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畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
I、畢業(yè)設(shè)計(論文)題目：
牙簽瓶旋蓋注射模具設(shè)計
II、畢 業(yè)設(shè)計(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計技術(shù)要求：
1. 塑件產(chǎn)品零件圖一張。
2．根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點合理設(shè)計模具結(jié)構(gòu)。
3．CAD繪圖完成零件裝配圖。
III、畢 業(yè)設(shè)計(論文)工作內(nèi)容：
1．了解產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點選定產(chǎn)品材料繪制產(chǎn)品零件圖。3月1日－3月23日
2．根據(jù)產(chǎn)品特點確定模具結(jié)構(gòu)方案，選定模具結(jié)構(gòu)。3月24日－4月10日
3．按要求用CAD軟件繪制零件圖和裝配圖。4月11日－5月25日
5．整理圖紙和畢業(yè)論文，打印裝訂。5月26日－6月10日
Ⅳ 、 主 要參考資料：
秦蕊《塑料模具設(shè)計》西北工業(yè)大學(xué)出版社,1988.12
《塑料模設(shè)計手冊》編寫組. 塑料模設(shè)計手冊（第三版）. 機(jī)械工業(yè)出版社，2002年8月
⑹.丁浩. 塑料工業(yè)實用手冊（下冊）. 化學(xué)工業(yè)出版社, 1996,3
⑺.王以華、李明堯、榮焯、陸鎮(zhèn)毅. 現(xiàn)代模塑成形手冊. 上海交通大學(xué)出版社, 1993,3
⒁.王孝培《塑料成型工藝及模具》機(jī)械工業(yè)出版社2000.6
⑴.秦蕊. 塑料模具設(shè)計. 西北工業(yè)大學(xué)出版社,1988.12
《塑料模設(shè)計手冊》編寫組. 塑料模設(shè)計手冊（第三版）. 機(jī)械工業(yè)出版社，2002年8月
⑹.丁浩. 塑料工業(yè)實用手冊（下冊）. 化學(xué)工業(yè)出版社, 1996,3
⑺.王以華、李明堯、榮焯、陸鎮(zhèn)毅. 現(xiàn)代模塑成形手冊. 上海交通大學(xué)出版社, 1993,3
⒁.王孝培《塑料成型工藝及模具》機(jī)械工業(yè)出版社2000.6
黃虹《塑料成型加工與模具》化學(xué)工業(yè)出版社2003.3
王孝培《塑料成型工藝及模具》機(jī)械工業(yè)出版社2000.6
徐佩弦《塑料制品與模具設(shè)計》北京中國輕工業(yè)出版社2001.7
黃銳《塑料工程手冊》北京機(jī)械工業(yè)出版社2000.4
航空工程系 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 0681053班
學(xué)生： 王卓斌
日期： 自2010 年 3 月 1 日至 2010 年 7 月 2 日
指導(dǎo)教師 高延峰
兼職教師或答疑教師(并指出所負(fù)責(zé)的部分)：
專業(yè)主任
附注:任務(wù)書應(yīng)該附在已完成的畢業(yè)設(shè)計說明書首頁。
學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明
本人聲明，所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立完成的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他學(xué)位申請的論文或成果。對本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。
作者簽名： 日期：
學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書
本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。
作者簽名： 日期：
導(dǎo)師簽名： 日期：
一、選題的依據(jù)及意義：
模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，被稱為"工業(yè)之母"。75%的粗加工工業(yè)產(chǎn)品零件、50%的精加工零件由模具成型，模具涉及機(jī)械、航空和航天、汽車等行業(yè)。同時，以高分子為代表的新興材料技術(shù)得到發(fā)展，這就促進(jìn)了塑料模的發(fā)展，其中以注塑模為代表。波音787用的復(fù)合材料達(dá)到50%，空客A350的復(fù)合材料預(yù)計達(dá)到52%。在波音787飛機(jī)中，塑料件得到了全面應(yīng)用，機(jī)身和機(jī)翼用增強(qiáng)塑料制成，機(jī)身和機(jī)翼采用高強(qiáng)度塑料和碳纖維，方向舵和尾翼用增強(qiáng)塑料制造。
隨著模具工業(yè)信息化的發(fā)展，美國UGS公司研制針對塑料注射模設(shè)計系統(tǒng)Mold?Wizard軟件。模具工業(yè)和數(shù)字化設(shè)計和制造代表了現(xiàn)代工程的發(fā)展方向。
我選這個與注塑模具相關(guān)的CAD/CAM的課題的目的就是努力適應(yīng)這種發(fā)展趨勢。希望通過這次的畢業(yè)設(shè)計機(jī)會能夠了解到與數(shù)字化的產(chǎn)品設(shè)計制造相關(guān)的理論知識和技能。
二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻(xiàn)綜述）：
2.1 國內(nèi)注塑模及其數(shù)字化發(fā)展的概況和趨勢
我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已即能生產(chǎn)大型模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具，還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，非淬火鋼模壽命可達(dá)10～30萬次，淬火鋼模達(dá)50～1000萬次。
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)新方面也取得進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用趨成熟。
在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平得到提高，引進(jìn)了大量的CAD/CAM系統(tǒng)，如UG NX、Pro/E和CADS5軟件等。但與發(fā)達(dá)國家相比，中國模具工業(yè)存在較大差距，特別在大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具技術(shù)上。國內(nèi)模具行業(yè)分為10大類、46小類。
按模具總量排名，中國緊隨日本、美國其后，位居世界第三。
（2）、我國塑料模具工業(yè)及其數(shù)字化的發(fā)展趨勢
為了適應(yīng)用戶對模具制造的短交貨期、高精度、低成本的迫切要求，模具必然會有如下發(fā)展趨勢：
A、提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計制造水平及比例。
B、在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。
C、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)。
D、開發(fā)塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具，以適應(yīng)多品種的生產(chǎn)方式。
E、提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。
F、應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)提高模具壽命和質(zhì)量。
G、研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測量儀等廉價的檢測設(shè)備或三坐標(biāo)掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。
2.2 國外注塑模及其數(shù)字化的概況和趨勢
（1）、國外注塑模及其數(shù)字化的發(fā)展概況
國外的注塑模具高速、精密、長壽命方向發(fā)展；同時為了滿足多品種、小批量、產(chǎn)品更新?lián)Q代快的需要，模具向著制造周期短、成本低的方向發(fā)展。國外模具制造行業(yè)的發(fā)展特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化,縮短設(shè)計周期及制造周期,降低生產(chǎn)成本。
世界各國的軟件開發(fā)商投入了巨大的人力和物力。已使用的有：NX-PDW、Mold?Wizard、Quick等。這些軟件的技術(shù)特點是能在統(tǒng)一的系統(tǒng)環(huán)境下，使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，完成特定模具的設(shè)計。
（2）、國外注塑模及其數(shù)字化的發(fā)展趨勢
國外的注塑模及其數(shù)字化設(shè)計制造的技術(shù)層次比我們高很多，他們的發(fā)展與我們不盡相同，其趨勢主要有：
A、標(biāo)準(zhǔn)化 CAD/CAM系統(tǒng)可建立標(biāo)準(zhǔn)零件數(shù)據(jù)庫和模具參數(shù)數(shù)據(jù)庫。
B、集成化技術(shù)：即信息集成、智能集成、串并行工作集成及人員集成。
C、智能化技術(shù)：實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期、生產(chǎn)過程、模具設(shè)備的智能化。
