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1、目录序言3一、 模具工业的概况3二、 我国模具工业技术概况及其主要发展方向3三、 塑件的工艺分析41 零件图42 ABS材料分析53 塑料成型工艺性能分析54 塑件的工艺性分析6a. 塑件的表面质量分析6b. 塑件的结构工艺性能分析6四、 模具设计61. 模具加工精度的确定62. 浇注系统设计6a 浇注系统的设计原则6b 主流道的设计7c 分流道的设计8d 浇口形成83. 模具结构分析9a. 标准模架的选择9b. 开模行程的校核9c. 模具闭合高度校核9d. 模板尺寸的校核9e. 喷嘴尺寸校核94. 成型零部件设计9a. 型腔分型面设计10b. 排气槽的设计11c. 成型零件设计计算115.
2、脱模机构设计和脱模力的计算126. 复位机构与导向机构设计127. 塑模温控系统设计13五、 注射机的选择141. 注射量确定142. 锁模力确定143. 成型压力15六、总结16参考文献16序 言本设计主要是对遥控器外壳注射模各方面设计，是根据本人所学知识和经查找各方资料所全力完成好的，它对本套塑料注射模进行了多方面的分析，包括塑件材料和结构工艺性分析、塑件成型工艺方案的拟订，以及相关的设计计算等等。本设计主要分为三部分：一、模具工业的概况 在讨论注塑模设计之前，先要对国内外的塑料模具工业的状况、塑料模具工业的发展方向有一个较清晰的了解，这也就使我们对本课题的意义有所了解。首先要对模具有一个
3、整体的认识。模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺装备之一。作为工业基础，模具的质量、精度、寿命对其他工业的发展起着十分重要的作用，在国际上被称为“工业之母”，对国民经济发展起着不容质疑的作用。 模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业” ；美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”；德国则认为是所有工业中的“关键工业” ；日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力” ，同时也是“整个工业发展的秘密”，是“进入富裕社会的原动力” 。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%
4、，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。 塑料模具工业是随塑料工业的发展而发展的。塑料工业是一门新兴工业。自塑料问世后的几十年以来，由于其原料丰富、制作方便和成本低廉，塑料工业发展很快，它在某些方面己取代了多种有色金属、黑色金属、水泥、橡胶、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成为各个工业部门不可缺少的材料。 目前在国民经济的各个部门中都广泛地使用着各式各样的塑料制品。特别是在办公设备、照相机、汽车、仪器仪表、机械制造、交通、电信、轻工、建筑业产品、日用品以及家用电器行业中的电视机、收录机、洗衣机、电冰箱和手表的壳体等零件，都已经向塑料化方向发展。目前，世界的塑料产量已超过有色金
5、属产量的总和。塑料模具就是利用特定形状去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工艺基础装备。用塑料模具生产的主要优点是制造简便、材料利用高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。塑料模具的现代设计与制造和现代塑料工业的发展有极密切的关系。随着塑料工业的飞速发展，塑料模具工业也随之迅速发展。二、我国模具工业技术概况及其主要发展方向在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。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
