chēng)，以便防止模具承受偏載而產(chǎn) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 18 - 生溢料現(xiàn)象，如圖 3-1（b）的布局就比 3-1（a）的布局合理。 （3）盡量使型腔排列得緊湊一些，以便減小模具的外形尺寸。如圖 3-2 所示，圖（b）的布局優(yōu)于圖（a）布局，因?yàn)閳D（b）的模板

49、總面積小，可節(jié) 省鋼材，減輕模具質(zhì)量。 （a） （b） 圖 3-1 型腔的配置力求對(duì)稱(chēng) （a） （b） 圖 3-2 型腔的配置力求對(duì)稱(chēng) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 19 - 3.2 注射機(jī)的選用注射機(jī)的選用 3.2.1 類(lèi)型選擇類(lèi)型選擇 1956年制造出世界上第一臺(tái)往復(fù)螺桿式注塑機(jī),這是注塑成型工藝技術(shù)的 一大突破,目前注塑機(jī)加工的塑料量是塑料產(chǎn)量的30%;注塑機(jī)的產(chǎn)量占整個(gè)塑 料機(jī)械產(chǎn)量的50%.成為塑料成型設(shè)備制造業(yè)中增長(zhǎng)最快,產(chǎn)量最多的機(jī)種之一。 根據(jù)塑料注射成型過(guò)程,一般可將注射機(jī)分為以下幾個(gè)部分： （1）注射裝置；

50、 （2）合模裝置； （3）液壓傳動(dòng)和電器控制。 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展,注射機(jī)控制系統(tǒng)升級(jí)換代很快。微型計(jì)算 機(jī)控制的注射機(jī)已較常見(jiàn)。其控制系統(tǒng)由CPU、存儲(chǔ)器、顯示器等組成，并有 初始化和調(diào)試、注射和模具動(dòng)作、壓力和速度控制、數(shù)字PID調(diào)節(jié)、油路和診 斷等功能軟件。 注塑機(jī)的分類(lèi)方式很多,目前尚未形成完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分類(lèi)方法。常用的 說(shuō)法有: 按設(shè)備外形特征分類(lèi):臥式,立式,直角式,多工位注塑機(jī)； 按加工能力分類(lèi):超小型,小型,中型,大型和超大型注塑機(jī)。 其中臥式注射機(jī)是注射機(jī)中最普通、最主要的形式。臥式注射機(jī)的注射裝置和 定模板在設(shè)備的一側(cè)，而鎖模裝置、動(dòng)模板、推出機(jī)構(gòu)均設(shè)置在另一側(cè)。臥

51、式 注射機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體較矮，容易操作加料，制件推出后能自動(dòng)落下，便于 實(shí)線(xiàn)自動(dòng)化操作，缺點(diǎn)是設(shè)備占地面積大，模具安裝比較麻煩。其結(jié)構(gòu)如圖3- 3所示。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 20 - 圖3-1 臥式注射機(jī)外形 1-鎖模液壓缸；2-鎖模機(jī)構(gòu)；3-動(dòng)模板；4-推桿；5-定模板 6-控制臺(tái)；7-料筒及加熱器；8-料斗；9-定量供料裝置；10-注射缸 3.2.2 注塑機(jī)基本參數(shù)注塑機(jī)基本參數(shù) 注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱(chēng)注射量,注射壓力,注射速度,塑化能力,鎖模力, 合模裝置的基本尺寸,開(kāi)合模速度,空循環(huán)時(shí)間等.這些參數(shù)是設(shè)計(jì),

52、制造,購(gòu)買(mǎi) 和使用注塑機(jī)的主要依據(jù)。 （1）公稱(chēng)注塑量 指在對(duì)空注射的情況下,注射螺桿或柱塞做一次最大注 射行程時(shí),注射裝置所能達(dá)到的最大注射量,反映了注塑機(jī)的加工能力。 （2）注射壓力 為了克服熔料流經(jīng)噴嘴,澆道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力,螺桿 (或柱塞)對(duì)熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱(chēng)為注射壓力。 （3）注射速率 為了使熔料及時(shí)充滿(mǎn)型腔,除了必須有足夠的注射壓力外,熔 料還必須有一定的流動(dòng)速率,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注射速 度。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 21 - 常用的注射速率如表3-4所示。 表3-

53、4 注射量與注射時(shí)間的關(guān)系 注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000 3 注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000 注射時(shí)間/S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5 （4）塑化能力 單位時(shí)間內(nèi)所能塑化的物料量.塑化能力應(yīng)與注塑機(jī)的整 個(gè)成型周期配合協(xié)調(diào),若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時(shí)間長(zhǎng),則不能發(fā)揮塑化裝 置的能力,反之則會(huì)加長(zhǎng)成型周期。 （5）鎖模力 注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力,在此力的 作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開(kāi)。 （6）合模裝置的基本尺寸 包括模板尺