D、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用：其包括硬件與軟件的集成實現(xiàn),早已出現(xiàn)了通過Internet實現(xiàn)跨國界模具設(shè)計的成功例子。
E、多學(xué)科多功能綜合產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)：產(chǎn)品開發(fā)用到機(jī)械、電磁學(xué)、光學(xué)、控制理論等知識，要多目標(biāo)全性能的優(yōu)化,追求產(chǎn)品動靜態(tài)特性、精度、使用壽命、可靠性、制造成本與制造周期的最佳組合。
F、逆向工程技術(shù)的應(yīng)用：通過實物測量,利用測量數(shù)據(jù)進(jìn)行實物的CAD幾何模型的重新構(gòu)造,這過程是逆向工程，能夠縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。
G、快速成形技術(shù)：基于層制造原理,迅速制造出產(chǎn)品原型,尤其在具有復(fù)雜曲面形狀的產(chǎn)品制造中更能顯示其優(yōu)越性。
三、研究內(nèi)容及實驗方案：
3.1 畢業(yè)設(shè)計的研究內(nèi)容：
（1）、自行設(shè)計出一款牙簽瓶旋蓋CAD模型；
（2）、設(shè)計牙簽瓶旋蓋的注塑模具；
（3）、編制牙簽瓶旋蓋注塑模具的型腔和型芯的NC加工程序；
（4）、繪制牙簽瓶旋蓋的注塑模具凸凹模的工程圖和模具總裝配圖；
（5）、查閱資料，編寫畢業(yè)論文；
3.2 畢業(yè)設(shè)計的實驗方案：
牙簽瓶旋蓋及其模具設(shè)計的步驟：
（1）、參照“New Men”牙簽瓶旋蓋的實物，以人機(jī)工程學(xué)、注塑模具的制造和工藝性為原則，自行設(shè)計出一款牙簽瓶蓋。
（2）、牙簽瓶外殼產(chǎn)品開發(fā)過程中要全面貫徹數(shù)字化設(shè)計和制造的理論，進(jìn)行無紙化設(shè)計制造：
A、CAD建模過程中運(yùn)用UG NX 4.0軟件為基礎(chǔ)進(jìn)行數(shù)字化三維設(shè)計，完成牙簽瓶的建模；
B、模型設(shè)計完成后利用UG NX 4.0的Mold?Wizard模塊進(jìn)行牙簽瓶旋蓋模具的凸凹模型面設(shè)計，選擇材料和注塑機(jī)，進(jìn)行模架、定位環(huán)、推桿等模具標(biāo)準(zhǔn)件的加載和澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計。
C、牙簽瓶旋蓋的模具設(shè)計完成后利用Solid Edge軟件進(jìn)行數(shù)字預(yù)裝配。
D、利用UG NX 4.0軟件進(jìn)行牙簽瓶旋蓋上下模型芯和型腔的CAM編程，生成NC加工程序，并在計算機(jī)中模擬加工過程。如果可能，在數(shù)控機(jī)床上加工出牙簽瓶旋蓋模型芯和型腔的實物。
（3）、利用前面已建立的牙簽瓶模型和模具設(shè)計中加載和設(shè)計的數(shù)字模型生成工程圖數(shù)據(jù)，完成模具的總裝配圖，進(jìn)行工程圖的輸出和打印。
（4）、設(shè)計完成過程中，進(jìn)行畢業(yè)論文的編寫。
模具設(shè)計實驗所用到的軟件和工具：
UG NX 4.0、Solid Edge、AUTOCAD 2006等軟件和測量工具等。
四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度
4.1 通過牙簽瓶旋蓋的模具設(shè)計所要達(dá)到的目標(biāo)：
A、較深入的了解注塑模具的數(shù)字化設(shè)計和生產(chǎn)工程中的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢；
B、通過這次設(shè)計，深入學(xué)習(xí)UG NX 4.0（包括建模模塊、CAM模塊、工程圖模塊、Mold?Wizard（模塊）、Solid Edge（包括建模模塊、工程圖模塊）、AUTOCAD 2006等軟件的高級命令；
C、深入學(xué)習(xí)注塑模具設(shè)計和制造過程中所用的理論知識，掌握模具設(shè)計師應(yīng)該具備的知識。查閱資料，詢問老師，爭取使模具產(chǎn)品最優(yōu)化；
D、通過這次畢業(yè)設(shè)計，學(xué)會學(xué)習(xí)新知識和網(wǎng)上檢索信息的能力；
E、通過與老師、同學(xué)的溝通和交流，掌握團(tuán)隊合作的能力；
4.2 牙簽瓶旋蓋的模具畢業(yè)設(shè)計的主要特色：
結(jié)合現(xiàn)代制造業(yè)已成為主流的數(shù)字化技術(shù)，在純數(shù)字化技術(shù)支持下自行設(shè)計一款牙簽瓶旋蓋的注塑模具。設(shè)計過程中，用到UG NX 4.0、Solid Edge、AUTOCAD 2006等國際流行的機(jī)械專業(yè)軟件，進(jìn)行無紙化設(shè)計制造，以縮短研發(fā)周期，降低成本。
4.3 畢業(yè)設(shè)計(論文)工作內(nèi)容及完成時間：
1 搜集資料寫開題報告，英文翻譯。 2 周(3.20～4.02)
2 牙簽瓶旋蓋的三維建模。 2 周(4.03～4.30)
3 凸凹模型面設(shè)計。 2 周(5.01～5.28)
4 注塑模具系統(tǒng)設(shè)計。 2 周
5 生成牙簽瓶旋蓋零件的數(shù)控加工程序。 1 周
6 繪制圖紙，撰寫畢業(yè)論文。 4 周
五、參考文獻(xiàn)
[1]. 許鶴峰等.注塑模具設(shè)計要點與圖例. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1997
[2]. 王先逛.機(jī)械制造工藝學(xué). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1996
[3]. 賈潤禮等.實用注塑模具設(shè)計手冊. 北京：中國輕工業(yè)出版社,2000.4
[4]. 鄭貞平等.數(shù)控加工典型范例教程. 北京：電子工業(yè)出版社,2007.1
[5]. 陳為國.模具制造工藝學(xué). 南昌：南昌航空工業(yè)學(xué)院,1998
[6]. 何忠保等.典型零件模具圖冊. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2001.1
[7]. 吳裕農(nóng)等.模具制造工藝. 廣州：華南理工大學(xué)出版社,2005
[8]. 蔡蘭等.數(shù)控加工工藝. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2005
[9]. 丁玉蘭.人機(jī)工程學(xué). 北京：北京理工大學(xué)出版社,2005
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南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文
牙簽瓶旋蓋注塑模具設(shè)計
學(xué)生姓名：王卓斌 班級： 0681053
指導(dǎo)老師：高延峰
摘要：隨著時代的發(fā)展，塑料模具是當(dāng)代社會發(fā)展的技術(shù)產(chǎn)物。塑料成品用于電子儀表、汽車、家用電器、手表、娛樂設(shè)施等方面，由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，則人們的要求越來越高，也越來越挑剔，故各種產(chǎn)品的外觀和性能必須不斷地提升，模具也越做越精密。因此注塑模具的設(shè)計與制造是一項關(guān)鍵個技術(shù)。本論文是介紹牙簽瓶旋蓋注射模設(shè)計
本論文詳細(xì)介紹了這套模具設(shè)計的過程，了解模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、冷卻系統(tǒng)設(shè)計、脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計、排氣系統(tǒng)設(shè)計、，合模機(jī)構(gòu)設(shè)計，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計的流程。同時還介紹了注塑材料成型工藝和性能，以及注塑機(jī)的選用和對部分參數(shù)的校核。設(shè)計過程中運(yùn)用了點澆口的三板式模具，塑件在脫模的過程中通過一限位塊來限制定模板的行程，通過鑲塊型芯間的滑動來脫落塑件的內(nèi)螺紋。
關(guān)鍵詞：注塑模具 三板式 限位塊 鑲塊 內(nèi)螺紋
指導(dǎo)老師簽名：
i
南昌航空大學(xué)科技院學(xué)士學(xué)位論文
目錄
摘 要……………………………………………………………i
第1章 引言……………………………………………1
1.1塑料與塑料工業(yè)的發(fā)展……………………………………1
1.2中國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀……………………………1
1.3中國未來塑料模具將向大、精、長壽命發(fā)展……………4
1.4中國模具工業(yè)技術(shù)與國外的差距…………………………5
第2章 制品原料工藝性能的分析…………………… 9
2.1塑料的基本性能……………………………………………9
2.2塑料的用途…………………………………………………10
2.3工藝性能……………………………………………………11
2.4工藝參數(shù)……………………………………………………11
第3章 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計………………………………12
3.1模架的選用…………………………………………………12
3.2初步確定注射機(jī)型號及規(guī)格………………………………12
3.3定型腔數(shù)目…………………………………………………12
3.4分型面的選擇及型腔的合理排步…………………………13