6、较大提高。 我国模具工业起步晚，底子薄，与工业发达国家相比有很大的差距，但在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速。目前我国模具年生产总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平在总体上要比工业发达国家落后许多。 纵观发达国家对模具工业的认识与重视，我们感受到制造理念陈旧则是我国模具工业发展滞后的直接原因。模具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益和新产品开发能力，它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。因此，模具是国家重点鼓励与支持发展的技术和产品，现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分，是国民经济的装备产业，其技术、资金与劳动相对密集。提高模
7、具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准件是模具基础，其大量应用可缩短模具设计制造周期，同时也显著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具质量。 在科技发展中，人是第一因素，因此我们要特别注重对知识的更新与学习，实现产、学、研相结合，培养更多的模具人才，搞好技术创新，提高模具设计制造水平。在教学中积极采用多媒体与虚拟现实技术，逐步走向网络化、智能化环境，实现模具企业的敏捷制造、动态联盟与系统集成。我国模具工业是一个完全信息化的、充满着朝气和希望而又实实在在的新时代即将到来。在信息社会和经济全球化不断发展的进程中，模具行业发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方面发展
8、，技术含量不断提高，模具生产向着信息化、数字化、无图化、精细化、自动化方面发展；模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。 三、塑件的工艺分析1.零件图 图1零件图2ABS材料分析ABS是一种新型工程塑料。具有优良的性能（坚固、坚韧、坚硬），且价格便宜原料易得，是目前产量最大、应用最广的一种工程塑料。缺点：耐热性不高，耐低温性不好，且不耐燃，耐气候性不好，尤其是耐紫外线性能不好。ABS材料是丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物。这三种组分各自的特性，使ABS具有良好综合力学性能。丙烯晴使ABS有良好的耐化学腐蚀及表面 硬 度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工
9、性和染色性。ABS属于热塑性塑料，外观为粒状或粉状,呈微黄色,不透明但成型的塑件具有较好的光泽。ABS无毒，无味。密度1.021.05g/cm3成型温度范围（180-240）,成型时有较好的流动性。ABS材料具有较高的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降(抗寒性)；有良好的的机械强度和一定的耐磨性，耐油性，化学稳定性和电气性能。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工，且易着色。ABS几乎不受酸、碱、盐、及水和无机化盐的影响，溶于酮、醛、酯、氯代烃中，不溶于大部份醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS塑料表面不可接触受冰醋酸，植物油等化学药品，否则会引起应力开裂。此外，ABS的缺点
10、是耐热性不高，低介电强度，低拉伸率，热变形温度为93，脆化温度为-27,使用的温度范围为-40100，而且ABS的耐气候性也差，紫外线作用下容易氧化降解，从而会导致制件变硬发脆。3.塑料成型工艺性能分析塑料成型工艺特性是塑料在成型加工过程中所表现出来的特有性质，下面，对注塑材料ABS工艺特性进行分析： a.收缩性 塑料从温度较高的模具中取出冷却到室温后，其尺寸或体积会发生收缩变化，这种性质称为收缩性。收缩性的的大小以单位长度塑件收缩量的百分数来表示，称为收缩率。一般对于大型模具的收缩率计算，我们采用实际收缩率进行计算：SS=a-b/b100% （SS:实际收缩率；a:模具或塑件在成型温度时的尺
11、寸；b：塑件在室温时的尺寸；c：模具在室温时的尺寸） 对我所设计的零件属于小型的模具，所以采用SJ=c-b/b%（Sj：为计算收缩率） 由于本次毕业设条件的原因，没有办法自己去测量出：c b 值。于是我们通过查找资料塑料成型工艺与模具设计附录B 常用塑料的收缩率，可得：ABS塑料成型收缩率为：0.003-0.008，由于塑件的结构，模具的结构，成型工艺条件等都会影响塑料的收缩率变化。我们取一个相对平均值：0.005。 b.流动性 塑料在一定的温度、压力作用充填模具开腔的能力，称为塑料的流动性。塑料的流动性差，就不容易充满开腔，易产生缺料或熔接痕等缺陷。但流动性太好，又会在成型时主生严重的飞边。