54、寸,拉桿空間,模板間最大開(kāi)距,動(dòng) 模板的行程,模具最大厚度與最小厚度等.這些參數(shù)規(guī)定了機(jī)器加工制件所使用 的模具尺寸范圍。 （7）開(kāi)合模速度 為使模具閉合時(shí)平穩(wěn),以及開(kāi)模,推出制件時(shí)不使塑料 制件損壞,要求模板在整個(gè)行程中的速度要合理,即合模時(shí)從快到慢,開(kāi)模時(shí)由 慢到快在到停。 （8）空循環(huán)時(shí)間 在沒(méi)有塑化,注射保壓,冷卻,取出制件等動(dòng)作的情況下,完 成一次循環(huán)所需的時(shí)間。 3.2.3 塑件的的參數(shù)計(jì)算塑件的的參數(shù)計(jì)算 由以上可知塑件的參數(shù)如下： 體積為 V=7.2258348cm；ABS 的密度為 1.05g/cm；塑件質(zhì)量為 m=7.5871265g；塑件總質(zhì)量為 V總=47.587126

55、530.348506g。 （1）容量計(jì)算 在一個(gè)注射成形周期內(nèi)，注塑模內(nèi)所需的塑料總?cè)莘e應(yīng)為模具型腔總?cè)?積與模具澆注系統(tǒng)的容積之和，計(jì)算公式如下： VnVi+Vj (32) 式中 n模腔的數(shù)量； Vi單個(gè)模腔的容積（或單個(gè)制品的體積） ； Vj澆注系統(tǒng)和飛邊所需的塑料體積； V一次注射所需塑料總體積。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 22 - 選擇注射機(jī)時(shí)，必須保證 V 小于注塑機(jī)理論注射容積（Vmax）。通常情況 下，按下式校核： V0.8 Vmax （33） 將相關(guān)參數(shù)代入式（3-3） ，經(jīng)計(jì)算得出： V47.225834

56、85 33.9033392cm3 Vmax=V0.842.38 cm3 （2）鎖模力計(jì)算 P鎖0.1n Pcp A （34） 式中 P鎖注射機(jī)最大鎖模力（kN） ； n型腔個(gè)數(shù)； Pcp模具成型時(shí)模腔的平均壓力（Mpa） 。 對(duì)于易成型制品（PE、PP、PS） ，Pcp2025Mpa； 對(duì)于薄壁容器，框架類(lèi)制品，Pcp30Mpa； 對(duì)于 ABS、PMMA、PC 等高粘度、高精度制品，Pcp35Mpa； 對(duì)于高精度機(jī)器零件，Pcp4045Mpa； A塑件在開(kāi)模方向的最大投影面積（cm2） 。 將相關(guān)參數(shù)代入式（3-4） ，經(jīng)計(jì)算得出： P鎖 0.1n Pcp A 0.143515.08 211.

57、12kN （3）模板尺寸及拉桿間距 如圖 32 所示，模板尺寸(AB)或拉桿間距(A0B0)均表示模具安裝面積 的主要參數(shù)。模板面積大約是機(jī)器最大成形面積的 410 倍。由圖 412 可知： AD2b2d2122 （35） A0D2b21 （36） 式中 D 由機(jī)器最大成型面積計(jì)算出的直徑； b 由模具強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)決定的余量； d 拉桿導(dǎo)向部分直徑； 1 拉桿內(nèi)側(cè)余量，中小型注射機(jī)一般應(yīng)大于 5mm，大型機(jī)應(yīng)大于 10mm； 2 拉桿外側(cè)余量。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 23 - 圖 32 模具與模板尺寸關(guān)系 結(jié)合上面的計(jì)算

58、，初步確定注塑機(jī)為 SZ100/630，主要技術(shù)參數(shù)如下： 注射機(jī)SZ100/630技術(shù)參數(shù)： 型號(hào)：SZ100/630 結(jié)構(gòu)型式：臥 理論注射容量/(cm) ：75 3 螺桿(柱塞)直徑/mm：30 注射壓力/MPa：224 注射速率/(g/s)：60 塑化能力/（g/s）：7.3 螺桿轉(zhuǎn)速/（r/min）：14200 鎖模力/kN：630 拉桿內(nèi)間距/mm：370320 移模行程/mm：270 最大模具厚度/mm：300 最小模具厚度/mm：150 模具型式：雙曲肘 模具定位孔直徑/mm： 125 2 1 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

59、（論文） - 24 - 噴嘴球半徑/mm：SR15 3.3 模架的確定模架的確定 3.3.1 標(biāo)準(zhǔn)模架簡(jiǎn)介標(biāo)準(zhǔn)模架簡(jiǎn)介 如今標(biāo)準(zhǔn)模架已被模具行業(yè)普遍采用。我國(guó)于 1990 年頒布并實(shí)施 GB/T12556.2-1990塑料注射模中小型模架技術(shù)條件和 GB/T12556.2-1990 塑料注射模大型模架技術(shù)條件兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 3.3.2 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 圖 3-4 模架 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 25 - 中小型標(biāo)準(zhǔn)模加的模板尺寸 BL500mm900mm,而大型模架的模板尺寸 BL 為 630630mm125