3.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計……………………………………………14
3.6排氣系統(tǒng)的設(shè)計……………………………………………18
3.7頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計……………………………………………19
3.8復(fù)位裝置……………………………………………………20
3.9確定模具的冷卻系統(tǒng)………………………………………20
3.10成型零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計…………………………………… 22
3.11模具結(jié)構(gòu)尺寸的計算…………………………………… 25
3.12模具結(jié)構(gòu)的校核…………………………………………27
第4章 結(jié)論……………………………………………30
參考文獻(xiàn)…………………………………………………31
致謝………………………………………………………32
Toothpick bottle screw cap injection mold design
Student Name: Wang Zhuobin Class: 0681053
Instructor: Gao Yanfeng
Abstract:With the development, plastic mold technology is the product of contemporary social development.Plastic finished products for electronic devices, cars, home appliances, watches, entertainment facilities and so on, as economic De Fa Zhan, people's living standard of higher than it otherwise it's becoming more demanding, more and more critical, so a variety of productsappearance and performance must continue to enhance, mold is also growing in precision.Therefore, injection mold design and manufacturing is a key technical.This paper is to introduce the toothpick bottle screw cap injection mold
This paper introduces the set of mold design process, understanding of die structure design, the design of gating system, cooling system, ejection mechanism design, exhaust system design, clamping mechanism design, design process-oriented organization.Also introduced injection molding technology and performance, as well as the selection of injection molding machine and check some parameters.The design process using a three-point gate plate mold, plastic parts in the process of stripping limit by a fixed mold block to limit the travel of cores through the inserts to slide off between the internal thread of plastic parts.
Keywords: Injection mold 3 Plate Limit block Inserts Internal thread
Instructor Signature:
南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文
牙簽瓶旋蓋注射模具設(shè)計
1.1塑料與塑料工業(yè)的發(fā)展
1.1.1塑料工業(yè)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀
早在19世紀(jì)以前，人們就已經(jīng)利用瀝青、松香、琥珀、蟲膠等天然樹脂。1868年將天然纖維素硝化，用樟腦作增塑劑制成了世界上第一個塑料品種，稱為賽璐珞，從此開始了人類使用塑料的歷史。從此開始了人類使用塑料的歷史。1909年出現(xiàn)了第一種用人工合成的塑料-酚醛塑料。1920年又一種人工合成塑料-氨基塑料(苯胺甲醛塑料)誕生了。這兩種塑料當(dāng)時為推動電氣工業(yè)和儀器制造工業(yè)的發(fā)展起了積極作用。
到20世紀(jì)20、30年代，相繼出現(xiàn)了醇酸樹脂、聚氯乙烯、丙烯酸酯類、聚苯乙烯和聚酰胺等塑料。從40年代至今，隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展，石油資源的廣泛開發(fā)利用，塑料工業(yè)獲得迅速發(fā)展。品種上又出現(xiàn)了聚乙烯、聚丙烯、不飽和聚酯、氟塑料、環(huán)氧樹脂、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰亞胺等等。
1.1.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與技術(shù)進(jìn)步
塑料管材應(yīng)用領(lǐng)域含蓋了建筑、農(nóng)業(yè)、水利、通訊、市政和日常生產(chǎn)生活等各個方面，其生產(chǎn)和應(yīng)用及加工設(shè)備無疑是中國發(fā)展最快的產(chǎn)品之一。九十年代中期中國引進(jìn)了第一條鋁塑復(fù)合生產(chǎn)線，現(xiàn)國內(nèi)能夠提供鋁塑管材生產(chǎn)線的企業(yè)超過了50家，其關(guān)鍵技術(shù)如鋁管的焊接，鋁塑的復(fù)合等普遍得到了很好解決。同期內(nèi)，開發(fā)成功并形成批量生產(chǎn)的還包括無規(guī)共聚聚丙烯管、交聯(lián)聚乙烯管、塑料不銹鋼復(fù)合管、鋼塑復(fù)合管、大口徑雙壁波紋管和纏繞管等建筑管材加工設(shè)備。給水用／燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁≒E）管材機(jī)組開發(fā)也是近年來消化吸收先進(jìn)技術(shù)較快的一種產(chǎn)品。關(guān)鍵技術(shù)為：適用于加工中、高密度聚乙烯（MDPE，HDPE）的高速、高效的的單螺桿擠出機(jī)，具有混煉效果好、滯留時間短、不產(chǎn)生熔跡線和對精確的機(jī)頭及先進(jìn)的定型、冷卻、牽引、測厚和切割等配置。
我國具有全部知識產(chǎn)權(quán)的新產(chǎn)品新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。被國外科學(xué)家譽(yù)為“真正的發(fā)明”的電磁動態(tài)擠出機(jī)，經(jīng)過以華南理工大學(xué)瞿重平教授為首的研究人員和業(yè)內(nèi)廣大工程技術(shù)人員的堅持不懈的努力，在理論上得到進(jìn)一步完善。同時，在應(yīng)用中得到了穩(wěn)步擴(kuò)展，不僅成功的在注射、擠出和吹塑成型技術(shù)上得到應(yīng)用，在反應(yīng)擠出混煉設(shè)備上也通過了國家級的鑒定，批量投向市場。由電磁動態(tài)擠出機(jī)組成的PE，PP片材生產(chǎn)線，已基本上占了廣東省市場。廣東泓利機(jī)械有限公司黃步明總經(jīng)理經(jīng)過多年潛心研制成功的四缸直鎖注射機(jī)，在歐美日等八國家和地區(qū)注冊了發(fā)明專利。結(jié)束了我國如視聽光盤，儀器儀表等精密塑料件加工全部依賴進(jìn)口設(shè)備的狀態(tài)。日前已批量生產(chǎn)從300KN-10000KN各種規(guī)格的產(chǎn)品，產(chǎn)值達(dá)8000多萬元。北京化工大學(xué)江波教授和北京鳳記塑料機(jī)械有限責(zé)任公司先后研制了磨盤式混煉擠出機(jī)，物粒通過螺桿傳送，多級磨盤研磨，混合煉塑，同傳統(tǒng)混煉設(shè)備比較，提高了物粒細(xì)化，分散等混煉效果。擴(kuò)大了加工原料的適應(yīng)范圍，對于加工磁性，納米等復(fù)合塑料具有顯著的優(yōu)勢。北京建誠機(jī)械有限公司等研制成功的全鋼塑料異型材擠出機(jī)、機(jī)頭和窗框拼裝裝置，同時解決了復(fù)合、發(fā)泡、共擠、切割和焊接等關(guān)鍵成型技術(shù)，引起了國內(nèi)外同行的關(guān)注。近年研制成功，技術(shù)上有所突破的還有全電子注射機(jī)，無拉桿大型注射機(jī)，磁性注射機(jī)，木塑擠出生產(chǎn)線，超高分子量聚乙烯管材生產(chǎn)線等，其主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)大多數(shù)達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平。
1.2中國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺北極星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)10～30萬次，淬火鋼模達(dá)50～1000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距，具體數(shù)據(jù)見表一。 ?