12、ABS材料属于热塑性塑料，分子成线型，具有良好的流动性。其次：料温，压力，模具结构都会影响塑料的流动及充模能力。 c.吸湿性 吸湿性是指塑料对水分的亲疏程度。按吸湿或粘附水分能力的大小分类，ABS塑料属于吸湿性塑料，吸水率为:0.05%-0.5%。在注塑成型过程中比较容易发生水降解，成型后塑件上出现气泡，银丝与斑纹等缺陷。因此，在成型前必须进行干燥处理。一般干燥温度取80-90，干燥时间为两小时。 d.热敏感性 塑料的化学性质对热量的敏感程度称为热敏性。热敏性塑料在成型过程中很容易在不太高的温度下发生热分解、热降解，从而影响到塑件的性能，色泽和表面质量等，另处，塑料熔体发生热分解或热降解时，会
13、释放出一些挥发性气体，这些气体一般具有腐蚀性，或有毒，不管是对人，还是模具都会造成一定的影响。ABS塑料成型温度为210-250，经查中国人力资源专家网提供的材料编经验值得，到达260变色，于料温达到280时，塑料出现分解。于是注塑成型是，一般取210-250。 综上所述：ABS收缩比较大，成型收缩后，对型芯具有比较大的包裹力，为方便塑件顺利脱模，应将脱模斜度设计为较大值：型腔40140型芯30ABS溶融时具有良好的流动性；较低的热敏性；属于吸湿性塑料。于是在成型是需要控制好，成型温度，压力，注射前的干燥处理等。4.塑件的工艺性分析a.塑件的表面质量分析该塑件要求外行美观，外表面要求非常光滑，
14、没有斑点及熔接痕现象，内表面相对光滑点，内、外表面粗糙度分别可取Ra0.4m、Ra0.2m。塑件制品内、外表面成型后方不可见边缘有缺陷，边缘面要求平整。b.塑件的结构工艺性能分析1塑件的形状较为复杂，中间有个很小深度的沉积面，在最外面使用了小圆弧过渡，四条棱也分别使用了圆弧过渡，后面进行了抽孔，另外在上表面打了很多有规率一样大小的圆孔。2塑件整体结构较为小，平均壁厚为1.0mm，超过ABS塑料的最小成型壁厚。可注塑成型。四、模具设计1模具加工精度的确定本次设计的遥控器是日常用品，其外壳要能承受磨损。对于制件的外观要求合表面精度等级要求比较高。现初定制品精度等级为4级。经分析，现确认模具的制造加
15、工精度为IT7级，而型芯和型腔的加工精度均为IT6，型腔采用机械粗加工后电火花精加工，其它采用机械加工。2. 浇注系统设计浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。浇注系统设计好坏对制品性能、外观和成型难易程度影响颇大。a.浇注系统的设计原则：1) 结合型腔的布置考虑，尽可能采用平衡式分流道布置。2) 尽量缩短熔体的流程，以便降低压力损失，缩短充模时间。3) 浇口尺寸位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体的流动、避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动，并有利于排气。4) 避免高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移的产生。5) 浇注系统凝料脱出应方便可靠，凝料应易于和制品
16、分离或易于切除和修整。6) 熔接痕部位与浇口尺寸、数量及位置有直接关系，设计浇注系统时要预先考虑到熔接痕的部位、形态以及以制品质量的影响。7) 尽量减小因开设浇注系统而造成的塑料用量。8) 浇注系统的模具工作表面应达到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中浇注口应有IT7以上的精度要求。9) 设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施。10) 尽可能使主流道中心与模板中心重合。若无法重合也应使两者的距离尽量缩小。主流道衬套选择标准件：图2上壳主流道套b.流道的设计：为了使凝料顺利拔出，主流道的小端直径D应大于注射机的喷嘴直径d，通常为： D=d+(0.31)mm D=4+0.5=4.5mm主流道入口的凹坑