60、0mm2000mm。 按結(jié)構(gòu)特征可分為基本型和派生型。 （1）基本型可分為 A1A4 四個(gè)品種。 A1 型模架定模采用兩塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，設(shè)置推桿推出機(jī)構(gòu)， 適用于單分型面注射成形模具。 A2 型模具定模和動(dòng)模均采用兩塊模板，設(shè)置推桿推出機(jī)構(gòu)。適用于直接 澆口，采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯的注射成形模具。 A3 型模架定模采用兩塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，設(shè)置推件板推出機(jī)構(gòu)。 適用于薄壁殼體類(lèi)塑料制品的成形以及脫模力大、制品表面不允許留有推出痕 跡的注射成形模具。 A4 型模架均采用兩塊模板，設(shè)置推件板推出機(jī)構(gòu)，適用范圍與 A3 型基本 相同。 （2）派生型分為 P1P9 九個(gè)品種。 P1P4 型模

61、架由基本型模架 A1A4 型對(duì)應(yīng)派生而成。結(jié)構(gòu)型式的差別在 于去掉了 A1A4 型定模座板上的固定螺釘，使定模一側(cè)增加了一個(gè)分型面， 成為雙分型面成形模具，多用于點(diǎn)澆口。其他特點(diǎn)和用途同 A1A4。 P5 型模架的動(dòng)、定模各由一塊模板組合而成。主要適用于直接澆口簡(jiǎn)單 整體型腔結(jié)構(gòu)的注射成形模具。 在 P6P9 型模架中，P6 與 P7、P8 與 P9 是相互對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)。P7 和 P9 相 對(duì)于 P6 和 P8 只是去掉了定模座板上的固定螺釘。P6P9 型模架均適用于復(fù)雜 結(jié)構(gòu)的注射成形模，如定距分型自動(dòng)脫落澆口的注射模等。 按導(dǎo)柱和導(dǎo)套的安裝形式可分為正裝(代號(hào)取 Z)和反裝(代號(hào)取 F)兩種

62、。 本設(shè)計(jì)選用的為 A4 型 315mm315mm 正裝的小型模架如圖 3-4 所示。 模架總高度 L: L=30+33+8+15+15+33+33+20+25+352020+30+15=332mm。 故模架總高度為 332mm。 3.4 成型零部件的工作尺寸計(jì)算成型零部件的工作尺寸計(jì)算 3.4.1 工作尺寸分類(lèi)和規(guī)定工作尺寸分類(lèi)和規(guī)定 對(duì)制品和成形零件尺寸所做的規(guī)定為： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 26 - （1）制品的外形尺寸采用單向正偏差，名義尺寸為最大值；與制品外形 尺寸相對(duì)應(yīng)的凹模尺寸采用單向正偏差，名義尺寸為最大

63、值。 （2）制品的內(nèi)形尺寸采用單向正偏差，名義尺寸為最小值；與制品內(nèi)形 尺寸相對(duì)應(yīng)的型芯尺寸采用單向負(fù)偏差，名義尺寸為最大值。 （3）制品和模具上的中心距尺寸均采用雙向等值正、負(fù)偏差，它們的基 本尺寸均為平均值。 塑料制品尺寸公差的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為 GB/T144861993。但目前大多數(shù)企業(yè)仍 在應(yīng)用原電子工業(yè)部的標(biāo)準(zhǔn) SJ1372。模具成形零件精度等級(jí)及公差應(yīng)與制品的 尺寸公差相對(duì)應(yīng)，見(jiàn)表 3-1。 表 3-1 注塑成形零件的標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值（摘自 GB/T1800.31998） （m） 公差等級(jí)基本尺寸/mm 大于 至 IT6IT7IT8IT9IT10IT11 3 61014254060 3 68

64、1218304875 6 1091522365890 10 181118274370110 18 301321335284130 30 5016253962100160 50 8019304674120190 80 12022355487140220 3.4.2 影響制品尺寸誤差的因素影響制品尺寸誤差的因素 （1）成型零部件的制造誤差 成型零部件的制造誤差包括成型零部件的加工誤差和安裝、配合誤差兩個(gè) 方面，設(shè)計(jì)時(shí)一般應(yīng)將成型零件的制造公差控制在塑件相應(yīng)公差的 1/3 左右， 通常取 IT6IT9 級(jí)。 （2）成型零部件的磨損 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 27 - 造成成型零部件磨損的主要原因是塑料熔體在型腔中的流動(dòng)以及脫模時(shí)塑 件與型腔的摩擦，而以后者造成的磨損為主。因此，為簡(jiǎn)化計(jì)算，一般只考慮 與塑件脫模方向表面的磨損，而對(duì)于垂直于脫模方向的表面的磨損則予以忽略。 磨損量值的大小與成型塑件的材料、成型零部件的磨損性及生產(chǎn)綱領(lǐng)有關(guān)。對(duì) 含有玻璃纖維和石英粉等填料的塑件、型腔表面耐磨性差的零部件應(yīng)取大值。 因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)塑料材料、成型部件材料、熱處理及型腔表面狀態(tài)和模具 要求的使用期限確定最大磨損量，對(duì)中、小型塑件該值一般取 1/6 塑件公差， 大型塑件則取小于 1/6 塑件公差