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)新設(shè)計方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在29～34英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達(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)用水平上了一個新臺階，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EDS的UGⅡ、美國Parametric 。Technology公司的Pro/Emgineer、美國CV公司的CADS5、英國Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA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，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對成型過程，如充模和冷卻等進(jìn)行計算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動了我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/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發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價格較低等特點，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，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20、3Cr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度一般在30%以下，和國外先進(jìn)工業(yè)國家已達(dá)到70%-80%相比，仍有很大差距。據(jù)有關(guān)方面預(yù)測，模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具的發(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。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來進(jìn)口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材管接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟(jì)增長點，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡(luò)模的發(fā)展速度也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)機(jī)頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點政策的。
1.3中國未來塑料模具將向大、精、長壽命發(fā)展
目前，塑料模具在整個模具行業(yè)中約占30％左右。專家預(yù)測，在未來的模具市場中，塑料模具在模具總量中的比例將逐步提高，且發(fā)展速度將高于其他模具。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。 ?
?在今后我國塑料模具業(yè)主要發(fā)展方向上。首先要提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(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)用實大力推廣。為此，要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；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；要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種，提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計制造水平及比例。
其次要開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具，以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD／CAM／CAE技術(shù)。CAD／GAM技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具CAD／CAM技術(shù)的硬件與軟件價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)造了良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD／CAM／CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，將解決傳統(tǒng)混合型CAD／CAM系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題，CAD/CAM軟件的智能化程度也將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。
與此同時，還要加強(qiáng)研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程的研究。采用三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)掃描儀實現(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、廉價的檢測設(shè)備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。
?此外，應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量十分必要，要加快熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)的推廣應(yīng)用。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。而制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價廉高質(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，目前已在汽車和家電行業(yè)中逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且其常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計和控制的難度較大，因而，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。而為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。
1.4中國模具工業(yè)技術(shù)與國外的差距
雖然我國模具總量目前已達(dá)到相當(dāng)規(guī)模，模具水平也有很大提高，但設(shè)計制造水平總體上落后于德、美、日、法、意等工業(yè)發(fā)達(dá)國家許多。當(dāng)前存在的問題和差距主要表現(xiàn)在以下幾方面：?
⑴.總量供不應(yīng)求?
國內(nèi)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。?
⑵.企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)均不合理