17、球面半径R2也应该大于注射机喷嘴球面头半径R1，通常为：R2=R1+（12）mmR2=16+2=18mm主流道半锥角通常为26，过大会产生湍流或涡流产生空气，过小使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大。主流道内壁表面粗糙度应在Ra0.8um以下，抛光时沿轴而进行。主流道的长度L一般按模板厚度确定。为了减少熔体充模时的压力损失，应尽可能缩短主流道的长度，L一般控制在60mm以内。c.分流道的设计：分流道是指主流道与浇口之间的通道。其作用是使熔融塑料过渡和转向。由于圆截面加工困难。本次设计上壳采用半圆形断面分流道。根据以上原则和零件的实际情况，决定选用双点浇口形式，这种浇口适用于成型壳、盒
18、、罩和容器等制品，是应用广泛的浇口形式。它的优点为：由于浇口小，熔体通过点浇口时流速增大，前后压差大，提高了充模的速度，从而可获得外表清晰，有光泽的制品；熔体流过点浇口时由于摩擦阻力使部分能量转变为热量，使熔体温度略升高，粘度下降，改善了流动性，这对薄壁制品是有利的；其缺点：浇口尺寸小，充模阻力大，对熔体粘度较高的塑料会产生充填不满的缺陷；为了取出点浇口式浇注系统凝料，要增加一个分型面，模具具有两个分型面的三板式结构，结构比较复杂。d.浇口的形成选择浇口形式应该遵循以下原则：1) 尽可能采用平衡式设置；2) 型腔排列进料均衡；3) 型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象
19、；4) 确保耗料量小；5) 不影响塑件外观。根据以上原则和零件的实际情况，为了使从主流道来的熔融塑料能均衡地以最短的流程到达各浇口并同时充满各型腔，本设计上壳采用非平衡式的分流道布置形式，下壳决定选用针点浇口进胶，这种浇口适用于成型壳、盒、罩和容器等制品，是应用广泛的手机成型的浇口形式。它的优点为：由于浇口小，熔体通过点浇口时流速增大，前后压差大，提高了充模的速度，从而可获得外表清晰，有光泽的制品；熔体流过点浇口时由于摩擦阻力使部分能量转变为热量，使熔体温度略升高，粘度下降，改善了流动性，这对薄壁制品是有利的；其缺点：浇口尺寸小，充模阻力大，对熔体粘度较高的塑料会产生充填不满的缺陷；为了取出点
20、浇口式浇注系统凝料，要增加一个分型面，模具具有两个分型面的三板式结构，结构比较复杂。图3上壳主流道，分流道，及浇口的设计3. 模具结构分析a.标准模架的选择上壳选用的模架尺寸：表1上壳模架尺寸单位: mm模板宽度250模板长度300动模板厚度80座板宽度250座板厚度35定模板厚度60垫块宽度48垫块厚度80推板厚度20推板宽度150推杆固定板厚度15导柱直径25导套直径35复位杆直径15沉头螺钉10-M14b.开模行程的校核 开模行程H1+H2+510其中：H1脱模距离（顶出距离）；H2制作高度包括浇注系统在内。XS-ZY-125注射机的模板行程300mm，合格。c.模具闭合高度校核根据注射
21、机的参数，Hmax 450mm Hmin 200mm 而根据所选标准模架组合尺寸所得，对于遥控器上壳而言：H=35+80+80+60+15=270mm H根据节根据V、S及塑件的尺寸选择卧式注射机，其型号为XS-Z-500，主要参数如下： 表2 XS-ZY-125注射机参数螺杆直径/mm65注射容量/cm3 500注射压力/MPa104锁模力/kN3500最大注射面积cm2 1000模具厚度/mm最大450最小200模板行程/mm700喷嘴球半径/mm18孔直径/mm7.5定位孔直径/mm顶出孔径/mm24.5孔距/mm530六、总结模具设计是一门综合性很强的技术，设计的好坏，关系到制造好模具
22、质量的成功与否，所以要搞好一套模具必须要尽心尽力的完成好它。经过一个学期的学习，我学到了很多知识，未完成本次设计打下了坚实基础，不过还有好多不尽人意的地方还需要学习和改善。本遥控器外壳注射模具设计采用了反浇口浇注系统，保证了遥控器外壳的光洁度。它通过上模型芯和下模型芯成型，成型后留在下模型芯，再通过顶料杆顶出，从而完成好本零件的制作。分型面的选择是模具制造更加简便，同时也保证了外观的美观。本设计是一模一腔设计，相对较简单，适合于中小批量生产在模具结构比较复杂容易磨损的地方，利用高性能的模具材料采用镶嵌式的结构，提高模具寿命的同时，降低模具加工难度。设计当中，运用了PRO/E，塑料顾问专家等模具辅助设计软件对塑件进行三维造型、交口位置的选择、注模分析、接痕缩痕分析、气泡分析、冷却系统设计的分析。提前解决了许多生产方面出现的问题，提高了模具一次试模成功率。参考文献1. 林清安.PRO/Engineer Wildfire 模具设计. 清华大学出版社.20042. 朱光力 万金宝.塑料模具设计.清华大学出版社.20033. 魏万壁 丁闻.实用注塑成型设计手册.化学工业出版社.20004. 张孝明.塑料模具设计.机械工业出版社.19985. 成大先.机械设计手册第三版.化学工业出版社.2002