我國模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間（分廠），自產(chǎn)自配比例高達(dá)60%左右，而國外模具超過70%屬商品模具。專業(yè)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?！?、“小而精”。國內(nèi)大型、精密、復(fù)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(jìn)出口之比為3.7﹕1，進(jìn)出口相抵后的凈進(jìn)口額達(dá)13.2億美元，為世界模具凈進(jìn)口量最大的國家。?
⑶.模具產(chǎn)品水平大大低于國際水平，生產(chǎn)周期卻高于國際水平
產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在模具的精度、型腔表面粗糙度、壽命及結(jié)構(gòu)等方面。
⑷.開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳
我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是15～20萬美元，有的高達(dá)25～30萬美元，與之相對的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。
造成上述差距的原因很多，除了歷史上模具作為產(chǎn)品長期未得到應(yīng)有的重視，以及多數(shù)國有企業(yè)機(jī)制不能適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)之外，還有下列幾個原因：
⑴.國家對模具工業(yè)的政策支持力度還不夠
⑵.人才不足，科研開發(fā)及技術(shù)攻關(guān)投入太少?
⑶.工藝裝備水平低，配套性不好，利用率低
⑷.專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化程度低，協(xié)作能力差
⑸.模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后
第2章 制品原料工藝性能的分析
2.1塑件材料的選擇及其結(jié)構(gòu)分析
1.塑件模型圖：
圖1-1 塑件圖
2.塑件材料的選擇：選用ABS（即丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物）。
3.色調(diào)：黑色。
4.生產(chǎn)批量：大批量。
5.塑件的結(jié)構(gòu)與工藝性分析：
（1）結(jié)構(gòu)分析
塑件為手機(jī)外殼的上半部分，應(yīng)有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，由于中間有手機(jī)的按鍵及手機(jī)顯示屏，后面有與后蓋聯(lián)接的塑料倒扣，所以應(yīng)保證它有一定的裝配精度；由于該塑件為手機(jī)外殼，因此對表面粗糙度要求不高。
（2）工藝性分析
精度等級：采用5級低精度
脫模斜度：塑件外表面 40′－1°20′ 塑件內(nèi)表面 30′－1°（脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)，塑件外形以型腔大端為準(zhǔn)，塑件內(nèi)形以型芯小端為準(zhǔn)。）
2.2 ABS的注射成型工藝
2.2.1 注射成型工藝過程
（1）預(yù)烘干--→裝入料斗--→預(yù)塑化--→注射裝置準(zhǔn)備注射--→注射--→保壓--→冷卻--→脫模--→塑件送下工序
（2）清理模具、涂脫模劑--→合模--→注射
2.2.2 ABS的注射成型工藝參數(shù)
（1）注射機(jī)：螺桿式
（2）螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）：30——60（選30）
（3）預(yù)熱和干燥：溫度（°C） 80——85
時間 (h) 2——3
（4）密度（g/ cm3）:1.02——1.05
（5）材料收縮率（℅）：0.3——0.8
（6）料筒溫度（°C）：后段 150——157
中段 165——180
前段 180——200
（7）噴嘴溫度（°C）：170——180
（8）模具溫度（°C）：50——80
（9）注射壓力（MPa）：70——100
（10）成形時間（S）：注射時間 20——90
高壓時間 0——5
冷卻時間 20——120
總周期 50——220
（11）適應(yīng)注射機(jī)類型：螺桿、柱塞均可
（12）后處理：方法 紅外線燈、烘箱
溫度（°C） 70
時間（h） 2——4
2.3 ABS性能分析
2.3.1使用性能：
①綜合性能良好，沖擊韌度、力學(xué)強(qiáng)度較高，且要低溫下也不迅速下降。
②耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化學(xué)性和電氣性能良好。
③水、無機(jī)鹽、堿、酸對ABS幾乎無影響。
④尺寸穩(wěn)定，易于成型和機(jī)械加工，與372有機(jī)玻璃的熔接性良好，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色，且可作雙色成型塑件，且表面可鍍鉻。
2.3.2 成型性能：
①無定型塑料，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％，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時間預(yù)熱干燥。
③流動性中等，溢邊料0.04mm左右（流動性比聚苯乙烯、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（對耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高）。料溫對物性影響較大、料溫過高易分解（分解溫度為250 °C左右比聚苯乙烯易分解），對要求精度較高的塑件，模溫宜取 50——60 °C，要求光澤及耐熱型料宜取 60——80 °C。注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑機(jī)時料溫為 180——230 °C，注射壓力為 100——140 MPa，螺桿式注塑機(jī)則取 160——220 °C，70——100 MPa為宜。
⑤易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對斜流的阻力，模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)料口位置、形式。摧出力過大或機(jī)械加工時塑件表面呈“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失）。
⑥ABS在升溫時粘度增高，塑料上的脫模斜度宜稍大，宜取1 °以上。
⑦在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。
2.4 ABS主要技術(shù)指標(biāo)：
表1-1 熱物理性能
密度(g/ cm3)
1.02—1．05
比熱容(J·kg-1K-1)
1255—1674
導(dǎo)熱系數(shù)
(W·m-1·K-1×10-2)
13.8—31.2
線膨脹系數(shù)
(10-5K-1)
5.8—8.6
滯流溫度(°C)
130
表1-2 力學(xué)性能
屈服強(qiáng)度（MPa）
50
抗拉強(qiáng)度(MPa)
38
斷裂伸長率(﹪)
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
抗剪強(qiáng)度(MPa)
24
沖擊韌度
(簡支梁式)
無缺口
261
布氏硬度
9.7R121
缺 口
11
表1-3 電氣性能
表面電阻率（Ω）
1.2×1013
體積電阻率（Ω·m）
6.9×1014
擊穿電壓（KV/mm）
\
介電常數(shù)（106Hz）
3.04
介電損耗角正切（106Hz）
0.007
耐電弧性(s)
50—85
2.5 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施：
主要缺陷：缺料、氣孔、飛邊、出現(xiàn)熔接痕、塑件耐熱性不高（連續(xù)工作溫度為70°C左右熱變形溫度約為93°C）、耐氣候性差（在紫外線作用下易變硬變脆）。
消除措施：加大主流道、分流道、澆口、加大噴嘴、增大注射壓力、提高模具預(yù)熱溫度。
第3章 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計
3.1初步確定注射機(jī)型號及規(guī)格
除了模具的結(jié)構(gòu)、類型和一些基本參數(shù)和尺寸外，模具的型腔數(shù)、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時需要的合模力、注射壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開模行程等都與注射機(jī)的有關(guān)性能參數(shù)密節(jié)相關(guān)，如果兩者不相匹配，則模具無法使用，為此，必須對兩者之間有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行較核，并通過較核來設(shè)計模具與選擇注射機(jī)型號（有關(guān)校核數(shù)據(jù)見3.12）。
⑴、計算單個塑件的體積 V=4.2cm3
設(shè)型腔數(shù)為8，則Vg≥n(V+Vj)/0.8=92 cm3
則選型號為XS-ZY-125
⑵、其注射機(jī)的規(guī)格、參數(shù)如下：
螺桿
直徑
Φ42mm
注射
容量
125g
注射
壓力
119Mpa
鎖模
力
900KN
最大注射面積
320cm2
模具
厚度
200~300mm
模板
行程
300mm
噴嘴球半徑R
12mm
孔直
徑
Φ4mm
定位孔直徑
Φ100+00.054
mm
推出機(jī)構(gòu)中兩側(cè)孔徑
Φ22mm
孔距
230mm
3.2定型腔數(shù)目
按注射機(jī)的最大注射量確定
n≤(0.8Vg-Vj)/V=21.6
則n取4符合要求，即一模四腔
3.3分型面的選擇及型腔的合理排布
根據(jù)其原則：保證塑件留于動模，外觀整潔，塑件精度，且可利用分型面排氣，故采用雙分型面的平面分型。
分型面如圖所示：
圖2
型腔的排布呈兩排四腔式，如圖所示：
圖3
3.4澆注系統(tǒng)的設(shè)計
設(shè)計澆注系統(tǒng)首先應(yīng)了解塑料及其流動性（ABS這種屬于熱塑性塑料熔體在流動過程中其表觀黏度隨剪切速率的變化而發(fā)生顯著的變化，且壓力增高時表觀黏度增加），使盡可能低的表觀黏度和較快的速度充滿整個型腔。
⑴、主流道設(shè)計
形狀如圖所示：
尺寸如下：R=12+2=14 mm r=2 mm α=0.5α0=2°
d=4+0.5=4.5 mm
澆口套如圖所示：
圖（4）
注意：流道內(nèi)壁粗糙度為Ra0.63μm
h = 5 mm H = 10 mm L = 25 mm ( L ≤ 60 mm
⑵、冷料穴設(shè)計
冷料穴是貯存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料以及熔體流動的前鋒冷料，以防止熔體冷料進(jìn)入型腔，且冷料穴應(yīng)設(shè)在料流末端。根據(jù)需要選用帶球頭形的拉料桿，當(dāng)塑料進(jìn)入冷料穴后，緊包在拉料桿的球頭上，拉料桿的底部固定在推桿固定板上，開模時將主流道凝料拉出定模。
尺寸為 d = 6 mm
⑶、分流道設(shè)計
要使塑料熔體流經(jīng)流道的效率較高，則應(yīng)采用截面形狀為圓形流道作為分流道，由塑料ABS得知分流道直徑為(d) = 4.0~9.0，故取 D = 6 mm。分流道表面粗糙度Ra=1.25~2.5 um，且分流道與澆口的連接形式采用圓弧連接。
分流道排布如圖所示：D=6mm,d=4mm
圖（5）
⑷、澆口設(shè)計
依據(jù)：①、避免熔體破裂而產(chǎn)生噴射和蠕動；
②、有利于流動、排氣、補(bǔ)料；
③、使流程最短，料流變向最少，防止型芯變形；
④、有利于減少熔接痕和增加熔接強(qiáng)度等。
故應(yīng)采用多點澆口。
澆口直徑d =1.4 mm 澆口長度：L = 1.5 mm
3.5模架的選用
在學(xué)校作設(shè)計時，模架部分要自行設(shè)計；在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)計中，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式，規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號。
模架尺寸確定之后，對模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度計算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其時對大型模具，這一點尤為重要。
標(biāo)準(zhǔn)件包括通用標(biāo)準(zhǔn)件及模具專用標(biāo)準(zhǔn)件兩大類。通用標(biāo)準(zhǔn)件如緊固件等。模具專用標(biāo)準(zhǔn)件如定位圈、澆口套、推桿、推管、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件，順序分型機(jī)構(gòu)及精密定位用標(biāo)準(zhǔn)組件等。
由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，可選用標(biāo)準(zhǔn)模架 315×L，其中L取400mm，可符合要求。
模架的選擇:選用標(biāo)準(zhǔn)模架
模架的外觀尺寸為315×400×215 mm
動模板厚度: 20 mm
定模板厚度: 35 mm
墊板厚度: 10 mm
3.6排氣系統(tǒng)設(shè)計
在注射成型過程中若模具排氣不良，型腔內(nèi)的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓，阻止塑料熔體正常快速充模，同時氣體壓縮所產(chǎn)生的熱量可能使塑料燒焦。在充模速度大、溫度高、物料黏度低、注射壓力大和塑件過厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會滲入塑料制件內(nèi)部，造成氣孔、組織疏松等缺陷，為此應(yīng)開設(shè)排氣槽，設(shè)計好排氣系統(tǒng)。
排氣槽設(shè)計的要點：
⑴、排氣槽應(yīng)盡量設(shè)在分型面上并盡量設(shè)在凹模上。
⑵、排氣槽盡量設(shè)在料流末端和塑件較厚處。
⑶、排氣槽排氣方向不應(yīng)朝向操作人員，并最好呈曲線狀，以防注射時燙傷工人。
⑷、排氣槽尺寸根據(jù)經(jīng)驗常取槽寬1.5~1.6mm，槽深0.02~0.05mm，以塑料不進(jìn)入排氣槽為宜。
故排氣槽的尺寸?。簩?.5mm ,深 0.03mm。
另外排氣系統(tǒng)還可通過其它方式排氣如：
用分型面排氣；用型芯與模板配合間隙排氣等。
3.7確定冷卻系統(tǒng)
為了提高冷卻系統(tǒng)的效率和爭取型腔表面溫度的均勻和穩(wěn)定，在系統(tǒng)的綜合實際中應(yīng)遵守生產(chǎn)中的約定準(zhǔn)則。在管道的布置時，還需進(jìn)一步考慮型腔的形狀和尺寸，并使加工方便和密封效果良好。
用20℃的水作為冷卻介質(zhì)，其出口溫度27℃，水呈湍流狀態(tài)，模具平均溫度為60℃，模具寬度為315mm。
⑴、塑件固化每小時釋放熱量 Q=WQ1
查表得Q1=4.0 x 102 KJ/Kg
體積 V = 383.5 mm3
G = 383.5 x 1.05 =402.675 g
W =3600G/40 =36.24 Kg/h
Q = 36.24 x 4.0 x 102 =1.45 x 104 KJ/h
⑵、冷卻水的體積流量
q = Q/[PC1(θ1-θ2)] =8.2 x 10-3 m3/min
⑶、查表得：取冷卻水管直徑 d = 15 mm
⑷、水管內(nèi)水的流速 v = 4q/(πd2) =0.77 m/s
⑸、在水溫為30℃的情況下取 f = 7.22
傳熱膜系數(shù) h = 4.187 x f(ρv)0.8
= 1.42 x 104 KJ/(m2h℃)
⑹、總傳熱面積 A = 60W Q1/(ht) =0.028 m2
⑺、冷卻水管的孔數(shù) n =A/(πdL) ≈ 4，分布圖如下：
3.8頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計
（1）.頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則
⑴、頂出的運(yùn)動要準(zhǔn)確、可靠、靈活，無卡死現(xiàn)象，機(jī)構(gòu)本身要有足夠的剛度和強(qiáng)度，足以克服脫模阻力；
⑵、保證在頂出過程中塑件不變形，這是對頂出機(jī)構(gòu)的最基本的要求；
⑶、頂出力的分布應(yīng)盡量靠近型芯，且頂出面積應(yīng)盡可能大，以防止塑件變形；
⑷、頂出力應(yīng)作用在不易使塑件變形的部位。應(yīng)盡量避免使頂出力作用在塑件的平面位置上；
⑸、如果頂出部位需設(shè)在塑件使用或裝配的基準(zhǔn)面上時，為了不影響塑件的尺寸和使用，一般使頂桿與塑件接觸部位凹進(jìn)塑件0.1mm左右，而頂出桿端面則應(yīng)高于基準(zhǔn)面，否則塑件面會出現(xiàn)凸起，影響基準(zhǔn)面的外觀和平整；
⑹、盡可能使塑件留在動模，使脫模機(jī)構(gòu)易于實現(xiàn)。
（2）.頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計
在注射成型的每一循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中取出。完成取出塑件這個動作的機(jī)構(gòu)就是頂出機(jī)構(gòu)，也稱為脫模機(jī)構(gòu)。本設(shè)計采用到斜頂裝置，斜頂是滑塊的一種特殊形式，即型芯的滑塊。
工作原理:在頂出過程中，推桿頂著滑塊型芯作橫向移動將制件頂出后用手取出，而在頂出塑件的同時通過銷釘限位防止滑塊型芯脫落。(力的分解原理)
3.9復(fù)位裝置
脫模機(jī)構(gòu)在完成塑件的頂出后，為了下一個循環(huán)，要求它必須回復(fù)到初始位置。目前常用的復(fù)位形式主要有復(fù)位桿復(fù)位和彈簧復(fù)位兩種形式，而本次模具設(shè)計用的是復(fù)位桿復(fù)位。復(fù)位桿也叫回程桿或反頂桿。模具閉合后，它的端面剛好和分型面平齊，它與頂桿一起固定在頂出板上。實現(xiàn)頂出后，復(fù)位桿的位置高出分型面。模具閉合后，定模板端面推頂復(fù)位桿連同整個頂出機(jī)構(gòu)一起回歸原位。復(fù)位桿一般設(shè)置4根。使用復(fù)位桿時，必須等到復(fù)位桿與定模板相接觸時才起復(fù)位作用，也只有當(dāng)模具完全閉合時，復(fù)位動作才全部完成。每合模一次，復(fù)位桿端面就要與定模板發(fā)生一次碰撞。
3.10型腔與型芯尺寸的計算
塑件圖為：
圖（6）
收縮率 S = 0.3~0.8%，平均收縮率Scp=0.55%
⑴、型腔直徑 ：如下圖所示
對直徑D為50-0.040 mm有：
公差為△=0.40 mm δz = △/4 = 0.10mm
由公式 Lm =[Ls(1+Scp)-3△/4]+0δz
=49.975 +00.1 mm
經(jīng)核算得：Lm +δz +δc –Ls S min =49.992 < Ls=50
故滿足要求，則直徑D為49.975 +00.1 mm。
對直徑D為45.5 –0.0.6 mm有：
公差為△=0.60 mm δz = △/4 = 0.15mm
由公式 Lm =[Ls(1+Scp)-3△/4]+0δz
= 45.3 +00.15 mm
同里經(jīng)校核可知符合要求，則直徑為45.3 +00.15 mm。
⑵、型腔深度：
對尺寸為18-0.024 mm則有：
公差為△=0.24 mm δz = △/4 = 0.06 mm
由公式 Hm =[Hs(1+Scp)-2△/3]+0δz
=17.939 +00.06 mm
經(jīng)核算得： Hm - HsSmax + △ =18.035 > Hs = 18
故滿足要求，即型腔深度為17.939 +00.06 mm
⑶、型芯組合體尺寸的計算：如下圖所示
對 d為43+0.040 mm有：
公差為△= 0.40 mm δz = △/4 = 0.10mm
由公式 lm =[ls(1+Scp)+3△/4]-0δz
=43.537 –00.1 mm
同里校核得其符合要求，則型芯上直徑為d=43.537 –00.1mm
⑷、型芯高度：
對尺寸為h = 16.81 +00.14 mm則有：
公差為△= 0.14 mm δz = △/4 = 0.035mm
由公式 hm =[hs(1+Scp)+2△/3] -0δz
= 16.995 –00.035 mm
經(jīng)核算得滿足要求，即型芯高度為h= 16.995 –00.035 mm
⑸、小型芯的中心距：
對尺寸為C=15+00.24 mm則有：
公差為△= 0.24 mm δz = △/4 = 0.06mm
由公式 Cm = Cs(1+Scp)±δz/2
= 15.083±0.03 mm
(6)、螺紋型芯與型環(huán)徑向尺寸
螺紋型芯與螺紋型環(huán)的徑向尺寸計算方法與普通型芯和型腔的徑向尺寸的計算方法基本相似。但塑件螺紋成型時，由于收縮的不均勻性和收縮率的波動等影響因素，使其螺距和牙尖角都有較大的誤差，從而影響其旋入性能。下列是螺紋型芯與螺紋型環(huán)徑向尺寸相應(yīng)的計算公式。
螺紋型芯
中徑 dm中=[（1+Scp）Ds中+△中]中 （1）
大徑 dm大=[（1+Scp）Ds大+△中]大 （2）
小徑 dm小=[（1+Scp）Ds小+△中]小 （3）
螺紋型環(huán)
中徑 Dm中=[（1+Scp）ds中-△中]中 （4）
大徑 Dm大=[（1+Scp）ds大-△中]大 （5）
小徑 Dm小=[（1+Scp）ds小-△中]小 （6）
式中：
dm中、dm大、 dm小—分別為螺紋型芯的中徑、大徑、小徑；
Ds中、Ds大、 Ds小—分別為塑件內(nèi)螺紋的中徑、大徑、小徑的基本尺寸；
Dm中、Dm大、 Dm小—分別為螺紋型環(huán)的中徑、大徑、小徑；
ds中、ds大、 ds小—分別為塑件外螺紋的中徑、大徑、小徑的基本尺寸；
△中—塑件螺紋中徑公差；目前國內(nèi)尚無標(biāo)準(zhǔn)，可參考金屬螺紋公差標(biāo)準(zhǔn)選用精度較低者；
δ中、δ大、δ小—分別為螺紋型芯或型環(huán)中徑、大徑和小徑的制造公差；
查相關(guān)手冊得：ds小=47.051mm, ds中=48.075mm，螺距Ps=3mm，△中=0.54mm，
δ大=0.06mm, δ中=0.04mm, δ小=0.06mm。
將上述各式代入式（4）、式（5）、式（6）得：
螺紋型芯的工作尺寸：
中徑 Dm中=[（1+Scp）ds中-△中]中
= [（1+1.7%）×48.075-0.54]=mm；
大徑 Dm大=[（1+Scp）ds大-△中]大
=[（1+1.7%）×49-0.54] =mm；
小徑 Dm小=[（1+Scp）ds小-△中]小
=[（1+1.7%）×47.051-0.54]=mm。
螺距：
螺紋型芯與型環(huán)的螺距尺寸計算公式如下：
Pm=[（1+Scp）Ps]±
式中：Pm—螺紋型芯或型環(huán)的螺距；
Ps—塑件螺紋螺距基本尺寸；
δ—螺紋型芯與型環(huán)螺距制造公差。
查相關(guān)資料=0.030.05mm, 取 =0.04mm。
Pm=[（1+Scp）Ps]± =[（1+1.7%）*3]±=3.1±0.02mm。
3.11模具結(jié)構(gòu)尺寸的計算
⑴、型腔側(cè)壁的計算：已知強(qiáng)度[б]=160Mpa
由于型腔采用的是整體型腔，其最小壁厚為40 mm
由公式（整體式）S = Prh/( [б]H )
= 4 mm < 40 mm
故滿足要求。
⑵、型腔底板厚度的計算：
由公式 t ={3pr2/( 4[б] )}0.5
=11.8 mm < 20 mm
則符合要求,故取20 mm。
⑶、型芯支承板厚度的計算：
由公式 t ={3pbL2/( 4B[б] )}?
= 35.7 mm
則取支承板厚度為40 mm。
⑷、脫模力的計算：：
由已知條件和查表得 E = 1.8 x 103 Mpa ψ= 1°
f = 0.21 K2 = 1.0035 μ=0.32
由公式t/d=0.02 < 0.05
可得該塑件為薄壁制件。
A = πD2/4 = 1962.5 mm2
則 F = 2πδESL cosψ (f - tanψ)/[(1-μ)K2 ] +0.1A
= 4363 N
⑸、推桿直徑的計算：
由公式 d = k(L2F/nE)? = 3.6 mm < 6 mm
故取直徑為d=6 mm。
⑹、推板厚度的計算：
由公式 t = (K3F/[б])1/3 ≈ 4 mm < 10 mm
故取推板厚度t = 10 mm.
3.2模具結(jié)構(gòu)的校核
3.2.1鎖模力的校核
據(jù)式P=KP0 取壓力損耗系數(shù)K為0.4，注射機(jī)使用的注射壓力為 P0=119MPa ,則型腔壓力 P=47.6MPa。已知注射機(jī)的最大鎖模力為900KN。
F =AP =752 KN 〈 900 KN，故滿足要求。
3.2.2安裝部分的尺寸校核：
⑴、模具厚度——模板閉合后達(dá)到規(guī)定鎖模力時動模板和定模板的距離。注射機(jī)規(guī)定的最大模具高度為300 mm，最小模具厚度為200 mm。
H =25 x 2 + 10 + 35 + 20 + 40 + 60 = 215 mm ∈(200～300㎜)則滿足要求。
⑵、模架的尺寸規(guī)格： (L)315mm × (B)400mm × (H)215mm
⑶、定位環(huán)尺寸
為了使模具主流道的中心線與注射機(jī)噴嘴的中心線重合，模具定模
板上 凸出的定位環(huán)與注射機(jī)固定模板上的定位孔呈間隙配合。定位環(huán)高度為8 mm，直徑D為100+0.054 mm。
⑷、噴嘴尺寸：
R2 = 14 mm R1 = 16 mm ,則R1 〉R2 ，故主流道內(nèi)的塑料凝料可以脫出符合要求。
⑸、開模行程校核：
雙分型面注射模： S = H1 + H2 + a +(5～10)
= 20 +10 +35 +10 +5
=80 mm
注釋： H1 —— 塑料脫模需要的頂出距離。
H2 —— 塑件厚度（包括澆注系統(tǒng)凝料）。
對最大行程與模具厚度有關(guān)的校核：
Sk — Hm = 300 — 215 = 85 〉 S = 80
故滿足要求。
第4章 試模
4．1 試模前的模具檢驗
為了保證正常試模，對交付試模的模具應(yīng)首先進(jìn)行有關(guān)的檢查，檢查內(nèi)容如下：
1.外觀檢查
1）的閉合高度、安裝尺寸、脫件形式、開模距離等是否符合設(shè)備條件；
2）外露部分應(yīng)無銳棱角，并應(yīng)敲印用該模具生產(chǎn)的塑件圖號或代號；
3）總重量超過30kg時，應(yīng)有起重用吊環(huán)安裝孔；
4）附件、備件應(yīng)備齊；
5）合模方向的標(biāo)記；
6）零件、澆注系統(tǒng)等表面應(yīng)光潔，無塌陷、傷痕等弊病。對成型有腐蝕性
的塑料的模具，其成型零件應(yīng)有防腐措施（如鍍鉻等）；
7）能出現(xiàn)飛邊，其方向應(yīng)保證能脫模；
8）動零件應(yīng)配合適當(dāng)、起止位置的定位正確可靠。如模具使用溫度高于60，
部分間隙應(yīng)能保證升溫后不因膨脹而卡死；
9）部分的尺寸是否符合模具設(shè)計要求（以圖樣為依據(jù)）；
10）各承壓零件的接觸面積是否確實接觸。
2.運(yùn)轉(zhuǎn)檢查
1）動零件、組件是否運(yùn)動靈活，動作正確可靠；
2）零件在閉模后是否確實鎖緊。如有可調(diào)整余地，應(yīng)事先調(diào)整；
3）系統(tǒng)的，檢查水路是否通暢，走向是否正確，有無漏泄現(xiàn)象；
4）加熱器的模具，應(yīng)在通電前作絕緣檢查；
5）壓、氣動裝置的模具，應(yīng)通液或通氣試驗，有無漏液或漏氣現(xiàn)象，工作行程是否準(zhǔn)確。
4．2 試模后模具驗收項目
4．2．1 模具性能
1．各工作系統(tǒng)堅固可靠，活動部分靈活平穩(wěn)，動作相互協(xié)調(diào)，定位起止正確，保證穩(wěn)定正常工作，滿足成形要求和塑件質(zhì)量及生產(chǎn)效率；
2．脫模良好，塑件留落方向符合設(shè)計要求；
3．嵌件安裝方便，可靠，正確；
4. 對成形條件及操作要不苛刻，便于掌握投產(chǎn)；
5．各主要受力零件有足夠強(qiáng)度及剛性；
6. 模具安裝平穩(wěn)性好，調(diào)整方便，工作安全；
7. 加料、取料把及塑件方便安全；
8. 消耗塑料少；
9．配件及附件的使用性能良好。
4．2．2塑件質(zhì)量
1．粗糙度、尺寸符合圖紙要求；
2．形狀完整無缺，表面光澤平滑，不得產(chǎn)生不允許的各種成形缺陷及弊?。?
3．頂桿殘留凹痕不得過深，一般不得超過0.5mm，不存在頂出不良和脫模
不良等弊?。?
4．飛邊不得超過規(guī)定要求；
5．保證塑件質(zhì)量穩(wěn)定。
第4章 結(jié)論
通過3個月的鍛煉，遇到了很多難題，在指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助下解決了許許多多難題。在此期間我為了作好畢業(yè)設(shè)計在圖書館查閱了許多的資料，學(xué)到了好多課堂上沒有的知識，也提高了自己的動手能力。這個期間雖然很累，但卻使我受益匪淺。
首先，在設(shè)計模具結(jié)構(gòu)前必須了解清楚該塑料零件的一些相關(guān)性能。看看它適合用哪種方式去成型，適合用哪種脫模方式，是否會影響其質(zhì)量。
其次，一個正確的設(shè)計思路和設(shè)計順序能使你比較順利地完成你的畢業(yè)設(shè)計。剛開始時，由于沒有任何設(shè)計經(jīng)驗，面對著工程如此復(fù)雜、艱巨的模具設(shè)計所要考慮的方方面面，由于在做畢業(yè)設(shè)計之前我們實習(xí)了塑料模具的課程設(shè)計，為此我逐步逐步地做，忙活了好幾天才開了頭。但經(jīng)過查閱大量資料及在同學(xué)幫助下，終于理清思路，讓工作步入正軌。
然后，要熟悉模具的運(yùn)動規(guī)律及模架結(jié)構(gòu)。我的設(shè)計方案作過幾次更改，剛開始時考慮的不全面，對模具的運(yùn)動沒掌握好而造成的。當(dāng)時設(shè)計上出現(xiàn)失誤時會有機(jī)構(gòu)運(yùn)動干涉，無法取出殘余料，抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計錯誤等癥狀。
這次的設(shè)計不僅鞏固了以往在課堂上所學(xué)到的各方面的知識，還學(xué)到了許多新知識，使其更系統(tǒng)化而且整個設(shè)計的過程使得這些理論和實踐相結(jié)合，提高了我解決實際問題的能力。同時，查閱大量的資料擴(kuò)充了我模具方面的知識，也使我查閱資料的速度及準(zhǔn)確性大大提高，也讓我了解模具設(shè)計的整個流程。
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⑻.楊可楨、程光蘊(yùn). 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ). 高等教育出版社(第四版). 1999,4
⑼.[德] G.曼格斯 P.墨蘭 . 李玉泉 譯 張蔭朗 校. 塑料注射成型模具的設(shè)計與制造. 中國輕工業(yè)出版社, 1993.2
⑽.邱建新、李發(fā)根等. 模具工業(yè)發(fā)展終述. CAD/CAM與制造業(yè)信息化，2003.12
⑾.周永泰. 模具產(chǎn)品目前水平及今后發(fā)展趨勢, 1998.2
⑿.周雄輝. 現(xiàn)代模具設(shè)計制造理論.上海交通大學(xué)出版.2000年
⒀.黃虹《塑料成型加工與模具》化學(xué)工業(yè)出版社2003.3
⒁.王孝培《塑料成型工藝及模具》機(jī)械工業(yè)出版社2000.6
⒂. 徐佩弦《塑料制品與模具設(shè)計》北京中國輕工業(yè)出版社2001.7
⒃許鶴峰《注塑模具設(shè)計要點與圖冊》北京化學(xué)工業(yè)出版社1999.7
⒄許健南《塑料材料》北京中國輕工業(yè)出版社2001.1
⒅黃銳《塑料工程手冊》北京機(jī)械工業(yè)出版社2000.4
致謝
在做畢業(yè)設(shè)計的3個月間，我得到了許多老師、同學(xué)熱情的幫助及支持。在他們的幫助下，我才得以順利完成此次畢業(yè)設(shè)
計。在此，我向他們表示誠摯的感謝！
首先我要感謝我的指導(dǎo)老師高延峰老師，高老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下本論文才得以順利完成的。從論文的選題到開題，以及到最后論文的完成，高老師都給予了具體而細(xì)致的指導(dǎo)。
其次，感謝我的同學(xué)們。感謝潘津，石俊勇同學(xué)提供給我的一些資料和工具，感謝吳建輝同學(xué)為我解決了許多設(shè)計和畫圖上的問題。
感謝所有關(guān)心我、幫助我的師長、朋友和同學(xué)！今后我將謹(jǐn)記校訓(xùn)，以飽滿的熱情投入到工作崗位中，努力做到勤奮、文明、求實、創(chuàng)新，為學(xué)院增光添彩！
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